(57)【要約】【課題】冷媒の循環方向を切り換え可能な冷媒回路を有し、多段圧縮式冷凍サイクルを行う冷凍装置において、性能向上を図れるようにすることにある。【解決手段】空気調和装置１は、前後段二段の圧縮要素２１ｄ、２１ｅを有する圧縮機２１と、室外熱交換器２４と、室内熱交換器５２ａ、５２ｂと、冷媒の循環方向を切り換える冷媒循環方向切換弁２３とを有する冷媒回路１０を備えており、この冷媒回路１０には、冷房運転時に前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷媒回路１０に起因しない冷却源によって冷却する第１中間冷却器３７と、暖房運転時に前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷媒回路１０に起因する冷却源によって冷却する第２中間冷却器３８とが設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧縮要素を有しており前記複数の圧縮要素のうちの前段側の圧縮要素から吐出された冷媒を後段側の圧縮要素で順次圧縮するように構成された圧縮機構（２１）と、熱源側熱交換器（２４）と、利用側熱交換器（５２ａ、５２ｂ）と、前記熱源側熱交換器を前記圧縮機構において圧縮された冷媒の放熱を行う放熱器として機能させかつ前記利用側熱交換器を前記熱源側熱交換器において放熱した冷媒を蒸発させる蒸発器として機能させる第１冷媒循環状態と前記利用側熱交換器を前記圧縮機構において圧縮された冷媒の放熱を行う放熱器として機能させかつ前記熱源側熱交換器を前記利用側熱交換器において放熱した冷媒を蒸発させる蒸発器として機能させる第２冷媒循環状態とを切り換える冷媒循環方向切換機構（２３）とを有する冷媒回路（１０）を備えた冷凍装置において、
前記冷媒回路には、前記第１冷媒循環状態である場合に前記前段側の圧縮要素から吐出されて前記後段側の圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を前記冷媒回路に起因しない冷却源によって冷却する第１中間冷却器（３７）と、前記第２冷媒循環状態である場合に前記前段側の圧縮要素から吐出されて前記後段側の圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を前記冷媒回路に起因する冷却源によって冷却する第２中間冷却器（３８）とが設けられている、
冷凍装置（１）。
【請求項２】
前記冷媒回路（１０）に起因する冷却源は、前記利用側熱交換器（５２ａ、５２ｂ）において放熱した後に冷凍サイクルにおける中間圧まで少なくとも減圧された冷媒である、請求項１に記載の冷凍装置（１）。
【請求項３】
前記熱源側熱交換器（２４）と前記利用側熱交換器（５２ａ、５２ｂ）との間には、前記熱源側熱交換器と前記利用側熱交換器との間を流れる冷媒が段階的に減圧されるように２つの膨張機構（２４）（５１ａ、５１ｂ）が設けられており、
前記２つの膨張機構のうち冷媒の流れ方向上流側に位置する膨張機構は、冷凍サイクルにおける中間圧まで冷媒を減圧し、
前記２つの膨張機構のうち冷媒の流れ方向下流側に位置する膨張機構は、冷凍サイクルにおける低圧まで冷媒を減圧する、
請求項２に記載の冷凍装置（１）。
【請求項４】
前記２つの膨張機構（２４）（５１ａ、５１ｂ）間には、冷媒を気液分離する気液分離器（２６）が設けられている、請求項３に記載の冷凍装置（１）。
【請求項５】
前記気液分離器（２６）には、前記気液分離器からガス冷媒を前記後段側の圧縮要素に戻すための第１後段側インジェクション管（３４）が接続されている、請求項４に記載の冷凍装置（１）。
【請求項６】
前記利用側熱交換器（５２ａ、５２ｂ）において放熱した後に冷凍サイクルにおける中間圧まで少なくとも減圧された冷媒は、前記２つの膨張機構（２４）（５１ａ、５１ｂ）のうち前記気液分離器（２６）の上流側に位置する膨張機構と前記気液分離器との間を流れる冷媒である、請求項４又は５に記載の冷凍装置（１）。
【請求項７】
前記利用側熱交換器（５２ａ、５２ｂ）において放熱した後に冷凍サイクルにおける中間圧まで少なくとも減圧された冷媒は、前記気液分離器（２６）内の冷媒である、請求項４又は５に記載の冷凍装置（１）。
【請求項８】
前記利用側熱交換器（５２ａ、５２ｂ）において放熱した後に冷凍サイクルにおける中間圧まで少なくとも減圧された冷媒は、前記気液分離器（２６）と前記２つの膨張機構（２４）（５１ａ、５１ｂ）のうち前記気液分離器の下流側に位置する膨張機構との間を流れる冷媒である、請求項４又は５に記載の冷凍装置（１）。
【請求項９】
前記利用側熱交換器（５２ａ、５２ｂ）と前記熱源側熱交換器（２４）との間には、前記利用側熱交換器と前記熱源側熱交換器との間を流れる冷媒の一部を分岐して前記圧縮機構（２１）の吸入側に戻すための第１吸入戻し管（３２）が接続されており、
前記第２中間冷却器（３８）は、前記第１冷媒循環状態である場合に、前記第１吸入戻し管を流れる冷媒によって前記利用側熱交換器に送る冷媒を冷却する過冷却器として機能するように前記第１吸入戻し管に接続されている、
請求項６に記載の冷凍装置（１）。
【請求項１０】
前記利用側熱交換器（５２ａ、５２ｂ）において放熱した後に冷凍サイクルにおける中間圧まで少なくとも減圧された冷媒は、冷凍サイクルにおける低圧まで減圧された後の前記熱源側熱交換器（２４）に流入する前の冷媒である、請求項２〜５のいずれかに記載の冷凍装置（１）。
【請求項１１】
前記利用側熱交換器（５２ａ、５２ｂ）において放熱した後に冷凍サイクルにおける中間圧まで少なくとも減圧された冷媒は、前記熱源側熱交換器（２４）内の冷媒である、請求項２〜５のいずれかに記載の冷凍装置（１）。
【請求項１２】
前記利用側熱交換器（５２ａ、５２ｂ）において放熱した後に冷凍サイクルにおける中間圧まで少なくとも減圧された冷媒は、前記熱源側熱交換器（２４）と前記圧縮機構（２１）の吸入側との間を流れる冷媒である、請求項２〜５のいずれかに記載の冷凍装置（１）。
【請求項１３】
前記利用側熱交換器（５２ａ、５２ｂ）と前記熱源側熱交換器（２４）との間には、前記利用側熱交換器と前記熱源側熱交換器との間を流れる冷媒の一部を分岐して前記後段側の圧縮要素に戻すための第２後段側インジェクション管（３５）が接続されており、
前記第２中間冷却器（３８）は、前記第１冷媒循環状態である場合に、前記第２後段側インジェクション管を流れる冷媒によって前記熱源側熱交換器において放熱した冷媒を冷却するエコノマイザ熱交換器として機能するように前記第２後段側インジェクション管に接続されている、
請求項１０に記載の冷凍装置（１）。
【請求項１４】
前記熱源側熱交換器（２４）は、室外空気によって冷媒の放熱又は蒸発を行う熱交換器であり、
前記冷媒回路（１０）に起因する冷却源は、蓄熱材（３８ａ）である、
請求項１に記載の冷凍装置（１）。
【請求項１５】
前記利用側熱交換器（５２ａ、５２ｂ）と前記熱源側熱交換器（２４）との間には、前記利用側熱交換器と前記熱源側熱交換器との間を流れる冷媒の一部を分岐して前記圧縮機構（２１）の吸入側に戻す第２吸入戻し管（４２）が接続されており、
前記第１中間冷却器（３７）は、前記第２冷媒循環状態である場合に、前記冷媒回路（１０）に起因しない冷却源によって前記第２吸入戻し管を流れる冷媒を蒸発させる補助蒸発器として機能するように前記第２吸入戻し管に接続されている、
請求項１〜１４のいずれかに記載の冷凍装置（１）。
【請求項１６】
前記圧縮機構（２１）は、冷凍サイクルにおける高圧が臨界圧力を超える圧力まで冷媒を圧縮する、請求項１〜１５のいずれかに記載の冷凍装置（１）。
【請求項１７】
前記冷媒回路（１０）に封入される冷媒は、二酸化炭素である、請求項１〜１６のいずれかに記載の冷凍装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍装置、特に、冷媒の循環方向を切り換え可能な冷媒回路を有し、多段圧縮式冷凍サイクルを行う冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、冷媒の循環方向を切り換え可能な冷媒回路を有し、多段圧縮式冷凍サイクルを行う冷凍装置の１つとして、特許文献１に示されるような、冷房運転と暖房運転とを切り換え可能に構成された冷媒回路を有し、二段圧縮式冷凍サイクルを行う空気調和装置がある。この空気調和装置は、主として、直列に接続された２つの圧縮要素を有する圧縮機と、冷房運転と暖房運転とを切り換えるための四路切換弁と、室外熱交換器と、室内熱交換器とを有している。
【特許文献１】特開２００７−２３２２６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の空気調和装置においては、圧縮機の前段側の圧縮要素から吐出された冷媒が圧縮機の後段側の圧縮要素に吸入されてさらに圧縮されるため、圧縮機の後段側の圧縮要素から吐出される冷媒の温度が高くなり、例えば、冷媒の放熱器として機能する室外熱交換器において、熱源としての空気や水と冷媒との間の温度差が大きくなってしまい、室外熱交換器における放熱ロスが大きくなること、及び、圧縮機の消費動力が大きくなることから、性能向上を図ることができないという問題がある。
【０００４】
本発明の課題は、冷媒の循環方向を切り換え可能な冷媒回路を有し、多段圧縮式冷凍サイクルを行う冷凍装置において、性能向上を図れるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の発明にかかる冷凍装置は、複数の圧縮要素を有しており複数の圧縮要素のうちの前段側の圧縮要素から吐出された冷媒を後段側の圧縮要素で順次圧縮するように構成された圧縮機構と、熱源側熱交換器と、利用側熱交換器と、熱源側熱交換器を圧縮機構において圧縮された冷媒の放熱を行う放熱器として機能させかつ利用側熱交換器を熱源側熱交換器において放熱した冷媒を蒸発させる蒸発器として機能させる第１冷媒循環状態と利用側熱交換器を圧縮機構において圧縮された冷媒の放熱を行う放熱器として機能させかつ熱源側熱交換器を利用側熱交換器において放熱した冷媒を蒸発させる蒸発器として機能させる第２冷媒循環状態とを切り換える冷媒循環方向切換機構とを有する冷媒回路を備えており、この冷媒回路には、第１冷媒循環状態である場合に前段側の圧縮要素から吐出されて後段側の圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷媒回路に起因しない冷却源によって冷却する第１中間冷却器と、第２冷媒循環状態である場合に前段側の圧縮要素から吐出されて後段側の圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷媒回路に起因する冷却源によって冷却する第２中間冷却器とが設けられている。ここで、「圧縮機構」とは、複数の圧縮要素が一体に組み込まれた圧縮機や、単一の圧縮要素が組み込まれた圧縮機及び／又は複数の圧縮要素が組み込まれた圧縮機を複数台接続したものを含む構成を意味している。また、「複数の圧縮要素のうちの前段側の圧縮要素から吐出された冷媒を後段側の圧縮要素で順次圧縮する」とは、「前段側の圧縮要素」及び「後段側の圧縮要素」という直列に接続された２つの圧縮要素を含むことだけを意味しているのではなく、複数の圧縮要素が直列に接続されており、各圧縮要素間の関係が、上述の「前段側の圧縮要素」と「後段側の圧縮要素」との関係を有することを意味している。また、「冷媒回路に起因する冷却源」とは、冷媒回路を流れる冷媒、及び、蓄熱材のような冷媒回路を流れる冷媒との熱交換によって熱媒体を冷却する能力を有するものを意味し、「冷媒回路に起因しない冷却源」とは、室外空気や冷却水のような冷媒回路を流れる冷媒とは無関係に熱媒体を冷却する能力を有するものを意味する。
【０００６】
この冷凍装置において、仮に、冷媒循環方向切換機構が第１冷媒循環状態及び第２冷媒循環状態のいずれにおいても、冷媒回路に起因しない冷却源によって前段側の圧縮要素から吐出されて後段側の圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却する中間冷却器を設けた場合には、後段側の圧縮要素に吸入される冷媒の温度が低くなるため、このような中間冷却器を設けない場合に比べて、最終的に圧縮機構から吐出される冷媒の温度を低く抑えることができる。これにより、第１冷媒循環状態においては、冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器における放熱ロスが小さくなり、圧縮機構における消費動力を小さくすることができるため、第１冷媒循環状態における運転時の性能向上を図ることができる。
【０００７】
しかし、第２冷媒循環状態においては、このような冷媒回路に起因しない冷却源によって前段側の圧縮要素から吐出されて後段側の圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却する中間冷却器を設けない場合であれば、利用側熱交換器において利用できるはずの熱が、このような中間冷却器を設けているために、加熱能力が必要とされるにもかかわらず、中間冷却器から単に室外に放熱する等のように放熱ロスとなってしまう。これにより、圧縮機構における消費動力を小さくできる点については有利であるが、圧縮仕事で生じた熱が有効利用されず、第２冷媒循環状態における運転時の性能向上を十分に図ることができない。
【０００８】
そこで、この冷凍装置では、冷媒回路に、第１冷媒循環状態である場合に前段側の圧縮要素から吐出されて後段側の圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷媒回路に起因しない冷却源によって冷却する第１中間冷却器と、第２冷媒循環状態である場合に前段側の圧縮要素から吐出されて後段側の圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷媒回路に起因する冷却源によって冷却する第２中間冷却器とを設けるようにしている。
【０００９】
これにより、この冷凍装置では、第１冷媒循環状態における運転時には、第１中間冷却器において、冷媒回路に起因しない冷却源によって前段側の圧縮要素から吐出されて後段側の圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却することで、圧縮機構における消費動力を小さくするとともに、熱源側熱交換器における放熱ロスを小さくして、第１冷媒循環状態における運転時の性能向上を図ることができ、第２冷媒循環状態における運転時には、第２中間冷却器において、冷媒回路に起因する冷却源によって前段側の圧縮要素から吐出されて後段側の圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却することで、圧縮機構における消費動力を小さくするとともに、放熱ロスを低減し、圧縮仕事で生じた熱を有効利用して、第２冷媒循環状態における運転時の性能向上を図ることができる。
【００１０】
第２の発明にかかる冷凍装置は、第１の発明にかかる冷凍装置において、冷媒回路に起因する冷却源は、利用側熱交換器において放熱した後に冷凍サイクルにおける中間圧まで少なくとも減圧された冷媒である。ここで、「冷凍サイクルにおける中間圧まで少なくとも減圧された冷媒」とは、冷凍サイクルにおける中間圧まで減圧された冷媒だけでなく、冷凍サイクルにおける低圧まで減圧された冷媒も含むことを意味している。
【００１１】
この冷凍装置では、冷却源が利用側熱交換器において放熱した後に冷凍サイクルにおける中間圧まで少なくとも減圧された冷媒であり、この冷媒は、前段側の圧縮要素から吐出されて後段側の圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒よりも低温であるため、第２中間冷却器において前段側の圧縮要素から吐出されて後段側の圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を確実に冷却することができる。
【００１２】
第３の発明にかかる冷凍装置は、第２の発明にかかる冷凍装置において、熱源側熱交換器と利用側熱交換器との間には、熱源側熱交換器と利用側熱交換器との間を流れる冷媒が段階的に減圧されるように２つの膨張機構が設けられており、２つの膨張機構のうち冷媒の流れ方向上流側に位置する膨張機構は、冷凍サイクルにおける中間圧まで冷媒を減圧し、２つの膨張機構のうち冷媒の流れ方向下流側に位置する膨張機構は、冷凍サイクルにおける低圧まで冷媒を減圧する。
【００１３】
第４の発明にかかる冷凍装置は、第３の発明にかかる冷凍装置において、２つの膨張機構間には、冷媒を気液分離する気液分離器が設けられている。
【００１４】
この冷凍装置では、２つの膨張機構間に冷媒を気液分離する気液分離器が設けられているため、第１冷媒循環状態における運転と第２冷媒循環状態における運転との間で生じる冷媒循環流量の変動や利用側熱交換器における冷凍負荷の変動等によって冷媒回路内に生じる余剰冷媒を気液分離器において溜めることができる。
【００１５】
第５の発明にかかる冷凍装置は、第４の発明にかかる冷凍装置において、気液分離器には、気液分離器からガス冷媒を後段側の圧縮要素に戻すための第１後段側インジェクション管が接続されている。
【００１６】
この冷凍装置では、第１後段側インジェクション管によって気液分離器からガス冷媒を後段側の圧縮要素に戻すこと（以下、「気液分離器による中間圧インジェクション」とする）ができるため、後段側の圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒の温度を低くして、圧縮機の消費動力をさらに減らし、これにより、性能向上を図ることができる。
【００１７】
第６の発明にかかる冷凍装置は、第４又は第５の発明にかかる冷凍装置において、利用側熱交換器において放熱した後に冷凍サイクルにおける中間圧まで少なくとも減圧された冷媒は、２つの膨張機構のうち気液分離器の上流側に位置する膨張機構と気液分離器との間を流れる冷媒である。
【００１８】
この冷凍装置では、第２冷媒循環状態における運転時に、第２中間冷却器において、気液分離器の上流側に位置する膨張機構と気液分離器との間を流れる冷媒によって、前段側の圧縮要素から吐出されて後段側の圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却することができ、これにより、気液分離器の上流側に位置する膨張機構と気液分離器との間を流れる冷媒が加熱されるため、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器における蒸発負荷を小さくすることができる。また、気液分離器におけるガス冷媒の量が増加するため、気液分離器による中間圧インジェクションを行う場合には、第１後段側インジェクション管から後段側の圧縮要素に戻されるガス冷媒の流量が増加し、後段側の圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒の温度をさらに低くすることができる。
【００１９】
第７の発明にかかる冷凍装置は、第４又は第５の発明にかかる冷凍装置において、利用側熱交換器において放熱した後に冷凍サイクルにおける中間圧まで少なくとも減圧された冷媒は、気液分離器内の冷媒である。
【００２０】
この冷凍装置では、第２冷媒循環状態における運転時に、第２中間冷却器において、気液分離器内の冷媒によって、前段側の圧縮要素から吐出されて後段側の圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却することができ、これにより、気液分離器内の冷媒が加熱されるため、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器における蒸発負荷を小さくすることができる。また、気液分離器におけるガス冷媒の量が増加するため、気液分離器による中間圧インジェクションを行う場合には、第１後段側インジェクション管から後段側の圧縮要素に戻されるガス冷媒の流量が増加し、後段側の圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒の温度をさらに低くすることができる。
【００２１】
第８の発明にかかる冷凍装置は、第４又は第５の発明にかかる冷凍装置において、利用側熱交換器において放熱した後に冷凍サイクルにおける中間圧まで少なくとも減圧された冷媒は、気液分離器と２つの膨張機構のうち気液分離器の下流側に位置する膨張機構との間を流れる冷媒である。
【００２２】
この冷凍装置では、第２冷媒循環状態における運転時に、第２中間冷却器において、気液分離器と気液分離器の下流側に位置する膨張機構との間を流れる冷媒によって、前段側の圧縮要素から吐出されて後段側の圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却することができ、これにより、気液分離器と気液分離器の下流側に位置する膨張機構との間を流れる冷媒が加熱されるため、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器における蒸発負荷を小さくすることができる。
【００２３】
第９の発明にかかる冷凍装置は、第６の発明にかかる冷凍装置において、利用側熱交換器と熱源側熱交換器との間には、利用側熱交換器と熱源側熱交換器との間を流れる冷媒の一部を分岐して圧縮機構の吸入側に戻すための第１吸入戻し管が接続されており、第２中間冷却器は、第１冷媒循環状態である場合に、第１吸入戻し管を流れる冷媒によって利用側熱交換器に送る冷媒を冷却する過冷却器として機能するように第１吸入戻し管に接続されている。
【００２４】
この冷凍装置では、第２中間冷却器が、利用側熱交換器と熱源側熱交換器との間を流れる冷媒の一部を分岐して圧縮機構の吸入側に戻すための第１吸入戻し管にも接続されており、第１冷媒循環状態における運転時に、第１吸入戻し管を流れる冷媒によって利用側熱交換器に送る冷媒を冷却する過冷却器として機能させることができるため、別途過冷却器を設ける必要がなくなる。
【００２５】
第１０の発明にかかる冷凍装置は、第２〜第５の発明のいずれかにかかる冷凍装置において、利用側熱交換器において放熱した後に冷凍サイクルにおける中間圧まで少なくとも減圧された冷媒は、冷凍サイクルにおける低圧まで減圧された後の熱源側熱交換器に流入する前の冷媒である。
【００２６】
この冷凍装置では、第２冷媒循環状態における運転時に、第２中間冷却器において、冷凍サイクルにおける低圧まで減圧された後の熱源側熱交換器に流入する前の冷媒によって、前段側の圧縮要素から吐出されて後段側の圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却することができ、これにより、冷凍サイクルにおける低圧まで減圧された後の熱源側熱交換器に流入する前の冷媒が加熱されるため、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器における蒸発負荷を小さくすることができる。
【００２７】
第１１の発明にかかる冷凍装置は、第２〜第５の発明のいずれかにかかる冷凍装置において、利用側熱交換器において放熱した後に冷凍サイクルにおける中間圧まで少なくとも減圧された冷媒は、熱源側熱交換器内の冷媒である。
【００２８】
この冷凍装置では、第２冷媒循環状態における運転時に、第２中間冷却器において、熱源側熱交換器内の冷媒によって、前段側の圧縮要素から吐出されて後段側の圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却することができ、これにより、熱源側熱交換器内の冷媒が加熱されるため、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器における蒸発負荷を小さくすることができる。
【００２９】
第１２の発明にかかる冷凍装置は、第２〜第５の発明のいずれかにかかる冷凍装置において、利用側熱交換器において放熱した後に冷凍サイクルにおける中間圧まで少なくとも減圧された冷媒は、熱源側熱交換器と圧縮機構の吸入側との間を流れる冷媒である。
【００３０】
この冷凍装置では、第２冷媒循環状態における運転時に、第２中間冷却器において、熱源側熱交換器と圧縮機構の吸入側との間を流れる冷媒によって、前段側の圧縮要素から吐出されて後段側の圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却することができ、これにより、熱源側熱交換器と圧縮機構の吸入側との間を流れる冷媒が加熱されるため、圧縮機構に送られる冷凍サイクルにおける低圧の冷媒の温度を高くすることができる。
