(57)【要約】  冷凍サイクル装置は、圧縮機構（２１）と、放熱器（２３）と、第１減圧器（２５）と、蒸発器（２６）と、第２減圧器（２７）と、内部熱交換器（２４）と、温度検出部（３１）と、制御装置（３０）とを備える。圧縮機構（２１）は、超臨界状態とされた高圧冷媒を吐出するとともに、低圧から高圧までの冷媒の圧縮過程の途中に低圧と高圧の間の中間圧である中間圧冷媒を導入する。温度検出部は、放熱器に流入する熱交換媒体の温度を検出する。制御装置は、温度検出部の検出温度が冷媒の臨界温度よりも高い場合に、検出温度が高いほど高圧冷媒の圧力が高くなるように、高圧冷媒の圧力を調整するとともに、検出温度が高いほど中間圧冷媒の流量が多くなるように、中間圧冷媒の流量を調整する。
2017061233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクル装置であって、
冷媒を低圧から前記低圧よりも高い高圧まで圧縮し、超臨界状態とされた高圧冷媒を吐出するとともに、前記低圧から前記高圧までの冷媒の圧縮過程の途中に前記低圧と前記高圧の間の中間圧である中間圧冷媒を導入する圧縮機構（２１）と、
前記圧縮機構から吐出された前記高圧冷媒と熱交換媒体との熱交換によって前記高圧冷媒を放熱させる放熱器（２３）と、
前記放熱器から流出の前記高圧冷媒の一部を前記低圧まで減圧させて低圧冷媒とする第１減圧器（２５）と、
前記低圧冷媒を蒸発させるとともに、蒸発後の前記低圧冷媒を前記圧縮機構に吸入させる蒸発器（２６）と、
前記放熱器から流出の前記高圧冷媒の他の一部を前記中間圧まで減圧させて中間圧冷媒とする第２減圧器（２７）と、
前記放熱器から流出して前記第１減圧器に向かって流れる前記高圧冷媒と、前記第２減圧器から流出して前記圧縮機構に向かって流れる前記中間圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器（２４）と、
前記放熱器に流入する前記熱交換媒体の温度を検出する温度検出部（３１）と、
前記温度検出部の検出温度に基づいて、前記圧縮機構、前記放熱器、前記第１減圧器、前記蒸発器、前記第２減圧器および前記内部熱交換器を有して構成される冷凍サイクルの作動を制御して、前記高圧冷媒の圧力および前記中間圧冷媒の流量を調整する制御装置（３０）とを備え、
前記制御装置は、前記検出温度が前記冷媒の臨界温度よりも高い場合に、前記検出温度が高いほど前記高圧冷媒の圧力が高くなるように、前記高圧冷媒の圧力を調整するとともに、前記検出温度が高いほど前記中間圧冷媒の流量が多くなるように、前記中間圧冷媒の流量を調整する冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記検出温度が前記冷媒の臨界温度よりも高い場合に、前記検出温度が高いほど前記中間圧冷媒の流量が多くなり、かつ、前記検出温度が前記臨界温度よりも低い場合と比較して、前記検出温度の上昇量に対する前記中間圧冷媒の流量の増加量の割合が大きくなるように、前記中間圧冷媒の流量を調整する請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記第２減圧器は、通路開度が調整されるように構成されており、 
前記制御装置は、前記第２減圧器の通路開度を制御することにより、前記中間圧冷媒の流量を調整するようになっている請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記内部熱交換器から流出した前記中間圧冷媒のエンタルピと関連する前記中間圧冷媒の物理量を検出する物理量検出部（３２、３３）を備え、
前記制御装置は、前記物理量検出部の検出物理量に基づいて、前記エンタルピを算出するエンタルピ算出部（Ｓ５−２）と、前記エンタルピ算出部の算出値に基づいて、前記エンタルピが予め定められた目標値となるように、前記第２減圧器の通路開度を制御する開度制御部（Ｓ６−１）とを有する請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記内部熱交換器から流出した前記中間圧冷媒の過熱度と関連する前記中間圧冷媒の物理量を検出する物理量検出部（３２、３３）を備え、
前記制御装置は、前記物理量検出部の検出物理量に基づいて、前記過熱度を算出する過熱度算出部（Ｓ５−４）と、前記過熱度算出部の算出値に基づいて、前記過熱度が予め定められた目標値となるように、前記第２減圧器の通路開度を制御する開度制御部（Ｓ６−２）とを有する請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記高圧冷媒の圧力を検出する圧力検出部（３４）を備え、
前記第１減圧器は、通路開度が調整されるように構成されており、
前記制御装置は、前記検出温度に基づいて、前記高圧冷媒の目標圧力を決定する圧力決定部（Ｓ２）と、前記圧力検出部の検出圧力に基づいて、前記高圧冷媒の圧力が前記目標圧力となるように、前記第１減圧器の通路開度を制御する開度制御部（Ｓ４）を有し、
前記圧力決定部は、前記検出温度が前記冷媒の臨界温度よりも高い場合に、前記検出温度が高いほど前記高圧冷媒の圧力が高くなるように、前記目標圧力を決定する請求項１ないし５のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記冷媒は、二酸化炭素であり、
前記目標圧力は、前記冷媒のモリエル線図上における６００ｋｇ／ｍ３の等密度線と前記検出温度と同じ温度の等温線との交点での圧力よりも高く、前記冷媒のモリエル線図上における７００ｋｇ／ｍ３の等密度線と前記検出温度と同じ温度の等温線との交点での圧力よりも低い請求項６に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記熱交換媒体は、給湯または暖房に用いられる給湯水である請求項１ないし７のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願への相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１５年１０月５日に出願された日本特許出願番号２０１５−１９７８９３号に基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、冷凍サイクル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
