(57)【要約】    【課題】  気液分離器４から圧縮機１の低段側圧縮部１ｂの冷媒出口部に冷媒をインジェクションし、インジェクション量を気液分離器４の下流側の減圧手段で行う空気調和機において、減圧量調整手段の個体差や、ゴミなどの堆積により減圧器の抵抗値が変化しても、最適なインジェクションが行えるようにする。【解決手段】  気液分離器４の下流側の減圧手段３、５の減圧量を、低段側圧縮部１ｂと高段圧縮部１ａを有する二段圧縮機１の低段側圧縮部吐出温度８と高段側圧縮部吸込温度７との差に基づいて定める。【選択図】  図２
2006125793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧側圧縮部と高圧側圧縮部を有する二段圧縮機と、この二段圧縮機に接続された第二熱交換器と、この第二熱交換器に接続され開度の調節が可能な第二減圧手段と、この第二減圧手段に接続された気液分離器と、この気液分離器に接続され開度の調節が可能な第一減圧手段と、一方がこの第一減圧手段に接続され、他方が前記二段圧縮機に接続された第一熱交換器とを有する冷凍サイクルと、前記気液分離器と前記圧縮機の低圧側圧縮部の冷媒吐出部と高圧側圧縮機部の冷媒吸込部との間の中間冷媒流路とを接続するインジェクション配管とを備えた空気調和装置において、前記中間冷媒流路と前記インジェクション配管との接続部よりも高段側圧縮部よりの吸込部分に高段側吸込温度検出手段を設けた空気調和装置。
【請求項２】
低圧側圧縮部と高圧側圧縮部を有し、この低圧側圧縮部の冷媒吐出部とこの高圧側圧縮部の冷媒吸込部との間に中間冷媒流路とを有する二段圧縮機と、この二段圧縮機に接続された第二熱交換器と、この第二熱交換器に接続され開度の調節が可能な第二減圧手段と、この第二減圧手段に接続された気液分離器と、この気液分離器に接続され開度の調節が可能な第一減圧手段と、一方がこの第一減圧手段に接続され、他方が前記二段圧縮機に接続された第一熱交換器とを有する冷凍サイクルと、前記気液分離器と前記中間冷媒流路とを接続するインジェクション配管とを備えた空気調和装置において、前記中間冷媒流路は前記二段圧縮機の密閉容器外に露出した冷媒配管を有し、前記インジェクション配管と前記中間冷媒流路の密閉容器外に露出した冷媒配管との接続部よりも冷媒流れ方向下流の前記密閉容器外に露出した冷媒配管に高段側吸込温度検出手段を設けた空気調和装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記高段側吸込温度検出手段の出力に基いて、下流側減圧手段となる前記第１の減圧手段の減圧量を調節するようにした空気調和装置。
【請求項４】
低圧側圧縮部と高圧側圧縮部を有する二段圧縮機と、この二段圧縮機に接続された冷媒流れ方向切換え手段と、この冷媒流れ方向切換え手段に接続された室内熱交換器と、この室内熱交換器に接続され開度の調節が可能な第二減圧手段と、この第二減圧手段に接続された気液分離器と、この気液分離器に接続され開度の調節が可能な第一減圧手段と、一方がこの第一減圧手段に接続され、他方が前記冷媒流れ方向切換え手段に接続された室外熱交換器とを有する冷凍サイクルと、前記気液分離器と前記圧縮機の低圧側圧縮部の冷媒吐出部と高圧側圧縮機部の冷媒吸込部との間の中間冷媒流路とを接続するインジェクション配管とを備えた空気調和装置において、前記中間冷媒流路と前記インジェクション配管との接続部よりも高段側圧縮部よりの吸込部分に高段側吸込温度検出手段を設けた空気調和装置。
【請求項５】
