(57)【要約】  熱源用の冷媒としてＲ３２、Ｒ３２及びＨＦＯ１２３４ｙｆを含みＲ３２の質量比率が４０％以上の混合冷媒、又はＲ３２及びＨＦＯ１２３４ｚｅを含みＲ３２の質量比率が１５％以上の混合冷媒を用い、密閉容器内に圧縮室を有し、当該圧縮室には密閉容器内外を連通する開口部が形成された低圧シェル構造の圧縮機１、第１流路切替弁２、熱源側熱交換器３、第１流量制御装置９ｃ〜９ｅ、及び複数の利用側熱交換器Ｃ〜Ｅを有し、これらが冷媒配管で接続されて冷凍サイクルを構成し、利用側熱交換器Ｃ〜Ｅ側で暖房のみを行う暖房運転、利用側熱交換器Ｃ〜Ｅ側で冷房のみを行う冷房運転、及び利用側熱交換器Ｃ〜Ｅ側で暖房と冷房が混在する冷暖房混在運転を可能とした空気調和装置１００、２００、３００において、冷凍サイクルを構成する冷媒回路と開口部とを接続するインジェクション配管２３と、インジェクション配管２３に設けられ、圧縮室に供給される冷媒のインジェクション量を制御する第２流量制御装置２４とを有し、冷凍サイクルを循環する冷媒を、インジェクション配管２３及び開口部を介して圧縮室内に供給して圧縮機１をインジェクションする。
2012104893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源用の冷媒としてＲ３２、Ｒ３２及びＨＦＯ１２３４ｙｆを含みＲ３２の質量比率が４０％以上の混合冷媒、又はＲ３２及びＨＦＯ１２３４ｚｅを含みＲ３２の質量比率が１５％以上の混合冷媒を用い、
密閉容器内に圧縮室を有し、当該圧縮室には密閉容器内外を連通する開口部が形成された低圧シェル構造の圧縮機、第１流路切替弁、熱源側熱交換器、第１流量制御装置、及び複数の利用側熱交換器を有し、これらが冷媒配管で接続されて冷凍サイクルを構成し、前記利用側熱交換器側で暖房のみを行う暖房運転、前記利用側熱交換器側で冷房のみを行う冷房運転、及び前記利用側熱交換器側で暖房と冷房が混在する冷暖房混在運転を可能とした空気調和装置において、
前記冷凍サイクルを構成する冷媒回路と前記開口部とを接続するインジェクション配管と、
前記インジェクション配管に設けられ、前記圧縮室に供給される冷媒のインジェクション量を制御する第２流量制御装置とを有し、
前記冷凍サイクルを循環する冷媒を、前記インジェクション配管及び前記開口部を介して前記圧縮室内に供給して前記圧縮機をインジェクションする
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記第１流路切替弁の接続を切り替えることで、
前記熱源側熱交換器が凝縮器として動作させ、前記利用側熱交換器側で冷房を行う冷房運転、前記利用側熱交換器側で暖房と冷房が混在し、冷房負荷が暖房負荷よりも大きな冷房主体運転と、
前記熱源側熱交換器が蒸発器として動作させ、前記利用側熱交換器側で暖房を行う暖房運転、前記利用側熱交換器側で暖房と冷房が混在し、暖房負荷が冷房負荷よりも大きな暖房主体運転とを切替可能であり、
前記冷凍サイクルの冷媒を、暖房運転、暖房主体運転時において圧縮機から吐出される冷媒の高圧圧力よりも小さくかつ圧縮機から吸入される冷媒の低圧圧力よりも大きい中間圧力に制御可能である第３流量制御装置を有し、
前記熱源側熱交換器を凝縮器として動作させた冷房運転、冷房主体運転時には、
前記熱源側熱交換器から流出した冷媒が第３流量制御装置を通らずに前記利用側熱交換器に流入し、
前記熱源側熱交換器を蒸発器として動作させた暖房運転、暖房主体運転時には、
前記利用側熱交換器から流出した冷媒が第３流量制御装置を通り前記熱源側熱交換器に流入する配管接続とした
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記熱源側熱交換器の下流側であって、一方が前記利用側熱交換器に分岐し、他方が前記インジェクション配管に分岐する第１の分岐部と
前記熱源側熱交換器から前記第１の分岐部を介して流入する冷媒と、前記第２流量制御装置を通過した冷媒とを熱交換させる熱交換部とを有し、
前記熱源側熱交換器が凝縮器として動作する場合、
前記圧縮機から吐出された冷媒が、前記熱源側熱交換器、前記第１の分岐部、前記第２流量制御装置、前記熱交換部の順に流動して、前記圧縮機にインジェクションする
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記第３流量制御装置と前記利用側熱交換器との間であって、一方が第３流量制御装置に分岐し、他方が前記インジェクション配管に分岐する第２の分岐部と、
前記第２の分岐部を介して流入する冷媒と、前記第２流量制御装置を通過した冷媒とを熱交換させる熱交換部とを有し、
前記熱源側熱交換器が蒸発器として動作する場合、
前記圧縮機から吐出された冷媒が、負荷が発生する前記利用側熱交換器、前記第１流量制御装置、前記第２の分岐部、前記第２流量制御装置、前記熱交換部の順に流動して、前記圧縮機にインジェクションされる
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記第２の分岐部には、気液分離装置が備えられ、
主に液相の冷媒が前記インジェクション配管に供給され、主に気相の冷媒が前記熱源側熱交換器に供給され、
前記インジェクション配管に供給される主に液相の冷媒と、前記熱源側熱交換器に供給される気相の冷媒とが前記熱交換部で熱交換する
ことを特徴とする請求項４に記載の空気調和装置。
【請求項６】
前記第２の分岐部には、気液分離装置が備えられ、
主に気相の冷媒が前記インジェクション配管に供給され、主に液相の冷媒が前記熱源側熱交換器に供給され、
前記インジェクション配管に供給される主に気相の冷媒と、前記熱源側熱交換器に供給される液相の冷媒とが前記熱交換部で熱交換する
ことを特徴とする請求項４に記載の空気調和装置。
【請求項７】
前記第３流量制御装置には、
液単相や気液二相状態の冷媒を混合させる冷媒攪拌手段が設けられている
ことを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記第１の分岐部と前記第２の分岐部とは同一の部分である
ことを特徴とする請求項２〜７のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項９】
前記熱源側熱交換器のデフロスト運転を行う場合において、
前記第１流路切替弁の接続を切り替えて、前記圧縮機から吐出される高温冷媒を前記熱源側熱交換器に供給し、前記熱源側熱交換器から流出する冷却された冷媒を、前記第１の分岐部を介して前記インジェクション配管に供給し、前記圧縮機にインジェクションする
ことを特徴とする請求項３〜８のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和装置に関し、特に、圧縮機から吐出される冷媒の温度を低減する改良がなされた空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境保護の観点から、空調に利用する冷媒として、現行のＲ４１０Ａ冷媒やＲ４０７ｃ冷媒、Ｒ１３４ａ冷媒など地球温暖化係数（ＧＷＰ）が高い冷媒から二酸化炭素冷媒、アンモニア冷媒、炭化水素系冷媒、ＨＦＯ系冷媒、Ｒ３２冷媒などＧＷＰの低い冷媒への切り替えが検討されている。これらＧＷＰが低い冷媒の中で、Ｒ３２冷媒は蒸発・凝縮圧力がＲ４１０Ａ冷媒とほぼ同等かつ、単位体積あたりの冷凍能力がＲ４１０Ａ冷媒よりも大きく機器の小型化が可能であるため、Ｒ３２冷媒もしくはＨＦＯ冷媒等を混合させるなどしたＲ３２冷媒が主成分の混合冷媒の採用が有力視されている。
ただし、Ｒ３２冷媒はＲ４１０Ａ冷媒に比べて圧縮機の吸入密度が小さく、圧縮機の吐出温度が高くなる特徴がある。例えば、蒸発温度５℃、凝縮温度４５℃、圧縮機吸入時の冷媒の過熱度が１℃の場合、Ｒ３２冷媒はＲ４１０Ａ冷媒よりも吐出温度が２０℃程度上昇する。圧縮機は冷凍機油やシール材の保障温度などから、吐出温度の上限値が決まっており、Ｒ３２冷媒もしくはＨＦＯ冷媒等を混合させるなどしたＲ３２冷媒が主成分の混合冷媒に転換した場合、吐出温度を低減できる対策が必要となる。
また、一般にビルの空調を行うような大型の空気調和装置（例えば冷房定格能力が２０ｋＷ程度以上）には、一台の室外機に複数台の室内機が接続され、そして、室内機が冷房のみを行う冷房運転と、室内機が暖房のみを行う暖房運転と、冷房運転及び暖房運転を行う室内機が同時に混在する冷暖房混在運転とを行うことができる空気調和装置が存在する。このような大型の空気調和装置は、圧縮機の放熱量の低減、圧縮機シェルの耐圧確保のため、圧縮機は油溜め、モータ等を低圧側に設ける低圧シェル型圧縮機が用いられている。しかし、低圧シェル型圧縮機では、高圧シェル型圧縮機と異なり、吸入時に液冷媒が油溜めに分離されるため、吸入状態を湿り気味にしても吐出温度の低減に限界がある。
そこで、圧縮機に冷媒をインジェクションすることで、圧縮機の吐出温度を低減し、圧縮機を安定的（高信頼性）に運転させ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１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１３４９１号公報（明細書の５〜７、９頁、図３及び図４参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術は、冷房運転、暖房運転時において圧縮機にインジェクションして圧縮機の吐出温度を低減し、圧縮機を安定的（高信頼性）に運転させるものである。ここで、冷房運転及び暖房運転時には、室外熱交換器や室内熱交換器の液側配管の冷媒の状態に大きな差はなく、中圧の容器の冷媒の状態はほぼ一定である。
しかし、冷房運転及び暖房運転を行う室内機が同時に混在する冷暖房混在運転時においては、外気温度や室内機の負荷状況などにより、中圧の容器の圧力や乾き度が変化する場合がある。このように中圧の容器の圧力や乾き度が変化すると、安定的にインジェクションを行うことが困難となるという課題があった。【０００５】
