(57)【要約】【課題】複数段圧縮を行い、第１運転状態で蒸発器として機能し第２運転状態で冷却器として機能する熱源側第１熱交換器、および、第１運転状態で熱源側第１熱交換器と並列に設けられた蒸発器して機能し第２運転状態で中間圧力の冷媒の冷却器として機能する熱源側第２熱交換器を備え、第１運転状態で熱源側第１熱交換器と熱源側第２熱交換器のいずれかで蒸発能力を確保しつつ熱源側第１熱交換器から流れ出た冷媒と熱源側第２熱交換器から流れ出た冷媒との合流冷媒の過熱度を調節可能な冷凍装置を提供する。【解決手段】第１運転状態において、第４室外熱交換器４４と、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３と、を互いに並列に接続された蒸発器として機能させる場合に、第４室外熱交換器４４の出口冷媒が湿り気味になるように、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３の出口冷媒が乾き気味になるように、第１、第２室外膨張弁４７、４８により制御する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低段側圧縮部（２１）と、
前記低段側圧縮部で圧縮された後の冷媒をさらに圧縮する高段側圧縮部（２４）と、
熱源側第１熱交換器（４４）と、
熱源側第２熱交換器（４１、４２、４３）と、
利用側熱交換器（１２ａ、１３ａ）と、
第１膨張機構（４７）と、
第２膨張機構（４８）と、
前記利用側熱交換器（１２ａ、１３ａ）を冷媒の冷却器として機能させ、前記熱源側第１熱交換器（４４）を冷媒の蒸発器として機能させ、前記熱源側第２熱交換器（４１、４２、４３）を冷媒流れにおいて前記熱源側第１熱交換器（４４）と並列に接続された冷媒の蒸発器として機能させ、前記利用側熱交換器（１２ａ、１３ａ）から前記熱源側第２熱交換器（４１、４２、４３）に向かう冷媒を前記第１膨張機構（４７）によって減圧させ、前記利用側熱交換器（１２ａ、１３ａ）から前記熱源側第１熱交換器（４４）に向かう冷媒を前記第２膨張機構（４８）によって減圧させる第１運転状態と、
前記熱源側第２熱交換器（４１、４２、４３）を前記低段側圧縮部（２１）から吐出された後に前記高段側圧縮部（２４）に向かう冷媒の冷却器として機能させ、前記熱源側第１熱交換器（４４）を前記高段側圧縮部（２４）から吐出された冷媒の冷却器として機能させ、前記熱源側第１熱交換器（４４）から前記利用側熱交換器（１２ａ、１３ａ）に向かう冷媒を前記第２膨張機構（４８）によって減圧させ、前記利用側熱交換器（１２ａ、１３ａ）を冷媒の蒸発器として機能させる第２運転状態と、
を切り換える運転状態切換部（２５）と、
前記運転状態切換部（２５）が前記第１運転状態に切り換えられている状態では、前記熱源側第１熱交換器（４４）の出口を流れる冷媒と前記熱源側第２熱交換器（４１、４２、４３）の出口を流れる冷媒のいずれか一方が過熱度を有する状態になるようにしつつ、他方が前記過熱度を有する状態と比較して過熱度が小さいかもしくは湿っている状態になるように、前記第１膨張機構（４７）および前記第２膨張機構（４８）における減圧程度を調節する制御部（７）と、
を備えた冷凍装置（１）。
【請求項２】
前記制御部（７）は、前記運転状態切換部（２５）が前記第１運転状態に切り換えられている状態では、前記熱源側第２熱交換器（４１、４２、４３）の出口を流れる冷媒が過熱度を有する状態になるようにしつつ、前記熱源側第１熱交換器（４４）の出口を流れる冷媒が前記過熱度を有する状態と比較して過熱度が小さいかもしくは湿っている状態になるように、前記第１膨張機構（４７）および前記第２膨張機構（４８）における減圧程度を調節する、
請求項１に記載の冷凍装置（１）。
【請求項３】
前記熱源側第１熱交換器（４４）に対して空気を供給する熱源側第１送風部（４５）をさらに備え、
前記熱源側第１熱交換器（４４）は、前記熱源側第１送風部（４５）によって供給される空気の流れ方向における上流側と下流側に冷媒流路を有しており、
前記第１運転状態における前記熱源側第１熱交換器（４４）の冷媒出口近傍部分は、前記空気流れ方向における下流側に位置しており、
前記第２運転状態における前記熱源側第１熱交換器（４４）の冷媒出口近傍部分は、前記空気流れ方向における上流側に位置している、
請求項２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記熱源側第１熱交換器（４４）は、フィンと水平方向に並んだ複数の通路を有する扁平多穴管とを有しており、アルミニウムもしくはアルミニウム合金によって構成されている、
請求項３に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記熱源側第２熱交換器（４１、４２、４３）に対して空気を供給する熱源側第２送風部（４５）を備え、
前記熱源側第２熱交換器（４１、４２、４３）は、前記熱源側第２送風部（４５）によって供給される空気の流れ方向における上流側と下流側に冷媒流路を有しており、
前記運転状態切換部（２５）が前記第１運転状態と前記第２運転状態のいずれに切り換えられている状態であっても、前記熱源側第２熱交換器（４１、４２、４３）の冷媒出口近傍部分の少なくとも一部が前記空気流れ方向における上流側に位置するように構成されている、
請求項２から４のいずれか１項に記載の冷凍装置。
【請求項６】
前記低段側圧縮部（２１）で圧縮された冷媒をさらに圧縮して前記高段側圧縮部（２４）に送る中間圧縮部（２２、２３）と、
熱源側第３熱交換器（４２、４３）と、
をさらに備え、
前記運転状態切換部（２５）は、
前記第１運転状態では、前記利用側熱交換器（１２ａ、１３ａ）を冷媒の冷却器として機能させ、前記熱源側第１熱交換器（４４）を冷媒の蒸発器として機能させ、前記熱源側第２熱交換器（４１）および前記熱源側第３熱交換器（４２、４３）を直列に接続された直列熱交換部（４１、４２、４３）とさせつつ、前記直列熱交換部（４１、４２、４３）を冷媒流れにおいて前記熱源側第１熱交換器（４４）と並列に接続された冷媒の蒸発器として機能させ、前記利用側熱交換器（１２ａ、１３ａ）から前記直列熱交換部（４１、４２、４３）に向かう冷媒を前記第１膨張機構（４７）によって減圧させ、前記利用側熱交換器（１２ａ、１３ａ）から前記熱源側第１熱交換器（４４）に向かう冷媒を前記第２膨張機構（４８）によって減圧させ、
前記第２運転状態では、前記熱源側第２熱交換器（４１）を前記低段側圧縮部（２１）から吐出された後に前記中間圧縮部（２２、２３）に向かう冷媒の冷却器として機能させ、前記熱源側第３熱交換器（４２、４３）を前記中間圧縮部（２２、２３）から吐出された後に前記高段側圧縮部（２４）に向かう冷媒の冷却器として機能させ、前記熱源側第１熱交換器（４４）を前記高段側圧縮部（２４）から吐出された冷媒の冷却器として機能させ、前記熱源側第１熱交換器（４４）から前記利用側熱交換器（１２ａ、１３ａ）に向かう冷媒を前記第２膨張機構（４８）によって減圧させ、前記利用側熱交換器（１２ａ、１３ａ）を冷媒の蒸発器として機能させる、
請求項２から５のいずれか１項に記載の冷凍装置。
【請求項７】
前記熱源側第１熱交換器（４４）と前記利用側熱交換器（１２ａ、１３ａ）の間に設けられ、通過する冷媒を減圧させる第３膨張機構（７０）と、
前記第３膨張機構（７０）において減圧された冷媒を気相と液相に分離させるための容器である冷媒容器（８１）と、
前記利用側熱交換器（１２ａ、１３ａ）と前記熱源側第１熱交換器（４４）のうち冷媒の冷却器として機能している熱交換器を流れ出た冷媒であって前記第３膨張機構（７０）を介して前記冷媒容器（８１）に向かう冷媒と、前記利用側熱交換器（１２ａ、１３ａ）と前記熱源側第１熱交換器（４４）のうち冷媒の蒸発器として機能している熱交換器を流れ出た冷媒であって前記低段側圧縮部（２１）に向かう冷媒と、の間で熱交換を行わせる液ガス熱交換器（６１）と、
少なくとも前記冷媒容器（８１）のガス相部分から取り出された冷媒を含む冷媒を、前記蒸発器として機能している熱交換器を流れ出て前記液ガス熱交換器（６１）に向かっている冷媒に合流させるためのバイパス回路（９３）と、
前記冷媒容器（８１）から前記液ガス熱交換器（６１）に向かう冷媒を減圧させるバイパス膨張機構（８２）と、
を備えた請求項１から６のいずれか１項に記載の冷凍装置。
【請求項８】
前記制御部（７）は、前記運転状態切換部（２５）が前記第１運転状態に切り換えられている状態において、前記液ガス熱交換器のうち前記蒸発器として機能している熱交換器を流れ出た冷媒が流入する部分の冷媒の過熱度を、前記第１膨張機構（４７）と前記第２膨張機構（４８）と前記バイパス膨張機構（８２、９２）における減圧程度を調節することで制御する、
請求項７に記載の冷凍装置。
【請求項９】
前記制御部（７）は、前記運転状態切換部（２５）が前記第１運転状態に切り換えられている状態における前記熱源側第１熱交換器（４４）の出口の冷媒が所定の条件を満たす状態を維持するように前記第１膨張機構（４７）を通過する冷媒量を減じることによって、前記液ガス熱交換器のうち前記蒸発器として機能している熱交換器を流れ出た冷媒が流入する部分の冷媒の過熱度を増大させる、
請求項８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、特に、複数の圧縮部を有する複数段圧縮機構を備えた冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、多段圧縮冷凍サイクルを行う冷凍装置であって、圧縮途中の中間圧の冷媒を冷却する手段を備えたものが存在する。例えば、特許文献１（特開２０１０−１１２６１８号公報）に記載の冷凍装置では、熱源ユニットが室外側熱交換器と室外側中間冷却器とを備えており、冷房運転時に、室外側熱交換器がガスクーラとして機能し、室外側中間冷却器が、前段側の圧縮要素から吐出され後段側の圧縮要素に吸入される中間圧の冷媒を冷却するインタークーラとして機能する。このように圧縮途中の中間圧の冷媒を冷却することにより、冷凍装置の運転効率が高まる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の特許文献１（特開２０１０−１１２６１８号公報）に記載の冷凍装置では、暖房運転時に、膨張機構で減圧された気液二相の冷媒を分流して室外側熱交換器および室外側中間冷却器の両方に並列に流し、室外側熱交換器および室外側中間冷却器を蒸発器として機能させている。このようにすれば、室外側熱交換器だけを蒸発器として用いる場合に較べて、冷媒を蒸発させる能力が増大することから、冷媒循環量を増やすことで冷凍装置の運転効率を上げることができる。
【０００４】
ここで、例えば、暖房運転時に膨張機構で減圧された気液二相の冷媒を分流して室外側熱交換器および室外側中間冷却器の両方に並列に流す場合に、室外側熱交換器と室外側中間冷却器の能力の違いや設置状況の違い等の違いに起因して、室外側熱交換器を流出した冷媒と、室外側中間冷却器を流出した冷媒の状態が異なる場合がある。
【０００５】
この場合に、暖房運転時において、室外側熱交換器から流れ出た冷媒と室外側中間冷却器から流れ出た冷媒の合流冷媒が非常に乾いた状態になっている場合には、室外側熱交換器と室外側中間冷却器のいずれかにおいて、蒸発能力が十分に確保できていないおそれがある。
【０００６】
これに対して、暖房運転時において、室外側熱交換器および室外側中間冷却器の両方において蒸発能力を大きく確保するために、室外側熱交換器の出口冷媒および室外側中間冷却器の出口冷媒の両方において過熱度が大きく付き過ぎることがないように制御を行うと（室外側熱交換器および室外側中間冷却器の両方において過熱度が付いた冷媒が流れる領域が小さくなるように制御を行うと）、室外側熱交換器から流れ出た冷媒と室外側中間冷却器から流れ出た冷媒の合流冷媒が非常に湿った状態になってしまい、望ましくない場合がある。
【０００７】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、複数段圧縮を行い、第１運転状態において蒸発器として機能し第２運転状態において高圧冷媒の冷却器として機能する熱源側第１熱交換器、および、第１運転状態において熱源側第１熱交換器と並列に設けられた蒸発器して機能し第２運転状態において中間圧力の冷媒の冷却器として機能する熱源側第２熱交換器を備える冷凍装置において、第１運転状態において熱源側第１熱交換器と熱源側第２熱交換器の少なくともいずれかで蒸発能力を確保しつつ、第１運転状態において熱源側第１熱交換器から流れ出た冷媒と熱源側第２熱交換器から流れ出た冷媒との合流冷媒の過熱度を調節することが可能な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】
【０００８】
