JPWO2012104890A1 - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

インジェクション配管を流れる冷媒が流入する低圧シェル構造の圧縮機と、第一の熱交換器と、第二の熱交換器と、第一の絞り装置と、冷媒流路切替装置と、 第一の絞り装置を通過して第二の熱交換器側から第一の熱交換器側に流れる冷媒を、中圧の冷媒にするための第二の絞り装置とを配管接続して冷媒循環回路を構成し、また、インジェクション配管から圧縮室に流入させる冷媒の量を制御する制御装置を備え、第一の熱交換器を凝縮器として機能させる場合においては、第一の熱交換器側から第二の熱交換器側に流れる高圧の冷媒の一部をインジェクション配管に流すことができるようにし、第一の熱交換器を蒸発器として機能させる場合においては、第二の絞り装置により中圧にした冷媒の一部をインジェクション配管に流すことができるようにして、冷暖房のいずれの運転においても圧縮機の吐出温度が高くなりすぎないように制御する。

Description

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

ビル用マルチエアコンなどの空気調和装置において、室外機から中継機（中継ユニット）まで冷媒を循環させ、中継機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、冷房暖房混在運転を実現する空気調和装置が存在している（たとえば、特許文献１）。

圧縮機の吐出温度を低下させるために、冷凍サイクルの高圧液管から圧縮機に液インジェクションをする回路および運転状態によらず吐出温度を設定温度に制御できる空気調和装置も存在している（たとえば、特許文献２）。

冷媒として地球温暖化係数（ＧＷＰ）が比較的低い冷媒であるＲ３２を用い、冷凍サイクルの高圧液管にある気液分離器の出口側から密閉容器内が吐出圧雰囲気の圧縮機（高圧シェル圧縮機）内にインジェクション（冷媒導入）をする空気調和装置も存在している（たとえば、特許文献３）。

ＷＯ１０／０４９９９８号公報（第３頁、図１等） 特開２００５−２８２９７２（第４頁、図１等） 特開２００９−１２７９０２（第４頁、図１等）

特許文献１に記載されているビル用マルチエアコンのような空気調和装置において、冷媒として、Ｒ４１０Ａ等の冷媒を使用している場合には問題ないが、例えば、Ｒ３２等を冷媒として使用する場合には、低外気温度の暖房時等に、圧縮機の吐出温度が高くなり過ぎてしまう場合があった。このため、冷媒や冷凍機油が劣化してしまう可能性があるという課題があった。特許文献１には、冷房暖房同時運転についての記載はあるが、吐出温度を下げる方法については記述されていない。ここで、ビル用マルチエアコンにおいては、冷媒を減圧する電子式膨張弁等の絞り装置が、室外機から離れた中継機または室内機に設置されている。

また、特許文献２に記載の空気調和装置においては、高圧液管からのインジェクション方法しか記載されておらず、冷凍サイクルの循環路を逆転させた場合（冷房、暖房の切り替え）等の対応ができないという課題があった。このため、冷房暖房混在運転にも対応していない。

特許文献３に記載の空気調和装置においては、複数の逆止弁を用いて冷房時も暖房時も高圧液管からインジェクションする方法が開示されている。しかし、電子式膨張弁等の絞り装置が室内機に設置されておらず室外機に設置されている場合にしか適用できないという課題があった。ここで、特許文献３における圧縮機は高圧シェル構造のものを使用している。また、冷房暖房混在運転にも対応していない。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、冷媒を減圧する電子式膨張弁等の絞り装置が、室外機から離れた中継機または室内機に設置されており、暖房運転時等に中継機または室内機から二相状態（気液二相）または液状態であり、低圧または中圧の冷媒が室外機に戻ってくるシステムであり、かつ、低圧シェル構造の圧縮機を使用した空気調和装置において、確実に吐出温度が高くなり過ぎないように制御し、冷媒および冷凍機油の劣化を防ぐことができる冷媒回路を持った空気調和装置を得るものである。

本発明に係る空気調和装置は、インジェクション配管を流れる冷媒が流入する開口部を設けた圧縮室を密閉容器内に有し、密閉容器内を低圧の冷媒圧雰囲気として、密閉容器内の低圧冷媒を圧縮室に流入させて圧縮する低圧シェル構造の圧縮機と、冷媒を蒸発または凝縮させるための第一の熱交換器及び１以上の第二の熱交換器と、冷媒を減圧する１以上の第一の絞り装置と、第一の熱交換器に高圧の冷媒を通過させて凝縮器として機能させる場合と、第一の熱交換器に低圧の冷媒を通過させて蒸発器として機能させる場合とで流路を切り替える冷媒流路切替装置と、第一の絞り装置を通過して第二の熱交換器側から第一の熱交換器側に流れる冷媒を、高圧よりも小さく低圧よりも大きい中圧の冷媒にするための第二の絞り装置とを配管接続して冷媒循環回路を構成し、インジェクション配管から圧縮室に流入させる冷媒の量を制御する制御装置を備え、第一の熱交換器が凝縮器となる場合においては、第一の熱交換器側から第二の熱交換器側に流れる高圧の冷媒の一部をインジェクション配管に流すことができるようにし、第一の熱交換器が蒸発器となる場合においては、第二の絞り装置により中圧にした冷媒の一部をインジェクション配管に流すことができるようにするものであり、Ｒ３２等のような高温になりやすい冷媒を使用した場合においても、冷暖房のいずれの運転においても圧縮機の吐出温度が高くなりすぎないように制御し、冷媒および冷凍機油の劣化を防ぎ、安全に運転させることができるものである。

この発明の空気調和装置は、Ｒ３２等の圧縮機の吐出温度が高くなる冷媒を使用した場合でも、第一の熱交換器を凝縮器とする運転、蒸発器とする運転に関わらず、圧縮機の圧縮室に冷媒をインジェクションすることができるので、吐出温度が高くなりすぎないように制御することができ、冷媒および冷凍機油の劣化を防ぎ、安全運転が可能な空気調和装置を得ることができる。

この発明の実施の形態１に係る空気調和装置の設置例を示す概略図。 この発明の実施の形態１に係る空気調和装置の回路構成図。 この発明の実施の形態１に係る空気調和装置の混合冷媒を使用した場合のＲ３２の質量比率と吐出温度との関係図。 この発明の実施の形態１に係る空気調和装置の全冷房運転時の回路構成図。 この発明の実施の形態１に係る空気調和装置の全冷房運転時のｐ−ｈ線図（圧力−エンタルピ線図）。 この発明の実施の形態１に係る空気調和装置の全暖房運転時の回路構成図。 この発明の実施の形態１に係る空気調和装置の全冷房運転時のｐ−ｈ線図（圧力−エンタルピ線図）。 この発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷房主体運転時の回路構成図。 この発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷房主体運転時のｐ−ｈ線図（圧力−エンタルピ線図）。 この発明の実施の形態１に係る空気調和装置の暖房主体運転時の回路構成図。 この発明の実施の形態１に係る空気調和装置の暖房主体運転時のｐ−ｈ線図（圧力−エンタルピ線図）。 この発明の実施の形態１に係る空気調和装置の絞り装置の構成の概略図。 この発明の実施の形態１に係る空気調和装置の除霜運転時の回路構成図。 この発明の実施の形態２に係る空気調和装置の回路構成図。 この発明の実施の形態２に係る空気調和装置の全冷房運転時の回路構成図。 この発明の実施の形態２に係る空気調和装置の全冷房運転時のｐ−ｈ線図（圧力−エンタルピ線図）。 この発明の実施の形態２に係る空気調和装置の全暖房運転時の回路構成図。 この発明の実施の形態２に係る空気調和装置の全冷房運転時のｐ−ｈ線図（圧力−エンタルピ線図）。 この発明の実施の形態２に係る空気調和装置の冷房主体運転時の回路構成図。 この発明の実施の形態２に係る空気調和装置の冷房主体運転時のｐ−ｈ線図（圧力−エンタルピ線図）。 この発明の実施の形態２に係る空気調和装置の暖房主体運転時の回路構成図。 この発明の実施の形態２に係る空気調和装置の暖房主体運転時のｐ−ｈ線図（圧力−エンタルピ線図）。 この発明の実施の形態３に係る空気調和装置の構成を表す図。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１について、図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置の設置例を示す概略図である。図１に基づいて、空気調和装置の設置例について説明する。この空気調和装置は、熱源側冷媒、熱媒体を循環させる冷凍サイクル（冷媒循環回路Ａ、熱媒体循環回路Ｂ）を利用することで各室内機２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。ここで、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。また、以下で説明する温度、圧力の高低については、特に絶対的な値との関係で高低等が定まっているものではなく、装置等における状態、動作等において相対的に定まる関係に基づいて表記しているものとする。

図１においては、本実施の形態に係る空気調和装置は、室外ユニット（熱源機）である１台の室外機１と、複数台の室内機２と、室外機１と室内機２との間に介在する中継ユニット（中継機）となる熱媒体変換機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、熱源側冷媒を導通する冷媒配管４で接続されている。熱媒体変換機３と室内機２とは、熱媒体を導通する配管（熱媒体配管）５で接続されている。そして、室外機１で生成された冷熱あるいは温熱は、熱媒体変換機３を介して室内機２に配送されるようになっている。

室外機１は、通常、ビル等の建物９の外の空間（たとえば、屋上等）である室外空間６に配置され、熱媒体変換機３を介して室内機２に冷熱または温熱を供給するものである。室内機２は、建物９の内部の空間（たとえば、居室等）である室内空間７に冷房用空気あるいは暖房用空気を供給できる位置に配置され、空調対象空間となる室内空間７に冷房用空気あるいは暖房用空気を供給するものである。熱媒体変換機３は、室外機１および室内機２とは別筐体として、室外空間６および室内空間７とは別の位置に設置できるように構成されている。そして、室外機１および室内機２とは冷媒配管４および配管５でそれぞれ接続され、室外機１から供給される冷熱あるいは温熱を室内機２に伝達するものである。

図１等に示す空気調和装置においては、室外機１と熱媒体変換機３とが２本の冷媒配管４を用いて、熱媒体変換機３と各室内機２とが２本の配管５を用いて、それぞれ接続されている。このように、本実施の形態に係る空気調和装置では、２本の配管（冷媒配管４、配管５）を用いて各ユニット（室外機１、室内機２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。

ここで、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に直接またはダクト等により、暖房用空気あるいは冷房用空気を吹き出せるようになっていればどんな種類のものでもよい。

さらに、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い。また、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を用いて建物９の内部に設置するようにしてもよい。ど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、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および熱媒体変換機３の接続台数を図１等に図示してある台数に限定するものではなく、本実施の形態に係る空気調和装置が設置される建物９に応じて台数を決定すればよい。

図２は、実施の形態１に係る空気調和装置（以下、空気調和装置１００と称する）の回路構成の一例を示す概略回路構成図である。図２に基づいて、空気調和装置１００の詳しい構成について説明する。図２に示すように、室外機１と熱媒体変換機３とが、熱媒体変換機３に備えられている第２の熱交換器となる熱媒体間熱交換器１５ａおよ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およ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。冷媒配管４については後段で詳述するものとする。

［室外機１］
室外機１には、圧縮機１０と、四方弁等の第１冷媒流路切替装置１１と、第一の熱交換器となる熱源側熱交換器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、および、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、および、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に流入出す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。圧縮機１０の構造等については後述する。

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（または放熱器）として機能し、図示省略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い、その熱源側冷媒を蒸発ガス化または凝縮液化するものである。アキュムレーター１９は、圧縮機１０において熱源側冷媒の吸入側に設けられており、過剰な熱源側冷媒を貯留するものである。

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。

ところで、冷凍サイクル装置においては、熱源側冷媒の温度が高くなると、冷媒循環回路Ａを循環している熱源側冷媒および冷凍機油が劣化する。このため、上限温度を設定する。通常、冷媒循環回路Ａにおいては、この上限温度を１２０℃に設定する。冷凍循環回路Ａ内で最も高くなる熱源側冷媒の温度は、圧縮機１０の吐出側における温度（吐出温度）であるため、吐出温度ができる限り１２０℃以上にならないように制御を行う。例えばＲ４１０Ａ等の冷媒を熱源側冷媒として使用している場合は、通常運転においては、吐出温度が１２０℃に達することは少ない。しかし、Ｒ３２を熱源側冷媒として使用すると、物性的に吐出温度が高くなるため、後述するように、吐出温度が１２０℃以上となる可能性が高い。そこで、吐出温度を低下させるための手段、構成等により対策を行う必要がある。

そこで、本実施の形態の室外機１には、分岐器、分配器等で構成され、第一の分岐手段となる分岐部２７ａ、第二の分岐手段となる分岐部２７ｂ、インジェクション開閉装置２４、逆流防止装置２０、第二の絞り装置となる絞り装置１４ａ、第三の絞り装置となる絞り装置１４ｂ、インジェクション配管４ｃおよび分岐配管４ｄを備えている。これらの装置および配管により、冷媒循環回路Ａにおいてインジェクション回路を構成する。また、中圧検出装置３２、吐出冷媒温度検出装置３７、吸入冷媒温度検出装置３８および高圧検出装置３９を有している。さらに冷媒温度制御等を行うための制御装置５０を有している。

