JP5959716B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

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

従来の空気調和装置において、ビル用マルチエアコンなどのように、熱源機（室外機）が建物外に配置され、室内機が建物の室内に配置されたものがある。このような空気調和装置の冷媒回路を循環する冷媒は、室内機の熱交換器に供給される空気に放熱（吸熱）し、当該空気を加熱または冷却する。そして、その加熱または冷却された空気が、空調対象空間に送り込まれて暖房または冷房が行われるようになっている。

このようなビル用マルチエアコンにおける室内機は、人が居る室内空間（たとえば、オフィス、居室、店舗など）に配置されて利用されることが一般的である。そのため、何らかの原因によって室内空間に配置された室内機から冷媒が漏れた場合、冷媒の種類によっては引火性、有毒性を有しているため、人体への影響および安全性の観点から問題となる。また、人体に有害ではない冷媒であったとしても、冷媒漏れによって室内空間の酸素濃度が低下し、人体に影響を及ぼすことが想定される。
このような問題に対応するため、空気調和装置に２次ループ方式を採用し、１次ループ（室外機系統）には冷媒を循環させ、２次ループ（室内機系統）には有害でない水やブライン（以下、熱媒体と称する）を用いて人が居る室内空間を空調することが考えられる（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０００−２２７２４２号公報（たとえば、要約、図１参照）

特許文献１に記載のような空気調和装置において、基本的に室内機側への冷媒漏洩は発生しないが、１次ループの冷媒と２次ループの熱媒体とが熱交換する熱交換部（熱交換器）において、その熱交換部が破損して１次ループの冷媒が２次ループ側へ漏洩した場合は、室内空間に配置された室内機へ冷媒漏洩が発生してしまう。
そして、上記のように冷媒漏洩が発生すると２次ループの圧力が上昇し、その圧力上昇によって２次ループに使用されている部品の破損を招き、さらにその破損によって冷媒漏洩が拡散するという課題があった。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、１次ループの冷媒と２次ループの熱媒体とが熱交換する熱交換部において、その熱交換部が破損して１次ループの冷媒が２次ループ側へ漏洩した場合でも、２次ループの圧力を抑制し、圧力上昇が招く２次ループに使用されている部品の破損を抑制し、冷媒漏洩の拡散を抑制す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、熱源側熱交換器、絞り装置、および、熱媒体間熱交換器の熱源側冷媒流路が直列に配管接続され、熱源側冷媒を循環させる熱源側冷媒循環回路と、ポンプ、利用側熱交換器、および、前記熱媒体間熱交換器の熱媒体流路が直列に配管接続され、熱媒体を循環させる熱媒体循環回路と、を備え、前記熱源側冷媒循環回路と前記熱媒体循環回路とは、前記熱媒体間熱交換器で前記熱源側冷媒と前記熱媒体とが熱交換を行うようにカスケード接続され、前記熱媒体循環回路にリリーフ弁を設け、該リリーフ弁は、前記熱源側冷媒が前記熱媒体循環回路に流入した際に作動し、前記熱源側冷媒と、前記熱媒体とを、排出し、前記熱源側冷媒の最高圧力と、前記熱媒体の最高圧力とに基づいて選定されるものであり、前記リリーフ弁のＣｖ値が、前記熱源側冷媒循環回路と前記熱媒体循環回路との間に開いた連通穴のＣｖ値と、前記熱源側冷媒の最高圧力と前記リリーフ弁の作動圧との差の平方根と、の積を、前記リリーフ弁の作動圧の平方根で割った値を満たすように選定されるものである。

本発明に係る空気調和装置によれば、リリーフ弁を有し、１次ループの冷媒が２次ループ側に漏洩した場合でも、熱媒体に混ざった熱源側冷媒を２次ループの系外に排出するため、２次ループの圧力を抑制し、圧力上昇が招く２次ループに使用されている部品の破損を抑制し、冷媒漏洩の拡散を抑制することができる。

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第１の冷媒回路構成例である。 本発明の実施の形態に係る空気調和装置の第２の冷媒回路構成例である。 図２に示す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。 図２に示す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。 図２に示す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。 図２に示す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。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、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。
実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置１００の設置例を示す概略図である。
以下、図１に基づいて空気調和装置１００の設置例について説明する。
この空気調和装置１００は、冷媒を循環させる冷凍サイクルを有しており、各室内機２ａ〜２ｄ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。本実施の形態に係る空気調和装置１００は、冷媒としてたとえばＲ−２２、Ｒ−３２、Ｒ−１３４ａなどの単一冷媒、Ｒ−４１０Ａ、Ｒ−４０４Ａなどの擬似共沸混合冷媒、Ｒ−４０７Ｃなどの非共沸混合冷媒、化学式内に二重結合を含むＣＦ_３ＣＦ＝ＣＨ_２などの地球温暖化係数が比較的小さい値とされている冷媒やその混合物、あるいはＣＯ_２やプロパンなどの自然冷媒が採用されている。そして、それら自然冷媒が採用された熱源側冷媒循環回路Ａ（以下、１次ループとも称する）、および熱媒体として水などが採用された熱媒体循環回路Ｂ（以下、２次ループとも称する）を有している（図２参照）。