第１観点に係る冷凍装置は、低段側圧縮部と、低段側圧縮部で圧縮された後の冷媒をさらに圧縮する高段側圧縮部と、熱源側第１熱交換器と、熱源側第２熱交換器と、利用側熱交換器と、第１膨張機構と、第２膨張機構と、運転状態切換部と、制御部と、を備えている。運転状態切換部は、第１運転状態と第２運転状態とを切り換える。第１運転状態では、利用側熱交換器を冷媒の冷却器として機能させ、熱源側第１熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させ、熱源側第２熱交換器を冷媒流れにおいて熱源側第１熱交換器と並列に接続された冷媒の蒸発器として機能させ、利用側熱交換器から熱源側第２熱交換器に向かう冷媒を第１膨張機構によって減圧させ、利用側熱交換器から熱源側第１熱交換器に向かう冷媒を第２膨張機構によって減圧させる。第２運転状態では、熱源側第２熱交換器を低段側圧縮部から吐出された後に高段側圧縮部に向かう冷媒の冷却器として機能させ、熱源側第１熱交換器を高段側圧縮部から吐出された冷媒の冷却器として機能させ、熱源側第１熱交換器から利用側熱交換器に向かう冷媒を第２膨張機構によって減圧させ、利用側熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させる。制御部は、運転状態切換部が第１運転状態に切り換えられている状態では、熱源側第１熱交換器の出口を流れる冷媒と熱源側第２熱交換器の出口を流れる冷媒のいずれか一方が過熱度を有する状態になるようにしつつ、他方が過熱度を有する状態と比較して過熱度が小さいかもしくは湿っている状態になるように、第１膨張機構および第２膨張機構における減圧程度を調節する。
【０００９】
この冷凍装置では、運転状態切換部によって第１運転状態に切り換えられている状態で、熱源側第１熱交換器と熱源側第２熱交換器のうちの少なくともいずれか一方において出口を流れる冷媒の過熱度が小さいかもしくは湿っている状態となるように制御されることで、蒸発能力を確保することが可能になる。また、運転状態切換部によって第１運転状態に切り換えられている状態で、熱源側第１熱交換器と熱源側第２熱交換器のうちの少なくともいずれか他方において出口を流れる冷媒の過熱度が一方側よりも大きくなるように制御されることで、熱源側第１熱交換器から流れ出た冷媒と熱源側第２熱交換器から流れ出た冷媒との合流冷媒の過熱度の調節を行うことが可能になる。
【００１０】
以上によって、熱源側第１熱交換器と熱源側第２熱交換器のうちの少なくともいずれかにおける蒸発能力を確保しつつ、合流後の冷媒の過熱度の調節を行うことが可能になる。
【００１１】
第２観点に係る冷凍装置は、第１観点に係る冷凍装置であって、制御部は、運転状態切換部が第１運転状態に切り換えられている状態では、熱源側第２熱交換器の出口を流れる冷媒が過熱度を有する状態になるようにしつつ、熱源側第１熱交換器の出口を流れる冷媒が過熱度を有する状態と比較して過熱度が小さいかもしくは湿っている状態になるように、第１膨張機構および第２膨張機構における減圧程度を調節する。
【００１２】
例えば、第１運転状態において、熱源側第１熱交換器と熱源側第２熱交換器が並列に接続されて冷媒の蒸発器として機能する場合に、仮に、熱源側第１熱交換器の出口を流れる冷媒と熱源側第２熱交換器の出口を流れる冷媒とで同程度の過熱度を生じさせるように制御した場合には、熱源側第１熱交換器における蒸発能力が低減してしまうおそれがある。
【００１３】
これに対して、この冷凍装置では、第１運転状態において、熱源側第１熱交換器の出口を流れる冷媒の過熱度が小さいかもしくは湿っている状態になるように制御される。このため、熱源側第１熱交換器における蒸発能力の低減を抑制させることが可能になる。
【００１４】
第３観点に係る冷凍装置は、第２観点に係る冷凍装置であって、熱源側第１熱交換器に対して空気を供給する熱源側第１送風部をさらに備えている。熱源側第１熱交換器は、熱源側第１送風部によって供給される空気の流れ方向における上流側と下流側に冷媒流路を有している。第１運転状態における熱源側第１熱交換器の冷媒出口近傍部分は、空気流れ方向における下流側に位置している。第２運転状態における熱源側第１熱交換器の冷媒出口近傍部分は、空気流れ方向における上流側に位置している。
【００１５】
この冷凍装置では、第２運転状態では、熱源側第１熱交換器の冷媒出口近傍部分を空気流れの上流側に位置させることで、冷媒出口近傍部分における熱交換の温度差を確保しやすくなり、熱交換効率を向上させることができる。
【００１６】
なお、ここで、第１運転状態では、熱源側第１熱交換器の冷媒出口近傍部分が空気流れの下流側に位置することになり、熱交換の温度差を確保しにくい状況になるため、蒸発能力が低減してしまうおそれがある。
【００１７】
これに対して、この冷凍装置では、第１運転状態において、熱源側第１熱交換器の出口を流れる冷媒の過熱度が小さいかもしくは湿っている状態になるように制御される。このため、第１運転状態においては温度差を確保しにくい状況であっても、熱源側第１熱交換器における蒸発能力の低減を抑制させることが可能になっている。
【００１８】
第４観点に係る冷凍装置は、第３観点に係る冷凍装置であって、熱源側第１熱交換器は、フィンと水平方向に並んだ複数の通路を有する扁平多穴管とを有しており、アルミニウムもしくはアルミニウム合金によって構成されている。
【００１９】
この冷凍装置の配置構成では、第１運転状態では、熱源側第１熱交換器の冷媒出口近傍部分が空気流れの下流側に位置することになり、熱交換の温度差を確保しにくい状況になる。そして、熱源側第１熱交換器が扁平多穴管およびフィンを有しておりアルミニウムもしくはアルミニウム合金によって構成されている場合には、空気と冷媒の熱交換効率が高いため、熱源側第１熱交換器の冷媒出口近傍部分における熱交換の温度差がさらに確保しにくい状況になり、熱交換効率が低減してしまうおそれがある。
【００２０】
これに対して、この冷凍装置では、第１運転状態において、熱源側第１熱交換器の出口を流れる冷媒の過熱度が小さいかもしくは湿っている状態になるように制御される。このため、温度差の確保がより一層困難な状況であっても、熱源側第１熱交換器における蒸発能力の低減を抑制させることが可能になっている。
【００２１】
第５観点に係る冷凍装置は、第２観点から第４観点のいずれかに係る冷凍装置であって、熱源側第２熱交換器に対して空気を供給する熱源側第２送風部を備えている。熱源側第２熱交換器は、熱源側第２送風部によって供給される空気の流れ方向における上流側と下流側に冷媒流路を有している。運転状態切換部が第１運転状態と第２運転状態のいずれに切り換えられている状態であっても、熱源側第２熱交換器の冷媒出口近傍部分の少なくとも一部が空気流れ方向における上流側に位置するように構成されている。
【００２２】
なお、熱源側第２送風部は、第３観点に係る冷凍装置の熱源側第１送風部と同一の送風部であってもよいし、別異の送風部であってもよい。
【００２３】
この冷凍装置の配置構成では、第１運転状態では、熱源側第２熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させつつ、その出口を流れる冷媒が過熱度を有する状態になるように制御が行われている。このため、第１運転状態では、熱源側第２熱交換器には流れる冷媒が過熱度を有しており蒸発が行われない部分が生じ、熱交換効率が低減してしまうおそれがある。
【００２４】
これに対して、この冷凍装置では、第１運転状態において、熱源側第２熱交換器の冷媒出口近傍部分の少なくとも一部が空気流れ方向における上流側に位置するため、熱交換効率の低減を抑制することができている。さらに、第２運転状態においても、熱源側第２熱交換器の冷媒出口近傍部分の少なくとも一部が空気流れ方向における上流側に位置するため、熱交換効率の低減を抑制することができている。
【００２５】
第６観点に係る冷凍装置は、第２観点から第５観点のいずれかに係る冷凍装置であって、中間圧縮部と、熱源側第３熱交換器と、をさらに備えている。中間圧縮部は、低段側圧縮部で圧縮された冷媒をさらに圧縮して高段側圧縮部に送る。運転状態切換部は、第１運転状態では、利用側熱交換器を冷媒の冷却器として機能させ、熱源側第１熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させ、熱源側第２熱交換器および熱源側第３熱交換器を直列に接続された直列熱交換部とさせつつ、直列熱交換部を冷媒流れにおいて熱源側第１熱交換器と並列に接続された冷媒の蒸発器として機能させ、利用側熱交換器から直列熱交換部に向かう冷媒を第１膨張機構によって減圧させ、利用側熱交換器から熱源側第１熱交換器に向かう冷媒を第２膨張機構によって減圧させる。運転状態切換部は、第２運転状態では、熱源側第２熱交換器を低段側圧縮部から吐出された後に中間圧縮部に向かう冷媒の冷却器として機能させ、熱源側第３熱交換器を中間圧縮部から吐出された後に高段側圧縮部に向かう冷媒の冷却器として機能させ、熱源側第１熱交換器を高段側圧縮部から吐出された冷媒の冷却器として機能させ、熱源側第１熱交換器から利用側熱交換器に向かう冷媒を第２膨張機構によって減圧させ、利用側熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させる。
【００２６】
この冷凍装置では、第１運転状態では、熱源側第２熱交換器と熱源側第３熱交換器が直列に接続されて蒸発器として機能することで、冷媒が蒸発するための流路を長くすることができているため、熱源側第２熱交換器と熱源側第３熱交換器を通過した冷媒は、過熱度が生じやすい。このため、第１運転状態において、熱源側第１熱交換器の出口を流れる冷媒の過熱度が小さいかもしくは湿っている状態になるように制御される場合であっても、熱源側第２熱交換器と熱源側第３熱交換器を通過した冷媒において過熱度を生じやすくさせることで、熱源側第１熱交換器と熱源側第２熱交換器と熱源側第３熱交換器を通過した冷媒の合流冷媒の過熱度の調節が容易になる。
【００２７】
第７観点に係る冷凍装置は、第１観点から第６観点のいずれかに係る冷凍装置であって、第３膨張機構と、冷媒容器と、液ガス熱交換器と、バイパス回路と、バイパス膨張機構と、をさらに備えている。第３膨張機構は、熱源側第１熱交換器と利用側熱交換器の間に設けられ、通過する冷媒を減圧させる。冷媒容器は、第３膨張機構において減圧された冷媒を気相と液相に分離させるための容器である。液ガス熱交換器は、利用側熱交換器と熱源側第１熱交換器のうち冷媒の冷却器として機能している熱交換器を流れ出た冷媒であって第３膨張機構を介して冷媒容器に向かう冷媒と、利用側熱交換器と熱源側第１熱交換器のうち冷媒の蒸発器として機能している熱交換器を流れ出た冷媒であって低段側圧縮部に向かう冷媒と、の間で熱交換を行わせる。バイパス回路は、少なくとも冷媒容器のガス相部分から取り出された冷媒を含む冷媒を、蒸発器として機能している熱交換器を流れ出て液ガス熱交換器に向かっている冷媒に合流させるための回路である。バイパス膨張機構は、冷媒容器から液ガス熱交換器に向かう冷媒を減圧させる。
【００２８】
この冷凍装置では、冷媒の蒸発器として機能する熱交換器を通過した後に低段側圧縮部に吸入される冷媒は、液ガス熱交換器における熱交換によって、過熱度を高めることが可能になる。また、冷媒の冷却器として機能する熱交換器から流れ出た冷媒を、液ガス熱交換器においてさらに冷却させることが可能になる。
【００２９】
第８観点に係る冷凍装置は、第７観点に係る冷凍装置であって、制御部は、運転状態切換部が第１運転状態に切り換えられている状態において、液ガス熱交換器のうち蒸発器として機能している熱交換器を流れ出た冷媒が流入する部分の冷媒の過熱度を、第１膨張機構と第２膨張機構とバイパス膨張機構における減圧程度を調節することで制御する。
【００３０】
この冷凍装置では、液ガス熱交換器のうち蒸発器として機能している熱交換器を流れ出た冷媒が流入する部分の過熱度を制御することができるため、第３膨張機構を介して冷媒容器に送られる冷媒が冷えすぎることを防ぐことが可能になる。これにより、冷媒容器に対して気液二相状態の冷媒を送ることが可能になり、冷媒容器において気相冷媒と液相冷媒の分離をより確実に行うことが可能になる。したがって、余剰冷媒の量を制御することが可能になるため、冷凍サイクルの運転を安定化させることが可能になる。
【００３１】
第９観点に係る冷凍装置は、第８観点に係る冷凍装置であって、制御部は、運転状態切換部が第１運転状態に切り換えられている状態における熱源側第１熱交換器の出口の冷媒が所定の条件を満たす状態を維持するように第１膨張機構を通過する冷媒量を減じることによって、液ガス熱交換器のうち蒸発器として機能している熱交換器を流れ出た冷媒が流入する部分の冷媒の過熱度を増大させる。
【００３２】
