特許 7406165 冷凍サイクルシステム、熱源ユニット、および冷凍サイクル装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-19

(45)【発行日】2023-12-27

(54)【発明の名称】冷凍サイクルシステム、熱源ユニット、および冷凍サイクル装置

(51)【国際特許分類】

   F25B 41/42 20210101AFI20231220BHJP

   F25B 1/00 20060101ALI20231220BHJP

   F25B 13/00 20060101ALI20231220BHJP

   F25B 7/00 20060101ALI20231220BHJP

【ＦＩ】

F25B41/42

F25B1/00 396D

F25B13/00 A

F25B13/00 S

F25B13/00 104

F25B7/00 D

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2022519640

(86)(22)【出願日】2021-05-10

(86)【国際出願番号】 JP2021017688

(87)【国際公開番号】W WO2021225175

(87)【国際公開日】2021-11-11

【審査請求日】2022-11-07

(31)【優先権主張番号】P 2020082787

(32)【優先日】2020-05-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000002853

【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー

(72)【発明者】

【氏名】井吉 悠太

(72)【発明者】

【氏名】山野井 喜記

【審査官】沖田 孝裕

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－２４０１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２１０１４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２１０７１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２５Ｂ ４１／４２

Ｆ２５Ｂ １／００

Ｆ２５Ｂ １３／００

Ｆ２５Ｂ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

二酸化炭素冷媒を使用した冷凍サイクルシステム（１、４、４ａ）であって、
圧縮機（２１）と、熱源熱交換器（３５）と、前記圧縮機から吐出される前記冷媒が流れる配管（２４）と前記熱源熱交換器との間に位置しており流路を切り換える第１切換機構（２２）と、前記第１切換機構と前記圧縮機に吸入される前記冷媒が流れる配管（２１ｂ）とを接続する吸入流路（２３）と、を有する熱源回路（１２）と、
利用熱交換器（５２ａ、５２ｂ、５２ｃ）をそれぞれ有する複数の利用回路（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）と、
前記複数の利用熱交換器と前記第１切換機構とを接続する第１連絡流路（８、２８）と、
前記複数の利用熱交換器と前記吸入流路とを接続する第２連絡流路（９、２９、２９ａ、２９ｂ）と、
前記複数の利用熱交換器と前記熱源熱交換器とを接続する第３連絡流路（７、２６、２７）と、
前記第１連絡流路と前記第２連絡流路とを接続する接続配管（４５、４５ａ）と、
前記第１連絡流路と前記第２連絡流路が連通する第１状態と、前記第１連絡流路と前記第２連絡流路が連通しない第２状態と、を切り換える第２切換機構（４６、４８）と、
を備え、
前記第２切換機構は、前記接続配管に設けられた第１開閉弁（４６）であり、
前記第２連絡流路（９、２９）において、前記第２連絡流路と前記接続配管との接続箇所である第１接続箇所（Ｘ）と、前記第２連絡流路と前記吸入流路との接続箇所である第２接続箇所（Ｙ）と、の間に設けられた第２開閉弁（４７）をさらに備え、
前記第２開閉弁は、前記第２切換機構が前記第１状態である場合に閉じられる、
冷凍サイクルシステム。

【請求項2】

二酸化炭素冷媒を使用した冷凍サイクルシステム（１、４、４ａ）であって、
圧縮機（２１）と、熱源熱交換器（３５）と、前記圧縮機から吐出される前記冷媒が流れる配管（２４）と前記熱源熱交換器との間に位置しており流路を切り換える第１切換機構（２２）と、前記第１切換機構と前記圧縮機に吸入される前記冷媒が流れる配管（２１ｂ）とを接続する吸入流路（２３）と、を有する熱源回路（１２）と、
利用熱交換器（５２ａ、５２ｂ、５２ｃ）をそれぞれ有する複数の利用回路（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）と、
前記複数の利用熱交換器と前記第１切換機構とを接続する第１連絡流路（８、２８）と、
前記複数の利用熱交換器と前記吸入流路とを接続する第２連絡流路（９、２９、２９ａ、２９ｂ）と、
前記複数の利用熱交換器と前記熱源熱交換器とを接続する第３連絡流路（７、２６、２７）と、
前記第１連絡流路と前記第２連絡流路とを接続する接続配管（４５、４５ａ）と、
前記第１連絡流路と前記第２連絡流路が連通する第１状態と、前記第１連絡流路と前記第２連絡流路が連通しない第２状態と、を切り換える第２切換機構（４６、４８）と、
を備え、
前記第２切換機構は、三方弁（４８）であり、
前記三方弁は、前記第１状態において、前記第２連絡流路と前記接続配管との接続箇所である第１接続箇所（Ｘ）と、前記第２連絡流路と前記吸入流路との接続箇所である第２接続箇所（Ｙ）と、を連通させず、前記第２状態において、前記第１接続箇所と前記第２接続箇所とを連通させる、
冷凍サイクルシステム。

【請求項3】

二酸化炭素冷媒を使用した冷凍サイクルシステム（１、４、４ａ）であって、
圧縮機（２１）と、熱源熱交換器（３５）と、前記圧縮機から吐出される前記冷媒が流れる配管（２４）と前記熱源熱交換器との間に位置しており流路を切り換える第１切換機構（２２）と、前記第１切換機構と前記圧縮機に吸入される前記冷媒が流れる配管（２１ｂ）とを接続する吸入流路（２３）と、を有する熱源回路（１２）と、
利用熱交換器（５２ａ、５２ｂ、５２ｃ）をそれぞれ有する複数の利用回路（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）と、
前記複数の利用熱交換器と前記第１切換機構とを接続する第１連絡流路（８、２８）と、
前記複数の利用熱交換器と前記吸入流路とを接続する第２連絡流路（９、２９、２９ａ、２９ｂ）と、
前記複数の利用熱交換器と前記熱源熱交換器とを接続する第３連絡流路（７、２６、２７）と、
前記第１連絡流路と前記第２連絡流路とを接続する接続配管（４５、４５ａ）と、
前記第１連絡流路と前記第２連絡流路が連通する第１状態と、前記第１連絡流路と前記第２連絡流路が連通しない第２状態と、を切り換える第２切換機構（４６、４８）と、
を備え、
前記第２切換機構を前記第１状態にしつつ、前記第２連絡流路と前記接続配管との接続箇所である第１接続箇所（Ｘ）と、前記第２連絡流路と前記吸入流路との接続箇所である第２接続箇所（Ｙ）と、を連通させず、前記複数の利用熱交換器の全てを前記冷媒の放熱器として機能させる第１運転を実行する、
冷凍サイクルシステム。

【請求項4】

二酸化炭素冷媒を使用した冷凍サイクルシステム（１、４、４ａ）であって、
圧縮機（２１）と、熱源熱交換器（３５）と、前記圧縮機から吐出される前記冷媒が流れる配管（２４）と前記熱源熱交換器との間に位置しており流路を切り換える第１切換機構（２２）と、前記第１切換機構と前記圧縮機に吸入される前記冷媒が流れる配管（２１ｂ）とを接続する吸入流路（２３）と、を有する熱源回路（１２）と、
利用熱交換器（５２ａ、５２ｂ、５２ｃ）をそれぞれ有する複数の利用回路（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）と、
前記複数の利用熱交換器と前記第１切換機構とを接続する第１連絡流路（８、２８）と、
前記複数の利用熱交換器と前記吸入流路とを接続する第２連絡流路（９、２９、２９ａ、２９ｂ）と、
前記複数の利用熱交換器と前記熱源熱交換器とを接続する第３連絡流路（７、２６、２７）と、
前記第１連絡流路と前記第２連絡流路とを接続する接続配管（４５、４５ａ）と、
前記第１連絡流路と前記第２連絡流路が連通する第１状態と、前記第１連絡流路と前記第２連絡流路が連通しない第２状態と、を切り換える第２切換機構（４６、４８）と、
を備え、
前記冷媒の放熱器として機能させる前記利用熱交換器の負荷が所定レベルを超える場合に、前記第２切換機構を前記第１状態にしつつ、前記第２連絡流路と前記接続配管との接続箇所である第１接続箇所（Ｘ）と、前記第２連絡流路と前記吸入流路との接続箇所である第２接続箇所（Ｙ）と、を連通させず、前記複数の利用熱交換器の全てを前記冷媒の放熱器として機能させる第１運転を実行し、
前記冷媒の放熱器として機能させる前記利用熱交換器の負荷が前記所定レベル以下である場合に、前記第２切換機構を前記第２状態にする、
冷凍サイクルシステム。

【請求項5】

前記第２切換機構は、前記接続配管に設けられた第１開閉弁（４６）である、
請求項２から４のいずれか１項に記載の冷凍サイクルシステム。

【請求項6】

前記第２連絡流路（９、２９）において、前記第２連絡流路と前記接続配管との接続箇所である第１接続箇所（Ｘ）と、前記第２連絡流路と前記吸入流路との接続箇所である第２接続箇所（Ｙ）と、の間に設けられた第２開閉弁（４７）をさらに備え、
前記第２開閉弁は、前記第２切換機構が前記第１状態である場合に閉じられる、
請求項５に記載の冷凍サイクルシステム。

【請求項7】

前記第２切換機構は、三方弁（４８）であり、
前記三方弁は、前記第１状態において、前記第２連絡流路と前記接続配管との接続箇所である第１接続箇所（Ｘ）と、前記第２連絡流路と前記吸入流路との接続箇所である第２接続箇所（Ｙ）と、を連通させず、前記第２状態において、前記第１接続箇所と前記第２接続箇所とを連通させる、
請求項１、３、４のいずれか１項に記載の冷凍サイクルシステム。

【請求項8】

前記複数の利用熱交換器のうちの一部を、前記冷媒の放熱器として機能させつつ、同時に他の一部を前記冷媒の蒸発器として機能させる運転が可能である、
請求項１から７のいずれか１項に記載の冷凍サイクルシステム。

【請求項9】

前記第２切換機構を前記第１状態にしつつ、前記第２連絡流路と前記接続配管との接続箇所である第１接続箇所（Ｘ）と、前記第２連絡流路と前記吸入流路との接続箇所である第２接続箇所（Ｙ）と、を連通させず、前記複数の利用熱交換器の全てを前記冷媒の放熱器として機能させる第１運転を実行する、
請求項１、２、４のいずれか１項に記載の冷凍サイクルシステム。

【請求項10】

前記冷媒の放熱器として機能させる前記利用熱交換器の負荷が所定レベルを超える場合に、前記第２切換機構を前記第１状態にしつつ、前記第２連絡流路と前記接続配管との接続箇所である第１接続箇所（Ｘ）と、前記第２連絡流路と前記吸入流路との接続箇所である第２接続箇所（Ｙ）と、を連通させず、前記複数の利用熱交換器の全てを前記冷媒の放熱器として機能させる第１運転を実行し、
前記冷媒の放熱器として機能させる前記利用熱交換器の負荷が前記所定レベル以下である場合に、前記第２切換機構を前記第２状態にする、
請求項１、２、３のいずれか１項に記載の冷凍サイクルシステム。

【請求項11】

前記第２切換機構を前記第２状態にして、前記複数の利用熱交換器の少なくとも一部を前記冷媒の蒸発器として機能させる第３運転を実行する、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の冷凍サイクルシステム。

【請求項12】

二酸化炭素冷媒を使用した冷凍サイクル装置（４、４ａ）の熱源ユニット（２）であって、
圧縮機（２１）と、
熱源熱交換器（３５）と、
前記圧縮機から吐出される前記冷媒が流れる配管（２４）と前記熱源熱交換器との間に位置しており流路を切り換える第１切換機構（２２）と、
前記第１切換機構と前記圧縮機に吸入される前記冷媒が流れる配管（２１ｂ）とを接続する吸入流路（２３）と、
前記第１切換機構に接続される第１冷媒流路（２８）と、
前記吸入流路に接続される第２冷媒流路（２９、２９ａ、２９ｂ）と、
前記熱源熱交換器に接続される第３冷媒流路（２６、２７）と、
前記第１冷媒流路と前記第２冷媒流路とを接続する接続配管（４５、４５ａ）と、
前記第１冷媒流路と前記第２冷媒流路が連通する第１状態と、前記第１冷媒流路と前記第２冷媒流路が連通しない第２状態と、を切り換える第２切換機構（４６、４８）と、
を備え、
前記第２切換機構は、前記接続配管に設けられた第１開閉弁（４６）であり、
前記第２冷媒流路（９、２９）において、前記第２冷媒流路と前記接続配管との接続箇所である第１接続箇所（Ｘ）と、前記第２冷媒流路と前記吸入流路との接続箇所である第２接続箇所（Ｙ）と、の間に設けられた第２開閉弁（４７）をさらに備え、
前記第２開閉弁は、前記第２切換機構が前記第１状態である場合に閉じられる、
熱源ユニット。

【請求項13】

二酸化炭素冷媒を使用した冷凍サイクル装置（４、４ａ）の熱源ユニット（２）であって、
圧縮機（２１）と、
熱源熱交換器（３５）と、
前記圧縮機から吐出される前記冷媒が流れる配管（２４）と前記熱源熱交換器との間に位置しており流路を切り換える第１切換機構（２２）と、
前記第１切換機構と前記圧縮機に吸入される前記冷媒が流れる配管（２１ｂ）とを接続する吸入流路（２３）と、
前記第１切換機構に接続される第１冷媒流路（２８）と、
前記吸入流路に接続される第２冷媒流路（２９、２９ａ、２９ｂ）と、
前記熱源熱交換器に接続される第３冷媒流路（２６、２７）と、
前記第１冷媒流路と前記第２冷媒流路とを接続する接続配管（４５、４５ａ）と、
前記第１冷媒流路と前記第２冷媒流路が連通する第１状態と、前記第１冷媒流路と前記第２冷媒流路が連通しない第２状態と、を切り換える第２切換機構（４６、４８）と、
を備え、
前記第２切換機構は、三方弁（４８）であり、
前記三方弁は、前記第１状態において、前記第２冷媒流路と前記接続配管との接続箇所である第１接続箇所（Ｘ）と、前記第２冷媒流路と前記吸入流路との接続箇所である第２接続箇所（Ｙ）と、を連通させず、前記第２状態において、前記第１接続箇所と前記第２接続箇所とを連通させる、
熱源ユニット。

【請求項14】

二酸化炭素冷媒を使用した冷凍サイクル装置（４、４ａ）の熱源ユニット（２）であって、
圧縮機（２１）と、
熱源熱交換器（３５）と、
前記圧縮機から吐出される前記冷媒が流れる配管（２４）と前記熱源熱交換器との間に位置しており流路を切り換える第１切換機構（２２）と、
前記第１切換機構と前記圧縮機に吸入される前記冷媒が流れる配管（２１ｂ）とを接続する吸入流路（２３）と、
前記第１切換機構に接続される第１冷媒流路（２８）と、
前記吸入流路に接続される第２冷媒流路（２９、２９ａ、２９ｂ）と、
前記熱源熱交換器に接続される第３冷媒流路（２６、２７）と、
前記第１冷媒流路と前記第２冷媒流路とを接続する接続配管（４５、４５ａ）と、
前記第１冷媒流路と前記第２冷媒流路が連通する第１状態と、前記第１冷媒流路と前記第２冷媒流路が連通しない第２状態と、を切り換える第２切換機構（４６、４８）と、
を備え、
前記第２切換機構を前記第１状態にしつつ、前記第２冷媒流路と前記接続配管との接続箇所である第１接続箇所（Ｘ）と、前記第２冷媒流路と前記吸入流路との接続箇所である第２接続箇所（Ｙ）と、を連通させず、前記冷凍サイクル装置が備える複数の利用回路（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）それぞれの利用熱交換器の全てが前記冷媒の放熱器として機能する第１運転を実行する、
熱源ユニット。

