JP6000469B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱媒体の分流ユニットを複数備えた冷凍サイクル装置に関するものである。

従来、１台の室外機に対して複数の室内機を接続したマルチエアコンにおいて室内機に熱媒体を供給する際に、メイン分流ユニットとメイン分流ユニットに直列に接続される複数のサブ分流ユニットとを使用する空調システムがある。
この空調システムは、各室内機で冷暖房を自由に選択して運転ができるようにメイン分流ユニットとサブ分流ユニットとを３本の冷媒配管で接続し、各サブ分流ユニットで冷熱と温熱とを生成して各室内ユニットに供給する（特許文献１、２を参照）。

ＷＯ２０１１−０５２０５５（第６−９図等を参照） ＷＯ２０１１−０６４８２７（第９図等を参照）

上記従来の空調システムは、メイン分流ユニットを介してサブ分流ユニットに冷媒配管が接続されているため、冷媒配管や制御用の渡り配線を複雑に施工しなければならず、封入冷媒量が増加するとともに施工性に問題があった。また、メイン分流ユニットとサブ分流ユニットとを冷媒配管で直列に接続するため、冷媒流通時の圧力損失が大きくなってしまう問題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、メイン分流ユニットを省略して複数のサブ分流ユニットのみで冷凍サイクル装置を構成しても、各分流ユニット間での冷媒分配量の偏りや絞り装置の制御不良を起こさない冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機と、室外熱交換器と、を有する熱源機と、 冷媒と熱媒体とが熱交換する複数の熱媒体間熱交換器と、前記熱媒体間熱交換器と対応する冷媒用の絞り装置と、を有する複数の分流ユニットと、前記分流ユニットから前記熱媒体が供給される複数の利用側機と、前記熱源機と前記複数の分流ユニットとを接続する高圧冷媒配管及び低圧冷媒配管と、前記複数の分流ユニット同士を接続する中圧冷媒配管と、を有する冷媒回路と、前記分流ユニット内の前記高圧冷媒配管の圧力を検出する高圧圧力検出器と、前記分流ユニット内の前記中圧冷媒配管の圧力を検出する中圧圧力検出器と、 を備えた冷凍サイクル装置であって、前記複数の分流ユニットのうちの少なくとも１台は、前記熱源機と前記分流ユニットとの間の前記高圧冷媒配管における冷媒流通時の圧力損失が最小となる第１分流ユニットであり、前記複数の分流ユニットのうちの他の少なくとも１台は、前記熱源機と前記分流ユニットとの間の前記高圧冷媒配管における冷媒流通時の圧力損失が最大となる第２分流ユニットであり、前記第１分流ユニットの前記高圧圧力検出器で検出した冷媒圧力と前記中圧圧力検出器で検出した冷媒圧力との差圧が既定値以上となるように前記絞り装置の開度を制御するものである。

本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、室外機からの配管圧力損失が最小の分流ユニットの蒸発器側の熱媒体間熱交換器に対応した絞り装置を制御することで、室外機からの配管圧力損失が最大の分流ユニットの凝縮器に高圧ガス冷媒を供給できるとともに、該凝縮器に対応した絞り装置の最小制御用差圧を確保することが可能となる。さらに、複数の分岐ユニットを室外機に対して並列に接続したことで、多数の室内機を冷暖房選択可能に接続できるとともに、従来のメイン分流ユニットとサブ分流ユニットを室外機に対して直列に接続した場合に対して冷媒配管や制御用の渡り配線の施工を簡略化することができ、また、封入冷媒量を削減することができる。

実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の室外機及び分流ユニットの配置を示す図である。 実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。 実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の各運転モードにおける制御弁の開閉制御を示す図である。 実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の冷房主体運転モード時の冷媒の流れを示す図である。 実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の冷房主体運転時のモリエル線図である。 実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の分流ユニットの配置を示す図である。 実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。 実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の各運転モードにおける制御弁の開閉制御を示す図である。 実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の冷房主体運転時のモリエル線図である。

以下、本発明に係る冷凍サイクル装置について、図面を用いて説明する。
なお、以下で説明する構成等は、一例であり、本発明に係る冷凍サイクル装置は、そのような構成等に限定されない。
また、各図において、同一の又は類似する部材又は部分には、同一の符号を付すか、又は、符号を付すことを省略している。
また、重複又は類似する説明については、適宜簡略化又は省略している。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の室外機及び分流ユニットの配置を示す図である。
図２は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。
図３は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の各運転モードにおける制御弁の開閉制御を示す図である。
図４は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の冷房主体運転モード時の冷媒の流れを示す図である。
図５は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の冷房主体運転時のモリエル線図である。

実施の形態１に係る冷凍サイクル装置は、図１及び図２に示すように室外機１００と、複数の分流ユニット（第１分流ユニット１ａと、第２分流ユニット１ｂ）とを、高圧冷媒配管２ａと、低圧冷媒配管２ｂと、中圧冷媒配管２ｃとで接続することで大きく構成されている。
そして、図１に示すように各装置の配置の一例として、第２分流ユニット１ｂは、室外機１００に対して第１分流ユニット１ａよりもＢ［ｍ］冷媒配管の長さが長く、また、第１分流ユニット１ａよりもＤ［ｍ］高い位置に配置されている。また、室外機１００と第１分流ユニット１ａとを接続する冷媒配管長はＡ［ｍ］、室外機１００と第１分流ユニット１ａとの高低差はＣ［ｍ］となっている。
以下、各装置の構成及び運転モードについて説明する。

［室外機１００］
室外機１００は冷凍サイクル装置内の熱源として作用し、冷媒を高温高圧に圧縮して冷媒経路内へ搬送するための圧縮機５０と、室外機１００の運転モードを暖房運転モードと冷房運転モードとに応じて冷媒の流れを切替える四方弁等の冷媒流路切替装置５１と、暖房運転モード時においては蒸発器、冷房運転モード時においては凝縮器として機能する室外熱交換器５２とを基本要素にして構成されている。なお、暖房運転モードと冷房運転モードの違いによる余剰冷媒を蓄える又は過渡的な運転の変化に対する余剰冷媒を蓄えるアキュムレータ５３を備えるのが好ましい。

以上の各要素は冷媒配管にて直列に接続されている。また、室外機１００の冷媒配管には、一方向のみの冷媒の流れを許容するための逆止弁５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄが設けられている。これらの逆止弁を有する冷媒回路を室外機１００内に設置することにより、室内機３０の運転モードにかかわらず、分流ユニット１ａ、１ｂに流入する冷媒の流れを一方向に固定することが可能となる。

［分流ユニット１ａ、１ｂ］
第１分流ユニット１ａと第２分流ユニット１ｂとは同一の内部構造のため、第１分流ユニット１ａを代表として説明する。
第１分流ユニット１ａは、２つ以上の熱媒体間熱交換器（ここでは３ａ、４ａ）を有している。熱媒体間熱交換器３ａ、４ａは熱源側の冷媒と利用側の二次側熱媒体とで熱交換を行ない、室外機１００で生成され熱源側冷媒の冷熱又は温熱を二次側熱媒体に伝達するものである。したがって、熱媒体間熱交換器３ａ、４ａは、暖房運転の室内機３０に対して温熱媒体を供給する際には凝縮器（放熱器）として、冷房運転の室内機に対して冷熱媒体を供給する際には蒸発器として機能する。

熱媒体間熱交換器３ａは、第１絞り装置７ａと第１冷媒流路切替装置５ａとの間に設けられており、全冷房運転時及び冷房暖房混在運転モード時においては二次側熱媒体の冷却に用いられるものである。熱媒体間熱交換器３ａに接続される冷媒流路の両側には冷媒の出口温度を検出する温度計Ｔ１aとＴ２ａが設置されている。

また、熱媒体間熱交換器４ａは、第２絞り装置８ａと第２冷媒流路切替装置６ａとの間に設けられており、全暖房運転時及び冷房暖房混在運転モード時において熱媒体の加熱に用いられるものである。熱媒体間熱交換器４ａに接続される冷媒流路の両側には冷媒の出口温度を検出する温度計Ｔ３aとＴ４ａが設置されている。
なお、第１絞り装置７ａ及び第２絞り装置８ａは、例えば電子式膨張弁等の開度が可変に制御できるものが好ましい。

