WO2011099056A1

WO2011099056A1 - 空気調和装置

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Publication number: WO2011099056A1
Application number: PCT/JP2010/000812
Authority: WO
Inventors: 森本裕之; 山下浩司; 鳩村傑; 若本慎一
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2010-02-10
Filing date: 2010-02-10
Publication date: 2011-08-18
Also published as: JPWO2011099056A1

Abstract

　冷媒に超臨界状態に遷移するものを用いるとともに生産性の向上、低コスト化を実現した空気調和装置を得る。　空気調和装置１００は、圧縮機２０１、熱源側熱交換器２０４、絞り装置３０２、及び、利用側熱交換器３０１が配管接続され、熱源側冷媒が循環する冷媒回路が形成され、熱源側冷媒にたとえば二酸化炭素を用い、圧縮機２０１の吸入側に２台以上のアキュムレーター２０５を並列に接続している。

Description

空気調和装置

　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。

　従来から、ビル用マルチエアコンなどの空気調和装置においては、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。このようなビル用マルチエアコンでは、複数の室内機が接続されており、停止している室内機、運転している室内機が混在していることも多い。また、室外機と室内機とを接続する配管が最大１００ｍになることもある。配管が長くなるほど、多くの冷媒がシステム内に充填されることになる。

　多くの冷媒が封入され、複数の室内機が接続されたシステムでは、運転モード（たとえば、冷房運転モードや暖房運転モード、デフロスト運転モード等）や室内機の運転台数によって、必要となる冷媒量が変動する。そのため、ガス冷媒と液冷媒とを分離し、余剰冷媒を貯えるためのアキュムレーターを圧縮機の吸入側に備えるようにした空気調和装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。このような空気調和装置は、アキュムレーターを設けることによって、運転モード、室内機の運転台数によらず、冷媒量を適正に維持することができ、システムの性能を最大限に発揮させることができる。

　ところで、近年、地球温暖化の観点から、地球温暖化係数が高いＨＦＣ系冷媒（たとえば、Ｒ４１０Ａや、Ｒ４０４Ａ、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ１３４ａ等）の使用を制限する動きがあり、地球温暖化係数が小さい冷媒（たとえば、二酸化炭素等）を用いた空気調和装置が提案されている。二酸化炭素をビル用マルチエアコンに冷媒として用いた場合においても、運転モードや室内機の運転台数によって、必要な冷媒量が変化するため、余剰冷媒を貯めておくアキュムレーターを圧縮機の吸入側に設けることが望ましい。

特開平１１－６３７１１号公報（たとえば、実施の形態１等）

　二酸化炭素を冷媒として空気調和装置に適用した場合、二酸化炭素は動作圧力が非常に高く、高圧側ではたとえば１０ＭＰａ、低圧側ではたとえば５ＭＰａにもなる。余剰冷媒を貯えるアキュムレーターは低圧側（圧縮機の吸入側）に設置されるため、通常、その設計圧力は８．５ＭＰａ程度である。二酸化炭素の動作圧力に耐え得るアキュムレーターを製造するためには、従来冷媒（たとえば、ＨＦＣ系冷媒）を用いた時に比べ、容器の肉厚を大幅に厚くしなければならない。

　家庭用ルームエアコンのように小さなシステムの空気調和装置では、余剰冷媒が少ないので、アキュムレーターの容量は小さくて済む。しかしながら、ビル用マルチエアコンのように大型なシステムの空気調和装置では、アキュムレーターの容量は２０リットルにもなる。すなわち、この容量を賄い、なおかつ耐圧が高いアキュムレーターを製造することは、技術的に非常に難しいものとなる。また、容量の大型化に伴い、アキュムレーター自身の重量も非常に重くなってしまう。さらに、製造に要する手間だけでなく、コストも多く要することになる。

　本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、冷媒に二酸化炭素を用いるとともに生産性の向上、低コスト化を実現し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、少なくとも圧縮機、熱源側熱交換器、絞り装置、及び、利用側熱交換器が配管接続され、熱源側冷媒が循環する冷媒回路が形成された空気調和装置であって、冷媒に超臨界状態に遷移するものを用い、前記圧縮機の吸入側に２台以上のアキュムレーターを並列に接続しているものである。

　本発明に係る空気調和装置は、少なくとも圧縮機、熱源側熱交換器、絞り装置、及び、熱媒体間熱交換器の冷媒側流路が直列に配管接続され、熱源側冷媒が循環する冷媒循環回路と、少なくとも前記熱媒体間熱交換器の熱媒体側流路、ポンプ、及び、利用側熱交換器が直列に配管接続され、熱媒体が循環する熱媒体循環回路と、が形成された空気調和装置であって、冷媒に超臨界状態に遷移するものを用い、前記圧縮機の吸入側に２台以上のアキュムレーターを並列に接続しているものである。

　本発明に係る空気調和装置によれば、動作圧力が高い二酸化炭素を用いた場合でも、アキュムレーターを少なくとも２個以上設けているので、生産性の向上、低コスト化を実現することが可能になる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和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に係る空気調和装置の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。本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の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。アキュムレーターの胴外径Ｄと重量比との関係を示すグラフである。第１アキュムレーター及び第２アキュムレーターの接続状態の一例を説明するための概略図である。第１アキュムレーター及び第２アキュムレーターの接続状態の他の一例を説明するための概略図である。本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の設置例を示す概略図である。本発明の実施の形態２に係る空気調和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２に係る空気調和装置の全冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の全暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。本発明の実施の形態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に係る空気調和装置の暖房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。