【請求項15】

二酸化炭素冷媒を使用した冷凍サイクル装置（４、４ａ）の熱源ユニット（２）であって、
圧縮機（２１）と、
熱源熱交換器（３５）と、
前記圧縮機から吐出される前記冷媒が流れる配管（２４）と前記熱源熱交換器との間に位置しており流路を切り換える第１切換機構（２２）と、
前記第１切換機構と前記圧縮機に吸入される前記冷媒が流れる配管（２１ｂ）とを接続する吸入流路（２３）と、
前記第１切換機構に接続される第１冷媒流路（２８）と、
前記吸入流路に接続される第２冷媒流路（２９、２９ａ、２９ｂ）と、
前記熱源熱交換器に接続される第３冷媒流路（２６、２７）と、
前記第１冷媒流路と前記第２冷媒流路とを接続する接続配管（４５、４５ａ）と、
前記第１冷媒流路と前記第２冷媒流路が連通する第１状態と、前記第１冷媒流路と前記第２冷媒流路が連通しない第２状態と、を切り換える第２切換機構（４６、４８）と、
を備え、
前記冷凍サイクル装置が備える複数の利用回路（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）において前記冷媒の放熱器として機能する利用熱交換器の負荷が所定レベルを超える場合に、前記第２切換機構を前記第１状態にしつつ、前記第２冷媒流路と前記接続配管との接続箇所である第１接続箇所（Ｘ）と、前記第２冷媒流路と前記吸入流路との接続箇所である第２接続箇所（Ｙ）と、を連通させず、前記複数の利用熱交換器の全てが前記冷媒の放熱器として機能する第１運転を実行し、
前記冷媒の放熱器として機能する前記利用熱交換器の負荷が前記所定レベル以下である場合に、前記第２切換機構を前記第２状態にする、
熱源ユニット。

【請求項16】

請求項１２から１５のいずれか１項に記載の熱源ユニットと、
利用熱交換器（５２ａ、５２ｂ、５２ｃ）をそれぞれ有する複数の利用ユニット（３ａ、３ｂ、３ｃ）と、
前記第１冷媒流路に接続されており、前記熱源ユニットと複数の前記利用ユニットとを接続する第１連絡管（８）と、
前記第２冷媒流路に接続されており、前記熱源ユニットと複数の前記利用ユニットとを接続する第２連絡管（９）と、
前記第３冷媒流路に接続されており、前記熱源ユニットと複数の前記利用ユニットとを接続する第３連絡管（７）と、
を備えた冷凍サイクル装置（４、４ａ）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、冷凍サイクルシステム、熱源ユニット、および冷凍サイクル装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、特許文献１（特開２０１６－１１７８３号公報）に記載のように、熱源ユニットと複数の利用ユニットが、高低圧ガス接続配管、低圧ガス接続配管、液接続配管を介して接続されることによって構成される冷凍サイクル装置が提案されている。この冷凍サイクル装置では、Ｒ３２等の可燃性冷媒が充填されており、冷暖同時運転が可能となっている。

【0003】

この冷凍サイクル装置では、複数の利用ユニットの全てが暖房運転を行う場合には、圧縮機から吐出された冷媒は、上記３つの接続配管のうち高低圧ガス接続配管を介して、複数の利用ユニットに冷媒が供給されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、冷凍サイクル装置の冷媒として二酸化炭素を用いる場合には、Ｒ３２やＲ４１０Ａ等の従来利用されてきた冷媒と比較して二酸化炭素冷媒は高圧冷媒と低圧冷媒の密度差が小さくなりがちであることから、複数の利用熱交換器に対して十分な量の高圧冷媒を供給することが困難になる場合がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

第１観点に係る冷凍サイクルシステムは、二酸化炭素冷媒を使用した冷凍サイクルシステムであって、熱源回路と、複数の利用回路と、第１連絡流路と、第２連絡流路と、第３連絡流路と、接続配管と、第２切換機構と、を備えている。熱源回路は、圧縮機と、熱源熱交換器と、第１切換機構と、吸入流路と、を有する。第１切換機構は、圧縮機から吐出される冷媒が流れる配管と熱源熱交換器との間に位置しており、流路を切り換える。吸入流路は、第１切換機構と、圧縮機に吸入される冷媒が流れる配管と、を接続する。複数の利用回路は、利用熱交換器をそれぞれ有している。第１連絡流路は、複数の利用熱交換器と第１切換機構とを接続する。第２連絡流路は、複数の利用熱交換器と吸入流路とを接続する。第３連絡流路は、複数の利用熱交換器と熱源熱交換器とを接続する。接続配管は、第１連絡流路と第２連絡流路とを接続する。第２切換機構は、第１連絡流路と第２連絡流路が連通する第１状態と、第１連絡流路と第２連絡流路が連通しない第２状態と、を切り換える。

【0006】

なお、複数の利用熱交換器は、第１切換機構に対して互いに並列に接続されていてよい。複数の利用熱交換器は、吸入流路に対して互いに並列に接続されていてよい。複数の利用熱交換器は、熱源熱交換器に対して互いに並列に接続されていてよい。

【0007】

また、第３連絡流路は、複数の利用熱交換器と、熱源熱交換器における第１切換機構が設けられている側とは反対側と、を接続するものであってよい。

【0008】

なお、冷凍サイクルシステムは、第２切換機構の第１状態と第２状態を切り換える制御部を備えるものであってよい。

【0009】

この冷凍サイクルシステムでは、運転中の各利用熱交換器を二酸化炭素冷媒の放熱器として機能させる場合に、第２切換機構を第１連絡流路と第２連絡流路が連通する第１状態とすることで、圧縮機から吐出され第１切換機構を介して第１連絡流路を流れる高圧冷媒を、接続配管を介して第２連絡流路にも流すことが可能になる。このため、この冷凍サイクルシステムでは、圧縮機から吐出された高圧冷媒を、第１連絡流路と第２連絡流路との両方を使って熱源回路から利用回路に送ることが可能になる。これにより、冷媒として二酸化炭素を用いる場合であっても複数の利用熱交換器に対して十分な量の高圧冷媒を供給することが可能になる。

【0010】

第２観点に係る冷凍サイクルシステムは、第１観点に係る冷凍サイクルシステムにおいて、第２切換機構は、接続配管に設けられた第１開閉弁である。

【0011】

なお、第１開閉弁は、少なくとも開状態と閉状態となることが可能な弁であればよく、開度調節が可能な弁であってもよい。

【0012】

この冷凍サイクルシステムでは、第１開閉弁の開閉状態を切り換えることで第１状態と第２状態を切り換えることが可能になる。

【0013】

第３観点に係る冷凍サイクルシステムは、第２観点に係る冷凍サイクルシステムにおいて、第２開閉弁をさらに備えている。第２開閉弁は、第２連絡流路において、第１接続箇所と第２接続箇所の間に設けられている。第１接続箇所は、第２連絡流路と接続配管の接続箇所である。第２接続箇所は、第２連絡流路と吸入流路の接続箇所である。第２開閉弁は、第２切換機構が第１状態である場合に閉じられる。

【0014】

なお、第２開閉弁は、少なくとも開状態と閉状態となることが可能な弁であればよく、開度調節が可能な弁であってもよい。

【0015】

なお、冷凍サイクルシステムは、第２開閉弁の開閉状態を制御する制御部を備えるものであってよい。

【0016】

この冷凍サイクルシステムでは、第２切換機構が第１状態である場合に第２開閉弁を閉じて、第２連絡流路から吸入流路に向かう冷媒流れを遮断することで、複数の利用熱交換器に対してより十分な量の高圧冷媒を供給することが可能になる。

【0017】

第４観点に係る冷凍サイクルシステムは、第１観点に係る冷凍サイクルシステムにおいて、第２切換機構は、三方弁である。三方弁は、第１状態において、第１接続箇所と第２接続箇所とを連通させず、第２状態において、第１接続箇所と第２接続箇所とを連通させる。第１接続箇所は、第２連絡流路と接続配管との接続箇所である。第２接続箇所は、第２連絡流路と吸入流路との接続箇所である。

【0018】

この冷凍サイクルシステムでは、三方弁の接続状態を切り換えることで第１状態と第２状態を切り換えることが可能になる。

【0019】

第５観点に係る冷凍サイクルシステムは、第１観点から第４観点のいずれかに係る冷凍サイクルシステムにおいて、複数の利用熱交換器のうちの一部を、冷媒の放熱器として機能させつつ、同時に他の一部を冷媒の蒸発器として機能させる運転が可能である。

【0020】

なお、この運転では、複数の利用熱交換器において、冷媒の放熱器として機能するものと、冷媒の蒸発器として機能するものと、運転停止状態または冷媒が流れていない状態のものと、が併存していてもよい。

【0021】

また、この冷凍サイクルシステムは、当該運転を実行する制御部を備えるものであってよい。

【0022】

この冷凍サイクルシステムでは、複数の利用熱交換器のいずれかが配置された領域を冷やしながら、同時に、複数の利用熱交換器の他のいずれかが配置された領域を暖めることが可能になる。

【0023】

第６観点に係る冷凍サイクルシステムは、第１観点から第５観点のいずれかに係る冷凍サイクルシステムにおいて、第１運転を実行する。第１運転では、第２切換機構を第１状態にしつつ、第１接続箇所と第２接続箇所を連通させず、複数の利用熱交換器の全てを冷媒の放熱器として機能させる。第１接続箇所は、第２連絡流路と接続配管との接続箇所である。第２接続箇所は、第２連絡流路と吸入流路との接続箇所である。

【0024】

なお、ここでの「複数の利用熱交換器の全てを冷媒の放熱器として機能させる」には、複数の利用熱交換器において、冷媒の放熱器として機能するものだけでなく、運転停止状態または冷媒が流れていない状態のものが存在している場合も含まれる。

【0025】

また、この冷凍サイクルシステムは、第１運転を実行する制御部を備えるものであってよい。

【0026】

この冷凍サイクルシステムでは、複数の利用熱交換器の全てを冷媒の放熱器として機能させる場合においても、複数の利用熱交換器に対して十分な量の高圧冷媒を供給することが可能になる。

【0027】

第７観点に係る冷凍サイクルシステムは、第１観点から第６観点のいずれかに係る冷凍サイクルシステムにおいて、冷媒の放熱器として機能させる利用熱交換器の負荷が所定レベルを超える場合に、第１運転を実行し、冷媒の放熱器として機能させる利用熱交換器の負荷が所定レベル以下である場合に、第２運転を実行する。第１運転では、第２切換機構を第１状態にしつつ、第２連絡流路と接続配管との接続箇所である第１接続箇所と、第２連絡流路と吸入流路との接続箇所である第２接続箇所と、を連通させず、複数の利用熱交換器の全てを冷媒の放熱器として機能させる。第２運転では、第２切換機構を第２状態にする。

【0028】

なお、第２運転では、第２連絡流路と接続配管との接続箇所である第１接続箇所と、第２連絡流路と吸入流路との接続箇所である第２接続箇所と、を連通させてもよい。

【0029】

なお、ここでの「複数の利用熱交換器の全てを冷媒の放熱器として機能させる」には、複数の利用熱交換器において、冷媒の放熱器として機能するものだけでなく、運転停止状態または冷媒が流れていない状態のものが存在している場合も含まれる。

【0030】

なお、「冷媒の放熱器として機能させる利用熱交換器の負荷」は、複数の利用熱交換器のうち冷媒の放熱器として機能しているものにおける負荷の合計とすることができ、運転停止状態または冷媒が流れていない状態のものに関する負荷は無いものとすることができる。

【0031】

また、この冷凍サイクルシステムは、上記負荷の所定レベルに応じて第１運転と第２運転を切り換えて実行する制御部を備えるものであってよい。

【0032】

この冷凍サイクルシステムでは、冷媒の放熱器として機能させる利用熱交換器の負荷が所定レベルを超える場合に第１運転を実行して、複数の利用熱交換器に対して十分な量の高圧冷媒を供給することで、所定レベルを超える利用熱交換器の負荷に対処することが可能となる。

【0033】

第８観点に係る冷凍サイクルシステムは、第１観点から第７観点のいずれかに係る冷凍サイクルシステムにおいて、第３運転を実行する。第３運転では、第２切換機構を第２状態にして、複数の利用熱交換器の少なくとも一部を冷媒の蒸発器として機能させる。

【0034】

なお、第３運転は、複数の利用熱交換器の全てを冷媒の蒸発器として機能させる運転であってもよいし、複数の利用熱交換器のいずれかを冷媒の蒸発器として機能させて残りを運転停止状態または冷媒が流れていない状態とする運転であってもよいし、複数の利用熱交換器のいずれかを冷媒の蒸発器として機能させて残りを冷媒の放熱器として機能させる運転であってもよいし、複数の利用熱交換器のいずれかを冷媒の蒸発器として機能させて他のいずれかを冷媒の放熱器として機能させて残りを運転停止状態または冷媒が流れていない状態とする運転であってもよい。

【0035】

また、この冷凍サイクルシステムは、第３運転を実行する制御部を備えるものであってよい。

【0036】

この冷凍サイクルシステムでは、第３運転を行う際に圧縮機から吐出された冷媒が接続配管を介して圧縮機に吸入されることを防ぐことが可能になる。

【0037】

第９観点の熱源ユニットは、二酸化炭素冷媒を使用した冷凍サイクル装置の熱源ユニットであって、圧縮機と、熱源熱交換器と、第１切換機構と、吸入流路と、第１冷媒流路と、第２冷媒流路と、第３冷媒流路と、接続配管と、第２切換機構と、を備えている。第１切換機構は、圧縮機から吐出される冷媒が流れる配管と熱源熱交換器との間に位置しており、流路を切り換える。吸入流路は、第１切換機構と圧縮機に吸入される冷媒が流れる配管とを接続する。第１冷媒流路は、第１切換機構に接続される。第２冷媒流路は、吸入流路に接続される。第３冷媒流路は、熱源熱交換器に接続される。接続配管は、第１冷媒流路と第２冷媒流路とを接続する。第２切換機構は、第１冷媒流路と第２冷媒流路が連通する第１状態と、第１冷媒流路と第２冷媒流路が連通しない第２状態と、を切り換える。

【0038】

なお、熱源ユニットは、上記各構成を内部に収容したケーシングを備えるものであってもよい。

【0039】

また、熱源ユニットは、第２切換機構における第１状態と第２状態とを切り換える制御部を備えるものであってもよい。

【0040】

この熱源ユニットは、冷凍サイクル装置の複数の利用熱交換器を二酸化炭素冷媒の放熱器として機能させる場合に、第２切換機構を第１冷媒流路と第２冷媒流路が連通する第１状態とすることで、圧縮機から吐出され第１切換機構を介して第１冷媒流路を流れる高圧冷媒を、接続配管を介して第２冷媒流路にも流すことが可能になる。このため、この熱源ユニットでは、冷凍サイクル装置として用いられた場合に、圧縮機から吐出された高圧冷媒を、第１冷媒流路と第２冷媒流路との両方を使って複数の利用熱交換器に送ることが可能になる。これにより、冷媒として二酸化炭素を用いる場合であっても複数の利用熱交換器に対して十分な量の高圧冷媒を供給することが可能になる。

【0041】

第１０観点の冷凍サイクル装置は、第９観点に係る熱源ユニットと、複数の利用ユニットと、第１連絡管と、第２連絡管と、第３連絡管と、を備えている。複数の利用ユニットは、それぞれ、利用熱交換器を有する。第１連絡管は、第１冷媒流路に接続されており、熱源ユニットと複数の利用ユニットとを接続する。第２連絡管は、第２冷媒流路に接続されており、熱源ユニットと複数の利用ユニットとを接続する。第３連絡管は、第３冷媒流路に接続されており、熱源ユニットと複数の利用ユニットとを接続する。

【0042】

なお、複数の利用ユニットは、熱源ユニットに対して互いに並列に接続されていてよい。

【0043】

この冷凍サイクル装置では、運転中の各利用熱交換器を二酸化炭素冷媒の放熱器として機能させる場合に、第２切換機構を第１冷媒流路と第２冷媒流路が連通する第１状態とすることで、圧縮機から吐出され第１切換機構を介して第１冷媒流路を流れる高圧冷媒を、接続配管を介して第２冷媒流路にも流すことが可能になる。このため、この冷凍サイクル装置では、圧縮機から吐出された高圧冷媒を、第１冷媒流路と第１連絡管を含む流路と第２冷媒流路と第２連絡管を含む流路との両方を使って複数の利用熱交換器に送ることが可能になる。これにより、冷媒として二酸化炭素を用いる場合であっても複数の利用熱交換器に対して十分な量の高圧冷媒を供給することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0044】

