(57)【要約】  空気調和装置１００は、第２絞り装置（絞り装置１４ａ）及び第３絞り装置（絞り装置１４ｂ）のうちの少なくとも１つの開度を制御してインジェクション配管４ｃに流れる冷媒の量を調整する。
2012160597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧シェル構造の圧縮機と、冷媒流路切替装置と、第１熱交換器と、第１絞り装置と、第２熱交換器と、を配管接続して冷媒循環回路を構成し、
前記冷媒流路切替装置の作用により、
前記第１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２熱交換器の一部または全部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１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２熱交換器の一部または全部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、が切り替え可能な空気調和装置であって、
前記圧縮機における圧縮途中過程の圧縮室の一部に開口部を設け、前記圧縮機の外部から前記開口部を介して前記圧縮室の内部に前記冷媒を導入するインジェクション配管と、
前記暖房運転時に、前記第１絞り装置を通過して前記第２熱交換器側から前記第１熱交換器側に流れる冷媒を減圧する第２絞り装置と、
前記インジェクション配管に設けられた第３絞り装置と、
前記第２絞り装置及び前記第３絞り装置のうちの少なくとも１つの開度を制御して前記インジェクション配管に流れる前記冷媒の量を調整する制御装置と、を備えた
空気調和装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
暖房運転を実行している状態において、
前記第２絞り装置の上流側における冷媒の圧力が予め設定されている所定範囲になるように前記第２絞り装置の開度を制御する
請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記制御装置は、
暖房運転または冷房運転を実行している状態において、
前記圧縮機から吐出される冷媒の温度が予め設定されている所定値に近づくように前記第３絞り装置の開度を制御する
請求項１または２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記制御装置は、
暖房運転を実行している状態において、
前記第３絞り装置の開度をほぼ全開状態に制御し、前記第２絞り装置の上流側における冷媒の圧力が予め設定されている所定範囲になるように前記第２絞り装置の開度を制御する
請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
暖房運転を実行している状態において、
前記圧縮機に吸入される冷媒の圧力と、前記第２絞り装置の上流側における冷媒の圧力との差が予め設定されている目標値に近づくように前記第２絞り装置の開度を制御する
請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項６】
前記制御装置は、
起動時において前記第３絞り装置の開度を全閉または冷媒が流れない小さい開度に制御する
請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項７】
前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置、及び、前記第１熱交換器を室外機に収容し、
前記第１絞り装置、及び、前記第２熱交換器を熱媒体変換機に収容し、
前記室外機と前記熱媒体変換機とを、２本の冷媒配管で接続し、
前記２本の冷媒配管の一方に高圧の液冷媒を流し、他方に低圧のガス冷媒を流す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を流し、他方に中圧の二相冷媒を流す全暖房運転モードと、を備え、
前記制御装置は、
前記全冷房運転モードにおける冷媒の高圧及び低圧と前記全暖房運転モードにおける冷媒の高圧及び低圧とが同一である運転状態において、
前記全暖房運転モードにおける前記第３絞り装置の開度を、前記全冷房運転モードにおける前記第３絞り装置の開度よりも大きくなるように制御する
請求項１〜６のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置、及び、前記第１熱交換器を室外機に収容し、
前記第１絞り装置、及び、前記第２熱交換器を熱媒体変換機に収容し、
前記室外機と前記熱媒体変換機とを、２本の冷媒配管で接続し、
前記２本の冷媒配管の一方に高圧のガス冷媒を流し、他方に中圧の二相冷媒を流し、凝縮器として動作させる前記第２熱交換器と、蒸発器として動作させる前記第２熱交換器とが混在する暖房主体運転モードを備え、
前記制御装置は、
前記全暖房運転モードから前記暖房主体運転モードへの運転モード変化時に、前記暖房主体運転モード時における前記第２絞り装置の上流側の圧力目標値を前記全暖房運転モード時における前記第２絞り装置の上流側の圧力目標値よりも低い値に設定する
請求項１〜７のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項９】
前記暖房主体運転モードにおいて、前記第２絞り装置の上流側の圧力目標値を０℃から１０℃の飽和圧力とした
請求項８に記載の空気調和装置。
【請求項１０】
前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置、及び、前記第１熱交換器を室外機に収容し、
前記第１絞り装置、及び、前記第２熱交換器を熱媒体変換機に収容し、
前記室外機と前記熱媒体変換機とを、２本の冷媒配管で接続し、
前記２本の冷媒配管の一方に高圧のガス冷媒を流し、他方に中圧の二相冷媒を流し、凝縮器として動作させる前記第２熱交換器と、蒸発器として動作させる前記第２熱交換器とが混在する暖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二相冷媒を流し、他方に低圧のガス冷媒を流し、凝縮器として動作させる前記第２熱交換器と、蒸発器として動作させる前記第２熱交換器とが混在する冷房主体運転モードと、を備え、
前記制御装置は、
前記暖房主体運転モードから前記冷房主体運転モードへの運転モード変化時に、前記第３絞り装置の開度を予め設定されている所定値分小さくした後に前記第１冷媒流路切替装置を切り替える
請求項１〜９のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１１】
前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置、及び、前記第１熱交換器を室外機に収容し、
前記第１絞り装置、及び、前記第２熱交換器を熱媒体変換機に収容し、
前記室外機と前記熱媒体変換機とを、２本の冷媒配管で接続し、
前記２本の冷媒配管の一方に高圧のガス冷媒を流し、他方に中圧の二相冷媒を流し、凝縮器として動作させる前記第２熱交換器と、蒸発器として動作させる前記第２熱交換器とが混在する暖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二相冷媒を流し、他方に低圧のガス冷媒を流し、凝縮器として動作させる前記第２熱交換器と、蒸発器として動作させる前記第２熱交換器とが混在する冷房主体運転モードと、を備え、
前記制御装置は、
前記冷房主体運転モードから前記暖房主体運転モードへの運転モード変化時に、前記第１冷媒流路切替装置を切り替えた後に前記第３絞り装置の開度を予め設定されている所定値分大きくする
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１２】
前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置、及び、前記第１熱交換器を室外機に収容し、
前記第１絞り装置、及び、前記第２熱交換器を熱媒体変換機に収容し、
前記室外機と前記熱媒体変換機とを、２本の冷媒配管で接続し、
前記２本の冷媒配管の一方に高圧の二相冷媒を流し、他方に低圧のガス冷媒を流し、凝縮器として動作させる前記第２熱交換器と、蒸発器として動作させる前記第２熱交換器とが混在する冷房主体運転モードを備え、
前記制御装置は、
前記冷房主体運転モードから前記全冷房運転モードへの運転モード変化時に、前記第３絞り装置の開度を予め設定してある所定値分小さくする
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１３】
前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置、及び、前記第１熱交換器を室外機に収容し、
前記第１絞り装置、及び、前記第２熱交換器を熱媒体変換機に収容し、
前記室外機と前記熱媒体変換機とを、２本の冷媒配管で接続し、
前記２本の冷媒配管の一方に高圧の二相冷媒を流し、他方に低圧のガス冷媒を流し、凝縮器として動作させる前記第２熱交換器と、蒸発器として動作させる前記第２熱交換器とが混在する冷房主体運転モードを備え、
前記制御装置は、
前記全冷房運転モードから前記冷房主体運転モードへの運転モード変化時に、前記第３絞り装置の開度を予め設定してある所定値分大きくする
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１４】
空調対象空間を空調可能な位置に設置され、前記空調対象空間の空気と熱交換をする利用側熱交換器を収容する室内機を備え、
前記室内機と前記熱媒体変換機とを冷媒とは異なる熱媒体を循環させる２本１組の熱媒体配管で接続し、
前記第２熱交換器において前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる
請求項１〜１３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、たとえばビル用マルチエアコン等に適用される空気調和装置に関し、特にインジェクション回路を備えた空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、インジェクション回路を備えた空気調和装置が各種提案されている。そのようなものとして、「圧縮機、凝縮器、受液器、減圧装置及び蒸発器を順次環状に接続すると共に、前記受液器から前記圧縮機に液冷媒を供給するリキッドインジェクション回路を設けて成る冷凍装置において、前記リキッドインジェクション回路にはキャピラリチューブと流量制御弁を設けると共に、この流量調整弁は前記圧縮機の吐出温度に基づいてインジェクション量を調整する冷凍装置」が存在している（たとえば、特許文献１参照）。この冷凍装置は、圧縮機の吐出温度を検出し、その検出温度に応じて流量調整弁の開度を変化させ、インジェクション流量を制御するようにしたものである。【０００３】
また、「少なくとも熱源側熱交換器、減圧装置、利用側熱交換器、スクロ−ル形圧縮機を順次接続して冷凍サイクルを構成し、該スクロ−ル圧縮機の圧縮機構部に液冷媒をインジェクションする冷媒回路を設けた寒冷地向けヒ−トポンプ空調機」が存在している（たとえば、特許文献２参照）。このヒートポンプ空調機は、冷凍サイクルの循環路を逆転させた場合（冷房、暖房の切り替え）においても、インジェクションを行い圧縮機の吐出温度を制御するようにしたものである。【０００４】
さらに、「圧縮機、複数の室内熱交換器、及び複数の室外熱交換器と、前記室外熱交換器の一方の接続口、前記圧縮機の吐出口、及び前記圧縮機の吸入口に接続され、前記圧縮機の吐出口から前記室外熱交換器の一方の接続口へ冷媒が流れる冷媒流路、又は前記室外熱交換器の一方の接続口から前記圧縮機の吸入口へ冷媒が流れる冷媒流路に冷媒流路を切り替える複数の室外機側流路切替部と、前記室内熱交換器の一方の接続口、前記圧縮機の吐出口、及び前記圧縮機の吸入口に接続され、前記圧縮機の吐出口から前記室内熱交換器の一方の接続口へ冷媒が流れる冷媒流路、又は前記室内熱交換器の一方の接続口から前記圧縮機の吸入口へ冷媒が流れる冷媒流路に冷媒流路を切り替える複数の室内機側流路切替部と、前記室外熱交換器の他方の接続口と前記室内熱交換器の他方の接続口とを接続する接続配管と、該接続配管に設けられた減圧装置と、一方の端部が該減圧装置と前記室内熱交換器との間の前記接続配管に接続され、他方の端部が前記圧縮機の圧縮過程に接続され、前記接続配管を流れる冷媒を前記圧縮機の圧縮過程にインジェクションするインジェクション回路と、を備えた空気調和装置」が存在している（たとえば、特許文献３参照）。この空気調和装置は、冷房、暖房、冷房暖房混在運転においてインジェクションが可能であり、暖房時では中間圧力を生成することでインジェクションを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２６０２６２号広報（第４頁、図１）
【特許文献２】特開平８−２１０７０９号広報（第８頁、図２等）
【特許文献３】特開２０１０−１３９２０５号広報（第２４頁、図１等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されているような冷凍装置においては、インジェクションを行う運転モードが限定されてしまっていた。したがって、様々な運転モードを備えた空気調和装置などのような冷凍サイクル装置にそのまま適用することはできなかった。【０００７】
また、特許文献２に記載されているような空気調和装置においては、冷凍サイクルの循環路を逆転させた場合（冷房、暖房の切り替え）にインジェクションを行い圧縮機の吐出温度を低下させることはできるものの、冷房暖房混在運転には対応していなかった。したがって、このような空気調和装置においても、様々な運転モードを備えた空気調和装置などのような冷凍サイクル装置にそのまま適用することはできなかった。【０００８】
さらに、特許文献３に記載されているような空気調和装置においては、冷房、暖房、冷房暖房混在運転においてインジェクション運転を実行することが可能になっているが、インジェクション運転を実行している際における中間圧力の制御に関して、具体的な指定をしていない。つまり、冷房、暖房、冷房暖房混在運転においてインジェクション運転を実行している際における中間圧力の制御に関しては、更なる改良の余地があるということである。【０００９】
本発明は、上記のような課題に対応するためになされたもので、実行している運転モードに関わらずインジェクション運転を可能にし、実行している運転モードに応じた中間圧力及びインジェクション流量の制御を行うとともに、圧縮機から吐出される冷媒の吐出温度が高くなり過ぎないように制御することにより信頼性を大きく向上させた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】
【００１０】
本発明に係る空気調和装置は、低圧シェル構造の圧縮機と、冷媒流路切替装置と、第１熱交換器と、第１絞り装置と、第２熱交換器と、を配管接続して冷媒循環回路を構成し、前記冷媒流路切替装置の作用により、前記第１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２熱交換器の一部または全部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１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２熱交換器の一部または全部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、が切り替え可能な空気調和装置であって、前記圧縮機における圧縮途中過程の圧縮室の一部に開口部を設け、前記圧縮機の外部から前記開口部を介して前記圧縮室の内部に前記冷媒を導入するインジェクション配管と、前記暖房運転時に、前記第１絞り装置を通過して前記第２熱交換器側から前記第１熱交換器側に流れる冷媒を減圧する第２絞り装置と、前記インジェクション配管に設けられた第３絞り装置と、前記第２絞り装置及び前記第３絞り装置のうちの少なくとも１つの開度を制御して前記インジェクション配管に流れる前記冷媒の量を調整する制御装置と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る空気調和装置によれば、インジェクション流量を制御する第２または第３絞り装置への流入する冷媒を液化することができ、運転モードによらず、安定したインジェクション制御及び圧縮機から吐出される冷媒の吐出温度を高くなり過ぎないようにする制御が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の設置例を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の回路構成の一例を示す概略回路構成図である。
【図３】Ｒ３２を含む混合冷媒を使用した場合のＲ３２の質量比率と吐出温度との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の全冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の全冷房運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ―ｈ線図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の全暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の全暖房運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ−ｈ線図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷房主体運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ―ｈ線図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の暖房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の暖房主体運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ―ｈ線図である。
【図１２】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の除霜運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【図１３】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の回路構成の別の一例を示す概略回路構成図である。
【図１４】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置が実行するインジェクション時における処理の流れを示すフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の全冷房運転モードにおけるインジェクション流量を制御する絞り装置の定常開度を説明するための説明図である
【図１６】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の全暖房運転モードにおけるインジェクション流量を制御する絞り装置と中間圧力を制御する絞り装置の定常開度を説明するための説明図である。
【図１７】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の全暖房運転モードにおいて蒸発温度が変化した場合におけるインジェクション流量を制御する絞り装置と中間圧力を制御する絞り装置の定常開度を説明するための説明図である。
【図１８】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷房主体運転モードにおけるインジェクション流量を制御する絞り装置の定常開度を説明するための説明図である。
【図１９】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の暖房主体運転モードにおけるインジェクション流量を制御する絞り装置の定常開度を説明するための説明図である。
【図２０】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の暖房主体運転モードにおいて蒸発温度が変化した場合におけるインジェクション流量を制御する絞り装置の定常開度を説明するための説明図である。
【図２１】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の全暖房運転モードから暖房主体運転モードに運転モードを変化する時の制御目標値の一例を示した図である。
【図２２】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の暖房主体運転モードから冷房主体運転モードに運転モードを変化する時の制御目標値の一例を示した図である。
【図２３】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷房主体運転モードから全冷房運転モードに運転モードが変化する時の制御目標値の一例を示した図である。
【図２４】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の一つの絞り装置だけで中間圧力と圧縮機の吐出温度の両方を制御する際の制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図２５】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の一つの絞り装置だけで中間圧力と圧縮機の吐出温度の両方を制御する際の制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図２６】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の各運転モードおよび各差圧目標値のときの絞り装置１４ａの定常開度を示す表である。
【図２７】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の回路構成の一例を示す概略図である。
【図２８】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の全冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【図２９】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の全冷房運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ―ｈ線図である。
【図３０】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の全暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【図３１】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の全冷房運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ―ｈ線図である。
【図３２】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の冷房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【図３３】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の冷房主体運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ―ｈ線図である。
【図３４】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の暖房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【図３５】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の暖房主体運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ―ｈ線図である。
【図３６】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の全冷房運転モードにおいて凝縮温度が変化した場合のインジェクション流量を制御する絞り装置の定常開度を示す表である。
【図３７】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の全暖房運転モードにおいて中間圧力が変化した場合のインジェクション流量を制御する絞り装置と中間圧力を制御する絞り装置の定常開度を示す表である。
【図３８】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の全暖房運転モードにおいて蒸発温度が変化した場合のインジェクション流量を制御する絞り装置と中間圧力を制御する絞り装置の定常開度を示す表である。
【図３９】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の冷房主体運転モードにおいて室内暖房負荷（乾き度）が変化した場合のインジェクション流量を制御する絞り装置の定常開度を示す表である。
【図４０】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の暖房主体運転モードにおいて中間圧力が変化した場合のインジェクション流量を制御する絞り装置と中間圧力を制御する絞り装置の定常開度を示す表である。
【図４１】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の暖房主体運転モードにおいて蒸発温度が変化した場合のインジェクション流量を制御する絞り装置と中間圧力を制御する絞り装置の定常開度を示す表である。
【図４２】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の全暖房運転モードから暖房主体運転モードへの運転モード変化時の絞り装置の初期開度の制御目標値を示す表である。
【図４３】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の暖房主体運転モードから冷房主体運転モードへの運転モード変化時の絞り装置の初期開度の制御目標値を示す表である。
【図４４】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の冷房主体運転モードから全冷房運転モードへの運転モード変化時の絞り装置の初期開度の制御目標値を示す表である。
【図４５】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の各運転モードおよび各差圧目標値のときの絞り装置の定常開度を示す表である。
【図４６】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の回路構成の一例を示す概略図である。
【図４７】絞り装置の構成例を示す概略図である。
【図４８】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の全冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【図４９】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の全冷房運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ―ｈ線図である。
【図５０】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の全暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【図５１】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の全冷房運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ―ｈ線図である。
【図５２】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の冷房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【図５３】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の冷房主体運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ―ｈ線図である。
【図５４】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の暖房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【図５５】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の暖房主体運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ―ｈ線図である。
【図５６】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の全冷房運転モードにおいて凝縮温度が変化した場合のインジェクション流量を制御する絞り装置の定常開度を示す表である。
【図５７】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の全暖房運転モードにおいて中間圧力が変化した場合のインジェクション流量を制御する絞り装置と中間圧力を制御する絞り装置の定常開度を示す表である。
【図５８】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の全暖房運転モードにおいて蒸発温度が変化した場合のインジェクション流量を制御する絞り装置と中間圧力を制御する絞り装置の定常開度を示す表である。
【図５９】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の冷房主体運転モードにおいて室内暖房負荷（乾き度）が変化した場合のインジェクション流量を制御する絞り装置の定常開度を示す表である。
【図６０】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の暖房主体運転モードにおいて中間圧力が変化した場合のインジェクション流量を制御する絞り装置と中間圧力を制御する絞り装置の定常開度を示す表である。
【図６１】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の暖房主体運転モードにおいて蒸発温度が変化した場合のインジェクション流量を制御する絞り装置と中間圧力を制御する絞り装置の定常開度を示す表である。
【図６２】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の全暖房運転モードから暖房主体運転モードへの運転モード変化時の絞り装置の初期開度の制御目標値を示す表である。
【図６３】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の暖房主体運転モードから冷房主体運転モードへの運転モード変化時の絞り装置の初期開度の制御目標値を示す表である。
【図６４】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の冷房主体運転モードから全冷房運転モードへの運転モード変化時の絞り装置の初期開度の制御目標値を示す表である。
【図６５】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の各運転モードおよび各差圧目標値のときの絞り装置の定常開度を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
実施の形態１.