従来の冷凍サイクル装置として、特許文献１のように、二段圧縮一段膨張サイクルを構成するとともに、二段圧縮式の圧縮機構から吐出される高圧冷媒が超臨界状態で運転されるものがある。このような冷凍サイクル装置では、圧縮機構から吐出された高圧冷媒は、放熱器で放熱された後、一部が内部熱交換器を通過して、第１減圧器で減圧され、蒸発器で吸熱して、圧縮機構に吸入される。放熱器で放熱された高圧冷媒の残部は、第２減圧器で減圧されて中間圧冷媒となり、内部熱交換器で高圧冷媒との熱交換により加熱されて、圧縮機構にインジェクション（すなわち、導入）される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１５９９５０号公報
【発明の概要】
【０００５】
ところで、上記した冷凍サイクル装置では、放熱器で高圧冷媒と熱交換される熱交換媒体の温度（以下、熱交換媒体温度という）が冷媒の臨界温度（以下、臨界温度という）よりも高い場合がある。この場合、熱交換媒体温度が臨界温度よりも低い場合と比較して、熱交換媒体温度の上昇に伴う放熱器でのエンタルピ差の減少量が大きくなる。なお、熱交換媒体温度は、冷媒と熱交換する前の温度である。放熱器でのエンタルピ差とは、放熱器の入口側と出口側の冷媒のエンタルピ差である。このため、熱交換媒体温度が臨界温度よりも高い場合では、熱交換媒体温度が高くなるほど、放熱器の放熱性能が低下してしまう。したがって、放熱器を加熱用途に利用する場合では、熱交換媒体温度が臨界温度よりも高くなると、加熱能力が低下してしまう。
【０００６】
また、熱交換媒体温度が臨界温度よりも高い場合では、熱交換媒体温度が上昇すると、内部熱交換器の入口温度が上昇し、高圧側で交換可能な熱量が増えることでエンタルピ差が急激に増大する。内部熱交換器の高圧側でのエンタルピ差とは、内部熱交換器の高圧側通路の入口側と出口側の冷媒のエンタルピ差である。
【０００７】
そこで、熱交換媒体温度が臨界温度よりも高い場合に、熱交換媒体温度が高いほど高圧冷媒の圧力を高くすることが考えられる。これにより、放熱器でのエンタルピ差の減少を抑えることができ、放熱器の加熱能力の低下を抑制することができる。
【０００８】
しかし、熱交換媒体温度が上昇した際に、高圧冷媒の圧力を上昇させるだけで、圧縮機構にインジェクションされる中間圧冷媒のインジェクション流量を熱交換媒体温度の上昇前と同じとした場合を想定する。すなわち、熱交換媒体温度によらずにインジェクション流量を一定とした場合を想定する。この場合、内部熱交換器の高圧側でのエンタルピ差が大きくなった結果、内部熱交換器で中間圧冷媒が高圧冷媒から受け取る熱量が大きくなり、圧縮機構にインジェクションされる中間圧冷媒のエンタルピが大きくなる。この結果、圧縮機構の吐出冷媒温度が上昇してしまう。このとき、内部熱交換器の入口側の熱交換媒体の温度によっては、吐出冷媒温度が高くなりすぎてしまうため、圧縮機構の信頼性が低下してしまう。
【０００９】
本開示は、放熱器の加熱性能の低下を抑制しつつ、圧縮機構の信頼性を高めることができる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
【００１０】
本開示の１つの観点によれば、
冷凍サイクル装置は、
冷媒を低圧から低圧よりも高い高圧まで圧縮し、超臨界状態とされた高圧冷媒を吐出するとともに、低圧から高圧までの冷媒の圧縮過程の途中に低圧と高圧の間の中間圧である中間圧冷媒を導入する圧縮機構と、
圧縮機構から吐出された高圧冷媒と熱交換媒体との熱交換によって高圧冷媒を放熱させる放熱器と、
放熱器から流出の高圧冷媒の一部を低圧まで減圧させて低圧冷媒とする第１減圧器と、
低圧冷媒を蒸発させるとともに、蒸発後の低圧冷媒を圧縮機構に吸入させる蒸発器と、
放熱器から流出の高圧冷媒の他の一部を中間圧まで減圧させて中間圧冷媒とする第２減圧器と、
放熱器から流出して第１減圧器に向かって流れる高圧冷媒と、第２減圧器から流出して圧縮機構に向かって流れる中間圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器と、
放熱器に流入する熱交換媒体の温度を検出する温度検出部と、
温度検出部の検出温度に基づいて、圧縮機構、放熱器、第１減圧器、蒸発器、第２減圧器および内部熱交換器を有して構成される冷凍サイクルの作動を制御して、高圧冷媒の圧力および中間圧冷媒の流量を調整する制御装置とを備え、
制御装置は、検出温度が冷媒の臨界温度よりも高い場合に、検出温度が高いほど高圧冷媒の圧力が高くなるように、高圧冷媒の圧力を調整するとともに、検出温度が高いほど中間圧冷媒の流量が多くなるように、中間圧冷媒の流量を調整する。
【００１１】
これによれば、熱交換媒体温度が臨界温度よりも高い場合に、熱交換媒体温度が高いほど高圧冷媒の圧力を高くすることで、放熱器の加熱能力の低下を抑制することができる。
【００１２】
さらに、熱交換媒体温度が臨界温度よりも高い場合、熱交換媒体温度が上昇すると、内部熱交換器の高圧側でのエンタルピ差が急激に増大することに合わせて、熱交換媒体温度が高いほどインジェクションされる中間圧冷媒の流量を多くしている。これにより、インジェクションされる中間圧冷媒のエンタルピの上昇を抑えることができる。このため、圧縮機構の吐出冷媒の温度上昇を抑制でき、圧縮機構の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態における給湯暖房機の全体構成を示す図である。
【図２】第１実施形態における制御装置の制御処理を示すフローチャートである。
【図３】図２のステップＳ２で決定される目標圧力と給湯水温度との関係を示す図である。
【図４】図２のステップＳ２で決定される目標圧力を説明するための二酸化炭素冷媒のモリエル線図である。
【図５】図２のステップＳ４で決定される第２膨張弁の通路開度に関連するインジェクション流量と給湯水温度との関係を示す図である。
