CN103968589B - 冷冻循环装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冷冻循环装置，具有使向超临界状态转变的制冷剂流通的冷冻循环用的制冷剂回路，包括将亚临界状态的高压液体制冷剂分流成2条以上的流路的分流装置(14)，分流装置(14)相对于制冷剂的液体状态时的流动方向，设置于大致水平方向或大致铅垂朝上方向，从而冷冻机油均等地分流，不损害热交换性能，也将热介质的输送动力抑制得较小且节能性高。

Description

冷冻循环装置

本发明专利申请是申请号为201080063503.3(国际申请号为PCT/JP2010/000838)、申请日为2010年2月10日、发明名称为“冷冻循环装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及例如应用于大厦用多联空调等的冷冻循环装置，特别是涉及高压侧成为超过制冷剂的临界压力的压力的冷冻循环装置。

背景技术

以往以来，在作为大厦用多联空调等冷冻循环装置的一种的空调装置中，例如通过使制冷剂在作为配置于室外的热源机的室外机与配置在室内的室内机之间循环而执行制冷运转或制热运转。具体而言，利用通过制冷剂散热而被加热了的空气或通过制冷剂吸热而被冷却了的空气，进行空调对象空间的制冷或制热。作为被使用于这样的空调装置的制冷剂，以往多使用HFC(氢氟碳化合物)系制冷剂，这些制冷剂压力比临界压力低，在亚临界区域运转。

但是，近年来也提出有使用二氧化碳(CO2)等自然制冷剂的方案，在二氧化碳等中，由于临界温度低，所以在高压侧的气体冷却器内的制冷剂压力超过临界压力的超临界状态下进行冷冻循环运转。在该情况下，与制冷剂一起流动的冷冻机油有可能无法在应均等地分开的流路分支部均等地分离，在该情况下，有可能损害冷冻循环的热交换性能。

此外，在以冷却系统为代表的空调装置中，在配置于室外的热源机中生成低温热量或高温热量，在配置于室外机内的热交换器中加热或冷却水、防冻液等热介质，并将该热介质输送到配置于空调对象区域的室内机即风机-盘管空调机、暖气片等，执行制冷或制热(例如参照专利文献1)。

此外，也存在被称为排热回收型冷却装置的热源侧热交换器，即，在热源机与室内机之间连接4根水配管，同时供给冷却、加热了的水等，并在室内机中能够自由地选择制冷或制热(例如参照专利文献2)。

也存在将1次制冷剂和2次制冷剂的热交换器配置在各室内机的附近，并向室内机输送2次制冷剂地构成的空调装置(例如参照专利文献3)。

此外，也存在用2根配管在具有室外机和热交换器的分支单元之间连接，并向室内机输送2次制冷剂地构成的空调装置(例如参照专利文献4)。

专利文献1：日本特开2005-140444号公报(第4页、图1等)

专利文献2：日本特开平5-280818号公报(第4、5页、图1等)

专利文献3：日本特开2001-289465号公报(第5～8页、图1、图2等)

专利文献4：日本特开2003-343936号公报(第5页、图1)

发明内容

由于二氧化碳的地球温室效应系数小，所以也能减少对地球环境的影响。但是，在像二氧化碳等那样临界温度低的制冷剂的情况下，在高压侧的气体冷却器内的制冷剂压力超过临界压力的超临界状态下进行冷冻循环运转。在该情况下，产生与制冷剂一起流动的冷冻机油无法在应均等地分开的流路分支部均等地被分离的情况，有可能会损害冷冻循环的热交换性能。

此外，在以往的大厦用多联空调等空调装置中，由于使制冷剂循环直到室内机，所以有制冷剂泄漏到室内等的可能性。因此，作为制冷剂，只使用不燃性的制冷剂，从安全面出发，无法使用地球温室效应系数小的可燃性的制冷剂。另一方面，在如专利文献1和专利文献2记载那样的空调装置中，制冷剂仅在设置于屋外的热源机内循环，制冷剂不通过室内机，作为制冷剂即使使用可燃性的制冷剂，制冷剂也不会泄漏到室内。但是，在如专利文献1和专利文献2记载那样的空调装置中，需要在建筑物外的热源机中加热或冷却热介质并向室内机侧输送，所以热介质的循环路径变长。在这里，通过热介质欲输送要进行规定的加热或冷却的工作的热量时，若循环路径变长，则由输送动力产生的能量的消耗量与室内机输送制冷剂的空调装置相比非常大。由此可知，在空调装置中，若能良好地控制热介质的循环，则能谋求节能化。

在专利文献2记载那样的空调装置中，为了使每个室内机能选择制冷或制热，从室外侧到室内不得不连接4根配管，施工性变差。在专利文献3记载的空调装置中，由于需要在室内机中单独具有泵等2次介质循环部件，所以不仅成为高价的系统，而且噪声也大，不实用。除此之外，由于热交换器位于室内机的附近，所以无法排除制冷剂在靠近室内的场所泄漏这样的危险性，无法使用可燃性的制冷剂。

在专利文献4记载那样的空调装置中，由于热交换后的1次制冷剂和热交换前的1次制冷剂流入相同的流路，所以在连接有多个室内机的情况下，在各室内机中无法发挥最大能力，成为能量浪费的结构。此外，由于分支单元和延长配管的连接由2根制冷配管、2根制热配管合计4根配管进行，所以结果成为与室外机和分支单元由4根配管连接的系统类似的结构，成为施工性差的系统。

本发明是对应上述课题而提出的，其主要目的在于，提供一种在作为制冷剂而使用了向超临界状态转变的二氧化碳等的冷冻循环装置中，通过解决在制冷剂的分支部产生的上述问题而能谋求节能化的空调装置。

除此之外，以应对上述列举的课题为辅助的目的。

本发明的空调装置具有连接压缩机、第一热交换器、节流装置和第二热交换器而成的制冷剂回路，并构成使向超临界状态转变的制冷剂在上述制冷剂回路内流通的冷冻循环，

通过使超临界状态的上述制冷剂流通于上述第一热交换器，使上述第一热交换器作为气体冷却器而动作，或通过使亚临界状态的上述制冷剂流通于上述第一热交换器，使上述第一热交换器作为冷凝器而动作，

通过使低压二相状态的上述制冷剂流通于上述第二热交换器，使上述第二热交换器作为蒸发器而动作，

在上述制冷剂回路内封入在使用温度范围内的整个区域显示出非相溶性或难相溶性的油，或在使用温度范围内的某个温度以上时显示出非相溶性或难相溶性且在低于该温度时显示出相溶性的冷冻机油，

在从上述第一热交换器的出口侧到上述节流装置的入口侧的流路中的任一位置，具有将上述制冷剂分流成2条以上的流路的分流装置，

上述分流装置设置于上述制冷剂在亚临界状态下运转时成为液体状态的位置，上述制冷剂流入上述分流装置的方向为大致水平方向或大致铅垂朝上方向。

本发明的空调装置通过在制冷剂在亚临界状态下运转时成为液体状态的位置，相对于制冷剂的液体状态时的流动方向，沿大致水平方向或大致铅垂朝上方向设置有分流装置，即使在亚临界状态下运转，由于与制冷剂一起流动的冷冻机油均等地被分配，所以能够一边维持必要的热交换量一边较高地维持COP，能谋求节能化。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的冷冻循环装置的系统构成图。

图2是本发明的实施方式1的冷冻循环装置的系统回路图。

图3是本发明的实施方式1的冷冻循环装置的全制冷运转时的系统回路图。

图4是本发明的实施方式1的冷冻循环装置的全制热运转时的系统回路图。

图5是本发明的实施方式1的冷冻循环装置的以制冷为主运转时的系统回路图。

图6是本发明的实施方式1的冷冻循环装置的以制热为主运转时的系统回路图。

图7是本发明的实施方式1的冷冻循环装置的P-h线图(压力-焓线图)。

图8是本发明的实施方式1的冷冻循环装置的另一P-h线图(压力-焓线图)。

图9是本发明的实施方式1的冷冻循环装置的冷冻机油的溶解度线图。

图10是本发明的实施方式1的冷冻循环装置的制冷剂和冷冻机油的温度与密度的关系图。

图11是本发明的实施方式1的冷冻循环装置的另一冷冻机油的溶解度线图。

图12是本发明的实施方式1的冷冻循环装置的另一制冷剂和冷冻机油的温度与密度的关系图。

图13是从上面侧观察到的本发明的实施方式1中使用的制冷剂分配装置的放大图。

图14是从上面侧观察到的本发明的实施方式1中使用的另一制冷剂分配装置的放大图。

图15是从侧面侧观察到的本发明的实施方式1中使用的另一制冷剂分配装置的放大图。

图16是从侧面侧观察到的本发明的实施方式1中使用的另一制冷剂分配装置的放大图。

图17是本发明能够应用的直膨式冷冻循环装置的例示图。

具体实施方式

实施方式1

基于附图说明本发明的实施方式1。图1和图2是表示本发明的实施方式的空调装置的设置例的概略图。基于图1和图2，说明空调装置的设置例。该空调装置通过利用使制冷剂(热源侧制冷剂、热介质)循环的冷冻循环(制冷剂循环回路A、热介质循环回路B)，各室内机能够自由地选择作为运转模式的制冷模式或制热模式。另外，包括图1，在以下的附图中，有时各构成构件的大小的关系与实际不同。

