(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の内部であり空調対象空間の空気を空調可能な位置に設置された、利用側熱交換器を収容した複数の室内機と、
空調対象空間とは別の位置である非空調対象空間に設置可能な中継機と、
建物の外部である屋外空間または前記建物の内部であって前記屋外空間と繋がる空間に設置された室外機と、を有し、
前記中継機と前記複数の室内機とを、温熱または冷熱を搬送する第一の熱媒体が内部を流動する第一の熱媒体配管で接続し、
前記室外機と前記中継機とを、温熱または冷熱を搬送する第二の熱媒体が内部を流動する第二の熱媒体配管で接続し、
前記中継機は、
第一の圧縮機と、
第一の冷媒流路切替装置と、
複数の第一の熱媒体間熱交換器と、
前記複数の第一の熱媒体間熱交換器のそれぞれに対応して設けられた第二の冷媒流路切替装置と、
運転中に二相変化するまたは超臨界状態になる第一の冷媒を減圧する複数の第一の絞り装置と、
第二の熱媒体間熱交換器と、
前記第一の熱媒体を送出する複数の第一の熱媒体送出装置と、
前記複数の第一の熱媒体間熱交換器の熱媒体流路と前記複数の利用側熱交換器との間に、加熱された前記第一の熱媒体と冷却された前記第一の熱媒体とを前記複数の室内機に振り分ける複数の第一の熱媒体流路切替装置と、を収容し、
前記第一の圧縮機と、前記第一の冷媒流路切替装置と、前記複数の第一の熱媒体間熱交換器の冷媒流路と、前記第二の冷媒流路切替装置と、前記複数の第一の絞り装置と、前記第二の熱媒体間熱交換器の冷媒流路と、を第一の冷媒配管で接続し、内部に二相変化をするまたは超臨界状態になる前記第一の冷媒を循環させて第一の冷媒循環回路を構成し、
前記複数の第一の熱媒体間熱交換器の熱媒体流路と、前記複数の熱媒体送出装置と、前記複数の利用側熱交換器と、の間に、前記第一の熱媒体を循環させて、第一の熱媒体循環回路を構成し、
前記第二の熱媒体間熱交換器の熱媒体流路と、第三の熱媒体間熱交換器の熱媒体流路と、第二の熱媒体送出装置と、を前記第二の熱媒体が流通する前記第二の熱媒体配管で接続して第二の熱媒体循環回路を構成し、
前記第一の冷媒流路切替装置および／または前記第二の冷媒流路切替装置の作用により、前記第一の熱媒体の冷却と加熱とを同時に実施することが可能であり、
前記室外機は、
第二の圧縮機と、第三の冷媒流路切替装置と、第三の熱媒体間熱交換器の冷媒流路と、運転中に二相変化するまたは超臨界状態になる第二の冷媒を減圧する第二の絞り装置と、熱源側熱交換器と、を前記第二の冷媒が流通する第二の冷媒配管で接続して第二の冷媒循環回路を構成し、
前記第二の絞り装置の一端と前記第三の熱媒体間熱交換器の冷媒流路の一端とを接続し、前記第二の絞り装置の他端と前記熱源側熱交換器とを接続する配管のいずれかの位置と、前記第三の熱媒体熱交換器の他端が接続される配管のいずれかの位置との間を接続する第一のバイパス配管と、
前記第三の熱媒体間熱交換器の熱媒体流路の入口側の流路のいずれかの位置と、前記第三の熱媒体間熱交換器の熱媒体流路の出口側の流路のいずれかの位置と、を接続する第二のバイパス配管と、を有し、
前記第二の熱媒体の温度を調節する熱媒体温調機能を有し、
前記熱源側熱交換器を流出した前記第二の冷媒を、前記第三の熱媒体間熱交換器に流さずに、前記第一のバイパス配管を介して、前記第三の熱媒体間熱交換器の他端に導く除霜運転モードを実行する機能を有し、
前記除霜運転モードが実行されている場合に、前記第三の熱媒体間熱交換器を流出した第二の熱媒体を、前記第二のバイパス配管を介して、前記第三の熱媒体間熱交換器に流入させる
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記中継機において、
前記第一の冷媒の蒸発熱または凝縮熱にて、前記第二の熱媒体から吸熱または放熱し、前記複数の第一の熱媒体間熱交換器のうちの少なくとも１つで前記第一の冷媒の蒸発熱にて前記第一の熱媒体を冷却し、前記複数の第一の熱媒体間熱交換器の残りのうちの少なくとも１つで前記第一の冷媒の凝縮熱にて前記第一の熱媒体を加熱する冷暖同時運転モードを備え、
前記冷暖同時運転モードにおいて、
前記第一の熱媒体を冷却する前記第一の熱媒体間熱交換器の冷媒流路に流す前記第一の冷媒の蒸発温度と、
前記第一の熱媒体を加熱する前記第一の熱媒体間熱交換器の冷媒流路に流す前記第一の冷媒の凝縮温度と、の双方が目標値に近づくように、
または、
前記第一の熱媒体を冷却する前記第一の熱媒体間熱交換器にて冷却された前記第一の熱媒体の温度と、
前記第一の熱媒体を加熱する前記第一の熱媒体間熱交換器にて加熱された前記第一の熱媒体の温度と、の双方が目標値に近づくように、
前記第一の圧縮機の周波数と前記第二の熱媒体間熱交換器に流す前記第二の熱媒体の流量との双方を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記第一の熱媒体を加熱する前記第一の熱媒体間熱交換器にて加熱された前記第一の熱媒体の温度は、前記第二の熱媒体の温度よりも高く、
前記第一の熱媒体を冷却する前記第一の熱媒体間熱交換器にて冷却された前記第一の熱媒体の温度は、前記第二の熱媒体の温度よりも低い
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記第二の熱媒体の温度は、
１０℃以上であり、かつ、４０℃以下である
ことを特徴とする請求項３に記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記中継機と前記室内機とは、２本一組の前記第一の熱媒体配管で接続され、
前記中継機は、２本の前記第二の熱媒体配管で接続され、
前記第二の熱媒体間熱交換器にて前記第一の冷媒と前記第二の熱媒体とを熱交換させ、前記第一の冷媒循環回路の廃熱を、前記第二の熱媒体を介して、前記屋外空間に排出可能とした
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項６】
前記室外機は、前記屋外空間または前記屋外空間に繋がる空間に設置され、
前記第一の冷媒と前記第二の冷媒とは、互いに交じり合わないように前記第一の冷媒循環回路および前記第二の冷媒循環回路を構成し、
前記中継機の内部または近辺に第一の制御装置を備え、
前記第一の制御装置は、
前記冷暖同時運転モードにおいて、前記第一の圧縮機の周波数と前記第二の熱媒体間熱交換器に流す前記第二の熱媒体の流量との双方を制御し、前記第一の熱媒体を冷却する前記第一の熱媒体間熱交換器の冷媒流路に流す前記第一の冷媒の蒸発温度と、前記第一の熱媒体を加熱する前記第一の熱媒体間熱交換器の冷媒流路に流す前記第一の冷媒の凝縮温度と、の双方が目標値に近づくように制御する
ことを特徴とする請求項２に記載の空気調和装置。
【請求項７】
前記第二の熱媒体循環回路に、
開度が調整可能な第二の熱媒体流量調整装置と、前記第二の熱媒体送出装置と、を備え、
前記第二の熱媒体流量調整装置の開度を制御することにより、
前記第二の熱媒体間熱交換器に循環する前記第二の熱媒体の流量を調整し、それに応じて前記第二の熱媒体送出装置の回転数を変化させる
ことを特徴とする請求項６に記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記室外機の内部または近辺に第二の制御装置を備え、
前記第二の熱媒体送出装置を前記第二の制御装置に接続し、
前記第一の制御装置と前記第二の制御装置とを有線または無線の信号線で接続し、
前記第一の制御装置と前記第二の制御装置との間で、少なくとも前記第二の熱媒体流量調整装置の開度に係る情報を送受信することにより、
前記第二の熱媒体流量調整装置の開度の制御と、前記第二の熱媒体送出装置の回転数の制御と、を連携して行う
ことを特徴とする請求項７に記載の空気調和装置。
【請求項９】
前記中継機に収容された前記第一の冷媒流路切替装置と、
前記室外機に収容された前記第三の冷媒流路切替装置とを、
前記第一の制御装置と前記第二の制御装置との間で送受信された信号に基づき、連携して制御する
ことを特徴とする請求項８に記載の空気調和装置。
【請求項１０】
前記第一の熱媒体間熱交換器で冷却された前記第一の熱媒体のみを生成する全冷房運転モードと、
前記第一の熱媒体間熱交換器で加熱された前記第一の熱媒体のみを生成する全暖房運転モードと、を有し、
前記第二の熱媒体間熱交換器の熱媒体流路の入口側または／および出口側に熱媒体温度検出装置を備え、
前記全冷房運転モードおよび前記全暖房運転モードにおいては、前記熱媒体温度検出装置の検出温度または前記熱媒体温度検出装置の検出温度からの演算される値に基づいて、前記第二の熱媒体熱交換器に流す前記第二の熱媒体の流量を調整する
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１１】
前記第一の冷媒循環回路には、前記第一の冷媒としてＧＷＰが５０以下でかつ弱燃性でかつ燃焼速度が１０ｃｍ／ｓ以下の冷媒を使用する
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１２】
前記第一の冷媒循環回路には、前記第一の冷媒の種類がＲ−３２の場合は１．８ｋｇ以下、前記第一の冷媒の種類がＨＦＯ−１２３４ｙｆの場合は１．７ｋｇ以下の冷媒量が封入されている
ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１３】
前記第二の冷媒循環回路には、前記第二の冷媒としてＧＷＰが５０以下でかつ強燃性の冷媒を使用する
ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１４】
前記第一の冷媒循環回路には、前記第一の冷媒の種類がプロパンであり、０．１５（ｋｇ）以下の冷媒量が封入されている
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１５】
前記除霜運転モードが実行されている間、前記第一の熱媒体を循環させ、前記室内機で、冷房運転および／または暖房運転を行うことができる
ことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１６】
前記第二の熱媒体として不凍液を使用し、前記第一の熱媒体として第二の熱媒体よりも粘度が小さい液体を使用する
ことを特徴とする請求項１〜１５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するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ビル用マルチエアコンなどの空気調和装置においては、たとえば室外に配置した熱源機である室外機と室内に配置した室内機との間に冷媒を循環させることによって冷房運転または暖房運転を実行するようになっている。具体的には、冷媒が放熱して加熱された空気あるいは冷媒が吸熱して冷却された空気により空調対象空間の冷房または暖房を行なっていた。このような空気調和装置に使用される冷媒としては、たとえばＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）系冷媒が多く使われている。また、二酸化炭素（ＣＯ２）等の自然冷媒を使うものも提案されている。【０００３】
チラーシステムに代表される別の構成の空気調和装置も存在している。このような空気調和装置では、室外に配置した熱源機において、冷熱又は温熱を生成し、室外機内に配置した熱交換器で水や不凍液等の熱媒体か加熱又は冷却し、これを空調対象域に配置した室内機であるファンコイルユニットやパネルヒー夕等に搬送し、冷房又は暖房を実行するようになっている（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
また、熱源機と室内機の間に４本の水配管を接続し、冷却、加熱した水等を同時に供給し、室内機において冷房または暖房を自由に選択できる排熱回収型チラーと呼ばれる熱源側熱交換器も存在している（たとえば、特許文献２参照）。【０００５】
冷媒と熱媒体との熱交換器を各室内機の近傍に配置し、室内機に熱媒体を搬送するように構成されている空気調和装置も存在している（たとえば、特許文献３参照）。【０００６】
また、室外機と熱交換器を持つ分岐ユニットとの間を２本の配管で接続し、室内機に熱媒体を搬送するように構成されている空気調和装置も存在している（たとえば、特許文献４参照）。【０００７】
また、室外機と中継機を２本の冷媒配管で接続し、中継機と室内機をそれぞれ２本の水等の熱媒体を流す配管で接続し、中継機で冷媒から熱媒体に熱を伝え、冷暖同時を実現する空気調和装置も存在している（たとえば、特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１４０４４４号公報（第４頁、図１等）
【特許文献２】特開平５−２８０８１８号公報（第４、５頁、図１等）
【特許文献３】特開２００１−２８９４６５号公報（第５〜８頁、図１、図２等）
【特許文献４】特開２００３−３４３９３６号公報（第５頁、図１）
【特許文献５】ＷＯ２０１０／０４９９９８号公報（第６頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のビル用マルチエアコンなどの空気調和装置では、室内機まで冷媒を循環させているため、冷媒が室内等に漏れる可能性があった。一方、特許文献１および特許文献２に記載されているような空気調和装置では、冷媒が室内機を通過することはない。特許文献１に記載されているような空気調和装置では、冷媒が室内に漏れる心配はないが、冷房運転か暖房運転のいずれかを切り替えて実施するため、室内の多様な空調負荷に対応するための冷暖同時運転はできなかった。【００１０】
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、室内機毎に冷房または暖房を選択できるようにするためには室外側から室内まで４本の配管を接続しなければならず、工事性が悪いものとなっていた。特許文献３に記載されている空気調和装置においては、ポンプ等の２次媒体循環手段を室内機個別に持つ必要があるため、高価なシステムとなるだけでなく、騒音も大きいものとなり、実用的なものではなかった。加えて、熱交換器が室内機の近傍にあるため、冷媒が室内に近い場所で漏れる可能性があるということを排除できなかった。【００１１】
特許文献４に記載されているような空気調和装置においては、熱交換後の冷媒が熱交換前の冷媒と同じ流路に流入しているため、複数の室内機を接続した場合に、各室内機にて最大能力を発揮することができず、エネルギー的に無駄な構成となっていた。また、分岐ユニットと延長配管との接続が冷房２本、暖房２本の合計４本の配管でなされているため、結果的に室外機と分岐ユニットとが４本の配管で接続されているシステムと類似の構成となっており、工事性が悪いシステムとなっていた。【００１２】
特許文献５に記載されているような空気調和装置においては、室外機から継機までは２本の冷媒配管にて冷媒が搬送され、中継機から室内機まではそれぞれ２本の熱媒体配管にて熱媒体が搬送され、冷暖同時運転も可能となっている。しかし、冷媒として可燃性を有する冷媒を使用した場合、中継機が建物内に設置されるため、中継機の設置位置によっては、発火等の可能性があった。また、冷媒として、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ等の低密度の冷媒を使用した場合、室外機と中継機とを接続する冷媒配管（延長配管）での大きな圧力損失を防ぐためには、太い冷媒配管（延長配管）を使用しなければならず、工事性の悪いシステムとなってしまう、という欠点があった。【００１３】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、冷媒として、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ等の低密度の冷媒を使用した場合等に、太い冷媒配管（延長配管）を使用しなくて済む、工事性のよい空気調和装置を得ることを第１の目的とするものである。また、本発明は、室外から建物内に冷媒配管を引き入れずに、２本の配管で冷暖同時運転ができる、工事性がよくかつ安全な空気調和装置を得ることを第２の目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る空気調和装置は、建物の内部であり空調対象空間の空気を空調可能な位置に設置された、利用側熱交換器を収容した複数の室内機と、空調対象空間とは別の位置である非空調対象空間に設置可能な中継機と、建物の外部である屋外空間または前記建物の内部であって前記屋外空間と繋がる空間に設置された室外機と、を有し、前記中継機と前記複数の室内機とを、温熱または冷熱を搬送する第一の熱媒体が内部を流動する第一の熱媒体配管で接続し、前記室外機と前記中継機とを、温熱または冷熱を搬送する第二の熱媒体が内部を流動する第二の熱媒体配管で接続し、前記中継機は、第一の圧縮機と、第一の冷媒流路切替装置と、複数の第一の熱媒体間熱交換器と、前記複数の第一の熱媒体間熱交換器のそれぞれに対応して設けられた第二の冷媒流路切替装置と、運転中に二相変化するまたは超臨界状態になる第一の冷媒を減圧する複数の第一の絞り装置と、第二の熱媒体間熱交換器と、前記第一の熱媒体を送出する複数の第一の熱媒体送出装置と、前記複数の第一の熱媒体間熱交換器の熱媒体流路と前記複数の利用側熱交換器との間に、加熱された前記第一の熱媒体と冷却された前記第一の熱媒体とを前記複数の室内機に振り分ける複数の第一の熱媒体流路切替装置と、を収容し、前記第一の圧縮機と、前記第一の冷媒流路切替装置と、前記複数の第一の熱媒体間熱交換器の冷媒流路と、前記第二の冷媒流路切替装置と、前記複数の第一の絞り装置と、前記第二の熱媒体間熱交換器の冷媒流路と、を第一の冷媒配管で接続し、内部に二相変化をするまたは超臨界状態になる前記第一の冷媒を循環させて第一の冷媒循環回路を構成し、前記複数の第一の熱媒体間熱交換器の熱媒体流路と、前記第一の熱媒体を送出する複数の熱媒体送出装置と、前記複数の利用側熱交換器と、の間に、前記第一の熱媒体を循環させて、第一の熱媒体循環回路を構成し、前記第二の熱媒体間熱交換器の熱媒体流路と、第三の熱媒体間熱交換器の熱媒体流路と、第二の熱媒体送出装置と、を前記第二の熱媒体が流通する前記第二の熱媒体配管で接続して第二の熱媒体循環回路を構成し、前記第一の冷媒流路切替装置および／または前記第二の冷媒流路切替装置の作用により、前記第一の熱媒体の冷却と加熱とを同時に実施することが可能であり、前記室外機は、第二の圧縮機と、第三の冷媒流路切替装置と、第三の熱媒体間熱交換器の冷媒流路と、運転中に二相変化するまたは超臨界状態になる第二の冷媒を減圧する第二の絞り装置と、熱源側熱交換器と、を前記第二の冷媒が流通する第二の冷媒配管で接続して第二の冷媒循環回路を構成し、前記第二の絞り装置の一端と前記第三の熱媒体間熱交換器の冷媒流路の一端とを接続し、前記第二の絞り装置の他端と前記熱源側熱交換器とを接続する配管のいずれかの位置と、前記第三の熱媒体熱交換器の他端が接続される配管のいずれかの位置との間を接続する第一のバイパス配管と、前記第三の熱媒体間熱交換器の熱媒体流路の入口側の流路のいずれかの位置と、前記第三の熱媒体間熱交換器の熱媒体流路の出口側の流路のいずれかの位置と、を接続する第二のバイパス配管と、を有し、前記第二の熱媒体の温度を調節する熱媒体温調機能を有し、前記熱源側熱交換器を流出した前記第二の冷媒を、前記第三の熱媒体間熱交換器に流さずに、前記第一のバイパス配管を介して、前記第三の熱媒体間熱交換器の他端に導く除霜運転モードを実行する機能を有し、前記除霜運転モードが実行されている場合に、前記第三の熱媒体間熱交換器を流出した第二の熱媒体を、前記第二のバイパス配管を介して、前記第三の熱媒体間熱交換器に流入させるものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る空気調和装置は、室外から建物内に冷媒配管を引き入れずに、２本の熱媒体の配管で冷暖同時運転ができ、冷媒を使用する中継機を室内の近傍に設置しないので、冷媒が室内に漏れることはない。また、中継機内の冷媒量はあまり多くないため、可燃性冷媒使用時に中継機から冷媒が漏れても、発火するまでの濃度には上がらない。そのため、本発明に係る空気調和装置によれば、より安全に使用できるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【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】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および熱媒体の流れを示すシステム回路図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の全暖房運転モード時における冷媒および熱媒体の流れを示すシステム回路図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷房主体運転モード時における冷媒および熱媒体の流れを示すシステム回路図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の暖房主体運転モード時における冷媒および熱媒体の流れを示すシステム回路図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の除霜運転モード時における冷媒および熱媒体の流れを示すシステム回路図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の他の設置例を示す概略図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の回路構成の一例を示す概略回路構成図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の除霜運転モード時における冷媒および熱媒体の流れを示すシステム回路図である。
【図１１】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回路構成図である。
【図１２】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および熱媒体の流れを示すシステム回路図である。
【図１３】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および熱媒体の流れを示すシステム回路図である。
【図１４】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および熱媒体の流れを示すシステム回路図である。
【図１５】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および熱媒体の流れを示すシステム回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態について説明する。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。また、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。さらに、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。
【００１８】
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、第二の冷媒循環回路Ａ、第二の熱媒体循環回路Ｂ、第一の冷媒循環回路Ｃ、および、第一の熱媒体循環回路Ｄ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。
【００１９】
第二の冷媒循環回路Ａは、第二の冷媒を循環させる冷媒回路である。第二の熱媒体循環回路Ｂは、第二の熱媒体を循環させる熱媒体回路である。第一の冷媒循環回路Ｃは、第一の冷媒を循環させる冷媒回路である。第一の熱媒体循環回路Ｄは、第一の熱媒体を循環させる熱媒体回路である。なお、各冷媒循環回路、および、各熱媒体循環回路については後段で詳細に説明する。
