(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、冷媒流路切替装置、熱源側熱交換器、第１の絞り装置及び熱媒体間熱交換器を有し、これらが冷媒配管を介して接続され、冷媒循環回路を構成した空気調和装置において、
暖房運転時における熱源側熱交換器の上流側であって前記第１の絞り装置の下流側に設けられた第２の絞り装置と、
前記圧縮機の上流側に設けられた余剰冷媒を貯留するためのアキュムレータと、
一方が暖房運転時における前記第２の絞り装置の上流側に接続され、他方が前記圧縮機の吸入側と前記アキュムレータとの間の流路に接続された吸入インジェクション配管と、
前記吸入インジェクション配管に設けられた第３の絞り装置と、
前記圧縮機の吐出冷媒温度を検出する吐出冷媒温度検出装置と、
前記圧縮機の吸入冷媒温度を検出する吸入圧力検出装置と、
前記暖房運転時における前記第２の絞り装置の上流側であって前記第１の絞り装置又は前記熱媒体間熱交換器の下流側の冷媒圧力又は冷媒飽和温度を検出する中圧検出装置と、
前記中圧検出装置の検出結果に基づいて前記第２の絞り装置の開度を制御するとともに、前記吐出冷媒温度検出装置、前記中圧検出装置及び前記吸入圧力検出装置の検出結果に基づいて前記第３の絞り装置の開度を制御する制御装置と、
を有し、
前記冷媒配管の内部には、
冷媒として、Ｒ４１０Ａよりも吐出冷媒温度が高温になる冷媒を循環させ、
前記制御装置は、
前記第２の絞り装置の開度、前記第３の絞り装置の開度、前記中圧検出装置及び前記吸入圧力検出装置の検出結果に基づいて前記圧縮機に吸入される冷媒の乾き度を算出し、
前記吐出冷媒温度検出装置の検出結果に基づく第１の開度で前記第３の絞り装置を制御しているときに、前記乾き度が予め定められた値より小さくなると、前記第３の絞り装置の開度を前記第１の開度よりも小さい第２の開度にし、前記圧縮機に、前記乾き度が０．９以上０．９９以下となる冷媒を吸入させる
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
冷媒として、Ｒ３２またはＲ３２を６２質量％以上含む混合冷媒を循環させる
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】
前記制御装置は、
暖房運転時において、中圧の目標値と、前記中圧検出装置の検出結果又は予測値との偏差に基づいて前記第２の絞り装置の開度を制御する中圧制御を実施し、
暖房運転時における吐出冷媒温度の目標値又は吐出冷媒温度に係る目標値と、
前記吐出冷媒温度検出装置の検出値である吐出冷媒温度、当該吐出冷媒温度を用いて演算された吐出冷媒温度に係る値、前記吐出冷媒温度に係る予測値、又は前記吐出冷媒温度を用いて演算された前記吐出冷媒温度に係る値の予測値と、
の偏差に基づいて前記第３の絞り装置の開度を制御する吐出温度制御を実施し、前記圧縮機に、前記乾き度が０．９以上０．９９以下となる冷媒を吸入させる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記圧縮機から吐出される冷媒の圧力を検出する高圧検出装置を有し、
前記制御装置は、
前記吐出冷媒温度検出装置及び前記高圧検出装置の検出結果に基づいて前記圧縮機から吐出される冷媒の過熱度を算出し、この過熱度を前記吐出冷媒温度に係る目標値として設定する
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】
前記制御装置は、
冷房運転時において前記第２の絞り装置の開度を固定開度とする
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項６】
前記制御装置は、
冷房運転時において、前記圧縮機に、乾き度が０．９以上０．９９以下となる冷媒を吸入させる
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項７】
前記制御装置は、
前記圧縮機の吐出冷媒温度の目標値を１００℃から１１０℃の間の値とし、前記圧縮機の前記吐出冷媒温度を前記吐出冷媒温度の目標値に近づけるように制御する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記制御装置は、定常時の制御と異なる起動制御を有し、前記起動制御は、前記圧縮機が起動された後、所定の終了条件が満たされるまでの間、実施されるものであり、
前記起動制御の間の吐出冷媒温度の目標値を８０℃から１００℃の間の値とし、前記圧縮機の前記吐出冷媒温度を前記吐出冷媒温度の目標値に近づけるように制御する
ことを特徴とする請求項１〜５、７のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項９】
前記制御装置は、
前記圧縮機の前記吐出冷媒温度が、起動制御の間の吐出冷媒温度の目標値に十分近づいたことを判断した場合に、前記起動制御を終了する
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】
前記圧縮機は、密閉容器内に圧縮室を有し、前記密閉容器内が低圧の冷媒圧雰囲気となり、前記圧縮室に前記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圧縮機であり、
前記密閉容器の下側の温度を検出するシェル下温度検出装置を有し、
前記制御装置は、
前記シェル下温度検出装置の検出結果又は前記シェル下温度検出装置の検出結果から演算された値が、予め設定される値を下回った場合に前記圧縮機を停止させる、または前記圧縮機を減速させる
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１１】
冷房運転時において前記熱源側熱交換器から前記第１の絞り装置へ冷媒が流れる場合の冷媒流路から冷媒を分流させる第１の冷媒分岐部と、
暖房運転時において前記第１の絞り装置から前記熱源側熱交換器へ冷媒が流れる場合の冷媒流路から冷媒を分流させる第２の冷媒分岐部と、
前記第１の冷媒分岐部と前記第２の冷媒分岐部とを接続し、その配管上に前記吸入インジェクション配管が接続された分岐配管と、
前記第１の冷媒分岐部と、前記分岐配管と前記吸入インジェクション配管との接続部との間に設置された第１の導通装置と、
前記第２の冷媒分岐部と、前記接続部との間に設置された第２の導通装置とを備えた
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１２】
前記制御装置は、
前記冷媒流路切替装置を切り替えて、前記熱源側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、前記熱媒体間熱交換器の一部又は全てに低圧の冷媒を流して蒸発器として動作させる冷房運転を実行し、
前記冷房運転時、前記冷媒は前記第２の絞り装置を通らずに、前記冷媒循環回路を循環し、前記高圧の冷媒を前記第１の導通装置及び前記第３の絞り装置及び前記吸入インジェクション配管を介して前記圧縮機の吸入側に導入する
ことを特徴とする請求項１１に記載の空気調和装置。
【請求項１３】
前記第１の冷媒分岐部は、
前記冷房運転と前記暖房運転の場合に、それぞれ異なる方向から冷媒が流入する位置に配置され、
前記第２の冷媒分岐部は、
前記冷房運転と前記暖房運転の場合に、同一の方向から冷媒が流入する位置に配置され、
前記第１の導通装置は、
前記第１の冷媒分岐部から前記吸入インジェクション配管へ流れる方向にのみ冷媒を導通させる逆流防止装置であり、
前記第２の導通装置は、
前記第２の冷媒分岐部から前記吸入インジェクション配管へ流れる方向にのみ冷媒を導通させる逆流防止装置である
ことを特徴とする請求項１１又は１２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など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】
凝縮器の下流側に受液器が接続され、この受液器で貯留された液冷媒をリキッドインジェクション回路を介して圧縮機に供給し、圧縮機の吐出冷媒温度を低減する冷凍装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の技術は、圧縮機の吐出冷媒温度を検出し、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。【０００３】
また、四方弁を備え、冷媒の流れを逆方向に切り換えて冷房及び暖房を実施するヒートポンプ空調機が各種提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
特許文献２に記載の技術は、圧縮機と、室内熱交換器と室外熱交換器とを接続する配管との間に、インジェクション配管が接続されており、当該配管を流れる液冷媒を圧縮機に供給することができるようになっている。【０００４】
さらに、複数の電磁弁を備え、冷房及び暖房に加えて、冷暖房混在運転を実施することができる空気調和装置が提案されている（たとえば、特許文献３参照）。
特許文献３に記載の技術は、暖房時におけるインジェクションでは、中間圧力の冷媒（以下、中圧冷媒との称する）を圧縮機にインジェクションするために、インジェクション回路に絞り装置が設けられている。【０００５】
このように、特許文献１〜３に記載の技術は、圧縮機に液冷媒をインジェクションし、圧縮機の吐出冷媒温度を低減して、圧縮機が損傷してしまうことを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２６０２６２号公報（たとえば、図１参照）
【特許文献２】特開平８−２１０７０９号公報（たとえば、図１参照）
【特許文献３】特開２０１０−１３９２０５号公報（たとえば、図１参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の冷凍装置は、冷媒の流れ方向が１方向に流れる場合のインジェクションを実施するものであり、たとえば冷媒の流れ方向が逆になった場合におけるインジェクションを想定したものではない。また、特許文献２に記載の空気調和装置については、冷媒の流れ方向を逆に切り換えた場合においても、インジェクションを実施することができるが、冷房暖房混在運転を実施しているときにインジェクションすることを想定したものではなかった。
すなわち、特許文献１、２に記載の技術は、インジェクションを行う際の運転モードが限定されており、その分、利便性が損なわれてしまう可能性があるという課題があった。【０００８】
特許文献３に記載の技術は、冷房、暖房及び冷暖房混在運転時にインジェクションをすることができるが、インジェクション回路の絞り装置の開度について特定されていないため、中圧冷媒の圧力を状況に応じて変化させるものではなかった。
すなわち、特許文献３に記載の技術は、中圧冷媒の圧力を運転モードに応じて制御するものではない分、圧縮機の損傷が生じやすく、空気調和装置の動作の安定性、信頼性が低減してしまうという課題があった。【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するものであり、運転モードによらないで、圧縮機の吐出冷媒温度を低下させて動作の安定性を向上させ、信頼性の高い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、圧縮機、冷媒流路切替装置、熱源側熱交換器、第１の絞り装置及び熱媒体間熱交換器を有し、これらが冷媒配管を介して接続され、冷媒循環回路を構成した空気調和装置において、暖房運転時における熱源側熱交換器の上流側であって第１の絞り装置の下流側に設けられた第２の絞り装置と、圧縮機の上流側に設けられた余剰冷媒を貯留するためのアキュムレータと、一方が暖房運転時における第２の絞り装置の上流側に接続され、他方が圧縮機の吸入側とアキュムレータとの間の流路に接続された吸入インジェクション配管と、吸入インジェクション配管に設けられた第３の絞り装置と、圧縮機の吐出冷媒温度を検出する吐出冷媒温度検出装置と、圧縮機の吸入冷媒温度を検出する吸入圧力検出装置と、暖房運転時における第２の絞り装置の上流側であって第１の絞り装置又は熱媒体間熱交換器の下流側の冷媒圧力又は冷媒飽和温度を検出する中圧検出装置と、中圧検出装置の検出結果に基づいて第２の絞り装置の開度を制御するとともに、吐出冷媒温度検出装置、中圧検出装置及び吸入圧力検出装置の検出結果に基づいて第３の絞り装置の開度を制御する制御装置と、を有し、冷媒配管の内部には、冷媒として、Ｒ４１０Ａよりも吐出冷媒温度が高温になる冷媒を循環させ、制御装置は、第２の絞り装置の開度、第３の絞り装置の開度、中圧検出装置及び吸入圧力検出装置の検出結果に基づいて圧縮機に吸入される冷媒の乾き度を算出し、吐出冷媒温度検出装置の検出結果に基づく第１の開度で第３の絞り装置を制御しているときに、乾き度が予め定められた値より小さくなると、第３の絞り装置の開度を第１の開度よりも小さい第２の開度にし、圧縮機に、乾き度が０．９以上０．９９以下となる冷媒を吸入させるものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る空気調和装置によれば、上記構成を有しているので、運転モードによらないで、圧縮機の吐出冷媒温度を低下させて動作の安定性を向上させ、信頼性の高い空気調和装置を得ることができる。
【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例である。
【図３】図２に示す空気調和装置の全冷房運転時の冷媒及び熱媒体の流れを説明する図である。
【図４】図３に示す全冷房運転時におけるｐ−ｈ線図（圧力−エンタルピ線図）である。
【図５】図２に示す空気調和装置の全暖房運転時の冷媒及び熱媒体の流れを説明する図である。
【図６】図５に示す全暖房運転時におけるｐ−ｈ線図である。
【図７】図２に示す空気調和装置の冷房主体運転時の冷媒及び熱媒体の流れを説明する図である。
【図８】図７に示す冷房主体運転時におけるｐ−ｈ線図である。
【図９】図２に示す空気調和装置の全暖房運転時の冷媒及び熱媒体の流れを説明する図である。
【図１０】図９に示す暖房主体運転時におけるｐ−ｈ線図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の中圧制御と起動制御及び定常制御の動作を表すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の中圧制御の動作を表すフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の定常制御の動作を表すフローチャートである。
【図１４】三点予測について説明するためのグラフである。
【図１５】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の起動制御の動作を表すフローチャートである。
【図１６】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の起動制御で用いる終了判定フラグの状態を表すグラフである。
【図１７】図２に示す回路構成例とは異なる回路構成の説明図である。
【図１８】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の起動制御の動作を表すフローチャートである。
【図１９】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の起動制御の動作を表すフローチャートである。
【図２０】本発明の実施の形態４に係る空気調和装置の圧縮機に吸入される冷媒の乾き度を求める演算フローチャートである。
【図２１】冷媒と冷凍機油の混合物の粘度の挙動を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態に係る空気調和装置の設置例を示す概略図である。図１に基づいて、空気調和装置の設置例について説明する。本空気調和装置は、冷媒及び熱媒体を循環させる冷凍サイクル（冷媒循環回路Ａ、熱媒体循環回路Ｂ）を利用することで各室内機が運転モードとして冷房モード或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、本実施の形態に係る空気調和装置は、熱源機である１台の室外機１と、複数台の室内機２と、室外機１と室内機２との間に介在する熱媒体変換機３と、を有している。熱媒体変換機３は、冷媒（熱源側冷媒）と熱媒体とで熱交換を行なうものである。室外機１と熱媒体変換機３とは、冷媒を導通する冷媒配管４で接続されている。熱媒体変換機３と室内機２とは、熱媒体を導通する配管（熱媒体配管）５で接続されている。そして、室外機１で生成された冷熱或いは温熱は、熱媒体変換機３を介して室内機２に伝達されるようになっている。
【００１５】
室外機１は、通常、ビルなどの建物９の外の空間（たとえば、屋上など）である室外空間６に配置され、熱媒体変換機３を介して室内機２に冷熱又は温熱を供給するものである。室内機２は、建物９の内部の空間（たとえば、居室など）である室内空間７に冷房用空気或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に冷房用空気或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或いは温熱を室内機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などの空間（以下、単に空間８と称する）に設置されている状態を例に示している。熱媒体変換機３は、その他、エレベーターなどがある共用空間などに設置することも可能である。また、図１及び図２においては、室内機２が天井カセット型である場合を例に示してあるが、これに限定するものではなく、天井埋込型や天井吊下式など、室内空間７に直接又はダクトなどにより、暖房用空気或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、換気口付の機械室などの囲まれた空間に設置してもよく、排気ダクトで廃熱を建物９の外に排気することができるのであれば建物９の内部に設置してもよく、或いは、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及び図２に図示してある台数に限定するものではなく、本実施の形態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】
図２は、本実施の形態１に係る空気調和装置（以下、空気調和装置１００と称する）の回路構成例である。図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と熱媒体変換機３とが、熱媒体変換機３に備えられている熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂを介して冷媒配管４で接続されている。また、熱媒体変換機３と室内機２とも、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂを介して配管５で接続されている。なお、冷媒配管４については後段で詳述する。
【００２１】
