WO2016189666A1

WO2016189666A1 - 空気調和装置

Info

Publication number: WO2016189666A1
Application number: PCT/JP2015/065134
Authority: WO
Inventors: 幸志東; 博文 ▲高▼下; 森本　修
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2015-05-26
Filing date: 2015-05-26
Publication date: 2016-12-01

Abstract

本発明に係る空気調和装置においては、第２の分岐部および熱交換部は、複数の板状部材を積層した積層プレートによって一体形成され、積層プレートは、筐体内において、第１の分岐部の弁装置の下に配置されたものである。

Description

空気調和装置

　本発明は、熱源機により作られた温熱、冷熱、又は温熱と冷熱の両方を複数の負荷に対して供給する冷媒回路及び構造を備えた空気調和装置に関するものである。

　従来の技術においては、圧縮機、切換弁および熱源機側熱交換器を有する熱源機と、それぞれ室内側熱交換器および室内側流量制御装置を有する複数台の室内機と、熱源機と複数の前記室内機との間に介在し、熱源機から室内機へ供給される冷媒の流れを切り換える中継機とを備え、冷房運転、暖房運転、または冷暖同時運転を行う空気調和装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

　特許文献１に記載の空気調和装置においては、中継機は、第１の分岐部と、第２の分岐部と、気液分離装置と、熱交換部と、複数の流量制御装置と、これらの機器を接続する流路配管などを備え、これらが筐体内に収納されている。また、第１の分岐部は、冷媒の流路を切り換える複数の弁装置を備える。第２の分岐部は、１つの室内機に対して２つの逆止弁を備え、室内機の室内側熱交換器に流す冷媒の方向に応じた冷媒経路を形成する構成を有している。

国際公開第２０１３／０９４１７４号

　空気調和装置の中継機においては、その大きさのコンパクト化が望まれている。しかしながら、特許文献１に記載の空気調和装置では、中継機の筐体内には、複数の弁装置と、複数の逆止弁と、気液分離装置と、熱交換部と、複数の流量制御装置と、これらの機器を接続する流路配管などが収納されている。そのために、コンパクト化を考慮して逆止弁をブロック化したとしても、大きさの低減には限界が生じてしまう。また、複数の逆止弁を有する第２の分岐部と熱交換器とを接続する流路配管が必要であり、中継機の筐体内における配管構成が複雑になる。

　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、中継機のコンパクト化、軽量化およびコスト低減を図ることができる空気調和装置を提供することを目的とする。

　本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、切換弁および熱源機側熱交換器を有する熱源機と、それぞれ室内側熱交換器および室内側流量制御装置を有する複数台の室内機と、を第１の接続配管および第２の接続配管を介して接続し、前記熱源機から前記複数台の室内機に冷媒を供給して冷房運転、暖房運転、又は冷暖房同時運転をする空気調和装置であって、前記熱源機と複数の前記室内機との間に介在し、前記熱源機から前記室内機へ供給される冷媒の流れを切り換える中継機を備え、前記中継機は、前記複数台の室内機のそれぞれの前記室内側熱交換器の冷媒出入口の一方を前記第１の接続配管または前記第２の接続配管に切り換え接続する弁装置を備えた第１の分岐部と、一端が前記第２の接続配管側に接続され、他端が複数に分岐して前記複数台の室内機のそれぞれの前記室内側熱交換器の冷媒出入口の他方に前記室内側流量制御装置を介して接続された第２の分岐部と、前記第２の分岐部と前記第１の接続配管とをバイパス流量制御装置を介して接続するバイパス流路と、前記バイパス流量制御装置と前記第１の接続配管との間の前記バイパス流路と、前記第２の分岐部との間で熱交換を行う熱交換部と、前記第１の分岐部、前記第２の分岐部、前記バイパス流路、及び前記熱交換部が収納される筐体と、を備え、前記第２の分岐部および前記熱交換部は、複数の板状部材を積層した積層プレートによって一体形成され、前記積層プレートは、前記筐体内において、前記第１の分岐部の前記弁装置の下に配置されたものである。

　本発明に係る空気調和装置によれば、第２の分岐部および熱交換部は、複数の板状部材を積層した積層プレートによって一体形成され、積層プレートは、筐体内において、第１の分岐部の弁装置の下に配置されている。このため、中継機のコンパクト化を図ることができる。

本発明の実施の形態に係る空気調和装置の冷媒系を中心とする全体構成図である。本発明の実施の形態に係る空気調和装置１００の積層プレート２００の分解斜視図である。本発明の実施の形態に係る空気調和装置１００の積層プレート２００の詳細を示す図である。本発明の実施の形態に係る空気調和装置の冷房運転の動作状態を示したものである。本発明の実施の形態に係る空気調和装置の暖房運転の動作状態を示したものである。本発明の実施の形態に係る空気調和装置の冷房主体運転の動作状態を示したものである。本発明の実施の形態に係る空気調和装置の暖房主体運転の動作状態を示したものである。本発明の実施の形態に係る空気調和装置の中継機Ｅの機器配置を模式的に示す図である。本発明の実施の形態に係る空気調和装置１００の積層プレート２００の開口の位置を模式的に示す斜視図である。本発明の実施の形態に係る空気調和装置１００の積層プレート２００の開口２３０の位置と気液分離装置１２との位置関係を模式的に示す斜視図である。

　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。さらに、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。

　図１は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置１００の冷媒系を中心とする全体構成図である。
　図１に示すように、空気調和装置１００は、熱源機Ａ、室内機Ｂ、Ｃ、Ｄ（以下、何の断りもしないときは単に室内機として表記する）、中継機Ｅが接続されて構成されている。
　熱源機Ａは、室内機に温熱又は冷熱を供給する機能を有している。
　室内機は、後述するように互いに並列接続されており、それぞれ同じ構成となっている。室内機は、熱源機Ａから供給される温熱又は冷熱により室内等の空調対象空間の空調を実行する機能を有している。
　中継機Ｅは、熱源機Ａと室内機との間に介在し、室内機からの要求に応じて熱源機Ａから供給される冷媒の流れを切り換える機能を有している。

