JPWO2013111176A1 - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

空気調和装置１００は、圧縮機１へインジェクションするための中圧を生成する室外側流量制御装置（第４流量制御装置２２）と、室外側流量制御装置と並列となるように室外熱交換器３をバイパスするバイパス配管２５に設置され、室外側流量制御装置とともに室外熱交換器３の熱交換量を制御するバイパス流量制御装置（第６流量制御装置２６）と、を備えている。

Description

本発明は、冷凍サイクルを利用して冷暖房を行う空気調和装置に関し、特に複数の室内機がそれぞれ暖房または冷房を行うことができ、さらに圧縮工程中に冷媒をインジェクションすることが可能な圧縮機の利用改善を図った空気調和装置に関するものである。

従来から、１台または複数台の室外機に複数台の室内機が接続され、各室内機が冷房のみを行う冷房運転、暖房のみを行う暖房運転、各室内機でそれぞれ冷房や暖房を同時に行う混在運転が可能な空気調和装置が存在する。この空気調和装置は、低外気温時の暖房では、一般に圧縮機の吸入密度が減少して、冷媒流量、暖房能力が低下する。そこで、圧縮機の圧縮工程の途中に冷媒をインジェクションすることで暖房能力を高めようとするものがある。例えば特許文献１では、インジェクション可能な圧縮機を備えた冷暖同時空調機の冷媒回路が示されている。

また、近年、地球環境保護の観点から、空調に利用する冷媒として、現行のＲ４１０Ａ冷媒やＲ４０７Ｃ冷媒、Ｒ１３４ａ冷媒など地球温暖化係数（ＧＷＰ）が高い冷媒から二酸化炭素冷媒、アンモニア冷媒、炭化水素系冷媒、テトラフルオロプロパン（ＨＦＯ）系冷媒、ジフルオロメタン（Ｒ３２）冷媒などＧＷＰの低い冷媒への切り替えが検討されている。これらＧＷＰが低い冷媒の中で、Ｒ３２冷媒は蒸発・凝縮圧力がＲ４１０Ａ冷媒とほぼ同等かつ、単位質量、体積あたりの冷凍能力がＲ４１０Ａ冷媒よりも大きく、機器の小型化が可能である。

そのため、Ｒ３２冷媒もしくは、Ｒ３２冷媒とＨＦＯ冷媒などの冷媒との混合冷媒の採用が有力視されている。ただし、Ｒ３２冷媒はＲ４１０Ａ冷媒に比べて圧縮機の吸入密度が小さく、圧縮機の吐出温度が高くなるという特徴がある。例えば、蒸発温度５℃、凝縮温度４５℃、圧縮機吸入時の冷媒の過熱度が１℃の場合、Ｒ３２冷媒はＲ４１０Ａ冷媒よりも吐出温度が２０℃程度上昇する。圧縮機は冷凍機油やシール材の保障温度などから、吐出温度の上限値が決まっており、Ｒ３２冷媒や、Ｒ３２冷媒を成分として含む混合冷媒に転換した場合、吐出温度を低減できる対策が必要であり、インジェクションによる吐出温度の低減は有効である。

特開２００９−１９８０９９号公報（［００４４］〜［００６４］、 図１等）

特許文献１に記載の空気調和装置では、冷暖同時運転が可能な冷媒回路構成に、インジェクション機能をもたせるための中圧制御装置（熱源機側流量制御装置１３５）と、インジェクション配管（インジェクション管１６１）、インジェクション流量制御装置（インジェクション流量制御装置１６３）が設けられている。しかしながら、特許文献１に記載の空気調和装置では、室外熱交換器の熱交換量を調整する熱交換量制御装置（熱源機側第１電磁開閉弁１３２、熱源機側第２電磁開閉弁１３３）と中圧制御装置が直列に接続され、これらの圧力損失により冷暖房性能が低下したり、圧力損失の増大を防ぐために弁口径が大型化したりする課題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、負荷状況が変わっても安定して室外熱交換器の熱交換量制御、またインジェクション制御を行い、吐出温度の低減による圧縮機の信頼性を保ちつつ、効率が高い状態で運転が可能な空気調和装置を実現することを目的としている。

本発明に係る空気調和装置は、冷媒の圧縮途中にインジェクション配管を介して中圧の冷媒を注入できる圧縮機と、室外熱交換器と、前記室外熱交換器の接続を切り替える流路切替装置と、前記圧縮機へのインジェクション流量を制御するインジェクション流量制御装置と、前記圧縮機へインジェクションするための中圧を生成する室外側流量制御装置と、前記室外側流量制御装置と並列となるように前記室外熱交換器をバイパスするバイパス配管に設置され、前記室外側流量制御装置とともに前記室外熱交換器の熱交換量を制御するバイパス流量制御装置と、室内熱交換器と、前記室内熱交換器への冷媒流量を調整する室内側流量制御装置と、を備え、前記圧縮機、前記室外熱交換器、前記流路切替装置、前記インジェクション流量制御装置、前記室外側流量制御装置、前記バイパス流量制御装置を室外機に内蔵し、前記室内熱交換器、前記室内側流量制御装置を室内機に内蔵し、前記室内機を前記室外機に対して並列に複数接続したものである。

本発明に係る空気調和装置によれば、室外側流量制御装置とバイパス流量制御装置とを並列に接続したので、圧縮機から吐出される冷媒の吐出温度を低減して、圧縮機が信頼性の高い状態で運転できると同時に室内の負荷に応じた効率のよい運転が可能となる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。 Ｒ４１０ＡとＲ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆの混合冷媒、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｚｅの混合冷媒のＲ３２の比率に対しての吐出温度の計算結果を示す。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置のインジェクションしない場合における冷房運転での冷媒の変遷を表すＰ−ｈ線図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置のインジェクションする場合における冷房運転での冷媒の変遷を表すＰ−ｈ線図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置のインジェクションしない場合における暖房運転での冷媒の変遷を表すＰ−ｈ線図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置のインジェクションする場合における暖房運転での冷媒の変遷を表すＰ−ｈ線図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置のインジェクションしない場合における冷房主体運転での冷媒の変遷を表すＰ−ｈ線図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置のインジェクションする場合における冷房主体運転での冷媒の変遷を表すＰ−ｈ線図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置のインジェクションしない場合における暖房主体運転での冷媒の変遷を表すＰ−ｈ線図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置のインジェクションする場合における暖房主体運転での冷媒の変遷を表すＰ−ｈ線図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷媒回路構成の他の一例を示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置が実行する室外熱交換器の熱交換量制御とインジェクション制御の制御フロー示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置が実行する室外熱交換器の熱交換量制御の詳細な制御フローを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置が実行するインジェクション制御の詳細な制御フローを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷媒回路構成の更に他の一例を示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の制御方法を選択する際の制御フローを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の冷媒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３に係る空気調和装置の冷媒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３に係る空気調和装置の冷媒回路構成の別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４に係る空気調和装置の冷媒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５に係る空気調和装置の冷媒回路構成の一例を示す概略回路構成図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。図１に基づいて、空気調和装置１００の回路構成について説明する。この空気調和装置は、冷凍サイクルを利用することで各室内機が冷房モードあるいは暖房モードを自由に選択できるものである。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。

図１においては、空気調和装置１００は、室外機（熱源機）Ａと、互いに並列に接続された複数台の室内機Ｃ〜Ｅと、室外機Ａと室内機Ｃ〜Ｅとの間に介在する中継機Ｂと、を有している。なお、本実施の形態１では１台の熱源機に１台の中継機、３台の室内機を接続した場合について説明するが、それぞれの接続台数を図示している台数に限定するものではなく、たとえば２台以上の熱源機、２台以上の中継機、及び２台以上の室内機を接続してもよい。

室外機Ａと中継機Ｂとは、第１冷媒配管６および第２冷媒配管７で接続されている。中継機Ｂと室内機Ｃ〜Ｅとは、それぞれ室内機側の第１室内機側冷媒配管６ｃ〜６ｅおよび室内機側の第２室内機側冷媒配管７ｃ〜７ｅで接続されている。

第１冷媒配管６は、四方切替弁２と中継機Ｂを接続する太い径の配管である。室内機側の第１室内機側冷媒配管６ｃ〜６ｅは、それぞれ室内機Ｃ〜Ｅの室内熱交換器５ｃ〜５ｅと中継機Ｂを接続するものであり、第１冷媒配管６から分岐された配管である。第２冷媒配管７は、室外熱交換器３と中継機Ｂを接続する第１冷媒配管６より細い径の配管である。室内機側の第２室内機側冷媒配管７ｃ〜７ｅは、それぞれ室内機Ｃ〜Ｅの室内熱交換器５ｃ〜５ｅと中継機Ｂをするものであり、第２冷媒配管７から分岐された配管である。

［室外機Ａ］
室外機Ａは、通常、ビル等の建物の外の空間（たとえば、屋上等）に配置され、中継機Ｂを介して室内機Ｃ〜Ｅに冷熱または温熱を供給するものである。ただし、室外機Ａは、室外に設置される場合に限らず、たとえば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の外に排気することができるのであれば建物の内部に設置してもよく、あるいは、水冷式の室外機Ａを用いて建物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Ａを設置するとしても、特段の問題が発生することはない。

室外機Ａは、低圧の冷媒を高圧まで圧縮する途中に中圧の冷媒をインジェクションできる圧縮機１、室外機Ａの冷媒流通方向を切り替える流路切替装置である四方切替弁２、室外熱交換器３、アキュムレーター４を内蔵している。これらは、第１冷媒配管６及び第２冷媒配管７で配管接続されている。

また、室外熱交換器３の近傍には、冷媒と熱交換する流体の流量を制御する流量制御装置３−ａが設置されている。なお、以後は、室外熱交換器３の一例として空冷式の室外熱交換器３、流量制御装置３−ａの一例として室外ファン３−ａを用いて説明するが、冷媒が他の流体と熱交換する形態であれば水冷式（この場合、流量制御装置３−ａはポンプ）など他の方式でもよい。また、圧縮機１、室外ファン３−ａの制御方法、四方切替弁２の切替方法については後述する。