【図1】冷凍サイクルシステムの概略構成図である。

【図2】冷凍サイクルシステムの概略機能ブロック構成図である。

【図3】一次側ユニットと熱源ユニットが接続されている様子を示す外観概略斜視図である。

【図4】冷凍サイクルシステムの冷房運転における動作（冷媒の流れ）を示す図である。

【図5】冷凍サイクルシステムの第１暖房運転における動作（冷媒の流れ）を示す図である。

【図6】冷凍サイクルシステムの第２暖房運転における動作（冷媒の流れ）を示す図である。

【図7】冷凍サイクルシステムの冷房主体運転における動作（冷媒の流れ）を示す図である。

【図8】冷凍サイクルシステムの暖房主体運転における動作（冷媒の流れ）を示す図である。

【図9】冷凍サイクルシステムの暖房運転時の制御フローチャートである。

【図10】他の実施形態Ａに係る冷凍サイクルシステムの概略構成図である。

【図11】他の実施形態Ｄに係る冷凍サイクルシステムの概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0045】

（１）冷凍サイクルシステムの構成
図１は、冷凍サイクルシステム１の概略構成図である。図２は、冷凍サイクルシステム１の概略機能ブロック構成図である。図３は、一次側ユニット５と熱源ユニット２が接続されている様子を示す外観概略斜視図である。

【0046】

冷凍サイクルシステム１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、ビル等の室内の冷暖房に使用される装置である。

【0047】

冷凍サイクルシステム１は、一次側ユニット５と二次側ユニット４（冷凍サイクル装置に相当）とを有しており、二元冷凍サイクルを行う二元冷媒回路を備えている。

【0048】

一次側ユニット５は、蒸気圧縮式の一次側冷媒回路５ａを有している。一次側冷媒回路５ａには、冷媒として、Ｒ３２等の冷媒が封入されている。

【0049】

二次側ユニット４は、蒸気圧縮式の二次側冷媒回路１０を有している。二次側冷媒回路１０には、冷媒として、二酸化炭素が封入されている。一次側ユニット５と二次側ユニット４とは、後述するカスケード熱交換器３５を介して連結されている。

【0050】

二次側ユニット４は、複数の利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃと対応する複数の分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃが対応する第１接続管１５ａ、１５ｂ、１５ｃおよび第２接続管１６ａ、１６ｂ、１６ｃを介して接続され、かつ、複数の分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃと熱源ユニット２が３つの連絡管７、８、９を介して接続されることによって構成されている。複数の利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃは、本実施形態では、第１利用ユニット３ａと、第２利用ユニット３ｂと、第３利用ユニット３ｃと、の３台である。複数の分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃは、本実施形態では、第１分岐ユニット６ａと、第２分岐ユニット６ｂと、第３分岐ユニット６ｃと、の３台である。熱源ユニット２は、本実施形態では、１台である。３つの冷媒連絡管は、第１連絡管８と、第２連絡管９と、第３連絡管７である。第１連絡管８には、運転状態に応じて、超臨界状態の冷媒と気液二相状態の冷媒とガス状態の冷媒とのいずれかの冷媒が流れる。第２連絡管９には、運転状態に応じて、気液二相状態の冷媒とガス状態の冷媒とのいずれかの冷媒が流れる。第３連絡管７には、運転状態に応じて、超臨界状態の冷媒と気液二相状態の冷媒と液状態の冷媒とのいずれかの冷媒が流れる。

【0051】

そして、冷凍サイクルシステム１では、各利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃが個別に冷房運転または暖房運転を行うことが可能になっており、暖房運転を行う利用ユニットから冷房運転を行う利用ユニットに冷媒を送ることで利用ユニット間において熱回収を行うことが可能になるように構成されている。具体的には、本実施形態では、冷房運転と暖房運転とを同時に行う冷房主体運転や暖房主体運転を行うことで、熱回収が行われる。また、冷凍サイクルシステム１では、上記の熱回収（冷房主体運転や暖房主体運転）も考慮した複数の利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ全体の熱負荷に応じて、熱源ユニット２の熱負荷をバランスさせるように構成されている。

【0052】

（２）一次側ユニット
一次側ユニット５は、一次側冷媒回路５ａと、一次側ファン７５と、一次側制御部７０と、を有している。また、一次側ユニット５は、一次側冷媒回路５ａの一部分と一次側ファン７５と一次側制御部７０を内部に収容する一次側ケーシング５ｘを有している。

【0053】

一次側冷媒回路５ａは、一次側圧縮機７１と、一次側切換機構７２と、一次側熱交換器７４と、一次側膨張弁７６と、二次側冷媒回路１０と共有しているカスケード熱交換器３５と、を有している。一次側冷媒回路５ａは、冷凍サイクルシステム１において一次側の冷媒回路を構成しており、内部をＲ３２等の冷媒が循環する。

【0054】

一次側圧縮機７１は、一次側の冷媒を圧縮するための機器であり、例えば、圧縮機モータ７１ａをインバータ制御することで運転容量を可変することが可能なスクロール型等の容積式圧縮機からなる。

【0055】

一次側切換機構７２は、カスケード熱交換器３５を一次側の冷媒の蒸発器として機能させる場合には、一次側圧縮機７１の吸入側とカスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂのガス側とを接続する第５接続状態となる（図１の一次側切換機構７２の実線を参照）。また、一次側切換機構７２は、カスケード熱交換器３５を一次側の冷媒の放熱器として機能させる場合には、一次側圧縮機７１の吐出側とカスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂのガス側とを接続する第６接続状態となる（図１の一次側切換機構７２の破線を参照）。このように、一次側切換機構７２は、一次側冷媒回路５ａ内における冷媒の流路を切り換えることが可能な機器であり、例えば、四路切換弁からなる。そして、一次側切換機構７２の切り換え状態を変更することによって、カスケード熱交換器３５を一次側の冷媒の蒸発器または放熱器として機能させることが可能になっている。

【0056】

カスケード熱交換器３５は、一次側の冷媒であるＲ３２等の冷媒と、二次側の冷媒である二酸化炭素と、の間で互いに混合させることなく熱交換を行わせるための機器である。カスケード熱交換器３５は、例えば、プレート型熱交換器からなる。カスケード熱交換器３５は、二次側冷媒回路１０に属する二次側流路３５ａと、一次側冷媒回路５ａに属する一次側流路３５ｂと、を有している。二次側流路３５ａは、そのガス側が第３熱源配管２５を介して二次側切換機構２２に接続され、その液側が第４熱源配管２６（第３連絡流路の一部に相当）を介して熱源側膨張弁３６に接続されている。一次側流路３５ｂは、そのガス側が一次側切換機構７２を介して一次側圧縮機７１に接続され、その液側が一次側膨張弁７６に接続されている。

【0057】

一次側膨張弁７６は、一次側冷媒回路５ａのカスケード熱交換器３５と一次側熱交換器７４との間の液配管に設けられている。一次側膨張弁７６は、一次側冷媒回路５ａの液側の部分を流れる一次側の冷媒の流量の調節等を行う、開度調節が可能な電動膨張弁である。

【0058】

一次側熱交換器７４は、一次側の冷媒と室内空気との熱交換を行うための機器であり、例えば、多数の伝熱管およびフィンによって構成されたフィン・アンド・チューブ型熱交換器からなる。

【0059】

一次側ファン７５は、一次側ユニット５内に設けられており、屋外空気を一次側熱交換器７４に導いて、一次側熱交換器７４を流れる一次側の冷媒と熱交換させた後に、屋外に排出させる、という空気流れを生じさせる。一次側ファン７５は、一次側ファンモータ７５ａによって駆動される。

【0060】

また、一次側ユニット５には、各種のセンサが設けられている。具体的には、一次側熱交換器７４を通過する前の屋外空気の温度を検出する外気温度センサ７７と、一次側圧縮機７１から吐出された一次側の冷媒の圧力を検出する一次側吐出圧力センサ７８と、が設けられている。

【0061】

一次側制御部７０は、一次側ユニット５を構成する各部７１（７１ａ）、７２、７５（７５ａ）、７６の動作を制御する。そして、一次側制御部７０は、一次側ユニット５の制御を行うために設けられたＣＰＵやマイクロコンピュータ等のプロセッサとメモリを有しており、リモコン（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行うことや、二次側ユニット４の熱源側制御部２０や分岐ユニット制御部６０ａ－ｃや利用側制御部５０ａ～ｃとの間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。

【0062】

（３）二次側ユニット
二次側ユニット４は、複数の利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃと、複数の分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃと、熱源ユニット２と、が互いに接続されて構成されている。各利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃは、対応する分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃと、１対１に接続されている。具体的には、利用ユニット３ａと分岐ユニット６ａとは第１接続管１５ａおよび第２接続管１６ａを介して接続され、利用ユニット３ｂと分岐ユニット６ｂとは第１接続管１５ｂおよび第２接続管１６ｂを介して接続され、利用ユニット３ｃと分岐ユニット６ｃとは第１接続管１５ｃおよび第２接続管１６ｃを介して接続されている。また、各分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃは、熱源ユニット２と、３つの連絡管である第３連絡管７（第３連絡流路の一部に相当）と第１連絡管８（第１連絡流路の一部に相当）と第２連絡管９（第２連絡流路の一部に相当）とを介して接続されている。具体的には、熱源ユニット２から延び出した第３連絡管７と第１連絡管８と第２連絡管９とは、それぞれ複数に分岐して、各分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃに接続されている。

【0063】

（３－１）利用ユニット
利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃは、ビル等の室内の天井に埋め込みや吊り下げ等、または、室内の壁面に壁掛け等により設置されている。利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃは、連絡管７、８、９を介して熱源ユニット２に接続されており、二次側冷媒回路１０の一部を構成する利用回路１３ａ、１３ｂ、１３ｃを有している。

【0064】

次に、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの構成について説明する。なお、第２利用ユニット３ｂおよび第３利用ユニット３ｃは、第１利用ユニット３ａと同様の構成であるため、ここでは、第１利用ユニット３ａの構成のみ説明し、第２利用ユニット３ｂおよび第３利用ユニット３ｃの構成については、それぞれ、第１利用ユニット３ａの各部を示す符号の添字「ａ」の代わりに、「ｂ」または「ｃ」の添字を付して、各部の説明を省略する。

【0065】

第１利用ユニット３ａは、主として、二次側冷媒回路１０の一部を構成する利用回路１３ａと、室内ファン５３ａと、利用側制御部５０ａと、を有している。なお、室内ファン５３ａは、室内ファンモータ５４ａを有している。なお、第２利用ユニット３ｂは、利用回路１３ｂ、室内ファン５３ｂ、利用側制御部５０ｂ、室内ファンモータ５４ｂを有している。第３利用ユニット３ｃは、利用回路１３ｃ、室内ファン５３ｃ、利用側制御部５０ｃ、室内ファンモータ５４ｃを有している。

【0066】

利用回路１３ａは、主として、利用側熱交換器５２ａ（利用熱交換器に相当）と、第１利用配管５７ａと、第２利用配管５６ａと、利用側膨張弁５１ａと、を有している。

【0067】

利用側熱交換器５２ａは、冷媒と室内空気との熱交換を行うための機器であり、例えば、多数の伝熱管およびフィンによって構成されたフィン・アンド・チューブ型熱交換器からなる。ここで、利用ユニット３ａは、ユニット内に室内空気を吸入して、利用側熱交換器５２ａを流れる冷媒と熱交換させた後に、供給空気として室内に供給する室内ファン５３ａを有している。室内ファン５３ａは、室内ファンモータ５４ａによって駆動される。

【0068】

第２利用配管５６ａは、その一端が第１利用ユニット３ａの利用側熱交換器５２ａの液側（ガス側とは反対側）に接続されている。第２利用配管５６ａの他端は、に第２接続管１６ａに接続されている。第２利用配管５６ａの途中には、上述した利用側膨張弁５１ａが設けられている。

【0069】

利用側膨張弁５１ａは、利用側熱交換器５２ａを流れる冷媒の流量の調節等を行う、開度調節が可能な電動膨張弁である。利用側膨張弁５１ａは、第２利用配管５６ａに設けられている。

【0070】

第１利用配管５７ａは、その一端が第１利用ユニット３ａの利用側熱交換器５２ａのガス側に接続されている。本実施形態では、第１利用配管５７ａは、利用側熱交換器５２ａの利用側膨張弁５１ａ側とは反対側に接続されている。第１利用配管５７ａは、その他端が、第１接続管１５ａに接続されている。

【0071】

また、利用ユニット３ａには、各種のセンサが設けられている。具体的には、利用側熱交換器５２ａの液側における冷媒の温度を検出する液側温度センサ５８ａが設けられている。また、利用ユニット３ａには、室内から取り込まれた空気であって、利用側熱交換器５２ａを通過する前の空気の温度である室内温度を検出する室内温度センサ５５ａが設けられている。

【0072】

利用側制御部５０ａは、利用ユニット３ａを構成する各部５１ａ、５３ａ（５４ａ）の動作を制御する。そして、利用側制御部５０ａは、利用ユニット３ａの制御を行うために設けられたＣＰＵやマイクロコンピュータ等のプロセッサとメモリを有しており、リモコン（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行うことや、二次側ユニット４の熱源側制御部２０や分岐ユニット制御部６０ａ－ｃや一次側ユニット５の一次側制御部７０との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。

【0073】

（３－２）分岐ユニット
分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃは、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃと１対１に対応しつつ接続されており、ビル等の室内の天井裏の空間等に設置されている。分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃは、連絡管７、８、９を介して熱源ユニット２に接続されている。分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃは、二次側冷媒回路１０の一部を構成する分岐回路１４ａ、１４ｂ、１４ｃを有している。

【0074】

次に、分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃの構成について説明する。なお、第２分岐ユニット６ｂおよび第３分岐ユニット６ｃは、第１分岐ユニット６ａと同様の構成であるため、ここでは、第１分岐ユニット６ａの構成のみ説明し、第２分岐ユニット６ｂおよび第３分岐ユニット６ｃの構成については、それぞれ、第１分岐ユニット６ａの各部を示す符号の添字「ａ」の代わりに、「ｂ」または「ｃ」の添字を付して、各部の説明を省略する。

【0075】

第１分岐ユニット６ａは、主として、二次側冷媒回路１０の一部を構成する分岐回路１４ａと、分岐ユニット制御部６０ａと、を有している。なお、第２分岐ユニット６ｂは、分岐回路１４ｂと分岐ユニット制御部６０ｂを有している。第３分岐ユニット６ｃは、分岐回路１４ｃと分岐ユニット制御部６０ｃを有している。

【0076】

分岐回路１４ａは、主として、合流配管６２ａと、第１分岐配管６３ａと、第２分岐配管６４ａと、第１調節弁６６ａと、第２調節弁６７ａと、第３分岐配管６１ａと、を有している。

【0077】

合流配管６２ａは、その一端が第１接続管１５ａに接続されている。合流配管６２ａの他端には、第１分岐配管６３ａと第２分岐配管６４ａが分岐して接続されている。

【0078】

第１分岐配管６３ａは、合流配管６２側とは反対側が、第１連絡管８に接続されている。第１分岐配管６３ａには、開閉可能な第１調節弁６６ａが設けられている。なお、ここでは、第１調節弁６６ａとして、開度調節が可能な電動膨張弁を採用しているが、開閉のみが可能な電磁弁等を採用してもよい。

【0079】

第２分岐配管６４ａは、合流配管６２側とは反対側が、第２連絡管９に接続されている。第２分岐配管６４ａには、開閉可能な第２調節弁６７ａが設けられている。なお、ここでは、第２調節弁６７ａとして、開度調節が可能な電動膨張弁を採用しているが、開閉のみが可能な電磁弁等を採用してもよい。

【0080】

第３分岐配管６１ａは、その一端が第２接続管１６ａに接続されている。第３分岐配管６１ａは、その他端が第３連絡管７に接続されている。

【0081】

そして、第１分岐ユニット６ａは、後述の冷房運転を行う際には、第１調節弁６６ａおよび第２調節弁６７ａを開けた状態にすることで、以下のように機能することができる。具体的には、第１分岐ユニット６ａは、第３連絡管７を通じて第３分岐配管６１ａに流入する冷媒を、第２接続管１６ａに送る。なお、第２接続管１６ａを通じて第１利用ユニット３ａの第２利用配管５６ａを流れる冷媒は、利用側膨張弁５１ａを通じて、第１利用ユニット３ａの利用側熱交換器５２ａに送られる。そして、利用側熱交換器５２ａに送られた冷媒は、室内空気との熱交換によって蒸発した後、第１利用配管５７ａを介して、第１接続管１５ａを流れる。第１接続管１５ａを流れた冷媒は、第１分岐ユニット６ａの合流配管６２ａに送られる。合流配管６２ａを流れた冷媒は、第１分岐配管６３ａと第２分岐配管６４ａに分岐して流れる。第１分岐配管６３ａにおいて第１調節弁６６ａを通過した冷媒は、第１連絡管８に送られる。第２分岐配管６４ａにおいて第２調節弁６７ａを通過した冷媒は、第２連絡管９に送られる。

