JP2020201008A

JP2020201008A - Refrigerant cycle system

Info

Publication number: JP2020201008A
Application number: JP2019109415A
Authority: JP
Inventors: 熊倉　英二; Eiji Kumakura; 英二熊倉; 山田　拓郎; Takuo Yamada; 拓郎山田; 吉見　敦史; Atsushi Yoshimi; 敦史吉見; 岩田　育弘; Yasuhiro Iwata; 育弘岩田; 知厚南田; Tomoatsu Minamida
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2019-06-12
Filing date: 2019-06-12
Publication date: 2020-12-17

Abstract

【課題】１つの熱源側ユニットに対して、より多くの利用側ユニットが接続可能であることが好ましい場合がある。【解決手段】冷媒サイクルシステム１００は、第１冷媒回路１と、第２冷媒回路２と、第３冷媒回路３と、第１カスケード熱交換器２１ａと、第２カスケード熱交換器４１ａと、第１流量調整弁２２と、第２流量調整弁４２と、を備える。第１カスケード熱交換器２１ａは、第１冷媒と、第２冷媒と、の間で熱交換を行わせる。第２カスケード熱交換器４１ａは、第１冷媒と、第３冷媒と、の間で熱交換を行わせる。第１流量調整弁２２は、第１冷媒回路１において、第１カスケード熱交換器２１ａに入る第１冷媒の量を調整する。第２流量調整弁４２は、第１冷媒回路１において、第２カスケード熱交換器４１ａに入る第１冷媒の量を調整する。第１カスケード熱交換器２１ａと第２カスケード熱交換器４１ａとは、第１冷媒回路１において、並列に接続される。【選択図】図１PROBLEM TO BE SOLVED: To connect more utilization side units to one heat source side unit in some cases. A refrigerant cycle system 100 includes a first refrigerant circuit 1, a second refrigerant circuit 2, a third refrigerant circuit 3, a first cascade heat exchanger 21a, a second cascade heat exchanger 41a, and a second. It includes one flow control valve 22 and a second flow control valve 42. The first cascade heat exchanger 21a causes heat exchange between the first refrigerant and the second refrigerant. The second cascade heat exchanger 41a causes heat exchange between the first refrigerant and the third refrigerant. The first flow rate adjusting valve 22 adjusts the amount of the first refrigerant entering the first cascade heat exchanger 21a in the first refrigerant circuit 1. The second flow rate adjusting valve 42 adjusts the amount of the first refrigerant entering the second cascade heat exchanger 41a in the first refrigerant circuit 1. The first cascade heat exchanger 21a and the second cascade heat exchanger 41a are connected in parallel in the first refrigerant circuit 1. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本開示は、冷媒サイクルシステムに関する。 The present disclosure relates to a refrigerant cycle system.

従来、２つの蒸気圧縮式冷凍サイクルをカスケード熱交換器を介して接続する二元冷凍サイクルが知られている。特許文献１（特開２００６−０５７８６９号公報）に示す二元冷凍サイクルには、熱源側ユニットとしての室外ユニットに対して、室内ユニット、冷蔵ユニット、及び、冷凍ユニット等の利用側ユニットが接続されている。 Conventionally, a dual refrigeration cycle in which two vapor compression refrigeration cycles are connected via a cascade heat exchanger is known. In the dual refrigeration cycle shown in Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-057869), an indoor unit, a refrigerating unit, a refrigerating unit, and other user-side units are connected to the outdoor unit as the heat source-side unit. ing.

１つの熱源側ユニットに対して、より多くの利用側ユニットが接続可能であることが好ましい場合がある。 It may be preferable that more user-side units can be connected to one heat source-side unit.

第１観点の冷媒サイクルシステムは、第１冷媒回路と、第２冷媒回路と、第３冷媒回路と、第１カスケード熱交換器と、第２カスケード熱交換器と、第１流量調整弁と、第２流量調整弁と、を備える。第１冷媒回路は、蒸気圧縮式冷凍サイクルである。第２冷媒回路は、蒸気圧縮式冷凍サイクルである。第３冷媒回路は、蒸気圧縮式冷凍サイクルである。第１カスケード熱交換器は、第１冷媒と、第２冷媒と、の間で熱交換を行わせる。第１冷媒は、第１冷媒回路を流れる冷媒である。第２冷媒は、第２冷媒回路を流れる冷媒である。第２カスケード熱交換器は、第１冷媒と、第３冷媒と、の間で熱交換を行わせる。第３冷媒は、第３冷媒回路を流れる冷媒である。第１流量調整弁は、第１冷媒回路において、第１カスケード熱交換器に入る第１冷媒の量を調整する。第２流量調整弁は、第１冷媒回路において、第２カスケード熱交換器に入る第１冷媒の量を調整する。第１カスケード熱交換器と第２カスケード熱交換器とは、第１冷媒回路において、並列に接続される。 The refrigerant cycle system of the first aspect includes a first refrigerant circuit, a second refrigerant circuit, a third refrigerant circuit, a first cascade heat exchanger, a second cascade heat exchanger, a first flow control valve, and the like. It is provided with a second flow control valve. The first refrigerant circuit is a vapor compression refrigeration cycle. The second refrigerant circuit is a vapor compression refrigeration cycle. The third refrigerant circuit is a vapor compression refrigeration cycle. The first cascade heat exchanger causes heat exchange between the first refrigerant and the second refrigerant. The first refrigerant is a refrigerant flowing through the first refrigerant circuit. The second refrigerant is a refrigerant flowing through the second refrigerant circuit. The second cascade heat exchanger causes heat exchange between the first refrigerant and the third refrigerant. The third refrigerant is a refrigerant flowing through the third refrigerant circuit. The first flow rate regulating valve adjusts the amount of the first refrigerant entering the first cascade heat exchanger in the first refrigerant circuit. The second flow rate regulating valve adjusts the amount of the first refrigerant entering the second cascade heat exchanger in the first refrigerant circuit. The first cascade heat exchanger and the second cascade heat exchanger are connected in parallel in the first refrigerant circuit.

これによって、１つの熱源側ユニットに対して、より多くの利用側ユニットを接続することが可能である。 This makes it possible to connect more user-side units to one heat source-side unit.

第２観点の冷媒サイクルシステムは、第１観点のシステムであって、制御部をさらに備える。制御部は、第１流量調整弁と第２流量調整弁の開度を調整する。第１冷媒回路の第１カスケード熱交換器が蒸発器となるとき、制御部は、第１カスケード熱交換器から出る第１冷媒が過熱状態になるように第１流量調整弁の開度を調整する。第１冷媒回路の第２カスケード熱交換器が蒸発器となるとき、制御部は、第２カスケード熱交換器から出る第１冷媒が過熱状態になるように第２流量調整弁の開度を調整する。 The refrigerant cycle system of the second aspect is the system of the first aspect, and further includes a control unit. The control unit adjusts the opening degrees of the first flow rate adjusting valve and the second flow rate adjusting valve. When the first cascade heat exchanger of the first refrigerant circuit becomes an evaporator, the control unit adjusts the opening degree of the first flow rate adjusting valve so that the first refrigerant discharged from the first cascade heat exchanger becomes overheated. To do. When the second cascade heat exchanger of the first refrigerant circuit becomes an evaporator, the control unit adjusts the opening degree of the second flow rate adjusting valve so that the first refrigerant discharged from the second cascade heat exchanger becomes overheated. To do.

これによって、第１冷媒の過熱度を制御する事が可能である。 Thereby, it is possible to control the degree of superheat of the first refrigerant.

第３観点の冷媒サイクルシステムは、第１観点又は第２観点のシステムであって、第１内部熱交換器、をさらに備える。第１内部熱交換器は、第１冷媒回路において、第１カスケード熱交換器に入る前の第１冷媒と、第１カスケード熱交換器から出た後の第１冷媒と、の間で熱交換を行う。 The refrigerant cycle system of the third aspect is a system of the first aspect or the second aspect, further comprising a first internal heat exchanger. In the first refrigerant circuit, the first internal heat exchanger exchanges heat between the first refrigerant before entering the first cascade heat exchanger and the first refrigerant after exiting the first cascade heat exchanger. I do.

第１内部熱交換器は、第１冷媒の過熱度を制御ことによって第１カスケード熱交換器の熱交換能力が低下することを抑制する。 The first internal heat exchanger suppresses a decrease in the heat exchange capacity of the first cascade heat exchanger by controlling the degree of superheat of the first refrigerant.

第４観点の冷媒サイクルシステムは、第３観点のシステムであって、第１冷媒回路は、第１バイパス回路、をさらに備える。第１冷媒回路において、第１カスケード熱交換器が凝縮器となるとき、第１スケード熱交換器を出た第１冷媒は、第１バイパス回路を介して、第１内部熱交換器を迂回する。第１内部熱交換器を迂回した第１冷媒は、第１冷媒回路が有する圧縮機に吸入される。 The refrigerant cycle system of the fourth aspect is the system of the third aspect, and the first refrigerant circuit further includes a first bypass circuit. In the first refrigerant circuit, when the first cascade heat exchanger becomes a condenser, the first refrigerant leaving the first cade heat exchanger bypasses the first internal heat exchanger via the first bypass circuit. .. The first refrigerant bypassing the first internal heat exchanger is sucked into the compressor of the first refrigerant circuit.

第１バイパス回路を備えることで、第１冷媒回路が暖房運転のとき、第１冷媒が第１内部熱交換器を迂回することが可能である。 By providing the first bypass circuit, it is possible for the first refrigerant to bypass the first internal heat exchanger when the first refrigerant circuit is in the heating operation.

第５観点の冷媒サイクルシステムは、第３観点または第４観点のシステムであって、第１カスケード熱交換器は、第１内部熱交換器よりも熱交換能力が大きい。 The refrigerant cycle system of the fifth aspect is the system of the third aspect or the fourth aspect, and the first cascade heat exchanger has a larger heat exchange capacity than the first internal heat exchanger.

第１冷媒の過熱状態の制御は、第１内部熱交換器において行われる。これによって、第１メイン熱交換部の高い熱交換能力が損なわれることを抑制して第１冷媒の過熱状態の制御を行う事が可能である。 The control of the overheated state of the first refrigerant is performed in the first internal heat exchanger. As a result, it is possible to control the overheated state of the first refrigerant while suppressing the loss of the high heat exchange capacity of the first main heat exchange section.

第６観点の冷媒サイクルシステムは、第１観点から第５観点のいずれかのシステムであって、第２内部熱交換器、をさらに備える。第２内部熱交換器は、第２冷媒回路において、第２カスケード熱交換器に入る前の第１冷媒と、第２カスケード熱交換器から出た後の第１冷媒と、の間で熱交換を行う。 The refrigerant cycle system of the sixth aspect is any system from the first aspect to the fifth aspect, and further includes a second internal heat exchanger. In the second refrigerant circuit, the second internal heat exchanger exchanges heat between the first refrigerant before entering the second cascade heat exchanger and the first refrigerant after exiting the second cascade heat exchanger. I do.

第７観点の冷媒サイクルシステムは、第６観点のシステムであって、第１冷媒回路は、第２バイパス回路、をさらに備える。第１冷媒回路において、第２カスケード熱交換器が凝縮器となるとき、第２スケード熱交換器を出た第１冷媒は、第２バイパス回路を介して、第２内部熱交換器を迂回する。第２内部熱交換器を迂回した第１冷媒は、第１冷媒回路が有する圧縮機に吸入される。 The refrigerant cycle system of the seventh aspect is the system of the sixth aspect, and the first refrigerant circuit further includes a second bypass circuit. In the first refrigerant circuit, when the second cascade heat exchanger becomes a condenser, the first refrigerant leaving the second cade heat exchanger bypasses the second internal heat exchanger via the second bypass circuit. .. The first refrigerant bypassing the second internal heat exchanger is sucked into the compressor of the first refrigerant circuit.

第２バイパス回路を備えることで、第１冷媒回路が暖房運転のとき、第１冷媒が第２内部熱交換器を迂回することが可能である。 By providing the second bypass circuit, it is possible for the first refrigerant to bypass the second internal heat exchanger when the first refrigerant circuit is in the heating operation.