本発明に係る空気調和装置は、上記の課題に対応して成されたもので、圧縮機の吐出温度を低減して、圧縮機を安定的に運転させる空気調和装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る空気調和装置は、熱源用の冷媒としてＲ３２、Ｒ３２及びＨＦＯ１２３４ｙｆを含みＲ３２の質量比率が４０％以上の混合冷媒、又はＲ３２及びＨＦＯ１２３４ｚｅを含みＲ３２の質量比率が１５％以上の混合冷媒を用い、密閉容器内に圧縮室を有し、当該圧縮室には密閉容器内外を連通する開口部が形成された低圧シェル構造の圧縮機、第１流路切替弁、熱源側熱交換器、第１流量制御装置、及び複数の利用側熱交換器を有し、これらが冷媒配管で接続されて冷凍サイクルを構成し、利用側熱交換器側で暖房のみを行う暖房運転、利用側熱交換器側で冷房のみを行う冷房運転、及び利用側熱交換器側で暖房と冷房が混在する冷暖房混在運転を可能とした空気調和装置において、冷凍サイクルを構成する冷媒回路と開口部とを接続するインジェクション配管と、インジェクション配管に設けられ、圧縮室に供給される冷媒のインジェクション量を制御する第２流量制御装置とを有し、冷凍サイクルを循環する冷媒を、インジェクション配管及び開口部を介して圧縮室内に供給して圧縮機をインジェクションするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る空気調和装置は、インジェクション配管を介して開口部から圧縮室に冷媒をインジェクションすることにより、圧縮機の吐出温度を低減して、圧縮機を安定的に運転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る空気調和装置の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。
【図２】Ｒ３２冷媒の混合比率に対する圧縮機から吐出される冷媒の温度について説明するものである。
【図３】図１に示す空気調和装置の全冷房運転時であってインジェクションしない場合のＰ−ｈ線図である。
【図４】図１に示す空気調和装置の全冷房運転時であってインジェクションする場合のＰ−ｈ線図である。
【図５】図１に示す冷媒回路構成とは異なる冷媒回路構成の一例であり、冷暖房時にインジェクション可能であるものを示すものである。
【図６】図１に示す空気調和装置の全暖房運転時であってインジェクションしない場合のＰ−ｈ線図である。
【図７】図１に示す空気調和装置の全暖房運転時であってインジェクションする場合のＰ−ｈ線図である。
【図８】図１に示す空気調和装置の冷房主体運転時であってインジェクションしない場合のＰ−ｈ線図である。
【図９】図１に示す空気調和装置の冷房主体運転時であってインジェクションする場合のＰ−ｈ線図である。
【図１０】図１に示す空気調和装置の暖房主体運転時であってインジェクションしない場合のＰ−ｈ線図である。
【図１１】図１に示す空気調和装置の暖房主体運転時であってインジェクションする場合のＰ−ｈ線図である。
【図１２】実施の形態２に係る空気調和装置の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。
【図１３】実施の形態３に係る空気調和装置の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。
【図１４】実施の形態４に係る空気調和装置の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る空気調和装置１００の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。図１に基づいて、空気調和装置１００の冷媒回路構成について説明する。本実施の形態に係る空気調和装置１００は、圧縮機から吐出される冷媒温度を低減し、冷媒や冷凍機油の劣化及び圧縮機のシール材等の疲労を低減する機能を有している。
また、空気調和装置１００は、室内機に冷房運転のみを実行する全冷房運転と、室内機に暖房運転のみを実行する全暖房運転モードと、冷房運転と暖房運転を実行する室内機が混在する冷房暖房混在運転とを実行可能である。なお、冷暖房混在運転には、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。
【００１０】
図１に図示されるように、空気調和装置１００は、一台の熱源機（室外機）Ａと、三台の室内機Ｃ〜Ｅと、第１接続配管６及び第２接続配管７を介して熱源機Ａに接続されるとともに、第１接続配管６ｃ〜６ｅ及び第２接続配管７ｃ〜７ｅを介して室内機Ｃ〜Ｅに接続される中継機Ｂとを有している。つまり、熱源機Ａで生成された冷熱又は温熱は、中継機Ｂを介して室内機Ｃ〜Ｅに配送されるようになっている。
なお、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、１台の熱源機Ａと、一台の中継機Ｂとが一台ずつ設けられ、３台の室内機Ｃ〜Ｅが設けられたものとして説明するが、これらの台数は、特に限定されるものではない。また、本空気調和装置１００には、熱源用の冷媒としてＲ３２、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆの混合冷媒、又はＲ３２とＨＦＯ１２３４ｚｅの混合冷媒が用いられる。
【００１１】
［熱源機Ａ］
熱源機Ａには、圧縮機１、四方切替弁２、熱源側熱交換器３、アキュムレータ４、第３流量制御装置２２、第２流量制御装置２４、第３熱交換器（熱交換部）２６、気液分離装置（第２の分岐部）２５、電磁弁２９、インジェクション配管２３、及び逆止弁１８〜２１、２７、２８が冷媒配管で接続されて設けられている。
【００１２】
圧縮機１は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にして吐出するものである。この圧縮機１は、吐出側が四方切替弁２に接続され、吸引側がアキュムレータ４に接続されている。本実施の形態１に係る圧縮機１は、密閉容器内に圧縮室を有し、当該圧縮室には密閉容器内外を連通する開口部（図示省略）が形成された低圧シェル構造の圧縮機であるものとして説明する。なお、この開口部にはインジェクション配管２３が接続されており、冷媒を圧縮室に供給可能となっている。
【００１３】
四方切替弁２は、冷房運転モード時及び冷房主体運転モード時において、圧縮機１の吐出側と逆止弁２７、及び逆止弁１９とアキュムレータ４の吸引側を接続する。また、全暖房運転モード時及び暖房主体運転モード時において、圧縮機１の吐出側と逆止弁２０、及び逆止弁２８とアキュムレータ４の吸引側を接続するようにする。
【００１４】
熱源側熱交換器３は、冷房運転時及び冷房主体運転時には凝縮器（放熱器）として機能し、暖房運転時及び暖房主体運転時には蒸発器として機能する。そして、熱源側熱交換器３に付設された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、冷媒を蒸発ガス化又は凝縮液化することができる。この熱源側熱交換器３は、一方が逆止弁２７及び後述の第３流量制御装置２２に接続され、他方が電磁弁２９、逆止弁２８及び逆止弁１８に接続されている。熱源側熱交換器３は、たとえば空冷式の熱交換器であるものとして説明するが、冷媒が他の流体と熱交換する構成であれば水冷式等他の方式でもよい。
【００１５】
アキュムレータ４は、冷房運転時、冷房主体運転時、暖房運転時及び暖房主体運転時の違いによる余剰冷媒、過渡的な運転の変化（たとえば、室内機Ｃ〜Ｅのうちのいずれを運転するか）に対する余剰冷媒を蓄えるものである。このアキュムレータ４は、冷房運転モード時及び冷房主体運転モード時において、吸引側が逆止弁１９に接続され、吐出側が圧縮機１の吸引側に接続される。また、暖房運転モード時及び暖房主体運転時において、吸引側が逆止弁２８に接続され、吐出側が圧縮機１の吸引側に接続される。
【００１６】
逆止弁１８は、熱源側熱交換器３と第２接続配管７とを接続する配管に設けられており、熱源側熱交換器３から第２接続配管７へのみ冷媒の流通を許容する。逆止弁１９は、熱源機Ａの四方切替弁２と第１接続配管６とを接続する配管に設けられており、第１接続配管６から四方切替弁２へのみ冷媒の流通を許容する。逆止弁２０は、熱源機Ａの四方切替弁２と第２接続配管７を接続する配管に設けられており、四方切替弁２から第２接続配管７へのみ冷媒の流通を許容する。逆止弁２１は、熱源側熱交換器３と第１接続配管６とを接続する配管に設けられており、第１接続配管６から熱源側熱交換器３へのみ冷媒の流通を許容する。
【００１７】
また、逆止弁２７は、四方切替弁２と熱源側熱交換器３とを接続する配管に設けられており、四方切替弁２から熱源側熱交換器３へのみ冷媒の流通を許容する。逆止弁２８は、第２接続配管７と熱源側熱交換器３とを接続する配管に設けられており、第２接続配管７から熱源側熱交換器３へのみ冷媒の流通を許容する。逆止弁２７及び逆止弁２８は、熱源側熱交換器３が蒸発器、又は凝縮器として機能するにかかわらず熱源側熱交換器３へ流れ込む冷媒の流れ方向を固定している。
【００１８】
第３流量制御装置２２及び第２流量制御装置２４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。第３流量制御装置２２及び第２流量制御装置２４は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁等で構成するとよい。
ここで、第３流量制御装置２２は、一方が第３熱交換器２６及び電磁弁２９に接続され、他方が熱源側熱交換器３に接続されている。また、第２流量制御装置２４は、一方が気液分離装置２５に接続され、他方が第３熱交換器２６に接続されている。
なお、第３流量制御装置２２は、熱源側熱交換器３が凝縮器として作用した場合には冷媒が流れないように閉止し、熱源側熱交換器３が蒸発器として作用した場合のみ冷媒が流れるように制御されている。また、第２流量制御装置２４は、インジェクション配管２３を介して圧縮機１にインジェクションする冷媒流量を調整するものである。
【００１９】
インジェクション配管２３は、第２接続配管７を流れる冷媒を圧縮機１にインジェクションするための配管である。インジェクション配管２３は、一方が圧縮機１に接続され、他方が第３熱交換器２６に接続されている。
【００２０】
気液分離装置（第２の分岐部）２５は、気相の冷媒と液相の冷媒とに分離可能なものである。たとえば、逆止弁２１から気液二相状態の冷媒が供給された場合において、気液分離装置２５は、冷媒の液相分を第２流量制御装置２４に流れるようにし、主に気相分が第３流量制御装置２２に流れるように分岐させるものである。気液分離装置２５は、逆止弁２１、第３熱交換器２６及び第２流量制御装置２４に接続されている。
【００２１】