本実施の形態に係る空気調和装置１００は、冷媒（以下、熱源側冷媒と称する）を間接的に利用する方式（間接方式）を採用している。すなわち、熱源側冷媒に貯えた冷熱または温熱を熱源側冷媒とは異なる冷媒（以下、熱媒体と称する）に伝達し、熱媒体に貯えた冷熱または温熱で空調対象空間を冷房または暖房する。また、熱媒体を室外空気、室内空気、ボイラー排熱などの別熱源と直接熱交換して、熱媒体に冷熱または温熱を貯えることができる。

図１に示すように、本実施の形態に係る空気調和装置１００は、熱源機である１台の室外機１と、複数台の室内機２ａ〜２ｄ（以下、単に室内機２と称することがある）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、熱源側冷媒を循環させるための冷媒配管４で接続されている。熱媒体変換機３と室内機２とは、熱媒体を循環させるための熱媒体配管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、ビルなどの建物９の外部の空間（たとえば、屋上など）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、居室など）である室内空間７に冷房用空気また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に冷房用空気また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および室内機２とは別筐体とし、室外空間６および室内空間７とは別の位置に設置されるものである。この熱媒体変換機３は、室外機１と冷媒配管４を介して、および室内機２と熱媒体配管５を介してそれぞれ接続され、室外機１から供給される冷熱または温熱を室内機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１００において、室外機１と熱媒体変換機３とが２本の冷媒配管４を介して接続され、熱媒体変換機３と各室内機２ａ〜２ｄとが２本の熱媒体配管５を介してそれぞれ接続されている。このように、空気調和装置１００では、冷媒配管４および熱媒体配管５を介して各ユニット（室外機１、室内機２、および熱媒体変換機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、熱媒体変換機３が建物９の内部であり、室内空間７とは別の空間である天井裏などの空間８（たとえば、建物９における天井裏などのスペース）に設置されている状態が例として図示されているが、その他、エレベーターがある共用空間などに設置してもよい。また、室内機２が天井カセット型を例として図示されているが、これに限定されるものではない。すなわち、室内機２はその他、天井埋込型や天井吊下式など、直接またはダクトを介して室内空間７に暖房用空気また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、熱媒体変換機３は、室外機１の近傍に設置することもできる。ただし、熱媒体変換機３から室内機２までの距離が長すぎると、熱媒体の搬送動力がかなり大きくなるため、省エネの効果が薄れることに留意が必要である。

図２は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置１００の第１の冷媒回路構成例である。
図２に示すように、室外機１と、熱媒体変換機３に備えられた熱媒体間熱交換器１５ａ、１５ｂとが、冷媒配管４を介してそれぞれ接続されている。また、室内機２と、熱媒体間熱交換器１５ａ、１５ｂとも、熱媒体配管５を介してそれぞれ接続されている。

［室外機１］
室外機１には、冷媒を圧縮する圧縮機１０、四方弁などで構成される第１冷媒流路切替装置１１、蒸発器または凝縮器として機能する熱源側熱交換器１２、および余剰冷媒を貯留するアキュムレーター１９が冷媒配管４で接続されて搭載されている。
また、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逆止弁１３ａ〜１３ｄが設けられている。
熱媒体間熱交換器１５ａ、１５ｂ（以下、単に熱媒体間熱交換器１５と称することがある）と第１冷媒流路切替装置１１との間における冷媒配管４に逆止弁１３ｄが、第１接続配管４ａに逆止弁１３ｂが、第２接続配管４ｂに逆止弁１３ｃが、熱源側熱交換器１２と熱媒体間熱交換器１５ａ、１５ｂとの間における冷媒配管４に逆止弁１３ａが、それぞれ設けられている。

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などで構成するとよい。
第１冷媒流路切替装置１１は、暖房運転モード時（全暖房運転モード時および暖房主体運転モード時）における熱源側冷媒の流れと、冷房運転モード時（全冷房運転モード時およ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として機能し、図示省略のファンなど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うものである。

ここで、全冷房運転モードは、駆動している室内機２の全てが冷房運転を実行するモード、全暖房運転モードは、駆動している室内機２の全てが暖房運転を実行するモード、冷房主体運転モードは、冷房運転と暖房運転とが混在する冷房暖房混在運転モードであり、冷房負荷の方が大きいモード、暖房主体運転モードは、同じく冷房暖房混在運転モードであり、暖房負荷の方が大きいモード、のことである。

アキュムレーター１９は、圧縮機１０の吸入側に設けられ、余剰冷媒を貯留する機能と液冷媒とガス冷媒とを分離する機能とを有している。なお、アキュムレーター１９は、過剰な冷媒を貯留できる容器であればよい。

また、圧縮機１０の前後には圧力検知装置である第２圧力センサー３７と第３圧力センサー３８が設けられており、圧縮機１０の回転数と、これら第２圧力センサー３７および第３圧力センサー３８の検知値から、圧縮機１０からの冷媒流量を計算できるようになっている。

［室内機２］
４つの室内機２ａ〜２ｄには、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄ（以下、単に利用側熱交換器２６と称することがある）がそれぞれ搭載されている。利用側熱交換器２６は、熱媒体配管５を介して、熱媒体変換機３に備えられた熱媒体流量調整装置２５ａ〜２５ｄ（以下、単に熱媒体流量調整装置２５と称することがある）と、第２熱媒体流路切替装置２３ａ〜２３ｄ（以下、単に第２熱媒体流路切替装置２３と称することがある）とに接続されている。
この利用側熱交換器２６は、図示省略のファンなど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い、室内空間７に供給するための冷房用空気または暖房用空気を生成するものである。
また、室内機２ａ〜２ｄには、吸い込み温度を検知する吸込空気温度検知装置３９ａ〜３９ｄがそれぞれ設けられている。