空気調和装置１００は、冷媒を循環させる冷凍サイクルである冷媒循環回路Ａ及び熱媒体を循環させる熱媒体循環回路Ｂを有しており、各室内機２が冷房運転、暖房運転を選択できるものである。そして、動作している室内機２の全てが冷房運転を実行するモードである全冷房運転モード、動作している室内機２の全てが暖房運転を実行するモードである全暖房運転モード、冷房運転と暖房運転を実行する室内機が混在するモードである冷房暖房混在運転モードを行うことができる。なお、冷暖房混在運転モードには、冷房負荷の方が大きい冷房主体運転モード、及び暖房負荷の方が大きい暖房主体運転モードがある。全冷房運転モード、全暖房運転モード、冷房主体運転モード、及び暖房主体運転モードについては、図３〜図１０の説明で詳しく説明する。
【００２２】
［室外機１］
室外機１には、圧縮機１０、四方弁などの第１冷媒流路切替装置１１、熱源側熱交換器１２と、アキュムレータ１９とが冷媒配管４で直列に接続されて搭載されている。
また、室外機１には、第１接続配管４ａ、第２接続配管４ｂ、逆止弁１３ａ、逆止弁１３ｂ、逆止弁１３ｃ、及び、逆止弁１３ｄが設けられている。
さらに、室外機１には、分岐部２７ａ、分岐部２７ｂ、開閉装置２４、逆流防止装置２０、絞り装置１４ａ、絞り装置１４ｂ、中圧検出装置３２、吐出冷媒温度検出装置３７、吸入冷媒温度検出装置３８、分岐冷媒温度検出装置３３、高圧検出装置３９、吸入圧力検出装置６０、圧縮機シェル温度検出装置６１、吸入インジェクション配管４ｃ、分岐配管４ｄ、制御装置５０が備えられている。
【００２３】
圧縮機１０は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温高圧の状態にするものであり、たとえば容量制御可能なインバータ圧縮機などで構成するとよい。圧縮機１０は、吐出側が第１冷媒流路切替装置１１に接続され、吸入側が吸入インジェクション配管４ｃ及びアキュムレータ１９に接続されている。圧縮機１０は、密閉容器内に圧縮室を有し、密閉容器内が低圧の冷媒圧雰囲気となり、圧縮室に密閉容器内の低圧冷媒を吸入して圧縮する低圧シェル型の圧縮機である。そして、圧縮機１０は、圧縮機１０の吸入側とアキュムレータ１９との間の冷媒配管４に接続される吸入インジェクション配管４ｃに接続されており、高圧又は中圧の冷媒を吸入インジェクション配管４ｃに供給することができるようになっている。
【００２４】
圧縮機１０の下部は、圧縮機１０の吸入側から流入した冷媒及び油（冷凍機油）が流入可能となっている。また、圧縮機１０は、モータが配置され、圧縮機１０の下部から流入した冷媒を圧縮する中間部を有している。さらに、圧縮機１０の上部には、密閉容器で構成される吐出室が備えられており、中間部で圧縮された冷媒及び油を吐出可能となっている。このように、圧縮機１０は、圧縮機１０の上部のように高温高圧の冷媒にさらされる部分と、圧縮機１０の下部のように低温低圧の冷媒にさらされる部分とを有しているため、圧縮機１０を構成する密閉容器の温度はその中間的な温度になる。なお、圧縮機１０の運転中は、中間部のモータに供給される電流によってモータが発熱する。したがって、圧縮機１０に吸入された低温低圧の気液二相冷媒は、圧縮機１０の密閉容器とモータによって加熱される。
【００２５】
第１冷媒流路切替装置１１は、暖房運転時（全暖房運転モード時及び暖房主体運転モード時）における冷媒の流れと冷房運転時（全冷房運転モード時及び冷房主体運転モード時）における冷媒の流れとを切り替えるものである。なお、図２では、第１冷媒流路切替装置１１が、圧縮機１０の吐出側と第１接続配管４ａとを接続するとともに、熱源側熱交換器１２とアキュムレータ１９とを接続している状態を図示している。
熱源側熱交換器１２は、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には凝縮器（又は放熱器）として機能し、図示省略のファンなどの送風機から供給される空気と冷媒との間で熱交換を行ない、その冷媒を蒸発ガス化又は凝縮液化するものである。熱源側熱交換器１２は、一方が第１冷媒流路切替装置１１に接続され、他方が逆止弁１３ａが設けられる冷媒配管４に接続されている。
アキュムレータ１９は、圧縮機１０の吸入側に設けられており、過剰な冷媒を貯留するものである。アキュムレータ１９は、一方が第１冷媒流路切替装置１１に接続され、他方が圧縮機１０の吸入側に接続される。
【００２６】
逆止弁１３ａは、熱源側熱交換器１２と熱媒体変換機３との間における冷媒配管４に設けられ、所定の方向（室外機１から熱媒体変換機３への方向）のみに冷媒の流れを許容するものである。逆止弁１３ｂは、第１接続配管４ａに設けられ、暖房運転時において圧縮機１０から吐出された冷媒を熱媒体変換機３に流通させるものである。逆止弁１３ｃは、第２接続配管４ｂに設けられ、暖房運転時において熱媒体変換機３から戻ってきた冷媒を圧縮機１０の吸入側に流通させるものである。逆止弁１３ｄは、熱媒体変換機３と第１冷媒流路切替装置１１との間における冷媒配管４に設けられ、所定の方向（熱媒体変換機３から室外機１への方向）のみに冷媒の流れを許容するものである。
【００２７】
第１接続配管４ａは、室外機１内において、第１冷媒流路切替装置１１と逆止弁１３ｄとの間における冷媒配管４と、逆止弁１３ａと熱媒体変換機３との間における冷媒配管４と、を接続するものである。
第２接続配管４ｂは、室外機１内において、逆止弁１３ｄと熱媒体変換機３との間における冷媒配管４と、熱源側熱交換器１２と逆止弁１３ａとの間における冷媒配管４と、を接続するものである。第１接続配管４ａ、第２接続配管４ｂ、逆止弁１３ａ〜１３ｄを設けることで、室内機２の要求する運転に関わらず、熱媒体変換機３に流入させる冷媒の流れを一定方向にすることができる。
【００２８】
２つの分岐部２７（分岐部２７ａ、分岐部２７ｂ）は、流入してきた冷媒を分岐させるものである。分岐部２７ａは、冷媒流入側が逆止弁１３ａが設けられる冷媒配管４に接続され、冷媒流出側の一方が室外機１と熱媒体変換機３とを接続する冷媒配管４に接続され、冷媒流出側の他方が分岐配管４ｄに接続される。また、分岐部２７ｂは、冷媒流入側が熱媒体変換機３と室外機１とを接続する冷媒配管４に接続され、冷媒流出側の一方が逆止弁１３ｄが設けられる冷媒配管４及び第２接続配管４ｂに接続され、冷媒流出側の他方が分岐配管４ｄに接続される。なお、分岐部２７は、たとえばＹ継手やＴ継手などで構成するとよい。
【００２９】
分岐部２７には、空気調和装置１００の運転モードに応じて、液冷媒又は気液二相冷媒が流れ込む。たとえば、冷房主体運転モードの場合には、分岐部２７ａに気液二相冷媒が流れ、全暖房運転モード及び暖房主体運転モードの場合には、分岐部２７ｂに気液二相冷媒が流れる。そこで、分岐部２７は、気液二相冷媒を均等に分配するために、下から上に冷媒が流れた後に、２手に分岐するような構成状態で分流させる構造とする。すなわち、分岐部２７の冷媒流入側を下側（重力方向における下）とし、分岐部２７の冷媒流出側（両方）を上側（重力方向における上）とするということである。これにより、分岐部２７に流入した気液二相冷媒を均等に分配させることができ、空気調和装置１００の空調能力の低減を抑制することができる。
【００３０】
開閉装置２４は、分岐部２７ａと吸入インジェクション配管４ｃとの間の流路の開閉をするものである。開閉装置２４は、全冷房運転モードでインジェクションする場合及び冷房主体運転モードでインジェクションする場合には開き、インジェクションしない場合には閉じるものである。そして、開閉装置２４は、全暖房運転モード及び暖房主体運転モードでは閉じるものである。開閉装置２４は、分岐配管４ｄに設けられており、一方が分岐部２７ａに接続され、他方が吸入インジェクション配管４ｃに接続される。なお、開閉装置２４は、開閉を切り替え可能な電磁弁、開口面積を変化させることが可能な電子式膨張弁などのように流路の開閉を切り替えられるものであればよい。
【００３１】
逆流防止装置２０は、全暖房運転モードでインジェクションする場合及び暖房主体運転モードでインジェクションする場合に分岐部２７ｂから吸入インジェクション配管４ｃに冷媒が流れるようにするものである。なお、逆流防止装置２０は、全冷房運転モードでインジェクションする場合及び冷房主体運転モードでインジェクションする場合では、閉じている。なお、逆流防止装置２０は、図２では逆止弁である場合を例に図示しているが、開閉を切り替え可能な電磁弁、開口面積を変化させることが可能な電子式膨張弁などでもよい。
【００３２】
中圧検出装置３２は、分岐部２７ｂと絞り装置１４ａとの間を流れる冷媒の圧力を検出するものである。すなわち、中圧検出装置３２は、熱媒体変換機３の絞り装置１６で減圧させられて、室外機１に戻ってきた中圧の冷媒の圧力を検出するものである。この中圧検出装置３２は、分岐部２７ｂと絞り装置１４ａとの間に設けられている。
高圧検出装置３９は、圧縮機１０で圧縮され、高圧となった冷媒の圧力を検出するものである。高圧検出装置３９は、圧縮機１０の吐出側に接続される冷媒配管４に設けられている。
中圧検出装置３２及び高圧検出装置３９は、圧力センサでもよいが、温度センサで構成してもよい。すなわち、検出した温度に基づいて、制御装置５０が演算により中圧を演算することができるようにしてもよい。
【００３３】
吐出冷媒温度検出装置３７は、圧縮機１０から吐出された冷媒の温度を検出するもので、圧縮機１０の吐出側に接続される冷媒配管４に設けられている。
吸入冷媒温度検出装置３８は、圧縮機１０に流入する冷媒の温度を検出するもので、アキュムレータ１９の下流側の冷媒配管４に設けられている。
分岐冷媒温度検出装置３３は、分岐部２７ａへ流入する冷媒温度を検出するものであり、分岐部２７ａの流入側の流路に設けられている。
吸入圧力検出装置６０は、圧縮機１０に吸入される冷媒の圧力を検出するもので、アキュムレータ１９の上流側の冷媒配管４に設けられている。
圧縮機シェル温度検出装置６１は、圧縮機１０のシェルの温度を検出するものであり、圧縮機１０のシェルの下部に設けられている。なお、圧縮機シェル温度検出装置６１を設ける圧縮機１０は、密閉容器（＝シェル）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圧縮機であることが一般的であり、実施の形態１ではこのような圧縮機であることに限定されない。
【００３４】
２つの絞り装置１４（絞り装置１４ａ、１４ｂ）は、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、冷媒を減圧して膨張させるものである。絞り装置１４ａは、第２接続配管４ｂ（後述する全暖房運転モード及び暖房主体運転モードにおける分岐部２７ｂから熱源側熱交換器１２に至る流路）に設けられ、逆止弁１３ｃの上流側に設けられている。また、絞り装置１４ｂは、吸入インジェクション配管４ｃに設けられている。絞り装置１４ａには、全暖房運転モード及び暖房主体運転モードの場合に、気液二相冷媒が流入する。また、絞り装置１４ｂには、全冷房運転モードのときに液冷媒が流れ込み、冷房主体運転モード、全暖房運転モード、及び暖房主体運転モードの場合に、気液二相状態の冷媒が流入する。
【００３５】
絞り装置１４ａは、開口面積を変化させることが可能である電子式膨張弁で構成するとよい。絞り装置１４ａを電子式膨張弁で構成すれば、絞り装置１４ａの上流側の圧力を任意の圧力に制御することができる。なお、絞り装置１４ａは、電子式膨張弁に限定されるものではなく、制御性は少し悪化するが、小型の電磁弁などを組み合わせて開口面積を複数選択できるようにしてもよいし、キャピラリチューブとして冷媒の圧損に応じて中圧が形成されるようにしてもよい。
また、絞り装置１４ｂについても、開口面積を変化させることが可能である電子式膨張弁で構成するとよい。この絞り装置１４ｂは、インジェクションする場合において、吐出冷媒温度検出装置３７が検出する圧縮機１０の吐出冷媒温度が高くなり過ぎないように、絞り装置１４ｂの開口面積を制御する。
【００３６】
吸入インジェクション配管４ｃは、圧縮機１０に液冷媒を供給する配管である。ここで、吸入インジェクションとは、圧縮機１０とアキュムレータ１９との間の冷媒配管４、つまり圧縮機１０の吸入側に液冷媒を供給することを指す。
吸入インジェクション配管４ｃは、一方が分岐配管４ｄに接続され、他方がアキュムレータ１９と圧縮機１０とを接続する冷媒配管４に接続されている。吸入インジェクション配管４ｃには、絞り装置１４ｂが設けられている。
分岐配管４ｄは、圧縮機１０にインジェクションする場合に、冷媒を吸入インジェクション配管４ｃに導くための配管である。分岐配管４ｄは、分岐部２７ａ、分岐部２７ｂ、及び吸入インジェクション配管４ｃに接続されている。分岐配管４ｄには、逆流防止装置２０及び開閉装置２４が設けられている。
【００３７】
制御装置５０は、マイコンなどで構成されており、各種検出装置での検出情報及びリモコンからの指示に基づいて、制御を行うもので、上述のアクチュエータの制御の他に、圧縮機１０の駆動周波数、熱源側熱交換器１２に付設される送風機の回転数（ＯＮ／ＯＦＦ含む）、開閉装置２４の開閉、絞り装置１４の開度（絞り量）、第１冷媒流路切替装置１１の切り替え、及び熱媒体変換機３及び室内機２に設けられた各種機器などを制御し、後述する各運転モードを実行するようになっている。
この制御装置５０は、全冷房運転モード及び冷房主体運転モード時には、開閉装置２４を開き、絞り装置１４ｂの開度を調整することで、インジェクションする冷媒の流量を制御可能となっている。また、制御装置５０は、全暖房運転モード及び暖房主体運転モード時には、開閉装置２４を閉じ、絞り装置１４ａ及び絞り装置１４ｂの開度を調整することで、インジェクションする冷媒の流量を制御可能となっている。そして、圧縮機１０にインジェクションを行うことで、圧縮機１０から吐出される冷媒の温度を低減することができる。なお、具体的な制御動作については、後述の各運転モードの動作説明において説明を行う。
【００３８】
なお、インジェクションする場合において、絞り装置１４ａについては、制御装置５０が、全暖房運転モード及び暖房主体運転モード時において、中圧検出装置３２で検出した中圧が一定値（目標値）になるように、又は目標範囲に収まるように絞り装置１４ａの開度を制御すると、絞り装置１４ｂによる吐出冷媒温度の制御が安定する。
より詳細には、制御装置５０は、中圧検出装置３２の検出圧力、或いは中圧検出装置３２の検出温度の飽和圧力、又は中圧検出装置３２の検出温度、或いは中圧検出装置３２の検出圧力の飽和温度が、一定値（目標値）になるように、又は目標範囲に収まるように絞り装置１４ａの開度を制御すれば、絞り装置１４ｂによる吐出冷媒温度の制御が安定するということである。
【００３９】
また、インジェクションする場合において、絞り装置１４ｂについては、制御装置５０が、吐出冷媒温度検出装置３７が検出する圧縮機１０の吐出冷媒温度が高くなり過ぎないように絞り装置１４ｂの開口面積を制御するとよい。
より詳細には、吐出冷媒温度が一定値（例えば１１０℃など）を超えたと判断したときに、一定の開度分、たとえば１０パルスずつ、絞り装置１４ｂが開くように制御してもよいし、吐出冷媒温度が目標値（例えば１００℃）になるように、絞り装置１４ｂの開度を制御するようにしてもよいし、吐出冷媒温度が目標値（例えば１００℃）以下になるように制御してもよいし、吐出冷媒温度が目標の範囲内（例えば９０℃から１００℃の間）に入るように制御してもよい。
さらに、制御装置５０は、吐出冷媒温度検出装置３７の検出温度と高圧検出装置３９の検出圧力から、圧縮機１０の吐出過熱度を求め、吐出過熱度が目標値（例えば４０℃）になるように、絞り装置１４ｂの開度を制御するようにしてもよいし、吐出過熱度が目標値（例えば４０℃）以下になるように制御してもよいし、吐出過熱度が目標の範囲内（例えば２０℃から４０℃の間）に入るように制御してもよい。
【００４０】
［室内機２］
室内機２には、それぞれ利用側熱交換器２６が搭載されている。この利用側熱交換器２６は、配管５によって熱媒体変換機３の熱媒体流量調整装置２５と第２熱媒体流路切替装置２３に接続するようになっている。この利用側熱交換器２６は、図示省略のファンなどの送風機から供給される空気と熱媒体との間で熱交換を行ない、室内空間７に供給するための暖房用空気或いは冷房用空気を生成するものである。
【００４１】
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。
【００４２】
［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。
【００４３】
２つの熱媒体間熱交換器１５（熱媒体間熱交換器１５ａ、熱媒体間熱交換器１５ｂ）は、凝縮器（放熱器）又は蒸発器として機能し、冷媒と熱媒体とで熱交換を行ない、室外機１で生成され冷媒に貯えられた冷熱又は温熱を熱媒体に伝達するものである。熱媒体間熱交換器１５ａは、冷媒循環回路Ａにおける絞り装置１６ａと第２冷媒流路切替装置１８ａとの間に設けられており、全冷房運転モード時の熱媒体の冷却、全暖房運転モード時の熱媒体の加熱、及び冷房暖房混在運転モード時において熱媒体の冷却に供するものである。また、熱媒体間熱交換器１５ｂは、冷媒循環回路Ａにおける絞り装置１６ｂと第２冷媒流路切替装置１８ｂとの間に設けられており、全冷房運転モード時の熱媒体の冷却、全暖房運転モード時の熱媒体の加熱、及び冷房暖房混在運転モード時において熱媒体の加熱に供するものである。
【００４４】
２つの絞り装置１６（絞り装置１６ａ、絞り装置１６ｂ）は、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、冷媒を減圧して膨張させるものである。絞り装置１６ａは、冷房運転時の冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ａの上流側に設けられている。絞り装置１６ｂは、冷房運転時の冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ｂの上流側に設けられている。２つの絞り装置１６は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁などで構成するとよい。
【００４５】
２つの開閉装置１７（開閉装置１７ａ、開閉装置１７ｂ）は、二方弁などで構成されており、冷媒配管４を開閉するものである。開閉装置１７ａは、冷媒の入口側における冷媒配管４に設けられている。開閉装置１７ｂは、冷媒の入口側と出口側の冷媒配管４を接続した配管に設けられている。２つの第２冷媒流路切替装置１８（第２冷媒流路切替装置１８ａ、第２冷媒流路切替装置１８ｂ）は、四方弁などで構成され、運転モードに応じて冷媒の流れを切り替えるものである。第２冷媒流路切替装置１８ａは、冷房運転時の冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ａの下流側に設けられている。第２冷媒流路切替装置１８ｂは、全冷房運転時の冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ｂの下流側に設けられている。
【００４６】
２つのポンプ２１（ポンプ２１ａ、ポンプ２１ｂ）は、配管５を導通する熱媒体を循環させるものである。ポンプ２１ａは、熱媒体間熱交換器１５ａと第２熱媒体流路切替装置２３との間における配管５に設けられている。ポンプ２１ｂは、熱媒体間熱交換器１５ｂと第２熱媒体流路切替装置２３との間における配管５に設けられている。２つのポンプ２１は、たとえば容量制御可能なポンプなどで構成するとよい。