また、室外機Ａには、第１接続配管６０ａ、第２接続配管６０ｂ、逆止弁１８、逆止弁１９、逆止弁２０、及び、逆止弁２１が設けられている。第１接続配管６０ａ、第２接続配管６０ｂ、逆止弁１８、逆止弁１９、逆止弁２０、及び、逆止弁２１を設けることで、四方切替弁２の接続方向にかかわらず高圧の冷媒が第２冷媒配管７を介して室外機Ａ内から流出し、第１冷媒配管６を介して室外機Ａ内に低圧の冷媒が流入するようになっている。

圧縮機１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ー圧縮機等で構成するとよい。また、圧縮機１は、中圧の冷媒をインジェクションできる形式であればよく、例えば１台の圧縮機で圧縮室内にある圧縮中の冷媒に直接中圧の冷媒をインジェクションする形式や、二段圧縮機または二台の圧縮機を用いて低段側の圧縮室から吐出され、高段側の圧縮室に吸入されるまでの間の冷媒に中圧の冷媒を合流させる形式などいずれの形式であってもよい。

四方切替弁２は、暖房運転時における熱源側冷媒の流れと冷房運転時における冷媒の流れとを切り替えるものである。室外熱交換器（熱源機側熱交換器）３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、室外ファン３−ａ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４は、圧縮機１の吸入側に設けられており、暖房運転時と冷房運転時の違いによる余剰冷媒、または過渡的な運転の変化に対する余剰冷媒を蓄えるものである。

逆止弁１８は、室外熱交換器３と中継機Ｂとの間における第２冷媒配管７に設けられ、所定の方向（室外機Ａから中継機Ｂ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１９は、中継機Ｂと四方切替弁２との間における第１冷媒配管６に設けられ、所定の方向（中継機Ｂから室外機Ａ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２０は、第１接続配管６０ａに設けられ、暖房運転時において圧縮機１から吐出された熱源側冷媒を中継機Ｂに流通させるものである。逆止弁２１は、第２接続配管６０ｂに設けられ、暖房運転時において中継機Ｂから戻ってきた熱源側冷媒を圧縮機１の吸入側に流通させるものである。

第１接続配管６０ａは、室外機Ａ内において、四方切替弁２と逆止弁１９との間における第１冷媒配管６と、逆止弁１８と中継機Ｂとの間における第２冷媒配管７と、を接続するものである。第２接続配管６０ｂは、室外機Ａ内において、逆止弁１９と中継機Ｂとの間における第１冷媒配管６と、室外熱交換器３と逆止弁１８との間における第２冷媒配管７と、を接続するものである。

また、室外機Ａには、圧力計５１、圧力計５２、圧力計５３、温度計５４が設けられている。圧力計５１は、圧縮機１の吐出側に設けられ、圧縮機１から吐出された冷媒の圧力を測定するものである。圧力計５２は、圧縮機１の吸入側に設けられ、圧縮機１に吸入される冷媒の圧力を測定するものである。圧力計５３は、逆止弁１８の上流側に設けられ、逆止弁１８の上流側における冷媒の圧力、中圧を測定するものである。温度計５４は、圧縮機１の吐出側に設けられ、圧縮機１から吐出された冷媒の温度を測定するものである。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、空気調和装置１００の動作を統括制御する制御装置（たとえば制御装置５０）に送られ、各アクチュエーターの制御に利用される。

さらに、室外機Ａには、第４流量制御装置（室外側流量制御装置）２２、インジェクション配管２３、第５流量制御装置（インジェクション流量制御装置）２４、第３バイパス配管２５、第６流量制御装置（バイパス流量制御装置）２６が設けられている。

第４流量制御装置２２は、逆止弁２１および逆止弁１８と、室外熱交換器３と、の間に設けられ、開閉自在に構成されている。この第４流量制御装置２２は、圧縮機１にインジェクションする冷媒の中圧を生成する機能を果たす。インジェクション配管２３は、中圧の冷媒を圧縮機１にインジェクションするために設けられた配管であり、逆止弁２１および逆止弁１８と、第４流量制御装置２２と、の間における第２冷媒配管７から分岐されて圧縮機１の図示省略のインジェクションポートに接続されている。

第５流量制御装置２４は、インジェクション配管２３の途中に設けられ、開閉自在に構成されている。この第５流量制御装置２４によって、圧縮機１にインジェクションさせる冷媒流量を調整する。第３バイパス配管２５は、室外熱交換器３をバイパスするために設けられた配管である。第６流量制御装置２６は、第３バイパス配管２５の途中に設けられ、開閉自在に構成されている。この第６流量制御装置２６によって、室外熱交換器３に流入する冷媒流量を調整する。

またさらに、空気調和装置１００には、制御装置５０が設けられている。この制御装置５０の詳細な説明については後述するが、制御装置５０は、空気調和装置１００に備えられた各種検出器で検出された情報（冷媒圧力情報、冷媒温度情報、室外温度情報、及び、室内温度情報）に基づいて、圧縮機１の駆動、四方切替弁２の切り替え、室外ファン３−ａのファンモーターの駆動、流量制御装置（第１〜第５流量制御装置）の開度、室内ファン５−ｍのファンモーターの駆動を制御するようになっている。なお、制御装置５０は、各制御値を決定する関数等が格納されるメモリ５０ａを備えている。

［中継機Ｂ］
中継機Ｂは、たとえば建物の内部ではあるが室内空間とは別の空間である天井裏等の空間に設置され、室外機Ａから供給される冷熱又は温熱を室内機Ｃ〜Ｅに伝達するものである。ただし、中継機Ｂ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。

中継機Ｂは、第１分岐部１０、第２分岐部１１、気液分離装置１２、第１バイパス配管１４ａ、第２バイパス配管１４ｂ、第２流量制御装置１３、第３流量制御装置１５、第１熱交換器１７、第２熱交換器１６、制御装置５０を内蔵している。なお、制御装置５０は、室外機Ａの制御装置５０と同様の構成、機能を有している。

第１分岐部１０は、室内機Ｃ〜Ｅに対応し、室内機側の第１室内機側冷媒配管６ｃ〜６ｅと、第１冷媒配管６、または、第２冷媒配管７に切り替え可能に接続するものである。この第１分岐部１０には、室内機側の第１室内機側冷媒配管６ｃ〜６ｅに設置された電磁弁８ｃ〜８ｈを備えている。室内機側の第１室内機側冷媒配管６ｃ〜６ｅは、第１分岐部１０で分岐され、分岐された一方が電磁弁８ｃ〜８ｅを介して第１冷媒配管６に接続され、分岐された他方が電磁弁８ｆ〜８ｈを介して第２冷媒配管７に接続されている。

電磁弁８ｃ〜８ｈは、開閉が制御されることで、室内機側の第１室内機側冷媒配管６ｃ〜６ｅと第１冷媒配管６、または、第２冷媒配管７側に切り替え可能に接続するものである。なお、室内機側の第１室内機側冷媒配管６ｃに設置される電磁弁８ｃ、８ｆを第１電磁弁、室内機側の第１冷媒配管６ｄに設置される電磁弁８ｄ、８ｇを第２電磁弁、室内機側の第１冷媒配管６ｅに設置される電磁弁８ｅ、８ｈを第３電磁弁、とそれぞれ称するものとする。

第２分岐部１１は、室内機Ｃ〜Ｅに対応し、室内機側の第２冷媒配管７ｃ〜７ｅと、後述する中継機Ｂ内の第１バイパス配管１４ａ、および、第２バイパス配管１４ｂに接続するものである。この第２分岐部１１は、第１バイパス配管１４ａ、および、第２バイパス配管１４ｂのこれらの会合部を有している。気液分離装置１２は、第２冷媒配管７の途中に設けられ、第２冷媒配管７を介して流入した冷媒を気液に分離するものである。そして、気液分離装置１２で分離された気相分は第１分岐部１０に流れ、気液分離装置１２で分離された液相分は第２分岐部１１に流れるようになっている。

第１バイパス配管１４ａは、中継機Ｂ内において、気液分離装置１２と第２分岐部１１とを結ぶ配管である。第２バイパス配管１４ｂは、中継機Ｂ内において、第２分岐部１１と第１冷媒配管６とを結ぶ配管である。第２流量制御装置１３は、第１バイパス配管１４ａの途中に設けられ、開閉自在に構成されている。第３流量制御装置１５は、第２バイパス配管１４ｂの途中に設けられ、開閉自在に構成されている。

第１熱交換器１７は、第１バイパス配管１４ａの気液分離装置１２と第２流量制御装置１３との間の冷媒と、第２バイパス配管１４ｂの第３流量制御装置１５と第１冷媒配管６の間の冷媒とを熱交換させるために設けられた熱交換器である。第２熱交換器１６は、第１バイパス配管１４ａの第２流量制御装置１３と第２分岐部１１との間の冷媒と、第２バイパス配管１４ｂの第３流量制御装置１５と第１熱交換器１７の間の冷媒とを熱交換させるために設けられた熱交換器である。

なお、第２分岐部１１に逆止弁等の流路切替弁を配設して、暖房を行う室内機から第２分岐部１１に流入する冷媒を第２熱交換器１６に流入させるようにしてもよい。この場合、第３流量制御装置１５前の冷媒が確実に単相の液冷媒となるため、安定した流量制御ができる。

［室内機Ｃ〜Ｅ］
室内機Ｃ〜Ｅは、それぞれ室内などの空調対象空間に空調空気を供給できる位置に設置され、中継機Ｂを介して伝達された室外機Ａからの冷熱又は温熱により空調対象空間に冷房空気又は暖房空気を供給するものである。室内機Ｃ〜Ｅには、それぞれ室内熱交換器５および第１流量制御装置（室内側流量制御装置）９が内蔵されている。室内機Ｃ〜Ｅに応じて、室内熱交換器５および第１流量制御装置９にもｃ〜ｅの符号を割り当てている。