低圧側圧縮部と高圧側圧縮部を有し、この低圧側圧縮部の冷媒吐出部とこの高圧側圧縮部の冷媒吸込部との間に中間冷媒流路とを有する二段圧縮機と、この二段圧縮機に接続された冷媒流れ方向切換え手段と、この冷媒流れ方向切換え手段に接続された室内熱交換器と、この室内熱交換器に接続され開度の調節が可能な第二減圧手段と、この第二減圧手段に接続された気液分離器と、この気液分離器に接続され開度の調節が可能な第一減圧手段と、一方がこの第一減圧手段に接続され、他方が前記冷媒流れ方向切換え手段に接続された室外熱交換器とを有する冷凍サイクルと、前記気液分離器と前記中間冷媒流路とを接続するインジェクション配管とを備えた空気調和装置において、前記インジェクション配管と前記中間冷媒流路の密閉容器外に露出した冷媒配管との接続部よりも冷媒流れ方向下流の前記密閉容器外に露出した冷媒配管に高段側吸込温度検出手段を設けた空気調和装置。
【請求項６】
請求項４または５において、前記高段側吸込温度検出手段の出力に基いて、下流側減圧手段となる前記第第一減圧手段若しくは前記第二減圧手段の減圧量を調節するようにした空気調和装置。
【請求項７】
低圧側圧縮部と高圧側圧縮部を有し、この低圧側圧縮部の冷媒吐出部とこの高圧側圧縮部の冷媒吸込部との間に中間冷媒流路とを有する二段圧縮機と、この二段圧縮機に接続された第二熱交換器と、この第二熱交換器に接続され開度の調節が可能な第二減圧手段と、この第二減圧手段に接続された気液分離器と、この気液分離器に接続され開度の調節が可能な第一減圧手段と、一方がこの第一減圧手段に接続され、他方が前記二段圧縮機に接続された第一熱交換器とを有する冷凍サイクルと、前記気液分離器と前記中間冷媒流路とを接続するインジェクション配管とを備えた空気調和装置において、前記中間冷媒流路は前記二段圧縮機の密閉容器外に露出した冷媒配管を有し、前記インジェクション配管と前記中間冷媒流路の密閉容器外に露出した冷媒配管との接続部よりも冷媒流れ方向下流の前記密閉容器外に露出した冷媒配管に高段側吸込温度検出手段を、冷媒流れ方向上流の前記密閉容器外に露出した冷媒配管に低段側吐出温度検出手段を設けた空気調和装置。
【請求項８】
低圧側圧縮部と高圧側圧縮部を有し、この低圧側圧縮部の冷媒吐出部とこの高圧側圧縮部の冷媒吸込部との間に中間冷媒流路とを有する二段圧縮機と、この二段圧縮機に接続された冷媒流れ方向切換え手段と、この冷媒流れ方向切換え手段に接続された室内熱交換器と、この室内熱交換器に接続され開度の調節が可能な第二減圧手段と、この第二減圧手段に接続された気液分離器と、この気液分離器に接続され開度の調節が可能な第一減圧手段と、一方がこの第一減圧手段に接続され、他方が前記冷媒流れ方向切換え手段に接続された室外熱交換器とを有する冷凍サイクルと、前記気液分離器と前記中間冷媒流路とを接続するインジェクション配管とを備えた空気調和装置において、前記インジェクション配管と前記中間冷媒流路の密閉容器外に露出した冷媒配管との接続部よりも冷媒流れ方向下流の前記密閉容器外に露出した冷媒配管に高段側吸込温度検出手段を、冷媒流れ方向上流の前記密閉容器外に露出した冷媒配管に低段側吐出温度検出手段を設けた空気調和装置。
【請求項９】
請求項７または８において、前記高段側吸込温度検出手段及び前記低段側吐出温度検出手段の出力に基いて、前記第一減圧手段及び前記第二減圧手段のうち冷媒流れ方向下流側となる減圧手段の減圧量を調整するようにした空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気調和装置に係り、ガスインジェクションに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和装置の省電力化に関する技術として、蒸発能力に寄与しないガス冷媒を圧縮過程の途中にインジェクションさせて、圧縮動力を低減するガスインジェクションシステムが知られている。