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WO2014091741A1 - 接続ユニット及び空気調和装置 - Google Patents

接続ユニット及び空気調和装置 Download PDF

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WO2014091741A1
WO2014091741A1 PCT/JP2013/007236 JP2013007236W WO2014091741A1 WO 2014091741 A1 WO2014091741 A1 WO 2014091741A1 JP 2013007236 W JP2013007236 W JP 2013007236W WO 2014091741 A1 WO2014091741 A1 WO 2014091741A1
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WO
WIPO (PCT)
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refrigerant
valve
state
flow path
connection
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2013/007236
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English (en)
French (fr)
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雅章 長井
晃 小森
敦 柿本
哲也 増田
修 小川
大 松井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
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Publication date
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Priority to JP2014527422A priority patent/JP6222482B2/ja
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    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/26Refrigerant piping
    • F24F1/32Refrigerant piping for connecting the separate outdoor units to indoor units
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    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
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    • F25B2313/0234Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units in series arrangements

Definitions

  • the conventional method alone can be operated with a high COP (coefficient of performance).
  • COP coefficient of performance
  • a plurality of first branch passages each of which is divided into a first connection portion close to the first connection portion and a first extension portion which is the remaining portion,
  • the third refrigerant flow path is connected to each of the plurality of indoor units, is branched from the third refrigerant flow path, and is farther from the second position separated from the position branched from the third refrigerant flow path.
  • the state A is a state in which the connection unit flows the refrigerant supplied from the outdoor unit in parallel to the plurality of indoor units and returns the refrigerant to the outdoor unit.
  • the state B in the plurality of indoor units in which the connection unit divides the refrigerant supplied from the outdoor unit into a first indoor unit group and a second indoor unit group, the first indoor unit Group and the second indoor unit group, and when the first indoor unit group or the second indoor unit group includes a plurality of the indoor units, the first indoor unit group or In this state, the plurality of indoor units included in the second indoor unit group are flown in parallel and returned to the outdoor unit.
  • FIG. 1 schematically shows a configuration of an example of the air-conditioning apparatus of the first embodiment.
  • FIG. 2 schematically shows the controller of the apparatus shown in FIG. 1 and its connection state.
  • FIG. 3 schematically shows the controller of the apparatus shown in FIG. 1 and its connection state.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating control during cooling operation.
  • FIG. 5 schematically shows the state of the refrigerant circuit when the maximum value of the difference in air conditioning load between the indoor units is equal to or less than a predetermined value during the cooling operation.
  • FIG. 6 schematically shows the state of the refrigerant circuit when the maximum value of the difference in air conditioning load between the indoor units is larger than a predetermined value during the cooling operation.
  • FIG. 5 schematically shows the state of the refrigerant circuit when the maximum value of the difference in air conditioning load between the indoor units is equal to or less than a predetermined value during the cooling operation.
  • FIG. 6 schematically shows the state of the refrigerant circuit when the maximum value of the difference in
  • FIG. 7A is a Mollier diagram showing the state of the refrigerant in the refrigerant circuit of FIG. 6.
  • FIG. 7B is a flowchart showing the state of the refrigerant.
  • FIG. 8 is a flowchart showing control during heating operation.
  • FIG. 9 schematically shows the state of the refrigerant circuit when the maximum value of the difference in air conditioning load of each indoor unit is larger than a predetermined value during heating operation.
  • FIG. 10A is a Mollier diagram showing the state of the refrigerant in the refrigerant circuit of FIG. 9.
  • FIG. 10B is a flowchart illustrating the state of the refrigerant in the refrigerant circuit of FIG. 9.
  • FIG. 11 schematically shows a configuration of an example in which a part of the apparatus shown in FIG.
  • FIG. 30 schematically shows the state of the refrigerant circuit when the maximum value of the difference in air conditioning load between the indoor units is larger than a predetermined value during the heating operation.
  • FIG. 31A is a Mollier diagram showing the state of the refrigerant in the refrigerant circuit of FIG. 30.
  • FIG. 31B is a flowchart showing the state of the refrigerant in the refrigerant circuit of FIG.
  • FIG. 32 schematically shows the state of the refrigerant circuit when the maximum value of the difference in air conditioning load between the indoor units is larger than a predetermined value during the cooling operation.
  • Switching means A first on-off valve provided in the fourth refrigerant flow path between the third branch position and the third position; A second on-off valve provided in the fifth refrigerant flow path; A third on-off valve provided in the first refrigerant flow path at a position closer to the one end of the second flow path than a position where the plurality of first branch flow paths branch; A fourth on-off valve provided in the sixth refrigerant flow path; A first expansion valve that is provided in the fourth refrigerant flow path between the third position and the second branch position and expands the refrigerant when the gas-liquid two-phase refrigerant passes through,
  • the plurality of first switching means, the plurality of second switching means, the first on-off valve, the second on-off valve, the third on-off valve, the fourth on-off valve, and the first expansion valve are as follows: Configured to take state A and state B; Connection unit.
  • the refrigerant that has flowed through the first indoor unit group passes through the first expansion valve and then gas-liquid separation is performed by the gas-liquid separator.
  • the separated gas refrigerant is used in the second indoor unit group.
  • the state of the refrigerant flowing into the second indoor unit group can be controlled by controlling the pressure of the refrigerant after flowing through the first indoor unit group with the first expansion valve. It is possible to control the state (pressure) of the refrigerant only with the first expansion valve after joining the refrigerant after flowing through the indoor units of the first indoor unit group and before entering the gas-liquid separator. Therefore, according to the second aspect, it is easy to control the state of the refrigerant flowing into the second indoor unit group.
  • an air conditioning load of each of the plurality of indoor units is calculated to determine an operation mode of the air conditioner, and the operation mode is changed to the operation mode. Accordingly, the state of the plurality of first switching means, the state of the plurality of second switching means, the state of the first on-off valve, the state of the second on-off valve, the state of the third on-off valve, the fourth
  • a connection unit further comprising a controller for controlling a state of the on-off valve and a state of the first expansion valve.
  • the controller of the connection unit can operate the air conditioner with a high COP according to the operation mode of the air conditioner.
  • the plurality of indoor units are divided into the first indoor unit group having the large air conditioning load and the second room having the small air conditioning load.
  • the first switching means corresponding to the indoor units of the first indoor unit group is in the first state and divided into unit groups, and the first switch corresponding to the indoor units of the second indoor unit group.
  • the switching means is in the second state, the second switching means corresponding to the indoor units in the first indoor unit group is in the fourth state, and corresponds to the indoor units in the second indoor unit group.
  • the seventh aspect of the present disclosure includes, in addition to the fourth aspect having the characteristics of the second aspect, the controller When the maximum difference between the air conditioning loads is equal to or less than a predetermined value, the plurality of first switching units are in the first state, and the plurality of second switching units are in the third state. Controlling the plurality of first switching means, the plurality of second switching means, and the third on-off valve so that the third on-off valve is closed, When the maximum value of the difference between the air conditioning loads is larger than a predetermined value, the plurality of indoor units are divided into a first indoor unit group having a large air conditioning load and a second indoor unit group having a small air conditioning load.
  • the first switching means corresponding to the indoor units of the first indoor unit group is in the first state, and the first switching corresponding to the indoor units of the second indoor unit group is divided into groups.
  • the means is in the second state, the second switching means corresponding to the indoor units of the first indoor unit group is in the third state, and corresponds to the indoor units of the second indoor unit group.
  • the second switching means is in the fourth state, the first on-off valve is closed, the second on-off valve is opened, the third on-off valve is opened, and the fourth on-off valve is opened.
  • the ninth aspect of the present disclosure includes, in addition to the fourth aspect, A temperature sensor for measuring a superheat degree provided on a pipe forming the first refrigerant flow path in the vicinity of the one end of the second flow path, or the third in the vicinity of the other end of the first flow path.
  • the controller refers to a temperature measured by the superheat degree measuring temperature sensor or the supercooling degree temperature sensor, and at least of a plurality of throttle mechanisms provided in each refrigerant pipe in the plurality of indoor units.
  • a connection unit that controls the opening of one throttle mechanism.
  • the controller of the connection unit includes a plurality of indoor units according to the degree of supercooling of the refrigerant after flowing through the first flow path or the degree of superheat of the refrigerant after flowing through the second flow path.
  • the opening degree of at least one throttle mechanism among the plurality of throttle mechanisms provided in the respective refrigerant pipes can be controlled.
  • a plurality of first branch connection flow paths each divided into a first connection portion close to the road and a first extension portion which is the remaining portion;
  • the second connection flow is connected to each of the plurality of indoor units, is branched from the second connection flow path, and is farther from the second connection position away from the position branched from the second connection flow path.
  • a plurality of second branch connection flow paths each divided into a second connection portion close to the road and a second extension portion which is the remaining portion; The first connection position of the plurality of first branch connection flow paths and the second connection position of the plurality of second branch connection flow paths are connected and branched toward the first connection position.
  • a third connection flow path having a first branch position and a second branch position branched toward the second connection position; A first state in which a refrigerant can flow between the first connection flow path and the first extension portion via the first connection portion; and the first branch position and the first extension portion.
  • a plurality of first branch connection channels provided for each of the plurality of first branch connection channels, which can be exclusively switched between a second state in which the refrigerant can flow through the third connection channels. 1 switching means, A third state in which a refrigerant can flow between the second connection flow path and the second extension portion via the second connection portion; and the second branch position and the second extension portion.
  • a plurality of second branch connection channels provided for each of the plurality of second branch connection channels, which can be exclusively switched between a fourth state in which the refrigerant can flow through the third connection channels.
  • 2 switching means, The plurality of first switching means and the plurality of second switching means are configured to take the following state A and state B, Connection unit.
  • the state A is a state in which the connection unit flows the refrigerant supplied from the outdoor unit in parallel to the plurality of indoor units and returns the refrigerant to the outdoor unit.
  • the connection unit divides the refrigerant supplied from the outdoor unit into a first indoor unit group and a second indoor unit group
  • the first indoor unit Group and the second indoor unit group when the first indoor unit group or the second indoor unit group includes a plurality of the indoor units, the first indoor unit group or
  • the plurality of indoor units included in the second indoor unit group are flown in parallel and returned to the outdoor unit.
  • the air conditioner can be operated at a high COP.
  • Control (i1) is performed when the maximum difference between the air conditioning loads is equal to or less than a predetermined value.
  • the controller controls the plurality of valves so that the plurality of indoor units are connected in parallel to the outdoor unit.
  • heat is not exchanged in the third heat exchanger.
  • the refrigerant supplied from the outdoor unit is first used in the first indoor unit group having a large air conditioning load, and the refrigerant that has left the first indoor unit group is used in the second indoor unit group. Use. According to this configuration, efficient heating operation is possible even when the difference in air conditioning load between the indoor units is large.
  • the twenty-seventh aspect of the present disclosure has the following characteristics in addition to the twenty-fourth aspect.
  • the connection unit is provided in the gas-liquid separator, the refrigerant liquid pipe through which the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator flows, the refrigerant gas pipe through which the gas refrigerant separated by the gas-liquid separator flows, and the refrigerant liquid pipe It may further include an expansion valve and an open / close valve provided in the refrigerant gas pipe.
  • the refrigerant supplied from the outdoor unit is separated into liquid refrigerant and gas refrigerant by the gas-liquid separator after flowing through the first indoor unit group, and the separated gas refrigerant. Flows into the second indoor unit group. According to this configuration, since only the gas refrigerant is supplied to the second indoor unit group, an efficient heating operation can be performed.
  • the connection unit 103 connects the outdoor unit 101 and each of the plurality of indoor units 102.
  • the connection unit 103 includes a plurality of valves for switching the connection state between the outdoor unit 101 and the plurality of indoor units 102, a third heat exchanger (internal heat exchanger) 110, and a gas-liquid separator 111.
  • the third heat exchanger 110 includes a first flow path 110a and a second flow path 110b. Heat exchange is performed between the refrigerant flowing through the first flow path 110a and the refrigerant flowing through the second flow path 110b.
  • the refrigerant liquid pipe 111 c is connected to the liquid pipe 121 at a branch point 128 between the outdoor unit 101 and the first flow path 110 a of the third heat exchanger 110.
  • a second on-off valve 116 is provided in the flow path between the refrigerant liquid pipe 111 c and the branch point 128.
  • the second on-off valve 116 is an expansion valve that expands the liquid refrigerant, and can also be referred to as the second expansion valve 116.
  • a second switching means (exclusively switchable between the third state and the fourth state) Three-way valves) 113a, 113b, 113c are provided. That is, the three-way valves 113a, 113b, 113c as the second switching means are the second position 13a of the second branch flow path 173a, the second position 13a of the second branch flow path 173b, and the second position of the second branch flow path 173c. It is provided at each position 13a.
  • the apparatus 100a further includes a controller 200.
  • the controller 200 can employ the same configuration as a known controller, and includes, for example, an arithmetic processing device and a storage device.
  • the storage device stores a program for performing control described later.
  • FIG. 2 schematically shows the connection state between the controller 200 and other parts.
  • the controller 200 is connected to the outdoor unit 101, each indoor unit 102 (102 a to 102 c), and the connection unit 103. Specifically, the controller 200 is connected to and controls fans and valves included in the outdoor unit 101, the indoor unit 102, and the connection unit 103.
  • the controller 200 is connected to a temperature setting device 201 and a room temperature measuring device 202 provided in each of the indoor units 102, and acquires the set temperature and the measured room temperature.
  • Known devices can be used as the temperature setting device 201 and the room temperature measuring device 202.
  • the temperature setting device 201 usually includes an input device and a display device.
  • the temperature setting device 201 may include a touch panel that serves as both an input device and a display device.
  • the room temperature measuring device 202 includes a temperature sensor.
  • controller 200 calculates the maximum value of the difference between the air conditioning loads (step 1102s). That is, the controller 200 calculates the difference between the maximum air conditioning load and the minimum air conditioning load.
  • step 1103s determines whether or not the current state of the connection unit 103 is the state A corresponding to a state where the air conditioning load difference is small (step 1104s). .
  • step 1106s the controller 200 controls the valve in the connection unit 103 so that the connection unit 103 is in the state A, and performs the cooling operation.
  • the first switching means 112a, 112b are connected so that the plurality of indoor units 102a, 102b, 102c are connected in parallel to the outdoor unit 101 without exchanging heat with the third heat exchanger 110.
  • 112c are switched to the first state
  • the second switching means 113a, 113b, 113c are switched to the third state.
  • FIG. 6 shows a configuration in which the indoor unit 102c is included in the first indoor unit group 102H having a large air conditioning load, and the indoor units 102a and 102b are included in the second indoor unit group 102L having a small air conditioning load. Yes.
  • the controller 200 sets the second switching means 113c provided in the liquid pipe 125c connected to the indoor unit 102c (first indoor unit group 102H) to the third state, and connects the gas pipe 123c.
  • the provided first switching means 112c is set to the first state.
  • the liquid pipe 125 c is connected to the branch point 124, and the gas pipe 123 c is connected to the branch point 122.
  • a first refrigerant circuit that connects the outdoor unit 101 and the indoor unit 102c (first indoor unit group 102H) is formed.
  • the controller 200 includes second switching means 113a and 113b provided in the liquid pipes 125a and 125b connected to the indoor unit 102a and the indoor unit 102b (second indoor unit group 102L).
  • the first switching means 112a and 112b provided in the gas pipes 123a and 123b are set in the second state.
  • the liquid pipes 125 a and 125 b are connected to the branch point 127
  • the gas pipes 123 a and 123 b are connected to the branch point 126.
  • the controller 200 causes the refrigerant to flow from the liquid pipe 121 of the outdoor unit 101 toward the liquid pipe 111c of the gas-liquid separator 111 by fully opening the second expansion valve 116.
  • the first switching means 112c corresponding to the indoor units of the first indoor unit group 102H is in the first state
  • 112b are controlled so that the plurality of first switching means 112a to 112c are in the second state.
  • the controller 200 has the second switching means 113c corresponding to the indoor units of the first indoor unit group 102H in the third state, and the second switching means 113b corresponding to the indoor units of the second indoor unit group 102L.
  • the plurality of second switching means 113a to 113c are controlled so that 113c is in the fourth state.
  • the controller 200 enters a state in which the first on-off valve 119 is closed, the second on-off valve 116 is in an open state, the third on-off valve 118 is in an open state, and the fourth on-off valve 117 is in an open state.
  • the first on-off valve 119, the second on-off valve 116, the third on-off valve 118, the fourth on-off valve 117, and the first expansion valve 131 are controlled so that the first expansion valve 131 is in a state of allowing the refrigerant to pass therethrough.
  • a second refrigerant circuit that connects the outdoor unit 101 to the indoor unit 102a and the indoor unit 102b (second indoor unit group 102L) is formed.
  • the refrigerant flowing from the liquid pipe 121 of the outdoor unit 101 includes the gas-liquid separator 111, the branch point 127, the second indoor unit group 102L (indoor units 102a and 102b), the branch point 126, the third After flowing through the second flow path 110b of the heat exchanger 110 in this order, the flow returns to the outdoor unit 101.
  • the indoor units 102a, 102b, and 102c included in the first indoor unit group 102H and the second indoor unit group 102L are parallel to the outdoor unit 101, respectively. It is connected to the.
  • the indoor units 102a and 102b included in the second indoor unit group 102L are connected in parallel to each other. Further, when a plurality of indoor units are included in the first indoor unit group 102H, they are connected to each other in parallel.
  • the state of the refrigerant in the control of FIG. 6 (control (ii1)) is shown in the Mollier diagram of FIG. 7A and the flowchart of FIG. 7B.
  • the circled numbers in FIGS. 7A and 7B correspond to the circled numbers in FIG.
  • the refrigerant flowing through the first indoor unit group 102H with a large air conditioning load, that is, the refrigerant flowing through the first refrigerant circuit moves in the order of the circled numbers 1 ⁇ 2 ⁇ 3 ⁇ 4 ⁇ 5 ⁇ 1.
  • the refrigerant flowing through the second indoor unit group 102L with a small air conditioning load that is, the refrigerant flowing through the second refrigerant circuit moves in the order of the circled numbers 1 ⁇ 2 ⁇ 3 ⁇ 6 ⁇ 7 ⁇ 1.
  • controller 200 calculates the maximum value of the difference between the air conditioning loads (step 1202s). That is, the controller 200 calculates the difference between the maximum air conditioning load and the minimum air conditioning load.
  • the controller 200 allows the plurality of indoor units 102a, 102b, and 102c to be connected in parallel to the outdoor unit 101 without exchanging heat with the third heat exchanger 110. Control multiple valves.
  • the state A is a state in which the connection unit 103 returns the refrigerant supplied from the outdoor unit 101 to the outdoor unit 101 by flowing the refrigerant in parallel to the plurality of indoor units 102a, 102b, and 102c.
  • the controller 200 performs the heating operation by the control (I1) (step 1206s). That is, the controller 200 controls the valve in the connection unit 103 so that the connection unit 103 is in the state A, and performs the heating operation. Specifically, the first switching means 112a, 112b are connected so that the plurality of indoor units 102a, 102b, 102c are connected in parallel to the outdoor unit 101 without exchanging heat with the third heat exchanger 110. , 112c are switched to the first state, and the second switching means 113a, 113b, 113c are switched to the third state.
  • step 1209s When the determination result in step 1209s is false, the controller 200 performs the heating operation by the control (II1) (step 1211s). That is, the controller 200 controls the valve in the connection unit 103 to perform the heating operation so as to correspond to the division in step 1208s. That is, the state of the connection unit 103 is changed to the state B. And the variable which shows the state of the connection unit 103 is changed so that it may show the present state with the state (step 1212s), and it returns to step 1201s.
  • the control II1
  • FIG. 9 shows a configuration in which the indoor unit 102c is included in the first indoor unit group 102H having a large air conditioning load, and the indoor units 102a and 102b are included in the second indoor unit group 102L having a small air conditioning load. Yes.
  • the refrigerant is preferentially supplied to the air conditioning load required for the first indoor unit group 102H having a large air conditioning load. That is, as shown in FIG. 9, a high-exergy refrigerant flows through the first indoor unit group 102H having a large air-conditioning load (high load) (circle numbers 2 ⁇ 3). It flows to the small (low load) second indoor unit group 102L (circle numerals 4 ⁇ 6). As a result, exergy can be used effectively according to the air conditioning load.
  • the air conditioning load of the nth indoor unit is calculated by the following equation.
  • Q (n)
  • the air conditioner of the first embodiment may be changed like the following air conditioner (K). Since the configuration of the air conditioner (K) can be the same as the configuration of the above-described example of the air conditioner, overlapping description may be omitted. In addition, the following description does not limit the air conditioning apparatus mentioned above.
  • the air conditioner (K) includes an outdoor unit including a first heat exchanger and a compressor, a plurality of indoor units each including a second heat exchanger, and a controller. These configurations are the same as the illustrated configurations.
  • the apparatus further includes a connection unit that connects the outdoor unit and the plurality of indoor units.
  • a throttle mechanism is provided in each of the plurality of liquid pipes connecting each of the second heat exchangers and the connection unit.
  • the connection unit of the air conditioner (K) includes a third heat exchanger, a pipe, and a plurality of valves arranged on the pipe.
  • a plurality of flow paths (1) that connect the first heat exchanger and each of the plurality of second heat exchangers and pass through the third heat exchanger, the first A plurality of flow paths (2) connecting the heat exchanger and each of the plurality of second heat exchangers and not passing through the third heat exchanger, the compressor and each of the plurality of second heat exchangers A plurality of flow paths (3) passing through the third heat exchanger, and a plurality of flow paths (4) connecting the compressor and each of the second heat exchangers and not passing through the third heat exchanger Can be formed.
  • the plurality of valves are a valve that switches the flow path (1) and the flow path (2) for each indoor unit, and a valve that switches the flow path (3) and the flow path (4) for each indoor unit. including.
  • the flow path (1a) includes a liquid pipe 121, a first flow path 110a, and a liquid pipe 125a.
  • the flow path (1b) includes a liquid pipe 121, a first flow path 110a, and a liquid pipe 125b.
  • the flow path (1c) includes a liquid pipe 121, a first flow path 110a, and a liquid pipe 125c. That is, the flow paths (1a) to (1c) share the liquid pipe 121 and the first flow path 110a, and each includes the liquid pipes 125a to 125c.
  • the flow paths (2a) to (2c) share the liquid pipe 121, the refrigerant pipe 111b, and the refrigerant liquid pipe 111c, and each further includes liquid pipes 125a to 125c.
  • control (a) can be considered as control for forming a refrigerant circuit without using the flow path (1) and the flow path (3) at the same time.
  • the control (a) can also be considered as control for forming a refrigerant circuit that does not exchange heat with the third heat exchanger.
  • a refrigerant circuit is formed so that heat is exchanged between the refrigerant after flowing through the second indoor unit group and the refrigerant before flowing through the first indoor unit group. It is also possible to think that it is the control to do.
  • the piping included in the connection unit of the air conditioner (K) is a flow path for connecting in series the second heat exchangers of any plurality of indoor units selected from all indoor units (multiple indoor units). It may be a pipe capable of forming And the controller calculates the air conditioning load for each indoor unit during the heating operation, and controls the respective opening degrees of the plurality of throttle mechanisms according to the calculated air conditioning loads, (A) When the maximum difference between the air conditioning loads is equal to or less than a predetermined value, at least one flow path selected from the flow path (1) and the flow path (3) is used without being used.
  • the plurality of indoor units are classified into a first indoor unit group having a large air conditioning load and a second indoor unit group having a small air conditioning load.
  • the first indoor unit group includes a plurality of indoor units, they are connected in parallel to each other, and when the second indoor unit group includes a plurality of indoor units, they are connected in parallel.
  • the plurality of valves are controlled so that the first indoor unit group and the second indoor unit group are connected in series.
  • the refrigerant circuit may be formed so that the refrigerant supplied from the outdoor unit flows through the first indoor unit group and the second indoor unit group in this order.
  • the present disclosure provides a method of performing air conditioning using the above-described device.
  • the air conditioning load of each indoor unit is calculated, and the control (i1) or the control (ii1) is performed based on the air conditioning load.
  • the air conditioning load of each indoor unit is calculated, and the control (I1) or the control (II1) is performed based on the air conditioning load.
  • the air conditioning load of each indoor unit is calculated, and the control (a) or the control (b) is performed based on the air conditioning load.
  • the air conditioning load of each indoor unit is calculated, and the control (A) or control (B) is performed based on the air conditioning load.
  • the apparatus 100d further includes a controller 200 as shown in FIG.
  • the controller 200 is connected to the first temperature sensors 181a to 181c, the second temperature sensor 182, the third temperature sensor 183, and the fourth temperature sensor 184, except that the controller 200 obtains the temperature measured by them.
  • the configuration is the same as the controller 200 of the first embodiment.
  • the connection unit 103 may include a controller 200.
  • the degree of supercooling of the refrigerant after flowing through the first flow path 110a is obtained from the difference between the temperature measured by the third temperature sensor 183 and the temperature measured by the fourth temperature sensor 184. Further, the degree of superheat of the refrigerant after flowing through the second flow path 110 b is obtained from the difference between the temperature measured by the first temperature sensor 181 and the temperature measured by the second temperature sensor 182.
  • the throttle mechanism may be controlled without referring to the degree of supercooling. In that case, the third temperature sensor 183 and the fourth temperature sensor 184 can be omitted. Further, the throttle mechanism (expansion valve 114a and expansion valve 114b) may be controlled without referring to the degree of superheat. In that case, the first temperature sensor 181 and the second temperature sensor 182 can be omitted.
  • the outdoor unit 101 includes an outdoor unit (outdoor unit) 101, a plurality of indoor units (indoor units) 102 (102a, 102b, 102c), and a connection unit 103.
  • the outdoor unit 101 and the plurality of indoor units 102 are configured in the same manner as in the first embodiment.
  • the plurality of first branch connection channels 191a, 191b, 191c are connected to the plurality of indoor units 102a, 102b, 102c, respectively, and branch from the first connection channel 191.
  • the plurality of first branch connection flow paths 191a, 191b, 191c are first connection portions closer to the first connection flow path 191 than the first connection position 12b separated from the position branched from the first connection flow path 191. 91a and a first extension portion 91b which is the remaining portion.
  • the plurality of first branch connection channels 191a, 191b, 191c are connected to refrigerant channels connected to one ends of the second heat exchangers 109a, 109b, 109c of the plurality of indoor units 102a, 102b, 102c, respectively. Has been.
  • the fourth connection channel 140 is provided with an on-off valve (electromagnetic valve) 141.
  • an on-off valve 112ay is provided between the first branch position 126 and the first connection position 12b of the first branch connection channel 191a.
  • an on-off valve 112by is provided between the first branch position 126 and the first connection position 12b of the first branch connection flow path 191b.
  • an on-off valve 112cy is provided between the first branch position 126 and the first connection position 12b of the first branch connection flow path 191b.
  • an on-off valve 113ay is provided between the second branch position 127 and the second connection position 13b of the second branch connection channel 192a.
  • the on-off valve 113by is provided between the second branch position 127 and the second connection position 13b of the second branch connection flow path 192b.
  • An on-off valve 113cy is provided between the branch connection flow path 192c and the second connection position 13b.
  • the gas pipe of any indoor unit and the liquid pipe of any indoor unit are connected. can do.
  • the state of the third refrigerant circuit in the control (I2) is schematically shown in FIG.