在图1中，本实施方式的空调装置具有作为热源机的1台室外机1、多台室内机2、和夹设于室外机1与室内机2之间的热介质变换机3。热介质变换机3利用热源侧制冷剂和热介质进行热交换。室外机1和热介质变换机3由导通热源侧制冷剂的制冷剂配管4连接。热介质变换机3和室内机2由导通热介质的热介质配管5连接。并且，在室外机1中生成的低温热量或高温热量经由热介质变换机3输送到室内机2。

室外机1通常被配置在大厦等建筑物9外的空间(例如楼顶等)即室外空间6，经由热介质变换机3向室内机2供给低温热量或高温热量。室内机2被配置在能够向建筑物9的内部的空间(例如居室等)即室内空间7供给制冷用空气或制热用空气的位置，向成为空调对象空间的室内空间7供给制冷用空气或制热用空气。热介质变换机3作为与室外机1和室内机2不同的壳体，能够设置于与室外空间6和室内空间7不同的位置，室外机1和室内机2由制冷剂配管4和热介质配管5分别连接，向室内机2传递从室外机1供给的低温热量或高温热量。

如图1所示，在本实施方式的空调装置中，室外机1和热介质变换机3用2根制冷剂配管4连接，热介质变换机3和各室内机2用2根热介质配管5连接。这样，在本实施方式的空调装置中，通过用2根配管4、5连接各单元(室外机1、室内机2和热介质变换机3)，施工变得容易。

另外，在图1中例示了热介质变换机3被设置在建筑物9的内部但与室内空间7不同的空间即天花板内等空间(以下仅称为空间8)的状态。除此之外，热介质变换机3也能够设置于具有电梯等的共用空间等。此外，在图1和图2中，例示了室内机2是天花板盒型的情况，但是不限定于此，天花板埋入型和天花板吊下式等只要直接或通过管路等向室内空间7吹出制热用空气或制冷用空气，就可以是任意的种类。

在图1中例示了室外机1被设置在室外空间6的情况，但是不限定于此。例如，室外机1也可以设置在带换气口的机械室等被包围的空间中，只要能够利用排气管路将废热排出到建筑物9外，也可以设置于建筑物9的内部，或者在使用水冷式的室外机1的情况下，也可以设置在建筑物9的内部。即使在这样的场所设置室外机1，也不会产生特别的问题。

此外，热介质变换机3也能够设置于室外机1的附近。但是，若从热介质变换机3到室内机2的距离过长，则热介质的输送动力变得相当大，因此，节能的效果变弱，这一点需要注意。另外，室外机1、室内机2和热介质变换机3的连接台数不限定于图1和图2所图示的台数，只要根据设置本实施方式的空调装置的建筑物9决定台数即可。

图2是表示实施方式的空调装置(以下称为空调装置100)的回路构成的一个例子的概略回路构成图。基于图2，说明空调装置100的详细的结构。如图2所示，室外机1和热介质变换机3经由热介质变换机3所包括的热介质间热交换器15(15a、15b)由制冷剂配管4连接。此外，热介质变换机3和室内机2经由热介质间热交换器15(15a、15b)由热介质配管5连接。

[室外机1]

压缩机10、四通阀等第一制冷剂流路切换装置11、热源侧热交换器12和存储器19由制冷剂配管4串联地连接并装载于室外机1中。此外，在室外机1中设置第1连接配管4a、第2连接配管4b、单向阀13(13a、13b、13c、13d)。通过设置第1连接配管4a、第2连接配管4b、单向阀13a～13d，能够与室内机2所要求的运转无关，使流入热介质变换机3的热源侧制冷剂的流动为恒定方向。

压缩机10通过吸入热源侧制冷剂并压缩该热源侧制冷剂，使该热源侧制冷剂成为高温、高压的状态，例如由能够控制容量的变频压缩机等构成即可。第一制冷剂流路切换装置11切换制热运转时(全制热运转模式时和以制热为主运转模式时)的热源侧制冷剂的流动和制冷运转时(全制冷运转模式时和以制冷为主运转模式时)的热源侧制冷剂的流动。热源侧热交换器12在制热运转时作为蒸发器而发挥作用，在制冷运转时作为气体冷却器而发挥作用，在从省略图示的风扇等送风机供给的空气与热源侧制冷剂之间进行热交换，使该热源侧制冷剂蒸发气化或冷却。存储器19设于压缩机10的吸入侧，积存过剩的制冷剂。

单向阀13d设于热介质变换机3与第一制冷剂流路切换装置11之间的制冷剂配管4，允许热源侧制冷剂仅向规定的方向(从热介质变换机3向室外机1的方向)流动。单向阀13a设于热源侧热交换器12与热介质变换机3之间的制冷剂配管4，允许热源侧制冷剂仅向规定的方向(从室外机1向热介质变换机3的方向)流动。单向阀13b设于第1连接配管4a，在制热运转时使从压缩机10排出的热源侧制冷剂流通到热介质变换机3。单向阀13c设于第2连接配管4b，在制热运转时使从热介质变换机3返回来的热源侧制冷剂流通到压缩机10的吸入侧。

第1连接配管4a在室外机1内连接第一制冷剂流路切换装置11与单向阀13d之间的制冷剂配管4和单向阀13a与热介质变换机3之间的制冷剂配管4。第2连接配管4b在室外机1内连接单向阀13d与热介质变换机3之间的制冷剂配管4和热源侧热交换器12与单向阀13a之间的制冷剂配管4。另外，在图2中，例示了设有第1连接配管4a、第2连接配管4b、单向阀13a～13d的情况，但是既可以采用循环方向相同的其他的结构，还可以形成为不使用它们的结构。

[室内机2]

在室内机2中分别装载利用侧热交换器26。该利用侧热交换器26通过热介质配管5连接于热介质变换机3的热介质流量调整装置25和第二热介质流路切换装置23。该利用侧热交换器26在从省略图示的风扇等送风机供给的空气与热介质之间进行热交换，生成用于向室内空间7供给的制热用空气或制冷用空气。

在该图2中例示了4台室内机2连接于热介质变换机3的情况，从纸面下侧起作为室内机2a、室内机2b、室内机2c、室内机2d而图示。此外，根据室内机2a～室内机2d，利用侧热交换器26也从纸面下侧起作为利用侧热交换器26a、利用侧热交换器26b、利用侧热交换器26c、利用侧热交换器26d而图示。另外，与图1相同，室内机2的连接台数不限定于图2所示的4台。

[热介质变换机3]

在热介质变换机3中装载有2个热介质间热交换器15(15a、15b)、2个节流装置16(16a、16b)、2个开闭装置17(17a、17b)、2个第二制冷剂流路切换装置18(18a、18b)、作为流体送出装置的2个泵21(21a、21b)、4个第一热介质流路切换装置22(22a、22b、22c、22d)、4个第二热介质流路切换装置23(23a、23b、23c、23d)和4个热介质流量调整装置25(25a、25b、25c、25d)。

2个热介质间热交换器15(15a、15b)作为气体冷却器或蒸发器而发挥作用，利用热源侧制冷剂和热介质进行热交换，将在室外机1中生成的热源侧制冷剂所储存的低温热量或高温热量传递到热介质。热介质间热交换器15a设于制冷剂循环回路A中的节流装置16a与第二制冷剂流路切换装置18a之间，在制冷制热混合运转模式时用于热介质的加热。此外，热介质间热交换器15b设于制冷剂循环回路A中的节流装置16b与第二制冷剂流路切换装置18b之间，在制冷制热混合运转模式时用于热介质的冷却。

