(57)【要約】【課題】複数段圧縮を行って冷房運転と暖房運転を行う場合に、暖房運転の間に行われるデフロスト運転に要する時間を短縮化させることが可能な冷凍装置を提供する。【解決手段】暖房運転とデフロスト運転と冷房運転を切り換えて行う空気調和装置１において、冷房運転時は、第１、第２室外膨張弁４７、４８の両方を閉じ、暖房運転時は、第１、第２室内熱交換器１２ａ、１３ａからの冷媒のうち、第３室外熱交換器４３に向かう冷媒は第１膨張弁４７で減圧し、第４室外熱交換器４４に向かう冷媒は第２膨張弁４８によって減圧させる。デフロスト運転時は、第４室外熱交換器４４から第１、第２室内熱交換器１２ａ、１３ａに向かう冷媒を通過させるように第２室外膨張弁４８を間欠的に開ける。【選択図】図６
2015132413.tif 000002
【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暖房運転を行う状態と、
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、前記利用側熱交換器（１２ａ、１３ａ）を冷媒の蒸発器として機能させるデフロスト運転を行う状態と、
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、前記利用側熱交換器（１２ａ、１３ａ）を冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転を行う状態と、
を切り換える運転状態切換部（２５、）と、
前記冷房運転を行う際には前記第１膨張機構（４７）および前記第２膨張機構（４８）を閉じた状態とし、前記デフロスト運転を行う際には前記熱源側第１熱交換器（４４）から前記利用側熱交換器（１２ａ、１３ａ）に向かう冷媒を通過させるように前記第１膨張機構（４７）を開けることおよび前記熱源側第２熱交換器（４１、４２、４３）から前記利用側熱交換器（１２ａ、１３ａ）に向かう冷媒を通過させるように前記第２膨張機構（４８）を開けることの少なくともいずれか一方を少なくとも一時的に行う制御部（７）と、
を備えた冷凍装置（１）。
【請求項２】
前記制御部（７）は、前記デフロスト運転時には、前記第１膨張機構（４７）が開いている状態と前記第２膨張機構（４８）が開いている状態とを交互に実現させる、
請求項１に記載の冷凍装置（１）。
【請求項３】
前記制御部（７）は、前記デフロスト運転時には、前記第１膨張機構（４７）および前記第２膨張機構（４８）の少なくともいずれか一方を間欠的に開閉する、
請求項１または２に記載の冷凍装置（１）。
【請求項４】
前記冷房運転時に前記熱源側第１熱交換器（４４）から前記利用側熱交換器（１２ａ、１３ａ）に向かって流れる冷媒の一部を分岐させて、エコノマイザ膨張機構（５２）によって減圧させた後に前記低段側圧縮部（２１）と前記高段側圧縮部（２４）の間に戻すエコノマイザ回路（５０）と、
前記インジェクション回路において減圧された後の冷媒と、前記冷房運転時に前記熱源側第１熱交換器（４４）から前記利用側熱交換器（１２ａ、１３ａ）に向かって流れる冷媒と、の間で熱交換を行わせるエコノマイザ熱交換器（５１）と、
をさらに備え、
前記制御部（７）は、前記デフロスト運転時には、前記エコノマイザ膨張機構（５２）を閉じる、
請求項１から３のいずれか１項に記載の冷凍装置（１）。
【請求項５】
互いに並列に接続されており、前記冷房運転時に前記熱源側第１熱交換器（４４）から前記利用側熱交換器（１２ａ、１３ａ）に向かって流れる冷媒を減圧させる膨張機（７１）と主膨張弁（７２）をさらに備え、
前記制御部（７）は、前記暖房運転時には少なくとも一時的に前記膨張機（７１）を稼動させ、前記デフロスト運転時には前記膨張機（７１）を稼動させることなく前記主膨張弁（７２）によって減圧制御を行う、
請求項１から４のいずれか１項に記載の冷凍装置（１）。
【請求項６】
前記制御部（７）は、前記冷房運転時には前記利用側熱交換器における負荷を処理できるように成績係数に基づいて前記高段側圧縮部（２４）から吐出される冷媒の高圧目標値を定めて前記高圧目標値が実現されるように制御を行い、前記デフロスト運転時には前記冷房運転時の前記高圧目標値よりも高い高圧が前記高段側圧縮部（２４）から吐出されることになるように制御を行う、
請求項１から７のいずれか１項に記載の冷凍装置（１）。
【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２０１３−２１０１５８号公報）に記載の冷凍装置では、室外ユニットが複数の室外熱交換器を備えており、冷房運転時には複数の室外熱交換器が互いに直列に接続された状態で運転され、暖房運転時には複数の室外熱交換器が互いに並列に接続された状態で運転される。この冷房運転では、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ものと、最高段の圧縮要素から吐出された冷媒の熱を放熱するガスクーラとして機能するものとが直列に接続されることになる。また、暖房運転では、室内熱交換器において放熱された冷媒が各室外熱交換器において蒸発するように、互いに並列に接続されることになる。
【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２０１３−２１０１５８号公報）に記載の冷凍装置では、暖房運転時に冷媒の蒸発器として機能する室外熱交換器において霜が付着した場合について、特に記載されていない。例えば、上記冷凍装置では、従来より知られている逆サイクルデフロスト（冷房運転時の冷媒の流し方と同様の流し方の運転）を行うことにより、霜が付着している室外熱交換器に高温の冷媒を供給し、霜を融かすことが可能になる。
【０００４】
ところが、逆サイクルデフロストを行って冷房運転時と同様の冷媒の流し方により室外熱交換器の霜を融かそうとしても、複数段の圧縮要素が互いに直列に接続されている状態となるため、低段側の圧縮要素から吐出される冷媒の温度が低くなりがちである。このため、低段側の圧縮要素から吐出された冷媒が供給される室外熱交換器においては、付着している霜を融かすために長い時間を要することになり、デフロスト運転から暖房運転になかなか復帰できなくなってしまう。
【０００５】