  • a plurality of indoor units 102 a, 102 b, 102 c are connected in parallel to the outdoor unit 101 as in the conventional air conditioner. That is, in the control (I2), the controller 200 controls the plurality of valves so that the plurality of indoor units 102a, 102b, and 102c are connected in parallel to the outdoor unit 101. Specifically, the on-off valves 112ax to 112cx and the on-off valves 113ax to 113cx are opened, and the on-off valves 112ay to 112cy and the on-off valves 113ay to 113cy are closed. In other words, the controller 200 controls the first switching unit and the second switching unit so that the first switching unit is in the first state and the second switching unit is in the third state.
  • step 1306s switching from the fourth refrigerant circuit to the third refrigerant circuit is normally performed. This switching method will be described later. That is, the state of the connection unit 103 is switched from the state B to the state A.
  • the controller 200 divides the plurality of indoor units 102 into a first indoor unit group having a large air conditioning load and a second indoor unit group having a small air conditioning load. (Step 1308s). Then, the state of the first indoor unit group and the second indoor unit group is compared with a variable indicating the state of the connection unit 103 to determine whether the connection unit 103 is adapted to the state of the indoor unit group. (Step 1309s).
  • FIG. 22 shows a configuration in which the indoor unit 102c is included in the first indoor unit group 102H having a large air conditioning load, and the indoor unit 102a and the indoor unit 102b are included in the second indoor unit group 102L having a small air conditioning load. Show.
  • the indoor unit 102a and the indoor unit 102b included in the second indoor unit group 102L are connected in parallel.
  • the refrigerant supplied from the outdoor unit 101 returns to the outdoor unit 101 after flowing through the first indoor unit group 102H and the second indoor unit group 102L in this order.
  • a plurality of indoor units are included in the first indoor unit group 102H, they are connected in parallel.
  • connection unit 103 causes the refrigerant supplied from the outdoor unit 101 to flow in series in the first indoor unit group 102H and the second indoor unit group 102L, and the first indoor unit group.
  • 102H or the second indoor unit group 102L includes a plurality of indoor units, it flows in parallel to the plurality of indoor units included in the first indoor unit group 102H or the second indoor unit group 102L, and passes to the outdoor unit 101. It is a state to return.
  • the on-off valve is controlled as follows. As a result of the following control, the liquid pipe 125c connected to the first indoor unit group 102H and the gas pipes 123a and 123b connected to the second indoor unit group 102L are separated by the third connection flow path 130. Connected. (1) First indoor unit group 102H The on-off valve 112cx is opened and the on-off valve 112cy is closed. The on-off valve 113cx is closed and the on-off valve 113cy is opened. That is, the first switching means is in the first state, and the second switching means is in the fourth state.
  • a preferred example in the case of switching from the third refrigerant circuit to the fourth refrigerant circuit in step 1311s will be described below.
  • the valves are controlled in the following order.
  • (A1) Expansion valves 114a and 114b (throttle mechanisms) corresponding to the indoor units 102a and the indoor units 102b included in the second indoor unit group 102L are closed.
  • (A2) At the same time as opening the on-off valve 141 provided in the fourth connection flow path 140, the liquid pipe included in the connection unit 103 is connected to the indoor unit 102c included in the first indoor unit group 102H.
  • the plurality of valves provided in the liquid pipe 125c are switched so as to correspond to the fourth refrigerant circuit.
  • the on-off valve 113cx is closed and the on-off valve 113cy is opened.
  • the on-off valves 112ax and 112bx are closed, and the on-off valves 112ay and 112by are opened.
  • the expansion valve 114a and the expansion valve 114b (throttle mechanism) corresponding to the indoor unit 102a and the indoor unit 102b included in the second indoor unit group 102L are controlled. That is, the expansion valve 114a and the expansion valve 114b are opened in consideration of the air conditioning load. Further, the on-off valve 141 is closed.
  • the refrigerant liquid pipe 111 c forms the fourth connection flow path 140.
  • the refrigerant gas pipe 111a is connected to the branch point 126, and an electromagnetic valve (open / close valve) 119 is provided in the flow path therebetween.
  • the refrigerant pipe 111b is connected to the branch point 127.
  • the refrigerant liquid pipe 111 c is connected to the liquid pipe 121 at the branch point 128.
  • An expansion valve 116 is provided in the flow path between the refrigerant liquid pipe 111c and the branch point 128.
  • FIG. 24 shows a third refrigerant circuit in the air conditioner 100a
  • FIG. 25 shows a fourth refrigerant circuit. 24 and 25, the first indoor unit group 102H with a large air conditioning load includes the indoor unit 102c, and the second indoor unit group 102L with a small air conditioning load includes the indoor unit 102a and the indoor unit 102b.
  • the refrigerant circuit is shown.
  • the third refrigerant circuit shown in FIG. 24 is the same as the third refrigerant circuit shown in FIG.
  • the refrigerant that has flowed through the indoor unit 102c of the first indoor unit group 102H flows through the second indoor unit group 102L after being separated into gas and liquid by the gas-liquid separator 111.
  • the gas refrigerant separated by the gas-liquid separator 111 flows to the second indoor unit group 102L through the refrigerant gas pipe 111a.
  • the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator 111 returns to the outdoor unit 101 through the refrigerant liquid pipe 111c and the liquid pipe 121.
  • the heating operation can be performed according to the flowchart shown in FIG.
  • a preferred example of a method of switching from the third refrigerant circuit to the fourth refrigerant circuit in the air conditioner 100a will be described below.
  • the valves are controlled in the following order.
  • (B1) The expansion unit 114a and the expansion valve 114b (throttle mechanism) corresponding to the indoor unit 102a and the indoor unit 102b included in the second indoor unit group 102L are closed.
  • a preferred example of a method for switching from the fourth refrigerant circuit to the third refrigerant circuit in the air conditioner 100a will be described below.
  • the valves are controlled in the following order.
  • (B1) The expansion valve 114a and the expansion valve 114b (throttle mechanism) corresponding to the indoor unit 102a and the indoor unit 102b included in the second indoor unit group 102L are closed.
  • (B2) The indoor unit 102a and the indoor unit included in the second indoor unit group 102L, which are gas pipes included in the connection unit 103 and closed in the open / close valve (electromagnetic valve 119) provided in the refrigerant gas pipe 111a.
  • the plurality of valves provided in the gas pipe 123a and the gas pipe 123b connected to 102b are switched so as to correspond to the third refrigerant circuit. That is, the opening and closing of the valve is reversed from the above (b3).
  • a plurality of valves provided in a liquid pipe 125c included in the connection unit 103 and connected to the indoor unit 102c included in the first indoor unit group 102H corresponds to the first refrigerant circuit. Switch to That is, the opening and closing of the valve is reversed from the above (b2). Further, the expansion valve 116 is closed.
  • An example of the calculation method of the air conditioning load in the above control is as described in the first embodiment.
  • an example of a method for setting a predetermined value (threshold value) serving as a reference for determining whether to switch the refrigerant circuit in the above control is as described in the first embodiment.
  • the cooling operation can be performed by changing the state of the four-way valve 106.
  • the difference in the air conditioning load between the indoor units may be calculated, and the cooling operation may be performed by configuring a refrigerant circuit with high efficiency based on the difference.
  • the outdoor unit 101 is configured in the same manner as in the first embodiment.
  • Each of the indoor units 102a, 102b, and 102c includes second heat exchangers (indoor unit heat exchangers) 109a, 109b, and 109c, indoor expansion valves 114a, 114b, and 114c, and fans 150a, 150b, and 150c.
  • the indoor side expansion valves 114a, 114b, 114c corresponding to the indoor units 102a, 102b, 102c are liquid pipes 125a, 125b, respectively, connecting the second heat exchangers 109a, 109b, 109c and the connection unit 103, respectively. 125c.
  • Each of the indoor units 102a to 102c includes a first temperature sensor 141a to 141c, a second temperature sensor 142a to 142c, and a third temperature sensor 143a to 143c.
  • the third temperature sensors 143a to 143c are sensors (room temperature measuring devices) that measure the indoor temperature.
  • the third temperature sensors 143a to 143c are arranged at the air inlets of the indoor units 102a to 102c, for example.
  • the first temperature sensors 141a to 141c are provided in the gas pipes 123a to 123c connected to the second heat exchangers 109a to 109c, respectively.
  • the second temperature sensors 142a to 142c are provided in the liquid pipes 125a to 125c connected to the second heat exchangers 109a to 109c, respectively, more specifically, the second heat exchangers 109a to 109c.
  • the second expansion valves 114a to 114c The temperature of the refrigerant flowing into the second heat exchangers 109a to 109c during heating can be measured by the first temperature sensors 141a to 141c.
  • the temperature of the refrigerant flowing out of the second heat exchangers 109a to 109c during heating can be measured by the second temperature sensors 142a to 142c.
  • connection unit 103 is configured similarly to the first embodiment.
  • the apparatus 100i further includes a controller 200.
  • the controller 200 can employ the same configuration as a known controller, and includes, for example, an arithmetic processing device and a storage device.
  • the storage device stores a program for performing control described later.
  • the controller 200 is connected to the first temperature sensors 141a to 141c, the second temperature sensors 142a to 142c, and the third temperature sensors 143a to 143c, and acquires the temperature measured by them.
  • Known sensors can be used for these sensors.
  • Example of operation during heating operation The heating operation of this example is performed according to the flowchart of FIG.
  • descriptions of some processes that are not particularly necessary may be omitted.
  • end determination is omitted.
  • controller 200 calculates the maximum value of the difference between the air conditioning loads (step 1402s). That is, the controller 200 calculates the difference between the maximum air conditioning load and the minimum air conditioning load.
  • the controller 200 determines whether or not the maximum value of the difference between the air conditioning loads is larger than a predetermined value (threshold value) (step 1403s).
  • a predetermined value can be arbitrarily determined based on the viewpoint of improving the efficiency of the heating operation. If the determination result in step 1403s is false (NO), that is, if the maximum value of the difference between the air conditioning loads is equal to or less than a predetermined value, the controller 200 performs control (I3). Further, the controller 200 performs control (II3) when the determination result in step 1403s is true (YES), that is, when the maximum value of the difference between the air conditioning loads is larger than a predetermined value.
  • step 1404s When the determination result in step 1404s is true (YES), the heating operation is performed without changing the state of the connection unit 103 (step 1405s), and the process returns to step 1401s.
  • step 1406s the controller 200 controls the valves in the connection unit 103 so that the connection unit 103 forms a refrigerant circuit with a small air conditioning load difference, and performs the heating operation. Specifically, the controller 200 controls the first switching valves 112a to 112c and the second switching valves 113a to 113c so that the refrigerant circuit shown in FIG. 29 is configured. While maintaining the heating state by the control (I3), a variable indicating the state of the connection unit 103 is set as a variable corresponding to a state where the air conditioning load difference is small (step 1407s). Then, the process returns to step 1401s.
  • the controller 200 divides the plurality of indoor units 102 into a first indoor unit group having a large air conditioning load and a second indoor unit group having a small air conditioning load. (Step 1408s). Then, the state of the first indoor unit group and the second indoor unit group is compared with a variable indicating the state of the connection unit 103 to determine whether the connection unit 103 is adapted to the state of the indoor unit group. (Step 1409s).
  • step 1411s the heating operation is performed by the control (II3) (step 1411s). Specifically, the valve in the connection unit 103 is controlled to perform the heating operation so as to correspond to the classification in step 1408s. And the variable which shows the state of the connection unit 103 is changed (step 1412s), and it returns to step 1401s.
  • FIG. 30 shows a configuration in which the indoor units 102b and 102c are included in the first indoor unit group 102H having a large air conditioning load, and the indoor unit 102a is included in the second indoor unit group 102L having a small air conditioning load. Yes.
