JPWO2012077156A1 - ヒートポンプ装置 - Google Patents

Abstract

２次ループの冷凍サイクルを用いることで、高い効率で第２熱媒体を高温に加熱しつつ、信頼性及び効率を確保した状態で冷房・暖房を同時に実現することができるヒートポンプ装置を提供する。ヒートポンプ装置１００は、熱媒体変換機３及び水温昇温機３００のそれぞれに冷媒配管３１１が連結可能な２つの接続口（接続口５１ａ、接続口５１ｂ、接続口３０５ａ、接続口３０５ｂ）を設け、水温昇温機３００に搭載されている熱交換器３０４を介して冷媒循環回路Ａと冷媒循環回路Ｃとを接続し、第１熱交換器３０２で第２熱媒体を加熱している。

Description

この発明は、たとえばビル用マルチエアコン等に適用されるヒートポンプ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ヒートポンプ装置においては、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。そして、冷媒が放熱、吸熱して、加熱、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。このようなヒートポンプ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、チラーと呼ばれるヒートポンプ装置においては、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。室外機内に配置した熱交換器で水、不凍液等の熱媒体を加熱、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、ラジエ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ヒートポンプ装置において、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ヒートポンプ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等） ＷＯ１０／０４９９９８号公報（第３頁、図１等）

従来のビル用マルチエアコン等のヒートポンプ装置では、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ヒートポンプ装置では、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ヒートポンプ装置では、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、ヒートポンプ装置において、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ヒートポンプ装置においては、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に記載されているヒートポンプ装置においては、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ヒートポンプ装置においては、熱交換後の１次冷媒（熱源側冷媒）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ヒートポンプ装置においては、複数の冷媒−熱媒体間熱交換器を備え、冷媒を直接室内に導かずに、冷水と温水を同時に生成することができるが、給湯に使用する高温水を生成することはできなかった。

とこで、パネルヒーター、ラジエーター等に接続する場合は、ファンコイルのようにファンがなく、自然滞留と輻射による伝熱のため、伝熱性能がファンコイルよりも悪い。その結果、水温（熱媒体の温度）を７０℃レベルまで上げて対応する必要があるが、効率・信頼性を確保しつつ、１次ループの冷凍サイクルで実現できる水温は５５℃あたりが限界であった。また、昨今の地球温暖化防止の観点から、ボイラーによるお湯生成では効率が悪いため、効率のよい冷凍サイクルへの置き換えが強く要望されている。

本発明は、上記の課題のうち少なくとも１つ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ヒートポンプ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ヒートポンプ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ヒートポンプ装置を提供することを目的としている。また、本発明は、２次ループの冷凍サイクルを用いることで、高い効率で第２熱媒体を高温に加熱しつつ、信頼性及び効率を確保した状態で冷房・暖房を同時に実現することができるヒートポンプ装置を提供することを目的としている。

本発明に係るヒートポンプ装置は、第１圧縮機、熱源側熱交換器、第１絞り装置、第１開閉装置、熱媒体間熱交換器の冷媒側流路を冷媒配管で接続して第１冷媒を循環させる第１冷媒回路と、ポンプ、利用側熱交換器、前記熱媒体間熱交換器の熱媒体側流路を熱媒体配管で接続して第１熱媒体を循環させる第１熱媒体循環回路と、第２圧縮機、第１熱交換器、第２絞り装置、第２熱交換器を冷媒配管で接続して第２冷媒を循環させる第２冷媒回路と、前記第１熱交換器を介して前記第２冷媒と熱交換する第２熱媒体を循環させる第２熱媒体循環回路と、を有し、前記第１圧縮機及び前記熱源側熱交換器を室外機に搭載し、前記第１絞り装置、前記第１開閉装置、前記熱媒体間熱交換器及び前記ポンプを熱媒体変換機に搭載し、前記利用側熱交換器を室内機に搭載し、前記第２圧縮機、前記第１熱交換器、前記第２絞り装置及び前記第２熱交換器を水温昇温機に搭載し、前記水温昇温機に搭載されている前記第２熱交換器を介して前記第１冷媒回路と前記第２冷媒回路とを接続し、前記第１熱交換器で第２熱媒体を加熱可能にしている。

本発明に係るヒートポンプ装置によれば、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、省エネルギー化を図ることができる。また、本発明に係るヒートポンプ装置によれば、熱媒体の外部への流出が起きた場合でも、少量ですみ、安全性を向上できる。さらに、本発明に係るヒートポンプ装置によれば、工事性の向上を図ることが可能になる。またさらに、本発明に係るヒートポンプ装置によれば、第２冷媒回路を設けることで２次ループの冷凍サイクルを形成でき、高い効率で第２熱媒体を高温に加熱しつつ、信頼性及び効率を確保した状態で冷房・暖房を同時に実現することができる。

本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ装置の設置例を示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ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１に係るヒートポンプ装置の全冷房運転モード１時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ装置の全冷房運転モード２時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ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。 冷媒循環回路Ａと冷媒循環回路Ｃとの動作点をＰ−ｈ線図上に表した図である。 本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ装置の冷房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ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２に係るヒートポンプ装置の回路構成の一例を示す概略回路構成図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ装置の設置例を示す概略図である。図１に基づいて、実施の形態１に係るヒートポンプ装置の設置例について説明する。このヒートポンプ装置は、冷媒（熱源側冷媒（第１冷媒）、熱媒体（第１熱媒体））を循環させる冷凍サイクル（冷媒循環回路Ａ（第１冷媒回路）、熱媒体循環回路Ｂ（第１熱媒体循環回路）、冷媒循環回路Ｃ（第２冷媒回路））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、給湯装置を介して高温水を供給可能にするものである。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。

図１においては、本実施の形態１に係るヒートポンプ装置は、熱源機である１台の室外機１と、複数台の室内機２と、水温昇温機３００と、室外機１と負荷側ユニット（室内機２及び水温昇温機３００）との間に介在する熱媒体変換機３と、水温昇温機３００に接続されている貯湯タンク４００と、を有している。水温昇温機３００と貯湯タンク４００とは、水（第２熱媒体）を導通する配管（熱媒体配管）４０２で接続されており、配管４０２には水を循環させるための水搬送装置４０１が取り付けられている。

熱媒体変換機３は、熱源側冷媒とこの熱源側冷媒とは異なる第１熱媒体とで熱交換を行なうものである。水温昇温機３００は、熱源側冷媒と水温昇温機側冷媒（第２冷媒）とで熱交換を行なうものである。室外機１と水温昇温機３００は、いわゆる２元サイクル（カスケードサイクル）を構成している。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、第１熱媒体を導通する配管（熱媒体配管）５で接続されている。水温昇温機３００は、後述する熱媒体間熱交換器１５と並列の関係にあり、熱源側冷媒を導通する冷媒配管３１１で熱媒体変換機３に接続されている。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や水温昇温機３００に配送されるようになっている。

室外機１は、通常、ビル等の建物９の外の空間（たとえば、屋上等）である室外空間６に配置され、熱媒体変換機３を介して室内機２に冷熱又は温熱を供給するものである。室内機２は、建物９の内部の空間（たとえば、居室等）である室内空間７に冷房用空気あるいは暖房用空気を供給できる位置に配置され、空調対象空間となる室内空間７に冷房用空気あるいは暖房用空気を供給するものである。水温昇温機３００、貯湯タンク４００、及び、水搬送装置４０１は、ビル等の建物９の内部の空間（たとえば、機械室６０等）に設置され、貯湯タンク４００に高温水を貯えるようにするものである。なお、水温昇温機３００の設置場所を機械室６０に限定するものではなく、室外空間６や屋上等に設置してもよい。

熱媒体変換機３は、室外機１、室内機２及び水温昇温機３００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。また、熱媒体変換機３は、冷媒配管３１１で水温昇温機３００と接続され、室外機１から供給される温熱を水温昇温機３００に伝達するものである。

