(57)【要約】  空気調和装置１００は、圧縮機１０から吐出された冷媒の高圧側圧力、圧縮機１０に吸入される冷媒の低圧側圧力、高低圧バイパス配管４ｃの絞り装置１４の入口側における冷媒の高圧側温度、及び、高低圧バイパス配管１４ｃの第２絞り装置１４の出口側における冷媒の低圧側温度を用いて混合冷媒の組成割合を演算し、バイパス路開閉装置４ｃの開閉を決定する制御装置５０を備えた。
2012172597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、冷媒流路切替装置、第１熱交換器、第１絞り装置、第２熱交換器を冷媒配管で接続し、前記冷媒配管に混合冷媒を循環させて冷凍サイクルを構成した空気調和装置であって、
前記圧縮機の吐出側流路と吸入側流路とを接続する高低圧バイパス配管と、
前記高低圧バイパス配管に設置され、前記高低圧バイパス配管を流れる冷媒を減圧する第２絞り装置と、
前記第２絞り装置の前後の配管を流れる冷媒同士で熱交換させる冷媒間熱交換器と、
前記高低圧バイパス配管に設置され、前記高低圧バイパス配管の流路を開閉するバイパス路開閉装置と、
前記圧縮機に吸入される冷媒の低圧側圧力、前記高低圧バイパス配管の前記第２絞り装置の入口側における冷媒の高圧側温度、及び、前記高低圧バイパス配管の前記第２絞り装置の出口側における冷媒の低圧側温度を用いて前記混合冷媒の組成割合を演算する機能と、運転状態に応じて前記バイパス路開閉装置の開閉を決定する機能とを有する制御装置と、を備えた
空気調和装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記冷凍サイクルの運転が安定状態であるか否かを判断し、
前記冷凍サイクルが安定状態であると判断したときは前記バイパス路開閉装置を閉とし、
前記冷凍サイクルの運転状態が安定状態ではないと判断したときは前記バイパス路開閉装置を開とする
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、
前記バイパス路開閉装置を開とした後、
第１設定時間経過後または再び前記冷凍サイクルが安定状態になったら、前記バイパス路開閉装置を閉とし、
第２設定時間経過または再び前記冷凍サイクルが安定状態になるまで、前記バイパス路開閉装置の閉状態を保持する
請求項２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記低圧側圧力、前記低圧側温度、及び、前記高圧側温度のすべてが安定状態における値から所定値未満の変化量におさまっているときに前記冷凍サイクルが安定状態である判断し、
前記低圧側圧力、前記低圧側温度、または、前記高圧側温度のいずれかが安定状態における値から所定値以上変化しているときに前記冷凍サイクルが安定状態ではないと判断する
請求項２又は３に記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記低圧側圧力が安定状態における値から±０．０２５ＭＰａ未満の変化量におさまっているときに前記冷凍サイクルが安定状態であると判断し、
前記低圧側圧力が安定状態における値から±０．０２５ＭＰａ以上変化しているときに前記冷凍サイクルが安定状態ではないと判断する
請求項４に記載の空気調和装置。
【請求項６】
前記制御装置は、
前記低圧側温度が安定状態における値から±１℃未満の変化量におさまっているときに前記冷凍サイクルが安定状態であると判断し、
前記低圧側温度が安定状態における値から±１℃以上変化しているときに前記冷凍サイクルが安定状態ではないと判断する
請求項４に記載の空気調和装置。
【請求項７】
前記制御装置は、
前記高圧側温度が安定状態における値から±１０℃未満の変化量におさまっているときに前記冷凍サイクルが安定状態であると判断し、
前記高圧側温度が安定状態における値から±１０℃以上変化しているときに前記冷凍サイクルが安定状態ではないと判断する
請求項４に記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記制御装置は、
前記冷凍サイクルを構成している駆動部品の状態が変化し、前記冷凍サイクルの状態が変化すると予測したときに、
前記バイパス路開閉装置を開とした状態で、
前記第１設定時間経過後または再び前記冷凍サイクルが安定状態になったら、前記バイパス路開閉装置を閉とし、
第２設定時間経過または再び前記冷凍サイクルが安定状態になるまで、前記バイパス路開閉装置の閉状態を保持する
請求項３〜７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、
前記圧縮機の起動時、又は、前記冷媒流路切替装置の切り替わり時に、前記冷凍サイクルの状態変化を予測する
請求項８に記載の空気調和装置。
【請求項１０】
前記第２熱交換器を複数台備え、
動作中の前記第２熱交換器のすべてで温熱を発生する全暖房運転モードと、
動作中の前記第２熱交換器のすべてで冷熱を発生する全冷房運転モードと、
動作中の前記第２熱交換器の一部で温熱を発生し、その他で冷熱を発生する冷房暖房混在運転モードと、を有し、
前記制御装置は、
前記運転モードの間で運転モードの変化が起きたときに、前記冷凍サイクルの状態変化を予測する
請求項８に記載の空気調和装置。
【請求項１１】
前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置、前記第１熱交換器、前記高低圧バイパス配管、前記第２絞り装置、前記冷媒間熱交換器を収容する第１ユニットと、
前記第２熱交換器を少なくとも収容する第２ユニットと、をそれぞれ別体として形成し、互いに離れた位置に設置可能とし、
前記制御装置を前記第１ユニットに搭載し、
前記制御装置と有線または無線にて通信可能に接続され、前記制御装置に演算された前記混合冷媒の組成割合が伝送される制御器を前記第２ユニットに搭載した
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】
前記混合冷媒は、
ＣＦ3ＣＦＣＨ2とＲ３２とを含んだもので構成されている
請求項１〜１１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】
この発明は、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】
ビル用マルチエアコンなどの空気調和装置において、室外機から中継器まで冷媒を循環させ、中継器から室内機まで水等の熱媒体を循環させることにより、室内機に水等の熱媒体を循環させながら、熱媒体の搬送動力を低減させる空気調和装置が存在している（たとえば、特許文献１参照）。【０００３】
また、非共沸混合冷媒を使用し、高圧側と低圧側とを第２減圧装置を介してバイパス配管で接続し、圧力信号および温度信号から、循環組成を演算する空気調和装置が存在している（たとえば、特許文献２）。【０００４】
また、非共沸混合冷媒の組成検知を行うマルチ型の空気調和装置も存在している（たとえば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ１０／０４９９９８号公報（第３頁、図１等）
【特許文献２】特開平８−７５２８０号公報（第５頁、図１）
【特許文献３】特開平９−６８３５６号公報（第７頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されているような空気調和装置においては、室外機と中継ユニットとの間で冷媒を循環させ、中継ユニットと室内機との間で水等の熱媒体を循環させ、中継ユニットにおいて冷媒と水等の熱媒体を熱交換させるように構成されている。しかしながら、冷媒として、非共沸混合冷媒を用いた場合の組成検知回路や制御についての記載はなく、非共沸混合冷媒を用いた場合に、必ずしも効率のよい運転を行うことができるとは限らないという課題があった。【０００７】
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、高圧側と低圧側を繋ぐバイパス配管には常時冷媒が流れており、バイパス配管に流れる冷媒は暖房および冷房に寄与しないため、効率が悪くなるという課題があった。【０００８】
特許文献３に記載されているような空気調和装置においては、マルチ型の空気調和装置においては組成検知を行うことはできるが、特許文献２と同様、高圧側と低圧側を繋ぐバイパス配管には常時冷媒が流れており、バイパス配管に流れる冷媒は暖房および冷房に寄与しないため、効率が悪くなるという課題があった。【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、冷凍サイクルが安定状態かどうかによって冷媒の組成検知を行い、冷凍サイクルが安定状態であるときのエネルギー効率を向上させることができる空気調和装置を得るものである。
【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、第１熱交換器、第１絞り装置、第２熱交換器を冷媒配管で接続し、前記冷媒配管に混合冷媒を循環させて冷凍サイクルを構成した空気調和装置であって、前記圧縮機の吐出側流路と吸入側流路とを接続する高低圧バイパス配管と、前記高低圧バイパス配管に設置され、前記高低圧バイパス配管を流れる冷媒を減圧する第２絞り装置と、前記第２絞り装置の前後の配管を流れる冷媒同士で熱交換させる冷媒間熱交換器と、前記高低圧バイパス配管に設置され、前記高低圧バイパス配管の流路を開閉するバイパス路開閉装置と、前記圧縮機に吸入される冷媒の低圧側圧力、前記高低圧バイパス配管の前記第２絞り装置の入口側における冷媒の高圧側温度、及び、前記高低圧バイパス配管の前記第２絞り装置の出口側における冷媒の低圧側温度を用いて前記混合冷媒の組成割合を演算する機能と、運転状態に応じて前記バイパス路開閉装置の開閉を決定する機能とを有する制御装置と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る空気調和装置によれば、冷凍サイクルが安定状態かどうかによってバイパス路開閉装置の開閉を制御するので、冷凍サイクルが安定状態であるときのエネルギー効率を向上させることが可能であり、省エネルギーを実現することができる。
【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に係る空気調和装置の混合冷媒の状態遷移を示すｐｈ線図である。
【図４】図４に示す圧力Ｐ１における２成分の混合冷媒の気液平衡線図である。
【図５】制御装置が実行する循環組成検知の処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態に係る空気調和装置の混合冷媒の別の状態を示すｐｈ線図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る空気調和装置の全冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る空気調和装置の全暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る空気調和装置の冷房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る空気調和装置の暖房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【図１１】制御装置が実行する安定状態判定（１）における処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】制御装置が実行する安定状態判定（２）における処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】制御装置が実行する冷媒の別の循環組成検知の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】低沸点成分Ｒ３２の液側の濃度と飽和液温度、ガス側の濃度と飽和ガスとの関係を示す気液平衡線図である。
【図１５】図１４に示す気液平衡線図に乾き度Ｘｒを追記した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の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。この空気調和装置は、冷媒（熱源側冷媒、熱媒体）を循環させる冷凍サイクル（冷媒循環回路Ａ、熱媒体循環回路Ｂ）を利用することで各室内機が運転モードとして冷房モードあるいは暖房モードを自由に選択できるものである。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
【００１４】
図１においては、本実施の形態に係る空気調和装置は、熱源機である１台の室外機１と、複数台の室内機２と、室外機１と室内機２との間に介在する熱媒体変換機３と、を有している。熱媒体変換機３は、熱源側冷媒と熱媒体とで熱交換を行なうものである。室外機１と熱媒体変換機３とは、熱源側冷媒を導通する冷媒配管４で接続されている。熱媒体変換機３と室内機２とは、熱媒体を導通する配管（熱媒体配管）５で接続されている。そして、室外機１で生成された冷熱あるいは温熱は、熱媒体変換機３を介して室内機２に配送されるようになっている。
【００１５】
室外機１は、通常、ビル等の建物９の外の空間（たとえば、屋上等）である室外空間６に配置され、熱媒体変換機３を介して室内機２に冷熱又は温熱を供給するものである。室内機２は、建物９の内部の空間（たとえば、居室等）である室内空間７に冷房用空気あるいは暖房用空気を供給できる位置に配置され、空調対象空間となる室内空間７に冷房用空気あるいは暖房用空気を供給するものである。熱媒体変換機３は、室外機１及び室内機２とは別筐体として、室外空間６及び室内空間７とは別の位置に設置できるように構成されており、室外機１及び室内機２とは冷媒配管４及び配管５でそれぞれ接続され、室外機１から供給される冷熱あるいは温熱を室内機２に伝達するものである。