すなわち、圧縮機と、この圧縮機に接続され、冷房運転と暖房運転における冷媒流れ方向を切換える冷媒流れ方向切換え手段と、この冷媒流れ方向切換え手段に接続された第１の熱交換器と、この第１の熱交換器に接続された第一減圧手段と、この第一減圧手段に接続された気液分離器と、この気液分離器に接続された第二減圧手段と、一方がこの第一減圧手段に接続され、他方が前記冷媒流れ方向切換え手段に接続された第２の熱交換器と、前記気液分離器と前記圧縮機の中間圧部分とを接続するインジェクション配管と、このインジェクション配管に設けられた二方弁とを備え、第一減圧手段及び第二減圧手段の減圧量を調整することで、気液分離器内を圧縮機吸込み圧力と吐出圧力の中間圧とし、蒸発能力に寄与しないガス冷媒を圧縮機の中間圧力部分にインジェクションする。
【０００３】
ガスインジェクションは、減圧手段による一回目と二回目の減圧量によって気液分離器内の圧力が定まり、この圧力によりインジェクション量や気液分離性能が変化し、これらに伴い空気調和装置の効率が変化する。すなわち、気液分離器の圧力には適正値があり、この適正化の方法として特許文献１には、圧縮機回転数と外気温度に応じて下流側の減圧手段の絞り量を制御することが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−８１７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
気液分離器の圧力を適正化するために、特許文献１に示された空気調和機は、圧縮機回転数と外気温度に応じて下流側の減圧手段の減圧量を制御している。しかし、実際の冷凍サイクルの状態に基づいて制御していないため、減圧手段の調整減圧量の個体差や、ゴミなどの堆積による流路抵抗値の変化には対応できないので、必ずしも減圧手段における減圧量が最適なガスインジェクション状態にならない場合があった。
【０００６】
本発明の目的は、ガスインジェクションを行う空気調和装置において、最適なガスインジェクションに近づけた空気調和装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、低圧側圧縮部と高圧側圧縮部を有する二段圧縮機と、この二段圧縮機に接続された第二熱交換器と、この第二熱交換器に接続され開度の調節が可能な第二減圧手段と、この第二減圧手段に接続された気液分離器と、この気液分離器に接続され開度の調節が可能な第一減圧手段と、一方がこの第一減圧手段に接続され、他方が前記二段圧縮機に接続された第一熱交換器とを有する冷凍サイクルと、前記気液分離器と前記圧縮機の低圧側圧縮部の冷媒吐出部と高圧側圧縮機部の冷媒吸込部との間の中間冷媒流路とを接続するインジェクション配管とを備えた空気調和装置において、前記中間冷媒流路と前記インジェクション配管との接続部よりも高段側圧縮部よりの吸込部分に高段側吸込温度検出手段を設けることにより達成される。
【０００８】
上記目的は、低圧側圧縮部と高圧側圧縮部を有し、この低圧側圧縮部の冷媒吐出部とこの高圧側圧縮部の冷媒吸込部との間に中間冷媒流路とを有する二段圧縮機と、この二段圧縮機に接続された第二熱交換器と、この第二熱交換器に接続され開度の調節が可能な第二減圧手段と、この第二減圧手段に接続された気液分離器と、この気液分離器に接続され開度の調節が可能な第一減圧手段と、一方がこの第一減圧手段に接続され、他方が前記二段圧縮機に接続された第一熱交換器とを有する冷凍サイクルと、前記気液分離器と前記中間冷媒流路とを接続するインジェクション配管とを備えた空気調和装置において、前記中間冷媒流路は前記二段圧縮機の密閉容器外に露出した冷媒配管を有し、前記インジェクション配管と前記中間冷媒流路の密閉容器外に露出した冷媒配管との接続部よりも冷媒流れ方向下流の前記密閉容器外に露出した冷媒配管に高段側吸込温度検出手段を設けることにより達成される。
