(57)【要約】【課題】圧縮機における圧縮効率の低下を抑制できる冷凍装置を提供する。【解決手段】冷媒としてＲ３２を使う空気調和装置１０であって、圧縮機２０と、室外熱交換器３０と、室外膨張弁４１，室内膨張弁４２と、室内熱交換器５０と、メイン冷媒流路１１ａを流れる冷媒の一部を、圧縮機２０へと導き、圧縮機２０の中間圧の冷媒に合流させる中間インジェクション流路６５と、中間インジェクション流路６５に接続されて冷媒の流量を調整する中間インジェクション電動弁６６と、制御部９０と、を備える。制御部９０は、中間インジェクション流路６５に冷媒を流す必要がある場合に、中間インジェクション電動弁６６の開度を中間インジェクション用開度に制御し、中間インジェクション流路６５に冷媒を流す必要がない場合に、中間インジェクション電動弁６６の開度を、全閉状態に近い非中間インジェクション用開度の範囲内で制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒としてＲ３２を使う冷凍装置（１０，１１０，２１０，３１０）において、
吸入流路（２７，３２７）から低圧の冷媒を吸入し、冷媒の圧縮を行って高圧の冷媒を吐出する圧縮機（２０，３２０）と、
前記圧縮機から吐出された高圧の冷媒を凝縮させる、凝縮器（３０，３３０，５０）と、
前記凝縮器を出た高圧冷媒を膨張させる、膨張機構（４１，４２，３４１）と、
前記膨張機構で膨張した冷媒を蒸発させる、蒸発器（５０，３０，３３０）と、
前記凝縮器から前記蒸発器に向かって流れる冷媒の一部を、前記圧縮機へと導き、前記圧縮機の中間圧の冷媒に合流させる、中間インジェクション流路（６５，２６５，３６５，３８２）と、
前記中間インジェクション流路に接続されて冷媒の流量を調整する流量調整機構（６６，２６６，３６３，３８４）と、
前記膨張機構および前記流量調整機構を制御する制御部（９０，３９０）と、
を備え、
前記制御部は、前記中間インジェクション流路に冷媒を流す必要がある場合に、前記流量調整機構の開度を中間インジェクション用開度の範囲内で制御し、前記中間インジェクション流路に冷媒を流す必要がない場合に、前記流量調整機構の開度を、全閉状態に近い非中間インジェクション用開度の範囲内で制御する、
冷凍装置。
【請求項２】
前記圧縮機から吐出された冷媒の圧力を検知する吐出圧力センサ（６９，３９１）、をさらに備え、
前記制御部は、前記中間インジェクション流路に冷媒を流す必要がない場合、前記流量調整機構の開度を、前記非中間インジェクション用開度の範囲内にある固定開度、に制御する、或いは、前記吐出圧力センサによって検知される吐出冷媒圧力に基づいて前記非中間インジェクション用開度の範囲内で制御する、
請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記凝縮器から前記蒸発器に向かって流れる冷媒の一部を、前記吸入流路へと導き、前記圧縮機に吸入される低圧の冷媒に合流させる、吸入インジェクション流路（６７，２６７）、をさらに備える、
請求項２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記吸入インジェクション流路に冷媒を流す開状態と、前記吸入インジェクション流路に冷媒を流さない閉状態と、を切替可能な開閉機構（６８，２６８）、をさらに備え、
前記制御部は、前記開閉機構を閉状態に制御するときに、前記中間インジェクション流路に冷媒を流す必要があるとして前記流量調整機構の開度を中間インジェクション用開度の範囲内で制御し、前記開閉機構を開状態に制御するときに、前記中間インジェクション流路に冷媒を流す必要がないとして前記流量調整機構の開度を前記非中間インジェクション用開度の範囲内で制御する、
請求項３に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記凝縮器と前記蒸発器とを結ぶメイン冷媒流路（１１ａ，１１１ａ）から分岐する分岐流路（６２）と、
前記分岐流路に設けられ、開度調整が可能な、開度調整弁（６３，２６３）と、
前記メイン冷媒流路を流れる冷媒と、前記分岐流路の前記開度調整弁の下流を流れる冷媒とを熱交換させる、インジェクション用熱交換器（６４，２６４）と、
をさらに備え、
前記インジェクション用熱交換器を出て前記分岐流路を流れる冷媒が、前記中間インジェクション流路又は前記吸入インジェクション流路に流れる、
請求項４に記載の冷凍装置。
【請求項６】
前記凝縮器と前記蒸発器とを結ぶメイン冷媒流路（１１１ａ）に設けられた冷媒貯留タンク（１８０，２８０）と、
前記冷媒貯留タンクの内部に溜まる冷媒のガス成分を、前記中間インジェクション流路および前記吸入インジェクション流路に導くバイパス流路（１８２，２８２）と、をさらに備える、
請求項４に記載の冷凍装置。
【請求項７】
前記圧縮機から吐出された冷媒の温度を検知する吐出温度センサ（９５）、をさらに備え、
前記制御部は、前記吐出温度センサによって検知される吐出冷媒温度が温度閾値よりも高く、且つ、前記圧縮機の回転数が回転数閾値よりも低いときに、前記開閉機構を開状態に制御し且つ前記流量調整機構の開度を前記非中間インジェクション用開度の範囲内で制御する、
請求項４〜６のいずれか１項に記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１（特開２００９−１２７９０２号公報）に開示の冷凍装置のように、Ｒ３２冷媒を使用した冷凍装置が存在する。Ｒ３２冷媒を使用する冷凍装置では、Ｒ４１０Ａ冷媒を使用する場合と比べて、圧縮機の吐出温度が高くなる傾向がある。そこで、特許文献１に開示の冷凍装置では、凝縮器と蒸発器との間に配置される気液分離器を出た液冷媒の一部を、圧縮機へとバイパスさせている。ここで、この冷凍装置では、気液分離器と圧縮機との間に、膨張弁および内部熱交換器を配置しており、膨張弁によって気液分離器から出た液冷媒の一部を中間圧まで減圧し、中間圧まで減圧した冷媒を、内部熱交換器によってフラッシュガスの状態に変化させている。そして、この中間圧のフラッシュガスの状態の冷媒を圧縮機へ流入させている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に開示の冷凍装置では、圧縮機の吐出温度が所定温度以上となった場合に、上記膨張弁を開く。すなわち、バイパスを行わない場合は、膨張弁は閉状態をとることになる。
【０００４】
しかし、膨張弁が閉状態をとるとき、圧縮機における圧縮室への流入口となるポートから膨張弁までの空間も圧縮室の一部となり、圧縮室が実質的に大きくなると考えられる。このため、圧縮効率が低下することが懸念される。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、圧縮機における圧縮効率の低下を抑制できる冷凍装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１観点に係る冷凍装置は、冷媒としてＲ３２を使う冷凍装置であって、圧縮機と、凝縮器と、膨張機構と、蒸発器と、中間インジェクション流路と、流量調整機構と、制御部と、を備える。圧縮機は、吸入流路から低圧の冷媒を吸入し、冷媒の圧縮を行って高圧の冷媒を吐出する。凝縮器は、圧縮機から吐出された高圧の冷媒を凝縮させる。膨張機構は、凝縮器を出た高圧冷媒を膨張させる。蒸発器は、膨張機構で膨張した冷媒を蒸発させる。中間インジェクション流路は、凝縮器から蒸発器に向かって流れる冷媒の一部を、圧縮機へと導き、圧縮機の中間圧の冷媒に合流させる。流量調整機構は、中間インジェクション流路に接続されて冷媒の流量を調整する。制御部は、膨張機構および流量調整機構を制御する。また、制御部は、中間インジェクション流路に冷媒を流す必要がある場合に、流量調整機構の開度を中間インジェクション用開度の範囲内で制御し、中間インジェクション流路に冷媒を流す必要がない場合に、流量調整機構の開度を、全閉状態に近い非中間インジェクション用開度の範囲内で制御する。
【０００７】
ここで、通常、中間インジェクション流路に冷媒を流す必要がない場合、流量調整機構を全閉状態にすると考えられる。しかし、流量調整機構を全閉状態にしてしまうと、中間インジェクション流路において圧縮機から流量調整機構までの空間における冷媒圧力が、圧縮機の圧縮室における冷媒圧力よりも低くなる。このため、圧縮機の圧縮室と連通する中間インジェクション流路において、圧縮機から流量調整機構までの空間によって、圧縮機における圧縮室の容積が実質的に大きくなる。このため、圧縮機における圧縮効率が低下することが懸念される。
【０００８】
そこで、本発明では、中間インジェクション流路に冷媒を流す必要がない場合であっても、流量調整機構の開度を非中間インジェクション用開度の範囲内で制御している。ここで、非中間インジェクション用開度とは、例えば、中間インジェクション流路（具体的には、流量調整機構から圧縮機までの空間）の冷媒圧力が、圧縮機の圧縮室から中間インジェクション流路に冷媒が逆流しないような冷媒圧力に保たれる開度である。また、中間インジェクション用開度とは、例えば、全開又は全開状態に近い開度である。
【０００９】
このように、本発明では、中間インジェクション流路に冷媒を流す必要がない場合であっても、流量調整機構の開度を非中間インジェクション用開度の範囲内で制御することによって、中間インジェクション流路の冷媒圧力を、圧縮機の圧縮室の冷媒圧力よりも高い状態に維持できる。これにより、圧縮機の圧縮室における冷媒が中間インジェクション流路に逆流するのを回避できる。よって、圧縮機における圧縮室の容積の実質的な増大を低減できる。従って、圧縮機における圧縮効率の低減を抑制できる。
【００１０】
本発明の第２観点に係る冷凍装置は、本発明の第１観点に係る冷凍装置であって、吐出圧力センサ、をさらに備える。吐出圧力センサは、圧縮機から吐出された冷媒の圧力を検知するセンサである。制御部は、中間インジェクション流路に冷媒を流す必要がない場合、流量調整機構の開度を、非中間インジェクション用開度の範囲内にある固定開度に制御する、或いは、吐出圧力センサによって検知される吐出冷媒圧力に基づいて非中間インジェクション用開度の範囲内で制御する。
【００１１】
本発明では、中間インジェクション流路に冷媒を流す必要がない場合は、吐出圧力に基づいて流量調整機構の開度を制御することによって、圧縮機手前の冷媒圧力を、圧縮機における冷媒が逆流しないような冷媒圧力に維持できる。
【００１２】
このように、本発明では、流量調整機構の開度を適切し、適切な能力向上を図ることができる。
【００１３】
本発明の第３観点に係る冷凍装置は、本発明の第２観点に係る冷凍装置であって、吸入インジェクション流路をさらに備える。吸入インジェクション流路は、凝縮器から蒸発器に向かって流れる冷媒の一部を、吸入流路へと導き、圧縮機に吸入される低圧の冷媒に合流させる。
【００１４】
本発明では、中間インジェクション流路と、吸入インジェクション流路とを備えている。よって、凝縮器から蒸発器に向かって流れる冷媒の一部を、中間インジェクション流路を使って圧縮機の中間圧の冷媒に合流させることも、吸入インジェクション流路を使って吸入流路において圧縮機に吸入される低圧の冷媒に合流させることも可能になる。よって、中間インジェクション流路を使うと運転効率が悪化する場合においても、吸入インジェクション流路を使って圧縮機の吐出冷媒温度を低下させることができる。
【００１５】
本発明の第４観点に係る冷凍装置は、本発明の第３観点に係る冷凍装置であって、開閉機構をさらに備える。開閉機構は、吸入インジェクション流路に冷媒を流す開状態と、吸入インジェクション流路に冷媒を流さない閉状態と、を切替可能である。制御部は、開閉機構を閉状態に制御するときに、中間インジェクション流路に冷媒を流す必要があるとして流量調整機構の開度を中間インジェクション用開度の範囲内で制御する。他方、開閉機構を開状態に制御するときに、中間インジェクション流路に冷媒を流す必要がないとして流量調整機構の開度を非中間インジェクション用開度の範囲内で制御する。
【００１６】
本発明では、中間インジェクション流路に冷媒を流す必要がある場合に、流量調整機構の開度を中間インジェクション用開度の範囲内で制御し且つ開閉機構を閉状態に制御することによって、凝縮器から蒸発器に向かって流れる冷媒の一部を、中間インジェクション流路を通って、圧縮機の中間圧の冷媒に合流させる。一方、中間インジェクションに冷媒を流す必要がない場合には、開閉機構を開状態に制御することによって、凝縮器から蒸発器に向かって流れる冷媒の一部が、主として吸入インジェクション流路に流れて吸入通路における低圧の冷媒に合流するようにしており、さらに、中間インジェクション流路の冷媒圧力を所定の冷媒圧力に維持するために、流量調整機構の開度を非中間インジェクション用開度の範囲内で制御する。このように、本発明では、流量調整機構の開度を中間インジェクション用開度の範囲内で制御することによって、中間インジェクション流路に冷媒が流れる中間インジェクション状態を採ることができる。また、開閉機構を開状態に制御し流量調整機構の開度を非中間インジェクション用開度の範囲内で制御することによって、主として吸入インジェクション流路に冷媒が流れ、且つ、中間インジェクション流路にも多少冷媒が流れる吸入インジェクション状態を採ることができる。すなわち、中間インジェクション状態と吸入インジェクション状態とを切り替えることができる。よって、中間インジェクションでは運転効率が悪化する場合においても、中間インジェクション状態から吸入インジェクション状態に切り替えて圧縮機の吐出冷媒温度を低下させることができる。また、本発明では、吸入インジェクション状態において、流量調整機構を非中間インジェクション用開度の範囲内で制御することによって、中間インジェクション流路における冷媒圧力を所定の冷媒圧力に維持できる。よって、圧縮機から中間インジェクション流路への逆流を回避できる。
【００１７】
本発明の第５観点に係る冷凍装置は、本発明の第４観点に係る冷凍装置であって、分岐流路と、開度調整弁と、インジェクション用熱交換器とをさらに備える。分岐流路は、凝縮器と蒸発器とを結ぶメイン冷媒流路から分岐する流路である。開度調整弁は、分岐流路に設けられており、開度調整が可能である。インジェクション用熱交換器は、メイン冷媒流路を流れる冷媒と、分岐流路の開度調整弁の下流を流れる冷媒とを熱交換させる。そして、この冷凍装置では、インジェクション用熱交換器を出て分岐流路を流れる冷媒が、中間インジェクション流路又は吸入インジェクション流路に流れる。