【００４７】
４つの第１熱媒体流路切替装置２２（第１熱媒体流路切替装置２２ａ〜第１熱媒体流路切替装置２２ｄ）は、三方弁などで構成されており、熱媒体の流路を切り替えるものである。第１熱媒体流路切替装置２２は、室内機２の設置台数に応じた個数（ここでは４つ）が設けられるようになっている。第１熱媒体流路切替装置２２は、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ａに、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ｂに、三方のうちの一つが熱媒体流量調整装置２５に、それぞれ接続され、利用側熱交換器２６の熱媒体流路の出口側に設けられている。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から第１熱媒体流路切替装置２２ａ、第１熱媒体流路切替装置２２ｂ、第１熱媒体流路切替装置２２ｃ、第１熱媒体流路切替装置２２ｄとして図示している。
【００４８】
４つの第２熱媒体流路切替装置２３（第２熱媒体流路切替装置２３ａ〜第２熱媒体流路切替装置２３ｄ）は、三方弁などで構成されており、熱媒体の流路を切り替えるものである。第２熱媒体流路切替装置２３は、室内機２の設置台数に応じた個数（ここでは４つ）が設けられるようになっている。第２熱媒体流路切替装置２３は、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ａに、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ｂに、三方のうちの一つが利用側熱交換器２６に、それぞれ接続され、利用側熱交換器２６の熱媒体流路の入口側に設けられている。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から第２熱媒体流路切替装置２３ａ、第２熱媒体流路切替装置２３ｂ、第２熱媒体流路切替装置２３ｃ、第２熱媒体流路切替装置２３ｄとして図示している。
【００４９】
４つの熱媒体流量調整装置２５（熱媒体流量調整装置２５ａ〜熱媒体流量調整装置２５ｄ）は、開口面積を制御できる二方弁などで構成されており、配管５に流れる流量を制御するものである。熱媒体流量調整装置２５は、室内機２の設置台数に応じた個数（ここでは４つ）が設けられるようになっている。熱媒体流量調整装置２５は、一方が利用側熱交換器２６に、他方が第１熱媒体流路切替装置２２に、それぞれ接続され、利用側熱交換器２６の熱媒体流路の出口側に設けられている。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から熱媒体流量調整装置２５ａ、熱媒体流量調整装置２５ｂ、熱媒体流量調整装置２５ｃ、熱媒体流量調整装置２５ｄとして図示している。また、熱媒体流量調整装置２５を利用側熱交換器２６の熱媒体流路の入口側に設けてもよい。
【００５０】
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３１、４つの第２温度センサ３４、４つの第３温度センサ３５、及び、１つの圧力センサ３６）が設けられている。これらの検出装置で検出された情報（温度情報、圧力情報）は、空気調和装置１００の動作を統括制御する制御装置（図示省略）に送られ、圧縮機１０の駆動周波数、図示省略の送風機の回転数、第１冷媒流路切替装置１１の切り替え、ポンプ２１の駆動周波数、第２冷媒流路切替装置１８の切り替え、熱媒体の流路の切替などの制御に利用されることになる。
【００５１】
２つの第１温度センサ３１（第１温度センサ３１ａ、第１温度センサ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などで構成するとよい。第１温度センサ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。
【００５２】
４つの第２温度センサ３４（第２温度センサ３４ａ〜第２温度センサ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、サーミスタなどで構成するとよい。第２温度センサ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３４ａ、第２温度センサ３４ｂ、第２温度センサ３４ｃ、第２温度センサ３４ｄとして図示している。
【００５３】
４つの第３温度センサ３５（第３温度センサ３５ａ〜第３温度センサ３５ｄ）は、熱媒体間熱交換器１５の冷媒の入口側又は出口側に設けられ、熱媒体間熱交換器１５に流入する冷媒の温度又は熱媒体間熱交換器１５から流出した冷媒の温度を検出するものであり、サーミスタなどで構成するとよい。第３温度センサ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。
【００５４】
圧力センサ３６は、第３温度センサ３５ｄの設置位置と同様に、熱媒体間熱交換器１５ｂと絞り装置１６ｂとの間に設けられ、熱媒体間熱交換器１５ｂと絞り装置１６ｂとの間を流れる冷媒の圧力を検出するものである。
【００５５】
また、図示省略の熱媒体変換機３に備えられた制御装置は、マイコンなどで構成されており、各種検出装置での検出情報及びリモコンからの指示に基づいて、ポンプ２１の駆動、絞り装置１６の開度、開閉装置１７の開閉、第２冷媒流路切替装置１８の切り替え、第１熱媒体流路切替装置２２の切り替え、第２熱媒体流路切替装置２３の切り替え、及び、熱媒体流量調整装置２５の開度などを制御し、後述する各運転モードを実行するようになっている。なお、室外機１と熱媒体変換機３の両方の動作を制御する制御装置を、室外機１と熱媒体変換機３のいずれかのみに設けるようにしてもよい。
【００５６】
［冷媒配管４］
室外機１と熱媒体変換機３とは冷媒配管４で接続され、冷媒配管４には冷媒が流れている。
【００５７】
［配管５］
熱媒体変換機３と室内機２は（熱媒体）配管５で接続され、配管５には水や不凍液などの熱媒体が流れている。
【００５８】
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。
【００５９】
そして、空気調和装置１００では、圧縮機１０、第１冷媒流路切替装置１１、熱源側熱交換器１２、開閉装置１７、第２冷媒流路切替装置１８、熱媒体間熱交換器１５ａの冷媒流路、絞り装置１６、及び、アキュムレータ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。
【００６０】
よって、空気調和装置１００では、室外機１と熱媒体変換機３とが、熱媒体変換機３に設けられている熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂを介して接続され、熱媒体変換機３と室内機２とも、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂを介して接続されている。すなわち、空気調和装置１００では、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂで冷媒循環回路Ａを循環する冷媒と熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体とが熱交換するようになっている。
【００６１】
次に、空気調和装置１００が実行する各運転モードについて説明する。この空気調和装置１００は、各室内機２からの指示に基づいて、その室内機２で冷房運転或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。
【００６２】
空気調和装置１００が実行する運転モードには、駆動している室内機２の全てが冷房運転を実行する全冷房運転モード、駆動している室内機２の全てが暖房運転を実行する全暖房運転モード、冷房負荷の方が大きい冷房主体運転モード、及び、暖房負荷の方が大きい暖房主体運転モードがある。以下に、各運転モードについて、冷媒及び熱媒体の流れとともに説明する。
【００６３】
［全冷房運転モード］
図３は、図２に示す空気調和装置１００の全冷房運転時の冷媒及び熱媒体の流れを説明する図である。この図３では、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂでのみ冷熱負荷が発生している場合を例に全冷房運転モードについて説明する。なお、図３では、太線で表された配管が冷媒（冷媒及び熱媒体）の流れる配管を示している。また、図３では、冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
【００６４】
図３に示す全冷房運転モードの場合、室外機１では、第１冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０から吐出された冷媒を熱源側熱交換器１２へ流入させるように切り替える。熱媒体変換機３では、ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂを開放し、熱媒体流量調整装置２５ｃ及び熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉とし、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれと利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂとの間を熱媒体が循環するようにしている。
【００６５】
まず始めに、冷媒循環回路Ａにおける冷媒の流れについて説明する。
低温低圧の冷媒が圧縮機１０によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１０から吐出された高温高圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１を介して熱源側熱交換器１２に流入する。そして、熱源側熱交換器１２で室外空気に放熱しながら凝縮液化し、高圧の液冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した高圧の液冷媒は、逆止弁１３ａを通って、分岐部２７ａを介して、室外機１から流出し、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した高圧の気液二相冷媒は、開閉装置１７ａを経由した後に分岐されて絞り装置１６ａ及び絞り装置１６ｂで膨張させられて、低温低圧の二相冷媒となる。
【００６６】
この二相冷媒は、蒸発器として作用する熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれに流入し、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体から吸熱することで、熱媒体を冷却しながら、低温低圧のガス冷媒となる。熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂから流出したガス冷媒は、第２冷媒流路切替装置１８ａ及び第２冷媒流路切替装置１８ｂを介して熱媒体変換機３から流出し、冷媒配管４を通って再び室外機１へ流入する。室外機１に流入した冷媒は、分岐部２７ｂを介して、逆止弁１３ｄを通って、第１冷媒流路切替装置１１及びアキュムレータ１９を介して、圧縮機１０へ再度吸入される。
【００６７】
このとき、絞り装置１６ａは、第３温度センサ３５ａで検出された温度と第３温度センサ３５ｂで検出された温度との差として得られるスーパーヒート（過熱度）が一定になるように開度が制御される。同様に、絞り装置１６ｂは、第３温度センサ３５ｃで検出された温度と第３温度センサ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。
【００６８】
［全冷房運転モードのｐ−ｈ線図］
図４は、図３に示す全冷房運転時におけるｐ−ｈ線図（圧力−エンタルピ線図）である。このモードでのインジェクションの動作を図３及び図４のｐ−ｈ線図により説明する。
圧縮機１０に吸入され、圧縮機１０で圧縮された冷媒は、熱源側熱交換器１２にて凝縮されて高圧の液冷媒となる（図４の点Ｊ）。この高圧の液冷媒は、逆止弁１３ａを介して、分岐部２７ａに至る。
【００６９】
インジェクションを行う場合には、開閉装置２４を開とし、分岐部２７ａで分岐した高圧の液冷媒の一部を、開閉装置２４及び分岐配管４ｄを介して、吸入インジェクション配管４ｃに流入させる。吸入インジェクション配管４ｃに流入した高圧の液冷媒は、絞り装置１４ｂによって減圧されて低温低圧の気液二相冷媒となり（図４の点Ｋ）、圧縮機１０とアキュムレータ１９とをつなぐ冷媒配管に流入する。
また、分岐部２７ａで分岐した高圧の液冷媒の残りは、熱媒体変換機３に流入し、絞り装置１６で減圧させられて低圧の気液二相冷媒となり、さらに、蒸発器として機能する熱媒体間熱交換器１５に流入して低温低圧のガス冷媒となる。その後、この低温低圧のガス冷媒は、室外機１に流入して、アキュムレータ１９に流入する。
【００７０】
吸入インジェクション配管４ｃから流出した低温低圧の気液二相冷媒と、アキュムレータ１９から流出した低温低圧のガス冷媒とは、圧縮機１０の吸入側に接続される冷媒配管４で合流し（図４の点Ｈ）、圧縮機１０に吸入される。圧縮機１０に吸入された低温低圧の気液二相冷媒は、圧縮機１０の密閉容器及びモータで加熱されて蒸発し、インジェクションを行わない場合よりも温度の低い低温低圧のガス冷媒になり、圧縮機１０の圧縮室に吸入され、再び圧縮機１０から吐出される（図４の点Ｉ）。
【００７１】
なお、インジェクションを行わない場合には、開閉装置２４を閉とし、分岐部２７ａで分岐した高圧の液冷媒は、絞り装置１６で減圧させられて低圧の気液二相冷媒となり、蒸発器として機能する熱媒体間熱交換器１５に流入して低温低圧のガス冷媒となり、アキュムレータ１９を介して圧縮機１０に吸入される（図４の点Ｆ）。この低温低圧のガス冷媒は、圧縮機１０の密閉容器及びモータで加熱され、インジェクションを行う場合よりも温度の高い低温低圧のガス冷媒となり、圧縮機１０の圧縮室に吸入され、再び圧縮機１０から吐出される（図４の点Ｇ）。
【００７２】
そして、インジェクションを行う場合の圧縮機１０から吐出される冷媒温度（図４の点Ｉ）は、インジェクションを行わない場合の圧縮機１０から吐出される冷媒温度（図４の点Ｇ）に対して低下している。このように、空気調和装置１００は、圧縮機１０の吐出冷媒温度が高温になる冷媒（たとえばＲ３２など）を採用しても、圧縮機１０の吐出冷媒温度を低下させることができ、空気調和装置１００の動作の安定性を向上させることができる。
【００７３】
なお、分岐配管４ｄの開閉装置２４から逆流防止装置２０に至る流路の冷媒は高圧冷媒であり、熱媒体変換機３から冷媒配管４を経由して室外機１に戻り、分岐部２７ｂに至る冷媒は低圧冷媒である。逆流防止装置２０の作用により、分岐配管４ｄの高圧冷媒が分岐部２７ｂの低圧冷媒と混合することが防止されている。絞り装置１４ａは、冷媒が流れないので、任意の開度に設定しておいてよい。絞り装置１４ｂは、吐出冷媒温度検出装置３７が検出する圧縮機１０の吐出冷媒温度が高くなり過ぎないように、開度（絞り量）を制御するとよい。
【００７４】
次に、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れについて説明する。
全冷房運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂの双方で冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体がポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａ及び第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂで室内空気から吸熱することで、室内空間７の冷房を行なう。
【００７５】
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。
【００７６】
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３１ａで検出された温度、或いは、第１温度センサ３１ｂで検出された温度と第２温度センサ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３１ａ又は第１温度センサ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。
【００７７】
［全暖房運転モード］
図５は、図２に示す空気調和装置１００の全暖房運転時の冷媒及び熱媒体の流れを説明する図である。この図５では、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂでのみ温熱負荷が発生している場合を例に全暖房運転モードについて説明する。なお、図５では、太線で表された配管が冷媒（冷媒及び熱媒体）の流れる配管を示している。また、図５では、冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
【００７８】
図５に示す全暖房運転モードの場合、室外機１では、第１冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０から吐出された冷媒を熱源側熱交換器１２を経由させずに熱媒体変換機３へ流入させるように切り替える。熱媒体変換機３では、ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂを開放し、熱媒体流量調整装置２５ｃ及び熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉とし、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれと利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂとの間を熱媒体が循環するようにしている。
【００７９】
まず始めに、冷媒循環回路Ａにおける冷媒の流れについて説明する。
低温低圧の冷媒が圧縮機１０によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１０から吐出された高温高圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１を通り、第１接続配管４ａを導通し、逆止弁１３ｂ、分岐部２７ａを通過し、室外機１から流出する。室外機１から流出した高温高圧のガス冷媒は、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した高温高圧のガス冷媒は、分岐されて第２冷媒流路切替装置１８ａ及び第２冷媒流路切替装置１８ｂを通って、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれに流入する。
【００８０】
熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂに流入した高温高圧のガス冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、高圧の液冷媒となる。熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂから流出した液冷媒は、絞り装置１６ａ及び絞り装置１６ｂで膨張させられて、中温中圧の二相冷媒となる。この二相冷媒は、開閉装置１７ｂを通って、熱媒体変換機３から流出し、冷媒配管４を通って再び室外機１へ流入する。室外機１に流入した冷媒は、分岐部２７ｂを介して、第２接続配管４ｂに流れ込んで絞り装置１４ａを通り、絞り装置１４ａにより絞られて、低温低圧の二相冷媒となり、逆止弁１３ｃを通過して、蒸発器として作用する熱源側熱交換器１２に流入する。
【００８１】
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１９を介して圧縮機１０へ再度吸入される。
【００８２】
このとき、絞り装置１６ａは、圧力センサ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。
【００８３】
［全暖房運転モードのｐ−ｈ線図］
図６は、図５に示す全暖房運転時におけるｐ−ｈ線図である。このモードでのインジェクションの動作を図５及び図６のｐ−ｈ線図により説明する。
圧縮機１０に吸入され、圧縮機１０で圧縮された冷媒は、室外機１から流出して熱媒体変換機３の熱媒体間熱交換器１５で凝縮されて中温となり、絞り装置１６で減圧されて中圧となり（図６の点Ｊ）、熱媒体変換機３から冷媒配管４を経由して室外機１に流入する。室外機１に流入した中温中圧の二相冷媒は、分岐部２７ｂに至る。
【００８４】
インジェクションを行う場合には、絞り装置１４ｂを所定の開度で開き、分岐部２７ｂで分岐した中温中圧の冷媒の一部を、分岐配管４ｄを介して、吸入インジェクション配管４ｃに流入させる。吸入インジェクション配管４ｃに流入した中温中圧の冷媒は、絞り装置１４ｂによって減圧されて低温低圧の気液二相冷媒となり（図６の点Ｋ）、圧縮機１０とアキュムレータ１９とをつなぐ冷媒配管に流入する。
また、分岐部２７ｂで分岐した中温中圧の冷媒の残りは、絞り装置１４ａで減圧させられて低圧の気液二相冷媒となり、さらに、蒸発器として機能する熱源側熱交換器１２に流入して低温低圧のガス冷媒となる。その後、この低温低圧のガス冷媒はアキュムレータ１９に流入する。
【００８５】
吸入インジェクション配管４ｃから流出した低温低圧の気液二相冷媒と、アキュムレータ１９から流出した低温低圧のガス冷媒とは、圧縮機１０の吸入側に接続される冷媒配管４で合流し（図６の点Ｈ）、圧縮機１０に吸入される。圧縮機１０に吸入された低温低圧の気液二相冷媒は、圧縮機１０の密閉容器及びモータで加熱されて蒸発し、インジェクションを行わない場合よりも温度の低い低温低圧のガス冷媒になり、圧縮機１０の圧縮室に吸入され、再び圧縮機１０から吐出される（図４の点Ｉ）。
【００８６】
なお、インジェクションを行わない場合には、絞り装置１４ｂを閉とし、分岐部２７ｂを通過した中温中圧の気液二相冷媒は、絞り装置１４ａで減圧させられて低圧の気液二相冷媒となり、蒸発器として機能する熱源側熱交換器１２に流入して低温低圧のガス冷媒となり、アキュムレータ１９を介して圧縮機１０に吸入される（図６の点Ｆ）。この低温低圧のガス冷媒は、圧縮機１０の密閉容器及びモータで加熱され、インジェクションを行う場合よりも温度の高い低温低圧のガス冷媒となり、圧縮機１０の圧縮室に吸入され、再び圧縮機１０から吐出される（図６の点Ｇ）。
【００８７】
そして、インジェクションを行う場合の圧縮機１０から吐出される冷媒温度（図６の点Ｉ）は、インジェクションを行わない場合の圧縮機１０から吐出される冷媒温度（図６の点Ｇ）に対して低下している。このように、空気調和装置１００は、圧縮機１０の吐出冷媒温度が高温になる冷媒（たとえばＲ３２など）を採用しても、圧縮機１０の吐出冷媒温度を低下させることができ、空気調和装置１００の動作の安定性を向上させることができる。
【００８８】
なお、開閉装置２４を閉とし、分岐部２７ａから高圧状態の冷媒が、逆流防止装置２０を通って来た中圧状態の冷媒と混合するのを防止している。また、絞り装置１４ａは、中圧検出装置３２で検出した中圧が一定値になるように制御すれば、絞り装置１４ｂによる吐出冷媒温度の制御が安定する。さらに、絞り装置１４ｂは、吐出冷媒温度検出装置３７が検出する圧縮機１０の吐出冷媒温度が高くなり過ぎないように、開度（絞り量）が制御される。
【００８９】
また、全暖房運転モードにおいては、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂは、共に熱媒体を加熱しているため、絞り装置１６ａ及び絞り装置１６ｂでサブクールが制御できる範囲内であれば、絞り装置１４ａの上流側の冷媒の圧力（中圧）が高めになるように制御しても構わない。中圧が高めになるように制御すると、圧縮室内との圧力との差圧を大きくできるため、圧縮室の吸入側にインジェクションする冷媒の量を多くすることができ、外気温度が低い場合においても、吐出冷媒温度を低下させるために十分なインジェクション流量を圧縮機１０に供給することができる。
【００９０】
次に、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れについて説明する。
全暖房運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂの双方で冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａ及び第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂで室内空気に放熱することで、室内空間７の暖房を行なう。
【００９１】
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。
【００９２】
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３１ａで検出された温度、或いは、第１温度センサ３１ｂで検出された温度と第２温度センサ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３１ａ又は第１温度センサ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。
【００９３】
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３１ｂを使用することにより温度センサの数を減らすことができ、安価にシステムを構成できる。
【００９４】
［冷房主体運転モード］
図７は、図２に示す空気調和装置１００の冷房主体運転時の冷媒及び熱媒体の流れを説明する図である。この図７では、利用側熱交換器２６ａで冷熱負荷が発生し、利用側熱交換器２６ｂで温熱負荷が発生している場合を例に冷房主体運転モードについて説明する。なお、図７では、太線で表された配管が冷媒（冷媒及び熱媒体）の循環する配管を示している。また、図７では、冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
【００９５】
図７に示す冷房主体運転モードの場合、室外機１では、第１冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０から吐出された冷媒を熱源側熱交換器１２へ流入させるように切り替える。熱媒体変換機３では、ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂを開放し、熱媒体流量調整装置２５ｃ及び熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉とし、熱媒体間熱交換器１５ａと利用側熱交換器２６ａとの間を、熱媒体間熱交換器１５ｂと利用側熱交換器２６ｂとの間を、それぞれ熱媒体が循環するようにしている。
【００９６】
まず始めに、冷媒循環回路Ａにおける冷媒の流れについて説明する。
低温低圧の冷媒が圧縮機１０によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１０から吐出された高温高圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１を介して熱源側熱交換器１２に流入する。そして、熱源側熱交換器１２で室外空気に放熱しながら凝縮し、二相冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した二相冷媒は、逆止弁１３ａを通って、分岐部２７ａを介して、室外機１から流出し、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した二相冷媒は、第２冷媒流路切替装置１８ｂを通って凝縮器として作用する熱媒体間熱交換器１５ｂに流入する。
【００９７】
熱媒体間熱交換器１５ｂに流入した二相冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、液冷媒となる。熱媒体間熱交換器１５ｂから流出した液冷媒は、絞り装置１６ｂで膨張させられて低圧二相冷媒となる。この低圧二相冷媒は、絞り装置１６ａを介して蒸発器として作用する熱媒体間熱交換器１５ａに流入する。熱媒体間熱交換器１５ａに流入した低圧二相冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体から吸熱することで、熱媒体を冷却しながら、低圧のガス冷媒となる。このガス冷媒は、熱媒体間熱交換器１５ａから流出し、第２冷媒流路切替装置１８ａを介して熱媒体変換機３から流出し、冷媒配管４を通って再び室外機１へ流入する。室外機１に流入した冷媒は、分岐部２７ｂを介して、逆止弁１３ｄを通って、第１冷媒流路切替装置１１及びアキュムレータ１９を介して、圧縮機１０へ再度吸入される。
【００９８】
このとき、絞り装置１６ｂは、第３温度センサ３５ａで検出された温度と第３温度センサ３５ｂで検出された温度との差として得られるスーパーヒートが一定になるように開度が制御される。また、絞り装置１６ａは全開、開閉装置１７ａ、１７ｂは閉となっている。なお、絞り装置１６ｂは、圧力センサ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でスーパーヒート又はサブクールを制御するようにしてもよい。
【００９９】
［冷房主体運転モードのｐ−ｈ線図］
図８は、図７に示す冷房主体運転時におけるｐ−ｈ線図である。このモードでのインジェクションの動作を図７及び図８のｐ−ｈ線図により説明する。
圧縮機１０に吸入され、圧縮機１０で圧縮された冷媒は、熱源側熱交換器１２にて凝縮されて高圧の気液二相冷媒となる（図８の点Ｊ）。この高圧の気液二相冷媒は、逆止弁１３ａを介して、分岐部２７ａに至る。
【０１００】
インジェクションを行う場合には、開閉装置２４を開とし、分岐部２７ａで分岐した高圧の気液二相冷媒の一部を、開閉装置２４及び分岐配管４ｄを介して、吸入インジェクション配管４ｃに流入させる。吸入インジェクション配管４ｃに流入した高圧の気液二相冷媒は、絞り装置１４ｂによって減圧されて低温低圧の気液二相冷媒となり（図８の点Ｋ）、圧縮機１０とアキュムレータ１９とをつなぐ冷媒配管に流入する。
また、分岐部２７ａで分岐した高圧の気液二相冷媒の残りは、熱媒体変換機３に流入して絞り装置１６で減圧させられて低圧の気液二相冷媒となり、さらに、蒸発器として機能する熱媒体間熱交換器１５に流入して低温低圧のガス冷媒となる。その後、この低温低圧のガス冷媒は、室外機１に戻りアキュムレータ１９に流入する。
【０１０１】
吸入インジェクション配管４ｃから流出した低温低圧の気液二相冷媒と、アキュムレータ１９から流出した低温低圧のガス冷媒とは、圧縮機１０の吸入側に接続される冷媒配管４で合流し（図８の点Ｈ）、圧縮機１０に吸入される。圧縮機１０に吸入された低温低圧の気液二相冷媒は、圧縮機１０の密閉容器及びモータで加熱されて蒸発し、インジェクションを行わない場合よりも温度の低い低温低圧のガス冷媒になり、圧縮機１０の圧縮室に吸入され、再び圧縮機１０から吐出される（図８の点Ｉ）。
【０１０２】
なお、インジェクションを行わない場合には、開閉装置２４を閉とし、分岐部２７ａで分岐した高圧の気液二相冷媒は、凝縮器として機能する熱媒体間熱交換器１５ｂを介して絞り装置１６ｂ及び絞り装置１６ａに流入して低圧の気液二相冷媒となり、蒸発器として機能する熱媒体間熱交換器１５ａに流入して低温低圧のガス冷媒となった後、アキュムレータ１９を介して圧縮機１０に吸入される（図８の点Ｆ）。この低温低圧のガス冷媒は、圧縮機１０の密閉容器及びモータで加熱されて、インジェクションを行う場合よりも温度の高い低温低圧のガス冷媒となり、圧縮機１０の圧縮室に吸入され、再び圧縮機１０から吐出される（図８の点Ｇ）。
【０１０３】
そして、インジェクションを行う場合の圧縮機１０から吐出される冷媒温度（図８の点Ｉ）は、インジェクションを行わない場合の圧縮機１０から吐出される冷媒温度（図８の点Ｇ）に対して低下している。このように、空気調和装置１００は、圧縮機１０の吐出冷媒温度が高温になる冷媒（たとえばＲ３２など）を採用しても、圧縮機１０の吐出冷媒温度を低下させることができ、空気調和装置１００の動作の安定性を向上させることができる。
【０１０４】
なお、分岐配管４ｄの開閉装置２４から逆流防止装置２０に至る流路の冷媒は高圧冷媒であり、熱媒体変換機３から冷媒配管４を経由して室外機１に戻り、分岐部２７ｂに至る冷媒は低圧冷媒である。逆流防止装置２０の作用により、分岐配管４ｄの高圧冷媒が分岐部２７ｂの低圧冷媒と混合することが防止されている。絞り装置１４ａは、冷媒が流れないので、任意の開度に設定しておいてよい。絞り装置１４ｂは、吐出冷媒温度検出装置３７が検出する圧縮機１０の吐出冷媒温度が高くなり過ぎないように、開度（絞り量）を制御するとよい。
【０１０５】
次に、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れについて説明する。
冷房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ｂで冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ２１ｂによって配管５内を流動させられることになる。また、冷房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ａで冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体がポンプ２１ａによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａ及び第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入する。
【０１０６】
利用側熱交換器２６ｂでは熱媒体が室内空気に放熱することで、室内空間７の暖房を行なう。また、利用側熱交換器２６ａでは熱媒体が室内空気から吸熱することで、室内空間７の冷房を行なう。このとき、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂの作用によって熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入するようになっている。利用側熱交換器２６ｂを通過し若干温度が低下した熱媒体は、熱媒体流量調整装置２５ｂ及び第１熱媒体流路切替装置２２ｂを通って、熱媒体間熱交換器１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ｂへ吸い込まれる。利用側熱交換器２６ａを通過し若干温度が上昇した熱媒体は、熱媒体流量調整装置２５ａ及び第１熱媒体流路切替装置２２ａを通って、熱媒体間熱交換器１５ａへ流入し、再びポンプ２１ａへ吸い込まれる。
【０１０７】
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３１ｂで検出された温度と第２温度センサ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３４で検出された温度と第１温度センサ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。
【０１０８】
［暖房主体運転モード］
図９は、図２に示す空気調和装置１００の全暖房運転時の冷媒及び熱媒体の流れを説明する図である。この図９では、利用側熱交換器２６ａで温熱負荷が発生し、利用側熱交換器２６ｂで冷熱負荷が発生している場合を例に暖房主体運転モードについて説明する。なお、図９では、太線で表された配管が冷媒（冷媒及び熱媒体）の循環する配管を示している。また、図９では、冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
【０１０９】
図９に示す暖房主体運転モードの場合、室外機１では、第１冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０から吐出された冷媒を熱源側熱交換器１２を経由させずに熱媒体変換機３へ流入させるように切り替える。熱媒体変換機３では、ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂを開放し、熱媒体流量調整装置２５ｃ及び熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉とし、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれと利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂとの間を熱媒体が循環するようにしている。
【０１１０】
まず始めに、冷媒循環回路Ａにおける冷媒の流れについて説明する。
低温低圧の冷媒が圧縮機１０によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１０から吐出された高温高圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１を通り、第１接続配管４ａを導通し、逆止弁１３ｂを通過し、分岐部２７ａを介して、室外機１から流出する。室外機１から流出した高温高圧のガス冷媒は、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した高温高圧のガス冷媒は、第２冷媒流路切替装置１８ｂを通って凝縮器として作用する熱媒体間熱交換器１５ｂに流入する。
【０１１１】
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。この熱媒体間熱交換器１５ａを通過した中圧二相冷媒は、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。
【０１１２】
