JP2014130003A - 空気調和装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】熱媒体間熱交換器１５での熱交換効率の向上を図るようにした空気調和装置を提供する。
【解決手段】空気調和装置１００は、熱媒体間熱交換器１５の熱媒体側流路における熱媒体の流れ方向を切替可能な熱媒体流路反転装置２０を熱媒体循環回路Ｂに設けている。
【選択図】図２

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。
従来から、ビル用マルチエアコンなどの空気調和装置においては、たとえば建物外に配置した熱源機である室外機と建物の室内に配置した室内機との間に冷媒を循環させることによって冷房運転又は暖房運転を実行するようになっている。具体的には、冷媒が放熱して加熱された空気、あるいは、冷媒が吸熱して冷却された空気により空調対象空間の冷房または暖房を行なっていた。このような空気調和装置に使用される冷媒としては、たとえばＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）系冷媒が多く使われている。また、二酸化炭素（ＣＯ２）等の自然冷媒を使うものも提案されている。
また、チラーと呼ばれる空気調和装置においては、建物外に配置した熱源機にて、冷熱または温熱を生成する。そして、室外機内に配置した熱交換器で水、不凍液等を加熱、冷却し、これを室内機であるファンコイルユニット、パネルヒーター等に搬送して冷房または暖房を行なっていた（たとえば、特許文献１参照）。
また、排熱回収型チラーと呼ばれる、熱源機と室内機の間に４本の水配管を接続し、冷却、加熱した水等を同時に供給し、室内機において冷房または暖房を自由に選択できるものもある（たとえば、特許文献２参照）。
また、１次冷媒と２次冷媒の熱交換器を各室内機の近傍に配置し、室内機に２次冷媒を搬送するように構成されているものもある（たとえば、特許文献３参照）。
また、室外機と熱交換器を持つ分岐ユニット間を２本の配管で接続し、室内機に２次冷媒を搬送するように構成されているものもある（たとえば、特許文献４参照）。
また、ビル用マルチエアコンなど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る空気調和装置が存在している（たとえば、特許文献５参照）。
特開２００５−１４０４４４号公報（第４頁、図１等） 特開平５−２８０８１８号公報（第４、５頁、図１等） 特開２００１−２８９４６５号公報（第５〜８頁、図１、図２等） 特開２００３−３４３９３６号公報（第５頁、図１） 国際公開第１０／０４９９９８号（第３頁、図１等）
従来のビル用マルチエアコン等の空気調和装置では、室内機まで冷媒を循環させているため、冷媒が室内等に漏れる可能性があった。一方、特許文献１及び特許文献２に記載されているような空気調和装置では、冷媒が屋外に設置された熱源機内のみで循環されており、冷媒が室内機を通過することはない。しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載されているような空気調和装置では、建物外の熱源機において熱媒体を加熱または冷却し、室内機側に搬送する必要がある。このため、熱媒体の循環経路が長くなる。ここで、熱媒体により、所定の加熱あるいは冷却の仕事をする熱を搬送しようとすると、搬送動力等によるエネルギーの消費量が冷媒よりも高くなる。そのため、循環経路が長くなると、搬送動力が非常に大きくなる。このことから、空気調和装置において、熱媒体の循環をうまく制御することができれば省エネルギー化を図れることがわかる。
特許文献２に記載されているような空気調和装置においては、室内機毎に冷房または暖房を選択できるようにするためには室外側から室内まで４本の配管を接続しなければならず、工事性が悪いものとなっていた。特許文献３に記載されている空気調和装置においては、ポンプ等の２次媒体循環手段を室内機個別に持つ必要があるため、高価なシステムとなるだけでなく、騒音も大きいものとなり、実用的なものではなかった。加えて、熱交換器が室内機の近傍にあるため、冷媒が室内に近い場所で漏れるという危険性を排除することができなかった。
特許文献４に記載されているような空気調和装置においては、熱交換後の１次冷媒が熱交換前の１次冷媒と同じ流路に流入しているため、複数の室内機を接続した場合に、各室内機にて最大能力を発揮することができず、エネルギー的に無駄な構成となっていた。また、分岐ユニットと延長配管との接続が冷房２本、暖房２本の合計４本の配管でなされているため、結果的に室外機と分岐ユニットとが４本の配管で接続されているシステムと類似の構成となっており、工事性が悪いシステムとなっていた。
特許文献５に記載されているような空気調和装置においては、単一冷媒または擬似共沸冷媒を冷媒として用いる場合は問題ないが、非共沸混合冷媒を冷媒として用いる場合は、冷媒−熱媒体間熱交換器を蒸発器として用いる際に、冷媒の飽和液温度と飽和ガス温度との温度勾配のために、冷媒と熱媒体との熱交換性能が低下する可能性があった。
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、省エネルギー化を図ることができる空気調和装置を提供することを目的としている。本発明は、室内機または室内機の近傍まで冷媒を循環させずに安全性の向上を図ることができる空気調和装置を提供すること目的としている。本発明は、室外機と分岐ユニット（熱媒体変換機）または室内機との接続配管を減らし、工事性の向上を図るとともに、エネルギー効率を向上させることができる空気調和装置を提供することを目的としている。
本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、第１熱交換器、第１絞り装置、第２熱交換器の冷媒側流路を冷媒配管で接続して熱源側冷媒を循環させる冷媒循環回路と、ポンプ、前記第２熱交換器の熱媒体側流路を熱媒体配管で接続して熱媒体を循環させる熱媒体循環回路と、を有し、前記第２熱交換器において前記熱源側冷媒と前記熱媒体とが熱交換する空気調和装置であって、前記第２熱交換器の熱媒体側流路における前記熱媒体の流れ方向を切替可能な熱媒体流路反転装置を前記熱媒体循環回路に設け、前記熱媒体流路反転装置は、モーターと、円筒形の回転筒と、前記回転筒の側面に設けられ回転筒の内部と外部とで熱媒体が流動可能な孔と、が備えられ、前記モーターの作用により、前記回転筒を回転させて、前記回転筒の側面の孔の位置を周方向で変化できるようになっている複数の三方弁で構成され、該複数の三方弁が２つの組に分けられており、前記熱媒体循環回路を循環する熱媒体は、前記第２熱交換器において前記熱媒体が冷却される場合及び前記第２熱交換器において前記熱媒体が加熱される場合の双方において、一方の組の熱媒体流路反転装置の回転筒の端部から流入し、他方の組の熱媒体流路反転装置の回転筒の端部から流出するものである。
本発明に係る空気調和装置によれば、熱媒体が循環する配管を短くでき、搬送動力が少なくて済むため、安全性を向上させるとともに省エネルギー化を図ることができる。また、本発明に係る空気調和装置によれば、熱媒体の外部への流出が起きた場合でも、少量ですみ、安全性を更に向上できる。さらに、本発明に係る空気調和装置によれば、第２熱交換器における熱交換効率を向上させることができるので、エネルギー効率の向上に更に寄与するができる。
本発明の実施の形態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。 本発明の実施の形態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に係る空気調和装置の回路構成の別の一例を示す概略回路構成図である。 熱源側冷媒として、非共沸混合冷媒を使用した場合の運転状態を示すｐｈ線図である。 熱媒体間熱交換器を凝縮器として使用した場合の動作を説明するための図である。 熱媒体間熱交換器を蒸発器として使用した場合の動作を説明するための図である。 Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆとの混合冷媒においてＲ３２の混合比率を変化させた場合の凝縮器側及び蒸発器側の温度勾配を示す図である。 熱媒体流路反転装置の制御処理の流れを示すフローチャートである。 熱媒体流路反転装置の構造を具体的に示したものであり、図２に示す熱媒体変換機の一部を拡大して示したものである。 熱媒体流路反転装置の構造を具体的に示したものであり、図２に示す熱媒体変換機の一部を拡大して示したものである。