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、複数段圧縮を行って冷房運転と暖房運転を行う場合に、暖房運転の間に行われるデフロスト運転に要する時間を短縮化させ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】
【０００６】
第１観点に係る冷凍装置は、低段側圧縮部と、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。高段側圧縮部は、低段側圧縮部で圧縮された後の冷媒をさらに圧縮する。切換部は、暖房運転を行う状態と、デフロスト運転を行う状態と、冷房運転を行う状態と、を切り換える。暖房運転を行う状態では、運転状態切換部は、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、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熱源側第２熱交換器を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。デフロスト運転を行う状態では、運転状態切換部は、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熱源側第２熱交換器を機能させ、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、利用側熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させる。冷房運転を行う状態では、運転状態切換部は、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熱源側第２熱交換器を機能させ、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、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、冷房運転を行う際には第１膨張機構および第２膨張機構を閉じた状態とし、デフロスト運転を行う際には熱源側第１熱交換器から利用側熱交換器に向かう冷媒を通過させるように第１膨張機構を開けることおよび熱源側第２熱交換器から利用側熱交換器に向かう冷媒を通過させるように第２膨張機構を開けることの少なくともいずれか一方を少なくとも一時的に行う。
【０００７】
この冷凍装置では、暖房運転時において互いに並列接続された熱源側第１熱交換器と熱源側第２熱交換器とに冷媒を分岐して流す場合に、第１膨張機構と第２膨張機構によって分流制御を行うことが可能になる。そして、暖房運転時に分流制御に用いた第１膨張機構または第２膨張機構を用いて、デフロスト運転時に少なくとも一時的に開ける制御を行うことで、熱源側第１熱交換器および熱源側第２熱交換器の少なくともいずれかから低段側圧縮部に送られるまでの間の冷媒の放熱量を小さく抑えることができる。
【０００８】
これにより、デフロスト運転時の熱源側第１熱交換器や熱源側第２熱交換器に対してより多くの熱を供給することができるため、多段圧縮冷凍サイクルであってもデフロストに要する時間を短縮化させることが可能になる。
【０００９】
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、デフロスト運転時には、第１膨張機構が開いている状態と第２膨張機構が開いている状態とを交互に実現させる。
【００１０】
この冷凍装置では、第１膨張機構だけでなく第２膨張機構も利用することで、デフロストに要する時間を短縮化させつつ、高段側圧縮部に流入させる冷媒量を変化させることも可能になる。
【００１１】
第３観点に係る冷凍装置は、第１観点または第２観点に係る冷凍装置であって、制御部は、デフロスト運転時には、第１膨張機構および第２膨張機構の少なくともいずれか一方を間欠的に開閉する。
【００１２】
この冷凍装置では、デフロスト運転中に第１膨張機構および第２膨張機構を通過した冷媒量の合計を調節することが可能になる。
【００１３】
第４観点に係る冷凍装置は、第１観点から第３観点のいずれかに係る冷凍装置であって、エコノマイザ回路と、エコノマイザ熱交換器と、をさらに備えている。エコノマイザ回路は、冷房運転時に、熱源側第１熱交換器から利用側熱交換器に向かって流れる冷媒の一部を分岐させて、エコノマイザ膨張機構によって減圧させた後に低段側圧縮部と高段側圧縮部の間に戻す。エコノマイザ熱交換器は、インジェクション回路において減圧された後の冷媒と、冷房運転時に熱源側第１熱交換器から利用側熱交換器に向かって流れる冷媒と、の間で熱交換を行わせる。制御部は、デフロスト運転時には、エコノマイザ膨張機構を閉じる。
【００１４】
この冷凍装置では、冷房運転時には、インジェクション回路に冷媒を流すことで冷凍サイクルの効率を高めることが可能になる。また、デフロスト運転時には、エコノマイザ膨張機構を閉じることでインジェクション回路に冷媒を流さないことで、インジェクション回路のインジェクション先における冷媒温度の低下を防ぐことができ、当該インジェクション先よりも下流側を流れる冷媒の温度の低下を抑制して、除霜に要する熱を確保しやすくなる。
【００１５】
第５観点に係る冷凍装置は、第１観点から第４観点のいずれかに係る冷凍装置であって、互いに並列に接続されており、冷房運転時に熱源側第１熱交換器から利用側熱交換器に向かって流れる冷媒を減圧させる膨張機と主膨張弁をさらに備えている。制御部は、暖房運転時には少なくとも一時的に膨張機を稼動させ、デフロスト運転時には膨張機を稼動させることなく主膨張弁によって減圧制御を行う。
【００１６】
この冷凍装置では、暖房運転時には膨張機を利用して電力を得る効率的な運転を可能にしつつ、動力の回収が可能な構成を有しており起動および停止に時間を要する膨張機をデフロスト運転時には用いないようにすることでデフロスト運転に要する時間が長くなることを抑制することができる。
【００１７】
第６観点に係る冷凍装置は、第１観点から第５観点のいずれかに係る冷凍装置であって、冷房運転時には、制御部は、利用側熱交換器における負荷を処理できるように成績係数に基づいて高段側圧縮部から吐出される冷媒の高圧目標値を定めて高圧目標値が実現されるように制御を行う。デフロスト運転時には、制御部は、冷房運転時の高圧目標値よりも高い高圧が高段側圧縮部から吐出されることになるように制御を行う。