また、室内熱交換器５の近傍には、冷媒と熱交換する流体の流量を制御する流量制御装置５−ｍが設置されている。なお、以後は、室内熱交換器５の一例として空冷式の室内熱交換器５、流量制御装置５−ｍの一例として室内ファン５−ｍを用いて説明するが、冷媒が他の流体と熱交換する形態であれば水冷式（この場合、流量制御装置５−ｍはポンプ）など他の方式でもよい。なお、室内機Ｃ〜Ｅに応じて、室内ファン５−ｍにもｃ〜ｅの符号を割り当てている。

室内熱交換器５は、室内ファン５−ｍの送風機から供給される空気と熱媒体との間で熱交換を行ない、空調対象空間に供給するための暖房空気あるいは冷房空気を生成するものである。第１流量制御装置９は、中継機Ｂの第２分岐部１１と、室内熱交換器５との間に設けられ、開閉自在に構成されている。この第１流量制御装置９によって、室内熱交換器５に流入する冷媒流量を調整する。

［空気調和装置１００の特徴的な構成］
従来から、室外熱交換器の熱交換量は、上述の特許文献１に記載のように、熱交換器を分割し、各熱交換器に電磁弁などの開閉弁を設置し、開閉弁の開閉により熱交換器の伝熱面積を変化させて制御することが多い。それに対し、空気調和装置１００では、インジェクションのための中圧を制御する第４流量制御装置２２、および室外熱交換器３の熱交換量を制御する第６流量制御装置２６には連続的に流路抵抗を変化できるものを用い、室外熱交換器３に流入する冷媒の流量を調整することで室外熱交換器の熱交換量制御を行うようにしている。

この構成により、第４流量制御装置２２と第６流量制御装置２６とを並列に配置することができる。つまり、空気調和装置１００においては、第４流量制御装置２２と第６流量制御装置２６とが並列に接続されているため、冷媒の圧力損失を低減することができ、効率の高い状態で運転を行うことができる。なお、簡易的には、第６流量制御装置２６として、毛細管等と電磁弁を直列に接続し、電磁弁の開閉により流量調整することも可能である。

［圧縮機１へのインジェクションが必要な場合］
図２は、Ｒ４１０ＡとＲ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆの混合冷媒、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｚｅの混合冷媒のＲ３２の比率に対しての吐出温度の計算結果を示す。図２を参照しながら、圧縮機１へのインジェクションが必要な場合について検討する。この図２では、横軸がＲ３２比率［ｗｔ％］を、縦軸が吐出温度［℃］を、それぞれ表している。また、圧縮機吸入の蒸発温度５℃、凝縮温度４５℃、吸入ＳＨ３℃、圧縮機１の断熱効率を６５％と仮定している。

まず、低外気暖房時には圧縮機１に吸入される冷媒の密度が低下し、回路内の冷媒流量が低下する。冷媒流量の低下に伴い、暖房能力が低下するため、インジェクションによる冷媒流量を増大、暖房能力を増大させることは有効である。次に、使用する冷媒による吐出温度の変化について検討する。冷媒の吐出温度が高くなると圧縮機１のシール材、冷凍機油の劣化や冷媒の安定性が悪くなることから、吐出温度は例えば１２０℃程度以下に抑えることが要求される。

図２から、Ｒ３２冷媒を単体で使用した場合、吐出温度がＲ４１０Ａに比べて約２０℃程度上昇していることがわかる。本計算条件では、吐出温度が１２０℃を超えていないが、低外気時の暖房運転、高外気時の冷房運転など、圧縮機１の圧縮比が大きな運転をした場合、１２０℃を超える可能性がある。

図２から、Ｒ４１０Ａと同程度の信頼性を持たせてユニット設計をするには、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆの混合冷媒の場合、Ｒ３２が４０ｗｔ％以上、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆの混合冷媒の場合、Ｒ３２が１５ｗｔ％以上の場合に吐出温度を低減する対策が必要であるということがわかる。このとき圧縮途中の冷媒へ、インジェクションすることによって圧縮途中の冷媒を冷却することが有効である。なお、Ｒ４１０Ａよりも５℃程度の上昇まで許容できるとした場合、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆの混合冷媒ではＲ３２が６０ｗｔ％以上、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆの混合冷媒ではＲ３２が２５ｗｔ％以上となる。

［運転モード］
次に、この空気調和装置１００が実行する各種運転時の運転動作について説明する。空気調和装置１００の運転動作には、冷房運転、暖房運転、冷房主体運転および暖房主体運転の４つのモードがある。

冷房運転とは、室内機は冷房のみが可能な運転モードであり、冷房もしくは停止している。暖房運転とは、室内機は暖房のみが可能な運転モードであり、暖房もしくは停止している。冷房主体運転とは、室内機ごとに冷暖房を選択できる運転モードであり、暖房負荷に比べて冷房負荷が大きく、室外熱交換器３が圧縮機１の吐出側に接続され、凝縮器（放熱器）として作用している運転モードである。暖房主体運転とは、室内機ごとに冷暖房を選択できる運転モードであり、冷房負荷に比べて暖房負荷が大きく、室外熱交換器３が圧縮機１の吸入側に接続され、蒸発器として作用している運転モードである。以降、各運転モードのインジェクションしない場合と、インジェクションした場合の冷媒の流れを、Ｐ−ｈ線図とともに説明する。

［冷房運転：インジェクションをしない場合］
ここでは、室内機Ｃ、Ｄ、Ｅの全てが冷房をしようとしている場合について説明する。冷房を行なう場合、四方切替弁２を、圧縮機１から吐出された冷媒を室外熱交換器３へ流入させるように切り替える。また、室内機Ｃ、Ｄ、Ｅに接続された電磁弁８ｃ、８ｄ、８ｅは開口され、８ｆ、８ｇ、８ｈは閉止される。図３は、この冷房運転での冷媒の変遷を表すＰ−ｈ線図である。

この状態で、圧縮機１の運転を開始する。低温低圧のガス冷媒が圧縮機１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。この圧縮機１の冷媒圧縮過程は、圧縮機の断熱効率の分だけ等エントロピ線で断熱圧縮されるよりも加熱されるように圧縮され、図３の点（ａ）から点（ｂ）に示す線で表される。

圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切替弁２を介して室外熱交換器３に流入する。このとき、冷媒が室外空気を加熱しながら冷却され、中温高圧の液冷媒となる。室外熱交換器３での冷媒変化は、室外熱交換器３の圧力損失を考慮すると、図３の点（ｂ）から点（ｃ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。

室外熱交換器３から流出した中温高圧の液冷媒は、第２冷媒配管７、気液分離装置１２で分離され、第１熱交換器１７で第２バイパス配管１４ｂを流れる冷媒と熱交換した後、第２流量制御装置１３を通り、第２熱交換器１６で第２バイパス配管１４ｂを流れる冷媒と熱交換し、冷却される。このときの冷却過程は図３の点（ｃ）から点（ｄ）で表される。

第１、第２熱交換器１７、１６で冷却された液冷媒は、第２分岐部１１に流入し、その一部が第２バイパス配管１４ｂにバイパスされ、残りが室内機側の第２冷媒配管７ｃ、７ｄ、７ｅに流入される。第２分岐部１１で分岐された高圧の液冷媒は、室内機側の第２冷媒配管７ｃ、７ｄ、７ｅを流れ、室内機Ｃ、Ｄ、Ｅの第１流量制御装置９ｃ、９ｄ、９ｅに流入する。そして、高圧の液冷媒は、第１流量制御装置９ｃ、９ｄ、９ｅで絞られて膨張、減圧し、低温低圧の気液二相状態になる。この第１流量制御装置９ｃ、９ｄ、９ｅでの冷媒の変化はエンタルピが一定のもとで行われる。このときの冷媒変化は、図３の点(ｄ)から点(ｅ)に示す垂直線で表される。

第１流量制御装置９ｃ、９ｄ、９ｅを出た低温低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器５ｃ、５ｄ、５ｅに流入する。そして、冷媒が室内空気を冷却しながら加熱され、低温低圧のガス冷媒となる。室内熱交換器５ｃ、５ｄ、５ｅでの冷媒の変化は、圧力損失を考慮すると、図３の点(ｅ)から点(ａ)に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。

室内熱交換器５ｃ、５ｄ、５ｅを出た低温低圧のガス冷媒は、それぞれ電磁弁８ｃ、８ｄ、８ｅを通り、第１分岐部１０に流入する。第１分岐部１０で合流した低温低圧のガス冷媒は、第２バイパス配管１４ｂの第１、第２熱交換器１７、１６で加熱された低温低圧のガス冷媒と合流し、第１冷媒配管６および四方切替弁２を通って圧縮機１に流入し、圧縮される。

なお、外気温度が低く、圧縮機１からの吐出される冷媒の吐出圧力が低下している場合、圧縮機１の前後差圧を大きくするために、室外熱交換器３をバイパスする第６流量制御装置２６を操作して室外熱交換器３に流入する冷媒流量を変化させ、室外熱交換器３の熱交換量を制御すればよい。

［冷房運転：インジェクションをする場合］
外気温度が高い場合や、室内温度が低い場合などでは、冷媒の圧縮比が大きくなり、インジェクションをしないと吐出温度が高くなってしまう。このようなときの空気調和装置１００の動作について説明する。図４は、この冷房運転での冷媒の変遷を表すＰ−ｈ線図である。なお、主流部における冷媒の流れについては、上述した冷房運転、インジェクションをしない場合と同様であるため省略する。

圧縮機１にインジェクションをする場合、インジェクション配管２３の第５流量制御装置２４を開に制御する。そうすると、室外熱交換器３で冷却された液冷媒の一部が、インジェクション配管２３に分岐され、第５流量制御装置２４で減圧される。このときの冷媒変化は、図４の点(ｃ)から点(ｆ)で表される。第５流量制御装置２４で減圧された冷媒は、インジェクション配管２３を通り、圧縮機１で圧縮途中の冷媒にインジェクションされる。これにより、圧縮機１から吐出される冷媒の吐出温度が低下する。

