(57)【要約】【課題】多段圧縮式の冷凍サイクルにおいて後段側の圧縮要素に中間圧の冷媒を戻す中間圧インジェクションを行う構成を採用した冷暖同時運転が可能な空気調和装置を提供する。【解決手段】冷暖同時運転が可能な空気調和装置において、圧縮機構２１として、２つの圧縮要素２１ｄ、２１ｅを有しており前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷媒を後段側の圧縮要素２１ｅで順次圧縮するように構成された多段圧縮式の圧縮機構２１を採用し、液冷媒合流管９１から分岐される各液冷媒分岐管９２、９３に、各液冷媒分岐管９２、９３を流れる冷媒の一部を分岐して後段側の圧縮要素２１ｅに戻す利用側インジェクション管９４を接続するとともに、各液冷媒分岐管９２、９３を流れる冷媒と対応する利用側インジェクション管９４を流れる冷媒との熱交換を行う利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機構（２１）と、
熱源側熱交換器（２３）と、
前記熱源側熱交換器に接続されている液冷媒合流管（９１）と、
前記液冷媒合流管に設けられた熱源側膨張機構（２４）と、
複数の利用側熱交換器（４２、５２）と、
前記液冷媒合流管から分岐されて前記各利用側熱交換器に接続されている液冷媒分岐管（９２、９３）と、
前記各液冷媒分岐管に設けられた利用側膨張機構（４１、５１）と、
前記熱源側熱交換器を前記圧縮機構から吐出された冷媒の放熱器として機能させる放熱運転切換状態と前記熱源側熱交換器を前記液冷媒合流管を流れる冷媒の蒸発器として機能させる蒸発運転切換状態とを切り換え可能な熱源側切換機構（２２）と、
前記圧縮機構の吐出側と前記熱源側切換機構との間に接続されており、前記圧縮機構から吐出された冷媒を前記熱源側切換機構に流入する前に分岐する高圧ガス冷媒管（９５）と、
前記各利用側熱交換器に対応して設けられており、前記利用側熱交換器を前記液冷媒分岐管を流れる冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転切換状態と前記利用側熱交換器を高圧ガス冷媒管を流れる冷媒の放熱器として機能させる暖房運転切換状態とを切り換え可能な利用側切換機構（７９〜８２）と、
前記各利用側熱交換器において蒸発した冷媒を前記圧縮機構の吸入側に送る低圧ガス冷媒管（９６）とを備え、
前記圧縮機構は、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ており、
前記液冷媒合流管には、前記液冷媒合流管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熱源側インジェクション管（３４）が接続されるとともに、前記液冷媒合流管を流れる冷媒と前記熱源側インジェクション管を流れる冷媒との熱交換を行う熱源側エコノマイザ熱交換器（３６）が設けられており、
前記各液冷媒分岐管には、前記各液冷媒分岐管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利用側インジェクション管（９４）が接続されるとともに、前記各液冷媒分岐管を流れる冷媒と対応する利用側インジェクション管を流れる冷媒との熱交換を行う利用側エコノマイザ熱交換器（６８、６９）が設けられている、
空気調和装置（１）。
【請求項２】
前記利用側エコノマイザ熱交換器（６８、６９）は、前記利用側熱交換器（４２、５２）と前記利用側膨張機構（４１、５１）との間に設けられている、請求項１に記載の空気調和装置（１）。
【請求項３】
前記液冷媒合流管（９１）の一部、前記圧縮機構（２１）、前記熱源側熱交換器（２３）、前記熱源側インジェクション管（３４）、及び前記熱源側エコノマイザ熱交換器（３６）を少なくとも含む熱源ユニット（２）と、前記利用側熱交換器（４２、５２）を少なくとも含む複数の利用ユニット（４、５）と、前記液冷媒分岐管のうち前記熱源ユニットに含まれる部分とは異なる一部及び前記利用側エコノマイザ熱交換器（６８、６９）を少なくとも含む分岐ユニット（６）と、前記液冷媒合流管のうち前記熱源ユニットと前記分岐ユニットとの間を接続する部分からなる液冷媒連絡管（８）と、前記高圧ガス冷媒管のうち前記熱源ユニットと前記分岐ユニットとの間を接続する部分からなる高圧ガス冷媒連絡管（９）と、前記低圧ガス冷媒管のうち前記熱源ユニットと前記分岐ユニットとの間を接続する部分からなる低圧ガス冷媒連絡管（１０）とが接続されることによって構成されている、請求項１又は２に記載の空気調和装置（１）。
【請求項４】
前記利用側インジェクション管（９４）は、前記液冷媒合流管（９１）のうち前記分岐ユニット（６）に含まれる部分に接続されている、請求項３に記載の空気調和装置（１）。
【請求項５】
前記液冷媒合流管（９１）のうち前記利用側インジェクション管（９４）が接続された位置と前記液冷媒合流管から前記複数の液冷媒分岐管（９２、９３）への分岐部との間の部分には、液管開閉機構（６１ａ）が設けられている、請求項４に記載の空気調和装置。
【請求項６】
前記熱源側インジェクション管（３４）は、前記液冷媒合流管（９１）のうち前記熱源側エコノマイザ熱交換器（３６）と前記液冷媒連絡管（８）との部分から前記液冷媒合流管を流れる冷媒の一部を分岐するように接続されている、請求項４又は５に記載の空気調和装置（１）。
【請求項７】
前記利用側エコノマイザ熱交換器（６８、６９）は、対応する前記利用側熱交換器（４２、５２）において放熱した後に前記液冷媒分岐管（９２、９３）を流れる冷媒と前記利用側インジェクション管（９４）を流れる冷媒とが対向するように流れる流路を有する熱交換器である、請求項１〜６のいずれかに記載の空気調和装置（１）。
【請求項８】
前記圧縮機構（２１）は、臨界圧力を超える圧力まで冷媒を圧縮する、請求項１〜７のいずれかに記載の空気調和装置（１）。
【請求項９】
前記冷媒は、二酸化炭素である、請求項８に記載の空気調和装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和装置、特に、冷暖同時運転が可能な空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特許文献１に示されるような冷暖同時運転が可能な空気調和装置がある。また、冷暖切換運転が可能な空気調和装置として、特許文献２に示されるような直列に接続された前後段２つの圧縮要素を有する圧縮機と、室外熱交換器と、室内熱交換器と、室外熱交換器と室内熱交換器との間に設けられた２つの膨張弁と、２つの膨張弁間を流れる冷媒を気液分離する気液分離器と、気液分離器から冷媒を後段側の圧縮要素に戻すための後段側インジェクション管とを有しており、二段圧縮式の冷凍サイクルにおいて後段側の圧縮要素に中間圧の冷媒を戻す中間圧インジェクションを行う空気調和装置がある。
【特許文献１】特開平６−３１７３６０号公報
【特許文献２】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】
しかし、冷暖同時運転が可能な空気調和装置においては、冷暖切換運転が可能な空気調和装置とは異なり、二段圧縮式の冷凍サイクルにおいて後段側の圧縮要素に中間圧の冷媒を戻す中間圧インジェクションを行う構成を採用したものは存在しない。
【０００４】
本発明の課題は、多段圧縮式の冷凍サイクルにおいて後段側の圧縮要素に中間圧の冷媒を戻す中間圧インジェクションを行う構成を採用した冷暖同時運転が可能な空気調和装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の発明にかかる空気調和装置は、圧縮機構と、熱源側熱交換器と、熱源側熱交換器に接続されている液冷媒合流管と、液冷媒合流管に設けられた熱源側膨張機構と、複数の利用側熱交換器と、液冷媒合流管から分岐されて各利用側熱交換器に接続されている液冷媒分岐管と、各液冷媒分岐管に設けられた利用側膨張機構と、熱源側熱交換器を圧縮機構から吐出された冷媒の放熱器として機能させる放熱運転切換状態と熱源側熱交換器を液冷媒合流管を流れる冷媒の蒸発器として機能させる蒸発運転切換状態とを切り換え可能な熱源側切換機構と、圧縮機構の吐出側と熱源側切換機構との間に接続されており圧縮機構から吐出された冷媒を熱源側切換機構に流入する前に分岐する高圧ガス冷媒管と、各利用側熱交換器に対応して設けられており利用側熱交換器を液冷媒分岐管を流れる冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転切換状態と利用側熱交換器を高圧ガス冷媒管を流れる冷媒の放熱器として機能させる暖房運転切換状態とを切り換え可能な利用側切換機構と、各利用側熱交換器において蒸発した冷媒を圧縮機構の吸入側に送る低圧ガス冷媒管とを備えている。そして、圧縮機構は、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ており、液冷媒合流管には、液冷媒合流管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熱源側インジェクション管が接続されるとともに、液冷媒合流管を流れる冷媒と熱源側インジェクション管を流れる冷媒との熱交換を行う熱源側エコノマイザ熱交換器が設けられており、各液冷媒分岐管には、各液冷媒分岐管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利用側インジェクション管が接続されるとともに、各液冷媒分岐管を流れる冷媒と対応する利用側インジェクション管を流れる冷媒との熱交換を行う利用側エコノマイザ熱交換器が設けられている。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。
【０００６】
圧縮機構と熱源側熱交換器と液冷媒合流管と熱源側膨張機構と複数の利用側熱交換器と複数の液冷媒分岐管と熱源側切換機構と高圧ガス冷媒管と複数の利用側切換機構と低圧ガス冷媒管とを備えた冷暖同時運転が可能な空気調和装置において、圧縮機構として、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多段圧縮式の圧縮機構を採用する場合には、多段圧縮式の冷凍サイクルにおける運転効率を向上させるために、多段圧縮式の冷凍サイクルにおいて後段側の圧縮要素に中間圧の冷媒を戻す中間圧インジェクションを行う冷暖切換運転が可能な空気調和装置と同様に、熱源側熱交換器の液側に中間圧インジェクションを行うための構成を設けることが考えられる。
【０００７】
しかし、冷暖同時運転が可能な空気調和装置では、冷房を行う利用側熱交換器と暖房を行う利用側熱交換器が混在する冷暖同時運転があり、この冷暖同時運転の際に、冷房を行う利用側熱交換器と暖房を行う利用側熱交換器との間で冷媒のやりとりが主に行われて、複数の利用側熱交換器と熱源側熱交換器との間でやりとりが行われる冷媒の流量が減少することになる。このため、冷暖同時運転の際には、中間圧インジェクションに供される冷媒の流量を確保することが困難になり、多段圧縮式の冷凍サイクルにおける運転効率の向上を図ることが困難になる。
【０００８】
そこで、この空気調和装置では、液冷媒合流管に液冷媒合流管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熱源側インジェクション管を接続するとともに、液冷媒合流管を流れる冷媒と熱源側インジェクション管を流れる冷媒との熱交換を行う熱源側エコノマイザ熱交換器を設け、各液冷媒分岐管に各液冷媒分岐管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利用側インジェクション管を接続するとともに、各液冷媒分岐管を流れる冷媒と対応する利用側インジェクション管を流れる冷媒との熱交換を行う利用側エコノマイザ熱交換器を設けるようにしている。
【０００９】
これにより、冷暖同時運転の際に、冷房を行う利用側熱交換器と暖房を行う利用側熱交換器との間でやりとりされる冷媒が利用側エコノマイザ熱交換器を介してやりとりされることになり、利用側エコノマイザ熱交換器に対応する利用側インジェクション管を通じて冷媒を後段側の圧縮要素に戻す中間圧インジェクションに供される冷媒の流量を確保することが可能になるため、冷暖同時運転の際に、多段圧縮式の冷凍サイクルにおける運転効率の向上を図ることができ、したがって、多段圧縮式の冷凍サイクルにおいて後段側の圧縮要素に中間圧の冷媒を戻す中間圧インジェクションを行う構成を採用した冷暖同時運転が可能な空気調和装置を提供することができる。
【００１０】
第２の発明にかかる空気調和装置は、第１の発明にかかる空気調和装置において、利用側エコノマイザ熱交換器は、利用側熱交換器と利用側膨張機構との間に設けられている。
【００１１】
この空気調和装置では、利用側エコノマイザ熱交換器が利用側熱交換器と利用側膨張機構との間に設けられているため、利用側熱交換器を通過した冷媒が利用側膨張機構によって冷媒が減圧される前に利用側エコノマイザ熱交換器を通過することになり、利用側エコノマイザ熱交換器を流れる冷媒が高い圧力で維持されることになる。
【００１２】
これにより、利用側エコノマイザ熱交換器における交換熱量が大きくなるため、利用側インジェクション管を流れる冷媒の流量、すなわち、中間圧インジェクションに供される冷媒の流量を増加させることができるようになり、多段圧縮式の冷凍サイクルにおける運転効率の一層の向上を図ることができる。
【００１３】
第３の発明にかかる空気調和装置は、第１又は第２の発明にかかる空気調和装置において、液冷媒合流管の一部、圧縮機構、熱源側熱交換器、熱源側インジェクション管、及び熱源側エコノマイザ熱交換器を少なくとも含む熱源ユニットと、利用側熱交換器を少なくとも含む複数の利用ユニットと、液冷媒分岐管のうち前記熱源ユニットに含まれる部分とは異なる一部及び利用側エコノマイザ熱交換器を少なくとも含む分岐ユニットと、液冷媒合流管のうち熱源ユニットと分岐ユニットとの間を接続する部分からなる液冷媒連絡管と、高圧ガス冷媒管のうち熱源ユニットと分岐ユニットとの間を接続する部分からなる高圧ガス冷媒連絡管と、低圧ガス冷媒管のうち熱源ユニットと分岐ユニットとの間を接続する部分からなる低圧ガス冷媒連絡管とが接続されることによって構成されている。
【００１４】
この空気調和装置では、利用側エコノマイザ熱交換器が利用ユニットや熱源ユニットとは別の分岐ユニットに設けられているため、利用ユニットや熱源ユニットの機器構成を大幅に変更することなく、利用側エコノマイザ熱交換器を追加することができる。
【００１５】
また、液冷媒連絡管は、配管長が長いことが多いため、例えば、冷房を行う利用側熱交換器だけが存在する冷房運転のような、熱源側熱交換器から利用側熱交換器に向かって液冷媒合流管を流れる冷媒の流量が多い場合には、熱源側熱交換器から利用側熱交換器に向かって液冷媒合流管を流れる冷媒の圧力損失が大きくなる傾向にある。
