JP5774121B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、たとえばビル用マルチエアコン等に適用される空気調和装置に関するものである。

ビル用マルチエアコン等の空気調和装置において、室外機から中継器まで冷媒を循環させ、中継器から室内機まで水等の熱媒体を循環させることにより、室内機に水等の熱媒体を循環させながら、熱媒体の搬送動力を低減させ、冷房暖房混在運転を実現する空気調和装置が存在している（たとえば、特許文献１参照）。

圧縮機の吐出温度を低下させるために、冷凍サイクルの高圧液管から圧縮機の中間に液インジェクションをする回路及び運転状態によらず吐出温度を設定温度に制御できる空気調和装置も存在している（たとえば、特許文献２参照）。

冷房運転および暖房運転のいずれにおいても、冷凍サイクルの高圧状態の液冷媒を圧縮機の吸入側にインジェクションできる空気調和装置も存在している（たとえば、特許文献３参照）。

ＷＯ１０／０４９９９８号公報（第３頁、図１等） 特開２００５−２８２９７２号公報（第４頁、図１等） 特開平０２−１１０２５５号公報（第３頁、図１等）

特許文献１に記載されているビル用マルチエアコンのような空気調和装置においては、冷媒として、Ｒ４１０Ａ等の冷媒を使用している場合には問題ないが、Ｒ３２冷媒等を使用する場合には、低外気温度の暖房運転時等に、圧縮機の吐出温度が高くなり過ぎ、冷媒や冷凍機油が劣化してしまう可能性があるという課題があった。また、特許文献１には、冷房暖房同時運転についての記載はあるが、吐出温度を下げる方法については記述されていない。なお、ビル用マルチエアコンにおいては、冷媒を減圧する電子式膨張弁等の絞り装置が、室外機から離れた中継機または室内機に設置されている。

特許文献２に記載されている空気調和装置においては、高圧液管から圧縮機の中間にインジェクションする方法しか記載されておらず、冷凍サイクルの循環路を逆転させた場合（冷房、暖房の切り替え）等の対応ができないという課題があった。また、冷房暖房混在運転にも対応していない。

特許文献３に記載されている空気調和装置においては、室内側および室外側の双方の絞り装置と並列に逆止弁が設置されており、そのため、冷房時も暖房時も、液冷媒を吸入インジェクションできる構成となっているが、そのためには特殊な室内機が必要で、絞り装置に逆止弁が並列接続されていない通常の室内機を用いることはできず、汎用的な構成ではないという課題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、冷房運転時も暖房運転時も、圧縮機の吸入側に冷媒をインジェクションすることができ、運転モードによらず圧縮機の吐出温度を低下させることができ、安全に運転でき、寿命の長い空気調和装置を得るものである。

本発明に係る空気調和装置は、圧縮機と、第１熱交換器と、第１絞り装置と、第２熱交換器と、を配管接続して構成された冷凍サイクルを有する空気調和装置であって、前記圧縮機の吸入側に、前記第１熱交換器又は前記第２熱交換器において放熱した冷媒が流通する冷媒流路から分岐した液または二相状態の冷媒を導入する吸入インジェクション配管と、前記吸入インジェクション配管に設けられた第２絞り装置と、前記第２絞り装置の開度を制御することで前記吸入インジェクション配管を介して前記圧縮機の吸入側に導入する前記冷媒の吸入インジェクション流量を調整する制御装置と、前記第１熱交換器から前記第１絞り装置へ冷媒が流れる場合の冷媒流路から冷媒を分流させる第１分岐部と、前記第１絞り装置から前記第１熱交換器へ冷媒が流れる場合の冷媒流路から冷媒を分流させる第２分岐部と、前記第１分岐部と前記第２分岐部とを接続し、その配管上に前記吸入インジェクション配管が接続された分岐配管と、前記第１分岐部と、前記分岐配管と前記吸入インジェクション配管との接続部との間に設置された第１導通手段と、前記第２分岐部と、前記分岐配管と前記吸入インジェクション配管との接続部との間に設置された第２導通手段と、を備えたものである。

本発明に係る空気調和装置は、圧縮機の吐出温度が高くなる冷媒を使用した場合においても、運転モードによらず圧縮機の吸入側に冷媒を吸入インジェクションすることにより、吐出温度が高くなりすぎないようにできる。そのため、本発明に係る空気調和装置によれば、冷媒や冷凍機油が劣化することがなく、安全に運転することができ、製品寿命が長くなる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の設置例を示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の回路構成の一例を示す概略回路構成図である。 混合冷媒を使用した場合のＲ３２の質量比率と吐出温度との関係示した関係図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の全冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の全冷房運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ―ｈ線図（圧力−エンタルピ線図）である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の全暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の全暖房運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ―ｈ線図（圧力−エンタルピ線図）である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷房主体運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ―ｈ線図（圧力−エンタルピ線図）である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の暖房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の暖房主体運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ―ｈ線図（圧力−エンタルピ線図）である。 絞り装置の構成例を示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の回路構成を変形した一例を示す概略回路構成図である。 本実施の形態２に係る空気調和装置の回路構成の一例を示す概略回路構成図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
実施の形態１.
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の設置例を示す概略図である。図１に基づいて、空気調和装置の設置例について説明する。この空気調和装置は、冷媒（熱源側冷媒、熱媒体）を循環させる冷凍サイクル（冷媒循環回路Ａ、熱媒体循環回路Ｂ）を利用することで各室内機が運転モードとして冷房モードあるいは暖房モードを自由に選択できるものである。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。

図１においては、本実施の形態１に係る空気調和装置は、熱源機である１台の室外機１と、複数台の室内機２と、室外機１と室内機２との間に介在する熱媒体変換機３と、を有している。熱媒体変換機３は、熱源側冷媒と熱媒体とで熱交換を行なうものである。室外機１と熱媒体変換機３とは、熱源側冷媒を導通する冷媒配管４で接続されている。熱媒体変換機３と室内機２とは、熱媒体を導通する配管（熱媒体配管）５で接続されている。そして、室外機１で生成された冷熱あるいは温熱は、熱媒体変換機３を介して室内機２に配送されるようになっている。

室外機１は、通常、ビル等の建物９の外の空間（たとえば、屋上等）である室外空間６に配置され、熱媒体変換機３を介して室内機２に冷熱又は温熱を供給するものである。室内機２は、建物９の内部の空間（たとえば、居室等）である室内空間７に冷房用空気あるいは暖房用空気を供給できる位置に配置され、空調対象空間となる室内空間７に冷房用空気あるいは暖房用空気を供給するものである。熱媒体変換機３は、室外機１及び室内機２とは別筐体として、室外空間６及び室内空間７とは別の位置に設置できるように構成されており、室外機１及び室内機２とは冷媒配管４及び配管５でそれぞれ接続され、室外機１から供給される冷熱あるいは温熱を室内機２に伝達するものである。

図１に示すように、本実施の形態１に係る空気調和装置においては、室外機１と熱媒体変換機３とが２本の冷媒配管４を用いて、熱媒体変換機３と各室内機２とが２本の配管５を用いて、それぞれ接続されている。このように、本実施の形態１に係る空気調和装置では、２本の配管（冷媒配管４、配管５）を用いて各ユニット（室外機１、室内機２及び熱媒体変換機３）を接続することにより、施工が容易となっている。

なお、図１においては、熱媒体変換機３が、建物９の内部ではあるが室内空間７とは別の空間である天井裏等の空間（以下、単に空間８と称する）に設置されている状態を例に示している。熱媒体変換機３は、その他、エレベーター等がある共用空間等に設置することも可能である。また、図１においては、室内機２が天井カセット型である場合を例に示してあるが、これに限定するものではなく、天井埋込型や天井吊下式等、室内空間７に直接またはダクト等により、暖房用空気あるいは冷房用空気を吹き出せるようになっていればどんな種類のものでもよい。

図１においては、室外機１が室外空間６に設置されている場合を例に示しているが、これに限定するものではない。たとえば、室外機１は、換気口付の機械室等の囲まれた空間に設置してもよく、排気ダクトで廃熱を建物９の外に排気することができるのであれば建物９の内部に設置してもよく、あるいは、水冷式の室外機１を用いて建物９の内部に設置するようにしてもよい。どのような場所に室外機１を設置するとしても、特段の問題が発生することはない。

また、熱媒体変換機３は、室外機１の近傍に設置することもできる。ただし、熱媒体変換機３から室内機２までの距離が長すぎると、熱媒体の搬送動力がかなり大きくなるため、省エネの効果は薄れることに留意が必要である。さらに、室外機１、室内機２及び熱媒体変換機３の接続台数を図１に図示してある台数に限定するものではなく、本実施の形態１に係る空気調和装置が設置される建物９に応じて台数を決定すればよい。

１台の室外機１に対して複数台の熱媒体変換機３を接続する場合、その複数台の熱媒体変換機３をビル等の建物における共用スペースまたは天井裏等のスペースに点在して設置することができる。そうすることにより、各熱媒体変換機３内の熱媒体間熱交換器で空調負荷を賄うことができる。また、室内機２を、各熱媒体変換機３内における熱媒体搬送装置の搬送許容範囲内の距離または高さに設置することが可能であり、ビル等の建物全体へ対しての配置が可能となる。

図２は、本実施の形態１に係る空気調和装置（以下、空気調和装置１００と称する）の回路構成の一例を示す概略回路構成図である。図２に基づいて、空気調和装置１００の詳しい構成について説明する。図２に示すように、室外機１と熱媒体変換機３とが、熱媒体変換機３に備えられている熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂを介して冷媒配管４で接続されている。また、熱媒体変換機３と室内機２とも、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂを介して配管５で接続されている。なお、冷媒配管４及び配管５については後段で詳述するものとする。

［室外機１］
室外機１には、圧縮機１０と、四方弁等の第１冷媒流路切替装置１１と、熱源側熱交換器１２と、アキュムレーター１９とが冷媒配管４で直列に接続されて搭載されている。また、室外機１には、第１接続配管４ａ、第２接続配管４ｂ、逆止弁１３ａ、逆止弁１３ｂ、逆止弁１３ｃ、及び、逆止弁１３ｄが設けられている。第１接続配管４ａ、第２接続配管４ｂ、逆止弁１３ａ、逆止弁１３ｂ、逆止弁１３ｃ、及び、逆止弁１３ｄを設けることで、室内機２の要求する運転に関わらず、熱媒体変換機３に流入させる熱源側冷媒の流れを一定方向にすることができる。

圧縮機１０は、熱源側冷媒を吸入し、その熱源側冷媒を圧縮して高温高圧の状態にするものであり、たとえば容量制御可能なインバータ圧縮機等で構成するとよい。第１冷媒流路切替装置１１は、暖房運転時（全暖房運転モード時及び暖房主体運転モード時）における熱源側冷媒の流れと冷房運転時（全冷房運転モード時及び冷房主体運転モード時）における熱源側冷媒の流れとを切り替えるものである。熱源側熱交換器１２は、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には凝縮器（または放熱器）として機能し、図示省略の送風機から供給される空気と熱源側冷媒との間で熱交換を行ない、その熱源側冷媒を蒸発ガス化又は凝縮液化するものである。アキュムレーター１９は、圧縮機１０の吸入側に設けられており、暖房運転時と冷房運転時の違いによる余剰冷媒、または過渡的な運転の変化に対する余剰冷媒を蓄えるものである。

逆止弁１３ｄは、熱媒体変換機３と第１冷媒流路切替装置１１との間における冷媒配管４に設けられ、所定の方向（熱媒体変換機３から室外機１への方向）のみに熱源側冷媒の流れを許容するものである。逆止弁１３ａは、熱源側熱交換器１２と熱媒体変換機３との間における冷媒配管４に設けられ、所定の方向（室外機１から熱媒体変換機３への方向）のみに熱源側冷媒の流れを許容するものである。逆止弁１３ｂは、第１接続配管４ａに設けられ、暖房運転時において圧縮機１０から吐出された熱源側冷媒を熱媒体変換機３に流通させるものである。逆止弁１３ｃは、第２接続配管４ｂに設けられ、暖房運転時において熱媒体変換機３から戻ってきた熱源側冷媒を圧縮機１０の吸入側に流通させるものである。

第１接続配管４ａは、室外機１内において、第１冷媒流路切替装置１１と逆止弁１３ｄとの間における冷媒配管４と、逆止弁１３ａと熱媒体変換機３との間における冷媒配管４と、を接続するものである。第２接続配管４ｂは、室外機１内において、逆止弁１３ｄと熱媒体変換機３との間における冷媒配管４と、熱源側熱交換器１２と逆止弁１３ａとの間における冷媒配管４と、を接続するものである。

ところで、冷凍サイクルにおいては、冷媒の温度が高くなると、回路内を循環している冷媒及び冷凍機油が劣化するため、温度の上限値が定められている。通常は、この上限温度は、例えば１２０℃に設定されている。冷凍サイクル内で温度が最も高くなるのは、圧縮機１０の吐出側の冷媒温度（吐出温度）であるため、吐出温度が１２０℃以上にならないように制御をすればよい。Ｒ４１０Ａ等の冷媒を使用している場合は、通常運転においては、吐出温度が１２０℃に達することは少ないが、Ｒ３２を冷媒として使用すると、物性的に吐出温度が高くなるため、冷凍サイクルに、吐出温度を低下させる手段を備えておく必要がある。

