WO2013069351A1 - 空気調和装置 - Google Patents

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WO2013069351A1
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pressure
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heat exchanger
heat
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山下 浩司
傑 鳩村
亮宗 石村
若本 慎一
直史 竹中
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三菱電機株式会社
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    • F25B41/39Dispositions with two or more expansion means arranged in series, i.e. multi-stage expansion, on a refrigerant line leading to the same evaporator

Definitions

  • the present invention relates to an air conditioner applied to, for example, a building multi-air conditioner.
  • the air conditioner includes an outdoor unit, a repeater, and an indoor unit, such as a multi air conditioner for buildings.
  • the outdoor unit and the repeater are connected by a refrigerant pipe through which the refrigerant circulates, and the repeater and the indoor unit are heated.
  • the thing connected by the heat medium piping which a medium circulates is proposed (for example, refer patent document 1).
  • the outdoor unit and the indoor unit are connected via a relay having a heat exchanger related to heat medium that exchanges heat between the refrigerant and the heat medium.
  • the technique of patent document 1 since the technique of patent document 1 has a several heat exchanger between heat media and several flow-path switching apparatus, the technique of patent document 1 can implement air-conditioning mixed operation. .
  • Patent Document 3 An air conditioner having a refrigerant circuit in which a check valve is connected in parallel to a throttle device provided on the indoor side and a check valve is connected in parallel to the throttle device provided on the outdoor side is also proposed.
  • the technology described in Patent Document 3 is a pipe that connects a high-pressure liquid refrigerant to an intake side of a compressor and an accumulator even if the flow of the refrigerant changes by switching between cooling operation and heating operation by this refrigerant circuit. And can be injected into the compressor.
  • Patent Document 2 Since the technique described in Patent Document 2 is a technique for injecting a high-pressure liquid refrigerant into the compressor of the refrigeration apparatus, the refrigerant flow is changed, for example, by switching from cooling operation to heating operation or air-conditioning mixed operation. There was a problem that it was not possible to cope with it.
  • Patent Document 3 cannot be injected into an indoor unit in which a check valve is not connected in parallel to the throttle unit on the outdoor unit side, and is therefore less versatile.
  • the present invention solves at least one of the above-described problems, and an air conditioner that can improve the operational stability by reducing the discharge temperature of the compressor without depending on the operation mode.
  • the purpose is to provide.
  • An air conditioner includes a compressor having a compression chamber in a sealed container, a first refrigerant flow switching device, a first heat exchanger, a first expansion device, and a second heat.
  • An accumulator for connecting the exchanger to the refrigerant pipe to form a circulation circuit to form a refrigeration cycle, and storing surplus refrigerant provided in a flow path on the suction side of the compressor; a compressor and an accumulator;
  • a suction injection pipe for introducing a liquid or a two-phase refrigerant from the outside into the flow path between, and a second expansion device provided in the suction injection pipe, at least in the first heat exchanger
  • a heating operation in which a low-pressure refrigerant is flown to operate as an evaporator and a high-pressure refrigerant is allowed to flow in part or all of the second heat exchanger to operate as a condenser is possible.
  • the refrigerant flow path is provided with a third throttle device that generates a medium pressure that is smaller than the high pressure and larger than the low pressure during the heating operation. Is connected to the upstream flow path of the expansion device, and the medium-pressure refrigerant generated by the third expansion device during heating operation is introduced to the suction side of the compressor through the second expansion device and the suction injection pipe. To do.
  • the air conditioner of the present invention it is possible to suppress an increase in the temperature of the refrigerant discharged from the compressor regardless of the operation mode due to the suction injection from the suction injection pipe. It is possible to suppress the deterioration of the operation and improve the operational stability.
  • FIG. 14 is a ph diagram (pressure-enthalpy diagram) during the cooling only operation shown in FIGS. 3 and 13; It is a figure explaining the flow of the refrigerant
  • FIG. 15 is a ph diagram during the all-heating operation shown in FIGS.
  • FIG. 16 is a ph diagram during the cooling main operation shown in FIGS. 7 and 15. It is a figure explaining the flow of the refrigerant
  • FIG. 17 is a ph diagram during the heating main operation shown in FIGS. 9 and 16. It is the schematic of the structure of the expansion apparatus of the air conditioning apparatus which concerns on Embodiment 1 and Embodiment 2 of this invention. It is a circuit structural example of the air conditioning apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention.
  • FIG. Embodiment 1 is a schematic diagram illustrating an installation example of the air-conditioning apparatus according to the first embodiment. Based on FIG. 1, the installation example of an air conditioning apparatus is demonstrated.
  • each indoor unit can freely select a cooling mode or a heating mode as an operation mode by using a refrigeration cycle (refrigerant circulation circuit A, heat medium circulation circuit B) that circulates a refrigerant and a heat medium. It is.
  • a refrigeration cycle refrigerant circulation circuit A, heat medium circulation circuit B
  • the relationship of the size of each component may be different from the actual one.
  • the air-conditioning apparatus is interposed between one outdoor unit 1 that is a heat source unit, a plurality of indoor units 2, and the outdoor unit 1 and the indoor unit 2. And a heat medium relay unit 3.
  • the heat medium relay unit 3 performs heat exchange between the refrigerant (heat source side refrigerant) and the heat medium.
  • the outdoor unit 1 and the heat medium relay unit 3 are connected by a refrigerant pipe 4 that conducts the refrigerant.
  • the heat medium relay unit 3 and the indoor unit 2 are connected by a pipe (heat medium pipe) 5 that conducts the heat medium.
  • the cold or warm heat generated by the outdoor unit 1 is delivered to the indoor unit 2 via the heat medium converter 3.
  • the outdoor unit 1 is normally disposed in an outdoor space 6 that is a space outside a building 9 such as a building (for example, a rooftop), and supplies cold or hot heat to the indoor unit 2 via the heat medium converter 3. It is.
  • the indoor unit 2 is disposed at a position where cooling air or heating air can be supplied to the indoor space 7 which is a space (for example, a living room) inside the building 9, and the cooling air is supplied to the indoor space 7 as the air-conditioning target space. Alternatively, heating air is supplied.
  • the heat medium relay unit 3 is configured as a separate housing from the outdoor unit 1 and the indoor unit 2 and is configured to be installed at a position different from the outdoor space 6 and the indoor space 7. Is connected to the refrigerant pipe 4 and the pipe 5, respectively, and transmits cold heat or hot heat supplied from the outdoor unit 1 to the indoor unit 2.
  • the outdoor unit 1 and the heat medium converter 3 use two refrigerant pipes 4, and the heat medium converter 3 and each indoor unit. 2 are connected to each other using two pipes 5.
  • each unit (outdoor unit 1, indoor unit 2, and heat medium converter 3) is connected using two pipes (refrigerant pipe 4, pipe 5). By doing so, construction is easy.
  • the heat medium converter 3 is installed in a space such as the back of the ceiling (hereinafter simply referred to as a space 8) that is inside the building 9 but is different from the indoor space 7.
  • the state is shown as an example.
  • the heat medium relay 3 can also be installed in a common space where there is an elevator or the like.
  • 1 and 2 show an example in which the indoor unit 2 is a ceiling cassette type, the present invention is not limited to this, and the indoor space 7 such as a ceiling embedded type or a ceiling suspended type is shown. Any type of air can be used as long as heating air or cooling air can be blown out directly or through a duct.
  • FIG. 1 shows an example in which the outdoor unit 1 is installed in the outdoor space 6, but the present invention is not limited to this.
  • the outdoor unit 1 may be installed in an enclosed space such as a machine room with a ventilation opening. If the waste heat can be exhausted outside the building 9 by an exhaust duct, the outdoor unit 1 may be installed inside the building 9. It may be installed or may be installed inside the building 9 using the water-cooled outdoor unit 1. No matter what place the outdoor unit 1 is installed, no particular problem occurs.
  • the heat medium converter 3 can also be installed in the vicinity of the outdoor unit 1. However, it should be noted that if the distance from the heat medium relay unit 3 to the indoor unit 2 is too long, the power for transporting the heat medium becomes considerably large, and the energy saving effect is diminished. Furthermore, the number of connected outdoor units 1, indoor units 2, and heat medium converters 3 is not limited to the number illustrated in FIGS. 1 and 2, and the air conditioner according to Embodiment 1 is installed. What is necessary is just to determine a number according to the building 9 to be.
  • FIG. 2 is a circuit configuration example of the air-conditioning apparatus (hereinafter referred to as air-conditioning apparatus 100) according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic diagram of the configuration of the expansion device 14 of the air-conditioning apparatus 100 according to Embodiment 1. Based on FIG.2 and FIG.11, the detailed structure of the air conditioning apparatus 100 is demonstrated.
  • the outdoor unit 1 and the heat medium relay unit 3 are connected to the refrigerant pipe 4 via the heat exchanger related to heat medium 15 a and the heat exchanger related to heat medium 15 b provided in the heat medium converter 3. Connected with.
  • the heat medium relay unit 3 and the indoor unit 2 are also connected by the pipe 5 via the heat exchanger related to heat medium 15a and the heat exchanger related to heat medium 15b.
  • the refrigerant pipe 4 will be described in detail later.
  • the air conditioner 100 has a refrigerant circulation circuit A that is a refrigeration cycle for circulating refrigerant and a heat medium circulation circuit B that circulates a heat medium, and each indoor unit 2 can select a cooling operation or a heating operation. is there.
  • a mode in which all the operating indoor units 2 execute the cooling operation is a cooling only operation mode
  • a mode in which all the operating indoor units 2 perform the heating operation is a heating only operation mode, a cooling operation and heating.
  • the cooling / heating mixed operation mode can be performed in a mode in which indoor units that perform operation are mixed.
  • the air-conditioning mixed operation mode includes a cooling main operation mode in which the cooling load is larger and a heating main operation mode in which the heating load is larger.
  • the cooling only operation mode, heating only operation mode, cooling main operation mode, and heating main operation mode will be described in detail with reference to FIGS.
  • Outdoor unit 1 In the outdoor unit 1, a compressor 10, a first refrigerant flow switching device 11 such as a four-way valve, a heat source side heat exchanger 12, and an accumulator 19 are connected in series through a refrigerant pipe 4.
  • the outdoor unit 1 is also provided with a first connection pipe 4a, a second connection pipe 4b, a check valve 13a, a check valve 13b, a check valve 13c, and a check valve 13d.
  • the outdoor unit 1 includes a branch portion 27a, a branch portion 27b, an opening / closing device 24, a backflow prevention device 20, a throttling device 14a, a throttling device 14b, an intermediate pressure detecting device 32, a discharge refrigerant temperature detecting device 37, and a high pressure detecting device 39.
  • a suction injection pipe 4c, a branch pipe 4d, and a control device 50 are provided.
  • the compressor 10 sucks the refrigerant and compresses the refrigerant to a high temperature and high pressure state.
  • the compressor 10 may be composed of an inverter compressor capable of capacity control.
  • the compressor 10 has a discharge side connected to the first refrigerant flow switching device 11 and a suction side connected to the suction injection pipe 4 c and the accumulator 19.
  • the compressor 10 is a low-pressure shell type compressor having a compression chamber in a sealed container, the inside of the sealed container having a low-pressure refrigerant pressure atmosphere, and sucking and compressing the low-pressure refrigerant in the sealed container into the compression chamber.
  • the compressor 10 is connected to a suction injection pipe 4c connected to the refrigerant pipe 4 between the suction side of the compressor 10 and the accumulator 19, and a high or medium pressure is connected to the suction side of the compressor 10.
  • the refrigerant can be injected.
  • the refrigerant and oil (refrigerating machine oil) that flowed in from the suction side of the compressor 10 can flow into the lower part of the compressor 10.
  • the compressor 10 has a motor, and has an intermediate portion that compresses the refrigerant flowing from the lower portion of the compressor 10.
  • the discharge chamber comprised with the airtight container is provided in the upper part of the compressor 10, and the refrigerant
  • the compressor 10 has a portion exposed to the high-temperature and high-pressure refrigerant such as the upper portion of the compressor 10 and a portion exposed to the low-temperature and low-pressure refrigerant such as the lower portion of the compressor 10.
  • the temperature of the sealed container constituting the compressor 10 is an intermediate temperature.
  • the motor generates heat due to the current supplied to the intermediate motor. Therefore, the low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant sucked into the compressor 10 is heated by the sealed container and the motor of the compressor 10.
  • the first refrigerant flow switching device 11 has a refrigerant flow during heating operation (in the heating only operation mode and heating main operation mode) and a refrigerant flow during the cooling operation (in the cooling only operation mode and cooling main operation mode). It switches between flow.
  • the first refrigerant flow switching device 11 connects the discharge side of the compressor 10 and the first connection pipe 4 a and connects the heat source side heat exchanger 12 and the accumulator 19.
  • the state is illustrated.
  • the heat source side heat exchanger 12 functions as an evaporator during heating operation, functions as a condenser (or radiator) during cooling operation, and generates heat between air and refrigerant supplied from a blower such as a fan (not shown).
  • the refrigerant is evaporated or condensed and liquefied.
  • One of the heat source side heat exchangers 12 is connected to the first refrigerant flow switching device 11, and the other is connected to the refrigerant pipe 4 provided with the check valve 13a.
  • the accumulator 19 is provided on the suction side of the compressor 10 and stores excess refrigerant.
  • One of the accumulators 19 is connected to the first refrigerant flow switching device 11, and the other is connected to the suction side of the compressor 10.
  • the check valve 13a is provided in the refrigerant pipe 4 between the heat source side heat exchanger 12 and the heat medium converter 3, and the check valve 13a is used only in a predetermined direction (direction from the outdoor unit 1 to the heat medium converter 3). It allows flow.
  • the check valve 13b is provided in the first connection pipe 4a, and causes the refrigerant discharged from the compressor 10 to flow through the heat medium converter 3 during the heating operation.
  • the check valve 13c is provided in the second connection pipe 4b, and causes the refrigerant returned from the heat medium relay unit 3 to flow to the suction side of the compressor 10 during the heating operation.
  • the check valve 13d is provided in the refrigerant pipe 4 between the heat medium converter 3 and the first refrigerant flow switching device 11, and only in a predetermined direction (direction from the heat medium converter 3 to the outdoor unit 1). The refrigerant flow is allowed.
  • the first connection pipe 4a is a refrigerant pipe 4 between the first refrigerant flow switching device 11 and the check valve 13d, and a refrigerant between the check valve 13a and the heat medium relay unit 3.
  • the pipe 4 is connected.
  • the second connection pipe 4b includes a refrigerant pipe 4 between the check valve 13d and the heat medium relay unit 3, and a refrigerant pipe 4 between the heat source side heat exchanger 12 and the check valve 13a.
  • the flow of the refrigerant flowing into the heat medium relay unit 3 is set to a constant direction regardless of the operation required by the indoor unit 2. be able to.
  • the two branch portions 27 branch the refrigerant that has flowed in.
  • the branch portion 27a is connected to the refrigerant pipe 4 provided with the check valve 13a on the refrigerant inflow side, and connected to the refrigerant pipe 4 connecting the outdoor unit 1 and the heat medium converter 3 on one side of the refrigerant outflow side.
  • the other side is connected to the branch pipe 4d.
  • the branch portion 27b has a refrigerant inflow side connected to the refrigerant pipe 4 that connects the heat medium relay unit 3 and the outdoor unit 1, and one of the refrigerant outflow side that is provided with the check valve 13d and the second connection.
  • the other side on the refrigerant outflow side is connected to the branch pipe 4d.
  • the liquid refrigerant or the gas-liquid two-phase refrigerant flows into the branch portion 27 according to the operation mode of the air conditioner 100.
  • the gas refrigerant flows through the branching portion 27b.
  • the cooling main operation mode the gas-liquid two-phase refrigerant flows through the branching portion 27a, and the gas refrigerant flows through the branching portion 27b.
  • the heating only operation mode and the heating main operation mode the gas-liquid two-phase refrigerant flows through the branch portion 27b.
  • the branching portion 27 has a structure in which the refrigerant is divided in a configuration in which the refrigerant branches into two after the refrigerant flows from the bottom to the top. That is, the refrigerant inflow side of the branching portion 27 is the lower side (lower in the gravity direction), and the refrigerant outflow side (both) of the branching portion 27 is the upper side (upper in the gravity direction).
  • the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the branch portion 27 can be evenly distributed, and a reduction in the air conditioning capability of the air conditioner 100 can be suppressed.
  • the opening / closing device 24 opens and closes the flow path between the branch portion 27a and the suction injection pipe 4c.
  • the opening / closing device 24 opens when injecting in the cooling only operation mode and when injecting in the cooling main operation mode, and closes when not injecting.
  • the opening / closing device 24 is closed in the heating only operation mode and the heating main operation mode.
  • the opening / closing device 24 is provided in the branch pipe 4d, one of which is connected to the branch portion 27a and the other is connected to the suction injection pipe 4c.
  • the opening / closing device 24 only needs to be capable of switching the opening and closing of the flow path, such as an electromagnetic valve that can be switched between opening and closing, and an electronic expansion valve that can change the opening area.
  • the backflow prevention device 20 causes the refrigerant to flow from the branching portion 27b to the suction injection pipe 4c when injecting in the all heating operation mode and in the heating main operation mode.
  • the backflow prevention device 20 is closed when injecting in the cooling only operation mode and in injection in the cooling main operation mode.
  • the backflow prevention device 20 is illustrated as an example in FIG. 2 as a check valve, but may be an electromagnetic valve that can be switched between open and closed, an electronic expansion valve that can change the opening area, and the like. .
  • the intermediate pressure detection device 32 detects the pressure of the refrigerant flowing between the branch portion 27b and the expansion device 14a. That is, the intermediate pressure detection device 32 detects the pressure of the medium-pressure refrigerant that has been reduced in pressure by the expansion device 16 of the heat medium relay unit 3 and returned to the outdoor unit 1.
  • the intermediate pressure detection device 32 is provided between the branch portion 27b and the expansion device 14a.
  • the high pressure detector 39 detects the pressure of the refrigerant that has been compressed by the compressor 10 and has become high pressure.
  • the high pressure detection device 39 is provided in the refrigerant pipe 4 connected to the discharge side of the compressor 10.
  • the intermediate pressure detection device 32 and the high pressure detection device 39 may be pressure sensors, but may be temperature sensors. That is, based on the detected temperature, the control device 50 may be able to calculate the intermediate pressure by calculation.
  • the discharge refrigerant temperature detection device 37 detects the temperature of the refrigerant discharged from the compressor 10 and is provided in the refrigerant pipe 4 connected to the discharge side of the compressor 10.
  • the suction refrigerant temperature detection device 38 detects the temperature of the refrigerant flowing into the compressor 10 and is provided in the refrigerant pipe 4 on the upstream side of the accumulator 19.
  • the branch refrigerant temperature detection device 33 detects the temperature of the refrigerant flowing into the branch portion 27a, and is provided in the flow path on the inflow side of the branch portion 27a.
  • the two throttle devices 14 have functions as pressure reducing valves and expansion valves, and expand the refrigerant by decompressing it.
  • the expansion device 14a is provided in the second connection pipe 4b (a flow path from a branch portion 27b to the heat source side heat exchanger 12 in a heating only operation mode and a heating main operation mode described later), and downstream of the check valve 13c. Is provided.
  • the expansion device 14b is provided in the suction injection pipe 4c. Gas-liquid two-phase refrigerant flows into the expansion device 14a in the heating only operation mode and the heating main operation mode. In addition, liquid refrigerant flows into the expansion device 14b in the cooling only operation mode, and in the cooling main operation mode, the heating only operation mode, and the heating main operation mode, the refrigerant in the gas-liquid two-phase state flows.
  • the expansion device 14a may be configured by an electronic expansion valve that can change the opening area. If the expansion device 14a is composed of an electronic expansion valve, the pressure on the upstream side of the expansion device 14a can be controlled to an arbitrary pressure.
  • the expansion device 14a is not limited to an electronic expansion valve, and the controllability is slightly deteriorated. However, a plurality of opening areas may be selected by combining a small electromagnetic valve, or a capillary tube. As an alternative, an intermediate pressure may be formed according to the pressure loss of the refrigerant.
  • the expansion device 14b may be constituted by an electronic expansion valve that can change the opening area. In the case of injection, the expansion device 14b controls the opening area of the expansion device 14b so that the discharge temperature of the compressor 10 detected by the discharge refrigerant temperature detection device 37 does not become too high.
  • the expansion device 14 is composed of an electronic expansion valve
  • the state in which gas flows and the state in which liquid flows through the expansion portion of the expansion device 14 are separated. May occur (separation of gas refrigerant and liquid refrigerant occurs), and the pressure on the outlet side of the expansion device 14 may not be stable.
  • the aperture device 14 has the following configuration.
  • the expansion device 14 includes an inflow pipe 41, an outflow pipe 42, a throttle portion (medium pressure refrigerant throttle portion, injection refrigerant throttle portion) 43, a valve body 44, a motor 45, and a stirring device (medium pressure refrigerant).
  • a stirring device, an injection refrigerant stirring device) 46 is formed in, for example, a substantially cylindrical shape, and guides the refrigerant flowing in from the inflow pipe 41 to the throttle portion 43.
  • the outflow pipe 42 is formed, for example, in a substantially cylindrical shape and is provided so as to be orthogonal to the inflow pipe 41, and guides the refrigerant decompressed by the throttle unit 43 to the outside of the throttle device 14.
  • the throttle portion 43 is a portion that depressurizes the refrigerant and communicates with the inflow pipe 41 and the outflow pipe 42.
  • the valve body 44 is provided in the throttle part 43 and depressurizes the refrigerant that has flowed into the throttle part 43.
  • the motor 45 rotates the valve body 44 to adjust the position of the valve body 44 and change the throttle amount of the throttle portion 43.
  • the motor 45 is controlled by the control device 50.
  • the stirring device 46 mixes the gas refrigerant and the liquid refrigerant almost uniformly among the refrigerant flowing in from the inflow pipe 41.
  • the expansion device 14 since the expansion device 14 has the above-described configuration, the gas refrigerant and the liquid refrigerant that have flowed in are stirred and then depressurized, so that the separation of the gas refrigerant and the liquid refrigerant is suppressed and the pressure is stabilized. Can be made.
  • the stirrer 46 only needs to be capable of creating a state in which the gas refrigerant and the liquid refrigerant are almost uniformly mixed. Therefore, the stirring device 46 may be made of, for example, a foam metal.
  • the foam metal here is a porous metal having the same three-dimensional network structure as a resin foam such as sponge, and has the highest porosity (porosity) among the metal porous bodies (80%). ⁇ 97%).
  • the stirring device 46 may be provided at a position where L / D is 6 or less. Thereby, since the liquid refrigerant stirred by the stirring device 46 reaches the throttle portion 43 while being stirred, it is possible to further suppress the pressure from becoming unstable.
  • the suction injection pipe 4 c is a pipe through which a refrigerant flows when injecting into the compressor 10.
  • One of the suction injection pipes 4 c is connected to the branch pipe 4 d, and the other is connected to the refrigerant pipe 4 connecting the accumulator 19 and the compressor 10.
  • a throttle device 14b is provided in the suction injection pipe 4c.
  • the branch pipe 4d is a pipe for guiding the refrigerant to the suction injection pipe 4c when injecting into the compressor 10.
