JP5872052B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を利用して空気調和を行う空気調和装置に関するものである。

例えば、冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を利用した空気調和装置では、圧縮機、及び熱源機側熱交換器等を有する熱源機側ユニット（熱源機又は室外機と称する場合もある）と、流量制御装置（膨張弁等）、及び室内機側熱交換器等を有する負荷側ユニット（室内機と称する場合もある）とを、冷媒配管によって接続し、冷媒を循環させる冷媒回路を構成している。そして、室内機側熱交換器において、冷媒が蒸発、凝縮する際に、熱交換対象となる空調対象空間の空気から吸熱、放熱することを利用し、冷媒回路における冷媒に係る圧力、温度等を変化させながら空気調和を行っている。
従来、例えば室内機に供え付けられたリモートコントローラの設定温度と、室内機周辺の気温とに応じて、複数の室内機において、それぞれ冷房又は暖房を自動的に判断し、室内機ごとに冷房又は暖房を行う冷暖房同時運転（冷暖房混在運転）が可能な空気調和装置もある。

また、例えば寒冷地等に設置する空気調和装置において、室外の空気（以下、外気という）の温度が低い場合に、暖房能力を向上させるため、熱源機に設けられた圧縮機の圧縮行程途中の部分に、インジェクション管を介して冷媒を流入させるものがある（例えば、特許文献１参照）。これは、圧縮機から吐出する冷媒密度を上昇させることで、能力を向上させようとするものである。
以下、圧縮機の圧縮行程途中の部分に、インジェクション管を介して冷媒を流入させることを「インジェクション」と称する。なお、暖房能力とは、暖房時において、冷媒循環によって室内機側に供給する時間当たりの熱量をいう。また、冷房能力とは、冷房時において、冷媒循環によって室内機側に供給する時間当たりの熱量をいう。以下、暖房能力及び冷房能力を含めて「能力」と称する場合もある。

特開２００９−１９８０９９号公報

冷凍サイクルの低圧側（以下、低圧側と称する）の冷媒は、外気の温度及び運転形態等に影響を受けやすい。このため、外気の温度が低い環境下での暖房運転時に、低圧側の冷媒をバイパスさせて圧縮機にインジェクションすると、圧縮途中の冷媒の圧力との差圧が十分にとれなくなる場合がある。
このため、インジェクションさせる冷媒の量が不足し、圧縮機から吐出する冷媒の温度（以下、吐出温度という）が過剰に上昇してしまう可能性があった。

インジェクション管の別の一端を、圧縮装置が吐出した冷媒を分岐させて流入する位置に接続し、また、熱源機側熱交換器の一部と接触させて熱交換によって凝縮した冷媒を圧縮行程の中間部分に流入させた場合、インジェクションした分の加熱ガス冷媒を暖房室内機に供給できず、能力を確保するためにはその分全体の循環量を多くする必要がある。

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、圧縮装置の吐出温度の上昇を抑制し、外気の温度が低い場合においても能力を確保することができる空気調和装置を得ることを目的とする。

本発明に係る空気調和装置は、冷媒を圧縮する圧縮装置、及び前記冷媒と外気とを熱交換する熱源側熱交換器を有する熱源機と、空調対象の空気と前記冷媒とを熱交換する室内熱交換器、及び絞り手段を有する室内機と、前記熱源機と前記室内機とを接続して冷媒回路を形成する冷媒配管と、前記圧縮装置が吐出した冷媒を分岐し、前記圧縮装置の圧縮行程の途中部分に流入させるインジェクション管と、前記インジェクション管を通過する冷媒量を調整するインジェクション用流量制御装置と、前記インジェクション管を流通する冷媒と、前記室内機を通過したあと前記熱源側熱交換器へ流入する冷媒とを熱交換するインジェクション用内部熱交換器と、前記室内機を通過したあと前記熱源機に流入し、前記熱源側熱交換器に流入する前の冷媒を分岐し、前記圧縮装置の圧縮行程の途中部分に流入させる第２インジェクション管と、前記第２インジェクション管を通過する冷媒量を調整する第２インジェクション用流量制御装置と、前記インジェクション用流量制御装置、及び前記第２インジェクション用流量制御装置の開度を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記外気の温度が予め設定した温度以下の場合、前記圧縮装置が吐出した冷媒の過熱度が予め設定した値となるように、前記第２インジェクション用流量制御装置の開度を制御し、前記第２インジェクション用流量制御装置の開度が、予め設定した開度以上となったとき、前記インジェクション用流量制御装置の開度を開放させて、前記圧縮装置が吐出した冷媒の過熱度が予め設定した値となるように、前記インジェクション用流量制御装置の開度を制御することを特徴とする。

本発明は、圧縮装置の吐出温度の過剰な上昇を抑制し、外気の温度が低い場合においても能力を確保することができる。

実施の形態１に係る空気調和装置の全冷房運転時の冷媒回路図である。 実施の形態１に係る空気調和装置の圧縮装置の構成を示す図である。 実施の形態１に係る空気調和装置の全暖房運転時の冷媒回路図である。 実施の形態１に係る空気調和装置の暖房主体運転時の冷媒回路図である。 実施の形態１に係る空気調和装置の冷房主体運転時の冷媒回路図である。 実施の形態１に係る空気調和装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態３に係る空気調和装置の冷媒回路構成の一例を示す図である。

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、実施の形態１に係る空気調和装置の全冷房運転時の冷媒回路図である。
図１に基づいて、空気調和装置１の冷媒回路構成について説明する。
空気調和装置１は、例えば、ビル、マンション等に設置される。
空気調和装置１は、冷媒（空調用冷媒）を循環させる冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を利用して冷暖房運転を行う。
空気調和装置１は、複数の室内機において、それぞれ冷房と暖房とを同時に混在して行う冷暖房同時運転を行うことができる。

なお、動作している室内機の全てが冷房運転を行う場合を全冷房運転という。
また、動作している室内機の全てが暖房運転を行う場合を全暖房運転という。
また、冷房運転を行う室内機と暖房運転を行う室内機とが混在し、冷房が主となる場合を冷房主体運転という。
また、冷房運転を行う室内機と暖房運転を行う室内機とが混在し、暖房が主となる場合を暖房主体運転という。

［全体構成］
空気調和装置１は、熱源機Ａ、複数の室内機Ｂ、Ｃ、並びに中継機Ｄで構成される。
中継機Ｄは、熱源機Ａと室内機Ｂ、Ｃとの間に設けられる。
中継機Ｄは、冷媒の流れを制御する。
中継機Ｄは、第１主管１０７及び第２主管１０６によって、熱源機Ａに接続される。
複数の室内機Ｂ、Ｃは、接続配管１３３及び接続配管１３４によって、中継機Ｄに並列に接続される。
制御手段２００は、空気調和装置１の動作を制御する。

熱源機Ａと中継機Ｄとの間は、第１主管１０７及び第２主管１０６によって接続される。
第１主管１０７は、管径が第２主管１０６よりも太い配管である。
第２主管１０６には、熱源機Ａ側から中継機Ｄ側に冷媒が流れる。
第１主管１０７には、中継機Ｄ側から熱源機Ａ側に冷媒が流れる。
第１主管１０７には、第２主管１０６を流れる冷媒に比べて低圧の冷媒が流れる。

なお、以下の説明において、圧力の高圧及び低圧、並びに、高段及び低段との表現については、基準となる圧力（数値）との関係によって定めるものではない。
圧力の高圧及び低圧との表現は、圧縮装置１０１の加圧、各流量制御装置の開閉状態（開度）の制御等によって、冷媒回路内において相対的な圧力（中間を含む）に基づいて表す。
なお、圧縮装置１０１から吐出した冷媒の圧力が最も高くなる。
また、流量制御装置等によって圧力が低下していくため、圧縮装置１０１に吸入される冷媒の圧力が最も低くなる。

中継機Ｄと室内機Ｂ、Ｃとの間は、接続配管１３４及び接続配管１３３によって接続される。
第１主管１０７、第２主管１０６、接続配管１３４、及び接続配管１３３の配管接続によって、熱源機Ａ、中継機Ｄ、並びに室内機Ｂ、Ｃの間を冷媒が循環する。