第１冷媒流路切替装置５ａ及び第２冷媒流路切替装置６ａには、例えば四方弁等が用いられ、室内機３０の運転モードに応じて、熱媒体間熱交換器３ａ、４ａが凝縮器又は蒸発器として機能するように冷媒流路を切替える。第１冷媒流路切替装置５ａは冷房運転時において熱媒体間熱交換器３ａの下流側に、第２冷媒流路切替装置６ａは冷房運転時において熱媒体間熱交換器４ａの下流側にそれぞれ設置されている。

第１冷媒流路切替装置５ａ及び第２冷媒流路切替装置６ａは、室外機１００に接続される高圧冷媒配管２ａと、低圧冷媒配管２ｂとに切替可能に接続されている。
なお、第１冷媒流路切替装置５ａ及び第２冷媒流路切替装置６ａを高圧冷媒配管２ａに連通させている冷媒流路を分流ユニット高圧流路２０ａと称し、第１冷媒流路切替装置５ａ及び第２冷媒流路切替装置６ａを低圧冷媒配管２ｂに連通させている冷媒流路を分流ユニット低圧流路２０ｂと称し、第１絞り装置７ａ及び第２絞り装置８ａから開閉弁１２ａを介して高圧冷媒配管２ａに連通させている流路を分流ユニット中圧流路２０ｃと称する。
分流ユニット高圧流路２０ａには、高圧圧力計ＰＳ１が設けられている。

また、分流ユニット低圧流路２０ｂと分流ユニット中圧流路２０ｃとの間を、第３絞り装置９ａを介して、分流ユニットバイパス流路２０ｄにて接続している。第３絞り装置９ａは、運転状態により開度を制御することにより、分流ユニット低圧流路２０ｂと分流ユニット中圧流路２０ｃとの差圧を調整することができる。分流ユニット中圧流路２０ｃには、中圧圧力計ＰＳ２が設けられている。

ここで、実施の形態１に係る第１分流ユニット１ａは、内部冷媒回路が同一の第２分流ユニット１ｂを室外機１００に対して並列に設置している。
並列に配置された分流ユニット１ａ、１ｂの分流ユニット中圧流路２０ｃ同士は、中圧冷媒配管２ｃにより接続されている。このように複数の分流ユニット１ａ、１ｂの分流ユニット中圧流路２０ｃ同士を中圧冷媒配管２ｃにて接続することで、各分流ユニット１ａ、１ｂ間で中圧冷媒量の過不足を調整することが可能となる。
このような中圧冷媒量の過不足は、各分流ユニット１ａ、１ｂ間で、冷房負荷が特定の分流ユニットに偏って発生した場合に生じることとなる。

また、第１分流ユニット１ａには、室内機３０へ二次側熱媒体を搬送するために、各室内機３０に対して、三方弁等からなる熱媒体流路切替装置３２及び熱媒体流路切替装置３３が設置されている。熱媒体流路切替装置３２は、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器３ａに、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器４ａに、三方のうちの一つが熱媒体流量調整装置３４にそれぞれ接続されて、室内機３０の熱媒体流路の出口側に設けられている。熱媒体流路切替装置３３は、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器３ａに、三方のうち一つが熱媒体間熱交換器４ａに、三方のうちの一つが室内機３０に接続されて、室内機３０の熱媒体流路の入口側に設けられている。これらの熱媒体流路切替装置３２、３３は、室内機３０の設置台数と同数設けられており、室内機３０を流れる熱媒体の流路を、熱媒体間熱交換器３ａと熱媒体間熱交換器４ａとの間で切替える。なお、ここでいう切替は、一方から他方への完全な流路の切替だけでなく、一方から他方への部分的な流路の切替えも含む。

熱媒体流量調整装置３４は室内機３０へ流入する熱媒体の温度及び流出する熱媒体の温度を検知することにより室内機３０へ流入する熱媒体の量を調整し、室内負荷に応じた最適な熱媒体量を提供可能とする。なお、熱媒体流量調整装置３４は図２においては室内機３０と熱媒体流路切替装置３２の間に設けているが、室内機３０と熱媒体流路切替装置３３の間に設けても良い。また、室内機３０において、停止やサーモＯＦＦ等の空気調和装置からの負荷を必要としていないときは、熱媒体流量調整装置３４を全閉にすることにより、室内機３０への熱媒体供給を止めることができる。

また、第１分流ユニット１ａ内には、水又は不凍液等の熱媒体を各室内機３０へ搬送するために、各熱媒体間熱交換器３ａ、４ａに対応した熱媒体搬送装置３１（３１ａ、３１ｂ）が設けられている。熱媒体搬送装置３１は例えばポンプであり、熱媒体間熱交換器３ａ、４ａと熱媒体流路切替装置３３との間の熱媒体配管に設けられて、室内機３０が必要としている負荷の大きさによって、熱媒体の流量を調整することを可能としている。
以上のように、実施の形態の上記構成を採用することで、室内負荷に応じた最適な冷房運転又は暖房運転を実現することができる。

［運転モード］
以下に、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の各運転モードの冷媒及び二次側熱媒体の動作を示す。なお、上記空気調和装置における運転モードは、駆動している室内機３０の全てが暖房運転を行っている全暖房運転モード、駆動している室内機３０の全てが冷房運転を行っている全冷房運転モードがある。
これらに加えて、室内機側で冷房運転と暖房運転が混在している混在運転モードであって、冷房運転を行っている室内機３０の負荷が大きい冷房主体運転モード、室内機側で冷房運転と暖房運転が混在している混在運転モードであって、暖房運転を行っている室内機３０の負荷が大きい暖房主体運転モードがある。

上記のように実施の形態１に係る冷凍サイクル装置は、全暖房運転モード、全冷房運転モード、冷房主体運転モード、暖房主体運転モードの４モードがあるため、それらのモード別の制御弁の開閉制御をまとめて図３に示している。
図３中のＳＨ制御は熱交換器出口冷媒の過熱度による絞り装置の制御を示し、ＳＣ制御は熱交換器出口冷媒の過冷却度による絞り装置の制御を示している。ＳＨｍとＳＣｍはそれぞれ過熱度の目標値と過冷却度の目標値を示している。また、○は全開開度を示し、×は全閉開度を示している。ΔＰＨＭｍ［ｋｇｆ／ｃｍ^２］は絞り装置前後の目標差圧を示している。

［全暖房運転モード］
全暖房運転モードにおける冷媒の流れについて図２を用いて説明する。
低温低圧の冷媒は圧縮機５０へ流入し、高温高圧のガスの冷媒として吐出される。吐出された高温高圧の冷媒は室外機１００から高圧冷媒配管２ａに流入する。高圧冷媒配管２ａから分流ユニット１ａへと流入したガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置５ａ及び第２冷媒流路切替装置６ａへ分岐されて流入する。この時、第１冷媒流路切替装置５ａ及び第２冷媒流路切替装置６ａは暖房側に切替えられている。第１冷媒流路切替装置５ａ及び第２冷媒流路切替装置６ａをそれぞれ通過したガス冷媒は、熱媒体間熱交換器３ａ、４ａを通過することにより内部にて水又は不凍液等の二次側熱媒体と熱交換を行う。

二次側熱媒体と熱交換され高温高圧の液冷媒となった冷媒は、第１絞り装置７ａ及び第２絞り装置８ａを通過することにより膨張し、中圧の液冷媒となる。このとき、第１絞り装置７ａ及び第２絞り装置８ａは、温度計Ｔ１ａとＴ２ａで検出した熱交換器の出口冷媒温度と、高圧圧力計ＰＳ１から求めた凝縮温度との温度差である過冷却度が所定値（例えば１０℃）となるように開度制御される。

第１絞り装置７ａ及び第２絞り装置８ａを通過した中圧の液冷媒は合流した後、分流ユニットバイパス流路２０ｄを通って分流ユニット低圧流路２０ｂに流入する。このとき、開閉弁１２ａは全閉に制御されており、第３絞り装置９ａは、高圧圧力計ＰＳ１の検出圧力と中圧圧力計ＰＳ２の検出圧力との圧力差が所定値（例えば６．２ｋｇｆ／ｃｍ^２程度）となるように開度制御される。これは、全暖房運転モードから後述する冷房主体運転モードに切り替わった際の中圧冷媒を予め準備しておくための制御である。