【００２０】
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との間に介在する中継機３と、を有している。室外機１は、第二の冷媒の作用で屋外空間に放熱または吸熱して第二の熱媒体を冷却または加熱する。中継機３は、第一の冷媒の作用で第二の熱媒体に放熱または吸熱して第一の熱媒体を冷却または加熱する。室内機２は、冷却または加熱され、中継機３から搬送された第一の熱媒体の作用で空調負荷をまかなう。
【００２１】
室外機１と中継機３とは、第二の熱媒体を導通する熱媒体配管５ａで接続されている。中継機３と室内機２とは、第一の熱媒体を導通する熱媒体配管５ｂ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、中継機３を介して室内機２に配送されるようになっている。なお、第一の冷媒および第二の冷媒は、運転中に二相変化をする、または超臨界状態となるものであり、第一の熱媒体および第二の熱媒体、水または不凍液等の運転中に二相変化もせず超臨界状態にもならないものである。
【００２２】
なお、中継機３は、室外機１および室内機２とは離れた位置に設置可能であり、室外機１と室内機２の間に位置するものであれば、１つの筐体で構成されていてもよいし、複数の筐体で構成されていてもよい。中継機３が複数の筐体で構成されている場合は、その筐体間を第一の冷媒が流れる２本または３本または４本の冷媒配管で接続してもよいし、第一の熱媒体が流れる２本または３本または４本の熱媒体配管で接続してもよい。中継機３が複数の筐体で構成されている場合は、それぞれの筐体は近接した位置に設置してもよいし、離れた位置に設置してもよい。
【００２３】
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と中継機３とが２本の熱媒体配管５ａを用いて、中継機３と各室内機２とが２本の熱媒体配管５ｂ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（熱媒体配管５ａおよび熱媒体配管５ｂ）を用いて各ユニット（室外機１、室内機２および中継機３）を接続することにより、施工が容易となっている。
【００２４】
なお、図１においては、中継機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。中継機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り、本体が天井裏にあり、吹出口が室内空間７に露出してい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、壁掛型のように、本体が室内空間７に設置されているものであっても、天井埋込型や天井吊下式等のように、室内空間７にダクト等により空気を吹き出せるようになっているものであってもよく、室内空間７に暖房用空気あるいは冷房用空気を吹き出し、室内空間７の空調負荷をまかなえるようなものであれば、どんな種類のものでもよい。
【００２５】
図１においては、室外機１が屋外空間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。
【００２６】
また、中継機３は、室外機１とは離れた位置に設置することが可能な構成となっているが、建物９の外に設置することもでき、室外機１の近傍に設置することもできる。さらに、室外機１、室内機２および中継機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。
【００２７】
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の詳しい構成について説明する。図２に示すように、室外機１と中継機３とが、室外機１に備えられている第三の熱媒体間熱交換器１３ａおよび中継機に備えられている第二の熱媒体間熱交換器１３ｂを介して、熱媒体配管５ａで接続されている。また、中継機３と室内機２とも、第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第一の熱媒体間熱交換器１５ｂを介して熱媒体配管５ｂで接続されている。
【００２８】
［室外機１］
室外機１には、圧縮機１０ａと、第三の冷媒流路切替装置１１と、熱源側熱交換器１２と、第二の絞り装置１６ｃと、第三の熱媒体間熱交換器１３ａと、アキュムレータ１９とが冷媒配管４で直列に接続されて搭載されている。そして、第二の冷媒が冷媒配管４の内部を循環し、第二の冷媒循環回路Ａを構成している。また、室外機１では、冷媒配管４ａが、第三の熱媒体間熱交換器１３ａおよび第二の絞り装置１６ｃの前後をバイパスするように接続されている。冷媒配管４ａには、バイパス流量調整装置１４が設置されている。第二の絞り装置１６ｃおよびバイパス流量調整装置１４は、ステッピングモーターで駆動する開度を可変できる電子式膨張弁等とするとよい。
【００２９】
圧縮機１０ａは、第二の冷媒を吸入し、その第二の冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものであり、たとえば容量制御可能なインバータ圧縮機等で構成するとよい。第三の冷媒流路切替装置１１は、例えば、四方弁等で構成され、第二の熱媒体を加熱する運転（以下、加熱運転）の時の第二の冷媒の流れと、第二の熱媒体を冷却する運転（以下、冷却運転）の時の第二の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、加熱運転時には蒸発器として機能し、冷却運転時には凝縮器（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第二の冷媒との間で熱交換を行ない、その第二の冷媒を蒸発ガス化または凝縮液化するものである。アキュムレータ１９は、圧縮機１０ａの吸入側に設けられており、余剰となった冷媒を貯留するものである。
【００３０】
なお、熱源側熱交換器１２がたとえば第二の冷媒と水等との熱交換を行う水冷式の場合は、加熱運転時と冷却運転時とで、冷媒回路中に必要な冷媒量に大きな差がないため、余剰冷媒が発生しない。このような場合には、余剰冷媒を貯留するためのアキュムレータ１９は設けなくてもよく、必須のものではない。
【００３１】
バイパス流量調整装置１４は、第二の絞り装置１６ｃと連動し、第三の熱媒体間熱交換器１３ａを流れる第二の冷媒の流量を調整するためのものであり、開度調整可能な電子式膨張弁や流路の開閉が可能な電磁弁等で構成される。
【００３２】
通常の運転においては、第二の絞り装置１６ｃのみで、第三の熱媒体間熱交換器１３ａを流れる第二の冷媒の流量を調整することができる。そのため、バイパス流量調整装置１４は閉状態となる。一方、圧縮機１０ａが動作可能な最低周波数になっても、第三の熱媒体間熱交換器１３ａに流れる第二の冷媒の流量が多い場合等に、バイパス流量調整装置１４は開状態またはバイパス流量調整装置１４の開度を調整し、一部の第二の冷媒を冷媒配管４ａに流す。そして、第三の熱媒体間熱交換器１３ａをバイパスするようにし、第三の熱媒体間熱交換器１３ａに流れる冷媒の流量を少なくする動作をする。なお、詳細な説明は、後述の各運転モードの動作説明にて行う。
【００３３】
さらに、室外機１には、熱媒体配管５ａを導通する熱媒体を循環させるためのポンプ２１ｃ（第二の熱媒体送出装置）が設けられている。ポンプ２１ｃは、第三の熱媒体間熱交換器１３ａの出口流路である熱媒体配管５ａに設けられており、たとえば容量制御可能なポンプ等で構成するとよい。
【００３４】
またさらに、室外機１には、各種検出装置（熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｃ、熱源側熱交換器出口冷媒温度検出装置３２、熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５ｅ、圧縮機吸入冷媒温度検出装置３６、低圧冷媒圧力検出装置３７ａ、および、高圧冷媒圧力検出装置３８ａ）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、室外機１に対応して設けられている制御装置５０に送られ、圧縮機１０ａの駆動周波数、第三の冷媒流路切替装置１１の切り替え、第二の絞り装置１６ｃの開度、バイパス流量調整装置１４の開度、図示省略の熱源側熱交換器１２に送風する送風機の回転数、開閉装置１７の切り替え、第二の冷媒流路切替装置１８の切り替え、ポンプ２１ｃの駆動周波数等の制御に利用されることになる。
【００３５】
熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｃは、第三の熱媒体間熱交換器１３ａから流出した第二の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等で構成するとよい。熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｃは、第三の熱媒体間熱交換器１３ａとポンプ２１ｃとの間の熱媒体配管５ａに設けられている。なお、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｃは、ポンプ２１ｃの下流側の熱媒体配管５ａに設けてもよい。
【００３６】
熱源側熱交換器出口冷媒温度検出装置３２は、熱源側熱交換器１２が凝縮器として使用されている場合の、熱源側熱交換器１２から流出した第二の冷媒の温度を検出するものであり、たとえばサーミスタ等で構成するとよい。熱源側熱交換器出口冷媒温度検出装置３２は、熱源側熱交換器１２と第二の絞り装置１６ｃとの間の冷媒配管４に設けられている。
【００３７】
熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５ｅは、第三の熱媒体間熱交換器１３ａが蒸発器として動作する場合の、第三の熱媒体間熱交換器１３ａに流入する第二の冷媒の温度を検出するものであり、たとえばサーミスタ等で構成するとよい。熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５ｅは、第三の熱媒体間熱交換器１３ａと第二の絞り装置１６ｃとの間に設けられている。
【００３８】
圧縮機吸入冷媒温度検出装置３６は、圧縮機１０ａに吸入される第二の冷媒の温度を検出するものであり、たとえばサーミスタ等で構成するとよい。圧縮機吸入冷媒温度検出装置３６は、圧縮機１０ａの入口側の冷媒配管４に設けられている。
【００３９】
低圧冷媒圧力検出装置３７ａは、圧縮機１０ａの吸入流路に設けられ、圧縮機１０ａに吸入される第二の冷媒の圧力を検出するものである。
高圧冷媒圧力検出装置３８ａは、圧縮機１０ａの吐出流路に設けられ、圧縮機１０ａから吐出される第二の冷媒の圧力を検出するものである。
【００４０】
また、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およびリモコンからの指示に基づいて、圧縮機１０ａの駆動周波数、第三の冷媒流路切替装置１１の切り替え、第二の絞り装置１６ｃの開度、バイパス流量調整装置１４の開度、図示省略の熱源側熱交換器１２に付属の送風機の回転数、開閉装置１７の切り替え、第二の冷媒流路切替装置１８の切り替え、ポンプ２１ｃの駆動周波数等を制御し、後述する各運転モードを実行するようになっている。
【００４１】
第二の熱媒体を導通する熱媒体配管５ａは、第三の熱媒体間熱交換器１３ａの入口および出口に接続されている。第三の熱媒体間熱交換器１３ａの入口に接続されている熱媒体配管５ａは、中継機３と接続されており、第三の熱媒体間熱交換器１３ａの出口に接続されている熱媒体配管５ａは、ポンプ２１ｃを介して、中継機３と接続されている。
【００４２】
［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、熱媒体配管５ｂによって中継機３の第一の熱媒体流量調整装置２５と第二の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ない、室内空間７に供給するための暖房用空気あるいは冷房用空気を生成するものである。
【００４３】
この図２では、４台の室内機２が中継機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〜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。
【００４４】
［中継機３］
中継機３には、圧縮機１０ｂと、四方弁等の第一の冷媒流路切替装置２７と、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂと、第一の絞り装置１６ａおよび第一の絞り装置１６ｂと、第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第一の熱媒体間熱交換器１５ｂと、第二の冷媒流路切替装置１８ａおよび第二の冷媒流路切替装置１８ｂとが冷媒配管４で直列に接続されて搭載されている。そして、第一の冷媒が冷媒配管４の内部を循環し、第一の冷媒循環回路Ｃを構成している。
【００４５】
また、中継機３には、ポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂと、４つの第一の熱媒体流路切替装置２２と、４つの第二の熱媒体流路切替装置２３と、４つの第一の熱媒体流量調整装置２５と、が搭載されている。そして、第一の熱媒体が熱媒体配管５ｂの内部を循環し、第一の熱媒体循環回路Ｄの一部を構成している。
【００４６】
さらに、中継機３には、冷媒配管４ｂ、冷媒配管４ｃ、逆止弁２４ａ、逆止弁２４ｂ、逆止弁２４ｃ、および、逆止弁２４ｄが設けられている。これらを設けることで、第一の冷媒流路切替装置２７の向きによらず、開閉装置１７ａの入口側に流れる第一の冷媒の向きを一定方向にすることができる。これにより、第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第一の熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれにて、第一の熱媒体を冷却するか加熱するかを切り替えための回路を簡易構築にすることができる。なお、逆止弁は設けなくても構成でき、後述の実施の形態３で逆止弁を設けない構成を説明する。
【００４７】
またさらに、中継機３には、第二の熱媒体循環回路Ｂの一部を構成する第二の熱媒体流量調整装置２８が第二の熱媒体間熱交換器１３ｂの熱媒体流路の入口側に設けられている。
なお、中継機３には、２つの開閉装置１７が設けられている。
【００４８】
圧縮機１０ｂは、第一の冷媒を吸入し、その第一の冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものであり、たとえば容量制御可能なインバータ圧縮機等で構成するとよい。
【００４９】
第一の冷媒流路切替装置２７は、例えば、四方弁等で構成され、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂを凝縮器として動作させて、第一の冷媒から第二の熱媒体に熱を放熱する冷房運転と、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂを蒸発器として動作させて、第二の熱媒体から第一の冷媒に熱を吸熱する暖房運転と、を切り替えるものである。
【００５０】
第二の熱媒体間熱交換器１３ｂは、凝縮器または蒸発器として機能し、第一の冷媒の冷熱または温熱を、第二の熱媒体に伝達するものである。第二の熱媒体間熱交換器１３ｂは、第一の冷媒循環回路Ｃにおける第一の冷媒流路切替装置２７と逆止弁２４ａとの間に設けられており、第二の熱媒体の冷却または加熱に供するものである。
【００５１】
第一の熱媒体間熱交換器１５（第一の熱媒体間熱交換器１５ａ、第一の熱媒体間熱交換器１５ｂ）は、凝縮器または蒸発器として機能し、第一の冷媒の冷熱または温熱を、第一の熱媒体に伝達するものである。第一の熱媒体間熱交換器１５ａは、第一の冷媒循環回路Ｃにおける第一の絞り装置１６ａと第二の冷媒流路切替装置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、第一の熱媒体間熱交換器１５ｂは、第一の冷媒循環回路Ｃにおける第一の絞り装置１６ｂと第二の冷媒流路切替装置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。
【００５２】
２つの第一の絞り装置１６ａおよび第一の絞り装置１６ｂは、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、第一の冷媒を減圧して膨張させるものである。第一の絞り装置１６ａは、第一の熱媒体間熱交換器１５ａが蒸発器として動作する場合の熱媒体間熱交換器１５ａの上流側に設けられている。第一の絞り装置１６ｂは、第一の熱媒体間熱交換器１５ｂが蒸発器として動作する場合の熱媒体間熱交換器１５ｂの上流側に設けられている。２つの第一の絞り装置１６ａおよび第一の絞り装置１６ｂは、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁等で構成するとよい。
【００５３】
２つの開閉装置１７（開閉装置１７ａ、開閉装置１７ｂ）は、二方弁、電磁弁、電子式膨張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、冷房運転時の第二の熱媒体間熱交換器１３ｂの出口側と第一の絞り装置１６の入口側とを接続する流路に設けられている。開閉装置１７ｂは、第一の熱媒体間熱交換器１５を蒸発器として使用する場合の第一の絞り装置１６の入口側流路と第二の冷媒流路切替装置１８の出口側流路とを接続する位置に設けられている。
【００５４】
２つの第二の冷媒流路切替装置１８（第二の冷媒流路切替装置１８ａ、第二の冷媒流路切替装置１８ｂ）は、運転モードに応じて冷媒の流れを切り替えるものである。第二の冷媒流路切替装置１８ａは、第一の熱媒体間熱交換器１５ａが蒸発器として動作する場合における第一の熱媒体間熱交換器１５ａの下流側に設けられている。第二の冷媒流路切替装置１８ｂは、第一の熱媒体間熱交換器１５ａが蒸発器として動作する場合における第一の熱媒体間熱交換器１５ｂの下流側に設けられている。第二の冷媒流路切替装置１８は、例えば、四方弁、二方弁、電磁弁等で構成される。図２では、四方弁を用いた場合を示している。
【００５５】
２つのポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂ（第一の熱媒体送出装置）は、熱媒体配管５ｂを導通する熱媒体を循環させるものである。ポンプ２１ａは、第一の熱媒体間熱交換器１５ａと第二の熱媒体流路切替装置２３との間の熱媒体配管５ｂに設けられている。ポンプ２１ｂは、第一の熱媒体間熱交換器１５ｂと第二の熱媒体流路切替装置２３との間における熱媒体配管５ｂに設けられている。ポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂは、たとえば容量制御可能なポンプ等で構成するとよい。
【００５６】
４つの第一の熱媒体流路切替装置２２（第一の熱媒体流路切替装置２２ａ〜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。第一の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。第一の熱媒体流路切替装置２２は、三方のうちの一つが第一の熱媒体間熱交換器１５ａに、三方のうちの一つが第一の熱媒体間熱交換器１５ｂに、三方のうちの一つが第一の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、紙面下側から第一の熱媒体流路切替装置２２ａ、第一の熱媒体流路切替装置２２ｂ、第一の熱媒体流路切替装置２２ｃ、第一の熱媒体流路切替装置２２ｄとして図示している。
【００５７】
４つの第二の熱媒体流路切替装置２３（第二の熱媒体流路切替装置２３ａ〜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。第二の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。第二の熱媒体流路切替装置２３は、三方のうちの一つが第一の熱媒体間熱交換器１５ａに、三方のうちの一つが第一の熱媒体間熱交換器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、紙面下側から第二の熱媒体流路切替装置２３ａ、第二の熱媒体流路切替装置２３ｂ、第二の熱媒体流路切替装置２３ｃ、第二の熱媒体流路切替装置２３ｄとして図示している。
【００５８】
なお、第一の熱媒体流路切替装置２２と第二の熱媒体流路切替装置２３とが別体に設けられている必要はなく、利用側熱交換器２６に流れる第一の熱媒体の流路をポンプ２１ａ側とポンプ２１ｂ側とで切りかえられればよい。そのため、第一の熱媒体流路切替装置２２と第二の熱媒体流路切替装置２３とが一体に形成されていてもよい。
【００５９】
４つの第一の熱媒体流量調整装置２５（第一の熱媒体流量調整装置２５ａ〜２５ｄ）は、開度（開口面積）を制御できる二方弁等で構成されており、熱媒体配管５ｂに流れる流量を制御するものである。第一の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。第一の熱媒体流量調整装置２５は、一方が利用側熱交換器２６に、他方が第一の熱媒体流路切替装置２２に、それぞれ接続され、利用側熱交換器２６の熱媒体流路の出口側に設けられている。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から第一の熱媒体流量調整装置２５ａ、第一の熱媒体流量調整装置２５ｂ、第一の熱媒体流量調整装置２５ｃ、第一の熱媒体流量調整装置２５ｄとして図示している。
【００６０】
なお、第一の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、第一の熱媒体流量調整装置２５は、第一の熱媒体流路切替装置２２および第二の熱媒体流路切替装置２３と別体に設けられている必要はなく、熱媒体配管５ｂを流れる第一の熱媒体の流量を調整できれば、第一の熱媒体流路切替装置２２または第二の熱媒体流路切替装置２３と一体に形成されていてもよい。また、第一の熱媒体流路切替装置２２と第二の熱媒体流路切替装置２３と第一の熱媒体流量調整装置２５とが一体に形成されていてもよい。
【００６１】
第二の熱媒体流量調整装置２８は、開度（開口面積）が調整可能な二方弁等で構成されており、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂに流れる第二の熱媒体の流量を調整するものである。第二の熱媒体流量調整装置２８は、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂの入口流路であり、第二の熱媒体が流通する熱媒体配管５ａに設けられている。ただし、第二の熱媒体流量調整装置２８は、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂの出口流路に設けられていてもよい。第二の熱媒体流量調整装置２８は、例えば、熱媒体間熱交換器温度検出装置３３ｂの検出温度と熱媒体間熱交換器温度検出装置３３ａの検出温度との温度差が一定になるように、開度が調整される。
【００６２】