図１に示すように、本実施の形１態に係るヒートポンプ装置においては、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、熱媒体変換機３と水温昇温機３００とが２本の冷媒配管３１１を用いて、それぞれ接続されている。このように、本実施の形態１に係るヒートポンプ装置では、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。また、熱媒体変換機３を室内機２に近づけて設けることにより、第１熱媒体が循環する回路（熱媒体循環回路Ｂ）の配管を短くすることができる。このため、第１熱媒体の搬送動力を削減でき、省エネルギー化を図ることができる。

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

図１においては、室外機１が室外空間６に設置されている場合を例に示しているが、これに限定するものではない。たとえば、室外機１は、換気口付の機械室等の囲まれた空間に設置してもよく、排気ダクトで廃熱を建物９の外に排気することができるのであれば建物９の内部に設置してもよく、あるいは、水冷式の室外機１を用いる場合にも建物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。また、水温昇温機３００が貯湯タンク４００に接続されている場合を例に示しているが、水温昇温機３００をパネルヒーターやラジエーターに接続してもよい。

図１においては、室外機１が室外空間６に設置されている場合を例に示しているが、これに限定するものではない。例えば、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、又は、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。

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、第１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。さらに、室外機１、室内機２、水温昇温機３００及び熱媒体変換機３の接続台数を図１に図示してある台数に限定するものではなく、本実施の形態１に係るヒートポンプ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１に係るヒートポンプ装置（以下、ヒートポンプ装置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、ヒートポンプ装置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。水温昇温機３００と室外機１とは、冷媒配管４の一部を分岐した冷媒配管３１１で接続されている。なお、各配管（冷媒配管４、冷媒配管３１１、配管５、配管４０２）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（第１圧縮機）１０と、四方弁等の第１冷媒流路切替装置１１と、熱源側熱交換器１２と、アキュムレーター１９とが冷媒配管４で直列に接続されて搭載されている。また、室外機１には、第１接続配管４ａ、第２接続配管４ｂ、逆止弁１３ａ、逆止弁１３ｂ、逆止弁１３ｃ、及び、逆止弁１３ｄが設けられている。第１接続配管４ａ、第２接続配管４ｂ、逆止弁１３ａ、逆止弁１３ｂ、逆止弁１３ｃ、及び、逆止弁１３ｄを設けることで、室内機２の要求する運転に関わらず、熱媒体変換機３に流入させる熱源側冷媒の流れを一定方向にすることができる。

圧縮機１０は、熱源側冷媒を吸入し、その熱源側冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものであり、たとえば容量制御可能なインバータ圧縮機等で構成するとよい。この圧縮機１０は、熱源側冷媒を冷媒循環回路Ａに循環させる第１圧縮機として機能する。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作用し、冷房運転時には凝縮器（又は放熱器）として作用し、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又は凝縮液化するものである。アキュムレーター１９は、圧縮機１０の吸入側に設けられており、暖房運転時と冷房運転時の違いによる余剰冷媒、又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第１熱媒体との間で熱交換を行ない、室内空間７に供給するための暖房用空気あるいは冷房用空気を生成するものである。

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

［熱媒体変換機３］
熱媒体変換機３には、２つの熱媒体間熱交換器１５と、３つの第１絞り装置１６と、高圧液管の液温を低下させるための過冷却熱交換器５０と、１つの開閉装置１７と、２つの第２冷媒流路切替装置１８と、２つのポンプ２１と、４つの第１熱媒体流路切替装置２２と、４つの第２熱媒体流路切替装置２３と、４つの熱媒体流量調整装置２５と、が搭載されている。また、熱媒体変換機３には、水温昇温機３００と接続するための接続口５１ａ、接続口５１ｂが設けられている。ヒートポンプ装置１００では、熱媒体変換機３側の接続口（接続口５１ａ及び接続口５１ｂ）と、後述する水温昇温機３００側の接続口（接続口３０５ａ及び接続口３０５ｂ）を介して冷媒配管が連結可能になっている。

また、熱媒体変換機３には、２つの熱媒体間熱交換器１５と並列となるようにバイパス回路５５が設けられている。このバイパス回路５５を利用して過冷却熱交換器５０が設置されるようになっている。バイパス回路５５は、熱媒体変換機３の入口側と繋がる冷媒配管４を分岐し、出口側と繋がる冷媒配管４に接続させて２つの熱媒体間熱交換器１５と並列にしている。過冷却熱交換器５０は、水温昇温機３００から流入してきた熱源側冷媒（熱媒体変換機３に流入してきた冷媒を含む場合もある（実施の形態２参照））と、バイパス回路５５を流れる熱源側冷媒と、で熱交換を行なうものである。

２つの熱媒体間熱交換器１５（熱媒体間熱交換器１５ａ、熱媒体間熱交換器１５ｂ）は、凝縮器（放熱器）又は蒸発器として作用し、熱源側冷媒と第１熱媒体とで熱交換を行ない、室外機１で生成され熱源側冷媒に貯えられた冷熱又は温熱を第１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第１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第１熱媒体の加熱に供するものである。

３つの絞り装置１６（絞り装置１６ａ、絞り装置１６ｂ、絞り装置１６ｃ）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。また、絞り装置１６ｃは、冷房運転時に、絞り装置１６ａ、絞り装置１６ｂ上流側における高圧液冷媒の過冷却度を大きくし、性能をアップさせる目的と運転を安定させる目的で設けている。絞り装置１６ｃは、全冷運転時の高圧液配管と低圧ガス管を接続するバイパス回路５５に設けられている。３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。また、機械式膨張弁等を絞り装置１６として用いてもよい。

開閉装置１７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１７は、熱源側冷媒の入口側における冷媒配管４、詳しくは２本の冷媒配管３１１を接続する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を介して第１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、第１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、第１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、利用側熱交換器２６（配管５）に流れる第１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へ流入する第１熱媒体の温度及び流出する第１熱媒体の温度により室内機２へ流入する第１熱媒体の量を調整し、負荷に応じた最適な第１熱媒体の量を室内機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。

熱媒体変換機３には、水温昇温機３００と接続するための２つの接続口（接続口５１ａ、接続口５１ｂ）が設けられている。接続口５１ａは、開閉装置１７の上流に設けられている。接続口５１ｂは、開閉装置１７と過冷却熱交換器５０の高圧側の入口との間に設けられている。つまり、接続口５１ａ及び接続口５１ｂは、熱媒体変換機３内で冷媒配管４を分岐させた冷媒配管３１１を水温昇温機３００に接続するために設けられている。

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、第１圧力センサー３６、第４温度センサー５２、第５温度センサー５３）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、ヒートポンプ装置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、第１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から流出した第１熱媒体、つまり熱媒体間熱交換器１５の出口における第１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から流出した第１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又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又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、たとえば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。

第１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。

第４温度センサー５２は、バイパス回路５５における過冷却熱交換器５０の出口側に設けられ、過冷却熱交換器５０から流出した熱源側冷媒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５温度センサー５３は、バイパス回路５５における過冷却熱交換器５０の入口側に設けられ、過冷却熱交換器５０に流入する熱源側冷媒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。そして、第５温度センサー５３での検知温度と第４温度センサー５２での検知温度との温度差によって、絞り装置１６ｃの開度を調節するようになっている。

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、第１熱媒体流路切替装置２２の切り替え、第２熱媒体流路切替装置２３の切り替え、及び、熱媒体流量調整装置２５の開度等を制御し、後述する各運転モードを実行するようになっている。なお、制御装置は、ユニット毎に設けてもよく、室外機１又は熱媒体変換機３に設けてもよい。制御装置をユニット毎に設けた場合、有線または無線により通信可能に接続し、連携制御をする。

第１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からの第１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からの第１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。つまり、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、利用側熱交換器２６の流入側流路及び流出側流路を、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂとの間で選択的に連通させることができる。

