JPWO2010128557A1 - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

人体への影響が懸念される冷媒を室内ユニットが設置される室内等に漏洩させないようにした冷暖房同時運転が可能で、冷媒流量制御装置による性能低下や室内ユニットの冷房能力の低下を防止できる多室形の空気調和装置を提供する。圧縮機１１、室外熱交換器１３、第２冷媒流量制御装置２５ｂ、第１中間熱交換器２１、第１冷媒流量制御装置２５、第２中間熱交換器２２、及び、第３冷媒流量制御装置２５ｃが直列に接続された熱源側冷媒回路Ａと、第１中間熱交換器２１及び第２中間熱交換器２２のそれぞれと各室内熱交換器３１が直列に接続された利用側冷媒回路Ｂと、を備え、第１中間熱交換器２１及び第２中間熱交換器２２のそれぞれで、熱源側冷媒回路Ａを循環する熱源側冷媒と利用側冷媒回路Ｂを循環する利用側冷媒とを、熱交換させる。

Description

本発明は、冷凍サイクルを利用した空気調和装置に関するものであり、特に複数台の室内ユニットを備え、冷暖房同時運転が可能な多室形空気調和装置に関するものである。

従来から、圧縮機及び室外熱交換器を備えた室外ユニットと、室内熱交換器をそれぞれ有する複数台の室内ユニットと、室外ユニットと室内ユニットとを接続する中継部と、を備え、複数の室内ユニット全てで同時に冷房運転（全冷房運転モード）または暖房運転（全暖房運転モード）したり、ある室内ユニットで冷房運転すると同時に別の室内ユニットで暖房運転（冷房運転容量が暖房運転容量より大きい冷房主体運転モード又は暖房運転容量が冷房運転容量より大きい暖房主体運転モード）したりすることができる空気調和装置が存在している。

そのようなものとして、「複数台の室内機の一方を第１の接続配管または、第２の接続配管に切り替え可能に接続してなる第１の分岐部と、複数台の室内機の他方を、室内機に接続された第１の流量制御装置を介して第２の接続配管に接続してなる第２の分岐部に接続し、更に第２の流量制御装置を介して、第１の分岐部と第２の分岐部とを接続し、第１の分岐部、第２の流量制御装置及び第２の分岐部を内蔵させた中継機を、熱源機と複数台の室内機との間に介在させ、熱源機と中継機との間を、第１及び第２の接続配管を延長して接続するようにした空気調和装置」が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

また「少なくとも１台の圧縮機、少なくとも１台の室外熱交換器、開度変更可能な第１の絞り装置、複数階を有する建物の階方向に設置される高圧配管、及び低圧配管を有する第１の冷媒サイクルと、開度変更可能な第２の絞り装置、室内熱交換器、各階層の床方向に設置されたガス配管、及び液配管を有し、建物の所定の階に設置される第２の冷媒サイクルとを備えた冷凍サイクル装置であって、高圧配管に環状に接続される配管に設けられ、暖房運転時に第１の冷媒サイクルと第２の冷媒サイクルとでの熱交換を行なう第１の中間熱交換器と、低圧配管に環状に接続される配管に設けられ、冷房運転時に第１の冷媒サイクルと第２の冷媒サイクルとでの熱交換を行なう第２の中間熱交換器とを有することを特徴とする冷凍サイクル装置」が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。

特開平２−１１８３７２号公報（第３頁、図１） 特開２００３−３４３９３６号公報（第５頁、図１）

空気調和装置等の冷凍サイクル装置に使用される冷媒が漏洩した場合、その冷媒の有する毒性や可燃性等によって人体へ悪影響や安全性が問題となる場合がある。そのようなことを考慮して、室内ユニットが設置される室内等に漏洩する冷媒の許容濃度が国際規格で決められている。たとえば、フロン冷媒の１つであるＲ４１０Ａの国際規格による許容濃度は０．４４ｋｇ／ｍ³ 、二酸化炭素（ＣＯ₂ ）の国際規格による許容濃度は０．０７ｋｇ／ｍ³ 、プロパンでの国際規格による許容濃度は０．００８ｋｇ／ｍ³ となっている。

特許文献１に記載されているような空気調和装置では、１つの冷媒回路によって構成されているため、室内ユニットが設置されている室内等に冷媒が漏洩した場合、冷媒回路中の全ての冷媒がこの室内等に漏洩してしまうことになる。空気調和装置には、数十ｋｇ以上の冷媒を使用していることがあり、そのような空気調和装置の室内ユニットが設置されている室内等に冷媒が漏洩した場合、この室内等における冷媒濃度が国際規格で定められている許容濃度を上回ってしまう可能性があった。

また、他の従来の空気調和装置では、熱源側冷媒が中継部を流れる際に、冷媒流量制御装置を流れることになる。冷媒流量制御装置は、一般的に、電子式膨張弁などが用いられるため、全開の際の圧力損失が大きく、空気調和装置の性能が低下してしまうという問題があった。さらに、冷媒流量制御装置の全開時の圧力損失を低減するために、冷媒流量制御装置に口径が大きい電子式膨張弁を利用した場合は、電子式膨張弁が大型化してしまうという問題があった。

加えて、すべての室内ユニットが冷房または暖房の運転モードで動作する場合に、熱源側冷媒が複数の中間熱交換器を直列に流通することになる。そのために、熱源側冷媒が次第に相変化（凝縮または蒸発）してしまう。したがって、中間熱交換器ごとに熱源側冷媒の乾き度が異なり、熱交換量にバラツキが生じ、各中間熱交換器からポンプによって室内ユニットへ供給する利用側冷媒の温度や流量が異なり、室内ユニットの冷房能力又は暖房能力が低下するという問題があった。

特許文献２に記載されているような冷凍サイクル装置では、室外ユニット及び分岐ユニットに設けられた熱源側冷媒回路（熱源側冷媒サイクル）と、室内ユニット及び分岐ユニットに設けられた利用側冷媒回路（利用側冷媒サイクル）とが分けられており、室内等に漏洩してしまう冷媒を少ないものとすることができる。しかしながら、このような冷凍サイクル装置では、暖房運転を行なう場合、第１冷媒が第２冷媒と熱交換して冷却された後に高圧管に戻るため、下流側に設置された室内ユニットほど第１冷媒のエントロピーが低くなり、室内ユニットの暖房能力及び熱交換効率が低下してしまうことになる。また、冷房運転を行なう場合にも同様に、第１冷媒のエントロピーが次第に高くなり、室内ユニットの冷房能力や熱交換効率が低下してしまうことになる。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、人体への影響が懸念される冷媒を室内ユニットが設置される室内等に漏洩させないようにした冷暖房同時運転が可能で、冷媒流量制御装置による性能低下や室内ユニットの冷房能力の低下を防止できる多室形の空気調和装置を提供することを目的としている。

本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、室外熱交換器、複数台の中間熱交換器、及び、各中間熱交換器の間に設けられた第１冷媒流量制御装置が直列に接続されるとともに、第１開閉装置を介して前記第１冷媒流量制御装置をバイパスする第１バイパス管が設けられた熱源側冷媒回路と、前記複数台の中間熱交換器のそれぞれに複数の室内熱交換器が並列に接続される複数の利用側冷媒回路と、を有し、前記圧縮機及び前記室外熱交換器は、室外ユニットに設けられ、前記複数台の中間熱交換器、前記第１冷媒流量制御装置、前記第１バイパス管、及び、前記第１開閉装置は、中継部に設けられ、前記室内熱交換器は、複数台の室内ユニットのそれぞれに設けられ、前記複数台の中間熱交換器のそれぞれが、前記熱源側冷媒回路を循環する熱源側冷媒と前記利用側冷媒回路を循環する利用側冷媒とを熱交換させることを特徴とする。

本発明に係る空気調和装置によれば、冷暖同時運転を可能としつつ、熱源側冷媒回路と利用側冷媒回路とを独立させているので、熱源側冷媒は室内ユニットが設置されている場所に漏洩することがない。したがって、利用側冷媒に安全性の高いものを使用すれば、人体へ悪影響を与えることがない。また、冷媒流量制御装置による熱源側冷媒の圧力低下を生じることなく運転することができ、高効率な運転が実現できる。

この発明の実施の形態１に係る空気調和装置の回路構成を示す回路図である。 この発明の実施の形態１に係る空気調和装置の全冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 この発明の実施の形態１に係る空気調和装置の全冷房運転モードでの熱源側冷媒の変遷を示すｐ−ｈ線図である。 この発明の実施の形態１に係る空気調和装置の全暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 この発明の実施の形態１に係る空気調和装置の全暖房運転モードでの熱源側冷媒の変遷を示すｐ−ｈ線図である。 この発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 この発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷房主体運転モードでの熱源側冷媒の変遷を示すｐ−ｈ線図である。 この発明の実施の形態１に係る空気調和装置の暖房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 この発明の実施の形態１に係る空気調和装置の暖房主体運転モードでの熱源側冷媒の変遷を示すｐ−ｈ線図である。 この発明の実施の形態２に係る空気調和装置の回路構成を示す回路図である。 この発明の実施の形態２に係る空気調和装置の全冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 この発明の実施の形態２に係る空気調和装置の全冷房運転モードでの熱源側冷媒の変遷を示すｐ−ｈ線図である。 この発明の実施の形態２に係る空気調和装置の全暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 この発明の実施の形態２に係る空気調和装置の全暖房運転モードでの熱源側冷媒の変遷を示すｐ−ｈ線図である。 この発明の実施の形態２に係る空気調和装置の冷房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 この発明の実施の形態２に係る空気調和装置の冷房主体運転モードでの熱源側冷媒の変遷を示すｐ−ｈ線図である。 この発明の実施の形態２に係る空気調和装置の暖房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 この発明の実施の形態２に係る空気調和装置の暖房主体運転モードでの熱源側冷媒の変遷を示すｐ−ｈ線図である。 この発明の実施の形態３に係る空気調和装置の回路構成を示す回路図である。 この発明の実施の形態３に係る空気調和装置の全冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 この発明の実施の形態３に係る空気調和装置の全冷房運転モードでの熱源側冷媒の変遷を示すｐ−ｈ線図である。 この発明の実施の形態３に係る空気調和装置の全暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 この発明の実施の形態３に係る空気調和装置の全暖房運転モードでの熱源側冷媒の変遷を示すｐ−ｈ線図である。 この発明の実施の形態４に係る空気調和装置の回路構成を示す回路図である。 この発明の実施の形態４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。 この発明の実施の形態４に係る空気調和装置の全冷房運転モードでの熱源側冷媒の変遷を示すｐ−ｈ線図である。 この発明の実施の形態４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。 この発明の実施の形態４に係る空気調和装置の全暖房運転モードでの熱源側冷媒の変遷を示すｐ−ｈ線図である。 実施の形態６における空気調和装置の設置概略図である。

１ 熱源側冷媒配管、２ 熱源側冷媒配管、３ 利用側冷媒配管、３ａ 利用側冷媒配管、３ｂ 利用側冷媒配管、４ 第１接続配管、４ａ 第１接続配管、５ 第２接続配管、５ａ 第２接続配管、１０ 室外ユニット、１０ａ 室外ユニット、１０ｂ 室外ユニット、１０ｃ 室外ユニット、１１ 圧縮機、１２ 四方弁、１３ 室外熱交換器、２０ 中継部、２０ａ 中継部、２０ｂ 中継部、２１ 第１中間熱交換器、２２ 第２中間熱交換器、２５ 冷媒流量制御装置、２５ａ 第１冷媒流量制御装置、２５ｂ 第２冷媒流量制御装置、２５ｃ 第３冷媒流量制御装置、２５ｄ 第４冷媒流量制御装置、２５ｅ 第５冷媒流量制御装置、２６ 第１ポンプ、２７ 第２ポンプ、２８ａ 第１バイパス管、２８ｂ 第２バイパス管、２８ｃ 第３バイパス管、２８ｄ 第４バイパス管、２９ 開閉弁（開閉装置）、２９ａ 第１開閉弁（開閉装置）、２９ｂ 第２開閉弁（開閉装置）、２９ｃ 第３開閉弁（開閉装置）、２９ｄ 第４開閉弁（開閉装置）、３０ 室内ユニット、３０ａ 室内ユニット、３０ｂ 室内ユニット、３０ｃ 室内ユニット、３０ｄ 室内ユニット、３１ 室内熱交換器、４１ 第１延長配管、４２ 第２延長配管、４３ 第３延長配管、４４ 第４延長配管、５０ 熱源側冷媒流路切替部、５０ａ 熱源側冷媒流路切替部、５１ 第１逆止弁、５１ａ 第１逆止弁、５２ 第２逆止弁、５２ａ 第２逆止弁、５３ 第３逆止弁、５３ａ 第３逆止弁、５４ 第４逆止弁、５４ａ 第４逆止弁、６０ 利用側冷媒流路切替部、６１ 第１切替弁、６１ａ 第１切替弁、６１ｂ 第１切替弁、６１ｃ 第１切替弁、６１ｄ 第１切替弁、６２ 第２切替弁、６２ａ 第２切替弁、６２ｂ 第２切替弁、６２ｃ 第２切替弁、６２ｄ 第２切替弁、６５ バイパス流路、６６ バイパス開閉弁、７０ 膨張機構、７１ 膨張機、７２ 動力伝達装置、７３ サブ圧縮機、７５ 熱源側冷媒流路切替部、７６ 逆止弁、７７ 逆止弁、７８ 逆止弁、７９ 逆止弁、８０ 冷却装置、８１ 第２圧縮機、８２ 第２室外熱交換器、８３ 熱交換器、８５ 冷媒配管、１００ 空気調和装置、２００ 空気調和装置、３００ 空気調和装置、４００ 空気調和装置、７００ ビル、７１１ 居住空間、７１２ 居住空間、７１３ 居住空間、７２１ 共用空間、７２２ 共用空間、７２３ 共用空間、７３０ 配管設置空間、Ａ 熱源側冷媒回路、Ｂ 利用側冷媒回路、Ｂ１ 利用側冷媒回路、Ｂ２ 利用側冷媒回路。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の回路構成を示す回路図である。図１に基づいて、空気調和装置１００の回路構成について説明する。この空気調和装置１００は、ビルやマンション等に設置され、冷媒（熱源側冷媒及び利用側冷媒）を循環させる冷凍サイクル（熱源側冷媒回路及び利用側冷媒回路）を利用することで冷房負荷及び暖房負荷を同時に供給できるものである。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。