【００１８】
この冷凍装置では、デフロスト運転時の高圧を冷房運転時の高圧目標値よりも高くすることで、デフロスト運転を確実に短時間で終えることが可能になる。
【発明の効果】
【００１９】
第１観点に係る冷凍装置では、デフロスト運転時の熱源側第１熱交換器や熱源側第２熱交換器に対してより多くの熱を供給することができるため、多段圧縮冷凍サイクルであってもデフロストに要する時間を短縮化させることが可能になる。
【００２０】
第２観点に係る冷凍装置では、デフロストに要する時間を短縮化させつつ、高段側圧縮部に流入させる冷媒量を変化させることも可能になる。
【００２１】
第３観点に係る冷凍装置では、デフロスト運転中に第１膨張機構および第２膨張機構を通過した冷媒量の合計を調節することが可能になる。
【００２２】
第４観点に係る冷凍装置では、冷房運転時には冷凍サイクルの効率を高めつつ、デフロスト運転時には除霜に要する熱を確保しやすくなる。
【００２３】
第５観点に係る冷凍装置では、デフロスト運転時には膨張機ではなく主膨張弁を用いることで、デフロスト運転に要する時間が長くなることを抑制することができる。
【００２４】
第６観点に係る冷凍装置では、デフロスト運転を確実に短時間で終えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【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】空気調和装置の冷房運転時の概略構成図である。
【図３】図２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４】空気調和装置の暖房運転時の概略構成図である。
【図５】図４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。
【図６】空気調和装置のデフロスト運転時の概略構成図である。
【図７】図６のデフロスト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】
【００２６】
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。
【００２７】
（１）空気調和装置の構成
図１、図２および図４は、空気調和装置１の概略構成図である。このうち、図２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４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おり、図６は、デフロスト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。
【００２８】
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デフロスト運転サイクルとが切り換わる冷媒回路を有する。  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。
【００２９】
以下、冷媒回路の各構成要素を詳細に説明する。
【００３０】
（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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
（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デフロスト運転サイクルとを切り換えるために設けられている。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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、冷房運転時やデフロスト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。
【００３７】
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、冷房運転時やデフロスト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。
【００３８】
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。
【００３９】
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、冷房運転時やデフロスト運転時には、図２や図４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、冷房運転時やデフロスト運転時には、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。
【００４０】
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４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。
【００４１】
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およびデフロスト運転サイクルと、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。
【００４２】
（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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
（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。冷房運転時やデフロスト運転時には、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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