そこで、室外機１には、気液分離器２７ａ、気液分離器２７ｂ、開閉装置２４、逆流防止装置２０、絞り装置１４ａ、絞り装置１４ｂ、中圧検出装置３２、吐出冷媒温度検出装置３７、高圧検出装置３９、吸入インジェクション配管４ｃ、分岐配管４ｄ、制御装置５０を備えるようにしている。また、圧縮機１０は、密閉容器内に圧縮室を有し、密閉容器内が低圧の冷媒圧雰囲気となり、圧縮室に密閉容器内の低圧冷媒を吸入して圧縮する低圧シェル構造となっているが、これに限るものではない。

そして、圧縮機１０とアキュムレーター１９の間の流路に冷媒導入口を設け、外部から圧縮機の吸入側に冷媒を導入する吸入インジェクション配管４ｃを備え、冷媒を吸入インジェクション配管４ｃから圧縮機の吸入側に導入（インジェクション）することができるようになっている。これにより、圧縮機１０から吐出される冷媒の温度または圧縮機１０から吐出される冷媒の過熱度（吐出スーパーヒート）を低下させることが可能になる。

制御装置５０によって、開閉装置２４、絞り装置１４ａ、絞り装置１４ｂ等を制御することにより、圧縮機１０の吐出温度を低下させ、安全に運転させることができる。具体的な制御動作については、後述の各運転モードの動作説明において説明を行う。なお、制御装置５０は、マイコン等で構成されており、各種検出装置での検出情報及びリモコンからの指示に基づいて、制御を行うもので、上述のアクチュエータの制御の他に、圧縮機１０の駆動周波数、送風機の回転数（ＯＮ／ＯＦＦ含む）、第１冷媒流路切替装置１１の切り替え等を制御し、後述する各運転モードを実行するようになっている。

分岐配管４ｄは、逆止弁１３ａと逆止弁１３ｂの下流側に設けられている気液分離器２７ａと、逆止弁１３ｄと逆止弁１３ｃの上流側に設けられている気液分離器２７ｂと、を接続している。分岐配管４ｄには、逆流防止装置２０及び開閉装置２４が、気液分離器２７ｂ側から順に設けられている。吸入インジェクション配管４ｃは、逆流防止装置２０と絞り装置１４ｂとの間における分岐配管４ｄと、圧縮機１０の吸入側に設けられた冷媒導入口と、を接続している。また、吸入インジェクション配管４ｃは、分岐配管４ｄに形成されている接続口を介して分岐配管４ｄに接続されているものとする。

気液分離器２７ａは、逆止弁１３ａ又は逆止弁１３ｂを経由してきた冷媒を分離し、冷媒配管４と分岐配管４ｄとに分流するものである。気液分離器２７ｂは、熱媒体変換機３から戻ってきた冷媒を分離し、分岐配管４ｄと、逆止弁１３ｂ又は逆止弁１３ｃに流れる冷媒とに分流するものである。なお、気液分離器２７ａ及び気液分離器２７ｂは、液冷媒が流入する運転モードにおいては流入した液冷媒から液冷媒の一部を分離し、二相冷媒が流入する運転モードにおいては流入した二相冷媒から液冷媒の一部を分離する機能を有している。逆流防止装置２０は、所定の方向（気液分離器２７ｂから気液分離器２７ａへの方向）のみに冷媒の流れを許容するものである。開閉装置２４は、二方弁等で構成されており、分岐配管４ｄを開閉するものである。絞り装置１４ａは、第２接続配管４ｂにおける逆止弁１３ｃの上流側に設けられ、第２接続配管４ｂを流れる冷媒を減圧して膨張させるものである。絞り装置１４ｂは、吸入インジェクション配管４ｃに設けられ、吸入インジェクション配管４ｃを流れる冷媒を減圧して膨張させるものである。

中圧検出装置３２は、逆止弁１３ｄと絞り装置１４ａの上流側であって気液分離器２７ｂの下流側に設けられており、設置位置における冷媒配管４を流れる冷媒の圧力を検出するものである。吐出冷媒温度検出装置３７は、圧縮機１０の吐出側に設けられており、圧縮機１０から吐出された冷媒の温度を検出するものである。高圧検出装置３９は、圧縮機１０の吐出側に設けられており、圧縮機１０から吐出された冷媒の圧力を検出するものである。

冷媒としてＲ４１０Ａを使用した場合とＲ３２を使用した場合との吐出温度の差について、簡単に説明する。冷凍サイクルの蒸発温度が０℃、凝縮温度が４９℃、圧縮機吸入冷媒のスーパーヒート（過熱度）が０℃である場合を考える。冷媒としてＲ４１０Ａを使用し、断熱圧縮（等エントロピー圧縮）がなされたものとすると、冷媒の物性より、圧縮機１０の吐出温度は約７０℃となる。一方、冷媒としてＲ３２を使用し、断熱圧縮（等エントロピー圧縮）がなされたものとすると、冷媒の物性より、圧縮機１０の吐出温度は約８６℃となる。すなわち、冷媒としてＲ３２を使用した場合は、Ｒ４１０Ａを使用した場合に対して、約１６℃、吐出温度が上昇することになる。

実際の運転では、圧縮機１０ではポリトロープ圧縮がなされ、断熱圧縮よりも効率の悪い運転になるため、上述の値よりも、更に吐出温度が高くなる。Ｒ４１０Ａを用いた場合で、吐出温度が１００℃を超える状態で運転されることは頻繁に発生する。Ｒ４１０Ａにおいて吐出温度が１０４℃を超える状態で運転されている条件では、Ｒ３２では１２０℃の吐出温度限界を超えるため、吐出温度を低下させる必要がある。

ここで、圧縮機１０が、圧縮室やモーターを密閉容器（圧縮機シェル）内に収容し、圧縮機１０の密閉容器内が低圧冷媒雰囲気となる低圧シェル構造のものであり、例えば密閉容器の上部に圧縮室、下部にモーターが配置されている場合を考える。このような構造の圧縮機１０では、密閉容器の下部に吸入された低圧冷媒が、モーターの周囲を通って、圧縮室に吸入され、圧縮された後、密閉容器の下部と冷媒が流通しないように仕切られた密閉容器の上部に噴出され、圧縮機１０から吐出されることになる。密閉容器は、金属製であり、下部の低温低圧冷媒及び上部の高温高圧冷媒と接しており、また、モーターも発熱する。

したがって、圧縮機１０に吸入された冷媒は、密閉容器およびモーターにより加熱され、過熱度が大きくなった後に、圧縮室に至る。そのため、圧縮機１０の吸入側に液または二相状態の低温低圧の冷媒を吸入インジェクションすると、圧縮室に吸入される冷媒の過熱度を低下させることができ、吐出温度を下げることができる。なお、圧縮機１０が、密閉容器内が高圧状態となる高圧シェル構造のものである場合は、圧縮機１０に吸入された冷媒が直接圧縮室に入り圧縮されるため、圧縮機１０に吸入される冷媒に液または二相状態の低温低圧の冷媒を吸入インジェクションすると、圧縮が開始される冷媒が二相状態になり、その潜熱分、吐出温度が低下する。

なお、圧縮機１０の吸入側への吸入インジェクション流量の制御方法は、吐出温度を目標値、例えば１００℃になるように制御し、制御目標値を外気温度に応じて変化させるようにするとよい。また、吐出温度が目標値、例えば１１０℃を超えそうな場合に吸入インジェクションをし、それ以下である場合は吸入インジェクションをしないように制御してもよい。さらに、吐出温度が目標範囲内、例えば８０℃から１００℃、に収まるように制御し、吐出温度が目標範囲の上限を超えそうな場合に吸入インジェクション流量を増やし、吐出温度が目標範囲の下限を下回りそうな場合に吸入インジェクション流量を減らすように制御をしてもよい。

高圧検出装置３９にて検出した高圧と、吐出冷媒温度検出装置３７にて検出した吐出温度とを用いて、吐出スーパーヒート（吐出加熱度）を算出し、この吐出スーパーヒートが目標値、例えば３０℃になるように吸入インジェクション流量を制御し、制御目標値を外気温度に応じて変化させるようにするとよい。また、吐出スーパーヒートが目標値、例えば４０℃を超えそうな場合に吸入インジェクションをし、それ以下である場合はインジェクションをしないように制御してもよい。さらに、吐出スーパーヒートが目標範囲内、例えば１０℃から４０℃に収まるように制御し、吐出スーパーヒートが目標範囲の上限を超えそうな場合に吸入インジェクション流量を増やし、吐出スーパーヒートが目標範囲の下限を下回りそうな場合に吸入インジェクション流量を減らすように制御をしてもよい。

また、圧縮機１０に二相状態の冷媒を吸入させる方法としては、蒸発器から冷媒を二相状態で流出させる方法も考えられるが、圧縮機１０の上流側にはアキュムレーター１９が設置されているため、蒸発器を出た冷媒はまずアキュムレーター１９に流入する。アキュムレーター１９は、一定量の冷媒を貯留できる構造となっており、一定量以上の冷媒が溜まらない限り、アキュムレーター１９から多くの冷媒液を含む二相冷媒が流出し圧縮機１０に流入することはない。

しかしながら、冷凍サイクル内に封入されている冷媒量には限りがあり、アキュムレーター１９には余剰冷媒のみが貯留されるため、吐出温度を低減するために必要な冷媒液量を含む二相冷媒を、吐出温度の大きさに応じて、圧縮機１０に供給するように制御することはできない。そのため、アキュムレーター１９と圧縮機１０との間に、液冷媒を吸入インジェクションし、圧縮機１０に必要な冷媒液を供給する必要がある。

なお、冷媒配管４内にＲ３２が循環している場合について説明したが、これに限定するものではない。従来のＲ４１０Ａ冷媒と、凝縮温度、蒸発温度、スーパーヒート（過熱度）、サブクール（過冷却度）、圧縮機効率が同一であるときに、吐出温度がＲ４１０Ａ冷媒よりも、高くなる冷媒であれば、どのような冷媒であっても、本発明の構成を採用すると、吐出温度を低下でき、同様の効果を奏することになる。特に、Ｒ４１０Ａよりも、３℃以上高くなる冷媒であれば、より効果が大きい。

図３は、Ｒ３２と地球温暖化係数が小さく化学式がＣＦ_３ ＣＦ＝ＣＨ_２ で表されるテトラフルオロプロペン系冷媒であるＨＦＯ１２３４ｙｆとの混合冷媒において、上述の説明と同様の方法で吐出温度を試算した場合の、Ｒ３２の質量比率に対する吐出温度の変化を示した図である。図３から、Ｒ３２の質量比率が５２％の時に、Ｒ４１０Ａとほぼ同一の吐出温度である約７０℃となり、Ｒ３２の質量比率が６２％の時に、Ｒ４１０Ａの吐出温度よりも３℃高い約７３℃になることが分かる。これにより、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆとの混合冷媒においては、Ｒ３２の質量比率が６２％以上の混合冷媒を使用する場合に、吸入インジェクションにより吐出温度を低下させるようにすると、効果が大きい。

また、Ｒ３２と地球温暖化係数が小さく化学式がＣＦ_３ ＣＨ＝ＣＨＦで表されるテトラフルオロプロペン系冷媒であるＨＦＯ１２３４ｚｅとの混合冷媒において、上述の説明と同様の方法で吐出温度を算出すると、Ｒ３２の質量比率が３４％の時に、Ｒ４１０Ａとほぼ同一の吐出温度である約７０℃となり、Ｒ３２の質量比率が４３％の時に、Ｒ４１０Ａの吐出温度よりも３℃高い約７３℃になることが分かった。これにより、Ｒ３２の質量比率が４３％以上の場合に、吸入インジェクションにより吐出温度を低下させるようにすると、効果が大きい。

なお、これらの試算は、ＮＩＳＴ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）が発売しているＲＥＦＰＲＯＰ Ｖｅｒｓｉｏｎ ８．０を用いて行った。また、混合冷媒における冷媒種はこれに限るものではなく、その他の冷媒成分を少量含んだ混合冷媒であっても、吐出温度には大きな影響がなく、同様の効果を奏する。例えば、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆとその他の冷媒を少量含んだ混合冷媒等においても使用できる。なお、先に説明した通り、ここでの計算は、断熱圧縮を仮定した時のものであり、実際の圧縮はポリトロープ圧縮でなされるため、ここに記した温度より数十度以上、例えば２０℃以上高い値となる。

［室内機２］
室内機２には、それぞれ利用側熱交換器２６が搭載されている。この利用側熱交換器２６は、配管５によって熱媒体変換機３の熱媒体流量調整装置２５と第２熱媒体流路切替装置２３に接続するようになっている。この利用側熱交換器２６は、図示省略の送風機から供給される空気と熱媒体との間で熱交換を行ない、室内空間７に供給するための暖房用空気あるいは冷房用空気を生成するものである。

この図２では、４台の室内機２が熱媒体変換機３に接続されている場合を例に示しており、紙面下から室内機２ａ、室内機２ｂ、室内機２ｃ、室内機２ｄとして図示している。また、室内機２ａ〜室内機２ｄに応じて、利用側熱交換器２６も、紙面下側から利用側熱交換器２６ａ、利用側熱交換器２６ｂ、利用側熱交換器２６ｃ、利用側熱交換器２６ｄとして図示している。なお、図１と同様に、室内機２の接続台数を図２に示す４台に限定するものではない。