第３絞り装置９ａへ流入した中圧の液冷媒は、低温低圧の二相冷媒となり、低圧冷媒配管２ｂを通過して室外機１００へと搬送される。室外機１００へ搬送された低温低圧の二相冷媒は室外熱交換器５２へと流入し、室外空気と熱交換を行うことで、低温低圧のガス冷媒となり圧縮機５０へと戻される。

次に、全暖房運転モードにおける熱媒体の流れについて説明する。上記に説明した通り、水や不凍液等の熱媒体は熱媒体間熱交換器３ａ、４ａにおいて高温高圧の気体の冷媒と熱交換を行い、高温の二次側熱媒体となる。熱媒体間熱交換器３ａ、４ａにて高温とされた二次側熱媒体はそれぞれ熱媒体間熱交換器３ａ、４ａに接続されている熱媒体搬送装置３１ａ、３１ｂにより室内機３０へ搬送される。搬送された二次側熱媒体は各室内機３０に接続されている熱媒体流路切替装置（入口側）３３を通過し、熱媒体流量調整装置３４にて各室内機３０へ流入する熱媒体流量が調整される。なお、このとき熱媒体流路切替装置３３は熱媒体間熱交換器３ａ、４ａの両方から搬送される二次側熱媒体を、熱媒体流量調整装置３４及び室内機３０に供給できるよう中間開度又は、熱媒体間熱交換器３ａ、４ａ出口の熱媒体温度に応じた開度調整が行われる。

熱媒体配管にて接続された室内機３０へ流入した二次側熱媒体は室内空間の室内空気と熱交換を行うことで暖房運転を実施する。熱交換された熱媒体は、熱媒体配管及び熱媒体流量調整装置３４を通して、第１分流ユニット１ａ内へ搬送される。搬送された熱媒体は熱媒体流路切替装置（出口側）３２を通じて熱媒体間熱交換器３ａ、４ａのそれぞれへと流入し室内機３０を通じて室内空間へ供給した分の熱量を冷媒側から受け取り、再度熱媒体搬送装置３１ａ、３１ｂへ搬送される。

［全冷房運転モード］
全冷房運転モードにおける冷媒の流れについて図２を用いて説明する。
低温低圧のガス冷媒は圧縮機５０へ流入し、高温高圧のガスの冷媒として吐出される。吐出された高温高圧の冷媒は室外熱交換器５２へと流入し、室外空気と熱交換を行うことで、高圧の液冷媒となり室外機１００から高圧冷媒配管２ａに流入する。高圧冷媒配管２ａから分流ユニット１ａへと流入した液冷媒は、全開の開閉弁１２ａを通って分流ユニット中圧流路２０ｃに流入する。そして、第１絞り装置７ａ及び第２絞り装置８ａを通過することにより膨張し、低圧の二相冷媒となって熱媒体間熱交換器３ａ、４ａを通過することにより水又は不凍液等の二次側熱媒体と熱交換し蒸発してガス冷媒となる。このとき、第１絞り装置７ａ及び第２絞り装置８ａは、温度計Ｔ２ａとＴ４ａで検出した熱交換器の出口冷媒温度と、蒸発温度との温度差である過熱度が所定値（例えば２℃）となるように開度制御される。また、第３絞り装置９ａは、全閉に制御される。

次にガス冷媒は第１冷媒流路切替装置５ａ及び第２冷媒流路切替装置６ａへ流入する。この時、第１冷媒流路切替装置５ａ及び第２冷媒流路切替装置６ａは冷房側に切替えられている。第１冷媒流路切替装置５ａ及び第２冷媒流路切替装置６ａをそれぞれ通過したガス冷媒は、分流ユニット低圧流路２０ｂに流入し、低圧冷媒配管２ｂを通って室外機１００へと搬送され、圧縮機へと戻される。

次に、全冷房運転モードにおける熱媒体の流れについて説明する。上記に説明したとおり、水や不凍液等の二次側熱媒体は熱媒体間熱交換器３ａ、４ａにて低温とされ、各熱媒体間熱交換器３ａ、４ａに接続されている熱媒体搬送装置３１ａ、３１ｂにより室内機３０側へ搬送される。搬送された二次側熱媒体は各室内機３０に接続されている熱媒体流路切替装置（入口側）３３を通過し、熱媒体流量調整装置３４にて各室内機３０へ流入する熱媒体流量が調整される。なお、このとき熱媒体流路切替装置３３は熱媒体間熱交換器３ａ、４ａの両方から搬送される二次側熱媒体を熱媒体流量調整装置３４及び室内機３０に供給できるよう中間開度、又は、熱媒体間熱交換器３ａ、４ａ出口の熱媒体温度に応じた開度調整が行われている。

熱媒体配管にて接続された室内機３０へ流入した二次側熱媒体は室内空間の室内空気と熱交換を行うことで冷房運転を実施する。熱交換された二次側熱媒体は、熱媒体配管及び熱媒体流量調整装置３４を通して分流ユニット１ａ内へ搬送される。搬送された二次側熱媒体は熱媒体流路切替装置（出口側）３２を通じて熱媒体間熱交換器３ａ、４ａのそれぞれへと流入し、室内機３０を通じて室内空間から受け取った分の熱量が冷媒側に受け取られて低温となったのち、再度、熱媒体搬送装置３１ａ、３１ｂにて搬送される。

［冷房主体運転モード］
図４は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の冷房主体運転モード時の冷媒の流れを示す図である。
冷房主体モードにおける冷媒の流れについて図４を用いて説明する。
低温低圧の冷媒は圧縮機５０へ流入し、高温高圧のガス冷媒として吐出される。吐出された高温高圧の冷媒は室外機１００の冷媒流路切替装置５１を通過して、室外熱交換器５２によって冷媒が持っている熱容量のうち室内機３０の中の暖房運転モードの室内機３０が必要とする以外の量が放熱され、高温高圧のガス又はガス、液体の二相冷媒となる。 なお、冷媒流路切替装置５１は圧縮機５０から吐出された高温高圧のガス冷媒を室外熱交換器５２を通過するように切替えられている。

高温高圧のガス又は二相冷媒は、高圧冷媒配管２ａを通過して分流ユニット１ａへと流入する。このとき、開閉弁１２ａは全閉となっている。
分流ユニット１ａ内の冷媒流路切替装置５ａ、６ａのうち、第１冷媒流路切替装置５ａは暖房側、第２冷媒流路切替装置６ａは冷房側に切替えられている。
第１冷媒流路切替装置５ａを通過した冷媒は、熱媒体間熱交換器３ａへ流入する。熱媒体間熱交換器３ａへ流入した高温高圧のガス又は二相冷媒は、同じく熱媒体間熱交換器３ａへ流入している水や不凍液等の二次側熱媒体へ熱量を与え、凝縮して高温高圧の液体となる。高温高圧の液体となった冷媒は第１絞り装置７ａを通過することにより膨張し、中圧の液冷媒となる。なお、この時、第１絞り装置７ａは、熱媒体間熱交換器３ａの出口冷媒の温度を温度計Ｔ１ａで検出し、過冷却度が目標値（例えば１０℃）になるように制御されている。

そして、中圧の液冷媒となった冷媒は第２絞り装置８ａを通過して低温低圧の冷媒となり、熱媒体間熱交換器４ａへと流入する。その冷媒は、同じく熱媒体間熱交換器４ａへ流入している水や不凍液等の二次側熱媒体から熱量を受け取ることにより蒸発して、低温低圧のガス冷媒となる。なお、このとき通過する第２絞り装置８ａは、熱媒体間熱交換器４ａを通過した熱交換後の冷媒の温度を温度計Ｔ４ａで検出し、その過熱度が目標値（例えば２℃）になるように制御されている。また、第３絞り装置９ａは全閉となっている。
低温低圧のガス冷媒は第２冷媒流路切替装置６ａを通過したのち、低圧冷媒配管２ｂを通過し、室外機１００へと搬送され圧縮機５０へと戻される。