【０００９】
上記目的は、低圧側圧縮部と高圧側圧縮部を有する二段圧縮機と、この二段圧縮機に接続された冷媒流れ方向切換え手段と、この冷媒流れ方向切換え手段に接続された室内熱交換器と、この室内熱交換器に接続され開度の調節が可能な第二減圧手段と、この第二減圧手段に接続された気液分離器と、この気液分離器に接続され開度の調節が可能な第一減圧手段と、一方がこの第一減圧手段に接続され、他方が前記冷媒流れ方向切換え手段に接続された室外熱交換器とを有する冷凍サイクルと、前記気液分離器と前記圧縮機の低圧側圧縮部の冷媒吐出部と高圧側圧縮機部の冷媒吸込部との間の中間冷媒流路とを接続するインジェクション配管とを備えた空気調和装置において、前記中間冷媒流路と前記インジェクション配管との接続部よりも高段側圧縮部よりの吸込部分に高段側吸込温度検出手段を設けることにより達成される。
【００１０】
上記目的は、低圧側圧縮部と高圧側圧縮部を有し、この低圧側圧縮部の冷媒吐出部とこの高圧側圧縮部の冷媒吸込部との間に中間冷媒流路とを有する二段圧縮機と、この二段圧縮機に接続された冷媒流れ方向切換え手段と、この冷媒流れ方向切換え手段に接続された室内熱交換器と、この室内熱交換器に接続され開度の調節が可能な第二減圧手段と、この第二減圧手段に接続された気液分離器と、この気液分離器に接続され開度の調節が可能な第一減圧手段と、一方がこの第一減圧手段に接続され、他方が前記冷媒流れ方向切換え手段に接続された室外熱交換器とを有する冷凍サイクルと、前記気液分離器と前記中間冷媒流路とを接続するインジェクション配管とを備えた空気調和装置において、前記インジェクション配管と前記中間冷媒流路の密閉容器外に露出した冷媒配管との接続部よりも冷媒流れ方向下流の前記密閉容器外に露出した冷媒配管に高段側吸込温度検出手段を設けることにより達成される。
【発明の効果】
【００１１】
以上本発明によれば、ガスインジェクションを行う空気調和装置において、最適なガスインジェクションに近づけた空気調和装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、ガスインジェクションを有する空気調和装置における冷凍サイクルであり、暖房運転時の冷媒流れ方向を示している。二段圧縮機１は高段側（高圧側圧縮機部）１ａと低段側（低圧側圧縮機部）１ｂの２つの圧縮部を有する圧縮機であり、詳細は後述する。第一熱交換器としての室外熱交換器２は、暖房運転時は蒸発器（冷房運転時は凝縮器）として作用する。第二電動膨張弁５は冷媒流れ方向上流側に設けられた（冷房運転時は下流側となる）減圧量可変の減圧手段である。第一電動膨張弁３は冷媒流れ方向下流側に位置する（冷房運転時は上流側となる）減圧量可変の減圧手段である。気液分離器４は、第一電動膨張弁３と第二電動膨張弁５との間に設けられ、気体冷媒と液冷媒とを分離する機能を有している。第二熱交換器としての室内熱交換器６は暖房運転時に凝縮器として作用する（冷房運転時は蒸発器として作用する）。
【００１３】