［暖房運転：インジェクションをしない場合］
ここでは、室内機Ｃ、Ｄ、Ｅの全てが暖房をしようとしている場合について説明する。暖房運転を行なう場合、四方切替弁２を、圧縮機１から吐出された冷媒を第１分岐部１０へ流入させるように切り替える。また、室内機Ｃ、Ｄ、Ｅに接続された電磁弁８ｃ、８ｄ、８ｅは閉止され、８ｆ、８ｇ、８ｈは開口される。図５は、この暖房運転での冷媒の変遷を表すＰ−ｈ線図である。

この状態で、圧縮機１の運転を開始する。低温低圧のガス冷媒が圧縮機１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。この圧縮機の冷媒圧縮過程は、図５の点（ａ）から点（ｂ）に示す線で表される。

圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切替弁２および第２冷媒配管７を介して第１分岐部１０に流入する。第１分岐部１０に流入した高温高圧のガス冷媒は、第１分岐部１０で分岐され、電磁弁８ｆ、８ｇ、８ｈを通り、室内熱交換器５ｃ、５ｄ、５ｅに流入する。そして、冷媒が室内空気を冷却しながら加熱され、中温高圧の液冷媒となる。室内熱交換器５ｃ、５ｄ、５ｅでの冷媒の変化は、図５の点（ｂ）から点（ｃ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。

室内熱交換器５ｃ、５ｄ、５ｅから流出した中温高圧の液冷媒は、第１流量制御装置９ｃ、９ｄ、９ｅに流入し、第２分岐部１１で合流し、さらに第３流量制御装置１５に流入する。そして、高圧の液冷媒は、第１流量制御装置９ｃ、９ｄ、９ｅ、および、第３流量制御装置１５、第４流量制御装置２２で絞られて膨張、減圧し、低温低圧の気液二相状態になる。このときの冷媒変化は図５の点（ｃ）から点（ｄ）に示す垂直線で表される。

第４流量制御装置２２を出た低温低圧の気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器３に流入し、冷媒が室外空気を冷却しながら加熱され、低温低圧のガス冷媒となる。室外熱交換器３での冷媒変化は、図５の点(ｄ)から点(ａ)に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。室外熱交換器３を出た低温低圧のガス冷媒は、四方切替弁２を通り、圧縮機１に流入し、圧縮される。

なお、外気温度が高く、吸入圧力が上昇している場合、圧縮機１の前後差圧を大きくするために、室外熱交換器３をバイパスする第６流量制御装置２６を操作して室外熱交換器３に流入する冷媒流量を変化させ、室外熱交換器３の熱交換量を制御すればよい。

［暖房運転：インジェクションをする場合］
外気温度が低く暖房能力が必要な場合や、圧縮機１の前後の圧縮比が大きくなり、インジェクションをしないと吐出温度が高くなる場合の空気調和装置１００の動作について説明する。図６は、この暖房運転での冷媒の変遷を表すＰ−ｈ線図である。なお、主流部における冷媒の流れについては、上述した暖房運転、インジェクションをしない場合と基本的に同様であるため省略する。

また、インジェクションをしない場合には第３流量制御装置１５、第４流量制御装置２２の絞りのバランスは任意であったが、インジェクションをする場合には圧縮機１にインジェクションする冷媒の圧力を上昇させ、流量調整を行いやすくするため、吐出圧力から第３流量制御装置１５の出口（中圧）までの圧力差は１ＭＰａ程度とし、第４流量制御装置２２で室外熱交換器３に流入する冷媒流量を調整した方がよい。

室内機Ｃ、Ｄ、Ｅを循環して室外機Ａに戻ってきた冷媒（図６の点(ｅ)）は、一部の冷媒が第４流量制御装置２２に流入し、残りの冷媒が第５流量制御装置２４に流入する。第４流量制御装置２２に流入した主流の冷媒は、第４流量制御装置２２で減圧され（点(ｄ)）、室外熱交換器３に流入する。一方、インジェクション配管２３に分岐された冷媒は、第５流量制御装置２４で減圧され（点(ｆ)）、圧縮機１にインジェクションされる。気液二相状態の冷媒が圧縮機１にインジェクションされることで冷媒流量が増大し、吐出温度が低減され、また、暖房能力が増大される。

［冷房主体運転：インジェクションをしない場合］
ここでは、室内機Ｃ、Ｄが冷房を、室内機Ｅが暖房をしている場合について説明する。この場合、四方切替弁２を、圧縮機１から吐出された冷媒を室外熱交換器３へ流入させるように切り替える。また、室内機Ｃ、Ｄ、Ｅに接続された電磁弁８ｃ、８ｄ、８ｈは開口され、８ｆ、８ｇ、８ｅは閉止される。図７は、この冷房主体運転での冷媒の変遷を表すＰ−ｈ線図である。

この状態で、圧縮機１の運転を開始する。低温低圧のガス冷媒が圧縮機１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。この圧縮機１の冷媒圧縮過程は図７の点（ａ）から点（ｂ）に示す線で表される。

圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切替弁２を介して室外熱交換器３に流入する。このとき、室外熱交換器３では暖房で必要な熱量を残して冷媒が室外空気を加熱しながら冷却され、中温高圧の気液二相状態となる。室外熱交換器３での冷媒変化は、図７の点（ｂ）から点（ｃ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。

室外熱交換器３から流出した中温高圧の気液二相冷媒は、第２冷媒配管７を通り、気液分離装置１２に流入する。そして、気液分離装置１２において、ガス冷媒（点（ｄ））と液状冷媒（点（ｅ））とに分離される。

気液分離装置１２で分離されたガス冷媒（点（ｄ））は、第１分岐部１０、電磁弁８ｈを介して暖房を行う室内熱交換器５ｅに流入する。そして、冷媒が室内空気を加熱しながら冷却され、中温高圧の液冷媒となる。室内熱交換器５ｅでの冷媒の変化は、図７の点（ｄ）から点（ｆ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。

一方、気液分離装置１２で分離された液状冷媒（点（ｅ））は、第１熱交換器１７に流入し、第２バイパス配管１４ｂを流れる低圧冷媒と熱交換して冷却される。第１熱交換器１７での冷媒の変化は、図７の点（ｅ）から点（ｇ）に示すほぼ水平な直線で表される。

暖房を行う室内熱交換器５ｅから流出した冷媒（点（ｆ））は第１流量制御装置９ｅを通り、第１熱交換器１７から流出した冷媒（点（ｇ））は第２流量制御装置１３、第２熱交換器１６を通って、第２分岐部１１で合流する（点（ｈ））。合流した液冷媒は、その一部が第２バイパス配管１４ｂにバイパスされ、残りが冷房を行う室内機Ｃ、Ｄの第１流量制御装置９ｃ、９ｄに流入する。そして、高圧の液冷媒は、第１流量制御装置９ｃ、９ｄで絞られて膨張、減圧し、低温低圧の気液二相状態になる。この第１流量制御装置９ｃ、９ｄでの冷媒の変化はエンタルピが一定のもとで行われる。このときの冷媒変化は、図７の点(ｈ)から点(ｉ)に示す垂直線で表される。

第１流量制御装置９ｃ、９ｄを出た低温低圧の気液二相状態の冷媒は、冷房を行う室内熱交換器５ｃ、５ｄに流入する。そして、冷媒が室内空気を冷却しながら加熱され、低温低圧のガス冷媒となる。室内熱交換器５ｃ、５ｄでの冷媒の変化は、図７の点(ｉ)から点(ａ)に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。

室内熱交換器５ｃ、５ｄを出た低温低圧のガス冷媒は、それぞれ電磁弁８ｃ、８ｄを通り、第１分岐部１０に流入する。第１分岐部１０で合流した低温低圧のガス冷媒は、第２バイパス配管１４ｂの第１、第２熱交換器１７、１６で加熱された低温低圧のガス冷媒と合流し、第１冷媒配管６および四方切替弁２を通って圧縮機１に流入し、圧縮される。

なお、外気温度が低く、吐出圧力が低下し、暖房能力が不足している場合、圧縮機１の前後差圧を大きくするために、室外熱交換器３をバイパスする第６流量制御装置２６を操作して室外熱交換器３に流入する冷媒流量を変化させ、室外熱交換器３の熱交換量を制御すればよい。

［冷房主体運転：インジェクションをする場合］
冷媒の圧縮比が大きくなり、インジェクションをしないと吐出温度が高くなる場合の空気調和装置１００の動作について説明する。図８は、この冷房主体運転での冷媒の変遷を表すＰ−ｈ線図である。なお、主流部における冷媒の流れについてはインジェクションをしない場合と基本的に同様であるため省略する。

圧縮機１にインジェクションをする場合、インジェクション配管２３の第５流量制御装置２４を開に制御する。そうすると、室外熱交換器３で冷却された冷媒の一部が、インジェクション配管２３に分岐され、第５流量制御装置２４で減圧される（図８の点(ｊ)）。第５流量制御装置２４で減圧された気液二相の冷媒は、インジェクション配管２３を通り、圧縮機１で圧縮途中の冷媒にインジェクションされる。これにより、圧縮機１から吐出される冷媒の吐出温度が低下する。

［暖房主体運転：インジェクションをしない場合］
ここでは、室内機Ｃが冷房を、室内機Ｄ、Ｅが暖房をしている場合について説明する。この場合、四方切替弁２を、圧縮機１から吐出された冷媒を第１分岐部１０へ流入させるように切り替える。また、室内機Ｃ、Ｄ、Ｅに接続された電磁弁８ｆ、８ｄ、８ｅは閉止され、８ｃ、８ｇ、８ｈは開口される。また、冷房を行う室内機Ｃと室外熱交換器３の圧力差を低減するため、流量制御装置２２は全開または第２冷媒配管７の蒸発圧力が飽和温度換算で０℃程度になるように制御されている。図９は、この暖房主体運転での冷媒の変遷を表すＰ−ｈ線図である。

