(57)【要約】【課題】低負荷時、高負荷時の双方の運転条件において、エネルギー消費効率を向上させた冷凍サイクル装置を提供すること。【解決手段】複数の圧縮機構（１ａ、１ｂ）、放熱器２、エコノマイザ熱交換器３、第１の減圧手段４を有するメイン側冷媒回路１１と、放熱器２とエコノマイザ熱交換器３との間、または、エコノマイザ熱交換器３と第１の減圧手段４との間から分岐され、第２の減圧手段６およびエコノマイザ熱交換器３を有し、メイン側冷媒回路１１から分岐された冷媒が第２の減圧手段６により減圧された後、エコノマイザ熱交換器３において、メイン側冷媒回路１１を流れる冷媒と熱交換され、その後、複数の圧縮機構（１ａ、１ｂ）の間の冷媒に合流されるインジェクション側冷媒回路１２と、を備え、エコノマイザ熱交換器３のメイン側冷媒回路１１の冷媒が流れる配管は内面溝付き形状である冷凍サイクル装置。【選択図】図３
2019163866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧縮機構からなる圧縮機、前記圧縮機から吐出された冷媒により利用側熱媒体が加熱される放熱器、エコノマイザ熱交換器、第１の減圧手段、蒸発器が順次接続され形成されているメイン側冷媒回路と、
前記放熱器と前記エコノマイザ熱交換器との間、または、前記エコノマイザ熱交換器と前記第１の減圧手段との間から分岐され、第２の減圧手段および前記エコノマイザ熱交換器を有し、前記メイン側冷媒回路から分岐された冷媒が前記第２の減圧手段により減圧された後、前記エコノマイザ熱交換器において、前記メイン側冷媒回路を流れる冷媒と熱交換され、その後、前記複数の圧縮機構の間の冷媒に合流されるインジェクション側冷媒回路と、を備え、
前記エコノマイザ熱交換器は、前記メイン側冷媒回路の冷媒が流れる高圧側冷媒管と、前記インジェクション側冷媒回路の冷媒が流れる流路をインジェクション配管とを有し、前記高圧側冷媒管は、内面溝付き形状であることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記高圧側冷媒管の冷媒の流れ方向の管中心位置が、前記インジェクション配管の冷媒の流れ方向の管中心位置より鉛直下方側に位置するように、前記エコノマイザ熱交換器は形成されており、前記インジェクション配管を流れる冷媒は、気液二層状態であることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記高圧側冷媒管は、前記インジェクション配管の内方に配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記冷媒は、二酸化炭素であることを特徴とする請求項１〜３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記利用側熱媒体は、水または不凍液で、請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置を備えた温水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の冷凍サイクル装置としては、低段圧縮機構と高段圧縮機構を有する二段圧縮機を用いて、放熱器とエコノマイザ熱交換器の間から分岐した冷媒の一方が第１の減圧手段へ連通され、他方が第２の減圧手段で減圧した後に一方の冷媒と熱交換して低段圧縮機機構と高段圧縮機構との間に合流するインジェクション回路を備えることにより高能力化を図るエコノマイザサイクルの提案がなされている。
【０００３】
図７、図８は、このエコノマイザサイクルに搭載されているエコノマイザ熱交換器２０の概略斜視図及び流路断面図である（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０２１６３６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図７および図８に示すような、高圧側が多穴平滑流路のエコノマイザ熱交換器２０を搭載した冷凍サイクル装置では、低負荷時と高負荷時の双方の運転条件において、冷凍サイクル装置の省エネルギー性が低下してしまうという課題を有していた。その理由を以下に述べる。