［水温昇温機］
水温昇温機３００には、圧縮機（第２圧縮機）３０１と、２つの熱交換器（熱交換器３０４、熱交換器３０２）と、２つの絞り装置（絞り装置３０３、絞り装置（第３絞り装置）３１２）とが搭載されている。また、熱媒体変換機３と接続するための接続口３０５ａ、接続口３０５ｂが設けられている。接続口３０５ａ及び接続口３０５ｂには、冷媒配管４の一部を分岐させた冷媒配管３１１が設置されている。また、圧縮機３０１、熱交換器（第１熱交換器）３０２、絞り装置（第２絞り装置）３０３、及び、熱交換器（第２熱交換器）３０４は、水温昇温機側冷媒を導通する冷媒配管３１５で配管接続され、冷媒循環回路Ｃを形成している。

圧縮機３０１は、水温昇温機側冷媒を吸入し、その水温昇温機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。この圧縮機３０１は、水温昇温機側冷媒を冷媒循環回路Ｃに循環させる第２圧縮機として機能する。なお、圧縮機３０１の回転数（駆動周波数）は、図示省略の制御手段からの指令によって制御される。

熱交換器３０２は、凝縮器として作用し、冷媒循環回路Ｃを循環する水温昇温機側冷媒と配管４０２を循環する第２熱媒体との間で熱交換を行ない、第２熱媒体を昇温するものである。熱交換器３０４は、蒸発器として作用し、冷媒循環回路Ｃを循環する水温昇温機側冷媒と冷媒循環回路Ａを循環する熱源側冷媒との間で熱交換を行ない、熱源側冷媒を冷却するものである。つまり、水温昇温機３００は、熱交換器３０４を介して熱媒体変換機３と接続し、熱交換器３０２を介して貯湯タンク４００と接続されている。なお、熱交換器３０２及び熱交換器３０４の種類を特に限定するものではなく、たとえばプレートフィンチューブ式の熱交換器や、二重管熱交換器で構成するとよい。

絞り装置３０３は、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、高圧状態の水温昇温機側冷媒を減圧させるものである。絞り装置３０３は、熱交換器３０２と熱交換器３０４との間に設けられている。絞り装置３１２は、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、高圧状態の熱源側冷媒を減圧させるものである。絞り装置３１２は、冷媒循環回路Ａにおける熱交換器３０４と過冷却熱交換器５０との間に設けられている。絞り装置３０３及び絞り装置３１２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。また、機械式膨張弁等を絞り装置３０３及び絞り装置３１２として用いてもよい。

また、水温昇温機３００には、各種検出手段（第６温度センサー３０６、第７温度センサー３０７、第８温度センサー３０８、第２圧力センサー３０９、第３圧力センサー３１０）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）は、ヒートポンプ装置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、第１熱媒体の流路の切替、室内機２の熱媒体流量の調整等の他、圧縮機３０１の駆動周波数、絞り装置３０３及び絞り装置３１２の開度の制御に利用されることになる。

第６温度センサー３０６は、熱交換器３０２の第２熱媒体の出口側に設けられ、熱交換器３０２から流出した第２熱媒体、つまり熱交換器３０２で熱交換した後の第２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７温度センサー３０７は、熱交換器３０２の第２熱媒体の入口側に設けられ、熱交換器３０２に流入する第２熱媒体、つまり貯湯タンク４００から戻ってきた第２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８温度センサー３０８は、熱交換器３０４の水温昇温機側冷媒の出口側に設けられ、熱交換器３０４から流出した水温昇温機側冷媒、つまり熱交換器３０４で熱交換した後の水温昇温機側冷媒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２圧力センサー３０９は、冷媒循環回路Ｃにおける熱交換器３０４と圧縮機３０１との間に設けられ、熱交換器３０４の出口側の水温昇温機側冷媒、つまり圧縮機３０１に吸入される水温昇温機側冷媒の圧力を検出するものである。第３圧力センサー３１０は、冷媒循環回路Ｃにおける圧縮機３０１と熱交換器３０２との間に設けられ、熱交換器３０２の入口側の水温昇温機側冷媒、つまり圧縮機３０１から吐出された水温昇温機側冷媒の圧力を検出するものである。

なお、熱交換器３０２には配管４０２が接続されており、水搬送装置４０１、貯湯タンク４００、熱交換器３０２の順に第２熱媒体が循環するようになっている。水搬送装置４０１は、配管４０２を介して第２熱媒体を循環させるものである。水搬送装置４０１は、熱交換器３０２と貯湯タンク４００との間における配管４０２に設けられている。この水搬送装置４０１は、たとえば容量制御可能なポンプ等で構成するとよい。貯湯タンク４００は、熱交換器３０２で昇温された第２熱媒体を貯留するものである。熱交換器３０２は、上述した通りである。

そして、ヒートポンプ装置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、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。

さらに、圧縮機３０１、熱交換器３０２の水温昇温機側冷媒流路、絞り装置３０３、及び、熱交換器３０４の水温昇温機側冷媒流路を、冷媒配管３１５で接続して冷媒循環回路Ｃを構成している。なお、貯湯タンク４００、熱交換器３０２の第２熱媒体流路、及び、水搬送装置４０１を配管４０２で接続して貯湯回路Ｄ（第２熱媒体循環回路）を構成している。つまり、水温昇温機３００は、熱交換器３０４を介して受熱し、熱交換器３０２を介して第２熱媒体を昇温している。

よって、ヒートポンプ装置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、ヒートポンプ装置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を循環する第１熱媒体とが熱交換するようになっている。

また、ヒートポンプ装置１００では、室外機１と水温昇温機３００とが、水温昇温機３００に設けられている熱交換器３０４を介して接続されている。すなわち、ヒートポンプ装置１００では、熱交換器３０４で冷媒循環回路Ａを循環する熱源側冷媒と冷媒循環回路Ｃを循環する水温昇温機側冷媒とが熱交換するようになっている。さらに、ヒートポンプ装置１００では、水温昇温機３００と貯湯タンク４００とが、水温昇温機３００に設けられている熱交換器３０２を介して接続されている。すなわち、ヒートポンプ装置１００では、熱交換器３０２で冷媒循環回路Ｃを循環する水温昇温機側冷媒と貯湯回路Ｄを循環する第２熱媒体とが熱交換するようになっている。

［運転モード］
ヒートポンプ装置１００が実行する各運転モードについて説明する。このヒートポンプ装置１００は、各室内機２と水温昇温機３００からの指示に基づいて、その室内機２で冷房運転又は暖房運転が、水温昇温機３００で第２熱媒体の加熱運転が可能になっている。つまり、ヒートポンプ装置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。また、ヒートポンプ装置１００は、水温昇温機３００を介して給湯運転が可能になっている。

ヒートポンプ装置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（水温昇温機３００が運転している場合、停止している場合の２通りがある）、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、第１熱媒体、水温昇温機側冷媒、及び、第２熱媒体の流れとともに説明する。

［全冷房運転モード１（水温昇温機３００停止パターン）］
図３は、ヒートポンプ装置１００の全冷房運転モード１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１について説明する。なお、全冷房運転モード１では、室内機２のすべてが冷房運転、水温昇温機３００が停止している。また、図３では、太線で表された配管が熱源側冷媒及び第１熱媒体の流れる配管を示している。さらに、図３では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、第１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１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との間を第１熱媒体が循環するようにしている。また、水温昇温機３００では、圧縮機３０１を停止させるとともに、絞り装置３１２を全閉としている。

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、絞り装置３１２が全閉状態のため、水温昇温機３００には流れず、開閉装置１７を通り、分岐されて絞り装置１６ａ及び絞り装置１６ｂで膨張させられて、低温・低圧の二相冷媒となる。

この二相冷媒は、蒸発器として作用する熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれに流入し、熱媒体循環回路Ｂを循環する第１熱媒体から吸熱することで、第１熱媒体を冷却しながら、低温・低圧のガス冷媒となる。熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂから流出したガス冷媒は、第２冷媒流路切替装置１８ａ及び第２冷媒流路切替装置１８ｂを介して熱媒体変換機３から流出し、冷媒配管４を通って再び室外機１へ流入する。室外機１に流入した冷媒は、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。なお、開閉装置１７は開となっている。