  • the valve in the connection unit 103 is controlled so that the following configuration is realized.
  • II3-a When a plurality of indoor units are included in the first indoor unit group 102H, they are connected in parallel.
  • III3-b When the second indoor unit group 102L includes a plurality of the indoor units, they are connected in parallel.
  • III3-c The first indoor unit group 102H and the second indoor unit group 102L are connected in series.
  • the refrigerant that has flowed through the first indoor unit group 102H passes through the fourth expansion valve 131 and is then introduced into the gas-liquid separator 111.
  • II3-e The gas refrigerant separated by the gas-liquid separator 111 flows into the second indoor unit group 102L. On the other hand, the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator 111 flows to the outdoor unit 101.
  • the refrigerant supplied from the outdoor unit 101 flows through the indoor units 102b and 102c of the first indoor unit group 102H and then merges at the branch point 127.
  • the indoor side expansion valve 114b and the indoor side 114c may be controlled according to the air conditioning load of the indoor units 102b and 102c, in this example, the indoor side expansion valve 114b and the indoor side expansion valve 114c remain open (for example, fully open). As it is).
  • the refrigerant merged at the branch point 127 is introduced into the gas-liquid separator 111 after the first expansion valve 131 collectively controls the medium pressure (pressure when introduced into the gas-liquid separator 111).
  • the pressure of the refrigerant can be easily controlled by the first expansion valve 131.
  • the refrigerant introduced into the gas-liquid separator 111 is separated into a gas refrigerant and a liquid refrigerant.
  • the separated liquid refrigerant returns to the outdoor unit 101 through the refrigerant liquid pipe 111c and the liquid pipe 121.
  • the separated gas refrigerant flows through the refrigerant gas pipe 111a and the branch point 126 through the indoor unit 102a of the second indoor unit group 102L, and is used for heating the indoor unit 102a. Thereafter, the refrigerant returns to the outdoor unit 101 through the liquid pipe 121.
  • control (II3) The refrigerant state in the control of FIG. 30 (control (II3)) is shown in the Mollier diagram of FIG. 31A and the flowchart of FIG. 31B.
  • the circled numbers in FIGS. 31A and 31B correspond to the circled numbers in FIG.
  • the state of the refrigerant flowing through the refrigerant gas pipe 111a changes in the order of circle numbers 1 ⁇ 2 ⁇ 3 ⁇ 4 ⁇ 5 ⁇ 6 ⁇ 7 ⁇ 1.
  • the state of the refrigerant flowing through the refrigerant liquid pipe 111c changes in the order of the circled numbers 1 ⁇ 2 ⁇ 3 ⁇ 4 ⁇ 6 ′ ⁇ 7 ′ ⁇ 1.
  • the gas refrigerant and liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator 111 merge at the fifth branch point 128.
  • the change in specific enthalpy per unit weight is greater on the low load side than on the high load side.
  • the amount of refrigerant used on the low load side is the amount of gas refrigerant after gas-liquid separation, and is smaller than the amount of refrigerant used on the high load side.
  • the medium pressure of the refrigerant (the pressure at the circled number 4 in FIG. 31A) can be controlled by changing the opening of the first expansion valve 131.
  • the refrigerant is preferentially supplied to the air conditioning load required for the first indoor unit group 102H having a large air conditioning load. That is, as shown in FIG. 31A, a high-exergy refrigerant flows through the first indoor unit group 102H having a large air-conditioning load (high load) (circle numbers 2 ⁇ 3). It flows to the small (low load) second indoor unit group 102L (circle numerals 4 ⁇ 6).
  • high load high load
  • second indoor unit group 102L (circle numerals 4 ⁇ 6).
  • the controller 200 controls the opening degree of the first expansion valve 131 with reference to the temperature measured by the first temperature sensor 141a of the indoor unit 102a having the smallest air conditioning load. May be.
  • the heating operation is performed as described above.
  • a cooling operation can also be performed using the air conditioning apparatus of the present embodiment.
  • the method of cooling operation is not particularly limited. However, in the cooling operation, similarly to the heating operation, it is preferable to perform control in consideration of the air conditioning load of each indoor unit 102. An example of the cooling operation for performing such control will be described below.
  • the controller 200 calculates the air conditioning load for each indoor unit 102. Then, the following control (i3) or (ii3) is performed according to the air conditioning load.
  • Control (i3) is performed when the maximum difference between the air conditioning loads is equal to or less than a predetermined value.
  • the controller 200 controls the plurality of valves so that the plurality of indoor units 102 are connected to the outdoor unit 101 in parallel.
  • the refrigerant circuit in the control (i3) is the same as the refrigerant circuit in FIG. 29 except that the four-way valve 106 is brought into the state of the four-way valve 106 in FIG. By switching the four-way valve 106, the refrigerant flows in the direction opposite to that in the heating operation of FIG. In the control (i3), heat exchange by the third heat exchanger 110 is not performed.
  • Control (ii3) is performed when the maximum value of the difference between the air conditioning loads is larger than a predetermined value.
  • the controller 200 divides the plurality of indoor units 102 into a first indoor unit group 102H having a large air conditioning load and a second indoor unit group 102L having a small air conditioning load.
  • the controller 200 includes a first refrigerant circuit that connects the outdoor unit 101 and the first indoor unit group 102H, and a second refrigerant circuit that connects the outdoor unit 101 and the second indoor unit group 102L.
  • Control a plurality of valves.
  • An example of the refrigerant circuit in the control (ii3) is shown in FIG.
  • FIG. 32 shows a case where the first indoor unit group 102H with a large air conditioning load includes the indoor unit 102c, and the second indoor unit group 102L with a small air conditioning load includes the indoor units 102a and 102b. Yes.
  • the plurality of indoor units 102 included in the first indoor unit group 102H and the second indoor unit group 102L are connected in parallel to the outdoor unit 101, respectively.
  • the refrigerant supplied from the outdoor unit 101 is separated at the branching point 128 into a refrigerant used in the first indoor unit group 102H and a refrigerant used in the second indoor unit group 102L.
  • the refrigerant supplied from the outdoor unit 101 flows through the first flow path 110a and the first indoor unit group 102H in this order, and then the gas pipe Return to the outdoor unit 101 through 120.
  • the refrigerant supplied from the outdoor unit 101 flows to the gas-liquid separator 111 without passing through the third heat exchanger 110,
  • the refrigerant pipe 111b, the second indoor unit group 102L, the second flow path 110b, and the gas pipe 120 flow in this order and return to the outdoor unit 101.
  • the refrigerant before flowing into the first indoor unit group 102H is cooled by the refrigerant after flowing through the second indoor unit group 102L.
  • the cooling operation can be performed efficiently.
  • Preset value setting method In the above control, a method for setting a predetermined value (threshold value) serving as a reference for determining whether to switch the refrigerant circuit is the same method as in the first embodiment.

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Abstract

 本開示の接続ユニット(103)において、複数の第1切替手段(112a~112c)、複数の第2切替手段(113a~113c)、第1開閉弁(119)、第2開閉弁(116、116t)、第3開閉弁(118)、第4開閉弁(117)、及び第1膨張弁(131)は、以下の状態A及び状態Bをとるように、構成されている。状態Aは、室外ユニット(101)から供給された冷媒を複数の室内ユニット(102)に並列に流す状態である。状態Bは、室外ユニット(101)から供給された冷媒を第1の室内ユニット群(102H)と第2の室内ユニット群(102L)とに直列に流す状態である。これにより、高いCOPで空気調和装置を運転できる。

Description

接続ユニット及び空気調和装置
 本発明は、空気調和装置の室外ユニットと空気調和装置の複数の室内ユニットとを接続する接続ユニット及びその接続ユニットを備えた空気調和装置に関する。
 複数の室内ユニットを含むマルチエアコンでは、室内ユニットごとに冷媒流量を制御する必要がある。その方法の1つとして、各室内ユニットの冷媒配管に設けられた絞り機構(電子膨張弁等)によって、各室内の空調負荷に応じて冷媒の流量を制御することが提案されている(特許文献1参照)。
特許第3005485号公報
 各室内の空調条件(室内の温度及び湿度、室内及び外部からの熱負荷、設定温度等)が同一である限り、上記従来の方法のみでも、COP(coefficient of performance)が高い状態で運転できる。しかし、各室内の空調条件が異なる場合、上記従来の方法のみでは、常に高いCOPで運転を行うことが難しい。
 このような状況において、本発明の目的の1つは、各室内ユニットの空調条件が異なる場合においても、高いCOPで運転を行うことができる空気調和装置を構成するための接続ユニットを提供することである。
 上記目的を達成するために、本開示は、以下の接続ユニットを提供する。
 冷房と暖房とを切り替え可能な空気調和装置の室外ユニットと複数の室内ユニットとを接続する接続ユニットであって、
 第1の流路及び第2の流路を含み、前記第1の流路を流れる冷媒と前記第2の流路を流れる冷媒との間で熱交換を行うことが可能な熱交換器と、
 前記第2の流路の一端に接続され、かつ、前記室外ユニットに接続される第1冷媒流路と、
 前記第1の流路の一端に接続され、かつ、前記室外ユニットに接続される第2冷媒流路と、
 前記第1の流路の他端に接続された第3冷媒流路と、
 前記複数の室内ユニットのそれぞれに接続され、前記第1冷媒流路から分岐しており、前記第1冷媒流路から分岐している位置から離れている第1位置よりも前記第1冷媒流路に近い第1接続部分と残りの部分である第1延長部分とにそれぞれ分かれる、複数の第1分岐流路と、
 前記複数の室内ユニットのそれぞれに接続され、前記第3冷媒流路から分岐しており、前記第3冷媒流路から分岐している位置から離れている第2位置よりも前記第3冷媒流路に近い第2接続部分と残りの部分である第2延長部分とにそれぞれ分かれる、複数の第2分岐流路と、
 前記複数の第1分岐流路の前記第1位置と、前記複数の第2分岐流路の前記第2位置とを接続し、前記第1位置に向かって分岐している第1分岐位置及び前記第2位置に向かって分岐している第2分岐位置を有する第4冷媒流路と、
 前記第4冷媒流路の前記第1分岐位置及び前記第2分岐位置の間に位置する第3位置と前記第2冷媒流路における第4位置とを接続している第5冷媒流路と、
 前記第1分岐位置と前記第3位置との間に位置する第3分岐位置で前記第4冷媒流路から分岐し、前記第2の流路の他端に接続された第6冷媒流路と、
 前記第1冷媒流路と前記第1延長部分との間で前記第1接続部分を経由して冷媒が流れることができる第1の状態と、前記第1分岐位置と前記第1延長部分との間で前記第4冷媒流路を経由して冷媒が流れることができる第2の状態とを排他的に切り替え可能な、前記複数の第1分岐流路に対してそれぞれ設けられた複数の第1切替手段と、
 前記第3冷媒流路と前記第2延長部分との間で前記第2接続部分を経由して冷媒が流れることができる第3の状態と、前記第2分岐位置と前記第2延長部分との間で前記第4冷媒流路を経由して冷媒が流れることができる第4の状態とを排他的に切り替え可能な、前記複数の第2分岐流路に対してそれぞれ設けられた複数の第2切替手段と、
 前記第3分岐位置と前記第3位置との間で前記第4冷媒流路に設けられている第1開閉弁と、
 前記第5冷媒流路に設けられている第2開閉弁と、
 前記複数の第1分岐流路が分岐している位置よりも前記第2の流路の前記一端に近い位置で前記第1冷媒流路に設けられている第3開閉弁と、
 前記第6冷媒流路に設けられている第4開閉弁と、
 前記第3位置と前記第2分岐位置との間で前記第4冷媒流路に設けられ、気液二相状態の冷媒が通過する場合に当該冷媒を膨張させる第1膨張弁と、を備え、
 前記複数の第1切替手段、前記複数の第2切替手段、前記第1開閉弁、前記第2開閉弁、前記第3開閉弁、前記第4開閉弁、及び前記第1膨張弁は、以下の状態A及び状態Bをとるように、構成されている、
 接続ユニット。
 状態Aは、当該接続ユニットが、前記室外ユニットから供給された冷媒を前記複数の室内ユニットに並列に流して前記室外ユニットに戻す状態である。
 状態Bは、当該接続ユニットが、前記室外ユニットから供給された冷媒を、第1の室内ユニット群と第2の室内ユニット群とに分けられた前記複数の室内ユニットにおいて、前記第1の室内ユニット群と前記第2の室内ユニット群とに直列に流し、かつ、前記第1の室内ユニット群又は前記第2の室内ユニット群が複数の前記室内ユニットを含む場合、前記第1の室内ユニット群又は前記第2の室内ユニット群に含まれる複数の前記室内ユニットに並列に流して、前記室外ユニットに戻す状態である。
 本開示の接続ユニットによれば、各室内の空調負荷が異なる場合においても、高いCOPで運転を行うことができる空気調和装置を構成できる。
図1は、第1実施形態の空気調和装置の一例の構成を模式的に示す。 図2は、図1に示した装置のコントローラとその接続状態を模式的に示す。 図3は、図1に示した装置のコントローラとその接続状態を模式的に示す。 図4は、冷房運転時における制御を示すフローチャートである。 図5は、冷房運転時において、各室内ユニットの空調負荷の差の最大値が所定値以下であるときの冷媒回路の状態を模式的に示す。 図6は、冷房運転時において、各室内ユニットの空調負荷の差の最大値が所定値よりも大きいときの冷媒回路の状態を模式的に示す。 図7Aは、図6の冷媒回路における冷媒の状態を示すモリエル線図である。 図7Bは、冷媒の状態を示すフローチャートである。 図8は、暖房運転時における制御を示すフローチャートである。 図9は、暖房運転時において、各室内ユニットの空調負荷の差の最大値が所定値よりも大きいときの冷媒回路の状態を模式的に示す。 図10Aは、図9の冷媒回路における冷媒の状態を示すモリエル線図である。 図10Bは、図9の冷媒回路における冷媒の状態を示すフローチャートである。 図11は、図1に示した装置の一部を変更した一例の構成を模式的に示す。 図12は、図1に示した装置の一部を変更した他の一例の構成を模式的に示す。 図13は、第2実施形態の空気調和装置の一例の構成を模式的に示す。 図14は、図13に示した装置のコントローラとその接続状態を模式的に示す。 図15は、図13に示した装置のコントローラとその接続状態を模式的に示す。 図16は、冷房運転時において、各室内ユニットの空調負荷の差の最大値が所定値以下であるときの冷媒回路の状態を模式的に示す。 図17は、冷房運転時において、各室内ユニットの空調負荷の差の最大値が所定値よりも大きいときの冷媒回路の状態を模式的に示す。 図18は、図13に示した装置の一部を変更した一例の構成を模式的に示す。 図19は、第3実施形態の空気調和装置の一例の構成を模式的に示す。 図20は、暖房運転時における制御を示すフローチャートである。 図21は、暖房運転時において、各室内ユニットの空調負荷の差の最大値が所定値以下であるときの冷媒回路の状態を模式的に示す。 図22は、暖房運転時において、各室内ユニットの空調負荷の差の最大値が所定値よりも大きいときの冷媒回路の状態を模式的に示す。 図23は、図19に示した装置の一部を変更した一例の構成を模式的に示す。 図24は、暖房運転時において、各室内ユニットの空調負荷の差の最大値が所定値以下であるときの冷媒回路の状態を模式的に示す。 図25は、暖房運転時において、各室内ユニットの空調負荷の差の最大値が所定値よりも大きいときの冷媒回路の状態を模式的に示す。 図26は、第4実施形態の空気調和装置の一例の構成を模式的に示す。 図27は、図26に示した装置のコントローラとその接続状態を模式的に示す。 図28は、暖房運転時における制御を示すフローチャートである。 図29は、暖房運転時において、各室内ユニットの空調負荷の差の最大値が所定値以下であるときの冷媒回路の状態を模式的に示す。 図30は、暖房運転時において、各室内ユニットの空調負荷の差の最大値が所定値よりも大きいときの冷媒回路の状態を模式的に示す。 図31Aは、図30の冷媒回路における冷媒の状態を示すモリエル線図である。 図31Bは、図30の冷媒回路における冷媒の状態を示すフローチャートである。 図32は、冷房運転時において、各室内ユニットの空調負荷の差の最大値が所定値よりも大きいときの冷媒回路の状態を模式的に示す。
 本開示の態様について、以下に説明する。なお、以下の説明では、本開示の態様について例を挙げて説明するが、本発明は以下で説明する例に限定されない。
 <第1態様>
 本開示の第1態様は、以下の接続ユニットを提供する。
 冷房と暖房とを切り替え可能な空気調和装置の室外ユニットと複数の室内ユニットとを接続する接続ユニットであって、
 第1の流路及び第2の流路を含み、前記第1の流路を流れる冷媒と前記第2の流路を流れる冷媒との間で熱交換を行うことが可能な熱交換器と、
 前記第2の流路の一端に接続され、かつ、前記室外ユニットに接続される第1冷媒流路と、
 前記第1の流路の一端に接続され、かつ、前記室外ユニットに接続される第2冷媒流路と、
 前記第1の流路の他端に接続された第3冷媒流路と、
 前記複数の室内ユニットのそれぞれに接続され、前記第1冷媒流路から分岐しており、前記第1冷媒流路から分岐している位置から離れている第1位置よりも前記第1冷媒流路に近い第1接続部分と残りの部分である第1延長部分とにそれぞれ分かれる、複数の第1分岐流路と、
 前記複数の室内ユニットのそれぞれに接続され、前記第3冷媒流路から分岐しており、前記第3冷媒流路から分岐している位置から離れている第2位置よりも前記第3冷媒流路に近い第2接続部分と残りの部分である第2延長部分とにそれぞれ分かれる、複数の第2分岐流路と、
 前記複数の第1分岐流路の前記第1位置と、前記複数の第2分岐流路の前記第2位置とを接続し、前記第1位置に向かって分岐している第1分岐位置及び前記第2位置に向かって分岐している第2分岐位置を有する第4冷媒流路と、
 前記第4冷媒流路の前記第1分岐位置及び前記第2分岐位置の間に位置する第3位置と前記第2冷媒流路における第4位置とを接続している第5冷媒流路と、
 前記第1分岐位置と前記第3位置との間に位置する第3分岐位置で前記第4冷媒流路から分岐し、前記第2の流路の他端に接続された第6冷媒流路と、
 前記第1冷媒流路と前記第1延長部分との間で前記第1接続部分を経由して冷媒が流れることができる第1の状態と、前記第1分岐位置と前記第1延長部分との間で前記第4冷媒流路を経由して冷媒が流れることができる第2の状態とを排他的に切り替え可能な、前記複数の第1分岐流路に対してそれぞれ設けられた複数の第1切替手段と、
 前記第3冷媒流路と前記第2延長部分との間で前記第2接続部分を経由して冷媒が流れることができる第3の状態と、前記第2分岐位置と前記第2延長部分との間で前記第4冷媒流路を経由して冷媒が流れることができる第4の状態とを排他的に切り替え可能な、前記複数の第2分岐流路に対してそれぞれ設けられた複数の第2切替手段と、
 前記第3分岐位置と前記第3位置との間で前記第4冷媒流路に設けられている第1開閉弁と、
 前記第5冷媒流路に設けられている第2開閉弁と、
 前記複数の第1分岐流路が分岐している位置よりも前記第2の流路の前記一端に近い位置で前記第1冷媒流路に設けられている第3開閉弁と、
 前記第6冷媒流路に設けられている第4開閉弁と、
 前記第3位置と前記第2分岐位置との間で前記第4冷媒流路に設けられ、気液二相状態の冷媒が通過する場合に当該冷媒を膨張させる第1膨張弁と、を備え、
 前記複数の第1切替手段、前記複数の第2切替手段、前記第1開閉弁、前記第2開閉弁、前記第3開閉弁、前記第4開閉弁、及び前記第1膨張弁は、以下の状態A及び状態Bをとるように、構成されている、
 接続ユニット。
 状態Aは、当該接続ユニットが、前記室外ユニットから供給された冷媒を前記複数の室内ユニットに並列に流して前記室外ユニットに戻す状態である。
 状態Bは、当該接続ユニットが、前記室外ユニットから供給された冷媒を、第1の室内ユニット群と第2の室内ユニット群とに分けられた前記複数の室内ユニットにおいて、前記第1の室内ユニット群と前記第2の室内ユニット群とに直列に流し、かつ、前記第1の室内ユニット群又は前記第2の室内ユニット群が複数の前記室内ユニットを含む場合、前記第1の室内ユニット群又は前記第2の室内ユニット群に含まれる複数の前記室内ユニットに並列に流して、前記室外ユニットに戻す状態である。
 第1態様によれば、例えば、空気調和装置の暖房運転時において、必要に応じて、室外ユニットから供給された冷媒が複数の室内ユニットを並列に流れて室外ユニットに戻る状態と、複数の室内ユニットが第1の室内ユニット群及び第2の室内ユニット群に分けられ、室外ユニットから供給された冷媒が、第1の室内ユニット群と第2の室内ユニット群とを直列に流れ、かつ、第1の室内ユニット群又は第2の室内ユニット群が複数の室内ユニットを含む場合、第1の室内ユニット群又は第2の室内ユニット群に含まれる複数の室内ユニットを並列に流れて、室外ユニットに戻る状態と、を切り替えることができる。これにより、必要に応じて、冷媒が最初に流れる室内ユニット群を通過した冷媒のもつエンタルピーを、次に流れる室内ユニット群で回収することができる。そのため、効率的な暖房運転を行うことができる。その結果、第1態様によれば、空気調和装置を高いCOPで運転できる。
 <第2態様>
 本開示の第2態様は、第1態様に加えて、