第３熱交換器２６は、冷房運転でインジェクションを行う際及び冷房主体運転でインジェクションを行う際において、第１の分岐部４０から気液分離装置２５の間を流れる冷媒と、インジェクション配管２３のうち第２流量制御装置２４から圧縮機１までを流れる冷媒を熱交換させるものである。また、暖房運転でインジェクションを行う際及び暖房主体運転でインジェクションを行う際において、気液分離装置２５から第３流量制御装置２２の間を流れる冷媒と、インジェクション配管２３のうち第２流量制御装置２４から圧縮機１までを流れる冷媒を熱交換させるものである。なお、本構成では暖房時のインジェクションを行う場合に冷媒の流れが並行流に、冷房時のインジェクションを行う場合に対向流になる構成になっているが、熱交換器の配管の接続を変更して、冷媒の流れの向きを逆転させても問題ない。
第３熱交換器２６は、一方が第３流量制御装置２２と気液分離装置２５を接続する配管に接続され、他方がインジェクション配管２３に接続されている。
【００２２】
電磁弁２９は、それが設けられている流路を開閉するものである。電磁弁２９は、第１の分岐部４０から第３熱交換器２６までを接続する配管の間に設けられている。電磁弁２９は、熱源側熱交換器３が蒸発器として作用する場合には閉じており、凝縮器として作用する場合には開閉の制御が行われる。電磁弁２９は、一方が熱源側熱交換器３に接続され、他方が第３流量制御装置２２及び第３熱交換器２６に接続されている。なお、第１の分岐部４０の位置は、熱源側熱交換器３から第２接続配管７までの間の配管であれば逆止弁１８の前後どちらでも構わない。
【００２３】
［中継機Ｂ］
中継機Ｂには、第１電磁弁８ｃ、８ｆ、第２電磁弁８ｄ、８ｇ、第３電磁弁８ｅ、８ｈ、第３の分岐部１０、第４の分岐部１１、気液分離装置１２、第４流量制御装置１３、第１バイパス配管１４ａ、第２バイパス配管１４ｂ、第５流量制御装置１５、第１熱交換器１６、及び第２熱交換器１７が冷媒配管で接続されて設けられている。
なお、図１に図示されるように、第４の分岐部１１と、後述の第１流量制御装置９ｃ〜９ｅとは、それぞれが第２接続配管７ｃ〜７ｅを介して接続されている。また、第１接続配管６の径より第２接続配管７の径の方が小さく（細く）なっているとよい。これにより、封入する冷媒量を削減できる。
【００２４】
第３の分岐部１０は、第１接続配管６及び第２接続配管７を介して熱源機Ａに接続され、第１接続配管６ｃ〜６ｅを介して室内機Ｃ〜Ｅのそれぞれに接続されている。ここで、第１接続配管６ｃには第１電磁弁８ｃ、８ｆが設けられ、第１接続配管６ｄには第２電磁弁８ｄ、８ｇが設けられ、第１接続配管６ｅには第３電磁弁８ｅ、８ｈが設けられている。
第３の分岐部１０は、第１バイパス配管１４ａ及び第２バイパス配管１４ｂに接続され、さらに第４の分岐部１１及び第２接続配管７ｃ〜７ｅを介して室内機Ｃ〜Ｅのそれぞれに接続されている。
なお、第１電磁弁８ｃ、８ｆ、第２電磁弁８ｄ、８ｇ、及び第３電磁弁８ｅ、８ｈは、流路の開閉により、第１接続配管６ｃ〜６ｅと、第１接続配管６または第２接続配管７との接続の切り替えを行うものであり、第１接続配管６と接続される場合には室内機Ｃ〜Ｅで冷房が、第２接続配管７と接続される場合には室内機Ｃ〜Ｅで暖房が行われる。
なお、第４の分岐部１１に逆止弁等の流路切替弁を配設してもよい。これは、室内機Ｃ〜Ｅのうち暖房運転しているものから第２接続配管７ｃ〜７ｅを介して第４の分岐部１１に流入した冷媒が、その逆止弁を通ってから第５流量制御装置１５及び第４流量制御装置１３に流入することになるからである。つまり、その逆止弁を通ることにより、第５流量制御装置１５及び第４流量制御装置１３に流入する前の冷媒を、確実に単相の液冷媒とすることができるため、安定した流量制御ができる。
【００２５】
気液分離装置１２は、気相の冷媒と液相の冷媒とに分離可能なものである。気液分離装置１２は、第２接続配管７、第３の分岐部１０、及び第１バイパス配管１４ａに接続されている。ここで、気液分離装置１２は、その気相分が第３の分岐部１０に接続され、その液相分が第１バイパス配管１４ａを介して第４の分岐部１１に接続されるようになっている。
【００２６】
第４流量制御装置１３及び第５流量制御装置１５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。第４流量制御装置１３及び第５流量制御装置１５は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁等で構成するとよい。ここで、第４流量制御装置１３は第１バイパス配管１４ａのうち第２熱交換器１７から第１熱交換器１６までの間に接続されている。また、第５流量制御装置１５は第２バイパス配管１４ｂのうち第１熱交換器１６から第４の分岐部１１までの間に接続されている。
【００２７】
第１バイパス配管１４ａは、一方が気液分離装置１２に接続され、他方が第４の分岐部１１に接続されている。この第１バイパス配管１４ａは、室内熱交換器５ｃ〜５ｅに向かって冷却された冷媒が流れる時に、熱源側熱交換器３の下流側と第１流量制御装置９ｃ〜９ｅとを接続する。第１バイパス配管１４ａには、第２熱交換器１７、第４流量制御装置１３、及び第１熱交換器１６がこの順番で接続されている。
第２バイパス配管１４ｂは、一方が第１接続配管６に接続され、他方が第４の分岐部１１に接続されている。この第２バイパス配管１４ｂは、暖房運転及び暖房主体運転時において、第５流量制御装置１５とインジェクション配管２３とを接続する。このとき、冷媒は、第１バイパス配管１４ａを通らない。第２バイパス配管１４ｂには、第２熱交換器１７、第１熱交換器１６、及び第５流量制御装置１５がこの順番で接続されている。
【００２８】
第１熱交換器１６は、第１バイパス配管１４ａを流れる冷媒と第２バイパス配管１４ｂを流れる冷媒とを、熱交換させるものである。第１熱交換器１６は、一方が第１バイパス配管１４ａのうち第４流量制御装置１３から第４の分岐部１１までの間に接続されている。また、第１熱交換器１６の他方は、第２バイパス配管１４ｂのうち第２熱交換器１７から第５流量制御装置１５までの間に接続されている。
第２熱交換器１７は、第１バイパス配管１４ａを流れる冷媒と第２バイパス配管１４ｂを流れる冷媒とを、熱交換させるものである。第２熱交換器１７は、一方が第１バイパス配管１４ａのうち気液分離装置１２から第４流量制御装置１３までの間に接続されている。また、第２熱交換器１７の他方は、第２バイパス配管１４ｂのうち第３の分岐部１０から第１熱交換器１６までの間に接続されている。
【００２９】
［室内機Ｃ〜Ｅ］
室内機Ｃ〜Ｅには、第１流量制御装置９ｃ〜９ｅ、及び室内熱交換器５ｃ〜５ｅが冷媒配管で接続されて設けられている。
第１流量制御装置９ｃ〜９ｅ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。第１流量制御装置９ｃ〜９ｅは、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁等で構成するとよい。ここで、第１流量制御装置９ｃ〜９ｅは、一方が第２接続配管７ｃ〜７ｅに接続され、他方が室内熱交換器５ｃ〜５ｅに接続されている。
室内熱交換器５ｃ〜５ｅは、冷房運転時及び冷房主体運転時には蒸発器として機能し、暖房運転時及び暖房主体運転時には凝縮器（放熱器）として機能する。そして、室内熱交換器５ｃ〜５ｅに付設された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、冷媒を蒸発ガス化又は凝縮液化することができる。
この室内熱交換器５ｃ〜５ｅは、一方が第１流量制御装置９ｃ〜９ｅに接続され、他方が第１接続配管６ｃ〜６ｅに接続されている。室内熱交換器５ｃ〜５ｅは、たとえば空冷式の熱交換器であるものとして説明するが、冷媒が他の流体と熱交換する構成であれば水冷式等他の方式でもよい。
【００３０】
さらに、空気調和装置１００には、制御手段５０が設けられている。この制御手段５０は、検出器の詳細な説明については省略するが、空気調和装置１００に備えられた各種検出器で検出された情報（冷媒圧力情報、冷媒温度情報、室外温度情報、及び室内温度情報）に基づいて、圧縮機の駆動、四方切替弁の切り替え、室外ファンのファンモーターの駆動、流量制御装置の開度、室内ファンのファンモーターの駆動などを制御可能となっている。なお、制御手段５０は、各制御値を決定する関数等が格納されるメモリ５０ａを備えている。また、制御手段５０は、図１に図示されるように、熱源機Ａ及び中継機Ｂにそれぞれ１つずつ設けられていてもよいし、いずれか一方に設けられていてもよい。
【００３１】
図２は、Ｒ３２冷媒の混合比率に対する圧縮機１から吐出される冷媒の温度について示すものである。具体的には、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆの混合冷媒、及びＲ３２とＨＦＯ１２３４ｚｅの混合冷媒における圧縮機から吐出される冷媒温度の計算結果を示すものである。なお、圧縮機吸入の蒸発温度５℃、凝縮温度４５℃、吸入ＳＨ３℃、圧縮機の断熱効率を６５％と仮定している。
図２に基づいて、本空気調和装置１００に使用される冷媒における圧縮機１の吐出温度の変化について検討する。冷媒の吐出温度が高くなると圧縮機１のシール材、冷凍機油の劣化や冷媒の安定性が悪くなる。したがって、冷媒の吐出温度は、たとえば１２０℃程度以下に抑えることが要求される。
【００３２】
Ｒ３２冷媒は単体で使用した場合、吐出温度がＲ４１０Ａに比べて２０℃程度上昇している。本計算条件では吐出温度が１２０℃を超えていないが、低外気時の暖房運転など圧縮機１の圧縮比が大きな運転をした場合、１２０℃を超える可能性がある。図２より、Ｒ４１０Ａと同程度の信頼性を持たせてユニット設計をするには、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆの混合冷媒の場合、Ｒ３２が４０ｗｔ％以上、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆの混合冷媒の場合、Ｒ３２が１５ｗｔ％以上の場合に吐出温度を低減する対策が必要となる。なお、Ｒ４１０Ａよりも５℃程度の上昇まで許容できるとした場合、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆの混合冷媒ではＲ３２が６０ｗｔ％以上、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆの混合冷媒ではＲ３２が２５ｗｔ％以上の場合に、吐出温度を低減する対策が必要となる。