［熱源機Ａ］
熱源機Ａは、圧縮装置１０１、四方切換弁１０２、熱源側熱交換器１０３、アキュムレータ１０４、逆止弁１０５ａ、逆止弁１０５ｂ、逆止弁１０５ｃ、逆止弁１０５ｄ、及び、インジェクション用内部熱交換器１２２を有している。
また、熱源機Ａは、インジェクション管１２０ａ、インジェクション管１２０ｂ、インジェクション流量制御装置１２１ａ、インジェクション流量制御装置１２１ｂ、及び気液分離装置１２３を有している。

なお、「インジェクション管１２０ａ」は、本発明における「インジェクション管」に相当する。
また、「インジェクション管１２０ｂ」は、本発明における「第２インジェクション管」に相当する。
また、「インジェクション流量制御装置１２１ａ」は、本発明における「インジェクション用流量制御装置」に相当する。
また、「インジェクション流量制御装置１２１ｂ」は、本発明における「第２インジェクション用流量制御装置」に相当する。

図２は、実施の形態１に係る空気調和装置の圧縮装置の構成を示す図である。
圧縮装置１０１は、吸入した冷媒に圧力を加えて吐出する（送り出す）。
図２に示すように、圧縮装置１０１は、低段側圧縮機１０１ａ及び高段側圧縮機１０１ｂの２段構成となっている。
低段側圧縮機１０１ａ及び高段側圧縮機１０１ｂは、駆動周波数が任意に変化可能である。
低段側圧縮機１０１ａ及び高段側圧縮機１０１ｂの駆動周波数は、制御手段２００の指示に基づいて、インバータ回路（図示せず）によって制御される。
圧縮装置１０１は、全体として吐出容量（単位時間あたりの冷媒の吐出量）と、その吐出容量に伴って能力を変化させることができる。
低段側圧縮機１０１ａ及び高段側圧縮機１０１ｂの駆動周波数は、各圧縮機のストロークボリュームに応じて、あらかじめ所定の比率によって決めてもよい。
この所定の比率とは、高段側圧縮機１０１ｂの吸入圧力が所定の値となる場合の比率である。

低段側圧縮機１０１ａと高段側圧縮機１０１ｂとの間の圧縮行程の途中部分に、インジェクションポート１０１ｃを設ける。
インジェクションポート１０１ｃは、インジェクション管１２０ａ、１２０ｂから流入する冷媒を、高段側圧縮機１０１ｂに吸入させる。

制御手段２００は、例えば、外気の温度が低い環境下で、冷媒回路の低圧側の圧力が低下し、低段側圧縮機１０１ａが吸入する冷媒の密度が減少する場合に、圧縮装置１０１の駆動回転数をインバータ回路で増速させる。これによって、冷媒流量の低下を防ぎ、暖房能力を維持する。
また、制御手段２００は、冷媒回路の低圧側の圧力が低下することで、高圧縮比の運転となり、吐出温度が高くなる場合に、インジェクションポート１０１ｃから熱源側熱交換器１０３で冷却された冷媒を、インジェクションポート１０１ｃを介して流入させる。これによって、圧縮装置１０１から吐出された冷媒の温度上昇（過剰な上昇）を防止する。

四方切換弁１０２は、制御手段２００の指示に基づいて、冷媒の経路を切り換える。
四方切換弁１０２は、全冷房運転時と、全暖房運転時と、冷房主体運転時と、暖房主体運転時とによって、冷媒の経路を切り換える。

熱源側熱交換器１０３は、冷媒を通過させる伝熱管、及びその伝熱管を流れる冷媒と空気（外気）との間の伝熱面積を大きくするためのフィンを有している。
熱源側熱交換器１０３は、冷媒と空気（外気）との熱交換を行う。
熱源側熱交換器１０３は、全暖房運転時、及び暖房主体運転時において、蒸発器として機能し、冷媒を蒸発させて気化させる。
熱源側熱交換器１０３は、全冷房運転時、及び冷房主体運転時において、凝縮器として機能し、冷媒を凝縮して液化させる。
熱源側熱交換器１０３は、例えば冷房主体運転時では、完全にガス化、液化するのではなく、液体とガス（気体）との二相混合（気液二相冷媒）の状態まで凝縮する等の調整が行われる場合もある。

送風機１４０は、熱源側熱交換器１０３の近辺に設けられている。
送風機１４０は、冷媒と空気との熱交換を効率よく行うため、熱源側熱交換器１０３へ空気を送風する。
送風機１４０は、制御手段２００からの指示に基づいて、風量を変化させる。
送風機１４０の風量変化によって、熱源側熱交換器１０３における熱交換容量を変化させることができる。

アキュムレータ１０４は、圧縮装置１０１と四方切換弁１０２との間に設けられる。
アキュムレータ１０４は、冷媒回路中の過剰な冷媒を貯留する。

逆止弁１０５ａは、熱源側熱交換器１０３と第２主管１０６との間の配管に設けられる。
逆止弁１０５ａは、熱源側熱交換器１０３から第２主管１０６へ向かう方向にのみ冷媒流通を許容する。

逆止弁１０５ｂは、四方切換弁１０２と第１主管１０７との間の配管に設けられる。
逆止弁１０５ｂは、第１主管１０７から四方切換弁１０２へ向かう方向にのみ冷媒流通を許容する。

第２主管１０６と第１主管１０７とは、逆止弁１０５ａの上流側と逆止弁１０５ｂの上流側とを接続する接続配管１３０で、接続されている。
また、第２主管１０６と第１主管１０７とは、逆止弁１０５ａの下流側と逆止弁１０５ｂの下流側とを接続する接続配管１３１で、接続されている。
つまり、第２主管１０６と接続配管１３０との接続部分ａは、逆止弁１０５ａを挟んで、第２主管１０６と接続配管１３１との接続部分ｂよりも上流側になっている。
第１主管１０７と接続配管１３０との接続部分ｃは、逆止弁１０５ｂを挟んで、第１主管１０７と接続配管１３１との接続部分ｄよりも上流側になっている。

接続配管１３０には、逆止弁１０５ｄが設けられている。
逆止弁１０５ｄは、第１主管１０７から第２主管１０６へ向かう方向にのみ冷媒流通を許容する。
接続配管１３１には、逆止弁１０５ｃが設けられている。
逆止弁１０５ｃは、第１主管１０７から第２主管１０６へ向かう方向にのみ冷媒流通を許容する。
なお、図１では、逆止弁１０５ａ〜逆止弁１０５ｄの開状態を白塗りで示し、閉状態を黒塗りで示している。なお、以下の冷媒回路図においても同様に、逆止弁１０５ａ〜逆止弁１０５ｄの開状態を白塗りで示し、閉状態を黒塗りで示している。

インジェクション管１２０ａは、一方の端部が、逆止弁１０５ａと第２主管１０６との間の配管に接続される。
インジェクション管１２０ａは、他方の端部が、インジェクションポート１０１ｃに接続される。
インジェクション管１２０ａは、圧縮装置１０１の高段側圧縮機１０１ｂへ流入させる冷媒を通過させる。

インジェクション管１２０ａには、インジェクション流量制御装置１２１ａが設けられている。
インジェクション流量制御装置１２１ａは、制御手段２００の指示に基づいて、インジェクション管１２０ａを通過する冷媒流量及びその冷媒の圧力を調整する。

インジェクション用内部熱交換器１２２は、逆止弁１０５ａと流量制御装置１２４との間の配管に設けられる。
インジェクション用内部熱交換器１２２は、インジェクション管１２０ａ側に流れる冷媒と熱源側熱交換器１０３側に流れる冷媒との間で熱交換を行う。

熱源側熱交換器１０３には、当該熱源側熱交換器１０３が蒸発器として機能する場合に、当該熱源側熱交換器１０３に流れる冷媒と、インジェクション管１２０ａに流れる冷媒とを熱交換するインジェクション熱交換部１０３ａが形成されている。
なお、インジェクション熱交換部１０３ａは、省略しても良い。

