CN101410677B - 冷冻装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种包括具有压缩机构(30)、室外热交换器(21)、膨胀机构(40)及室内热交换器(23)并进行蒸汽压缩式超临界制冷循环的制冷剂回路(20)的冷冻装置。该膨胀机构(40)具有能够改变节流量以使该制冷剂回路(20)的制冷剂进行两级膨胀的第一节流机构(41)和第二节流机构(42)。在制冷运转时，根据所述室外热交换器(21)的出口制冷剂温度及其入口空气温度，推导出所述制冷剂回路(20)的高压制冷剂压力的目标值。在供暖运转时，根据所述室内热交换器(23)的出口制冷剂温度及其入口空气温度，推导出所述制冷剂回路(20)的高压制冷剂压力的目标值。调整所述第一节流机构(41)或所述第二节流机构(42)的节流量来进行高压控制，以使该高压制冷剂压力达到目标值。

Description

冷冻装置
技术领域
本发明涉及一种冷冻装置，特别是关于一种使进行超临界制冷循环的冷冻装置的运转效率提高的方法。
背景技术
在以往的冷冻装置中，存在具有以二氧化碳作为制冷剂并利用超临界循环来进行蒸汽压缩式制冷循环的制冷剂回路的冷冻装置(参照专利文献1)。
该冷冻装置具有将低级侧压缩机、高级侧压缩机、放热侧热交换器、第一减压器、气液分离器和第二减压器依次连接起来而构成的制冷剂回路，并且将气液分离器中的气态制冷剂导向低级侧压缩机和高级侧压缩机之间。
由于所述冷冻装置利用了超临界循环，所以在放热侧热交换器中制冷剂成为超临界状态，因而不存在冷凝温度。由此，根据所述放热侧热交换器的出口制冷剂温度或放热侧热交换器的周围空气温度，来控制第一减压器和第二减压器中至少任意一个减压器的减压量，从而使所述制冷剂回路的高压制冷剂压力达到最佳压力值。
专利文献1：日本专利公开2001-133058号公报
(发明所要解决的课题)
然而，在以往的冷冻装置中，由于所利用的仅是放热侧热交换器的出口制冷剂温度及放热侧热交换器的周围空气温度中的任意一个温度，所以存在下述问题，即：高压制冷剂压力未必是最佳值，因而运转效率(COP)也未必能被称为最佳运转效率。
也就是，当放热侧热交换器的出口制冷剂温度和放热侧热交换器的周围空气温度变化时，则制冷剂回路的高压制冷剂压力伴随这一变化而变化。因此，冷冻装置的运转效率(COP)由于制冷剂回路的高压制冷剂压力、放热侧热交换器的出口制冷剂温度及放热侧热交换器的周围空气温度而变化。
以往的冷冻装置根据制冷剂回路的高压制冷剂压力和放热侧热交换器的出口制冷剂温度来调整减压量，或者根据制冷剂回路的高压制冷剂压力和放热侧热交换器的周围空气温度来调整减压量。其结果是未必能说以往的冷冻装置进行了实现最佳运转效率(COP)的运转。
发明内容
本发明是鉴于所述问题的发明，其目的在于：在具有进行超临界制冷循环的制冷剂回路的冷冻装置中，能进行实现最佳运转效率(COP)的运转。
(解决课题的方法)
第一发明以下记所述的冷冻装置作为发明的对象，即：该冷冻装置包括具有压缩机构30、热源侧热交换器21、膨胀机构40及利用侧热交换器23并进行蒸汽压缩式超临界制冷循环的制冷剂回路20，所述膨胀机构40包括能够改变节流量以使制冷剂回路20的制冷剂进行两级膨胀的高压侧节流机构41、42和低压侧节流机构42、41。
并且，所述冷冻装置具有高压控制部61，该高压控制部61根据所述热源侧热交换器21和利用侧热交换器23中成为放热器的放热侧热交换器的出口制冷剂温度、及在该放热侧热交换器中与制冷剂进行热交换的介质流入放热侧热交换器时的入口介质温度，推导出所述制冷剂回路20的高压制冷剂压力的目标值，通过调整所述膨胀机构40的节流量来进行高压控制，以使该高压制冷剂压力达到目标值。
在所述第一发明中，因为制冷剂回路20的高压制冷剂压力和放热侧热交换器的出口制冷剂温度之间的关系由放热侧热交换器的入口介质温度决定，所以根据放热侧热交换器的入口介质温度和放热侧热交换器的出口制冷剂温度，推导出实现最佳COP的制冷剂回路20的高压制冷剂压力的目标值。并且，调节膨胀机构40的节流量，使高压制冷剂压力达到目标值。
第二发明以下记所述的冷冻装置作为发明的对象，即：该冷冻装置包括具有压缩机构30、热源侧热交换器21、膨胀机构40及利用侧热交换器23并进行蒸汽压缩式超临界制冷循环的制冷剂回路20，所述膨胀机构40包括能够改变节流量以使制冷剂回路20的制冷剂进行两级膨胀的高压侧节流机构42和低压侧节流机构41。
并且，所述冷冻装置具有出口温度控制部63，该出口温度控制部63在所述制冷剂回路20的加热运转时，根据在利用侧热交换器23中与制冷剂进行热交换的介质流入利用侧热交换器23时的入口介质温度、和制冷剂回路20的高压制冷剂压力的设定压力值，推导出所述利用侧热交换器23的出口制冷剂温度的目标值，通过调整所述膨胀机构40的节流量来进行出口温度控制，以使该出口制冷剂温度达到目标值。
在所述第二发明中，因为制冷剂回路20的高压制冷剂压力和利用侧热交换器23的出口制冷剂温度之间的关系由利用侧热交换器23的入口介质温度决定，所以根据高压制冷剂压力的设定值和利用侧热交换器23的入口介质温度，推导出实现最佳COP的利用侧热交换器23的出口制冷剂温度的目标值。并且，调节膨胀机构40的节流量，使出口制冷剂温度达到目标值。
第三发明以下记所述的冷冻装置作为发明的对象，即：该冷冻装置包括具有压缩机构30、热源侧热交换器21、膨胀机构40及彼此并联连接的多个利用侧热交换器23并进行蒸汽压缩式超临界制冷循环的制冷剂回路20，所述膨胀机构40包括能够改变节流量以使制冷剂回路20的制冷剂进行两级膨胀的热源侧节流机构41和多个利用侧节流机构42，所述热源侧节流机构41的节流量与热源侧热交换器21对应，所述多个利用侧节流机构42的节流量与各个利用侧热交换器23对应。
并且，所述冷冻装置具有高压控制部61，该高压控制部61在所述制冷剂回路20的冷却运转时，根据热源侧热交换器21的出口制冷剂温度、和在热源侧热交换器21中与制冷剂进行热交换的介质流入热源侧热交换器21时的入口介质温度，推导出所述制冷剂回路20的高压制冷剂压力的目标值，通过调整所述膨胀机构40的节流量来进行高压控制，以使该高压制冷剂压力达到目标值，
还有，所述冷冻装置还具有出口温度控制部63，该出口温度控制部63在所述制冷剂回路20的加热运转时，根据在利用侧热交换器23中与制冷剂进行热交换的介质流入利用侧热交换器23时的入口介质温度、和制冷剂回路20的高压制冷剂压力的设定压力值，推导出所述利用侧热交换器23的出口制冷剂温度的目标值，通过调整所述膨胀机构40的节流量来进行出口温度控制，以使该出口制冷剂温度达到目标值。