【００１６】
しかし、この空気調和装置では、液冷媒合流管の熱源ユニットに含まれる部分に液冷媒合流管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熱源側インジェクション管が接続されるとともに、液冷媒合流管を流れる冷媒と熱源側インジェクション管を流れる冷媒との熱交換を行う熱源側エコノマイザ熱交換器が設けられているため、熱源側熱交換器から利用側熱交換器に向かって液冷媒合流管を流れる冷媒の流量が多い場合には、液冷媒連絡管における圧力損失による圧力の低下が生じる前に、熱源側エコノマイザ熱交換器における熱交換を行うことができ、後段側の圧縮要素に戻すことができる冷媒の流量が減少しにくくなり、中間圧インジェクションを十分に行うことができる。
【００１７】
第４の発明にかかる空気調和装置は、第３の発明にかかる空気調和装置において、利用側インジェクション管は、液冷媒合流管のうち分岐ユニットに含まれる部分に接続されている。
【００１８】
利用側エコノマイザ熱交換器が分岐ユニットに設けられる場合において、利用側インジェクション管を熱源側インジェクション管に合流させたり、後段側の圧縮要素に直接に接続すると、利用側インジェクション管の一部（以下、「利用側インジェクション連絡管」とする）が分岐ユニットと熱源ユニットとを接続する冷媒管の一つとして存在することになり、熱源ユニットと分岐ユニットとが、液冷媒連絡管、高圧ガス冷媒連絡管、低圧ガス冷媒連絡管及び利用側インジェクション連絡管という４種類の冷媒管を介して接続された装置構成になってしまう。
【００１９】
そこで、この空気調和装置では、利用側インジェクション管を液冷媒合流管のうち分岐ユニットに含まれる部分に接続するようにしている。
【００２０】
これにより、例えば、冷房を行う利用側熱交換器と暖房を行う利用側熱交換器が混在する冷暖同時運転のような、複数の利用側熱交換器と熱源側熱交換器との間でやりとりが行われる冷媒の流量が少ない場合には、複数の利用側熱交換器と熱源側熱交換器との間で冷媒のやりとりを行わずに、利用側インジェクション管を流れる冷媒を液冷媒合流管を通じて熱源ユニットに送ることで中間圧インジェクションを行うことができるようになり、利用側インジェクション連絡管を要しない装置構成にすることができる。
【００２１】
第５の発明にかかる空気調和装置は、第４の発明にかかる空気調和装置において、液冷媒合流管のうち利用側インジェクション管が接続された位置と液冷媒合流管から複数の液冷媒分岐管への分岐部との間の部分には、液管開閉機構が設けられている。
【００２２】
この空気調和装置では、利用側インジェクション管を流れる冷媒を液冷媒合流管を通じて熱源ユニットに送る際に、中間圧インジェクションに供される冷媒以外の冷媒を複数の液冷媒分岐管から流出させることなく、利用側インジェクション管を流れる冷媒を液冷媒合流管を通じて熱源ユニットに送り、中間圧インジェクションを行うことができる。
【００２３】
第６の発明にかかる空気調和装置は、第４又は第５の発明にかかる空気調和装置において、熱源側インジェクション管は、液冷媒合流管のうち熱源側エコノマイザ熱交換器と液冷媒連絡管との部分から液冷媒合流管を流れる冷媒の一部を分岐するように接続されている。
【００２４】
この空気調和装置では、液冷媒合流管を通じて利用側インジェクション管から熱源ユニットに送られたガス冷媒を、熱源側エコノマイザ熱交換器を通過させることなく、中間圧インジェクションに供することができ、これにより、熱源側エコノマイザ熱交換器を通過させる場合に比べて、中間圧インジェクションに供されるガス冷媒の圧力損失を小さくすることができる。
【００２５】
第７の発明にかかる空気調和装置は、第１〜第６の発明のいずれかにかかる空気調和装置において、利用側エコノマイザ熱交換器は、対応する利用側熱交換器において放熱した後に液冷媒分岐管を流れる冷媒と利用側インジェクション管を流れる冷媒とが対向するように流れる流路を有する熱交換器である。
【００２６】
この空気調和装置では、利用側エコノマイザ熱交換器における冷媒間の温度差を小さくすることができるため、交換熱量を大きくすることができ、中間圧インジェクションに供される冷媒の流量をさらに増加させることができる。
【００２７】
第８の発明にかかる空気調和装置は、第１〜第７の発明のいずれかにかかる空気調和装置において、圧縮機構は、臨界圧力を超える圧力まで冷媒を圧縮する。
【００２８】
第９の発明にかかる空気調和装置は、第８の発明にかかる空気調和装置において、冷媒は、二酸化炭素である。
【発明の効果】
【００２９】
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。
【００３０】
第１、第８及び第９の発明では、冷暖同時運転の際に、冷房を行う利用側熱交換器と暖房を行う利用側熱交換器との間でやりとりされる冷媒が利用側エコノマイザ熱交換器を介してやりとりされることになり、利用側エコノマイザ熱交換器に対応する利用側インジェクション管を通じて冷媒を後段側の圧縮要素に戻す中間圧インジェクションに供される冷媒の流量を確保することが可能になるため、冷暖同時運転の際に、多段圧縮式の冷凍サイクルにおける運転効率の向上を図ることができ、したがって、多段圧縮式の冷凍サイクルにおいて後段側の圧縮要素に中間圧の冷媒を戻す中間圧インジェクションを行う構成を採用した冷暖同時運転が可能な空気調和装置を提供することができる。
【００３１】
第２の発明では、利用側エコノマイザ熱交換器を流れる冷媒が高い圧力で維持されることになり、利用側エコノマイザ熱交換器における交換熱量が大きくなるため、利用側インジェクション管を流れる冷媒の流量、すなわち、中間圧インジェクションに供される冷媒の流量を増加させることができるようになり、多段圧縮式の冷凍サイクルにおける運転効率の一層の向上を図ることができる。
【００３２】
第３の発明では、利用側エコノマイザ熱交換器が利用ユニットや熱源ユニットとは別の分岐ユニットに設けられているため、利用ユニットや熱源ユニットの機器構成を大幅に変更することなく、利用側エコノマイザ熱交換器を追加することができる。また、熱源側熱交換器から利用側熱交換器に向かって液冷媒合流管を流れる冷媒の流量が多い場合には、液冷媒連絡管における圧力損失による圧力の低下が生じる前に、熱源側エコノマイザ熱交換器における熱交換を行うことができ、後段側の圧縮要素に戻すことができる冷媒の流量が減少しにくくなり、中間圧インジェクションを十分に行うことができる。
【００３３】
第４の発明では、冷房を行う利用側熱交換器と暖房を行う利用側熱交換器が混在する冷暖同時運転のような、複数の利用側熱交換器と熱源側熱交換器との間でやりとりが行われる冷媒の流量が少ない場合には、複数の利用側熱交換器と熱源側熱交換器との間で冷媒のやりとりを行わずに、利用側インジェクション管を流れる冷媒を液冷媒合流管を通じて熱源ユニットに送ることで中間圧インジェクションを行うことができるようになり、利用側インジェクション管の一部が分岐ユニットと熱源ユニットとを接続する冷媒管の一つとして存在することのない装置構成にすることができる。
【００３４】
第５の発明では、利用側インジェクション管を流れる冷媒を液冷媒合流管を通じて熱源ユニットに送る際に、中間圧インジェクションに供される冷媒以外の冷媒を複数の液冷媒分岐管から流出させることなく、利用側インジェクション管を流れる冷媒を液冷媒合流管を通じて熱源ユニットに送り、中間圧インジェクションを行うことができる。
【００３５】
第６の発明では、液冷媒合流管を通じて利用側インジェクション管から熱源ユニットに送られたガス冷媒を、熱源側エコノマイザ熱交換器を通過させることなく、中間圧インジェクションに供することができ、これにより、熱源側エコノマイザ熱交換器を通過させる場合に比べて、中間圧インジェクションに供されるガス冷媒の圧力損失を小さくすることができる。
【００３６】
第７の発明では、利用側エコノマイザ熱交換器における冷媒間の温度差を小さくすることができるため、交換熱量を大きくすることができ、中間圧インジェクションに供される冷媒の流量をさらに増加させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、図面に基づいて、本発明にかかる空気調和装置の実施形態について説明する。
【００３８】
（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空気調和装置１の概略構成図である。空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、ビル等の屋内の冷暖房に使用される装置である。
【００３９】
空気調和装置１は、主として、１台の熱源ユニット２と、複数（本実施形態では、２台）の利用ユニット４、５と、分岐ユニット６と、分岐ユニット６を介して熱源ユニット２と利用ユニット４、５とを接続する冷媒連絡管８、９、１０等とを備えており、利用ユニットごとに冷暖房を選択する冷暖同時運転が可能になるように構成されている。すなわち、空気調和装置１の冷媒回路１１は、熱源ユニット２と、利用ユニット４、５と、分岐ユニット６と、冷媒連絡管８、９、１０等とが接続されることによって構成されている。そして、冷媒回路１１には、超臨界域で作動する冷媒（ここでは、二酸化炭素）が封入されている。
【００４０】
＜利用ユニット＞
利用ユニット４、５は、ビル等の屋内の天井に埋め込みや吊り下げ等、又は、屋内の壁面に壁掛け等により設置されている。利用ユニット４、５は、冷媒連絡管８、９、１０等及び分岐ユニット６を介して熱源ユニット２に接続されており、冷媒回路１１の一部を構成している。
【００４１】
次に、利用ユニット４、５の構成について説明する。尚、利用ユニット４と利用ユニット５とは同様の構成であるため、ここでは、利用ユニット４の構成のみ説明し、利用ユニット５の構成については、利用ユニット４の各部を示す４０番台の符号の代わりに５０番台の符号を付して、各部の説明を省略する。
【００４２】
利用ユニット４は、主として、利用側冷媒回路１１ａ（利用ユニット５では、利用側冷媒回路１１ｂ）を有している。この利用側冷媒回路１１ａは、主として、利用側熱交換器４２を有している。
【００４３】
利用側熱交換器４２は、冷媒と室内空気等との熱交換を行うことで室内の空調負荷を処理する熱交換器であり、その液側に第１液冷媒分岐管４３が接続されており、そのガス側に第１ガス冷媒分岐管４４が接続されている。
【００４４】
＜熱源ユニット＞
熱源ユニット２は、ビル等の屋上等に設置されており、冷媒連絡管８、９、１０等及び分岐ユニット６を介して利用ユニット４、５に接続されており、冷媒回路１１の一部を構成している。
【００４５】
次に、熱源ユニット２の構成について説明する。熱源ユニット２は、主として、熱源側冷媒回路１１ｃを有している。この熱源側冷媒回路１１ｃは、主として、圧縮機構２１と、熱源側切換機構としての第１切換機構２２と、熱源側熱交換器２３と、熱源側膨張機構２４と、第２切換機構２５と、熱源側インジェクション管３４と、熱源側エコノマイザ熱交換器３６とを有している。
【００４６】
圧縮機構２１は、２つの圧縮要素で冷媒を二段圧縮する圧縮機である。圧縮機構２１は、ケーシング２１ａ内に、圧縮機駆動モータ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。圧縮機駆動モータ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、圧縮機構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がともに圧縮機駆動モータ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、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、圧縮機構２１は、吸入管２６から冷媒を吸入し、この吸入された冷媒を前段側の圧縮要素２１ｄによって圧縮した後に、中間冷媒管２７に吐出し、中間冷媒管２７に吐出された冷媒を後段側の圧縮要素２１ｅに吸入して、冷媒をさらに圧縮した後に、吐出管２８に吐出するように構成されている。吸入管２６は、圧縮機構２１の吸入側及び低圧ガス冷媒連絡管１０（後述）に接続された冷媒管であり、中間冷媒管２７は、前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷媒を後段側の圧縮要素２１ｅに吸入させるための冷媒管であり、吐出管２８は、圧縮機構２１の吐出側に接続された冷媒管である。このように、圧縮機構２１は、複数（ここでは、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２１ｄから吐出された冷媒を後段側の圧縮要素２１ｅで順次圧縮するように構成されている。
【００４７】
第１切換機構２２は、熱源側熱交換器２３を冷媒の放熱器として機能させる放熱運転切換状態と熱源側熱交換器２３を冷媒の蒸発器として機能させる蒸発運転切換状態とを切り換え可能な四路切換弁であり、その第１ポート２２ａは吐出管２８を通じて圧縮機構２１の吐出側に接続されており、その第２ポート２２ｂは熱源側ガス冷媒管２９を通じて熱源側熱交換器２３のガス側に接続されており、その第３ポート２２ｃは吸入管２６を通じて圧縮機構２１の吸入側に接続されており、第４ポート２２ｄはキャピラリチューブ２２ｅを介して圧縮機構２１の吸入側に接続されている。そして、第１切換機構２２は、第１ポート２２ａと第２ポート２２ｂとを接続するとともに第３ポート２２ｃと第４ポート２２ｄとを接続（放熱運転切換状態に対応、図１の第１切換機構２２の実線を参照）したり、第２ポート２２ｂと第３ポート２２ｃとを接続するとともに第１ポート２２ｃと第４ポート２２ｄとを接続（蒸発運転切換状態に対応、図１の第１切換機構２２の破線を参照）する切り換えを行うことが可能である。熱源側ガス冷媒管２９は、第１切換機構２２の第２ポート２２ｂと熱源側熱交換器２３のガス側とを接続する冷媒管である。尚、第１切換機構２２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。
【００４８】
熱源側熱交換器２３は、冷媒と室外空気等との熱交換を行うことで冷媒の放熱器又は蒸発器として機能する熱交換器であり、その液側に第１液冷媒合流管３０が接続されており、そのガス側に熱源側ガス冷媒管２９が接続されている。
【００４９】
熱源側膨張機構２４は、熱源側冷媒回路１０ｃ内を流れる冷媒の減圧等を行う電動膨張弁であり、第１液冷媒合流管３０に設けられている。
【００５０】