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の設置例を示す概略図である。図１に基づいて、空気調和装置の設置例について説明する。この空気調和装置は、冷媒（熱源側冷媒、熱媒体）を循環させる冷凍サイクル（冷媒循環回路Ａ、熱媒体循環回路Ｂ）を利用することで各室内機が運転モードとして冷房モードあるいは暖房モードを自由に選択できるものである。なお、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。
【００１４】
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、熱源側冷媒と熱媒体とで熱交換を行うものである。室外機１と熱媒体変換機３とは、熱源側冷媒を導通する冷媒配管４で接続されている。熱媒体変換機３と室内機２とは、熱媒体を導通する配管（熱媒体配管）５で接続されている。そして、室外機１で生成された冷熱あるいは温熱は、熱媒体変換機３を介して室内機２に配送されるようになっている。
【００１５】
室外機１は、通常、ビル等の建物９の外の空間（たとえば、屋上等）である室外空間６に配置され、熱媒体変換機３を介して室内機２に冷熱又は温熱を供給するものである。室内機２は、建物９の内部の空間（たとえば、居室等）である室内空間７に冷房用空気あるいは暖房用空気を供給できる位置に配置され、空調対象空間となる室内空間７に冷房用空気あるいは暖房用空気を供給するものである。熱媒体変換機３は、室外機１及び室内機２とは別筐体として、室外空間６及び室内空間７とは別の位置に設置できるように構成されており、室外機１及び室内機２とは冷媒配管４及び配管５でそれぞれ接続され、室外機１から供給される冷熱あるいは温熱を室内機２に伝達するものである。
【００１６】
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。
【００１７】
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等の空間（以下、単に空間８と称する）に設置されている状態を例に示している。熱媒体変換機３は、その他、エレベーター等がある共用空間等に設置することも可能である。また、図１においては、室内機２が天井カセット型である場合を例に示してあるが、これに限定するものではなく、天井埋込型や天井吊下式等、室内空間７に直接またはダクト等により、暖房用空気あるいは冷房用空気を吹き出せるようになっていればどんな種類のものでもよい。
【００１８】
図１においては、室外機１が室外空間６に設置されている場合を例に示しているが、これに限定するものではない。たとえば、室外機１は、換気口付の機械室等の囲まれた空間に設置してもよく、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。
【００１９】
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。
【００２０】
１台の室外機１に対して複数台の熱媒体変換機３を接続する場合、その複数台の熱媒体変換機３をビル等の建物における共用スペースまたは天井裏等のスペースに点在して設置することができる。そうすることにより、各熱媒体変換機３内の熱媒体間熱交換器で空調負荷を賄うことができる。また、室内機２を、各熱媒体変換機３内における熱媒体搬送装置の搬送許容範囲内の距離または高さに設置することが可能であり、ビル等の建物全体へ対しての配置が可能となる。
【００２１】
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）の回路構成の一例を示す概略回路構成図である。図２に基づいて、空気調和装置１００の構成について簡単に説明する。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及び配管５については後段で詳述するものとする。
【００２２】
［室外機１］
室外機１には、圧縮機１０と、四方弁等の第１冷媒流路切替装置１１と、熱源側熱交換器１２と、アキュムレーター１９とが冷媒配管４で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。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に流入させる熱源側冷媒の流れを一定方向にすることができる。なお、室外機１に搭載される各機器については以下の運転モードと併せて説明するものとする。
【００２３】
圧縮機１０は、熱源側冷媒を吸入し、その熱源側冷媒を圧縮して高温高圧の状態にするものであり、たとえば容量制御可能なインバータ圧縮機等で構成するとよい。第１冷媒流路切替装置１１は、暖房運転時（全暖房運転モード時及び暖房主体運転モード時）における熱源側冷媒の流れと冷房運転時（全冷房運転モード時及び冷房主体運転モード時）における熱源側冷媒の流れとを切り替えるものである。熱源側熱交換器１２は、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には凝縮器（または放熱器）として機能し、図示省略の送風機から供給される空気と熱源側冷媒との間で熱交換を行い、その熱源側冷媒を蒸発ガス化又は凝縮液化するものである。アキュムレーター１９は、圧縮機１０の吸入側に設けられており、暖房運転時と冷房運転時の違いによる余剰冷媒、または過渡的な運転の変化に対する余剰冷媒を蓄えるものである。
【００２４】
逆止弁１３ｄは、熱媒体変換機３と第１冷媒流路切替装置１１との間における冷媒配管４に設けられ、所定の方向（熱媒体変換機３から室外機１への方向）のみに熱源側冷媒の流れを許容するものである。逆止弁１３ａは、熱源側熱交換器１２と熱媒体変換機３との間における冷媒配管４に設けられ、所定の方向（室外機１から熱媒体変換機３への方向）のみに熱源側冷媒の流れを許容するものである。逆止弁１３ｂは、第１接続配管４ａに設けられ、暖房運転時において圧縮機１０から吐出された熱源側冷媒を熱媒体変換機３に流通させるものである。逆止弁１３ｃは、第２接続配管４ｂに設けられ、暖房運転時において熱媒体変換機３から戻ってきた熱源側冷媒を圧縮機１０の吸入側に流通させるものである。
【００２５】
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。
【００２６】
冷凍サイクルにおいては、冷媒の温度が高くなると、回路内を循環している冷媒及び冷凍機油が劣化するため、冷媒温度の上限値が設定されている。この上限温度は、通常１２０℃である。冷凍サイクル内で温度が最も高くなるのは、圧縮機１０の吐出側の冷媒温度（吐出温度）であるため、吐出温度が１２０℃以上にならないように制御をすればよい。ただし、Ｒ４１０Ａ等の冷媒を使用している場合は、通常運転において吐出温度が１２０℃に達することは少ないが、Ｒ３２を冷媒として使用すると、物性的に吐出温度が高くなるため、冷凍サイクルに吐出温度を低下させる手段を備えておく必要がある。
【００２７】
そこで、室外機１に、気液分離器２７ａ、気液分離器２７ｂ、開閉装置２４、逆流防止装置２０、絞り装置１４ａ、絞り装置１４ｂ、分岐配管４ｄ、インジェクション配管４ｃ、冷媒−冷媒間熱交換器２８、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、吸入圧力検出装置３３、吸入冷媒温度検出装置３８、制御装置５０を備えるようにしている。また、圧縮機１０としては、密閉容器内に圧縮室を有し、密閉容器内が低圧の冷媒圧雰囲気となり、圧縮室に密閉容器内の低圧冷媒を吸入して圧縮する低圧シェル構造のものを使用している。
【００２８】
気液分離器２７ａは、逆止弁１３ａの下流側であって、第１接続配管４ａの接続部分よりも熱媒体変換機３側に設置され、流入した熱源側冷媒を気液で分離し、分離した熱源側冷媒を冷媒配管４と分岐配管４ｄとに分けるものである。気液分離器２７ｂは、逆止弁１３ｄの上流側であって、第２接続配管４ｂの接続部分よりも熱媒体変換機３側に設置され、流入した熱源側冷媒を気液で分離し、分離した熱源側冷媒を冷媒配管４と分岐配管４ｄとに分けるものである。
【００２９】
分岐配管４ｄは、気液分離器２７ａと、気液分離器２７ｂと、を接続する冷媒配管である。インジェクション配管４ｃは、開閉装置２４と逆流防止装置２０との間における分岐配管４ｄと、圧縮機１０の図示省略のインジェクションポートと、を接続する冷媒配管である。このインジェクションポートは、圧縮機１０の圧縮室の一部に形成されている開口部に連通するようになっている。つまり、インジェクション配管４ｃは、圧縮機１０の密閉容器の外部から圧縮室の内部に冷媒を導入（注入）可能にするものである。
【００３０】
開閉装置２４は、分岐配管４ｄのインジェクション配管４ｃとの接続部分よりも気液分離器２７ａ側に設置され、分岐配管４ｄを開閉するものである。逆流防止装置２０は、分岐配管４ｄのインジェクション配管４ｃとの接続部分よりも気液分離器２７ｂ側に設置され、所定の方向（気液分離器２７ｂから気液分離器２７ａへの方向）のみに熱源側冷媒の流れを許容するものである。絞り装置１４ａは、第２接続配管４ｂの逆止弁１３ｃの上流側に設けられ、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、熱源側冷媒を減圧して膨張させるものである。
【００３１】
絞り装置１４ｂは、インジェクション配管４ｃの冷媒−冷媒間熱交換器２８の一次側下流、二次側上流となる位置に設けられ、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、熱源側冷媒を減圧して膨張させるものである。冷媒−冷媒間熱交換器２８は、インジェクション配管４ｃを流れる熱源側冷媒同士で熱交換を実行するものである。つまり、冷媒−冷媒間熱交換器２８は、インジェクション配管４ｃに流入してきた熱源側冷媒（一次側）と、絞り装置１４ｂを経由してきた熱源側冷媒（二次側）と、の間で熱交換を行える位置に配置され、これらで熱交換を行うようになっている。
【００３２】
中圧検出装置３２は、逆止弁１３ｄと絞り装置１４ａの上流側であって気液分離器２７ｂの下流側に設けられており、設置位置における冷媒配管４を流れる冷媒の圧力を検出するものである。吐出冷媒温度検出装置３７は、圧縮機１０の吐出側に設けられており、圧縮機１０から吐出された冷媒の温度を検出するものである。吸入冷媒温度検出装置３８は、圧縮機１０の吸入側に設けられており、圧縮機１０に吸入される冷媒の温度を検出するものである。高圧検出装置３９は、圧縮機１０の吐出側に設けられており、圧縮機１０から吐出された冷媒の圧力を検出するものである。吸入圧力検出装置３３は、圧縮機１０の吸入側に設けられており、圧縮機１０に吸入される冷媒の圧力を検出するものである。
【００３３】
制御装置５０は、冷媒をインジェクション配管４ｃから圧縮機１０の圧縮室に導入することにより圧縮機１０から吐出される冷媒の温度または圧縮機１０から吐出される冷媒の過熱度（吐出スーパーヒート）を低下させるようにものである。つまり、制御装置５０で、開閉装置２４、絞り装置１４ａ、絞り装置１４ｂ等を制御することにより、圧縮機１０の吐出温度を低下させ、安全に運転させることができるようになっている。
【００３４】
制御装置５０が実行する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、制御装置５０は、マイコン等で構成されており、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ー（たとえば、開閉装置２４、絞り装置１４ａ、絞り装置１４ｂ等）の制御の他に、圧縮機１０の駆動周波数、図示省略の送風機の回転数（ＯＮ／ＯＦＦ含む）、第１冷媒流路切替装置１１の切り替え等を制御し、後述する各運転モードを実行するようになっている。
【００３５】
冷媒としてＲ４１０Ａを使用した場合とＲ３２を使用した場合との吐出温度の差について、簡単に説明する。ここでは、冷凍サイクルの蒸発温度が０℃、凝縮温度が４９℃、圧縮機吸入冷媒のスーパーヒート（過熱度）が０℃である場合を考える。
【００３６】
冷媒としてＲ４１０Ａを使用し、断熱圧縮（等エントロピー圧縮）がなされたものとすると、Ｒ４１０Ａの物性より、圧縮機１０の吐出温度は約７０℃となる。一方、冷媒としてＲ３２を使用し、断熱圧縮（等エントロピー圧縮）がなされたものとすると、Ｒ３２の物性より、圧縮機１０の吐出温度は約８６℃となる。すなわち、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、約１６℃、吐出温度が上昇することになる。
【００３７】
実際の運転では、圧縮機１０ではポリトロープ圧縮がなされ、断熱圧縮よりも効率の悪い運転になるため、上述の値よりも、更に吐出温度が高くなる。Ｒ４１０Ａを冷媒として用いた場合において、吐出温度が１００℃を超える状態で運転されることは頻繁に発生する。Ｒ４１０Ａにおいて吐出温度が１０４℃を超える状態で運転されているような条件で、Ｒ３２を冷媒として用いた場合、１２０℃の吐出温度限界を超えてしまうため、吐出温度を低下させる必要がある。
【００３８】
圧縮機として、吸入冷媒が直接圧縮室に吸入され、圧縮室から吐出された冷媒が、圧縮室周囲の密閉容器内に吐出される高圧シェル構造のものを使用している場合は、吸入冷媒を飽和状態よりも湿らせ、二相状態の冷媒を圧縮室に吸入させることにより、吐出温度を低下させることができる。しかしながら、圧縮機１０として低圧シェル構造のものを使用している場合は、吸入冷媒を湿らせても、圧縮機１０のシェル内に液冷媒が溜まるだけで、圧縮室に二相冷媒が吸入されることはない。したがって、低圧シェル構造の圧縮機１０を使用し、吐出温度が高くなるＲ３２冷媒等を使用している場合に、吐出温度を低下させるためには、圧縮機１０の外部から圧縮途中の圧縮室に低温の冷媒をインジェクションし、冷媒の温度を低下させる方法が考えられる。そこで、上述したような方法により、吐出温度を低下させるとよい。
【００３９】
なお、圧縮機１０の圧縮室へのインジェクション流量の制御は、吐出温度を目標値、たとえば１００℃になるように制御し、制御目標値を外気温度に応じて変化させるようにしてもよい。また、圧縮機１０の圧縮室へのインジェクション流量の制御は、吐出温度が目標値、たとえば１１０℃を超えそうな場合にインジェクションをし、それ以下である場合はインジェクションをしないようにしてもよい。さらに、圧縮機１０の圧縮室へのインジェクション流量の制御は、吐出温度が目標範囲内、たとえば８０℃から１００℃に収まるように制御し、吐出温度が目標範囲の上限を超えそうな場合にインジェクション流量を増やし、吐出温度が目標範囲の下限を下回りそうな場合にインジェクション流量を減らすようにしてもよい。
【００４０】
またさらに、圧縮機１０の圧縮室へのインジェクション流量の制御は、高圧検出装置３９にて検出した高圧と、吐出冷媒温度検出装置３７にて検出した吐出温度とを用いて、吐出スーパーヒート（吐出加熱度）を算出し、この吐出スーパーヒートが目標値、たとえば３０℃になるようにインジェクション流量を制御し、制御目標値を外気温度に応じて変化させるようにしてもよい。また、圧縮機１０の圧縮室へのインジェクション流量の制御は、吐出スーパーヒートが目標値、たとえば４０℃を超えそうな場合にインジェクションをし、それ以下である場合はインジェクションをしないようにしてもよい。
【００４１】
さらに、圧縮機１０の圧縮室へのインジェクション流量の制御は、吐出スーパーヒートが目標範囲内、たとえば１０℃から４０℃に収まるように制御し、吐出スーパーヒートが目標範囲の上限を超えそうな場合にインジェクション流量を増やし、吐出スーパーヒートが目標範囲の下限を下回りそうな場合にインジェクション流量を減らすようにしてもよい。
【００４２】
なお、冷媒配管４内にＲ３２が循環している場合について説明したが、これに限定するものではない。従来のＲ４１０Ａ冷媒と、凝縮温度、蒸発温度、スーパーヒート（過熱度）、サブクール（過冷却度）、圧縮機効率が同一である時に、吐出温度がＲ４１０Ａ冷媒よりも、高くなる冷媒であれば、どんな冷媒であっても、本実施の形態１の構成により、吐出温度を低下でき、同様の効果を奏する。特に、Ｒ４１０Ａよりも、３℃以上高くなる冷媒であれば、より効果が大きい。
【００４３】
図３は、混合冷媒（Ｒ３２と地球温暖化係数が小さく化学式がＣＦ3 ＣＦ＝ＣＨ2 で表されるテトラフルオロプロペン系冷媒であるＨＦＯ１２３４ｙｆとの混合冷媒）を使用した場合のＲ３２の質量比率と吐出温度との関係を示すグラフである。図３に基づいて、この混合冷媒を用いた場合において、上述の説明と同様の方法で吐出温度を試算した場合の、Ｒ３２の質量比率に対する吐出温度の変化について説明する。
【００４４】
図３から、Ｒ３２の質量比率が５２％の時に、Ｒ４１０Ａとほぼ同一の吐出温度である約７０℃となり、Ｒ３２の質量比率が６２％の時に、Ｒ４１０Ａの吐出温度よりも３℃高い約７３℃になることが分かる。これより、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆとの混合冷媒においては、Ｒ３２の質量比率が６２％以上の混合冷媒を使用する場合に、インジェクションにより吐出温度を低下させるようにすると、効果が大きい。
【００４５】
また、Ｒ３２と地球温暖化係数が小さく化学式がＣＦ3 ＣＨ＝ＣＨＦで表されるテトラフルオロプロペン系冷媒であるＨＦＯ１２３４ｚｅとの混合冷媒を用いた場合において、上述の説明と同様の方法で吐出温度を試算した場合のＲ３２の質量比率に対する吐出温度の変化について説明する。この場合、Ｒ３２の質量比率が３４％の時に、Ｒ４１０Ａとほぼ同一の吐出温度である約７０℃となり、Ｒ３２の質量比率が４３％の時に、Ｒ４１０Ａの吐出温度よりも３℃高い約７３℃になることが分かっている。これより、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｚｅとの混合冷媒においては、Ｒ３２の質量比率が４３％以上の混合冷媒を使用する場合に、インジェクションにより吐出温度を低下させるようにすると、効果が大きい。
【００４６】
なお、これらの試算は、ＮＩＳＴ（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）が発売しているＲＥＦＰＲＯＰ  Ｖｅｒｓｉｏｎ  ８．０を用いて行った。また、混合冷媒における冷媒の種類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。たとえば、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆとその他の冷媒を少量含んだ混合冷媒等においても使用できる。なお、先に説明した通り、ここでの計算は、断熱圧縮を仮定した時のものであり、実際の圧縮はポリトロープ圧縮でなされるため、ここに記した温度より数十度以上、たとえば２０℃以上高い値となる。
【００４７】
［室内機２］
室内機２には、それぞれ利用側熱交換器２６が搭載されている。この利用側熱交換器２６は、配管５によって熱媒体変換機３の熱媒体流量調整装置２５と第２熱媒体流路切替装置２３に接続するようになっている。この利用側熱交換器２６は、図示省略の送風機から供給される空気と熱媒体との間で熱交換を行い、室内空間７に供給するための暖房用空気あるいは冷房用空気を生成するものである。
【００４８】
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。
【００４９】
［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。なお、熱媒体変換機３に搭載される各機器については以下の運転モードと併せて説明するものとする。
【００５０】
２つの熱媒体間熱交換器１５（熱媒体間熱交換器１５ａ、熱媒体間熱交換器１５ｂ）は、凝縮器（放熱器）又は蒸発器として機能し、熱源側冷媒と熱媒体とで熱交換を行い、室外機１で生成され熱源側冷媒に貯えられた冷熱又は温熱を熱媒体に伝達するものである。熱媒体間熱交換器１５ａは、冷媒循環回路Ａにおける絞り装置１６ａと第２冷媒流路切替装置１８ａとの間に設けられており、冷房暖房混在運転モード時において熱媒体の冷却に供するものである。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、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。
【００５１】
２つの絞り装置１６（絞り装置１６ａ、絞り装置１６ｂ）は、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、熱源側冷媒を減圧して膨張させるものである。絞り装置１６ａは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ａの上流側に設けられている。絞り装置１６ｂは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ｂの上流側に設けられている。２つの絞り装置１６は、開度（開口面積）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。
【００５２】
２つの開閉装置１７（開閉装置１７ａ、開閉装置１７ｂ）は、二方弁等で構成されており、冷媒配管４を開閉するものである。開閉装置１７ａは、熱源側冷媒の入口側における冷媒配管４に設けられている。開閉装置１７ｂは、熱源側冷媒の入口側と出口側の冷媒配管４を接続した配管（バイパス管２４ｄ）に設けられている。なお、開閉装置１７は、冷媒配管４を開閉可能なものであればよく、たとえば電子式膨張弁等の開度を可変に制御が可能なものを用いてもよい。
【００５３】
２つの第２冷媒流路切替装置１８（第２冷媒流路切替装置１８ａ、第２冷媒流路切替装置１８ｂ）は、四方弁等で構成され、運転モードに応じて熱媒体間熱交換器１５が凝縮器または蒸発器として作用するよう、熱源側冷媒の流れを切り替えるものである。第２冷媒流路切替装置１８ａは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ａの下流側に設けられている。第２冷媒流路切替装置１８ｂは、全冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ｂの下流側に設けられている。
【００５４】
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熱媒体循環回路Ｂに循環させるものである。ポンプ２１ａは、熱媒体間熱交換器１５ａと第２熱媒体流路切替装置２３との間における配管５に設けられている。ポンプ２１ｂは、熱媒体間熱交換器１５ｂと第２熱媒体流路切替装置２３との間における配管５に設けられている。２つのポンプ２１は、たとえば容量制御可能なポンプ等で構成し、室内機２における負荷の大きさによってその流量を調整できるようにしておくとよい。
【００５５】
４つの第１熱媒体流路切替装置２２（第１熱媒体流路切替装置２２ａ〜第１熱媒体流路切替装置２２ｄ）は、三方弁等で構成されており、熱媒体の流路を切り替えるものである。第１熱媒体流路切替装置２２は、室内機２の設置台数に応じた個数（ここでは４つ）が設けられるようになっている。第１熱媒体流路切替装置２２は、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ａに、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ｂに、三方のうちの一つが熱媒体流量調整装置２５に、それぞれ接続され、利用側熱交換器２６の熱媒体流路の出口側に設けられている。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から第１熱媒体流路切替装置２２ａ、第１熱媒体流路切替装置２２ｂ、第１熱媒体流路切替装置２２ｃ、第１熱媒体流路切替装置２２ｄとして図示している。また、熱媒体流路の切替には、一方から他方への完全な切替だけでなく、一方から他方への部分的な切替も含んでいるものとする。
【００５６】
４つの第２熱媒体流路切替装置２３（第２熱媒体流路切替装置２３ａ〜第２熱媒体流路切替装置２３ｄ）は、三方弁等で構成されており、熱媒体の流路を切り替えるものである。第２熱媒体流路切替装置２３は、室内機２の設置台数に応じた個数（ここでは４つ）が設けられるようになっている。第２熱媒体流路切替装置２３は、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ａに、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ｂに、三方のうちの一つが利用側熱交換器２６に、それぞれ接続され、利用側熱交換器２６の熱媒体流路の入口側に設けられている。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から第２熱媒体流路切替装置２３ａ、第２熱媒体流路切替装置２３ｂ、第２熱媒体流路切替装置２３ｃ、第２熱媒体流路切替装置２３ｄとして図示している。また、熱媒体流路の切替には、一方から他方への完全な切替だけでなく、一方から他方への部分的な切替も含んでいるものとする。
【００５７】
４つの熱媒体流量調整装置２５（熱媒体流量調整装置２５ａ〜熱媒体流量調整装置２５ｄ）は、開口面積を制御できる二方弁等で構成されており、配管５に流れる流量を制御するものである。熱媒体流量調整装置２５は、室内機２の設置台数に応じた個数（ここでは４つ）が設けられるようになっている。熱媒体流量調整装置２５は、一方が利用側熱交換器２６に、他方が第１熱媒体流路切替装置２２に、それぞれ接続され、利用側熱交換器２６の熱媒体流路の出口側に設けられている。すなわち、熱媒体流量調整装置２５は、室内機２へ流入する熱媒体の温度及び流出する熱媒体の温度により室内機２へ流入する熱媒体の量を調整し、室内負荷に応じた最適な熱媒体量を室内機２に提供可能にするものである。
【００５８】
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。さらに、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であって、第２熱媒体流路切替装置２３と利用側熱交換器２６との間に設けてもよい。またさらに、室内機２において、停止やサーモＯＦＦ等の負荷を必要としていないときは、熱媒体流量調整装置２５を全閉にすることにより、室内機２への熱媒体供給を止めることができる。
【００５９】
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、２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（たとえば制御装置５０）に送られ、圧縮機１０の駆動周波数、図示省略の送風機の回転数、第１冷媒流路切替装置１１の切り替え、ポンプ２１の駆動周波数、第２冷媒流路切替装置１８の切り替え、熱媒体の流路の切替等の制御に利用されることになる。なお、制御装置５０が室外機１内に搭載されている状態を例に示しているが、これに限定するものではなく、熱媒体変換機３又は室内機２、あるいは、各ユニットに通信可能に搭載するようにしてもよい。
【００６０】