また、圧縮機１０は、密閉容器内に圧縮室を有し、密閉容器内が低圧の冷媒圧雰囲気となり、圧縮室に密閉容器内の低圧冷媒を吸入して圧縮する低圧シェル構造となっている。圧縮機１０の圧縮室の一部には開口部を設けている。そして、密閉容器の外部から開口部を介して圧縮室の内部に熱源側冷媒を導入するインジェクション配管４ｃを備えている。インジェクション配管４ｃから開口部を介して圧縮室に熱源側冷媒を導入することにより圧縮機１０から吐出される熱源側冷媒の温度または圧縮機１０から吐出される熱源側冷媒の過熱度（吐出スーパーヒート）を低下させることができる。

そして、制御装置５０が、インジェクション開閉装置２４、絞り装置１４ａ、絞り装置１４ｂ等を制御することにより、インジェクション配管４ｃからの熱源側冷媒導入を制御し、圧縮機１０の吐出温度を低下させることで、安全に運転させることができる。具体的な制御動作については、後述する運転モード毎の説明において行う。ここで、制御装置５０は、マイクロコンピュータ等で構成されており、各種検出装置での検出情報およびリモコンからの指示に基づいて、各機器の制御を行う。上述のアクチュエータの制御の他に、例えば圧縮機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。

次に熱源側冷媒としてＲ４１０Ａを使用した場合とＲ３２を使用した場合との吐出温度の差についてさらに説明する。例えば冷凍サイクルの蒸発温度が０℃、凝縮温度が４９℃、圧縮機吸入冷媒のスーパーヒート（過熱度）が０℃である場合を考える。熱源側冷媒としてＲ４１０Ａを使用し、断熱圧縮（等エントロピー圧縮）がなされたものとすると、冷媒の物性より、圧縮機１０の吐出温度は約７０℃となる。一方、熱源側冷媒としてＲ３２を使用し、断熱圧縮（等エントロピー圧縮）がなされたものとすると、冷媒の物性より、圧縮機１０の吐出温度は約８６℃となる。以上より、熱源側冷媒としてＲ３２を使用した場合は、Ｒ４１０Ａを使用した場合に対して、吐出温度が約１６℃上昇することになる。実際の運転では、圧縮機１０ではポリトロープ圧縮がなされ、断熱圧縮よりも効率の悪い運転になるため、上述の値よりも、更に吐出温度が高くなる。例えばＲ４１０Ａを用いた場合であっても、吐出温度が１００℃を超える状態で運転されることは頻繁に発生する。そして、Ｒ４１０Ａにおいて吐出温度が１０４℃を超える状態で運転されている条件では、Ｒ３２では１２０℃の吐出温度限界を超えるため、吐出温度を低下させる必要がある。

例えば吸入冷媒が直接圧縮室に吸入され、圧縮室から吐出された熱源側冷媒が、圧縮室周囲の密閉容器内に吐出される高圧シェル構造の圧縮機では、飽和状態よりも湿らせた、二相状態の熱源側冷媒を圧縮機の圧縮室に吸入させることで、吐出温度を低下させることができる。

しかし、圧縮機１０のように、低圧シェル構造のものを使用している場合は、吸入冷媒を湿らせても、圧縮機１０のシェル内に、液冷媒が溜まるだけで、圧縮室に二相冷媒が吸入されることはない。従って、低圧シェル構造の圧縮機１０を使用していて、吐出温度が高くなるＲ３２等を使用している場合に吐出温度を低下させるためには、圧縮途中の圧縮室に、外部から低温の熱源側冷媒をインジェクションし、熱源側冷媒の温度を低下させるようにする。そして、ここではインジェクション配管４ｃからの冷媒導入により吐出温度を低下させる。

ここで、制御装置５０による圧縮機１０の圧縮室へのインジェクションの制御については、吐出温度を目標値（例えば１００℃）になるように制御し、制御目標値を外気温度に応じて変化させるようにしてもよい。また、吐出温度が所定値（例えば１１０℃）を超える前にインジェクションを行うようにし、それ以下である場合はインジェクションをしないように制御してもよい。さらに、吐出温度が目標範囲内（例えば８０℃から１００℃）に収まるように制御し、吐出温度が目標範囲の上限を超えそうな場合にインジェクション量を増やし、吐出温度が目標範囲の下限を下回りそうな場合にインジェクション量を減らすように制御をしてもよい。また、高圧検出装置３９にて検出した高圧側の圧力と、吐出冷媒温度検出装置３７にて検出した吐出温度とを用いて吐出スーパーヒート（吐出過熱度）を算出する。この吐出スーパーヒートが目標値（例えば３０℃）になるようにインジェクション量を制御し、制御目標値を外気温度に応じて変化させるようにしてもよい。

また、吐出スーパーヒートが所定値（例えば４０℃）を超える前にインジェクションを行うようにし、それ以下である場合はインジェクションをしないように制御してもよい。さらに、吐出スーパーヒートが目標範囲内（例えば１０℃から４０℃）に収まるように制御し、吐出スーパーヒートが目標範囲の上限を超えそうな場合にインジェクション量を増やし、吐出スーパーヒートが目標範囲の下限を下回りそうな場合にインジェクション量を減らすように制御をしてもよい。

ここでは、冷媒循環回路Ａを循環する熱源側冷媒がＲ３２である場合について説明しているが、例えば従来のＲ４１０Ａと、凝縮温度、蒸発温度、スーパーヒート（過熱度）、サブクール（過冷却度）、圧縮機効率が同一であるときに、吐出温度がＲ４１０Ａよりも、高くなる冷媒であれば、どんな冷媒であっても、本実施の形態の構成により、吐出温度を低下でき、同様の効果を奏する。特に、Ｒ４１０Ａよりも、３℃以上高くなる熱源側冷媒であれば、より効果が大きい。

図３はＲ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆとの混合冷媒において、Ｒ３２の質量比率に対する吐出温度の変化を示した図である。ＨＦＯ１２３４ｙｆは、地球温暖化係数が小さく、化学式がＣＦ₃ ＣＦ＝ＣＨ₂ で表されるテトラフルオロプロペン系冷媒である。そして、上述の説明と同様に断熱圧縮（等エントロピー圧縮）がなされたものとして吐出温度を試算している。

図３より、Ｒ３２の質量比率が５２％のときに、Ｒ４１０Ａとほぼ同一の吐出温度である約７０℃となり、Ｒ３２の質量比率が６２％のときに、Ｒ４１０Ａの吐出温度よりも３℃高い約７３℃になることが分かる。これより、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆとの混合冷媒においては、Ｒ３２の質量比率が６２％以上の混合冷媒を使用する場合に、インジェクションにより、吐出温度を低下させるようにすると、効果が大きい。

また、Ｒ３２と地球温暖化係数が小さく化学式がＣＦ₃ ＣＨ＝ＣＨＦで表されるテトラフルオロプロペン系冷媒であるＨＦＯ１２３４ｚｅとの混合冷媒において、上述の説明と同様に吐出温度を算出する。このとき、Ｒ３２の質量比率が３４％のときに、Ｒ４１０Ａとほぼ同一の吐出温度である約７０℃となり、Ｒ３２の質量比率が４３％の時に、Ｒ４１０Ａの吐出温度よりも３℃高い約７３℃になることが分かる。これより、Ｒ３２の質量比率が４３％以上の場合に、インジェクションにより、吐出温度を低下させるようにすると、効果が大きい。

ここで、これらの試算等については、ＮＩＳＴ（National Institute of Standards and Technology）が発売しているREFPROP Version 8.0 を用いて行った。また、混合冷媒における冷媒種は２種に限るものではなく、その他の冷媒成分を少量含んだ３種以上の混合冷媒であっても、吐出温度には大きな影響がないので、同様の効果を奏する。例えば、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆとその他の冷媒を少量含んだ混合冷媒等においても使用できる。なお、先に説明した通り、ここでの計算は、断熱圧縮を仮定したときのものであり、実際の圧縮はポリトロープ圧縮でなされるため、ここに記した温度より数十度以上、例えば２０℃以上、高い値となる。

［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、２つの絞り装置１６と、２つの開閉装置１７と、２つの第２冷媒流路切替装置１８と、が搭載されている。また、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。

第二の熱交換器となる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、冷媒循環回路Ａにおいて凝縮器（放熱器）または蒸発器として機能する。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、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、後述する冷房暖房混在運転モード時において熱媒体の冷却に供するものである。また、熱媒体間熱交換器１５ｂは、冷媒循環回路Ａにおける絞り装置１６ｂと第２冷媒流路切替装置１８ｂとの間に設けられており、後述する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。

第一の絞り装置となる２つの絞り装置１６（絞り装置１６ａ、絞り装置１６ｂ）は、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、熱源側冷媒を減圧して膨張させるものである。絞り装置１６ａは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ａの上流側に設けられている。絞り装置１６ｂは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ｂの上流側に設けられている。２つの絞り装置１６は、たとえば電子式膨張弁等のように開度（開口面積）が可変に制御可能なもので構成するとよい。

２つの開閉装置１７（開閉装置１７ａ、開閉装置１７ｂ）は、二方弁等で構成されており、冷媒配管４を開閉するものである。開閉装置１７ａは、熱源側冷媒の入口側における冷媒配管４に設けられている。開閉装置１７ｂは、熱源側冷媒の入口側と出口側の冷媒配管４を接続した配管に設けられている。２つの第２冷媒流路切替装置１８（第２冷媒流路切替装置１８ａ、第２冷媒流路切替装置１８ｂ）は、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、全冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ｂの下流側に設けられている。

２つのポンプ２１（ポンプ２１ａ、ポンプ２１ｂ）は、配管５を導通する熱媒体を循環させるものである。ポンプ２１ａは、熱媒体間熱交換器１５ａと第２熱媒体流路切替装置２３との間における配管５に設けられている。ポンプ２１ｂは、熱媒体間熱交換器１５ｂと第２熱媒体流路切替装置２３との間における配管５に設けられている。２つのポンプ２１は、たとえば容量制御可能なポンプ等で構成するとよい。

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、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。図２では、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（以下の図面でも同様である）。

４つの第２熱媒体流路切替装置２３（第２熱媒体流路切替装置２３ａ〜第２熱媒体流路切替装置２３ｄ）は、三方弁等で構成されており、熱媒体の流路を切り替えるものである。第２熱媒体流路切替装置２３は、室内機２の設置台数に応じた個数（ここでは４つ）が設けられるようになっている。第２熱媒体流路切替装置２３は、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ａに、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ｂに、三方のうちの一つが利用側熱交換器２６に、それぞれ接続され、利用側熱交換器２６の熱媒体流路の入口側に設けられている。図２では、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（以下の図面でも同様である）。

４つの熱媒体流量調整装置２５（熱媒体流量調整装置２５ａ〜熱媒体流量調整装置２５ｄ）は、開口面積を制御できる二方弁等で構成されており、配管５に流れる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。図２等では、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（以下の図面でも同様である）。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。

また、熱媒体変換機３には、２つの熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１（以下、第１温度センサー３１という）、４つの利用側熱交換器出口温度検出装置３４（以下、第２温度センサー３４という）、４つの熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５（以下、第３温度センサー３５という）、および、２つの熱媒体間熱交換器冷媒圧力検出装置３６（以下、圧力センサー３６という）が設けられている。これらの検出装置で検出された情報（温度情報、圧力情報）は、前述した制御装置５０に送られ、圧縮機１０の駆動周波数、図示省略の送風機の回転数、第１冷媒流路切替装置１１の切り替え、ポンプ２１の駆動周波数、第２冷媒流路切替装置１８の切り替え、熱媒体の流路の切替等の制御に利用されることになる。

２つの第１温度センサー３１（第１温度センサー３１ａ、第１温度センサー３１ｂ）は、熱媒体間熱交換器１５から流出した熱媒体、つまり熱媒体間熱交換器１５の出口における熱媒体の温度を検出するものであり、たとえばサーミスター等で構成するとよい。第１温度センサー３１ａは、ポンプ２１ａの入口側における配管５に設けられている。第１温度センサー３１ｂは、ポンプ２１ｂの入口側における配管５に設けられている。

４つの第２温度センサー３４（第２温度センサー３４ａ〜第２温度センサー３４ｄ）は、第１熱媒体流路切替装置２２と熱媒体流量調整装置２５との間に設けられ、利用側熱交換器２６から流出した熱媒体の温度を検出するものであり、サーミスター等で構成するとよい。第２温度センサー３４は、室内機２の設置台数に応じた個数（ここでは４つ）が設けられるようになっている。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から第２温度センサー３４ａ、第２温度センサー３４ｂ、第２温度センサー３４ｃ、第２温度センサー３４ｄとして図示している。

４つの第３温度センサー３５（第３温度センサー３５ａ〜第３温度センサー３５ｄ）は、熱媒体間熱交換器１５の熱源側冷媒の入口側または出口側に設けられ、熱媒体間熱交換器１５に流入する熱源側冷媒の温度または熱媒体間熱交換器１５から流出した熱源側冷媒の温度を検出するものであり、サーミスター等で構成するとよい。第３温度センサー３５ａは、熱媒体間熱交換器１５ａと第２冷媒流路切替装置１８ａとの間に設けられている。第３温度センサー３５ｂは、熱媒体間熱交換器１５ａと絞り装置１６ａとの間に設けられている。第３温度センサー３５ｃは、熱媒体間熱交換器１５ｂと第２冷媒流路切替装置１８ｂとの間に設けられている。第３温度センサー３５ｄは、熱媒体間熱交換器１５ｂと絞り装置１６ｂとの間に設けられている。