【図６】本開示が解決する課題を説明するための図であって、図１に示す冷凍サイクル装置における水冷媒熱交換器の入口側の給湯水温度が２５℃のときのサイクルバランスを示すモリエル線図である。
【図７】本開示が解決する課題を説明するための図であって、図１に示す冷凍サイクル装置における水冷媒熱交換器の入口側の給湯水温度が３０℃のときのサイクルバランスを示すモリエル線図である。
【図８】本開示が解決する課題を説明するための図であって、図１に示す冷凍サイクル装置における水冷媒熱交換器の入口側の給湯水温度が３２℃のときのサイクルバランスを示すモリエル線図である。
【図９】本開示が解決する課題を説明するための図であって、図１に示す冷凍サイクル装置における水冷媒熱交換器の入口側の給湯水温度が３７℃のときのサイクルバランスを示すモリエル線図である。
【図１０】本開示が解決する課題を説明するための図であって、図１に示す冷凍サイクル装置における水冷媒熱交換器の入口側の給湯水温度が３７℃であり、高圧冷媒の圧力を図９のときよりも高くしたときのサイクルバランスを示すモリエル線図である。
【図１１】第１実施形態の効果を説明するための図であって、図１に示す冷凍サイクル装置における水冷媒熱交換器の入口側の給湯水温度が３７℃のときのサイクルバランスを示すモリエル線図である。
【図１２】第２実施形態における制御装置の制御処理を示すフローチャートである。
【図１３】図１２のステップＳ６−１を説明するための図であって、図１に示す冷凍サイクル装置における水冷媒熱交換器の入口側の給湯水温度が３７℃のときのサイクルバランスを示すモリエル線図である。
【図１４】第３実施形態における制御装置の制御処理を示すフローチャートである。
【図１５】図１４のステップＳ６−２を説明するための図であって、図１に示す冷凍サイクル装置における水冷媒熱交換器の入口側の給湯水温度が３７℃のときのサイクルバランスを示すモリエル線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本開示の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１５】
（第１実施形態）
本実施形態では、本開示の冷凍サイクル装置を給湯暖房機に適用している。図１に示すように、本実施形態の給湯暖房機１は、貯湯タンク内の給湯水を循環させる給湯回路１０と、冷媒を循環させる冷凍サイクル装置２０とを備えている。
【００１６】
給湯回路１０は、給湯水を貯える貯湯タンク１１と、冷凍サイクル装置２０の水冷媒熱交換器２３と貯湯タンク１１とを接続する水配管１２と、水冷媒熱交換器２３と貯湯タンク１１との間で水を循環させる水循環ポンプ１３とを有して構成されている。
【００１７】
貯湯タンク１１は、水冷媒熱交換器２３の水通路２３ａに接続されている。貯湯タンク１１に貯えられる給湯水は、水冷媒熱交換器２３によって加熱される。加熱された給湯水は、台所や風呂等へ供給されたり、温水を用いて室内を暖房する暖房装置へ供給されたりする。水循環ポンプ１３は、電動ポンプである。
【００１８】
冷凍サイクル装置２０は、第１圧縮機２１ａ、第２圧縮機２１ｂ、水冷媒熱交換器２３、内部熱交換器２４、第１膨張弁２５、室外熱交換器２６、第２膨張弁２７を主な構成部品として備えている。各構成部品は、冷媒配管によって接続されている。これらの構成部品によって、二段圧縮一段膨張サイクルが構成されている。冷凍サイクル装置２０は、冷媒として臨界温度が３１℃である二酸化炭素が用いられている。
【００１９】
第１圧縮機２１ａは、吸入した低圧の低圧冷媒を圧縮して、低圧冷媒よりも圧力が高い中間圧の中間圧冷媒を吐出する低段側の圧縮機である。第２圧縮機２１ｂは、第１圧縮機２１ａから吐出された中間圧冷媒を吸入して圧縮し、中間圧冷媒よりも圧力が高い高圧の高圧冷媒を吐出する高段側の圧縮機である。このときの高圧冷媒の圧力は、冷媒の臨界圧力を超えた圧力、すなわち、冷媒が超臨界状態となる圧力である。第１圧縮機２１ａ、第２圧縮機２１ｂは、それぞれ、電動モータで駆動される電動圧縮機である。本実施形態では、第１圧縮機２１ａ、第２圧縮機２１ｂという２台の単段の圧縮機を用いて、二段圧縮式の圧縮機構２１を構成している。二段圧縮式の圧縮機構２１は、冷媒を低圧から低圧よりも高い高圧まで圧縮するとともに、低圧から高圧までの冷媒の圧縮過程の途中に低圧と高圧の間の中間圧である中間圧冷媒を導入する。
【００２０】
水冷媒熱交換器２３は、給湯水が流れる水通路２３ａと、高圧冷媒が流れる冷媒通路２３ｂとを有している。冷媒通路２３ｂの入口側が第２圧縮機２１ｂの吐出口側に接続されている。水冷媒熱交換器２３は、第２圧縮機２１ｂから吐出された高圧冷媒と貯湯タンク１１の給湯水との熱交換によって高圧冷媒を放熱させるとともに給湯水を加熱する放熱器である。したがって、本実施形態では、給湯水が高圧冷媒と熱交換する熱交換媒体を構成する。換言すると、給湯水が高圧冷媒を冷却する冷却媒体を構成する。
【００２１】
内部熱交換器２４は、高圧冷媒が流れる高圧側通路２４ａと、中間圧冷媒が流れる中間圧側通路２４ｂとを有している。高圧側通路２４ａの入口側が冷媒通路２３ｂに接続されている。中間圧側通路２４ｂの出口側が第１圧縮機２１ａと第２圧縮機２１ｂの間に接続されている。内部熱交換器２４は、水冷媒熱交換器２３から流出の高圧冷媒の一部と第２膨張弁２７から流出の中間圧冷媒とを熱交換させる熱交換器である。
【００２２】
第１膨張弁２５の入口側が高圧側通路２４ａの出口側に接続されている。第１膨張弁２５は、高圧側通路２４ａから流出の高圧冷媒を減圧させて低圧冷媒とする第１減圧器である。第１膨張弁２５は、通路開度が可変式であって、通路開度が電気的に調整されるように構成された電気式膨張弁である。
【００２３】
室外熱交換器２６の入口側が第１膨張弁２５の出口側に接続されている。室外熱交換器２６は、第１膨張弁２５で減圧された低圧冷媒と外気との熱交換によって低圧冷媒を蒸発させる蒸発器である。室外熱交換器２６の出口側が第１圧縮機２１ａの吸入側に接続されている。
【００２４】