気液分離器４で分離された液あるいは低乾き度の冷媒は第一電動膨張弁３へ流れるように構成されている。また気液分離器４で分離されたガスあるいは高乾き度の冷媒は二段圧縮機1の低段側圧縮部１ｂの吐出部に流れるように構成されている。高段側吸込温度センサ７は二段圧縮機１の高段側１ａの吸込温度検出手段であり、低段側吐出温度センサ８は二段圧縮機１の低段側１ｂの吐出温度検出手段である。また、高段側吐出温度センサ９は二段圧縮機１の高段側１ａの吐出温度検出手段である。演算装置１０は、図２に示す制御プログラムを備えている。二方弁１２は、インジェクション配管１１に設けられた「開」あるいは「閉」を設定できる。なお、１３は室外送風ファン、１４は室内送風ファンである。
【００１４】
以上のように構成された空気調和装置の動作を図１及び図２に基いて説明する。ステップ１０１にて運転がスタート（図示は暖房運転）されると、二方弁１２が開いていたら閉じ、第一電動膨張弁３と第二電動膨張弁５の開度を初期設定値とする（ステップ１０２）。この状態で二段圧縮機１が起動すると、二段圧縮機１で圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、冷媒流れ方向切換え手段である四方弁１５を介して室内熱交換器６に至り、室内送風ファン１４により送風される空気に放熱して凝縮する。第二電動膨張弁５で吐出圧力と吸込圧力に対して中間となる圧力まで減圧され、気液分離器４に至る。このとき二方弁１２は閉じているので全ての冷媒は第一電動膨張弁３でさらに減圧されて低温低圧の冷媒となる。低温低圧の気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器２で室外送風ファン１３により送風される空気から吸熱して蒸発し、再び二段圧縮機１に戻る。
【００１５】
次に二方弁１２を開くと（ステップ１０３）、気液分離器４で分離されたガス冷媒は二方弁１２を介して二段圧縮機１の低段側圧縮部１ｂの吐出部にバイパスされる。その後、演算制御器１０は、低段側吐出温度センサ８及び後段側吸込温度センサ７の出力を読み込み（ステップ１０４）、低段側吐出温度と高段側吸込温度の差を演算する。そして（低段側吐出温度）−（高段側吸込温度）＞１度で無い場合、すなわち低段側吐出温度と後段側吐出温度の差が一度以下の場合、まだ液混合ガスインジェクションではないと判定（ステップ１０５）する。
【００１６】
ここで二段圧縮機１について図８を用いて詳細を説明する。二段圧縮機１は、底部２１と蓋部４０と胴部２２からなる密閉容器４１を備える。密閉容器４１内部の上方には、ステータ４２とロータ４３を有する電動機４４が設けられている。電動機４４に連結された回転軸４５は、２つの偏心部４６（４６ａ、４６ｂ）を備えて、主軸受４７と副軸受１９に軸支されている。その回転軸４５に対して電動機４４側から順に、端板部４８ａを備えた主軸受４７、高圧用（後段側）圧縮要素１ａ、中間仕切板４９、低圧用（低段側）圧縮要素１ｂ及び端板部１９ａを備えた副軸受１９が積層され、ボルト等の締結要素(図示せず)で一体化されている。
【００１７】
端板部４８ａは、胴部２２の内壁に溶接によって固定されて、主軸受４７を支持している。端板部１９ａは、副軸受１９に支持されている。なお、本実施例は端板部１９ａをボルト等で固定されているが、胴部２２に溶接で固定しても構わない。
【００１８】
各圧縮要素１ａと１ｂは、次のように構成されている。低圧圧縮要素１ｂは、副軸受１９と、円筒状のシリンダ５０ａと、偏心部４６ａの外周に嵌め合わされた円筒状のローラ５１ａと、中間仕切板４９とによって構成され、これらに囲まれた空間が圧縮室２３ａとなる。また、高圧圧縮要素１ａは、主軸受４７と、円筒状のシリンダ５０ｂと、偏心部４６ｂの外周に嵌め合わされた円筒状のローラ５１ｂと、中間仕切板４９とによって構成され、これらに囲まれた空間が圧縮室２３ｂとなる。これらの圧縮室２３ａ、２３ｂは、コイルバネのような付勢力付与手段に連結された平板状のベーン（図示せず）が、偏心部４６ａ、４６ｂの偏心運動に合わせて回転するローラ５１ａ、５１ｂの外周上を接触しながら進退運動することにより、圧縮室２３ａ、２３ｂを圧縮空間と吸込み空間に分割する。