圧力センサー３６ｂ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。圧力センサー３６ａは、第３温度センサー３５ａの設置位置と同様に、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、熱媒体間熱交換器１５ａと第２冷媒流路切替装置１８ａとの間を流れる熱源側冷媒の圧力を検出するものである。

また、熱媒体変換機３はマイクロコンピュータ等で構成された図示省略の制御装置を備えられている。各種検出装置での検出情報およびリモコンからの指示に基づいて、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、熱媒体流量調整装置２５の開度等、熱媒体変換機３の各装置を制御し、後述する各運転モードを実行するようになっている。ここでは、熱媒体変換機３の各装置を制御する制御装置を別に設けているが、前述した制御装置５０と一体にして、室外機１と熱媒体変換機３のいずれかのみに設けるようにしてもよい。

熱媒体を導通する配管５は、熱媒体間熱交換器１５ａに接続されるものと、熱媒体間熱交換器１５ｂに接続されるものと、で構成されている。配管５は、熱媒体変換機３に接続される室内機２の台数に応じて分岐（ここでは、各４分岐）されている。そして、配管５は、第１熱媒体流路切替装置２２、および、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。

そして、空気調和装置１００では、圧縮機１０、第１冷媒流路切替装置１１、熱源側熱交換器１２、開閉装置１７、第２冷媒流路切替装置１８、熱媒体間熱交換器１５ａの冷媒流路、絞り装置１６、および、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１５ａ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、および、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。そして、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、流路切替装置による切り替えを行うことで熱媒体循環回路Ｂを複数系統とすることが可能である。

よって、空気調和装置１００では、室外機１と熱媒体変換機３とが、熱媒体変換機３に設けられている熱媒体間熱交換器１５ａおよ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および熱媒体間熱交換器１５ｂを介して接続されている。これにより、空気調和装置１００では、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂで冷媒循環回路Ａを循環する熱源側冷媒と熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体とが熱交換できるようにしている。

次に空気調和装置１００が実行する各運転モードについて説明する。空気調和装置１００は、各室内機２からの指示に基づいて、各室内機２で冷房運転または暖房運転を選択することができる。このため、空気調和装置１００は、運転しているすべての室内機２が同じ運転をすることができるとともに、室内機２のそれぞれで異なる運転をすることができるようになっている。

空気調和装置１００が実行する運転モードには、運転しているすべての室内機２が冷房運転をしており冷房負荷だけが生じるときの全冷房運転モード、運転しているすべての室内機２が暖房運転をしており暖房負荷だけが生じるときの全暖房運転モードがある。また、各室内機２が異なる運転をしており冷房負荷の方が大きいときの冷房主体運転モード、暖房負荷の方が大きいときの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、熱源側冷媒および熱媒体の流れとともに説明する。なお、圧縮機１０の圧縮室の開口部に接続されたインジェクション配管４ｃから圧縮室内に冷媒をインジェクションする際、圧縮室の開口部にて、圧力損失（狭い流路を冷媒が流れかつ流れが急拡大及び急縮小されるために発生する圧力損失）が発生する。しかし、この圧力損失の有無は本発明の効果には影響を及ぼさず、動作を分かり易くするため、以下の説明においては、この開口部での圧力損失を無視（無いものと）している。

［全冷房運転モード］
図４は、空気調和装置１００の全冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図４では、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂでのみ冷熱負荷が発生している場合を例に全冷房運転モードについて説明する。なお、図４では、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いる。また、図４では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。

図４に示す全冷房運転モードの場合、室外機１では、第１冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器１２へ流入させるように切り替える。熱媒体変換機３では、ポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置２５ａおよ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およ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および熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれと利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂとの間を熱媒体が循環するようにしている。

まず始めに、冷媒循環回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温低圧の冷媒が圧縮機１０によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１０から吐出された高温高圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１を介して熱源側熱交換器１２に流入する。そして、熱源側熱交換器１２で室外空気に放熱しながら凝縮液化し、高圧液冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した高圧液冷媒は、逆止弁１３ａを通って、分岐部２７ａを介して、室外機１から流出し、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した高圧液冷媒は、開閉装置１７ａを経由した後に分岐されて絞り装置１６ａおよび絞り装置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およ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およ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および第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に流入した熱源側冷媒は、分岐部２７ｂを介して、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、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（開口面積）が制御される。同様に、絞り装置１６ｂは、第３温度センサー３５ｃで検出された温度と第３温度センサー３５ｄで検出された温度との差として得られるスーパーヒートが一定になるように開度が制御される。また、開閉装置１７ａは開、開閉装置１７ｂは閉となっている。

図５は実施の形態１に係る全冷房運転モード時におけるｐ−ｈ線図（圧力−エンタルピー線図）を表す図である。前述したように、熱源側冷媒がＲ３２である場合、圧縮機１０の吐出温度が高いため、空気調和装置１００は、インジェクション回路を用いて吐出温度を低下させる動作を行う。このときの動作等について図４および図５により説明する。

圧縮機１０は、圧縮機１０の吸入口から吸入された低温低圧のガス冷媒が密閉容器内に導入され、密閉容器内に満たされた低温低圧のガス冷媒が圧縮室（図示せず）に吸入される。圧縮室は、モータ（図示せず）により０〜３６０度回転させられる間に、内容積が小さくなっていき、内部の熱源側冷媒が圧縮されて圧力および温度が上昇する。モータの回転角度が一定角度になったときに、開口部が開口し（このときの状態は、図５の点Ｆ）、圧縮室の内部と圧縮機１０外部のインジェクション配管４ｃとが連通する構造になっている。全冷房運転モードにおいては、圧縮機１０で圧縮された熱源側冷媒は、熱源側熱交換器１２にて凝縮され液化されて高圧の液冷媒となり（図５の点Ｊ）、逆止弁１３ａを介して、分岐部２７ａに至る。インジェクション開閉装置２４を開とし、この高圧液冷媒を、分岐部２７ａで分岐して、インジェクション開閉装置２４、分岐配管４ｄを介して、インジェクション配管４ｃに流入させ、絞り装置１４ｂによって減圧させて低温中圧の二相冷媒とし（図５の点Ｋ）、圧縮機１０の圧縮室に設けられた開口部から圧縮室内に流入させる。圧縮室内では、中圧のガス冷媒（図５の点Ｆ）と低温中圧の二相冷媒（図５の点Ｋ）とが混合されることにより、熱源側冷媒の温度が下がる。このときの温度は図５の点Ｈに対応する温度となる。これにより、圧縮機１０から吐出される熱源側冷媒の吐出温度が低下する。インジェクションを行った場合の圧縮機１０の吐出温度は図５の点Ｉに対応する温度となる。また、インジェクションを行わない場合の圧縮機１０の吐出温度は図５の点Ｇに対応する温度となる。以上よりインジェクションを行うことによって、吐出温度が点Ｇに対応する温度から点Ｉに対応する温度に低下していることが分かる。

このとき、分岐配管４ｄのインジェクション開閉装置２４から逆流防止装置２０に至る流路の熱源側冷媒は高圧冷媒であり、熱媒体変換機３から冷媒配管４を経由して室外機１に戻り、分岐部２７ｂに至る熱源側冷媒は低圧冷媒である。逆流防止装置２０は、分岐配管４ｄから分岐部２７ｂへ流れる熱源側冷媒を防ぐものであり、逆流防止装置２０の作用により、分岐配管４ｄの高圧冷媒が分岐部２７ｂの低圧冷媒と混合するのを防止している。

ここで、インジェクション開閉装置２４は、電磁弁等の開閉を切り替えられるものの他、冷媒の通過または非通過を切り替えられれば、電子式膨張弁等の開口面積を変化させられるもの等でもよい。逆流防止装置２０は、逆止弁でもよいし、電磁弁等の開閉を切り替えられるものや電子式膨張弁等の開口面積を変化させられ流路の開閉を切り替えられるものでもよい。また、全冷房運転では、絞り装置１４ａには熱源側冷媒が流れないので、任意の開度に設定しておいてよい。絞り装置１４ｂについては、電子式膨張弁等の開口面積を変化させられるものとしたときには、制御装置５０は、吐出冷媒温度検出装置３７が検出する圧縮機１０の吐出温度が高くなり過ぎないように絞り装置１４ｂの開口面積を制御する。制御方法としては、吐出温度が一定値（例えば１１０℃等）を超えたと判断したときに、一定の開度分、例えば１０パルスずつ、開くように制御してもよいし、吐出温度が目標値（例えば１００℃）になるように、絞り装置１４ｂの開度を制御するようにしてもよい。また、絞り装置１４ｂをキャピラリチューブとし、圧力差に応じた量の熱源側冷媒がインジェクションされ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。
全冷房運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂの双方で熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体がポンプ２１ａおよびポンプ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およびポンプ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および第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂで室内空気から吸熱することで、室内空間７の冷房を行う。

それから、熱媒体は、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂから流出して熱媒体流量調整装置２５ａおよ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および熱媒体流量調整装置２５ｂの作用によって熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂに流入するようになっている。熱媒体流量調整装置２５ａおよび熱媒体流量調整装置２５ｂから流出した熱媒体は、第１熱媒体流路切替装置２２ａおよび第１熱媒体流路切替装置２２ｂを通って、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ａおよびポンプ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へ至る向きに熱媒体が流れている。また、室内空間７にて必要とされる空調負荷は、第１温度センサー３１ａで検出された温度、あるいは、第１温度センサー３１ｂで検出された温度と第２温度センサー３４で検出された温度との差を目標値に保つように制御することにより、賄うことができる。熱媒体間熱交換器１５の出口温度は、第１温度センサー３１ａまたは第１温度センサー３１ｂのどちらの温度を使用してもよいし、これらの平均温度を使用してもよい。このとき、第１熱媒体流路切替装置２２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および熱媒体間熱交換器１５ｂの双方へ流れる流路が確保されるように、中間的な開度にしている。

全冷房運転モードを実行する際、熱負荷のない利用側熱交換器２６（サーモオフを含む）へは熱媒体を流す必要がないため、熱媒体流量調整装置２５により流路を閉じて、利用側熱交換器２６へ熱媒体が流れないようにする。図８においては、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂにおいては熱負荷があるため熱媒体を流しているが、利用側熱交換器２６ｃおよび利用側熱交換器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２６ｃや利用側熱交換器２６ｄから熱負荷の発生があった場合には、熱媒体流量調整装置２５ｃや熱媒体流量調整装置２５ｄを開放し、熱媒体を循環させればよい。

［全暖房運転モード］
図６は、空気調和装置１００の全暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図６では、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器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６では、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いる。また、図６では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。

図６に示す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およびポンプ２１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置２５ａおよ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およ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および熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれと利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂとの間を熱媒体が循環するようにしている。

まず始めに、冷媒循環回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温低圧の熱源側冷媒が圧縮機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、分岐部２７ａを通過し、室外機１から流出する。室外機１から流出した高温高圧のガス冷媒は、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した高温高圧のガス冷媒は、分岐されて第２冷媒流路切替装置１８ａおよび第２冷媒流路切替装置１８ｂを通って、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれに流入する。

熱媒体間熱交換器１５ａおよ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およ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および絞り装置１６ｂで膨張させられて、中温中圧の二相冷媒または液冷媒となる。この二相冷媒または液冷媒は、開閉装置１７ｂを通って、熱媒体変換機３から流出し、冷媒配管４を通って再び室外機１へ流入する。室外機１に流入した熱源側冷媒は、分岐部２７ｂを介して、第２接続配管４ｂに流れ込んで絞り装置１４ａを通り、絞り装置１４ａにより絞られて、低温低圧の二相冷媒となり、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、絞り装置１６ａは、圧力センサー３６で検出された圧力を飽和温度に換算した値と第３温度センサー３５ｂで検出された温度との差として得られるサブクール（過冷却度）が一定になるように開度が制御される。同様に、絞り装置１６ｂは、圧力センサー３６で検出された圧力を飽和温度に換算した値と第３温度センサー３５ｄで検出された温度との差として得られるサブクールが一定になるように開度が制御される。また、開閉装置１７ａは閉、開閉装置１７ｂは開となっている。なお、熱媒体間熱交換器１５の中間位置の温度が測定できる場合は、その中間位置での温度を圧力センサー３６の代わりに用いてもよく、安価にシステムを構成できる。

図７は実施の形態１に係る全暖房運転モード時におけるｐ−ｈ線図（圧力−エンタルピー線図）を表す図である。全冷房運転モードと同様に、熱源側冷媒がＲ３２である場合、圧縮機１０の吐出温度が高いため、空気調和装置１００は、インジェクション回路を用いて吐出温度を低下させる動作を行う。このときの動作等について図６および図７により説明する。