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。
図１は、本発明の実施の形態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に冷熱また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。したがって、熱媒体変換機３は、天井裏以外でも、居住空間以外であり、屋外と何らかの通気がなされている空間であれば、どんなところに設置してもよく、たとえばエレベーター等がある共用空間で屋外と通気がなされている空間等に設置することも可能である。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、省エネルギー化の効果は薄れることに留意が必要である。
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を用いる場合にも建物９の内部に設置するようにしてもよい。こ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。
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。また、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。
図２は、本実施の形態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（第１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、図示省略のファン等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また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。なお、図２では、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を設けた場合を例に示しているが、これに限定するものではなく、これらを必ずしも設ける必要はない。
［室内機２］
室内機２には、それぞれ利用側熱交換器（第３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、図示省略のファン等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（第２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つの熱媒体流路反転装置２０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）また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また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を接続した配管に設けられている。
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、たとえば四方弁等で構成され、運転モードに応じて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、全冷房運転モード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つの熱媒体流路反転装置２０（熱媒体流路反転装置２０ａ〜熱媒体流路反転装置２０ｄ）は、たとえば三方弁等で構成されており、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂにおける熱媒体の流動方向を切り替えるものである。熱媒体流路反転装置２０は、熱媒体間熱交換器１５に対しそれぞれ２個づつ設置されている。つまり、熱媒体間熱交換器１５ａに対しては熱媒体流路反転装置（第１熱媒体流路反転装置）２０ａと熱媒体流路反転装置（第２熱媒体流路反転装置）２０ｂが、熱媒体間熱交換器１５ｂに対しては熱媒体流路反転装置（第１熱媒体流路反転装置）２０ｃと熱媒体流路反転装置（第２熱媒体流路反転装置）２０ｄが、設置されている。
熱媒体流路反転装置２０ａは、三方のうちの一つがポンプ（熱媒体送出装置）２１ａに、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ａの一端に、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ａの他端と熱媒体流路反転装置２０ｂとの間の流路における第１接続口に、それぞれ配管接続されている。熱媒体流路反転装置２０ｂは、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ａの他端に、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ａの一端と熱媒体流路反転装置２０ａとの間の流路における第２接続口に、三方のうちの一つが第２熱媒体流路切替装置２３に、それぞれ配管接続されている。そして、熱媒体流路反転装置２０ａと熱媒体流路反転装置２０ｂとを制御することにより、熱媒体間熱交換器１５ａに流通する熱媒体の流れ方向を切り替えている。
熱媒体流路反転装置２０ｃは、三方のうちの一つがポンプ（熱媒体送出装置）２１ｂに、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ｂの一端に、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ｂの他端と熱媒体流路反転装置２０ｄとの間の流路における第１接続口に、それぞれ配管接続されている。熱媒体流路反転装置２０ｄは、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ｂの他端に、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ｂの一端と熱媒体流路反転装置２０ｃとの間の流路における第２接続口に、三方のうちの一つが第２熱媒体流路切替装置２３に、それぞれ配管接続されている。そして、熱媒体流路反転装置２０ｃと熱媒体流路反転装置２０ｄとを制御することにより、熱媒体間熱交換器１５ｂに流通する熱媒体の流れ方向を切り替えている。
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に流れる熱媒体の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に提供可能とするものである。
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、各種検出手段（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、圧力センサー３６）が設けられている。これらの検出手段で検出された情報（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（図示省略）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、室内機２の熱媒体流量の調整等の制御に利用されることになる。
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。また、第２温度センサー３４は、熱媒体流量調整装置２５と利用側熱交換器２６との間の流路に設けられていてもよい。
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３６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る。
また、図示省略の制御装置は、マイコン等で構成されており、各種検出手段での検出情報及びリモコンからの指示に基づいて、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、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、熱媒体流路反転装置２０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の駆動等を制御し、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、ユニット毎に設けてもよく、室外機１または熱媒体変換機３に設けてもよい。