在所述第三发明中，因为制冷剂回路20的高压制冷剂压力和放热侧热交换器的出口制冷剂温度之间的关系由放热侧热交换器的入口介质温度决定，所以在冷却运转时根据热源侧热交换器21的入口介质温度和热源侧热交换器21的出口制冷剂温度，推导出实现最佳COP的制冷剂回路20的高压制冷剂压力的目标值。并且，调节膨胀机构40的节流量，使高压制冷剂压力达到目标值。
还有，在加热运转时，根据高压制冷剂压力的设定值和利用侧热交换器23的入口介质温度，推导出实现最佳COP的利用侧热交换器23的出口制冷剂温度的目标值。并且，调节膨胀机构40的节流量，使出口制冷剂温度达到目标值。
第四发明是在所述第一发明的基础上的发明，所述高压控制部61具有调整高压侧节流机构41、42的节流量来进行高压控制的第一控制部6a、和调整低压侧节流机构42、41的节流量来使热源侧热交换器21和利用侧热交换器23中成为吸热器的吸热侧热交换器的出口制冷剂的过热度达到规定值的第二控制部6b。
在所述第四发明中，第一控制部6a调整高压侧节流机构41、42的节流量来进行高压控制，第二控制部6b调整低压侧节流机构42、41的节流量来进行过热度控制。
第五发明是在所述第二发明的基础上的发明，所述出口温度控制部63具有调整高压侧节流机构42的节流量来进行出口温度控制的第一控制部6c、和调整低压侧节流机构41的节流量来使热源侧热交换器21的出口制冷剂的过热度达到规定值的第二控制部6d。
在所述第五发明中，第一控制部6c调整高压侧节流机构42的节流量来进行出口温度控制，第二控制部6d调整低压侧节流机构41的节流量来进行过热度控制。
第六发明是在所述第三发明的基础上的发明，所述高压控制部61具有调整热源侧节流机构41的节流量来进行高压控制的第一控制部6a、和调整利用侧节流机构42的节流量来使利用侧热交换器23的出口制冷剂的过热度达到规定值的第二控制部6b。还有，所述出口温度控制部63具有调整利用侧节流机构42的节流量来进行出口温度控制的第一控制部6c、和调整热源侧节流机构41的节流量来使热源侧热交换器21的出口制冷剂的过热度达到规定值的第二控制部6d。
在所述第六发明中，高压控制部61的第一控制部6a调整热源侧节流机构41的节流量来进行高压控制，第二控制部6b调整利用侧节流机构42的节流量来进行过热度控制。
还有，出口温度控制部63的第一控制部6c调整利用侧节流机构42的节流量来进行出口温度控制，第二控制部6d调整热源侧节流机构41的节流量来进行过热度控制。
第七发明是在所述第一～第三发明的任一发明的基础上的发明，所述制冷剂回路20具有设置在膨胀机构40的两个节流机构41、42之间的气液分离器22、和将该气液分离器22中的气态制冷剂导向压缩机构30的中间压力区域的注入通路25。
在所述第七发明中，液态制冷剂和气态制冷剂在气液分离器22中彼此分离开，其中的气态制冷剂通过注入通路25被导入压缩机构30的中间压力区域。
第八发明是在所述第七发明的基础上的发明，所述压缩机构30包括低级侧压缩机33和高级侧压缩机34，所述注入通路25构成为将气态制冷剂导向低级侧压缩机33和高级侧压缩机34之间的中间压力区域。
在所述第八发明中，用低级侧压缩机33和高级侧压缩机34对制冷剂进行两级压缩，将气液分离器22的气态制冷剂导入该两级压缩的中间压力区域。
第九发明是在所述第一发明的基础上的发明，所述高压控制部61构成为：根据放热侧热交换器的出口制冷剂温度、放热侧热交换器的入口介质温度、及与热源侧热交换器21和利用侧热交换器23中成为吸热器的吸热侧热交换器中的制冷剂温度对应的饱和压力，推导出制冷剂回路20的高压制冷剂压力的目标值。
在所述第九发明中，根据放热侧热交换器的出口制冷剂温度、放热侧热交换器的入口介质温度、及与吸热侧热交换器中的制冷剂温度对应的饱和压力，更准确地推导出制冷剂回路20的高压制冷剂压力的目标值。
第十发明是在所述第三发明的基础上的发明，所述高压控制部61构成为：根据热源侧热交换器21的出口制冷剂温度、热源侧热交换器21的入口介质温度、及与利用侧热交换器23中的制冷剂温度对应的饱和压力，推导出制冷剂回路20的高压制冷剂压力的目标值。
在所述第十发明中，根据热源侧热交换器21的出口制冷剂温度、热源侧热交换器21的入口介质温度、以及与利用侧热交换器23中的制冷剂温度对应的饱和压力，更准确地推导出制冷剂回路20的高压制冷剂压力的目标值。
第十一发明是在所述第一或第二发明的基础上的发明，该冷冻装置具有根据收纳有所述利用侧热交换器23的利用侧机组1B输出的能力升高信号和能力降低信号来对压缩机构30的运转容量进行增减控制的容量控制部62。
在所述第十一发明中，容量控制部62对压缩机构30的运转容量进行个别的增减控制。
第十二发明是在所述第十一发明的基础上的发明，所述利用侧机组1B构成为根据利用侧热交换器23的入口介质温度和设定温度，输出能力升高信号及能力降低信号。
在所述第十二发明中，根据利用侧热交换器23的入口介质温度和设定温度，对压缩机构30的运转容量进行增减控制。
第十三发明是在所述第三发明的基础上的发明，该冷冻装置具有容量控制部62，该容量控制部62在冷却运转时对压缩机构30的运转容量进行控制，以使制冷剂回路20的低压制冷剂压力达到设定压力值，并在加热运转时对压缩机构30的运转容量进行控制，以使制冷剂回路20的高压制冷剂压力达到设定压力值。
在所述第十三发明中，容量控制部62对压缩机构30的运转容量进行个别的增减控制，以使制冷剂回路20的制冷剂压力达到设定压力值。
第十四发明是在所述第十三发明的基础上的发明，所述容量控制部62构成为：根据收纳有利用侧热交换器23的利用侧机组1B所输出的能力升高信号，使冷却运转时的低压制冷剂压力的设定压力值降低，而使加热运转时的高压制冷剂压力的设定压力值升高，另一方面根据所述利用侧机组1B所输出的能力降低信号，使冷却运转时的低压制冷剂压力的设定压力值升高，而使加热运转时的高压制冷剂压力的设定压力值降低。
在所述第十四发明中，根据利用侧机组1B的能力升高信号及能力降低信号，对压缩机构30的运转容量进行增减控制。
第十五发明是在所述第十四发明的基础上的发明，所述利用侧节流机构42由能够改变开度的膨胀阀构成，所述利用侧机组1B构成为：当利用侧节流机构42的开度比规定的变更值大时输出能力升高信号，而当利用侧节流机构42的开度在变更值以下时输出能力降低信号。
第十六发明是在所述第十五发明的基础上的发明，所述利用侧机组1B构成为：当利用侧节流机构42的开度在完全打开时的开度的80％以上时输出能力升高信号，而当利用侧节流机构42的开度在完全打开时的开度的20％以下时输出能力降低信号。
在所述第十五及第十六发明中，根据利用侧节流机构42的开度，对压缩机构30的运转容量进行增减控制。
第十七发明是在所述第十四发明的基础上的发明，所述容量控制部62构成为：当输出能力升高信号的利用侧机组1B的台数达到规定比例时对设定压力值进行改变，并且当输出能力降低信号的利用侧机组1B的台数达到规定比例时对设定压力值进行改变。