また、中継機３には、各種検出装置（２つの熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ａ，３１ｂ、２つの熱媒体間熱交換器温度検出装置３３ａ，３３ｂ、４つの利用側熱交換器出口温度検出装置３４ａ〜３４ｄ、４つの熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５ａ〜３５ｄ、低圧冷媒圧力検出装置３７ｂ、および、高圧冷媒圧力検出装置３８ｂ）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、中継機３に対応して設けられている制御装置６０に送られ、圧縮機１０ｂの駆動周波数、第一の冷媒流路切替装置２７の切り替え、第一の絞り装置１６の開度、開閉装置１７の開閉、第二の冷媒流路切替装置１８の切り替え、ポンプ２１の駆動周波数、第一の熱媒体流路切替装置２２の切り替え、第二の熱媒体流路切替装置２３の切り替え、第一の熱媒体流量調整装置２５の開度、第二の熱媒体流量調整装置２８の開度等の制御に利用されることになる。
【００６３】
２つの熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１（熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ａ，３１ｂ）は、第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第一の熱媒体間熱交換器１５ｂから流出した第一の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等で構成するとよい。熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ａは、ポンプ２１ａの入口側における熱媒体配管５ｂに設けられている。熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｂは、ポンプ２１ｂの入口側における熱媒体配管５ｂに設けられている。
【００６４】
４つの利用側熱交換器出口温度検出装置３４（利用側熱交換器出口温度検出装置３４ａ〜３４ｄ）は、第一の熱媒体流路切替装置２２と第一の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から流出した第一の熱媒体の温度を検出するものであり、サーミスタ等で構成するとよい。利用側熱交換器出口温度検出装置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、紙面下側から利用側熱交換器出口温度検出装置３４ａ、利用側熱交換器出口温度検出装置３４ｂ、利用側熱交換器出口温度検出装置３４ｃ、利用側熱交換器出口温度検出装置３４ｄとして図示している。なお、利用側熱交換器出口温度検出装置３４は、第一の熱媒体流量調整装置２５と利用側熱交換器２６との間の流路に設けられていてもよい。
【００６５】
４つの熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５（熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５ａ〜３５ｄ）は、第一の熱媒体間熱交換器１５の冷媒の入口側または出口側に設けられ、第一の熱媒体間熱交換器１５に流入する第一の冷媒の温度または第一の熱媒体間熱交換器１５から流出した第一の冷媒の温度を検出するものであり、サーミスタ等で構成するとよい。熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５ａは、第一の熱媒体間熱交換器１５ａと第二の冷媒流路切替装置１８ａとの間に設けられている。熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５ｂは、第一の熱媒体間熱交換器１５ａと第一の絞り装置１６ａとの間に設けられている。熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５ｃは、第一の熱媒体間熱交換器１５ｂと第二の冷媒流路切替装置１８ｂとの間に設けられている。熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５ｄは、第一の熱媒体間熱交換器１５ｂと第一の絞り装置１６ｂとの間に設けられている。
【００６６】
熱媒体間熱交換器温度検出装置３３ａは、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂの熱媒体の入口流路に設けられ、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂに流入する第二の熱媒体の温度を検出するものである。熱媒体間熱交換器温度検出装置３３ｂは、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂの熱媒体の出口流路に設けられ、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂから流出する第二の熱媒体の温度を検出するものである。熱媒体間熱交換器温度検出装置３３ａおよび熱媒体間熱交換器温度検出装置３３ｂは、サーミスタ等で構成するとよい。
【００６７】
低圧冷媒圧力検出装置３７ｂは、圧縮機１０ｂの吸入流路に設けられ、圧縮機１０ｂに吸入される第一の冷媒の圧力を検出するものである。高圧冷媒圧力検出装置３８ｂは、圧縮機１０ｂの吐出流路に設けられ、圧縮機１０ｂから吐出される第一の冷媒の圧力を検出するものである。
【００６８】
また、制御装置６０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およびリモコンからの指示に基づいて、圧縮機１０ｂの駆動周波数、第一の冷媒流路切替装置２７の切り替え、ポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂの駆動周波数、第一の絞り装置１６ａおよび第一の絞り装置１６ｂの開度、開閉装置１７の開閉、第二の冷媒流路切替装置１８の切り替え、第一の熱媒体流路切替装置２２の切り替え、第二の熱媒体流路切替装置２３の切り替え、および、第一の熱媒体流量調整装置２５の開度、第二の熱媒体流量調整装置２８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。
【００６９】
第二の熱媒体を導通する熱媒体配管５ａは、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂの入口および出口に接続されている。第二の熱媒体間熱交換器１３ｂの出口に接続されている熱媒体配管５ａは、室外機１と接続されており、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂの入口に接続されている熱媒体配管５ａは、第二の熱媒体流量調整装置２８を介して、室外機１と接続されている。
【００７０】
第一の熱媒体を導通する熱媒体配管５ｂは、第一の熱媒体間熱交換器１５ａに接続されるものと、第一の熱媒体間熱交換器１５ｂに接続されるものと、で構成されている。熱媒体配管５ｂは、中継機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、熱媒体配管５ｂは、第一の熱媒体流路切替装置２２、および、第二の熱媒体流路切替装置２３で接続されている。第一の熱媒体流路切替装置２２および第二の熱媒体流路切替装置２３を制御することで、第一の熱媒体間熱交換器１５ａからの熱媒体を利用側熱交換器２６に流入させるか、第一の熱媒体間熱交換器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。
【００７１】
空気調和装置１００では、圧縮機１０ａ、第三の冷媒流路切替装置１１、熱源側熱交換器１２、第二の絞り装置１６ｃ、第三の熱媒体間熱交換器１３ａの冷媒流路、および、アキュムレータ１９を、冷媒配管４で接続して、室外機１内の第二の冷媒循環回路Ａを構成している。
また、空気調和装置１００では、圧縮機１０ｂ、第一の冷媒流路切替装置２７、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂの冷媒流路、開閉装置１７、第一の絞り装置１６、第一の熱媒体間熱交換器１５の冷媒流路、および、第二の冷媒流路切替装置１８を、冷媒配管４で接続して中継機３内の第一の冷媒循環回路Ｃを構成している。
【００７２】
空気調和装置１００では、第三の熱媒体間熱交換器１３ａの熱媒体流路、ポンプ２１ｃ、第二の熱媒体流量調整装置２８、および、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂの熱媒体流路を、熱媒体配管５ａで接続して、室外機１と中継機３との間を循環する第二の熱媒体循環回路Ｂを構成している。
また、空気調和装置１００では、第一の熱媒体間熱交換器１５の熱媒体流路、ポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂ、第一の熱媒体流路切替装置２２、第一の熱媒体流量調整装置２５、利用側熱交換器２６、および、第二の熱媒体流路切替装置２３を、熱媒体配管５ｂで接続して、中継機３と室内機２との間を循環する第一の熱媒体循環回路Ｄを構成している。
【００７３】
空気調和装置１００では、第一の熱媒体間熱交換器１５のそれぞれには、複数台の利用側熱交換器２６が並列に接続され、第一の熱媒体循環回路Ｄを複数系統としている。
【００７４】
すなわち、空気調和装置１００では、室外機１と中継機３とが、室外機１に設けられている第三の熱媒体間熱交換器１３ａおよび中継機３に設けられている第二の熱媒体間熱交換器１３ｂを介して接続されている。また、空気調和装置１００では、中継機３と室内機２とが、第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第一の熱媒体間熱交換器１５ｂを介して接続されている。
【００７５】
空気調和装置１００では、第三の熱媒体間熱交換器１３ａで、室外機１の第二の冷媒循環回路Ａを循環する第二の冷媒と室外機１の第二の熱媒体循環回路Ｂを循環する第二の熱媒体とが熱交換するようになっており、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂで、中継機３の第一の冷媒循環回路Ｃを循環する第一の冷媒と室外機１から搬送された第二の熱媒体とが熱交換するようになっている。そして、第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第一の熱媒体間熱交換器１５ｂで中継機３の第一の冷媒循環回路Ｃを循環する第一の冷媒と中継機３の第一の熱媒体循環回路Ｄを循環する第一の熱媒体とが熱交換するようになっている。
【００７６】
この際、第二の冷媒は室外機１内で循環しており、第一の冷媒は中継機３内で循環しているため、混じり合うことはない。また、第一の熱媒体と第二の熱媒体は、共に、中継機３に流入および流出するが、互いに、流路が分かれており、第一の熱媒体と第二の熱媒体とが混じりあうことはない。
【００７７】
また、空気調和装置１００では、室外機１に搭載されている制御装置５０と、中継機３に搭載されている制御装置６０と、が通信線７０を介して無線又は有線接続されている。そして、制御装置５０と制御装置６０とが互いに通信可能に構成されている。なお、制御装置５０を室外機１の内部ではなく、室外機１の近辺に設置してもよい。また、制御装置６０を中継機３の内部ではなく、中継機３の近辺に設置してもよい。
【００７８】
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。
【００７９】
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、冷房暖房混在運転のうち冷房負荷の方が大きい冷房主体運転モード、および、冷房暖房混在運転のうち暖房負荷の方が大きい暖房主体運転モードがある。以下に、各運転モードについて、冷媒および熱媒体の流れとともに説明する。
【００８０】
［全冷房運転モード］
図３は、空気調和装置１００の全冷房運転モード時における冷媒および熱媒体の流れを示すシステム回路図である。この図３では、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂでのみ冷熱負荷が発生している場合を例に全冷房運転モードについて説明する。なお、図３では、太線で表された配管が冷媒および熱媒体の流れる配管を示している。また、図３では、冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
【００８１】
図３に示す全冷房運転モードの場合、室外機１では、第三の冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０ａから吐出された冷媒が、熱源側熱交換器１２へ流入してから、第三の熱媒体間熱交換器１３ａに流入させるように切り替え、ポンプ２１ｃを駆動させて第二の熱媒体を循環させる。中継機３では、第一の冷媒流路切替装置２７を、圧縮機１０ｂから吐出された冷媒が、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂへ流入させるように切り替え、ポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂを駆動させ、第一の熱媒体流量調整装置２５ａおよび第一の熱媒体流量調整装置２５ｂを開放し、第一の熱媒体流量調整装置２５ｃおよび第一の熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉とし、第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第一の熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれと利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂとの間を熱媒体が循環するようにしている。
【００８２】
まず始めに、室外機１の第二の冷媒循環回路Ａにおける第二の冷媒の流れについて説明する。
第二の冷媒は、低温・低圧のガス状態で圧縮機１０ａ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１０ａから吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第三の冷媒流路切替装置１１を介して凝縮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。
【００８３】
熱源側熱交換器１２から流出した高圧液冷媒は、第二の絞り装置１６ｃに流入して、絞られて膨張させられて、低温・低圧の二相冷媒となる。この低温・低圧の二相冷媒は、蒸発器として作用する第三の熱媒体間熱交換器１３ａに流入し、第二の熱媒体循環回路Ｂを循環する第二の熱媒体から吸熱することで、第二の熱媒体を冷却しながら、低温・低圧のガス冷媒となる。このとき、第三の熱媒体間熱交換器１３ａにおいて、第二の冷媒と第二の熱媒体とは並行流になるように流れが構成されている。そして、第三の熱媒体間熱交換器１３ａから流出したガス冷媒は、第三の冷媒流路切替装置１１およびアキュムレータ１９を介して、圧縮機１０ａへ再度吸入される。
【００８４】
このとき、第二の絞り装置１６ｃは、圧縮機吸入冷媒温度検出装置３６の検出温度と熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５ｅの検出温度との温度差として得られるスーパーヒート（過熱度）が一定になるように開度が制御される。なお、このとき、バイパス流量調整装置１４は全閉となっている。
【００８５】
また、圧縮機１０ａは、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｃで検出された第二の熱媒体の温度が目標温度になるように、周波数（回転数）が制御される。このときの熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｃの検出温度の制御目標温度は、例えば、１０℃から４０℃、特に１５℃から３５℃まで程度の温度とする。この程度の温度にしておけば、室内機２の運転モードによらず、冷水または／および温水を作りやすくなる。また、この程度の温度にしておけば、熱媒体配管５ａでの外気への放熱損失が少なくなり、システムとしての総合効率が高くなり、省エネになる。また、この程度の温度にしておけば、熱源側熱交換器１２に送風される外気温度がかなり高い場合においても、圧縮機１０ａの容量が少し小さめのものでも確実に制御目標温度にすることができ、システムを安価に構成できる。
【００８６】
ただし、この制御目標温度は、中継機３の運転モードに応じて、可変してもよく、全冷房運転モードにおいては、例えば１０℃等としてもよい。全冷房運転モードにおいて、第二の熱媒体をこのような低めの温度にすると、中継機３の圧縮機１０ｂとして、小さめの容量のものを選定しても、室内機２の冷房要求に対応することができ、システムを安価に構成できる。また、この制御目標温度を、例えば４０℃等としてもよい。全冷房運転モードにおいて、第二の熱媒体をこのくらいの温度にすると、室外機１の圧縮機１０ａとして、必要な圧縮比を小さくできるため、小さめの容量のものを選定することができ、システムを安価に構成できる。
【００８７】
また、圧縮機１０ａは、低圧冷媒圧力検出装置３７ａが検出する第二の冷媒の圧力が目標圧力に近づくように、周波数を制御してもよい。さらに、圧縮機１０ａの周波数と熱源側熱交換器１２に送風している送風機（図示せず）の回転数の双方を制御し、低圧冷媒圧力検出装置３７ａが検出する第二の冷媒の圧力（低圧）と高圧冷媒圧力検出装置３８ａが検出する第二の冷媒の圧力（高圧）との双方が目標圧力に近づくようにしてもよい。また、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｃの検出温度が目標温度に近づくように、圧縮機１０ａの周波数を制御してもよい。
【００８８】
また、圧縮機１０ａには、制御可能な最低周波数が存在する。そこで、例えば、熱源側熱交換器１２に吸い込まれる外気の温度がかなり低い場合等は、圧縮機１０ａの周波数が最低周波数になっても、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｃの検出温度が目標温度よりも低い状態や低圧冷媒圧力検出装置３７ａの検出圧力が目標圧力よりも低い状態になる可能性がある。このような場合は、バイパス流量調整装置１４の開度を調整し、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｃの検出温度や低圧冷媒圧力検出装置３７ａの検出圧力等が目標値になるように制御するようにするとよい。このようにすると、環境条件によらず、確実に運転状態を制御目標通りにすることができ、動作の安定したシステムを得ることができる。
【００８９】
また、第三の熱媒体間熱交換器１３ａ内を流れる第二の冷媒の温度が下がりすぎて、第三の熱媒体間熱交換器１３ａ内の第二の熱媒体が凍結し、第三の熱媒体間熱交換器１３ａが破壊する凍結パンクを防止することができ、安全に運転できるシステムを得ることができる。バイパス流量調整装置１４をこのように制御する場合は、冷媒配管４ａを液冷媒または乾き度の小さい二相冷媒が流れ、第三の熱媒体間熱交換器１３ａを流出したガス状態の第二の冷媒と合流する。そのため、圧縮機吸入冷媒温度検出装置３６で検出する第二の冷媒の温度は乾き度の大きい二相冷媒の温度となり、第二の絞り装置１６ｃで乾き度制御ができなくなる。
【００９０】
この場合は、例えば、第二の絞り装置１６ｃの開度とバイパス流量調整装置１４の開度との比率を一定とし、双方を一緒に制御して、圧縮機吸入冷媒温度検出装置３６の位置の第二の冷媒がガス冷媒になるように制御してもよい。あるいは、第三の熱媒体間熱交換器１３ａの熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５ｅが設置されている側（入口側）と反対側（出口側）に、冷媒の温度を検出できる別の検出装置（図示せず）を追加設置し、この検出装置の検出温度と熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５ｅの検出温度との温度差である過熱度が目標値になるように、第二の絞り装置１６ｃの開度を制御してもよい。
【００９１】
バイパス流量調整装置１４を開度が可変できる電子式膨張弁とすると、制御をスムーズに行うことができるが、これに限るものではなく、複数の電磁弁を備えるようにし、開とする電磁弁の数を制御し、冷媒配管４ａを流れる冷媒の流量が可変となるようにしてもよい。また、電磁弁を１つとし、開とすると所定の流量が流れるようにしてもよい。この場合は、制御性は少し悪くなるが、第三の熱媒体間熱交換器１３ａの凍結パンクを防ぐことができる。
【００９２】
また、圧縮機１０ａの最低周波数が小さい値まで制御できる場合は、バイパス流量調整装置１４および冷媒配管４ａを備えなくてもよく、特段の問題は発生しない。
【００９３】
次に、室外機１から中継機３に至る第二の熱媒体循環回路Ｂにおける第二の熱媒体の流れについて説明する。
全冷房運転モードでは、第三の熱媒体間熱交換器１３ａで第二の冷媒の冷熱が第二の熱媒体に伝えられ、冷やされた第二の熱媒体がポンプ２１ｃによって熱媒体配管５ａ内を流動させられる。ポンプ２１ｃで加圧されて流出した第二の熱媒体は、室外機１を流出し、熱媒体配管５ａを通って、中継機３に流入する。中継機３に流入した第二の熱媒体は、第二の熱媒体流量調整装置２８を介して、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂに流入する。この第二の熱媒体は、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂで、冷熱を第一の冷媒に伝えた後、中継機３から流出する。中継機３から流出した第二の熱媒体は、熱媒体配管５ａを通って、室外機１に流入し、再び、第三の熱媒体間熱交換器１３ａに流入する。
【００９４】
この際、第二の熱媒体流量調整装置２８は、熱媒体間熱交換器温度検出装置３３ｂが検出する第二の熱媒体間熱交換器１３ｂの出口側の第二の熱媒体の温度と、熱媒体間熱交換器温度検出装置３３ａが検出する第二の熱媒体間熱交換器１３ｂの入口側の第二の熱媒体の温度との温度差が目標値になるように、開度が制御される。そして、この制御された第二の熱媒体流量調整装置２８の開度がなるべく全開開度に近づくように、ポンプ２１ｃの回転数を制御する。すなわち、第二の熱媒体流量調整装置２８の開度が全開に対してかなり小さい開度になっていたら、ポンプ２１ｃの回転数が小さくなるように制御し、第二の熱媒体流量調整装置２８の開度が全開に近い開度でも、同一の第二の熱媒体流量となるように、開度を制御する。なお、目標とする第二の熱媒体流量調整装置２８の開度は全開でなくても全開の９０％や８５％等の大き目の開度であればよい。
【００９５】
そして、この場合、第二の熱媒体流量調整装置２８の開度を制御している制御装置６０は中継機３の内部あるいは近辺に設置されている。また、ポンプ２１ｃの回転の回転数を制御している制御装置５０は室外機１の内部あるいは近辺に設置されている。例えば、室外機１（制御装置５０）が建物の屋上に設置され、中継機３（制御装置６０）が建物内の所定階の天井裏等に設置され、互いに離れた位置に設置されている。そこで、中継機３の制御装置６０と室外機１の制御装置５０とは、双方の制御装置を接続している有線または無線の通信線７０を通じて、第二の熱媒体流量調整装置２８の開度を信号として送受信し、上述のような連携制御を行う。
【００９６】
なお、室外機１の制御装置５０は、圧縮機１０ａ、第二の絞り装置１６ｃ、バイパス流量調整装置１４および図示省略の熱源側熱交換器１２に付属の送風機等の冷媒側のアクチュエータの制御も行っている。
【００９７】
次に、中継機３の第一の冷媒循環回路Ｃにおける第一の冷媒の流れについて説明する。