ここで、低圧シェル式の圧縮機が用いられた場合において、圧縮機１の吸入側の冷媒を湿らせても吐出温度の低減には限界がある。したがって、圧縮機１にインジェクションして圧縮機１から吐出される冷媒温度を低減することが有効である。
【００３３】
次に、本実施の形態１に係る空気調和装置１００が実行する各種運転時の運転動作について説明する。空気調和装置１００の運転動作には、冷房運転、暖房運転、及び冷暖房混在運転である冷房主体運転及び暖房主体運転の４つのモードがある。
冷房運転とは、室内機Ｃ〜Ｅは冷房のみが可能な運転モードであり、冷房もしくは停止している。暖房運転とは、室内機Ｃ〜Ｅは暖房のみが可能な運転モードであり、暖房もしくは停止している。
冷房主体運転とは、室内機Ｃ〜Ｅごとに冷暖房を選択できる冷暖房混在の運転モードであり、暖房負荷に比べて冷房負荷が大きいものである。そして、熱源側熱交換器３が圧縮機１の吐出側に接続され、凝縮器(放熱器)として作用している運転モードである。
暖房主体運転とは、室内機ごとに冷暖房を選択できる冷暖房混在の運転モードであり、冷房負荷に比べて暖房負荷が大きく、熱源側熱交換器３が圧縮機１の吸入側に接続され、蒸発器として作用している運転モードである。以降、各運転モードのインジェクションしない場合とした場合の冷媒の流れを、Ｐ−ｈ線図とともに説明する。
【００３４】
［全冷房運転・インジェクションをしない場合］
図３は、図１に示す空気調和装置１００の全冷房運転時であってインジェクションしない場合のＰ−ｈ線図である。図１及び図３に基づいて全冷房運転であってインジェクションしない場合を説明する。ここでは、室内機Ｃ〜Ｅの全てが冷房しようとしている場合について説明する。全冷房運転を行なう場合、四方切替弁２を、圧縮機１から吐出された冷媒を熱源側熱交換器３へ流入させるように切り替える。また、第１電磁弁８ｃ、第２電磁弁８ｄ、及び第３電磁弁８ｅは開口され、第１電磁弁８ｆ、第２電磁弁８ｇ、及び第３電磁弁８ｈは閉止される。また、第３流量制御装置２２は冷媒が流れないように全閉状態になり、電磁弁２９は閉止されている。この状態で、圧縮機１の運転を開始する。
【００３５】
低温低圧のガス冷媒が圧縮機１によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。この圧縮機１の冷媒圧縮過程は、圧縮機の断熱効率の分だけ等エントロピ線で断熱圧縮されるよりも加熱されるように圧縮され、図３の点（ａ）から点（ｂ）に示す線で表される。
圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切替弁２及び逆止弁２７を介して熱源側熱交換器３に流入する。このとき、冷媒が室外空気を加熱しながら冷却され、中温高圧の液冷媒となる。熱源側熱交換器３での冷媒変化は、熱源側熱交換器３の圧力損失を考慮すると、図３の点(ｂ)から点(ｃ)に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。
【００３６】
熱源側熱交換器３から流出した中温高圧の液冷媒は、第２接続配管７及び気液分離装置１２を介して第１バイパス配管１４ａに流入する。そして、第１バイパス配管１４ａに流入した冷媒は、第２熱交換器１７、第４流量制御装置１３、及び第１熱交換器１６を通る。ここで、第１バイパス配管１４ａに流入した冷媒は、第１熱交換器１６及び第２熱交換器１７において、第２バイパス配管１４ｂを流れる冷媒と熱交換し、冷却される。このときの冷却過程は図３の点（ｃ）から点（ｄ）で表される。
【００３７】
第１熱交換器１６、及び第２熱交換器１７で冷却された液冷媒は、一部の冷媒を第２バイパス配管１４ｂにバイパスさせながら、第４の分岐部１１に流入する。第４の分岐部１１に流入した高圧の液冷媒は、第４の分岐部１１で分岐され、第１流量制御装置９ｃ〜９ｅに流入する。そして、高圧の液冷媒は第１流量制御装置９ｃ〜９ｅで絞られて膨張、減圧し、低温低圧の気液二相状態になる。この第１流量制御装置９ｃ〜９ｅでの冷媒の変化はエンタルピが一定のもとで行われる。このときの冷媒変化は、図３の点(ｄ)から点(ｅ)に示す垂直線で表される。
【００３８】
第１流量制御装置９ｃ〜９ｅから流出した低温低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器５ｃ〜５ｅに流入する。そして、冷媒が室内空気を冷却しながら加熱され、低温低圧のガス冷媒となる。室内熱交換器５ｃ〜５ｅでの冷媒の変化は、圧力損失を考慮すると、図３の点(ｅ)から点(ａ)に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。
【００３９】
室内熱交換器５ｃ〜５ｅを出た低温低圧のガス冷媒は、それぞれ電磁弁８ｃ〜８ｅを通り、第３の分岐部１０にて合流する。第３の分岐部１０で合流した低温低圧のガス冷媒は、第２バイパス配管１４ｂの第２熱交換器１７及び第１熱交換器１６で加熱された低温低圧のガス冷媒と合流する。そして、第１接続配管６、四方切替弁２、及びアキュムレータ４を介して圧縮機１に流入し、圧縮される。
【００４０】
［全冷房運転・インジェクションをする場合］
図４は、図１に示す空気調和装置１００の全冷房運転時であってインジェクションする場合のＰ−ｈ線図である。図１及び図４に基づいて全冷房運転であってインジェクションする場合を説明する。外気温度が高い場合や、室内温度が低い場合など冷媒の圧縮比が大きくなり、インジェクションをしないと圧縮機１から吐出される冷媒温度が高くなる場合の冷媒の動作について説明する。なお、冷房運転でインジェクションをする場合には、電磁弁２９は開口される。冷媒の主流部の流れについては冷房運転であってインジェクションをしない場合と同様であるため省略する。
【００４１】
冷媒の吐出温度を低減するため、熱源側熱交換器３で冷却された液冷媒の一部が電磁弁２９を介して第３熱交換器２６に流入する。第３熱交換器２６に流入した冷媒は、後述する低温の冷媒と熱交換し冷却される。このときの冷媒変化は、図４の点(ｃ)から点(ｆ)で表される。さらに、この冷却された冷媒は、気液分離装置２５を介して第２流量制御装置２４に流入して減圧され、第３熱交換器２６に流入する。このときの冷媒変化は、図４の点(ｆ)から点(ｇ)で表される。第３熱交換器２６に流入した冷媒は、前述の高温の冷媒と熱交換し、加熱される。このときの冷媒変化は、図４の点(ｇ)から点(ｈ)で表される。  
【００４２】
この第３熱交換器２６から流出した冷却された気液二相の冷媒が、圧縮機１にインジェクションされる。それによって、圧縮機１の冷媒流量が増大し、冷房能力が増大する。また、圧縮機１の吐出温度が低減される。
なお、流量制御装置２４に気液二相の冷媒が流入すると、気体、液体が交互に流入することで大きな圧力振動が発生する場合がある。しかし、本実施の形態１に係る空気調和装置１００において、電磁弁２９を介して第３熱交換器２６に流入する冷媒は、第３熱交換器２６で冷却されているので、流量制御装置２４に流入する冷媒が液単相となる。つまり、流量制御装置２４には液単相が流入することになるので、圧力振動が発生することが抑制される。すなわち、流量制御装置２４は、冷媒に対して安定した流量制御を行うことができる。
【００４３】
このように、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、全冷房運転時において圧縮機１にインジェクションをすることにより、圧縮機１の吐出温度を低減し、冷媒や冷凍機油の劣化や圧縮機１のシール材などの疲労を低減でき、圧縮機１を安定的（高信頼性）に運転することができる。
図５は、図１に示す冷媒回路構成とは異なる冷媒回路構成の一例であり、冷暖房時にインジェクション可能であるものを示すものである。冷媒回路構成としては、図５に示す回路においてもインジェクション運転が可能である。しかし、図５に示す冷媒回路構成では、
全冷房運転及び冷房主体運転時に、冷媒が第３流量制御装置２２を通る。これにより、第３流量制御装置２２による圧力損失により冷媒が発泡する可能性がある。
一方、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、図１に示す冷媒回路構成を採用していることにより、全冷房運転及び冷房主体運転時に、冷媒が第３流量制御装置２２を通らない。これにより、高圧の液冷媒を圧縮機１に直接インジェクションするので、安定的なインジェクションが可能となっている。
【００４４】
［全暖房運転・インジェクションをしない場合］
図６は、図１に示す空気調和装置の全暖房運転時であってインジェクションしない場合のＰ−ｈ線図である。図１及び図６に基づいて全暖房運転であってインジェクションしない場合を説明する。ここでは、室内機Ｃ〜Ｅの全てが暖房をしようとしている場合について説明する。暖房運転を行なう場合、四方切替弁２を、圧縮機１から吐出された冷媒を第３の分岐部１０へ流入させるように切り替える。また、第１電磁弁８ｃ、第２電磁弁８ｄ、及び第３電磁弁８ｅは閉止され、第１電磁弁８ｆ、第２電磁弁８ｇ、及び第３電磁弁８ｈは開口される。なお、電磁弁２９は閉止されている。この状態で圧縮機１の運転を開始する。
【００４５】
低温低圧のガス冷媒が圧縮機１によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。この圧縮機の冷媒圧縮過程は図６の点（ａ）から点（ｂ）に示す線で表される。
圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切替弁２、第２接続配管７、及び気液分離装置１２を介して第３の分岐部１０に流入する。第３の分岐部１０に流入した高温高圧のガス冷媒は、第３の分岐部１０で分岐され、第１電磁弁８ｆ〜８ｈを通り室内熱交換器５ｃ〜５ｅに流入する。そして、冷媒が室内空気を加熱しながら冷却され、中温高圧の液冷媒となる。室内熱交換器５ｃ〜５ｅでの冷媒の変化は、図６の点（ｂ）から点（ｃ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。
【００４６】
室内熱交換器５ｃ〜５ｅから流出した中温高圧の液冷媒は、第１流量制御装置９ｃ〜９ｅを介して第４の分岐部１１で合流し、さらに第５流量制御装置１５、第１熱交換器１６、第２熱交換器１７、第１接続配管６、逆止弁２１、気液分離装置２５、及び第３熱交換器２６を介して第３流量制御装置２２に流入する。ここで、室内熱交換器５ｃ〜５ｅから流出した高圧の液冷媒は、第１流量制御装置９ｃ〜９ｅ、第５流量制御装置１５、及び第３流量制御装置２２で絞られて膨張、減圧し、低温低圧の気液二相状態になる。このときの冷媒変化は図６の点（ｃ）から点（ｄ）に示す垂直線で表される。