次に、熱媒体循環回路Ｂにおける第１熱媒体の流れについて説明する。
全冷房運転モード１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第１熱媒体に伝えられ、冷やされた第１熱媒体がポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂで加圧されて流出した第１熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａ及び第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入する。そして、第１熱媒体が利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂで室内空気から吸熱することで、室内空間７の冷房を行なう。

それから、第１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の作用によって第１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から流出した第１熱媒体は、第１熱媒体流路切替装置２２ａ及び第１熱媒体流路切替装置２２ｂを通って、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂへ吸い込まれる。

なお、利用側熱交換器２６の配管５内では、第２熱媒体流路切替装置２３から熱媒体流量調整装置２５を経由して第１熱媒体流路切替装置２２へ至る向きに第１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１５の出口温度は、第１温度センサー３１ａ又は第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の双方に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１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）へは第１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へ第１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第１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、第１熱媒体を循環させればよい。

［全冷房運転モード２（水温昇温機３００駆動パターン）］
図４は、ヒートポンプ装置１００の全冷房運転モード２時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図４では、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂでのみ冷熱負荷が発生し、水温昇温機３００が運転している場合を例に全冷房運転モード２について説明する。なお、全冷房運転モード２では、室内機２のすべてが冷房運転、なおかつ水温昇温機３００が運転している。また、図４では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒、水温昇温機側冷媒）及び第１熱媒体の流れる配管を示している。さらに、図４では、熱源側冷媒及び水温昇温機側冷媒の流れ方向を実線矢印で、第１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２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との間を第１熱媒体が循環するようにしている。なお、室外機１の制御モードは冷房主体モードと同様になっている。また、水温昇温機３００では、圧縮機３０１を駆動させ、水温昇温機側冷媒が冷媒循環回路Ｃを循環するようにしているとともに、絞り装置３１２を開としている。

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、高圧の気液二相となる。熱源側熱交換器１２から流出した高圧二相冷媒は、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と水温昇温機３００に流入する。水温昇温機３００に流入した高圧二相冷媒は、熱交換器３０４の熱源側冷媒流路に流入する。そこで、水温昇温機側冷媒と熱交換し、凝縮された後、絞り装置３１２で膨張させられる。

この熱源側冷媒は、水温昇温機３００から流出した後、過冷却熱交換器５０に流れ込む。過冷却熱交換器５０に流入した熱源側冷媒は、バイパス回路５５を流れる熱源側冷媒と熱交換し、高圧の液冷媒となる。この高圧液冷媒は、一部はバイパス回路５５に、残りは絞り装置１６ａ及び絞り装置１６ｂに流入する。バイパス回路５５に流入した高圧液冷媒は、絞り装置１６ｃで膨張され、低圧の二相冷媒となり、過冷却熱交換器５０のバイパス回路５５側に流入する。過冷却熱交換器５０のバイパス回路５５側に流入した低圧二相冷媒は、高圧冷媒と熱交換して、低ガス冷媒となって、低圧配管に流入する。絞り装置１６ａ及び絞り装置１６ｂに流入した高圧液冷媒は、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。

この低温・低圧の二相冷媒は、蒸発器として作用する熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれに流入し、熱媒体循環回路Ｂを循環する第１熱媒体から吸熱することで、第１熱媒体を冷却しながら、低温・低圧のガス冷媒となる。熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂから流出したガス冷媒は、第２冷媒流路切替装置１８ａ及び第２冷媒流路切替装置１８ｂを経由した後、バイパス回路５５を流れてきた低圧ガス冷媒と合流して、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。絞り装置１６ｃは、第４温度センサー５２で検出された温度と第５温度センサー５３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。なお、絞り装置１６ｃは開、開閉装置１７は閉となっている。

次に、冷媒循環回路Ｃにおける水温昇温機側冷媒の流れについて説明する。
圧縮機３０１で圧縮された水温昇温機側冷媒は、高温・高圧のガス冷媒となって、熱交換器３０２の水温昇温機側冷媒流路に流入する。熱交換器３０２においては、水温昇温機側冷媒と貯湯タンク４００から戻ってきた第２熱媒体（たとえば温水）とで熱交換し、第２熱媒体が高温に加熱され、水温昇温機側冷媒が温度を低下させて（エンタルピー低下させて）、熱交換器３０２から流出される。

熱交換器３０２から流出した水温昇温機側冷媒は、絞り装置３０３において減圧され、低圧の二相冷媒となって、熱交換器３０４の水温昇温機側冷媒流路に流入する。熱交換器３０４に流入した水温昇温機側冷媒は、接続口５１ａ及び接続口３０５ａを通って、熱媒体変換機３から流れ込んできた熱源側冷媒と熱交換する。そして、熱源側冷媒は凝縮して液状態に、水温昇温機側冷媒は蒸発してガス状態になる。凝縮して液状態となった熱源側冷媒は、絞り装置３１２で減圧され、接続口３０５ｂ及び接続口５１ｂを通って、熱媒体変換機３に送り込まれる。ガス状態になった水温昇温機側冷媒は、圧縮機３０１に再度吸引される。なお、冷媒循環回路Ｃが高温水を供給できる理由については、全暖房運転モードで説明するものとする。

なお、熱媒体循環回路Ｂにおける第１熱媒体の流れについては、図４に示す全冷房運転モード１と同様であるので、ここでは説明を省略する。

［全暖房運転モード］
図５は、ヒートポンプ装置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５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５は、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒、水温昇温機側冷媒）及び第１熱媒体の流れる配管を示している。また、図５は、熱源側冷媒及び水温昇温機側冷媒の流れ方向を実線矢印で、第１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との間を第１熱媒体が循環するようにしている。なお、水温昇温機３００では、圧縮機３０１を駆動させ、水温昇温機側冷媒が循環するようにしているとともに、絞り装置３１２を開としている。

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と水温昇温機３００に流入する。熱媒体変換機３に流入した高温・高圧のガス冷媒は、分岐されて第２冷媒流路切替装置１８ａ及び第２冷媒流路切替装置１８ｂを通って、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれに流入する。一方、水温昇温機３００に流入した高温・高圧のガス冷媒は、熱交換器３０４に流入する。

熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂに流入した高温・高圧のガス冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する第１熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、高圧の液冷媒となる。熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂから流出した液冷媒は、絞り装置１６ａ及び絞り装置１６ｂで膨張させられて、低温・低圧の二相冷媒となる。この二相冷媒は、水温昇温機３００の絞り装置３１２において減圧された熱源側冷媒と合流して、絞り装置１６ｃ（全開）とを通って、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、第１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、第１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１７は閉となっている。なお、熱媒体間熱交換器１５の中間位置の飽和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、冷媒循環回路Ｃにおける水温昇温機側冷媒の流れについて説明する。
圧縮機３０１で圧縮された水温昇温機側冷媒は、高温・高圧のガス冷媒となって、熱交換器３０２の水温昇温機側冷媒流路に流入する。熱交換器３０２においては、水温昇温機側冷媒と貯湯タンク４００から戻ってきた第２熱媒体（たとえば温水）とで熱交換し、第２熱媒体が高温に加熱され、水温昇温機側冷媒が温度を低下させて（エンタルピー低下させて）、熱交換器３０２から流出される。

熱交換器３０２から流出した水温昇温機側冷媒は、絞り装置３０３において減圧され、低圧の二相冷媒となって、熱交換器３０４の水温昇温機側冷媒流路に流入する。熱交換器３０４に流入した水温昇温機側冷媒は、接続口５１ａ及び接続口３０５ａを通って、熱媒体変換機３から流れ込んできた熱源側冷媒と熱交換する。そして、熱源側冷媒は凝縮して液状態に、水温昇温機側冷媒は蒸発してガス状態になる。凝縮して液状態となった熱源側冷媒は、絞り装置３１２で減圧され、接続口３０５ｂ及び接続口５１ｂを通って、熱媒体変換機３に送り込まれる。ガス状態になった水温昇温機側冷媒は、圧縮機３０１に再度吸引される。