室外機１に流入した冷媒は、分岐部２７ｂを介して、第２接続配管４ｂに流れ込んで絞り装置１４ａを通り、絞り装置１４ａにより絞られて、低温低圧の二相冷媒となり、逆止弁１３ｃを通って、蒸発器として作用する熱源側熱交換器１２に流入する。そして、熱源側熱交換器１２に流入した冷媒は、熱源側熱交換器１２で室外空気から吸熱して、低温低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した低温低圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１及びアキュムレータ１９を介して圧縮機１０へ再度吸入される。
【０１１３】
このとき、絞り装置１６ｂは、圧力センサ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。
【０１１４】
［暖房主体運転モードのｐ−ｈ線図］
図１０は、図９に示す暖房主体運転時におけるｐ−ｈ線図である。このモードでのインジェクションの動作を図９及び図１０のｐ−ｈ線図により説明する。
圧縮機１０に吸入され、圧縮機１０で圧縮された冷媒は、室外機１から流出して熱媒体変換機３の熱媒体間熱交換器１５ａで凝縮され、絞り装置１６ａ及び絞り装置１６ｂで減圧されて中圧となり、熱媒体間熱交換器１５ｂで蒸発して中温となり（図１０の点Ｊ）、熱媒体変換機３から冷媒配管４を経由して室外機１に流入する。室外機１に流入した中温中圧の冷媒は、分岐部２７ｂに至る。
【０１１５】
吸入インジェクションを行う場合には、絞り装置１４ｂを所定の開度で開き、分岐部２７ｂで分岐した中温中圧の気液二相冷媒の一部を、分岐配管４ｄを介して、吸入インジェクション配管４ｃに流入させる。吸入インジェクション配管４ｃに流入した中温中圧の冷媒は、絞り装置１４ｂによって減圧されて低温低圧の気液二相冷媒となり（図１０の点Ｋ）、圧縮機１０とアキュムレータ１９とをつなぐ冷媒配管に流入する。
また、分岐部２７ｂで分岐した中温中圧の気液二相冷媒の残りは、絞り装置１４ａで減圧させられて低圧の気液二相冷媒となり、さらに、蒸発器として機能する熱源側熱交換器１２に流入して低温低圧のガス冷媒となる。その後、この低温低圧のガス冷媒はアキュムレータ１９に流入する。
【０１１６】
吸入インジェクション配管４ｃから流出した低温低圧の気液二相冷媒と、アキュムレータ１９から流出した低温低圧のガス冷媒とは、圧縮機１０の吸入側に接続される冷媒配管４で合流し（図１０の点Ｈ）、圧縮機１０に吸入される。この低温低圧の気液二相冷媒は、圧縮機１０の密閉容器及びモータで加熱されて蒸発し、インジェクションを行わない場合よりも温度の低い低温低圧のガス冷媒になり、圧縮機１０の圧縮室に吸入され、再び圧縮機１０から吐出される（図１０の点Ｉ）。
【０１１７】
なお、インジェクションを行わない場合には、絞り装置１４ｂを閉とし、分岐部２７ｂを通過した中温中圧の気液２相冷媒は、絞り装置１４ａで減圧させられて低圧の気液二相冷媒となり、蒸発器として機能する熱源側熱交換器１２に流入して低温低圧のガス冷媒となり、アキュムレータ１９を介して圧縮機１０に吸入される（図１０の点Ｆ）。この低温低圧のガス冷媒は、圧縮機１０の密閉容器及びモータで加熱されて、インジェクションを行う場合よりも温度の高い低温低圧のガス冷媒となり、圧縮機１０の圧縮室に吸入され、再び圧縮機１０から吐出される（図１０の点Ｇ）。
【０１１８】
そして、インジェクションを行う場合の圧縮機１０から吐出される冷媒温度（図１０の点Ｉ）は、インジェクションを行わない場合の圧縮機１０から吐出される冷媒温度（図１０の点Ｇ）に対して低下している。このように、空気調和装置１００は、圧縮機１０の吐出冷媒温度が高温になる冷媒（たとえばＲ３２など）を採用しても、圧縮機１０の吐出冷媒温度を低下させることができ、空気調和装置１００の動作の安定性を向上させることができる。
【０１１９】
なお、開閉装置２４は閉となっており、分岐部２７ａから高圧状態の冷媒が、逆流防止装置２０を通って来た中圧状態の冷媒と混合するのを防止している。また、絞り装置１４ａは、中圧検出装置３２で検出した中圧が一定値になるように制御すれば、絞り装置１４ｂによる吐出冷媒温度の制御が安定する。さらに、絞り装置１４ｂは、吐出冷媒温度検出装置３７が検出する圧縮機１０の吐出冷媒温度が高くなり過ぎないように、開度（絞り量）が制御される。
【０１２０】
また、暖房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ｂにおいて、熱媒体を冷やす必要があり、絞り装置１４ａの上流側の冷媒の圧力（中圧）をあまり高く制御することができない。中圧を高くすることができないと、圧縮機１０の吸入側にインジェクションする冷媒の流量が少なくなり、吐出冷媒温度の低下分が小さくなってしまう。しかし、熱媒体の凍結を防止する必要があるため、外気温度が低い時、例えば外気温度が−５℃以下、は、暖房主体運転モードには入らないようになっており、外気温度が高い時は、吐出冷媒温度があまり高くなく、吸入インジェクションの流量もそれほど多くなくてよいため、問題はない。絞り装置１４ａにより、熱媒体間熱交換器１５ｂでの熱媒体の冷却もでき、吸入インジェクション流量も吐出冷媒温度を低下させるために十分な量を供給できる中圧に設定することにより安全に運転することができる。
【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。
暖房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ｂで冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ２１ｂによって配管５内を流動させられることになる。また、暖房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ａで冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体がポンプ２１ａによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａ及び第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入する。
【０１２２】
利用側熱交換器２６ｂでは熱媒体が室内空気から吸熱することで、室内空間７の冷房を行なう。また、利用側熱交換器２６ａでは熱媒体が室内空気に放熱することで、室内空間７の暖房を行なう。このとき、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂの作用によって熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入するようになっている。利用側熱交換器２６ｂを通過し若干温度が上昇した熱媒体は、熱媒体流量調整装置２５ｂ及び第１熱媒体流路切替装置２２ｂを通って、熱媒体間熱交換器１５ａに流入し、再びポンプ２１ａへ吸い込まれる。利用側熱交換器２６ａを通過し若干温度が低下した熱媒体は、熱媒体流量調整装置２５ａ及び第１熱媒体流路切替装置２２ａを通って、熱媒体間熱交換器１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ｂへ吸い込まれる。
【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３１ｂで検出された温度と第２温度センサ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３４で検出された温度と第１温度センサ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、全暖房運転モード、冷房主体運転モード、及び暖房主体運転モードを実行する際、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。
すなわち、熱媒体流量調整装置２５は、利用側熱交換器２６で発生する熱負荷に応じて全開にするか、或いは全閉にするかの制御がなされる。
【０１２５】
［圧縮機保護制御について］
図１１は、実施の形態１に係る空気調和装置１００の中圧制御と起動制御及び定常制御の動作を表すフローチャートである。なお、以下の説明においては、絞り装置１４ａ及び絞り装置１４ｂは、開度を連続的に変化させられるもの、たとえばステッピングモータ駆動の電子式膨張弁であるものとして説明する。
【０１２６】
本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、圧縮機１０への液冷媒のインエジェクションを、運転モードによらないで効果的に実施することができるように、中圧制御に利用される絞り装置１４ａ及び圧縮機１０の吐出温度制御に利用される絞り装置１４ｂの制御（圧縮機保護制御）を実施することができる。
この圧縮機保護制御は、絞り装置１４ａによる中圧制御と、過渡的に圧縮機１０の吐出冷媒温度が変化しない場合における絞り装置１４ｂの定常制御と、過渡的に圧縮機１０の吐出冷媒温度が上昇する場合における絞り装置１４ｂの起動制御とに大別される。
なお、過渡的とは、圧縮機１０の起動後或いは霜取り運転からの復帰後などのように圧縮機１０の吐出冷媒温度が大きく上昇することを指している。
【０１２７】
（中圧制御）
中圧制御を実施する目的としては、たとえば次のようなものがある。低外気温度である場合には、蒸発器として機能する熱源側熱交換器１２の蒸発圧力が低下し、圧縮機１０の吐出冷媒温度が非常に高温となる場合や圧縮機１０に吸入される冷媒密度が低下することで、全暖房運転モード及び暖房主体運転モードの能力が低減する場合がある。
そこで、絞り装置１４ａの開度を調整する中圧制御を実施することで、絞り装置１４ａより上流側の冷媒を、ガス冷媒などよりも冷媒圧力が高く密度の大きい中圧冷媒としている。そして、この中圧冷媒を、吸入インジェクション配管４ｃに供給することで、低外気温時における圧縮機１０の吐出冷媒温度の低減及び全暖房運転モード及び暖房主体運転モードの能力が低減を抑制している。
【０１２８】
ここで、中圧について説明する。
全暖房運転モード時においては、熱源側熱交換器１２から流出する冷媒を低圧冷媒と定義し、熱媒体間熱交換器１５ａ、１５ｂに供給する冷媒を高圧冷媒と定義する。このとき、中圧は、ここで述べた高圧よりも小さく、低圧よりも大きい圧力を指す。
暖房主体運転モード時においては、熱源側熱交換器１２から流出する冷媒を低圧冷媒とし、熱媒体間熱交換器１５ｂに供給される冷媒を高圧冷媒と定義する。中圧は、ここで述べた高圧よりも小さく、低圧よりも大きい圧力を指す。
【０１２９】
中圧制御は、上述した冷媒循環回路Ａの冷媒流れで説明したように、絞り装置１４ａの開度を調整して、絞り装置１６で減圧される冷媒を中圧とする制御である。この中圧制御は、図１１のステップＡ１に対応し、より詳しくは、後述の図１２の制御方法で表されるものである。
中圧制御は、全暖房運転モード時において、絞り装置１４ａの開度を予め設定された目標値となるように開度を調整し、絞り装置１４ａよりも上流側であって絞り装置１６ａ及び絞り装置１６ｂの下流側の冷媒圧力を中圧とする制御である（図５参照）。
また、中圧制御は、暖房主体運転モード時において、絞り装置１４ａの開度を予め設定された目標値となるように開度を調整し、絞り装置１４ａよりも上流側であって絞り装置１６ｂの下流側の冷媒圧力を中圧とする制御である（図９参照）。なお、絞り装置１４ａは、中圧検出装置３２で検出される中圧が目標値となるように開度の制御がなされる。
さらに、中圧制御は、全冷房運転モード及び冷房主体運転モード時においては、熱源側熱交換器１２から流出した高圧の気液二相冷媒が、分岐装置２７ａ及び開閉装置２４を介して吸入インジェクション配管４ｃに供給される。この吸入インジェクション配管４ｃに供給された冷媒は、絞り装置１４ｂにより減圧される。そして、圧縮機１０の吸入側に液冷媒が供給される。
なお、全冷房運転モード及び冷房主体運転モード時においては、熱源側熱交換器１２から流出する冷媒が、絞り装置１６を通過していないため、高圧となっている。このため、全冷房運転モード及び冷房主体運転モード時においては、絞り装置１４ａの開度に関して特に制御を行わず、固定開度（たとえば、全開開度）とし、絞り装置１４ｂによって圧縮機１０の吸入側に供給する冷媒を低圧としている。
【０１３０】
（定常制御）
定常制御は、絞り装置１４ｂの開度を制御して、圧縮機１０の吐出部の冷媒が高温になることによる冷凍機の劣化や圧縮機１０の破損するリスクを抑制する制御である。この定常制御は、圧縮機１０の吐出冷媒温度が過渡的に上昇することがない場合に実施される。
なお、定常制御は、全冷房運転モード、全暖房運転モード、冷房主体運転モード、及び暖房主体運転モードで実施することができ、圧縮機１０の吐出冷媒温度の目標値（以下、吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍとも称する）に基づいて絞り装置１４ｂの開度制御を行う。定常制御は、図１１のステップＡ５に対応し、より詳しくは、後述の図１３の制御方法で表される。
【０１３１】
（起動制御）
起動制御は、絞り装置１４ｂの開度を制御して、圧縮機１０の吐出部の冷媒が高温になることによる冷凍機の劣化や圧縮機１０の破損するリスクを抑制する制御である点で定常制御と同様である。しかし、この起動制御は、吐出冷媒温度が過渡的に上昇する場合に、定常制御の代わりに実施される。
圧縮機１０の起動直後、或いは霜取運転からの復帰直後などの場合には、圧縮機１０の吐出冷媒温度が低い値から高い値へ過渡的に変化するが、この場合における絞り装置１４ｂの開度は、起動前の状態、或いは霜取運転時の状態の閉となっている。
【０１３２】
このように、吐出冷媒温度が過渡的に上昇するにもかかわらず、絞り装置１４ｂの開度を大きくしないと、冷凍機油の劣化や圧縮機１０の破損のリスクをより確実に抑制することができなくなる可能性がある。すなわち、圧縮機１０の起動時には、冷媒温度が過渡的に上がり、高温となりうる一方で、その冷媒温度が時間的に安定しておらず、吐出冷媒温度検出装置３７が正確な温度を検出できないため、絞り装置１４ｂの開度を大きくする制御が実施されない。このため、圧縮機１０の吐出冷媒温度が高温となり、冷凍機の劣化や圧縮機１０が破損してしまう可能性があるということである。
そこで、この起動制御では、圧縮機１０の起動直後、或いは霜取運転からの復帰直後などのときに、絞り装置１４ｂの開度を大きくする。
【０１３３】
なお、どの程度まで絞り装置１４ｂの開度を大きくするかであるが、定常制御よりも起動制御の方が開度が大きくなるように設定する。より詳細には、起動運転の吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍの値を、定常制御の吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍよりも小さく設定することで（後述の図１５のステップＤ２参照）、絞り装置１４ｂの開度は、定常制御よりも起動制御の方が大きくなる。これにより、圧縮機１０に供給される液冷媒量が増大し、圧縮機１０の吐出冷媒温度が過渡的に上昇しても、速やかに冷媒温度を低減することができる。
【０１３４】
なお、起動制御も、定常制御と同様に、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、及び暖房主体運転モードで実施することができ、圧縮機１０より吐出される冷媒温度に基づいて絞り装置１４ｂの開度制御を行う。起動制御は、図１１のステップＡ３に対応し、より詳しくは、後述の図１５の制御方法で表される。
【０１３５】
次に、図１１を参照して、圧縮機保護制御における中圧制御、定常制御及び起動制御のフローについて説明する。なお、中圧制御、定常制御及び起動制御の詳細な内容については、後述の図１２、１３、１５で説明する。
【０１３６】
＜ステップＡ０＞
制御装置５０は、圧縮機１０の起動により圧縮機起動制御を開始する。
制御装置５０は、絞り装置１４ａの開度を中圧を生成しない開度（たとえば、全開）とし、絞り装置１４ｂの開度を吸入インジェクションを実施しない開度（たとえば、全閉）とする。
【０１３７】
＜ステップＡ１＞
制御装置５０は、絞り装置１４ａによる中圧制御のフローに移行する。ステップＡ１における制御は、図１２で詳しく説明する。
【０１３８】
＜ステップＡ２＞
制御装置５０は、起動制御の開始条件の判定をする。
起動制御の開始条件を満たした場合はステップＡ３へ進む。
起動制御の開始条件を満たさない場合はステップＡ５へ進む。
なお、起動制御の開始条件は、圧縮機１０の起動後或いは霜取り運転からの復帰後などのように圧縮機１０の吐出冷媒温度が大きく増加することに基づいて決定される。そこで、開始条件としては、たとえば、（１）圧縮機１０の起動後から予め設定される時間が経過したとき、或いは、（２）霜取り運転から復帰してから予め設定されている時間が経過したときなどとするとよい。
【０１３９】
＜ステップＡ３＞
ステップＡ３において、絞り装置１４ｂの起動制御を実施する。ステップＡ３における制御は、図１５で詳しく説明する。
【０１４０】
＜ステップＡ４＞
制御装置５０は、起動制御の終了条件の判定をする。
起動制御の終了条件を満たした場合はステップＡ５へ進む。
起動制御の終了条件を満たさない場合はステップＡ３に戻る。
【０１４１】
＜ステップＡ５＞
制御装置５０は、定常制御を実施する。
【０１４２】
＜ステップＡ６＞
制御装置５０は、圧縮機起動制御を終了する。
【０１４３】
（中圧制御の詳細説明）
図１２は、空気調和装置１００の中圧制御の動作を表すフローチャートである。図１２を参照して、絞り装置１４ａの中圧制御について詳しく説明する。
【０１４４】
＜ステップＢ０＞
制御装置５０は、絞り装置１４ａの中圧制御を開始する。
制御装置５０は、絞り装置１４ａの開度を中圧を生成しない開度（たとえば、全開）とし、絞り装置１４ｂの開度を吸入インジェクションを実施しない開度（たとえば、全閉）とする。
【０１４５】
＜ステップＢ１＞
制御装置５０は、全暖房運転モードであるか、又は暖房主体運転モードであるか否かを判定する。
これらの運転モードである場合には、ステップＢ２に進む。
これらの運転モードでない場合には、ステップＢ６に進む。
【０１４６】
＜ステップＢ２＞
制御装置５０は、中圧目標値ＰＭｍの設定を行う。
全暖房運転モード時においては、暖房主体運転よりも外気温度が低い運転条件で運転する分、吐出冷媒温度が上昇しやすいため、圧縮機１０の吸入側へインジェクションする冷媒流量を多くする。そこで、全暖房運転モード時には、暖房主体運転モードと比較すると中圧目標値ＰＭｍを高めに設定して冷媒流量を大きくするとよく、たとえば２０℃の飽和圧力などに設定するとよい。
一方、暖房主体運転モード時においては、室内機２ａ〜２ｄのいずれかが冷房運転を実施しており、熱媒体間熱交換器１５ａを蒸発器として機能させる分、中圧をあまり高い値にはできない。このため、暖房主体運転モードでは、全暖房運転モードと比較すると、中圧目標値ＰＭｍを低めに設定し、たとえば、０〜１０℃の飽和圧力などに設定するとよい。
なお、全暖房運転モードと暖房主体運転モードとの間のモード変化をスムーズにするために、全暖房運転モードにおける中圧目標値ＰＭｍを、暖房主体運転モード時の中圧目標値ＰＭｍと同程度の値に設定しても良い。