【００１８】
本発明では、中間インジェクション流路或いは吸入インジェクション流路を介して圧縮機へと流れることになる冷媒が、分岐流路に設けられた開度調整弁で減圧されインジェクション用熱交換器で熱交換した冷媒となる。よって、開度調整弁の開度を調整制御することで、圧縮機の中間圧の冷媒或いは圧縮機に吸入される低圧の冷媒に合流させる冷媒を、過熱ガスにしたり、フラッシュガスにしたりすることが可能である。
【００１９】
これにより、例えば、通常は過熱を付けた冷媒ガスでインジェクションを行い、圧縮機の吐出冷媒温度が高くなったときに湿った気液二相のフラッシュガスで冷却重視のインジェクションを行うことが可能になる。
【００２０】
本発明の第６観点に係る冷凍装置は、本発明の第４観点に係る冷凍装置であって、冷媒貯留タンクと、バイパス流路と、を備える。冷媒貯留タンクは、凝縮器と蒸発器とを結ぶメイン冷媒流路に設けられている。バイパス流路は、冷媒貯留タンクの内部に溜まる冷媒のガス成分を、中間インジェクション流路および吸入インジェクション流路に導く。
【００２１】
本発明では、中間インジェクション流路或いは吸入インジェクション流路を介して圧縮機へと流れることになる冷媒が、冷媒貯留タンクの内部に溜まる冷媒のガス成分となる。すなわち、冷媒貯留タンクの中の冷媒の飽和ガスが、圧縮機へと流れることになる。このような構成を採る場合には、他にインジェクション用の液冷媒をフラッシュガスや過熱ガスに変換するための熱交換器などが不要になり、冷凍装置の製造コストを抑えることができる。
【００２２】
本発明の第７観点に係る冷凍装置は、本発明の第４観点〜第６観点のいずれかに係る冷凍装置であって、吐出温度センサをさらに備える。吐出温度センサは、圧縮機から吐出された冷媒の温度を検知する。制御部は、吐出温度センサによって検知される吐出冷媒温度が温度閾値よりも高く、且つ、圧縮機の回転数が回転数閾値よりも低いときに、開閉機構を開状態に制御し且つ流量調整機構の開度を非中間インジェクション用開度の範囲内で制御する。
【００２３】
ここで、吐出温度センサが検知した吐出冷媒温度が温度閾値よりも高くなると、吐出冷媒温度が温度閾値を下回るように、凝縮器から蒸発器に向かって流れる冷媒の一部を直接或いは吸入流路を介して圧縮機にインジェクションすることが好ましい。但し、外気温が高いときの暖房運転など、熱負荷が小さく圧縮機の回転数を下げた運転を行っているときに、中間インジェクション制御を行うと、能力が上がって圧縮機が吐出する冷媒の圧力（高圧）が上がってしまう。よって、本発明の第７観点に係る冷凍装置では、吐出温度センサが検知した吐出冷媒温度が温度閾値よりも高く、且つ、圧縮機の回転数が回転数閾値よりも低いときに、吸入インジェクション制御を行っている。これにより、低負荷の場合であっても、無駄な能力アップを抑制して運転効率を確保しつつ、吸入インジェクション状態に制御することによって吐出冷媒温度を下げることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の第１観点に係る冷凍装置では、圧縮機における圧縮効率の低下を抑制できる。
【００２５】
本発明の第２観点に係る冷凍装置では、流量調整機構の開度を適切し、適切な能力向上を図ることができる。
【００２６】
本発明の第３観点に係る冷凍装置では、中間インジェクション流路を使うと運転効率が悪化する場合においても、吸入インジェクション流路を使って圧縮機の吐出冷媒温度を低下させることができる。
【００２７】
本発明の第４観点に係る冷凍装置では、中間インジェクション流路に冷媒を流す必要がない場合であっても、流量調整機構の開度を非中間インジェクション用開度の範囲内で制御することによって、圧縮機から中間インジェクション流路への逆流を回避できる。
【００２８】
本発明の第５観点に係る冷凍装置では、開度調整弁の開度を調整制御することで、圧縮機の中間圧の冷媒或いは圧縮機に吸入される低圧の冷媒に合流させる冷媒を、過熱ガスにしたり、フラッシュガスにしたりすることが可能である。
【００２９】
本発明の第６観点に係る冷凍装置では、冷凍装置の製造コストを抑えることができる。
【００３０】
本発明の第７観点に係る冷凍装置では、低負荷の場合であっても、無駄な能力アップを抑制して運転効率を確保しつつ、吸入インジェクション制御によって温度閾値よりも高くなった吐出冷媒温度を下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る空気調和装置の冷媒配管系統を示す図。
【図２】空気調和装置の制御部の制御ブロック図。
【図３】インジェクション制御の制御フローチャート。
【図４】中間インジェクション制御の制御フローチャート。
【図５】変形例Ａに係る空気調和装置の冷媒配管系統を示す図。
【図６】第２実施形態に係る空気調和装置の冷媒配管系統を示す図。
【図７】第２実施形態に係る空気調和装置のインジェクション制御フローチャート。
【図８】第２実施形態に係る空気調和装置のインジェクション制御フローチャート。
【図９】第２実施形態に係る空気調和装置のインジェクション制御フローチャート。
【図１０】第２実施形態に係る空気調和装置のインジェクション制御フローチャート。
【図１１】第３実施形態に係る空気調和装置の冷媒配管系統を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
＜第１実施形態＞
（１）空気調和装置の全体構成
図１は、本発明の一実施形態に係る冷凍装置である空気調和装置１０の冷媒配管系統を示す図である。
【００３３】
空気調和装置１０は、冷媒配管方式の分散型の空気調和装置であって、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって建物内の各室を冷暖房する。空気調和装置１０は、熱源ユニットとしての室外ユニット１１と、多数の利用ユニットとしての室内ユニット１２と、室外ユニット１１と室内ユニット１２とを接続する冷媒連絡管としての液冷媒連絡管１３およびガス冷媒連絡管１４とを備えている。すなわち、図１に示す空気調和装置１０の冷媒回路は、室外ユニット１１と、室内ユニット１２と、冷媒連絡管１３，１４とが接続されることによって構成されている。
【００３４】
そして、図１に示す冷媒回路内には、冷媒が封入されており、後述のように、冷媒が圧縮され、冷却・凝縮され、減圧され、加熱・蒸発された後に、再び圧縮されるという冷凍サイクル運転が行われるようになっている。冷媒としては、Ｒ３２が用いられる。Ｒ３２は、温暖化係数が小さい低ＧＷＰ冷媒であって、ＨＦＣ系冷媒の一種である。また、冷凍機油として、Ｒ３２に対していくらかの相溶性を有するエーテル系合成油が用いられる。
【００３５】
（２）空気調和装置の詳細構成
（２−１）室内ユニット
室内ユニット１２は、各室の天井或いは側壁に設置されており、冷媒連絡管１３，１４を介して室外ユニット１１に接続されている。室内ユニット１２は、主として、減圧器である室内膨張弁４２と、利用側熱交換器としての室内熱交換器５０とを有している。
【００３６】
室内膨張弁４２は、冷媒を減圧するための膨張機構であり、開度調整が可能な電動弁である。室内膨張弁４２は、その一端が液冷媒連絡管１３に接続され、その他端が室内熱交換器５０に接続されている。
【００３７】
室内熱交換器５０は、冷媒の蒸発器又は凝縮器として機能する熱交換器である。室内熱交換器５０は、その一端が室内膨張弁４２に接続され、その他端がガス冷媒連絡管１４に接続されている。室内熱交換器５０は、暖房運転時に、後述する圧縮機２０から吐出された高圧の冷媒を凝縮させる凝縮器として機能し、冷房運転時に、室内膨張弁４２で膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。
【００３８】
室内ユニット１２は、さらに室内ファン５５を備えている。室内ファン５５は、ユニット内に室内空気を吸入して、室内熱交換器５０を流れる冷媒との間で熱交換をさせた後に、再び室内に供給する。
【００３９】
また、室内ユニット１２は、各種のセンサや、室内ユニット１２を構成する各部の動作を制御する室内制御部９２を有している。室内制御部９２は、室内ユニット１２の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、室内ユニット１２を個別に操作するためのリモコン（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行ったり、後述する室外ユニット１１の室外制御部９１との間で伝送線９３を介して制御信号等のやりとりを行ったりする。
【００４０】
（２−２）室外ユニット
室外ユニット１１は、室内ユニット１２が配備される各室が存在する建物の外或いは建物の地下室などに設置され、冷媒連絡管１３，１４を介して室内ユニット１２に接続されている。室外ユニット１１は、主として、圧縮機２０と、四路切換弁１５と、室外熱交換器３０と、室外膨張弁４１と、ブリッジ回路７０と、高圧レシーバ８０と、インジェクション用電動弁６３と、インジェクション用熱交換器６４と、中間インジェクション電動弁６６と、吸入インジェクション開閉弁６８と、各種のセンサと、液側閉鎖弁１７と、ガス側閉鎖弁１８と、圧縮機付属容器２８と、を有している。
【００４１】
（２−２−１）圧縮機
圧縮機２０は、圧縮機用モータによって駆動され密閉式圧縮機である。圧縮機２０は、本実施形態において１台のみであるが、これに限定されず、室内ユニット１２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ていてもよい。圧縮機２０は、圧縮機付属容器２８を介して吸入流路２７から低圧のガス冷媒を吸入し、冷媒の圧縮を行って高圧の冷媒を吐出する。なお、この圧縮機２０は中間インジェクションポート２３を備えるものであるが、中間インジェクションポート２３については後述する。
【００４２】
（２−２−２）四路切換弁
四路切換弁１５は、冷媒の流れ方向を切り換えるための機構である。冷房運転時には、室外熱交換器３０を圧縮機２０によって圧縮される冷媒の凝縮器として機能させ、且つ、室内熱交換器５０を室外熱交換器３０において冷却された冷媒の蒸発器として機能させるために、四路切換弁１５は、圧縮機２０の吐出側の冷媒配管２９と室外熱交換器３０の一端とを接続するとともに、圧縮機２０の吸入側の吸入流路２７（圧縮機付属容器２８を含む）とガス側閉鎖弁１８とを接続する（図１の四路切換弁１５の実線を参照）。また、暖房運転時には、室内熱交換器５０を圧縮機２０によって圧縮される冷媒の凝縮器として機能させ、且つ、室外熱交換器３０を室内熱交換器５０において冷却された冷媒の蒸発器として機能させるために、四路切換弁１５は、圧縮機２０の吐出側の冷媒配管２９とガス側閉鎖弁１８とを接続するとともに、吸入流路２７と室外熱交換器３０の一端とを接続する（図１の四路切換弁１５の破線を参照）。本実施形態において、四路切換弁１５は、吸入流路２７、圧縮機２０の吐出側の冷媒配管２９、室外熱交換器３０およびガス側閉鎖弁１８に接続された四方弁である。
【００４３】
（２−２−３）室外熱交換器
室外熱交換器３０は、冷媒の凝縮器又は蒸発器として機能する熱交換器である。室外熱交換器３０は、その一端が四路切換弁１５に接続されており、その他端が室外膨張弁４１に接続されている。室外熱交換器３０は、冷房運転時に、圧縮機２０から吐出された高圧の冷媒を凝縮させる凝縮器として機能し、暖房運転時に、室外膨張弁４１で膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。
【００４４】
室外ユニット１１は、ユニット内に室外空気を吸入して再び室外に排出するための室外ファン３５を有している。室外ファン３５は、室外空気と室外熱交換器３０を流れる冷媒との間で熱交換をさせるもので、室外ファン用モータによって回転駆動される。なお、室外熱交換器３０の熱源は、室外空気に限定されるものではなく、水などの別の熱媒体であってもよい。
【００４５】
（２−２−４）室外膨張弁
室外膨張弁４１は、冷媒の凝縮器として機能する室外熱交換器３０又は室内熱交換器５０から出た高圧冷媒を膨張させる膨張機構であり、開度調整が可能な電動弁である。室外膨張弁４１は、その一端が室外熱交換器３０に接続され、その他端がブリッジ回路７０に接続されている。
【００４６】
（２−２−５）ブリッジ回路
ブリッジ回路７０は、４つの逆止弁７１、７２、７３、７４を有している。入口逆止弁７１は、室外熱交換器３０から高圧レシーバ８０へ向かう冷媒の流れのみを許容する逆止弁である。出口逆止弁７２は、高圧レシーバ８０から室内熱交換器５０へ向かう冷媒の流れのみを許容する逆止弁である。入口逆止弁７３は、室内熱交換器５０から高圧レシーバ８０へ向かう冷媒の流れのみを許容する逆止弁である。出口逆止弁７４は、高圧レシーバ８０から室外膨張弁４１を経て室外熱交換器３０へ向かう冷媒の流れのみを許容する逆止弁である。すなわち、入口逆止弁７１，７３は、室外熱交換器３０および室内熱交換器５０の一方から高圧レシーバ８０に冷媒を流す機能を果たし、出口逆止弁７２，７４は、高圧レシーバ８０から室外熱交換器３０および室内熱交換器５０の一方に冷媒を流す機能を果たす。
【００４７】
（２−２−６）高圧レシーバ
高圧レシーバ８０は、冷媒貯留タンクとして機能する容器であり、室外膨張弁４１と液側閉鎖弁１７との間に設けられている。冷房運転時にも暖房運転時にも高圧の冷媒が流れ込む高圧レシーバ８０は、そこに溜まる余剰冷媒の温度が比較的高く保たれるため、冷凍機油を含む余剰冷媒が二層分離して上部に冷凍機油が集まってしまうという不具合を生じないようにすることができる。
【００４８】
（２−２−７）インジェクション用熱交換器および電動弁