低温・低圧の第一の冷媒が圧縮機１０ｂ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１０ｂから吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第一の冷媒流路切替装置２７を介して凝縮器として作用する第二の熱媒体間熱交換器１３ｂに流入する。そして、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂで第二の熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、高圧液冷媒となる。このとき、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂにおいて、第二の熱媒体の流れ方向と第一の冷媒の流れ方向とは対向流となるように、流路が構成されている。
【００９８】
第二の熱媒体間熱交換器１３ｂから流出した高圧液冷媒は、逆止弁２４ａを通って、開閉装置１７ａを経由した後に分岐されて、第一の絞り装置１６ａおよび第一の絞り装置１６ｂで膨張させられて、低温・低圧の二相冷媒となる。この二相冷媒は、蒸発器として作用する第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第一の熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれに流入し、第一の熱媒体循環回路Ｄを循環する第一の熱媒体から吸熱することで、第一の熱媒体を冷却しながら、低温・低圧のガス冷媒となる。このとき、第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第一の熱媒体間熱交換器１５ｂにおいて、第一の冷媒の流れ方向と第一の熱媒体の流れ方向とは並行流となるように、流路が構成されている。
【００９９】
そして、第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第一の熱媒体間熱交換器１５ｂから流出したガス冷媒は、第二の冷媒流路切替装置１８ａおよび第二の冷媒流路切替装置１８ｂを経由した後に合流され、逆止弁２４ｄを通って、第一の冷媒流路切替装置２７を介して、圧縮機１０ｂへ再度吸入される。
【０１００】
このとき、第一の絞り装置１６ａは、熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５ａで検出された温度と熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５ｂで検出された温度との差として得られるスーパーヒート（過熱度）が一定になるように開度が制御される。同様に、第一の絞り装置１６ｂは、熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５ｃで検出された温度と熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置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。
【０１０１】
また、圧縮機１０ｂは、低圧冷媒圧力検出装置３７ｂで検出される第一の冷媒の圧力（低圧）が目標圧力、例えば０℃の飽和圧力、になるように制御される。また、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ａの検出温度または／および熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｂの検出温度が目標温度に近づくように、圧縮機１０ｂの周波数を制御してもよい。
【０１０２】
次に、第一の熱媒体循環回路Ｄにおける第一の熱媒体の流れについて説明する。
全冷房運転モードでは、第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第一の熱媒体間熱交換器１５ｂのすべてで第一の冷媒の冷熱が第一の熱媒体に伝えられ、冷やされた第一の熱媒体がポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂによって熱媒体配管５ｂ内を流動させられることになる。ポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂで加圧されて流出した第一の熱媒体は、第二の熱媒体流路切替装置２３ａおよび第二の熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂに流入する。そして、第一の熱媒体が利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂで室内空気から吸熱することで、室内空間７の冷房を行なう。
【０１０３】
それから、第一の熱媒体は、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂから流出して第一の熱媒体流量調整装置２５ａおよび第一の熱媒体流量調整装置２５ｂに流入する。このとき、第一の熱媒体流量調整装置２５ａおよび第一の熱媒体流量調整装置２５ｂの作用によって第一の熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷をまかなうのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂに流入するようになっている。第一の熱媒体流量調整装置２５ａおよび第一の熱媒体流量調整装置２５ｂから流出した熱媒体は、第一の熱媒体流路切替装置２２ａおよび第一の熱媒体流路切替装置２２ｂを通って、第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第一の熱媒体間熱交換器１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂへ吸い込まれる。
【０１０４】
なお、利用側熱交換器２６の熱媒体配管５ｂ内では、第二の熱媒体流路切替装置２３から第一の熱媒体流量調整装置２５を経由して第一の熱媒体流路切替装置２２へ至る向きに第一の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、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ａで検出された温度、あるいは、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｂで検出された温度と利用側熱交換器出口温度検出装置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。
【０１０５】
第一の熱媒体間熱交換器１５の出口温度は、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ａまたは熱媒体間熱交換器出口温度検出装置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、第一の熱媒体流路切替装置２２および第二の熱媒体流路切替装置２３は、第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第一の熱媒体間熱交換器１５ｂのすべてに流路を確保し、熱交換量に応じた流量が流れるような開度に制御されている。
【０１０６】
また、本来、利用側熱交換器２６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、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ａまたは熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｂで検出された温度とほとんど同じ温度であり、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ａまたは／および熱媒体間熱交換器出口温度検出装置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。
なお、以下に説明する全暖房運転モード、冷房主体運転モード、暖房主体運転モードでも同様である。
【０１０７】
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、第一の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３においては、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器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および利用側熱交換器２６ｄにおいては熱負荷がなく、対応する第一の熱媒体流量調整装置２５ｃおよび第一の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、第一の熱媒体流量調整装置２５ｃや第一の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。
なお、以下に説明する全暖房運転モード、冷房主体運転モード、暖房主体運転モードでも同様である。
【０１０８】
［全暖房運転モード］
図４は、空気調和装置１００の全暖房運転モード時における冷媒および熱媒体の流れを示すシステム回路図である。この図４では、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器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４では、太線で表された配管が冷媒および熱媒体の流れる配管を示している。また、図４では、冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
【０１０９】
図４に示す全暖房運転モードの場合、室外機１では、第三の冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０ａから吐出された冷媒が、第三の熱媒体間熱交換器１３ａへ流入してから、熱源側熱交換器１２に流入させるように切り替え、ポンプ２１ｃを駆動させて第二の熱媒体を循環させる。中継機３では、第一の冷媒流路切替装置２７を、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂから流出した冷媒が、圧縮機１０ｂへ吸入されるように切り替え、ポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂを駆動させ、第一の熱媒体流量調整装置２５ａおよび第一の熱媒体流量調整装置２５ｂを開放し、第一の熱媒体流量調整装置２５ｃおよび第一の熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉とし、第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第一の熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれと利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂとの間を熱媒体が循環するようにしている。
【０１１０】
まず始めに、室外機１の第二の冷媒循環回路Ａにおける第二の冷媒の流れについて説明する。
第二の冷媒は、低温・低圧のガス状態で圧縮機１０ａ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１０ａから吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第三の冷媒流路切替装置１１を通り、凝縮器として作用する第三の熱媒体間熱交換器１３ａに流入する。そして、第三の熱媒体間熱交換器１３ａで第二の熱媒体循環回路Ｂを循環する第二の熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、高圧液冷媒となる。このとき、第三の熱媒体間熱交換器１３ａにおいて、第二の冷媒と第二の熱媒体とは対向流になるように流れが構成されている。
【０１１１】
第三の熱媒体間熱交換器１３ａから流出した高圧液冷媒は、第二の絞り装置１６ｃに流入して、絞られて膨張させられて、低温・低圧の二相冷媒となる。この低温・低圧の二相冷媒は、蒸発器として作用する熱源側熱交換器１２に流入し、室外空気から吸熱しながら蒸発し、低温・低圧のガス冷媒となる。そして、熱源側熱交換器１２から流出したガス冷媒は、第三の冷媒流路切替装置１１およびアキュムレータ１９を介して、圧縮機１０ａへ再度吸入される。
【０１１２】
このとき、第二の絞り装置１６ｃは、高圧冷媒圧力検出装置３８ａの検出圧力から計算される飽和温度と熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５ｅの検出温度との温度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。なお、このとき、バイパス流量調整装置１４は全閉となっている。
【０１１３】
また、圧縮機１０ａは、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｃで検出された第二の熱媒体の温度が目標温度になるように、周波数（回転数）が制御される。このときの熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｃの検出温度の制御目標温度は、例えば、１０℃から４０℃、特に１５℃から３５℃まで程度の温度とする。この程度の温度にしておけば、室内機２の運転モードによらず、冷水または／および温水を作りやすくなる。また、この程度の温度にしておけば、熱媒体配管５ａでの外気への放熱損失が少なくなり、システムとしての総合効率が高くなり、省エネになる。また、この程度の温度にしておけば、熱源側熱交換器１２に送風される外気温度がかなり低い場合においても、圧縮機１０ａの容量が少し小さめのものでも確実に制御目標温度にすることができ、システムを安価に構成できる。
【０１１４】
ただし、この制御目標温度は、中継機３の運転モードに応じて、可変してもよく、全暖房運転モードにおいては、例えば４０℃等としてもよい。全暖房運転モードにおいて、第二の熱媒体をこのような高めの温度にすると、中継機３の圧縮機１０ｂとして、小さめの容量のものを選定しても、室内機２の暖房要求に対応することができ、システムを安価に構成できる。また、この制御目標温度を、例えば１０℃等としてもよい。全暖房運転モードにおいて、第二の熱媒体をこのくらいの温度にすると、室外機１の圧縮機１０ａとして、必要な圧縮比を小さくできるため、小さめの容量のものを選定することができ、システムを安価に構成できる。
【０１１５】
また、圧縮機１０ａは、高圧冷媒圧力検出装置３８ａが検出する第二の冷媒の圧力が目標圧力に近づくように、周波数を制御してもよい。また、圧縮機１０ａの周波数と熱源側熱交換器１２に送風している送風機（図示せず）の回転数の双方を制御し、高圧冷媒圧力検出装置３８ａが検出する第二の冷媒の圧力（高圧）と低圧冷媒圧力検出装置３７ａが検出する第二の冷媒の圧力（低圧）との双方が目標圧力に近づくようにしてもよい。また、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｃの検出温度が目標温度に近づくように、圧縮機１０ａの周波数を制御してもよい。
【０１１６】
また、圧縮機１０ａには、制御可能な最低周波数が存在する。そこで、例えば、熱源側熱交換器１２に吸い込まれる外気の温度がかなり高い場合等は、圧縮機１０ａの周波数が最低周波数になっても、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｃの検出温度が目標温度よりも高い状態や高圧冷媒圧力検出装置３８ａの検出圧力が目標圧力よりも高い状態になる可能性がある。このような場合は、バイパス流量調整装置１４の開度を調整し、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｃの検出温度や低圧冷媒圧力検出装置３７ａの検出圧力等が目標値になるように制御するようにするとよい。このようにすると、環境条件によらず、確実に運転状態を制御目標通りにすることができ、動作の安定したシステムを得ることができる。
【０１１７】
バイパス流量調整装置１４を開度が可変できる電子式膨張弁とすると、制御をスムーズに行うことができるが、これに限るものではなく、複数の電磁弁を備えるようにし、開とする電磁弁の数を制御し、冷媒配管４ａを流れる冷媒の流量が可変となるようにしてもよい。また、電磁弁を１つとし、開とすると所定の流量が流れるようにしてもよい。
【０１１８】
また、圧縮機１０ａの最低周波数が小さい値まで制御できる場合は、バイパス流量調整装置１４および冷媒配管４ａを備えなくてもよく、特段の問題は発生しない。
【０１１９】
次に、室外機１から中継機３に至る第二の熱媒体循環回路Ｂにおける第二の熱媒体の流れについて説明する。
全暖房運転モードでは、第三の熱媒体間熱交換器１３ａで第二の冷媒の温熱が第二の熱媒体に伝えられ、暖められた第二の熱媒体がポンプ２１ｃによって熱媒体配管５ａ内を流動させられる。ポンプ２１ｃで加圧されて流出した第二の熱媒体は、室外機１を流出し、熱媒体配管５ａを通って、中継機３に流入する。中継機３に流入した第二の熱媒体は、第二の熱媒体流量調整装置２８を介して、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂに流入する。この第二の熱媒体は、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂで、温熱を第二の冷媒に伝えた後、中継機３から流出する。中継機３から流出した第二の熱媒体は、熱媒体配管５ａを通って、室外機１に流入し、再び、第三の熱媒体間熱交換器１３ａに流入する。
【０１２０】
この際、第二の熱媒体流量調整装置２８は、熱媒体間熱交換器温度検出装置３３ａが検出する第二の熱媒体間熱交換器１３ｂの入口側の第二の熱媒体の温度と、熱媒体間熱交換器温度検出装置３３ｂが検出する第二の熱媒体間熱交換器１３ｂの出口側の第二の熱媒体の温度との温度差が目標値になるように、開度が制御される。そして、この制御された第二の熱媒体流量調整装置２８の開度がなるべく全開開度に近づくように、ポンプ２１ｃの回転数を制御する。すなわち、第二の熱媒体流量調整装置２８の開度が全開に対してかなり小さい開度になっていたら、ポンプ２１ｃの回転数が小さくなるように制御し、第二の熱媒体流量調整装置２８の開度が全開に近い開度でも、同一の第二の熱媒体流量となるように、開度を制御する。なお、目標とする第二の熱媒体流量調整装置２８の開度は全開でなくても全開の９０％や８５％等の大き目の開度であればよい。
【０１２１】
そして、この場合、第二の熱媒体流量調整装置２８の開度を制御している制御装置６０は中継機３の内部あるいは近辺に設置されている。また、ポンプ２１ｃの回転の回転数を制御している制御装置５０は室外機１の内部あるいは近辺に設置されている。例えば、室外機１（制御装置５０）が建物の屋上に設置され、中継機３（制御装置６０）が建物内の所定階の天井裏等に設置され、互いに離れた位置に設置されている。そこで、中継機３の制御装置６０と室外機１の制御装置５０とは、双方の制御装置を接続している有線または無線の通信線７０を通じて、第二の熱媒体流量調整装置２８の開度を信号として送受信し、上述のような連携制御を行う。
【０１２２】
なお、室外機１の制御装置５０は、圧縮機１０ａ、第二の絞り装置１６ｃ、バイパス流量調整装置１４および図示省略の熱源側熱交換器１２に付属の送風機の制御等の冷媒側のアクチュエータの制御も行っている。
【０１２３】
次に、中継機３の第一の冷媒循環回路Ｃにおける第一の冷媒の流れについて説明する。
低温・低圧の第一の冷媒が圧縮機１０ｂ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１０ｂから吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第一の冷媒流路切替装置２７を介して、逆止弁２４ｂおよび冷媒配管４ｂを通過した後に分岐される。分岐された高温・高圧のガス冷媒は、第二の冷媒流路切替装置１８ａおよび第二の冷媒流路切替装置１８ｂを通って、凝縮器として作用する第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第一の熱媒体間熱交換器１５ｂに流入する。
【０１２４】
第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第一の熱媒体間熱交換器１５ｂに流入した高温・高圧のガス冷媒は、第一の熱媒体循環回路Ｄを循環する第一の熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、高圧の液冷媒となる。このとき、第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第一の熱媒体間熱交換器１５ｂにおいて、第一の冷媒の流れ方向と第一の熱媒体の流れ方向とは対向流となるように、流路が構成されている。
【０１２５】
第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第一の熱媒体間熱交換器１５ｂから流出した液冷媒は、第一の絞り装置１６ａおよび第一の絞り装置１６ｂで膨張させられて、低温・低圧の二相冷媒となった後に合流される。合流された低温・低圧の二相冷媒は、開閉装置１７ｂを通った後、逆止弁２４ｃおよび冷媒配管４ｃを通過して、蒸発器として作用する第二の熱媒体間熱交換器１３ｂに流入する。第二の熱媒体間熱交換器１３ｂに流入した冷媒は、第二の熱媒体循環回路Ｂを流れる第二の熱媒体から吸熱して、低温・低圧のガス冷媒となり、第一の冷媒流路切替装置２７を介して圧縮機１０ｂへ再度吸入される。このとき、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂにおいて、第一の冷媒の流れ方向と第二の熱媒体の流れ方向とは並行流となるように、流路が構成されている。
【０１２６】
このとき、第一の絞り装置１６ａは、高圧冷媒圧力検出装置３８ｂで検出された第一の冷媒の圧力（高圧）から計算される飽和温度と熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置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、第一の絞り装置１６ｂは、高圧冷媒圧力検出装置３８ｂで検出された第一の冷媒の圧力（高圧）から計算される飽和温度と熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５ｄ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。また、開閉装置１７ａは閉、開閉装置１７ｂは開となっている。なお、第一の熱媒体間熱交換器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高圧冷媒圧力検出装置３８ｂの代わりに用いてもよく、安価にシステムを構成できる。
【０１２７】
また、圧縮機１０ｂは、高圧冷媒圧力検出装置３８ｂで検出される第一の冷媒の圧力（高圧）が目標圧力、例えば４９℃の飽和圧力、になるように制御される。また、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ａの検出温度または／および熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｂの検出温度が目標温度に近づくように、圧縮機１０ｂの周波数を制御してもよい。
【０１２８】
次に、第一の熱媒体循環回路Ｄにおける第一の熱媒体の流れについて説明する。