【０１４７】
＜ステップＢ３＞
制御装置５０は、中圧検出装置３２の検出結果（以下では、中圧検出値ＰＭとも称する）と、ステップＢ２の中圧目標値ＰＭｍとに基づいて、絞り装置１４ａの開度変更量ΔＬＥＶａを算出する。
なお、絞り装置１４ａの開度変更量ΔＬＥＶａは、下記の式（１）に示す計算式で計算する。また、式（１）は、絞り装置１４ａの開度変更量ΔＬＥＶａを、中圧目標値ＰＭｍから中圧検出装置３２による中圧検出値ＰＭを差し引いた値に、制御ゲインＧａを乗じた形で表している。ここで、制御ゲインＧａは、絞り装置１４ａの仕様によって決まる値である。
【０１４８】
＜ステップＢ４＞
制御装置５０は、下記の式（２）にあるように、ステップＢ３で算出した開度変更量ΔＬＥＶａと、前回出力した絞り装置１４ａの開度ＬＥＶａ＊との和を算出する。当該和の値が、絞り装置１４ａの開度ＬＥＶａに対応する。
なお、前回出力した絞り装置１４ａの開度ＬＥＶａ＊とは、ステップＡ０から始まり、ステップＡ６で終わる圧縮機保護制御（図１１参照）を１つのサイクルとしたとき、現在実施しているサイクルの１つ前に実施したサイクルにおけるステップＢ４で算出した開度ＬＥＶａの値をいう。
【０１４９】
＜ステップＢ５＞
制御装置５０は、絞り装置１４ａの開度を、ステップＢ４で算出した絞り装置１４ａの開度ＬＥＶａとなるように調整する。
【０１５０】
＜ステップＢ６＞
制御装置５０は、絞り装置１４ａの開度を、固定開度（たとえば、全開）とする。
【０１５１】
＜ステップＢ７＞
制御装置５０は、絞り装置１４ａの中圧制御を終了する。
【０１５２】
（数１）
ΔＬＥＶａ＝Ｇａ×（ＰＭｍ−ＰＭ）…（１）
【０１５３】
（数２）
ＬＥＶａ＝ＬＥＶａ＊＋ΔＬＥＶａ…（２）
【０１５４】
（定常制御の詳細説明）
図１３は、空気調和装置１００の定常制御の動作を表すフローチャートである。図１３を参照して、圧縮機１０の吐出冷媒温度が過渡的に上昇しない場合に実施される絞り装置１４ｂの定常制御について詳しく説明する。
【０１５５】
＜ステップＣ０＞
制御装置５０は、絞り装置１４ａの定常制御を開始する。
【０１５６】
＜ステップＣ１＞
制御装置５０は、圧縮機１０の吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍの設定を行う。
この図１３での説明においては、吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍが、たとえば１０５℃に設定されている場合を例に説明する。
【０１５７】
＜ステップＣ２＞
制御装置５０は、予め設定されているステップＣ１の吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍと、吐出冷媒温度検出装置３７の検出結果、すなわち圧縮機１０の吐出冷媒温度の現在値Ｔｄ０とに基づいて、絞り装置１４ｂの開度変更量ΔＬＥＶｂを算出する。
なお、絞り装置１４ｂの開度変更量ΔＬＥＶｂは、下記の式（３）に示す計算式で計算する。また、式（３）は、吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍから圧縮機１０の吐出冷媒温度の現在値Ｔｄ０を差し引いた値に、制御ゲインＧｂを乗じた形で表している。ここで、制御ゲインＧｂは、絞り装置１４ｂの仕様によって決まる値である。
なお、本ステップＣ２においては、圧縮機１０の吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍを採用するものとして説明するがそれに限定されるものではない。たとえば、吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍの代わりに、吐出冷媒温度検出装置３７の検出温度と高圧検出装置３９の検出圧力とに基づいて得られる圧縮機１０の吐出過熱度を用いてもよい。このように、吐出冷媒温度だけでなく、過熱度といったような、吐出冷媒温度に係るものを用いてもよい。
すなわち、本ステップＣ２では、吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍの代わりに、吐出冷媒温度に係る目標値である吐出過熱度の目標値（Ｔｄｍに対応）と、吐出冷媒温度検出装置３７の検出温度及び高圧検出装置３９の検出圧力から得られ、吐出冷媒温度に係る吐出過熱度の値（Ｔｄ０に対応）とに基づいて、絞り装置１４ｂの開度変更量ΔＬＥＶｂを算出してもよいということである。
【０１５８】
＜ステップＣ３＞
制御装置５０は、下記の式（４）にあるように、式（３）で算出した絞り装置１４ｂの開度変更量ΔＬＥＶｂと、前回出力した絞り装置１４ｂの開度ＬＥＶｂ＊との和を算出する。当該和の値が、絞り装置１４ｂの開度ＬＥＶｂに対応する。
【０１５９】
＜ステップＣ４＞
制御装置５０は、絞り装置１４ｂの開度を、ステップＣ３で算出した絞り装置１４ｂの開度ＬＥＶｂとなるように調整する。
【０１６０】
＜ステップＣ５＞
制御装置５０は、絞り装置１４ａの定常制御を終了する。
【０１６１】
（数３）
ΔＬＥＶｂ＝Ｇｂ×（Ｔｄｍ−Ｔｄ０）…（３）
【０１６２】
（数４）
ＬＥＶｂ＝ＬＥＶｂ＊＋ΔＬＥＶｂ  …（４）
【０１６３】
図１４は、三点予測について説明するためのグラフである。絞り装置１４ｂの開度変更量ΔＬＥＶｂは、式（３）に基づいて算出したが、それに限定されるものではなく、後述の三点予測を利用してもよい。
すなわち、式（３）のように圧縮機１０の吐出冷媒温度の現在値Ｔｄ０を用いるのではなく、次の制御のタイミングにおける吐出冷媒温度予測値Ｔｄｎを算出する三点予測を利用して絞り装置１４ｂの開度変更量ΔＬＥＶｂを算出してもよい。
【０１６４】
三点予測とは、各種応答が一次遅れ特性になるものと仮定し、異なる三つの時刻の値から次の時刻における予測値又はそのままの状態で到達する終点値Ｔｄｅを計算する方法である。
圧縮機１０の吐出冷媒温度を例に図１４を用いて説明すると、絞り装置１４ｂの開度変化による圧縮機１０の吐出冷媒温度の応答が一次遅れ（図１４の曲線）で表される場合、異なる三つの時刻における吐出冷媒温度Ｔｄ０、Ｔｄ１、Ｔｄ２を用いると、次の時刻における吐出冷媒温度の予測値Ｔｄｎは、以下に示す式（５）に示す形で計算することができる。
【０１６５】
【数５】
0006012757.tif 000002
【０１６６】
ここで、式（５）中のＴｄ０は、圧縮機１０の吐出冷媒温度の現在値であり、Ｔｄ１はΔＴ秒前の圧縮機１０の吐出冷媒温度であり、Ｔｄ２は（ΔＴ×２）秒前の圧縮機１０の吐出冷媒温度である。ここで、ΔＴは、絞り装置１４ｂの制御間隔が（ΔＴ×３）秒以上となるように設定する。
【０１６７】
式（５）で次の制御のタイミング時における圧縮機１０の吐出冷媒温度予測値Ｔｄｎを算出するためには、式（６）で表される３つの条件式を満たしている必要がある。
【０１６８】
（数６）
Ｔｄ０＞Ｔｄ１、且つ、Ｔｄ１＞Ｔｄ２、且つ、Ｔｄ０−Ｔｄ１＜Ｔｄ１−Ｔｄ２…（６）
【０１６９】
実際の運転状態では、必ずしも予測が可能な運転状態とはならないため、予測が不可の場合は式（７）で計算される値を次の制御のタイミング時における圧縮機１０の吐出冷媒温度予測値Ｔｄｎのとして使用する。
【０１７０】
（数７）
Ｔｄｎ＝Ｔｄ０＋（Ｔｄ０−Ｔｄ１）…（７）
【０１７１】
なお、圧縮機１０の吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍは、冷凍機油の劣化を防ぐなどといった目的で設定されている圧縮機１０の吐出冷媒温度の上限値よりも低い値として設定する必要があるが、低く設定しすぎると圧縮機１０の吐出冷媒温度が下がって暖房能力及び冷房能力が小さくなってしまう。
そこで、吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍは、なるべく高い値に設定するのが望ましい。たとえば、圧縮機１０の吐出冷媒温度の上限値が１２０℃である場合を仮定すると、それよりも１５℃低い値である１０５℃に設定するとよい。本実施の形態１では、１０５℃を制御目標値とすることを例に説明しているが、それに限定されるものではなく、たとえば１００℃程度の値としても大きな問題は起きない。１１０℃で圧縮機１０を停止または減速させるため、吐出冷媒温度の目標値を１００〜１１０℃の間の値に設定するとよい。
また、図１４の説明では、図１３の制御における圧縮機１０の吐出冷媒温度の予測方法について説明したが、この予測方法を、図１２の制御における中圧に対して適用してもよい。すなわち、三点予測により中圧検出装置３２の検出結果を予測し、図１２のステップＢ２において、中圧検出装置３２の予測値と、ステップＢ２の中圧目標値ＰＭｍとに基づいて、絞り装置１４ａの開度変更量ΔＬＥＶａを算出してもよいということである。
【０１７２】
（起動制御の詳細説明）
図１５は、実施の形態１に係る空気調和装置１００の起動制御の動作を表すフローチャートである。図１５を参照して、圧縮機１０の吐出冷媒温度が過渡的に上昇する場合に実施される絞り装置１４ｂの起動制御について詳しく説明する。
【０１７３】
＜ステップＤ０＞
制御装置５０は、絞り装置１４ａの起動制御に移行する。
【０１７４】
＜ステップＤ１＞
制御装置５０は、圧縮機１０の吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍの設定を行う。
起動制御における吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍは、定常制御の吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍよりも低い値に設定され、たとえば９０℃などに設定される。なお、定常時の吐出冷媒温度の目標値を１００〜１１０℃の間の値に設定するものとすると、起動制御における吐出冷媒温度の目標値は、これよりも低い値である、８０℃〜１００℃の間の値に設定するとよい。
【０１７５】
＜ステップＤ２＞
制御装置５０は、予め設定されているステップＤ１の吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍと、圧縮機１０の吐出冷媒温度の現在値Ｔｄ０とに基づいて、絞り装置１４ｂの開度変更量ΔＬＥＶｂを算出する。
なお、絞り装置１４ｂの開度変更量ΔＬＥＶｂは、上述したステップＣ２と同様に、式（３）を利用する。
また、本ステップＤ２においても、ステップＣ２で述べたように、吐出冷媒温度に係る目標過熱度と、吐出冷媒温度に係る吐出過熱度の現在値とに基づいて開度変更量ΔＬＥＶｂを算出してもよい。
【０１７６】
＜ステップＤ３＞
制御装置５０は、上述の式（４）にあるように、算出した絞り装置１４ｂの開度変更量ΔＬＥＶｂと、前回出力した絞り装置１４ｂの開度ＬＥＶｂ＊との和を算出する。当該和の値が、絞り装置１４ｂの開度ＬＥＶｂに対応する。
【０１７７】
＜ステップＤ４＞
制御装置５０は、絞り装置１４ｂの開度を、ステップＤ３で算出した絞り装置１４ｂの開度ＬＥＶｂとなるように調整する。
確かに圧縮機１０を起動した直後のような場合には、吐出冷媒温度Ｔｄｍが安定しておらず、吐出冷媒温度検出装置３７の検出結果（ステップＤ１の現在値Ｔｄ０）が低めの値となる。しかし、ステップＤ１では、吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍが、定常制御の吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍよりも低い値に設定されている。すなわち、現在値Ｔｄ０が、吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍを容易に上回りやすくなっている。
このため、圧縮機１０を起動した直後であり、ステップＤ３の開度ＬＥＶｂ＊の値が全閉に対応する第１の値であっても、ステップＤ２の開度変更量ΔＬＥＶｂの値が開度を大きくする第２の値となる。つまり、ステップＤ３で第１の値と第２の値の和をとると開度を大きくする値がステップＤ４に出力されることとなる。
このように、起動制御では、吐出冷媒温度Ｔｄｍの設定値を、定常制御よりも低くすることで、絞り装置１４ｂの開度を定常制御よりも大きくなりやすくする。
【０１７８】
＜ステップＤ５＞
制御装置５０は、後述する図１６の終了条件を満たしているかの判定を行う。
終了条件を満たしている場合には、ステップＤ６に進む。
終了条件を満たしていない場合には、ステップＤ２に戻り、絞り装置１４ｂの開度制御を継続する。
【０１７９】
＜ステップＤ６＞
制御装置５０は、絞り装置１４ａの定常制御を終了する。
【０１８０】
図１６は、実施の形態１に係る空気調和装置１００の起動制御で用いる終了判定フラグの状態を表すグラフである。図１６を参照して起動制御の終了条件（図１１のステップＡ４に対応）について説明する。まず、起動制御の終了判定を行うために起動制御の終了判定フラグｆｌａｇＡの定義を図１６を用いて説明する。
【０１８１】
起動制御の終了判定フラグｆｌａｇＡの定義を以下に説明する。
まず、起動時や霜取終了時等に終了判定フラグｆｌａｇＡ＝０とする。
また、終了判定フラグｆｌａｇＡ＝０の時に圧縮機１０の吐出冷媒温度Ｔｄが吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍ以上となった場合は終了判定フラグｆｌａｇＡ＝１とする（図１６の点Ａ）。
さらに、終了判定フラグｆｌａｇＡ＝１の時に圧縮機１０の吐出冷媒温度Ｔｄが吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍ＋α以上となった場合は、終了判定フラグｆｌａｇＡ＝２とする（図１６の点Ｂ）。
ここで、αは吐出冷媒温度がオーバーシュートしたかどうかを判定する閾値であり、たとえば５℃と設定するとよい。
【０１８２】
なお、本起動制御は、以下に示す二つの条件のうちどちらか一方を満たした場合に終了するものとする。
（１）一つ目の条件は、終了判定フラグｆｌａｇＡ＝２かつＴｄ＜Ｔｄｍ＋βとなった場合（図１６のパターン１）である。
（２）二つ目の条件は、終了判定フラグｆｌａｇＡ＝１かつｆｌａｇＡ＝１となってから予め設定される時間Ｔを経過した場合（図１６のパターン２）である。
ここで、βは、一旦吐出冷媒温度の目標値＋αをオーバーシュートした吐出冷媒温度が下がったかどうかを判定する閾値である。このβは、前述の閾値αよりも小さい値として設定する必要があり、たとえば３℃と設定するとよい。
【０１８３】
また、予め設定される時間Ｔは、起動制御を実施している状態において圧縮機１０の吐出冷媒温度が高くなる運転状態であるかどうかを判定する際に利用される時間であり、たとえば７分などと設定するとよい。そして、制御装置５０は、時間Ｔが経過後も圧縮機１０の吐出冷媒温度が低い場合に、圧縮機１０の吐出冷媒温度が安定していると判定する。
【０１８４】
起動制御が終了条件を満たした場合、起動制御を終了し定常制御に移行する。
【０１８５】
以上のような制御を行うことにより、起動等の圧縮機１０の吐出冷媒温度が低い値から高い値へ大きく変化する場合でも、適切な吐出冷媒温度に制御することができ、信頼性の高い空気調和装置を得ることができる。
【０１８６】
なお、起動制御時の吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍが９０℃の場合を例に説明を行ったが、それに限定されるものではない。
圧縮機１０の吐出冷媒温度の上限が１２０℃程度であると仮定したとき、制御装置５０は、吐出冷媒温度が、たとえば１１０℃になると圧縮機１０を停止または減速させるように設定される。すなわち、冷媒温度が１２０℃程度に至ると圧縮機１０の損傷等の可能性が高くなることから、圧縮機１０の保護のため、その手前の１１０℃で圧縮機１０を停止または減速させるということである。
ここで、吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍを吐出冷媒温度の目標値を１０５℃と設定していると、５℃以上吐出冷媒温度Ｔｄｍがオーバーシュートすると圧縮機１０の保護に入り、圧縮機１０が停止または減速してしまう。このため、吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍは、１０５℃よりも低い温度に設定するとよい。このように、圧縮機１０の保護のために停止または減速させる温度（１１０℃）と、吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍ（１０５℃）との間に、５℃より大きい間隔を持たせることで、空気調和装置１００は、圧縮機保護制御をより有効的に利用することができるようになる。
【０１８７】
そこで、５℃の２倍である１０℃の吐出冷媒温度のオーバーシュートまで許容できる９５℃を起動制御時の吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍとしてもよい。また、吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍを９０℃として、さらに余裕を持たせてもよい。
しかし、吐出冷媒温度の目標値をＴｄｍを８０℃よりも低い温度にすることは、吐出冷媒温度を低くする分、多くの液又は二相冷媒を圧縮機１０にインジェクションする必要があることを意味している。すなわち、絞り装置１４ｂが開き過ぎて、圧縮機１０へ過大な液又は二相冷媒の流入が発生するという問題が生じることになる。
そこで、吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍは、起動制御時に生じる圧縮機１０の吐出冷媒温度のオーバーシュートによって圧縮機１０が吐出冷媒温度の保護動作に入らず、かつ、絞り装置１４ｂが開いてインジェクションされる温度（たとえば、９０℃や９５℃程度）に設定するとよい。
【０１８８】
また、起動制御を開始する時の絞り装置１４ａの開度について、定常状態における開度よりも大きい値（全開等）に設定しておくと速く制御目標値に到達することができ、制御性を向上させることができる。また、起動制御を開始する時の絞り装置１４ｂの開度について、定常状態における開度よりも小さい値（全閉等）として設定しておくと速く制御目標値に到達することができ、制御性を向上させることができる。
【０１８９】
絞り装置１４ｂの起動制御及び定常制御において、圧縮機１０の吐出冷媒温度の予測値を演算する方法について三点予測を例に説明したが、予測の方法を三点予測に限定するものではなく、その他の予測方法によって吐出冷媒温度の予測値を演算しても良い。
【０１９０】
また、本実施の形態における室外機１において、図１７に示すように分岐部２７ａの設置位置を熱源側熱交換器１２と逆止弁１３ａとを繋ぐ冷媒配管４上に限定することにより、開閉装置２４を逆流防止装置２４Ｂに置き換えることができ、安価に空気調和装置１００を構成することができる。なお、空気調和装置１００は、図２０の回路構成においても、図２の回路構成のものと同一の効果を奏することができることは言うまでもない。
【０１９１】
［実施の形態１に係る空気調和装置１００の有する効果］