図１に示すように、空気調和装置１００は、１台の室外ユニット１０と、複数台の室内ユニット３０と、これらユニット間に介在する１台の中継部２０と、を備えている。また、この空気調和装置１００は、全ての室内ユニット３０が冷房運転を実行する全冷房運転モード、全ての室内ユニット３０が暖房運転を実行する全暖房運転モード、暖房負荷よりも冷房負荷の方が大きい冷暖同時運転モード（以下、冷房主体運転モードと称する）、及び、冷房負荷よりも暖房負荷の方が大きい冷暖同時運転モード（以下、暖房主体運転モードと称する）を実行できるものである。なお、室外ユニット１０、室内ユニット３０及び中継部２０の台数を図示してある台数に限定するものではない。

室外ユニット１０は、中継部２０を介して室内ユニット３０に冷熱を供給する機能を有している。室内ユニット３０は、空調対象域を有する部屋等に設置され、その空調対象域に冷房用空気あるいは暖房用空気を供給する機能を有している。中継部２０は、室外ユニット１０と室内ユニット３０とを接続し、室外ユニット１０から供給される冷熱を室内ユニット３０に伝達する機能を有している。つまり、室外ユニット１０と中継部２０とは、中継部２０に備えた第１中間熱交換器２１及び第２中間熱交換器２２を介して接続されており、中継部２０と室内ユニット３０とは、中継部２０に備えた第１中間熱交換器２１及び第２中間熱交換器２２を介して接続されている。以下、各構成機器の構成及び機能について説明する。

［室外ユニット１０］
室外ユニット１０は、圧縮機１１と、流路切替手段である四方弁１２と、室外熱交換器１３とが熱源側冷媒配管１で直列に接続されて構成されている。また、室外ユニット１０には、第１接続配管４、第２接続配管５、逆止弁５１、逆止弁５２、逆止弁５３、及び、逆止弁５４で構成される熱源側冷媒流路切替部５０が設けられている。この熱源側冷媒流路切替部５０は、室内ユニット３０が実行している運転に関わらず、中継部２０に流入させる熱源側冷媒の流れを一定方向にする機能を有している。なお、熱源側冷媒流路切替部５０を設けている場合を例に示しているが、熱源側冷媒流路切替部５０を設けなくてもよい。

逆止弁５１は、中継部２０と四方弁１２との間における熱源側冷媒配管１に設けられ、所定の方向（中継部２０から室外ユニット１０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５２は、室外熱交換器１３と中継部２０との間における熱源側冷媒配管１に設けられ、所定の方向（室外ユニット１０から中継部２０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５３は、第１接続配管４に設けられ、第１延長配管４１に接続している熱源側冷媒配管１から第２延長配管４２に接続している熱源側冷媒配管１の方向のみに熱源側冷媒の流通を許容するものである。逆止弁５４は、第２接続配管５に設けられ、第１延長配管４１に接続している熱源側冷媒配管１から第２延長配管４２に接続している熱源側冷媒配管１の方向のみに熱源側冷媒の流通を許容するものである。

第１接続配管４は、室外ユニット１０内において、逆止弁５１の上流側における熱源側冷媒配管１と逆止弁５２の上流側における熱源側冷媒配管１とを接続するものである。第２接続配管５は、室外ユニット１０内において、逆止弁５１の下流側における熱源側冷媒配管１と逆止弁５２の下流側における熱源側冷媒配管１とを接続するものである。そして、第１接続配管４、第２接続配管５、逆止弁５１、逆止弁５２、第１接続配管４に設けた逆止弁５３、第２接続配管５に設けた逆止弁５４で熱源側冷媒流路切替部５０を構成している。

圧縮機１１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などで構成するとよい。四方弁１２は、暖房運転時における熱源側冷媒の流れと冷房運転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。室外熱交換器１３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として機能し、図示を省略している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又は凝縮液化するものである。熱源側冷媒流路切替部５０は、上述したように中継部２０に流入させる熱源側冷媒の流れ方向を一定にする機能を有するものである。

［室内ユニット３０］
室内ユニット３０には、室内熱交換器３１が搭載されている。この室内熱交換器３１は、第３延長配管４３及び第４延長配管４４を介して中継部２０に設けられている利用側冷媒流路切替部６０と接続するようになっている。室内熱交換器３１は、暖房運転時には凝縮器として機能し、冷房運転時には蒸発器として機能し、図示を省略しているファン等の送風機から供給される空気と利用側冷媒（この利用側冷媒については、以下で詳しく説明するものとする）との間で熱交換を行ない、空調対象域に供給するための暖房空気あるいは冷房空気を作成するものである。

［中継部２０］
中継部２０には、第２冷媒流量制御装置２５ｂと、第１中間熱交換器２１と、第１冷媒流量制御装置２５ａと、第２中間熱交換器２２と、第３冷媒流量制御装置２５ｃとが順に熱源側冷媒配管２で直列に接続されて搭載されている。また、中継部２０は、第２冷媒流量制御装置２５ｂをバイパスする第２バイパス管２８ｂ、第２バイパス管２８ｂの流路を開閉する第２開閉弁２９ｂ、第１冷媒流量制御装置２５ａをバイパスする第１バイパス管２８ａ、第１バイパス管２８ａの流路を開閉する第１開閉弁２９ａ、第３冷媒流量制御装置２５ｃをバイパスする第３バイパス管２８ｃ、第３バイパス管２８ｃの流路を開閉する第３開閉弁２９ｃを備えている。

さらに、中継部２０には、第１ポンプ２６と、第２ポンプ２７と、利用側冷媒流路切替部６０とが設けられている。そして、第１中間熱交換器２１と、第１ポンプ２６と、利用側冷媒流路切替部６０と、を順に第１利用側冷媒配管３ａで接続し、第２中間熱交換器２２と、第２ポンプ２７と、利用側冷媒流路切替部６０と、を順に第２利用側冷媒配管３ｂで接続している。第１利用側冷媒配管３ａ及び第２利用側冷媒配管３ｂは、第３延長配管４３及び第４延長配管４４と接続している。なお、以下の説明において、第１利用側冷媒配管３ａと第２利用側冷媒配管３ｂとを、まとめて利用側冷媒配管３と称する場合がある。

第１中間熱交換器２１及び第２中間熱交換器２２は、凝縮器又は蒸発器として機能し、熱源側冷媒と利用側冷媒とで熱交換を行ない、室内熱交換器３１に冷熱を供給するものである。第１冷媒流量制御装置２５ａ、第２冷媒流量制御装置２５ｂ、及び、第３冷媒流量制御装置２５ｃ（以下、冷媒流量制御装置２５と称する場合がある）は、減圧弁や膨張弁として機能し、熱源側冷媒を減圧して膨張させるものである。この冷媒流量制御装置２５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。利用側冷媒流路切替部６０は、第１中間熱交換器２１で熱交換した利用側冷媒、または第２中間熱交換器２２で熱交換した利用側冷媒のいずれか一方又は両方を選択して、室内ユニット３０に供給するものである。この利用側冷媒流路切替部６０は、複数の水流路切替弁（第１切替弁６１及び第２切替弁６２）を備えている。

第１切替弁６１及び第２切替弁６２は、中継部２０に接続される室内ユニット３０の台数に応じた個数（ここでは、各４個）が設けられている。また、利用側冷媒配管３は、利用側冷媒流路切替部６０で中継部２０に接続される室内ユニット３０の台数に応じて分岐（ここでは、各４分岐）されており、利用側冷媒流路切替部６０と、室内ユニット３０のそれぞれに接続している第３延長配管４３及び第４延長配管４４とを接続するようになっている。つまり、第１切替弁６１及び第２切替弁６２は、分岐された利用側冷媒配管３のそれぞれに設けられているのである。

第１切替弁６１は、第１ポンプ２６及び第２ポンプ２７と、各室内熱交換器３１と、の間における利用側冷媒配管３、つまり室内熱交換器３１の流入側における利用側冷媒配管３に設けられている。第１切替弁６１は、三方弁で構成されており、利用側冷媒配管３を介して第１ポンプ２６及び第２ポンプ２７と接続するとともに、第３延長配管４３に接続されるようになっている。具体的には、第１切替弁６１は、利用側冷媒配管３ａ及び利用側冷媒配管３ｂと、第３延長配管４３とを、接続し、制御されることで利用側冷媒の流路を切り替えるものである。

第２切替弁６２は、室内熱交換器３１と、第１中間熱交換器２１及び第２中間熱交換器２２と、の間における利用側冷媒配管３、つまり室内熱交換器３１の流出側における利用側冷媒配管３に設けられている。第２切替弁６２は、三方弁で構成されており、利用側冷媒配管３を介して第４延長配管４４に接続されるとともに、利用側冷媒配管３を介して第１ポンプ２６及び第２ポンプ２７と接続されるようになっている。具体的には、第２切替弁６２は、第４延長配管４４と、利用側冷媒配管３ａ及び利用側冷媒配管３ｂとを、接続し、制御されることで利用側冷媒の流路を切り替えるものである。

第１ポンプ２６は、第１中間熱交換器２１と利用側冷媒流路切替部６０の第１切替弁６１との間における第１利用側冷媒配管３ａに設けられており、第１利用側冷媒配管３ａ、第３延長配管４３及び第４延長配管４４を導通する利用側冷媒を循環させるものである。第２ポンプ２７は、第２中間熱交換器２２と利用側冷媒流路切替部６０の第１切替弁６１との間における第２利用側冷媒配管３ｂに設けられており、第２利用側冷媒配管３ｂ、第３延長配管４３及び第４延長配管４４を導通する利用側冷媒を循環させるものである。なお、第１ポンプ２６及び第２ポンプ２７の種類を特に限定するものではなく、たとえば容量制御可能なもので構成するとよい。

この空気調和装置１００では、圧縮機１１、四方弁１２、室外熱交換器１３、第２冷媒流量制御装置２５ｂ、第１中間熱交換器２１、第１冷媒流量制御装置２５ａ、第２中間熱交換器２２、及び、第３冷媒流量制御装置２５ｃが、熱源側冷媒配管１、第１延長配管４１、熱源側冷媒配管２及び第２延長配管４２で順に直列に接続され、第２冷媒流量制御装置２５ｂをバイパスする第２バイパス管２８ｂ、第１冷媒流量制御装置２５ａをバイパスする第１バイパス管２８ａ、第３冷媒流量制御装置２５ｃをバイパスする第３バイパス管２８ｃ、第１バイパス管２８ａの流路を開閉する第１開閉弁２９ａ、第２バイパス管２８ｂの流路を開閉する第２開閉弁２９ｂ、及び、第３バイパス管２８ｃの流路を開閉する第３開閉弁２９を設けて熱源側冷媒回路Ａを構成している。

また、第１中間熱交換器２１、第１ポンプ２６、第１切替弁６１、室内熱交換器３１及び第２切替弁６２が、第１利用側冷媒配管３ａ、第３延長配管４３及び第４延長配管４４で順に直列に接続されて第１利用側冷媒回路Ｂ１を構成している。同様に、第２中間熱交換器２２、第２ポンプ２７、第１切替弁６１、室内熱交換器３１及び第２切替弁６２が、第２利用側冷媒配管３ｂ、第３延長配管４３及び第４延長配管４４で順に直列に接続されて第２利用側冷媒回路Ｂ２を構成している。

すなわち、空気調和装置１００は、室外ユニット１０と中継部２０とが、中継部２０に設けられている第１中間熱交換器２１及び第２中間熱交換器２２を介して接続され、中継部２０と室内ユニット３０とが、中継部２０に設けられている利用側冷媒流路切替部６０を介して接続されて構成されている。そして、空気調和装置１００では、第１中間熱交換器２１で熱源側冷媒回路Ａを循環する熱源側冷媒と第１利用側冷媒回路Ｂ１を循環する利用側冷媒とが、第２中間熱交換器２２で熱源側冷媒回路Ａを循環する熱源側冷媒と第２利用側冷媒回路Ｂ２を循環する利用側冷媒とが、それぞれ熱交換するようになっている。なお、以下の説明において、第１利用側冷媒回路Ｂ１と第２利用側冷媒回路Ｂ２とを、まとめて利用側冷媒回路Ｂと称する場合がある。

第１延長配管４１及び第２延長配管４２は、室外ユニット１０と中継部２０とを熱源側冷媒配管１及び熱源側冷媒配管２を介して接続している。そして、第１延長配管４１及び第２延長配管４２は、室外ユニット１０と中継部２０とを分離可能とするため、室外ユニット１０と中継部２０との間で分離可能になっている。また、第３延長配管４３及び第４延長配管４４は、中継部２０と室内ユニット３０とを利用側冷媒配管３を介して接続している。そして、第３延長配管４３及び第４延長配管４４は、中継部２０と室内ユニットとを分離可能とするため、中継部２０と室内ユニット３０との間で分離可能になっている。

ここで、熱源側冷媒回路Ａ及び利用側冷媒回路Ｂに使用する冷媒の種類について説明する。熱源側冷媒回路Ａには、たとえばＲ４０７Ｃ等の非共沸混合冷媒、Ｒ４１０Ａ等の擬似共沸混合冷媒、又はＲ２２等の単一冷媒等を使用することができる。また、二酸化炭素や炭化水素等の自然冷媒や地球温暖化係数がＲ４０７ＣやＲ４１０Ａよりも小さい冷媒を使用してもよい。熱源側冷媒として自然冷媒や地球温暖化係数がＲ４０７ＣやＲ４１０Ａよりも小さい冷媒、たとえばテトラフルオロプロペンを主成分とする冷媒等を使用することにより、冷媒漏洩による地球の温室効果を抑制できる効果がある。特に、二酸化炭素は、高圧側が超臨界状態で凝縮せずに熱交換を行なうため、図１に示すように熱源側冷媒流路切替部５０を設け、第１中間熱交換器２１及び第２中間熱交換器２２で熱源側冷媒回路Ａと利用側冷媒回路Ｂとを対向流形式とすると、水を加熱する際の熱交換性能を向上することができる。

利用側冷媒回路Ｂは、上述したように室内ユニット３０の室内熱交換器３１に接続されている。そのために、空気調和装置１００では、利用側冷媒が、室内ユニット３０が設置される部屋等に漏洩した場合に配慮して、利用側冷媒に安全性の高いものを使用するようにしている。したがって、利用側冷媒には、たとえば水や不凍液、水と不凍液の混合液、水と防食効果が高い添加剤の混合液等を使用することができる。この構成によれば、低い外気温度でも凍結や腐食による冷媒漏れを防止でき、高い信頼性を得られる。また、電算室等の水分を嫌う場所に室内ユニット３０が設置される場合においては、利用側冷媒として絶縁性の高いフッ素系不活性液体を使用することもできる。