高圧レシーバ８０の出口とブリッジ回路７０の出口逆止弁７２，７４との間には、インジェクション用熱交換器６４が設けられている。また、高圧レシーバ８０の出口とインジェクション用熱交換器６４とを結ぶメイン冷媒流路１１ａの一部分からは、分岐管６２（分岐流路に相当）が分岐している。メイン冷媒流路１１ａは、室外熱交換器３０と室内熱交換器５０とを結ぶ液冷媒の主流路である。高圧レシーバ８０は、メイン冷媒流路１１ａのうち、室外膨張弁４１と液側閉鎖弁１７との間に設けられていることになる。
【００４９】
分岐管６２には、開度調整可能な開度調整弁としてのインジェクション用電動弁６３が設けられている。また、分岐管６２は、インジェクション用熱交換器６４の第２流路６４ｂに接続されている。すなわち、インジェクション用電動弁６３が開いているとき、メイン冷媒流路１１ａから分岐管６２へと分岐した冷媒は、インジェクション用電動弁６３で減圧され、インジェクション用熱交換器６４の第２流路６４ｂに流れる。なお、インジェクション用熱交換器６４の第２流路６４ｂは、分岐管６２の一部を構成している。
【００５０】
インジェクション用電動弁６３で減圧されてインジェクション用熱交換器６４の第２流路６４ｂに流れた冷媒は、インジェクション用熱交換器６４の第１流路６４ａを流れる冷媒と熱交換する。インジェクション用熱交換器６４の第１流路６４ａは、メイン冷媒流路１１ａの一部を構成している。このインジェクション用熱交換器６４を出て分岐管６２を流れる冷媒は、後述する中間インジェクション流路６５或いは吸入インジェクション流路６７に流れ込むことになる。
【００５１】
インジェクション用熱交換器６４は、二重管構造を採る内部熱交換器であり、上述のように、主流路であるメイン冷媒流路１１ａを流れる冷媒と、インジェクションのためのメイン冷媒流路１１ａから分岐した分岐管６２を流れるインジェクションのための冷媒との間で熱交換を行わせる。インジェクション用熱交換器６４の第１流路６４ａの一端は高圧レシーバ８０の出口に接続されており、他端はブリッジ回路７０の出口逆止弁７２，７４に接続されている。
【００５２】
（２−２−８）液側閉鎖弁およびガス側閉鎖弁
液側閉鎖弁１７は、室外ユニット１１と室内ユニット１２との間で冷媒をやりとりするための液冷媒連絡管１３が接続される弁である。ガス側閉鎖弁１８は、室外ユニット１１と室内ユニット１２との間で冷媒をやりとりするためのガス冷媒連絡管１４が接続される弁であり、四路切換弁１５に接続されている。ここで、液側閉鎖弁１７およびガス側閉鎖弁１８は、サービスポートを備えた三方弁である。
【００５３】
（２−２−９）圧縮機付属容器
圧縮機付属容器２８は、四路切換弁１５と圧縮機２０との間の吸入流路２７に配置されており、過渡的に液成分を多く含む冷媒が流れ込んできたときに、圧縮機２０に液冷媒が吸入されることを防止する役割を果たす。ここでは圧縮機付属容器２８を設けているが、これに加えて圧縮機２０への液バックを防止するためのアキュムレータを吸入流路２７に配しても良い。
【００５４】
（２−２−１０）中間インジェクション電動弁および吸入インジェクション開閉弁
吸入流路２７のうち、圧縮機付属容器２８と圧縮機２０とを結ぶ配管には、配管から構成される吸入インジェクション流路６７が接続されている。吸入インジェクション流路６７は、室外熱交換器３０および室内熱交換器５０の一方から他方に向かって流れる冷媒の一部を、吸入流路２７へと導き、圧縮機２０に吸入される低圧の冷媒に合流させる。具体的には、吸入インジェクション流路６７は、上述の分岐管６２のインジェクション用熱交換器６４の下流側の部分と、吸入流路２７とを結んでいる。
【００５５】
また、上述のように、圧縮機２０には、中間インジェクションポート２３が設けられている。中間インジェクションポート２３は、圧縮機２０における圧縮途中の中間圧の冷媒に対して外部から冷媒を流し込むための冷媒導入用ポートである。この中間インジェクションポート２３には、配管から構成される中間インジェクション流路６５が接続されている。中間インジェクション流路６５は、室外熱交換器３０および室内熱交換器５０の一方から他方に向かって流れる冷媒の一部を、圧縮機２０へと導き、中間インジェクションポート２３を介して圧縮機２０の中間圧の冷媒に合流させる。具体的には、中間インジェクション流路６５は、上述の分岐管６２のインジェクション用熱交換器６４の下流側の部分と、中間インジェクションポート２３とを結んでいる。
【００５６】
そして、吸入インジェクション流路６７には、開閉機構としての吸入インジェクション開閉弁６８が接続されている。吸入インジェクション開閉弁６８は、開状態と閉状態とを切替可能な電磁弁である。開状態では、吸入インジェクション流路６７に冷媒が流れる。他方、閉状態では、吸入インジェクション流路６７に冷媒が流れない。
【００５７】
また、中間インジェクション流路６５には、中間インジェクション電動弁６６が接続されている。中間インジェクション電動弁６６は、開度調整が可能であり、中間インジェクション流路６５を流れる冷媒の流量を調整する流量調整機構として機能する。この中間インジェクション電動弁６６は、後述するが、中間インジェクションを行うときも中間インジェクションを行わないとき（すなわち、吸入インジェクションを行うときやインジェクションを行わないとき）も、開状態を採る。但し、中間インジェクションを行うときと、中間インジェクションを行わないときとで、その開度が異なるように制御される。
【００５８】
なお、圧縮機２０を、２台の圧縮機が直列に配されたものに代えて、低段圧縮機の吐出ポートと高段圧縮機の吸入ポートとを結ぶ冷媒配管に中間インジェクション流路６５を接続する構成とすることも可能である。
【００５９】
図１に示すように、インジェクション用熱交換器６４を通って圧縮機２０へと延びる分岐管６２の先端は、二股管を介して、中間インジェクション流路６５と吸入インジェクション流路６７とに繋がっている。中間インジェクション電動弁６６が開状態のときには、インジェクション用熱交換器６４を通って分岐管６２を流れてくる冷媒が中間インジェクション流路６５から中間インジェクションポート２３に注入される。一方、吸入インジェクション開閉弁６８が開状態のときには、分岐管６２を流れてくる冷媒が吸入インジェクション流路６７から吸入流路２７に注入されて圧縮機２０に吸入される。このように、本実施形態では、原則として、中間インジェクション電動弁６６と吸入インジェクション開閉弁６８とが、一方が開状態且つ他方が閉状態に切り替わることにより、中間インジェクション流路６５に冷媒が流れる状態と、吸入インジェクション流路６７に主に冷媒が流れる状態と、を切り替えている。但し、吸入インジェクション流路６７に主に冷媒が流れる状態においては、中間インジェクション流路６５における冷媒圧力を所定圧力に維持するために、中間インジェクション電動弁６６を少し開けている。これについては、後に説明する。
【００６０】
（２−２−１１）センサ
圧縮機２０の吐出側の冷媒配管２９には、圧縮機２０から吐出された冷媒の圧力である吐出冷媒圧力を検知する吐出圧力センサ６９と、圧縮機２０から吐出された冷媒の温度である吐出冷媒温度を検知する吐出温度センサ９５と、が装着されている。また、吸入流路２７には、圧縮機２０に吸入される冷媒の温度を検知する吸入温度センサが装着されている。また、分岐管６２のインジェクション用熱交換器６４の下流側には、インジェクション用熱交換器６４での熱交換後の冷媒の温度を検知するインジェクション用温度センサ９６が取り付けられている。
【００６１】
（２−２−１２）その他
その他、室外ユニット１１は、室外制御部９１を有している。室外制御部９１は、室外ユニット１１の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、室内ユニット１２の室内制御部９２との間で伝送線９３を介して制御信号等のやりとりを行う。
【００６２】
（２−３）冷媒連絡管
冷媒連絡管１３，１４は、室外ユニット１１および室内ユニット１２を設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒配管である。
【００６３】
（２−４）制御部
空気調和装置１０の各種の運転制御を行う制御手段としての制御部９０は、図１に示すように伝送線９３を介して結ばれる室外制御部９１および室内制御部９２によって構成されている。制御部９０は、図２に示すように、上述の各種センサ６９，９５，９６，・・・の検出信号を受け、これらの検出信号等に基づいて各種機器２０，３５，４１，４２，５５，６３，６６，６８，・・・を制御する。
【００６４】
制御部９０は、機能部として、室内熱交換器５０を蒸発器として使う冷房運転を行うための冷房運転制御部９０ａ、室内熱交換器５０を凝縮器として使う暖房運転を行うための暖房運転制御部９０ｂ、冷房運転や暖房運転においてインジェクション制御を行うためのインジェクション制御部９０ｃなどを備えている。
【００６５】
（３）空気調和装置の動作
次に、本実施形態に係る空気調和装置１０の動作について説明する。なお、以下に説明する各種運転における制御は、運転制御手段として機能する制御部９０によって行われる。
【００６６】
（３−１）冷房運転の基本動作
冷房運転時は、四路切換弁１５が図１の実線で示される状態、すなわち、圧縮機２０からの吐出ガス冷媒が室外熱交換器３０に流れ、且つ、吸入流路２７がガス側閉鎖弁１８に接続された状態となる。室外膨張弁４１は全開状態に、室内膨張弁４２は、開度調節されるようになる。なお、閉鎖弁１７，１８は開状態である。
【００６７】
この冷媒回路の状態において、圧縮機２０から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁１５を経由して、冷媒の凝縮器として機能する室外熱交換器３０に送られ、室外ファン３５によって供給される室外空気と熱交換を行って冷却される。室外熱交換器３０において冷却されて液化した高圧の冷媒は、インジェクション用熱交換器６４で過冷却状態となり、液冷媒連絡管１３を経由して各室内ユニット１２に送られる。各室内ユニット１２に送られた冷媒は、室内膨張弁４２によってそれぞれ減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、冷媒の蒸発器として機能する室内熱交換器５０において室内空気と熱交換をし、蒸発して低圧のガス冷媒となる。そして、室内熱交換器５０において加熱された低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡管１４を経由して室外ユニット１１に送られ、四路切換弁１５を経由して再び圧縮機２０に吸入される。このようにして、室内の冷房が行われる。
【００６８】
室内ユニット１２のうち一部の室内ユニット１２だけが運転されている場合は、停止している室内ユニット１２については、その室内膨張弁４２が停止開度（例えば、全閉状態）にされる。この場合、運転停止中の室内ユニット１２内を冷媒が殆ど通過しないようになり、運転中の室内ユニット１２のみについて冷房運転が行われることになる。
【００６９】
（３−２）暖房運転の基本動作
暖房運転時は、四路切換弁１５が図１の破線で示される状態、すなわち、圧縮機２０の吐出側の冷媒配管２９がガス側閉鎖弁１８に接続され、且つ、吸入流路２７が室外熱交換器３０に接続された状態となる。室外膨張弁４１および室内膨張弁４２は、開度調節されるようになっている。なお、閉鎖弁１７，１８は開状態である。
【００７０】
この冷媒回路の状態において、圧縮機２０から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁１５およびガス冷媒連絡管１４を経由して、各室内ユニット１２に送られる。そして、各室内ユニット１２に送られた高圧のガス冷媒は、冷媒の凝縮器として機能する室内熱交換器５０において、それぞれ室内空気と熱交換を行って冷却された後、室内膨張弁４２を通過し、液冷媒連絡管１３を経由して室外ユニット１１に送られる。冷媒が室内空気と熱交換を行って冷却される際に、室内空気は加熱される。室外ユニット１１に送られた高圧の冷媒は、インジェクション用熱交換器６４で過冷却状態となり、室外膨張弁４１によって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となって、冷媒の蒸発器として機能する室外熱交換器３０に流入する。室外熱交換器３０に流入した低圧の気液二相状態の冷媒は、室外ファン３５によって供給される室外空気と熱交換を行って加熱され、蒸発して低圧の冷媒となる。室外熱交換器３０を出た低圧のガス冷媒は、四路切換弁１５を経由して再び圧縮機２０に吸入される。このようにして、室内の暖房が行われる。
【００７１】
（３−３）各運転におけるインジェクション制御
冷媒にＲ３２を用いている空気調和装置１０では、吐出冷媒温度が比較的高くなりやすい。そこで、本実施形態では、制御部９０の機能部の１つであるインジェクション制御部９０ｃが、冷房運転や暖房運転のときに、運転能力の向上や圧縮機２０の吐出冷媒温度の低下を目的として、原則として中間インジェクション或いは吸入インジェクションを行う。
【００７２】
中間インジェクションとは、凝縮器から蒸発器に向かってメイン冷媒流路１１ａを流れる冷媒の一部を分岐させ、冷媒ガスを中間インジェクション流路６５によって圧縮機２０の中間インジェクションポート２３に注入することである。吸入インジェクションとは、具体的には、凝縮器から蒸発器に向かってメイン冷媒流路１１ａを流れる冷媒の一部を分岐させ、冷媒ガスを吸入インジェクション流路６７によって吸入流路２７に注入して圧縮機２０に吸入させることである。
【００７３】
このように、中間インジェクションや吸入インジェクションを行うことによって、圧縮機２０の吐出冷媒温度を下げることができる。また、中間インジェクションは、運転能力を上げる効果を更に有する。
【００７４】