【0082】

また、第１分岐ユニット６ａは、後述の冷房主体運転を行う際と暖房主体運転を行う際に、第１利用ユニット３ａにおいて室内を冷房する場合には、第１調節弁６６ａを閉じた状態にしつつ第２調節弁６７ａを開けた状態にすることで、以下のように機能することができる。具体的には、第１分岐ユニット６ａは、第３連絡管７を通じて第３分岐配管６１ａに流入する冷媒を、第２接続管１６ａに送る。なお、第２接続管１６ａを通じて第１利用ユニット３ａの第２利用配管５６ａを流れる冷媒は、利用側膨張弁５１ａを通じて、第１利用ユニット３ａの利用側熱交換器５２ａに送られる。そして、利用側熱交換器５２ａに送られた冷媒は、室内空気との熱交換によって蒸発した後、第１利用配管５７ａを介して、第１接続管１５ａを流れる。第１接続管１５ａを流れた冷媒は、第１分岐ユニット６ａの合流配管６２ａに送られる。合流配管６２ａを流れた冷媒は、第２分岐配管６４ａに流れて第２調節弁６７ａを通過した後、第２連絡管９に送られる。

【0083】

また、第１分岐ユニット６ａは、後述の暖房運転を行う際には、第２調節弁６７ａを後述するように運転状況に応じて開状態か閉状態にし、かつ、第１調節弁６６ａを開けた状態にすることで、次のように機能することができる。具体的には、第１分岐ユニット６ａでは、第１連絡管８を通じて第１分岐配管６３ａに流入する冷媒が、第１調節弁６６ａを通過して、合流配管６２に送られる。また、第１分岐ユニット６ａでは、第２調節弁６７ａが開状態に制御される場合には、第２連絡管９を通じて第２分岐配管６４ａに流入する冷媒が、第２調節弁６７ａを通過して、合流配管６２に送られる。合流配管６２ａを流れた冷媒は、第１接続管１５ａを介して、利用ユニット３ａの第１利用配管５７ａを流れて、利用側熱交換器５２ａに送られる。そして、利用側熱交換器５２ａに送られた冷媒は、室内空気との熱交換によって放熱した後、第２利用配管５６ａに設けられた利用側膨張弁５１ａを通過する。第２利用配管５６ａを通過した冷媒は、第２接続管１６ａを介して、第１分岐ユニット６ａの第３分岐配管６１ａを流れた後、第３連絡管７に送られる。

【0084】

また、第１分岐ユニット６ａは、後述の冷房主体運転を行う際と暖房主体運転を行う際に、第１利用ユニット３ａにおいて室内を暖房する場合には、第２調節弁６７ａを閉状態にし、かつ、第１調節弁６６ａを開けた状態にすることで、次のように機能することができる。具体的には、第１分岐ユニット６ａでは、第１連絡管８を通じて第１分岐配管６３ａに流入する冷媒が、第１調節弁６６ａを通過して、合流配管６２に送られる。合流配管６２ａを流れた冷媒は、第１接続管１５ａを介して、利用ユニット３ａの第１利用配管５７ａを流れて、利用側熱交換器５２ａに送られる。そして、利用側熱交換器５２ａに送られた冷媒は、室内空気との熱交換によって放熱した後、第２利用配管５６ａに設けられた利用側膨張弁５１ａを通過する。第２利用配管５６ａを通過した冷媒は、第２接続管１６ａを介して、第１分岐ユニット６ａの第３分岐配管６１ａを流れた後、第３連絡管７に送られる。

【0085】

このような機能は、第１分岐ユニット６ａだけでなく、第２分岐ユニット６ｂ、第３分岐ユニット６ｃも同様に有している。このため、第１分岐ユニット６ａ、第２分岐ユニット６ｂ、第３分岐ユニット６ｃは、ぞれぞれ、各利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃについて、冷媒の蒸発器として機能させるか、または、冷媒の放熱器として機能させるか、を個別に切り換えることが可能になっている。

【0086】

分岐ユニット制御部６０ａは、分岐ユニット６ａを構成する各部６６ａ、６７ａの動作を制御する。そして、分岐ユニット制御部６０ａは、分岐ユニット６ａの制御を行うために設けられたＣＰＵやマイクロコンピュータ等のプロセッサとメモリを有しており、リモコン（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行うことや、二次側ユニット４の熱源側制御部２０や利用ユニット３ａ－ｃや一次側ユニット５の一次側制御部７０との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。

【0087】

（３－３）熱源ユニット
熱源ユニット２は、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃや分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃが配置された空間とは異なる空間や屋上等に設置されている。熱源ユニット２は、連絡管７、８、９を介して分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃに接続されており、二次側冷媒回路１０の一部を構成している。

【0088】

次に、熱源ユニット２の構成について説明する。熱源ユニット２は、主として、二次側冷媒回路１０の一部を構成する熱源回路１２を有している。

【0089】

熱源回路１２は、主として、二次側圧縮機２１（圧縮機に相当）と、二次側切換機構２２（第１切換機構に相当）と、第１熱源配管２８（第１連絡流路の一部に相当）と、第２熱源配管２９（第２連絡流路の一部に相当）と、吸入流路２３と、吐出流路２４と、第３熱源配管２５と、第４熱源配管２６（第３連絡流路の一部に相当）と、第５熱源配管２７（第３連絡流路の一部に相当）と、カスケード熱交換器３５（熱源熱交換器に相当）と、熱源側膨張弁３６と、第３閉鎖弁３１と、第１閉鎖弁３２と、第２閉鎖弁３３と、アキュムレータ３０と、連通路４５（接続配管に相当）と、第１開閉弁４６と、第２開閉弁４７と、油分離器３４と、油戻し回路４０と、熱源側制御部２０と、を有している。熱源回路１２は、さらにこれらの各要素を収容した二次側熱源ケーシング２ｘを有している。二次側熱源ケーシング２ｘは、底フレームと天板と４つの側板によって略直方体形状に構成されるものである。

【0090】

二次側圧縮機２１は、二次側の冷媒を圧縮するための機器であり、例えば、圧縮機モータ２１ａをインバータ制御することで運転容量を可変することが可能なスクロール型等の容積式圧縮機からなる。なお、二次側圧縮機２１は、運転時の負荷に応じて、負荷が大きいほど運転容量が大きくなるように制御される。

【0091】

二次側切換機構２２は、二次側冷媒回路１０の接続状態、特に、熱源回路１２内における冷媒の流路を切り換えることが可能な機構である。本実施形態では、二次側切換機構２２は、環状の流路に二方弁である切換弁２２ａ～２２ｄが４つ並んで設けられて構成されている。なお、二次側切換機構２２としては、これに変えて、複数の三路切換弁を組合せたものを用いてもよい。二次側切換機構２２は、吐出流路２４と第３熱源配管２５とを接続する流路に設けられた第１切換弁２２ａと、吐出流路２４と第１熱源配管２８とを接続する流路に設けられた第２切換弁２２ｂと、吸入流路２３と第３熱源配管２５とを接続する流路に設けられた第３切換弁２２ｃと、吸入流路２３と第１熱源配管２８とを接続する流路に設けられた第４切換弁２２ｄと、を有している。本実施形態において、第１切換弁２２ａと、第２切換弁２２ｂと、第３切換弁２２ｃと、第４切換弁２２ｄと、はそれぞれ開状態と閉状態とが切り換えられる電磁弁である。

【0092】

二次側切換機構２２は、カスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の放熱器として機能させる場合には、第１切換弁２２ａを開状態として二次側圧縮機２１の吐出側とカスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａのガス側とを接続しつつ、第３切換弁２２ｃを閉状態とする第１接続状態とする。また、二次側切換機構２２は、カスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の蒸発器として機能させる場合には、第３切換弁２２ｃを開状態として二次側圧縮機２１の吸入側とカスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａのガス側とを接続しつつ、第１切換弁２２ａを閉状態とする第２接続状態とする。また、二次側切換機構２２は、二次側圧縮機２１から吐出される二次側の冷媒を第１連絡管８に送る場合には、第２切換弁２２ｂを開状態として二次側圧縮機２１の吐出側と第１連絡管８とを接続しつつ、第４切換弁２２ｄを閉状態とする第３接続状態とする。また、二次側切換機構２２は、第１連絡管８を流れる冷媒を二次側圧縮機２１に吸入させる場合には、第４切換弁２２ｄを開状態として第１連絡管８と二次側圧縮機２１の吸入側とを接続しつつ、第２切換弁２２ｂを閉状態とする第４接続状態とする。

【0093】

カスケード熱交換器３５は、上述の通り、一次側の冷媒であるＲ３２等の冷媒と、二次側の冷媒である二酸化炭素と、の間で互いに混合させることなく熱交換を行わせるための機器である。なお、カスケード熱交換器３５は、二次側冷媒回路１０の二次側の冷媒が流れる二次側流路３５ａと、一次側冷媒回路５ａの一次側の冷媒が流れる一次側流路３５ｂと、を有することで、一次側ユニット５と熱源ユニット２とで共有されている。なお、本実施形態では、カスケード熱交換器３５は、熱源ユニット２が有する二次側熱源ケーシング２ｘ内部に配置されており、カスケード熱交換器３５のうちの一次側流路３５ｂの両端から延びた冷媒配管が、熱源ユニット２の二次側熱源ケーシング２ｘ外まで延びるように設けられている。

【0094】

熱源側膨張弁３６は、カスケード熱交換器３５を流れる二次側の冷媒の流量の調節等を行うために、カスケード熱交換器３５の液側に接続された開度調節が可能な電動膨張弁である。

【0095】

第３閉鎖弁３１、第１閉鎖弁３２および第２閉鎖弁３３は、外部の機器・配管（具体的には、連絡管７、８および９）との接続口に設けられた弁である。具体的には、第３閉鎖弁３１は、熱源ユニット２から引き出される第３連絡管７に接続されている。第１閉鎖弁３２は、熱源ユニット２から引き出される第１連絡管８に接続されている。第２閉鎖弁３３は、熱源ユニット２から引き出される第２連絡管９に接続されている。

【0096】

第１熱源配管２８は、第１閉鎖弁３２と二次側切換機構２２とを接続する冷媒配管である。具体的には、第１熱源配管２８は、第１閉鎖弁３２と、二次側切換機構２２のうちの第２切換弁２２ｂと第４切換弁２２ｄとの間の部分と、を接続している。

【0097】

吸入流路２３は、二次側切換機構２２と二次側圧縮機２１の吸入側とを連絡する流路である。具体的には、吸入流路２３は、二次側切換機構２２のうちの第３切換弁２２ｃと第４切換弁２２ｄとの間の部分と、二次側圧縮機２１の吸入側と、を接続している。吸入流路２３の途中には、アキュムレータ３０が設けられている。

【0098】

第２熱源配管２９は、第２閉鎖弁３３と吸入流路２３の途中とを接続する冷媒配管である。なお、本実施形態では、第２熱源配管２９は、吸入流路２３のうち、二次側切換機構２２における第２切換弁２２ｂと第４切換弁２２ｄの間の部分と、アキュムレータ３０と、の間の部分である第２接続箇所Ｙにおいて、吸入流路２３に接続されている。

【0099】

吐出流路２４は、二次側圧縮機２１の吐出側と二次側切換機構２２とを接続する冷媒配管である。具体的には、吐出流路２４は、二次側圧縮機２１の吐出側と、二次側切換機構２２のうちの第１切換弁２２ａと第２切換弁２２ｂとの間の部分と、を接続している。

【0100】

第３熱源配管２５は、二次側切換機構２２とカスケード熱交換器３５のガス側とを接続する冷媒配管である。具体的には、第３熱源配管２５は、二次側切換機構２２のうちの第１切換弁２２ａと第３切換弁２２ｃとの間の部分と、カスケード熱交換器３５における二次側流路３５ａのガス側端部とを接続している。

【0101】

第４熱源配管２６は、カスケード熱交換器３５の液側（ガス側とは反対側）と熱源側膨張弁３６とを接続する冷媒配管である。具体的には、第４熱源配管２６は、カスケード熱交換器３５における二次側流路３５ａの液側端部（ガス側とは反対側の端部）と、熱源側膨張弁３６とを接続している。

【0102】

第５熱源配管２７は、熱源側膨張弁３６と第３閉鎖弁３１とを接続する冷媒配管である。

【0103】

連通路４５は、第１熱源配管２８と、第２熱源配管２９と、を接続する冷媒流路である。具体的には、連通路４５は、第１接続箇所Ｘにおいて第２熱源配管２９と接続されている。

【0104】

第１開閉弁４６は、連通路４５に設けられており、開状態と閉状態とが切り換えられる電磁弁である。

【0105】

第２開閉弁４７は、第２熱源配管２９に設けられており、開状態と閉状態とが切り換えられる電磁弁である。具体的には、第２開閉弁４７は、第２熱源配管２９のうち、第２熱源配管２９と連通路４５の接続箇所である第１接続箇所Ｘと、第２熱源配管２９と吸入流路２３との接続箇所である第２接続箇所Ｙと、の間に設けられている。

【0106】

アキュムレータ３０は、二次側の冷媒を溜めることが可能な容器であり、二次側圧縮機２１の吸入側に設けられている。

【0107】

油分離器３４は、吐出流路２４の途中に設けられている。油分離器３４は、二次側の冷媒に伴って二次側圧縮機２１から吐出された冷凍機油を二次側の冷媒から分離して、二次側圧縮機２１に戻すための機器である。

【0108】

油戻し回路４０は、油分離器３４と吸入流路２３とを接続するように設けられている。具体的には、油戻し回路４０は、油分離器３４から延び出た流路が、吸入流路２３のうちアキュムレータ３０と二次側圧縮機２１の吸入配管２１ｂ（圧縮機に吸入される冷媒が流れる配管に相当）との間の部分に合流するように設けられている。油戻し回路４０は、油分離器３４と吸入流路２３との間を互いに並列に接続する第１油戻し流路４１と第２油戻し流路４３を有している。第１油戻し流路４１には、油戻しキャピラリーチューブ４２が設けられている。第２油戻し流路４３には、油戻し開閉弁４４が設けられている。油戻しキャピラリーチューブ４２では、二次側圧縮機２１の運転に伴って、油分離器３４において分離された冷凍機油が二次側圧縮機２１に戻される。油戻し開閉弁４４では、二次側圧縮機２１の運転時において所定の油戻し条件を満たした場合に、開状態を所定時間維持し閉状態を所定時間維持することを繰り返すことにより、油戻し回路４０を通じた冷凍機油の返油量が制御される。

【0109】

また、熱源ユニット２には、各種のセンサが設けられている。具体的には、二次側圧縮機２１の吸入側における二次側の冷媒の圧力を検出する二次側吸入圧力センサ３７（第３流路における冷媒圧力または冷媒温度を検出するセンサに相当）と、二次側圧縮機２１の吐出側における二次側の冷媒の圧力を検出する二次側吐出圧力センサ３８と、二次側圧縮機２１の吐出側における二次側の冷媒の温度を検出する二次側吐出温度センサ３９とが設けられている。

【0110】

熱源側制御部２０は、熱源ユニット２を構成する各部２１（２１ａ）、２２、３６、４４、４６、４７の動作を制御する。そして、熱源側制御部２０は、熱源ユニット２の制御を行うために設けられたＣＰＵやマイクロコンピュータ等のプロセッサとメモリを有しており、一次側ユニット５の一次側制御部７０や利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの利用側制御部５０ａ、５０ｂ、５０ｃや分岐ユニット制御部６０ａ－ｃとの間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。

【0111】

（４）制御部
冷凍サイクルシステム１では、上述の熱源側制御部２０、利用側制御部５０ａ－ｃ、分岐ユニット制御部６０ａ－ｃ、一次側制御部７０が、有線または無線を介して相互に通信可能に接続されることで、制御部８０を構成している。したがって、この制御部８０は、各種センサ３７、３８、３９、７７、７８、５８ａ等の検出情報および図示しないリモコン等から受け付けた指示情報等に基づいて、各部２１（２１ａ）、２２、３６、４４、４６、４７、５１ａ－ｃ、５３ａ－ｃ（５４ａ－ｃ）、６６ａ－ｃ、６７ａ－ｃ、７１（７１ａ）、７２、７５（７５ａ）、７６の動作を制御する。