第２切換機構２５は、本実施形態のように、冷暖同時運転が可能な空気調和装置を構成する場合（すなわち、熱源ユニット２を冷暖同時運転が可能な空気調和装置の熱源ユニットとして使用する場合）には、高圧のガス冷媒を利用側冷媒回路１１ａ、１１ｂに送る際（以下、暖房負荷要求運転状態とする）に、圧縮機構２１の吐出側と高圧ガス冷媒連絡管９とを接続し、本実施形態とは異なり、冷暖切換運転が可能な空気調和装置を構成する場合（すなわち、熱源ユニット２を冷暖切換運転が可能な空気調和装置の熱源ユニットとして使用する場合）には、高圧ガス冷媒連絡管９と圧縮機構２１の吸入側とを接続するように、熱源側冷媒回路１１ｃ内における冷媒の流路を切り換えることが可能な四路切換弁であり、その第１ポート２５ａは吐出管２８及び吐出管２８から分岐された第１高圧ガス冷媒管３１を通じて圧縮機構２１の吐出側に接続されており、その第２ポート２５ｂはキャピラリチューブ２５ｅ介して圧縮機構２１の吸入側に接続されており、その第３ポート２５ｃは吸入管２６を通じて圧縮機構２１の吸入側に接続されており、その第４ポート２５ｄは第２高圧ガス冷媒管３２を通じて高圧ガス冷媒連絡管９に接続されている。そして、第２切換機構２５は、上述のように、第１ポート２５ａと第２ポート２５ｂとを接続するとともに第３ポート２５ｃと第４ポート２５ｄとを接続（冷暖切換時冷房運転状態に対応、図１の第２切換機構２５の実線を参照）したり、第２ポート２５ｂと第３ポート２５ｃとを接続するとともに第１ポート２５ａと第４ポート２５ｄとを接続（暖房負荷要求運転状態に対応、図１の第２切換機構２５の破線を参照）する切り換えを行うことが可能である。第１高圧ガス冷媒管３１は、吐出管２８と第２切換機構２５の第１ポート２５ａとを接続する冷媒管であり、第２高圧ガス冷媒管３２は、第２切換機構２５の第４ポート２５ｄと高圧ガス冷媒連絡管９とを接続する冷媒管である。尚、第２切換機構２５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。
【００５１】
熱源側インジェクション管３４は、第１液冷媒合流管３０を流れる冷媒の一部を分岐して圧縮機構２１の後段側の圧縮要素２１ｅに戻す冷媒管である。熱源側インジェクション管３４は、その一端が第１液冷媒合流管３０の熱源側膨張機構２４が設けられた位置よりも液冷媒連絡管８寄りの部分に接続されており、その他端が中間冷媒管２７に接続されている。尚、ここでは採用していないが、熱源側インジェクション管３４は、後段側の圧縮要素２１ｅに直接接続されていてもよい。そして、熱源側インジェクション管３４には、開度制御が可能な熱源側インジェクション弁３５が設けられている。熱源側インジェクション弁３６は、電動膨張弁からなる。
【００５２】
熱源側エコノマイザ熱交換器３６は、第１液冷媒合流管３０を流れる冷媒と熱源側インジェクション管３４を流れる冷媒（より具体的には、熱源側インジェクション弁３５によって冷凍サイクルにおける中間圧付近まで減圧された後の冷媒）との熱交換を行う熱交換器である。熱源側エコノマイザ熱交換器３６は、第１液冷媒合流管３０の熱源側膨張機構２４が設けられた位置よりも液冷媒連絡管８寄りの部分に設けられており、ここでは、さらに、第１液冷媒合流管３０の熱源側インジェクション管３４が接続された位置よりも液冷媒連絡管８寄りの部分に設けられている。尚、ここでは、採用していないが、熱源側エコノマイザ熱交換器３６は、第１液冷媒合流管３０の熱源側膨張機構２４が設けられた位置と熱源側インジェクション管３４が接続された位置との間の部分に設けられていてもよい。そして、熱源側エコノマイザ熱交換器３６は、熱源側熱交換器２３において放熱した後に第１液冷媒合流管３０を流れる冷媒と熱源側インジェクション管３４を流れる冷媒とが対向するように流れる流路を有している。
【００５３】
また、熱源ユニット２には、分岐ユニット６に設けられた第２利用側インジェクション管６３、６４（後述）を流れる冷媒を圧縮機構２１の後段側の圧縮要素２１ｅに戻すための第１利用側インジェクション管３３が設けられており、その一端が利用側インジェクション連絡管１４（後述）に接続されており、その他端が熱源側インジェクション管３４の熱源側インジェクション弁３５の下流側の部分に接続されている。尚、ここでは、採用していないが、両インジェクション管３３、３４を別々に中間冷媒管２７や後段側の圧縮要素２１ｅに接続するようにしてもよい。
【００５４】
＜分岐ユニット＞
分岐ユニット６は、例えば、ビル等の屋内等の利用ユニット４、５寄りの位置に設置されており、冷媒連絡管８、９、１０等とともに、利用ユニット４、５と熱源ユニット２との間に介在しており、冷媒回路１１の一部を構成している。
【００５５】
次に、分岐ユニット６の構成について説明する。分岐ユニット６は、主として、液側分岐回路１１ｄと、ガス側分岐回路１１ｅとを有している。
【００５６】
液側分岐回路１１ｄは、主として、第２液冷媒合流管６１と、第２液冷媒分岐管６２、６３と、利用側膨張機構４１、５１と、第２利用側インジェクション管６４、６６と、利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９と、第３利用側インジェクション管７０とを有している。
【００５７】
第２液冷媒合流管６１は、その一端が液冷媒連絡管８に接続されており、その他端が第２液冷媒分岐管６２、６３に接続されている。ここで、第１液冷媒合流管３０、液冷媒合流管８及び第２液冷媒合流管６１からなる冷媒管を液冷媒合流管９１とする。
【００５８】
第２液冷媒分岐管６２は、利用ユニット４に対応する冷媒管であり、その一端が利用ユニット４に対応する第３液冷媒分岐管１２に接続されており、その他端が液冷媒合流管９１を構成する第２液冷媒合流管６１に接続されている。第３液冷媒分岐管１２は、分岐ユニット６の第２液冷媒分岐管６２と利用ユニット４の第１液冷媒分岐管４３とを接続する冷媒管である。ここで、第１液冷媒分岐管４３、第３液冷媒分岐管１２及び第２液冷媒分岐管６２からなる冷媒管を液冷媒分岐管９２とする。そして、第２液冷媒分岐管６２には、利用側膨張機構４１が設けられている。利用側膨張機構４１は、利用ユニット４、すなわち、利用側冷媒回路１０ａ内を流れる冷媒の流量の調節等を行う電動膨張弁である。
【００５９】
第２液冷媒分岐管６３は、利用ユニット５に対応する冷媒管であり、その一端が利用ユニット５に対応する第３液冷媒分岐管１３に接続されており、その他端が液冷媒合流管９１を構成する第２液冷媒合流管６１に接続されている。第３液冷媒分岐管１３は、分岐ユニット６の第２液冷媒分岐管６３と利用ユニット５の第１液冷媒分岐管５３とを接続する冷媒管である。ここで、第１液冷媒分岐管５３、第３液冷媒分岐管１３及び第２液冷媒分岐管６３からなる冷媒管を液冷媒分岐管９３とする。そして、第２液冷媒分岐管６３には、利用側膨張機構５１が設けられている。利用側膨張機構５１は、利用ユニット５、すなわち、利用側冷媒回路１０ｂ内を流れる冷媒の流量の調節等を行う電動膨張弁である。
【００６０】
第２利用側インジェクション管６４は、利用ユニット４に対応する液冷媒分岐管９２を構成する第２液冷媒分岐管６２を流れる冷媒の一部を分岐して圧縮機構２１の後段側の圧縮要素２１ｅに戻すための冷媒管である。第２利用側インジェクション管６４は、その一端が第２液冷媒分岐管６２の利用側膨張機構４１が設けられた位置よりも第３液冷媒分岐管１２寄りの部分に接続されており、その他端が第３利用側インジェクション管７０に接続されている。そして、第２利用側インジェクション管６４には、開度制御が可能な利用側インジェクション弁６５が設けられている。利用側インジェクション弁６５は、電動膨張弁からなる。
【００６１】
第２利用側インジェクション管６６は、利用ユニット５に対応する液冷媒分岐管９３を構成する第２液冷媒分岐管６３を流れる冷媒の一部を分岐して圧縮機構２１の後段側の圧縮要素２１ｅに戻すための冷媒管である。第２利用側インジェクション管６６は、その一端が第２液冷媒分岐管６３の利用側膨張機構５１が設けられた位置よりも第３液冷媒分岐管１３寄りの部分に接続されており、その他端が第３利用側インジェクション管７０に接続されている。そして、第２利用側インジェクション管６６には、開度制御が可能な利用側インジェクション弁６７が設けられている。利用側インジェクション弁６７は、電動膨張弁からなる。
【００６２】
そして、第３利用側インジェクション管７０は、分岐ユニット６の第２利用側インジェクション管６４、６６と熱源ユニット２の第１利用側インジェクション管３３とを接続する冷媒管である。ここで、第２利用側インジェクション管６４、６６、利用側インジェクション連絡管１４及び第１利用側インジェクション管３３からなる冷媒管を利用側インジェクション管９４とする。
【００６３】
利用側エコノマイザ熱交換器６８は、利用ユニット４に対応する液冷媒分岐管９２を構成する第２液冷媒分岐管６２を流れる冷媒と利用側インジェクション管９４を構成する第２利用側インジェクション管６４を流れる冷媒（より具体的には、利用側インジェクション弁６５によって冷凍サイクルにおける中間圧付近まで減圧された後の冷媒）との熱交換を行う熱交換器である。利用側エコノマイザ熱交換器６８は、第２液冷媒分岐管６２の利用側膨張機構４１が設けられた位置よりも第３液冷媒分岐管１２寄りの部分に設けられており、ここでは、さらに、第２液冷媒分岐管６２の利用側膨張機構４１が設けられた位置と第２利用側インジェクション管６４が接続された位置との間の部分に設けられている。尚、ここでは、採用していないが、利用側エコノマイザ熱交換器６８は、第２液冷媒分岐管６２の第２利用側インジェクション管６４が接続された位置よりも第３液冷媒分岐管１２寄りの部分に設けられていてもよい。そして、利用側エコノマイザ熱交換器６８は、対応する利用側熱交換器４２において放熱した後に第２液冷媒分岐管６２を流れる冷媒と第２利用側インジェクション管６４を流れる冷媒とが対向するように流れる流路を有している。
【００６４】
利用側エコノマイザ熱交換器６９は、利用ユニット５に対応する液冷媒分岐管９３を構成する第２液冷媒分岐管６３を流れる冷媒と利用側インジェクション管９４を構成する第２利用側インジェクション管６６を流れる冷媒（より具体的には、利用側インジェクション弁６７によって冷凍サイクルにおける中間圧付近まで減圧された後の冷媒）との熱交換を行う熱交換器である。利用側エコノマイザ熱交換器６９は、第２液冷媒分岐管６３の利用側膨張機構５１が設けられた位置よりも第３液冷媒分岐管１３寄りの部分に設けられており、ここでは、さらに、第２液冷媒分岐管６３の利用側膨張機構５１が設けられた位置と第２利用側インジェクション管６６が接続された位置との間の部分に設けられている。尚、ここでは、採用していないが、利用側エコノマイザ熱交換器６９は、第２液冷媒分岐管６３の第２利用側インジェクション管６６が接続された位置よりも第３液冷媒分岐管１３寄りの部分に設けられていてもよい。そして、利用側エコノマイザ熱交換器６９は、対応する利用側熱交換器５２において放熱した後に第２液冷媒分岐管６３を流れる冷媒と第２利用側インジェクション管６６を流れる冷媒とが対向するように流れる流路を有している。
【００６５】
このように、各液冷媒分岐管９２、９３（ここでは、各第２液冷媒分岐管６２、６３）には、各液冷媒分岐管９２、９３を流れる冷媒の一部を分岐して圧縮機構２１の後段側の圧縮要素２１ｅに戻す利用側インジェクション管９４を構成する第２利用側インジェクション管６４、６６が接続されるとともに、各液冷媒分岐管９２、９３を流れる冷媒と対応する利用側インジェクション管６４、６６を流れる冷媒との熱交換を行う利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９が設けられており、利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９に対応する第２利用側インジェクション管６４、６６を有する利用側インジェクション管９４を通じて冷媒を圧縮機構２１の後段側の圧縮要素２１ｅに戻す中間圧インジェクションを行うことができるようになっている。
【００６６】
ガス側分岐回路１１ｅは、主として、第３高圧ガス冷媒管７１と、複数（ここでは、２つ）の高圧ガス冷媒分岐管７２、７３と、低圧ガス冷媒管７４と、複数（ここでは、２つ）の低圧ガス冷媒分岐管７５、７６と、複数（ここでは、２つ）の第２ガス冷媒分岐管７７、７８とを有している。
【００６７】
第３高圧ガス冷媒管７１は、その一端が高圧ガス冷媒連絡管９に接続されており、その他端が高圧ガス冷媒分岐管７２、７３に接続されている。ここで、第１高圧ガス冷媒管３１、第２高圧ガス冷媒管３２、高圧ガス冷媒連絡管９及び第３高圧ガス冷媒管７１からなる冷媒管を高圧ガス冷媒管９５とする。
【００６８】
高圧ガス冷媒分岐管７２は、その一端が第３高圧ガス冷媒管７１に接続されており、その他端が第２ガス冷媒分岐管７７に接続されている。そして、高圧ガス冷媒分岐管７２には、高圧ガス冷媒分岐管７２を流れる冷媒の流通及び遮断が可能になるように高圧ガス開閉弁７９が設けられている。高圧ガス開閉弁７９は、電磁弁からなる。
【００６９】
高圧ガス冷媒分岐管７３は、その一端が第３高圧ガス冷媒管７１に接続されており、その他端が第２ガス冷媒分岐管７８に接続されている。高圧ガス冷媒分岐管７３には、高圧ガス冷媒分岐管７３を流れる冷媒の流通及び遮断が可能になるように高圧ガス開閉弁８０が設けられている。高圧ガス開閉弁８０は、電磁弁からなる。
【００７０】
低圧ガス冷媒管７４は、その一端が低圧ガス冷媒連絡管１０に接続されており、その他端が低圧ガス冷媒分岐管７５、７６に接続されている。ここで、吸入管２６、低圧ガス冷媒連絡管１０及び低圧ガス冷媒管７４からなる冷媒管を低圧ガス冷媒管９６とする。
【００７１】
低圧ガス冷媒分岐管７５は、その一端が低圧ガス冷媒管７４に接続されており、その他端が第２ガス冷媒分岐管７７に接続されている。そして、低圧ガス冷媒分岐管７５には、低圧ガス冷媒分岐管７５を流れる冷媒の流通及び遮断が可能になるように低圧ガス開閉弁８１が設けられている。低圧ガス開閉弁８１は、電磁弁からなる。
【００７２】
低圧ガス冷媒分岐管７６は、その一端が低圧ガス冷媒管７４に接続されており、その他端が第２ガス冷媒分岐管７８に接続されている。そして、低圧ガス冷媒分岐管７６には、低圧ガス冷媒分岐管７６を流れる冷媒の流通及び遮断が可能になるように低圧ガス開閉弁８２が設けられている。低圧ガス開閉弁８２は、電磁弁からなる。
【００７３】
第２ガス冷媒分岐管７７は、その一端が高圧ガス冷媒分岐管７２及び低圧ガス冷媒分岐管７５に接続されており、その他端が利用ユニット４に対応する第３ガス冷媒分岐管１５に接続されている。第３ガス冷媒分岐管１５は、分岐ユニット６の第２ガス冷媒分岐管７７と利用ユニット４の第１ガス冷媒分岐管４４とを接続する冷媒管である。ここで、第１ガス冷媒分岐管４４、第３ガス冷媒分岐管１５及び第２ガス冷媒分岐管７７からなる冷媒管をガス冷媒分岐管９７とする。
【００７４】