２つの第１温度センサー３１（第１温度センサー３１ａ、第１温度センサー３１ｂ）は、熱媒体間熱交換器１５から流出した熱媒体、つまり熱媒体間熱交換器１５の出口における熱媒体の温度を検出するものであり、たとえばサーミスター等で構成するとよい。第１温度センサー３１ａは、ポンプ２１ａの入口側における配管５に設けられている。第１温度センサー３１ｂは、ポンプ２１ｂの入口側における配管５に設けられている。
【００６１】
４つの第２温度センサー３４（第２温度センサー３４ａ〜第２温度センサー３４ｄ）は、第１熱媒体流路切替装置２２と熱媒体流量調整装置２５との間に設けられ、利用側熱交換器２６から流出した熱媒体の温度を検出するものであり、サーミスター等で構成するとよい。第２温度センサー３４は、室内機２の設置台数に応じた個数（ここでは４つ）が設けられるようになっている。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から第２温度センサー３４ａ、第２温度センサー３４ｂ、第２温度センサー３４ｃ、第２温度センサー３４ｄとして図示している。
【００６２】
４つの第３温度センサー３５（第３温度センサー３５ａ〜第３温度センサー３５ｄ）は、熱媒体間熱交換器１５の熱源側冷媒の入口側または出口側に設けられ、熱媒体間熱交換器１５に流入する熱源側冷媒の温度または熱媒体間熱交換器１５から流出した熱源側冷媒の温度を検出するものであり、サーミスター等で構成するとよい。第３温度センサー３５ａは、熱媒体間熱交換器１５ａと第２冷媒流路切替装置１８ａとの間に設けられている。第３温度センサー３５ｂは、熱媒体間熱交換器１５ａと絞り装置１６ａとの間に設けられている。第３温度センサー３５ｃは、熱媒体間熱交換器１５ｂと第２冷媒流路切替装置１８ｂとの間に設けられている。第３温度センサー３５ｄは、熱媒体間熱交換器１５ｂと絞り装置１６ｂとの間に設けられている。
【００６３】
圧力センサー３６ｂは、第３温度センサー３５ｄの設置位置と同様に、熱媒体間熱交換器１５ｂと絞り装置１６ｂとの間に設けられ、熱媒体間熱交換器１５ｂと絞り装置１６ｂとの間を流れる熱源側冷媒の圧力を検出するものである。圧力センサー３６ａは、第３温度センサー３５ａの設置位置と同様に、熱媒体間熱交換器１５ａと第２冷媒流路切替装置１８ａとの間に設けられ、熱媒体間熱交換器１５ａと第２冷媒流路切替装置１８ａとの間を流れる熱源側冷媒の圧力を検出するものである。
【００６４】
なお、制御装置（たとえば室外機１に備えられた制御装置５０）は、マイコン等で構成されており、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の開度等を制御し、後述する各運転モードを実行するようになっている。なお、制御装置は、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。
【００６５】
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。
【００６６】
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１５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。
【００６７】
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を循環する熱源側冷媒と熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体とが熱交換するようになっている。
【００６８】
［運転モード］
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。
【００６９】
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、冷房暖房混在運転モードのうち暖房負荷よりも冷房負荷の方が大きい冷房主体運転モード、及び、冷房暖房混在運転モードのうち冷房負荷よりも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、熱源側冷媒及び熱媒体の流れとともに説明する。
【００７０】
［全冷房運転モード］
図４は、空気調和装置１００の全冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図４では、利用側熱交換器２６ａ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４では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の流れる配管を示している。また、図４では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。  
【００７１】
図４に示す全冷房運転モードの場合、室外機１では、第１冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器１２へ流入させるように切り替える。熱媒体変換機３では、ポンプ２１ａ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。
【００７２】
まず始めに、冷媒循環回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温低圧の冷媒が圧縮機１０によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１０から吐出された高温高圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１を介して熱源側熱交換器１２に流入する。そして、熱源側熱交換器１２で室外空気に放熱しながら凝縮液化し、高圧液冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した高圧液冷媒は、逆止弁１３ａを通って、気液分離器２７ａを介して、一部が室外機１から流出し、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した高圧液冷媒は、開閉装置１７ａを経由した後に分岐されて絞り装置１６ａ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。
【００７３】
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、気液分離器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。
【００７４】
このとき、絞り装置１６ａは、第３温度センサー３５ａで検出された温度と第３温度センサー３５ｂで検出された温度との差として得られるスーパーヒート（過熱度）が一定になるように開度（開口面積）が制御される。同様に、絞り装置１６ｂは、第３温度センサー３５ｃで検出された温度と第３温度センサー３５ｄで検出された温度との差として得られるスーパーヒートが一定になるように開度が制御される。また、開閉装置１７ａは開、開閉装置１７ｂは閉となっている。
【００７５】
熱源側冷媒がＲ３２である場合、圧縮機１０の吐出温度が高くなることがあるため、インジェクション回路を用いて、吐出温度を低下させる。このときの動作を図４及び図５を用いて説明する。図５は、全冷房運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ―ｈ線図（圧力−エンタルピ線図）である。図５では、縦軸が圧力を、横軸がエンタルピを、それぞれ示している。
【００７６】
圧縮機１０では、圧縮機１０の吸入口から吸入された低温低圧のガス冷媒が密閉容器内に導入され、密閉容器内に満たされた低温低圧のガス冷媒が圧縮室（図示せず）に吸入される。圧縮室は、モーター（図示せず）により０〜３６０度回転させられる間に内容積が小さくなっていく。圧縮室に吸入された内部の冷媒は、圧縮室の内容積が小さくなるに伴い圧縮されて圧力及び温度が上昇する。モーターの回転角度が一定角度になった時に、開口部（圧縮室の一部に形成されている）が開口し（この時の状態は、図５の点Ｆ）、圧縮室の内部と圧縮機１０の外部のインジェクション配管４ｃとが連通するようになっている。
【００７７】
全冷房運転モードにおいては、圧縮機１０で圧縮された冷媒は、熱源側熱交換器１２にて凝縮液化されて高圧の液冷媒となり（図５の点Ｊ）、逆止弁１３ａを介して、気液分離器２７ａに至る。開閉装置２４を開とし、この高圧液冷媒を、気液分離器２７ａで分岐して、開閉装置２４、分岐配管４ｄを介して、インジェクション配管４ｃに流入させる。インジェクション配管４ｃに流入した冷媒は、冷媒−冷媒間熱交換器２８を介して絞り装置１４ｂで減圧され、低温中圧の二相冷媒となる。冷媒−冷媒間熱交換器２８では、絞り装置１４ｂで減圧される前の熱源側冷媒（一次側の冷媒）と減圧された後の冷媒（二次側の冷媒）との間で熱交換が行われる。
【００７８】
絞り装置１４ｂに流入する熱源側冷媒は、冷媒−冷媒間熱交換器２８において、減圧して圧力と温度が下がった熱源側冷媒により冷やされる（図５の点Ｊ’）。この熱源側冷媒は、絞り装置１４ｂで絞られた後（図５の点Ｋ’）、冷媒−冷媒間熱交換器２８において、減圧前の熱源側冷媒により加熱される（図５の点Ｋ）。そして、圧縮機１０の圧縮室に設けられた開口部から圧縮室内に導入（インジェクション）される。圧縮機１０の圧縮室内では、中圧のガス冷媒（図５の点Ｆ）と低温中圧の二相冷媒（図５の点Ｋ）とが混合されて、冷媒の温度が下がる（図５の点Ｈ）。これにより、圧縮機１０から吐出される冷媒の吐出温度が低下することになる（図５の点Ｉ）。このようなインジェクションを行わない場合の圧縮機１０の吐出温度は図５の点Ｇであり、インジェクションにより、吐出温度が点Ｇから点Ｉに低下していることが分かる。
【００７９】
絞り装置１４ｂは、二相状態の冷媒が流入すると、安定した制御ができなくなることがある。そこで、空気調和装置１００をこのような構成にすることにより、冷媒封入量が少ない等の原因により、熱源側熱交換器１２の出口でのサブクール（過冷却度）が小さかったとしても、絞り装置１４ｂに、確実に液冷媒を供給することができ、安定した制御を可能としている。
【００８０】
なお、この時、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、気液分離器２７ｂに至る冷媒は低圧冷媒である。逆流防止装置２０は、分岐配管４ｄから気液分離器２７ｂへ流れる冷媒を防ぐものであり、逆流防止装置２０の作用により、分岐配管４ｄの高圧冷媒が気液分離器２７ｂの低圧冷媒と混合するのを防止している。
【００８１】
なお、開閉装置２４は、電磁弁等の開閉を切り替えられるものの他、電子式膨張弁等の開口面積を変化させられるものでもよく、流路の開閉を切り替えられれば、どんなものでもよい。また、逆流防止装置２０は、逆止弁でもよいし、電磁弁等の開閉を切り替えられるものや電子式膨張弁等の開口面積を変化させられるもの等の流路の開閉を切り替えられるものでもよい。さらに、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。
【００８２】
絞り装置１４ｂは、電子式膨張弁等の開口面積を変化させられるものとし、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の開口面積が制御される。制御方法としては、吐出温度が一定値、たとえば１１０℃等を超えた時に、一定の開度分、たとえば１０パルスづつ開くように制御してもよいし、吐出温度が目標値、たとえば１００℃になるように開度を制御してもよい。また、絞り装置１４ｂをキャピラリチューブとし、圧力差に応じた量の冷媒がインジェクションされるようにしてもよい。
【００８３】
次に、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れについて説明する。
全冷房運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂの双方で熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体がポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａ及び第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂで室内空気から吸熱することで、室内空間７の冷房を行う。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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４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。
【００８７】
［全暖房運転モード］
図６は、空気調和装置１００の全暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図６では、利用側熱交換器２６ａ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６では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の流れる配管を示している。また、図６では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
【００８８】
図６に示す全暖房運転モードの場合、室外機１では、第１冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器１２を経由させずに熱媒体変換機３へ流入させるように切り替える。熱媒体変換機３では、ポンプ２１ａ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。
【００８９】
まず始めに、冷媒循環回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温低圧の冷媒が圧縮機１０によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１０から吐出された高温高圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１を通り、第１接続配管４ａを導通し、逆止弁１３ｂ、気液分離器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。
【００９０】
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、気液分離器２７ｂを介して、一部が第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。
【００９１】
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。
【００９２】
このとき、絞り装置１６ａは、圧力センサー３６ａ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３６ｂ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。
【００９３】
熱源側冷媒がＲ３２である場合、圧縮機１０の吐出温度が高くなることがあるため、インジェクション回路を用いて、吐出温度を低下させる。このときの動作を図６及び図７を用いて説明する。図７は、全暖房運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ−ｈ線図（圧力−エンタルピー線図）である。図７では、縦軸が圧力を、横軸がエンタルピを、それぞれ示している。
【００９４】
圧縮機１０では、圧縮機１０の吸入口から吸入された低温低圧のガス冷媒が密閉容器内に導入され、密閉容器内に満たされた低温低圧のガス冷媒が圧縮室（図示せず）に吸入される。圧縮室は、モーター（図示せず）により０〜３６０度回転させられる間に、内容積が小さくなっていく。圧縮室に吸入された内部の冷媒は、圧縮室の内容積が小さくなるに伴い圧縮されて圧力及び温度が上昇する。モーターの回転角度が一定角度になった時に、開口部（圧縮室の一部に形成されている）が開口し（この時の状態は、図７の点Ｆ）、圧縮室の内部と圧縮機１０の外部のインジェクション配管４ｃとが連通するようになっている。
【００９５】
全暖房運転モードにおいては、熱媒体変換機３から冷媒配管４を経由して室外機１に戻ってくる冷媒は、絞り装置１４ａの上流側において、絞り装置１４ａの作用により圧力が中圧状態に制御される（図７の点Ｊ）。そして、絞り装置１４ａの作用によって中圧状態にされた二相冷媒は、気液分離器２７ｂで液冷媒と二相冷媒とに分配されて、液冷媒（飽和液冷媒（図７の点Ｊ’））が分岐配管４ｄに流れ込む。この液冷媒は、逆流防止装置２０を介して、インジェクション配管４ｃへ流れ、冷媒−冷媒間熱交換器２８を介して、絞り装置１４ｂに流入し減圧され、少し圧力が下がった低温中圧の二相冷媒となる。冷媒−冷媒間熱交換器２８では、絞り装置１４ｂで減圧される前の熱源側冷媒（一次側の冷媒）と減圧された後の冷媒（二次側の冷媒）との間で熱交換が行われる。
【００９６】
絞り装置１４ｂに流入する熱源側冷媒は、冷媒−冷媒間熱交換器２８において、減圧して圧力と温度が下がった熱源側冷媒により冷やされることにより過冷却がついた液冷媒となる（図７の点Ｊ’’）。この熱源側冷媒は、絞り装置１４ｂで絞られた後（図７の点Ｋ’）、冷媒−冷媒間熱交換器２８において、減圧前の冷媒により加熱される（図７の点Ｋ）。そして、圧縮機１０の圧縮室に設けられた開口部から圧縮室内に導入される。圧縮機１０の圧縮室内では、中圧のガス冷媒（図７の点Ｆ）と低温中圧の二相冷媒（図７の点Ｋ）とが混合されて、冷媒の温度が下がる（図７の点Ｈ）。これにより、圧縮機１０から吐出される冷媒の吐出温度が低下することになる（図７の点Ｉ）。このようなインジェクションを行わない場合の圧縮機１０の吐出温度は図７の点Ｇであり、インジェクションにより、吐出温度が点Ｇから点Ｉに低下していることが分かる。
【００９７】
飽和液状態の冷媒は、実際は微小なガス冷媒を少量含んだ状態であり、また、少しの圧損で二相状態になる。ところが、絞り装置１４ｂに二相状態の冷媒が流入すると、安定した制御ができなくなることがある。そこで、空気調和装置１００をこのような構成にすることにより、中圧飽和液状態の冷媒を、中圧過冷却液冷媒にして、絞り装置１４ｂに流入させることができ、安定した制御が可能になる。
【００９８】
なお、この時、開閉装置２４は閉となっており、気液分離器２７ａから高圧状態の冷媒が、逆流防止装置２０を通ってきた中圧状態の冷媒と混合するのを防止している。また、開閉装置２４は、電磁弁等の開閉を切り替えられるものの他、電子式膨張弁等の開口面積を変化させられるものでもよく、流路の開閉を切り替えられれば、どんなものでもよい。さらに、逆流防止装置２０は、逆止弁でもよいし、電磁弁等の開閉を切り替えられるものや電子式膨張弁等の開口面積を変化させられるもの等の流路の開閉を切り替えられるものでもよい。
【００９９】
絞り装置１４ａは、電子式膨張弁等の開口面積を変化させられるものが望ましく、電子式膨張弁を使用すれば、絞り装置１４ａの上流側の中圧を任意の圧力に制御できる。たとえば、中圧検出装置３２で検出した中圧が一定値になるように制御すれば、絞り装置１４ｂによる吐出温度の制御が安定する。しかし、絞り装置１４ａは、これに限るものではなく、制御性は少し悪化するが、絞り装置１４ａとしてたとえば小型の電磁弁等の開閉弁を組み合わせて開口面積を複数選択できるようにしてもよいし、絞り装置１４ａとしてキャピラリチューブを用い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、中圧検出装置３２は、圧力センサーでもよいし、温度センサーを用いて演算により中圧を演算するようにしてもよい。
【０１００】
絞り装置１４ｂは、電子式膨張弁等の開口面積を変化させられるものとし、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の開口面積が制御される。制御方法としては、吐出温度が一定値、たとえば１１０℃等を超えた時に、一定の開度分、たとえば１０パルスづつ開くように制御してもよいし、吐出温度が目標値、たとえば１００℃になるように開度を制御してもよい。また、絞り装置１４ｂをキャピラリチューブとし、圧力差に応じた量の冷媒がインジェクションされるようにしてもよい。
【０１０１】
なお、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。このように、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ことができる。そのため、圧縮室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室に供給することが可能になる。
【０１０２】
また、絞り装置１４ａ、絞り装置１４ｂの制御方法はこれに限るものではなく、絞り装置１４ｂを全開とし、絞り装置１４ａにより中圧と圧縮機吸込部での圧力との差圧を制御し、圧縮機１０の吐出温度を制御する制御方法としてもよい。このようにすると制御が簡単になるとともに、絞り装置１４ｂとして安価なものが使用できるという利点がある。
【０１０３】
次に、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れについて説明する。
全暖房運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂの双方で熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａ及び第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂで室内空気に放熱することで、室内空間７の暖房を行う。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
なお、全冷房運転モードと同様に、利用側熱交換器２６での熱負荷の有無に応じて熱媒体流量調整装置２５の開度を制御すればよい。
【０１０８】
［冷房主体運転モード］
図８は、空気調和装置１００の冷房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図８では、利用側熱交換器２６ａで冷熱負荷が発生し、利用側熱交換器２６ｂで温熱負荷が発生している場合を例に冷房主体運転モードについて説明する。なお、図８では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の循環する配管を示している。また、図８では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
【０１０９】
図８に示す冷房主体運転モードの場合、室外機１では、第１冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器１２へ流入させるように切り替える。熱媒体変換機３では、ポンプ２１ａ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。
【０１１０】
まず始めに、冷媒循環回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温低圧の冷媒が圧縮機１０によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１０から吐出された高温高圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１を介して熱源側熱交換器１２に流入する。そして、熱源側熱交換器１２で室外空気に放熱しながら凝縮し、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、気液分離器２７ａを介して、一部が室外機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。
【０１１１】
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、気液分離器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。
【０１１２】
このとき、絞り装置１６ｂは、第３温度センサー３５ａで検出された温度と第３温度センサー３５ｂで検出された温度との差として得られるスーパーヒートが一定になるように開度が制御される。また、絞り装置１６ａは全開、開閉装置１７ａは閉、開閉装置１７ｂは閉となっている。なお、絞り装置１６ｂは、圧力センサー３６ｂ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。
【０１１３】
熱源側冷媒がＲ３２である場合、圧縮機１０の吐出温度が高くなることがあるため、インジェクション回路を用いて、吐出温度を低下させる。このときの動作を図８及び図９を用いて説明する。図９は、冷房主体運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ―ｈ線図（圧力−エンタルピ線図）である。図９では、縦軸が圧力を、横軸がエンタルピを、それぞれ示している。
【０１１４】
圧縮機１０では、圧縮機１０の吸入口から吸入された低温低圧のガス冷媒が密閉容器内に導入され、密閉容器内に満たされた低温低圧のガス冷媒が圧縮室（図示せず）に吸入される。圧縮室は、モーター（図示せず）により０〜３６０度回転させられる間に、内容積が小さくなっていく。圧縮室に吸入された内部の冷媒は、圧縮室の内容積が小さくなるに伴い圧縮されて圧力及び温度が上昇する。モーターの回転角度が一定角度になった時に、開口部（圧縮室の一部に形成されている）が開口し（この時の状態は、図９の点Ｆ）、圧縮室の内部と圧縮機１０の外部のインジェクション配管４ｃとが連通するようになっている。
【０１１５】
冷房主体運転モードにおいては、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二相冷媒となり（図９の点Ｊ）、逆止弁１３ａを介して、気液分離器２７ａに至る。開閉装置２４を開とし、気液分離器２７ａで分離された液冷媒（飽和液冷媒（図９の点Ｊ’））を、開閉装置２４、分岐配管４ｄを介して、インジェクション配管４ｃに流入させる。インジェクション配管４ｃに流入した冷媒は、冷媒−冷媒間熱交換器２８を介して絞り装置１４ｂで減圧され、低温中圧の二相冷媒となる。冷媒−冷媒間熱交換器２８では、絞り装置１４ｂで減圧される前の熱源側冷媒（一次側の冷媒）と減圧された後の冷媒（二次側の冷媒）との間で熱交換が行われる。
【０１１６】
絞り装置１４ｂに流入する熱源側冷媒は、冷媒−冷媒間熱交換器２８において、減圧して圧力と温度が下がった冷媒により冷やされることにより過冷却のついた液冷媒となる（図９の点Ｊ’’）。この熱源側冷媒は、絞り装置１４ｂで絞られた後（図９の点Ｋ’）、冷媒−冷媒間熱交換器２８において、減圧前の冷媒により加熱される（図９の点Ｋ）。そして、圧縮機１０の圧縮室に設けられた開口部から圧縮室内に導入される。圧縮機１０の圧縮室内では、中圧のガス冷媒（図９の点Ｆ）と低温中圧の二相冷媒（図９の点Ｋ）とが混合されて、冷媒の温度が下がる（図９の点Ｈ）。これにより、圧縮機１０から吐出される冷媒の吐出温度が低下することになる（図９の点Ｉ）。このようなインジェクションを行わない場合の圧縮機１０の吐出温度は図９の点Ｇであり、インジェクションにより、吐出温度が点Ｇから点Ｉに低下していることが分かる。