この状態で、圧縮機１の運転を開始する。低温低圧のガス冷媒が圧縮機１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。この圧縮機の冷媒圧縮過程は図９の点（ａ）から点（ｂ）に示す線で表される。

圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切替弁２および第２冷媒配管７を介して第１分岐部１０に流入する。第１分岐部１０に流入した高温高圧のガス冷媒は、第１分岐部１０で分岐され、電磁弁８ｇ、８ｈを通り暖房を行う室内機Ｄ、Ｅの室内熱交換器５ｄ、５ｅに流入する。そして、冷媒が室内空気を加熱しながら冷却され、中温高圧の液冷媒となる。室内熱交換器５ｄ、５ｅでの冷媒の変化は、図９の点（ｂ）から点（ｃ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。

室内熱交換器５ｄ、５ｅから流出した中温高圧の液冷媒は、第１流量制御装置９ｄ、９ｅに流入し、第２分岐部１１で合流する。第２分岐部１１で合流した高圧の液冷媒の一部は、冷房を行う室内機Ｃに接続する第１流量制御装置９ｃに流入する。そして、高圧の液冷媒は第１流量制御装置９ｃで絞られて膨張、減圧し、低温低圧の気液二相状態になる。このときの冷媒変化は、図９の点（ｃ）から点（ｄ）に示す垂直線で表される。

第１流量制御装置９ｃを出た低温低圧で気液二相状態の冷媒は、冷房を行う室内熱交換器５ｃに流入する。そして、冷媒が室内空気を冷却しながら加熱され、低温低圧のガス冷媒となる。このときの冷媒変化は、図９の点（ｄ）から点（ｅ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。室内熱交換器５ｃから出た低温低圧のガス冷媒は、電磁弁８ｃを通り第１冷媒配管６に流入する。

一方、暖房を行う室内熱交換器５ｄ、５ｅから第２分岐部１１に流入した高圧の液冷媒の残りは、第３流量制御装置１５に流入する。そして、高圧の液冷媒は、第３流量制御装置１５で絞られて膨張（減圧）し、低温低圧の気液二相状態になる。このときの冷媒変化は、図９の点（ｃ）から点（ｆ）に示す垂直線で表される。第３流量制御装置１５を出た低温低圧で気液二相状態の冷媒は、第１冷媒配管６に流入し、冷房を行う室内熱交換器５ｃから流入した低温低圧の蒸気状冷媒と合流する（図９の点（ｇ））。

第１冷媒配管６で合流した低温低圧で気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器３に流入する。そして、冷媒は室外空気から吸熱して、低温低圧のガス冷媒となる。このときの冷媒変化は、図９の点（ｇ）から点（ａ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。室外熱交換器３を出た低温低圧のガス冷媒は、四方切替弁２を通って圧縮機１に流入し、圧縮される。

［暖房主体運転：インジェクションをする場合］
冷媒の圧縮比が大きくなり、インジェクションをしないと吐出温度が高くなる場合の空気調和装置１００の動作について説明する。図１０は、この暖房主体運転での冷媒の変遷を表すＰ−ｈ線図である。なお、主流部における冷媒の流れについてはインジェクションをしない場合と同様であるため省略する。

また、第４流量制御装置２２の絞りは、圧縮機１にインジェクションする冷媒の圧力を上昇させること、冷房を行う室内機の能力確保のため、第１冷媒配管６の蒸発温度が０℃程度になるように制御される。このとき、室内機を循環して室外機に流入した気液二相の冷媒（図１０の点(ｈ)）は、一部の冷媒が第４流量制御装置２２に流入し、残りの冷媒が第５流量制御装置２４に流入する。第４流量制御装置２２に流入した主流の冷媒は減圧され（図１０の点(ｉ)）、室外熱交換器３に流入する。一方、分岐された冷媒は、第５流量制御装置２４で減圧され（点(ｊ)）、圧縮機１にインジェクションされる。気液二相の冷媒が圧縮機にインジェクションされることで冷媒流量が増大し、吐出温度が低減され、また、暖房能力が増大される。

［デフロスト運転を行う場合］
ここで、室外熱交換器３に着霜し、デフロスト運転を行う場合について検討する。効率よくデフロストを行うには、外気温度と冷媒の温度の温度差を小さくし、放熱を防ぐこと、デフロスト時間を短くして外気に放熱する時間を短くすることが必要である。特にＲ３２やＲ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆ、ＨＦＯ１２３４ｚｅ冷媒の混合冷媒は、Ｒ４１０Ａ冷媒の場合に比べて吐出温度が上がるため、インジェクションにより吐出温度を低減し、冷媒流量を増大させてデフロスト能力を向上させることが有効である。

［空気調和装置１００の別の回路構成］
上記の通り、空気調和装置１００では運転モードに関わらず流量制御装置（第４流量制御装置２２、第６流量制御装置２６）による圧力損失の影響を抑えつつ、室外熱交換器３の熱交換量制御、およびインジェクション制御を行うことができ、圧縮機１の吐出温度を低減して、圧縮機１が信頼性の高い状態で運転することができる。

また、空気調和装置１００では、冷房主体運転時や暖房主体運転時にインジェクションを行うと負荷条件によってはガスの成分が多い気液二相の冷媒をインジェクションすることになる。吐出温度を確実に低減するためには液量が多い方が好ましい。そのため、空気調和装置１００を図１１に示すように気液分離装置３２および第３熱交換器３３を設けた回路構成にしてもよい。図１１は、空気調和装置１００の冷媒回路構成の他の一例を示す冷媒回路図である。

気液分離装置３２は、逆止弁１８および逆止弁２１と、第４流量制御装置２２および第５流量制御装置２４と、第５流量制御装置２６と、の間、つまりインジェクション配管２３の接続位置に設けられている。気液分離装置３２は、中圧状態の冷媒を、主流を流れる冷媒とインジェクションする冷媒とに分岐するものである。そして、気液分離装置３２の液相分にインジェクション配管２３を接続すればよい。第３熱交換器３３は、逆止弁１８および逆止弁２１と、気液分離装置３２との間における主流の冷媒と、インジェクション配管２３を流れる冷媒と、が熱交換可能な位置に設置されている。

気液分離装置３２および第３熱交換器３３を設置することにより、空気調和装置１００は、蒸発器の能力が更に改善し、冷暖房性能が更に向上することになる。

［圧縮機１などのアクチュエーターの制御］
最後に、空気調和装置１００の構成要素である圧縮機１などのアクチュエーターの制御について検討する。空気調和装置１００には、上述したように、冷媒の吐出圧力を測定する圧力計５１、吸入圧力を測定する圧力計５２、中圧を測定する圧力計５３、冷媒の吐出温度を測定する温度計５４が備えられている。なお、圧力計５３の代わり温度計を設置して、測定された飽和温度から圧力換算して推算してもよい。

圧縮機１の駆動周波数、室外熱交換器３に備えられた室外ファン３−ａの回転数は圧力計５１、５２の測定値を参照しながら各室内機の冷暖房能力が所定能力になるように制御されている。このとき、圧縮機１の前後の圧力から室内機の能力が所定能力出ているかを推定してもよい。これは、室内機の容量は一般に所定の凝縮温度、蒸発温度（例えば暖房時は凝縮温度が４０℃、冷房時は蒸発温度が１０℃）で必要能力が発揮されるように設計されているため、圧縮機１の吐出圧力、吸入圧力を制御することで室内機の冷暖房能力を調整することが可能なためである。

空気調和装置１００には、上述したように室外機Ａおよび中継機Ｂのそれぞれにメモリ５０ａを備えた制御装置５０が設けられている。制御装置５０同士は無線または有線で通信可能に接続されている。本構成では制御装置５０が室外機Ａ、中継機Ｂのそれぞれに設置されているが、１つのユニットに制御手段をまとめ、各ユニット間で制御値を通信してアクチュエーターの制御を行っても問題ない。なお、以下の説明において、２つの制御装置５０をまとめて制御装置５０と称する場合がある。

制御装置５０は、室内機Ｃ〜Ｅのリモコンの設定と室内の現在の温度をもとに室内ファン５ｃ−ｍ〜５ｅ−ｍのファンモーターの運転、停止などの駆動制御を行っている。また、制御装置５０は、室内機Ｃ〜Ｅの冷暖房の運転容量から運転モードに従い、中継機Ｂにある流量制御装置の開度、電磁弁の切替を行っている。さらに、制御装置５０は、圧縮機１の駆動、四方切替弁２の切り替え、室外ファン３−ａのファンモーターの駆動制御を行う。

図１２は、空気調和装置１００が実行する室外熱交換器３の熱交換量制御とインジェクション制御の制御フロー示すフローチャートである。図１３は、室外熱交換器３の熱交換量制御の詳細な制御フローを示すフローチャートである。図１４は、インジェクション制御の詳細な制御フローを示すフローチャートである。図１５は、空気調和装置１００の冷媒回路構成の更に他の一例を示す冷媒回路図である。図１２〜１５に基づいて、空気調和装置１００が実行する室外熱交換器３の熱交換量制御とインジェクション制御について説明する。

まず、室外熱交換器３の熱交換量制御について図１２、図１３を参照しながら説明する。空気調和装置１００が運転を開始すると（図１２のステップＳ１）、制御装置５０は、室外熱交換器３の熱交換量制御を実行する（図１２のステップＳ２、図１３のステップＳ１０１）。室外熱交換器３の熱交換量は、室外ファン３−ａ、後述する図１５に示す室外熱交換器３前後の開閉弁２７−１、２７−２、２７−３、第６流量制御装置２６、第４流量制御装置２２を用いて制御する。