インジェクション管１２０ｂは、一方の端部が、気液分離装置１２３に接続される。
インジェクション管１２０ｂは、他方の端部が、インジェクションポート１０１ｃに接続される。
インジェクション管１２０ｂは、圧縮装置１０１の高段側圧縮機１０１ｂに流入する（供給する）冷媒を、通過させる。

インジェクション管１２０ｂには、インジェクション流量制御装置１２１ｂが設けられている。
インジェクション流量制御装置１２１ｂは、制御手段２００の指示に基づいて、インジェクション管１２０ｂを通過する冷媒流量及びその冷媒の圧力を調整する。

気液分離装置１２３は、第１主管１０７を通過した冷媒を、ガス冷媒と液冷媒とに分離する。
気液分離装置１２３は、分離した液冷媒の少なくとも一部を、インジェクション管１２０ｂに流す。
なお、気液分離装置１２３は、配管を垂直に設置し、横から冷媒を吸入させることによって、液冷媒を下側にガス冷媒を上流に分離させる簡易な気液分離装置でもよい。
全冷房運転又は冷房主体運転時において、高圧の液冷媒又は気液二相冷媒が第１主管１０７を通過するが、気液分離装置１２３を設けることによって、大きな圧力損失の影響を受けることなく冷房能力を発揮することができる。

熱源機Ａには、圧力検出器１２５、圧力検出器１２６、及び外気温度検出器１２７が取り付けられている。

圧力検出器１２５は、圧縮装置１０１の吐出側と接続した配管に取り付けられている。
圧力検出器１２５は、圧縮装置１０１から吐出された冷媒の圧力を検出する。
圧力検出器１２５は、圧力センサで構成することができる。

制御手段２００は、圧力検出器１２５からの検出信号を取得する。
制御手段２００は、圧力検出器１２５からの検出信号に基づいて、例えば圧縮装置１０１が吐出した冷媒の圧力Ｐｄ及び温度Ｔｄ等の検知を行う。
制御手段２００は、圧力Ｐｄに基づいて、凝縮温度Ｔｃ等の演算を行う。

圧力検出器１２６は、熱源機Ａと第１主管１０７とを接続する配管に取り付けられている。
圧力検出器１２６は、中継機Ｄ（室内機Ｂ及びＣ）から熱源機Ａへ流入する冷媒の圧力を検出する。

外気温度検出器１２７は、外気の温度（外気温）を検出する。

［中継機Ｄ］
中継機Ｄは、気液分離装置１０８、第１分岐部１０９、第２分岐部１１０、第１熱交換器１１１、及び第２熱交換器１１３を有する。

気液分離装置１０８は、第２主管１０６から中継機Ｄに流入した冷媒を、ガス冷媒と液冷媒とに分離する。
気液分離装置１０８は、ガス冷媒が流れ出る気相部、及び、液冷媒が流れ出る液相部を備える。
気液分離装置１０８の気相部は、第１分岐部１０９に接続される。
気液分離装置１０８の液相部は、第１熱交換器１１１、第２熱交換器１１３を介して、第２分岐部１１０と接続される。

第１分岐部１０９では、接続配管１３３が２つに分岐されている。
分岐された一方の接続配管１３３ａは、第１主管１０７に接続する。
分岐された他方の接続配管１３３ｂは、接続配管１３２に接続する。
接続配管１３２は、気液分離装置１０８と第１分岐部１０９とを接続する。

室内機Ｂに接続する接続配管１３３ａには、切換弁１０９ａが設けられている。
室内機Ｃに接続する接続配管１３３ａには、切換弁１０９ｂが設けられている。
室内機Ｂに接続する接続配管１３３ｂには、切換弁１０９ｂが設けられている。
室内機Ｃに接続する接続配管１３３ｂには、切換弁１０９ａが設けられている。
切換弁１０９ａ及び切換弁１０９ｂは、制御手段２００によって開閉制御されて、冷媒の導通の有無が制御される。
なお、図１では、切換弁１０９ａ及び切換弁１０９ｂの開状態を白塗りで示し、閉状態を黒塗りで示している。なお、以下の冷媒回路図においても同様に、切換弁１０９ａ及び切換弁１０９ｂの開状態を白塗りで示し、閉状態を黒塗りで示している。

第２分岐部１１０では、接続配管１３４が２つに分岐されている。
分岐された一方の接続配管１３４ｂは、第１流量制御装置１１２（後述）と第２熱交換器１１３との間の配管に、第１会合部１１５によって接続されている。
分岐された他方の接続配管１３４ａは、第２流量制御装置１１４（後述）と第２熱交換器１１３との間の配管に、第２会合部１１６によって接続されている。

室内機Ｂに接続する接続配管１３４ａには、逆止弁１１０ａが設けられている。
室内機Ｃに接続する接続配管１３４ａには、逆止弁１１０ｂが設けられている。
室内機Ｂに接続する接続配管１３４ｂには、逆止弁１１０ｂが設けられている。
室内機Ｃに接続する接続配管１３４ｂには、逆止弁１１０ａが設けられている。
逆止弁１１０ａ及び逆止弁１１０ｂは、冷媒の流通を一方のみに許容する。
なお、図１では、逆止弁１１０ａ及び逆止弁１１０ｂの開状態を白塗りで示し、閉状態を黒塗りで示している。なお、以下の冷媒回路図においても同様に、逆止弁１１０ａ及び逆止弁１１０ｂの開状態を白塗りで示し、閉状態を黒塗りで示している。

第１会合部１１５は、第１流量制御装置１１２及び第１熱交換器１１１を介して、気液分離装置１０８と第２分岐部１１０とを接続している。
第２会合部１１６は、第２分岐部１１０と第２熱交換器１１３との間を分岐している。
分岐した一方が、第２熱交換器１１３を介して、第１会合部１１５に接続されている。
分岐した他方である第１バイパス配管１１６ａが、第２流量制御装置１１４、第２熱交換器１１３、及び第１熱交換器１１１を介して、第１主管１０７に接続されている。

第１熱交換器１１１は、気液分離装置１０８と第１流量制御装置１１２との間に設けられている。
第１熱交換器１１１は、気液分離装置１０８から第１会合部１１５へ導通する冷媒と、第２熱交換器１１３から第１主管１０７へ導通する冷媒との間で熱交換する。
第１熱交換器１１１は、例えば全冷房運転時に液冷媒を過冷却して、室内機Ｂ及び室内機Ｃ側に供給する。
第１熱交換器１１１は、第１主管１０７と配管接続し、室内機Ｂ及び室内機Ｃ側から流れてきた冷媒、及び過冷却を行うために用いた冷媒を第１主管１０７に流す。

第２熱交換器１１３は、第１会合部１１５と第２会合部１１６との間に設けられている。
第２熱交換器１１３は、第１会合部１１５から第２会合部１１６へ導通する冷媒と、第２会合部１１６で分岐され第１バイパス配管１１６ａを導通している冷媒との間で熱交換する。
第２熱交換器１１３は、例えば全冷房運転時に液冷媒を過冷却して、室内機Ｂ及び室内機Ｃ側に供給する。
第２熱交換器１１３は、第１主管１０７と配管接続し、室内機Ｂ及び室内機Ｃ側から流れてきた冷媒、及び過冷却を行うために用いた冷媒を第１主管１０７に流す。

第１流量制御装置１１２は、第１熱交換器１１１と第２熱交換器１１３との間に設けられている。
第１流量制御装置１１２は、制御手段２００の指示に基づいて、開度を制御する。
第１流量制御装置１１２は、気液分離装置１０８から第１熱交換器１１１へ流れる冷媒流量及び冷媒の圧力を調整する。

第２流量制御装置１１４は、第２会合部１１６と第２熱交換器１１３との間の、第１バイパス配管１１６ａに設けられている。
第２流量制御装置１１４は、制御手段２００の指示に基づいて、開度を制御する。
第２流量制御装置１１４は、第１バイパス配管１１６ａを通過する冷媒の冷媒流量及び冷媒の圧力を調整する。