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。
また、熱媒体流路反転装置２０を制御することで、熱媒体間熱交換器１５ａ、熱媒体間熱交換器１５ｂに流入する熱媒体の流れ方向が決定されるようになっている。つまり、熱媒体流路反転装置２０を制御することによって、熱媒体間熱交換器１５において熱源側冷媒の流れ方向と熱媒体の流れ方向とを対向流にすることができる。したがって、熱媒体間熱交換器１５での熱交換効率を向上させることが可能になる。
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１５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１５の熱媒体流路、ポンプ２１、熱媒体流路反転装置２０、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３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３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３では、太線で表された配管が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３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３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のそれぞれに紙面下側から流入し、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の紙面上側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、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。
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。
ここで、ポンプ２１ａで加圧されて流出した熱媒体は、熱媒体流路反転装置２０ａを介して、紙面上側から熱媒体間熱交換器１５ａに流入する。そして、熱媒体間熱交換器１５ａで熱源側冷媒に冷やされた熱媒体は、熱媒体間熱交換器１５ａの紙面下側から流出し、熱媒体流路反転装置２０ｂを通って、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に至る。また、ポンプ２１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、熱媒体流路反転装置２０ｃを介して、紙面上側から熱媒体間熱交換器１５ｂに流入する。そして、熱媒体間熱交換器１５ｂで熱源側冷媒に冷やされた熱媒体は、熱媒体間熱交換器１５ｂの紙面下側から流出し、熱媒体流路反転装置２０ｄを通って、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に至る。
ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂで押し出された熱媒体は、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のそれぞれで合流し、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。なお、このとき、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂは、冷却器として作用しており、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂにおける熱媒体の流動方向と室内空気（第２熱媒体）の流動方向とが対向流になるように構成されているのが好ましい。
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で分流され、再びポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂへ吸い込まれる。
空気調和装置１００では、熱媒体流路反転装置２０を設けることによって、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂにおいて、熱源側冷媒の流れと熱媒体の流れを対向流にすることができるようになっている。図３に示すように、熱媒体間熱交換器１５において熱源側冷媒は紙面下側から紙面上側に向けて流動し、これに対し熱媒体は紙面上側から紙面下側に向けて流動させ、熱源側冷媒の流れと熱媒体の流れとを対向流にしている。熱源側冷媒と熱媒体とを対向流に流すようにすると、熱交換効率がよく、ＣＯＰが向上することになる。
また、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂとしてプレート式熱交換器を使用する場合は、紙面に示す通り蒸発側の熱源側冷媒を下側から上側へ流すと、蒸発したガス冷媒が浮力の効果で熱交換器の上側に移動する。そのため、圧縮機１０の動力を低減でき、かつ、適切な冷媒分配が実現できる。熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂとしてプレート式熱交換器を使用する場合は、紙面に示す通り熱媒体を上側から下側に流すと、冷やされた熱媒体が重力の効果で熱交換器の下に沈む。そのため、ポンプ２１の動力を低減することができ、より効率的な運転が実現できる。
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、中間的な開度に制御されている。
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３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４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４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４では、太線で表された配管が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のそれぞれに紙面上側から流入する。
熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれに紙面上側から流入した高温・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の紙面下側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、低温・低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、第２接続配管４ｂを導通し、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に流入した熱源側冷媒は、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い。この場合、圧力センサー３６を設置しなくて済み、安価にシステムを構成できる。
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。
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、温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。
ここで、ポンプ２１ａで加圧されて流出した熱媒体は、熱媒体流路反転装置２０ａを介して、紙面下側から熱媒体間熱交換器１５ａに流入する。そして、熱媒体間熱交換器１５ａで熱源側冷媒により温められた熱媒体は、熱媒体間熱交換器１５ａの紙面上側から流出し、熱媒体流路反転装置２０ｂを通って、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に至る。また、ポンプ２１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、熱媒体流路反転装置２０ｃを介して、紙面下側から熱媒体間熱交換器１５ｂに流入する。そして、熱媒体間熱交換器１５ｂで熱源側冷媒により温められた熱媒体は、熱媒体間熱交換器１５ｂの紙面上側から流出し、熱媒体流路反転装置２０ｄを通って、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に至る。
ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂで押し出された熱媒体は、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のそれぞれで合流し、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。なお、このとき、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂは、加熱器として作用しており、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂにおける熱媒体の流動方向は冷却器として作用する場合と同じ向きであり、熱媒体の流動方向と室内空気の流動方向とが対向流になるように構成されているのが好ましい。
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で分流され、再びポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂへ吸い込まれる。
空気調和装置１００では、熱媒体流路反転装置２０を設けることによって、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂにおいて、熱源側冷媒の流れと熱媒体の流れを対向流にすることができるようになっている。図４に示すように、熱媒体間熱交換器１５において熱源側冷媒は紙面上側から紙面下側に向けて流動し、これに対し熱媒体は紙面下側から紙面上側に向けて流動させ、熱源側冷媒の流れと熱媒体の流れとを対向流にしている。熱源側冷媒と熱媒体とを対向流に流すようにすると、熱交換効率がよく、ＣＯＰが向上することになる。
また、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂとしてプレート式熱交換器を使用する場合は、紙面に示す通り凝縮側の熱源側冷媒を上側から下側へ流すと、凝縮した液冷媒が重力の効果で熱交換器の下側に移動する。そのため、圧縮機１０の動力を低減できる。熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂとしてプレート式熱交換器を使用する場合は、紙面に示す通り熱媒体を下側から上側に流すと、温められた熱媒体が浮力の効果で熱交換器の上に浮く。そのため、ポンプ２１の動力を低減することができ、より効率的な運転が実現できる。
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、中間的な開度に制御されている。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。
全暖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。
［冷房主体運転モード］
図５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５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５では、太線で表された配管が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５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５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に紙面上側から流入する。
紙面上側から熱媒体間熱交換器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の紙面下側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に紙面下側から流入する。紙面下側から熱媒体間熱交換器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の紙面上側から流出し、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に流入した熱源側冷媒は、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。
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、温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。
ここで、ポンプ２１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、熱媒体流路反転装置２０ｃを介して、紙面下側から熱媒体間熱交換器１５ｂに流入する。そして、熱媒体間熱交換器１５ｂで熱源側冷媒に温められた熱媒体は、熱媒体間熱交換器１５ｂの紙面上側から流出し、熱媒体流路反転装置２０ｄを通って、第２熱媒体流路切替装置２３ｂに至る。また、ポンプ２１ａで加圧されて流出した熱媒体は、熱媒体流路反転装置２０ａを介して、紙面上側から熱媒体間熱交換器１５ａに流入する。そして、熱媒体間熱交換器１５ａで熱源側冷媒に冷やされた熱媒体は、熱媒体間熱交換器１５ａの紙面下側から流出し、熱媒体流路反転装置２０ｂを通って、第２熱媒体流路切替装置２３ａに至る。
第２熱媒体流路切替装置２３ｂを通過した熱媒体は、利用側熱交換器２６ｂに流入して、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、第２熱媒体流路切替装置２３ａを通過した熱媒体は、利用側熱交換器２６ａに流入し、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、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、再びポンプ２１ａへ吸い込まれる。なお、利用側熱交換器２６ａは冷却器として、利用側熱交換器２６ｂは加熱器として作用しているが、どちらも、熱媒体の流動方向と室内空気の流動方向とが対向流になるように構成されているのが好ましい。
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。
空気調和装置１００では、熱媒体流路反転装置２０を設けることによって、冷却器として作用している熱媒体間熱交換器１５ａ、加熱器として作用している熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれにおいて、熱源側冷媒の流れと熱媒体の流れを対向流にすることができるようになっている。図５に示すように、熱媒体間熱交換器１５ａにおいては熱源側冷媒は紙面下側から紙面上側に向けて流動し、これに対し熱媒体は紙面上側から紙面下側に向けて流動させ、熱媒体間熱交換器１５ｂにおいては熱源側冷媒は紙面上側から紙面下側に向けて流動し、これに対し熱媒体は紙面下側から紙面上側に向けて流動させ、熱源側冷媒の流れと熱媒体の流れとを対向流にしている。熱源側冷媒と熱媒体とを対向流に流すようにすると、熱交換効率がよく、ＣＯＰが向上することになる。
また、冷却器として作用する熱媒体間熱交換器１５ａとしてプレート式熱交換器を使用する場合は、紙面に示す通り蒸発側の熱源側冷媒を下側から上側へ流すと、蒸発したガス冷媒が浮力の効果で熱交換器の上側に移動する。そのため、圧縮機１０の動力を低減でき、かつ、適切な冷媒分配が実現できる。加えて、冷却器として作用する熱媒体間熱交換器１５ａとしてプレート式熱交換器を使用する場合は、紙面に示す通り熱媒体を上側から下側に流すと、冷やされた熱媒体が重力の効果で熱交換器の下に沈む。そのため、ポンプ２１の動力を低減することができ、より効率的な運転が実現できる。
さらに、加熱器として作用する熱媒体間熱交換器１５ｂとしてプレート式熱交換器を使用する場合は、紙面に示す通り凝縮側の熱源側冷媒を上側から下側へ流すと、凝縮した液冷媒が重力の効果で熱交換器の下側に移動する。そのため、圧縮機１０の動力を低減できる。加えて、加熱器として作用する熱媒体間熱交換器１５ｂとしてプレート式熱交換器を使用する場合は、紙面に示す通り熱媒体を下側から上側に流すと、温められた熱媒体が浮力の効果で熱交換器の上に浮く。そのため、ポンプ２１の動力を低減することができ、より効率的な運転が実現できる。