［熱媒体変換機３］
熱媒体変換機３には、冷媒と熱媒体とが熱交換する２つの熱媒体間熱交換器１５ａ、１５ｂ（以下、単に熱媒体間熱交換器１５と称することがある）、冷媒を減圧させる２つの絞り装置１６ａ、１６ｂ（以下、単に絞り装置１６と称することがある）、冷媒配管４の流路を開閉する２つの開閉装置１７ａ、１７ｂ（以下、単に開閉装置１７と称することがある）、冷媒流路を切り替える２つの第２冷媒流路切替装置１８ａ、１８ｂ（以下、単に第２冷媒流路切替装置１８と称することがある）、熱媒体を循環させる２つのポンプ２１ａ、２１ｂ（以下、単にポンプ２１と称することがある）、熱媒体配管５の一方に接続される４つの第１熱媒体流路切替装置２２ａ〜２２ｄ（以下、単に第１熱媒体流路切替装置２２と称することがある）、熱媒体配管５の他方に接続される４つの第２熱媒体流路切替装置２３、第１熱媒体流路切替装置２２と利用側熱交換器２６との間における熱媒体配管５に接続される４つの熱媒体流量調整装置２５ａ〜２５ｄ、および、２次ループの圧力が所定値まで上昇した場合に熱媒体を系外（たとえば、熱媒体変換機３内部）へ排出する２つのリリーフ弁６０ａ、６０ｂ（以下、単にリリーフ弁６０と称することがある）が、それぞれ設けられている。

２つの熱媒体間熱交換器１５ａ、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、熱源側冷媒循環回路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。熱媒体間熱交換器１５ｂは、熱源側冷媒循環回路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。なお、熱媒体間熱交換器１５ａ、１５ｂは、たとえば二重管式熱交換器やプレート熱交換器で構成するとよい。

２つの絞り装置１６ａ、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、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１５ａの上流側に設けられている。絞り装置１６ｂ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の上流側に設けられている。なお、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などで構成するとよい。

２つの開閉装置１７ａ、１７ｂは、冷媒配管４を開閉するものであり、たとえば二方弁などで構成するとよい。

２つの第２冷媒流路切替装置１８ａ、１８ｂは、四方弁などで構成され、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、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２１ａ、２１ｂは、熱媒体配管５内の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との間における熱媒体配管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との間における熱媒体配管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などで構成するとよい。なお、ポンプ２１ａを熱媒体間熱交換器１５ａと第１熱媒体流路切替装置２２との間における熱媒体配管５に、ポンプ２１ｂを熱媒体間熱交換器１５ｂと第１熱媒体流路切替装置２２との間における熱媒体配管５に、それぞれ設けてもよい。

４つの第１熱媒体流路切替装置２２ａ〜２２ｄは、三方弁などで構成されており、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数（本実施の形態では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、その他のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ｂに、残り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それぞれ設けられている。
なお、第１熱媒体流路切替装置２２ａ〜２２ｄは、室内機２ａ〜２ｄに対応させて紙面下側から第１熱媒体流路切替装置２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄとし、それらは熱媒体変換機３に設置されるように図示されているが、さらに多くの数を設けてもよい。

４つの第２熱媒体流路切替装置２３ａ〜２３ｄは、三方弁などで構成されており、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数（本実施の形態では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、その他のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ｂに、残り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それぞれ設けられている。
なお、第２熱媒体流路切替装置２３ａ〜２３ｄは、室内機２ａ〜２ｄに対応させて紙面下側から第２熱媒体流路切替装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄとし、それらは熱媒体変換機３に設置されるように図示されているが、さらに多くの数を設けてもよい。

４つの熱媒体流量調整装置２５ａ〜２５ｄは、開口面積を制御可能な二方弁などで構成されており、熱媒体配管５を流れる熱媒体の流量を調整するものである。熱媒体流量調整装置２５は、室内機２の設置台数に応じた数（本実施の形態では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それぞれ設けられている。
なお、熱媒体流量調整装置２５ａ〜２５ｄは、室内機２ａ〜２ｄに対応させて紙面下側から熱媒体流量調整装置２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄとし、それらは熱媒体変換機３に設置されるように図示されているが、さらに多くの数を設けてもよい。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。

［リリーフ弁６０］
２つのリリーフ弁６０ａ、６０ｂは、ポンプ２１ａ、２１ｂの出口側の熱媒体配管５にそれぞれ設けられており、２次ループの圧力が所定値（作動圧）まで上昇した場合に作動し、熱媒体を系外に排出するものである。
なお、リリーフ弁６０の作動圧は、熱源側冷媒の種類と、熱媒体の種類とから決定される。
また、本実施の形態に係る空気調和装置１００では、２次ループの圧力の上昇は、２次ループ側で熱媒体の凍結や、熱媒体と熱媒体間熱交換器１５との間の腐食などにより、熱媒体間熱交換器１５の１次ループと２次ループとの間に連通穴が開いた場合を想定している。そのため、リリーフ弁６０の流量特性を表す係数であるＣｖ値（Ｃｖ［６０ａ］＋Ｃｖ［６０ｂ］）は、下記のようになる。
Ｃｖ［６０ａ］＋Ｃｖ［６０ｂ］＝Ｃｖ１×（Ｐ１−Ｐ２）^１／２／（Ｐ２）^１／２
Ｐ１：熱源側冷媒の最高圧力（１次ループの最高圧力）
Ｐ２：リリーフ弁の作動圧
Ｃｖ１：１次ループと２次ループとの間に開いた連通穴のＣｖ値
Ｃｖ［６０ａ］：リリーフ弁６０ａのＣｖ値
Ｃｖ［６０ｂ］：リリーフ弁６０ｂのＣｖ値
ここで、たとえばＰ１が、１次ループの冷媒がＲ４１０Ａのとき３．８ＭＰａ、Ｐ２が、熱媒体の平均圧力０．２ＭＰａとポンプ２１の最高水頭損失０．２ＭＰａとを足した値０．４ＭＰａであった場合、下記のようになる。
Ｃｖ［６０ａ］＋Ｃｖ［６０ｂ］＝Ｃｖ１×（３．４）^１／２／（０．４）^１／２＝２．９２×Ｃｖ１