第２膨張弁２７は、水冷媒熱交換器２３から流出の高圧冷媒の他の一部を中間圧まで減圧させて中間圧冷媒とする第２減圧器である。第２膨張弁２７は、第１膨張弁２５と同様の電気式膨張弁である。第２膨張弁２７の入口側が、水冷媒熱交換器２３の冷媒通路２３ｂと内部熱交換器２４の高圧側通路２４ａの間の冷媒通路途中に設けられた分岐点２８に接続されている。
【００２５】
換言すると、冷凍サイクル装置２０は、分岐点２８から第１圧縮機２１ａと第２圧縮機２１ｂの間に至る冷媒通路であるインジェクション回路（すなわち、インジェクション通路）２９を備えている。このインジェクション回路２９の途中に第２膨張弁２７、内部熱交換器２４の中間圧側通路２４ｂが配置されている。
【００２６】
このように構成された冷凍サイクル装置２０では、低圧冷媒が第１圧縮機２１ａ、第２圧縮機２１ｂの順に圧縮されて高圧冷媒となる。高圧冷媒は、水冷媒熱交換器２３で放熱された後、分岐点２８で分岐する。分岐した一方の高圧冷媒は、内部熱交換器２４で冷却された後、第１膨張弁２５で減圧されて低圧冷媒となる。低圧冷媒は、室外熱交換器２６で加熱されて蒸発した後、第１圧縮機２１ａに吸入される。また、分岐点２８で分岐した他方の高圧冷媒は、第２膨張弁２７で減圧されて中間圧冷媒となる。中間圧冷媒は、内部熱交換器２４で加熱された後、第１圧縮機２１ａの吐出口と第２圧縮機２１ｂの吸入口の間にインジェクション（すなわち、導入）される。換言すると、中間圧冷媒は、第１圧縮機２１ａと第２圧縮機２１ｂにおける低圧から高圧までの圧縮過程途中の冷媒に合流する。
【００２７】
このとき、第２膨張弁２７の通路開度が調整されることにより、第１圧縮機２１ａと第２圧縮機２１ｂの間にインジェクションされる冷媒流量が調整される。以下では、インジェクションされる中間圧冷媒の冷媒流量をインジェクション流量と呼ぶ。
【００２８】
このように第１圧縮機２１ａと第２圧縮機２１ｂの間に中間圧冷媒をインジェクションする。これにより、第２圧縮機２１ｂの吐出冷媒温度の上昇を抑制したり、水冷媒熱交換器２３の冷媒循環量を増やして放熱能力を増やしたり、室外熱交換器２６の入口冷媒エンタルピを下げて冷却能力を増やしたりする効果が得られる。
【００２９】
冷凍サイクル装置２０は、制御装置３０を備えている。制御装置３０は、マイクロコンピュータおよびその周辺回路等により構成されている。
【００３０】
制御装置３０の入力側には、水温センサ３１と、第１冷媒温度センサ３２と、第２冷媒温度センサ３３と、冷媒圧力センサ３４とが接続されている。水温センサ３１は、水冷媒熱交換器２３の水通路２３ａの入口側に設けられている。水温センサ３１は、水通路２３ａに流入する給湯水の温度を検出する温度検出部である。第１冷媒温度センサ３２は、内部熱交換器２４の中間圧側通路２４ｂの入口側の中間圧冷媒（すなわち、後述する図６等の点Ａ８）の温度を検出する第１冷媒温度検出部である。第２冷媒温度センサ３３は、内部熱交換器２４の中間圧側通路２４ｂの出口側の中間圧冷媒（すなわち、後述する図６等の点Ａ９）の温度を検出する第２冷媒温度検出部である。冷媒圧力センサ３４は、高圧冷媒の圧力を検出する圧力検出部である。冷媒圧力センサ３４は、内部熱交換器２４の高圧側通路２４ａと第１膨張弁２５の間の冷媒通路に対して設けられている。これらのセンサ３１、３２、３３、３４のセンサ信号が制御装置３０に入力される。
【００３１】
制御装置３０の出力側には、第１圧縮機２１ａ、第２圧縮機２１ｂ、第１膨張弁２５、第２膨張弁２７等の冷凍サイクルの構成機器が接続されている。制御装置３０は、第１圧縮機２１ａ、第２圧縮機２１ｂ、第１膨張弁２５、第２膨張弁２７等を制御することにより、冷凍サイクルの作動を制御する。
【００３２】
具体的には、制御装置３０は、第１圧縮機２１ａ、第２圧縮機２１ｂの作動を開始させて、冷凍サイクルの運転を開始する。このとき、第１圧縮機２１ａ、第２圧縮機２１ｂのそれぞれの回転数を所定の回転数とする。
【００３３】
そして、制御装置３０は、図２に示すように、冷凍サイクルの作動を制御して、高圧冷媒の圧力（以下、高圧圧力という）とインジェクション流量を適切に調節する。なお、図２中に示した各ステップは、制御装置４０の各種機能を実現する機能部を構成している。
【００３４】
ステップＳ１で、水温センサ３１のセンサ信号を読み込む。これにより、水温センサ３１の検出温度、すなわち、水冷媒熱交換器２３の入口側の給湯水温度が読み込まれる。
【００３５】
続いて、ステップＳ２では、水温センサ３１の検出温度に基づいて、高圧圧力の目標圧力を決定する。このとき、図３に示す関係を満たすように、目標圧力Ｐｘを決定する。すなわち、図３に示すように、給湯水温度が冷媒の臨界温度以下の場合、給湯水温度によらず目標圧力Ｐｘを所定値Ｐ１で一定とする。給湯水温度が臨界温度よりも高い場合、目標圧力Ｐｘを所定値Ｐ１よりも高くし、かつ、給湯水温度が高いほど目標圧力Ｐｘを高くする。なお、図３では、給湯水温度が臨界温度よりも高い場合に、給湯水温度が上昇するにつれて目標圧力Ｐｘが直線状に増大していたが、曲線状に増大していてもよい。
【００３６】
また、給湯水温度が臨界温度よりも高い場合の目標圧力は、図４に示すように、二酸化炭素冷媒のモリエル線図における６００ｋｇ／ｍ３の等密度線と等温線との交点での圧力よりも高いことが好ましい。ここでいう等温線とは、モリエル線図における冷媒の等温線のうち水温センサ３１の検出温度と同じ温度の等温線のことである。これよりも圧力が低いと、水冷媒熱交換器２３の出口での冷媒のエンタルピ上昇が大きくなり、水冷媒熱交換器２３の入口と出口での冷媒のエンタルピ差が小さくなり加熱能力の低下抑制ができなくなるからである。
【００３７】
また、この場合の目標圧力は、図４に示すように、７００ｋｇ／ｍ３の等密度線と等温線との交点での圧力よりも低いことが好ましい。これよりも圧力が高いと、水冷媒熱交換器２３でのエンタルピ差増分よりも圧縮機２１ａ、２１ｂの仕事量の増加が大きくなり効率が低下するので望ましくないからである。
【００３８】
したがって、この場合の目標圧力は、図４に示すように、６５０ｋｇ／ｍ３の等密度線と等温線との交点での圧力であることが特に好ましい。本実施形態では、ステップＳ２が、高圧冷媒の目標圧力を決定する圧力決定部を構成している。
【００３９】