  • the branch pipe 4d is connected to the branch part 27a, the branch part 27b, and the suction injection pipe 4c.
  • the branch pipe 4d is provided with a backflow prevention device 20 and an opening / closing device 24.
  • the control device 50 is configured by a microcomputer or the like, and performs control based on detection information from various detection devices and instructions from a remote controller. In addition to the above-described actuator control, the drive frequency of the compressor 10 is controlled. , The rotational speed of the blower attached to the heat source side heat exchanger 12 (including ON / OFF), opening / closing of the opening / closing device 24, opening of the expansion device 14 (throttle amount), switching of the first refrigerant flow switching device 11; And the various apparatuses etc. which were provided in the heat medium converter 3 and the indoor unit 2 are controlled, and each operation mode mentioned later is performed.
  • the control device 50 can control the flow rate of the refrigerant to be injected by opening the opening / closing device 24 and adjusting the opening of the expansion device 14b. Further, the control device 50 can control the flow rate of the refrigerant to be injected by closing the opening / closing device 24 and adjusting the opening degree of the expansion device 14a and the expansion device 14b in the heating only operation mode and the heating main operation mode. ing. And the temperature of the refrigerant
  • the expansion device 14a is controlled so that the control device 50 has the intermediate pressure detected by the intermediate pressure detection device 32 at a constant value (target value) in the heating only operation mode and the heating main operation mode. If the opening degree of the expansion device 14a is controlled so as to be within the target range, the discharge temperature control by the expansion device 14b is stabilized. More specifically, the control device 50 detects the detection pressure of the intermediate pressure detection device 32, the saturation pressure of the detection temperature of the intermediate pressure detection device 32, the detection temperature of the intermediate pressure detection device 32, or the detection of the intermediate pressure detection device 32. If the opening degree of the expansion device 14a is controlled so that the saturation temperature of the pressure becomes a constant value (target value) or falls within the target range, the control of the discharge temperature by the expansion device 14b becomes stable. .
  • the control device 50 may control the opening area of the expansion device 14b so that the discharge temperature of the compressor 10 detected by the discharge refrigerant temperature detection device 37 does not become too high. . More specifically, when it is determined that the discharge temperature exceeds a certain value (for example, 110 ° C.), the expansion device 14b may be controlled to open by a certain opening degree, for example, 10 pulses each. The opening degree of the expansion device 14b may be controlled so that the temperature becomes a target value (for example, 100 ° C.), or the discharge temperature may be controlled to be equal to or lower than the target value (for example, 100 ° C.).
  • a target value for example, 100 ° C.
  • the discharge temperature may be controlled to fall within a target range (for example, between 90 ° C. and 100 ° C.).
  • the control device 50 obtains the discharge superheat degree of the compressor 10 from the detection temperature of the discharge refrigerant temperature detection device 37 and the detection pressure of the high pressure detection device 39 so that the discharge superheat degree becomes a target value (for example, 40 ° C.).
  • the opening degree of the expansion device 14b may be controlled, the discharge superheat degree may be controlled to be a target value (for example, 40 ° C.) or less, and the discharge superheat degree is within a target range ( For example, it may be controlled to enter between 20 ° C. and 40 ° C.
  • Each indoor unit 2 is equipped with a use side heat exchanger 26.
  • the use side heat exchanger 26 is connected to the heat medium flow control device 25 and the second heat medium flow switching device 23 of the heat medium converter 3 by the pipe 5.
  • the use side heat exchanger 26 exchanges heat between air supplied from a blower such as a fan (not shown) and a heat medium, and generates heating air or cooling air to be supplied to the indoor space 7. To do.
  • FIG. 2 shows an example in which four indoor units 2 are connected to the heat medium relay unit 3, and are illustrated as an indoor unit 2a, an indoor unit 2b, an indoor unit 2c, and an indoor unit 2d from the bottom of the page. Show.
  • the use side heat exchanger 26 also uses the use side heat exchanger 26a, the use side heat exchanger 26b, the use side heat exchanger 26c, and the use side heat exchange from the lower side of the drawing. It is shown as a container 26d.
  • the number of connected indoor units 2 is not limited to four as shown in FIG.
  • the heat medium relay 3 includes two heat medium heat exchangers 15, two expansion devices 16, two opening / closing devices 17, two second refrigerant flow switching devices 18, and two pumps 21.
  • Four first heat medium flow switching devices 22, four second heat medium flow switching devices 23, and four heat medium flow control devices 25 are mounted.
  • the two heat exchangers between heat media 15 function as a condenser (heat radiator) or an evaporator, and exchange heat between the refrigerant and the heat medium.
  • heat medium heat exchanger 15a heat medium heat exchanger 15a
  • heat medium heat exchanger 15b heat medium heat exchanger 15b
  • the heat exchanger related to heat medium 15a is provided between the expansion device 16a and the second refrigerant flow switching device 18a in the refrigerant circulation circuit A, and cools the heat medium in the cooling only operation mode and the heating only operation mode.
  • the heating medium is heated and the cooling of the heating medium is performed in the cooling / heating mixed operation mode.
  • the heat exchanger related to heat medium 15b is provided between the expansion device 16b and the second refrigerant flow switching device 18b in the refrigerant circuit A, and cools and heats the heat medium in the cooling only operation mode.
  • the heating medium is heated in the operation mode, and the heating medium is heated in the cooling / heating mixed operation mode.
  • the two expansion devices 16 have functions as pressure reducing valves and expansion valves, and expand the refrigerant by reducing the pressure.
  • the expansion device 16a is provided on the upstream side of the heat exchanger related to heat medium 15a in the refrigerant flow during the cooling operation.
  • the expansion device 16b is provided on the upstream side of the heat exchanger related to heat medium 15b in the refrigerant flow during the cooling operation.
  • the two expansion devices 16 may be configured by a device whose opening degree can be variably controlled, for example, an electronic expansion valve.
  • the two opening / closing devices 17 are configured by a two-way valve or the like, and open / close the refrigerant pipe 4.
  • the opening / closing device 17a is provided in the refrigerant pipe 4 on the refrigerant inlet side.
  • the opening / closing device 17b is provided in a pipe connecting the refrigerant pipe 4 on the refrigerant inlet side and the outlet side.
  • the two second refrigerant flow switching devices 18 (second refrigerant flow switching device 18a and second refrigerant flow switching device 18b) are configured by four-way valves or the like, and switch the flow of refrigerant according to the operation mode. is there.
  • the second refrigerant flow switching device 18a is provided on the downstream side of the heat exchanger related to heat medium 15a in the refrigerant flow during the cooling operation.
  • the second refrigerant flow switching device 18b is provided on the downstream side of the heat exchanger related to heat medium 15b in the refrigerant flow during the cooling only operation.
  • the two pumps 21 (pump 21a and pump 21b) circulate a heat medium that conducts through the pipe 5.
  • the pump 21 a is provided in the pipe 5 between the heat exchanger related to heat medium 15 a and the second heat medium flow switching device 23.
  • the pump 21 b is provided in the pipe 5 between the heat exchanger related to heat medium 15 b and the second heat medium flow switching device 23.
  • the two pumps 21 may be constituted by, for example, pumps capable of capacity control.
  • the four first heat medium flow switching devices 22 are configured by three-way valves or the like, and switch the heat medium flow channels. Is.
  • the first heat medium flow switching device 22 is provided in a number (here, four) according to the number of indoor units 2 installed. In the first heat medium flow switching device 22, one of the three sides is in the heat exchanger 15a, one of the three is in the heat exchanger 15b, and one of the three is in the heat medium flow rate. Each is connected to the adjusting device 25 and provided on the outlet side of the heat medium flow path of the use side heat exchanger 26.
  • the four second heat medium flow switching devices 23 are configured by three-way valves or the like, and switch the flow path of the heat medium. Is.
  • the number of the second heat medium flow switching devices 23 is set according to the number of installed indoor units 2 (here, four).
  • the heat exchanger is connected to the exchanger 26 and provided on the inlet side of the heat medium flow path of the use side heat exchanger 26.
  • the four heat medium flow control devices 25 are composed of two-way valves or the like that can control the opening area, and control the flow rate flowing through the pipe 5. is there.
  • the number of the heat medium flow control devices 25 is set according to the number of indoor units 2 installed (four in this case).
  • One of the heat medium flow control devices 25 is connected to the use side heat exchanger 26 and the other is connected to the first heat medium flow switching device 22, and is connected to the outlet side of the heat medium flow channel of the use side heat exchanger 26. Is provided.
  • the heat medium flow adjustment device 25 a, the heat medium flow adjustment device 25 b, the heat medium flow adjustment device 25 c, and the heat medium flow adjustment device 25 d are illustrated from the lower side of the drawing. Further, the heat medium flow control device 25 may be provided on the inlet side of the heat medium flow path of the use side heat exchanger 26.
  • the heat medium relay 3 is provided with various detection devices (two first temperature sensors 31, four second temperature sensors 34, four third temperature sensors 35, and one pressure sensor 36). Yes. Information (temperature information, pressure information) detected by these detection devices is sent to a control device (not shown) that performs overall control of the operation of the air conditioner 100, and the drive frequency of the compressor 10 and the fan of the illustration not shown. This is used for control such as rotation speed, switching of the first refrigerant flow switching device 11, driving frequency of the pump 21, switching of the second refrigerant flow switching device 18, switching of the flow path of the heat medium.
  • the two first temperature sensors 31 are the heat medium flowing out from the heat exchanger related to heat medium 15, that is, the temperature of the heat medium at the outlet of the heat exchanger related to heat medium 15.
  • a thermistor may be used.
  • the first temperature sensor 31a is provided in the pipe 5 on the inlet side of the pump 21a.
  • the first temperature sensor 31b is provided in the pipe 5 on the inlet side of the pump 21b.
  • the four second temperature sensors 34 are provided between the first heat medium flow switching device 22 and the heat medium flow control device 25, and use side heat exchangers.
  • the temperature of the heat medium that has flowed out of the heater 26 is detected, and it may be constituted by a thermistor.
  • the number of the second temperature sensors 34 (four here) according to the number of indoor units 2 installed is provided. In correspondence with the indoor unit 2, the second temperature sensor 34a, the second temperature sensor 34b, the second temperature sensor 34c, and the second temperature sensor 34d are illustrated from the lower side of the drawing.
  • the four third temperature sensors 35 are provided on the refrigerant inlet side or outlet side of the heat exchanger related to heat medium 15 and flow into the heat exchanger related to heat medium 15.
  • the temperature of the refrigerant to be detected or the temperature of the refrigerant that has flowed out of the heat exchanger 15 between the heat mediums is detected, and may be constituted by a thermistor or the like.
  • the third temperature sensor 35a is provided between the heat exchanger related to heat medium 15a and the second refrigerant flow switching device 18a.
  • the third temperature sensor 35b is provided between the heat exchanger related to heat medium 15a and the expansion device 16a.
  • the third temperature sensor 35c is provided between the heat exchanger related to heat medium 15b and the second refrigerant flow switching device 18b.
  • the third temperature sensor 35d is provided between the heat exchanger related to heat medium 15b and the expansion device 16b.
  • the pressure sensor 36 is provided between the heat exchanger related to heat medium 15b and the expansion device 16b, and between the heat exchanger related to heat medium 15b and the expansion device 16b. The pressure of the flowing refrigerant is detected.
  • the control device provided in the heat medium relay unit 3 (not shown) is configured by a microcomputer or the like. Based on detection information from various detection devices and instructions from a remote controller, driving of the pump 21 and the expansion device 16 , Opening / closing of the switching device 17, switching of the second refrigerant flow switching device 18, switching of the first heat medium flow switching device 22, switching of the second heat medium flow switching device 23, and heat medium flow rate
  • the operation mode described later is executed by controlling the opening degree of the adjusting device 25 and the like.
  • the pipe 5 that conducts the heat medium is composed of one that is connected to the heat exchanger related to heat medium 15a and one that is connected to the heat exchanger related to heat medium 15b.
  • the pipe 5 is branched (here, four branches each) according to the number of indoor units 2 connected to the heat medium relay unit 3.
  • the pipe 5 is connected by a first heat medium flow switching device 22 and a second heat medium flow switching device 23.
  • the first heat medium flow switching device 22 and the second heat medium flow switching device 23 By controlling the first heat medium flow switching device 22 and the second heat medium flow switching device 23, the heat medium from the heat exchanger related to heat medium 15a flows into the use-side heat exchanger 26, or the heat medium Whether the heat medium from the intermediate heat exchanger 15b flows into the use side heat exchanger 26 is determined.
  • the refrigerant in the compressor 10 the first refrigerant flow switching device 11, the heat source side heat exchanger 12, the switching device 17, the second refrigerant flow switching device 18, and the heat exchanger related to heat medium 15a.
  • the flow path, the expansion device 16 and the accumulator 19 are connected by the refrigerant pipe 4 to constitute the refrigerant circulation circuit A.
  • the switching device 23 is connected by a pipe 5 to constitute a heat medium circulation circuit B. That is, a plurality of usage-side heat exchangers 26 are connected in parallel to each of the heat exchangers between heat media 15, and the heat medium circulation circuit B has a plurality of systems.
  • the outdoor unit 1 and the heat medium relay unit 3 are connected via the heat exchanger related to heat medium 15a and the heat exchanger related to heat medium 15b provided in the heat medium converter 3.
  • the heat medium relay unit 3 and the indoor unit 2 are also connected via the heat exchanger related to heat medium 15a and the heat exchanger related to heat medium 15b. That is, in the air conditioner 100, the refrigerant circulating in the refrigerant circuit A and the heat medium circulating in the heat medium circuit B exchange heat in the intermediate heat exchanger 15a and the intermediate heat exchanger 15b. It has become.
  • the air conditioner 100 can perform a cooling operation or a heating operation in the indoor unit 2 based on an instruction from each indoor unit 2. That is, the air conditioning apparatus 100 can perform the same operation for all the indoor units 2 and can perform different operations for each of the indoor units 2.
  • the operation mode executed by the air conditioner 100 includes a cooling only operation mode in which all the driven indoor units 2 execute a cooling operation, and a heating only operation in which all the driven indoor units 2 execute a heating operation.
  • each operation mode is demonstrated with the flow of a refrigerant
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the flow of the refrigerant and the heat medium during the cooling only operation of the air-conditioning apparatus 100 shown in FIG.
  • the cooling only operation mode will be described by taking as an example a case where a cooling load is generated only in the use side heat exchanger 26a and the use side heat exchanger 26b.
  • pipes represented by thick lines indicate pipes through which the refrigerant (refrigerant and heat medium) flows.
  • the flow direction of the refrigerant is indicated by a solid line arrow
  • the flow direction of the heat medium is indicated by a broken line arrow.
  • the first refrigerant flow switching device 11 is switched so that the refrigerant discharged from the compressor 10 flows into the heat source side heat exchanger 12.
  • the pump 21a and the pump 21b are driven, the heat medium flow control device 25a and the heat medium flow control device 25b are opened, and the heat medium flow control device 25c and the heat medium flow control device 25d are fully closed.
  • the heat medium circulates between the heat exchanger related to heat medium 15a and the heat exchanger related to heat medium 15b and the use side heat exchanger 26a and the use side heat exchanger 26b.
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant is compressed by the compressor 10 and discharged as a high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 10 flows into the heat source side heat exchanger 12 via the first refrigerant flow switching device 11. Then, the heat source side heat exchanger 12 condenses and liquefies while radiating heat to the outdoor air, and becomes a high-pressure liquid refrigerant.
  • the high-pressure liquid refrigerant that has flowed out of the heat source side heat exchanger 12 flows out of the outdoor unit 1 through the check valve 13a, the branch part 27a, and flows into the heat medium relay unit 3 through the refrigerant pipe 4. To do.
  • the high-pressure gas-liquid two-phase refrigerant flowing into the heat medium relay unit 3 is branched after passing through the opening / closing device 17a and expanded by the expansion device 16a and the expansion device 16b to become a low-temperature low-pressure two-phase refrigerant.
  • This two-phase refrigerant flows into each of the heat exchanger related to heat medium 15a and the heat exchanger related to heat medium 15b acting as an evaporator, and absorbs heat from the heat medium circulating in the heat medium circulation circuit B. It becomes a low-temperature and low-pressure gas refrigerant while cooling.
  • the gas refrigerant flowing out of the heat exchanger related to heat medium 15a and the heat exchanger related to heat medium 15b flows out of the heat medium converter 3 via the second refrigerant flow switching device 18a and the second refrigerant flow switching device 18b.
  • the refrigerant flows into the outdoor unit 1 again through the refrigerant pipe 4.
  • the refrigerant that has flowed into the outdoor unit 1 is again sucked into the compressor 10 via the branch portion 27b, the check valve 13d, the first refrigerant flow switching device 11 and the accumulator 19.
  • the opening of the expansion device 16a is such that the superheat (superheat degree) obtained as the difference between the temperature detected by the third temperature sensor 35a and the temperature detected by the third temperature sensor 35b is constant. Be controlled.
  • the opening degree of the expansion device 16b is controlled so that the superheat obtained as the difference between the temperature detected by the third temperature sensor 35c and the temperature detected by the third temperature sensor 35d is constant.
  • the opening / closing device 17a is open and the opening / closing device 17b is closed.
  • FIG. 4 is a ph diagram (pressure-enthalpy diagram) during the cooling operation shown in FIG. The injection operation in this mode will be described with reference to the ph diagrams of FIGS.
  • the refrigerant sucked into the compressor 10 and compressed by the compressor 10 is condensed in the heat source side heat exchanger 12 to become a high-pressure liquid refrigerant (point J in FIG. 4).
  • This high-pressure liquid refrigerant reaches the branching portion 27a via the check valve 13a.
  • the opening / closing device 24 When performing the injection, the opening / closing device 24 is opened, and a part of the high-pressure liquid refrigerant branched at the branching portion 27a is caused to flow into the suction injection piping 4c via the switching device 24 and the branch piping 4d.
  • the high-pressure liquid refrigerant that has flowed into the suction injection pipe 4c is decompressed by the expansion device 14b to become a low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant (point K in FIG. 4), and is connected to the refrigerant pipe that connects the compressor 10 and the accumulator 19. Inflow.
  • the remainder of the high-pressure liquid refrigerant branched by the branching portion 27a flows into the heat medium converter 3 and is decompressed by the expansion device 16 to become a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant, and further, heat that functions as an evaporator. It flows into the inter-medium heat exchanger 15 and becomes a low-temperature and low-pressure gas refrigerant. Thereafter, the low-temperature and low-pressure gas refrigerant flows into the outdoor unit 1 and flows into the accumulator 19.
  • the low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant generated by the merging is heated and evaporated by the sealed container and the motor of the compressor 10 and becomes a low-temperature and low-pressure gas refrigerant whose temperature is lower than that when no injection is performed, The air is sucked into the compression chamber of the compressor 10 and discharged again from the compressor 10 (point I in FIG. 4).
  • the opening / closing device 24 When injection is not performed, the opening / closing device 24 is closed, and the high-pressure liquid refrigerant branched by the branching portion 27a is decompressed by the expansion device 16 to become a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant and functions as an evaporator.
  • the low-temperature and low-pressure gas refrigerant flows into the heat exchanger related to heat medium 15 and becomes a low-temperature and low-pressure gas refrigerant and is sucked into the compressor 10 via the accumulator 19 (point F in FIG. 4).
  • the air-conditioning apparatus 100 can reduce the discharge temperature of the compressor 10 even when a refrigerant (for example, R32) that increases the discharge temperature of the compressor 10 is used. Operation stability can be improved.
  • a refrigerant for example, R32
  • coolant of the flow path from the switching device 24 of the branch piping 4d to the backflow prevention device 20 is a high-pressure refrigerant, returns to the outdoor unit 1 from the heat medium converter 3 via the refrigerant piping 4, and reaches the branch part 27b.
  • the refrigerant is a low-pressure refrigerant.
  • the action of the backflow prevention device 20 prevents the high-pressure refrigerant in the branch pipe 4d from being mixed with the low-pressure refrigerant in the branch portion 27b. Since the refrigerant does not flow in the expansion device 14a, it may be set to an arbitrary opening degree.
  • the expansion device 14b may control the opening (throttle amount) so that the discharge temperature of the compressor 10 detected by the discharge refrigerant temperature detection device 37 does not become too high.
  • the flow of the heat medium in the heat medium circuit B will be described.
  • the cold heat of the refrigerant is transmitted to the heat medium in both the heat exchanger 15a and the heat exchanger 15b, and the cooled heat medium passes through the pipe 5 by the pump 21a and the pump 21b. It will be allowed to flow.
  • the heat medium pressurized and discharged by the pump 21a and the pump 21b passes through the second heat medium flow switching device 23a and the second heat medium flow switching device 23b, and the use side heat exchanger 26a and the use side heat exchange. Flows into the vessel 26b.
  • the heat medium absorbs heat from the indoor air in the use side heat exchanger 26a and the use side heat exchanger 26b, thereby cooling the indoor space 7.
  • the heat medium flows out of the use-side heat exchanger 26a and the use-side heat exchanger 26b and flows into the heat medium flow control device 25a and the heat medium flow control device 25b.
  • the heat medium flow control device 25a and the heat medium flow control device 25b control the flow rate of the heat medium to a flow rate necessary to cover the air conditioning load required in the room, so that the use-side heat exchanger 26a. And it flows into the use side heat exchanger 26b.
  • the heat medium flowing out from the heat medium flow control device 25a and the heat medium flow control device 25b passes through the first heat medium flow switching device 22a and the first heat medium flow switching device 22b, and the heat exchanger related to heat medium 15a. And flows into the heat exchanger related to heat medium 15b, and is sucked into the pump 21a and the pump 21b again.
  • the heat medium is directed from the second heat medium flow switching device 23 to the first heat medium flow switching device 22 via the heat medium flow control device 25.
  • the air conditioning load required in the indoor space 7 includes the temperature detected by the first temperature sensor 31a, the temperature detected by the first temperature sensor 31b, and the temperature detected by the second temperature sensor 34. It is possible to cover by controlling so that the difference between the two is kept at the target value.
  • the outlet temperature of the heat exchanger related to heat medium 15 either the temperature of the first temperature sensor 31a or the first temperature sensor 31b may be used, or the average temperature thereof may be used.
  • the first heat medium flow switching device 22 and the second heat medium flow switching device 23 ensure a flow path that flows to both the heat exchanger related to heat medium 15a and the heat exchanger related to heat medium 15b.
  • the intermediate opening is set.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the flow of the refrigerant and the heat medium during the heating only operation of the air-conditioning apparatus 100 shown in FIG.
  • the heating only operation mode will be described by taking as an example a case where a thermal load is generated only in the use side heat exchanger 26a and the use side heat exchanger 26b.
  • the pipes represented by the thick lines indicate the pipes through which the refrigerant (refrigerant and heat medium) flows.
  • the flow direction of the refrigerant is indicated by solid arrows
  • the flow direction of the heat medium is indicated by broken line arrows.
  • the first refrigerant flow switching device 11 is used as the heat medium converter without causing the refrigerant discharged from the compressor 10 to pass through the heat source side heat exchanger 12.
  • Switch to 3 In the heat medium converter 3, the pump 21a and the pump 21b are driven, the heat medium flow control device 25a and the heat medium flow control device 25b are opened, and the heat medium flow control device 25c and the heat medium flow control device 25d are fully closed.