　熱源機Ａの四方切換弁２と中継機Ｅとは、太い第１の接続配管６で接続されている。室内機の室内側熱交換器５と中継機Ｅとは、第１の接続配管６に対応する室内機側の第１の接続配管６ｂ、６ｃ、６ｄのそれぞれで接続されている。
　熱源機Ａの熱源機側熱交換器３と中継機Ｅとは、第１の接続配管６より細い第２の接続配管７で接続されている。室内機の室内側熱交換器５と中継機Ｅとは、第１の接続配管６を介して接続するとともに、第２の接続配管７に対応する室内機側の第２の接続配管７ｂ、７ｃ、７ｄのそれぞれで接続されている。

（熱源機Ａ）
　熱源機Ａは、容量可変な圧縮機１、熱源機Ａでの冷媒流通方向を切換える四方切換弁２、蒸発器又は凝縮器（放熱器）として機能する熱源機側熱交換器３、四方切換弁２を介して圧縮機１の吸入側に接続されているアキュムレータ４、冷媒流通方向を制限する熱源機側切換弁４０を、備えている。なお、四方切換弁２が本発明の「切換弁」に相当する。ただし、「切換弁」を四方切換弁ではなく、二方弁、三方弁等を組み合わせて「切換弁」を構成してもよい。

　熱源機側熱交換器３は、第１の熱源機側熱交換器４１および第２の熱源機側熱交換器４２、熱源機側バイパス路４３、第１の電磁開閉弁４４、第２の電磁開閉弁４５、第３の電磁開閉弁４６、第４の電磁開閉弁４７、第５の電磁開閉弁４８によって構成されている。なお、熱源機側熱交換器３には、熱源機側熱交換器３の熱交換容量を制御する熱源機側送風機２０が設けられている。

　第１の熱源機側熱交換器４１および第２の熱源機側熱交換器４２は、同じ伝熱面積を有し互いに並列に接続されている。
　熱源機側バイパス路４３は、第１の熱源機側熱交換器４１および第２の熱源機側熱交換器４２に並列に接続されている。
　第１の電磁開閉弁４４は、第１の熱源機側熱交換器４１の四方切換弁２と接続する側の一端に設けられている。
　第２の電磁開閉弁４５は、第１の熱源機側熱交換器４１の他端に設けられている。
　第３の電磁開閉弁４６は、第２の熱源機側熱交換器４２の四方切換弁２と接続する側の一端に設けられている。
　第４の電磁開閉弁４７は、第２の熱源機側熱交換器４２の他端に設けられている。
　第５の電磁開閉弁４８は、熱源機側バイパス路４３の途中に設けられている。

　熱源機側切換弁４０は、第３の逆止弁３２、第４の逆止弁３３、第５の逆止弁３４、第６の逆止弁３５によって構成されている。
　第３の逆止弁３２は、熱源機側熱交換器３と第２の接続配管７とを連結する配管の途中に設けられ、熱源機側熱交換器３から第２の接続配管７へのみ冷媒流通を許容する。
　第４の逆止弁３３は、熱源機Ａの四方切換弁２と第１の接続配管６とを連結する配管の途中に設けられ、第１の接続配管６から四方切換弁２へのみ冷媒流通を許容する。
　第５の逆止弁３４は、熱源機Ａの四方切換弁２と第２の接続配管７とを連結する配管の途中に設けられ、四方切換弁２から第２の接続配管７へのみ冷媒流通を許容する。
　第６の逆止弁３５は、熱源機側熱交換器３と第１の接続配管６とを連結する配管の途中に設けられ、第１の接続配管６から熱源機側熱交換器３へのみ冷媒流通を許容する。

（室内機）
　室内機は、凝縮器（放熱器）又は蒸発器として機能する室内側熱交換器５、冷房時は室内側熱交換器５の出口側のスーパーヒート量により、暖房時は室内側熱交換器５の出口側のサブクール量により制御される第１の流量制御装置（室内側流量制御装置）９を備えている。

（中継機Ｅ）
　中継機Ｅは、第１の分岐部１０、第２の分岐部１１、気液分離装置１２、第２の流量制御装置１３、第１のバイパス流路１４、第３の流量制御装置１５、熱交換部（第１の熱交換部１９、第２の熱交換部１６）が内蔵されている。

　第１の分岐部１０は、室内機側の第１の接続配管６ｂ、６ｃ、６ｄと、第１の接続配管６または第２の接続配管７側とを、切換可能に接続する機能を有する。
　第１の分岐部１０には、室内機側の第１の接続配管６ｂ、６ｃ、６ｄと、第１の接続配管６と、に接続されている第４の流量制御装置（分岐側流量制御装置）５５、及び、室内機側の第１の接続配管６ｂ、６ｃ、６ｄと、第１の接続配管６側と、に接続されている弁装置としての電磁弁３１が搭載されている。

　第２の分岐部１１は、一端が第２の接続配管７側に接続され、他端が複数に分岐して、室内機側の第２の接続配管７ｂ、７ｃ、７ｄと接続されている。
　また、第２の分岐部１１、及び熱交換部（第１の熱交換部１９、第２の熱交換部１６）は、複数の板状部材を積層した積層プレート２００によって一体形成されている。

　ここで、積層プレート２００の詳細構成を、図２及び図３を参照して説明する。
　図２は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置１００の積層プレート２００の分解斜視図である。
　図３は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置１００の積層プレート２００の詳細を示す図である。
　積層プレート２００は、複数のプレート（板状部材）が積層され、ロウ付け等によって接合され、例えば立方形状に一体形成されている。
　積層プレート２００は、表面プレート２０１と表面プレート２０７との間に、低圧プレート２０２、２０６と、高圧プレート２０４とが、熱交換プレート２０３、２０５を挟んで積層されている。つまり、積層プレート２００は、表面プレート２０１、低圧プレート２０２、熱交換プレート２０３、高圧プレート２０４、熱交換プレート２０５、低圧プレート２０６、表面プレート２０７の順に積層されている。
　なお、本実施の形態においては、一例として、２枚の低圧プレート２０２、２０６と、１枚の高圧プレート２０４とを備える場合を説明するが、本発明はこれに限定されない。例えば、３枚の低圧プレートと２枚の高圧プレートとが熱交換プレートを挟んで積層する構成であっても良い。つまり、低圧プレートの枚数が高圧プレートの枚数＋１枚の関係であれば良い。