【００１９】
圧縮要素１ａ、１ｂは、偏心部４６ａ、４６ｂが偏心回転することでローラ５１ａ、５１ｂを駆動する。
【００２０】
図８に示すように偏心部４６ａと偏心部４６bは位相が180°異なり、圧縮要素１ａ、１ｂの圧縮工程の位相差は180°である。すなわち２つの圧縮要素の圧縮工程は逆位相となっている。
【００２１】
作動流体であるガス冷媒の流れを、図８の矢印で表す。配管３１を通って供給される低圧Psのガス冷媒は、配管３１と接続する吸入口２５aより低圧用圧縮要素２０a内に吸入され、ローラ５１aが偏心回転することにより中間圧Pmまで圧縮される。圧縮室２３ａ内の圧力が予め設定された圧力になると開口する吐出弁２８aが中間圧Pmで開口すると、中間圧Pmとなったガス冷媒が、吐出口２６aと連通する吐出空間３３に吐出される。この吐出空間３３は、副軸受１９とカバー３５とにより密閉容器１３内の密閉空間２９と隔離された空間であり、その内部圧力は基本的には中間圧Pmとなる。中間流路３０は吐出空間３３と吸入口２５bを連通する流路であり、一部密閉容器４０外で略Ｕ字状に形成されている。吐出空間３３と中間流路３０、及び吸入口２５bからなる一つの連通した空間は、密閉容器１３と隔てられ内部圧力が中間圧Pmの中間空間３２（図１中、点線で囲われている部分）である。したがって、吐出弁２８ａが開口した吐出口２６ａから吐出された圧力Ｐｍのガス冷媒は、吐出空間３３に吐出された後、中間流路３０を通って、高圧圧力要素２０ｂの圧力室２３ｂと連通する吸入口２５ｂに至る。
【００２２】
次に、中間流路３０を通過して吸入口２５ｂより高圧用圧縮要素１ａ内に吸入された中間圧Pmのガス冷媒は、ローラ５１ｂが公転することにより高圧Pdまで圧縮される。圧縮室２３ｂ内の圧力が予め設定された圧力になると開口する吐出弁２８ｂが高圧Pdで開口すると、ガス冷媒は吐出口２６bから密閉容器４１の内部空間である密閉空間２９に吐出される。この密閉空間２９に吐出されたガス冷媒は、電動機１４の隙間を通過して吐出管２７より吐出される。
【００２３】
そして、中間流路３０の低圧用圧縮要素１ｂの吐出部には低段側吐出温度センサ８が、中間流路３０の高圧用圧縮要素１ａの吸込部には後段側吸込温度センサ７が設けられている。また、中間流路３０の低段側吐出温度センサ８と後段側吸込温度センサ７との間の流路には、気液分離器４に接続されたインジェクション配管１１が接続されている。すなわち、中間流路３０とインジェクション配管１１の接続部の冷媒流れ方向上流の中間流路３０に低段側吐出温度センサ８が下流の中間流路３０に高段側吸込温度センサ７が設けられることとなる。
【００２４】
本実施例では、低段側吐出温度センサ８と後段側吸込温度センサ７の温度差を利用して、インジェクション配管１１からインジェクションされる冷媒がガス冷媒であるのか、液が混ざっているのかを判断する。すなわち、インジェクション配管１１からの冷媒は上流側の電動膨張弁によって膨張した後の冷媒であるので、低温となっており、特に液冷媒が混合した冷媒が中間流路３０に流入すると、低圧用圧縮要素１ｂからのガス冷媒と混合した後の冷媒温度は低下する。すなわち、低段側吐出温度センサ８の出力値よりも後段側吸込温度センサ７の出力値の方が低い値を示すことを利用している。
【００２５】