ここで、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、各室内ユニット３０からの指示に基づいて、その室内ユニット３０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、室内ユニット３０の全部で同一運転をすることができるとともに、室内ユニット３０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。以下に、空気調和装置１００が実行する４つの運転モード、つまり全冷房運転モード、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、冷媒の流れとともに説明する。

［全冷房運転モード］
図２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。図３は、この全冷房運転モードでの熱源側冷媒の変遷を示すｐ−ｈ線図（冷媒の圧力とエンタルピーとの関係を示す線図）である。なお、図２では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び利用側冷媒）の循環する配管を示している。また、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、利用側冷媒の流れ方向を破線矢印で示している。さらに、図３に示す点［ａ］〜点［ｅ］の冷媒状態は、それぞれ図２に示す［ａ］〜［ｅ］での冷媒状態に対応している。

室内ユニット３０の全てが冷房運転を行なう場合、室外ユニット１０では、四方弁１２を、圧縮機１１から吐出された熱源側冷媒を室外熱交換器１３へ流入させるように切り替える。中継部２０では、第２冷媒流量制御装置２５ｂの開度を絞り、第１冷媒流量制御装置２５ａと第３冷媒流量制御装置２５ｃを全閉、第２開閉弁２９ｂを全閉、第１開閉弁２９ａと第３開閉弁２９ｃを全開とし、第１ポンプ２６と第２ポンプ２７を駆動させ、利用側冷媒流路切替部６０の第１切替弁６１及び第２切替弁６２を、第１中間熱交換器２１と第２中間熱交換器２２が、各室内ユニット３０との間を利用側冷媒が循環するように切り替える。この状態で、圧縮機１１の運転を開始する。なお、第１冷媒流量制御装置２５ａと第３冷媒流量制御装置２５ｃを全開としてもよい。

まず始めに、熱源側冷媒回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。低温・低圧の蒸気状冷媒が圧縮機１１によって圧縮され、高温・高圧の冷媒となって吐出される。この圧縮機１１の冷媒圧縮過程は、周囲との熱の出入はないものとすると、図３の点［ａ］から点［ｂ］に示す等エントロピー線で表される。圧縮機１１から吐出された高温・高圧の冷媒は、四方弁１２を通り、室外熱交換器１３に流入する。そして、室外熱交換器１３で室外空気に放熱しながら凝縮液化し、高圧の液状冷媒となる。室外熱交換器１３での冷媒の変化は、ほぼ圧力一定のもとで行なわれる。このときの冷媒変化は、室外熱交換器１３の圧力損失を考慮すると、図３の点［ｂ］から点［ｃ］に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。

室外熱交換器１３から流出した高圧の液状冷媒は、熱源側冷媒流路切替部５０（逆止弁５２）を介して第２延長配管４２を導通し、中継部２０に流入する。中継部２０に流入した高圧の液状冷媒は、第２冷媒流量制御装置２５ｂで絞られて膨張（減圧）し、低温・低圧の気液二相状態になる。第２冷媒流量制御装置２５ｂでの冷媒の変化は、エンタルピーが一定のもとで行なわれる。このときの冷媒変化は、図３の点［ｃ］から点［ｄ］に示す垂直線で表される。

第２冷媒流量制御装置２５ｂで絞られた気液二相状態の冷媒は、第１中間熱交換器２１に流入する。第１中間熱交換器２１に流入した冷媒は、第１利用側冷媒回路Ｂ１を循環する利用側冷媒から吸熱することで、利用側冷媒を冷却しながら、低温・低圧の気液二相状態となる。第１中間熱交換器２１での冷媒の変化は、ほぼ圧力一定のもとで行なわれる。このときの冷媒変化は、第１中間熱交換器２１の圧力損失を考慮すると、図３の点［ｄ］から［ｅ］に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。第１中間熱交換器２１から流出した熱源側冷媒は、第１バイパス管２８ａ、第１開閉弁２９ａを通り、第２中間熱交換器２２に流入する。

第２中間熱交換器２２に流入した冷媒は、第２利用側冷媒回路Ｂ２を循環する利用側冷媒から吸熱することで、利用側冷媒を冷却しながら、低温・低圧の蒸気状冷媒となる。第２中間熱交換器２２での冷媒の変化は、ほぼ圧力一定のもとで行なわれる。このときの冷媒変化は、第２中間熱交換器２２の圧力損失を考慮すると、図３の点［ｅ］から［ａ］に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。第２中間熱交換器２２から流出した低温・低圧の蒸気状冷媒は、第３バイパス管２８ｃ、第３開閉弁２９ｃ、及び、第１延長配管４１を導通し、熱源側冷媒流路切替部５０（逆止弁５１）及び四方弁１２を介して圧縮機１１に戻ることになる。

なお、圧縮機１１に流入する低温・低圧の蒸気状冷媒は、冷媒配管を導通するので、第２中間熱交換器２２を流出した直後の低温・低圧の蒸気状冷媒に比べて若干圧力が低下するが、図３では同じ点［ａ］で表している。このような配管通過に起因する冷媒の圧力損失や、室外熱交換器１３、第１中間熱交換器２１及び第２中間熱交換器２２での圧力損失は、以下に示す全暖房運転モード、冷房主体運転モード及び暖房主体運転モードについても同様であるので、必要な場合を除いて説明を省略するものとする。

次に、利用側冷媒回路Ｂにおける利用側冷媒の流れについて説明する。全冷房運転モードでは、第１ポンプ２６と第２ポンプ２７を運転しているため、第１利用側冷媒回路Ｂ１と第２利用側冷媒回路Ｂ２のそれぞれを利用側冷媒が循環している。第１中間熱交換器２１と第２中間熱交換器２２で熱源側冷媒によって冷却された利用側冷媒は、それぞれ第１ポンプ２６と第２ポンプ２７によって利用側冷媒流路切替部６０に流入する。利用側冷媒流路切替部６０に流入した利用側冷媒は、利用側冷媒配管３を通り、第１切替弁６１で合流した後、第３延長配管４３を導通し、室内ユニット３０のそれぞれに流入する。

そして、室内ユニット３０に搭載されている室内熱交換器３１において室内空気から吸熱し、室内ユニット３０が設置されている室内等の空調対象域の冷房を行なう。その後、室内熱交換器３１から流出した利用側冷媒は、第４延長配管４４を通り、第２切替弁６２で分岐して、それぞれが他の室内ユニット３０から流入した利用側冷媒と利用側冷媒流路切替部６０で合流した後、それぞれ第１中間熱交換器２１と第２中間熱交換器２２に再流入する。

［全暖房運転モード］
図４は、空気調和装置１００の全暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図５は、この全暖房運転モードでの熱源側冷媒の変遷を示すｐ−ｈ線図（冷媒の圧力とエンタルピーとの関係を示す線図）である。なお、図４では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び利用側冷媒）の循環する配管を示している。また、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、利用側冷媒の流れ方向を破線矢印で示している。さらに、図５に示す点［ａ］〜点［ｅ］の冷媒状態は、それぞれ図４に示す［ａ］〜［ｅ］での冷媒状態に対応している。

室内ユニット３０の全てが暖房運転を行なう場合、室外ユニット１０では、四方弁１２を、圧縮機１１から吐出された熱源側冷媒を室外熱交換器１３を経由させずに中継部２０へ流入させるように切り替える。中継部２０では、第１冷媒流量制御装置２５ａと第２冷媒流量制御装置２５ｂを全閉、第３冷媒流量制御装置２５ｃの開度を絞り、第１開閉弁２９ａと第２開閉弁２９ｂを全開、第３開閉弁２９ｃを全閉にし、第１ポンプ２６と第２ポンプ２７を駆動して、利用側冷媒流路切替部６０の第１切替弁６１及び第２切替弁６２を第１中間熱交換器２１と第２中間熱交換器２２からの利用側冷媒が各室内ユニット３０との間を循環するように切り替える。この状態で、圧縮機の運転を開始する。なお、第１冷媒流量制御装置２５ａと第２冷媒流量制御装置２５ｂを全開としてもよい。

まず始めに、熱源側冷媒回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。低温・低圧の蒸気状冷媒が圧縮機１１によって圧縮され、高温・高圧の冷媒となって吐出される。この圧縮機１１の冷媒圧縮過程は、図５の点［ａ］から点［ｂ］に示す等エントロピー線で表される。圧縮機１１から吐出された高温・高圧の冷媒は、四方弁１２及び熱源側冷媒流路切替部５０（逆止弁５４）を介して、第２延長配管４２を導通し、中継部２０の第２バイパス管２８ｂ、第２開閉弁２９ｂを通り、第１中間熱交換器２１に流入する。そして、第１中間熱交換器２１に流入した冷媒は、第１利用側冷媒回路Ｂ１を循環する利用側冷媒に放熱しながら凝縮液化し、高圧の気液二相状態の冷媒となる。このときの冷媒変化は、図５の点［ｂ］から点［ｃ］に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。

第１中間熱交換器２１から流出した高圧の気液二相冷媒は、第１バイパス管２８ａ、第１開閉弁２９ａを通り、第２中間熱交換器２２に流入する。第２中間熱交換器２２に流入した気液二相状態の冷媒は、第２利用側冷媒回路Ｂ２を循環する利用側冷媒に放熱しながら凝縮液化し、高圧の液状冷媒となる。このときの冷媒変化は、図５の点［ｃ］から点［ｄ］に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。この液状冷媒は、熱源側冷媒配管２を導通し、第３冷媒流量制御装置２５ｃで絞られて膨張（減圧）し、低温・低圧の気液二相状態になる。このときの冷媒変化は、図５の点［ｄ］から点［ｅ］に示す垂直線で表される。

第３冷媒流量制御装置２５ｃで絞られた気液二相状態の冷媒は、熱源側冷媒配管２及び第１延長配管４１を導通し、室外ユニット１０に流入する。この冷媒は、熱源側冷媒流路切替部５０（逆止弁５３）を介して室外熱交換器１３に流入する。そして、室外熱交換器１３で室外空気から吸熱して、低温・低圧の蒸気状冷媒となる。このときの冷媒変化は、図５の点［ｅ］から点［ａ］に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。室外熱交換器１３から流出した低温・低圧の蒸気状冷媒は、四方弁１２を介して圧縮機１１に戻ることになる。

次に、利用側冷媒回路Ｂにおける利用側冷媒の流れについて説明する。全暖房運転モードでは、第１ポンプ２６と第２ポンプ２７を駆動して、第１利用側冷媒回路Ｂ１と第２利用側冷媒回路Ｂ２のそれぞれを利用側冷媒が循環している。第１中間熱交換器２１と第２中間熱交換器２２で熱源側冷媒によって加熱された利用側冷媒は、それぞれ第１ポンプ２６と第２ポンプ２７によって利用側冷媒流路切替部６０に流入する。利用側冷媒流路切替部６０に流入した利用側冷媒は、利用側冷媒配管３を通り、第１切替弁６１で合流した後、第３延長配管４３を導通し、室内ユニット３０のそれぞれに流入する。

そして、室内ユニット３０に搭載されている室内熱交換器３１において室内空気に放熱し、室内ユニット３０が設置されている室内等の空調対象域の暖房を行なう。その後、室内熱交換器３１から流出した利用側冷媒は、第４延長配管４４を通り、第２切替弁６２で分岐した後、利用側冷媒流路切替部６０で合流された後、それぞれ第１中間熱交換器２１と第２中間熱交換器２２に再流入する。

［冷房主体運転モード］
図６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。図７は、この冷房主体運転モードでの熱源側冷媒の変遷を示すｐ−ｈ線図（冷媒の圧力とエンタルピーとの関係を示す線図）である。なお、図６では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び利用側冷媒）の循環する配管を示している。また、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、利用側冷媒の流れ方向を破線矢印で示している。さらに、図７に示す点［ａ］〜点［ｅ］の冷媒状態は、それぞれ図６に示す［ａ］〜［ｅ］での冷媒状態に対応している。

この冷房主体運転モードとは、たとえば３台の室内ユニット３０が冷房運転を行ない、１台の室内ユニット３０が暖房運転を行なうような、冷房負荷の方が大きい場合における冷暖同時運転モードのことである。なお、図６では、冷房運転を行なう３台の室内ユニット３０を、紙面左側から室内ユニット３０ａ、室内ユニット３０ｂ、室内ユニット３０ｃとし、暖房運転を行なう紙面右側の１台の室内ユニット３０を室内ユニット３０ｄとして図示している。また、室内ユニット３０ａ〜室内ユニット３０ｄに応じて、それぞれに接続する第１切替弁６１を第１切替弁６１ａ〜第１切替弁６１ｄとし、それぞれに接続する第２切替弁６２を第２切替弁６２ａ〜第２切替弁６２ｄとして図示している。

室内ユニット３０ａ〜室内ユニット３０ｃが冷房運転を行ない、室内ユニット３０ｄが暖房運転を行なう場合、室外ユニット１０では、四方弁１２を、圧縮機１１から吐出された熱源側冷媒を室外熱交換器１３へ流入させるように切り替える。中継部２０では、第２冷媒流量制御装置２５ｂと第３冷媒流量制御装置２５ｃを全閉にし、第１冷媒流量制御装置２５ａの開度を絞り、第２開閉弁２９ｂと第３開閉弁２９ｃを全開、第１開閉弁２９ａを全閉にし、第１ポンプ２６及び第２ポンプ２７を駆動させる。なお、第２冷媒流量制御装置２５ｂと第３冷媒流量制御装置２５ｃを全開にしてもよい。

また、中継部２０の利用側冷媒流路切替部６０では、第１切替弁６１ａ〜第１切替弁６１ｃ及び第２切替弁６２ａ〜第２切替弁６２ｃを第２中間熱交換器２２と室内ユニット３０ａ〜室内ユニット３０ｃとの間を利用側冷媒が循環するように切り替えるとともに、第１切替弁６１ｄ及び第２切替弁６２ｄを第１中間熱交換器２１と室内ユニット３０ｄとの間を利用側冷媒が循環するように切り替える。この状態で、圧縮機１１の運転を開始する。