【００３１】
第１３の発明にかかる冷凍装置は、第１０の発明にかかる冷凍装置において、利用側熱交換器と熱源側熱交換器との間には、利用側熱交換器と熱源側熱交換器との間を流れる冷媒の一部を分岐して後段側の圧縮要素に戻すための第２後段側インジェクション管が接続されており、第２中間冷却器は、第１冷媒循環状態である場合に、第２後段側インジェクション管を流れる冷媒によって熱源側熱交換器において放熱した冷媒を冷却するエコノマイザ熱交換器として機能するように第２後段側インジェクション管に接続されている。
【００３２】
この冷凍装置では、第２中間冷却器が、利用側熱交換器と熱源側熱交換器との間を流れる冷媒の一部を分岐して後段側の圧縮要素に戻すための第２後段側インジェクション管にも接続されており、第１冷媒循環状態における運転時に、第２後段側インジェクション管を流れる冷媒によって熱源側熱交換器において放熱した冷媒を冷却するエコノマイザ熱交換器として機能させることができるため、別途エコノマイザ熱交換器を設けることなく、第２後段側インジェクション管及びエコノマイザ熱交換器として機能する第２中間冷却器によって、第２後段側インジェクション管を流れる冷媒を加熱・蒸発させた後に後段側の圧縮要素に戻すこと（以下、「エコノマイザ熱交換器による中間圧インジェクション」とする）ができるため、後段側の圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒の温度を低くして、圧縮機の消費動力を減らし、これにより、性能向上を図ることができる。
【００３３】
第１４の発明にかかる冷凍装置は、第１の発明にかかる冷凍装置において、熱源側熱交換器は、室外空気によって冷媒の放熱又は蒸発を行う熱交換器であり、冷媒回路に起因する冷却源は、蓄熱材である。
【００３４】
この冷凍装置では、第２冷媒循環状態における運転時に、第２中間冷却器において、蓄熱材によって、前段側の圧縮要素から吐出されて後段側の圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却することができ、これにより、蓄熱材が加熱されるため、この蓄熱材に蓄えられた熱を熱源側熱交換器の除霜用の熱源として利用することができる。
【００３５】
第１５の発明にかかる冷凍装置は、第１〜第１４の発明のいずれかにかかる冷凍装置において、利用側熱交換器と熱源側熱交換器との間には、利用側熱交換器と熱源側熱交換器との間を流れる冷媒の一部を分岐して圧縮機構の吸入側に戻す第２吸入戻し管が接続されており、第１中間冷却器は、第２冷媒循環状態である場合に、冷媒回路に起因しない冷却源によって第２吸入戻し管を流れる冷媒を蒸発させる補助蒸発器として機能するように第２吸入戻し管に接続されている。
【００３６】
この冷凍装置では、第１中間冷却器が、利用側熱交換器と熱源側熱交換器との間を流れる冷媒の一部を分岐して圧縮機構の吸入側に戻すための第２吸入戻し管にも接続されており、第２冷媒循環状態における運転時に、利用側熱交換器において放熱した冷媒の一部を蒸発させる補助蒸発器として機能させることができるため、第２冷媒循環状態における運転時の冷媒の蒸発能力を高めることができ、これにより、性能向上を図ることができる。
【００３７】
第１６の発明にかかる冷凍装置は、第１〜第１５の発明のいずれかにかかる冷凍装置において、圧縮機構は、冷凍サイクルにおける高圧が臨界圧力を超える圧力まで冷媒を圧縮する。
【００３８】
第１７の発明にかかる冷凍装置は、第１〜第１６の発明のいずれかにかかる冷凍装置において、冷媒回路に封入される冷媒は、二酸化炭素である。
【発明の効果】
【００３９】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００４０】
第１、第１６及び第１７の発明では、第１冷媒循環状態における運転時には、第１中間冷却器において、冷媒回路に起因しない冷却源によって前段側の圧縮要素から吐出されて後段側の圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却することで、圧縮機構における消費動力を小さくするとともに、熱源側熱交換器における放熱ロスを小さくして、第１冷媒循環状態における運転時の性能向上を図ることができ、第２冷媒循環状態における運転時には、第２中間冷却器において、冷媒回路に起因する冷却源によって前段側の圧縮要素から吐出されて後段側の圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却することで、圧縮機構における消費動力を小さくするとともに、放熱ロスを低減し、圧縮仕事で生じた熱を有効利用して、第２冷媒循環状態における運転時の性能向上を図ることができる。
【００４１】
第２及び第３の発明では、第２中間冷却器において前段側の圧縮要素から吐出されて後段側の圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を確実に冷却することができる。
【００４２】
第４の発明では、冷媒回路内に生じる余剰冷媒を気液分離器において溜めることができる。
【００４３】
第５の発明では、後段側の圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒の温度を低くして、圧縮機の消費動力をさらに減らし、これにより、性能向上を図ることができる。
【００４４】
第６の発明では、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器における蒸発負荷を小さくすることができる。また、気液分離器におけるガス冷媒の量が増加するため、気液分離器による中間圧インジェクションを行う場合には、第１後段側インジェクション管から後段側の圧縮要素に戻されるガス冷媒の流量が増加し、後段側の圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒の温度をさらに低くすることができる。
【００４５】
第７の発明では、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器における蒸発負荷を小さくすることができる。また、気液分離器におけるガス冷媒の量が増加するため、気液分離器による中間圧インジェクションを行う場合には、第１後段側インジェクション管から後段側の圧縮要素に戻されるガス冷媒の流量が増加し、後段側の圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒の温度をさらに低くすることができる。
【００４６】
第８の発明では、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器における蒸発負荷を小さくすることができる。
【００４７】
第９の発明では、別途過冷却器を設ける必要がなくなる。
【００４８】
第１０の発明では、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器における蒸発負荷を小さくすることができる。
【００４９】
第１１の発明では、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器における蒸発負荷を小さくすることができる。
【００５０】
第１２の発明では、圧縮機構に送られる冷凍サイクルにおける低圧の冷媒の温度を高くすることができる。
【００５１】
第１３の発明では、別途エコノマイザ熱交換器を設けることなく、後段側の圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒の温度を低くして、圧縮機の消費動力を減らし、これにより、性能向上を図ることができる。
【００５２】
第１４の発明では、蓄熱材に蓄えられた熱を熱源側熱交換器の除霜用の熱源として利用することができる。
【００５３】
第１５の発明では、第２冷媒循環状態における運転時の冷媒の蒸発能力を高めることができ、これにより、性能向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下、図面に基づいて、本発明にかかる冷凍装置の実施形態について説明する。
【００５５】
（１）空気調和装置の構成
図１は、本発明の一実施形態にかかる冷凍装置としての空気調和装置１の概略構成図である。空気調和装置１は、主として、熱源ユニットとしての室外ユニット２と利用ユニットとしての室内ユニット５ａ、５ｂと、室外ユニット２と室内ユニット５ａ、５ｂとを接続する液冷媒連絡管６及びガス冷媒連絡管７とを備えており、冷房運転と暖房運転を切り換え可能な冷媒回路１０を構成している。また、冷媒回路１０には、冷媒として二酸化炭素が封入されている。そして、空気調和装置１は、冷凍サイクルにおける高圧が臨界圧力を超える圧力まで冷媒を圧縮する超臨界冷凍サイクルを行うようになっている。
【００５６】
＜室内ユニット＞
室内ユニット５ａ、５ｂは、互いが並列に接続されており、冷媒回路１０の一部を構成している。
【００５７】
次に、室内ユニット５ａ、５ｂの構成について説明する。尚、室内ユニット５ａと室内ユニット５ｂとは同様の構成であるため、ここでは、室内ユニット５ａの構成のみ説明し、室内ユニット５ｂの構成については、それぞれ、室内ユニット５ａの各部を示す添え字「ａ」の代わりに添え字「ｂ」を付して、各部の説明を省略する。
【００５８】
室内ユニット５は、主として、冷媒回路１０の一部を構成する室内側冷媒回路１０ａを有している。この室内側冷媒回路１０ａは、主として、利用側膨張機構としての室内膨張弁５１ａと、利用側熱交換器としての室内熱交換器５２ａとを有している。
【００５９】
室内膨張弁５１ａは、室内側冷媒回路１０ａ内を流れる冷媒の流量調節や減圧等を行うために、室内熱交換器５２ａの液側に接続された開度制御が可能な電動膨張弁である。
【００６０】
室内熱交換器５２ａは、冷房運転時には、熱源側熱交換器としての室外熱交換器２４（後述）において放熱した冷媒を室内の熱負荷を処理すること（すなわち、室内の熱負荷を輸送する加熱媒体としての室内空気等と熱交換させること）によって蒸発させる蒸発器として機能し、暖房運転時には、圧縮機構としての圧縮機２１（後述）において圧縮された冷媒を室内の熱負荷を処理すること（すなわち、室内の熱負荷を輸送する冷却媒体としての室内空気等と熱交換させること）によって放熱させる放熱器として機能することが可能な熱交換器である。室内熱交換器５２ａは、その液側が室内膨張弁５１ａを介して液冷媒連絡管６に接続され、そのガス側がガス冷媒連絡管７に接続されている。
【００６１】
＜室外ユニット＞
室外ユニット２は、液冷媒連絡管６及びガス冷媒連絡管７を介して室内ユニット５ａ、５ｂに接続されており、室内ユニット５ａ、５ｂとの間で冷媒回路１０を構成している。
【００６２】
−基本構成−
次に、室外ユニット２の基本構成について説明する。室外ユニット２は、主として、冷媒回路１０の一部を構成する室外側冷媒回路１０ｃを有している。この室外側冷媒回路１０ｃは、主として、圧縮機構としての圧縮機２１と、油分離機構としての油分離器２２と、冷媒循環方向切換機構としての冷媒循環方向切換弁２３と、熱源側熱交換器としての室外熱交換器２４と、熱源側膨張機構としての室外膨張弁２５と、気液分離器としてのレシーバ２６とを有している。
【００６３】
圧縮機２１は、本実施形態において、２つの圧縮要素で冷媒を二段圧縮する圧縮機から構成されている。圧縮機２１は、ケーシング２１ａ内に、圧縮機モータ２１ｂと、駆動軸２１ｃと、圧縮要素２１ｄ、２１ｅとが収容された密閉式構造となっている。圧縮機モータ２１ｂは、駆動軸２１ｃに連結されている。そして、この駆動軸２１ｃは、２つの圧縮要素２１ｄ、２１ｅに連結されている。すなわち、圧縮機２１は、２つの圧縮要素２１ｄ、２１ｅが単一の駆動軸２１ｃに連結されており、２つの圧縮要素２１ｄ、２１ｅがともに圧縮機モータ２１ｂによって回転駆動される、いわゆる一軸二段圧縮構造となっている。圧縮要素２１ｄ、２１ｅは、本実施形態において、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素である。そして、圧縮機２１は、吸入管２７から冷媒を吸入し、この吸入された冷媒を圧縮要素２１ｄによって圧縮した後に中間冷媒管２８に吐出し、中間冷媒管２８に吐出された冷媒を圧縮要素２１ｅに吸入させて冷媒をさらに圧縮した後に吐出管２９に吐出するように構成されている。ここで、中間冷媒管２８は、圧縮要素２１ｅの前段側に接続された圧縮要素２１ｄから吐出された冷媒を、圧縮要素２１ｄの後段側に接続された圧縮要素２１ｅに吸入させるための冷媒管である。また、吐出管２９は、圧縮機２１から吐出された冷媒を冷媒循環方向切換弁２３に送るための冷媒管である。この吐出管２９には、圧縮機２１から吐出される冷媒に同伴する冷凍機油を冷媒から分離する油分離器２２が設けられている。この油分離器２２の油出口には、キャピラリチューブ３０が接続されており、油分離器２２において冷媒から分離された冷凍機油を圧縮機２１の吸入管２７に戻すことができるようになっている。このように、圧縮機２１は、２つの圧縮要素２１ｄ、２１ｅを有しており、これらの圧縮要素２１ｄ、２１ｅのうちの前段側の圧縮要素から吐出された冷媒を後段側の圧縮要素で順次圧縮するように構成されている。尚、圧縮機２１としては、本実施形態のような１台の一軸二段圧縮構造の圧縮機に限定されるものではなく、三段圧縮式等のような二段圧縮式よりも多段の圧縮機であってもよいし、また、単一の圧縮要素が組み込まれた圧縮機及び／又は複数の圧縮要素が組み込まれた圧縮機を複数台直列に接続することで多段の圧縮機構を構成してもよいし、さらに、多段圧縮式の圧縮機を２系統以上並列に接続した並列多段圧縮式の圧縮機構であってもよい。
【００６４】
冷媒循環方向切換弁２３は、冷媒回路１０における冷媒の流れの方向を切り換えるために設けられた四路切換弁であり、冷房運転時には、室外熱交換器２４を圧縮機２１において圧縮された冷媒の放熱器として機能させ、かつ、室内熱交換器５２ａ、５２ｂを室外熱交換器２４において放熱した冷媒の蒸発器として機能させる第１冷媒循環状態にするために、圧縮機２１の吐出と室外熱交換器２４のガス側とを接続するとともに圧縮機２１の吸入側とガス冷媒連絡管７とを接続し（図１の冷媒循環方向切換弁２３の実線を参照）、暖房運転時には、室内熱交換器５２ａ、５２ｂを圧縮機２１において圧縮された冷媒の放熱器として機能させ、かつ、室外熱交換器２４を室内熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて放熱した冷媒の蒸発器として機能させる第２冷媒循環状態にするために、圧縮機２１の吐出とガス冷媒連絡管７とを接続するとともに圧縮機２１の吸入側と室外熱交換器２４のガス側とを接続することが可能である（図１の冷媒循環方向切換弁２３の破線を参照）。尚、冷媒循環方向切換弁２３は、四路切換弁に限定されるものではなく、例えば、複数の電磁弁を組み合わせる等によって、上述と同様の冷媒の流れの方向を切り換える機能を有するように構成したものであってもよい。
【００６５】
室外熱交換器２４は、冷房運転時には、圧縮機２１において圧縮された冷媒を冷却媒体としての室外空気と熱交換させることによって放熱させる放熱器として機能し、暖房運転時には、室内熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて放熱した冷媒を加熱媒体としての室外空気と熱交換させることによって蒸発させる蒸発器として機能することが可能な熱交換器である。室外熱交換器２４は、そのガス側が冷媒循環方向切換弁２３に接続され、その液側が室外膨張弁２５に接続されている。
【００６６】
室外膨張弁２５は、室外熱交換器２４と室内熱交換器５２ａ、５２ｂとの間を流れる冷媒の減圧等を行うために、室外熱交換器２４の液側に接続された開度制御が可能な電動膨張弁である。これにより、室外熱交換器２４と室内熱交換器５２ａ、５２ｂとの間には、室外熱交換器２４と室内熱交換器５１ａ、５１ｂとの間を流れる冷媒が段階的に減圧されるように室外膨張弁２５及び室内膨張弁５１ａ、５１ｂが設けられており、室外膨張弁２５及び室内膨張弁５１ａ、５１ｂのうち冷媒の流れ方向上流側に位置する膨張弁は、冷凍サイクルにおける中間圧まで冷媒を減圧し、室外膨張弁２５及び室内膨張弁５１ａ、５１ｂのうち冷媒の流れ方向下流側に位置する膨張弁は、冷凍サイクルにおける低圧まで冷媒を減圧するようになっている。
【００６７】
レシーバ２６は、冷房運転時においては室外膨張弁２５において減圧された後の冷媒、又は、暖房運転時においては室内膨張弁５１ａ、５１ｂにおいて減圧された後の冷媒を一時的に溜めて気液分離することが可能な容器であり、室外膨張弁２５と液冷媒連絡管６との間に接続されている。このレシーバ２６には、第３吸入戻し管３１が接続されている。第３吸入戻し管３１は、レシーバ２６から冷媒を抜き出して圧縮機２１の吸入側（すなわち、前段側の圧縮要素２１ｄの吸入側）に戻すことが可能な冷媒管であり、レシーバ２６の上部と吸入管２７とを接続するように設けられている。この第３吸入戻し管３１には、開閉制御が可能な電磁弁からなる第３吸入戻し弁３１ａが設けられている。これにより、レシーバ２６は、室外膨張弁２５と室内膨張弁５１ａ、５１ｂとの間に設けられていることになり、第１冷媒循環状態における運転と第２冷媒循環状態における運転との間で生じる冷媒循環流量の変動や利用側熱交換器における冷凍負荷の変動等によって冷媒回路内に生じる余剰冷媒を気液分離器において溜めることができる。
【００６８】
−過冷却を行うための構成−
また、室外ユニット２には、冷房運転時において、室外ユニット２から室内ユニット５ａ、５ｂに送る冷媒を過冷却状態にすることができるように、第１吸入戻し管３２及び過冷却器３３が設けられている。
【００６９】
第１吸入戻し管３２は、室内熱交換器５２ａ、５２ｂと室外熱交換器２４との間を流れる冷媒の一部を分岐して圧縮機２１の吸入側（すなわち、前段側の圧縮要素２１ｄの吸入側）に戻すことが可能な冷媒管であり、冷房運転時における過冷却器３３の下流側と液冷媒連絡管６との間の部分と吸入管２７とを接続するように設けられている。この第１吸入戻し管３２には、第１吸入戻し管３２内を流れる冷媒を減圧して流量調節を行うために、開度制御が可能な電動膨張弁からなる第１吸入戻し弁３２ａが設けられている。
【００７０】
過冷却器３３は、冷房運転時に、第１吸入戻し管３２を流れる冷媒（より具体的には、第１吸入戻し弁３２ａによって冷凍サイクルにおける低圧まで減圧された後の冷媒）によって、レシーバ２６から室内ユニット５ａ、５ｂ（より具体的には、室内熱交換器５２ａ、５２ｂ）に送る冷媒を冷却する熱交換器であり、その冷媒流路の一方がレシーバ２６と液冷媒連絡管６との間（ここでは、レシーバ２６と第１吸入戻し管３２の分岐部との間）に接続され、冷媒流路の他方が第１吸入戻し管３２に接続されている。
【００７１】
これにより、冷房運転時に室外ユニット２から室内ユニット５ａ、５ｂに送られる冷媒は、室内熱交換器５２ａ、５２ｂと室外熱交換器２４との間（ここでは、過冷却器３３の下流側と液冷媒連絡管６との間）において、その一部が第１吸入戻し管３２に分岐され、過冷却器３３において、この第１吸入戻し管３２を流れる冷凍サイクルにおける低圧の冷媒と熱交換を行うことによって過冷却状態になるため、冷房運転時において、室内ユニット５ａ、５ｂに送られる冷媒の単位流量当たりの冷却能力を高めることができ、また、液冷媒連絡管６を流れる冷媒が気液二相状態になりにくくなり、各室内ユニット５ａ、５ｂへの分配時の偏流を生じにくくすることができる。
【００７２】
−中間圧インジェクションを行うための構成−
また、室外ユニット２には、圧縮機２１の消費動力を減らして性能向上を図ることができるように、前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて中間冷媒管２８を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒に低温の冷媒を合流させて後段側の圧縮要素２１ｅの吸入側に送る中間圧インジェクションを行う構成が設けられている。
【００７３】
この中間圧インジェクションを行う構成として、室外ユニット２には、レシーバ２６からガス冷媒を後段側の圧縮要素２１ｅ（ここでは、中間冷媒管２８）に戻すための第１後段側インジェクション管３４が設けられている。
【００７４】
第１後段側インジェクション管３４は、レシーバ２６の上部と中間冷媒管２８とを接続するように設けられている。この第１後段側インジェクション管３４には、開閉制御が可能な電磁弁からなる第１後段側インジェクション弁３４ａと、レシーバ２６から後段側の圧縮要素２１ｅへの冷媒の流れを許容し、かつ、後段側の圧縮要素２１ｅからレシーバ２６への冷媒の流れを遮断する逆止弁からなる第１後段側インジェクション逆止弁３４ｂが設けられている。尚、本実施形態において、第１後段側インジェクション管３４の第１後段側インジェクション弁３４ａの上流側の部分と第３吸入戻し管３１の第３吸入戻し弁３１ａの上流側の部分とは、一体になっている。
【００７５】
これにより、レシーバ２６において気液分離されたガス冷媒は、第１後段側インジェクション管３４を通じて、前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて中間冷媒管２８を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒に合流することで、後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷媒の温度を低くして、圧縮機２１の消費動力を減らし、性能向上を図ることができる（以下、このレシーバ２６及び第１後段側インジェクション管３４を用いた中間圧インジェクションを「気液分離器による中間圧インジェクション」とする）。
【００７６】
ここで、この気液分離器による中間圧インジェクションは、レシーバ２６における冷媒の圧力が中間冷媒管２８を流れる冷媒の圧力との圧力差が小さい条件である場合においても使用が可能であるという利点があるため、本実施形態のような室外ユニット２と室内ユニット５ａ、５ｂとが冷媒連絡管６、７を介して接続された構成のように、暖房運転時において、レシーバ２６における冷媒の圧力が低くなる場合に有利である。一方、本実施形態のような二酸化炭素を冷媒として使用する等によって冷凍サイクルにおける高圧が臨界圧力を超える圧力になる場合には、冷房運転時の冷凍サイクルにおける中間圧が臨界圧力を超える可能性があり、このような場合には、レシーバ２６において気液分離が行われなくなるおそれがある。このため、暖房運転時においては、気液分離器による中間圧インジェクションを採用し、冷房運転時においては、冷凍サイクルにおける中間圧が臨界圧力を超える可能性がある場合においても使用可能な中間圧インジェクションの構成を採用することが好ましい。
【００７７】
そこで、本実施形態では、上述の気液分離器による中間圧インジェクションの構成の他に、第２後段側インジェクション管３５及びエコノマイザ熱交換器３６によって中間圧インジェクションを行う構成（以下、この第２後段側インジェクション管３５及びエコノマイザ熱交換器３６を用いた中間圧インジェクションを「エコノマイザによる中間圧インジェクション」とする）が設けられている。
【００７８】
第２後段側インジェクション管３５は、室内熱交換器５２ａ、５２ｂと室外熱交換器２４との間を流れる冷媒の一部を分岐して圧縮機２１の後段側の圧縮要素２１ｅに戻すことが可能な冷媒管であり、冷房運転時における室外熱交換器２４の下流側と室外膨張弁２５との間の部分と中間冷媒管２８とを接続するように設けられている。この第２後段側インジェクション管３５には、第２後段側インジェクション管３５内を流れる冷媒を減圧して流量調節を行うために、開度制御が可能な電動膨張弁からなる第２後段側インジェクション弁３５ａが設けられている。尚、本実施形態において、第１後段側インジェクション管３４の第１後段側インジェクション弁３４ａの下流側の部分と第２後段側インジェクション管３５のエコノマイザ熱交換器３６の出口側の部分とは、一体になっている。
【００７９】