［熱媒体変換機３］
熱媒体変換機３には、２つの熱媒体間熱交換器１５と、２つの絞り装置１６と、２つの開閉装置１７と、２つの第２冷媒流路切替装置１８と、２つのポンプ２１と、４つの第１熱媒体流路切替装置２２と、４つの第２熱媒体流路切替装置２３と、４つの熱媒体流量調整装置２５と、が搭載されている。

２つの熱媒体間熱交換器１５（熱媒体間熱交換器１５ａ、熱媒体間熱交換器１５ｂ）は、凝縮器（放熱器）又は蒸発器として機能し、熱源側冷媒と熱媒体とで熱交換を行ない、室外機１で生成され熱源側冷媒に貯えられた冷熱又は温熱を熱媒体に伝達するものである。熱媒体間熱交換器１５ａは、冷媒循環回路Ａにおける絞り装置１６ａと第２冷媒流路切替装置１８ａとの間に設けられており、冷房暖房混在運転モード時において熱媒体の冷却に供するものである。また、熱媒体間熱交換器１５ｂは、冷媒循環回路Ａにおける絞り装置１６ｂと第２冷媒流路切替装置１８ｂとの間に設けられており、冷房暖房混在運転モード時において熱媒体の加熱に供するものである。

２つの絞り装置１６（絞り装置１６ａ、絞り装置１６ｂ）は、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、熱源側冷媒を減圧して膨張させるものである。絞り装置１６ａは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ａの上流側に設けられている。絞り装置１６ｂは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ｂの上流側に設けられている。２つの絞り装置１６は、開度（開口面積）が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁等で構成するとよい。

２つの開閉装置１７（開閉装置１７ａ、開閉装置１７ｂ）は、二方弁等で構成されており、冷媒配管４を開閉するものである。開閉装置１７ａは、熱源側冷媒の入口側における冷媒配管４に設けられている。開閉装置１７ｂは、熱源側冷媒の入口側と出口側の冷媒配管４を接続した配管（バイパス管４ｅ）に設けられている。なお、開閉装置１７は、冷媒配管４を開閉可能なものであればよく、たとえば電子式膨張弁等の開度を可変に制御が可能なものを用いてもよい。

２つの第２冷媒流路切替装置１８（第２冷媒流路切替装置１８ａ、第２冷媒流路切替装置１８ｂ）は、四方弁等で構成され、運転モードに応じて熱媒体間熱交換器１５が凝縮器または蒸発器として作用するよう、熱源側冷媒の流れを切り替えるものである。第２冷媒流路切替装置１８ａは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ａの下流側に設けられている。第２冷媒流路切替装置１８ｂは、全冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ｂの下流側に設けられている。

２つのポンプ２１（ポンプ２１ａ、ポンプ２１ｂ）は、配管５を導通する熱媒体を熱媒体循環回路Ｂに循環させるものである。ポンプ２１ａは、熱媒体間熱交換器１５ａと第２熱媒体流路切替装置２３との間における配管５に設けられている。ポンプ２１ｂは、熱媒体間熱交換器１５ｂと第２熱媒体流路切替装置２３との間における配管５に設けられている。２つのポンプ２１は、たとえば容量制御可能なポンプ等で構成し、室内機２における負荷の大きさによってその流量を調整できるようにしておくとよい。

４つの第１熱媒体流路切替装置２２（第１熱媒体流路切替装置２２ａ〜第１熱媒体流路切替装置２２ｄ）は、三方弁等で構成されており、熱媒体の流路を切り替えるものである。第１熱媒体流路切替装置２２は、室内機２の設置台数に応じた個数（ここでは４つ）が設けられるようになっている。第１熱媒体流路切替装置２２は、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ａに、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ｂに、三方のうちの一つが熱媒体流量調整装置２５に、それぞれ接続され、利用側熱交換器２６の熱媒体流路の出口側に設けられている。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から第１熱媒体流路切替装置２２ａ、第１熱媒体流路切替装置２２ｂ、第１熱媒体流路切替装置２２ｃ、第１熱媒体流路切替装置２２ｄとして図示している。また、熱媒体流路の切替には、一方から他方への完全な切替だけでなく、一方から他方への部分的な切替も含んでいるものとする。

４つの第２熱媒体流路切替装置２３（第２熱媒体流路切替装置２３ａ〜第２熱媒体流路切替装置２３ｄ）は、三方弁等で構成されており、熱媒体の流路を切り替えるものである。第２熱媒体流路切替装置２３は、室内機２の設置台数に応じた個数（ここでは４つ）が設けられるようになっている。第２熱媒体流路切替装置２３は、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ａに、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ｂに、三方のうちの一つが利用側熱交換器２６に、それぞれ接続され、利用側熱交換器２６の熱媒体流路の入口側に設けられている。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から第２熱媒体流路切替装置２３ａ、第２熱媒体流路切替装置２３ｂ、第２熱媒体流路切替装置２３ｃ、第２熱媒体流路切替装置２３ｄとして図示している。また、熱媒体流路の切替には、一方から他方への完全な切替だけでなく、一方から他方への部分的な切替も含んでいるものとする。

４つの熱媒体流量調整装置２５（熱媒体流量調整装置２５ａ〜熱媒体流量調整装置２５ｄ）は、開口面積を制御できる二方弁等で構成されており、配管５に流れる流量を制御するものである。熱媒体流量調整装置２５は、室内機２の設置台数に応じた個数（ここでは４つ）が設けられるようになっている。熱媒体流量調整装置２５は、一方が利用側熱交換器２６に、他方が第１熱媒体流路切替装置２２に、それぞれ接続され、利用側熱交換器２６の熱媒体流路の出口側に設けられている。すなわち、熱媒体流量調整装置２５は、室内機２へ流入する熱媒体の温度及び流出する熱媒体の温度により室内機２へ流入する熱媒体の量を調整し、室内負荷に応じた最適な熱媒体量を室内機２に提供可能にするものである。

なお、室内機２に対応させて、紙面下側から熱媒体流量調整装置２５ａ、熱媒体流量調整装置２５ｂ、熱媒体流量調整装置２５ｃ、熱媒体流量調整装置２５ｄとして図示している。また、熱媒体流量調整装置２５を利用側熱交換器２６の熱媒体流路の入口側に設けてもよい。さらに、熱媒体流量調整装置２５を利用側熱交換器２６の熱媒体流路の入口側であって、第２熱媒体流路切替装置２３と利用側熱交換器２６との間に設けてもよい。またさらに、室内機２において、停止やサーモＯＦＦ等の負荷を必要としていないときは、熱媒体流量調整装置２５を全閉にすることにより、室内機２への熱媒体供給を止めることができる。

また、熱媒体変換機３には、各種検出装置（２つの第１温度センサー３１、４つの第２温度センサー３４、４つの第３温度センサー３５、及び、２つの圧力センサー３６）が設けられている。これらの検出装置で検出された情報（温度情報、圧力情報）は、空気調和装置１００の動作を統括制御する制御装置（たとえば制御装置５０）に送られ、圧縮機１０の駆動周波数、図示省略の送風機の回転数、第１冷媒流路切替装置１１の切り替え、ポンプ２１の駆動周波数、第２冷媒流路切替装置１８の切り替え、熱媒体の流路の切替等の制御に利用されることになる。なお、制御装置５０が室外機１内に搭載されている状態を例に示しているが、これに限定するものではなく、熱媒体変換機３又は室内機２、あるいは、各ユニットに通信可能に制御装置を搭載するようにしてもよい。

２つの第１温度センサー３１（第１温度センサー３１ａ、第１温度センサー３１ｂ）は、熱媒体間熱交換器１５から流出した熱媒体、つまり熱媒体間熱交換器１５の出口における熱媒体の温度を検出するものであり、たとえばサーミスター等で構成するとよい。第１温度センサー３１ａは、ポンプ２１ａの入口側における配管５に設けられている。第１温度センサー３１ｂは、ポンプ２１ｂの入口側における配管５に設けられている。

４つの第２温度センサー３４（第２温度センサー３４ａ〜第２温度センサー３４ｄ）は、第１熱媒体流路切替装置２２と熱媒体流量調整装置２５との間に設けられ、利用側熱交換器２６から流出した熱媒体の温度を検出するものであり、サーミスター等で構成するとよい。第２温度センサー３４は、室内機２の設置台数に応じた個数（ここでは４つ）が設けられるようになっている。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から第２温度センサー３４ａ、第２温度センサー３４ｂ、第２温度センサー３４ｃ、第２温度センサー３４ｄとして図示している。

４つの第３温度センサー３５（第３温度センサー３５ａ〜第３温度センサー３５ｄ）は、熱媒体間熱交換器１５の熱源側冷媒の入口側または出口側に設けられ、熱媒体間熱交換器１５に流入する熱源側冷媒の温度または熱媒体間熱交換器１５から流出した熱源側冷媒の温度を検出するものであり、サーミスター等で構成するとよい。第３温度センサー３５ａは、熱媒体間熱交換器１５ａと第２冷媒流路切替装置１８ａとの間に設けられている。第３温度センサー３５ｂは、熱媒体間熱交換器１５ａと絞り装置１６ａとの間に設けられている。第３温度センサー３５ｃは、熱媒体間熱交換器１５ｂと第２冷媒流路切替装置１８ｂとの間に設けられている。第３温度センサー３５ｄは、熱媒体間熱交換器１５ｂと絞り装置１６ｂとの間に設けられている。

圧力センサー３６ｂは、第３温度センサー３５ｄの設置位置と同様に、熱媒体間熱交換器１５ｂと絞り装置１６ｂとの間に設けられ、熱媒体間熱交換器１５ｂと絞り装置１６ｂとの間を流れる熱源側冷媒の圧力を検出するものであり、圧力センサー３６ａは、第３温度センサー３５ａの設置位置と同様に、熱媒体間熱交換器１５ａと第２冷媒流路切替装置１８ａとの間に設けられ、熱媒体間熱交換器１５ａと第２冷媒流路切替装置１８ａとの間を流れる熱源側冷媒の圧力を検出するものである。

なお、熱媒体変換機３には、マイコン等で構成されている図示省略の制御装置が備えられている。この制御装置は、各種検出装置での検出情報及びリモコンからの指示に基づいて、ポンプ２１の駆動、絞り装置１６の開度、開閉装置１７の開閉、第２冷媒流路切替装置１８の切り替え、第１熱媒体流路切替装置２２の切り替え、第２熱媒体流路切替装置２３の切り替え、及び、熱媒体流量調整装置２５の開度等を制御し、後述する各運転モードを実行するようになっている。なお、制御装置は、室外機１と熱媒体変換機３のいずれかのみに設けるようにしてもよい。つまり、室外機１に備えられている制御装置５０が、熱媒体変換機３に搭載されている各機器を制御してもよい。

熱媒体を導通する配管５は、熱媒体間熱交換器１５ａに接続されるものと、熱媒体間熱交換器１５ｂに接続されるものと、で構成されている。配管５は、熱媒体変換機３に接続される室内機２の台数に応じて分岐（ここでは、各４分岐）されている。そして、配管５は、第１熱媒体流路切替装置２２、及び、第２熱媒体流路切替装置２３で接続されている。第１熱媒体流路切替装置２２及び第２熱媒体流路切替装置２３を制御することで、熱媒体間熱交換器１５ａからの熱媒体を利用側熱交換器２６に流入させるか、熱媒体間熱交換器１５ｂからの熱媒体を利用側熱交換器２６に流入させるかが決定されるようになっている。

そして、空気調和装置１００では、圧縮機１０、第１冷媒流路切替装置１１、熱源側熱交換器１２、開閉装置１７、第２冷媒流路切替装置１８、熱媒体間熱交換器１５ａの冷媒流路、絞り装置１６、及び、アキュムレーター１９を、冷媒配管４で接続して冷媒循環回路Ａを構成している。また、熱媒体間熱交換器１５ａの熱媒体流路、ポンプ２１、第１熱媒体流路切替装置２２、熱媒体流量調整装置２５、利用側熱交換器２６、及び、第２熱媒体流路切替装置２３を、配管５で接続して熱媒体循環回路Ｂを構成している。つまり、熱媒体間熱交換器１５のそれぞれに複数台の利用側熱交換器２６が並列に接続され、熱媒体循環回路Ｂを複数系統としているのである。

よって、空気調和装置１００では、室外機１と熱媒体変換機３とが、熱媒体変換機３に設けられている熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂを介して接続され、熱媒体変換機３と室内機２とも、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂを介して接続されている。すなわち、空気調和装置１００では、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂで冷媒循環回路Ａを循環する熱源側冷媒と熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体とが熱交換するようになっている。

［運転モード］
空気調和装置１００が実行する各運転モードについて説明する。この空気調和装置１００は、各室内機２からの指示に基づいて、その室内機２で冷房運転あるいは暖房運転が可能になっている。つまり、空気調和装置１００は、室内機２の全部で同一運転をすることができるとともに、室内機２のそれぞれで異なる運転をすることができるようになっている。