ステップＳ３では、冷媒圧力センサ３４のセンサ信号を読み込む。これにより、冷媒圧力センサ３４の検出圧力、すなわち、高圧冷媒の圧力が読み込まれる。以下では、高圧冷媒の圧力を高圧圧力ともいう。
【００４０】
ステップＳ４では、冷媒圧力センサ３４の検出圧力に基づいて、実際の高圧圧力が目標圧力となるように、第１膨張弁２５の通路開度を制御する。具体的には、検出圧力が目標圧力よりも高ければ、第１膨張弁２５の通路開度を増大させて、実際の高圧圧力が低くなるように調整する。検出圧力が目標圧力よりも低ければ、第１膨張弁２５の通路開度を減少させて、実際の高圧圧力が高くなるように調整する。このようにして、実際の高圧圧力を目標圧力に近づける。本実施形態では、ステップＳ４が、第１減圧器の通路開度を制御する開度制御部を構成している。
【００４１】
ステップＳ５では、水温センサ３１の検出温度に基づいて、第２膨張弁２７の通路開度を決定する。このとき、図５に示す関係を満たすように、第２膨張弁２７の通路開度を決定する。すなわち、図５に示すように、給湯水温度が冷媒の臨界温度以下の場合および給湯水温度が冷媒の臨界温度よりも高い場合のどちらにおいても、給湯水温度が高いほどインジェクション流量を多くする。インジェクション流量の増加割合を、給湯水温度が臨界温度よりも高い場合の方が臨界温度以下の場合よりも大きくする。インジェクション流量の増加割合とは、給湯水温度の上昇量に対するインジェクション流量の増加量の割合である。
【００４２】
したがって、第２膨張弁２７の通路開度は、給湯水温度が高いほど通路開度が大きくなり、給湯水温度が臨界温度よりも高い場合の方が臨界温度以下の場合よりも通路開度の増加割合が大きくなるように決定される。通路開度の増加割合とは、給湯水温度の上昇量に対する通路開度の増加量の割合である。
【００４３】
ステップＳ６では、ステップＳ５で決定した通路開度となるように、第２膨張弁２７の通路開度を制御する。具体的には、給湯水温度が高くなったときは、第２膨張弁２７の通路開度を大きくして、インジェクション流量を増やす。一方、給湯水温度が低くなったときは、第２膨張弁２７の通路開度を小さくして、インジェクション流量を減らす。本実施形態では、ステップＳ６が、第２減圧器の通路開度を制御する開度制御部を構成している。
【００４４】
このようにして、制御装置３０は、検出した給湯水温度が冷媒の臨界温度よりも高い場合、給湯水温度が高いほど高圧圧力を高くする。さらに、制御装置４０は、給湯水温度が高いほどインジェクション流量を多くし、かつ、給湯水温度が冷媒の臨界温度よりも低い場合よりもインジェクション流量の増加割合を大きくする。
【００４５】
ところで、図１に示す構成の冷凍サイクル装置２０において、水冷媒熱交換器２３に流入する給湯水は、一般的に、５℃以上７０℃以内の温度範囲内で、冷媒の臨界温度である３１℃をまたいで温度変化する。
【００４６】
そして、図６―９に示すように、水冷媒熱交換器２３の入口側の給湯水温度が臨界温度よりも高い場合では、給湯水温度が臨界温度よりも低い場合と比較して、水冷媒熱交換器２３でのエンタルピ差の減少割合が大きくなる。水冷媒熱交換器２３でのエンタルピ差の減少割合とは、給湯水温度の上昇量に対する水冷媒熱交換器２３での冷媒のエンタルピ差の減少量の割合である。また、図６―９に示すように、水冷媒熱交換器２３の入口側の給湯水温度が臨界温度よりも高い場合では、給湯水温度が臨界温度よりも低い場合と比較して、内部熱交換器２４の高圧側通路２４ａでのエンタルピ差の増加割合が大きくなる。高圧側通路２４ａでのエンタルピ差の増加割合とは、給湯水温度の上昇量に対する高圧側通路２４ａでの冷媒のエンタルピ差の増加量の割合である。
【００４７】
図６、７、８、９は、それぞれ、水冷媒熱交換器２３の入口側の給湯水温度が２５℃、３０℃、３２℃、３７℃のときのサイクルバランスの例を示している。図６、７は、給湯水温度が臨界温度よりも低い場合を示している。図８、９は、給湯水温度が臨界温度よりも高い場合を示している。
【００４８】
また、各図中の点Ａ１―Ａ９は、図１に示す冷凍サイクル装置２０の各位置での冷媒の状態を示している。点Ａ１は、第１圧縮機２１ａの吸入側の冷媒の状態を示している。点Ａ２は、第１圧縮機２１ａの吐出側の冷媒の状態を示している。点Ａ３は、第２圧縮機２１ｂの吸入側であって中間圧冷媒合流後の冷媒の状態を示している。点Ａ４は、第２圧縮機２１ｂの吐出側の冷媒の状態を示している。点Ａ５は、水冷媒熱交換器２３の冷媒通路２３ｂの出口側であって、内部熱交換器２４の高圧側通路２４ａの入口側、かつ、第２膨張弁２７の入口側の冷媒の状態を示している。点Ａ６は、内部熱交換器２４の高圧側通路２４ａの出口側の冷媒の状態を示している。点Ａ７は、第１膨張弁２５の出口側の冷媒の状態を示している。点Ａ８は、第２膨張弁２７の出口側であって、内部熱交換器２４の中間圧側通路２４ｂの入口側の冷媒の状態を示している。点Ａ９は、内部熱交換器２４の中間圧側通路２４ｂの出口側であって、第２圧縮機２１ｂの吸入側の冷媒に合流する前の冷媒の状態を示している。
【００４９】
図６―９では、高圧圧力（すなわち、点Ａ４、Ａ５、Ａ６での圧力）を同じ圧力としている。また、図６―９では、インジェクションされる中間圧冷媒の飽和温度（すなわち、点Ａ８での温度）を同じ温度、具体的には１５℃としている。
【００５０】
また、理論上、水冷媒熱交換器２３の出口側の冷媒温度は、水冷媒熱交換器２３の入口側の給湯水温度と等しくなる。そのため、以下の説明では、図６―９において、点Ａ５の温度が水冷媒熱交換器２３の入口側の給湯水温度と等しいと仮定する。同様に、理論上、内部熱交換器２４の出口側の高圧側冷媒の温度は入口側の中間圧冷媒の温度と等しくなる。そのため、以下の説明では、図６―９において、点Ａ６の温度は点Ａ８の温度と等しいと仮定する。
【００５１】
図７中の破線は、給湯水温度が２５℃のときの図６のサイクルバランスを示している。図７に示す矢印Ｄ１ａは、給湯水温度が２５℃のときの水冷媒熱交換器２３でのエンタルピ差を示している。Ｄ１と記される矢印が長いほど水冷媒熱交換器２３での冷媒と給湯水の熱交換量が多いことを示す。このことは、他の図においても同様である。図７に示す矢印Ｄ２ａは、給湯水温度が２５℃のときの内部熱交換器２４の高圧側でのエンタルピ差を示している。Ｄ２と記される矢印が大きいほど内部熱交換器２４での熱交換量が多いことを示す。このことは、他の図においても同様である。