まず始めに、熱源側冷媒回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。低温・低圧の蒸気状冷媒が圧縮機１１によって圧縮され、高温・高圧の冷媒となって吐出される。この圧縮機１１の冷媒圧縮過程は、図７の点［ａ］から点［ｂ］に示す等エントロピー線で表される。圧縮機１１から吐出された高温・高圧の冷媒は、四方弁１２を通り、室外熱交換器１３に流入する。そして、室外熱交換器１３で室外空気に放熱しながら凝縮液化し、高圧の気液二相状態の冷媒となる。このときの冷媒変化は、図７の点［ｂ］から点［ｃ］に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。

室外熱交換器１３から流出した高圧の気液二相冷媒は、熱源側冷媒流路切替部５０（逆止弁５２）を介して第２延長配管４２を導通し、中継部２０に流入する。中継部２０に流入した高圧の気液二相冷媒は、第２バイパス管２８ｂ、第２開閉弁２９ｂを通り、第１中間熱交換器２１で第１利用側冷媒回路Ｂ１を循環する利用側冷媒に放熱しながら凝縮液化し、高圧の液状冷媒となる。つまり、第１中間熱交換器２１が凝縮器として機能するのである。このときの冷媒変化は、図７の点［ｃ］から点［ｄ］に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。第１中間熱交換器２１から流出した高圧の液状冷媒は、第１冷媒流量制御装置２５ａで絞られて膨張（減圧）し、低温・低圧の気液二相状態になる。このときの冷媒変化は、図７の点［ｄ］から点［ｅ］に示す垂直線で表される。

第１冷媒流量制御装置２５ａで絞られた気液二相状態の冷媒は、第２中間熱交換器２２に流入する。第２中間熱交換器２２に流入した冷媒は、第２利用側冷媒回路Ｂ２を循環する利用側冷媒から吸熱することで、利用側冷媒を冷却しながら、低温・低圧の蒸気状冷媒となる。つまり、第２中間熱交換器２２が蒸発器として機能するのである。このときの冷媒変化は、図７の点［ｅ］から［ａ］に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。第２中間熱交換器２２から流出した低温・低圧の蒸気状冷媒は、第３バイパス管２８ｃ、第３開閉弁２９ｃを通り、熱源側冷媒配管２及び第１延長配管４１を導通し、熱源側冷媒流路切替部５０（逆止弁５１）及び四方弁１２を介して圧縮機１１に戻ることになる。

次に、利用側冷媒回路Ｂにおける利用側冷媒の流れについて説明する。冷房主体運転モードでは、第１ポンプ２６及び第２ポンプ２７は駆動しているために、第１利用側冷媒回路Ｂ１及び第２利用側冷媒回路Ｂ２の双方で利用側冷媒を循環させている。つまり、第１中間熱交換器２１及び第２中間熱交換器２２の双方を機能させるようにしているのである。まず、室内ユニット３０ｄに暖房運転を実行させる際の第１利用側冷媒回路Ｂ１における利用側冷媒の流れについて説明してから、室内ユニット３０ａ〜室内ユニット３０ｃに冷房運転を実行させる際の第２利用側冷媒回路Ｂ２における利用側冷媒の流れについて説明する。

第１中間熱交換器２１で熱源側冷媒によって加熱された利用側冷媒は、第１ポンプ２６によって利用側冷媒流路切替部６０に流入する。利用側冷媒流路切替部６０に流入した利用側冷媒は、第１切替弁６１ｄに接続している第１利用側冷媒配管３ａ及び第３延長配管４３を導通し、室内ユニット３０ｄの室内熱交換器３１に流入する。そして、室内熱交換器３１において室内空気に放熱し、室内ユニット３０ｄが設置されている室内等の空調対象域の暖房を行なう。その後、室内熱交換器３１から流出した利用側冷媒は、室内ユニット３０ｄから流出して第４延長配管４４及び第１利用側冷媒配管３ａを導通し、利用側冷媒流路切替部６０（第２切替弁６２ｄ）を介して第１中間熱交換器２１に再流入する。

一方、第２中間熱交換器２２で熱源側冷媒によって冷却された利用側冷媒は、第２ポンプ２７によって利用側冷媒流路切替部６０に流入する。利用側冷媒流路切替部６０に流入した利用側冷媒は、第１切替弁６１ａ〜第１切替弁６１ｃに接続している第２利用側冷媒配管３ｂ及び第３延長配管４３を導通し、室内ユニット３０ａ〜室内ユニット３０ｃの室内熱交換器３１に流入する。そして、室内熱交換器３１において室内空気から吸熱し、室内ユニット３０ａ〜室内ユニット３０ｃが設置されている室内等の空調対象域の冷房を行なう。その後、室内熱交換器３１から流出した利用側冷媒は、室内ユニット３０ａ〜室内ユニット３０ｃから流出して第４延長配管４４、第２切替弁６２ａ〜第２切替弁６２ｃ及び第２利用側冷媒配管３ｂを導通し、利用側冷媒流路切替部６０で合流された後、第２中間熱交換器２２に再流入する。

［暖房主体運転モード］
図８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。図９は、この暖房主体運転モードでの熱源側冷媒の変遷を示すｐ−ｈ線図（冷媒の圧力とエンタルピーとの関係を示す線図）である。なお、図８では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び利用側冷媒）の循環する配管を示している。また、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、利用側冷媒の流れ方向を破線矢印で示している。さらに、図９に示す点［ａ］〜点［ｅ］の冷媒状態は、それぞれ図８に示す［ａ］〜［ｅ］での冷媒状態に対応している。

この暖房主体運転モードとは、たとえば３台の室内ユニット３０が暖房運転を行ない、１台の室内ユニット３０が冷房運転を行なうような、暖房負荷の方が大きい場合における冷暖同時運転モードのことである。なお、図８では、暖房運転を行なう３台の室内ユニット３０を、紙面左側から室内ユニット３０ａ、室内ユニット３０ｂ、室内ユニット３０ｃとし、冷房運転を行なう紙面右側の１台の室内ユニット３０を室内ユニット３０ｄとして図示している。また、室内ユニット３０ａ〜室内ユニット３０ｄに応じて、それぞれに接続する第１切替弁６１を第１切替弁６１ａ〜第１切替弁６１ｄとし、それぞれに接続する第２切替弁６２を第２切替弁６２ａ〜第２切替弁６２ｄとして図示している。

室内ユニット３０ａ〜室内ユニット３０ｃが暖房運転を行ない、室内ユニット３０ｄが冷房運転を行なう場合、室外ユニット１０では、四方弁１２を、圧縮機１１から吐出された熱源側冷媒を室外熱交換器１３を経由させずに中継部２０へ流入させるように切り替える。中継部２０では、第２冷媒流量制御装置２５ｂと第３冷媒流量制御装置２５ｃを全閉にし、第１冷媒流量制御装置２５ａの開度を絞り、第２開閉弁２９ｂと第３開閉弁２９ｃを全開、第１開閉弁２９ａを全閉にし、第１ポンプ２６及び第２ポンプ２７を駆動させる。なお、第２冷媒流量制御装置２５ｂと第３冷媒流量制御装置２５ｃを全開にしてもよい。

また、中継部２０の利用側冷媒流路切替部６０では、第１切替弁６１ａ〜第１切替弁６１ｃ及び第２切替弁６２ａ〜第２切替弁６２ｃを第１中間熱交換器２１と室内ユニット３０ａ〜室内ユニット３０ｃとの間を利用側冷媒が循環するように切り替えるとともに、第１切替弁６１ｄ及び第２切替弁６２ｄを第２中間熱交換器２２と室内ユニット３０ｄとの間を利用側冷媒が循環するように切り替える。この状態で、圧縮機１１の運転を開始する。

まず始めに、熱源側冷媒回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。低温・低圧の蒸気状冷媒が圧縮機１１によって圧縮され、高温・高圧の冷媒となって吐出される。この圧縮機１１の冷媒圧縮過程は、図９の点［ａ］から点［ｂ］に示す等エントロピー線で表される。圧縮機１１から吐出された高温・高圧の冷媒は、四方弁１２及び熱源側冷媒流路切替部５０（逆止弁５４）を介して、第２延長配管４２を導通し、中継部２０に流入し、第２バイパス管２８ｂ、第２開閉弁２９ｂを通り、第１中間熱交換器２１に流入する。そして、第１中間熱交換器２１に流入した冷媒は、第１利用側冷媒回路Ｂ１を循環する利用側冷媒に放熱しながら凝縮液化し、高圧の液状冷媒となる。つまり、第１中間熱交換器２１が凝縮器として機能するのである。このときの冷媒変化は、図９の点［ｂ］から点［ｃ］に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。

第１中間熱交換器２１から流出した高圧の液状冷媒は、第１冷媒流量制御装置２５ａで絞られて膨張（減圧）し、低温・低圧の気液二相状態になる。このときの冷媒変化は、図９の点［ｃ］から点［ｄ］に示す垂直線で表される。第１冷媒流量制御装置２５ａで絞られた気液二相状態の冷媒は、第２中間熱交換器２２に流入する。第２中間熱交換器２２に流入した冷媒は、第２利用側冷媒回路Ｂ２を循環する利用側冷媒から吸熱することで、利用側冷媒を冷却しながら、低温・低圧の気液二相状態の冷媒となる。つまり、第２中間熱交換器２２が蒸発器として機能するのである。このときの冷媒変化は、図９の点［ｄ］から［ｅ］に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。

第２中間熱交換器２２から流出した低温・低圧の気液二相冷媒は、第３バイパス管２８ｃ、第３開閉弁２９ｃを通り、熱源側冷媒配管２及び第１延長配管４１を導通し、室外ユニット１０に流入する。この冷媒は、熱源側冷媒流路切替部５０（逆止弁５３）を介して室外熱交換器１３に流入する。そして、室外熱交換器１３で室外空気から吸熱して、低温・低圧の蒸気状冷媒となる。このときの冷媒変化は、図９の点［ｅ］から点［ａ］に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。室外熱交換器１３から流出した低温・低圧の蒸気状冷媒は、四方弁１２を介して圧縮機１１に戻ることになる。

次に、利用側冷媒回路Ｂにおける利用側冷媒の流れについて説明する。暖房主体運転モードでは、第１ポンプ２６及び第２ポンプ２７は駆動しているために、第１利用側冷媒回路Ｂ１及び第２利用側冷媒回路Ｂ２の双方で利用側冷媒を循環させている。つまり、第１中間熱交換器２１及び第２中間熱交換器２２の双方を機能させるようにしているのである。まず、室内ユニット３０ａ〜室内ユニット３０ｃに暖房運転を実行させる際の第１利用側冷媒回路Ｂ１における利用側冷媒の流れについて説明してから、室内ユニット３０ｄに冷房運転を実行させる際の第２利用側冷媒回路Ｂ２における利用側冷媒の流れについて説明する。

第１中間熱交換器２１で熱源側冷媒によって加熱された利用側冷媒は、第１ポンプ２６によって利用側冷媒流路切替部６０に流入する。利用側冷媒流路切替部６０に流入した利用側冷媒は、第１切替弁６１ａ〜第１切替弁６１ｃに接続している第１利用側冷媒配管３ａ及び第３延長配管４３を導通し、室内ユニット３０ａ〜室内ユニット３０ｃの室内熱交換器３１に流入する。そして、室内熱交換器３１において室内空気に放熱し、室内ユニット３０ａ〜室内ユニット３０ｃが設置されている室内等の空調対象域の暖房を行なう。その後、室内熱交換器３１から流出した利用側冷媒は、室内ユニット３０ａ〜室内ユニット３０ｃから流出して第４延長配管４４、第２切替弁６２ａ〜第２切替弁６２ｃ及び第１利用側冷媒配管３ａを導通し、利用側冷媒流路切替部６０で合流された後、第１中間熱交換器２１に再流入する。

一方、第２中間熱交換器２２で熱源側冷媒によって冷却された利用側冷媒は、第２ポンプ２７によって利用側冷媒流路切替部６０に流入する。利用側冷媒流路切替部６０に流入した利用側冷媒は、第１切替弁６１ｄに接続している第２利用側冷媒配管３ｂ及び第３延長配管４３を導通し、室内ユニット３０ｄの室内熱交換器３１に流入する。そして、室内熱交換器３１において室内空気から吸熱し、室内ユニット３０ｄが設置されている室内等の空調対象域の冷房を行なう。その後、室内熱交換器３１から流出した利用側冷媒は、室内ユニット３０ｄから流出して第４延長配管４４、第２切替弁６２ｄ及び第２利用側冷媒配管３ｂを導通し、利用側冷媒流路切替部６０を介して第２中間熱交換器２２に再流入する。

このように構成された空気調和装置１００によれば、たとえば人間の存在する空間（居住空間や、人間が往来する空間等）に設置された室内ユニット３０に接続している第１利用側冷媒回路Ｂ１及び第２利用側冷媒回路Ｂ２には水や不凍液などの利用側冷媒が循環しているので、人体または安全性への影響が懸念される冷媒が人間の存在する空間に漏洩することを防止できる。また、空気調和装置１００によれば、冷暖同時運転を可能にしている回路構成を中継部２０に設けているので、室外ユニット１０と中継部２０とを２本の延長配管（第１延長配管４１及び第２延長配管４２）で、中継部２０と室内ユニット３０とを２本の延長配管（第３延長配管４３及び第４延長配管４４）で接続することができる。

すなわち、室外ユニット１０と中継部２０とを、中継部２０と室内ユニット３０とを、それぞれ２本の延長配管で接続すればよく、配管材料のコスト削減や設置工数の大幅な削減を図ることが可能である。一般的に、室外ユニットと中継部とを、中継部と室内ユニットとを、それぞれ４本の延長配管で接続するようになっているが、実施の形態１に係る空気調和装置１００によれば、延長配管の本数を半減することができるので、配管本数のコストを大幅に削減できることになる。また、特にビルなどの建物に設置する場合、配管長によるコストも大幅に削減できることになる。

さらに、室外ユニット１０に熱源側冷媒流路切替部５０が設けられているので、圧縮機１１から吐出された熱源側冷媒は、常に第２延長配管４２を通って中継部２０に流入し、中継部２０から流出する熱源側冷媒は、常に第１延長配管４１を通って室外ユニット１０に流入することとなる。そのため、第１中間熱交換器２１及び第２中間熱交換器２２において、熱源側冷媒回路Ａと利用側冷媒回路Ｂとが常に対向流となるので、熱交換効率が高くなる。また、室外ユニット１０に熱源側冷媒流路切替部５０が設けられているので、中継部２０から流出する熱源側冷媒は、常に第１延長配管４１を通るため、第１延長配管４１の肉厚を薄くでき、配管のコストを更に低減できる。