インジェクション制御部９０ｃは、インバータ制御される圧縮機２０の回転数（或いは周波数）と、圧縮機２０から吐出されて吐出温度センサ９５により検知される冷媒の吐出冷媒温度Ｔｄｉとに応じて、中間インジェクションを行わせる中間インジェクション制御、又は、吸入インジェクションを行わせる吸入インジェクション制御を実行する。但し、いずれのインジェクション制御も必要でないときには、これらのインジェクション制御を止める。インジェクション制御部９０ｃは、中間インジェクション制御では、中間インジェクション電動弁６６の開度を中間インジェクション用開度に制御し且つ吸入インジェクション開閉弁６８を閉状態に制御する。これにより、中間インジェクション流路６５に冷媒が流れ、吸入インジェクション流路６７に冷媒が流れない。吸入インジェクション制御では、中間インジェクション電動弁６６を非中間インジェクション用開度の範囲内で開状態に制御し且つ吸入インジェクション開閉弁６８を開状態に制御する。これにより、主に吸入インジェクション流路６７に冷媒が流れる状態にできる。すなわち、インジェクション制御部９０ｃは、中間インジェクション制御、吸入インジェクション制御およびインジェクションを全く実施しない非インジェクション制御、を選択的に行う。
【００７５】
図３に、インジェクション制御部９０ｃによるインジェクション制御のフローチャートを示す。
【００７６】
まず、ステップＳ１では、圧縮機２０の回転数が、回転数閾値よりも大きいか否かを判断する。回転数閾値は、例えば、かなり小さな回転数であって、それよりも小さな回転数に設定できない値、或いは、それよりも回転数を落とすと圧縮機用モータの効率が低下してしまう値に設定される。
【００７７】
ステップＳ１において圧縮機２０の回転数が回転数閾値以上であると判断されたときには、ステップＳ２において中間インジェクション制御が行われる。中間インジェクション制御では、吸入インジェクション開閉弁６８を閉状態にする。また、中間インジェクション制御では、中間インジェクション電動弁６６の開度を、中間インジェクション用開度に制御する。ここで、中間インジェクション用開度とは、全開状態又は全開状態に近い開度である。なお、中間インジェクション用開度は、制御部９０のメモリに予め記憶されているものとする。図４に、中間インジェクション制御のフローチャートを示す。
【００７８】
中間インジェクション制御では、図４に示すように、ステップＳ２１において、吐出温度センサ９５が検知している圧縮機２０の吐出冷媒の吐出冷媒温度Ｔｄｉが、温度閾値としての第１上限値よりも高いか否かが判断される。例えば、第１上限値は、９５℃に設定される。吐出冷媒温度Ｔｄｉが第１上限値よりも低い場合には、ステップＳ２２において、インジェクション用温度センサ９６が検知しているインジェクション用熱交換器６４の下流側のインジェクション用の冷媒の温度Ｔｓｈに基づいて、インジェクション用電動弁６３の開度調整が為される。インジェクション制御部９０ｃは、中間インジェクションされるガス冷媒が過熱ガスになるように、すなわち数℃の過熱度が付いたガス冷媒が中間インジェクション流路６５に流れていくように、インジェクション用電動弁６３の開度を制御する。これにより、適切な能力向上が図られる。
【００７９】
一方、ステップＳ２１で吐出冷媒温度Ｔｄｉが第１上限値よりも高いと判断された場合には、ステップＳ２３において、圧縮機２０の吐出冷媒の吐出冷媒温度Ｔｄｉに基づいて、インジェクション用電動弁６３の開度が制御される。ここでは、吐出冷媒温度Ｔｄｉが第１上限値を下回るように、中間インジェクションさせるガス冷媒を湿らせる湿り制御が行われる。すなわち、インジェクション制御部９０ｃは、中間インジェクションの冷却効果を高めるため、中間インジェクションされるガス冷媒が気液二相のフラッシュガスになるようにインジェクション用電動弁６３の開度を制御する。
【００８０】
このように、インジェクション制御部９０ｃは、中間インジェクション流路６５に冷媒を流す必要がある場合、すなわち、圧縮機２０の回転数が回転数閾値以上の場合（ステップＳ１でＹｅｓであってステップＳ２１でＮｏの場合）、又は、圧縮機２０の回転数が回転数閾値以上の場合且つ吐出冷媒温度Ｔｄｉが第１上限値より高い場合（ステップＳ１でＹｅｓであってステップＳ２１でＹｅｓの場合）に、インジェクション用電動弁６３で開度調整を行い、中間インジェクション電動弁６６の開度を、中間インジェクション用開度に制御している。
【００８１】
ステップＳ１において圧縮機２０の回転数が回転数閾値を下回っているときには、ステップＳ３に移行し、圧縮機２０の吐出冷媒の吐出冷媒温度Ｔｄｉが第１上限値よりも高いか否かが判断される。ここで、吐出冷媒温度Ｔｄｉが第１上限値よりも低い場合には、圧縮機２０を冷却する必要もなく、また圧縮機２０の回転数をさらに小さくすることのメリットもない（すなわち、中間インジェクションを含むインジェクションをする必要がない）ため、中間インジェクションも吸入インジェクションも行わせない非インジェクション状態にする（図３のフローチャートでは説明を省略）。但し、非インジェクション状態では、吸入インジェクション開閉弁６８は閉状態にするが、中間インジェクション電動弁６６に関しては、非中間インジェクション用開度の範囲内で制御されることになる。この中間インジェクション電動弁６６の開度調整は、吐出圧力センサ６９によって検知される、圧縮機２０から吐出された吐出冷媒圧力Ｐｄｉに基づいて行われる。
【００８２】
ステップＳ３で吐出冷媒温度Ｔｄｉが第１上限値よりも高いと判断された場合には、ステップＳ４において吸入インジェクション制御が行われる。吸入インジェクション制御では、まず、圧縮機２０の吐出冷媒の吐出冷媒温度Ｔｄｉに基づいて、インジェクション用電動弁６３の開度を制御する。ここでは、吐出冷媒温度Ｔｄｉが第１上限値を下回るように、吸入インジェクションさせるガス冷媒を湿らせる湿り制御が行われる。すなわち、インジェクション制御部９０ｃは、吸入インジェクションの冷却効果を高めるため、吸入インジェクションされるガス冷媒が気液二相のフラッシュガスになるようにインジェクション用電動弁６３の開度を制御する。また、吸入インジェクション制御では、吐出圧力センサ６９によって検知される、圧縮機２０から吐出された吐出冷媒圧力Ｐｄｉに基づいて、中間インジェクション電動弁６６の開度を非中間インジェクション用開度の範囲内で制御し、吸入インジェクション開閉弁６８を開状態に制御する。ここで、非中間インジェクション用開度の範囲とは、全閉状態を除く全閉状態に近い開度の範囲であり、中間インジェクション流路６５の冷媒圧力を、圧縮機２０の圧縮室における冷媒が中間インジェクション流路６５に逆流しないような冷媒圧力に保つことができる開度の範囲である。すなわち、中間インジェクション流路６５の冷媒圧力を中間圧よりも高く維持できる開度の範囲である。この非中間インジェクション用開度の範囲は、予め、制御部９０のメモリに記憶されている。
【００８３】
なお、吐出温度センサ９５で検知される圧縮機２０の吐出冷媒の吐出冷媒温度Ｔｄｉが、第１上限値よりも高い温度閾値としての第２上限値を上回ると、圧縮機２０の垂下制御が始まって回転数が強制的に下げられ、さらに第２上限値よりも高い温度閾値としての第３上限値を吐出冷媒温度Ｔｄｉが上回ると、制御部９０が圧縮機２０の停止指令を出すことになる。
【００８４】
ここで、ステップＳ４における吸入インジェクション制御やインジェクションを全く実施しない非インジェクション制御を行う場合（言い換えれば、中間インジェクション流路に冷媒を流す必要がない場合）、中間インジェクション電動弁を閉状態にすると、中間インジェクション電動弁から中間インジェクションポートまでの冷媒圧力が、圧縮機の圧縮室における冷媒圧力よりも低くなると考えられる。このとき、中間インジェクションポートを介して圧縮機の圧縮室と連通する中間インジェクション流路において、中間インジェクションポートから中間インジェクション電動弁までの空間によって、圧縮機における圧縮室の容積が実質的に大きくなる。このため、圧縮機における圧縮効率が低下することが懸念される。
【００８５】
そこで、本実施形態の空気調和装置１０では、上述したように、中間インジェクション流路６５に冷媒を流す必要がない場合であっても（すなわち、吸入インジェクション制御や非インジェクション制御を行う場合であっても）、中間インジェクション電動弁６６の開度を閉状態にせず、非中間インジェクション用開度の範囲内で制御している。具体的には、吐出冷媒圧力Ｐｄｉに基づいて、中間インジェクション電動弁６６の開度を、非中間インジェクション用開度の範囲内で制御している。
【００８６】
ここでは、中間インジェクション電動弁６６の開度を、吐出冷媒圧力Ｐｄｉに基づいて制御することによって、圧縮機２０手前の冷媒圧力を、圧縮機２０の圧縮室から中間インジェクション流路６５に冷媒が逆流しないような圧力に維持することができる。このように、本実施形態では、中間インジェクション流路６５に冷媒を流す必要がない場合、すなわち、吸入インジェクション制御や非インジェクション制御を行う場合に、中間インジェクション流路６５における冷媒圧力を、圧縮機２０の圧縮室における中間圧の冷媒圧力よりも高く維持できる。よって、圧縮機２０の圧縮室における冷媒が中間インジェクション流路６５に逆流して中間インジェクション電動弁６６まで流れるのを回避できる。よって、圧縮機２０における圧縮室の容積の実質的な増大を低減できる。従って、圧縮機２０における圧縮効率の低減を抑制できる。
【００８７】
（４）空気調和装置の特徴
（４−１）
本実施形態では、上述したように、中間インジェクション流路６５に、開度調整が可能な流量調整機構としての中間インジェクション電動弁６６を接続している。そして、中間インジェクション流路６５に冷媒を流す必要がない場合に、この中間インジェクション電動弁６６の開度を、全閉状態に近い非中間インジェクション用開度の範囲内で制御している。よって、吸入インジェクション制御および非インジェクション制御において、圧縮機２０における圧縮室の容積の実質的な増大を低減でき、圧縮機２０における圧縮効率の低減を抑制できている。
【００８８】
また、本実施形態では、吐出圧力センサ６９によって検知された吐出冷媒圧力Ｐｄｉに基づいて、中間インジェクション電動弁６６の開度を、非中間インジェクション用開度の範囲内で制御している。
【００８９】
これにより、圧縮機２０手前の冷媒圧力（中間インジェクション流路６５の冷媒圧力）を、圧縮機２０の冷媒が逆流しないような圧力に適切に維持することができる。
【００９０】
（４−２）
本実施形態に係る空気調和装置１０では、中間インジェクション流路６５と、吸入インジェクション流路６７とを設けるとともに、いずれによってインジェクションを行うのかを切り替える切替機構として、中間インジェクション電動弁６６と、開閉機構としての吸入インジェクション開閉弁６８と、を備えている。
【００９１】
そして、吸入インジェクション開閉弁６８を閉状態に制御するときに、中間インジェクション流路６５に冷媒を流す必要があるとして、中間インジェクション電動弁６６の開度を中間インジェクション用開度に制御している。他方、吸入インジェクション開閉弁６８を開状態に制御するときに、中間インジェクション流路６５に冷媒を流す必要がないとして、中間インジェクション電動弁６６の開度を、非中間インジェクション用開度の範囲内で制御している。
【００９２】
このように、空気調和装置１０では、中間インジェクション制御と吸入インジェクション制御とを切り替えることができるため、圧縮機２０の吐出冷媒温度を低減して運転を継続させながら、運転効率の確保ができている。
【００９３】
ちなみに、具体的には、制御部９０のインジェクション制御部９０ｃが、外気温が高いときの暖房運転など、低負荷で圧縮機の回転数を抑制しているときであって、中間インジェクション制御を行ったのでは運転効率が悪化してしまうような場合に、図３に示すステップＳ４のような吸入インジェクション制御を行わせ、圧縮機２０の吐出冷媒温度を低下させている。
【００９４】
（４−３）
本実施形態に係る空気調和装置１０では、中間インジェクション流路６５或いは吸入インジェクション流路６７を介して圧縮機２０へと流れることになるインジェクション用の冷媒が、分岐管６２に設けられたインジェクション用電動弁６３で減圧されインジェクション用熱交換器６４で熱交換した冷媒となる。このため、インジェクション用電動弁６３の開度を調整制御することで、圧縮機２０の中間圧の冷媒或いは圧縮機２０に吸入される低圧の冷媒に合流させるインジェクション用の冷媒を、ステップＳ２２のように過熱ガスにしたり、ステップＳ２３やステップＳ４のようにフラッシュガスにしたりすることが可能になっている。
【００９５】
これにより、通常はステップＳ２２のように過熱を付けた冷媒ガスで中間インジェクションを行い、圧縮機２０の吐出冷媒温度が高くなったときに湿った気液二相のフラッシュガスで冷却重視の中間インジェクションを行う（ステップＳ２３）ことが可能になっている。
【００９６】
（４−４）
本実施形態に係る空気調和装置１０では、吐出温度センサ９５が検知した吐出冷媒温度Ｔｄｉが第１上限値よりも高くなると、吐出冷媒温度Ｔｄｉが温度閾値としての第１上限値を下回るように、分岐管６２を流れるインジェクション用の冷媒で圧縮機２０の温度を下げることが好ましい。
【００９７】
但し、外気温が高いときの暖房運転など、熱負荷が小さく圧縮機２０の回転数を小さく下げた運転を行っているときに、中間インジェクションを行うと、能力が上がって圧縮機２０が吐出する冷媒の圧力（高圧）が上がってしまう。
【００９８】
これに鑑み、本実施形態に係る空気調和装置１０では、圧縮機２０の回転数が回転数閾値よりも低く（ステップＳ１のＮｏ）、且つ、吐出温度センサ９５が検知した吐出冷媒温度Ｔｄｉが第１上限値よりも高い（ステップＳ３のＹｅｓ）ときに、それまで中間インジェクション制御を行っていたとしても、吸入インジェクション制御に切り替わる（ステップＳ４）ようにしている。これにより、低負荷の場合であっても、無駄な能力アップを抑制して運転効率を確保しつつ、吸入インジェクション制御によって吐出冷媒温度Ｔｄｉを下げることができている。
【００９９】
圧縮機２０の回転数が回転数閾値よりも低い場合に中間インジェクション制御を行わない理由は、例えば、中間インジェクションを行えば圧縮機２０の回転数を落とすことができるが、既に低回転になっている回転数を更に落としてしまうと圧縮機用モータの効率が悪化してしまうためである。また、そのような場合であっても、圧縮機２０の吐出冷媒温度Ｔｄｉが第１上限値を超えて上昇していくと（より具体的には、第２上限値や第３上限値を超えると）圧縮機２０の垂下制御や停止という事態に陥ってしまうため、吸入インジェクションを行っている。なお、吸入インジェクションは、中間インジェクションと同様に圧縮機２０の吐出冷媒温度を下げる作用効果を奏する一方、中間インジェクションのように能力を上げる作用は殆どないため、低負荷時において無駄な能力アップを行わずに運転効率を確保することができる。特に、本実施形態に係る空気調和装置１０では冷媒としてＲ３２を使用しており、高低差圧が大きくなると高圧と低圧とのエンタルピ差も大きくなってしまうため、このような吸入インジェクションへと切り替えるインジェクション制御が有効である。