　以下、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。図１に基づいて、空気調和装置１００の詳しい回路構成について説明する。図１では、室内機３００が４台接続されている場合を例に示している。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に示すように、空気調和装置１００は、室外機（熱源機）２００と室内機３００（室内機３００ａ～室内機３００ｄ）とが、配管４００（配管４００ａ、配管４００ｂ）で接続されて構成されている。つまり、空気調和装置１００では、複数台の室内機３００が室外機２００に対して並列となるように接続されている。なお、配管４００は、冷媒（熱源側冷媒）を導通する冷媒配管である。また、空気調和装置１００には、冷媒として二酸化炭素（ＣＯ₂）が封入されているものとする。

［室外機２００］
　室外機２００には、圧縮機２０１と、油分離器２０２と、四方弁等の流路切替装置２０３と、熱源側熱交換器２０４と、アキュムレーター２０５と、が配管４００で接続されて構成されている。アキュムレーター２０５は、第１アキュムレーター２０５ａと、第２アキュムレーター２０５ｂと、で構成されており、これらが圧縮機２０１の吸入側で並列に接続されている。また、油分離器２０２と圧縮機２０１の吸入側とは、油戻キャピラリー２０６で接続されている。

　圧縮機２０１は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にして冷媒回路に搬送するものであり、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。油分離器２０２は、圧縮機２０１の吐出側に設けられており、冷媒と冷凍機油とを分離するものである。流路切替装置２０３は、油分離器２０２の下流側に設けられており、暖房運転モード時における冷媒の流れと冷房運転モードおける冷媒の流れとを切り替えるものである。

　熱源側熱交換器（室外側熱交換器）２０４は、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には放熱器（ガスクーラー）として機能し、図示省略のファン等の送風機から供給される空気と冷媒との間で熱交換を行なうものである。アキュムレーター２０５は、圧縮機１０の吸入側に設けられており、暖房運転モード時と冷房運転モード時の違いによる余剰冷媒、過渡的な運転の変化（たとえば、室内機３００の運転台数の変化）に対する余剰冷媒を蓄えるものである。油戻キャピラリー２０６は、油分離器２０２で捕捉された冷凍機油を圧縮機２０１の低圧側に戻すものである。

［室内機３００］
　室内機３００は、利用側熱交換器（室内側熱交換器）３０１及び絞り装置３０２が直列に接続されて構成されている。利用側熱交換器３０１は、暖房運転時には放熱器として機能し、冷房運転時には蒸発器として機能し、図示省略のファン等の送風機から供給される空気と冷媒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用空気あるいは冷房用空気を生成するものである。絞り装置３０２は、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、冷媒を減圧して膨張させるものであり、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。

　実施の形態１では、４台の室内機３００が接続されている場合を例に示しており、紙面下側から室内機３００ａ、室内機３００ｂ、室内機３００ｃ、室内機３００ｄとして図示している。また、室内機３００ａ～室内機３００ｄに応じて、利用側熱交換器３０１も、紙面下側から利用側熱交換器３０１ａ、利用側熱交換器３０１ｂ、利用側熱交換器３０１ｃ、利用側熱交換器３０１ｄとして図示している。同様に、絞り装置３０２も、紙面下側から絞り装置３０２ａ、絞り装置３０２ｂ、絞り装置３０２ｃ、絞り装置３０２ｄとして図示している。なお、室内機３００の接続台数を４台に限定するものではない。

　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。
［冷房運転モード］
　図２は、空気調和装置１００の冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図２では、室内機３００の全部が駆動している場合を例に説明する。なお、図２では、冷媒の流れ方向を矢印で示している。

　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、油分離器２０２に流入する。油分離器２０２では、冷媒と冷媒に混ざっている冷凍機油とが分離される。分離された冷凍機油は、油戻キャピラリー２０６を通って、圧縮機２０１の低圧側に戻され、最終的には圧縮機２０１に戻される。油分離器２０２において分離された高温・高圧の冷媒は、流路切替装置２０３を通り、熱源側熱交換器２０４に流入する。

　熱源側熱交換器２０４に流入した高温・高圧のガス冷媒は、図示省略の送風機から供給される空気と熱交換することで、空気に放熱する。冷媒に二酸化炭素を使用しているので、熱源側熱交換器２０４に流入した高温・高圧のガス冷媒は、超臨界状態で、温度を低下させた状態となって熱源側熱交換器２０４から流出する。この低温・高圧の超臨界状態の冷媒は、配管４００ａを通って、室外機２００から流出する。そして、室内機３００ａ～室内機３００ｄのそれぞれに流入する。

　室内機３００ａ～室内機３００ｄに流入した冷媒は、絞り装置３０２ａ～絞り装置３０２ｄのそれぞれで膨張（減圧）させられて、低温・低圧の気液二相状態となる。この気液二相状態の冷媒は、利用側熱交換器３０１ａ～利用側熱交換器３０１ｄのそれぞれに流入する。利用側熱交換器３０１ａ～利用側熱交換器３０１ｄに流入した気液二相状態の冷媒は、図示省略の送風機から供給される空気（室内空気）と熱交換することで、空気から吸熱して、低圧のガス冷媒となって利用側熱交換器３０１ａ～利用側熱交換器３０１ｄから流出する。