この空気調和装置１００によれば、中継部２０と室内ユニット３０とは、分離可能な構成となっているので、従来から水冷媒を用いていた設備の再利用を図ることができる。つまり、既設の室内ユニット及び延長配管（実施の形態１に係る第３延長配管４３及び第４延長配管４４に相当する延長配管）を再利用し、これらに中継部２０を接続するだけで、容易に実施の形態１に係る空気調和装置１００を構成することができるのである。また、既設の室内ユニット及び延長配管を再利用できるので、共用部分となる中継部２０だけを設置接続すれば済み、室内ユニットが設置されている室内等に影響を与えることがない。つまり、施工に際しての制約を受けずに、中継部２０を接続できるのである。

この実施の形態１に係る空気調和装置１００によれば、冷媒流量制御装置２５を室内ユニット３０ではなく中継部２０に設けているので、冷媒流量制御装置２５に流入する冷媒の流量が増大することによる振動や、このとき発生する冷媒音が、室内ユニット３０が設置されている室内等にまで伝達することがなく、静かな室内ユニット３０を提供することができる。その結果、空気調和装置１００は、室内ユニット３０が設置されている室内等にいるユーザーに不快感を与えなくて済む。

この実施の形態１に係る空気調和装置１００によれば、熱源側冷媒を減圧する動作を行う冷媒流量制御装置以外の冷媒流量制御装置をバイパスすることができ、熱源側冷媒の不要な圧力低下を防止でき、性能が向上することになる。また、この実施の形態１に係る空気調和装置１００によれば、全冷房運転モードと全暖房運転モードの際に、第１中間熱交換器２１と第２中間熱交換器２２の両方で利用側冷媒を加熱または冷却でき、中間熱交換器の小型化を実現できる。さらに、この実施の形態１に係る空気調和装置１００によれば、第１ポンプ２６と第２ポンプ２７の両方で利用側冷媒を室内ユニット３０へ供給でき、流量を増加させることができ、空気調和装置１００の性能を向上できる。

なお、この実施の形態１に係る空気調和装置１００では、熱源側冷媒として、凝縮器で液化しながら放熱する冷媒を使用した場合を例に説明したが、これに限定するものではなく、超臨界状態で温度低下しながら放熱する冷媒（たとえば、自然冷媒の１つである二酸化炭素等）を熱源側冷媒として使用しても同様の効果を得ることができる。このような冷媒を熱源側冷媒として使用する場合には、上述した凝縮器が放熱器として動作することになる。

実施の形態２．
図１０は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置２００の回路構成を示す回路図である。図１０に基づいて、空気調和装置２００の回路構成について説明する。この空気調和装置２００は、ビルやマンション等に設置され、冷媒（熱源側冷媒及び利用側冷媒）を循環させる冷凍サイクル（熱源側冷媒回路及び利用側冷媒回路）を利用することで冷房負荷及び暖房負荷を同時に供給できるものである。なお、実施の形態２では実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。

図１０に示すように、この実施の形態２に係る空気調和装置２００は、実施の形態１に係る空気調和装置１００の構成を基本としつつ、熱源側冷媒流路切替部５０ａを設けた中継部２０ａを備えており、室外ユニット１０ａには熱源側冷媒流路切替部５０を設けていない。つまり、空気調和装置２００は、熱源側冷媒回路Ａにおける熱源側冷媒流路切替部５０ａが中継部２０ａに設けられ、第２冷媒流量制御装置２５ｂ、熱源側冷媒流路切替部５０ａ、第１中間熱交換器２１、第１冷媒流量制御装置２５ａ、第２中間熱交換器２２、及び、熱源側冷媒流路切替部５０ａが順に熱源側冷媒配管２で接続されて設けられているのである。また、実施の形態１と同様に第２バイパス管２８ｂ、第２開閉弁２９ｂ、第１バイパス管２８ａ、及び、第１開閉弁２９ａを備えているが、第３バイパス管２８ｃ、第３開閉弁２９ｃは備えていない。

熱源側冷媒流路切替部５０ａは、室内ユニット３０が実行している運転モードに関わらず、中継部２０ａの第１中間熱交換器２１及び第２中間熱交換器２２を導通する熱源側冷媒の流れを一定方向にする機能を有している。この熱源側冷媒流路切替部５０ａは、第１接続配管４ａ、第２接続配管５ａ、逆止弁５１ａ、逆止弁５２ａ、第１接続配管４ａに設けた逆止弁５３ａ、第２接続配管５ａに設けた逆止弁５４ａで構成されている。第１接続配管４ａは、中継部２０ａ内において、逆止弁５１ａの上流側における熱源側冷媒配管２と逆止弁５２ａの上流側における熱源側冷媒配管２とを接続するものである。第２接続配管５ａは、中継部２０ａ内において、逆止弁５１ａの下流側における熱源側冷媒配管２と逆止弁５２ａの下流側における熱源側冷媒配管２とを接続するものである。

逆止弁５１ａは、第２中間熱交換器２２と四方弁１２との間における熱源側冷媒配管２に設けられ、所定の方向（第２中間熱交換器２２から四方弁１２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５２ａは、第２冷媒流量制御装置２５ｂと第１中間熱交換器２１との間における熱源側冷媒配管２に設けられ、所定の方向（第２冷媒流量制御装置２５ｂから第１中間熱交換器２１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５３ａは、第１接続配管４ａに設けられ、第１延長配管４１に接続している熱源側冷媒配管２から第２延長配管４２に接続している熱源側冷媒配管２の方向のみに熱源側冷媒の流通を許容するものである。逆止弁５４ａは、第２接続配管５ａに設けられ、第１延長配管４１に接続している熱源側冷媒配管２から第２延長配管４２に接続している熱源側冷媒配管２の方向のみに熱源側冷媒の流通を許容するものである。

ここで、空気調和装置２００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２００は、各室内ユニット３０からの指示に基づいて、その室内ユニット３０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２００は、４つの運転モード（全冷房運転モード、全暖房運転モード、冷房主体運転モード及び暖房主体運転モード）を実行できるようになっている。以下に、空気調和装置２００が実行す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、冷媒の流れとともに説明する。

［全冷房運転モード］
図１１は、空気調和装置２００の全冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図１２は、この全冷房運転モードでの熱源側冷媒の変遷を示すｐ−ｈ線図（冷媒の圧力とエンタルピーとの関係を示す線図）である。なお、図１１では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び利用側冷媒）の循環する配管を示している。また、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、利用側冷媒の流れ方向を破線矢印で示している。さらに、図１２に示す点［ａ］〜点［ｅ］の冷媒状態は、それぞれ図１１に示す［ａ］〜［ｅ］での冷媒状態に対応している。

室内ユニット３０の全てが冷房運転を行なう場合、室外ユニット１０ａでは、四方弁１２を、圧縮機１１から吐出された熱源側冷媒を室外熱交換器１３へ流入させるように切り替える。中継部２０ａでは、第２冷媒流量制御装置２５ｂの開度を絞り、第１冷媒流量制御装置２５ａを全閉とし、第２開閉弁２９ｂを全閉、第１開閉弁２９ａを全開とし、第１ポンプ２６と第２ポンプ２７を駆動させ、利用側冷媒流路切替部６０の第１切替弁６１及び第２切替弁６２を、第１中間熱交換器２１と第２中間熱交換器２２が、各室内ユニット３０との間を利用側冷媒が循環するように切り替える。この状態で、圧縮機１１の運転を開始する。なお、第１冷媒流量制御装置２５ａを全開としてもよい。

まず始めに、熱源側冷媒回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。低温・低圧の蒸気状冷媒が圧縮機１１によって圧縮され、高温・高圧の冷媒となって吐出される。この圧縮機１１の冷媒圧縮過程は、周囲との熱の出入はないものとすると、図１２の点［ａ］から点［ｂ］に示す等エントロピー線で表される。圧縮機１１から吐出された高温・高圧の冷媒は、四方弁１２を通り、室外熱交換器１３に流入する。そして、室外熱交換器１３で室外空気に放熱しながら凝縮液化し、高圧液状冷媒となる。室外熱交換器１３での冷媒の変化は、ほぼ圧力一定のもとで行なわれる。このときの冷媒変化は、室外熱交換器１３の圧力損失を考慮すると、図１２の点［ｂ］から点［ｃ］に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。

室外熱交換器１３から流出した高圧の液状冷媒は、第２延長配管４２を導通し、中継部２０に流入する。中継部２０に流入した高圧の液状冷媒は、第２冷媒流量制御装置２５ｂで絞られて膨張（減圧）し、低温・低圧の気液二相状態になる。第２冷媒流量制御装置２５ｂでの冷媒の変化は、エンタルピーが一定のもとで行なわれる。このときの冷媒変化は、図１２の点［ｃ］から点［ｄ］に示す垂直線で表される。

第２冷媒流量制御装置２５ｂを出た気液二相状態の冷媒は、熱源側冷媒流路切替部５０ａ（逆止弁５２ａ）を通り、第１中間熱交換器２１に流入する。第１中間熱交換器２１に流入した冷媒は、第１利用側冷媒回路Ｂ１を循環する利用側冷媒から吸熱することで、利用側冷媒を冷却しながら、低温・低圧の気液二相状態となる。第１中間熱交換器２１での冷媒の変化は、ほぼ圧力一定のもとで行われる。このときの冷媒変化は、第１中間熱交換器２１の圧力損失を考慮すると、図１２の点［ｄ］から［ｅ］に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。

第１中間熱交換器２１から流出した熱源側冷媒は、第１バイパス管２８ａ、第１開閉弁２９ａを通り、第２中間熱交換器２２に流入する。第２中間熱交換器２２に流入した冷媒は、第２利用側冷媒回路Ｂ２を循環する利用側冷媒から吸熱することで、利用側冷媒を冷却しながら、低温・低圧の蒸気状冷媒となる。第２中間熱交換器２２での冷媒の変化は、ほぼ圧力一定のもとで行われる。このときの冷媒変化は、第２中間熱交換器２２の圧力損失を考慮すると、図１２の点［ｅ］から［ａ］に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。第２中間熱交換器２２から流出した低温・低圧の蒸気状冷媒は、熱源側冷媒流路切替部５０ａ（逆止弁５１ａ）を通り、第１延長配管４１を導通し、四方弁１２を介して圧縮機１１に戻ることになる。
なお、利用側冷媒回路Ｂにおける利用側冷媒の流れは実施の形態１と同様につき、説明を省略する。

［全暖房運転モード］
図１３は、空気調和装置２００の全暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図１４は、この全暖房運転モードでの熱源側冷媒の変遷を示すｐ−ｈ線図（冷媒の圧力とエンタルピーとの関係を示す線図）である。なお、図１３では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び利用側冷媒）の循環する配管を示している。また、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、利用側冷媒の流れ方向を破線矢印で示している。さらに、図１４に示す点［ａ］〜点［ｅ］の冷媒状態は、それぞれ図１３に示す［ａ］〜［ｅ］での冷媒状態に対応している。

室内ユニット３０の全てが暖房運転を行なう場合、室外ユニット１０ａでは、四方弁１２を、圧縮機１１から吐出された熱源側冷媒を室外熱交換器１３を経由させずに中継部２０ａへ流入させるように切り替える。中継部２０ａでは、第１冷媒流量制御装置２５ａを全閉、第２冷媒流量制御装置２５ｂの開度を絞り、第１開閉弁２９ａを全開、第２開閉弁２９ｂを全閉にし、第１ポンプ２６と第２ポンプ２７を駆動して、利用側冷媒流路切替部６０の第１切替弁６１及び第２切替弁６２を第１中間熱交換器２１と第２中間熱交換器２２からの利用側冷媒が各室内ユニット３０との間を循環するように切り替える。この状態で、圧縮機１１の運転を開始する。なお、第１冷媒流量制御装置２５ａを全開にしてもよい。

まず始めに、熱源側冷媒回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。低温・低圧の蒸気状冷媒が圧縮機１１によって圧縮され、高温・高圧の冷媒となって吐出される。この圧縮機１１の冷媒圧縮過程は、図１４の点［ａ］から点［ｂ］に示す等エントロピー線で表される。圧縮機１１から吐出された高温・高圧の冷媒は、四方弁１２を介して、第１延長配管４１を導通し、中継部２０ａの熱源側冷媒流路切替部５０ａ（逆止弁５４ａ）を通り、第１中間熱交換器２１に流入する。そして、第１中間熱交換器２１に流入した冷媒は、第１利用側冷媒回路Ｂ１を循環する利用側冷媒に放熱しながら凝縮液化し、高圧の気液二相状態の冷媒となる。このときの冷媒変化は、図１４の点［ｂ］から点［ｃ］に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。

第１中間熱交換器２１から流出した高圧の気液二相状態の冷媒は、第１バイパス管２８ａ、第１開閉弁２９ａを通り、第２中間熱交換器２２に流入する。第２中間熱交換器２２に流入した気液二相状態の冷媒は、第２利用側冷媒回路Ｂ２を循環する利用側冷媒に放熱しながら凝縮液化し、高圧の液状冷媒となる。このときの冷媒変化は、図１４の点［ｃ］から点［ｄ］に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。この液状冷媒は、熱源側冷媒流路切替部５０ａ（逆止弁５３ａ）を通り、第２冷媒流量制御装置２５ｂで絞られて膨張（減圧）し、低温・低圧の気液二相状態になる。このときの冷媒変化は、図１４の点［ｄ］から点［ｅ］に示す垂直線で表される。

第２冷媒流量制御装置２５ｂで絞られた気液二相状態の冷媒は、熱源側冷媒配管２及び第１延長配管４１を導通し、室外ユニット１０ａに流入する。この冷媒は、室外熱交換器１３に流入し、室外空気から吸熱して、低温・低圧の蒸気状冷媒となる。このときの冷媒変化は、図１４の点［ｅ］から点［ａ］に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。室外熱交換器１３から流出した低温・低圧の蒸気状冷媒は、四方弁１２を介して圧縮機１１に戻ることになる。
なお、利用側冷媒回路Ｂにおける利用側冷媒の流れは実施の形態１と同様につき、説明を省略する。

［冷房主体運転モード］
図１５は、空気調和装置２００の冷房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図１６は、この冷房主体運転モードでの熱源側冷媒の変遷を示すｐ−ｈ線図（冷媒の圧力とエンタルピーとの関係を示す線図）である。なお、図１５では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び利用側冷媒）の循環する配管を示している。また、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、利用側冷媒の流れ方向を破線矢印で示している。さらに、図１６に示す点［ａ］〜点［ｅ］の冷媒状態は、それぞれ図１５に示す［ａ］〜［ｅ］での冷媒状態に対応している。