　低圧プレート２０２、２０６には、冷媒流路である低圧流路２１０が形成されている。この低圧流路２１０は、表面プレート２０１の開口２２０と開口２２１とに連通する。つまり、表面プレート２０１の開口２２１から流入した冷媒は、低圧流路２１０を通過し、開口２２０から流出する。
　高圧プレート２０４には、冷媒流路である高圧流路２１１が形成されている。高圧流路２１１は、表面プレート２０１の開口２３０と開口２３１とに連通する。つまり、表面プレート２０１の開口２３０から流入した冷媒は、高圧流路２１１を通過し、開口２３１から流出する。

　高圧プレート２０４と低圧プレート２０２、２０６とは、熱交換プレート２０３、２０５を挟んで積層されている。
　高圧流路２１１と低圧流路２１０とにより第１の熱交換部１９を構成し、高圧流路２１１を流れる冷媒と低圧流路２１０を流れる冷媒とが、熱交換プレート２０３、２０５を介して熱交換する。

　また、高圧プレート２０４には、冷媒流路である分岐流路２１２が形成されている。分岐流路２１２は、一端が表面プレート２０１の開口２４０に連通し、他端が複数に分岐して表面プレート２０１の開口２４１にそれぞれ連通する。分岐流路２１２は、第２の分岐部１１を構成する。
　また、高圧プレート２０４には、一端が分岐流路２１２（表面プレート２０１の開口２４０）に接続し、他端が表面プレート２０１の開口２４２に連通する第２のバイパス流路５１が形成されている。
　なお、図２に示す分岐流路２１２の分岐数は一例であり、分岐流路２１２の分岐数に応じて開口２４１が形成される。

　分岐流路２１２と低圧流路２１０とにより第２の熱交換部１６を構成し、分岐流路２１２を流れる冷媒と低圧流路２１０を流れる冷媒とが、熱交換プレート２０３、２０５を介して熱交換する。

　このように、積層プレート２００は、複数の板状部材が積層され、第２の分岐部１１と、第１の熱交換部１９と、第２の熱交換部１６とが一体に形成されている。

　再び図１を参照する。
　気液分離装置１２は、冷媒の入口が第２の接続配管７と接続され、気液二相状態の冷媒を気相と液相とに分離する機能を有する。気液分離装置１２は、その気相部の出口が第１の分岐部１０の電磁弁３１に接続され、その液相部の出口が積層プレート２００の高圧流路２１１（第１の熱交換部１９）に接続されている。
　第２の流量制御装置１３は、一端が積層プレート２００の高圧流路２１１（第１の熱交換部１９）を介して気液分離装置１２と接続され、他端が積層プレート２００の分岐流路２１２（第２の分岐部１１）に接続されている。第２の流量制御装置１３は、たとえば開閉自在な電気式膨張弁等で構成されている。

　第３の流量制御装置（バイパス流量制御装置）１５は、一端が第１のバイパス流路１４を介して積層プレート２００の低圧流路２１０と接続され、他端が第２のバイパス流路５１を介して積層プレート２００の分岐流路２１２（第２の分岐部１１）と接続されている。第３の流量制御装置１５は、たとえば開閉自在な電気式膨張弁等で構成されている。

（計測機器）
　中継機Ｅには、例えば圧力センサで構成された、第１の圧力検出手段２５、第２の圧力検出手段２６、及び、第３の圧力検出手段５６が設けられている。
　第１の圧力検出手段２５は、第２の接続配管７の第１の分岐部１０と第２の流量制御装置１３との間に設けられ、冷媒の圧力を検出する。
　第２の圧力検出手段２６は、第２の流量制御装置１３と第１の流量制御装置９との間に設けられ、冷媒の圧力を検出する。
　第３の圧力検出手段５６は、第１の接続配管６と第１のバイパス流路１４との接続位置に設けられ、冷媒の圧力を検出する。

　熱源機Ａには、例えば圧力センサで構成された、第４の圧力検出手段１８が設けられている。第４の圧力検出手段１８は、四方切換弁２と圧縮機１の吐出部とを接続する配管途中に設けられ、冷媒の圧力を検出する。

　室内機には、例えば温度センサで構成された、第１の温度検出手段５３及び第２の温度検出手段５４が設けられている。
　第１の温度検出手段５３は、室内機の第１の分岐部１０側に設けられ、冷媒の温度を検出する。
　第２の温度検出手段５４は、室内機の第２の分岐部１１側に設けられ、冷媒の温度を検出する。
　つまり、第１の温度検出手段５３及び第２の温度検出手段５４は、室内側熱交換器５の両端に設けられ、第１の流量制御装置９側に接続されるものが第２の温度検出手段５４、他端に接続されるものが第１の温度検出手段５３である。

　空気調和装置１００は、例えばマイコンで構成された制御装置７０を有している。この制御装置７０は、空気調和装置１００のシステム全体を統括制御するものである。具体的には、制御装置７０は、圧縮機１の駆動周波数、熱源機側送風機２０及び室内側熱交換器５に設けられている送風機の回転数、四方切換弁２の切り替え、各電磁弁の開閉、各絞り装置の開度等を制御する。つまり、制御装置７０は、上述した温度検出手段及び圧力検出手段からの検出情報及びリモコン（図示省略）からの指示に基づいて、各アクチュエータ（圧縮機１、四方切換弁２、各電磁弁（第１の電磁開閉弁４４～第５の電磁開閉弁４８、電磁弁３１）、各絞り装置（第１の流量制御装置９、第２の流量制御装置１３、第３の流量制御装置１５、第４の流量制御装置５５）等の駆動部品）を制御する。