【０００６】
冷凍サイクル装置で、暖房・給湯運転をする場合、高段吐出圧力を所定の圧力よりも高くすることが望ましい。図９は、所定の運転条件（入水２２℃、出湯３０℃、外気１２℃）における暖房運転の理論ＣＯＰと高段吐出圧力の関係を計算したものである。
【０００７】
ここで、計算に用いた冷媒は二酸化炭素である。図９からわかるようにＣＯＰを高い状態で運転するためには、高段側吐出圧力を所定の圧力以上とすることが望ましい。これは、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、高段側吐出圧力が低くなると放熱器において、水と冷媒の温度差が取れなくなるため、冷媒のエンタルピー差が縮小し、放熱器の加熱能力が大幅に低下してしまうためである。
【０００８】
ここで、冷凍サイクル装置の暖房運転は、図１１に示すように、外気温に応じて負荷が大きく変化し、高負荷時（例えば外気温−１０℃）には、冷媒循環量を多くする必要がある。そのため、冷凍サイクル装置の減圧手段には、冷媒循環量が最大となる高負荷時において、高段吐出圧力を、冷凍サイクル装置の省エネルギー性が最大となる所定の圧力近傍となるよう調節し、安定して運転することができる比較的口径の大きなもの（例えば、弁口径φ０．５ｍｍ以上）が選定される。
【０００９】
一方、低負荷時（例えば外気温１２℃）には必要な冷媒循環量が少なくなり、第１の減圧手段を流れる冷媒循環量が極端に少なくなる。そのため、減圧量を確保し、高段吐出圧力を所定の圧力以上に維持するには、第１の減圧手段を全閉状態近傍まで絞る必要があるが、全閉状態近傍では減圧手段の制御性が悪く、冷凍サイクルの動作が不安定となるため、利用側端末での温水の温度が安定しない。
【００１０】
よって、安定動作のため第１の減圧手段の開度を一定以上とする必要があるが、その場合には、減圧量不足のため、高段吐出圧力を所定の圧力以上に維持することができず、低負荷時の冷凍サイクル装置の省エネルギー性が低下してしまうという課題を有していた。
【００１１】
また、高負荷時には、冷媒循環量を稼ぐために、エコノマイザ熱交換器２０の中間圧側の冷媒流量が、高圧側に対して多くなる場合がある。従来の技術のようにエコノマイザ高圧側流路２３が、伝熱促進手段の施されていない多穴平滑流路であると、高圧側冷媒の熱伝達率が大きく低下し、高圧側冷媒の熱抵抗比が増大するため、エコノマイザ熱交換器２０の効率が低下し、高負荷時の機器の運転効率が低下してしまうという課題も有していた。
【００１２】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、低負荷時、高負荷時の双方の運転条件において、エネルギー消費効率を向上させた冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の冷凍サイクル装置は、複数の圧縮機構からなる圧縮機、前記圧縮機から吐出された冷媒により利用側熱媒体が加熱される放熱器、エコノマイザ熱交換器、第１の減圧手段、蒸発器が順次接続され形成されているメイン側冷媒回路と、前記放熱器と前記エコノマイザ熱交換器との間、または、前記エコノマイザ熱交換器と前記第１の減圧手段との間から分岐され、第２の減圧手段および前記エコノマイザ熱交換器を有し、前記メイン側冷媒回路から分岐された冷媒が前記第２の減圧手段により減圧された後、前記エコノマイザ熱交換器において、前記メイン側冷媒回路を流れる冷媒と熱交換され、その後、前記複数の圧縮機構の間の冷媒に合流されるインジェクション側冷媒回路と、を備え、前記エコノマイザ熱交換器は、前記メイン側冷媒回路の冷媒が流れる流路を高圧側冷媒管と、前記インジェクション側冷媒回路の冷媒が流れる流路をインジェクション配管とを有し、前記高圧側冷媒管は、内面溝付き形状であることを特徴とするものである。