（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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
なお、デフロスト運転時は、後述するように、エコノマイザ熱交換器５１や液ガス熱交換器６１や過冷却熱交換器９１における高圧側の冷媒の放熱を抑制させるために、制御部７の制御によって、第２室外膨張弁４８を間欠的に開閉させるように制御が行われる。
【００５４】
（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。
【００５５】
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。
【００５６】
（１−７）エコノマイザ回路５０
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
（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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
（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。
【００６５】
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。この膨張機７１を起動するには、起動時における前後の差圧がほとんど無いためエネルギーが必要になるが、起動した後はエネルギーの回収が可能になる。また、膨張機７１を停止させる場合には、駆動し続けてしまうことを防止するために、前後の差圧をほとんど無くした状態にした後、停止させる。このように、膨張機７１は、起動時からエネルギー回収が可能な状態になるまでに、および、エネルギー回収が可能な状態から停止するまでに、所定の時間を要する（少なくとも、第３室外膨張弁７２の弁開度の調整開始から所望の弁開度に調整し終えるまでに要する時間よりも長い時間を要する。）。
【００６６】
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。
【００６７】
（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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
（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逆止弁４９ｂ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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
（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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
（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。
【００７８】
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。
【００７９】
（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。
【００８０】
制御部７は、冷房運転モード、暖房運転モード、デフロスト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。
【００８１】
（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２〜図７を参照しながら説明する。
【００８２】
図３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５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。図７は、デフロスト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２、図４および図６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２の点Ｂにおける冷媒は、図３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。
【００８３】
（２−１）冷房運転モード時の動作
冷房運転時は、図２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２および図３を参照しながら説明する。
【００８４】
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）。
【００８５】
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）。
【００８６】
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）。
【００８７】
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）。
【００８８】
なお、上記各第１〜第４圧縮部２１〜２４の吐出冷媒圧力は、第１、第２室内熱交換器１２ａ、１３ａにおける冷房負荷を成績係数が良好な冷凍サイクルの状態で処理できるようにするため、それぞれの目標吐出圧力が実現されるように制御部７によって制御されている。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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（冷房運転時は第１室外膨張弁４７および第２室外膨張弁４８は全閉状態であるため）、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）。