【０１００】
（４−５）
本実施形態に係る空気調和装置１０では、中間インジェクション制御をすることで、能力アップや効率アップを図っているが、運転継続が困難になるレベルまで圧縮機２０の吐出冷媒温度Ｔｄｉが上がってしまうと、圧縮機２０の回転数を強制的に下げる垂下制御や圧縮機２０の停止を実施する必要が出てくる。
【０１０１】
これを抑えるため、空気調和装置１０では、吐出温度センサ９５の検知温度（吐出冷媒温度Ｔｄｉ）が第１上限値よりも高いときに、インジェクション用温度センサ９６の検知温度ではなく、吐出温度センサ９５の検知温度に基づいてインジェクション用電動弁６３の開度調整を行っている（ステップＳ２３）。そして、ステップＳ２３では、圧縮機２０の吐出冷媒温度が下がるように、湿り冷媒ガスを圧縮機２０に中間インジェクションして冷却効果を高めている。一方、吐出温度センサ９５の検知温度（吐出冷媒温度Ｔｄｉ）が第１上限値よりも低いときには、インジェクション用熱交換器６４の下流側のインジェクション用温度センサ９６の検知温度に基づいたインジェクション用電動弁６３の開度調整が行われ（ステップＳ２２）、運転効率の確保が図られている。
【０１０２】
（５）変形例
（５−１）変形例Ａ
上記実施形態の空気調和装置１０では、中間インジェクション流路６５や吸入インジェクション流路６７に、メイン冷媒流路１１ａから分岐させた分岐管６２からインジェクション用の冷媒を供給する構成を採っている。これに代えて、図５に示すように、メイン冷媒流路１１１ａに設けられた高圧レシーバ１８０に溜まる冷媒のガス成分をバイパス流路１８２で取り出し、そのバイパス流路１８２から中間インジェクション流路６５や吸入インジェクション流路６７にインジェクション用の冷媒を供給する構成を採ることもできる。
【０１０３】
変形例に係る空気調和装置１１０は、上記実施形態の空気調和装置１０の室外ユニット１１を、室外ユニット１１１に置き換えたものである。室外ユニット１１１は、上記の室外ユニット１１から、ブリッジ回路７０、高圧レシーバ８０、分岐管６２、インジェクション用電動弁６３およびインジェクション用熱交換器６４を外し、代わりに、高圧レシーバ１８０、バイパス流路１８２およびインジェクション用バイパス電動弁１８４を付けたものである。室外ユニット１１１において、室外ユニット１１と同じ符号を付している機器については、上記実施形態の機器と同様であるため説明を省略する。
【０１０４】
高圧レシーバ１８０は、室外膨張弁４１と液側閉鎖弁１７とを結ぶメイン冷媒流路１１１ａの一部に設けられた容器である。メイン冷媒流路１１１ａは、室外熱交換器３０と室内熱交換器５０とを結ぶ液冷媒の主流路である。冷房運転時にも暖房運転時にも高圧の冷媒が流れ込む高圧レシーバ１８０は、そこに溜まる余剰冷媒の温度が比較的高く保たれるため、冷凍機油を含む余剰冷媒が二層分離して上部に冷凍機油が集まってしまうという不具合が生じないようになっている。
【０１０５】
高圧レシーバ１８０の内部空間のうち下部には液冷媒が上部にはガス冷媒が通常存在することになるが、その内部空間の上部から圧縮機２０に向かって、配管から構成されるバイパス流路１８２が延びている。すなわち、バイパス流路１８２は、高圧レシーバ１８０の内部に溜まる冷媒のガス成分を、中間インジェクション流路６５や吸入インジェクション流路６７に流すことによって圧縮機２０へと導く役割を果たしている。バイパス流路１８２には、開度調整が可能なインジェクション用バイパス電動弁１８４が設けられている。このインジェクション用バイパス電動弁１８４を開くことで、中間インジェクション制御（中間インジェクション電動弁６６が中間インジェクション用開度に制御され且つ吸入インジェクション開閉弁６８が閉状態に制御される）又は吸入インジェクション制御（中間インジェクション電動弁６６が非中間インジェクション用開度の範囲内で制御され且つ吸入インジェクション開閉弁６８が開状態に制御される）が行われる。
【０１０６】
変形例に係る空気調和装置１１０では、中間インジェクション流路６５や吸入インジェクション流路６７を介して圧縮機２０へと流れることになる冷媒が、高圧レシーバ１８０の内部に溜まる冷媒のガス成分となる。すなわち、高圧レシーバ１８０の中の冷媒の飽和ガスが、圧縮機２０へと流れることになる。この空気調和装置１１０では、上記実施形態の空気調和装置１０と同様に、中間インジェクション制御と吸入インジェクション制御との使い分けができることに加え、上記実施形態のインジェクション用熱交換器６４が不要になり、空気調和装置１１０の製造コストが小さく抑えられるという特徴を持つ。一方、湿りガスをインジェクションさせることができず、基本的に飽和ガスによるインジェクションになるため、インジェクションの冷却効果を高める制御（上記実施形態のステップＳ２３のような制御）を行うことはできない。
【０１０７】
（５−２）変形例Ｂ
上記実施形態では、中間インジェクション流路６５に冷媒を流す必要がない場合、すなわち、吸入インジェクション制御や非インジェクション制御を行う場合、中間インジェクション電動弁６６の開度を、吐出冷媒圧力Ｐｄｉに基づいて、非中間インジェクション用開度の範囲内で制御すると説明したが、これに限られるものではない。例えば、予め、シミュレーション等により、中間インジェクション電動弁６６の開度を決定しておき、制御部９０のメモリに記憶させておいてもよい。つまり、中間インジェクション流路６５に冷媒を流す必要がない場合、中間インジェクション電動弁６６の開度を、所定の固定開度となるように制御してもよい。なお、この所定の固定開度は、上記実施形態の非中間インジェクション用開度の範囲内にある。
【０１０８】
この場合であっても、中間インジェクション流路６５の冷媒圧力を、圧縮機２０の圧縮室における冷媒圧力よりも高く維持できるので、圧縮機２０の圧縮室における冷媒が中間インジェクション流路６５に逆流しないようにすることができる。よって、圧縮機２０の圧縮効率の低減を抑制できる。
【０１０９】
＜第２実施形態＞
上記の第１実施形態の空気調和装置１０では、中間インジェクション流路６５や吸入インジェクション流路６７に、メイン冷媒流路１１ａから分岐させた分岐管６２からインジェクション用の冷媒を供給する構成を採っている。また、第１実施形態の変形例の空気調和装置１１０では、メイン冷媒流路１１１ａに設けられた高圧レシーバ１８０に溜まる冷媒のガス成分をバイパス流路１８２で取り出し、そのバイパス流路１８２から中間インジェクション流路６５や吸入インジェクション流路６７にインジェクション用の冷媒を供給する構成を採っている。しかし、これらの構成に代えて、分岐管２６２によるインジェクションも、高圧レシーバ２８０から延びるバイパス流路２８２によるインジェクションも選べるように、空気調和装置を構成することも可能である。以下、第２実施形態の空気調和装置１１０について説明する。
【０１１０】
（１）空気調和装置の構成
図６は、第２実施形態に係る空気調和装置２１０の冷媒配管系統を示す図である。
【０１１１】
第２実施形態に係る空気調和装置２１０は、冷媒としてＲ３２を用いる上記第１実施形態の空気調和装置１０の室外ユニット１１を、図６に示す室外ユニット２１１に置き換えたものである。以下の説明では、第１実施形態の室外ユニット１１と重複する一部の部品については同じ符号を付して説明を省略する形で、室外ユニット２１１の説明を行う。
【０１１２】
室外ユニット２１１は、主として、圧縮機２０と、四路切換弁１５と、室外熱交換器３０と、室外膨張弁４１と、ブリッジ回路７０と、高圧レシーバ２８０と、第１インジェクション用電動弁２６３と、インジェクション用熱交換器２６４と、第２インジェクション用バイパス電動弁２８４と、中間インジェクション電動弁２６６と、吸入インジェクション開閉弁２６８と、各種のセンサと、液側閉鎖弁１７と、ガス側閉鎖弁１８、圧縮機付属容器２８と、とを有している。
【０１１３】
ここで、圧縮機２０、圧縮機付属容器２８、吸入流路２７、圧縮機２０の吐出側の冷媒配管２９、吐出温度センサ９５、吐出圧力センサ６９、中間インジェクションポート２３、四路切換弁１５、液側閉鎖弁１７、ガス側閉鎖弁１８、室外熱交換器３０、室外膨張弁４１、室外ファン３５およびブリッジ回路７０については、第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【０１１４】
高圧レシーバ２８０は、冷媒貯留タンクとして機能する容器であり、室外膨張弁４１と液側閉鎖弁１７との間に設けられている。冷房運転時にも暖房運転時にも高圧の冷媒が流れ込む高圧レシーバ２８０は、そこに溜まる余剰冷媒の温度が比較的高く保たれるため、冷凍機油を含む余剰冷媒が二層分離して上部に冷凍機油が集まってしまうという不具合が生じないようになっている。高圧レシーバ２８０の下部からインジェクション用熱交換器２６４へと延びるレシーバ出口配管には、レシーバ出口圧力センサ２９２が配備されている。レシーバ出口配管は、後述するメイン冷媒流路２１１ａの一部分である。レシーバ出口圧力センサ２９２は、高圧の液冷媒の圧力値（高圧値）を検知するセンサである。
【０１１５】
高圧レシーバ２８０の内部空間のうち下部には液冷媒が上部にはガス冷媒が通常存在することになるが、その内部空間の上部から圧縮機２０に向かってバイパス流路２８２が延びている。バイパス流路２８２は、高圧レシーバ２８０の内部に溜まる冷媒のガス成分を、圧縮機２０へと導く役割を果たす配管である。バイパス流路２８２には、開度調整が可能な第２インジェクション用バイパス電動弁２８４が設けられている。この第２インジェクション用バイパス電動弁２８４を開くと、インジェクション共通管２０２を介して、後述する中間インジェクション流路２６５や吸入インジェクション流路２６７にガス冷媒が流れる。
【０１１６】
高圧レシーバ２８０の出口とブリッジ回路７０の出口逆止弁７２，７４との間には、インジェクション用熱交換器２６４が設けられている。また、高圧レシーバ２８０の出口とインジェクション用熱交換器２６４とを結ぶメイン冷媒流路２１１ａの一部分からは、分岐管２６２が分岐している。メイン冷媒流路２１１ａは、室外熱交換器３０と室内熱交換器５０とを結ぶ液冷媒の主流路である。
【０１１７】
分岐管２６２には、開度調整可能な第１インジェクション用電動弁２６３が設けられている。また、分岐管２６２は、インジェクション用熱交換器２６４の第２流路２６４ｂに接続されている。すなわち、インジェクション用電動弁２６３が開いているとき、メイン冷媒流路２１１ａから分岐管２６２へと分岐した冷媒は、第１インジェクション用電動弁２６３で減圧され、インジェクション用熱交換器２６４の第２流路２６４ｂに流れる。
【０１１８】
第１インジェクション用電動弁２６３で減圧されてインジェクション用熱交換器２６４の第２流路２６４ｂに流れた冷媒は、インジェクション用熱交換器２６４の第１流路２６４ａを流れる冷媒と熱交換する。このインジェクション用熱交換器２６４での熱交換の後、分岐管２６２を流れていく冷媒は、インジェクション共通管２０２を経て、後述する中間インジェクション流路２６５或いは吸入インジェクション流路２６７に流れ込むことになる。また、分岐管２６２のインジェクション用熱交換器２６４の下流側には、インジェクション用熱交換器２６４での熱交換後の冷媒の温度を検知するインジェクション用温度センサ２９６が取り付けられている。
【０１１９】
インジェクション用熱交換器２６４は、二重管構造を採る内部熱交換器であり、その第１流路２６４ａの一端は高圧レシーバ２８０の出口に接続されており、第１流路２６４ａの他端はブリッジ回路７０の出口逆止弁７２，７４に接続されている。
【０１２０】
インジェクション共通管２０２は、高圧レシーバ２８０から延びるバイパス流路２８２およびメイン冷媒流路２１１ａからインジェクション用熱交換器２６４を経て延びる分岐管２６２の各先端と、中間インジェクション電動弁２６６および吸入インジェクション開閉弁２６８とを結ぶ配管である。第１インジェクション用電動弁２６３および第２インジェクション用バイパス電動弁２８４の少なくとも１つが開き、且つ、少なくとも中間インジェクション電動弁２６６および吸入インジェクション開閉弁２６８の一方が開くと、インジェクション共通管２０２に冷媒が流れ、中間インジェクション流路２６５に冷媒が流れる状態と、吸入インジェクション流路２６７に主に冷媒が流れる状態とが切り替えられる。
【０１２１】
中間インジェクション流路２６５は、インジェクション共通管２０２に接続されている中間インジェクション電動弁２６６から、圧縮機２０へと延びている。具体的には、中間インジェクション流路２６５の一端が中間インジェクション電動弁２６６に接続され、中間インジェクション流路２６５の他端が、圧縮機２０の中間インジェクションポート２３に接続されている。すなわち、中間インジェクション流路２６５は、室外熱交換器３０および室内熱交換器５０の一方から他方へ向かって流れる冷媒の一部を、圧縮機２０へと導くことによって、圧縮機２０の中間圧の冷媒に合流させる。
【０１２２】
吸入インジェクション流路２６７は、インジェクション共通管２０２に接続されている吸入インジェクション開閉弁２６８から、吸入流路２７へと延びている。具体的には、吸入インジェクション流路２６７の一端が吸入インジェクション開閉弁２６８に接続され、吸入インジェクション流路２６７の他端が、吸入流路２７のうち圧縮機付属容器２８と圧縮機２０とを結ぶ配管に接続されている。すなわち、吸入インジェクション流路２６７は、室外熱交換器３０および室内熱交換器５０の一方から他方へ向かって流れる冷媒の一部を、吸入通路２７へと導くことによって、圧縮機２０に吸入される低圧の冷媒に合流させる。
【０１２３】