エコノマイザ熱交換器３６は、冷房運転時に、第２後段側インジェクション管３５（より具体的には、第２後段側インジェクション弁３５ａによって冷凍サイクルにおける中間圧まで減圧された後の冷媒）を流れる冷媒によって室外熱交換器２４において放熱した冷媒を冷却する熱交換器であり、その冷媒流路の一方が室外熱交換器２４と室外膨張弁２５との間（ここでは、第２後段側インジェクション管３５の分岐部と室外膨張弁２５との間）に接続され、冷媒流路の他方が第２後段側インジェクション管３５に接続されている。
【００８０】
これにより、冷房運転時に室外熱交換器２４において放熱した冷媒は、室内熱交換器５２ａ、５２ｂと室外熱交換器２４との間（ここでは、室外熱交換器２４とエコノマイザ熱交換器３６との間）において、その一部が第２後段側インジェクション管３５に分岐され、エコノマイザ熱交換器３６において、この第２後段側インジェクション管３５を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒と熱交換を行うことによって冷却されるため、冷房運転時において、室内ユニット５ａ、５ｂに送られる冷媒の単位流量当たりの冷却能力を高めることができ、これと同時に、第２後段側インジェクション管３５を流れる冷媒は、エコノマイザ熱交換器３６において、加熱・蒸発して、前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて中間冷媒管２８を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒に合流することで、後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷媒の温度を低くして、圧縮機２１の消費動力を減らし、性能向上を図ることができる。
【００８１】
このように、本実施形態では、暖房運転時には、レシーバ２６における冷媒の圧力が低くなるおそれを考慮して、気液分離器による中間圧インジェクションを採用し、冷房運転時には、レシーバ２６において気液分離が行われなくなるおそれを考慮して、エコノマイザによる中間圧インジェクションを採用しており、これにより、後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷媒の温度を低くして、圧縮機２１の消費動力を減らし、性能向上を図ることができるようになっている。
【００８２】
−中間冷却を行うための構成−
また、室外ユニット２には、冷房運転時及び暖房運転時における性能向上を図るために、上述の中間圧インジェクションの他に、圧縮機２１の前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒の冷却を行う中間冷却の構成が設けられている。
【００８３】
この中間冷却の構成として、室外ユニット２には、主として、第１中間冷却器３７と第２中間冷却器３８とが設けられている。
【００８４】
中間冷媒管２８は、主として、圧縮機２１の前段側の圧縮要素２１ｄに接続された第１中間合流管２８ａと、第１中間合流管２８ａを２つに分岐する第１及び第２中間分岐管２８ｂ、２８ｃと、第１及び第２中間分岐管２８ｂ、２８ｃを合流する第２中間合流管２８ｄとを有している。
【００８５】
第１中間分岐管２８ｂには、第１中間冷却器３７が設けられている。
【００８６】
第１中間冷却器３７は、冷房運転時に前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷媒回路１０に起因しない冷却源によって冷却する熱交換器である。ここで、冷媒回路１０に起因しない冷却源とは、室外空気や冷却水のような冷媒回路１０を流れる冷媒とは無関係に中間冷媒管２８を流れる冷媒を冷却する能力を有するものを意味し、本実施形態においては、室外空気を冷媒回路１０に起因しない冷却源として使用して、第１中間分岐管２８ｂを流れる冷媒を冷却する熱交換器が使用されている。
【００８７】
第２中間分岐管２８ｃには、第２中間冷却器３８が設けられている。
【００８８】
第２中間冷却器３８は、暖房運転時に前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷媒回路１０に起因する冷却源によって冷却する熱交換器である。ここで、冷媒回路１０に起因する冷却源とは、冷媒回路１０を流れる冷媒等のような冷媒回路１０を流れる冷媒との熱交換によって中間冷媒管２８を流れる冷媒を冷却する能力を有するものを意味し、本実施形態においては、室内熱交換器５ａ、５ｂにおいて放熱した後に冷凍サイクルにおける中間圧まで少なくとも減圧された冷媒であるレシーバ２６とレシーバ２６の下流側に位置する室外膨張弁２５との間を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷媒回路１０に起因する冷却源として使用して、第２中間分岐管２８ｃを流れる冷媒を冷却する熱交換器が使用されている。
【００８９】
第１中間合流管２８ａと第１及び第２中間分岐管２８ｂ、２８ｃとの分岐部には、中間冷却器切換機構としての中間冷却器切換弁３９が設けられており、冷房運転時（すなわち、冷媒循環方向切換弁２３が第１冷媒循環状態である場合）には、第１中間分岐管２８ｂを第１中間合流管２８ａに接続しかつ第２中間分岐管２８ｃを第１中間合流管２８ａに接続しない（ここでは、第２中間分岐管２８ｃを補助戻し管２８ｅを介して圧縮機２１の吸入側に接続する）ようにして、第１中間冷却器３７を使用する第１中間冷却状態（図１の中間冷却器切換弁３９の実線を参照）と、暖房運転時（すなわち、冷媒循環方向切換弁２３が第２冷媒循環状態である場合）には、第２中間分岐管２８ｃを第１中間合流管２８ａに接続しかつ第１中間分岐管２８ｂを第１中間合流管２８ａに接続しない（ここでは、第１中間分岐管２８ｂを補助戻し管２８ｅを介して圧縮機２１の吸入側に接続する）ようにして、第２中間冷却器３８を使用する第２中間冷却状態（図１の中間冷却器切換弁３９の破線を参照）とを切り換えることができるようになっている。尚、中間冷却器切換弁３９は、四路切換弁に限定されるものではなく、例えば、複数の電磁弁を組み合わせる等によって、上述と同様の冷媒の流れの方向を切り換える機能を有するように構成したものであってもよい。
【００９０】
第１中間分岐管２８ｂの第１中間冷却器３７の出口側には、第１中間合流管２８ａから第２中間合流管２８ｄに向かう冷媒の流れのみを許容する第１中間分岐逆止弁４０が設けられている。第２中間分岐管２８ｃの第２中間冷却器３８の出口側には、第１中間合流管２８ａから第２中間合流管２８ｄに向かう冷媒の流れのみを許容する第２中間分岐逆止弁４１が設けられている。
【００９１】
第２中間合流管２８ｄには、第１及び第２後段側インジェクション管３４、３５が接続されている。
【００９２】
これにより、冷房運転時には、第１中間冷却器３７において、冷媒回路１０に起因しない冷却源としての室外空気によって前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却することで、圧縮機２１における消費動力を小さくするとともに、室外熱交換器２４における放熱ロスを小さくして、冷房運転時の性能向上を図ることができ、暖房運転時には、第２中間冷却器３８において、冷媒回路１０に起因する冷却源としてのレシーバ２６とレシーバ２６の下流側に位置する室外膨張弁２５との間を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒によって前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却することで、圧縮機２１における消費動力を小さくするとともに、放熱ロスを低減し、圧縮仕事で生じた熱を有効利用して、暖房運転時の性能向上を図ることができるようになっている。
【００９３】
−第１中間冷却器を暖房運転時に補助蒸発器として機能させるための構成−
さらに、室外ユニット２には、暖房運転時における性能向上を図るために、暖房運転時には中間冷却器として使用されない第１中間冷却器３７を補助蒸発器として機能させるための構成が設けられている。
【００９４】
この第１中間冷却器３７を暖房運転時に補助蒸発器として機能させるための構成として、室外ユニット２には、第２吸入戻し管４２が設けられている。
【００９５】
第２吸入戻し管４２は、主として、室内熱交換器５２ａ、５２ｂと室外熱交換器２４との間を流れる冷媒の一部を分岐して圧縮機２１の吸入側（すなわち、前段側の圧縮要素２１ｄの吸入側）に戻すことが可能な冷媒管であり、室外膨張弁２５と室外熱交換器２４との間の部分と吸入管２７とを第１中間冷却器３７を通じて接続するように設けられている。本実施形態において、第２吸入戻し管４２は、主として、室外膨張弁２５と室外熱交換器２４との間の部分と第１中間冷却器３７と第１中間分岐逆止弁４０との間の部分とを接続する流入管４２ａと、第１中間分岐管２８ｂのうち第１中間冷却器３７と第１中間分岐逆止弁４０との間の位置から第１中間冷却器３７を通じて中間冷却器切換弁３９までの部分と、中間冷却器切換弁３９と吸入管２７とを接続する補助戻し管２８ｅとを有している。この第２吸入戻し管４２には、開閉制御が可能な電磁弁からなる第２吸入戻し弁４２ｂが設けられている。尚、本実施形態において、第２後段側インジェクション管３５の第１後段側インジェクション弁３５ａの上流側の部分と第２吸入戻し管４２の第２吸入戻し弁４２ｂの上流側の部分とは、一体になっている。また、補助戻し管２８ｅと第１吸入戻し管３２の過冷却器３３の出口側の部分とは、一体になっている。
【００９６】
これにより、暖房運転時には、第１中間冷却器３７を室内熱交換器５ａ、５ｂにおいて放熱した冷媒の一部を蒸発させる補助蒸発器として機能させることができるため、暖房運転時における冷媒の蒸発能力を高めることができ、性能向上を図ることができるようになっている。
【００９７】
＜冷媒連絡管＞
冷媒連絡管６、７は、空気調和装置１を設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管である。液冷媒連絡管６は、室外ユニット２及び室内ユニット５ａ、５ｂに接続されており、冷房運転時には、室外ユニット２を通過した冷媒を室内ユニット５ａ、５ｂに送り、暖房運転時には、室内ユニット５ａ、５ｂを通過した冷媒を室外ユニット２に送る冷媒管である。ガス冷媒連絡管７は、室外ユニット２及び室内ユニット５ａ、５ｂに接続されており、冷房運転時には、室内ユニット５ａ、５ｂを通過した冷媒を室外ユニット２に送り、暖房運転時には、室外ユニット２を通過した冷媒を室内ユニット５ａ、５ｂに送る冷媒管である。
【００９８】
（２）空気調和装置の動作
次に、本実施形態の空気調和装置１の動作について、図２及び図３を用いて説明する。ここで、図２は、冷房運転時における空気調和装置１内の冷媒の流れを示す図であり、図３は、暖房運転時における空気調和装置１内の冷媒の流れを示す図である。
【００９９】
＜冷房運転＞
冷房運転時は、冷媒循環方向切換弁２３が図２の実線で示される第１冷媒循環状態となっている。
【０１００】
室外膨張弁２５及び室内膨張弁５１ａ、５１ｂは、開度調節された状態となっている。
【０１０１】
中間冷却器切換弁３９が図２の実線で示される第１中間冷却状態とされて、第１中間冷却器３７が前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を室外空気によって冷却する状態となり、第２中間冷却器３８が使用されない状態となっている。
【０１０２】
第１後段側インジェクション弁３４ａが閉状態となり、かつ、第２後段側インジェクション弁３５ａが開度調節される状態となり、気液分離器による中間圧インジェクションが行われない状態となり、かつ、エコノマイザによる中間圧インジェクションが行われる状態となっている。
【０１０３】
第１吸入戻し弁３２ａが開度調節される状態となり、過冷却器３３が機能する状態となっている。
【０１０４】
第２吸入戻し弁４２ｂが閉状態となり、第１中間冷却器３７が補助蒸発器として使用されない状態となっている。
【０１０５】
この冷媒回路１０の状態において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、吸入管２７から圧縮機２１に吸入され、前段側の圧縮要素２１ｄによって冷凍サイクルにおける中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管２８に吐出される。
【０１０６】
この前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、中間冷却器切換弁３９を通じて第１中間冷却器３７に送られ、第１中間冷却器３７において、室外空気と熱交換を行うことで冷却される。
【０１０７】
この第１中間冷却器３７において冷却された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第２後段側インジェクション管３５から後段側の圧縮要素２１ｅに戻される冷媒と合流することでさらに冷却される。
【０１０８】
この第２後段側インジェクション管３５から戻る冷媒と合流した（すなわち、エコノマイザによる中間圧インジェクションが行われた）冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、前段側の圧縮要素２１ｄの後段側に接続された圧縮要素２１ｅに吸入されて、さらに圧縮された後に、圧縮機２１から吐出管２９に吐出される。ここで、圧縮機２１から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、圧縮要素２１ｄ、２１ｅによる二段圧縮動作によって、冷媒の臨界圧力を超える圧力まで圧縮されている。
【０１０９】
この圧縮機２１から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、油分離器２２において、冷凍機油が分離される。この油分離器２２において分離された冷凍機油は、キャピラリチューブ３０を通じて圧縮機２１の吸入管２７に戻され、冷凍機油が分離された後の冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、冷媒循環方向切換弁２３を通じて室外熱交換器２４に送られる。
【０１１０】
この室外熱交換器２４に送られた冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、室外空気と熱交換を行って放熱する。
【０１１１】
この室外熱交換器２４において放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、その一部が第２後段側インジェクション管３５に分岐される。この第２後段側インジェクション管３５を流れる冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、第２後段側インジェクション弁３５ａにおいて冷凍サイクルにおける中間圧まで減圧された後に、エコノマイザ熱交換器３６に送られる。第２後段側インジェクション管３５に分岐された後の冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、エコノマイザ熱交換器３６に流入し、第２後段側インジェクション管３５を流れる冷媒と熱交換を行って冷却される。第２後段側インジェクション管３５を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、エコノマイザ熱交換器３６において、室外熱交換器２４において放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒と熱交換を行って加熱・蒸発して、上述のように、前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒に合流することになる。
【０１１２】
エコノマイザ熱交換器３６において冷却された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、室外膨張弁２５によって冷凍サイクルにおける中間圧まで減圧され、第２中間冷却器３８を通過した後に（ここでは、第２中間分岐管２８ｃ内に冷媒が流れていないため、熱交換は行われない）、レシーバ２６内に一時的に溜められる。
【０１１３】
このレシーバ２６内に溜められた冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、過冷却器３３に送られて、第１吸入戻し管３２を流れる冷凍サイクルにおける低圧の冷媒によって冷却されて過冷却状態となる。この過冷却器３３において冷却された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、その一部が第１吸入戻し管３２に分岐される。この第１吸入戻し管３２を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第１吸入戻し弁３２ａにおいて冷凍サイクルにおける低圧まで減圧された後に、過冷却器３３に送られて、レシーバ２６から過冷却器３３に送られる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒と熱交換を行って加熱・蒸発して、圧縮機２１の吸入側（ここでは、吸入管２７）を流れる冷媒に合流することになる。
【０１１４】
この過冷却器３３において冷却された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、液冷媒連絡管６を通じて室内膨張弁５１ａ、５１ｂに送られ、室内膨張弁５１ａ、５１ｂによって冷凍サイクルにおける低圧まで減圧されて気液二相状態の冷媒となり、室内熱交換器５２ａ、５２ｂに送られる。
【０１１５】
この室内熱交換器５２ａ、５２ｂに送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、室内の熱負荷を処理することによって加熱・蒸発して、ガス冷媒連絡管７、冷媒循環方向切換弁２３及び吸入管２７を通じて、再び、圧縮機２１に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。
【０１１６】
＜暖房運転＞
暖房運転時は、冷媒循環方向切換弁２３が図３の破線で示される第２冷媒循環状態となっている。
【０１１７】
室外膨張弁２５及び室内膨張弁５１ａ、５１ｂは、開度調節された状態となっている。
【０１１８】
中間冷却器切換弁３９が図３の破線で示される第２中間冷却状態とされて、第１中間冷却器３７が使用されない状態となり、第２中間冷却器３８が前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒をレシーバ２６とレシーバ２６の下流側に位置する室外膨張弁２５との間を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒によって冷却する状態となっている。
【０１１９】
第１後段側インジェクション弁３４ａが開状態となり、かつ、第２後段側インジェクション弁３５ａが閉状態となり、気液分離器による中間圧インジェクションが行われる状態となり、かつ、エコノマイザによる中間圧インジェクションが行われない状態となっている。
【０１２０】
第１吸入戻し弁３２ａが閉状態となり、過冷却器３３が機能しない状態となっている。
【０１２１】
第２吸入戻し弁４２ｂが開状態となり、第１中間冷却器３７が補助蒸発器として使用される状態となっている。
【０１２２】
この冷媒回路１０の状態において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、吸入管２７から圧縮機２１に吸入され、前段側の圧縮要素２１ｄによって冷凍サイクルにおける中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管２８に吐出される。
【０１２３】
この前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、中間冷却器切換弁３９を通じて第２中間冷却器３８に送られ、第２中間冷却器３８において、レシーバ２６とレシーバ２６の下流側に位置する室外膨張弁２５との間を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒と熱交換を行うことで冷却される。
【０１２４】
この第２中間冷却器３８において冷却された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第１後段側インジェクション管３４から後段側の圧縮要素２１ｅに戻される冷媒と合流することでさらに冷却される。
【０１２５】
この第１後段側インジェクション管３４から戻る冷媒と合流した（すなわち、気液分離器による中間圧インジェクションが行われた）冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、前段側の圧縮要素２１ｄの後段側に接続された圧縮要素２１ｅに吸入されて、さらに圧縮された後に、圧縮機２１から吐出管２９に吐出される。ここで、圧縮機２１から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、圧縮要素２１ｄ、２１ｅによる二段圧縮動作によって、冷媒の臨界圧力を超える圧力まで圧縮されている。
【０１２６】
この圧縮機２１から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、油分離器２２において、冷凍機油が分離される。この油分離器２２において分離された冷凍機油は、キャピラリチューブ３０を通じて圧縮機２１の吸入管２７に戻され、冷凍機油が分離された後の冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、冷媒循環方向切換弁２３及びガス冷媒連絡管７を通じて室内熱交換器５２ａ、５２ｂに送られる。
【０１２７】
この室内熱交換器５２ａ、５２ｂに送られた冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、室内の熱負荷を処理することによって放熱する。
【０１２８】
この室内熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、室内膨張弁５１ａ、５１ｂによって冷凍サイクルにおける中間圧まで減圧され、液冷媒連絡管６及び過冷却器３３を通過した後に（ここでは、第１吸入戻し管３２内に冷媒が流れていないため、熱交換は行われない）、レシーバ２６内に一時的に溜められるとともに気液分離が行われる。
【０１２９】
このレシーバ２６において気液分離された冷凍サイクルにおける中間圧のガス冷媒は、第１後段側インジェクション管３４によってレシーバ２６の上部から抜き出されて、上述のように、前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒に合流することになる。このレシーバ２６において気液分離されてレシーバ２６内に溜められた冷凍サイクルにおける中間圧の液冷媒は、第２中間冷却器３８に送られる。
【０１３０】
この第２中間冷却器３８に送られた冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第２中間分岐管２８ｃ内を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒と熱交換を行って加熱される。
【０１３１】
この第２中間冷却器３８において加熱された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、室外膨張弁２５によって冷凍サイクルにおける低圧まで減圧されて気液二相状態の冷媒となり、エコノマイザ熱交換器３６を通過した後に（ここでは、第２後段側インジェクション管３５内に冷媒が流れていないため、熱交換は行われない）、室外熱交換器２４に送られるとともに、第２吸入戻し管４２を通じて補助蒸発器として機能する第１中間冷却器３７に送られる。
【０１３２】
この室外熱交換器２４に送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、室外空気と熱交換を行って加熱・蒸発した後に、冷媒循環方向切換弁２３及び吸入管２７を通じて、再び、圧縮機２１に吸入され、補助蒸発器として機能する第１中間冷却器３７に送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、室外空気と熱交換を行って加熱・蒸発した後に、吸入管２７を通じて、再び、圧縮機２１に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。