ここで、冷媒循環回路Ｃが高温水を供給できる理由について説明する。
図６は、冷媒循環回路Ａと冷媒循環回路Ｃとの動作点をＰ−ｈ線図上に表した図である。図６においては、実線が冷媒循環回路Ｃの動作点を、破線が冷媒循環回路Ａの動作点を、それぞれ示している。また、図６に示すＴｃａは冷媒循環回路Ａの凝縮温度、Ｔｅｃは冷媒循環回路Ｃの蒸発温度である。

熱交換器３０２における冷媒循環回路Ａの凝縮温度が、たとえば５０℃であるとする。そうすると、冷媒循環回路Ｃの冷凍サイクルは、冷媒循環回路Ａの凝縮熱を利用して、冷媒が蒸発するため、高い蒸発温度２５℃程度でバランスすることになる。すなわち、冷媒循環回路Ｃの蒸発温度が高くなることで、冷媒循環回路Ｃの凝縮温度も高くすることができ、図６に示すように超臨界圧でバランスすることが可能になる。超臨界状態では、通常の冷凍サイクルのように潜熱変化をしないため、冷媒温度が熱交換器出口に向かって温度変化をする。

このように、冷媒循環回路Ａと冷媒循環回路Ｃとで二元サイクルを構成することによって、高い温度レベルで水温昇温機側冷媒と水等の第２熱媒体とを熱交換させることが可能となり、第２熱媒体を高温に昇温することができる。第２熱媒体が水の場合、高温出湯が可能になる。熱交換器３０２では、冷媒循環回路Ｃの水温昇温機側冷媒は、顕熱変化をするので、水温昇温機側冷媒と第２熱媒体の流し方を対向流にすると、効率的に熱交換できる。

熱交換器３０２で高温に昇温された第２熱媒体は、水搬送装置４０１によって貯湯タンク４００に送り込まれる。なお、貯湯タンク４００に熱交換器４１０を設けておくとよい。そうすれば、水温昇温機３００で高温に昇温された第２熱媒体を熱交換器４１０に送り込み、間接的に貯湯タンク４００に貯えられている第２熱媒体を加熱することが可能になる。貯湯タンク４００に貯えられている第２熱媒体は、利用側に供給される。ここでは、利用側の説明は省略するが、たとえば給湯や床暖房等に第２熱媒体は利用される。

次に、熱媒体循環回路Ｂにおける第１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第１熱媒体に伝えられ、暖められた第１熱媒体がポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂで加圧されて流出した第１熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａ及び第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入する。そして、第１熱媒体が利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂで室内空気に放熱することで、室内空間７の暖房を行なう。

それから、第１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の作用によって第１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から流出した第１熱媒体は、第１熱媒体流路切替装置２２ａ及び第１熱媒体流路切替装置２２ｂを通って、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂへ吸い込まれる。

なお、利用側熱交換器２６の配管５内では、第２熱媒体流路切替装置２３から熱媒体流量調整装置２５を経由して第１熱媒体流路切替装置２２へ至る向きに第１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１５の出口温度は、第１温度センサー３１ａ又は第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の双方に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）へは第１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へ第１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、利用側熱交換器２６ｂにおいては熱負荷があるため第１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、第１熱媒体を循環させればよい。

［冷房主体運転モード］
図７は、ヒートポンプ装置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７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７では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒、水温昇温機側冷媒）及び第１熱媒体の循環する配管を示している。また、図７では、熱源側冷媒及び水温昇温機側冷媒の流れ方向を実線矢印で、第１熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。

図７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を全閉とする。そして、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、それぞれ第１熱媒体が循環するようにしている。水温昇温機３００では、圧縮機３０１を駆動させ、水温昇温機側冷媒が循環するようにしているとともに、絞り装置３１２を開としている。

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と水温昇温機３００に流入する。熱媒体変換機３に流入した二相冷媒は、第２冷媒流路切替装置１８ｂを通って凝縮器として作用する熱媒体間熱交換器１５ｂに流入する。一方、水温昇温機３００に流入した高圧の二相冷媒は、熱交換器３０４に流入する。

熱媒体間熱交換器１５ｂに流入した二相冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する第１熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、液冷媒となる。熱媒体間熱交換器１５ｂから流出した液冷媒は、絞り装置１６ｂで膨張させられて低圧二相冷媒となる。この低圧二相冷媒は、水温昇温機３００において絞り装置３１２で減圧された冷媒と合流し、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を循環する第１熱媒体から吸熱することで、第１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１７は閉、絞り装置１６ｃ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でスーパーヒート又はサブクールを制御するようにしてもよい。

次に、冷媒循環回路Ｃにおける水温昇温機側冷媒の流れについて説明する。
圧縮機３０１で圧縮された水温昇温機側冷媒は、高温・高圧のガス冷媒となって、熱交換器３０２の水温昇温機側冷媒流路に流入する。熱交換器３０２においては、水温昇温機側冷媒と貯湯タンク４００から戻ってきた第２熱媒体（たとえば温水）とで熱交換し、第２熱媒体が高温に加熱され、水温昇温機側冷媒が温度を低下させて（エンタルピー低下させて）、熱交換器３０２から流出される。

熱交換器３０２から流出した水温昇温機側冷媒は、絞り装置３０３において減圧され、低圧の二相冷媒となって、熱交換器３０４の水温昇温機側冷媒流路に流入する。熱交換器３０４に流入した水温昇温機側冷媒は、接続口５１ａ及び接続口３０５ａを通って、熱媒体変換機３から流れ込んできた熱源側冷媒と熱交換する。そして、熱源側冷媒は凝縮して液状態に、水温昇温機側冷媒は蒸発してガス状態になる。凝縮して液状態となった熱源側冷媒は、絞り装置３１２で減圧され、接続口３０５ｂ及び接続口５１ｂを通って、熱媒体変換機３に送り込まれる。ガス状態になった水温昇温機側冷媒は、圧縮機３０１に再度吸引される。

次に、熱媒体循環回路Ｂにおける第１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第１熱媒体に伝えられ、暖められた第１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第１熱媒体に伝えられ、冷やされた第１熱媒体がポンプ２１ａによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ｂで加圧されて流出した第１熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ｂに流入する。ポンプ２１ａで加圧されて流出した第１熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａを介して、利用側熱交換器２６ａに流入する。

利用側熱交換器２６ｂでは第１熱媒体が室内空気に放熱することで、室内空間７の暖房を行なう。また、利用側熱交換器２６ａでは第１熱媒体が室内空気から吸熱することで、室内空間７の冷房を行なう。このとき、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂの作用によって第１熱媒体の流量が室内にて必要とされる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第１熱媒体は、熱媒体流量調整装置２５ｂ及び第１熱媒体流路切替装置２２ｂを通って、熱媒体間熱交換器１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ｂへ吸い込まれる。利用側熱交換器２６ａを通過し若干温度が上昇した第１熱媒体は、熱媒体流量調整装置２５ａ及び第１熱媒体流路切替装置２２ａを通って、熱媒体間熱交換器１５ａへ流入し、再びポンプ２１ａへ吸い込まれる。

この間、暖かい第１熱媒体と冷たい第１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へ至る向きに第１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。

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）へは第１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へ第１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及び利用側熱交換器２６ｂにおいては熱負荷があるため第１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、第１熱媒体を循環させればよい。

［暖房主体運転モード］
図８は、ヒートポンプ装置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８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８では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒、水温昇温機側冷媒）及び第１熱媒体の循環する配管を示している。また、図７では、熱源側冷媒と水温昇温機側冷媒の流れ方向を実線矢印で、第１熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。