第２ガス冷媒分岐管７８は、その一端が高圧ガス冷媒分岐管７３及び低圧ガス冷媒分岐管７６に接続されており、その他端が利用ユニット５に対応する第３ガス冷媒分岐管１６に接続されている。第３ガス冷媒分岐管１６は、分岐ユニット６の第２ガス冷媒分岐管７８と利用ユニット５の第１ガス冷媒分岐管５４とを接続する冷媒管である。ここで、第１ガス冷媒分岐管５４、第３ガス冷媒分岐管１６及び第２ガス冷媒分岐管７８からなる冷媒管をガス冷媒分岐管９８とする。
【００７５】
このように、分岐ユニット６には、利用ユニット４に対応して、利用側切換機構としての高圧ガス開閉弁７９及び低圧ガス開閉弁８１が設けられ、また、利用ユニット５に対応して、利用側切換機構としての高圧ガス開閉弁８０及び低圧ガス開閉弁８２が設けられていることになる。そして、利用ユニット４の冷房運転を行う際には、高圧ガス開閉弁７９を閉め、かつ、低圧ガス開閉弁８１を開けることで、利用側熱交換器４２を液冷媒分岐管９２を流れる冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転切換状態に切り換えることが可能であり、利用ユニット４の暖房運転を行う際には、高圧ガス開閉弁７９を開け、かつ、低圧ガス開閉弁８１を閉めることで、利用側熱交換器４２を高圧ガス冷媒管９５を流れる冷媒の放熱器として機能させる暖房運転切換状態に切り換えることが可能になっている。また、利用ユニット５の冷房運転を行う際には、高圧ガス開閉弁８０を閉め、かつ、低圧ガス開閉弁８２を開けることで、利用側熱交換器５２を液冷媒分岐管９３を流れる冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転切換状態に切り換え、また、利用ユニット５の暖房運転を行う際には、高圧ガス開閉弁８０を開け、かつ、低圧ガス開閉弁８２を閉めることで、利用側熱交換器５２を高圧ガス冷媒管９５を流れる冷媒の放熱器として機能させる暖房運転切換状態に切り換えることが可能になっている。
【００７６】
以上のように、本実施形態の空気調和装置１は、圧縮機構２１と、熱源側熱交換器２３と、熱源側熱交換器２３に接続されている液冷媒合流管９１と、液冷媒合流管９１に設けられた熱源側膨張機構２４と、複数（ここでは、２つ）の利用側熱交換器４２、５２と、液冷媒合流管９１から分岐されて各利用側熱交換器４２、５２に接続されている液冷媒分岐管９２、９３と、各液冷媒分岐管９２、９３に設けられた利用側膨張機構４１、５１と、熱源側熱交換器２３を圧縮機構２１から吐出された冷媒の放熱器として機能させる放熱運転切換状態と熱源側熱交換器２３を液冷媒合流管９１を流れる冷媒の蒸発器として機能させる蒸発運転切換状態とを切り換え可能な熱源側切換機構としての第１切換機構２２と、圧縮機構２１の吐出側と第１切換機構２２との間に接続されており圧縮機構２１から吐出された冷媒を第１切換機構２２に流入する前に分岐する高圧ガス冷媒管９５と、各利用側熱交換器４２、５２に対応して設けられており利用側熱交換器４２、５２を液冷媒分岐管９２、９３を流れる冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転切換状態と利用側熱交換器４２、５２を高圧ガス冷媒管９５を流れる冷媒の放熱器として機能させる暖房運転切換状態とを切り換え可能な利用側切換機構としてのガス開閉弁７９〜８２と、各利用側熱交換器４２、５２において蒸発した冷媒を圧縮機構２１の吸入側に送る低圧ガス冷媒管９６とを備えている。そして、圧縮機構２１は、複数（ここでは、２つ）の圧縮要素２１ｄ、２１ｅを有しており、圧縮要素２１ｄ、２１ｅのうちの前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された冷媒を後段側の圧縮要素２１ｅで順次圧縮するように構成されており、液冷媒合流管９１には、液冷媒合流管９１を流れる冷媒の一部を分岐して後段側の圧縮要素２１ｅに戻す熱源側インジェクション管３４が接続されるとともに、液冷媒合流管９１を流れる冷媒と熱源側インジェクション管３４を流れる冷媒との熱交換を行う熱源側エコノマイザ熱交換器３６が設けられており、各液冷媒分岐管９２、９３には、各液冷媒分岐管９２、９３を流れる冷媒の一部を分岐して後段側の圧縮要素２１ｅに戻す利用側インジェクション管９４（より具体的には、利用側インジェクション管９４を構成する第２利用側インジェクション管６４、６６）が接続されるとともに、各液冷媒分岐管９２、９３を流れる冷媒と対応する利用側インジェクション管９４を流れる冷媒との熱交換を行う利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９が設けられている。すなわち、本実施形態の空気調和装置１では、冷暖同時運転が可能な構成において、圧縮機構として、多段圧縮式（ここでは、二段圧縮式）の圧縮機構２１が採用され、中間圧インジェクションを行うための構成として、液冷媒合流管９１に熱源側インジェクション管３４及び熱源側エコノマイザ熱交換器３６を設けるとともに、各液冷媒分岐管９２、９３に利用側インジェクション管９４（より具体的には、利用側インジェクション管９４を構成する第２利用側インジェクション管６４、６６）及び熱源側エコノマイザ熱交換器６８、６９を設けた構成が採用されている。
【００７７】
また、本実施形態の空気調和装置１において、利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９は、利用側熱交換器４２、５２と利用側膨張機構４１、５１との間に設けられている。
【００７８】
また、本実施形態の空気調和装置１は、液冷媒合流管９１の一部（すなわち、第１液冷媒合流管３０）、圧縮機構２１、熱源側熱交換器２３、熱源側インジェクション管３４、及び熱源側エコノマイザ熱交換器３６を少なくとも含む熱源ユニット２と、利用側熱交換器４２、５２を少なくとも含む複数（ここでは、２つ）の利用ユニット４、５と、液冷媒合流管９１のうち熱源ユニット２に含まれる部分とは異なる一部（すなわち、第２液冷媒合流管６１）、複数（ここでは、２つ）の液冷媒分岐管９２、９３の一部（すなわち、第２液冷媒分岐管６２、６３）及び利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９を少なくとも含む分岐ユニット６と、液冷媒合流管９１のうち熱源ユニット２と分岐ユニット６との間を接続する部分からなる液冷媒連絡管８と、高圧ガス冷媒管９５のうち熱源ユニット２と分岐ユニット６との間を接続する部分からなる高圧ガス冷媒連絡管９と、低圧ガス冷媒管９６のうち熱源ユニット２と分岐ユニット６との間を接続する部分からなる低圧ガス冷媒連絡管１０とが接続されることによって構成されている。
【００７９】
また、本実施形態の空気調和装置１において、利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９は、対応する利用側熱交換器４２、５２において放熱した後に液冷媒分岐管９２、９３を流れる冷媒と利用側インジェクション管９４（より具体的には、利用側インジェクション管９４を構成する第２利用側インジェクション管６４、６６）を流れる冷媒とが対向するように流れる流路を有する熱交換器である。
【００８０】
（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の動作について説明する。
【００８１】
本実施形態の空気調和装置１の運転モードは、利用ユニット４、５の全てを冷房する冷房運転モードと、各利用ユニット４、５の空調負荷に応じて、利用ユニット４、５の全てを暖房する暖房運転モードと、利用ユニット４、５の一方を冷房しつつ他方を暖房する冷暖同時運転モードとがある。
【００８２】
以下、空気調和装置１の３つの運転モードにおける動作について説明する。
【００８３】
＜冷房運転モード＞
利用ユニット４、５の全てを冷房する際、空気調和装置１の冷媒回路１１は、図２に示されるように構成される（冷媒の流れについては、図２の冷媒回路１１に付された矢印を参照）。具体的には、熱源ユニット２の熱源側冷媒回路１１ｃにおいては、熱源側切換機構としての第１切換機構２２を放熱運転切換状態（図２の第１切換機構２２の実線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器２３を冷媒の放熱器として機能させるようになっている。また、熱源側膨張機構２４は、冷媒を極力減圧しないように（例えば、全開状態になるように）開度調節されている。分岐ユニット６においては、利用側切換機構としての高圧ガス開閉弁７９、８０を閉めるとともに低圧ガス開閉弁８１、８２を開けることによって、利用ユニット４、５の利用側熱交換器４２、５２を冷媒の蒸発器として機能させるとともに、利用ユニット４、５の利用側熱交換器４２、５２と熱源ユニット２の圧縮機構２１の吸入側とが低圧ガス冷媒管９６等を介して接続された状態になっている。また、熱源側インジェクション弁３５を熱源側インジェクション管３４に冷媒が流れるように開度調節することによって、熱源側インジェクション管３４及び熱源側エコノマイザ熱交換器３６による中間圧インジェクションが行われる状態になっており、利用側インジェクション弁６５、６７を閉めることによって、利用側インジェクション管９４及び利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９による中間圧インジェクションが行われない状態になっている。また、利用側膨張弁４１、５１は、各利用ユニット４、５の冷房負荷に応じて開度調節されている。
【００８４】
このような冷媒回路１１の構成において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、吸入管２６から圧縮機構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２７に吐出される。この前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された中間圧の冷媒は、熱源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。次に、熱源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、熱源側インジェクション管３４及び熱源側エコノマイザ熱交換器３６による中間圧インジェクションが行われた）中間圧の冷媒は、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て、圧縮機構２１から吐出管２８に吐出される。ここで、圧縮機構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、臨界圧力を超える圧力まで圧縮されている。この圧縮機構２１から吐出された高圧の冷媒は、第１切換機構２２の第１ポート２２ａ及び第２ポート２２ｂと熱源側ガス冷媒管２９とを通じて、冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器２３に送られて放熱する。そして、熱源側熱交換器２３において放熱した冷媒は、熱源側膨張機構２４を通過した後に、その一部が熱源側インジェクション管３４に分岐される。そして、熱源側インジェクション管３４を流れる冷媒は、熱源側インジェクション弁３５において中間圧付近まで減圧された後に、熱源側エコノマイザ熱交換器３６に送られる。また、熱源側インジェクション管３４に分岐された後の液冷媒合流管９１を構成する第１液冷媒合流管３０を流れる冷媒は、熱源側エコノマイザ熱交換器３６に流入し、熱源側インジェクション管３４を流れる冷媒と熱交換を行って冷却される。一方、熱源側インジェクション管３４を流れる冷媒は、第１液冷媒合流管３０を流れる冷媒と熱交換を行って加熱されて蒸発して、上述のように、前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、熱源側エコノマイザ熱交換器３６において冷却された冷媒は、液冷媒合流管９１を通じて、熱源ユニット２から分岐ユニット６に送られる。この分岐ユニット６に送られた冷媒は、液冷媒分岐管９２、９３を構成する第２液冷媒分岐管６２、６３に分岐された後に、利用側膨張機構４１、５１によって減圧されて低圧の気液二相状態になる。この低圧の気液二相状態の冷媒は、液冷媒分岐管９２、９３（ここでは、利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９における熱交換は行われない）を通じて、分岐ユニット６から利用ユニット４、５に送られる。この利用ユニット４、５に送られた冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器４２、５２に送られて蒸発する。そして、利用側熱交換器４２、５２において蒸発した冷媒は、ガス冷媒分岐管９７、９８を通じて、利用ユニット４、５から分岐ユニット６に送られる。この分岐ユニット６に送られた冷媒は、低圧ガス開閉弁８１、８２及び低圧ガス冷媒管９６を通じて、分岐ユニット６から熱源ユニット２に送られる。この熱源ユニット２に送られた冷媒は、吸入管２６を通じて、再び圧縮機構２１に吸入される。このようにして、利用ユニット４、５の全てを冷房する冷房運転モードにおける動作が行われる。
【００８５】
このように、本実施形態の空気調和装置１では、冷暖同時運転が可能な構成において、圧縮機構として、多段圧縮式（ここでは、２段圧縮式）の圧縮機構２１が採用され、中間圧インジェクションを行うための構成として、液冷媒合流管９１に熱源側インジェクション管３４及び熱源側エコノマイザ熱交換器３６を設けられるとともに、各液冷媒分岐管９２、９３に利用側インジェクション管９４（より具体的には、利用側インジェクション管９４を構成する第２利用側インジェクション管６４、６６）及び熱源側エコノマイザ熱交換器６８、６９が設けられた構成が採用されているため、冷房運転モードにおいて、熱源側インジェクション管３４によって液冷媒合流管９１を流れる冷媒の一部を分岐して、熱源側エコノマイザ熱交換器３６によって液冷媒合流管９１を流れる冷媒を冷却しつつ熱源側インジェクション管３４を流れる冷媒を加熱し、冷却された冷媒を液冷媒合流管９１及び液冷媒分岐管９２、９３によって利用側熱交換器４２、５２に送りつつ、加熱された冷媒を熱源側インジェクション管３４によって後段側の圧縮要素２１ｅに戻すことができる。これにより、利用ユニット４、５の冷房運転を行いつつ、多段圧縮式（ここでは、二段圧縮式）の圧縮機構２１における後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷媒の温度を低く抑えることができ、冷房運転モードにおける運転効率を向上させることができる。
【００８６】
＜暖房運転モード＞