【０１３３】
（３）空気調和装置の特徴
本実施形態の空気調和装置１には、以下のような特徴がある。
【０１３４】
＜Ａ＞
本実施形態の空気調和装置１において、仮に、冷房運転及び暖房運転（すなわち、冷媒循環方向切換弁２３が第１冷媒循環状態及び第２冷媒循環状態）のいずれにおいても、冷媒回路１０に起因しない冷却源としての室外空気によって前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却する中間冷却器を設けた場合には、後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷媒の温度が低くなるため、このような中間冷却器を設けない場合に比べて、最終的に圧縮機２１から吐出される冷媒の温度を低く抑えることができる。これにより、冷房運転時においては、冷媒の放熱器として機能する室外熱交換器２４における放熱ロスが小さくなり、圧縮機２１における消費動力を小さくすることができるため、冷房運転時の性能向上を図ることができる。
【０１３５】
しかし、暖房運転時においては、このような冷媒回路１０に起因しない冷却源としての室外空気によって前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却する中間冷却器を設けない場合であれば、室内熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて利用できるはずの熱が、このような中間冷却器を設けているために、加熱能力が必要とされるにもかかわらず、中間冷却器から単に室外に放熱する等のように放熱ロスとなってしまう。これにより、圧縮機２１における消費動力を小さくできる点については有利であるが、圧縮仕事で生じた熱が有効利用されず、暖房運転時の性能向上を十分に図ることができない。
【０１３６】
そこで、本実施形態の空気調和装置１では、上述のように、冷媒回路１０に、冷房運転時に前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷媒回路１０に起因しない冷却源としての室外空気によって冷却する第１中間冷却器３７と、暖房運転時に前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷媒回路１０に起因する冷却源としてのレシーバ２６とレシーバ２６の下流側に位置する室外膨張弁２５との間を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒によって冷却する第２中間冷却器３８とを設けるようにしている。
【０１３７】
これにより、本実施形態の空気調和装置１では、上述のように、冷房運転時には、第１中間冷却器３７において、冷媒回路１０に起因しない冷却源としての室外空気によって前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却することで、圧縮機２１における消費動力を小さくするとともに、室外熱交換器２４における放熱ロスを小さくして、冷房運転時の性能向上を図ることができ、暖房運転時には、第２中間冷却器３８において、冷媒回路１０に起因する冷却源としてのレシーバ２６とレシーバ２６の下流側に位置する室外膨張弁２５との間を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒によって前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却することで、圧縮機２１における消費動力を小さくするとともに、放熱ロスを低減し、圧縮仕事で生じた熱を有効利用して、暖房運転時の性能向上を図ることができる。
【０１３８】
また、仮に、冷房運転及び暖房運転（すなわち、冷媒循環方向切換弁２３が第１冷媒循環状態及び第２冷媒循環状態）のいずれにおいても、第２中間冷却器３８だけを使用するように構成した場合には、冷房運転時において、冷媒回路１０に起因する冷却源としてのレシーバ２６と室外膨張弁２５との間を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒が前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒によって加熱されることになるため、室内ユニット５ａ、５ｂに送られる冷媒の単位流量当たりの冷却能力が小さくなってしまうという問題が生じるが、本実施形態の空気調和装置１では、冷房運転時には中間冷却器３８を使用しないため、このような問題が生じることもない。
【０１３９】
＜Ｂ＞
本実施形態の空気調和装置１では、上述のように、第２中間冷却器３８における冷却源が室内熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて放熱した後に冷凍サイクルにおける中間圧まで少なくとも減圧された冷媒（ここでは、レシーバ２６とレシーバ２６の下流側に位置する室外膨張弁２５との間を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒）であり、この冷媒は、前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒よりも低温であるため、第２中間冷却器３８において前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を確実に冷却することができる。
【０１４０】
＜Ｃ＞
本実施形態の空気調和装置１では、上述のように、第２中間冷却器３８における冷却源としての室内熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて放熱した後に冷凍サイクルにおける中間圧まで少なくとも減圧された冷媒が、レシーバ２６とレシーバ２６とレシーバ２６の下流側に位置する室外膨張弁２５との間を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒であるため、暖房運転時に、第２中間冷却器３８において、前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却するとともに、レシーバ２６とレシーバ２６の下流側に位置する室外膨張弁２５との間を流れる冷媒が加熱されるため、冷媒の蒸発器として機能する室外熱交換器２４における蒸発負荷を小さくすることができる。
【０１４１】
（４）変形例１
上述の実施形態では、暖房運転時に前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却する第２中間冷却器３８の冷媒回路１０に起因する冷却源として、室内熱交換器５ａ、５ｂにおいて放熱した後に冷凍サイクルにおける中間圧まで少なくとも減圧された冷媒であるレシーバ２６とレシーバ２６の下流側に位置する室外膨張弁２５との間を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒が使用されているが、これに代えて、図４に示されるように、レシーバ２６内の冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を使用してもよい。このような第２中間冷却器３８として、例えば、レシーバ２６内に第２中間分岐管２８ｃに接続された伝熱管が設けられた構成を採用することができる。
【０１４２】
次に、本変形例の空気調和装置１の動作について、図５及び図６を用いて説明する。ここで、図５は、冷房運転時における空気調和装置１内の冷媒の流れを示す図であり、図６は、暖房運転時における空気調和装置１内の冷媒の流れを示す図である。
【０１４３】
＜冷房運転＞
冷房運転時は、冷媒循環方向切換弁２３が図５の実線で示される第１冷媒循環状態となっている。
【０１４４】
室外膨張弁２５及び室内膨張弁５１ａ、５１ｂは、開度調節された状態となっている。
【０１４５】
中間冷却器切換弁３９が図５の実線で示される第１中間冷却状態とされて、第１中間冷却器３７が前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を室外空気によって冷却する状態となり、第２中間冷却器３８が使用されない状態となっている。
【０１４６】
第１後段側インジェクション弁３４ａが閉状態となり、かつ、第２後段側インジェクション弁３５ａが開度調節される状態となり、気液分離器による中間圧インジェクションが行われない状態となり、かつ、エコノマイザによる中間圧インジェクションが行われる状態となっている。
【０１４７】
第１吸入戻し弁３２ａが開度調節される状態となり、過冷却器３３が機能する状態となっている。
【０１４８】
第２吸入戻し弁４２ｂが閉状態となり、第１中間冷却器３７が補助蒸発器として使用されない状態となっている。
【０１４９】
この冷媒回路１０の状態において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、吸入管２７から圧縮機２１に吸入され、前段側の圧縮要素２１ｄによって冷凍サイクルにおける中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管２８に吐出される。
【０１５０】
この前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、中間冷却器切換弁３９を通じて第１中間冷却器３７に送られ、第１中間冷却器３７において、室外空気と熱交換を行うことで冷却される。
【０１５１】
この第１中間冷却器３７において冷却された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第２後段側インジェクション管３５から後段側の圧縮要素２１ｅに戻される冷媒と合流することでさらに冷却される。
【０１５２】
この第２後段側インジェクション管３５から戻る冷媒と合流した（すなわち、エコノマイザによる中間圧インジェクションが行われた）冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、前段側の圧縮要素２１ｄの後段側に接続された圧縮要素２１ｅに吸入されて、さらに圧縮された後に、圧縮機２１から吐出管２９に吐出される。ここで、圧縮機２１から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、圧縮要素２１ｄ、２１ｅによる二段圧縮動作によって、冷媒の臨界圧力を超える圧力まで圧縮されている。
【０１５３】
この圧縮機２１から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、油分離器２２において、冷凍機油が分離される。この油分離器２２において分離された冷凍機油は、キャピラリチューブ３０を通じて圧縮機２１の吸入管２７に戻され、冷凍機油が分離された後の冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、冷媒循環方向切換弁２３を通じて室外熱交換器２４に送られる。
【０１５４】
この室外熱交換器２４に送られた冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、室外空気と熱交換を行って放熱する。
【０１５５】
この室外熱交換器２４において放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、その一部が第２後段側インジェクション管３５に分岐される。この第２後段側インジェクション管３５を流れる冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、第２後段側インジェクション弁３５ａにおいて冷凍サイクルにおける中間圧まで減圧された後に、エコノマイザ熱交換器３６に送られる。第２後段側インジェクション管３５に分岐された後の冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、エコノマイザ熱交換器３６に流入し、第２後段側インジェクション管３５を流れる冷媒と熱交換を行って冷却される。第２後段側インジェクション管３５を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、エコノマイザ熱交換器３６において、室外熱交換器２４において放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒と熱交換を行って加熱・蒸発して、上述のように、前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒に合流することになる。
【０１５６】
エコノマイザ熱交換器３６において冷却された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、室外膨張弁２５によって冷凍サイクルにおける中間圧まで減圧された後に、レシーバ２６内に一時的に溜められる。
【０１５７】
このレシーバ２６内に溜められた冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第２中間冷却器３８における熱交換が行われることなく（ここでは、第２中間分岐管２８ｃ内に冷媒が流れていないため、熱交換は行われない）、過冷却器３３に送られて、第１吸入戻し管３２を流れる冷凍サイクルにおける低圧の冷媒によって冷却されて過冷却状態となる。この過冷却器３３において冷却された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、その一部が第１吸入戻し管３２に分岐される。この第１吸入戻し管３２を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第１吸入戻し弁３２ａにおいて冷凍サイクルにおける低圧まで減圧された後に、過冷却器３３に送られて、レシーバ２６から過冷却器３３に送られる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒と熱交換を行って加熱・蒸発して、圧縮機２１の吸入側（ここでは、吸入管２７）を流れる冷媒に合流することになる。
【０１５８】
この過冷却器３３において冷却された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、液冷媒連絡管６を通じて室内膨張弁５１ａ、５１ｂに送られ、室内膨張弁５１ａ、５１ｂによって冷凍サイクルにおける低圧まで減圧されて気液二相状態の冷媒となり、室内熱交換器５２ａ、５２ｂに送られる。
【０１５９】
この室内熱交換器５２ａ、５２ｂに送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、室内の熱負荷を処理することによって加熱・蒸発して、ガス冷媒連絡管７、冷媒循環方向切換弁２３及び吸入管２７を通じて、再び、圧縮機２１に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。
【０１６０】
＜暖房運転＞
暖房運転時は、冷媒循環方向切換弁２３が図６の破線で示される第２冷媒循環状態となっている。
【０１６１】
室外膨張弁２５及び室内膨張弁５１ａ、５１ｂは、開度調節された状態となっている。
【０１６２】
中間冷却器切換弁３９が図６の破線で示される第２中間冷却状態とされて、第１中間冷却器３７が使用されない状態となり、第２中間冷却器３８が前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒をレシーバ２６内の冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒によって冷却する状態となっている。
【０１６３】
第１後段側インジェクション弁３４ａが開状態となり、かつ、第２後段側インジェクション弁３５ａが閉状態となり、気液分離器による中間圧インジェクションが行われる状態となり、かつ、エコノマイザによる中間圧インジェクションが行われない状態となっている。
【０１６４】
第１吸入戻し弁３２ａが閉状態となり、過冷却器３３が機能しない状態となっている。
【０１６５】
第２吸入戻し弁４２ｂが開状態となり、第１中間冷却器３７が補助蒸発器として使用される状態となっている。
【０１６６】
この冷媒回路１０の状態において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、吸入管２７から圧縮機２１に吸入され、前段側の圧縮要素２１ｄによって冷凍サイクルにおける中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管２８に吐出される。
【０１６７】
この前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、中間冷却器切換弁３９を通じて第２中間冷却器３８に送られ、第２中間冷却器３８において、レシーバ２６内の冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒と熱交換を行うことで冷却される。
【０１６８】
この第２中間冷却器３８において冷却された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第１後段側インジェクション管３４から後段側の圧縮要素２１ｅに戻される冷媒と合流することでさらに冷却される。
【０１６９】
この第１後段側インジェクション管３４から戻る冷媒と合流した（すなわち、気液分離器による中間圧インジェクションが行われた）冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、前段側の圧縮要素２１ｄの後段側に接続された圧縮要素２１ｅに吸入されて、さらに圧縮された後に、圧縮機２１から吐出管２９に吐出される。ここで、圧縮機２１から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、圧縮要素２１ｄ、２１ｅによる二段圧縮動作によって、冷媒の臨界圧力を超える圧力まで圧縮されている。
【０１７０】
この圧縮機２１から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、油分離器２２において、冷凍機油が分離される。この油分離器２２において分離された冷凍機油は、キャピラリチューブ３０を通じて圧縮機２１の吸入管２７に戻され、冷凍機油が分離された後の冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、冷媒循環方向切換弁２３及びガス冷媒連絡管７を通じて室内熱交換器５２ａ、５２ｂに送られる。
【０１７１】
この室内熱交換器５２ａ、５２ｂに送られた冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、室内の熱負荷を処理することによって放熱する。
【０１７２】
この室内熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、室内膨張弁５１ａ、５１ｂによって冷凍サイクルにおける中間圧まで減圧され、液冷媒連絡管６及び過冷却器３３を通過した後に（ここでは、第１吸入戻し管３２内に冷媒が流れていないため、熱交換は行われない）、レシーバ２６内に一時的に溜められるとともに気液分離が行われる。このレシーバ２６内の冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第２中間冷却器３８において、第２中間分岐管２８ｃ内を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒と熱交換を行って加熱される。このレシーバ２６において気液分離された冷凍サイクルにおける中間圧のガス冷媒は、第１後段側インジェクション管３４によってレシーバ２６の上部から抜き出されて、上述のように、前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒に合流することになる。このレシーバ２６において気液分離されてレシーバ２６内に溜められた冷凍サイクルにおける中間圧の液冷媒は、室外膨張弁２５に送られる。
【０１７３】
この室外膨張弁２５に送られた冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、室外膨張弁２５によって冷凍サイクルにおける低圧まで減圧されて気液二相状態の冷媒となり、エコノマイザ熱交換器３６を通過した後に（ここでは、第２後段側インジェクション管３５内に冷媒が流れていないため、熱交換は行われない）、室外熱交換器２４に送られるとともに、第２吸入戻し管４２を通じて補助蒸発器として機能する第１中間冷却器３７に送られる。
【０１７４】
この室外熱交換器２４に送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、室外空気と熱交換を行って加熱・蒸発した後に、冷媒循環方向切換弁２３及び吸入管２７を通じて、再び、圧縮機２１に吸入され、補助蒸発器として機能する第１中間冷却器３７に送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、室外空気と熱交換を行って加熱・蒸発した後に、吸入管２７を通じて、再び、圧縮機２１に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。
【０１７５】
本変形例の空気調和装置１では、上述のように、冷媒回路１０に、冷房運転時に前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷媒回路１０に起因しない冷却源としての室外空気によって冷却する第１中間冷却器３７と、暖房運転時に前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷媒回路１０に起因する冷却源としてのレシーバ２６内の冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒によって冷却する第２中間冷却器３８とを設けるようにしているため、上述の実施形態と同様に、冷房運転時には、圧縮機２１における消費動力を小さくするとともに、室外熱交換器２４における放熱ロスを小さくして、冷房運転時の性能向上を図ることができ、暖房運転時には、圧縮機２１における消費動力を小さくするとともに、放熱ロスを低減し、圧縮仕事で生じた熱を有効利用して、暖房運転時の性能向上を図ることができる。
【０１７６】
また、本変形例の空気調和装置１では、上述のように、第２中間冷却器３８における冷却源としての室内熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて放熱した後に冷凍サイクルにおける中間圧まで少なくとも減圧された冷媒が、レシーバ２６内の冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒であり、暖房運転時に、レシーバ２６内の冷媒が加熱されるため、上述の実施形態と同様に、冷媒の蒸発器として機能する室外熱交換器２４における蒸発負荷を小さくすることができ、しかも、レシーバ２６におけるガス冷媒の量が増加するため、気液分離器による中間圧インジェクションにおいて、第１後段側インジェクション管３４から後段側の圧縮要素２１ｅに戻されるガス冷媒の流量が増加し、後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒の温度をさらに低くすることができる。
【０１７７】
（５）変形例２
上述の実施形態では、暖房運転時に前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却する第２中間冷却器３８の冷媒回路１０に起因する冷却源として、室内熱交換器５ａ、５ｂにおいて放熱した後に冷凍サイクルにおける中間圧まで少なくとも減圧された冷媒であるレシーバ２６とレシーバ２６の下流側に位置する室外膨張弁２５との間を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒が使用されているが、これに代えて、図７に示されるように、レシーバ２６の上流側に位置する室内膨張弁５１ａ、５１ｂとレシーバ２６との間を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を使用してもよい。