【００１６】
図１に示すように、本実施の形態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等の空間（以下、単に空間８と称する）に設置されている状態を例に示している。熱媒体変換機３は、その他、エレベーター等がある共用空間等に設置することも可能である。また、図１においては、室内機２が天井カセット型である場合を例に示してあるが、これに限定するものではなく、天井埋込型や天井吊下式等、室内空間７に直接またはダクト等により、暖房用空気あるいは冷房用空気を吹き出せるようになっていればどんな種類のものでもよい。
【００１８】
図１においては、室外機１が室外空間６に設置されている場合を例に示しているが、これに限定するものではない。たとえば、室外機１は、換気口付の機械室等の囲まれた空間に設置してもよく、排気ダクトで廃熱を建物９の外に排気することができるのであれば建物９の内部に設置してもよく、あるいは、水冷式の室外機１を用いる場合にも建物９の内部に設置するようにしてもよい。こ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、省エネルギー化の効果は薄れることに留意が必要である。さらに、室外機１、室内機２及び熱媒体変換機３の接続台数を図１に図示してある台数に限定するものではなく、本実施の形態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と熱媒体変換機３とが、熱媒体変換機３に備えられている熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂを介して冷媒配管４で接続されている。また、熱媒体変換機３と室内機２とも、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂを介して配管５で接続されている。なお、冷媒配管４及び配管５については後段で詳述するものとする。
【００２１】
｛空気調和装置１００の構成｝
［室外機（第１ユニット）１］
室外機１には、圧縮機１０と、四方弁等の第１冷媒流路切替装置１１と、熱源側熱交換器（第１熱交換器）１２と、アキュムレーター１９とが冷媒配管４で直列に接続されて搭載されている。また、室外機１には、第１接続配管４ａ、第２接続配管４ｂ、逆止弁１３ａ、逆止弁１３ｂ、逆止弁１３ｃ、及び、逆止弁１３ｄが設けられている。第１接続配管４ａ、第２接続配管４ｂ、逆止弁１３ａ、逆止弁１３ｂ、逆止弁１３ｃ、及び、逆止弁１３ｄを設けることで、室内機２の要求する運転に関わらず、熱媒体変換機３に流入させる熱源側冷媒の流れを一定方向にすることができる。
【００２２】
また、室外機１には、圧縮機１０の吐出側の流路と吸入側の流路とを接続する高低圧バイパス配管４ｃと、高低圧バイパス配管４ｃに設置された絞り装置（第２絞り装置）１４と、高低圧バイパス配管４ｃに設置され、絞り装置１４の前後における高低圧バイパス配管４ｃを熱交換させる冷媒間熱交換器２０と、絞り装置１４の入口側に設置された高圧側冷媒温度検出装置３２と、絞り装置１４の出口側に設置された低圧側冷媒温度検出装置３３と、圧縮機１０の高圧側圧力を検出可能な高圧側冷媒圧力検出装置３７と、圧縮機１０の低圧側圧力を検出可能な低圧側冷媒圧力検出装置３８と、絞り装置１４の入口側であり冷媒間熱交換器２０と絞り装置１４との間の流路に設置された開閉装置（バイパス路開閉装置）１７ｃと、が搭載されている。
【００２３】
つまり、圧縮機１０の吐出側、冷媒間熱交換器２０の一次側（圧縮機１０からの吐出冷媒流路側）、開閉装置１７ｃ、絞り装置１４、冷媒間熱交換器２０の二次側（圧縮機１０への吸入冷媒流路側）、及び、圧縮機１０の吸入側が、高低圧バイパス配管４ｃを介して接続されている。なお、高低圧バイパス配管４ｃ、絞り装置１４、開閉装置１７ｃ、及び、冷媒間熱交換器２０については後段で詳細に説明する。また、高圧側冷媒圧力検出装置３７および低圧側冷媒圧力検出装置３８は、たとえば歪みゲージ式や半導体式等の方式のものが用いられ、高圧側冷媒温度検出装置３２および低圧側冷媒温度検出装置３３は、たとえばサーミスター式等の方式のものが用いられる。なお、以下の説明において、高圧側冷媒圧力検出装置３７を高圧センサー３７と、低圧側冷媒圧力検出装置３８を低圧センサー３８と、高圧側冷媒温度検出装置３２を高温センサー３２と、低圧側冷媒温度検出装置３３を低温センサー３３と称する。
【００２４】
圧縮機１０は、熱源側冷媒を吸入し、その熱源側冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものであり、たとえば容量制御可能なインバータ圧縮機等で構成するとよい。第１冷媒流路切替装置１１は、暖房運転時（全暖房運転モード時及び暖房主体運転モード時）における熱源側冷媒の流れと冷房運転時（全冷房運転モード時及び冷房主体運転モード時）における熱源側冷媒の流れとを切り替えるものである。
【００２５】
熱源側熱交換器１２は、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には凝縮器（または放熱器）として機能し、図示省略のファン等の送風機から供給される空気と熱源側冷媒との間で熱交換を行ない、その熱源側冷媒を蒸発ガス化または凝縮液化するものである。アキュムレーター１９は、圧縮機１０の吸入側に設けられており、暖房運転時と冷房運転時の違いによる余剰冷媒、または過渡的な運転の変化に対する余剰冷媒を蓄えるものである。
【００２６】
逆止弁１３ｄは、熱媒体変換機３と第１冷媒流路切替装置１１との間における冷媒配管４に設けられ、所定の方向（熱媒体変換機３から室外機１への方向）のみに熱源側冷媒の流れを許容するものである。逆止弁１３ａは、熱源側熱交換器１２と熱媒体変換機３との間における冷媒配管４に設けられ、所定の方向（室外機１から熱媒体変換機３への方向）のみに熱源側冷媒の流れを許容するものである。逆止弁１３ｂは、第１接続配管４ａに設けられ、暖房運転時において圧縮機１０から吐出された熱源側冷媒を熱媒体変換機３に流通させるものである。逆止弁１３ｃは、第２接続配管４ｂに設けられ、暖房運転時において熱媒体変換機３から戻ってきた熱源側冷媒を圧縮機１０の吸入側に流通させるものである。
【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。なお、図２では、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を設けた場合を例に示しているが、これに限定するものではなく、これらを必ずしも設ける必要はない。
【００２８】
［室内機（第２ユニット）２］
室内機２には、それぞれ利用側熱交換器（第２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、図示省略のファン等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。
【００２９】
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及び図２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。
【００３０】
［熱媒体変換機（第２ユニット）３］
熱媒体変換機３には、２つの熱媒体間熱交換器（第２熱交換器）１５と、２つの絞り装置（第１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。
【００３１】
２つの熱媒体間熱交換器１５（熱媒体間熱交換器１５ａ、熱媒体間熱交換器１５ｂ）は、凝縮器（放熱器）又は蒸発器として機能し、熱源側冷媒と熱媒体とで熱交換を行ない、室外機１で生成され熱源側冷媒に貯えられた冷熱又は温熱を熱媒体に伝達するものである。熱媒体間熱交換器１５ａは、冷媒循環回路Ａにおける絞り装置１６ａと第２冷媒流路切替装置１８ａとの間に設けられており、冷房暖房混在運転モード時において熱媒体の冷却に供するものである。また、熱媒体間熱交換器１５ｂは、冷媒循環回路Ａにおける絞り装置１６ｂと第２冷媒流路切替装置１８ｂとの間に設けられており、冷房暖房混在運転モード時において熱媒体の加熱に供するものである。
【００３２】
２つの絞り装置１６（絞り装置１６ａ、絞り装置１６ｂ）は、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、熱源側冷媒を減圧して膨張させるものである。絞り装置１６ａは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ａの上流側に設けられている。絞り装置１６ｂは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ｂの上流側に設けられている。２つの絞り装置１６は、開度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。
【００３３】
２つの開閉装置１７（開閉装置１７ａ、開閉装置１７ｂ）は、二方弁等で構成されており、冷媒配管４を開閉するものである。開閉装置１７ａは、熱源側冷媒の入口側における冷媒配管４に設けられている。開閉装置１７ｂは、熱源側冷媒の入口側と出口側の冷媒配管４を接続した配管に設けられている。
【００３４】
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、たとえば四方弁等で構成され、運転モードに応じて熱源側冷媒の流れを切り替えるものである。第２冷媒流路切替装置１８ａは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ａの下流側に設けられている。第２冷媒流路切替装置１８ｂは、全冷房運転モード時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ｂの下流側に設けられている。
【００３５】
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等で構成し、室内機２における負荷の大きさによってその流量を調整できるようにしておくとよい。
【００３６】
４つの第１熱媒体流路切替装置２２（第１熱媒体流路切替装置２２ａ〜第１熱媒体流路切替装置２２ｄ）は、三方弁等で構成されており、熱媒体の流路を切り替えるものである。第１熱媒体流路切替装置２２は、室内機２の設置台数に応じた個数（ここでは４つ）が設けられるようになっている。第１熱媒体流路切替装置２２は、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ａに、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ｂに、三方のうちの一つが熱媒体流量調整装置２５に、それぞれ接続され、利用側熱交換器２６の熱媒体流路の出口側に設けられている。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から第１熱媒体流路切替装置２２ａ、第１熱媒体流路切替装置２２ｂ、第１熱媒体流路切替装置２２ｃ、第１熱媒体流路切替装置２２ｄとして図示している。また、熱媒体流路の切替には、一方から他方への完全な切替だけでなく、一方から他方への部分的な切替も含んでいるものとする。
【００３７】
４つの第２熱媒体流路切替装置２３（第２熱媒体流路切替装置２３ａ〜第２熱媒体流路切替装置２３ｄ）は、三方弁等で構成されており、熱媒体の流路を切り替えるものである。第２熱媒体流路切替装置２３は、室内機２の設置台数に応じた個数（ここでは４つ）が設けられるようになっている。第２熱媒体流路切替装置２３は、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ａに、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ｂに、三方のうちの一つが利用側熱交換器２６に、それぞれ接続され、利用側熱交換器２６の熱媒体流路の入口側に設けられている。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から第２熱媒体流路切替装置２３ａ、第２熱媒体流路切替装置２３ｂ、第２熱媒体流路切替装置２３ｃ、第２熱媒体流路切替装置２３ｄとして図示している。また、熱媒体流路の切替には、一方から他方への完全な切替だけでなく、一方から他方への部分的な切替も含んでいるものとする。
【００３８】
４つの熱媒体流量調整装置２５（熱媒体流量調整装置２５ａ〜熱媒体流量調整装置２５ｄ）は、開口面積を制御できる二方弁等で構成されており、配管５に流れる熱媒体の流量を制御するものである。熱媒体流量調整装置２５は、室内機２の設置台数に応じた個数（ここでは４つ）が設けられるようになっている。熱媒体流量調整装置２５は、一方が利用側熱交換器２６に、他方が第１熱媒体流路切替装置２２に、それぞれ接続され、利用側熱交換器２６の熱媒体流路の出口側に設けられている。すなわち、熱媒体流量調整装置２５は、室内機２へ流入する熱媒体の温度及び流出する熱媒体の温度により室内機２へ流入する熱媒体の量を調整し、室内負荷に応じた最適な熱媒体量を室内機２に提供可能とするものである。
【００３９】