空気調和装置１００が実行する運転モードには、駆動している室内機２の全てが冷房運転を実行する全冷房運転モード、駆動している室内機２の全てが暖房運転を実行する全暖房運転モード、冷房運転と暖房運転が混在する冷房暖房混在運転モードのうち暖房負荷よりも冷房負荷の方が大きい冷房主体運転モード、及び、冷房暖房混在運転モードのうち冷房負荷よりも暖房負荷の方が大きい暖房主体運転モードがある。以下に、各運転モードについて、熱源側冷媒及び熱媒体の流れとともに説明する。

［全冷房運転モード］
図４は、空気調和装置１００の全冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図４では、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂでのみ冷熱負荷が発生している場合を例に全冷房運転モードについて説明する。なお、図４では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の流れる配管を示している。また、図４では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。

図４に示す全冷房運転モードの場合、室外機１では、第１冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器１２へ流入させるように切り替える。熱媒体変換機３では、ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂを開放し、熱媒体流量調整装置２５ｃ及び熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉とし、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれと利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂとの間を熱媒体が循環するようにしている。

まず始めに、冷媒循環回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温低圧の冷媒が圧縮機１０によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１０から吐出された高温高圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１を介して熱源側熱交換器１２に流入する。そして、熱源側熱交換器１２で室外空気に放熱しながら凝縮液化し、高圧液冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した高圧液冷媒は、逆止弁１３ａを通って、気液分離器２７ａを介して、一部が室外機１から流出し、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した高圧液冷媒は、開閉装置１７ａを経由した後に分岐されて絞り装置１６ａ及び絞り装置１６ｂで膨張させられて、低温低圧の二相冷媒となる。

この二相冷媒は、蒸発器として作用する熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれに流入し、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体から吸熱することで、熱媒体を冷却しながら、低温低圧のガス冷媒となる。熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂから流出したガス冷媒は、第２冷媒流路切替装置１８ａ及び第２冷媒流路切替装置１８ｂを介して熱媒体変換機３から流出し、冷媒配管４を通って再び室外機１へ流入する。室外機１に流入した冷媒は、気液分離器２７ｂを介して、逆止弁１３ｄを通って、第１冷媒流路切替装置１１及びアキュムレーター１９を介して、圧縮機１０へ再度吸入される。

このとき、絞り装置１６ａは、第３温度センサー３５ａで検出された温度と第３温度センサー３５ｂで検出された温度との差として得られるスーパーヒート（過熱度）が一定になるように開度（開口面積）が制御される。同様に、絞り装置１６ｂは、第３温度センサー３５ｃで検出された温度と第３温度センサー３５ｄで検出された温度との差として得られるスーパーヒートが一定になるように開度が制御される。また、開閉装置１７ａは開、開閉装置１７ｂは閉となっている。

冷媒がＲ３２等である場合、圧縮機１０の吐出温度が高いため、吸入インジェクション回路を用いて、吐出温度を低下させる。このときの動作を図４及び図５のｐ−ｈ線図（圧力−エンタルピー線図）により説明する。図５は、全冷房運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ―ｈ線図（圧力−エンタルピ線図）である。図５では、縦軸が圧力を、横軸がエンタルピを、それぞれ示している。

全冷房運転モードにおいては、圧縮機１０に吸入され、圧縮機１０で圧縮された冷媒（図５の点Ｉ）は、熱源側熱交換器１２にて凝縮され液化されて高圧の液冷媒となり（図５の点Ｊ）、逆止弁１３ａを介して、気液分離器２７ａに至る。開閉装置２４を開とし、この高圧液冷媒を、気液分離器２７ａで分岐する。そして、気液分離器２７ａで分岐した一部の冷媒を、開閉装置２４、分岐配管４ｄを介して、吸入インジェクション配管４ｃに流入させる。吸入インジェクション配管４ｃに流入した冷媒は、絞り装置１４ｂによって減圧させられて低温低圧の二相冷媒となり（図５の点Ｋ）、圧縮機１０とアキュムレーター１９との間の流路に流入する。

圧縮機１０が低圧シェル型の場合、圧縮機１０内には、下部に吸入された冷媒と油が流入し、中間部にはモーターが配置され、上部から圧縮室で圧縮された高温高圧の冷媒が密閉容器内の吐出室に吐出された後、圧縮機１０から吐出される。したがって、圧縮機１０の金属製の密閉容器は高温高圧の冷媒にさらされている部分と、低温低圧の冷媒にさらされている部分があるため、密閉容器の温度はその中間的な温度になる。また、モーターには電流が流れるため、発熱をする。したがって、圧縮機１０に吸入された低温低圧の冷媒は、圧縮機１０の密閉容器とモーターによって加熱され、温度が上昇した後に（吸入インジェクションを行わない場合は、図５の点Ｆ）、圧縮室に吸入される。

吸入インジェクションを行った場合は、蒸発器を通過した低温低圧のガス冷媒と吸入インジェクションされた低温二相の冷媒が合流され、二相状態で圧縮機１０に吸入される。その二相冷媒が圧縮機１０の密閉容器およびモーターで加熱されて蒸発し、吸入インジェクションを行わない場合よりも温度の低い低温低圧のガス冷媒になり（図５の点Ｈ）、圧縮室に吸入される。そのため、吸入インジェクションを行うと、圧縮機１０から吐出される冷媒の吐出温度も低下し（図５の点Ｉ）、吸入インジェクションを行わない場合の圧縮機１０の吐出温度（図５の点Ｇ）に対して、吐出温度が低下する。

このように動作させることにより、Ｒ３２等の圧縮機１０の吐出温度が高温になる冷媒を使用している場合等に、圧縮機１０の吐出温度を低下させることができ、安全に使用できる。

なお、このとき、分岐配管４ｄの開閉装置２４から逆流防止装置２０に至る流路の冷媒は高圧冷媒であり、熱媒体変換機３から冷媒配管４を経由して室外機１に戻り、気液分離器２７ｂに至る冷媒は低圧冷媒である。逆流防止装置２０は、分岐配管４ｄから気液分離器２７ｂへ流れる冷媒を防ぐものであり、逆流防止装置２０の作用により、分岐配管４ｄの高圧冷媒が気液分離器２７ｂの低圧冷媒と混合するのを防止している。

なお、開閉装置２４は、電磁弁等の開閉を切り替えられるものの他、電子式膨張弁等の開口面積を変化させられるものでもよく、流路の開閉を切り替えられれば、どんなものでもよい。逆流防止装置２０は、逆止弁でもよいし、電磁弁等の開閉を切り替えられるものや電子式膨張弁等の開口面積を変化させられるもの等の流路の開閉を切り替えられるものでもよい。また、絞り装置１４ａは、冷媒が流れないので、任意の開度に設定しておいてよい。さらに、絞り装置１４ｂは、電子式膨張弁等の開口面積を変化させられるものとし、吐出冷媒温度検出装置３７が検出する圧縮機１０の吐出温度が高くなり過ぎないように開口面積が制御される。

制御方法としては、吐出温度が一定値、たとえば１１０℃等を超えた時に、一定の開度分、例えば１０パルスずつ開くように制御するとよい。また、吐出温度が目標値、例えば１００℃になるように、絞り装置１４ｂの開度を制御してもよい。さらに、絞り装置１４ｂをキャピラリチューブとし、圧力差に応じた量の冷媒がインジェクションされるようにしてもよい。

次に、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れについて説明する。
全冷房運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂの双方で熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体がポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａ及び第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂで室内空気から吸熱することで、室内空間７の冷房を行なう。

それから、熱媒体は、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂから流出して熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂに流入する。このとき、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂの作用によって熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入するようになっている。熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂから流出した熱媒体は、第１熱媒体流路切替装置２２ａ及び第１熱媒体流路切替装置２２ｂを通って、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂへ吸い込まれる。

なお、利用側熱交換器２６の配管５内では、第２熱媒体流路切替装置２３から熱媒体流量調整装置２５を経由して第１熱媒体流路切替装置２２へ至る向きに熱媒体が流れている。また、室内空間７にて必要とされる空調負荷は、第１温度センサー３１ａで検出された温度、あるいは、第１温度センサー３１ｂで検出された温度と第２温度センサー３４で検出された温度との差を目標値に保つように制御することにより、賄うことができる。熱媒体間熱交換器１５の出口温度は、第１温度センサー３１ａまたは第１温度センサー３１ｂのどちらの温度を使用してもよいし、これらの平均温度を使用してもよい。このとき、第１熱媒体流路切替装置２２及び第２熱媒体流路切替装置２３は、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂの双方へ流れる流路が確保されるように、中間的な開度にしている。

全冷房運転モードを実行する際、熱負荷のない利用側熱交換器２６（サーモオフを含む）へは熱媒体を流す必要がないため、熱媒体流量調整装置２５により流路を閉じて、利用側熱交換器２６へ熱媒体が流れないようにする。図４においては、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂにおいては熱負荷があるため熱媒体を流しているが、利用側熱交換器２６ｃ及び利用側熱交換器２６ｄにおいては熱負荷がなく、対応する熱媒体流量調整装置２５ｃ及び熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉としている。そして、利用側熱交換器２６ｃや利用側熱交換器２６ｄから熱負荷の発生があった場合には、熱媒体流量調整装置２５ｃや熱媒体流量調整装置２５ｄを開放し、熱媒体を循環させればよい。

［全暖房運転モード］
図６は、空気調和装置１００の全暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図６では、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂでのみ温熱負荷が発生している場合を例に全暖房運転モードについて説明する。なお、図６では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の流れる配管を示している。また、図６では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。

図６に示す全暖房運転モードの場合、室外機１では、第１冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器１２を経由させずに熱媒体変換機３へ流入させるように切り替える。熱媒体変換機３では、ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂを開放し、熱媒体流量調整装置２５ｃ及び熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉とし、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれと利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂとの間を熱媒体が循環するようにしている。

まず始めに、冷媒循環回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温低圧の冷媒が圧縮機１０によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１０から吐出された高温高圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１を通り、第１接続配管４ａを導通し、逆止弁１３ｂ、気液分離器２７ａを通過し、室外機１から流出する。室外機１から流出した高温高圧のガス冷媒は、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した高温高圧のガス冷媒は、分岐されて第２冷媒流路切替装置１８ａ及び第２冷媒流路切替装置１８ｂを通って、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれに流入する。

熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂに流入した高温高圧のガス冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、高圧の液冷媒となる。熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂから流出した液冷媒は、絞り装置１６ａ及び絞り装置１６ｂで膨張させられて、中温中圧の二相冷媒となる。この二相冷媒は、開閉装置１７ｂを通って、熱媒体変換機３から流出し、冷媒配管４を通って再び室外機１へ流入する。室外機１に流入した冷媒は、気液分離器２７ｂを介して、一部が第２接続配管４ｂに流れ込んで絞り装置１４ａを通り、絞り装置１４ａにより絞られて、低温低圧の二相冷媒となり、逆止弁１３ｃを通過して、蒸発器として作用する熱源側熱交換器１２に流入する。

そして、熱源側熱交換器１２に流入した冷媒は、熱源側熱交換器１２で室外空気から吸熱して、低温低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した低温低圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１及びアキュムレーター１９を介して圧縮機１０へ再度吸入される。

このとき、絞り装置１６ａは、圧力センサー３６で検出された圧力を飽和温度に換算した値と第３温度センサー３５ｂで検出された温度との差として得られるサブクール（過冷却度）が一定になるように開度が制御される。同様に、絞り装置１６ｂは、圧力センサー３６で検出された圧力を飽和温度に換算した値と第３温度センサー３５ｄで検出された温度との差として得られるサブクールが一定になるように開度が制御される。また、開閉装置１７ａは閉、開閉装置１７ｂは開となっている。なお、熱媒体間熱交換器１５の中間位置の温度が測定できる場合は、その中間位置での温度を圧力センサー３６の代わりに用いてもよく、安価にシステムを構成できる。

冷媒がＲ３２等である場合、圧縮機１０の吐出温度が高いため、吸入インジェクション回路を用いて、吐出温度を低下させる。このときの動作を図６及び図７のｐ−ｈ線図（圧力−エンタルピー線図）により説明する。図７は、全暖房運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ―ｈ線図（圧力−エンタルピ線図）である。図７では、縦軸が圧力を、横軸がエンタルピを、それぞれ示している。

全暖房運転モードにおいては、圧縮機１０に吸入され、圧縮機１０で圧縮された冷媒（図７の点Ｉ）は、熱媒体変換機３で凝縮された後、熱媒体変換機３から冷媒配管４を経由して室外機１に戻ってくる。室外機１に戻ってきた冷媒は、気液分離器２７ｂに至る。絞り装置１４ａの作用により、絞り装置１４ａの上流側の冷媒の圧力は中圧状態に制御される（図７の点Ｊ）。絞り装置１４ａにより、中圧状態にされた二相冷媒は、気液分離器２７ｂで液冷媒と二相冷媒とに分離される。そして、分離された液冷媒（飽和液冷媒、図７の点Ｊ’）は、分岐配管４ｄに分配されて流れ込む。分岐配管４ｄに分配された液冷媒は、逆流防止装置２０を介して、吸入インジェクション配管４ｃへ流れ、絞り装置１４ｂによって減圧されて圧力が下がった低温低圧の二相冷媒となり（図７の点Ｋ）、圧縮機１０とアキュムレーター１９の間の流路に吸入インジェクションされる。