【０１７８】
本変形例では、このような第２中間冷却器３８として、例えば、暖房運転時に液冷媒連絡管６とレシーバ２６との間を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒によって前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却する熱交換器を採用することができる。このとき、第２中間冷却器３８を上述の実施形態における過冷却器３３と兼用させるようにしてもよい。具体的には、第２中間冷却器３８を上述の実施形態における過冷却器３３と同じ位置に配置するとともに、第２中間分岐管２８ｃ及び第１吸入戻し管３２の両方を接続して、冷房運転時には、第１吸入戻し管３２を流れる冷媒によって利用ユニット５ａ、５ｂに送る冷媒を冷却する過冷却器として機能するようにし、暖房運転時には、第２中間分岐管２８ｃを流れる前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を液冷媒連絡管６とレシーバ２６との間を流れる冷媒によって冷却する中間冷却器として機能するようにしてもよい。本変形例では、冷房運転時に補助戻し管２８ｅ及び第２中間分岐管２８ｃの中間冷却器切換弁３９と第２中間冷却器３８とを接続する部分を第１吸入戻し管３２の一部として使用するとともに、第１吸入戻し管３２の第１吸入戻し弁３２ａが設けられた部分を第２中間分岐管２８ｃの第２中間冷却器３８の出口側の部分に接続し、さらに、第２中間冷却器３８を過冷却器として機能させる際に、第１吸入戻し管３２が第２中間合流管２８ｄに連通しないようにするために、第２中間分岐管２８ｃ（ここでは、第２中間分岐管２８ｃのうち第１吸入戻し管３２の第１吸入戻し弁３２ａが設けられた部分との接続部分と第２中間合流管２８ｄとの接続部分との間）に、開閉制御が可能な電磁弁からなる第２中間分岐開閉弁４３を設けるようにしている。
【０１７９】
次に、本変形例の空気調和装置１の動作について、図８及び図９を用いて説明する。ここで、図８は、冷房運転時における空気調和装置１内の冷媒の流れを示す図であり、図９は、暖房運転時における空気調和装置１内の冷媒の流れを示す図である。
【０１８０】
＜冷房運転＞
冷房運転時は、冷媒循環方向切換弁２３が図８の実線で示される第１冷媒循環状態となっている。
【０１８１】
室外膨張弁２５及び室内膨張弁５１ａ、５１ｂは、開度調節された状態となっている。
【０１８２】
中間冷却器切換弁３９が図８の実線で示される第１中間冷却状態とされて、第１中間冷却器３７が前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を室外空気によって冷却する状態となり、第２中間冷却器３８が中間冷却器として使用されない状態となっている。
【０１８３】
第１後段側インジェクション弁３４ａが閉状態となり、かつ、第２後段側インジェクション弁３５ａが開度調節される状態となり、気液分離器による中間圧インジェクションが行われない状態となり、かつ、エコノマイザによる中間圧インジェクションが行われる状態となっている。
【０１８４】
第１吸入戻し弁３２ａが開度調節される状態となり、かつ、第２中間分岐開閉弁４３が閉状態となり、第２中間冷却器３８が過冷却器として機能する状態となっている。
【０１８５】
第２吸入戻し弁４２ｂが閉状態となり、第１中間冷却器３７が補助蒸発器として使用されない状態となっている。
【０１８６】
この冷媒回路１０の状態において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、吸入管２７から圧縮機２１に吸入され、前段側の圧縮要素２１ｄによって冷凍サイクルにおける中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管２８に吐出される。
【０１８７】
この前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、中間冷却器切換弁３９を通じて第１中間冷却器３７に送られ、第１中間冷却器３７において、室外空気と熱交換を行うことで冷却される。
【０１８８】
この第１中間冷却器３７において冷却された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第２後段側インジェクション管３５から後段側の圧縮要素２１ｅに戻される冷媒と合流することでさらに冷却される。
【０１８９】
この第２後段側インジェクション管３５から戻る冷媒と合流した（すなわち、エコノマイザによる中間圧インジェクションが行われた）冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、前段側の圧縮要素２１ｄの後段側に接続された圧縮要素２１ｅに吸入されて、さらに圧縮された後に、圧縮機２１から吐出管２９に吐出される。ここで、圧縮機２１から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、圧縮要素２１ｄ、２１ｅによる二段圧縮動作によって、冷媒の臨界圧力を超える圧力まで圧縮されている。
【０１９０】
この圧縮機２１から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、油分離器２２において、冷凍機油が分離される。この油分離器２２において分離された冷凍機油は、キャピラリチューブ３０を通じて圧縮機２１の吸入管２７に戻され、冷凍機油が分離された後の冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、冷媒循環方向切換弁２３を通じて室外熱交換器２４に送られる。
【０１９１】
この室外熱交換器２４に送られた冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、室外空気と熱交換を行って放熱する。
【０１９２】
この室外熱交換器２４において放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、その一部が第２後段側インジェクション管３５に分岐される。この第２後段側インジェクション管３５を流れる冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、第２後段側インジェクション弁３５ａにおいて冷凍サイクルにおける中間圧まで減圧された後に、エコノマイザ熱交換器３６に送られる。第２後段側インジェクション管３５に分岐された後の冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、エコノマイザ熱交換器３６に流入し、第２後段側インジェクション管３５を流れる冷媒と熱交換を行って冷却される。第２後段側インジェクション管３５を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、エコノマイザ熱交換器３６において、室外熱交換器２４において放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒と熱交換を行って加熱・蒸発して、上述のように、前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒に合流することになる。
【０１９３】
このエコノマイザ熱交換器３６において冷却された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、室外膨張弁２５によって冷凍サイクルにおける中間圧まで減圧された後に、レシーバ２６内に一時的に溜められる。
【０１９４】
このレシーバ２６内に溜められた冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、過冷却器として機能する第２中間冷却器３８に送られて、第１吸入戻し管３２を流れる冷凍サイクルにおける低圧の冷媒によって冷却されて過冷却状態となる。この過冷却器として機能する第２中間冷却器３８において冷却された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、その一部が第１吸入戻し管３２に分岐される。この第１吸入戻し管３２を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第１吸入戻し弁３２ａにおいて冷凍サイクルにおける低圧まで減圧された後に、過冷却器として機能する第２中間冷却器３８に送られて、レシーバ２６から過冷却器として機能する第２中間冷却器３８に送られる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒と熱交換を行って加熱・蒸発して、中間冷却器切換弁３９及び補助戻し管２８ｅを通じて、圧縮機２１の吸入側（ここでは、吸入管２７）を流れる冷媒に合流することになる。
【０１９５】
この過冷却器として機能する第２中間冷却器３８において冷却された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、液冷媒連絡管６を通じて室内膨張弁５１ａ、５１ｂに送られ、室内膨張弁５１ａ、５１ｂによって冷凍サイクルにおける低圧まで減圧されて気液二相状態の冷媒となり、室内熱交換器５２ａ、５２ｂに送られる。
【０１９６】
この室内熱交換器５２ａ、５２ｂに送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、室内の熱負荷を処理することによって加熱・蒸発して、ガス冷媒連絡管７、冷媒循環方向切換弁２３及び吸入管２７を通じて、再び、圧縮機２１に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。
【０１９７】
＜暖房運転＞
暖房運転時は、冷媒循環方向切換弁２３が図９の破線で示される第２冷媒循環状態となっている。
【０１９８】
室外膨張弁２５及び室内膨張弁５１ａ、５１ｂは、開度調節された状態となっている。
【０１９９】
中間冷却器切換弁３９が図９の破線で示される第２中間冷却状態とされて、第１中間冷却器３７が使用されない状態となり、第２中間冷却器３８が前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒をレシーバ２６の上流側に位置する室内膨張弁５１ａ、５１ｂとレシーバ２６との間を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒によって冷却する状態となっている。
【０２００】
第１後段側インジェクション弁３４ａが開状態となり、かつ、第２後段側インジェクション弁３５ａが閉状態となり、気液分離器による中間圧インジェクションが行われる状態となり、かつ、エコノマイザによる中間圧インジェクションが行われない状態となっている。
【０２０１】
第１吸入戻し弁３２ａが閉状態となり、かつ、第２中間分岐開閉弁４３が開状態となり、第２中間冷却器３８が過冷却器として機能しない状態となっている。
【０２０２】
第２吸入戻し弁４２ｂが開状態となり、第１中間冷却器３７が補助蒸発器として使用される状態となっている。
【０２０３】
この冷媒回路１０の状態において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、吸入管２７から圧縮機２１に吸入され、前段側の圧縮要素２１ｄによって冷凍サイクルにおける中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管２８に吐出される。
【０２０４】
この前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、中間冷却器切換弁３９を通じて第２中間冷却器３８に送られ、第２中間冷却器３８において、レシーバ２６の上流側に位置する室内膨張弁５１ａ、５１ｂ（ここでは、液冷媒連絡管６）とレシーバ２６との間を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒と熱交換を行うことで冷却される。
【０２０５】
この第２中間冷却器３８において冷却された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第１後段側インジェクション管３４から後段側の圧縮要素２１ｅに戻される冷媒と合流することでさらに冷却される。
【０２０６】
この第１後段側インジェクション管３４から戻る冷媒と合流した（すなわち、気液分離器による中間圧インジェクションが行われた）冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、前段側の圧縮要素２１ｄの後段側に接続された圧縮要素２１ｅに吸入されて、さらに圧縮された後に、圧縮機２１から吐出管２９に吐出される。ここで、圧縮機２１から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、圧縮要素２１ｄ、２１ｅによる二段圧縮動作によって、冷媒の臨界圧力を超える圧力まで圧縮されている。
【０２０７】
この圧縮機２１から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、油分離器２２において、冷凍機油が分離される。この油分離器２２において分離された冷凍機油は、キャピラリチューブ３０を通じて圧縮機２１の吸入管２７に戻され、冷凍機油が分離された後の冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、冷媒循環方向切換弁２３及びガス冷媒連絡管７を通じて室内熱交換器５２ａ、５２ｂに送られる。
【０２０８】
この室内熱交換器５２ａ、５２ｂに送られた冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、室内の熱負荷を処理することによって放熱する。
【０２０９】
この室内熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、室内膨張弁５１ａ、５１ｂによって冷凍サイクルにおける中間圧まで減圧され、液冷媒連絡管６を通じて第２中間冷却器３８に送られる。
【０２１０】
この第２中間冷却器３８に送られた冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第２中間分岐管２８ｃ内を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒と熱交換を行って加熱される。
【０２１１】
この第２中間冷却器３８において加熱された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、レシーバ２６内に一時的に溜められるとともに気液分離が行われる。このレシーバ２６において気液分離された冷凍サイクルにおける中間圧のガス冷媒は、第１後段側インジェクション管３４によってレシーバ２６の上部から抜き出されて、上述のように、前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒に合流することになる。このレシーバ２６において気液分離されてレシーバ２６内に溜められた冷凍サイクルにおける中間圧の液冷媒は、室外膨張弁２５に送られる。
【０２１２】
この室外膨張弁２５に送られた冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、室外膨張弁２５によって冷凍サイクルにおける低圧まで減圧されて気液二相状態の冷媒となり、エコノマイザ熱交換器３６を通過した後（ここでは、第２後段側インジェクション管３５内に冷媒が流れていないため、熱交換は行われない）、室外熱交換器２４に送られるとともに、第２吸入戻し管４２を通じて補助蒸発器として機能する第１中間冷却器３７に送られる。
【０２１３】
この室外熱交換器２４に送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、室外空気と熱交換を行って加熱・蒸発した後に、冷媒循環方向切換弁２３及び吸入管２７を通じて、再び、圧縮機２１に吸入され、補助蒸発器として機能する第１中間冷却器３７に送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、室外空気と熱交換を行って加熱・蒸発した後に、吸入管２７を通じて、再び、圧縮機２１に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。
【０２１４】
本変形例の空気調和装置１では、上述のように、冷媒回路１０に、冷房運転時に前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷媒回路１０に起因しない冷却源としての室外空気によって冷却する第１中間冷却器３７と、暖房運転時に前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷媒回路１０に起因する冷却源としてのレシーバ２６の上流側に位置する室内膨張弁５１ａ、５１ｂ（ここでは、液冷媒連絡管６）とレシーバ２６との間を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒によって冷却する第２中間冷却器３８とを設けるようにしているため、上述の実施形態及び変形例１と同様に、冷房運転時には、圧縮機２１における消費動力を小さくするとともに、室外熱交換器２４における放熱ロスを小さくして、冷房運転時の性能向上を図ることができ、暖房運転時には、圧縮機２１における消費動力を小さくするとともに、放熱ロスを低減し、圧縮仕事で生じた熱を有効利用して、暖房運転時の性能向上を図ることができる。
【０２１５】
また、本変形例の空気調和装置１では、上述のように、第２中間冷却器３８における冷却源としての室内熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて放熱した後に冷凍サイクルにおける中間圧まで少なくとも減圧された冷媒が、レシーバ２６の上流側に位置する室内膨張弁５１ａ、５１ｂとレシーバ２６との間を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒であり、暖房運転時に、レシーバ２６の上流側に位置する室内膨張弁５１ａ、５１ｂとレシーバ２６との間を流れる冷媒が加熱されるため、上述の変形例１と同様に、冷媒の蒸発器として機能する室外熱交換器２４における蒸発負荷を小さくすることができるとともに、レシーバ２６におけるガス冷媒の量が増加して、気液分離器による中間圧インジェクションにおいて、第１後段側インジェクション管３４から後段側の圧縮要素２１ｅに戻されるガス冷媒の流量が増加し、後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒の温度をさらに低くすることができる。
【０２１６】
さらに、本変形例の空気調和装置１では、第２中間冷却器３８が、室内熱交換器５２ａ、５２ｂと室外熱交換器２４との間を流れる冷媒の一部を分岐して圧縮機２１の吸入側に戻すための第１吸入戻し管３２にも接続されており、冷房運転時に、第１吸入戻し管３２を流れる冷媒によって室内熱交換器５２ａ、５２ｂに送る冷媒を冷却する過冷却器として機能させることができるため、別途過冷却器を設ける必要がなくなっている。
【０２１７】
（６）変形例３
上述の実施形態では、暖房運転時に前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却する第２中間冷却器３８の冷媒回路１０に起因する冷却源として、室内熱交換器５ａ、５ｂにおいて放熱した後に冷凍サイクルにおける中間圧まで少なくとも減圧された冷媒であるレシーバ２６とレシーバ２６の下流側に位置する室外膨張弁２５との間を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒が使用されているが、これに代えて、図１０に示されるように、室外熱交換器２４内の冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を使用してもよい。このような第２中間冷却器３８として、例えば、室外熱交換器２４を流れる冷凍サイクルにおける低圧の冷媒の一部を取り出して第２中間分岐管２８ｃを流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒と熱交換を行う熱交換器を採用することができる。
【０２１８】
次に、本変形例の空気調和装置１の動作について、図１１及び図１２を用いて説明する。ここで、図１１は、冷房運転時における空気調和装置１内の冷媒の流れを示す図であり、図１２は、暖房運転時における空気調和装置１内の冷媒の流れを示す図である。
【０２１９】
＜冷房運転＞
冷房運転時は、冷媒循環方向切換弁２３が図１１の実線で示される第１冷媒循環状態となっている。
【０２２０】
室外膨張弁２５及び室内膨張弁５１ａ、５１ｂは、開度調節された状態となっている。
【０２２１】
中間冷却器切換弁３９が図１１の実線で示される第１中間冷却状態とされて、第１中間冷却器３７が前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を室外空気によって冷却する状態となり、第２中間冷却器３８が使用されない状態となっている。
【０２２２】
第１後段側インジェクション弁３４ａが閉状態となり、かつ、第２後段側インジェクション弁３５ａが開度調節される状態となり、気液分離器による中間圧インジェクションが行われない状態となり、かつ、エコノマイザによる中間圧インジェクションが行われる状態となっている。
【０２２３】
第１吸入戻し弁３２ａが開度調節される状態となり、過冷却器３３が機能する状態となっている。
【０２２４】
第２吸入戻し弁４２ｂが閉状態となり、第１中間冷却器３７が補助蒸発器として使用されない状態となっている。
【０２２５】
この冷媒回路１０の状態において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、吸入管２７から圧縮機２１に吸入され、前段側の圧縮要素２１ｄによって冷凍サイクルにおける中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管２８に吐出される。
【０２２６】
この前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、中間冷却器切換弁３９を通じて第１中間冷却器３７に送られ、第１中間冷却器３７において、室外空気と熱交換を行うことで冷却される。
【０２２７】
この第１中間冷却器３７において冷却された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第２後段側インジェクション管３５から後段側の圧縮要素２１ｅに戻される冷媒と合流することでさらに冷却される。
【０２２８】
この第２後段側インジェクション管３５から戻る冷媒と合流した（すなわち、エコノマイザによる中間圧インジェクションが行われた）冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、前段側の圧縮要素２１ｄの後段側に接続された圧縮要素２１ｅに吸入されて、さらに圧縮された後に、圧縮機２１から吐出管２９に吐出される。ここで、圧縮機２１から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、圧縮要素２１ｄ、２１ｅによる二段圧縮動作によって、冷媒の臨界圧力を超える圧力まで圧縮されている。
【０２２９】
この圧縮機２１から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、油分離器２２において、冷凍機油が分離される。この油分離器２２において分離された冷凍機油は、キャピラリチューブ３０を通じて圧縮機２１の吸入管２７に戻され、冷凍機油が分離された後の冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、冷媒循環方向切換弁２３を通じて室外熱交換器２４に送られる。
【０２３０】
この室外熱交換器２４に送られた冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、室外空気と熱交換を行って放熱する。このとき、第２中間分岐管２８ｃ内に冷媒が流れていないため、第２中間冷却器３８における熱交換は行われない。
【０２３１】