図８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を全閉とする。そして、熱媒体間熱交換器１５ａと利用側熱交換器２６ｂとの間を、熱媒体間熱交換器１５ｂと利用側熱交換器２６ａとの間を、それぞれ第１熱媒体が循環するようにしている。水温昇温機３００では、圧縮機３０１を駆動させ、水温昇温機側冷媒が循環するようにしているとともに、絞り装置３１２を開としている。

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と水温昇温機３００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。一方、水温昇温機３００に流入した高温・高圧のガス冷媒は、熱交換器３０４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を循環する第１熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、液冷媒となる。熱媒体間熱交換器１５ｂから流出した液冷媒は、絞り装置１６ｂで膨張させられて低圧二相冷媒となる。この低圧二相冷媒は、水温昇温機３００において絞り装置３１２で減圧された冷媒と合流し、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を循環する第１熱媒体から吸熱することで蒸発し、第１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、第１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１７は閉、絞り装置１６ｃ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、冷媒循環回路Ｃにおける水温昇温機側冷媒の流れについて説明する。
圧縮機３０１で圧縮された水温昇温機側冷媒は、高温・高圧のガス冷媒となって、熱交換器３０２の水温昇温機側冷媒流路に流入する。熱交換器３０２においては、水温昇温機側冷媒と貯湯タンク４００から戻ってきた第２熱媒体（たとえば温水）とで熱交換し、第２熱媒体が高温に加熱され、水温昇温機側冷媒が温度を低下させて（エンタルピー低下させて）、熱交換器３０２から流出される。

熱交換器３０２から流出した水温昇温機側冷媒は、絞り装置３０３において減圧され、低圧の二相冷媒となって、熱交換器３０４の水温昇温機側冷媒流路に流入する。熱交換器３０４に流入した水温昇温機側冷媒は、接続口５１ａ及び接続口３０５ａを通って、熱媒体変換機３から流れ込んできた熱源側冷媒と熱交換する。そして、熱源側冷媒は凝縮して液状態に、水温昇温機側冷媒は蒸発してガス状態になる。凝縮して液状態となった熱源側冷媒は、絞り装置３１２で減圧され、接続口３０５ｂ及び接続口５１ｂを通って、熱媒体変換機３に送り込まれる。ガス状態になった水温昇温機側冷媒は、圧縮機３０１に再度吸引される。

次に、熱媒体循環回路Ｂにおける第１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第１熱媒体に伝えられ、暖められた第１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第１熱媒体に伝えられ、冷やされた第１熱媒体がポンプ２１ａによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ｂで加圧されて流出した第１熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａを介して、利用側熱交換器２６ａに流入する。ポンプ２１ａで加圧されて流出した第１熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ｂに流入する。

利用側熱交換器２６ｂでは第１熱媒体が室内空気から吸熱することで、室内空間７の冷房を行なう。また、利用側熱交換器２６ａでは第１熱媒体が室内空気に放熱することで、室内空間７の暖房を行なう。このとき、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂの作用によって第１熱媒体の流量が室内にて必要とされる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第１熱媒体は、熱媒体流量調整装置２５ａ及び第１熱媒体流路切替装置２２ａを通って、熱媒体間熱交換器１５ａへ流入し、再びポンプ２１ａへ吸い込まれる。利用側熱交換器２６ａを通過し若干温度が上昇した第１熱媒体は、熱媒体流量調整装置２５ａ及び第１熱媒体流路切替装置２２ａを通って、熱媒体間熱交換器１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ｂへ吸い込まれる。

この間、暖かい第１熱媒体と冷たい第１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へ至る向きに第１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。

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）へは第１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へ第１熱媒体が流れないようにする。図８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第１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、第１熱媒体を循環させればよい。

［冷媒配管４、冷媒配管３１１］
以上説明したように、本実施の形態に係るヒートポンプ装置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、熱媒体変換機３、水温昇温機３００を接続する冷媒配管４、冷媒配管３１１には熱源側冷媒（第１冷媒）が流れている。

［配管５］
本実施の形態に係るヒートポンプ装置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（第１熱媒体）が流れている。

［冷媒配管３１５］
本実施の形態に係るヒートポンプ装置１００が実行する幾つかの運転モードにおいては、冷媒循環回路Ｃを構成している各要素機器を接続する冷媒配管３１５には水温昇温機側冷媒（第２冷媒）が流れている。

［配管４０２］
本実施の形態に係るヒートポンプ装置１００が実行する幾つかの運転モードにおいては、貯湯回路Ｄを構成している各要素機器を接続する配管４０２には水や不凍液等の熱媒体（第２熱媒体）が流れている。

［熱源側冷媒］
冷媒循環回路Ａを循環する熱源側冷媒としては、たとえばＲ−２２、Ｒ−１３４ａ、Ｒ−３２等の単一冷媒、Ｒ−４１０Ａ、Ｒ−４０４Ａ等の擬似共沸混合冷媒、Ｒ−４０７Ｃ等の非共沸混合冷媒、化学式内に二重結合を含み化学式がＣ₃Ｈ₂Ｆ₄ で表され地球温暖化係数が比較的小さい値とされている冷媒であるテトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｙｆやＨＦＯ−１２３４ｚｅ）やその混合物、あるいはＣＯ₂ やプロパン等の自然冷媒を用いることができる。なお、地球環境面を考慮すると、温暖化係数が小さいＲ−３２やＲ−３２とテトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｙｆやＨＦＯ−１２３４ｚｅ）を含む混合冷媒等を使用することが望ましい。

［水温昇温機側冷媒］
冷媒循環回路Ｃを循環する水温昇温機側冷媒としても、冷媒循環回路Ａを循環する熱源側冷媒と同様の冷媒を使用することができる。

ただし、各運転モードで説明したように冷媒循環回路Ｃは、上段側の２次ループの冷凍サイクルとなるため、圧力帯が低い冷媒、たとえばＲ１３４ａの圧力（最大圧力）と同等レベル以下の低圧冷媒（たとえばＨＦＯ−１２３４ｙｆやＨＦＯ−１２３４ｚｅ等）を用いれば、耐圧上の問題などがなくなり、製品のコストを抑えることができる。熱源側冷媒と水温昇温機側冷媒とは、独立しており、互いに混じり合うことはない。また、熱源側冷媒と水温昇温機側冷媒とは、同じものを使用してもよく、異なるものを使用してもよい。なお、実施の形態１では、冷媒循環回路ＡにＲ４１０Ａ、冷媒循環回路ＣにＲ１３４ａを用いた場合を例に説明している。

［第１熱媒体］
第１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、ヒートポンプ装置１００においては、第１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、第１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。

［第２熱媒体］
第２熱媒体としても、第１熱媒体と同様のものが使用できる。ただし、貯湯タンク４００に貯留されるものとしては、水を用いることが好ましい。なお、第１熱媒体は、第１熱媒体とは独立しており、互いに混じり合うことはない。また、第２熱媒体は、第１熱媒体と同じものを使用しても、異なるものを使用してもよい。

水温昇温機３００を制御する制御装置を水温昇温機３００に搭載する場合、熱媒体変換機３や室外機１に備えられた制御装置（図示せず）と有線又は無線で通信可能に接続するとよい。そして、互いに通信を行い、各機器の動作が決められ、連携制御を行なうようにするとよい。たとえば、全冷房運転モードにおいては、水温昇温機３００を駆動させる場合（全冷房運転モード１）と、水温昇温機３００を駆動させない場合（全冷房運転モード２）とがあり、選択されたモードに応じて熱源側冷媒の流れが決定される。

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

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

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うものを用い、ＯＮ／ＯＦＦを繰り返して平均的な流量を制御するようにしてもよい。

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

本実施の形態に係るヒートポンプ装置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。

本実施の形態では、ヒートポンプ装置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。

本実施の形態では、利用側熱交換器２６が４つである場合を例に説明したが、個数を特に限定するものではない。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したが、当然、これに限るものではなく、熱媒体を冷却又は／及び加熱できるように構成すれば、幾つ設置してもよい。さらに、ポンプ２１ａ、ポンプ２１ｂはそれぞれ一つとは限らず、複数の小容量のポンプを並列に並べて接続してもよい。