　ここでは、図示していないが、通常、利用側熱交換器３０１の冷媒出入口には、温度センサーが設けられている。そして、利用側熱交換器３０１への冷媒供給量は、利用側熱交換器３０１の冷媒出入口に設けられている温度センサーからの温度情報を利用して調整されている。具体的には、それらの温度センサーからの情報で過熱度（出口側における冷媒温度－入口における冷媒温度）を算出し、その過熱度が２～５℃程度になるように、絞り装置３０２の開度を決定し、利用側熱交換器３０１への冷媒供給量を調整している。

　利用側熱交換器３０１ａ～利用側熱交換器３０１ｄから流出した低圧ガス冷媒は、室内機３００ａ～室内機３００ｄから流出し、配管４００ｂを通って、室外機２００に流れ込む。室外機２００に流入した冷媒は、流路切替装置２０３を通って、アキュムレーター２０５に流れ込む。アキュムレーター２０５に流れ込んだ冷媒は、液冷媒とガス冷媒とが分離され、ガス冷媒が再び圧縮機２０１に吸い込まれる。

　このような冷房運転モードでは、各室内機３００において過熱度制御が行なわれているので、液状態の冷媒がアキュムレーター２０５に流れ込まない。しかしながら、過渡的な状態や、停止している室内機３００があるときは、少量の液状態（乾き度０．９５程度）の冷媒がアキュムレーター２０５に流れ込むことがある。アキュムレーター２０５に流れ込んだ液冷媒は、蒸発して圧縮機２０１に吸引されたり、アキュムレーター２０５の出口配管に設けられている油戻し穴（図示省略）を介して圧縮機２０１に吸引されたりする。

［暖房運転モード］
　図３は、空気調和装置１００の暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図３では、室内機３００の全部が駆動している場合を例に説明する。なお、図３では、冷媒の流れ方向を矢印で示している。

　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、油分離器２０２に流入する。油分離器２０２では、冷媒と冷媒に混ざっている冷凍機油とが分離される。分離された冷凍機油は、油戻キャピラリー２０６を通って、圧縮機２０１の低圧側に戻され、最終的には圧縮機２０１に戻される。油分離器２０２において分離された高温・高圧の冷媒は、流路切替装置２０３を経由し、配管４００ｂを通って室外機２００から流出する。室内機３００ａ～室内機３００ｄのそれぞれに流入する。

　室内機３００ａ～室内機３００ｄに流入した高温・高圧のガス冷媒は、利用側熱交換器３０１ａ～利用側熱交換器３０１ｄで、図示省略の送風機から供給される空気（室内空気）と熱交換することで、空気に放熱して、超臨界状態で、温度を低下させた状態となって利用側熱交換器３０１ａ～利用側熱交換器３０１ｄから流出する。この低温・高圧の超臨界状態の冷媒は、絞り装置３０２ａ～絞り装置３０２ｄのそれぞれで膨張（減圧）させられて、低温・低圧の気液二相状態となり、室内機３００ａ～室内機３００ｄから流出する。

　ここでは、図示していないが、通常、利用側熱交換器３０１の冷媒出口には、温度センサー及び圧力センサーが設けられている。そして、利用側熱交換器３０１への冷媒供給量は、利用側熱交換器３０１の冷媒出口に設けられている温度センサー及び圧力センサーからの情報を利用して調整されている。具体的には、それらのセンサーからの情報で過冷却度（出口側における冷媒の検知圧力から換算された飽和温度－出口側における冷媒温度）を算出し、その過冷却度が２～５℃程度になるように、絞り装置３０２の開度を決定し、利用側熱交換器３０１への冷媒供給量を調整している。

　室内機３００ａ～室内機３００ｄから流出した低温・低圧の気液二相状態の冷媒は、配管４００ａを通って、室外機２００に流れ込む。この冷媒は、熱源側熱交換器２０４に流入する。熱源側熱交換器２０４に流入した低温・定圧の気液二相状態の冷媒は、図示省略の送風機から供給される空気と熱交換することで、空気から吸熱して、乾き度が徐々に大きくなる。そして、熱源側熱交換器２０４の出口では乾き度の大きい状態の気液二相冷媒となって、熱源側熱交換器２０４から流出する。熱源側熱交換器２０４から流出した冷媒は、流路切替装置２０３を通って、アキュムレーター２０５に流れ込む。アキュムレーター２０５に流れ込んだ冷媒は、液冷媒とガス冷媒とが分離され、ガス冷媒が再び圧縮機２０１に吸い込まれる。

　このような暖房運転モードでは、余剰冷媒が第１アキュムレーター２０５ａ及びアキュムレーター２０５ｂの双方に常に存在している。第１アキュムレーター２０５ａ及び第２アキュムレーター２０５ｂに流れ込んだ液冷媒は、蒸発して圧縮機２０１に吸引されたり、第１アキュムレーター２０５ａ及び第２アキュムレーター２０５ｂの出口配管に設けられている油戻し穴（図示省略）を介して圧縮機２０１に吸引されたりする。