【0112】

（５）冷凍サイクルシステムの動作
次に、冷凍サイクルシステム１の動作について、図４～図８を用いて説明する。

【0113】

冷凍サイクルシステム１の冷凍サイクル運転は、主として、冷房運転と、暖房運転と、冷房主体運転と、暖房主体運転と、に分けることができる。

【0114】

ここで、冷房運転は、利用側熱交換器が冷媒の蒸発器として機能する運転を行う利用ユニットだけが存在し、利用ユニット全体の蒸発負荷に対してカスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の放熱器として機能させる冷凍サイクル運転である。

【0115】

暖房運転は、利用側熱交換器が冷媒の放熱器として機能する運転を行う利用ユニットだけが存在し、利用ユニット全体の放熱負荷に対してカスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の蒸発器として機能させる冷凍サイクル運転である。

【0116】

冷房主体運転は、利用側熱交換器が冷媒の蒸発器として機能する運転を行う利用ユニットと、利用側熱交換器が冷媒の放熱器として機能する運転を行う利用ユニットと、を混在させる運転である。冷房主体運転は、利用ユニット全体の熱負荷において蒸発負荷が主体である場合に、この利用ユニット全体の蒸発負荷に対してカスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の放熱器として機能させる冷凍サイクル運転である。

【0117】

暖房主体運転は、利用側熱交換器が冷媒の蒸発器として機能する運転を行う利用ユニットと、利用側熱交換器が冷媒の放熱器として機能する運転を行う利用ユニットと、を混在させる運転である。暖房主体運転は、利用ユニット全体の熱負荷において放熱負荷が主体である場合に、この利用ユニット全体の放熱負荷に対してカスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の蒸発器として機能させる冷凍サイクル運転である。

【0118】

なお、これらの冷凍サイクル運転を含む冷凍サイクルシステム１の動作は、上記の制御部８０によって行われる。

【0119】

なお、これらのいずれの運転においても、利用ユニットのいずれかが運転停止状態であってもよい。利用ユニット３ａ－ｃは、図示しないリモコン等からの指令を受け付けた利用側制御部５０ａ－ｃが、運転停止状態に制御する。利用ユニット３ａ－ｃは、運転停止状態では、利用側膨張弁５１ａ－ｃを閉じるか、第１調節弁６６ａ－ｃおよび第２調節弁６７ａ－ｃを閉じた状態にして、室内ファン５３ａ－ｃを停止させる。これによって、運転停止状態の利用ユニット３ａ－ｃにおける冷媒の流れが途絶える。

【0120】

（５－１）冷房運転
冷房運転では、例えば、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃの全てが冷媒の蒸発器として機能する運転を行い、カスケード熱交換器３５が二次側の冷媒の放熱器として機能する運転を行う。この冷房運転では、冷凍サイクルシステム１の一次側冷媒回路５ａおよび二次側冷媒回路１０は、図４に示すように構成される。なお、図４の一次側冷媒回路５ａに付された矢印および二次側冷媒回路１０に付された矢印は、冷房運転時の冷媒の流れを示している。

【0121】

具体的には、一次側ユニット５においては、一次側切換機構７２を第５接続状態に切り換えることによって、カスケード熱交換器３５を一次側の冷媒の蒸発器として機能させるようになっている。なお、一次側切換機構７２の第５接続状態は、図４の一次側切換機構７２において実線で示す接続状態である。これにより、一次側ユニット５では、一次側圧縮機７１から吐出された一次側の冷媒は、一次側切換機構７２を通過して、一次側熱交換器７４において一次側ファン７５から供給される外気と熱交換を行うことで凝縮する。一次側熱交換器７４において凝縮した一次側の冷媒は、一次側膨張弁７６において減圧された後、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂを流れて蒸発し、一次側切換機構７２を介して、一次側圧縮機７１に吸入される。

【0122】

また、熱源ユニット２においては、二次側切換機構２２を第１接続状態でかつ第４接続状態に切り換えることによって、カスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の放熱器として機能させるようになっている。なお、二次側切換機構２２の第１接続状態は、第１切換弁２２ａが開状態で第３切換弁２２ｃが閉状態となる接続状態である。二次側切換機構２２の第４接続状態は、第４切換弁２２ｄが開状態で第２切換弁２２ｂが閉状態となる接続状態である。ここで、熱源側膨張弁３６は、開度調節されている。また、第１開閉弁４６および／または第２開閉弁４７は、開状態に制御される。第１～第３利用ユニット３ａ～３ｃにおいては、第１調節弁６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、および、第２調節弁６７ａ、６７ｂ、６７ｃを開状態にする。これにより、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃの全てが冷媒の蒸発器として機能する。また、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃの全てと熱源ユニット２の二次側圧縮機２１の吸入側とは、第１利用配管５７ａ－ｃ、第１接続管１５ａ－ｃ、合流配管６２ａ－ｃ、第１分岐配管６３ａ－ｃ、第２分岐配管６４ａ－ｃ、第１連絡管８および第２連絡管９を介して接続された状態になっている。利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃにおいては、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、開度調節されている。なお、冷房運転では、複数の利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃに運転停止状態の利用ユニットが含まれていてもよい。

【0123】

このような二次側冷媒回路１０において、二次側圧縮機２１で圧縮され吐出された二次側の高圧冷媒は、二次側切換機構２２を通じて、カスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａに送られる。カスケード熱交換器３５では、二次側流路３５ａを流れる二次側の高圧冷媒は放熱し、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂを流れる一次側の冷媒は蒸発する。カスケード熱交換器３５において放熱した二次側の冷媒は、開度調節されている熱源側膨張弁３６を通過した後、第３閉鎖弁３１を通じて、第３連絡管７に送られる。

【0124】

そして、第３連絡管７に送られた冷媒は、３つに分岐されて、各第１～第３分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃの第３分岐配管６１ａ、６１ｂ、６１ｃを通過する。その後、各第２接続管１６ａ、１６ｂ、１６ｃを流れた冷媒は、各第１～第３利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの第２利用配管５６ａ、５６ｂ、５６ｃに送られる。第２利用配管５６ａ、５６ｂ、５６ｃに送られた冷媒は、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃに送られる。

【0125】

そして、開度調節されている利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃｃを通過した冷媒は、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃにおいて、室内ファン５３ａ、５３ｂ、５３ｃによって供給される室内空気と熱交換を行う。これにより、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃを流れる冷媒は、蒸発し、低圧のガス冷媒となる。室内空気は、冷却されて室内に供給される。これにより、室内空間が冷房される。利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃにおいて蒸発した低圧のガス冷媒は、第１利用配管５７ａ－ｃを流れ、第１接続管１５ａ－ｃを流れた後、第１～第３利用ユニット３ａ～３ｃの合流配管６２ａ、６２ｂ、６２ｃに送られる。

【0126】

そして、合流配管６２ａ、６２ｂ、６２ｃに送られた低圧のガス冷媒は、第１分岐配管６３ａ、６３ｂ、６３ｃと、第２分岐配管６４ａ、６４ｂ、６４ｃと、に分岐して流れる。第１分岐配管６３ａ、６３ｂ、６３ｃにおいて第１調節弁６６ａ、６６ｂ、６６ｃを通過した冷媒は、第１連絡管８に送られる。第２分岐配管６４ａ、６４ｂ、６４ｃにおいて第２調節弁６７ａ、６７ｂ、６７ｃを通過した冷媒は、第２連絡管９に送られる。

【0127】

そして、第１連絡管８および第２連絡管９に送られた低圧のガス冷媒は、第１閉鎖弁３２、第２閉鎖弁３３、第１熱源配管２８、第２熱源配管２９、第１開閉弁４６と第２開閉弁４７のうち開状態に制御されているもの、二次側切換機構２２、吸入流路２３およびアキュムレータ３０を通じて、二次側圧縮機２１の吸入側に戻される。

【0128】

このようにして、冷房運転における動作が行われる。

【0129】

（５－２）暖房運転
暖房運転では、二次側の冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器５２ａ－ｃが設置されている空調対象空間の負荷に応じて、負荷が大きい場合の暖房運転である第１暖房運転と、負荷が小さい場合の暖房運転である第２暖房運転と、が選択的に行われる。

【0130】

ここでの負荷は、二次側の冷媒の放熱器として機能する各利用側熱交換器５２ａ－ｃが設置されている空調対象空間の負荷の合計として判断される。本実施形態では、図示しないリモコン等を介して利用側制御部５０ａ－ｃが受け付けた利用ユニット３ａ－ｃのそれぞれの設定温度と、室内温度センサ５５ａ－ｃのそれぞれの検出温度と、の差の合計に基づいて負荷を求める。具体的には、室内温度が設定温度よりも低く、その差が大きいほど、暖房運転における負荷が大きいと判断されることになる。そして、当該負荷が所定レベルを超えている場合には、第１暖房運転が行われ、超えていない場合には、第２暖房運転が行われる。

【0131】

（５－２－１）第１暖房運転
負荷が大きい場合の暖房運転では、例えば、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃの全てが冷媒の放熱器として機能する運転を行う。また、第１暖房運転では、カスケード熱交換器３５が二次側の冷媒の蒸発器として機能する運転を行う。第１暖房運転では、冷凍サイクルシステム１の一次側冷媒回路５ａおよび二次側冷媒回路１０は、図５に示すように構成される。図５の一次側冷媒回路５ａに付された矢印および二次側冷媒回路１０に付された矢印は、第１暖房運転実行時の冷媒の流れを示している。

【0132】

具体的には、一次側ユニット５においては、一次側切換機構７２を第６運転状態に切り換えることによって、カスケード熱交換器３５を一次側の冷媒の放熱器として機能させるようになっている。一次側切換機構７２の第６運転状態は、図５の一次側切換機構７２において破線で示す接続状態である。これにより、一次側ユニット５では、一次側圧縮機７１から吐出された一次側の冷媒は、一次側切換機構７２を通過して、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂを流れて凝縮する。カスケード熱交換器３５において凝縮した一次側の冷媒は、一次側膨張弁７６において減圧された後、一次側熱交換器７４において一次側ファン７５から供給される外気と熱交換を行うことで蒸発し、一次側切換機構７２を介して、一次側圧縮機７１に吸入される。

【0133】

また、熱源ユニット２においては、二次側切換機構２２を第２接続状態でかつ第３接続状態に切り換えることによって、カスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の蒸発器として機能させるようになっている。二次側切換機構２２の第２接続状態は、第１切換弁２２ａが閉状態で第３切換弁２２ｃが開状態の接続状態である。二次側切換機構２２の第３接続状態は、第２切換弁２２ｂが開状態で第４切換弁２２ｄが閉状態の接続状態である。ここで、負荷が大きな場合の暖房運転においては、二次側圧縮機２１の吐出冷媒の圧力は、所定圧力を超えるように制御され、例えば、５ＭＰａ以上１２ＭＰａ以下となるように制御される。また、熱源側膨張弁３６は、開度調節されている。また、第１開閉弁４６は開状態に制御され、第２開閉弁４７は閉状態に制御される。第１～第３分岐ユニット６ａ～６ｃにおいては、第１調節弁６６ａ、６６ｂ、６６ｃと第２調節弁６７ａ、６７ｂ、６７ｃ開は状態に制御される。これによって、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃの全てが冷媒の放熱器として機能する。また、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃの全てと熱源ユニット２の二次側圧縮機２１の吐出側とは、吐出流路２４、第１熱源配管２８、第１連絡管８、第１分岐配管６３ａ－ｃ、連通路４５、第２熱源配管２９、第２連絡管９、第２分岐配管６４ａ－ｃ、合流配管６２ａ－ｃ、第１接続管１５ａ－ｃ、第１利用配管５７ａ－ｃを介して接続された状態になっている。利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、開度調節されている。なお、第１暖房運転では、複数の利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃに運転停止状態の利用ユニットが含まれていてもよい。

【0134】

このような二次側冷媒回路１０において、二次側圧縮機２１で圧縮され吐出された高圧冷媒は、二次側切換機構２２において開状態に制御された第２切換弁２２ｂを通じて、第１熱源配管２８に送られる。第１熱源配管２８に送られた冷媒は、その一部が、第１閉鎖弁３２を通じて、第１連絡管８に送られ、残りが、連通路４５と開状態に制御された第１開閉弁４６と第２熱源配管２９を通じて、第２連絡管９に送られる。なお、第２開閉弁４７は閉状態に制御されているため、第２熱源配管２９から第２接続箇所Ｙを介して吸入流路２３に冷媒が流れることはない。

【0135】

そして、第１連絡管８に送られた高圧冷媒は、３つに分岐されて、各第１～第３分岐ユニット６ａ～６ｃの第１分岐配管６３ａ、６３ｂ、６３ｃに送られる。第１分岐配管６３ａ、６３ｂ、６３ｃに送られた高圧冷媒は、第１調節弁６６ａ、６６ｂ、６６ｃを通じて、合流配管６２ａ、６２ｂ、６２ｃに流れる。また、第２連絡管９に送られた高圧冷媒は、３つに分岐されて、各第１～第３分岐ユニット６ａ～６ｃの第２分岐配管６４ａ、６４ｂ、６４ｃに送られる。第２分岐配管６４ａ、６４ｂ、６４ｃに送られた高圧冷媒は、第２調節弁６７ａ、６７ｂ、６７ｃを通じて、合流配管６２ａ、６２ｂ、６２ｃに流れる。第１調節弁６６ａ、６６ｂ、６６ｃを通過した冷媒と第２調節弁６７ａ、６７ｂ、６７ｃを通過した冷媒とは、合流配管６２ａ、６２ｂ、６２ｃにおいて合流し、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃに送られる。

【0136】

そして、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃに送られた高圧冷媒は、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃにおいて、室内ファン５３ａ、５３ｂ、５３ｃによって供給される室内空気と熱交換を行う。これにより、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃを流れる冷媒は、放熱する。室内空気は、加熱されて室内に供給される。これにより、室内空間が暖房される。利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃにおいて放熱した冷媒は、開度調節されている利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃを通過した後、各第１～第３利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの第２利用配管５６ａ、５６ｂ、５６ｃに送られる。

【0137】

そして、各第２利用配管５６ａ、５６ｂ、５６ｃに送られた冷媒は、各第２接続管１６ａ、１６ｂ、１６ｃを介して、各分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃの第３分岐配管６１ａ、６１ｂ、６１ｃに送られる。各第３分岐配管６１ａ、６１ｂ、６１ｃを流れた冷媒は、第３連絡管７に送られて合流する。

【0138】

そして、第３連絡管７に送られた冷媒は、第３閉鎖弁３１を通じて、熱源側膨張弁３６に送られる。熱源側膨張弁３６に送られた冷媒は、開度調節されている熱源側膨張弁３６を通過する。熱源側膨張弁３６を通過することで、冷媒は、冷凍サイクルにおける低圧まで減圧される。その後、カスケード熱交換器３５では、二次側流路３５ａを流れる二次側の冷媒が、蒸発して低圧のガス冷媒となって二次側切換機構２２に送られる。カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂを流れる一次側の冷媒は、凝縮する。そして、二次側切換機構２２に送られた二次側の低圧のガス冷媒は、吸入流路２３およびアキュムレータ３０通じて、二次側圧縮機２１の吸入側に戻される。

【0139】

このようにして、第１暖房運転における動作が行われる。

【0140】

（５－２－２）第２暖房運転
第２暖房運転は、熱源回路１２については、主として、第１開閉弁４６が閉状態に制御され、第２開閉弁４７が開状態に制御される点で、上記第１暖房運転と異なる。

【0141】

以下、第２暖房運転について、図６に示すように、第３利用ユニット３ｃが運転停止状態であり、第１利用ユニット３ａと第２利用ユニット３ｂにおける負荷の合計が所定レベルを超えない場合を例に挙げて説明する。

【0142】

この場合には、利用ユニット３ａ、３ｂの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂが冷媒の放熱器として機能する運転を行い、カスケード熱交換器３５が二次側の冷媒の蒸発器として機能する運転を行う。第２暖房運転では、冷凍サイクルシステム１の一次側冷媒回路５ａおよび二次側冷媒回路１０は、図６に示されるように構成される。図６の一次側冷媒回路５ａに付された矢印および二次側冷媒回路１０に付された矢印は、第２暖房運転実行時の冷媒の流れを示している。