全暖房運転モードでは、第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第一の熱媒体間熱交換器１５ｂのすべてで第一の冷媒の温熱が第一の熱媒体に伝えられ、暖められた第一の熱媒体がポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂによって熱媒体配管５ｂ内を流動させられることになる。ポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂで加圧されて流出した第一の熱媒体は、第二の熱媒体流路切替装置２３ａおよび第二の熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂに流入する。そして、第一の熱媒体が利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂで室内空気に放熱することで、室内空間７の暖房を行なう。
【０１２９】
それから、第一の熱媒体は、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂから流出して第一の熱媒体流量調整装置２５ａおよび第一の熱媒体流量調整装置２５ｂに流入する。このとき、第一の熱媒体流量調整装置２５ａおよび第一の熱媒体流量調整装置２５ｂの作用によって第一の熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷をまかなうのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂに流入するようになっている。第一の熱媒体流量調整装置２５ａおよび第一の熱媒体流量調整装置２５ｂから流出した第一の熱媒体は、第一の熱媒体流路切替装置２２ａおよび第一の熱媒体流路切替装置２２ｂを通って、第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第一の熱媒体間熱交換器１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂへ吸い込まれる。
【０１３０】
なお、利用側熱交換器２６の熱媒体配管５ｂ内では、第二の熱媒体流路切替装置２３から第一の熱媒体流量調整装置２５を経由して第一の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、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ａで検出された温度、あるいは、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｂで検出された温度と利用側熱交換器出口温度検出装置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。
【０１３１】
第一の熱媒体間熱交換器１５の出口温度は、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ａまたは熱媒体間熱交換器出口温度検出装置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、第一の熱媒体流路切替装置２２および第二の熱媒体流路切替装置２３は、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂのすべてに流路を確保し、熱交換量に応じた流量が流れるような開度に制御されている。
【０１３２】
［冷房主体運転モード］
図５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および熱媒体の流れを示すシステム回路図である。この図５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５では、太線で表された配管が冷媒および熱媒体の循環する配管を示している。また、図５では、冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
【０１３３】
図５に示す冷房主体運転モードの場合、室外機１では、第三の冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０ａから吐出された冷媒が、熱源側熱交換器１２へ流入してから、第三の熱媒体間熱交換器１３ａに流入させるように切り替え、ポンプ２１ｃを駆動させて第二の熱媒体を循環させる。中継機３では、第一の冷媒流路切替装置２７を、圧縮機１０ｂから吐出された冷媒が、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂへ流入させるように切り替え、ポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂを駆動させ、第一の熱媒体流量調整装置２５ａおよび第一の熱媒体流量調整装置２５ｂを開放し、第一の熱媒体流量調整装置２５ｃおよび第一の熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉とし、第一の熱媒体間熱交換器１５ａと利用側熱交換器２６ａとの間を、第一の熱媒体間熱交換器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。
【０１３４】
まず始めに、室外機１の第二の冷媒循環回路Ａにおける第二の冷媒の流れについて説明する。
第二の冷媒は、低温・低圧のガス状態で圧縮機１０ａ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１０ａから吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第三の冷媒流路切替装置１１を介して凝縮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。
【０１３５】
熱源側熱交換器１２から流出した高圧液冷媒は、第二の絞り装置１６ｃに流入して、絞られて膨張させられて、低温・低圧の二相冷媒となる。この低温・低圧の二相冷媒は、蒸発器として作用する第三の熱媒体間熱交換器１３ａに流入し、第二の熱媒体循環回路Ｂを循環する第二の熱媒体から吸熱することで、第二の熱媒体を冷却しながら、低温・低圧のガス冷媒となる。このとき、第三の熱媒体間熱交換器１３ａにおいて、第二の冷媒と第二の熱媒体とは並行流になるように流れが構成されている。そして、第三の熱媒体間熱交換器１３ａから流出したガス冷媒は、第三の冷媒流路切替装置１１およびアキュムレータ１９を介して、圧縮機１０ａへ再度吸入される。
【０１３６】
このとき、第二の絞り装置１６ｃは、圧縮機吸入冷媒温度検出装置３６の検出温度と熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５ｅの検出温度との温度差として得られるスーパーヒート（過熱度）が一定になるように開度が制御される。なお、このとき、バイパス流量調整装置１４は全閉となっている。
【０１３７】
また、圧縮機１０ａは、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｃで検出された第二の熱媒体の温度が目標温度になるように、周波数（回転数）が制御される。このときの熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｃの検出温度の制御目標温度は、例えば、１０℃から４０℃、特に１５℃から３５℃まで程度の温度とする。この程度の温度にしておけば、室内機２の運転モードによらず、冷水または／および温水を作りやすくなる。また、この程度の温度にしておけば、熱媒体配管５ａでの外気への放熱損失が少なくなり、システムとしての総合効率が高くなり、省エネになる。また、この程度の温度にしておけば、熱源側熱交換器１２に送風される外気温度がかなり高い場合においても、圧縮機１０ａの容量が少し小さめのものでも確実に制御目標温度にすることができ、システムを安価に構成できる。
【０１３８】
また、圧縮機１０ａは、低圧冷媒圧力検出装置３７ａが検出する第二の冷媒の圧力が目標圧力に近づくように、周波数を制御してもよい。さらに、圧縮機１０ａの周波数と熱源側熱交換器１２に送風している送風機（図示せず）の回転数の双方を制御し、低圧冷媒圧力検出装置３７ａが検出する第二の冷媒の圧力（低圧）と高圧冷媒圧力検出装置３８ａが検出する第二の冷媒の圧力（高圧）との双方が目標圧力に近づくようにしてもよい。また、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｃの検出温度が目標温度に近づくように、圧縮機１０ａの周波数を制御してもよい。
【０１３９】
また、圧縮機１０ａには、制御可能な最低周波数が存在する。そこで、例えば、熱源側熱交換器１２に吸い込まれる外気の温度がかなり低い場合等は、圧縮機１０ａの周波数が最低周波数になっても、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｃの検出温度が目標温度よりも低い状態や低圧冷媒圧力検出装置３７ａの検出圧力が目標圧力よりも低い状態になる可能性がある。このような場合は、バイパス流量調整装置１４の開度を調整し、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｃの検出温度や低圧冷媒圧力検出装置３７ａの検出圧力等が目標値になるように制御するようにするとよい。このようにすると、環境条件によらず、確実に運転状態を制御目標通りにすることができ、動作の安定したシステムを得ることができる。
【０１４０】
また、第三の熱媒体間熱交換器１３ａ内を流れる第二の冷媒の温度が下がりすぎて、第三の熱媒体間熱交換器１３ａ内の第二の熱媒体が凍結し、第三の熱媒体間熱交換器１３ａが破壊する凍結パンクを防止することができ、安全に運転できるシステムを得ることができる。バイパス流量調整装置１４をこのように制御する場合は、冷媒配管４ａを液冷媒または乾き度の小さい二相冷媒が流れ、第三の熱媒体間熱交換器１３ａを流出したガス状態の第二の冷媒と合流する。そのため、圧縮機吸入冷媒温度検出装置３６で検出する第二の冷媒の温度は乾き度の大きい二相冷媒の温度となり、第二の絞り装置１６ｃで乾き度制御ができなくなる。
【０１４１】
この場合は、例えば、第二の絞り装置１６ｃの開度とバイパス流量調整装置１４の開度との比率を一定とし、双方を一緒に制御して、圧縮機吸入冷媒温度検出装置３６の位置の第二の冷媒がガス冷媒になるように制御してもよい。あるいは、第三の熱媒体間熱交換器１３ａの熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５ｅが設置されている側（入口側）と反対側（出口側）に、冷媒の温度を検出できる別の検出装置（図示せず）を追加設置し、この検出装置の検出温度と熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５ｅの検出温度との温度差である過熱度が目標値になるように、第二の絞り装置１６ｃを制御してもよい。
【０１４２】
バイパス流量調整装置１４を開度が可変できる電子式膨張弁とすると、制御をスムーズに行うことができるが、これに限るものではなく、複数の電磁弁を備えるようにし、開とする電磁弁の数を制御し、冷媒配管４ａを流れる冷媒の流量が可変となるようにしてもよい。また、電磁弁を１つとし、開とすると所定の流量が流れるようにしてもよい。この場合は、制御性は少し悪くなるが、第三の熱媒体間熱交換器１３ａの凍結パンクを防ぐことができる。
【０１４３】
また、圧縮機１０ａの最低周波数が小さい値まで制御できる場合は、バイパス流量調整装置１４および冷媒配管４ａを備えなくてもよく、特段の問題は発生しない。
【０１４４】
次に、室外機１から中継機３に至る第二の熱媒体循環回路Ｂにおける第二の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、第三の熱媒体間熱交換器１３ａで第二の冷媒の冷熱が第二の熱媒体に伝えられ、冷やされた第二の熱媒体がポンプ２１ｃによって熱媒体配管５ａ内を流動させられる。ポンプ２１ｃで加圧されて流出した第二の熱媒体は、室外機１を流出し、熱媒体配管５ａを通って、中継機３に流入する。中継機３に流入した第二の熱媒体は、第二の熱媒体流量調整装置２８を介して、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂに流入する。この第二の熱媒体は、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂで、冷熱を第二の冷媒に伝えた後、中継機３から流出し、熱媒体配管５ａを通って、室外機１に流入し、再び、第三の熱媒体間熱交換器１３ａに流入する。
【０１４５】
この際、第二の熱媒体流量調整装置２８は、後述の第一の冷媒循環回路Ｃにおける高圧側圧力が目標圧力に近づくように、開度が制御され、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂを流れる第二の熱媒体の流量を制御する。そして、この制御された第二の熱媒体流量調整装置２８の開度がなるべく全開開度に近づくように、ポンプ２１ｃの回転数を制御する。すなわち、第二の熱媒体流量調整装置２８の開度が全開に対してかなり小さい開度になっていたら、ポンプ２１ｃの回転数が小さくなるように制御し、第二の熱媒体流量調整装置２８の開度が全開に近い開度でも、同一の第二の熱媒体流量となるように、開度を制御する。なお、目標とする第二の熱媒体流量調整装置２８の開度は全開でなくても全開の９０％や８５％等の大き目の開度であればよい。
【０１４６】
そして、この場合、第二の熱媒体流量調整装置２８の開度を制御している制御装置６０は中継機３の内部あるいは近辺に設置されている、また、ポンプ２１ｃの回転の回転数を制御している制御装置５０は室外機１の内部あるいは近辺に設置されている。例えば、室外機１（制御装置５０）が建物の屋上に設置され、中継機３（制御装置６０）が建物内の所定階の天井裏等に設置され、互いに離れた位置に設置されている。そこで、中継機３の制御装置６０と室外機１の制御装置５０とは、双方の制御装置を接続している有線または無線の通信線７０を通じて、第二の熱媒体流量調整装置２８の開度を信号として送受信し、上述のような連携制御を行う。
【０１４７】
なお、室外機１の制御装置５０は、圧縮機１０ａ、第二の絞り装置１６ｃ、バイパス流量調整装置１４および図示省略の熱源側熱交換器１２に付属の送風機の制御等の冷媒側のアクチュエータの制御も行っている。
【０１４８】
次に、中継機３の第一の冷媒循環回路Ｃにおける第一の冷媒の流れについて説明する。
低温・低圧の第一の冷媒が圧縮機１０ｂ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１０ｂから吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第一の冷媒流路切替装置２７を介して第一の凝縮器として作用する第二の熱媒体間熱交換器１３ｂに流入する。そして、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂで第二の熱媒体に放熱しながら凝縮し、高圧の二相冷媒となる。このとき、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂにおいて、第二の熱媒体の流れ方向と第一の冷媒の流れ方向とは対向流となるように、流路が構成されている。
【０１４９】
第二の熱媒体間熱交換器１３ｂから流出した高圧二相冷媒は、逆止弁２４ａを通って、第二の冷媒流路切替装置１８ｂを通って、第二の凝縮器として作用する第一の熱媒体間熱交換器１５ｂに流入する。第一の熱媒体間熱交換器１５ｂに流入した高圧二相冷媒は、第一の熱媒体循環回路Ｄを循環する第一の熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、液冷媒となる。このとき、第一の熱媒体間熱交換器１５ｂにおいて、第一の冷媒の流れ方向と第一の熱媒体の流れ方向とは対向流となるように、流路が構成されている。
【０１５０】
第一の熱媒体間熱交換器１５ｂから流出した液冷媒は、第一の絞り装置１６ｂで膨張させられて低圧二相冷媒となった後、第一の絞り装置１６ａを介して蒸発器として作用する第一の熱媒体間熱交換器１５ａに流入する。
【０１５１】
第一の熱媒体間熱交換器１５ａに流入した低圧二相冷媒は、第一の熱媒体循環回路Ｄを循環する第一の熱媒体から吸熱することで、第一の熱媒体を冷却しながら、低圧のガス冷媒となる。このとき、第一の熱媒体間熱交換器１５ａにおいて、第一の冷媒の流れ方向と第一の熱媒体の流れ方向とは並行流となるように、流路が構成されている。
【０１５２】
そして、第一の熱媒体間熱交換器１５ａから流出したガス冷媒は、第二の冷媒流路切替装置１８ａを介して、逆止弁２４ｄを通って、第一の冷媒流路切替装置２７を介して、圧縮機１０ｂへ再度吸入される。
【０１５３】
このとき、第一の絞り装置１６ｂは、熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５ａで検出された温度と熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５ｂで検出された温度との差として得られるスーパーヒート（過熱度）が一定になるように開度が制御される。また、第一の絞り装置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、第一の絞り装置１６ｂは、高圧冷媒圧力検出装置３８ｂで検出された圧力を飽和温度に換算した値と熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５ｄ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を制御してもよい。また、第一の絞り装置１６ｂを全開とし、第一の絞り装置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。
【０１５４】
また、圧縮機１０ｂの周波数および第二の熱媒体流量調整装置２８の開度は、低圧冷媒圧力検出装置３７ｂで検出される第一の冷媒の圧力（低圧）および高圧冷媒圧力検出装置３８ｂで検出される第一の冷媒の圧力（高圧）が目標圧力になるように制御される。制御目標値は、例えば高圧側が４９℃の飽和圧力、低圧側が０℃の飽和圧力等である。圧縮機１０ｂの周波数を制御すると、第一の熱媒体間熱交換器１５および第二の熱媒体間熱交換器１３ｂを流れる第一の冷媒の流量が変化し、第二の熱媒体流量調整装置２８の開度を制御すると、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂを流れる第二の熱媒体の流量が変化する。これによって、第一の熱媒体間熱交換器１５ａ、第一の熱媒体間熱交換器１５ｂおよび第二の熱媒体間熱交換器１３ｂでの冷媒と熱媒体との熱交換量を変化させることができ、高圧側圧力および低圧側圧力の双方を目標値に制御することが可能となる。
【０１５５】
また、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ａの検出温度および熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｂの検出温度が目標温度に近づくように、圧縮機１０ｂの周波数および第二の熱媒体流量調整装置２８の開度を制御するようにしてもよい。
【０１５６】
次に、第一の熱媒体循環回路Ｄにおける第一の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、第一の熱媒体間熱交換器１５ｂで第一の冷媒の温熱が第一の熱媒体に伝えられ、暖められた第一の熱媒体がポンプ２１ｂによって熱媒体配管５ｂ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、第一の熱媒体間熱交換器１５ａで第一の冷媒の冷熱が第一の熱媒体に伝えられ、冷やされた第一の熱媒体がポンプ２１ａによって熱媒体配管５ｂ内を流動させられることになる。ポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂで加圧されて流出した第一の熱媒体は、第二の熱媒体流路切替装置２３ａおよび第二の熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂに流入する。
【０１５７】
利用側熱交換器２６ｂでは第一の熱媒体が室内空気に放熱することで、室内空間７の暖房を行なう。また、利用側熱交換器２６ａでは第一の熱媒体が室内空気から吸熱することで、室内空間７の冷房を行なう。このとき、第一の熱媒体流量調整装置２５ａおよび第一の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まかなうのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器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第一の熱媒体は、第一の熱媒体流量調整装置２５ｂおよび第一の熱媒体流路切替装置２２ｂを通って、第一の熱媒体間熱交換器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第一の熱媒体は、第一の熱媒体流量調整装置２５ａおよび第一の熱媒体流路切替装置２２ａを通って、第一の熱媒体間熱交換器１５ａへ流入し、再びポンプ２１ａへ吸い込まれる。
【０１５８】
この間、暖かい第一の熱媒体と冷たい第一の熱媒体とは、第一の熱媒体流路切替装置２２および第二の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の熱媒体配管５ｂ内では、暖房側、冷房側ともに、第二の熱媒体流路切替装置２３から第一の熱媒体流量調整装置２５を経由して第一の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、暖房側においては熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｂで検出された温度と利用側熱交換器出口温度検出装置３４で検出された温度との差を、冷房側においては利用側熱交換器出口温度検出装置３４で検出された温度と熱媒体間熱交換器出口温度検出装置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。
【０１５９】
［暖房主体運転モード］
図６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および熱媒体の流れを示すシステム回路図である。この図６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６では、太線で表された配管が冷媒および熱媒体の循環する配管を示している。また、図６では、冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
【０１６０】
図６に示す暖房主体運転モードの場合、室外機１では、第三の冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０ａから吐出された冷媒が、第三の熱媒体間熱交換器１３ａへ流入してから、熱源側熱交換器１２に流入させるように切り替え、ポンプ２１ｃを駆動させて第二の熱媒体を循環させる。中継機３では、第一の冷媒流路切替装置２７を、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂから流出した冷媒が、圧縮機１０ｂへ吸入されるように切り替え、ポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂを駆動させ、第一の熱媒体流量調整装置２５ａおよび第一の熱媒体流量調整装置２５ｂを開放し、第一の熱媒体流量調整装置２５ｃおよび第一の熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉とし、第一の熱媒体間熱交換器１５ａと利用側熱交換器２６ｂとの間を、第一の熱媒体間熱交換器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。