【００５２】
図７中の太い実線は、給湯水温度が３０℃のときのサイクルバランスを示している。図７中の矢印Ｄ１ｂが、このときの水冷媒熱交換器２３でのエンタルピ差を示している。図７中の矢印Ｄ２ｂが、このときの内部熱交換器２４の高圧側でのエンタルピ差を示している。
【００５３】
図９中の破線は、給湯水温度が３２℃のときの図８のサイクルバランスを示している。図９に示す矢印Ｄ１ｃは、このときの水冷媒熱交換器２３でのエンタルピ差を示している。図９に示す矢印Ｄ２ｃは、このときの内部熱交換器２４の高圧側でのエンタルピ差を示している。
【００５４】
図９中の太い実線は、給湯水温度が３７℃のときのサイクルバランスを示している。図９中の矢印Ｄ１ｄが、このときの水冷媒熱交換器２３でのエンタルピ差を示している。図７中の矢印Ｄ２ｄが、このときの内部熱交換器２４の高圧側でのエンタルピ差を示している。
【００５５】
図７中の矢印Ｄ１ａと矢印Ｄ１ｂを比較してわかるように、給湯水温度が２５℃から３０℃に上昇すると、水冷媒熱交換器２３でのエンタルピ差が減少する。同様に、図９中の矢印Ｄ１ｃと矢印Ｄ１ｃを比較してわかるように、給湯水温度が３２℃から３７℃に上昇すると、水冷媒熱交換器２３でのエンタルピ差が減少する。
【００５６】
そして、図７中の矢印Ｄ１ａと矢印Ｄ１ｂの長さの差と、図９中の矢印Ｄ１ｃと矢印Ｄ１ｄの長さの差を比較すると次のことがわかる。給湯水温度の上昇量が同じ５℃のときの水冷媒熱交換器２３でのエンタルピ差の減少量は、給湯水温度が臨界温度よりも高い温度範囲で上昇した場合の方が臨界温度よりも低い温度範囲で上昇した場合よりも大きい。このように、給湯水温度が臨界温度よりも高い場合、給湯水温度が上昇すると、給湯水温度が臨界温度よりも低い場合と比較して、水冷媒熱交換器２３でのエンタルピ差が大きく減少する。これは、給湯水温度が上昇すると、水冷媒熱交換器２３での冷媒の放熱量が大きく減少することを意味する。このため、水冷媒熱交換器２３の加熱能力が低下し、湯が沸きにくくなる。
【００５７】
また、図７中の矢印Ｄ２ａと矢印Ｄ２ｂを比較してわかるように、給湯水温度が２５℃から３０℃に上昇すると、内部熱交換器２４の高圧側でのエンタルピ差が増大する。同様に、図９中の矢印Ｄ２ｃと矢印Ｄ２ｄを比較してわかるように、給湯水温度が３２℃から３７℃に上昇すると、内部熱交換器２４の高圧側でのエンタルピ差が増大する。
【００５８】
そして、図７の矢印Ｄ２ａと矢印Ｄ２ｂの長さの差と、図９の矢印Ｄ２ｃと矢印Ｄ２ｄの長さの差を比較すると次のことがわかる。給湯水温度の上昇量が同じ５℃のときの内部熱交換器２４の高圧側でのエンタルピ差の増大量は、給湯水温度が臨界温度よりも高い温度範囲で上昇した場合の方が臨界温度よりも低い温度範囲で上昇した場合よりも大きい。このように、給湯水温度が臨界温度よりも高い場合、給湯水温度が上昇すると、水冷媒熱交換器２３とは逆に、給湯水温度が臨界温度よりも低い場合と比較して、内部熱交換器２４の高圧側通路２４ａでのエンタルピ差が大きく増大する。
【００５９】
そこで、水冷媒熱交換器２３の加熱能力の低下を抑制するために、給湯水温度が臨界温度よりも高い場合に、給湯水温度が高いほど高圧圧力を高くすることが考えられる。このときのサイクルバランスの例を図１０に示す。
【００６０】
図１０の太い実線は、給湯水温度が３７℃のときであって、高圧圧力を図９のときよりも高くしたときのサイクルバランスを示している。図１０中の破線は、給湯水温度が３２℃のときの図８のサイクルバランスを示している。図１０では、インジェクション流量を、給湯水温度が３２℃のときと同じとしている。図１０の矢印Ｄ１ｅが、このときの水冷媒熱交換器２３でのエンタルピ差を示している。図１０の矢印Ｄ２ｅが、このときの内部熱交換器２４の高圧側でのエンタルピ差を示している。
【００６１】
しかし、給湯水温度が臨界温度よりも高い場合において、給湯水温度が上昇したときに、インジェクション流量を変えずに、高圧圧力を増大させただけでは、図１０に示すように、内部熱交換器２４の高圧側通路２４ａでのエンタルピ差の急激な増大を抑制できない。
【００６２】
このため、内部熱交換器２４で中間圧冷媒が高圧冷媒から受け取る熱量が大きくなり、第１、第２圧縮機２１ａ、２１ｂの間にインジェクションされる中間圧冷媒のエンタルピが大きくなる。換言すると、インジェクションされる中間圧冷媒の温度（すなわち、図１０の点Ａ９の温度）が高くなる。この結果、インジェクション効果が薄れ、第２圧縮機２１ｂの吐出冷媒温度（すなわち、図１０の点Ａ４の温度）が上昇してしまう。このとき、内部熱交換器２４の入口側の給湯水温度によっては、吐出冷媒温度が高くなりすぎてしまうため、第２圧縮機２１ｂの信頼性が低下してしまう。
【００６３】
そこで、本実施形態では、給湯水温度が冷媒の臨界温度よりも高い場合において、給湯水温度が高いほど高圧圧力を高くするとともに、給湯水温度が高いほどインジェクション流量を多くしている。インジェクション流量については、より具体的には、給湯水温度が冷媒の臨界温度よりも低い場合よりも給湯水温度が冷媒の臨界温度よりも高い場合の方が、インジェクション流量の増加割合が大きくなるようにしている。このときのサイクルバランスの例を図１１に示す。
【００６４】
図１１の太い実線は、給湯水温度が３７℃のときであって、高圧圧力を図９のときよりも高くするとともに、図９のときよりもインジェクション流量を増大させたときのサイクルバランスを示している。図１１中の破線は、給湯水温度が３２℃のときの図８のサイクルバランスを示している。図１０の矢印Ｄ１ｆが、このときの水冷媒熱交換器２３でのエンタルピ差を示している。図１０の矢印Ｄ２ｆが、このときの内部熱交換器２４の高圧側でのエンタルピ差を示している。
【００６５】
これによれば、図１１に示すように、給湯水温度が高いほど高圧圧力を高くすることで、水冷媒熱交換器２３でのエンタルピ差の減少を抑えることができる。したがって、水冷媒熱交換器２３の加熱能力の低下を抑制することができる。
【００６６】