圧縮機１０が低圧シェル型の場合、上述したように、密閉容器の温度は中間的な温度になる。したがって、圧縮機１０に吸入された低温低圧の冷媒は、圧縮機１０の密閉容器とモーターによって加熱され、温度が上昇した後に（吸入インジェクションを行わない場合は、図７の点Ｆ）、圧縮室に吸入される。

吸入インジェクションを行った場合は、蒸発器を通過した低温低圧のガス冷媒と吸入インジェクションされた低温二相の冷媒が合流され、二相状態で圧縮機１０に吸入される。その二相冷媒が圧縮機１０の密閉容器およびモーターで加熱されて蒸発し、吸入インジェクションを行わない場合よりも温度の低い低温低圧のガス冷媒になり（図７の点Ｈ）、圧縮室に吸入される。そのため、吸入インジェクションを行うと、圧縮機１０から吐出される冷媒の吐出温度も低下し（図７の点Ｉ）、吸入インジェクションを行わない場合の圧縮機１０の吐出温度（図７の点Ｇ）に対して、吐出温度が低下する。

このように動作させることにより、全冷房運転モード時と同様に、Ｒ３２等の圧縮機１０の吐出温度が高温になる冷媒を使用している場合等に、圧縮機１０の吐出温度を低下させることができ、安全に使用できる。

なお、このとき、開閉装置２４は閉となっており、気液分離器２７ａから高圧状態の冷媒が、逆流防止装置２０を通って来た中圧状態の冷媒と混合するのを防止している。開閉装置２４及び逆流防止装置２０の構成については、全冷房運転モードで説明した通りである。また、絞り装置１４ｂの構成及び制御方法についても、全冷房運転モードで説明した通りである。

また、絞り装置１４ａは、電子式膨張弁等の開口面積を変化させられるものが望ましく、電子式膨張弁を使用すれば、絞り装置１４ａの上流側の中圧を任意の圧力に制御できる。たとえば、中圧検出装置３２で検出した中圧が一定値になるように絞り装置１４ａの開度を制御すれば、絞り装置１４ｂによる吐出温度の制御が安定する。しかし、絞り装置１４ａは、これに限るものではなく、小型の電磁弁等の開閉弁を組み合わせて開口面積を複数選択できるようにしてもよいし、キャピラリチューブとして冷媒の圧損に応じて中圧が形成されるようにしてもよく、制御性は少し悪化するが、吐出温度を目標に制御することはできる。さらに、中圧検出装置３２は、圧力センサーでもよいし、温度センサーを用いて演算により中圧を演算するようにしてもよい。

なお、全暖房運転モードにおいては、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂは、共に熱媒体を加熱しているため、絞り装置１６ａ及び絞り装置１６ｂがサブクールが制御できる範囲内であれば、絞り装置１４ａの上流側の冷媒の圧力（中圧）が高めになるように制御しても構わない。中圧が高めになるように制御すると、圧縮室内との圧力との差圧を大きくできるため、吸入インジェクション流量を多くすることができ、外気温度が低い場合においても、吐出温度を低下させるために十分な吸入インジェクション流量を確保することができる。

また、絞り装置１４ａ、絞り装置１４ｂの制御方法はこれに限るものではなく、絞り装置１４ｂを全開とし、絞り装置１４ａにより圧縮機１０の吐出温度を制御する制御方法としてもよい。このようにすると制御が簡単になると共に、絞り装置１４ｂとして安価なものが使用できるという利点がある。

次に、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れについて説明する。
全暖房運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂの双方で熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａ及び第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂで室内空気に放熱することで、室内空間７の暖房を行なう。

それから、熱媒体は、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂから流出して熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂに流入する。このとき、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂの作用によって熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入するようになっている。熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂから流出した熱媒体は、第１熱媒体流路切替装置２２ａ及び第１熱媒体流路切替装置２２ｂを通って、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂへ吸い込まれる。

なお、利用側熱交換器２６の配管５内では、第２熱媒体流路切替装置２３から熱媒体流量調整装置２５を経由して第１熱媒体流路切替装置２２へ至る向きに熱媒体が流れている。また、室内空間７にて必要とされる空調負荷は、第１温度センサー３１ａで検出された温度、あるいは、第１温度センサー３１ｂで検出された温度と第２温度センサー３４で検出された温度との差を目標値に保つように制御することにより、賄うことができる。熱媒体間熱交換器１５の出口温度は、第１温度センサー３１ａまたは第１温度センサー３１ｂのどちらの温度を使用してもよいし、これらの平均温度を使用してもよい。

このとき、第１熱媒体流路切替装置２２及び第２熱媒体流路切替装置２３は、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂの双方へ流れる流路が確保されるように、中間的な開度にしている。また、本来、利用側熱交換器２６ａは、その入口と出口の温度差で制御すべきであるが、利用側熱交換器２６の入口側の熱媒体温度は、第１温度センサー３１ｂで検出された温度とほとんど同じ温度であり、第１温度センサー３１ｂを使用することにより温度センサーの数を減らすことができ、安価にシステムを構成できる。なお、全冷房運転モードと同様に、利用側熱交換器２６での熱負荷の有無に応じて熱媒体流量調整装置２５の開度を制御すればよい。

［冷房主体運転モード］
図８は、空気調和装置１００の冷房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図８では、利用側熱交換器２６ａで冷熱負荷が発生し、利用側熱交換器２６ｂで温熱負荷が発生している場合を例に冷房主体運転モードについて説明する。なお、図８では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の循環する配管を示している。また、図８では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。

図８に示す冷房主体運転モードの場合、室外機１では、第１冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器１２へ流入させるように切り替える。熱媒体変換機３では、ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂを開放し、熱媒体流量調整装置２５ｃ及び熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉とし、熱媒体間熱交換器１５ａと利用側熱交換器２６ａとの間を、熱媒体間熱交換器１５ｂと利用側熱交換器２６ｂとの間を、それぞれ熱媒体が循環するようにしている。

まず始めに、冷媒循環回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温低圧の冷媒が圧縮機１０によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１０から吐出された高温高圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１を介して熱源側熱交換器１２に流入する。そして、熱源側熱交換器１２で室外空気に放熱しながら凝縮し、二相冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した二相冷媒は、逆止弁１３ａを通って、気液分離器２７ａを介して、一部が室外機１から流出し、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した二相冷媒は、第２冷媒流路切替装置１８ｂを通って凝縮器として作用する熱媒体間熱交換器１５ｂに流入する。

熱媒体間熱交換器１５ｂに流入した二相冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、液冷媒となる。熱媒体間熱交換器１５ｂから流出した液冷媒は、絞り装置１６ｂで膨張させられて低圧二相冷媒となる。この低圧二相冷媒は、絞り装置１６ａを介して蒸発器として作用する熱媒体間熱交換器１５ａに流入する。熱媒体間熱交換器１５ａに流入した低圧二相冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体から吸熱することで、熱媒体を冷却しながら、低圧のガス冷媒となる。このガス冷媒は、熱媒体間熱交換器１５ａから流出し、第２冷媒流路切替装置１８ａを介して熱媒体変換機３から流出し、冷媒配管４を通って再び室外機１へ流入する。室外機１に流入した冷媒は、気液分離器２７ｂを介して、逆止弁１３ｄを通って、第１冷媒流路切替装置１１及びアキュムレーター１９を介して、圧縮機１０へ再度吸入される。

このとき、絞り装置１６ｂは、第３温度センサー３５ａで検出された温度と第３温度センサー３５ｂで検出された温度との差として得られるスーパーヒートが一定になるように開度が制御される。また、絞り装置１６ａは全開、開閉装置１７ａは閉、開閉装置１７ｂは閉となっている。なお、絞り装置１６ｂは、圧力センサー３６で検出された圧力を飽和温度に換算した値と第３温度センサー３５ｄで検出された温度との差として得られるサブクールが一定になるように開度を制御してもよい。また、絞り装置１６ｂを全開とし、絞り装置１６ａでスーパーヒートまたはサブクールを制御するようにしてもよい。

冷媒がＲ３２等である場合、圧縮機１０の吐出温度が高いため、吸入インジェクション回路を用いて、吐出温度を低下させる。このときの動作を図８及び図９のｐ−ｈ線図（圧力−エンタルピー線図）により説明する。図９は、冷房主体運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ―ｈ線図（圧力−エンタルピ線図）である。図９では、縦軸が圧力を、横軸がエンタルピを、それぞれ示している。

冷房主体運転モードにおいては、圧縮機１０で圧縮された冷媒は、熱源側熱交換器１２にて凝縮され高圧の二相冷媒となり（図９の点Ｊ）、逆止弁１３ａを介して、気液分離器２７ａに至る。開閉装置２４を開とし、この高圧二相冷媒を、気液分離器２７ａで液冷媒と二相冷媒とに分離する。分離された液冷媒（飽和液冷媒、図９の点Ｊ’）を、開閉装置２４、分岐配管４ｄに分配する。分岐配管４ｄに分配された液冷媒は、吸入インジェクション配管４ｃに流入し、絞り装置１４ｂによって減圧されて低温低圧の二相冷媒となり（図９の点Ｋ）、圧縮機１０とアキュムレーター１９との間の流路に流入する。

圧縮機１０が低圧シェル型の場合、上述したように、密閉容器の温度は中間的な温度になる。したがって、圧縮機１０に吸入された低温低圧の冷媒は、圧縮機１０の密閉容器とモーターによって加熱され、温度が上昇した後に（吸入インジェクションを行わない場合は、図９の点Ｆ）、圧縮室に吸入される。

吸入インジェクションを行った場合は、蒸発器を通過した低温低圧のガス冷媒と吸入インジェクションされた低温二相の冷媒が合流され、二相状態で圧縮機１０に吸入される。その二相冷媒が圧縮機１０の密閉容器およびモーターで加熱されて蒸発し、吸入インジェクションを行わない場合よりも温度の低い低温低圧のガス冷媒になり（図９の点Ｈ）、圧縮室に吸入される。そのため、吸入インジェクションを行うと、圧縮機１０から吐出される冷媒の吐出温度も低下し（図９」の点Ｉ）、吸入インジェクションを行わない場合の圧縮機１０の吐出温度（図９の点Ｇ）に対して、吐出温度が低下する。

このように動作させることにより、全冷房運転モード時と同様に、Ｒ３２等の圧縮機１０の吐出温度が高温になる冷媒を使用している場合等に、圧縮機１０の吐出温度を低下させることができ、安全に使用できる。

なお、開閉装置２４、逆流防止装置２０、絞り装置１４ａ、及び、絞り装置１４ｂの構成及び作用については、全冷房運転モードで説明した通りである。

次に、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れについて説明する。
冷房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ｂで熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ２１ｂによって配管５内を流動させられることになる。また、冷房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ａで熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体がポンプ２１ａによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａ及び第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入する。

利用側熱交換器２６ｂでは熱媒体が室内空気に放熱することで、室内空間７の暖房を行なう。また、利用側熱交換器２６ａでは熱媒体が室内空気から吸熱することで、室内空間７の冷房を行なう。このとき、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂの作用によって熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入するようになっている。利用側熱交換器２６ｂを通過し若干温度が低下した熱媒体は、熱媒体流量調整装置２５ｂ及び第１熱媒体流路切替装置２２ｂを通って、熱媒体間熱交換器１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ｂへ吸い込まれる。利用側熱交換器２６ａを通過し若干温度が上昇した熱媒体は、熱媒体流量調整装置２５ａ及び第１熱媒体流路切替装置２２ａを通って、熱媒体間熱交換器１５ａへ流入し、再びポンプ２１ａへ吸い込まれる。

この間、暖かい熱媒体と冷たい熱媒体とは、第１熱媒体流路切替装置２２及び第２熱媒体流路切替装置２３の作用により、混合することなく、それぞれ温熱負荷、冷熱負荷がある利用側熱交換器２６へ導入される。なお、利用側熱交換器２６の配管５内では、暖房側、冷房側ともに、第２熱媒体流路切替装置２３から熱媒体流量調整装置２５を経由して第１熱媒体流路切替装置２２へ至る向きに熱媒体が流れている。また、室内空間７にて必要とされる空調負荷は、暖房側においては第１温度センサー３１ｂで検出された温度と第２温度センサー３４で検出された温度との差を、冷房側においては第２温度センサー３４で検出された温度と第１温度センサー３１ａで検出された温度との差を目標値に保つように制御することにより、賄うことができる。

なお、全冷房運転モード及び全暖房運転モードと同様に、利用側熱交換器２６での熱負荷の有無に応じて熱媒体流量調整装置２５の開度を制御すればよい。

［暖房主体運転モード］
図１０は、空気調和装置１００の暖房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図１０では、利用側熱交換器２６ａで温熱負荷が発生し、利用側熱交換器２６ｂで冷熱負荷が発生している場合を例に暖房主体運転モードについて説明する。なお、図１０では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の循環する配管を示している。また、図１０では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。

図１０に示す暖房主体運転モードの場合、室外機１では、第１冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器１２を経由させずに熱媒体変換機３へ流入させるように切り替える。熱媒体変換機３では、ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂを開放し、熱媒体流量調整装置２５ｃ及び熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉とし、熱媒体間熱交換器１５ａと利用側熱交換器２６ｂとの間を、熱媒体間熱交換器１５ｂと利用側熱交換器２６ａとの間を、それぞれ熱媒体が循環するようにしている。