【００１４】
これによって、冷媒循環量が小さくなる低負荷時において、エコノマイザ熱交換器の高圧側冷媒管が抵抗となるので、冷媒循環量が大きくなる高負荷時に対応した第１の減圧手段を用いながらも、安定した運転状態で、放熱器出口から第１の減圧手段出口までの減圧量を大きくすることができる。
【００１５】
その結果、低負荷時においても、高段側吐出圧力を所定の圧力よりも高く維持することができ、放熱器出入り口のエンタルピー差が拡大するので、低負荷時の冷凍サイクル装置の省エネルギー性を向上できる。
【００１６】
また、高負荷時には、エコノマイザ熱交換器の中間圧側の冷媒流量が高圧側に対して多くなるが、エコノマイザ熱交換器の高圧側冷媒管を内面溝付き管としたことにより、内部を流れる冷媒の流速が遅い場合にも、乱流促進効果が生じ冷媒の熱伝達率が高まる。
【００１７】
加えて、伝熱面積も拡大し、高圧側冷媒の熱抵抗が減少するため、エコノマイザ熱交換器の熱交換効率が向上し、高負荷時の冷凍サイクル装置の省エネルギー性を向上できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、低負荷時、高負荷時の双方の運転条件において、エネルギー消費効率を向上させた冷凍サイクル装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１における冷凍サイクル装置の構成図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態１におけるエコノマイザ熱交換器の斜視図（ｂ）同エコノマイザ熱交換器の上面図
【図３】（ａ）図２（ｂ）のＡ−Ａ断面図（ｂ）図３（ａ）のＣ部拡大図
【図４】本発明の実施の形態１における冷凍サイクル装置の理想条件での圧力―エンタルピー線図（Ｐ−ｈ線図）
【図５】同冷凍サイクル装置の減圧手段の開度と流量特性との関係を示す図
【図６】（ａ）本発明の他の実施の形態におけるエコノマイザ熱交換器の概略図（ｂ）図６（ａ）のＢ−Ｂ断面図
【図７】従来のエコノマイザ熱交換器の概略図
【図８】従来のエコノマイザ熱交換器の流路断面図
【図９】低負荷時の理論ＣＯＰと高段吐出圧力との関係を示す図
【図１０】（ａ）低荷時における放熱器の温度とエンタルピー特性との関係を示す図（ｂ）低負荷時における放熱器の温度とエンタルピー特性との関係を示す他の図
【図１１】冷凍サイクル装置の外気温度と暖房負荷の特性を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
第１の発明は、複数の圧縮機構からなる圧縮機、前記圧縮機から吐出された冷媒により利用側熱媒体が加熱される放熱器、エコノマイザ熱交換器、第１の減圧手段、蒸発器が順次接続され形成されているメイン側冷媒回路と、前記放熱器と前記エコノマイザ熱交換器との間、または、前記エコノマイザ熱交換器と前記第１の減圧手段との間から分岐され、第２の減圧手段および前記エコノマイザ熱交換器を有し、前記メイン側冷媒回路から分岐された冷媒が前記第２の減圧手段により減圧された後、前記エコノマイザ熱交換器において、前記メイン側冷媒回路を流れる冷媒と熱交換され、その後、前記複数の圧縮機構の間の冷媒に合流されるインジェクション側冷媒回路と、を備え、前記エコノマイザ熱交換器は、前記メイン側冷媒回路の冷媒が流れる流路を高圧側冷媒管と、前記インジェクション側冷媒回路の冷媒が流れる流路をインジェクション配管とを有し、前記高圧側冷媒管は、内面溝付き形状であることを特徴とする冷凍サイクル装置である。
【００２１】
これにより、冷媒循環量が小さくなる低負荷時において、エコノマイザ熱交換器の高圧側冷媒管が抵抗となるので、冷媒循環量が大きくなる高負荷時に対応した第１の減圧手段を用いながらも、安定した運転状態で、放熱器出口から第１の減圧手段出口までの減圧量を大きくすることができる。