2个节流装置16(16a、16b)具有作为减压阀、膨胀阀的功能，通过对热源侧制冷剂减压而使其膨胀。节流装置16a在制冷运转时的热源侧制冷剂的流动中，设于热介质间热交换器15a的上游侧。节流装置16b在制冷运转时的热源侧制冷剂的流动中，设于热介质间热交换器15b的上游侧。2个节流装置16由能够开度可变地进行控制的、例如电子式膨胀阀等构成即可。

2个开闭装置17(17a、17b)由二通阀等构成，开闭制冷剂配管4。开闭装置17a设于热源侧制冷剂的入口侧的制冷剂配管4。开闭装置17b设于连接热源侧制冷剂的入口侧和出口侧的制冷剂配管4的配管。2个第二制冷剂流路切换装置18(18a、18b)由四通阀等构成，根据运转模式而切换热源侧制冷剂的流动。第二制冷剂流路切换装置18a在制冷运转时的热源侧制冷剂的流动中，设于热介质间热交换器15a的下游侧，第二制冷剂流路切换装置18b在全制冷运转时的热源侧制冷剂的流动中，设于热介质间热交换器15b的下游侧。

2个泵21(21a、21b)使在热介质配管5中导通的热介质循环。泵21a设于热介质间热交换器15a与第二热介质流路切换装置23之间的热介质配管5。泵21b设于热介质间热交换器15b与第二热介质流路切换装置23之间的热介质配管5。这些泵21例如由容量能够控制的泵等构成即可。

4个第一热介质流路切换装置22(22a～22d)由三通阀等构成，切换热介质的流路。第一热介质流路切换装置22设置与室内机2的设置台数相应的个数(在这里为4个)。第一热介质流路切换装置22的三通中的一通连接于热介质间热交换器15a，三通中的另一通连接于热介质间热交换器15b，三通中的再一通连接于热介质流量调整装置25，该第一热介质流路切换装置22设于利用侧热交换器26的热介质流路的出口侧。另外，与室内机2相对应，从纸面下侧起作为22a、22b、22c、22d而图示。

4个第二热介质流路切换装置23(23a～23d)由三通阀等构成，切换热介质的流路。第二热介质流路切换装置23设置与室内机2的设置台数相应的个数(在这里为4个)。第二热介质流路切换装置23的三通中的一通连接于热介质间热交换器15a，三通中的另一通连接于热介质间热交换器15b，三通中的再一通连接于利用侧热交换器26，该第二热介质流路切换装置23设于利用侧热交换器26的热介质流路的入口侧。另外，与室内机2相对应，从纸面下侧起作为23a、23b、23c、23d而图示。

4个热介质流量调整装置25(25a～25d)由能够控制开口面积的二通阀等构成，控制在热介质配管5中流动的流量。热介质流量调整装置25设置与室内机2的设置台数相应的个数(在这里为4个)。热介质流量调整装置25一侧连接于利用侧热交换器26，另一侧连接于第一热介质流路切换装置22，设于利用侧热交换器26的热介质流路的出口侧。另外，与室内机2相对应，从纸面下侧起作为25a、25b、25c、25d而图示。热介质流量调整装置25也可以设于利用侧热交换器26的热介质流路的入口侧。

此外，在热介质变换机3中设有各种检测装置(2个第1温度传感器31(31a、31b)、4个第2温度传感器34(34a～34d)、4个第3温度传感器35(35a～35d)、和压力传感器36)。由这些检测装置检测到的信息(温度信息、压力信息)被送到统一控制空调装置100的动作的控制装置(省略图示)，被利用于压缩机10的驱动频率、省略图示的送风机的转速、第一制冷剂流路切换装置11的切换、泵21的驱动频率、第二制冷剂流路切换装置18的切换、热介质的流路的切换等的控制。

2个第1温度传感器31(31a、31b)检测从热介质间热交换器15流出的热介质，即热介质间热交换器15的出口的热介质的温度，例如由热敏电阻等构成即可。第1温度传感器31a设于泵21a的入口侧的热介质配管5。第1温度传感器31b设于泵21b的入口侧的热介质配管5。

4个第2温度传感器34(34a～34d)设于第一热介质流路切换装置22与热介质流量调整装置25之间，检测从利用侧热交换器26流出的热介质的温度，由热敏电阻等构成即可。第2温度传感器34设置与室内机2的设置台数相应的个数(在这里为4个)。另外，与室内机2相对应，从纸面下侧起作为34a、34b、34c、34d而图示。

4个第3温度传感器35(35a～35d)设于热介质间热交换器15的热源侧制冷剂的入口侧或出口侧，检测流入热介质间热交换器15的热源侧制冷剂的温度或从热介质间热交换器15流出的热源侧制冷剂的温度，由热敏电阻等构成即可。第3温度传感器35a设于热介质间热交换器15a与第二制冷剂流路切换装置18a之间。第3温度传感器35b设于热介质间热交换器15a与节流装置16a之间。第3温度传感器35c设于热介质间热交换器15b与第二制冷剂流路切换装置18b之间。第3温度传感器35d设于热介质间热交换器15b与节流装置16b之间。

压力传感器36与第3温度传感器35d的设置位置相同地设于热介质间热交换器15b与节流装置16b之间，检测在热介质间热交换器15b与节流装置16b之间流动的热源侧制冷剂的压力。

此外，省略图示的控制装置由个人计算机等构成，基于来自各种装置检测的检测信息和遥控器的指示，控制压缩机10的驱动频率、送风机的转速(包含接通/断开)、第一制冷剂流路切换装置11的切换、泵21的驱动、节流装置16的开度、开闭装置17的开闭、第二制冷剂流路切换装置18的切换、第一热介质流路切换装置22的切换、第二热介质流路切换装置23的切换、和热介质流量调整装置25的开度等，执行后述的各运转模式。另外，控制装置既可以对每个单元设置，也可以设于室外机1或热介质变换机3。

导通热介质的热介质配管5由连接于热介质间热交换器15a的配管和连接于热介质间热交换器15b的配管构成。热介质配管5与连接于热介质变换机3的室内机2的台数相应地分支(在这里为各4分支)。并且，热介质配管5由第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23连接。通过控制第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23，决定是使来自热介质间热交换器15a的热介质流入利用侧热交换器26，还是使来自热介质间热交换器15b的热介质流入利用侧热交换器26。

并且，在空调装置100中，由制冷剂配管4连接压缩机10、第一制冷剂流路切换装置11、热源侧热交换器12、开闭装置17、第二制冷剂流路切换装置18、热介质间热交换器15的制冷剂流路、节流装置16和存储器19而构成制冷剂循环回路A。此外，由热介质配管5连接热介质间热交换器15的热介质流路、泵21、第一热介质流路切换装置22、热介质流量调整装置25、利用侧热交换器26和第二热介质流路切换装置23而构成热介质循环回路B。即，多台利用侧热交换器26并列连接于各热介质间热交换器15，将热介质循环回路B作为多个系统。

由此，在空调装置100中，室外机1和热介质变换机3经由设于热介质变换机3的热介质间热交换器15a、15b连接，热介质变换机3和室内机2也经由热介质间热交换器15a、15b连接。即，在空调装置100中，在制冷剂循环回路A中循环的热源侧制冷剂与在热介质循环回路B中循环的热介质在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b中进行热交换。

接着，说明空调装置100所执行的各运转模式。该空调装置100基于来自各室内机2的指示，能够由该室内机2进行制冷运转或制热运转。即，空调装置100能由全部的室内机2进行同一运转，并且能由各室内机2进行不同的运转。

在空调装置100执行的运转模式中，具有驱动着的室内机2全部执行制冷运转的全制冷运转模式、驱动着的室内机2全部执行制热运转的全制热运转模式、制冷负荷大的以制冷为主运转模式和制热负荷大的以制热为主运转模式。以下，关于各运转模式，与热源侧制冷剂和热介质的流动一起说明。

[全制冷运转模式]

图3是表示空调装置100的全制冷运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。在该图3中，关于全制冷运转模式，以仅在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b中产生低温热量负荷的情况为例进行说明。另外，在图3中，以粗线所示的配管表示热源侧制冷剂和热介质流动的配管，以实线箭头标记表示热源侧制冷剂的流动方向，以虚线箭头标记表示热介质的流动方向。

此外，图7是表示高压侧向超临界状态转变的冷冻循环的动作的P-h线图，图8是表示高压侧在亚临界状态下动作的冷冻循环的动作的P-h线图。在通常的环境条件下，图7所示的高压侧成为作为超临界状态的冷冻循环，在低温外部气体制冷运转(在外部气体温度低的状态下的制冷运转)时等，成为在高压低的状态下运转，成为图8所示的亚临界状态的冷冻循环。