  • the heat medium circulates between the heat exchanger related to heat medium 15a and the heat exchanger related to heat medium 15b and the use side heat exchanger 26a and the use side heat exchanger 26b.
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant is compressed by the compressor 10 and discharged as a high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 10 passes through the first refrigerant flow switching device 11, conducts through the first connection pipe 4 a, passes through the check valve 13 b and the branch portion 27 a, and then from the outdoor unit 1. leak.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has flowed out of the outdoor unit 1 flows into the heat medium relay unit 3 through the refrigerant pipe 4.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has flowed into the heat medium relay unit 3 is branched and passes through the second refrigerant flow switching device 18a and the second refrigerant flow switching device 18b, so that the heat exchanger related to heat medium 15a and the heat medium are heated. It flows into each of the heat exchangers 15b.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has flowed into the heat exchanger related to heat medium 15a and the heat exchanger related to heat medium 15b is condensed and liquefied while dissipating heat to the heat medium circulating in the heat medium circuit B, and becomes a high-pressure liquid refrigerant.
  • the liquid refrigerant that has flowed out of the heat exchanger related to heat medium 15a and the heat exchanger related to heat medium 15b is expanded by the expansion device 16a and the expansion device 16b and becomes a two-phase refrigerant of medium temperature and intermediate pressure.
  • the two-phase refrigerant flows out of the heat medium relay unit 3 through the opening / closing device 17b, and flows into the outdoor unit 1 through the refrigerant pipe 4 again.
  • the refrigerant that has flowed into the outdoor unit 1 flows into the second connection pipe 4b via the branch portion 27b, passes through the expansion device 14a, is throttled by the expansion device 14a, and becomes a low-temperature and low-pressure two-phase refrigerant, and the check valve 13c. And flows into the heat source side heat exchanger 12 acting as an evaporator.
  • the refrigerant flowing into the heat source side heat exchanger 12 absorbs heat from the outdoor air by the heat source side heat exchanger 12, and becomes a low-temperature and low-pressure gas refrigerant.
  • the low-temperature and low-pressure gas refrigerant flowing out from the heat source side heat exchanger 12 is again sucked into the compressor 10 via the first refrigerant flow switching device 11 and the accumulator 19.
  • the expansion device 16a has a constant subcool (degree of subcooling) obtained as a difference between a value obtained by converting the pressure detected by the pressure sensor 36 into a saturation temperature and a temperature detected by the third temperature sensor 35b.
  • the opening degree is controlled.
  • the expansion device 16b has an opening degree so that a subcool obtained as a difference between a value obtained by converting the pressure detected by the pressure sensor 36 into a saturation temperature and a temperature detected by the third temperature sensor 35d is constant. Be controlled.
  • the opening / closing device 17a is closed and the opening / closing device 17b is open.
  • the temperature at the intermediate position may be used instead of the pressure sensor 36, and the system can be configured at low cost.
  • FIG. 6 is a ph diagram during the heating operation shown in FIG. The injection operation in this mode will be described with reference to the ph diagrams of FIGS.
  • the refrigerant sucked into the compressor 10 and compressed by the compressor 10 flows out of the outdoor unit 1, is condensed in the heat exchanger 15 between the heat medium of the heat medium converter 3, becomes an intermediate temperature, and is decompressed by the expansion device 16. Then, the pressure becomes medium (point J in FIG. 6) and flows into the outdoor unit 1 from the heat medium relay unit 3 through the refrigerant pipe 4.
  • the medium-temperature / medium-pressure two-phase refrigerant flowing into the outdoor unit 1 reaches the branching portion 27b.
  • the expansion device 14b When performing the injection, the expansion device 14b is opened at a predetermined opening, and a part of the medium-temperature / medium-pressure refrigerant branched by the branching portion 27b is caused to flow into the suction injection pipe 4c via the branch pipe 4d.
  • the medium-temperature and medium-pressure refrigerant flowing into the suction injection pipe 4c is decompressed by the expansion device 14b to become a low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant (point K in FIG. 6), and the refrigerant pipe that connects the compressor 10 and the accumulator 19 Flow into.
  • the remaining medium-temperature and medium-pressure refrigerant branched by the branching portion 27b is decompressed by the expansion device 14a to become a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant, and further flows into the heat source side heat exchanger 12 functioning as an evaporator. It becomes a low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant. Thereafter, the low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant flows into the accumulator 19.
  • the low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed out of the suction injection pipe 4 c and the low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed out of the accumulator 19 are merged in the refrigerant pipe 4 connected to the suction side of the compressor 10. (Point H in FIG. 6) is sucked into the compressor 10.
  • This low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant is heated by a sealed container and a motor of the compressor 10 to evaporate, and becomes a low-temperature and low-pressure gas refrigerant having a lower temperature than when no injection is performed. And is discharged again from the compressor 10 (point I in FIG. 4).
  • the expansion device 14b When injection is not performed, the expansion device 14b is closed, and the medium-temperature and intermediate-pressure gas-liquid two-phase refrigerant that has passed through the branch portion 27b is decompressed by the expansion device 14a to become a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant. Then, it flows into the heat source side heat exchanger 12 functioning as an evaporator and becomes a low-temperature low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant, which is sucked into the compressor 10 through the accumulator 19 (point F in FIG. 6).
  • This low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant is heated by a sealed container and a motor of the compressor 10 and evaporated to become a low-temperature and low-pressure gas refrigerant having a higher temperature than that in the case of injection, and is sucked into the compression chamber of the compressor 10. Then, it is discharged again from the compressor 10 (point G in FIG. 6).
  • the air-conditioning apparatus 100 can reduce the discharge temperature of the compressor 10 even when a refrigerant (for example, R32) that increases the discharge temperature of the compressor 10 is used. Operation stability can be improved.
  • a refrigerant for example, R32
  • the opening / closing device 24 is closed to prevent the high-pressure refrigerant from the branch portion 27a from mixing with the medium-pressure refrigerant that has passed through the backflow prevention device 20. Further, if the expansion device 14a is controlled so that the intermediate pressure detected by the intermediate pressure detection device 32 becomes a constant value, the control of the discharge temperature by the expansion device 14b becomes stable. Furthermore, the opening degree (throttle amount) of the expansion device 14b is controlled so that the discharge temperature of the compressor 10 detected by the discharge refrigerant temperature detection device 37 does not become too high.
  • both the heat exchanger related to heat medium 15a and the heat exchanger related to heat medium 15b heat the heat medium, so that the expansion device 16a and the expansion device 16b are within the range in which subcooling can be controlled. If so, it may be controlled such that the pressure (medium pressure) of the refrigerant on the upstream side of the expansion device 14a is increased.
  • the medium pressure By controlling the medium pressure to be higher, the differential pressure from the pressure in the compression chamber can be increased, so the amount of refrigerant injected into the suction side of the compression chamber can be increased, and even when the outside air temperature is low A sufficient injection flow rate can be supplied to the compressor 10 to lower the discharge temperature.
  • the heat of the refrigerant is transmitted to the heat medium in both the heat exchanger 15a and the heat exchanger 15b, and the heated heat medium passes through the pipe 5 by the pump 21a and the pump 21b. It will be allowed to flow.
  • the heat medium pressurized and discharged by the pump 21a and the pump 21b passes through the second heat medium flow switching device 23a and the second heat medium flow switching device 23b, and the use side heat exchanger 26a and the use side heat exchange. Flows into the vessel 26b.
  • the heat medium radiates heat to the indoor air in the use side heat exchanger 26a and the use side heat exchanger 26b, thereby heating the indoor space 7.
  • the heat medium flows out of the use-side heat exchanger 26a and the use-side heat exchanger 26b and flows into the heat medium flow control device 25a and the heat medium flow control device 25b.
  • the heat medium flow control device 25a and the heat medium flow control device 25b control the flow rate of the heat medium to a flow rate necessary to cover the air conditioning load required in the room, so that the use-side heat exchanger 26a. And it flows into the use side heat exchanger 26b.
  • the heat medium flowing out from the heat medium flow control device 25a and the heat medium flow control device 25b passes through the first heat medium flow switching device 22a and the first heat medium flow switching device 22b, and the heat exchanger related to heat medium 15a. And flows into the heat exchanger related to heat medium 15b, and is sucked into the pump 21a and the pump 21b again.
  • the heat medium is directed from the second heat medium flow switching device 23 to the first heat medium flow switching device 22 via the heat medium flow control device 25.
  • the air conditioning load required in the indoor space 7 includes the temperature detected by the first temperature sensor 31a, the temperature detected by the first temperature sensor 31b, and the temperature detected by the second temperature sensor 34. It is possible to cover by controlling so that the difference between the two is kept at the target value.
  • the outlet temperature of the heat exchanger related to heat medium 15 either the temperature of the first temperature sensor 31a or the first temperature sensor 31b may be used, or the average temperature thereof may be used.
  • the first heat medium flow switching device 22 and the second heat medium flow switching device 23 ensure a flow path that flows to both the heat exchanger related to heat medium 15a and the heat exchanger related to heat medium 15b.
  • the intermediate opening is set.
  • the usage-side heat exchanger 26a should be controlled by the temperature difference between the inlet and the outlet, but the temperature of the heat medium on the inlet side of the usage-side heat exchanger 26 is detected by the first temperature sensor 31b. By using the first temperature sensor 31b, the number of temperature sensors can be reduced and the system can be configured at low cost.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the flow of the refrigerant and the heat medium during the cooling main operation of the air-conditioning apparatus 100 shown in FIG.
  • the cooling main operation mode will be described by taking as an example a case where a cooling load is generated in the use side heat exchanger 26a and a heating load is generated in the use side heat exchanger 26b.
  • the pipes represented by the thick lines indicate the pipes through which the refrigerant (refrigerant and heat medium) circulates.
  • the flow direction of the refrigerant is indicated by a solid line arrow
  • the flow direction of the heat medium is indicated by a broken line arrow.
  • the first refrigerant flow switching device 11 is switched so that the refrigerant discharged from the compressor 10 flows into the heat source side heat exchanger 12.
  • the pump 21a and the pump 21b are driven, the heat medium flow control device 25a and the heat medium flow control device 25b are opened, and the heat medium flow control device 25c and the heat medium flow control device 25d are fully closed.
  • the heat medium is circulated between the heat exchanger related to heat medium 15a and the use side heat exchanger 26a, and between the heat exchanger related to heat medium 15b and the use side heat exchanger 26b.
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant is compressed by the compressor 10 and discharged as a high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 10 flows into the heat source side heat exchanger 12 via the first refrigerant flow switching device 11. Then, the heat source side heat exchanger 12 condenses while radiating heat to the outdoor air, and becomes a two-phase refrigerant.
  • the two-phase refrigerant that has flowed out of the heat source side heat exchanger 12 flows out of the outdoor unit 1 through the check valve 13a, the branching portion 27a, and flows into the heat medium relay unit 3 through the refrigerant pipe 4. .
  • the two-phase refrigerant that has flowed into the heat medium relay unit 3 flows into the heat exchanger related to heat medium 15b that acts as a condenser through the second refrigerant flow switching device 18b.
  • the two-phase refrigerant that has flowed into the heat exchanger related to heat medium 15b is condensed and liquefied while dissipating heat to the heat medium circulating in the heat medium circuit B, and becomes liquid refrigerant.
  • the liquid refrigerant flowing out of the heat exchanger related to heat medium 15b is expanded by the expansion device 16b and becomes a low-pressure two-phase refrigerant. This low-pressure two-phase refrigerant flows into the heat exchanger related to heat medium 15a acting as an evaporator via the expansion device 16a.
  • the low-pressure two-phase refrigerant that has flowed into the heat exchanger related to heat medium 15a absorbs heat from the heat medium circulating in the heat medium circuit B, and becomes a low-pressure gas refrigerant while cooling the heat medium.
  • the gas refrigerant flows out of the heat exchanger related to heat medium 15a, flows out of the heat medium converter 3 via the second refrigerant flow switching device 18a, and flows into the outdoor unit 1 again through the refrigerant pipe 4.
  • the refrigerant that has flowed into the outdoor unit 1 is again sucked into the compressor 10 via the branch portion 27b, the check valve 13d, the first refrigerant flow switching device 11 and the accumulator 19.
  • the opening degree of the expansion device 16b is controlled so that the superheat obtained as the difference between the temperature detected by the third temperature sensor 35a and the temperature detected by the third temperature sensor 35b becomes constant. Further, the expansion device 16a is fully opened, and the opening / closing devices 17a and 17b are closed. The expansion device 16b controls the opening degree so that a subcool obtained as a difference between a value obtained by converting the pressure detected by the pressure sensor 36 into a saturation temperature and a temperature detected by the third temperature sensor 35d is constant. May be. Alternatively, the expansion device 16b may be fully opened, and the superheat or subcool may be controlled by the expansion device 16a.
  • FIG. 8 is a ph diagram during the cooling main operation shown in FIG. The injection operation in this mode will be described with reference to the ph diagrams of FIGS.
  • the refrigerant sucked into the compressor 10 and compressed by the compressor 10 is condensed in the heat source side heat exchanger 12 to become a high-pressure gas-liquid two-phase refrigerant (point J in FIG. 8).
  • This high-pressure gas-liquid two-phase refrigerant reaches the branching portion 27a through the check valve 13a.
  • the opening / closing device 24 When performing the injection, the opening / closing device 24 is opened, and a part of the high-pressure gas-liquid two-phase refrigerant branched by the branching portion 27a is caused to flow into the suction injection piping 4c through the switching device 24 and the branch piping 4d. .
  • the high-pressure gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the suction injection pipe 4c is decompressed by the expansion device 14b to become a low-temperature low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant (point K in FIG. 8), and connects the compressor 10 and the accumulator 19. It flows into the refrigerant piping.
  • the low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant generated by the merging is heated and evaporated by the sealed container and the motor of the compressor 10 and becomes a low-temperature and low-pressure gas refrigerant whose temperature is lower than that when no injection is performed, The air is sucked into the compression chamber of the compressor 10 and discharged again from the compressor 10 (point I in FIG. 8).
  • the opening / closing device 24 When injection is not performed, the opening / closing device 24 is closed, and the high-pressure gas-liquid two-phase refrigerant branched by the branching portion 27a passes through the heat exchanger related to heat medium 15b functioning as a condenser, and the expansion device 16b.
  • the refrigerant flows into the expansion device 16a and becomes a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant, and flows into the heat exchanger related to heat medium 15a functioning as an evaporator to become a low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant. Then, it is sucked into the compressor 10 through the accumulator 19 (point F in FIG. 8).
  • This low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant is heated by a sealed container and a motor of the compressor 10 and evaporated to become a low-temperature and low-pressure gas refrigerant having a higher temperature than that in the case of injection, and is sucked into the compression chamber of the compressor 10 Then, it is discharged again from the compressor 10 (point G in FIG. 8).
  • the air-conditioning apparatus 100 can reduce the discharge temperature of the compressor 10 even when a refrigerant (for example, R32) that increases the discharge temperature of the compressor 10 is used. Operation stability can be improved.
  • a refrigerant for example, R32
  • coolant of the flow path from the switching device 24 of the branch piping 4d to the backflow prevention device 20 is a high-pressure refrigerant, returns to the outdoor unit 1 from the heat medium converter 3 via the refrigerant piping 4, and reaches the branch part 27b.
  • the refrigerant is a low-pressure refrigerant.
  • the action of the backflow prevention device 20 prevents the high-pressure refrigerant in the branch pipe 4d from being mixed with the low-pressure refrigerant in the branch portion 27b. Since the refrigerant does not flow in the expansion device 14a, it may be set to an arbitrary opening degree.
  • the expansion device 14b may control the opening (throttle amount) so that the discharge temperature of the compressor 10 detected by the discharge refrigerant temperature detection device 37 does not become too high.
  • the flow of the heat medium in the heat medium circuit B will be described.
  • the heat of the refrigerant is transmitted to the heat medium in the intermediate heat exchanger 15b, and the heated heat medium is caused to flow in the pipe 5 by the pump 21b.
  • the cold heat of the refrigerant is transmitted to the heat medium in the intermediate heat exchanger 15a, and the cooled heat medium is caused to flow in the pipe 5 by the pump 21a.
  • the heat medium pressurized and discharged by the pump 21a and the pump 21b passes through the second heat medium flow switching device 23a and the second heat medium flow switching device 23b, and the use side heat exchanger 26a and the use side heat exchange. Flows into the vessel 26b.
  • the heat medium radiates heat to the indoor air, thereby heating the indoor space 7.
  • the indoor space 7 is cooled by the heat medium absorbing heat from the indoor air.
  • the heat medium flow control device 25a and the heat medium flow control device 25b control the flow rate of the heat medium to a flow rate necessary to cover the air conditioning load required in the room, so that the use-side heat exchanger 26a. And it flows into the use side heat exchanger 26b.
  • the heat medium whose temperature has slightly decreased after passing through the use side heat exchanger 26b flows into the heat exchanger related to heat medium 15b through the heat medium flow control device 25b and the first heat medium flow switching device 22b, and again.
  • the heat medium whose temperature has slightly increased after passing through the use side heat exchanger 26a flows into the heat exchanger related to heat medium 15a through the heat medium flow control device 25a and the first heat medium flow switching device 22a, and again. It is sucked into the pump 21a.
  • the warm heat medium and the cold heat medium are not mixed by the action of the first heat medium flow switching device 22 and the second heat medium flow switching device 23, and the use side has a heat load and a heat load, respectively. It is introduced into the heat exchanger 26.
  • the first heat medium flow switching device 22 from the second heat medium flow switching device 23 via the heat medium flow control device 25 on both the heating side and the cooling side.
  • the heat medium is flowing in the direction to
  • the air conditioning load required in the indoor space 7 is the difference between the temperature detected by the first temperature sensor 31b on the heating side and the temperature detected by the second temperature sensor 34 on the heating side, This can be covered by controlling the difference between the temperature detected by the two temperature sensor 34 and the temperature detected by the first temperature sensor 31a so as to keep the target value.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the flow of the refrigerant and the heat medium during the heating only operation of the air-conditioning apparatus 100 shown in FIG.
  • the heating main operation mode will be described by taking as an example a case where a thermal load is generated in the use side heat exchanger 26a and a cold load is generated in the use side heat exchanger 26b.
  • the pipes represented by the thick lines indicate the pipes through which the refrigerant (refrigerant and heat medium) circulates.
  • the flow direction of the refrigerant is indicated by a solid line arrow
  • the flow direction of the heat medium is indicated by a broken line arrow.
  • the first refrigerant flow switching device 11 is used as the heat medium converter without causing the refrigerant discharged from the compressor 10 to pass through the heat source side heat exchanger 12.
  • Switch to 3 In the heat medium converter 3, the pump 21a and the pump 21b are driven, the heat medium flow control device 25a and the heat medium flow control device 25b are opened, and the heat medium flow control device 25c and the heat medium flow control device 25d are fully closed.
  • the heat medium circulates between the heat exchanger related to heat medium 15a and the heat exchanger related to heat medium 15b and the use side heat exchanger 26a and the use side heat exchanger 26b.
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant is compressed by the compressor 10 and discharged as a high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 10 passes through the first refrigerant flow switching device 11, conducts through the first connection pipe 4a, passes through the check valve 13b, and passes through the branch portion 27a to the outdoor. Out of machine 1.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has flowed out of the outdoor unit 1 flows into the heat medium relay unit 3 through the refrigerant pipe 4.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has flowed into the heat medium relay unit 3 flows into the heat exchanger related to heat medium 15b that acts as a condenser through the second refrigerant flow switching device 18b.
  • the gas refrigerant flowing into the heat exchanger related to heat medium 15b is condensed and liquefied while radiating heat to the heat medium circulating in the heat medium circuit B, and becomes a gas-liquid two-phase refrigerant.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed out of the heat exchanger related to heat medium 15b is expanded by the expansion device 16b and becomes a medium-pressure two-phase refrigerant.
  • This medium pressure two-phase refrigerant flows into the heat exchanger related to heat medium 15a acting as an evaporator via the expansion device 16a.
  • the medium-pressure two-phase refrigerant that has flowed into the heat exchanger related to heat medium 15a evaporates by absorbing heat from the heat medium circulating in the heat medium circuit B, thereby cooling the heat medium.
  • This low-pressure two-phase refrigerant flows out of the heat exchanger related to heat medium 15a, flows out of the heat medium converter 3 via the second refrigerant flow switching device 18a, and flows again into the outdoor unit 1 through the refrigerant pipe 4. To do.
  • the refrigerant that has flowed into the outdoor unit 1 flows into the second connection pipe 4b via the branch portion 27b, passes through the expansion device 14a, is throttled by the expansion device 14a, and becomes a low-temperature and low-pressure two-phase refrigerant, and the check valve 13c. And flows into the heat source side heat exchanger 12 acting as an evaporator. And the refrigerant
  • the expansion device 16b has an opening degree so that a subcool obtained as a difference between a value obtained by converting the pressure detected by the pressure sensor 36 into a saturation temperature and a temperature detected by the third temperature sensor 35b is constant. Be controlled.
  • the expansion device 16a is fully open, the opening / closing device 17a is closed, and the opening / closing device 17b is closed. Note that the expansion device 16b may be fully opened, and the subcooling may be controlled by the expansion device 16a.
  • FIG. 10 is a ph diagram during the heating-main operation shown in FIG. The injection operation in this mode will be described with reference to the ph diagrams of FIGS.
  • the refrigerant sucked into the compressor 10 and compressed by the compressor 10 flows out of the outdoor unit 1 and is condensed in the heat exchanger related to heat medium 15a of the heat medium converter 3, and decompressed by the expansion devices 16a and 16b.
  • the pressure becomes intermediate, evaporates in the heat exchanger related to heat medium 15b, reaches a medium temperature (point J in FIG. 10), and flows from the heat medium converter 3 into the outdoor unit 1 via the refrigerant pipe 4.
  • the medium-temperature / medium-pressure refrigerant flowing into the outdoor unit 1 reaches the branching portion 27b.
  • the expansion device 14b When performing the suction injection, the expansion device 14b is opened at a predetermined opening, and a part of the medium-temperature / medium-pressure gas-liquid two-phase refrigerant branched at the branching portion 27b is sucked through the branching pipe 4d through the suction injection pipe 4c. To flow into.
  • the medium-temperature and medium-pressure refrigerant flowing into the suction injection pipe 4c is reduced in pressure by the expansion device 14b to become a low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant (point K in FIG. 10), and the refrigerant pipe connecting the compressor 10 and the accumulator 19 Flow into.
  • the remainder of the medium-temperature and medium-pressure gas-liquid two-phase refrigerant branched by the branch portion 27b is decompressed by the expansion device 14a to become a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant, and further, a heat source side heat exchanger that functions as an evaporator 12 enters into a low-temperature low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant. Thereafter, the low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant flows into the accumulator 19.
  • the low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed out of the suction injection pipe 4 c and the low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed out of the accumulator 19 are merged in the refrigerant pipe 4 connected to the suction side of the compressor 10. (Point H in FIG. 10) is sucked into the compressor 10.