【００２２】
その結果、低負荷時においても、高段側吐出圧力を所定の圧力よりも高く維持することができ、放熱器出入り口のエンタルピー差が拡大するので、低負荷時の冷凍サイクル装置の省エネルギー性を向上できるという効果を奏する。
【００２３】
また、高負荷時には、エコノマイザ熱交換器の中間圧側の冷媒流量が高圧側に対して多くなるが、エコノマイザ熱交換器の高圧側冷媒管を内面溝付き管としたことにより、内部を流れる冷媒の流速が遅い場合にも、乱流促進効果が生じ冷媒の熱伝達率が高まる。
【００２４】
加えて、伝熱面積も拡大し、高圧側冷媒の熱抵抗が減少するため、エコノマイザ熱交換器の熱交換効率が向上し、中間圧が上昇する。これにより、冷媒循環量の多い高段側の圧縮比が小さくなり、圧縮機の動力が削減できるので、高負荷時の冷凍サイクル装置の省エネルギー性を向上できるという効果を奏する。
【００２５】
第２の発明は、特に、第１の発明において、前記高圧側冷媒管の冷媒の流れ方向の管中心位置が、前記インジェクション配管の冷媒の流れ方向の管中心位置より鉛直下方側に位置するように、前記エコノマイザ熱交換器は形成されており、前記インジェクション配管を流れる冷媒は、気液二層状態であることを特徴とするものである。
【００２６】
これにより、インジェクション配管を流れる気液二層の冷媒に重力が作用し、密度の大きい液成分が伝熱面近傍に押しやられるので、冷媒の液成分がより加熱されやすくなる。よって、エコノマイザ熱交換器の熱交換量が増加し、中間圧力が上昇するので、冷凍サイクル装置の省エネルギー性を更に向上できるという効果を奏する。
【００２７】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、前記高圧側冷媒管は、前記インジェクション配管の内方に配設されていることを特徴とするものである。
【００２８】
これにより、エコノマイザ熱交換器の外周側を低温の中間圧冷媒が流れるので、エコノマイザ熱交換器での放熱ロスが低減できる。よって、エコノマイザ熱交換器の熱交換効率が向上するので、冷凍サイクル装置の省エネルギー性を更に向上できるという効果を奏する。
【００２９】
第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれかの発明において、前記冷媒は、二酸化炭素であることを特徴とするものである。
【００３０】
これにより、インジェクション側冷媒回路を有する多段圧縮冷凍サイクルに二酸化炭素冷媒を適用することにより、フロン系冷媒に比べて、蒸発器における吸熱時の冷媒エンタルピー差が大幅に拡大される。
【００３１】
また、多段圧縮冷凍サイクルの高段圧縮機構より吐出される冷媒流量は、インジェクション側冷媒回路とメイン側冷媒回路とからの冷媒が合流することより、放熱器へ流入する冷媒流量が大幅に増大する。
【００３２】
その結果、上記第１〜３の発明の効果に加え、暖房向け加熱能力が、フロン系冷媒の場合と比較して大幅に向上する冷凍サイクル装置を提供することができる。
【００３３】
第５の発明は、前記利用側熱媒体は、水または不凍液で、第１〜第４のいずれかの発明を備えた温水生成装置である。
【００３４】
これにより、省エネルギー性を向上させた冷凍サイクル装置を備えた温水生成装置を提供できる。
【００３５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら、説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００３６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における冷凍サイクル装置１０を備えた温水生成装置の回路構成図である。
【００３７】
図１において、冷凍サイクル装置は、メイン側冷媒回路１１、インジェクション側冷媒回路１２、利用側熱媒体回路１３とから構成されており、冷媒として自然冷媒である二酸化炭素が封入されている。