そして、吸入インジェクション流路２６７には、開閉機構としての吸入インジェクション開閉弁２６８が接続されている。吸入インジェクション開閉弁２６８は、開状態と閉状態とを切替可能な電磁弁である。開状態では、吸入インジェクション流路２６７に冷媒が流れる。他方、閉状態では、吸入インジェクション流路２６７に冷媒が流れない。中間インジェクション電動弁２６６は、開度調整が可能であり、中間インジェクション流路２６５を流れる冷媒の流量を調整する流量調整機構として機能する。この中間インジェクション電動弁２６６は、後述するが、中間インジェクションを行うときも中間インジェクションを行わないとき（すなわち、吸入インジェクションを行うときやインジェクションを行わないとき）も、開状態を採る。但し、中間インジェクションを行うときと、中間インジェクションを行わないときとで、その開度が異なるように制御される。
【０１２４】
なお、圧縮機２０を、２台の圧縮機が直列に配されたものに代えて、低段圧縮機の吐出ポートと高段圧縮機の吸入ポートとを結ぶ冷媒配管に中間インジェクション流路２６５を接続する構成とすることも可能である。
【０１２５】
第２実施形態でも、第１実施形態と同様に、原則として、中間インジェクション電動弁２６６と吸入インジェクション開閉弁２６８とが、一方が開状態且つ他方が閉状態に切り替わることにより、中間インジェクション流路２６５に冷媒が流れる状態と、吸入インジェクション流路２６７に主に冷媒が流れる状態と、を切り替えている。但し、吸入インジェクション流路２６７に主に冷媒が流れる状態においては、中間インジェクション流路２６５における冷媒圧力を所定圧力に維持するために、中間インジェクション電動弁２６６を少し開けている。
【０１２６】
（２）空気調和装置の動作
次に、第２実施形態に係る空気調和装置の動作について説明する。なお、以下に説明する各種運転における制御は、運転制御手段として機能する室外ユニット２１１の制御部によって行われる。
【０１２７】
（２−１）冷房運転の基本動作
冷房運転時は、四路切換弁１５が図６の実線で示される状態、すなわち、圧縮機２０からの吐出ガス冷媒が室外熱交換器３０に流れ、且つ、吸入流路２７がガス側閉鎖弁１８に接続された状態となる。室外膨張弁４１は全開状態に、室内膨張弁４２は、開度調節されるようになる。なお、閉鎖弁１７，１８は開状態である。
【０１２８】
この冷媒回路の状態において、圧縮機２０から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁１５を経由して、冷媒の凝縮器として機能する室外熱交換器３０に送られ、室外ファン３５によって供給される室外空気と熱交換を行って冷却される。室外熱交換器３０において冷却されて液化した高圧の冷媒は、インジェクション用熱交換器２６４で過冷却状態となり、各室内ユニット１２に送られる。各室内ユニット１２での動作は、上記の第１実施形態と同様である。各室内ユニット１２から室外ユニット１１に戻ってくる低圧のガス冷媒は、四路切換弁１５を経由して再び圧縮機２０に吸入される。基本的には、このようにして室内の冷房が行われる。
【０１２９】
（２−２）暖房運転の基本動作
暖房運転時は、四路切換弁１５が図５の破線で示される状態、すなわち、圧縮機２０の吐出側の冷媒配管２９がガス側閉鎖弁１８に接続され、且つ、吸入流路２７が室外熱交換器３０に接続された状態となる。室外膨張弁４１および室内膨張弁４２は、開度調節されるようになっている。なお、閉鎖弁１７，１８は開状態である。
【０１３０】
この冷媒回路の状態において、圧縮機２０から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁１５およびガス冷媒連絡管１４を経由して、各室内ユニット１２に送られる。各室内ユニット１２での動作は、上記の第１実施形態と同様である。再び室外ユニット１１に戻ってきた高圧の冷媒は、高圧レシーバ２８０を経て、インジェクション用熱交換器２６４で過冷却状態となり、室外膨張弁４１へと流れる。室外膨張弁４１で減圧されて低圧の気液二相状態となった冷媒は、蒸発器として機能する室外熱交換器３０に流入する。室外熱交換器３０に流入した低圧の気液二相状態の冷媒は、室外ファン３５によって供給される室外空気と熱交換を行って加熱され、蒸発して低圧の冷媒となる。室外熱交換器３０を出た低圧のガス冷媒は、四路切換弁１５を経由して再び圧縮機２０に吸入される。基本的には、このようにして室内の暖房が行われる。
【０１３１】
（２−３）各運転におけるインジェクション制御
制御部は、冷房運転や暖房運転のときに、運転能力の向上や圧縮機２０の吐出冷媒温度の低下を目的として、原則として、中間インジェクション或いは吸入インジェクションを行う。中間インジェクションとは、インジェクション用熱交換器２６４および／又は高圧レシーバ２８０からインジェクション共通管２０２へ流れてきた冷媒を、中間インジェクション流路２６５によって圧縮機２０の中間インジェクションポート２３に注入することである。吸入インジェクションとは、インジェクション用熱交換器２６４および／又は高圧レシーバ２８０からインジェクション共通管２０２へ流れてきた冷媒を、吸入インジェクション流路２６７によって吸入流路２７に注入して圧縮機２０に吸入させることである。中間インジェクションも、吸入インジェクションも、圧縮機２０の吐出冷媒温度を下げる効果を有する。また、中間インジェクションは、運転能力を上げる効果を更に有する。
【０１３２】
制御部は、インバータ制御される圧縮機２０の回転数（或いは周波数）、圧縮機２０から吐出されて吐出温度センサ９５により検知される冷媒の吐出冷媒温度Ｔｄｉ、インジェクション用熱交換器２６４の下流側のインジェクション用温度センサ２９６により検知されるインジェクション冷媒温度などに基づいて、インジェクション制御を行う。具体的には、中間インジェクション制御では、中間インジェクション電動弁２６６の開度を中間インジェクション用開度に制御し且つ吸入インジェクション開閉弁２６８を閉状態に制御する。これにより、中間インジェクション流路２６５に冷媒が流れ、吸入インジェクション流路２６７に冷媒が流れない。吸入インジェクション制御では、中間インジェクション電動弁２６６を非中間インジェクション用開度の範囲内で開状態に制御し且つ吸入インジェクション開閉弁２６８を開状態に制御する。これにより、主に吸入インジェクション流路２６７に冷媒が流れる状態にできる。また、制御部は、中間インジェクションも吸入インジェクションも行うべきではない条件のときには、いずれのインジェクションも行わない非インジェクション状態で運転を行う。すなわち、制御部は、中間インジェクション流路２６５に冷媒を流す必要がある場合に、中間インジェクション制御を行い、中間インジェクション流路２６５に冷媒を流す必要がない場合に、吸入インジェクション制御又は非インジェクション制御を行う。言い換えれば、制御部は、中間インジェクション制御、吸入インジェクション制御およびインジェクションを全く実施しない非インジェクション制御、を選択的に行う。
【０１３３】
次に、制御部によるインジェクション制御のフローチャートを、図７〜図１０を参照して説明する。
【０１３４】
まず、ステップＳ２０１では、圧縮機２０の回転数が、回転数閾値よりも大きいか小さいかを判断する。回転数閾値は、例えば、かなり小さな回転数であって、それよりも小さな回転数に設定できない値、或いは、それよりも回転数を落とすと圧縮機用モータの効率が低下してしまう値に設定される。
【０１３５】
（２−３−１）中間インジェクション制御
ステップＳ２０１において圧縮機２０の回転数が回転数閾値以上であると判断されると、ステップＳ２０２に移行し、冷房運転中か暖房運転中かが判断される。ここで暖房運転中であれば、主として高圧レシーバ２８０から取り出したガス冷媒を中間インジェクション流路２６５に流す中間インジェクションが実施される。
【０１３６】
（２−３−１−１）暖房時の中間インジェクション制御
ステップＳ２０２で暖房運転中と判断されると、ステップＳ２０３に移行し、吐出温度センサ９５が検知している圧縮機２０の吐出冷媒の吐出冷媒温度Ｔｄｉが、温度閾値としての第１上限値よりも高いか否かが判断される。例えば、第１上限値は、９５℃に設定される。ここで否であれば、ステップＳ２０４に移行し、中間インジェクション電動弁２６６の開度が中間インジェクション用開度に制御され、吸入インジェクション開閉弁２６８が閉状態に制御される。それらの状態に既になっているときは、それらの状態が維持される。ここで、中間インジェクション用開度とは、全開状態又は全開状態に近い開度である。なお、中間インジェクション用開度は、制御部のメモリに予め記憶されているものとする。また、ステップＳ２０４では、第１インジェクション用電動弁２６３および第２インジェクション用バイパス電動弁２８４それぞれの開度が調整される。吐出冷媒温度Ｔｄｉが平常範囲にあるため、第１インジェクション用電動弁２６３は、基本的な暖房運転の制御に従って、高圧レシーバ２８０を出てメイン冷媒流路２１１ａを流れる液冷媒に所定の過冷却度がつくように、開度調整される。また、第２インジェクション用バイパス電動弁２８４は、高圧レシーバ２８０のガス冷媒が中間インジェクション流路２６５に流れるように、開度調整される。一方、ステップＳ２０３において、吐出冷媒温度Ｔｄｉが第１上限値よりも高いと判断されると、ステップＳ２０５に移行する。ここでは、吐出冷媒温度Ｔｄｉを下げる必要があるため、その吐出冷媒温度Ｔｄｉに基づいて、第１インジェクション用電動弁２６３および第２インジェクション用バイパス電動弁２８４それぞれの開度が調整される。具体的には、ステップＳ２０５では、早く吐出冷媒温度Ｔｄｉが第１上限値を下回るように、中間インジェクションさせるガス冷媒を湿らせる湿り制御が行われる。すなわち、中間インジェクションの冷却効果を高めるため、中間インジェクションされるガス冷媒が気液二相のフラッシュガスになるように、第１インジェクション用電動弁２６３などの開度が調整される。なお、ステップＳ２０５でも、ステップＳ２０４と同様に、中間インジェクション電動弁２６６の開度が中間インジェクション用開度に制御され、吸入インジェクション開閉弁２６８が閉状態に制御される。
【０１３７】
（２−３−１−２）冷房時の中間インジェクション制御
ステップＳ２０２で冷房運転中と判断されると、ステップＳ２０６に移行し、吐出冷媒温度Ｔｄｉが第１上限値よりも高いか否かが判断される。ここで吐出冷媒温度Ｔｄｉが第１上限値よりも高ければ、ステップＳ２０７に移行し、中間インジェクションさせるガス冷媒を湿らせる湿り制御を行うために、主としてインジェクション用熱交換器２６４から中間インジェクション流路２６５へと冷媒を流す。具体的には、ステップＳ２０７において、中間インジェクション電動弁２６６の開度が中間インジェクション用開度に制御され、吸入インジェクション開閉弁２６８が閉状態に制御され、さらに、第１インジェクション用電動弁２６３の開度が吐出冷媒温度Ｔｄｉに基づいて制御される。また、ステップＳ２０７において、第２インジェクション用バイパス電動弁２８４は、必要に応じて開けられる。このステップＳ２０７では、インジェクション用熱交換器２６４から気液二相の湿りガス冷媒が圧縮機２０に中間インジェクションされるため、高くなっている吐出冷媒温度Ｔｄｉが急激に低下することが期待できる。
【０１３８】
ステップＳ２０６で、吐出冷媒温度Ｔｄｉが第１上限値よりも低く、吐出冷媒温度Ｔｄｉを下げる必要がないと判断されると、高圧レシーバ２８０からの冷媒およびインジェクション用熱交換器２６４からの冷媒を両方とも使って中間インジェクションが行われる。具体的には、ステップＳ２０８やステップＳ２０９を経てステップＳ２１０に移行し、中間インジェクション電動弁２６６の開度が中間インジェクション用開度に制御され、吸入インジェクション開閉弁２６８が閉状態とされ、さらに、第１インジェクション用電動弁２６３の開度および第２インジェクション用バイパス電動弁２８４の開度が調整される。
【０１３９】
ステップＳ２０８では、高圧レシーバ２８０の出口のレシーバ出口圧力センサ２９２が検知する液冷媒の高圧値が、閾値よりも低いか否かを判断する。この閾値は、空気調和装置の室外ユニット２１１と室内ユニット１２との高低差（設置場所の高さの差）などに基づいて初期設定されている値であり、これよりも高圧値が低ければ室内ユニット１２の室内膨張弁４２を通過する前に冷媒がフラッシュガスの状態になって通過音が大きくなってしまう、という値に設定されている。ステップＳ２０８で高圧値が閾値よりも低いと判断されると、高圧値を上げる必要があるため、少し絞っている状態の室外膨張弁４１の開度を増やし、室外膨張弁４１での減圧度合いを緩める。これにより、高圧レシーバ２８０の冷媒ガス成分が減り、インジェクション冷媒量全体に占める高圧レシーバ２８０からのガス冷媒量が減少し、高圧レシーバ２８０からのインジェクション比率が小さくなる。一方、ステップＳ２０８で高圧値が閾値を上回っていれば、そのままのインジェクション比率でステップＳ２１０に移行する。ステップＳ２１０では、上述のように中間インジェクション電動弁２６６が開いて、高圧レシーバ２８０から流れてくる冷媒およびインジェクション用熱交換器２６４から流れてくる冷媒の両方が、中間インジェクション流路２６５から圧縮機２０の中間インジェクションポート２３に流れる。そして、ステップＳ２１０では、インジェクション用熱交換器２６４の下流側のインジェクション用の冷媒の温度Ｔｓｈに基づいて、インジェクション用電動弁２６３の開度調整が為され、また、インジェクション比率に基づいて、室外膨張弁４１の開度に連動して第２インジェクション用バイパス電動弁２８４の開度調整が為される。
【０１４０】
（２−３−２）低能力を維持するための制御
上述のステップＳ２０２〜ステップＳ２１０までは、ステップＳ２０１において圧縮機２０の回転数が閾値以上であると判断されたときの制御であるが、まだ圧縮機２０の回転数を落として更に低能力にする余地があるため、基本的にはインジェクションによる運転能力の向上を図る。したがって、吸入インジェクションではなく中間インジェクションが選択されている。
【０１４１】
しかし、ステップＳ２０１において圧縮機２０の回転数が回転数閾値よりも小さくなっていると判断されると、それは既に圧縮機２０が低能力に落とされていることを意味し、運転能力を上げてしまうことはユーザ要求に反することになるため、低能力状態の圧縮機２０をそのままの能力で維持する制御が行われる。