以上のように、本実施の形態１に係るヒートポンプ装置１００は、室内機２又は室内機２の近傍まで熱源側冷媒を循環させずに安全性の向上を図るだけでなく、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、絞り装置１６、第２冷媒流路切替装置等の駆動部品）との接続から漏れてしまった熱媒体を熱媒体変換機３内に留めておくことができるので、安全性を更に向上させたものとなる。また、ヒートポンプ装置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、ヒートポンプ装置１００は、室外機１と熱媒体変換機３又は室内機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。

加えて、ヒートポンプ装置１００は、熱媒体変換機３に接続口５１ａ及び接続口５１ｂを設けたことにより、二元サイクルを構成することができ、信頼性と効率を確保しながら、高温の第２熱媒体を供給することが可能になる。また、ヒートポンプ装置１００は、熱媒体変換機３と水温昇温機３００を組み合わせることにより、２管で冷房運転と暖房運転を同時に実現できるだけでなく、２管で給湯運転をすることもできる。

実施の形態２．
図９は、本発明の実施の形態２に係るヒートポンプ装置（以下、ヒートポンプ装置１００Ａと称する）の回路構成の一例を示す概略回路構成図である。図９に基づいて、ヒートポンプ装置１００Ａの詳しい構成について説明する。ヒートポンプ装置１００Ａは、開閉装置１７と並列に第２開閉装置１７ａを設けた点で実施の形態１に係るヒートポンプ装置１００と相違している。ヒートポンプ装置１００Ａのそれ以外の構成については、実施の形態１に係るヒートポンプ装置１００と同様である。なお、実施の形態２では実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。また、図９では、上述した全冷房運転モード２における冷媒の流れを併せて図示している。

開閉装置１７ａ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、詳しくは２本の冷媒配管３１１を接続する配管に設けられている。図９に示すように、開閉装置１７ａが紙面上側に、開閉装置１７が紙面下型に、並列となるように設けられている。

また、開閉装置１７ａは、その抵抗係数（Ｃｖ値）が、開閉装置１７の抵抗係数に比べて小さい値であるものとしている。ヒートポンプ装置１００Ａでは、室内機２がすべて冷房運転で、なおかつ水温昇温機３００が運転している場合（上述した全冷房運転モード２）のみに、開閉装置１７を閉、開閉装置１７ａを開とする。そして、その他の運転モード、すなわち全冷房運転モード１、冷房主体運転モード、暖房主体運転モード、全暖房運転モードの場合に、開閉装置１７を閉、開閉装置１７ａを閉とする。

開閉装置１７ａを設けた理由を説明する。
全冷房運転モード２の場合、実施の形態１で説明したように、熱源側冷媒の全流量が水温昇温機３００に流れ込むため、容量が小さい水温昇温機３００を熱媒体変換機３に接続した場合、水温昇温機３００での圧力損失が非常に大きくなり、運転に不具合を生じる可能性がある。そこで、一部の熱源側冷媒を熱媒体変換機３に流れるようにし、水温昇温機３００に流れ込む熱源側冷媒の流量を少なくするために、開閉装置１７ａを設けるようにしている。なお、開閉装置１７ａは、開度が可変なもので構成してもよい。

［全冷房運転モード２（水温昇温機３００駆動パターン）］
図９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、水温昇温機３００が運転している場合を例に全冷房運転モード２について説明する。また、図９では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒、水温昇温機側冷媒）及び第１熱媒体の流れる配管を示している。さらに、図９では、熱源側冷媒及び水温昇温機側冷媒の流れ方向を実線矢印で、第１熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。なお、その他の運転モードについては、開閉装置１７、開閉装置１７ａ以外はすべて同じなので、説明を省略する。

図９に示す全冷房運転モード２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との間を第１熱媒体が循環するようにしている。また、熱媒体変換機３では、開閉装置１７を閉、開閉装置１７ａを開としている。なお、室外機１の制御モードは冷房主体モードと同様になっている。また、水温昇温機３００では、圧縮機３０１を駆動させ、水温昇温機側冷媒が冷媒循環回路Ｃ循環するようにしているとともに、絞り装置３１２を開としている。

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、高圧の気液二相となる。熱源側熱交換器１２から流出した高圧二相冷媒は、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に流入した高圧二相冷媒は、その一部が水温昇温機３００に、残りが開閉装置１７ａを通って、水温昇温機３００から流出してきた高圧液冷媒と合流した後、過冷却熱交換器５０に流れ込む。過冷却熱交換器５０に流入した熱源側冷媒は、バイパス回路５５を流れる熱源側冷媒と熱交換し、高圧の液冷媒となる。この高圧液冷媒は、一部はバイパス回路５５に、残りは絞り装置１６ａ及び絞り装置１６ｂに流入する。バイパス回路５５に流入した高圧液冷媒は、絞り装置１６ｃで膨張され、低圧の二相冷媒となり、過冷却熱交換器５０のバイパス回路５５側に流入する。過冷却熱交換器５０のバイパス回路５５側に流入した低圧二相冷媒は、高圧冷媒と熱交換して、低ガス冷媒となって、低圧配管に流入する。絞り装置１６ａ及び絞り装置１６ｂに流入した高圧液冷媒は、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。

一方、水温昇温機３００に流入した高圧二相冷媒は、熱交換器３０４の熱源側冷媒流路に流入する。そこで、水温昇温機側冷媒と熱交換し、凝縮された後、絞り装置３１２で膨張させられる。その後、水温昇温機３００から流出し、熱媒体変換機３に流入し、開閉装置１７ａを経由してきた熱源側冷媒と合流する。

絞り装置１６ａ及び絞り装置１６ｂを出た低温・低圧の二相冷媒は、蒸発器として作用する熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれに流入し、熱媒体循環回路Ｂを循環する第１熱媒体から吸熱することで、第１熱媒体を冷却しながら、低温・低圧のガス冷媒となる。熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂから流出したガス冷媒は、第２冷媒流路切替装置１８ａ及び第２冷媒流路切替装置１８ｂを経由した後、バイパス回路５５を流れてきた低圧ガス冷媒と合流して、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。絞り装置１６ｃは、第４温度センサー５２で検出された温度と第５温度センサー５３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。なお、絞り装置１６ｃは開、開閉装置１７は閉となっている。

次に、冷媒循環回路Ｃにおける水温昇温機側冷媒の流れについて説明する。
圧縮機３０１で圧縮された水温昇温機側冷媒は、高温・高圧のガス冷媒となって、熱交換器３０２の水温昇温機側冷媒流路に流入する。熱交換器３０２においては、水温昇温機側冷媒と貯湯タンク４００から戻ってきた第２熱媒体（たとえば温水）とで熱交換し、第２熱媒体が高温に加熱され、水温昇温機側冷媒が温度を低下させて（エンタルピー低下させて）、熱交換器３０２から流出される。

熱交換器３０２から流出した水温昇温機側冷媒は、絞り装置３０３において減圧され、低圧の二相冷媒となって、熱交換器３０４の水温昇温機側冷媒流路に流入する。熱交換器３０４に流入した水温昇温機側冷媒は、接続口５１ａ及び接続口３０５ａを通って、熱媒体変換機３から流れ込んできた熱源側冷媒と熱交換する。そして、熱源側冷媒は凝縮して液状態に、水温昇温機側冷媒は蒸発してガス状態になる。凝縮して液状態となった熱源側冷媒は、絞り装置３１２で減圧され、接続口３０５ｂ及び接続口５１ｂを通って、熱媒体変換機３に送り込まれる。ガス状態になった水温昇温機側冷媒は、圧縮機３０１に再度吸引される。