【００３８】
メイン側冷媒回路１１は、低段圧縮機構１ａと高段圧縮機構１ｂと複数の圧縮機構からなる二段圧縮機１、放熱器２、エコノマイザ熱交換器３、第１の減圧手段４、蒸発器５を順に冷媒配管で環状に接続して構成され、内部を冷媒が循環している。
【００３９】
蒸発器５において、外気より吸熱して、二段圧縮機１にて高温高圧に圧縮された冷媒は放熱器２を介して、循環ポンプ１５、暖房端末１４からなる利用側熱媒体回路１３を循環する水や不凍液を加熱（熱交換）して温水を生成し、その温水が暖房や給湯に利用される。
【００４０】
また、インジェクション側冷媒回路１２は、放熱器２とエコノマイザ熱交換器３の間にある冷媒分岐点Ａから分岐した高圧冷媒の一部が、第２の減圧手段６により中間圧まで減圧された後に、エコノマイザ熱交換器３から第１の減圧手段４に向かう冷媒と熱交換した後に、低段圧縮機構１ａと高段圧縮機構１ｂとの間にある冷媒合流点Ｂに合流するように接続されている。
【００４１】
図２（ａ）は、本発明の実施の形態１におけるエコノマイザ熱交換器の斜視図である。図２（ｂ）は、同エコノマイザ熱交換器の上面図である。図３（ａ）は、図２（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＣ部拡大図である。
【００４２】
図３（ｂ）に示すように、エコノマイザ熱交換器３の高圧側冷媒管３ａは、内面溝付き管であり、内部を流れる冷媒が熱交換できるよう高圧側冷媒管３ａの外表面と、インジェクション配管３ｂの外表面とは接合もしくは接触させることで、伝熱面を形成している。
【００４３】
また、高圧側冷媒管３ａの冷媒の流れ方向の管中心位置は、インジェクション配管３ｂの冷媒の流れ方向の管中心位置より、鉛直下方側に位置するように配置されている。なお、インジェクション配管３ｂの内部を流れる中間圧冷媒は、一時的には気液二層状態である。
【００４４】
以上のように構成された冷凍サイクル装置１０を備えた温水生成装置について、以下、その動作、作用について説明する。
【００４５】
図４は、本発明の実施の形態１における冷凍サイクル装置の理想条件での圧力―エンタルピー線図（Ｐ−ｈ線図）であり、線図中に示すａ〜ｅ点と、冷媒分岐店Ａと、冷媒分岐点Ｂは、それぞれ図１に付したものと対応している。
【００４６】
温水を生成する加熱運転時において、二段圧縮機１の高段圧縮機構１ｂより吐出された高温・高圧の冷媒（ａ点）は、放熱器２において水と熱交換して放熱する。加熱された水は、利用側熱媒体回路１３を循環し、接続された貯湯タンク、または、床暖防等の暖房端末１４に流入し、暖房や給湯に利用される。
【００４７】
放熱器２にて放熱した高圧冷媒は、冷媒分岐点Ａでメイン側冷媒回路１１とインジェクション側冷媒回路１２に分岐し、メイン側冷媒回路１１を流れる高圧冷媒は、第２の減圧手段６により中間圧にまで減圧されたインジェクション側冷媒回路１２を流れる中間圧冷媒とエコノマイザ熱交換器３にて熱交換しさらに冷却される（ｂ点）。
【００４８】
これにより、第１の減圧手段４で減圧されたメイン側の冷媒は、低温・低圧の気液二層状態で蒸発器５に流入し（ｃ点）、大気から吸熱して二段圧縮機１の低段圧縮機構１ａに吸入される（ｄ点）。
【００４９】
一方、冷媒分岐点Ａで分岐されたインジェクション側の冷媒は、第２の減圧手段６により中間圧まで減圧され、上述したようにエコノマイザ熱交換器３にてメイン側の高圧冷媒と熱交換したのちに、二段圧縮機１の低段圧縮機構１ａから吐出されたメイン側の冷媒と合流し（冷媒合流点Ｂ点）、二段圧縮機１の高段圧縮機構１ｂに吸入される。
【００５０】
このため、高段圧縮機構１ｂの吸入側（Ｂ点）では、低段圧縮機構１ａの吸入側（ｄ点）より冷媒圧力が高いため、冷媒密度も高く、かつ、低段圧縮機構１ａを吐出した冷媒と合流した冷媒が吸入され、圧縮および吐出されるため、放熱器２に流入する冷媒流量が大幅に増大し、利用側熱媒体である水を加熱する能力が大幅に増大する効果が得られる。この動作を繰り返すことにより、冷凍サイクル装置１０は温水を生成する加熱運転を行う。