利用ユニット４、５の全てを暖房する際、空気調和装置１の冷媒回路１１は、図３に示されるように構成される（冷媒の流れについては、図３の冷媒回路１１に付された矢印を参照）。具体的には、熱源ユニット２の熱源側冷媒回路１１ｃにおいては、熱源側切換機構としての第１切換機構２２を蒸発運転切換状態（図３の第１切換機構２２の破線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器２３を冷媒の蒸発器として機能させるとともに、第２切換機構２５を暖房負荷要求運転状態（図３の第２切換機構２５の破線で示された状態）に切り換えることによって、高圧ガス冷媒管９５等を通じて利用ユニット４、５に圧縮機構２１において圧縮され吐出された高圧のガス冷媒を供給できるようになっている。また、熱源側膨張機構２４は、冷媒を減圧するように開度調節されている。分岐ユニット６においては、利用側切換機構としての高圧ガス開閉弁７９、８０を開けるとともに低圧ガス開閉弁８１、８２を閉めることによって、利用ユニット４、５の利用側熱交換器４２、５２を冷媒の放熱器として機能させるようになっている。また、熱源側インジェクション弁３５を閉めることによって、熱源側インジェクション管３４及び熱源側エコノマイザ熱交換器３６による中間圧インジェクションが行われない状態になっており、利用側インジェクション弁６５、６７を利用側インジェクション管６４、６６に冷媒が流れるように開度調節することによって、利用側インジェクション管９４及び利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９による中間圧インジェクションが行われる状態になっている。また、利用側膨張弁４１、５１は、各利用ユニット４、５の暖房負荷に応じて開度調節されている。
【００８７】
このような冷媒回路１１の構成において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、吸入管２６から圧縮機構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２７に吐出される。この前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された中間圧の冷媒は、利用側インジェクション管９４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。次に、利用側インジェクション管９４から戻る冷媒と合流した（すなわち、利用側インジェクション管９４及び利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９による中間圧インジェクションが行われた）中間圧の冷媒は、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て、圧縮機構２１から吐出管２８に吐出される。ここで、圧縮機構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、臨界圧力を超える圧力まで圧縮されている。この圧縮機構２１から吐出された高圧の冷媒は、吐出管２８及び高圧ガス冷媒管９５（第２切換機構２５の第１ポート２５ａ及び第４ポート２５ｄを含む）を通じて、熱源ユニット２から分岐ユニット６に送られる。この分岐ユニット６に送られた冷媒は、高圧ガス開閉弁７９、８０及びガス冷媒分岐管９７、９８を通じて、分岐ユニット６から利用ユニット４、５に送られる。この利用ユニット４、５に送られた冷媒は、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器４２、５２に送られて放熱する。そして、利用側熱交換器４２、５２において放熱した冷媒は、液冷媒分岐管９２、９３を通じて、利用ユニット４、５から分岐ユニット６に送られる。この分岐ユニット６に送られた冷媒は、その一部が利用側インジェクション管９４を構成する第２利用側インジェクション管６４、６６に分岐される。そして、第２利用側インジェクション管６４、６６を流れる冷媒は、利用側インジェクション弁６５、６７において中間圧付近まで減圧された後に、利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９に送られる。また、第２利用側インジェクション管６４、６６に分岐された後の液冷媒分岐管９２、９３を構成する第２液冷媒分岐管６２、６３を流れる冷媒は、利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９に流入し、第２利用側インジェクション管６４、６６を流れる冷媒と熱交換を行って冷却される。一方、第２利用側インジェクション管６４、６６を流れる冷媒は、第２液冷媒分岐管６２、６３を流れる冷媒と熱交換を行って加熱されて蒸発して、利用側インジェクション管９４を通じて（ここでは、第２利用側インジェクション管６４、６６を流れる冷媒が第３利用側インジェクション管７０で合流した後に、利用側インジェクション連絡管１４及び第１利用側インジェクション管３３を通じて）、上述のように、前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９において冷却された冷媒は、利用側膨張機構４１、５１を通過した後に、液冷媒合流管９１を構成する第２液冷媒合流管６１で合流して、液冷媒合流管９１を通じて、分岐ユニット６から熱源ユニット２に送られる。この熱源ユニット２に送られた冷媒は、液冷媒合流管９１（ここでは、熱源側エコノマイザ熱交換器３６における熱交換は行われない）を通じて、熱源側膨張機構２４に送られ、熱源側膨張機構２４によって減圧されて低圧の気液二相状態になる。この低圧の気液二相状態の冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器２３に送られて蒸発する。そして、熱源側熱交換器２３において蒸発した冷媒は、熱源側ガス冷媒管２９と第１切換機構２２の第２ポート２２ｂ及び第３ポート２２ｃと吸入管２６とを通じて、再び圧縮機構２１に吸入される。このようにして、利用ユニット４、５の全てを暖房する暖房運転モードにおける動作が行われる。
【００８８】
尚、上述においては、熱源側インジェクション弁３６を閉めることによって、熱源側インジェクション管３４及び熱源側エコノマイザ熱交換器３６による中間圧インジェクションが行われない状態にし、利用側インジェクション弁６５、６７を利用側インジェクション管６４、６６に冷媒が流れるように開度調節することによって、利用側インジェクション管９４及び利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９による中間圧インジェクションが行われる状態にしているが、さらに、熱源側インジェクション弁３５を熱源側インジェクション管３４に冷媒が流れるように開度調節することによって、熱源側インジェクション管３４及び熱源側エコノマイザ熱交換器３６による中間圧インジェクションも併せて行われる状態にしてもよい。
【００８９】
このように、本実施形態の空気調和装置１では、冷暖同時運転が可能な構成において、圧縮機構として、多段圧縮式（ここでは、２段圧縮式）の圧縮機構２１が採用され、中間圧インジェクションを行うための構成として、液冷媒合流管９１に熱源側インジェクション管３４及び熱源側エコノマイザ熱交換器３６を設けられるとともに、各液冷媒分岐管９２、９３に利用側インジェクション管９４（より具体的には、利用側インジェクション管９４を構成する第２利用側インジェクション管６４、６６）及び熱源側エコノマイザ熱交換器６８、６９が設けられた構成が採用されているため、暖房運転モードにおいて、第２利用側インジェクション管６４、６６によって液冷媒分岐管９２、９３を流れる冷媒の一部を分岐して、利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９によって液冷媒分岐管９２、９３を流れる冷媒を冷却しつつ第２利用側インジェクション管６４、６６を流れる冷媒を加熱し、冷却された冷媒を液冷媒分岐管９２、９３及び液冷媒合流管９１によって熱源側熱交換器２３に送りつつ、加熱された冷媒を利用側インジェクション管９４によって後段側の圧縮要素２１ｅに戻したり、さらに、熱源側インジェクション管３４によって液冷媒合流管９１を流れる冷媒の一部を分岐して、熱源側エコノマイザ熱交換器３６によって液冷媒合流管９１を流れる冷媒を冷却しつつ熱源側インジェクション管３４を流れる冷媒を加熱し、冷却された冷媒を液冷媒合流管９１によって熱源側熱交換器２３に送りつつ、加熱された冷媒を熱源側インジェクション管３４によって後段側の圧縮要素２１ｅに戻すことができる。これにより、利用ユニット４、５の暖房運転を行いつつ、多段圧縮式（ここでは、二段圧縮式）の圧縮機構２１における後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷媒の温度を低く抑えることができ、暖房運転モードにおける運転効率を向上させることができる。
【００９０】
＜冷暖同時運転モード＞
利用ユニット４、５の一方を冷房しつつ他方を暖房する際（ここでは、利用ユニット４を冷房し、利用ユニット５を暖房するものとする）、空気調和装置１の冷媒回路１１は、図４に示されるように構成される（冷媒の流れについては、図４の冷媒回路１１に付された矢印を参照）。具体的には、熱源ユニット２の熱源側冷媒回路１１ｃにおいては、熱源側切換機構としての第１切換機構２２を利用ユニット４の冷房負荷と利用ユニット５の暖房負荷とのバランスに応じて放熱運転切換状態又は蒸発運転切換状態のいずれかに切り換えることによって、熱源側熱交換器２３を冷媒の放熱器又は蒸発器として機能させるとともに、第２切換機構２５を暖房負荷要求運転状態（図４の第２切換機構２５の破線で示された状態）に切り換えることによって、高圧ガス冷媒管９５等を通じて利用ユニット５に圧縮機構２１において圧縮され吐出された高圧のガス冷媒を供給できるようになっている。また、熱源側膨張機構２４は、第１切換機構２２が放熱運転切換状態の場合には、冷媒を極力減圧しないように（例えば、全開状態になるように）開度調節され、第１切換機構２２が蒸発運転切換状態の場合には、冷媒を減圧するように開度調節されている。分岐ユニット６においては、利用ユニット４に対応する利用側切換機構としての高圧ガス開閉弁７９を閉めるとともに低圧ガス開閉弁８１を開けることによって、利用ユニット４の利用側熱交換器４２を冷媒の蒸発器として機能させるとともに、利用ユニット４の利用側熱交換器４２と熱源ユニット２の圧縮機構２１の吸入側とが低圧ガス冷媒管９６等を介して接続された状態になっている。また、利用側切換機構としての高圧ガス開閉弁８０を開けるとともに低圧ガス開閉弁８２を閉めることによって、利用ユニット５の利用側熱交換器５２を冷媒の放熱器として機能させるようになっている。また、熱源側インジェクション弁３６を閉めることによって、熱源側インジェクション管３４及び熱源側エコノマイザ熱交換器３６による中間圧インジェクションが行われない状態になっており、利用側インジェクション弁６５、６７を利用側インジェクション管６４、６６に冷媒が流れるように開度調節することによって、利用側インジェクション管９４及び利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９による中間圧インジェクションが行われる状態になっている。また、利用側膨張弁４１は、利用ユニット４の冷房負荷に応じて開度調節されており、利用側膨張弁５１は、利用ユニット５の暖房負荷に応じて開度調節されている。
【００９１】
このような冷媒回路１１の構成において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、吸入管２６から圧縮機構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２７に吐出される。この前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された中間圧の冷媒は、利用側インジェクション管９４から後段側の圧縮要素２１ｅに戻されるガス冷媒と合流することでさらに冷却される。次に、利用側インジェクション管９４から戻る冷媒と合流した（すなわち、利用側インジェクション管９４及び利用側エコノマイザ熱交換器６９による中間圧インジェクションが行われた）中間圧の冷媒は、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て、圧縮機構２１から吐出管２８に吐出される。ここで、圧縮機構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、臨界圧力を超える圧力まで圧縮されている。この圧縮機構２１から吐出された高圧の冷媒は、第１切換機構２２が放熱運転切換状態になっている場合を含めて、その大部分が吐出管２８及び高圧ガス冷媒管９５（第２切換機構２５の第１ポート２５ａ及び第４ポート２５ｄを含む）を通じて、熱源ユニット２から分岐ユニット６に送られる。この分岐ユニット６に送られた冷媒は、高圧ガス開閉弁８０及びガス冷媒分岐管９８を通じて、分岐ユニット６から利用ユニット５に送られる。この利用ユニット５に送られた冷媒は、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器５２に送られて放熱する。そして、利用側熱交換器５２において放熱した冷媒は、液冷媒分岐管９３を通じて、利用ユニット５から分岐ユニット６に送られる。この分岐ユニット６に送られた冷媒は、その一部が利用側インジェクション管９４を構成する第２利用側インジェクション管６６に分岐される。そして、第２利用側インジェクション管６６を流れる冷媒は、利用側インジェクション弁６７において中間圧付近まで減圧された後に、利用側エコノマイザ熱交換器６９に送られる。また、第２利用側インジェクション管６６に分岐された後の液冷媒分岐管９３を構成する第２液冷媒分岐管６３を流れる冷媒は、利用側エコノマイザ熱交換器６９に流入し、第２利用側インジェクション管６６を流れる冷媒と熱交換を行って冷却される。一方、第２利用側インジェクション管６６を流れる冷媒は、第２液冷媒分岐管６３を流れる冷媒と熱交換を行って加熱されて蒸発して、利用側インジェクション管９４を通じて（ここでは、第２利用側インジェクション管６６を流れる冷媒が第３利用側インジェクション管７０に流入した後に、利用側インジェクション連絡管１４及び第１利用側インジェクション管３３を通じて）、上述のように、前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、利用側エコノマイザ熱交換器６９において冷却された冷媒は、利用側膨張機構５１を通過した後に、液冷媒合流管９１を構成する第２液冷媒合流管６１に合流するが、その大部分が液冷媒分岐管９２に送られる。この液冷媒分岐管９２に送られた冷媒は、利用側膨張機構４１によって減圧されて低圧の気液二相状態になる。この低圧の気液二相状態の冷媒は、液冷媒分岐管９２（ここでは、利用側エコノマイザ熱交換器６８における熱交換は行われない）を通じて、分岐ユニット６から利用ユニット４に送られる。この利用ユニット４に送られた冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器４２に送られて蒸発する。そして、利用側熱交換器４２において蒸発した冷媒は、ガス冷媒分岐管９７を通じて分岐ユニット６に送られる。この分岐ユニット６に送られた冷媒は、低圧ガス開閉弁８１及び低圧ガス冷媒管９６を通じて、分岐ユニット６から熱源ユニット２に送られる。この熱源ユニット２に送られた冷媒は、吸入管２６を通じて、再び圧縮機構２１に吸入される。このようにして、利用ユニット４、５の一方を冷房しつつ他方を暖房する（ここでは、利用ユニット４を冷房し、利用ユニット５を暖房する）冷暖同時運転モードにおける動作が行われる。