在图3所示的全制冷运转模式的情况下，在室外机1中，将第一制冷剂流路切换装置11切换成使从压缩机10排出的热源侧制冷剂流入热源侧热交换器12。在热介质变换机3中，使泵21a和泵21b驱动，打开热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b，使热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d为全闭，使热介质在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b各自与利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b之间循环。

首先，说明制冷剂循环回路A中的热源侧制冷剂的流动。

低温、低压的制冷剂(图7或图8的点A)由压缩机10压缩，成为高温、高压的超临界状态或亚临界状态的制冷剂后被排出(图7或图8的点B)。从压缩机10被排出的高温、高压的超临界状态或亚临界状态的制冷剂，经由第一制冷剂流路切换装置11，流入热源侧热交换器12。然后，热源侧热交换器12作为气体冷却器或冷凝器而动作，一边向室外空气散热一边被冷却，成为中温、高压的超临界状态或亚临界状态的制冷剂(图7或图8的点C)。在该点的制冷剂为临界点之上的超临界状态的情况下，制冷剂是非气体非液体的超临界状态的制冷剂，在该状态下温度变化，在为亚临界状态的制冷剂的情况下，经由二相状态成为液体制冷剂。从热源侧热交换器12流出的中温、高压的超临界状态或亚临界状态的制冷剂，通过单向阀13a，从室外机1流出，通过制冷剂配管4，流入热介质变换机3。流入了热介质变换机3的中温、高压的超临界状态或亚临界状态的制冷剂经由开闭装置17a后，被分流装置14分支，进入节流装置16a和节流装置16b，在其中膨胀而成为低温、低压的二相制冷剂(图7或图8的点D)。

该二相制冷剂分别流入作为蒸发器而发挥作用的热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b，通过从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热，一边冷却热介质一边成为低温、低压的气体制冷剂(图7或图8的点A)。从热介质间热交换器15a、15b流出的气体制冷剂经由第二制冷剂流路切换装置18a、18b，从热介质变换机3流出，通过制冷剂配管4，再次流入室外机1。流入了室外机1的制冷剂通过单向阀13d，经由第一制冷剂流路切换装置11和存储器19，再次被吸入压缩机10。

此时，节流装置16a的开度被控制，使得作为由第3温度传感器35a检测到的温度和由第3温度传感器35b检测到的温度之差而获得的过热(过热度)成为恒定。同样，节流装置16b的开度被控制，使得作为由第3温度传感器35c检测到的温度和由第3温度传感器35d检测到的温度之差而获得的过热成为恒定。另外，开闭装置17a为打开，开闭装置17b为关闭。

接着，说明热介质循环回路B中的热介质的流动。

在全制冷运转模式下，在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b的双方中，热源侧制冷剂的低温热量传递到热介质，被冷却了的热介质利用泵21a和泵21b在热介质配管5内流动。在泵21a和泵21b中被加压而流出了的热介质经由第二热介质流路切换装置23a和第二热介质流路切换装置23b，流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。然后，热介质在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b中从室内空气吸热，由此进行室内空间7的制冷。

然后，热介质从利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b流出，流入热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b。此时，在热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b的作用下，热介质的流量被控制成供给室内所需的空调负荷所需的流量，流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。从热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b流出的热介质，通过第一热介质流路切换装置22a和第一热介质流路切换装置22b，流入热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b，再次被吸入泵21a和泵21b。

另外，在利用侧热交换器26的热介质配管5内，热介质从第二热介质流路切换装置23经由热介质流量调整装置25，流向第一热介质流路切换装置22。此外，通过控制而将由第1温度传感器31a检测到的温度或由第1温度传感器31b检测到的温度与由第2温度传感器34检测到的温度之差保持为目标值，能够供给室内空间7所需的空调负荷。热介质间热交换器15的出口温度既可以使用第1温度传感器31a或第1温度传感器31b的任一温度，也可以使用它们的平均温度。此时，第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23被置于中间的开度，从而确保流向热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b双方的流路。

执行全制冷运转模式时，由于无需使热介质流向没有热负荷的利用侧热交换器26(包含温控器关闭)，所以通过热介质流量调整装置25关闭流路，使热介质不流向利用侧热交换器26。在图3中，由于在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b中有热负荷，所以流过热介质，然而在利用侧热交换器26c和利用侧热交换器26d中没有热负荷，所对应的热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d为全闭。并且，在从利用侧热交换器26c、利用侧热交换器26d产生热负荷的情况下，只要打开热介质流量调整装置25c、热介质流量调整装置25d，使热介质循环即可。

[全制热运转模式]

图4是表示空调装置100的全制热运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。在该图4中，以仅在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b产生高温热量负荷的情况为例说明全制热运转模式。另外，在图4中，以粗线所示的配管表示热源侧制冷剂和热介质流动的配管，以实线箭头标记表示热源侧制冷剂的流动方向，以虚线箭头标记表示热介质的流动方向。

在图4所示的全制热运转模式的情况下，在室外机1中，切换第一制冷剂流路切换装置11，使得从压缩机10被排出的热源侧制冷剂不经由热源侧热交换器12而流入热介质变换机3。在热介质变换机3中，使泵21a和泵21b驱动，打开热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b，使热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d为全闭，使热介质在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b各自与利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b之间循环。

首先，说明制冷剂循环回路A中的热源侧制冷剂的流动。

低温、低压的制冷剂(图7或图8的点A)由压缩机10压缩，成为高温、高压的超临界状态或亚临界状态的制冷剂(图7或图8的点B)后被排出。从压缩机10被排出的高温、高压的超临界状态或亚临界状态的制冷剂通过第一制冷剂流路切换装置11，在第1连接配管4a中导通，并通过单向阀13b，从室外机1流出。从室外机1流出的高温、高压的超临界状态或亚临界状态的制冷剂通过制冷剂配管4，流入热介质变换机3。流入了热介质变换机3的高温、高压的超临界状态或亚临界状态的制冷剂通过了热介质间热交换器旁通配管4d之后，被分支，通过第二制冷剂流路切换装置18a和第二制冷剂流路切换装置18b，分别流入热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b。

流入了热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b的高温、高压的超临界状态或亚临界状态的制冷剂，通过热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b作为气体冷却器或冷凝器而动作，一边向在热介质循环回路B中循环的热介质散热一边被冷却，成为中温、高压的超临界状态或亚临界状态的制冷剂(图7或图8的点C)。气体冷却器内的制冷剂是临界点之上的超临界状态的情况下，制冷剂是非气体非液体的超临界状态的制冷剂，在该状态下温度变化，在冷凝器内的制冷剂为亚临界状态的制冷剂的情况下，经由二相状态成为液体制冷剂。从热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b流出的中温、高压的超临界状态或亚临界状态的制冷剂，在节流装置16a和节流装置16b中膨胀，成为低温、低压的二相制冷剂(图7或图8的点D)。该二相制冷剂通过开闭装置17b从热介质变换机3流出，通过制冷剂配管4，再次流入室外机1。流入了室外机1的制冷剂在第2连接配管4b中导通，通过单向阀13c，流入作为蒸发器而发挥作用的热源侧热交换器12。

然后，流入了热源侧热交换器12的制冷剂在热源侧热交换器12中从室外空气吸热，成为低温、低压的气体制冷剂(图7或图8的点A)。从热源侧热交换器12流出的低温、低压的气体制冷剂经由第一制冷剂流路切换装置11和存储器19之后再次被吸入压缩机10。

此时，节流装置16a在高压侧在超临界状态下动作的情况下，开度被控制，使得作为将由压力传感器36检测到的压力换算成模拟饱和温度的值(图7的Tcc)与由第3温度传感器35b检测到的温度(图7的Tco)之差而获得的过冷却(过冷却度)成为恒定。在气体冷却器内中，由于制冷剂为超临界状态，所以制冷剂不成为二相状态，因此饱和温度不存在，取而代之，使用模拟饱和温度。同样，节流装置16b的开度被控制，使得作为将由压力传感器36检测到的压力换算成模拟饱和温度的值与由第3温度传感器35d检测到的温度之差而获得的过冷却成为恒定。此外，在高压侧在亚临界状态下动作的情况下，开度被控制，使得作为将由压力传感器36检测到的压力换算成饱和温度(凝结温度)的值(图8的Tc)与由第3温度传感器35b检测到的温度(图8的Tco)之差而获得的过冷却(过冷却度)成为恒定。同样，节流装置16b的开度被控制，使得作为将由压力传感器36检测到的压力换算成饱和温度(凝结温度)的值与由第3温度传感器35d检测到的温度之差而获得的过冷却成为恒定。另外，开闭装置17a为关闭，开闭装置17b为打开。此外，在能测定热介质间热交换器15的中间位置的温度的情况下，也可以代替压力传感器36而使用其中间位置的温度，能廉价地构成系统。