第８観点の冷媒サイクルシステムは、第６観点または第７観点のシステムであって、第２カスケード熱交換器は、第２内部熱交換器よりも熱交換能力が大きい。 The refrigerant cycle system of the eighth aspect is the system of the sixth aspect or the seventh aspect, and the second cascade heat exchanger has a larger heat exchange capacity than the second internal heat exchanger.

第１冷媒の過熱状態の制御は、第２内部熱交換器において行われる。これによって、第１メイン熱交換部の高い熱交換能力が損なわれることを抑制して第１冷媒の過熱状態の制御を行う事が可能である。 The control of the overheated state of the first refrigerant is performed in the second internal heat exchanger. As a result, it is possible to control the overheated state of the first refrigerant while suppressing the loss of the high heat exchange capacity of the first main heat exchange section.

第９観点の冷媒サイクルシステムは、第１観点から第８観点のいずれかのシステムであって、第１冷媒及び第２冷媒は、ＨＦＣ冷媒、ＨＦＯ冷媒、自然冷媒のいずれか１つである。あるいは、第１冷媒及び第２冷媒は、ＨＦＣ冷媒、ＨＦＯ冷媒、自然冷媒、ＣＦ_３Ｉ、のうちのいずれか２つ以上を含む混合冷媒である。 The refrigerant cycle system of the ninth aspect is any one of the first to eighth aspects, and the first refrigerant and the second refrigerant are any one of an HFC refrigerant, an HFO refrigerant, and a natural refrigerant. Alternatively, the first refrigerant and the second refrigerant, HFC refrigerant, HFO refrigerant, a natural refrigerant, _CF 3 I, mixed refrigerant containing any two or more of.

第１０観点の冷媒サイクルシステムは、第１観点から第９観点のいずれかのシステムであって、第１冷媒、及び、第２冷媒は、Ｒ３２である。 The refrigerant cycle system of the tenth aspect is any system from the first aspect to the ninth aspect, and the first refrigerant and the second refrigerant are R32.

これによって、既存の冷媒サイクルシステムを流用することが可能である。 This makes it possible to divert the existing refrigerant cycle system.

第１１観点の冷媒サイクルシステムは、第１観点から第９観点のいずれかのシステムであって、第１冷媒はＲ３２である。第２冷媒は二酸化炭素である。 The refrigerant cycle system of the eleventh aspect is any system from the first aspect to the ninth aspect, and the first refrigerant is R32. The second refrigerant is carbon dioxide.

空気調和装置の冷媒回路を示す図である。It is a figure which shows the refrigerant circuit of an air conditioner. 制御部の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the control part.

（１）全体構成
図１に示すように、冷媒サイクル装置の一実施形態としての空気調和装置１００は、蒸気圧縮式冷凍サイクルである第１冷媒回路１、第２冷媒回路２、第３冷媒回路３によって、ビル等の建物内の部屋の冷房や暖房を行う装置である。 (1) Overall Configuration As shown in FIG. 1, the air conditioner 100 as an embodiment of the refrigerant cycle device includes a first refrigerant circuit 1, a second refrigerant circuit 2, and a third refrigerant circuit, which are vapor compression refrigeration cycles. It is a device that cools and heats a room in a building such as a building according to 3.

空気調和装置１００は、主として、第１冷媒回路１に属する熱源側ユニット１０と、第２冷媒回路２に属する複数の利用側ユニット３０Ａ、３０Ｂ（本実施形態においては２つ）と、第３冷媒回路３に属する複数の利用側ユニット５０Ａ、５０Ｂ（本実施形態においては２つ）と、熱源側ユニット１０と利用側ユニット３０Ａ、３０Ｂとの間に配置される第１カスケードユニット２０と、熱源側ユニット１０と利用側ユニット５０Ａ、５０Ｂとの間に配置される第２カスケードユニット４０と、冷媒連絡管４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂと、制御部６０と、を有している。 The air conditioner 100 mainly includes a heat source side unit 10 belonging to the first refrigerant circuit 1, a plurality of utilization side units 30A and 30B (two in the present embodiment) belonging to the second refrigerant circuit 2, and a third refrigerant. A plurality of utilization side units 50A and 50B (two in this embodiment) belonging to the circuit 3, a first cascade unit 20 arranged between the heat source side unit 10 and the utilization side units 30A and 30B, and the heat source side. It has a second cascade unit 40 arranged between the unit 10 and the users 50A and 50B, a refrigerant connecting pipe 4a, 4b, 5a, 5b, 6a, 6b, and a control unit 60.

第１カスケードユニット２０と第２カスケードユニット４０とは、第１冷媒回路１において、互いが並列に接続される。複数の利用側ユニット３０Ａ、３０Ｂは、第２冷媒回路２において、互いが並列に接続される。複数の利用側ユニット５０Ａ、５０Ｂは、第３冷媒回路３において、互いが並列に接続される。 The first cascade unit 20 and the second cascade unit 40 are connected to each other in parallel in the first refrigerant circuit 1. The plurality of user-side units 30A and 30B are connected to each other in parallel in the second refrigerant circuit 2. The plurality of user-side units 50A and 50B are connected to each other in parallel in the third refrigerant circuit 3.

制御部６０は、伝送線等を介して各ユニットの制御部と接続されている。制御部６０は、空気調和装置１００に含まれる各構成機器の制御と空気調和装置１００全体の制御を行う。 The control unit 60 is connected to the control unit of each unit via a transmission line or the like. The control unit 60 controls each component device included in the air conditioner 100 and controls the entire air conditioner 100.

第１冷媒回路１、第２冷媒回路２、第３冷媒回路３には、それぞれ、第１冷媒、第２冷媒、第３冷媒としてＲ３２が充填されている。 The first refrigerant circuit 1, the second refrigerant circuit 2, and the third refrigerant circuit 3 are filled with R32 as the first refrigerant, the second refrigerant, and the third refrigerant, respectively.

（２）各ユニットの詳細構成
（２−１）利用側ユニット
利用側ユニット３０Ａ、３０Ｂ、５０Ａ、５０Ｂは、ビル等の室内に設置されている。 (2) Detailed configuration of each unit (2-1) User-side unit The user-side units 30A, 30B, 50A, and 50B are installed in a room such as a building.

第２冷媒回路２の一部を構成する複数の利用側ユニット３０Ａ、３０Ｂは、冷媒連絡管としての液冷媒連絡管５ａとガス冷媒連絡管５ｂとを介して、第１カスケードユニット２０に接続されている。 The plurality of utilization side units 30A and 30B forming a part of the second refrigerant circuit 2 are connected to the first cascade unit 20 via the liquid refrigerant connecting pipe 5a and the gas refrigerant connecting pipe 5b as the refrigerant connecting pipe. ing.

また、第３冷媒回路３の一部を構成する複数の利用側ユニット５０Ａ、５０Ｂは、冷媒連絡管としての液冷媒連絡管６ａとガス冷媒連絡管６ｂとを介して、第２カスケードユニット４０に接続されている。 Further, the plurality of utilization side units 50A and 50B forming a part of the third refrigerant circuit 3 are connected to the second cascade unit 40 via the liquid refrigerant connecting pipe 6a and the gas refrigerant connecting pipe 6b as the refrigerant connecting pipe. It is connected.

次に、利用側ユニット３０Ａの構成について説明する。なお、利用側ユニット３０Ａと、利用側ユニット３０Ｂ、５０Ａ、５０Ｂとは、同様の構成であるため、ここでは利用側ユニット３０Ａの構成のみ説明し、利用側ユニット３０Ｂ、５０Ａ、５０Ｂの構成については、説明を省略する。 Next, the configuration of the user-side unit 30A will be described. Since the user-side unit 30A and the user-side units 30B, 50A, and 50B have the same configuration, only the configuration of the user-side unit 30A will be described here, and the configurations of the user-side units 30B, 50A, and 50B will be described. , The description is omitted.

利用側ユニット３０Ａは、主として、利用側熱交換器３１ａと、流量調整弁３２ａと、を有している。利用側ユニット３０Ａの各構成機器は、利用側制御部６４を介して制御部６０によって制御されている。 The user-side unit 30A mainly includes a user-side heat exchanger 31a and a flow rate adjusting valve 32a. Each component of the user-side unit 30A is controlled by the control unit 60 via the user-side control unit 64.

利用側熱交換器３１ａは、第２冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却する、又は、第２冷媒の放熱器として機能して室内空気を加熱する熱交換器である。ここで、利用側ユニット３０Ａは、図示しない利用側ファンを有する。利用側ファンは、利用側熱交換器３１ａを流れる第２冷媒の冷却源又は加熱源としての室内空気を、利用側熱交換器３１ａに供給する。 The user-side heat exchanger 31a is a heat exchanger that functions as an evaporator of the second refrigerant to cool the indoor air, or functions as a radiator of the second refrigerant to heat the indoor air. Here, the user-side unit 30A has a user-side fan (not shown). The user-side fan supplies the user-side heat exchanger 31a with indoor air as a cooling source or a heating source for the second refrigerant flowing through the user-side heat exchanger 31a.

流量調整弁３２ａは、第２冷媒を減圧しながら利用側熱交換器３１ａを流れる第２冷媒の流量を調整することが可能な電動膨張弁である。流量調整弁３２ａは、利用側制御部６４を介して、制御部６０によって開度を調整される。 The flow rate adjusting valve 32a is an electric expansion valve capable of adjusting the flow rate of the second refrigerant flowing through the utilization side heat exchanger 31a while reducing the pressure of the second refrigerant. The opening degree of the flow rate adjusting valve 32a is adjusted by the control unit 60 via the user side control unit 64.

利用側ユニット３０Ａには、図示しない各種のセンサが設けられている。各センサが検出した値は、利用側制御部６４を介して制御部６０に送られる。 The user-side unit 30A is provided with various sensors (not shown). The value detected by each sensor is sent to the control unit 60 via the user side control unit 64.

（２−２）熱源側ユニット
第１冷媒回路１の一部を構成する熱源側ユニット１０は、ビル等の建物の室外、例えば屋上や地上に設置されている。熱源側ユニット１０は、液冷媒連絡管４ａとガス冷媒連絡管４ｂとを介して、第１カスケードユニット２０または第２カスケードユニット４０に接続されている。 (2-2) Heat Source Side Unit The heat source side unit 10 forming a part of the first refrigerant circuit 1 is installed outdoors of a building such as a building, for example, on the rooftop or on the ground. The heat source side unit 10 is connected to the first cascade unit 20 or the second cascade unit 40 via the liquid refrigerant connecting pipe 4a and the gas refrigerant connecting pipe 4b.

熱源側ユニット１０は、主として、圧縮機１１と、熱源側熱交換器１２と、を有している。また、熱源側ユニット１０は、熱源側熱交換器１２を冷媒の放熱器として機能させる冷房運転状態と、熱源側熱交換器１２を冷媒の蒸発器として機能させる暖房運転状態と、を切り換える冷暖切換機構としての切換機構１３を有している。熱源側ユニット１０の各構成機器は、熱源側制御部６１を介して制御部６０によって制御されている。 The heat source side unit 10 mainly includes a compressor 11 and a heat source side heat exchanger 12. Further, the heat source side unit 10 switches between a cooling operation state in which the heat source side heat exchanger 12 functions as a refrigerant radiator and a heating operation state in which the heat source side heat exchanger 12 functions as a refrigerant evaporator. It has a switching mechanism 13 as a mechanism. Each component of the heat source side unit 10 is controlled by the control unit 60 via the heat source side control unit 61.

圧縮機１１は、第１冷媒を圧縮するための機器であり、例えば、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素が圧縮機用モータによって回転駆動される、密閉式構造の圧縮機である。 The compressor 11 is a device for compressing the first refrigerant, and is, for example, a compressor having a closed structure in which a positive displacement compression element such as a rotary type or a scroll type is rotationally driven by a compressor motor. ..

熱源側熱交換器１２は、第１冷媒の放熱器として機能する、又は、第１冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。ここで、熱源側ユニット１０は、図示しない熱源側ファンを有している。熱源側ファンは、熱源側ユニット１０内に室外空気を吸入して、熱源側熱交換器１２において第１冷媒と熱交換させた後に、外部に排出する。 The heat source side heat exchanger 12 is a heat exchanger that functions as a radiator of the first refrigerant or as an evaporator of the first refrigerant. Here, the heat source side unit 10 has a heat source side fan (not shown). The heat source side fan sucks outdoor air into the heat source side unit 10, exchanges heat with the first refrigerant in the heat source side heat exchanger 12, and then discharges the outdoor air to the outside.