 前記第4冷媒流路の前記第3位置に設けられ、前記第1膨張弁を経由して気液二相状態の冷媒が流入する場合に当該冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離する気液分離器をさらに備え、
 前記気液分離器は、前記ガス冷媒が前記気液分離器から前記第1分岐流路に向かって前記第4冷媒流路を流れ、かつ、前記液冷媒が前記気液分離器から前記第5冷媒流路を流れるように構成され、
 前記第2開閉弁は、前記第5冷媒流路を前記液冷媒が流れる場合に、前記液冷媒を膨張させる第2膨張弁である、接続ユニットを提供する。
 第2態様によれば、例えば、空気調和装置の暖房運転時において、必要に応じて、第1の室内ユニット群を流れた冷媒が第1膨張弁を通過した後に気液分離器で気液分離され、分離されたガス冷媒が第2の室内ユニット群で利用される。この場合、第1の室内ユニット群を流れた後の冷媒の圧力を第1膨張弁で制御することによって、第2の室内ユニット群に流入する冷媒の状態を制御できる。第1の室内ユニット群の室内ユニットを流れた後の冷媒を合流させた後、気液分離器に入る前に第1膨張弁のみで冷媒の状態(圧力)を制御することが可能である。そのため、第2態様によれば、第2の室内ユニット群に流入する冷媒の状態の制御が容易である。
 <第3態様>
 本開示の第3態様は、第1態様又は第2態様に加えて、前記第1切替手段は、前記第1分岐流路の前記第1位置に設けられた三方弁であり、前記第2切替手段は、前記第2分岐流路の前記第2位置に設けられた三方弁である、接続ユニットを提供する。第3態様によれば、第1の状態と第2の状態との切替及び第3の状態と第4の状態との切替を容易に行うことができる。
 <第4態様>
 本開示の第4態様は、第1態様~第3態様のいずれかに加えて、前記複数の室内ユニットのそれぞれの空調負荷を算出して前記空気調和装置の運転モードを定め、前記運転モードに応じて、前記複数の第1切替手段の状態、前記複数の第2切替手段の状態、前記第1開閉弁の状態、前記第2開閉弁の状態、前記第3開閉弁の状態、前記第4開閉弁の状態、及び前記第1膨張弁の状態を制御するコントローラをさらに備える、接続ユニットを提供する。第4態様によれば、接続ユニットのコントローラによって、空気調和装置の運転モードに応じて高いCOPで空気調和装置を運転できる。
 <第5態様>
 本開示の第5態様は、第4態様に加えて、前記コントローラは、前記空調負荷に応じて、前記複数の室内ユニットにおけるそれぞれの冷媒配管に設けられた絞り機構の開度を制御する、接続ユニットを提供する。第5態様によれば、接続ユニットのコントローラによって、空調負荷に応じて各室内ユニットの絞り機構の開度を制御できる。
 <第6態様>
 本開示の第6態様は、第1態様の特徴を有する第4態様に加えて、
 前記第4冷媒流路は、冷媒が液冷媒とガス冷媒とに分離されずに前記第4冷媒流路を流れるように構成され、
 前記第2開閉弁が開状態と閉状態との2つの状態をとる弁であり、
 前記空気調和装置の暖房運転時において、前記コントローラは、
 前記各空調負荷の間の差の最大値が所定値以下である場合には、前記複数の第1切替手段が前記第1の状態となり、前記複数の第2切替手段が前記第3の状態となり、前記第3開閉弁が閉じた状態となるように、前記複数の第1切替手段、前記複数の第2切替手段、及び前記第3開閉弁を制御し、
 前記各空調負荷の間の差の最大値が所定値よりも大きい場合には、前記複数の室内ユニットを前記空調負荷が大きい前記第1の室内ユニット群と前記空調負荷が小さい前記第2の室内ユニット群とに分け、前記第1の室内ユニット群の前記室内ユニットに対応する前記第1切替手段が前記第1の状態となり、前記第2の室内ユニット群の前記室内ユニットに対応する前記第1切替手段が前記第2の状態となり、前記第1の室内ユニット群の前記室内ユニットに対応する前記第2切替手段が前記第4の状態となり、前記第2の室内ユニット群の前記室内ユニットに対応する前記第2切替手段が前記第3の状態となり、前記第1開閉弁が開いた状態となり、前記第2開閉弁が閉じた状態となり、前記第3開閉弁が閉じた状態となり、前記第1膨張弁が冷媒を通過させる状態となるように、前記複数の第1切替手段、前記複数の第2切替手段、前記第1開閉弁、前記第2開閉弁、前記第3開閉弁、及び前記第1膨張弁を制御する、接続ユニットを提供する。
 第6態様によれば、接続ユニットのコントローラは、空気調和装置の暖房運転時に、各空調負荷の間の差の最大値が所定値以下である場合には、複数の室内ユニットが室外ユニットに対して並列に接続されるように、複数の第1切替手段、複数の第2切替手段、及び第3開閉弁を制御する。また、接続ユニットのコントローラは、空気調和装置の暖房運転時に、各空調負荷の間の差の最大値が所定値より大きい場合には、第1の室内ユニット群と第2の室内ユニット群とが直列に接続されるように、複数の第1切替手段の状態、複数の第2切替手段の状態、第1開閉弁の状態、第2開閉弁の状態、第3開閉弁の状態、第4開閉弁の状態、及び第1膨張弁の状態を制御する。これにより、必要に応じて、冷媒が最初に流れる室内ユニット群を通過した冷媒のもつエンタルピーを、次に流れる室内ユニット群で回収することができる。そのため、効率的な暖房運転を行うことができる。
 <第7態様>
 本開示の第7態様は、第2態様の特徴を有する第4態様に加えて、
 前記空気調和装置の暖房運転時において、前記コントローラは、
 前記各空調負荷の間の差の最大値が所定値以下である場合には、前記複数の第1切替手段が前記第1の状態となり、前記複数の第2切替手段が前記第3の状態となり、前記第3開閉弁が閉じた状態となるように、前記複数の第1切替手段、前記複数の第2切替手段、及び前記第3開閉弁を制御し、
 前記各空調負荷の間の差の最大値が所定値よりも大きい場合には、前記複数の室内ユニットを前記空調負荷が大きい第1の室内ユニット群と前記空調負荷が小さい第2の室内ユニット群とに分け、前記第1の室内ユニット群の前記室内ユニットに対応する前記第1切替手段が前記第1の状態となり、前記第2の室内ユニット群の前記室内ユニットに対応する前記第1切替手段が前記第2の状態となり、前記第1の室内ユニット群の前記室内ユニットに対応する前記第2切替手段が前記第4の状態となり、前記第2の室内ユニット群の前記室内ユニットに対応する前記第2切替手段が前記第3の状態となり、前記第1開閉弁が開いた状態となり、前記第2膨張弁が冷媒を膨張させる状態となり、前記第3開閉弁が閉じた状態となり、前記第1膨張弁が冷媒を通過させる状態となるように、前記複数の第1切替手段、前記複数の第2切替手段、前記第1開閉弁、前記第2開閉弁、前記第3開閉弁、及び前記第1膨張弁を制御する、接続ユニットを提供する。
 第7態様によれば、必要に応じて、冷媒が最初に流れる室内ユニット群を通過した冷媒のもつエンタルピーを、次に流れる室内ユニット群で回収することができる。そのため、効率的な暖房運転を行うことができる。また、空気調和装置の暖房運転時において、必要に応じて、第1の室内ユニット群を流れた冷媒が第1膨張弁を通過した後に気液分離器で気液分離され、分離されたガス冷媒が第2の室内ユニット群で利用される。
 <第8態様>
 本開示の第8態様は、第4態様に加えて、
 前記空気調和装置の冷房運転時において、前記コントローラは、
 前記各空調負荷の間の差の最大値が所定値以下である場合には、前記複数の第1切替手段が前記第1の状態となり、前記複数の第2切替手段が前記第3の状態となり、前記第3開閉弁が閉じた状態となるように、前記複数の第1切替手段、前記複数の第2切替手段、及び前記第3開閉弁を制御し、
 前記各空調負荷の間の差の最大値が所定値より大きい場合には、前記複数の室内ユニットを前記空調負荷が大きい前記第1の室内ユニット群と前記空調負荷が小さい前記第2の室内ユニット群とに分け、前記第1の室内ユニット群の前記室内ユニットに対応する前記第1切替手段が前記第1の状態となり、前記第2の室内ユニット群の前記室内ユニットに対応する前記第1切替手段が前記第2の状態となり、前記第1の室内ユニット群の前記室内ユニットに対応する前記第2切替手段が前記第3の状態となり、前記第2の室内ユニット群の前記室内ユニットに対応する前記第2切替手段が前記第4の状態となり、前記第1開閉弁が閉じた状態となり、前記第2開閉弁が開いた状態となり、前記第3開閉弁が開いた状態となり、前記第4開閉弁が開いた状態となり、前記第1膨張弁が冷媒を通過させる状態となるように、前記複数の第1切替手段、前記複数の第2切替手段、前記第1開閉弁、前記第2開閉弁、前記第3開閉弁、前記第4開閉弁、及び前記第1膨張弁を制御する、接続ユニットを提供する。
 第8態様によれば、複数の室内ユニット間の空調負荷の差が大きくなった場合に、空調負荷が小さい室内ユニットを流れた後に接続ユニットの熱交換器の第2の流路を流れる冷媒と、空調負荷が大きい室内ユニットに流れる前の接続ユニットの熱交換器の第1の流路を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。この熱交換によって、空調負荷が大きい室内ユニット群に流入する冷媒の温度を低下させることが可能となる。その結果、第1の冷媒回路(空調負荷が大きい第1の室内ユニット群)の蒸発器内における蒸発のエンタルピー差が通常サイクルよりも大きくなる。従って、同等の冷房能力に必要な蒸発温度が通常サイクルよりも上昇するので、圧縮機の圧縮仕事が軽減され、通常運転よりもCOPが向上する。
 <第9態様>
 本開示の第9態様は、第4態様に加えて、
 前記第2の流路の前記一端の近傍において前記第1冷媒流路を形成する配管上に設けられた過熱度測定用温度センサ又は前記第1の流路の前記他端の近傍において前記第3冷媒流路を形成する配管上に設けられた過冷却度測定用温度センサをさらに備え、
 前記コントローラは、前記過熱度測定用温度センサ又は前記過冷却度測定用温度センサで測定された温度を参照して前記複数の室内ユニットにおけるそれぞれの冷媒配管に設けられた複数の絞り機構のうち少なくとも1つの絞り機構の開度を制御する、接続ユニットを提供する。
 第9態様によれば、接続ユニットのコントローラは、第1の流路を流れた後の冷媒の過冷却度又は第2の流路を流れた後の冷媒の過熱度に応じて複数の室内ユニットにおけるそれぞれの冷媒配管に設けられた複数の絞り機構のうち少なくとも1つの絞り機構の開度を制御できる。
 <第10態様>
 本開示の第10態様は、以下の接続ユニットを提供する。
 冷房と暖房とを切り替え可能な空気調和装置の室外ユニットと複数の室内ユニットとを接続する接続ユニットであって、
 前記室外ユニットに接続される第1接続流路と、
 前記室外ユニットに接続される第2接続流路と、
 前記複数の室内ユニットのそれぞれに接続され、前記第1接続流路から分岐しており、前記第1接続流路から分岐している位置から離れている第1接続位置よりも前記第1接続流路に近い第1接続部分と残りの部分である第1延長部分とにそれぞれ分かれる複数の第1分岐接続流路と、
 前記複数の室内ユニットのそれぞれに接続され、前記第2接続流路から分岐しており、前記第2接続流路から分岐している位置から離れている第2接続位置よりも前記第2接続流路に近い第2接続部分と残りの部分である第2延長部分とにそれぞれ分かれる複数の第2分岐接続流路と、
 前記複数の第1分岐接続流路の前記第1接続位置と、前記複数の第2分岐接続流路の前記第2接続位置とを接続し、前記第1接続位置に向かって分岐している第1分岐位置及び前記第2接続位置に向かって分岐している第2分岐位置を有する第3接続流路と、
 前記第1接続流路と前記第1延長部分との間で前記第1接続部分を経由して冷媒が流れることができる第1の状態と、前記第1分岐位置と前記第1延長部分との間で前記第3接続流路を経由して冷媒が流れることができる第2の状態とを排他的に切り替え可能な、前記複数の第1分岐接続流路に対してそれぞれ設けられた複数の第1切替手段と、
 前記第2接続流路と前記第2延長部分との間で前記第2接続部分を経由して冷媒が流れることができる第3の状態と、前記第2分岐位置と前記第2延長部分との間で前記第3接続流路を経由して冷媒が流れることができる第4の状態とを排他的に切り替え可能な、前記複数の第2分岐接続流路に対してそれぞれ設けられた複数の第2切替手段と、を備え、
 前記複数の第1切替手段及び前記複数の第2切替手段は、以下の状態A及び状態Bをとるように、構成されている、
接続ユニット。
 状態Aは、当該接続ユニットが、前記室外ユニットから供給された冷媒を前記複数の室内ユニットに並列に流して前記室外ユニットに戻す状態である。
 状態Bは、当該接続ユニットが、前記室外ユニットから供給された冷媒を、第1の室内ユニット群と第2の室内ユニット群とに分けられた前記複数の室内ユニットにおいて、前記第1の室内ユニット群と前記第2の室内ユニット群とに直列に流し、かつ、前記第1の室内ユニット群又は前記第2の室内ユニット群が複数の前記室内ユニットを含む場合、前記第1の室内ユニット群又は前記第2の室内ユニット群に含まれる複数の前記室内ユニットに並列に流して、前記室外ユニットに戻す状態である。
 第10態様によれば、例えば、空気調和装置の暖房運転時において、必要に応じて、室外ユニットから供給された冷媒が複数の室内ユニットを並列に流れて室外ユニットに戻る状態と、複数の室内ユニットが第1の室内ユニット群及び第2の室内ユニット群に分けられ、室外ユニットから供給された冷媒が、第1の室内ユニット群と第2の室内ユニット群とを直列に流れ、かつ、第1の室内ユニット群又は第2の室内ユニット群が複数の室内ユニットを含む場合、第1の室内ユニット群又は第2の室内ユニット群に含まれる複数の室内ユニットを並列に流れて、室外ユニットに戻る状態と、を切り替えることができる。これにより、必要に応じて、冷媒が最初に流れる室内ユニット群を通過した冷媒のもつエンタルピーを、次に流れる室内ユニット群で回収することができる。そのため、効率的な暖房運転を行うことができる。その結果、第10態様によれば、空気調和装置を高いCOPで運転できる。
 <第11態様>
 圧縮機及び第1の熱交換器を含む室外ユニットと、
 第2の熱交換器をそれぞれ含む、複数の室内ユニットと、
 前記室外ユニット及び前記複数の室内ユニットに接続された第1態様~第10態様のいずれかの接続ユニットと、を備えた、
 空気調和装置を提供する。
 <第12態様>
 本開示の第12態様に係る空気調和装置は、第1の熱交換器を含む室外ユニット、それぞれが第2の熱交換器を含む複数の室内ユニット、コントローラ、及び冷媒を含む。この空気調和装置は、室外ユニットと複数の室内ユニットとを接続する接続ユニットをさらに含む。接続ユニットは、室外ユニットと複数の室内ユニットとの間の接続状態を切り替えるための複数の弁、及び第3の熱交換器を含む。第3の熱交換器は、第1の流路及び第2の流路を含み、第1の流路を流れる冷媒と第2の流路を流れる冷媒との間で熱交換を行う熱交換器である。第2の熱交換器のそれぞれと接続ユニットとを結ぶ複数の液管のそれぞれには、絞り機構が設けられている。これらの絞り機構は、通常、室内ユニットに含まれる。
 第12態様に係る空気調和装置には、複数の室内ユニットが含まれる。室内ユニットの数に特に限定はなく、3以上や4以上であってもよい。なお、第12態様の装置に含まれる室外ユニットは通常は1つであるが、第12態様の装置は、室内ユニットの総数よりも少ない複数の室外ユニットを含んでもよい。
 冷房運転時において、上記コントローラは、室内ユニットごとに空調負荷を算出し、算出された各空調負荷に応じて複数の絞り機構のそれぞれの開度を制御するとともに、状況に応じて以下の制御(i1)又は(ii1)を行う。
 制御(i1)は、各空調負荷の間の差の最大値が所定値以下である場合に行われる。この場合、コントローラは、複数の室内ユニットが室外ユニットに対して並列に接続されるように複数の弁を制御する。後述するように、制御(i1)では、第3の熱交換器で熱交換がされない。
 制御(ii1)は、各空調負荷の間の差の最大値が所定値よりも大きい場合に行われる。この場合、コントローラは、複数の室内ユニットを空調負荷が大きい第1の室内ユニット群と空調負荷が小さい第2の室内ユニット群とに分ける。そして、コントローラは、室外ユニットと第1の室内ユニット群とを結ぶ第1の冷媒回路と、室外ユニットと第2の室内ユニット群とを結ぶ第2の冷媒回路とが形成されるように複数の弁を制御する。
 制御(ii1)において複数の室内ユニットを第1の室内ユニット群と第2の室内ユニット群とに振り分ける方法には、本態様の効果が得られる限り特に限定はない。振り分け方の例として、以下に2つの例を述べる。
 第1の例では、まず、各室内ユニットの空調負荷を比較し、最も大きい空調負荷(最大空調負荷)と、最も小さい空調負荷(最小空調負荷)とを決定する。次に、最大空調負荷と最小空調負荷の中央値(平均値)を算出する。そして、その中央値を基準として、複数の室内ユニットを第1の室内ユニット群と第2の室内ユニット群とに振り分ける。たとえば、空調負荷が中央値よりも大きい室内ユニットを第1の室内ユニット群に振り分け、空調負荷が中央値以下である室内ユニットを第2の室内ユニット群に振り分けてもよい。また、空調負荷が中央値以上である室内ユニットを第1の室内ユニット群に振り分け、空調負荷が中央値よりも小さい室内ユニットを第2の室内ユニット群に振り分けてもよい。
 第2の例では、まず、各室内ユニットの空調負荷を比較し、次に、全室内ユニットの空調負荷の平均値を算出する。そして、その平均値を基準として、複数の室内ユニットを第1の室内ユニット群と第2の室内ユニット群とに振り分ける。たとえば、空調負荷が平均値よりも大きい室内ユニットを第1の室内ユニット群に振り分け、空調負荷が平均値以下である室内ユニットを第2の室内ユニット群に振り分けてもよい。また、空調負荷が平均値以上である室内ユニットを第1の室内ユニット群に振り分け、空調負荷が平均値よりも小さい室内ユニットを第2の室内ユニット群に振り分けてもよい。
 第1の冷媒回路及び第2の冷媒回路において、第1の室内ユニット群又は第2の室内ユニット群に含まれる複数の室内ユニットはそれぞれ、室外ユニットに対して並列に接続される。第1の冷媒回路では、室外ユニットから供給される冷媒が第3の熱交換器の第1の流路と第1の室内ユニット群とをこの順に流れた後に室外ユニットに戻る。第2の冷媒回路では、室外ユニットから供給される冷媒が第3の熱交換器を通過することなく第2の室内ユニット群を流れ、その後、第3の熱交換器の第2の流路を通って室外ユニットに戻る。
 上記冷房運転では、複数の室内ユニット間の空調負荷の差が大きくなった場合に、空調負荷が小さい室内ユニットを流れた後に第3の熱交換器の第2の流路を流れる冷媒と、空調負荷が大きい室内ユニットに流れる前の第3の熱交換器の第1流路を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。この熱交換によって、空調負荷が大きい室内ユニット群に流入する冷媒の温度を低下させることが可能となる。その結果、第1の冷媒回路(空調負荷が大きい第1の室内ユニット群)の蒸発器内における蒸発のエンタルピー差が通常サイクルよりも大きくなる。従って、同等の冷房能力に必要な蒸発温度が通常サイクルよりも上昇するので、圧縮機の圧縮仕事が軽減され、通常運転よりもCOPが向上する。
 <第13態様>
 本開示の第13態様は、第12態様に加えて以下の特徴を有する。上記装置では、以下のように暖房運転を行ってもよい。すなわち、暖房運転時において、コントローラは、室内ユニットごとに空調負荷を算出し、状況に応じて以下の制御(I1)又は(II1)を行う。
 制御(I1)は、各空調負荷の間の差の最大値が所定値以下である場合に行われる。この場合、コントローラは、複数の室内ユニットが室外ユニットに対して並列に接続されるように複数の弁を制御する。後述するように、制御(I1)では、第3の熱交換器で熱交換がされない。
 制御(II1)は、各空調負荷の間の差の最大値が所定値よりも大きい場合に行われる。この場合、コントローラは、複数の室内ユニットを空調負荷が大きい第1の室内ユニット群と空調負荷が小さい第2の室内ユニット群とに分ける。そして、コントローラは、第1の室内ユニット群に複数の室内ユニットが含まれる場合にはそれらが並列に接続され、第2の室内ユニット群に複数の室内ユニットが含まれる場合にはそれらが並列に接続され、かつ、第1の室内ユニット群と第2の室内ユニット群とが直列に接続されるように、複数の弁を制御する。制御(II1)において複数の室内ユニットを第1の室内ユニット群と第2の室内ユニット群とに振り分ける方法には、本態様の効果が得られる限り特に限定はない。たとえば、制御(ii1)において説明した方法を用いてもよい。
 複数の室内ユニット間の空調負荷の差が大きい場合、従来の個別運転では、冷媒のエンタルピーを充分に回収することができなかった。これに対し、上記暖房運転では、複数の室内ユニット間の空調負荷の差が大きくなった場合に、第1の室内ユニット群と第2の室内ユニット群とに分けて空調を行う。この構成によれば、冷媒が最初に流れる室内ユニット群を通過した冷媒のもつエンタルピーを、次に流れる室内ユニット群で回収することができる。そのため、効率的な暖房運転を行うことができる。
 <第14態様>
 本開示の第14態様は、第13態様に加えて以下の特徴を有する。上記暖房運転の上記制御(II1)において、コントローラは、室外ユニットから供給された冷媒が、第1の室内ユニット群と第2の室内ユニット群とをこの順に流れたのちに室外ユニットに戻る冷媒回路が形成されるように、複数の弁を制御してもよい。この構成では、空調負荷が大きい室内ユニットで用いられた冷媒を空調負荷が小さい室内ユニットで用いるため、高いCOPで暖房運転を行うことができる。
 <第15態様>
 本開示の第15態様は、第14態様に加えて以下の特徴を有する。上記接続ユニットは、気液分離器を含んでもよい。この場合、コントローラは、制御(II1)において、以下の制御をしてもよい。すなわち、コントローラは、第1の室内ユニット群を通過した冷媒が気液分離器に導入され、気液分離器で分離されたガス冷媒が第2の室内ユニット群に供給され、気液分離器で分離された液冷媒が室外ユニットに戻されるように、複数の弁を制御してもよい。
 <第16態様>
 本開示の第16態様は、第12態様~第15態様のいずれかに加えて以下の特徴を有する。上記空気調和装置は、複数の室内ユニットのそれぞれの目標空調温度を設定するための温度設定装置と、複数の室内ユニットが設置されたそれぞれの場所の室温を測定するための室温測定装置とをさらに備えてもよい。コントローラは、目標空調温度と測定された室温との差に基づき、室内ユニットごとに空調負荷を算出する。
 <第17態様>
 本開示の第17態様は、第12態様~第16態様のいずれかに加えて以下の特徴を有する。コントローラは、温度設定装置の状態にもとづいて休止中の室内ユニットを抽出し、休止中の室内ユニットへの冷媒の流れを遮断してもよい。この構成によれば、より効率的な運転が可能になる。
 <第18態様>
 本開示の第18態様は、第12態様~第17態様のいずれかに加えて以下の特徴を有する。コントローラは、第3の熱交換器において熱交換される2つの冷媒が対向流となるように接続ユニット内の複数の弁を制御してもよい。この構成によれば、効率よく熱交換できる。
 <第19態様>
 本開示の第19態様は、第12態様に加えて以下の特徴を有する。第19態様の装置では、制御(ii1)において、第2の室内ユニット群に含まれる少なくとも1つの室内ユニットに対応する絞り機構の開度を制御する際に、コントローラは、第1の流路を流れた後の冷媒の過冷却度、及び、第2の流路を流れた後の冷媒の過熱度からなる群より選ばれる少なくとも1つを参照して制御する。上記少なくとも1つの室内ユニットを、以下では、「少なくとも1つの室内ユニット(2)」という場合がある。また、少なくとも1つの室内ユニット(2)に対応する絞り機構(すなわち、室内ユニット(2)の第2の熱交換器と接続ユニットとを結ぶ液管に設けられた絞り機構)を、「絞り機構(2)」という場合がある。また、制御(ii1)において、第1の流路を流れた後の冷媒の過冷却度を「過冷却度(1)」といい、第2の流路を流れた後の冷媒の過熱度を「過熱度(2)」という場合がある。
 制御(ii1)では、負荷が小さい第2の室内ユニット群を通過した冷媒を用いて、負荷が大きい第1の室内ユニット群に流入する冷媒の温度を低下させる。このため、各室内ユニットの空調負荷の差が大きい場合でも効率的な冷房運転が可能である。
 また、第19態様の装置のコントローラは、少なくとも1つの室内ユニット(2)の空調負荷に加え、過冷却度(1)及び/又は過熱度(2)を参照して絞り機構(2)の開度を制御する。そのため、第2の室内ユニット群を流れる冷媒流量を適切な量とすることが容易である。たとえば、過熱度(2)が所定の値(たとえば、(蒸発温度)+(1K~15K)の範囲の値であり、一例では蒸発温度+5K)となるように、絞り機構(2)の開度を制御することによって、冷媒が二相状態で圧縮機に流れることを防止できる。また、過冷却度(1)が所定の値(たとえば、(凝縮温度)-(1K~20K)の範囲の値であり、一例では凝縮温度-10K)となるように、絞り機構(2)の開度を制御することによって、第1の室内ユニット群を流れる冷媒の温度(比エンタルピー)を低下させ、冷房能力を向上することができる。
 <第20態様>
 本開示の第20態様は、第19態様に加えて以下の特徴を有する。第20態様の空気調和装置では、少なくとも1つの室内ユニット(2)が、空調負荷が最も小さい室内ユニットであってもよい。この構成によれば、空調負荷が小さいために、蒸発しきれずに室内ユニットを出た冷媒を用いて、空調負荷が大きい第1の室内ユニット群を流れる冷媒温度を低下させることができるため、より効率的な冷房運転が可能になる。
 <第21態様>
 本開示の第21態様は、第19態様又は第20態様に加えて以下の特徴を有する。第20態様の空気調和装置は、複数の第1の温度センサと第2の温度センサとをさらに含んでもよい。第1の温度センサは、冷房運転時において室内ユニットごとの冷媒の蒸発温度を測定するためのセンサである。第2の温度センサは、冷房運転時において第2の流路を流れた後の冷媒の温度を測定するためのセンサである。コントローラは、第1及び第2の温度センサで測定された温度の差に基づいて上記過熱度(2)を算出してもよい。
 <第22態様>
 本開示の第22態様は、第19態様~第21態様のいずれかに加えて以下の特徴を有する。第22態様の空気調和装置は、第3の温度センサ及び第4の温度センサをさらに含んでもよい。第3の温度センサは、冷房運転時において室外ユニットから供給される冷媒の温度を測定するセンサである。第4の温度センサは、冷房運転時において第1の流路を流れた後の冷媒の温度を測定するためのセンサである。コントローラは、第3及び第4の温度センサで測定された温度の差に基づいて上記過冷却度(1)を算出してもよい。
 <第23態様>
 本開示の第23態様は、第19態様~第22態様のいずれかに加えて以下の特徴を有する。制御(ii1)において、コントローラは、第1の流路を流れた後の冷媒の過冷却度(1)、及び、第2の流路を流れた後の冷媒の過熱度(2)の両方を参照して、少なくとも1つの室内ユニット(2)に対応する絞り機構(2)の開度を制御してもよい。この場合、絞り機構(2)の開度は、少なくとも1つの室内ユニット(2)の空調負荷、過冷却度(1)、及び過熱度(2)を参照して制御される。この構成によれば、より効率的な冷房運転が可能となる。
 <第24態様>
 本開示の第24態様に係る空気調和装置は、第1の熱交換器を含む室外ユニット、それぞれが第2の熱交換器を含む複数の室内ユニット、及びコントローラを含み、冷媒を用いる。この空気調和装置は、室外ユニットと複数の室内ユニットとを接続する接続ユニットをさらに含む。
 接続ユニットは、室外ユニットと複数の室内ユニットとの間の接続状態を切り替えるための複数の弁を含む。第2の熱交換器のそれぞれと接続ユニットとを結ぶ複数の液管のそれぞれには、絞り機構が設けられている。
 第24態様の空気調和装置には、複数の室内ユニットが含まれる。室内ユニットの数に特に限定はなく、3以上や4以上であってもよい。なお、第24態様の装置に含まれる室外ユニットは通常は1つであるが、第24態様の装置は、室内ユニットの総数よりも少ない複数の室外ユニットを含んでもよい。
 暖房運転時において、コントローラは、室内ユニットごとに空調負荷を算出し、さらに、算出された空調負荷に応じて以下の制御(I2)又は(II2)を行う。
 制御(I2)は、各空調負荷の間の差の最大値が所定値以下である場合に行われる。この場合、コントローラは、第3の冷媒回路が形成されるように複数の弁を制御する。また、制御(II2)は、各空調負荷の間の差の最大値が所定値よりも大きい場合に行われる。この場合、コントローラは、複数の室内ユニットを空調負荷が大きい第1の室内ユニット群と空調負荷が小さい第2の室内ユニット群とに分けるとともに、第4の冷媒回路が形成されるように複数の弁を制御する。
 制御(II2)において複数の室内ユニットを第1の室内ユニット群と第2の室内ユニット群とに振り分ける方法には、本態様の効果が得られる限り特に限定はない。振り分け方の例として、第12態様で述べた方法を挙げることができる。
 制御(I2)において形成される第3の冷媒回路では、複数の室内ユニットが、室外ユニットに対して並列に接続される。制御(II2)において、第4の冷媒回路は、以下を満たすように形成される。
(II2-a)第1の室内ユニット群に複数の室内ユニットが含まれる場合にはそれらが並列に接続される。
(II2-b)第2の室内ユニット群に複数の室内ユニットが含まれる場合にはそれらが並列に接続される。
(II2-c)室外ユニットから供給された冷媒が、第1の室内ユニット群と第2の室内ユニット群とをこの順に流れた後に室外ユニットに戻る。
 制御(II2)によれば、室外ユニットから供給される冷媒を、まず、空調負荷が大きい第1の室内ユニット群で用い、第1の室内ユニット群を出た冷媒を第2の室内ユニット群で用いる。この構成によれば、各室内ユニットの空調負荷の差が大きい場合でも、効率的な暖房運転が可能である。
 第24態様の空気調和装置では、第3の冷媒回路と第4の冷媒回路との間で冷媒回路を切り替える場合に、第1の室内ユニット群に含まれる第2の熱交換器を冷媒が流れている状態を維持し、かつ、第2の室内ユニット群に含まれる第2の熱交換器における冷媒の流れを停止してから切り替えが行われる。この制御は、コントローラによって行われる。この制御では、第1の室内ユニット群に含まれる第2の熱交換器における冷媒の流れをとめることなく冷媒回路が切り替えられる。この構成によれば、第3の冷媒回路から第4の冷媒回路に切り替える際に、冷凍サイクルが不安定になることを防止できる。また、この構成によれば、空調負荷が高い第1の室内ユニット群の暖房が停止されることがない。そのため、暖房の必要性がより高い利用者への暖房の提供が停止されることを防止できる。
 第2の室内ユニット群に含まれる室内ユニットの第2の熱交換器における冷媒の流れを停止する方法に限定はなく、たとえば、当該熱交換器に接続された液管に設けられた絞り機構(膨張弁)を閉じることによって行ってもよい。また、第2の熱交換器に接続された管(液管又はガス管)に設けられた他の弁を閉じることによって行ってもよい。
 <第25態様>
 本開示の第25態様は、第24態様に加えて以下の特徴を有する。接続ユニットは、第2の熱交換器のそれぞれに接続された複数の液管と第2の熱交換器のそれぞれに接続された複数のガス管とを結ぶ接続路、室外ユニットに接続された液管と接続路とを結ぶ流路、及び、当該流路に設けられた弁をさらに含んでもよい。当該流路に設けられた弁は、開閉弁であってもよいし、膨張弁であってもよい。そして、第3の冷媒回路から第4の冷媒回路へ切り替える場合に、コントローラは、以下の(a1)~(a4)の順に処理を行ってもよい。
(a1)第2の室内ユニット群に含まれる室内ユニットに対応する絞り機構を閉じる。これによって、第2の室内ユニット群に含まれる第2の熱交換器における冷媒の流れが停止される(以下の(A1)、(b1)及び(B1)の処理においても同様である)。
(a2)上記流路に設けられた弁を開け、かつ、接続ユニットに含まれる液管であって第1の室内ユニット群に含まれる室内ユニットに接続されている液管に設けられた複数の弁を第4の冷媒回路に対応するように切り替える。前者の弁と後者の弁とは、前者を先に操作してもよいし、両者を同時に操作してもよい。