【０１１７】
飽和液状態の冷媒は、実際は微小なガス冷媒を少量含んだ状態であり、また、少しの圧損で二相状態になる。ところが、絞り装置１４ｂに二相状態の冷媒が流入すると、安定した制御ができなくなることがある。そこで、空気調和装置１００をこのような構成にすることにより、気液分離器２７ａに流入した二相冷媒から分離した高圧飽和液状態の冷媒を、高圧過冷却液冷媒にして、絞り装置１４ｂに流入させることができ、安定した制御が可能になる。
【０１１８】
なお、この時、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、気液分離器２７ｂに至る冷媒は低圧冷媒である。逆流防止装置２０は、分岐配管４ｄから気液分離器２７ｂへ流れる冷媒を防ぐものであり、逆流防止装置２０の作用により、分岐配管４ｄの高圧冷媒が気液分離器２７ｂの低圧冷媒と混合するのを防止している。
【０１１９】
なお、開閉装置２４は、電磁弁等の開閉を切り替えられるものの他、電子式膨張弁等の開口面積を変化させられるものでもよく、流路の開閉を切り替えられれば、どんなものでもよい。また、逆流防止装置２０は、逆止弁でもよいし、電磁弁等の開閉を切り替えられるものや電子式膨張弁等の開口面積を変化させられるもの等の流路の開閉を切り替えられるものでもよい。さらに、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。
【０１２０】
絞り装置１４ｂは、電子式膨張弁等の開口面積を変化させられるものとし、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の開口面積が制御される。制御方法としては、吐出温度が一定値、たとえば１１０℃等を超えた時に、一定の開度分、たとえば１０パルスづつ開くように制御してもよいし、吐出温度が目標値、たとえば１００℃、になるように開度を制御してもよい。また、絞り装置１４ｂをキャピラリチューブとし、圧力差に応じた量の冷媒がインジェクションされるようにしてもよい。
【０１２１】
次に、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れについて説明する。
冷房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ｂで熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ２１ｂによって配管５内を流動させられることになる。また、冷房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ａで熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体がポンプ２１ａによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａ及び第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入する。
【０１２２】
利用側熱交換器２６ｂでは熱媒体が室内空気に放熱することで、室内空間７の暖房を行う。また、利用側熱交換器２６ａでは熱媒体が室内空気から吸熱することで、室内空間７の冷房を行う。このとき、熱媒体流量調整装置２５ａ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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
なお、全冷房運転モード及び全暖房運転モードと同様に、利用側熱交換器２６での熱負荷の有無に応じて熱媒体流量調整装置２５の開度を制御すればよい。
【０１２５】
吐出温度が高くなる状態が発生する場合は、外気温度が高いときの冷房運転で、蒸発温度を目標温度たとえば０度に保つために圧縮機１０の周波数が上がり、凝縮温度が高くなる場合である。吐出温度が高くなる状態が発生するもう一つの場合は、外気温度が低いときの暖房運転で、凝縮温度を目標温度たとえば４９度に保つために圧縮機１０の周波数が上がり、蒸発温度が低くなる場合である。
【０１２６】
冷房主体運転モード時には、凝縮温度と蒸発温度の両方をそれぞれ目標温度、たとえば４９℃と０℃に保つ必要がある。そして、外気温度が高い場合の冷房主体運転モードでは、凝縮温度と蒸発温度の双方が目標温度よりも高くなる。そのため、外気温度が高い場合の冷房運転のように圧縮機１０の周波数が非常に高くなる状態は発生し難く、凝縮温度が高くなりすぎないように、圧縮機１０の周波数アップに制限がかかる。つまり、冷房主体運転モードにおいては、吐出温度が高くなり難い。
【０１２７】
そのため、図１３のように、気液分離器２７ａをなくして、冷媒を分岐する分岐部を設けた構成としてもよい。そして、冷房主体運転モード時には開閉装置２４を閉とし、インジェクションを行わないようにしてもよい。なお、図１３は、空気調和装置１００の回路構成の別の一例を示す概略回路構成図である。
【０１２８】
［暖房主体運転モード］
図１０は、空気調和装置１００の暖房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図１０では、利用側熱交換器２６ａで温熱負荷が発生し、利用側熱交換器２６ｂで冷熱負荷が発生している場合を例に暖房主体運転モードについて説明する。なお、図１０では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の循環する配管を示している。また、図１０では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
【０１２９】
図１０に示す暖房主体運転モードの場合、室外機１では、第１冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器１２を経由させずに熱媒体変換機３へ流入させるように切り替える。熱媒体変換機３では、ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂを開放し、熱媒体流量調整装置２５ｃ及び熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉とし、熱媒体間熱交換器１５ａと利用側熱交換器２６ｂとの間を、熱媒体間熱交換器１５ｂと利用側熱交換器２６ａとの間を、それぞれ熱媒体が循環するようにしている。
【０１３０】
まず始めに、冷媒循環回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温低圧の冷媒が圧縮機１０によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１０から吐出された高温高圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１を通り、第１接続配管４ａを導通し、逆止弁１３ｂを通過し、気液分離器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。
【０１３１】
熱媒体間熱交換器１５ｂに流入したガス冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、液冷媒となる。熱媒体間熱交換器１５ｂから流出した液冷媒は、絞り装置１６ｂで膨張させられて中圧二相冷媒となる。この中圧二相冷媒は、絞り装置１６ａを介して蒸発器として作用する熱媒体間熱交換器１５ａに流入する。熱媒体間熱交換器１５ａに流入した中圧二相冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体から吸熱することで蒸発し、熱媒体を冷却する。この中圧二相冷媒は、熱媒体間熱交換器１５ａから流出し、第２冷媒流路切替装置１８ａを介して熱媒体変換機３から流出し、冷媒配管４を通って再び室外機１へ流入する。
【０１３２】
室外機１に流入した冷媒は、気液分離器２７ｂを介して、一部が第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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
熱源側冷媒がＲ３２である場合、圧縮機１０の吐出温度が高くなることがあるため、インジェクション回路を用いて、吐出温度を低下させる。このときの動作を図１０及び図１１を用いて説明する。図１１は、暖房主体運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ―ｈ線図（圧力−エンタルピ線図）である。図１１では、縦軸が圧力を、横軸がエンタルピを、それぞれ示している。
【０１３５】
圧縮機１０では、圧縮機１０の吸入口から吸入された低温低圧のガス冷媒が密閉容器内に導入され、密閉容器内に満たされた低温低圧のガス冷媒が圧縮室（図示せず）に吸入される。圧縮室は、モーター（図示せず）により０〜３６０度回転させられる間に、内容積が小さくなって行く。圧縮室に吸入された内部の冷媒は、圧縮室の内容積が小さくなるに伴い圧縮されて圧力及び温度が上昇する。モーターの回転角度が一定角度になった時に、開口部（圧縮室の一部に形成されている）が開口し（この時の状態は、図１１の点Ｆ）、圧縮室の内部と圧縮機１０の外部のインジェクション配管４ｃとが連通するようになっている。
【０１３６】
暖房主体運転モードにおいては、熱媒体変換機３から冷媒配管４を経由して室外機１に戻ってくる冷媒は、絞り装置１４ａの上流側において、絞り装置１４ａの作用により圧力が中圧状態に制御される（図１１の点Ｊ）。そして、絞り装置１４ａの作用によって中圧状態にされた二相冷媒は、気液分離器２７ｂで液冷媒と二相冷媒とに分配されて、液冷媒（飽和液冷媒（図１１の点Ｊ’））が分岐配管４ｄに流れ込む。この液冷媒は、逆流防止装置２０を介して、インジェクション配管４ｃへ流れ、冷媒−冷媒間熱交換器２８を介して、絞り装置１４ｂに流入し減圧され、圧力が下がった低温中圧の二相冷媒となる。冷媒−冷媒間熱交換器２８では、絞り装置１４ｂで減圧される前の熱源側冷媒（一次側の冷媒）と減圧された後の冷媒（二次側の冷媒）との間で熱交換が行われる。
【０１３７】
絞り装置１４ｂに流入する熱源側冷媒は、冷媒−冷媒間熱交換器２８において、減圧して圧力と温度が下がった熱源側冷媒により冷やされることにより過冷却がついた液冷媒となる（図１１の点Ｊ’’）。この熱源側冷媒は、絞り装置１４ｂで絞られた後（図１１の点Ｋ’）、冷媒−冷媒間熱交換器２８において、減圧前の冷媒により加熱される（図１１の点Ｋ）。そして、圧縮機１０の圧縮室に設けられた開口部から圧縮室内に導入される。圧縮機１０の圧縮室内では、中圧のガス冷媒（図１１の点Ｆ）と低温中圧の二相冷媒（図１１の点Ｋ）とが混合されて、冷媒の温度が下がる（図１１の点Ｈ）。これにより、圧縮機１０から吐出される冷媒の吐出温度が低下することになる（図１１の点Ｉ）。このようなインジェクションを行わない場合の圧縮機１０の吐出温度は図１１の点Ｇであり、インジェクションにより、吐出温度が点Ｇから点Ｉに低下していることが分かる。
【０１３８】
飽和液状態の冷媒は、実際は微小なガス冷媒を少量含んだ状態であり、また、少しの圧損で二相状態になる。ところが、絞り装置１４ｂに二相状態の冷媒が流入すると、安定した制御ができなくなることがある。そこで、空気調和装置１００をこのような構成にすることにより、中圧飽和液状態の冷媒を、中圧過冷却液冷媒にして、絞り装置１４ｂに流入させることができ、安定した制御が可能になる。
【０１３９】
なお、この時、開閉装置２４は閉となっており、気液分離器２７ａから高圧状態の冷媒が、逆流防止装置２０を通ってきた中圧状態の冷媒と混合するのを防止している。また、開閉装置２４は、電磁弁等の開閉を切り替えられるものの他、電子式膨張弁等の開口面積を変化させられるものでもよく、流路の開閉を切り替えられれば、どんなものでもよい。さらに、逆流防止装置２０は、逆止弁でもよいし、電磁弁等の開閉を切り替えられるものや電子式膨張弁等の開口面積を変化させられるもの等の流路の開閉を切り替えられるものでもよい。
【０１４０】
絞り装置１４ａは、電子式膨張弁等の開口面積を変化させられるものが望ましく、電子式膨張弁を使用すれば、絞り装置１４ａの上流側の中圧を任意の圧力に制御できる。たとえば、中圧検出装置３２で検出した中圧が一定値になるように制御すれば、絞り装置１４ｂによる吐出温度の制御が安定する。しかし、絞り装置１４ａは、これに限るものではなく、制御性は少し悪化するが、絞り装置１４ａとしてたとえば小型の電磁弁等の開閉弁を組み合わせて開口面積を複数選択できるようにしてもよいし、絞り装置１４ａとしてキャピラリチューブを用い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、中圧検出装置３２は、圧力センサーでもよいし、温度センサーを用いて演算により中圧を演算するようにしてもよい。
【０１４１】
絞り装置１４ｂは、電子式膨張弁等の開口面積を変化させられるものとし、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の開口面積が制御される。制御方法としては、吐出温度が一定値、たとえば１１０℃等を超えた時に、一定の開度分、たとえば１０パルスづつ開くように制御してもよいし、吐出温度が目標値、たとえば１００℃になるように開度を制御してもよい。また、絞り装置１４ｂをキャピラリチューブとし、圧力差に応じた量の冷媒がインジェクションされるようにしてもよい。
【０１４２】
なお、暖房主体運転モードにおいては、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、圧縮室にインジェクションする冷媒の量が少なくなり、吐出温度の低下分が小さくなってしまう。しかし、熱媒体の凍結を防止する必要がある。そのため、空気調和装置１００では、外気温度が低い時、たとえば外気温度が−５℃以下のような時は、暖房主体運転モードには入らないようになっている。なお、外気温度が高い時は、吐出温度があまり高くなく、インジェクション流量もそれほど多くなくてよいため、特段の問題はない。
【０１４３】
よって、空気調和装置１００によれば、絞り装置１４ａの作用により、熱媒体間熱交換器１５ｂでの熱媒体の冷却もでき、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圧縮室に供給できる中圧に設定することができ、より安全に運転することができる。
【０１４４】
また、絞り装置１４ａ、絞り装置１４ｂの制御方法はこれに限るものではなく、絞り装置１４ｂを全開とし、絞り装置１４ａにより圧縮機１０の吐出温度を制御する制御方法としてもよい。このようにすると制御が簡単になるとともに、絞り装置１４ｂとして安価なものが使用できるという利点がある。
【０１４５】
次に、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れについて説明する。
暖房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ｂで熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ２１ｂによって配管５内を流動させられることになる。また、暖房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ａで熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体がポンプ２１ａによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａ及び第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入する。
【０１４６】
利用側熱交換器２６ｂでは熱媒体が室内空気から吸熱することで、室内空間７の冷房を行う。また、利用側熱交換器２６ａでは熱媒体が室内空気に放熱することで、室内空間７の暖房を行う。このとき、熱媒体流量調整装置２５ａ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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
なお、全冷房運転モード、全暖房運転モード及び冷房主体運転モードと同様に、利用側熱交換器２６での熱負荷の有無に応じて熱媒体流量調整装置２５の開度を制御すればよい。
【０１４９】
［除霜運転モード］
図１２は、空気調和装置１００の除霜運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図１２に基づいて、本実施の形態１における空気調和装置１００が実行する除霜運転について説明する。なお、図１２では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の流れる配管を示している。また、図１２では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
【０１５０】
全暖房運転モードおよび暖房主体運転モードにおいて、熱源側熱交換器１２の周囲の空気温度が低い場合、熱源側熱交換器１２の配管の内部に氷点下の低温低圧の冷媒が流れることになる。そのため、熱源側熱交換器１２の周囲に着霜が起きることがある。熱源側熱交換器１２に着霜が起きると、霜層が熱抵抗となり、また熱源側熱交換器１２の周囲の空気が流動する流路が狭くなって空気が流れ難くなる。その結果、冷媒と空気との熱交換が阻害され、機器の暖房能力および運転効率が低下してしまうことになる。そこで、空気調和装置１００では、熱源側熱交換器１２の着霜量が増加した場合、熱源側熱交換器１２の周囲の霜を融かす除霜運転を実行可能にしている。
【０１５１】
図１２に示す除霜運転モードの場合、室外機１では、第１冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器１２へ流入させるように切り替える。熱媒体変換機３では、ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂを開放し、熱媒体流量調整装置２５ｃ及び熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉とし、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれと利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂとの間を熱媒体が循環するようにしている。ただし、絞り装置１６ａ及び絞り装置１６ｂが全閉（又は冷媒が流れない小さい開度）、開閉装置１７ａが開、開閉装置１７ｂが開に制御されており、熱源側冷媒が熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂに流入しないようになっている。
【０１５２】
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、熱源側熱交換器１２に付着した霜を融かす。熱源側熱交換器１２から流出した冷媒は、逆止弁１３ａを通って、気液分離器２７ａで分離される。
【０１５３】
気液分離器２７ａで分離された一部の冷媒は、室外機１から流出し、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した冷媒は、開閉装置１７ａ、開閉装置１７ｂを介して熱媒体変換機３から流出し、冷媒配管４を通って再び室外機１へ流入する。室外機１に流入した冷媒は、気液分離器２７ｂを介して、逆止弁１３ｄを通って、第１冷媒流路切替装置１１およびアキュムレーター１９を介して、圧縮機１０へ再度吸入される。
【０１５４】
一方、気液分離器２７ａで分離されたもう一方の冷媒は、分岐配管４ｄに流入し、開状態に制御されている開閉装置２４を介してインジェクション配管４ｃに流入し、冷媒−冷媒間熱交換器２８および絞り装置１４ｂを介して、圧縮機１０の圧縮室にインジェクションされる。この冷媒は、アキュムレーター１９を通って圧縮機１０に吸入された冷媒（気液分離器２７ａで分流された一方の冷媒）と圧縮機１０内で合流する。
【０１５５】
なお、図１２においては、ポンプ２１ｂを動作させて、熱媒体を暖房要求のある利用側熱交換器２６（図１２では、利用側熱交換器２６ａと利用側熱交換器２６ｂ）に、循環させている。このようにすることにより、除霜運転中においても、熱媒体に蓄えられた温熱により、暖房運転を継続することができる。また、全暖房運転後の除霜においては、ポンプ２１ａも動作させるようにしてもよいし、除霜運転中は、ポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂを停止し、暖房運転を停止するようにしてもよい。
【０１５６】
以上のように、除霜運転においては、熱源側熱交換器１２の周囲に付着した霜を融かしながら、気液分離器２７ａで冷媒を分岐させ、一部の冷媒を圧縮機１０の圧縮室にインジェクションする。このようにすることにより、圧縮機１０の余熱を直接冷媒に伝え易く、効率のよい除霜運転が行える。また、室外機１から離れた熱媒体変換機３に循環させる冷媒流量をインジェクションする分減らすことができるため、圧縮機１０の動力を低減させることができる。
【０１５７】
本実施の形態１では、空気調和装置１００にアキュムレーター１９を含めている場合を例に説明したが、アキュムレーター１９を設けなくてもよい。また、一般的に、熱源側熱交換器１２及び利用側熱交換器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、たと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。
【０１５８】
実施の形態１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、熱媒体間熱交換器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。さらに、ポンプ２１ａ、ポンプ２１ｂはそれぞれ一つとは限らず、複数の小容量のポンプを並列に並べて接続してもよい。
【０１５９】
また、通常の気液分離器は、二相冷媒中のガス冷媒と液冷媒とを分離する作用を有している。それに対し、空気調和装置１００で使用する気液分離器２７は、上述したように、気液分離器２７（気液分離器２７ａ、気液分離器２７ｂ）の入口に二相状態の冷媒が流入した場合に、二相冷媒から液冷媒の一部を分離する作用を有している。そして、液冷媒を分岐配管４ｄに流し、残りの二相冷媒（少し乾き度が大きくなった二相冷媒）を気液分離器２７から流出させるようにしている。
【０１６０】
よって、空気調和装置１００では、気液分離器２７に、図２等に示したような横方向（冷媒配管４と平行方向）に長い構造のものを採用した例を示している。すなわち、入口配管と出口配管とが気液分離器２７の横側に接続（冷媒配管４に平行となるように接続）され、液冷媒の取り出し配管（分岐配管４ｄ）が気液分離器２７の下側又は上側に接続（冷媒配管４とは直交するように接続）された構造となっている横型の気液分離器を採用することが望ましい。ただし、気液分離器２７としては、二相で流入した冷媒から液冷媒の一部を分離し、残りの二相冷媒を流出させられる構造であれば、どのような構造でも構わない。
【０１６１】
また、実施の形態１では、空気調和装置１００のシステム構成を、たとえば、圧縮機１０、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（開閉装置１７ａ、開閉装置１７ｂ）および逆流防止装置２０を室外機１に収容し、利用側熱交換器２６および絞り装置１６を室内機２に収容し、室外機１および室内機２とは別体に形成された中継機を備え、室外機１と中継機との間を２本一組の配管で接続し、室内機２と中継機との間をそれぞれ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。
【０１６２】
［インジェクション制御］
実施の形態１に係る空気調和装置１００のインジェクション時の具体的な制御方法について説明する。図１４は、空気調和装置１００が実行するインジェクション時における処理の流れを示すフローチャートである。図１４に基づいて、空気調和装置１００が実行する圧縮機１０の吐出温度を低下させるためのインジェクション時の制御処理の流れについて説明する。なお、ここで示す空気調和装置１００の制御処理は、上述した制御装置５０が行っている。
【０１６３】
室外機１が起動して処理が開始されると（ＳＴ１）、制御装置５０は、まず圧縮機１０の吐出温度制御目標値である吐出温度目標値を設定する（ＳＴ２）。この吐出温度目標値は、運転モードによって異なる値とする。たとえば、冷房運転モード時では、熱媒体間熱交換器１５を流れる冷媒流量は多い方が運転効率がよいため、インジェクション流量を減らすように吐出温度の目標値を高め、たとえば１００℃等に設定するとよい。また、暖房運転モード時では、インジェクション流量を多くした方が熱源側熱交換器１２での圧力損失が小さくなるため、インジェクション流量を多くするように吐出温度の目標値を低め、たとえば８０℃等に設定するとよい。
【０１６４】
次に、制御装置５０は、吐出冷媒温度検出装置３７からの情報によって圧縮機１０の吐出温度を検出する（ＳＴ３）。そして、制御装置５０は、現在の運転モードが、全暖房運転モード又は暖房主体運転モードであるのかどうかを判定する（ＳＴ４）。全暖房運転モード又は暖房主体運転モードの場合（ＳＴ４、ＹＥＳ）、制御装置５０は、絞り装置１６ａ、絞り装置１６ｂで絞られた冷媒からインジェクションを行うために、中間圧力を作り出さなければならない。そこで、制御装置５０は、この中間圧力の制御目標である中間圧力目標値の設定を行う（ＳＴ５）。
【０１６５】
この中間圧力目標値は、全暖房運転モードと暖房主体運転モードとによって異なる値とする。たとえば、全暖房運転モードでは、インジェクション流量を大きくするために、中間圧力を高くし、インジェクション部（インジェクション配管４ｃの冷媒−冷媒間熱交換器２８の二次側から流出した冷媒）との圧力差を大きくすることが望ましく、たとえば１．８９ＭＰａ等とする。これに対して、暖房主体運転モードでは、冷房運転の室内機が存在するため、蒸発温度を高くすることができない。すなわち、中間圧力を高くすることはできず、中間圧力は０℃から１０℃の範囲の飽和圧力である０．８１ＭＰａから１．１１ＭＰａの範囲等となる。なお、これらの数値の試算は冷媒をＲ３２と仮定して行った（以下の試算もＲ３２を仮定として行っている）。
【０１６６】
それから、制御装置５０は、中圧検出装置３２からの情報によって中間圧力を検出する（ＳＴ６）。制御装置５０は、中間圧力の検出値と予め設定されている目標値とを比較する（ＳＴ７）。中間圧力の検出値と目標値とが一致しておらず（ＳＴ７；ＮＯ）、中間圧力の検出値が目標値よりも高い場合、制御装置５０は、絞り装置１４ａの開度を大きくする（ＳＴ８の上段）。中間圧力の検出値と目標値とが一致しておらず（ＳＴ７；ＮＯ）、中間圧力の検出値が目標値よりも低い場合、制御装置５０は、絞り装置１４ａの開度を小さくする（ＳＴ８の下段）。その後、中間圧力の検出値と目標値との差が予め設定されている値、たとえば０．１０ＭＰａよりも小さくなった場合、制御装置５０は、中間圧力目標値の設定に戻る（ＳＴ５）。