圧縮機１０は、圧縮機１０の吸入口から吸入された低温低圧のガス冷媒が密閉容器内に導入され、密閉容器内に満たされた低温低圧のガス冷媒が圧縮室（図示せず）に吸入される。圧縮室は、モータ（図示せず）により０〜３６０度回転させられる間に、内容積が小さくなっていき、内部の熱源側冷媒が圧縮されて圧力および温度が上昇する。モータの回転角度が一定角度になったときに、開口部が開口し（このときの状態は、図７の点Ｆ）、圧縮室の内部と圧縮機１０外部のインジェクション配管４ｃとが連通する構造になっている。

全暖房運転モードにおいては、熱媒体変換機３から冷媒配管４を経由して室外機１に戻ってくる熱源側冷媒は、分岐部２７ｂを介し、絞り装置１４ａに流れる。絞り装置１４ａの作用により、絞り装置１４ａの上流側における熱源側冷媒の圧力は中圧状態に制御される（図７の点Ｊ）。絞り装置１４ａにより、中圧状態にされた二相冷媒または液冷媒は、分岐部２７ｂで分岐されて、分岐配管４ｄに流れ込み、逆流防止装置２０を介して、インジェクション配管４ｃへ流れる。そして、絞り装置１４ｂによって減圧されて少し圧力が下がった低温中圧の二相冷媒となり（図７の点Ｋ）、圧縮機１０の圧縮室に設けられた開口部から圧縮室内に流入する。圧縮室内では、中圧のガス冷媒（図７の点Ｆ）と低温中圧の二相冷媒（図７の点Ｋ）とが混合されることにより、熱源側冷媒の温度が下がる。このときの温度は図７の点Ｈに対応する温度となる。これにより、圧縮機１０から吐出される熱源側冷媒の吐出温度が低下する。インジェクションを行った場合の圧縮機１０の吐出温度は図７の点Ｉに対応する温度となる。また、インジェクションを行わない場合の圧縮機１０の吐出温度は図７の点Ｇに対応する温度となる。以上よりインジェクションを行うことによって、吐出温度が点Ｇに対応する温度から点Ｉに対応する温度に低下していることが分かる。

ここで、分岐部２７ｂにおいては、多くの場合（中圧をかなり高い値に制御しない限り）、二相状態の熱源側冷媒が流れ込むため、できるかぎり二相冷媒を均一に分配することが望ましい。そこで、分岐部２７ｂは、熱源側冷媒を重力方向と反対方向に熱源側冷媒が流れる状態で分流させるような分岐部２７ｂの構造、配置とするようにする。このようにすることで二相冷媒を均一に分配することができる。

また、全暖房運転モードにおいては、インジェクション開閉装置２４は閉となっており、分岐部２７ａから高圧状態の熱源側冷媒が、逆流防止装置２０を通って来た中圧状態の熱源側冷媒と混合するのを防止している。インジェクション開閉装置２４は、電磁弁等の開閉を切り替えられるものの他、冷媒の通過または非通過を切り替えられれば、電子式膨張弁等の開口面積を変化させられるもの等でもよい。

また、逆流防止装置２０は、逆止弁でもよいし、電磁弁等の開閉を切り替えられるものや電子式膨張弁等の開口面積を変化させられ流路の開閉を切り替えられるものでもよい。また、絞り装置１４ａは、電子式膨張弁等の開口面積を変化させられるものが望ましい。電子式膨張弁を使用すれば、絞り装置１４ａの上流側の中圧を任意の圧力に制御できる。例えば、中圧検出装置３２で検出した中圧が一定値になるように制御すれば、絞り装置１４ｂによる吐出温度の制御が安定する。しかし、絞り装置１４ａは、電子膨張弁に限るものではない。小型の電磁弁等の開閉弁を組み合わせて開口面積を複数選択できるようにしてもよいし、キャピラリチューブで構成して熱源側冷媒の圧損に応じて中圧が形成されるようにしてもよい。これらの構成の場合には、制御性は少し悪化するが、吐出温度を目標に制御することはできる。

中圧検出装置３２は、圧力センサーだけでなく、温度センサーを用いて検出した温度に基づいて例えば制御装置５０が演算により中圧を演算するようにしてもよい。また、絞り装置１４ｂについては、電子式膨張弁等の開口面積を変化させられるものとしたときには、制御装置５０は、吐出冷媒温度検出装置３７が検出する圧縮機１０の吐出温度が高くなり過ぎないように絞り装置１４ｂの開口面積を制御する。制御方法としては、吐出温度が一定値（例えば１１０℃等）を超えたと判断したときに、一定の開度分、例えば１０パルスずつ、開くように制御してもよいし、吐出温度が目標値（例えば１００℃）になるように、絞り装置１４ｂの開度を制御するようにしてもよい。また、絞り装置１４ｂをキャピラリチューブとし、圧力差に応じた量の熱源側冷媒がインジェクションされるようにしてもよい。

なお、全暖房運転モードにおいては、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂは、共に熱媒体を加熱している。このため、絞り装置１６ａおよび絞り装置１６ｂがサブクールが制御できる範囲内であれば、絞り装置１４ａの上流側の熱源側冷媒の圧力（中圧）が高めになるように制御しても構わない。中圧が高めになるように制御すると、圧縮室内との圧力との差圧を大きくできるため、圧縮室にインジェクションする熱源側冷媒の量を多くすることができる。したがって、外気温度が低い場合においても、吐出温度を低下させるために十分なインジェクション量を圧縮室に供給することができる。

また、制御装置５０による絞り装置１４ａ、絞り装置１４ｂの制御はこれに限るものではない。例えば、絞り装置１４ｂを全開とし、絞り装置１４ａだけで圧縮機１０の吐出温度を制御するようにしてもよい。このようにすると制御が簡単になると共に、絞り装置１４ｂには安価な装置を使用できるという利点がある。

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および熱媒体間熱交換器１５ｂの双方で熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ２１ａおよびポンプ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およびポンプ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および第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂで室内空気に放熱することで、室内空間７の暖房を行う。

それから、熱媒体は、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂから流出して熱媒体流量調整装置２５ａおよ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および熱媒体流量調整装置２５ｂの作用によって熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂに流入するようになっている。熱媒体流量調整装置２５ａおよび熱媒体流量調整装置２５ｂから流出した熱媒体は、第１熱媒体流路切替装置２２ａおよび第１熱媒体流路切替装置２２ｂを通って、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ａおよびポンプ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へ至る向きに熱媒体が流れている。また、室内空間７にて必要とされる空調負荷は、第１温度センサー３１ａで検出された温度、あるいは、第１温度センサー３１ｂで検出された温度と第２温度センサー３４で検出された温度との差を目標値に保つように制御することにより、賄うことができる。熱媒体間熱交換器１５の出口温度は、第１温度センサー３１ａまたは第１温度センサー３１ｂのどちらの温度を使用してもよいし、これらの平均温度を使用してもよい。

このとき、第１熱媒体流路切替装置２２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および熱媒体間熱交換器１５ｂの双方へ流れる流路が確保されるように、中間的な開度にしている。また、本来、利用側熱交換器２６ａは、その入口と出口の温度差で制御すべきであるが、利用側熱交換器２６の入口側の熱媒体温度は、第１温度センサー３１ｂで検出された温度とほとんど同じ温度であり、第１温度センサー３１ｂを使用することにより温度センサーの数を減らすことができ、安価にシステムを構成できる。

全暖房運転モードを実行する際、熱負荷のない利用側熱交換器２６（サーモオフを含む）へは熱媒体を流す必要がないため、熱媒体流量調整装置２５により流路を閉じて、利用側熱交換器２６へ熱媒体が流れないようにする。図６においては、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂにおいては熱負荷があるため熱媒体を流しているが、利用側熱交換器２６ｃおよび利用側熱交換器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２６ｃや利用側熱交換器２６ｄから熱負荷の発生があった場合には、熱媒体流量調整装置２５ｃや熱媒体流量調整装置２５ｄを開放し、熱媒体を循環させればよい。

［冷房主体運転モード］
図８は、空気調和装置１００の冷房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図８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８では、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いる。また、図８では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。

図８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およびポンプ２１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置２５ａおよ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および熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉とし、熱媒体間熱交換器１５ａと利用側熱交換器２６ａとの間を、熱媒体間熱交換器１５ｂと利用側熱交換器２６ｂとの間を、それぞれ熱媒体が循環するようにしている。

まず始めに、冷媒循環回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温低圧の熱源側冷媒が圧縮機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、分岐部２７ａを介して、室外機１から流出し、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した二相冷媒は、第２冷媒流路切替装置１８ｂを通って凝縮器として作用する熱媒体間熱交換器１５ｂに流入する。

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、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に流入した熱源側冷媒は、分岐部２７ｂを介して、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、絞り装置１６ｂは、第３温度センサー３５ａで検出された温度と第３温度センサー３５ｂで検出された温度との差として得られるスーパーヒートが一定になるように開度が制御される。また、絞り装置１６ａは全開、開閉装置１７ａは閉、開閉装置１７ｂは閉となっている。なお、絞り装置１６ｂは、圧力センサー３６で検出された圧力を飽和温度に換算した値と第３温度センサー３５ｄで検出された温度との差として得られるサブクールが一定になるように開度を制御してもよい。また、絞り装置１６ｂを全開とし、絞り装置１６ａでスーパーヒートまたはサブクールを制御するようにしてもよい。

図９は実施の形態１に係る冷房主体運転モード時におけるｐ−ｈ線図（圧力−エンタルピー線図）を表す図である。前述したように、熱源側冷媒がＲ３２である場合、圧縮機１０の吐出温度が高いため、空気調和装置１００は、インジェクション回路を用いて吐出温度を低下させる動作を行う。このときの動作等について図８および図９により説明する。

圧縮機１０は、圧縮機１０の吸入口から吸入された低温低圧のガス冷媒が密閉容器内に導入され、密閉容器内に満たされた低温低圧のガス冷媒が圧縮室（図示せず）に吸入される。圧縮室は、モータ（図示せず）により０〜３６０度回転させられる間に、内容積が小さくなっていき、内部の熱源側冷媒が圧縮されて圧力および温度が上昇する。モータの回転角度が一定角度になったときに、開口部が開口し（このときの状態は、図９の点Ｆ）、圧縮室の内部と圧縮機１０外部のインジェクション配管４ｃとが連通する構造になっている。冷房主体運転モードにおいては、圧縮機１０で圧縮された熱源側冷媒は、熱源側熱交換器１２にて凝縮され高圧の二相冷媒となり（図９の点Ｊ）、逆止弁１３ａを介して、分岐部２７ａに至る。インジェクション開閉装置２４を開とし、この高圧二相冷媒を、分岐部２７ａで分岐して、インジェクション開閉装置２４、分岐配管４ｄを介して、インジェクション配管４ｃに流入させ、絞り装置１４ｂによって減圧させて低温中圧の二相冷媒とし（図９の点Ｋ）、圧縮機１０の圧縮室に設けられた開口部から圧縮室内に流入させる。圧縮室内では、中圧のガス冷媒（図９の点Ｆ）と低温中圧の二相冷媒（図９の点Ｋ）とが混合されることにより、熱源側冷媒の温度が下がる。このときの温度は図９の点Ｈに対応する温度となる。これにより、圧縮機１０から吐出される熱源側冷媒の吐出温度が低下する。インジェクションを行った場合の圧縮機１０の吐出温度は図９の点Ｉに対応する温度となる。また、インジェクションを行わない場合の圧縮機１０の吐出温度は図９の点Ｇに対応する温度となる。以上よりインジェクションを行うことによって、吐出温度が点Ｇに対応する温度から点Ｉに対応する温度に低下していることが分かる。

ここで、分岐部２７ａにおいては、二相状態の熱源側冷媒が流れ込むため、できるかぎり均一に分配することが望ましい。そこで、分岐部２７ａは、熱源側冷媒を重力方向と反対方向に熱源側冷媒が流れる状態で分流させるような分岐部２７ａの構造、配置とするようにする。このようにすることで二相冷媒を均一に分配することができる。

このとき、分岐配管４ｄのインジェクション開閉装置２４から逆流防止装置２０に至る流路の熱源側冷媒は高圧冷媒であり、熱媒体変換機３から冷媒配管４を経由して室外機１に戻り、分岐部２７ｂに至る熱源側冷媒は低圧冷媒である。逆流防止装置２０は、分岐配管４ｄから分岐部２７ｂへ流れる熱源側冷媒を防ぐものであり、逆流防止装置２０の作用により、分岐配管４ｄの高圧冷媒が分岐部２７ｂの低圧冷媒と混合するのを防止している。

ここで、インジェクション開閉装置２４は、電磁弁等の開閉を切り替えられるものの他、冷媒の通過または非通過を切り替えられれば、電子式膨張弁等の開口面積を変化させられるもの等でもよい。逆流防止装置２０は、逆止弁でもよいし、電磁弁等の開閉を切り替えられるものや電子式膨張弁等の開口面積を変化させられ流路の開閉を切り替えられるものでもよい。また、冷房主体運転においても、絞り装置１４ａには熱源側冷媒が流れないので、任意の開度に設定しておいてよい。絞り装置１４ｂについては、電子式膨張弁等の開口面積を変化させられるものとしたときには、制御装置５０は、吐出冷媒温度検出装置３７が検出する圧縮機１０の吐出温度が高くなり過ぎないように絞り装置１４ｂの開口面積を制御する。制御方法としては、吐出温度が一定値（例えば１１０℃等）を超えたと判断したときに、一定の開度分、例えば１０パルスずつ、開くように制御してもよいし、吐出温度が目標値（例えば１００℃）になるように、絞り装置１４ｂの開度を制御するようにしてもよい。また、絞り装置１４ｂをキャピラリチューブとし、圧力差に応じた量の熱源側冷媒がインジェクションされ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によって配管５内を流動させられることになる。また、冷房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ａで熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体がポンプ２１ａによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａおよびポンプ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および第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂに流入する。