(a3)接続ユニットに含まれるガス管であって第2の室内ユニット群に含まれる室内ユニットに接続されているガス管に設けられた複数の弁を第4の冷媒回路に対応するように切り替える。
(a4)第2の室内ユニット群に含まれる室内ユニットに対応する絞り機構を制御するとともに、上記流路に設けられた弁を閉じる。前者の絞り機構と後者の弁とは、前者を先に操作してもよいし、後者を先に操作してもよいし、両者を同時に操作してもよい。(a4)の処理では、第2の室内ユニット群の室内ユニットに対応する絞り機構を、各室内ユニットの空調負荷に応じて開く(以下の(A3)、(b4)及び(B4)の処理においても同様である)。これによって、第2の室内ユニット群に含まれる室内ユニットの熱交換器に冷媒が流れる。
 (a1)では、冷媒が供給される室内ユニットの数が変化するため、(a2)から(a4)への移行は、冷凍サイクルが比較的安定したことを確認してから行うことが望ましい。(a1)~(a4)の手順で第3の冷媒回路から第4の冷媒回路へ切り替えることによって、冷凍サイクルが不安定になることを特に防止できる。
 <第26態様>
 本開示の第26態様は、第24態様又は第25態様に加えて以下の特徴を有する。第4の冷媒回路から第3の冷媒回路へ切り替える場合に、コントローラは、以下の(A1)~(A3)の順に処理を行ってもよい。
(A1)第2の室内ユニット群に含まれる室内ユニットに対応する絞り機構を閉じるとともに、上記流路に設けられた弁を開ける。これによって、第2の室内ユニット群に含まれる第2の熱交換器における冷媒の流れが停止されるとともに、第1の室内ユニット群を出た冷媒は、上記流路に設けられた弁を通って室外ユニットに戻る。なお、絞り機構と流路に設けられた弁とは、上記流路に設けられた弁を先に操作してもよいし、絞り機構と流路に設けられた弁とを同時に操作してもよい。
(A2)接続ユニットに含まれるガス管であって第2の室内ユニット群に含まれる室内ユニットに接続されているガス管に設けられた複数の弁、及び、接続ユニットに含まれる液管であって第1の室内ユニット群に含まれる室内ユニットに接続されている液管に設けられた複数の弁を、第3の冷媒回路に対応するように切り替える。前者の弁と後者の弁とは、前者を先に操作してもよいし、後者を先に操作してもよいし、両者を同時に操作してもよい。
(A3)第2の室内ユニット群に含まれる室内ユニットに対応する絞り機構を制御するとともに、上記流路に設けられた弁を閉じる。前者の絞り機構及び後者の弁は、前者を先に操作してもよいし、両者を同時に操作してもよい。すなわち、(A3)の処理では、第2の室内ユニット群の室内ユニットに対応する絞り機構を、各室内ユニットの空調負荷に応じて開く。これによって、第2の室内ユニット群に含まれる室内ユニットの熱交換器に冷媒が流れる。
 (A1)では、冷媒を供給する室内ユニットの数が変化するため、(A2)から(A4)への移行は、冷凍サイクルが比較的安定したことを確認してから行うことが望ましい。(A1)~(A3)の手順で第4の冷媒回路から第3の冷媒回路へ切り替えることによって、冷凍サイクルが不安定になることを特に防止できる。
 <第27態様>
 本開示の第27態様は、第24態様に加えて以下の特徴を有する。接続ユニットは、気液分離器と、気液分離器で分離された液冷媒が流れる冷媒液管と、気液分離器で分離されたガス冷媒が流れる冷媒ガス管と、冷媒液管に設けられた膨張弁と、冷媒ガス管に設けられた開閉弁とをさらに含んでもよい。好ましい一例では、第4の冷媒回路において、室外ユニットから供給された冷媒は、第1の室内ユニット群を流れた後に気液分離器で液冷媒とガス冷媒とに分離され、分離されたガス冷媒が第2の室内ユニット群に流れる。この構成によれば、ガス冷媒のみが第2の室内ユニット群に供給されるため、効率的な暖房運転が可能になる。
 <第28態様>
 本開示の第28態様は、第27態様に加えて以下の特徴を有する。接続ユニットが上記気液分離器を含む場合であって、第3の冷媒回路から第4の冷媒回路に切り替える場合に、コントローラは、以下の(b1)~(b4)の順に処理を行ってもよい。
(b1)第2の室内ユニット群に含まれる室内ユニットに対応する絞り機構を閉じる。
(b2)冷媒液管に設けられた膨張弁を開け、かつ、接続ユニットに含まれる液管であって第1の室内ユニット群に含まれる室内ユニットに接続されている液管に設けられた複数の弁を第4の冷媒回路に対応するように切り替える。前者の弁(膨張弁)と後者の弁とは、前者を先に操作してもよいし、両者を同時に操作してもよい。
(b3)冷媒ガス管に設けられた開閉弁を開け、かつ、接続ユニットに含まれるガス管であって第2の室内ユニット群に含まれる室内ユニットに接続されているガス管に設けられた複数の弁を第4の冷媒回路に対応するように切り替える。前者の弁(開閉弁)と後者の弁とは、前者を先に操作してもよいし、後者を先に操作してもよいし、両者を同時に操作してもよい。
(b4)第2の室内ユニット群に含まれる室内ユニットに対応する絞り機構を制御するとともに、冷媒液管に設けられた膨張弁の開度を調整して、気液分離器で分離された液冷媒を室外ユニットに戻す。前者の絞り機構及び後者の膨張弁は、前者を先に操作してもよいし、後者を先に操作してもよいし、両者を同時に操作してもよい。
 (b1)では、冷媒を供給する室内ユニットの数が変化するため、(b2)から(b4)への移行は、冷凍サイクルが比較的安定したことを確認してから行うことが望ましい。(b1)~(b4)の手順で第3の冷媒回路から第4の冷媒回路へ切り替えることによって、冷凍サイクルが不安定になることを特に防止できる。
 <第29態様>
 本開示の第29態様は、第27態様又は第28態様に加えて以下の特徴を有する。接続ユニットが上記気液分離器を含む場合であって、第4の冷媒回路から第3の冷媒回路に切り替える場合に、コントローラは、下の(B1)~(B4)の順に処理を行ってもよい。
(B1)第2の室内ユニット群に含まれる室内ユニットに対応する絞り機構を閉じる。
(B2)冷媒ガス管に設けられた開閉弁を閉じ、かつ、接続ユニットに含まれるガス管であって第2の室内ユニット群に含まれる室内ユニットに接続されているガス管に設けられた複数の弁を第3の冷媒回路に対応するように切り替える。前者の弁(開閉弁)と後者の弁とは、前者を先に操作してもよいし、後者を先に操作してもよいし、両者を同時に操作してもよい。
(B3)冷媒液管に設けられた膨張弁を閉じ、かつ、接続ユニットに含まれる液管であって第1の室内ユニット群に含まれる室内ユニットに接続されている液管に設けられた複数の弁を第3の冷媒回路に対応するように切り替える。前者の弁(膨張弁)と後者の弁とは、後者を先に操作してもよいし、両者を同時に操作してもよい。
(B4)第2の室内ユニット群に含まれる室内ユニットに対応する絞り機構を制御するとともに、冷媒液管に設けられた膨張弁の開度を調整して、気液分離器内部の冷媒を第3の冷媒回路に放出させる。前者の絞り機構及び後者の膨張弁は、前者を先に操作してもよいし、後者を先に操作してもよいし、両者を同時に操作してもよい。
 (B1)では、冷媒を供給する室内ユニットの数が変化するため、(B2)から(B4)への移行は、冷凍サイクルが比較的安定したことを確認してから行うことが望ましい。(B1)~(B4)の手順で第4の冷媒回路から第3の冷媒回路へ切り替えることによって、冷凍サイクルが不安定になることを特に防止できる。また、この手順によれば気液分離器内に多量の冷媒が封止されることを防止できる。
 <第30態様>
 本開示の第30態様の空気調和装置は、第1の熱交換器と室外側膨張弁とを含む室外ユニット、それぞれが第2の熱交換器を含む複数の室内ユニット、室外ユニットと複数の室内ユニットとを接続する接続ユニット、及びコントローラを含み、冷媒を用いる。第2の熱交換器のそれぞれと接続ユニットとを結ぶ複数の液管のそれぞれには、各室内ユニットに対応する室内側膨張弁が設けられている。
 接続ユニットは、室外ユニットと複数の室内ユニットとの間の接続状態を切り替えるための複数の弁、気液分離器、第1膨張弁、及び第2膨張弁を含む。なお、接続ユニットは、第3の熱交換器を含んでもよい。第3の熱交換器は、第1の流路及び第2の流路を含み、第1の流路を流れる冷媒と第2の流路を流れる冷媒との間で熱交換を行う熱交換器である。
 第2膨張弁は、気液分離器で分離された液冷媒が流れる冷媒液管に設けられている。第1膨張弁は、接続ユニットに含まれる液管であって気液分離器と第2の熱交換器とを結ぶ液管に設けられている。
 第30態様の空気調和装置には、複数の室内ユニットが含まれる。室内ユニットの数に特に限定はなく、3以上や4以上であってもよい。なお、第30態様の装置に含まれる室外ユニットは通常は1つであるが、第30態様の装置は、複数の室外ユニットを含んでもよい。
 暖房運転時において、コントローラは、室内ユニットごとに空調負荷を算出し、状況に応じて以下の制御(I3)又は(II3)を行う。なお、コントローラは、算出された各空調負荷に応じて室内側膨張弁のそれぞれの開度を制御することが可能である。しかし、後述するように、制御(II3)において、高負荷の室内ユニット群に含まれる室内ユニットに対応する室内側膨張弁を全開としてもよい。なお、接続ユニットが第3の熱交換器を含む場合でも、暖房運転では、通常、第3の熱交換器で熱交換がされない。
 制御(I3)は、各空調負荷の間の差の最大値が所定値以下である場合に行われる。この場合、複数の室内ユニットが、室外ユニットに対して並列に接続されるように上記複数の弁を制御する。
 制御(II3)は、各空調負荷の間の差の最大値が所定値よりも大きい場合に行われる。この場合、コントローラは、まず、複数の室内ユニットを空調負荷が大きい第1の室内ユニット群と空調負荷が小さい第2の室内ユニット群とに分ける。制御(II3)において、コントローラは、さらに、後述する(II3-a)~(II3-e)の構成が実現されるように複数の弁を制御する。すなわち、制御(II3)には、後述する(II3-a)~(II3-e)の制御が含まれる。
 制御(II3)において複数の室内ユニットを第1の室内ユニット群と第2の室内ユニット群とに振り分ける方法には、本態様の効果が得られる限り特に限定はない。振り分け方の例として、第12態様で述べた方法を挙げることができる。
 制御(II3)において、コントローラは、以下の構成が実現されるように上記複数の弁(接続ユニット内の複数の弁)を制御する。
(II3-a)第1の室内ユニット群に複数の室内ユニットが含まれる場合にはそれらが並列に接続される。
(II3-b)第2の室内ユニット群に複数の室内ユニットが含まれる場合にはそれらが並列に接続される。
(II3-c)第1の室内ユニット群と第2の室内ユニット群とが直列に接続される。
(II3-d)第1の室内ユニット群を流れた冷媒が第1膨張弁を通過した後に前記気液分離器に導入される。
(II3-e)気液分離器で分離されたガス冷媒が第2の室内ユニット群に流れる。
 上記制御(II3)では、エクセルギが高い冷媒を高負荷の第1の室内ユニット群に流して暖房効果を得た後に、エクセルギが低下した冷媒を低負荷の第2の室内ユニット群の暖房に用いる。そのため、制御(II3)では、各室内ユニットの空調負荷の差が大きい場合でも、エクセルギを有効に活用でき、効率的な暖房運転が可能となる。
 また、上記制御(II3)では、第1の室内ユニット群を流れた冷媒が第1膨張弁を通過した後に気液分離器で気液分離され、分離されたガス冷媒が第2の室内ユニット群で利用される。この構成によれば、第1の室内ユニット群を流れた後の冷媒の圧力を第1膨張弁で制御することによって、第2の室内ユニット群に流入する冷媒の状態を制御できる。第1の室内ユニット群を流れた後の冷媒の状態は、第1の室内ユニット群の負荷によって変化する。たとえば、第1の室内ユニット群に複数の室内ユニットが含まれる場合、それらを流れた後の冷媒の状態は室内ユニットごとに異なるため、通常の方法では、第2の室内ユニット群に流れる冷媒の状態の制御が難しくなる。一方、第30態様では、第1の室内ユニット群の室内ユニットを流れた後の冷媒を合流させた後、前記気液分離器に入る前に第1膨張弁のみで冷媒の状態(圧力)を制御することが可能である。そのため、第30態様によれば、第2の室内ユニット群に流入する冷媒の状態の制御が容易である。
 <第31態様>
 本開示の第31態様は、第30態様に加えて以下の特徴を有する。制御(II3)の好ましい一例において、コントローラは、第1の室内ユニット群に含まれる室内ユニットに対応する室内側膨張弁を全開としてもよい。この構成では、第1の室内ユニット群を通過した冷媒の圧力が、室内側膨張弁で個別に制御されることなく第1膨張弁でまとめて制御される。そのため、この構成によれば、効率的な制御が可能となる。
 <第32態様>
 本開示の第32態様は、第30態様又は第31態様に加えて以下の構成(1)を有する。
(1)室内ユニットはそれぞれ、暖房運転時において第2の熱交換器に流入する冷媒の温度を測定する第1の温度センサと、暖房運転時において第2の熱交換器から流出した冷媒の温度を測定する第2の温度センサとをさらに含む。そして、コントローラは、第1及び第2の温度センサで測定された温度を参照して、第2の室内ユニット群に含まれる室内ユニットに対応する室内側膨張弁の開度と、第2膨張弁の開度とを制御する。
 上記(1)の構成では、第1の温度センサ及び第2の温度センサによって、第2の室内ユニット群の室内ユニットを出て室外ユニットに流れる冷媒の圧力を推定できる。この圧力に基づき、コントローラは、室外ユニットに流れる冷媒の過冷却度が所定の値(たとえば、通常5K程度)となるように、膨張弁の開度を制御することが可能である。このような制御によれば、冷媒が二相状態で室外ユニットに流れることを抑制でき、熱交換性能を向上させて、成績係数を改善できる。
 <第33態様>
 本開示の第33態様は、第30態様又は第31態様に加えて以下の構成(2)を有する。
(2)室内ユニットはそれぞれ、暖房運転時において第2の熱交換器に流入する冷媒の温度を測定する第1の温度センサ(上記(1)の第1の温度センサである)をさらに含む。そして、制御(II3)において、コントローラは、空調負荷が最も小さい室内ユニットの第1の温度センサで測定された温度を参照して、第1膨張弁の開度を制御する。なお、空調負荷が最も小さい室内ユニットは、当然のことながら第2の室内ユニット群に含まれる。
 上記(2)の構成において、コントローラは、第2の室内ユニット群のうち、空調負荷の最も小さい室内ユニットの負荷に合わせた必要冷媒圧力(中圧)となるように、第1膨張弁の開度を制御することが可能である。この構成によれば、第2の室内ユニット群の空調負荷に応じた適切な冷媒を供給できる。
 <第34態様>
 本開示の第34態様は、第30態様~第33態様のいずれかに加えて以下の特徴を有する。空気調和装置は、複数の室内ユニットのそれぞれの目標空調温度を設定するための温度設定装置と、複数の室内ユニットが設置されたそれぞれの場所の室温を測定するための室温測定装置とをさらに備えてもよい。この場合、コントローラは、室内ユニットごとの空調負荷を、目標空調温度と測定された室温との差に基づいて算出できる。
 上記温度設定装置を備える空気調和装置において、コントローラは、温度設定装置の状態にもとづいて休止中の室内ユニットを抽出し、休止中の室内ユニットへの冷媒の流れを遮断してもよい。この構成によれば、より効率的な運転ができる
 <第1実施形態>
 (空気調和装置の一例)
 本開示の接続ユニット及び空気調和装置の一例を以下に説明する。この明細書において、「ガス管」という用語は冷媒が主にガスの状態で流れる管を意味し、「液管」という用語は冷媒が主に液体の状態で流れる管を意味するが、他の状態で流れることを排除するものではない。なお、以下の装置に含まれる各構成部材に特に限定はなく、たとえば公知のものを用いることができる。たとえば、冷媒に特に限定はなく、空気調和装置の冷媒として一般的に用いられている冷媒を用いることができる。
 第1実施形態に係るこの装置の構成の一部を図1に模式的に示す。図1の空気調和装置100aは、室外ユニット(室外機)101、複数の室内ユニット(室内機)102(102a、102b、102c)、及び接続ユニット103を含む。空気調和装置100aは、冷房と暖房とを切り替え可能な空気調和装置である。
 室外ユニット101は、圧縮機104、アキュームレータ105、四方弁106、室外ユニットファン107、第1の熱交換器(室外ユニット熱交換器)108、室外側膨張弁115を備える。
 室内ユニット102a、102b、102cのそれぞれは、第2の熱交換器(室内ユニット熱交換器)109a、109b、109c、室内側膨張弁(絞り機構)114a、114b、114c、及びファン150a、150b、150cを備える。室内側膨張弁114a、114b、114cは、それぞれ、第2の熱交換器109a、109b、109cのそれぞれと接続ユニット103とを結ぶ液管125a、125b、125cに設けられている。本実施形態では、室内側膨張弁114a、114b、114cは、複数の室内ユニット102a、102b、102cにおけるそれぞれの冷媒配管(液管125a、125b、125c)に設けられている。
 接続ユニット103は、室外ユニット101と複数の室内ユニット102のそれぞれとを接続する。接続ユニット103は、室外ユニット101と複数の室内ユニット102との間の接続状態を切り替えるための複数の弁、第3の熱交換器(内部熱交換器)110、及び気液分離器111を含む。第3の熱交換器110は、第1の流路110aと第2の流路110bとを含む。第1の流路110aを流れる冷媒と第2の流路110bを流れる冷媒との間で熱交換が行われる。接続ユニット103は、第1冷媒流路171、第2冷媒流路172、第3冷媒流路173、第4冷媒流路174、第5冷媒流路175、第6冷媒流路176、複数の第1分岐流路171a;171b;171c、及び複数の第2分岐流路173a;173b;173cを備えている。
 室外ユニット101と接続ユニット103とは、ガス管120及び液管121によって接続されている。ガス管120は、接続ユニット103内の分岐点122で分岐し、室内ユニット102a、102b、102cにつながるガス管123a、123b、123cと接続されている。
 ガス管120の接続ユニット103に含まれる部分によって第1冷媒流路171が形成されている。第1冷媒流路171は、第2の流路110bの一端に接続され、かつ、室外ユニット101に接続されている。第1冷媒流路171は、圧縮機104を経由して第1の熱交換器108の一端に接続された室外ユニット101の冷媒流路に接続されている。ガス管123aの接続ユニット103に含まれる部分、ガス管123bの接続ユニット103に含まれる部分、及びガス管123cの接続ユニット103に含まれる部分によって、第1分岐流路171a、第1分岐流路171b、第1分岐流路171cがそれぞれ形成されている。複数の第1分岐流路171a、171b、171cは、複数の室内ユニット102a、102b、102cのそれぞれに接続され、第1冷媒流路171から分岐している。複数の第1分岐流路171a、171b、171cは、第1冷媒流路171から分岐している位置から離れている第1位置12aよりも第1冷媒流路171に近い第1接続部分71aと残りの部分である第1延長部分71bとにそれぞれ分かれる。複数の第1分岐流路171a、171b、171cは、それぞれ、室内ユニット102a、102b、102cの第2の熱交換器の一端に接続された室内ユニットの冷媒流路に接続されている。
 また、室外ユニット101の液管121は、接続ユニット103内の分岐点124で分岐し、室内ユニット102a、102b、102cにつながる液管125a、125b、125cと接続されている。
 液管121の接続ユニット103に含まれる部分によって、第2冷媒流路172及び第3冷媒流路173が形成されている。第2冷媒流路172は、第1の流路110aの一端に接続され、かつ、室外ユニット101に接続されている。第2冷媒流路172は、圧縮機104を経由しないで第1の熱交換器108の他端に接続された室外ユニット101の冷媒流路に接続されている。第3冷媒流路173は、第1の流路110aの他端に接続されている。液管125aの接続ユニット103に含まれる部分、液管125bの接続ユニット103に含まれる部分、及び液管125cの接続ユニット103に含まれる部分によって、第2分岐流路173a、第2分岐流路173b、及び第2分岐流路173cがそれぞれ形成されている。複数の第2分岐流路173a、173b、173cは、複数の室内ユニット102a、102b、102cのそれぞれに接続され、第3冷媒流路173から分岐している。複数の第2分岐流路173a、173b、173cは、第3冷媒流路173から分岐している位置から離れている第2位置13aよりも第3冷媒流路173に近い第2接続部分73aと残りの部分である第2延長部分73bとにそれぞれ分かれる。複数の第2分岐流路173a、173b、173cは、それぞれ、室内ユニット102a、102b、102cの第2の熱交換器の他端に接続された室内ユニットの冷媒流路に接続されている。
 気液分離器111には、1本の冷媒ガス管111a、二相状態の冷媒又は液冷媒が流れる冷媒配管111b、及び、液冷媒が流れる冷媒液管111cが接続されている。冷媒ガス管111aは、分岐点126と接続され、それらの間の流路には、第1開閉弁119が設けられている。第1開閉弁119は、例えば電磁弁である。冷媒配管111bは分岐点127と接続され、それらの間の流路には、第1膨張弁131が設けられている。また、冷媒液管111cは、室外ユニット101と第3の熱交換器110の第1の流路110aとの間の分岐点128において液管121に接続されている。冷媒液管111cと分岐点128との間の流路には、第2開閉弁116が設けられている。第2開閉弁116は、液冷媒を膨張させる膨張弁であり、第2膨張弁116ということもできる。
 冷媒ガス管111a、気液分離器111、及び冷媒配管111bによって、第4冷媒流路174の一部が形成されている。第4冷媒流路174は、複数の第1分岐流路171a~171cの第1位置12aと、複数の第3分岐流路173a~173cの第2位置13aとを接続している。第4冷媒流路174は、第1位置12aに向かって分岐している第1分岐位置(分岐点126)及び第2位置13aに向かって分岐している第2分岐位置(分岐点127)を有する。
 冷媒液管111cによって第5冷媒流路175が形成されている。第5冷媒流路175は、第4冷媒流路174の第1分岐位置126及び第2分岐位置127の間に位置する第3位置14と第2冷媒流路172における第4位置(分岐点128)とを接続している。気液分離器111は、第4冷媒流路174の第3位置14に設けられている。気液分離器111は、第1膨張弁131を経由して気液二相状態の冷媒が流入する場合に冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離する。気液分離器111は、ガス冷媒が気液分離器111から第1分岐流路171a~171cに向かって第4冷媒流路174を流れ、かつ、液冷媒が気液分離器111から第5冷媒流路175を流れるように構成されている。第2膨張弁116は、第5冷媒流路175を液冷媒が流れる場合に、液冷媒を膨張させる。
 第6冷媒流路176は、第1分岐位置126と第3位置14との間に位置する第3分岐位置129で第4冷媒流路174から分岐し、第2の流路110bの他端に接続されている。
 第1開閉弁119は、第3分岐位置129と第3位置14との間で第4冷媒流路174に設けられている。また、第2開閉弁(第2膨張弁)116は、第5冷媒流路175に設けられている。第1膨張弁131は、第3位置14と第2分岐位置127との間で前記第4冷媒流路174に設けられている。第1膨張弁131は、気液二相状態の冷媒が通過する場合にその冷媒を膨張させる。
 各室内ユニット102a、102b、102cと分岐点122とを接続するガス管123a、123b、123cには、第1の状態と第2の状態とを排他的に切り替え可能な第1切替手段(三方弁)112a、112b、112cが設けられている。すなわち、第1切替手段としての三方弁112a、112b、112cが第1分岐流路171aの第1位置12a、第1分岐流路171bの第1位置12a、及び第1分岐流路171cの第1位置12aにそれぞれ設けられている。第1切替手段112a~112cが第1の状態に切り替えられると、第1切替手段112a~112cを介して分岐点122と各室内ユニット102a~102cとが接続される。一方、第1切替手段112a~112cが第2の状態に切り替えられると、分岐点122と各室内ユニット102a~102cとの間の接続が遮断され、第1切替手段112a~112cを介して分岐点126と各室内ユニット102a~102cとが接続される。第1切替手段112aが第1の状態であるとき、第1冷媒流路171と第1延長部分71bとの間で第1接続部分71aを経由して冷媒が流れることができ、かつ、第1分岐位置126と第1延長部分71bとの間で第4冷媒流路174を経由して冷媒が流れることができない。また、第1切替手段112aが第2の状態であるとき、第1分岐位置126と第1延長部分71bとの間で第4冷媒流路174を経由して冷媒が流れることができ、かつ、第1冷媒流路171と前記第1延長部分71bとの間で第1接続部分71aを経由して冷媒が流れることができない。このことは、第1切替手段112b及び第1切替手段112cについてもあてはまる。
 各室内ユニット102a、102b、102cと分岐点124とを接続する液管125a、125b、125cの途中には、第3の状態と第4の状態とを排他的に切り替え可能な第2切替手段(三方弁)113a、113b、113cが設けられている。すなわち、第2切替手段としての三方弁113a、113b、113cが第2分岐流路173aの第2位置13a、第2分岐流路173bの第2位置13a、及び第2分岐流路173cの第2位置13aにそれぞれ設けられている。第2切替手段113a~113cが第3の状態に切り替えられると、第2切替手段113a~113cを介して分岐点124と各室内ユニット102a~102cとが接続される。一方、第2切替手段113a~113cが第4の状態に切り替えられると、分岐点124と各室内ユニット102a~102cとの間の接続が遮断され、第2切替手段113a~113cを介して分岐点127と各室内ユニット102a~102cとが接続される。第2切替手段113aが第3の状態であるとき、第1冷媒流路173と第2延長部分73bとの間で第2接続部分73aを経由して冷媒が流れることができ、かつ、第2分岐位置127と第2延長部分73bとの間で第4冷媒流路174を経由して冷媒が流れることができない。また、第2切替手段113aが第4の状態であるとき、第2分岐位置127と第2延長部分73bとの間で第4冷媒流路174を経由して冷媒が流れることができ、かつ、第3冷媒流路171と第2延長部分73bとの間で第2接続部分73aを経由して冷媒が流れることができない。このことは、第2切替手段113b及び第2切替手段113cについてもあてはまる。
 第3の熱交換器110の第2の流路110bの他端と分岐点126との間には第4開閉弁117が設けられており、第2の流路110bの一端と分岐点122との間には第3開閉弁118が設けられている。第3開閉弁118は、例えば電磁弁である。第4開閉弁117は、例えば電磁弁である。本実施形態では、第4開閉弁117は、第6冷媒流路176に設けられている。第3開閉弁118は、複数の第1分岐流路171a~171cが分岐している位置よりも第2の流路110bの一端に近い位置で、第1冷媒流路171に設けられている。第4開閉弁117及び第3開閉弁118を開閉制御することによって、第3の熱交換器110における熱交換の有無を切り替えることができる。
 装置100aは、コントローラ200をさらに備える。コントローラ200は、公知のコントローラと同様の構成を採用でき、たとえば演算処理装置と記憶装置とを含む。記憶装置には、後述する制御を実施するためのプログラムが格納される。
 図2に、コントローラ200と他の部分との接続状態を模式的に示す。コントローラ200は、室外ユニット101、各室内ユニット102(102a~102c)、及び接続ユニット103に接続されている。具体的には、コントローラ200は、室外ユニット101、室内ユニット102、及び接続ユニット103に含まれるファンや弁などに接続され、それらを制御する。また、コントローラ200は、室内ユニット102のそれぞれに設けられた温度設定装置201及び室温測定装置202に接続され、設定された温度及び測定された室温を取得する。温度設定装置201及び室温測定装置202には、公知のものを用いることができる。温度設定装置201は、通常、入力装置と表示装置とを備える。温度設定装置201は、入力装置と表示装置とを兼ねるタッチパネルを含んでもよい。室温測定装置202は、温度センサを備える。
 例えば、コントローラ200は、後述の通り、複数の室内ユニット102a~102cのそれぞれの空調負荷を算出して空気調和装置100aの運転モードを定めてもよい。この場合、コントローラ200は、運転モードに応じて、複数の第1切替手段112a~112cの状態、複数の第2切替手段113a~113cの状態、第1開閉弁119の状態、第2開閉弁116の状態、第3開閉弁118の状態、第4開閉弁117の状態、及び第1膨張弁131の状態を制御してもよい。なお、図3に示すように、接続ユニット103がコントローラ200を備えていてもよい。
 以下に、装置100の冷房運転及び暖房運転の一例について説明する。以下では、各室内ユニットの空調負荷の間の差の最大値が所定値を越えた場合を「負荷差が大の状態」と呼ぶ場合があり、そうでない場合を「負荷差が小の状態」と呼ぶ場合がある。
 (冷房運転時の動作の一例)
 以下に、冷房運転時の動作の一例について説明する。この一例の冷房運転は、図4のフローチャートに従って行う。なお、以下のフローチャートの説明では、説明が特に不要な一部の処理の説明を省略する場合がある。たとえば、終了判定などは省略している。
 まず、コントローラ200は、温度設定装置201で設定された温度(以下、「設定温度」という場合がある)と、室温測定装置202で測定された室温(以下、「測定温度」という場合がある)とを用いて、室内ユニット102ごとに空調負荷を算出する(ステップ1101s)。算出された空調負荷に基づいて、コントローラ200は、室内側膨張弁(絞り機構)114a、114b、114cのそれぞれの開度を制御する。なお、コントローラ200は、算出された空調負荷に基づいてファン回転数の制御を行ってもよい。
 さらに、コントローラ200は、各空調負荷の間の差の最大値を算出する(ステップ1102s)。すなわち、コントローラ200は、最大の空調負荷と最小の空調負荷との差を算出する。
 次に、コントローラ200は、空調負荷の間の差の最大値が所定値(閾値)よりも大きいかどうかを判定する(ステップ1103s)。この所定値は、冷房運転の効率向上の観点にもとづいて、任意に決定できる。コントローラ200は、ステップ1103sにおける判定結果が偽(NO)である場合、すなわち空調負荷の間の差の最大値が所定値以下の場合には、制御(i1)を行う。また、コントローラ200は、ステップ1103sにおける判定結果が真(YES)である場合、すなわち空調負荷の間の差の最大値が所定値よりも大きい場合には、制御(ii1)を行う。
 制御(i1)において、接続ユニット103は、コントローラ200によって、空調負荷差が小の状態に対応した状態Aの構成とされる。制御(ii1)において、接続ユニット103は、コントローラ200によって、空調負荷差が大の状態に対応した状態Cの構成とされる。なお、装置100が3つ以上の室内ユニットを含む場合、状態Cは、空調負荷の大小関係が異なる複数の状態を含む。コントローラ200は、その記憶装置に、接続ユニット103の状態を示す変数を格納している。
 ステップ1103sにおける判定結果が偽(NO)である場合、コントローラ200は、現在の接続ユニット103の状態が、空調負荷差が小の状態に対応した状態Aであるかどうかを判定する(ステップ1104s)。
 ステップ1104sにおける判定結果が真(YES)である場合、接続ユニット103が状態Aのままで冷房運転が行われ(ステップ1105s)、そのままの状態でステップ1101sに戻る。なお、ステップ1104sにおける判定結果が真であるとは、制御(i1)による構成が実現されていることを意味する。すなわち、ステップ1105sは、制御(i1)によって冷房運転が行われることを意味する。