接着，说明热介质循环回路B中的热介质的流动。

在全制热运转模式下，在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b双方，热源侧制冷剂的高温热量传递到热介质，被加热了的热介质利用泵21a和泵21b在热介质配管5内流动。在泵21a和泵21b中被加压而流出的热介质，经由第二热介质流路切换装置23a和第二热介质流路切换装置23b，流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。然后，热介质在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b中向室内空气散热，由此进行室内空间7的制热。

然后，热介质从利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b流出，流入热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b。此时，在热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b的作用下，热介质的流量被控制成供给室内所需的空调负荷所需的流量，流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。从热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b流出的热介质，通过第一热介质流路切换装置22a和第一热介质流路切换装置22b，流入热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b，再次被吸入泵21a和泵21b。

另外，在利用侧热交换器26的热介质配管5内，热介质从第二热介质流路切换装置23经由热介质流量调整装置25，流向第一热介质流路切换装置22。此外，通过控制而将由第1温度传感器31a检测到的温度或由第1温度传感器31b检测到的温度与由第2温度传感器34检测到的温度之差保持为目标值，能够供给室内空间7所需的空调负荷。热介质间热交换器15的出口温度既可以使用第1温度传感器31a或第1温度传感器31b的任一温度，也可以使用它们的平均温度。

此时，第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23被置于中间的开度，从而确保流向热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b双方的流路。此外，原本利用侧热交换器26a应由其入口和出口的温差进行控制，但是利用侧热交换器26的入口侧的热介质温度与由第1温度传感器31b检测到的温度是几乎相同的温度，与使用第1温度传感器31b相比，能够减少温度传感器的数量，能廉价地构成系统。

执行全制热运转模式时，由于无需使热介质流向没有热负荷的利用侧热交换器26(包含温控器关闭)，所以通过热介质流量调整装置25关闭流路，使热介质不流向利用侧热交换器26。在图4中，由于在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b中有热负荷，所以流过热介质，然而在利用侧热交换器26c和利用侧热交换器26d中没有热负荷，所对应的热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d为全闭。并且，在从利用侧热交换器26c、利用侧热交换器26d产生热负荷的情况下，只要打开热介质流量调整装置25c、热介质流量调整装置25d，使热介质循环即可。

[以制冷为主运转模式]

图5是表示空调装置100的以制冷为主运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。在该图5中，以在利用侧热交换器26a中产生低温热量负荷并在利用侧热交换器26b中产生高温热量负荷的情况为例而说明制冷为主运转模式。另外，在图5中，以粗线所示的配管表示制冷剂(热源侧制冷剂和热介质)循环的配管。此外，在图5中，以实线箭头标记表示热源侧制冷剂的流动方向，以虚线箭头标记表示热介质的流动方向。

在图5所示的以制冷为主运转模式的情况下，在室外机1中，切换第一制冷剂流路切换装置11使得从压缩机10被排出的热源侧制冷剂流入热源侧热交换器12。在热介质变换机3中，使泵21a和泵21b驱动，打开热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b，使热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d为全闭，使热介质分别在热介质间热交换器15a与利用侧热交换器26a之间和热介质间热交换器15b与利用侧热交换器26b之间循环。

首先，说明制冷剂循环回路A中的热源侧制冷剂的流动。

低温、低压的制冷剂(图7或图8的点A)由压缩机10压缩，成为高温、高压的超临界状态或亚临界状态的制冷剂(图7或图8的点B)后被排出。从压缩机10被排出的高温、高压的超临界状态或亚临界状态的制冷剂经由第一制冷剂流路切换装置11，流入热源侧热交换器12。然后，制冷剂通过热源侧热交换器12作为气体冷却器或冷凝器而动作，一边向室外空气散热一边被冷却，从热源侧热交换器12流出，通过单向阀13a，从室外机1流出，并通过制冷剂配管4，流入热介质变换机3。流入了热介质变换机3的高温、高压的超临界状态或亚临界状态的制冷剂经由热介质间热交换器旁通配管4d，通过第二制冷剂流路切换装置18b，流入作为气体冷却器或冷凝器而动作的热介质间热交换器15b。

流入了热介质间热交换器15b的高温、高压的超临界状态或亚临界状态的制冷剂，一边向在热介质循环回路B中循环的热介质散热一边被冷却，成为中温、高压的超临界状态或亚临界状态的制冷剂(图7或图8的点C)。从热介质间热交换器15b流出的中温、高压的超临界状态或亚临界状态的制冷剂，在节流装置16b中膨胀，成为低压二相制冷剂(图7或图8的点D)。该低压二相制冷剂经由节流装置16a流入作为蒸发器而发挥作用的热介质间热交换器15a。流入了热介质间热交换器15a的低压二相制冷剂从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热，由此一边冷却热介质一边成为低压的气体制冷剂(图7或图8的点A)。该气体制冷剂从热介质间热交换器15a流出，经由第二制冷剂流路切换装置18a，从热介质变换机3流出，并通过制冷剂配管4，再次流入室外机1。流入了室外机1的制冷剂通过单向阀13d，经由第一制冷剂流路切换装置11和存储器19，再次被吸入压缩机10。

此时，节流装置16b的开度被控制，使得作为由第3温度传感器35a检测到的温度与由第3温度传感器35b检测到的温度之差而获得的过热成为恒定。此外，节流装置16a为全开，开闭装置17a关闭，开闭装置17b关闭。另外，节流装置16b在高压侧在超临界状态下动作的情况下，也可以控制开度，使得作为将由压力传感器36检测到的压力换算成模拟饱和温度的值(图7的Tcc)与由第3温度传感器35d检测到的温度(图7的Tco)之差而获得的过冷却成为恒定，在高压侧在亚临界状态下动作的情况下，也可以控制开度，使得作为将由压力传感器36检测到的压力换算成饱和温度(凝结温度)的值(图8的Tc)与由第3温度传感器35d检测到的温度(图8的Tco)之差而获得的过冷却成为恒定。此外，也可以使节流装置16b为全开，并由节流装置16a控制过热或过冷却。

接着，说明热介质循环回路B中的热介质的流动。

在以制冷为主运转模式下，在热介质间热交换器15b中，热源侧制冷剂的高温热量传递到热介质，被加热了的热介质利用泵21b在热介质配管5内流动。此外，在以制冷为主运转模式下，在热介质间热交换器15a中，热源侧制冷剂的低温热量传递到热介质，被冷却了的热介质利用泵21a在热介质配管5内流动。在泵21a和泵21b中被加压而流出的热介质，经由第二热介质流路切换装置23a和第二热介质流路切换装置23b，流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。

通过在利用侧热交换器26b中热介质向室内空气散热，进行室内空间7的制热。此外，通过在利用侧热交换器26a中热介质从室内空气吸热，进行室内空间7的制冷。此时，在热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b的作用下，热介质的流量被控制成供给室内所需的空调负荷所需的流量，流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。通过利用侧热交换器26b温度少许降低了的热介质，通过热介质流量调整装置25b和第一热介质流路切换装置22b，流入热介质间热交换器15b，再次被吸入泵21b。通过利用侧热交换器26a温度少许上升了的热介质，通过热介质流量调整装置25a和第一热介质流路切换装置22a，流入热介质间热交换器15a，再次被吸入泵21a。

在此期间，热的热介质和冷的热介质在第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23的作用下不混合，而分别导入具有高温热量负荷、低温热量负荷的利用侧热交换器26。另外，在利用侧热交换器26的热介质配管5内，在制热侧、制冷侧，热介质均从第二热介质流路切换装置23经由热介质流量调整装置25，流向第一热介质流路切换装置22。此外，通过进行控制，在制热侧，使由第1温度传感器31b检测到的温度与由第2温度传感器34检测到的温度之差保持为目标值，并在制冷侧，使由第2温度传感器34检测到的温度与由第1温度传感器31a检测到的温度之差保持为目标值，而能供给室内空间7所需的空调负荷。

执行以制冷为主运转模式时，由于无需使热介质流向没有热负荷的利用侧热交换器26(包含温控器关闭)，所以通过热介质流量调整装置25关闭流路，使热介质不流向利用侧热交换器26。在图5中，由于在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b中有热负荷，所以流过热介质，然而在利用侧热交换器26c和利用侧热交换器26d中没有热负荷，所对应的热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d为全闭。并且，在从利用侧热交换器26c、利用侧热交换器26d产生热负荷的情况下，只要打开热介质流量调整装置25c、热介质流量调整装置25d，使热介质循环即可。