　なお、空気調和装置１００内に充填される冷媒の種類を特に限定するものではなく、たとえば二酸化炭素（ＣＯ_２）や炭化水素、ヘリウムなどの自然冷媒、ＨＦＣ４１０ＡやＨＦＣ４０７Ｃ（ＨＦＣのＲ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａが２３／２５／５２ｗｔ％の比率で混合されている非共沸混合冷媒）、ＨＦＣ４０４Ａなどの塩素を含まない代替冷媒、若しくは既存の製品に使用されているＲ２２やＲ１３４ａなどのフロン系冷媒のいずれを使用してもよい。
　熱源機側熱交換器３及び室内側熱交換器５が、冷媒と空気との間で熱交換を行うものである場合を例に説明したが、冷媒と空気以外の熱媒体、たとえば水やブライン等と熱交換を行うものであってもよい。

　また、本実施の形態では、空気調和装置１００に熱源機Ａが１台搭載されている場合を例に示しているが、これに限定するものではなく、２台以上の熱源機Ａが搭載されていてもよい。さらに、室内機が３台搭載されている場合を例に示しているが、これに限定するものではなく、４台以上が搭載されていてもよい。制御装置７０は、熱源機Ａ、室内機、中継機Ｅのいずれかに搭載してもよいし、それらの全部に搭載してもよい。また、熱源機Ａ、室内機、中継機Ｅとは別に制御装置７０を搭載してもよい。そして、複数で制御装置７０を構成する場合は、互いに無線又は有線で通信可能に接続するとよい。

（動作）
　次に、空気調和装置１００の動作について説明する。

［冷房運転］
　図４は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置の冷房運転の動作状態を示したものである。
　図４を参照して、冷房運転のみの運転状態について説明する。図４では、室内機Ｂ、Ｃ、Ｄの全部で冷房運転を行っている状態を例に示している。

　圧縮機１より吐出された高温高圧冷媒ガスは、図４に示すように、四方切換弁２を通り、熱源機側熱交換器３で送風量可変の熱源機側送風機２０によって送風される空気と熱交換して凝縮液化される。この冷媒は、その後、第３の逆止弁３２、第２の接続配管７、気液分離装置１２の順に通り、積層プレート２００の第１の熱交換部１９、第２の流量制御装置１３を通過する。この時、第２の流量制御装置１３の開度は全開に制御されている。

　第２の流量制御装置１３を通過した冷媒は、第２の分岐部１１によって分岐され、室内機側の第２の接続配管７ｂ、７ｃ、７ｄを通り、各室内機Ｂ、Ｃ、Ｄに流入する。
　そして、室内機Ｂ、Ｃ、Ｄに流入した冷媒は、各室内側熱交換器５の出口のスーパーヒート量により制御される第１の流量制御装置９により低圧まで減圧される。減圧された冷媒は、室内側熱交換器５に流入し、室内側熱交換器５で室内空気と熱交換して蒸発しガス化され室内を冷房する。
　そして、このガス状態となった冷媒は、室内機側の第１の接続配管６ｂ、６ｃ、６ｄ、第１の分岐部１０の第４の流量制御装置５５、第１の接続配管６、第４の逆止弁３３、熱源機の四方切換弁２、アキュムレータ４を経て圧縮機１に吸入される。このようにして循環サイクルを構成し、冷房運転を行う。

　この時、第１の分岐部１０の各電磁弁３１は、閉制御されている。そして、第１の接続配管６が低圧、第２の接続配管７が高圧のため、冷媒は必然的に第３の逆止弁３２、第４の逆止弁３３へ流通する。
　また、第４の流量制御装置５５は、第３の圧力検出手段５６からの検知情報によって得られる冷媒の状態に基づいて開度が制御されている。

　また、この循環サイクルにおいて、第２の流量制御装置１３を通過した冷媒の一部が、積層プレート２００に形成された第２のバイパス流路５１を通過し、第３の流量制御装置１５に流入する。
　そして、第３の流量制御装置１５に流入した冷媒は、低圧まで減圧された後、第１のバイパス流路１４を通過して、積層プレート２００の第２の熱交換部１６に流入する。第２の熱交換部１６に流入した低圧の冷媒は、第２の流量制御装置１３から第２の分岐部１１（分岐流路２１２）に流入した高圧の冷媒と熱交換を行う。
　更に、第２の熱交換部１６を通過した低圧の冷媒は、第１の熱交換部１９において、第２の流量制御装置１３に流入する前の冷媒との間で熱交換を行って蒸発する。この蒸発した低圧の冷媒は、第１の接続配管６、第４の逆止弁３３へ入り熱源機の四方切換弁２、アキュムレータ４を経て圧縮機１に吸入される。

　一方、気液分離装置１２から流出した冷媒は、第１の熱交換部１９および第２の熱交換部１６において、第３の流量制御装置１５で低圧まで減圧された冷媒との間で熱交換を行って冷却され、サブクールが付けられる。そして、第２の分岐部１１を通って、冷房しようとしている室内機Ｂ、Ｃ、Ｄへ流入する。
　ここで、室内機の蒸発温度および熱源機側熱交換器３の凝縮温度が予め定められた目標温度になるように容量可変な圧縮機１の容量および熱源機側送風機２０の送風量を調節し、各室内機では目標とする冷房能力を得ることができる。なお、熱源機側熱交換器３の凝縮温度は、第４の圧力検出手段１８で検出される圧力の飽和温度として求められる。

［暖房運転］
　図５は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置の暖房運転の動作状態を示したものである。
　図５を参照して、暖房運転のみの運転状態について説明する。図５では、室内機Ｂ、Ｃ、Ｄの全部で暖房運転を行っている状態を例に示している。