　空気調和装置１００では、上述したように冷媒に二酸化炭素を用いている。したがって、アキュムレーターに要求される設計圧力は、８．５ＭＰａ程度となる。このような高い圧力に耐え得るアキュムレーターを製造するためには、従来冷媒（たとえば、ＨＦＣ系冷媒）を用いたときに比べ、容器の肉厚を大幅に厚くしなければならない。家庭用ルームエアコンのように小さなシステムでは、余剰冷媒が少ないので、アキュムレーターの容量は小さくて済む。しかしながら、ビル用マルチエアコンのように大型なシステムでは、アキュムレーターの容量は２０リットルにもなる。なお、二酸化炭素（９５％）とジメチルエーテル（５％）の混合冷媒では、設計圧力はほぼ７．８ＭＰａとなる。また、二酸化炭素（９０％）とジメチルエーテル（１０％）の混合冷媒では、設計圧力はほぼ７．０ＭＰａとなる。

　すなわち、この容量を賄い、なおかつ耐圧が高いアキュムレーターを製造することは、技術的に非常に難しいものとなる。また、容量の大型化に伴い、アキュムレーター自身の重量も非常に重くなってしまう。さらに、製造に要する手間だけでなく、コストも多く要することになる。このような課題を解決しなければ、二酸化炭素を冷媒として用いたシステムとしての実用化が難しいものとなる。以下に、このような課題に対しての解決手段を説明する。

　図４は、アキュムレーターの胴外径Ｄと重量比との関係を示すグラフである。図４に基づいて、アキュムレーターの胴外径Ｄと重量比との関係について説明する。図４では、横軸がアキュムレーターの胴外径Ｄ［ｍｍ］を、縦軸が重量比を、それぞれ表している。なお、図４に示す重量比は、アキュムレーターの胴外径５０ｍｍを１とした場合の値である。また、図４には、アキュムレーター２０５の概略図を併せて図示している。

　図４に示すように、重量比は、ほぼアキュムレーターの製造に要するコストと比例している。すなわち、重量比が大きいほど、アキュムレーターの製造に要するコストが高いということを意味する。また、図４から分かるように、アキュムレーターの胴外径Ｄと重量比との関係は、２乗の比例関係にある。すなわち、アキュムレーターの胴外径Ｄが２倍になれば、重量は４倍になることを意味している。

　たとえば、１０ＨＰ（馬力）程度のアキュムレーターの容量は、余剰冷媒と安全率とから２４リットル程度必要である。このようなアキュムレーターを製造することを想定した場合、アキュムレーターの胴外径５０ｍｍの重量を１とすると、２４リットルのアキュムレーターの胴外径Ｄは３００ｍｍ程度になり、その重量は３６にもなる（３６倍）。

　一方、２４リットルのアキュムレーターを２台使用するとした場合、１つ当たりの容量は１２リットルである。この場合のアキュムレーターの胴直径は２１０ｍｍであり、重量は１７程度になる（１７倍）。２４リットルのアキュムレーターを１台使用した場合と、２台使用した場合と、重量的にはほぼ同程度であるが、２台使用した場合は、製造数が１台使用した場合に比べ、２倍になるため、製造コストを大幅に低減させることができることになる。また、小型の容量に１２リットルのアキュムレーターを使うことも可能になり、製造数は１台使用した場合に比べ、大幅に増加することができ、大幅なコストダウンを実現することができる。

　さらに、アキュムレーターのボディの中心材料となる管は、外径３００ｍｍ以上で価格が大きくアップする。そのため、２４リットルのアキュムレーターを１台使用した場合は、１２リットルのアキュムレーターを２台使用した場合に比べて、大幅なコストアップに繋がる。大幅なコストアップは、実用化にとっては大きな障害となる。

　このように、アキュムレーターの胴直径Ｄを２１０ｍｍ程度、容積を１２リットル以下にすることによって、コストパフォーマンスが高い、アキュムレーターを提供することが可能となり、大幅なコストダウンを図ることができる。また、このようなアキュムレーターを空気調和装置１００の冷凍サイクルの要素機器の１つとして設ければ、必要冷媒量を適正に常に保持でき、高効率な運転を実現することもできる。ただし、２台以上のアキュムレーターを用いる場合は、冷媒液、冷凍機油の分配が問題となる。すなわち、２台のアキュムレーターに均等に分配されるようにしなければならない（図５及び図６で説明する）。

　図５は、第１アキュムレーター２０５ａ及び第２アキュムレーター２０５ｂの接続状態の一例を説明するための概略図である。図６は、第１アキュムレーター２０５ａ及び第２アキュムレーター２０５ｂの接続状態の他の一例を説明するための概略図である。図５及び図６に基づいて、第１アキュムレーター２０５ａ及び第２アキュムレーター２０５ｂへの冷媒液、冷凍機油の均等分配について説明する。