中継機Ｄには、圧力検出器１２８、及び圧力検出器１２９が取り付けられている。
圧力検出器１２８は、第１熱交換器１１１と第１流量制御装置１１２との間の配管に取り付けられている。
圧力検出器１２８は、第１熱交換器１１１から第１流量制御装置１１２へ流れる冷媒の圧力を検出する。

圧力検出器１２９は、第１流量制御装置１１２と第１会合部１１５との間の配管に取り付けられている。
圧力検出器１２９は、第１流量制御装置１１２から第１会合部１１５へ流れる冷媒の圧力を検出する。

制御手段２００は、圧力検出器１２８及び圧力検出器１２９からの検出信号を取得する。
制御手段２００は、圧力検出器１２８と圧力検出器１２９とが検出する圧力の差に基づいて、第２流量制御装置１１４の開度を決定する。

第２流量制御装置１１４、及び第１バイパス配管１１６ａを通過した冷媒は、例えば第２熱交換器１１３及び第１熱交換器１１１において冷媒を過冷却し、第１主管１０７に流れる。
第２熱交換器１１３は、第２流量制御装置１１４を通過し第１バイパス配管１１６ａを流れる冷媒と、第１流量制御装置１１２から流れてくる冷媒との間で熱交換を行う。
第１熱交換器１１１は、第１バイパス配管１１６ａ及び第２熱交換器１１３を通過した冷媒と、気液分離装置１０８から第１流量制御装置１１２に流れる冷媒との間で熱交換を行う。

第２バイパス配管１１６ｂは、第２熱交換器１１３を通過し、逆止弁１１０ａを介して室内機Ｂへ流れる冷媒を流す。
第２バイパス配管１１６ｂは、第２熱交換器１１３を通過し、逆止弁１１０ｂを介して室内機Ｃへ流れる冷媒を流す。
第２バイパス配管１１６ｂを通過した冷媒は、冷房主体運転及び暖房主体運転時には、第２熱交換器１１３を通過した後、一部又は全部が冷房を行っている室内機Ｂ、Ｃに流れる。
また、例えば全暖房運転を行っている場合には、全部が第２流量制御装置１１４及び第１バイパス配管１１６ａを通過して第１主管１０７に流れる。

［室内機Ｂ及び室内機Ｃ］
室内機Ｂには、絞り手段１１７と、室内熱交換器１１８とが、直列に接続されて搭載されている。
室内機Ｃには、絞り手段１１７と、室内熱交換器１１８とが、直列に接続されて搭載されている。
本実施の形態では、冷房主体運転時及び暖房主体運転時において、室内機Ｂは、熱源機Ａからの冷熱の供給を受けて冷房負荷を担当し、室内機Ｃは、熱源機Ａからの温熱の供給を受けて暖房負荷を担当する。
また、全冷房運転時において、室内機Ｂ及び室内機Ｃは、共に、熱源機Ａからの冷熱の供給を受けて冷房負荷を担当する。
また、全暖房運転時において、室内機Ｂ及び室内機Ｃは、共に、熱源機Ａからの温熱の供給を受けて暖房負荷を担当する。

室内熱交換器１１８は、冷媒を通過させる伝熱管、及びその伝熱管を流れる冷媒と室内の空気との間の伝熱面積を大きくするためのフィンを有している。
室内熱交換器１１８は、冷媒と室内の空気との熱交換を行う。
室内熱交換器１１８は、放熱器（凝縮器）又は蒸発器として機能する。
室内熱交換器１１８は、冷媒を凝縮液化又は蒸発ガス化する。

室内熱交換器１１８の近辺には、送風機１４１が設けられている。
送風機１４１は、冷媒と空気との熱交換を効率よく行うため、室内熱交換器１１８へ空気を送風する。
送風機１４１は、制御手段２００からの指示に基づいて、風量を変化させる。 送風機１４１の風量変化によって、室内熱交換器１１８における熱交換容量を変化させることができる。

絞り手段１１７は、減圧弁又は膨張弁として機能する。
絞り手段１１７は、冷媒を減圧して膨張させるものである。
絞り手段１１７は、開度が可変に制御可能である。

［制御手段２００及び記憶手段２０１］
制御手段２００は、例えば空気調和装置１内外に設けられた各種検出器（センサ）、及び空気調和装置１の各機器（手段）から送信される信号に基づく判断処理等を行う。
制御手段２００は、判断処理等に基づいて各機器を動作させる。
制御手段２００は、空気調和装置１の全体の動作を統括制御する。
具体的には、制御手段２００は、圧縮装置１０１の駆動周波数制御、流量制御装置１２４等の流量制御装置の開度制御、四方切換弁１０２、切換弁１０９ａ、１０９ｂ、及び絞り手段１１７の切換制御等を行う。

記憶手段２０１は、制御手段２００が処理を行うために必要となる各種データ、プログラム等を一時的又は長期的に記憶する。
なお、本実施の形態では、制御手段２００及び記憶手段２０１を、熱源機Ａと独立して設ける場合を説明するが、これに限るものではない。例えば、制御手段２００及び記憶手段２０１を、熱源機Ａ内に設けても良い。
また、本実施の形態では、制御手段２００及び記憶手段２０１を、空気調和装置１内に設ける場合を説明するが、これに限るものではない。例えば、制御手段２００及び記憶手段２０１を空気調和装置１外に設け、電気通信網等を介した信号通信を行うことによって、遠隔制御してもよい。

［運転動作］
本実施の形態の空気調和装置１は、全冷房運転、全暖房運転、冷房主体運転、及び暖房主体運転のうちの何れかの運転を行う。
熱源側熱交換器１０３は、全冷房運転時及び冷房主体運転時に、凝縮器として機能する。
熱源側熱交換器１０３は、全暖房運転時及び暖房主体運転時に、蒸発器として機能する。

次に、各運転における、各機器の動作及び冷媒の流れについて説明する。

［全冷房運転］
図１に基づいて、全冷房運転における、各機器の動作及び冷媒の流れについて説明する。
ここでは、全ての室内機が停止することなく冷房を行っている場合について説明する。

圧縮装置１０１は、吸入した冷媒を圧縮し、高圧のガス冷媒を吐出する。
圧縮装置１０１から吐出した高圧のガス冷媒は、四方切換弁１０２を経て、熱源側熱交換器１０３に流れる。
高圧のガス冷媒は、熱源側熱交換器１０３内を通過する間に、外気との熱交換によって凝縮し、高圧の液冷媒となる。
高圧の液冷媒は、逆止弁１０５ａを流れる。
このとき、高圧の液冷媒は、冷媒の圧力の関係で、逆止弁１０５ｃ及び逆止弁１０５ｄ側には流れない。
そして、高圧の液冷媒は、第２主管１０６を通って中継機Ｄに流入する。

気液分離装置１０８は、中継機Ｄに流入した冷媒を、ガス冷媒と液冷媒とに分離する。
全冷房運転時に中継機Ｄへ流入する冷媒は、液冷媒である。

制御手段２００は、接続配管１３３ａに接続する切換弁１０９ａ及び切換弁１０９ｂを開状態に切換制御する。
制御手段２００は、接続配管１３３ｂに接続する切換弁１０９ａ及び切換弁１０９ｂを閉状態に切換制御する。
このため、気液分離装置１０８によって分離されたガス冷媒は、気液分離装置１０８から室内機Ｂ、室内機Ｃ側に流れない。

気液分離装置１０８によって分離された液冷媒は、第１熱交換器１１１、第１流量制御装置１１２、第２熱交換器１１３を通過して、一部が第２分岐部１１０に流入する。
第２分岐部１１０へ流入した冷媒は、接続配管１３４ａに接続する逆止弁１１０ａ、接続配管１３４ａに接続する逆止弁１１０ｂ、及び接続配管１３４を介して、室内機Ｂ及び室内機Ｃに分流する。