また、第１冷媒回路１には、熱源側熱交換器１２の液側端寄りに膨張弁１４が設けられている。膨張弁１４は、暖房運転状態において第１冷媒を減圧する電動膨張弁である。膨張弁１４は、熱源側制御部６１を介して、制御部６０によって開度を調整される。 Further, the first refrigerant circuit 1 is provided with an expansion valve 14 near the liquid side end of the heat source side heat exchanger 12. The expansion valve 14 is an electric expansion valve that reduces the pressure of the first refrigerant in the heating operation state. The opening degree of the expansion valve 14 is adjusted by the control unit 60 via the heat source side control unit 61.

熱源側ユニット１０には、図示しない各種のセンサが設けられている。各センサが検出した値は、熱源側制御部６１を介して制御部６０に送られる。 The heat source side unit 10 is provided with various sensors (not shown). The value detected by each sensor is sent to the control unit 60 via the heat source side control unit 61.

（２−３）カスケードユニット
第１カスケードユニット２０と第２カスケードユニット４０とは、例えば、ビル等の建物の部屋の天井裏の空間に設置されている。 (2-3) Cascade Unit The first cascade unit 20 and the second cascade unit 40 are installed in a space behind the ceiling of a room of a building such as a building, for example.

第１カスケードユニット２０は、利用側ユニット３０Ａ、３０Ｂと熱源側ユニット１０との間に介在しており、第１冷媒回路１の一部と第２冷媒回路２の一部を構成している。 The first cascade unit 20 is interposed between the utilization side units 30A and 30B and the heat source side unit 10, and constitutes a part of the first refrigerant circuit 1 and a part of the second refrigerant circuit 2.

また、第２カスケードユニット４０は、利用側ユニット５０Ａ、５０Ｂと熱源側ユニット１０との間に介在しており、第１冷媒回路１の一部と第３冷媒回路３の一部を構成している。 Further, the second cascade unit 40 is interposed between the utilization side units 50A and 50B and the heat source side unit 10, and constitutes a part of the first refrigerant circuit 1 and a part of the third refrigerant circuit 3. There is.

次に、第１カスケードユニット２０の構成について説明する。なお、第１カスケードユニット２０と第２カスケードユニット４０とは同様の構成であるため、ここでは、第１カスケードユニット２０の構成のみ説明し、第２カスケードユニット４０の構成については、説明を省略する。 Next, the configuration of the first cascade unit 20 will be described. Since the first cascade unit 20 and the second cascade unit 40 have the same configuration, only the configuration of the first cascade unit 20 will be described here, and the description of the configuration of the second cascade unit 40 will be omitted. ..

第１カスケードユニット２０は、主として、第１カスケード熱交換器２１ａと、第１内部熱交換器２１ｂと、第１流量調整弁２２と、第１バイパス回路２５と、第１バイパス弁２３と、圧縮機２６と、膨張弁２８と、を有している。また、第１カスケードユニット２０は、冷暖切換機構としての切換機構２７を有している。第１カスケードユニット２０の各構成機器は、第１カスケード制御部６２を介して制御部６０によって制御されている。 The first cascade unit 20 mainly compresses the first cascade heat exchanger 21a, the first internal heat exchanger 21b, the first flow rate adjusting valve 22, the first bypass circuit 25, the first bypass valve 23, and the like. It has a machine 26 and an expansion valve 28. Further, the first cascade unit 20 has a switching mechanism 27 as a cooling / heating switching mechanism. Each component of the first cascade unit 20 is controlled by the control unit 60 via the first cascade control unit 62.

第１カスケード熱交換器２１ａは、第１冷媒回路１において第１冷媒の放熱器として機能するとき、第２冷媒回路２においては第２冷媒の蒸発器として機能する。また、第１カスケード熱交換器２１ａは、第１冷媒回路１において第１冷媒の蒸発器として機能するとき、第２冷媒回路２においては第２冷媒の放熱器として機能する。第１カスケード熱交換器２１ａは、第１冷媒回路１を流れる第１冷媒と、第２冷媒回路２を流れる第２冷媒と、の間で熱交換させる熱交換器である。 When the first cascade heat exchanger 21a functions as a radiator of the first refrigerant in the first refrigerant circuit 1, it functions as an evaporator of the second refrigerant in the second refrigerant circuit 2. Further, when the first cascade heat exchanger 21a functions as an evaporator of the first refrigerant in the first refrigerant circuit 1, it functions as a radiator of the second refrigerant in the second refrigerant circuit 2. The first cascade heat exchanger 21a is a heat exchanger that exchanges heat between the first refrigerant flowing through the first refrigerant circuit 1 and the second refrigerant flowing through the second refrigerant circuit 2.

第１内部熱交換器２１ｂは、第１カスケード熱交換器２１ａを通過した第１冷媒を過熱状態にするためのものである。なお、過熱状態とは、第１冷媒に過熱度が与えられた状態であって、与えられる過熱度は限定されず、多少の過熱度が与えられていればよい。第１内部熱交換器２１ｂは、冷房運転状態において、第１カスケード熱交換器２１ａに入る前の第１冷媒と、第１カスケード熱交換器２１ａから出た後の第１冷媒と、の間で熱交換を行う。なお、暖房運転状態においては、後述する第１バイパス弁２３が全閉される。これによって、第１カスケード熱交換器２１ａから出た後の第１冷媒は、後述する第１バイパス回路２５を介して第１カスケードユニット２０から流出するため、第１内部熱交換器２１ｂは熱交換を行わない。 The first internal heat exchanger 21b is for bringing the first refrigerant that has passed through the first cascade heat exchanger 21a into a superheated state. The superheated state is a state in which the first refrigerant is given a degree of superheat, and the degree of superheat given is not limited, and a certain degree of superheat may be given. The first internal heat exchanger 21b is placed between the first refrigerant before entering the first cascade heat exchanger 21a and the first refrigerant after exiting the first cascade heat exchanger 21a in the cooling operation state. Perform heat exchange. In the heating operation state, the first bypass valve 23, which will be described later, is fully closed. As a result, the first refrigerant after exiting the first cascade heat exchanger 21a flows out from the first cascade unit 20 via the first bypass circuit 25 described later, so that the first internal heat exchanger 21b exchanges heat. Do not do.

第１カスケード熱交換器２１ａは、第１内部熱交換器２１ｂよりも熱交換能力が大きい熱交換器である。例えば、第１カスケード熱交換器２１ａはプレート熱交換器であって、第１内部熱交換器２１ｂは、二重管である。 The first cascade heat exchanger 21a is a heat exchanger having a larger heat exchange capacity than the first internal heat exchanger 21b. For example, the first cascade heat exchanger 21a is a plate heat exchanger and the first internal heat exchanger 21b is a double tube.

熱交換器の熱交換能力は、熱通過率等によって算出することが可能である。第１カスケード熱交換器２１ａとして用いられるプレート熱交換器の熱交換能力は、一般的に第１内部熱交換器２１ｂとして用いられる二重管の熱交換能力よりも大きい。 The heat exchange capacity of the heat exchanger can be calculated from the heat transfer rate and the like. The heat exchange capacity of the plate heat exchanger used as the first cascade heat exchanger 21a is larger than the heat exchange capacity of the double tube generally used as the first internal heat exchanger 21b.

なお、熱交換器の熱交換能力を算出する算出方法は、特に限定されない。 The calculation method for calculating the heat exchange capacity of the heat exchanger is not particularly limited.

第１冷媒回路１には、第１カスケード熱交換器２１ａの液側端寄りに第１流量調整弁２２が設けられている。第１流量調整弁２２は、冷房運転状態において第１冷媒を減圧する電動膨張弁である。第１流量調整弁２２は、第１内部熱交換器２１ｂから出る第１冷媒が過熱状態になるように、第１カスケード制御部６２を介して、制御部６０によって弁の開度を調整される。 The first refrigerant circuit 1 is provided with a first flow rate adjusting valve 22 near the liquid side end of the first cascade heat exchanger 21a. The first flow rate adjusting valve 22 is an electric expansion valve that reduces the pressure of the first refrigerant in the cooling operation state. The opening degree of the first flow rate adjusting valve 22 is adjusted by the control unit 60 via the first cascade control unit 62 so that the first refrigerant discharged from the first internal heat exchanger 21b becomes overheated. ..

第１バイパス回路２５は、例えば、キャピラリである。暖房運転状態の第１冷媒回路１において、第１カスケード熱交換器２１ａを出た第１冷媒は、第１バイパス回路２５を介して、第１内部熱交換器２１ｂを迂回する。第１内部熱交換器２１ｂを迂回した第１冷媒は、第１カスケードユニット２０から流出する。 The first bypass circuit 25 is, for example, a capillary. In the first refrigerant circuit 1 in the heating operation state, the first refrigerant leaving the first cascade heat exchanger 21a bypasses the first internal heat exchanger 21b via the first bypass circuit 25. The first refrigerant bypassing the first internal heat exchanger 21b flows out of the first cascade unit 20.

また、暖房運転状態の第１冷媒回路１において、第１内部熱交換器２１ｂ上流側には第１バイパス弁２３が設けられている。第１バイパス弁２３は、暖房運転状態のとき全閉される。これによって、第１カスケード熱交換器２１ａから出た後の第１冷媒は、第１バイパス回路２５を介して第１カスケードユニット２０から流出し、第１内部熱交換器２１ｂは熱交換を行わない。第１バイパス弁２３は、電動膨張弁であって、第１カスケード制御部６２を介して、制御部６０によって弁の開度を調整される。 Further, in the first refrigerant circuit 1 in the heating operation state, the first bypass valve 23 is provided on the upstream side of the first internal heat exchanger 21b. The first bypass valve 23 is fully closed during the heating operation state. As a result, the first refrigerant after exiting the first cascade heat exchanger 21a flows out from the first cascade unit 20 via the first bypass circuit 25, and the first internal heat exchanger 21b does not perform heat exchange. .. The first bypass valve 23 is an electric expansion valve, and the opening degree of the valve is adjusted by the control unit 60 via the first cascade control unit 62.

圧縮機２６は、第２冷媒を圧縮するための機器であり、例えば、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素が圧縮機用モータによって回転駆動される密閉式構造の圧縮機が使用される。 The compressor 26 is a device for compressing the second refrigerant. For example, a compressor having a closed structure in which a positive displacement compression element such as a rotary type or a scroll type is rotationally driven by a compressor motor is used. To.

第２冷媒回路２には、第１カスケード熱交換器２１ａの液側端寄りに膨張弁２８が設けられている。膨張弁２８は、暖房運転状態のときに冷媒を減圧する電動膨張弁である。膨張弁２８は、第１カスケード制御部６２を介して、制御部６０によって開度を調整される。 The second refrigerant circuit 2 is provided with an expansion valve 28 near the liquid side end of the first cascade heat exchanger 21a. The expansion valve 28 is an electric expansion valve that reduces the pressure of the refrigerant during the heating operation. The opening degree of the expansion valve 28 is adjusted by the control unit 60 via the first cascade control unit 62.

さらに、第１カスケードユニット２０には、図１に示すように、入口温度センサ２４ａと、出口温度センサ２４ｂと、が設けられている。入口温度センサ２４ａは、第１冷媒回路１において、第１カスケード熱交換器２１ａの液側端における第１冷媒の温度（入口温度）を検出する。出口温度センサ２４ｂは、第１冷媒回路１において、第１内部熱交換器２１ｂのガス側端における第１冷媒の温度（出口温度）を検出する。入口温度センサ２４ａと出口温度センサ２４ｂとが、検出した値は、第１カスケード制御部６２を介して制御部６０に送られる。 Further, as shown in FIG. 1, the first cascade unit 20 is provided with an inlet temperature sensor 24a and an outlet temperature sensor 24b. The inlet temperature sensor 24a detects the temperature (inlet temperature) of the first refrigerant at the liquid side end of the first cascade heat exchanger 21a in the first refrigerant circuit 1. The outlet temperature sensor 24b detects the temperature (outlet temperature) of the first refrigerant at the gas side end of the first internal heat exchanger 21b in the first refrigerant circuit 1. The values detected by the inlet temperature sensor 24a and the outlet temperature sensor 24b are sent to the control unit 60 via the first cascade control unit 62.