【０１６７】
中間圧力の検出値と目標値とが略一致していたら（ＳＴ７；ＹＥＳ）、制御装置５０は、圧縮機１０の吐出温度の検出値とＳＴ２で設定した目標値とを比較する（ＳＴ９）。圧縮機１０の吐出温度の検出値と目標値とが一致しておらず（ＳＴ９；ＮＯ）、圧縮機１０の吐出温度の検出値が目標値よりも高い場合、制御装置５０は、絞り装置１４ｂの開度を大きくする（ＳＴ１０の上段）。圧縮機１０の吐出温度の検出値と目標値とが一致しておらず（ＳＴ９；ＮＯ）、圧縮機１０の吐出温度の検出値が目標値よりも低い場合、制御装置５０は、絞り装置１４ｂの開度を小さくする（ＳＴ１０の下段）。
【０１６８】
その後、圧縮機１０の吐出温度の検出値と目標値との差が予め設定されている温度差、たとえば０．５℃よりも小さくなった場合、つまり中間圧力の検出値と目標値とが略一致していたら（ＳＴ９；ＹＥＳ）、制御装置５０は、吐出温度の制御を終了し、処理を完了する（ＳＴ１１）。
【０１６９】
なお、ここでは、圧縮機１０の吐出温度の検出値が目標値とほぼ等しくなるように、絞り装置１４ｂを制御することを例に説明を行ったが、これに限るものではなく、その他の制御方法でも構わない。
【０１７０】
たとえば、圧縮機１０の吐出温度の目標値に範囲を設け、圧縮機１０の吐出温度の検出値が目標範囲の上限（たとえば１００℃）よりも大きい場合に絞り装置１４ｂの開度を大きく、圧縮機１０の吐出温度の検出値が目標範囲の下限（たとえば８０℃）よりも小さい場合に絞り装置１４ｂの開度を小さくするようにしてもよい。また、圧縮機１０の吐出温度と吐出圧力から計算される吐出過熱度の検出値が目標値よりも大きい場合に絞り装置１４ｂの開度を大きく、吐出過熱度の検出値が目標値よりも小さい場合に絞り装置１４ｂの開度を小さくするようにしてもよい。さらに、圧縮機１０の吐出過熱度の目標値に範囲を設け、圧縮機１０の吐出過熱度の検出値が目標範囲の上限よりも大きい場合に絞り装置１４ｂの開度を大きく、圧縮機１０の吐出過熱度の検出値が目標範囲の下限よりも小さい場合に絞り装置１４ｂの開度を小さくするようにしてもよい。
【０１７１】
このような制御フローにすることにより、常に絞り装置１４ｂでの前後差圧を確保することが可能となり、安定した液インジェクション流量を確保することができ、空気調和装置１００の信頼性を向上させることができる。
【０１７２】
［インジェクション流量］
まず、インジェクション流量について図５を用いて説明する。圧縮機１０の吐出温度をインジェクションによって２０℃低下させた時、Ｇｒinj （ｋｇ／ｈ）をインジェクション流量、Ｇｒ（ｋｇ／ｈ）を圧縮機吸入部での冷媒質量流量、ｈinj （ｋＪ／ｋｇ）をインジェクション時の冷媒のエンタルピ（図５の点Ｋ）、ｈd （ｋＪ／ｋｇ）をインジェクションを行わない場合の圧縮機１０の吐出エンタルピ（図５の点Ｇ）、ｈd ’（ｋＪ／ｋｇ）をインジェクションを行い吐出温度を２０℃低下させた場合の吐出エンタルピ（図５の点Ｉ）とすると、式（１）に示すエネルギ保存式が成立する。
【０１７３】
【数１】
2012160597.tif 000003
【０１７４】
そして、式（１）を変形すると式（２）が得られる。
【数２】
2012160597.tif 000004
【０１７５】
式（２）から分かるように、インジェクション流量Ｇｒinj （ｋｇ／ｈ）を計算するためには、圧縮機吸入部での冷媒流Ｇｒ（ｋｇ／ｈ）と、圧縮機１０の吐出エンタルピｈd （ｋＪ／ｋｇ）及びｈd ’（ｋＪ／ｋｇ）と、インジェクション時の冷媒のエンタルピｈinj （ｋＪ／ｋｇ）と、が必要である。
【０１７６】
次に、圧縮機１０の吐出エンタルピｈd及びｈd’と、インジェクション時の冷媒のエンタルピｈinj （ｋＪ／ｋｇ）と、を求める。なお、本実施の形態１における物性値の計算には、ＮＩＳＴが発売しているＲＥＦＰＲＯＰ  Ｖｅｒｓｉｏｎ  ８．０を用いた。
【０１７７】
圧縮機１０の吐出エンタルピを計算するために温度や圧力などの情報が必要となるため、圧縮機の吐出温度Ｔd （℃）を一般的によく知られているポリトロープ圧縮の式（３）により計算した。ポリトロープ圧縮とは、断熱圧縮に圧縮過程における熱の出入りを考慮したものである。式（３）中のポリトロープ指数ｎは、式（４）に示すように蒸発温度０℃かつスーパーヒート（過熱度）２℃のときの比熱比κ（−）に理論値とのズレとして０．９を乗じて求めている。比熱比κとは、定圧比熱ｃｐ（ｋＪ／ｋｇ・Ｋ）を定積比熱ｃv （ｋＪ／ｋｇ・Ｋ）で割ったものである。また、式（３）において、Ｔs （℃）は圧縮機１０の吸込温度（図５の点Ｍ）、Ｐd （ＭＰａ）は圧縮機１０の吐出圧力（図５の点Ｇ）、Ｐs （ＭＰａ）は圧縮機１０の吸込圧力（図５の点Ｍ）である。
【０１７８】
【数３】
2012160597.tif 000005
【数４】
2012160597.tif 000006
【０１７９】
圧縮機吸入部での冷媒質量流量Ｇｒは、式（５）に示すように、たとえば１０馬力の定格能力Ｗ（ｋＷ）を凝縮または蒸発部のエンタルピ差Δｈで割ることによって計算した。ここで、１０馬力の定格能力Ｗ（ｋＷ）は、全暖運転モード及び暖房主体運転モードの場合は３１．５（ｋＷ）であり、全冷運転モード及び冷房主体運転モードの場合は２８．０（ｋＷ）である。また、全暖房運転モード及び暖房主体運転モードの場合、エンタルピ差Δｈ（ｋＪ／ｋｇ）は、図５の点Ｉのエンタルピと図５の点Ｊのエンタルピとのエンタルピ差であり、全冷房運転モード及び冷房主体運転モードの場合、エンタルピ差Δｈは、図５の点Ｍのエンタルピと図５の点Ｌのエンタルピとのエンタルピ差である。
【０１８０】
【数５】
2012160597.tif 000007
【０１８１】
圧縮機１０の周波数ｆ（Ｈｚ）には上限値があるため、式（５）で計算した圧縮機吸入部での冷媒質量流量Ｇｒを実現できない場合がある。このため、式（５）で計算した圧縮機吸入部での冷媒質量流量Ｇｒを実現するために必要な圧縮機１０の周波数ｆを式（６）で計算した。式（６）において、Ｇｒは圧縮機吸入部での冷媒質量流量、Ｖst（ｃｃ）は圧縮機１０のストロークボリューム、ρs （ｋｇ／ｍ3 ）は圧縮機１０の吸込密度（図５点Ｍ）、ηv （−）は圧縮機１０の体積効率である。また、圧縮機１０のストロークボリュームＶst（ｃｃ）を、たとえば５２（ｃｃ）、圧縮機１０の体積効率ηv （−）を、たとえば０．９と仮定した。
【０１８２】
【数６】
2012160597.tif 000008
【０１８３】
式（６）で計算した圧縮機１０の周波数ｆが上限値、たとえば１２０Ｈｚよりも大きい場合、圧縮機吸入部での冷媒質量流量Ｇｒの再計算を行う必要がある。再計算には式（６）を変形した式（７）を使用し、圧縮機１０の周波数ｆに上限値の１２０Ｈｚを代入した場合の計算結果を圧縮機吸入部での冷媒質量流量Ｇｒとした。
【０１８４】
【数７】
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【０１８５】
［絞り装置１４ａ、絞り装置１４ｂの開度］
次に、絞り装置１４ｂの開度の求め方について説明する。絞り装置１４ｂの開度を示す指標として、絞り装置１４ｂの容量を表すものとして一般的なＣｖ値（記号：Ｃｖ）を用いることにする。式（２）で計算したインジェクション流量Ｇｒinj を流すために必要な絞り装置１４ｂのＣｖ値は、絞り装置１４ｂに流入する冷媒が液の場合は式（８）、気体の場合は式（９）を用いて計算する。なお、式（８）及び式（９）の出典元は、出版「平成１０年６月３０日第四版」、著者「バルブ講座編纂委員会」、発行人「小林作太郎」、発行所「日本工業出版株式会社」、タイトル「初歩と実用のバルブ講座  改訂版」である。
【０１８６】
【数８】
2012160597.tif 000010
式（８）において、Ｑ（ｍ3 ／ｈ）は冷媒流量、γ（−）は比重、Ｐ1 （ｋｇｆ／ｃｍ2 ａｂｓ）は絞り装置流入側圧力（図５の点Ｊ’）、Ｐ2 （ｋｇｆ／ｃｍ2 ａｂｓ）は絞り装置流出側圧力（図５の点Ｋ’）である。
【０１８７】
【数９】
2012160597.tif 000011
式（９）において、Ｑ（ｍ3 ／ｈ）は１５．６℃のときの最大冷媒流量、γ（−）は比重、Ｐ1 （ｋｇｆ／ｃｍ2 ａｂｓ）は絞り装置流入側圧力（図５の点Ｊ’）、Ｐ2 （ｋｇｆ／ｃｍ2 ａｂｓ）は絞り装置流出側圧力（図５の点Ｋ’）、ΔＰは絞り装置流入側圧力Ｐ1 （ｋｇｆ／ｃｍ2 ａｂｓ）と絞り装置流出側圧力Ｐ2 （ｋｇｆ／ｃｍ2 ａｂｓ）との差、Ｔf （℃）は冷媒温度であり１５．６℃で一定とした。
【０１８８】
式（８）と式（９）に関して、圧力の単位をｋｇｆ／ｃｍ2 からＭＰａに単位変更し、絞り装置流入側圧力（図５の点Ｊ’）をＰin（ＭＰａ）、絞り装置流出側圧力（図５の点Ｋ’）をＰout （ＭＰａ）に記号を変更すると、式（１０）および式（１１）となる。Ｃｖ値の計算には式（１０）および式（１１）を使用した。
【０１８９】
【数１０】
2012160597.tif 000012
【数１１】
2012160597.tif 000013
【０１９０】
絞り装置１４ｂの流出側圧力Ｐout は、圧縮機１０のインジェクション部の圧力（図５の点Ｆ）Ｐinj にインジェクションを行うことによる圧力損失ΔＰinj （ＭＰａ）を加えたものである。圧縮機１０のインジェクション部の圧力（図５の点Ｆ）Ｐinj は、インジェクション部が開口する圧縮室の回転角度θをたとえば５度と仮定した場合の式（１２）で計算した。当然、このインジェクションの開口角度は実際の圧縮機の構造によって異なる値となる。
【０１９１】
【数１２】
2012160597.tif 000014
【０１９２】
式（１２）において、Ｐd （ＭＰａ）は圧縮機１０の吐出圧力、Ｐs （ＭＰａ）は圧縮機１０の吸込圧力である。また、圧縮機１０のインジェクションポート（開口部）では、流体の急拡大、急縮小によりさらなる圧力損失ΔＰinj がある。このΔＰinj は、絞り装置１４ｂの流出側圧力Ｐout と圧縮機１０の圧縮室内の圧力（図５の点Ｆ）Ｐinj との差であり、たとえば飽和温度で５℃分の圧力損失があるとした。
【０１９３】
絞り装置１４ｂに冷媒が二相状態で流入する場合の開度（Ｃｖ値）は、絞り装置１４ｂに液が流入する場合の式（１０）において、比重γ（−）の計算に二相密度を使用し、式（１３）によって計算した。式（１３）において、ρTP（ｋｇ／ｍ3 ）は二相冷媒密度である。
【０１９４】
【数１３】
2012160597.tif 000015
【０１９５】
式（１３）中の二相冷媒密度ρTP（ｋｇ／ｍ3 ）は、式（１４）から求めた。式（１４）中のρG （ｋｇ／ｍ3 ）は飽和ガス冷媒密度、ρL （ｋｇ／ｍ3 ）は飽和液冷媒密度、α（−）はボイド率である。
【０１９６】
【数１４】
2012160597.tif 000016
【０１９７】
式（１４）中のボイド率αは、式（１５）から求めた。式（１５）の出典元は、出版「１９９５年７月１０日初版第２刷発行」、編者「日本機械学会」、発行者「株式会社  コロナ社」、発行所「株式会社  コロナ社」、タイトル「気液二相流技術ハンドブック」に記載されているｓｍｉｔｈの式である。式（１５）中のρG （ｋｇ／ｍ3 ）は飽和ガス冷媒密度、ρL （ｋｇ／ｍ3 ）は飽和液冷媒密度、ｘ（−）は乾き度、ｅ（−）は全液流量に対する均質混合相中の液流量の比である。また、ｅ（−）は０．４が推奨されているため、その値を使用した。
【０１９８】
【数１５】
2012160597.tif 000017
【０１９９】
本実施の形態１においては、絞り装置１４ｂとして絞り部分の開口面積（Ｃｖ値）を自由に変化させることが可能な電子式膨張弁を用いた。電子式膨張弁は、ステッピングモーターによって弁体を上下させることで絞り部分の開口面積（Ｃｖ値）を変化させるため、ステッピングモーターのパルス数とＣｖ値との関係を線形で近似できる。電子式膨張弁の最大Ｃｖ値が０．９５、最大パルスが３０００、最低パルスが６０の電子式膨張弁の場合、Ｃｖ値とパルスとの関係は、式（１６）で表される。式（１６）において、ｐｕｌｓｅはパルス数、ＣｖはＣｖ値、ｐｕｌｓｅmax は最大パルス、ｐｕｌｓｅmin は最小パルスのことである。
【０２００】
【数１６】
2012160597.tif 000018
【０２０１】
以上から圧縮機１０の吐出温度を２０℃低下させるために必要なインジェクション流量Ｇｒinj と絞り装置１４ｂの開度を求めることができる。
【０２０２】
次に、全冷房運転モードにおけるインジェクション流量を制御する絞り装置１４ｂの定常開度について説明する。図１５は、全冷房運転モードにおけるインジェクション流量を制御する絞り装置１４ｂの定常開度を説明するための説明図である。図１５には、全冷房運転モードにおいて凝縮温度が変化した場合の冷媒質量流量Ｇｒ、インジェクション流量Ｇｒinj 、絞り装置１４ｂのＣｖ値とパルス数およびパルス変化量の試算結果を表に示している。以下にこの試算の詳細について説明する。
【０２０３】
ここでは、凝縮温度４９℃、蒸発温度０℃、スーパーヒート（過熱度）２℃、サブクール（過冷却度）５℃で、冷凍サイクルがバランスしており、この時の圧縮機１０の吐出温度は１０４℃であり、この圧縮機１０の吐出温度を２０℃低下させるためのインジェクション流量を求めるものとする。
【０２０４】
１０馬力の定格能力Ｗが２８．０（ｋＷ）、蒸発部のエンタルピ差Δｈが２３４．１（ｋＪ／ｋｇ）であり、式（５）から圧縮機吸入部での冷媒質量流量Ｇｒは４３０．６（ｋｇ／ｈ）となる。また、圧縮機吸入部での冷媒質量流量Ｇｒが４３０．６（ｋｇ／ｈ）、インジェクション時の冷媒のエンタルピ（図５の点Ｋ）ｈinj が２８３．７（ｋＪ／ｋｇ）、インジェクションを行わない場合の圧縮機１０の吐出点エンタルピ（図５の点Ｇ）ｈd が５９３．９（ｋＪ／ｋｇ）、インジェクションを行い吐出温度を２０℃下げた場合の吐出点エンタルピ（図５の点Ｉ）ｈd ’が５６７．５（ｋＪ／ｋｇ）であり、式（２）からインジェクション流量Ｇｒinj は４０．０（ｋｇ／ｈ）となる。
【０２０５】
そして、絞り装置１４ｂの定常開度を求める。凝縮温度４９℃のときの圧縮機１０の吐出圧力３．０７（ＭＰａ）と蒸発温度０℃のときの圧縮機１０の吸込圧力０．８１（ＭＰａ）を代入すると、式（１２）から圧縮機１０のインジェクション部の圧力（図５の点Ｆ）Ｐinj は０．８４（ＭＰａ）となる。この圧力から飽和温度で＋５℃加えた絞り装置１４ｂの流出側圧力Ｐout は０．９９（ＭＰａ）となる。最大冷媒流量Ｑはインジェクション流量Ｇｒinj ４０．０（ｋｇ／ｈ）に絞り装置１４ｂの入口冷媒密度８７７．２（ｋｇ／ｍ3 ）を乗じた値、比重Ｇは絞り装置１４ｂの入口冷媒密度８７７．２（ｋｇ／ｍ3 ）を水の密度（１０００（ｋｇ／ｍ3 ）とした。）で割った値、絞り装置１４ｂの流入側圧力Ｐｉｎは３．０７（ＭＰａ）、絞り装置１４ｂの流出側圧力Ｐout は０．９９（ＭＰａ）であり、式（１０）からＣｖ値は０．０１１となる。
【０２０６】
また、Ｃｖ値０．０１１のとき、式（１６）から電子式膨張弁のパルス数は９３となり、以上から絞り装置１４ｂの定常開度は９３パルスとなる。すなわち、定常状態では絞り装置１４ｂの開度は９３パルスで冷凍サイクルがバランスすることになる。この値をインジェクション制御の初期値として使用することで、インジェクションを行う場合の冷凍サイクルを早く安定させることができる。以下、その他の運転モードにおいても、定常開度をインジェクション制御の初期値とする。
【０２０７】
同様に、凝縮温度５９℃、蒸発温度０℃、スーパーヒート（過熱度）２℃、サブクール（過冷却度）５℃、圧縮機１０の吐出温度が１２５℃のとき、吐出温度を２０℃低下させるためのインジェクション流量Ｇｒinj は４２．８（ｋｇ／ｈ）、絞り装置１４ｂのＣｖ値は０．０１０、パルス数は９２となる。
【０２０８】
同様に、凝縮温度３９℃、蒸発温度０℃、スーパーヒート（過熱度）２℃、サブクール（過冷却度）５℃、圧縮機１０の吐出温度が８３℃のとき、吐出温度を２０℃低下させるためのインジェクション流量Ｇｒinj は３５．５（ｋｇ／ｈ）、絞り装置１４ｂのＣｖ値は０．０１１、パルス数は９５となる。
【０２０９】
なお、図１５に示されていない凝縮温度における定常開度は、図１５に示している蒸発温度条件の絞り装置１４ｂの定常開度から補間して求めることができる。つまり、補間法を利用することによって、絞り装置１４ｂの定常開度を求めることができる。以下、図に示されていない条件での開度は、同様に補間して求めるとする。
【０２１０】
次に、全暖房運転モードにおけるインジェクション流量を制御する絞り装置１４ｂと中間圧力を制御する絞り装置１４ａの定常開度について説明する。図１６は、全暖房運転モードにおけるインジェクション流量を制御する絞り装置１４ｂと中間圧力を制御する絞り装置１４ａの定常開度を説明するための説明図である。図１６には、全暖房運転モードにおいて中間圧力が変化した場合の冷媒質量流量Ｇｒ、インジェクション流量Ｇｒinj 、絞り装置１４ｂのＣｖ値とパルス数およびパルス変化量、絞り装置１４ａのＣｖ値とパルス数の試算結果を表に示している。以下にこの試算の詳細について説明する。
【０２１１】
ここでは、凝縮温度４９℃、蒸発温度０℃、スーパーヒート（過熱度）２℃、サブクール（過冷却度）５℃、中間圧力が３０℃の飽和圧力で、冷凍サイクルがバランスしており、圧縮機１０の吐出温度は１０４℃であり、この圧縮機１０の吐出温度を２０℃低下させるためのインジェクション流量を求めるものとする。
【０２１２】
１０馬力の定格能力Ｗが３１．５（ｋＷ）、凝縮部のエンタルピ差Δｈが３１０．３（ｋＪ／ｋｇ）であり、式（５）から圧縮機吸入部での冷媒質量流量Ｇｒは３６５．５（ｋｇ／ｈ）となる。また、圧縮機吸入部での冷媒質量流量Ｇｒが３６５．５（ｋｇ／ｈ）、インジェクション時の冷媒のエンタルピ（図７の点Ｋ）ｈinj が２５５．３（ｋＪ／ｋｇ）、インジェクションを行わない場合の圧縮機１０の吐出点エンタルピ（図７の点Ｇ）ｈd が５９３．９（ｋＪ／ｋｇ）、インジェクションを行い吐出温度を２０℃下げた場合の吐出点エンタルピ（図７の点Ｉ）ｈd ’が５６７．５（ｋＪ／ｋｇ）であり、式（２）からインジェクション流量Ｇｒinj （ｋｇ／ｈ）は３０．９（ｋｇ／ｈ）となる。
【０２１３】
そして、絞り装置１４ｂの定常開度を求める。凝縮温度４９℃のときの圧縮機１０の吐出圧力３．０７（ＭＰａ）と蒸発温度０℃のときの圧縮機１０の吸込圧力０．８１（ＭＰａ）を代入すると、式（１２）から圧縮機１０のインジェクション部の圧力（図７の点Ｆ）Ｐinj は０．８４（ＭＰａ）となる。この圧力から飽和温度で＋５℃加えた絞り装置１４ｂ流出側圧力Ｐout は０．９９（ＭＰａ）となる。最大冷媒流量Ｑはインジェクション流量Ｇｒinj ３０．９（ｋｇ／ｈ）に絞り装置１４ｂの入口冷媒密度９４０．１（ｋｇ／ｍ3 ）を乗じた値、比重Ｇは絞り装置１４ｂの入口冷媒密度９４０．１（ｋｇ／ｍ3 ）を水の密度（１０００（ｋｇ／ｍ3 ）とした。）で割った値、絞り装置１４ｂ流入側圧力Ｐinは１．９３（ＭＰａ）、絞り装置１４ｂ流出側圧力Ｐout は０．９９（ＭＰａ）であり、式（１０）から絞り装置１４ｂのＣｖ値は０．０１２となる。
【０２１４】
また、Ｃｖ値０．０１２のとき、式（１６）から電子式膨張弁のパルス数は９７となり、以上から絞り装置１４ｂの定常開度は９７パルスとなる。
【０２１５】
また、中間圧力を制御する絞り装置１４ａの定常開度は、絞り装置１４ａに二相冷媒が流入するため、式（１３）から計算する。最大冷媒流量Ｑは冷媒質量流量Ｇｒ３６５．５（ｋｇ／ｈ）に絞り装置１４ａの入口冷媒密度４５２．６（ｋｇ／ｍ3 ）を乗じた値、比重Ｇは絞り装置１４ａの入口冷媒密度４５２．６（ｋｇ／ｍ3 ）を水の密度（１０００（ｋｇ／ｍ3 ）とした。）で割った値、絞り装置１４ａ流入側圧力Ｐｉｎは１．９３（ＭＰａ）、絞り装置１４ａ流出側圧力Ｐout は０．８１（ＭＰａ）であり、式（１３）から絞り装置１４ａのＣｖ値は０．１８８となる。
【０２１６】
また、Ｃｖ値０．１８８のとき、式（１６）から電子式膨張弁のパルス数は６４２となり、以上から絞り装置１４ａの定常開度は６４２パルスとなる。すなわち、定常状態では絞り装置１４ｂの開度が９７パルス、絞り装置１４ａの開度が６４２パルスで冷凍サイクルがバランスする。この値をインジェクション制御の初期値として使用することで、インジェクションを行う場合の冷凍サイクルを早く安定させることができる。全暖房運転モードでは、高圧ではなく中間圧力からインジェクションを行うため、全暖房運転モードのインジェクション制御の初期開度は、全冷房運転モードの初期開度も所定開度、例えばＣｖ値で０．０１８大きくすればよい。
【０２１７】
同様に、凝縮温度４９℃、蒸発温度０℃、スーパーヒート（過熱度）２℃、サブクール（過冷却度）５℃、中間圧力が２０℃の飽和圧力、圧縮機１０の吐出温度が１０４℃のとき、吐出温度を２０℃低下させるためのインジェクション流量Ｇｒinj は２９．１（ｋｇ／ｈ）、絞り装置１４ｂのＣｖ値は０．０１５、パルス数は１０８、絞り装置１４ａのＣｖ値は０．２８６、パルス数は９４４となる。
【０２１８】
同様に、凝縮温度４９℃、蒸発温度０℃、スーパーヒート（過熱度）２℃、サブクール（過冷却度）５℃、中間圧力が１０℃の飽和圧力、圧縮機１０の吐出温度が１０４℃のとき、吐出温度を２０℃低下させるためのインジェクション流量Ｇｒinj は２７．６（ｋｇ／ｈ）、絞り装置１４ｂのＣｖ値は０．０２９、パルス数は１４９、絞り装置１４ａのＣｖ値は０．４９５、パルス数は１５９１となる。
【０２１９】
図１７は、全暖房運転モードにおいて蒸発温度が変化した場合におけるインジェクション流量を制御する絞り装置１４ｂと中間圧力を制御する絞り装置１４ａの定常開度を説明するための説明図である。図１７には、全暖房運転モードにおいて蒸発温度が変化した場合の冷媒質量流量Ｇｒ、インジェクション流量Ｇｒinj 、絞り装置１４ｂのＣｖ値とパルス数およびパルス変化量、絞り装置１４ａのＣｖ値とパルス数の試算結果を表で示している。以下、この試算結果について述べる。
【０２２０】
凝縮温度４９℃、蒸発温度−１５℃、スーパーヒート（過熱度）２℃、サブクール（過冷却度）５℃、中間圧力が３０℃の飽和圧力、圧縮機１０の吐出温度が１３０℃のとき、吐出温度を２０℃低下させるためのインジェクション流量Ｇｒinj は１９．０（ｋｇ／ｈ）、絞り装置１４ｂのＣｖ値は０．００６、パルス数は７９、絞り装置１４ａのＣｖ値は０．１２１、パルス数は４３３となる。
【０２２１】
同様に、凝縮温度４９℃、蒸発温度−３０℃、スーパーヒート（過熱度）２℃、サブクール（過冷却度）５℃、中間圧力が３０℃の飽和圧力、圧縮機１０の吐出温度が１６３℃のとき、吐出温度を２０℃低下させるためのインジェクション流量Ｇｒinj は９．５（ｋｇ／ｈ）、絞り装置１４ｂのＣｖ値は０．００３、パルス数は６９、絞り装置１４ａのＣｖ値は０．０６４、パルス数は２５９となる。
【０２２２】
次に、冷房主体運転モードにおけるインジェクション流量を制御する絞り装置１４ｂの定常開度について説明する。図１８は、冷房主体運転モードにおけるインジェクション流量を制御する絞り装置１４ｂの定常開度を説明するための説明図である。図１８には、冷房主体運転モードにおける冷媒質量流量Ｇｒ、インジェクション流量Ｇｒｉｎｊ、絞り装置１４ｂのＣｖ値とパルス数およびパルス変化量の試算結果を表に示している。なお、試算方法は前述の全冷房運転モードの場合と同様であるため省略し、以下に試算結果についてのみ述べる。
【０２２３】
凝縮温度４９℃、蒸発温度０℃、スーパーヒート（過熱度）２℃、サブクール（過冷却度）５℃、室内暖房負荷が中（乾き度０．６で気液分離器２７ａに流入する）、圧縮機１０の吐出温度が１０４℃のとき、吐出温度を２０℃低下させるためのインジェクション流量Ｇｒinj は４１．７（ｋｇ／ｈ）、絞り装置１４ｂのＣｖ値は０．０１１、パルス数は９６となる。すなわち、定常状態では絞り装置１４ｂの開度は９６パルスで冷凍サイクルがバランスする。この値をインジェクション制御の初期値として使用することで、インジェクションを行う場合の冷凍サイクルを早く安定させることができる。
【０２２４】
また、冷房主体運転モードにおけるインジェクションでは、気液分離器２７ａを介してインジェクションを行うため、暖房負荷の変化によって絞り装置１４ｂの開度を変える必要がなくなり、制御負荷を低減させることができる。
【０２２５】
次に、暖房主体運転モードにおけるインジェクション流量を制御する絞り装置１４ｂの定常開度について説明する。図１９は、暖房主体運転モードにおけるインジェクション流量を制御する絞り装置１４ｂの定常開度を説明するための説明図である。図１９には、暖房主体運転モードにおいて中間圧力が変化した場合のインジェクション流量Ｇｒinj 、絞り装置１４ｂのＣｖ値、パルス数およびパルス変化量、絞り装置１４ａのＣｖ値、パルス数の試算結果を表で示している。試算方法は前述の全暖房運転モードの場合と同様であるため省略し、以下に試算結果についてのみ述べる。
【０２２６】
凝縮温度４９℃、蒸発温度０℃、スーパーヒート（過熱度）２℃、サブクール（過冷却度）５℃、中間圧力が７℃の飽和圧力、室内冷房負荷が中（乾き度０．６で気液分離器２７ｂに流入する）、圧縮機１０の吐出温度は１０４℃のとき、吐出温度を２０℃低下させるためのインジェクション流量Ｇｒinj は２７．２（ｋｇ／ｈ）、絞り装置１４ｂのＣｖ値は０．０６２、パルス数は２５２、絞り装置１４ａのＣｖ値は０．９５０、パルス数は３０００となる。すなわち、定常状態では絞り装置１４ｂの開度が２５２パルス、絞り装置１４ａの開度が３０００パルスで冷凍サイクルがバランスする。この値をインジェクション制御の初期値として使用することで、インジェクションを行う場合の冷凍サイクルを早く安定させることができる。
【０２２７】
同様に、凝縮温度４９℃、蒸発温度０℃、スーパーヒート（過熱度）２℃、サブクール（過冷却度）５℃、中間圧力が１２℃の飽和圧力、室内冷房負荷が中、圧縮機１０の吐出温度が１０４℃のとき、吐出温度を２０℃低下させるためのインジェクション流量Ｇｒinj は２７．９（ｋｇ／ｈ）、絞り装置１４ｂのＣｖ値は０．０２３、パルス数は１３２、絞り装置１４ａのＣｖ値は０．７１０、パルス数は２２５６となる。
【０２２８】
同様に、凝縮温度４９℃、蒸発温度０℃、スーパーヒート（過熱度）２℃、サブクール（過冷却度）５℃、中間圧力が１７℃の飽和圧力、室内冷房負荷が中、圧縮機１０の吐出温度が１０４℃のとき、吐出温度を２０℃低下させるためのインジェクション流量Ｇｒinj は２８．６（ｋｇ／ｈ）、絞り装置１４ｂのＣｖ値は０．０１７、パルス数は１１３、絞り装置１４ａのＣｖ値は０．５５２、パルス数は１７７０となる。
【０２２９】
図２０は、暖房主体運転モードにおいて蒸発温度が変化した場合におけるインジェクション流量を制御する絞り装置１４ｂの定常開度を説明するための説明図である。図２０には、暖房主体運転モードにおいて蒸発温度が変化した場合におけるインジェクション流量Ｇｒinj （ｋｇ／ｈ）、絞り装置１４ｂのＣｖ値、パルス数およびパルス変化量、絞り装置１４ａのＣｖ値、パルス数の試算結果を表で示している。以下、この試算結果について述べる。
【０２３０】
凝縮温度４９℃、蒸発温度−１０℃、スーパーヒート（過熱度）２℃、サブクール（過冷却度）５℃、中間圧力が７℃の飽和圧力、室内冷房負荷が中（乾き度０．６で気液分離器２７ｂに流入する）、圧縮機１０の吐出温度が１０４℃のとき、吐出温度を２０℃低下させるためのインジェクション流量Ｇｒinj は２１．１（ｋｇ／ｈ）、絞り装置１４ｂのＣｖ値は０．０１４、パルス数は１０４、絞り装置１４ａのＣｖ値は０．５９２、パルス数は１８９１となる。