この冷房主体運転モードとは、たとえば３台の室内ユニット３０が冷房運転を行ない、１台の室内ユニット３０が暖房運転を行なうような、冷房負荷の方が大きい場合における冷暖同時運転モードのことである。なお、図１５では、冷房運転を行なう３台の室内ユニット３０を、紙面左側から室内ユニット３０ａ、室内ユニット３０ｂ、室内ユニット３０ｃとし、暖房運転を行なう紙面右側の１台の室内ユニット３０を室内ユニット３０ｄとして図示している。また、室内ユニット３０ａ〜室内ユニット３０ｄに応じて、それぞれに接続する第１切替弁６１を第１切替弁６１ａ〜第１切替弁６１ｄとし、それぞれに接続する第２切替弁６２を第２切替弁６２ａ〜第２切替弁６２ｄとして図示している。

室内ユニット３０ａ〜室内ユニット３０ｃが冷房運転を行ない、室内ユニット３０ｄが暖房運転を行なう場合、室外ユニット１０ａでは、四方弁１２を、圧縮機１１から吐出された熱源側冷媒を室外熱交換器１３へ流入させるように切り替える。中継部２０ａでは、第２冷媒流量制御装置２５ｂを全閉、第２開閉弁２９ｂを全閉、第１開閉弁２９ａを全閉にし、第１冷媒流量制御装置２５ａの開度を絞り、第１ポンプ２６及び第２ポンプ２７を駆動させる。なお、第２冷媒流量制御装置２５ｂを全開にしてもよい。

また、中継部２０ａの利用側冷媒流路切替部６０では、第１切替弁６１ａ〜第１切替弁６１ｃ及び第２切替弁６２ａ〜第２切替弁６２ｃを第２中間熱交換器２２と室内ユニット３０ａ〜室内ユニット３０ｃとの間を利用側冷媒が循環するように切り替えるとともに、第１切替弁６１ｄ及び第２切替弁６２ｄを第１中間熱交換器２１と室内ユニット３０ｄとの間を利用側冷媒が循環するように切り替える。この状態で、圧縮機１１の運転を開始する。

まず始めに、熱源側冷媒回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。低温・低圧の蒸気状冷媒が圧縮機１１によって圧縮され、高温・高圧の冷媒となって吐出される。この圧縮機１１の冷媒圧縮過程は、図１６の点［ａ］から点［ｂ］に示す等エントロピー線で表される。圧縮機１１から吐出された高温・高圧の冷媒は、四方弁１２を通り、室外熱交換器１３に流入する。そして、室外熱交換器１３で室外空気に放熱しながら凝縮液化し、高圧の気液二相状態の冷媒となる。このときの冷媒変化は、図１６の点［ｂ］から点［ｃ］に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。

室外熱交換器１３から流出した高圧の気液二相冷媒は、第２延長配管４２を導通し、中継部２０ａに流入する。中継部２０ａに流入した高圧の気液二相冷媒は、第２バイパス管２８ｂ、第２開閉弁２９ｂを通り、熱源側冷媒流路切替部５０ａ（逆止弁５２ａ）を通り、第１中間熱交換器２１で第１利用側冷媒回路Ｂ１を循環する利用側冷媒に放熱しながら凝縮液化し、高圧の液状冷媒となる。つまり、第１中間熱交換器２１が凝縮器として機能するのである。このときの冷媒変化は、図１６の点［ｃ］から点［ｄ］に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。第１中間熱交換器２１から流出した高圧の液状冷媒は、第１冷媒流量制御装置２５ａで絞られて膨張（減圧）し、低温・低圧の気液二相状態になる。このときの冷媒変化は、図１６の点［ｄ］から点［ｅ］に示す垂直線で表される。

第１冷媒流量制御装置２５ａで絞られた気液二相状態の冷媒は、第２中間熱交換器２２に流入する。第２中間熱交換器２２に流入した冷媒は、第２利用側冷媒回路Ｂ２を循環する利用側冷媒から吸熱することで、利用側冷媒を冷却しながら、低温・低圧の蒸気状冷媒となる。つまり、第２中間熱交換器２２が蒸発器として機能するのである。このときの冷媒変化は、図１６の点［ｅ］から［ａ］に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。第２中間熱交換器２２から流出した低温・低圧の蒸気状冷媒は、熱源側冷媒流路切替部５０ａ（逆止弁５１ａ）を通り、熱源側冷媒配管２及び第１延長配管４１を導通し、四方弁１２を介して圧縮機１１に戻ることになる。
なお、利用側冷媒回路Ｂにおける利用側冷媒の流れは実施の形態１と同様につき、説明を省略する。

［暖房主体運転モード］
図１７は、空気調和装置２００の暖房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図１８は、この暖房主体運転モードでの熱源側冷媒の変遷を示すｐ−ｈ線図（冷媒の圧力とエンタルピーとの関係を示す線図）である。なお、図１７では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び利用側冷媒）の循環する配管を示している。また、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、利用側冷媒の流れ方向を破線矢印で示している。さらに、図１８に示す点［ａ］〜点［ｅ］の冷媒状態は、それぞれ図１７に示す［ａ］〜［ｅ］での冷媒状態に対応している。

この暖房主体運転モードとは、たとえば３台の室内ユニット３０が暖房運転を行ない、１台の室内ユニット３０が冷房運転を行なうような、暖房負荷の方が大きい場合における冷暖同時運転モードのことである。なお、図１７では、暖房運転を行なう３台の室内ユニット３０を、紙面左側から室内ユニット３０ａ、室内ユニット３０ｂ、室内ユニット３０ｃとし、冷房運転を行なう紙面右側の１台の室内ユニット３０を室内ユニット３０ｄとして図示している。また、室内ユニット３０ａ〜室内ユニット３０ｄに応じて、それぞれに接続する第１切替弁６１を第１切替弁６１ａ〜第１切替弁６１ｄとし、それぞれに接続する第２切替弁６２を第２切替弁６２ａ〜第２切替弁６２ｄとして図示している。

室内ユニット３０ａ〜室内ユニット３０ｃが暖房運転を行ない、室内ユニット３０ｄが冷房運転を行なう場合、室外ユニット１０ａでは、四方弁１２を、圧縮機１１から吐出された熱源側冷媒を室外熱交換器１３を経由せずに中継部２０ａへ流入させるように切り替える。中継部２０ａでは、第２冷媒流量制御装置２５ｂを全閉にし、第１冷媒流量制御装置２５ａの開度を絞り、第１開閉弁２９ａを全閉、第２開閉弁２９ｂを全開にし、第１ポンプ２６及び第２ポンプ２７を駆動させる。なお、第２冷媒流量制御装置２５ｂを全開にしてもよい。

また、中継部２０ａの利用側冷媒流路切替部６０では、第１切替弁６１ａ〜第１切替弁６１ｃ及び第２切替弁６２ａ〜第２切替弁６２ｃを第１中間熱交換器２１と室内ユニット３０ａ〜室内ユニット３０ｃとの間を利用側冷媒が循環するように切り替えるとともに、第１切替弁６１ｄ及び第２切替弁６２ｄを第２中間熱交換器２２と室内ユニット３０ｄとの間を利用側冷媒が循環するように切り替える。この状態で、圧縮機１１の運転を開始する。

まず始めに、熱源側冷媒回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。低温・低圧の蒸気状冷媒が圧縮機１１によって圧縮され、高温・高圧の冷媒となって吐出される。この圧縮機１１の冷媒圧縮過程は、図１８の点［ａ］から点［ｂ］に示す等エントロピー線で表される。圧縮機１１から吐出された高温・高圧の冷媒は、四方弁１２を介して、第１延長配管４１を導通し、中継部２０ａに流入し、熱源側冷媒流路切替部５０ａ（逆止弁５４ａ）を介して、第１中間熱交換器２１に流入する。そして、第１中間熱交換器２１に流入した冷媒は、第１利用側冷媒回路Ｂ１を循環する利用側冷媒に放熱しながら凝縮液化し、高圧の液状冷媒となる。つまり、第１中間熱交換器２１が凝縮器として機能するのである。このときの冷媒変化は、図１８の点［ｂ］から点［ｃ］に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。

第１中間熱交換器２１から流出した高圧の液状冷媒は、第１冷媒流量制御装置２５ａで絞られて膨張（減圧）し、低温・低圧の気液二相状態になる。このときの冷媒変化は、図１８の点［ｃ］から点［ｄ］に示す垂直線で表される。第１冷媒流量制御装置２５ａで絞られた気液二相状態の冷媒は、第２中間熱交換器２２に流入する。第２中間熱交換器２２に流入した冷媒は、第２利用側冷媒回路Ｂ２を循環する利用側冷媒から吸熱することで、利用側冷媒を冷却しながら、低温・低圧の気液二相状態の冷媒となる。つまり、第２中間熱交換器２２が蒸発器として機能するのである。このときの冷媒変化は、図１８の点［ｄ］から［ｅ］に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。

第２中間熱交換器２２から流出した低温・低圧の気液二相冷媒は、熱源側冷媒流路切替部５０ａ（逆止弁５３ａ）を介して、第２バイパス管２８ｂ、第２開閉弁２９ｂを通り、熱源側冷媒配管２及び第２延長配管４２を導通し、室外ユニット１０ａに流入する。この冷媒は、室外熱交換器１３に流入する。そして、室外熱交換器１３で室外空気から吸熱して、低温・低圧の蒸気状冷媒となる。このときの冷媒変化は、図１８の点［ｅ］から点［ａ］に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。室外熱交換器１３から流出した低温・低圧の蒸気状冷媒は、四方弁１２を介して圧縮機１１に戻ることになる。
なお、利用側冷媒回路における利用側冷媒の流れは実施の形態１と同様につき、説明を省略する。

このように構成された空気調和装置２００によれば、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、開閉弁（実施の形態１で説明した第３開閉弁２９ｃ）とバイパス管（実施の形態１で説明した第３バイパス管２８ｃ）の数を削減でき、その分回路構成の簡素化が可能である。また、開閉弁とバイパス管を流れる熱源側冷媒は、気液二相状態または液状であり、蒸気状冷媒と比較して、密度が１／５０〜１／１０となり、流速が小さくなる。これにより、小型の開閉弁や小径のバイパス管を利用することができるという効果が得られる。

なお、この実施の形態２に係る空気調和装置２００では、熱源側冷媒として、凝縮器で液化しながら放熱する冷媒を使用した場合を例に説明したが、これに限定するものではなく、超臨界状態で温度低下しながら放熱する冷媒（たとえば、自然冷媒の１つである二酸化炭素等）を熱源側冷媒として使用しても同様の効果を得ることができる。このような冷媒を熱源側冷媒として使用する場合には、上述した凝縮器が放熱器として動作することになる。

実施の形態３．
図１９は、本発明の実施の形態３に係る空気調和装置３００の回路構成を示す回路図である。図１９に基づいて、空気調和装置３００の回路構成について説明する。この空気調和装置３００は、ビルやマンション等に設置され、冷媒（熱源側冷媒及び利用側冷媒）を循環させる冷凍サイクル（熱源側冷媒回路及び利用側冷媒回路）を利用することで冷房負荷及び暖房負荷を同時に供給できるものである。なお、実施の形態３では実施の形態１及び実施の形態２との相違点を中心に説明し、実施の形態１及び実施の形態２と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。

図１９に示すように、この実施の形態３に係る空気調和装置３００は、実施の形態２に係る空気調和装置２００の構成を基本としつつ、膨張機構７０及び第２熱源側冷媒流路切替部７５を設けた室外ユニット１０ｂを備えている。また、空気調和装置３００の中継部２０ｂには、第２冷媒流量制御装置２５ｂが設けられていない。つまり、空気調和装置３００は、中継部２０ｂにおいて、熱源側冷媒流路切替部５０ａ、第１中間熱交換器２１、第１冷媒流量制御装置２５ａ、第２中間熱交換器２２、及び、熱源側冷媒流路切替部５０ａが順に熱源側冷媒配管２で接続されて設けられているのである。また、実施の形態１と同様に第１バイパス管２８ａ、及び、第１開閉弁２９ａを備えている。

膨張機構７０は、熱源側冷媒を減圧膨張させる膨張機７１、その膨張機７１で回収した動力を熱源側冷媒の圧縮仕事に利用するための動力伝達装置７２、及び、動力伝達装置７２を介して伝達された動力によって熱源側冷媒を圧縮するサブ圧縮機７３で構成されている。第２熱源側冷媒流路切替部７５は、膨張機７１と、膨張機７１内の熱源側冷媒の流れを一定方向にするための逆止弁７６、逆止弁７７、逆止弁７８、及び、逆止弁７９と、膨張機７１をバイパスするバイパス流路６５、バイパス流路６５を開閉するバイパス開閉弁６６を備えている。

膨張機構７０は、熱源側冷媒の減圧時の膨張動力を回収し、その膨張動力を用いて熱源側冷媒を圧縮する機能を有している。膨張機７１は、第２熱源側冷媒流路切替部７５に設けられており、第２熱源側冷媒流路切替部７５を流れる熱源側冷媒を減圧膨張し、そのとき発生する膨張動力を回収するものである。動力伝達装置７２は、膨張機７１とサブ圧縮機７３とを接続するように設けられ、膨張機７１で回収した膨張動力をサブ圧縮機７３に伝達するものである。サブ圧縮機７３は、圧縮機１１の吐出側に設けられ、膨張機７１で回収した膨張動力によって圧縮機１１から吐出された熱源側冷媒を更に圧縮するものである。

第２熱源側冷媒流路切替部７５は、膨張機７１を導通する熱源側冷媒の流れを一定方向にするための機能を有している。つまり、第２熱源側冷媒流路切替部７５は、第２熱源側冷媒流路切替部７５を構成している４つの逆止弁（逆止弁７６〜逆止弁７９）によって、膨張機７１に流入する熱源側冷媒の流れを一定方向（膨張機７１の入口側から出口側に向けて）にしているのである。膨張機７１は、逆止弁７６と逆止弁７８との間における冷媒配管と、逆止弁７７と逆止弁７９との間における冷媒配管と、を接続している冷媒配管に設けられている。バイパス流路６５は、膨張機７１の上流側と下流側とを接続し、熱源側冷媒が膨張機７１をバイパスできるようにしている。バイパス開閉弁６６の開閉によって、熱源側冷媒を膨張機７１又はバイパス流路６５に導通させるかを選択できる。