制御装置５０は、現在選択されている運転モードが何かを判断する（図１３のステップＳ１０２）。そして、制御装置５０は、選択されている運転モードに応じた制御を開始する（図１３のステップＳ１０３、ステップＳ１２１）。冷房運転又は冷房主体運転モードが選択されている場合には、制御装置５０は、吐出圧力に基づいて各アクチュエーターの制御を開始する（図１３のステップＳ１０４〜ステップＳ１１９）。一方、暖房運転又は暖房主体運転モードが選択されている場合には、制御装置５０は、吸入圧力に基づいて各アクチュエーターの制御を開始する（図１３のステップＳ１２１〜ステップＳ１３６）。

なお、図１３のステップＳ１０５〜ステップＳ１１２、ステップＳ１１３〜ステップＳ１１９、ステップＳ１２１〜ステップＳ１２９、ステップＳ１３０〜ステップＳ１３６において、それぞれのアクチュエーターの制御値変更の際のアクチュエーターの優先順位は前後してもよいが、吐出圧力または吸入圧力の目標値を設定し、現在値との差にゲインをかけ、各アクチュエーターの制御値を変更すればよい。また、２つ以上のアクチュエーターを同時に変更してもよい。

さらに、低外気の冷房運転または冷房主体運転時に室外熱交換器３の流量制御を行うと、室外熱交換器３の伝熱管に多量の液冷媒が存在することになり、冷媒回路全体の冷媒が不足する可能性がある。そこで、図１５に示すように室外熱交換器３の冷媒の出入口を複数口に分け、一方の室外熱交換器３−２の前後に開閉弁２７−１、２７−２、および室外熱交換器３−２からアキュムレーター４に冷媒を抜くバイパス配管１４ｃおよび開閉弁２７−３を配置するとよい。そして、回路内の冷媒量が不足したと判断した場合には、開閉弁２７−１および２７−２を閉じ、開閉弁２７−３を開けば、室外熱交換器３−２内に溜まった冷媒を冷媒回路中に供給することができる。

なお、第６流量制御装置２６がバイパス制御をするのは室外熱交換器３における熱交換量が過多になっている場合であり、開閉弁２７−１および２７−２を閉じても室外熱交換器３における熱交換量が不足することはない。また、暖房運転や暖房主体運転の場合には、サイクルを駆動するのに必要な冷媒は少ないため、室外熱交換器３を半分にする必要はなく、アクチュエーターの制御時に図１３のステップＳ１２６、Ｓ１２７、Ｓ１３２、Ｓ１３３を飛ばしてもよい。

次に、暖房能力改善、吐出温度低減のためのインジェクション制御について図１２、図１４を参照しながら説明する。制御装置５０は、室外熱交換器３の熱交換量制御を終了すると、インジェクション制御を実行する（図１２のステップＳ３、図１４のステップＳ２０１）。

まず、インジェクションを行うには圧縮機１の圧縮室内の圧力よりもインジェクション配管２３の圧力を高くする必要がある。冷房運転、または冷房主体運転の場合には、インジェクション配管２３の第５流量制御装置２４に流入する冷媒の圧力はほぼ吐出圧力に近いため、中圧を制御する必要がなく第４流量制御装置２２を全開にしておけばよい（図１４のステップＳ２０２〜ステップＳ２０５）。ただし、室外熱交換器３の熱交換量制御のために第４流量制御装置２２を制御している場合にはその開度を保持する。

一方、暖房運転、または暖房主体運転の場合には、第４流量制御装置２２を全開にすると、中圧が吸入圧力とほぼ同じになり、必要なインジェクションを行えない可能性がある。そこで暖房運転時には第４流量制御装置２２を操作して中圧を所定値（例えば吐出圧力との圧力差が飽和温度換算で１５℃程度）になるように、暖房主体運転時には室内機で冷房を行うことを考慮に入れて中圧の飽和温度が飽和温度換算で０℃〜５℃程度になるように設定すればよい（図１４のステップＳ２０６〜ステップＳ２１１）。

次に、例えば圧縮機１の吐出温度（温度計５４の測定値）が所定値（例えば１１０℃以上）になった場合に、第５流量制御装置２４を操作してインジェクションによる吐出温度制御を行う（図１４のステップＳ２１２）。このときの吐出温度の制御は、例えば吐出温度と凝縮温度の差が２０℃〜５０℃になるように制御すればよい。

ここで、室外熱交換器３の熱交換量制御と、インジェクション制御が発生する状況について検討する。図１６は、空気調和装置１００の制御方法を選択する際の制御フローを示すフローチャートである。室外熱交換器３の熱交換量制御が必要なのは、室内の負荷条件、外気温度条件により室外ファン３−ａを全速で動作させる必要がない条件である。このとき、圧縮比は小さく、吐出温度はあまり高くない。また、暖房運転、暖房主体運転においても外気温度が高い条件であるため、暖房能力を増加させる必要もなく、インジェクションをしなくてもよい。

一方、インジェクションが必要となるのは、圧縮比が大きくなる条件であり、室外ファン３−ａは全速で動作し、第６流量制御装置２６は全閉になり、できるだけ圧縮比が小さくなるように制御している。このことから、図１６に示すように、室内負荷条件、外気温度条件により室外熱交換器３の熱交換量制御と、インジェクション制御を切り替えてもよい。

表１に、外気温度で制御方法を変更する場合の判定方法の一例を示す。冷房運転では、外気温度の閾値ｘ_１ ［℃］が３０℃から４０℃の間になるように設定し、運転データの１つとしての外気温度が高く、サイクルの吐出圧力が高くなる場合には吐出温度が高くなると判定し、インジェクション制御を行い、それ以外の場合には室外熱交換器３の熱交換量制御をすればよい。一般的に外気温度が３０℃を超えている状況で室内機で暖房を行う状況は考えにくいため、冷房主体運転では室外熱交換器３の熱交換量制御のみをすればよい。

一方、暖房、暖房主体運転では例えばｘ_２ ［℃］、ｘ_３ ［℃］をそれぞれ０℃から１０℃程度になるように設定しておき、外気温度が高く、吸入圧力が高い場合には、吐出温度が低く、さらに暖房能力は足りていると判断し、室外熱交換器３の制御を行うとよい。また、外気温度が低く、吸入圧力が低い場合には、吐出温度が高く、暖房能力も不足すると判断し、インジェクション制御を行うとよい。なお、外気温度以外にも、運転データとして室内負荷（室内温度、室内機の冷暖房の運転台数）、空気調和装置内の圧力、温度、圧縮機周波数を判定基準に組み込めばより安定した制御を行うことができる。

以上のように、空気調和装置１００によれば、いずれの運転モード時においても吐出温度を低減して圧縮機１が信頼性の高い状態で運転できると同時に室内の負荷に応じた効率のよい運転が可能となる。

実施の形態２．
図１７は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置２００の冷媒回路構成の一例を示す概略回路構成図である。図１７に基づいて、空気調和装置２００について説明する。なお、この実施の形態２では上述した実施の形態１との相違点を中心に説明するものとし、冷媒回路構成など実施の形態１と同一の箇所については説明を割愛するものとする。また、空気調和装置２００が実行する各運転モード、および各運転モードでの制御については、実施の形態１に係る空気調和装置１００と同様であるため説明を省略する。

空気調和装置２００は、室外機Ａの中のインジェクション配管２３、および、第３バイパス配管２５の構成が、実施の形態１に係る空気調和装置１００とは異なっている。空気調和装置２００は、室外熱交換器３の熱交換量制御、インジェクション流量制御を切り替えて行える構成になっている。

インジェクション配管２３は、インジェクション配管２３と同様に中圧の冷媒を圧縮機１にインジェクションするために設けられた配管である。ただし、インジェクション配管２３は、インジェクション配管２３とは異なり第３バイパス配管２５から分岐されて圧縮機１の図示省略のインジェクションポートに接続されている。そして、インジェクション配管２３には、開閉弁２４−２が設けられている。この開閉弁２４−２は、開閉が制御されることで圧縮機１へのインジェクション流量を制御するものである。

第３バイパス配管２５は、室外熱交換器３をバイパスするために設けられた配管である。ただし、第３バイパス配管２５には、第４流量制御装置２２と並列に室外熱交換器３のバイパス流量を制御できる流量制御装置２４−１（２６−１）、開閉弁２６−２が設置されている。

以上のように、空気調和装置２００によれば、実施の形態１に係る空気調和装置１００と同様にいずれの運転モード時においても吐出温度を低減して圧縮機１が信頼性の高い状態で運転できると同時に室内の負荷に応じた効率のよい運転が可能となる。また、空気調和装置２００によれば、目的に応じて室外熱交換器３の熱交換量制御、インジェクション流量制御を切り替えて行えることが可能になっている。

実施の形態３．
図１８は、本発明の実施の形態３に係る空気調和装置３００の冷媒回路構成の一例を示す概略回路構成図である。図１８に基づいて、空気調和装置３００について説明する。なお、この実施の形態３では上述した実施の形態１および実施の形態２との相違点を中心に説明するものとし、冷媒回路構成など実施の形態１および実施の形態２と同一の箇所については説明を割愛するものとする。また、空気調和装置３００が実行する各運転モード、および各運転モードでの制御については、実施の形態１に係る空気調和装置１００と同様であるため説明を省略する。

空気調和装置３００は、冷房、冷房主体、暖房、暖房主体のすべての運転モードにおいて室外機Ａの室外熱交換器３に流入する冷媒の方向を一定方向にしたところが、実施の形態１に係る空気調和装置１００と異なっている。それに伴い、第４流量制御装置２２、逆止弁２１の設置位置が、実施の形態１に係る空気調和装置１００と異なっている。また、逆止弁２８、逆止弁２９、逆止弁３０、逆止弁３１が設けられている点で、実施の形態１に係る空気調和装置１００と異なっている。

また、第２接続配管６０ｂが、逆止弁２８と第４流量制御装置２２との間に接続されている。さらに、第２冷媒配管７が、四方切替弁２と逆止弁２８との間と、室外熱交換器３と逆止弁１８との間と、に接続されている。さらに、インジェクション配管２３が、第２接続配管６０ｂと圧縮機１のインジェクションポートとを接続するようになっている。逆止弁１８の上流側の第２冷媒配管７は、逆止弁３０と第５流量制御装置２４との間におけるインジェクション配管２３に配管６０ｃを介して接続されている。