制御手段２００は、絞り手段１１７の開度調整を行う。
室内機Ｂ及び室内機Ｃにおいて、絞り手段１１７は、接続配管１３４から流入した液冷媒の圧力調整を行う。
絞り手段１１７の開度調整は、各室内熱交換器１１８の冷媒出口側の過熱度に基づいて行う。
絞り手段１１７の開度調整によって、低圧の液冷媒又は気液二相冷媒となった冷媒は、それぞれ室内熱交換器１１８に流れる。
低圧の液冷媒又は気液二相冷媒は、室内熱交換器１１８を通過する間に、空調対象空間となる室内空気との熱交換によって蒸発する。
このとき、熱交換によって室内空気を冷却して室内の冷房を行う。
そして、室内熱交換器１１８を通過した冷媒は、低圧のガス冷媒となり、接続配管１３３に流れる。

なお、室内熱交換器１１８を通過した冷媒は、気液二相冷媒となる場合もある。
例えば、室内機Ｂ及び室内機Ｃの少なくとも一方の空調負荷が小さい場合、又は、運転開始直後等の過渡的な状態の場合等には、室内熱交換器１１８において冷媒が完全に気化せず、気液二相冷媒となる。
なお、空調負荷とは、室内機Ｂ及び室内機Ｃが必要とする熱量をいう。以下、負荷ともいう。

接続配管１３３を流通した低圧のガス冷媒又は気液二相冷媒（低圧の冷媒）は、接続配管１３３ａに接続する切換弁１０９ａ及び接続配管１３３ａに接続する切換弁１０９ｂを通過して、第１主管１０７に流れる。

第１主管１０７を通過して熱源機Ａに流入した冷媒は、逆止弁１０５ｂ、四方切換弁１０２、及びアキュムレータ１０４を経て、再び圧縮装置１０１に戻る。
以上が全冷房運転時における、基本的な冷媒の循環経路となる。

制御手段２００は、全冷房運転において、インジェクション流量制御装置１２１ａ、及びインジェクション流量制御装置１２１ｂの開度を全閉に制御する。
インジェクション流量制御装置１２１ａは、開度を全閉にして、インジェクション管１２０ａへ冷媒を流さない。
インジェクション流量制御装置１２１ｂは、開度を全閉にして、インジェクション管１２０ｂへ冷媒を流さない。

ここで、第１熱交換器１１１及び第２熱交換器１１３における、冷媒の流れについて説明する。
気液分離装置１０８で分離した液冷媒は、第１熱交換器１１１、第１流量制御装置１１２、及び第２熱交換器１１３を通過して、一部が第２分岐部１１０に流入し、他の一部が第２流量制御装置１１４に流入する。
第２流量制御装置１１４に流入した冷媒は、第１バイパス配管１１６ａを通過し、第２熱交換器１１３、及び第１熱交換器１１１において、気液分離装置１０８から流れる冷媒を過冷却し、第１主管１０７に流れる。

冷媒を過冷却して第２分岐部１１０側に流すことによって、冷媒入口側（接続配管１３４側）のエンタルピーを小さくすることができる。よって、室内熱交換器１１８において、空気との熱交換量を大きくすることができる。

第２流量制御装置１１４の開度が大きく、第１バイパス配管１１６ａを流れる冷媒（過冷却に用いる冷媒）の量が多くなると、室内熱交換器１１８で蒸発されない冷媒が多くなり過ぎる場合がある。
このため、制御手段２００は、圧力検出器１２８と圧力検出器１２９との圧力差が、予め定めた値となるように、第２流量制御装置１１４の開度を制御して、第１流量制御装置１１２出口での冷媒の過熱度を調節する。

制御手段２００は、圧縮装置１０１の吐出容量、送風機１４０及び送風機１４１の風量を制御し、室内機Ｂ及び室内機Ｃの負荷に対応した能力供給を行う。
これによって、制御手段２００は、室内熱交換器１１８の冷媒の蒸発温度、及び熱源側熱交換器１０３の冷媒の凝縮温度が、予め定めた目標温度になるようにする。

［全暖房運転］
図３は、実施の形態１に係る空気調和装置の全暖房運転時の冷媒回路図である。
図３に基づいて、全暖房運転における、各機器の動作及び冷媒の流れについて説明する。
ここでは、全ての室内機が停止することなく冷房を行っている場合について説明する。

圧縮装置１０１は、吸入した冷媒を圧縮し、高圧のガス冷媒を吐出する。
圧縮装置１０１から吐出した高圧のガス冷媒は、四方切換弁１０２を経て、逆止弁１０５ｃを流れる。
このとき、高圧のガス冷媒は、冷媒の圧力の関係で、逆止弁１０５ｂ及び逆止弁１０５ａ側には流れない。
そして、高圧のガス冷媒は、第２主管１０６を通って中継機Ｄに流入する。

制御手段２００は、接続配管１３３ａに接続する切換弁１０９ａ及び切換弁１０９ｂを閉状態に切換制御する。
制御手段２００は、接続配管１３３ｂに接続する切換弁１０９ａ及び切換弁１０９ｂを開状態に切換制御する。
このため、気液分離装置１０８によって分離されたガス冷媒は、第１分岐部１０９から接続配管１３３を介して、室内機Ｂ、室内機Ｃ側に流れる。

高圧のガス冷媒は、室内熱交換器１１８をそれぞれ通過する間に空調対象空間となる室内空気との熱交換によって凝縮する。
このとき、熱交換によって室内空気を加熱して室内の暖房を行う。
そして、室内熱交換器１１８を通過した冷媒は、液冷媒となり、絞り手段１１７を通過する。

制御手段２００は、絞り手段１１７の開度調整を行う。
室内機Ｂ及び室内機Ｃにおいて、絞り手段１１７は、室内熱交換器１１８から流出した液冷媒の圧力調整を行う。
絞り手段１１７の開度調整は、各室内熱交換器１１８の冷媒出口側の過冷却度に基づいて行う。
絞り手段１１７の開度調整によって、低圧の液冷媒又は気液二相冷媒となった冷媒は、接続配管１３４を通過し、第２分岐部１１０に流入する。
第２分岐部１１０に流入した冷媒は、接続配管１３４ｂに接続する逆止弁１１０ａ及び逆止弁１１０ｂを介して、第１会合部１１５を流れる。
そして、第１会合部１１５から第２熱交換器１１３へ流れた冷媒は、第２会合部１１６から第２流量制御装置１１４へ流入する。
そして、第２流量制御装置１１４を流出した冷媒は、第１バイパス配管１１６ａ、第２熱交換器１１３、及び第１熱交換器１１１を通過して、第１主管１０７に流れる。
このとき、第２流量制御装置１１４の開度調整をすることによって、低圧の気液二相冷媒が第１主管１０７に流れる。

第１主管１０７を通過して熱源機Ａに流入した冷媒は、逆止弁１０５ｄを通過し、熱源側熱交換器１０３に流入する。
熱源側熱交換器１０３に流入した冷媒は、熱源側熱交換器１０３を通過する間に外気との熱交換によって蒸発し、ガス冷媒となる。
そして、ガス冷媒は、四方切換弁１０２、及びアキュムレータ１０４を経て、再び圧縮装置１０１に戻る。
以上が全暖房運転時の冷媒の循環経路となる。

制御手段２００は、圧縮装置１０１の吐出容量、送風機１４０及び送風機１４１の風量を制御し、室内機Ｂ及び室内機Ｃの負荷に対応した能力供給を行う。
これによって、制御手段２００は、室内熱交換器１１８の冷媒の凝縮温度、及び熱源側熱交換器１０３の冷媒の蒸発温度が、予め定めた目標温度になるようにする。

制御手段２００は、全暖房運転において、インジェクション流量制御装置１２１ａ、及びインジェクション流量制御装置１２１ｂの開度を、外気の温度に基づいて制御する。
即ち、制御手段２００は、外気の温度に基づいて、インジェクション流量制御装置１２１ａの開度を制御して、インジェクション管１２０ａに高圧のガス冷媒を流入させ、インジェクションポート１０１ｃから高段側圧縮機１０１ｂの吸入側に流入させる。
また、制御手段２００は、インジェクション流量制御装置１２１ｂの開度を制御して、インジェクション管１２０ｂに液冷媒を流入させ、インジェクションポート１０１ｃから高段側圧縮機１０１ｂの吸入側に流入させる。
なお、インジェクションに係る動作の詳細は後述する。
なお、圧縮装置１０１が供給する能力の確保は、駆動周波数の増速等によって行う。