 制御(i1)が行われているときの冷媒回路の状態を図5に模式的に示す。図4において点線で示されている管は、冷媒の流れがない管である(以下の図面においても同様である)。状態Aでは、従来の空気調和装置と同様に、複数の室内ユニット102a、102b、102cが、第3の熱交換器110で熱交換することなく室外ユニット101に対して並列に接続されている。すなわち、制御(i1)において、コントローラ200は、複数の室内ユニット102a、102b、102cが、第3の熱交換器110で熱交換をすることなく室外ユニット101に対して並列に接続されるように複数の弁を制御する。
 ステップ1104sにおける判定結果が偽である場合、コントローラ200は、制御(i1)によって冷房運転を行う(ステップ1106s)。すなわち、コントローラ200は、接続ユニット103が状態Aとなるように接続ユニット103内の弁を制御し、冷房運転を行う。具体的には、複数の室内ユニット102a、102b、102cが、第3の熱交換器110で熱交換することなく室外ユニット101に対して並列に接続されるように、第1切替手段112a、112b、112cを第1の状態に切り替え、第2切替手段113a、113b、113cを第3の状態に切り替える。接続ユニットのその他の弁(第2膨張弁116、第1膨張弁131、第4開閉弁117、第3開閉弁118、第1開閉弁119)については全閉状態にする。コントローラ200は、複数の第1切替手段112a~112cが第1の状態となり、複数の第2切替手段113a~113cが第3の状態となり、第3開閉弁118が閉じた状態となるように、複数の第1切替手段112a~112c、複数の第2切替手段113a~113c、及び第3開閉弁118を制御する。この冷房状態を維持したまま、次に、接続ユニット103の状態を示す変数を、状態Aに対応する変数とする(ステップ1107s)。そして、ステップ1101sに戻る。
 制御(i1)における冷房運転では、[圧縮機104]-[第1の熱交換器108]-[室外側膨張弁115]-[第1の流路110a]-[室内側膨張弁114a~114c]-[第2の熱交換器109a~109c]-[アキュームレータ105]-[圧縮機104]という循環路を、冷媒がこの順に流れる。
 次に、ステップ1103sにおける判定結果が真である場合には、コントローラ200は、複数の室内ユニット102を、空調負荷が大きい第1の室内ユニット群と、空調負荷が小さい第2の室内ユニット群とに分ける(ステップ1108s)。そして、第1の室内ユニット群及び第2の室内ユニット群の状態と、接続ユニット103の状態を示す変数とを比較し、接続ユニット103が、室内ユニット群の状態に適応しているかどうかを判定する(ステップ1109s)。
 ステップ1109sにおける判定結果が真である場合、そのままの状態で冷房運転が行われ(ステップ1110s)、そのままの状態でステップ1101sに戻る。なお、ステップ1109sにおける判定結果が真であるとは、制御(ii1)による構成が実現されていることを意味する。すなわち、ステップ1110sは、制御(ii1)によって冷房運転が行われることを意味する。
 ステップ1109sにおける判定結果が偽である場合、制御(ii1)によって冷房運転が行われる(ステップ1111s)。具体的には、ステップ1108sにおける区分けに対応するように、接続ユニット103内の弁を制御し、冷房運転を行う。そして、接続ユニット103の状態を示す変数を変更し(ステップ1112s)、ステップ1101sに戻る。
 制御(ii1)における冷媒回路の状態の一例を、図6に模式的に示す。図6には、空調負荷が大きい第1の室内ユニット群102Hに室内ユニット102cが含まれ、空調負荷が小さい第2の室内ユニット群102Lに室内ユニット102a及び102bが含まれる場合の構成を示している。
 コントローラ200は、図6に示すように、室内ユニット102c(第1の室内ユニット群102H)に繋がっている液管125cに設けられた第2切替手段113cを第3の状態とし、ガス管123cに設けられた第1切替手段112cを第1の状態とする。これによって、液管125cは分岐点124と繋がり、ガス管123cは分岐点122と繋がる。その結果、室外ユニット101と室内ユニット102c(第1の室内ユニット群102H)とを結ぶ第1の冷媒回路が形成される。第1の冷媒回路では、室外ユニット101の液管121から流れる冷媒は、第3の熱交換器110の第1の流路110a、分岐点124、第1の室内ユニット群102H(室内ユニット102c)、及び分岐点122をこの順に通過し、室外ユニット101に戻る。
 また、コントローラ200は、図6に示すように、室内ユニット102a及び室内ユニット102b(第2の室内ユニット群102L)に繋がっている液管125a、125bに設けられた第2切替手段113a、113bを第4の状態とし、ガス管123a、123bに設けられた第1切替手段112a、112bを第2の状態とする。これによって、液管125a、125bは分岐点127と繋がり、ガス管123a、123bは分岐点126と繋がる。また、コントローラ200は、第2膨張弁116を全開にすることによって、室外ユニット101の液管121から気液分離器111の液管111cに向けて冷媒を流す。さらに、コントローラ200は、第1開閉弁119を閉じ、第1膨張弁131を全開にすることによって、気液分離器111内の冷媒を分岐点127に向けて流す。また、コントローラ200は、第3の熱交換器110の第2の流路110bの入口及び出口に設けられている第4開閉弁117及び第3開閉弁118を開き、分岐点126の冷媒が第3の熱交換器110の第2の流路110bを通過して室外ユニット101のガス管120に向けて流れるようにする。換言すると、コントローラ200は、第1の室内ユニット群102Hの室内ユニットに対応する第1切替手段112cが第1の状態となり、第2の室内ユニット群102Lの室内ユニットに対応する第1切替手段112a、112bが第2の状態となるように、複数の第1切替手段112a~112cを制御する。また、コントローラ200は、第1の室内ユニット群102Hの室内ユニットに対応する第2切替手段113cが第3の状態となり、第2の室内ユニット群102Lの室内ユニットに対応する第2切替手段113b、113cが第4の状態となるように、複数の第2切替手段113a~113cを制御する。さらに、コントローラ200は、第1開閉弁119が閉じた状態となり、第2開閉弁116が開いた状態となり、第3開閉弁118が開いた状態となり、第4開閉弁117が開いた状態となり、第1膨張弁131が冷媒を通過させる状態となるように、第1開閉弁119、第2開閉弁116、第3開閉弁118、第4開閉弁117、及び第1膨張弁131を制御する。
 上記の制御の結果、室外ユニット101と室内ユニット102a及び室内ユニット102b(第2の室内ユニット群102L)とを結ぶ第2の冷媒回路が形成される。第2の冷媒回路では、室外ユニット101の液管121から流れる冷媒は、気液分離器111、分岐点127、第2の室内ユニット群102L(室内ユニット102a、102b)、分岐点126、第3の熱交換器110の第2の流路110bをこの順に流れた後に室外ユニット101に戻る。
 図6の制御(制御(ii1))では、第2の室内ユニット群102Lの第2の熱交換器109a、109bを流れた後の冷媒と、第1の室内ユニット群102Hの第2の熱交換器109cを流れる前の冷媒との間で熱交換が行われる。
 なお、第1の冷媒回路及び第2の冷媒回路において、第1の室内ユニット群102H及び第2の室内ユニット群102Lに含まれる室内ユニット102a、102b、102cはそれぞれ、室外ユニット101に対して並列に接続されている。また、第2の室内ユニット群102Lに含まれる室内ユニット102a、102bは互いに並列に接続されている。また、第1の室内ユニット群102Hに複数の室内ユニットが含まれる場合、それらは互いに並列に接続される。
 図6の制御(制御(ii1))における冷媒の状態を、図7Aのモリエル線図及び図7Bのフローチャートに示す。図7A及び図7Bにおける丸数字は、図6における丸数字に対応している。空調負荷が大きい第1の室内ユニット群102Hを流れる冷媒、すなわち、第1の冷媒回路を流れる冷媒は、丸数字の1→2→3→4→5→1の順に移動する。一方、空調負荷が小さい第2の室内ユニット群102Lを流れる冷媒、すなわち第2の冷媒回路を流れる冷媒は、丸数字の1→2→3→6→7→1の順に移動する。
 第1の冷媒回路における丸数字の3→4は、第3の熱交換器110の第1の流路110aにおける熱交換を示している。また、第2の冷媒回路における丸数字の7→1は、第3の熱交換器110の第2の流路110bにおける熱交換を示している。図7A及び図7Bを参照して、第2の冷媒回路における丸数字の7→1の変化と、第1の冷媒回路における丸数字の3→4の変化との間で熱交換が行われる。第3の熱交換器110を用いて熱交換することによって、第1の冷媒回路(空調負荷が大きい第1の室内ユニット群)の蒸発器内における蒸発(丸数字5→1)のエンタルピー差が通常サイクルよりも大きくなる。従って、同等の冷房能力に必要な蒸発温度が通常サイクルよりも上昇する。その結果、圧縮機の圧縮仕事が軽減され、通常運転よりもCOPが向上する。
 以上のように、上記装置では、空調負荷の差が大きいときに接続ユニット103内の熱交換器110で熱交換を行い、空調負荷が小さい室内ユニットで用いられた冷媒によって、空調負荷が大きい室内ユニットで用いられる冷媒を冷却する。一方、空調負荷が小さいときには、熱交換器110で熱交換を行うことなく冷房運転を行う。その結果、冷房運転を効率よく行うことができる。
 (暖房運転時の動作の一例)
 以下に、暖房運転時の動作の一例について説明する。この一例の暖房運転は、図8のフローチャートに従って行う。
 まず、コントローラ200は、温度設定装置201で設定された設定温度と、室温測定装置202で測定された測定温度とを用いて、室内ユニット102ごとに空調負荷を算出する(ステップ1201s)。そして、算出された空調負荷に応じて、コントローラ200は、室内側膨張弁(絞り機構)114a、114b、114cのそれぞれの開度を制御する。
 さらに、コントローラ200は、各空調負荷の間の差の最大値を算出する(ステップ1202s)。すなわち、コントローラ200は、最大の空調負荷と最小の空調負荷との差を算出する。
 次に、コントローラ200は、空調負荷の間の差の最大値が所定値よりも大きいかどうかを判定する(ステップ1203s)。この所定値は、暖房運転の効率向上の観点にもとづいて、任意に決定できる。コントローラ200は、空調負荷の間の差の最大値が所定値以下の場合には制御(I1)を行い、空調負荷の間の差の最大値が所定値よりも大きい場合には制御(II1)を行う。
 制御(I1)において、接続ユニット103は、コントローラ200によって、空調負荷差が小の状態に対応した状態Aの構成とされる。制御(II1)において、接続ユニット103は、コントローラ200によって、空調負荷差が大の状態に対応した状態Bの構成とされる。複数の第1切替手段112a~112c、複数の第2切替手段113a~113c、第1開閉弁119、第2開閉弁(第2膨張弁)116、第3開閉弁118、第4開閉弁117、及び第1膨張弁131は、状態A及び状態Bをとるように、構成されている。なお、装置100aが3つ以上の室内ユニットを含む場合、状態Bは、空調負荷の大小関係が異なる複数の状態を含む。コントローラ200は、その記憶装置に、接続ユニット103の状態を示す変数を格納している。
 ステップ1203sにおける判定結果が偽(NO)である場合、コントローラ200は、現在の接続ユニット103の状態が、空調負荷差が小の状態に対応した状態Aであるかどうかを判定する(ステップ1204s)。
 ステップ1204sにおける判定結果が真(YES)である場合、接続ユニット103が状態Aのままで暖房運転が行われ(ステップ1205s)、そのままの状態でステップ1201sに戻る。なお、ステップ1204sにおける判定結果が真であるとは、制御(I1)による構成が実現されていることを意味する。すなわち、ステップ1205sは、制御(I1)によって暖房運転が行われることを意味する。
 接続ユニット103が状態Aにあるときの冷媒回路は、四方弁106の状態が図9に示す状態となることを除いて図5に示したものと同じである。四方弁106が切り替えられることによって、接続ユニット103が状態Aにあるときの暖房運転では、図5の冷媒回路とは逆方向に冷媒が流れる。状態Aでは、従来の空気調和装置と同様に、複数の室内ユニット102a、102b、102cが、第3の熱交換器110で熱交換することなく室外ユニット101に対して並列に接続される。すなわち、制御(I1)において、コントローラ200は、複数の室内ユニット102a、102b、102cが、第3の熱交換器110で熱交換をすることなく室外ユニット101に対して並列に接続されるように複数の弁を制御する。状態Aは、接続ユニット103が、室外ユニット101から供給された冷媒を複数の室内ユニット102a、102b、102cに並列に流して室外ユニット101に戻す状態である。
 ステップ1204sにおける判定結果が偽である場合、コントローラ200は、制御(I1)によって暖房運転を行う(ステップ1206s)。すなわち、コントローラ200は、接続ユニット103が状態Aとなるように接続ユニット103内の弁を制御し、暖房運転を行う。具体的には、複数の室内ユニット102a、102b、102cが、第3の熱交換器110で熱交換することなく室外ユニット101に対して並列に接続されるように、第1切替手段112a、112b、112cを第1の状態に切り替え、第2切替手段113a、113b、113cを第3の状態に切り替える。接続ユニットのその他の弁(第2膨張弁116、第1膨張弁131、第4開閉弁117、第3開閉弁118、第1開閉弁119)については全閉状態にする。換言すると、コントローラ200は、複数の第1切替手段112a~112cが第1の状態となり、複数の第2切替手段113a~113cが第3の状態となり、第3開閉弁118が閉じた状態となるように、複数の第1切替手段112a~112c、複数の第2切替手段113a~113c、及び第3開閉弁118を制御する。この暖房状態を維持したまま、次に、接続ユニット103の状態を示す変数を、状態Aに対応する変数とする(ステップ1207s)。そして、ステップ1201sに戻る。
 次に、ステップ1203sにおける判定結果が真である場合には、コントローラ200は、複数の室内ユニット102を、空調負荷が大きい第1の室内ユニット群と、空調負荷が小さい第2の室内ユニット群とに分ける(ステップ1208s)。そして、判定された空調負荷の状態と、接続ユニット103の状態を示す変数とを比較し、接続ユニット103の状態が、室内ユニット群の状態に適合しているかどうかを判定する(ステップ1209s)。すなわち、接続ユニット102aが状態Bであるかどうかを判定する。
 ステップ1209sにおける判定結果が真である場合、そのままの状態で暖房運転が行われ(ステップ1210s)、そのままの状態でステップ1201sに戻る。すなわち、接続ユニット102は状態Bのままである。なお、ステップ1209sにおける判定結果が真であるとは、制御(II1)による構成が実現されていることを意味する。すなわち、ステップ1210sは、制御(II1)によって暖房運転が行われることを意味する。
 ステップ1209sにおける判定結果が偽である場合、コントローラ200は、制御(II1)によって暖房運転を行う(ステップ1211s)。すなわち、コントローラ200は、ステップ1208sにおける区分けに対応するように、接続ユニット103内の弁を制御し、暖房運転を行う。すなわち、接続ユニット103の状態を状態Bに変更する。そして、その状態のまま、接続ユニット103の状態を示す変数を現在の状態を示すように変更し(ステップ1212s)、ステップ1201sに戻る。
 制御(II1)における冷媒回路の状態の一例を、図9に模式的に示す。暖房運転では、四方弁106が、冷房運転とは異なる状態に切り替えられる。図9には、空調負荷が大きい第1の室内ユニット群102Hに室内ユニット102cが含まれ、空調負荷が小さい第2の室内ユニット群102Lに室内ユニット102a及び102bが含まれる場合の構成を示している。
 コントローラ200は、図9に示すように、室内ユニット102c(第1の室内ユニット群102H)に繋がっているガス管123cに設けられた第1切替手段112cを第1の状態に制御し、室内ユニット102cに繋がっている液管125cに設けられた第2切替手段113cを第4の状態に制御する。これによって、ガス管123cが分岐点122と繋がり、液管125cが分岐点127と繋がる。また、コントローラ200は、図9に示すように、室内ユニット102a、102b(第2の室内ユニット群102L)に繋がっているガス管123a、123bに設けられた第1切替手段112a、112bを第2の状態に制御し、室内ユニット102a、102bに繋がっている液管125a、125bに設けられた第2切替手段113a、113bを第3の状態に制御する。換言すると、コントローラ200は、第1の室内ユニット群102Hの室内ユニットに対応する第1切替手段112cが第1の状態となり、第2の室内ユニット群102Lの室内ユニットに対応する第1切替手段112a、112bが第2の状態となるように、第1切替手段112a~112cを制御する。また、コントローラ200は、第1の室内ユニット群102Hの室内ユニットに対応する第2切替手段113cが第4の状態となり、第2の室内ユニット群102Lの室内ユニットに対応する第2切替手段113b、113cが第3の状態となるように、第2切替手段113a~113cを制御する。
 上記の制御の結果、室内ユニット102a、102bのガス管123a、123bが分岐点126と繋がり、室内ユニット102a、102bの液管125a、125bが分岐点124と繋がる。また、コントローラ200は、気液分離器111のガス管111aに繋がる第1開閉弁119を開く。分岐点127から流れる冷媒は、第1膨張弁131で中圧まで膨張され、気液分離器111でガス冷媒と液冷媒に分離される。分離されたガス冷媒は、分岐点126に向かって流れる。分離された液冷媒は、第2開閉弁116で膨張されて室外ユニット101の液管121に戻る。また、コントローラ200は、第3の熱交換器110の第2の流路110bの入口及び出口に設置されている第4開閉弁117及び第3開閉弁118を閉じる。これによって、分岐点126の冷媒が、第3の熱交換器110の第2の流路110bを経由して室外ユニット101のガス管120に向けて流れることがなくなる。換言すると、コントローラ200は、第1開閉弁119が開いた状態となり、第2膨張弁116が冷媒を膨張させる状態となり、第3開閉弁118が閉じた状態となり、第4開閉弁117が閉じた状態となり、第1膨張弁131が冷媒を通過させる状態となるように、第1開閉弁119、第2開閉弁116、第3開閉弁118、第4開閉弁117、及び第1膨張弁131を制御する。
 上記構成において、室外ユニット101のガス管120から流れる冷媒は、分岐点122、空調負荷が大きい第1の室内ユニット群102H(室内ユニット102cの第2の熱交換器109c)、分岐点127、及び気液分離器111をこの順に流れる。さらに、気液分離器111で分離されたガス冷媒は、分岐点126、空調負荷が小さい第2の室内ユニット群102L(並列に接続された室内ユニット102a、102bの第2の熱交換器109a、109b)、分岐点124、及び第3の熱交換器110の第1の流路110aをこの順に流れて、室外ユニット101の液管121に戻る。
 すなわち、上記構成では、第1の室内ユニット群102Hと第2の室内ユニット群102Lとが直列に接続されている。そして、第1の室内ユニット群102Hを流れた冷媒が、第2の室内ユニット群102Lを流れる。また、第2の室内ユニット群102Lに含まれる室内ユニット102a、102bは、互いに並列に接続されている。なお、図9には、第1の室内ユニット群102Hに含まれる室内ユニットが1つだけの場合を示した。しかし、第1の室内ユニット群102Hに複数の室内ユニットが含まれる場合、それらの室内ユニットは互いに並列に接続される。
 すなわち、状態Bは、接続ユニット103が、室外ユニット101から供給された冷媒を、第1の室内ユニット群102Hと第2の室内ユニット群102Lとに直列に流し、かつ、第1の室内ユニット群102H又は第2の室内ユニット群102Lが複数の室内ユニットを含む場合、第1の室内ユニット群102H又は第2の室内ユニット群102Lに含まれる複数の室内ユニットに並列に流して、室外ユニット101に戻す状態である。
 上記の図9の制御(制御(II1))における冷媒の状態を、図10Aのモリエル線図及び図10Bのフローチャートに示す。図10A及び図10Bにおける丸数字は、図9における丸数字に対応している。
 冷媒は、丸数字の1→2→3→4→5→6→7→1の順に状態が変化する。気液分離器111に流入する冷媒は、丸数字の4の状態からガス冷媒と液冷媒とに分離される。ガス冷媒は、丸数字の4→5→6を経由し、液冷媒は丸数字の4→6を経由して、丸数字の7の位置で合流する。図10Aにおいて、単位重量当たりの比エンタルピーの変化が高負荷側よりも低負荷側の方が大きくなっている。しかし、低負荷側で用いられる冷媒の量は、気液分離された後のガス冷媒の量であり、高負荷側で用いられた冷媒の量よりも少ないことに留意する必要がある。
 上記構成では、空調負荷が大きい第1の室内ユニット群102Hに要求される空調負荷に対して冷媒を優先して供給する。すなわち、図9に示すように、空調負荷が大きい(高負荷)第1の室内ユニット群102Hにエクセルギの高い冷媒を流し(丸数字2→3)、その後、エクセルギの低下した冷媒を空調負荷が小さい(低負荷)第2の室内ユニット群102Lに流す(丸数字4→6)。その結果、空調負荷に応じてエクセルギの有効利用が可能になる。
 上記したエクセルギの有効利用によって、冷凍サイクル全体の高圧を低下させることが可能となり、通常の運転よりもCOP性能が向上する。
 (空調負荷の算出方法)
 上記の制御における、空調負荷の算出方法の一例について説明する。この一例において、n番目の室内ユニットの空調負荷は、次式で算出される。
Q(n)=|Ttarget(n)-Tactual(n)|×H(n)/ΣH(n)
target(n):各室内ユニットの設定温度
actual(n):各室内ユニットの吸込み空気温度(測定温度)
H(n):各室内ユニットの定格(標準)能力(馬力数)
ΣH(n):室外ユニットに接続された室内ユニットの定格能力の合計能力
 (所定値の設定方法)
 上記の制御における、冷媒回路を切り替えるかどうかを判断する基準となる所定値(閾値)の設定方法の一例について説明する。たとえば、冷房運転及び暖房運転のそれぞれにおいて、接続ユニット103の状態を変化させることによって通常運転よりもCOPが高くなる時点の、空調負荷の最大値と空調負荷の最小値との差を、当該所定値に設定してもよい。なお、冷房運転時の所定値と暖房運転時の所定値とは別々に設定され、同じであってもよいし異なってもよい。
 上記の説明では気液分離器111を用いた装置について例示した。気液分離器111を用いることによって、第1の室内ユニット群を通過し二相流となった冷媒から液冷媒を分離して第2の室内ユニット群にガス冷媒を流すことができるため、圧力損失を低減できる。一方、第1実施形態の装置は、気液分離器111を備えなくてもよい。気液分離器111を備えない空気調和装置100bの一例を図11に示す。
 図11の装置100bは、気液分離器111がない点、及び、第2膨張弁116を開状態と閉状態との2つの状態をとる電磁弁116tに変更した点のみが図1の空気調和装置100aと異なる。すなわち、第4冷媒流路174は、冷媒が液冷媒とガス冷媒とに分離されずに第4冷媒流路174を流れるように構成されている。この場合、電磁弁116tは、空気調和装置の暖房運転時において、各空調負荷の差の最大値が所定値よりも大きい場合には、コントローラ200は、第2開閉弁116である電磁弁116tが閉じた状態となるように、電磁弁116tを制御する。図11の装置でも、上述した運転を行うことができる。すなわち、気液分離器がない空気調和装置でも、上記の効果が得られる。
 また、上記で図示した装置は例示であって、他の構成であってもよい。たとえば、装置100aは複数の三方弁を用いているが、それらの三方弁の少なくとも一部を、より安価な複数の二方弁に置き換えてもよい。そのような空気調和装置100cを、図12に示す。図12では、装置100aの三方弁を二方弁に置き換えている。
 別の観点では、第1実施形態の空気調和装置は、以下の空気調和装置(K)の様に変更されてもよい。空気調和装置(K)の構成は、図示した上記の空気調和装置の一例の構成と同じとすることが可能であるので、重複する説明を省略する場合がある。なお、以下の説明は、上述した空気調和装置を限定するものではない。
 空気調和装置(K)は、第1の熱交換器及び圧縮機を含む室外ユニット、それぞれが第2の熱交換器を含む複数の室内ユニット、及びコントローラを含む。これらの構成は、図示した構成と同じである。この装置は、室外ユニットと複数の室内ユニットとを接続する接続ユニットをさらに含む。第2の熱交換器のそれぞれと接続ユニットとを結ぶ複数の液管のそれぞれには、絞り機構が設けられている。
 空気調和装置(K)の接続ユニットは、第3の熱交換器、配管と、配管上に配置された複数の弁を含む。配管上の複数の弁を切り替えることによって、第1の熱交換器と複数の第2の熱交換器のそれぞれとを結び第3の熱交換器を通る複数の流路(1)、第1の熱交換器と複数の第2の熱交換器のそれぞれとを結び第3の熱交換器を通らない複数の流路(2)、上記圧縮機と複数の第2の熱交換器のそれぞれとを結び第3の熱交換器を通る複数の流路(3)、上記圧縮機と複数の第2の熱交換器のそれぞれとを結び第3の熱交換器を通らない複数の流路(4)を形成可能である。換言すれば、複数の弁は、室内ユニットごとに流路(1)と流路(2)とを切り替える弁、及び、室内ユニットごとに流路(3)と流路(4)とを切り替える弁を含む。
 冷房時において冷媒は、[第1の熱交換器]-[流路(1)及び/又は流路(2)]-[第2の熱交換器]-[流路(3)及び/又は流路(4)]-[圧縮機]-[第1の熱交換器]という循環路をこの順に流れる。
 室外ユニット101の第1の熱交換器108と、第1の室内ユニット102a~102cの第2の熱交換器109a~109cとを結び第3の熱交換器110の第1の流路110aを通る流路(1)を、それぞれ、流路(1a)~(1c)とする。同様に、第1の熱交換器108と第2の熱交換器109a~109cとを結び第3の熱交換器110を通らない流路(2)を、それぞれ流路(2a)~(2c)とする。また、圧縮機108と第2の熱交換器109a~109cとを結び第3の熱交換器110の第2の流路110bを通る流路(3)を、それぞれ、流路(3a)~(3c)とする。また、圧縮機108と第2の熱交換器109a~109cとを結び第3の熱交換器110を通らない流路(4)を、それぞれ、流路(4a)~(4c)とする。
 流路(1a)は、液管121、第1の流路110a、及び液管125aを含む。流路(1b)は、液管121、第1の流路110a、及び液管125bを含む。流路(1c)は、液管121、第1の流路110a、及び液管125cを含む。すなわち、流路(1a)~(1c)は、液管121及び第1の流路110aを共有し、さらにそれぞれが液管125a~125cを含む。同様に、流路(2a)~(2c)は、液管121、冷媒配管111b及び冷媒液管111cを共有し、さらにそれぞれが液管125a~125cを含む。
 流路(3a)は、ガス管120、第2の流路110b、及びガス管123aを含む。流路(3b)は、ガス管120、第2の流路110b、及びガス管123bを含む。流路(3c)は、ガス管120、第2の流路110b、及びガス管123cを含む。すなわち、流路(3a)~(3c)は、ガス管120及び第2の流路110bを共有し、さらにそれぞれがガス管123a~123cを含む。同様に、流路(4a)~(4c)は、ガス管120を共有し、さらにそれぞれがガス管123a~123cを含む。
 空気調和装置(K)では、冷房運転時において、コントローラは、室内ユニットごとに空調負荷を算出し、算出された各空調負荷に応じて複数の絞り機構のそれぞれの開度を制御するとともに、
 (a)各空調負荷の間の差の最大値が所定値以下である場合には、複数の室内ユニットのそれぞれと室外ユニットとを結ぶ冷媒回路が、流路(1)及び流路(3)から選ばれる少なくとも1つの流路が用いられることなく形成されるように複数の弁を制御し、
 (b)各空調負荷の間の差の最大値が所定値よりも大きい場合には、複数の室内ユニットを空調負荷が大きい第1の室内ユニット群と空調負荷が小さい第2の室内ユニット群とに分け、
 (b1)第1の室内ユニット群の室内ユニットと室外ユニットとを結ぶ冷媒回路が、流路(1)及び(4)を用いて形成され、かつ、
 (b2)第2の室内ユニット群の室内ユニットと室外ユニットとを結ぶ冷媒回路が、流路(2)及び(3)を用いて形成されるように、複数の弁を制御する。
 なお、上記(a)の制御は、流路(1)及び流路(3)を同時に用いることなく冷媒回路を形成する制御であると考えることも可能である。また、上記(a)の制御は、第3の熱交換器で熱交換をすることがない冷媒回路を形成する制御であると考えることも可能である。また、上記(b)の制御は、第2の室内ユニット群を流れた後の冷媒と、第1の室内ユニット群を流れる前の冷媒との間で熱交換が行われるように冷媒回路を形成する制御であると考えることも可能である。
 空気調和装置(K)の接続ユニットに含まれる配管は、すべての室内ユニット(複数の室内ユニット)から選ばれる任意の複数の室内ユニットの第2の熱交換器を直列に接続するための流路を形成可能な配管であってもよい。そして、コントローラは、暖房運転時において、室内ユニットごとに空調負荷を算出し、算出された各空調負荷に応じて複数の絞り機構のそれぞれの開度を制御するとともに、
 (A)各空調負荷の間の差の最大値が所定値以下である場合には、流路(1)及び流路(3)から選ばれる少なくとも1つの流路が用いられることなく形成されるように複数の弁を制御し、
 (B)各空調負荷の間の差の最大値が所定値よりも大きい場合には、複数の室内ユニットを空調負荷が大きい第1の室内ユニット群と空調負荷が小さい第2の室内ユニット群とに分け、第1の室内ユニット群に複数の室内ユニットが含まれる場合にはそれらが互いに並列に接続され、第2の室内ユニット群に複数の室内ユニットが含まれる場合にはそれらが並列に接続され、かつ、第1の室内ユニット群と第2の室内ユニット群とが直列に接続されるように、複数の弁を制御する。この場合、室外ユニットから供給される冷媒が、第1の室内ユニット群と第2の室内ユニット群とをこの順に流れるように冷媒回路を形成してもよい。
 なお、さらに別の観点では、本開示は、上記の装置を用いて空調を行う方法を提供する。この方法の一例の冷房運転では、各室内ユニットの空調負荷を算出し、その空調負荷に基づいて上記制御(i1)又は制御(ii1)が行われる。また、その一例の暖房運転では、各室内ユニットの空調負荷を算出し、その空調負荷に基づいて上記制御(I1)又は制御(II1)が行われる。この方法の他の一例の冷房運転では、各室内ユニットの空調負荷を算出し、その空調負荷に基づいて上記制御(a)又は制御(b)が行われる。また、この方法の一例の暖房運転では、各室内ユニットの空調負荷を算出し、その空調負荷に基づいて上記制御(A)又は制御(B)が行われる。
 <第2実施形態>
 次に、第2実施形態に係る空気調和装置及び接続ユニットについて説明する。第2実施形態に係る空気調和装置及び接続ユニットは、特に説明する場合を除き、第1実施形態に係る空気調和装置及び接続ユニットと同様に構成され又は動作する。第2実施形態に係る空気調和装置及び接続ユニットの構成のうち、第1実施形態に係る空気調和装置及び接続ユニットと同一又は対応する構成には同一の符号を付し、詳細な説明を省略することがある。第1実施形態に関する説明は、技術的に矛盾しない限り、第2実施形態にもあてはまる。