［冷房主体運転モード時のモリエル線図］
ここで、図５に実施の形態１に係る冷凍サイクル装置における上記冷房主体運転モード時のモリエル線図を示す。
この図５に示すモリエル線図は、第１分流ユニット１ａと、第２分流ユニット１ｂとの間で冷房負荷の過不足を調整するため、中圧冷媒を中圧冷媒配管２ｃにより分配する例を示している。この例では、第１分流ユニット１ａの冷房負荷が大きく、第２分流ユニット１ｂから中圧冷媒が不足している第１分流ユニット１ａに供給するものを示す。なおこのときの冷媒の流れは図４の示すように中圧冷媒配管２ｃに第２分流ユニット１ｂから第１分流ユニット１ａに向けて中圧液冷媒が流通している。

また、図１に示した実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の冷媒配管による冷媒の圧力損失を考慮したものとなっている。
すなわち、図１に記載した室外機１００と、第１分流ユニット１ａと、第２分流ユニット１ｂとの配置による配管長さ及び高低差を勘案した圧力損失を示したモリエル線図となっている。

ここで、実施の形態１で定義する配管圧力損失とは、配管内に冷媒が流れた時の圧力損失ΔＰｐと、配管の高低差（液ヘッド）によって発生する圧力差（ヘッド差）ΔＰｈと、加熱側の絞り装置が全開のときに冷媒が流れるときの圧力損失ΔＰｌｅｖとの和の圧力損失のことである。

上記のように、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置は、第２分流ユニット１ｂが室外機１００に対して第１分流ユニット１ａよりもＢ［ｍ］冷媒配管長さが長く、また、第１分流ユニット１ａよりもＤ［ｍ］高い位置に配置されている。また、室外機１００と第１分流ユニット１ａとを接続する冷媒配管長はＡ［ｍ］、室外機１００と第１分流ユニット１ａとの高低差はＣ［ｍ］となっている。

図５のモリエル線図を用いて実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の冷媒の状態変化を説明する。
圧縮機５０で高温高圧に圧縮されたガス冷媒は室外熱交換器５２において凝縮温度Ｔｃで一部が大気に放熱する。その後、圧縮機５０と第１分流ユニット１ａとの間の高圧冷媒配管２ａ（長さＡ［ｍ］、高低差Ｃ［ｍ］）で、図５のモリエル線図に示すＹ軸下方向（圧力軸）に配管圧力損失を受け圧力が低下し（第１圧力降下部分６０）、第１分流ユニット１ａと、第２分流ユニット１ｂとに分流する。第２分流ユニット１ｂに向かう冷媒は、さらに第１分流ユニット１ａと、第２分流ユニット１ｂとの間の高圧冷媒配管２ａ（長さＢ［ｍ］、高低差Ｄ［ｍ］）で、同様に配管圧力損失を受け、モリエル線図上でＹ軸下方向に圧力が低下する（第２圧力降下部分６１）。この圧力の状態で第１分流ユニット１ａ内の高圧圧力計ＰＳ１［１ａ］と、第２分流ユニット１ｂ内の高圧圧力計ＰＳ１［１ｂ］とが凝縮圧力を検出する。

第１分流ユニット１ａと第２分流ユニット１ｂの凝縮器として機能している熱媒体間熱交換器３ａ及び３ｂに流入した高圧冷媒は、二次側熱媒体を加熱して凝縮し、モリエル線図上の飽和液線を超えて左方向に移動して過冷却されている。
ここで、モリエル線図からわかるように第２分流ユニット１ｂの熱媒体間熱交換器３ｂの方が冷媒の配管圧力損失分（第２圧力降下部分６１）だけ第１分流ユニット１ａの熱媒体間熱交換器３ａよりも凝縮温度が低くなっている。

この熱媒体間熱交換器３ａ及び３ｂの出口冷媒の状態点を点７ａ、７ｂ（絞り装置７ａ、７ｂの冷媒入口位置）として示している。上記のように第１絞り装置７ａ、７ｂにて各熱媒体間熱交換器３ａ、３ｂの過冷却度が調整される。そして中圧冷媒となって分流ユニット中圧流路２０ｃに流入する。第１分流ユニット１ａと第２分流ユニット１ｂの各中圧冷媒は、第２絞り装置８ａ、８ｂでそれぞれ膨張して低温低圧の二相冷媒となる。

ここで、中圧冷媒の圧力は絞り装置８ａ、８ｂでそれぞれ調整されるが、この例では、第１分流ユニット１ａの冷房負荷が相対的に大きく、第２分流ユニット１ｂから中圧冷媒を第１分流ユニット１ａに供給するために、第１分流ユニット１ａの中圧冷媒の中圧圧力計ＰＳ２［１ａ］の検出圧力を第２分流ユニット１ｂの中圧冷媒の中圧圧力計ＰＳ２［１ｂ］の検出圧力よりも小さくするように第１分流ユニット１ａの蒸発器側の熱媒体間熱交換器４ａに対応した第２絞り装置８ａを調整する必要がある。

このように第２絞り装置８ａを調整することで、図５に示すように第１分流ユニット１ａの中圧液冷媒の圧力を、第２分流ユニット１ｂの中圧液冷媒の圧力より低圧として、第２分流ユニット１ｂから中圧冷媒配管２ｃを通って中圧液冷媒が第１分流ユニット１ａに供給される。
そして、蒸発器として機能する各熱媒体間熱交換器４ａ、４ｂで低圧のガス冷媒に蒸発し、二次側熱媒体を冷却する。その後、各低圧冷媒配管２ｂによる配管圧力損失を伴い、圧力がさらに低下して圧縮機５０に吸引される。

ここで、上記の冷凍サイクル装置の場合で、第２分流ユニット１ｂに暖房負荷がある場合の加熱用の熱媒体間熱交換器３ｂにおける第１絞り装置７ｂでの制御用差圧について説明する。
一般的に絞り装置は、流体の流量を制御するため、通過する流体の前後に最小制御用差圧を確保した条件で選定されている。
上記のように第１分流ユニット１ａの中圧圧力計ＰＳ２［１ａ］の検出圧力を第２分流ユニット１ｂの中圧圧力計ＰＳ２［１ｂ］の検出圧力よりも小さくするよう第２絞り装置８ａを調整するときに第２分流ユニット１ｂに暖房負荷がある場合には、高圧のガス冷媒を加熱用の熱媒体間熱交換器３ｂの第１絞り装置７ｂで流量制御するため、第１絞り装置７ｂで最小制御用差圧ＥＸｍ（例えば１．５［ｋｇｆ／ｃｍ^２］）を確保することが必要となる。

よって、図５のモリエル線図上の点７ｂ（第１絞り装置７ｂ入口の凝縮圧力）と点８ｂ（第２絞り装置８ｂ入口の中圧冷媒圧力）との差圧を第１絞り装置７ｂの最小制御用差圧ＥＸｍとして確保しなければならない。すなわち、高圧圧力計ＰＳ１［１ｂ］と中圧圧力計ＰＳ２［１ｂ］との検出圧力の差圧を最小制御用差圧ＥＸｍとして確保する必要がある。

このために、第２絞り装置８ａを制御する際には、第１分流ユニット１ａと第２分流ユニット１ｂとの間の高圧冷媒配管２ａでの配管圧力損失である第２圧力降下部分６１と、第２分流ユニット１ｂから第１分流ユニット１ａに中圧冷媒配管２ｃを通して中圧液冷媒を流すための第３圧力降下部分６２とを考慮し、第１絞り装置７ｂの最小制御用差圧ＥＸｍを確保する必要がある。
ここで、第２圧力降下部分６１は、高圧冷媒配管２ａ内に第２分流ユニットで発生する最大暖房負荷をまかなうガス冷媒が流れた際の配管圧力損失を想定する。

したがって、高圧圧力計ＰＳ１［１ａ］と中圧圧力計ＰＳ２［１ａ］での差圧を、高圧圧力計ＰＳ１［１ｂ］と中圧圧力計ＰＳ２［１ｂ］での差圧（最小制御用差圧ＥＸｍ）と、高圧圧力計ＰＳ１［１ａ］と高圧圧力計ＰＳ１［１ｂ］での差圧（第２圧力降下部分６１）と、中圧圧力計ＰＳ２［１ｂ］と中圧圧力計ＰＳ２［１ａ］での差圧（第３圧力降下部分６２）と、の和（差圧ΔＰＨＭ）以上にする必要がある。よって、高圧圧力計ＰＳ１［１ａ］と中圧圧力計ＰＳ２［１ａ］での差圧を規定値（差圧ΔＰＨＭ）以上とするために第１分流ユニット１ａの蒸発器側の熱媒体間熱交換器４ａに対応した第２絞り装置８ａを制御する。