さらに、たとえばＣｖ１が、銅配管の腐食によるピンホールであった場合は１ｍｍ^２程度であるため、Ｃｖ［６０ａ］＋Ｃｖ［６０ｂ］の合計であるリリーフ弁６０のＣｖ値は、合計で３ｍｍ^２以上必要となる。
なお、リリーフ弁６０の作動圧を熱媒体のみの最高圧力に応じて決定すると、熱源側冷媒が２次ループに漏洩した場合、２次ループの急激な圧力上昇に伴ってリリーフ弁６０が作動するが、圧力上昇分を逃がしきれず、２次ループに使用されている部品の耐圧を超え、破損してしまう可能性がある。そこで、熱源側冷媒の種類毎に異なる圧力も考慮し、熱媒体の種類と熱源側冷媒の種類とからリリーフ弁６０の作動圧を決める。さらに、熱媒体の最高圧力と熱源側冷媒の最高圧力に応じてリリーフ弁６０の大きさを選定し、系外に排出する流量を決定（調整）することで、２次ループを適切な圧力に保つようにしている。

図３は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置１００の第２の冷媒回路構成例である。
図２に示すように、第１の冷媒回路構成例では、リリーフ弁６０ａ、６０ｂを、ポンプ２１ａ、２１ｂの出口側の熱媒体配管５にそれぞれ設ける構成にしたが、図３に示すように、ポンプ２１ａの吐出側の熱媒体配管５とポンプ２１ｂの吐出側の熱媒体配管５とを細管で繋ぐことで、リリーフ弁６０ｂを省くような構成にしてもよい。また、ポンプ２１ｂの出口側の熱媒体配管５に、２次ループの圧力を検知する熱媒体圧力検知装置６２を設けてもよい。

熱媒体変換機３には、図２および図３に示すように、２つの第１温度センサー３１ａ、３１ｂ（以下、単に第１温度センサー３１と称することがある）、４つの第２温度センサー３４ａ〜３４ｄ（以下、単に第２温度センサー３４と称することがある）、４つの第３温度センサー３５ａ〜３５ｄ（以下、単に第３温度センサー３５と称することがある）、第４温度センサー５０、および第１圧力センサー３６の、各種検知手段がそれぞれ設けられている。これらの検知手段で検知された情報（たとえば、温度情報や圧力情報）は、空気調和装置１００の動作を統括制御する制御装置５２（なお、制御装置５２については後述する）に送られ、圧縮機１０の駆動周波数、熱源側熱交換器１２および利用側熱交換器２６の近傍に設けられる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、などの制御に利用される。

また、熱媒体変換機３には、上記の他に冷媒漏洩検知装置６１が熱媒体間熱交換器１５、またはその近くに設けられており、その情報は下記に示す演算装置５２ａに知らされる。

制御装置５２は、マイコンなどで構成されており、演算装置５２ａの算出結果に基づいて、蒸発温度、凝縮温度、飽和温度、過熱度、および過冷却度を計算する。そして、制御装置５２は、これらの計算結果に基づいて、絞り装置１６の開度、圧縮機１０の回転数、熱源側熱交換器１２や利用側熱交換器２６のファンの速度（ＯＮ／ＯＦＦ含む）などを制御し、空気調和装置１００のパフォーマンスが最大となるようにする。
その他に制御装置５２は、各種検知手段での検知情報およ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、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、および、熱媒体流量調整装置２５の開度などを制御するものである。すなわち、制御装置５２は、後述する各運転モードを実行するために、各種機器を統括制御するものである。
なお、制御装置５７は室外機１にも設けられており、熱媒体変換機３の制御装置５２からの送信される情報をもとに、室外機１のアクチュエータを制御している。
また、本実施の形態では、熱媒体変換機３の制御装置５２は、室外機１に設けられた演算装置５７ａと別体であるものとして説明しているが、同体であってもよい。

２つの第１温度センサー３１ａ、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知するものであり、たとえばサーミスターなどで構成するとよい。第１温度センサー３１ａは、ポンプ２１ａの入口側における熱媒体配管５に設けられている。第１温度センサー３１ｂは、ポンプ２１ｂの入口側における熱媒体配管５に設けられている。

４つの第２温度センサー３４ａ〜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との間にそれぞれ設けられ、利用側熱交換器（または熱回収用熱交換機）２６から流出した熱媒体の温度を検知するものであり、サーミスターなどで構成するとよい。第２温度センサー３４は、室内機２の設置台数に応じた数（本実施の形態では４つ）が設けられるようになっている。なお、第２温度センサー３４ａ〜３４ｄは、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、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄとして図示されている。