この冷凍装置では、熱源側第１熱交換器の出口を流れる冷媒の状態が所定の条件を満たすようにしつつ、液ガス熱交換器のうち蒸発器として機能している熱交換器を流れ出た冷媒が流入する部分の冷媒の過熱度を増大させることが可能になる。
【発明の効果】
【００３３】
第１観点に係る冷凍装置では、熱源側第１熱交換器と熱源側第２熱交換器のうちの少なくともいずれかにおける蒸発能力を確保しつつ、合流後の冷媒の過熱度の調節を行うことが可能になる。
【００３４】
第２観点に係る冷凍装置では、熱源側第１熱交換器における蒸発能力の低減を抑制させることが可能になる。
【００３５】
第３観点に係る冷凍装置では、第１運転状態においては温度差を確保しにくい状況であっても、熱源側第１熱交換器における蒸発能力の低減を抑制させることが可能になっている。
【００３６】
第４観点に係る冷凍装置では、温度差の確保がより一層困難な状況であっても、熱源側第１熱交換器における蒸発能力の低減を抑制させることが可能になっている。
【００３７】
第５観点に係る冷凍装置では、第１運転状態においても第２運転状態においても、熱源側第２熱交換器の熱交換効率の低減を抑制することができている。
【００３８】
第６観点に係る冷凍装置では、第２運転状態において、熱源側第１熱交換器の出口を流れる冷媒の過熱度が小さいかもしくは湿っている状態になるように制御される場合であっても、熱源側第１熱交換器と熱源側第２熱交換器と熱源側第３熱交換器を通過した冷媒の合流冷媒の過熱度の調節が容易になる。
【００３９】
第７観点に係る冷凍装置では、冷媒の蒸発器として機能する熱交換器を通過した後に低段側圧縮部に吸入される冷媒の過熱度を高めつつ、冷媒の冷却器として機能する熱交換器から流れ出た冷媒のさらなる冷却が可能になる。
【００４０】
第８観点に係る冷凍装置では、冷媒容器において気相冷媒と液相冷媒の分離をより確実に行うことで、余剰冷媒の量を制御して冷凍サイクルの運転を安定化させることが可能になる。
【００４１】
第９観点に係る冷凍装置では、熱源側第１熱交換器の出口を流れる冷媒の状態が所定の条件を満たすようにしつつ、液ガス熱交換器のうち蒸発器として機能している熱交換器を流れ出た冷媒が流入する部分の冷媒の過熱度を増大させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係る空気調和装置の概略構成図である。
【図２】室外ユニットおよびその内部の概略斜視図である。
【図３】室外熱交換器の内部構成を示す概略図である。
【図４】第４室外熱交換器の上面視概略構成図である。
【図５】第１〜第３室外熱交換器の上面視概略構成図である。
【図６】室外熱交換器の部分拡大概略構成斜視図である。
【図７】空気調和装置の冷房運転時の概略構成図である。
【図８】図７の冷房運転時の冷凍サイクルの圧力−エンタルピ線図である。
【図９】空気調和装置の暖房運転時の概略構成図である。
【図１０】図９の暖房運転時の冷凍サイクルの圧力−エンタルピ線図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
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１について、以下、図面を参照しながら説明する。
【００４４】
（１）空気調和装置の構成
図１、図７および図９は、空気調和装置１の概略構成図である。このうち、図７は、冷房運転時において冷媒回路を循環する冷媒の流れを表しており、図９は、暖房運転時において冷媒回路を循環する冷媒の流れを表している。
【００４５】
空気調和装置１は、超臨界状態の二酸化炭素冷媒を使用して四段圧縮冷凍サイクルを行う冷凍装置である。空気調和装置１は、熱源ユニットである室外ユニット１１と、利用ユニットである複数の室内ユニット１２、１３（第１室内ユニット１２および第２室内ユニット１３を含む）とが、液冷媒連絡配管１４およびガス冷媒連絡配管１５によって結ばれた装置であり、冷房運転サイクルと暖房運転サイクルとが切り換わる冷媒回路を有する。      
【００４６】
空気調和装置１の冷媒回路は、主として、四段圧縮機２０、四路切換弁群２５（第１〜第４四路切換弁２６〜２９）、室外熱交換器４０、第１室外膨張弁４７、第２室外膨張弁４８、ブリッジ回路４９、エコノマイザ回路５０、液ガス熱交回路６０、膨張機構７０、分離ガス配管８０、レシーバ８１、過冷却回路９０、第１室内熱交換器１２ａ、第２室内熱交換器１３ａ、第１室内膨張弁１２ｂ、第２室内膨張弁１３ｂおよび制御部７を備えている。なお、室外熱交換器４０は、第１室外熱交換器４１、第２室外熱交換器４２、第３室外熱交換器４３および第４室外熱交換器４４から構成されている。
【００４７】
以下、冷媒回路の各構成要素を詳細に説明する。
【００４８】
（１−１）四段圧縮機
四段圧縮機２０は、密閉容器内に、第１圧縮部２１、第２圧縮部２２、第３圧縮部２３、第４圧縮部２４および圧縮機駆動モータ（図示せず）が収容された、密閉式の圧縮機である。圧縮機駆動モータは、駆動軸を介して、４つの圧縮部２１〜２４を駆動する。すなわち、四段圧縮機２０は、４つの圧縮部２１〜２４が単一の駆動軸に連結された一軸四段の圧縮構造を有している。四段圧縮機２０では、第１圧縮部２１、第２圧縮部２２、第３圧縮部２３および第４圧縮部２４が、この順番で直列に配管接続される。第１圧縮部２１は、第１吸入管２１ａから冷媒を吸い込み、第１吐出管２１ｂへと冷媒を吐出する。なお、第１吸入管２１ａには、流れる冷媒の吸入圧力を検出するための吸入圧力センサ２１ｐが設けられている。第２圧縮部２２は、第２吸入管２２ａから冷媒を吸い込み、第２吐出管２２ｂへと冷媒を吐出する。第２吸入管２２ａには、第１四路切換弁２６から第２圧縮部２２の吸入側に向かう冷媒流れのみを許容する逆止構造が設けられている。第３圧縮部２３は、第３吸入管２３ａから冷媒を吸い込み、第３吐出管２３ｂへと冷媒を吐出する。第３吸入管２３ａには、第２四路切換弁２７から第３圧縮部２３の吸入側に向かう冷媒流れのみを許容する逆止構造が設けられている。第４圧縮部２４は、第４吸入管２４ａから冷媒を吸い込み、第４吐出管２４ｂへと冷媒を吐出する。第４吸入管２４ａには、第３四路切換弁２８から第４圧縮部２４の吸入側に向かう冷媒流れのみを許容する逆止構造が設けられている。なお、第４吐出管２４ｂには、流れる冷媒の吐出圧力を検出する吐出圧力センサ２４ｐが設けられている。
【００４９】
第１圧縮部２１は、最下段の圧縮機構であり、冷媒回路を流れる最も低圧の冷媒を圧縮する。第２圧縮部２２は、第１圧縮部２１によって圧縮された冷媒を吸い込んで圧縮する。第３圧縮部２３は、第２圧縮部２２によって圧縮された冷媒を吸い込んで圧縮する。第４圧縮部２４は、最上段の圧縮機構であり、第３圧縮部２３によって圧縮された冷媒を吸い込んで圧縮する。第４圧縮部２４によって圧縮され第４吐出管２４ｂへと吐出された冷媒は、冷媒回路を流れる最も高圧の冷媒となる。
【００５０】
なお、本実施形態において、各圧縮部２１〜２４は、ロータリー式やスクロール式などの容積式の圧縮機構である。また、圧縮機駆動モータは、制御部７によってインバータ制御される。
【００５１】
（１−２）四路切換弁群
四路切換弁群２５は、第１四路切換弁２６、第２四路切換弁２７、第３四路切換弁２８および第４四路切換弁２９によって構成されている。四路切換弁群２５は、冷媒回路内における冷媒の流れの方向を切り換えて、冷房運転サイクルと暖房運転サイクルとを切り換えるために設けられている。
【００５２】
第１四路切換弁２６の４つのポートは、第１吐出管２１ｂ、第２吸入管２２ａ、第１配管４１ａ、および、四路接続配管３０と接続されている。第１配管４１ａは、第１四路切換弁２６と第１室外熱交換器４１とを結ぶ配管である。この第１配管４１ａには、通過する冷媒温度を検知するための第３温度センサ４１ｔが設けられている。
【００５３】
四路接続配管３０は、暖房運転時には低圧冷媒を低圧冷媒配管１９まで導く配管である。低圧冷媒配管１９は、室外ユニット１１内の低圧のガス冷媒が流れる冷媒配管であり、液ガス熱交換器６１を介して第１吸入管２１ａに冷媒を送る。
【００５４】
第２四路切換弁２７は、第２吐出管２２ｂ、第３吸入管２３ａ、第２配管４２ａ、および、第１インタークーラ管４１ｃと接続されている。第２配管４２ａは、第２四路切換弁２７と第２室外熱交換器４２とを結ぶ配管である。第１インタークーラ管４１ｃは、冷房運転時の接続状態において、第３吸入管２３ａと連通しつつ第２吸入管２２ａとも連通するように接続される配管であり、後述する第５配管４１ｂの一端が途中で接続されている。
【００５５】
第３四路切換弁２８は、第３吐出管２３ｂ、第４吸入管２４ａ、第３配管４３ａ、および、第２インタークーラ管４２ｃと接続されている。第３配管４３ａは、第３四路切換弁２８と第３室外熱交換器４３とを結ぶ配管である。第２インタークーラ管４２ｃは、冷房運転時の接続状態において、第４吸入管２４ａと連通しつつ第３吸入管２３ａとも連通するように接続される配管であり、後述する第６配管４２ｂの一端が途中で接続されている。
【００５６】
第４四路切換弁２９は、第４吐出管２４ｂ、ガス冷媒連絡配管１５、第４配管４４ａ、および、低圧冷媒配管１９と接続されている。第４配管４４ａは、第４四路切換弁２９と第４室外熱交換器４４とを結ぶ配管である。この第４配管４４ａには、通過する冷媒温度を検知するための第２温度センサ４４ｔ２が設けられている。
【００５７】
四路切換弁群２５は、制御部７によって切換制御されることで、冷房運転時には、図７に示すように、四段圧縮機２０によって圧縮された冷媒の熱を放熱させる放熱器（冷媒の冷却器）として室外熱交換器４０（第１〜第４室外熱交換器４１〜４４）を機能させ、かつ、膨張機構７０および第１室内膨張弁１２ｂ、第２室内膨張弁１３ｂを通過して膨張した冷媒の蒸発器（冷媒の加熱器）として第１室内熱交換器１２ａ、第２室内熱交換器１３ａを機能させる切換状態となる。ここで、冷房運転時には、第１〜第４室外熱交換器４１〜４４は、冷媒流れ方向に対して互いに直列に接続された状態になる。
【００５８】
また、四路切換弁群２５は、制御部７によって切換制御されることで、暖房運転時には、図９に示すように、四段圧縮機２０によって圧縮された冷媒の熱を放熱させる放熱器（冷媒の冷却器）として第１室内熱交換器１２ａ、第２室内熱交換器１３ａを機能させ、かつ、膨張機構７０および第１室外膨張弁４７、第２室外膨張弁４８を通過して膨張した冷媒の蒸発器（冷媒の冷却器）として室外熱交換器４０（第１〜第４室外熱交換器４１〜４４）を機能させる切換状態となる。ここで、暖房運転時には、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３と、第４室外熱交換器４４とは、冷媒流れ方向に対して互いに並列に接続された状態になり、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３は冷媒流れ方向において互いに直列に接続された状態になる。
【００５９】
すなわち、四路切換弁群２５は、冷媒回路の構成要素として四段圧縮機２０、室外熱交換器４０、膨張機構７０および第１室内熱交換器１２ａ、第２室内熱交換器１３ａのみに着目すると、四段圧縮機２０、室外熱交換器４０、膨張機構７０、第１室内熱交換器１２ａ、第２室内熱交換器１３ａの順に冷媒を循環させる冷房運転サイクルと、四段圧縮機２０、第１室内熱交換器１２ａ、第２室内熱交換器１３ａ、膨張機構７０、室外熱交換器４０の順に冷媒を循環させる暖房運転サイクルとを切り換える役割を果たす。
【００６０】
（１−３）油戻し回路構成
第１配管４１ａ、第２配管４２ａ、第３配管４３ａの途中には、それぞれ第１〜第３油分離器３１ａ、３２ａ、３３ａが設けられている。第１〜第３油分離器３１ａ、３２ａ、３３ａは、冷媒回路を循環する冷媒に含まれる潤滑油を分離する小容器である。第１〜第３油分離器３１ａ、３２ａ、３３ａの下部からは、それぞれ第１〜第３キャピラリーチューブ３１ｃ、３２ｃ、３３ｃを含む第１〜第３油戻し管３１ｂ、３２ｂ、３３ｂが伸びている。ここで、第１油戻し管３１ｂは、第２吸入管２２ａに冷凍機油を戻すように接続されている。なお、第１油戻し管３１ｂには、第１油分離器３１ａと第１四路切換弁２６との間に向かう冷凍機油の流れおよび第２吸入管２２ａ側に向かう冷凍機油の流れを許容するように逆止構造が設けられている。第２油戻し管３２ｂは、第３吸入管２３ａの途中に冷凍機油を戻すように接続されている。なお、第２油戻し管３２ｂには、第２油分離器３２ａと第２四路切換弁２７との間に向かう冷凍機油の流れおよび第３吸入管２３ａ側に向かう冷凍機油の流れを許容するように逆止構造が設けられている。第３油戻し管３３ｂは、第４吸入管２４ａの途中に冷凍機油を戻すように接続されている。なお、第３油戻し管３３ｂには、第３油分離器３３ａと第３四路切換弁２８との間に向かう冷凍機油の流れおよび第４吸入管２４ａ側に向かう冷凍機油の流れを許容するように逆止構造が設けられている。