言い換えると、室外機１００からの配管圧力損失が小さい第１分流ユニット１ａの高圧圧力計ＰＳ１［１ａ］で検出した冷媒圧力と中圧圧力計ＰＳ２［１ａ］で検出した冷媒圧力との差圧が、室外機１００からの配管圧力損失が大きい第２分流ユニット１ｂの凝縮器側の熱媒体間熱交換器３ｂに対応した第１絞り装置７ｂの最小制御用差圧ＥＸｍを考慮した既定値（差圧ΔＰＨＭ）以上となるように、室外機１００からの配管圧力損失が小さい第１分流ユニット１ａの蒸発器側の熱媒体間熱交換器４ａに対応した第２絞り装置８ａを制御する。

このように第２絞り装置８ａの開度を制御することで、第１分流ユニット１ａよりも室外機１００から配管圧力損失の大きい第２分流ユニット１ｂの凝縮器である熱媒体間熱交換器３ｂに高圧ガス冷媒を供給できるとともに、第１絞り装置７ｂの最小制御用差圧ＥＸｍを確保することが可能となる。

なお、第１分流ユニット１ａと第２分流ユニット１ｂとが共に冷房主体運転モードの例を記載したが、第１分流ユニット１ａに少なくとも冷房負荷があり、第２分流ユニット１ｂに少なくとも暖房負荷がある場合には上記の第１絞り装置７ｂの最小制御用差圧ＥＸｍを確保する制御が必要となる。

また、配管圧力損失の大きい第２分流ユニット１ｂの冷房負荷が大きく、第１分流ユニット１ａから第２分流ユニット１ｂに中圧液冷媒を供給したいときには、図５のモリエル線図のＰＳ２［１ｂ］からＰＳ２［１ａ］への勾配が逆の左下がりとなり、最小制御用差圧ＥＸｍが大きくなるため制御圧力としては安全側となる。したがって、上記のように配管圧力損失の小さい第１分流ユニット１ａに冷房負荷が大きく、中圧液冷媒を第２分流ユニット１ｂから第１分流ユニット１ａに供給する負荷状態を想定すれば絞り装置の制御圧力が足りなくなる状況を回避することが可能となる。

上記一例では分流ユニットが２台の場合を想定したが、３台以上の分流ユニットを室外機１００に対して並列に接続し、室外機１００からの配管圧力損失が最大の分流ユニットと最小の分流ユニットに上記最小制御用差圧ＥＸｍを確保する制御を採用することが可能である。この場合、室外機１００からの配管圧力損失が最小となる分流ユニットの高圧圧力計ＰＳ１で検出した冷媒圧力と中圧圧力計ＰＳ２で検出した冷媒圧力との差圧が室外機１００からの配管圧力損失が最大の分流ユニットの凝縮器側の熱媒体間熱交換器に対応した絞り装置の最小制御用差圧ＥＸｍを考慮した既定値（差圧ΔＰＨＭ）以上となるように室外機１００からの配管圧力損失が最小の分流ユニットの蒸発器側の熱媒体間熱交換器に対応した絞り装置を制御する。
このように配管圧力損失が最小の分流ユニットの蒸発器側の熱媒体間熱交換器に対応した絞り装置を制御することで、配管圧力損失が最大の分流ユニットの凝縮器に高圧ガス冷媒を供給できるとともに、該凝縮器に対応した絞り装置の最小制御圧力を確保することが可能となる。

次に、冷房主体運転モードにおける二次側熱媒体の流れについて説明する。上記に説明したとおり、熱媒体間熱交換器４ａにて低温とされた二次側熱媒体は熱媒体間熱交換器４ａに接続されている熱媒体搬送装置３１ａにより、また、熱媒体間熱交換器３ａにて高温とされた二次側熱媒体は熱媒体間熱交換器３ａに接続されている熱媒体搬送装置３１ｂにより搬送される。搬送された二次側熱媒体は各室内機３０に接続されている熱媒体流路切替装置（入口側）３３を通過し、熱媒体流量調整装置３４にて各室内機３０へ流入する熱媒体流量が調整される。なお、このとき熱媒体流路切替装置３３は接続されている室内機３０が暖房運転モードであるとき、熱媒体間熱交換器３ａ及び熱媒体搬送装置３１ｂが接続されている方向に切替えられ、接続されている室内機３０が冷房運転モードであるとき、熱媒体間熱交換器４ａ及び熱媒体搬送装置３１ａが接続されている方向に切替えられる。

すなわち、室内機３０の運転モードによって室内機３０へ供給する二次側熱媒体を温水又は冷水に切替えることを可能としている。熱媒体配管にて接続された室内機３０へ流入した二次側熱媒体は、室内空間の室内空気と熱交換を行うことで暖房運転又は冷房運転を実施する。熱交換された二次側熱媒体は、熱媒体配管、熱媒体流量調整装置３４を通過して分流ユニット１ａ内へ搬送される。搬送された二次側熱媒体は熱媒体流路切替装置（出口側）３２へと流入する。熱媒体流路切替装置３２は、接続されている室内機３０が暖房運転モードであるとき、熱媒体間熱交換器３ａが接続されている方向に切替え、接続されている室内機３０が冷房運転モードであるとき、熱媒体間熱交換器４ａに接続されている方向に切替える。これにより、暖房運転モードで利用された二次側熱媒体を暖房用途として冷媒から熱を与えている熱媒体間熱交換器３ａへ、冷房運転モードで利用された二次側熱媒体を冷房用途として冷媒が熱を受け取っている熱媒体間熱交換器４ａへと適切に流入させ、再度それぞれが冷媒と熱交換を行った後、熱媒体搬送装置３１ａ及び３１ｂへと搬送される。

［暖房主体運転モード］
暖房主体モードにおける冷媒の流れについて図２を用いて説明する。
低温低圧の冷媒は圧縮機５０へ流入し、高温高圧のガス冷媒として吐出される。吐出された高温高圧の冷媒は室外機１００から高圧冷媒配管２ａに流入する。冷媒流路切替装置５１は圧縮機５０から吐出された高温高圧のガス冷媒を室外熱交換器５２を通過せずに室外機１００外へ搬出するように切替えられている。ガス冷媒は高圧冷媒配管２ａを通り第１分流ユニット１ａへ流入する。第１分流ユニット１ａ内の冷媒流路切替装置５ａ、６ａのうち、第１冷媒流路切替装置５ａは暖房側、第２冷媒流路切替装置６ａは冷房側に切替えている。第１分流ユニット１ａへ流入し第１冷媒流路切替装置５ａを通過した高温高圧のガス冷媒は、熱媒体間熱交換器３ａへ流入し、同じく熱媒体間熱交換器３ａへ流入している水や不凍液等の二次側熱媒体へ熱量を与え、凝縮して高温高圧の液体となる。

高温高圧の液体となった冷媒は第１絞り装置７ａを通過することにより膨張し、中圧の液冷媒となる。なお、この時、第１絞り装置７ａは、熱媒体間熱交換器３ａの出口冷媒の温度を温度計Ｔ１ａで検出した過冷却度が目標値（例えば１０℃）になるように制御されている。そして、中圧の液冷媒となった冷媒は第２絞り装置８ａを通過して低温低圧の冷媒となり、熱媒体間熱交換器３ａへと流入する。その冷媒は、同じく熱媒体間熱交換器３ａへ流入している水や不凍液等の二次側熱媒体から熱量を受け取り蒸発する。なお、このとき通過する第２絞り装置８ａは、熱媒体間熱交換器４ａを通過した冷媒の温度を温度計Ｔ４ａで検出し、その過熱度が目標値（例えば２℃）になるように制御されている。