【００４７】
第３流量制御装置２２から流出した低温低圧の気液二相状態の冷媒は、熱源側熱交換器３に流入し、冷媒が室外空気を冷却しながら加熱され、低温低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器３での冷媒変化は、図６の点(ｄ)から点(ａ)に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。熱源側熱交換器３を出た低温低圧のガス冷媒は逆止弁２８、四方切替弁２、及びアキュムレータ４を介して圧縮機１に流入し、圧縮される。
【００４８】
［全暖房運転・インジェクションをする場合］
図７は、図１に示す空気調和装置１００の全暖房運転時であってインジェクションする場合のＰ−ｈ線図である。図１及び図７に基づいて全暖房運転であってインジェクションする場合を説明する。外気温度が低い場合や、室内温度が高い場合など冷媒の圧縮比が大きくなり、インジェクションをしないと吐出温度が高くなる場合の冷媒の動作について説明する。このとき、電磁弁２９は閉止されている。冷媒の主流部の流れについてはインジェクションをしない場合と基本的に同様であるため省略する。
なお、暖房運転であってインジェクションをしない場合には第５流量制御装置１５及び第３流量制御装置２２の絞りのバランスは任意であった。一方、暖房運転であってインジェクションをする場合には、インジェクションする冷媒の圧力を上昇させ、流量調整を行いやすくするとよい。そのために、たとえば第５流量制御装置１５は全開とし、圧縮機１の吐出側の圧力と第５流量制御装置１５出口との圧力差が、たとえば１ＭＰａ程度以下となるように主に第３流量制御装置２２の調整によって熱源側熱交換器３に流入する冷媒流量を調整できるようにするとよい。
【００４９】
このとき、室内機Ｃ〜Ｅを循環して気液分離装置２５に流入した気液二相の冷媒は、一部の冷媒が気液分離装置２５の下方から主に液冷媒の状態で分岐され（図７の点(ｅ)）、残りの冷媒が他方の出口から流出する（点(ｆ)）。主流の冷媒（点(ｆ)）は第３熱交換器２６で冷却され（点(ｇ)）、第３流量制御装置２２で減圧され（点(ｄ)）、熱源側熱交換器３に流入する。
一方、分岐された液冷媒（点(ｅ)）は、流量制御装置２４で減圧され（点(ｈ)）、第３熱交換器２６で加熱され（点(ｉ)）、圧縮機１にインジェクションされる。気液二相の冷媒が圧縮機１にインジェクションされることで冷媒流量が増大し、暖房能力が増大する。また、圧縮機１の吐出温度が低減される。なお、気液分離装置２５で液冷媒が分岐することで第２流量制御装置２４に流入する冷媒が液単相になるとともに、第３熱交換器２６により第３流量制御装置２２に流入する冷媒が冷却されて液単相となる。つまり、第２流量制御装置２４及び第３流量制御装置２２には、液単相の冷媒が流入することになるので、圧力振動が発生することが抑制される。すなわち、第２流量制御装置２４及び第３流量制御装置２２は、冷媒に対して安定した流量制御を行うことができる。
【００５０】
このように、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、全暖房運転時において圧縮機１にインジェクションをすることにより、圧縮機１の吐出温度を低減し、冷媒や冷凍機油の劣化や圧縮機１のシール材などの疲労を低減でき、圧縮機１を安定的（高信頼性）に運転することができる。また、この全暖房運転時において、冷媒が、第３流量制御装置２２を通ることで中圧に制御される。そして、当該中圧の冷媒を圧縮機１にインジェクションするので、安定的なインジェクションが可能となっている。
【００５１】
［冷房主体運転・インジェクションをしない場合］
図８は、図１に示す空気調和装置の冷房主体運転時であってインジェクションしない場合のＰ−ｈ線図である。図１及び図８に基づいて冷房主体運転であってインジェクションしない場合を説明する。ここでは、室内機Ｃ、Ｄが冷房を、室内機Ｅが暖房をしている場合について説明する。このような冷房主体運転を行う場合、四方切替弁２を、圧縮機１から吐出された冷媒を熱源側熱交換器３へ流入させるように切り替える。また、第１電磁弁８ｃ、第２電磁弁８ｄ、第３電磁弁８ｈは開口され、第１電磁弁８ｆ、第２電磁弁８ｇ、及び第３電磁弁８ｅは閉止される。また、第３流量制御装置２２は冷媒が流れないように全閉状態になり、電磁弁２９は閉止されている。この状態で、圧縮機１の運転を開始する。
【００５２】
低温低圧のガス冷媒が圧縮機１によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。この圧縮機１の冷媒圧縮過程は図８の点（ａ）から点（ｂ）に示す線で表される。
圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切替弁２を介して熱源側熱交換器３に流入する。このとき、熱源側熱交換器３では暖房で必要な熱量を残して冷媒が室外空気を加熱しながら冷却され、中温高圧の気液二相状態となる。熱源側熱交換器３での冷媒変化は、図８の点（ｂ）から点（ｃ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。
【００５３】
熱源側熱交換器３から流出した中温高圧の気液二相冷媒は、第２接続配管７を介して気液分離装置１２に流入する。そして、気液分離装置１２において、ガス冷媒（点（ｄ））と液冷媒（点（ｅ））とに分離される。
【００５４】
気液分離装置１２で分離されたガス冷媒（点（ｄ））は、第３の分岐部１０、及び電磁弁８ｈを介して暖房を行う室内熱交換器５ｅに流入する。そして、冷媒が室内空気を加熱しながら冷却され、中温高圧のガス冷媒となる。室内熱交換器５ｅでの冷媒の変化は、図８の点（ｄ）から点（ｆ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。そして、暖房を行う室内熱交換器５ｅから流出した冷媒（点（ｆ））は、第１流量制御装置９ｅ及び第２接続配管７ｅを介して第４の分岐部１１に流入する。
一方、気液分離装置１２で分離された液冷媒（点（ｅ））は、第１バイパス配管１４ａに流入する。そして、第１バイパス配管１４ａに流入した液冷媒は、第２熱交換器１７に流入する。この第２熱交換器１７に流入した液冷媒は、第２バイパス配管１４ｂを流れる低圧冷媒と熱交換して冷却される。なお、この第２熱交換器１７での冷媒の変化は、図８の点（ｅ）から点（ｇ）に示すほぼ水平な直線で表される。そして、第２熱交換器１７から流出した冷媒（点（ｇ））は、第４流量制御装置１３、及び第１熱交換器１６を介して第４の分岐部１１に流入して、第２接続配管７ｅから流入する冷媒と合流する（点（ｈ））。
【００５５】
合流した高圧の液冷媒は、一部の冷媒を第２バイパス配管１４ｂにバイパスさせながら、第４の分岐部１１から冷房を行う室内機Ｃ、Ｄの第１流量制御装置９ｃ、９ｄに流入する。そして、この高圧の液冷媒は、第１流量制御装置９ｃ、９ｄで絞られて膨張、減圧し、低温低圧の気液二相状態になる。この第１流量制御装置９ｃ、９ｄでの冷媒の変化はエンタルピが一定のもとで行われる。このときの冷媒変化は、図８の点(ｈ)から点(ｉ)に示す垂直線で表される。
【００５６】
第１流量制御装置９ｃ、９ｄから流出した低温低圧の気液二相状態の冷媒は、冷房を行う室内熱交換器５ｃ、５ｄに流入する。そして、冷媒が室内空気を冷却しながら加熱され、低温低圧のガス冷媒となる。室内熱交換器５ｃ、５ｄでの冷媒の変化は、図８の点(ｉ)から点(ａ)に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。
【００５７】
室内熱交換器５ｃ、５ｄから流出した低温低圧のガス冷媒は、それぞれが電磁弁８ｃ、８ｄを通り、第３の分岐部１０に流入して合流する。この第３の分岐部１０で合流した低温低圧のガス冷媒は、第２バイパス配管１４ｂから流入する低温低圧のガス冷媒と合流する。このとき、この第２バイパス配管１４ｂから流入する冷媒は、第１バイパス配管１４ａを流れる液冷媒により、第２熱交換器１７及び第１熱交換器１６で加熱されている。
第３の分岐部１０から流出した低温低圧のガス冷媒は、第１接続配管６、四方切替弁２、及びアキュムレータ４を介して圧縮機１に流入し、圧縮される。
【００５８】
［冷房主体運転・インジェクションをする場合］
図９は、図１に示す空気調和装置の冷房主体運転時であってインジェクションする場合のＰ−ｈ線図である。図１及び図９に基づいて冷房主体運転であってインジェクションする場合を説明する。冷媒の圧縮比が大きくなり、インジェクションをしないと吐出温度が高くなる場合の冷媒の動作について説明する。なお、冷房主体運転でインジェクションをする場合には、電磁弁２９は開口される。冷媒の主流部の流れについてはインジェクションをしない場合と基本的に同様であるため省略する。
【００５９】
冷媒の吐出温度を低減するため、熱源側熱交換器３で冷却された液冷媒の一部が電磁弁２９を介して第３熱交換器２６に流入する。第３熱交換器２６に流入した冷媒は、後述する低温の冷媒と熱交換し、冷却され（図９の点(ｊ)）、気液分離装置２５を介して、流量制御装置２４で減圧され（点(ｋ)）、第３熱交換器２６で加熱される（点(ｌ)）。
【００６０】
この第３熱交換器２６から流出した冷却された気液二相の冷媒が、圧縮機１にインジェクションされる。それによって、圧縮機１の冷媒流量が増大し、冷房能力が増大する。また、圧縮機１の吐出温度が低減される。なお、流量制御装置２４に気液二相の冷媒が流入すると、気体、液体が交互に流入することで大きな圧力振動が発生する場合がある。しかし、本実施の形態１に係る空気調和装置１００において、電磁弁２９を介して第３熱交換器２６に流入する冷媒は、第３熱交換器２６で冷却されているので、流量制御装置２４に流入する冷媒が液単相となる。つまり、流量制御装置２４には液単相が流入することになるので、圧力振動が発生することが抑制される。すなわち、流量制御装置２４は、冷媒に対して安定した流量制御を行うことができる。
【００６１】
このように、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、冷房主体運転時において圧縮機１にインジェクションをすることにより、圧縮機１の吐出温度を低減し、冷媒や冷凍機油の劣化や圧縮機１のシール材などの疲労を低減でき、圧縮機１を安定的（高信頼性）に運転することができる。また、この冷房主体運転時において、冷房運転時と同じく第３流量制御装置２２を通らない。全冷房運転時と同様に、高圧の液冷媒を圧縮機１に直接インジェクションするので、安定的なインジェクションが可能となっている。