　図５及び図６に示すように、圧縮機２０１の吸入側の配管は、均等分配可能な分配管２０７によって分岐され、第１アキュムレーター２０５ａと、第２アキュムレーター２０５ｂと、が並列に接続されるようになっている。そして、図５に示すように冷媒が略水平方向に流れている場合においては分配管２０７を略水平に設置、または図６に示すように冷媒が略鉛直方向に流れている場合において分配管２０７を略鉛直方向に設置する。このようにすることで、冷媒液と冷凍機油とを２台の第１アキュムレーター２０５ａ、第２アキュムレーター２０５ｂのそれぞれに均等に分配することができる。

　このような分配管２０７をアキュムレーター２０５の上流側に設置することで、第１アキュムレーター２０５ａ、第２アキュムレーター２０５ｂの双方ともにほぼ同量の冷媒液と冷凍機油を保持することができ、空気調和装置１００の信頼性の向上を可能としている。なお、実施の形態１では、２台のアキュムレーター２０５を用いた場合について説明したが、アキュムレーター２０５の台数を特に限定するものではなく、３台以上のアキュムレーターを用いた場合でも同様の効果を奏することができる。

実施の形態２．
　図７は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の設置例を示す概略図である。図７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、冷媒（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。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。

　実施の形態１に係る空気調和装置１００では、冷媒をそのまま利用する方式（直膨方式）を採用しているが、実施の形態２に係る空気調和装置では、冷媒（熱源側冷媒）を間接的に利用する方式（間接方式）を採用している。すなわち、実施の形態２に係る空気調和装置は、熱源側冷媒に貯えた冷熱または温熱を、熱源側冷媒とは異なる冷媒（以下、熱媒体と称する）に伝達し、熱媒体に貯えた冷熱または温熱で空調対象空間を冷房または暖房するようになっている。

　図７においては、本実施の形態に係る空気調和装置は、熱源機である１台の室外機１と、複数台の室内機２と、室外機１と室内機２との間に介在する熱媒体変換機３と、を有している。熱媒体変換機３は、熱源側冷媒と熱媒体とで熱交換を行なうものである。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。熱媒体変換機３は、室外機１及び室内機２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。

　図７に示すように、実施の形態２に係る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、実施の形態２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。

　なお、図７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（たとえば、建物９における天井裏などのスペース、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７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。

　図７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、熱媒体変換機３は、室外機１の近傍に設置することもできる。ただし、熱媒体変換機３から室内機２までの距離が長すぎると、熱媒体の搬送動力がかなり大きくなるため、省エネの効果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及び熱媒体変換機３の接続台数を図７に図示してある台数に限定するものではなく、実施の形態２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８は、実施の形態２に係る空気調和装置（以下、空気調和装置１０１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８に基づいて、空気調和装置１０１の詳しい構成について説明する。図８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。なお、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、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で接続されて搭載されている。アキュムレーター１９は、第１アキュムレーター１９ａと、第２アキュムレーター１９ｂと、で構成されており、これらが圧縮機１０の吸入側で並列に接続されている。

　圧縮機１０は、熱源側冷媒を吸入し、その熱源側冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものであり、たとえば容量制御可能なインバータ圧縮機等で構成するとよい。第１冷媒流路切替装置１１は、暖房運転モード時（全暖房運転モード時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モード時（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機能し、冷房運転時には放熱器（ガスクーラー）として機能し、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うものである。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、暖房運転モード時と冷房運転モード時の違いによる余剰冷媒、過渡的な運転の変化（たとえば、室内機２の運転台数の変化）に対する余剰冷媒を蓄えるものである。

［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、図示省略のファン等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、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８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、紙面下側から室内機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７と同様に、室内機２の接続台数を図８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、１つの開閉装置１７と、４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。

　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）又は蒸発器として機能し、熱源側冷媒と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（１）、第２冷媒流路切替装置１８ａ（２）との間に設けられており、冷房暖房混在運転モード時において熱媒体の冷却に供するものである。熱媒体間熱交換器１５ｂは、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（１）、第２冷媒流路切替装置１８ｂ（２）との間に設けられており、冷房暖房混在運転モード時において熱媒体の加熱に供するものである。

　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、全冷房運転モード時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ａの上流側に設けられている。絞り装置１６ｂは、全冷房運転モード時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ｂの上流側に設けられている。２つの絞り装置１６は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁等で構成するとよい。

　開閉装置１７（第３冷媒流路切替装置）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に設けられている。

　４つの第２冷媒流路切替装置１８（第２冷媒流路切替装置１８ａ（１）、第２冷媒流路切替装置１８ａ（２）、第２冷媒流路切替装置１８ｂ（１）、第２冷媒流路切替装置１８ｂ（２））は、二方弁等で構成され、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（第２冷媒流路切替装置１８ａ（１）及び第２冷媒流路切替装置１８ａ（２））は、全冷房運転モード時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ａの下流側に設けられている。第２冷媒流路切替装置１８ｂ（第２冷媒流路切替装置１８ｂ（１）及び第２冷媒流路切替装置１８ｂ（２））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。なお、ポンプ２１ａを、熱媒体間熱交換器１５ａと第１熱媒体流路切替装置２２との間における配管５に設けてもよい。また、ポンプ２１ｂを、熱媒体間熱交換器１５ｂと第１熱媒体流路切替装置２２との間における配管５に設けてもよい。

　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。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。

　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。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。

　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に流れる熱媒体の流量を調整するものである。熱媒体流量調整装置２５は、室内機２の設置台数に応じた個数（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。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。