冷房主体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５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。
［暖房主体運転モード］
図６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６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６では、太線で表された配管が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１５ａ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を通り、第１接続配管４ａを導通し、逆止弁１３ｂ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、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に紙面上側から流入する。
紙面上側から熱媒体間熱交換器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の紙面下側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に紙面下側から流入する。紙面下側から熱媒体間熱交換器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蒸発し、熱媒体を冷却する。この低圧二相冷媒は、熱媒体間熱交換器１５ａの紙面上側から流出し、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に流入した熱源側冷媒は、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。
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。
ここで、ポンプ２１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、熱媒体流路反転装置２０ｃを介して、紙面下側から熱媒体間熱交換器１５ｂに流入する。そして、熱媒体間熱交換器１５ｂで熱源側冷媒に温められた熱媒体は、熱媒体間熱交換器１５ｂの紙面上側から流出し、熱媒体流路反転装置２０ｄを通って、第２熱媒体流路切替装置２３ａに至る。また、ポンプ２１ａで加圧されて流出した熱媒体は、熱媒体流路反転装置２０ａを介して、紙面上側から熱媒体間熱交換器１５ａに流入する。そして、熱媒体間熱交換器１５ａで熱源側冷媒に冷やされた熱媒体は、熱媒体間熱交換器１５ａの紙面下側から流出し、熱媒体流路反転装置２０ｂを通って、第２熱媒体流路切替装置２３ｂに至る。
第２熱媒体流路切替装置２３ａを通過した熱媒体は、利用側熱交換器２６ａに流入し、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、第２熱媒体流路切替装置２３ｂを通過した熱媒体は、利用側熱交換器２６ｂに流入して、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、再びポンプ２１ｂへ吸い込まれる。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、再びポンプ２１ａへ吸い込まれる。なお、利用側熱交換器２６ａは加熱器として、利用側熱交換器２６ｂは冷却器として作用しているが、どちらも、熱媒体の流動方向と室内空気の流動方向とが対向流になるように構成されているのが好ましい。
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として保つように制御することにより、賄うことができる。
空気調和装置１００では、熱媒体流路反転装置２０を設けることによって、冷却器として作用している熱媒体間熱交換器１５ａ、加熱器として作用している熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれにおいて、熱源側冷媒の流れと熱媒体の流れを対向流にすることができるようになっている。図６に示すように、熱媒体間熱交換器１５ａにおいては熱源側冷媒は紙面下側から紙面上側に向けて流動し、これに対し熱媒体は紙面上側から紙面下側に向けて流動させ、熱媒体間熱交換器１５ｂにおいては熱源側冷媒は紙面上側から紙面下側に向けて流動し、これに対し熱媒体は紙面下側から紙面上側に向けて流動させ、熱源側冷媒の流れと熱媒体の流れとを対向流にしている。熱源側冷媒と熱媒体とを対向流に流すようにすると、熱交換効率がよく、ＣＯＰが向上することになる。
また、冷却器として作用する熱媒体間熱交換器１５ａとしてプレート式熱交換器を使用する場合は、紙面に示す通り蒸発側の熱源側冷媒を下側から上側へ流すと、蒸発したガス冷媒が浮力の効果で熱交換器の上側に移動する。そのため、圧縮機１０の動力を低減でき、かつ、適切な冷媒分配が実現できる。加えて、冷却器として作用する熱媒体間熱交換器１５ａとしてプレート式熱交換器を使用する場合は、紙面に示す通り熱媒体を上側から下側に流すと、冷やされた熱媒体が重力の効果で熱交換器の下に沈む。そのため、ポンプ２１の動力を低減することができ、より効率的な運転が実現できる。
さらに、加熱器として作用する熱媒体間熱交換器１５ｂとしてプレート式熱交換器を使用する場合は、紙面に示す通り凝縮側の熱源側冷媒を上側から下側へ流すと、凝縮した液冷媒が重力の効果で熱交換器の下側に移動する。そのため、圧縮機１０の動力を低減できる。加えて、加熱器として作用する熱媒体間熱交換器１５ｂとしてプレート式熱交換器を使用する場合は、紙面に示す通り熱媒体を下側から上側に流すと、温められた熱媒体が浮力の効果で熱交換器の上に浮く。そのため、ポンプ２１の動力を低減することができ、より効率的な運転が実現できる。
暖房主体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６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。
［熱媒体流路反転装置２０の具体例］
図１３及び図１４は、熱媒体流路反転装置２０の構造を具体的に示したものであり、図２に示す熱媒体変換機３の一部を拡大して示したものである。図１３及び図１４に基づいて、熱媒体流路反転装置２０の具体的な構造について説明する。なお、図１３及び図１４では、熱媒体間熱交換器１５と、熱媒体間熱交換器１５に接続されている熱媒体流路反転装置２０と、の接続部分を拡大して示している。また、熱媒体流路反転装置２０ａ〜２０ｄをまとめて熱媒体流路反転装置２０と称する場合がある。さらに、図１３及び図１４では、冷媒の流れ方向を実線で、熱媒体の流れ方向を破線で示している。
熱媒体流路反転装置２０は、ステッピングモーター等のモーター４１で、内部が空洞になっている円筒形の回転筒４２を回転させて、回転筒４２の側面に設けられた例えば楕円形や円形の孔４３の位置を周方向に変化させ、回転筒４２の端部に接続された接続口ａと、回転筒４２の側部に接続された接続口ｂまたは接続口ｃとの間で、熱媒体が流動するように構成したものである。
図１３は、熱媒体間熱交換器１５ａが熱媒体を冷却する場合（全冷房運転モード、は冷房主体運転モード、または、暖房主体運転モード）を例として示しているが、熱媒体間熱交換器１５ｂについても、同様の動作となる。
また、図１４は、熱媒体間熱交換器１５ａが熱媒体を加熱する場合（全暖房運転モード）を例として示しているが、熱媒体間熱交換器１５ｂについても、同様の動作となる。
図１３を例に、熱媒体間熱交換器１５ａが熱媒体を冷却する場合の動作を説明する。
ポンプ２１ａ（図示せず）から送出された熱媒体は、熱媒体流路反転装置２０ａの端部ａから熱媒体流路反転装置２０ａに流入する。端部ａから流入した熱媒体は、熱媒体流路反転装置２０ａの回転筒４２の内部に流入し、回転筒４２の内部を流動し、回転筒４２の側面に設けられた孔４３から流出する。このとき、熱媒体流路反転装置２０ａの孔４３は回転筒４２の側部に接続された接続口ｃと連通しており、孔４３から流出した熱媒体は、回転筒４２の側部に接続された接続口ｃから流出する。
そして、熱媒体は、継手４４（ａ）を経由して、熱媒体間熱交換器１５ａの紙面上部から流入し、熱媒体間熱交換器１５ａの紙面下部から流出し、継手４４（ｂ）を経由して、熱媒体流路反転装置２０ｂの回転筒４２の側部に接続された接続口ｂから熱媒体流路反転装置２０ｂに流入する。熱媒体流路反転装置２０ｂでは接続口ｂに孔４３が位置しており、熱媒体は回転筒４２の側面に設けられた孔４３から回転筒４２の内部に流入し、回転筒４２の内部を流動し、回転筒４２の端部ａから流出する。このとき、熱媒体間熱交換器１５ａにおいて、冷媒は紙面の下部から上部に向かって流れており、冷媒と熱媒体とは対向流となっている。