また、給湯水温度が冷媒の臨界温度よりも高い場合では、給湯水温度が冷媒の臨界温度以下の場合と比較して、内部熱交換器２４の高圧側通路２４ａでのエンタルピ差が急激に増大する。
【００６７】
そこで、本実施形態では、給湯水温度が冷媒の臨界温度よりも高い場合に、給湯水温度が高いほどインジェクション流量を多くしている。より具体的には、給湯水温度が冷媒の臨界温度よりも高い場合では、給湯水温度が冷媒の臨界温度以下の場合と比較して、インジェクション流量の増加割合を大きくしている。これは、給湯水温度が冷媒の臨界温度よりも高い場合では、給湯水温度が冷媒の臨界温度以下の場合と比較して、内部熱交換器２４の高圧側通路２４ａでのエンタルピ差の増加割合が大きいからである。
【００６８】
これにより、図１１の点Ａ９に示すように、インジェクションされる中間圧冷媒のエンタルピの上昇を抑えることができる。このため、インジェクションによる吐出温度上昇抑制効果を維持することができる。
【００６９】
よって、本実施形態の冷凍サイクル装置２０によれば、水冷媒熱交換器２３の加熱能力の低下を抑制できるとともに、第２圧縮機２１ｂの信頼性を高めることができる。
【００７０】
なお、本実施形態では、図３に示すように、給湯水温度が冷媒の臨界温度以下の場合、給湯水温度によらず目標圧力を所定値で一定としている。これは、一定でも加熱能力、ＣＯＰ、吐出温度上昇への影響が小さいからである。
【００７１】
また、本実施形態と異なり、給湯水温度が冷媒の臨界温度以下の場合においても、給湯水温度が高いほど目標圧力を高くしてもよい。このとき、目標圧力の増加の割合が、給湯水温度が臨界温度よりも高い場合の方が臨界温度以下の場合よりも大きくなるようにする。目標圧力の増加の割合とは、給湯水温度の増加量に対する目標圧力の増加量の割合である。
【００７２】
ちなみに、図３では、給湯水温度が冷媒の臨界温度以下の場合の目標圧力の増加の割合は０である。したがって、目標圧力の増加の割合は、給湯水温度が臨界温度よりも高い場合の方が臨界温度以下の場合よりも大きくなっている。
【００７３】
また、本実施形態では、図５に示すように、給湯水温度が冷媒の臨界温度以下の場合においても、給湯水温度が高いほどインジェクション流量を多くしているが、給湯水温度によらずインジェクション流量を一定としてもよい。このとき、給湯水温度が冷媒の臨界温度以下の場合のインジェクション流量の増加割合は０である。したがって、このときにおいても、インジェクション流量の増加割合は、給湯水温度が臨界温度よりも高い場合の方が臨界温度以下の場合よりも大きくなっている。
【００７４】
（第２実施形態）
本実施形態は、第２膨張弁２７の開度制御が第１実施形態と異なるものである。本実施形態では、制御装置３０は、図１２に示す各ステップを実行して、冷凍サイクルの作動を制御することにより、高圧冷媒の圧力とインジェクション流量を適切に調節する。図１２のステップＳ１〜Ｓ４は、図２のステップＳ１〜Ｓ４と同じである。
【００７５】
ステップＳ５−１では、第１冷媒温度センサ３２と第２冷媒温度センサ３３のセンサ信号を読み込む。これにより、内部熱交換器２４の入口側の中間圧冷媒（すなわち、図１３の点Ａ８）の温度と、内部熱交換器２４の出口側の中間圧冷媒の温度（すなわち、図１３の点Ａ９）の温度とが読み込まれる。
【００７６】
続いて、ステップＳ５−２では、第１冷媒温度センサ３２の検出温度および第２冷媒温度センサ３３の検出温度に基づいて、第１圧縮機２１ａと第２圧縮機２１ｂの間にインジェクションされる中間圧冷媒（すなわち、図１３の点Ａ９）のエンタルピを算出する。例えば、制御装置３０は、第１冷媒温度センサ３２の検出温度および第２冷媒温度センサ３３の検出温度と中間圧冷媒のエンタルピとの関係を示すマップを有しており、このマップを用いて中間圧冷媒のエンタルピを算出する。なお、制御装置３０が、第１冷媒温度センサ３２の検出温度から図１３の点Ａ８、Ａ９の圧力を算出し、算出した圧力と第２冷媒温度センサ３３の検出温度から図１３の点Ａ９のエンタルピを算出するようにしてもよい。本実施形態では、ステップＳ５−２がエンタルピ算出部を構成している。
【００７７】
このように、内部熱交換器２４の入口側と出口側のそれぞれの中間圧冷媒の温度が、中間圧冷媒のエンタルピと関連する中間圧冷媒の物理量である。したがって、第１冷媒温度センサ３２および第２冷媒温度センサ３３が、中間圧冷媒のエンタルピと関連する中間圧冷媒の物理量を検出する物理量検出部を構成する。また、第１冷媒温度センサ３２が検出する温度および第２冷媒温度センサ３３が検出する温度が、物理量検出部が検出する検出物理量である。
【００７８】
続いて、ステップＳ６−１では、ステップＳ５−２によって算出された算出値に基づいて、図１３に示すように、点Ａ９の位置でのエンタルピが、予め定められた目標値Ｅ１となるように、第２膨張弁２７の通路開度を制御する。この目標値Ｅ１は、固定値である。したがって、制御装置３０は、給湯水温度が変化しても、エンタルピが一定となるように、インジェクション流量を調整する。目標値Ｅ１は、実験や経験等によって定められる。本実施形態では、ステップＳ６−１が、第２減圧器の通路開度を制御する開度制御部を構成している。
【００７９】
ここで、第１実施形態での説明の通り、インジェクション流量を一定に保つと、内部熱交換器２４の高圧側でのエンタルピ差が大きくなるにつれて、インジェクションされる中間圧冷媒のエンタルピは大きくなる。したがって、インジェクションされる中間圧冷媒のエンタルピを一定に保つということは、内部熱交換器２４の高圧側でのエンタルピ差の変化に応じて、インジェクション流量を調整していることになる。
【００８０】
また、第１実施形態では、図５に示すように、給湯水温度が高いほどインジェクション流量を多くしている。さらに、給湯水温度が冷媒の臨界温度よりも高い場合では、給湯水温度が冷媒の臨界温度以下の場合と比較して、インジェクション流量の増加割合を大きくしている。これにより、図１１の点Ａ９に示すように、インジェクションされる中間圧冷媒のエンタルピの上昇を抑えることを図っている。
【００８１】