第十八发明是在所述第十七发明的基础上的发明，使所述容量控制部62改变设定压力值的利用侧机组1B的台数的规定比例被设定在20～40％。
在所述第十七及第十八发明中，当规定台数的利用侧机组1B输出能力升高信号或能力降低信号时，则使压缩机构30的运转容量产生增减变化。
(发明的效果)
根据所述第一及第三发明，因为按照放热侧热交换器的入口介质温度和放热侧热交换器的出口制冷剂温度，推导出高压制冷剂压力的目标值，并调节膨胀机构40的节流量使所述高压制冷剂压力达到目标值，所以能够在实现最佳运转效率(COP)的运转状态下进行运转。
还有，根据所述第二及第三发明，因为在加热运转时按照制冷剂回路20的高压制冷剂压力的设定压力值和利用侧热交换器23的入口介质温度，推导出利用侧热交换器23的出口制冷剂温度的目标值，并调节第二节流机构42的节流量使该出口制冷剂温度达到目标值，所以能在实现最佳供暖运转效率(COP)的运转状态下进行运转。
还有，根据所述第四及第六发明，因为用一节流机构41、42进行高压控制，而用另一节流机构42、41进行过热度控制，所以能够分别将高压制冷剂和低压制冷剂保持在最佳状态。
还有，根据所述第五及第六发明，因为在加热运转时用一节流机构42进行出口温度控制，而用另一节流机构41进行过热度控制，所以能够分别将高压制冷剂和低压制冷剂保持在最佳状态。
还有，根据所述第七发明，因为利用注入通路25将气液分离器22中的气态制冷剂导入压缩机构30的中间压力区域，所以能够确实地对高压制冷剂压力进行调整。
还有，根据所述第九发明，因为按照所述放热侧热交换器的出口制冷剂温度、放热侧热交换器的入口介质温度、及与吸热侧热交换器中的制冷剂温度对应的饱和压力，推导出高压制冷剂压力的目标值，所以能够更准确地推导出高压制冷剂压力的目标值。
还有，根据所述第十一及第十三发明，因为对控制压缩机构30的运转容量进行个别控制，所以能够确实使其保持在最佳运转状态。
附图说明
图1是表示实施方式一的冷冻装置构成的制冷剂回路图。
图2是对实施方式一在制冷运转时的节流机构的节流量控制及压缩机构的容量控制进行表示的控制流程图。
图3是对实施方式一在供暖运转时的节流机构的节流量控制及压缩机构的容量控制进行表示的控制流程图。
图4是表示当外界气温为30℃时各个制冷能力的高压制冷剂压力与出口制冷剂温度之间关系的特性图。
图5是表示当外界气温为35℃时各个制冷能力的高压制冷剂压力与出口制冷剂温度之间关系的特性图。
图6是表示当外界气温为30℃时各个制冷能力的高压制冷剂压力与COP之间关系的特性图。
图7是表示当外界气温为35℃时各个制冷能力的高压制冷剂压力与COP之间关系的特性图。
图8是表示当外界气温为30℃时各个制冷能力的出口制冷剂温度与COP之间关系的特性图。
图9是表示当外界气温为35℃时各个制冷能力的出口制冷剂温度与COP之间关系的特性图。
图10是表示实施方式二的冷冻装置构成的制冷剂回路图。
图11是表示实施方式三的冷冻装置构成的制冷剂回路图。
图12是表示实施方式四的冷冻装置构成的制冷剂回路图。
图13是对实施方式四在制冷运转时的节流机构的节流量控制及压缩机构的容量控制进行表示的控制流程图。
图14是对实施方式四在供暖运转时的节流机构的节流量控制及压缩机构的容量控制进行表示的控制流程图。
图15是表示实施方式五的冷冻装置构成的制冷剂回路图。
图16是表示实施方式六的冷冻装置构成的制冷剂回路图。
(符号说明)
    10         空调机
          20         制冷剂回路
          21         室外热交换器(热源侧热交换器)
          22         气液分离器
          23         室内热交换器(利用侧热交换器)
          25         注入通路
          30         压缩机构
          32         压缩机
          33         低级侧压缩机
          34         高级侧压缩机
          40         膨胀机构
          41         第一节流机构
          42         第二节流机构
          60         控制器
          61         高压控制部(高压控制装置)
          62         容量控制部(容量控制装置)
          63         出口温度控制部(出口温度控制装置)
          6a、6c     第一控制部
          6b、6d     第二控制部
具体实施方式
下面，根据附图来详细说明本发明的实施方式。
<发明的实施方式一>
如图1所示，本实施方式的冷冻装置构成了在冷却运转即制冷运转和加热运转即供暖运转之间进行切换的空调机10。该空调机10具有制冷剂回路20，构成了在室外机组1A上连接一个室内机组1B的所谓一拖一(pair)型空调机。
所述制冷剂回路20是用制冷剂管道24将压缩机构30、四通换向阀2a、室外热交换器21、作为膨胀机构40之一的第一节流机构41、气液分离器22、作为膨胀机构40之一的第二节流机构42和室内热交换器23连接起来构成的闭合回路。所述制冷剂回路20被构成为：在该制冷剂回路20中作为制冷剂填充有例如二氧化碳(CO2)，并进行蒸汽压缩式超临界制冷循环(包含临界温度以上的蒸汽压力区域的制冷循环)。
所述室外机组1A收纳有压缩机构30、四通换向阀2a、室外热交换器21、第一节流机构41、气液分离器22和第二节流机构42，从而构成了热源侧机组。还有，所述室内机组1B收纳有室内热交换器23，从而构成了利用侧机组。
所述压缩机构30被构成为：在纵长圆筒形的机壳内部收纳有电动机31和一台连接在该电动机31上的压缩机32。该压缩机32由例如摇动活塞型旋转压缩机构成。
所述室外热交换器21构成使制冷剂和室外空气之间进行热交换的热源侧热交换器，所述室内热交换器23构成使制冷剂和室内空气之间进行热交换的利用侧热交换器。
进而，在制冷运转时，所述室外热交换器21构成放热侧热交换器，该放热侧热交换器作为使压缩机构30喷出的制冷剂向室外空气进行放热的放热器发挥作用，所述室内热交换器23构成吸热侧热交换器，该吸热侧热交换器作为使在膨胀机构40已减压的制冷剂蒸发而从室内空气吸热的吸热器发挥作用。
还有，在供暖运转时，所述室内热交换器23构成放热侧热交换器，该放热侧热交换器作为使压缩机构30喷出的制冷剂向室内空气进行放热的放热器发挥作用，所述室外热交换器21构成吸热侧热交换器，该吸热侧热交换器作为使在膨胀机构40已减压的制冷剂蒸发而从室外空气吸热的吸热器发挥作用。
此外，所述室外空气及室内空气构成与制冷剂进行热交换的介质。