ここで、空気調和装置３００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３００は、各室内ユニット３０からの指示に基づいて、その室内ユニット３０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３００は、４つの運転モード（全冷房運転モード、全暖房運転モード、冷房主体運転モード及び暖房主体運転モード）を実行できるようになっている。以下に、空気調和装置３００が実行す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、冷媒の流れとともに説明する。

［全冷房運転モード］
図２０は、空気調和装置３００の全冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図２１は、この全冷房運転モードでの熱源側冷媒の変遷を示すｐ−ｈ線図（冷媒の圧力とエンタルピーとの関係を示す線図）である。なお、図２０では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び利用側冷媒）の循環する配管を示している。また、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、利用側冷媒の流れ方向を破線矢印で示している。さらに、図２１に示す点［ａ］〜点［ｆ］の冷媒状態は、それぞれ図２０に示す［ａ］〜［ｆ］での冷媒状態に対応している。

室内ユニット３０の全てが冷房運転を行なう場合、室外ユニット１０では、四方弁１２を、圧縮機１１から吐出された熱源側冷媒を室外熱交換器１３へ流入させるように切り替える。中継部２０ｂでは、第１開閉弁２９ａを閉じ、第１冷媒流量制御装置２５ａを全閉とし、第１ポンプ２６と第２ポンプ２７を駆動させ、利用側冷媒流路切替部６０の第１切替弁６１及び第２切替弁６２を、第１中間熱交換器２１と第２中間熱交換器２２が、各室内ユニット３０との間を利用側冷媒が循環するように切り替える。この状態で、圧縮機１１の運転を開始する。なお、第１冷媒流量制御装置２５ａを全開としてもよい。

まず始めに、熱源側冷媒回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。低温・低圧の蒸気状冷媒が圧縮機１１によって圧縮され、高温・高圧の冷媒となって吐出される。この圧縮機１１の冷媒圧縮過程は、周囲との熱の出入はないものとすると、図２１の点［ａ］から点［ｂ］に示す等エントロピー線で表される。圧縮機１１から吐出された冷媒は、サブ圧縮機７３でさらに圧縮されて高温・高圧の冷媒に変化する。このサブ圧縮機７３の冷媒圧縮過程は、周囲との熱の出入はないものとすると、図２１の点［ｂ］から点［ｃ］に示す等エントロピー線で表される。

サブ圧縮機７３から吐出された高温・高圧の冷媒は、四方弁１２を通り、室外熱交換器１３に流入する。そして、室外熱交換器１３で室外空気に放熱しながら凝縮液化し、高圧液状冷媒となる。室外熱交換器１３での冷媒の変化は、ほぼ圧力一定のもとで行われる。このときの冷媒変化は、室外熱交換器１３の圧力損失を考慮すると、図２１の点［ｃ］から点［ｄ］に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。

室外熱交換器１３から流出した高圧の液状冷媒は、第２熱源側冷媒流路切替部７５の逆止弁７６を通り、膨張機７１に流入し、そこで膨張（減圧）し、低温・低圧の気液二相状態になる。このときの冷媒変化は、図２１の点［ｄ］から点［ｅ］に示す傾いた直線で表される。実施の形態２のような冷媒流量制御装置（第２冷媒流量制御装置２５ｂ）では、エンタルピーが一定のもとで冷媒が変化するが、実施の形態３のような膨張機７１では、膨張によって生じる動力を回収できるため、傾いた直線で表される。膨張機７１で回収した動力は、動力伝達装置７２によってサブ圧縮機７３の圧縮動力として利用される。

膨張機７１から出た気液二相状態の冷媒は、逆止弁７７を通り、第２延長配管４２を導通し、中継部２０ｂに流入する。中継部２０ｂに流入した冷媒は、熱源側冷媒流路切替部５０ａ（逆止弁５２ａ）を通り、第１中間熱交換器２１に流入する。第１中間熱交換器２１に流入した冷媒は、第１利用側冷媒回路Ｂ１を循環する利用側冷媒から吸熱することで、利用側冷媒を冷却しながら、低温・低圧の気液二相状態となる。第１中間熱交換器２１での冷媒の変化は、ほぼ圧力一定のもとで行われる。このときの冷媒変化は、第１中間熱交換器２１の圧力損失を考慮すると、図２１の点［ｅ］から［ｆ］に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。

第１中間熱交換器２１から流出した熱源側冷媒は、第１バイパス管２８ａ、第１開閉弁２９ａを通り、第２中間熱交換器２２に流入する。第２中間熱交換器２２に流入した冷媒は、第２利用側冷媒回路Ｂ２を循環する利用側冷媒から吸熱することで、利用側冷媒を冷却しながら、低温・低圧の蒸気状冷媒となる。第２中間熱交換器２２での冷媒の変化は、ほぼ圧力一定のもとで行われる。このときの冷媒変化は、第２中間熱交換器２２の圧力損失を考慮すると、図２１の点［ｆ］から［ａ］に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。第２中間熱交換器２２から流出した低温・低圧の蒸気状冷媒は、熱源側冷媒流路切替部５０ａ（逆止弁５１ａ）を通り、第１延長配管４１を導通し、四方弁１２を介して圧縮機１１に戻ることになる。
なお、利用側冷媒回路Ｂにおける利用側冷媒の流れは実施の形態１と同様につき、説明を省略する。

［全暖房運転モード］
図２２は、空気調和装置３００の全暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図２３は、この全暖房運転モードでの熱源側冷媒の変遷を示すｐ−ｈ線図（冷媒の圧力とエンタルピーとの関係を示す線図）である。なお、図２２では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び利用側冷媒）の循環する配管を示している。また、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、利用側冷媒の流れ方向を破線矢印で示している。さらに、図２３に示す点［ａ］〜点［ｆ］の冷媒状態は、それぞれ図２２に示す［ａ］〜［ｆ］での冷媒状態に対応している。

室内ユニット３０の全てが暖房運転を行なう場合、室外ユニット１０では、四方弁１２を、圧縮機１１から吐出された熱源側冷媒を室外熱交換器１３を経由させずに中継部２０ｂへ流入させるように切り替える。中継部２０ｂでは、第１冷媒流量制御装置２５ａを全閉にし、第１開閉弁２９ａを全開にし、第１ポンプ２６と第２ポンプ２７を駆動して、利用側冷媒流路切替部６０の第１切替弁６１及び第２切替弁６２を第１中間熱交換器２１と第２中間熱交換器２２からの利用側冷媒が各室内ユニット３０との間を循環するように切り替える。また、室外ユニット１０では、バイパス開閉弁６６を閉じている。この状態で、圧縮機１１の運転を開始する。

まず始めに、熱源側冷媒回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。低温・低圧の蒸気状冷媒が圧縮機１１によって圧縮され、高温・高圧の冷媒となって吐出される。この圧縮機１１の冷媒圧縮過程は、図２３の点［ａ］から点［ｂ］に示す等エントロピー線で表される。圧縮機１１から吐出された冷媒は、サブ圧縮機７３でさらに圧縮されて高温・高圧の冷媒に変化する。このサブ圧縮機７３の冷媒圧縮過程は、周囲との熱の出入はないものとすると、図２３の点［ｂ］から点［ｃ］に示す等エントロピー線で表される。

サブ圧縮機７３から吐出された高温・高圧の冷媒は、四方弁１２を通り、第１延長配管４１を導通し、中継部２０ｂの熱源側冷媒流路切替部５０ａ（逆止弁５４ａ）を通り、第１中間熱交換器２１に流入する。そして、第１中間熱交換器２１に流入した冷媒は、第１利用側冷媒回路Ｂ１を循環する利用側冷媒に放熱しながら凝縮液化し、高圧の気液二相状態の冷媒となる。このときの冷媒変化は、図２３の点［ｃ］から点［ｄ］に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。

第１中間熱交換器２１から流出した高圧の気液二相状態の冷媒は、第１バイパス管２８ａ、第１開閉弁２９ａを通り、第２中間熱交換器２２に流入する。第２中間熱交換器２２に流入した気液二相状態の冷媒は、第２利用側冷媒回路Ｂ２を循環する利用側冷媒に放熱しながら凝縮液化し、高圧の液状冷媒となる。このときの冷媒変化は、図２３の点［ｄ］から点［ｅ］に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。この液状冷媒は、熱源側冷媒流路切替部５０ａ（逆止弁５３ａ）を通り、第２延長配管４２を導通し、室外ユニット１０の第２熱源側冷媒流路切替部７５に流入し、逆止弁７８を通り、膨張機７１に流入する。

膨張機７１に流入した液状冷媒は、膨張機７１で膨張（減圧）し、低温・低圧の気液二相状態になる。このときの冷媒変化は、図２３の点［ｅ］から点［ｆ］に示す傾いた直線で表される。膨張機７１で回収した動力は、動力伝達装置７２によってサブ圧縮機７３の圧縮動力として利用される。膨張機７１から出た気液二相状態の冷媒は、逆止弁７９を通り室外熱交換器１３に流入し、室外空気から吸熱して、低温・低圧の蒸気状冷媒となる。このときの冷媒変化は、図２３の点［ｆ］から点［ａ］に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。室外熱交換器１３から流出した低温・低圧の蒸気状冷媒は、四方弁１２を介して圧縮機１１に戻ることになる。
なお、利用側冷媒回路Ｂにおける利用側冷媒の流れは実施の形態１と同様につき、説明を省略する。

［冷房主体運転モード］
冷房主体運転モードでは、バイパス開閉弁６６を全開にして熱源側冷媒をバイパス流路６５に導通させ、膨張機７１をバイパスするようにし、第１冷媒流量制御装置２５ａで、冷媒を膨張（減圧）させる。その他の熱源側冷媒の流れと利用側冷媒の流れは、実施の形態２と同様のため、説明を省略する。

［暖房主体運転モード］
暖房主体運転モードも同様に、バイパス開閉弁６６を全開にして熱源側冷媒をバイパス流路６５に導通させ、膨張機７１をバイパスするようにし、第１冷媒流量制御装置２５ａで、冷媒を膨張（減圧）させる。その他の熱源側冷媒の流れと利用側冷媒の流れは、実施の形態２と同様のため、説明を省略する。

このように構成された空気調和装置３００によれば、実施の形態１及び実施の形態２と同様の効果が得られるともに、全冷房運転モードと全暖房運転モードにおける冷媒の膨張動力で冷媒を圧縮できるため、空気調和装置３００の効率が更に向上することになる。また、この実施の形態３では、圧縮機１１の吐出側にサブ圧縮機７３を設けた構成について説明したが、圧縮機１１の吸入側にサブ圧縮機７３を設けても同様の効果が得られる。さらに、この実施の形態３では、膨張機７１によって得られた動力を動力伝達装置７２によって冷媒を圧縮する仕事に利用したが、サブ圧縮機７３の代わりに、発電機を用いて、回収した動力を電力として取り出しても同様の効果が得られる。

なお、この実施の形態３に係る空気調和装置３００では、熱源側冷媒として、凝縮器で液化しながら放熱する冷媒を使用した場合を例に説明したが、これに限定するものではなく、超臨界状態で温度低下しながら放熱する冷媒（たとえば、自然冷媒の１つである二酸化炭素等）を熱源側冷媒として使用しても同様の効果を得ることができる。このような冷媒を熱源側冷媒として使用する場合には、上述した凝縮器が放熱器として動作することになる。

実施の形態４．
図２４は、本発明の実施の形態４に係る空気調和装置４００の回路構成を示す回路図である。図２４に基づいて、空気調和装置４００の回路構成について説明する。この空気調和装置４００は、ビルやマンション等に設置され、冷媒（熱源側冷媒及び利用側冷媒）を循環させる冷凍サイクル（熱源側冷媒回路及び利用側冷媒回路）を利用することで冷房負荷及び暖房負荷を同時に供給できるものである。なお、実施の形態４では実施の形態１〜実施の形態３との相違点を中心に説明し、実施の形態１〜実施の形態３と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。

図２４に示すように、この実施の形態４に係る空気調和装置４００は、実施の形態２に係る空気調和装置２００の構成を基本としつつ、冷却装置８０と、第４冷媒流量制御装置２５ｄと、第４バイパス管２８ｄと、第４開閉弁２９ｄと、を設けた室外ユニット１０ｃを備えている。そして、室外ユニット１０ｃでは、室外熱交換器１３と第２冷媒流量制御装置２５ｂとの間における熱源側冷媒配管１に、室外熱交換器１３側から順に第４冷媒流量制御装置２５ｄ、冷却装置８０が直列に設けられている。

冷却装置８０は、空気調和装置４００の冷房能力の１０％から３０％程度の冷却能力を有している。この冷却装置８０は、第２圧縮機８１、第２室外熱交換器８２、第５冷媒流量制御装置２５ｅと、熱交換器（冷媒−冷媒熱交換器）８３と、が順に冷媒配管８５で直列に接続されて構成されている。このうちの熱交換器８３が、室外熱交換器１３と第２冷媒流量制御装置２５ｂとの間における熱源側冷媒配管１に設けられ、熱源側冷媒回路Ａを流れる熱源側冷媒を冷却するようになっている。つまり、熱交換器８３によって、熱源側冷媒回路Ａと冷却装置８０の冷媒回路とが接続している。なお、冷却装置８０で循環させる冷媒は、熱源側冷媒と同様の冷媒でもよく、異なる冷媒でもよい。

第２圧縮機８１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。第２室外熱交換器８２は、凝縮器として機能し、図示を省略しているファン等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、その冷媒を凝縮液化するものである。第５冷媒流量制御装置２５ｅは、減圧弁や膨張弁として機能し、冷媒を減圧して膨張させるものである。この第５冷媒流量制御装置２５ｅ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。熱交換器８３は、熱源側冷媒配管１を流れる熱源側冷媒と冷媒配管８５を流れる冷媒との間で熱交換を行ない、熱源側冷媒を冷却するものである。

第４冷媒流量制御装置２５ｄは、減圧弁や膨張弁として機能し、熱源側冷媒を減圧して膨張させるものである。この第４冷媒流量制御装置２５ｄ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。また、第４冷媒流量制御装置２５ｄは、室外熱交換器１３と熱交換器８３との間に設けられている。第４バイパス管２８ｄは、第４冷媒流量制御装置２５ｄの上流側と下流側とを接続し、熱源側冷媒が第４冷媒流量制御装置２５ｄをバイパスできるようにしている。第４開閉弁２９ｄは、第４バイパス管２８ｄを開閉するものである。