  • This low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant is heated by a sealed container and a motor of the compressor 10 to evaporate, and becomes a low-temperature and low-pressure gas refrigerant having a lower temperature than when no injection is performed. And is discharged again from the compressor 10 (point I in FIG. 10).
  • the expansion device 14b When injection is not performed, the expansion device 14b is closed, and the medium-temperature and intermediate-pressure gas-liquid two-phase refrigerant that has passed through the branch portion 27b is decompressed by the expansion device 14a to become a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant. Then, it flows into the heat source side heat exchanger 12 functioning as an evaporator to become a low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant, and is sucked into the compressor 10 through the accumulator 19 (point F in FIG. 10).
  • This low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant is heated by a sealed container and a motor of the compressor 10 and evaporated to become a low-temperature and low-pressure gas refrigerant having a higher temperature than that in the case of injection, and is sucked into the compression chamber of the compressor 10 Then, it is discharged again from the compressor 10 (point G in FIG. 10).
  • the refrigerant temperature discharged from the compressor 10 when injection is performed (point I in FIG. 10) is compared with the refrigerant temperature discharged from the compressor 10 when injection is not performed (point G in FIG. 10). It is falling.
  • the air-conditioning apparatus 100 can reduce the discharge temperature of the compressor 10 even when a refrigerant (for example, R32) that increases the discharge temperature of the compressor 10 is used. Operation stability can be improved.
  • the opening / closing device 24 is closed to prevent the high-pressure refrigerant from the branching portion 27a from being mixed with the medium-pressure refrigerant that has passed through the backflow prevention device 20. Further, if the expansion device 14a is controlled so that the intermediate pressure detected by the intermediate pressure detection device 32 becomes a constant value, the control of the discharge temperature by the expansion device 14b becomes stable. Furthermore, the opening degree (throttle amount) of the expansion device 14b is controlled so that the discharge temperature of the compressor 10 detected by the discharge refrigerant temperature detection device 37 does not become too high.
  • the heat medium needs to be cooled in the heat exchanger 15b, and the pressure (medium pressure) of the refrigerant on the upstream side of the expansion device 14a cannot be controlled so high. If the intermediate pressure cannot be increased, the flow rate of the refrigerant injected into the suction side of the compressor 10 decreases, and the discharge temperature decreases.
  • the heating main operation mode is not entered, and the outside air temperature is high. There is no problem because the discharge temperature is not so high and the flow rate of the suction injection is not so high.
  • the expansion device 14a can cool the heat medium in the heat exchanger related to heat medium 15b, and can operate safely by setting the suction injection flow rate to an intermediate pressure that can supply a sufficient amount to lower the discharge temperature. Can do.
  • the heat of the refrigerant is transmitted to the heat medium in the heat exchanger related to heat medium 15b, and the heated heat medium is caused to flow in the pipe 5 by the pump 21b.
  • the cold heat of the refrigerant is transmitted to the heat medium in the heat exchanger related to heat medium 15a, and the cooled heat medium is caused to flow in the pipe 5 by the pump 21a.
  • the heat medium pressurized and discharged by the pump 21a and the pump 21b passes through the second heat medium flow switching device 23a and the second heat medium flow switching device 23b, and the use side heat exchanger 26a and the use side heat exchange. Flows into the vessel 26b.
  • the heat medium absorbs heat from the indoor air, thereby cooling the indoor space 7. Moreover, in the use side heat exchanger 26a, the heat medium radiates heat to the indoor air, thereby heating the indoor space 7.
  • the heat medium flow control device 25a and the heat medium flow control device 25b control the flow rate of the heat medium to a flow rate necessary to cover the air conditioning load required in the room, so that the use-side heat exchanger 26a. And it flows into the use side heat exchanger 26b.
  • the heat medium whose temperature has slightly increased after passing through the use side heat exchanger 26b flows into the heat exchanger related to heat medium 15a through the heat medium flow control device 25b and the first heat medium flow switching device 22b, and again.
  • the heat medium whose temperature has slightly decreased after passing through the use side heat exchanger 26a flows into the heat exchanger related to heat medium 15b through the heat medium flow control device 25a and the first heat medium flow switching device 22a, and again. It is sucked into the pump 21b.
  • the warm heat medium and the cold heat medium are not mixed by the action of the first heat medium flow switching device 22 and the second heat medium flow switching device 23, and the use side has a heat load and a heat load, respectively. It is introduced into the heat exchanger 26.
  • the first heat medium flow switching device 22 from the second heat medium flow switching device 23 via the heat medium flow control device 25 on both the heating side and the cooling side.
  • the heat medium is flowing in the direction to
  • the air conditioning load required in the indoor space 7 is the difference between the temperature detected by the first temperature sensor 31b on the heating side and the temperature detected by the second temperature sensor 34 on the heating side, This can be covered by controlling the difference between the temperature detected by the two temperature sensor 34 and the temperature detected by the first temperature sensor 31a so as to keep the target value.
  • the air conditioning apparatus 100 according to Embodiment 1 can inject a refrigerant into the suction side of the compressor 10, it can suppress a reduction in operational stability. Moreover, the air conditioning apparatus 100 according to Embodiment 1 can perform injection in the heating only operation mode, the cooling only operation mode, the heating main operation mode, and the cooling main operation mode. That is, the air conditioner 100 can perform injection even if the refrigerant flow is changed by switching from a cooling operation to a heating operation or a mixed cooling / heating operation, for example. Furthermore, the air conditioning apparatus 100 according to Embodiment 1 enables injection by adding improvements in the refrigerant circuit in the outdoor unit 1 and the heat medium relay unit 3. In other words, the air conditioner 100 can perform injection without using a configuration such as providing a check valve or the like in the indoor unit 2, thereby improving versatility accordingly.
  • the heat medium converter 3 and the indoor unit 2 are connected by a (heat medium) pipe 5, and a heat medium such as water or antifreeze flows through the pipe 5.
  • the corresponding first heat medium flow switching device 22 and second heat medium flow switching device 23 are connected.
  • the intermediate opening degree is set so that the heat medium flows through both the heat exchanger related to heat medium 15a and the heat exchanger related to heat medium 15b. Accordingly, both the heat exchanger related to heat medium 15a and the heat exchanger related to heat medium 15b can be used for the heating operation or the cooling operation, so that the heat transfer area is increased, and an efficient heating operation or cooling operation is performed. Can be done.
  • the first heat medium flow switching device corresponding to the use side heat exchanger 26 performing the heating operation. 22 and the second heat medium flow switching device 23 are switched to flow paths connected to the heat exchanger related to heat medium 15b for heating, and the first heat medium corresponding to the use side heat exchanger 26 performing the cooling operation.
  • the flow path switching device 22 and the second heat medium flow path switching device 23 By switching the flow path switching device 22 and the second heat medium flow path switching device 23 to a flow path connected to the heat exchanger related to heat medium 15a for cooling, in each indoor unit 2, heating operation and cooling operation are performed. It can be done freely.
  • the first heat medium flow switching device 22 and the second heat medium flow switching device 23 are those that can switch a three-way flow such as a three-way valve, and those that open and close a two-way flow such as an on-off valve. Any combination is possible as long as the flow paths can be switched.
  • the first heat medium can be obtained by combining two things that can change the flow rate of the three-way flow path such as a stepping motor drive type mixing valve and two things that can change the flow rate of the two-way flow path such as an electronic expansion valve.
  • the flow path switching device 22 and the second heat medium flow path switching device 23 may be used. In this case, it is possible to prevent water hammer due to sudden opening and closing of the flow path.
  • the heat medium flow control device 25 is a two-way valve has been described as an example, but with a bypass pipe that bypasses the use-side heat exchanger 26 as a control valve having a three-way flow path. You may make it install.
  • the expansion device 14a may use an opening / closing valve such as a small electromagnetic valve, a capillary tube, a small check valve, etc., in addition to the one that can change the opening area such as an electronic expansion valve. Any material can be used as long as it can be formed.
  • the heat medium flow control device 25 may be a stepping motor driven type that can control the flow rate flowing through the flow path, and may be a two-way valve or a one-way valve with one end closed. Further, as the heat medium flow control device 25, a device that opens and closes a two-way flow path such as an open / close valve may be used, and the average flow rate may be controlled by repeating ON / OFF.
  • coolant flow path switching device 18 was shown as if it were a four-way valve, it is not restricted to this, A two-way flow-path switching valve and a plurality of three-way flow-path switching valves are used similarly. You may comprise so that a refrigerant
  • the heat medium for example, brine (antifreeze), water, a mixture of brine and water, a mixture of water and an additive having a high anticorrosive effect, or the like can be used. Therefore, in the air conditioning apparatus 100, even if the heat medium leaks into the indoor space 7 through the indoor unit 2, it contributes to the improvement of safety because a highly safe heat medium is used. Become.
  • R32 is used as the refrigerant
  • the discharge temperature rises by about 20 ° C. in the same operation state as compared to the case where R410A is used. Therefore, it is necessary to lower the discharge temperature and use the suction injection. large.
  • the discharge temperature is 3 ° C. or higher than when the R410A refrigerant is used, and the discharge temperature is lowered by suction injection. If it is, the effect is great.
  • the discharge temperature is 3 ° C. or more higher than when the R410A refrigerant is used, and the discharge temperature is reduced by suction injection. If it is made to do, the effect is large.
  • the refrigerant type in the mixed refrigerant is not limited to this, and even a mixed refrigerant containing a small amount of other refrigerant components has no significant effect on the discharge temperature and has the same effect.
  • it can be used in a mixed refrigerant containing a small amount of R32, HFO1234yf, and other refrigerants.
  • a heat blower is attached to the heat source side heat exchanger 12 and the use side heat exchangers 26a to 26d, and in many cases, condensation or evaporation is promoted by air blowing, but it is not limited to this.
  • a panel heater using radiation can be used, and as the heat source side heat exchanger 12, a water-cooled type in which heat is transferred by water or antifreeze liquid. Any material can be used as long as it can dissipate or absorb heat.
  • heat mediums 15a and 15b there are two heat exchangers between heat mediums 15a and 15b has been described as an example, but of course, it is not limited to this, and if the heat medium can be cooled or / and heated, Any number may be installed.
  • the number of pumps 21a and 21b is not limited to one, and a plurality of small capacity pumps may be arranged in parallel.
  • the compressor 10, the four-way valve (first refrigerant flow switching device) 11, the heat source side heat exchanger 12, the expansion device 14 a, the expansion device 14 b, the switching device 17, and the backflow prevention device 20 are accommodated in the outdoor unit 1.
  • the use side heat exchanger 26 is accommodated in the indoor unit 2
  • the heat exchanger related to heat medium 15 and the expansion device 16 are accommodated in the heat medium converter 3.
  • the outdoor unit 1 and the heat medium converter 3 are connected by a set of two pipes, the refrigerant is circulated between the outdoor unit 1 and the heat medium converter 3, and the indoor unit 2 and the heat medium conversion are converted.
  • the heat medium is circulated between the indoor unit 2 and the heat medium relay unit 3, and the refrigerant and the heat medium are exchanged by the heat exchanger 15 between heat mediums.
  • the description has been given by taking an example of a heat exchange system.
  • the air conditioning apparatus 100 is not limited thereto.
  • the compressor 10, the four-way valve (first refrigerant flow switching device) 11, the heat source side heat exchanger 12, the expansion device 14a, the expansion device 14b, the opening / closing device 17 and the backflow prevention device 20 are accommodated in the outdoor unit 1.
  • the load-side heat exchanger and the expansion device 16 for exchanging heat between the air in the air-conditioning target space and the refrigerant are accommodated in the indoor unit 2 and provided with a repeater formed separately from the outdoor unit 1 and the indoor unit 2.
  • the unit 1 and the repeater are connected by a set of two pipes, the indoor unit 2 and the repeater are connected by a set of two pipes, respectively, and the outdoor unit 1 and the indoor unit are connected via the repeater.
  • the present invention can also be applied to a direct expansion system that can perform a cooling only operation, a heating only operation, a cooling main operation, and a heating main operation by circulating a refrigerant with the machine 2, and has the same effect.
  • the compressor 10, the four-way valve (first refrigerant flow switching device) 11, the heat source side heat exchanger 12, the expansion device 14a, and the expansion device 14b are accommodated in the outdoor unit 1.
  • the use side heat exchanger 26 is accommodated in the indoor unit 2.
  • the heat exchanger related to heat medium 15 and the expansion device 16 are accommodated in the heat medium converter 3, and the outdoor unit 1 and the heat medium converter 3 are connected by a set of two pipes.
  • the refrigerant is circulated between the heat medium converter 3 and the indoor unit 2 and the heat medium converter 3 are connected by a set of two pipes, respectively.
  • the heat medium is circulated and the heat exchange between the heat medium and the heat medium 15 is performed as an example.
  • the air conditioning apparatus 100 is not limited thereto.
  • the compressor 10, the four-way valve (first refrigerant flow switching device) 11, the heat source side heat exchanger 12, the expansion device 14a, and the expansion device 14b are accommodated in the outdoor unit 1, and the air and refrigerant in the air-conditioning target space are accommodated.
  • the load-side heat exchanger and the expansion device 16 for exchanging heat are accommodated in the indoor unit 2, a plurality of indoor units are connected to the outdoor unit 1 by a set of two pipes, and the outdoor unit 1 and the indoor unit 2 are connected to each other.
  • the present invention can also be applied to a direct expansion system that can perform cooling operation and heating operation by circulating a refrigerant between them, and has the same effect.
  • an example of an air conditioner that can perform a cooling and heating mixed operation such as a cooling main operation and a heating main operation
  • the present invention is not limited to this, and the cooling and heating mixed operation is not possible.
  • the present invention can also be applied to an air conditioner that switches between heating operation and uses the same effect.
  • the thing in which only one heat exchanger between heat media is included in what cannot perform air-conditioning mixed operation is included.
  • FIG. 12 is a circuit configuration example of an air-conditioning apparatus (hereinafter referred to as air-conditioning apparatus 100a) according to the second embodiment. Based on FIG. 12, the detailed structure of the air conditioning apparatus 100a is demonstrated.
  • air-conditioning apparatus 100a an air-conditioning apparatus
  • the air conditioner 100a includes a refrigerant circulation circuit A that is a refrigeration cycle that circulates refrigerant and a heat medium circulation circuit B that circulates a heat medium, and each indoor unit 2 can select a cooling operation or a heating operation. is there.
  • the air conditioning apparatus 100a according to the second embodiment can perform the cooling only operation mode, the heating only operation mode, and the cooling / heating mixed operation mode, similarly to the air conditioning apparatus 100 according to the first embodiment. Note that the cooling only operation mode, the heating only operation mode, the cooling main operation mode, and the heating main operation mode of the air conditioning mixed operation mode will be described in detail with reference to FIGS.
  • the first difference between the outdoor unit 1 according to the second embodiment shown in FIG. 12 and the outdoor unit 1 according to the first embodiment shown in FIG. 2 is the installation position of the branch portion 27a according to the first embodiment. It has changed.
  • the second difference is that a backflow prevention device 24 is provided instead of the opening / closing device 24 according to the first embodiment.
  • coolant temperature detection apparatus 33 and the branch piping 4d is changed. The rest is the same as in the first embodiment.
  • the opening / closing device 24 can be replaced with the backflow prevention device 24, and the air conditioner 100a can be configured at low cost and have the same effect. Will be able to.
  • the branch portion 27a has three connection ports, and a refrigerant inlet side connection port (hereinafter also referred to as a first connection port) during the cooling only operation and the cooling main operation is connected to a pipe connected to the heat source heat exchanger 12.
  • the connection port on the refrigerant inflow side (hereinafter also referred to as the second connection port) during the all heating operation and the heating main operation is connected to a pipe connected to the refrigerant pipe 4 via the check valve 13a, and the remaining one Two connection ports (hereinafter also referred to as third connection ports) are connected to the branch pipe 4d via the backflow prevention device 24. That is, the connection relationship of the branch portion 27a is the same as that of the branch portion 27a of the first embodiment except for the connection relationship with the check valve 13a.
  • the first connection port communicates with a pipe connected to the heat source heat exchanger 12.
  • the first connection port is on the downstream side of the heat source heat exchanger 12 in the refrigerant flow direction during the cooling only operation and the cooling main operation.
  • the second connection port communicates with the check valve 13a side pipe and the check valve 13c side pipe.
  • the 2nd connection port is the downstream of the non-return valve 13c in the refrigerant
  • the third connection port communicates with the branch pipe 4d to which the backflow prevention device 24 is connected.
  • the third connection port is upstream of the backflow prevention device 24 in the refrigerant flow direction during the cooling only operation and the cooling main operation.
  • the branch part 27a which concerns on Embodiment 1 was arrange
  • the branch part 27a which concerns on this Embodiment 2 is a cooling only operation
  • coolant may be reverse by a mode and a heating only main operation mode, a heating only operation mode, and a heating only main operation mode.
  • a liquid refrigerant or a gas-liquid two-phase refrigerant flows into the branch portion 27 according to the operation mode of the air conditioner 100.
  • the liquid refrigerant flows to the branching portion 27a
  • the gas refrigerant flows to the branching portion 27b
  • the gas-liquid two-phase refrigerant flows to the branching portion 27a.
  • a gas refrigerant flows through the branch portion 27b, and in the heating only operation mode and the heating main operation mode, the gas-liquid two-phase refrigerant flows through the branch portion 27a and the branch portion 27b.
  • the branching portion 27 when it is necessary to evenly divide the refrigerant, the branching portion is branched in two directions after the refrigerant flows from the bottom to the top. 27a is arranged.
  • the bifurcated portion 27a branches the two-phase refrigerant only in the cooling main operation mode.
  • the cooling main operation mode the two-phase refrigerant is arranged to branch into two hands after flowing from the bottom to the top. Just keep it.
  • the two-phase refrigerant flows into the branch portion 27a, but one of the three channels is closed by the backflow prevention device 24.
  • the flow does not branch into two flow paths, but flows only from one flow path and out to another flow path. That is, in the heating only operation mode and the heating main operation mode in the second embodiment, the refrigerant that flows out is not divided into two hands, so that the refrigerant flows from the top to the bottom (opposite in the direction of gravity in the branch portion 27a). There is no problem even if it flows in the direction).
  • the backflow prevention device 24 opens and closes the flow path between the branch portion 27a and the suction injection pipe 4c.
  • the backflow prevention device 24 is, for example, a check valve, and the flow path is opened when the pressure on the inlet side of the backflow prevention device 24 is higher than the pressure on the outlet side, and the pressure on the inlet side of the backflow prevention device 24 is the outlet.
  • the flow path is closed and the flow path is automatically opened and closed.
  • a high-pressure refrigerant flows through the branch portion 27a.
  • the pressure (low pressure) on the inlet side (branch portion 27a side) of the backflow prevention device 24 is reduced. Since the pressure is lower than the pressure (medium pressure) on the outlet side (the outlet side of the backflow prevention device 20 and the inlet side of the expansion device 14b), no flow occurs through the backflow prevention device 24.
  • the branch refrigerant temperature detector 33 detects the temperature of the refrigerant flowing into the branch part 27a in the cooling only operation mode and the cooling main operation mode, and the branch refrigerant temperature detection unit 33 enters the branch part 27a in the cooling only operation mode and the cooling main operation mode. It is provided in the channel on the side.
  • the branch pipe 4d is a pipe for guiding the refrigerant to the suction injection pipe 4c when injecting into the compressor 10.
  • the branch pipe 4d is connected to the branch part 27a, the branch part 27b, and the suction injection pipe 4c.
  • the branch pipe 4d is provided with a backflow prevention device 20 and a backflow prevention device 24.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the flow of the refrigerant and the heat medium during the cooling only operation of the air-conditioning apparatus 100a shown in FIG. 12, and the cooling-only operation of the air-conditioning apparatus 100a according to the first embodiment is described based on FIG. Only the differences from the cooling only operation of the air conditioner 100 of FIG. 3 will be described.
  • the flow of the refrigerant in the refrigerant circuit A will be described.
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant is compressed by the compressor 10 and discharged as a high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 10 flows into the heat source side heat exchanger 12 via the first refrigerant flow switching device 11. Then, the heat source side heat exchanger 12 condenses and liquefies while radiating heat to the outdoor air, and becomes a high-pressure gas-liquid two-phase refrigerant.
  • the high-pressure gas-liquid two-phase refrigerant flowing into the heat medium relay unit 3 is branched after passing through the opening / closing device 17a and expanded by the expansion device 16a and the expansion device 16b to become a low-temperature low-pressure two-phase refrigerant.
  • This two-phase refrigerant flows into each of the heat exchanger related to heat medium 15a and the heat exchanger related to heat medium 15b acting as an evaporator, and absorbs heat from the heat medium circulating in the heat medium circulation circuit B. It becomes a low-temperature and low-pressure gas refrigerant while cooling.
  • the gas refrigerant flowing out of the heat exchanger related to heat medium 15a and the heat exchanger related to heat medium 15b flows out of the heat medium converter 3 via the second refrigerant flow switching device 18a and the second refrigerant flow switching device 18b.
  • the refrigerant flows into the outdoor unit 1 again through the refrigerant pipe 4.
  • the refrigerant that has flowed into the outdoor unit 1 is again sucked into the compressor 10 via the branch portion 27b, the check valve 13d, the first refrigerant flow switching device 11 and the accumulator 19.
  • FIG. 13 The ph diagram (pressure-enthalpy diagram) during the cooling operation shown in FIG. 13 is the same as FIG. 4 of the first embodiment, and the injection operation in this mode is shown in FIG. 13 and FIG. This will be described with reference to the -h diagram.
  • the refrigerant sucked into the compressor 10 and compressed by the compressor 10 is condensed in the heat source side heat exchanger 12 to become a high-pressure liquid refrigerant (point J in FIG. 4). This high-pressure liquid refrigerant reaches the branching portion 27a.
  • the low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant generated by the merge is heated by the sealed container and the motor of the compressor 10 and evaporated to become a low-temperature and low-pressure gas refrigerant whose temperature is lower than that when no injection is performed. Then, it is sucked into the compression chamber of the compressor 10 and discharged again from the compressor 10 (point I in FIG. 4).
  • This low-temperature and low-pressure gas refrigerant is heated by the closed container and motor of the compressor 10 to become a low-temperature and low-pressure gas refrigerant having a temperature higher than that in the case of performing the injection, and is sucked into the compression chamber of the compressor 10 and is again compressed. (Point G in FIG. 4).
  • the refrigerant in the flow path from the backflow prevention device 24 to the backflow prevention device 20 of the branch pipe 4d is a high-pressure refrigerant, and returns from the heat medium converter 3 to the outdoor unit 1 via the refrigerant pipe 4 and enters the branch portion 27b.
  • the reaching refrigerant is a low-pressure refrigerant.
  • the action of the backflow prevention device 20 prevents the high-pressure refrigerant in the branch pipe 4d from being mixed with the low-pressure refrigerant in the branch portion 27b.
  • the flow of the heat medium in the heat medium circuit B is the same as that in FIG.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining the flow of the refrigerant and the heat medium during the heating only operation of the air-conditioning apparatus 100a shown in FIG. 12, and the heating-only operation of the air-conditioning apparatus 100a is described in Embodiment 1 based on FIG. Only the differences from the heating only operation of the air conditioning apparatus 100 of FIG. 5 will be described.