なお、室内機２に対応させて、紙面下側から熱媒体流量調整装置２５ａ、熱媒体流量調整装置２５ｂ、熱媒体流量調整装置２５ｃ、熱媒体流量調整装置２５ｄとして図示している。また、熱媒体流量調整装置２５を利用側熱交換器２６の熱媒体流路の入口側に設けてもよい。さらに、熱媒体流量調整装置２５を利用側熱交換器２６の熱媒体流路の入口側であって、第２熱媒体流路切替装置２３と利用側熱交換器２６との間に設けてもよい。またさらに、室内機２において、停止やサーモＯＦＦ等の負荷を必要としていないときは、熱媒体流量調整装置２５を全閉にすることにより、室内機２への熱媒体供給を止めることができる。
【００４０】
また、熱媒体変換機３には、各種検出手段（２つの第１温度センサー３１、４つの第２温度センサー３４、４つの第３温度センサー３５、及び、２つの圧力センサー３６）が設けられている。これらの検出手段で検出された情報（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５０に送られ、圧縮機１０の駆動周波数、図示省略の送風機の回転数、第１冷媒流路切替装置１１の切り替え、ポンプ２１の駆動周波数、第２冷媒流路切替装置１８の切り替え、熱媒体の流路の切替、室内機２の熱媒体流量の調整等の制御に利用されることになる。
【００４１】
２つの第１温度センサー３１（第１温度センサー３１ａ、第１温度センサー３１ｂ）は、熱媒体間熱交換器１５から流出した熱媒体、つまり熱媒体間熱交換器１５の出口における熱媒体の温度を検出するものであり、たとえばサーミスター等で構成するとよい。第１温度センサー３１ａは、ポンプ２１ａの入口側における配管５に設けられている。第１温度センサー３１ｂは、ポンプ２１ｂの入口側における配管５に設けられている。
【００４２】
４つの第２温度センサー３４（第２温度センサー３４ａ〜第２温度センサー３４ｄ）は、第１熱媒体流路切替装置２２と熱媒体流量調整装置２５との間に設けられ、利用側熱交換器２６から流出した熱媒体の温度を検出するものであり、サーミスター等で構成するとよい。第２温度センサー３４は、室内機２の設置台数に応じた個数（ここでは４つ）が設けられるようになっている。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から第２温度センサー３４ａ、第２温度センサー３４ｂ、第２温度センサー３４ｃ、第２温度センサー３４ｄとして図示している。また、第２温度センサー３４は、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。
【００４３】
４つの第３温度センサー３５（第３温度センサー３５ａ〜第３温度センサー３５ｄ）は、熱媒体間熱交換器１５の熱源側冷媒の入口側または出口側に設けられ、熱媒体間熱交換器１５に流入する熱源側冷媒の温度または熱媒体間熱交換器１５から流出した熱源側冷媒の温度を検出するものであり、サーミスター等で構成するとよい。第３温度センサー３５ａは、熱媒体間熱交換器１５ａと第２冷媒流路切替装置１８ａとの間に設けられている。第３温度センサー３５ｂは、熱媒体間熱交換器１５ａと絞り装置１６ａとの間に設けられている。第３温度センサー３５ｃは、熱媒体間熱交換器１５ｂと第２冷媒流路切替装置１８ｂとの間に設けられている。第３温度センサー３５ｄは、熱媒体間熱交換器１５ｂと絞り装置１６ｂとの間に設けられている。
【００４４】
圧力センサー３６ｂは、第３温度センサー３５ｄの設置位置と同様に、熱媒体間熱交換器１５ｂと絞り装置１６ｂとの間に設けられ、熱媒体間熱交換器１５ｂと絞り装置１６ｂとの間を流れる熱源側冷媒の圧力を検出するものである。圧力センサー３６ａは、第３温度センサー３５ａの設置位置と同様に、熱媒体間熱交換器１５ａと第２冷媒流路切替装置１８ａとの間に設けられ、熱媒体間熱交換器１５ａと第２冷媒流路切替装置１８ａとの間を流れる熱源側冷媒の圧力を検出するものである。
【００４５】
また、制御装置５０は、マイコン等で構成されており、各種検出手段での検出情報及びリモコンからの指示に基づいて、圧縮機１０の駆動周波数、送風機の回転数（ＯＮ／ＯＦＦ含む）、第１冷媒流路切替装置１１の切り替え、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の駆動等を制御し、後述する各運転モードを実行するようになっている。なお、制御装置５０を室外機１に設置した状態を例に示しているが、設置場所を特に限定するものではない。
【００４６】
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。
【００４７】
そして、空気調和装置１００では、圧縮機１０、第１冷媒流路切替装置１１、熱源側熱交換器１２、開閉装置１７、第２冷媒流路切替装置１８、熱媒体間熱交換器１５の冷媒流路、絞り装置１６、及び、アキュムレーター１９を、冷媒配管４で接続して冷媒循環回路Ａを構成している。また、熱媒体間熱交換器１５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。
【００４８】
よって、空気調和装置１００では、室外機１と熱媒体変換機３とが、熱媒体変換機３に設けられている熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂを介して接続され、熱媒体変換機３と室内機２とも、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂを介して接続されている。すなわち、空気調和装置１００では、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂで冷媒循環回路Ａを循環する熱源側冷媒と熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体とが熱交換するようになっている。
【００４９】
｛空気調和装置１００に使用する冷媒｝
空気調和装置１００に使用する冷媒、つまり冷媒循環回路Ａを循環させる熱源側冷媒について説明する。空気調和装置１００では、冷媒配管４内に、化学式がＣ3Ｈ2Ｆ4 で表されるＨＦＯ−１２３４ｙｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ等のテトラフルオロプロペンと、化学式がＣＨ2Ｆ2で表されるジフルオロメタン（Ｒ３２）との混合冷媒を充填して循環させるようになっている。
【００５０】
テトラフルオロプロペンは、化学式中に二重結合を有し、大気中で分解しやすく、地球温暖化係数（ＧＷＰ）が低く（４〜６）、環境に優しい冷媒である。しかし、テトラフルオロプロペンは、従来のＲ４１０Ａ等の冷媒に比べて密度が小さい。そのため、単独で冷媒として使用する場合、大きな暖房能力や冷房能力を発揮させるためには、圧縮機を非常に大きなものにしなければならなくなる。また、配管での圧力損失の増大を防ぐため、冷媒配管も太いものにしなければならなくなる。このため、コストの増加を招いてしまう。
【００５１】
一方、Ｒ３２は、従来の冷媒であるたとえばＲ４１０Ａ等の冷媒特性に近い。このため、装置自体の変更が少なく、比較的使いやすい冷媒である。ただ、Ｒ３２のＧＷＰは６７５であり、Ｒ４１０ＡのＧＷＰである２０８８等と比べると小さいが、単独で使用するには、環境対策の観点から考えると少しＧＷＰが大きいものと考えられる。
【００５２】
そこで、空気調和装置１００では、テトラフルオロプロペンにＲ３２を混合させた混合冷媒を使用することとしている。このような混合冷媒を使用することで、ＧＷＰを抑制しつつ、冷媒の特性を改善し、地球環境にも優しく、かつ、効率のよい空気調和装置を得ることができる。ここで、テトラフルオロプロペンとＲ３２との混合比率としては、たとえば質量％比で７０対３０等が考えられる。ただし、この混合比率に限ったものではない。また、テトラフルオロプロペン及びＲ３２以外の冷媒が混合されていても構わない。
【００５３】
図３は、空気調和装置１００に使用する混合冷媒の状態遷移を示すｐｈ線図（圧力（縦軸）−エンタルピー（横軸）線図）である。図３に基づいて、空気調和装置１００に使用する混合冷媒の特性について説明する。なお、図３では、テトラフルオロプロペンの１つであるＨＦＯ−１２３４ｙｆとＲ３２との混合冷媒を例に説明する。
【００５４】
ＨＦＯ−１２３４ｙｆの沸点は−２９℃である。また、Ｒ３２の沸点は−５３．２℃である。つまり、空気調和装置１００に用いる混合冷媒は、沸点が異なる冷媒を混合させた非共沸冷媒である。たとえば、冷媒循環回路Ａ上にはアキュムレーター１９等の液溜が存在すること等により、複数成分を混合させた混合冷媒の回路内の循環時における組成（以下、循環組成という）は、混合比率で固定せず変化する。
【００５５】
また、非共沸冷媒は、各成分の沸点が異なるため、同一圧力における飽和液温度と飽和ガス温度が異なったものとなる。たとえば、図３に示すように、圧力Ｐ１における飽和液温度ＴL1と飽和ガス温度ＴG1とは等しくならず、飽和液温度ＴL1よりも飽和ガス温度ＴG1の方が高い温度となる（ＴL1＜ＴG1）。このため、図３に示すｐｈ線図の二相領域における等温線は傾いた（勾配を有する）ものになる。
【００５６】
そして、混合冷媒において組成が変わると、ｐｈ線図は異なったものとなり、等温線の勾配も変化する。たとえば、ＨＦＯ−１２３４ｙｆとＲ３２との質量％における比率が７０対３０の場合は、勾配が高圧側で５．０℃、低圧側で７℃程度となる。また、５０対５０の場合は、勾配が高圧側で２．３℃、低圧側で２．８℃程度となる。このため、冷媒循環回路Ａ内の圧力における飽和液温度、飽和ガス温度を正確に求めるには、冷媒循環回路Ａにおける冷媒の循環組成を検知する必要がある。
【００５７】
そこで、空気調和装置１００は、高低圧バイパス配管４ｃに、バイパス絞り装置１４、開閉装置１７および冷媒間熱交換器２０を設けた循環組成検知回路を設けている。そして、空気調和装置１００は、高温センサー３２、低温センサー３３で検出される温度、高圧センサー３７、低圧センサー３８で検出される圧力に基づいて、冷媒循環回路Ａ内における冷媒の循環組成を検知するようにしている。なお、冷媒の循環組成検知は、制御装置５０が実行する。
【００５８】
図４は、図３に示す圧力Ｐ１における２成分の混合冷媒の気液平衡線図である。図５は、制御装置５０が実行する冷媒の循環組成検知の処理の流れを示すフローチャートである。図６は、空気調和装置１００に使用する混合冷媒の別の状態遷移を示すｐｈ線図（圧力（縦軸）−エンタルピー（横軸）線図）である。図１３は、制御装置５０が実行する冷媒の別の循環組成検知の処理の流れを示すフローチャートである。図１４は、低沸点成分Ｒ３２の液側の濃度と飽和液温度、ガス側の濃度と飽和ガスとの関係を示す気液平衡線図である。図１５は、図１４に示す気液平衡線図に乾き度Ｘｒを追記した図である。図４〜図６、図１３〜図１５に基づいて、空気調和装置１００が実行する冷媒循環回路Ａ内における冷媒の循環組成検知について説明する。
【００５９】
なお、図４に示す２本の実線は、それぞれガス冷媒が凝縮液化する際の飽和ガス線である露点曲線（線（ａ））、および液冷媒が蒸発ガス化する際の飽和液線である沸点曲線（線（ｂ））を示している。また、１本の破線は、乾き度Ｘｒを示している（線（ｃ））。また、図４では、縦軸が温度を、横軸がＲ３２の循環組成比率を、それぞれ示している。さらに、図５では、２成分系の冷媒を混合した混合冷媒における循環組成の検知について説明する。
【００６０】
制御装置５０が処理を開始することで熱源側冷媒の循環組成検知を実行する（ＳＴ１）。まず、高圧センサー３７で検出された高圧側圧力ＰH 、高温センサー３２で検出された高圧側温度ＴH 、低圧センサー３８で検出された低圧側圧力ＰL 、低温センサー３３で検出された低圧側温度ＴL が、制御装置５０に入力される（ＳＴ２）。そして、制御装置５０は、冷媒循環回路Ａ内を循環している２つの成分の冷媒の循環組成をそれぞれα１、α２と仮定する（ＳＴ３）。ここで、特に限定するものではないが、α１、α２の初期値については、冷媒封入時の混合比率、たとえばα１が０．７、α２が０．３等を用いることができる。
【００６１】
冷媒の成分が決まれば、冷媒のエンタルピーは冷媒の圧力と温度とから計算できる（図６参照）。そのため、制御装置５０は、高圧側圧力ＰH と高圧側温度ＴH とから絞り装置１４の入口側の冷媒のエンタルピーｈH を求める（ＳＴ４、図６に示す点Ａ）。絞り装置１４における冷媒の膨張時は、冷媒のエンタルピーが変化しない。このため、制御装置５０は、低圧側圧力ＰL およびエンタルピーｈH から絞り装置１４の出口側における二相冷媒の乾き度Ｘｒを下記式（１）を用いて求める（ＳＴ５、図６に示す点Ｂ）。
【００６２】
式（１）
Ｘｒ＝（ｈH −ｈb ）／（ｈd −ｈb ）
ここで、ｈb は低圧側圧力ＰL における飽和液エンタルピーを表し、ｈd は低圧側圧力ＰL における飽和ガスエンタルピーを表している。
【００６３】
そして、制御装置５０は、低圧側圧力ＰL における飽和ガス温度ＴLGおよび飽和液温度ＴLLから乾き度Ｘｒにおける冷媒の温度ＴL ’を下記式（２）により求めることができる（ＳＴ６）。
式（２）
ＴL ’＝ＴLL×（１−Ｘｒ）＋ＴLG×Ｘｒ
【００６４】
制御装置５０は、算出したＴL ’が、測定した低圧側温度ＴL と等しいか否かを判断する（ＳＴ７）。等しくなければ（ＳＴ７；等しくない）、制御装置５０は、仮定した２つの成分の冷媒の循環組成α１、α２を修正して（ＳＴ８）、ＳＴ４からの処理を繰り返す。一方、ほぼ等しければ（ＳＴ７；ほぼ等しい）、制御装置５０は、循環組成が求まったものとし、処理を終了する（ＳＴ９）。以上の処理により、２成分系の非共沸混合冷媒の循環組成を検知することができる。
【００６５】
また、３成分系の非共沸混合冷媒であっても、そのうちの２つの成分の比率には相互関係が成り立つため、２成分の循環組成を仮定すると、もう１つの成分の循環組成を求めることができ、同様の処理方法で、循環組成を求めることができる。ここでは、ＨＦＯ−１２３４ｙｆとＲ３２とを含む２成分系の混合冷媒とが混合されて循環していることを例に説明したが、これに限るものではなく、沸点の異なる他の２成分系の混合冷媒でもよいし、その他の成分を加えた３成分系以上の混合冷媒でもよく、同様の方法で循環組成を求めることができる。