[以制热为主运转模式]

图6是表示空调装置100的以制热为主运转模式时的制冷剂的流动的制冷剂回路图。在该图6中，以在利用侧热交换器26a中产生高温热量负荷，并在利用侧热交换器26b中产生低温热量负荷的情况为例说明以制热为主运转模式。另外，在图6中，以粗线所示的配管表示热源侧制冷剂和热介质循环的配管，以实线箭头标记表示热源侧制冷剂的流动方向，以虚线箭头标记表示热介质的流动方向。

在图6所示的以制热为主运转模式的情况下，在室外机1中，切换第一制冷剂流路切换装置11，使得从压缩机10被排出的热源侧制冷剂不经由热源侧热交换器12而流入热介质变换机3。在热介质变换机3中，使泵21a和泵21b驱动，打开热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b，使热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d为全闭，使热介质在热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b各自与利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b之间循环。

首先，说明制冷剂循环回路A中的热源侧制冷剂的流动。

低温、低压的制冷剂(图7或图8的点A)由压缩机10压缩，成为高温、高压的超临界状态或亚临界状态的制冷剂(图7或图8的点B)后被排出。从压缩机10被排出的高温、高压的超临界状态或亚临界状态的制冷剂，通过第一制冷剂流路切换装置11，在第1连接配管4a中导通，并通过单向阀13b，从室外机1流出。从室外机1流出的高温、高压的超临界状态或亚临界状态的制冷剂，通过制冷剂配管4，流入热介质变换机3。流入了热介质变换机3的高温、高压的超临界状态或亚临界状态的制冷剂，经由热介质间热交换器旁通配管4d，通过第二制冷剂流路切换装置18b，流入作为气体冷却器或冷凝器而动作的热介质间热交换器15b。

流入了热介质间热交换器15b的高温、高压的超临界状态或亚临界状态的制冷剂，向在热介质循环回路B中循环的热介质一边散热一边被冷却，成为中温、高压的超临界状态或亚临界状态的制冷剂(图7或图8的点C)。从热介质间热交换器15b流出的中温、高压的超临界状态或亚临界状态的制冷剂，在节流装置16b中膨胀，成为低压二相制冷剂(图7或图8的点D)。该低压二相制冷剂经由节流装置16a，流入作为蒸发器而发挥作用的热介质间热交换器15a。流入了热介质间热交换器15a的低压二相制冷剂通过从在热介质循环回路B中循环的热介质吸热而蒸发，并冷却热介质。该低压二相制冷剂从热介质间热交换器15a流出，经由第二制冷剂流路切换装置18a，从热介质变换机3流出，并通过制冷剂配管4，再次流入室外机1。

流入了室外机1的制冷剂，通过单向阀13c，流入作为蒸发器而发挥作用的热源侧热交换器12。然后，流入了热源侧热交换器12的制冷剂在热源侧热交换器12中从室外空气吸热，成为低温、低压的气体制冷剂(图7或图8的点A)。从热源侧热交换器12流出的低温、低压的气体制冷剂经由第一制冷剂流路切换装置11和存储器19之后再次被吸入压缩机10。

此时，节流装置16b在高压侧在超临界状态下动作的情况下，开度被控制，使得作为将由压力传感器36检测到的压力换算成模拟饱和温度的值(图7的Tcc)与由第3温度传感器35b检测到的温度(图7的Tco)之差而获得的过冷却成为恒定。在气体冷却器内中，由于制冷剂为超临界状态，所以制冷剂不成为二相状态，因此饱和温度不存在，取而代之，使用模拟饱和温度。此外，在高压侧在亚临界状态下动作的情况下，开度被控制，使得作为将由压力传感器36检测到的压力换算成饱和温度(凝结温度)的值(图8的Tc)与由第3温度传感器35b检测到的温度(图8的Tco)之差而获得的过冷却(过冷却度)成为恒定。此外，节流装置16a为全开，开闭装置17a关闭，开闭装置17b关闭。另外，也可以使节流装置16b为全开，由节流装置16a控制过冷却。

接着，说明热介质循环回路B中的热介质的流动。

在以制热为主运转模式下，在热介质间热交换器15b中，热源侧制冷剂的高温热量传递到热介质，被加热了的热介质利用泵21b在热介质配管5内流动。此外，在以制热为主运转模式下，在热介质间热交换器15a中，热源侧制冷剂的低温热量传递到热介质，被冷却了的热介质利用泵21a在热介质配管5内流动。在泵21a和泵21b中被加压而流出的热介质，经由第二热介质流路切换装置23a和第二热介质流路切换装置23b，流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。

通过在利用侧热交换器26b中热介质从室内空气吸热，进行室内空间7的制冷。此外，通过在利用侧热交换器26a中热介质向室内空气散热，进行室内空间7的制热。此时，在热介质流量调整装置25a和热介质流量调整装置25b的作用下，热介质的流量被控制成供给室内所需的空调负荷所需的流量，流入利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b。通过利用侧热交换器26b温度少许上升了的热介质，通过热介质流量调整装置25b和第一热介质流路切换装置22b，流入热介质间热交换器15a，再次被吸入泵21a。通过利用侧热交换器26a温度少许降低了的热介质，通过热介质流量调整装置25a和第一热介质流路切换装置22a，流入热介质间热交换器15b，再次被吸入泵21b。

在此期间，热的热介质和冷的热介质在第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23的作用下不混合，而分别导入具有高温热量负荷、低温热量负荷的利用侧热交换器26。另外，在利用侧热交换器26的热介质配管5内，在制热侧、制冷侧，热介质均从第二热介质流路切换装置23经由热介质流量调整装置25，流向第一热介质流路切换装置22。此外，通过进行控制，在制热侧，使由第1温度传感器31b检测到的温度与由第2温度传感器34检测到的温度之差保持为目标值，并在制冷侧，使由第2温度传感器34检测到的温度与由第1温度传感器31a检测到的温度之差保持为目标值，而能供给室内空间7所需的空调负荷。

执行以制热为主运转模式时，由于无需使热介质流向没有热负荷的利用侧热交换器26(包含温控器关闭)，所以通过热介质流量调整装置25开闭流路，热介质不流向利用侧热交换器26。在图6中，由于在利用侧热交换器26a和利用侧热交换器26b中有热负荷，所以流过热介质，然而在利用侧热交换器26c和利用侧热交换器26d中没有热负荷，所对应的热介质流量调整装置25c和热介质流量调整装置25d为全闭。并且，在从利用侧热交换器26c、利用侧热交换器26d产生热负荷的情况下，只要打开热介质流量调整装置25c、热介质流量调整装置25d，使热介质循环即可。

[冷冻机油]

在冷冻循环的制冷剂回路内，为了压缩机10等的润滑，封入有冷冻机油。冷冻机油与制冷剂一起从压缩机10被排出，通过设于压缩机10的排出侧的油分离器(未图示)，大部分与气体制冷剂分离，通过与油分离器和压缩机10的吸入侧连接的回油配管(未图示)，返回压缩机10的吸入侧。但是，通过油分离器未被分离的冷冻机油与制冷剂一起在冷冻循环内循环，通过热交换器12和热交换器15、节流装置16，返回压缩机10。

作为冷冻机油，例如PAG(聚亚烷基乙二醇)、POE(多元醇酯)等被使用。图9表示PAG和二氧化碳的溶解度线图，但是PAG在使用温度范围内的整个区域显示出与二氧化碳难相溶性(非相溶性)，几乎不相溶。图10是表示PAG与二氧化碳的密度的关系的图，在比温度Tg高的温度时，冷冻机油PAG的密度大(重量重)，在比温度Tg低的温度时，冷冻机油PAG与制冷剂相比密度小(重量轻)。在这里Tg例如是-15℃～-20℃左右。