所述四通换向阀2a的四个阀口通过制冷剂管道24而分别与压缩机构30的喷出侧及吸入侧、室外热交换器21以及室内热交换器23连接。所述四通换向阀2a在使压缩机构30的喷出侧与室外热交换器21连通并且使室内热交换器23与压缩机构30的吸入侧连通的制冷运转状态(参照图1中的实线)、和使压缩机构30的喷出侧与室内热交换器23连通并且使室外热交换器21与压缩机构30的吸入侧连通的供暖运转状态(参照图1中的虚线)之间进行切换。
所述第一节流机构41和第二节流机构42构成了膨胀机构40，并且该第一节流机构41和第二节流机构42分别由能够改变开度的膨胀阀构成，也就是被构成为能够对节流量进行改变。
进而，在制冷运转时，所述第一节流机构41构成高压侧节流机构，第二节流机构42构成低压侧节流机构。还有，在供暖运转时，所述第二节流机构42构成高压侧节流机构，第一节流机构41构成低压侧节流机构。
还有，所述第一节流机构41构成热源侧节流机构，第二节流机构42构成利用侧节流机构。
所述气液分离器22设置在位于第一节流机构41与第二节流机构42之间的制冷剂管道24上，并且被构成为使中间压力状态的气态制冷剂和液态制冷剂分离开。注入通路25的一端连接在所述气液分离器22上，该注入通路25的另一端连接在压缩机32的中间压力区域。所述注入通路25将气液分离器22分离出来的气态制冷剂导入压缩机32的中间压力区域。
还有，在所述制冷剂回路20中设置有各种传感器。具体来说，在位于所述压缩机构30的喷出侧的制冷剂管道24上设置有测量高压制冷剂压力的高压压力传感器51，在位于所述压缩机构30的吸入侧的制冷剂管道24上设置有测量低压制冷剂压力的低压压力传感器52。
在位于所述室外热交换器21的室内热交换器23一侧的制冷剂管道24上设置有第一制冷剂温度传感器53，在位于所述压缩机构30的吸入侧的制冷剂管道24上设置有第二制冷剂温度传感器54，在所述室外热交换器21的空气吸入侧设置有外界气温传感器55。
在位于所述室内热交换器23的室外热交换器21一侧的制冷剂管道24上设置有第三制冷剂温度传感器56，在所述室内热交换器23的空气吸入侧设置有室内温度传感器57。
也就是，所述第一制冷剂温度传感器53测量制冷运转时的室外热交换器21的出口制冷剂温度和供暖运转时的室外热交换器21的入口制冷剂温度。所述第三制冷剂温度传感器56测量供暖运转时的室内热交换器23的出口制冷剂温度和制冷运转时的室内热交换器23的入口制冷剂温度。
所述第二制冷剂温度传感器54测量压缩机构30的吸入制冷剂温度，也就是在制冷运转时测量室内热交换器23的出口制冷剂温度，在供暖运转时测量室外热交换器21的出口制冷剂温度。
所述外界气温传感器55测量室外热交换器21所吸入的空气的温度，具体来说测量室外热交换器21的入口介质温度即室外空气温度也就是外界气温。
所述室内温度传感器57测量室内热交换器23所吸入的空气的温度，具体来说测量室内热交换器23的入口介质温度即室内空气温度也就是室内温度。
在所述空调机10中设置有对制冷剂回路20进行控制的控制器60。该控制器60接收所述高压压力传感器51等的传感器信号，并且该控制器60具有高压控制部61和容量控制部62。
所述高压控制部61构成高压控制装置，并具有第一控制部6a和第二控制部6b。
所述第一控制部6a在制冷运转时根据成为放热器的室外热交换器21的出口制冷剂温度、和该室外热交换器21的吸入空气温度(入口介质温度)即外界气温，推导出制冷剂回路20的高压制冷剂压力的目标值，通过调整高压侧节流机构即第一节流机构41的节流量来进行高压控制，以使该高压制冷剂压力达到目标值。
还有，所述第一控制部6a在供暖运转时根据成为放热器的室内热交换器23的出口制冷剂温度、和该室内热交换器23的吸入空气温度(入口介质温度)即室内温度，推导出制冷剂回路20的高压制冷剂压力的目标值，通过调整高压侧节流机构即第二节流机构42的节流量来进行高压控制，以使该高压制冷剂压力达到目标值。
所述第二控制部6b在制冷运转时根据成为吸热器的室内热交换器23的入口制冷剂温度、和该室内热交换器23的出口制冷剂温度，来调整低压侧节流机构即第二节流机构42的节流量，以使室内热交换器23的出口制冷剂的过热度达到规定值。
还有，所述第二控制部6b在供暖运转时根据成为吸热器的室外热交换器21的入口制冷剂温度、和该室外热交换器21的出口制冷剂温度，来调整低压侧节流机构即第一节流机构41的节流量，以使室外热交换器21的出口制冷剂的过热度达到规定值。
所述容量控制部62构成容量控制装置。该容量控制部62根据室内机组1B输出的能力升高信号和能力降低信号，对压缩机32的运转容量进行增减控制。并且，所述室内机组1B根据室内热交换器23的吸入空气温度即室内温度和室内的设定温度，输出能力升高信号及能力降低信号。
—控制的基本原理—
在此，根据图4～图9对所述第一控制部6a所进行的高压控制的基本原理加以说明。此外，以下说明将以制冷运转作为基础。
当将二氧化碳用作制冷剂时，制冷剂回路20进行超临界循环。此时，如图4及图5所示，当制冷剂回路20的制冷能力为一定时，如果制冷剂回路20的高压制冷剂压力上升，则放热器(气体冷却器)即室外热交换器21的出口制冷剂温度下降。也就是，图4所表示的是当外界气温为30℃时各个制冷能力的高压制冷剂压力与出口制冷剂温度之间的关系，图5所表示的是当外界气温为35℃时各个制冷能力的高压制冷剂压力与出口制冷剂温度之间的关系。
由此，无法根据室外热交换器21的出口制冷剂温度来决定最佳COP(最佳运转效率)。
具体来说，图6所表示的是当外界气温为30℃时各个制冷能力的高压制冷剂压力与COP之间的关系，图7所表示的是当外界气温为35℃时各个制冷能力的高压制冷剂压力与COP之间的关系。此外，线段A表示实现最佳COP的高压制冷剂压力。
还有，图8所表示的是当外界气温为30℃时各个制冷能力的出口制冷剂温度与COP之间的关系，图9所表示的是当外界气温为35℃时各个制冷能力的出口制冷剂温度与COP之间的关系。此外，线段B表示实现最佳COP的出口制冷剂温度。
从图4～图9可以看出，即使在同一外界气温条件下，也由于制冷能力的提高而使实现最佳COP的高压制冷剂压力和出口制冷剂温度上升。不过，当外界气温不同时，出口制冷剂温度产生大幅度变化(参照图8及图9)。也就是，尽管出口制冷剂温度不同，而外界气温为30℃且制冷能力为130％时的最佳高压制冷剂压力、和外界气温为35℃且制冷能力为80％时的最佳高压制冷剂压力都为9.7Mpa。
这样一来，高压制冷剂压力与出口制冷剂温度之间的关系则取决于外界气温。也就是，有必要按照外界气温和出口制冷剂温度来决定实现最佳COP的目标高压制冷剂压力。换言之，最佳COP由外界气温、出口制冷剂温度和高压制冷剂压力决定。
于是，在本实施方式中，按照室外热交换器21的吸入空气温度即外界气温、和室外热交换器21的出口制冷剂温度，推导出实现最佳COP的制冷剂回路20的高压制冷剂压力的目标值。并且，通过调节第一节流机构41的开度(节流量)，使高压制冷剂压力达到目标值。