この室外熱交換器２４において放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、その一部が第２後段側インジェクション管３５に分岐される。この第２後段側インジェクション管３５を流れる冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、第２後段側インジェクション弁３５ａにおいて冷凍サイクルにおける中間圧まで減圧された後に、エコノマイザ熱交換器３６に送られる。第２後段側インジェクション管３５に分岐された後の冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、エコノマイザ熱交換器３６に流入し、第２後段側インジェクション管３５を流れる冷媒と熱交換を行って冷却される。第２後段側インジェクション管３５を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、エコノマイザ熱交換器３６において、室外熱交換器２４において放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒と熱交換を行って加熱・蒸発して、上述のように、前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒に合流することになる。
【０２３２】
エコノマイザ熱交換器３６において冷却された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、室外膨張弁２５によって冷凍サイクルにおける中間圧まで減圧され、レシーバ２６内に一時的に溜められる。
【０２３３】
このレシーバ２６内に溜められた冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、過冷却器３３に送られて、第１吸入戻し管３２を流れる冷凍サイクルにおける低圧の冷媒によって冷却されて過冷却状態となる。この過冷却器３３において冷却された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、その一部が第１吸入戻し管３２に分岐される。この第１吸入戻し管３２を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第１吸入戻し弁３２ａにおいて冷凍サイクルにおける低圧まで減圧された後に、過冷却器３３に送られて、レシーバ２６から過冷却器３３に送られる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒と熱交換を行って加熱・蒸発して、圧縮機２１の吸入側（ここでは、吸入管２７）を流れる冷媒に合流することになる。
【０２３４】
この過冷却器３３において冷却された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、液冷媒連絡管６を通じて室内膨張弁５１ａ、５１ｂに送られ、室内膨張弁５１ａ、５１ｂによって冷凍サイクルにおける低圧まで減圧されて気液二相状態の冷媒となり、室内熱交換器５２ａ、５２ｂに送られる。
【０２３５】
この室内熱交換器５２ａ、５２ｂに送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、室内の熱負荷を処理することによって加熱・蒸発して、ガス冷媒連絡管７、冷媒循環方向切換弁２３及び吸入管２７を通じて、再び、圧縮機２１に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。
【０２３６】
＜暖房運転＞
暖房運転時は、冷媒循環方向切換弁２３が図１２の破線で示される第２冷媒循環状態となっている。
【０２３７】
室外膨張弁２５及び室内膨張弁５１ａ、５１ｂは、開度調節された状態となっている。
【０２３８】
中間冷却器切換弁３９が図１２の破線で示される第２中間冷却状態とされて、第１中間冷却器３７が使用されない状態となり、第２中間冷却器３８が前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を室外熱交換器２４内の冷凍サイクルにおける低圧の冷媒によって冷却する状態となっている。
【０２３９】
第１後段側インジェクション弁３４ａが開状態となり、かつ、第２後段側インジェクション弁３５ａが閉状態となり、気液分離器による中間圧インジェクションが行われる状態となり、かつ、エコノマイザによる中間圧インジェクションが行われない状態となっている。
【０２４０】
第１吸入戻し弁３２ａが閉状態となり、過冷却器３３が機能しない状態となっている。
【０２４１】
第２吸入戻し弁４２ｂが開状態となり、第１中間冷却器３７が補助蒸発器として使用される状態となっている。
【０２４２】
この冷媒回路１０の状態において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、吸入管２７から圧縮機２１に吸入され、前段側の圧縮要素２１ｄによって冷凍サイクルにおける中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管２８に吐出される。
【０２４３】
この前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、中間冷却器切換弁３９を通じて第２中間冷却器３８に送られ、第２中間冷却器３８において、室外熱交換器２４内の冷凍サイクルにおける低圧の冷媒と熱交換を行うことで冷却される。
【０２４４】
この第２中間冷却器３８において冷却された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第１後段側インジェクション管３４から後段側の圧縮要素２１ｅに戻される冷媒と合流することでさらに冷却される。
【０２４５】
この第１後段側インジェクション管３４から戻る冷媒と合流した（すなわち、気液分離器による中間圧インジェクションが行われた）冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、前段側の圧縮要素２１ｄの後段側に接続された圧縮要素２１ｅに吸入されて、さらに圧縮された後に、圧縮機２１から吐出管２９に吐出される。ここで、圧縮機２１から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、圧縮要素２１ｄ、２１ｅによる二段圧縮動作によって、冷媒の臨界圧力を超える圧力まで圧縮されている。
【０２４６】
この圧縮機２１から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、油分離器２２において、冷凍機油が分離される。この油分離器２２において分離された冷凍機油は、キャピラリチューブ３０を通じて圧縮機２１の吸入管２７に戻され、冷凍機油が分離された後の冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、冷媒循環方向切換弁２３及びガス冷媒連絡管７を通じて室内熱交換器５２ａ、５２ｂに送られる。
【０２４７】
この室内熱交換器５２ａ、５２ｂに送られた冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、室内の熱負荷を処理することによって放熱する。
【０２４８】
この室内熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、室内膨張弁５１ａ、５１ｂによって冷凍サイクルにおける中間圧まで減圧され、液冷媒連絡管６及び過冷却器３３を通過した後に（ここでは、第１吸入戻し管３２内に冷媒が流れていないため、熱交換は行われない）、レシーバ２６内に一時的に溜められるとともに気液分離が行われる。
【０２４９】
このレシーバ２６において気液分離された冷凍サイクルにおける中間圧のガス冷媒は、第１後段側インジェクション管３４によってレシーバ２６の上部から抜き出されて、上述のように、前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒に合流することになる。このレシーバ２６において気液分離されてレシーバ２６内に溜められた冷凍サイクルにおける中間圧の液冷媒は、室外膨張弁２５に送られる。
【０２５０】
この室外膨張弁２５に送られた冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、冷凍サイクルにおける低圧まで減圧されて気液二相状態の冷媒となり、エコノマイザ熱交換器３６を通過した後（ここでは、第２後段側インジェクション管３５内に冷媒が流れていないため、熱交換は行われない）、室外熱交換器２４に送られるとともに、第２吸入戻し管４２を通じて補助蒸発器として機能する第１中間冷却器３７に送られる。
【０２５１】
この室外熱交換器２４に送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、室外空気と熱交換を行って加熱・蒸発した後に、冷媒循環方向切換弁２３及び吸入管２７を通じて、再び、圧縮機２１に吸入され、補助蒸発器として機能する第１中間冷却器３７に送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、室外空気と熱交換を行って加熱・蒸発した後に、吸入管２７を通じて、再び、圧縮機２１に吸入される。また、室外熱交換器２４を流れる冷凍サイクルにおける低圧の冷媒の一部は、第２中間冷却器３８に送られて、第２中間分岐管２８ｃ内を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒と熱交換を行って加熱される。このようにして、暖房運転が行われる。
【０２５２】
本変形例の空気調和装置１では、上述のように、冷媒回路１０に、冷房運転時に前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷媒回路１０に起因しない冷却源としての室外空気によって冷却する第１中間冷却器３７と、暖房運転時に前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷媒回路１０に起因する冷却源としての室外熱交換器２４内の冷凍サイクルにおける低圧の冷媒によって冷却する第２中間冷却器３８とを設けるようにしているため、上述の実施形態と同様に、冷房運転時には、圧縮機２１における消費動力を小さくするとともに、室外熱交換器２４における放熱ロスを小さくして、冷房運転時の性能向上を図ることができ、暖房運転時には、圧縮機２１における消費動力を小さくするとともに、放熱ロスを低減し、圧縮仕事で生じた熱を有効利用して、暖房運転時の性能向上を図ることができる。
【０２５３】
また、本変形例の空気調和装置１では、上述のように、第２中間冷却器３８における冷却源としての室内熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて放熱した後に冷凍サイクルにおける中間圧まで少なくとも減圧された冷媒が、室外熱交換器２４内の冷凍サイクルにおける低圧の冷媒であり、暖房運転時に、室外熱交換器２４内の冷媒が加熱されるため、上述の実施形態と同様に、冷媒の蒸発器として機能する室外熱交換器２４における蒸発負荷を小さくすることができ、しかも、冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒によって冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却する場合に比べて、後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒の温度をさらに低くすることができる。
【０２５４】
（７）変形例４
上述の実施形態では、暖房運転時に前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却する第２中間冷却器３８の冷媒回路１０に起因する冷却源として、室内熱交換器５ａ、５ｂにおいて放熱した後に冷凍サイクルにおける中間圧まで少なくとも減圧された冷媒であるレシーバ２６とレシーバ２６の下流側に位置する室外膨張弁２５との間を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒が使用されているが、これに代えて、図１３に示されるように、冷凍サイクルにおける低圧まで減圧された後の室外熱交換器２４に流入する前の冷媒を使用してもよい。
【０２５５】
本変形例では、このような第２中間冷却器３８として、例えば、暖房運転時に室外膨張弁２５と室外熱交換器２４との間を流れる冷凍サイクルにおける低圧の冷媒によって前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却する熱交換器を採用することができる。このとき、第２中間冷却器３８を上述の実施形態におけるエコノマイザ熱交換器３６と兼用させるようにしてもよい。具体的には、第２中間冷却器３８を上述の実施形態におけるエコノマイザ熱交換器３６と同じ位置に配置するとともに、第２中間分岐管２８ｃ及び第２後段側インジェクション管３５の両方を接続して、冷房運転時には、第２後段側インジェクション管３５を流れる冷媒によって室外熱交換器２４において放熱した冷媒を冷却するエコノマイザ熱交換器として機能するようにし、暖房運転時には、第２中間分岐管２８ｃを流れる前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷凍サイクルにおける低圧まで減圧された後の室外熱交換器２４に流入する前の冷媒によって冷却する中間冷却器として機能するようにしてもよい。本変形例では、冷房運転時に第２中間分岐管２８ｃの第２中間冷却器３８の出口側の部分を第２後段側インジェクション管３５の一部として使用するとともに、第２後段側インジェクション管３５の第２後段側インジェクション弁３５ａが設けられた部分を第２中間分岐管２８ｃの第２中間冷却器３８の入口側の部分に接続し、さらに、第２中間冷却器３８をエコノマイザ熱交換器として機能させる際に、第２後段側インジェクション管３５が第２中間分岐管２８ｃを逆流しないようにするために、第２中間分岐管２８ｃ（ここでは、第２中間分岐管２８ｃのうち第２後段側インジェクション管３５の第２後段側インジェクション弁３５ａが設けられた部分との接続部分と中間冷却器切換弁３９との間）に、開閉制御が可能な電磁弁からなる第２中間分岐開閉弁４３を設けるようにしている。
【０２５６】
次に、本変形例の空気調和装置１の動作について、図１４及び図１５を用いて説明する。ここで、図１４は、冷房運転時における空気調和装置１内の冷媒の流れを示す図であり、図１５は、暖房運転時における空気調和装置１内の冷媒の流れを示す図である。
【０２５７】
＜冷房運転＞
冷房運転時は、冷媒循環方向切換弁２３が図１４の実線で示される第１冷媒循環状態となっている。
【０２５８】
室外膨張弁２５及び室内膨張弁５１ａ、５１ｂは、開度調節された状態となっている。
【０２５９】
中間冷却器切換弁３９が図１４の実線で示される第１中間冷却状態とされて、第１中間冷却器３７が前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を室外空気によって冷却する状態となり、第２中間冷却器３８が中間冷却器として使用されない状態となっている。
【０２６０】
第１後段側インジェクション弁３４ａが閉状態となり、かつ、第２後段側インジェクション弁３５ａが開度調節される状態となり、さらに、第２中間分岐開閉弁４３が閉状態となり、気液分離器による中間圧インジェクションが行われない状態となり、かつ、第２中間冷却器３８がエコノマイザ熱交換器として機能することでエコノマイザによる中間圧インジェクションが行われる状態となっている。
【０２６１】
第１吸入戻し弁３２ａが開度調節される状態となり、過冷却器３３が機能する状態となっている。
【０２６２】
第２吸入戻し弁４２ｂが閉状態となり、第１中間冷却器３７が補助蒸発器として使用されない状態となっている。
【０２６３】
この冷媒回路１０の状態において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、吸入管２７から圧縮機２１に吸入され、前段側の圧縮要素２１ｄによって冷凍サイクルにおける中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管２８に吐出される。
【０２６４】
この前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、中間冷却器切換弁３９を通じて第１中間冷却器３７に送られ、第１中間冷却器３７において、室外空気と熱交換を行うことで冷却される。
【０２６５】
この第１中間冷却器３７において冷却された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第２後段側インジェクション管３５から後段側の圧縮要素２１ｅに戻される冷媒と合流することでさらに冷却される。
【０２６６】
この第２後段側インジェクション管３５から戻る冷媒と合流した（すなわち、エコノマイザによる中間圧インジェクションが行われた）冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、前段側の圧縮要素２１ｄの後段側に接続された圧縮要素２１ｅに吸入されて、さらに圧縮された後に、圧縮機２１から吐出管２９に吐出される。ここで、圧縮機２１から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、圧縮要素２１ｄ、２１ｅによる二段圧縮動作によって、冷媒の臨界圧力を超える圧力まで圧縮されている。
【０２６７】
この圧縮機２１から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、油分離器２２において、冷凍機油が分離される。この油分離器２２において分離された冷凍機油は、キャピラリチューブ３０を通じて圧縮機２１の吸入管２７に戻され、冷凍機油が分離された後の冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、冷媒循環方向切換弁２３を通じて室外熱交換器２４に送られる。
【０２６８】
この室外熱交換器２４に送られた冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、室外空気と熱交換を行って放熱する。
【０２６９】
この室外熱交換器２４において放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、その一部が第２後段側インジェクション管３５に分岐される。この第２後段側インジェクション管３５を流れる冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、第２後段側インジェクション弁３５ａにおいて冷凍サイクルにおける中間圧まで減圧された後に、エコノマイザ熱交換器として機能する第２中間冷却器３８に送られる。第２後段側インジェクション管３５に分岐された後の冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、エコノマイザ熱交換器として機能する第２中間冷却器３８に流入し、第２後段側インジェクション管３５を流れる冷媒と熱交換を行って冷却される。第２後段側インジェクション管３５を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、エコノマイザ熱交換器として機能する第２中間冷却器３８において、室外熱交換器２４において放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒と熱交換を行って加熱・蒸発して、上述のように、前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒に合流することになる。
【０２７０】
このエコノマイザ熱交換器として機能する第２中間冷却器３８において冷却された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、室外膨張弁２５によって冷凍サイクルにおける中間圧まで減圧され、第２中間冷却器３８を通過した後に（ここでは、第２中間分岐管２８ｃ内に冷媒が流れていないため、熱交換は行われない）、レシーバ２６内に一時的に溜められる。
【０２７１】
このレシーバ２６内に溜められた冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、過冷却器３３に送られて、第１吸入戻し管３２を流れる冷凍サイクルにおける低圧の冷媒によって冷却されて過冷却状態となる。この過冷却器３３において冷却された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、その一部が第１吸入戻し管３２に分岐される。この第１吸入戻し管３２を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第１吸入戻し弁３２ａにおいて冷凍サイクルにおける低圧まで減圧された後に、過冷却器３３に送られて、レシーバ２６から過冷却器３３に送られる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒と熱交換を行って加熱・蒸発して、圧縮機２１の吸入側（ここでは、吸入管２７）を流れる冷媒に合流することになる。
【０２７２】
この過冷却器３３において冷却された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、液冷媒連絡管６を通じて室内膨張弁５１ａ、５１ｂに送られ、室内膨張弁５１ａ、５１ｂによって冷凍サイクルにおける低圧まで減圧されて気液二相状態の冷媒となり、室内熱交換器５２ａ、５２ｂに送られる。
【０２７３】
この室内熱交換器５２ａ、５２ｂに送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、室内の熱負荷を処理することによって加熱・蒸発して、ガス冷媒連絡管７、冷媒循環方向切換弁２３及び吸入管２７を通じて、再び、圧縮機２１に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。
【０２７４】
＜暖房運転＞
暖房運転時は、冷媒循環方向切換弁２３が図１５の破線で示される第２冷媒循環状態となっている。
【０２７５】
室外膨張弁２５及び室内膨張弁５１ａ、５１ｂは、開度調節された状態となっている。
【０２７６】
中間冷却器切換弁３９が図１５の破線で示される第２中間冷却状態とされて、第１中間冷却器３７が使用されない状態となり、第２中間冷却器３８が前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷凍サイクルにおける低圧まで減圧された後の室外熱交換器２４に流入する前の冷媒（ここでは、室外膨張弁２５と室外熱交換器２４との間を流れる冷凍サイクルにおける低圧の冷媒）によって冷却する状態となっている。
【０２７７】
第１後段側インジェクション弁３４ａが開状態となり、かつ、第２後段側インジェクション弁３５ａが閉状態となり、さらに、さらに、第２中間分岐開閉弁４３が開状態となり、気液分離器による中間圧インジェクションが行われる状態となり、かつ、エコノマイザによる中間圧インジェクションが行われない状態となっている。
【０２７８】
第１吸入戻し弁３２ａが閉状態となり、過冷却器３３が機能しない状態となっている。
【０２７９】
第２吸入戻し弁４２ｂが開状態となり、第１中間冷却器３７が補助蒸発器として使用される状態となっている。
【０２８０】
この冷媒回路１０の状態において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、吸入管２７から圧縮機２１に吸入され、前段側の圧縮要素２１ｄによって冷凍サイクルにおける中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管２８に吐出される。
【０２８１】
この前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、中間冷却器切換弁３９を通じて第２中間冷却器３８に送られ、第２中間冷却器３８において、冷凍サイクルにおける低圧まで減圧された後の室外熱交換器２４に流入する前の冷媒（ここでは、室外膨張弁２５と室外熱交換器２４との間を流れる冷凍サイクルにおける低圧の冷媒）と熱交換を行うことで冷却される。