利用側熱交換器２６ｂ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および熱媒体流量調整装置２５ｂの作用によって熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂに流入するようになっている。利用側熱交換器２６ｂを通過し若干温度が低下した熱媒体は、熱媒体流量調整装置２５ｂおよび第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へ流入し、再びポンプ２１ａへ吸い込まれる。

この間、暖かい熱媒体と冷たい熱媒体とは、第１熱媒体流路切替装置２２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２６へ導入される。なお、利用側熱交換器２６の配管５内では、暖房側、冷房側ともに、第２熱媒体流路切替装置２３から熱媒体流量調整装置２５を経由して第１熱媒体流路切替装置２２へ至る向きに熱媒体が流れている。また、室内空間７にて必要とされる空調負荷は、暖房側においては第１温度センサー３１ｂで検出された温度と第２温度センサー３４で検出された温度との差を、冷房側においては第２温度センサー３４で検出された温度と第１温度センサー３１ａで検出された温度との差を目標値に保つように制御することにより、賄うことができる。

冷房主体運転モードを実行する際、熱負荷のない利用側熱交換器２６（サーモオフを含む）へは熱媒体を流す必要がないため、熱媒体流量調整装置２５により流路を閉じて、利用側熱交換器２６へ熱媒体が流れないようにする。図８においては、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂにおいては熱負荷があるため熱媒体を流しているが、利用側熱交換器２６ｃおよび利用側熱交換器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２６ｃや利用側熱交換器２６ｄから熱負荷の発生があった場合には、熱媒体流量調整装置２５ｃや熱媒体流量調整装置２５ｄを開放し、熱媒体を循環させればよい。

［暖房主体運転モード］
図１０は、空気調和装置１００の暖房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図１０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１０では、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いる。また、図１０では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。

図１０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およびポンプ２１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置２５ａおよ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およ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および熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれと利用側熱交換器２６ｂおよび利用側熱交換器２６ａとの間を熱媒体が循環するようにしている。

まず始めに、冷媒循環回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温低圧の熱源側冷媒が圧縮機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、分岐部２７ａを介して、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で膨張させられて中圧二相冷媒となる。この中圧二相冷媒は、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に流入した中圧二相冷媒は、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、分岐部２７ｂを介して、第２接続配管４ｂに流れ込んで絞り装置１４ａを通り、絞り装置１４ａにより絞られて、低温低圧の二相冷媒となり、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、絞り装置１６ｂは、圧力センサー３６で検出された圧力を飽和温度に換算した値と第３温度センサー３５ｂで検出された温度との差として得られるサブクールが一定になるように開度が制御される。また、絞り装置１６ａは全開、開閉装置１７ａは閉、開閉装置１７ｂは閉となっている。なお、絞り装置１６ｂを全開とし、絞り装置１６ａでサブクールを制御するようにしてもよい。

図１１は実施の形態１に係る暖房主体運転モード時におけるｐ−ｈ線図（圧力−エンタルピー線図）を表す図である。前述したように、熱源側冷媒がＲ３２である場合、圧縮機１０の吐出温度が高いため、空気調和装置１００は、インジェクション回路を用いて吐出温度を低下させる動作を行う。このときの動作等について図１０および図１１により説明する。

圧縮機１０は、圧縮機１０の吸入口から吸入された低温低圧のガス冷媒が密閉容器内に導入され、密閉容器内に満たされた低温低圧のガス冷媒が圧縮室（図示せず）に吸入される。圧縮室は、モータ（図示せず）により０〜３６０度回転させられる間に、内容積が小さくなっていき、内部の熱源側冷媒が圧縮されて圧力および温度が上昇する。モータの回転角度が一定角度になったときに、開口部が開口し（このときの状態は、図１１の点Ｆ）、圧縮室の内部と圧縮機１０外部のインジェクション配管４ｃとが連通する構造になっている。

暖房主体運転モードにおいては、熱媒体変換機３から冷媒配管４を経由して室外機１に戻ってくる熱源側冷媒は、分岐部２７ｂを介し、絞り装置１４ａに流れる。絞り装置１４ａの作用により、絞り装置１４ａの上流側における熱源側冷媒の圧力は中圧状態に制御される（図１１の点Ｊ）。絞り装置１４ａにより、中圧状態にされた二相冷媒は、分岐部２７ｂで分岐されて、分岐配管４ｄに流れ込み、逆流防止装置２０を介して、インジェクション配管４ｃへ流れる。そして、絞り装置１４ｂによって減圧させて少し圧力が下がった低温中圧の二相冷媒となり（図１１の点Ｋ）、圧縮機１０の圧縮室に設けられた開口部から圧縮室内に流入する。圧縮室内では、中圧のガス冷媒（図１１の点Ｆ）と低温中圧の二相冷媒（図１１の点Ｋ）とが混合されることにより、熱源側冷媒の温度が下がる。このときの温度は図１１の点Ｈに対応する温度となる。これにより、圧縮機１０から吐出される熱源側冷媒の吐出温度が低下する。インジェクションを行った場合の圧縮機１０の吐出温度は図１１の点Ｉに対応する温度となる。また、インジェクションを行わない場合の圧縮機１０の吐出温度は図１１の点Ｇに対応する温度となる。以上よりインジェクションを行うことによって、吐出温度が点Ｇに対応する温度から点Ｉに対応する温度に低下していることが分かる。

ここで、分岐部２７ｂにおいては、二相状態の熱源側冷媒が流れ込むため、できるかぎり均一に分配することが望ましい。そこで、分岐部２７ｂは、熱源側冷媒を重力方向と反対方向に熱源側冷媒が流れる状態で分流させるような分岐部２７ｂの構造、配置とするようにする。このようにすることで二相冷媒を均一に分配することができる。

また、暖房主体運転モードにおいては、インジェクション開閉装置２４は閉となっており、分岐部２７ａから高圧状態の熱源側冷媒が、逆流防止装置２０を通って来た中圧状態の熱源側冷媒と混合するのを防止している。インジェクション開閉装置２４は、電磁弁等の開閉を切り替えられるものの他、冷媒の通過または非通過を切り替えられれば、電子式膨張弁等の開口面積を変化させられるもの等でもよい。

また、逆流防止装置２０は、逆止弁でもよいし、電磁弁等の開閉を切り替えられるものや電子式膨張弁等の開口面積を変化させられ流路の開閉を切り替えられるものでもよい。また、絞り装置１４ａは、電子式膨張弁等の開口面積を変化させられるものが望ましい。電子式膨張弁を使用すれば、絞り装置１４ａの上流側の中圧を任意の圧力に制御できる。例えば、中圧検出装置３２で検出した中圧が一定値になるように制御すれば、絞り装置１４ｂによる吐出温度の制御が安定する。しかし、絞り装置１４ａは、電子膨張弁に限るものではない。小型の電磁弁等の開閉弁を組み合わせて開口面積を複数選択できるようにしてもよいし、キャピラリチューブで構成して熱源側冷媒の圧損に応じて中圧が形成されるようにしてもよい。これらの構成の場合には制御性は少し悪化するが、吐出温度を目標に制御することはできる。

中圧検出装置３２は、圧力センサーだけでなく、温度センサーを用いて検出した温度に基づいて例えば制御装置５０が演算により中圧を演算するようにしてもよい。また、絞り装置１４ｂについては、電子式膨張弁等の開口面積を変化させられるものとしたときには、制御装置５０は、吐出冷媒温度検出装置３７が検出する圧縮機１０の吐出温度が高くなり過ぎないように絞り装置１４ｂの開口面積を制御する。制御方法としては、吐出温度が一定値（例えば１１０℃等）を超えたと判断したときに、一定の開度分、例えば１０パルスずつ、開くように制御してもよいし、吐出温度が目標値（例えば１００℃）になるように、絞り装置１４ｂの開度を制御するようにしてもよい。また、絞り装置１４ｂをキャピラリチューブとし、圧力差に応じた量の熱源側冷媒がインジェクションされるようにしてもよい。

ここで、暖房主体運転モードにおいては、熱媒体間熱交換器１５ａにおいて、熱媒体を冷却している。このため、絞り装置１４ａの上流側における熱源側冷媒の圧力（中圧）をあまり高く制御することができない。中圧を高くすることができないと、圧縮室にインジェクションする熱源側冷媒の量が少なくなり、吐出温度の低下分が小さくなってしまう。しかし、熱媒体の凍結を防止する必要があるため、外気温度が低いとき（例えば外気温度が−５℃以下）は、暖房主体運転モードでの運転を実行しないようにする。また、外気温度が高いときは、吐出温度があまり高くない。このため、インジェクション量もそれほど多くなくてよいので問題はない。絞り装置１４ａにより、熱媒体間熱交換器１５ａで熱媒体を冷却させることができ、インジェクション量も吐出温度を低下させるために十分な量を圧縮室に供給できる中圧に設定することにより安全に運転することができる。

また、制御装置５０による絞り装置１４ａ、絞り装置１４ｂの制御はこれに限るものではない。例えば、絞り装置１４ｂを全開とし、絞り装置１４ａだけで圧縮機１０の吐出温度を制御するようにしてもよい。このようにすると制御が簡単になると共に、絞り装置１４ｂには安価な装置を使用できるという利点がある。ただし、この場合は、中圧を自由に制御することができなくなり、中圧と吐出温度の両方を意識して絞り装置１４ａの制御を行う必要がある。

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。
暖房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ｂで熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ２１ｂによって配管５内を流動させられることになる。また、暖房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ａで熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体がポンプ２１ａによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａおよびポンプ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および第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂに流入する。

利用側熱交換器２６ｂ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２６ａ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および熱媒体流量調整装置２５ｂの作用によって熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器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上昇した熱媒体は、熱媒体流量調整装置２５ｂおよび第１熱媒体流路切替装置２２ｂを通って、熱媒体間熱交換器１５ａに流入し、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低下した熱媒体は、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１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ｂへ吸い込まれる。

この間、暖かい熱媒体と冷たい熱媒体とは、第１熱媒体流路切替装置２２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２６へ導入される。なお、利用側熱交換器２６の配管５内では、暖房側、冷房側ともに、第２熱媒体流路切替装置２３から熱媒体流量調整装置２５を経由して第１熱媒体流路切替装置２２へ至る向きに熱媒体が流れている。また、室内空間７にて必要とされる空調負荷は、暖房側においては第１温度センサー３１ｂで検出された温度と第２温度センサー３４で検出された温度との差を、冷房側においては第２温度センサー３４で検出された温度と第１温度センサー３１ａで検出された温度との差を目標値に保つように制御することにより、賄うことができる。

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１０においては、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂにおいては熱負荷があるため熱媒体を流しているが、利用側熱交換器２６ｃおよび利用側熱交換器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２６ｃや利用側熱交換器２６ｄから熱負荷の発生があった場合には、熱媒体流量調整装置２５ｃや熱媒体流量調整装置２５ｄを開放し、熱媒体を循環させればよい。

［絞り装置１４ａまたは／および絞り装置１４ｂ］
各運転モードの動作および圧縮機１０の圧縮室へのインジェクションは以上のように行われる。従って、絞り装置１４ａには、全暖房運転モードおよび暖房主体運転モードのときに、二相状態の冷媒が流れ込む。また、絞り装置１４ｂには、全冷房運転モードのときに液冷媒が流れ込み、冷房主体運転モード、全暖房運転モードおよび暖房主体運転モードのときに二相状態の熱源側冷媒が流れ込む。絞り装置１４ａまたは／および絞り装置１４ｂ（ここでは絞り装置１４と記載する）として、電子式膨張弁を使用した場合、二相状態の熱源側冷媒が流入すると、ガス冷媒と液冷媒とが分離して流れている場合に、絞り部にガスが流れる状態と液が流れる状態とが別々に発生して、絞り装置の出口側の圧力が安定しない場合がある。特に、乾き度が小さい場合に、ガス冷媒と液冷媒との分離が発生し、圧力が不安定になる傾向が強い。

図１２は絞り装置１４ａまたは／および絞り装置１４ｂの構造を示す図である。図１２において、各絞り装置１４は、流入管４１、流出管４２、絞り部（中圧冷媒絞り部、インジェクション冷媒絞り部）４３、弁体４４、モータ４５、および攪拌装置４６で構成されている。攪拌装置（中圧冷媒攪拌装置、インジェクション冷媒攪拌装置）４６は流入管４１内に挿入されている。流入管４１から流入した二相冷媒は、攪拌装置４６に至り、攪拌装置４６の作用で、ガス冷媒と液冷媒とが攪拌されてほぼ均一に混ざり合う。ガス冷媒と液冷媒がほぼ均一に混ざり合った二相冷媒は、絞り部４３にて弁体４４によって絞られて、減圧され、流出管４２から流出する。この際、モータ４５によって弁体４４の位置が制御され、絞り部４３での絞り量が制御される。制御装置５０はモータ４５の制御を行うことになる。このような構造にすることにより、圧力が不安定になることなく、二相冷媒の流量制御を行うことができる。