【００６２】
［暖房主体運転・インジェクションをしない場合］
図１０は、図１に示す空気調和装置１００の暖房主体運転時であってインジェクションしない場合のＰ−ｈ線図である。図１及び図１０に基づいて暖房主体運転であってインジェクションしない場合を説明する。ここでは、室内機Ｃが冷房を、室内機Ｄ、Ｅが暖房をしている場合について説明する。このような暖房主体運転を行う場合、四方切替弁２を、圧縮機１から吐出された冷媒を第３の分岐部１０へ流入させるように切り替える。また、第１電磁弁８ｆ、第２電磁弁８ｄ、及び８第３電磁弁８ｅは閉止され、第１電磁弁８ｃ、第２電磁弁８ｇ、及び第３電磁弁８ｈは開口される。また、冷房を行う室内機Ｃと熱源側熱交換器３の圧力差を低減するために、第３流量制御装置２２の開度は全開、又は第１接続配管６ｃでの冷媒の蒸発温度が０℃程度になるように制御されている。この状態で、圧縮機１の運転を開始する。
【００６３】
低温低圧のガス冷媒が圧縮機１によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。この圧縮機１の冷媒圧縮過程は図１０の点（ａ）から点（ｂ）に示す線で表される。
圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切替弁２、逆止弁２０、及び第２接続配管７を介して第３の分岐部１０に流入する。第３の分岐部１０に流入した高温高圧のガス冷媒は、第３の分岐部１０から電磁弁８ｇ、８ｈ及び第１接続配管６ｄ、６ｅを介して室内熱交換器５ｄ、５ｅに流入する。そして、冷媒が室内空気を加熱しながら冷却され、中温高圧の液冷媒となる。室内熱交換器５ｄ、５ｅでの冷媒の変化は、図１０の点（ｂ）から点（ｃ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。
【００６４】
室内熱交換器５ｄ、５ｅから流出した中温高圧の液冷媒は、第１流量制御装置９ｄ、９ｅに流入し、第２接続配管７ｄ、７ｅを介して第４の分岐部１１に流入して合流する。第４の分岐部１１で合流した高圧の液冷媒の一部は、第２接続配管７ｃを介して冷房を行う室内機Ｃに設けられた第１流量制御装置９ｃに流入する。この第１流量制御装置９ｃに流入した高圧の液冷媒は、第１流量制御装置９ｃで絞られて膨張、減圧し、低温低圧の気液二相状態になる。このときの冷媒変化は、図１０の点（ｃ）から点（ｄ）に示す垂直線で表される。
【００６５】
第１流量制御装置９ｃから流出した低温低圧で気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器５ｃに流入する。そして、冷媒が室内空気を冷却しながら加熱され、低温低圧のガス冷媒となる。このときの冷媒変化は、図１０の点（ｄ）から点（ｅ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。室内熱交換器５ｃから流出した冷媒は、第１接続配管６ｃに流入し、電磁弁８ｃ及び第３の分岐部１０を介して第１接続配管６に流入する。
一方、室内熱交換器５ｄ、５ｅから流出し、第２接続配管７ｄ、７ｅを介して第４の分岐部１１に流入して合流した高圧の液冷媒の残りは、第２バイパス配管１４ｂに流入して第５流量制御装置１５に流入する。この第５流量制御装置１５に流入した高圧の液冷媒は、第５流量制御装置１５で絞られて膨張（減圧）し、低温低圧の気液二相状態になる。このときの冷媒変化は、図１０の点（ｃ）から点（ｆ）に示す垂直線で表される。
【００６６】
第５流量制御装置１５から流出した低温低圧の気液二相状態の冷媒は、第１熱交換器１６及び第２熱交換器１７を介して第１接続配管６に流入し、室内熱交換器５ｃから流出した低温低圧の気液二相状態の冷媒（蒸気状冷媒）と合流する（点（ｇ））。この第１接続配管６で合流した低温低圧で気液二相状態の冷媒は、逆止弁２１、気液分離装置２５、第３熱交換器２６、及び第３流量制御装置２２を介して熱源側熱交換器３に流入する。そして、冷媒は室外空気から吸熱して、低温低圧のガス冷媒となる。このときの冷媒変化は、図１０の点（ｇ）から点（ａ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。熱源側熱交換器３から流出した低温低圧のガス冷媒は、逆止弁２８、四方切替弁２、及びアキュムレータ４を介して圧縮機１に流入し、圧縮される。
【００６７】
［暖房主体運転・インジェクションをする場合］
図１１は、図１に示す空気調和装置１００の暖房主体運転時であってインジェクションする場合のＰ−ｈ線図である。図１及び図１１に基づいて暖房主体運転であってインジェクションする場合を説明する。冷媒の圧縮比が大きくなり、インジェクションをしないと吐出温度が高くなる場合の冷媒の動作について説明する。なお、暖房主体運転でインジェクションをする場合には、電磁弁２９は閉止される。冷媒の主流部の流れについてはインジェクションをしない場合と同様であるため省略する。また、第３流量制御装置２２の開度（絞り）は、圧縮機１にインジェクションする冷媒の圧力を上昇させるため、及び冷房を行う室内機Ｃの能力確保のために、第１接続配管６ｃでの冷媒の蒸発温度が０℃程度になるように制御される。
【００６８】
室内機Ｃ〜Ｅを循環して気液分離装置２５に流入した気液二相の冷媒は、一部の冷媒が気液分離装置２５の一方から主に液冷媒の状態で分岐され（図１１の点(ｋ)）、残りの気相の冷媒が他方の出口から流出する（点(ｈ)）。この他方の出口から流出した主流である冷媒（点(ｈ)）は、第３熱交換器２６で冷却され（点(ｉ)）、第３流量制御装置２２で減圧され（点(ｊ)）、熱源側熱交換器３に流入する。
【００６９】
一方、分岐された液冷媒（点(ｋ)）は、流量制御装置２４で減圧され（点(ｌ)）、第３熱交換器２６で加熱され（点(ｍ)）、圧縮機１にインジェクションされる。気液二相の冷媒が圧縮機１にインジェクションされることで冷媒流量が増大し、冷房能力が増大する。また、圧縮機１の吐出温度が低減される。なお、気液分離装置２５で液冷媒が分岐することで第２流量制御装置２４に流入する冷媒が液単相になるとともに、第３熱交換器２６により第３流量制御装置２２に流入する冷媒が冷却されて液単相となる。つまり、第２流量制御装置２４及び第３流量制御装置２２には、液単相の冷媒が流入することになるので、圧力振動が発生することが抑制される。すなわち、第２流量制御装置２４及び第３流量制御装置２２は、冷媒に対して安定した流量制御を行うことができる。
ここで、第３熱交換器２６により第３流量制御装置２２に流入する冷媒が冷却されて液単相に冷却されるものとして説明した。しかし、冷媒の条件によっては液単相とならず、気液二相に場合がある。このような場合には、第３流量制御装置２２の直前に多孔質金属、焼結管など、気液二相流の流動場を乱し、攪拌させる装置を組み込めばより安定した制御を行うことができる。なお、一般に管路内の流れは内径の１０〜２０倍程度で発達するため、攪拌による効果を得るために、攪拌装置を第３流量制御装置２２から内径の５倍程度以下に設置すればよい。また、気液二相流の流動場を乱し、攪拌させる装置は、第２流量制御装置２４及び第５流量制御装置１５に採用してもよいことは言うまでもない。
【００７０】
このように、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、暖房主体運転時において圧縮機１にインジェクションをすることにより、圧縮機１の吐出温度を低減し、冷媒や冷凍機油の劣化や圧縮機１のシール材などの疲労を低減でき、圧縮機１を安定的（高信頼性）に運転することができる。また、この暖房主体運転時において、冷媒が、第５流量制御装置１５を通ることで中圧に制御される。そして、当該中圧の冷媒を圧縮機１にインジェクションするので、安定的なインジェクションが可能となっている。  
【００７１】
［デフロスト運転を行う場合］
熱源側熱交換器３が蒸発器として作用する場合には、熱源側熱交換器３のフィンやチューブなどに着霜することがある。本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、デフロスト運転を行うことで除霜することができる。このデフロスト運転について検討する。効率良くデフロスト運転を行うには、外気温度と冷媒の温度の温度差を小さくし、放熱を防ぐこと、及びデフロスト時間を短くして外気に放熱する時間を短くすることなどが必要である。
【００７２】
デフロスト運転を行う場合には、四方切替弁２の接続を切り替えて、圧縮機１から吐出される高温冷媒を熱源側熱交換器３に供給する。そして、熱源側熱交換器３から流出する冷却された冷媒を、第１の分岐部４０を介してインジェクション配管２３に供給し、圧縮機１をインジェクションする。
【００７３】
本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、Ｒ３２、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆの混合冷媒、又はＲ３２とＨＦＯ１２３４ｚｅの混合冷媒を採用している。したがって、図２で示されるように、Ｒ４１０Ａ冷媒を採用した場合と比べると圧縮機１の吐出温度が上昇する。したがって、インジェクションにより圧縮機１の吐出温度を低減し、冷媒流量を増大させてデフロスト能力を向上させることが有効である。
【００７４】
上記のとおり、実施の形態１に係る空気調和装置１００の冷媒回路構成では、冷房運転、暖房運転、及び冷暖房混在運転に関わらずインジェクションを行うことができる。つまり、冷房運転、暖房運転、及び冷暖房混在運転に関わらず、圧縮機１の吐出温度を低減して、圧縮機１を安定的に運転させることができるということである。
【００７５】
また、逆止弁２１、２７、２８が設けられていることにより、第３流量制御装置２２には、暖房運転、及び暖房主体運転時のみにしか冷媒が流れないようになっている。ここで、暖房主体運転時において、外気温度が下がることで、冷房を行う室内機に設けられた室内熱交換器の蒸発温度よりも熱源側熱交換器３で冷媒を蒸発させる蒸発温度のほうが低くなる場合がある。このような場合には、第３流量制御装置２２で圧力の調整を行うことで、確実に熱源側熱交換器３に流入する冷媒を蒸発させることができる。