【００６１】
第４吐出管２４ｂの途中には、第４油分離器３４ａが設けられている。第４油分離器３４ａは、冷媒回路を循環する冷媒に含まれる潤滑油を分離する小容器である。第４油分離器３４ａの下部からは、第４キャピラリーチューブ３４ｃを含む第４油戻し管３４ｂが伸びている。第４油戻し管３４ｂは、第１吸入管２１ａの途中に接続されている。
【００６２】
これにより、各第１〜第４油分離器３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａにおいて冷媒から分離された潤滑油は、四段圧縮機２０へと戻される。
【００６３】
（１−４）室外熱交換器およびインタークーラ管
室外熱交換器４０は、上述のように、第１室外熱交換器４１、第２室外熱交換器４２、第３室外熱交換器４３および第４室外熱交換器４４から構成されている。冷房運転時には、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３が、圧縮途中の冷媒（中間圧冷媒）を冷やすインタークーラとして機能し、第４室外熱交換器４４が、最も高圧の冷媒を冷やすガスクーラ（冷媒の熱を放熱する放熱器）として機能する。第４室外熱交換器４４は、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３よりも容量が大きい。また、暖房運転時には、第１〜第４室外熱交換器４１〜４４の全てが、低圧の冷媒の蒸発器（加熱器）として機能する。
【００６４】
室外熱交換器４０は、図２、図４、図５に示すように、室外ユニット１１の筐体内においてコの字形状が上方に向けて延びるようにして設けられている。室外ユニット１１の筐体は、上下方向に長い略直方体形状であって、４つの側面のうちの１つの面が完全に覆われ、他の３つの側面には通風開口が設けられている。室外熱交換器４０は、当該室外ユニット１１の通風開口に対向する位置に設けられており、筐体の３つの側面に沿うように構成されている。この室外熱交換器４０には、内部を流れる冷媒と熱交換を行う冷却源あるいは加熱源として、水や空気が供給される。ここでは、室外熱交換器４０に、室外送風ファン４５から空気（外気）が供給される。室外送風ファン４５は、室外ユニット１１の筐体の側面方向空気を取り込みつつ、熱交換後の空気を筐体の上方に設けられた開口を通じて排出させるような空気流れを生じさせる。
【００６５】
第１〜第４室外熱交換器４１〜４４は、図３に示すように、鉛直方向に積み重なるようにして配置され、１つの室外熱交換器４０として一体化されている。第１〜第４室外熱交換器４１〜４４は、下方から順番に、第１室外熱交換器４１、第２室外熱交換器４２、第３室外熱交換器４３、第４室外熱交換器４４がこの順で配置されている。なお、特に限定されるものではないが、本実施形態では、容量比率が、第４室外熱交換器４４：第３室外熱交換器４３：第２室外熱交換器４２：第１室外熱交換器４１において、４：２：１：１となるように構成されている。
【００６６】
第１〜第４室外熱交換器４１〜４４のうち、第４室外熱交換器４４は、図４の上面視図に示すように、空気流れ方向において複数列（本実施形態では２列）の伝熱管４４ｇ、４４ｈが設けられており、同じ高さ同士の各列の伝熱管４４ｇ、４４ｈが互いに直列に接続されるように、一端側にＵ字管４４ｉが設けられている。ここで、外側伝熱管４４ｇが、室外ユニット１１の筐体の外側に配置されており、内側伝熱管４４ｈが室外ユニット１１の筐体の内側に配置されている。なお、第４室外熱交換器４４は、この複数列の伝熱管４４ｇ、４４ｈが鉛直方向に複数段並んで構成されている。この鉛直方向の各段の伝熱管４４ｇ、４４ｈには、図示しないヘッダを介して分流された冷媒が供給される。なお、伝熱管４４ｇ、４４ｈは、図６の概略斜視図に示すように、いずれも水平方向に複数の微小流路４０ｘが並んで構成された扁平多穴管であり、アルミニウムもしくはアルミニウム合金で構成されている。各段の伝熱管４４ｇ、４４ｈ同士の間には、アルミニウムもしくはアルミニウム合金で構成された放熱フィン４０ｙが設けられている。
【００６７】
第４室外熱交換器４４は、暖房運転時においては、図４において矢印で示すように、冷媒の入口が空気流れの上流側に位置し（外側伝熱管４４ｇに位置し）、冷媒の出口が空気流れの下流側に位置する（内側伝熱管４４ｈに位置する）ように接続されている。また、第４室外熱交換器４４は、冷房運転時においては、暖房運転時とは逆であり、冷媒の入口が空気流れの下流側に位置し（内側伝熱管４４ｈに位置し）、冷媒の出口が空気流れの上流側に位置する（外側伝熱管４４ｇに位置する）ことになる。
【００６８】
第１〜第４室外熱交換器４１〜４４のうち、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３は、図５に示すように、空気流れ方向において複数列（本実施形態では２列）の伝熱管４１ｇ、４１ｈ、４２ｇ、４２ｈ、４３ｇ、４３ｈが設けられており、各列の伝熱管４１ｇ、４１ｈ、４２ｇ、４２ｈ、４３ｇ、４３ｈが互いに並列に接続されるように、両端部にＹ字管４１ｋ、４２ｋ、４３ｋ、４１ｊ、４２ｊ、４３ｊが設けられている。ここで、外側伝熱管４１ｇ、４２ｇ、４３ｇが、室外ユニット１１の筐体の外側に配置されており、内側伝熱管４１ｈ、４２ｈ、４３ｈが室外ユニット１１の筐体の内側に配置されている。なお、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３は、この複数列の伝熱管４１ｇ、４１ｈ、４２ｇ、４２ｈ、４３ｇ、４３ｈが鉛直方向に複数段並んで構成されている。この鉛直方向の各段の伝熱管４１ｇ、４１ｈ、４２ｇ、４２ｈ、４３ｇ、４３ｈには、図示しないヘッダを介して分流された冷媒が供給される。なお、伝熱管４１ｇ、４１ｈ、４２ｇ、４２ｈ、４３ｇ、４３ｈは、図６の概略斜視図に示すように、いずれも水平方向に複数の微小流路４０ｘが並んで構成された扁平多穴管であり、アルミニウムもしくはアルミニウム合金で構成されている。各段の伝熱管４１ｇ、４１ｈ、４２ｇ、４２ｈ、４３ｇ、４３ｈ同士の間には、アルミニウムもしくはアルミニウム合金で構成された放熱フィン４０ｙが設けられている。
【００６９】
第１〜第３室外熱交換器４１〜４３は、暖房運転時においても冷房運転時においても、図５に示すように、冷媒の入口においてＹ字管４１ｋ、４２ｋ、４３ｋ、４１ｊ、４２ｊ、４３ｊで空気流れの上流側（外側伝熱管４１ｇ、４２ｇ、４３ｇ側）と空気流れの下流側（内側伝熱管４１ｈ、４２ｈ、４３ｈ側）に分流され、冷媒が並列に流れるように構成されている。
【００７０】
ここで、第１室外熱交換器４１の第１配管４１ａとは反対側には、第５配管４１ｂが接続されている。この第５配管４１ｂの第１室外熱交換器４１側とは反対側の端部は、第１インタークーラ管４１ｃの途中と接続されている。すなわち、冷房運転時の接続状態において、第３吸入管２３ａと連通しつつ第２吸入管２２ａとも連通するように接続される第１インタークーラ管４１ｃの途中に第５配管４１ｂの一端が接続されている。なお、第１インタークーラ管４１ｃには、第５配管４１ｂとの接続部分と第２吸入管２２ａとの接続部分との間において、第２吸入管２２ａ側に向かう冷媒流れのみを許容する逆止構造が設けられている。
【００７１】
第２室外熱交換器４２の第２配管４２ａとは反対側には、第６配管４２ｂが接続されている。この第６配管４２ｂの第２室外熱交換器４２側とは反対側の端部は、第２インタークーラ管４２ｃの途中と接続されている。すなわち、冷房運転時の接続状態において、第４吸入管２４ａと連通しつつ第３吸入管２３ａとも連通するように接続される第２インタークーラ管４２ｃの途中に第６配管４２ｂの一端が接続されている。なお、第２インタークーラ管４２ｃには、第６配管４２ｂとの接続部分と第３吸入管２３ａとの接続部分との間において、第３吸入管２３ａ側に向かう冷媒流れのみを許容する逆止構造が設けられている。
【００７２】
第３室外熱交換器４３の第３配管４３ａとは反対側には、第７配管４３ｂが接続されている。この第７配管４３ｂの第３室外熱交換器４３側とは反対側の端部は、第３インタークーラ管４３ｃおよび共通配管４７ａと接続されている。第３インタークーラ管４３ｃは、第７配管４３ｂとの接続部分とは反対側の端部が、第４吸入管２４ａと接続されている。この第３インタークーラ管４３ｃには、第４吸入管２４ａ側に向かう冷媒流れのみを許容する逆止構造が設けられている。共通配管４７ａは、後述する過冷却冷媒配管８４の途中に接続されている。この共通配管４７ａの途中には、第１室外膨張弁４７が設けられている。
【００７３】
なお、第４室外熱交換器４４の第４配管４４ａとは反対側には、第８配管４４ｂが接続されている。第８配管４４ｂは、後述するブリッジ回路４９のうちの第２室外膨張弁４８と第３逆止弁４９ｃとの間に接続されている。この第８配管４４ｂには、通過する冷媒温度を検知するための第１温度センサ４４ｔ１が設けられている。
【００７４】
（１−５）第１室外膨張弁と第２室外膨張弁
第１室外膨張弁４７は、上述のように、第３室外熱交換器４３から延びた第７配管４３ｂの端部と過冷却冷媒配管８４の途中とを接続している共通配管４７ａの途中に設けられている。共通配管４７ａは、過冷却冷媒配管８４を介して、ブリッジ回路４９の第２室外膨張弁４８と第１逆止弁４９ａとの間に接続されている。
【００７５】
第２室外膨張弁４８は、暖房運転時に、過冷却冷媒配管８４を流れた後、第８配管４４ｂに向かおうとする冷媒を、ブリッジ回路４９において減圧することができるように設けられている。
【００７６】
また、冷房運転時は、制御部７の制御によって、第１室外膨張弁４７、第２室外膨張弁４８は閉じられる。暖房運転時は、制御部７の制御によって、第１室外膨張弁４７、第２室外膨張弁４８は、ブリッジ回路４９から第１〜第４室外熱交換器４１〜４４への冷媒の流れが偏流しないように開度調整が為され、それぞれ膨張機構としての役割も果たす。
【００７７】
（１−６）ブリッジ回路
ブリッジ回路４９は、第１逆止弁４９ａ、第２逆止弁４９ｂ、第３逆止弁４９ｃ、および、第２室外膨張弁４８が順に接続され、第１逆止弁４９ａと第２室外膨張弁４８とが接続された回路を構成している。第１逆止弁４９ａは、第２室外膨張弁４８側とは反対側に向かう冷媒流れのみを許容する。第３逆止弁４９ｃは、第２室外膨張弁４８側とは反対側に向かう冷媒流れのみを許容する。第２逆止弁４９ｂは、第１逆止弁４９ａ側に向かう冷媒流れは許容せず、第３逆止弁４９ｃ側に向かう冷媒流れのみを許容する。
【００７８】
ブリッジ回路４９の第１逆止弁４９ａと第２室外膨張弁４８との間には、共通配管４７ａと、過冷却冷媒配管８４と、が合流した配管が接続されている。ブリッジ回路４９の第３逆止弁４９ｃと第２室外膨張弁４８との間には、第４室外熱交換器４４から延びた第８配管４４ｂが接続されている。ブリッジ回路４９の第１逆止弁４９ａと第２逆止弁４９ｂとの間には、第１室内ユニット１２、第２室内ユニット１３から伸び出している液冷媒連絡配管１４が接続されている。ブリッジ回路４９の第２逆止弁４９ｂと第３逆止弁４９ｃとの間には、エコノマイザ回路５０のエコノマイザ熱交換器５１側に向けて延びる冷媒配管が接続されている。
【００７９】
（１−７）エコノマイザ回路
エコノマイザ回路５０は、ブリッジ回路４９の第２逆止弁４９ｂと第３逆止弁４９ｃとの間の部分と、液ガス熱交換器６１もしくは膨張機構７０と、の間に設けられている。エコノマイザ回路５０は、エコノマイザ熱交換器５１と、エコノマイザインジェクション配管５３と、エコノマイザ膨張弁５２を有している。
【００８０】
エコノマイザインジェクション配管５３は、ブリッジ回路４９の第２逆止弁４９ｂと第３逆止弁４９ｃとの間の部分とエコノマイザ熱交換器５１の手前の部分との間から分岐して延びだしており、第２インタークーラ管４２ｃの第２インタークーラ用逆止弁の下流側に接続されている。
【００８１】
エコノマイザ膨張弁５２は、エコノマイザインジェクション配管５３の途中であって、分岐後にエコノマイザ熱交換器５１に流入する前の部分に設けられている。
【００８２】
エコノマイザ熱交換器５１は、ブリッジ回路４９から液ガス熱交換器６１もしくは膨張機構７０に向かう臨界圧力を超えた高圧の冷媒と、エコノマイザインジェクション配管５３に分岐してエコノマイザ膨張弁５２で膨張させた中間圧の冷媒と、の間で熱交換を行わせる。
【００８３】
このエコノマイザ膨張弁５２において膨張し、エコノマイザ熱交換器５１で蒸発した冷媒は、第２インタークーラ管４２ｃを流れる冷媒と合流することで、第３吸入管２３ａから第３圧縮部２３へ吸い込まれる冷媒を冷やす。
【００８４】
（１−８）液ガス熱交回路
液ガス熱交回路６０は、エコノマイザ熱交換器５１と膨張機構７０の間に設けられており、液ガス熱交換器６１を有している。
【００８５】