第１カスケードユニット２０には、図示しないが、上記以外の各種のセンサも設けられている。 Although not shown, the first cascade unit 20 is also provided with various sensors other than the above.

（２−４）制御部
制御部６０は、図２に示すように、熱源側制御部６１と、第１カスケード制御部６２、第２カスケード制御部６３、利用側制御部６４、６５、６６、６７と、を有している。各制御部６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７は、ＣＰＵ又はＧＰＵといったプロセッサと、メモリと等を含む。プロセッサは、メモリに記憶されているプログラムを読み出し、このプログラムに従って所定の処理を行う事が可能である。 (2-4) Control unit As shown in FIG. 2, the control unit 60 includes a heat source side control unit 61, a first cascade control unit 62, a second cascade control unit 63, and user side control units 64, 65, 66. It has 67 and. Each control unit 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67 includes a processor such as a CPU or GPU, a memory, and the like. The processor can read a program stored in the memory and perform a predetermined process according to this program.

熱源側制御部６１は、熱源側ユニット１０に配置されている。熱源側制御部６１は、熱源側ユニット１０全体と、膨張弁１４の開度とを制御する。第１カスケード制御部６２は、第１カスケードユニット２０に配置されている。第１カスケード制御部６２は、第１カスケードユニット２０全体と、第１流量調整弁２２、第１バイパス弁２３、及び膨張弁２８の開度と、を制御する。第２カスケード制御部６３は、第２カスケードユニット４０に配置されている。第２カスケード制御部６３は、第２カスケードユニット４０全体と、第２流量調整弁４２、第２バイパス弁４３、及び膨張弁４８の開度と、を制御する。利用側制御部６４は、利用側ユニット３０Ａに配置されている。利用側制御部６４は、利用側ユニット３０Ａ全体と、流量調整弁３２ａの開度とを制御する。利用側制御部６５は、利用側ユニット３０Ｂに配置されている。利用側制御部６５は、利用側ユニット３０Ｂ全体と、流量調整弁３２ｂの開度とを制御する。利用側制御部６６は、利用側ユニット５０Ａに配置されている。利用側制御部６６は、利用側ユニット５０Ａ全体と、流量調整弁５２ａの開度とを制御する。利用側制御部６７は、利用側ユニット５０Ｂに配置されている。利用側制御部６７は、利用側ユニット５０Ｂ全体と、流量調整弁５２ｂの開度とを制御する。 The heat source side control unit 61 is arranged in the heat source side unit 10. The heat source side control unit 61 controls the entire heat source side unit 10 and the opening degree of the expansion valve 14. The first cascade control unit 62 is arranged in the first cascade unit 20. The first cascade control unit 62 controls the entire first cascade unit 20, and the opening degrees of the first flow rate adjusting valve 22, the first bypass valve 23, and the expansion valve 28. The second cascade control unit 63 is arranged in the second cascade unit 40. The second cascade control unit 63 controls the entire second cascade unit 40 and the opening degrees of the second flow rate adjusting valve 42, the second bypass valve 43, and the expansion valve 48. The user-side control unit 64 is arranged in the user-side unit 30A. The user-side control unit 64 controls the entire user-side unit 30A and the opening degree of the flow rate adjusting valve 32a. The user-side control unit 65 is arranged in the user-side unit 30B. The user-side control unit 65 controls the entire user-side unit 30B and the opening degree of the flow rate adjusting valve 32b. The user-side control unit 66 is arranged in the user-side unit 50A. The user-side control unit 66 controls the entire user-side unit 50A and the opening degree of the flow rate adjusting valve 52a. The user-side control unit 67 is arranged in the user-side unit 50B. The user-side control unit 67 controls the entire user-side unit 50B and the opening degree of the flow rate adjusting valve 52b.

制御部６０及び各制御部６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７は、マイクロコンピュータやメモリ等の電装品が実装された制御基板を含んでおり、制御部６０は、各制御部６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７を介して空気調和装置１００全体の制御を行う。制御部６０は、各制御部６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７を介して、空気調和装置１００に設けられた各センサの検知した値を受けとり、各構成機器に制御信号等を送ることが可能である。 The control unit 60 and each control unit 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67 include a control board on which electrical components such as a microcomputer and a memory are mounted, and the control unit 60 includes each control unit 61. , 62, 63, 64, 65, 66, 67 to control the entire air conditioner 100. The control unit 60 receives the value detected by each sensor provided in the air conditioner 100 via each control unit 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, and sends a control signal or the like to each component device. It is possible to send.

具体的には、例えば、制御部６０は、第１カスケード制御部６２を介して、第１カスケードユニット２０に設けられた入口温度センサ２４ａが検出した入口温度と、出口温度センサ２４ｂが検出した出口温度と、を受け取る。制御部６０には、第１流量調整弁２２の開度を調整するための開度調整アルゴリズムがあらかじめ具備されている。制御部６０は、この開度調整アルゴリズムを用いて、入口温度と出口温度とから、第１内部熱交換器２１ｂから出る第１冷媒を適切な過熱度にするための制御信号を生成する。第１流量調整弁２２は、この制御信号に基づいて第１流量調整弁２２の開度を調整することで、第１内部熱交換器２１ｂから出る第１冷媒を適切な過熱度にすることが可能である。 Specifically, for example, the control unit 60 has an inlet temperature detected by the inlet temperature sensor 24a provided in the first cascade unit 20 and an outlet detected by the outlet temperature sensor 24b via the first cascade control unit 62. Receive the temperature. The control unit 60 is provided with an opening degree adjusting algorithm for adjusting the opening degree of the first flow rate adjusting valve 22 in advance. Using this opening degree adjusting algorithm, the control unit 60 generates a control signal from the inlet temperature and the outlet temperature to make the first refrigerant discharged from the first internal heat exchanger 21b an appropriate degree of superheat. The first flow rate adjusting valve 22 adjusts the opening degree of the first flow rate adjusting valve 22 based on this control signal, so that the first refrigerant discharged from the first internal heat exchanger 21b can have an appropriate degree of superheat. It is possible.

また、第２カスケードユニット４０の有する第２流量調整弁４２の開度の調整は、上記と同様である。制御部６０が、第２カスケード制御部６３を介して、第２カスケードユニット４０の入口温度センサ４４ａが検出した入口温度と、出口温度センサ４４ｂが検出した出口温度と、を受け取る。制御部６０は、開度調整アルゴリズムを用いて、第２流量調整弁４２の開度を調整する制御信号を第２流量調整弁４２に送る。第２流量調整弁４２は、制御信号に基づいての開度を調整する。 Further, the adjustment of the opening degree of the second flow rate adjusting valve 42 included in the second cascade unit 40 is the same as described above. The control unit 60 receives the inlet temperature detected by the inlet temperature sensor 44a of the second cascade unit 40 and the outlet temperature detected by the outlet temperature sensor 44b via the second cascade control unit 63. The control unit 60 sends a control signal for adjusting the opening degree of the second flow rate adjusting valve 42 to the second flow rate adjusting valve 42 by using the opening degree adjusting algorithm. The second flow rate adjusting valve 42 adjusts the opening degree based on the control signal.

なお、制御部６０が、第１流量調整弁２２または第２流量調整弁４２の開度を調整する方法はこれに限られない。 The method in which the control unit 60 adjusts the opening degree of the first flow rate adjusting valve 22 or the second flow rate adjusting valve 42 is not limited to this.

（３）空気調和装置の基本動作
次に、空気調和装置１００の基本動作について説明する。空気調和装置１００の基本動作には、冷房運転及び暖房運転がある。なお、以下に説明する空気調和装置１００の基本動作は、空気調和装置１００（熱源側ユニット１０、利用側ユニット３０Ａ、３０Ｂ、５０Ａ、５０Ｂ、第１カスケードユニット２０及び第２カスケードユニット４０）の構成機器を制御する制御部６０によって行われる。 (3) Basic operation of the air conditioner Next, the basic operation of the air conditioner 100 will be described. The basic operations of the air conditioner 100 include a cooling operation and a heating operation. The basic operation of the air conditioner 100 described below is the configuration of the air conditioner 100 (heat source side unit 10, user side units 30A, 30B, 50A, 50B, first cascade unit 20 and second cascade unit 40). This is performed by the control unit 60 that controls the device.

（３−１）冷房運転
例えば、利用側ユニット３０Ａ、３０Ｂ、５０Ａ、５０Ｂの全てが冷房運転（利用側熱交換器３１ａ、３１ｂ、５１ａ、５１ｂの全てが冷媒の蒸発器として機能し、かつ、熱源側熱交換器１２が冷媒の放熱器として機能する運転）を行う際には、切換機構１３、２７、４７が冷房運転状態（図１の実線で示された状態）に切り換えられる。 (3-1) Cooling operation For example, all of the user-side units 30A, 30B, 50A, and 50B are in the cooling operation (all of the user-side heat exchangers 31a, 31b, 51a, and 51b function as refrigerant evaporators, and When the heat source side heat exchanger 12 functions as a radiator of the refrigerant), the switching mechanisms 13, 27, and 47 are switched to the cooling operation state (the state shown by the solid line in FIG. 1).

（３−１−１）第１冷媒回路
冷房運転の際、第１冷媒回路１において、圧縮機１１から吐出された高圧の第１冷媒は、切換機構１３を通じて熱源側熱交換器１２に送られる。熱源側熱交換器１２に送られた第１冷媒は、第１冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器１２において、熱源側ファンによって供給される室外空気と熱交換を行って冷却されることによって凝縮する。この第１冷媒は、膨張弁１４を通じて熱源側ユニット１０から流出する。 (3-1-1) First Refrigerant Circuit During the cooling operation, the high-pressure first refrigerant discharged from the compressor 11 in the first refrigerant circuit 1 is sent to the heat source side heat exchanger 12 through the switching mechanism 13. .. The first refrigerant sent to the heat source side heat exchanger 12 is cooled by exchanging heat with the outdoor air supplied by the heat source side fan in the heat source side heat exchanger 12 that functions as a radiator of the first refrigerant. Condenses by. This first refrigerant flows out from the heat source side unit 10 through the expansion valve 14.

熱源側ユニット１０から流出した第１冷媒は、第１カスケードユニット２０および第２カスケードユニット４０に送られる。 The first refrigerant flowing out of the heat source side unit 10 is sent to the first cascade unit 20 and the second cascade unit 40.

第１カスケードユニット２０に流入した第１冷媒は、第１内部熱交換器２１ｂに入る。第１内部熱交換器２１ｂに入った第１冷媒は、第１カスケード熱交換器２１ａから出た第１冷媒と熱交換を行う。第１冷媒は、第１内部熱交換器２１ｂから出て、第１バイパス弁２３を通過する。次に第１冷媒は、制御部６０によって適切な開度に調整された第１流量調整弁２２に入り減圧される。減圧された第１冷媒は、第１カスケード熱交換器２１ａに入る。第１冷媒の蒸発器として機能する第１カスケード熱交換器２１ａにおいて、第２冷媒回路２を流れる第２冷媒と熱交換を行って加熱されることによって、蒸発する。第１内部熱交換器２１ｂから出た第１冷媒は、第１内部熱交換器２１ｂに入り、第１カスケード熱交換器２１ａに入る前の第１冷媒と熱交換を行う。ここで熱交換を行い、第１内部熱交換器２１ｂから出た第１冷媒は、適切な過熱度が付与されている。この第１冷媒は、第１カスケードユニット２０から流出し、第２カスケードユニット４０から流出した第１冷媒と合流した状態で圧縮機１１に吸入される。 The first refrigerant that has flowed into the first cascade unit 20 enters the first internal heat exchanger 21b. The first refrigerant entering the first internal heat exchanger 21b exchanges heat with the first refrigerant discharged from the first cascade heat exchanger 21a. The first refrigerant exits the first internal heat exchanger 21b and passes through the first bypass valve 23. Next, the first refrigerant enters the first flow rate adjusting valve 22 adjusted to an appropriate opening degree by the control unit 60 and is depressurized. The decompressed first refrigerant enters the first cascade heat exchanger 21a. In the first cascade heat exchanger 21a that functions as an evaporator of the first refrigerant, it evaporates by exchanging heat with the second refrigerant flowing through the second refrigerant circuit 2 and being heated. The first refrigerant discharged from the first internal heat exchanger 21b enters the first internal heat exchanger 21b and exchanges heat with the first refrigerant before entering the first cascade heat exchanger 21a. Here, heat exchange is performed, and the first refrigerant discharged from the first internal heat exchanger 21b is imparted with an appropriate degree of superheat. The first refrigerant flows out of the first cascade unit 20 and is sucked into the compressor 11 in a state of being merged with the first refrigerant flowing out of the second cascade unit 40.