  • the flow of the refrigerant in the refrigerant circuit A will be described.
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant is compressed by the compressor 10 and discharged as a high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 10 passes through the first refrigerant flow switching device 11, conducts through the first connection pipe 4 a, passes through the check valve 13 b, and flows out of the outdoor unit 1.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has flowed out of the outdoor unit 1 flows into the heat medium relay unit 3 through the refrigerant pipe 4.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has flowed into the heat medium relay unit 3 is branched and passes through the second refrigerant flow switching device 18a and the second refrigerant flow switching device 18b, so that the heat exchanger related to heat medium 15a and the heat medium are heated. It flows into each of the heat exchangers 15b.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has flowed into the heat exchanger related to heat medium 15a and the heat exchanger related to heat medium 15b is condensed and liquefied while dissipating heat to the heat medium circulating in the heat medium circuit B, so It becomes.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed out of the heat exchanger related to heat medium 15a and the heat exchanger related to heat medium 15b is expanded by the expansion device 16a and the expansion device 16b to become a two-phase refrigerant of medium temperature and intermediate pressure.
  • the two-phase refrigerant flows out of the heat medium relay unit 3 through the bypass pipe 4A and the opening / closing device 17b, and flows into the outdoor unit 1 through the refrigerant pipe 4 again.
  • the refrigerant that has flowed into the outdoor unit 1 flows into the second connection pipe 4b via the branch portion 27b, passes through the expansion device 14a, is throttled by the expansion device 14a, and becomes a low-temperature and low-pressure two-phase refrigerant, and the check valve 13c. And it passes through the branch part 27a and flows into the heat source side heat exchanger 12 acting as an evaporator.
  • the refrigerant flowing into the heat source side heat exchanger 12 absorbs heat from the outdoor air by the heat source side heat exchanger 12, and becomes a low-temperature and low-pressure gas refrigerant.
  • the low-temperature and low-pressure gas refrigerant flowing out from the heat source side heat exchanger 12 is again sucked into the compressor 10 via the first refrigerant flow switching device 11 and the accumulator 19.
  • FIG. 14 The ph diagram (pressure-enthalpy diagram) during the heating operation shown in FIG. 14 is the same as FIG. 6 of the first embodiment. Further, during the heating operation, the medium pressure refrigerant branched by the branch portion 27b is injected into the suction side of the compressor 10, and the high pressure side refrigerant is introduced into the injection pipe through the backflow prevention device 24. is not. Accordingly, the basic operation is the same as that described in the embodiment, and the description thereof is omitted.
  • the pressure (low pressure) on the inlet side (branch portion 27a side) of the backflow prevention device 24 is changed to the outlet side (backflow prevention device 20) of the backflow prevention device 24. Therefore, the flow through the backflow prevention device 24 does not occur due to the action of the backflow prevention device 24 and flows to the branch portion 27a.
  • the high-pressure refrigerant is prevented from mixing with the medium-pressure refrigerant that has passed through the backflow prevention device 20.
  • the flow of the heat medium in the heat medium circuit B is the same as that in FIG.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating the flow of the refrigerant and the heat medium during the cooling main operation of the air-conditioning apparatus 100a shown in FIG. Based on FIG. 15, only the difference between the cooling-main operation of the air-conditioning apparatus 100 a in FIG.
  • the flow of the refrigerant in the refrigerant circuit A will be described.
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant is compressed by the compressor 10 and discharged as a high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 10 flows into the heat source side heat exchanger 12 via the first refrigerant flow switching device 11. Then, the heat source side heat exchanger 12 condenses while radiating heat to the outdoor air, and becomes a two-phase refrigerant.
  • the two-phase refrigerant that has flowed out of the heat source side heat exchanger 12 flows out of the outdoor unit 1 through the branching portion 27a and the check valve 13a, then flows out of the outdoor unit 1 through the branching portion 27a, and passes through the refrigerant pipe 4 to be a heat medium converter. 3 flows into.
  • the two-phase refrigerant that has flowed into the heat medium relay unit 3 flows into the heat exchanger related to heat medium 15b that acts as a condenser through the second refrigerant flow switching device 18b.
  • the two-phase refrigerant flowing into the heat exchanger related to heat medium 15b is condensed and liquefied while dissipating heat to the heat medium circulating in the heat medium circuit B, and becomes a gas-liquid two-phase refrigerant.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant flowing out of the heat exchanger related to heat medium 15b is expanded by the expansion device 16b to become a low-pressure two-phase refrigerant.
  • This low-pressure two-phase refrigerant flows into the heat exchanger related to heat medium 15a acting as an evaporator via the expansion device 16a.
  • the low-pressure two-phase refrigerant that has flowed into the heat exchanger related to heat medium 15a absorbs heat from the heat medium circulating in the heat medium circuit B, and becomes a low-pressure gas refrigerant while cooling the heat medium.
  • the gas refrigerant flows out of the heat exchanger related to heat medium 15a, flows out of the heat medium converter 3 via the second refrigerant flow switching device 18a, and flows into the outdoor unit 1 again through the refrigerant pipe 4.
  • the refrigerant that has flowed into the outdoor unit 1 is again sucked into the compressor 10 via the branch portion 27b, the check valve 13d, the first refrigerant flow switching device 11 and the accumulator 19.
  • the ph diagram of the cooling main operation mode The ph diagram (pressure-enthalpy diagram) during the cooling main operation shown in FIG. 15 is the same as FIG. 8 of the first embodiment, and the injection operation in this mode is shown in FIG. 15 and FIG. This will be described with reference to the -h diagram.
  • the refrigerant sucked into the compressor 10 and compressed by the compressor 10 is condensed in the heat source side heat exchanger 12 to become a high-pressure gas-liquid two-phase refrigerant (point J in FIG. 8). This high-pressure gas-liquid two-phase refrigerant reaches the branching portion 27a.
  • the expansion device 14b When performing the injection, when the expansion device 14b is opened, the pressure on the inlet side (branch portion 27a side) of the backflow prevention device 24 is changed to the outlet side of the backflow prevention device 24 (the outlet side of the backflow prevention device 20 and the expansion device 14b). Therefore, a part of the high-pressure gas-liquid two-phase refrigerant branched from the branching portion 27a is supplied to the backflow preventing device 24 and the branching portion 27a. The air is introduced into the suction injection pipe 4c through the branch pipe 4d.
  • the high-pressure gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the suction injection pipe 4c is decompressed by the expansion device 14b to become a low-temperature low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant (point K in FIG. 8), and connects the compressor 10 and the accumulator 19. It flows into the refrigerant piping.
  • the remainder of the high-pressure gas-liquid two-phase refrigerant branched at the branching portion 27a flows into the heat medium relay unit 3 through the check valve 13a and is decompressed by the expansion device 16 to be low-pressure gas-liquid two-phase.
  • the low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant generated by the merge is heated by the sealed container and the motor of the compressor 10 and evaporated to become a low-temperature and low-pressure gas refrigerant whose temperature is lower than that when no injection is performed. Then, it is sucked into the compression chamber of the compressor 10 and discharged again from the compressor 10 (point I in FIG. 8).
  • the gas-liquid two-phase refrigerant flows into the expansion device 16b and the expansion device 16a via the heat exchanger related to heat medium 15b functioning as a condenser and becomes a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant, and the heat medium functions as an evaporator. It flows into the intermediate heat exchanger 15a and becomes a low-temperature and low-pressure gas refrigerant. Then, it is sucked into the compressor 10 through the accumulator 19 (point F in FIG. 8).
  • the low-temperature and low-pressure gas refrigerant is heated by the closed container and motor of the compressor 10 to become a low-temperature and low-pressure gas refrigerant having a higher temperature than that in the case of performing injection, and is sucked into the compression chamber of the compressor 10 and again. (Point G in FIG. 8).
  • the refrigerant in the flow path from the backflow prevention device 24 to the backflow prevention device 20 of the branch pipe 4d is a high-pressure refrigerant, and returns from the heat medium converter 3 to the outdoor unit 1 via the refrigerant pipe 4 and enters the branch portion 27b.
  • the reaching refrigerant is a low-pressure refrigerant.
  • the action of the backflow prevention device 20 prevents the high-pressure refrigerant in the branch pipe 4d from being mixed with the low-pressure refrigerant in the branch portion 27b.
  • the flow of the heat medium in the heat medium circuit B is the same as that in FIG.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating the flow of the refrigerant and the heat medium during the heating only operation of the air-conditioning apparatus 100a shown in FIG. 12, and the heating-only operation of the air-conditioning apparatus 100a is described in Embodiment 1 based on FIG. Only the differences from the heating only operation of the air-conditioning apparatus 100 of FIG. 9 will be described.
  • the flow of the refrigerant in the refrigerant circuit A will be described.
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant is compressed by the compressor 10 and discharged as a high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 10 passes through the first refrigerant flow switching device 11, conducts through the first connection pipe 4 a, passes through the check valve 13 b, and flows out of the outdoor unit 1.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has flowed out of the outdoor unit 1 flows into the heat medium relay unit 3 through the refrigerant pipe 4.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has flowed into the heat medium relay unit 3 flows into the heat exchanger related to heat medium 15b that acts as a condenser through the second refrigerant flow switching device 18b.
  • the gas refrigerant flowing into the heat exchanger related to heat medium 15b is condensed and liquefied while radiating heat to the heat medium circulating in the heat medium circuit B, and becomes a gas-liquid two-phase refrigerant.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed out of the heat exchanger related to heat medium 15b is expanded by the expansion device 16b and becomes a medium-pressure two-phase refrigerant.
  • This medium pressure two-phase refrigerant flows into the heat exchanger related to heat medium 15a acting as an evaporator via the expansion device 16a.
  • the medium-pressure two-phase refrigerant that has flowed into the heat exchanger related to heat medium 15a evaporates by absorbing heat from the heat medium circulating in the heat medium circuit B, thereby cooling the heat medium.
  • This low-pressure two-phase refrigerant flows out of the heat exchanger related to heat medium 15a, flows out of the heat medium converter 3 via the second refrigerant flow switching device 18a, and flows again into the outdoor unit 1 through the refrigerant pipe 4. To do.
  • the refrigerant that has flowed into the outdoor unit 1 flows into the second connection pipe 4b via the branch portion 27b, passes through the expansion device 14a, is throttled by the expansion device 14a, and becomes a low-temperature and low-pressure two-phase refrigerant, and the check valve 13c. And it flows into the heat source side heat exchanger 12 which acts as an evaporator through the branch part 27a. And the refrigerant
  • FIG. 16 The ph diagram (pressure-enthalpy diagram) during heating-main operation shown in FIG. 16 is the same as FIG. 10 of the first embodiment. Further, during heating main operation, the medium pressure refrigerant branched by the branching portion 27b is injected into the suction side of the compressor 10, and the high pressure side refrigerant is introduced into the injection pipe via the backflow prevention device 24. is not. Accordingly, the basic operation is the same as that described in the embodiment, and the description thereof is omitted.
  • the pressure (low pressure) on the inlet side (branch portion 27a side) of the backflow prevention device 24 is the outlet side (backflow prevention device 20) of the backflow prevention device 24. Since the pressure is lower than the pressure (medium pressure) on the outlet side and the inlet side of the throttle device 14b, no flow occurs through the backflow prevention device 24 due to the action of the backflow prevention device 24, and the high pressure state flows through the branch portion 27a. This refrigerant is prevented from mixing with the medium-pressure refrigerant that has passed through the backflow prevention device 20.
  • the flow of the heat medium in the heat medium circuit B is the same as that in FIG.

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Abstract

 圧縮機(10)と、冷媒流路切替装置(11)と、第一の熱交換器(12)と、第一の絞り装置(16)と、第二の熱交換器(15)とを冷媒配管で接続して冷凍サイクルを構成し、圧縮機(10)の吸入側に冷媒を導入するための吸入インジェクション配管(4c)と、吸入インジェクション配管(4c)に設けられた第二の絞り装置(14b)と、を備え、第一の熱交換器(12)に低圧の冷媒を流して蒸発器として動作させかつ第二の熱交換器(15)に高圧の冷媒を流して凝縮器として動作させる暖房運転時における第二の熱交換器(15)から第一の熱交換器(12)に至る冷媒の流路に、前記高圧よりも小さくかつ前記低圧よりも大きい中圧を生成する第三の絞り装置(14a)を備え、第三の絞り装置(14a)の上流側と第二の絞り装置(14b)の上流側とを接続し、暖房運転時に中圧の冷媒を第二の絞り装置(14b)及び吸入インジェクション配管(4c)を介して圧縮機(10)の吸入側に導入する。

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などに適用される空気調和装置に関するものである。
 空気調和装置には、ビル用マルチエアコンなどのように、室外機、中継器、及び室内機を備え、室外機及び中継器を冷媒が循環する冷媒配管で接続し、中継器及び室内機を熱媒体が循環する熱媒体配管で接続したものが提案されている(たとえば、特許文献1参照)。この特許文献1に記載の技術は、室外機と室内機とが、冷媒と熱媒体とを熱交換させる熱媒体間熱交換器を有する中継器を介して接続されているため、冷媒の搬送動力及び熱媒体の搬送能力を低減させることが可能となっている。また、特許文献1に記載の技術は、中継器が、複数の熱媒体間熱交換器及び複数の流路切替装置を有しているため、冷暖房混在運転を実施することが可能となっている。
 また、圧縮機の吐出温度を低下させることで、冷媒回路や運転状態などによらないで圧縮機を安定的に運転させるために、高圧の液冷媒が流れる冷媒配管と圧縮機の中間圧力部とを接続し、圧縮機に液インジェクションする冷凍装置が提案されている(たとえば、特許文献2参照)。
 さらに、室内側に設けられた絞り装置に並列に逆止弁を接続するとともに、室外側に設けられた絞り装置にも並列に逆止弁を接続している冷媒回路を有する空気調和装置が提案されている(たとえば、特許文献3参照)。特許文献3に記載の技術は、この冷媒回路により、冷房運転と暖房運転とを切り替えることで冷媒の流れが変わっても、高圧の液冷媒を圧縮機の吸入側とアキュムレーターとを接続する配管に供給し、圧縮機にインジェクションすることが可能となっている。
WO10/049998号公報(たとえば、図1参照) 特開2005-282972(たとえば、3~4頁及び図1参照) 特開平2-110255(たとえば、3~4頁及び図1参照)
 特許文献1に記載の技術は、そもそもインジェクションを実施するものではないため、動作冷媒をたとえばR32冷媒などとした場合における低外気温度の暖房運転時に、圧縮機の吐出温度が高くなり過ぎて、冷媒や冷凍機油が劣化してしまい、空気調和装置の動作安定性を低下させる可能性があった。
 特許文献2に記載の技術は、冷凍装置の圧縮機に高圧の液冷媒をインジェクションする技術であるため、たとえば冷房運転から暖房運転や冷暖房混在運転などに切り替えるなどをして、冷媒の流れを変更した際に対応することができないという課題があった。
 特許文献3に記載の技術は、室外機側の絞り装置に並列に逆止弁が接続されていない室内機に対しては、インジェクションすることができず、その分汎用性に乏しかった。
 本発明は、上記の課題のうちの少なくとも1つを解決するものであり、運転モードによらないで、圧縮機の吐出温度を低下させて動作安定性を向上させることを可能とする空気調和装置を提供することを目的としている。
 本発明に係る空気調和装置は、密閉容器内に圧縮室を有する圧縮機と、第一の冷媒流路切替装置と、第一の熱交換器と、第一の絞り装置と、第二の熱交換器とを冷媒配管で接続し循環回路を形成して冷凍サイクルを構成し、圧縮機の吸入側の流路に設けられた余剰冷媒を貯留するためのアキュムレーターと、圧縮機とアキュムレーターとの間の流路に外部から液または二相状態の冷媒を導入するための吸入インジェクション配管と、吸入インジェクション配管に設けられた第二の絞り装置と、を備え、少なくとも第一の熱交換器に低圧の冷媒を流して蒸発器として動作させかつ第二の熱交換器の一部またはすべてに高圧の冷媒を流して凝縮器として動作させる暖房運転が可能であり、暖房運転時における第二の熱交換器から第一の熱交換器に至る冷媒の流路に、暖房運転時に高圧よりも小さくかつ低圧よりも大きい中圧を生成する第三の絞り装置を備え、暖房運転時における第三の絞り装置の上流側の流路と第二の絞り装置の上流側の流路とを接続し、暖房運転時に第三の絞り装置によって生成された中圧の冷媒を第二の絞り装置及び吸入インジェクション配管を介して圧縮機の吸入側に導入するものである。
 本発明に係る空気調和装置によれば、吸入インジェクション配管からの吸入インジェクションによって、運転モードによらず、圧縮機から吐出される冷媒温度が高くなることを抑制することができるため、冷媒や冷凍機油の劣化を抑制し、動作安定性を向上させることができる。
本発明の実施の形態1及び実施の形態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1に係る空気調和装置の回路構成例である。 図2に示す空気調和装置の全冷房運転時の冷媒及び熱媒体の流れを説明する図である。 図3及び図13に示す全冷房運転時におけるp-h線図(圧力-エンタルピ線図)である。 図2に示す空気調和装置の全暖房運転時の冷媒及び熱媒体の流れを説明する図である。 図5及び図14に示す全暖房運転時におけるp-h線図である。 図2に示す空気調和装置の冷房主体運転時の冷媒及び熱媒体の流れを説明する図である。 図7及び図15に示す冷房主体運転時におけるp-h線図である。 図2に示す空気調和装置の全暖房運転時の冷媒及び熱媒体の流れを説明する図である。 図9及び図16に示す暖房主体運転時におけるp-h線図である。 本発明の実施の形態1及び実施の形態2に係る空気調和装置の絞り装置の構成の概略図である。 本発明の実施の形態2に係る空気調和装置の回路構成例である。 図12に示す空気調和装置の全冷房運転時の冷媒及び熱媒体の流れを説明する図である。 図12に示す空気調和装置の全暖房運転時の冷媒及び熱媒体の流れを説明する図である。 図12に示す空気調和装置の冷房主体運転時の冷媒及び熱媒体の流れを説明する図である。 図12に示す空気調和装置の全暖房運転時の冷媒及び熱媒体の流れを説明する図である。
実施の形態1.