ここで、攪拌装置４６は、ガス冷媒と液冷媒とがほぼ均一に混ざり合っている状態を作れるものであれば、どんなものでもよい。例えば、発泡金属を使用すると実現できる。発泡金属は、スポンジ等の樹脂発泡体と同じ三次元網目状構造を持つ多孔質体の金属であり、金属多孔質体の中で気孔率（空隙率）が最も大きい（８０％〜９７％）ものである。この発泡金属を通して、二相冷媒を流通させると、三次元的な網目状構造の影響で、熱源側冷媒中のガスが微細化され、攪拌されて、液と均一に混ざり合う効果がある。また、配管の内部の流れは、配管の内径をＤ、配管の長さをＬとした場合に、流れを乱す構造を持った箇所からＬ／Ｄが８〜１０になる距離にまで達すると、乱れの影響がなくなり元通りの流れになることが、流体力学の分野で明らかになっている。そこで、絞り装置１４の流入管の内径をＤ、攪拌装置４６から絞り部４３までの長さをＬとし、Ｌ／Ｄが６以下となる位置に、攪拌装置４６を設置するようにする。これにより攪拌装置４６が攪拌した二相冷媒については、攪拌された状態のまま、絞り部４３に到達させることができ、制御を安定させることが可能である。

［冷媒配管４］
以上説明したように、本実施の形態に係る空気調和装置１００は、幾つかの運転モードを具備している。これらの運転モードにおいては、室外機１と熱媒体変換機３とを接続する冷媒配管４には熱源側冷媒が流れている。

［配管５］
本実施の形態に係る空気調和装置１００が実行する幾つかの運転モードにおいては、熱媒体変換機３と室内機２を接続する配管５には水や不凍液等の熱媒体が流れている。

次に、除霜運転について説明する。
全暖房運転モードおよび暖房主体運転モードにおいては、蒸発器となる熱源側熱交換器１２の配管の内部に氷点下の低温低圧の熱源側冷媒が流れる。このため、熱源側熱交換器１２の周囲の空気温度が低い場合、熱源側熱交換器１２、周囲に着霜が起きる。熱源側熱交換器１２に着霜が起きると、霜層が熱抵抗となり、かつ、熱源側熱交換器１２の周囲の空気が流動する流路が狭くなり空気が流れ難くなる。このため、熱源側冷媒と空気との熱交換が阻害され、機器の暖房能力および運転効率が低下する。そこで、熱源側熱交換器１２の着霜が増加した場合、熱源側熱交換器１２、周囲の霜を融かす除霜運転を行う。

図１３は空気調和装置１００の除霜運転における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。本実施の形態における除霜運転について、図１３を元に説明する。
熱源側冷媒は圧縮機１０によって圧縮され、加熱されて、圧縮機１０から吐出され、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で放熱し、周囲に付着した霜を融かす。熱源側熱交換器１２から流出した熱源側冷媒は、逆止弁１３ａを通って、分岐部２７ａに至り、分岐部２７ａで分流される。

分岐部２７ａで分流された一方の流れは、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に流入した熱源側冷媒は、開状態となっている開閉装置１７ａおよび開状態となっている開閉装置１７ｂ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、分岐部２７ｂを介して、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。この際、絞り装置１６ａおよび絞り装置１６ｂは、全閉または熱源側冷媒が流れない小さい開度となっており、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂには、熱源側冷媒が流れないようにしている。

また、分岐部２７ａで分流された他方の流れは、分岐配管４ｄに流入し、開状態のインジェクション開閉装置２４を介してインジェクション配管４ｃに流入し、全開状態の絞り装置１４ｂを介して、圧縮機１０の圧縮室にインジェクションされ、アキュムレーター１９を通って圧縮機１０に吸入された熱源側冷媒（分岐部２７ａで分流された一方の流れ）と合流する。

なお、図１３においては、ポンプ２１ｂを動作させて、熱媒体を、暖房要求のある利用側熱交換器２６（２６ａおよび２６ｂ）に、循環させている。このようにすることにより、除霜運転中においても、熱媒体に蓄えられた温熱により、暖房運転を継続することができる。また、全暖房運転後の除霜においては、ポンプ２１ａも動作させるようにしてもよいし、除霜運転中は、ポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂを停止し、暖房運転を停止するようにしてもよい。

以上のように、除霜運転においては、熱源側熱交換器１２の周囲に付着した霜を融かしながら、分岐部２７ａで熱源側冷媒を分岐させ、一部の熱源側冷媒を圧縮機１０の圧縮室にインジェクションする。このようにすることにより、圧縮機１０の余熱を直接熱源側冷媒に伝え易くすることができ、効率のよい除霜運転が行える。また、室外機１から離れた熱媒体変換機３に循環させる冷媒流量をインジェクション流量分減らすことができるため、圧縮機１０の動力を低減させることができる。

以上のように、実施の形態１によれば、絞り装置１４ａ、１４ｂ等により、熱源側熱交換器を凝縮器とする全冷房運転、冷房主体運転、また、蒸発器とする全暖房運転、暖房主体運転に関わらず、インジェクション配管４ｃを通過させて低圧シェル構造の圧縮機１に熱源側冷媒をインジェクションすることができるので、例えば圧縮機１の吐出温度が高くなる熱源側冷媒を使用した場合でも、どの運転モード（運転形態）でも吐出温度が高くなりすぎないように制御することができ、熱源側冷媒および冷凍機油の劣化を防ぎ、安全運転が可能な空気調和装置１００を得ることができる。特に、Ｒ４１０Ａよりも地球温暖化係数が低く、環境面で有効なＲ３２、Ｒ３２の質量比率が６２％以上であるＨＦＯ１２３４ｙｆを含む混合冷媒、または、Ｒ３２の質量比率が４３％以上であるＨＦＯ１２３４ｚｅを含む混合冷媒のように、Ｒ４１０Ａよりも吐出温度が高くなる熱源側冷媒に有効である。

分岐部２７ａ、２７ｂにより、熱源側熱交換器１２側から熱媒体変換機３（熱媒体間熱交換器１５）側に流れる熱源側冷媒、熱媒体変換機３側から熱源側熱交換器１２側に流れる熱源側冷媒を分岐して、分岐配管４ｄを介してインジェクション配管４ｃに流れるようにすることで、運転モードを問わずに熱源側冷媒をインジェクションすることができる。そして、重力方向に対して反対方向に熱源側冷媒が流れる状態で分流させるような分岐部２７ａ、２７ｂの構造、配置とすることで、二相冷媒をより均一に分岐させることができる。

また、絞り装置１４ａ、１４ｂについて、攪拌装置４６を設けることで、二相冷媒を攪拌させることができる。このとき、絞り部４３と攪拌装置４６との距離を流入管の内径の６倍以下となるようにしたので、攪拌効果を維持したまま絞り装置１４を通過させることができる。そして、攪拌装置４６は、気孔率が８０％以上の多孔質金属（発泡金属）を有するので、簡単な構成で熱源側冷媒を攪拌させることができる。

そして、除霜運転を行う際に、熱源側熱交換器１２を通過した一部の熱源側冷媒をインジェクション配管４ｃを通過させ、開口部を介して圧縮機１０に戻すようにすることで、圧縮機１０の余熱を直接熱源側冷媒に伝え易くすることができため、効率のよい除霜運転を行うことができる。また、熱媒体変換機３側に流れる熱源側冷媒の量を少なくすることができるため、除霜運転における圧縮機１０の動力を低減させることができる。このとき、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂに熱源側冷媒を流すことなく循環させることができるので、除霜運転中においても、熱媒体循環回路Ｂ側では、熱媒体に蓄えられた温熱により暖房運転を継続することができる。

なお、圧力センサー３６ａは、冷暖混在運転において冷房側として作用する熱媒体間熱交換器１５ａと第二の冷媒流路切替装置１８ａとの間の流路に設置し、圧力センサー３６ｂは、冷暖混在運転において暖房側として作用する熱媒体間熱交換器１５ｂと絞り装置１６ｂとの間の流路に設置した場合について説明を行った。このような位置に設置すると、熱媒体間熱交換器１５ａおよび１５ｂにおいて圧力損失があった場合でも、精度良く、飽和温度を演算することができる。しかし、凝縮側は圧力損失が小さいため、圧力センサー３６ｂを、熱媒体間熱交換器１５ｂと絞り装置１６ｂとの間の流路に設置しても良く、それ程、演算精度が悪くなることもない。また、蒸発器は比較的圧力損失が大きいが、圧力損失の量が推測可能あるいは圧力損失の少ない熱媒体間熱交換器を使用している場合等は、圧力センサー３６ａを熱媒体間熱交換器１５ａと第二の冷媒流路切替装置１８ａとの間の流路に設置しても良い。

空気調和装置１００では、利用側熱交換器２６にて暖房負荷または冷房負荷のみが発生している場合は、対応する第１熱媒体流路切替装置２２および第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およ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およ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および第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および第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、実施の形態で説明した第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、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２方流路の流量を変化させられるものを２つ組み合わせる等して第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、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、開閉弁等の二方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、同じように熱源側冷媒が流れるように構成してもよい。

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および絞り装置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。

熱媒体としては、たとえばブライン（不凍液）や水、ブラインと水の混合液、水と防食効果が高い添加剤の混合液等を用いることができる。したがって、空気調和装置１００においては、熱媒体が室内機２を介して室内空間７に漏洩したとしても、熱媒体に安全性の高いものを使用しているため安全性の向上に寄与することになる。

また、一般的に、熱源側熱交換器１２および利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄ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く、例えば利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄとしては放射を利用したパネルヒータのようなものも用いることができるし、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も用いることができ、放熱あるいは吸熱をできる構造のものであればどんなものでも用いることができる。

また、ここでは、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄが４つである場合を例に説明を行ったが、幾つ接続してもよい。

また、熱媒体間熱交換器１５ａ、１５ｂが２つである場合を例に説明を行ったが、当然、これに限るものではなく、熱媒体を冷却または／および加熱できるように構成すれば、幾つ設置してもよい。

また、ポンプ２１ａ、２１ｂはそれぞれ一つとは限らず、複数の小容量のポンプを並列に並べてもよい。

実施の形態２．
図１４は、実施の形態２に係る空気調和装置１００の回路構成の一例を示す概略回路構成図である。発明の実施の形態２について、各図面に基づいて説明する。以下、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。本実施の形態の空気調和装置１００には、圧縮機１０の圧縮室の開口部に繋がるインジェクション配管４ｃに、冷媒−冷媒熱交換器（冷媒間熱交換器）２８が取り付けられている。冷媒−冷媒熱交換器２８は、絞り装置１４ｂで減圧される前の熱源側冷媒と減圧された後の熱源側冷媒との熱交換を行う。

次に空気調和装置１００が実行する運転モード毎に、動作について説明する。ここで、空気調和装置１００の熱媒体の流れは、実施の形態１と同じである。したがって空気調和装置１００における熱源側冷媒の流れのうち、実施の形態１と異なる部分について説明する。

［全冷房運転モード］
図１５は、実施の形態２の空気調和装置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。図１５に示すように、低温低圧の熱源側冷媒が圧縮機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、分岐部２７ａを介して、室外機１から流出し、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した高圧液冷媒は、開閉装置１７ａを経由した後に分岐されて絞り装置１６ａおよび絞り装置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およ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およ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および第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に流入した熱源側冷媒は、分岐部２７ｂを介して、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。

図１６は実施の形態２に係る全冷房運転モード時におけるｐ−ｈ線図（圧力−エンタルピー線図）を表す図である。空気調和装置１００がインジェクション回路を用いて吐出温度を低下させる動作等について図１５および図１６により説明する。圧縮機１０の圧縮室では、吸入した低温低圧のガス冷媒が、モータ（図示せず）により０〜３６０度回転させられる間に、内容積が小さくなっていき、内部の熱源側冷媒が圧縮されて圧力および温度が上昇する。モータの回転角度が一定角度になったときに、開口部が開口し（このときの状態は、図１６の点Ｆ）、圧縮室の内部と圧縮機１０外部のインジェクション配管４ｃとが連通する。

圧縮機１０で圧縮された熱源側冷媒は、熱源側熱交換器１２にて凝縮され液化されて高圧の液冷媒となり（図１６の点Ｊ）、逆止弁１３ａを介して、分岐部２７ａに至る。インジェクション開閉装置２４を開とし、この高圧液冷媒を、分岐部２７ａで分岐して、インジェクション開閉装置２４、分岐配管４ｄを介して、インジェクション配管４ｃに流入させる。そして、冷媒−冷媒熱交換器２８を介して、絞り装置１４ｂによって減圧させて低温中圧の二相冷媒とする。冷媒−冷媒熱交換器２８は、絞り装置１４ｂで減圧される前の熱源側冷媒と減圧された後の熱源側冷媒との熱交換を行う。絞り装置１４ｂに流入する前の熱源側冷媒は、冷媒−冷媒熱交換器２８にて、減圧して圧力と温度が下がった熱源側冷媒により冷却される（温度は図１６の点Ｊ’に対応する温度となる）。絞り装置１４ｂで減圧された後（図１６の点Ｋ’）、冷媒−冷媒熱交換器２８にて、減圧前の熱源側冷媒により加熱され（図１６の点Ｋ）、圧縮室に流入する。絞り装置１４ｂは、二相状態の熱源側冷媒が流入すると、安定した制御ができなくなることがある。このようにすることにより、冷媒封入量が少ない等の原因により、熱源側熱交換器１２出口におけるサブクール（過冷却度）が小さかったとしても、絞り装置１４ｂに、確実に液冷媒を供給することができ、安定した制御が可能になる。