４つの第３温度センサー３５ａ〜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知するものであり、サーミスターなどで構成するとよい。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。

第４温度センサー５０は、蒸発温度と露点温度を算出する際に使用する温度情報を得るものであり、絞り装置１６ａと絞り装置１６ｂとの間に設けられている。

第１圧力センサー３６は、絞り装置１６の開度を制御する際に使用する飽和温度に換算するための圧力情報を得るものであり、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。

熱媒体を循環させるための熱媒体配管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、で構成されており、それらは熱媒体変換機３に接続される室内機２の台数に応じてそれぞれ分岐（本実施の形態では４分岐）されている。また、熱媒体間熱交換器１５ａの入口側に接続される熱媒体配管５と熱媒体間熱交換器１５ｂの入口側に接続される熱媒体配管５は、それぞれ第１熱媒体流路切替装置２２で接続され、熱媒体間熱交換器１５ａの出口側に接続される熱媒体配管５と熱媒体間熱交換器１５ｂの出口側に接続される熱媒体配管５は、それぞれ第２熱媒体流路切替装置２３で接続されている。
そして、第１熱媒体流路切替装置２２および第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。

［運転モードの説明］
空気調和装置１００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、絞り装置１６、熱媒体間熱交換器１５ａの熱源側冷媒流路、第２冷媒流路切替装置１８、および、アキュムレーター１９を、冷媒配管４で接続して熱源側冷媒循環回路Ａを構成している。
また、熱媒体間熱交換器１５ａの熱媒体流路、ポンプ２１、第２熱媒体流路切替装置２３、利用側熱交換器２６、熱媒体流量調整装置２５、および、第１熱媒体流路切替装置２２を、熱媒体配管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１５ａ、１５ｂに複数台の利用側熱交換器２６がそれぞれ並列に接続され、熱媒体循環回路Ｂを複数系統としている。

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、１５ｂを介して接続され、熱媒体変換機３と室内機２が、同じく熱媒体間熱交換器１５ａ、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、１５ｂで熱源側冷媒循環回路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。

以下、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の全部で同一運転ができるとともに、室内機２のそれぞれで異なる運転ができるようにもなっている。

空気調和装置１００が実行する運転モードは４つあり、全冷房運転モード、全暖房運転モード、冷房主体運転モード、および、暖房主体運転モードである。以下、各運転モードについて、熱源側冷媒および熱媒体の流れとともに説明する。

［全冷房運転モード］
図４は、図２に示す空気調和装置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。なお、図４では、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂの室内機２ａ、２ｂで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。また、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒および熱媒体）の流れる配管を示しており、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。

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

まず始めに、熱源側冷媒循環回路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高圧の液冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した高圧冷媒は、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に流入した高圧冷媒は、開閉装置１７ａを経由した後で、絞り装置１６ａ側と絞り装置１６ｂ側とに分岐される。そして、絞り装置１６ａ、１６ｂで膨張させられて低温・低圧の二相冷媒となる。なお、開閉装置１７ｂは閉となっている。

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、１５ｂそれぞれに流入し、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体から吸熱することで、熱媒体を冷却しながら、低温・低圧のガス冷媒となる。熱媒体間熱交換器１５ａ、１５ｂから流出したガス冷媒は、第２冷媒流路切替装置１８ａ、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およ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、第２冷媒流路切替装置１８ａ、１８ｂは低圧配管と連通されている。また、絞り装置１６ａは、第３温度センサー３５ａで検知された温度と、第３温度センサー３５ｂで検知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で検知された温度と、第３温度センサー３５ｄで検知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。

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、１５ｂそれぞれ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、２１ｂによってそれぞれ熱媒体配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａ、２１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａ、２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器２６ａ、２６ｂで室内空気から吸熱することで、室内空間７の冷房を行う。

それから、熱媒体は、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂから流出して熱媒体流量調整装置２５ａ、２５ｂに流入する。このとき、熱媒体流量調整装置２５ａ、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、２６ｂに流入するようになっている。熱媒体流量調整装置２５ａ、２５ｂから流出した熱媒体は、第１熱媒体流路切替装置２２ａ、２２ｂを通って熱媒体間熱交換器１５ａ、１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ａ、２１ｂへ吸い込まれる。

なお、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂの熱媒体配管５内では、第２熱媒体流路切替装置２３ａ、２３ｂから熱媒体流量調整装置２５ａ、２５ｂを経由して第１熱媒体流路切替装置２２ａ、２２ｂへ至る方向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で検知された温度、あるいは第１温度センサー３１ｂで検知された温度と第２温度センサー３４ａ（または第２温度センサー３４ｂ）で検知された温度との差、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。熱媒体間熱交換器１５ａ、１５ｂの出口温度は、それぞれ第１温度センサー３１ａ、３１ｂ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および第２熱媒体流路切替装置２３は、熱媒体間熱交換器１５ａ、１５ｂの両方へ流れる流路が確保されるように、中間的な開度にしている。

全冷房運転モードを実行する場合、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では、利用側熱交換器２６ａ、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、２６ｄにおいては作動させないため、対応する熱媒体流量調整装置２５ｃおよ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２６に熱負荷の発生があった場合や熱回収機を動作させる場合には、熱媒体流量調整装置２５を開放し、熱媒体を循環させればよい。
なお、全暖房運転モード、冷房主体運転モード、および暖房主体運転モードでも同様である。