また、第２カスケードユニット４０に流入した第１冷媒は、第２内部熱交換器４１ｂに入る。第２内部熱交換器４１ｂに入った第１冷媒は、第２カスケード熱交換器４１ａから出た第１冷媒と熱交換を行う。第１冷媒は、第２内部熱交換器４１ｂから出て、第２バイパス弁４３を通過する。次に第１冷媒は、制御部６０によって適切な開度に調整された第２流量調整弁４２に入り減圧される。減圧された第１冷媒は、第２熱交換器４１に入る。第２熱交換器４１に入った第１冷媒は、第１冷媒の蒸発器として機能する第２カスケード熱交換器４１ａにおいて、第３冷媒回路３を流れる第３冷媒と熱交換を行って加熱されることによって、蒸発する。第２内部熱交換器４１ｂから出た第１冷媒は、第２内部熱交換器４１ｂに入り、第２カスケード熱交換器４１ａに入る前の第１冷媒と熱交換を行う。ここで熱交換を行い、第２内部熱交換器４１ｂから出た第１冷媒は、適切な過熱度が付与されている。この第１冷媒は、第２カスケードユニット４０から流出し、第１カスケードユニット２０から流出した第１冷媒と合流した状態で圧縮機１１に吸入される。 Further, the first refrigerant that has flowed into the second cascade unit 40 enters the second internal heat exchanger 41b. The first refrigerant entering the second internal heat exchanger 41b exchanges heat with the first refrigerant discharged from the second cascade heat exchanger 41a. The first refrigerant exits the second internal heat exchanger 41b and passes through the second bypass valve 43. Next, the first refrigerant enters the second flow rate adjusting valve 42 adjusted to an appropriate opening degree by the control unit 60 and is depressurized. The decompressed first refrigerant enters the second heat exchanger 41. The first refrigerant that has entered the second heat exchanger 41 is heated by exchanging heat with the third refrigerant flowing through the third refrigerant circuit 3 in the second cascade heat exchanger 41a that functions as an evaporator of the first refrigerant. By doing so, it evaporates. The first refrigerant discharged from the second internal heat exchanger 41b enters the second internal heat exchanger 41b and exchanges heat with the first refrigerant before entering the second cascade heat exchanger 41a. Here, heat exchange is performed, and the first refrigerant discharged from the second internal heat exchanger 41b is imparted with an appropriate degree of superheat. The first refrigerant flows out of the second cascade unit 40 and is sucked into the compressor 11 in a state of being merged with the first refrigerant flowing out of the first cascade unit 20.

（３−１−２）第２冷媒回路
第２冷媒回路２において、圧縮機２６から吐出された高圧の第２冷媒は、切換機構２７を通じて、第１カスケード熱交換器２１ａに送られる。第２冷媒の放熱器として機能する第１カスケード熱交換器２１ａにおいて、第１冷媒回路１を流れる第１冷媒と熱交換を行って冷却されることによって、凝縮する。この第２冷媒は、膨張弁２８を通じて第１カスケードユニット２０から流出する。第１カスケードユニット２０から流出した第２冷媒は、各利用側ユニット３０Ａ、３０Ｂに送られる。 (3-1-2) Second Refrigerant Circuit In the second refrigerant circuit 2, the high-pressure second refrigerant discharged from the compressor 26 is sent to the first cascade heat exchanger 21a through the switching mechanism 27. In the first cascade heat exchanger 21a that functions as a radiator of the second refrigerant, heat is exchanged with the first refrigerant flowing through the first refrigerant circuit 1 to cool the refrigerant, thereby condensing. This second refrigerant flows out of the first cascade unit 20 through the expansion valve 28. The second refrigerant flowing out of the first cascade unit 20 is sent to each of the user-side units 30A and 30B.

利用側ユニット３０Ａに送られた第２冷媒は、流量調整弁３２ａによって適切な圧力まで減圧された後に、第２冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器３１ａにおいて、利用側ファンによって供給される室外空気と熱交換を行って、蒸発する。この第２冷媒は、利用側ユニット３０Ａから流出し、利用側ユニット３０Ｂから流出した第２冷媒と合流した状態で圧縮機２６に吸入される。 The second refrigerant sent to the user unit 30A is decompressed to an appropriate pressure by the flow control valve 32a, and then supplied by the user fan in the user heat exchanger 31a that functions as an evaporator of the second refrigerant. Evaporates by exchanging heat with the outdoor air. The second refrigerant flows out from the user-side unit 30A and is sucked into the compressor 26 in a state of being merged with the second refrigerant flowing out from the user-side unit 30B.

利用側ユニット３０Ｂに送られた第２冷媒は、流量調整弁３２ｂによって適切な圧力まで減圧された後に、第２冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器３１ｂにおいて、利用側ファンによって供給される室外空気と熱交換を行って、蒸発する。この第２冷媒は、利用側ユニット３０Ｂから流出し、利用側ユニット３０Ａから流出した第２冷媒と合流した状態で圧縮機２６に吸入される。 The second refrigerant sent to the user unit 30B is decompressed to an appropriate pressure by the flow control valve 32b, and then supplied by the user fan in the user heat exchanger 31b that functions as an evaporator of the second refrigerant. Evaporates by exchanging heat with the outdoor air. The second refrigerant flows out from the user-side unit 30B and is sucked into the compressor 26 in a state of being merged with the second refrigerant flowing out from the user-side unit 30A.

一方、利用側熱交換器３１ａ、３１ｂにおいて冷却された室内空気は、室内に送られ、これにより、室内の冷房が行われる。 On the other hand, the indoor air cooled by the user side heat exchangers 31a and 31b is sent into the room, thereby cooling the room.

（３−１−３）第３冷媒回路
第３冷媒回路３において、圧縮機４４から吐出された高圧の第３冷媒は、切換機構４７を通じて、第２カスケード熱交換器４１ａに送られる。第２カスケード熱交換器４１ａに送られた第３冷媒は、第３冷媒の放熱器として機能する第２カスケード熱交換器４１ａとにおいて、第１冷媒回路１を流れる第１冷媒と熱交換を行って冷却されることによって凝縮する。この第３冷媒は、膨張弁４６を通じて第２カスケードユニット４０から流出する。第２カスケードユニット４０から流出した第３冷媒は、各利用側ユニット５０Ａ、５０Ｂに送られる。 (3-1-3) Third Refrigerant Circuit In the third refrigerant circuit 3, the high-pressure third refrigerant discharged from the compressor 44 is sent to the second cascade heat exchanger 41a through the switching mechanism 47. The third refrigerant sent to the second cascade heat exchanger 41a exchanges heat with the first refrigerant flowing through the first refrigerant circuit 1 in the second cascade heat exchanger 41a that functions as a radiator of the third refrigerant. Condenses by being cooled. The third refrigerant flows out of the second cascade unit 40 through the expansion valve 46. The third refrigerant flowing out of the second cascade unit 40 is sent to each of the user-side units 50A and 50B.

利用側ユニット５０Ａに送られた第３冷媒は、流量調整弁５２ａによって適切な圧力まで減圧された後に、第３冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器５１ａにおいて、利用側ファンによって供給される室外空気と熱交換を行って、蒸発する。この第３冷媒は、利用側ユニット５０Ａから流出し、利用側ユニット５０Ｂから流出した第３冷媒と合流した状態で圧縮機４４に吸入される。 The third refrigerant sent to the user unit 50A is decompressed to an appropriate pressure by the flow control valve 52a, and then supplied by the user fan in the user heat exchanger 51a that functions as an evaporator of the third refrigerant. Evaporates by exchanging heat with the outdoor air. The third refrigerant flows out from the user-side unit 50A and is sucked into the compressor 44 in a state of being merged with the third refrigerant flowing out from the user-side unit 50B.

利用側ユニット５０Ｂに送られた第３冷媒は、流量調整弁５２ｂによって適切な圧力まで減圧された後に、第３冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器５１ｂにおいて、利用側ファンによって供給される室外空気と熱交換を行って、蒸発する。この第３冷媒は、利用側ユニット５０Ａから流出し、利用側ユニット５０Ｂから流出した第３冷媒と合流した状態で圧縮機４４に吸入される。 The third refrigerant sent to the user unit 50B is decompressed to an appropriate pressure by the flow control valve 52b, and then supplied by the user fan in the user heat exchanger 51b that functions as an evaporator of the third refrigerant. Evaporates by exchanging heat with the outdoor air. The third refrigerant flows out from the user-side unit 50A and is sucked into the compressor 44 in a state of being merged with the third refrigerant flowing out from the user-side unit 50B.

一方、利用側熱交換器５１ａ、５１ｂにおいて冷却された室内空気は、室内に送られ、これにより、室内の冷房が行われる。 On the other hand, the indoor air cooled by the user-side heat exchangers 51a and 51b is sent into the room, whereby the room is cooled.

（３−２）暖房運転
例えば、利用側ユニット３０Ａ、３０Ｂ、５０Ａ、５０Ｂの全てが暖房運転（利用側熱交換器３１ａ、３１ｂ、５１ａ、５１ｂの全てが冷媒の放熱器として機能し、かつ、熱源側熱交換器１２が冷媒の蒸発器として機能する運転）を行う際には、切換機構１３、２７、４７が暖房運転状態（図１の破線で示された状態）に切り換えられる。 (3-2) Heating operation For example, all of the user-side units 30A, 30B, 50A, and 50B are in the heating operation (all of the user-side heat exchangers 31a, 31b, 51a, and 51b function as refrigerant radiators, and When the heat source side heat exchanger 12 functions as a refrigerant evaporator), the switching mechanisms 13, 27, and 47 are switched to the heating operation state (the state shown by the broken line in FIG. 1).

（３−２−１）第１冷媒回路
暖房運転の際、第１冷媒回路１において、圧縮機１１から吐出された高圧の第１冷媒は、切換機構１３を通じて熱源側ユニット１０から流出する。 (3-2-1) First Refrigerant Circuit During the heating operation, in the first refrigerant circuit 1, the high-pressure first refrigerant discharged from the compressor 11 flows out from the heat source side unit 10 through the switching mechanism 13.

第１カスケードユニット２０に送られた第１冷媒は、第１内部熱交換器２１ｂを通過し、第１カスケード熱交換器２１ａに入る。このとき、第１冷媒は、第１内部熱交換器２１ｂにおいては熱交換を行わない。第１カスケード熱交換器２１ａに入った第１冷媒は、第２冷媒回路２を流れる第２冷媒と熱交換を行って冷却されることによって凝縮する。凝縮した第１冷媒は、第１流量調整弁２２を通過する。ここで、第１バイパス弁２３は、制御部６０によって開度を調整され、全閉の状態である。第１流量調整弁２２を通過した第１冷媒は、第１バイパス回路２５を介して第１内部熱交換器２１ｂを迂回する。第１冷媒は、第１カスケードユニット２０から流出する。第１カスケードユニット２０から流出した第１冷媒は、第２カスケードユニット４０から流出した第１冷媒と合流した状態で熱源側ユニット１０に送られる。 The first refrigerant sent to the first cascade unit 20 passes through the first internal heat exchanger 21b and enters the first cascade heat exchanger 21a. At this time, the first refrigerant does not exchange heat in the first internal heat exchanger 21b. The first refrigerant that has entered the first cascade heat exchanger 21a is condensed by exchanging heat with the second refrigerant flowing through the second refrigerant circuit 2 and being cooled. The condensed first refrigerant passes through the first flow rate adjusting valve 22. Here, the opening degree of the first bypass valve 23 is adjusted by the control unit 60, and the first bypass valve 23 is in a fully closed state. The first refrigerant that has passed through the first flow rate adjusting valve 22 bypasses the first internal heat exchanger 21b via the first bypass circuit 25. The first refrigerant flows out from the first cascade unit 20. The first refrigerant flowing out of the first cascade unit 20 is sent to the heat source side unit 10 in a state of being merged with the first refrigerant flowing out of the second cascade unit 40.