【００９３】
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）。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
（２−２）暖房運転モード時の動作
暖房運転時は、図４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４および図５を参照しながら説明する。
【００９９】
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）。
【０１００】
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）。
【０１０１】
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）。
【０１０２】
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）。
【０１０３】
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）。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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）。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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）。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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（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（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）が所定値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。
【０１１３】
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、所定値（上記第１室外膨張弁４７の制御に関する所定値と同じであっても異なっていてもよい。）より大きくなるように、第２室外膨張弁４８の減圧程度（弁開度）を制御する。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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）。
【０１１７】
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。
【０１１８】
（２−３）デフロスト運転モード時の動作
デフロスト運転時は、図６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、デフロスト運転時における空気調和装置１の動作について、図６および図７を参照しながら説明する。
【０１１９】
デフロスト運転は、暖房運転時においてデフロスト運転開始条件を満たした場合に開始される制御であり、冷媒の蒸発器として機能している際に第１室外熱交換器４１〜第４室外熱交換器４４に付着した霜を冷媒の熱によって取り除く運転である。デフロスト運転開始条件は、特に限定されないが、例えば、室外温度が０度以下になった場合で起動時もしくは直前のデフロスト運転終了時から暖房運転が所定の時間行われた場合に満たすものとしてもよい。
【０１２０】
デフロスト運転は、膨張機７１を稼動させない点やエコノマイザ膨張弁５２を全閉状態にしてエコノマイザ回路５０に冷媒を流さない点や第２室外膨張弁４８を間欠的に開閉制御する点以外は冷房運転時と概ね同様に、四路切換弁群２５の接続状態を暖房運転用の接続状態からデフロスト運転用の接続状態に制御部７が切り換えて冷媒を流す運転であり、具体的には以下の通りである。
【０１２１】
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、第１室外熱交換器４１で冷却された後（第１室外熱交換器４１に付着した霜を解凍させつつ）、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）。なお、デフロスト運転時は、暖房運転時とは異なり、室外送風ファン４５の駆動は停止されている。
【０１２２】
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２室外熱交換器４２で冷却された後（第２室外熱交換器４２に付着した霜を解凍させつつ）、第２インタークーラ管４２ｃに流れ（点Ｅ）、エコノマイザ回路５０には冷媒が流れていないため、そのまま第３吸入管２３ａに流れ込む（点Ｆ）。
【０１２３】
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３室外熱交換器４３で冷却された後（第３室外熱交換器４３に付着した霜を解凍させつつ）、第１室外膨張弁４７が全閉状態になっているために共通配管４７ａには冷媒は流れず、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）。
【０１２４】
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、第４室外熱交換器４４で冷却された後（第４室外熱交換器４４に付着した霜を解凍させつつ）、第８配管４４ｂを流れていく。
【０１２５】
第８配管４４ｂを流れる冷媒（点Ｊ１）は、第２室外膨張弁４８が開いている場合には、一部が第２室外膨張弁４８を第１逆止弁４９ａ側に向けて流れ、他の一部がブリッジ回路４９の第３逆止弁４９ｃを通ってエコノマイザ熱交換器５１へと流れていき（点Ｊ）、第２室外膨張弁４８が全閉状態となっている場合には、全部がブリッジ回路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）。なお、特に限定されないが、本実施形態では、制御部７は、デフロスト運転時において第２室外膨張弁４８を所定の時間間隔で開閉する制御を行っている。