なお、上述した全冷房運転及び全暖房運転において、すべての室内機Ｂ及び室内機Ｃが運転しているものとして説明したが、例えば一部の室内機が停止していてもよい。
また、例えば一部の室内機が停止しており、空気調和装置１全体として負荷が小さい場合は、低段側圧縮機１０１ａ、高段側圧縮機１０１ｂのいずれか一方を停止して、圧縮装置１０１が供給する能力を変化させるようにしてもよい。

［暖房主体運転］
図４は、実施の形態１に係る空気調和装置の暖房主体運転時の冷媒回路図である。
図４に基づいて、暖房主体運転における、各機器の動作及び冷媒の流れについて説明する。
ここでは、室内機Ｃが暖房を行い、室内機Ｂが冷房を行っている場合について説明する。

熱源機Ａの各機器の動作及び冷媒の流れは、図３を用いて説明した全暖房運転と同じである。

制御手段２００は、接続配管１３３ａに接続する切換弁１０９ａ、及び接続配管１３３ｂに接続する切換弁１０９ａを開状態に切換制御する。
制御手段２００は、接続配管１３３ａに接続する切換弁１０９ｂ、及び接続配管１３３ｂに接続する切換弁１０９ｂを閉状態に切換制御する。
このため、気液分離装置１０８によって分離されたガス冷媒は、第１分岐部１０９から接続配管１３３を介して、室内機Ｃ側にのみ流れる。
室内機Ｃの暖房における冷媒の流れについては、図３を用いて説明した全暖房運転時の流れと同様である。
一方、室内機Ｂの冷房における冷媒の流れは、暖房を行っている室内機Ｃと異なる。

室内機Ｃにおいて、絞り手段１１７の開度調整によって、低圧の液冷媒又は気液二相冷媒となった冷媒は、接続配管１３４を通過し、第２分岐部１１０に流入する。
第２分岐部１１０に流入した冷媒は、接続配管１３４ｂに接続する逆止弁１１０ａを介して、第１会合部１１５を流れる。
制御手段２００は、第１流量制御装置１１２を閉止させ、気液分離装置１０８と第１会合部１１５との間の冷媒の流れを遮断する。
そのため、冷媒は、第１会合部１１５から、第２熱交換器１１３を介して、第２会合部１１６を流れる。
第２会合部１１６へ流れた冷媒は、一部が第２バイパス配管１１６ｂに流れ、接続配管１３４ａに接続する逆止弁１１０ａ及び接続配管１３４を通過し、室内機Ｂへ流入する。

制御手段２００は、絞り手段１１７の開度調整を行う。
室内機Ｂにおいて、絞り手段１１７は、接続配管１３４から流入した液冷媒の圧力調整を行う。
絞り手段１１７の開度調整は、各室内熱交換器１１８の冷媒出口側の過熱度に基づいて行う。
絞り手段１１７の開度調整によって、低圧の液冷媒又は気液二相冷媒となった冷媒は、室内機Ｂの室内熱交換器１１８に流れる。
低圧の液冷媒又は気液二相冷媒は、室内熱交換器１１８を通過する間に、空調対象空間となる室内空気との熱交換によって蒸発する。
このとき、熱交換によって室内空気を冷却して室内の冷房を行う。
そして、室内熱交換器１１８を通過した冷媒は、低圧のガス冷媒となり、接続配管１３３に流れる。
接続配管１３３を流通した低圧のガス冷媒又は気液二相冷媒（低圧の冷媒）は、接続配管１３３ａに接続する切換弁１０９ａを通過して、第１主管１０７に流れる。

一方、第２熱交換器１１３を通過して、第２会合部１１６へ流れた冷媒の一部は、第２流量制御装置１１４に流入する。
そして、第２流量制御装置１１４を流出した冷媒は、第１バイパス配管１１６ａ、第２熱交換器１１３、及び第１熱交換器１１１を通過して、第１主管１０７に流れる。
このとき、制御手段２００は、第２流量制御装置１１４の開度調整をすることによって、室内機Ｃに必要な冷媒供給を行いつつ、残りの冷媒を第１バイパス配管１１６ａを介して第１主管１０７に流す。

上述した全暖房運転と同様に、制御手段２００は、暖房主体運転において、インジェクション流量制御装置１２１ａ、及びインジェクション流量制御装置１２１ｂの開度を、外気の温度に基づいて制御する。なお、インジェクションに係る動作の詳細は後述する。

暖房主体運転において、冷房を行う室内機（ここでは室内機Ｂ）には、暖房を行っている室内機（ここでは室内機Ｃ）から流出した冷媒が流れることになる。
そのため、冷房を行う室内機Ｂが停止すると、第１バイパス配管１１６ａを流れる気液二相冷媒の量が増加する。
一方、冷房を行う室内機Ｂにおける負荷が増えると、第１バイパス配管１１６ａを流れる気液二相冷媒の量が減少する。
そのため、暖房を行う室内機Ｃに必要な冷媒の量は変わらないまま、冷房を行う室内機Ｂにおける室内熱交換器１１８（蒸発器）の負荷が変化する。

このような暖房主体運転においても、制御手段２００は、圧縮装置１０１の吐出容量、送風機１４０及び送風機１４１の風量を制御し、室内機Ｂ及び室内機Ｃの負荷に対応した能力供給を行う。

［冷房主体運転］
図５は、実施の形態１に係る空気調和装置の冷房主体運転時の冷媒回路図である。
図５に基づいて、冷房主体運転における、各機器の動作及び冷媒の流れについて説明する。
ここでは、室内機Ｃが暖房を行い、室内機Ｂが冷房を行っている場合について説明する。

熱源機Ａの各機器の動作及び冷媒の流れは、図１を用いて説明した全冷房運転と同じである。
ただし、冷房主体運転では、第２主管１０６を通って中継機Ｄに流入する冷媒が、気液二相冷媒となるように、熱源側熱交換器１０３における冷媒の凝縮能力を制御する。
即ち、制御手段２００は、圧縮装置１０１の吐出容量、送風機１４０の風量を制御し、熱源側熱交換器１０３における冷媒の凝縮能力を制御する。

気液分離装置１０８は、中継機Ｄに流入した冷媒を、ガス冷媒と液冷媒とに分離する。
冷房主体運転時に中継機Ｄへ流入する冷媒は、気液二相冷媒である。

制御手段２００は、接続配管１３３ａに接続する切換弁１０９ａ、及び接続配管１３３ｂに接続する切換弁１０９ａを開状態に切換制御する。
制御手段２００は、接続配管１３３ａに接続する切換弁１０９ｂ、及び接続配管１３３ｂに接続する切換弁１０９ｂを閉状態に切換制御する。
このため、気液分離装置１０８によって分離されたガス冷媒は、第１分岐部１０９から接続配管１３３を介して、室内機Ｃ側にのみ流れる。

室内機Ｃにおいて、高圧のガス冷媒は、室内熱交換器１１８内を通過する間に熱交換によって凝縮して液冷媒となり、絞り手段１１７を通過する。
このとき、熱交換によって室内空気を加熱して室内の暖房を行う。
絞り手段１１７を通過した冷媒は若干圧力が減少した液冷媒となり、接続配管１３４を通過し、第２分岐部１１０に流入する。
第２分岐部１１０に流入した冷媒は、接続配管１３４ｂに接続する逆止弁１１０ａを介して、第１会合部１１５を流れる。
制御手段２００は、第１流量制御装置１１２を開度を調節し、気液分離装置１０８で分離された液冷媒を第１会合部１１５へ流す。
そのため、
気液分離装置１０８から流れてきた液冷媒と、第２分岐部１１０から流れてきた液冷媒とが、第１会合部１１５で合流する。
合流した液冷媒は、第１会合部１１５から、第２熱交換器１１３を介して、第２会合部１１６を流れる。
第２会合部１１６へ流れた冷媒は、一部が第２バイパス配管１１６ｂに流れ、接続配管１３４ａに接続する逆止弁１１０ａ及び接続配管１３４を通過し、室内機Ｂへ流入する。