第４流量制御装置２２は、室外熱交換器３の逆止弁１８と接続する配管（室外熱交換器の下流側）とは他方の配管に接続されている。逆止弁２８は、四方切替弁２と第４流量制御装置２２との間に設置され、四方切替弁２から第４流量制御装置２２へのみ冷媒の流通を許容するようになっている。逆止弁２１は、逆止弁２８と第４流量制御装置２２との間に接続されている第２接続配管６０ｂに設置され、第１冷媒配管６から第４流量制御装置２２へのみ冷媒の流通を許容するようになっている。逆止弁２９は、四方切替弁２と逆止弁２８との間と、室外熱交換器３と逆止弁１８との間と、を接続している第２冷媒配管７に設置され、室外熱交換器３の下流側から四方切替弁２へのみ冷媒の流通を許容するようになっている。

第５流量制御装置２４の上流側におけるインジェクション配管２３には逆止弁３０が設置されている。この逆止弁３０は、暖房、暖房主体運転時のインジェクションのため、第１冷媒配管６からインジェクション配管２３へのみ冷媒の流通を許容するようになっている。第５流量制御装置２４の上流側における配管６０ｃには逆止弁３１が設置されている。この逆止弁３１は、冷房、冷房主体運転時のインジェクションのため、室外熱交換器３の下流側からインジェクション配管２３へのみ冷媒の流通を許容する

このような構成にすることで、空気調和装置３００では、室外熱交換器３内の冷媒の流れを一定方向にすることができる。さらに、冷媒と空気の流れを運転モードにかかわらず対向流にすれば、空気と冷媒の温度差が小さな状態で効率よく運転できる。なお、凝縮器、蒸発器にかかわらず対向流になるように冷媒の流れを操作する効果は、非共沸性により温度勾配が発生する混合冷媒で特に大きくなる。

図１９は、本発明の実施の形態３に係る空気調和装置４００の冷媒回路構成の別の一例を示す概略回路構成図である。図１９に基づいて、空気調和装置４００について説明する。なお、空気調和装置１００が実行する各運転モード、および各運転モードでの制御については、実施の形態１に係る空気調和装置１００と同様であるため説明を省略する。

空気調和装置４００は、空気調和装置３００の逆止弁１８、逆止弁２１のそれぞれについて、直列に接続するようにした逆止弁１８−１および逆止弁１８−２、逆止弁２１−１および２１−２で構成するようにしている。そして、空気調和装置４００では、逆止弁１８−１、１８−２の間の接続配管が、逆止弁２１−１、２１−２の間の接続配管で合流するように接続されている。また、空気調和装置４００では、図１１に示した構成と同様に気液分離装置３２、第３熱交換器３３が配置されている。

このような構成にすることで、空気調和装置４００では、吐出温度の確実な低減、蒸発器能力の改善により、冷暖房性能が向上する。

以上のように、実施の形態３に係る空気調和装置によれば、実施の形態１に係る空気調和装置１００と同様にいずれの運転モード時においても吐出温度を低減して圧縮機１が信頼性の高い状態で運転できると同時に室内の負荷に応じた効率のよい運転が可能となる。また、実施の形態３に係る空気調和装置によれば、回路構成に応じた運転が可能になっている。

実施の形態４．
図２０は、本発明の実施の形態４に係る空気調和装置５００の冷媒回路構成の一例を示す概略回路構成図である。図２０に基づいて、空気調和装置５００について説明する。なお、この実施の形態４では上述した実施の形態１〜３との相違点を中心に説明するものとし、冷媒回路構成など実施の形態１〜３と同一の箇所については説明を割愛するものとする。また、空気調和装置５００が実行する各運転モード、および各運転モードでの制御については、実施の形態１に係る空気調和装置１００と同様であるため説明を省略する。

空気調和装置５００では、中継機Ｂに中間熱交換器４０ａ、４０ｂが設置されている。各中間熱交換器４０ａ、４０ｂにおいて、冷媒はポンプ４１ａ、４１ｂにより駆動される第２冷媒と熱交換し、温水や冷水を作る。なお、第２冷媒としては、不凍液（ブライン）や水、不凍液と水の混合液、水と防食効果が高い添加剤の混合液等を用い、図中の太線部を流れる。つまり、空気調和装置５００は、２つの冷媒回路が中間熱交換器４０ａ、４０ｂで熱交換するように構成されているのである。

中継機Ｂの中間熱交換器４０ａ、４０ｂから室内機Ｃ〜Ｅまでの熱輸送はブラインにより行われる。すなわち、中継機Ｂから第２室内機側冷媒配管７ｃ〜７ｅを通して室内機Ｃ〜Ｅにブラインが供給され、冷房や暖房を行い、第１室内機側冷媒配管６ｃ〜６ｅを通して中継機Ｂにブラインが戻るようになっている。なお、第２室内機側冷媒配管７ｃ〜７ｅと第１室内機側冷媒配管６ｃ〜６ｅのブラインの密度はほとんど同じであるため、配管の太さは両者とも同じでもよい。

また、中継機Ｂには室内機Ｃ〜Ｅの第２室内機側冷媒配管７ｃ〜７ｅと中間熱交換器４０ａ、４０ｂとの接続を選択する電磁弁４２ｃ〜４２ｈが設置されている。また、中継機Ｂには室内機Ｃ〜Ｅの第１室内機側冷媒配管６ｃ〜６ｅと中間熱交換器４０ａ、４０ｂとの接続を選択する電磁弁４２ｉ〜４２ｎが設置されている。さらに、電磁弁４２ｃ〜４２ｈと室内機Ｃ〜Ｅとの間に、室内機Ｃ〜Ｅに流入するブラインの流量を調整する流量制御装置４３ｃ〜４３ｅが設置されている。

なお、ここでは中間熱交換器４０ａ、４０ｂが２つある場合を例に説明するが、中間熱交換器の台数をこれに限るものではなく、第２冷媒を冷却または／および加熱できるように構成すれば、中間熱交換器をいくつ設置しても良い。また、ポンプ４１ａ、４１ｂ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、直列に並べて使用するようにしてもよい。

空気調和装置５００において室内機Ｃ〜Ｅがすべて冷房を行う冷房運転では、中間熱交換器４０ａ、４０ｂは冷水を作るため、蒸発器として作用する。このときの冷凍サイクル側のＰ−ｈ線図は、インジェクションしない場合には図３と、インジェクションをする場合には図４と同じになる。また、空気調和装置５００において室内機Ｃ〜Ｅがすべて暖房を行う暖房運転では、中間熱交換器４０ａ、４０ｂは温水を作るため、放熱器として作用する。このときの冷凍サイクル側のＰ−ｈ線図は、インジェクションしない場合には図５と、インジェクションをする場合には図６と同じになる。

さらに、空気調和装置５００において室内機Ｃ〜Ｅで冷暖房を同時に行う場合には、中間熱交換器４０ａ、４０ｂの何れか一方が蒸発器として作用して冷水を作り、他方が凝縮器として作用して温水を作る。このとき、冷房負荷と暖房負荷の比率により、四方切替弁２の接続を切り替え、室外熱交換器３が蒸発器または放熱器かの選択を行い、冷房主体運転または暖房主体運転を行う。このときの冷凍サイクル側のＰ−ｈ線図は、冷房主体運転でインジェクションしない場合には図７と、インジェクションする場合には図８と、暖房主体運転でインジェクションしない場合には図９と、インジェクションする場合には図１０と同じになる。冷凍サイクル側の動作は実施の形態１、３とほとんど同じである。

以上のように、空気調和装置５００においては、ポンプ４１ａ、４１ｂ、室内熱交換器５ｃ〜５ｅ、及び中間熱交換器４０ａ、４０ｂが接続されて第２冷媒を循環させる循環回路が形成され、室内熱交換器５ｃ〜５ｅは、第２冷媒と室内の空気とを熱交換する。このため、空気調和装置５００によれば、冷媒が配管から漏れたとしても空調対象空間へ冷媒が侵入することを抑制でき、より安全なものとすることができる。

また、上記実施の形態１〜３のように、中継機Ｂから室内機Ｃ〜Ｅまでの熱輸送を冷媒で行うと、第１流量制御装置９ｃ〜９ｅが室内熱交換器５ｃ〜５ｅ近傍に設置されることになる。一方、実施の形態４によりブラインで熱輸送する場合には、ブライン配管である第１室内機側冷媒配管６ｃ〜６ｅ、第２室内機側冷媒配管７ｃ〜７ｅ内の圧力損失によりブラインの温度変化もすることなく、中継機Ｂ内に流量制御装置４３ｃ〜４３ｅを設置することが可能である。そして、中継機Ｂ内に流量制御装置４３ｃ〜４３ｅを設置し、ブラインの行き帰りの温度差制御をすれば、流量制御装置４３ｃ〜４３ｅなどの制御弁が室内の空調対象空間から離れているため、制御弁の駆動や弁通過時の冷媒の流動音等、室内機への騒音を低減させることができる。

また、流量制御を中継機Ｂで一括して行うことができるため、室内機Ｃ〜Ｅにおける制御は、室内のリモコンの状況やサーモオフ、室外機がデフロストを行っているか等の情報でファンの制御のみをすればよい。さらに、室外機Ａから中継機Ｂまでの熱輸送を冷媒で行うことにより、ブラインの駆動に使用するポンプを小型化でき、さらにブラインの搬送動力を低減させて省エネルギー化を図ることができる。また、圧縮機１の吐出温度を低減して、圧縮機１が信頼性の高い状態で運転することができる。なお、ここでは室外機Ａの回路構成は、空気調和装置３００を基準としたが、空気調和装置１００、２００、または４００の回路構成をとってもよい。