【００９２】
尚、冷暖同時運転モードでは、上述のように、この圧縮機構２１から吐出された高圧の冷媒の大部分が、吐出管２８及び高圧ガス冷媒管９５（第２切換機構２５の第１ポート２５ａ及び第４ポート２５ｄを含む）を通じて、熱源ユニット２から分岐ユニット６に送られ、利用側エコノマイザ熱交換器６９において冷却された冷媒の大部分が、液冷媒分岐管９２を通じて、分岐ユニット６から利用ユニット４に送られるため、利用側熱交換器４２、５２と熱源側熱交換器２３との間（すなわち、液冷媒分岐管９２、９３と液冷媒合流管９１と間）でやりとりが行われる冷媒の流量が減少している（このため、図４においては、第１切換機構２２、熱源側熱交換器２３、熱源側膨張機構２４及び液冷媒合流管３０を通じて、吐出管２８から利用側気液分離器６１に至る部分については、冷媒の流れを示す矢印を省略している）。
【００９３】
このように、本実施形態の空気調和装置１では、冷暖同時運転が可能な構成において、圧縮機構として、多段圧縮式（ここでは、２段圧縮式）の圧縮機構２１が採用され、中間圧インジェクションを行うための構成として、液冷媒合流管９１に熱源側インジェクション管３４及び熱源側エコノマイザ熱交換器３６を設けられるとともに、各液冷媒分岐管９２、９３に利用側インジェクション管９４（より具体的には、利用側インジェクション管９４を構成する第２利用側インジェクション管６４、６６）及び熱源側エコノマイザ熱交換器６８、６９が設けられた構成が採用されているため、冷暖同時運転モードにおいて、第２利用側インジェクション管６４、６６の一方によって、対応する液冷媒分岐管９２、９３を流れる冷媒の一部を分岐して、対応する利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９によって、対応する液冷媒分岐管９２、９３を流れる冷媒を冷却しつつ第２利用側インジェクション管６４、６６の一方を流れる冷媒を加熱し、冷却された冷媒を液冷媒分岐管９２、９３の他方によって対応する利用側熱交換器４２、５２に送りつつ、加熱された冷媒を利用側インジェクション管９４によって後段側の圧縮要素２１ｅに戻すことができる。これにより、利用ユニット４、５の一方を冷房しつつ他方を暖房する運転を行いつつ、多段圧縮式（ここでは、二段圧縮式）の圧縮機構２１における後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷媒の温度を低く抑えることができ、冷暖同時運転モードにおける運転効率を向上させることができる。
【００９４】
尚、利用ユニット４の冷房負荷と利用ユニット５の暖房負荷とのバランスがどちらかに偏っている場合には、利用側熱交換器４２、５２と熱源側熱交換器２３との間（すなわち、液冷媒分岐管９２、９３と液冷媒合流管９１と間）でやりとりが行われる冷媒の流量が増加することになるが、このような場合であっても、冷房を行う利用側熱交換器（ここでは、利用側熱交換器４２、５２の一方）と暖房を行う利用側熱交換器（ここでは、利用側熱交換器４２、５２の他方）との間でやりとりされる冷媒が利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９を介してやりとりされることになり、利用側エコノマイザ熱交換器４２、５２に対応する利用側インジェクション管９４を構成する第２利用側インジェクション管６４、６６を通じて冷媒を後段側の圧縮要素２１ｅに戻すことができる。また、熱源側インジェクション弁３５を熱源側インジェクション管３４に冷媒が流れるように開度調節することによって、熱源側インジェクション管３４及び熱源側エコノマイザ熱交換器３６による中間圧インジェクションが行われる状態にして、利用側インジェクション管９４及び利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９による中間圧インジェクションと併用するようにしてもよい。
【００９５】
（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。
【００９６】
＜Ａ＞
圧縮機構と熱源側熱交換器と液冷媒合流管と熱源側膨張機構と複数の利用側熱交換器と複数の液冷媒分岐管と熱源側切換機構と高圧ガス冷媒管と複数の利用側切換機構と低圧ガス冷媒管とを備えた冷暖同時運転が可能な空気調和装置において、圧縮機構として、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多段圧縮式の圧縮機構を採用する場合には、多段圧縮式の冷凍サイクルにおける運転効率を向上させるために、多段圧縮式の冷凍サイクルにおいて後段側の圧縮要素に中間圧の冷媒を戻す中間圧インジェクションを行う冷暖切換運転が可能な空気調和装置と同様に、熱源側熱交換器の液側に中間圧インジェクションを行うための構成を設けることが考えられる。
【００９７】
しかし、冷暖同時運転が可能な空気調和装置では、冷房を行う利用側熱交換器と暖房を行う利用側熱交換器が混在する冷暖同時運転があり（上述の冷暖同時運転モードにおける動作及び図４を参照）、この冷暖同時運転の際に、冷房を行う利用側熱交換器と暖房を行う利用側熱交換器との間で冷媒のやりとりが主に行われて、複数の利用側熱交換器と熱源側熱交換器との間（すなわち、複数の液冷媒分岐管と液冷媒合流管との間）でやりとりが行われる冷媒の流量が減少することになる。このため、冷暖同時運転の際には、中間圧インジェクションに供される冷媒の流量を確保することが困難になり、多段圧縮式の冷凍サイクルにおける運転効率の向上を図ることが困難になる。
【００９８】
そこで、本実施形態の空気調和装置１では、液冷媒合流管９１に液冷媒合流管９１を流れる冷媒の一部を分岐して後段側の圧縮要素２１ｅに戻す熱源側インジェクション管３４を接続するとともに、液冷媒合流管９１を流れる冷媒と熱源側インジェクション管３４を流れる冷媒との熱交換を行う熱源側エコノマイザ熱交換器３６を設け、各液冷媒分岐管９２、９３に各液冷媒分岐管９２、９３を流れる冷媒の一部を分岐して後段側の圧縮要素２１ｅに戻す利用側インジェクション管９４（より具体的には、利用側インジェクション管９４を構成する第２利用側インジェクション管６４、６６）を接続するとともに、各液冷媒分岐管９２、９３を流れる冷媒と対応する利用側インジェクション管９４を流れる冷媒との熱交換を行う利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９を設けるようにしている。
【００９９】
これにより、冷暖同時運転の際に、冷房を行う利用側熱交換器（ここでは、利用側熱交換器４２、５２の一方）と暖房を行う利用側熱交換器（ここでは、利用側熱交換器４２、５２の他方）との間でやりとりされる冷媒が利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９を介してやりとりされることになり、利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９に対応する利用側インジェクション管９４を通じて冷媒を後段側の圧縮要素２１ｅに戻す中間圧インジェクションに供される冷媒の流量を確保することが可能になるため、冷暖同時運転の際に、多段圧縮式（ここでは、二段圧縮式）の冷凍サイクルにおける運転効率の向上を図ることができ、したがって、多段圧縮式の冷凍サイクルにおいて後段側の圧縮要素に中間圧の冷媒を戻す中間圧インジェクションを行う構成を採用した冷暖同時運転が可能な空気調和装置を提供することができる。
【０１００】
＜Ｂ＞
本実施形態の空気調和装置１では、利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９が利用側熱交換器４２、５２と利用側膨張機構４１、５１との間に設けられているため、利用側熱交換器４２、５２を通過した冷媒が利用側膨張機構４１、５１によって冷媒が減圧される前に利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９を通過することになり、利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９を流れる冷媒が高い圧力で維持されることになる。
【０１０１】
これにより、利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９における交換熱量が大きくなるため、利用側インジェクション管９４（より具体的には、利用側インジェクション管９４を構成する第２利用側インジェクション管６４、６６）を流れる冷媒の流量、すなわち、中間圧インジェクションに供される冷媒の流量を増加させることができるようになり、多段圧縮式（ここでは、二段圧縮式）の冷凍サイクルにおける運転効率の一層の向上を図ることができる。
【０１０２】
＜Ｃ＞
本実施形態の空気調和装置１では、利用側気液分離器６１が利用ユニット４、５や熱源ユニット２とは別の分岐ユニット６に設けられているため、利用ユニット４、５や熱源ユニット２の機器構成を大幅に変更することなく、利用側気液分離器６１を追加することができる。
【０１０３】
また、本実施形態のように、分岐ユニット６に利用側気液分離器６１を設けるとともに、熱源ユニット２と分岐ユニット６との間を液冷媒連絡管８によって接続する場合には、液冷媒連絡管８が配管長が長いことが多いため、例えば、冷房を行う利用側熱交換器だけが存在する冷房運転モードのような、熱源側熱交換器２３から利用側熱交換器４２、５２に向かって液冷媒合流管９１を流れる冷媒の流量が多い場合には、熱源側熱交換器２３から利用側熱交換器４２、５２に向かって液冷媒合流管９１を流れる冷媒の圧力損失が大きくなる傾向にある。
【０１０４】
しかし、本実施形態の空気調和装置１では、液冷媒合流管９１の熱源ユニット２に含まれる部分に液冷媒合流管９１を流れる冷媒の一部を分岐して後段側の圧縮要素２１ｅに戻す熱源側インジェクション管３４が接続されるとともに、液冷媒合流管９１を流れる冷媒と熱源側インジェクション管３４を流れる冷媒との熱交換を行う熱源側エコノマイザ熱交換器３６が設けられているため、熱源側熱交換器２３から利用側熱交換器４２、５２に向かって液冷媒合流管９１を流れる冷媒の流量が多い場合には、液冷媒連絡管８における圧力損失による圧力の低下が生じる前に、熱源側エコノマイザ熱交換器３６における熱交換を行うことができ、後段側の圧縮要素２１ｅに戻すことができる冷媒の流量が減少しにくく、中間圧インジェクションを十分に行うことができる。
【０１０５】
＜Ｄ＞
本実施形態の空気調和装置１では、利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９が、対応する利用側熱交換器４２、５２において放熱した後に液冷媒分岐管９２、９３を流れる冷媒と利用側インジェクション管９４（より具体的には、利用側インジェクション管９４を構成する第２利用側インジェクション管６４、６６）を流れる冷媒とが対向するように流れる流路を有しているため、利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９における冷媒間の温度差を小さくすることができるようになり、これにより、交換熱量を大きくすることができ、中間圧インジェクションに供される冷媒の流量をさらに増加させることができる。
【０１０６】
（４）変形例
上述の実施形態のように、利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９を分岐ユニット６に設ける場合において、利用側インジェクション管９４を熱源側インジェクション管３４に合流させたり、後段側の圧縮要素２１ｅに直接に接続すると、利用側インジェクション管９４の一部である利用側インジェクション連絡管１４が分岐ユニット６と熱源ユニット２とを接続する冷媒管の一つとして存在することになり、熱源ユニット２と分岐ユニット６とが、液冷媒連絡管８、高圧ガス冷媒連絡管９、低圧ガス冷媒連絡管１０及び利用側インジェクション連絡管１４という４種類の冷媒管を介して接続された装置構成になってしまう。
【０１０７】
そこで、本変形例では、図５に示されるように、利用側インジェクション管９４（ここでは、第３利用側インジェクション管７０）を液冷媒合流管９１のうち分岐ユニット６に含まれる部分（ここでは、第２液冷媒合流管６１）に接続するようにしている。この第３利用側インジェクション管７０は、その一端が第２液冷媒合流管６１に接続されており、その他端が第２利用側インジェクション管６４、６６に接続されている。
【０１０８】
また、本変形例では、液冷媒合流管９１（ここでは、第２液冷媒合流管６１）のうち利用側インジェクション管９４（ここでは、第３利用側インジェクション管７０）が接続された位置と複数（ここでは、２つ）の液冷媒分岐管９２、９３への分岐部との間の部分に、液管開閉機構６１ａが設けられている。この液管開閉機構６１ａは、第３利用側インジェクション管７０を流れる冷媒の流通及び遮断を可能にする開閉弁であり、本変形例において、電磁弁からなる。
【０１０９】
さらに、本変形例では、上述の実施形態とは異なり、熱源側インジェクション管３４が、液冷媒合流管９１（ここでは、第１液冷媒合流管３０）のうち熱源側エコノマイザ熱交換器３６と液冷媒連絡管８との部分から液冷媒合流管９１を流れる冷媒の一部を分岐するように接続されている。
【０１１０】
以上のように、本変形例の空気調和装置１では、上述の実施形態の構成において、主として、利用側インジェクション管９４から分岐ユニット６と熱源ユニット２とを接続する利用側インジェクション連絡管１４が省略され、利用側インジェクション管９４としての第３利用側インジェクション管７０が分岐ユニット６内において液冷媒合流管９１の構成する第２液冷媒合流管６１に接続されている。
【０１１１】
次に、本変形例の空気調和装置１の動作について、冷房運転モードと暖房運転モードと冷暖同時運転モードとに分けて説明する。
【０１１２】
＜冷房運転モード＞