【0143】

具体的には、一次側ユニット５については、第１暖房運転と同様である。

【0144】

また、熱源ユニット２においては、第１暖房運転と同様に、二次側切換機構２２を第２接続状態でかつ第３接続状態に切り換える。これにより、カスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の蒸発器として機能させるようになっている。二次側切換機構２２の第２接続状態は、第１切換弁２２ａが閉状態で第３切換弁２２ｃが開状態の接続状態である。二次側切換機構２２の第３接続状態は、第２切換弁２２ｂが開状態で第４切換弁２２ｄが閉状態の接続状態である。また、熱源側膨張弁３６は、開度調節されている。そして、第１暖房運転とは異なり、第１開閉弁４６は閉状態に制御され、第２開閉弁４７は開状態に制御される。分岐ユニット６ａ、６ｂにおいては、第１調節弁６６ａ、６６ｂが開状態に制御され、第２調節弁６７ａ、６７ｂが閉状態に制御される。これにより、利用ユニット３ａ、３ｂの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂが冷媒の放熱器として機能する。そして、利用ユニット３ａ、３ｂの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂと熱源ユニット２の二次側圧縮機２１の吐出側とは、吐出流路２４、第１熱源配管２８、第１連絡管８、第１分岐配管６３ａ、６３ｂ、合流配管６２ａ、６２ｂ、第１接続管１５ａ、１５ｂ、第１利用配管５７ａ、５７ｂを介して接続された状態になっている。利用ユニット３ａ、３ｂにおいては、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂは、開度調節されている。なお、第３分岐ユニット６ｃにおいては、第１調節弁６６ｃを開状態にして、第２調節弁６７ｃを閉状態にする。第３利用ユニット３ｃは、利用側膨張弁５１ｃが閉状態に制御されることによって、運転停止状態となる。

【0145】

このような二次側冷媒回路１０において、二次側圧縮機２１で圧縮され吐出された高圧冷媒は、二次側切換機構２２において開状態に制御された第２切換弁２２ｂを通じて、第１熱源配管２８に送られる。第１熱源配管２８に送られた冷媒は、第１閉鎖弁３２を通じて、第１連絡管８に送られる。なお、第１開閉弁４６は閉状態に制御されているため、第１熱源配管２８を流れる冷媒が連通路４５を介して第２熱源配管２９や第２連絡管９に送られることはない。

【0146】

そして、第１連絡管８に送られた高圧冷媒は、２つに分岐されて、運転中の利用ユニットである各利用ユニット３ａ、３ｂと接続されている各分岐ユニット６ａ、６ｂの第１分岐配管６３ａ、６３ｂに送られる。第１分岐配管６３ａ、６３ｂに送られた高圧冷媒は、第１調節弁６６ａ、６６ｂを通過し、合流配管６２ａ、６２ｂを流れる。その後、第１接続管１５ａ、１５ｂおよび第１利用配管５７ａ、５７ｂを流れた冷媒が、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂに送られる。

【0147】

そして、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂに送られた高圧冷媒は、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて、室内ファン５３ａ、５３ｂによって供給される室内空気と熱交換を行う。これにより、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂを流れる冷媒は、放熱する。室内空気は、加熱されて室内に供給される。これにより、室内空間が暖房される。利用側熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて放熱した冷媒は、第２利用配管５６ａ、５６ｂを流れて、開度調節されている利用側膨張弁５１ａ、５１ｂを通過する。その後、第２接続管１６ａ、１６ｂを流れた冷媒は、各分岐ユニット６ａ、６ｂの第３分岐配管６１ａ、６１ｂを流れる。

【0148】

そして、第３分岐配管６１ａ、６１ｂに送られた冷媒は、第３連絡管７に送られて合流する。その後の冷媒の流れは、第１暖房運転と同様である。

【0149】

このようにして、第２暖房運転における動作が行われる。

【0150】

（５－３）冷房主体運転
冷房主体運転では、例えば、利用ユニット３ａ、３ｂの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂが冷媒の蒸発器として機能し、かつ、利用ユニット３ｃの利用側熱交換器５２ｃが冷媒の放熱器として機能する運転を行う。冷房主体運転では、カスケード熱交換器３５は、二次側の冷媒の放熱器として機能する。冷房主体運転では、冷凍サイクルシステム１の一次側冷媒回路５ａおよび二次側冷媒回路１０は、図７に示されるように構成される。図７の一次側冷媒回路５ａに付された矢印および二次側冷媒回路１０に付された矢印は、冷房主体運転時の冷媒の流れを示している。

【0151】

具体的には、一次側ユニット５においては、一次側切換機構７２を第５接続状態（図７の一次側切換機構７２の実線で示された状態）に切り換えることによって、カスケード熱交換器３５を一次側の冷媒の蒸発器として機能させるようになっている。これにより、一次側ユニット５では、一次側圧縮機７１から吐出された一次側の冷媒は、一次側切換機構７２を通過して、一次側熱交換器７４において一次側ファン７５から供給される外気と熱交換を行うことで凝縮する。一次側熱交換器７４において凝縮した一次側の冷媒は、一次側膨張弁７６において減圧された後、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂを流れて蒸発し、一次側切換機構７２を介して、一次側圧縮機７１に吸入される。

【0152】

また、熱源ユニット２においては、二次側切換機構２２を第１接続状態（第１切換弁２２ａが開状態で第３切換弁２２ｃが閉状態）でかつ第３接続状態（第２切換弁２２ｂが開状態で第４切換弁２２ｄが閉状態）に切り換えることによって、カスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の放熱器として機能させるようになっている。また、熱源側膨張弁３６は、開度調節されている。また、第１開閉弁４６は閉状態に制御され、第２開閉弁４７は開状態に制御される。第１～第３分岐ユニット６ａ～６ｃにおいては、第１調節弁６６ｃ、および、第２調節弁６７ａ、６７ｂが開状態に制御され、かつ、第１調節弁６６ａ、６６ｂ、および、第２調節弁６７ｃが閉状態に制御される。これにより、利用ユニット３ａ、３ｂの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂが冷媒の蒸発器として機能し、かつ、利用ユニット３ｃの利用側熱交換器５２ｃが冷媒の放熱器として機能する。そして、利用ユニット３ａ、３ｂの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂと熱源ユニット２の二次側圧縮機２１の吸入側とが、第２連絡管９を介して接続された状態になる。また、利用ユニット３ｃの利用側熱交換器５２ｃと熱源ユニット２の二次側圧縮機２１の吐出側とが、第１連絡管８を介して接続された状態になる。利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃにおいては、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、開度調節されている。なお、冷房主体運転では、複数の利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃに運転停止状態の利用ユニットが含まれていてもよい。

【0153】

このような二次側冷媒回路１０において、二次側圧縮機２１で圧縮され吐出された二次側の高圧冷媒は、その一部が、二次側切換機構２２、第１熱源配管２８および第１閉鎖弁３２を通じて、第１連絡管８に送られ、残りが、二次側切換機構２２および第３熱源配管２５を通じて、カスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａに送られる。なお、第１開閉弁４６は閉状態に制御されているため、第１熱源配管２８を流れる冷媒が連通路４５を介して第２熱源配管２９に流れることはない。

【0154】

そして、第１連絡管８に送られた高圧冷媒は、第１分岐配管６３ｃに送られる。第１分岐配管６３ｃに送られた高圧冷媒は、第１調節弁６６ｃおよび合流配管６２ｃを通じて、利用ユニット３ｃの利用側熱交換器５２ｃに送られる。

【0155】

そして、利用側熱交換器５２ｃに送られた高圧冷媒は、利用側熱交換器５２ｃにおいて、室内ファン５３ｃによって供給される室内空気と熱交換を行う。これにより、利用側熱交換器５２ｃを流れる冷媒は、放熱する。室内空気は、加熱されて室内に供給されて、利用ユニット３ｃの暖房運転が行われる。利用側熱交換器５２ｃにおいて放熱した冷媒は、第２利用配管５６ｃを流れ、利用側膨張弁５１ｃにおいて流量調節される。その後、第２接続管１６ｃを流れた冷媒は、分岐ユニット６ｃの第３分岐配管６１ｃに送られる。

【0156】

そして、第３分岐配管６１ｃに送られた冷媒は、第３連絡管７に送られる。

【0157】

また、カスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａに送られた高圧冷媒は、カスケード熱交換器３５において、一次側流路３５ｂを流れる一次側の冷媒と熱交換を行うことによって放熱する。カスケード熱交換器３５において放熱した二次側の冷媒は、熱源側膨張弁３６において流量調節された後、第３閉鎖弁３１を通じて、第３連絡管７に送られて、利用側熱交換器５２ｃにおいて放熱した冷媒と合流する。

【0158】

そして、第３連絡管７において合流した冷媒は、２つに分岐して、分岐ユニット６ａ、６ｂの各第３分岐配管６１ａ、６１ｂに送られる。その後、第２接続管１６ａ、１６ｂを流れた冷媒は、各第１～第２分岐ユニット６ａ～６ｂの第３分岐配管６１ａ、６１ｂに送られる。第３分岐配管６１ａ、６１ｂに送られた冷媒は、利用ユニット３ａ、３ｂの利用側膨張弁５１ａ、５１ｂに送られる。

【0159】

そして、開度調節されている利用側膨張弁５１ａ、５１ｂを通過した冷媒は、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて、室内ファン５３ａ、５３ｂによって供給される室内空気と熱交換を行う。これにより、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂを流れる冷媒は、蒸発し、低圧のガス冷媒となる。室内空気は、冷却されて室内に供給されて、利用ユニット３ａ、３ｂの冷房運転が行われる。利用側熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて蒸発した低圧のガス冷媒は、第１～第２分岐ユニット６ａ～６ｂの合流配管６２ａ、６２ｂに送られる。

【0160】

そして、合流配管６２ａ、６２ｂに送られた低圧のガス冷媒は、第２調節弁６７ａ、６７ｂおよび第２分岐配管６４ａ、６４ｂを通じて、第２連絡管９に送られて合流する。

【0161】

そして、第２連絡管９に送られた低圧のガス冷媒は、第２閉鎖弁３３、第２熱源配管２９、吸入流路２３およびアキュムレータ３０を通じて、二次側圧縮機２１の吸入側に戻される。なお、第２熱源配管２９を流れる冷媒は、第２開閉弁４７が開状態に制御されているため、第２接続箇所Ｙを介して吸入流路２３に流れることができる。

【0162】

このようにして、冷房主体運転における動作が行われる。

【0163】

（５－４）暖房主体運転
暖房主体運転では、例えば、利用ユニット３ａ、３ｂの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂが冷媒の放熱器として機能し、かつ、利用側熱交換器５２ｃが冷媒の蒸発器として機能する運転を行う。暖房主体運転では、カスケード熱交換器３５は、二次側の冷媒の蒸発器として機能する。暖房主体運転では、冷凍サイクルシステム１の一次側冷媒回路５ａおよび二次側冷媒回路１０は、図８に示すように構成される。図８の一次側冷媒回路５ａに付された矢印および二次側冷媒回路１０に付された矢印は、暖房主体運転時の冷媒の流れを示している。

【0164】

具体的には、一次側ユニット５においては、一次側切換機構７２を第６運転状態に切り換えることによって、カスケード熱交換器３５を一次側の冷媒の放熱器として機能させるようになっている。一次側切換機構７２の第６運転状態は、図８の一次側切換機構７２において破線で示された接続状態である。これにより、一次側ユニット５では、一次側圧縮機７１から吐出された一次側の冷媒は、一次側切換機構７２を通過して、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂを流れて凝縮する。カスケード熱交換器３５において凝縮した一次側の冷媒は、一次側膨張弁７６において減圧された後、一次側熱交換器７４において一次側ファン７５から供給される外気と熱交換を行うことで蒸発し、一次側切換機構７２を介して、一次側圧縮機７１に吸入される。

【0165】

熱源ユニット２においては、二次側切換機構２２を第２接続状態でかつ第３接続状態に切り換える。二次側切換機構２２の第２接続状態は、第１切換弁２２ａが閉状態で第３切換弁２２ｃが開状態の接続状態である。二次側切換機構２２の第３接続状態は、第２切換弁２２ｂが開状態で第４切換弁２２ｄが閉状態の接続状態である。これによって、カスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の蒸発器として機能させるようになっている。また、熱源側膨張弁３６は、開度調節されている。また、第１開閉弁４６は閉状態に制御され、第２開閉弁４７は開状態に制御される。第１～第３分岐ユニット６ａ～６ｃにおいては、第１調節弁６６ａ、６６ｂ、および、第２調節弁６７ｃが開状態に制御され、かつ、第１調節弁６６ｃ、および、第２調節弁６７ａ、６７ｂが閉状態に制御される。これによって、利用ユニット３ａ、３ｂの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂは冷媒の放熱器として機能し、利用ユニット３ｃの利用側熱交換器５２ｃは冷媒の蒸発器として機能する。そして、利用ユニット３ｃの利用側熱交換器５２ｃと熱源ユニット２の二次側圧縮機２１の吸入側とは、第１利用配管５７ｃ、第１接続管１５ｃ、合流配管６２ｃ、第２分岐配管６４ｃ、および第２連絡管９を介して接続された状態になる。また、利用ユニット３ａ、３ｂの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂと熱源ユニット２の二次側圧縮機２１の吐出側とは、吐出流路２４、第１熱源配管２８、第１連絡管８、第１分岐配管６３ａ、６３ｂ、合流配管６２ａ、６２ｂ、第１接続管１５ａ、１５ｂ、第１利用配管５７ａ、５７ｂを介して接続された状態になっている。利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃにおいては、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、開度調節されている。なお、暖房主体運転では、複数の利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃに運転停止状態の利用ユニットが含まれていてもよい。

【0166】

このような二次側冷媒回路１０において、二次側圧縮機２１で圧縮され吐出された二次側の高圧冷媒は、二次側切換機構２２、第１熱源配管２８および第１閉鎖弁３２を通じて、第１連絡管８に送られる。なお、第１開閉弁４６は閉状態に制御されているため、第１熱源配管２８を流れる冷媒が連通路４５を介して第２熱源配管２９に流れることはない。

【0167】

そして、第１連絡管８に送られた高圧冷媒は、２つに分岐されて、運転中の利用ユニットである各第１利用ユニット３ａと第２利用ユニット３ｂにそれぞれ接続されている第１分岐ユニット６ａと第２分岐ユニット６ｂの第１分岐配管６３ａ、６３ｂに送られる。第１分岐配管６３ａ、６３ｂに送られた高圧冷媒は、第１調節弁６６ａ、６６ｂおよび合流配管６２ａ、６２ｂを通じて、第１利用ユニット３ａと第２利用ユニット３ｂの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂに送られる。

【0168】

そして、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂに送られた高圧冷媒は、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて、室内ファン５３ａ、５３ｂによって供給される室内空気と熱交換を行う。これにより、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂを流れる冷媒は、放熱する。室内空気は、加熱されて室内に供給される。これにより、室内空間が暖房される。利用側熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて放熱した冷媒は、第２利用配管５６ａ、５６ｂを流れ、開度調節されている利用側膨張弁５１ａ、５１ｂを通過する。その後、第２接続管１６ａ、１６ｂを流れた冷媒は、分岐ユニット６ａ、６ｂの第３分岐配管６１ａ、６１ｂを介して、第３連絡管７に送られる。

【0169】

そして、第３連絡管７に送られた冷媒は、その一部が、分岐ユニット６ｃの第３分岐配管６１ｃに送られ、残りが、第３閉鎖弁３１を通じて、熱源側膨張弁３６に送られる。

【0170】

そして、第３分岐配管６１ｃに送られた冷媒は、第２接続管１６ｃを介して、利用ユニット３ｃの第２利用配管５６ｃを流れ、利用側膨張弁５１ｃに送られる。

【0171】

そして、開度調節されている利用側膨張弁５１ｃを通過した冷媒は、利用側熱交換器５２ｃにおいて、室内ファン５３ｃによって供給される室内空気と熱交換を行う。これにより、利用側熱交換器５２ｃを流れる冷媒は、蒸発し、低圧のガス冷媒となる。室内空気は、冷却されて室内に供給される。これにより、室内空間が冷房される。利用側熱交換器５２ｃにおいて蒸発した低圧のガス冷媒は、第１利用配管５７ｃと第１接続管１５ｃを通過し、合流配管６２ｃに送られる。