なお、熱媒体循環回路Ｂにおける第１熱媒体の流れについては、図４に示す全冷房運転モード１と同様であるので、ここでは説明を省略する。

以上のように、本実施の形態２に係るヒートポンプ装置１００Ａは、室内機２又は室内機２の近傍まで熱源側冷媒を循環させずに安全性の向上を図るだけでなく、配管５と各アクチュエータとの接続から漏れてしまった熱媒体を熱媒体変換機３内に留めておくことができるので、安全性を更に向上させたものとなる。また、ヒートポンプ装置１００Ａ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、ヒートポンプ装置１００Ａは、室外機１と熱媒体変換機３又は室内機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。

加えて、ヒートポンプ装置１００Ａは、熱媒体変換機３に接続口５１ａ及び接続口５１ｂを設けたことにより、二元サイクルを構成することができ、信頼性と効率を確保しながら、高温の第２熱媒体を供給することが可能になる。また、ヒートポンプ装置１００Ａは、熱媒体変換機３と水温昇温機３００を組み合わせることにより、２管で冷房運転と暖房運転を同時に実現できるだけでなく、２管で給湯運転をすることもできる。さらに、抵抗係数が開閉装置１７よりも小さい開閉装置１７ａを、開閉装置１７と並列に接続することにより、水温昇温機３００での圧力損失を小さくすることができ、性能向上に更に寄与することができる。

１ 室外機、２ 室内機、２ａ 室内機、２ｂ 室内機、２ｃ 室内機、２ｄ 室内機、３ 熱媒体変換機、４ 冷媒配管、４ａ 第１接続配管、４ｂ 第２接続配管、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、１６ｃ 絞り装置、１７ 開閉装置、１７ａ 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、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 第１圧力センサー、５０ 過冷却熱交換器、５１ａ 接続口、５１ｂ 接続口、５２ 第４温度センサー、５３ 第５温度センサー、５５ バイパス回路、６０ 機械室、１００ ヒートポンプ装置、１００Ａ ヒートポンプ装置、３００ 水温昇温機、３０１ 圧縮機、３０２ 熱交換器、３０３ 絞り装置、３０４ 熱交換器、３０５ａ 接続口、３０５ｂ 接続口、３０６ 第６温度センサー、３０７ 第７温度センサー、３０８ 第８温度センサー、３０９ 第２圧力センサー、３１０ 第３圧力センサー、３１１ 冷媒配管、３１２ 絞り装置、３１５ 冷媒配管、４００ 貯湯タンク、４０１ 水搬送装置、４０２ 配管、４１０ 熱交換器、Ａ 冷媒循環回路、Ｂ 熱媒体循環回路、Ｃ 冷媒循環回路、Ｄ 貯湯回路。

本発明に係るヒートポンプ装置は、第１圧縮機、熱源側熱交換器、第１絞り装置、第１開閉装置、熱媒体間熱交換器の冷媒側流路を冷媒配管で接続して第１冷媒を循環させる第１冷媒回路と、ポンプ、利用側熱交換器、前記熱媒体間熱交換器の熱媒体側流路を熱媒体配管で接続して第１熱媒体を循環させる第１熱媒体循環回路と、第２圧縮機、第１熱交換器、第２絞り装置、第２熱交換器を冷媒配管で接続して第２冷媒を循環させる第２冷媒回路と、前記第１熱交換器を介して前記第２冷媒と熱交換する第２熱媒体を循環させる第２熱媒体循環回路と、を有し、前記第１圧縮機及び前記熱源側熱交換器を室外機に搭載し、前記第１絞り装置、前記第１開閉装置、前記熱媒体間熱交換器及び前記ポンプを熱媒体変換機に搭載し、前記利用側熱交換器を室内機に搭載し、前記第２圧縮機、前記第１熱交換器、前記第２絞り装置及び前記第２熱交換器を水温昇温機に搭載し、前記水温昇温機に搭載されている前記第２熱交換器を介して前記第１冷媒回路と前記第２冷媒回路とを接続し、前記第１熱交換器で第２熱媒体を加熱可能にし、前記水温昇温機に搭載されている前記第２熱交換器の前記熱源側冷媒の出口側に第３絞り装置を設け、前記第３絞り装置の開度によって、前記熱源側冷媒の前記水温昇温機への流入を制御している。

Claims (10)

1. 第１圧縮機、熱源側熱交換器、第１絞り装置、第１開閉装置、熱媒体間熱交換器の冷媒側流路を冷媒配管で接続して第１冷媒を循環させる第１冷媒回路と、
   ポンプ、利用側熱交換器、前記熱媒体間熱交換器の熱媒体側流路を熱媒体配管で接続して第１熱媒体を循環させる第１熱媒体循環回路と、
   第２圧縮機、第１熱交換器、第２絞り装置、第２熱交換器を冷媒配管で接続して第２冷媒を循環させる第２冷媒回路と、
   前記第１熱交換器を介して前記第２冷媒と熱交換する第２熱媒体を循環させる第２熱媒体循環回路と、を有し、
   前記第１圧縮機及び前記熱源側熱交換器を室外機に搭載し、
   前記第１絞り装置、前記第１開閉装置、前記熱媒体間熱交換器及び前記ポンプを熱媒体変換機に搭載し、
   前記利用側熱交換器を室内機に搭載し、
   前記第２圧縮機、前記第１熱交換器、前記第２絞り装置及び前記第２熱交換器を水温昇温機に搭載し、
   前記水温昇温機に搭載されている前記第２熱交換器を介して前記第１冷媒回路と前記第２冷媒回路とを接続し、前記第１熱交換器で第２熱媒体を加熱可能にしている
   ヒートポンプ装置。
2. 前記熱媒体変換機及び前記水温昇温機のそれぞれに前記第１冷媒回路を構成する冷媒配管が連結可能な２つの接続口を設け、
   前記熱媒体変換機側に設けられた２つの接続口は、
   前記第１冷媒回路を構成している冷媒配管のうち高圧冷媒が流れる配管を連結可能に形成されている
   請求項１に記載のヒートポンプ装置。
3. 前記第１開閉装置は、
   前記熱媒体変換機側に設けられた２つの接続口に至る配管同士を接続している配管に設置されている
   請求項３に記載のヒートポンプ装置。
4. 前記第１開閉装置と並列となるように第２開閉装置を設けた
   請求項４に記載のヒートポンプ装置。
5. 前記水温昇温機に搭載されている前記第２熱交換器の前記熱源側冷媒の出口側に第３絞り装置を設け、
   前記第３絞り装置の開度によって、前記熱源側冷媒の前記水温昇温機への流入を制御している
   請求項１〜４のいずれか一項に記載のヒートポンプ装置。
6. 前記第１絞り装置及び前記熱媒体間熱交換器を複数設け、
   前記第１冷媒の循環経路を切り替える複数の第２冷媒流路切替装置を設置し、
   前記第２冷媒流路切替装置により、
   前記複数の熱媒体間熱交換器の全部で前記第１熱媒体を加熱する全暖房運転モードと、
   前記複数の熱媒体間熱交換器の全部で前記第１熱媒体を冷却する全冷房運転モードと、
   前記複数の熱媒体間熱交換器の一部で前記第１熱媒体を加熱し、前記複数の熱媒体間熱交換器の残りで前記第１熱媒体を冷却する冷房暖房混在運転モードと、を切り替え可能にしている
   請求項１〜５のいずれか一項に記載のヒートポンプ装置。
7. 前記室外機と前記熱媒体変換機とを、前記熱媒体変換機と前記室内機とを、前記熱媒体変換機と前記水温昇温機とを、それぞれ２本の配管で接続している
   請求項１〜６のいずれか一項に記載のヒートポンプ装置。
8. 前記第１冷媒として、前記第２冷媒とは異なる冷媒を用いている
   請求項１〜７のいずれか一項に記載のヒートポンプ装置。
9. 前記第２冷媒として、Ｒ１３４ａと同程度の圧力の冷媒を用いている
   請求項８に記載のヒートポンプ装置。
10. 前記第２冷媒として、ＨＦＯ−１２３４ｙｆまたはＨＦＯ−１２３４ｚｅからなる冷媒を用いている
    請求項９に記載のヒートポンプ装置。

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