【００６６】
ここで、α１、α２の修正方法に関して具体的に説明する。ここでは、ＨＦＯ−１２３４ｙｆとＲ−３２との混合冷媒を使用しているものとする。そして、初期封入組成におけるＨＦＯ−１２３４ｙｆの組成比（混合比率）を０．７（７０％）とし、Ｒ−３２の組成比を０．３（３０％）とし、これをα１、α２の初期値とする。さらに運転中のある状態における点Ｂの低圧側圧力ＰL が０．６ＭＰａ、乾き度Ｘｒが０．２、測定された低圧側温度ＴL が０℃であるものとする。
【００６７】
圧力０．６ＭＰａにおいては、α１が０．８かつα２が０．２のときの飽和液温度は−０．４℃であり、飽和ガス温度は８．５℃である。また、α１が０．７かつα２が０．３のときの飽和液温度は−３．３℃であり、飽和ガス温度は３．６℃である。さらに、α１が０．６かつα２が０．４のときの飽和液温度は−５．１℃であり、飽和ガス温度は−０．５℃である。ここで、制御装置５０は、このα１およびα２並びに飽和液温度および飽和ガス温度の関係を関数、表等で表したデータを、記憶装置（図示省略）に記憶しておき、処理の際に用いる。
【００６８】
以上の条件から、上記式（２）に基づいて算出される温度ＴL ’は、α１が０．８かつα２が０．２のときは６．７℃となる。また、α１が０．７かつα２が０．３のときは２．２℃となり、α１が０．６かつα２が０．４のときは−１．４となる。
【００６９】
一方、測定された低圧側温度ＴL は０℃なので、α１は０．７と０．６の間、α２は０．３から０．４の間ということになる。そこで、α１を減少させ、α２を増加させる修正を行い、測定に係る温度ＴL と計算に係る温度ＴL ’とが合致する混合冷媒の循環組成を求める。
【００７０】
ここでは、化学式がＣ3Ｈ2Ｆ4 で表されるテトラフルオロプロペンと化学式がＣＨ2Ｆ2で表されるジフルオロメタン（Ｒ３２）とを含む２成分系の混合冷媒の循環組成検知について説明したが、これに限るものではない。他の２成分系による非共沸混合冷媒でもよい。また、テトラフルオロプロペンには、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ等があるが、いずれを使用してもよい。
【００７１】
また、たとえばその他の成分を加えた３成分系の混合冷媒でもよい。たとえば、３成分系の非共沸混合冷媒であっても、そのうちの２つの成分の比率には上述したように相互関係が成り立つ。そこで、まず、２成分をまとめた循環組成をたとえばα１と仮定すると、残りの成分の循環組成をα２とすることができる。このため、２成分系の循環組成の検知処理と同様の処理手順により、３成分系の混合冷媒における循環組成を求めることができる。
【００７２】
以上のようにして混合冷媒における循環組成を検知することができる。さらに圧力を検出することで、その圧力における飽和液温度と飽和ガス温度を演算により求めることができる。たとえば、飽和液温度と飽和ガス温度との平均温度（単純平均温度）をその圧力における飽和温度として、たとえば圧縮機１０、絞り装置１６の制御等に用いることができる。他にも、冷媒の熱伝達率は乾き度によって異なるため、飽和液温度と飽和ガス温度とにそれぞれ重み付けをした重み付け平均温度を飽和温度とする等してもよい。絞り装置１６の制御については各運転モードで説明する。
【００７３】
また、低圧側（蒸発側）においては、圧力を測定しなくても、蒸発器の入口の二相冷媒の温度を測定し、それを飽和液温度あるいは設定した乾き度における二相冷媒の温度と仮定すれば、循環組成と圧力から飽和液温度と飽和ガス温度を求める関係式を逆算して、圧力、飽和ガス温度等を求めることができるため、低圧センサー３８は必須でない。しかし、温度を測定した位置を飽和液温度と仮定するか、乾き度を設定する必要があるため、低圧センサー３８を用いた方が精度よく、飽和液温度、飽和ガス温度を求めることができる。
【００７４】
さらに、高圧側（凝縮側）においては、図６に示すような、過冷却液域における等温線がほぼ垂直になっていて圧力によらず温度が変わらない特性を示す混合冷媒がある。たとえば、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ（テトラフルオロプロペン）とＲ３２との混合冷媒は、このような特性を示す。このため、混合冷媒によっては高圧センサー３７がなくても、液温度のみでエンタルピーｈH を決めることができるため、高圧センサー３７は必須ではない。
【００７５】
絞り装置１４は、開度変化ができる電子式膨張弁でもよいし、キャピラリーチューブのように絞り量が固定されているものでもよい。また、冷媒間熱交換器２０は、二重管式の熱交換器とするとよいが、これに限るものではなく、プレート式熱交換器やマイクロチャネル式熱交換器等を用いてもよく、高圧冷媒と低圧冷媒が熱交換できるものであれば、どのようなものでもよい。また、図２において、低圧センサー３８はアキュムレーター１９と第１冷媒流路切替装置１１との間の流路に設置してある場合を図示しているが、これに限るものではなく、圧縮機１０とアキュムレーター１９との間の流路等、圧縮機１０の低圧側の圧力が測定できる位置であれば、どこに設置してもよい。また、高圧センサー３７についても、図示している位置に限らず、圧縮機１０の高圧側の圧力が測定できる位置であれば、どこに設置してもよい。
【００７６】
また、空気調和装置１００が実行する循環組成検知方法については、図５に基づく方法でもよいし、別の方法でもよい。次に、図１３に基づいて空気調和装置１００が実行する別の循環組成検知について説明する。なお、ここでは、設定した循環組成αｂを空気調和装置１００に充填した冷媒の組成比率としている。ただし、予め実験などを行い、発生する割合が多い循環組成を循環組成αｂとして設定してもよい。また、設定した循環組成における温度と飽和液エンタルピーの物性テーブルを、予めＲＯＭ等の記憶手段に記憶しておくとよい。また、充填組成における温度と飽和液エンタルピーの物性テーブルと飽和ガスエンタルピーも、予め記憶手段に記憶しておくとよい。
【００７７】
制御装置５０は、図５に示したフローと同様に乾き度Ｘｒを求める（ＳＴ１１〜ＳＴ１５）。ここで得られた乾き度Ｘｒは、充填組成における乾き度である。
【００７８】
次に、制御装置５０は、低圧側温度ＴL と、絞り装置１４の下流側であって圧縮機１０に吸入される前の冷媒圧力とから、液側低沸点成分の濃度ＸＲ３２とガス側低沸点成分の濃度ＹＲ３２を求める（ＳＴ１６）。図１４に低沸点成分Ｒ３２の液側の濃度と飽和液温度、ガス側の濃度と飽和ガスとの関係を示す。２成分系の混合冷媒の気液二相状態における自由度Ｆは式（３）よりＦ＝２となる。すなわち、独立変数の内、２成分を決定することにより、この系の状態を決定することができる。
式（３）
Ｆ＝ｎ＋２−ｒ
ここで、Ｆは自由度、ｎは成分数、ｒは相数を表している。
【００７９】
すなわち、高低圧バイパス管４ｃを流れる冷媒の圧力と温度から、二相の冷凍サイクルの状態を決定することができ、そのときの液側の低沸点成分（Ｒ３２）濃度がＸＲ３２であり、ガス側の低沸点成分（Ｒ３２）濃度がＹＲ３２であることを図１４は示している。具体的には、記憶手段に圧力Ｐ、温度Ｔ、飽和液濃度、飽和ガス濃度の関係を予め記憶させておき、制御装置５０は、このテーブルから飽和液濃度ＸＲ３２と飽和ガス濃度ＹＲ３２を求める（ＳＴ１６）。
【００８０】
図１５に示すように、乾き度Ｘｒを求めることができれば、図１４から冷媒循環組成を決定することができる。したがって、ＳＴ１６で得られた飽和液濃度ＸＲ３２、飽和ガス濃度ＹＲ３２、ＳＴ１５から得られた乾き度Ｘｒを用いて、制御装置５０は、式（４）によって循環組成αを算出する（ＳＴ１７）。
式（４）
循環組成α＝（１−Ｘｒ）・ＸＲ３２＋Ｘｒ・ＹＲ３２
【００８１】
制御装置５０は、得られた循環組成αを出力し（ＳＴ１８）、この循環組成αを用いて、空気調和装置１００での蒸発温度、凝縮温度、飽和温度、過熱度、過冷却度を計算し、これらの値を基に、絞り装置の開度、圧縮機１０の回転数、ファンの速度等を制御し、空気調和装置のパフォーマンスが最大になるようにする。以上のようにして混合冷媒における循環組成を検知することができる。
【００８２】
なお、循環組成を検知する必要がある場合は、開閉装置１７ｃを開として高低圧バイパス配管４ｃに冷媒を流せばよい。一方、冷凍サイクルが安定していて、循環組成を検知する必要がない場合、すなわち既に循環組成を測定してありその状態から冷凍サイクルの状態が変化していないため循環組成を再度測定する必要がない場合等は、開閉装置１７ｃを閉として、高低圧バイパス配管４ｃに冷媒が流れないようにすればよい。このようにすることにより、冷凍サイクル安定時に、高低圧バイパス配管４ｃに冷媒が流れないため、損失が少なくなり、運転効率が向上する。開閉装置１７ｃを開とするか閉とするかの判断基準については、後述する（安定状態判定（１）、安定状態判定（２））。
【００８３】
｛空気調和装置１００の動作｝
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。
【００８４】
空気調和装置１００が実行する運転モードには、駆動している室内機２の全てが冷房運転を実行する全冷房運転モード、駆動している室内機２の全てが暖房運転を実行する全暖房運転モード、冷房暖房混在運転モードのうち暖房負荷よりも冷房負荷の方が大きい冷房主体運転モード、及び、冷房暖房混在運転モードのうち冷房負荷よりも暖房負荷の方が大きい暖房主体運転モードがある。以下に、各運転モードについて、熱源側冷媒及び熱媒体の流れとともに説明する。
【００８５】
［全冷房運転モード］
図７は、空気調和装置１００の全冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図７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７では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の流れる配管を示している。また、図７では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
【００８６】
図７に示す全冷房運転モードの場合、室外機１では、第１冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器１２へ流入させるように切り替える。熱媒体変換機３では、ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂを開放し、熱媒体流量調整装置２５ｃ及び熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉とし、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれと利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂとの間を熱媒体が循環するようにしている。
【００８７】
まず始めに、冷媒循環回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温・低圧の冷媒が圧縮機１０によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１０から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１を介して熱源側熱交換器１２に流入する。そして、熱源側熱交換器１２で室外空気に放熱しながら凝縮液化し、高圧液冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した高圧液冷媒は、逆止弁１３ａを通って室外機１から流出し、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した高圧液冷媒は、開閉装置１７ａを経由した後に分岐されて絞り装置１６ａ及び絞り装置１６ｂで膨張させられて、低温・低圧の二相冷媒となる。
【００８８】
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、逆止弁１３ｄを通って、第１冷媒流路切替装置１１及びアキュムレーター１９を介して、圧縮機１０へ再度吸入される。
【００８９】
冷凍サイクル内を循環している冷媒の循環組成は、循環組成検知回路を用いることによって測定される。そして、室外機１の制御装置５０と熱媒体変換機３（又は室内機２）の制御器（図示せず）とは、有線または無線で通信可能に接続されており、室外機１で測定された循環組成は、制御装置５０から熱媒体変換機３（又は室内機２）の制御器に、通信により伝送される。なお、開閉装置１７ｃは開となっている。
【００９０】
絞り装置１６ａは、検知された循環組成と、第１圧力センサー３６ａとから、飽和液温度と飽和ガス温度とを演算し、飽和液温度と飽和ガス温度との平均温度として蒸発温度を求め、第３温度センサー３５ａで検出された温度と演算された蒸発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。同様に、絞り装置１６ｂは、第３温度センサー３５ｃで検出された温度と演算された蒸発温度との温度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。
【００９１】
なお、検知された循環組成と、第３温度センサー３５ｂとから、第３温度センサー３５ｂの検知温度を飽和液温度または設定した乾き度の温度と仮定することにより、飽和圧力と飽和ガス温度とを演算し、飽和液温度と飽和ガス温度との平均温度として飽和温度を求め、これを絞り装置１６ａ及び絞り装置１６ｂの制御に用いてもよい。この場合、第１圧力センサー３６ａを設置する必要はなくなり、安価にシステムを構成できる。