次に、図１４を例に、熱媒体間熱交換器１５ａが熱媒体を加熱する場合の動作を説明する。
ポンプ２１ａ（図示せず）から送出された熱媒体は、熱媒体流路反転装置２０ａの端部ａから熱媒体流路反転装置２０ａに流入する。端部ａから流入した熱媒体は、熱媒体流路反転装置２０ａの回転筒４２の内部に流入し、回転筒４２の内部を流動し、回転筒４２の側面に設けられた孔４３から流出する。このとき、熱媒体流路反転装置２０ａの孔４３は回転筒４２の側部に接続された接続口ｂと連通しており、孔４３から流出した熱媒体は、接続口ｂから流出する。
そして、熱媒体は、継手４４（ｂ）を経由して、熱媒体間熱交換器１５ａの紙面下部から流入し、熱媒体間熱交換器１５ａの紙面上部から流出し、継手４４（ａ）を経由して、熱媒体流路反転装置２０ｂの回転筒４２の側部に接続された接続口ｃから熱媒体流路反転装置２０ｂに流入する。熱媒体流路反転装置２０ｂでは接続口ｃに孔４３が位置しており、熱媒体は回転筒４２の側面に設けられた孔４３から回転筒４２の内部に流入し、回転筒４２の内部を流動し、回転筒４２の端部ａから流出する。このとき、熱媒体間熱交換器１５ａにおいて、冷媒は紙面の上部から下部に向かって流れており、冷媒と熱媒体とは対向流となっている。
以上説明したように、冷却時及び加熱時の双方において、熱媒体は、一方の熱媒体流路反転装置２０の回転筒４２の端部から流入し、他方の熱媒体流路反転装置２０の回転筒４２の端部から流出するように構成されている。また、流入側の熱媒体流路反転装置２０ａにおいては、回転筒４２の内部から回転筒４２の側面に熱媒体を流動させ、流出側の熱媒体流路反転装置２０ｂにおいては、回転筒４２の側面から回転筒４２の内部に熱媒体を流動するように構成されている。
なお、図１３及び図１４において、熱媒体流路反転装置２０ａおよび熱媒体流路反転装置２０ｂは、モーター４１および回転筒４２が横向きに設置されているように図示されているが、これに限るものではなく、垂直向きに設置してもよい。
また、継手４４（ａ）及び継手４４（ｂ）は、Ｔ型継手等の三方の流路を持った継手を使用するとよい。しかし、継手４４（ａ）及び継手４４（ｂ）を備えなくても、配管側面に孔を開け、別の配管を挿入し固定する加工方法等で接続するようにしてもよい。
また、熱媒体間熱交換器１５の入口側および出口側に熱媒体流路反転装置２０がそれぞれ１つずつ設置されている場合を例に説明を行ったが、これに限るものではなく、複数の熱媒体流路反転装置２０が設置されており、一つの組の中では同じ動作をする二つの組に分けられているような構成としてもよい。
［空気調和装置１００の別の構成例］
図７は、本実施の形態に係る空気調和装置１００の回路構成の別の一例を示す概略回路構成図である。図２〜図６では、熱媒体流路反転装置２０が三方弁で構成され、三方の熱媒体流路を切り替えられるようにしたものを例に説明したが、図７では、熱媒体流路反転装置２０が二方弁等の開閉弁で構成され、二方の熱媒体流路の切り替えを組み合わせるようにしたものを例に示している。なお、それ以外の構成については相違していない。
すなわち、図７に示すように、熱媒体流路反転装置２０のそれぞれを２組の開閉弁で構成し、熱媒体流路を切り替えることもできるのである。この場合、熱媒体流路反転装置２０ａが開閉弁２０ａ（１）及び開閉弁２０ａ（２）で構成され、熱媒体流路反転装置２０ｂが開閉弁２０ｂ（１）及び開閉弁２０ｂ（２）で構成され、熱媒体流路反転装置２０ｃが開閉弁２０ｃ（１）及び開閉弁２０ｃ（２）で構成され、熱媒体流路反転装置２０ｄが開閉弁２０ｄ（１）及び開閉弁２０ｄ（２）で構成される。
さて、空気調和装置１００を以上述べてきたような構成とすると、どんな冷媒を使用しても、効率が向上する。熱源側冷媒としては、たとえばＲ２２、Ｒ１３４ａ、Ｒ３２等の単一冷媒、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０４Ａ等の擬似共沸混合冷媒、化学式内に二重結合を含み地球温暖化係数が比較的小さい値とされているＨＦＯ１２３４ｙｆやＨＦＯ１２３４ｚｅ等のテトラフルオロプロペン等の冷媒、あるいはＣＯ２等の超臨界状態となる冷媒やプロパン等の自然冷媒を用いることができる。なお、加熱用として動作している熱媒体間熱交換器１５ａまたは熱媒体間熱交換器１５ｂにおいて、通常の二相変化を行う冷媒は、凝縮液化し、ＣＯ２等の超臨界状態となる冷媒は、超臨界の状態で冷却されるが、どちらでも、その他は同じ動きをし、同様の効果を奏する。
しかしながら、熱源側冷媒として、同一圧力における飽和ガス温度と飽和液温度とに温度差があるＲ４０７Ｃや、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆとの混合冷媒等の非共沸混合冷媒を用いると、温度勾配を有効に利用することができ、特に効果が大きい。非共沸混合冷媒を熱源側冷媒として使った場合について、次に詳しく述べる。
図８は、熱源側冷媒として、非共沸混合冷媒を使用した場合の運転状態を示すｐｈ線図である。圧縮機１０に吸入された低温・低圧のガス冷媒（点Ａ）は、圧縮されて高温・高圧のガス冷媒（点Ｂ）になる。この高温・高圧のガス冷媒は、圧縮機１０から吐出され、凝縮器として動作している熱交換器（熱源側熱交換器１２あるいは熱媒体間熱交換器１５ａ及び／または熱媒体間熱交換器１５ｂ）で凝縮して高温・高圧の液冷媒（点Ｃ）になる。この高温・高圧の液冷媒は、絞り装置１６ａ及び／または絞り装置１６ｂで膨張して低温・低圧の二相冷媒（点Ｄ）になる。低温・低圧の二相冷媒は、蒸発器として動作している熱交換器（熱源側熱交換器１２あるいは熱媒体間熱交換器１５ａ及び／または熱媒体間熱交換器１５ｂ）で蒸発して低温・低圧のガス冷媒（点Ａ）になる。そして、再度、圧縮機１０に吸い込まれる。
この際、非共沸混合冷媒を使用していると、同一圧力の飽和ガス冷媒の温度と飽和液冷媒の温度とに温度差があり、凝縮器においては、二相域で乾き度が小さくなる（液冷媒の比率が増える）と温度が低下し、蒸発器においては、二相域で乾き度が大きくなる（ガス冷媒の比率が増える）と温度が上昇する。
このときの動作を、図９及び図１０に基づいて詳しく説明する。図９は、熱媒体間熱交換器１５ａ及び／または熱媒体間熱交換器１５ｂを凝縮器として使用した場合の動作を説明するための図である。図１０は、熱媒体間熱交換器１５ａ及び／または熱媒体間熱交換器１５ｂを蒸発器として使用した場合の動作を説明するための図である。図９では、横軸が凝縮器内部での熱源側冷媒及び熱媒体の位置を、縦軸が熱源側冷媒及び熱媒体の温度を、それぞれ表している。図１０では、横軸が蒸発器内部での熱源側冷媒及び熱媒体の位置を、縦軸が熱源側冷媒及び熱媒体の温度を、それぞれ表している。
図９に基づいて、熱媒体間熱交換器１５ａ及び／または熱媒体間熱交換器１５ｂを凝縮器として使用した場合について説明する。熱源側冷媒は、凝縮器の冷媒側流路にガス状態で流入して、凝縮器の熱媒体流路の出口側の熱媒体に放熱して温度が低下して二相状態になる。この二相状態の熱源側冷媒は、熱媒体に放熱しながら液冷媒の比率が増加し、飽和ガス冷媒温度と飽和液冷媒温度との温度差に従って温度が低下する。その後、熱源側冷媒は、液状態になって凝縮器の熱媒体流路の入口側の熱媒体に放熱して更に冷媒の温度が低下する。一方、熱媒体の温度は、熱源側冷媒と熱媒体とが熱媒体間熱交換器１５において対向流（対抗する向き）に流れているため、入口側から出口側に向かって上昇する。
図１０に基づいて、熱媒体間熱交換器１５ａ及び／または熱媒体間熱交換器１５ｂを蒸発器として使用した場合について説明する。熱源側冷媒は、蒸発器の冷媒側流路に二相状態で流入して、蒸発器の熱媒体流路の出口側の熱媒体から吸熱してガス冷媒の比率が増加し、飽和ガス冷媒温度と飽和液冷媒温度との温度差に従って温度が上昇する。最終的には、熱源側冷媒は、蒸発器の熱媒体流路の入口側の熱媒体から吸熱してガス状態になる。一方、熱媒体の温度は、熱源側冷媒と熱媒体とが熱媒体間熱交換器１５において対向流（対抗する向き）に流れているため、入口側から出口側に向かって低下する。
このとき、蒸発器の冷媒側流路内の冷媒の圧力損失が全くなければ、図１０の一点鎖線で示した線をたどって、同一圧力の飽和ガス冷媒温度と飽和液冷媒温度の温度差に相当する温度分、冷媒の温度が上昇する。図１０では、この理想的な温度上昇分をΔＴ１で表している。しかしながら、実際は圧力損失があるため、蒸発器の入口から出口に至る冷媒の温度上昇は図１０の一点鎖線の温度上昇よりも実線で示すように小さくなる。図１０では、この冷媒の圧力損失による温度低下分をΔＴ２で表している。