また、第２カスケードユニット４０に送られた第１冷媒は、第２内部熱交換器４１ｂを通過し、第２カスケード熱交換器４１ａに入る。このとき、第１冷媒は、第２内部熱交換器４１ｂにおいては熱交換を行わない。第２カスケード熱交換器４１ａに入った第１冷媒は、第３冷媒回路３を流れる第３冷媒と熱交換を行って冷却されることによって凝縮する。凝縮した第１冷媒は、第２流量調整弁４２を通過する。ここで、第２バイパス弁４３は、制御部６０によって開度を調整され、全閉の状態である。第２流量調整弁４２を通過した第１冷媒は、第２バイパス回路４５を介して第２内部熱交換器４１ｂを迂回する。第１冷媒は、第２カスケードユニット４０から流出する。第２カスケードユニット４０から流出した第１冷媒は、第１カスケードユニット２０から流出した第１冷媒と合流した状態で熱源側ユニット１０に送られる。 Further, the first refrigerant sent to the second cascade unit 40 passes through the second internal heat exchanger 41b and enters the second cascade heat exchanger 41a. At this time, the first refrigerant does not exchange heat in the second internal heat exchanger 41b. The first refrigerant that has entered the second cascade heat exchanger 41a is condensed by exchanging heat with the third refrigerant flowing through the third refrigerant circuit 3 and being cooled. The condensed first refrigerant passes through the second flow rate adjusting valve 42. Here, the opening degree of the second bypass valve 43 is adjusted by the control unit 60, and the second bypass valve 43 is in a fully closed state. The first refrigerant that has passed through the second flow rate adjusting valve 42 bypasses the second internal heat exchanger 41b via the second bypass circuit 45. The first refrigerant flows out from the second cascade unit 40. The first refrigerant flowing out of the second cascade unit 40 is sent to the heat source side unit 10 in a state of being merged with the first refrigerant flowing out of the first cascade unit 20.

熱源側ユニット１０に送られた第１冷媒は、膨張弁１４に送られる。膨張弁１４に送られた第１冷媒は、制御部６０によって開度を調整された膨張弁１４によって減圧された後に、熱源側熱交換器１２に送られる。熱源側熱交換器１２に入った第１冷媒は、熱源側ファンによって供給される室外空気と熱交換を行って加熱されることによって、蒸発する。蒸発した第１冷媒は、切換機構１３を通じて圧縮機１１に吸入される。 The first refrigerant sent to the heat source side unit 10 is sent to the expansion valve 14. The first refrigerant sent to the expansion valve 14 is depressurized by the expansion valve 14 whose opening degree is adjusted by the control unit 60, and then sent to the heat source side heat exchanger 12. The first refrigerant that has entered the heat source side heat exchanger 12 evaporates by being heated by exchanging heat with the outdoor air supplied by the heat source side fan. The evaporated first refrigerant is sucked into the compressor 11 through the switching mechanism 13.

（３−２−２）第２冷媒回路
第２冷媒回路２において、暖房運転の際、圧縮機２６から吐出された高圧の第２冷媒は、切換機構２７を通じて第１カスケードユニット２０から流出する。 (3-2-2) Second Refrigerant Circuit In the second refrigerant circuit 2, the high-pressure second refrigerant discharged from the compressor 26 flows out from the first cascade unit 20 through the switching mechanism 27 during the heating operation.

第１カスケードユニット２０から流出した第２冷媒は、各利用側ユニット３０Ａ、３０Ｂに送られる。 The second refrigerant flowing out of the first cascade unit 20 is sent to each of the user-side units 30A and 30B.

利用側ユニット３０Ａに送られた第２冷媒は、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器３１ａにおいて、利用側ファンによって供給される室外空気と熱交換を行って、凝縮する。凝縮した第２冷媒は、流量調整弁３２ａを通過し、利用側ユニット３０Ａから流出する。利用側ユニット３０Ａから流出した第２冷媒は、利用側ユニット３０Ｂから流出した第２冷媒と合流した状態で第１カスケードユニット２０に送られる。 The second refrigerant sent to the user-side unit 30A exchanges heat with the outdoor air supplied by the user-side fan in the user-side heat exchanger 31a that functions as a radiator of the refrigerant, and condenses. The condensed second refrigerant passes through the flow rate adjusting valve 32a and flows out from the utilization side unit 30A. The second refrigerant flowing out of the user-side unit 30A is sent to the first cascade unit 20 in a state of being merged with the second refrigerant flowing out of the user-side unit 30B.

また、利用側ユニット３０Ｂに送られた第２冷媒は、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器３１ｂにおいて、利用側ファンによって供給される室外空気と熱交換を行って、凝縮する。凝縮した第２冷媒は、流量調整弁３２ｂを通過し、利用側ユニット３０Ｂから流出する。利用側ユニット３０Ｂから流出した第２冷媒は、利用側ユニット３０Ａから流出した第２冷媒と合流した状態で第１カスケードユニット２０に送られる。 Further, the second refrigerant sent to the user-side unit 30B exchanges heat with the outdoor air supplied by the user-side fan in the user-side heat exchanger 31b that functions as a radiator of the refrigerant, and condenses. The condensed second refrigerant passes through the flow rate adjusting valve 32b and flows out from the utilization side unit 30B. The second refrigerant flowing out of the user-side unit 30B is sent to the first cascade unit 20 in a state of being merged with the second refrigerant flowing out of the user-side unit 30A.

一方、利用側熱交換器３１ａ、３１ｂにおいて加熱された室内空気は、室内に送られ、これにより、室内の暖房が行われる。 On the other hand, the indoor air heated by the user-side heat exchangers 31a and 31b is sent into the room, whereby the room is heated.

第１カスケードユニット２０に流入した第２冷媒は、膨張弁２８に流入する。膨張弁２８に流入した第２冷媒は、膨張弁２８によって減圧された後に、第１カスケード熱交換器２１ａに送られる。第２冷媒の蒸発器として機能する第１カスケード熱交換器２１ａにおいて、第１冷媒回路１を流れる第１冷媒と熱交換を行って加熱されることによって蒸発する。蒸発した第２冷媒は、切換機構２７を通じて圧縮機２６に吸入される。 The second refrigerant that has flowed into the first cascade unit 20 flows into the expansion valve 28. The second refrigerant that has flowed into the expansion valve 28 is decompressed by the expansion valve 28 and then sent to the first cascade heat exchanger 21a. In the first cascade heat exchanger 21a that functions as an evaporator of the second refrigerant, heat is exchanged with the first refrigerant flowing through the first refrigerant circuit 1 to evaporate the heat. The evaporated second refrigerant is sucked into the compressor 26 through the switching mechanism 27.

（３−２−３）第３冷媒回路
第３冷媒回路３において、圧縮機４４から吐出された高圧の第３冷媒は、切換機構４７を通じて第２カスケードユニット４０から流出する。 (3-2-3) Third Refrigerant Circuit In the third refrigerant circuit 3, the high-pressure third refrigerant discharged from the compressor 44 flows out from the second cascade unit 40 through the switching mechanism 47.

第２カスケードユニット４０から流出した第３冷媒は、各利用側ユニット５０Ａ、５０Ｂに送られる。 The third refrigerant flowing out of the second cascade unit 40 is sent to each of the user-side units 50A and 50B.

利用側ユニット５０Ａに送られた第３冷媒は、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器５１ａにおいて、利用側ファンによって供給される室外空気と熱交換を行って、凝縮する。凝縮した第３冷媒は、流量調整弁５２ａを通過し、利用側ユニット５０Ａから流出する。利用側ユニット５０Ａから流出した第３冷媒は、利用側ユニット５０Ｂから流出した第３冷媒と合流した状態で第２カスケードユニット４０に送られる。 The third refrigerant sent to the user-side unit 50A exchanges heat with the outdoor air supplied by the user-side fan in the user-side heat exchanger 51a that functions as a radiator of the refrigerant, and condenses. The condensed third refrigerant passes through the flow rate adjusting valve 52a and flows out from the utilization side unit 50A. The third refrigerant flowing out of the user-side unit 50A is sent to the second cascade unit 40 in a state of being merged with the third refrigerant flowing out of the user-side unit 50B.

また、利用側ユニット５０Ｂに送られた第３冷媒は、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器５１ｂにおいて、利用側ファンによって供給される室外空気と熱交換を行って、凝縮する。凝縮した第３冷媒は、流量調整弁５２ｂを通過し、利用側ユニット５０Ｂから流出する。利用側ユニット５０Ｂから流出した第３冷媒は、利用側ユニット５０Ａから流出した第３冷媒と合流した状態で第２カスケードユニット４０に送られる。 Further, the third refrigerant sent to the utilization side unit 50B exchanges heat with the outdoor air supplied by the utilization side fan in the utilization side heat exchanger 51b that functions as a radiator of the refrigerant, and condenses. The condensed third refrigerant passes through the flow rate adjusting valve 52b and flows out from the utilization side unit 50B. The third refrigerant flowing out of the user-side unit 50B is sent to the second cascade unit 40 in a state of being merged with the third refrigerant flowing out of the user-side unit 50A.

一方、利用側熱交換器５１ａ、５１ｂにおいて加熱された室内空気は、室内に送られ、これにより、室内の暖房が行われる。 On the other hand, the indoor air heated by the user-side heat exchangers 51a and 51b is sent into the room, whereby the room is heated.

第２カスケードユニット４０に流入した第３冷媒は、膨張弁４６に送られる。膨張弁４６に流入した第３冷媒は、膨張弁４６によって減圧された後に、第２カスケード熱交換器４１ａに送られる。第２カスケード熱交換器４１ａに流入した第３冷媒は第３冷媒の蒸発器として機能する第２カスケード熱交換器４１ａにおいて、第１冷媒回路１を流れる第１冷媒と熱交換を行って加熱されることによって蒸発する。蒸発した第３冷媒は、切換機構４７を通じて圧縮機４４に吸入される。 The third refrigerant that has flowed into the second cascade unit 40 is sent to the expansion valve 46. The third refrigerant that has flowed into the expansion valve 46 is depressurized by the expansion valve 46 and then sent to the second cascade heat exchanger 41a. The third refrigerant that has flowed into the second cascade heat exchanger 41a is heated by exchanging heat with the first refrigerant flowing through the first refrigerant circuit 1 in the second cascade heat exchanger 41a that functions as an evaporator of the third refrigerant. Evaporates by. The evaporated third refrigerant is sucked into the compressor 44 through the switching mechanism 47.

（４）変形例
（４−１）
空気調和装置１００の第１カスケード熱交換器２１ａと第２カスケード熱交換器４１ａはプレート熱交換器であって、第１内部熱交換器２１ｂと第２内部熱交換器４１ｂとは、二重管である。各熱交換部はこれに限られない。 (4) Modification example (4-1)
The first cascade heat exchanger 21a and the second cascade heat exchanger 41a of the air conditioner 100 are plate heat exchangers, and the first internal heat exchanger 21b and the second internal heat exchanger 41b are double tubes. Is. Each heat exchange unit is not limited to this.

例えば、第１カスケード熱交換器２１ａと第２カスケード熱交換器４１ａは、複数の扁平管を積層した熱交換器であってもよいし、第１内部熱交換器２１ｂと第２内部熱交換器４１ｂとは、配管を接触させた構造の熱交換器であってもよい。 For example, the first cascade heat exchanger 21a and the second cascade heat exchanger 41a may be heat exchangers in which a plurality of flat tubes are laminated, or the first internal heat exchanger 21b and the second internal heat exchanger. The 41b may be a heat exchanger having a structure in which the pipes are in contact with each other.

第１カスケード熱交換器２１ａは、第１内部熱交換器２１ｂよりも熱交換能力が大きい熱交換器であればよい。また、第２カスケード熱交換器４１ａは、第２内部熱交換器４１ｂよりも熱交換能力が大きい熱交換器であればよい。 The first cascade heat exchanger 21a may be any heat exchanger having a larger heat exchange capacity than the first internal heat exchanger 21b. Further, the second cascade heat exchanger 41a may be any heat exchanger having a larger heat exchange capacity than the second internal heat exchanger 41b.