此外，图11表示POE和二氧化碳的溶解度线图，POE在使用温度范围内，在比温度Tb’高的温度下显示出与二氧化碳难相溶性，相溶量少，而在比温度Tb’低的区域显示出相溶性，POE与二氧化碳彼此相溶。图12是表示POE与二氧化碳的密度的关系的图，在比温度Tg’高的温度时，冷冻机油POE的密度大(重量重)，在比温度Tg’低的温度时，冷冻机油POE与制冷剂相比密度小(重量轻)。另外，Tg’是比Tb’低的温度，在POE显示出难相溶性的区域，POE的密度比制冷剂的密度大(重)，POE的密度变得比制冷剂的密度小(轻)是在进入相溶性的区域之后。在这里，Tb’例如是0℃～10℃左右，Tg’例如是-15℃～-20℃左右。此外，对POE的相溶性与难相溶性的交界的温度Tb’在这里是0℃～10℃的情况进行了说明，但是实际上根据POE的种类不同而多少有所不同，大概取-10～15℃之间的数值。另外，POE在更低的温度例如-45℃以下等，再次显示出非相溶性或难相溶性，但是是实际的冷冻循环装置的使用范围外的温度，因此未图示。

因而，作为冷冻机油而使用PAG的情况下，制冷剂在高压侧的亚临界液状态和低压侧的比Tg温度高的状态下，PAG与二氧化碳的液体制冷剂分离，PAG沉入液体制冷剂之下，在比低压侧的Tg温度低的状态下，PAG与液体制冷剂分离，PAG成为浮在液体制冷剂之上的状态。另一方面，作为冷冻机油而使用POE的情况下，制冷剂在高压侧的亚临界液体状态或低压侧且温度比Tb’高的情况下，例如0℃以上的情况下，POE与液体制冷剂分离成多油的层与多制冷剂的层，POE沉入液体制冷剂之下，制冷剂在低压且温度比Tb’低的情况下，由于POE与制冷剂相溶，所以与彼此的密度无关，不分离地一起在冷冻循环内循环。

[亚临界状态下的液体制冷剂的分流]

低温外部气体制冷运转的情况等，运转情况被假想如下，即，二氧化碳制冷剂在高压侧成为亚临界状态，在冷凝器出口侧成为液体制冷剂。如上所述，在亚临界液体制冷剂中，冷冻机油无论是PAG还是POE，冷冻机油均与液体制冷剂分离，在冷凝器出口的温度，由于冷冻机油的密度比液体制冷剂的密度大，所以冷冻机油沉入液体制冷剂之下，同时与制冷剂一起在冷冻循环的制冷剂回路内循环。另外，在冷冻机油是PAG的情况下，在PAG内只溶解有微量的制冷剂，在冷冻机油是POE的情况下，在POE内溶解有比PAG的情况稍多的制冷剂，但是分离成多油的层与多液体制冷剂的层这一情况是不变化的，可以说，无论是哪一种油，冷冻机油均沉入液体制冷剂之下，同时与制冷剂一起在冷冻循环内循环。

在亚临界状态的液体制冷剂所流动的制冷剂配管中，为了分流制冷剂，有时不得不分支配管。例如，在图3的制冷运转中，在亚临界状态的情况下，制冷剂以液体制冷剂流入热介质变换机3。然后，该液体制冷剂通过了开闭装置17a之后，被分流为经由节流装置16a流入热介质间热交换器15a的制冷剂和经由节流装置16b流入热介质间热交换器15b的制冷剂。此时，液体制冷剂利用分流装置14，被分流到节流装置16a和16b中。该分支部例如为如图13那样。图13是从上面方向观察到的制冷剂的分支部的图。在这里，作为分流装置14而使用T型的分配器等，液体制冷剂自水平方向流入分流装置14，将其分流为水平方向的2支液体制冷剂。液体制冷剂和冷冻机油共同流入分流装置14，然而在热介质间热交换器内混入较多冷冻机油时，热交换性能会变差，因此，需要将液体制冷剂和冷冻机油均等地分配到双方的热介质间热交换器中。由于冷冻机油被分离到液体制冷剂的下部而流动，所以只要将分支部配置成使流动沿大致水平方向分支，就能够将液体制冷剂和冷冻机油均等地分配到双方的节流装置和热介质间热交换器能，能维持在热介质间热交换器中的热交换性能，能够节能。

由于分流装置14最好使用压力损失尽量小且廉价的装置，所以使用了图13所示的T型的分流装置。在T型分流装置中，制冷剂向分流装置14的流入方向是大致水平方向，且制冷剂从分流装置流出的方向成为大致水平方向且与向分流装置的流入方向大致垂直的方向。另外，分流装置14不限定此。例如，如图14的那样，也可以使用制冷剂流入分流装置的方向是大致水平方向，并且，制冷剂从分流装置流出的方向是大致水平方向且与向分流装置的流入方向大致平行的方向那样的分流装置。

此外，如图15和图16所示，也可以配置成，液体制冷剂从下方朝向铅垂上方流入分流装置14，能够将液体制冷剂和冷冻机油均等地分配到双方的节流装置和热介质间热交换器。另外，在图15的制冷剂分流装置中，制冷剂流入分流装置的方向是大致铅垂朝上，且制冷剂从分流装置流出的方向成为大致水平方向且与向分流装置的流入方向大致垂直的方向，在图16所示的制冷剂分流装置中，制冷剂流入分流装置的方向是大致铅垂朝上，且制冷剂从分流装置流出的方向成为大致铅垂朝上且与向分流装置的流入方向大致平行的方向。

另外在这里，以利用制冷剂分流装置14将制冷剂分流成2支的情况为例进行了说明，但是分流的数量不限于此，也可以分流为3支以上。

此外，在这里，以分流装置14被设置于开闭装置17a与节流装置16之间的流路的情况进行了说明，但是分流装置14的设置位置不限于此。例如，从价格面等出发，在欲将开口面积小的2个节流装置并列2个地排列构成节流装置16a或/和节流装置16b的情况下，在图4所示的制热运转下，液体制冷剂流入节流装置16a和16b。因而，需要在热介质间热交换器15a与节流装置16a之间的流路或/和热介质间热交换器15b与节流装置16b之间的流路中设置制冷剂分流装置14，并向同样的方向分流。

[制冷剂配管4]

如以上说明那样，本实施方式的空调装置100具备若干个运转模式。在这些运转模式中，热源侧制冷剂在连接室外机1和热介质变换机3的制冷剂配管4中流动。

[热介质配管5]

在本实施方式的空调装置100所执行的若干个运转模式中，水、防冻液等热介质在连接热介质变换机3和室内机2的热介质配管5中流动。

在空调装置100中，在利用侧热交换器26中只产生制热负荷或制冷负荷的情况下，将对应的第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23置于中间的开度，使热介质流动到热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b双方。由此，能够将热介质间热交换器15a和热介质间热交换器15b双方使用于制热运转或制冷运转，因此，导热面积增大，能进行效率高的制热运转或制冷运转。

此外，在利用侧热交换器26中混合地产生负荷制热和制冷负荷的情况下，通过将与进行着制热运转的利用侧热交换器26相对应的第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23向连接于加热用的热介质间热交换器15b的流路切换，并将与进行着制冷运转的利用侧热交换器26相对应的第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23向连接于冷却用的热介质间热交换器15a的流路转换，能够在各室内机2中，自由地进行制热运转、制冷运转。

另外，由实施方式说明了的第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23，只要是能够切换三通阀等的三通流路的装置或组合两个开闭阀等的进行二通流路的开闭的装置等，能够切换流路的装置即可。此外，改变步进电动机驱动式的混合阀等的三通流路的流量的装置或组合两个改变电子式膨胀阀等的二通流路的流量的装置等，也可以用作第一热介质流路切换装置22和第二热介质流路切换装置23。在该情况下，也能防止由流路的突然开闭而造成的水锤。另外，在实施方式中，以热介质流量调整装置25是二通阀的情况为例进行了说明，但是也可以是具有三通流路的控制阀，且该控制阀与将利用侧热交换器26作为旁路的旁通管一起设置。

此外，利用侧热介质流量控制装置25使用步进电动机驱动式且能控制在流路中流动的流量的装置即可，无论是二通阀还是关闭了三通阀的一端的装置均可。此外，作为利用侧热介质流量控制装置25，也可以使用开闭阀等的进行二通流路的开闭的装置，通过反复接通/断开而控制平均的流量。

此外，将第二制冷剂流路切换装置18表示为四通阀，但是不限于此，也可以使用多个二通流路切换阀或三通流路切换阀，使制冷剂以相同的方式流动。

本实施方式的空调装置100作为能进行制冷制热混合运转的空调装置进行了说明，但是不限定于此。即使是热介质间热交换器15和节流装置16分别为1个，与它们并列连接多个利用侧热交换器26和热介质流量调整阀25，仅进行制冷运转或制热运转的结构，也发挥同样的效果。