 図13の空気調和装置100dは、以下に述べる点を除き、図1の空気調和装置100aと同様に構成されている。室内ユニット102a~102cのそれぞれには、第1の温度センサ181a~181cが設けられている。具体的には、第1の温度センサ181a~181cはそれぞれ、室内側膨張弁114a~114cと第2の熱交換器109a~109cとを結ぶ液管125a~125c、あるいは第2の熱交換器109a~109cの中間に配置されている。第1の温度センサ181a~181cによって、室内ユニット102a~102cにおける冷媒の蒸発温度が測定される。
 第2の流路110bと室外ユニット101とを結ぶガス管120上には、第2の温度センサ182が配置されている。第2の温度センサ182は、後述の通り、第2の流路110bを流れた後の冷媒の過熱度を求めるために用いられるので、過熱度測定用温度センサ182と呼ぶこともできる。過熱度測定用センサ182は、第2の流路110bの一端の近傍において第1冷媒流路171を形成する配管上に設けられている。図13に示すように、第2の温度センサ182は、冷房運転時において第2の流路110bの出口(冷媒の出口)となる位置に配置されてもよい。第2の温度センサ182によって、第2の流路110bを通過した後の冷媒の温度が測定される。
 第1の流路110aと室外ユニット101の第1の膨張弁115とを結ぶ液管121上には、第3の温度センサ183が配置されている。図13に示すように、第3の温度センサ183は、室外ユニット101内の液管であって、かつ、冷房運転時において第1の膨張弁115の下流側となる位置に配置されてもよい。第3の温度センサ183によって、室外ユニット101から供給される冷媒の温度が測定される。
 第1の流路110aと各室内ユニット102a~102cとを結ぶ液管上には、第4の温度センサ184が配置されている。第4の温度センサ184は、第1の流路110aを流れた後の冷媒の過熱度を求めるために用いられるので、過冷却度測定用温度センサ184と呼ぶこともできる。過冷却度測定用センサ184は、第1の流路110aの他端の近傍において第3冷媒流路173を形成する配管上に設けられている。図13に示すように、冷房運転時において第1の流路110aの出口(冷媒の出口)となる位置に配置されてもよい。第4の温度センサ184によって、冷房運転時において第1の流路110aを通過した後の冷媒の温度が測定される。
 装置100dは、図14に示すように、コントローラ200をさらに備える。コントローラ200は、第1の温度センサ181a~181c、第2の温度センサ182、第3の温度センサ183、及び第4の温度センサ184に接続され、それらによって測定された温度を取得する点を除き、第1実施形態のコントローラ200と同様に構成される。また、図15に示すように、接続ユニット103が、コントローラ200を備えていてもよい。
 (冷房運転時の動作の一例)
 装置100dの暖房運転時の動作は、第1実施形態の装置100aの動作と同一であるので、その説明を省略する。以下に、装置100dの冷房運転時の動作の一例について説明する。冷房運転は、第1実施形態の図4のフローチャートに従って行われる。制御(i1)が行われているときの冷媒回路の状態を図16に模式的に示す。また、制御(ii1)における冷媒回路の状態の一例を、図17に模式的に示す。第2実施形態の装置100dは、以下に説明する場合を除き、第1実施形態の装置100aと同様に動作する。
 コントローラ200は、過熱度測定用温度センサ182又は過冷却度測定用温度センサ184で測定された温度を参照して複数の室内ユニット102a~102cにおけるそれぞれの冷媒配管に設けられた複数の絞り機構(膨張弁114a~114c)のうち少なくとも1つの絞り機構の開度を制御する。具体的に、例えば、制御(ii1)において、コントローラ200は、第2の室内ユニット群102Lの室内ユニット(室内ユニット102a及び102b)に対応する絞り機構(膨張弁114a及び114b)の開度を制御する際に、各室内ユニットの空調負荷に加えて、第1の流路110aを流れた後の冷媒の過冷却度と、第2の流路110bを流れた後の冷媒の過熱度を参照する。この制御によれば、第9態様又は第19態様で述べた効果が得られる。
 第1の流路110aを流れた後の冷媒の過冷却度は、第3の温度センサ183で測定された温度と第4の温度センサ184で測定された温度との差から求められる。また、第2の流路110bを流れた後の冷媒の過熱度は、第1の温度センサ181で測定された温度と第2の温度センサ182で測定された温度との差から求められる。なお、過冷却度を参照せずに絞り機構を制御してもよい。その場合には、第3の温度センサ183及び第4の温度センサ184を省略できる。また、過熱度を参照せずに絞り機構(膨張弁114a及び膨張弁114b)を制御してもよい。その場合には、第1の温度センサ181及び第2の温度センサ182を省略できる。
 上記の説明では気液分離器111を用いた装置について例示した。気液分離器111を用いることによって、暖房運転時において、第1の室内ユニット群を通過し二相流となった冷媒から液冷媒を分離して第2の室内ユニット群にガス冷媒を流すことができるため、暖房運転時の圧力損失を低減できる。一方、本実施形態の装置は、気液分離器111を備えなくてもよい。気液分離器111を備えない空気調和装置100fの一例を図18に示す。
 図18の装置100fは、気液分離器111がない点、及び、第2膨張弁116を電磁弁116tとした点のみが図13の空気調和装置100と異なる。図18の装置100fでも、冷暖房運転(たとえば上述した冷房運転)を行うことができる。すなわち、気液分離器がない空気調和装置でも、上述した効果が得られる。
 <第3実施形態>
 次に、第3実施形態に係る空気調和装置及び接続ユニットについて説明する。第3実施形態に係る空気調和装置及び接続ユニットの構成のうち、第1実施形態に係る空気調和装置及び接続ユニットと同一又は対応する構成には同一の符号を付し、詳細な説明を省略することがある。第1実施形態に関する説明は、技術的に矛盾しない限り、第3実施形態にもあてはまる。
 (空気調和装置の一例)
 本実施形態の空気調和装置の一例を以下に説明する。この装置の構成の一部を図19に模式的に示す。
 図19の空気調和装置100gは、室外ユニット(室外機)101、複数の室内ユニット(室内機)102(102a、102b、102c)、及び接続ユニット103を含む。室外ユニット101及び複数の室内ユニット102は、第1実施形態と同様に構成されている。
 接続ユニット103は、室外ユニット101と複数の室内ユニット102のそれぞれとを接続する。接続ユニット103は、室外ユニット101と複数の室内ユニット102との間の接続状態を切り替えるための複数の弁を含む。接続ユニット103は、第1接続流路191、第2接続流路192、複数の第1分岐接続流路191a;191b;191c、複数の第2分岐接続流路192a;192b;192c、第3接続流路130、第4接続流路140を備えている。
 室外ユニット101と接続ユニット103とは、ガス管120及び液管121によって接続されている。ガス管120は、接続ユニット103内の分岐点122で分岐し、室内ユニット102a、102b、102cにつながるガス管123a、123b、123cと接続されている。
 接続ユニット103に含まれるガス管120の部分によって第1接続流路191が形成されている。第1接続流路191は、室外ユニット101に接続されている。第1接続流路191は、圧縮機104を経由して第1の熱交換器108の一端に接続された室外ユニット101の冷媒流路に接続されている。ガス管123aの接続ユニット103に含まれる部分、ガス管123bの接続ユニット103に含まれる部分、及びガス管123cの接続ユニット103に含まれる部分によって、第1分岐接続流路191a、第1分岐接続流路191b、及び第1分岐接続流路191cがそれぞれ形成されている。複数の第1分岐接続流路191a、191b、191cは、複数の室内ユニットの102a、102b、102cのそれぞれに接続され、第1接続流路191から分岐している。複数の第1分岐接続流路191a、191b、191cは、第1接続流路191から分岐している位置から離れている第1接続位置12bよりも第1接続流路191に近い第1接続部分91aと残りの部分である第1延長部分91bとにそれぞれ分かれる。複数の第1分岐接続流路191a、191b、191cは、複数の室内ユニットの102a、102b、102cのそれぞれの第2の熱交換器109a、109b、109cの一端に接続された冷媒流路に接続されている。
 また、液管121は、接続ユニット103内の分岐点124で分岐し、室内ユニット102a、102b、102cにつながる液管125a、125b、125cと接続されている。
 接続ユニット103に含まれる液管121の部分によって、第2接続流路192が形成されている。第2接続流路192は、室外ユニット101に接続されている。第2接続流路192は、圧縮機104を経由しないで第1の熱交換器108の他端に接続された室外ユニット101の冷媒流路に接続されている。液管125aの接続ユニット103に含まれる部分、液管125bの接続ユニット103に含まれる部分、及び液管125cの接続ユニット103に含まれる部分によって、第2分岐接続流路192a、第2分岐接続流路192b、第2分岐接続流路192cがそれぞれ形成されている。複数の第2分岐接続流路192a、192b、192cは、複数の室内ユニット102a、102b、102cのそれぞれに接続され、第2接続流路192から分岐している。複数の第2分岐接続流路192a、192b、192cは、第2接続流路192から分岐している位置から離れている第2接続位置13bよりも第2接続流路192に近い第2接続部分92aと残りの部分である第2延長部分92bとにそれぞれ分かれる。複数の第2分岐接続流路192a、192b、192cは、複数の室内ユニット102a、102b、102cのそれぞれの第2の熱交換器109a、109b、109cの他端に接続された冷媒流路に接続されている。複数の第2分岐接続流路192a、192b、192cは、それぞれ、絞り機構である室内側膨張弁114a、114b、114cが設けられた、第2の熱交換器109a、109b、109cの他端に接続された複数の冷媒流路に接続されている。
 各室内ユニット102a、102b、102cと分岐点122とを接続するガス管123a、123b、123c上には、それぞれ、開閉弁112ax、112bx、112cxが設けられている。また、各室内ユニット102a、102b、102cと第2の分岐点124とを結ぶ液管125a、125b、125c上には、それぞれ、開閉弁113ax、113bx、113cxが設けられている。
 ガス管123a~123cと液管125a~125cとは、第3接続流路130によって接続されている。すなわち、第3接続流路130は、複数の第1分岐接続流路191a~191cのそれぞれの第1接続位置12bと、複数の第2分岐接続流路192a~192cのそれぞれの第2接続位置13bとを接続している。また、第3接続流路130は、第1接続位置12bに向かって分岐している第1分岐位置(分岐点126)及び第2接続位置13bに向かって分岐している第2分岐位置(分岐点127)を有する。室外ユニット101に接続された液管121と第3接続流路130とは、第4接続流路140によって接続されている。第4接続流路140には、開閉弁(電磁弁)141が設けられている。また、第3接続流路130において、第1分岐位置126と第1分岐接続流路191aの第1接続位置12bとの間には開閉弁112ayが設けられている。同様に、第3接続流路130において、第1分岐位置126と第1分岐接続流路191bの第1接続位置12bとの間には開閉弁112byが設けられており、第3接続流路130において、第1分岐位置126と第1分岐接続流路191bの第1接続位置12bとの間には開閉弁112cyが設けられている。また、第3接続流路130において、第2分岐位置127と第2分岐接続流路192aの第2接続位置13bとの間には開閉弁113ayが設けられており、第3接続流路130において、第2分岐位置127と第2分岐接続流路192bの第2接続位置13bとの間には開閉弁113byが設けられており、第3接続流路130において、第2分岐位置127と第2分岐接続流路192cの第2接続位置13bとの間には開閉弁113cyが設けられている。
 開閉弁112axと開閉弁112ayとの組み合わせ、開閉弁112bxと開閉弁112byとの組み合わせ、及び開閉弁112cxと開閉弁112cyとの組み合わせはそれぞれ第1切替手段を構成している。第1切替手段は、第1分岐接続流路191a~191cのそれぞれに対して設けられている。開閉弁113axと開閉弁113ayとの組み合わせ、開閉弁113bxと開閉弁113byとの組み合わせ、及び開閉弁113cxと開閉弁113cyとの組み合わせはそれぞれ第2切替手段を構成している。第2切替手段は、第2分岐接続流路192a~192cのそれぞれに対して設けられている。
 第1切替手段は、第1の状態と第2の状態とを排他的に切り替え可能である。第1分岐接続流路191aに対する第1切替手段(開閉弁112axと開閉弁112ayとの組み合わせ)が第1の状態であるとき、第1接続流路191と第1延長部分91bとの間で第1接続部分91aを経由して冷媒が流れることができ、かつ、第1分岐位置126と第1延長部分91bとの間で第3接続流路130を経由して冷媒が流れることができない。また、第1切替手段(開閉弁112axと開閉弁112ayとの組み合わせ)が第2の状態であるとき、第1分岐位置126と第1延長部分91bとの間で第3接続流路130を経由して冷媒が流れることができ、かつ、第1接続流路191と第1延長部分91bとの間で第1接続部分91aを経由して冷媒が流れることができない。このことは、第1分岐接続流路191bに対する第1切替手段(開閉弁112bxと開閉弁112byとの組み合わせ)及び第1分岐接続流路191cに対する第1切替手段(開閉弁112cxと開閉弁112cyとの組み合わせ)にもあてはまる。
 第2切替手段は、第3の状態と第4の状態とを排他的に切り替え可能である。第2分岐接続流路192aに対する第2切替手段(開閉弁113axと開閉弁113ayとの組み合わせ)が第3の状態であるとき、第2接続流路192と第2延長部分92bとの間で第2接続部分92aを経由して冷媒が流れることができ、かつ、第2分岐位置127と第2延長部分92bとの間で第3接続流路130を経由して冷媒が流れることができない。また、第2切替手段(開閉弁113axと開閉弁113ayとの組み合わせ)が第4の状態であるとき、第2分岐位置127と第2延長部分92bとの間で第3接続流路130を経由して冷媒が流れることができ、かつ、第2接続流路192と第2延長部分92bとの間で第2接続部分92aを経由して冷媒が流れることができない。このことは、第2分岐接続流路192bに対する第1切替手段(開閉弁113bxと開閉弁113byとの組み合わせ)及び第2分岐接続流路192cに対する第1切替手段(開閉弁113cxと開閉弁113cyとの組み合わせ)にもあてはまる。
 開閉弁112ax~112cx、開閉弁112ay~112cy、開閉弁113ax~113cx、及び開閉弁113ay~113cyの開閉を制御することによって、任意の室内ユニットのガス管と任意の室内ユニットの液管とを接続することができる。
 装置100gは、コントローラ200をさらに備える。コントローラ200は、第1実施形態と同様に構成されている。
 以下に、装置100gの暖房運転の一例について説明する。以下では、各室内ユニットの空調負荷の間の差の最大値が所定値を越えた場合を「負荷差が大の状態」と呼ぶ場合があり、そうでない場合を「負荷差が小の状態」と呼ぶ場合がある。
 (暖房運転時の動作の一例)
 以下に、暖房運転時の動作の一例について説明する。この一例の暖房運転は、図20のフローチャートに従って行う。なお、以下のフローチャートの説明では、説明が特に不要な一部の処理の説明を省略する場合がある。たとえば、終了判定などは省略している。
 まず、コントローラ200は、温度設定装置201で設定された温度(以下、「設定温度」という場合がある)と、室温測定装置202で測定された室温(以下、「測定温度」という場合がある)とを用いて、室内ユニット102ごとに空調負荷を算出する(ステップ1301s)。算出された空調負荷に基づいて、コントローラ200は、室内側膨張弁(絞り機構)114a、114b、114cのそれぞれの開度を制御する。なお、コントローラ200は、算出された空調負荷に基づいてファン回転数の制御を行ってもよい。
 さらに、コントローラ200は、各空調負荷の間の差の最大値を算出する(ステップ1302s)。すなわち、コントローラ200は、最大の空調負荷と最小の空調負荷との差を算出する。
 次に、コントローラ200は、空調負荷の間の差の最大値が所定値(閾値)よりも大きいかどうかを判定する(ステップ1303s)。この所定値は、暖房運転の効率向上の観点にもとづいて、任意に決定できる。コントローラ200は、ステップ1303sにおける判定結果が偽(NO)である場合、すなわち空調負荷の間の差の最大値が所定値以下の場合には、制御(I2)を行う。また、コントローラ200は、ステップ1303sにおける判定結果が真(YES)である場合、すなわち空調負荷の間の差の最大値が所定値よりも大きい場合には、制御(II2)を行う。
 制御(I2)において、コントローラ200は、空調負荷差が小の状態に対応した第3の冷媒回路が形成されるように、接続ユニット103の複数の弁を制御する。この場合、接続ユニット103は状態Aをとる。制御(II2)において、コントローラ200は、空調負荷差が大の状態に対応した第4の冷媒回路が形成されるように、接続ユニット103の複数の弁を制御する。この場合、接続ユニット103は状態Bをとる。なお、装置100dが3つ以上の室内ユニットを含む場合、第2の冷媒回路は、空調負荷の大小関係が異なる複数の状態を取りうる。すなわち、接続ユニット103は、状態Bとして複数のバリエーションを有する。コントローラ200は、その記憶装置に、接続ユニット103の状態を示す変数を格納している。複数の第1切替手段及び前記複数の第2切替手段は、状態A及び状態Bをとるように、構成されている。
 ステップ1303sにおける判定結果が偽(NO)である場合、コントローラ200は、現在の接続ユニット103が第3の冷媒回路に対応しているかどうかを判定する(ステップ1304s)。すなわち、接続ユニット103の状態が状態Aであるか判定する。
 ステップ1304sおける判定結果が真(YES)である場合、接続ユニット103が第3の冷媒回路に対応している状態のままで暖房運転が行われ(ステップ1305s)、そのままの状態でステップ1301sに戻る。
 制御(I2)における第3の冷媒回路の状態を図21に模式的に示す。第1の冷媒回路では、従来の空気調和装置と同様に、複数の室内ユニット102a、102b、102cが室外ユニット101に対して並列に接続されている。すなわち、制御(I2)において、コントローラ200は、複数の室内ユニット102a、102b、102cが、室外ユニット101に対して並列に接続されるように複数の弁を制御する。具体的には、開閉弁112ax~112cx及び開閉弁113ax~113cxが開かれ、開閉弁112ay~112cy及び開閉弁113ay~113cyが閉じられる。換言すると、コントローラ200は、第1切替手段が第1の状態となり、第2切替手段が第3の状態となるように、第1切替手段及び第2切替手段を制御する。
 制御(I2)における暖房運転では、[圧縮機104]-[四方弁106]-[第1の分岐点122]-[開閉弁112ax~112cx]-[第2の熱交換器109a~109c]-[第2の膨張弁114a~114c]-[開閉弁113ax~113cx]-[第2の分岐点124]-[第1の膨張弁115]-[第1の熱交換器108]-[四方弁106]-[アキュームレータ105]-[圧縮機104]という循環路を、冷媒がこの順に流れる。状態Aは、接続ユニット103が、室外ユニット101から供給された冷媒を複数の室内ユニット102a~102cに並列に流して室外ユニット101に戻す状態である。
 ステップ1304sにおける判定結果が偽である場合、コントローラ200は、制御(I2)によって暖房運転を行う(ステップ1306s)。すなわち、コントローラ200は、接続ユニット103が第3の冷媒回路に対応するように接続ユニット103内の弁を制御し、暖房運転を行う。具体的には、コントローラ200は、複数の室内ユニット102a、102b、102cが、室外ユニット101に対して並列に接続されるように複数の弁を制御する。この暖房状態を維持したまま、次に、接続ユニット103の状態を示す変数を、第3の冷媒回路に対応する変数とする(ステップ1307s)。そして、ステップ1301sに戻る。
 ステップ1306sでは、通常、第4の冷媒回路から第3の冷媒回路への切り替えが行われる。この切り替えの方法については後述する。すなわち、接続ユニット103の状態は、状態Bから状態Aに切り替えられる。
 次に、ステップ1303sにおける判定結果が真である場合には、コントローラ200は、複数の室内ユニット102を、空調負荷が大きい第1の室内ユニット群と、空調負荷が小さい第2の室内ユニット群とに分ける(ステップ1308s)。そして、第1の室内ユニット群及び第2の室内ユニット群の状態と、接続ユニット103の状態を示す変数とを比較し、接続ユニット103が、室内ユニット群の状態に適応しているかどうかを判定する(ステップ1309s)。
 ステップ1309sにおける判定結果が真である場合、そのままの状態で暖房運転が行われ(ステップ1310s)、そのままの状態でステップ1301sに戻る。なお、ステップ1309sにおける判定結果が真であるとは、制御(II2)による構成(第4の冷媒回路)が実現されていることを意味する。すなわち、ステップ1310sは、制御(II2)によって暖房運転が行われることを意味する。また、接続ユニット103の状態が状態Bであることを意味する。
 ステップ1309sにおける判定結果が偽である場合、制御(II2)によって暖房運転が行われる(ステップ1311s)。具体的には、ステップ1308sにおける区分けに対応するように、接続ユニット103内の弁を制御し、暖房運転を行う。そして、接続ユニット103の状態を示す変数を変更し(ステップ1312s)、ステップ1301sに戻る。
 制御(II2)における第4の冷媒回路の状態の一例を、図22に模式的に示す。図22には、空調負荷が大きい第1の室内ユニット群102Hに室内ユニット102cが含まれ、空調負荷が小さい第2の室内ユニット群102Lに室内ユニット102a及び室内ユニット102bが含まれる場合の構成を示している。
 第4の冷媒回路では、第2の室内ユニット群102Lに含まれる室内ユニット102a及び室内ユニット102bが並列に接続される。また、室外ユニット101から供給された冷媒は、第1の室内ユニット群102Hと第2の室内ユニット群102Lとをこの順に流れた後に室外ユニット101に戻る。なお、第1の室内ユニット群102Hに複数の室内ユニットが含まれる場合、それらは並列に接続される。
 すなわち、状態Bは、接続ユニット103が、室外ユニット101から供給された冷媒を、第1の室内ユニット群102Hと第2の室内ユニット群102Lとに直列に流し、かつ、第1の室内ユニット群102H又は第2の室内ユニット群102Lが複数の室内ユニットを含む場合、第1の室内ユニット群102H又は第2の室内ユニット群102Lに含まれる複数の室内ユニットに並列に流して、室外ユニット101に戻す状態である。
 第4の冷媒回路を実現するために、開閉弁が以下のように制御される。以下の制御の結果、第1の室内ユニット群102Hに接続されている液管125cと、第2の室内ユニット群102Lに接続されているガス管123a及び123bとが、第3接続流路130によって接続される。
(1)第1の室内ユニット群102H
 開閉弁112cxは開かれ、開閉弁112cyは閉じられる。開閉弁113cxは閉じられ、開閉弁113cyは開かれる。すなわち、第1切替手段は第1の状態であり、第2切替手段は第4の状態である。
(2)第2の室内ユニット群102L
 開閉弁112ax及び112bxは閉じられ、開閉弁112ay及び112byは開かれる。開閉弁113ax及び113bxは開かれ、開閉弁113ay及び113byは閉じられる。すなわち、第1切替手段は第2の状態であり、第2切替手段は第3の状態である。
 制御(II2)における暖房運転では、室外ユニット101から供給される冷媒は、第1の室内ユニット群102Hの室内ユニット102cを流れた後に、第3接続流路130を通って第2の室内ユニット群102Lに到達し、第2の室内ユニット群102Lの室内ユニット102a及び室内ユニット102bを流れる。この構成によれば、各室内ユニットの空調負荷の差が大きい場合でも、高い効率で暖房運転を行うことができる。
 ステップ1311sにおいて第3の冷媒回路から第4の冷媒回路への切り替えを行う場合の好ましい一例について、以下に説明する。この切り替えでは、以下の順に弁が制御される。
(a1)第2の室内ユニット群102Lに含まれる室内ユニット102a及び室内ユニット102bに対応する膨張弁114a及び114b(絞り機構)を閉じる。
(a2)第4接続流路140に設けられた開閉弁141を開くと同時に、接続ユニット103に含まれる液管であって第1の室内ユニット群102Hに含まれる室内ユニット102cに接続されている液管125cに設けられた複数の弁を第4の冷媒回路に対応するように切り替える。具体的には、開閉弁113cxを閉じ、開閉弁113cyを開く。
(a3)接続ユニット103に含まれるガス管であって第2の室内ユニット群102Lに含まれる室内ユニット102a及び室内ユニット102bに接続されているガス管123a及び123bに設けられた複数の弁を第4の冷媒回路に対応するように切り替える。具体的には、開閉弁112ax及び112bxを閉じ、開閉弁112ay及び112byを開く。
(a4)第2の室内ユニット群102Lに含まれる室内ユニット102a及び室内ユニット102bに対応する膨張弁114a及び膨張弁114b(絞り機構)を制御する。すなわち、空調負荷を考慮して膨張弁114a及び膨張弁114bを開く。また、開閉弁141を閉じる。
 次に、第4の冷媒回路から第3の冷媒回路への切り替えについて、好ましい方法の一例を以下に説明する。この切り替えでは、以下の順に弁が制御される。
(A1)第2の室内ユニット群102Lに含まれる室内ユニット102a及び室内ユニット102bに対応する膨張弁114a及び膨張弁114b(絞り機構)を閉じるとともに、第4接続流路140に設けられた開閉弁141を開く。
(A2)接続ユニット103に含まれるガス管であって第2の室内ユニット群102Lに含まれる室内ユニット102a及び室内ユニット102bに接続されているガス管123a及びガス管123bに設けられた複数の弁、及び、接続ユニット103に含まれる液管であって第1の室内ユニット群102Hに含まれる室内ユニット102cに接続されている液管125cに設けられた複数の弁を、第3の冷媒回路に対応するように切り替える。具体的には、開閉弁112ax及び112bxを開き、開閉弁112ay及び112byを閉じ、開閉弁113cxを開き、開閉弁113cyを閉じる。
(A3)第2の室内ユニット群102Lに含まれる室内ユニット102a及び室内ユニット102bに対応する膨張弁114a及び膨張弁114b(絞り機構)を制御する。すなわち、空調負荷を考慮して膨張弁114a及び膨張弁114bを開く。また、開閉弁141を閉じる。
 以上のようにして、暖房運転時の制御が行われる。なお、本実施形態の装置は、気液分離器を備えてもよい。気液分離器を備える空気調和装置100hの一例を図23に示す。図23の空気調和装置100hの接続ユニット103は、気液分離器111、ガス冷媒が流れる冷媒ガス管111a、二相状態の冷媒又は液冷媒が流れる冷媒配管111b、及び、液冷媒が流れる冷媒液管111cを備える。冷媒ガス管111a、冷媒配管111b、及び気液分離器111が、第3接続流路130の一部を形成している。また、冷媒液管111cが第4接続流路140を形成している。冷媒ガス管111aは、分岐点126と接続され、それらの間の流路には、電磁弁(開閉弁)119が設けられている。冷媒配管111bは分岐点127と接続される。また、冷媒液管111cは、分岐点128において液管121に接続されている。冷媒液管111cと分岐点128との間の流路には、膨張弁116が設けられている。
 空気調和装置100hにおいても、空気調和装置100gと同様の制御によって暖房運転を行うことができる。空気調和装置100aにおける第3の冷媒回路を図24に示し、第4の冷媒回路を図25に示す。図24及び図25には、空調負荷が大きい第1の室内ユニット群102Hに室内ユニット102cが含まれ、空調負荷が小さい第2の室内ユニット群102Lに室内ユニット102a及び室内ユニット102bが含まれる場合の冷媒回路を示している。
 図24に示す第3の冷媒回路は、図21に示した第3の冷媒回路と同じである。図25に示す第4の冷媒回路では、第1の室内ユニット群102Hの室内ユニット102cを流れた冷媒が、気液分離器111で気液分離された後に第2の室内ユニット群102Lを流れることを除いて、図22に示した第1の冷媒回路と同じである。図25の第4の冷媒回路では、気液分離器111で分離されたガス冷媒が冷媒ガス管111aを通って第2の室内ユニット群102Lに流れる。一方、気液分離器111で分離された液冷媒は、冷媒液管111c及び液管121を通って室外ユニット101に戻る。
 空気調和装置100hにおいても、図20に示したフローチャートに従って暖房運転を行うことができる。空気調和装置100aにおいて、第3の冷媒回路から第4の冷媒回路に切り替える方法の好ましい一例について以下に説明する。この切り替えでは、以下の順に弁が制御される。
(b1)第2の室内ユニット群102Lに含まれる室内ユニット102a及び室内ユニット102bに対応する膨張弁114a及び膨張弁114b(絞り機構)を閉じる。
(b2)冷媒液管111cに設けられた膨張弁116を開け、かつ、接続ユニット103に含まれる液管であって第1の室内ユニット群102Hに含まれる室内ユニット102cに接続されている液管125cに設けられた複数の弁を第4の冷媒回路に対応するように切り替える。この複数の弁の切り替えについては、上述した(a2)と同じである。
(b3)冷媒ガス管111aに設けられた開閉弁(電磁弁119)を開け、かつ、接続ユニット103に含まれるガス管であって第2の室内ユニット群102Lに含まれる室内ユニット102a及び室内ユニット102bに接続されているガス管123a及びガス管123bに設けられた複数の弁を第4の冷媒回路に対応するように切り替える。これら複数の弁の切り替えについては、上述した(a3)と同じである。
(b4)第2の室内ユニット群102Lに含まれる室内ユニット102a及び室内ユニット102bに対応する膨張弁114a及び膨張弁114b(絞り機構)を制御する。すなわち、空調負荷を考慮して膨張弁114a及び膨張弁14bを開く。また、膨張弁116の開度を調整し、第2の室内ユニット群に供給しない液冷媒を液管121に戻す。
 空気調和装置100aにおいて、第4の冷媒回路から第3の冷媒回路に切り替える方法の好ましい一例について以下に説明する。この切り替えでは、以下の順に弁が制御される。
(B1)第2の室内ユニット群102Lに含まれる室内ユニット102a及び室内ユニット102bに対応する膨張弁114a及び膨張弁114b(絞り機構)を閉じる。
(B2)冷媒ガス管111aに設けられた開閉弁(電磁弁119)を閉じ、かつ、接続ユニット103に含まれるガス管であって第2の室内ユニット群102Lに含まれる室内ユニット102a及び室内ユニット102bに接続されているガス管123a及びガス管123bに設けられた複数の弁を第3の冷媒回路に対応するように切り替える。すなわち、弁の開閉が上記(b3)とは逆になるようにする。
(B3)接続ユニット103に含まれる液管であって第1の室内ユニット群102Hに含まれる室内ユニット102cに接続されている液管125cに設けられた複数の弁を第1の冷媒回路に対応するように切り替える。すなわち、弁の開閉が上記(b2)とは逆になるようにする。また、膨張弁116を閉じる。
(B4)第2の室内ユニット群102Lに含まれる室内ユニット102a及び室内ユニット102bに対応する膨張弁114a及び膨張弁114b(絞り機構)を制御する。すなわち、空調負荷を考慮して膨張弁114a及び膨張弁114bを開く。また、膨張弁116の開度を調整して、気液分離器111内部の冷媒を冷凍サイクルに戻す。