第４温度センサー５０が温度検知する冷媒は液冷媒であり、この温度情報をもとに演算装置５２ａによって、液入口エンタルピーが算出される。また、第３温度センサー３５ｄから低圧二相温状態の温度を検知し、この温度情報をもとに演算装置５２ａによって、飽和液エンタルピーおよび飽和ガスエンタルピーが算出される。これらの情報をもとに、後述する方法にて蒸発温度Ｔｅ^※と露点温度Ｔｄｅｗ^※を求める。

［全暖房運転モード］
図５は、図２に示す空気調和装置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。なお、図４では、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂで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。また、太線で表された配管が冷媒の流れる配管を示しており、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、２１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置２５ａ、２５ｂを開放し、熱媒体流量調整装置２５ｃ、２５ｄを閉止し、熱媒体間熱交換器１５ａ、１５ｂと利用側熱交換器２６ａ、２６ｂとの間を、熱媒体がそれぞれ循環するようにしている。

まず始めに、熱源側冷媒循環回路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、逆止弁１３ｂを通り、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１８ａ側と第２冷媒流路切替装置１８ｂ側とに分岐される。そして、第２冷媒流路切替装置１８ａ、第２冷媒流路切替装置１８ｂを通って、熱媒体間熱交換器１５ａ、１５ｂそれぞれに流入する。

熱媒体間熱交換器１５ａ、１５ｂに流入した高温・高圧のガス冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体に放熱しながら高圧の液冷媒となる。熱媒体間熱交換器１５ａ、１５ｂから流出した液冷媒は、絞り装置１６ａ、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。なお、開閉装置１７ａは閉となっている。

室外機１に流入した冷媒は、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およ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、第２冷媒流路切替装置１８ａ、１８ｂは高圧配管と連通されている。また、絞り装置１６ａは、第１圧力センサー３６で検知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で検知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、第１圧力センサー３６で検知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で検知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。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第１圧力センサー３６の代わりに用いてもよく、安価にシステムを構成できる。

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、１５ｂそれぞれで熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ２１ａ、２１ｂによってそれぞれ熱媒体配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａ、２１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａ、２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器２６ａ、２６ｂで室内空気に放熱することで、室内空間７の暖房を行う。

それから、熱媒体は、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂから流出して熱媒体流量調整装置２５ａ、２５ｂに流入する。このとき、熱媒体流量調整装置２５ａ、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、２６ｂに流入するようになっている。熱媒体流量調整装置２５ａ、２５ｂから流出した熱媒体は、第１熱媒体流路切替装置２２ａ、２２ｂを通って熱媒体間熱交換器１５ａ、１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ａ、２１ｂへ吸い込まれる。

なお、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂの熱媒体配管５内では、第２熱媒体流路切替装置２３ａ、２３ｂから熱媒体流量調整装置２５ａ、２５ｂを経由して第１熱媒体流路切替装置２２ａ、２２ｂへ至る方向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で検知された温度、あるいは第１温度センサー３１ｂで検知された温度と、第２温度センサー３４ａ、３４ｂで検知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。熱媒体間熱交換器１５ａ、１５ｂの出口温度は、それぞれ第１温度センサー３１ａ、３１ｂ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および第２熱媒体流路切替装置２３は、熱媒体間熱交換器１５ａ、１５ｂの両方へ流れる流路が確保されるように、中間的な開度にしている。また、本来、利用側熱交換器２６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で検知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。

［冷房主体運転モード］
図６は、図２に示す空気調和装置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。なお、図６では、利用側熱交換器２６ｄで温熱負荷が発生し、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｃで冷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。また、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒および熱媒体）の循環する配管を示しており、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、２１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置２５ａ〜２５ｄを開放し、熱媒体間熱交換器１５ａと利用側熱交換器２６ａ〜２６ｃとの間、および熱媒体間熱交換器１５ｂと利用側熱交換器２６ｄ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、熱源側冷媒循環回路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液冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した冷媒は、室外機１から流出し、逆止弁１３ａ、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に流入した冷媒は、第２冷媒流路切替装置１８ｂを通って凝縮器として作用する熱媒体間熱交換器１５ｂに流入する。

熱媒体間熱交換器１５ｂに流入した冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体に放熱しながら、さらに温度が低下した冷媒となる。熱媒体間熱交換器１５ｂから流出した冷媒は、絞り装置１６ｂで膨張させられて低圧二相冷媒となる。この低圧二相冷媒は、絞り装置１６ａを介して蒸発器として作用する熱媒体間熱交換器１５ａに流入する。熱媒体間熱交換器１５ａに流入した低圧二相冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体から吸熱することで、熱媒体を冷却しながら、低圧のガス冷媒となる。このガス冷媒は、熱媒体間熱交換器１５ａから流出し、第２冷媒流路切替装置１８ａを介して熱媒体変換機３から流出し、冷媒配管４を通って再び室外機１へ流入する。室外機１に流入した冷媒は、逆止弁１３ｄ、第１冷媒流路切替装置１１およ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、第２冷媒流路切替装置１８ａは低圧配管と連通されており、一方、第２冷媒流路切替装置１８ｂは高圧側配管と連通されている。また、絞り装置１６ｂは、第３温度センサー３５ａで検知された温度と、第３温度センサー３５ｂで検知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、１７ｂは閉となっている。なお、絞り装置１６ｂは、第１圧力センサー３６で検知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で検知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、暖められた熱媒体がポンプ２１ｂによって熱媒体配管５内を流動させられることになる。また、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によって熱媒体配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａ、２１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａ〜２３ｄを介して、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄに流入する。