　圧縮機１より吐出された高温高圧冷媒ガスは、図５に示すように、四方切換弁２を通り、第５の逆止弁３４、第２の接続配管７、気液分離装置１２、第１の分岐部１０の電磁弁３１、室内機側の第１の接続配管６ｂ、６ｃ、６ｄの順に通り、室内機Ｂ、Ｃ、Ｄに流入する。室内機Ｂ、Ｃ、Ｄに流入した冷媒は、室内空気と熱交換して凝縮液化し、室内を暖房する。そして、この状態となった冷媒は、各室内側熱交換器５の出口サブクール量により制御されて第１の流量制御装置９を通る。

　第１の流量制御装置９を通った冷媒は、室内機側の第２の接続配管７ｂ、７ｃ、７ｄから積層プレート２００の第２の分岐部１１に流入する。この時、第２の流量制御装置１３の開度は全閉に制御されており、第２の分岐部１１に流入した冷媒は、第２のバイパス流路５１に導かれ、第３の流量制御装置１５に流入する。第３の流量制御装置１５に流入した冷媒は、低圧の気液二相まで減圧される。

　そして、第３の流量制御装置１５に流入した冷媒は、低圧まで減圧された後、第１のバイパス流路１４を通過して、積層プレート２００の第２の熱交換部１６に流入する。低圧の冷媒は、第２の熱交換部１６において、第２の流量制御装置１３から第２の分岐部１１（分岐流路２１２）に流入した高圧の冷媒と熱交換を行う。
　第２の熱交換部１６を流出した低圧の冷媒は、第１の熱交換部１９を通過して、第１の接続配管６を経て、熱源機Ａの第６の逆止弁３５、熱源機側熱交換器３に流入し、ここで送風量可変の熱源機側送風機２０によって送風される空気と熱交換して蒸発する。この蒸発してガス状態となった冷媒は、四方切換弁２、アキュムレータ４を経て圧縮機１に吸入される。このようにして循環サイクルを構成し、暖房運転を行う。

　この時、各電磁弁３１は、開制御されている。また、第４の流量制御装置５５は、閉止されている。

　また、この循環サイクルにおいては、第１の接続配管６が低圧、第２の接続配管７が高圧であるために、冷媒は必然的に第５の逆止弁３４、第６の逆止弁３５へ流通する。
　ここで、室内機の凝縮温度および熱源機側熱交換器３の蒸発温度が予め定められた目標温度になるように容量可変な圧縮機１の容量および熱源機側送風機２０の送風量を調節し、各室内機では目標とする暖房能力を得ることができる。

［冷房主体運転］
　図６は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置の冷房主体運転の動作状態を示したものである。
　図６を参照して、冷房運転容量が暖房運転容量より大きい冷暖房同時運転である冷房主体運転の運転状態について説明する。図６では、室内機Ｂ、Ｃから冷房要求があり、室内機Ｄから暖房要求がある場合の冷房主体運転を例に示している。

　圧縮機１より吐出された高温高圧冷媒ガスは、図６に示すように、四方切換弁２を経て熱源機側熱交換器３に流入し、ここで送風量可変の熱源機側送風機２０によって送風される空気と熱交換して二相の高温高圧状態となる。

　ここで、室内機の蒸発温度および凝縮温度が予め定められた目標温度になるように容量可変な圧縮機１の容量および熱源機側送風機２０の送風量を調節する。かつ、第１の熱源機側熱交換器４１および第２の熱源機側熱交換器４２の両端の第１の電磁開閉弁４４、第２の電磁開閉弁４５、第３の電磁開閉弁４６、第４の電磁開閉弁４７を開閉して伝熱面積を調整する。かつ、熱源機側バイパス路４３の第５の電磁開閉弁４８を開閉して第１の熱源機側熱交換器４１および第２の熱源機側熱交換器４２を流通する冷媒流量を調整する。このようにすることにより、熱源機側熱交換器３で任意量の熱交換量が得られ、また、各室内機では目標とする暖房能力または冷房能力を得ることができる。

　その後、この二相の高温高圧状態の冷媒は、第３の逆止弁３２、第２の接続配管７を経て、中継機Ｅの気液分離装置１２へ送られ、ガス状態冷媒と液状態冷媒とに分離される。
　そして、気液分離装置１２で分離されたガス状冷媒が、第１の分岐部１０の電磁弁３１、室内機側の第１の接続配管６ｄの順に通り、暖房しようとする室内機Ｄに流入し、室内側熱交換器５で室内空気と熱交換して凝縮液化し、室内を暖房する。更に、室内側熱交換器５を流出した冷媒は、室内機Ｄの室内側熱交換器５の出口サブクール量により制御された第１の流量制御装置９を通り、少し減圧されて第２の分岐部１１に流入する。第２の分岐部１１に流入した冷媒は、第２の流量制御装置１３を流通したあとの冷媒と合流し、その一部が第２のバイパス流路５１に導かれる。

　一方、気液分離装置１２で分離された液状冷媒は、第１の熱交換部１９において、低圧まで減圧された冷媒との間で熱交換を行って冷却され、第２の流量制御装置１３に流入する。第２の流量制御装置１３は、第１の圧力検出手段２５の検出圧力と第２の圧力検出手段２６の検出圧力とによって制御される。第２の流量制御装置１３を通過した冷媒は、第２の分岐部１１に流入し、暖房しようとする室内機Ｄを通った冷媒と合流する。その後、第２の熱交換部１６に流入し、第２の熱交換部１６で冷却される。

　そして、この第２の熱交換部１６で冷却された冷媒は、室内機側の第２の接続配管７ｂ、７ｃを通り、冷房しようとする室内機Ｂ、Ｃに入る。室内機Ｂ、Ｃに流入した冷媒は、室内機Ｂ、Ｃの各室内側熱交換器５の出口のスーパーヒート量により制御される第１の流量制御装置９に入り減圧された後に、室内側熱交換器５に入って熱交換して蒸発しガス状態となって室内を冷房する。その後、第４の流量制御装置５５を介して第１の接続配管６に流入する。