そして、第２冷媒流路切替装置６ａを通過した冷媒は、低圧冷媒配管２ｂを通り室外機１００へと搬送される。このとき第３絞り装置９ａは、高圧圧力計ＰＳ１の検出圧力と中圧圧力計ＰＳ２の検出圧力との圧力差が所定値（例えば６．２ｋｇｆ／ｃｍ^２程度）となるように開度制御される。これは、全暖房運転モードから後述する冷房主体運転モードに切り替わった際の中圧冷媒を予め準備しておくための制御である。そして、室外機１００へ搬送された低温低圧の二相冷媒は、室外熱交換器５２を通過することで室外空間との熱交換を行い、蒸発して低温低圧のガス冷媒となった後、圧縮機５０へと戻される。

次に、暖房主体モードにおける二次側熱媒体の流れについて説明する。上記に説明したとおり、熱媒体間熱交換器４ａにて低温とされた二次側熱媒体は熱媒体間熱交換器４ａに接続されている熱媒体搬送装置３１ａにより、また、熱媒体間熱交換器３ａにて高温とされた二次側熱媒体は熱媒体間熱交換器３ａに接続されている熱媒体搬送装置３１ｂにより搬送される。搬送された二次側熱媒体は各室内機３０に接続されている熱媒体流路切替装置（入口側）３３を通過し、熱媒体流量調整装置３４にて各室内機３０へ流入する熱媒体流量が調整される。なお、このとき熱媒体流路切替装置３３は接続されている室内機３０が暖房運転モードであるとき、熱媒体間熱交換器３ａ及び熱媒体搬送装置３１ｂが接続されている方向に切替えられ、接続されている室内機３０が冷房運転モードであるとき、熱媒体間熱交換器４ａ及び熱媒体搬送装置３１ａが接続されている方向に切替えられる。

すなわち、室内機３０の運転モードによって室内機３０へ供給する二次側熱媒体を温水又は冷水に切替えることを可能としている。熱媒体配管にて接続された室内機３０へ流入した二次側熱媒体は、室内空間の室内空気と熱交換を行うことで暖房運転又は冷房運転を実施する。熱交換された二次側熱媒体は、熱媒体配管、熱媒体流量調整装置３４を通過して分流ユニット１ａ内へ搬送される。

搬送された二次側熱媒体は熱媒体流路切替装置（出口側）３２へと流入する。熱媒体流路切替装置３２は、接続されている室内機３０が暖房運転モードであるとき、熱媒体間熱交換器３ａが接続されている方向に切替え、接続されている室内機３０が冷房運転モードであるとき、熱媒体間熱交換器４ａに接続されている方向に切替える。これにより、暖房運転モードで利用された二次側熱媒体を暖房用途として冷媒から熱を与えている熱媒体間熱交換器３ａへ、冷房運転モードで利用された二次側熱媒体を冷房用途として冷媒が熱を受け取っている熱媒体間熱交換器４ａへと適切に流入させ、再度それぞれが冷媒と熱交換を行った後、熱媒体搬送装置３１ａ及び３１ｂへと搬送される。

このように、複数の分岐ユニットを室外機１００に対して並列に接続したことで、多数の室内機３０を冷暖房選択可能に接続できるとともに、従来のメイン分流ユニットとサブ分流ユニットを室外機１００に対して直列に接続した場合に対して冷媒配管や制御用の渡り配線の施工を簡略化することができ、また、封入冷媒量を削減することができる。

実施の形態２．
図６は、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の分流ユニットの配置を示す図である。
図７は、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。
図８は、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の各運転モードにおける制御弁の開閉制御を示す図である。
図９は、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の冷房主体運転時のモリエル線図である。

実施の形態２に係る冷凍サイクル装置は、基本的な構成及び制御について実施の形態１に係る冷凍サイクル装置と同じであるため、相違点のみを説明する。
実施の形態１では、室外機１００に対して同一の分流ユニット１ａ、１ｂを並列接続していたが、実施の形態２では、実施の形態１に係る第１分流ユニット１ａと室内機３０に直接冷媒を供給する直膨式の第３分流ユニット１ｃとを備えている点で相違する。

［分流ユニット１ｃ］
図７に示すように第３分流ユニット１ｃは、絞り装置８０と、過冷却熱交換器８１と、分流ユニット低圧流路２０ｂ側に設置される開閉弁８３と、分流ユニット高圧流路２０ａ側に設置される開閉弁８４と、分流ユニット中圧流路２０ｃに冷媒室内機７０から冷媒が戻ってくる方向に設置されている逆止弁８５と、分流ユニット中圧流路２０ｃから冷媒室内機７０に冷媒が向かう方向に設置されている逆止弁８６と、が設けられている。
したがって、第３分流ユニット１ｃと冷媒室内機７０とは、逆止弁８５、逆止弁８６、開閉弁８３、及び、開閉弁８４を介して冷媒配管で接続される。ここで、開閉弁８３及び開閉弁８４が、本発明における第１流路切替装置となる。また、逆止弁８５及び逆止弁８６が、本発明における第２流路切替装置となる。

絞り装置８０は、分流ユニット中圧流路２０ｃを流れ、分岐された一部の中圧液冷媒を減圧するものである。過冷却熱交換器８１は、分流ユニット中圧流路２０ｃを流れる中圧液冷媒と、絞り装置８０で減圧された液冷媒と、の間で熱交換を行なうものである。つまり、絞り装置８０で減圧された冷媒を過冷却熱交換器８１に送り込むことによって、冷媒室内機７０に供給する中圧液冷媒の過冷却度を確保するようにしている。

開閉弁８３及び開閉弁８４は、選択的に開閉が制御されて、室外機１００からの熱源側冷媒を導通したり、しなかったりするものである。
逆止弁８５は、冷媒室内機７０から戻ってきた冷媒のみを導通するものである。逆止弁８６は、冷媒室内機７０に向かう冷媒のみを導通するものである。

［運転モード］
実施の形態１と同様に第３分流ユニット１ｃでも冷媒室内機７０の要求に応じて全暖房運転モード、全冷房運転モード、冷房主体運転モード、暖房主体運転モードの４モードが切替え可能に構成されている。以下それぞれの運転モードについて冷媒の流れを説明する。

図８は、実施の形態２に係る各運転モードにおける制御弁の開閉制御を示す図である。
上記のように実施の形態２に係る冷凍サイクル装置は、全暖房運転モード、全冷房運転モード、冷房主体運転モード、暖房主体運転モードの４モードがあるため、それらのモード別の制御弁の開閉制御をまとめて示したものである。
図８中のＳＨ制御は熱交換器出口冷媒の過熱度による絞り装置の制御を示し、ＳＣ制御は熱交換器出口冷媒の過冷却度による絞り装置の制御を示している。ＳＨｍとＳＣｍはそれぞれ過熱度の目標値と過冷却度の目標値を示している。また、○は全開開度を示し、×は全閉開度を示している。ΔＰＨＭｍ［ｋｇｆ／ｃｍ^２］は絞り装置前後の目標差圧を示している。

［全暖房運転モード］
全暖房運転モードにおける冷媒の流れについて図７を用いて説明する。
高圧冷媒配管２ａを通る高圧のガス冷媒は、第３分流ユニット１ｃに流入する。第３分流ユニット１ｃに流入した高圧ガス冷媒は、開閉弁８４を通って室内機熱交換器７１に流入する。室内機熱交換器７１に流入した高圧ガス冷媒は、周囲の空気を暖めながら、室内機絞り装置７２で減圧され中圧の液冷媒となり、逆止弁８５を通って、絞り装置８０でさらに減圧され、低圧の気液二相冷媒となって、第３分流ユニット１ｃから流出し低圧冷媒配管２ｂを通って室外機１００に戻る。

［全冷房運転モード］
全冷房運転モードにおける冷媒の流れについて図７を用いて説明する。
高圧冷媒配管２ａを通る高圧液冷媒は、第３分流ユニット１ｃに流入する。第３分流ユニット１ｃに流入した高圧液冷媒は、逆止弁８６を通って室内機絞り装置７２で減圧され、低圧の気液二相冷媒になる。低圧の気液二相冷媒は、室内機熱交換器７１に流入し、そこで熱を吸収して（周囲の空気を冷却して）蒸発し、低圧ガス冷媒になる。この低圧ガス冷媒は、開閉弁８３を通ってから、低圧冷媒配管２ｂを通って室外機１００に戻る。