 本発明の実施の形態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。本空気調和装置は、冷媒及び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、図1を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
 図1においては、本実施の形態1に係る空気調和装置は、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、冷媒(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、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、ビルなどの建物9の外の空間(たとえば、屋上など)である室外空間6に配置され、熱媒体変換機3を介して室内機2に冷熱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、居室など)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1に示すように、本実施の形態1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、本実施の形態1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などの空間(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、エレベーターなどがある共用空間などに設置することも可能である。また、図1及び図2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など、室内空間7に直接またはダクトなどにより、暖房用空気あるいは冷房用空気を吹き出せるようになっていればどんな種類のものでもよい。
 図1においては、室外機1が室外空間6に設置されている場合を例に示しているが、これに限定するものではない。たとえば、室外機1は、換気口付の機械室など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1及び図2に図示してある台数に限定するものではなく、本実施の形態1に係る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、本実施の形態1に係る空気調和装置(以下、空気調和装置100と称する)の回路構成例である。図11は、本実施の形態1に係る空気調和装置100の絞り装置14の構成の概略図である。図2及び図11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。
 空気調和装置100は、冷媒を循環させる冷凍サイクルである冷媒循環回路A及び熱媒体を循環させる熱媒体循環回路Bを有しており、各室内機2が冷房運転、暖房運転を選択できるものである。そして、動作している室内機2の全てが冷房運転を実行するモードを全冷房運転モード、動作している室内機2の全てが暖房運転を実行するモードを全暖房運転モード、冷房運転と暖房運転を実行する室内機が混在するモードを冷房暖房混在運転モードを行うことができる。なお、冷暖房混在運転モードには、冷房負荷の方が大きい冷房主体運転モード、及び暖房負荷の方が大きい暖房主体運転モードがある。全冷房運転モード、全暖房運転モード、冷房主体運転モード、及び暖房主体運転モードについては、図3~図10の説明で詳しく説明するものとする。
[室外機1]
 室外機1には、圧縮機10、四方弁などの第1冷媒流路切替装置11、熱源側熱交換器12と、アキュムレーター19とが冷媒配管4で直列に接続されて搭載されている。
 また、室外機1には、第1接続配管4a、第2接続配管4b、逆止弁13a、逆止弁13b、逆止弁13c、及び、逆止弁13dが設けられている。
 さらに、室外機1には、分岐部27a、分岐部27b、開閉装置24、逆流防止装置20、絞り装置14a、絞り装置14b、中圧検出装置32、吐出冷媒温度検出装置37、高圧検出装置39、吸入インジェクション配管4c、分岐配管4d、制御装置50が備えられている。
 圧縮機10は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温高圧の状態にするものであり、たとえば容量制御可能なインバータ圧縮機などで構成するとよい。圧縮機10は、吐出側が第1冷媒流路切替装置11に接続され、吸入側が吸入インジェクション配管4c及びアキュムレーター19に接続されている。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型の圧縮機である。そして、圧縮機10は、圧縮機10の吸入側とアキュムレーター19との間の冷媒配管4に接続される吸入インジェクション配管4cに接続されており、圧縮機10の吸入側に、高圧または中圧の冷媒をインジェクションすることができるようになっている。
 圧縮機10の下部は、圧縮機10の吸入側から流入した冷媒及び油(冷凍機油)が流入可能となっている。また、圧縮機10は、モータが配置され、圧縮機10の下部から流入した冷媒を圧縮する中間部を有している。さらに、圧縮機10の上部には、密閉容器で構成される吐出室が備えられており、中間部で圧縮された冷媒及び油を吐出可能となっている。このように、圧縮機10は、圧縮機10の上部のように高温高圧の冷媒にさらされる部分と、圧縮機10の下部のように低温低圧の冷媒にさらされる部分とを有しているため、圧縮機10を構成する密閉容器の温度はその中間的な温度になる。なお、圧縮機10の運転中は、中間部のモータに供給される電流によってモータが発熱する。したがって、圧縮機10に吸入された低温低圧の気液2相冷媒は、圧縮機10の密閉容器とモータによって加熱される。
 第1冷媒流路切替装置11は、暖房運転時(全暖房運転モード時及び暖房主体運転モード時)における冷媒の流れと冷房運転時(全冷房運転モード時及び冷房主体運転モード時)における冷媒の流れとを切り替えるものである。なお、図2では、第1冷媒流路切替装置11が、圧縮機10の吐出側と第1接続配管4aとを接続するとともに、熱源側熱交換器12とアキュムレーター19とを接続している状態を図示している。
 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、図示省略のファンなど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、その冷媒を蒸発ガス化又は凝縮液化するものである。熱源側熱交換器12は、一方が第1冷媒流路切替装置11に接続され、他方が逆止弁13aが設けられる冷媒配管4に接続されている。
 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、過剰な冷媒を貯留するものである。アキュムレーター19は、一方が第1冷媒流路切替装置11に接続され、他方が圧縮機10の吸入側に接続される。
 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から戻ってきた冷媒を圧縮機10の吸入側に流通させるものである。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)のみに冷媒の流れを許容するものである。
 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。第1接続配管4a、第2接続配管4b、逆止弁13a~13dを設けることで、室内機2の要求する運転に関わらず、熱媒体変換機3に流入させる冷媒の流れを一定方向にすることができる。 
 2つの分岐部27(分岐部27a、分岐部27b)は、流入してきた冷媒を分岐させるものである。分岐部27aは、冷媒流入側が逆止弁13aが設けられる冷媒配管4に接続され、冷媒流出側の一方が室外機1と熱媒体変換機3とを接続する冷媒配管4に接続され、冷媒流出側の他方が分岐配管4dに接続される。また、分岐部27bは、冷媒流入側が熱媒体変換機3と室外機1とを接続する冷媒配管4に接続され、冷媒流出側の一方が逆止弁13dが設けられる冷媒配管4及び第2接続配管4bに接続され、冷媒流出側の他方が分岐配管4dに接続される。なお、分岐部27は、たとえばY継手やT継手などで構成するとよい。
 分岐部27には、空気調和装置100の運転モードに応じて、液冷媒又は気液2相冷媒が流れ込む。たとえば、全冷房運転モードの場合には、分岐部27bにガス冷媒が流れ、冷房主体運転モードの場合には、分岐部27aに気液2相冷媒が流れ、分岐部27bにガス冷媒が流れ、全暖房運転モード及び暖房主体運転モードの場合には、分岐部27bに気液2相冷媒が流れる。そこで、分岐部27は、気液2相冷媒を均等に分配するために、冷媒を下から上に冷媒が流れた後に、2手に分岐するような構成状態で分流させる構造とする。すなわち、分岐部27の冷媒流入側を下側(重力方向における下)とし、分岐部27の冷媒流出側(両方)を上側(重力方向における上)とするということである。これにより、分岐部27に流入した気液2相冷媒を均等に分配させることができ、空気調和装置100の空調能力の低減を抑制することができる。
 開閉装置24は、分岐部27aと吸入インジェクション配管4cとの間の流路の開閉をするものである。開閉装置24は、全冷房運転モードでインジェクションする場合及び冷房主体運転モードでインジェクションする場合には開き、インジェクションしない場合には閉じるものである。そして、開閉装置24は、全暖房運転モード及び暖房主体運転モードでは閉じるものである。開閉装置24は、分岐配管4dに設けられており、一方が分岐部27aに接続され、他方が吸入インジェクション配管4cに接続される。なお、開閉装置24は、開閉を切り替え可能な電磁弁、開口面積を変化させることが可能な電子式膨張弁などのように流路の開閉を切り替えられるものであればよい。
 逆流防止装置20は、全暖房運転モードでインジェクションする場合及び暖房主体運転モードでインジェクションする場合に分岐部27bから吸入インジェクション配管4cに冷媒が流れるようにするものである。なお、逆流防止装置20は、全冷房運転モードでインジェクションする場合及び冷房主体運転モードでインジェクションする場合では、閉じている。なお、逆流防止装置20は、図2では逆止弁である場合を例に図示しているが、開閉を切り替え可能な電磁弁、開口面積を変化させることが可能な電子式膨張弁などでもよい。
 中圧検出装置32は、分岐部27bと絞り装置14aとの間を流れる冷媒の圧力を検出するものである。すなわち、中圧検出装置32は、熱媒体変換機3の絞り装置16で減圧させられて、室外機1に戻ってきた中圧の冷媒の圧力を検出するものである。この中圧検出装置32は、分岐部27bと絞り装置14aとの間に設けられている。
 高圧検出装置39は、圧縮機10で圧縮され、高圧となった冷媒の圧力を検出するものである。高圧検出装置39は、圧縮機10の吐出側に接続される冷媒配管4に設けられている。
 中圧検出装置32及び高圧検出装置39は、圧力センサーでもよいが、温度センサーで構成してもよい。すなわち、検出した温度に基づいて、制御装置50が演算により中圧を演算することができるようにしてもよい。
 吐出冷媒温度検出装置37は、圧縮機10から吐出された冷媒の温度を検出するもので、圧縮機10の吐出側に接続される冷媒配管4に設けられている。
 吸入冷媒温度検出装置38は、圧縮機10に流入する冷媒の温度を検出するもので、アキュムレーター19の上流側の冷媒配管4に設けられている。
 分岐冷媒温度検出装置33は、分岐部27aへ流入する冷媒温度を検出するものであり、分岐部27aの流入側の流路に設けられている。
 2つの絞り装置14(絞り装置14a、14b)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る。絞り装置14aは、第2接続配管4b(後述する全暖房運転モードおよび暖房主体運転モードにおける分岐部27bから熱源側熱交換器12に至る流路)に設けられ、逆止弁13cの下流側に設けられている。また、絞り装置14bは、吸入インジェクション配管4cに設けられている。絞り装置14aには、全暖房運転モード及び暖房主体運転モードの場合に、気液2相冷媒が流入する。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、及び暖房主体運転モードの場合に、気液2相状態の冷媒が流入する。
 絞り装置14aは、開口面積を変化させることが可能である電子式膨張弁で構成するとよい。絞り装置14aを電子式膨張弁で構成すれば、絞り装置14aの上流側の圧力を任意の圧力に制御することができる。なお、絞り装置14aは、電子式膨張弁に限定されるものではなく、制御性は少し悪化するが、小型の電磁弁など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として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。
 また、絞り装置14bについても、開口面積を変化させることが可能である電子式膨張弁で構成するとよい。この絞り装置14bは、インジェクションする場合において、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。
 絞り装置14を電子式膨張弁で構成した場合には、気液2相状態の冷媒が絞り装置14に流入すると、絞り装置14の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(ガス冷媒と液冷媒との分離が発生)し、絞り装置14の出口側の圧力が安定しないことがある。特に、冷媒の乾き度が小さい場合には、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。そこで、絞り装置14は、下記のような構成を備えている。
 図11に示すように、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、及び攪拌装置(中圧冷媒攪拌装置、インジェクション冷媒攪拌装置)46を有している。
 流入管41は、たとえば略円筒形状に形成され、流入管41から流入した冷媒を、絞り部43に導くものである。流出管42は、たとえば略円筒形状に形成されるとともに流入管41に直交するように設けられ、絞り部43で減圧された冷媒を、絞り装置14外に導くものである。絞り部43は冷媒を減圧させる部位であり、流入管41及び流出管42と連通している。弁体44は、絞り部43に設けられ、絞り部43に流入した冷媒を減圧させるものである。モータ45は、弁体44を回転させて弁体44の位置を調整し、絞り部43の絞り量を変えるものである。なお、モータ45は、制御装置50に制御される。攪拌装置46は、流入管41から流入した冷媒のうち、ガス冷媒と液冷媒とほぼ均一に混ざり合わせるものである。
 このように、絞り装置14は、上記構成を有しているため、流入したガス冷媒と液冷媒とを攪拌させてから減圧させるため、ガス冷媒と液冷媒との分離を抑制し、圧力を安定させることができる。
 なお、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よい。そこで、攪拌装置46は、たとえば発泡金属で構成するとよい。ここでいう発泡金属とは、スポンジなど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、液冷媒を流通させると、三次元的な網目状構造の影響で、冷媒中のガスが微細化されて攪拌され、ガス冷媒と液冷媒とを均一に混ざり合わせることができるという効果を奏する。
 また、流入管41の内径をDとし、流出管42の中心軸から攪拌装置46までの長さをLとし、Dの値を固定してLの値を変化させたとき、L/Dの値が8~10となる長さを冷媒が流れると、攪拌装置46で攪拌(乱れを発生)させた影響がなくなってしまい、ガス冷媒と液冷媒との分離が発生することが流体力学の分野で明らかになっている。
 そこで、攪拌装置46をL/Dが6以下となる位置に設けるとよい。これにより、攪拌装置46が攪拌した液冷媒が攪拌された状態のまま絞り部43に到達するため、圧力が不安定になることをより一層抑制することができる。
 吸入インジェクション配管4cは、圧縮機10にインジェクションする場合に冷媒が流れる配管である。吸入インジェクション配管4cは、一方が分岐配管4dに接続され、他方がアキュムレーター19と圧縮機10とを接続する冷媒配管4に接続されている。吸入インジェクション配管4cには、絞り装置14bが設けられている。
 分岐配管4dは、圧縮機10にインジェクションする場合に、冷媒を吸入インジェクション配管4cに導くための配管である。分岐配管4dは、分岐部27a、分岐部27b、及び吸入インジェクション配管4cに接続されている。分岐配管4dには、逆流防止装置20及び開閉装置24が設けられている。
 制御装置50は、マイコンなどで構成されており、各種検出装置での検出情報及びリモコンからの指示に基づいて、制御を行うもので、上述のアクチュエータの制御の他に、圧縮機10の駆動周波数、熱源側熱交換器12に付設される送風機の回転数(ON/OFF含む)、開閉装置24の開閉、絞り装置14の開度(絞り量)、第1冷媒流路切替装置11の切り替え、及び熱媒体変換機3及び室内機2に設けられた各種機器などを制御し、後述する各運転モードを実行するようになっている。
 この制御装置50は、全冷房運転モード及び冷房主体運転モード時には、開閉装置24を開き、絞り装置14bの開度を調整することで、インジェクションする冷媒の流量を制御可能となっている。また、制御装置50は、全暖房運転モード及び暖房主体運転モード時には、開閉装置24を閉じ、絞り装置14a及び絞り装置14bの開度を調整することで、インジェクションする冷媒の流量を制御可能となっている。そして、圧縮機10にインジェクションを行うことで、圧縮機10から吐出される冷媒の温度を低減することができる。なお、具体的な制御動作については、後述の各運転モードの動作説明において説明を行う。
 なお、インジェクションする場合において、絞り装置14aについては、制御装置50が、全暖房運転モード及び暖房主体運転モード時において、中圧検出装置32で検出した中圧が一定値(目標値)になるように、又は目標範囲に収まるように絞り装置14aの開度を制御すると、絞り装置14bによる吐出温度の制御が安定する。
 より詳細には、制御装置50は、中圧検出装置32の検出圧力、或いは中圧検出装置32の検出温度の飽和圧力、又は中圧検出装置32の検出温度、或いは中圧検出装置32の検出圧力の飽和温度が、一定値(目標値)になるように、又は目標範囲に収まるように絞り装置14aの開度を制御すれば、絞り装置14bによる吐出温度の制御が安定するということである。
 また、インジェクションする場合において、絞り装置14bについては、制御装置50が、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とよい。
 より詳細には、吐出温度が一定値(例えば110℃など)を超えたと判断したときに、一定の開度分、たとえば10パルスずつ、絞り装置14bが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し、吐出温度が目標値(例えば100℃)以下になるように制御してもよいし、吐出温度が目標の範囲内(例えば90℃から100℃の間)に入るように制御してもよい。
 さらに、制御装置50は、吐出冷媒温度検出装置37の検出温度と高圧検出装置39の検出圧力から、圧縮機10の吐出過熱度を求め、吐出過熱度が目標値(例えば40℃)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し、吐出過熱度が目標値(例えば40℃)以下になるように制御してもよいし、吐出過熱度が目標の範囲内(例えば20℃から40℃の間)に入るように制御してもよい。
[室内機2]
 室内機2には、それぞれ利用側熱交換器26が搭載されている。この利用側熱交換器26は、配管5によって熱媒体変換機3の熱媒体流量調整装置25と第2熱媒体流路切替装置23に接続するようになっている。この利用側熱交換器26は、図示省略のファンなどの送風機から供給される空気と熱媒体との間で熱交換を行ない、室内空間7に供給するための暖房用空気あるいは冷房用空気を生成するものである。
 この図2では、4台の室内機2が熱媒体変換機3に接続されている場合を例に示しており、紙面下から室内機2a、室内機2b、室内機2c、室内機2dとして図示している。また、室内機2a~室内機2dに応じて、利用側熱交換器26も、紙面下側から利用側熱交換器26a、利用側熱交換器26b、利用側熱交換器26c、利用側熱交換器26dとして図示している。なお、図1と同様に、室内機2の接続台数を図2に示す4台に限定するものではない。
[熱媒体変換機3]
 熱媒体変換機3には、2つの熱媒体間熱交換器15と、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、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、冷媒と熱媒体とで熱交換を行ない、室外機1で生成され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との間に設けられており、全冷房運転モード時の熱媒体の冷却、全暖房運転モード時の熱媒体の加熱、及び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、全冷房運転モード時の熱媒体の冷却、全暖房運転モード時の熱媒体の加熱、及び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、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などで構成するとよい。
 2つの開閉装置17(開閉装置17a、開閉装置17b)は、二方弁などで構成されており、冷媒配管4を開閉するものである。開閉装置17aは、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、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、四方弁などで構成され、運転モードに応じて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などで構成するとよい。
 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、三方弁などで構成されており、熱媒体の流路を切り替えるものである。第1熱媒体流路切替装置22は、室内機2の設置台数に応じた個数(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、三方弁などで構成されており、熱媒体の流路を切り替えるものである。第2熱媒体流路切替装置23は、室内機2の設置台数に応じた個数(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などで構成されており、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。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、各種検出装置(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、1つの圧力センサー36)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、空気調和装置100の動作を統括制御する制御装置(図示省略)に送られ、圧縮機10の駆動周波数、図示省略の送風機の回転数、第1冷媒流路切替装置11の切り替え、ポンプ21の駆動周波数、第2冷媒流路切替装置18の切り替え、熱媒体の流路の切替など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などで構成するとよい。第1温度センサー31aは、ポンプ21aの入口側における配管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、サーミスターなどで構成するとよい。第2温度センサー34は、室内機2の設置台数に応じた個数(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に流入する冷媒の温度または熱媒体間熱交換器15から流出した冷媒の温度を検出するものであり、サーミスターなどで構成するとよい。第3温度センサー35aは、熱媒体間熱交換器15aと第2冷媒流路切替装置18aとの間に設けられている。第3温度センサー35bは、熱媒体間熱交換器15aと絞り装置16aとの間に設けられている。第3温度センサー35cは、熱媒体間熱交換器15bと第2冷媒流路切替装置18bとの間に設けられている。第3温度センサー35dは、熱媒体間熱交換器15bと絞り装置16bとの間に設けられている。
 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との間を流れる冷媒の圧力を検出するものである。
 また、図示省略の熱媒体変換機3に備えられた制御装置は、マイコンなどで構成されており、各種検出装置での検出情報及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、及び、熱媒体流量調整装置25の開度などを制御し、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、室外機1と熱媒体変換機3の両方の動作を制御する制御装置を、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、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、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100では、室外機1と熱媒体変換機3とが、熱媒体変換機3に設けられている熱媒体間熱交換器15a及び熱媒体間熱交換器15bを介して接続され、熱媒体変換機3と室内機2とも、熱媒体間熱交換器15a及び熱媒体間熱交換器15bを介して接続されている。すなわち、空気調和装置100では、熱媒体間熱交換器15a及び熱媒体間熱交換器15bで冷媒循環回路Aを循環する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。
 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。この空気調和装置100は、各室内機2からの指示に基づいて、その室内機2で冷房運転あるいは暖房運転が可能になっている。つまり、空気調和装置100は、室内機2の全部で同一運転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、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主体運転モード、及び、暖房負荷の方が大きい暖房主体運転モードがある。以下に、各運転モードについて、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3は、図2に示す空気調和装置100の全冷房運転時の冷媒及び熱媒体の流れを説明する図である。この図3では、利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bでのみ冷熱負荷が発生している場合を例に全冷房運転モードについて説明する。なお、図3では、太線で表された配管が冷媒(冷媒及び熱媒体)の流れる配管を示している。また、図3では、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3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における冷媒の流れについて説明する。
 低温低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温高圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11を介して熱源側熱交換器12に流入する。そして、熱源側熱交換器12で室外空気に放熱しながら凝縮液化し、高圧の液冷媒となる。熱源側熱交換器12から流出した高圧の液冷媒は、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に流入した高圧の気液2相冷媒は、開閉装置17aを経由した後に分岐されて絞り装置16a及び絞り装置16bで膨張させられて、低温低圧の二相冷媒となる。
 この二相冷媒は、蒸発器として作用する熱媒体間熱交換器15a及び熱媒体間熱交換器15bのそれぞれに流入し、熱媒体循環回路Bを循環する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及び第2冷媒流路切替装置18bを介して熱媒体変換機3から流出し、冷媒配管4を通って再び室外機1へ流入する。室外機1に流入した冷媒は、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及びアキュムレーター19を介して、圧縮機10へ再度吸入される。
 このとき、絞り装置16aは、第3温度センサー35aで検出された温度と第3温度センサー35bで検出された温度との差として得られるスーパーヒート(過熱度)が一定になるように開度が制御される。同様に、絞り装置16bは、第3温度センサー35cで検出された温度と第3温度センサー35dで検出された温度との差として得られるスーパーヒートが一定になるように開度が制御される。また、開閉装置17aは開、開閉装置17bは閉となっている。
[全冷房運転モードのp-h線図]
 図4は、図3に示す全冷房運転時におけるp-h線図(圧力-エンタルピ線図)である。このモードでのインジェクションの動作を図3及び図4のp-h線図により説明する。