まず始めに、冷媒循環回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温低圧の冷媒が圧縮機１０によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１０から吐出された高温高圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１を通り、第１接続配管４ａを導通し、逆止弁１３ｂを通過し、気液分離器２７ａを介して、室外機１から流出する。室外機１から流出した高温高圧のガス冷媒は、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した高温高圧のガス冷媒は、第２冷媒流路切替装置１８ｂを通って凝縮器として作用する熱媒体間熱交換器１５ｂに流入する。

熱媒体間熱交換器１５ｂに流入したガス冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、液冷媒となる。熱媒体間熱交換器１５ｂから流出した液冷媒は、絞り装置１６ｂで膨張させられて中圧二相冷媒となる。この中圧二相冷媒は、絞り装置１６ａを介して蒸発器として作用する熱媒体間熱交換器１５ａに流入する。熱媒体間熱交換器１５ａに流入した中圧二相冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体から吸熱することで蒸発し、熱媒体を冷却する。この中圧二相冷媒は、熱媒体間熱交換器１５ａから流出し、第２冷媒流路切替装置１８ａを介して熱媒体変換機３から流出し、冷媒配管４を通って再び室外機１へ流入する。

室外機１に流入した冷媒は、気液分離器２７ｂを介して、一部が第２接続配管４ｂに流れ込んで絞り装置１４ａを通り、絞り装置１４ａにより絞られて、低温低圧の二相冷媒となり、逆止弁１３ｃを通って、蒸発器として作用する熱源側熱交換器１２に流入する。そして、熱源側熱交換器１２に流入した冷媒は、熱源側熱交換器１２で室外空気から吸熱して、低温低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した低温低圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１及びアキュムレーター１９を介して圧縮機１０へ再度吸入される。

このとき、絞り装置１６ｂは、圧力センサー３６で検出された圧力を飽和温度に換算した値と第３温度センサー３５ｂで検出された温度との差として得られるサブクールが一定になるように開度が制御される。また、絞り装置１６ａは全開、開閉装置１７ａは閉、開閉装置１７ｂは閉となっている。なお、絞り装置１６ｂを全開とし、絞り装置１６ａでサブクールを制御するようにしてもよい。

冷媒がＲ３２等である場合、圧縮機１０の吐出温度が高いため、吸入インジェクション回路を用いて、吐出温度を低下させる。このときの動作を図１０及び図１１のｐ−ｈ線図（圧力−エンタルピー線図）により説明する。図１１は、暖房主体運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ―ｈ線図（圧力−エンタルピ線図）である。図１１では、縦軸が圧力を、横軸がエンタルピを、それぞれ示している。

暖房主体運転モードにおいては、冷媒が熱媒体変換機３から冷媒配管４を経由して室外機１に戻ってくる。室外機１に戻ってきた冷媒は、気液分離器２７ｂに至る。絞り装置１４ａの作用により、絞り装置１４ａの上流側の冷媒の圧力は中圧状態に制御される（図１１の点Ｊ）。絞り装置１４ａにより、中圧状態にされた二相冷媒は、気液分離器２７ｂで液冷媒と二相冷媒とに分離される。そして、分離された液冷媒（飽和液冷媒、図１１の点Ｊ’）は、分岐配管４ｄに分配されて流れ込む。分岐配管４ｄに分配された液冷媒は、逆流防止装置２０を介して、吸入インジェクション配管４ｃへ流れ、絞り装置１４ｂによって減圧されて圧力が下がった低温低圧の二相冷媒となり（図１１の点Ｋ）、圧縮機１０とアキュムレーター１９との間の流路に流入される。

圧縮機１０が低圧シェル型の場合、上述したように、密閉容器の温度は中間的な温度になる。したがって、圧縮機１０に吸入された低温低圧の冷媒は、圧縮機１０の密閉容器とモーターによって加熱され、温度が上昇した後に（吸入インジェクションを行わない場合は、図１１の点Ｆ）、圧縮室に吸入される。

吸入インジェクションを行った場合は、蒸発器を通過した低温低圧のガス冷媒と吸入インジェクションされた低温二相の冷媒が合流され、二相状態で圧縮機１０に吸入される。その二相冷媒が圧縮機１０の密閉容器およびモーターで加熱されて蒸発し、吸入インジェクションを行わない場合よりも温度の低い低温低圧のガス冷媒になり（図１１の点Ｈ）、圧縮室に吸入される。そのため、吸入インジェクションを行うと、圧縮機１０から吐出される冷媒の吐出温度も低下し（図１１の点Ｉ）、吸入インジェクションを行わない場合の圧縮機１０の吐出温度（図１１の点Ｇ）に対して、吐出温度が低下する。

このように動作させることにより、全冷房運転モード時と同様に、Ｒ３２等の圧縮機１０の吐出温度が高温になる冷媒を使用している場合等に、圧縮機１０の吐出温度を低下させることができ、安全に使用できる。

なお、開閉装置２４、逆流防止装置２０、絞り装置１４ａ、及び、絞り装置１４ｂの構成及び作用については、全暖房運転モードで説明した通りである。また、絞り装置１４ａ、絞り装置１４ｂの制御方法についても、全暖房運転モードで説明した通りである。

暖房主体運転モードにおいては、熱媒体間熱交換器１５ａにおいて、熱媒体を冷やす必要があり、絞り装置１４ａの上流側の冷媒の圧力（中圧）をあまり高く制御することができない。中圧を高くすることができないと、吸入インジェクション流量が少なくなり、吐出温度の低下分が小さくなってしまう。しかし、熱媒体の凍結を防止する必要があるため、外気温度が低い時、例えば外気温度が−５℃以下、は、暖房主体運転モードには入らないようになっており、外気温度が高い時は、吐出温度があまり高くなく、インジェクション流量もそれほど多くなくてよいため、問題はない。絞り装置１４ａにより、熱媒体間熱交換器１５ｂでの熱媒体の冷却もでき、インジェクション流量も吐出温度を低下させるために十分な量を圧縮室に供給できる中圧に設定することにより安全に運転することができる。

次に、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れについて説明する。
暖房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ｂで熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ２１ｂによって配管５内を流動させられることになる。また、暖房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ａで熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体がポンプ２１ａによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａ及び第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入する。

利用側熱交換器２６ｂでは熱媒体が室内空気から吸熱することで、室内空間７の冷房を行なう。また、利用側熱交換器２６ａでは熱媒体が室内空気に放熱することで、室内空間７の暖房を行なう。このとき、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂの作用によって熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入するようになっている。利用側熱交換器２６ｂを通過し若干温度が上昇した熱媒体は、熱媒体流量調整装置２５ｂ及び第１熱媒体流路切替装置２２ｂを通って、熱媒体間熱交換器１５ａに流入し、再びポンプ２１ａへ吸い込まれる。利用側熱交換器２６ａを通過し若干温度が低下した熱媒体は、熱媒体流量調整装置２５ａ及び第１熱媒体流路切替装置２２ａを通って、熱媒体間熱交換器１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ｂへ吸い込まれる。

この間、暖かい熱媒体と冷たい熱媒体とは、第１熱媒体流路切替装置２２及び第２熱媒体流路切替装置２３の作用により、混合することなく、それぞれ温熱負荷、冷熱負荷がある利用側熱交換器２６へ導入される。なお、利用側熱交換器２６の配管５内では、暖房側、冷房側ともに、第２熱媒体流路切替装置２３から熱媒体流量調整装置２５を経由して第１熱媒体流路切替装置２２へ至る向きに熱媒体が流れている。また、室内空間７にて必要とされる空調負荷は、暖房側においては第１温度センサー３１ｂで検出された温度と第２温度センサー３４で検出された温度との差を、冷房側においては第２温度センサー３４で検出された温度と第１温度センサー３１ａで検出された温度との差を目標値に保つように制御することにより、賄うことができる。

なお、全冷房運転モード、全暖房運転モード及び冷房主体運転モードと同様に、利用側熱交換器２６での熱負荷の有無に応じて熱媒体流量調整装置２５の開度を制御すればよい。

［絞り装置１４ａまたは／及び絞り装置１４ｂ］
各運転モードにおける圧縮機１０の吸入側への吸入インジェクションは以上のように行われる。したがって、絞り装置１４ａおよび絞り装置１４ｂには、気液分離器２７ａおよび気液分離器２７ｂによって分離された液冷媒が流入するようになっている。しかしながら、気液分離器２７ａおよび気液分離器２７ｂによって分離される液冷媒は、全冷房運転時以外は過冷却が付いておらず、飽和液状態となっている。飽和液は、実際には少量の微小な冷媒ガスが混入している状態であり、また、開閉装置２４や冷媒配管等の微小な圧力損失により、二相冷媒となってしまうことがある。

絞り装置として、電子式膨張弁を使用した場合、二相状態の冷媒が流入すると、ガス冷媒と液冷媒とが分離して流れている場合に、絞り部にガスが流れる状態と液が流れる状態とが別々に発生して、絞り装置の出口側の圧力が安定しない場合がある。特に、乾き度が小さい場合に、冷媒の分離が発生し、その傾向が強い。そこで、絞り装置１４ａまたは／及び絞り装置１４ｂとして、図１２に示すような構造のものを使用すると、二相冷媒が流入しても、安定した制御が可能になる。気液分離器を使用した場合は、絞り装置には、このような細工をしなくても、十分安定した制御ができるが、絞り装置を図１２のような構造とすると、環境条件によらず、更に安定した制御が可能となる。

図１２は、絞り装置１４ａまたは／及び絞り装置１４ｂの構成例を示す概略図である。図１２に基づいて、絞り装置１４ａまたは／及び絞り装置１４ｂの一例を説明する。なお、以下の説明において、絞り装置１４ａまたは／及び絞り装置１４ｂを単に絞り装置１４と称する場合があるものとする。

図１２において、絞り装置１４は、流入管４１、流出管４２、絞り部４３、弁体４４、モーター４５、及び攪拌装置４６から構成されている。攪拌装置４６は、流入管４１内に装置されている。流入管４１から流入した二相冷媒は、攪拌装置４６に至り、攪拌装置４６の作用で、ガス冷媒と液冷媒とが攪拌されてほぼ均一に混ざり合う。ガス冷媒と液冷媒がほぼ均一に混ざり合った二相冷媒は、絞り部４３にて弁体４４によって絞られて、減圧され、流出管４２から流出する。この際、モーター４５によって弁体４４の位置が制御され、絞り部４３での絞り量が制御される。

攪拌装置４６は、ガス冷媒と液冷媒とがほぼ均一に混ざり合っている状態を作れるものであれば、どんなものでもよいが、たとえば発泡金属を使用すると実現できる。発泡金属は、スポンジ等の樹脂発泡体と同じ三次元網目状構造を持つ金属多孔質体であり、金属多孔質体の中で気孔率（空隙率）が最も大きい（８０％〜９７％）ものである。この発泡金属を通して、二相冷媒を流通させると、三次元的な網目状構造の影響で、冷媒中のガスが微細化され、攪拌されて、液と均一に混ざり合う効果がある。

なお、配管の内部の流れは、配管の内径をＤ、配管の長さをＬとした場合に、流れを乱す構造を持った箇所からＬ／Ｄが８〜１０になる距離にまで達すると、乱れの影響がなくなり元通りの流れになることが、流体力学の分野で明らかになっている。そこで、絞り装置１４の流入管４１の内径をＤ、攪拌装置４６から絞り部４３までの長さをＬとし、Ｌ／Ｄが６以下となる位置に、攪拌装置４６を設置すると、攪拌した二相冷媒が、攪拌された状態のまま、絞り部４３に到達することができ、安定した制御が可能である。

また、吐出温度が高くなる状態は、外気温度が高い場合の冷房運転で、蒸発温度を目標温度、例えば０度に保つために、圧縮機１０の周波数が上がり、凝縮温度が高くなる場合と、外気温度が低い場合の暖房運転で、凝縮温度を目標温度、例えば４９度に保つために、圧縮機１０の周波数が上がり、蒸発温度が低くなる場合と、で発生する。冷房主体運転時には、凝縮温度と蒸発温度の両方をそれぞれ目標温度、例えば４９℃と０℃に保つ必要があり、外気温度が高い場合の冷房主体運転では、凝縮温度と蒸発温度の双方が目標温度よりも高くなるため、外気温度が高い場合の冷房運転のように圧縮機１０の周波数が非常に高くなる状態は発生し難く、凝縮温度が高くなりすぎないように、圧縮機１０の周波数アップに制限がかかる。

そのため、冷房主体運転においては、吐出温度が高くなり難い。そのため、図１３のように、気液分離器２７ａをなくして、冷媒を分岐する分岐部とし、冷房主体運転時には開閉装置２４を閉とし、吸入インジェクションを行わないようにしてもよい。図１３は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の回路構成を変形した一例を示す概略回路構成図である。

［冷媒配管４］
以上説明したように、本実施の形態に係る空気調和装置１００は、幾つかの運転モードを具備している。これらの運転モードにおいては、室外機１と熱媒体変換機３とを接続する冷媒配管４には熱源側冷媒が流れている。

［配管５］
本実施の形態に係る空気調和装置１００が実行する幾つかの運転モードにおいては、熱媒体変換機３と室内機２を接続する配管５には水や不凍液等の熱媒体が流れている。