［全暖房運転モード］
図１７は、空気調和装置１００の全暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。低温低圧の熱源側冷媒が圧縮機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、分岐部２７ａを通過し、室外機１から流出する。室外機１から流出した高温高圧のガス冷媒は、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した高温高圧のガス冷媒は、分岐されて第２冷媒流路切替装置１８ａおよび第２冷媒流路切替装置１８ｂを通って、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれに流入する。

熱媒体間熱交換器１５ａおよ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およ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および絞り装置１６ｂで膨張させられて、中温中圧の二相冷媒または液冷媒となる。この二相冷媒または液冷媒は、開閉装置１７ｂを通って、熱媒体変換機３から流出し、冷媒配管４を通って再び室外機１へ流入する。室外機１に流入した熱源側冷媒は、分岐部２７ｂを介して、第２接続配管４ｂに流れ込んで絞り装置１４ａを通り、絞り装置１４ａにより絞られて、低温低圧の二相冷媒となり、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。

図１８は実施の形態２に係る全暖房運転モード時におけるｐ−ｈ線図（圧力−エンタルピー線図）を表す図である。空気調和装置１００がインジェクション回路を用いて吐出温度を低下させる動作等について図１７および図１８により説明する。圧縮機１０の圧縮室では、吸入した低温低圧のガス冷媒が、モータ（図示せず）により０〜３６０度回転させられる間に、内容積が小さくなっていき、内部の熱源側冷媒が圧縮されて圧力および温度が上昇する。モータの回転角度が一定角度になったときに、開口部が開口し（このときの状態は、図１８の点Ｆ）、圧縮室の内部と圧縮機１０外部のインジェクション配管４ｃとが連通する。

熱媒体変換機３から冷媒配管４を経由して室外機１に戻ってくる熱源側冷媒は、分岐部２７ｂを介し、絞り装置１４ａに流れる。絞り装置１４ａの作用により、空気調和装置１００における熱源側冷媒の流れの圧力は中圧状態に制御される（図１８の点Ｊ）。絞り装置１４ａにより中圧状態にされた二相冷媒または液冷媒は、分岐部２７ｂで分岐されて、分岐配管４ｄに流れ込み、逆流防止装置２０を介して、インジェクション配管４ｃへ流れる。そして、冷媒−冷媒熱交換器２８を介して、絞り装置１４ｂに流入し減圧され、少し圧力が下がった低温中圧の二相冷媒となる。冷媒−冷媒熱交換器２８は、絞り装置１４ｂで減圧される前の熱源側冷媒と減圧された後の熱源側冷媒との熱交換を行う。絞り装置１４ｂに流入する前の熱源側冷媒は、冷媒−冷媒熱交換器２８にて、減圧して圧力と温度が下がった熱源側冷媒により冷却される（温度は図１８の点Ｊ’に対応する温度となる）。絞り装置１４ｂで減圧された後（図１８の点Ｋ’）、冷媒−冷媒熱交換器２８にて、減圧前の熱源側冷媒により加熱され（図１８の点Ｋ）、圧縮室に流入する。絞り装置１４ｂは、二相状態の熱源側冷媒が流入すると、安定した制御ができなくなることがある。このようにすることで、中圧二相状態の熱源側冷媒を、中圧の液冷媒にして、絞り装置１４ｂに流入させることができ、安定した制御が可能になる。

［冷房主体運転モード］
図１９は、空気調和装置１００の冷房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。低温低圧の熱源側冷媒が圧縮機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、分岐部２７ａを介して、室外機１から流出し、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した二相冷媒は、第２冷媒流路切替装置１８ｂを通って凝縮器として作用する熱媒体間熱交換器１５ｂに流入する。

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、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に流入した熱源側冷媒は、分岐部２７ｂを介して、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。

図２０は実施の形態２に係る冷房主体運転モード時におけるｐ−ｈ線図（圧力−エンタルピー線図）を表す図である。空気調和装置１００がインジェクション回路を用いて吐出温度を低下させる動作等について図１９および図２０により説明する。圧縮機１０の圧縮室では、吸入した低温低圧のガス冷媒が、モータ（図示せず）により０〜３６０度回転させられる間に、内容積が小さくなっていき、内部の熱源側冷媒が圧縮されて圧力および温度が上昇する。モータの回転角度が一定角度になったときに、開口部が開口し（このときの状態は、図２０の点Ｆ）、圧縮室の内部と圧縮機１０外部のインジェクション配管４ｃとが連通する。

圧縮機１０で圧縮された熱源側冷媒は、熱源側熱交換器１２にて凝縮され高圧の二相冷媒となり（図２０の点Ｊ）、逆止弁１３ａを介して、分岐部２７ａに至る。インジェクション開閉装置２４を開とし、この高圧二相冷媒を、分岐部２７ａで分岐して、インジェクション開閉装置２４、分岐配管４ｄを介して、インジェクション配管４ｃに流入させる。そして、冷媒−冷媒熱交換器２８を介して、絞り装置１４ｂによって減圧させて低温中圧の二相冷媒とする。冷媒−冷媒熱交換器２８は、絞り装置１４ｂで減圧される前の熱源側冷媒と減圧された後の熱源側冷媒との熱交換を行う。絞り装置１４ｂに流入する前の熱源側冷媒は、冷媒−冷媒熱交換器２８にて、減圧して圧力と温度が下がった熱源側冷媒により冷却される（温度は図２０の点Ｊ’に対応する温度となる）。絞り装置１４ｂで減圧された後（図２０の点Ｋ’）、冷媒−冷媒熱交換器２８にて、減圧前の熱源側冷媒により加熱され（図２０の点Ｋ）、圧縮室に流入する。絞り装置１４ｂは、二相状態の熱源側冷媒が流入すると、安定した制御ができなくなることがある。このようにすることにより、高圧二相状態の熱源側冷媒を、高圧液冷媒にして、絞り装置１４ｂに流入させることができ、安定した制御が可能になる。

［暖房主体運転モード］
図２１は、空気調和装置１００の暖房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。低温低圧の熱源側冷媒が圧縮機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、分岐部２７ａを介して、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で膨張させられて中圧二相冷媒となる。この中圧二相冷媒は、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に流入した中圧二相冷媒は、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。この中圧二相冷媒は、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、分岐部２７ｂを介して、第２接続配管４ｂに流れ込んで絞り装置１４ａを通り、絞り装置１４ａにより絞られて、低温低圧の二相冷媒となり、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。

図２２は実施の形態２に係る暖房主体運転モード時におけるｐ−ｈ線図（圧力−エンタルピー線図）を表す図である。空気調和装置１００がインジェクション回路を用いて吐出温度を低下させる動作等について図２１および図２２により説明する。圧縮機１０の圧縮室では、吸入した低温低圧のガス冷媒が、モータ（図示せず）により０〜３６０度回転させられる間に、内容積が小さくなっていき、内部の熱源側冷媒が圧縮されて圧力および温度が上昇する。モータの回転角度が一定角度になったときに、開口部が開口し（このときの状態は、図２２の点Ｆ）、圧縮室の内部と圧縮機１０外部のインジェクション配管４ｃとが連通する。

熱媒体変換機３から冷媒配管４を経由して室外機１に戻ってくる熱源側冷媒は、分岐部２７ｂを介し、絞り装置１４ａに流れる。絞り装置１４ａの作用により、空気調和装置１００における熱源側冷媒の流れの圧力は中圧状態に制御される（図２２の点Ｊ）。絞り装置１４ａにより中圧状態にされた二相冷媒は、分岐部２７ｂで分岐されて、分岐配管４ｄに流れ込み、逆流防止装置２０を介して、インジェクション配管４ｃへ流れる。そして、冷媒−冷媒熱交換器２８を介して、絞り装置１４ｂに流入し減圧され、圧力が下がった低温中圧の二相冷媒となる。冷媒−冷媒熱交換器２８は、絞り装置１４ｂで減圧される前の熱源側冷媒と減圧された後の熱源側冷媒との熱交換を行う。絞り装置１４ｂに流入する前の熱源側冷媒は、冷媒−冷媒熱交換器２８にて、減圧して圧力と温度が下がった熱源側冷媒により冷却され（温度は図２２の点Ｊ’に対応する温度となる）、液化する。絞り装置１４ｂで減圧された後（図２２の点Ｋ’）、冷媒−冷媒熱交換器２８にて、減圧前の熱源側冷媒により加熱され（図２２の点Ｋ）、圧縮室に流入する。絞り装置１４ｂは、二相状態の熱源側冷媒が流入すると、安定した制御ができなくなることがある。このようにすることで、中圧二相状態の熱源側冷媒を、中圧の液冷媒にして、絞り装置１４ｂに流入させることができ、安定した制御が可能になる。

以上のように、実施の形態２の空気調和装置１００によれば、実施の形態１における効果に加え、冷媒−冷媒熱交換器２８を設け、絞り装置１４ｂに流入する冷媒が液冷媒になるようにしたので、ハンチング等を防ぎ、安定した制御が可能になる。

実施の形態３．
上述の実施の形態では、圧縮機１０、第一の冷媒流路切替装置１１、熱源側熱交換器１２、絞り装置１４ａ、絞り装置１４ｂ、開閉装置１７および逆流防止装置２０を室外機１に収容した。さらに、利用側熱交換器２６を室内機２に収容し、熱媒体間熱交換器１５および絞り装置１６を熱媒体変換機３に収容した。そして、室外機１と熱媒体変換機３との間を２本一組の配管で接続し、室外機１と熱媒体変換機３との間で熱源側冷媒を循環させ、室内機２と熱媒体変換機３との間をそれぞれ２本一組の配管で接続し、室内機２と熱媒体変換機３との間で熱媒体を循環させ、熱媒体間熱交換器１５で熱源側冷媒と熱媒体とを熱交換させるシステムを例に説明を行ったが、これに限るものではない。

図２３は実施の形態３に係る空気調和装置の構成を表す図である。例えば、圧縮機１０、第一の冷媒流路切替装置１１、熱源側熱交換器１２、絞り装置１４ａ、絞り装置１４ｂ、開閉装置１７および逆流防止装置２０を室外機１に収容する。また、蒸発器または凝縮器となり空調対象空間の空気と冷媒とを熱交換させる負荷側熱交換器２６および絞り装置１６を室内機２に収容し、室外機１および室内機２とは別体に形成された中継ユニットとなる中継機３Ａを備え、室外機１と中継機３Ａとの間を２本一組の配管で接続し、室内機２と中継機３Ａとの間をそれぞれ２本一組の配管で接続し、中継機３Ａを介して室外機１と室内機２との間で冷媒を循環させ、全冷房運転、全暖房運転、冷房主体運転、暖房主体運転を行うことができる直膨システムにも適用することができ、同様の効果を奏する。

１ 室外機（室外ユニット）、２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 室内機、３ 熱媒体変換機（中継ユニット）、３Ａ 中継機、４ 冷媒配管、４ａ、４ｂ 接続配管、４ｃ インジェクション配管、４ｄ 分岐配管、５ （水や不凍液等の熱媒体が流れる）配管、６ 室外空間、７ 室内空間、８ （天井裏等の室外空間および室内空間とは別の）空間、９ （ビル等の）建物、１０ 圧縮機、１１ 第一の冷媒流路切替装置、１２ 熱源側熱交換器、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ 逆止弁、１４ａ、１４ｂ 絞り装置、１５ａ、１５ｂ 熱媒体間熱交換器、１６ａ、１６ｂ 絞り装置、１７ａ、１７ｂ 開閉装置、１８ａ、１８ｂ 第二の冷媒流路切替装置、１９ アキュムレーター、２０ 逆流防止装置（逆止弁）、２１ａ、２１ｂ ポンプ（熱媒体送出装置）、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ 熱媒体流路切替装置、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ 熱媒体流路切替装置、２４ インジェクション開閉装置、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ 熱媒体流量調整装置、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ 利用側熱交換器、２７ａ、２７ｂ 分岐部、２８ 冷媒−冷媒熱交換器、３１、３１ａ、３１ｂ 熱媒体間熱交換器出口温度検出装置、３２ 中圧検出装置、３４、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ 利用側熱交換器出口温度検出装置、３５、３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ 熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置、３６、３６ａ、３６ｂ 熱媒体間熱交換器冷媒圧力検出装置、３７ 吐出冷媒温度検出装置、３８ 吸入冷媒温度検出装置、３９ 高圧検出装置、４１ 流入管、４２ 流出管、４３ 絞り部、４４ 弁体、４５ モータ、４６ 攪拌装置、５０ 制御装置、１００ 空気調和装置、Ａ 冷媒循環回路、Ｂ 熱媒体循環回路。