　第２の分岐部１１から第２のバイパス流路５１を通過した一部の冷媒は、第３の流量制御装置１５に流入する。第３の流量制御装置１５は、第１の圧力検出手段２５の検出圧力と第２の圧力検出手段２６の検出圧力の圧力差が所定範囲となるように制御される。
　第３の流量制御装置１５に流入した冷媒は、低圧まで減圧された後、第１のバイパス流路１４を通過して、積層プレート２００の第２の熱交換部１６に流入する。第２の熱交換部１６に流入した低圧の冷媒は、第２の流量制御装置１３から第２の分岐部１１（分岐流路２１２）に流入した高圧の冷媒と熱交換を行う。

　更に、第２の熱交換部１６を通過した低圧の冷媒は、第１の熱交換部１９において、第２の流量制御装置１３に流入する前の冷媒との間で熱交換を行って蒸発する。この蒸発した低圧の冷媒は、第１の接続配管６に流入し、室内機Ｂ、Ｃを通った冷媒と合流する。第１の接続配管６で合流した冷媒は、熱源機Ａの第４の逆止弁３３、四方切換弁２、アキュムレータ４を経て圧縮機１に吸入される。このようにして循環サイクルを構成し、冷房主体運転を行う。

　この時、室内機Ｂ、Ｃに接続された電磁弁３１は閉制御されており、室内機Ｄに接続された電磁弁３１は開制御されている。
　また、室内機Ｂ、Ｃに接続された第４の流量制御装置５５は開放されており、室内機Ｄに接続された第４の流量制御装置５５は閉止されている。

　また、第１の接続配管６が低圧、第２の接続配管７が高圧のため、冷媒は必然的に第３の逆止弁３２、第４の逆止弁３３へ流入する。

［暖房主体運転］
　図７は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置の暖房主体運転の動作状態を示したものである。
　図７を参照して、暖房運転容量が冷房運転容量より大きい冷暖房同時運転である暖房主体運転の運転状態について説明する。図７では、室内機Ｂ、Ｃから暖房要求があり、室内機Ｄから冷房要求がある場合の暖房主体運転を例に示している。

　圧縮機１より吐出された高温高圧冷媒ガスは、図７に示すように、四方切換弁２、第５の逆止弁３４、第２の接続配管７を通って中継機Ｅへ送られ、気液分離装置１２を通る。気液分離装置１２を通った冷媒は、第１の分岐部１０の電磁弁３１、室内機側の第１の接続配管６ｂ、６ｃの順に通り、暖房しようとする室内機Ｂ、Ｃに流入し、室内側熱交換器５で室内空気と熱交換して凝縮液化され室内を暖房する。この凝縮液化した冷媒は、室内機Ｂ、Ｃの各室内側熱交換器５の出口サブクール量により制御されて第１の流量制御装置９を通り、少し減圧されて第２の分岐部１１に流入する。第２の分岐部１１に流入した冷媒は、その一部が第２のバイパス流路５１に導かれる。

　第２の分岐部１１に流入した冷媒の残部は、第２の分岐部１１から流出し、室内機側の第２の接続配管７ｄを通り、冷房しようとする室内機Ｄに入る。そして、室内機Ｄに入った冷媒は、室内側熱交換器５の出口スーパーヒート量により制御される第１の流量制御装置９に入り減圧された後に、室内側熱交換器５に入って熱交換して蒸発しガス状態となって室内を冷房し、第４の流量制御装置５５を介して第１の接続配管６に流入する。

　一方、第２の分岐部１１から第２のバイパス流路５１を通過した一部の冷媒は、第３の流量制御装置１５に流入する。第３の流量制御装置１５は、第１の圧力検出手段２５の検出圧力と第２の圧力検出手段２６の検出圧力の圧力差が所定範囲となるように制御される。
　第３の流量制御装置１５に流入した冷媒は、低圧まで減圧された後、第１のバイパス流路１４を通過して、積層プレート２００の第２の熱交換部１６に流入する。第２の熱交換部１６に流入した低圧の冷媒は、室内機Ｂ、Ｃから第２の分岐部１１（分岐流路２１２）に流入した冷媒、および第２の分岐部１１から冷房しようとする室内機Ｄへ流入する冷媒と熱交換して蒸発する。

　そして、第２の熱交換部１６を通過した低圧の冷媒は、第１の接続配管６に流入し、室内機Ｄを通った冷媒と合流する。第１の接続配管６で合流した冷媒は、熱源機Ａの第６の逆止弁３５、熱源機側熱交換器３に流入する。熱源機側熱交換器３に流入した冷媒は、ここで送風量可変の熱源機側送風機２０によって送風される空気と熱交換して蒸発しガス状態となる。

　ここで、冷房要求のある室内機Ｄの蒸発温度および暖房要求のある室内機Ｂ、Ｃの凝縮温度が予め定められた目標温度になるように容量可変な圧縮機１の容量および熱源機側送風機２０の送風量を調節する。かつ、第１の熱源機側熱交換器４１および第２の熱源機側熱交換器４２の両端の第１の電磁開閉弁４４、第２の電磁開閉弁４５、第３の電磁開閉弁４６、第４の電磁開閉弁４７を開閉して伝熱面積を調整する。かつ、熱源機側バイパス路４３の第５の電磁開閉弁４８を開閉して第１の熱源機側熱交換器４１および第２の熱源機側熱交換器４２を流通する冷媒流量を調整する。このようにすることにより、熱源機側熱交換器３で任意量の熱交換量が得られ、また、各室内機では目標とする暖房能力または冷房能力を得ることができる。そして、冷媒は、熱源機Ａの四方切換弁２、アキュムレータ４を経て圧縮機１に吸入される。このようにして循環サイクルを構成し、暖房主体運転を行う。

　この時、室内機Ｂ、Ｃに接続された電磁弁３１は開制御されており、室内機Ｄに接続された電磁弁３１は閉制御されている。また、室内機Ｂ、Ｃに接続された第４の流量制御装置５５は閉止されており、室内機Ｄに接続された第４の流量制御装置５５は開放されている。
　また、冷媒は、第１の接続配管６が低圧、第２の接続配管７が高圧のため、必然的に第５の逆止弁３４、第６の逆止弁３５へ流通する。この時、第２の流量制御装置１３は閉じている。