なお、圧力センサー３６ａは、冷暖混在運転において冷房側として作用する熱媒体間熱交換器１５ａと第２冷媒流路切替装置１８ａとの間の流路に設置し、圧力センサー３６ｂは、冷暖混在運転において暖房側として作用する熱媒体間熱交換器１５ｂと絞り装置１６ｂとの間の流路に設置した場合について説明を行った。このような位置に設置すると、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂにおいて圧力損失があった場合でも、精度良く、飽和温度を演算することができる。

ただし、凝縮側は圧力損失が小さいため、圧力センサー３６ｂを、熱媒体間熱交換器１５ｂと絞り装置１６ｂとの間の流路に設置しても良く、それ程、演算精度が悪くなることもない。また、蒸発器は比較的圧力損失が大きいが、圧力損失の量が推測可能あるいは圧力損失の少ない熱媒体間熱交換器を使用している場合等は、圧力センサー３６ａを熱媒体間熱交換器１５ａと第２冷媒流路切替装置１８ａとの間の流路に設置しても良い。

空気調和装置１００では、利用側熱交換器２６にて暖房負荷または冷房負荷のみが発生している場合は、対応する第１熱媒体流路切替装置２２及び第２熱媒体流路切替装置２３を中間の開度にし、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂの双方に熱媒体が流れるようにしている。これにより、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂの双方を暖房運転または冷房運転に使用することができるため、伝熱面積が大きくなり、効率のよい暖房運転または冷房運転を行なうことができる。

また、利用側熱交換器２６にて暖房負荷と冷房負荷とが混在して発生している場合は、暖房運転を行なっている利用側熱交換器２６に対応する第１熱媒体流路切替装置２２及び第２熱媒体流路切替装置２３を加熱用の熱媒体間熱交換器１５ｂに接続される流路へ切り替え、冷房運転を行なっている利用側熱交換器２６に対応する第１熱媒体流路切替装置２２及び第２熱媒体流路切替装置２３を冷却用の熱媒体間熱交換器１５ａに接続される流路へ切り替えることにより、各室内機２にて、暖房運転、冷房運転を自由に行なうことができる。

また、中圧検出装置３２は、圧力センサーだけでなく、温度センサーを用いて検出した温度に基づいて例えば制御装置５０が演算により中圧を演算するようにしてもよい。また、絞り装置１４ｂについては、電子式膨張弁等の開口面積を変化させられるものとしたときには、制御装置５０は、吐出冷媒温度検出装置３７が検出する圧縮機１０の吐出温度が高くなり過ぎないように絞り装置１４ｂの開口面積を制御する。制御方法としては、吐出温度が一定値（例えば１１０℃等）を超えたと判断したときに、一定の開度分、例えば１０パルスずつ、開くように絞り装置１４ｂの開度を制御するとよい。

また、吐出温度が目標値（例えば１００℃）になるように、絞り装置１４ｂの開度を制御するようにしてもよいし、吐出温度が目標の範囲内（例えば９０℃から１００℃の間）に入るように絞り装置１４ｂの開度を制御してもよい。さらに、吐出冷媒温度検出装置３７の検出温度と高圧検出装置３９の検出圧力から、圧縮機１０の吐出過熱度を求め、吐出過熱度が目標値（例えば４０℃）になるように絞り装置１４ｂの開度を制御するようにしてもよいし、吐出過熱度が目標の範囲内（例えば２０℃から４０℃の間）に入るように制御してもよい。

なお、実施の形態１で説明した第１熱媒体流路切替装置２２及び第２熱媒体流路切替装置２３は、三方弁等の三方流路を切り替えられるもの、開閉弁等の二方流路の開閉を行なうものを２つ組み合わせる等、流路を切り替えられるものであればよい。また、ステッピングモーター駆動式の混合弁等の三方流路の流量を変化させられるもの、電子式膨張弁等の２方流路の流量を変化させられるものを２つ組み合わせる等して第１熱媒体流路切替装置２２及び第２熱媒体流路切替装置２３として用いてもよい。この場合は、流路の突然の開閉によるウォーターハンマーを防ぐこともできる。さらに、実施の形態１では、熱媒体流量調整装置２５が二方弁である場合を例に説明を行なったが、三方流路を持つ制御弁とし利用側熱交換器２６をバイパスするバイパス管と共に設置するようにしてもよい。

また、熱媒体流量調整装置２５は、ステッピングモーター駆動式で流路を流れる流量を制御できるものを使用するとよく、二方弁でも三方弁の一端を閉止したものでもよい。また、熱媒体流量調整装置２５として、開閉弁等の二方流路の開閉を行うものを用い、ＯＮ／ＯＦＦを繰り返して平均的な流量を制御するようにしてもよい。

また、第２冷媒流路切替装置１８が四方弁であるかのように示したが、これに限るものではなく、二方流路切替弁や三方流路切替弁を複数個用い、同じように冷媒が流れるように構成してもよい。

また、利用側熱交換器２６と熱媒体流量調整装置２５とが１つしか接続されていない場合でも同様のことが成り立つのは言うまでもなく、更に熱媒体間熱交換器１５及び絞り装置１６として、同じ動きをするものが複数個設置されていても、当然問題ない。さらに、熱媒体流量調整装置２５は、熱媒体変換機３に内蔵されている場合を例に説明したが、これに限るものではなく、室内機２に内蔵されていてもよく、熱媒体変換機３と室内機２とは別体に構成されていてもよい。

熱媒体としては、たとえばブライン（不凍液）や水、ブラインと水の混合液、水と防食効果が高い添加剤の混合液等を用いることができる。したがって、空気調和装置１００においては、熱媒体が室内機２を介して室内空間７に漏洩したとしても、熱媒体に安全性の高いものを使用しているため安全性の向上に寄与することになる。

また、一般的に、熱源側熱交換器１２及び利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄには、送風機が取り付けられており、送風により凝縮あるいは蒸発を促進させる場合が多いが、これに限るものではなく、例えば利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄとしては放射を利用したパネルヒータのようなものも用いることができるし、熱源側熱交換器１２としては、水や不凍液により熱を移動させる水冷式のタイプのものも用いることができ、放熱あるいは吸熱をできる構造のものであればどんなものでも用いることができる。

実施の形態１では、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄが４つである場合を例に説明を行ったが、幾つ接続してもよい。また、熱媒体間熱交換器１５ａ、熱媒体間熱交換器１５ｂが２つである場合を例に説明を行ったが、当然、これに限るものではなく、熱媒体を冷却または／及び加熱できるように構成すれば、幾つ設置してもよい。さらに、ポンプ２１ａ、ポンプ２１ｂはそれぞれ一つとは限らず、複数の小容量のポンプを並列に並べて接続してもよい。またさらに、実施の形態１では、空気調和装置１００にアキュムレーター１９を含めている場合を例に説明したが、アキュムレーター１９を設けなくてもよい。

また、通常の気液分離器は、二相冷媒中のガス冷媒と液冷媒とを分離する作用をするのに対し、空気調和装置１００で使用する気液分離器２７（気液分離器２７ａ、気液分離器２７ｂ）は、今まで説明を行ったように、気液分離器２７の入口に二相状態の冷媒が流入した場合に、二相冷媒から液冷媒の一部を分離して分岐配管４ｄに流し、（少し乾き度が大きくなった）残りの二相冷媒を気液分離器２７から流出させる働きをするものである。よって、気液分離器２７は、図２等に示したように、入口配管と出口配管とが気液分離器２７の横側（左右側）に付いていて、液冷媒の取り出し配管（分岐配管４ｄ）は気液分離器２７の下側（気液分離器２７の高さ方向中央部よりも下側）に液冷媒を分離し流せる構造となっている横型のものが望ましい。

なお、横型の気液分離器とは、気液分離器を配置した状態において、冷媒が流入する方向（冷媒が流入する水平方向）と直交する鉛直方向の長さよりも、冷媒が流入及び流出する方向である水平方向の長さの方が長い構造となっている気液分離器のことをいう。ただし、気液分離器２７としては、二相で流入した冷媒から液冷媒の一部を分離し、残りの二相冷媒を流出させられる構造であれば、どのような構造でも構わない。

また、ここでは、圧縮機１０、第１冷媒流路切替装置１１、熱源側熱交換器１２、絞り装置１４ａ、絞り装置１４ｂ、開閉装置２４及び逆流防止装置２０を室外機１に収容し、利用側熱交換器２６を室内機２に収容し、熱媒体間熱交換器１５及び絞り装置１６を熱媒体変換機３に収容し、室外機１と熱媒体変換機３との間を２本一組の配管で接続し、室外機１と熱媒体変換機３との間で冷媒を循環させ、室内機２と熱媒体変換機３との間をそれぞれ２本一組の配管で接続し、室内機２と熱媒体変換機３との間で熱媒体を循環させ、熱媒体間熱交換器１５で冷媒と熱媒体とを熱交換させるシステムを例に説明を行ったが、これに限るものではない。

たとえば、圧縮機１０、第１冷媒流路切替装置１１、熱源側熱交換器１２、絞り装置１４ａ、絞り装置１４ｂ、開閉装置２４及び逆流防止装置２０を室外機１に収容し、空調対象空間の空気と冷媒とを熱交換させる負荷側熱交換器及び絞り装置１６を室内機２に収容し、室外機１及び室内機２とは別体に形成された中継器を備え、室外機１と中継器との間を２本一組の配管で接続し、室内機２と中継器との間をそれぞれ２本一組の配管で接続し、中継機を介して室外機１と室内機２との間で冷媒を循環させ、全冷房運転、全暖房運転、冷房主体運転、暖房主体運転を行うことができる直膨システムにも適用することができ、同様の効果を奏する。

また、圧縮機１０、第１冷媒流路切替装置１１、熱源側熱交換器１２、絞り装置１４ａ、絞り装置１４ｂを室外機１に収容し、空調対象空間の空気と冷媒とを熱交換させる負荷側熱交換器及び絞り装置１６を室内機２に収容し、室外機１に対し、複数の室内機を２本一組の配管で接続し、室外機１と室内機２との間で冷媒を循環させ、全冷房運転と全暖房運転との間でのみ切り替えて使用する直膨式の空気調和装置にも適用することができ、同様の効果を奏する。

また、熱媒体変換機３に水と冷媒の熱交換器を備え、全冷房運転と全暖房運転との間でのみ切り替えて使用する空気調和装置にも、適用することができ、同様の効果を奏する。

以上のように、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、圧縮機１０の吐出温度が高くなってしまうＲ３２等のような冷媒を使用した場合においても、運転モードによらず、圧縮機１０の吸入側に冷媒を吸入インジェクションし、吐出温度が高くなりすぎないように制御することを可能にしている。そのため、空気調和装置１００によれば、冷媒及び冷凍機油の劣化を効率的に抑制することができ、安全な運転を実現することができ、製品寿命が長くなることにもつながる。

実施の形態２．
図１４は、本実施の形態２に係る空気調和装置（以下、空気調和装置１００Ａと称する）の回路構成の一例を示す概略回路構成図である。図１４に基づいて、空気調和装置１００Ａについて説明する。なお、この実施の形態２では上述した実施の形態１との相違点を中心に説明するものとし、冷媒回路構成など実施の形態１と同一の箇所については説明を割愛するものとする。また、空気調和装置１００Ａが実行する各運転モードについては、実施の形態１に係る空気調和装置１００と同様であるため説明を省略する。

図１４に示すように、空気調和装置１００Ａは、圧縮機１０の吸入側に接続されている吸入インジェクション配管４ｃに、冷媒間熱交換器２８が取り付けられている。絞り装置１４ａおよび絞り装置１４ｂには、気液分離器２７ａおよび気液分離器２７ｂによって分配された液冷媒が流入するようになっている。しかしながら、気液分離器２７ａおよび気液分離器２７ｂによって分配される液冷媒は、全冷房運転時以外は過冷却がついておらず、飽和液状態となっている。

飽和液は実際には少量の微小な冷媒ガスが混入している状態であり、また、開閉装置２４や冷媒配管等の微小な圧力損失により、二相冷媒となってしまうことがある。絞り装置として、電子式膨張弁を使用した場合、二相状態の冷媒が流入すると、ガス冷媒と液冷媒とが分離して流れている場合に、絞り部にガスが流れる状態と液が流れる状態とが別々に発生して、絞り装置の出口側の圧力が安定しない場合がある。特に、乾き度が小さい場合に、冷媒の分離が発生し、その傾向が強い。

そこで、本実施の形態２に係る空気調和装置１００Ａでは、吸入インジェクション配管４ｃに冷媒間熱交換器２８を取り付けるようにした。冷媒間熱交換器２８では、気液分離器２７ａ又は気液分離器２７ｂで分離された高圧液冷媒と、絞り装置１４ｂで減圧された低圧二相冷媒とが熱交換をする。こうすると、冷媒間熱交換器２８へ流入する高圧液冷媒は、減圧し、圧力と温度が下がった低圧二相冷媒で冷やされるため、過冷却がついた液冷媒となって絞り装置１４ｂに流入する。そのため、絞り装置１４ｂに、気泡が混ざった冷媒が流入するのを防止でき、全冷房運転、全暖房運転、冷房主体運転、暖房主体運転のいずれの運転モードにおいても、安定した制御が可能になる。

以上のように、本実施の形態２に係る空気調和装置１００Ａは、実施の形態１に係る空気調和装置１００と同様の効果を奏するとともに、実行する各運転モードをより安定して制御することができる。