【０２３１】
［運転モード変化時の制御方法］
次に、以上行ってきた計算結果（図１５〜図２０）をもとに、運転モード変化時における中間圧力制御、絞り装置１４ａと絞り装置１４ｂの開度制御について説明する。
【０２３２】
［停止状態から起動］
停止状態から起動するときは、起動して所定時間の間、たとえば３分間は開閉装置２４を閉とし、絞り装置１４ｂの開度を全閉とする。このように制御を行うのは、起動してしばらくの間は圧縮機１０の吐出温度が高温にならないため、インジェクションが必要ないからである。また、所定時間を超えた場合に絞り装置１４ｂを開としてもよい。さらに、圧縮機１０の吐出温度や圧縮機１０の吐出圧力がある所定値を超えた場合に絞り装置１４ｂを開としてもよい。
【０２３３】
［全暖房運転モードから暖房主体運転モード］
全暖房運転モードから暖房主体運転モードに運転モードが変化する場合、中間圧力の目標値を低くし、さらに、絞り装置１４ｂの開度を大きくするように制御を行う。すなわち、絞り装置１４ｂは、中間圧力の目標値の減少幅に合わせて開度を大きくするように制御される。
【０２３４】
全暖房運転モードでは暖房主体運転モードよりも外気温が低い条件で運転する必要があり、インジェクション流量を増やすために中間圧力の目標値を高くする必要がある。また、暖房主体運転モードでは冷房能力を確保するために中間圧力を低くしなければならない（たとえば、０℃から１０℃の範囲で制御する）。そのため、全暖房運転モードの中間圧力を暖房主体運転モードの中間圧力よりも高い目標値とする必要がある。
【０２３５】
全暖房運転モードから暖房主体運転モードへの運転モード変化時の具体例として、前述した定常開度を用いて説明する。図２１は、全暖房運転モードから暖房主体運転モードに運転モードを変化する時の制御目標値の一例を示した図である。図２１では、全暖房運転モードと暖房主体運転モード間でモード変化した場合の絞り装置１４ａの開度（Ｃｖ値）、パルス数及びパルス変化量を、絞り装置１４ｂの開度（Ｃｖ値）、パルス数及びパルス変化量を、それぞれ示している。
【０２３６】
ここでは、凝縮温度４９度、蒸発温度０℃、スーパーヒート（過熱度）２℃、サブクール（過冷却度）５℃、中間圧力が３０℃の飽和圧力という状態の全暖房運転モードから、凝縮温度４９℃、蒸発温度０℃、スーパーヒート２℃、サブクール５℃、中間圧力が７℃の飽和圧力、室内冷房負荷が中（乾き度０．６で気液分離器２７ｂに流入する）という状態の暖房主体運転モードへ運転状態が変化する場合を考える。
【０２３７】
このときの絞り装置１４ａの開度とパルス数は、全暖房運転モードではＣｖ値０．１８８、パルス数６４２であり、暖房主体運転モードではＣｖ値０．９５０、パルス数３０００である。したがって、全暖房運転モードから暖房主体運転モードへ運転モードが変化する場合、絞り装置１４ｂの開度はパルス数を２３６０増やすように制御する。また、絞り装置１４ｂの開度とパルス数は、全暖房運転モードではＣｖ値０．０１２、パルス数９７であり、暖房主体運転モードではＣｖ値０．０６２、パルス数２５２である。したがって、全暖房運転モードから暖房主体運転モードへ運転モードが変化する場合、絞り装置１４ｂの開度はパルス数を１６０増やすように制御する。
【０２３８】
このように空気調和装置１００においては、前述した定常開度を運転モード変化時におけるインジェクション制御の初期値とすることで、信頼性を確保しながら、運転モードを切り替えることができるようになっている。
【０２３９】
［暖房主体運転モードから全暖房運転モード］
暖房主体運転モードから全暖房運転モードに運転状態が変化する場合は、中間圧力の目標値を高くするが、絞り装置１４ｂはそのままの開度を維持し、所定時間経過後は吐出温度に応じて開度を制御する。
【０２４０】
［暖房主体運転モードから冷房主体運転モード］
暖房主体運転モードから冷房主体運転モードに運転モードが変化する場合、絞り装置１４ｂの開度を所定開度にした後に、第１冷媒流路切替装置１１を切り替えるという順序で制御する。それは、第１冷媒流路切替装置１１の切り替えを先に行うと、中間圧力からのインジェクションが高圧からのインジェクションに変わり、圧縮機１０へのインジェクション量が多くなり過ぎ、吐出温度が低下し過ぎる、または圧縮機１０への液冷媒の流入が過大となる可能性があるためである。
【０２４１】
暖房主体運転モードから冷房主体運転モードへの運転モード変化時の具体例として、前述した定常開度を用いて説明する。図２２は、暖房主体運転モードから冷房主体運転モードに運転モードを変化する時の制御目標値の一例を示した図である。図２２では、暖房主体運転モードと冷房主体運転モードとの間でモード変化した場合の絞り装置１４ａの開度（Ｃｖ値）、パルス数及びパルス変化量、絞り装置１４ｂの開度（Ｃｖ値）、パルス数及びパルス変化量を、それぞれ示している。
【０２４２】
ここでは、凝縮温度４９℃、蒸発温度０℃、スーパーヒート（過熱度）２℃、サブクール（過冷却度）５℃、中間圧力が７℃の飽和圧力、室内冷房負荷が中（乾き度０．６で気液分離器２７ｂに流入する）という状態の暖房主体運転モードから、凝縮温度４９℃、蒸発温度０℃、スーパーヒート２℃、サブクール５℃、室内暖房負荷が中（乾き度０．６で気液分離器２７ａに流入する）という状態の冷房主体運転モードへ運転状態が変化する場合を考える。
【０２４３】
このときの絞り装置１４ａの開度とパルス数は、暖房主体運転モードではＣｖ値０．９５０、パルス数３０００であり、冷房主体運転モードでは冷媒が流れないので、開度は自由に設定できる。したがって、暖房主体運転モードから冷房主体運転モードへ運転モードが変化する場合、絞り装置１４ｂの開度はそのままとする制御を行う。また、絞り装置１４ｂの開度とパルス数は、暖房主体運転モードではＣｖ値０．０６２、パルス数２５２であり、冷房主体運転モードではＣｖ値０．０１１、パルス数９６である。したがって、暖房主体運転モードから冷房主体運転モードへ運転モードが変化する場合、絞り装置１４ｂの開度はパルス数を１６０減らすように制御する。
【０２４４】
このように空気調和装置１００においては、前述した定常開度を運転モード変化時におけるインジェクション制御の初期値とすることで、運転モード変化時の冷凍サイクルを早く安定させることができる。
【０２４５】
［冷房主体運転モードから暖房主体運転モード］
冷房主体運転モードから暖房主体運転モードに運転モードが変化する場合、第１冷媒流路切替装置１１を切り替えた後に、絞り装置１４ｂの開度を所定開度にするという順序で制御する。それは、絞り装置１４ｂの開度変更を先に行うと、圧縮機１０へのインジェクション流量が多くなり過ぎてしまい、吐出温度が低下し過ぎる、または圧縮機１０への液冷媒の流入が過大となる可能性があるためである。なお、冷房主体運転モードから暖房主体運転モードへ運転モードが変化する場合は、暖房主体運転モードから冷房主体運転モードへ運転モードが変化する場合のパルス変化量の増減を逆として制御すればよい。
【０２４６】
［冷房主体運転モードから全冷房運転モード］
冷房主体運転モードから全冷房運転モードに運転モードが変化する場合、絞り装置１４ｂの開度を所定開度分小さくするように制御する。
【０２４７】
冷房主体運転モードから全冷房運転モードに運転モードが変化時の具体例として、前述した定常開度を用いて説明する。図２３は、冷房主体運転モードから全冷房運転モードに運転モードが変化する時の制御目標値の一例を示した図である。図２３では、冷房主体運転モードと全冷房運転モードとの間でモード変化した場合の絞り装置１４ｂの開度（Ｃｖ値）、パルス数及びパルス変化量を示している。
【０２４８】
ここでは、凝縮温度４９℃、蒸発温度０℃、スーパーヒート（過熱度）２℃、サブクール（過冷却度）５℃、室内暖房負荷が中（乾き度０．６で気液分離器２７ａに流入する）という状態の冷房主体運転モードから、凝縮温度４９℃、蒸発温度０℃、スーパーヒート２℃、サブクール５℃という状態の全冷房運転モードへ運転状態が変化する場合を考える。
【０２４９】
このときの絞り装置１４ｂの開度とパルス数は、冷房主体運転モードではＣｖ値０．０１１、パルス数９６であり、全冷房運転モードではＣｖ値０．０１１、パルス数９３である。したがって、パルスの変化量が少ないので、冷房主体運転モードと全冷房運転モード間におけるモード変化では開度の変更を行わない。
【０２５０】
このように空気調和装置１００においては、前述の定常開度を運転モード変化時におけるインジェクション制御の初期値とすることで、運転モード変化時の冷凍サイクルを早く安定させることができるようになっている。
【０２５１】
［全冷房運転モードから冷房主体運転モード］
全冷房運転モードから冷房主体運転モードに運転モードが変化する場合、絞り装置１４ｂの開度を所定開度分大きくするように制御する。なお、全冷房運転モードから冷房主体運転モードへ運転モードが変化する場合は、冷房主体運転モードから全冷房運転モードへ運転モードが変化する場合のパルス変化量の増減を逆として制御すればよい。
【０２５２】
全冷房運転モードにおけるインジェクション時の冷媒のエンタルピ（図５の点Ｋ）は、冷房主体運転モードにおけるインジェクション時の冷媒のエンタルピ（図９の点Ｋ）よりもサブクール分小さいエンタルピであるため、インジェクション流量を減らす必要がある。このため、冷房主体運転モードから全冷房運転モードに運転モードが変化する場合、サブクールに依存した所定開度分だけ絞り装置１４ｂの開度を小さくするように制御する。反対に、全冷房運転モードから冷房主体運転モードに運転モードが変化する場合は、反対に所定開度分だけ絞り装置１４ｂの開度を大きくするように制御する。
【０２５３】
［中間圧力制御によるインジェクション］
全暖房運転モードと暖房主体運転モードのインジェクション制御方法には、絞り装置１４ｂの開度は常に全開とし、絞り装置１４ａだけで中間圧力と圧縮機１０の吐出温度の両方を制御するような方法も可能である。
【０２５４】
図２４は、絞り装置１４ａだけで中間圧力と圧縮機１０の吐出温度の両方を制御する際の制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。図２４に基づいて、絞り装置１４ａだけで中間圧力と圧縮機１０の吐出温度の両方を制御する際の制御処理について説明する。なお、中間圧力を必要としない全冷房運転モードと冷房主体運転モードのインジェクション制御方法に変更はない。また、ここで示す空気調和装置１００の制御処理は、上述した制御装置５０が行っている。
【０２５５】
室外機１が起動して処理が開始されると（ＡＢ１）、制御装置５０は、まず圧縮機１０の吐出温度制御目標値である吐出温度目標値を設定する（ＡＢ２）。この吐出温度目標値は、暖房運転ではインジェクション流量を多くした方が熱源側熱交換器１２での圧力損失が小さくなるので、インジェクション流量を多くするように吐出温度の目標値は低め、たとえば８０℃等に設定するとよい。次に、制御装置５０は、吐出冷媒温度検出装置３７からの情報によって圧縮機１０の吐出温度を検出する（ＡＢ３）。
【０２５６】
そして、制御装置５０は、中間圧力の目標値を設定する。（ＡＢ４）。この中間圧力の目標値は、全暖房運転モードではインジェクション流量が多くなるように高め、たとえばＲ３２冷媒の３０℃における飽和圧力である１．９３ＭＰａ等に設定するとよい。また、暖房主体運転モードでは冷房運転の室内機２が存在するため、蒸発温度すなわち中間圧力を高くすることはできず、たとえばＲ３２冷媒の７℃における飽和圧力である１．０１ＭＰａ等に設定するとよい。
【０２５７】
制御装置５０は、中圧検出装置３２からの情報によって中間圧力を検出する（ＡＢ５）。制御装置５０は、圧縮機１０の吐出温度の目標値と検出値との差が予め決めた温度差、たとえば０．５℃よりも小さいかどうかを判別する（ＡＢ６）。そして、圧縮機１０の吐出温度の目標値と検出値との差が予め決めた温度差以上であって（ＡＢ６；ＮＯ）、圧縮機１０の吐出温度の検出値が目標値よりも大きい場合、制御装置５０は、絞り装置１４ａの開度を大きくする（ＡＢ７の上段）。一方、圧縮機１０の吐出温度の目標値と検出値との差が予め決めた温度差以上であって（ＡＢ６；ＮＯ）、圧縮機１０の吐出温度の検出値が目標値よりも小さい場合、制御装置５０は、絞り装置１４ａの開度を小さくする（ＡＢ７の下段）。
【０２５８】
そして、圧縮機１０の吐出温度の目標値と検出値との差が予め温度差よりも小さくなった場合（ＡＢ６；ＹＥＳ）、制御装置５０は、吐出温度の制御を終了する（ＡＢ８）。
【０２５９】
なお、絞り装置１４ａの開度の求め方は、前述している計算方法と同じであるので省略する。また、各運転モードおよび各中間圧力目標値のときの絞り装置１４ａの定常開度は、図１５から図２０に記載されている開度とほとんど同じなので省略する。また、前述の定常開度をインジェクション制御の初期値とすることで、中間圧力制御によるインジェクションを行う場合の冷凍サイクルを早く安定させることができる。
【０２６０】
暖房運転時に絞り装置１４ｂの開度を全開とし、絞り装置１４ａのみで中間圧力とインジェクション流量を同時に制御する方法は、言い換えると暖房時に絞り装置１４ｂを使用しないことになる。また、冷房運転時のインジェクションでは高圧冷媒をインジェクションするため、絞り装置１４ｂの最大開度が小さいもので済む。したがって、絞り装置１４ｂには、容量が小さく安価なものを使用できる。
【０２６１】
［差圧制御によるインジェクション］
全暖房運転モードと暖房主体運転モードのインジェクション制御方法には、絞り装置１４ｂの開度は常に全開とし、絞り装置１４ａだけで中圧検出装置３２の検出値と圧縮機１０の吸入付近に設置した吸入圧力検出装置３３の検出値との差（差圧）を制御し、圧縮機１０の吐出温度の低下させるような方法も可能である。
【０２６２】
図２５は、絞り装置１４ａだけで中間圧力と圧縮機１０の吐出温度の両方を制御する際の制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。図２５に基づいて、絞り装置１４ａだけで中間圧力と圧縮機１０の吐出温度の両方を制御する際の制御処理について説明する。なお、中間圧力を必要としない全冷房運転モードと冷房主体運転モードのインジェクション制御方法に変更はない。また、ここで示す空気調和装置１００の制御処理は、上述した制御装置５０が行っている。
【０２６３】
室外機１が起動して処理が開始されると（ＣＤ１）、制御装置５０は、まず圧縮機１０の吐出温度制御目標値である吐出温度目標値を設定する（ＣＤ２）。この吐出温度目標値は、暖房運転ではインジェクション流量を多くした方が熱源側熱交換器１２での圧力損失が小さくなるので、インジェクション流量を多くするように吐出温度の目標値は低め、たとえば８０℃等に設定するとよい。次に、制御装置５０は、吐出冷媒温度検出装置３７からの情報によって圧縮機１０の吐出温度を検出する（ＣＤ３）。
【０２６４】
そして、制御装置５０は、中間圧力と圧縮機１０の吸込圧力との差（差圧）の目標値を設定する（ＣＤ４）。この差圧の目標値は、全暖房運転モードではインジェクション流量が多くなるように大きめ、たとえばＲ３２冷媒の３０℃と０℃における飽和圧力の差である１．１１ＭＰａ等に設定するとよい。また、暖房主体運転モードでは冷房運転の室内機２が存在するため、蒸発温度を高くすることはできず、差圧も大きくすることができない。この場合の差圧の目標値は、たとえばＲ３２冷媒の７℃と０℃における飽和圧力の差である０．２０ＭＰａ等に設定するとよい。
【０２６５】
制御装置５０は、中圧検出装置３２からの情報によって中間圧力を検出する（ＣＤ５）。制御装置５０は、吸入圧力検出装置３３からの情報によって圧縮機１０の吸込圧力を検出し（ＣＤ６）、中間圧力と圧縮機１０の吸込圧力との差（差圧）を計算する（ＣＤ７）。制御装置５０は、圧縮機１０の吐出温度の目標値と検出値との差が予め決めた温度差、たとえば０．５℃よりも小さいかどうかを判別する（ＣＤ８）。
【０２６６】
そして、圧縮機１０の吐出温度の目標値と検出値との差が予め決めた温度差以上であって（ＣＤ８；ＮＯ）、圧縮機１０の吐出温度の検出値が目標値よりも大きい場合、制御装置５０は、差圧が大きくなるように絞り装置１４ａの開度を大きくする（ＣＤ９の上段）。一方、圧縮機１０の吐出温度の目標値と検出値との差が予め決めた温度差以上であって（ＣＤ８；ＮＯ）、圧縮機１０の吐出温度の検出値が目標値よりも小さい場合、制御装置５０は、差圧が小さくなるように絞り装置１４ａの開度を小さくする（ＣＤ９の下段）。
【０２６７】
そして、圧縮機１０の吐出温度の目標値と検出値との差が予め温度差よりも小さくなった場合（ＣＤ８；ＹＥＳ）、制御装置５０は、吐出温度の制御を終了する（ＣＤ１０）。なお、絞り装置１４ａの開度の求め方は、前述している計算方法と同じであるので省略する。
【０２６８】
図２６は、各運転モードおよび各差圧目標値のときの絞り装置１４ａの定常開度を示す表である。この定常開度は、蒸発温度と中間圧力の飽和温度との温度差における飽和圧力差を差圧とし、そのときの絞り装置１４ａの定常開度を全暖房運転モードにおける中間圧力目標値の試算結果（図１６）と暖房主体運転モードにおける中間圧力目標値の試算結果（図１９）から得たものである。また、前述の定常開度をインジェクション制御の初期値とすることで、差圧制御によるインジェクションを行う場合の冷凍サイクルを早く安定させることができる。なお、吸入圧力検出装置３３の検出値で差圧を求めたが、吸入冷媒温度検出装置３８の検出温度から飽和圧力に換算して、差圧を求めてもよい。ただし、この場合は冷媒が気液二相状態でなければならない。
【０２６９】
暖房運転時に絞り装置１４ｂの開度を全開とし、絞り装置１４ａのみで差圧とインジェクション流量を同時に制御する方法は、言い換えると暖房時に絞り装置１４ｂを使用しないことになる。また、冷房運転時のインジェクションでは高圧冷媒をインジェクションするため、絞り装置１４ｂの最大開度が小さいもので済む。したがって、絞り装置１４ｂには、容量が小さくコストが安価な絞り装置を使用できる。
【０２７０】
以上のように、実施の形態１に係る空気調和装置１００によれば、気液分離器（気液分離器２７ａ、気液分離器２７ｂ）と冷媒−冷媒間熱交換器２８を介してインジェクション流量を制御する絞り装置１４ｂへ冷媒が流入する構成となっているため、絞り装置１４ｂへの流入冷媒を確実に液冷媒とすることができる。よって、空気調和装置１００では、運転モードによらず、安定したインジェクション制御が実現でき、圧縮機１０から吐出される冷媒の温度が高くなりすぎないようにすることができる。
【０２７１】
実施の形態２．
図２７は、実施の形態２に係る空気調和装置２００の回路構成の一例を示す概略図である。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の気液分離器２７ａ及び気液分離器２７ｂを、分岐部２９ａ及び分岐部２９ｂに置き換えた構成となっている。なお、それ以外の構成については、実施の形態１に係る空気調和装置１００と同様であるため説明を省略する。また、熱媒体の流れについては、実施の形態１と同様であるため説明を省略する。
【０２７２】
分岐部２９ａは、逆止弁１３ａ又は逆止弁１３ｂを経由してきた冷媒を、冷媒配管４と分岐配管４ｄとに分流するものである。分岐部２９ｂは、熱媒体変換機３から戻ってきた冷媒を、分岐配管４ｄと、逆止弁１３ｄ又は逆止弁１３ｃに流れる冷媒と、に分流するものである。
【０２７３】
［各運転モード］
図２８は、空気調和装置２００の全冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図２９は、全冷房運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ―ｈ線図である。図３０は、空気調和装置２００の全暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図３１は、全冷房運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ―ｈ線図である。図３２は、空気調和装置２００の冷房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図３３は、冷房主体運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ―ｈ線図である。図３４は、空気調和装置２００の暖房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図３５は、暖房主体運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ―ｈ線図である。
【０２７４】
空気調和装置２００の各運転モードにおける熱源側冷媒の流れは、実施の形態１で説明した熱源側冷媒の流れと基本的には同じである。ただし、空気調和装置２００では、気液分離器２７ａ及び気液分離器２７ｂではなく、分岐部２９ａ及び分岐部２９ｂを設置しているため、分岐部２９ａ及び分岐部２９ｂで分岐された熱源側冷媒の状態が実施の形態１に係る空気調和装置１００とは若干相違することになる。
【０２７５】
［インジェクション制御］
実施の形態２に係る空気調和装置２００のインジェクション時の具体的な制御方法について説明する。なお、圧縮機１０の吐出温度を低下させるためのインジェクション制御は、実施の形態１で説明した図１５に示す通りである。また、インジェクション流量の制御と、絞り装置１４ａ及び絞り装置１４ｂの開度の求め方についても、実施の形態１と同じである。ただし、空気調和装置２００においては、冷媒回路構成が空気調和装置１００と異なるため、インジェクション流量と絞り装置１４ａ及び装置１４ｂの定常開度とも異なる。したがって、各運転モードにおけるインジェクション制御方法に関して、実施の形態１と異なる部分について説明する。
【０２７６】
［全冷房運転モード時のインジェクション制御方法］
冷媒のインジェクションの動作を、図２８及び図２９を用いて説明する。
圧縮機１０の圧縮室は、モーター（図示せず）により０〜３６０度回転させられる間に、内容積が小さくなっていく。圧縮室に吸入された内部の低温低圧のガス冷媒は、圧縮室の内容積が小さくなるに伴い圧縮されて圧力及び温度が上昇する。モーターの回転角度が一定角度になった時に、開口部（圧縮室の一部に形成されている）が開口し（この時の状態は、図２９の点Ｆ）、圧縮室の内部と圧縮機１０の外部のインジェクション配管４ｃとが連通するようになっている。
【０２７７】
圧縮機１０で圧縮された冷媒は、熱源側熱交換器１２にて凝縮され液化されて高圧の液冷媒となり（図２９の点Ｊ）、逆止弁１３ａを介して、分岐部２９ａに至る。開閉装置２４を開とし、この高圧液冷媒を分岐部２９ａで分岐する。分岐部２９ａで分岐された一方の冷媒は、開閉装置２４及び分岐配管４ｄを介してインジェクション配管４ｃに流入し、冷媒−冷媒間熱交換器２８を介して絞り装置１４ｂに流入し減圧され、低温中圧の二相冷媒となる。絞り装置１４ｂに流入する冷媒は、冷媒−冷媒間熱交換器２８にて減圧して圧力と温度が下がった冷媒により冷やされ（図２９の点Ｊ’）、絞り装置１４ｂで絞られた後（図２９の点Ｋ’）、冷媒−冷媒間熱交換器２８にて減圧前の冷媒により加熱され（図２９の点Ｋ）、圧縮室に導入される。
【０２７８】
絞り装置１４ｂは、二相状態の冷媒が流入すると安定した制御ができなくなることがある。そこで、このような構成にすることにより、冷媒封入量が少ない等の原因により、熱源側熱交換器１２の出口でのサブクール（過冷却度）が小さかったとしても、絞り装置１４ｂに、確実に液冷媒を供給することができ、安定した制御が可能になる。なお、全冷房運転モードにおいて凝縮温度が変化した場合のインジェクション流量を制御する絞り装置１４ｂの定常開度を図３６に示す。また、各運転モードの計算条件および計算過程は、実施の形態１と同様のため省略する。
【０２７９】
［全暖房運転モード時のインジェクション制御方法］
冷媒のインジェクションの動作を、図３０及び図３１を用いて説明する。
圧縮機１０の圧縮室は、モーターにより０〜３６０度回転させられる間に、内容積が小さくなっていく。圧縮室に吸入された内部の低温低圧のガス冷媒は、圧縮室の内容積が小さくなるに伴い圧縮されて圧力及び温度が上昇する。モーターの回転角度が一定角度になった時に、開口部が開口し（この時の状態は、図３１の点Ｆ）、圧縮室の内部と圧縮機１０の外部のインジェクション配管４ｃとが連通するようになっている。
【０２８０】
熱媒体変換機３から冷媒配管４を経由して室外機１に戻ってくる冷媒は、絞り装置１４ａの上流側において、絞り装置１４ａの作用により圧力が中圧状態に制御される（図３１の点Ｊ）。そして、絞り装置１４ａの作用によって中圧状態にされた二相冷媒は、分岐部２９ｂで分岐されて、一部の冷媒が分岐配管４ｄに流れ込む。この冷媒は、逆流防止装置２０を介して、インジェクション配管４ｃへ流れ、冷媒−冷媒間熱交換器２８を介して、絞り装置１４ｂに流入し減圧され、少し圧力が下がった低温中圧の二相冷媒となる。
【０２８１】
絞り装置１４ｂに流入する熱源側冷媒は、冷媒−冷媒間熱交換器２８において、減圧して圧力と温度が下がった熱源側冷媒により冷やされることにより液化する（図３１の点Ｊ’）。この熱源側冷媒は、絞り装置１４ｂで絞られた後（図３１の点Ｋ’）、冷媒−冷媒間熱交換器２８において、減圧前の冷媒により加熱される（図３１の点Ｋ）。そして、圧縮機１０の圧縮室に設けられた開口部から圧縮室内に導入される。
【０２８２】
このような構成にすることにより、中圧二相状態の冷媒を中圧液冷媒にしてから、絞り装置１４ｂに流入させることができ、安定した制御が可能になる。なお、全暖房運転モードにおいて中間圧力が変化した場合のインジェクション流量を制御する絞り装置１４ｂと中間圧力を制御する絞り装置１４ａの定常開度を図３７に示す。また、全暖房運転モードにおいて蒸発温度が変化した場合のインジェクション流量を制御する絞り装置１４ｂと中間圧力を制御する絞り装置１４ａの定常開度を図３８に示す。
【０２８３】
［冷房主体運転モード時のインジェクション制御方法］
冷媒のインジェクションの動作を、図３２及び図３３を用いて説明する。
圧縮機１０の圧縮室は、モーター（図示せず）により０〜３６０度回転させられる間に、内容積が小さくなっていく。圧縮室に吸入された内部の低温低圧のガス冷媒は、圧縮室の内容積が小さくなるに伴い圧縮されて圧力及び温度が上昇する。モーターの回転角度が一定角度になった時に、開口部（圧縮室の一部に形成されている）が開口し（この時の状態は、図３３の点Ｆ）、圧縮室の内部と圧縮機１０の外部のインジェクション配管４ｃとが連通するようになっている。
【０２８４】
圧縮機１０で圧縮された冷媒は、熱源側熱交換器１２にて凝縮され高圧の二相冷媒となり（図３３の点Ｊ）、逆止弁１３ａを介して、分岐部２９ａに至る。開閉装置２４を開とし、この高圧二相冷媒を分岐部２９ａで分岐する。分岐部２９ａで分岐された一方の冷媒は、開閉装置２４及び分岐配管４ｄを介してインジェクション配管４ｃに流入し、冷媒−冷媒間熱交換器２８を介して絞り装置１４ｂに流入し減圧され、低温中圧の二相冷媒となる。絞り装置１４ｂに流入する冷媒は、冷媒−冷媒間熱交換器２８にて減圧して圧力と温度が下がった冷媒で冷やされることにより液化し（図３３の点Ｊ’）、絞り装置１４ｂで絞られた後（図３３の点Ｋ’）、冷媒−冷媒間熱交換器２８にて減圧前の冷媒により加熱され（図３３の点Ｋ）、圧縮室に導入される。