利用ユニット４、５の全てを冷房する際、空気調和装置１の冷媒回路１１は、図６に示されるように構成される（冷媒の流れについては、図６の冷媒回路１１に付された矢印を参照）。具体的には、熱源ユニット２の熱源側冷媒回路１１ｃにおいては、熱源側切換機構としての第１切換機構２２を放熱運転切換状態（図６の第１切換機構２２の実線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器２３を冷媒の放熱器として機能させるようになっている。また、熱源側膨張機構２４は、冷媒を極力減圧しないように（例えば、全開状態になるように）開度調節されている。分岐ユニット６においては、利用側切換機構としての高圧ガス開閉弁７９、８０を閉めるとともに低圧ガス開閉弁８１、８２を開けることによって、利用ユニット４、５の利用側熱交換器４２、５２を冷媒の蒸発器として機能させるとともに、利用ユニット４、５の利用側熱交換器４２、５２と熱源ユニット２の圧縮機構２１の吸入側とが低圧ガス冷媒管９６等を介して接続された状態になっている。また、熱源側インジェクション弁３５を熱源側インジェクション管３４に冷媒が流れるように開度調節することによって、熱源側インジェクション管３４及び熱源側エコノマイザ熱交換器３６による中間圧インジェクションが行われる状態になっており、利用側インジェクション弁６５、６７を閉めることによって、利用側インジェクション管９４及び利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９による中間圧インジェクションが行われない状態になっている。また、液管開閉機構６１ａは、開けられている。また、利用側膨張弁４１、５１は、各利用ユニット４、５の冷房負荷に応じて開度調節されている。
【０１１３】
このような冷媒回路１１の構成において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、吸入管２６から圧縮機構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２７に吐出される。この前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された中間圧の冷媒は、熱源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。次に、熱源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、熱源側インジェクション管３４及び熱源側エコノマイザ熱交換器３６による中間圧インジェクションが行われた）中間圧の冷媒は、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て、圧縮機構２１から吐出管２８に吐出される。ここで、圧縮機構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、臨界圧力を超える圧力まで圧縮されている。この圧縮機構２１から吐出された高圧の冷媒は、第１切換機構２２の第１ポート２２ａ及び第２ポート２２ｂと熱源側ガス冷媒管２９とを通じて、冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器２３に送られて放熱する。そして、熱源側熱交換器２３において放熱した冷媒は、熱源側膨張機構２４を通過した後に、熱源側エコノマイザ熱交換器３６に流入して、後述のように、熱源側インジェクション管３４を流れる冷媒と熱交換を行って冷却される。この熱源側エコノマイザ熱交換器３６において冷却された冷媒は、その一部が熱源側インジェクション管３４に分岐される。そして、熱源側インジェクション管３４を流れる冷媒は、熱源側インジェクション弁３５において中間圧付近まで減圧された後に、熱源側エコノマイザ熱交換器３６に送られ、上述のように、第１液冷媒合流管３０を流れる冷媒と熱交換を行って加熱されて蒸発して、上述のように、前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、熱源側エコノマイザ熱交換器３６において冷却された冷媒は、液冷媒合流管９１を通じて、熱源ユニット２から分岐ユニット６に送られる。この分岐ユニット６に送られた冷媒は、液冷媒分岐管９２、９３を構成する第２液冷媒分岐管６２、６３に分岐された後に、利用側膨張機構４１、５１によって減圧されて低圧の気液二相状態になる。この低圧の気液二相状態の冷媒は、液冷媒分岐管９２、９３（ここでは、利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９における熱交換は行われない）を通じて、分岐ユニット６から利用ユニット４、５に送られる。この利用ユニット４、５に送られた冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器４２、５２に送られて蒸発する。そして、利用側熱交換器４２、５２において蒸発した冷媒は、ガス冷媒分岐管９７、９８を通じて、利用ユニット４、５から分岐ユニット６に送られる。この分岐ユニット６に送られた冷媒は、低圧ガス開閉弁８１、８２及び低圧ガス冷媒管９６を通じて、分岐ユニット６から熱源ユニット２に送られる。この熱源ユニット２に送られた冷媒は、吸入管２６を通じて、再び圧縮機構２１に吸入される。このようにして、利用ユニット４、５の全てを冷房する冷房運転モードにおける動作が行われる。
【０１１４】
このように、本変形例の空気調和装置１では、冷暖同時運転が可能な構成において、圧縮機構として、多段圧縮式（ここでは、２段圧縮式）の圧縮機構２１が採用され、中間圧インジェクションを行うための構成として、液冷媒合流管９１に熱源側インジェクション管３４及び熱源側エコノマイザ熱交換器３６を設けられるとともに、各液冷媒分岐管９２、９３に利用側インジェクション管９４（より具体的には、利用側インジェクション管９４を構成する第２利用側インジェクション管６４、６６）及び熱源側エコノマイザ熱交換器６８、６９が設けられた構成が採用されているため、冷房運転モードにおいて、熱源側インジェクション管３４によって液冷媒合流管９１を流れる冷媒の一部を分岐して、熱源側エコノマイザ熱交換器３６によって液冷媒合流管９１を流れる冷媒を冷却しつつ熱源側インジェクション管３４を流れる冷媒を加熱し、冷却された冷媒を液冷媒合流管９１及び液冷媒分岐管９２、９３によって利用側熱交換器４２、５２に送りつつ、加熱された冷媒を熱源側インジェクション管３４によって後段側の圧縮要素２１ｅに戻すことができる。これにより、利用ユニット４、５の冷房運転を行いつつ、多段圧縮式（ここでは、二段圧縮式）の圧縮機構２１における後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷媒の温度を低く抑えることができ、冷房運転モードにおける運転効率を向上させることができる。
【０１１５】
＜暖房運転モード＞
利用ユニット４、５の全てを暖房する際、空気調和装置１の冷媒回路１１は、図７に示されるように構成される（冷媒の流れについては、図７の冷媒回路１１に付された矢印を参照）。具体的には、熱源ユニット２の熱源側冷媒回路１１ｃにおいては、熱源側切換機構としての第１切換機構２２を蒸発運転切換状態（図７の第１切換機構２２の破線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器２３を冷媒の蒸発器として機能させるとともに、第２切換機構２５を暖房負荷要求運転状態（図７の第２切換機構２５の破線で示された状態）に切り換えることによって、高圧ガス冷媒管９５等を通じて利用ユニット４、５に圧縮機構２１において圧縮され吐出された高圧のガス冷媒を供給できるようになっている。また、熱源側膨張機構２４は、冷媒を減圧するように開度調節されている。分岐ユニット６においては、利用側切換機構としての高圧ガス開閉弁７９、８０を開けるとともに低圧ガス開閉弁８１、８２を閉めることによって、利用ユニット４、５の利用側熱交換器４２、５２を冷媒の放熱器として機能させるようになっている。また、熱源側インジェクション弁３５を熱源側インジェクション管３４に冷媒が流れるように開度調節することによって、熱源側インジェクション管３４及び熱源側エコノマイザ熱交換器３６による中間圧インジェクションが行われる状態になっており、利用側インジェクション弁６５、６７を閉めることによって、利用側インジェクション管９４及び利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９による中間圧インジェクションが行われない状態になっている。また、液管開閉機構６１ａは、開けられている。また、利用側膨張弁４１、５１は、各利用ユニット４、５の暖房負荷に応じて開度調節されている。
【０１１６】
このような冷媒回路１１の構成において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、吸入管２６から圧縮機構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２７に吐出される。この前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された中間圧の冷媒は、熱源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。次に、熱源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、熱源側インジェクション管３４及び熱源側エコノマイザ熱交換器３６による中間圧インジェクションが行われた）中間圧の冷媒は、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て、圧縮機構２１から吐出管２８に吐出される。ここで、圧縮機構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、臨界圧力を超える圧力まで圧縮されている。この圧縮機構２１から吐出された高圧の冷媒は、吐出管２８及び高圧ガス冷媒管９５（第２切換機構２５の第１ポート２５ａ及び第４ポート２５ｄを含む）を通じて、熱源ユニット２から分岐ユニット６に送られる。この分岐ユニット６に送られた冷媒は、高圧ガス開閉弁７９、８０及びガス冷媒分岐管９７、９８を通じて、分岐ユニット６から利用ユニット４、５に送られる。この利用ユニット４、５に送られた冷媒は、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器４２、５２に送られて放熱する。そして、利用側熱交換器４２、５２において放熱した冷媒は、液冷媒分岐管９２、９３を通じて、利用ユニット４、５から分岐ユニット６に送られる。この分岐ユニット６に送られた冷媒は、液冷媒分岐管９２、９３を構成する第２液冷媒分岐管６２、６３（ここでは、利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９における熱交換は行われず、利用側膨張機構４１、５１を通過するのみ）を通じて、液冷媒合流管９１を構成する第２液冷媒合流管６１で合流して、液冷媒合流管９１を通じて、分岐ユニット６から熱源ユニット２に送られる。この熱源ユニット２に送られた冷媒は、その一部が熱源側インジェクション管３４に分岐される。そして、熱源側インジェクション管３４を流れる冷媒は、熱源側インジェクション弁３５において中間圧付近まで減圧された後に、熱源側エコノマイザ熱交換器３６に送られる。また、熱源側インジェクション管３４に分岐された後の液冷媒合流管９１を構成する第１液冷媒合流管３０を流れる冷媒は、熱源側エコノマイザ熱交換器３６に流入し、熱源側インジェクション管３４を流れる冷媒と熱交換を行って冷却される。一方、熱源側インジェクション管３４を流れる冷媒は、第１液冷媒合流管３０を流れる冷媒と熱交換を行って加熱されて蒸発して、上述のように、前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、熱源側エコノマイザ熱交換器３６において冷却された冷媒は、液冷媒合流管９１を通じて、熱源側膨張機構２４に送られ、熱源側膨張機構２４によって減圧されて低圧の気液二相状態になる。この低圧の気液二相状態の冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器２３に送られて蒸発する。そして、熱源側熱交換器２３において蒸発した冷媒は、熱源側ガス冷媒管２９と第１切換機構２２の第２ポート２２ｂ及び第３ポート２２ｃと吸入管２６とを通じて、再び圧縮機構２１に吸入される。このようにして、利用ユニット４、５の全てを暖房する暖房運転モードにおける動作が行われる。
【０１１７】
このように、本実施形態の空気調和装置１では、冷暖同時運転が可能な構成において、圧縮機構として、多段圧縮式（ここでは、２段圧縮式）の圧縮機構２１が採用され、中間圧インジェクションを行うための構成として、液冷媒合流管９１に熱源側インジェクション管３４及び熱源側エコノマイザ熱交換器３６を設けられるとともに、各液冷媒分岐管９２、９３に利用側インジェクション管９４（より具体的には、利用側インジェクション管９４を構成する第２利用側インジェクション管６４、６６）及び熱源側エコノマイザ熱交換器６８、６９が設けられた構成が採用されているため、暖房運転モードにおいて、熱源側インジェクション管３４によって液冷媒合流管９１を流れる冷媒の一部を分岐して、熱源側エコノマイザ熱交換器３６によって液冷媒合流管９１を流れる冷媒を冷却しつつ熱源側インジェクション管３４を流れる冷媒を加熱し、冷却された冷媒を液冷媒合流管９１によって熱源側熱交換器２３に送りつつ、加熱された冷媒を熱源側インジェクション管３４によって後段側の圧縮要素２１ｅに戻すことができる。これにより、利用ユニット４、５の暖房運転を行いつつ、多段圧縮式（ここでは、二段圧縮式）の圧縮機構２１における後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷媒の温度を低く抑えることができ、暖房運転モードにおける運転効率を向上させることができる。
【０１１８】
＜冷暖同時運転モード＞