—运转动作—
下面，关于所述空调机10的运转动作进行说明。
在制冷运转时，四通换向阀2a切换到图1的实线一侧。从压缩机32喷出的制冷剂在室外热交换器21中向室外空气放热而冷却以后，通过第一节流机构41减压而成为中间压力状态后流入气液分离器22。在该气液分离器22中，分离成气态制冷剂和液态制冷剂，液态制冷剂通过第二节流机构42被减压后，流入室内热交换器23而蒸发。该已蒸发的气态制冷剂返回压缩机32而被再次压缩。另一方面，所述气液分离器22的气态制冷剂被导入压缩机32的中间压力区域。反复这一运转，从而来进行室内制冷。
在供暖运转时，四通换向阀2a切换到图1的虚线一侧。从压缩机32喷出的制冷剂在室内热交换器23中向室内空气放热而冷却以后，通过第二节流机构42减压而成为中间压力状态后流入气液分离器22。在该气液分离器22中，分离成气态制冷剂和液态制冷剂，液态制冷剂通过第一节流机构41被减压后，流入室外热交换器21而蒸发。该已蒸发的气态制冷剂返回压缩机32而被再次压缩。另一方面，所述气液分离器22的气态制冷剂被导入压缩机32的中间压力区域。反复这一运转，从而来进行室内供暖。
下面，根据图2及图3的控制流程来说明第一节流机构41及第二节流机构42的控制动作和压缩机构30的运转容量的控制动作。
在制冷运转时，如图2所示，一旦开始运转，则在步骤ST1中，外界气温传感器55对室外热交换器21的吸入空气温度即外界气温进行测量，同时第一制冷剂温度传感器53对室外热交换器21的出口制冷剂温度进行测量。随后转移到步骤ST2，第一控制部6a根据外界气温和出口制冷剂温度推导出高压制冷剂压力的目标值。
然后，转移到步骤ST3，第一控制部6a对高压压力传感器51所测量到的高压制冷剂压力是否大于目标值进行判断。当高压制冷剂压力小于目标值时，则从步骤ST3转移到步骤ST4，减小第一节流机构41的开度，也就是增大节流量后，返回步骤ST1。
当所述高压制冷剂压力在目标值以上时，则从步骤ST3转移到步骤ST5，加大第一节流机构41的开度，也就是缩小节流量后，返回步骤ST1。反复这一动作，从而来对第一节流机构41的开度进行调整。
另一方面，在步骤ST6中，第三制冷剂温度传感器56测量室内热交换器23的入口制冷剂温度，同时第二制冷剂温度传感器54测量室内热交换器23的出口制冷剂温度，也就是测量压缩机构30的吸入制冷剂温度。随后，转移到步骤ST7，第二控制部6b根据入口制冷剂温度和出口制冷剂温度，推导出蒸发过热度即室内热交换器23的出口制冷剂的过热度。
然后，转移到步骤ST8，第二控制部6b对过热度是否大于规定值(目标过热度)进行判断。当过热度小于规定值时，从步骤ST8转移到步骤ST9，减小第二节流机构42的开度，也就是增大节流量后，返回步骤ST6。
当所述过热度在规定值以上时，则从步骤ST8转移到步骤ST10，加大第二节流机构42的开度，也就是缩小节流量后，返回步骤ST6。
反复这一动作，从而来对第二节流机构42的开度进行调整。
还有，在步骤ST11中，室内温度传感器57测量室内热交换器23的吸入空气温度即室内空气温度(室内温度)，并同时读入室内温度的设定温度。随后，转移到步骤ST12，室内机组1B在室内温度高于设定温度时输出能力升高信号，而当室内温度在设定温度以下时输出能力降低信号。
然后，转移到步骤ST13，容量控制部62对室内机组1B输出的是能力升高信号还是能力降低信号进行判断。当所述室内机组1B输出的是能力升高信号时，则从步骤ST13转移到步骤ST14，提高压缩机构30的运转容量，也就是使压缩机32的旋转数增加后，返回步骤ST11。
当所述室内机组1B输出的是能力降低信号时，则从步骤ST13转移到步骤ST15，降低压缩机构30的运转容量，也就是使压缩机32的旋转数减少后，返回步骤ST11。反复这一动作，从而来对压缩机构30的运转容量进行调整。
在供暖运转时，如图3所示，一旦开始运转，则在步骤ST21中，室内温度传感器57对室内热交换器23的吸入空气温度即室内温度进行测量，同时第三制冷剂温度传感器56对室内热交换器23的出口制冷剂温度进行测量。随后，转移到步骤ST22，第一控制部6a根据室内温度和出口制冷剂温度，推导出高压制冷剂压力的目标值。
然后，转移到步骤ST23，第一控制部6a对高压压力传感器51测量到的高压制冷剂压力是否大于目标值进行判断。当高压制冷剂压力小于目标值时，则从步骤ST23转移到步骤ST24，减小第二节流机构42的开度，也就是增大节流量后，返回步骤ST21。
当所述高压制冷剂压力在目标值以上时，则从步骤ST23转移到步骤ST25，加大第二节流机构42的开度，也就是缩小节流量后，返回步骤ST21。反复这一动作，从而来对第二节流机构42的开度进行调整。
另一方面，在步骤ST26中，第一制冷剂温度传感器53测量室外热交换器21的入口制冷剂温度，同时第二制冷剂温度传感器54测量室外热交换器21的出口制冷剂温度，也就是测量压缩机构30的吸入制冷剂温度。其后，转移到步骤ST27，第二控制部6b根据入口制冷剂温度和吸入制冷剂温度，推导出蒸发过热度即室外热交换器21的出口制冷剂的过热度。
然后，转移到步骤ST28，第二控制部6b对过热度是否大于规定值(目标过热度)进行判断。当过热度小于规定值时，则从步骤ST28转移到步骤ST29，减小第一节流机构41的开度，也就是增大节流量后，返回步骤ST26。
当所述过热度在规定值以上时，则从步骤ST28转移到步骤ST30，加大第一节流机构41的开度，也就是缩小节流量后，返回步骤ST26。反复这一动作，从而来对第一节流机构41的开度进行调整。
还有，在步骤ST31中，室内温度传感器57测量室内热交换器23的吸入空气温度即室内温度，并同时读入室内温度的设定温度。
随后，转移到步骤ST32，室内机组1B在室内温度低于设定温度时输出能力升高信号，而当室内温度在设定温度以上时输出能力降低信号。
其后，转移到步骤ST33，容量控制部62对室内机组1B输出的是能力升高信号还是能力降低信号进行判断。当所述室内机组1B输出的是能力升高信号时，则从步骤ST33转移到步骤ST34，提高压缩机构30的运转容量，也就是使压缩机32的旋转数增加后，返回步骤ST31。
当所述室内机组1B输出的是能力降低信号时，则从步骤ST33转移到步骤ST35，降低压缩机构30的运转容量，也就是使压缩机32的旋转数减少后，返回步骤ST31。反复这一动作，从而来对压缩机构30的运转容量进行调整。
—实施方式一的效果—
如上所述，在本实施方式中，根据制冷运转时的室外热交换器21的吸入空气温度(外界气温)和室外热交换器21的出口制冷剂温度，推导出高压制冷剂压力的目标值，还有根据供暖运转时的室内热交换器23的吸入空气温度(室内温度)和室内热交换器23的出口制冷剂温度，推导出高压制冷剂压力的目标值。并且，因为调整了膨胀机构40的节流量，使所述高压制冷剂压力达到目标值，所以能够在实现最佳运转效率(COP)的运转状态下进行运转。