【０２８２】
この第２中間冷却器３８において冷却された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第１後段側インジェクション管３４から後段側の圧縮要素２１ｅに戻される冷媒と合流することでさらに冷却される。
【０２８３】
この第１後段側インジェクション管３４から戻る冷媒と合流した（すなわち、気液分離器による中間圧インジェクションが行われた）冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、前段側の圧縮要素２１ｄの後段側に接続された圧縮要素２１ｅに吸入されて、さらに圧縮された後に、圧縮機２１から吐出管２９に吐出される。ここで、圧縮機２１から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、圧縮要素２１ｄ、２１ｅによる二段圧縮動作によって、冷媒の臨界圧力を超える圧力まで圧縮されている。
【０２８４】
この圧縮機２１から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、油分離器２２において、冷凍機油が分離される。この油分離器２２において分離された冷凍機油は、キャピラリチューブ３０を通じて圧縮機２１の吸入管２７に戻され、冷凍機油が分離された後の冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、冷媒循環方向切換弁２３及びガス冷媒連絡管７を通じて室内熱交換器５２ａ、５２ｂに送られる。
【０２８５】
この室内熱交換器５２ａ、５２ｂに送られた冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、室内の熱負荷を処理することによって放熱する。
【０２８６】
この室内熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、室内膨張弁５１ａ、５１ｂによって冷凍サイクルにおける中間圧まで減圧され、液冷媒連絡管６及び過冷却器３３を通過した後に（ここでは、第１吸入戻し管３２内に冷媒が流れていないため、熱交換は行われない）、レシーバ２６内に一時的に溜められるとともに気液分離が行われる。
【０２８７】
このレシーバ２６において気液分離された冷凍サイクルにおける中間圧のガス冷媒は、第１後段側インジェクション管３４によってレシーバ２６の上部から抜き出されて、上述のように、前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒に合流することになる。このレシーバ２６において気液分離されてレシーバ２６内に溜められた冷凍サイクルにおける中間圧の液冷媒は、室外膨張弁２５によって冷凍サイクルにおける低圧まで減圧されて気液二相状態の冷媒となり、第２中間冷却器３８に送られる。
【０２８８】
この第２中間冷却器３８に送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、第２中間分岐管２８ｃ内を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒と熱交換を行って加熱される。
【０２８９】
この第２中間冷却器３８において加熱された冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、室外熱交換器２４に送られるとともに、第２吸入戻し管４２を通じて補助蒸発器として機能する第１中間冷却器３７に送られる。
【０２９０】
この室外熱交換器２４に送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、室外空気と熱交換を行って加熱・蒸発した後に、冷媒循環方向切換弁２３及び吸入管２７を通じて、再び、圧縮機２１に吸入され、補助蒸発器として機能する第１中間冷却器３７に送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、室外空気と熱交換を行って加熱・蒸発した後に、吸入管２７を通じて、再び、圧縮機２１に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。
【０２９１】
本変形例の空気調和装置１では、上述のように、冷媒回路１０に、冷房運転時に前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷媒回路１０に起因しない冷却源としての室外空気によって冷却する第１中間冷却器３７と、暖房運転時に前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷媒回路１０に起因する冷却源としての冷凍サイクルにおける低圧まで減圧された後の室外熱交換器２４に流入する前の冷媒によって冷却する第２中間冷却器３８とを設けるようにしているため、上述の実施形態と同様に、冷房運転時には、圧縮機２１における消費動力を小さくするとともに、室外熱交換器２４における放熱ロスを小さくして、冷房運転時の性能向上を図ることができ、暖房運転時には、圧縮機２１における消費動力を小さくするとともに、放熱ロスを低減し、圧縮仕事で生じた熱を有効利用して、暖房運転時の性能向上を図ることができる。
【０２９２】
また、本変形例の空気調和装置１では、上述のように、第２中間冷却器３８における冷却源としての室内熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて放熱した後に冷凍サイクルにおける中間圧まで少なくとも減圧された冷媒が、冷凍サイクルにおける低圧まで減圧された後の室外熱交換器２４に流入する前の冷媒であり、暖房運転時に、冷凍サイクルにおける低圧まで減圧された後の室外熱交換器２４に流入する前の冷媒が加熱されるため、上述の実施形態と同様に、冷媒の蒸発器として機能する室外熱交換器２４における蒸発負荷を小さくすることができ、しかも、冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒によって冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却する場合に比べて、後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒の温度をさらに低くすることができる。
【０２９３】
さらに、本変形例の空気調和装置１では、第２中間冷却器３８が、室内熱交換器５２ａ、５２ｂと室外熱交換器２４との間を流れる冷媒の一部を分岐して圧縮機２１の後段側の圧縮要素２１ｅに戻すための第２後段側インジェクション管３５にも接続されており、冷房運転時に、第２後段側インジェクション管３５を流れる冷媒によって室外熱交換器２４において放熱した冷媒を冷却するエコノマイザ熱交換器として機能させることができるため、別途エコノマイザ熱交換器を設ける必要がなくなっている。
【０２９４】
（８）変形例５
上述の実施形態では、暖房運転時に前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却する第２中間冷却器３８の冷媒回路１０に起因する冷却源として、室内熱交換器５ａ、５ｂにおいて放熱した後に冷凍サイクルにおける中間圧まで少なくとも減圧された冷媒であるレシーバ２６とレシーバ２６の下流側に位置する室外膨張弁２５との間を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒が使用されているが、これに代えて、図１６に示されるように、室外熱交換器２４と圧縮機２１の吸入側との間を流れる冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を使用してもよい。このような第２中間冷却器３８として、例えば、冷媒循環方向切換弁２３と圧縮機２１の吸入側とを接続する吸入管２７を流れる冷凍サイクルにおける低圧の冷媒と第２中間分岐管２８ｃを流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒との熱交換を行う熱交換器を採用することができる。
【０２９５】
次に、本変形例の空気調和装置１の動作について、図１７及び図１８を用いて説明する。ここで、図１７は、冷房運転時における空気調和装置１内の冷媒の流れを示す図であり、図１８は、暖房運転時における空気調和装置１内の冷媒の流れを示す図である。
【０２９６】
＜冷房運転＞
冷房運転時は、冷媒循環方向切換弁２３が図１７の実線で示される第１冷媒循環状態となっている。
【０２９７】
室外膨張弁２５及び室内膨張弁５１ａ、５１ｂは、開度調節された状態となっている。
【０２９８】
中間冷却器切換弁３９が図１７の実線で示される第１中間冷却状態とされて、第１中間冷却器３７が前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を室外空気によって冷却する状態となり、第２中間冷却器３８が使用されない状態となっている。
【０２９９】
第１後段側インジェクション弁３４ａが閉状態となり、かつ、第２後段側インジェクション弁３５ａが開度調節される状態となり、気液分離器による中間圧インジェクションが行われない状態となり、かつ、エコノマイザによる中間圧インジェクションが行われる状態となっている。
【０３００】
第１吸入戻し弁３２ａが開度調節される状態となり、過冷却器３３が機能する状態となっている。
【０３０１】
第２吸入戻し弁４２ｂが閉状態となり、第１中間冷却器３７が補助蒸発器として使用されない状態となっている。
【０３０２】
この冷媒回路１０の状態において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、吸入管２７から圧縮機２１に吸入され、前段側の圧縮要素２１ｄによって冷凍サイクルにおける中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管２８に吐出される。
【０３０３】
この前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、中間冷却器切換弁３９を通じて第１中間冷却器３７に送られ、第１中間冷却器３７において、室外空気と熱交換を行うことで冷却される。
【０３０４】
この第１中間冷却器３７において冷却された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第２後段側インジェクション管３５から後段側の圧縮要素２１ｅに戻される冷媒と合流することでさらに冷却される。
【０３０５】
この第２後段側インジェクション管３５から戻る冷媒と合流した（すなわち、エコノマイザによる中間圧インジェクションが行われた）冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、前段側の圧縮要素２１ｄの後段側に接続された圧縮要素２１ｅに吸入されて、さらに圧縮された後に、圧縮機２１から吐出管２９に吐出される。ここで、圧縮機２１から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、圧縮要素２１ｄ、２１ｅによる二段圧縮動作によって、冷媒の臨界圧力を超える圧力まで圧縮されている。
【０３０６】
この圧縮機２１から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、油分離器２２において、冷凍機油が分離される。この油分離器２２において分離された冷凍機油は、キャピラリチューブ３０を通じて圧縮機２１の吸入管２７に戻され、冷凍機油が分離された後の冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、冷媒循環方向切換弁２３を通じて室外熱交換器２４に送られる。
【０３０７】
この室外熱交換器２４に送られた冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、室外空気と熱交換を行って放熱する。
【０３０８】
この室外熱交換器２４において放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、その一部が第２後段側インジェクション管３５に分岐される。この第２後段側インジェクション管３５を流れる冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、第２後段側インジェクション弁３５ａにおいて冷凍サイクルにおける中間圧まで減圧された後に、エコノマイザ熱交換器３６に送られる。第２後段側インジェクション管３５に分岐された後の冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、エコノマイザ熱交換器３６に流入し、第２後段側インジェクション管３５を流れる冷媒と熱交換を行って冷却される。第２後段側インジェクション管３５を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、エコノマイザ熱交換器３６において、室外熱交換器２４において放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒と熱交換を行って加熱・蒸発して、上述のように、前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒に合流することになる。
【０３０９】
エコノマイザ熱交換器３６において冷却された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、室外膨張弁２５によって冷凍サイクルにおける中間圧まで減圧された後に、レシーバ２６内に一時的に溜められる。
【０３１０】
このレシーバ２６内に溜められた冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、過冷却器３３に送られて、第１吸入戻し管３２を流れる冷凍サイクルにおける低圧の冷媒によって冷却されて過冷却状態となる。この過冷却器３３において冷却された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、その一部が第１吸入戻し管３２に分岐される。この第１吸入戻し管３２を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第１吸入戻し弁３２ａにおいて冷凍サイクルにおける低圧まで減圧された後に、過冷却器３３に送られて、レシーバ２６から過冷却器３３に送られる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒と熱交換を行って加熱・蒸発して、圧縮機２１の吸入側（ここでは、吸入管２７）を流れる冷媒に合流することになる。
【０３１１】
この過冷却器３３において冷却された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、液冷媒連絡管６を通じて室内膨張弁５１ａ、５１ｂに送られ、室内膨張弁５１ａ、５１ｂによって冷凍サイクルにおける低圧まで減圧されて気液二相状態の冷媒となり、室内熱交換器５２ａ、５２ｂに送られる。
【０３１２】
この室内熱交換器５２ａ、５２ｂに送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、室内の熱負荷を処理することによって加熱・蒸発して、ガス冷媒連絡管７、冷媒循環方向切換弁２３及び第２中間冷却器３８を通過した後に（ここでは、第２中間分岐管２８ｃ内に冷媒が流れていないため、熱交換は行われない）、再び、圧縮機２１に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。
【０３１３】
＜暖房運転＞
暖房運転時は、冷媒循環方向切換弁２３が図１８の破線で示される第２冷媒循環状態となっている。
【０３１４】
室外膨張弁２５及び室内膨張弁５１ａ、５１ｂは、開度調節された状態となっている。
【０３１５】
中間冷却器切換弁３９が図１８の破線で示される第２中間冷却状態とされて、第１中間冷却器３７が使用されない状態となり、第２中間冷却器３８が前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を室外熱交換器２４と圧縮機２１の吸入側との間を流れる冷凍サイクルにおける低圧の冷媒によって冷却する状態となっている。
【０３１６】
第１後段側インジェクション弁３４ａが開状態となり、かつ、第２後段側インジェクション弁３５ａが閉状態となり、気液分離器による中間圧インジェクションが行われる状態となり、かつ、エコノマイザによる中間圧インジェクションが行われない状態となっている。
【０３１７】
第１吸入戻し弁３２ａが閉状態となり、過冷却器３３が機能しない状態となっている。
【０３１８】
第２吸入戻し弁４２ｂが開状態となり、第１中間冷却器３７が補助蒸発器として使用される状態となっている。
【０３１９】
この冷媒回路１０の状態において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、吸入管２７から圧縮機２１に吸入され、前段側の圧縮要素２１ｄによって冷凍サイクルにおける中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管２８に吐出される。
【０３２０】
この前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、中間冷却器切換弁３９を通じて第２中間冷却器３８に送られ、第２中間冷却器３８において、室外熱交換器２４と圧縮機２１の吸入側との間を流れる冷凍サイクルにおける低圧の冷媒と熱交換を行うことで冷却される。
【０３２１】
この第２中間冷却器３８において冷却された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第１後段側インジェクション管３４から後段側の圧縮要素２１ｅに戻される冷媒と合流することでさらに冷却される。
【０３２２】
この第１後段側インジェクション管３４から戻る冷媒と合流した（すなわち、気液分離器による中間圧インジェクションが行われた）冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、前段側の圧縮要素２１ｄの後段側に接続された圧縮要素２１ｅに吸入されて、さらに圧縮された後に、圧縮機２１から吐出管２９に吐出される。ここで、圧縮機２１から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、圧縮要素２１ｄ、２１ｅによる二段圧縮動作によって、冷媒の臨界圧力を超える圧力まで圧縮されている。
【０３２３】
この圧縮機２１から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、油分離器２２において、冷凍機油が分離される。この油分離器２２において分離された冷凍機油は、キャピラリチューブ３０を通じて圧縮機２１の吸入管２７に戻され、冷凍機油が分離された後の冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、冷媒循環方向切換弁２３及びガス冷媒連絡管７を通じて室内熱交換器５２ａ、５２ｂに送られる。
【０３２４】
この室内熱交換器５２ａ、５２ｂに送られた冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、室内の熱負荷を処理することによって放熱する。
【０３２５】
この室内熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、室内膨張弁５１ａ、５１ｂによって冷凍サイクルにおける中間圧まで減圧され、液冷媒連絡管６及び過冷却器３３を通過した後に（ここでは、第１吸入戻し管３２内に冷媒が流れていないため、熱交換は行われない）、レシーバ２６内に一時的に溜められるとともに気液分離が行われる。
【０３２６】
このレシーバ２６において気液分離された冷凍サイクルにおける中間圧のガス冷媒は、第１後段側インジェクション管３４によってレシーバ２６の上部から抜き出されて、上述のように、前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒に合流することになる。
【０３２７】
このレシーバ２６において気液分離されてレシーバ２６内に溜められた冷凍サイクルにおける中間圧の液冷媒は、室外膨張弁２５によって冷凍サイクルにおける低圧まで減圧されて気液二相状態の冷媒となり、エコノマイザ熱交換器３６を通過した後（ここでは、第２後段側インジェクション管３５内に冷媒が流れていないため、熱交換は行われない）、室外熱交換器２４に送られるとともに、第２吸入戻し管４２を通じて補助蒸発器として機能する第１中間冷却器３７に送られる。
【０３２８】
この室外熱交換器２４に送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、室外空気と熱交換を行って加熱・蒸発した後に、冷媒循環方向切換弁２３及び吸入管２７を通じて、第２中間冷却器３８に送られる。補助蒸発器として機能する第１中間冷却器３７に送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、室外空気と熱交換を行って加熱・蒸発した後に、吸入管２７を通じて、再び、圧縮機２１に吸入される
この第２中間冷却器３８に送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、第２中間分岐管２８ｃ内を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒と熱交換を行って加熱された後に、再び、圧縮機２１に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。
【０３２９】
本変形例の空気調和装置１では、上述のように、冷媒回路１０に、冷房運転時に前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷媒回路１０に起因しない冷却源としての室外空気によって冷却する第１中間冷却器３７と、暖房運転時に前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷媒回路１０に起因する冷却源としての室外熱交換器２４と圧縮機２１の吸入側との間を流れる冷凍サイクルにおける低圧の冷媒によって冷却する第２中間冷却器３８とを設けるようにしているため、上述の実施形態と同様に、冷房運転時には、圧縮機２１における消費動力を小さくするとともに、室外熱交換器２４における放熱ロスを小さくして、冷房運転時の性能向上を図ることができ、暖房運転時には、圧縮機２１における消費動力を小さくするとともに、放熱ロスを低減し、圧縮仕事で生じた熱を有効利用して、暖房運転時の性能向上を図ることができる。
【０３３０】
また、本変形例の空気調和装置１では、上述のように、第２中間冷却器３８における冷却源としての室内熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて放熱した後に冷凍サイクルにおける中間圧まで少なくとも減圧された冷媒が、室外熱交換器２４と圧縮機２１の吸入側との間を流れる冷凍サイクルにおける低圧の冷媒であり、暖房運転時に、室外熱交換器２４と圧縮機２１の吸入側との間を流れる冷凍サイクルにおける低圧の冷媒が加熱されるため、圧縮機２１に送られる冷凍サイクルにおける低圧の冷媒の温度を高くすることができる。
【０３３１】
（９）変形例６
上述の実施形態では、暖房運転時に前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却する第２中間冷却器３８の冷媒回路１０に起因する冷却源として、室内熱交換器５ａ、５ｂにおいて放熱した後に冷凍サイクルにおける中間圧まで少なくとも減圧された冷媒であるレシーバ２６とレシーバ２６の下流側に位置する室外膨張弁２５との間を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒が使用されているが、これに代えて、図１９に示されるように、蓄熱材３８ａを使用してもよい。
【０３３２】