 圧縮機10に吸入され、圧縮機10で圧縮された冷媒は、熱源側熱交換器12にて凝縮されて高圧の液冷媒となる(図4の点J)。この高圧の液冷媒は、逆止弁13aを介して、分岐部27aに至る。
 インジェクションを行う場合には、開閉装置24を開とし、分岐部27aで分岐した高圧の液冷媒の一部を、開閉装置24及び分岐配管4dを介して、吸入インジェクション配管4cに流入させる。吸入インジェクション配管4cに流入した高圧の液冷媒は、絞り装置14bによって減圧されて低温低圧の気液2相冷媒となり(図4の点K)、圧縮機10とアキュムレーター19とをつなぐ冷媒配管に流入する。
 また、分岐部27aで分岐した高圧の液冷媒の残りは、熱媒体変換機3に流入し、絞り装置16で減圧させられて低圧の気液2相冷媒となり、さらに、蒸発器として機能する熱媒体間熱交換器15に流入して低温低圧のガス冷媒となる。その後、この低温低圧のガス冷媒は、室外機1に流入して、アキュムレーター19に流入する。
 吸入インジェクション配管4cから流出した低温低圧の気液2相冷媒と、アキュムレーター19から流出した低温低圧のガス冷媒とは、圧縮機10の吸入側に接続される冷媒配管4で合流し(図4の点H)、圧縮機10に吸入される。この合流して生成された低温低圧の気液2相冷媒は、圧縮機10の密閉容器及びモータで加熱されて蒸発し、インジェクションを行わない場合よりも温度の低い低温低圧のガス冷媒になり、圧縮機10の圧縮室に吸入され、再び圧縮機10から吐出される(図4の点I)。
 なお、インジェクションを行わない場合には、開閉装置24を閉とし、分岐部27aで分岐した高圧の液冷媒は、絞り装置16で減圧させられて低圧の気液2相冷媒となり、蒸発器として機能する熱媒体間熱交換器15に流入して低温低圧のガス冷媒となり、アキュムレーター19を介して圧縮機10に吸入される(図4の点F)この低温低圧のガス冷媒は、圧縮機10の密閉容器及びモータで加熱され、インジェクションを行う場合よりも温度の高い低温低圧のガス冷媒となり、圧縮機10の圧縮室に吸入され、再び圧縮機10から吐出される(図4の点G)。
 そして、インジェクションを行う場合の圧縮機10から吐出される冷媒温度(図4の点I)は、インジェクションを行わない場合の圧縮機10から吐出される冷媒温度(図4の点G)に対して低下している。このように、空気調和装置100は、圧縮機10の吐出温度が高温になる冷媒(たとえばR32など)を採用しても、圧縮機10の吐出温度を低下させることができ、空気調和装置100の動作安定性を向上させることができる。
 なお、分岐配管4dの開閉装置24から逆流防止装置20に至る流路の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に至る冷媒は低圧冷媒である。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ことが防止されている。絞り装置14aは、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、開度(絞り量)を制御するとよい。
 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及び熱媒体間熱交換器15bの双方で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。
[全暖房運転モード]
 図5は、図2に示す空気調和装置100の全暖房運転時の冷媒及び熱媒体の流れを説明する図である。この図5では、利用側熱交換器26a及び利用側熱交換器26bでのみ温熱負荷が発生している場合を例に全暖房運転モードについて説明する。なお、図5では、太線で表された配管が冷媒(冷媒及び熱媒体)の流れる配管を示している。また、図5では、冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
 図5に示す全暖房運転モードの場合、室外機1では、第1冷媒流路切替装置11を、圧縮機10から吐出された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における冷媒の流れについて説明する。
 低温低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温高圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11を通り、第1接続配管4aを導通し、逆止弁13b、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及び第2冷媒流路切替装置18bを通って、熱媒体間熱交換器15a及び熱媒体間熱交換器15bのそれぞれに流入する。
 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凝縮液化し、高圧の液冷媒となる。熱媒体間熱交換器15a及び熱媒体間熱交換器15bから流出した液冷媒は、絞り装置16a及び絞り装置16bで膨張させられて、中温中圧の二相冷媒となる。この二相冷媒は、開閉装置17bを通って、熱媒体変換機3から流出し、冷媒配管4を通って再び室外機1へ流入する。室外機1に流入した冷媒は、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に流入した冷媒は、熱源側熱交換器12で室外空気から吸熱して、低温低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器12から流出した低温低圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11及びアキュムレーター19を介して圧縮機10へ再度吸入される。
 このとき、絞り装置16aは、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。
[全暖房運転モードのp-h線図]
 図6は、図5に示す全暖房運転時におけるp-h線図である。このモードでのインジェクションの動作を図5及び図6のp-h線図により説明する。
 圧縮機10に吸入され、圧縮機10で圧縮された冷媒は、室外機1から流出して熱媒体変換機3の熱媒体間熱交換器15で凝縮されて中温となり、絞り装置16で減圧されて中圧となり(図6の点J)、熱媒体変換機3から冷媒配管4を経由して室外機1に流入する。室外機1に流入した中温中圧の2相冷媒は、分岐部27bに至る。
 インジェクションを行う場合には、絞り装置14bを所定の開度で開き、分岐部27bで分岐した中温中圧の冷媒の一部を、分岐配管4dを介して、吸入インジェクション配管4cに流入させる。吸入インジェクション配管4cに流入した中温中圧の冷媒は、絞り装置14bによって減圧されて低温低圧の気液2相冷媒となり(図6の点K)、圧縮機10とアキュムレーター19とをつなぐ冷媒配管に流入する。
 また、分岐部27bで分岐した中温中圧の冷媒の残りは、絞り装置14aで減圧させられて低圧の気液2相冷媒となり、さらに、蒸発器として機能する熱源側熱交換器12に流入して低温低圧の気液2相冷媒となる。その後、この低温低圧の気液2相冷媒はアキュムレーター19に流入する。
 吸入インジェクション配管4cから流出した低温低圧の気液2相冷媒と、アキュムレーター19から流出した低温低圧の気液2相冷媒とは、圧縮機10の吸入側に接続される冷媒配管4で合流し(図6の点H)、圧縮機10に吸入される。この低温低圧の気液2相冷媒は、圧縮機10の密閉容器及びモータで加熱されて蒸発し、インジェクションを行わない場合よりも温度の低い低温低圧のガス冷媒になり、圧縮機10の圧縮室に吸入され、再び圧縮機10から吐出される(図4の点I)。
 なお、インジェクションを行わない場合には、絞り装置14bを閉とし、分岐部27bを通過した中温中圧の気液2相冷媒は、絞り装置14aで減圧させられて低圧の気液2相冷媒となり、蒸発器として機能する熱源側熱交換器12に流入して低温低圧の気液2相冷媒となり、アキュムレーター19を介して圧縮機10に吸入される(図6の点F)。この低温低圧の気液2相冷媒は、圧縮機10の密閉容器及びモータで加熱されて蒸発し、インジェクションを行う場合よりも温度の高い低温低圧のガス冷媒となり、圧縮機10の圧縮室に吸入され、再び圧縮機10から吐出される(図6の点G)。
 そして、インジェクションを行う場合の圧縮機10から吐出される冷媒温度(図6の点I)は、インジェクションを行わない場合の圧縮機10から吐出される冷媒温度(図6の点G)に対して低下している。このように、空気調和装置100は、圧縮機10の吐出温度が高温になる冷媒(たとえばR32など)を採用しても、圧縮機10の吐出温度を低下させることができ、空気調和装置100の動作安定性を向上させることができる。
 なお、開閉装置24を閉とし、分岐部27aから高圧状態の冷媒が、逆流防止装置20を通って来た中圧状態の冷媒と混合するのを防止している。また、絞り装置14aは、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。さらに、絞り装置14b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、開度(絞り量)が制御される。
 また、全暖房運転モードにおいては、熱媒体間熱交換器15a及び熱媒体間熱交換器15bは、共に熱媒体を加熱しているため、絞り装置16a及び絞り装置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、圧縮室の吸入側にインジェクションする冷媒の量を多くすることができ、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流量を圧縮機10に供給することができる。
 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。
 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5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7は、図2に示す空気調和装置100の冷房主体運転時の冷媒及び熱媒体の流れを説明する図である。この図7では、利用側熱交換器26aで冷熱負荷が発生し、利用側熱交換器26bで温熱負荷が発生している場合を例に冷房主体運転モードについて説明する。なお、図7では、太線で表された配管が冷媒(冷媒及び熱媒体)の循環する配管を示している。また、図7では、冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
 図7に示す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における冷媒の流れについて説明する。
 低温低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温高圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11を介して熱源側熱交換器12に流入する。そして、熱源側熱交換器12で室外空気に放熱しながら凝縮し、二相冷媒となる。熱源側熱交換器12から流出した二相冷媒は、逆止弁13aを通って、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及びアキュムレーター19を介して、圧縮機10へ再度吸入される。
 このとき、絞り装置16bは、第3温度センサー35aで検出された温度と第3温度センサー35bで検出された温度との差として得られるスーパーヒートが一定になるように開度が制御される。また、絞り装置16aは全開、開閉装置17a、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。
[冷房主体運転モードのp-h線図]
 図8は、図7に示す冷房主体運転時におけるp-h線図である。このモードでのインジェクションの動作を図7及び図8のp-h線図により説明する。
 圧縮機10に吸入され、圧縮機10で圧縮された冷媒は、熱源側熱交換器12にて凝縮されて高圧の気液2相冷媒となる(図8の点J)。この高圧の気液2相冷媒は、逆止弁13aを介して、分岐部27aに至る。
 インジェクションを行う場合には、開閉装置24を開とし、分岐部27aで分岐した高圧の気液2相冷媒の一部を、開閉装置24及び分岐配管4dを介して、吸入インジェクション配管4cに流入させる。吸入インジェクション配管4cに流入した高圧の気液2相冷媒は、絞り装置14bによって減圧されて低温低圧の気液2相冷媒となり(図8の点K)、圧縮機10とアキュムレーター19とをつなぐ冷媒配管に流入する。
 また、分岐部27aで分岐した高圧の気液2相冷媒の残りは、熱媒体変換機3に流入して絞り装置16で減圧させられて低圧の気液2相冷媒となり、さらに、蒸発器として機能する熱媒体間熱交換器15に流入して低温低圧のガス冷媒となる。その後、この低温低圧のガス冷媒は、室外機1に戻りアキュムレーター19に流入する。
 吸入インジェクション配管4cから流出した低温低圧の気液2相冷媒と、アキュムレーター19から流出した低温低圧のガス冷媒とは、圧縮機10の吸入側に接続される冷媒配管4で合流し(図8の点H)、圧縮機10に吸入される。この合流して生成された低温低圧の気液2相冷媒は、圧縮機10の密閉容器及びモータで加熱されて蒸発し、インジェクションを行わない場合よりも温度の低い低温低圧のガス冷媒になり、圧縮機10の圧縮室に吸入され、再び圧縮機10から吐出される(図8の点I)。
 なお、インジェクションを行わない場合には、開閉装置24を閉とし、分岐部27aで分岐した高圧の気液2相冷媒は、凝縮器として機能する熱媒体間熱交換器15bを介して絞り装置16b及び絞り装置16aに流入して低圧の気液2相冷媒となり、蒸発器として機能する熱媒体間熱交換器15aに流入して低温低圧の気液2相冷媒となる。その後、アキュムレーター19を介して圧縮機10に吸入される(図8の点F)。この低温低圧の気液2相冷媒は、圧縮機10の密閉容器及びモータで加熱されて蒸発し、インジェクションを行う場合よりも温度の高い低温低圧のガス冷媒となり、圧縮機10の圧縮室に吸入され、再び圧縮機10から吐出される(図8の点G)。
 そして、インジェクションを行う場合の圧縮機10から吐出される冷媒温度(図8の点I)は、インジェクションを行わない場合の圧縮機10から吐出される冷媒温度(図8の点G)に対して低下している。このように、空気調和装置100は、圧縮機10の吐出温度が高温になる冷媒(たとえばR32など)を採用しても、圧縮機10の吐出温度を低下させることができ、空気調和装置100の動作安定性を向上させることができる。
 なお、分岐配管4dの開閉装置24から逆流防止装置20に至る流路の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に至る冷媒は低圧冷媒である。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ことが防止されている。絞り装置14aは、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、開度(絞り量)を制御するとよい。
 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。
[暖房主体運転モード]
 図9は、図2に示す空気調和装置100の全暖房運転時の冷媒及び熱媒体の流れを説明する図である。この図9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9では、太線で表された配管が冷媒(冷媒及び熱媒体)の循環する配管を示している。また、図9では、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における冷媒の流れについて説明する。
 低温低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温高圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11を通り、第1接続配管4aを導通し、逆止弁13bを通過し、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、気液2相冷媒となる。熱媒体間熱交換器15bから流出した気液2相冷媒は、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に流入した冷媒は、熱源側熱交換器12で室外空気から吸熱して、低温低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器12から流出した低温低圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11及びアキュムレーター19を介して圧縮機10へ再度吸入される。
 このとき、絞り装置16bは、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。
[暖房主体運転モードのp-h線図]
 図10は、図9に示す暖房主体運転時におけるp-h線図である。このモードでのインジェクションの動作を図9及び図10のp-h線図により説明する。
 圧縮機10に吸入され、圧縮機10で圧縮された冷媒は、室外機1から流出して熱媒体変換機3の熱媒体間熱交換器15aで凝縮され、絞り装置16a及び絞り装置16bで減圧されて中圧となり、熱媒体間熱交換器15bで蒸発して中温となり(図10の点J)、熱媒体変換機3から冷媒配管4を経由して室外機1に流入する。室外機1に流入した中温中圧の冷媒は、分岐部27bに至る。
 吸入インジェクションを行う場合には、絞り装置14bを所定の開度で開き、分岐部27bで分岐した中温中圧の気液2相冷媒の一部を、分岐配管4dを介して、吸入インジェクション配管4cに流入させる。吸入インジェクション配管4cに流入した中温中圧の冷媒は、絞り装置14bによって減圧されて低温低圧の気液2相冷媒となり(図10の点K)、圧縮機10とアキュムレーター19とをつなぐ冷媒配管に流入する。
 また、分岐部27bで分岐した中温中圧の気液2相冷媒の残りは、絞り装置14aで減圧させられて低圧の気液2相冷媒となり、さらに、蒸発器として機能する熱源側熱交換器12に流入して低温低圧の気液2相冷媒となる。その後、この低温低圧の気液2相冷媒はアキュムレーター19に流入する。
 吸入インジェクション配管4cから流出した低温低圧の気液2相冷媒と、アキュムレーター19から流出した低温低圧の気液2相冷媒とは、圧縮機10の吸入側に接続される冷媒配管4で合流し(図10の点H)、圧縮機10に吸入される。この低温低圧の気液2相冷媒は、圧縮機10の密閉容器及びモータで加熱されて蒸発し、インジェクションを行わない場合よりも温度の低い低温低圧のガス冷媒になり、圧縮機10の圧縮室に吸入され、再び圧縮機10から吐出される(図10の点I)。
 なお、インジェクションを行わない場合には、絞り装置14bを閉とし、分岐部27bを通過した中温中圧の気液2相冷媒は、絞り装置14aで減圧させられて低圧の気液2相冷媒となり、蒸発器として機能する熱源側熱交換器12に流入して低温低圧の気液2相冷媒となり、アキュムレーター19を介して圧縮機10に吸入される(図10の点F)。この低温低圧の気液2相冷媒は、圧縮機10の密閉容器及びモータで加熱されて蒸発し、インジェクションを行う場合よりも温度の高い低温低圧のガス冷媒となり、圧縮機10の圧縮室に吸入され、再び圧縮機10から吐出される(図10の点G)。
 そして、インジェクションを行う場合の圧縮機10から吐出される冷媒温度(図10の点I)は、インジェクションを行わない場合の圧縮機10から吐出される冷媒温度(図10の点G)に対して低下している。このように、空気調和装置100は、圧縮機10の吐出温度が高温になる冷媒(たとえばR32など)を採用しても、圧縮機10の吐出温度を低下させることができ、空気調和装置100の動作安定性を向上させることができる。
 なお、開閉装置24は閉となっており、分岐部27aから高圧状態の冷媒が、逆流防止装置20を通って来た中圧状態の冷媒と混合するのを防止している。また、絞り装置14aは、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。さらに、絞り装置14b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、開度(絞り量)が制御される。
 また、暖房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器15bにおいて、熱媒体を冷やす必要があり、絞り装置14aの上流側の冷媒の圧力(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、圧縮機10の吸入側にインジェクションする冷媒の流量が少なくなり、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、外気温度が低い時、例えば外気温度が-5℃以下、は、暖房主体運転モードには入らないようになっており、外気温度が高い時は、吐出温度があまり高くなく、吸入インジェクションの流量もそれほど多くなくてよいため、問題はない。絞り装置14aにより、熱媒体間熱交換器15bでの熱媒体の冷却もでき、吸入インジェクション流量も吐出温度を低下させるために十分な量を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。
 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。
 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。
[本実施の形態1に係る空気調和装置100の有する効果]
 本実施の形態1に係る空気調和装置100は、圧縮機10の吸入側へ冷媒をインジェクションすることができるため、動作安定性が低減してしまうことを抑制することができる。
 また、本実施の形態1に係る空気調和装置100は、全暖房運転モード、全冷房運転モード、暖房主体運転モード、及び冷房主体運転モードにおいて、インジェクションすることができる。すなわち、空気調和装置100は、たとえば冷房運転から暖房運転や冷暖房混在運転などに切り替えるなどをして、冷媒の流れを変更しても、インジェクションすることができるものである。
 さらに、本実施の形態1に係る空気調和装置100は、室外機1及び熱媒体変換機3における冷媒回路における改良が加えられることでインジェクションを可能としたものである。すなわち、空気調和装置100は、室内機2に逆止弁などを設けるなどといった構成でなくとも、インジェクションすることが可能となっており、その分汎用性を向上させたものとなっている。
[冷媒配管4]
 室外機1と熱媒体変換機3とは冷媒配管4で接続され、冷媒配管4には冷媒が流れている。
[配管5]
 熱媒体変換機3と室内機2は(熱媒体)配管5で接続され、配管5には水や不凍液などの熱媒体が流れている。
 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及び第2熱媒体流路切替装置23を中間の開度にし、熱媒体間熱交換器15a及び熱媒体間熱交換器15bの双方に熱媒体が流れるようにしている。これにより、熱媒体間熱交換器15a及び熱媒体間熱交換器15bの双方を暖房運転または冷房運転に使用することができるため、伝熱面積が大きくなり、効率のよい暖房運転または冷房運転を行なうことができる。
 また、利用側熱交換器26にて暖房負荷と冷房負荷とが混在して発生している場合は、暖房運転を行なっている利用側熱交換器26に対応する第1熱媒体流路切替装置22及び第2熱媒体流路切替装置23を加熱用の熱媒体間熱交換器15bに接続される流路へ切り替え、冷房運転を行なっている利用側熱交換器26に対応する第1熱媒体流路切替装置22及び第2熱媒体流路切替装置23を冷却用の熱媒体間熱交換器15aに接続される流路へ切り替えることにより、各室内機2にて、暖房運転、冷房運転を自由に行なうことができる。
 なお、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、三方弁などの三方流路を切り替えられるもの、開閉弁などの二方流路の開閉を行なうものを2つ組み合わせるなど、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などの三方流路の流量を変化させられるもの、電子式膨張弁などの2方流路の流量を変化させられるものを2つ組み合わせるなどして第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1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、絞り装置14aは、電子式膨張弁などの開口面積を変化させられるものの他、小型の電磁弁などの開閉弁、キャピラリチューブ、小型の逆止弁などを使用してもよく、中圧を形成できればどのようなものでもよい。
 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、開閉弁など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。
 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など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。
 冷媒としては、R32などの吐出温度が高くなる冷媒を使用する時に吸入インジェクションの効果が大きく、R32の他、R32と地球温暖化係数が小さいテトラフルオロプロペン系冷媒であり化学式がCF3CF=CH2で表されるHFO1234yfや化学式がCF3CH=CHFで表されるHFO1234zeとの混合冷媒(非共沸混合冷媒)を使用してもよい。
 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、同一運転状態において、吐出温度が約20℃上昇するため、吐出温度を低下させて使用する必要があり、吸入インジェクションの効果が大きい。R32とHFO1234yfとの混合冷媒においては、R32の質量比率が62%以上である場合に、R410A冷媒を使用した場合よりも吐出温度が3℃以上高くなり、吸入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HFO1234zeとの混合冷媒においては、R32の質量比率が43%以上である場合に、R410A冷媒を使用した場合よりも吐出温度が3℃以上高くなり、吸入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、混合冷媒における冷媒種はこれに限るものではなく、その他の冷媒成分を少量含んだ混合冷媒であっても、吐出温度には大きな影響がなく、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などにおいても使用できる。
 また、一般的に、熱源側熱交換器12及び利用側熱交換器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/及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。
 また、本実施の形態1では、以下のような構成例を説明した。すなわち、圧縮機10、四方弁(第1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及び逆流防止装置20を室外機1に収容している。また、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及び絞り装置16を熱媒体変換機3に収容している。さらに、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。しかし、空気調和装置100は、それに限るものではない。
 たとえば、圧縮機10、四方弁(第1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及び逆流防止装置20を室外機1に収容し、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及び絞り装置16を室内機2に収容し、室外機1及び室内機2とは別体に形成された中継器を備え、室外機1と中継器との間を2本一組の配管で接続し、室内機2と中継器との間をそれぞれ2本一組の配管で接続し、中継機を介して室外機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。
 また、本実施の形態1では、以下のような構成例を説明した。すなわち、圧縮機10、四方弁(第1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を室外機1に収容している。また、利用側熱交換器26を室内機2に収容している。さらに、熱媒体間熱交換器15及び絞り装置16を熱媒体変換機3に収容し、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。しかし、空気調和装置100は、それに限るものではない。
 たとえば、圧縮機10、四方弁(第1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を室外機1に収容し、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及び絞り装置16を室内機2に収容し、室外機1に対し、複数の室内機を2本一組の配管で接続し、室外機1と室内機2との間で冷媒を循環させ、冷房運転、暖房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。
 また、ここでは、冷房主体運転や暖房主体運転といった冷暖混在運転が可能な空気調和装置を例に説明を行ったが、これに限るものではなく、冷房暖房混在運転ができない、全冷房運転と全暖房運転とを切り替えて使用する空気調和装置にも、適用することができ、同様の効果を奏する。また、冷暖房混在運転ができないものの中には、熱媒体間熱交換器が1つだけのものも含まれる。
実施の形態2.