【００９２】
次に、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れについて説明する。
全冷房運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂの双方で熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体がポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａ及び第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂで室内空気から吸熱することで、室内空間７の冷房を行なう。
【００９３】
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。
【００９４】
なお、利用側熱交換器２６の配管５内では、第２熱媒体流路切替装置２３から熱媒体流量調整装置２５を経由して第１熱媒体流路切替装置２２へ至る向きに熱媒体が流れている。また、室内空間７にて必要とされる空調負荷は、第１温度センサー３１ａで検出された温度、あるいは、第１温度センサー３１ｂで検出された温度と第２温度センサー３４で検出された温度との差を目標値に保つように制御することにより、賄うことができる。熱媒体間熱交換器１５の出口温度は、第１温度センサー３１ａまたは第１温度センサー３１ｂのどちらの温度を使用してもよいし、これらの平均温度を使用してもよい。このとき、第１熱媒体流路切替装置２２及び第２熱媒体流路切替装置２３は、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂの双方へ流れる流路が確保されるように、中間的な開度に制御されている。
【００９５】
全冷房運転モードを実行する際、熱負荷のない利用側熱交換器２６（サーモオフを含む）へは熱媒体を流す必要がないため、熱媒体流量調整装置２５により流路を閉じて、利用側熱交換器２６へ熱媒体が流れないようにする。図９においては、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂにおいては熱負荷があるため熱媒体を流しているが、利用側熱交換器２６ｃ及び利用側熱交換器２６ｄにおいては熱負荷がなく、対応する熱媒体流量調整装置２５ｃ及び熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉としている。そして、利用側熱交換器２６ｃや利用側熱交換器２６ｄから熱負荷の発生があった場合には、熱媒体流量調整装置２５ｃや熱媒体流量調整装置２５ｄを開放し、熱媒体を循環させればよい。
【００９６】
［全暖房運転モード］
図８は、空気調和装置１００の全暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図８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８では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の流れる配管を示している。また、図８では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
【００９７】
図８に示す全暖房運転モードの場合、室外機１では、第１冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器１２を経由させずに熱媒体変換機３へ流入させるように切り替える。熱媒体変換機３では、ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂを開放し、熱媒体流量調整装置２５ｃ及び熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉とし、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれと利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂとの間を熱媒体が循環するようにしている。
【００９８】
まず始めに、冷媒循環回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温・低圧の冷媒が圧縮機１０によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１０から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１を通り、第１接続配管４ａを導通し、逆止弁１３ｂを通過し、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。
【００９９】
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、低温・低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、第２接続配管４ｂを導通し、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。
【０１００】
そして、熱源側熱交換器１２に流入した熱源側冷媒は、熱源側熱交換器１２で室外空気から吸熱して、低温・低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した低温・低圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１及びアキュムレーター１９を介して圧縮機１０へ再度吸入される。
【０１０１】
絞り装置１６ａは、検知された循環組成と、第１圧力センサー３６ａとから、飽和液温度と飽和ガス温度とを演算し、飽和液温度と飽和ガス温度との平均温度として凝縮温度を求め、演算された凝縮温度と第３温度センサー３５ｂで検出された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。同様に、絞り装置１６ｂは、演算された凝縮温度と第３温度センサー３５ｄで検出された温度との温度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、冷凍サイクル内を循環している冷媒の循環組成は、全冷房運転モードと同様に測定される。なお、開閉装置１７ｃは開となっている。
【０１０２】
なお、検知された循環組成と、第３温度センサー３５ｂとから、第３温度センサー３５ｂの検知温度を飽和液温度または設定した乾き度の温度と仮定することにより、飽和圧力と飽和ガス温度とを演算し、飽和液温度と飽和ガス温度との平均温度として飽和温度を求め、これを絞り装置１６ａ及び絞り装置１６ｂの制御に用いてもよい。この場合、第１圧力センサー３６ａを設置する必要はなくなり、安価にシステムを構成できる。
【０１０３】
次に、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れについて説明する。
全暖房運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂの双方で熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａ及び第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂで室内空気に放熱することで、室内空間７の暖房を行なう。
【０１０４】
それから、熱媒体は、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂから流出して熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂに流入する。このとき、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂの作用によって熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入するようになっている。熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂから流出した熱媒体は、第１熱媒体流路切替装置２２ａ及び第１熱媒体流路切替装置２２ｂを通って、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂへ吸い込まれる。
【０１０５】
なお、利用側熱交換器２６の配管５内では、第２熱媒体流路切替装置２３から熱媒体流量調整装置２５を経由して第１熱媒体流路切替装置２２へ至る向きに熱媒体が流れている。また、室内空間７にて必要とされる空調負荷は、第１温度センサー３１ａで検出された温度、あるいは、第１温度センサー３１ｂで検出された温度と第２温度センサー３４で検出された温度との差を目標値に保つように制御することにより、賄うことができる。熱媒体間熱交換器１５の出口温度は、第１温度センサー３１ａまたは第１温度センサー３１ｂのどちらの温度を使用してもよいし、これらの平均温度を使用してもよい。
【０１０６】
このとき、第１熱媒体流路切替装置２２及び第２熱媒体流路切替装置２３は、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂの双方へ流れる流路が確保されるように、中間的な開度に制御されている。また、本来、利用側熱交換器２６ａは、その入口と出口の温度差で制御すべきであるが、利用側熱交換器２６の入口側の熱媒体温度は、第１温度センサー３１ｂで検出された温度とほとんど同じ温度であり、第１温度センサー３１ｂを使用することにより温度センサーの数を減らすことができ、安価にシステムを構成できる。
【０１０７】
なお、熱負荷の有無によって、熱媒体流量調整装置２５の開閉を制御すればよいことは全冷房運転モードで説明した通りである。
【０１０８】
［冷房主体運転モード］
図９は、空気調和装置１００の冷房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図９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９では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の循環する配管を示している。また、図９では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
【０１０９】
図９に示す冷房主体運転モードの場合、室外機１では、第１冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器１２へ流入させるように切り替える。熱媒体変換機３では、ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂを開放し、熱媒体流量調整装置２５ｃ及び熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉とし、熱媒体間熱交換器１５ａと利用側熱交換器２６ａとの間を、熱媒体間熱交換器１５ｂと利用側熱交換器２６ｂとの間を、それぞれ熱媒体が循環するようにしている。
【０１１０】
まず始めに、冷媒循環回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温・低圧の冷媒が圧縮機１０によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１０から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１を介して熱源側熱交換器１２に流入する。そして、熱源側熱交換器１２で室外空気に放熱しながら凝縮し、二相冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した二相冷媒は、逆止弁１３ａを通って室外機１から流出し、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した二相冷媒は、第２冷媒流路切替装置１８ｂを通って凝縮器として作用する熱媒体間熱交換器１５ｂに流入する。
【０１１１】
熱媒体間熱交換器１５ｂに流入した二相冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、液冷媒となる。熱媒体間熱交換器１５ｂから流出した液冷媒は、絞り装置１６ｂで膨張させられて低圧二相冷媒となる。この低圧二相冷媒は、絞り装置１６ａを介して蒸発器として作用する熱媒体間熱交換器１５ａに流入する。熱媒体間熱交換器１５ａに流入した低圧二相冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体から吸熱することで、熱媒体を冷却しながら、低圧のガス冷媒となる。このガス冷媒は、熱媒体間熱交換器１５ａから流出し、第２冷媒流路切替装置１８ａを介して熱媒体変換機３から流出し、冷媒配管４を通って再び室外機１へ流入する。室外機１に流入した熱源側冷媒は、逆止弁１３ｄを通って、第１冷媒流路切替装置１１及びアキュムレーター１９を介して、圧縮機１０へ再度吸入される。
【０１１２】
絞り装置１６ｂは、検知された循環組成と、第１圧力センサー３６ｂとから、飽和液温度と飽和ガス温度とを演算し、飽和液温度と飽和ガス温度との平均温度として蒸発温度を求め、第３温度センサー３５ａで検出された温度と演算された蒸発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。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、冷凍サイクル内を循環している冷媒の循環組成は、全冷房運転モードと同様に測定される。また、開閉装置１７ｃは開となっている。