制御手段２００は、絞り手段１１７の開度調整を行う。
室内機Ｂにおいて、絞り手段１１７は、接続配管１３４から流入した液冷媒の圧力調整を行う。
絞り手段１１７の開度調整は、各室内熱交換器１１８の冷媒出口側の過熱度に基づいて行う。
絞り手段１１７の開度調整によって、低圧の液冷媒又は気液二相冷媒となった冷媒は、室内機Ｂの室内熱交換器１１８に流れる。
低圧の液冷媒又は気液二相冷媒は、室内熱交換器１１８を通過する間に、空調対象空間となる室内空気との熱交換によって蒸発する。
このとき、熱交換によって室内空気を冷却して室内の冷房を行う。
そして、室内熱交換器１１８を通過した冷媒は、低圧のガス冷媒となり、接続配管１３３に流れる。
接続配管１３３を流通した低圧のガス冷媒又は気液二相冷媒（低圧の冷媒）は、接続配管１３３ａに接続する切換弁１０９ａを通過して、第１主管１０７に流れる。

このように冷房主体運転においては、熱源側熱交換器１０３は、凝縮器として機能する。
また、暖房を行う室内機Ｃを通過した冷媒は、冷房を行う室内機Ｂの冷媒として用いる。
ここで、室内機Ｂにおける負荷が小さく、室内機Ｂに流れる冷媒を抑制する等の場合には、制御手段２００は、第２流量制御装置１１４の開度を大きくさせる。
これによって、冷房を行っている室内機Ｂに必要以上の冷媒を供給しなくても、第１バイパス配管１１６ａを介して第１主管１０７に流すことができる。

このような冷房主体運転についても、制御手段２００は、圧縮装置１０１の吐出容量、送風機１４０及び送風機１４１の風量を制御し、室内機Ｂ及び室内機Ｃの負荷に対応した能力供給を行う。

制御手段２００は、冷房主体運転において、インジェクション流量制御装置１２１ａ、及びインジェクション流量制御装置１２１ｂの開度を全閉に制御する。
インジェクション流量制御装置１２１ａは、開度を全閉にして、インジェクション管１２０ａへ冷媒を流さない。
インジェクション流量制御装置１２１ｂは、開度を全閉にして、インジェクション管１２０ｂへ冷媒を流さない。

［インジェクションに係る制御］
外気の温度が低くなると、全暖房運転、及び暖房主体運転において、蒸発器として機能する熱源側熱交換器１０３での冷媒の圧力が低下する。即ち、圧縮装置１０１の吸入側の冷媒の圧力が低下する。
そのため、圧縮装置１０１に吸入される冷媒（循環する冷媒）が、減少（冷媒密度が低下）する。
圧縮装置１０１に吸入される冷媒が減少すると、圧縮比が高くなり、圧縮装置１０１が吐出する冷媒の温度（吐出温度）が高くなる。

そこで、制御手段２００は、インジェクション流量制御装置１２１ａ、及びインジェクション流量制御装置１２１ｂの少なくとも一方の開度を変化させる。
これによって、インジェクションポート１０１ｃから冷媒を補って、冷媒密度を高める。
また、高段側圧縮機１０１ｂが吸入する冷媒の温度を低くして、圧縮装置１０１が吐出する冷媒の温度が過昇しないようにする。

本実施の形態では、全暖房運転、及び暖房主体運転において、圧縮装置１０１から吐出された高圧のガス冷媒を、インジェクション管１２０ａの一方の端部で分岐させる。
インジェクション管１２０ａの他方の端部を、圧縮装置１０１のインジェクションポート１０１ｃに接続する。
制御手段２００は、インジェクション流量制御装置１２１ａによって、インジェクション管１２０ａを通過する冷媒を減圧調整する。

インジェクション管１２０ａの一部は、インジェクション用内部熱交換器１２２を通過する。
インジェクション用内部熱交換器１２２では、インジェクション管１２０ａを流れる冷媒と、熱源側熱交換器１０３へ流入する冷媒との間で熱交換を行い、冷媒を凝縮させる。
インジェクション用内部熱交換器１２２で凝縮された冷媒は、圧縮装置１０１のインジェクションポート１０１ｃから高段側圧縮機１０１ｂに流入する。

これによって、圧縮装置１０１から吐出し、安定した高圧の冷媒を、インジェクション流量制御装置１２１ａによって減圧調整し、十分な差圧を設けることで、インジェクションポート１０１ｃから圧縮装置１０１に安定した量の冷媒を流入させることができる。

また、本実施の形態では、全暖房運転、及び暖房主体運転において、室内機Ｂ、室内機Ｃ、及び中継機Ｄを通過した低圧の気液二相冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離し、そのガス冷媒を、インジェクション管１２０ｂの一方の端部で分岐させる。
インジェクション管１２０ｂの他方の端部を、圧縮装置１０１のインジェクションポート１０１ｃに接続する。
制御手段２００は、インジェクション流量制御装置１２１ｂによって、インジェクション管１２０ｂを通過する冷媒を減圧調整する。

これによって、暖房を行う室内機を通過した冷媒をインジェクションするため、暖房を行う室内機に、多くの冷媒を流すことができる。
よって、全暖運転時の十分な差圧を確保できる場合、外気の温度が比較的高い場合、又は、暖房負荷が小さい場合等、インジェクションする冷媒量を多く必要としない場合は、インジェクション管１２０ｂからのインジェクションを主として活用することで、暖房能力の確保、及び運転の高効率化することができる。

また、インジェクション管１２０ａを通過する高圧の冷媒は、インジェクション用内部熱交換器１２２によって、冷房を行う室内機、及び中継機Ｄを通過した低圧の気液二相冷媒と熱交換される。
これによって、インジェクションさせる冷媒のエンタルピーを低下させることができる。
また、冷房を行う室内機及び中継機Ｄを通過した低圧の気液二相冷媒は、エンタルピーが上昇し、熱源側熱交換器１０３での負荷を軽くすることができる。それに伴い、低圧を上昇させ、暖房能力を上昇させることが可能となる。

図６は、実施の形態１に係る空気調和装置の動作を示すフローチャートである。
以下、図６に基づき、インジェクションに係る制御の詳細を説明する。

（ＳＴＥＰ１）
制御手段２００は、外気温度検出器１２７から送信される信号に基づいて、外気温が、あらかじめ定めた所定外気温度よりも低いか否かを判断する（低外気判定）。
外気温が所定外気温度よりも低くない場合、ＳＴＥＰ８に進む。

（ＳＴＥＰ２）
一方、外気温が所定外気温度よりも低い場合、制御手段２００は、圧力検出器１２６によって検出される圧力が、あらかじめ定めた目標中間圧力となるように、流量制御装置１２４の開度を制御する。

（ＳＴＥＰ３）
制御手段２００は、圧力検出器１２５の検出値に基づいて、圧縮装置１０１が吐出した冷媒の圧力Ｐｄ及び温度Ｔｄを検知する。
制御手段２００は、圧力Ｐｄに基づいて、凝縮温度Ｔｃを演算する。
制御手段２００は、温度Ｔｄと凝縮温度Ｔｃとの差である吐出過熱度ＴｄＳＨを算出する。

（ＳＴＥＰ４）
制御手段２００は、ＳＴＥＰ３によって演算した吐出過熱度ＴｄＳＨが、あらかじめ定めた目標吐出過熱度ＴｄＳＨｍより大きいか否かを判断する。
吐出過熱度ＴｄＳＨが目標吐出過熱度ＴｄＳＨｍより大きい場合、ＳＴＥＰ１に戻る。