プレート熱交換器または複数の扁平管を積層した熱交換器の熱交換能力は、一般的に二重管または配管を接触させた構造の熱交換器の熱交換能力よりも大きい。 The heat exchange capacity of a plate heat exchanger or a heat exchanger in which a plurality of flat tubes are laminated is generally larger than the heat exchange capacity of a heat exchanger having a structure in which double tubes or pipes are brought into contact with each other.

（４−２）
空気調和装置１００の第１カスケードユニット２０には、図１に示すように、第１カスケード熱交換器２１ａの液側端に入口温度センサ２４ａが設けられ、第１内部熱交換器２１ｂのガス側端に出口温度センサ２４ｂと、が設けられている。しかし、入り口温度センサ、及び、出口温度センサの配置はこれに限られない。 (4-2)
As shown in FIG. 1, the first cascade unit 20 of the air conditioner 100 is provided with an inlet temperature sensor 24a at the liquid side end of the first cascade heat exchanger 21a, and is provided on the gas side of the first internal heat exchanger 21b. An outlet temperature sensor 24b is provided at the end. However, the arrangement of the inlet temperature sensor and the outlet temperature sensor is not limited to this.

例えば、出口温度センサ２４ｂは、第１冷媒回路１が冷房運転のとき、第１カスケード熱交換器２１ａの出口に設けられていてもよい。 For example, the outlet temperature sensor 24b may be provided at the outlet of the first cascade heat exchanger 21a when the first refrigerant circuit 1 is in the cooling operation.

（４−３）
空気調和装置１００の第１バイパス回路２５及び第２バイパス回路４５は、キャピラリである。しかし、第１バイパス回路２５及び第２バイパス回路４５の形態は、これに限られない。例えば、第１バイパス回路２５及び第２バイパス回路４５は、電動膨張弁、電動開閉弁、または、逆止弁であってもよい。 (4-3)
The first bypass circuit 25 and the second bypass circuit 45 of the air conditioner 100 are capillaries. However, the forms of the first bypass circuit 25 and the second bypass circuit 45 are not limited to this. For example, the first bypass circuit 25 and the second bypass circuit 45 may be an electric expansion valve, an electric on-off valve, or a check valve.

第１バイパス弁２３及び第２バイパス弁４３は電動膨張弁である。しかし第１バイパス弁２３および第２バイパス弁４３の形態は、これに限られない。例えば第１バイパス弁２３及び第２バイパス弁４３は、電動開閉弁、または逆止弁であってもよい。 The first bypass valve 23 and the second bypass valve 43 are electric expansion valves. However, the forms of the first bypass valve 23 and the second bypass valve 43 are not limited to this. For example, the first bypass valve 23 and the second bypass valve 43 may be an electric on-off valve or a check valve.

（４−４）
空気調和装置１００の第１冷媒回路１、第２冷媒回路２、第３冷媒回路３には、それぞれ、第１冷媒、第２冷媒、第３冷媒として、冷媒の安定性が高いＲ３２が充填されている。しかし、本開示に示す冷媒サイクルシステムには、Ｒ３２以外の冷媒が充填されていてもよい。例えば、第１冷媒はＲ３２であって、第２冷媒及び第３冷媒は、二酸化炭素であることが好ましい。 (4-4)
The first refrigerant circuit 1, the second refrigerant circuit 2, and the third refrigerant circuit 3 of the air conditioner 100 are filled with R32, which has high refrigerant stability, as the first refrigerant, the second refrigerant, and the third refrigerant, respectively. ing. However, the refrigerant cycle system shown in the present disclosure may be filled with a refrigerant other than R32. For example, it is preferable that the first refrigerant is R32 and the second refrigerant and the third refrigerant are carbon dioxide.

冷媒サイクルシステムに充填される前記第１冷媒、前記第２冷媒、及び、第３冷媒は、ＨＦＣ冷媒、ＨＦＯ冷媒、自然冷媒のいずれか１つであることが好ましい。あるいは、前記第１冷媒及び前記第２冷媒は、ＨＦＣ冷媒、ＨＦＯ冷媒、自然冷媒、ＣＦ_３Ｉ、のうちのいずれか２つ以上を含む混合冷媒であることが好ましい。ＨＦＣ冷媒は、具体的には、Ｒ３２、Ｒ１２５、Ｒ１３４ａ、Ｒ１４３ａ、Ｒ２４５ｆａ等である。ＨＦＯ冷媒は、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１２３４ｚｄ、Ｒ１１２３、Ｒ１１３２（Ｅ）等である。自然冷媒は、Ｒ７４４、Ｒ７１７、Ｒ２９０，Ｒ６００ａ、Ｒ１２７０等である。 The first refrigerant, the second refrigerant, and the third refrigerant filled in the refrigerant cycle system are preferably any one of an HFC refrigerant, an HFO refrigerant, and a natural refrigerant. Alternatively, the first refrigerant and the second refrigerant, HFC refrigerant, HFO refrigerant, it is a natural refrigerant, CF 3 _I, or a mixed refrigerant containing two or more of the preferred. Specifically, the HFC refrigerant is R32, R125, R134a, R143a, R245fa, or the like. The HFO refrigerant is R1234yf, R1234zd, R1123, R1132 (E) and the like. Natural refrigerants are R744, R717, R290, R600a, R1270 and the like.

（４−５）
本開示に示す冷媒サイクルシステムは、冷媒サイクルシステムの具体例として空気調和装置１００を用いて説明を行っているが、冷媒サイクルシステムの形態はこれに限られない。例えば、冷媒サイクルシステムは、ヒートポンプ式の給湯機等であってもよい。 (4-5)
The refrigerant cycle system shown in the present disclosure has been described using the air conditioner 100 as a specific example of the refrigerant cycle system, but the form of the refrigerant cycle system is not limited to this. For example, the refrigerant cycle system may be a heat pump type water heater or the like.

（５）特徴
（５−１）
本開示に示す冷媒サイクルシステムとしての空気調和装置１００は、第１冷媒回路１と、第２冷媒回路２と、第３冷媒回路３と、第１カスケード熱交換器２１ａと、第２カスケード熱交換器４１ａと、第１流量調整弁２２と、第２流量調整弁４２と、を備える。第１冷媒回路１は、蒸気圧縮式冷凍サイクルである。第２冷媒回路２は、蒸気圧縮式冷凍サイクルである。第３冷媒回路３は、蒸気圧縮式冷凍サイクルである。第１カスケード熱交換器２１ａは、第１冷媒と、第２冷媒と、の間で熱交換を行わせる。第１冷媒は、第１冷媒回路１を流れる冷媒である。第２冷媒は、第２冷媒回路２を流れる冷媒である。第２カスケード熱交換器４１ａは、第１冷媒と、第３冷媒と、の間で熱交換を行わせる。第３冷媒は、第３冷媒回路３を流れる冷媒である。第１流量調整弁２２は、第１冷媒回路１において、第１カスケード熱交換器２１ａに入る第１冷媒の量を調整する。第２流量調整弁４２は、第１冷媒回路１において、第２カスケード熱交換器４１ａに入る第１冷媒の量を調整する。第１カスケード熱交換器２１ａと第２カスケード熱交換器４１ａとは、第１冷媒回路１において、並列に接続される。 (5) Features (5-1)
The air conditioner 100 as the refrigerant cycle system shown in the present disclosure includes a first refrigerant circuit 1, a second refrigerant circuit 2, a third refrigerant circuit 3, a first cascade heat exchanger 21a, and a second cascade heat exchange. A device 41a, a first flow control valve 22, and a second flow control valve 42 are provided. The first refrigerant circuit 1 is a vapor compression refrigeration cycle. The second refrigerant circuit 2 is a vapor compression refrigeration cycle. The third refrigerant circuit 3 is a vapor compression refrigeration cycle. The first cascade heat exchanger 21a causes heat exchange between the first refrigerant and the second refrigerant. The first refrigerant is a refrigerant that flows through the first refrigerant circuit 1. The second refrigerant is a refrigerant that flows through the second refrigerant circuit 2. The second cascade heat exchanger 41a causes heat exchange between the first refrigerant and the third refrigerant. The third refrigerant is a refrigerant that flows through the third refrigerant circuit 3. The first flow rate adjusting valve 22 adjusts the amount of the first refrigerant entering the first cascade heat exchanger 21a in the first refrigerant circuit 1. The second flow rate adjusting valve 42 adjusts the amount of the first refrigerant entering the second cascade heat exchanger 41a in the first refrigerant circuit 1. The first cascade heat exchanger 21a and the second cascade heat exchanger 41a are connected in parallel in the first refrigerant circuit 1.

従来、蒸気圧縮式冷凍サイクルを、カスケード熱交換器を介して接続する二元冷凍サイクルが知られている。二元冷凍サイクルは、大型の商業施設や、ビル等の建物に空調機が施工される場合等において、１つの熱源ユニットに対して多数の利用側ユニットが接続可能であることが好ましい。これによって、空調機の設置に必要なスペースやコストを削減することが可能である。 Conventionally, a dual refrigeration cycle in which a vapor compression refrigeration cycle is connected via a cascade heat exchanger is known. In the dual refrigeration cycle, it is preferable that a large number of user-side units can be connected to one heat source unit when an air conditioner is installed in a large commercial facility or a building such as a building. This makes it possible to reduce the space and cost required for installing the air conditioner.

本実施形態に示す空気調和装置１００は、蒸気圧縮式冷凍サイクルである第１冷媒回路１に対し、第１カスケード熱交換器２１ａを有す第２冷媒回路２と、第２カスケード熱交換器４１ａを有す第３冷媒回路３と、を並列に接続している。これによって、１つの熱源ユニットに対してより多くの利用ユニットを接続することが可能である。 The air conditioner 100 shown in the present embodiment has a second refrigerant circuit 2 having a first cascade heat exchanger 21a and a second cascade heat exchanger 41a with respect to the first refrigerant circuit 1 which is a vapor compression refrigeration cycle. The third refrigerant circuit 3 having the above is connected in parallel. This makes it possible to connect more utilization units to one heat source unit.

（５−２）
空気調和装置１００は、制御部６０をさらに備える。制御部６０は、第１流量調整弁２２と第２流量調整弁４２の開度を調整する。第１冷媒回路１の第１カスケード熱交換器２１ａが蒸発器となるとき、制御部６０は、第１カスケード熱交換器２１ａから出る第１冷媒が過熱状態になるように第１流量調整弁２２の開度を調整する。第１冷媒回路１の第２カスケード熱交換器４１ａが蒸発器となるとき、制御部６０は、第２カスケード熱交換器４２ａから出る第１冷媒が過熱状態になるように第２流量調整弁４２の開度を調整する。 (5-2)
The air conditioner 100 further includes a control unit 60. The control unit 60 adjusts the opening degrees of the first flow rate adjusting valve 22 and the second flow rate adjusting valve 42. When the first cascade heat exchanger 21a of the first refrigerant circuit 1 becomes an evaporator, the control unit 60 determines the first flow rate adjusting valve 22 so that the first refrigerant discharged from the first cascade heat exchanger 21a becomes overheated. Adjust the opening of. When the second cascade heat exchanger 41a of the first refrigerant circuit 1 becomes an evaporator, the control unit 60 determines the second flow rate adjusting valve 42 so that the first refrigerant discharged from the second cascade heat exchanger 42a becomes overheated. Adjust the opening of.

制御部６０は、第１流量調整弁２２と第２流量調整弁４２の開度を調整することが可能である。これによって、制御部６０は、第１カスケード熱交換器２１ａまたは第２カスケード熱交換器４２ａから出る第１冷媒の過熱度を制御することが可能であり、空気調和装置１００を効率的に駆動させることが可能である。 The control unit 60 can adjust the opening degrees of the first flow rate adjusting valve 22 and the second flow rate adjusting valve 42. As a result, the control unit 60 can control the degree of superheat of the first refrigerant emitted from the first cascade heat exchanger 21a or the second cascade heat exchanger 42a, and efficiently drives the air conditioner 100. It is possible.

（５−３）
空気調和装置１００は、第１内部熱交換器２１ｂ、をさらに備える。第１内部熱交換器２１ｂは、第１冷媒回路１において、第１カスケード熱交換器２１ａに入る前の第１冷媒と、第１カスケード熱交換器２１ａから出た後の第１冷媒と、の間で熱交換を行う。 (5-3)
The air conditioner 100 further includes a first internal heat exchanger 21b. In the first refrigerant circuit 1, the first internal heat exchanger 21b is composed of a first refrigerant before entering the first cascade heat exchanger 21a and a first refrigerant after exiting the first cascade heat exchanger 21a. Heat exchange between them.