［中継機Ｅの配置構成］
　図８は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置の中継機Ｅの機器配置を模式的に示す図である。
　図８に基づいて、中継機Ｅに設置される各構成の配置関係について説明する。図８（ａ）が中継機Ｅの平面図を、図８（ｂ）が中継機Ｅの側面図を、それぞれ示している。
　なお、第２の流量制御装置１３および第３の流量制御装置１５は、図８においては、アクチュエータ類８０として図示する。

　図８（ａ）に示すように、第１の分岐部１０（弁装置）、気液分離装置１２、及びアクチュエータ類８０は、平面視において、積層プレート２００の設置範囲内に配置されている。また、図８（ｂ）に示すように、積層プレート２００は、中継機Ｅの筐体の最下部に配置されている。

　このように、本発明の実施の形態に係る空気調和装置１００によれば、第２の分岐部１１、及び熱交換部（第１の熱交換部１９、第２の熱交換部１６）を一体形成した積層プレート２００を備えているので、中継機Ｅの内部における配管構成の複雑化を回避しつつコンパクト化を実現している。

　また、積層プレート２００を筐体の最下部に配置し、積層プレート２００と接続する機能部品を積層プレートの上に配置することで、特に筐体の幅方向においてコンパクト化を図ることができる。よって、幅方向に制限のあるような場所に中継機Ｅを設置する場合に有効である。
　また、積層プレート２００を筐体の最下部に配置し、積層プレート２００と接続する機能部品を積層プレートの上に配置することで、流路配管を短くすることができ、中継機Ｅのコンパクト化、軽量化を向上することができるとともに、製造コストの低減に繋がる。

［積層プレート２００の開口位置］
　図９は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置１００の積層プレート２００の開口の位置を模式的に示す斜視図である。
　図９に示すように、積層プレート２００の開口２２０、２２１、２３０、２３１、２４０、２４１、２４２（以下、区別しない場合は単に開口という）は、第１の分岐部１０（弁装置）などが配置される側の面（上面）に形成されている。また、積層プレート２００の開口は、上面の端部に形成されている。例えば積層プレート２００が四角形で構成される場合、開口は積層プレート２００の各辺に沿って並んで配置される。

　このように、積層プレート２００の開口を上面に形成することで、積層プレート２００の上方に配置された第１の分岐部１０などの機能部品との接続配管（流路配管）を短くすることができ、中継機Ｅの内部における配管構成の複雑化を回避しつつコンパクト化を実現することができる。
　また、積層プレート２００の開口を上面の端部に形成することで、開口に接続される配管等に干渉することなく、積層プレート２００の上面に第１の分岐部１０などの機能部品を配置することができる。

　また図９に示すように、室内機の室内側熱交換器５が接続される開口２４１は、中継機Ｅの筐体の正面側に形成されている。
　このため、室内機の室内側熱交換器５と中継機Ｅとを接続する第２の接続配管７ｂ、７ｃ、７ｄを、中継機Ｅの筐体内における経路を短くすることができ、中継機Ｅの筐体内における配管構成の複雑化を回避しつつコンパクト化を実現することができる。また、第２の接続配管７ｂ、７ｃ、７ｄと中継機Ｅの筐体内の機能部品との干渉を軽減することができる。

　また図９に示すように、第２の流量制御装置１３が接続される開口２３１と開口２４０は、積層プレート２００の同一の辺に沿って形成されている。また、第３の流量制御装置１５が接続される開口２２１と開口２４２は、積層プレート２００の同一の辺に沿って形成されている。
　このため、第２の流量制御装置１３と開口２３１及び開口２４０とを接続する流路配管を積層プレート２００の辺に沿って配置することができ、積層プレート２００の上面に第１の分岐部１０などの機能部品を配置するスペースを広くすることができる。また、流路配管を直線状に配置することができ、流路配管の長さを短くすることができる。よって、中継機Ｅの内部における配管構成の複雑化を回避しつつコンパクト化を実現することができる。

　図１０は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置１００の積層プレート２００の開口２３０の位置と気液分離装置１２との位置関係を模式的に示す斜視図である。なお、図１０においては、一部の開口については図示を省略している。
　図１０に示すように、気液分離装置１２は、入口１２１から流入した冷媒を、気相と液相とに分離して、液相部の出口１２２から液相状態の冷媒を流出し、気相部の出口１２３から気相状態の冷媒を流出する。
　上述したように、積層プレート２００は、中継機Ｅの筐体内において気液分離装置１２の下に配置される。また、気液分離装置１２の液相部の出口１２２が接続される積層プレート２００の開口２３０は、気液分離装置１２の冷媒の入口１２１と比較して液相部の出口１２２に近い位置に形成されている。例えば図１０に示すように、開口２３０は、気液分離装置１２の入口１２１側の側面（第２の接続配管７が接続される側面）とは反対側の側面に近い位置に配置されている。
　このような配置にすることで、気液分離装置１２の液相部の出口１２２と積層プレート２００の開口２３０とを接続する流路配管の長さを短くすることができる。よって、中継機Ｅの内部における配管構成の複雑化を回避しつつコンパクト化を実現することができる。

　なお、第１の圧力検出手段２５、第２の圧力検出手段２６などのセンサ類、第２の流量制御装置１３、第３の流量制御装置１５などのアクチュエータ類を、積層プレート２００に直接差し込む構造をとることで、接続配管を省くことができ、中継機Ｅのコンパクト化、軽量化を更に向上することができる。

　なお、積層プレート２００の材質をアルミニウム製とし、積層プレート２００に接続される流路配管などの他の部品の材質もアルミニウム製にすることで、防食対策を軽減することが可能となる。
　また、アルミニウムを使用した配管などは強度を確保するために肉厚が厚くなる傾向があり、曲げ加工などの取り回しが困難となるが、上述した各構成の配置関係を適用することで、流路配管を短くするとともに、直管で繋げる配置に対応できる。