この圧力損失による温度低下分ΔＴ２が冷媒の温度勾配による温度上昇分ΔＴ１よりも小さければ、すなわち式（１）が成り立つ範囲内に収まるように、熱媒体間熱交換器１５を設計すれば、熱交換器内の各位置で、二相状態でほとんど温度変化のない単一冷媒や擬似共沸冷媒を使用した場合よりも、冷媒と熱媒体との温度差を小さくでき、熱交換効率が向上する。なお、図１０は、冷媒が蒸発器を飽和ガス状態で流出する場合、すなわち過熱度をゼロとした場合を想定したものである。また、過熱度の大きさによらず、式（１）が成り立っている状態では、熱媒体間熱交換器１５の入口の冷媒温度よりも、熱媒体間熱交換器１５の中間部の冷媒温度の方が高い温度になっている。
ΔＴ１＞ΔＴ２・・・・・式（１）
図１１は、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆとの混合冷媒においてＲ３２の混合比率（質量％）を変化させた場合（横軸）の凝縮器側及び蒸発器側の温度勾配（縦軸）を示す図である。図１１に示す実線が蒸発器側の温度勾配を、一点鎖線が凝縮器側の温度勾配を、それぞれ示している。
図１１に示すように、Ｒ３２の比率が２質量％から５０質量％までの領域が温度勾配が最も大きい領域であり、蒸発側での温度勾配は約２．８から９．５（Ｋ）までとなる。冷媒の比率がこの領域にあれば、温度勾配が大きいため、少し大きめの圧力損失による温度低下があっても、式（１）が成り立ち、熱交換器を有効に使用できる。
次に、熱媒体流路反転装置２０の制御について説明する。図１２は、熱媒体流路反転装置２０の制御処理の流れを示すフローチャートである。圧縮機１０が停止状態にある場合の起動手順は、図１２のフローチャートに示す通りである。具体的には、圧縮機１０の起動は、起動指令があったとき開始される（ＳＴ１）。図示省略の制御装置は、熱媒体流路反転装置２０を、現在設定されている運転モード（全冷房運転モード、全暖房運転モード、冷房暖房混在運転モード（冷房主体運転モード、暖房主体運転モード））での設定位置に切り替える（ＳＴ２）。それから、ポンプ２１を起動する（ＳＴ３）。その後、圧縮機１０を起動する（ＳＴ４）。以上の手順で圧縮機１０の起動処理を行ない、起動処理を終了する（ＳＴ５）。
ポンプ２１を起動させる前に、熱媒体流路反転装置２０を現在設定されている運転モード状態に応じた方向に向けておくことにより、ポンプ２１の流路が確実に確保され、安定した運転が実現できることになる。
一方、運転が停止した場合には、熱媒体流路反転装置２０を運転中の位置から変化させずに、ポンプ２１及び圧縮機１０を停止する。そして、運転が再開された場合は、図１２に示すフローチャートに従ってポンプ２１及び圧縮機１０を起動すればよい。運転が再開される場合は、前の運転状態と同じ状態で、再度運転される場合が多いため、運転が停止したときの熱媒体流路反転装置２０の位置を運転中の位置から変化させないようにしておけば、起動時間を更に早くすることができ、安定した運転がより早く実現できる。
また、全冷房運転モードから冷房主体運転モードに切り替わる場合、全暖房運転モードから暖房主体運転モードに切り替わる場合、冷房主体運転モードから全冷房運転モードに切り替わる場合、あるいは、暖房主体運転モードから全暖房運転モードに切り替わる場合には、一方のポンプ２１に対応する熱媒体流路反転装置２０の向きが切り替わり、熱媒体間熱交換器１５内の熱媒体の流動方向が反転する。そのため、切り替わりの途中で一瞬流量がゼロになる状態が発生するため、あらかじめ、対応するポンプ２１を通過する熱媒体の流量を低下させておいてから、熱媒体流路反転装置２０を切り替えるようにするとよい。そうすれば、流量の急激な変化を防ぐことができ、運転モードの切り替えを安定して行うことができる。
なお、ポンプ２１を通過する流量を低下させる方法としては、ポンプ２１が、ＤＣブラシレスインバータあるいはＡＣインバータ等によって駆動されるものである場合は、周波数を低下させて、流量を低下させればよい。また、ポンプ２１がインバータタイプでない場合は、抵抗を切り替える等の方法で、ポンプ２１にかかる電圧を低下させてもよいし、ポンプの吸入側または吐出側に、流路の開口面積を変化させられる弁を備えておき、流路面積を小さくすることにより、ポンプ２１に流量を低下させてもよい。
［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。
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を中間的な開度にし、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。
なお、本実施の形態で説明した第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、電子式膨張弁等の二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、本実施の形態では、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、開閉弁等の二法流路の開閉を行なうものを用い、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１熱媒体流路切替装置２２と熱媒体流量調整装置２５とは、別のものであるかのように説明を行なったが、第１熱媒体流路切替装置２２として、ステッピングモーター駆動の二方流路の流量調整を行なえるものを２つ組み合わせるようにした場合、熱媒体流量調整装置２５の機能も兼ねることができるため、熱媒体流量調整装置２５を別に設置する必要はない。すなわち、流路切替と流量調整の両方を同時に実現できるものであれば、第１熱媒体流路切替装置２２と熱媒体流量調整装置２５とを同一のものとしてもよい。
また、熱媒体流路反転装置２０は、三方弁等の三方流路を切り替えられるものの他、図７に示すような開閉弁等の二方流路の開閉を行なうものを２つ組み合わせるようにしてもよく、流路を切り替えられるものであればどんなものでもよい。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。
本実施の形態に係る空気調和装置１００は、冷房暖房混在運転ができるものとして説明をしてきたが、これに限定するものではない。熱媒体間熱交換器１５及び絞り装置１６がそれぞれ１つで、それらに複数の利用側熱交換器２６と熱媒体流量調整装置２５が並列に接続され、冷房運転か暖房運転のいずれかしか行なえない構成であっても同様の効果を奏する。
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。
なお、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂとして、プレート式熱交換器を使用する場合を例に説明を行ったが、二重管式熱交換器、マイクロチャネル式熱交換器等の構造のものを使用してもよい。
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、熱媒体を冷却及び／または加熱できるように構成すれば、幾つ設置してもよい。
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。
本実施の形態では、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、一般的に、熱源側熱交換器１２及び利用側熱交換器２６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い。たとえば、利用側熱交換器２６としては放射を利用したパネルヒーターのようなものを用いることもできるし、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を用いることもできる。つまり、熱源側熱交換器１２及び利用側熱交換器２６としては、放熱あるいは吸熱をできる構造のものであれば種類を問わず、用いることができる。
また、ここでは、熱媒体流路反転装置２０ａから熱媒体流路反転装置２０ｄが熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂの熱媒体流路に接続されている場合を例に説明を行なったが、熱源側熱交換器１２を水冷式の熱交換器とし、熱源側熱交換器１２にて冷媒側の流路が反転する構造とした場合においても熱源側熱交換器１２における熱効率を向上させることができる。この場合、熱源側熱交換器１２に熱媒体流路反転装置２０ａおよび熱媒体流路反転装置２０ｂを、熱媒体間熱交換器１５と同じように接続すればよい。