【０１２６】
ブリッジ回路４９の第３逆止弁４９ｃを通過した高圧冷媒は、エコノマイザ膨張弁５２が全閉状態であるためにエコノマイザインジェクション配管５３には分流せず、エコノマイザ熱交換器５１を通過して（点Ｍ）、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）。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。
【０１２７】
液ガス熱交換器６１を出た高圧冷媒（点Ｎ）は、停止している膨張機７１には流れず、膨張機構７０の第３室外膨張弁７２だけを通過する。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。中間圧冷媒（点Ｏ１）は、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。
【０１２８】
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を流れる。過冷却冷媒配管８４を流れる冷媒は、第２室外膨張弁４８が開いている場合には第２室外膨張弁４８を通過した冷媒と合流して（点Ｘ１）、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（なお、第１室外膨張弁４７は全閉状態であるため共通配管４７ａ側には冷媒は流れない。）。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）。
【０１２９】
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）。
【０１３０】
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っている（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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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はデフロスト運転サイクルを行う。
【０１３４】
（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。
【０１３５】
（３−２）
本実施形態の空気調和装置１では、暖房運転時に第１〜第４室外熱交換器４１〜４４が冷媒の蒸発器として機能することで霜が付着することがあっても、デフロスト運転によって当該霜を取り除くことが可能になっている。
【０１３６】
ここで、本実施形態の空気調和装置１では、デフロスト運転時の冷媒回路の接続状態では、冷房運転時の冷媒回路の接続状態と同様に、第１〜第４室外熱交換器４１〜４４の４つの室外熱交換器が互いに直列に接続され、第１〜第４圧縮部２１〜２４についても互いに直列に接続され、多段圧縮冷凍サイクルを構成している。このため、単段圧縮冷凍サイクルと比較して、各段の吐出冷媒温度が低くなりがちになり、各室外熱交換器に付着した霜を効率的に除去しにくいおそれがある。
【０１３７】
これに対して、本実施形態の空気調和装置１では、デフロスト運転時に第４室外熱交換器４４を流れた冷媒の全てをエコノマイザ熱交換器５１に向けて流すのではなく、第２室外膨張弁４８を間欠的に開けて一部を第２室外膨張弁４８を通過させることで、暖房運転とは反対に冷媒を流す逆サイクルデフロスト運転であっても冷房運転時とは異なる冷媒の流し方を採用している。このため、当該一部の冷媒を、液ガス熱交換器６１や過冷却熱交換器９１を通過させること無く、第１逆止弁４９ａおよび液冷媒連絡配管１４を介して直接的に第１〜第２室内熱交換器１２ａ、１３ａに導くことができる。したがって、液ガス熱交換器６１や過冷却熱交換器９１を通過する際の冷媒の放熱を小さく抑えることが可能になり、液ガス熱交換器６１や過冷却熱交換器９１を通過する場合よりも冷媒の流れるルートが短いために冷媒の放熱を抑制することも可能になる。このため、より多くの熱エネルギーを有したままの冷媒を第１〜第２室内熱交換器１２ａ、１３ａに送ることができる。そのため、第１圧縮機２１の吸入側にもより多くの熱エネルギーを有したままの冷媒を送ることができる。
【０１３８】
以上のようにして、図７に矢印で示すように、各段の吐出冷媒温度を高めることが可能になり、デフロスト運転をより効率的に行うことが可能になる。したがって、デフロスト運転によって第１〜第４室外熱交換器４１〜４４に付着した霜を取り除くのに要する時間を短縮化し、暖房運転を継続的に行うことができる時間を長くすることが可能になる。
【０１３９】
なお、本実施形態では、このようにより多くの熱エネルギーを有したまま冷媒を第１圧縮部２１に供給させることを、第２室外膨張弁４８を開閉するだけで行うことができ、第２室外膨張弁４８の弁開度を細かく調整する必要がない。
【０１４０】
（３−３）
本実施形態の空気調和装置１が行うデフロスト運転では、さらに、エコノマイザ熱交換器５１における冷媒同士の熱交換を抑制するために、エコノマイザ膨張弁５２を全閉状態にして、エコノマイザ回路５０に冷媒を流していない。
【０１４１】
このため、エコノマイザ熱交換器５１を通過する前後での冷媒の熱エネルギーの低下が小さく抑えられ、結果的に、第１圧縮部２１に吸入される冷媒の熱エネルギーを高めることが可能になる。
【０１４２】
したがって、この点でも、デフロスト運転によって第１〜第４室外熱交換器４１〜４４に付着した霜を取り除くのに要する時間を短縮化し、暖房運転を継続的に行うことができる時間を長くすることが可能になっている。
【０１４３】
（３−４）
本実施形態の空気調和装置１が行うデフロスト運転では、膨張機構７０における冷媒の膨張を第３室外膨張弁７２だけで行い、膨張機７１を駆動させていない。
【０１４４】