　１　圧縮機、２　四方切換弁、３　熱源機側熱交換器、４　アキュムレータ、５　室内側熱交換器、６　第１の接続配管、６ｂ　第１の接続配管、６ｃ　第１の接続配管、６ｄ　第１の接続配管、７　第２の接続配管、７ｂ　第２の接続配管、７ｃ　第２の接続配管、７ｄ　第２の接続配管、９　第１の流量制御装置、１０　第１の分岐部、１１　第２の分岐部、１２　気液分離装置、１３　第２の流量制御装置、１４　第１のバイパス流路、１５　第３の流量制御装置、１６　第２の熱交換部、１８　第４の圧力検出手段、１９　第１の熱交換部、２０　熱源機側送風機、２２　開口、２５　第１の圧力検出手段、２６　第２の圧力検出手段、３１　電磁弁、３２　第３の逆止弁、３３　第４の逆止弁、３４　第５の逆止弁、３５　第６の逆止弁、４０　熱源機側切換弁、４１　第１の熱源機側熱交換器、４２　第２の熱源機側熱交換器、４３　熱源機側バイパス路、４４　第１の電磁開閉弁、４５　第２の電磁開閉弁、４６　第３の電磁開閉弁、４７　第４の電磁開閉弁、４８　第５の電磁開閉弁、５１　第２のバイパス流路、５３　第１の温度検出手段、５４　第２の温度検出手段、５５　第４の流量制御装置、５６　第３の圧力検出手段、７０　制御装置、８０　アクチュエータ類、１００　空気調和装置、１２１　入口、１２２　出口、１２３　出口、２００　積層プレート、２０１　表面プレート、２０２　低圧プレート、２０３　熱交換プレート、２０４　高圧プレート、２０５　熱交換プレート、２０６　低圧プレート、２０７　表面プレート、２１０　低圧流路、２１１　高圧流路、２１２　分岐流路、２２０　開口、２２１　開口、２３０　開口、２３１　開口、２４０　開口、２４１　開口、２４２　開口、Ａ　熱源機、Ｂ　室内機、Ｃ　室内機、Ｄ　室内機、Ｅ　中継機。

Claims

　圧縮機、切換弁および熱源機側熱交換器を有する熱源機と、それぞれ室内側熱交換器および室内側流量制御装置を有する複数台の室内機と、を第１の接続配管および第２の接続配管を介して接続し、前記熱源機から前記複数台の室内機に冷媒を供給して冷房運転、暖房運転、又は冷暖房同時運転をする空気調和装置であって、
　前記熱源機と複数の前記室内機との間に介在し、前記熱源機から前記室内機へ供給される冷媒の流れを切り換える中継機を備え、
　前記中継機は、
　前記複数台の室内機のそれぞれの前記室内側熱交換器の冷媒出入口の一方を前記第１の接続配管または前記第２の接続配管に切り換え接続する弁装置を備えた第１の分岐部と、
　一端が前記第２の接続配管側に接続され、他端が複数に分岐して前記複数台の室内機のそれぞれの前記室内側熱交換器の冷媒出入口の他方に前記室内側流量制御装置を介して接続された第２の分岐部と、
　前記第２の分岐部と前記第１の接続配管とをバイパス流量制御装置を介して接続するバイパス流路と、
　前記バイパス流量制御装置と前記第１の接続配管との間の前記バイパス流路と、前記第２の分岐部との間で熱交換を行う熱交換部と、
　前記第１の分岐部、前記第２の分岐部、前記バイパス流路、及び前記熱交換部が収納される筐体と、
　を備え、
　前記第２の分岐部および前記熱交換部は、
　複数の板状部材を積層した積層プレートによって一体形成され、
　前記積層プレートは、
　前記筐体内において、前記第１の分岐部の前記弁装置の下に配置された
　空気調和装置。
　前記積層プレートは、前記筐体の最下部に配置された
　請求項１に記載の空気調和装置。
　前記第１の分岐部の前記弁装置、及び前記バイパス流路の前記バイパス流量制御装置は、
　平面視において、前記積層プレートの設置範囲内に配置された
　請求項１または２に記載の空気調和装置。
　前記第１の接続配管、前記第２の接続配管、及び前記バイパス流量制御装置と、前記積層プレートとの間の流路を形成する流路配管を備え、
　前記流路配管と前記積層プレートとが直接接続された
　請求項１～３の何れか一項に記載の空気調和装置。
　前記積層プレート及び前記流路配管は、アルミニウム製である
　請求項４に記載の空気調和装置。
　前記複数の板状部材は、冷媒流路が形成された板状部材と、前記冷媒流路に連通する開口が複数形成された板状部材とを含み、
　前記板状部材の前記開口は、
　前記第１の分岐部の前記弁装置が配置される側の面の端部に形成された
　請求項１～５の何れか一項に記載の空気調和装置。
　前記板状部材の前記開口のうち前記室内側熱交換器が接続された開口は、前記筐体の正面側に形成された
　請求項６に記載の空気調和装置。
　前記板状部材の前記開口のうち前記バイパス流量制御装置が接続された２つの開口は、当該板状部材の同一の辺に沿って形成された
　請求項６または７に記載の空気調和装置。
　前記冷媒を気相と液相とに分離する気液分離装置を更に備え、
　前記気液分離装置は、
　前記冷媒の入口が前記第２の接続配管と接続され、気相部の出口が前記第１の分岐部と接続され、液相部の出口が前記積層プレートの前記第２の分岐部と接続され、
　前記積層プレートは、
　前記筐体内において、前記気液分離装置の下に配置され、
　前記板状部材の前記開口のうち前記気液分離装置が接続された開口が、前記気液分離装置の前記入口と比較して前記液相部の出口に近い位置に形成された
　請求項６～８の何れか一項に記載の空気調和装置。