 第3の冷媒回路と第4の冷媒回路との間の切り替えの際に上記の順序で切り替えを行うことによって、上述した効果が得られる。
 上記の制御における空調負荷の算出方法の一例は、第1実施形態において説明した通りである。また、上記の制御における、冷媒回路を切り替えるかどうかを判断する基準となる所定値(閾値)の設定方法の一例は、第1実施形態において説明した通りである。
 なお、空気調和装置100g及び空気調和装置100hを用いて冷房運転を行うことも可能である。たとえば、図21に示した冷媒回路において、四方弁106の状態を変えることによって冷房運転を行うことができる。また、暖房運転時の制御のように、各室内ユニットの空調負荷の差を算出し、その差に基づいて効率が高い冷媒回路を構成して冷房運転を行ってもよい。
 <第4実施形態>
 次に、第4実施形態に係る空気調和装置及び接続ユニットについて説明する。第4実施形態に係る空気調和装置及び接続ユニットの構成のうち、第1実施形態に係る空気調和装置及び接続ユニットと同一又は対応する構成には同一の符号を付し、詳細な説明を省略することがある。第1実施形態に関する説明は、技術的に矛盾しない限り、第4実施形態にもあてはまる。
 (空気調和装置の一例)
 本実施形態の空気調和装置100iの一例を以下に説明する。この装置の構成の一部を図26に模式的に示す。図26の空気調和装置100iは、室外ユニット(室外機)101、複数の室内ユニット(室内機)102(102a、102b、102c)、及び接続ユニット103を含む。
 室外ユニット101は、第1実施形態と同様に構成されている。
 室内ユニット102a、102b、102cのそれぞれは、第2の熱交換器(室内ユニット熱交換器)109a、109b、109c、室内側膨張弁114a、114b、114c、及びファン150a、150b、150cを備える。各室内ユニット102a、102b、102cに対応する室内側膨張弁114a、114b、114cは、それぞれ、第2の熱交換器109a、109b、109cのそれぞれと接続ユニット103とを結ぶ液管125a、125b、125cに設けられている。
 室内ユニット102a~102cのそれぞれは、第1の温度センサ141a~141c、第2の温度センサ142a~142c、及び第3の温度センサ143a~143cを含む。第3の温度センサ143a~143cは、室内の温度を測定するセンサ(室温測定装置)である。第3の温度センサ143a~143cは、たとえば、室内ユニット102a~102cの空気吸入口に配置される。
 第1の温度センサ141a~141cはそれぞれ、第2の熱交換器109a~109cに接続されたガス管123a~123cに設けられている。第2の温度センサ142a~142cはそれぞれ、第2の熱交換器109a~109cに接続された液管125a~125cに設けられており、より具体的には、第2の熱交換器109a~109cと第2の膨張弁114a~114cとの間に設けられている。第1の温度センサ141a~141cによって、暖房時に第2の熱交換器109a~109cに流入する冷媒の温度を測定できる。また、第2の温度センサ142a~142cによって、暖房時に第2の熱交換器109a~109cから流出した冷媒の温度を測定できる。
 接続ユニット103は、第1実施形態と同様に構成されている。
 装置100iは、コントローラ200をさらに備える。コントローラ200は、公知のコントローラと同様の構成を採用でき、たとえば演算処理装置と記憶装置とを含む。記憶装置には、後述する制御を実施するためのプログラムが格納される。
 図27に、コントローラ200と他の部分との接続状態を模式的に示す。コントローラ200は、室外ユニット101、各室内ユニット102(102a~102c)、及び接続ユニット103に接続されている。具体的には、コントローラ200は、各ユニット(室外ユニット101、室内ユニット102及び接続ユニット103)に含まれる機器(ファンや弁など)に接続され、それらを制御する。また、コントローラ200は、室内ユニット102のそれぞれに設けられた温度設定装置201に接続され、設定された温度を取得する。温度設定装置201には、公知のものを用いることができる。温度設定装置201は、通常、入力装置と表示装置とを備える。温度設定装置201は、入力装置と表示装置とを兼ねるタッチパネルを含んでもよい。
 また、コントローラ200は、第1の温度センサ141a~141c、第2の温度センサ142a~142c、及び第3の温度センサ143a~143cに接続され、それらによって測定された温度を取得する。これらのセンサには、公知のものを用いることができる。
 以下に、装置100iの冷房運転及び暖房運転の一例について説明する。以下では、各室内ユニットの空調負荷の間の差の最大値が所定値を越えた場合を「負荷差が大の状態」と呼ぶ場合があり、そうでない場合を「負荷差が小の状態」と呼ぶ場合がある。
 (暖房運転時の動作の一例)
 この一例の暖房運転は、図28のフローチャートに従って行う。なお、以下のフローチャートの説明では、説明が特に不要な一部の処理の説明を省略する場合がある。たとえば、終了判定などは省略している。
 まず、コントローラ200は、温度設定装置201で設定された温度(以下、「設定温度」という場合がある)と、第3の温度センサ143a~143c(室温測定装置)で測定された室温(以下、「測定温度」という場合がある)とを用いて、各室内ユニット102に空調負荷を算出する(ステップ1401s)。
 さらに、コントローラ200は、各空調負荷の間の差の最大値を算出する(ステップ1402s)。すなわち、コントローラ200は、最大の空調負荷と最小の空調負荷との差を算出する。
 次に、コントローラ200は、空調負荷の間の差の最大値が所定値(閾値)よりも大きいかどうかを判定する(ステップ1403s)。この所定値は、暖房運転の効率向上の観点にもとづいて、任意に決定できる。コントローラ200は、ステップ1403sにおける判定結果が偽(NO)である場合、すなわち空調負荷の間の差の最大値が所定値以下の場合には、制御(I3)を行う。また、コントローラ200は、ステップ1403sにおける判定結果が真(YES)である場合、すなわち空調負荷の間の差の最大値が所定値よりも大きい場合には、制御(II3)を行う。
 制御(I3)において、コントローラ200は、空調負荷差が小の状態に対応した冷媒回路が形成されるように、接続ユニット103の複数の弁を制御する。制御(II3)において、コントローラ200は、空調負荷差が大の状態に対応した冷媒回路が形成されるように、接続ユニット103の複数の弁を制御する。なお、装置100fが3つ以上の室内ユニットを含む場合、制御(II3)における冷媒回路は、空調負荷の大小関係が異なる複数の状態を取りうる。コントローラ200は、その記憶装置に、接続ユニット103の状態を示す変数を格納している。
 ステップ1403sにおける判定結果が偽(NO)である場合、コントローラ200は、現在の接続ユニット103が、空調負荷差が小の状態に対応しているかどうかを判定する(ステップ1404s)。
 ステップ1404sおける判定結果が真(YES)である場合、接続ユニット103の状態を変更することなくそのままの状態で暖房運転が行われ(ステップ1405s)、ステップ1401sに戻る。
 制御(I3)における冷媒回路の状態を図29に模式的に示す。図29において点線で示されている管は、冷媒の流れがない管である(以下の図面においても同様である)。図29の冷媒回路では、従来の空気調和装置と同様に、複数の室内ユニット102a、102b、102cが室外ユニット101に対して並列に接続されている。すなわち、制御(I3)において、コントローラ200は、図29に示す冷媒回路が構成されるように、第1の切替弁112a~112c及び第2の切替弁113a~113cを制御する。また、制御(I3)において、コントローラ200は、算出された空調負荷に基づいて第2の膨張弁114a、114b、114cのそれぞれの開度を制御する。
 制御(I3)における暖房運転では、[圧縮機104]-[四方弁106]-[第1の分岐点122]-[切替弁112a~112c]-[第2の熱交換器109a~109c]-[第2の膨張弁114a~114c]-[切替弁113a~113c]-[第2の分岐点124]-[第1の膨張弁115]-[第1の熱交換器108]-[四方弁106]-[アキュームレータ105]-[圧縮機104]という循環路を、冷媒がこの順に流れる。
 ステップ1404sにおける判定結果が偽である場合、コントローラ200は、制御(I3)によって暖房運転を行う(ステップ1406s)。すなわち、コントローラ200は、接続ユニット103が、空調負荷差が小の状態の冷媒回路が形成されるように接続ユニット103内の弁を制御し、暖房運転を行う。具体的には、コントローラ200は、図29に示す冷媒回路が構成されるように、第1の切替弁112a~112c及び第2の切替弁113a~113cを制御する。制御(I3)による暖房状態を維持したまま、接続ユニット103の状態を示す変数を、空調負荷差が小の状態に対応する変数とする(ステップ1407s)。そして、ステップ1401sに戻る。
 次に、ステップ1403sにおける判定結果が真である場合には、コントローラ200は、複数の室内ユニット102を、空調負荷が大きい第1の室内ユニット群と、空調負荷が小さい第2の室内ユニット群とに分ける(ステップ1408s)。そして、第1の室内ユニット群及び第2の室内ユニット群の状態と、接続ユニット103の状態を示す変数とを比較し、接続ユニット103が、室内ユニット群の状態に適応しているかどうかを判定する(ステップ1409s)。
 ステップ1409sにおける判定結果が真である場合、そのままの状態で暖房運転が行われ(ステップ1410s)、そのままの状態でステップ1401sに戻る。なお、ステップ1409sにおける判定結果が真であるとは、制御(II3)による構成(冷媒回路)が実現されていることを意味する。すなわち、ステップ1410sは、制御(II3)によって暖房運転が行われることを意味する。
 ステップ1409sにおける判定結果が偽である場合、制御(II3)によって暖房運転が行われる(ステップ1411s)。具体的には、ステップ1408sにおける区分けに対応するように、接続ユニット103内の弁を制御し、暖房運転を行う。そして、接続ユニット103の状態を示す変数を変更し(ステップ1412s)、ステップ1401sに戻る。
 制御(II3)における冷媒回路の状態の一例を、図30に模式的に示す。図30には、空調負荷が大きい第1の室内ユニット群102Hに室内ユニット102b及び102cが含まれ、空調負荷が小さい第2の室内ユニット群102Lに室内ユニット102aが含まれる場合の構成を示している。
 制御(II3)の冷媒回路では、以下の構成が実現されるように接続ユニット103内の弁が制御される。
(II3-a)第1の室内ユニット群102Hに複数の室内ユニットが含まれる場合にはそれらが並列に接続される。
(II3-b)第2の室内ユニット群102Lに複数の前記室内ユニットが含まれる場合にはそれらが並列に接続される。
(II3-c)第1の室内ユニット群102Hと第2の室内ユニット群102Lとが直列に接続される。
(II3-d)第1の室内ユニット群102Hを流れた冷媒が第4の膨張弁131を通過した後に気液分離器111に導入される。
(II3-e)気液分離器111で分離されたガス冷媒が第2の室内ユニット群102Lに流れる。一方、気液分離器111で分離された液冷媒が室外ユニット101に流れる。
 制御(II3)における暖房運転では、図30に示すように、室外ユニット101から供給される冷媒は、第1の室内ユニット群102Hの室内ユニット102b及び102cを流れた後に、分岐点127で合流する。室内ユニット102b及び102cの空調負荷に応じて室内側膨張弁114b及び室内側114cを制御してもよいが、この一例では、室内側膨張弁114b及び室内側膨張弁114cを開いたまま(たとえば全開のまま)とする。分岐点127で合流した冷媒は、第1膨張弁131でまとめて中圧(気液分離器111に導入される際の圧力)を制御された後に、気液分離器111に導入される。この構成によれば、室内ユニット102bを通過した冷媒の状態と室内ユニット102cを通過した冷媒の状態とが異なる場合でも、冷媒の圧力を第1膨張弁131で容易に制御できる。
 気液分離器111に導入された冷媒は、ガス冷媒と液冷媒とに分離される。分離された液冷媒は、冷媒液管111c及び液管121を通って室外ユニット101に戻る。一方、分離されたガス冷媒は、冷媒ガス管111a及び分岐点126を通って第2の室内ユニット群102Lの室内ユニット102aを流れ、室内ユニット102aの暖房に使用される。この冷媒は、その後、液管121を通って室外ユニット101に戻る。
 上記の図30の制御(制御(II3))における冷媒の状態を、図31Aのモリエル線図及び図31Bのフローチャートに示す。図31A及び図31B中の丸数字は、図30中の丸数字に対応している。
 冷媒ガス管111aを流れる冷媒は、丸数字の1→2→3→4→5→6→7→1の順に状態が変化する。一方、冷媒液管111cを流れる冷媒は、丸数字の1→2→3→4→6'→7’→1の順に状態が変化する。気液分離器111で分離されたガス冷媒と液冷媒とは、第5の分岐点128において合流する。なお、図31Aにおいて、単位重量当たりの比エンタルピーの変化が高負荷側よりも低負荷側の方が大きくなっている。しかし、低負荷側で用いられる冷媒の量は、気液分離された後のガス冷媒の量であり、高負荷側で用いられた冷媒の量よりも少ないことに留意する必要がある。
 制御(II3)の冷凍サイクルにおいて、冷媒の中圧(図31Aの丸数字の4における圧力)は、第1膨張弁131の開度を変えることによって制御できる。
 上記構成では、空調負荷が大きい第1の室内ユニット群102Hに要求される空調負荷に対して冷媒を優先して供給する。すなわち、図31Aに示すように、空調負荷が大きい(高負荷)第1の室内ユニット群102Hにエクセルギの高い冷媒を流し(丸数字2→3)、その後、エクセルギの低下した冷媒を空調負荷が小さい(低負荷)第2の室内ユニット群102Lに流す(丸数字4→6)。その結果、空調負荷に応じてエクセルギの有効利用が可能になる。このエクセルギの有効利用によって、冷凍サイクル全体の高圧を低下させることが可能となり、通常の運転よりもCOP性能が向上する。
 上記一例の暖房運転では、コントローラ200は、第1の温度センサ141a~141c及び第2の温度センサ142a~142cで測定された温度を参照して、第2の室内ユニット群102Lに含まれる室内ユニット102aに対応する第2の膨張弁114aの開度と、第3の膨張弁116の開度とを制御してもよい。
 また、上記一例の制御(II3)では、コントローラ200は、空調負荷が最も小さい室内ユニット102aの第1の温度センサ141aで測定された温度を参照して、第1膨張弁131の開度を制御してもよい。
 以上のようにして暖房運転が行われる。なお、本実施形態の空気調和装置を用いて冷房運転を行うこともできる。冷房運転の方法は特に限定されない。しかし、冷房運転においても、暖房運転と同様に、各室内ユニット102の空調負荷を考慮して制御を行うことが好ましい。そのような制御を行う冷房運転の一例を以下に説明する。
 (冷房運転時の動作の一例)
 まず、暖房運転と同様に、コントローラ200は、室内ユニット102ごとに空調負荷を算出する。そして、空調負荷に応じて以下の制御(i3)又は(ii3)を行う。
 制御(i3)は、各空調負荷の間の差の最大値が所定値以下である場合に行われる。この場合、コントローラ200は、複数の室内ユニット102が室外ユニット101に対して並列に接続されるように複数の弁を制御する。制御(i3)における冷媒回路は、四方弁106を図32の四方弁106の状態とすることを除いて図29の冷媒回路と同じである。四方弁106を切り替えることによって、図29の暖房運転時とは逆方向に冷媒が流れる。制御(i3)では、第3の熱交換器110による熱交換は行われない。
 制御(ii3)は、各空調負荷の間の差の最大値が所定値よりも大きい場合に行われる。この場合、コントローラ200は、複数の室内ユニット102を、空調負荷が大きい第1の室内ユニット群102Hと空調負荷が小さい第2の室内ユニット群102Lとに分ける。さらに、コントローラ200は、室外ユニット101と第1の室内ユニット群102Hとを結ぶ第1の冷媒回路と、室外ユニット101と第2の室内ユニット群102Lとを結ぶ第2の冷媒回路とが形成されるように複数の弁を制御する。制御(ii3)における冷媒回路の一例を図32に示す。なお、図32には、空調負荷が大きい第1の室内ユニット群102Hに室内ユニット102cが含まれ、空調負荷が小さい第2の室内ユニット群102Lに室内ユニット102a及び102bが含まれる場合を示している。
 図32に示すように、第1の室内ユニット群102H及び第2の室内ユニット群102Lに含まれる複数の室内ユニット102はそれぞれ、室外ユニット101に対して並列に接続されている。
 室外ユニット101から供給される冷媒は、分岐点128において、第1の室内ユニット群102Hで用いられる冷媒と、第2の室内ユニット群102Lで用いられる冷媒とに分離される。第1の室内ユニット群102Hを含む第1の冷媒回路では、室外ユニット101から供給される冷媒が、第1の流路110aと第1の室内ユニット群102Hとをこの順に流れた後に、ガス管120を通って室外ユニット101に戻る。一方、第2の室内ユニット群102Lを含む第2の冷媒回路では、室外ユニット101から供給される冷媒が、第3の熱交換器110を通過することなく気液分離器111に流れ、さらに、冷媒配管111b、第2の室内ユニット群102L、第2の流路110b、ガス管120の順に流れて室外ユニット101に戻る。
 制御(ii3)では、第2の室内ユニット群102Lを流れた後の冷媒によって、第1の室内ユニット群102Hに流れる前の冷媒が冷却される。その結果、各室内ユニット102の空調負荷の差が大きい場合でも、効率よく冷房運転を行うことができる。
 (空調負荷の算出方法)
 上記の暖房運転時及び冷房運転時の制御における、空調負荷の算出方法は、第1実施形態と同様の方法である。
 (所定値の設定方法)
 上記の制御における、冷媒回路を切り替えるかどうかを判断する基準となる所定値(閾値)の設定方法は、第1実施形態と同様の方法である。
 本開示の接続ユニットは、空気調和装置の室外ユニットと空気調和装置の複数の室内ユニットとを接続するために利用できる。この接続ユニットは、複数の室内の空調を行う多室空気調和装置の接続ユニットとして好適に用いられる。

Claims (11)

  1.  冷房と暖房とを切り替え可能な空気調和装置の室外ユニットと複数の室内ユニットとを接続する接続ユニットであって、
     第1の流路及び第2の流路を含み、前記第1の流路を流れる冷媒と前記第2の流路を流れる冷媒との間で熱交換を行うことが可能な熱交換器と、
     前記第2の流路の一端に接続され、かつ、前記室外ユニットに接続される第1冷媒流路と、
     前記第1の流路の一端に接続され、かつ、前記室外ユニットに接続される第2冷媒流路と、
     前記第1の流路の他端に接続された第3冷媒流路と、
     前記複数の室内ユニットのそれぞれに接続され、前記第1冷媒流路から分岐しており、前記第1冷媒流路から分岐している位置から離れている第1位置よりも前記第1冷媒流路に近い第1接続部分と残りの部分である第1延長部分とにそれぞれ分かれる、複数の第1分岐流路と、
     前記複数の室内ユニットのそれぞれに接続され、前記第3冷媒流路から分岐しており、前記第3冷媒流路から分岐している位置から離れている第2位置よりも前記第3冷媒流路に近い第2接続部分と残りの部分である第2延長部分とにそれぞれ分かれる、複数の第2分岐流路と、
     前記複数の第1分岐流路の前記第1位置と、前記複数の第2分岐流路の前記第2位置とを接続し、前記第1位置に向かって分岐している第1分岐位置及び前記第2位置に向かって分岐している第2分岐位置を有する第4冷媒流路と、
     前記第4冷媒流路の前記第1分岐位置及び前記第2分岐位置の間に位置する第3位置と前記第2冷媒流路における第4位置とを接続している第5冷媒流路と、
     前記第1分岐位置と前記第3位置との間に位置する第3分岐位置で前記第4冷媒流路から分岐し、前記第2の流路の他端に接続された第6冷媒流路と、
     前記第1冷媒流路と前記第1延長部分との間で前記第1接続部分を経由して冷媒が流れることができる第1の状態と、前記第1分岐位置と前記第1延長部分との間で前記第4冷媒流路を経由して冷媒が流れることができる第2の状態とを排他的に切り替え可能な、前記複数の第1分岐流路に対してそれぞれ設けられた複数の第1切替手段と、
     前記第3冷媒流路と前記第2延長部分との間で前記第2接続部分を経由して冷媒が流れることができる第3の状態と、前記第2分岐位置と前記第2延長部分との間で前記第4冷媒流路を経由して冷媒が流れることができる第4の状態とを排他的に切り替え可能な、前記複数の第2分岐流路に対してそれぞれ設けられた複数の第2切替手段と、
     前記第3分岐位置と前記第3位置との間で前記第4冷媒流路に設けられている第1開閉弁と、
     前記第5冷媒流路に設けられている第2開閉弁と、
     前記複数の第1分岐流路が分岐している位置よりも前記第2の流路の前記一端に近い位置で前記第1冷媒流路に設けられている第3開閉弁と、
     前記第6冷媒流路に設けられている第4開閉弁と、
     前記第3位置と前記第2分岐位置との間で前記第4冷媒流路に設けられ、気液二相状態の冷媒が通過する場合に当該冷媒を膨張させる第1膨張弁と、を備え、
     前記複数の第1切替手段、前記複数の第2切替手段、前記第1開閉弁、前記第2開閉弁、前記第3開閉弁、前記第4開閉弁、及び前記第1膨張弁は、以下の状態A及び状態Bをとるように、構成されている、
     接続ユニット。
     状態Aは、当該接続ユニットが、前記室外ユニットから供給された冷媒を前記複数の室内ユニットに並列に流して前記室外ユニットに戻す状態である。
     状態Bは、当該接続ユニットが、前記室外ユニットから供給された冷媒を、第1の室内ユニット群と第2の室内ユニット群とに分けられた前記複数の室内ユニットにおいて、前記第1の室内ユニット群と前記第2の室内ユニット群とに直列に流し、かつ、前記第1の室内ユニット群又は前記第2の室内ユニット群が複数の前記室内ユニットを含む場合、前記第1の室内ユニット群又は前記第2の室内ユニット群に含まれる複数の前記室内ユニットに並列に流して、前記室外ユニットに戻す状態である。
  2.  前記第4冷媒流路の前記第3位置に設けられ、前記第1膨張弁を経由して気液二相状態の冷媒が流入する場合に当該冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離する気液分離器をさらに備え、
     前記気液分離器は、前記ガス冷媒が前記気液分離器から前記第1分岐流路に向かって前記第4冷媒流路を流れ、かつ、前記液冷媒が前記気液分離器から前記第5冷媒流路を流れるように構成され、
     前記第2開閉弁は、前記第5冷媒流路を前記液冷媒が流れる場合に、前記液冷媒を膨張させる第2膨張弁である、請求項1に記載の接続ユニット。
  3.  前記第1切替手段は、前記第1分岐流路の前記第1位置に設けられた三方弁であり、前記第2切替手段は、前記第2分岐流路の前記第2位置に設けられた三方弁である、請求項1又は2に記載の接続ユニット。
  4.  前記複数の室内ユニットのそれぞれの空調負荷を算出して前記空気調和装置の運転モードを定め、前記運転モードに応じて、前記複数の第1切替手段の状態、前記複数の第2切替手段の状態、前記第1開閉弁の状態、前記第2開閉弁の状態、前記第3開閉弁の状態、前記第4開閉弁の状態、及び前記第1膨張弁の状態を制御するコントローラをさらに備える、請求項1~3のいずれか1項に記載の接続ユニット。
  5.  前記コントローラは、前記空調負荷に応じて、前記複数の室内ユニットにおけるそれぞれの冷媒配管に設けられた絞り機構の開度を制御する、請求項4に記載の接続ユニット。
  6.  前記第4冷媒流路は、冷媒が液冷媒とガス冷媒とに分離されずに前記第4冷媒流路を流れるように構成され、
     前記第2開閉弁が開状態と閉状態との2つの状態をとる弁であり、
     前記空気調和装置の暖房運転時において、前記コントローラは、
     前記各空調負荷の間の差の最大値が所定値以下である場合には、前記複数の第1切替手段が前記第1の状態となり、前記複数の第2切替手段が前記第3の状態となり、前記第3開閉弁が閉じた状態となるように、前記複数の第1切替手段、前記複数の第2切替手段、及び前記第3開閉弁を制御し、
     前記各空調負荷の間の差の最大値が所定値よりも大きい場合には、前記複数の室内ユニットを前記空調負荷が大きい第1の室内ユニット群と前記空調負荷が小さい第2の室内ユニット群とに分け、前記第1の室内ユニット群の前記室内ユニットに対応する前記第1切替手段が前記第1の状態となり、前記第2の室内ユニット群の前記室内ユニットに対応する前記第1切替手段が前記第2の状態となり、前記第1の室内ユニット群の前記室内ユニットに対応する前記第2切替手段が前記第4の状態となり、前記第2の室内ユニット群の前記室内ユニットに対応する前記第2切替手段が前記第3の状態となり、前記第1開閉弁が開いた状態となり、前記第2開閉弁が閉じた状態となり、前記第3開閉弁が閉じた状態となり、前記第1膨張弁が冷媒を通過させる状態となるように、前記複数の第1切替手段、前記複数の第2切替手段、前記第1開閉弁、前記第2開閉弁、前記第3開閉弁、及び前記第1膨張弁を制御する、請求項1を引用する請求項4に記載の接続ユニット。
  7.  前記空気調和装置の暖房運転時において、前記コントローラは、
     前記各空調負荷の間の差の最大値が所定値以下である場合には、前記複数の第1切替手段が前記第1の状態となり、前記複数の第2切替手段が前記第3の状態となり、前記第3開閉弁が閉じた状態となるように、前記複数の第1切替手段、前記複数の第2切替手段、及び前記第3開閉弁を制御し、
     前記各空調負荷の間の差の最大値が所定値よりも大きい場合には、前記複数の室内ユニットを前記空調負荷が大きい第1の室内ユニット群と前記空調負荷が小さい第2の室内ユニット群とに分け、前記第1の室内ユニット群の前記室内ユニットに対応する前記第1切替手段が前記第1の状態となり、前記第2の室内ユニット群の前記室内ユニットに対応する前記第1切替手段が前記第2の状態となり、前記第1の室内ユニット群の前記室内ユニットに対応する前記第2切替手段が前記第4の状態となり、前記第2の室内ユニット群の前記室内ユニットに対応する前記第2切替手段が前記第3の状態となり、前記第1開閉弁が開いた状態となり、前記第2膨張弁が冷媒を膨張させる状態となり、前記第3開閉弁が閉じた状態となり、前記第1膨張弁が冷媒を通過させる状態となるように、前記複数の第1切替手段、前記複数の第2切替手段、前記第1開閉弁、前記第2開閉弁、前記第3開閉弁、及び前記第1膨張弁を制御する、請求項2を引用する請求項4に記載の接続ユニット。
  8.  前記空気調和装置の冷房運転時において、前記コントローラは、
     前記各空調負荷の間の差の最大値が所定値以下である場合には、前記複数の第1切替手段が前記第1の状態となり、前記複数の第2切替手段が前記第3の状態となり、前記第3開閉弁が閉じた状態となるように、前記複数の第1切替手段、前記複数の第2切替手段、及び前記第3開閉弁を制御し、
     前記各空調負荷の間の差の最大値が所定値より大きい場合には、前記複数の室内ユニットを前記空調負荷が大きい第1の室内ユニット群と前記空調負荷が小さい第2の室内ユニット群とに分け、前記第1の室内ユニット群の前記室内ユニットに対応する前記第1切替手段が前記第1の状態となり、前記第2の室内ユニット群の前記室内ユニットに対応する前記第1切替手段が前記第2の状態となり、前記第1の室内ユニット群の前記室内ユニットに対応する前記第2切替手段が前記第3の状態となり、前記第2の室内ユニット群の前記室内ユニットに対応する前記第2切替手段が前記第4の状態となり、前記第1開閉弁が閉じた状態となり、前記第2開閉弁が開いた状態となり、前記第3開閉弁が開いた状態となり、前記第4開閉弁が開いた状態となり、前記第1膨張弁が冷媒を通過させる状態となるように、前記複数の第1切替手段、前記複数の第2切替手段、前記第1開閉弁、前記第2開閉弁、前記第3開閉弁、前記第4開閉弁、及び前記第1膨張弁を制御する、請求項4に記載の接続ユニット。
  9.  前記第2の流路の前記一端の近傍において前記第1冷媒流路を形成する配管上に設けられた過熱度測定用温度センサ又は前記第1の流路の前記他端の近傍において前記第3冷媒流路を形成する配管上に設けられた過冷却度測定用温度センサをさらに備え、
     前記コントローラは、前記過熱度測定用温度センサ又は前記過冷却度測定用温度センサで測定された温度を参照して前記複数の室内ユニットにおけるそれぞれの冷媒配管に設けられた複数の絞り機構のうち少なくとも1つの絞り機構の開度を制御する、請求項4に記載の接続ユニット。
  10.  冷房と暖房とを切り替え可能な空気調和装置の室外ユニットと複数の室内ユニットとを接続する接続ユニットであって、
     前記室外ユニットに接続される第1接続流路と、
     前記室外ユニットに接続される第2接続流路と、
     前記複数の室内ユニットのそれぞれに接続され、前記第1接続流路から分岐しており、前記第1接続流路から分岐している位置から離れている第1接続位置よりも前記第1接続流路に近い第1接続部分と残りの部分である第1延長部分とにそれぞれ分かれる複数の第1分岐接続流路と、
     前記複数の室内ユニットのそれぞれに接続され、前記第2接続流路から分岐しており、前記第2接続流路から分岐している位置から離れている第2接続位置よりも前記第2接続流路に近い第2接続部分と残りの部分である第2延長部分とにそれぞれ分かれる複数の第2分岐接続流路と、
     前記複数の第1分岐接続流路の前記第1接続位置と、前記複数の第2分岐接続流路の前記第2接続位置とを接続し、前記第1接続位置に向かって分岐している第1分岐位置及び前記第2接続位置に向かって分岐している第2分岐位置を有する第3接続流路と、
     前記第1接続流路と前記第1延長部分との間で前記第1接続部分を経由して冷媒が流れることができる第1の状態と、前記第1分岐位置と前記第1延長部分との間で前記第3接続流路を経由して冷媒が流れることができる第2の状態とを排他的に切り替え可能な、前記複数の第1分岐接続流路に対してそれぞれ設けられた複数の第1切替手段と、
     前記第2接続流路と前記第2延長部分との間で前記第2接続部分を経由して冷媒が流れることができる第3の状態と、前記第2分岐位置と前記第2延長部分との間で前記第3接続流路を経由して冷媒が流れることができる第4の状態とを排他的に切り替え可能な、前記複数の第2分岐接続流路に対してそれぞれ設けられた複数の第2切替手段と、を備え、
     前記複数の第1切替手段及び前記複数の第2切替手段は、以下の状態A及び状態Bをとるように、構成されている、
     接続ユニット。
     状態Aは、当該接続ユニットが、前記室外ユニットから供給された冷媒を前記複数の室内ユニットに並列に流して前記室外ユニットに戻す状態である。
     状態Bは、当該接続ユニットが、前記室外ユニットから供給された冷媒を、第1の室内ユニット群と第2の室内ユニット群とに分けられた前記複数の室内ユニットにおいて、前記第1の室内ユニット群と前記第2の室内ユニット群とに直列に流し、かつ、前記第1の室内ユニット群又は前記第2の室内ユニット群が複数の前記室内ユニットを含む場合、前記第1の室内ユニット群又は前記第2の室内ユニット群に含まれる複数の前記室内ユニットに並列に流して、前記室外ユニットに戻す状態である。
  11.  圧縮機及び第1の熱交換器を含む室外ユニットと、
     第2の熱交換器をそれぞれ含む、複数の室内ユニットと、
     前記室外ユニット及び前記複数の室内ユニットに接続された請求項1~10のいずれか1項に記載の接続ユニットと、を備えた、
     空気調和装置。
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