【０１６１】
まず始めに、室外機１の第二の冷媒循環回路Ａにおける第二の冷媒の流れについて説明する。
第二の冷媒は、低温・低圧のガス状態で圧縮機１０ａ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１０ａから吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第三の冷媒流路切替装置１１を通り、凝縮器として作用する第三の熱媒体間熱交換器１３ａに流入する。そして、第三の熱媒体間熱交換器１３ａで第二の熱媒体循環回路Ｂを循環する第二の熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、高圧液冷媒となる。このとき、第三の熱媒体間熱交換器１３ａにおいて、第二の冷媒と第二の熱媒体とは対向流になるように流れが構成されている。
【０１６２】
第三の熱媒体間熱交換器１３ａから流出した高圧液冷媒は、第二の絞り装置１６ｃに流入して、絞られて膨張させられて、低温・低圧の二相冷媒となる。この低温・低圧の二相冷媒は、蒸発器として作用する熱源側熱交換器１２に流入し、室外空気から吸熱しながら蒸発し、低温・低圧のガス冷媒となる。そして、熱源側熱交換器１２から流出したガス冷媒は、第三の冷媒流路切替装置１１およびアキュムレータ１９を介して、圧縮機１０ａへ再度吸入される。
【０１６３】
このとき、第二の絞り装置１６ｃは、高圧冷媒圧力検出装置３８ａの検出圧力から計算される飽和温度と熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５ｅの検出温度との温度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。なお、このとき、バイパス流量調整装置１４は全閉となっている。
【０１６４】
また、圧縮機１０ａは、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｃで検出された第二の熱媒体の温度が目標温度になるように、周波数（回転数）が制御される。このときの熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｃの検出温度の制御目標温度は、例えば、１０℃から４０℃、特に１５℃から３５℃まで程度の温度とする。この程度の温度にしておけば、室内機２の運転モードによらず、冷水または／および温水を作りやすくなる。また、この程度の温度にしておけば、熱媒体配管５ａでの外気への放熱損失が少なくなり、システムとしての総合効率が高くなり、省エネになる。また、この程度の温度にしておけば、熱源側熱交換器１２に送風される外気温度がかなり低い場合においても、圧縮機１０ａの容量が少し小さめのものでも確実に制御目標温度にすることができ、システムを安価に構成できる。
【０１６５】
また、圧縮機１０ａは、高圧冷媒圧力検出装置３８ａが検出する第二の冷媒の圧力が目標圧力に近づくように、周波数を制御してもよい。また、圧縮機１０ａの周波数と熱源側熱交換器１２に送風している送風機（図示せず）の回転数の双方を制御し、高圧冷媒圧力検出装置３８ａが検出する第二の冷媒の圧力（高圧）と低圧冷媒圧力検出装置３７ａが検出する第二の冷媒の圧力（低圧）との双方が目標圧力に近づくようにしてもよい。また、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｃの検出温度が目標温度に近づくように、圧縮機１０ａの周波数を制御してもよい。
【０１６６】
また、圧縮機１０ａには、制御可能な最低周波数が存在する。そこで、例えば、熱源側熱交換器１２に吸い込まれる外気の温度がかなり高い場合等は、圧縮機１０ａの周波数が最低周波数になっても、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｃの検出温度が目標温度よりも高い状態や高圧冷媒圧力検出装置３８ａの検出圧力が目標圧力よりも高い状態になる可能性がある。このような場合は、バイパス流量調整装置１４の開度を調整し、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｃの検出温度や低圧冷媒圧力検出装置３７ａの検出圧力等が目標値になるように制御するようにするとよい。このようにすると、環境条件によらず、確実に運転状態を制御目標通りにすることができ、動作の安定したシステムを得ることができる。
【０１６７】
バイパス流量調整装置１４を開度が可変できる電子式膨張弁とすると、制御をスムーズに行うことができるが、これに限るものではなく、複数の電磁弁を備えるようにし、開とする電磁弁の数を制御し、冷媒配管４ａを流れる冷媒の流量が可変となるようにしてもよい。また、電磁弁を１つとし、開とすると所定の流量が流れるようにしてもよい。
【０１６８】
また、圧縮機１０ａの最低周波数が小さい値まで制御できる場合は、バイパス流量調整装置１４および冷媒配管４ａを備えなくてもよく、特段の問題は発生しない。
【０１６９】
次に、室外機１から中継機３に至る第二の熱媒体循環回路Ｂにおける第二の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、第三の熱媒体間熱交換器１３ａで第二の冷媒の温熱が第二の熱媒体に伝えられ、暖められた第二の熱媒体がポンプ２１ｃによって熱媒体配管５ａ内を流動させられる。ポンプ２１ｃで加圧されて流出した第二の熱媒体は、室外機１を流出し、熱媒体配管５ａを通って、中継機３に流入する。中継機３に流入した第二の熱媒体は、第二の熱媒体流量調整装置２８を介して、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂに流入する。この第二の熱媒体は、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂで、温熱を第二の冷媒に伝えた後、中継機３から流出し、熱媒体配管５ａを通って、室外機１に流入し、再び、第三の熱媒体間熱交換器１３ａに流入する。
【０１７０】
この際、第二の熱媒体流量調整装置２８は、後述の第一の冷媒循環回路Ｃにおける低圧側圧力が目標圧力に近づくように、開度が制御され、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂを流れる第二の熱媒体の流量を制御する。そして、この制御された第二の熱媒体流量調整装置２８の開度がなるべく全開開度に近づくように、ポンプ２１ｃの回転数を制御する。すなわち、第二の熱媒体流量調整装置２８の開度が全開に対してかなり小さい開度になっていたら、ポンプ２１ｃの回転数が小さくなるように制御し、第二の熱媒体流量調整装置２８の開度が全開に近い開度でも、同一の第二の熱媒体流量となるように、開度を制御する。なお、目標とする第二の熱媒体流量調整装置２８の開度は全開でなくても全開の９０％や８５％等の大き目の開度であればよい。
【０１７１】
そして、この場合、第二の熱媒体流量調整装置２８の開度を制御している制御装置６０は中継機３の内部あるいは近辺に設置されている。また、ポンプ２１ｃの回転の回転数を制御している制御装置５０は室外機１の内部あるいは近辺に設置されている。例えば、室外機１（制御装置５０）が建物の屋上に設置され、中継機３（制御装置６０）が建物内の所定階の天井裏等に設置され、互いに離れた位置に設置されている。そこで、中継機３の制御装置６０と室外機１の制御装置５０とは、双方の制御装置を接続している有線または無線の通信線７０を通じて、第二の熱媒体流量調整装置２８の開度を信号として送受信し、上述のような連携制御を行う。
【０１７２】
なお、室外機１の制御装置５０は、圧縮機１０ａ、第二の絞り装置１６ｃ、バイパス流量調整装置１４および図示省略の熱源側熱交換器１２に付属の送風機の制御等の冷媒側のアクチュエータの制御も行っている。
【０１７３】
次に、中継機３の第一の冷媒循環回路Ｃにおける第一の冷媒の流れについて説明する。
低温・低圧の第一の冷媒が圧縮機１０ｂ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１０ｂから吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第一の冷媒流路切替装置２７を通り、逆止弁２４ｂおよび冷媒配管４ｂを通過し、第二の冷媒流路切替装置１８ｂを通って凝縮器として作用する第一の熱媒体間熱交換器１５ｂに流入する。第一の熱媒体間熱交換器１５ｂに流入したガス冷媒は、第一の熱媒体循環回路Ｄを循環する第一の熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、液冷媒となる。このとき、第一の熱媒体間熱交換器１５ｂにおいて、第一の冷媒の流れ方向と第一の熱媒体の流れ方向とは対向流となるように、流路が構成されている。
【０１７４】
第一の熱媒体間熱交換器１５ｂから流出した液冷媒は、第一の絞り装置１６ｂで膨張させられて低圧二相冷媒となり、第一の絞り装置１６ａを介して蒸発器として作用する第一の熱媒体間熱交換器１５ａに流入する。
【０１７５】
第一の熱媒体間熱交換器１５ａに流入した低圧二相冷媒は、第一の熱媒体循環回路Ｄを循環する第一の熱媒体から吸熱することで蒸発し、第一の熱媒体を冷却する。このとき、第一の熱媒体間熱交換器１５ａにおいて、第一の冷媒の流れ方向と第一の熱媒体の流れ方向とは並行流となるように、流路が構成されている。
【０１７６】
そして、第一の熱媒体間熱交換器１５ａから流出した低圧二相冷媒は、第二の冷媒流路切替装置１８ａを介して、逆止弁２４ｃを通って、蒸発器として作用する第二の熱媒体間熱交換器１３ｂに流入する。そして、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂに流入した冷媒は、第二の熱媒体循環回路Ｂを循環する第二の熱媒体から吸熱して、低温・低圧のガス冷媒となり、第一の冷媒流路切替装置２７を介して圧縮機１０ｂへ再度吸入される。
【０１７７】
このとき、第一の絞り装置１６ｂは、高圧冷媒圧力検出装置３８ｂで検出された圧力を飽和温度に換算した値と熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５ｄ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。また、第一の絞り装置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、第一の絞り装置１６ｂを全開とし、第一の絞り装置１６ａでサブクールを制御するようにしてもよい。
【０１７８】
また、圧縮機１０ｂの周波数および第二の熱媒体流量調整装置２８の開度は、低圧冷媒圧力検出装置３７ｂで検出される第一の冷媒の圧力（低圧）および高圧冷媒圧力検出装置３８ｂで検出される第一の冷媒の圧力（高圧）が目標圧力になるように制御される。制御目標値は、例えば高圧側が４９℃の飽和圧力、低圧側が０℃の飽和圧力等である。圧縮機１０ｂの周波数を制御すると、第一の熱媒体間熱交換器１５および第二の熱媒体間熱交換器１３ｂを流れる第一の冷媒の流量が変化し、第二の熱媒体流量調整装置２８の開度を制御すると、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂを流れる第二の熱媒体の流量が変化する。これによって、第一の熱媒体間熱交換器１５ａ、第一の熱媒体間熱交換器１５ｂおよび第二の熱媒体間熱交換器１３ｂでの冷媒と熱媒体との熱交換量を変化させることができ、高圧側圧力および低圧側圧力の双方を目標値に制御することが可能となる。
【０１７９】
また、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ａの検出温度および熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｂの検出温度が目標温度に近づくように、圧縮機１０ｂの周波数および第二の熱媒体流量調整装置２８の開度を制御するようにしてもよい。
【０１８０】
次に、第一の熱媒体循環回路Ｄにおける第一の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、第一の熱媒体間熱交換器１５ｂで第一の冷媒の温熱が第一の熱媒体に伝えられ、暖められた第一の熱媒体がポンプ２１ｂによって熱媒体配管５ｂ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、第一の熱媒体間熱交換器１５ａで第一の冷媒の冷熱が第一の熱媒体に伝えられ、冷やされた第一の熱媒体がポンプ２１ａによって熱媒体配管５ｂ内を流動させられることになる。ポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂで加圧されて流出した第一の熱媒体は、第二の熱媒体流路切替装置２３ａおよび第二の熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂに流入する。
【０１８１】
利用側熱交換器２６ｂでは第一の熱媒体が室内空気から吸熱することで、室内空間７の冷房を行なう。また、利用側熱交換器２６ａでは第一の熱媒体が室内空気に放熱することで、室内空間７の暖房を行なう。このとき、第一の熱媒体流量調整装置２５ａおよび第一の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まかなうのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器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第一の熱媒体は、第一の熱媒体流量調整装置２５ｂおよび第一の熱媒体流路切替装置２２ｂを通って、第一の熱媒体間熱交換器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第一の熱媒体は、第一の熱媒体流量調整装置２５ａおよび第一の熱媒体流路切替装置２２ａを通って、第一の熱媒体間熱交換器１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ｂへ吸い込まれる。
【０１８２】
この間、暖かい第一の熱媒体と冷たい第一の熱媒体とは、第一の熱媒体流路切替装置２２および第二の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の熱媒体配管５ｂ内では、暖房側、冷房側ともに、第二の熱媒体流路切替装置２３から第一の熱媒体流量調整装置２５を経由して第一の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、暖房側においては熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｂで検出された温度と利用側熱交換器出口温度検出装置３４で検出された温度との差を、冷房側においては利用側熱交換器出口温度検出装置３４で検出された温度と熱媒体間熱交換器出口温度検出装置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。
【０１８３】
［除霜運転モード］
図７は、空気調和装置１００の除霜運転モード時における冷媒および熱媒体の流れを示すシステム回路図である。この図７では、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂで温熱負荷が発生している場合を例に除霜運転モードについて説明する。なお、図７では、太線で表された配管が冷媒および熱媒体の循環する配管を示している。また、図７では、冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。図７に基づき、除霜運転モードの空気調和装置１００の動作につき説明する。
【０１８４】
除霜運転モードとは、図４の全暖房運転モード時および図６の暖房主体運転モード時に、熱源側熱交換器１２の周囲に着霜が発生するため、その霜を解かすために行う運転のことである。
【０１８５】
図７に示す除霜運転モードの場合、室外機１では、第三の冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０ａから吐出された冷媒を熱源側熱交換器１２に流入させるように切り替える。中継機３では、ポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂを駆動させ、第一の熱媒体流量調整装置２５ａおよび第一の熱媒体流量調整装置２５ｂを開放し、第一の熱媒体流量調整装置２５ｃおよび第一の熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉とし、第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第一の熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれと利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂとの間を熱媒体が循環するようにしている。
【０１８６】
室外機１の第二の冷媒循環回路Ａでは、第二の冷媒は、圧縮機１０ａによって圧縮され、圧縮機１０ａの筐体に蓄積された温熱ももらって加熱された後に吐出され、第三の冷媒流路切替装置１１を通り、周囲に着霜が起きている熱源側熱交換器１２に流入する。そして、熱源側熱交換器１２で、熱源側熱交換器１２の周囲に着霜している霜を解かして、凝縮液化し、高圧液冷媒となって熱源側熱交換器１２から流出する。熱源側熱交換器１２から流出した高圧液冷媒は、バイパス流量調整装置１４および冷媒配管４ａを流れる。このとき、第二の絞り装置１６ｃは全閉、バイパス流量調整装置１４は全開となっており、第二の冷媒が第三の熱媒体間熱交換器１３ａに流入しないようにしている。
【０１８７】
霜は０度で潜熱変化をするため、熱源側熱交換器１２で霜と熱交換した第二の冷媒は、０度近くまで温度が下がる。この温度の下がった第二の冷媒を第三の熱媒体間熱交換器１３ａに流入させると、第三の熱媒体間熱交換器１３ａの内部で第二の熱媒体が凍結し、第三の熱媒体間熱交換器１３ａが凍結パンクを起こす可能性がある。また、仮に凍結パンクが起きなかったとしても、第二の冷媒が温度の高い第二の熱媒体と熱交換をしてしまい、第二の熱媒体の温度を下げてしまうことになる。そこで、第二の絞り装置１６ｃは全閉、バイパス流量調整装置１４は全開とし、第二の冷媒が第三の熱媒体間熱交換器１３ａを流れずに、バイパス流量調整装置１４および冷媒配管４ａを流れるようにする。
【０１８８】
そして、冷媒配管４ａを通った第二の冷媒は、第三の冷媒流路切替装置１１およびアキュムレータ１９を介して、圧縮機１０ａへ吸入される。なお、このとき、圧縮機１０ａの周波数は最大周波数になっている。
【０１８９】
また、ポンプ２１ｃは停止させ、第二の熱媒体循環回路Ｂでの第二の熱媒体の流れは停止させる。さらに、圧縮機１０ｂも停止させ、第一の冷媒循環回路での第一の冷媒の流れも停止させる。
【０１９０】
中継機３では、ポンプ２１ａ、ポンプ２１ｂ、第一の熱媒体流路切替装置２２、第二の熱媒体流路切替装置２３、および、第一の熱媒体流量調整装置２５を、室内機２での空調負荷に応じて、通常の他の運転モードと同じく動作させる。図７においては、図４の全暖房運転モードと同じ流れ状態になっている。第一の熱媒体循環回路Ｄ内の第一の熱媒体は水等の熱容量が大きい流体であるため、除霜運転モードに入っても、その前の他の運転モードで加熱または冷却されて生成された温熱または冷熱を保有している。そのため、除霜運転モードに入っても、第一の熱媒体をそのまま循環させると、空調対象空間の暖房または冷房を継続することができる。
【０１９１】
［熱媒体配管５ａ］
以上説明したように、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、幾つかの運転モードを具備している。これらの運転モードにおいては、室外機１と中継機３とを接続する熱媒体配管５ａには水や不凍液等の第二の熱媒体が流れている。
【０１９２】
［熱媒体配管５ｂ］
また、本実施の形態１に係る空気調和装置１００が実行する幾つかの運転モードにおいては、中継機３と室内機２を接続する熱媒体配管５ｂには水や不凍液等の第一の熱媒体が流れている。
【０１９３】
なお、第一の熱媒体と第二の熱媒体とは、互いに交じり合うことはなく、同じ種類の熱媒体を使用してもよいし、異なる種類の熱媒体としてもよい。
【０１９４】
［第一の冷媒流路切替装置２７と第三の冷媒流路切替装置１１の関係］
以上説明した通り、全冷房運転モードにおいては、第三の熱媒体間熱交換器１３ａは蒸発器として作用して第二の熱媒体を冷却し、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂは凝縮器として作用し第二の熱媒体を加熱する。また、全暖房運転モードにおいては、第三の熱媒体間熱交換器１３ａは凝縮器として作用して第二の熱媒体を加熱し、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂは蒸発器として作用して第二の熱媒体を冷却する。また、冷房主体運転モードにおいては、第三の熱媒体間熱交換器１３ａは蒸発器として作用して第二の熱媒体を冷却し、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂは凝縮器として作用して第二の熱媒体を冷却する。また、暖房主体運転モードにおいては、第三の熱媒体間熱交換器１３ａは凝縮器として作用して第二の熱媒体を加熱し、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂは蒸発器として作用して第二の熱媒体を冷却する。
【０１９５】
このように、第三の熱媒体間熱交換器１３ａと第二の熱媒体間熱交換器１３ｂとは、一方が凝縮器として第二の熱媒体を加熱している場合は、他方が蒸発器として第二の熱媒体を冷却するという、逆動作となっている。これによって、第二の熱媒体の温度がほぼ一定温度に制御される。そこで、中継機３における第一の冷媒の第一の冷媒循環回路Ｃにおける第一の冷媒流路切替装置２７の切り替え方向を、中継機３の制御装置６０と室外機１の制御装置５０との間で、通信することにより、第三の冷媒流路切替装置１１の切り替え方向を、第一の冷媒流路切替装置２７の向きに合わせて、即座に切り替えることができる。
【０１９６】
このように制御することにより、第二の熱媒体の温度を安定に制御することができる。なお、第一の冷媒流路切替装置２７の切り替え方向の送受信は、運転モード（全冷房運転モード、全暖房運転モード、冷房主体運転モード、暖房主体運転モード）を送受信することによっても代用できる。
【０１９７】
ただし、第三の冷媒流路切替装置１１の制御と、第一の冷媒流路切替装置２７の制御の制御とは、双方の制御装置同士で通信を行って、同時に制御をする方法でなくてもよい。双方の制御装置（制御装置５０，６０）での通信を行わなくても、室内機２の空調負荷状態に応じて、中継機３の第一の冷媒循環回路Ｃが、全冷房運転モード、全暖房運転モード、冷房主体運転モード、暖房主体運転モードのいずれかでの運転状態となり、これに応じて、第一の冷媒流路切替装置２７の切り替え方向が決まる。
【０１９８】
すると、第二の熱媒体が加熱または冷却され、例えば、第三の熱媒体間熱交換器１３ａと第二の熱媒体間熱交換器１３ｂの双方が第二の熱媒体を加熱する状態になった場合、室外機１の熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｃの検出温度が、どんどん高くなり、圧縮機１０ａの周波数を最低周波数まで低下させ、さらにバイパス流量調整装置１４を使用しても、この温度を目標温度に制御できない状態になる。このように、第三の熱媒体間熱交換器１３ａを凝縮器として作用させている場合に、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｃの検出温度が所定の温度よりも高くなった場合、第三の冷媒流路切替装置１１を切り替えて、第三の熱媒体間熱交換器１３ａを蒸発器として作用させるように制御することにすればよい。