【０２８５】
このような構成にすることにより、高圧二相状態の冷媒を高圧液冷媒にしてから、絞り装置１４ｂに流入させることができ、安定した制御が可能になる。なお、冷房主体運転モードにおいて室内暖房負荷（乾き度）が変化した場合のインジェクション流量を制御する絞り装置１４ｂの定常開度を図３９に示す。
【０２８６】
［暖房主体運転モード時のインジェクション制御方法］
冷媒のインジェクションの動作を、図３４及び図３５を用いて説明する。
圧縮機１０の圧縮室は、モーター（図示せず）により０〜３６０度回転させられる間に、内容積が小さくなっていく。圧縮室に吸入された内部の低温低圧のガス冷媒は、圧縮室の内容積が小さくなるに伴い圧縮されて圧力及び温度が上昇する。モーターの回転角度が一定角度になった時に、開口部（圧縮室の一部に形成されている）が開口し（この時の状態は、図３５の点Ｆ）、圧縮室の内部と圧縮機１０の外部のインジェクション配管４ｃとが連通するようになっている。
【０２８７】
熱媒体変換機３から冷媒配管４を経由して室外機１に戻ってくる冷媒は、絞り装置１４ａの上流側において、絞り装置１４ａの作用により圧力が中圧状態に制御される（図３５の点Ｊ）。そして、絞り装置１４ａの作用によって中圧状態にされた二相冷媒は、分岐部２９ｂで分岐されて、一部の冷媒が分岐配管４ｄに流れ込む。この冷媒は、逆流防止装置２０を介して、インジェクション配管４ｃへ流れ、冷媒−冷媒間熱交換器２８を介して、絞り装置１４ｂに流入し減圧され、少し圧力が下がった低温中圧の二相冷媒となる。
【０２８８】
絞り装置１４ｂに流入する熱源側冷媒は、冷媒−冷媒間熱交換器２８において、減圧して圧力と温度が下がった冷媒により冷やされることにより液化する（図３５の点Ｊ’）。この熱源側冷媒は、絞り装置１４ｂで絞られた後（図３５の点Ｋ’）、冷媒−冷媒間熱交換器２８において、減圧前の冷媒により加熱される（図３５の点Ｋ）。そして、圧縮機１００の圧縮室に設けられた開口部から圧縮室内に導入される。
【０２８９】
このような構成にすることにより、中圧二相状態の冷媒を中圧液冷媒にしてから、絞り装置１４ｂに流入させることができ、安定した制御が可能になる。なお、暖房主体運転モードにおいて中間圧力が変化した場合のインジェクション流量を制御する絞り装置１４ｂと中間圧力を制御する絞り装置１４ａの定常開度を図４０に示す。また、暖房主体運転モードにおいて蒸発温度が変化した場合のインジェクション流量を制御する絞り装置１４ｂと中間圧力を制御する絞り装置１４ａの定常開度を図４１に示す。
【０２９０】
以上のように、実施の形態２に係る空気調和装置２００の構成においても、絞り装置１４ａと絞り装置１４ｂの二つで中間圧力とインジェクション流量を別々に制御することができる。したがって、空気調和装置２００によれば、中間圧力とインジェクション流量を任意に制御できることになるため、様々な条件におけるインジェクションを安定して行える。
【０２９１】
［運転モード変化時の制御方法］
運転モード変化時における中間圧力と、絞り装置１４ａ及び絞り装置１４ｂの開度は、実施の形態１と同様の方法で制御を行うため説明を省略する。また、実施の形態２における空気調和装置２００の運転モード変化時の絞り装置１４ａ、絞り装置１４ｂの初期開度を図４２〜図４４に示す。計算条件および計算過程の詳細は、実施の形態１と同様のため省略する。
【０２９２】
［中間圧力制御によるインジェクション］
空気調和装置２００においても、全暖房運転モードと暖房主体運転モードのインジェクション制御方法には、絞り装置１４ｂの開度は常に全開とし、絞り装置１４ａだけで中間圧力と圧縮機１０の吐出温度の両方を制御するような方法も可能である。なお、絞り装置１４ａだけで中間圧力と圧縮機１０の吐出温度の両方を制御する際の制御処理の流れは、実施の形態１で説明した図２４と同様であるため説明を省略する。また、中間圧力を必要としない全冷房運転モードと冷房主体運転モードのインジェクション制御方法に変更はない。
【０２９３】
各運転モードおよび各中間圧力目標値のときの絞り装置１４ａの定常開度は、図３６〜図４１に記載されている開度とほとんど同じである。また、絞り装置１４ａの定常開度をインジェクション制御の初期値とすることで、中間圧力制御によるインジェクションを行う場合の冷凍サイクルを早く安定させることができる。
【０２９４】
暖房運転時に絞り装置１４ｂの開度を全開とし、絞り装置１４ａのみで中間圧力とインジェクション流量を同時に制御する方法は、言い換えると暖房時に絞り装置１４ｂを使用しないことになる。また、冷房運転時のインジェクションでは高圧冷媒をインジェクションするため、絞り装置１４ｂの最大開度が小さいもので済む。したがって、絞り装置１４ｂには、容量が小さく安価なものを使用できる。
【０２９５】
［差圧制御によるインジェクション］
実施の形態２においても、全暖房運転モードと暖房主体運転モードのインジェクション制御方法には、絞り装置１４ｂの開度は常に全開とし、絞り装置１４ａだけで中圧検出装置３２の検出値と圧縮機１０の吸入付近に設置した吸入圧力検出装置３３の検出値との差（差圧）を制御し、圧縮機１０の吐出温度の低下させるような方法も可能である。なお、この制御処理の流れについては、実施の形態１で説明した図２５と同様であるので、説明を省略する。また、中間圧力を必要としない全冷房運転モードと冷房主体運転モードのインジェクション制御方法に変更はない。
【０２９６】
図４５は、各運転モードおよび各差圧目標値のときの絞り装置１４ａの定常開度を示す表である。この定常開度は、蒸発温度と中間圧力の飽和温度との温度差における飽和圧力差を差圧とし、そのときの絞り装置１４ａの定常開度を全暖房運転モードにおける中間圧力目標値の試算結果（図３７）と暖房主体運転モードにおける中間圧力目標値の試算結果（図４０）から得たものである。また、前述の定常開度をインジェクション制御の初期値とすることで、差圧制御によるインジェクションを行う場合の冷凍サイクルを早く安定させることができる。
【０２９７】
暖房運転時に絞り装置１４ｂの開度を全開とし、絞り装置１４ａのみで差圧とインジェクション流量を同時に制御する方法は、言い換えると暖房時に絞り装置１４ｂを使用しないことになる。また、冷房運転時のインジェクションでは高圧冷媒をインジェクションするため、絞り装置１４ｂの最大開度が小さいもので済む。したがって、絞り装置１４ｂには、容量が小さくコストが安価な絞り装置を使用できる。
【０２９８】
以上のように、実施の形態２に係る空気調和装置２００によれば、分岐部（分岐部２９ａ、分岐部２９ｂ）と冷媒−冷媒間熱交換器２８を介してインジェクション流量を制御する絞り装置１４ｂへ冷媒が流入する構成となっているため、絞り装置１４ｂへの流入冷媒を確実に液冷媒とすることができる。よって、空気調和装置２００では、運転モードによらず、安定したインジェクション制御が実現でき、圧縮機１０から吐出される冷媒の温度が高くなりすぎないようにすることができる。また、空気調和装置２００によれば、気液分離器を使用しないため、製作コストがより安価になる。
【０２９９】
実施の形態３．
図４６は、実施の形態３に係る空気調和装置３００の回路構成の一例を示す概略図である。図４７は、絞り装置１４（絞り装置１４ａ、絞り装置１４ｂ）の構成例を示す概略図である。本実施の形態３に係る空気調和装置３００は、実施の形態２に係る空気調和装置２００の冷媒−冷媒間熱交換器２８を取り除き、絞り装置１４ａと絞り装置１４ｂに図４７に示す攪拌装置４６付きの絞り装置を使用する構成となっている。なお、それ以外の構成については、実施の形態１に係る空気調和装置１００、実施の形態２に係る空気調和装置２００と同様であるため説明を省略する。また、熱媒体の流れについては、実施の形態１と同様であるため説明を省略する。
【０３００】
図４７に示すように、絞り装置１４は、冷媒の流入口となる流入管４１、冷媒の流出口となる流出管４２、冷媒を減圧させる絞り部４３、絞り部４３による絞り量を調整する弁体４４、弁体４４を駆動するモーター４５、及び、冷媒を攪拌する攪拌装置４６で構成されている。攪拌装置４６は、流入管４１内に装置されている。
【０３０１】
流入管４１から流入した二相冷媒は、攪拌装置４６に至り、攪拌装置４６の作用でガス冷媒と液冷媒とが攪拌されてほぼ均一に混ざり合う。ガス冷媒と液冷媒がほぼ均一に混ざり合った二相冷媒は、絞り部４３によって絞られて減圧され、流出管４２から流出する。この際、モーター４５によって弁体４４の位置が調整され、絞り部４３での絞り量が制御される。
【０３０２】
攪拌装置４６は、ガス冷媒と液冷媒とがほぼ均一に混ざり合っている状態を作れるものであれば、どんなものでもよいが、たとえば発泡金属を使用するとよい。発泡金属は、スポンジ等の樹脂発泡体と同じ三次元網目状構造を持つ金属多孔質体であり、金属多孔質体の中で気孔率（空隙率）が最も大きい（８０％〜９７％）ものである。この発泡金属を通して、二相冷媒を流通させると、三次元的な網目状構造の影響で、冷媒中のガスが微細化され、攪拌されて、液と均一に混ざり合う効果がある。
【０３０３】
なお、冷媒の流れは、冷媒の流入する配管の内径をＤ’、流れを乱す構造を持った箇所（たとえば、攪拌装置の設置箇所）から絞り部までの長さをＬ’とした場合に、Ｌ／Ｄが８〜１０になる距離にまで達すると、乱れの影響がなくなり元通りの流れになることが、流体力学の分野で明らかになっている。そこで、絞り装置１４の流入管４１の内径をＤ、攪拌装置４６から絞り部４３までの長さをＬとし、Ｌ／Ｄが６以下となる位置に、攪拌装置４６を設置するとよい。この位置に攪拌装置４６を設置すると、攪拌した二相冷媒が、攪拌された状態のまま、絞り部４３に到達することができ、安定した制御が可能になる。
【０３０４】
［各運転モード］
図４８は、空気調和装置３００の全冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図４９は、全冷房運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ―ｈ線図である。図５０は、空気調和装置３００の全暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図５１は、全冷房運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ―ｈ線図である。図５２は、空気調和装置３００の冷房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図５３は、冷房主体運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ―ｈ線図である。図５４は、空気調和装置３００の暖房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図５５は、暖房主体運転モード時における熱源側冷媒の状態遷移を示すｐ―ｈ線図である。
【０３０５】
空気調和装置３００の各運転モードにおける熱源側冷媒の流れは、実施の形態１で説明した熱源側冷媒の流れと基本的には同じである。ただし、空気調和装置３００では、図４７に示すような構造の絞り装置１４を採用しているため、インジェクション流量と絞り装置１４ａ及び絞り装置１４ｂの定常開度が異なる。したがって、この点について詳しく説明するものとする。
【０３０６】
［絞り装置１４ａ、絞り装置１４ｂ］
絞り装置１４ａ及び絞り装置１４ｂに電子式膨張弁を使用した場合、二相状態の冷媒が流入するとガス冷媒と液冷媒とが分離して流れていると、絞り部にガスが流れる状態と液が流れる状態とが別々に発生して、出口側の圧力が安定しない場合がある。特に、乾き度が小さい場合に、冷媒の分離が発生し、その傾向が強い。
【０３０７】
そこで、空気調和装置３００では、絞り装置１４ａ、絞り装置１４ｂとして、図４７に示すような構造のものを採用している。このような構造の絞り装置を使用すると、二相冷媒が流入しても、安定した制御が可能になる。実施の形態１のように気液分離器を使用した場合は、このような構造の絞り装置を採用しなくても十分安定した制御ができるが、実施の形態２や実施の形態３のように気液分離器を使用しない場合は、このような細工構造の絞り装置採用することで、環境条件によらず、実施の形態１と同様に安定した制御が可能となる。
【０３０８】
［全冷房運転モード時のインジェクション制御方法］
冷媒のインジェクションの動作を、図４８及び図４９を用いて説明する。
圧縮機１０の圧縮室は、モーター（図示せず）により０〜３６０度回転させられる間に、内容積が小さくなっていく。圧縮室に吸入された内部の低温低圧のガス冷媒は、圧縮室の内容積が小さくなるに伴い圧縮されて圧力及び温度が上昇する。モーターの回転角度が一定角度になった時に、開口部（圧縮室の一部に形成されている）が開口し（この時の状態は、図４９の点Ｆ）、圧縮室の内部と圧縮機１０の外部のインジェクション配管４ｃとが連通するようになっている。
【０３０９】
圧縮機１０で圧縮された冷媒は、熱源側熱交換器１２にて凝縮され液化されて高圧の液冷媒となり（図４９の点Ｊ）、逆止弁１３ａを介して、分岐部２９ａに至る。開閉装置２４を開とし、この高圧液冷媒を分岐部２９ａで分岐する。分岐部２９ａで分岐された一方の冷媒は、開閉装置２４及び分岐配管４ｄを介してインジェクション配管４ｃに流入し、冷媒−冷媒間熱交換器２８を介して絞り装置１４ｂに流入し減圧され、低温中圧の二相冷媒となり（図４９の点Ｋ）、圧縮機１０の圧縮室に設けられた開口部から圧縮室内に導入される。
【０３１０】
圧縮室内では、中圧のガス冷媒（図４９の点Ｆ）と低温中圧の二相冷媒（図４９の点Ｋ）とが混合されて、冷媒の温度が下がり（図４９の点Ｈ）、これにより、圧縮機１０から吐出される冷媒の吐出温度が低下する（図４９の点Ｉ）。このインジェクションを行わない場合の圧縮機１０の吐出温度は図４９の点Ｇであり、インジェクションにより、吐出温度が点Ｇから点Ｉに低下していることが分かる。なお、分岐部２９ｂは、流れ込んだ二相状態の冷媒を均一に分配するために、冷媒を下から上に流した状態で分流させる構造とする。このようにすることで、二相冷媒がより均一に分配される。
【０３１１】
全冷房運転モードにおいて凝縮温度が変化した場合のインジェクション流量を制御する絞り装置１４ｂの定常開度を図５６に示す。なお、実施の形態３において、計算条件および計算過程は、実施の形態１と同様のため省略する。
【０３１２】
［全暖房運転モード時のインジェクション制御方法］
冷媒のインジェクションの動作を、図５０及び図５１を用いて説明する。
圧縮機１０の圧縮室は、モーターにより０〜３６０度回転させられる間に、内容積が小さくなっていく。圧縮室に吸入された内部の低温低圧のガス冷媒は、圧縮室の内容積が小さくなるに伴い圧縮されて圧力及び温度が上昇する。モーターの回転角度が一定角度になった時に、開口部が開口し（この時の状態は、図５１の点Ｆ）、圧縮室の内部と圧縮機１０の外部のインジェクション配管４ｃとが連通するようになっている。
【０３１３】
熱媒体変換機３から冷媒配管４を経由して室外機１に戻ってくる冷媒は、絞り装置１４ａの上流側において、絞り装置１４ａの作用により圧力が中圧状態に制御される（図５１の点Ｊ）。そして、絞り装置１４ａの作用によって中圧状態にされた二相冷媒は、分岐部２９ｂで分岐されて、一部の冷媒が分岐配管４ｄに流れ込む。この冷媒は、逆流防止装置２０を介して、インジェクション配管４ｃへ流れ、冷媒−冷媒間熱交換器２８を介して、絞り装置１４ｂに流入し減圧され、少し圧力が下がった低温中圧の二相冷媒となり（図５１の点Ｋ）、圧縮機１０の圧縮室に設けられた開口部から圧縮室内に導入される。
【０３１４】
圧縮室内では、中圧のガス冷媒（図５１の点Ｆ）と低温中圧の二相冷媒（図５１の点Ｋ）とが混合されて、冷媒の温度が下がり（図５１の点Ｈ）、これにより、圧縮機１０から吐出される冷媒の吐出温度が低下する（図５１の点Ｉ）。このインジェクションを行わない場合の圧縮機１０の吐出温度は図５１の点Ｇであり、インジェクションにより、吐出温度が点Ｇから点Ｉに低下していることが分かる。なお、分岐部２９ｂの構造については、全冷房運転モードで説明した通りである。
【０３１５】
全暖房運転モードにおいて中間圧力が変化した場合のインジェクション流量を制御する絞り装置１４ｂと中間圧力を制御する絞り装置１４ａの定常開度を図５７に示す。また、全暖房運転モードにおいて蒸発温度が変化した場合のインジェクション流量を制御する絞り装置１４ｂと中間圧力を制御する絞り装置１４ａの定常開度を図５８に示す。
【０３１６】
［冷房主体運転モード時のインジェクション制御方法］
冷媒のインジェクションの動作を、図５２及び図５３を用いて説明する。
圧縮機１０の圧縮室は、モーター（図示せず）により０〜３６０度回転させられる間に、内容積が小さくなっていく。圧縮室に吸入された内部の低温低圧のガス冷媒は、圧縮室の内容積が小さくなるに伴い圧縮されて圧力及び温度が上昇する。モーターの回転角度が一定角度になった時に、開口部（圧縮室の一部に形成されている）が開口し（この時の状態は、図５３の点Ｆ）、圧縮室の内部と圧縮機１０の外部のインジェクション配管４ｃとが連通するようになっている。
【０３１７】
圧縮機１０で圧縮された冷媒は、熱源側熱交換器１２にて凝縮され高圧の二相冷媒となり（図５３の点Ｊ）、逆止弁１３ａを介して、分岐部２９ａに至る。開閉装置２４を開とし、この高圧二相冷媒を分岐部２９ａで分岐する。分岐部２９ａで分岐された一方の冷媒は、開閉装置２４及び分岐配管４ｄを介してインジェクション配管４ｃに流入し、絞り装置１４ｂに流入し減圧され、低温中圧の二相冷媒となり（図５３の点Ｋ）、圧縮機１０の圧縮室に設けられた開口部から圧縮室内に導入される。
【０３１８】
圧縮室内では、中圧のガス冷媒（図５３の点Ｆ）と低温中圧の二相冷媒（図５３の点Ｋ）とが混合されて、冷媒の温度が下がり（図５３の点Ｈ）、これにより、圧縮機１０から吐出される冷媒の吐出温度が低下する（図５３の点Ｉ）。このインジェクションを行わない場合の圧縮機１０の吐出温度は図５３の点Ｇであり、インジェクションにより、吐出温度が点Ｇから点Ｉに低下していることが分かる。なお、分岐部２９ｂの構造については、全冷房運転モードで説明した通りである。
【０３１９】
冷房主体運転モードにおいて室内暖房負荷（乾き度）が変化した場合のインジェクション流量を制御する絞り装置１４ｂの定常開度を図５９に示す。
【０３２０】
［暖房主体運転モード時のインジェクション制御方法］
冷媒のインジェクションの動作を、図５４及び図５５を用いて説明する。
圧縮機１０の圧縮室は、モーター（図示せず）により０〜３６０度回転させられる間に、内容積が小さくなっていく。圧縮室に吸入された内部の低温低圧のガス冷媒は、圧縮室の内容積が小さくなるに伴い圧縮されて圧力及び温度が上昇する。モーターの回転角度が一定角度になった時に、開口部（圧縮室の一部に形成されている）が開口し（この時の状態は、図５５の点Ｆ）、圧縮室の内部と圧縮機１０の外部のインジェクション配管４ｃとが連通するようになっている。
【０３２１】
熱媒体変換機３から冷媒配管４を経由して室外機１に戻ってくる冷媒は、絞り装置１４ａの上流側において、絞り装置１４ａの作用により圧力が中圧状態に制御される（図５５の点Ｊ）。そして、絞り装置１４ａの作用によって中圧状態にされた二相冷媒は、分岐部２９ｂで分岐されて、一部の冷媒が分岐配管４ｄに流れ込む。この冷媒は、逆流防止装置２０を介して、インジェクション配管４ｃへ流れ、冷媒−冷媒間熱交換器２８を介して、絞り装置１４ｂに流入し減圧され、少し圧力が下がった低温中圧の二相冷媒となり（図５５の点Ｋ）、圧縮機１０の圧縮室に設けられた開口部から圧縮室内に導入される。
【０３２２】
圧縮室内では、中圧のガス冷媒（図５５の点Ｆ）と低温中圧の二相冷媒（図５５の点Ｋ）とが混合されて、冷媒の温度が下がり（図５５の点Ｈ）、これにより、圧縮機１０から吐出される冷媒の吐出温度が低下する（図５５の点Ｉ）。このインジェクションを行わない場合の圧縮機１０の吐出温度は図５５の点Ｇであり、インジェクションにより、吐出温度が点Ｇから点Ｉに低下していることが分かる。なお、分岐部２９ｂの構造については、全冷房運転モードで説明した通りである。
【０３２３】
暖房主体運転モードにおいて中間圧力が変化した場合のインジェクション流量を制御する絞り装置１４ｂと中間圧力を制御する絞り装置１４ａの定常開度を図６０に示す。また、暖房主体運転モードにおいて蒸発温度が変化した場合のインジェクション流量を制御する絞り装置１４ｂと中間圧力を制御する絞り装置１４ａの定常開度を図６１に示す。
【０３２４】
以上のように、実施の形態３に係る空気調和装置３００の構成においても、絞り装置１４ａと絞り装置１４ｂの二つで中間圧力とインジェクション流量を別々に制御することができる。したがって、空気調和装置３００によれば、中間圧力とインジェクション流量を任意に制御できることになるため、様々な条件におけるインジェクションを安定して行える。
【０３２５】
［運転モード変化時の制御方法］
運転モード変化時における中間圧力と、絞り装置１４ａ及び絞り装置１４ｂの開度は、実施の形態１と同様の方法で制御を行うため説明を省略する。また、実施の形態３における運転モード変化時の初期開度を図６２〜図６４に示す。計算条件および計算過程の詳細は、実施の形態１と同様のため省略する。
【０３２６】
［中間圧力制御によるインジェクション］
空気調和装置３００においても、全暖房運転モードと暖房主体運転モードのインジェクション制御方法には、絞り装置１４ｂの開度は常に全開とし、絞り装置１４ａだけで中間圧力と圧縮機１０の吐出温度の両方を制御するような方法も可能である。なお、絞り装置１４ａだけで中間圧力と圧縮機１０の吐出温度の両方を制御する際の制御処理の流れは、実施の形態１で説明した図２４と同様であるため説明を省略する。また、中間圧力を必要としない全冷房運転モードと冷房主体運転モードのインジェクション制御方法に変更はない。
【０３２７】
各運転モードおよび各中間圧力目標値のときの絞り装置１４ａの定常開度は、図５７〜図６０に記載されている開度とほとんど同じである。また、絞り装置１４ａの定常開度をインジェクション制御の初期値とすることで、中間圧力制御によるインジェクションを行う場合の冷凍サイクルを早く安定させることができる。
【０３２８】
暖房運転時に絞り装置１４ｂの開度を全開とし、絞り装置１４ａのみで中間圧力とインジェクション流量を同時に制御する方法は、言い換えると暖房時に絞り装置１４ｂを使用しないことになる。また、冷房運転時のインジェクションでは高圧冷媒をインジェクションするため、絞り装置１４ｂの最大開度が小さいもので済む。したがって、絞り装置１４ｂには、容量が小さく安価なものを使用できる。
【０３２９】
［差圧制御によるインジェクション］
実施の形態３においても、全暖房運転モードと暖房主体運転モードのインジェクション制御方法には、絞り装置１４ｂの開度は常に全開とし、絞り装置１４ａだけで中圧検出装置３２の検出値と圧縮機１０の吸入付近に設置した吸入圧力検出装置３３の検出値との差（差圧）を制御し、圧縮機１０の吐出温度の低下させるような方法も可能である。なお、この制御処理の流れについては、実施の形態１で説明した図２４と同様であるので、説明を省略する。また、中間圧力を必要としない全冷房運転モードと冷房主体運転モードのインジェクション制御方法に変更はない。
【０３３０】
図６５は、各運転モードおよび各差圧目標値のときの絞り装置１４ａの定常開度を示す表であるの説明図である。この定常開度は、蒸発温度と中間圧力の飽和温度との温度差における飽和圧力差を差圧とし、そのときの絞り装置１４ａの定常開度を全暖房運転モードにおける中間圧力目標値の試算結果（図５７）と暖房主体運転モードにおける中間圧力目標値の試算結果（図６０）から得たものである。また、前述の定常開度をインジェクション制御の初期値とすることで、差圧制御によるインジェクションを行う場合の冷凍サイクルを早く安定させることができる。
【０３３１】
暖房運転時に絞り装置１４ｂの開度を全開とし、絞り装置１４ａのみで差圧とインジェクション流量を同時に制御する方法は、言い換えると暖房時に絞り装置１４ｂを使用しないことになる。また、冷房運転時のインジェクションでは高圧冷媒をインジェクションするため、絞り装置１４ｂの最大開度が小さいもので済む。したがって、絞り装置１４ｂには、容量が小さくコストが安価な絞り装置を使用できる。
【０３３２】
以上のように、実施の形態３に係る空気調和装置３００によれば、絞り装置１４ａ、絞り装置１４ｂに二相冷媒が流入しても、攪拌装置４６の作用により気液が均一に混ざりあった状態になるため、運転モードによらず、安定したインジェクション制御が実現でき、圧縮機１０から吐出される冷媒の温度が高くなりすぎないようにすることができる。また、空気調和装置２００によれば、気液分離器及び冷媒−冷媒間熱交換器２８を使用しないため、製作コストがより安価になる。
【符号の説明】
【０３３３】
１  室外機、２  室内機、２ａ  室内機、２ｂ  室内機、２ｃ  室内機、２ｄ  室内機、３  熱媒体変換機、４  冷媒配管、４ａ  第１接続配管、４ｂ  第２接続配管、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、１２  熱源側熱交換器、１３ａ  逆止弁、１３ｂ  逆止弁、１３ｃ  逆止弁、１３ｄ  逆止弁、１４  絞り装置、１４ａ  絞り装置（第２絞り装置）、１４ｂ  絞り装置（第３絞り装置）、１５  熱媒体間熱交換器、１５ａ  熱媒体間熱交換器、１５ｂ  熱媒体間熱交換器、１６  絞り装置（第１絞り装置）、１６ａ  絞り装置、１６ｂ  絞り装置、１７  開閉装置、１７ａ  開閉装置、１７ｂ  開閉装置、１８  第２冷媒流路切替装置、１８ａ  第２冷媒流路切替装置、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、２１  ポンプ、２１ａ  ポンプ、２１ｂ  ポンプ、２２  第１熱媒体流路切替装置、２２ａ  第１熱媒体流路切替装置、２２ｂ  第１熱媒体流路切替装置、２２ｃ  第１熱媒体流路切替装置、２２ｄ  第１熱媒体流路切替装置、２３  第２熱媒体流路切替装置、２３ａ  第２熱媒体流路切替装置、２３ｂ  第２熱媒体流路切替装置、２３ｃ  第２熱媒体流路切替装置、２３ｄ  第２熱媒体流路切替装置、２４  開閉装置、２４ｄ  バイパス管、２５  熱媒体流量調整装置、２５ａ  熱媒体流量調整装置、２５ｂ  熱媒体流量調整装置、２５ｃ  熱媒体流量調整装置、２５ｄ  熱媒体流量調整装置、２６  利用側熱交換器、２６ａ  利用側熱交換器、２６ｂ  利用側熱交換器、２６ｃ  利用側熱交換器、２６ｄ  利用側熱交換器、２７  気液分離器、２７ａ  気液分離器、２７ｂ  気液分離器、２８  冷媒−冷媒間熱交換器、２９ａ  分岐部、２９ｂ  分岐部、３１  第１温度センサー、３１ａ  第１温度センサー、３１ｂ  第１温度センサー、３２  中圧検出装置、３３  吸入圧力検出装置、３４  第２温度センサー、３４ａ  第２温度センサー、３４ｂ  第２温度センサー、３４ｃ  第２温度センサー、３４ｄ  第２温度センサー、３５  第３温度センサー、３５ａ  第３温度センサー、３５ｂ  第３温度センサー、３５ｃ  第３温度センサー、３５ｄ  第３温度センサー、３６  圧力センサー、３６ａ  圧力センサー、３６ｂ  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  モーター、４６  攪拌装置、５０  制御装置、１００  空気調和装置、２００  空気調和装置、３００  空気調和装置、Ａ  冷媒循環回路、Ｂ  熱媒体循環回路。