【００５１】
なお、メイン側冷媒回路１１とインジェクション側冷媒回路１２を流れる冷媒の循環量は、二段圧縮機１の回転周波数と、第１の減圧手段４、第２の減圧手段６の減圧量により調整することができる。冷凍サイクル装置１０は、外気温度、負荷、入水温度などの条件に応じて、メイン側冷媒回路１１とインジェクション側冷媒回路１２の冷媒循環量を調整することで、負荷を満足しつつ、効率の良い運転を行うことができる。
【００５２】
ここで、本発明の実施の形態１によれば、図３（ｂ）に示すように、エコノマイザ熱交換器３の高圧側冷媒管３ａは内面溝付き管であり、高圧側冷媒管３ａの冷媒の流れ方向の管中心位置が、インジェクション配管３ｂの冷媒の流れ方向の管中心位置縦断面より、鉛直下方側に位置するように配設されている。
【００５３】
高圧側冷媒管３ａを内面溝付き管としたことにより、冷媒循環量が小さくなる低負荷時において、エコノマイザ熱交換器３の高圧側冷媒管３ａが抵抗となるので、冷媒循環量が大きくなる高負荷時に対応した第１の減圧手段４を用いながらも、安定した運転状態で、放熱器２出口から第１の減圧手段４出口までの減圧量を大きくすることができる。
【００５４】
その結果、低負荷時においても高段側吐出圧力を所定の圧力よりも高く維持することができ、放熱器２の出入り口のエンタルピー差が拡大するので、低負荷時の冷凍サイクル装置１０の省エネルギー性を向上できるという効果を奏する。
【００５５】
一方、高負荷時には、エコノマイザ熱交換器３の中間圧側の冷媒流量が高圧側に対して多くなるが、エコノマイザ熱交換器３の高圧側冷媒管３ａを内面溝付き管としたことにより、内部を流れる冷媒の流速が遅い場合にも乱流促進効果が生じ、冷媒の熱伝達率が高まる。加えて、伝熱面積も拡大し高圧側冷媒の熱抵抗が減少するため、エコノマイザ熱交換器３の熱交換効率が向上し、高負荷時の冷凍サイクル装置１０の省エネルギー性を向上できるという効果を奏する。
【００５６】
また、図３（ｂ）に示すように、エコノマイザ熱交換器３の高圧側冷媒管３ａの冷媒の流れ方向の管中心位置が、インジェクション配管３ｂの冷媒の流れ方向の管中心位置より、鉛直下方側に位置するように配置されていることにより、インジェクション配管３ｂを流れる気液二層冷媒に重力が作用し、密度の大きい液成分が、高圧側冷媒管３ａとインジェクション配管３ｂとの伝熱面に沿って流れるので、冷媒の液成分がより加熱されやすくなる。これにより、エコノマイザ熱交換器３の熱交換量が増加し、中間圧力が上昇するので、冷凍サイクル装置１０の省エネルギー性を更に向上できるという効果を奏する。
【００５７】
ここで、第１の減圧手段４、第２の減圧手段６は、開度可変式の電動膨張弁であり、減圧量を任意に調整できる。図５に全閉式の減圧手段の開度―流量特性の一例を示す。
【００５８】
図５に示すように、減圧手段の開度―流量特性が変曲点を持ち、全閉近傍開度域の開度―流量特性の勾配が安定開度域の勾配よりも大きい場合でも、エコノマイザ熱交換器３の高圧側冷媒管３ａを内面溝付き管としたことにより、放熱器２の出口から第１の減圧手段４の出口までの減圧量を大きくすることができるので、高段側吐出圧力の調整を開度―流量特性が緩やかな安定開度域で行いやすくなる。これにより、冷凍サイクル装置１０の動作の安定性が増すため、温水の温度が比較的均一となり、暖房端末等での快適性が増すという効果を奏する。
【００５９】
以上のように、本実施の形態１におけるエコノマイザ熱交換器３を搭載した冷凍サイクル装置１０は、低負荷時、高負荷時の双方の運転条件において、省エネルギー性を向上させることができる。
【００６０】
なお、本実施の形態では、複数の圧縮機構からなる圧縮機を、低段圧縮機構１ａと高段圧縮機構１ｂが同一容器（シェル）内にからなる二段圧縮機１としているが、低段圧縮機構１ａおよび高段圧縮機構１ｂが、それぞれが独立して２台の圧縮機として構成されても構わない。