　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、及び、圧力センサー３６）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、空気調和装置１０１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、熱源側熱交換器１２及び利用側熱交換器２６近傍に設けられる図示省略の送風機の回転数、第１冷媒流路切替装置１１の切り替え、ポンプ２１の駆動周波数、第２冷媒流路切替装置１８の切り替え、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。

　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または熱媒体変換機３に設けてもよい。

　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、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１０１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、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、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。

　よって、空気調和装置１０１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、空気調和装置１０１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を循環する熱媒体とが熱交換するようになっている。

　空気調和装置１０１が実行する各運転モードについて説明する。この空気調和装置１０１は、各室内機２からの指示に基づいて、その室内機２で冷房運転あるいは暖房運転が可能になっている。つまり、空気調和装置１０１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。

　空気調和装置１０１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、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、冷房負荷の方が大きい冷房暖房混在運転モードとしての冷房主体運転モード、及び、暖房負荷の方が大きい冷房暖房混在運転モードとして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、熱源側冷媒及び熱媒体の流れとともに説明する。

［全冷房運転モード］
　図９は、空気調和装置１０１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９では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の流れる配管を示している。また、図９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９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超臨界状態で温度が低下した高圧の冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した高圧冷媒は、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に流入した高圧冷媒は、開閉装置１７を経由した後に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。なお、開閉装置１７は開となっている。

　この二相冷媒は、蒸発器として作用する熱媒体間熱交換器１５ａ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（１）及び第２冷媒流路切替装置１８ｂ（１）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、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、第２冷媒流路切替装置１８ａ（１）及び第２冷媒流路切替装置１８ｂ（１）は開、第２冷媒流路切替装置１８ａ（２）及び第２冷媒流路切替装置１８ｂ（２）は閉となっている。第２冷媒流路切替装置１８ａ（２）及び第２冷媒流路切替装置１８ｂ（２）がともに閉となっているため、バイパス配管４ｄ（熱源側熱交換器１２と開閉装置１７との間と、第１冷媒流路切替装置１１と第２冷媒流路切替装置１８ｂとの間と、を接続し、熱媒体間熱交換器１５をバイパス可能にした冷媒配管４）を通した冷媒の流れはない。ただし、バイパス配管４ｄの一端が高圧状態になっており、バイパス配管４ｄは高圧の熱源側冷媒で満たされている。

　また、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。

　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及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、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、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９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、熱媒体を循環させればよい。

［全暖房運転モード］
　図１０は、空気調和装置１０１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１０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１０では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の流れ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を通り、室外機１から流出する。室外機１から流出した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した高温・高圧のガス冷媒は、分岐されて第２冷媒流路切替装置１８ａ（１）及び第２冷媒流路切替装置１８ｂ（１）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。

　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を循環する熱媒体に放熱しながら超臨界状態で温度が低下した高圧の冷媒となる。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、開閉装置１７を通って、熱媒体変換機３から流出し、冷媒配管４を通って再び室外機１へ流入する。なお、開閉装置１７は開となっている。

　室外機１に流入した冷媒は、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、第２冷媒流路切替装置１８ａ（１）及び第２冷媒流路切替装置１８ｂ（１）は開、第２冷媒流路切替装置１８ａ（２）及び第２冷媒流路切替装置１８ｂ（２）は閉となっている。第２冷媒流路切替装置１８ａ（２）と第２冷媒流路切替装置１８ｂ（２）がともに閉となっているため、バイパス配管４ｄを通した冷媒の流れはない。ただし、バイパス配管４ｄの一端が低圧の二相管になっており、バイパス配管４ｄは低圧の冷媒で満たされている。

　また、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。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。

　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及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、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。

　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１０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、熱媒体を循環させればよい。

［冷房主体運転モード］
　図１１は、空気調和装置１０１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１１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１１では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の循環する配管を示している。また、図１１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１１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超臨界状態で温度が低下した冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した冷媒は、室外機１から流出し、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した冷媒は、第２冷媒流路切替装置１８ｂ（２）を通って凝縮器（ガスクーラー）として作用する熱媒体間熱交換器１５ｂに流入する。

　熱媒体間熱交換器１５ｂに流入した冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体に放熱しながら、さらに温度が低下した冷媒となる。熱媒体間熱交換器１５ｂから流出した冷媒は、絞り装置１６ｂで膨張させられて低圧二相冷媒となる。この低圧二相冷媒は、絞り装置１６ａを介して蒸発器として作用する熱媒体間熱交換器１５ａに流入する。熱媒体間熱交換器１５ａに流入した低圧二相冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体から吸熱することで、熱媒体を冷却しながら、低圧のガス冷媒となる。このガス冷媒は、熱媒体間熱交換器１５ａから流出し、第２冷媒流路切替装置１８ａ（１）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、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、第２冷媒流路切替装置１８ａ（１）は開、第２冷媒流路切替装置１８ａ（２）は閉、第２冷媒流路切替装置１８ｂ（１）は、閉、第２冷媒流路切替装置１８ｂ（２）は開となっている。第２冷媒流路切替装置１８ａ（２）が閉、第２冷媒流路切替装置１８ｂ（２）が開となっているため、バイパス配管４ｄの内部には高圧冷媒が流れており、バイパス配管４ｄは高圧の熱源側冷媒で満たされている。