ここで、空気調和装置４００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４００は、各室内ユニット３０からの指示に基づいて、その室内ユニット３０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４００は、４つの運転モード（全冷房運転モード、全暖房運転モード、冷房主体運転モード及び暖房主体運転モード）を実行できるようになっている。以下に、空気調和装置４００が実行す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、冷媒の流れとともに説明する。

［全冷房運転モード］
図２５は、空気調和装置４００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２６は、この全冷房運転モードでの熱源側冷媒の変遷を示すｐ−ｈ線図（冷媒の圧力とエンタルピーとの関係を示す線図）である。なお、図２５では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び利用側冷媒）の循環する配管を示している。また、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、利用側冷媒の流れ方向を破線矢印で示している。さらに、図２６に示す点［ａ］〜点［ｆ］の冷媒状態は、それぞれ図２６に示す［ａ］〜［ｆ］での冷媒状態に対応している。

室内ユニット３０の全てが冷房運転を行なう場合、室外ユニット１０ｃでは、第４冷媒流量制御装置２５ｄを全閉、第４開閉弁２９ｄを開け、第２圧縮機８１を動かして冷却装置８０によって室外熱交換器１３から流出した高圧の液状の熱源側冷媒を冷却する。
なお、その他の動作（室外ユニット１０ｃ以外での熱源側冷媒回路Ａ及び利用側冷媒回路Ｂの冷媒状態）については、実施の形態２と同様のため、説明を省略する。なお、第４冷媒流量制御装置２５ｄを全開としてもよい。

［全暖房運転モード］
図２７は、空気調和装置４００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２８は、この全暖房運転モードでの熱源側冷媒の変遷を示すｐ−ｈ線図（冷媒の圧力とエンタルピーとの関係を示す線図）である。なお、図２７では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び利用側冷媒）の循環する配管を示している。また、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、利用側冷媒の流れ方向を破線矢印で示している。さらに、図２８に示す点［ａ］〜点［ｅ］の冷媒状態は、それぞれ図２７に示す［ａ］〜［ｅ］での冷媒状態に対応している。

室内ユニット３０の全てが暖房運転を行なう場合、室外ユニット１０ｃでは、第４開閉弁２９ｄを全閉にし、第４冷媒流量制御装置２５ｄを絞り、第２圧縮機８１を止め、室外熱交換器１３から流出した熱源側冷媒を冷却しないようにする。
なお、その他の動作（室外ユニット１０ｃ以外での熱源側冷媒回路Ａ及び利用側冷媒回路Ｂの冷媒状態）については、実施の形態２と同様のため、説明を省略する。
また、第４開閉弁２９ｄを全閉にし、第４冷媒流量制御装置２５ｄを絞って、冷媒を膨張させているが、第４開閉弁２９ｄを全開にし、第４冷媒流量制御装置２５ｄを全閉または全開にするとともに、第２開閉弁２９ｂを全閉にし、第２冷媒流量制御装置２５ｂを絞って、冷媒を膨張させてもよい。さらに、第２開閉弁２９ｂおよび第４開閉弁２９ｄを全閉にし、第２冷媒流量制御装置２５ｂおよび第４冷媒流量制御装置２５ｄの両方を絞って、冷媒を膨張させてもよい。

［冷房主体運転モード］
冷房主体運転モードでは、第４開閉弁２９ｄを全開にし、第２圧縮機８１を止め、室外熱交換器１３から流出した熱源側冷媒を冷却しないようにする。
なお、その他の熱源側冷媒の流れと利用側冷媒の流れは、実施の形態２と同様のため、説明を省略する。

［暖房主体運転モード］
暖房主体運転モードも同様に、第４開閉弁２９ｄを全開にし、第２圧縮機８１を止め、中継部２０ｂから室外ユニット１０ｃに流入する熱源側冷媒を冷却しないようにする。
なお、その他の熱源側冷媒の流れと利用側冷媒の流れは、実施の形態２と同様のため、説明を省略する。

このように構成された空気調和装置４００によれば、実施の形態１及び実施の形態２と同様の効果が得られるともに、全冷房運転モード及び全暖房運転モードにおける熱源側冷媒の過冷却度を大きくでき、空気調和装置４００の効率が更に向上することになる。とくに、熱源側冷媒に二酸化炭素のような超臨界状態で動作する冷媒を用いた場合、冷却装置８０内の冷媒に冷凍サイクル効率に優れた炭化水素系冷媒、フロン系冷媒、テトラフルオロプロピレンを利用することによって、効率を更に向上することが可能になる。

なお、この実施の形態４に係る空気調和装置４００では、熱源側冷媒として、凝縮器で液化しながら放熱する冷媒を使用した場合を例に説明したが、これに限定するものではなく、超臨界状態で温度低下しながら放熱する冷媒（たとえば、自然冷媒の１つである二酸化炭素等）を熱源側冷媒として使用しても同様の効果を得ることができる。このような冷媒を熱源側冷媒として使用する場合には、上述した凝縮器が放熱器として動作することになる。

実施の形態５．
図２９は、実施の形態５における空気調和装置の設置概略図である。この実施の形態５においては、実施の形態１〜実施の形態４に示した空気調和装置のビルへの設置方法の一例を示す。図２９に示すように、室外ユニット１０（室外ユニット１０ａ、室外ユニット１０ｂ又は室外ユニット１０ｃでもよい、以下同じ）は、ビル７００の屋上に設置されている。ビル７００の１階に設けられた共用空間７２１には、中継部２０（中継部２０ａ又は中継部２０ｂでもよい、以下同じ）が設置されている。そして、ビル７００の１階に設けられた居住空間７１１には、４台の室内ユニット３０が設置されている。

また同様に、ビル７００の２階及び３階にも、共用空間７２２及び共用空間７２３に中継部２０が設置され、居住空間７１２及び居住空間７１３に４台の室内ユニット３０が設置されている。ここで、共用空間７２１〜共用空間７２３とは、ビル７００の各階に設けられた機械室や、共用廊下、ロビー等をいう。つまり、共用空間７２１〜共用空間７２３とは、ビル７００の各階に設けられた居住空間７１１〜居住空間７１３以外の空間をいう。

各階の共用空間（共用空間７２１〜共用空間７２３）に設置された中継部２０は、配管設置空間７３０に設けられた第１延長配管４１及び第２延長配管４２によって室外ユニット１０と接続されている。また、各階の居住空間（居住空間７１１〜居住空間７１３）に設置された室内ユニット３０は、それぞれ各階の共用空間に設置された中継部２０と第３延長配管４３及び第４延長配管４４によって接続されている。

このように設置された空気調和装置（空気調和装置１００、空気調和装置２００、空気調和装置３００又は空気調和装置４００）においては、居住空間７１１〜居住空間７１３に設置された配管には水等の利用側冷媒が流れるので、空間中に漏洩する冷媒の許容濃度が規制された熱源側冷媒が居住空間７１１〜居住空間７１３に漏洩することを防止できる。また、各階の室内ユニット３０は、冷暖同時運転が可能になる。

また、室外ユニット１０及び中継部２０は、居住空間以外の場所に設けられているので、メンテナンスが容易となる。また、中継部２０と室内ユニット３０とは、分離可能な構造となっているので、従来から水冷媒を用いていた設備に代えて空気調和装置を設置する際、室内ユニット３０、第３延長配管４３及び第４延長配管４４を再利用することができる。なお、室外ユニット１０は、必ずしもビル７００の屋上に設置される必要はなく、たとえば地下や各階の機械室等に設置してもよい。

以上、本発明の具体的な実施の形態について説明したが、これらに限定せず、本発明の範疇及び精神を逸脱することなく、さまざまに変形または変更可能である。また、室外ユニット１０に設けられた四方弁１２の代わりに２台の三方切替弁を設けた形態としてもよい。各実施の形態において、室外ユニット１０及び室内ユニット３０の「ユニット」は、必ずしも全ての構成要素が同一のハウジング内またはハウジング外壁に設けられることを意味するものではない。たとえば、室外ユニット１０の熱源側冷媒流路切替部５０を室外熱交換器１３が収容されたハウジングとは別の箇所に配置しても、かかる構成は本発明の範囲内に含まれる。

各実施の形態では、利用側冷媒流路切替部６０に設けた第１切替弁６１及び第２切替弁６２が三方弁である場合を例に説明したが、これに限定するものではない。たとえば、三方弁の代わりに２台の二方切替弁を設けて利用側冷媒流路切替部６０を構成してもよい。このような構成によれば、空気調和装置が実行するいずれの運転モードにおいても二方切替弁を通る冷媒の流れ方向を常に一定方向にすることができ、弁のシール構造を簡略化できることになる。

また、中継部２０の第１ポンプ２６及び第２ポンプ２７を第１中間熱交換器２１と第２中間熱交換器２２が収容されたハウジングとは別の箇所に配置しても、かかる構成は本発明の範囲内に含まれる。さらに、室外ユニット１０中に室外熱交換器１３や圧縮機１１からなるセットを複数設け、各セットから流出する冷媒を合流させて第２延長配管４２に導通させて中継部２０に流入させるとともに、中継部２０から流出した冷媒を第１延長配管４１に導通させ、分岐してから各セットに流入させるようにしてもよい。

さらに、空気調和装置の利用側冷媒配管３に、利用側冷媒中のゴミ等を捕捉するストレーナや、利用側冷媒の膨張による配管破損を防止するための膨張タンク、第１ポンプ２６及び第２ポンプ２７の吐出圧力を調整するための定圧弁等を設けていないが、これらのような第１ポンプ２６及び第２ポンプ２７の弁詰まり等を防止する補機を備えてもよい。またさらに、実施の形態１では、室外ユニット１０に熱源側冷媒流路切替部５０を設け、第１中間熱交換器２１及び第２中間熱交換器２２で熱源側冷媒回路Ａと利用側冷媒回路Ｂとを対向流形式とし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。

Claims (15)

1. 圧縮機、室外熱交換器、複数台の中間熱交換器、及び、各中間熱交換器の間に設けられた第１冷媒流量制御装置が直列に接続されるとともに、第１開閉装置を介して前記第１冷媒流量制御装置をバイパスする第１バイパス管が設けられた熱源側冷媒回路と、
   前記複数台の中間熱交換器のそれぞれに複数の室内熱交換器が並列に接続される複数の利用側冷媒回路と、を有し、
   前記圧縮機及び前記室外熱交換器は、室外ユニットに設けられ、
   前記複数台の中間熱交換器、前記第１冷媒流量制御装置、前記第１バイパス管、及び、前記第１開閉装置は、中継部に設けられ、
   前記室内熱交換器は、複数台の室内ユニットのそれぞれに設けられ、
   前記複数台の中間熱交換器のそれぞれが、
   前記熱源側冷媒回路を循環する熱源側冷媒と前記利用側冷媒回路を循環する利用側冷媒とを熱交換させる
   ことを特徴とする空気調和装置。
2. 前記複数台の中間熱交換器のうち上流側に位置する中間熱交換器の入口側に設けられた第２冷媒流量制御装置と、
   第２開閉装置を介して前記第２冷媒流量制御装置をバイパスする第２バイパス管と、を備えた
   ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記複数台の中間熱交換器のうち下流側に位置する中間熱交換器の出口側に設けられた第３冷媒流量制御装置と、
   第３開閉装置を介して前記第３冷媒流量制御装置をバイパスする第３バイパス管と、を備えた
   ことを特徴とする請求項２に記載の空気調和装置。
4. 前記熱源側冷媒の減圧時の膨張動力を回収する膨張機、及び、その膨張動力で前記熱源側冷媒を圧縮するサブ圧縮機を前記室外ユニットに備え、
   前記膨張機を前記室外熱交換器と前記複数台の中間熱交換器の間に設け、前記サブ圧縮機を前記圧縮機の吐出側又は吸入側に設けた
   ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
5. 前記熱源側冷媒回路における前記室外熱交換器と前記第２流量制御装置との間に第４冷媒流量制御装置、第４開閉装置を介して前記第４冷媒流量制御装置をバイパスする第４バイパス管、及び、前記第３冷媒流量制御装置と前記第４冷媒流量制御装置の間における前記熱源側冷媒回路を流れる熱源側冷媒を冷却する冷却装置、を前記室外ユニットに設け、
   前記冷却装置は、
   第２圧縮機、第２室外熱交換器、第５冷媒流量制御装置、及び、冷媒−冷媒熱交換器が順に直列に接続されて構成されており、前記第３冷媒流量制御装置と前記第４冷媒流量制御装置の間に設けられた前記冷媒−冷媒熱交換器を介して前記熱源側冷媒回路を流れる熱源側冷媒を冷却する
   ことを特徴とする請求項２に記載の空気調和装置。
6. 前記複数の中間熱交換器における熱源側の冷媒の流れ方向を一方向とする冷媒流路切替部を前記室外ユニット又は前記中継部に設けた
   ことを特徴とする請求項１項に記載の空気調和装置。
7. 前記膨張機に流入する熱源側冷媒の流れ方向を一方向とする第２冷媒流路切替部を前記室外ユニットに設けた
   ことを特徴とする請求項４に記載の空気調和装置。
8. 前記複数の利用側冷媒回路を選択的に切り替え可能な利用側冷媒流路切替部を前記中継部に設け、
   前記利用側冷媒流路切替部は、
   前記複数台の中間熱交換器のいずれか１つまたは複数台を、選択した前記室内熱交換器に接続させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
9. 前記中継部に設けた前記複数台の中間熱交換器では、
   前記熱源側冷媒回路を循環する熱源側冷媒と前記利用側冷媒回路を循環する利用側冷媒とが対向流となっている
   ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
10. 前記中継部と前記複数の室内ユニットのそれぞれとは、
    ２本の延長配管で接続される
    ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
11. 前記利用側冷媒回路を循環させる利用側冷媒に、水及び不凍液の少なくとも１つを使用している
    ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
12. 前記熱源側冷媒回路を循環させる熱源側冷媒に、自然冷媒又は地球温暖化係数がフロン冷媒よりも小さい冷媒を使用している
    ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
13. 前記複数台の中間熱交換器では、
    前記熱源側冷媒は、
    超臨界状態で凝縮することなく、前記利用側冷媒を加熱する
    ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
14. 前記室内ユニットは、
    ビルの各階に設けられた居住空間に設置され、
    前記室外ユニット及び前記中継部は、
    前記居住空間以外に設置される
    ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
15. 前記中継部は、
    前記ビルに設けられた共用空間に設置される
    ことを特徴とする請求項１４に記載の空気調和装置。
    

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