以上のように、実施の形態４に係る空気調和装置５００によれば、実施の形態１に係る空気調和装置１００と同様にいずれの運転モード時においても吐出温度を低減して圧縮機１が信頼性の高い状態で運転できると同時に室内の負荷に応じた効率のよい運転が可能となる。

実施の形態５．
図２１は、本発明の実施の形態５に係る空気調和装置６００の冷媒回路構成の一例を示す概略回路構成図である。図２１に基づいて、空気調和装置６００について説明する。なお、この実施の形態５では上述した実施の形態１〜４との相違点を中心に説明するものとし、冷媒回路構成など実施の形態１〜４と同一の箇所については説明を割愛するものとする。また、空気調和装置６００が実行する各運転モード、および各運転モードでの制御については、実施の形態１に係る空気調和装置１００と同様であるため説明を省略する。

空気調和装置６００は、室外機Ａと中継機Ｂを接続する配管が２本から３本になっているところが実施の形態１〜４に係る空気調和装置とは異なる。室外機Ａの圧縮機１の吐出配管と中継機Ｂの第１分岐部１０が接続するように第３冷媒配管３４が設置され、第２冷媒配管７が第２分岐部１１に接続されている。つまり、空気調和装置６００は、暖房を行う室内機には圧縮機１から吐出された冷媒が第３冷媒配管３４を通って供給される点が、実施の形態１〜４に係る空気調和装置と異なっている。なお、冷媒の流れに関しては実施の形態１で図３〜１０で説明した流れとほぼ同じであるため省略する。

以上のように、実施の形態５に係る空気調和装置６００によれば、実施の形態１に係る空気調和装置１００と同様にいずれの運転モード時においても吐出温度を低減して圧縮機１が信頼性の高い状態で運転できると同時に室内の負荷に応じた効率のよい運転が可能となる。

実施の形態１〜５では、室内機が３台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、実施の形態１〜５では、アキュムレーター４を含めている場合を例に説明したが、アキュムレーター４を設けなくてもよい。

１ 圧縮機、２ 四方切替弁、３ 室外熱交換器、３−１ 室外熱交換器、３−２ 室外熱交換器、３−ａ 流量制御装置（室外ファン）、４ アキュムレーター、５ 室内熱交換器、５ｃ 室内熱交換器、５ｄ 室内熱交換器、５ｅ 室内熱交換器、５−ｍ 流量制御装置（室内ファン）、５ｃ−ｍ 流量制御装置（室内ファン）、５ｄ−ｍ 流量制御装置（室内ファン）、５ｅ−ｍ 流量制御装置（室内ファン）、６ 第１冷媒配管、６ｃ 第１室内機側冷媒配管、６ｄ 第１室内機側冷媒配管、６ｅ 第１室内機側冷媒配管、７ 第２冷媒配管、７ｃ 第２室内機側冷媒配管、７ｄ 第２室内機側冷媒配管、７ｅ 第２室内機側冷媒配管、８ａ 電磁弁、８ｂ 電磁弁、８ｃ 電磁弁、８ｄ 電磁弁、８ｅ 電磁弁、８ｆ 電磁弁、８ｇ 電磁弁、８ｈ 電磁弁、８ｉ 電磁弁、８ｊ 電磁弁９ 第１流量制御装置、９ｃ 第１流量制御装置、９ｄ 第１流量制御装置、９ｅ 第１流量制御装置、１０ 第１分岐部、１１ 第２分岐部、１２ 気液分離装置、１３ 第２流量制御装置、１４ａ 第１バイパス配管、１４ｂ 第２バイパス配管、１４ｃ バイパス配管、１５ 第３流量制御装置、１６ 第２熱交換器、１７ 第１熱交換器、１８ 逆止弁、１８−１ 逆止弁、１８−２ 逆止弁、１９ 逆止弁、２０ 逆止弁、２１ 逆止弁、２１−１ 逆止弁、２１−２ 逆止弁、２２ 第４流量制御装置（室外側流量制御装置）、２３ インジェクション配管、２４ 第５流量制御装置（インジェクション流量制御装置）、２４−１ 流量制御装置、２４−２ 開閉弁、２５ 第３バイパス配管、２６ 第６流量制御装置（バイパス流量制御装置）、２６−１ 流量制御装置、２６−２ 開閉弁、２７−１ 開閉弁、２７−２ 開閉弁、２７−３ 開閉弁、２８ 逆止弁、２９ 逆止弁、３０ 逆止弁、３１ 逆止弁、３２ 気液分離装置、３３ 第３熱交換器、３４ 第３冷媒配管、４０ａ 中間熱交換器、４０ｂ 中間熱交換器、４１ａ ポンプ、４１ｂ ポンプ、４２ｃ 電磁弁、４２ｄ 電磁弁、４２ｅ 電磁弁、４２ｆ 電磁弁、４２ｇ 電磁弁、４２ｈ 電磁弁、４２ｉ 電磁弁、４２ｊ 電磁弁、４２ｋ 電磁弁、４２ｌ 電磁弁、４２ｍ 電磁弁、４２ｎ 電磁弁、４３ｃ 流量制御装置、４３ｄ 流量制御装置、４３ｅ 流量制御装置、５０ 制御装置、５０ａ メモリ、５１ 圧力計、５２ 圧力計、５３ 圧力計、５４ 温度計、６０ａ 第１接続配管、６０ｂ 第２接続配管、６０ｃ 配管、１００ 空気調和装置、２００ 空気調和装置、３００ 空気調和装置、４００ 空気調和装置、５００ 空気調和装置、６００ 空気調和装置、Ａ 室外機、Ｂ 中継機、Ｃ 室内機、Ｄ 室内機、Ｅ 室内機。

本発明に係る空気調和装置は、冷媒の圧縮途中にインジェクション配管を介して中圧の冷媒を注入できる圧縮機と、室外熱交換器と、前記室外熱交換器の接続を切り替える流路切替装置と、前記圧縮機へのインジェクション流量を制御するインジェクション流量制御装置と、前記圧縮機へインジェクションするための中圧を生成し、連続的に流路抵抗を変化できる室外側流量制御装置と、前記室外側流量制御装置と並列となるように前記室外熱交換器をバイパスするバイパス配管に設置され、前記室外側流量制御装置とともに前記室外熱交換器の熱交換量を制御し、連続的に流路抵抗を変化できるバイパス流量制御装置と、室内熱交換器と、前記室内熱交換器への冷媒流量を調整する室内側流量制御装置と、を備え、前記圧縮機、前記室外熱交換器、前記流路切替装置、前記インジェクション流量制御装置、前記室外側流量制御装置、前記バイパス流量制御装置を室外機に内蔵し、前記室内熱交換器、前記室内側流量制御装置を室内機に内蔵し、前記室内機を前記室外機に対して並列に複数接続したものである。

Claims (9)

1. 冷媒の圧縮途中にインジェクション配管を介して中圧の冷媒を注入できる圧縮機と、
   室外熱交換器と、
   前記室外熱交換器の接続を切り替える流路切替装置と、
   前記圧縮機へのインジェクション流量を制御するインジェクション流量制御装置と、
   前記圧縮機へインジェクションするための中圧を生成する室外側流量制御装置と、
   前記室外側流量制御装置と並列となるように前記室外熱交換器をバイパスするバイパス配管に設置され、前記室外側流量制御装置とともに前記室外熱交換器の熱交換量を制御するバイパス流量制御装置と、
   室内熱交換器と、
   前記室内熱交換器への冷媒流量を調整する室内側流量制御装置と、を備え、
   前記圧縮機、前記室外熱交換器、前記流路切替装置、前記インジェクション流量制御装置、前記室外側流量制御装置、前記バイパス流量制御装置を室外機に内蔵し、
   前記室内熱交換器、前記室内側流量制御装置を室内機に内蔵し、
   前記室内機を前記室外機に対して並列に複数接続した
   ことを特徴とする空気調和装置。
2. 前記室外機と前記室内機との間に介在し、
   前記室内機がそれぞれ冷房または暖房を行うように冷媒流路を切り替えて冷暖房混在運転を可能にした中継機を備えた
   ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記室外側流量制御装置および前記バイパス流量制御装置による前記室外熱交換器の熱交換量の制御と、
   前記室外側流量制御装置、前記バイパス流量制御装置および前記インジェクション流量制御装置による前記圧縮機へのインジェクション流量の制御と、を所定の条件に応じて切り替える
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和装置。
4. 外気温度、室内温度、前記室内機の冷暖房の運転台数、前記空気調和装置内の圧力、温度、前記圧縮機の周波数のうち少なくとも１つの運転データに応じて、前記室外熱交換器の熱交換量の制御と、前記圧縮機へのインジェクション流量の制御と、を切り替える
   ことを特徴とする請求項３に記載の空気調和装置。
5. 前記室外熱交換器が凝縮器として動作する場合と、蒸発器として動作する場合とに関わらず、前記室外熱交換器内を流れる冷媒の流動方向が一定方向となるようにしている
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気調和装置。
6. 前記室外側流量制御装置および前記バイパス流量制御装置を連続的に流路抵抗が変化できるもので構成し、
   前記熱交換量制御は、
   前記室外熱交換器に流入する冷媒の流量を連続的に変化させることにより行われる
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
7. 熱源用の冷媒として、ジフルオロメタン、またはジフルオロメタンおよびテトラフルオロプロパンを含みジフルオロメタンの質量比率が１５％以上の混合冷媒を用いた
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の空気調和装置。
8. 前記圧縮機へのインジェクション流量の制御は、
   前記圧縮機から吐出される冷媒の吐出温度が１１０℃を超えないように制御される
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の空気調和装置。
9. 前記室外熱交換器が蒸発器として動作する運転モードにおいて、
   冷房を行う室内機がない場合と、少なくとも１台の室内機が冷房を行っている場合で、中圧の目標値が異なる
   ことを特徴とする請求項２、請求項２に従属する請求項３〜８のいずれか一項に記載の空気調和装置。

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