１ 室外機、２ 室内機、２ａ 室内機、２ｂ 室内機、２ｃ 室内機、２ｄ 室内機、３ 熱媒体変換機、４ 冷媒配管、４ａ 第１接続配管、４ｂ 第２接続配管、４ｃ 吸入インジェクション配管、４ｄ 分岐配管、４ｅ バイパス管、５ 配管、６ 室外空間、７ 室内空間、８ 空間、９ 建物、１０ 圧縮機、１１ 第１冷媒流路切替装置、１２ 熱源側熱交換器、１３ａ 逆止弁、１３ｂ 逆止弁、１３ｃ 逆止弁、１３ｄ 逆止弁、１４ 絞り装置、１４ａ 絞り装置（第３絞り装置）、１４ｂ 絞り装置（第２絞り装置）、１５ 熱媒体間熱交換器、１５ａ 熱媒体間熱交換器、１５ｂ 熱媒体間熱交換器、１６ 絞り装置（第１絞り装置）、１６ａ 絞り装置、１６ｂ 絞り装置、１７ 開閉装置、１７ａ 開閉装置、１７ｂ 開閉装置、１８ 第２冷媒流路切替装置、１８ａ 第２冷媒流路切替装置、１８ｂ 第２冷媒流路切替装置、１９ アキュムレーター、２０ 逆流防止装置（第２導通手段）、２１ ポンプ、２１ａ ポンプ、２１ｂ ポンプ、２２ 第１熱媒体流路切替装置、２２ａ 第１熱媒体流路切替装置、２２ｂ 第１熱媒体流路切替装置、２２ｃ 第１熱媒体流路切替装置、２２ｄ 第１熱媒体流路切替装置、２３ 第２熱媒体流路切替装置、２３ａ 第２熱媒体流路切替装置、２３ｂ 第２熱媒体流路切替装置、２３ｃ 第２熱媒体流路切替装置、２３ｄ 第２熱媒体流路切替装置、２４ 開閉装置（第１導通手段）、２５ 熱媒体流量調整装置、２５ａ 熱媒体流量調整装置、２５ｂ 熱媒体流量調整装置、２５ｃ 熱媒体流量調整装置、２５ｄ 熱媒体流量調整装置、２６ 利用側熱交換器、２６ａ 利用側熱交換器、２６ｂ 利用側熱交換器、２６ｃ 利用側熱交換器、２６ｄ 利用側熱交換器、２７ 気液分離器、２７ａ 気液分離器（第１分岐部）、２７ｂ 気液分離器（第２分岐部）、２８ 冷媒間熱交換器、３１ 第１温度センサー、３１ａ 第１温度センサー、３１ｂ 第１温度センサー、３２ 中圧検出装置、３４ 第２温度センサー、３４ａ 第２温度センサー、３４ｂ 第２温度センサー、３４ｃ 第２温度センサー、３４ｄ 第２温度センサー、３５ 第３温度センサー、３５ａ 第３温度センサー、３５ｂ 第３温度センサー、３５ｃ 第３温度センサー、３５ｄ 第３温度センサー、３６ 圧力センサー、３６ａ 圧力センサー、３６ｂ 圧力センサー、３７ 吐出冷媒温度検出装置、３９ 高圧検出装置、４１ 流入管、４２ 流出管、４３ 絞り部、４４ 弁体、４５ モーター、４６ 攪拌装置、５０ 制御装置、１００ 空気調和装置、１００Ａ 空気調和装置、Ａ 冷媒循環回路、Ｂ 熱媒体循環回路。

Claims (18)

1. 圧縮機と、第１熱交換器と、第１絞り装置と、第２熱交換器と、を配管接続して構成された冷凍サイクルを有する空気調和装置であって、
   前記圧縮機の吸入側に、前記第１熱交換器又は前記第２熱交換器において放熱した冷媒が流通する冷媒流路から分岐した液または二相状態の冷媒を導入する吸入インジェクション配管と、
   前記吸入インジェクション配管に設けられた第２絞り装置と、
   前記第２絞り装置の開度を制御することで前記吸入インジェクション配管を介して前記圧縮機の吸入側に導入する前記冷媒の吸入インジェクション流量を調整する制御装置と、
   前記第１熱交換器から前記第１絞り装置へ冷媒が流れる場合の冷媒流路から冷媒を分流させる第１分岐部と、
   前記第１絞り装置から前記第１熱交換器へ冷媒が流れる場合の冷媒流路から冷媒を分流させる第２分岐部と、
   前記第１分岐部と前記第２分岐部とを接続し、その配管上に前記吸入インジェクション配管が接続された分岐配管と、
   前記第１分岐部と、前記分岐配管と前記吸入インジェクション配管との接続部との間に設置された第１導通手段と、
   前記第２分岐部と、前記分岐配管と前記吸入インジェクション配管との接続部との間に設置された第２導通手段と、を備えた
   空気調和装置。
2. 前記第１熱交換器に高圧の冷媒を流して凝縮器として機能させる場合と、前記第１熱交換器に低圧の冷媒を流して蒸発器として機能させる場合とで、冷媒流路を切り替える冷媒流路切替装置と、
   前記第１熱交換器が蒸発器として機能する場合に、凝縮器として機能する前記第２熱交換器内の圧力である高圧よりも小さくかつ前記蒸発器として機能する前記第１熱交換器内の圧力である低圧よりも大きい中圧を生成する第３絞り装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記第１熱交換器が凝縮器として機能する場合には、高圧の冷媒を前記吸入インジェクション配管に導通させ、
   前記第１熱交換器が蒸発器として機能する場合には、前記第３絞り装置により生成される中圧の冷媒を前記吸入インジェクション配管に導通させる
   請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記第１熱交換器が凝縮器として機能する場合には、冷媒を前記第３絞り装置を通さずに前記第１熱交換器と前記第２熱交換器との間を流通させ、
   前記第１熱交換器が蒸発器として機能する場合には、冷媒を前記第２熱交換器から前記第３絞り装置を通って前記第１熱交換器へ流入させる
   請求項２に記載の空気調和装置。
4. 前記第１導通手段は、
   前記分岐配管の冷媒流路の開閉を実施する開閉装置であり、
   前記第２導通手段は、前記第２分岐部から前記吸入インジェクション配管へ流れる方向にのみ冷媒を導通させる逆流防止装置である
   請求項１に記載の空気調和装置。
5. 前記第１分岐部は、
   主に液状態の冷媒を前記分岐配管に流通させる気液分離器である
   請求項１又は４に記載の空気調和装置。
6. 前記第２分岐部は、
   主に液状態の冷媒を前記分岐配管に流通させる気液分離器である
   請求項１，４，又は５に記載の空気調和装置。
7. 前記気液分離器は、
   前記冷媒が流入する方向に直交する方向の長さよりも、前記冷媒が流入する方向の長さの方が長い構造であり、
   その内部に冷媒を流入させる入口配管、及び、その流入した冷媒の大半を流出させる出口配管を、前記冷媒の流入する方向と平行に接続させ、
   その内部から液状態の冷媒の一部を外部に取り出す前記分岐配管を、前記気液分離器の高さ方向の中央部分よりも下側に接続させている
   請求項５または６に記載の空気調和装置。
8. 前記圧縮機の吐出冷媒の温度を検出する吐出冷媒温度検出手段を備え、
   前記制御装置は、
   前記吐出冷媒温度検出手段によって検出された前記吐出冷媒の温度が目標温度に近づくように、目標温度を超えないように、あるいは、目標温度範囲に収まるように前記第２絞り装置の開口面積を調整する
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の空気調和装置。
9. 前記圧縮機の吐出冷媒の温度を検出する吐出冷媒温度検出手段と、
   前記圧縮機の吐出冷媒の圧力を検出する高圧検出手段と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記吐出冷媒温度検出手段によって検出された前記吐出冷媒の温度及び前記高圧検出手段によって検出された冷媒圧力から算出される吐出過熱度が目標過熱度に近づくように、目標過熱度を超えないように、あるいは、目標過熱度範囲に収まるように前記第２絞り装置の開口面積を調整する
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の空気調和装置。
10. 前記第２分岐部と前記第３絞り装置との間の冷媒流路に設置され、中圧又は該中圧の飽和温度を検出する中圧検出装置を備え、
    前記第１熱交換器を蒸発器として機能させた状態において、
    前記制御装置は、
    前記中圧検出装置によって検出される前記中圧又は該中圧の飽和温度が目標値に近づくように、あるいは、目標範囲に収まるように前記第３絞り装置の開口面積を調整する
    請求項２又は請求項２に従属する請求項３，８，９のいずれか一項に記載の空気調和装置。
11. 前記分岐配管と前記吸入インジェクション配管との接続部と、前記第２絞り装置と、の間の前記吸入インジェクション配管に冷媒間熱交換器を設置し、
    前記冷媒間熱交換器において、前記接続部から流入してきた冷媒と、前記第２絞り装置から流出した冷媒とを熱交換させる
    請求項１〜１０のいずれか一項に記載の空気調和装置。
12. 前記第３絞り装置は、
    絞り部への入口側流路の前記絞り部の近傍に、流入した気液二相冷媒を攪拌する攪拌装置を備えている
    請求項２又は請求項２に従属する請求項３，８，９，１０のいずれか一項に記載の空気調和装置。
13. 前記第２絞り装置は、
    絞り部への入口側流路の前記絞り部の近傍に、流入した気液二相冷媒を攪拌する攪拌装置を備えている
    請求項１〜１０、１２のいずれか一項に記載の空気調和装置。
14. 前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置、前記第１熱交換器、前記第２絞り装置、前記吸入インジェクション配管、前記分岐配管、前記第１分岐部、前記第２分岐部、前記第１導通手段及び前記第２導通手段を収容した室外機と、
    空調対象空間の空気と熱交換を実施する利用側熱交換器を収容し、空調対象空間を空調可能とする位置に設置された室内機と、
    前記第２熱交換器及び前記第１絞り装置を収容し、前記室外機及び前記室内機とは別体に構成された熱媒体変換機と、を備え、
    前記室外機と前記熱媒体変換機との間は、冷媒を流通させるための２本の冷媒配管によって接続され、
    前記熱媒体変換機と前記室内機との間は、熱媒体を流通させるための２本の熱媒体配管によって接続され、
    前記第２熱交換器は、
    前記冷媒と前記熱媒体との間で熱交換を実施し、
    前記利用側熱交換器は、前記空調対象空間の空気と前記熱媒体との間で熱交換を実施する
    請求項２又は請求項２に従属する請求項３〜１３のいずれか一項に記載の空気調和装置。
15. 前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置、前記第１熱交換器、前記第２絞り装置、前記吸入インジェクション配管、前記分岐配管、前記第１分岐部、前記第２分岐部、前記第１導通手段及び前記第２導通手段を収容した室外機と、
    前記第２熱交換器及び前記第１絞り装置を収容し、空調対象空間を空調可能とする位置に設置された室内機と、
    前記室外機及び前記室内機とは別体に構成された中継器と、を備え、
    前記室外機と前記中継器との間、及び、該中継器と前記室内機との間は、それぞれ２本の冷媒配管によって接続され、
    前記中継器を介して、前記室外機と前記室内機との間に前記冷媒が循環し、
    前記第２熱交換器は、
    前記冷媒と前記空調対象空間の空気との間で熱交換を実施する
    請求項２又は請求項２に従属する請求項３〜１３のいずれか一項に記載の空気調和装置。
16. 前記制御装置は、
    前記第１熱交換器を凝縮器として作動させ、前記第２熱交換器の全部を蒸発器として作動させ、前記２本の冷媒配管のうち、一方に高圧の液冷媒が流れ、他方に低圧のガス冷媒が流れる全冷房運転モードと、
    前記第１熱交換器を蒸発器として作動させ、前記第２熱交換器の全部を凝縮器として作動させ、前記２本の冷媒配管のうち、一方に高圧のガス冷媒が流れ、他方に中圧の気液二相冷媒又は中圧の液冷媒が流れる全暖房運転モードと、を選択的に実施可能とする
    請求項１４または１５に記載の空気調和装置。
17. 前記制御装置は、
    前記第１熱交換器を凝縮器として作動させ、前記第２熱交換器の一部を蒸発器として作動させ、前記第２熱交換器のその他を凝縮器として作動させ、前記２本の冷媒配管のうち、一方に高圧の気液二相冷媒が流れ、他方に低圧のガス冷媒が流れる冷房主体運転モードと、
    前記第１熱交換器を蒸発器として作動させ、前記第２熱交換器の一部を凝縮器として作動させ、前記第２熱交換器のその他を蒸発器として作動させ、前記２本の冷媒配管のうち、一方に高圧のガス冷媒が流れ、他方に中圧の気液二相冷媒が流れる暖房主体運転モードと、を選択的に実施可能とする
    請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の空気調和装置。
18. 前記冷凍サイクルに使用する冷媒は、
    Ｒ３２、または、Ｒ３２およびＨＦＯ１２３４ｙｆを含みＲ３２の質量比率が６２％以上である混合冷媒、または、Ｒ３２およびＨＦＯ１２３４ｚｅを含みＲ３２の質量比率が４３％以上である混合冷媒である
    請求項１〜１７のいずれか一項に記載の空気調和装置。

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