したがって、インジェクションされる中間圧冷媒のエンタルピを一定に保つように、インジェクション流量を調整することは、図５に示す関係を満たすように、インジェクション流量を調整することと同じである。よって、本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００８２】
（第３実施形態）
本実施形態は、第２膨張弁２７の開度制御が第１実施形態と異なるものである。本実施形態では、制御装置３０は、図１４に示す各ステップを実行して、冷凍サイクルの作動を制御することにより、高圧冷媒の圧力とインジェクション流量を適切に調節する。図１４のステップＳ１〜Ｓ４は、図２のステップＳ１〜Ｓ４と同じである。
【００８３】
ステップＳ５−３では、第２実施形態の図１２のステップＳ５−１と同様に、第１冷媒温度センサ３２と第２冷媒温度センサ３３のセンサ信号を読み込む。
【００８４】
続いて、ステップＳ５−４では、第１冷媒温度センサ３２の検出温度および第２冷媒温度センサ３３の検出温度に基づいて、第１圧縮機２１ａと第２圧縮機２１ｂの間にインジェクションされる中間圧冷媒（すなわち、図１５の点Ａ９）の過熱度を算出する。中間圧冷媒の過熱度は、図１５に示すモリエル線図において、中間圧冷媒の飽和ガス線の温度と点Ａ９の温度の差Ｔｓｈである。したがって、第２冷媒温度センサ３３の検出温度と第１冷媒温度センサ３２の検出温度の差を求めることで、中間圧冷媒の過熱度が算出される。本実施形態では、ステップＳ５−４が、過熱度を算出する過熱度算出部を構成している。
【００８５】
このように、中間圧冷媒の飽和ガス線の温度、すなわち、内部熱交換器２４の入口側の中間圧冷媒の温度と、内部熱交換器２４の出口側の中間圧冷媒の温度が、中間圧冷媒の過熱度と関連する中間圧冷媒の物理量である。したがって、第１冷媒温度センサ３２および第２冷媒温度センサ３３が、中間圧冷媒の過熱度と関連する中間圧冷媒の物理量を検出する物理量検出部を構成する。第１冷媒温度センサ３２の検出温度および第２冷媒温度センサ３３の検出温度が、物理量検出部が検出する検出物理量である。
【００８６】
続いて、ステップＳ６−２では、ステップＳ５−４によって算出された算出値に基づいて、図１５に示すように、点Ａ９での過熱度Ｔｓｈが予め定められた目標値Ｔｓｈ１となるように、第２膨張弁２７の通路開度を制御する。この目標値Ｔｓｈ１は、固定値である。したがって、制御装置３０は、給湯水温度が変化しても、過熱度Ｔｓｈが一定となるように、インジェクション流量を調整する。目標値Ｔｓｈ１は、実験や経験等によって定められる。本実施形態では、ステップＳ６−２が、第２減圧器の通路開度を制御する開度制御部を構成している。
【００８７】
ここで、第１実施形態では、図５に示すように、給湯水温度が高いほどインジェクション流量を多くしている。さらに、給湯水温度が冷媒の臨界温度よりも高い場合では、給湯水温度が冷媒の臨界温度以下の場合と比較して、インジェクション流量の増加割合を大きくしている。これにより、図１１の点Ａ９に示すように、インジェクションされる中間圧冷媒のエンタルピの上昇を抑えることを図っている。エンタルピの上昇を抑えることは、過熱度を抑えることに等しい。
【００８８】
したがって、インジェクションされる中間圧冷媒の過熱度Ｔｓｈを一定に保つように、インジェクション流量を調整することは、図５に示す関係を満たすように、インジェクション流量を調整することと同じである。よって、本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００８９】
また、インジェクションされる中間圧冷媒の過熱度は、第１、第２冷媒温度センサ３２、３３とで、容易に取得できる。よって、本実施形態によれば、簡易な制御で、インジェクション流量を調整できる。
【００９０】
（他の実施形態）
本開示は上記した実施形態に限定されるものではなく、下記のように、請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００９１】
（１）上記各実施形態では、制御装置３０が第１膨張弁２５の通路開度を制御することによって、冷凍サイクルの作動を制御して、高圧冷媒の圧力を調整したが、他の制御を行ってもよい。例えば、制御装置３０が第１、第２圧縮機２１ａ、２１ｂの回転数を制御することによって、冷凍サイクルの作動を制御して、高圧冷媒の圧力を調整してもよい。
【００９２】
（２）上記各実施形態では、２台の単段の圧縮機２１ａ、２１ｂを用いて二段圧縮式の圧縮機構２１を構成したが、他の構成の二段圧縮式の圧縮機構を採用してもよい。例えば、１つの容器内に２つの圧縮部が収容された二段圧縮式の１つの圧縮機を用いてもよい。また、中間圧ポートを有し、中間圧ポートから圧縮過程の途中の冷媒に高圧冷媒を注入するスクロール型の圧縮機を用いてもよい。
【００９３】
（３）上記各実施形態では、貯湯タンク１１に蓄えられる水を水冷媒熱交換器２３で加熱したが、貯湯タンク１１に蓄えずに水を加熱し、加熱した水を給湯や暖房に用いてもよい。
【００９４】
（４）上記各実施形態では、冷凍サイクル装置２０の放熱器での放熱を、給湯や暖房に用いられる水の加熱用途に利用したが、他の加熱用途に利用してもよい。例えば、放熱器での放熱を水ではなく空気に行ってもよい。
【００９５】
（５）上記各実施形態では、冷凍サイクル装置２０を加熱利用に用いたが、冷却利用に用いてもよい。
【００９６】
（６）上記各実施形態では、冷凍サイクル装置２０の冷媒として二酸化炭素を用いたが、圧縮機構から吐出された高圧冷媒の圧力が超臨界圧力となる他の冷媒を用いてもよい。
【００９７】
（７）上述の各実施形態では、エンタルピ算出部、過熱度算出部、圧力決定部等の各機能部を制御装置３０の機能により実現させていたが、これらの各機能部の少なくとも一部を制御装置３０とは別の制御部（ハードウェア等）で実現させても良い。この場合、制御装置３０と別の制御部とが、冷凍サイクルの作動を制御して、前記高圧冷媒の圧力および前記中間圧冷媒の流量を調整する制御装置を構成する。
【００９８】
（８）上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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