液ガス熱交換器６１は、ブリッジ回路４９から膨張機構７０にと向かう臨界圧力を超えた高圧の冷媒と、過冷却インジェクション配管９３を流れる低圧冷媒と低圧冷媒配管１９を流れる低圧冷媒とが合流点６５で合流した低圧冷媒である合流冷媒と、の間で熱交換を行わせる。なお、液ガス熱交換器６１は、内部熱交換器と称してもよい。
【００８６】
なお、過冷却インジェクション配管９３を流れる低圧冷媒と低圧冷媒配管１９を流れる低圧冷媒とが合流点６５で合流した後に液ガス熱交換器６１に向かって流れている合流冷媒の冷媒温度を検出する合流冷媒温度センサ６４ｔが、液ガス熱交換器６１の低圧冷媒入口側に設けられている。
【００８７】
（１−９）膨張機構
膨張機構７０は、エコノマイザ熱交換器５１もしくは液ガス熱交換器６１から流れてきた高圧の冷媒を減圧・膨張させ、気液二相状態の中間圧の冷媒をレシーバ８１へと流す。すなわち、冷房運転時には、膨張機構７０は、高圧冷媒のガスクーラ（放熱器）として機能する室外の第４室外熱交換器４４から低圧冷媒の蒸発器として機能する第１室内熱交換器１２ａ、第２室内熱交換器１３ａに向けて送られる冷媒を減圧する。また、暖房運転時には、膨張機構７０は、高圧冷媒の放熱器として機能する第１室内熱交換器１２ａ、第２室内熱交換器１３ａから低圧冷媒の蒸発器として機能する室外熱交換器４０に向けて送られる冷媒を減圧する。
【００８８】
膨張機構７０は、膨張機７１と第３室外膨張弁７２とが並列に接続されることで構成されている。膨張機７１は、冷媒の減圧過程の絞り損失を有効な仕事（エネルギー）として回収する役割を果たす。
【００８９】
なお、膨張機構７０とレシーバ８１との間には、冷媒の温度を中間温度センサ７０ｔが設けられている。この中間温度センサ７０ｔが中間圧力の飽和温度を検知するため、制御部７は、当該中間温度センサ７０ｔの検出温度から相当飽和圧力である中間圧力を把握することができる。
【００９０】
（１−１０）レシーバ
レシーバ８１は、膨張機構７０を出た気液二相状態の中間圧の冷媒を、天井面から内部空間に流入させ、液冷媒とガス冷媒とに分離する。
【００９１】
レシーバ８１において分離された液冷媒は、レシーバ８１の下方から延び出している液冷媒出口管８３を介して、過冷却回路９０に送られる。
【００９２】
レシーバ８１において分離されてレシーバ８１の上方から延び出している分離ガス配管８０を通過したガス冷媒は、後述する過冷却回路９０の過冷却インジェクション配管９３を流れる冷媒と合流する。この分離ガス配管８０の途中には、分離ガス膨張弁８２が設けられている。分離ガス配管８０を流れる冷媒は、レシーバ８１において液冷媒が分離されたガス冷媒であって、分離ガス膨張弁８２によって減圧されることで低圧のガスリッチな冷媒となった後、過冷却インジェクション配管９３に送られる。
【００９３】
（１−１１）過冷却回路
過冷却回路９０は、レシーバ８１と、ブリッジ回路４９の第１逆止弁４９ａと第２室外膨張弁４８の間の部分と、の間に設けられている。過冷却回路９０は、過冷却熱交換器９１と、過冷却インジェクション配管９３と、過冷却膨張弁９２と、を有している。
【００９４】
レシーバ８１から延びている液冷媒出口管８３を流れた冷媒は、過冷却熱交換器９１に向かう冷媒と、分流して過冷却インジェクション配管９３を流れる冷媒とに分けられる。過冷却インジェクション配管９３は、液冷媒出口管８３の途中から分岐して、合流点６５において低圧冷媒配管１９と接続されている。過冷却インジェクション配管９３の途中であって、液冷媒出口管８３から分岐した部分と、分離ガス配管８０が接続されている部分と、の間に過冷却膨張弁９２が設けられている。
【００９５】
冷房運転時には、制御部７が過冷却膨張弁９２および分離ガス膨張弁８２の制御を行って、過冷却インジェクション配管９３の過冷却膨張弁９２で減圧されて気液二相状態となった冷媒と、分離ガス配管８０の分離ガス膨張弁８２において減圧された冷媒と、を合流させ、過冷却インジェクション配管９３を流れて過冷却熱交換器９１に流入させる。過冷却熱交換器９１では、過冷却インジェクション配管９３を流れる低圧のガス冷媒と、液冷媒出口管８３から送られてきて過冷却冷媒配管８４へと進んでいく中間圧の液冷媒と、の間で熱交換を行わせる。過冷却熱交換器９１から過冷却冷媒配管８４へと流れていく冷媒は、過冷却度が増した状態となっている。過冷却冷媒配管８４には、通過する冷媒の温度を検出するための過冷却温度センサ９０ｔが設けられている。過冷却インジェクション配管９３を流れる冷媒であって、過冷却熱交換器９１を通過した後の冷媒は、過熱が付いた状態となっており、低圧冷媒配管１９の合流点６５に向けて送られる。
【００９６】
暖房運転時には、制御部７は、過冷却膨張弁９２を閉止状態とするため、過冷却インジェクション配管９３のうち液冷媒出口管８３と接続されている部分と分離ガス配管８０と接続されている部分との間には冷媒が流れないが、レシーバ８１の液冷媒出口管８３を流れる中間圧の液冷媒と、分離ガス膨張弁８２で減圧された低圧冷媒とが、過冷却熱交換器９１において熱交換を行うことになる。
【００９７】
（１−１２）室内熱交換器
第１室内熱交換器１２ａは、第１室内ユニット１２に設けられている。第２室内熱交換器１３ａは、第２室内ユニット１３に設けられている。
【００９８】
第１室内熱交換器１２ａおよび第２室内熱交換器１３ａは、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能し（冷媒の加熱器として機能し）、暖房運転時には冷媒の冷却器として機能する（冷媒の放熱器として機能する）。これらの第１室内熱交換器１２ａおよび第２室内熱交換器１３ａには、内部を流れる冷媒と熱交換を行う冷房対象あるいは暖房対象として、水や空気が流される。ここでは、第１室内熱交換器１２ａおよび第２室内熱交換器１３ａに、図示しない各室内送風ファンからの室内空気が流れ、冷却あるいは加熱された空調空気が室内へと供給される。なお、各室内送風ファンの風量は、空調対象空間で要求される負荷処理のために、個別に風量が制御される。
【００９９】
第１室内熱交換器１２ａの一端は第１室内膨張弁１２ｂに接続されている。第２室内熱交換器１３ａの一端は第２室内膨張弁１３ｂに接続されている。第１室内熱交換器１２ａの他端および第２室内熱交換器１３ａの他端は合流しており、当該合流した部分はガス冷媒連絡配管１５に接続されている。
【０１００】
（１−１３）室内膨張弁
第１室内膨張弁１２ｂは、第１室内ユニット１２に設けられている。この第１室内膨張弁１２ｂは、第１室内熱交換器１２ａに流す冷媒の量を調整したり冷媒の減圧・膨張を行ったりする。第１室内膨張弁１２ｂは、液冷媒連絡配管１４と第１室内熱交換器１２ａとの間に配置されている。
【０１０１】
第２室内膨張弁１３ｂは、第２室内ユニット１３に設けられている。この第２室内膨張弁１３ｂは、第２室内熱交換器１３ａに流す冷媒の量を調整したり冷媒の減圧・膨張を行ったりする。第２室内膨張弁１３ｂは、液冷媒連絡配管１４と第２室内熱交換器１３ａとの間に配置されている。
【０１０２】
（１−１４）制御部
制御部７は、室外ユニット１１および第１室内ユニット１２、第２室内ユニット１３の電子部品が実装された各制御基板が通信線で結ばれて構成されているもので、四段圧縮機２０の圧縮機駆動モータや四路切換弁群２５、各膨張弁１２ｂ，１３ｂ，４７，４８，５２，７２，８２，９２等と接続される。この制御部７は、外部から入力された室内設定温度、第１温度センサ４４ｔ１、第２温度センサ４４ｔ２、第３温度センサ４１ｔ、第１室内温度センサ１２ｔ、第２室内温度センサ１３ｔ、過冷却温度センサ９０ｔ、中間温度センサ７０ｔ、合流冷媒温度センサ６４ｔ、吸入圧力センサ２１ｐ、吐出圧力センサ２４ｐ、および、図示しない温度センサや圧力センサの計測値などの情報に基づいて、圧縮機駆動モータの回転数制御や膨張弁開度の調節や室内送風ファンや室外送風ファンの風量調節などを行う。
【０１０３】
制御部７は、冷房運転モード、暖房運転モードを有しており、いずれかの運転を選択的に行う。
【０１０４】
（２）空気調和装置の動作
空気調和装置１の動作について、図７〜図１０を参照しながら説明する。
【０１０５】
図８は、冷房運転における冷凍サイクルの圧力−エンタルピ線図（ｐ−ｈ線図）である。図１０は、暖房運転における冷凍サイクルの圧力−エンタルピ線図（ｐ−ｈ線図）である。これらの各図において、上に凸の一点鎖線で示す曲線は、冷媒の飽和液線および乾き飽和蒸気線である。また、各図において、冷凍サイクル上の英文字が付された点は、それぞれ、図７および図９において同じ英文字で表される点における冷媒の圧力およびエンタルピを表している。例えば、図７の点Ｂにおける冷媒は、図８の点Ｂにおける圧力およびエンタルピの状態になっている。なお、空気調和装置１の冷房運転、暖房運転における各運転制御は、制御部７によって行われる。
【０１０６】
（２−１）冷房運転モード時の動作
冷房運転時は、図７に示す冷媒配管に沿った矢印の方向に、冷媒が、四段圧縮機２０、室外熱交換器４０、膨張機構７０、第１室内膨張弁１２ｂ、第２室内膨張弁１３ｂ、第１室内熱交換器１２ａ、第２室内熱交換器１３ａの順に冷媒回路内を循環する。以下、冷房運転時における空気調和装置１の動作について、図７および図８を参照しながら説明する。
【０１０７】
第１吸入管２１ａから四段圧縮機２０に吸い込まれる低圧のガス冷媒（点Ａ）は、第１圧縮部２１で圧縮されて、第１吐出管２１ｂへと吐出される（点Ｂ）。吐出された冷媒は、第１四路切換弁２６を通過し、インタークーラ（中間冷却器）として機能する第１室外熱交換器４１で冷却された後、第１インタークーラ管４１ｃを介して第２吸入管２２ａに流れ込む（点Ｃ）。
【０１０８】
第２吸入管２２ａから第２圧縮部２２に吸い込まれた冷媒は、圧縮されて第２吐出管２２ｂに吐出される（点Ｄ）。吐出された冷媒は、第２四路切換弁２７を通過し、インタークーラとして機能する第２室外熱交換器４２で冷却された後、第２インタークーラ管４２ｃに流れる（点Ｅ）。第２インタークーラ管４２ｃを流れる冷媒は、エコノマイザ熱交換器５１において熱交換されてインジェクション配管５３を流れてくる中間圧の冷媒（点Ｌ）と合流した後、第３吸入管２３ａに流れ込む（点Ｆ）。
【０１０９】
第３吸入管２３ａから第３圧縮部２３に吸い込まれた冷媒は、圧縮されて第３吐出管２３ｂに吐出される（点Ｇ）。吐出された冷媒は、第３四路切換弁２８を通過し、インタークーラとして機能する第３室外熱交換器４３で冷却された後、第３インタークーラ管４３ｃを介して第４吸入管２４ａに流れ込む（点Ｈ）。
【０１１０】
第４吸入管２４ａから第４圧縮部２４に吸い込まれた冷媒は、圧縮されて第４吐出管２４ｂに吐出される（点Ｉ）。吐出された高圧の冷媒は、臨界圧力を超えた超臨界状態となっている。この超臨界状態の冷媒は、第４四路切換弁２９を通過し、ガスクーラとして機能する第４室外熱交換器４４で冷却され、ブリッジ回路４９の第３逆止弁４９ｃを通ってエコノマイザ熱交換器５１へと流れていく（点Ｊ）。
【０１１１】
ブリッジ回路４９の第３逆止弁４９ｃを通過した高圧冷媒は、その一部がエコノマイザインジェクション配管５３に分岐して流れて、エコノマイザ膨張弁５２において減圧される。エコノマイザ膨張弁５２において超臨界状態から臨界圧力以下の圧力まで減圧されて気液二相状態となった中間圧冷媒（点Ｋ）は、エコノマイザ熱交換器５１において、他の一部の冷媒（ブリッジ回路４９から液ガス熱交換器６１に向かう臨界圧力を超えている高圧冷媒（点Ｊ））と熱交換し、中間圧のガス冷媒（点Ｌ）となる。この中間圧のガス冷媒（点Ｌ）は、上述のようにインジェクション配管５３から第２インタークーラ管４２ｃへと流れ込む。
【０１１２】
エコノマイザ膨張弁５２を出た中間圧冷媒と熱交換をし、更に温度が下がった状態でエコノマイザ熱交換器５１を出た高圧冷媒（点Ｍ）は、液ガス熱交換器６１を流れ、膨張機構７０へと流れていく（点Ｎ）。なお、膨張機構７０は、膨張機７１で回収できる動力ができるだけ大きく確保できるように制御部７に制御されている。液ガス熱交換器６１では、エコノマイザ熱交換器５１を通過した臨界圧力を超えている高圧冷媒（点Ｍ）が、低圧冷媒配管１９から第１吸入管２１ａへと流れる低圧冷媒と過冷却インジェクション配管９３を流れる低圧冷媒とが合流した合流冷媒と、の間で熱交換によって冷却され、温度が下がった高圧冷媒（点Ｎ）となる。
【０１１３】
なお、低圧冷媒配管１９から第１吸入管２１ａへと流れる低圧冷媒と過冷却インジェクション配管９３を流れる低圧冷媒とが合流した合流冷媒の温度が低過ぎることで液ガス熱交換器６１から膨張機構７０に向かう冷媒を冷やし過ぎてしまうことを抑制する目的で、合流冷媒温度センサ６４ｔと吸入圧力センサ２１ｐから把握される過熱度が正の値になるという所定過熱度条件を満たすように、制御部７は、合流冷媒過熱度制御を行う。この合流冷媒過熱度制御では、第１室内膨張弁１２ｂ、第２室内膨張弁１３ｂ、分離ガス膨張弁８２、過冷却膨張弁９２の各弁開度の少なくともいずれかが、所定過熱度条件を満たすように適宜微調節される。