一方、冷房主体運転時において、暖房を行う室内機の凝縮温度よりも熱源側熱交換器３で冷媒を凝縮させる凝縮温度が高くなることは現実的にないので、圧力調整の必要がない。つまり、冷房主体運転時において、暖房を行う室内機から熱源側熱交換器３までを冷媒が流れる過程で発生する圧力損失が低減され、効率の高い状態で運転を行うことができるので、特に圧力調整をしなくてもよいということである。
【００７６】
実施の形態２．
図１２は、実施の形態２に係る空気調和装置２００の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。なお、本実施の形態２では、実施の形態１と同一部分には同一符号とし、実施の形態１との相違点を中心に説明するものとする。また、実施の形態１と同様に、第１の分岐部４０の位置は、熱源側熱交換器３から第２接続配管７までの間の配管であれば逆止弁１８の前後どちらでも構わない。本実施の形態２に係る空気調和装置２００は、実施の形態１に係る空気調和装置１００とは、気液分離装置２５からのインジェクション配管２３の取り出し部が異なっている。
つまり、実施の形態１に係る空気調和装置１００において、暖房運転、又は暖房主体運転時にインジェクションをする際に、気液分離装置２５に分離されてインジェクション配管２３に流入する冷媒は、気液二相であった。一方、実施の形態２に係る空気調和装置２００は、暖房運転、又は暖房主体運転時にインジェクションをする際に、気液分離装置２５に分離されてインジェクション配管２３に流入する冷媒は、主にガスとなっている。このような空気調和装置２００においても、冷房運転、暖房運転、及び冷暖房混在運転時に、圧縮機１にインジェクションを行うことができる。つまり、冷媒流量が増大し、冷房運転、暖房運転、及び冷暖房混在運転の能力が増大する。また、圧縮機１の吐出温度が低減される。
【００７７】
なお、実施の形態２に係る空気調和装置２００の気液分離装置２５は、ガス冷媒をインジェクション配管２３に流入させるために、流量制御装置２４の口径が大きくなるものの、気液分離装置２５に流入する二相冷媒の大部分のガスを圧縮機１にインジェクションさせることで、熱源側熱交換器３に流入する冷媒流量を減少させることができる。したがって、熱源側熱交換器３から流出する冷媒量が減少するので、その分圧縮機１に供給する電力（入力）を低減することができる。なお、第３熱交換器２６は取り外しても問題ない。
【００７８】
実施の形態３．
図１３は、実施の形態３に係る空気調和装置２１０の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。なお、本実施の形態３では、実施の形態１と同一部分には同一符号とし、実施の形態１との相違点を中心に説明するものとする。
本実施の形態３に係る空気調和装置２１０は、冷房時にも主流の冷媒が気液分離装置２５および第３熱交換器２６を通るようになっている。具体的には、実施の形態１の逆止弁１８の部分に逆止弁１８−１、逆止弁１８−２が直列に接続され、その間の配管に、気液分離装置２５、第３熱交換器２６、第３流量制御装置２２、インジェクション配管２３が接続されている。また、気液分離装置２５に流入する側の配管に、逆止弁１８−１と並列に逆止弁２１が接続され、第３熱交換器２６から流出する側（ただし、インジェクション配管２３ではない方）の配管に逆止弁１８−２と並列に第３流量制御装置２２が接続されている。なお、実施の形態１、２で用いた電磁弁２９が設けられていない。また、第１の分岐部４０と気液分離装置（第２の分岐部）２５とは、図１に図示する冷媒回路の同一の部分である。
【００７９】
本実施の形態３に係る空気調和装置２１０は、逆止弁１８−１、逆止弁１８−２があるため、暖房運転および暖房主体運転時の冷媒の流れは実施の形態１と同様である。また、冷房運転および冷房主体運転時には、第１の分岐部４０で冷媒が気液分離される。この気液分離された冷媒の液相部が、第２流量制御装置２４により減圧され、さらに第３熱交換器２６によりガス化されて、圧縮機１にインジェクションされる。また、主流の冷媒（気液分離された冷媒の気相部）は、第３熱交換器２６により冷却される。
本構成にすることにより、主流の冷媒を液化するとともに、第２流量制御装置２４に流入する冷媒も液単相状態を保てるため、より安定的にインジェクション運転を行うことができる。また、実施の形態１、２で用いた電磁弁を省略することができる。さらに、主流の冷媒を冷却することができ、冷房能力が増大する。
【００８０】
実施の形態４．
図１４は、実施の形態４に係る空気調和装置３００の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。なお、本実施の形態４では、実施の形態１と同一部分には同一符号とし、実施の形態１との相違点を中心に説明するものとする。また、室外機内の回路構成については、実施の形態２、又は実施の形態３のように構成しても問題ない。
本実施の形態４における空気調和装置３００には、中継機Ｂに中間熱交換器３０ａ、３０ｂ、第１流量制御装置９ａ、９ｂ、及びポンプ３１ａ、３１ｂが設置される。なお、実施の形態１、実施の形態２、及び実施の形態３で用いた、第１熱交換器１６及び第２熱交換器１７は、設けられていない。
【００８１】
中継機Ｂには、室内機Ｃ〜Ｅの第２接続配管７ｃ〜７ｅと中間熱交換器３０ａ、３０ｂとの接続を選択する電磁弁３２ｃ〜３２ｈが設置される。また、室内機Ｃ〜Ｅの第１接続配管６ｃ〜６ｅと中間熱交換器３０ａ、３０ｂとの接続を選択する電磁弁３２ｉ〜３２ｎが設置される。さらに、電磁弁３２ｃ〜３２ｈと室内機Ｃ〜Ｅとの間に、室内機Ｃ〜Ｅに流入するブラインの流量を調整する流量制御装置３３ｃ〜３３ｅが設置される。
なお、ここでは中間熱交換器３０ａ、３０ｂが２つある場合を例に説明するが、これに限るものではない。第２冷媒を冷却または／および加熱できるように構成すれば、中間熱交換器をいくつ設置しても良い。さらに、ポンプ３１ａ、３１ｂは、それぞれ一つとは限らず、複数の小容量のポンプを並列、直列に並べて使用しても良い。
【００８２】
中間熱交換器３０ａ、３０ｂにおいて、冷媒はポンプ３１ａ、３１ｂにより駆動されるブラインと熱交換し、温水、又は冷水が生成される。なお、ブラインとしては、不凍液や水、不凍液と水の混合液、水と防食効果が高い添加剤の混合液等を用いるとよい。このブラインは、図１４に図示される太線部を流れる。
【００８３】
中間熱交換器３０ａ、３０ｂから室内機Ｃ〜Ｅまでの熱輸送はブラインにより行われる。つまり、ブラインは、中間熱交換器３０ａ、３０ｂで、熱源機Ａ側の冷媒と熱交換して、加熱、又は冷却される。そして、加熱、又は冷却されたブラインは、ポンプ３１ａ、３１ｂによって、第２接続配管７ｃ〜７ｅを介して室内機Ｃ〜Ｅに供給される。この室内機Ｃ〜Ｅに供給されたブラインの熱は、室内熱交換器５ｃ〜５ｅの作用によって暖房、又は冷房に利用される。室内熱交換器５ｃ〜５ｅから流出したブラインは、第１接続配管６ｃ〜６ｅ介して中継機Ｂに戻る。なお、第２接続配管７ｃ〜７ｅを流れるブラインと第１接続配管６ｃ〜６ｅを流れるブラインの密度は、ほとんど同じであるため、配管の太さは両者とも同じでも良い。
【００８４】
室内機Ｃ〜Ｅがすべて冷房を行う冷房運転では、中間熱交換器３０ａ、３０ｂは冷水を作るため、蒸発器として作用する。このときの冷凍サイクル側（熱源機側）のＰ−ｈ線図は、インジェクションしない場合には図３と同じになり、インジェクションをする場合には図４と同じになる。一方、室内機Ｃ〜Ｅがすべて暖房を行う暖房運転では、中間熱交換器３０ａ、３０ｂは温水を作るため、放熱器として作用する。このときの冷凍サイクル側のＰ−ｈ線図は、インジェクションしない場合には図６と同じになり、インジェクションをする場合には図７と同じになる。
【００８５】
さらに、冷房運転及び暖房運転を行う室内機が同時に混在する冷暖房混在運転を行う場合には、中間熱交換器３０ａ、３０ｂの何れか一方が蒸発器として作用して冷水を作り、他方が凝縮器として作用して温水を作る。このとき、冷房負荷と暖房負荷の比率により、四方切替弁２の接続を切り替え、熱源側熱交換器３を蒸発器または放熱器のいずれかとして作用させる選択を行い、冷房主体運転または暖房主体運転を行う。このときの冷凍サイクル側のＰ−ｈ線図は、冷房主体運転でインジェクションしない場合には図８と同じになり、インジェクションする場合には図９と同じになる。また、暖房主体運転でインジェクションしない場合には図１０と同じになり、インジェクションする場合には図１１と同じになる。つまり、冷凍サイクル側の動作は実施の形態１とほぼ同様である。
【００８６】
本実施の形態４に係る空気調和装置３００において、冷媒の流れは、実施の形態１の室内熱交換器５ｃ〜５ｅに対応するものが中間熱交換器３０ａ、３０ｂに置き換えられたものとみなすことで、実施の形態１と同様に考えることができる。これに加えて、ポンプ３１ａ、３１ｂ、室内熱交換器５ｃ〜５ｅ、及び中間熱交換器３０ａ、３０ｂが接続されてブラインなどの第２冷媒を循環させる循環回路が形成され、室内熱交換器５ｃ〜５ｅは、第２冷媒と室内の空気とを熱交換する。  このため、冷媒が配管から漏れたとしても空調対象空間へ冷媒が侵入することを抑制でき、安全な空気調和装置を得ることができる。
また、実施の形態１に係る空気調和装置１００及び実施の形態２に係る空気調和装置２００のように、中継機Ｂから室内機Ｃ〜Ｅまでの熱輸送を冷媒で行うと、第１流量制御装置９ｃ〜９ｅが室内熱交換器５ｃ〜５ｅ近傍に設置されることになる。
【００８７】
一方、実施の形態４に係る空気調和装置３００のように、ブラインで熱輸送した場合には、第１接続配管６ｃ〜６ｅ、第２接続配管７ｃ〜７ｅ内の圧力損失によりブラインが温度変化してしまうことが低減される。これにより、中継機Ｂ内に流量制御装置３３ｃ〜３３ｅを設置することが可能である。このように、中継機Ｂ内に流量制御装置３３ｃ〜３３ｅを設置することで、室内の空調対象空間から流量制御装置３３ｃ〜３３ｅを離すことができるので、流量制御装置３３ｃ〜３３ｅの弁の駆動や弁通過時の冷媒の流動音等、室内機への騒音を低減させることができる。
【００８８】
また、流量制御を中継機Ｂで一括して行うことができるため、室内機Ｃ〜Ｅにおける制御は、室内のリモコンの状況やサーモオフ、室外機がデフロストを行っているか等の情報でファンの制御のみをすれば良い。
さらに、熱源機Ａから中継機Ｂまでの熱輸送を冷媒で行うことにより、ブラインの駆動に使用するポンプを小型化でき、さらにブラインの搬送動力を低減させて省エネルギー化を図ることができる。
【００８９】