［冷房主体運転モード及び暖房主体運転モード］
冷房主体運転モード及び暖房主体運転モードにおける冷媒の流れについて図７を用いて説明する。
冷房運転を行う冷媒室内機７０に対しては、分流ユニット中圧流路２０ｃから逆止弁８６を通って中圧の液冷媒が室内機熱交換器７１に供給される。液冷媒は室内機絞り装置７２で減圧されて室内機熱交換器７１内で蒸発し、低圧のガス冷媒となって開閉弁８３を通って分流ユニット低圧流路２０ｂに流入し、低圧冷媒配管２ｂを通って室外機１００に戻る。

暖房運転を行う冷媒室内機７０に対しては、分流ユニット高圧流路２０ａから開閉弁８４を通って高圧のガス冷媒が室内機熱交換器７１に供給される。高圧のガス冷媒は室内機熱交換器７１内で凝縮し、室内機絞り装置７２で減圧されて中圧の液冷媒となり分流ユニット中圧流路２０ｃに流入する。そして、分流ユニット中圧流路２０ｃに流入した中圧液冷媒は冷房運転を行う冷媒室内機７０に再利用される。
また、実施の形態１に記載したように複数の分流ユニット間の冷房負荷の偏りに対応するため、中圧冷媒配管２ｃを介して中圧冷媒を移動させる。このため、第３分流ユニット１ｃで中圧冷媒が足りない場合は、中圧冷媒配管２ｃを介して第１分流ユニット１ａから中圧冷媒が供給される。

［冷房主体運転モード時のモリエル線図］
図９を用いて実施の形態２に係る冷凍サイクル装置における上記冷房主体運転モード時のモリエル線図を説明する。
この図９に示すモリエル線図は、第１分流ユニット１ａと、第３分流ユニット１ｃとの間で冷房負荷の過不足を調整するため、中圧冷媒を中圧冷媒配管２ｃにより分配する例を示している。この例では、第１分流ユニット１ａの冷房負荷が大きく、第３分流ユニット１ｃから中圧冷媒が不足している第１分流ユニット１ａに供給するものを示す。

また、図６に示した実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の冷媒配管による冷媒の圧力損失を考慮したものとなっている。
すなわち、図６に記載した室外機１００と、第１分流ユニット１ａと、第３分流ユニット１ｃとの配置による配管長さ及び高低差を勘案した圧力損失を示したモリエル線図となっている。

上記のように、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置は、第３分流ユニット１ｃが室外機１００に対して第１分流ユニット１ａよりもＢ［ｍ］冷媒配管長さが長く、また、第１分流ユニット１ａよりもＤ［ｍ］高い位置に配置されている。また、室外機１００と第１分流ユニット１ａとを接続する冷媒配管長はＡ［ｍ］、室外機１００と第１分流ユニット１ａとの高低差はＣ［ｍ］となっている。

図９のモリエル線図を用いて実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の冷媒の状態変化を説明する。
圧縮機５０で高温高圧に圧縮されたガス冷媒は室外熱交換器５２において凝縮温度Ｔｃで一部が大気に放熱する。その後、圧縮機５０と第１分流ユニット１ａとの間の高圧冷媒配管２ａ（長さＡ［ｍ］、高低差Ｃ［ｍ］）で、図９のモリエル線図に示すＹ軸下方向（圧力軸）に配管圧力損失を受け圧力が低下し（第１圧力降下部分６０）、第１分流ユニット１ａと、第３分流ユニット１ｃとに分流する。第３分流ユニット１ｃ向かう冷媒は、さらに第１分流ユニット１ａと、第３分流ユニット１ｃとの間の高圧冷媒配管２ａ（長さＢ［ｍ］、高低差Ｄ［ｍ］）で、同様に配管圧力損失を受け、モリエル線図上でＹ軸下方向に圧力が低下する（第２圧力降下部分６１）。この圧力の状態で第１分流ユニット１ａ内の高圧圧力計ＰＳ１［１ａ］と、第３分流ユニット１ｃ内の高圧圧力計ＰＳ１［１ｃ］とが凝縮圧力を検出する。

第１分流ユニット１ａと第３分流ユニット１ｃの凝縮器として機能している熱媒体間熱交換器３ａ及び室内機熱交換器７１に流入した高圧冷媒は、二次側熱媒体を加熱して凝縮し、モリエル線図上の飽和液線を超えて左方向に移動して過冷却されている。
ここで、モリエル線図からわかるように第３分流ユニット１ｃに接続された室内機熱交換器７１の方が冷媒の配管圧力損失分（第２圧力降下部分６１）だけ第１分流ユニット１ａの熱媒体間熱交換器３ａよりも凝縮温度が低くなっている。

この凝縮器として機能する熱媒体間熱交換器３ａ及び室内機熱交換器７１の出口冷媒の状態点を点７ａ、７２−１（凝縮器に対応した絞り装置７ａ、７２−１の冷媒入口位置）として示している。上記のように絞り装置７ａ、７２にて各熱交換器３ａ、７１の過冷却度が調整される。そして中圧冷媒となって分流ユニット中圧流路２０ｃに流入する。第１分流ユニット１ａと第３分流ユニット１ｃの各中圧冷媒は、蒸発器に対応する絞り装置８ａ、７２−２でそれぞれ膨張して低温低圧の二相冷媒となる。

ここで、中圧冷媒の圧力は絞り装置８ａ、７２−２でそれぞれ調整されるが、この例では、第１分流ユニット１ａの冷房負荷が相対的に大きく、第３分流ユニット１ｃから中圧液冷媒を第１分流ユニット１ａに供給するために、第１分流ユニット１ａの中圧液冷媒の中圧圧力計ＰＳ２［１ａ］の検出圧力を、第３分流ユニット１ｃの中圧液冷媒の中圧圧力計ＰＳ２［１ｃ］の検出圧力よりも小さくするように第１分流ユニット１ａの蒸発器側の熱媒体間熱交換器４ａに対応した第２絞り装置８ａを調整する必要がある。

このように第２絞り装置８ａを調整することで、図９に示すように第１分流ユニット１ａの中圧液冷媒の圧力を、第３分流ユニット１ｃの中圧液冷媒の圧力より低圧として、第３分流ユニット１ｃから中圧冷媒配管２ｃを通って中圧液冷媒が第１分流ユニット１ａに供給される。
そして、蒸発器として機能する各熱媒体間熱交換器４ａ、７１−２で低圧のガス冷媒に蒸発し、二次側熱媒体を冷却する。その後、各低圧冷媒配管２ｂによる配管圧力損失を伴い、圧力がさらに低下して圧縮機５０に吸引される。

ここで、上記の冷凍サイクル装置の場合で、第３分流ユニット１ｃに暖房負荷がある場合の室内機熱交換器７１における絞り装置７２−１での制御用差圧について説明する。
一般的に絞り装置は、流体の流量を制御するため、通過する流体の前後に最小制御用差圧を確保した条件で選定されている。
上記のように第１分流ユニット１ａの中圧圧力計ＰＳ２［１ａ］の検出圧力を第２分流ユニット１ｂの中圧圧力計ＰＳ２［１ｂ］の検出圧力よりも小さくするように第２絞り装置８ａを調整するときに第３分流ユニット１ｃに暖房負荷がある場合には、高圧のガス冷媒を凝縮器として機能する室内機熱交換器７１の絞り装置７２−１で流量制御するため、絞り装置７２−１で最小制御用差圧ＥＸｍ（例えば１．５［ｋｇｆ／ｃｍ^２］）を確保することが必要となる。

よって、図４のモリエル線図上の点７２−１（室内機絞り装置７２入口の凝縮圧力）と点７２−２（室内機絞り装置７２入口の中圧冷媒圧力）との差圧を凝縮器用の室内機絞り装置７２−１の最小制御用差圧ＥＸｍとして確保しなければならない。すなわち、高圧圧力計ＰＳ１［１ｂ］と中圧圧力計ＰＳ２［１ｃ］との検出圧力の差圧を最小制御用差圧ＥＸｍとして確保する必要がある。