【００６１】
以下、他の実施の形態のエコノマイザ熱交換器３について、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態１と同様の部分については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６２】
図６（ａ）は他の実施の形態におけるエコノマイザ熱交換器の概略図である。図６（ｂ）図６（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００６３】
本実施の形態と実施の形態１のエコノマイザ熱交換器３の構成の相違点は、図６（ｂ）に示すように、高圧側冷媒管３ａが、インジェクション配管３ｂの内方に配設されていている点である。
【００６４】
なお、高圧側冷媒管３ａの冷媒の流れ方向の管中心位置が、インジェクション配管３ｂの冷媒の流れ方向の管中心位置より、鉛直下方側に位置するように配置されている点は、実施の形態１と同様である。
【００６５】
以下、その作用、効果について説明する。
【００６６】
極低外気温、高入水温条件では、高圧側冷媒管３ａの内部を高温の冷媒（例えば、６５℃）が流れ、インジェクション配管３ｂの内部を低温気液二層状態（例えば、２０℃）の冷媒が流れることがある。
【００６７】
これにより、内部を高温の冷媒が流れる高圧側冷媒管３ａを、内部を低温の中間圧気液二層状態の冷媒が流れるインジェクション配管３ｂにて覆うことになるので、エコノマイザ熱交換器３として放熱ロスが低減できる。よって、エコノマイザ熱交換器３の熱交換効率が向上するので、冷凍サイクル装置１０の省エネルギー性を向上できるという効果を奏する。
【００６８】
また、図６（ｂ）に示すように、エコノマイザ熱交換器３の高圧側冷媒管３ａの冷媒の流れ方向の管中心位置が、インジェクション配管３ｂの冷媒の流れ方向の管中心位置より、鉛直下方側に位置するように配置されていることにより、インジェクション配管３ｂを流れる気液二層冷媒に重力が作用し、密度の大きい液成分が、高圧側冷媒管３ａとインジェクション配管３ｂとの鉛直下方側の隙間を流れるので、冷媒の液成分がより加熱されやすくなる。これにより、エコノマイザ熱交換器３の熱交換量が増加し、中間圧力が上昇するので、冷凍サイクル装置１０の省エネルギー性を更に向上できるという効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上のように、本発明にかかる冷凍サイクル装置は、冷凍サイクルのエネルギー消費効率を向上させることができるので、冷凍サイクル装置を用いた冷凍、空調、給湯、暖房機器等に有用である。
【符号の説明】
【００７０】
１    二段圧縮機
１ａ  低段圧縮機構
１ｂ  高段圧縮機構
２    放熱器
３    エコノマイザ熱交換器
３ａ  高圧側冷媒管
３ｂ  インジェクション配管
４    第１の減圧手段
５    蒸発器
６    第２の減圧手段
１０  冷凍サイクル装置
１１  メイン側冷媒回路
１２  インジェクション側冷媒回路
１３  利用側熱媒体回路
１４  暖房端末
１５  循環ポンプ
【図１】
2019163866.tif 000003
【図２】
2019163866.tif 000004
【図３】
2019163866.tif 000005
【図４】
2019163866.tif 000006
【図５】
2019163866.tif 000007
【図６】
2019163866.tif 000008
【図７】
2019163866.tif 000009
【図８】
2019163866.tif 000010
【図９】
2019163866.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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