利用ユニット４、５の一方を冷房しつつ他方を暖房する際（ここでは、利用ユニット４を冷房し、利用ユニット５を暖房するものとする）、空気調和装置１の冷媒回路１１は、図８に示されるように構成される（冷媒の流れについては、図８の冷媒回路１１に付された矢印を参照）。具体的には、熱源ユニット２の熱源側冷媒回路１１ｃにおいては、熱源側切換機構としての第１切換機構２２を利用ユニット４の冷房負荷と利用ユニット５の暖房負荷とのバランスに応じて放熱運転切換状態又は蒸発運転切換状態のいずれかに切り換えることによって、熱源側熱交換器２３を冷媒の放熱器又は蒸発器として機能させるとともに、第２切換機構２５を暖房負荷要求運転状態（図８の第２切換機構２５の破線で示された状態）に切り換えることによって、高圧ガス冷媒管９５等を通じて利用ユニット５に圧縮機構２１において圧縮され吐出された高圧のガス冷媒を供給できるようになっている。また、熱源側膨張機構２４は、閉められている。分岐ユニット６においては、利用ユニット４に対応する利用側切換機構としての高圧ガス開閉弁７９を閉めるとともに低圧ガス開閉弁８１を開けることによって、利用ユニット４の利用側熱交換器４２を冷媒の蒸発器として機能させるとともに、利用ユニット４の利用側熱交換器４２と熱源ユニット２の圧縮機構２１の吸入側とが低圧ガス冷媒管９６等を介して接続された状態になっている。また、利用側切換機構としての高圧ガス開閉弁８０を開けるとともに低圧ガス開閉弁８２を閉めることによって、利用ユニット５の利用側熱交換器５２を冷媒の放熱器として機能させるようになっている。また、利用側インジェクション弁６５、６７を利用側インジェクション管６４、６６に冷媒が流れるように開度調節することによって、利用側インジェクション管９４及び利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９による中間圧インジェクションが行われる状態になっている。また、熱源側インジェクション弁３６は、開けられており、液管開閉機構６１ａは、閉められている。また、利用側膨張弁４１は、利用ユニット４の冷房負荷に応じて開度調節されており、利用側膨張弁５１は、利用ユニット５の暖房負荷に応じて開度調節されている。
【０１１９】
このような冷媒回路１１の構成において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、吸入管２６から圧縮機構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２７に吐出される。この前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された中間圧の冷媒は、利用側インジェクション管９４（ここでは、第２利用側インジェクション管６６及び第３利用側インジェクション管７０）から液冷媒合流管９１（ここでは、第２液冷媒合流管６１、液冷媒連絡管８、第１液冷媒合流管３０及び熱源側インジェクション管３４）を通じて、後段側の圧縮要素２１ｅに戻されるガス冷媒と合流することでさらに冷却される。次に、利用側インジェクション管９４から戻る冷媒と合流した（すなわち、利用側インジェクション管９４及び利用側エコノマイザ熱交換器６９による中間圧インジェクションが行われた）中間圧の冷媒は、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て、圧縮機構２１から吐出管２８に吐出される。ここで、圧縮機構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、臨界圧力を超える圧力まで圧縮されている。この圧縮機構２１から吐出された高圧の冷媒は、第１切換機構２２が放熱運転切換状態になっている場合を含めて、その大部分が吐出管２８及び高圧ガス冷媒管９５（第２切換機構２５の第１ポート２５ａ及び第４ポート２５ｄを含む）を通じて、熱源ユニット２から分岐ユニット６に送られる。この分岐ユニット６に送られた冷媒は、高圧ガス開閉弁８０及びガス冷媒分岐管９８を通じて、分岐ユニット６から利用ユニット５に送られる。この利用ユニット５に送られた冷媒は、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器５２に送られて放熱する。そして、利用側熱交換器５２において放熱した冷媒は、液冷媒分岐管９３を通じて、利用ユニット５から分岐ユニット６に送られる。この分岐ユニット６に送られた冷媒は、その一部が利用側インジェクション管９４を構成する第２利用側インジェクション管６６に分岐される。そして、第２利用側インジェクション管６６を流れる冷媒は、利用側インジェクション弁６７において中間圧付近まで減圧された後に、利用側エコノマイザ熱交換器６９に送られる。また、第２利用側インジェクション管６６に分岐された後の液冷媒分岐管９３を構成する第２液冷媒分岐管６３を流れる冷媒は、利用側エコノマイザ熱交換器６９に流入し、第２利用側インジェクション管６６を流れる冷媒と熱交換を行って冷却される。一方、第２利用側インジェクション管６６を流れる冷媒は、第２液冷媒分岐管６３を流れる冷媒と熱交換を行って加熱されて蒸発して、上述のように、利用側インジェクション管９４（ここでは、第２利用側インジェクション管６６及び第３利用側インジェクション管７０）、液冷媒合流管９１及び熱源側インジェクション管３４を通じて、前段側の圧縮要素２１ｄから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、利用側エコノマイザ熱交換器６９において冷却された冷媒は、利用側膨張機構５１を通過した後に、液冷媒分岐管９２に送られる。この液冷媒分岐管９２に送られた冷媒は、利用側膨張機構４１によって減圧されて低圧の気液二相状態になる。この低圧の気液二相状態の冷媒は、液冷媒分岐管９２（ここでは、利用側エコノマイザ熱交換器６８における熱交換は行われない）を通じて、分岐ユニット６から利用ユニット４に送られる。この利用ユニット４に送られた冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器４２に送られて蒸発する。そして、利用側熱交換器４２において蒸発した冷媒は、ガス冷媒分岐管９７を通じて分岐ユニット６に送られる。この分岐ユニット６に送られた冷媒は、低圧ガス開閉弁８１及び低圧ガス冷媒管９６を通じて、分岐ユニット６から熱源ユニット２に送られる。この熱源ユニット２に送られた冷媒は、吸入管２６を通じて、再び圧縮機構２１に吸入される。このようにして、利用ユニット４、５の一方を冷房しつつ他方を暖房する（ここでは、利用ユニット４を冷房し、利用ユニット５を暖房する）冷暖同時運転モードにおける動作が行われる。
【０１２０】
すなわち、冷暖同時運転モードでは、この圧縮機構２１から吐出された高圧の冷媒の大部分が、吐出管２８及び高圧ガス冷媒管９５（第２切換機構２５の第１ポート２５ａ及び第４ポート２５ｄを含む）を通じて、熱源ユニット２から分岐ユニット６に送られ、利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９において冷却された冷媒の大部分が、液冷媒分岐管９２を通じて、分岐ユニット６から利用ユニット４に送られて、利用側熱交換器４２、５２と熱源側熱交換器２３との間（すなわち、液冷媒分岐管９２、９３と液冷媒合流管９１との間）でやりとりが行われる冷媒の流量が減少していることから、このことを利用して、液冷媒合流管９１（ここでは、第２液冷媒合流管６１、液冷媒連絡管８及び第１液冷媒合流管３０）を利用側インジェクション連絡管として機能させるようにしている。
【０１２１】
このように、本変形例の空気調和装置１では、冷暖同時運転が可能な構成において、圧縮機構として、多段圧縮式（ここでは、２段圧縮式）の圧縮機構２１が採用され、中間圧インジェクションを行うための構成として、液冷媒合流管９１に熱源側インジェクション管３４及び熱源側エコノマイザ熱交換器３６を設けられるとともに、各液冷媒分岐管９２、９３に利用側インジェクション管９４（より具体的には、利用側インジェクション管９４を構成する第２利用側インジェクション管６４、６６）及び熱源側エコノマイザ熱交換器６８、６９が設けられた構成が採用されているため、冷暖同時運転モードにおいて、第２利用側インジェクション管６４、６６の一方によって、対応する液冷媒分岐管９２、９３を流れる冷媒の一部を分岐して、対応する利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９によって、対応する液冷媒分岐管９２、９３を流れる冷媒を冷却しつつ第２利用側インジェクション管６４、６６の一方を流れる冷媒を加熱し、冷却された冷媒を液冷媒分岐管９２、９３の他方によって対応する利用側熱交換器４２、５２に送りつつ、加熱された冷媒を利用側インジェクション管９４によって後段側の圧縮要素２１ｅに戻すことができる。これにより、利用ユニット４、５の一方を冷房しつつ他方を暖房する運転を行いつつ、多段圧縮式（ここでは、二段圧縮式）の圧縮機構２１における後段側の圧縮要素２１ｅに吸入される冷媒の温度を低く抑えることができ、冷暖同時運転モードにおける運転効率を向上させることができる。
【０１２２】
しかも、本変形例の空気調和装置１では、利用側インジェクション管９４（ここでは、第３利用側インジェクション管７０）が液冷媒合流管９１のうち分岐ユニット６に含まれる部分（ここでは、第２液冷媒合流管６１）に接続されているため、利用側熱交換器４２、５２と熱源側熱交換器２３との間（すなわち、液冷媒合流管９１及び液冷媒分岐管９２、９３との間）で冷媒のやりとりを行わずに、利用側インジェクション管９４を流れる冷媒を液冷媒合流管９１を通じて熱源ユニット２に送ることで中間圧インジェクションを行うことができるようになり、上述の実施形態において設けられていた利用側インジェクション連絡管１４を要しない装置構成にすることができる。
【０１２３】
また、本変形例の空気調和装置１では、液冷媒合流管９１（ここでは、第２液冷媒合流管６１）のうち利用側インジェクション管９４（ここでは、第３利用側インジェクション管７０）が接続された位置と複数（ここでは、２つ）の液冷媒分岐管９２、９３への分岐部との間の部分に、液管開閉機構６１ａが設けられているため、利用側インジェクション管９４を流れる冷媒を液冷媒合流管９１を通じて熱源ユニット２に送る際に、中間圧インジェクションに供される冷媒以外の冷媒を複数の液冷媒分岐管９２、９３から流出させることなく、利用側インジェクション管９４を流れる冷媒を液冷媒合流管９１を通じて熱源ユニット２に送り、中間圧インジェクションを行うことができる。
【０１２４】
さらに、本変形例の空気調和装置１では、上述の実施形態とは異なり、熱源側インジェクション管３４が、液冷媒合流管９１（ここでは、第１液冷媒合流管３０）のうち熱源側エコノマイザ熱交換器３６と液冷媒連絡管８との部分から液冷媒合流管９１を流れる冷媒の一部を分岐するように接続されているため、液冷媒合流管９１を通じて利用側インジェクション管９４から熱源ユニット２に送られたガス冷媒を、熱源側エコノマイザ熱交換器３６を通過させることなく、中間圧インジェクションに供することができ、これにより、熱源側エコノマイザ熱交換器３６を通過させる場合に比べて、中間圧インジェクションに供されるガス冷媒の圧力損失を小さくすることができる。
【０１２５】
以上のように、本変形例の空気調和装置１では、冷暖同時運転や冷房運転において、上述の実施形態と同様の作用効果を得ることができるとともに、冷暖同時運転においてほとんど冷媒のやりとりが行われない液冷媒合流管９１を、利用側インジェクション管９４を流れる冷媒を分岐ユニット６から熱源ユニット２に送るための連絡管として利用することで、上述の実施形態において設けられていた利用側インジェクション連絡管１４を要しない装置構成にすることができる。
【０１２６】
（５）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。
【０１２７】
＜Ａ＞
上述の実施形態及びその変形例では、圧縮機構２１として、２つの圧縮要素２１ｄ、２１ｅが一体に組み込まれた一軸二段圧縮式の圧縮機を採用しているが、これに限定されず、三段以上等の多段圧縮式の圧縮機や単段圧縮式の圧縮機を複数接続したもの等のように、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であってもよい。また、利用ユニットの接続台数等に応じて、２台以上の圧縮機が並列に接続されたものであってもよい。
【０１２８】
＜Ｂ＞
上述の実施形態及びその変形例では、利用ユニットは２つであるが、これに限定されず、３つ以上であってもよい。
【０１２９】
＜Ｃ＞
上述の実施形態及びその変形例では、分岐ユニット６が、利用側インジェクション管６４、６６、利用側エコノマイザ熱交換器６８、６９、利用側切換機構（ガス開閉弁７９〜８２）及びその周辺配管をすべて含む１つのユニットとしてまとめられているが、利用ユニット４、５ごとに、すなわち、利用側インジェクション管６４、利用側エコノマイザ熱交換器６８、利用側切換機構（ガス開閉弁７９、８１）及びその周辺配管を含む利用ユニット４用のユニットと、利用側インジェクション管６６、利用側エコノマイザ熱交換器６９、利用側切換機構（ガス開閉弁８０、８２）及びその周辺配管を含む利用ユニット５用のユニットとに分けるようにしてもよい。また、液側分岐回路１１ｄを含むユニットと、ガス側分岐回路１１ｅを含むユニットとに分けるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明を利用すれば、多段圧縮式の冷凍サイクルにおいて後段側の圧縮要素に中間圧の冷媒を戻す中間圧インジェクションを行う構成を採用した冷暖同時運転が可能な空気調和装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の一実施形態にかかる空気調和装置の概略構成図である。
【図２】冷房運転モードの動作を説明する概略の冷媒回路図である。
【図３】暖房運転モードの動作を説明する概略の冷媒回路図である。
【図４】冷暖同時運転モードの動作を説明する概略の冷媒回路図である。
【図５】変形例にかかる空気調和装置の概略構成図である。
【図６】変形例における冷房運転モードの動作を説明する概略の冷媒回路図である。
【図７】変形例における暖房運転モードの動作を説明する概略の冷媒回路図である。
【図８】変形例における冷暖同時運転モードの動作を説明する概略の冷媒回路図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１  空気調和装置
２  熱源ユニット
４、５  利用ユニット
６  分岐ユニット
８  液冷媒連絡管
９  高圧ガス冷媒連絡管
１０  低圧ガス冷媒連絡管
２１  圧縮機構
２２  第１切換機構（熱源側切換機構）
２３  熱源側熱交換器
２４  熱源側膨張機構
３４  熱源側インジェクション管
３６  熱源側エコノマイザ熱交換器
４１、５１  利用側膨張機構
４２、５２  利用側熱交換器
９４  利用側インジェクション管
６８、６９  利用側エコノマイザ熱交換器
６１ａ  液管開閉機構
７９〜８２  ガス開閉弁（利用側切換機構）
９１  液冷媒合流管
９２、９３  液冷媒分岐管
９５  高圧ガス冷媒管
９６  低圧ガス冷媒管
【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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