【０１９９】
そして、第三の熱媒体間熱交換器１３ａと第二の熱媒体間熱交換器１３ｂの双方が第二の熱媒体を冷却する状態になった場合は、室外機１の熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｃの検出温度が、どんどん低くなり、圧縮機１０ａの周波数を最低周波数まで低下させ、さらにバイパス流量調整装置１４を使用しても、この温度を目標温度に制御できない状態になる。このように、第三の熱媒体間熱交換器１３ａを蒸発器として作用させている場合に、熱媒体間熱交換器出口温度検出装置３１ｃの検出温度が所定の温度よりも低くなった場合、第三の冷媒流路切替装置１１を切り替えて、第三の熱媒体間熱交換器１３ａを凝縮器として作用させるように制御することにすればよい。
【０２００】
このように制御すれば、室外機１の制御装置５０と中継機３の制御装置６０との間で、運転モードの通信を行わなくても、双方の冷媒流路切替装置を連動して制御することができる。
【０２０１】
また、中継機３を複数台設置する場合は、図８のように、室外機１と中継機３を接続している熱媒体配管５ａを分岐し、中継機３ａ、中継機３ｂを接続し、それぞれに室内機２を接続すればよい。なお、図８では、中継機３が２台である場合を例に示しているが、これに限るものではなく、何台でも接続できる。図８は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の他の設置例を示す概略図である。
【０２０２】
また、図示していないが、室外機１が複数台設置され、各室外機１から流出した第二の熱媒体を合流させて、熱媒体配管５ａを循環させ、１台または複数台の中継機３に流入するようにシステムを構成してもよい。
【０２０３】
また、ここでは、中継機３は、一つの筐体内にすべての部品が収容されている場合について説明を行ったが、中継機３は複数の筐体に分かれていてもよい。例えば、図２において、ポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂの図示右側の部分が別筐体となっており、中継機３の２つの筐体の間を４本の第一の熱媒体が流れる配管で接続するようにしてもよい。この場合、２つの中継機３の筐体は離れた位置に設置してもよい。
【０２０４】
また、ここでは、第一の熱媒体流路切替装置２２と第二の熱媒体流路切替装置２３と第一の熱媒体流量調整装置２５とが、別々のものである場合について説明したが、これに限るものではなく、熱媒体の流路切り替えと熱媒体の流量調整とができれば、どんなものでもよい。例えば、第一の熱媒体流路切替装置２２と第二の熱媒体流路切替装置２３と第一の熱媒体流量調整装置２５とのすべてが一体になっていてもよいし、第一の熱媒体流路切替装置２２と第二の熱媒体流路切替装置２３と第一の熱媒体流量調整装置２５とのうちいずれか２つが一体となっていてもよい。
【０２０５】
また、ここでは、第二の熱媒体流量調整装置２８の開度を調整して、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂを流れる熱媒体の流量を調整し、第二の熱媒体流量調整装置２８の開度が全開に近くなるように、ポンプ２１ｃの回転数を変化させる場合について説明を行ったが、これに限定するものではない。例えば、第二の熱媒体流量調整装置２８を備えていなくても、ポンプ２１ｃの回転数を直接変化させて、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂを流れる熱媒体の流量を調整してもよい。この場合は、制御装置５０と制御装置６０との間で送受信される信号は、第二の熱媒体流量調整装置２８の開度ではなく、熱媒体間熱交換器温度検出装置３３ａの検出温度、または、熱媒体間熱交換器温度検出装置３３ｂの検出温度、または、熱媒体間熱交換器温度検出装置３３ｂの検出温度と熱媒体間熱交換器温度検出装置３３ａの検出温度との温度差のいずれか１つ以上の信号を送受信するようにすればよい。
【０２０６】
空気調和装置１００では、利用側熱交換器２６にて暖房負荷または冷房負荷のみが発生している場合は、対応する第一の熱媒体流路切替装置２２および第二の熱媒体流路切替装置２３を中間の開度にし、第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第一の熱媒体間熱交換器１５ｂの双方に熱媒体が流れるようにしている。これにより、第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第一の熱媒体間熱交換器１５ｂの双方を暖房運転または冷房運転に使用することができるため、伝熱面積が大きくなり、効率のよい暖房運転または冷房運転を行なうことができる。
【０２０７】
また、利用側熱交換器２６にて暖房負荷と冷房負荷とが混在して発生している場合は、暖房運転を行なっている利用側熱交換器２６に対応する第一の熱媒体流路切替装置２２および第二の熱媒体流路切替装置２３を加熱用の第一の熱媒体間熱交換器１５ｂに接続される流路へ切り替え、冷房運転を行なっている利用側熱交換器２６に対応する第一の熱媒体流路切替装置２２および第二の熱媒体流路切替装置２３を冷却用の第一の熱媒体間熱交換器１５ａに接続される流路へ切り替える。こうすることにより、各室内機２にて、暖房運転、冷房運転を自由に行なうことができる。
【０２０８】
なお、ここで説明した第一の熱媒体流路切替装置２２および第二の熱媒体流路切替装置２３は、三方弁等の三方流路を切り替えられるもの、開閉弁等の二方流路の開閉を行なうものを２つ組み合わせる等、流路を切り替えられるものであればよい。また、ステッピングモーター駆動式の混合弁等の三方流路の流量を変化させられるもの、電子式膨張弁等の２方流路の流量を変化させられるものを２つ組み合わせる等して第一の熱媒体流路切替装置２２および第二の熱媒体流路切替装置２３として用いてもよい。この場合は、流路の突然の開閉によるウォーターハンマーを防ぐこともできる。さらに、ここでは、第一の熱媒体流量調整装置２５が二方弁である場合を例に説明を行なったが、三方流路を持つ制御弁とし利用側熱交換器２６をバイパスするバイパス管と共に設置するようにしてもよい。
【０２０９】
また、第一の熱媒体流量調整装置２５および第二の熱媒体流量調整装置２８は、ステッピングモーター駆動式で流路を流れる流量を制御できるものを使用するとよく、二方弁でも三方弁の一端を閉止したものでもよい。また、第一の熱媒体流量調整装置２５として、開閉弁等の二法流路の開閉を行うものを用い、ＯＮ／ＯＦＦを繰り返して平均的な流量を制御するようにしてもよい。
【０２１０】
また、第二の冷媒流路切替装置１８が四方弁であるかのように示したが、これに限るものではなく、二方流路切替弁や三方流路切替弁を複数個用い、同じように冷媒が流れるように構成してもよい。
【０２１１】
また、利用側熱交換器２６と第一の熱媒体流量調整装置２５とが１つしか接続されていない場合でも同様のことが成り立つのは言うまでもない。さらに、第一の熱媒体間熱交換器１５および絞り装置（第一の絞り装置１６ａ，１６ｂ、第二の絞り装置１６ｃ）として、同じ動きをするものが複数個設置されていても、当然問題ない。さらに、第一の熱媒体流量調整装置２５は、中継機３に内蔵されている場合を例に説明したが、これに限るものではなく、室内機２に内蔵されていてもよく、中継機３と室内機２とは別体に構成されていてもよい。
【０２１２】
空気調和装置１００は、室外機１にて用いる第二の冷媒としては、ＨＦＯ−１２３４ｙｆやＨＦＯ−１２３４ｚｅ（Ｅ）等の低圧側のガス密度の小さい冷媒、または、プロパン（Ｒ２９０）等の強燃性を示す冷媒を使用する場合に、特に効果が大きいが、これに限るものではない。その他に、たとえばＲ−２２、ＨＦＯ−１３４ａ、Ｒ−３２等の単一冷媒、Ｒ−４１０Ａ、Ｒ−４０４Ａ等の擬似共沸混合冷媒、Ｒ−４０７Ｃ等の非共沸混合冷媒、ＣＯ２等の自然冷媒や、これらを含む混合冷媒も用いることができる。第三の熱媒体間熱交換器１３ａが凝縮器として作用している場合において、通常の二相変化をする冷媒は、凝縮液化し、ＣＯ２等の超臨界状態となる冷媒は、超臨界の状態で冷却されるが、どちらでも、その他は同じ動きをし、同様の効果を奏する。
【０２１３】
また、空気調和装置１００において、中継機３は主に建物の中に設置されるため、中継機３の第一の冷媒循環回路Ｃにて使用する第一の冷媒の冷媒は、建物の中の中継機３を設置した空間（非空調対象空間）に存在することになる。そのため、第一の冷媒としては、Ｒ−２２、ＨＦＯ−１３４ａ、Ｒ−４１０Ａ、Ｒ−４０４Ａ、Ｒ−４０７Ｃ等の不燃性の冷媒を使用すると、安全に使用できる。また、第一の冷媒として、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ（Ｅ）、Ｒ３２といった微燃性冷媒に区分される冷媒（ＡＳＨＲＡＥ（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｈｅａｔｉｎｇ，Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ａｉｒ−Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）の区分でＡ２Ｌに分類される冷媒（（Ａ２（弱燃性）に分類される冷媒のうち、燃焼速度が１０ｃｍ／ｓ以下の冷媒）））を使用することもでき、更にはＣＯ２等の高圧側超臨界状態で使用する冷媒やプロパン（Ｒ２９０）の強燃性冷媒やその他の冷媒も使用できる。
【０２１４】
第一の熱媒体間熱交換器１５ａまたは第一の熱媒体間熱交換器１５ｂを凝縮器として作用させる場合、通常の二相変化をする冷媒は、凝縮液化し、ＣＯ２等の超臨界状態となる冷媒は、超臨界の状態で冷却されるが、どちらでも、その他は同じ動きをし、同様の効果を奏する。
【０２１５】
また、空気調和装置に、可燃性を示す冷媒を使用する場合、冷媒回路に封入する冷媒量は、その空気調和装置が設置される空間（部屋）の容積によって上限値が定められている。空間の冷媒濃度がＬＦＬ（燃焼下限界。Ｌｏｗｅｒ  Ｆｌａｍｍａｂｌｅ  Ｌｉｍｉｔ）を超えて、空間に着火源があると、着火する。そして、ＡＳＨＲＡＥの規定では、可燃性冷媒は、ＬＦＬ×４以下の冷媒量の場合は、機器を設置する空間の容積に規定はなく、どんな大きさの空間に設置してもよいと定められている。
【０２１６】
更に、可燃性冷媒の中でも、Ｒ３２、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ（Ｅ）等の微燃性冷媒に区分される冷媒（Ａ２Ｌ冷媒）を使用する場合、機器に封入された冷媒量が、ＬＦＬ×４×１．５以下であれば、機器を設置する空間の容積に規定はなく、どんな大きさの空間に設置してもよいと定められている。Ｒ−３２のＬＦＬは０．３０６（ｋｇ／ｍ３）、ＨＦＯ−１２３４ｙｆのＬＦＬは０．２８９（ｋｇ／ｍ３）であり、これに４×１．５を乗じ、Ｒ−３２の場合は１．８３６（ｋｇ）、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの場合は１．７３４（ｋｇ）となり、冷媒量がこれ以下であれば、機器の設置制約はなくなる。
【０２１７】
よって、空気調和装置１００においては、建物の中にある冷媒を封入してある機器は中継機３だけである。そこで、中継機３の第一の冷媒循環回路Ｃ内には、Ｒ−３２の場合は１．８（ｋｇ）以下、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの場合は１．７（ｋｇ）以下の冷媒量を封入するようにするとよい。また、Ｒ−３２とＨＦＯ−１２３４ｙｆとの混合冷媒の場合は、その混合比率で計算される限界冷媒量以下の冷媒量を封入するようにするとよい。このようにすれば、中継機３の設置位置に制約がなくなり、どこにでも設置できるようになる。
【０２１８】
また、第一の冷媒として、可燃性が強い強燃性冷媒（ＩＳＯおよびＡＳＨＲＡＥ区分でＡ３）であるプロパン（Ｒ−２９０）を使用する場合においても、プロパンのＬＦＬは０．０３８（ｋｇ／ｍ３）であり、第一の冷媒循環回路Ｃ内に封入する冷媒量を、これに４を乗じた値である０．１５２（ｋｇ）以下にすれば、機器の設置制約はなくなり、安全に使用できる。
【０２１９】
なお、冷媒循環回路内に封入する冷媒量を少なくするためには、機器の容量を小さくする必要がある。よって、中継機３に搭載する圧縮機１０ｂは、使用する冷媒がＲ−３２の場合は１．８（ｋｇ）以下、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの場合は１．７（ｋｇ）以下、プロパンの場合は０．１５（ｋｇ）以下の封入冷媒量となるような容量（冷却能力）の圧縮機とする。建物の空調負荷が決めた中継機３が発揮できる能力（冷却熱量または加熱熱量）よりも大きい場合は、図８に示したように、１台の室外機１に複数台の中継機３を接続するようにすればよい。
【０２２０】
なお、室外機１は屋外空間に設置されているため、室外機１の第二の冷媒循環回路Ａに封入する冷媒量に関しては、上述の冷媒量とは異なり、別に規定された最大冷媒量以下の冷媒量とする必要があるが、ここでは詳細は説明しない。
【０２２１】
一般的に、可燃性冷媒には、ＧＷＰ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｗａｒｍｉｎｇ  Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ、地球温暖化係数）が小さいものが多い。例えば、可燃性が強い強燃性冷媒（ＩＳＯおよびＡＳＨＲＡＥ区分でＡ３）であるプロパン（Ｒ−２９０）のＧＷＰは６、可燃性が非常に弱い微燃性冷媒（ＡＳＨＲＡＥ区分でＡ２Ｌ）であるＨＦＯ−１２３４ｙｆのＧＷＰは４、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ（Ｅ）のＧＷＰは６である。
【０２２２】
空気調和装置１００では、室外機１は屋外空間に設置され、中継機３は建物内の非空調対象空間に設置されている。強燃性冷媒を屋内で使うと、漏れた時の火災発生のリスクが大きく、危険であるが、屋外空間であれば、空間の容積が大きいため、冷媒が漏れた時に、冷媒濃度がＬＦＬに到達する可能性は、屋内に比べれば小さい。そこで、室外機１の第二の冷媒循環回路Ａに用いる第二の冷媒として、強燃性冷媒でありかつＧＷＰが小さい（ＧＷＰが５０以下等）冷媒、例えばプロパン、を使用し、中継機３の第一の冷媒循環回路Ｃに用いる第一の冷媒として、微燃性冷媒でありかつＧＷＰが小さい（ＧＷＰが５０以下等）冷媒、例えばＨＦＯ−１２３４ｙｆまたはＨＦＯ−１２３４ｚｅ（Ｅ）、を用いるようにすると、安全でかつ地球の温暖化への影響が小さい、空気調和装置１００を得ることができる。
【０２２３】
第一の熱媒体と第二の熱媒体とは、同じ種類のものであっても、異なる種類のものであってもよく、たとえばブライン（不凍液）や水、ブラインと水の混合液、水と防食効果が高い添加剤の混合液等を用いることができる。したがって、空気調和装置１００においては、第一の熱媒体が室内機２を介して室内空間７に漏洩したとしても、熱媒体に安全性の高いものを使用しているため安全性の向上に寄与することになる。また、室外機１と中継機３との間を、冷媒ではなく熱媒体を循環させているため、システム全体での冷媒量を少なくすることができ、第一の冷媒または／および第二の冷媒として、可燃性を示す冷媒を使用した場合でも、安全に使用できる。
【０２２４】
また、ここまでは、第二の熱媒体として、運転中に二相変化もせず超臨界状態にもならない水や不凍液を使用する場合について説明を行ったが、第二の熱媒体としては、冷媒を使用することもでき、第一の冷媒や第二の冷媒と同様の種類の冷媒を使用することができる。第二の熱媒体として、冷媒を使用する場合は、ポンプ２１ｃとして冷媒ポンプを使用する。ポンプ２１ｃは、室外機１と中継機３との間を、温熱または冷熱を搬送するものであり、これはポンプ２１ｃとして冷媒ポンプを使用した場合でも同様である。すなわち、圧縮機は、圧縮機の前後の圧力差が、所定値以上でないと動作に不具合が出る構造となっているが、ポンプ２１ｃは、熱搬送媒体としての冷媒を搬送するものであり、ポンプ２１ｃの前後で、あまり大きな圧力差が生じない状態で運転できる構造となっている。
【０２２５】
また、冷媒は、液状態でもガス状態でもよく、また、第三の熱媒体間熱交換器１３ａおよび第二の熱媒体間熱交換器１３ｂにおいては、第二の熱媒体が相変化をしても構わないし、超臨界状態であってもよいし、液状態のままあるいはガス状態のまま相変化をしない状態で使用してもよい。また、第二の熱媒体として、冷媒を使用する場合は、ＣＯ２等の自然冷媒やＨＦＯ−１２３４ｙｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ（Ｅ）等のＧＷＰが小さい冷媒を使用すると、漏れた場合の環境への影響が小さいシステムを得ることができ、より好ましい。なお、第一の熱媒体としても、冷媒を使用することもできるが、第一の熱媒体循環回路Ｄは、建物の内部の天井裏等に設置されているため、周囲に漏れた時の影響を考慮し、第一の熱媒体としては水または不凍液を使用する方が望ましい。
【０２２６】
また、ここでは、室外機１と中継機３とを設置し、室外機１と中継機３とを熱媒体配管５ａで接続する場合について説明した。しかし、空気調和装置１００を設置する建物として、水道等の水源が完備しており、かつ、室外機１の設置場所の問題や室外機１から中継機３まで熱媒体配管５ａを引き回すのが困難な場合等は、室外機１を設置せずに、水道等の水源を直接中継機３に接続し、第二の熱媒体として使用するようにしてもよい。また、第二の熱媒体を中継機３と冷却塔との間で循環させ、第二の熱媒体の放熱または吸熱を冷却塔で行うようにしてもよい。
【０２２７】
ただし、この場合は、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂを流れる第二の熱媒体の温度は、水源によって決まり、第二の熱媒体の温度を調整することができない。そのため、水源の温度が変化すると、第一の冷媒循環回路Ｃの高圧および低圧が変動する。よって、室外機１を使用する場合に比べて、空気調和装置１００としての動作は、多少不安定になるが、この場合でも、第一の冷媒循環回路Ｃおよび第一の熱媒体循環回路Ｄを用いて、空調対象空間の空気を冷却、加熱することはできる。
【０２２８】
また、一般的に、熱源側熱交換器１２および利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄには、送風機が取り付けられており、送風により冷媒または熱媒体と空気との伝熱を促進させる場合が多いが、これに限るものではない。例えば、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄとしては放射を利用したパネルヒータのようなものも用いることができるし、熱源側熱交換器１２としては、水や不凍液により熱を移動させる水冷式のタイプのものも用いることができ、放熱あるいは吸熱をできる構造のものであればどんなものでも用いることができる。
【０２２９】
また、中継機３の第一の冷媒循環回路Ｃにおいては、圧縮機１０ｂの吸入側にアキュムレータがない構成としたが、アキュムレータを備える構成としてもよい。
【０２３０】
また、ここでは、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄが４つである場合を例に説明を行ったが、幾つ接続してもよい。
【０２３１】
また、第一の熱媒体間熱交換器１５ａ、第一の熱媒体間熱交換器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／および加熱できるように構成すれば、幾つ設置してもよい。
【０２３２】
また、ポンプ２１ａ、ポンプ２１ｂ、ポンプ２１ｃはそれぞれ一つとは限らず、複数の小容量のポンプを並列に並べてもよい。
【０２３３】
また、第二の熱媒体を導通する熱媒体配管５ａは、主に、屋外空間６に配置され、第一の熱媒体を導通する熱媒体配管５ｂは、主に、建物９内の空間に配置されている。寒冷地においては、冬には、屋外空間６の温度が下がり、第二の熱媒体が凍結する可能性があるため、第二の熱媒体として、ブライン等の不凍液を用いることが望ましい。一方、建物９内の空間の温度はあまり下がらないため、第一の熱媒体として、水等の第二の熱媒体よりも凍結温度が高く、粘度が小さい液体を用いることが望ましい。このようにすると、熱媒体配管５ａ内を流れる第二の熱媒体の凍結を防ぐことができ、第一の熱媒体が流れる熱媒体配管５ｂの長さを長くすることができる。
【０２３４】
以上より、空気調和装置１００によれば、室外から建物内に冷媒配管を引き入れずに、２本の熱媒体配管５ａ，５ｂで冷暖同時運転ができ、冷媒を使用する室外機１は屋外または機械室に、中継機３は建物内の非空調対象空間に設置することができ、冷媒が室内に漏れることはなく、中継機３内の冷媒量はあまり多くないため、可燃性冷媒使用時に中継機３から冷媒が漏れても、発火するまでの濃度には上がらず、安全に使用することができる。
【０２３５】
実施の形態２．
図９は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置（以下、空気調和装置１００Ａと称する）の回路構成の一例を示す概略回路構成図である。図９に基づいて、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置１００Ａについて説明する。なお、実施の形態２では実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
【０２３６】
空気調和装置１００Ａには、空気調和装置１００に対して、第三の熱媒体流路切替装置２９が、ポンプ２１ｃの出口側に設置してある。また、第三の熱媒体間熱交換器１３ａをパイパスするバイパス配管５ｃが、第三の熱媒体流路切替装置２９と第三の熱媒体間熱交換器１３ａの第三の熱媒体流路切替装置２９とは反対側の第二の熱媒体流路との間を接続している。なお、第三の熱媒体流路切替装置２９およびバイパス配管５ｃは、室外機１に収容されている。
【０２３７】
本実施の形態２において、全冷房運転モード、全暖房運転モード、冷房主体運転モード、および、暖房主体運転モードにおいては、第三の熱媒体流路切替装置２９は、バイパス配管５ｃへの流れを閉止し、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂ（中継機３）へ第二の熱媒体が流れるような向きに切り替えられている。全冷房運転モード、全暖房運転モード、冷房主体運転モード、および、暖房主体運転モードにおけるその他の動作は実施の形態１と同じであるため、説明を省略する。
【０２３８】
図１０は、空気調和装置１００Ａの除霜運転モード時における冷媒および熱媒体の流れを示すシステム回路図である。この図１０では、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂで温熱負荷が発生している場合を例に除霜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および熱媒体の循環する配管を示している。また、図１０では、冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。図１０に基づき、除霜運転モードの空気調和装置の動作につき説明する。
【０２３９】
除霜運転モードとは、実施の形態１で説明した通り、全暖房運転モード時および暖房主体運転モード時に、熱源側熱交換器１２の周囲に着霜が発生するため、その霜を解かすために行う運転のことである。
【０２４０】