【０１４２】
（２−３−２−１）吸入インジェクション制御
ステップＳ２０１で圧縮機２０の回転数が回転数閾値よりも小さいと判断されると、ステップＳ３０１に移行し、吐出冷媒温度Ｔｄｉが第１上限値よりも高いか否かが判断される。ここで吐出冷媒温度Ｔｄｉが第１上限値よりも高ければ、吐出冷媒温度Ｔｄｉを下げる必要があるため、ステップＳ３０２を経てステップＳ３０３或いはステップＳ３０４に移行し、吸入インジェクションが行われる。
【０１４３】
（２−３−２−１−１）暖房時の吸入インジェクション制御
ステップＳ３０１で吐出冷媒温度Ｔｄｉが第１上限値よりも高いと判断され、さらにステップＳ３０２で暖房運転中であると判断されると、主として高圧レシーバ２８０からの冷媒を吸入インジェクション流路２６７から吸入流路２７に流す吸入インジェクションが実施される。具体的には、ステップＳ３０３において、吐出圧力センサ６９によって検知される、圧縮機２０から吐出された吐出冷媒圧力Ｐｄｉに基づいて、中間インジェクション電動弁２６６の開度が非中間インジェクション用開度の範囲内で制御され、吸入インジェクション開閉弁６８が開状態に制御される。ここで、非中間インジェクション用開度の範囲とは、全閉状態を除く全閉状態に近い開度の範囲であり、中間インジェクション流路２６５の冷媒圧力を、圧縮機２０の圧縮室における冷媒が中間インジェクション流路２６５に逆流しないような冷媒圧力に保つことができる開度の範囲である。すなわち、中間インジェクション流路２６５の冷媒圧力を中間圧よりも高く維持できる開度の範囲である。この非中間インジェクション用開度の範囲は、予め、制御部のメモリに記憶されている。さらに、ここでは、吐出冷媒温度Ｔｄｉに基づいて、暖房運転で高圧レシーバ２８０に溜まるガス冷媒が多く吸入インジェクション流路２６７に流れるように第２インジェクション用バイパス電動弁２８４の開度が調整され、また、インジェクション用熱交換器２６４から吸入インジェクション流路２６７に流れる冷媒がフラッシュガスになるように、第１インジェクション用電動弁２６３の開度が調整される。
【０１４４】
（２−３−２−１−２）冷房時の吸入インジェクション制御
ステップＳ３０１で吐出冷媒温度Ｔｄｉが第１上限値よりも高いと判断され、さらにステップＳ３０２で冷房運転中であると判断されると、主としてインジェクション用熱交換器２６４からの冷媒を吸入インジェクション流路２６７に流す吸入インジェクションが実施される。具体的には、ステップＳ３０４において、吐出圧力センサ６９によって検知される、圧縮機２０から吐出された吐出冷媒圧力Ｐｄｉに基づいて、中間インジェクション電動弁２６６の開度が非中間インジェクション用開度の範囲内で制御され、吸入インジェクション開閉弁２６８が開状態に制御される。そして、吐出冷媒温度Ｔｄｉに基づいて、インジェクション用熱交換器２６４から吸入インジェクション流路２６７に流れる冷媒がフラッシュガスになるように、第１インジェクション用電動弁２６３の開度が調整される。また、ステップＳ３０４において、第２インジェクション用バイパス電動弁２８４は、必要に応じて開けられる。
【０１４５】
（２−３−２−２）非インジェクション制御
ステップＳ３０１で、吐出冷媒温度Ｔｄｉが第１上限値よりも低く、吐出冷媒温度Ｔｄｉを下げる必要がないと判断されると、非インジェクション状態を採る選択が為される。すなわち、吐出冷媒温度Ｔｄｉを低下させるための吸入インジェクションおよび中間インジェクションも、運転能力の向上のための中間インジェクションも不要であって、それらのインジェクションを止めることが望ましいため、非インジェクション状態が採られる。制御部は、ステップＳ３０５において、吸入インジェクション開閉弁２６８を閉状態にして、第１インジェクション用電動弁２６３の開度および第２インジェクション用バイパス電動弁２８４の開度を最小開度にする。最小開度がゼロであるときには、第１インジェクション用電動弁２６３の開度および第２インジェクション用バイパス電動弁２８４は全閉状態となる。但し、第２実施形態でも、第１実施形態と同様に、中間インジェクション電動弁２６６に関しては、非中間インジェクション用開度の範囲内で制御されることになる。この中間インジェクション電動弁２６６の開度調整は、吐出圧力センサ６９によって検知される、圧縮機２０から吐出された吐出冷媒圧力Ｐｄｉに基づいて行われる。
【０１４６】
このように、第２実施形態に係る空気調和装置２１０では、吐出冷媒温度Ｔｄｉが低いため吸入インジェクションや中間インジェクションによって圧縮機２０の温度を下げる必要がなく、且つ、低能力が要求されているために圧縮機２０の回転数が小さくなっている場合に、非インジェクション制御を選択・実行させている。これにより、吸入インジェクション或いは中間インジェクションによる能力アップおよび運転効率の低下が生じてしまうことが抑制され、第２実施形態に係る空気調和装置では運転効率を確保しつつ低能力の要求を満たすことができている。
【０１４７】
また、第２実施形態に係る空気調和装置２１０では、第１実施形態と同様に、吸入インジェクション制御や、インジェクションを全く実施しない非インジェクション制御において、中間インジェクション電動弁２６６の開度を、吐出冷媒圧力Ｐｄｉに基づいて、非中間インジェクション用開度の範囲内で制御している。
【０１４８】
よって、中間インジェクション流路２６５に冷媒を流す必要がない場合、すなわち、吸入インジェクション制御や非インジェクション制御を行う場合に、中間インジェクション流路２６５における冷媒圧力を、圧縮機２０の圧縮室における冷媒圧力よりも高く維持できる。よって、圧縮機２０の圧縮室における冷媒が中間インジェクション流路２６５に逆流して中間インジェクション電動弁２６６まで流れるのを回避できる。よって、圧縮機２０における圧縮室の容積の実質的な増大を低減できる。従って、圧縮機２０における圧縮効率の低減を抑制できる。
【０１４９】
＜第３実施形態＞
上記の第１実施形態の空気調和装置１０では、中間インジェクション電動弁６６と吸入インジェクション開閉弁６８とを配備し、中間インジェクション流路６５に冷媒が流れる状態と、吸入インジェクション流路６７に主に冷媒が流れる状態と、を切り替えている。
【０１５０】
しかし、本発明は、吸入インジェクション流路が存在しない冷凍装置に対しても適用することができる。以下、インジェクションとして中間インジェクションのみを行う、第３実施形態の空気調和装置３１０について説明する。
【０１５１】
（１）空気調和装置の全体構成
図１１は、本発明の一実施形態に係る冷凍装置である空気調和装置３１０の冷媒配管系統を示す図である。空気調和装置３１０は、室外ユニット３１１と、室内ユニット１２と、室外ユニット３１１と室内ユニット１２とを接続する液冷媒連絡管１３およびガス冷媒連絡管１４とを備えている。図１１に示す冷媒回路内には、冷媒Ｒ３２が封入されており、冷媒が圧縮され、冷却・凝縮され、減圧され、加熱・蒸発された後に、再び圧縮されるという冷凍サイクル運転が行われるようになっている。
【０１５２】
（２）空気調和装置の詳細構成
（２−１）室内ユニット
室内ユニット１２については、第１実施形態と同様の構成であるため、説明を省略する。
【０１５３】
（２−２）室外ユニット
室外ユニット３１１は、主として、圧縮機３２０と、四路切換弁３１５と、室外熱交換器３３０と、室外膨張弁３４１と、ブリッジ回路３７０と、高圧レシーバ３８０と、第１インジェクション用電動弁３６３と、インジェクション用熱交換器３６４と、第２インジェクション用電動弁３８４と、液側閉鎖弁３１７と、ガス側閉鎖弁３１８とを有している。
【０１５４】
圧縮機３２０は、圧縮機用モータによって駆動される密閉式圧縮機である。圧縮機３２０は、圧縮機付属容器３２８を介して吸入流路３２７からガス冷媒を吸入する。圧縮機３２０の吐出側の冷媒配管３２９には、吐出冷媒圧力を検出する吐出圧力センサ３９１と、吐出冷媒温度を検出する吐出温度センサ３９３とが装着されている。また、吸入流路３２７には、圧縮機３２０に吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度センサ３９４が装着されている。なお、この圧縮機３２０は中間インジェクションポート３２３を備える。
【０１５５】
四路切換弁３１５は、冷媒の流れの方向を切り換えるための機構であり、吸入流路３２７、圧縮機３２０の吐出側の冷媒配管３２９、室外熱交換器３３０およびガス側閉鎖弁３１８に接続された四方弁である。
【０１５６】
室外熱交換器３３０は、冷媒（Ｒ３２）の凝縮器又は蒸発器として機能する熱交換器である。室外熱交換器３３０は、その一端が四路切換弁３１５に接続されており、その他端が室外膨張弁３４１に接続されている。室外熱交換器３３０と室外膨張弁３４１とを結ぶ冷媒配管には、そこを流れる冷媒の温度を検出する室外液管温度センサ３９５が装着されている。
【０１５７】
室外ファン３３５は、室外ユニット３１１内に室外空気を吸入して、再び室外に排出する。この空気は、室外熱交換器３３０を通過する。
【０１５８】
室外膨張弁３４１は、冷媒を減圧するための膨張機構であり、開度調整が可能な電動弁である。室外膨張弁３４１は、その一端が室外熱交換器３３０に接続され、その他端がブリッジ回路３７０に接続されている。
【０１５９】
ブリッジ回路３７０は、４つの逆止弁３７１、３７２、３７３、３７４を有している。      
【０１６０】
高圧レシーバ３８０は、冷媒貯留タンクとして機能する容器であり、室外膨張弁３４１と液側閉鎖弁３１７との間に設けられている。高圧レシーバ３８０の内部空間のうち下部には液冷媒が上部にはガス冷媒が通常存在することになるが、その内部空間の上部から圧縮機３２０に向かって第２インジェクション流路３８２が延びている。第２インジェクション流路３８２は、高圧レシーバ３８０の内部に溜まる冷媒のガス成分を、圧縮機３２０へと導く役割を果たす。第２インジェクション流路３８２には、開度調整が可能な第２インジェクション用電動弁３８４が設けられている。
【０１６１】
高圧レシーバ３８０の出口とブリッジ回路３７０の出口逆止弁３７２，３７４との間には、インジェクション用熱交換器３６４が設けられている。また、高圧レシーバ３８０の出口とインジェクション用熱交換器３６４とを結ぶメイン冷媒流路３１１ａの一部分からは、分岐管３６２が分岐している。メイン冷媒流路３１１ａは、室外熱交換器３３０と室内熱交換器５０とを結ぶ液冷媒の主流路である。高圧レシーバ３８０は、メイン冷媒流路３１１ａのうち、室外膨張弁３４１と液側閉鎖弁３１７との間に設けられていることになる。
【０１６２】
分岐管３６２には、開度調整可能な第１インジェクション用電動弁３６３が設けられている。また、分岐管３６２は、インジェクション用熱交換器３６４の第２流路３６４ｂに接続されている。
【０１６３】
第１インジェクション用電動弁３６３で減圧されてインジェクション用熱交換器３６４の第２流路３６４ｂに流れた冷媒は、インジェクション用熱交換器３６４の第１流路３６４ａを流れる冷媒と熱交換する。インジェクション用熱交換器３６４の第１流路３６４ａは、メイン冷媒流路３１１ａの一部を構成している。このインジェクション用熱交換器３６４での熱交換の後、分岐管３６２および第２流路３６４ｂを流れてきた冷媒は、第１インジェクション流路３６５によって圧縮機３２０に向かって送られる。第１インジェクション流路３６５には、インジェクション用熱交換器３６４の第２流路３６４ｂを通った熱交換後の冷媒の温度を検出する第１インジェクション用温度センサ３９６が装着されている。
【０１６４】
上述のように、圧縮機３２０には、中間インジェクションポート３２３が設けられている。中間インジェクションポート３２３は、圧縮機３２０における圧縮途中の中間圧の冷媒に対して外部から冷媒を流し込むための冷媒導入用ポートである。この中間インジェクションポート３２３に接続される中間インジェクション配管３２３ａには、上述の第１インジェクション流路３６５および第２インジェクション流路３８２が接続されている。第１インジェクション用電動弁３６３が開いているときには、第１インジェクション流路３６５から中間インジェクションポート３２３へと冷媒が流れて中間インジェクションが行われ、第２インジェクション用電動弁３８４が開いているときには、第２インジェクション流路３８２から中間インジェクションポート３２３へと冷媒が流れて中間インジェクションが行われる。
【０１６５】
また、室外ユニット３１１は、各種のセンサや、室外制御部３９０ａを有している。室外制御部３９０ａは、室外ユニット３１１の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、室内ユニット１２の室内制御部９２との間で伝送線９３を介して制御信号等のやりとりを行う。各種のセンサとしては、上述の吐出圧力センサ３９１、吐出温度センサ３９３、吸入温度センサ３９４、室外液管温度センサ３９５、および第１インジェクション用温度センサ３９６の他に、レシーバ出口圧力センサ３９２や外気温を検出する室外空気温度センサ３９９が配備されている。
【０１６６】
（２−３）冷媒連絡管
冷媒連絡管１３，１４は、室外ユニット３１１および室内ユニット１２を設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒配管である。
【０１６７】
（２−４）制御部
空気調和装置３１０の各種運転制御を行う制御手段としての制御部３９０は、図１１に示すように伝送線９３を介して結ばれる室外制御部３９０ａおよび室内制御部９２によって構成されている。制御部３９０は、上述の各種センサの検出信号を受け、これらの検出信号等に基づいて各種機器を制御する。
【０１６８】
制御部３９０には、機能部として、室内熱交換器５０を蒸発器として使う冷房運転を行うときの冷房運転制御部、室内熱交換器５０を凝縮器として使う暖房運転を行うときの暖房運転制御部、冷房運転や暖房運転において中間インジェクション制御を行うための中間インジェクション制御部などを備えている。
【０１６９】
（３）空気調和装置の動作
次に、本実施形態に係る空気調和装置３１０の動作について説明する。なお、以下に説明する各種運転における制御は、運転制御手段として機能する制御部３９０によって行われる。