この原理を図３を用いて説明する。図３は図１に示した冷凍サイクルにおける下流側の第一電動膨張弁３の開度に対する（低段吐出温度）−（高段吸込温度）で、グラフ上部にはインジェクション冷媒の相状態を示している。第一電動膨張弁３を絞るほど（低段側吐出温度）−（高段側吸込温度）が大きくなる。これは下流側膨張弁を絞るほど、気液分離器４の圧力が増加して気液分離器４へ流入する冷媒の乾き度が大きくなるので、冷媒が静穏でなくなることで、気液分離性能が低下する。このため、インジェクション冷媒に液密度の大きい低温度の冷媒が多量に混入し、高段側入口冷媒温度が低段側吐出冷媒温度よりも低下するためである。
【００２６】
図２に戻って、（低段吐出温度）−（高段吸込温度）＞１℃ではないとき、すなわちガスインジェクションと判断された場合、ステップ１０６では下流側膨張弁を絞るように制御する。これは図４に示すように（低段側吐出温度）−（高段側吸込温度）とＣＯＰは（低段吐出温度）−（高段吸込温度）が１℃のときに最大ＣＯＰとなることが判明したため、（低段吐出温度）−（高段吸込温度）＞１℃では下流側電動膨張弁５の開度を絞りインジェクション圧力を上げて最大ＣＯＰに近づけるように制御する。
【００２７】
ここで（低段吐出温度）−（高段吸込温度）が略１℃のとき最大にＣＯＰとなるのは、インジェクション圧力が低いと二段圧縮機１の低段吐出圧力との差圧が小さくなり、インジェクション量が低下するためであると考えられる。また、インジェクション圧力が高いとＣＯＰが低下してしまう理由は、前述の通りインジェクション冷媒に液密度の大きい冷媒が圧縮機に戻ってしまうため蒸発器に循環する冷媒量が低下するためであると考えられる。
【００２８】
しかし、若干の液冷媒混入は圧縮機の冷却作用があり、最大ＣＯＰはこれらの影響度によって定まり、本実施例では（低段側吐出温度）−（高段側吸込温度）＝１℃の場合が最大ＣＯＰとなることを前提に制御をかけている。
【００２９】
図２に戻って、ステップ１０５を満足する場合、ステップ１１１に進む。ステップ１１１において、（低段吐出温度）−（高段吸込温度）＞１５℃の場合はかなり多量の液が含まれたインジェクションが行われていると判断し、電動膨張弁３、５による制御を諦め二方弁１２を閉じてインジェクションを中断する（ステップ１１２）。このようにかなり多量の液が含まれたインジェクションが行われた場合にインジェクションを中断する理由は、インジェクション冷媒の液混入率が高くなると、高段側圧縮機で液圧縮が起こり、液圧縮は圧縮機の破損や騒音の原因となるので防ぐ必要があるためである。
【００３０】
そして下流弁である第一電動膨張弁３を大幅に開けてインジェクション圧力を下げて気液分離が行われやすい状態とする（ステップ１１３）。そして、ステップ１０３に戻り、二方弁１２を開けてインジェクションを再開する。
【００３１】
ステップ１１１で（低段側吐出温度）−（高段側吸込温度）＞１５℃で無い場合、すなわち、温度差が１℃から１５℃の場合は、悪影響の少ない液混入インジェクションであると判断して、下流側電動膨張弁（ここでは第一電動膨張弁３）を開け、ややインジェクション圧力を下げるようにしている（ステップ１１４）。
【００３２】
ステップ１０７〜１０９は、上流側の膨張弁である第二電動膨張弁５の制御に関するもので、高段側吐出温度が別途定める目標高段側吐出温度になるように制御する。
【００３３】
この理由は、図５に示すように、上流側電動弁開度は、開度を変化させても（低段側吐出温度）−（高段側吸込温度）への影響は小さく、インジェクション冷媒の相状態への影響は小さい。しかし、図６に示すように上流側電動膨張弁開度は高段側吐出温度に影響しており、しかも高段側吐出温度はＣＯＰに影響している。そしてこのＣＯＰは、図示のようにピーク値を持つことから、上流側電動膨張弁の開度には適正値がある。