【0172】

そして、合流配管６２ｃに送られた低圧のガス冷媒は、第２調節弁６７ｃおよび第２分岐配管６４ｃを通じて、第２連絡管９に送られる。

【0173】

そして、第２連絡管９に送られた低圧のガス冷媒は、第２閉鎖弁３３、第２熱源配管２９、吸入流路２３およびアキュムレータ３０を通じて、二次側圧縮機２１の吸入側に戻される。なお、第２熱源配管２９を流れる冷媒は、第２開閉弁４７が開状態に制御されているため、第２接続箇所Ｙを介して吸入流路２３に流れることができる。

【0174】

また、熱源側膨張弁３６に送られた冷媒は、開度調節されている熱源側膨張弁３６を通過した後、カスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａにおいて、一次側流路３５ｂを流れる一次側の冷媒と熱交換を行う。これにより、カスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａを流れる冷媒は、蒸発して低圧のガス冷媒になり、二次側切換機構２２に送られる。二次側切換機構２２に送られた低圧のガス冷媒は、吸入流路２３において利用側熱交換器５２ｃにおいて蒸発した低圧のガス冷媒と合流する。合流した冷媒は、アキュムレータ３０を介して、二次側圧縮機２１の吸入側に戻される。

【0175】

このようにして、暖房主体運転における動作が行われる。

【0176】

（６）暖房運転時の制御
以下、冷凍サイクルシステム１の暖房運転時の制御について、図９のフローチャートを参照しつつ説明する。

【0177】

ステップＳ１では、制御部８０は、二次側の冷媒の放熱器として機能する各利用側熱交換器５２ａ－ｃが設置されている空調対象空間の負荷の合計が所定レベルを超えているか否かを判断する。ここで、負荷が所定レベルを超えていると判断された場合には、ステップＳ２に移行する。負荷が所定レベルを超えていないと判断された場合には、ステップＳ３に移行する。

【0178】

ステップＳ２では、制御部８０は、負荷が大きい場合に行われる暖房運転である第１暖房運転を実行する。具体的には、制御部８０は、第１開閉弁４６を開状態に制御し、第２開閉弁４７を閉状態に制御する等して、上記（４－２－１）に記載のように、第１暖房運転を実行する。

【0179】

ステップＳ３では、制御部８０は、負荷が小さい場合に行われる暖房運転である第２暖房運転を実行する。具体的には、制御部８０は、第１開閉弁４６を閉状態に制御し、第２開閉弁４７を開状態に制御する等して、上記（４－２－２）に記載のように、第２暖房運転を実行する。

【0180】

（７）実施形態の特徴
本実施形態の冷凍サイクルシステム１では、二次側冷媒回路１０において、冷媒として二酸化炭素が用いられている。このため、地球温暖化係数（ＧＷＰ）を低く抑えることが可能になっている。また、利用側において冷媒漏洩が生じたとしても、冷媒にフロンが含まれていないため、利用側においてフロンが流出することがない。また、本実施形態の冷凍サイクルシステム１では、二元冷凍サイクルが採用されているため、二次側冷媒回路１０において十分な能力を出すことが可能となっている。

【0181】

以上の本実施形態の冷凍サイクルシステム１では、二次側冷媒回路１０において冷媒として二酸化炭素を用いているが、この二酸化炭素冷媒は、Ｒ３２やＲ４１０Ａ等の従来利用されてきた冷媒と比較して、冷凍サイクルにおける高圧冷媒と低圧冷媒の密度差が小さくなりがちであることから、複数の利用側熱交換器５２ａ－ｃに対して十分な量の高圧冷媒を供給することが困難になる場合がある。特に、複数の利用側熱交換器５２ａ－ｃの全てが二次側の冷媒の放熱器として機能しており、これらにおける負荷が大きい場合には、当該大きな負荷を処理するために、多くの高圧冷媒を複数の利用側熱交換器５２ａ－ｃに供給することになる。ここで、従来の高低圧ガス冷媒連絡管と低圧ガス冷媒連絡管と液冷媒連絡管を用いた３管式の冷媒回路では、暖房運転時には、圧縮機から吐出された高圧冷媒を、高低圧ガス冷媒連絡管のみを用いて複数の利用側熱交換器に搬送している。このため、十分な量の冷媒を送ることが困難になる場合がある。

【0182】

これに対して、本実施形態では、二次側圧縮機２１から吐出された高圧冷媒を、第１連絡管８と第２連絡管９との両方を用いて、複数の利用側熱交換器５２ａ－ｃに搬送する。これにより、二次側圧縮機２１から吐出された高圧冷媒は、より広い流路面積を介して流れることになるため、複数の利用側熱交換器５２ａ－ｃに対して十分な量の冷媒を送ることが可能になる。

【0183】

なお、十分な量の高圧冷媒を複数の利用側熱交換器に送るために、流路面積の大きい、内径の大きな連絡管を用いることも考えられる。しかし、連絡管の内径を大きく設計すればするほど、耐圧強度を確保するために必要となる連絡管の肉厚が増大してしまう。特に、二次側の冷媒として二酸化炭素冷媒が用いられる上記実施形態では、超臨界状態が含まれる比較的高い圧力で冷媒が用いられるため、耐圧強度を確保するために必要となる肉厚が顕著になりがちである。また、肉厚の増大に伴い、施工時の作業性が悪化し、連絡管自体のコストも増大してしまう。以上より、単に、流露面積の大きな連絡管を用いるよりも、上記実施形態のように、複数の連絡管を用いて高圧冷媒を搬送させる方が、上記各問題を避けることができる点で有利である。

【0184】

また、本実施形態では、二次側圧縮機２１から吐出された高圧冷媒を、第１連絡管８と第２連絡管９の両方を介して複数の利用側熱交換器５２ａ－ｃに送るため、第１連絡管８のみを介して複数の利用側熱交換器５２ａ－ｃに送る場合と比べて、冷媒が受ける圧力損失を小さく抑えることも可能になる。

【0185】

また、第２連絡管９は、第１連絡管８と第２連絡管９を用いた高圧冷媒の利用側熱交換器５２ａ－ｃへの搬送のためのみに設けられたものではなく、他の運転においても用いられるものである。具体的には、冷房運転時には、複数の利用側熱交換器５２ａ－ｃで蒸発した冷媒を二次側圧縮機２１の吸入側に戻すための流路として用いられる。また、冷房主体運転時および暖房主体運転時には、複数の利用側熱交換器５２ａ－ｃのうち冷媒の蒸発器として機能するものにおいて蒸発した冷媒を二次側圧縮機２１の吸入側に戻すための流路として用いられる。このため、第２連絡管９を流用することで、別異の連絡管を追加で設けることなく、暖房運転時において十分な量の高圧冷媒を複数の利用側熱交換器５２ａ－ｃに供給することが可能になる。

【0186】

また、本実施形態では、二次側圧縮機２１から吐出された冷媒を複数の利用側熱交換器５２ａ－ｃに送る際に、第１連絡管８だけでなく第１連絡管８と第２連絡管９の両方を用いる場合には、連通路４５に設けられている第１開閉弁４６を開状態に制御するだけで足りる。

【0187】

さらに、本実施形態では、二次側圧縮機２１から吐出された冷媒を、第１連絡管８と第２連絡管９の両方を用いて複数の利用側熱交換器５２ａ－ｃに送る場合に、第２開閉弁４７が閉状態に制御される。このため、第２熱源配管２９を流れる冷媒が吸入流路２３を介して二次側圧縮機２１に戻ることを回避することができる。

【0188】

また、本実施形態では、第１連絡管８に接続された第１熱源配管２８と、第２連絡管９に接続された第２熱源配管２９と、を接続する連通路４５が、二次側熱源ケーシング２ｘ内に位置している。このため、例えば、第１連絡管８と第２連絡管９とを利用ユニット３ａ－ｃの近くで接続する場合と比べて、二次側圧縮機２１から吐出された冷媒が流れる２つの流路の長さを十分に確保することができている。

【0189】

（８）他の実施形態
（８－１）他の実施形態Ａ
上記実施形態では、熱源回路１２が、第１熱源配管２８と第２熱源配管２９と連通路４５と第１開閉弁４６と第２開閉弁４７とを有している場合を例として挙げて説明した。

【0190】

これに対して、例えば、図１０に示すように、熱源回路１２は、上記実施形態における第２熱源配管２９と連通路４５ａと第１開閉弁４６と第２開閉弁４７の代わりに、第６熱源配管２９ａと第７熱源配管２９ｂと連通路４５ａと三方弁４８とを有するものであってもよい。

【0191】

第６熱源配管２９ａは、第２閉鎖弁３３から延びた冷媒配管である。第７熱源配管２９ｂは、吸入流路２３の途中に接続された冷媒配管である。具体的には、第７熱源配管２９ｂは、吸入流路２３のうち、二次側切換機構２２の第３切換弁２２ｃと第４切換弁２２ｄとの間の部分と、アキュムレータ３０と、の間に接続されている。連通路４５ａは、第１熱源配管２８の途中に接続されている。三方弁４８は、第６熱源配管２９ａを、連通路４５ａに接続する状態と、第７熱源配管２９ｂに接続する状態と、を切り換えることが可能な弁である。

【0192】

以上の構成において、上記実施形態における冷房運転と第２暖房運転と冷房主体運転と暖房主体運転では、制御部８０が、第６熱源配管２９ａと第７熱源配管２９ｂが接続されるように三方弁４８を制御する。また、上記実施形態における第１暖房運転では、制御部８０が、第６熱源配管２９ａと連通路４５ａが接続されるように三方弁４８を制御する。これにより、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

【0193】

（８－２）他の実施形態Ｂ
上記実施形態では、暖房運転を行う場合に、負荷の大きさに応じて、第１連絡管８だけを用いて高圧冷媒を搬送する場合と、第１連絡管８と第２連絡管９の両方を用いて高圧冷媒を搬送する場合とを選択的に実行する場合を例として挙げて説明した。

【0194】

これに対して、例えば、暖房運転を行う場合には、負荷に関係なく、第１連絡管８と第２連絡管９の両方を用いて高圧冷媒を搬送するようにしてもよい。

【0195】

（８－３）他の実施形態Ｃ
上記実施形態では、カスケード熱交換器３５において、一次側冷媒回路５ａを流れる冷媒と二次側冷媒回路１０を流れる冷媒とで熱交換を行わせる場合を例に挙げて説明した。

【0196】

これに対して、熱源回路１２では、カスケード熱交換器３５の代わりに、空気熱交換器を用いてもよい。この場合には、空気熱交換器に外気を供給する室外ファンを用いることができる。

【0197】

また、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う一次側冷媒回路５ａの代わりに、ブラインや水等の熱媒体が循環する循環回路を用いて、カスケード熱交換器３５において二次側の冷媒と熱媒体とを熱交換させるようにしてもよい。

【0198】

（８－４）他の実施形態Ｄ
上記実施形態では、熱源ユニット２に設けられた熱源側膨張弁３６と、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃに設けられた利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃと、分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃに設けられた第１調節弁６６ａ、６６ｂ、６６ｃおよび第２調節弁６７ａ、６７ｂ、６７ｃと、を有する二次側ユニット４を例に挙げて説明した。

【0199】

これに対して、上記実施形態の二次側ユニット４は、例えば、図１１に示す二次側ユニット４ａ（冷凍サイクル装置に相当）のように構成されていてもよい。

【0200】

二次側ユニット４ａは、上記実施形態の熱源側膨張弁３６の代わりに、熱源ユニット２において熱源側膨張機構１１が設けられている。熱源側膨張機構１１は、第４熱源配管２６と第５熱源配管２７との間に設けられている。熱源側膨張機構１１は、互いに並列に並んだ流路である、第１熱源側分岐流路１１ａと第２熱源側分岐流路１１ｂとを有している。第１熱源側分岐流路１１ａには、第１熱源側膨張弁１７ａと第１熱源側逆止弁１８ａとが並んで設けられている。第２熱源側分岐流路１１ｂには、第２熱源側膨張弁１７ｂと第２熱源側逆止弁１８ｂとが並んで設けられている。第１熱源側膨張弁１７ａと第２熱源側膨張弁１７ｂは、いずれも開度調節が可能な電動膨張弁である。第１熱源側逆止弁１８ａは、第４熱源配管２６から第５熱源配管２７に向けて流れる冷媒流れのみを通過させる逆止弁である。第２熱源側逆止弁１８ｂは、第５熱源配管２７から第４熱源配管２６に向けて流れる冷媒流れのみを通過させる逆止弁である。以上の構成において、第１熱源側膨張弁１７ａは、第４熱源配管２６から第５熱源配管２７に向けて冷媒が流れる運転が行われる際に開度制御され、第２熱源側膨張弁１７ｂは、第５熱源配管２７から第４熱源配管２６に向けて冷媒が流れる際に開度制御される。具体的には、第１熱源側膨張弁１７ａは、冷房運転時と冷房主体運転時に開度制御され、第２熱源側膨張弁１７ｂは、暖房運転時と暖房主体運転時に開度制御される。以上の熱源側膨張機構１１では、第１熱源側膨張弁１７ａに対して第１熱源側逆止弁１８ａが接続され、第２熱源側膨張弁１７ｂに対して第２熱源側逆止弁１８ｂが接続されている。このため、第１熱源側膨張弁１７ａを通過する冷媒流れ方向を一方向に限ることができ、第２熱源側膨張弁１７ｂを通過する冷媒流れ方向についても一方向に限ることができている。したがって、冷媒圧力が高い状況または高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差が大きい状況において所望の弁開度に制御できる膨張弁の確保が困難な場合でも、上記実施形態の熱源側膨張弁３６の制御による作用効果と同様の作用効果をより確実に得ることができる。

【0201】

ここで、冷媒圧力が高い状況または高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差が大きい状況において所望の弁開度の制御が確保になる要因としては、例えば、次に述べることが挙げられる。具体的には、二次側冷媒回路１０の冷媒として二酸化炭素冷媒を用いる場合には、従来のＲ３２やＲ４１０Ａ等の冷媒を使用する場合と比較して、冷凍サイクル内の高圧冷媒の圧力が高い状態で用いられる。ここで、膨張弁としては、弁座に対してニードルを移動させることによって弁の開閉や弁開度の調節を行うものが多い。このようなニードルを備える膨張弁では、弁を閉めるまたは弁開度を狭める際に、ニードルを移動させる方向に対向する向きに冷媒が流れる状況で使用されると、ニードルの先端が冷媒の圧力を受けることになる。この場合に、ニードルの先端に作用する冷媒圧力が高いほど、ニードルの移動が抑制されるため、所望の弁開度に調節することが困難になるおそれがある。特に、ニードルの先端側に高圧冷媒が作用する向きで膨張弁が用いられている場合において、膨張弁の前後の冷媒圧力の差が大きい場合には、膨張弁を全閉状態に制御しようとしても、弁開度を適切に閉めきることができず、ニードルと弁座との間を冷媒が通過して、冷媒の漏れが生じるおそれがある。また、膨張弁を所望の低開度に制御しようとする場合においては、意図する弁開度に制御することができず、所望の低開度よりも弁が開いてしまうおそれがある。このように、冷媒圧力が高い状況または高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差が大きい状況では、膨張弁を意図した状態に制御することが困難になるおそれがある。これに対して、上記熱源側膨張機構１１を採用した場合には、上記課題を解決することが可能になる。