 本発明の実施の形態2について、図面に基づいて説明する。本実施の形態は、実施の形態1の冷媒回路の一部を修正したものであり、多くの部分は実施の形態1と同じであり、実施の形態1と異なる部分のみ説明を行う。図12は、本実施の形態2に係る空気調和装置(以下、空気調和装置100aと称する)の回路構成例である。図12に基づいて、空気調和装置100aの詳しい構成について説明する。
 空気調和装置100aは、冷媒を循環させる冷凍サイクルである冷媒循環回路A及び熱媒体を循環させる熱媒体循環回路Bを有しており、各室内機2が冷房運転、暖房運転を選択できるものである。本実施の形態2に係る空気調和装置100aは、実施の形態1に係る空気調和装置100と同様に、全冷房運転モード、全暖房運転モード、冷房暖房混在運転モードを行うことができる。なお、冷暖房混在運転モードのうちの全冷房運転モード、全暖房運転モード、冷房主体運転モード、及び暖房主体運転モードについては、図13~図16の説明で詳しく説明する。
[室外機1]
 図12に示す実施の形態2に係る室外機1が、図2に示す実施の形態1に係る室外機1と異なる点の1つ目は、実施の形態1に係る分岐部27aの設置位置を変更したことである。また、異なる点の2つ目は、実施の形態1に係る開閉装置24の代わりに逆流防止装置24を設けていることである。
なお、分岐部27aを位置変更することに伴い、実施の形態2に係る室外機1において、分岐冷媒温度検出装置33と分岐配管4dの接続位置を変更している。その他は実施の形態1と同じである。
この実施の形態2のように分岐部27aの設置位置を変更することにより、開閉装置24を逆流防止装置24に置き換えることができ、安価に空気調和装置100aを構成し、同一の効果を奏することができるようになる。
 分岐部27aは、3つの接続口を持ち、全冷房運転及び冷房主体運転の時の冷媒流入側の接続口(以下、第1の接続口とも称する)が熱源熱交換器12へ繋がる配管に接続され、全暖房運転及び暖房主体運転の時の冷媒流入側の接続口(以下、第2の接続口とも称する)が逆止弁13aを介して冷媒配管4に繋がる配管に接続され、残りの一つの接続口(以下、第3の接続口とも称する)が逆流防止装置24を介して分岐配管4dに接続される。すなわち、分岐部27aの接続関係は、逆止弁13aとの接続関係を除いて実施の形態1の分岐部27aと同様である。
 より詳細には、第1の接続口は、熱源熱交換器12に接続される配管と連通している。そして、第1の接続口は、全冷房運転及び冷房主体運転時における冷媒流れ方向において、熱源熱交換器12の下流側となっている。
 また、第2の接続口は、逆止弁13a側の配管及び逆止弁13c側の配管と連通している。そして、第2の接続口は、全暖房運転及び暖房主体運転時における冷媒流れ方向において、逆止弁13cの下流側となっている。
 さらに、第3の接続口は、逆流防止装置24が接続される分岐配管4dと連通している。そして、第3の接続口は、全冷房運転及び冷房主体運転時における冷媒流れ方向において、逆流防止装置24の上流側となっている。
 なお、実施の形態1に係る分岐部27aは、運転モードを問わず、同一の方向から冷媒が流出するように配置されていたが、本実施の形態2に係る分岐部27aは、全冷房運転モード及び全冷房主体運転モードと、全暖房運転モード及び全暖房主体運転モードと、で冷媒の流出方向が逆になるように配置されている。
 分岐部27には、空気調和装置100の運転モードに応じて、液冷媒又は気液2相冷媒が流れ込む。たとえば、全冷房運転モードの場合には、分岐部27aに液冷媒が流れ、分岐部27bにガス冷媒が流れ、冷房主体運転モードの場合には、分岐部27aに気液2相冷媒が流れ、分岐部27bにガス冷媒が流れ、全暖房運転モード及び暖房主体運転モードの場合には、分岐部27a及び分岐部27bに気液2相冷媒が流れる。
 そこで、分岐部27に気液2相冷媒が流れる時に、これを均等に分流する必要がある場合に、冷媒を下から上に冷媒が流れた後に、2手に分岐するような方向に分岐部27aを配置する。分岐部27aで2相冷媒を分岐するのは、冷房主体運転モードの場合のみであり、冷房主体運転モードの場合に、冷媒が下から上に流れた後に2手に分岐するように配置しておけばよい。
 全暖房運転モード及び暖房主体運転モードの場合は、分岐部27aに2相冷媒が流入するが、3つの流路のうちの1つの流路は逆流防止装置24によって閉じられているため、冷媒を2つの流路に分岐することはなく、一つの流路から入り、別の流路に出て行くだけの流れとなる。すなわち、実施の形態2における全暖房運転モード及び暖房主体運転モードの場合は、流出する冷媒が2手に分かれるわけでないことから、分岐部27aで冷媒が上から下(重力方向に体して反対方向)に流れていても問題はない。
 逆流防止装置24は、分岐部27aと吸入インジェクション配管4cとの間の流路の開閉をするものである。逆流防止装置24は、例えば逆止弁であり、逆流防止装置24の入口側の圧力が出側の圧力よりも高い時に流路が開状態になり、逆流防止装置24の入口側の圧力が出口側の圧力よりも低い時に流路が閉止され、自動的に流路の開閉が行われる。
 全冷房運転モード及び冷房主体運転モードの場合は、分岐部27aに高圧の冷媒が流れる。インジェクションをするために絞り装置14bを開くと、逆流防止装置24の入口側(分岐部27a側)の圧力が、逆流防止装置24の出口側(逆流防止装置20の出口側かつ絞り装置14bの入口側)の圧力よりも高いため、分岐部27a側から逆流防止装置24及び絞り装置14b側に向かう流れが発生する。
 一方、インジェクションをしない場合においては、絞り装置14bを閉じると、冷媒の流れる先がなくなるため、分岐部27a側から逆流防止装置24側へ向かう流れが閉止される。
 そして、全暖房運転モード及び暖房主体運転モードでは、分岐部27aには低圧の冷媒が流れるため、逆流防止装置24の入口側(分岐部27a側)の圧力(低圧)が、逆流防止装置24の出口側(逆流防止装置20の出口側かつ絞り装置14bの入口側)の圧力(中圧)よりも低くなるため、逆流防止装置24を介した流れは発生しない。
 分岐冷媒温度検出装置33は、全冷房運転モード及び冷房主体運転モードの場合の分岐部27aへ流入する冷媒温度を検出するものであり、分岐部27aの全冷房運転モード及び冷房主体運転モードにおける流入側の流路に設けられている。
 分岐配管4dは、圧縮機10にインジェクションする場合に、冷媒を吸入インジェクション配管4cに導くための配管である。分岐配管4dは、分岐部27a、分岐部27b、及び吸入インジェクション配管4cに接続されている。分岐配管4dには、逆流防止装置20及び逆流防止装置24が設けられている。
[全冷房運転モード]
 図13は、図12に示す空気調和装置100aの全冷房運転時の冷媒及び熱媒体の流れを説明する図であり、図13に基づき、空気調和装置100aの全冷房運転について、実施の形態1の図3の空気調和装置100の全冷房運転と異なる点のみ説明する。
 冷媒循環回路Aにおける冷媒の流れについて説明する。
 低温低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温高圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11を介して熱源側熱交換器12に流入する。そして、熱源側熱交換器12で室外空気に放熱しながら凝縮液化し、高圧の気液2相冷媒となる。熱源側熱交換器12から流出した高圧の気液2相冷媒は、分岐部27a及び逆止弁13aを通って、室外機1から流出し、冷媒配管4を通って熱媒体変換機3に流入する。熱媒体変換機3に流入した高圧の気液2相冷媒は、開閉装置17aを経由した後に分岐されて絞り装置16a及び絞り装置16bで膨張させられて、低温低圧の二相冷媒となる。
 この二相冷媒は、蒸発器として作用する熱媒体間熱交換器15a及び熱媒体間熱交換器15bのそれぞれに流入し、熱媒体循環回路Bを循環する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及び第2冷媒流路切替装置18bを介して熱媒体変換機3から流出し、冷媒配管4を通って再び室外機1へ流入する。室外機1に流入した冷媒は、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。
[全冷房運転モードのp-h線図]
 図13に示す全冷房運転時におけるp-h線図(圧力-エンタルピ線図)は、実施の形態1の図4と同じであり、このモードでのインジェクションの動作を図13及び図4のp-h線図により説明する。
 圧縮機10に吸入され、圧縮機10で圧縮された冷媒は、熱源側熱交換器12にて凝縮されて高圧の液冷媒となる(図4の点J)。この高圧の液冷媒は、分岐部27aに至る。
 インジェクションを行う場合には、絞り装置14bを開くと、逆流防止装置24の入口側(分岐部27a側)の圧力が、逆流防止装置24の出口側(逆流防止装置20の出口側かつ絞り装置14bの入口側)の圧力よりも高いため、分岐部27aから逆流防止装置24を介した流れが発生し、分岐部27aで分岐した高圧の液冷媒の一部を、逆流防止装置24及び分岐配管4dを介して、吸入インジェクション配管4cに流入させる。吸入インジェクション配管4cに流入した高圧の液冷媒は、絞り装置14bによって減圧されて低温低圧の気液2相冷媒となり(図4の点K)、圧縮機10とアキュムレーター19とをつなぐ冷媒配管に流入する。
 また、分岐部27aで分岐した高圧の液冷媒の残りは、逆止弁13aを介して、熱媒体変換機3に流入し、絞り装置16で減圧させられて低圧の気液2相冷媒となり、さらに、蒸発器として機能する熱媒体間熱交換器15に流入して低温低圧の気液2相冷媒となる。その後、この低温低圧の気液2相冷媒は、室外機1に流入して、アキュムレーター19に流入する。
 吸入インジェクション配管4cから流出した低温低圧の気液2相冷媒と、アキュムレーター19から流出した低温低圧のガス冷媒とは、圧縮機10の吸入側に接続される冷媒配管4で合流し(図4の点H)、圧縮機10に吸入される。この合流して生成された低温低圧の気液2相冷媒は、圧縮機10の密閉容器及びモータで加熱されて蒸発し、インジェクションを行わない場合よりも温度が低下した低温低圧のガス冷媒になり、圧縮機10の圧縮室に吸入され、再び圧縮機10から吐出される(図4の点I)。
 なお、インジェクションを行わない場合には、絞り装置14bを閉じると、冷媒の流れる先がなくなるため、逆流防止装置24を介した流れは閉止され、分岐部27aを通って室外機1から流出した高圧の液冷媒は、絞り装置16で減圧させられて低圧の気液2相冷媒となり、蒸発器として機能する熱媒体間熱交換器15に流入して低温低圧のガス冷媒となり、アキュムレーター19を介して圧縮機10に吸入される(図4の点F)。この低温低圧のガス冷媒は、圧縮機10の密閉容器及びモータで加熱され、インジェクションを行う場合よりも温度の高い低温低圧のガス冷媒となり、圧縮機10の圧縮室に吸入され、再び圧縮機10から吐出される(図4の点G)。
 なお、分岐配管4dの逆流防止装置24から逆流防止装置20に至る流路の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に至る冷媒は低圧冷媒である。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ことが防止されている。
 熱媒体循環回路Bにおける熱媒体の流れは、実施の形態1の図3と同じであり説明を省略する。
[全暖房運転モード]
 図14は、図12に示す空気調和装置100aの全暖房運転時の冷媒及び熱媒体の流れを説明する図であり、図14に基づき、空気調和装置100aの全暖房運転について、実施の形態1の図5の空気調和装置100の全暖房運転と異なる点のみ説明する。
 冷媒循環回路Aにおける冷媒の流れについて説明する。
 低温低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温高圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11を通り、第1接続配管4aを導通し、逆止弁13bを通過し、室外機1から流出する。室外機1から流出した高温高圧のガス冷媒は、冷媒配管4を通って熱媒体変換機3に流入する。熱媒体変換機3に流入した高温高圧のガス冷媒は、分岐されて第2冷媒流路切替装置18a及び第2冷媒流路切替装置18bを通って、熱媒体間熱交換器15a及び熱媒体間熱交換器15bのそれぞれに流入する。
 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凝縮液化し、高圧の気液2相冷媒となる。熱媒体間熱交換器15a及び熱媒体間熱交換器15bから流出した気液2相冷媒は、絞り装置16a及び絞り装置16bで膨張させられて、中温中圧の二相冷媒となる。この二相冷媒は、バイパス管4A及び開閉装置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及び分岐部27a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。
[全暖房運転モードのp-h線図]
 図14に示す全暖房運転時におけるp-h線図(圧力-エンタルピ線図)は、実施の形態1の図6と同じである。また、全暖房運転時は分岐部27bで分岐された中圧の冷媒を圧縮機10の吸入側にインジェクションするものであり、高圧側の冷媒を逆流防止装置24を介してインジェクション配管に導入するものではない。従って、基本動作に関しては、実施の形態で説明した通りであり、説明を省略する。
 全暖房運転モードでは、分岐部27aには低圧の冷媒が流れるため、逆流防止装置24の入口側(分岐部27a側)の圧力(低圧)が、逆流防止装置24の出口側(逆流防止装置20の出口側かつ絞り装置14bの入口側)の圧力(中圧)よりも低くなるため、逆流防止装置24の作用により逆流防止装置24を介した流れは発生せず、分岐部27aに流れている高圧状態の冷媒が、逆流防止装置20を通って来た中圧状態の冷媒と混合するのを防止している。
 熱媒体循環回路Bにおける熱媒体の流れは、実施の形態1の図5と同じであり説明を省略する。
[冷房主体運転モード]
 図15は、図12に示す空気調和装置100aの冷房主体運転時の冷媒及び熱媒体の流れを説明する図である。図15に基づき、空気調和装置100aの冷房主体運転について、実施の形態1の図7の空気調和装置100の冷房主体運転と異なる点のみ説明する。
 冷媒循環回路Aにおける冷媒の流れについて説明する。
 低温低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温高圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11を介して熱源側熱交換器12に流入する。そして、熱源側熱交換器12で室外空気に放熱しながら凝縮し、二相冷媒となる。熱源側熱交換器12から流出した二相冷媒は、分岐部27a及び逆止弁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2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、気液2相冷媒となる。熱媒体間熱交換器15bから流出した気液2相冷媒は、絞り装置16bで膨張させられて低圧2相冷媒となる。この低圧2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2相冷媒は、熱媒体循環回路Bを循環する熱媒体から吸熱することで、熱媒体を冷却しながら、低圧のガス冷媒となる。このガス冷媒は、熱媒体間熱交換器15aから流出し、第2冷媒流路切替装置18aを介して熱媒体変換機3から流出し、冷媒配管4を通って再び室外機1へ流入する。室外機1に流入した冷媒は、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。
[冷房主体運転モードのp-h線図]
 図15に示す冷房主体運転時におけるp-h線図(圧力-エンタルピ線図)は、実施の形態1の図8と同じであり、このモードでのインジェクションの動作を図15及び図8のp-h線図により説明する。
 圧縮機10に吸入され、圧縮機10で圧縮された冷媒は、熱源側熱交換器12にて凝縮されて高圧の気液2相冷媒となる(図8の点J)。この高圧の気液2相冷媒は、分岐部27aに至る。
 インジェクションを行う場合には、絞り装置14bを開くと、逆流防止装置24の入口側(分岐部27a側)の圧力が、逆流防止装置24の出口側(逆流防止装置20の出口側かつ絞り装置14bの入口側)の圧力よりも高いため、分岐部27aから逆流防止装置24を介した流れが発生し、分岐部27aで分岐した高圧の気液2相冷媒の一部を、逆流防止装置24及び分岐配管4dを介して、吸入インジェクション配管4cに流入させる。吸入インジェクション配管4cに流入した高圧の気液2相冷媒は、絞り装置14bによって減圧されて低温低圧の気液2相冷媒となり(図8の点K)、圧縮機10とアキュムレーター19とをつなぐ冷媒配管に流入する。
また、分岐部27aで分岐した高圧の気液2相冷媒の残りは、逆止弁13aを介して、熱媒体変換機3に流入して絞り装置16で減圧させられて低圧の気液2相冷媒となり、さらに、蒸発器として機能する熱媒体間熱交換器15に流入して低温低圧の気液2相冷媒となる。その後、この低温低圧の気液2相冷媒は、室外機1に戻りアキュムレーター19に流入する。
 吸入インジェクション配管4cから流出した低温低圧の気液2相冷媒と、アキュムレーター19から流出した低温低圧のガス冷媒とは、圧縮機10の吸入側に接続される冷媒配管4で合流し(図8の点H)、圧縮機10に吸入される。この合流して生成された低温低圧の気液2相冷媒は、圧縮機10の密閉容器及びモータで加熱されて蒸発し、インジェクションを行わない場合よりも温度が低下した低温低圧のガス冷媒になり、圧縮機10の圧縮室に吸入され、再び圧縮機10から吐出される(図8の点I)。
 なお、インジェクションを行わない場合には、絞り装置14bを閉じると、冷媒が流れる先がなくなるため、逆流防止装置24を介した流れは閉止され、分岐部27aを通って室外機1から流出した高圧の気液2相冷媒は、凝縮器として機能する熱媒体間熱交換器15bを介して絞り装置16b及び絞り装置16aに流入して低圧の気液2相冷媒となり、蒸発器として機能する熱媒体間熱交換器15aに流入して低温低圧のガス冷媒となる。その後、アキュムレーター19を介して圧縮機10に吸入される(図8の点F)。この低温低圧のガス冷媒は、圧縮機10の密閉容器及びモータで加熱され、インジェクションを行う場合よりも温度の高い低温低圧のガス冷媒となり、圧縮機10の圧縮室に吸入され、再び圧縮機10から吐出される(図8の点G)。
 なお、分岐配管4dの逆流防止装置24から逆流防止装置20に至る流路の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に至る冷媒は低圧冷媒である。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ことが防止されている。
 熱媒体循環回路Bにおける熱媒体の流れは、実施の形態1の図7と同じであり説明を省略する。
[暖房主体運転モード]
 図16は、図12に示す空気調和装置100aの全暖房運転時の冷媒及び熱媒体の流れを説明する図であり、図16に基づき、空気調和装置100aの全暖房運転について、実施の形態1の図9の空気調和装置100の全暖房運転と異なる点のみ説明する。
 冷媒循環回路Aにおける冷媒の流れについて説明する。
 低温低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温高圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11を通り、第1接続配管4aを導通し、逆止弁13bを通過し、室外機1から流出する。室外機1から流出した高温高圧のガス冷媒は、冷媒配管4を通って熱媒体変換機3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、気液2相冷媒となる。熱媒体間熱交換器15bから流出した気液2相冷媒は、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及び分岐部27aを通って、蒸発器として作用する熱源側熱交換器12に流入する。そして、熱源側熱交換器12に流入した冷媒は、熱源側熱交換器12で室外空気から吸熱して、低温低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器12から流出した低温低圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11及びアキュムレーター19を介して圧縮機10へ再度吸入される。
[暖房主体運転モードのp-h線図]
 図16に示す暖房主体運転時におけるp-h線図(圧力-エンタルピ線図)は、実施の形態1の図10と同じである。また、暖房主体運転時は分岐部27bで分岐された中圧の冷媒を圧縮機10の吸入側にインジェクションするものであり、高圧側の冷媒を逆流防止装置24を介してインジェクション配管に導入するものではない。従って、基本動作に関しては、実施の形態で説明した通りであり、説明を省略する。
 暖房主体運転モードでは、分岐部27aには低圧の冷媒が流れるため、逆流防止装置24の入口側(分岐部27a側)の圧力(低圧)が、逆流防止装置24の出口側(逆流防止装置20の出口側かつ絞り装置14bの入口側)の圧力(中圧)よりも低くなるため、逆流防止装置24の作用により逆流防止装置24を介した流れは発生せず、分岐部27aに流れる高圧状態の冷媒が、逆流防止装置20を通って来た中圧状態の冷媒と混合するのを防止している。
 熱媒体循環回路Bにおける熱媒体の流れは、実施の形態1の図9と同じであり説明を省略する。
 1 室外機(熱源機)、2 室内機、2a~2d 室内機、3 熱媒体変換機、4 冷媒配管、4a 第1接続配管、4b 第2接続配管、4A バイパス管、4c インジェクション配管、4d 分岐配管、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(四方弁)、12 熱源側熱交換器(第一の熱交換器)、13a~13d 逆止弁、14 絞り装置、14a 絞り装置(第三の絞り装置)、14b 絞り装置(第二の絞り装置)、15 熱媒体間熱交換器(第二の熱交換器)、15a、15b 熱媒体間熱交換器(第二の熱交換器)、16 絞り装置、16a、16b 絞り装置(第一の絞り装置)、17 開閉装置、17a、17b 開閉装置、18 第2冷媒流路切替装置、18a、18b 第2冷媒流路切替装置、19 アキュムレーター、20 逆流防止装置(第二の導通装置)、21 ポンプ、21a、21b ポンプ、22 熱媒体流路切替装置、22a~22d 熱媒体流路切替装置、23 熱媒体流路切替装置、23a~23d 熱媒体流路切替装置、24 開閉装置または逆流防止装置(第一の導通装置)、25 熱媒体流量調整装置、25a~25d 熱媒体流量調整装置、26 利用側熱交換器、26a~26d 利用側熱交換器、27a 分岐部(第一の分岐部)、27b 分岐部(第二の分岐部)、31 温度センサー、31a、31b 温度センサー、32 中圧検出装置、33 分岐冷媒温度検出装置、34 温度センサー、34a~34d 温度センサー、35 温度センサー、35a~35d 温度センサー、36 圧力センサー、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、100a 空気調和装置、A 冷媒循環回路、B 熱媒体循環回路。

Claims (16)

  1.  密閉容器内に圧縮室を有する圧縮機と、第一の冷媒流路切替装置と、第一の熱交換器と、第一の絞り装置と、第二の熱交換器とを冷媒配管で接続し循環回路を形成して冷凍サイクルを構成し、
     前記圧縮機の吸入側の流路に設けられた余剰冷媒を貯留するためのアキュムレーターと、前記圧縮機と前記アキュムレーターとの間の流路に外部から液または二相状態の冷媒を導入するための吸入インジェクション配管と、前記吸入インジェクション配管に設けられた第二の絞り装置と、を備え、
     少なくとも前記第一の熱交換器に低圧の冷媒を流して蒸発器として動作させかつ前記第二の熱交換器の一部またはすべてに高圧の冷媒を流して凝縮器として動作させる暖房運転が可能であり、
     前記暖房運転時における前記第二の熱交換器から前記第一の熱交換器に至る冷媒の流路に、前記暖房運転時に前記高圧よりも小さくかつ前記低圧よりも大きい中圧を生成する第三の絞り装置を備え、
     前記暖房運転時における前記第三の絞り装置の上流側の流路と前記第二の絞り装置の上流側の流路とを接続し、前記暖房運転時に前記第三の絞り装置によって生成された前記中圧の冷媒を前記第二の絞り装置及び前記吸入インジェクション配管を介して前記圧縮機の吸入側に導入する
     ことを特徴とする空気調和装置。
  2.  前記第一の冷媒流路切替装置の作用により、前記第一の熱交換器に高圧の冷媒を流して凝縮器として動作させかつ前記第二の熱交換器の一部またはすべてに低圧の冷媒を流して蒸発器として動作させる冷房運転と、
     前記第一の熱交換器に低圧の冷媒を流して蒸発器として動作させかつ前記第二の熱交換器の一部またはすべてに高圧の冷媒を流して凝縮器として動作させる暖房運転と、が切り替え可能であり、
     前記冷房運転時、前記冷媒は前記第三の絞り装置を通らずに、前記循環回路を循環し、前記高圧の冷媒を前記第二の絞り装置及び前記吸入インジェクション配管を介して前記圧縮機の吸入側に導入し、
     前記暖房運転時、前記冷媒は前記第三の絞り装置を通って前記循環回路を循環し、前記第三の絞り装置によって生成された前記中圧の冷媒を前記第二の絞り装置及び前記吸入インジェクション配管を介して前記圧縮機の吸入側に導入する
     ことを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。
  3.  前記第一の熱交換器から前記第一の絞り装置へ冷媒が流れる場合の冷媒流路から冷媒を分流させる第一の冷媒分岐部と、
     前記第一の絞り装置から前記第一の熱交換器へ冷媒が流れる場合の冷媒流路から冷媒を分流させる第二の冷媒分岐部と、
     前記第一の冷媒分岐部と前記第二の冷媒分岐部とを接続し、その配管上に前記吸入インジェクション配管が接続された分岐配管と、
     前記第一の冷媒分岐部と、前記分岐配管と前記吸入インジェクション配管との接続部との間に設置された第一の導通装置と、
     前記第二の冷媒分岐部と、前記接続部との間に設置された第二の導通装置とを備えた  ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の空気調和装置。
  4.  前記第一の導通装置は、
     前記分岐配管の冷媒流路の開閉を実施する開閉装置であり、
     前記第二の導通装置は、
     前記第二の冷媒分岐部から前記吸入インジェクション配管へ流れる方向にのみ冷媒を導通させる逆流防止装置である
     ことを特徴とする請求項3に記載の空気調和装置。
  5.  前記第一の冷媒分岐部は、
     前記冷房運転及び前記暖房運転のいずれの場合にも、同一の方向から冷媒が流入するように配置されている
     ことを特徴とする請求項3又は4に記載の空気調和装置。
  6.  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、前記第一の分岐部および前記第二の分岐部を配置する
     ことを特徴とする請求項3~5のいずれか一項に記載の空気調和装置。
  7.  前記第一の導通装置は、
     前記第一の冷媒分岐部から前記吸入インジェクション配管へ流れる方向にのみ冷媒を導通させる逆流防止装置であり、
     前記第二の導通装置は、
     前記第二の冷媒分岐部から前記吸入インジェクション配管へ流れる方向にのみ冷媒を導通させる逆流防止装置である
     ことを特徴とする請求項3に記載の空気調和装置。
  8.  前記第一の冷媒分岐部は、
     前記冷房運転の場合と前記暖房運転の場合とで、前記第一の冷媒分岐部に流入する冷媒の方向が逆方向になるように配置されている
     ことを特徴とする請求項7に記載の空気調和装置。
  9.  前記冷房運転時に、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冷媒分岐部を配置し、
     前記冷房運転時及び前記暖房運転時に、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二の冷媒分岐部を配置する
     ことを特徴とする請求項3、7、8のいずれか一項に記載の空気調和装置。
  10.  前記第二の絞り装置は、
     流路における開口面積を変化させる冷媒絞り部と、前記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冷媒攪拌装置とを備える
     ことを特徴とする請求項1~9に記載の空気調和装置。
  11.  前記圧縮機の吐出側の冷媒吐出温度、又は、前記冷媒吐出温度と前記圧縮機の吐出側の圧力から演算される冷媒吐出過熱度、のいずれかが目標値に近づくように、または、目標範囲に収まるように、前記第二の絞り装置を制御し、
     前記第二の絞り装置及び前記吸入インジェクション配管を介して前記圧縮機の吸入側に流れる冷媒の流量を制御する制御装置を備えた
     ことを特徴とする請求項1~10のいずれか一項に記載の空気調和装置。
  12.  前記中圧の冷媒の圧力または温度を検出する検出装置を備え、
     前記制御装置は、
     前記検出装置の検出圧力あるいは検出温度の飽和圧力、又は、前記検出装置の検出温度あるいは検出圧力の飽和温度が、
     目標値に近づくように、又は、目標範囲に収まるように、前記第三の絞り装置を制御する
     ことを特徴とする請求項11に記載の空気調和装置。
  13.  前記圧縮機と、前記第一の冷媒流路切替装置と、前記第一の熱交換器と、を室外ユニットに収容し、
     前記第一の絞り装置と、前記第二の熱交換器と、を中継ユニットに収容し、
     前記室外ユニットと前記中継ユニットとを、内部に前記冷媒が流通する2本の冷媒配管で接続し、
     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または水等の熱媒体を流通させる配管で接続し、
     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が流れる全暖房運転モードと、を備え、
     前記全冷房運転モードにおいては、前記開閉装置を開とし、前記第一の分岐部から前記開閉装置を介して前記分岐配管に高圧の液冷媒を導入し、前記全暖房運転モードにおいては、前記開閉装置を閉とし、前記第二の分岐部から前記分岐配管に中圧の二相冷媒を導入する
     ことを特徴とする請求項6、10~12のいずれか一項に記載の空気調和装置。
  14.  前記第二の熱交換器として加熱用の熱媒体間熱交換器と冷却用の熱媒体間熱交換器とを備え、
     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、前記第一の分岐部から前記開閉装置を介して前記吸入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、前記第二の分岐部から前記吸入インジェクション配管に中圧の二相冷媒を流入させる
     ことを特徴とする請求項13に記載の空気調和装置。
  15.  前記圧縮機と、前記第一の冷媒流路切替装置と、前記第一の熱交換器と、を室外ユニットに収容し、
     前記第一の絞り装置と、前記第二の熱交換器と、を中継ユニットに収容し、
     前記室外ユニットと前記中継ユニットとを、内部に前記冷媒が流通する2本の冷媒配管で接続し、
     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または水等の熱媒体を流通させる配管で接続し、
     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が流れる全暖房運転モードと、を備え、
     前記全冷房運転モードにおいては、前記第一の分岐部から逆流防止装置である前記第一の導通装置を介して前記分岐配管に高圧の液冷媒を導入し、前記全暖房運転モードにおいては、前記第二の分岐部から前記分岐配管に中圧の二相冷媒を導入する
     ことを特徴とする請求項7~9、請求項7~9に従属する請求項10~12のいずれか一項に記載の空気調和装置。
  16.  前記第二の熱交換器として加熱用の熱媒体間熱交換器と冷却用の熱媒体間熱交換器とを備え、
     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、前記第一の分岐部から逆流防止装置である前記第一の導通装置を介して前記吸入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、前記第二の分岐部から前記吸入インジェクション配管に中圧の二相冷媒を流入させる
     ことを特徴とする請求項15に記載の空気調和装置。
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