【０１１３】
なお、絞り装置１６ｂは、検知された循環組成と、第１圧力センサー３６ｂとから、飽和液温度と飽和ガス温度とを演算し、飽和液温度と飽和ガス温度との平均温度として凝縮温度を求め、演算された凝縮温度と第３温度センサー３５ｄで検出された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を制御してもよい。また、絞り装置１６ｂを全開とし、絞り装置１６ａでスーパーヒートまたはサブクールを制御するようにしてもよい。
【０１１４】
また、検知された循環組成と、第３温度センサー３５ｂとから、第３温度センサー３５ｂの検知温度を飽和液温度または設定した乾き度の温度と仮定することにより、飽和圧力と飽和ガス温度とを演算し、飽和液温度と飽和ガス温度との平均温度として飽和温度を求め、これを絞り装置１６ａ又は絞り装置１６ｂの制御に用いてもよい。この場合、第１圧力センサー３６ａを設置する必要はなくなり、安価にシステムを構成できる。
【０１１５】
次に、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れについて説明する。
冷房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ｂで熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ２１ｂによって配管５内を流動させられることになる。また、冷房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ａで熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体がポンプ２１ａによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａ及び第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入する。
【０１１６】
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。
【０１１７】
この間、暖かい熱媒体と冷たい熱媒体とは、第１熱媒体流路切替装置２２及び第２熱媒体流路切替装置２３の作用により、混合することなく、それぞれ温熱負荷、冷熱負荷がある利用側熱交換器２６へ導入される。なお、利用側熱交換器２６の配管５内では、暖房側、冷房側ともに、第２熱媒体流路切替装置２３から熱媒体流量調整装置２５を経由して第１熱媒体流路切替装置２２へ至る向きに熱媒体が流れている。また、室内空間７にて必要とされる空調負荷は、暖房側においては第１温度センサー３１ｂで検出された温度と第２温度センサー３４で検出された温度との差を、冷房側においては第２温度センサー３４で検出された温度と第１温度センサー３１ａで検出された温度との差を目標値に保つように制御することにより、賄うことができる。
【０１１８】
なお、熱負荷の有無によって、熱媒体流量調整装置２５の開閉を制御すればよいことは全冷房運転モードで説明した通りである。
【０１１９】
［暖房主体運転モード］
図１０は、空気調和装置１００の暖房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図１０では、利用側熱交換器２６ａで温熱負荷が発生し、利用側熱交換器２６ｂで冷熱負荷が発生している場合を例に暖房主体運転モードについて説明する。なお、図１０では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の循環する配管を示している。また、図１０では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
【０１２０】
図１０に示す暖房主体運転モードの場合、室外機１では、第１冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器１２を経由させずに熱媒体変換機３へ流入させるように切り替える。熱媒体変換機３では、ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂを開放し、熱媒体流量調整装置２５ｃ及び熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉とし、熱媒体間熱交換器１５ａと利用側熱交換器２６ｂとの間を、熱媒体間熱交換器１５ａ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。
【０１２１】
まず始めに、冷媒循環回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温・低圧の冷媒が圧縮機１０によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１０から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１を通り、第１接続配管４ａを導通し、逆止弁１３ｂを通過し、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。
【０１２２】
熱媒体間熱交換器１５ｂに流入したガス冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、液冷媒となる。熱媒体間熱交換器１５ｂから流出した液冷媒は、絞り装置１６ｂで膨張させられて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蒸発し、熱媒体を冷却する。この低圧二相冷媒は、熱媒体間熱交換器１５ａから流出し、第２冷媒流路切替装置１８ａを介して熱媒体変換機３から流出し、冷媒配管４を通って再び室外機１へ流入する。
【０１２３】
室外機１に流入した熱源側冷媒は、逆止弁１３ｃを通って、蒸発器として作用する熱源側熱交換器１２に流入する。そして、熱源側熱交換器１２に流入した冷媒は、熱源側熱交換器１２で室外空気から吸熱して、低温・低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した低温・低圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１及びアキュムレーター１９を介して圧縮機１０へ再度吸入される。
【０１２４】
絞り装置１６ｂは、検知された循環組成と、第１圧力センサー３６ｂとから、飽和液温度と飽和ガス温度とを演算し、飽和液温度と飽和ガス温度との平均温度として凝縮温度を求め、演算された凝縮温度と第３温度センサー３５ｂで検出された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。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。また、冷凍サイクル内を循環している冷媒の循環組成は、全冷房運転モードと同様に測定される。さらに、開閉装置１７ｃは開となっている。
【０１２５】
また、検知された循環組成と、第３温度センサー３５ｂとから、第３温度センサー３５ｂの検知温度を飽和液温度または設定した乾き度の温度と仮定することにより、飽和圧力と飽和ガス温度とを演算し、飽和液温度と飽和ガス温度との平均温度として飽和温度を求め、これを絞り装置１６ａ又は絞り装置１６ｂの制御に用いてもよい。この場合、第１圧力センサー３６ａを設置する必要はなくなり、安価にシステムを構成できる。
【０１２６】
次に、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れについて説明する。
暖房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ｂで熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ２１ｂによって配管５内を流動させられることになる。また、暖房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ａで熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体がポンプ２１ａによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａ及び第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入する。
【０１２７】
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２１ａへ吸い込まれる。
【０１２８】
この間、暖かい熱媒体と冷たい熱媒体とは、第１熱媒体流路切替装置２２及び第２熱媒体流路切替装置２３の作用により、混合することなく、それぞれ温熱負荷、冷熱負荷がある利用側熱交換器２６へ導入される。なお、利用側熱交換器２６の配管５内では、暖房側、冷房側ともに、第２熱媒体流路切替装置２３から熱媒体流量調整装置２５を経由して第１熱媒体流路切替装置２２へ至る向きに熱媒体が流れている。また、室内空間７にて必要とされる空調負荷は、暖房側においては第１温度センサー３１ｂで検出された温度と第２温度センサー３４で検出された温度との差を、冷房側においては第２温度センサー３４で検出された温度と第１温度センサー３１ａで検出された温度との差を目標値として保つように制御することにより、賄うことができる。
【０１２９】
なお、熱負荷の有無によって、熱媒体流量調整装置２５の開閉を制御すればよいことは全冷房運転モードで説明した通りである。
【０１３０】
［冷媒配管４］
以上説明したように、本実施の形態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と熱媒体変換機３とを接続する冷媒配管４には熱源側冷媒が流れている。
【０１３１】
［配管５］
本実施の形態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、熱媒体変換機３と室内機２を接続する配管５には水や不凍液等の熱媒体が流れている。
【０１３２】
｛空気調和装置１００に特有の動作｝
［安定状態判定（１）］
先に、既に循環組成検知回路により循環組成を測定してあり、冷凍サイクルの状態が安定していて変化しておらず循環組成を再度測定する必要がない場合には、高低圧バイパス配管４ｃに設置してある開閉装置１７ｃを閉として、高低圧バイパス配管４ｃに冷媒が流れないようにすることを説明した。以下に、冷凍サイクルの安定状態判定基準について説明する。
【０１３３】
冷凍サイクルの高圧センサー３７の検出圧力である高圧、低圧センサー３８の検出圧力である低圧、蒸発器出口または圧縮機１０の吸入側のスーパーヒート、および、凝縮器出口のサブクールが一定範囲内におさまっている状態が継続している状態を、冷凍サイクルが安定している状態と言う。次に、これらの値が安定状態からどれくらいずれたら安定状態から外れたと言うかについて説明する。
【０１３４】
冷凍サイクルが安定していて、たとえば高温センサー３２での検出温度が４４．０℃、低圧センサー３８での検出圧力が０．６ＭＰａ、低温センサー３３での検出温度が−３．０℃であったとする。このとき、冷媒循環組成の演算値は、Ｒ３２の組成が３７．４％、ＨＦＯ１２３４ｙｆの組成が６２．６％となる。これを基準状態として、ここから、各検出装置の値が変化したら検出する組成がどのくらいずれるかを演算してみると、次のようになる。
【０１３５】
低圧センサー３８での検出圧力が０．６２５ＭＰａになる、すなわち低圧センサー３８での検出圧力が基準状態よりも０．０２５ＭＰａ大きくなる場合を考える。この場合、高温センサー３２での検出温度が４４．０℃、低温センサー３３での検出温度が−３．０℃から変化しなかったとすると、冷媒循環組成の演算値は、Ｒ３２の組成が３１．３％、ＨＦＯ１２３４ｙｆの組成が６８．７％となり、冷媒循環組成は基準状態から６．１％変化していることになる。
【０１３６】
低圧センサー３８での検出圧力が０．５７５ＭＰａになる、すなわち低圧センサー３８での検出圧力が基準状態よりも０．０２５ＭＰａ小さくなる場合を考える。この場合、高温センサー３２での検出温度が４４．０℃、低温センサー３３での検出温度が−３．０℃から変化しなかったとすると、冷媒循環組成の演算値は、Ｒ３２の組成が４３．０％、ＨＦＯ１２３４ｙｆの組成が５７．０％となり、冷媒循環組成は基準状態から５．６％変化していることになる。
【０１３７】
低温センサー３３での検出温度が−２．０℃になる、すなわち低温センサー３３での検出温度が基準状態よりも１℃高くなる場合を考える。この場合、高温センサー３２での検出温度が４４．０℃、低圧センサー３８での検出圧力が０．６ＭＰａから変化しなかったとすると、冷媒循環組成の演算値は、Ｒ３２の組成が４２．２％、ＨＦＯ１２３４ｙｆの組成が５７．８％となり、冷媒循環組成は基準状態から４．８％変化していることになる。
【０１３８】
低温センサー３３での検出温度が−４．０℃になる、すなわち低温センサー３３での検出温度が基準状態よりも１℃低くなる場合を考える。この場合、高温センサー３２での検出温度が４４．０℃、低圧センサー３８での検出圧力が０．６ＭＰａから変化しなかったとすると、冷媒循環組成の演算値は、Ｒ３２の組成が３２．７％、ＨＦＯ１２３４ｙｆの組成が６７．３％となり、冷媒循環組成は基準状態から４．７％変化していることになる。
【０１３９】