実施の形態１に係る空気調和装置１００は、定常制御及び起動制御を実施して絞り装置１４ｂの開度を調整することで、絞り装置１４ａの中圧制御で生成された中圧冷媒を、適宜、吸入インジェクション配管４ｃに供給することができる。このため、運転モードによらないで、圧縮機１０の吐出冷媒温度Ｔｄｍを低下させて動作の安定性を向上させ、信頼性の高い空気調和装置１００を得ることができる。
【０１９２】
実施の形態２．
図１８は、実施の形態２に係る空気調和装置の起動制御の動作を表すフローチャートである。なお、本実施の形態２については、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
実施の形態２の冷凍サイクルの構成及び各運転モードにおける冷媒と熱媒体の流れは実施の形態１と同じであるため説明を省略する。
実施の形態１と異なるのは、起動制御における絞り装置１４ｂの制御方法である。すなわち、制御装置５０は、実施の形態１の図１１のステップＡ３に対応する図１５の制御の代わりに、図１８に示す制御を実施する。なお、中圧制御及び定常制御については、実施の形態１と同様である。
【０１９３】
[起動制御方法２]
図１８を参照して、圧縮機１０の吐出冷媒温度が過渡的に上昇する場合に実施される絞り装置１４ｂの起動制御の方法２について詳しく説明する。
【０１９４】
＜ステップＥ０＞
制御装置５０は、絞り装置１４ｂの起動制御に移行する。
【０１９５】
＜ステップＥ１＞
制御装置５０は、圧縮機１０の吐出冷媒温度が予め設定された温度Ｔ２（たとえば、８０℃）以上であるか否かを判定する。
温度Ｔ２以上であると判定した場合には、ステップＥ２に進む。
温度Ｔ２以上でないと判定した場合には、ステップＥ１２に進む。
【０１９６】
＜ステップＥ２＞
制御装置５０は、圧縮機１０の吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍの設定を行う。
起動制御における吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍは、たとえば９０℃などに設定される。
【０１９７】
＜ステップＥ３＞
制御装置５０は、圧縮機１０の吐出冷媒温度に関して三点予測が可能であるかどうかを式（６）より判定する。
式（６）の条件を満たし、三点予測が可能であると判定した場合には、ステップＥ５に進む。
式（６）の条件を満たさず、三点予測をできないと判定した場合には、ステップＥ４に進む。
【０１９８】
＜ステップＥ４＞
制御装置５０は、ステップＥ３の次の制御タイミングである本ステップＥ４において、再度、圧縮機１０の吐出冷媒温度に関して三点予測が可能であるかどうかの判定を行う。
三点予測が可能であると判定した場合には、ステップＥ５に進む。
三点予測をできないと判定した場合には、ステップＥ１３に進む。
【０１９９】
＜ステップＥ５＞
制御装置５０は、圧縮機１０の吐出冷媒温度が到達すると考えられる予測値を、三点予測及び式（８）を利用して算出する。なお、ここでいう予測値とは、吐出冷媒温度が一次遅れ特性で変化している時、そのままの状態で到達する終点値Ｔｄｅ（図１４参照）のことである。
【０２００】
【数８】
0006012757.tif 000003
【０２０１】
＜ステップＥ６＞
制御装置５０は、予め設定されているステップＥ２の吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍと、ステップＥ５の予測値Ｔｄｅとに基づいて、絞り装置１４ｂの開度変更量ΔＬＥＶｂを算出する。
なお、本ステップＥ６の絞り装置１４ｂの開度変更量ΔＬＥＶｂの算出には、式（９）を利用する。なお、制御ゲインＧｂは、絞り装置１４ｂの仕様によって決まる値である。
【０２０２】
（数９）
ΔＬＥＶｂ＝Ｇｂ×（Ｔｄｍ−Ｔｄｅ）…（９）
【０２０３】
＜ステップＥ７＞
制御装置５０は、上述の式（４）にあるように、算出した絞り装置１４ｂの開度変更量ΔＬＥＶｂと、前回出力した絞り装置１４ｂの開度ＬＥＶｂ＊との和を算出する。当該和の値が、絞り装置１４ｂの開度ＬＥＶｂに対応する。
【０２０４】
＜ステップＥ８＞
制御装置５０は、絞り装置１４ｂの開度を出力した制御回数が、予め設定される回数Ｎ（たとえば、Ｎ＝３）未満かどうか判定する。
Ｎ未満である場合には、ステップＥ６に戻る。
Ｎ未満でない、すなわちＮ以上である場合には、ステップＥ９に進む。
【０２０５】
＜ステップＥ９＞
制御装置５０は、ステップＥ７の絞り装置１４ｂの開度出力がＮ回目である場合に、タイマーをスタートさせる。
なお、本ステップＥ９において、開度出力がＮ＋１回目以上である場合には、タイマーが既にスタートしているため、特に、制御を実施せず、ステップＥ１０に進む。
【０２０６】
＜ステップＥ１０＞
制御装置５０は、タイマーが予め設定される時間Ｔｅ（たとえば、１５分）経過するまで絞り装置１４ｂの開度を固定する。
【０２０７】
＜ステップＥ１１＞
制御装置５０は、タイマーが時間Ｔｅを経過したとき、図１７の起動制御を終了して、定常制御に移行する。
また、制御装置５０は、タイマーが所定時間Ｔｅ時間経過する前に、圧縮機１０の吐出冷媒温度Ｔｄ０が吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍを超えてしまった場合は、即時に、起動制御を終了し定時制御に移行する。
【０２０８】
＜ステップＥ１２＞
制御装置５０は、起動制御開始後、予め設定される時間Ｔｏが経過するまで絞り装置１４ｂの開度を全閉状態で固定し、時間Ｔｏが経過後にステップＥ１３に進む。
【０２０９】
＜ステップＥ１３＞
制御装置５０は、絞り装置１４ｂの起動制御を終了する。
【０２１０】
なお、ステップＥ８において絞り装置１４ｂの開度をＮ回に分けて制御しているのは、絞り装置１４ｂの開度が大きく変化して、システムが不安定になるのを防ぐためである。ここでは３回に分けて出力しているが、それに限定されるものではなく、システムが不安定にならないようであれば、分けないで計算された開度をそのまま出力しても良い。
【０２１１】
［実施の形態２に係る空気調和装置の有する効果］
実施の形態２に係る空気調和装置は、上述のような起動制御を実施し、実施の形態１に係る空気調和装置１００と同様の効果を奏する。
【０２１２】
実施の形態３．
図１９は、実施の形態３に係る空気調和装置１００の起動制御の動作を表すフローチャートである。なお、本実施の形態３については、実施の形態１、２と異なる部分を中心に説明する。
実施の形態３の冷凍サイクルの構成及び各運転モードにおける冷媒と熱媒体の流れは実施の形態１と同じであるため説明を省略する。実施の形態１と異なるのは、起動制御における絞り装置１４ｂの制御方法である。すなわち、制御装置５０は、実施の形態１の図１１のステップＡ３に対応する図１５の制御の代わりに、図１９に示す制御を実施する。なお、中圧制御及び定常制御については、実施の形態１と同様である。
【０２１３】
[起動制御方法３]
図１９を参照して、圧縮機１０の吐出冷媒温度が過渡的に上昇する場合に実施される絞り装置１４ｂの起動制御の方法３について詳しく説明する。
【０２１４】
＜ステップＦ０＞
制御装置５０は、絞り装置１４ｂの起動制御に移行する。
【０２１５】
＜ステップＦ１＞
制御装置５０は、圧縮機１０の吐出冷媒温度が予め設定された温度Ｔ２（たとえば、８０℃）以上であるか否かを判定する。
温度Ｔ２以上であると判定した場合には、ステップＦ２に進む。
温度Ｔ２以上でないと判定した場合には、ステップＦ７に進む。
【０２１６】
＜ステップＦ２＞
制御装置５０は、圧縮機１０の吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍの設定を行う。
起動制御における吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍは、たとえば９０℃などに設定される。
【０２１７】
＜ステップＦ３＞
制御装置５０は、圧縮機１０の吐出冷媒温度が到達すると考えられる予測値を、三点予測及び式（８）を利用して算出する。なお、ここでいう予測値とは、吐出冷媒温度が一次遅れ特性で変化している時、そのままの状態で到達する終点値Ｔｄｅ（図１４参照）のことである。
もし、式（８）より三点予測ができない場合には、式（８）による圧縮機１０の吐出冷媒温度の終点値Ｔｄｅの代わりに、式（１０）によって計算される値を圧縮機１０の吐出冷媒温度の終点値Ｔｄｅとして用いる。
【０２１８】
（数１０）
Ｔｄｅ＝Ｔｄ０＋（Ｔｄ０−Ｔｄ１）…（１０）
【０２１９】
＜ステップＦ４＞
制御装置５０は、予め設定されているステップＦ２の吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍと、ステップＦ３の予測値Ｔｄｅとに基づいて、絞り装置１４ｂの開度変更量ΔＬＥＶｂを算出する。
なお、本ステップＦ４の絞り装置１４ｂの開度変更量ΔＬＥＶｂの算出には、式（９）を利用する。
【０２２０】
＜ステップＦ５＞
制御装置５０は、上述の式（４）にあるように、算出した絞り装置１４ｂの開度変更量ΔＬＥＶｂと、前回出力した絞り装置１４ｂの開度ＬＥＶｂ＊との和を算出する。当該和の値が、絞り装置１４ｂの開度ＬＥＶｂに対応する。
【０２２１】
＜ステップＦ６＞
制御装置５０は、圧縮機１０の吐出冷媒温度の目標値Ｔｄｍと、圧縮機１０の吐出冷媒温度の現在値Ｔｄ０との差の絶対値が、予め設定される温度差ΔＴ（たとえば、３℃）以上であるか否かを判定する。
温度差ΔＴ以上である場合には、ステップＦ３に戻り、起動制御を継続させる。
温度差ΔＴ以上でない、すなわち、温度差ΔＴ未満である場合には、ステップＦ８に進む。
【０２２２】
＜ステップＦ７＞
制御装置５０は、起動制御開始後、予め設定される時間Ｔｏが経過するまで絞り装置１４ｂの開度を全閉状態で固定し、時間Ｔｏが経過後にステップＥ８１３に進む。
【０２２３】
＜ステップＦ８＞
制御装置５０は、絞り装置１４ｂの起動制御を終了する。
【０２２４】
［実施の形態３に係る空気調和装置１００の有する効果］
実施の形態３に係る空気調和装置１００は、上述のような起動制御を実施し、実施の形態１、２に係る空気調和装置１００と同様の効果を奏する。
【０２２５】
実施の形態４．
図２０は、実施の形態４に係る空気調和装置１００の圧縮機１０に吸入される冷媒の乾き度を求める演算フローチャートである。なお、本実施の形態４については、実施の形態１〜３と異なる部分を中心に説明する。
圧縮機１０として、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圧縮機を使用することを考える。
なお、本実施の形態４では、圧縮機１０について低圧シェル構造のスクロール型の圧縮機を例に説明する。吸入インジェクションによって圧縮機１０の吸入側に液又は二相冷媒をバイパスさせると、低圧シェル型圧縮機では圧縮機１０に吸入された冷媒は密閉容器（＝シェル）によって加熱された後、圧縮室に吸い込まれる。したがって、多少の圧縮機１０への液冷媒の流入が起きてもシェルで加熱されてガス化するため、圧縮室に液冷媒が吸い込まれることはない。
【０２２６】
しかし、吐出冷媒温度の目標値をＴｄｍ低く設定しすぎて絞り装置１４ｂが開きすぎることや運転状態等によっては、圧縮機１０へ過大な液媒の流入が生じ、シェルの加熱では十分にガス化できず、圧縮室に吸入される冷媒に液冷媒が混じる可能性がある。
圧縮室に吸入される冷媒に液冷媒が混じると次のような不具合がある。
（１）圧縮機１０のシェルによる加熱ではガス化できないほどの過度な液冷媒が吸入されると、圧縮室内で非圧縮性の液冷媒を圧縮する液圧縮が起こり、圧縮室を構成するスクロール部分が破損する可能性がある。
（２）シェル下部に過度の液冷媒が溜まるとシェル下部に貯留されている冷凍機油の濃度が下がり、圧縮機１０の摺動部位への潤滑が十分にできなくなり、圧縮機１０の摺動部位の磨耗や破損に至る可能性がある。
そこで、圧縮機１０へ過度の液冷媒の流入が生じた場合に絞り装置１４ｂの開度を小さくすることで液冷媒のインジェクション流量を減らし、圧縮機１０を保護する必要がある。
【０２２７】
実施の形態４では、圧縮機１０へ過度の液冷媒の流入があるか否かの判定は、圧縮機１０へ流入する冷媒の乾き度Ｘｓ（−）の算出値に基づいて行われる。そこで、以下に、乾き度Ｘｓの算出方法について全暖房運転モード時を例として説明する。
なお、（−）は、単位がなく、無次元であることを示している。
【０２２８】
＜ステップＧ０＞
制御装置５０は、乾き度Ｘｓの算出制御に移行する。
【０２２９】
＜ステップＧ１＞
制御装置５０は、中圧検出装置３２によって中圧ＰＭ（ＭＰａ）を検出し、吸入圧力検出装置６０によって圧縮機１０に吸入される冷媒の圧力Ｐｓ（ＭＰａ）を検出する。
【０２３０】
＜ステップＧ２＞
制御装置５０は、絞り装置１４ａ及び絞り装置１４ｂの現在の開度ＬＥＶａ及びＬＥＶｂを読み込む。なお、絞り装置１４ｂの開度制御については、実施の形態１〜３と同様である。
【０２３１】
＜ステップＧ３＞
制御装置５０は、吸入される冷媒の圧力Ｐｓ（ＭＰａ）に基づいてアキュムレータ１９から流出する冷媒のエンタルピＨ１（ｋＪ／ｋｇ）を計算し、中圧ＰＭ（ＭＰａ）に基づいて絞り装置１４ｂを通過する冷媒のエンタルピＨ２（ｋＪ／ｋｇ）を計算する。
なお、このエンタルピＨ１及びエンタルピＨ２（ｋＪ／ｋｇ）の詳細な算出方法については、後述する。
＜ステップＧ４＞
制御装置５０は、ステップＧ３で読み込んだ絞り装置１４ａ及び絞り装置１４ｂの開度を利用して、圧縮機１０に吸入される冷媒のエンタルピＨ３（ｋＪ／ｋｇ）を算出する。
なお、このエンタルピＨ３の詳細な算出方法については、後述する。
【０２３２】
＜ステップＧ５＞
制御装置５０は、ステップＧ４で算出したエンタルピＨ１（ｋＪ／ｋｇ）、Ｈ２（ｋＪ／ｋｇ）及びＨ３（ｋＪ／ｋｇ）と、後述の式（１９）に基づいて圧縮機１０に吸入される冷媒の乾き度Ｘｓ（−）を算出する。
【０２３３】
＜ステップＧ６＞
制御装置５０は、乾き度Ｘｓの算出制御を終了する。
【０２３４】
引き続き、ステップＧ４におけるエンタルピＨ３の算出方法について詳細に説明する。
アキュムレータ１９から流出する冷媒流量Ｇ１（ｋｇ／ｈ）及び絞り装置１４ｂを通過する冷媒流量Ｇ２（ｋｇ／ｈ）は、絞り装置１４ａのＣｖ値と絞り装置１４ｂのＣｖ値によって決定される。ここで用いるＣｖ値とは、絞り装置の容量を表すものとして一般的に用いられているものである。
【０２３５】
Ｃｖ値を用いることによって、アキュムレータ１９から流出する冷媒流量Ｇ１（ｋｇ／ｈ）及び絞り装置１４ｂを通過する冷媒流量Ｇ２（ｋｇ／ｈ）は、絞り装置１４ａ通過後の圧力が圧縮機１０に吸入される冷媒の圧力と等しいと仮定すると、それぞれ式（１１）及び式（１２）の形で表される。
ここで、ＣｖａとＣｖｂは、それぞれ絞り装置１４ａ及び絞り装置１４ｂのＣｖ値であり、Ｐｓ（ＭＰａ）は圧縮機１０の吸入圧力（吸入圧力検出装置６０による検出値）である。
【０２３６】
【数１１】
0006012757.tif 000004
【０２３７】
【数１２】
0006012757.tif 000005
【０２３８】
電子式膨張弁のＣｖ値が電子式膨張弁の出力パルスにほぼ比例して変化するため、式（１１）及び式（１２）は、絞り装置１４ａの開度をＬＥＶａ（−）とし、絞り装置１４ｂの開度をＬＥＶｂ（−）と表すと、それぞれ式（１３）及び式（１４）のように表すことができる。
【０２３９】
【数１３】
0006012757.tif 000006
【０２４０】
【数１４】
0006012757.tif 000007
【０２４１】
次に、アキュムレータ１９から流出する冷媒の流量とエンタルピをそれぞれＧ１（ｋｇ／ｈ）とＨ１（ｋＪ／ｋｇ）とし、絞り装置１４ｂを通過する冷媒の流量とエンタルピをそれぞれＧ２（ｋｇ／ｈ）とＨ２（ｋＪ／ｋｇ）とし、圧縮機１０に吸入される冷媒の流量とエンタルピをそれぞれＧ３（ｋｇ／ｈ）とＨ３（ｋＪ／ｋｇ）とすると、エネルギ保存則より式（１５）が得られる。
【０２４２】
（数１５）
Ｇ１×Ｈ１＋Ｇ２×Ｈ２＝（Ｇ１＋Ｇ２）×Ｈ３…（１５）
【０２４３】
式（１５）に式（１３）と式（１４）を代入し、式を変形することによって、圧縮機１０に吸入される冷媒のエンタルピＨ３（ｋＪ／ｋｇ）が式（１６）の形で表される。
【０２４４】
【数１６】
0006012757.tif 000008
【０２４５】
式（１６）おいて、絞り装置１４ａと絞り装置１４ｂの開度は既知であるため、アキュムレータ１９から流出する冷媒のエンタルピＨ１と絞り装置１４ｂを通過する冷媒のエンタルピＨ２が分かれば、圧縮機１０に吸入される冷媒のエンタルピＨ３（ｋＪ／ｋｇ）を計算することができる。
【０２４６】
ここで、アキュムレータ１９から流出する冷媒のエンタルピＨ１（ｋＪ／ｋｇ）を飽和ガスエンタルピと仮定し、絞り装置１４ｂを通過する冷媒のエンタルピＨ２（ｋＪ／ｋｇ）を飽和液エンタルピと仮定する。
すると、吸入圧力検出装置６０による検出値Ｐｓ（ＭＰａ）によって、アキュムレータから流出する冷媒のエンタルピＨ１（ｋＪ／ｋｇ）と、絞り装置１４ｂを通過する冷媒のエンタルピＨ２（ｋＪ／ｋｇ）を以下に示す式（１７）と式（１８）より計算することができる。具体的な方法として、あらかじめ計算しておいた圧力とエンタルピの関係を表すテーブルを制御装置５０に記憶しておき、テーブルを参照するような方法などがある。
【０２４７】
（数１７）
Ｈ１＝ＨＧ（Ｐｓ）…（１７）
【０２４８】
（数１８）
Ｈ２＝ＨＬ（Ｐｓ）…（１８）
【０２４９】
以上より、制御装置５０は、ステップＧ４では、式（１１）〜（１８）より、エンタルピＨ１（ｋＪ／ｋｇ）、Ｈ２（ｋＪ／ｋｇ）及びＨ３（ｋＪ／ｋｇ）を算出することができる。そして、制御装置５０は、この算出結果と、後段のステップであるステップＧ５の式（１９）とに基づいて乾き度Ｘｓを算出することができる。
【０２５０】
（数１９）
Ｘｓ＝（Ｈ３−Ｈ２）／（Ｈ１−Ｈ２）…（１９）
【０２５１】
次に、ステップＧ６以降の制御装置５０の動作について説明する。
制御装置５０は、圧縮機１０に吸入される冷媒の乾き度Ｘｓを算出し、圧縮機１０に吸入される冷媒の乾き度Ｘｓが予め設定される値よりも小さくなった場合には、圧縮機１０に流入する液冷媒の量が過度であると判定する。
すなわち、式（１９）によって計算された圧縮機１０の吸入される冷媒の乾き度Ｘｓが、圧縮機１０の保護のために予め設定される値よりも小さくなった場合には、圧縮機１０へ流入する液冷媒の量が過大であると判定し、絞り装置１４ｂの開度を小さくするような（たとえば、開度を全閉とする）保護制御を行うということである。
【０２５２】
さらに、図２０に示す乾き度Ｘｓによる絞り装置１４ｂの開度制御に他に、次に述べるような圧縮機シェル温度検出装置６１を利用した制御を実施すると、さらに確実に圧縮機１０の破損を防ぐことができるので、それについて説明する。
圧縮機１０に過度の液又は二相冷媒の流入が発生する場合、前述の圧縮機１０に吸入される冷媒の乾き度Ｘｓによる保護だけではなく、圧縮機１０のシェル下部に設けた圧縮機シェル温度検出装置６１の検出値Ｔｃｏｍｐを用いた保護をバックアップ動作として導入すると、より確実に圧縮機１０の破損を防ぐことができる。
【０２５３】
この場合、圧縮機シェル温度検出装置６１の検出値Ｔｃｏｍｐから吸入圧力検出装置６０の検出圧力より計算した飽和温度Ｔｓａｔを引いた式（２０）で計算される圧縮機１０のシェル下部におけるスーパーヒート（シェル下スーパーヒート）ＳＨｃｏｍｐがあらかじめ設定した値（たとえば、１０℃）よりも小さくなった場合には、圧縮機１０に過度の液又は二相冷媒の流入が発生していると判定し、圧縮機１０の運転を停止または減速させる保護動作を行うようにするとよい。