なお、本実施の形態４に係る空気調和装置３００における冷媒回路構成においても、実施の形態１に係る空気調和装置１００のように、インジェクション配管２３を介して圧縮機１にインジェクションをして冷暖房能力を向上させることができる。また、それにより圧縮機１の吐出温度を低減し、圧縮機１の吐出温度を低減して、圧縮機１を安定的に運転させることができる。
【符号の説明】
【００９０】
１  圧縮機、２  四方切替弁、３  熱源側熱交換器、４  アキュムレータ、５ｃ〜５ｅ  室内熱交換器、６  第１接続配管、６ｃ〜６ｅ  第１接続配管、７  第２接続配管、７ｃ〜７ｅ  第２接続配管、８ｃ  電磁弁、９  第１流量制御装置、９ａ、９ｂ  第１流量制御装置、９ｃ〜９ｅ  第１流量制御装置、１０  第３の分岐部、１１  第４の分岐部、１２  気液分離装置  １３  第４流量制御装置、１４  バイパス配管、１４ａ  第１バイパス配管、１４ｂ  第２バイパス配管、１５  第５流量制御装置、１６  第１熱交換器、１７  第２熱交換器、１８〜２１、１８−１、１８−２  逆止弁、２２  第３流量制御装置、２３  インジェクション配管、２４  第２流量制御装置、２５  気液分離装置（第２の分岐部）、２６  第３熱交換器、２７、２８  逆止弁、２９  電磁弁、３０ａ、３０ｂ  中間熱交換器、３１ａ、３１ｂ  ポンプ、３２ｃ〜３２ｎ  電磁弁、３３c〜３３ｅ  流量制御装置、４０  第１の分岐部、１００、２００、２１０、３００  空気調和装置、Ａ  熱源機（室外機)、Ｂ  中継機、Ｃ〜Ｅ  室内機。
【図１】
2012104893.tif 000003
【図２】
2012104893.tif 000004
【図３】
2012104893.tif 000005
【図４】
2012104893.tif 000006
【図５】
2012104893.tif 000007
【図６】
2012104893.tif 000008
【図７】
2012104893.tif 000009
【図８】
2012104893.tif 000010
【図９】
2012104893.tif 000011
【図１０】
2012104893.tif 000012
【図１１】
2012104893.tif 000013
【図１２】
2012104893.tif 000014
【図１３】
2012104893.tif 000015
【図１４】
2012104893.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成25年6月10日(2013.6.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明に係る空気調和装置は、密閉容器内に圧縮室を有し、当該圧縮室には密閉容器内外を連通する開口部が形成された低圧シェル構造の圧縮機、第１流路切替弁、熱源側熱交換器、第１流量制御装置、及び複数の利用側熱交換器を有し、これらが冷媒配管で接続されて冷凍サイクルを構成し、前記利用側熱交換器側で暖房のみを行う暖房運転、前記利用側熱交換器側で冷房のみを行う冷房運転、及び前記利用側熱交換器側で暖房と冷房が混在する冷暖房混在運転を可能とした空気調和装置において、前記冷凍サイクルを構成する冷媒回路と前記開口部とを接続するインジェクション配管と、前記インジェクション配管に設けられ、前記圧縮室に供給される冷媒のインジェクション量を制御する第２流量制御装置とを有し、前記冷凍サイクルを循環する冷媒を、前記インジェクション配管及び前記開口部を介して前記圧縮室内に供給して前記圧縮機をインジェクションするようにしたものにおいて、
前記第１流路切替弁の接続を切り替えることで、前記熱源側熱交換器を凝縮器として動作させ、前記利用側熱交換器側で冷房を行う冷房運転、前記利用側熱交換器側で暖房と冷房が混在し、冷房負荷が暖房負荷よりも大きな冷房主体運転と、前記熱源側熱交換器を蒸発器として動作させ、前記利用側熱交換器側で暖房を行う暖房運転、前記利用側熱交換器側で暖房と冷房が混在し、暖房負荷が冷房負荷よりも大きな暖房主体運転とを切替可能であり、前記冷凍サイクルの冷媒を、暖房運転、暖房主体運転時において圧縮機から吐出される冷媒の高圧圧力よりも小さくかつ圧縮機に吸入される冷媒の低圧圧力よりも大きい中間圧力に制御可能である第３流量制御装置を有し、前記熱源側熱交換器を凝縮器として動作させた冷房運転、冷房主体運転時には、前記熱源側熱交換器から流出した冷媒が第３流量制御装置を通らずに前記利用側熱交換器に流入し、前記熱源側熱交換器を蒸発器として動作させた暖房運転、暖房主体運転時には、前記利用側熱交換器から流出した冷媒が第３流量制御装置を通り前記熱源側熱交換器に流入する配管接続としたものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に圧縮室を有し、当該圧縮室には密閉容器内外を連通する開口部が形成された低圧シェル構造の圧縮機、第１流路切替弁、熱源側熱交換器、第１流量制御装置、及び複数の利用側熱交換器を有し、これらが冷媒配管で接続されて冷凍サイクルを構成し、前記利用側熱交換器側で暖房のみを行う暖房運転、前記利用側熱交換器側で冷房のみを行う冷房運転、及び前記利用側熱交換器側で暖房と冷房が混在する冷暖房混在運転を可能とした空気調和装置において、
前記冷凍サイクルを構成する冷媒回路と前記開口部とを接続するインジェクション配管と、
前記インジェクション配管に設けられ、前記圧縮室に供給される冷媒のインジェクション量を制御する第２流量制御装置とを有し、
前記冷凍サイクルを循環する冷媒を、前記インジェクション配管及び前記開口部を介して前記圧縮室内に供給して前記圧縮機をインジェクションするようにしたものにおいて、 前記第１流路切替弁の接続を切り替えることで、
前記熱源側熱交換器を凝縮器として動作させ、前記利用側熱交換器側で冷房を行う冷房運転、前記利用側熱交換器側で暖房と冷房が混在し、冷房負荷が暖房負荷よりも大きな冷房主体運転と、
前記熱源側熱交換器を蒸発器として動作させ、前記利用側熱交換器側で暖房を行う暖房運転、前記利用側熱交換器側で暖房と冷房が混在し、暖房負荷が冷房負荷よりも大きな暖房主体運転とを切替可能であり、
前記冷凍サイクルの冷媒を、暖房運転、暖房主体運転時において前記圧縮機から吐出される冷媒の高圧圧力よりも小さくかつ前記圧縮機に吸入される冷媒の低圧圧力よりも大きい中間圧力に制御可能である第３流量制御装置を有し、
前記熱源側熱交換器を凝縮器として動作させた冷房運転又は冷房主体運転時には、
前記熱源側熱交換器から流出した冷媒が前記第３流量制御装置を通らずに前記利用側熱交換器に流入し、
前記熱源側熱交換器を蒸発器として動作させた暖房運転又は暖房主体運転時には、
前記利用側熱交換器から流出した冷媒が前記第３流量制御装置を通り前記熱源側熱交換器に流入する配管接続とした
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
熱源用の冷媒として、Ｒ３２、Ｒ３２及びＨＦＯ１２３４ｙｆを含みＲ３２の質量比率が４０％以上の混合冷媒、又はＲ３２及びＨＦＯ１２３４ｚｅを含みＲ３２の質量比率が１５％以上の混合冷媒、のいずれかを用いた、
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記熱源側熱交換器の下流側であって、一方が前記利用側熱交換器に分岐し、他方が前記インジェクション配管に分岐する第１の分岐部と
前記熱源側熱交換器から前記第１の分岐部を介して流入する冷媒と、前記第２流量制御装置を通過した冷媒とを熱交換させる熱交換部とを有し、
前記熱源側熱交換器が凝縮器として動作する場合、
前記圧縮機から吐出された冷媒が、前記熱源側熱交換器、前記第１の分岐部、前記第２流量制御装置、前記熱交換部の順に流動して、前記圧縮機にインジェクションする
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記第３流量制御装置と前記利用側熱交換器との間であって、一方が第３流量制御装置に分岐し、他方が前記インジェクション配管に分岐する第２の分岐部と、
前記第２の分岐部を介して流入する冷媒と、前記第２流量制御装置を通過した冷媒とを熱交換させる前記熱交換部とを有し、
前記熱源側熱交換器が蒸発器として動作する場合、
前記圧縮機から吐出された冷媒が、負荷が発生する前記利用側熱交換器、前記第１流量制御装置、前記第２の分岐部、前記第２流量制御装置、前記熱交換部の順に流動して、前記圧縮機にインジェクションされる
ことを特徴とする請求項３に記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記第２の分岐部には、気液分離装置が備えられ、
主に液相の冷媒が前記インジェクション配管に供給され、主に気相の冷媒が前記熱源側熱交換器に供給され、
前記インジェクション配管に供給される主に液相の冷媒と、前記熱源側熱交換器に供給される気相の冷媒とが前記熱交換部で熱交換する
ことを特徴とする請求項４に記載の空気調和装置。
【請求項６】
前記第２の分岐部には、気液分離装置が備えられ、
主に気相の冷媒が前記インジェクション配管に供給され、主に液相の冷媒が前記熱源側熱交換器に供給され、
前記インジェクション配管に供給される主に気相の冷媒と、前記熱源側熱交換器に供給される液相の冷媒とが前記熱交換部で熱交換する
ことを特徴とする請求項４に記載の空気調和装置。
【請求項７】
前記第３流量制御装置には、
液単相や気液二相状態の冷媒を混合させる冷媒攪拌手段が設けられている
ことを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記第１の分岐部と前記第２の分岐部とは同一の部分である
ことを特徴とする請求項４に記載の空気調和装置。
【請求項９】
前記熱源側熱交換器のデフロスト運転を行う場合において、
前記第１流路切替弁の接続を切り替えて、前記圧縮機から吐出される高温冷媒を前記熱源側熱交換器に供給し、前記熱源側熱交換器から流出する冷却された冷媒を、前記第１の分岐部を介して前記インジェクション配管に供給し、前記圧縮機にインジェクションする
ことを特徴とする請求項３〜８のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【国際調査報告】
2012104893.tif 000017
2012104893.tif 000018
2012104893.tif 000019
2012104893.tif 000020