　また、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。

　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及びポンプ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。

　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の暖房を行なう。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。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、暖かい熱媒体と冷たい熱媒体とは、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１１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、熱媒体を循環させればよい。

［暖房主体運転モード］
　図１２は、空気調和装置１０１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１２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１２では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の循環する配管を示している。また、図１２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１２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を全閉とし、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を通り、室外機１から流出する。室外機１から流出した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した高温・高圧のガス冷媒は、第２冷媒流路切替装置１８ｂ（１）を通って凝縮器（ガスクーラー）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超臨界状態で温度が低下した冷媒となる。熱媒体間熱交換器１５ｂから流出した冷媒は、絞り装置１６ｂで膨張させられて低圧二相冷媒となる。この低圧二相冷媒は、絞り装置１６ａを介して蒸発器として作用する熱媒体間熱交換器１５ａに流入する。熱媒体間熱交換器１５ａに流入した低圧二相冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体から吸熱することで蒸発し、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（２）及びバイパス配管４ｄ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。

　このとき、第２冷媒流路切替装置１８ａ（１）は閉、第２冷媒流路切替装置１８ａ（２）は開、第２冷媒流路切替装置１８ｂ（１）は開、第２冷媒流路切替装置１８ｂ（２）は閉となっている。第２冷媒流路切替装置１８ａ（２）が開、第２冷媒流路切替装置１８ｂ（２）が閉となっているため、バイパス配管４ｄの内部には低圧二層冷媒が流れており、バイパス配管４ｄは低圧の熱源側冷媒で満たされている。

　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１７は閉となっている。なお、絞り装置１６ｂを全開とし、絞り装置１６ａでサブクールを制御するようにしてもよい。

　次に、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れについて説明する。
　暖房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ｂで熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ２１ｂによって配管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及びポンプ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。

　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の冷房を行なう。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。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。

　暖房主体運転モードを実行する際、熱負荷のない利用側熱交換器２６（サーモオフを含む）へは熱媒体を流す必要がないため、熱媒体流量調整装置２５により流路を閉じて、利用側熱交換器２６へ熱媒体が流れないようにする。図７においては、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器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、熱媒体を循環させればよい。

［冷媒配管４］
　以上説明したように、実施の形態２に係る空気調和装置１０１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］
　実施の形態２に係る空気調和装置１０１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。

［熱源側冷媒］
　熱源側冷媒としては、地球温暖化係数が比較的小さい値とされている二酸化炭素（ＣＯ₂）を用いている。

［熱媒体］
　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１０１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。

　空気調和装置１０１では、実施の形態１に係る空気調和装置１００と同様に冷媒に二酸化炭素を用いている。したがって、アキュムレーターに要求される設計圧力は、８．５ＭＰａ程度となる。このような高い圧力に耐え得るアキュムレーターを製造するためには、従来冷媒（たとえば、ＨＦＣ系冷媒）を用いたときに比べ、容器の肉厚を大幅に厚くしなければならない。家庭用ルームエアコンのように小さなシステムでは、余剰冷媒が少ないので、アキュムレーターの容量は小さくて済む。しかしながら、ビル用マルチエアコンのように大型なシステムでは、アキュムレーターの容量は２０リットルにもなる。

　すなわち、この容量を賄い、なおかつ耐圧が高いアキュムレーターを製造することは、技術的に非常に難しいものとなる。また、容量の大型化に伴い、アキュムレーター自身の重量も非常に重くなってしまう。さらに、製造に要する手間だけでなく、コストも多く要することになる。このような課題を解決しなければ、二酸化炭素を冷媒として用いたシステムとしての実用化が難しいものとなる。そこで、図４～図６で説明したように、アキュムレーターの胴直径Ｄを２１０ｍｍ程度、容積を１２リットル以下にすることによって、コストパフォーマンスが高い、アキュムレーターを提供することが可能となり、大幅なコストダウンを図ることができる。

　また、このようなアキュムレーターを空気調和装置１０１の冷凍サイクルの要素機器の１つとして設ければ、必要冷媒量を適正に常に保持でき、高効率な運転を実現することもできる。加えて、分配管２０７をアキュムレーター１９の上流側に設置することで、第１アキュムレーター１９ａ、第２アキュムレーター１９ｂの双方ともにほぼ同量の冷媒液と冷凍機油を保持することができ、空気調和装置１０１の信頼性の向上を可能としている。なお、実施の形態２では、２台のアキュムレーター１９を用いた場合について説明したが、アキュムレーター１９の台数を特に限定するものではなく、３台以上のアキュムレーターを用いた場合でも同様の効果を奏することができる。

　以上説明したように、実施の形態２に係る空気調和装置１０１においては、バイパス配管４ｄ内は、第１冷媒流路切替装置１１の切替状態によって、圧力状態が異なったものとなり、高圧冷媒と低圧冷媒のいずれかで満たされる。

　また、冷房主体運転モードと暖房主体運転モードにおいて、熱媒体間熱交換器１５ｂと熱媒体間熱交換器１５ａの状態（加熱または冷却）が変化すると、今まで温水だったものが冷やされて冷水になり、冷水だったものが温められて温水になり、エネルギーの無駄が発生する。そこで、空気調和装置１０１では、冷房主体運転モード及び暖房主体運転モードのいずれにおいても、常に、熱媒体間熱交換器１５ｂが暖房側、熱媒体間熱交換器１５ａが冷房側となるように構成している。