図１０に示す暖房主体運転モードにおいて、第二の冷媒循環回路Ａにおける第二の冷媒の動作は、実施の形態１と同じである。また、第一の冷媒循環回路Ｃにおける第一の冷媒の動作（停止状態）、および、第一の熱媒体循環回路Ｄにおける第一の熱媒体の動作も、実施の形態１と同一であり、異なるのは、第二の熱媒体循環回路Ｂにおける第二の熱媒体の動作のみである。
【０２４１】
図１０の除霜運転モード時において、第三の熱媒体流路切替装置２９は、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂ（中継機３）への流れを閉止し、バイパス配管５ｃへ第二の熱媒体が流れるような向きに切り替えられている。そのため、図１０の第二の熱媒体循環回路Ｂにおいて、ポンプ２１ｃを動作させ、ポンプ２１ｃで吐出された第二の熱媒体は、第三の熱媒体流路切替装置２９およびバイパス配管５ｃを通る。そして、第二の熱媒体は、第三の熱媒体間熱交換器１３ａへ流れ、その後、ポンプ２１ｃに吸入される。
【０２４２】
除霜運転モード時には、第二の冷媒循環回路Ａにおいて、第二の冷媒は、第三の熱媒体間熱交換器１３ａをバイパスし、第三の熱媒体間熱交換器１３ａには流れないようになっている。しかし、第三の熱媒体間熱交換器１３ａの第二の絞り装置１６ｃが設置されている一端と反対側の他端には、流路の閉止弁がついておらず、温度の低い第二の冷媒が第三の熱媒体間熱交換器１３ａの他端から第三の熱媒体間熱交換器１３ａの内部に流入する可能性がある。また、第二の絞り装置１６ｃの内部にスラッジやゴミ等が溜まって、完全に流路が閉止する状態にならなかった場合等は、第三の熱媒体間熱交換器１３ａを介した第二の冷媒の流れができてしまう。
【０２４３】
このようなことが起きると、第三の熱媒体間熱交換器１３ａの内部にて第二の熱媒体が凍結し、第三の熱媒体間熱交換器１３ａが凍結パンクを起こしてしまう。そこで、空気調和装置１００Ａでは、第三の熱媒体流路切替装置２９およびバイパス配管５ｃを設け、除霜運転モード中に、第三の熱媒体間熱交換器１３ａに第二の熱媒体を循環させるようにする。そうすると、第三の熱媒体間熱交換器１３ａの内部での第二の熱媒体の凍結を防ぎ、第三の熱媒体間熱交換器１３ａの凍結パンクを防ぐことができ、安全にシステムを使用することができる。
【０２４４】
なお、第三の熱媒体流路切替装置２９およびバイパス配管５ｃを設けなくても、第二の熱媒体を、第三の熱媒体間熱交換器１３ａ（室外機１）と第二の熱媒体間熱交換器１３ｂ（中継機３）との間で循環させても、第三の熱媒体間熱交換器１３ａの凍結パンクは防げる。しかし、第三の熱媒体間熱交換器１３ａは室外機１に収容されており、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂは室外機１とは離れた位置に設置されている中継機３に収容されている。そのため、室外機１と中継機３との間を第二の熱媒体を循環させると、ポンプ２１ｃの動力が多大にかかってしまい、動力の無駄である。そのため、本実施の形態２のように構成すると、除霜運転モード時の第二の熱媒体は、室外機１の内部でのみ循環させることができ、第三の熱媒体間熱交換器１３ａの凍結パンクを防ぎながら、ポンプ２１ｃの動力を少なくすることができ、省エネになる。
【０２４５】
以上より、空気調和装置１００Ａによれば、空気調和装置１００と同様の効果を奏するとともに、第三の熱媒体間熱交換器１３ａの凍結パンクを防ぎながら、ポンプ２１ｃの動力を少なくすることができ、更に省エネ効果が得られる。
【０２４６】
実施の形態３．
図１１は、本発明の実施の形態３に係る空気調和装置（以下、空気調和装置１００Ｂ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１１に基づいて、本発明の実施の形態３に係る空気調和装置１００Ｂについて説明する。なお、実施の形態３では実施の形態１、２との相違点を中心に説明し、実施の形態１、２と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
【０２４７】
空気調和装置１００Ｂには、空気調和装置１００に対して、中継機３内の第一の冷媒循環回路Ｃの回路構成が、異なっている。具体的には、第一の冷媒流路切替装置２７の代わりに、第一の冷媒流路切替装置２７ａおよび第一の冷媒流路切替装置２７ｂが設置されている。また、圧縮機１０ｂの吐出側の配管が第二の冷媒流路切替装置１８に繋がる配管と第二の熱媒体間熱交換器１３ｂに繋がる配管に分岐されている。そして、第一の冷媒循環回路Ｃの図示左側の冷媒回路と図示右側の冷媒回路が３本の冷媒配管４にて接続されている。
【０２４８】
なお、第一の冷媒流路切替装置２７ａおよび第一の冷媒流路切替装置２７ｂは、電磁弁や二方弁等の開閉を切り替える開閉弁を用いるが、流路の開閉が行えればどのようなものでもよいし、第一の冷媒流路切替装置２７ａと第一の冷媒流路切替装置２７ｂとを一体に構成し、流路切替が同時に行えるようなものでもよい。
【０２４９】
空気調和装置１００Ａが実行する運転モードには、空気調和装置１００と同様に、全冷房運転モード、全暖房運転モード、冷房主体運転モード、および、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、第一の冷媒循環回路Ｃにおける第一の冷媒の流れについて説明する。その他の第二の冷媒循環回路Ａ、第二の熱媒体循環回路Ｂ、および、第一の熱媒体循環回路Ｄの動作は実施の形態と同一であり、説明を省略する。
【０２５０】
［全冷房運転モード］
図１２は、空気調和装置１００の全冷房運転モード時における冷媒および熱媒体の流れを示すシステム回路図である。この図１２では、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器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１２では、太線で表された配管が冷媒および熱媒体の流れる配管を示している。また、図１２では、冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
【０２５１】
低温・低圧の第一の冷媒が圧縮機１０ｂ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１０ｂから吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第一の冷媒流路切替装置２７ｂを介して凝縮器として作用する第二の熱媒体間熱交換器１３ｂに流入する。そして、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂで第二の熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、高圧液冷媒となる。このとき、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂにおいて、第二の熱媒体の流れ方向と第一の冷媒の流れ方向とは対向流となるように、流路が構成されている。
【０２５２】
第二の熱媒体間熱交換器１３ｂから流出した高圧液冷媒は、分岐され、第一の絞り装置１６ａおよび第一の絞り装置１６ｂで膨張させられて、低温・低圧の二相冷媒となる。この二相冷媒は、蒸発器として作用する第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第一の熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれに流入し、第一の熱媒体循環回路Ｄを循環する第一の熱媒体から吸熱することで、第一の熱媒体を冷却しながら、低温・低圧のガス冷媒となる。このとき、第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第一の熱媒体間熱交換器１５ｂにおいて、第一の冷媒の流れ方向と第一の熱媒体の流れ方向とは並行流となるように、流路が構成されている。
【０２５３】
そして、第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第一の熱媒体間熱交換器１５ｂから流出したガス冷媒は、第二の冷媒流路切替装置１８ａおよび第二の冷媒流路切替装置１８ｂを経由した後に合流され、圧縮機１０ｂへ再度吸入される。このとき、第一の冷媒流路切替装置２７ａは閉、第一の冷媒流路切替装置２７ｂは開となっている。
【０２５４】
［全暖房運転モード］
図１３は、空気調和装置１００Ｂの全暖房運転モード時における冷媒および熱媒体の流れを示すシステム回路図である。この図１３では、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器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１３では、太線で表された配管が冷媒および熱媒体の流れる配管を示している。また、図１３では、冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
【０２５５】
低温・低圧の第一の冷媒が圧縮機１０ｂ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１０ｂから吐出された高温・高圧のガス冷媒は、分岐されて第二の冷媒流路切替装置１８ａおよび第二の冷媒流路切替装置１８ｂを通って、凝縮器として作用する第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第一の熱媒体間熱交換器１５ｂに流入する。
【０２５６】
第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第一の熱媒体間熱交換器１５ｂに流入した高温・高圧のガス冷媒は、第一の熱媒体循環回路Ｄを循環する第一の熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、高圧の液冷媒となる。このとき、第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第一の熱媒体間熱交換器１５ｂにおいて、第一の冷媒の流れ方向と第一の熱媒体の流れ方向とは対向流となるように、流路が構成されている。
【０２５７】
第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第一の熱媒体間熱交換器１５ｂから流出した液冷媒は、第一の絞り装置１６ａおよび第一の絞り装置１６ｂで膨張させられて、低温・低圧の二相冷媒となった後に合流される。合流された低温・低圧の二相冷媒は、蒸発器として作用する第二の熱媒体間熱交換器１３ｂに流入する。そして、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂに流入した冷媒は、第二の熱媒体循環回路Ｂを流れる第二の熱媒体から吸熱して、低温・低圧のガス冷媒となり、第一の冷媒流路切替装置２７ａを介して圧縮機１０ｂへ再度吸入される。このとき、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂにおいて、第一の冷媒の流れ方向と第二の熱媒体の流れ方向とは並行流となるように、流路が構成されている。また、第一の冷媒流路切替装置２７ａは開、第一の冷媒流路切替装置２７ｂは閉となっている。
【０２５８】
［冷房主体運転モード］
図１４は、空気調和装置１００Ｂの冷房主体運転モード時における冷媒および熱媒体の流れを示すシステム回路図である。この図１４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１４では、太線で表された配管が冷媒および熱媒体の流れる配管を示している。また、図１４では、冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
【０２５９】
低温・低圧の第一の冷媒が圧縮機１０ｂ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１０ｂから吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第一の冷媒流路切替装置２７ｂを介して第一の凝縮器として作用する第二の熱媒体間熱交換器１３ｂに流入する冷媒と、第二の冷媒流路切替装置１８ｂを通って、第二の凝縮器として作用する第一の熱媒体間熱交換器１５ｂに流入する冷媒とに分岐される。
【０２６０】
そして、第一の冷媒流路切替装置２７ｂを介して第一の凝縮器として作用する第二の熱媒体間熱交換器１３ｂに流入した冷媒は、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂで第二の熱媒体に放熱しながら凝縮し、高圧液冷媒となる。このとき、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂにおいて、第二の熱媒体の流れ方向と第一の冷媒の流れ方向とは対向流となるように、流路が構成されている。
【０２６１】
また、圧縮機１０ｂの吐出側で分岐され、第二の冷媒流路切替装置１８ｂを通って、第二の凝縮器として作用する第一の熱媒体間熱交換器１５ｂに流入した高圧ガス冷媒は、第一の熱媒体循環回路Ｄを循環する第一の熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、液冷媒となる。このとき、第一の熱媒体間熱交換器１５ｂにおいて、第一の冷媒の流れ方向と第一の熱媒体の流れ方向とは対向流となるように、流路が構成されている。
【０２６２】
熱媒体間熱交換器１５ｂから流出した液冷媒は、全開状態の第一の絞り装置１６ｂを通った後、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂから流出した高圧液冷媒と合流する。合流した液冷媒は、第一の絞り装置１６ａにて絞られて低圧二相冷媒になり、蒸発器として作用する第一の熱媒体間熱交換器１５ａに流入する。第一の熱媒体間熱交換器１５ａに流入した低圧二相冷媒は、第一の熱媒体循環回路Ｄを循環する第一の熱媒体から吸熱することで、第一の熱媒体を冷却しながら、低圧のガス冷媒となる。このとき、第一の熱媒体間熱交換器１５ａにおいて、第一の冷媒の流れ方向と第一の熱媒体の流れ方向とは並行流となるように、流路が構成されている。
【０２６３】
そして、第一の熱媒体間熱交換器１５ａから流出したガス冷媒は、第二の冷媒流路切替装置１８ａを介して、圧縮機１０ｂへ再度吸入される。このとき、第一の冷媒流路切替装置２７ａは閉、第一の冷媒流路切替装置２７ｂは開となっており、第一の絞り装置１６ｂは全開、第一の絞り装置１６ａは、熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５ａで検出された温度と熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５ｂで検出された温度との差として得られるスーパーヒート（過熱度）が一定になるように開度が制御される。なお、第一の絞り装置１６ａは、高圧冷媒圧力検出装置３８ｂで検出された圧力を飽和温度に換算した値と熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５ｄ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を制御してもよい。
【０２６４】
［暖房主体運転モード］
図１５は、空気調和装置１００Ｂの暖房主体運転モード時における冷媒および熱媒体の流れを示すシステム回路図である。この図１５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１５では、太線で表された配管が冷媒および熱媒体の流れる配管を示している。また、図１５では、冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
【０２６５】
低温・低圧の第一の冷媒が圧縮機１０ｂ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１０ｂから吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第二の冷媒流路切替装置１８ｂを通って凝縮器として作用する第一の熱媒体間熱交換器１５ｂに流入する。第一の熱媒体間熱交換器１５ｂに流入したガス冷媒は、第一の熱媒体循環回路Ｄを循環する第一の熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、液冷媒となる。このとき、第一の熱媒体間熱交換器１５ｂにおいて、第一の冷媒の流れ方向と第一の熱媒体の流れ方向とは対向流となるように、流路が構成されている。
【０２６６】
第一の熱媒体間熱交換器１５ｂから流出した液冷媒は、第一の絞り装置１６ｂで膨張させられて低圧二相冷媒となった後、全開状態の第一の絞り装置１６ａを介して蒸発器として作用する第一の熱媒体間熱交換器１５ａに流入する冷媒と、蒸発器として作用する第二の熱媒体間熱交換器１３ｂに流入する冷媒と、に分岐される。全開状態の第一の絞り装置１６ａを介して蒸発器として作用する第一の熱媒体間熱交換器１５ａに流入した低圧二相冷媒は、第一の熱媒体循環回路Ｄを循環する熱媒体から吸熱することで蒸発し、第一の熱媒体を冷却して、低温・低圧のガス冷媒となる。一方、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂに流入した冷媒は、第二の熱媒体循環回路Ｂを循環する第二の熱媒体から吸熱して、低温・低圧のガス冷媒となる。
【０２６７】
そして、第一の熱媒体間熱交換器１５ａから流出した低温・低圧のガス冷媒は、第二の冷媒流路切替装置１８ａを通った後、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂから流出し、第一の冷媒流路切替装置２７ａを通った低温・低圧のガス冷媒と合流し、圧縮機１０ｂへ再度吸入される。このとき、第一の熱媒体間熱交換器１５ａおよび第二の熱媒体間熱交換器１３ｂにおいては、冷媒の流れ方向と熱媒体の流れ方向とは並行流となるように、流路が構成されている。
【０２６８】
また、このとき、第一の冷媒流路切替装置２７ａは開、第一の冷媒流路切替装置２７ｂは閉となっており、第一の絞り装置１６ａは全開、第一の絞り装置１６ｂは、高圧冷媒圧力検出装置３８ｂで検出された圧力を飽和温度に換算した値と熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置３５ｄ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を制御する。
【０２６９】
なお、空気調和装置１００Ｂの構成では、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂに流れる冷媒の流量と第一の熱媒体間熱交換器１５ａに流れる冷媒の流量とは、動的に制御することはできず、配管の流動抵抗等で決まる。そこで、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂの入口側冷媒流路に、別の絞り装置（図示せず）をさらに備えるようにすると、この絞り装置と第一の絞り装置１６ａとの双方を制御して、第二の熱媒体間熱交換器１３ｂに流れる冷媒の流量と第一の熱媒体間熱交換器１５ａに流れる冷媒の流量とを調整することができ、熱媒体間熱交換器をより有効に活用できる。
【０２７０】
以上より、空気調和装置１００Ｂの構成を採用しても、空気調和装置１００と同様の効果を奏することが可能になる。また、空気調和装置１００Ｂに、実施の形態２で説明した構成を追加採用してもよい。こうすれば、第三の熱媒体間熱交換器１３ａの凍結パンクを防ぎながら、ポンプ２１ｃの動力を少なくすることができ、更に省エネ効果が得られることになる。
【符号の説明】
【０２７１】
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  中継機、３ａ  中継機、３ｂ  中継機、４  冷媒配管、４ａ  冷媒配管、４ｂ  冷媒配管、４ｃ  冷媒配管、５ａ  熱媒体配管（第二の熱媒体配管）、５ｂ  熱媒体配管（第一の熱媒体配管）、５ｃ  バイパス配管、６  屋外空間、７  室内空間、８  空間、９  建物、１０ａ  圧縮機（第二の圧縮機）、１０ｂ  圧縮機（第一の圧縮機）、１１  第三の冷媒流路切替装置、１２  熱源側熱交換器、１３ａ  第三の熱媒体間熱交換器、１３ｂ  第二の熱媒体間熱交換器、１４  バイパス流量調整装置、１５  第一の熱媒体間熱交換器、１５ａ  第一の熱媒体間熱交換器、１５ｂ  第一の熱媒体間熱交換器、１６  第一の絞り装置、１６ａ  第一の絞り装置、１６ｂ  第一の絞り装置、１６ｃ  第二の絞り装置、１７  開閉装置、１７ａ  開閉装置、１７ｂ  開閉装置、１８  第二の冷媒流路切替装置、１８ａ  第二の冷媒流路切替装置、１８ｂ  第二の冷媒流路切替装置、２１  ポンプ、２１ａ  ポンプ、２１ｂ  ポンプ、２１ｃ  ポンプ、２２  第一の熱媒体流路切替装置、２２ａ  第一の熱媒体流路切替装置、２２ｂ  第一の熱媒体流路切替装置、２２ｃ  第一の熱媒体流路切替装置、２２ｄ  第一の熱媒体流路切替装置、２３  第二の熱媒体流路切替装置、２３ａ  第二の熱媒体流路切替装置、２３ｂ  第二の熱媒体流路切替装置、２３ｃ  第二の熱媒体流路切替装置、２３ｄ  第二の熱媒体流路切替装置、２４ａ  逆止弁、２４ｂ  逆止弁、２４ｃ  逆止弁、２４ｄ  逆止弁、２５  第一の熱媒体流量調整装置、２５ａ  第一の熱媒体流量調整装置、２５ｂ  第一の熱媒体流量調整装置、２５ｃ  第一の熱媒体流量調整装置、２５ｄ  第一の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  第一の冷媒流路切替装置、２７ａ  第一の冷媒流路切替装置、２７ｂ  第一の冷媒流路切替装置、２８  第二の熱媒体流量調整装置、２９  第三の熱媒体流路切替装置、３１  熱媒体間熱交換器出口温度検出装置、３１ａ  熱媒体間熱交換器出口温度検出装置、３１ｂ  熱媒体間熱交換器出口温度検出装置、３１ｃ  熱媒体間熱交換器出口温度検出装置、３２  熱源側熱交換器出口冷媒温度検出装置、３３ａ  熱媒体間熱交換器温度検出装置、３３ｂ  熱媒体間熱交換器温度検出装置、３４  利用側熱交換器出口温度検出装置、３４ａ  利用側熱交換器出口温度検出装置、３４ｂ  利用側熱交換器出口温度検出装置、３４ｃ  利用側熱交換器出口温度検出装置、３４ｄ  利用側熱交換器出口温度検出装置、３５  熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置、３５ａ  熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置、３５ｂ  熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置、３５ｃ  熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置、３５ｄ  熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置、３５ｅ  熱媒体間熱交換器冷媒温度検出装置、３６  圧縮機吸入冷媒温度検出装置、３７ａ  低圧冷媒圧力検出装置、３７ｂ  低圧冷媒圧力検出装置、３８ａ  高圧冷媒圧力検出装置、３８ｂ  高圧冷媒圧力検出装置、５０  制御装置（第二の制御装置）、６０  制御装置（第一の制御装置）、７０  通信線、１００  空気調和装置、１００Ａ  空気調和装置、１００Ｂ  空気調和装置、Ａ  第二の冷媒循環回路、Ｂ  第二の熱媒体循環回路、Ｃ  第一の冷媒循環回路、Ｄ  第一の熱媒体循環回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005921719.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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