高温センサー３２での検出温度が５４．０℃になる、すなわち高温センサー３２での検出温度が基準状態よりも１０℃高くなる場合を考える。この場合、低圧センサー３８での検出圧力が０．６ＭＰａ、低温センサー３３での検出温度が−３．０℃から変化しなかったとすると、冷媒循環組成の演算値は、Ｒ３２の組成が３６．１％、ＨＦＯ１２３４ｙｆの組成が６３．９％となり、冷媒循環組成は基準状態から１．３％変化していることになる。
【０１４０】
高温センサー３２での検出温度が３４．０℃になる、すなわち高温センサー３２での検出温度が基準状態よりも１０℃低くなる場合を考える。この場合、低圧センサー３８での検出圧力が０．６ＭＰａ、低温センサー３３での検出温度が−３．０℃から変化しなかったとすると、冷媒循環組成の演算値は、Ｒ３２の組成が３８．７％、ＨＦＯ１２３４ｙｆの組成が６１．３％となり、冷媒循環組成は基準状態から１．３％変化していることになる。
【０１４１】
以上のことから、高温センサー３２での検出温度は、冷媒循環組成の検出にはあまり影響しないことが分かる。
【０１４２】
冷媒循環組成が大きく変化し、その変化を検知できていないと、温度勾配を間違って解釈してしまい、スーパーヒート、サブクールの状態を最適に制御できず、性能が低下することになる。たとえば冷媒循環組成が５％変化した場合、これを検知できていないと、スーパーヒートが約２℃、サブクールが約２℃、目標値からずれてしまい、ＣＯＰが約２％低下する。一方、循環組成検知回路に冷媒を流すことにより、凝縮器および蒸発器に流れる冷媒流量が低下するが、その損失は、ＣＯＰで約２％である。したがって、冷媒循環組成が約５％以内の変化であれば、冷媒循環組成を間違って認識していても、循環組成検知回路による損失とほぼ同等であるため、ＣＯＰの低下は起きない。
【０１４３】
そこで、空気調和装置１００では、安定状態から冷媒循環組成が約５％を超えて変化した場合に、安定状態を外れた状態と認識することとする。すなわち、低圧センサー３８での検出圧力が安定状態から±０．０２５ＭＰａ以上変化した場合、または、低温センサー３３での検出温度が安定状態から±１℃以上変化した場合、安定状態でなくなったものとする。そして、このとき開閉装置１７ｃを開とし、冷媒循環組成を再度検知するものとする。また、高温センサー３２での検出温度に関しては、冷媒循環組成の検知精度に与える影響は少ないが、何らかの閾値は必要なため、安定状態から±１０℃変化した場合に、安定状態でなくなったものとする。そして、このときも開閉装置１７ｃを開とし、冷媒循環組成を再度検知するものとする。
【０１４４】
一方、低圧センサー３８での検出圧力が安定状態から±０．０２５ＭＰａ未満の範囲で変化し、かつ、低温センサー３３での検出温度が安定状態から±１℃未満の範囲で変化し、高温センサー３２での検出温度が安定状態から±１０℃未満の範囲で変化している場合は、安定状態と判断する。このときは、開閉装置１７ｃを閉とし、高低圧バイパス配管４ｃへ流れる冷媒を遮断する。
【０１４５】
図１１は、安定状態判定（１）における処理の流れを示すフローチャートである。図１１に基づいて、安定状態判定（１）について詳細に説明する。なお、安定状態判定（１）について制御装置５０が実行している。
【０１４６】
まず、処理が開始される（ＵＴ１）。制御装置５０は、冷凍サイクルが安定状態か否かを判断する（ＵＴ２）。冷凍サイクルの安定状態の判断基準は上述した通りである。冷凍サイクルが安定状態であると判断すると（ＵＴ２；Ｙｅｓ）、制御装置５０は、開閉装置１７ｃを閉とし（ＵＴ３）、処理を完了する（ＵＴ８）。
【０１４７】
一方、冷凍サイクルが安定状態でないと判断されると（ＵＴ２；Ｎｏ）、制御装置５０は、開閉装置１７ｃを開とし（ＵＴ４）、冷媒循環組成を検知する。そして、制御装置５０は、第一の設定時間が経過するか、または冷凍サイクルが再び安定したと判断されるまでその状態を保持する（ＵＴ５；Ｎｏ）。制御装置５０は、第一の設定時間が経過したか、または冷凍サイクルが再び安定したと判断すると（ＵＴ５；Ｙｅｓ）、開閉装置１７ｃを閉とする（ＵＴ６）。
【０１４８】
それから、制御装置５０は、第二の設定時間が経過するか、または冷凍サイクルが再び安定したと判断されるまでその状態を保持する（ＵＴ７；Ｎｏ）。制御装置５０は、第二の設定時間が経過したか、または冷凍サイクルが再び安定したと判断すると（ＵＴ７；Ｙｅｓ）、処理を完了する（ＵＴ８）。なお、第一の設定時間および第二の設定時間は、開閉装置１７ｃの開閉を行った際に、冷媒流量変化が起きるため、その変化が安定するまで待つための時間であり、たとえば３分等と設定するとよい。ただし、第一の設定時間および第二の設定時間をこの時間に限るものではなく、１分等でもよい。
【０１４９】
［安定状態判定（２）］
次に、冷凍サイクルを構成しているアクチュエーター（たとえば、圧縮機１０や第１冷媒流路切替装置１１、開閉装置１７ａ、開閉装置１７ｂ、第２冷媒流路切替装置１８ａ、第２冷媒流路切替装置１８ｂなどの駆動部品）の状態が変化し、冷凍サイクルの状態が大きく変化すると予測された場合には、アクチュエーターの変化をもって、開閉装置１７ｃの制御を行った方が制御性がよい。図１２は、安定状態判定（２）における処理の流れを示すフローチャートである。図１２に基づいて、安定状態判定（２）について説明する。なお、安定状態判定（２）について制御装置５０が実行している。
【０１５０】
まず、処理が開始される（ＲＴ１）。処理が開始されるとアクチュエーターの状態が変化する。制御装置５０は、アクチュエーターの状態が変化し、冷凍サイクルの状態が大きく変化することが予測されるか否かを判断する（ＲＴ２）。アクチュエーターの状態が変化しても、冷凍サイクルの状態が大きく変化しないと予測した場合（ＲＴ２；Ｎｏ）、制御装置５０は、開閉装置１７ｃを閉とし（ＲＴ３）、処理を完了する（ＲＴ１０）。
【０１５１】
一方、アクチュエーターの状態が変化し、冷凍サイクルの状態が大きく変化すると予測した場合（ＲＴ２；Ｙｅｓ）、制御装置５０は、開閉装置１７ｃを閉とし（ＲＴ４）、第三の設定時間が経過するまで（ＲＴ５）、その状態を保持する。第三の設定時間は、開閉装置１７ｃの開閉を行った際に、冷媒流量変化が起きるため、その変化が安定するまで待つための時間であり、たとえば３分や１分等と設定するとよい。第三の設定時間が経過したら（ＲＴ５；Ｙｅｓ）、制御装置５０は、開閉装置１７ｃを開とし（ＲＴ６）、循環組成を検知する。そして、制御装置５０は、第一の設定時間が経過するか、または冷凍サイクルが再び安定したと判断されるまでその状態を保持する（ＲＴ７；Ｎｏ）。制御装置５０は、第一の設定時間が経過したか、または冷凍サイクルが再び安定したと判断すると（ＲＴ７；Ｙｅｓ）、開閉装置１７ｃを閉とする（ＲＴ８）。
【０１５２】
それから、制御装置５０は、第二の設定時間が経過するか、または冷凍サイクルが再び安定したと判断されるまでその状態を保持する（ＲＴ９；Ｎｏ）。制御装置５０は、第二の設定時間が経過したか、または冷凍サイクルが再び安定したと判断すると（ＲＴ９；Ｙｅｓ）、処理を完了する（ＲＴ１０）。なお、第一の設定時間および第二の設定時間は、安定状態判定（１）で説明した通りである。
【０１５３】
なお、アクチュエーターの状態が変化し、冷凍サイクルの状態が大きく変化することが予測される場合とは、冷凍サイクルを構成している第１冷媒流路切替装置１１の状態が暖房側から冷房側に切り替わった場合、あるいは冷房側から暖房側に切り替わった場合、圧縮機１０が停止状態から起動した場合等が考えられる。
【０１５４】
また、全暖房運転モードと暖房主体運転モード、または、全冷房運転モードと冷房主体運転モードとの間で運転モードが切り替わる場合、開閉装置１７ａ、開閉装置１７ｂ、第２冷媒流路切替装置１８ａ、第２冷媒流路切替装置１８ｂの状態のいずれか、または複数の状態が切り替わるため、冷凍サイクルの運転状態が大きく変わることが予想される。したがって、このような運転状態の変化に際しても、同様の処理を行うのが望ましい。
【０１５５】
ただし、絞り装置１６ａ、絞り装置１６ｂ等の変化に対しては、図１１のフローチャートでの安定状態判定（１）にて、開閉装置１７ｃの開閉の必要性を判断する。
【０１５６】
なお、図１２において、アクチュエーターの状態が変化した後、開閉装置１７ｃを閉とし（ＲＴ４）、第三の設定時間が経過するまで（ＲＴ５）、その状態を保持するようにしているのは、状態が変化した後に、バイパス流路４ｃを通る冷媒をなくすことにより、メイン回路の冷媒流量を増やし、安定までの時間を短くするためである。ただし、これは必須の行為ではなく、ＲＴ４、ＲＴ５をなくし、アクチュエーターの状態が変化した後、開閉装置を開にして（ＲＴ６）、第一の設定時間が経過するか、または冷凍サイクルが再び安定したと判断されるまでその状態を保持する（ＲＴ７；Ｎｏ）ようにしてもよい。
【０１５７】
なお、開閉装置１７ｃは、電磁弁等の電圧印加の有無により流路の開閉を行う構造ものの他、電子式膨張弁等のステッピングモーター駆動で開口面積が連続的に変化する構造のものであってもよく、流路の開閉を行えるものであれば、どのようなものでもよい。また、開閉装置１７ｃとして、電子式膨張弁を用いる場合は、絞り装置１４も兼ねることもでき、開閉装置１７ｃと絞り装置１４の両方を備えなくても、電子式膨張弁を１つだけ備えればよく、構成が簡素になるという利点がある。ただし、流路の開閉を行う際の応答性に時間がかかるという欠点もある。さらに、絞り装置１４としてキャピラリーチューブ等の固定式の絞り装置を使用する場合は、電磁弁とキャピラリーチューブとを使用する方が電子式膨張弁を使用する場合よりも安価にシステムを構成できるという利点がある。
【０１５８】
なお、圧力センサー３６ａは、冷暖混在運転において冷房側として作用する熱媒体間熱交換器１５ａと第２冷媒流路切替装置１８ａとの間の流路に設置し、圧力センサー３６ｂは、冷暖混在運転において暖房側として作用する熱媒体間熱交換器１５ｂと絞り装置１６ｂとの間の流路に設置した場合について説明を行った。このような位置に設置すると、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂにおいて圧力損失があった場合でも、精度良く、飽和温度を演算することができる。
【０１５９】
しかしながら、凝縮側は圧力損失が小さいため、圧力センサー３６ｂを、熱媒体間熱交換器１５ｂと絞り装置１６ｂとの間の流路に設置してもよく、それ程、演算精度が悪くなることもない。また、蒸発器は比較的圧力損失が大きいが、圧力損失の量が推測可能あるいは圧力損失の少ない熱媒体間熱交換器を使用している場合等は、圧力センサー３６ａを熱媒体間熱交換器１５ａと第２冷媒流路切替装置１８ａとの間の流路に設置してもよい。
【０１６０】
空気調和装置１００では、利用側熱交換器２６にて暖房負荷または冷房負荷のみが発生している場合は、対応する第１熱媒体流路切替装置２２及び第２熱媒体流路切替装置２３を中間的な開度にし、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂの双方に熱媒体が流れるようにしている。これにより、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂの双方を暖房運転または冷房運転に使用することができるため、伝熱面積が大きくなり、効率のよい暖房運転または冷房運転を行なうことができる。
【０１６１】
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。
【０１６２】
なお、本実施の形態で説明した第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、電子式膨張弁等の二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、本実施の形態では、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。
【０１６３】
また、熱媒体流量調整装置２５は、ステッピングモーター駆動式で流路を流れる流量を制御できるものを使用するとよく、二方弁でも三方弁の一端を閉止したものでもよい。また、熱媒体流量調整装置２５として、開閉弁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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
本実施の形態に係る空気調和装置１００は、冷房暖房混在運転ができるものとして説明をしてきたが、これに限定するものではない。熱媒体間熱交換器１５及び絞り装置１６がそれぞれ１つで、それらに複数の利用側熱交換器２６と熱媒体流量調整装置２５が並列に接続され、冷房運転か暖房運転のいずれかしか行なえない構成であっても同様の効果を奏する。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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、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。
【０１６８】
本実施の形態では、空気調和装置１００にアキュムレーター１９を含めている場合を例に説明したが、アキュムレーター１９を設けなくてもよい。また、一般的に、熱源側熱交換器１２及び利用側熱交換器２６には、送風機が取り付けられており、送風により凝縮あるいは蒸発を促進させる場合が多いが、これに限るものではない。たとえば、利用側熱交換器２６としては放射を利用したパネルヒーターのようなものを用いることもできるし、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を用いることもできる。つまり、熱源側熱交換器１２及び利用側熱交換器２６としては、放熱あるいは吸熱をできる構造のものであれば種類を問わず、用いることができる。