例えば、第２中間冷却器３８を、蓄熱材３８ａによって前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却する熱交換器とすることができる。この第２中間冷却器３８は、蓄熱材３８ａに蓄えられた熱によって室外熱交換器２４と圧縮機２１との間を流れる冷媒（ここでは、冷媒循環方向切換弁２３と圧縮機２１の吸入側とを接続する吸入管２７を流れる冷媒）を加熱することができるように構成されている。すなわち、第２中間冷却器３８は、第２中間分岐管２８ｃを流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒が通過する流路と、吸入管２７を流れる冷媒が通過する流路との間に蓄熱材３８ａが介在した構造を有している。また、吸入管２７には、第２中間冷却器３８をバイパスするバイパス冷媒管４４が設けられている。そして、このバイパス冷媒管４４には、バイパス冷媒管４４への冷媒の流入を制御することが可能な電磁弁からなるバイパス弁４４ａが設けられており、また、吸入管２７には、第２中間冷却器３８への冷媒の流入を制御することが可能な電磁弁からなるデフロスト弁４５が設けられている。尚、バイパス弁４４ａ及びデフロスト弁４５に代えて、三方弁等を採用してもよい。
【０３３３】
次に、本変形例の空気調和装置１の動作について、図２０、図２１及び図２２を用いて説明する。ここで、図２０は、冷房運転時における空気調和装置１内の冷媒の流れを示す図であり、図２１は、暖房運転時における空気調和装置１内の冷媒の流れを示す図であり、図２２は、除霜運転時における空気調和装置１内の冷媒の流れを示す図である。
【０３３４】
＜冷房運転＞
冷房運転時は、冷媒循環方向切換弁２３が図２０の実線で示される第１冷媒循環状態となっている。
【０３３５】
室外膨張弁２５及び室内膨張弁５１ａ、５１ｂは、開度調節された状態となっている。
【０３３６】
中間冷却器切換弁３９が図２０の実線で示される第１中間冷却状態とされて、第１中間冷却器３７が前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を室外空気によって冷却する状態となり、しかも、バイパス弁４４ａが開状態となり、かつ、デフロスト弁４５が閉状態となり、第２中間冷却器３８が使用されない状態（吸入管２７を流れる冷凍サイクルにおける低圧の冷媒が第２中間冷却器３８を通過しない状態）となっている。
【０３３７】
第１後段側インジェクション弁３４ａが閉状態となり、かつ、第２後段側インジェクション弁３５ａが開度調節される状態となり、気液分離器による中間圧インジェクションが行われない状態となり、かつ、エコノマイザによる中間圧インジェクションが行われる状態となっている。
【０３３８】
第１吸入戻し弁３２ａが開度調節される状態となり、過冷却器３３が機能する状態となっている。
【０３３９】
第２吸入戻し弁４２ｂが閉状態となり、第１中間冷却器３７が補助蒸発器として使用されない状態となっている。
【０３４０】
この冷媒回路１０の状態において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、吸入管２７から圧縮機２１に吸入され、前段側の圧縮要素２１ｄによって冷凍サイクルにおける中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管２８に吐出される。
【０３４１】
この前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、中間冷却器切換弁３９を通じて第１中間冷却器３７に送られ、第１中間冷却器３７において、室外空気と熱交換を行うことで冷却される。
【０３４２】
この第１中間冷却器３７において冷却された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第２後段側インジェクション管３５から後段側の圧縮要素２１ｅに戻される冷媒と合流することでさらに冷却される。
【０３４３】
この第２後段側インジェクション管３５から戻る冷媒と合流した（すなわち、エコノマイザによる中間圧インジェクションが行われた）冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、前段側の圧縮要素２１ｄの後段側に接続された圧縮要素２１ｅに吸入されて、さらに圧縮された後に、圧縮機２１から吐出管２９に吐出される。ここで、圧縮機２１から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、圧縮要素２１ｄ、２１ｅによる二段圧縮動作によって、冷媒の臨界圧力を超える圧力まで圧縮されている。
【０３４４】
この圧縮機２１から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、油分離器２２において、冷凍機油が分離される。この油分離器２２において分離された冷凍機油は、キャピラリチューブ３０を通じて圧縮機２１の吸入管２７に戻され、冷凍機油が分離された後の冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、冷媒循環方向切換弁２３を通じて室外熱交換器２４に送られる。
【０３４５】
この室外熱交換器２４に送られた冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、室外空気と熱交換を行って放熱する。
【０３４６】
この室外熱交換器２４において放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、その一部が第２後段側インジェクション管３５に分岐される。この第２後段側インジェクション管３５を流れる冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、第２後段側インジェクション弁３５ａにおいて冷凍サイクルにおける中間圧まで減圧された後に、エコノマイザ熱交換器３６に送られる。第２後段側インジェクション管３５に分岐された後の冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、エコノマイザ熱交換器３６に流入し、第２後段側インジェクション管３５を流れる冷媒と熱交換を行って冷却される。第２後段側インジェクション管３５を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、エコノマイザ熱交換器３６において、室外熱交換器２４において放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒と熱交換を行って加熱・蒸発して、上述のように、前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒に合流することになる。
【０３４７】
エコノマイザ熱交換器３６において冷却された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、室外膨張弁２５によって冷凍サイクルにおける中間圧まで減圧された後に、レシーバ２６内に一時的に溜められる。
【０３４８】
このレシーバ２６内に溜められた冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、過冷却器３３に送られて、第１吸入戻し管３２を流れる冷凍サイクルにおける低圧の冷媒によって冷却されて過冷却状態となる。この過冷却器３３において冷却された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、その一部が第１吸入戻し管３２に分岐される。この第１吸入戻し管３２を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第１吸入戻し弁３２ａにおいて冷凍サイクルにおける低圧まで減圧された後に、過冷却器３３に送られて、レシーバ２６から過冷却器３３に送られる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒と熱交換を行って加熱・蒸発して、圧縮機２１の吸入側（ここでは、吸入管２７）を流れる冷媒に合流することになる。
【０３４９】
この過冷却器３３において冷却された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、液冷媒連絡管６を通じて室内膨張弁５１ａ、５１ｂに送られ、室内膨張弁５１ａ、５１ｂによって冷凍サイクルにおける低圧まで減圧されて気液二相状態の冷媒となり、室内熱交換器５２ａ、５２ｂに送られる。
【０３５０】
この室内熱交換器５２ａ、５２ｂに送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、室内の熱負荷を処理することによって加熱・蒸発して、ガス冷媒連絡管７、冷媒循環方向切換弁２３を通過し、第２中間冷却器３８をバイパスした後に、再び、圧縮機２１に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。
【０３５１】
＜暖房運転＞
暖房運転時は、冷媒循環方向切換弁２３が図２１の破線で示される第２冷媒循環状態となっている。
【０３５２】
室外膨張弁２５及び室内膨張弁５１ａ、５１ｂは、開度調節された状態となっている。
【０３５３】
中間冷却器切換弁３９が図２１の破線で示される第２中間冷却状態とされて、第１中間冷却器３７が使用されない状態となり、しかも、バイパス弁４４ａが開状態となり、かつ、デフロスト弁４５が閉状態となり、第２中間冷却器３８が前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を蓄熱材３８ａによって冷却する状態となっている。
【０３５４】
第１後段側インジェクション弁３４ａが開状態となり、かつ、第２後段側インジェクション弁３５ａが閉状態となり、気液分離器による中間圧インジェクションが行われる状態となり、かつ、エコノマイザによる中間圧インジェクションが行われない状態となっている。
【０３５５】
第１吸入戻し弁３２ａが閉状態となり、過冷却器３３が機能しない状態となっている。
【０３５６】
第２吸入戻し弁４２ｂが開状態となり、第１中間冷却器３７が補助蒸発器として使用される状態となっている。
【０３５７】
この冷媒回路１０の状態において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、吸入管２７から圧縮機２１に吸入され、前段側の圧縮要素２１ｄによって冷凍サイクルにおける中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管２８に吐出される。
【０３５８】
この前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、中間冷却器切換弁３９を通じて第２中間冷却器３８に送られ、第２中間冷却器３８において、蓄熱材３８ａと熱交換を行うことで冷却される。
【０３５９】
この第２中間冷却器３８において冷却された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第１後段側インジェクション管３４から後段側の圧縮要素２１ｅに戻される冷媒と合流することでさらに冷却される。
【０３６０】
この第１後段側インジェクション管３４から戻る冷媒と合流した（すなわち、気液分離器による中間圧インジェクションが行われた）冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、前段側の圧縮要素２１ｄの後段側に接続された圧縮要素２１ｅに吸入されて、さらに圧縮された後に、圧縮機２１から吐出管２９に吐出される。ここで、圧縮機２１から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、圧縮要素２１ｄ、２１ｅによる二段圧縮動作によって、冷媒の臨界圧力を超える圧力まで圧縮されている。
【０３６１】
この圧縮機２１から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、油分離器２２において、冷凍機油が分離される。この油分離器２２において分離された冷凍機油は、キャピラリチューブ３０を通じて圧縮機２１の吸入管２７に戻され、冷凍機油が分離された後の冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、冷媒循環方向切換弁２３及びガス冷媒連絡管７を通じて室内熱交換器５２ａ、５２ｂに送られる。
【０３６２】
この室内熱交換器５２ａ、５２ｂに送られた冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、室内の熱負荷を処理することによって放熱する。
【０３６３】
この室内熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、室内膨張弁５１ａ、５１ｂによって冷凍サイクルにおける中間圧まで減圧され、液冷媒連絡管６及び過冷却器３３を通過した後に（ここでは、第１吸入戻し管３２内に冷媒が流れていないため、熱交換は行われない）、レシーバ２６内に一時的に溜められるとともに気液分離が行われる。
【０３６４】
このレシーバ２６において気液分離された冷凍サイクルにおける中間圧のガス冷媒は、第１後段側インジェクション管３４によってレシーバ２６の上部から抜き出されて、上述のように、前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒に合流することになる。
【０３６５】
このレシーバ２６において気液分離されてレシーバ２６内に溜められた冷凍サイクルにおける中間圧の液冷媒は、室外膨張弁２５によって冷凍サイクルにおける低圧まで減圧されて気液二相状態の冷媒となり、エコノマイザ熱交換器３６を通過した後（ここでは、第２後段側インジェクション管３５内に冷媒が流れていないため、熱交換は行われない）、室外熱交換器２４に送られるとともに、第２吸入戻し管４２を通じて補助蒸発器として機能する第１中間冷却器３７に送られる。
【０３６６】
この室外熱交換器２４に送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、室外空気と熱交換を行って加熱・蒸発した後に、冷媒循環方向切換弁２３、吸入管２７及びバイパス管４４を通じて（すなわち、第２中間冷却器３８を通過することなく）、再び、圧縮機２１に吸入され、補助蒸発器として機能する第１中間冷却器３７に送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、室外空気と熱交換を行って加熱・蒸発した後に、吸入管２７を通じて、再び、圧縮機２１に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。
【０３６７】
＜除霜運転＞
除霜運転時は、冷媒循環方向切換弁２３が図２２の破線で示される第１冷媒循環状態となっている。
【０３６８】
室外膨張弁２５及び室内膨張弁５１ａ、５１ｂは、開度調節された状態となっている。
【０３６９】
中間冷却器切換弁３９が図２２の実線で示される第１中間冷却状態とされて、第１中間冷却器３７が前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を室外空気によって冷却する状態となり、しかも、バイパス弁４４ａが閉状態となり、かつ、デフロスト弁４５が開状態となり、第２中間冷却器３８が使用される状態（主として、蓄熱材３８ａに蓄えられた熱によって吸入管２７を流れる冷凍サイクルにおける低圧の冷媒が加熱される状態）となっている。
【０３７０】
第１後段側インジェクション弁３４ａ及び第２後段側インジェクション弁３５ａが閉状態となり、気液分離器による中間圧インジェクション及びエコノマイザによる中間圧インジェクションが行われない状態となっている。これにより、圧縮機２１から吐出される冷凍サイクルにおける高圧の冷媒の温度を低下しにくくしている。
【０３７１】
第１吸入戻し弁３２ａが閉状態となり、過冷却器３３が機能しない状態となっている。
【０３７２】
第２吸入戻し弁４２ｂが閉状態となり、第１中間冷却器３７が補助蒸発器として使用されない状態となっている。
【０３７３】
この冷媒回路１０の状態において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、吸入管２７から圧縮機２１に吸入され、前段側の圧縮要素２１ｄによって冷凍サイクルにおける中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管２８に吐出される。
【０３７４】
この前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、中間冷却器切換弁３９を通じて第２中間冷却器３８を通過した後、前段側の圧縮要素２１ｄの後段側に接続された圧縮要素２１ｅに吸入されて、さらに圧縮された後に、圧縮機２１から吐出管２９に吐出される。ここで、圧縮機２１から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、圧縮要素２１ｄ、２１ｅによる二段圧縮動作によって、冷媒の臨界圧力を超える圧力まで圧縮されている。
【０３７５】
この圧縮機２１から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、油分離器２２において、冷凍機油が分離される。この油分離器２２において分離された冷凍機油は、キャピラリチューブ３０を通じて圧縮機２１の吸入管２７に戻され、冷凍機油が分離された後の冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、冷媒循環方向切換弁２３を通じて室外熱交換器２４に送られる。
【０３７６】
この室外熱交換器２４に送られた冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、主として、室外熱交換器２４に付着した霜や氷と熱交換を行って放熱するとともに、霜や氷を融解する。
【０３７７】
この室外熱交換器２４において放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、エコノマイザ熱交換器３６を通過した後（ここでは、第２後段側インジェクション管３５には、冷媒が流れていないため、熱交換は行われない）、室外膨張弁２５によって冷凍サイクルにおける中間圧まで減圧された後に、レシーバ２６内に一時的に溜められる。
【０３７８】
このレシーバ２６内に溜められた冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、過冷却器３３を通過した後（ここでは、第１吸入戻し管３２内に冷媒が流れていないため、熱交換は行われない）、液冷媒連絡管６を通じて室内膨張弁５１ａ、５１ｂに送られる。
【０３７９】
この室内膨張弁５１ａ、５１ｂに送られた冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、冷凍サイクルにおける低圧まで減圧された後に、室内熱交換器５２ａ、５２ｂ、ガス冷媒連絡管７及び冷媒循環方向切換弁２３を通過し、第２中間冷却器３８に送られる。
【０３８０】
この第２中間冷却器３８に送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、蓄熱材３８ａに蓄えられた熱によって加熱された後に、再び、圧縮機２１に吸入される。このようにして、除霜運転が行われる。
【０３８１】
本変形例の空気調和装置１では、上述のように、冷媒回路１０に、冷房運転時に前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷媒回路１０に起因しない冷却源としての室外空気によって冷却する第１中間冷却器３７と、暖房運転時に前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷媒回路１０に起因する冷却源としての蓄熱材３８ａによって冷却する第２中間冷却器３８とを設けるようにしているため、上述の実施形態と同様に、冷房運転時には、圧縮機２１における消費動力を小さくするとともに、室外熱交換器２４における放熱ロスを小さくして、冷房運転時の性能向上を図ることができ、暖房運転時には、圧縮機２１における消費動力を小さくするとともに、放熱ロスを低減し、圧縮仕事で生じた熱を有効利用して、暖房運転時の性能向上を図ることができる。
【０３８２】
また、本変形例の空気調和装置１では、上述のように、暖房運転時に、第２中間冷却器３８において、蓄熱材３８ａによって、前段側の圧縮要素２１ｄから吐出されて後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷却することができ、これにより、蓄熱材３８ａが加熱されるため、この蓄熱材３８ａに蓄えられた熱を室外熱交換器２４の除霜用の熱源として利用することができる。
【０３８３】
（１０）他の実施形態
以上、本発明の実施形態及びその変形例について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【０３８４】
例えば、上述の実施形態及びその変形例では、室内ユニットは２台であったが、１台であってもよいし、３台以上であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０３８５】
本発明を利用すれば、冷媒の循環方向を切り換え可能な冷媒回路を有し、多段圧縮式冷凍サイクルを行う冷凍装置において、性能向上を図ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０３８６】
【図１】本発明の一実施形態にかかる冷凍装置としての空気調和装置の概略構成図である。
【図２】冷房運転時における空気調和装置内の冷媒の流れを示す図である。
【図３】暖房運転時における空気調和装置内の冷媒の流れを示す図である。
【図４】変形例１にかかる空気調和装置の概略構成図である。
【図５】冷房運転時における変形例１にかかる空気調和装置内の冷媒の流れを示す図である。
【図６】暖房運転時における変形例１にかかる空気調和装置内の冷媒の流れを示す図である。
【図７】変形例２にかかる空気調和装置の概略構成図である。
【図８】冷房運転時における変形例２にかかる空気調和装置内の冷媒の流れを示す図である。
【図９】暖房運転時における変形例２にかかる空気調和装置内の冷媒の流れを示す図である。
【図１０】変形例３にかかる空気調和装置の概略構成図である。
【図１１】冷房運転時における変形例３にかかる空気調和装置内の冷媒の流れを示す図である。
【図１２】暖房運転時における変形例３にかかる空気調和装置内の冷媒の流れを示す図である。
【図１３】変形例４にかかる空気調和装置の概略構成図である。
【図１４】冷房運転時における変形例４にかかる空気調和装置内の冷媒の流れを示す図である。
【図１５】暖房運転時における変形例４にかかる空気調和装置内の冷媒の流れを示す図である。
【図１６】変形例５にかかる空気調和装置の概略構成図である。
【図１７】冷房運転時における変形例５にかかる空気調和装置内の冷媒の流れを示す図である。
【図１８】暖房運転時における変形例５にかかる空気調和装置内の冷媒の流れを示す図である。
【図１９】変形例６にかかる空気調和装置の概略構成図である。
【図２０】冷房運転時における変形例６にかかる空気調和装置内の冷媒の流れを示す図である。
【図２１】暖房運転時における変形例６にかかる空気調和装置内の冷媒の流れを示す図である。
【図２２】除霜運転時における変形例６にかかる空気調和装置内の冷媒の流れを示す図である。
【符号の説明】
【０３８７】
１  空気調和装置（冷凍装置）
１０  冷媒回路
２１  圧縮機（圧縮機構）
２３  冷媒循環方向切換弁（冷媒循環方向切換機構）
２４  室外熱交換器（熱源側熱交換器）
２５  室外膨張弁（膨張機構）
２６  レシーバ（気液分離器）
３２  第１吸入戻し管
３４  第１後段側インジェクション管
３５  第２後段側インジェクション管
３７  第１中間冷却器
３８  第２中間冷却器
３８ａ  蓄熱材
４２  第２吸入戻し管
５２ａ、５２ｂ  室内熱交換器（利用側熱交換器）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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