【０１１４】
液ガス熱交換器６１を出た高圧冷媒（点Ｎ）は、２つに分岐され、一方が膨張機構７０の膨張機７１に向けて流れ、他方が膨張機構７０の第３室外膨張弁７２に向けて流れる。第３室外膨張弁７２では、超臨界状態から臨界圧力以下の圧力まで減圧されることで、中間圧冷媒（点Ｏ１）となる。また、膨張機７１においても、超臨界状態から臨界圧力以下の圧力まで減圧されることで、中間圧冷媒（点Ｏ２）となる。これら中間圧冷媒（点Ｏ１）と中間圧冷媒（点Ｏ２）は、合流した後にレシーバ８１の内部空間へと流れ込む（点Ｐ）。このレシーバ８１に流れ込んだ気液二相状態の中間圧冷媒は、レシーバ８１の内部空間において液冷媒とガス冷媒とに分離される。
【０１１５】
レシーバ８１で分離された液冷媒（点Ｑ）は、液冷媒出口管８３を流れる。液冷媒出口管８３を流れる冷媒の一部は、過冷却熱交換器９１を通過して過冷却状態となり（点Ｗ）、過冷却冷媒配管８４やブリッジ回路４９の第１逆止弁４９ａを通って、液冷媒連絡配管１４を介して、第１室内膨張弁１２ｂ、第２室内膨張弁１３ｂへと送られる。液冷媒出口管８３を流れる冷媒の他の一部は、過冷却熱交換器９１に流入する前に、分岐して、過冷却インジェクション配管９３を流れる。過冷却インジェクション配管９３を流れる冷媒は、過冷却膨張弁９２において減圧されて気液二相状態の低圧冷媒となる（点Ｒ）。
【０１１６】
レシーバ８１で分離されたガス冷媒（点Ｓ）は、分離ガス配管８０を流れる。分離ガス配管８０を流れる冷媒は、途中の分離ガス膨張弁８２で減圧され低圧冷媒（点Ｔ）となる。なお、分離ガス膨張弁８２は、膨張機構７０の下流側に設けられている中間温度センサ７０ｔの検知飽和温度に相当する中間圧力と、第１吸入管２１ａに設けられている吸入圧力センサ２１ｐの検知圧力と、から把握される差圧に相当する差圧を分離ガス膨張弁８２の前後において生じさせることができるように弁開度（膨張程度）が、制御部７によって制御される（差圧制御が行われる）。分離ガス膨張弁８２で減圧された低圧冷媒（点Ｔ）は、さらに分離ガス配管８０を流れて、過冷却インジェクション配管９３のうち、過冷却膨張弁９２よりも下流側であって過冷却熱交換器９１よりも上流側の部分に合流する（点Ｕ）。
【０１１７】
過冷却熱交換器９１では、レシーバ８１で分離された液冷媒（点Ｑ）は、分離ガス配管８０を介して過冷却インジェクション配管９３に合流した気液二相状態の低圧冷媒（点Ｕ）との間で熱交換することで冷却され、冷却されることによって過冷却度が付いた状態になる（点Ｗ）。他方で、分離ガス配管８０を介して過冷却インジェクション配管９３に合流した気液二相状態の低圧冷媒（点Ｕ）は、過冷却熱交換器９１において、レシーバ８１で分離された液冷媒（点Ｑ）によって加熱される（点Ｖ、なお、点Ｖは過熱が付いた状態を例示しているが、運転条件や過渡的な状況によっては湿り状態になる場合がある。）。なお、過冷却膨張弁９２は、過冷却熱交換器９１を通過して過冷却冷媒配管８４を流れる冷媒の過冷却度が通常の目標過冷却度となるように（例えば、過冷却度が５度確保されるように）、過冷却膨張弁９２の弁開度（膨張程度）が、制御部７によって制御される。なお、過冷却冷媒配管８４を流れる冷媒の過冷却度は、過冷却温度センサ９０ｔの検知温度と、中間温度センサ７０ｔの検知飽和温度に相当する中間圧力とから制御部７が算定している。
【０１１８】
液冷媒連絡配管１４から第１室内ユニット１２、第２室内ユニット１３に流入した冷媒は、第１室内膨張弁１２ｂや第２室内膨張弁１３ｂを通過するときに膨張し、気液二相の低圧冷媒（点Ｘ）となって第１室内熱交換器１２ａや第２室内熱交換器１３ａに流れ込む。この低圧冷媒は、第１室内熱交換器１２ａや第２室内熱交換器１３ａで室内空気から熱を奪い、過熱のついた低圧のガス冷媒（点Ｙ）になる。なお、第１室内膨張弁１２ｂは、第１室内熱交換器１２ａの出口を流れる冷媒の過熱度が所定の設定過熱度となるように（目標蒸発出口過熱度条件を満たすように）第１室内膨張弁１２ｂの弁開度（膨張程度）が制御部７によって制御される。第２室内膨張弁１３ｂも同様に、第２室内熱交換器１３ａの出口を流れる冷媒の過熱度が所定の設定過熱度（第１室内ユニット１２と同様の値であっても異なっていてもよい。）となるように（目標蒸発出口過熱度条件を満たすように）第２室内膨張弁１３ｂの弁開度（膨張程度）が制御される。なお、第１室内熱交換器１２ａの出口を流れる冷媒の過熱度は、第１室内温度センサ１２ｔの検知温度と、吸入圧力センサ２１ｐの検知圧力とから制御部７が算定し、第２室内熱交換器１３ａの出口を流れる冷媒の過熱度は、第２室内温度センサ１３ｔの検知温度と、吸入圧力センサ２１ｐの検知圧力とから制御部７が算定している。第１室内ユニット１２や第２室内ユニット１３を出た低圧冷媒は、ガス冷媒連絡配管１５および第４四路切換弁２９を経て低圧冷媒配管１９へと流れていく。なお、第１室内熱交換器１２ａが配置されている室内の負荷の処理は、図示しない第１室内熱交換器１２ａに対して空気流れを供給する第１室内ファンの風量を制御部７が調節することによって処理している。第２室内熱交換器１３ａが配置されている室内の負荷の処理についても同様に、図示しない第２室内熱交換器１３ａに対して空気流れを供給する第２室内ファンの風量を制御部７が調節することによって処理している。
【０１１９】
第１室内ユニット１２や第２室内ユニット１３から戻ってきて低圧冷媒配管１９を流れる低圧冷媒（点Ｙ）と、過冷却インジェクション配管９３から流れてくる低圧冷媒（点Ｖ）とは、合流点６５で合流し（点Ｚ）、液ガス熱交換器６１の低圧側を通って第１吸入管２１ａから四段圧縮機２０へと戻っていく。なお、ここで、液ガス熱交換器６１では、四段圧縮機２０の第１吸入管２１ａに向かう低圧冷媒（点Ｚ）と、エコノマイザ熱交換器５１を通過した後に膨張機構７０へと向かう高圧冷媒（点Ｍ）との間で熱交換が行われる。
【０１２０】
以上のように冷媒が冷媒回路内を循環することにより、空気調和装置１は冷房運転サイクルを行う。
【０１２１】
（２−２）暖房運転モード時の動作
暖房運転時は、図９に示す冷媒配管に沿った矢印の方向に、冷媒が、四段圧縮機２０、第１室内熱交換器１２ａ、第２室内熱交換器１３ａ、第１室内膨張弁１２ｂ、第２室内膨張弁１３ｂ、膨張機構７０、室外熱交換器４０の順に冷媒回路内を循環する。以下、暖房運転時における空気調和装置１の動作について、図９および図１０を参照しながら説明する。
【０１２２】
第１吸入管２１ａから四段圧縮機２０に吸い込まれる低圧のガス冷媒（点Ａ）は、第１圧縮部２１で圧縮されて、第１吐出管２１ｂに吐出される（点Ｂ）。吐出された冷媒は、第１四路切換弁２６を通過し、第２吸入管２２ａを流れる（点Ｃ）。
【０１２３】
第２吸入管２２ａから第２圧縮部２２に吸い込まれた冷媒は、圧縮されて第２吐出管２２ｂに吐出される（点Ｄ）。吐出された冷媒は、第２四路切換弁２７を通過し、第３吸入管２３ａを流れる。なお、第３吸入管２３ａには、エコノマイザ熱交換器５１において熱交換されてインジェクション配管５３を流れてくる中間圧の冷媒（点Ｌ）も流れ込んでくるため、冷媒の温度が下がる（点Ｆ）。
【０１２４】
第３吸入管２３ａから第３圧縮部２３に吸い込まれた冷媒は、圧縮されて第３吐出管２３ｂに吐出される（点Ｇ）。吐出された冷媒は、第３四路切換弁２８を通過し、第４吸入管２４ａを流れる（点Ｈ）。
【０１２５】
第４吸入管２４ａから第４圧縮部２４に吸い込まれた冷媒は、圧縮されて第４吐出管２４ｂに吐出される（点Ｉ）。吐出された高圧の冷媒は、臨界圧力を超えた超臨界状態となっている。この超臨界状態の冷媒は、第４四路切換弁２９を通過し、ガス冷媒連絡配管１５を介して第１室内ユニット１２や第２室内ユニット１３に流入する（点Ｙ）。
【０１２６】
ガス冷媒連絡配管１５から第１室内ユニット１２や第２室内ユニット１３に入った高圧冷媒は、冷媒の放熱器として機能する第１室内熱交換器１２ａや第２室内熱交換器１３ａで室内空気に放熱し、室内空気を暖める。なお、第１室内熱交換器１２ａが配置されている室内の負荷の処理は、図示しない第１室内熱交換器１２ａに対して空気流れを供給する第１室内ファンの風量を制御部７が調節することによって処理している。第２室内熱交換器１３ａが配置されている室内の負荷の処理についても同様に、図示しない第２室内熱交換器１３ａに対して空気流れを供給する第２室内ファンの風量を制御部７が調節することによって処理している。第１室内熱交換器１２ａや第２室内熱交換器１３ａでの熱交換によって温度が下がった高圧冷媒（点Ｘ）は、第１室内膨張弁１２ｂや第２室内膨張弁１３ｂを通過する際にわずかに減圧され、液冷媒連絡配管１４を通って室外ユニット１１のブリッジ回路４９へと流れる。ブリッジ回路４９では、第２逆止弁４９ｂを通過して、エコノマイザ熱交換器５１へ向かう（点Ｊ）。
【０１２７】
ブリッジ回路４９の第２逆止弁４９ｂを通過した高圧冷媒（点Ｊ）は、その一部がエコノマイザインジェクション配管５３に分岐して流れて、エコノマイザ膨張弁５２において減圧される。エコノマイザ膨張弁５２において減圧されて気液二相状態となった中間圧冷媒（点Ｋ）は、エコノマイザ熱交換器５１において、他の一部の冷媒（ブリッジ回路４９から液ガス熱交換器６１に向かう高圧冷媒（点Ｊ））と熱交換し、中間圧のガス冷媒（点Ｌ）となる。この中間圧のガス冷媒（点Ｌ）は、上述のようにインジェクション配管５３から第２インタークーラ管４２ｃへと流れ込む。
【０１２８】
エコノマイザ膨張弁５２を出た中間圧冷媒と熱交換をし、更に温度が下がった状態でエコノマイザ熱交換器５１を出た高圧冷媒（点Ｍ）は、液ガス熱交換器６１を通過して、膨張機構７０へと流れていく（点Ｎ）。
【０１２９】
膨張機構７０に流入する高圧冷媒（点Ｎ）は、２つに分岐され、一方が膨張機構７０の膨張機７１に向けて流れ、他方が膨張機構７０の第３室外膨張弁７２に向けて流れる。第３室外膨張弁７２では、超臨界状態から臨界圧力以下の圧力まで減圧されることで、中間圧冷媒（点Ｏ１）となる。また、膨張機７１においても、超臨界状態から臨界圧力以下の圧力まで減圧されることで、中間圧冷媒（点Ｏ２）となる。なお、膨張機構７０は、膨張機７１で回収できる動力ができるだけ大きく確保できるように制御部７に制御されている。これら中間圧冷媒（点Ｏ１）と中間圧冷媒（点Ｏ２）は、合流した後にレシーバ８１の内部空間へと流れ込む（点Ｐ）。このレシーバ８１に流れ込んだ気液二相状態の中間圧冷媒は、レシーバ８１の内部空間において液冷媒とガス冷媒とに分離される。
【０１３０】
レシーバ８１で分離された液冷媒（点Ｑ）は、液冷媒出口管８３を流れる。液冷媒出口管８３を流れる冷媒は、全て、過冷却熱交換器９１を通過して過冷却状態となり（点Ｗ）、過冷却冷媒配管８４やブリッジ回路４９を通って、室外熱交換器４０へと送られる。
【０１３１】
なお、暖房運転時には、制御部７は、過冷却膨張弁９２を全閉状態に制御しているため、液冷媒出口管８３を流れる冷媒は、過冷却インジェクション配管９３に向けて分流しない。
【０１３２】
レシーバ８１で分離されたガス冷媒（点Ｓ）は、分離ガス配管８０を流れる。分離ガス配管８０を流れる冷媒は、途中の分離ガス膨張弁８２で減圧され低圧冷媒（点Ｔ）となる。なお、分離ガス膨張弁８２は、膨張機構７０の下流側に設けられている中間温度センサ７０ｔの検知飽和温度に相当する中間圧力と、第１吸入管２１ａに設けられている吸入圧力センサ２１ｐの検知圧力と、から把握される差圧に相当する差圧を分離ガス膨張弁８２の前後において生じさせることができるように弁開度（膨張程度）が、制御部７によって制御される（差圧制御が行われる）。分離ガス膨張弁８２で減圧された低圧冷媒（点Ｔ）は、さらに分離ガス配管８０を流れて、過冷却インジェクション配管９３のうち、過冷却膨張弁９２よりも下流側であって過冷却熱交換器９１よりも上流側の部分に流れ込む（点Ｕ）。
【０１３３】
過冷却熱交換器９１では、レシーバ８１の液冷媒出口管８３から流れてくる中間圧冷媒（点Ｑ）と、分離ガス膨張弁８２で減圧された低圧冷媒（点Ｔ，Ｕ）との間で熱交換が行われる。この熱交換によって、過冷却インジェクション配管９３を流れる低圧冷媒（点Ｔ、Ｕ）は、蒸発して過熱のついた低圧冷媒（点Ｖ）となって、合流点６５に向けて流れていく。レシーバ８１の液冷媒出口管８３から流れてくる中間圧冷媒（点Ｑ）は、熱を奪われて過冷却のついた中間圧冷媒（点Ｗ）となり、過冷却冷媒配管８４を介してブリッジ回路４９に向けて流れていく。
【０１３４】
過冷却冷媒配管８４をブリッジ回路４９に向けて流れる冷媒は、一部がブリッジ回路４９の手前で共通配管４７ａを流れるように分離し、他の一部がブリッジ回路４９の第２室外膨張弁４８を通過する。
【０１３５】