【０１７０】
（３−１）冷房運転の基本動作
冷房運転時は、四路切換弁３１５が図１１の実線で示される状態となる。室外膨張弁３４１は全開状態に、室内膨張弁４２は、開度調節されるようになる。この冷媒回路の状態において、圧縮機３２０から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁３１５を経由して、冷媒の凝縮器として機能する室外熱交換器３３０に送られ、室外ファン３３５によって供給される室外空気と熱交換を行って冷却される。室外熱交換器３３０において冷却されて液化した高圧の冷媒は、インジェクション用熱交換器３６４で過冷却状態となり、液冷媒連絡管１３を経由して各室内ユニット１２に送られる。各室内ユニット１２に送られた冷媒は、室内膨張弁４２によってそれぞれ減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、冷媒の蒸発器として機能する室内熱交換器５０において室内空気と熱交換をし、蒸発して低圧のガス冷媒となる。そして、室内熱交換器５０において加熱された低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡管１４を経由して室外ユニット３１１に送られ、四路切換弁３１５を経由して再び圧縮機３２０に吸入される。このようにして、室内の冷房が行われる。
【０１７１】
（３−２）暖房運転の基本動作
暖房運転時は、四路切換弁３１５が図１１の破線で示される状態となる。室外膨張弁３４１および室内膨張弁４２は、開度調節されるようになっている。この冷媒回路の状態において、圧縮機３２０から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁３１５およびガス冷媒連絡管１４を経由して、各室内ユニット１２に送られる。そして、各室内ユニット１２に送られた高圧のガス冷媒は、冷媒の凝縮器として機能する室内熱交換器５０において、それぞれ室内空気と熱交換を行って冷却された後、室内膨張弁４２を通過し、液冷媒連絡管１３を経由して室外ユニット３１１に送られる。冷媒が室内空気と熱交換を行って冷却される際に、室内空気は加熱される。室外ユニット３１１に送られた高圧の冷媒は高圧レシーバ３８０で気液分離され、高圧の液冷媒が、インジェクション用熱交換器３６４で過冷却状態となり、室外膨張弁３４１によって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となって、冷媒の蒸発器として機能する室外熱交換器３３０に流入する。室外熱交換器３３０に流入した低圧の気液二相状態の冷媒は、室外ファン３３５によって供給される室外空気と熱交換を行って加熱され、蒸発して低圧の冷媒となる。室外熱交換器３３０を出た低圧のガス冷媒は、四路切換弁３１５を経由して再び圧縮機３２０に吸入される。このようにして、室内の暖房が行われる。
【０１７２】
（３−３）各運転における中間インジェクション制御
制御部３９０の機能部の１つである中間インジェクション制御部は、冷房運転や暖房運転のときに、主として第１インジェクション流路３６５に冷媒を流す第１中間インジェクション制御と、主として第２インジェクション流路３８２に冷媒を流す第２中間インジェクション制御と、いずれのインジェクション流路３６５，３８２にも冷媒を流さない非インジェクション制御と、の何れかを選択的に行う。第１および第２中間インジェクション制御は、Ｒ３２を冷媒として使い圧縮機３２０の吐出温度が高くなる傾向にあることから吐出温度低減のために行われる制御であり、第１インジェクション流路３６５／第２インジェクション流路３８２を使って圧縮機３２０の中間インジェクションポート３２３に冷媒を送り、圧縮機３２０の吐出温度を下げる。圧縮機３２０内の圧縮途中の中間圧冷媒よりも、中間インジェクションポート３２３に送られてくる中間圧冷媒のほうが低温であるため、圧縮機３２０の吐出温度が下がる。
【０１７３】
制御部３９０は、通常は、第１中間インジェクション制御を行う。第１中間インジェクション制御は、主として第１インジェクション流路３６５に冷媒を流すことで中間インジェクションを行う制御である。この第１中間インジェクション制御においては、第１インジェクション用電動弁３６３が膨張弁として機能するが、その開度は、通常、第１インジェクション用温度センサ３９６の検出温度Ｔｓｈに基づいて調整される。このときには、第１インジェクション流路３６５を流れる冷媒が過熱ガスになるように、すなわち適度な過熱のついた冷媒ガスになるように、第１インジェクション用電動弁３６３の開度調整が為される。これにより、圧縮機３２０の吐出温度が下がって、空気調和装置３１０の運転効率が上がる。
【０１７４】
制御部３９０は、第１中間インジェクション制御において、吐出温度センサ３９３が検知する圧縮機３２０の吐出温度Ｔｄｉを監視しており、この吐出温度Ｔｄｉが第１上限値を超えると、第１インジェクション用温度センサ３９６の検出温度Ｔｓｈに基づく第１インジェクション用電動弁３６３の開度調整を止めて、吐出温度センサ３９３の検出温度Ｔｄｉに基づく第１インジェクション用電動弁３６３の開度調整に移行する。このときには、第１インジェクション流路３６５を流れる冷媒が湿りガス（フラッシュガス）になるように、第１インジェクション用電動弁３６３が開度調整される。吐出温度センサ３９３の検出温度Ｔｄｉが第１上限値を下回ると、再び第１インジェクション用温度センサ３９６の検出温度Ｔｓｈに基づく第１インジェクション用電動弁３６３の開度調整に戻る。一方、吐出温度センサ３９３の検出温度Ｔｄｉが、第１上限値よりも高い第２上限値を上回ると、圧縮機３２０の垂下制御が始まって回転数が下げられ、さらに第２上限値よりも高い第３上限値を検出温度Ｔｄｉが上回ると、圧縮機３２０の停止指令が出される。
【０１７５】
以上のように、基本的には第１中間インジェクション制御によって圧縮機３２０の吐出温度の低減や空気調和装置３１０の運転効率の向上が図られているが、制御部３９０は、レシーバ出口圧力センサ３９２によって、メイン冷媒流路３１１ａの分岐管３６２との接続点付近の冷媒の圧力Ｐｈ２（室外液管圧力Ｐｈ２）を常時監視している。そして、制御部３９０は、メイン冷媒流路３１１ａの室外液管圧力Ｐｈ２が閾値を下回ったときに、第１中間インジェクション制御から第２中間インジェクション制御に切り替える。これは、室外液管圧力Ｐｈ２が低くなると、第１インジェクション流路３６５を流れる冷媒を過熱ガスにするために第１インジェクション用電動弁３６３の開度をかなり小さくしなければならなくなって、インジェクション量（中間インジェクションポート３２３に流し込む冷媒量）が確保できなくなるためである。室外液管圧力Ｐｈ２が閾値を下回ったときに行われる第２中間インジェクション制御では、第１インジェクション用電動弁３６３が閉じられ、代わりに第２インジェクション用電動弁３８４が開き、高圧レシーバ３８０の内部に溜まっている冷媒のガス成分が、第２インジェクション流路３８２を通って中間インジェクションポート３２３から圧縮機３２０へと供給される。室外液管圧力Ｐｈ２が低いため、室内ユニット１２から室外ユニット３１１に返ってくる冷媒がフラッシュしていることが多く、高圧レシーバ３８０には冷媒のガス成分が存在している。
【０１７６】
この第２中間インジェクション制御において、第１インジェクション用電動弁３６３を閉めず、第１インジェクション用温度センサ３９６の検出温度Ｔｓｈに基づく第１インジェクション用電動弁３６３の開度調整を続けてもよい。但し、室外液管圧力Ｐｈ２が閾値を下回っているため、第２中間インジェクション制御においては、第１インジェクション流路３６５を流れる冷媒の量よりも第２インジェクション流路３８２を流れる冷媒の量のほうが多くなる。また、第２中間インジェクション制御においては、第２インジェクション用電動弁３８４の開度が、吐出温度センサ３９３の検出温度Ｔｄｉに基づいて調整される。
【０１７７】
なお、空気調和装置３１０の起動時にも、運転状態の室内ユニット１２の数が少ないような場合には、圧縮機３２０の吐出温度が上昇することが想定されるため、所定条件のときには中間インジェクションが行われる。具体的には、外気温度の条件やサーモオン容量（室内膨張弁４２を開けて冷媒を流す室内ユニット１２の容量の合計）の条件によって、中間インジェクションの要否を判断する。この起動時に中間インジェクションを行う場合には、圧縮機３２０が液圧縮をしてしまわないように、第１インジェクション用電動弁３６３の開度を徐々に大きくしていく制御となる。
【０１７８】
（３−４）非インジェクション制御のときの電動弁制御
制御部３９０は、上述のように、通常は第１中間インジェクション制御を行い、室外液管圧力Ｐｈ２が閾値を下回ったときに第２中間インジェクション制御に切り替える。しかし、インジェクションが不要なときには、制御部３９０は非インジェクション制御を実行する。
【０１７９】
非インジェクション制御は、圧縮機３２０の回転数が閾値よりも小さくなっているとき、すなわち、圧縮機３２０が低能力に落とされているときに、圧縮機３２０の運転能力を上げてしまうことはユーザ要求に反することになることに鑑みて行われる制御であり、低能力状態の圧縮機３２０をそのままの能力で維持する制御である。第１中間インジェクション制御を行ってしまうと、圧縮機３２０の吐出温度が下がって、その圧縮機３２０の運転効率および能力が上がってしまうため、この非インジェクション制御が用意されている。具体的には、圧縮機２０の回転数が閾値よりも小さく、且つ、吐出温度Ｔｄｉが第１上限値を下回っている場合に、非インジェクション制御が実行される。ここでは、第１インジェクション用電動弁３６３が閉められ、第２インジェクション用電動弁３８４も閉められる。
【０１８０】
しかし、非インジェクション制御における第１インジェクション用電動弁３６３および第２インジェクション用電動弁３８４の少なくとも一方の弁開度は、全閉ではなく、全閉状態に近い開度範囲内で、制御部３９０によって調整される。制御部３９０は、吐出圧力センサ３９１が検知する吐出冷媒圧力の値に基づき、圧縮機３２０の中間インジェクションポート３２３に接続されている中間インジェクション配管３２３ａ内の圧力が、圧縮機３２０内の圧縮途中の中間圧冷媒の圧力よりも若干大きくなるように、例えば第２インジェクション用電動弁３８４の弁開度を全閉状態に近い開度範囲において調整する。
【０１８１】
（４）空気調和装置の特徴
この第３実施形態では、第１インジェクション流路３６５に第１インジェクション用電動弁３６３を接続し、第２インジェクション流路３８２に第２インジェクション用電動弁３８４を接続している。そして、圧縮機３２０の中間インジェクションポート３２３に冷媒を流す必要がない場合に、第１インジェクション用電動弁３６３および第２インジェクション用電動弁３８４の少なくとも一方の弁開度を、全閉状態に近い開度の範囲内で調整（制御）している。よって、非インジェクション制御において、圧縮機３２０における圧縮室の容積の実質的な増大による圧縮機挙動への悪影響を抑制することができる。
【０１８２】
（５）変形例
上記第３実施形態の空気調和装置３１０では、第１インジェクション流路３６５および第２インジェクション流路３８２の両方を設け、インジェクション用熱交換器３６４からの冷媒を圧縮機３２０の中間インジェクションポート３２３に送る第１中間インジェクションと、高圧レシーバ３８０から冷媒を圧縮機３２０の中間インジェクションポート３２３に送るに送る第２中間インジェクションとの両方が可能である。
【０１８３】
しかし、第１インジェクション流路３６５あるいは第２インジェクション流路３８２の一方だけが配備され、第１中間インジェクションと第２中間インジェクションとのうち一方だけしか行うことができない冷凍装置に対しても、本発明は適用ができる。この場合にも、非インジェクション制御においては、中間インジェクション流路に接続される電動弁の弁開度を、吐出冷媒圧力の値に基づいて、全閉状態に近い開度範囲において調整すればよい。
【符号の説明】
【０１８４】
１０，１１０，２１０，３１０      空気調和装置（冷凍装置）
１１ａ，１１１ａ，３１１ａ    メイン冷媒流路
２０，３２０      圧縮機
２７，３２７      吸入流路
３０，３３０      室外熱交換器（凝縮器，蒸発器）
４１，３４１      室外膨張弁（膨張機構）
４２      室内膨張弁（膨張機構）
５０      室内熱交換器（蒸発器，凝縮器）
６２，２６２，３６２      分岐管（分岐流路）
６３，２６３      インジェクション用電動弁（開度調整弁）
６４，２６４，３６４      インジェクション用熱交換器
６５，２６５      中間インジェクション流路
６６，２６６      中間インジェクション電動弁（流量調整機構）
６７，２６７      吸入インジェクション流路
６８，２６８      吸入インジェクション開閉弁（開閉機構）
６９，３９１      吐出圧力センサ
９０，３９０      制御部
９５，３９３      吐出温度センサ
１８０，２８０，３８０      高圧レシーバ（冷媒貯留タンク）
１８２，２８２      バイパス流路
３２３ａ      中間インジェクション配管
３６３      第１インジェクション用電動弁（流量調整機構）
３６５      第１インジェクション流路（中間インジェクション流路）
３８２      第２インジェクション流路（中間インジェクション流路）
３８４      第２インジェクション用電動弁（流量調整機構）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１８５】
【特許文献１】特開２００９−１２７９０２号公報
【図１】
2014119222.tif 000003
【図２】
2014119222.tif 000004
【図３】
2014119222.tif 000005
【図４】
2014119222.tif 000006
【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】
2014119222.tif 000012
【図１１】
2014119222.tif 000013