　さらに、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、実施の形態２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、実施の形態２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が二方流路切替弁であるかのように示したが、これに限るものではなく、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。また、四方弁を用いて第２冷媒流路切替装置１８を構成するようにしてもよい。

　実施の形態２に係る空気調和装置１０１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。たとえば、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。

　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。

　実施の形態２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、熱媒体を冷却または／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。

　実施の形態２では、第１熱媒体流路切替装置２２、第２熱媒体流路切替装置２３、及び、熱媒体流量調整装置２５が、各利用側熱交換器２６にそれぞれ１つずつ接続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、１つの利用側熱交換器２６に対し、それぞれが複数接続されていてもよい。この場合には、同じ利用側熱交換器２６に接続されている、第１熱媒体流路切替装置、第２熱媒体流路開閉装置、熱媒体流量調整装置を同じように動作させればよい。

　以上のように、実施の形態１及び実施の形態２に係る空気調和装置は、動作圧力が高い二酸化炭素を用いた場合でも、容量の小さいアキュムレーターを少なくとも２個以上設けることで、製品の低コスト化を実現している。なお、実施の形態１で説明した内容を実施の形態２の内容に適宜応用できるものとし、実施の形態２で説明した内容を実施の形態１の内容に適宜応用できるものとする。

　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、４ｄ　バイパス配管、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、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、１７　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、１８ａ（１）　第２冷媒流路切替装置、１８ａ（２）第２冷媒流路切替装置、１８ｂ　第２冷媒流路切替装置、１８ｂ（１）　第２冷媒流路切替装置、１８ｂ（２）　第２冷媒流路切替装置、１９　アキュムレーター、１９ａ　第１アキュムレーター、１９ｂ　第２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　圧力センサー、１００　空気調和装置、１０１　空気調和装置、２００　室外機、２０１　圧縮機、２０２　油分離器、２０３　第１流路切替装置、２０４　熱源側熱交換器、２０５　アキュムレーター、２０５ａ　第１アキュムレーター、２０５ｂ　第２アキュムレーター、２０６　油戻キャピラリー、２０７　分配管、３００　室内機、３００ａ　室内機、３００ｂ　室内機、３００ｃ　室内機、３００ｄ　室内機、３０１　利用側熱交換器、３０１ａ　利用側熱交換器、３０１ｂ　利用側熱交換器、３０１ｃ　利用側熱交換器、３０１ｄ　利用側熱交換器、３０２　絞り装置、３０２ａ　絞り装置、３０２ｂ　絞り装置、３０２ｃ　絞り装置、３０２ｄ　絞り装置、４００　配管、４００ａ　配管、４００ｂ　配管、Ａ　冷媒循環回路、Ｂ　熱媒体循環回路。

Claims

　少なくとも圧縮機、熱源側熱交換器、絞り装置、及び、利用側熱交換器が配管接続され、熱源側冷媒が循環する冷媒回路が形成された空気調和装置であって、
　冷媒に超臨界状態に遷移するものを用い、
　前記圧縮機の吸入側に２台以上のアキュムレーターを並列に接続している
　ことを特徴とする空気調和装置。
　前記圧縮機、前記熱源側熱交換器、及び、前記アキュムレーターを室外機に備え、
　前記絞り装置、及び、前記利用側熱交換器を室内機に備えた
　ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
　少なくとも圧縮機、熱源側熱交換器、絞り装置、及び、熱媒体間熱交換器の冷媒側流路が直列に配管接続され、熱源側冷媒が循環する冷媒循環回路と、
　少なくとも前記熱媒体間熱交換器の熱媒体側流路、ポンプ、及び、利用側熱交換器が直列に配管接続され、熱媒体が循環する熱媒体循環回路と、が形成された空気調和装置であって、
　冷媒に超臨界状態に遷移するものを用い、
　前記圧縮機の吸入側に２台以上のアキュムレーターを並列に接続している
　ことを特徴とする空気調和装置。
　前記圧縮機、及び、前記熱源側熱交換器を室外機に備え、
　前記熱媒体間熱交換器、前記絞り装置、及び、前記ポンプを熱媒体変換機に備え、
　前記利用側熱交換器を室内機に備えた
　ことを特徴とする請求項３に記載の空気調和装置。
　前記２台以上のアキュムレーターを略同容積としている
　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。
　前記２台以上のアキュムレーターの１台当たりの容積を１２リットル以下にしている
　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。
　前記２台以上のアキュムレーターに熱源側冷媒を略均等分配する分配管を前記２台以上のアキュムレーターの上流側に設けている
　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。
　前記分配管を熱源側冷媒の流れに対応して略水平方向又は略鉛直方向に設置している
　ことを特徴とする請求項７に記載の空気調和装置。
　冷媒に二酸化炭素を用いた
　ことを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の空気調和装置。
　前記アキュムレーターの設計圧力を７．０ＭＰａ以上とした
　ことを特徴とする請求項１～９のいずれか一項に記載の空気調和装置。