还有，因为在制冷运转时用第一节流机构41进行高压控制，并用第二节流机构42进行过热度控制，而在供暖运转时用第二节流机构42进行高压控制，并用第一节流机构41进行过热度控制，所以能够分别将高压制冷剂和低压制冷剂保持在最佳状态。
还有，由于用注入通路25将所述气液分离器22的气态制冷剂导入到压缩机构30的中间压力区域，所以能够确实对高压制冷剂压力进行调整。
还有，因为可以对压缩机构30的运转容量进行个别控制，所以能够使其确实保持在最佳运转状态。
<发明的实施方式二>
下面，根据附图对本发明的实施方式二进行详细说明。
如图10所示，与在所述实施方式一中制冷剂可双向流经膨胀机构40及气液分离器22的情况不同，本实施方式是使制冷剂总按照一定方向流经膨胀机构40及气液分离器22的示例。
具体来说，制冷剂回路20具有整流回路2b。该整流回路2b构成桥接(bridge)回路，该桥接回路包括四个具有单向阀的流通路。并且，所述整流回路2b的第一连接点与室外热交换器21连接，第二连接点与室内热交换器23连接。并且，在所述整流回路2b的第三连接点和第四连接点之间，连接有单向通路2c。在该单向通路2c上，从上游侧开始依次设置有第一节流机构41、气液分离器22和第二节流机构42。
由此，制冷剂无论在制冷运转和供暖运转的任一运转时都从第一节流机构41通过气液分离器22而流经第二节流机构42。
此外，单向通路2c的上游侧连接在所述气液分离器22的上部，单向通路2c的下游侧连接在该气液分离器22的下部。
其结果是所述第一节流机构41总是构成高压侧节流机构，而第二节流机构42总是构成低压侧节流机构。
还有，高压控制部61的第一控制部6a无论在制冷运转和供暖运转的任一运转时都通过调整高压侧节流机构即第一节流机构41的节流量来进行高压控制，以使制冷剂回路20的高压制冷剂压力达到目标值。
高压控制部61的第二控制部6b无论在制冷运转和供暖运转的任一运转时都对低压侧节流机构即第二节流机构42的节流量进行调整，从而使制冷剂过热度达到规定值。
还有，压缩机构30具有低级侧压缩机33和高级侧压缩机34，注入通路25连接在所述低级侧压缩机33和高级侧压缩机34之间。
其它的构成以及作用效果都与实施方式一相同。
<发明的实施方式三>
下面，根据附图来详细说明本发明的实施方式三。
如图11所示，与在所述实施方式一中制冷剂可双向流经气液分离器22的情况不同，本实施方式是使制冷剂总是按照一定方向流经气液分离器22的示例。
具体来说，制冷剂回路20具有切换制冷剂流动方向的切换机构2d。该切换机构2d由四通换向阀构成，该四通换向阀的四个阀口中的两个阀口分别与热交换器连接，即：这两个阀口中的一个通过第一节流机构41与室外热交换器21连接，而另一个通过第二节流机构42与室内热交换器23连接。
并且，在所述切换机构2d的另外两个阀口之间，连接有单向通路2c。在该单向通路2c上设置有气液分离器22。单向通路2c的上游侧连接在该气液分离器22的上部，单向通路2c的下游侧连接在该气液分离器22的下部。
由此，制冷剂无论在制冷运转和供暖运转的任一运转时总沿一个方向流经气液分离器22。其它的构成以及作用效果都与实施方式一相同。
<发明的实施方式四>
下面，根据附图来详细说明本发明的实施方式四。
如图12所示，与所述实施方式一～三具有一个室内机组1B的情况不同，本实施方式是具有多个室内机组1B从而构成所谓多联(multi)型空调机的示例。此外，本实施方式具有所述实施方式二的整流回路2b，并且在制冷剂回路20中设置有多个室内热交换器23。
具体来说，所述多个室内机组1B彼此并联连接，且各室内机组1B都连接在室外机组1A上。所述各室内机组1B分别收纳有室内热交换器23、和与该室内热交换器23串联连接的第二节流机构42。
在室外机组1A中的位于室外热交换器21和整流回路2b之间的制冷剂管道24上，设置有第一节流机构41。
与实施方式一相同，所述第一节流机构41是热源侧节流机构，第二节流机构42是利用侧节流机构，在制冷运转时，所述第一节流机构41构成高压侧节流机构，而第二节流机构42构成低压侧节流机构。还有，在供暖运转时，所述第二节流机构42构成高压侧节流机构，而第一节流机构41构成低压侧节流机构。
在所述各室内机组1B中，除了与实施方式一同样设置了第三制冷剂温度传感器56和室内温度传感器57以外，还在位于室内热交换器23的压缩机构30一侧的制冷剂管道24上设置了第四制冷剂温度传感器58。该第四制冷剂温度传感器58用来测量供暖运转时的室内热交换器23的出口制冷剂温度。
另一方面，在所述空调机10的控制器60中，除了高压控制部61和容量控制部62以外，还具有出口温度控制部63。
所述高压控制部61在制冷运转时与实施方式一同样进行高压控制及过热度控制。
所述出口温度控制部63构成出口温度控制装置，并具有第一控制部6c和第二控制部6d。
所述第一控制部6c在供暖运转时根据成为放热器的室内热交换器23的吸入空气温度即室内温度、和制冷剂回路20的高压制冷剂压力的设定压力值，推导出室内热交换器23的出口制冷剂温度的目标值，通过调整高压侧节流机构即第二节流机构42的节流量来进行出口温度控制，以使该出口制冷剂温度达到目标值。
所述第二控制部6d在供暖运转时根据成为吸热器的室外热交换器21的入口制冷剂温度、和该室外热交换器21的出口制冷剂温度，来调整低压侧节流机构即第一节流机构41的节流量，从而使室外热交换器21的出口制冷剂的过热度达到规定值。
也就是，正如实施方式一说明所示，最佳COP由室内温度(实施方式一中所说的外界气温)、出口制冷剂温度和高压制冷剂压力决定。因此，所述第一控制部6c在供暖运转时根据室内热交换器23的吸入空气温度即室内温度、和制冷剂回路20的高压制冷剂压力的设定压力值，推导出实现最佳COP的室内热交换器23的出口制冷剂温度的目标值。并且，通过调节第二节流机构42的开度(节流量)，从而使出口制冷剂温度达到目标值。
所述容量控制部62构成容量控制装置。该容量控制部62在制冷运转时对压缩机构30的运转容量进行控制，以使制冷剂回路20的低压制冷剂压力达到设定压力值，并且在供暖运转时对压缩机构30的运转容量进行控制，以使制冷剂回路20的高压制冷剂压力达到设定压力值。
还有，所述容量控制部62根据室内机组1B输出的能力升高信号，在制冷运转时使低压制冷剂压力的设定压力值降低，而在供暖运转时使高压制冷剂压力的设定压力值升高，另一方面根据所述室内机组1B输出的能力降低信号，在制冷运转时使低压制冷剂压力的设定压力值升高，而在供暖运转时使高压制冷剂压力的设定压力值降低。