また、空気調和装置１００の第１冷媒回路１は、第１バイパス回路２５、をさらに備える。第１冷媒回路１において、第１カスケード熱交換器２１ａが凝縮器となるとき、第１カスケード熱交換器２１ａを出た第１冷媒は、第１バイパス回路２５を介して、第１内部熱交換器２１ｂを迂回する。第１内部熱交換器２１ｂを迂回した第１冷媒は、第１冷媒回路１が有する圧縮機１１に吸入される。 Further, the first refrigerant circuit 1 of the air conditioner 100 further includes a first bypass circuit 25. In the first refrigerant circuit 1, when the first cascade heat exchanger 21a serves as a condenser, the first refrigerant exiting the first cascade heat exchanger 21a exchanges first internal heat via the first bypass circuit 25. Bypass the vessel 21b. The first refrigerant bypassing the first internal heat exchanger 21b is sucked into the compressor 11 of the first refrigerant circuit 1.

空気調和装置１００の第１カスケード熱交換器２１ａは、第１内部熱交換器２１ｂよりも熱交換能力が大きい。 The first cascade heat exchanger 21a of the air conditioner 100 has a larger heat exchange capacity than the first internal heat exchanger 21b.

空気調和装置１００が、第１内部熱交換器２１ｂを有することで、第１冷媒の過熱度を制御することによって起こる、第１カスケード熱交換器２１ａの熱交換能力の低下を抑制することが可能である。また、空気調和装置１００が、第１バイパス回路２５を有することによって、第１冷媒回路１が暖房運転のとき、第１冷媒が第１内部熱交換器２１ｂを迂回することが可能である。なお、第１カスケード熱交換器２１ａは、熱交換能力の大きい高性能な熱交換器であることが好ましい。また、第１内部熱交換器２１ｂは、第１カスケード熱交換器２１ａの熱交換能力を損なわず、第１冷媒に過熱度を付与することが可能な熱交換器である。 Since the air conditioner 100 has the first internal heat exchanger 21b, it is possible to suppress a decrease in the heat exchange capacity of the first cascade heat exchanger 21a caused by controlling the degree of superheat of the first refrigerant. Is. Further, since the air conditioner 100 has the first bypass circuit 25, the first refrigerant can bypass the first internal heat exchanger 21b when the first refrigerant circuit 1 is in the heating operation. The first cascade heat exchanger 21a is preferably a high-performance heat exchanger having a large heat exchange capacity. Further, the first internal heat exchanger 21b is a heat exchanger capable of imparting a degree of superheat to the first refrigerant without impairing the heat exchange capacity of the first cascade heat exchanger 21a.

（５−４）
空気調和装置１００は、第２内部熱交換器４１ｂ、をさらに備える。第２内部熱交換器４１ｂは、第２冷媒回路２において、第２カスケード熱交換器４１ａに入る前の第１冷媒と、第２カスケード熱交換器４１ａから出た後の第１冷媒と、の間で熱交換を行う。 (5-4)
The air conditioner 100 further includes a second internal heat exchanger 41b. In the second refrigerant circuit 2, the second internal heat exchanger 41b is composed of a first refrigerant before entering the second cascade heat exchanger 41a and a first refrigerant after exiting the second cascade heat exchanger 41a. Heat exchange between them.

空気調和装置１００は、第１冷媒回路１は、第２バイパス回路４５、をさらに備える。第１冷媒回路１において、第２カスケード熱交換器４１ａが凝縮器となるとき、第２カスケード熱交換器４１ａを出た第１冷媒は、第２バイパス回路４５を介して、第２内部熱交換器４１ｂを迂回する。第２内部熱交換器４１ｂを迂回した第１冷媒は、第１冷媒回路１が有する圧縮機１１に吸入される。 The air conditioner 100 further includes a first refrigerant circuit 1 and a second bypass circuit 45. In the first refrigerant circuit 1, when the second cascade heat exchanger 41a serves as a condenser, the first refrigerant leaving the second cascade heat exchanger 41a exchanges second internal heat via the second bypass circuit 45. Bypass the vessel 41b. The first refrigerant bypassing the second internal heat exchanger 41b is sucked into the compressor 11 of the first refrigerant circuit 1.

また、空気調和装置１００の第２カスケード熱交換器４１ａは、第２内部熱交換器４１ｂよりも熱交換能力が大きい。 Further, the second cascade heat exchanger 41a of the air conditioner 100 has a larger heat exchange capacity than the second internal heat exchanger 41b.

これによって、第３冷媒回路３においても、第２冷媒回路２と同様の効果を得ることが可能である。 As a result, the same effect as that of the second refrigerant circuit 2 can be obtained in the third refrigerant circuit 3.

（５−５）
空気調和装置１００の第１冷媒回路１、第２冷媒回路２、第３冷媒回路３には、それぞれ、第１冷媒、第２冷媒、第３冷媒として、冷媒の安定性が高いＲ３２が充填されている。しかし、本開示に示す冷媒サイクルシステムには、Ｒ３２以外の冷媒が充填されていてもよい。例えば、第１冷媒はＲ３２であって、第２冷媒及び第３冷媒は、二酸化炭素であることが好ましい。 (5-5)
The first refrigerant circuit 1, the second refrigerant circuit 2, and the third refrigerant circuit 3 of the air conditioner 100 are filled with R32, which has high refrigerant stability, as the first refrigerant, the second refrigerant, and the third refrigerant, respectively. ing. However, the refrigerant cycle system shown in the present disclosure may be filled with a refrigerant other than R32. For example, it is preferable that the first refrigerant is R32 and the second refrigerant and the third refrigerant are carbon dioxide.

冷媒サイクルシステムに充填される前記第１冷媒、前記第２冷媒、及び、第３冷媒は、ＨＦＣ冷媒、ＨＦＯ冷媒、自然冷媒のいずれか１つであることが好ましい。あるいは、前記第１冷媒及び前記第２冷媒は、ＨＦＣ冷媒、ＨＦＯ冷媒、自然冷媒、ＣＦ_３Ｉ、のうちのいずれか２つ以上を含む混合冷媒であることが好ましい。 The first refrigerant, the second refrigerant, and the third refrigerant filled in the refrigerant cycle system are preferably any one of an HFC refrigerant, an HFO refrigerant, and a natural refrigerant. Alternatively, the first refrigerant and the second refrigerant, HFC refrigerant, HFO refrigerant, it is a natural refrigerant, CF 3 _I, or a mixed refrigerant containing two or more of the preferred.

本実施形態の空気調和装置１００に充填される冷媒は、例えば、上記の冷媒が適用可能である。 As the refrigerant filled in the air conditioner 100 of the present embodiment, for example, the above-mentioned refrigerant can be applied.

（６）
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。 (6)
Although the embodiments of the present disclosure have been described above, it will be understood that various modifications of the forms and details are possible without departing from the purpose and scope of the present disclosure described in the claims. ..

１第１冷媒回路
２第２冷媒回路
３第３冷媒回路
１１圧縮機
２１ａ第１カスケード熱交換器
２１ｂ第１内部熱交換器
２２第１流量調整弁
２５第１バイパス回路
４１ａ第２カスケード熱交換器
４１ｂ第２内部熱交換器
４２第２流量調整弁
４５第２バイパス回路
６０制御部
１００冷媒サイクルシステム 1 1st refrigerant circuit 2 2nd refrigerant circuit 3 3rd refrigerant circuit 11 Compressor 21a 1st cascade heat exchanger 21b 1st internal heat exchanger 22 1st flow control valve 25 1st bypass circuit 41a 2nd cascade heat exchanger 41b 2nd internal heat exchanger 42 2nd flow control valve 45 2nd bypass circuit 60 Control unit 100 Refrigerant cycle system

特開２００６−０５７８６９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-057869

Claims

The first refrigerant circuit (1), which is a vapor compression refrigeration cycle,
The second refrigerant circuit (2), which is a vapor compression refrigeration cycle,
The third refrigerant circuit (3), which is a vapor compression refrigeration cycle,
A first cascade heat exchange in which heat exchange is performed between a first refrigerant, which is a refrigerant flowing through the first refrigerant circuit (1), and a second refrigerant, which is a refrigerant flowing through the second refrigerant circuit (2). Vessel (21a) and
A second cascade heat exchanger (41a) that exchanges heat between the first refrigerant and the third refrigerant that flows through the third refrigerant circuit (3).
In the first refrigerant circuit (1), a first flow rate adjusting valve (22) for adjusting the amount of the first refrigerant entering the first cascade heat exchanger (21a),
In the first refrigerant circuit (1), a second flow rate adjusting valve (42) for adjusting the amount of the first refrigerant entering the second cascade heat exchanger (41a),
With
In the first refrigerant circuit (1), the first cascade heat exchanger (21a) and the second cascade heat exchanger (41a) are connected in parallel.
Refrigerant cycle system (100).

A control unit (60) that adjusts the opening degree of the first flow rate adjusting valve (22) and the second flow rate adjusting valve (42).
With more
When the first cascade heat exchanger (21a) of the first refrigerant circuit (1) becomes an evaporator, the control unit (60) receives the first refrigerant emitted from the first cascade heat exchanger (21a). Adjust the opening degree of the first flow rate adjusting valve (22) so that the first flow rate adjusting valve (22) becomes overheated.
When the second cascade heat exchanger (41a) of the first refrigerant circuit (1) becomes an evaporator, the control unit (60) receives the first refrigerant emitted from the second cascade heat exchanger (41a). Adjusts the opening degree of the second flow rate adjusting valve (42) so that the second flow rate adjusting valve (42) becomes overheated.
The refrigerant cycle system (100) according to claim 1.

In the first refrigerant circuit (1), the first refrigerant before entering the first cascade heat exchanger (21a) and the first refrigerant after exiting from the first cascade heat exchanger (21a). A first internal heat exchanger (21b), which exchanges heat between the two, is further provided.
The refrigerant cycle system (100) according to claim 1 or 2.

The first refrigerant circuit (1) further includes a first bypass circuit (25).
When the first cascade heat exchanger (21a) becomes a condenser in the first refrigerant circuit (1), the first refrigerant exiting the first cascade heat exchanger (21a) is the first bypass circuit. It bypasses the first internal heat exchanger (21b) via (25) and is sucked into the compressor (11) of the first refrigerant circuit (1).
The refrigerant cycle system (100) according to claim 3.

The first cascade heat exchanger (21a) has a larger heat exchange capacity than the first internal heat exchanger (21b).
The refrigerant cycle system (100) according to claim 3 or 4.

In the first refrigerant circuit (1), the first refrigerant before entering the second cascade heat exchanger (41a) and the first refrigerant after exiting the second cascade heat exchanger (41a). A second internal heat exchanger (41b), which exchanges heat between the two, is further provided.
The refrigerant cycle system (100) according to any one of claims 1 to 5.

The first refrigerant circuit (1) further includes a second bypass circuit (45).
When the second cascade heat exchanger (41a) becomes a condenser in the first refrigerant circuit (1), the second refrigerant exiting the second cascade heat exchanger (41a) is the second bypass circuit. It bypasses the second internal heat exchanger (41b) via (45) and is sucked into the compressor (11) of the first refrigerant circuit (1).
The refrigerant cycle system (100) according to claim 6.

The second cascade heat exchanger (41a) has a larger heat exchange capacity than the second internal heat exchanger (41b).
The refrigerant cycle system (100) according to claim 6 or 7.

Wherein the first refrigerant and the second refrigerant comprises HFC refrigerant, HFO refrigerant, any one of natural refrigerants, or, HFC refrigerant, HFO refrigerant, a natural refrigerant, _CF 3 I, two or more any of the Mixed refrigerant,
The refrigerant cycle system (100) according to any one of claims 1 to 8.

The first refrigerant and the second refrigerant are R32.
The refrigerant cycle system (100) according to any one of claims 1 to 9.

The first refrigerant is R32,
The second refrigerant is carbon dioxide.
The refrigerant cycle system (100) according to any one of claims 1 to 9.