このように、デフロスト運転時において、起動時および停止時に差圧処理のために時間を要する機器である膨張機７１を用いないことで、デフロスト運転の開始からデフロスト運転を終了して再び暖房運転を開始するまでに要する時間を短縮化させることが可能になる。
【０１４５】
（４）他の実施形態
上記実施形態では、本発明の実施形態の一例を説明したが、上記実施形態はなんら本願発明を限定する趣旨ではなく、上記実施形態には限られない。本願発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更した態様についても当然に含まれる。
【０１４６】
（４−１）他の実施形態Ａ
上記実施形態では、デフロスト運転時に、エコノマイザ熱交換器５１や液ガス熱交換器６１や過冷却熱交換器９１における高圧側の冷媒の放熱を抑制させるために、第２室外膨張弁４８が間欠的に開閉される場合を例に挙げて説明した。
【０１４７】
しかし、デフロスト運転時にエコノマイザ熱交換器５１や液ガス熱交換器６１や過冷却熱交換器９１における高圧側の冷媒の放熱を抑制させる制御としては、これに限定されず、例えば、第１室外膨張弁４７と第２室外膨張弁４８の両方を間欠的に開閉させるように制御部７が制御を行ってもよい。このように、第２室外膨張弁４８だけでなく第１室外膨張弁４７も開けることで、第４圧縮部２４および第４室外熱交換器４４を流れる冷媒量を調節することができる。
【０１４８】
なお、ここで、第１室外膨張弁４７と第２室外膨張弁４８とは、開いている状態が同時になるように制御されてもよいし、開いている状態の時間帯が重複しないように制御されてもよい。
【０１４９】
（４−２）他の実施形態Ｂ
上記実施形態では、デフロスト運転時の第２室外膨張弁４８の開閉制御が間欠的である場合を例に挙げて説明した。
【０１５０】
しかし、デフロスト運転時の第２室外膨張弁４８の開度制御については、これに限られるものではなく、例えば、制御部７によってデフロスト運転中所定の弁開度が維持されるように制御が行われてもよい。また、制御部７は、特定の温度センサ等の検知値に基づいて第２室外膨張弁４８の弁開度が制御されるようにしてもよい。
【０１５１】
また、上記他の実施形態Ａで述べたように、第１室外膨張弁４７と第２室外膨張弁４８のいずれについてもデフロスト運転中それぞれの所定の弁開度が維持されるように制御が行われてもよく、いずれか一方だけが間欠的に開閉され他方が所定の弁開度で維持されるように制御されてもよい。
【０１５２】
（４−３）他の実施形態Ｃ
上記実施形態では、デフロスト運転時に第２室外膨張弁４８を開けることで、各第１〜第４室外熱交換器４１〜４４に供給される冷媒の熱エネルギーを増大させる場合について例に挙げて説明した。
【０１５３】
しかし、上記のデフロスト運転時の制御にあわせて、各第１〜第４圧縮部２１〜２４の吐出冷媒圧力が冷房運転時の各第１〜第４圧縮部２１〜２４の目標吐出圧力を超える吐出圧力となるように制御部７が制御を行ってもよい。
【０１５４】
この場合には、より確実にデフロスト運転の時間を短縮化させることが可能になる。
【０１５５】
（４−４）他の実施形態Ｄ
上記実施形態では、冷房運転時や暖房運転時にはエコノマイザ膨張弁５２を開けてエコノマイザ回路５０に冷媒を流し、デフロスト運転時にはエコノマイザ膨張弁５２を閉じてエコノマイザ回路５０には冷媒を長さない場合を例に挙げて説明した。
【０１５６】
しかし、デフロスト運転時に高圧側の冷媒の放熱を抑制させる制御としては、これに限定されず、デフロスト運転時においても、第２室外膨張弁４８等を開けるだけで第１〜第４室外熱交換器４１〜４４に付着した霜を取り除くための熱エネルギーを十分に確保できる場合には、エコノマイザ膨張弁５２を開けてエコノマイザ回路５０に冷媒を流すようにしてもかまわない。
【０１５７】
（４−５）他の実施形態Ｅ
上記実施形態では、冷房運転時や暖房運転時には膨張機７１を利用し、デフロスト運転時には膨張機７１を利用しない場合を例に挙げて説明した。
【０１５８】
しかし、デフロスト運転を十分に短縮化させることができる場合には、デフロスト運転時においても、膨張機７１を利用してエネルギー回収を行うようにしてもかまわない。
【０１５９】
（４−６）他の実施形態Ｆ
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
例えば、２段圧縮を行う空気調和装置では、冷房運転時およびデフロスト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、冷房運転時およびデフロスト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。
【符号の説明】
【０１６２】
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２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
２３      第３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）
４３      第３室外熱交換器（熱源側第２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
４５      室外送風ファン
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
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
８２      分離ガス膨張弁
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
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１６３】
【特許文献１】特開２０１３−２１０１５８号公報
【図１】
2015132413.tif 000003
【図２】
2015132413.tif 000004
【図３】
2015132413.tif 000005
【図４】
2015132413.tif 000006
【図５】
2015132413.tif 000007
【図６】
2015132413.tif 000008
【図７】
2015132413.tif 000009