还有，所述容量控制部62在输出能力升高信号的室内机组1B的台数比例达到20～40％时对设定压力值进行改变，并且还在输出能力降低信号的室内机组1B的台数比例达到20～40％时对设定压力值进行改变。
另一方面，所述各室内机组1B构成为：当第二节流机构42的开度在完全打开时的开度的80％以上时输出能力升高信号，而当第二节流机构42的开度在完全打开时的开度的20％以下时输出能力降低信号。其它的构成与实施方式一相同。
—运转动作—
下面，关于所述空调机10的运转动作进行说明。
在制冷运转时，四通换向阀2a切换到图12的实线一侧。并且，从压缩机32喷出的制冷剂在室外热交换器21中向室外空气放热而冷却以后，通过第一节流机构41减压而成为中间压力状态后流入气液分离器22。在该气液分离器22中，分离成气态制冷剂和液态制冷剂。其后，液态制冷剂流入各室内机组1B，当通过第二节流机构42被减压后在多个室内热交换器23中蒸发。该已蒸发的气态制冷剂返回压缩机32而被再次压缩。另一方面，所述气液分离器22的气态制冷剂被导入压缩机32的中间压力区域。反复这一运转，从而来进行室内制冷。
在供暖运转时，四通换向阀2a切换到图12的虚线一侧。并且，从压缩机32喷出的制冷剂流入各室内机组1B，在多个室内热交换器23中向室内空气放热而冷却以后，通过第二节流机构42减压而成为中间压力状态后流入气液分离器22。在该气液分离器22中，分离成气态制冷剂和液态制冷剂，液态制冷剂通过第一节流机构41被减压后流入室外热交换器21而蒸发。该已蒸发的气态制冷剂返回压缩机32而被再次压缩。另一方面，所述气液分离器22的气态制冷剂被导入压缩机32的中间压力区域。反复这一运转，从而来进行室内供暖。
下面，根据图13及图14的控制流程来说明第一节流机构41及第二节流机构42的控制动作和压缩机构30的运转容量的控制动作。
在制冷运转时，按照图13所示的那样进行动作，步骤ST41～ST50与实施方式一的图2所示的步骤ST1～ST10相同。
也就是，外界气温传感器55测量外界气温，同时第一制冷剂温度传感器53测量室外热交换器21的出口制冷剂温度(步骤ST41)。
其后，高压控制部61的第一控制部6a根据外界气温和出口制冷剂温度，推导出高压制冷剂压力的目标值(步骤ST42)。然后，第一控制部6a对高压压力传感器51测量到的高压制冷剂压力是否大于目标值进行判断(步骤ST43)，当高压制冷剂压力小于目标值时，减小第一节流机构41的开度(步骤ST44)，当所述高压制冷剂压力在目标值以上时，加大第一节流机构41的开度(步骤ST45)。反复这一动作，从而来对第一节流机构41的开度进行调整。
另一方面，第三制冷剂温度传感器56测量室内热交换器23的入口制冷剂温度，同时第四制冷剂温度传感器58测量室内热交换器23的出口制冷剂温度(步骤ST46)。其后，高压控制部61的第二控制部6b根据入口制冷剂温度和出口制冷剂温度，推导出蒸发过热度即室内热交换器23的出口制冷剂的过热度(步骤ST47)。然后，第二控制部6b对过热度是否大于规定值进行判断(步骤ST48)，当过热度小于规定值时，减小第二节流机构42的开度(步骤ST49)，当所述过热度在规定值以上时，加大第二节流机构42的开度(步骤ST50)。反复这一动作，从而来对第二节流机构42的开度进行调整。
还有，低压压力传感器52测量低压制冷剂压力(步骤ST51)，容量控制部62对低压制冷剂压力是否大于设定压力值进行判断(步骤ST52)，当低压制冷剂压力小于设定压力值时，使压缩机32的旋转数减少(步骤ST53)，当低压制冷剂压力在设定压力值以上时，使压缩机32的旋转数增加(步骤ST54)，反复这一动作，从而来调整压缩机构30的运转容量。
在供暖运转时，如图14所示，读入高压制冷剂压力的设定压力值，同时各室内温度传感器57分别测量各室内热交换器23的吸入空气温度即室内温度(步骤ST61)。其后，出口温度控制部63的第一控制部6c根据高压制冷剂压力的设定压力值和室内温度，分别推导出各室内热交换器23的出口制冷剂温度的目标值(步骤ST62)。
然后，所述出口温度控制部63的第一控制部6c对第三制冷剂温度传感器56测量到的室内热交换器23的出口制冷剂温度是否大于目标值进行判断(步骤ST63)。当出口制冷剂温度低于目标值时，加大第二节流机构42的开度(步骤ST64)，也就是缩小节流量后，返回步骤ST61。
当所述出口制冷剂温度在目标值以上时，减小第二节流机构42的开度(步骤ST65)，也就是增大节流量后，返回步骤ST61。反复这一动作，从而来对第二节流机构42的开度进行调整。
另一方面，第一制冷剂温度传感器53测量室外热交换器21的入口制冷剂温度，同时第二制冷剂温度传感器54测量室外热交换器21的出口制冷剂温度，也就是测量压缩机构30的吸入制冷剂温度(步骤ST66)。其后，所述出口温度控制部63的第二控制部6d根据入口制冷剂温度和吸入制冷剂温度，推导出蒸发过热度即室外热交换器21的出口制冷剂的过热度(步骤ST67)。
然后，所述出口温度控制部63的第二控制部6d对过热度是否大于规定值(目标过热度)进行判断(步骤ST68)。当过热度小于规定值时，减小第一节流机构41的开度(步骤ST69)，也就是增大节流量后，返回步骤ST66。
当所述过热度在规定值以上时，加大第一节流机构41的开度(步骤ST70)，也就是缩小节流量后，返回步骤ST66。反复这一动作，从而来对第一节流机构41的开度进行调整。
还有，高压压力传感器51测量高压制冷剂压力(步骤ST71)，然后对该高压制冷剂压力是否大于设定压力值进行判断(步骤ST72)，当高压制冷剂压力小于设定压力值时，使压缩机32的旋转数增加(步骤ST73)，当高压制冷剂压力在设定压力值以上时，使压缩机32的旋转数减少(步骤ST74)，反复这一动作，从而来对压缩机构30的运转容量进行调整。
此外，在所述步骤ST52及步骤ST72中，作为目标的设定压力值被设定为：根据各室内机组1B输出的能力升高信号，在制冷运转时使低压制冷剂压力的设定压力值下降，而在供暖运转时使高压制冷剂压力的设定压力值升高，另一方面根据所述室内机组1B输出的能力降低信号，在制冷运转时使低压制冷剂压力的设定压力值升高，而在供暖运转时使高压制冷剂压力的设定压力值下降。
此时，所述各室内机组1B为当第二节流机构42的开度在完全打开时的开度的80％以上时输出能力升高信号，而当第二节流机构42的开度在完全打开时的开度的20％以下时输出能力降低信号。
并且，所述容量控制部62在输出能力升高信号的室内机组1B的台数比例达到20～40％时对设定压力值进行改变，并且在输出能力降低信号的室内机组1B的台数比例达到20～40％时对设定压力值进行改变。
—实施方式四的效果—
如上所述，在本实施方式中，因为在供暖运转时，按照制冷剂回路20的高压制冷剂压力的设定压力值和室内温度，推导出各室内热交换器23的出口制冷剂温度的目标值，并通过调节第二节流机构42的节流量，使该出口制冷剂温度达到目标值，所以能够在实现最佳供暖运转效率(COP)的运转状态下进行运转。