利用側熱交換器２６ｄでは熱媒体が室内空気に放熱することで、室内空間７の暖房を行う。また、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｃでは熱媒体が室内空気から吸熱することで、室内空間７の冷房を行う。このとき、熱媒体流量調整装置２５ａ〜２５ｄ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〜２６ｄに流入するようになっている。
利用側熱交換器２６ｄ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２５ｄおよび第１熱媒体流路切替装置２２ｄを通って、熱媒体間熱交換器１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ｂへ吸い込まれる。
また、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｃ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〜２５ｃおよび第１熱媒体流路切替装置２２ａ〜２２ｃを通って、熱媒体間熱交換器１５ａへ流入し、再びポンプ２１ａへ吸い込まれる。

冷房主体運転モードの実行中において、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および第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２６ａ〜２６ｄへ導入される。
なお、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄの熱媒体配管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へ至る方向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で検知された温度と第２温度センサー３４ｄで検知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３４ａ〜３４ｃで検知された温度と第１温度センサー３１ａで検知された温度との差をそれぞれ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。

［暖房主体運転モード］
図７は、図２に示す空気調和装置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。なお、図７では、利用側熱交換器２６ｂ〜２６ｄで温熱負荷が発生し、利用側熱交換器２６ａ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。また、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒および熱媒体）の循環する配管を示しており、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７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、２１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置２５ａ〜２５ｄを開放し、熱媒体間熱交換器１５ａと利用側熱交換器２６ａとの間、および熱媒体間熱交換器１５ｂと利用側熱交換器２６ｂ〜２６ｄ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、熱源側冷媒循環回路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、逆止弁１３ｂを通り、室外機１から流出する。室外機１から流出した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した高温・高圧のガス冷媒は、第２冷媒流路切替装置１８ｂを通って凝縮器として作用する熱媒体間熱交換器１５ｂに流入する。

熱媒体間熱交換器１５ｂに流入したガス冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体に放熱しながら液冷媒となる。熱媒体間熱交換器１５ｂから流出した冷媒は、絞り装置１６ｂで膨張させられて低圧二相冷媒となる。この低圧二相冷媒は、絞り装置１６ａを介して蒸発器として作用する熱媒体間熱交換器１５ａに流入する。熱媒体間熱交換器１５ａに流入した低圧二相冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体から吸熱することで蒸発し、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から流出し、第２冷媒流路切替装置１８ａを介し、熱媒体変換機３から流出し、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およ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、第２冷媒流路切替装置１８ａは低圧側配管と連通されており、一方、第２冷媒流路切替装置１８ｂは高圧側配管と連通されている。また、絞り装置１６ｂは、第１圧力センサー３６で検知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で検知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、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によって熱媒体配管５内を流動させられることになる。また、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によって熱媒体配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａ、２１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａ〜２３ｄを介して、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄに流入する。

利用側熱交換器２６ａでは熱媒体が室内空気から吸熱することで、室内空間７の冷房を行う。また、利用側熱交換器２６ｂ〜２６ｄでは熱媒体が室内空気に放熱することで、室内空間７の暖房を行う。このとき、熱媒体流量調整装置２５ａ〜２５ｄ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〜２６ｄ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上昇した熱媒体は、熱媒体流量調整装置２５ａおよび第１熱媒体流路切替装置２２ａを通って、熱媒体間熱交換器１５ａに流入し、再びポンプ２１ａへ吸い込まれる。
また、利用側熱交換器２６ｂ〜２６ｄ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〜２５ｄおよび第１熱媒体流路切替装置２２ｂ〜２２ｄを通って、熱媒体間熱交換器１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ｂへ吸い込まれる。

暖房主体運転モードの実行中において、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および第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２６ａ〜２６ｄへ導入される。
なお、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄの熱媒体配管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へ至る方向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で検知された温度と第２温度センサー３４ｂ〜３４ｄで検知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３４ａで検知された温度と第１温度センサー３１ａで検知された温度との差をそれぞれ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。

なお、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７においては、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄ全てにおいては熱負荷があるため熱媒体を流しているが、熱負荷がない利用側熱交換器２６が存在する場合、対応する熱媒体流量調整装置２５を全閉とする。

次に、熱媒体変換機３の熱媒体間熱交換器１５で熱源側冷媒が漏洩した場合の動作について説明する。
熱媒体間熱交換器１５で熱源側冷媒が漏洩した場合は、２次ループ内部に１次ループの熱源側冷媒が流入し、それによって２次ループの圧力が上昇する。２次ループの圧力が所定値（作動圧）まで上昇するとリリーフ弁６０が作動し、リリーフ弁６０からは熱媒体に混ざった熱源側冷媒が排出される。そのため、２次ループの圧力を抑制し、圧力上昇による２次ループに使用されている部品の破損を抑制し、熱源側冷媒の漏洩拡散を抑制することができる。
このとき、リリーフ弁６０の作動圧を熱媒体の種類と熱源側冷媒の種類とからリリーフ弁６０の作動圧を決め、さらに、熱媒体の最高圧力と熱源側冷媒の最高圧力に応じてリリーフ弁６０の大きさを選定し、系外に排出する流量を決定（調整）することで、２次ループを適切な圧力に保つようにしている。
また、排出された熱源側冷媒および熱媒体は熱媒体変換機３内部に滞留し、そのことを冷媒漏洩検知装置６１が検知する。このとき、室外機１の運転停止、ポンプ２１ａ、２１ｂの停止、および、熱媒体流量調整装置２５ａ〜２５ｄの閉止をすることで、室内側への熱源側冷媒の漏洩拡散をさらに抑制することができる。
なお、冷媒漏洩検知装置６１での検知の代わりに、室外機１の第２圧力センサー３７の低下など、１次ループの冷凍サイクルの変化によって熱源側冷媒の漏洩を判断してもよい。この場合、第２圧力センサーが冷媒漏洩検知手段を担当することになる。また、２次ループの圧力を検知する熱媒体圧力検知装置６２を設け（図３参照）、２次ループの圧力の上昇により熱源側冷媒の漏洩を検知してもよい。この場合、熱媒体圧力検知装置６２が冷媒漏洩検知手段を担当することになる。