【０１６９】
本実施の形態では、利用側熱交換器２６が４つである場合を例に説明したが、個数を特に限定するものではない。また、熱媒体間熱交換器１５ａ、熱媒体間熱交換器１５ｂが２つである場合を例に説明したが、当然、これに限るものではなく、熱媒体を冷却または／及び加熱できるように構成すれば、幾つ設置してもよい。さらに、ポンプ２１ａ、ポンプ２１ｂはそれぞれ一つとは限らず、複数の小容量のポンプを並列に並べて接続してもよい。
【０１７０】
また、ここでは、圧縮機１０、第１冷媒流路切替装置１１、熱源側熱交換器１２、高低圧バイパス配管４ｃ、絞り装置１４と、冷媒間熱交換器２０と、高温センサー３２、低温センサー３３、高圧センサー３７、低圧センサー３８および開閉装置１７ｃを室外機１に収容し、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および絞り装置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が、これに限るものではない。
【０１７１】
たとえば、圧縮機１０、第１冷媒流路切替装置１１、熱源側熱交換器１２、高低圧バイパス配管４ｃ、絞り装置１４と、冷媒間熱交換器２０と、高圧側冷媒温度検出装置３２、低圧側冷媒温度検出装置３３、高圧側冷媒圧力検出装置３７、低圧側冷媒圧力検出装置３８および開閉装置１７ｃ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および絞り装置１６を室内機２に収容し、室外機１および室内機２とは別体に形成された中継器を備え、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。
【０１７２】
以上のように、本実施の形態に係る空気調和装置１００は、室内機２または室内機２の近傍まで熱源側冷媒を循環させずに安全性の向上を図るだけでなく、冷凍サイクルが安定状態から外れた場合は、開閉装置１７ｃを開として冷媒組成検知を行うようにしたものであり、冷凍サイクルが安定している場合のエネルギー効率を向上させることができ、確実にエネルギー効率を向上させることができる。また、空気調和装置１００は、配管５を短くできるので省エネルギー化を図ることができる。さらに、空気調和装置１００は、室外機１と熱媒体変換機３または室内機２との接続配管（冷媒配管４、配管５）を減らし、工事性を向上できる。
【符号の説明】
【０１７３】
１  室外機、２  室内機、２ａ  室内機、２ｂ  室内機、２ｃ  室内機、２ｄ  室内機、３  熱媒体変換機、４  冷媒配管、４ａ  第１接続配管、４ｂ  第２接続配管、４ｃ  高低圧バイパス配管、５  配管、６  室外空間、７  室内空間、８  空間、９  建物、１０  圧縮機、１１  第１冷媒流路切替装置、１２  熱源側熱交換器、１３ａ  逆止弁、１３ｂ  逆止弁、１３ｃ  逆止弁、１３ｄ  逆止弁、１４  絞り装置、１５  熱媒体間熱交換器、１５ａ  熱媒体間熱交換器、１５ｂ  熱媒体間熱交換器、１６  絞り装置、１６ａ  絞り装置、１６ｂ  絞り装置、１７  開閉装置、１７ａ  開閉装置、１７ｂ  開閉装置、１７ｃ  開閉装置、１８  第２冷媒流路切替装置、１８ａ  第２冷媒流路切替装置、１８ｂ  第２冷媒流路切替装置、１９  アキュムレーター、２０  冷媒間熱交換器、２１  ポンプ、２１ａ  ポンプ、２１ｂ  ポンプ、２２  第１熱媒体流路切替装置、２２ａ  第１熱媒体流路切替装置、２２ｂ  第１熱媒体流路切替装置、２２ｃ  第１熱媒体流路切替装置、２２ｄ  第１熱媒体流路切替装置、２３  第２熱媒体流路切替装置、２３ａ  第２熱媒体流路切替装置、２３ｂ  第２熱媒体流路切替装置、２３ｃ  第２熱媒体流路切替装置、２３ｄ  第２熱媒体流路切替装置、２５  熱媒体流量調整装置、２５ａ  熱媒体流量調整装置、２５ｂ  熱媒体流量調整装置、２５ｃ  熱媒体流量調整装置、２５ｄ  熱媒体流量調整装置、２６  利用側熱交換器、２６ａ  利用側熱交換器、２６ｂ  利用側熱交換器、２６ｃ  利用側熱交換器、２６ｄ  利用側熱交換器、３１  第１温度センサー、３１ａ  第１温度センサー、３１ｂ  第１温度センサー、３２  高圧側冷媒温度検出装置（高温センサー）、３３  低圧側冷媒温度検出装置（低温センサー）、３４  第２温度センサー、３４ａ  第２温度センサー、３４ｂ  第２温度センサー、３４ｃ  第２温度センサー、３４ｄ  第２温度センサー、３５  第３温度センサー、３５ａ  第３温度センサー、３５ｂ  第３温度センサー、３５ｃ  第３温度センサー、３５ｄ  第３温度センサー、３６  圧力センサー、３６ａ  圧力センサー、３６ｂ  圧力センサー、３７  高圧側冷媒圧力検出装置（高圧センサー）、３８  低圧側冷媒圧力検出装置（低圧センサー）、５０  制御装置、１００  空気調和装置、Ａ  冷媒循環回路、Ｂ  熱媒体循環回路。
【図１】
2012172597.tif 000003
【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】
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【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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【手続補正書】
【提出日】平成25年11月7日(2013.11.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、冷媒流路切替装置、第１熱交換器、第１絞り装置、第２熱交換器を冷媒配管で接続し、前記冷媒配管に混合冷媒を循環させて冷凍サイクルを構成した空気調和装置であって、前記圧縮機の吐出側流路と吸入側流路とを接続する高低圧バイパス配管と、前記高低圧バイパス配管に設置され、前記高低圧バイパス配管を流れる冷媒を減圧する第２絞り装置と、前記第２絞り装置の前後の配管を流れる冷媒同士で熱交換させる冷媒間熱交換器と、前記高低圧バイパス配管に設置され、前記高低圧バイパス配管の流路を開閉するバイパス路開閉装置と、前記圧縮機に吸入される冷媒の低圧側圧力、前記高低圧バイパス配管の前記第２絞り装置の入口側における冷媒の高圧側温度、及び、前記高低圧バイパス配管の前記第２絞り装置の出口側における冷媒の低圧側温度を用いて前記混合冷媒の組成割合を演算する機能と、運転状態に応じて前記バイパス路開閉装置の開閉を決定して前記バイパス路開閉装置の開閉を制御する機能とを有する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記冷凍サイクルの運転中、前記低圧側圧力、前記低圧側温度、及び、前記高圧側温度のそれぞれが所定範囲にある場合に前記バイパス路開閉装置を閉とし、前記冷凍サイクルの運転中、前記低圧側圧力、前記低圧側温度、または、前記高圧側温度のいずれかが前記所定範囲を超えた場合に前記バイパス路開閉装置を開とし、前記混合冷媒の組成割合を演算し、その演算結果に基づいて前記圧縮機及び前記第１絞り装置を制御するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、冷媒流路切替装置、第１熱交換器、第１絞り装置、第２熱交換器を冷媒配管で接続し、前記冷媒配管に混合冷媒を循環させて冷凍サイクルを構成した空気調和装置であって、
前記圧縮機の吐出側流路と吸入側流路とを接続する高低圧バイパス配管と、
前記高低圧バイパス配管に設置され、前記高低圧バイパス配管を流れる冷媒を減圧する第２絞り装置と、
前記第２絞り装置の前後の配管を流れる冷媒同士で熱交換させる冷媒間熱交換器と、
前記高低圧バイパス配管に設置され、前記高低圧バイパス配管の流路を開閉するバイパス路開閉装置と、
前記圧縮機に吸入される冷媒の低圧側圧力、前記高低圧バイパス配管の前記第２絞り装置の入口側における冷媒の高圧側温度、及び、前記高低圧バイパス配管の前記第２絞り装置の出口側における冷媒の低圧側温度を用いて前記混合冷媒の組成割合を演算する機能と、運転状態に応じて前記バイパス路開閉装置の開閉を決定して前記バイパス路開閉装置の開閉を制御する機能とを有する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記冷凍サイクルの運転中、前記低圧側圧力、前記低圧側温度、及び、前記高圧側温度のそれぞれが所定範囲にある場合に前記バイパス路開閉装置を閉とし、
前記冷凍サイクルの運転中、前記低圧側圧力、前記低圧側温度、または、前記高圧側温度のいずれかが前記所定範囲を超えた場合に前記バイパス路開閉装置を開とし、前記混合冷媒の組成割合を演算し、その演算結果に基づいて前記圧縮機及び前記第１絞り装置を制御する
空気調和装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記バイパス路開閉装置を開とした後、
第１設定時間経過後または前記低圧側圧力、前記低圧側温度、及び、前記高圧側温度のそれぞれが再度所定範囲になったら、前記バイパス路開閉装置を閉とし、
第２設定時間経過または前記低圧側圧力、前記低圧側温度、及び、前記高圧側温度のそれぞれが再度所定範囲になるまで、前記バイパス路開閉装置の閉状態を保持する
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、
前記低圧側圧力が、前記冷凍サイクルの運転中における前記低圧側圧力の安定状態における値から±０．０２５ＭＰａ未満の変化量におさまっているときに前記低圧側圧力が所定範囲であると判断し、
前記低圧側圧力が、前記冷凍サイクルの運転中における前記低圧側圧力の安定状態における値から±０．０２５ＭＰａ以上変化しているときに前記低圧側圧力が所定範囲ではないと判断する
請求項１または２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記低圧側温度が、前記冷凍サイクルの運転中における前記低圧側温度の安定状態における値から±１℃未満の変化量におさまっているときに前記低圧側温度が所定範囲であると判断し、
前記低圧側温度が、前記冷凍サイクルの運転中における前記低圧側温度の安定状態における値から±１℃以上変化しているときに前記低圧側温度が所定範囲ではないと判断する
請求項１または２に記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記高圧側温度が、前記冷凍サイクルの運転中における前記高圧側温度の安定状態における値から±１０℃未満の変化量におさまっているときに前記高圧側温度が所定範囲であると判断し、
前記高圧側温度が、前記冷凍サイクルの運転中における前記高圧側温度の安定状態における値から±１０℃以上変化しているときに前記高圧側温度が所定範囲ではないと判断する
請求項１または２に記載の空気調和装置。
【請求項６】
前記制御装置は、
前記冷凍サイクルを構成している駆動部品の状態が変化し、前記冷凍サイクルの状態が変化すると予測したときに、
前記バイパス路開閉装置を開とした状態で、
前記第１設定時間経過後または前記低圧側圧力、前記低圧側温度、及び、前記高圧側温度のそれぞれが再度前記所定範囲になったら、前記バイパス路開閉装置を閉とし、
第２設定時間経過または前記低圧側圧力、前記低圧側温度、及び、前記高圧側温度のそれぞれが再度前記所定範囲になるまで、前記バイパス路開閉装置の閉状態を保持する
請求項２〜５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、
前記圧縮機の起動時、又は、前記冷媒流路切替装置の切り替わり時に、前記冷凍サイクルの状態変化を予測する
請求項６に記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記第２熱交換器を複数台備え、
動作中の前記第２熱交換器のすべてで温熱を発生する全暖房運転モードと、
動作中の前記第２熱交換器のすべてで冷熱を発生する全冷房運転モードと、
動作中の前記第２熱交換器の一部で温熱を発生し、その他で冷熱を発生する冷房暖房混在運転モードと、を有し、
前記制御装置は、
前記運転モードの間で運転モードの変化が起きたときに、前記冷凍サイクルの状態変化を予測する
請求項６に記載の空気調和装置。
【請求項９】
前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置、前記第１熱交換器、前記高低圧バイパス配管、前記第２絞り装置、前記冷媒間熱交換器を収容する第１ユニットと、
前記第２熱交換器を少なくとも収容する第２ユニットと、をそれぞれ別体として形成し、互いに離れた位置に設置可能とし、
前記制御装置を前記第１ユニットに搭載し、
前記制御装置と有線または無線にて通信可能に接続され、前記制御装置に演算された前記混合冷媒の組成割合が伝送される制御器を前記第２ユニットに搭載した
請求項１〜８のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１０】
前記混合冷媒は、
ＣＦ３ＣＦＣＨ２とＲ３２とを含んだもので構成されている
請求項１〜９のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【手続補正書】
【提出日】平成25年12月6日(2013.12.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
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【国際調査報告】
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