本発明に係る空気調和装置は、インジェクション配管を流れる冷媒が流入する開口部を設けた圧縮室を密閉容器内に有する圧縮機と、冷媒を蒸発または凝縮させるための第一の熱交換器及び１以上の第二の熱交換器と、冷媒を減圧する１以上の第一の絞り装置と、第一の熱交換器に高圧の冷媒を通過させて凝縮器として機能させる場合と、第一の熱交換器に低圧の冷媒を通過させて蒸発器として機能させる場合とで流路を切り替える冷媒流路切替装置と、第一の絞り装置を通過して第二の熱交換器側から第一の熱交換器側に流れる冷媒を、高圧よりも小さく低圧よりも大きい中圧の冷媒にするための第二の絞り装置と、第一の熱交換器から第一の絞り装置へ冷媒が流れる場合のその冷媒流路から冷媒を分流させる第一の冷媒分岐部と、第一の絞り装置から第一の熱交換器へ冷媒が流れる場合のその冷媒流路から冷媒を分流させる第二の冷媒分岐部と、インジェクション配管に設置された第三の絞り装置とを配管接続して冷媒循環回路を構成し、インジェクション配管から圧縮室に流入させる冷媒の量を制御する制御装置を備え、第一の熱交換器が凝縮器となる場合においては、第一の熱交換器側から第二の熱交換器側に流れる高圧の冷媒の一部をインジェクション配管に流すことができるようにし、第一の熱交換器が蒸発器となる場合においては、第二の絞り装置により中圧にした冷媒の一部をインジェクション配管に流すことができるようにするものであり、Ｒ３２等のような高温になりやすい冷媒を使用した場合においても、冷暖房のいずれの運転においても圧縮機の吐出温度が高くなりすぎないように制御し、冷媒および冷凍機油の劣化を防ぎ、安全に運転させることができるものである。

Claims (20)

1. インジェクション配管を流れる冷媒が流入する開口部を設けた圧縮室を密閉容器内に有し、前記密閉容器内を低圧の冷媒圧雰囲気として、前記密閉容器内の低圧冷媒を前記圧縮室に流入させて圧縮する低圧シェル構造の圧縮機と、
   冷媒を蒸発または凝縮させるための第一の熱交換器及び１以上の第二の熱交換器と、
   前記冷媒を減圧する１以上の第一の絞り装置と、
   前記第一の熱交換器に高圧の冷媒を通過させて凝縮器として機能させる場合と、前記第一の熱交換器に低圧の冷媒を通過させて蒸発器として機能させる場合とで流路を切り替える冷媒流路切替装置と、
   前記第一の絞り装置を通過して前記第二の熱交換器側から前記第一の熱交換器側に流れる冷媒を、前記高圧よりも小さく前記低圧よりも大きい中圧の冷媒にするための第二の絞り装置と
   を配管接続して冷媒循環回路を構成し、
   前記インジェクション配管から前記圧縮室に流入させる前記冷媒の量を制御する制御装置を備え、
   前記第一の熱交換器が凝縮器となる場合においては、前記第一の熱交換器側から前記第二の熱交換器側に流れる前記高圧の冷媒の一部をインジェクション配管に流すことができるようにし、前記第一の熱交換器が蒸発器となる場合においては、前記第二の絞り装置により前記中圧にした前記冷媒の一部をインジェクション配管に流すことができるようにする空気調和装置。
2. 前記第一の熱交換器が凝縮器となる場合においては、前記冷媒は前記第二の絞り装置を通らずに前記第一の熱交換器と前記第二の熱交換器との間を流動し、前記高圧側から前記冷媒を前記開口部に導入し、前記第一の熱交換器が蒸発器となる場合においては、前記冷媒は前記第二の熱交換器から前記第二の絞り装置を通って前記第一の熱交換器側へ流れ、前記第二の絞り装置によって生成された前記中圧側からの前記冷媒を前記開口部に導入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. Ｒ３２、Ｒ３２およびＨＦＯ１２３４ｙｆを含み、前記Ｒ３２の質量比率が６２％以上である混合冷媒、または、Ｒ３２およびＨＦＯ１２３４ｚｅを含み、前記Ｒ３２の質量比率が４３％以上である混合冷媒を、前記冷媒とする請求項１または請求項２に記載の空気調和装置。
4. 前記第一の熱交換器が凝縮器となる場合の冷媒の流れにおいて前記第一の熱交換器と前記第一の絞り装置との間の流路に設置され、前記冷媒の一部を分流する第一の冷媒分岐手段と、
   前記第一の熱交換器が蒸発器となる場合の冷媒の流れにおいて前記第二の熱交換器と前記第二の絞り装置との間の流路に設置され、前記冷媒の一部を分流する第二の冷媒分岐手段と、
   前記第一の分岐手段と前記第二の分岐手段とを接続し、前記インジェクション配管との接続口を介して、分流に係る前記冷媒を前記インジェクション配管に流すための分岐配管と、
   前記分岐配管に設置され、前記第一の分岐手段から前記インジェクション配管に前記冷媒を通過させるか否かを制御する開閉装置と、
   前記分岐配管において、前記接続口と前記第二の分岐手段との間の流路に設置された逆流防止装置と、
   前記インジェクション配管に設置された第三の絞り装置と
   をさらに備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の空気調和装置。
5. 重力方向に対して反対の方向に冷媒の流れを形成して分流させるように、前記第一の分岐手段および前記第二の分岐手段を配置することを特徴とする請求項４に記載の空気調和装置。
6. 前記第三の絞り装置は、
   前記制御装置の指示に基づいて流路における開口面積を変化させるインジェクション冷媒絞り部と、
   前記インジェクション冷媒絞り部より冷媒流入側において、二相状態の冷媒を攪拌させるインジェクション冷媒攪拌装置と
   を備える請求項４または請求項５に記載の空気調和装置。
7. 前記インジェクション冷媒絞り部と前記インジェクション冷媒攪拌装置との距離は、前記第三の絞り装置の前記冷媒流入側における配管の内径の６倍以下である請求項６に記載の空気調和装置。
8. 前記インジェクション冷媒攪拌装置は、気孔率が８０％以上の多孔質金属を有する請求項６または請求項７に記載の空気調和装置。
9. 前記インジェクション配管に設置され、前記第三の絞り装置に流入する前記冷媒と前記第三の絞り装置から流出する前記冷媒とを熱交換させる冷媒−冷媒熱交換器をさらに備える請求項４から請求項８のいずれかに記載の空気調和装置。
10. 前記第二の絞り装置は、
    前記制御装置の指示に基づいて流路における開口面積を変化させる中圧冷媒絞り部と、
    前記中圧冷媒絞り部より冷媒流入側に、二相状態の冷媒を攪拌させる中圧冷媒攪拌装置と
    を備える請求項１から請求項９のいずれかに記載の空気調和装置。
11. 前記中圧冷媒絞り部と前記中圧冷媒攪拌装置との距離は、前記第二の絞り装置の前記冷媒流入側における配管の内径の６倍以下である請求項１０に記載の空気調和装置。
12. 前記中圧冷媒攪拌装置は、気孔率が８０％以上の多孔質金属を有する請求項１０または請求項１１に記載の空気調和装置。
13. 前記中圧となる圧力を検出可能な位置に設置されて、圧力または温度を検出する中圧検出装置をさらに備え、
    前記制御装置は、前記中圧検出装置の検出に係る圧力、前記中圧検出装置の検出に係る温度の飽和圧力、または、前記中圧検出装置の検出に係る温度若しくは圧力に基づく飽和温度が、目標に近づくように、または、目標とする範囲に収まるように、前記第二の絞り装置の駆動を制御する請求項１から請求項１２のいずれかに記載の空気調和装置。
14. 前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置及び前記第一の熱交換器を収容する室外ユニットと、前記第一の絞り装置及び前記第二の熱交換器を収容する中継ユニットとを２本の冷媒配管で接続し、
    さらに、前記中継ユニットと空調対象空間の空気を加熱または冷却する複数の室内機とを前記冷媒と異なる熱媒体を循環させるための配管で接続し、
    前記２本の冷媒配管の一方に高圧の液冷媒が流れ、他方に低圧のガス冷媒が流れる全冷房運転モードと、前記２本の冷媒配管の一方に高圧のガス冷媒が流れ、他方に中圧の二相冷媒または中圧の液冷媒が流れる全暖房運転モードとを運転形態として有し、
    前記制御装置は、
    前記全冷房運転モードでの運転を行うときには、前記開閉装置を開にさせて、前記第一の分岐手段から前記開閉装置を介して前記インジェクション配管に高圧の液冷媒を流入させ、
    前記全暖房運転モードでの運転を行うときには、前記開閉装置を閉にさせて、前記第二の分岐手段から前記インジェクション配管に前記中圧の二相冷媒または中圧の液冷媒を流入させる請求項４から請求項１３のいずれかに記載の空気調和装置。
15. 前記２本の冷媒配管の一方に高圧の二相冷媒が流れ、他方に低圧のガス冷媒が流れる冷房主体運転モードと、前記２本の冷媒配管の一方に高圧のガス冷媒が流れ、他方に中圧の二相冷媒が流れる暖房主体運転モードとを運転形態としてさらに有し、
    前記制御装置は、
    前記冷房主体運転モードでの運転を行うときには、前記開閉装置を開にさせて、前記第一の分岐手段から前記開閉装置を介して前記インジェクション配管に高圧の二相冷媒を流入させ、
    前記暖房主体運転モードでの運転を行うときには、前記開閉装置を閉にさせて、前記第二の分岐手段から前記インジェクション配管に中圧の二相冷媒を流入させる請求項１４に記載の空気調和装置。
16. 前記圧縮機の吐出温度を検出するための吐出温度検出装置をさらに備え、
    前記制御装置は、
    前記第一の熱交換器を凝縮器として機能させる場合においては、前記吐出温度検出装置の検出温度が目標温度に近づくように、または、目標温度を超えないように、または、目標範囲に収まるように前記第三の絞り装置を制御し、
    前記第一の熱交換器を蒸発器として機能させる場合においては、前記吐出温度検出装置の検出温度が目標温度に近づくように、または、目標温度を超えないように、または、目標範囲に収まるように前記第三の絞り装置、または、前記第二の絞り装置および前記第三の絞り装置を制御するものである請求項４から請求項１５のいずれかに記載の空気調和装置。
17. 前記圧縮機の吐出温度を検出するための吐出温度検出装置および前記圧縮機の高圧を検出するための高圧検出装置をさらに備え、
    前記制御装置は、
    前記第一の熱交換器を凝縮器として機能させる場合においては、前記吐出温度検出装置の検出温度および前記高圧検出装置の検出圧力から算出した吐出過熱度が目標過熱度に近づくように、または、目標過熱度を超えないように、または、目標範囲に収まるように前記第三の絞り装置を制御し、
    前記第一の熱交換器を蒸発器として機能させる場合においては、前記吐出温度検出装置の検出温度および前記高圧検出装置の検出圧力から算出した吐出過熱度が目標過熱度に近づくように、または、目標過熱度を超えないように、または、目標範囲に収まるように前記第三の絞り装置、または、前記第二の絞り装置および前記第三の絞り装置を制御するものである請求項４から請求項１５のいずれかに記載の空気調和装置。
18. 前記制御装置は、前記第一の熱交換器の周囲に付着した霜を融かす除霜運転において、前記第一の熱交換器を通過して冷却された前記冷媒を、前記インジェクション配管を経由して前記圧縮室に流入させるように、前記第三絞り装置を制御する請求項１から請求項１２、請求項１４または請求項１５のいずれかに記載の空気調和装置。
19. 空調対象空間を空調可能な位置に設置され前記空調対象空間の空気と熱交換をする前記第二の熱交換器および前記第一の絞り装置を収容する室内機と、
    前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置、前記第一の熱交換器、前記第二の絞り装置、前記第三の絞り装置、前記開閉装置および前記逆流防止装置を収容し、室外または機械室に設置される室外ユニットと、
    前記室外ユニットおよび前記室内機とは別体に形成される中継ユニットと、
    前記室内機と前記中継ユニットとの間、および、前記室外ユニットと前記中継ユニットとの間を接続し、前記中継ユニットを介して前記室外ユニットと前記室内機との間に前記冷媒を循環させる２本１組の配管と
    を備える請求項１から請求項１８のいずれかに記載の空気調和装置。
20. 空調対象空間を空調可能な位置に設置され前記空調対象空間の空気と熱交換をする利用側熱交換器を収容する室内機と、
    前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置、前記第一の熱交換器、前記第二の絞り装置、前記第三の絞り装置、前記開閉装置および前記逆流防止装置を収容し室外または機械室に設置される室外ユニットと、
    前記第二の熱交換器および前記第一の絞り装置を収容し前記室外ユニットおよび前記室内機とは別体に形成される熱媒体変換機と、
    前記室外ユニットと前記熱媒体変換機との間を接続し、前記冷媒を循環させる２本１組の配管と、
    前記室内機と前記熱媒体変換機との間を接続し、前記冷媒とは異なる熱媒体を循環させる２本１組の配管とを備え、
    前記冷媒と前記熱媒体とを前記第二の熱交換器で熱交換させる請求項１から請求項１８のいずれかに記載の空気調和装置。

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