【0202】

二次側ユニット４ａは、上記実施形態の利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃにおいて、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃの代わりに、利用側膨張機構１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃが設けられている。以下、第１利用側膨張機構１５１ａについて説明するが、第２利用側膨張機構１５１ｂおよび第３利用側膨張機構１５１ｃの構成については、それぞれ、第１利用側膨張機構１５１ａの各部を示す符号の添字「ａ」の代わりに、「ｂ」または「ｃ」の添字を付して、各部の説明を省略する。第１利用側膨張機構１５１ａは、第２利用配管５６ａの途中に設けられている。第１利用側膨張機構１５１ａは、互いに並列に並んだ流路である、第１利用側分岐流路９０ａと第２利用側分岐流路９３ａとを有している。第１利用側分岐流路９０ａには、第１利用側膨張弁９１ａと第１利用側逆止弁９２ａとが並んで設けられている。第２利用側分岐流路９３ａには、第２利用側膨張弁９４ａと第２利用側逆止弁９５ａとが並んで設けられている。第１利用側膨張弁９１ａと第２利用側膨張弁９４ａは、いずれも開度調節が可能な電動膨張弁である。第１利用側逆止弁９２ａは、第２接続管１６ａ側から利用側熱交換器５２ａ側に向けて流れる冷媒流れのみを通過させる逆止弁である。第２利用側逆止弁９５ａは、利用側熱交換器５２ａ側から第２接続管１６ａ側に向けて流れる冷媒流れのみを通過させる逆止弁である。以上の構成において、第１利用側膨張弁９１ａは、第２接続管１６ａ側から利用側熱交換器５２ａ側に向けて冷媒が流れる運転が行われる際に開度制御され、第２利用側膨張弁９４ａは、利用側熱交換器５２ａ側から第２接続管１６ａ側に向けて冷媒が流れる際に開度制御される。具体的には、第１利用側膨張弁９１ａは、冷房運転時と、冷房主体運転時において利用側熱交換器５２ａが冷媒の蒸発器として機能する時と、暖房主体運転時において利用側熱交換器５２ａが冷媒の蒸発器として機能する時に、開度制御される。第２利用側膨張弁９４ａは、暖房運転時と、冷房主体運転時において利用側熱交換器５２ａが冷媒の放熱器として機能する時と、暖房主体運転時において利用側熱交換器５２ａが冷媒の放熱器として機能する時に、開度制御される。以上の第１利用側膨張機構１５１ａでは、第１利用側膨張弁９１ａに対して第１利用側逆止弁９２ａが接続され、第２利用側膨張弁９４ａに対して第２利用側逆止弁９５ａが接続されている。このため、第１利用側膨張弁９１ａを通過する冷媒流れ方向を一方向に限ることができ、第２利用側膨張弁９４ａを通過する冷媒流れ方向についても一方向に限ることができている。したがって、冷媒圧力が高い状況または高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差が大きい状況において所望の弁開度に制御できる膨張弁の確保が困難な場合でも、上記実施形態の利用側膨張弁５１ａの制御による作用効果と同様の作用効果をより確実に得ることができる。なお、第２利用側膨張機構１５１ｂ、第３利用側膨張機構１５１ｃについても同様である。

【0203】

二次側ユニット４ａは、上記実施形態の分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃにおいて、第１調節弁６６ａ、６６ｂ、６６ｃの代わりに、第１調節弁９６ａ、９６ｂ、９６ｃおよび第１逆止弁１９６ａ、１９６ｂ、１９６ｃが設けられ、第２調節弁６７ａ、６７ｂ、６７ｃの代わりに、第２調節弁９７ａ、９７ｂ、９７ｃおよび第２逆止弁１９７ａ、１９７ｂ、１９７ｃが設けられている。さらに、二次側ユニット４ａは、分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃにおいて、第１分岐配管６３ａ、６３ｂ、６３ｃと第２分岐配管６４ａ、６４ｂ、６４ｃとを接続する接続流路９８ａ、９８ｂ、９８ｃを有している。接続流路９８ａ、９８ｂ、９８ｃには、逆止弁９９ａ、９９ｂ、９９ｃが設けられている。以下、第１分岐ユニット６ａに設けられた第１調節弁９６ａ、第２調節弁９７ａ、接続流路９８ａおよび逆止弁９９ａについて説明するが、第２分岐ユニット６ｂおよび第３分岐ユニット６ｃの対応する構成については、各部を示す符号の添字「ａ」の代わりに、「ｂ」または「ｃ」の添字を付して、各部の説明を省略する。第１分岐配管６３ａには、第１調節弁９６ａと第１逆止弁１９６ａとが並んで設けられている。第２分岐配管６４ａには、第２調節弁９７ａと第２逆止弁１９７ａとが並んで設けられている。第１調節弁９６ａと第２調節弁９７ａは、いずれも、開状態と閉状態とが切り換えられる電磁弁である。第１逆止弁１９６ａは、第１連絡管８から合流配管６２ａに向けて流れる冷媒流れのみを通過させる逆止弁である。第２逆止弁１９７ａは、合流配管６２ａから第２連絡管９に向けて流れる冷媒流れのみを通過させる逆止弁である。接続流路９８ａは、第１分岐配管６３ａにおける第１調節弁９６ａおよび第１逆止弁１９６ａよりも第１連絡管８側の部分と、第２分岐配管６４ａにおける第２調節弁９７ａおよび第２逆止弁１９７ａよりも第２連絡管９側の部分と、を接続している。逆止弁９９ａは、第２分岐配管６４ａから第１分岐配管６３ａに向かう冷媒流れのみを許容する。以上の構成において、冷房運転時には、第２調節弁９７ａを開状態に制御し、第１調節弁９６ａを閉状態に制御する。これにより、利用側熱交換器５２ａにおいて蒸発して第２分岐配管６４ａの第２調節弁９７ａを通過した冷媒は、一部が第２連絡管９を流れ、他の一部が接続流路９８ａの逆止弁９９ａを通過して第１連絡管８に流れる。暖房運転時には、第１調節弁９６ａを開状態に制御し、第２調節弁９７ａを閉状態に制御する。これにより、第１暖房運転では、第１連絡管８を流れた冷媒と、第２連絡管９を流れて接続流路９８ａの逆止弁９９ａを通過した冷媒と、が合流して、第１調節弁９６ａを通過するように流れる。なお、第２暖房運転では、第１連絡管８を流れた冷媒が第１調節弁９６ａを通過するように流れる。冷房主体運転時および暖房主体運転時において利用側熱交換器５２ａが冷媒の蒸発器として機能する時には、第１調節弁９６ａを閉状態に制御し、第２調節弁９７ａを開状態に制御する。これにより、利用側熱交換器５２ａにおいて蒸発した冷媒は、第２分岐配管６４ａの第２調節弁９７ａを通過して、第２連絡管９に流れる。冷房主体運転時および暖房主体運転時において利用側熱交換器５２ａが冷媒の放熱器として機能する時には、第１調節弁９６ａを開状態に制御し、第２調節弁９７ａを閉状態に制御する。これにより、第１連絡管８を流れた冷媒は、第１分岐配管６３ａの第１調節弁９６ａを通過させて、利用側熱交換器５２ａに送られる。なお、第１調節弁９６ａと第２調節弁９７ａは、いずれも、弁座に対して移動するニードルを備えた電磁弁であり、上述の意図した状態に制御することが困難になるという課題と同様の課題が生じうる。これに対して、以上のように、第１調節弁９６ａおよび第１逆止弁１９６ａと、第２調節弁９７ａおよび第２逆止弁１９７ａと、を互いに並列に設けた構成によれば、第１調節弁９６ａを通過する冷媒流れ方向を一方向に限ることができ、第２調節弁９７ａを通過する冷媒流れ方向についても一方向に限ることができている。したがって、冷媒圧力が高い状況または高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差が大きい状況において所望の閉状態に制御できる電磁弁の確保が困難な場合でも、上記実施形態の第１調節弁６６ａおよび第２調節弁６７ａの制御による作用効果と同様の作用効果をより確実に得ることができる。なお、第１調節弁９６ｂおよび第１逆止弁１９６ｂと第２調節弁９７ｂおよび第２逆止弁１９７ｂとを互いに並列に設けた構成や、第１調節弁９６ｃおよび第１逆止弁１９６ｃと第２調節弁９７ｃおよび第２逆止弁１９７ｃとを互いに並列に設けた構成についても同様である。

【0204】

なお、第１分岐ユニット６ａにおいて、第１調節弁９６ａと第２調節弁９７ａは、いずれも、電磁弁ではなく、開度調節が可能な電動膨張弁としてもよい。具体的には、電動膨張弁である第１調節弁９６ａおよび第１逆止弁１９６ａと、電動膨張弁である第２調節弁９７ａおよび第２逆止弁１９７ａと、を互いに並列に設けた構成を採用してもよい。この点は、第２分岐ユニット６ｂおよび第３分岐ユニット６ｃにおいても同様である。

【0205】

このように、二次側ユニット４ａにおいても、上記実施形態の二次側ユニット４と同様の運転を行うことが可能である。

【0206】

なお、上記実施形態の熱源側膨張弁３６の代わりに熱源側膨張機構１１を設けることと、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃの代わりに利用側膨張機構１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃを設けることと、第１調節弁６６ａ、６６ｂ、６６ｃの代わりに第１調節弁９６ａ、９６ｂ、９６ｃおよび第１逆止弁１９６ａ、１９６ｂ、１９６ｃを設けて第２調節弁６７ａ、６７ｂ、６７ｃの代わりに第２調節弁９７ａ、９７ｂ、９７ｃおよび第２逆止弁１９７ａ、１９７ｂ、１９７ｃを設けつつ接続流路９８ａ、９８ｂ、９８ｃと逆止弁９９ａ、９９ｂ、９９ｃを設けることと、については、互いに独立した事項である。したがって、これらを適宜組合せた実施形態としてもよい。

【0207】

なお、利用側膨張機構１５１ａ～１５１ｃが設けられている利用ユニット３ａ～３ｃと、第１調節弁９６ａ～９６ｃおよび第１逆止弁１９６ａ～１９６ｃと第２調節弁９７ａ～９７ｃおよび第２逆止弁１９７ａ～１９７ｃとが並列に設けられている分岐ユニット６ａ～６ｃと、を備える二次側ユニット４ａにおいても、上記実施形態と同様に、各種運転時において、運転停止状態の利用ユニットが含まれていてもよい。この場合、例えば、冷媒の蒸発器として機能していた利用側熱交換器５２ａ～５２ｃを備える利用ユニット３ａ～３ｃが運転停止状態となる際には、運転停止状態となる利用ユニット３ａ～３ｃが備える利用側膨張機構１５１ａ～１５１ｃが閉状態に制御される。より具体的には、運転停止状態となる利用ユニット３ａ～３ｃが備える第１利用側膨張弁９１ａ～９１ｃが閉状態に制御される。また、冷媒の放熱器として機能していた利用側熱交換器５２ａ～５２ｃを備える利用ユニット３ａ～３ｃが運転停止状態となる際には、例えば、制御パターン１または制御パターン２のどちらかで制御される。制御パターン１では、運転停止状態となる利用ユニット３ａ～３ｃが備える利用側膨張機構１５１ａ～１５１ｃの第１利用側膨張弁９１ａ～９１ｃおよび第２利用側膨張弁９４ａ～９４ｃが閉状態に制御され、かつ、運転停止状態となる利用ユニット３ａ～３ｃに対応して接続される分岐ユニット６ａ～６ｃが備える第１調節弁９６ａ～９６ｃが閉状態に制御される。制御パターン２では、運転停止状態となる利用ユニット３ａ～３ｃが備える利用側膨張機構１５１ａ～１５１ｃの第２利用側膨張弁９４ａ～９４ｃが所定の低開度に制御され、かつ、運転停止状態となる利用ユニット３ａ～３ｃに対応して接続される分岐ユニット６ａ～６ｃが備える第１調節弁９６ａ～９６ｃが開状態に制御される。

【0208】

（８－５）他の実施形態Ｅ
上記実施形態では、第２熱源配管２９に第２開閉弁４７が設けられている場合を挙げて説明した。

【0209】

これに対して、第２熱源配管２９には、第２開閉弁４７の代わりに、第２熱源配管と吸入流路２３の接続箇所である第２接続箇所Ｙから、第２熱源配管２９と連通路４５の接続箇所である第１接続箇所Ｘに向かう冷媒流れのみを許容し、第２熱源配管２９と連通路４５の接続箇所である第１接続箇所Ｘから、第２熱源配管２９と吸入流路２３の接続箇所である第２接続箇所Ｙに向かう冷媒流れを許容しない逆止弁を用いてもよい。

【0210】

（８－６）他の実施形態Ｆ
上記実施形態では、第１連絡管８に接続された第１熱源配管２８と、第２連絡管９に接続された第２熱源配管２９と、を接続する連通路４５が、二次側熱源ケーシング２ｘ内に設けられている場合を例に挙げて説明した。

【0211】

これに対して、上記実施形態における二次側熱源ケーシング２ｘ内に設けられた連通路４５の代わりに、二次側熱源ケーシング２ｘの外側において、第１連絡管８と第２連絡管９とを接続する連通路を用いるようにしてもよい。

【0212】

また、上記実施形態を以下に述べる構成に変更してもよい。具体的には、上記実施形態の第１熱源配管２８と第１連絡管８との間に介在する第１閉鎖弁３２、および、第２熱源配管２９と第２連絡管９との間に介在する第２閉鎖弁３３を、二次側熱源ケーシング２ｘの外側に配置させる。そして、上記実施形態における二次側熱源ケーシング２ｘ内に設けられた連通路４５の代わりに、第１熱源配管２８と第２熱源配管２９のうち二次側熱源ケーシング２ｘの外側に位置する部分同士を接続する連通路を用いる。

【0213】

以上の構成においても、上記実施形態と同様に、第１暖房運転時において、二次側圧縮機２１から吐出された冷媒が流れる２つの流路の長さを十分に確保することができる。

【0214】

（８－７）他の実施形態Ｇ
上記実施形態では、負荷として、利用ユニット３ａ－ｃのそれぞれの設定温度と、室内温度センサ５５ａ－ｃのそれぞれの検出温度と、の差の合計を用いる場合を挙げて説明した。

【0215】

これに対して、負荷としては、特に限定されず、例えば、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃを流れる冷媒の温度について設定された目標温度がある場合には、当該目標温度と利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃを流れる冷媒の温度との差の合計を用いるようにしてもよい。

【0216】

以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

【符号の説明】

【0217】

１ ：冷凍サイクルシステム
２ ：熱源ユニット
２ｘ ：二次側熱源ケーシング
３ａ ：第１利用ユニット
３ｂ ：第２利用ユニット
３ｃ ：第３利用ユニット
４ ：二次側ユニット（冷凍サイクルシステム、冷凍サイクル装置）
４ａ ：二次側ユニット（冷凍サイクルシステム、冷凍サイクル装置）
５ ：一次側ユニット
５ａ ：一次側冷媒回路
５ｘ ：一次側ケーシング
６ａ－ｃ ：分岐ユニット
７ ：第３連絡管（第３連絡流路）
８ ：第１連絡管（第１連絡流路）
９ ：第２連絡管（第２連絡流路）
１０ ：二次側冷媒回路
１１ ：熱源側膨張機構
１２ ：熱源回路
１３ａ－ｃ：利用回路
１４ａ－ｃ：分岐回路
１５ａ－ｃ：第１接続管
１６ａ－ｃ：第２接続管
２０ ：熱源側制御部
２１ ：二次側圧縮機（圧縮機）
２１ａ ：圧縮機モータ
２１ｂ ：吸入配管（圧縮機に吸入される冷媒が流れる配管）
２２ ：二次側切換機構（第１切換機構）
２３ ：吸入流路
２４ ：吐出流路（圧縮機から吐出される冷媒が流れる配管）
２５ ：第３熱源配管
２６ ：第４熱源配管（第３連絡流路、第３冷媒流路）
２７ ：第５熱源配管（第３連絡流路、第３冷媒流路）
２８ ：第１熱源配管（第１連絡流路、第１冷媒流路）
２９ ：第２熱源配管（第２連絡流路、第２冷媒流路）
２９ａ ：第６熱源配管（第２連絡流路、第２冷媒流路）
２９ｂ ：第７熱源配管（第２連絡流路、第２冷媒流路）
３０ ：アキュムレータ
３１ ：第３閉鎖弁
３２ ：第１閉鎖弁
３３ ：第２閉鎖弁
３４ ：油分離器
３５ ：カスケード熱交換器（熱源熱交換器）
３５ａ ：二次側流路
３５ｂ ：一次側流路
３６ ：熱源側膨張弁
４５ ：連通路（接続配管）
４５ａ ：連通路（接続配管）
４６ ：第１開閉弁（第２切換機構）
４７ ：第２開閉弁
４８ ：三方弁（第２切換機構）
５０ａ－ｃ：利用側制御部
５１ａ－ｃ：利用側膨張弁
５２ａ－ｃ：利用側熱交換器（利用熱交換器）
５６ａ－ｃ：第２利用配管
５７ａ－ｃ：第１利用配管
５８ａ－ｃ：液側温度センサ
６０ａ－ｃ：分岐ユニット制御部
６１ａ－ｃ：第３分岐配管
６２ａ－ｃ：合流配管
６３ａ－ｃ：第１分岐配管
６４ａ－ｃ：第２分岐配管
６６ａ－ｃ：第１調節弁
６７ａ－ｃ：第２調節弁
７０ ：一次側制御部
７７ ：外気温度センサ
８０ ：制御部
１５１ａ－ｃ：利用膨張機構
Ｘ ：第１接続箇所
Ｙ ：第２接続箇所

【先行技術文献】

【特許文献】

【0218】

【文献】特開２０１６－１１７８３号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】