共通配管４７ａを流れる冷媒は、第１室外膨張弁４７で減圧されて低圧冷媒となり（点ＷＸ）、第３室外熱交換器４３、第２室外熱交換器４２、第１室外熱交換器４１の順に直列に流れていく。すなわち、第１室外膨張弁４７で減圧された冷媒は、第７配管４３ｂを介して第３室外熱交換器４３において一部が蒸発する。第３室外熱交換器４３を通過した冷媒は、第３配管４３ａ、第３四路切換弁２８、第２インタークーラ管４２ｃの一部、および、第６配管４２ｂをこの順に通過して、第２室外熱交換器４２においてさらに一部が蒸発する。第２室外熱交換器４２を通過した冷媒は、第２配管４２ａ、第２四路切換弁２７、第１インタークーラ管４１ｃの一部、および、第５配管４１ｂをこの順に通過して、第１室外熱交換器４１においてさらに一部が蒸発する。第１室外熱交換器４１を通過した冷媒は、第１配管４１ａ、第１四路切換弁２６、四路接続配管３０をこの順で通過した後、低圧冷媒配管１９へと向けて流れる。ここで、制御部７は、第４室外熱交換器４４の上流側に設けられた第１温度センサ４４ｔ１の検知温度（実質的に、第３室外熱交換器４３の上流側を流れる冷媒温度の検知温度に等しい）と、第１室外熱交換器４１の下流側に設けられた第３温度センサ４１ｔの検知温度と、の差（４１ｔ−４４ｔ１）が３度より大きくなるように、第１室外膨張弁４７の減圧程度（弁開度）を制御する。例えば、温度差（４１ｔ−４４ｔ１）が３度以下になった場合には、制御部７は、第１室外膨張弁４７の弁開度が小さくなるように制御を行う。この制御により、第１室外熱交換器４１を通過した冷媒は、過熱度を有する状態になっている。
【０１３６】
他方、ブリッジ回路４９の第２室外膨張弁４８を通過して減圧された冷媒（点ＶＷ）は、第８配管４４ｂを流れた後に第４室外熱交換器４４において蒸発し、第４配管４４ａと第４四路切換弁２９を通過して低圧冷媒配管１９へと向けて流れる（点ＸＹ）。ここで、制御部７は、第４室外熱交換器４４の上流側に設けられた第１温度センサ４４ｔ１の検知温度と第４室外熱交換器４４の下流側に設けられた第２温度センサ４４ｔ２の検知温度との差（４４ｔ２−４４ｔ１）が、上記差（４１ｔ−４４ｔ１）よりも小さい値である１度未満になるように、第２室外膨張弁４８の減圧程度（弁開度）を制御する。例えば、温度差（４４ｔ２−４４ｔ１）が１度以上になった場合には、制御部７は、第２室外膨張弁４８の弁開度を上げるように制御を行う。この制御により、第４室外熱交換器４４を通過した冷媒に過剰な過熱度が付くことを避けることが可能になっている。このため、第４室外熱交換器４４においては、その内部の全域において冷媒の蒸発が行われていることになり、蒸発しきった冷媒が流れている部分を無くして、第４室外熱交換器４４の能力を十分に発揮させることが可能になっている。
【０１３７】
その後、低圧冷媒配管１９には、第１〜第４室外熱交換器４１〜４４を通過した冷媒が合流して流れる。
【０１３８】
低圧冷媒配管１９を流れる低圧のガス冷媒（点ＸＹ）は、過冷却インジェクション配管９３を流れる低圧のガス冷媒（点Ｖ）と、合流点６５において合流した後（点Ｚ）、液ガス熱交換器６１の低圧側を流れ、液ガス熱交換器６１において高圧側の冷媒と熱交換が行われる。ここで、制御部７は、低圧冷媒配管１９を流れる冷媒と過冷却インジェクション配管９３を流れる冷媒とが合流した後であって液ガス熱交換器６１に流入する前の冷媒（合流点６５を流れる冷媒）について、液ガス熱交換器６１の低圧側の下流側に設けられている合流冷媒温度センサ６４ｔの検知温度と、吸入圧力センサ２１ｐの検知圧力とを用いて、所定の過熱度が生じた状態になるように（特に限定されないが、本実施形態では過熱度が３度以上生じた状態になるように）、分離ガス膨張弁８２の弁開度を制御する。例えば、合流点６５における冷媒に所定の過熱度が生じていない場合には、制御部７は、分離ガス膨張弁８２の弁開度を上げて、過熱度を有する冷媒をより多く合流点６５に導くように制御する。これにより、液ガス熱交換器６１の低圧側に流入する冷媒の温度が低過ぎる状態を回避することができ、液ガス熱交換器６１から膨張機構７０に向かう冷媒が冷やされ過ぎることを回避することができる。なお、分離ガス膨張弁８２の弁開度を上げた場合には、系の中間圧が低下し、レシーバ８１から流出する液冷媒の量が減少し、過冷却熱交換器９１を介して室外熱交換器４０に向かう冷媒量が減少することになるため、このことに起因しても、液ガス熱交換器６１の低圧側の冷媒の過熱度を高めることが可能になっている。
【０１３９】
液ガス熱交換器６１の低圧側を通過した低圧のガス冷媒は、第１吸入管２１ａを介して四段圧縮機２０に吸入される（点Ａ）。
【０１４０】
以上のように冷媒が冷媒回路内を循環することにより、空気調和装置１は暖房運転サイクルを行う。
【０１４１】
（３）空気調和装置の特徴
（３−１）
本実施形態の空気調和装置１では、冷房運転時においては、第１〜第３圧縮部２１〜２３から吐出された各中間圧力の冷媒を第１〜第３室外熱交換器４１〜４３のそれぞれが冷却することが可能になっている。そして、暖房運転時においては、上記冷房運転で各中間圧力の冷媒の冷却が可能になるように構成された第１〜第３室外熱交換器４１〜４３を用いつつも、これらを互いに直列に接続させることにより、全体として通過する冷媒を蒸発させることが可能になっている。
【０１４２】
ここで、暖房運転時における第４室外熱交換器４４では、出口冷媒に過剰な過熱度が生じることを避けることができるように、第２室外膨張弁４８の弁開度が制御されている。これにより、第２室外熱交換器４４においては、蒸発しきった冷媒が通過する領域を小さく抑えて、第２室外熱交換器４４の能力を十分に発揮させることが可能になっている。
【０１４３】
また、暖房運転時において互いに直列に接続された第１〜第３室外熱交換器４１〜４３では、最も下流側である第１室外熱交換器４１の出口冷媒が過熱度を有するように、第１室外膨張弁４７が制御されている。
【０１４４】
これによって、第４室外熱交換器４４を通過した冷媒と、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３を通過した冷媒と、の合流冷媒は、第４室外熱交換器４４を通過した過熱度が小さな冷媒と、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３を通過した過熱度が大きな冷媒と、を混合することになる。このため、第１室外膨張弁４７と第２室外膨張弁４８の弁開度比率を制御して混合比率を制御することにより、合流冷媒の過熱度を調節することが可能になる。
【０１４５】
（３−２）
仮に、液ガス熱交換器６１の低圧側の冷媒の温度が低くなりすぎることを回避することができない場合には、圧力―エンタルピ線図における高圧側であって低エンタルピ側の部分の冷媒（圧力―エンタルピ線図における左上の部分の冷媒）が、液ガス熱交換器６１において冷やされ過ぎてしまい、低エンタルピ側に行き過ぎてしまう（圧力―エンタルピ線図において左側に行き過ぎてしまう）状態になる。その状態では、膨張機構７０において減圧された後の冷媒を、気液二相状態にすることができず全ての冷媒が液単相状態になってしまうと、レシーバ８１に流入する冷媒が液単相状態になってしまうため、レシーバ８１における気液分離機能を発揮させることができなくなってしまう。そうすると、余剰冷媒の制御が困難となり、冷凍サイクルの低圧圧力が意図せずに減少してしまう問題がある。
【０１４６】
これに対して、この空気調和装置１では、液ガス熱交換器６１に流入する冷媒の過熱度の調節が可能になるため、液ガス熱交換器６１の低圧側の冷媒の温度が低くなりすぎることを回避することが可能になっている。したがって、上記問題を生じにくくさせることができている。
【０１４７】
（３−３）
上記空気調和装置１では、液ガス熱交換器６１に流入する冷媒の過熱度の調節は、第４室外熱交換器４４を通過した冷媒と、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３を通過した冷媒と、の合流比率の調節によって行うことができるだけでなく、さらに、過冷却インジェクション配管９３を通過した冷媒の混合比率を調節することによっても、微調節を行うことができる。
【０１４８】
このため、仮に、第４室外熱交換器４４を通過した冷媒と、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３を通過した冷媒と、の合流比率の調節だけでは、液ガス熱交換器６１に流入する冷媒の温度を十分に高くすることができない状況が生じたとしても、過冷却インジェクション配管９３を通過した冷媒の混合比率を調節すること（分離ガス膨張弁８２の弁開度を調節すること）によって、液ガス熱交換器６１の低圧側の冷媒の温度が低くなりすぎることを回避できる。
【０１４９】
（３−４）
空気調和装置１では、室外熱交換器４０のうち第１〜第３室外熱交換器４１〜４３については、図５に示すように、入口および出口にＹ字管４１ｋ、４２ｋ、４３ｋ、４１ｊ、４２ｊ、４３ｊが設けられているため、冷房運転と暖房運転のいずれの運転状態においても、少なくとも一部の冷媒を外側伝熱管４１ｇ、４２ｇ、４３ｇに流すことができる。
【０１５０】
このため、当該外側伝熱管４１ｇ、４２ｇ、４３ｇを流れている冷媒については、空気流れの上流側において空気と冷媒との熱交換を行わせることができるため、温度差を十分に確保した効率的な熱交換が可能になっている。
【０１５１】
特に、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３は、アルミニウムもしくはアルミニウム合金によって構成された扁平多穴管が採用された熱交換効率の高い装置であるため、当該外側伝熱管４１ｇ、４２ｇ、４３ｇにおける熱交換の効率を顕著に高めることができている。
【０１５２】
（３−５）
空気調和装置１では、室外熱交換器４０のうち第４室外熱交換器４４については、図４に示すように、一端にＵ字管４４ｉが設けられている。このため、冷房運転時においては、第４室外熱交換器４４の入口を内側伝熱管４４ｈに位置させ、出口を外側伝熱管４４ｇに位置させることで、出口冷媒を空気流れ方向上流の空気と熱交換させて、出口冷媒を温度差の大きな空気と熱交換させることが可能になっている。このため、冷房運転において、第４室外熱交換器４４における能力をより発揮させることが可能になっている。
【０１５３】
このように、冷房運転時における第４室外熱交換器４４の利用状況が暖房運転時に比べて有利になりやすいように配置されている場合であっても、空気調和装置１では、暖房運転時において、第４室外熱交換器４４の出口冷媒の過熱度が大きくなりすぎないように制御を行うため、第４室外熱交換器４４における能力をできるだけ発揮させることが可能になっている。
【０１５４】
具体的には、暖房運転時には、図４に示すように、第４室外熱交換器４４の冷媒の入口は外側伝熱管４４ｇに位置しており、冷媒の出口は内側伝熱管４４ｈに位置している。このため、冷媒の出口を流れる冷媒は、既に上流側で熱交換が行われることで温度が低下した空気との間で熱交換が行われることになり、熱交換時の冷媒と空気との温度差を十分に確保しにくい状況になる。特に、第４室外熱交換器４４は、アルミニウムもしくはアルミニウム合金によって構成された扁平多穴管が採用された熱交換効率の高い装置であるため、内側伝熱管４４ｈに到達する空気の温度が顕著に低下し、冷媒と空気との温度差がよりいっそう確保しにくい状況になる。
【０１５５】
この場合であっても、この空気調和装置１では、第４室外熱交換器４４の出口冷媒の過熱度が大きくなりすぎないように第２室外膨張弁４８の弁開度が制御される。このため、第４室外熱交換器４４において、蒸発済みの冷媒が流れている領域を小さくすることができ、第４室外熱交換器４４の全体を有効に利用することが可能になっている。
【０１５６】
（３−６）
空気調和装置１では、暖房運転状態においては、互いに直列に接続された第１〜第３室外熱交換器４１〜４３と、第４室外熱交換器４４と、に冷媒が並列して流れている。
【０１５７】
ここで、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３は、図５に示すように、熱交換器内において折り返して流れる流れが存在しておらず、入口から流入した冷媒は、室外ユニット１１の筐体の３つの側面に沿うように流れた後、出口から流出している。この距離をＬとすると、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３が互いに直列に接続された場合には、合計で３Ｌの距離を冷媒が流れることになる。
【０１５８】
これに対して、第４室外熱交換器４４は、図４に示すように、熱交換器内において折り返して流れる流れが存在しており、入口から流入した冷媒は、室外ユニット１１の筐体の３つの側面に沿うように流れた後、折り返して、再度、室外ユニット１１の筐体の３つの側面に沿うように流れて後、出口から流出している。このため、第４室外熱交換器４４では、２Ｌの距離を冷媒が流れることになる。