【０２５４】
（数２０）
ＳＨｃｏｍｐ＝Ｔｃｏｍｐ−Ｔｓａｔ…（２０）
【０２５５】
圧縮機１０の底部に貯留されている冷凍機油は、圧縮機１０のモータが回転する際にモータのシャフトに刻まれた溝或いは穴を伝って吸い上げられスクロール部に供給されているため、圧縮機１０に過度の液冷媒の吸入が発生すると、圧縮機１０の底部に貯留されている冷凍機油が液冷媒によって希釈され、冷凍機油の濃度が減少することで冷凍機油の粘度が小さくなる。
冷凍機油の粘度が粘度限界よりも小さくなると、摺動部位での油膜厚さが薄くなり摺動部位が磨耗したり、焼付けを生じたり圧縮機の損傷を招く。
図２１にＲ４１０Ａ冷媒とエステル系粘度グレード３０の冷凍機油の混合粘度の挙動を示す。図２１の横軸が冷媒と冷凍機油の混合物の温度、縦軸が液冷媒と冷凍機油の混合物の粘度であり、潤滑不足が生じるときの粘度が図２１に示す粘度限界に相当している。
【０２５６】
図２１では、蒸発温度が−２０℃の場合、冷媒と冷凍機油の温度が−１０℃で限界粘度となっており、蒸発温度が−１０℃の場合、冷媒と冷凍機油の温度が０℃で限界粘度となっている。どちらの状態においても、冷媒と冷凍機油の温度から蒸発温度を引いた温度差が１０℃となっていることから、圧縮機１０のシェル下スーパーヒートが１０℃となるときに冷凍機油の粘度が限界粘度となることがわかる。
したがって、この場合は、圧縮機１０のシェル下スーパーヒートが１０℃よりも小さくなった場合に保護動作を開始するようにするとよい。しかし、冷凍機油の種類や粘度グレードによって、冷媒との混合割合や混合後の粘度が異なるため、圧縮機１０のシェル下スーパーヒートによる保護動作を開始する値は、１０℃に限定するものではなく、それらの組み合わせにより適切な値を使用する。
【０２５７】
図２１では、Ｒ４１０Ａ冷媒とエステル系粘度グレード３０の冷凍機油の混合粘度の挙動を示したが、冷媒や冷凍機油の種類はこれに限定するものではなく、エーテル系やその他の種類の冷凍機油でも良く、粘度グレードも３０以外の値でも問題はない。その他の冷媒や冷凍機油を使用する場合は、冷媒や冷凍機油の物性の変化に応じて限界粘度や圧縮機１０のシェル下スーパーヒートによる保護動作の開始温度を変更すればよい。
【０２５８】
試験結果より一般的な低圧シェル圧縮機において、圧縮機１０の回転速度が大きい運転状態では、圧縮機１０の吸入冷媒乾き度Ｘｓを０．９０以上とするとシェル下スーパーヒートを１０℃以上確保することができることが判明しており、式（１９）で演算される圧縮機１０に吸入される冷媒の乾き度Ｘｓを０．９０より大きい値で運転すると圧縮機１０を保護することができる。すなわち、圧縮機１０に、乾き度Ｘｓが０．９以上、かつ、０．９９以下の湿り冷媒を吸入させることにより、圧縮機１０の破損を防ぎながら、圧縮機１０の吐出冷媒温度を制御することができる。なお、圧縮機１０のモータの発熱量は、圧縮負荷や回転速度により変わるため、圧縮負荷や回転速度に応じて、液冷媒の量が過度であると判定する値を適宜変更してよい。
【０２５９】
なお、本実施の形態では、圧縮機１０が低圧シェル型の圧縮機である場合について説明を行った。圧縮機１０の密閉容器内が高圧の冷媒雰囲気となる高圧シェル型の圧縮機においては、圧縮機１０に吸入された冷媒は圧縮室に流入し、圧縮・加圧後、圧縮機シェル内に吐出し、圧縮機１０から流出する。高圧シェル圧縮機において、吸入冷媒の乾き度Ｘｓが小さくなり、冷媒液成分が増えすぎると、圧縮機構が破壊する可能性がある。この圧縮機構が破壊してしまう乾き度の限界は、低圧シェル圧縮機において低圧シェル圧縮機における下部の油粘度低下よりも小さいが、圧縮機１０に吸入される冷媒の乾き度Ｘｓを０．９以上、かつ、０．９９以下にすれば、高圧シェル圧縮機においても、確実に安全に使用することができる。
【０２６０】
［実施の形態４に係る空気調和装置の有する効果］
実施の形態４に係る空気調和装置は、過度の液冷媒が圧縮機１０に供給されることを抑制し、圧縮室を構成するスクロール部分が破損してしまうことを防止することができる。
【０２６１】
実施の形態４に係る空気調和装置は、過度の液冷媒が圧縮機１０に供給されることを抑制するので、シェル下部に過度の液冷媒が溜まることを抑制することができる。このため、冷凍機油の濃度の低下を抑制し、圧縮機１０の摺動部位の磨耗の抑制、及び破損の防止を実現することができる。
【０２６２】
本実施の形態１〜４に係る空気調和装置は、圧縮機１０の吸入側へ冷媒をインジェクションすることができるため、動作の安定性が低減してしまうことを抑制することができる。
また、本実施の形態１〜４に係る空気調和装置は、全暖房運転モード、全冷房運転モード、暖房主体運転モード、及び冷房主体運転モードにおいて、インジェクションすることができる。すなわち、本実施の形態１〜４に係る空気調和装置は、たとえば冷房運転から暖房運転や冷暖房混在運転などに切り替えるなどをして、冷媒の流れを変更しても、インジェクションすることができるものである。
さらに、本実施の形態１〜４に係る空気調和装置は、室外機１及び熱媒体変換機３における冷媒回路における改良が加えられることでインジェクションを可能としたものである。すなわち、本実施の形態１〜４に係る空気調和装置は、室内機２に逆止弁などを設けるなどといった構成でなくとも、インジェクションすることが可能となっており、その分汎用性を向上させたものとなっている。
【０２６３】
本実施の形態１〜４に係る空気調和装置では、利用側熱交換器２６にて暖房負荷又は冷房負荷のみが発生している場合は、対応する第１熱媒体流路切替装置２２及び第２熱媒体流路切替装置２３を中間の開度にし、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂの双方に熱媒体が流れるようにしている。これにより、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂの双方を暖房運転又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又は冷房運転を行なうことができる。
【０２６４】
また、利用側熱交換器２６にて暖房負荷と冷房負荷とが混在して発生している場合は、暖房運転を行なっている利用側熱交換器２６に対応する第１熱媒体流路切替装置２２及び第２熱媒体流路切替装置２３を加熱用の熱媒体間熱交換器１５ｂに接続される流路へ切り替え、冷房運転を行なっている利用側熱交換器２６に対応する第１熱媒体流路切替装置２２及び第２熱媒体流路切替装置２３を冷却用の熱媒体間熱交換器１５ａに接続される流路へ切り替えることにより、各室内機２にて、暖房運転、冷房運転を自由に行なうことができる。
【０２６５】
なお、第１熱媒体流路切替装置２２及び第２熱媒体流路切替装置２３は、三方弁などの三方流路を切り替えられるもの、開閉弁などの二方流路の開閉を行なうものを２つ組み合わせるなど、流路を切り替えられるものであればよい。また、ステッピングモータ駆動式の混合弁などの三方流路の流量を変化させられるもの、電子式膨張弁などの２方流路の流量を変化させられるものを２つ組み合わせるなどして第１熱媒体流路切替装置２２及び第２熱媒体流路切替装置２３として用いてもよい。この場合は、流路の突然の開閉によるウォーターハンマーを防ぐこともできる。さらに、実施の形態では、熱媒体流量調整装置２５が二方弁である場合を例に説明を行なったが、三方流路を持つ制御弁とし利用側熱交換器２６をバイパスするバイパス管と共に設置するようにしてもよい。
【０２６６】
また、絞り装置１４ａ及び絞り装置１４ｂは、電子式膨張弁などの開口面積を変化させられるものの他、小型の電磁弁などの開閉弁、キャピラリチューブ、小型の逆止弁などを使用してもよく、中圧を形成できればどのようなものでもよい。
【０２６７】
また、熱媒体流量調整装置２５は、ステッピングモータ駆動式で流路を流れる流量を制御できるものを使用するとよく、二方弁でも三方弁の一端を閉止したものでもよい。また、熱媒体流量調整装置２５として、開閉弁などの二方流路の開閉を行うものを用い、ＯＮ／ＯＦＦを繰り返して平均的な流量を制御するようにしてもよい。
【０２６８】
また、第２冷媒流路切替装置１８が四方弁であるかのように示したが、これに限るものではなく、二方流路切替弁や三方流路切替弁を複数個用い、同じように冷媒が流れるように構成してもよい。
【０２６９】
また、利用側熱交換器２６と熱媒体流量調整装置２５とが１つしか接続されていない場合でも同様のことが成り立つのは言うまでもなく、更に熱媒体間熱交換器１５及び絞り装置１６として、同じ動きをするものが複数個設置されていても、当然問題ない。さらに、熱媒体流量調整装置２５は、熱媒体変換機３に内蔵されている場合を例に説明したが、これに限るものではなく、室内機２に内蔵されていてもよく、熱媒体変換機３と室内機２とは別体に構成されていてもよい。
【０２７０】
熱媒体としては、たとえばブライン（不凍液）や水、ブラインと水の混合液、水と防食効果が高い添加剤の混合液などを用いることができる。したがって、本実施の形態１〜４に係る空気調和装置においては、熱媒体が室内機２を介して室内空間７に漏洩したとしても、熱媒体に安全性の高いものを使用しているため安全性の向上に寄与することになる。
【０２７１】
冷媒としては、Ｒ３２などの吐出冷媒温度が高くなる冷媒を使用する時に吸入インジェクションの効果が大きく、Ｒ３２の他、Ｒ３２と地球温暖化係数が小さいテトラフルオロプロペン系冷媒であり化学式がＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２で表されるＨＦＯ１２３４ｙｆや化学式がＣＦ３ＣＨ＝ＣＨＦで表されるＨＦＯ１２３４ｚｅとの混合冷媒（非共沸混合冷媒）を使用してもよい。
冷媒としてＲ３２を使用した場合は、Ｒ４１０Ａを使用した場合に対して、同一運転状態において、吐出冷媒温度が約２０℃上昇するため、吐出冷媒温度を低下させて使用する必要があり、吸入インジェクションの効果が大きい。Ｒ４１０Ａに対して、吐出冷媒温度が少しでも高くなる冷媒を使用する場合には、吸入インジェクションにより吐出温度を低下させる必要があり、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆとの混合冷媒においては、Ｒ３２の質量比率が６２％（６２質量％）以上である場合に、Ｒ４１０Ａ冷媒を使用した場合よりも吐出冷媒温度が３℃以上高くなり、吸入インジェクションにより、吐出冷媒温度を低下させるようにすると、効果が大きい。
また、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｚｅとの混合冷媒においては、Ｒ３２の質量比率が４３％（４３質量％）以上である場合に、Ｒ４１０Ａ冷媒を使用した場合よりも吐出冷媒温度が３℃以上高くなり、吸入インジェクションにより、吐出冷媒温度を低下させるようにすると、効果が大きい。
また、混合冷媒における冷媒種はこれに限るものではなく、その他の冷媒成分を少量含んだ混合冷媒であっても、吐出冷媒温度には大きな影響がなく、同様の効果を奏する。例えば、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆとその他の冷媒を少量含んだ混合冷媒などにおいても使用できる。
【０２７２】
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、送風により凝縮或いは蒸発を促進させる場合が多いが、これに限るものではなく、例えば利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄとしては放射を利用したパネルヒータのようなものも用いることができるし、熱源側熱交換器１２としては、水や不凍液により熱を移動させる水冷式のタイプのものも用いることができ、放熱或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。
【０２７３】
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。
【０２７４】
また、熱媒体間熱交換器１５ａ、１５ｂが２つである場合を例に説明を行ったが、当然、これに限るものではなく、熱媒体を冷却又は／及び加熱できるように構成すれば、幾つ設置してもよい。
【０２７５】
また、ポンプ２１ａ、２１ｂはそれぞれ一つとは限らず、複数の小容量のポンプを並列に並べてもよい。
【０２７６】
また、本実施の形態では、以下のような構成例を説明した。すなわち、圧縮機１０、四方弁（第１冷媒流路切替装置）１１、熱源側熱交換器１２、絞り装置１４ａ、絞り装置１４ｂ、開閉装置２４及び逆流防止装置２０を室外機１に収容している。また、利用側熱交換器２６を室内機２に収容し、熱媒体間熱交換器１５及び絞り装置１６を熱媒体変換機３に収容している。さらに、室外機１と熱媒体変換機３との間を２本一組の配管で接続し、室外機１と熱媒体変換機３との間で冷媒を循環させ、室内機２と熱媒体変換機３との間をそれぞれ２本一組の配管で接続し、室内機２と熱媒体変換機３との間で熱媒体を循環させ、熱媒体間熱交換器１５で冷媒と熱媒体とを熱交換させるシステムを例に説明を行った。しかし、本実施の形態１〜４に係る空気調和装置は、それに限るものではない。
【０２７７】
たとえば、圧縮機１０、四方弁（第１冷媒流路切替装置）１１、熱源側熱交換器１２、絞り装置１４ａ、絞り装置１４ｂ、開閉装置２４及び逆流防止装置２０を室外機１に収容し、空調対象空間の空気と冷媒とを熱交換させる負荷側熱交換器及び絞り装置１６を室内機２に収容し、室外機１及び室内機２とは別体に形成された中継器を備え、室外機１と中継器との間を２本一組の配管で接続し、室内機２と中継器との間をそれぞれ２本一組の配管で接続し、中継機を介して室外機１と室内機２との間で冷媒を循環させ、全冷房運転、全暖房運転、冷房主体運転、暖房主体運転を行うことができる直膨システムにも適用することができ、同様の効果を奏する。
【０２７８】
また、本実施の形態では、以下のような構成例を説明した。すなわち、圧縮機１０、四方弁（第１冷媒流路切替装置）１１、熱源側熱交換器１２、絞り装置１４ａ、絞り装置１４ｂを室外機１に収容している。また、利用側熱交換器２６を室内機２に収容している。さらに、熱媒体間熱交換器１５及び絞り装置１６を熱媒体変換機３に収容し、室外機１と熱媒体変換機３との間を２本一組の配管で接続し、室外機１と熱媒体変換機３との間で冷媒を循環させ、室内機２と熱媒体変換機３との間をそれぞれ２本一組の配管で接続し、室内機２と熱媒体変換機３との間で熱媒体を循環させ、熱媒体間熱交換器１５で冷媒と熱媒体とを熱交換させるシステムを例に説明を行った。しかし、本実施の形態１〜４に係る空気調和装置は、それに限るものではない。
【０２７９】
たとえば、圧縮機１０、四方弁（第１冷媒流路切替装置）１１、熱源側熱交換器１２、絞り装置１４ａ、絞り装置１４ｂを室外機１に収容し、空調対象空間の空気と冷媒とを熱交換させる負荷側熱交換器及び絞り装置１６を室内機２に収容し、室外機１に対し、複数の室内機を２本一組の配管で接続し、室外機１と室内機２との間で冷媒を循環させ、冷房運転、暖房運転を行うことができる直膨システムにも適用することができ、同様の効果を奏する。
【０２８０】
また、ここでは、冷房主体運転や暖房主体運転といった冷暖混在運転が可能な空気調和装置を例に説明を行ったが、これに限るものではなく、冷房暖房混在運転ができない、全冷房運転と全暖房運転とを切り替えて使用する空気調和装置にも、適用することができ、同様の効果を奏する。また、冷暖房混在運転ができないものの中には、熱媒体間熱交換器が１つだけのものも含まれる。
【符号の説明】
【０２８１】
１  室外機（熱源機）、２  室内機、２ａ〜２ｄ  室内機、３  熱媒体変換機、４  冷媒配管、４ａ  第１接続配管、４ｂ  第２接続配管、４ｃ  吸入インジェクション配管、４ｄ  分岐配管、５  配管、６  室外空間、７  室内空間、８  空間、９  建物、１０  圧縮機、１１  第１冷媒流路切替装置（四方弁）、１２  熱源側熱交換器（第一の熱交換器）、１３ａ〜１３ｄ  逆止弁、１４  絞り装置、１４ａ  絞り装置（第二の絞り装置）、１４ｂ  絞り装置（第三の絞り装置）、１５  熱媒体間熱交換器（第二の熱交換器）、１５ａ、１５ｂ  熱媒体間熱交換器（第二の熱交換器）、１６  絞り装置、１６ａ、１６ｂ  絞り装置（第一の絞り装置）、１７  開閉装置、１７ａ、１７ｂ  開閉装置、１８  第２冷媒流路切替装置、１８ａ、１８ｂ  第２冷媒流路切替装置、１９  アキュムレータ、２０  逆流防止装置（第二の導通装置）、２１  ポンプ、２１ａ、２１ｂ  ポンプ、２２  第１熱媒体流路切替装置、２２ａ〜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〜２３ｄ  第２熱媒体流路切替装置、２４  開閉装置（第一の導通装置）、２４Ｂ  逆流防止装置、２５  熱媒体流量調整装置、２５ａ〜２５ｄ  熱媒体流量調整装置、２６  利用側熱交換器、２６ａ〜２６ｄ  利用側熱交換器、２７ａ  分岐部（第一の分岐部）、２７ｂ  分岐部（第二の分岐部）、３１  第１温度センサ、３１ａ、３１ｂ  第１温度センサ、３２  中圧検出装置、３３  分岐冷媒温度検出装置、３４  第２温度センサ、３４ａ〜３４ｄ  第２温度センサ、３５  第３温度センサ、３５ａ〜３５ｄ  第３温度センサ、３６  圧力センサ、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、５０  制御装置、６０  吸入圧力検出装置、６１  圧縮機シェル温度検出装置、１００  空気調和装置、Ａ  冷媒循環回路、Ｂ  熱媒体循環回路。
【図１】
0006012757.tif 000009
【図２】
0006012757.tif 000010
【図３】
0006012757.tif 000011
【図４】
0006012757.tif 000012
【図５】
0006012757.tif 000013
【図６】
0006012757.tif 000014
【図７】
0006012757.tif 000015
【図８】
0006012757.tif 000016
【図９】
0006012757.tif 000017
【図１０】
0006012757.tif 000018
【図１１】
0006012757.tif 000019
【図１２】
0006012757.tif 000020
【図１３】
0006012757.tif 000021
【図１４】
0006012757.tif 000022
【図１５】
0006012757.tif 000023
【図１６】
0006012757.tif 000024
【図１７】
0006012757.tif 000025
【図１８】
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【図１９】
0006012757.tif 000027
【図２０】
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【図２１】
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