【図１】
2012160597.tif 000019
【図２】
2012160597.tif 000020
【図３】
2012160597.tif 000021
【図４】
2012160597.tif 000022
【図５】
2012160597.tif 000023
【図６】
2012160597.tif 000024
【図７】
2012160597.tif 000025
【図８】
2012160597.tif 000026
【図９】
2012160597.tif 000027
【図１０】
2012160597.tif 000028
【図１１】
2012160597.tif 000029
【図１２】
2012160597.tif 000030
【図１３】
2012160597.tif 000031
【図１４】
2012160597.tif 000032
【図１５】
2012160597.tif 000033
【図１６】
2012160597.tif 000034
【図１７】
2012160597.tif 000035
【図１８】
2012160597.tif 000036
【図１９】
2012160597.tif 000037
【図２０】
2012160597.tif 000038
【図２１】
2012160597.tif 000039
【図２２】
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【図２３】
2012160597.tif 000041
【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
2012160597.tif 000044
【図２７】
2012160597.tif 000045
【図２８】
2012160597.tif 000046
【図２９】
2012160597.tif 000047
【図３０】
2012160597.tif 000048
【図３１】
2012160597.tif 000049
【図３２】
2012160597.tif 000050
【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
2012160597.tif 000053
【図３６】
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【図３７】
2012160597.tif 000055
【図３８】
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【図３９】
2012160597.tif 000057
【図４０】
2012160597.tif 000058
【図４１】
2012160597.tif 000059
【図４２】
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【図４３】
2012160597.tif 000061
【図４４】
2012160597.tif 000062
【図４５】
2012160597.tif 000063
【図４６】
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【図４７】
2012160597.tif 000065
【図４８】
2012160597.tif 000066
【図４９】
2012160597.tif 000067
【図５０】
2012160597.tif 000068
【図５１】
2012160597.tif 000069
【図５２】
2012160597.tif 000070
【図５３】
2012160597.tif 000071
【図５４】
2012160597.tif 000072
【図５５】
2012160597.tif 000073
【図５６】
2012160597.tif 000074
【図５７】
2012160597.tif 000075
【図５８】
2012160597.tif 000076
【図５９】
2012160597.tif 000077
【図６０】
2012160597.tif 000078
【図６１】
2012160597.tif 000079
【図６２】
2012160597.tif 000080
【図６３】
2012160597.tif 000081
【図６４】
2012160597.tif 000082
【図６５】
2012160597.tif 000083
【手続補正書】
【提出日】平成25年10月16日(2013.10.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明に係る空気調和装置は、圧縮機と、冷媒流路切替装置と、第１熱交換器と、第１絞り装置と、第２熱交換器と、を配管接続して冷媒循環回路を構成し、前記冷媒流路切替装置の作用により、前記第１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２熱交換器の一部または全部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１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２熱交換器の一部または全部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、が切り替え可能な空気調和装置であって、前記圧縮機における圧縮途中過程の圧縮室の一部に開口部を設け、前記圧縮機の外部から前記開口部を介して前記圧縮室の内部に前記冷媒を導入するインジェクション配管と、前記暖房運転時に、前記第１絞り装置を通過して前記第２熱交換器側から前記第１熱交換器側に流れる冷媒を減圧する第２絞り装置と、前記インジェクション配管に設けられた第３絞り装置と、前記第２絞り装置及び前記第３絞り装置のうちの少なくとも１つの開度を制御して前記インジェクション配管に流れる前記冷媒の量を調整する制御装置と、を備え、前記インジェクション配管は、前記冷房運転時に凝縮器として動作する前記第１熱交換器と前記第１絞り装置との間の配管と、前記暖房運転時に前記第１絞り装置と前記蒸発器として動作する前記第１熱交換器との間の配管と、を接続した配管と前記開口部とを接続しており、前記制御装置は、起動時において前記第３絞り装置の開度を全閉または冷媒が流れない小さい開度に制御するものである。
【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】
圧縮機と、冷媒流路切替装置と、第１熱交換器と、第１絞り装置と、第２熱交換器と、を配管接続して冷媒循環回路を構成し、前記冷媒流路切替装置の作用により、前記第１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２熱交換器の一部または全部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１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２熱交換器の一部または全部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、が切り替え可能な空気調和装置であって、
前記圧縮機における圧縮途中過程の圧縮室の一部に開口部を設け、前記圧縮機の外部から前記開口部を介して前記圧縮室の内部に前記冷媒を導入するインジェクション配管と、
前記暖房運転時に、前記第１絞り装置を通過して前記第２熱交換器側から前記第１熱交換器側に流れる冷媒を減圧する第２絞り装置と、
前記インジェクション配管に設けられた第３絞り装置と、
前記第２絞り装置及び前記第３絞り装置のうちの少なくとも１つの開度を制御して前記インジェクション配管に流れる前記冷媒の量を調整する制御装置と、を備え、
前記インジェクション配管は、
前記冷房運転時に凝縮器として動作する前記第１熱交換器と前記第１絞り装置との間の配管と、前記暖房運転時に前記第１絞り装置と前記蒸発器として動作する前記第１熱交換器との間の配管と、を接続した配管と前記開口部とを接続しており、
前記制御装置は、
起動時において前記第３絞り装置の開度を全閉または冷媒が流れない小さい開度に制御する
空気調和装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
暖房運転を実行している状態において、
前記第２絞り装置の上流側における冷媒の圧力が予め設定されている所定範囲になるように前記第２絞り装置の開度を制御する
請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記制御装置は、
暖房運転または冷房運転を実行している状態において、
前記圧縮機から吐出される冷媒の温度が予め設定されている所定値に近づくように前記第３絞り装置の開度を制御する
請求項１または２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記制御装置は、
暖房運転を実行している状態において、
前記第３絞り装置の開度をほぼ全開状態に制御し、前記第２絞り装置の上流側における冷媒の圧力が予め設定されている所定範囲になるように前記第２絞り装置の開度を制御する
請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
暖房運転を実行している状態において、
前記圧縮機に吸入される冷媒の圧力と、前記第２絞り装置の上流側における冷媒の圧力との差が予め設定されている目標値に近づくように前記第２絞り装置の開度を制御する
請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項６】
前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置、及び、前記第１熱交換器を室外機に収容し、
前記第１絞り装置、及び、前記第２熱交換器を熱媒体変換機に収容し、
前記室外機と前記熱媒体変換機とを、２本の冷媒配管で接続し、
前記２本の冷媒配管の一方に高圧の液冷媒を流し、他方に低圧のガス冷媒を流す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を流し、他方に中圧の二相冷媒を流す全暖房運転モードと、を備え、
前記制御装置は、
前記全冷房運転モードにおける冷媒の高圧及び低圧と前記全暖房運転モードにおける冷媒の高圧及び低圧とが同一である運転状態において、
前記全暖房運転モードにおける前記第３絞り装置の開度を、前記全冷房運転モードにおける前記第３絞り装置の開度よりも大きくなるように制御する
請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項７】
前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置、及び、前記第１熱交換器を室外機に収容し、
前記第１絞り装置、及び、前記第２熱交換器を熱媒体変換機に収容し、
前記室外機と前記熱媒体変換機とを、２本の冷媒配管で接続し、
前記２本の冷媒配管の一方に高圧のガス冷媒を流し、他方に中圧の二相冷媒を流し、凝縮器として動作させる前記第２熱交換器と、蒸発器として動作させる前記第２熱交換器とが混在する暖房主体運転モードを備え、
前記制御装置は、
前記全暖房運転モードから前記暖房主体運転モードへの運転モード変化時に、前記暖房主体運転モード時における前記第２絞り装置の上流側の圧力目標値を前記全暖房運転モード時における前記第２絞り装置の上流側の圧力目標値よりも低い値に設定する
請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記暖房主体運転モードにおいて、前記第２絞り装置の上流側の圧力目標値を０℃から１０℃の飽和圧力とした
請求項７に記載の空気調和装置。
【請求項９】
前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置、及び、前記第１熱交換器を室外機に収容し、
前記第１絞り装置、及び、前記第２熱交換器を熱媒体変換機に収容し、
前記室外機と前記熱媒体変換機とを、２本の冷媒配管で接続し、
前記２本の冷媒配管の一方に高圧のガス冷媒を流し、他方に中圧の二相冷媒を流し、凝縮器として動作させる前記第２熱交換器と、蒸発器として動作させる前記第２熱交換器とが混在する暖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二相冷媒を流し、他方に低圧のガス冷媒を流し、凝縮器として動作させる前記第２熱交換器と、蒸発器として動作させる前記第２熱交換器とが混在する冷房主体運転モードと、を備え、
前記制御装置は、
前記暖房主体運転モードから前記冷房主体運転モードへの運転モード変化時に、前記第３絞り装置の開度を予め設定されている所定値分小さくした後に前記冷媒流路切替装置を切り替える
請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１０】
前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置、及び、前記第１熱交換器を室外機に収容し、
前記第１絞り装置、及び、前記第２熱交換器を熱媒体変換機に収容し、
前記室外機と前記熱媒体変換機とを、２本の冷媒配管で接続し、
前記２本の冷媒配管の一方に高圧のガス冷媒を流し、他方に中圧の二相冷媒を流し、凝縮器として動作させる前記第２熱交換器と、蒸発器として動作させる前記第２熱交換器とが混在する暖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二相冷媒を流し、他方に低圧のガス冷媒を流し、凝縮器として動作させる前記第２熱交換器と、蒸発器として動作させる前記第２熱交換器とが混在する冷房主体運転モードと、を備え、
前記制御装置は、
前記冷房主体運転モードから前記暖房主体運転モードへの運転モード変化時に、前記冷媒流路切替装置を切り替えた後に前記第３絞り装置の開度を予め設定されている所定値分大きくする
請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１１】
前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置、及び、前記第１熱交換器を室外機に収容し、
前記第１絞り装置、及び、前記第２熱交換器を熱媒体変換機に収容し、
前記室外機と前記熱媒体変換機とを、２本の冷媒配管で接続し、
前記２本の冷媒配管の一方に高圧の二相冷媒を流し、他方に低圧のガス冷媒を流し、凝縮器として動作させる前記第２熱交換器と、蒸発器として動作させる前記第２熱交換器とが混在する冷房主体運転モードを備え、
前記制御装置は、
前記冷房主体運転モードから前記全冷房運転モードへの運転モード変化時に、前記第３絞り装置の開度を予め設定してある所定値分小さくする
請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１２】
前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置、及び、前記第１熱交換器を室外機に収容し、
前記第１絞り装置、及び、前記第２熱交換器を熱媒体変換機に収容し、
前記室外機と前記熱媒体変換機とを、２本の冷媒配管で接続し、
前記２本の冷媒配管の一方に高圧の二相冷媒を流し、他方に低圧のガス冷媒を流し、凝縮器として動作させる前記第２熱交換器と、蒸発器として動作させる前記第２熱交換器とが混在する冷房主体運転モードを備え、
前記制御装置は、
前記全冷房運転モードから前記冷房主体運転モードへの運転モード変化時に、前記第３絞り装置の開度を予め設定してある所定値分大きくする
請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１３】
空調対象空間を空調可能な位置に設置され、前記空調対象空間の空気と熱交換をする前記第２熱交換器を収容する室内機を備え、
前記室内機と前記熱媒体変換機とを冷媒とは異なる熱媒体を循環させる２本１組の熱媒体配管で接続し、
前記第２熱交換器において前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる
請求項６〜１２のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【手続補正書】
【提出日】平成25年10月25日(2013.10.25)
【手続補正１】
【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】
圧縮機と、冷媒流路切替装置と、第１熱交換器と、第１絞り装置と、第２熱交換器と、を配管接続して冷媒循環回路を構成し、前記冷媒流路切替装置の作用により、前記第１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２熱交換器の一部または全部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１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２熱交換器の一部または全部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、が切り替え可能な空気調和装置であって、
前記圧縮機における圧縮途中過程の圧縮室の一部に開口部を設け、前記圧縮機の外部から前記開口部を介して前記圧縮室の内部に前記冷媒を導入するインジェクション配管と、
前記暖房運転時に、前記第１絞り装置を通過して前記第２熱交換器側から前記第１熱交換器側に流れる冷媒を減圧する第２絞り装置と、
前記インジェクション配管に設けられた第３絞り装置と、
前記第２絞り装置及び前記第３絞り装置のうちの少なくとも１つの開度を制御して前記インジェクション配管に流れる前記冷媒の量を調整する制御装置と、を備え、
前記インジェクション配管は、
前記冷房運転時に凝縮器として動作する前記第１熱交換器と前記第１絞り装置との間の配管と、前記暖房運転時に前記第１絞り装置と前記蒸発器として動作する前記第１熱交換器との間の配管と、を接続した配管と前記開口部とを接続しており、
前記制御装置は、
起動時において前記第３絞り装置の開度を全閉または冷媒が流れない小さい開度に制御する
空気調和装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
暖房運転を実行している状態において、
前記第２絞り装置の上流側における冷媒の圧力が予め設定されている所定範囲になるように前記第２絞り装置の開度を制御する
請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記制御装置は、
暖房運転または冷房運転を実行している状態において、
前記圧縮機から吐出される冷媒の温度が予め設定されている所定値に近づくように前記第３絞り装置の開度を制御する
請求項１または２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記制御装置は、
暖房運転を実行している状態において、
前記第３絞り装置の開度をほぼ全開状態に制御し、前記第２絞り装置の上流側における冷媒の圧力が予め設定されている所定範囲になるように前記第２絞り装置の開度を制御する
請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
暖房運転を実行している状態において、
前記圧縮機に吸入される冷媒の圧力と、前記第２絞り装置の上流側における冷媒の圧力との差が予め設定されている目標値に近づくように前記第２絞り装置の開度を制御する
請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項６】
前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置、及び、前記第１熱交換器を室外機に収容し、
前記第１絞り装置、及び、前記第２熱交換器を熱媒体変換機に収容し、
前記室外機と前記熱媒体変換機とを、２本の冷媒配管で接続し、
前記２本の冷媒配管の一方に高圧の液冷媒を流し、他方に低圧のガス冷媒を流す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を流し、他方に中圧の二相冷媒を流す全暖房運転モードと、を備え、
前記制御装置は、
前記全冷房運転モードにおける冷媒の高圧及び低圧と前記全暖房運転モードにおける冷媒の高圧及び低圧とが同一である運転状態において、
前記全暖房運転モードにおける前記第３絞り装置の開度を、前記全冷房運転モードにおける前記第３絞り装置の開度よりも大きくなるように制御する
請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項７】
前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置、及び、前記第１熱交換器を室外機に収容し、
前記第１絞り装置、及び、前記第２熱交換器を熱媒体変換機に収容し、
前記室外機と前記熱媒体変換機とを、２本の冷媒配管で接続し、
前記２本の冷媒配管の一方に高圧のガス冷媒を流し、他方に中圧の二相冷媒を流す全暖房運転モードと、
前記２本の冷媒配管の一方に高圧のガス冷媒を流し、他方に中圧の二相冷媒を流し、凝縮器として動作させる前記第２熱交換器と、蒸発器として動作させる前記第２熱交換器とが混在する暖房主体運転モードと、を備え、
前記制御装置は、
前記全暖房運転モードから前記暖房主体運転モードへの運転モード変化時に、前記暖房主体運転モード時における前記第２絞り装置の上流側の圧力目標値を前記全暖房運転モード時における前記第２絞り装置の上流側の圧力目標値よりも低い値に設定する
請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記暖房主体運転モードにおいて、前記第２絞り装置の上流側の圧力目標値を０℃から１０℃の飽和圧力とした
請求項７に記載の空気調和装置。
【請求項９】
前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置、及び、前記第１熱交換器を室外機に収容し、
前記第１絞り装置、及び、前記第２熱交換器を熱媒体変換機に収容し、
前記室外機と前記熱媒体変換機とを、２本の冷媒配管で接続し、
前記２本の冷媒配管の一方に高圧のガス冷媒を流し、他方に中圧の二相冷媒を流し、凝縮器として動作させる前記第２熱交換器と、蒸発器として動作させる前記第２熱交換器とが混在する暖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二相冷媒を流し、他方に低圧のガス冷媒を流し、凝縮器として動作させる前記第２熱交換器と、蒸発器として動作させる前記第２熱交換器とが混在する冷房主体運転モードと、を備え、
前記制御装置は、
前記暖房主体運転モードから前記冷房主体運転モードへの運転モード変化時に、前記第３絞り装置の開度を予め設定されている所定値分小さくした後に前記冷媒流路切替装置を切り替える
請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１０】
前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置、及び、前記第１熱交換器を室外機に収容し、
前記第１絞り装置、及び、前記第２熱交換器を熱媒体変換機に収容し、
前記室外機と前記熱媒体変換機とを、２本の冷媒配管で接続し、
前記２本の冷媒配管の一方に高圧のガス冷媒を流し、他方に中圧の二相冷媒を流し、凝縮器として動作させる前記第２熱交換器と、蒸発器として動作させる前記第２熱交換器とが混在する暖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二相冷媒を流し、他方に低圧のガス冷媒を流し、凝縮器として動作させる前記第２熱交換器と、蒸発器として動作させる前記第２熱交換器とが混在する冷房主体運転モードと、を備え、
前記制御装置は、
前記冷房主体運転モードから前記暖房主体運転モードへの運転モード変化時に、前記冷媒流路切替装置を切り替えた後に前記第３絞り装置の開度を予め設定されている所定値分大きくする
請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１１】
前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置、及び、前記第１熱交換器を室外機に収容し、
前記第１絞り装置、及び、前記第２熱交換器を熱媒体変換機に収容し、
前記室外機と前記熱媒体変換機とを、２本の冷媒配管で接続し、
前記２本の冷媒配管の一方に高圧の液冷媒を流し、他方に低圧のガス冷媒を流す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二相冷媒を流し、他方に低圧のガス冷媒を流し、凝縮器として動作させる前記第２熱交換器と、蒸発器として動作させる前記第２熱交換器とが混在する冷房主体運転モードと、を備え、
前記制御装置は、
前記冷房主体運転モードから前記全冷房運転モードへの運転モード変化時に、前記第３絞り装置の開度を予め設定してある所定値分小さくする
請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１２】
前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置、及び、前記第１熱交換器を室外機に収容し、
前記第１絞り装置、及び、前記第２熱交換器を熱媒体変換機に収容し、
前記室外機と前記熱媒体変換機とを、２本の冷媒配管で接続し、
前記２本の冷媒配管の一方に高圧の液冷媒を流し、他方に低圧のガス冷媒を流す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二相冷媒を流し、他方に低圧のガス冷媒を流し、凝縮器として動作させる前記第２熱交換器と、蒸発器として動作させる前記第２熱交換器とが混在する冷房主体運転モードと、を備え、
前記制御装置は、
前記全冷房運転モードから前記冷房主体運転モードへの運転モード変化時に、前記第３絞り装置の開度を予め設定してある所定値分大きくする
請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１３】
空調対象空間を空調可能な位置に設置され、前記空調対象空間の空気と熱交換をする前記第２熱交換器を収容する室内機を備え、
前記室内機と前記熱媒体変換機とを冷媒とは異なる熱媒体を循環させる２本１組の熱媒体配管で接続し、
前記第２熱交換器において前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる
請求項６〜１２のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【国際調査報告】
2012160597.tif 000084
2012160597.tif 000085
2012160597.tif 000086
2012160597.tif 000087
2012160597.tif 000088
2012160597.tif 000089
2012160597.tif 000090