このために、第２絞り装置８ａを制御する際には、第１分流ユニット１ａと第３分流ユニット１ｃとの間の高圧冷媒配管２ａでの配管圧力損失である第２圧力降下部分６１と、第２分流ユニット１ｂから第１分流ユニット１ａに中圧冷媒配管２ｃを通して中圧液冷媒を流すための第３圧力降下部分６２とを考慮し、絞り装置７２−１の最小制御用差圧ＥＸｍを確保する必要がある。

したがって、高圧圧力計ＰＳ１［１ａ］と中圧圧力計ＰＳ２［１ａ］での差圧を、高圧圧力計ＰＳ１［１ｃ］と中圧圧力計ＰＳ２［１ｃ］での差圧（最小制御用差圧ＥＸｍ）と、高圧圧力計ＰＳ１［１ａ］と高圧圧力計ＰＳ１［１ｃ］での差圧（第２圧力降下部分６１）と、中圧圧力計ＰＳ２［１ｃ］と中圧圧力計ＰＳ２［１ａ］での差圧（第３圧力降下部分６２）と、の和（差圧ΔＰＨＭ）以上にする必要がある。よって、高圧圧力計ＰＳ１［１ａ］と中圧圧力計ＰＳ２［１ａ］での差圧を規定値（差圧ΔＰＨＭ）以上とするために第１分流ユニット１ａの蒸発器側の熱媒体間熱交換器４ａに対応した第２絞り装置８ａを制御する。

言い換えると、室外機１００からの配管圧力損失が小さい第１分流ユニット１ａの高圧圧力計ＰＳ１［１ａ］で検出した冷媒圧力と中圧圧力計ＰＳ２［１ａ］で検出した冷媒圧力との差圧が、室外機１００からの配管圧力損失が大きい第３分流ユニット１ｃに接続された室内機熱交換器７１に対応した凝縮器用の絞り装置７２−１の最小制御用差圧を考慮した既定値（差圧ΔＰＨＭ）以上となるように、室外機１００からの配管圧力損失が小さい第１分流ユニット１ａの蒸発器側の熱媒体間熱交換器４ａに対応した第２絞り装置８ａを制御する。
このように第２絞り装置８ａの開度を制御することで、第１分流ユニット１ａよりも室外機１００から配管圧力損失の大きい第３分流ユニット１ｃに接続された室内機の凝縮器７１に高圧ガス冷媒を供給できるとともに、凝縮器用の絞り装置７２−１の最小制御用差圧ＥＸｍを確保することが可能となる。

なお、第１分流ユニット１ａと第３分流ユニット１ｃとが共に冷房主体運転モードの例を記載したが、第１分流ユニット１ａに少なくとも冷房負荷があり、第３分流ユニット１ｃに少なくとも暖房負荷がある場合には上記の凝縮器用の絞り装置７２−１の最小制御用差圧ＥＸｍを確保する制御が必要となる。
また、上記一例では第１分流ユニット１ａと第３分流ユニット１ｃとの組み合わせを想定したが、第３分流ユニット１ｃのみを複数設けた冷凍サイクル装置に対しても同様の制御を採用することができる。

このように配管圧力損失が最小の分流ユニットの蒸発器側の熱媒体間熱交換器に対応した絞り装置を制御することで、配管圧力損失が最大の分流ユニットの凝縮器に高圧ガス冷媒を供給できるとともに、該凝縮器に対応した絞り装置の最小制御圧力を確保することが可能となる。
さらに、複数の分岐ユニットを室外機１００に対して並列に接続したことで、多数の室内機を冷暖房選択可能に接続できるとともに、従来のメイン分流ユニットとサブ分流ユニットを室外機１００に対して直列に接続した場合に対して冷媒配管や制御用の渡り配線の施工を簡略化することができ、また、封入冷媒量を削減することができる。

１ａ 第１分流ユニット、１ｂ 第２分流ユニット、１ｃ 第３分流ユニット、２ａ 高圧冷媒配管、２ｂ 低圧冷媒配管、２ｃ 中圧冷媒配管、３ａ 熱媒体間熱交換器、３ｂ 熱媒体間熱交換器、４ａ 熱媒体間熱交換器、４ｂ 熱媒体間熱交換器５ａ 第１冷媒流路切替装置、６ａ 第２冷媒流路切替装置、７ａ 第１絞り装置、７ｂ 第１絞り装置、８ａ 第２絞り装置、８ｂ、第２絞り装置、９ａ 第３絞り装置、１２ａ 開閉弁、１２ｂ 開閉弁、２０ａ 分流ユニット高圧流路、２０ｂ 分流ユニット低圧流路、２０ｃ 分流ユニット中圧流路、２０ｄ 分流ユニットバイパス流路、３０ 室内機（利用側機）、３１ 熱媒体搬送装置、３１ａ 熱媒体搬送装置、３１ｂ 熱媒体搬送装置、３２ 熱媒体流路切替装置、３３ 熱媒体流路切替装置、３４ 熱媒体流量調整装置、５０ 圧縮機、５１ 冷媒流路切替装置、５２ 室外熱交換器、５３ アキュムレータ、５４ａ 逆止弁、５４ｂ 逆止弁、５４ｃ 逆止弁、５４ｄ 逆止弁、６０ 第１圧力降下部分、６１ 第２圧力降下部分、６２ 第３圧力降下部分、７０ 冷媒室内機、７１ 室内機熱交換器、７２ 室内機絞り装置、８０ 絞り装置、８１ 過冷却熱交換器、８３ 開閉弁、８４ 開閉弁、８５ 逆止弁、８６ 逆止弁、１００ 室外機（熱源機）。

Claims (7)

1. 圧縮機と、室外熱交換器と、を有する熱源機と、
   冷媒と熱媒体とが熱交換する複数の熱媒体間熱交換器と、前記熱媒体間熱交換器と対応する冷媒用の絞り装置と、を有する複数の分流ユニットと、
   前記分流ユニットから前記熱媒体が供給される複数の利用側機と、
   前記熱源機と前記複数の分流ユニットとを接続する高圧冷媒配管及び低圧冷媒配管と、前記複数の分流ユニット同士を接続する中圧冷媒配管と、を有する冷媒回路と、
   前記分流ユニット内の前記高圧冷媒配管の圧力を検出する高圧圧力検出器と、前記分流ユニット内の前記中圧冷媒配管の圧力を検出する中圧圧力検出器と、
   を備えた冷凍サイクル装置であって、
   前記複数の分流ユニットのうちの少なくとも１台は、前記熱源機と前記分流ユニットとの間の前記高圧冷媒配管における冷媒流通時の圧力損失が最小となる第１分流ユニットであり、
   前記複数の分流ユニットのうちの他の少なくとも１台は、前記熱源機と前記分流ユニットとの間の前記高圧冷媒配管における冷媒流通時の圧力損失が最大となる第２分流ユニットであり、
   前記第１分流ユニットの前記高圧圧力検出器で検出した冷媒圧力と前記中圧圧力検出器で検出した冷媒圧力との差圧が既定値以上となるように前記絞り装置の開度を制御することを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 前記第１分流ユニットの前記中圧圧力検出器で検出する冷媒圧力が前記第２分流ユニットの前記中圧圧力検出器で検出する冷媒圧力よりも低くなるよう前記絞り装置の開度を制御することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記第１分流ユニットの前記複数の熱媒体間熱交換器のうち、冷却運転を行う前記熱媒体間熱交換器に対応する前記絞り装置の開度を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記第１分流ユニットの前記複数の熱媒体間熱交換器が冷却運転と加熱運転の混合運転であり、かつ、前記第２分流ユニットの前記複数の熱媒体間熱交換器の少なくとも１つが加熱運転のときに、前記絞り装置の開度を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
5. 前記第１分流ユニットの前記複数の熱媒体間熱交換器のうち、冷却運転行う前記熱媒体間熱交換器の能力が加熱運転を行う前記熱媒体間熱交換器の能力よりも大きい負荷状態のときに前記絞り装置の開度を制御することを特徴とする請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
6. 前記第１分流ユニットは前記第２分流ユニットよりも低い位置に配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
7. 前記第１分流ユニットと前記熱源機との間の前記高圧冷媒配管の長さは、前記第２分流ユニットと前記熱源機との間の前記高圧冷媒配管の長さよりも短いことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
   

Images