此外，当然在只连接1个利用侧热交换器26和热介质流量调整阀25的情况下同样的效果成立，并且，作为热介质间热交换器15和节流装置16，即使设置多个进行相同的动作的装置也没有问题。另外，以热介质流量调整阀25内置于热介质变换机3的情况为例进行了说明，但是不限于此，既可以内置于室内机2中，也可以使热介质变换机3与室内机2构成为不同个体。

作为热源侧制冷剂，能使用二氧化碳、二氧化碳和二乙醚的混合制冷剂等向超临界状态转变的制冷剂，但是使用其他的向超临界状态转变的制冷剂，也发挥同样的效果。

作为热介质，例如能用盐水(防冻液)、水、盐水和水的混合液、水和防腐蚀效果高的添加剂的混合液等。因而，在空调装置100中，即使热介质经由室内机2泄漏到室内空间7，由于热介质使用安全性高的物质，所以有助于安全性的提高。

此外，一般而言，在热源侧热交换器12和利用侧热交换器26a～26d中安装有送风机，多数情况下通过送风促进凝结或蒸发，但是不限于此，例如作为利用侧热交换器26a～26d，也能使用利用了辐射的暖气片那样的装置，作为热源侧热交换器12，也能使用利用水、防冻液使热移动的水冷式的类型的装置，只要是能够散热或吸热的构造的装置，任何装置都能够使用。

此外，在这里，以利用侧热交换器26a～26d是4个的情况为例进行了说明，但是利用侧热交换器26的个数也可以适宜地决定。

此外，以热介质间热交换器15是2个的情况为例进行了说明，但是不限于此，只要能够构成为冷却或/和加热热介质，也可以设置若干个。

此外，泵21不限定于在各热介质间热交换器中分别设置一个，也可以并列地排列多个小容量的泵。

此外，本发明也能应用于用配管连接热源侧热交换器12与利用侧热交换器26，使制冷剂从热源侧热交换器12到利用侧热交换器26之间循环的如图17那样的完全直膨型的空调装置101采用分流装置的情况，发挥同样的效果。

此外，不限于空调装置，即使对于与陈列柜、单元冷却器连接，冷却食品等的冷冻装置中也能够同样地应用，发挥同样的效果。

附图标记的说明

1热源机(室外机)、2室内机、2a室内机、2b室内机、2c室内机、2d室内机、3热介质变换机、4(4a、4b)制冷剂配管、4d热介质间热交换器旁通配管、5热介质配管、6室外空间、7室内空间、8天花板内等与室外空间和室内空间不同的空间、9大厦等建筑物、10压缩机、11四通阀(第一制冷剂流路切换装置)、12热源侧热交换器、13(13a、13b、13c、13d)单向阀、14分流装置、15(15a、15b)热介质间热交换器、16(16a、16b)节流装置、17(17a、17b)开闭装置、18(18a、18b)第二制冷剂流路切换装置、19存储器、21(21a、21b)泵、22(22a、22b、22c、22d)第一热介质流路切换阀、23(23a、23b、23c、23d)第二热介质流路切换阀、25(25a、25b、25c、25d)热介质流量调整阀、26(26a、26b、26c、26d)利用侧热交换器、31(31a、31b)热介质间热交换器出口温度检测装置、34(34a、34b、34c、34d)利用侧热交换器出口温度检测装置、35(35a、35b、35c、35d)热介质间热交换器制冷剂温度检测装置、36热介质间热交换器制冷剂压力检测装置、100空调装置、A制冷剂循环回路、B热介质循环回路。

Claims (11)

1.一种冷冻循环装置，

该冷冻循环装置具有连接压缩机、第一热交换器、节流装置和第二热交换器而成的制冷剂回路，并构成使向超临界状态转变的制冷剂在上述制冷剂回路内流通的冷冻循环，

通过使超临界状态的上述制冷剂流通于上述第一热交换器，使上述第一热交换器作为气体冷却器而动作，或通过使亚临界状态的上述制冷剂流通于上述第一热交换器，使上述第一热交换器作为冷凝器而动作，

通过使低压二相状态的上述制冷剂流通于上述第二热交换器，使上述第二热交换器作为蒸发器而动作，

在上述制冷剂回路内封入在使用温度范围内的整个区域显示出非相溶性或难相溶性的冷冻机油，或在使用温度范围内的某个温度以上时显示出非相溶性或难相溶性且在低于该温度时显示出相溶性的冷冻机油，

其特征在于，

在从上述第一热交换器的出口侧到上述节流装置的入口侧的流路中的任一位置，具有将上述制冷剂分流成2条以上的流路的分流装置，

上述分流装置设置于上述制冷剂在亚临界状态下运转时成为液体状态的位置，上述制冷剂流入上述分流装置的方向为大致水平方向或大致铅垂朝上方向，

该冷冻循环装置包括：

多个室内机，收容供与空气不同的热介质流通且在上述热介质与周围空气之间进行热交换的利用侧热交换器，并设置于能够对空调对象空间进行空气调节的位置；

热源侧热交换器，使上述第一热交换器或上述第二热交换器的一热交换器在上述制冷剂与周围空气之间进行热交换；

至少2台热介质间热交换器，使上述第一热交换器或上述第二热交换器的另一热交换器在上述制冷剂与上述热介质之间进行热交换；

第一制冷剂流路切换装置，将上述压缩机的出口侧流路在上述热源侧热交换器与上述热介质间热交换器之间切换；

第二制冷剂流路切换装置，将上述热介质间热交换器的制冷剂侧流路在与上述压缩机的出口侧或上述热源侧热交换器出口侧连接的供高温高压的上述制冷剂流动的高压侧流路和与上述压缩机的入口侧或上述热源侧热交换器的入口侧连接的供低温低压的制冷剂流动的低压侧流路之间切换；

热介质送出装置，使上述热介质在上述热介质间热交换器与上述利用侧热交换器之间循环；

多个利用侧流量控制装置，设置于上述多个利用侧热交换器的热介质流路的入口侧或出口侧，调整上述热介质相对于上述利用侧热交换器的循环量；以及

多个热介质流路切换装置，分别设置于上述多个利用侧热交换器的热介质侧流路的入口侧和出口侧。

2.根据权利要求1所述的冷冻循环装置，其特征在于，

上述制冷剂流入上述分流装置的方向是大致水平方向，且上述制冷剂从上述分流装置流出的方向是大致水平方向且与向上述分流装置的流入方向大致垂直的方向。

3.根据权利要求1所述的冷冻循环装置，其特征在于，

上述制冷剂流入上述分流装置的方向是大致水平方向，且上述制冷剂从上述分流装置流出的方向是大致水平方向且与向上述分流装置的流入方向大致平行的方向。

4.根据权利要求1所述的冷冻循环装置，其特征在于，

上述制冷剂流入上述分流装置的方向是大致铅垂朝上，且上述制冷剂从上述分流装置流出的方向是大致水平方向且与向上述分流装置的流入方向大致垂直的方向。

5.根据权利要求1所述的冷冻循环装置，其特征在于，

上述制冷剂流入上述分流装置的方向是大致铅垂朝上，且上述制冷剂从上述分流装置流出的方向是大致铅垂朝上且与向上述分流装置的流入方向大致平行的方向。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的冷冻循环装置，其特征在于，

上述冷冻机油的、非相溶性或难相溶性与相溶性的交界的温度是－10度～15度之间的温度。

7.根据权利要求1所述的冷冻循环装置，其特征在于，

室外机至少收容上述压缩机、上述多个第一制冷剂流路切换装置和上述热源侧热交换器，

热介质变换机至少收容上述节流装置、上述多个热介质间热交换器和上述多个第二制冷剂流路切换装置，

上述室外机、上述热介质变换机和上述室内机形成为各自不同个体，并能够设置于互相离开的场所。

8.根据权利要求1所述的冷冻循环装置，其特征在于，

该冷冻循环装置包括：

全制热运转模式，使高温高压的上述制冷剂流入所有的上述多个热介质间热交换器，加热上述热介质；

全制冷运转模式，使低温低压的上述制冷剂流入所有的上述多个热介质间热交换器，冷却上述热介质；以及

制冷制热混合运转模式，使高温高压的制冷剂流入一部分的上述多个热介质间热交换器，加热上述热介质，且使低温低压的制冷剂流入一部分的上述多个热介质间热交换器，冷却上述热介质。

9.根据权利要求7所述的冷冻循环装置，其特征在于，

上述室外机和上述热介质变换机由2根配管连接。

10.根据权利要求1～5、7～9中任一项所述的冷冻循环装置，其特征在于，

上述制冷剂是二氧化碳。

11.根据权利要求6所述的冷冻循环装置，其特征在于，

上述制冷剂是二氧化碳。