【００３４】
なお、高段側圧縮機温度制御（ステップ１０８〜１１０）をインジェクション量制御（ステップ１０５，１０６，１１１，１１２，１１３，１１４）適正化後に行っている理由は、多量の液がインジェクションされることで圧縮機が冷却され高段側吐出温度が低下した時に、上流側電動膨張弁３での減圧量が不十分と誤判定してしまうことを防ぐためである。
【００３５】
ところで、本実施例ではステップ１０４で低段側吐出温度を検出し、ステップ１０５で液混合インジェクションか否か、あるいは液混合量の割合が最適値か否かを判定しているが、その低段側吐出温度を検出値ではなく、圧縮機回転数、高段側吐出温度、外気温度、室内温度、凝縮温度、蒸発温度、ファン回転数などの運転状態を検出、演算して定めても良い。
【００３６】
例えば、冷房運転時の低段側吐出温度が、下流側電動膨張弁が適正に制御されている場合に圧縮機回転数と外気温度によって、ほぼ一意的に決まる。これらの関係を予め記憶しておき、検出された圧縮機回転数と外気温度によって低段側吐出温度を与えることができる。すなわち、図７に示すように、圧縮機回転数と低段側吐出温度は外気温度をパラメータとして関係付けられ、これらの値を予め演算装置１０内の記憶手段に格納しておき、検出された圧縮機回転数と外気温度から低段側吐出温度を求めることができる。
この場合、低段側吐出温度検出センサが不要であるので、安価な空気調和装置を提供できる。また（低段側吐出温度）−（１℃）を、目標高段側吸込温度として、ステップ１０５の処理を（目標高段側吸込温度）＞（高段側吸込温度）として行ってもよい。この場合演算手段の簡略化が図ることができる。
【００３７】
図２において、ステップ１０７で後段側圧縮機吐出温度センサ９によって検出した後段側圧縮機吐出温度が、目標値より高ければ（ステップ１０８）、ステップ１１０にて上流側膨張弁を開けてＣＯＰが高くなる方向に制御し、目標値より低ければステップ１０９にて上流側膨張弁を絞ることでＣＯＰが高くなる方向に制御する。
【００３８】
以上の説明から把握されるように、本実施例において、高段側吸込温度センサ７を設けることで、下流側減圧手段の減圧量を、高段側吸込温度と基準高段側吸込温度の差、あるいは低段側吐出温度と高段側吸込温度の差に基づいて定めること等の制御が可能となった。これによって、減圧量調整手段の個体差やゴミなどの堆積による抵抗値の変化があった場合でもでも最適に制御できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施例にかかる空気調和装置の冷凍サイクル図。
【図２】本発明の一実施例にかかる制御のフローチャート。
【図３】下流側膨張弁開度と圧縮機温度の関係を説明する図。
【図４】圧縮機温度とＣＯＰの関係を説明する図。
【図５】膨張弁開度と圧縮機温度の関係を説明する図。
【図６】上流側膨張弁開度とＣＯＰの関係を説明する図。
【図７】圧縮機回転数と圧縮機温度の関係を説明する図。
【図８】本発明の一実施例に係る二段圧縮機の縦断面図。
【符号の説明】
【００４０】
１…二段圧縮機、２…室外熱交換器、３…第一電動膨張弁、４…気液分離器、５…第二電動膨張弁、６…室内熱交換器である、７…高段側吸込温度センサ、８…低段側吐出温度センサ、９…高段側吐出温度センサ、１０…演算装置、１１…インジェクション配管、１２…二方弁、１３…室外送風ファン、１４…室内送風ファン。
【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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