（ＳＴＥＰ５）
一方、吐出過熱度ＴｄＳＨが目標吐出過熱度ＴｄＳＨｍより大きくない場合、制御手段２００は、吐出過熱度ＴｄＳＨが目標吐出過熱度ＴｄＳＨｍとなるように、インジェクション流量制御装置１２１ｂの開度を制御する。

（ＳＴＥＰ６）
制御手段２００は、インジェクション流量制御装置１２１ｂの開度が最大であるか否かを判断する。
インジェクション流量制御装置１２１ｂの開度が最大でない場合、ＳＴＥＰ１に戻る。

（ＳＴＥＰ７）
インジェクション流量制御装置１２１ｂの開度が最大である場合、制御手段２００は、吐出過熱度ＴｄＳＨを目標吐出過熱度ＴｄＳＨｍとなるように、インジェクション流量制御装置１２１ａの開度を制御する。

（ＳＴＥＰ８）
ＳＴＥＰ１において、外気温が所定外気温度よりも低くないと判断した場合、制御手段２００は、インジェクション流量制御装置１２１ａ及びインジェクション流量制御装置１２１ｂを閉止させ、ＳＴＥＰ１に戻る。なお、閉止しているときはそのままにする。
これによって、インジェクション管１２０ａ、１２０ｂに冷媒が流れないようにし、通常動作による制御を行う。

以上のように本実施の形態においては、差圧が確保でき安定したインジェクション流量を確保できる全暖運転時、及び、外気が比較的高く多くのインジェクション流量を必要としない暖主運転時には、室内機を通った後の冷媒をインジェクションする。また、インジェクション流量を十分に確保したい場合には、圧縮装置１０１から吐出した高圧のガス冷媒を、室内機を通った後の二相冷媒と熱交換を行い凝縮させ、圧縮装置１０１にインジェクションする制御を行う。
このため、暖房を行っている室内機に供給する暖房能力を確保（維持）し、その上で、蒸発器となる室内熱交換器１１８から流出する冷媒の圧力を制御することによって、冷房を行っている室内機に供給する冷房能力を確保（維持）することができる。
よって、インジェクションを利用した効率のよい運転を行いつつ、さらにその配管接続を活かした運転ができる。

実施の形態２．
本実施の形態では、熱源機Ａにおいて、暖房主体運転において、冷房を行う室内機の凍結を防ぐために行う蒸発運転について説明する。

本実施の形態２における暖房主体運転の冷媒の流れについては、上記実施の形態１において図４を用いて説明した暖房主体運転の流れと同様である。
本実施の形態２の制御手段２００は、上記実施の形態１の動作に加え、冷房を行う室内機の凍結を防ぐ蒸発運転を行う。
制御手段２００は、暖房主体運転時において、圧力検出器１２６によって検出された中間圧力が、あらかじめ設定した所定の圧力（飽和温度が０℃以上となる圧力）となるように、流量制御装置１２４の開度を制御する。

このような制御によって、冷房を行う室内機Ｂの室内熱交換器１１８の蒸発温度を０℃以上に維持することができ、冷房を行う室内機Ｂの凍結を防ぐことができる。

実施の形態３．
上述の実施の形態１及び２においては、中継機Ｄを有し、冷暖同時運転を行うことができる空気調和装置１について説明したが、このような構成に限定するものではない。
例えば、図７に示すように、中継機Ｄを設けずに、熱源機Ａと室内機Ｂ、Ｃとを接続するようにしても良い。
例えば、中継機Ｄを設けずに、冷房と暖房を切り替えて行う空気調和装置１に適用することができる。
また例えば、室内機（負荷側ユニット）が暖房（加熱）専用となる空気調和装置１に適用することができる。

１ 空気調和装置、１０１ 圧縮装置、１０１ａ 低段側圧縮機、１０１ｂ 高段側圧縮機、１０１ｃ インジェクションポート、１０２ 四方切換弁、１０３ 熱源側熱交換器、１０３ａ インジェクション熱交換部、１０４ アキュムレータ、１０５ａ 逆止弁、１０５ｂ 逆止弁、１０５ｃ 逆止弁、１０５ｄ 逆止弁、１０６ 第２主管、１０７ 第１主管、１０８ 気液分離装置、１０９ａ 切換弁、１０９ｂ 切換弁、１１０ａ 逆止弁、１１０ｂ 逆止弁、１１１ 第１熱交換器、１１２ 第１流量制御装置、１１３ 第２熱交換器、１１４ 第２流量制御装置、１１５ 第１会合部、１１６ 第２会合部、１１６ａ 第１バイパス配管、１１６ｂ 第２バイパス配管、１１７ 絞り手段、１１８ 室内熱交換器、１２０ａ インジェクション管、１２０ｂ インジェクション管、１２１ａ インジェクション流量制御装置、１２１ｂ インジェクション流量制御装置、１２２ インジェクション用内部熱交換器、１２３ 気液分離装置、１２４ 流量制御装置、１２５ 圧力検出器、１２６ 圧力検出器、１２７ 外気温度検出器、１２８ 圧力検出器、１２９ 圧力検出器、１３０ 接続配管、１３１ 接続配管、１３２ 接続配管、１３３ 接続配管、１３３ａ 接続配管、１３３ｂ 接続配管、１３４ 接続配管、１３４ａ 接続配管、１３４ｂ 接続配管、１４０ 送風機、１４１ 送風機、２００ 制御手段、２０１ 記憶手段、Ａ 熱源機、Ｂ 室内機、Ｃ 室内機、Ｄ 中継機、ａ 接続部分、ｂ 接続部分、ｃ 接続部分、ｄ 接続部分。

Claims (4)

1. 冷媒を圧縮する圧縮装置、及び前記冷媒と外気とを熱交換する熱源側熱交換器を有する熱源機と、
   空調対象の空気と前記冷媒とを熱交換する室内熱交換器、及び絞り手段を有する室内機と、
   前記熱源機と前記室内機とを接続して冷媒回路を形成する冷媒配管と、
   前記圧縮装置が吐出した冷媒を分岐し、前記圧縮装置の圧縮行程の途中部分に流入させるインジェクション管と、
   前記インジェクション管を通過する冷媒量を調整するインジェクション用流量制御装置と、
   前記インジェクション管を流通する冷媒と、前記室内機を通過したあと前記熱源側熱交換器へ流入する冷媒とを熱交換するインジェクション用内部熱交換器と、
   前記室内機を通過したあと前記熱源機に流入し、前記熱源側熱交換器に流入する前の冷媒を分岐し、前記圧縮装置の圧縮行程の途中部分に流入させる第２インジェクション管と、
   前記第２インジェクション管を通過する冷媒量を調整する第２インジェクション用流量制御装置と、
   前記インジェクション用流量制御装置、及び前記第２インジェクション用流量制御装置の開度を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記外気の温度が予め設定した温度以下の場合、
   前記圧縮装置が吐出した冷媒の過熱度が予め設定した値となるように、前記第２インジェクション用流量制御装置の開度を制御し、
   前記第２インジェクション用流量制御装置の開度が、予め設定した開度以上となったとき、前記インジェクション用流量制御装置の開度を開放させて、前記圧縮装置が吐出した冷媒の過熱度が予め設定した値となるように、前記インジェクション用流量制御装置の開度を制御する
   ことを特徴とする空気調和装置。
2. 前記熱源機と、複数の前記室内機との間に設けられ、前記複数の室内機のうち暖房を行う前記室内機に気体の冷媒を供給し、前記複数の室内機のうち冷房を行う前記室内機に液体の冷媒を供給する流路を形成する中継機を備えた
   ことを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
3. 前記圧縮装置は、
   直列に接続された複数の圧縮機によって構成され、前記複数の圧縮機の連結部分に前記インジェクション管を接続するインジェクションポートを備えた
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の空気調和装置。
4. 前記熱源側熱交換器は、
   当該熱源側熱交換器が蒸発器として機能する場合に、当該熱源側熱交換器に流れる冷媒と、前記インジェクション管に流れる冷媒とを熱交換するインジェクション熱交換部が形成された
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の空気調和装置。

Images