１ 室外機、２ 室内機、２ａ〜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 熱媒体配管、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〜１３ｄ 逆止弁、１５ 熱媒体間熱交換器、１５ａ、１５ｂ 熱媒体間熱交換器、１６ 絞り装置、１６ａ、１６ｂ 絞り装置、１７ａ、１７ｂ 開閉装置、１８ 第２冷媒流路切替装置、１８ａ、１８ｂ 第２冷媒流路切替装置、１９ アキュムレーター、２１ ポンプ、２１ａ、２１ｂ ポンプ、２２ 第１熱媒体流路切替装置、２２ａ〜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〜２３ｄ 第２熱媒体流路切替装置、２５ 熱媒体流量調整装置、２５ａ〜２５ｄ 熱媒体流量調整装置、２６ 利用側熱交換器、２６ａ〜２６ｄ 利用側熱交換器、 ３１ 第１温度センサー、３１ａ、３１ｂ 第１温度センサー、３４ 第２温度センサー、３４ａ〜３４ｄ 第２温度センサー、３５ 第３温度センサー、３５ａ〜３５ｄ 第３温度センサー、３６ 第１圧力センサー、３７ 第２圧力センサー、３８ 第３圧力センサー、３９ａ〜３９ｄ 吸込空気温度検知装置、５０ 第４温度センサー、５２ （熱媒体変換機）制御装置、５２ａ （熱媒体変換機）演算装置、５７ （室外機）制御装置、５７ａ （室外機）演算装置、６０ リリーフ弁、６０ａ リリーフ弁、６０ｂ リリーフ弁、６１ 冷媒漏洩検知装置、６２ 熱媒体圧力検知装置、１００ 空気調和装置、Ａ 熱源側冷媒循環回路、Ｂ 熱媒体循環回路。

Claims (8)

1. 圧縮機、熱源側熱交換器、絞り装置、および、熱媒体間熱交換器の熱源側冷媒流路が直列に配管接続され、熱源側冷媒を循環させる熱源側冷媒循環回路と、
   ポンプ、利用側熱交換器、および、前記熱媒体間熱交換器の熱媒体流路が直列に配管接続され、熱媒体を循環させる熱媒体循環回路と、を備え、
   前記熱源側冷媒循環回路と前記熱媒体循環回路とは、前記熱媒体間熱交換器で前記熱源側冷媒と前記熱媒体とが熱交換を行うようにカスケード接続され、
   前記熱媒体循環回路にリリーフ弁を設け、
   該リリーフ弁は、
   前記熱源側冷媒が前記熱媒体循環回路に流入した際に作動し、前記熱源側冷媒と、前記熱媒体とを、排出し、
   前記熱源側冷媒の最高圧力と、前記熱媒体の最高圧力とに基づいて選定されるものであり、
   前記リリーフ弁のＣｖ値が、前記熱源側冷媒循環回路と前記熱媒体循環回路との間に開いた連通穴のＣｖ値と、前記熱源側冷媒の最高圧力と前記リリーフ弁の作動圧との差の平方根と、の積を、前記リリーフ弁の作動圧の平方根で割った値を満たすように選定されるものである
   ことを特徴とする空気調和装置。
2. 前記リリーフ弁は、前記熱媒体循環回路の圧力が所定値となったら作動する
   ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記所定値は、前記熱源側冷媒の種類と、前記熱媒体の種類とから決定される
   ことを特徴とする請求項２に記載の空気調和装置。
4. 前記熱源側冷媒が漏洩したことを検知する冷媒漏洩検知手段を有し、
   前記冷媒漏洩検知手段が前記漏洩を検知したら、前記ポンプの駆動を停止する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気調和装置。
5. 前記熱媒体の流量を調整する熱媒体流量調整装置と、
   前記熱源側冷媒が漏洩したことを検知する冷媒漏洩検知手段を有し、
   前記冷媒漏洩検知手段が前記漏洩を検知したら、前記熱媒体流量調整装置を閉じる
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気調和装置。
6. 前記冷媒漏洩検知手段を、前記熱媒体間熱交換器に、または該熱媒体間熱交換器の近くに設置する
   ことを特徴とする請求項４または５に記載の空気調和装置。
7. 前記冷媒漏洩検知手段は、
   前記熱媒体循環回路の圧力が所定値となったら前記漏洩を検知する
   ことを特徴とする請求項４または５に記載の空気調和装置。
8. 前記冷媒漏洩検知手段は、
   前記熱源側冷媒循環回路の運転状況の変化によって前記漏洩を検知する
   ことを特徴とする請求項４または５に記載の空気調和装置。

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