【０１５９】
このように、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３では冷媒が３Ｌの距離を流れており、第４室外熱交換器４４における２Ｌの距離よりも熱交換が行われている距離が長いため、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３を通過した冷媒の方が乾いた状態になりやすい。このため、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３を通過した冷媒が過熱度を有する状態に制御することは、容易に行うことができる。
【０１６０】
そして、第４室外熱交換器４４は、他の第１〜第３室外熱交換器４１〜４３よりも容量が大きいため、できるだけ有効利用させることが望まれるところ、第２室外膨張弁４８を制御して、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３を通過した冷媒よりも湿り気味に制御することで、第４室外熱交換器４４において蒸発済みの冷媒が流れる領域を小さくし、能力を発揮しやすくさせることができている。しかも、第４室外熱交換器４４を通過した冷媒は、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３を通過した冷媒よりも湿り気味にすることができている。
【０１６１】
このようにすることで、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３を通過した冷媒はより乾き気味に制御され、第４室外熱交換器４４を通過した冷媒はより湿り気味に制御され、両者の混合比率を調節することで、液ガス熱交換器６１に送られる冷媒の過熱度を調節することが可能になっている。
【０１６２】
（３−７）
また、空気調和装置１は、臨界圧力を超えた高圧冷媒を冷却させるエコノマイザ熱交換器５１を備えることでエコノマイザ効果を奏することを可能にしている。ところが、エコノマイザ熱交換器５１を備えることで、圧力―エンタルピ線図における高圧側であって低エンタルピ側の部分の冷媒（圧力―エンタルピ線図における左上の部分の冷媒）が、液ガス熱交換器６１において冷やされ過ぎて、低エンタルピ側に行き過ぎてしまう（圧力―エンタルピ線図において左側に行き過ぎてしまう）状態が生じやすくなる場合がある。
【０１６３】
これに対して、この空気調和装置１では、このようにエコノマイザ熱交換器５１を備えてエコノマイザ効果を奏するように構成した場合であっても、液ガス熱交換器６１の低圧側の入口冷媒の温度が冷えすぎる状態を避けることができるため、余剰冷媒の制御が困難になることや冷凍サイクルの低圧圧力が意図せずに減少してしまうことを防止できるようになっている。
【０１６４】
（３−８）
さらに、空気調和装置１は、高圧側が臨界圧力を超えた状態で用いられているが、レシーバ８１に流入する冷媒は膨張機構７０によって臨界圧力以下の状態まで減圧されている。このため、レシーバ８１に流入する冷媒は、超臨界状態ではなく、気液二相状態となり得る臨界圧力以下の冷媒にすることができている。しかも、液ガス熱交換器６１の低圧側の入口冷媒の温度が冷えすぎる状態を避けることができるため、レシーバ８１には液単相状態の冷媒が流入することが無く、レシーバ８１における気液分離機能を確実に発揮させることが可能になっている。
【０１６５】
（４）変形例
（４−１）変形例Ａ
上記実施形態では、暖房運転時において、第４室外熱交換器４の出入口の冷媒温度差が１度未満となるように第２室外膨張弁４８の弁開度を制御し、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３の出入口の冷媒温度差が３度より大きくなるように第１室外膨張弁４７の弁開度を制御する場合を例に挙げて説明した。
【０１６６】
しかし、暖房運転時において、第４室外熱交換器４の出入口の冷媒温度差が１度未満となるようにしつつ、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３の出入口の冷媒温度差が３度より大きくなるようにしつつ、さらに、第４室外熱交換器４４を通過した冷媒と第１〜第３室外熱交換器４１〜４３を通過した冷媒との合流冷媒ができるだけ乾き状態になるように、第２室外膨張弁４８および第１室外膨張弁４７を制御するようにしてもよい。この制御としては、特に限定されないが、例えば、第４室外熱交換器４４を通過した冷媒と第１〜第３室外熱交換器４１〜４３を通過した冷媒との合流冷媒が湿っている場合には、第４室外熱交換器４の出入口の冷媒温度差が１度未満となることを維持しながら、第２室外膨張弁４８の弁開度をできるだけ絞るという制御を行ってもよい。このようにして、第４室外熱交換器４４を通過した冷媒と第１〜第３室外熱交換器４１〜４３を通過した冷媒との合流冷媒をできるだけ乾いた状態にすることが可能になるため、過冷却インジェクション配管９３を介して合流する乾いた冷媒の量によることなく、液ガス熱交換器６１の低圧側の入口の冷媒をできるだけ乾いた状態にすることが可能になる。
【０１６７】
（４−２）変形例Ｂ
上記実施形態では、暖房運転時において、第４室外熱交換器４の出入口の冷媒温度差が１度未満となるように第２室外膨張弁４８の弁開度を制御し、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３の出入口の冷媒温度差が３度より大きくなるように第１室外膨張弁４７の弁開度を制御する場合を例に挙げて説明した。
【０１６８】
しかし、当該制御の温度差については、上記実施形態で例示した値に限定されるものではなく、熱交換が行われている領域をできるだけ確保する側の熱交換器における目標温度差（もしくは出口冷媒の目標乾き度）が他方の熱交換器における目標温度差（もしくは出口冷媒の目標乾き度）よりも小さければよい。
【０１６９】
例えば、第４室外熱交換器４４の出口の冷媒が乾き度を有しておらず多少湿り気味になるように第２室外膨張弁４８の弁開度を制御してもよい。また、例えば、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３の出口の冷媒の過熱度が４度以上になるように制御してもよい。
【０１７０】
（４−３）変形例Ｃ
上記実施形態では、４段の圧縮を行う四段圧縮機２０を採用する空気調和装置１を例に挙げて説明した。
【０１７１】
しかし、４段圧縮を行う空気調和装置に限定されることなく、例えば、２段圧縮、もしくは、３段圧縮を行う空気調和装置であってもよい。
【０１７２】
例えば、２段圧縮を行う空気調和装置では、冷房運転時にインタークーラ（中間冷却器）として機能し暖房運転時に並列接続された蒸発器として機能する熱交換器が１つであることになる。また、３段圧縮を行う空気調和装置では、冷房運転時にインタークーラ（中間冷却器）として機能し暖房運転時に並列接続された蒸発器として機能する熱交換器が２つであることになる。
【０１７３】
（４−４）変形例Ｄ
上記実施形態では、暖房運転時に冷媒の蒸発が行われている領域をできるだけ確保するために、第４室外熱交換器４４の出口冷媒が湿り気味になるように制御する場合を例に挙げて説明した。
【０１７４】
しかし、出口冷媒を湿り気味に制御する対象の熱交換器は、冷房運転時にインタークーラ（中間冷却器）として機能し暖房運転時に並列接続された蒸発器として機能する熱交換器であってもよい。
【０１７５】
例えば、２段圧縮の空気調和装置では、冷房運転時にインタークーラ（中間冷却器）として機能し暖房運転時に並列接続された蒸発器として機能する熱交換器が１つであることになる。このため、暖房運転時に並列に流す対象の熱交換器は、互いに直列接続されることなく熱交換器内を冷媒が流れる距離も短くなりがちである。このため、むしろ、冷房運転時にインタークーラ（中間冷却器）として機能し暖房運転時に並列接続された蒸発器として機能する熱交換器において、蒸発しきれない冷媒が生じやすい状況になることがある。この場合には、冷房運転時にインタークーラ（中間冷却器）として機能し暖房運転時に並列接続された蒸発器として機能する熱交換器について、暖房運転時の出口冷媒が湿り気味になるように制御し、暖房運転時に並列接続される他方の蒸発器の出口冷媒が乾き気味になるように制御してもよい。
【０１７６】
（４−５）変形例Ｅ
上記実施形態では、図４および図５に示したように、第４室外熱交換器４４と第１〜第３室外熱交換器４１〜４３とで、冷媒の流れ方が異なる構成が採用されている場合を例に挙げて説明した。
【０１７７】
しかし、これらの冷媒の流れ方は特に限定されるものではない。例えば、第４室外熱交換器４４と第１〜第３室外熱交換器４１〜４３とで、冷媒の流れ方が同一となるように構成されていてもよい。
【０１７８】
（４−６）変形例Ｆ
上記実施形態では、液ガス熱交換器６１の低圧側の入口の冷媒が所定の過熱度（３度以上の過熱度）を有するように各種制御が行われる場合を例に挙げて説明した。
【０１７９】
しかし、液ガス熱交換器６１の低圧側の入口は、過熱度を有するように制御された冷媒が流れる場合に限られず、液ガス熱交換器６１の高圧側を流れる冷媒が過度に冷えすぎなければ、多少湿り気味の冷媒が流れてもよい。
【符号の説明】
【０１８０】
１      空気調和装置（冷凍装置）
７    制御部
１２    室内ユニット
１２ａ    第１室内熱交換器、室内熱交換器（利用側熱交換器）
１２ｂ    第１室内膨張弁、室内膨張弁
１２ｔ    第１室内温度センサ
１３    第２室内ユニット、室内ユニット
１３ａ    第１室内熱交換器、室内熱交換器（利用側熱交換器）
１３ｂ    第２室内膨張弁、室内膨張弁
１３ｔ    第２室内温度センサ
２０      四段圧縮機
２１      第１圧縮部（低段側圧縮部）
２１ｐ    吸入圧力センサ
２２      第２圧縮部（中間圧縮部）
２３      第３圧縮部（中間圧縮部）
２４      第４圧縮部（高段側圧縮部）
２４ｐ    吐出圧力センサ
２５      四路切換弁群（運転状態切換部）
２６      第１四路切換弁
２７      第２四路切換弁
２８      第３四路切換弁
２９      第４四路切換弁
３０      四路接続配管
４０      室外熱交換器
４１      第１室外熱交換器（熱源側第２熱交換器）
４２      第２室外熱交換器（熱源側第２熱交換器、熱源側第３熱交換器）
４３      第３室外熱交換器（熱源側第２熱交換器、熱源側第３熱交換器）
４４      第４室外熱交換器（熱源側第１熱交換器）
４１ｃ    第１インタークーラ管
４２ｃ    第２インタークーラ管
４３ｃ    第３インタークーラ管
４１ａ    第１配管
４２ａ    第２配管
４３ａ    第３配管
４４ａ    第４配管
４１ｇ、４２ｇ、４３ｇ  外側伝熱管（上流側の冷媒流路）
４１ｈ、４２ｈ、４３ｈ  内側伝熱管（下流側の冷媒流路）
４４ｇ  外側伝熱管（上流側の冷媒流路）
４４ｈ  内側伝熱管（下流側の冷媒流路）
４５    室外送風ファン（熱源側第１送風部、熱源側第２送風部）
４７    第１室外膨張弁（第１膨張機構）
４８    第２室外膨張弁（第２膨張機構）
４９    ブリッジ回路
５０    エコノマイザ回路
５１    エコノマイザ熱交換器
５２    エコノマイザ膨張弁
５３    エコノマイザインジェクション配管
６０    液ガス熱交回路
６１    液ガス熱交換器
６４ｔ    合流冷媒温度センサ
７０      膨張機構（第３膨張機構）
７０ｐ    中間温度センサ
７１    膨張機
７２    膨張弁
８０    分離ガス配管
８１    レシーバ（冷媒容器）
８２  分離ガス膨張弁（バイパス膨張機構）
８３    液冷媒出口管
９０    過冷却回路
９０ｔ  過冷却温度センサ
９１    過冷却熱交換器
９２    過冷却膨張弁
９３    過冷却インジェクション配管（バイパス回路）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１８１】
【特許文献１】特開２０１０−１１２６１８号公報
【図１】
2014211292.tif 000003
【図２】
2014211292.tif 000004
【図３】
2014211292.tif 000005
【図４】
2014211292.tif 000006
【図５】
2014211292.tif 000007
【図６】
2014211292.tif 000008
【図７】
2014211292.tif 000009
【図８】
2014211292.tif 000010
【図９】
2014211292.tif 000011
【図１０】
2014211292.tif 000012