熱源側熱交換器１２を水冷式の熱交換器とした場合は、冷媒を熱源側熱交換器１２と利用側熱交換器２６ａから利用側熱交換器２６ｄとの間で循環させる直膨式の空気調和装置としてもよく、同様の効果を奏する。また、ここでは、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、それらを幾つ接続してもよい。さらに、ポンプ２１ａ、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もよい。
また、熱媒体流路反転装置２０ａから熱媒体流路反転装置２０ｄが室外機１とは別体の熱媒体変換機３に内蔵されている場合を例に説明を行なったが、これに限るものではない。水の搬送動力の増加分、少し省エネ性能は悪化するが、熱媒体間熱交換器１５ａ、熱媒体間熱交換器１５ｂ、および、熱媒体流路反転装置２０ａ〜熱媒体流路反転装置２０ｄが室外機１に内蔵されていてもよい。
以上のように、本実施の形態に係る空気調和装置１００は、室内機２または室内機２の近傍まで熱源側冷媒を循環させずに、配管５と各アクチュエータ（ポンプ２１、第１熱媒体流路切替装置２２、第２熱媒体流路切替装置２３、絞り装置１６、第２冷媒流路切替装置１８等の駆動部品）との接続から漏れてしまった熱媒体を空調対象空間に流出させることなく、安全性を向上させたものとなる。また、熱媒体間熱交換器１５の熱交換効率を向上できるので、エネルギー効率の向上に寄与することができる。また、空気調和装置１００は、配管５を短くできるので省エネルギー化を図ることができる。さらに、空気調和装置１００は、室外機１と熱媒体変換機３または室内機２との接続配管（冷媒配管４、配管５）を減らし、工事性を向上できる。
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、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、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、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 熱媒体流路反転装置、２０ａ 熱媒体流路反転装置、２０ａ（１） 開閉弁、２０ａ（２） 開閉弁、２０ｂ 熱媒体流路反転装置、２０ｂ（１） 開閉弁、２０ｂ（２） 開閉弁、２０ｃ 熱媒体流路反転装置、２０ｃ（１） 開閉弁、２０ｃ（２） 開閉弁、２０ｄ 熱媒体流路反転装置、２０ｄ（１） 開閉弁、２０ｄ（２） 開閉弁、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、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、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、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、４１ モーター、４２ 回転筒、４３ 孔、４４（ａ） 継手、４４（ｂ） 継手、１００ 空気調和装置、Ａ 冷媒循環回路、Ｂ 熱媒体循環回路、ａ 熱媒体流路反転装置の回転筒の端部に接続された接続口、ｂ 熱媒体流路反転装置の回転筒の側部に接続された接続口、ｃ 熱媒体流路反転装置の回転筒の側部に接続された接続口。

Claims (14)

  1. 圧縮機、第１熱交換器、第１絞り装置、第２熱交換器の冷媒側流路を冷媒配管で接続して熱源側冷媒を循環させる冷媒循環回路と、
    ポンプ、前記第２熱交換器の熱媒体側流路を熱媒体配管で接続して熱媒体を循環させる熱媒体循環回路と、を有し、
    前記第２熱交換器において前記熱源側冷媒と前記熱媒体とが熱交換する空気調和装置であって、
    前記第２熱交換器の熱媒体側流路における前記熱媒体の流れ方向を切替可能な熱媒体流路反転装置を前記熱媒体循環回路に設け、
    前記熱媒体流路反転装置は、
    モーターと、円筒形の回転筒と、前記回転筒の側面に設けられ回転筒の内部と外部とで熱媒体が流動可能な孔と、が備えられ、前記モーターの作用により、前記回転筒を回転させて、前記回転筒の側面の孔の位置を周方向で変化できるようになっている複数の三方弁で構成され、該複数の三方弁が２つの組に分けられており、
    前記熱媒体循環回路を循環する熱媒体は、
    前記第２熱交換器において前記熱媒体が冷却される場合及び前記第２熱交換器において前記熱媒体が加熱される場合の双方において、一方の組の熱媒体流路反転装置の回転筒の端部から流入し、他方の組の熱媒体流路反転装置の回転筒の端部から流出する
    空気調和装置。
  2. 前記流入側の一方の組の熱媒体流路反転装置においては、
    前記回転筒の内部から前記回転筒の側面に熱媒体を流動させ、
    前記流出側の他方の組の熱媒体流路反転装置においては、
    前記回転筒の側面から前記回転筒の内部に熱媒体を流動させる
    請求項１に記載の空気調和装置。
  3. 一方の組の前記熱媒体流路反転装置と前記第２熱交換器との間の流路のいずれかの位置、及び、他方の組の前記熱媒体流路反転装置と前記第２熱交換器との間の流路のいずれかの位置に、それぞれ１つの三方流路を持った継手を備えた
    請求項１又は２に記載の空気調和装置。
  4. 前記熱媒体流路反転装置は、
    前記第２熱交換器における前記熱媒体の流れ方向を反転させ、
    前記第２熱交換器において前記熱源側冷媒の流れ方向と前記熱媒体の流れ方向とが並行流と対向流とで切り替えられる
    請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気調和装置。
  5. 前記熱媒体流路反転装置は、
    前記第２熱交換器における前記熱媒体の流れ方向を、前記熱源側冷媒の流れ方向に応じて切り替えられる
    請求項４に記載の空気調和装置。
  6. 前記第２熱交換器としてプレート式熱交換器を使用したものにおいて、
    前記第２熱交換器で前記熱媒体を加熱する場合は、
    前記熱源側冷媒を上から下に向けて流し、前記熱媒体を下から上に向けて流し、
    前記第２熱交換器で前記熱媒体を冷却する場合は、
    前記熱源側冷媒を下から上に向けて流し、前記熱媒体を上から下に向けて流すような流路を構成する
    請求項５に記載の空気調和装置。
  7. 前記圧縮機、前記第１熱交換器を室外機に収容し、
    前記第２熱交換器、前記ポンプ、前記熱媒体流路反転装置、を熱媒体変換機に収容し、
    空調対象空間に冷熱または温熱を供給する第３熱交換器を室内機に収容し、
    前記室外機、前記熱媒体変換機、前記室内機を別体として構成した
    請求項１〜６のいずれかに記載の空気調和装置。
  8. 前記室外機と前記熱媒体変換機とを２本の配管で接続し、前記熱媒体変換機と前記室内機とを２本の配管で接続している
    請求項７に記載の空気調和装置。
  9. 前記第３熱交換器に循環する前記熱媒体の流量を調整する熱媒体流量調整装置を前記熱媒体循環回路に備え、
    前記熱媒体流量調整装置を前記熱媒体変換機に収容した
    請求項７又は８に記載の空気調和装置。
  10. 前記熱源側冷媒として、２つ以上の成分で構成され、同一圧力における飽和ガス冷媒温度と飽和液冷媒温度とに温度差がある非共沸混合冷媒を用いた
    請求項１〜９のいずれか一項に記載の空気調和装置。
  11. 前記熱源側冷媒は、
    前記第２熱交換器を蒸発器として使用した場合に、前記第２熱交換器における前記熱源側冷媒の圧力損失による温度低下が前記飽和ガス冷媒温度と飽和液冷媒温度との温度差よりも小さく、前記第２熱交換器の入口の冷媒温度よりも前記第２熱交換器の中間部での冷媒温度の方が高くなるものである
    請求項１０に記載の空気調和装置。
  12. 前記熱源側冷媒は、
    Ｒ３２及びテトラフルオロプロペンを少なくとも含む非共沸混合冷媒である
    請求項１０又は１１に記載の空気調和装置。
  13. 前記熱源側冷媒に占めるＲ３２の比率を２質量％以上５０質量％以下とした
    請求項１２に記載の空気調和装置。
  14. 運転モードが切り替わった際に前記熱媒体の向きを反転させる場合は、前記ポンプを通過する熱媒体の流量を低下させた後に、前記熱媒体流路反転装置を切り替える
    請求項１〜１３のいずれか一項に記載の空気調和装置。
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