还有，因为在制冷运转时，用第一节流机构41进行高压控制，用第二节流机构42进行过热度控制，而在供暖运转时用第二节流机构42进行出口温度控制，用第一节流机构41进行过热度控制，所以能够分别使高压制冷剂和低压制冷剂保持最佳状态。
还有，因为可以对压缩机构30的运转容量进行个别控制，所以能够使其确实保持在最佳运转状态。其它在制冷运转时的控制等的效果都与实施方式一相同。
<发明的实施方式五>
下面，根据附图来详细说明本发明的实施方式五。
如图15所示，与所述实施方式四设置有一台压缩机32的情况不同，本实施方式是设置有两台压缩机32的示例。
具体来说，压缩机构30具有低级侧压缩机33和高级侧压缩机34。并且，注入通路25连接在所述低级侧压缩机33和高级侧压缩机34之间。其它的构成以及作用效果都与实施方式四相同。
<发明的实施方式六>
下面，根据附图来详细说明本发明的实施方式六。
如图16所示，与所述实施方式四设置有整流回路2b的情况不同，本实施方式是设置有切换机构2d的示例。
具体来说，所述切换机构2d由四通换向阀构成，该四通换向阀的四个阀口中的两个阀口分别与热交换器连接，即这两个阀口中的一个通过第一节流机构41与室外热交换器21连接，而另一个通过第二节流机构42与各室内热交换器23连接。
并且，在所述切换机构2d的另外两个阀口之间，连接有单向通路2c。在该单向通路2c上设置有气液分离器22。单向通路2c的上游侧连接在该气液分离器22的上部，单向通路2c的下游侧连接在该气液分离器22的下部。其它的构成以及作用效果都与实施方式四相同。
<其它的实施方式>
在本发明中，各室内机组1B输出能力升高信号及能力降低信号的条件并没有被实施方式四所局限。
还有，在所述实施方式四中，压缩机构30的容量控制并没有仅局限于设定压力值的改变。
还有，实施方式一～三的空调机10可以是制冷专用机，还有也可以是供暖专用机。此时，当为供暖专用机时，也可以用实施方式四的出口温度控制部63来代替高压控制部61。
还有，各实施方式中的高压控制部61是根据放热侧热交换器的出口制冷剂温度、和放热侧热交换器的入口介质温度来推导出高压制冷剂压力的目标值的。而还可以将与吸热侧热交换器中的制冷剂温度对应的饱和压力作为参数，从而使所述高压控制部61根据所述出口制冷剂温度、入口介质温度和与制冷剂温度对应的饱和压力，推导出制冷剂回路20的高压制冷剂压力的目标值。此时，能够更加准确地推导出高压制冷剂压力的目标值。
总之，在制冷运转时，可以根据所述室外热交换器21的出口制冷剂温度、外界气温和室内热交换器23中的蒸发压力或蒸发温度来推导出高压制冷剂压力的目标值。还有，在供暖运转时，可以根据所述室内热交换器23的出口制冷剂温度、室内温度和室外热交换器21中的蒸发压力或蒸发温度来推导出高压制冷剂压力的目标值。
还有，虽然各实施方式中的第二控制部6b、6d进行的是过热度控制，不过在第一～第三发明中并不仅局限于过热度控制。
还有，在第一～第三发明中，也可以用第一节流机构41和第二节流机构42来进行高压控制及出口温度控制。
还有，尽管各实施方式围绕着空调机10进行了说明，不过还可以将本发明应用于进行冷冻冷藏等冷却运转或加热运转的各种冷冻装置。
还有，在各实施方式的室外热交换器21及室内热交换器23中，与制冷剂进行热交换的介质并不仅限于空气，也可以是水和盐水等。
还有，制冷剂并不仅限于二氧化碳，而膨胀机构40也不仅限于膨胀阀，只要可以改变节流量即可。
此外，上述实施方式是本质上理想的示例，不过并没有意图对本发明、它的适用物或它的用途范围加以限定。
(产业上的利用可能性)
如以上说明所示，本发明作为提高进行超临界制冷循环的冷冻装置的运转效率的方法是有用的。

Claims (15)

1.一种冷冻装置，包括具有压缩机构(30)、热源侧热交换器(21)、膨胀机构(40)及利用侧热交换器(23)并进行蒸汽压缩式超临界制冷循环的制冷剂回路(20)，所述膨胀机构(40)包括能够改变节流量以使制冷剂回路(20)的制冷剂进行两级膨胀的高压侧节流机构(42)和低压侧节流机构(41)，其特征在于：
所述冷冻装置具有出口温度控制部(63)，该出口温度控制部(63)在所述制冷剂回路(20)的加热运转时，根据在利用侧热交换器(23)中与制冷剂进行热交换的介质流入利用侧热交换器(23)时的入口介质温度和制冷剂回路(20)的高压制冷剂压力的设定压力值，推导出所述利用侧热交换器(23)的出口制冷剂温度的目标值，通过调整所述膨胀机构(40)的节流量来进行出口温度控制，以使该出口制冷剂温度达到目标值。
2.一种冷冻装置，包括具有压缩机构(30)、热源侧热交换器(21)、膨胀机构(40)及彼此并联连接的多个利用侧热交换器(23)并进行蒸汽压缩式超临界制冷循环的制冷剂回路(20)，所述膨胀机构(40)包括能够改变节流量以使制冷剂回路(20)的制冷剂进行两级膨胀的热源侧节流机构(41)和多个利用侧节流机构(42)，所述热源侧节流机构(41)的节流量与热源侧热交换器(21)对应，所述多个利用侧节流机构(42)的节流量与各个利用侧热交换器(23)对应，其特征在于：
所述冷冻装置具有高压控制部(61)和出口温度控制部(63)，
该高压控制部(61)在所述制冷剂回路(20)的冷却运转时，根据热源侧热交换器(21)的出口制冷剂温度和在热源侧热交换器(21)中与制冷剂进行热交换的介质流入热源侧热交换器(21)时的入口介质温度，推导出所述制冷剂回路(20)的高压制冷剂压力的目标值，通过调整所述膨胀机构(40)的节流量来进行高压控制，以使该高压制冷剂压力达到目标值，
该出口温度控制部(63)在所述制冷剂回路(20)的加热运转时，根据在利用侧热交换器(23)中与制冷剂进行热交换的介质流入利用侧热交换器(23)时的入口介质温度和制冷剂回路(20)的高压制冷剂压力的设定压力值，推导出所述利用侧热交换器(23)的出口制冷剂温度的目标值，通过调整所述膨胀机构(40)的节流量来进行出口温度控制，以使该出口制冷剂温度达到目标值。
3.根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于：
所述出口温度控制部(63)具有调整高压侧节流机构(42)的节流量来进行出口温度控制的第一控制部(6c)和调整低压侧节流机构(41)的节流量来使热源侧热交换器(21)的出口制冷剂的过热度达到规定值的第二控制部(6d)。
4.根据权利要求2所述的冷冻装置，其特征在于：
所述高压控制部(61)具有调整热源侧节流机构(41)的节流量来进行高压控制的第一控制部(6a)和调整利用侧节流机构(42)的节流量来使利用侧热交换器(23)的出口制冷剂的过热度达到规定值的第二控制部(6b)，
所述出口温度控制部(63)具有调整利用侧节流机构(42)的节流量来进行出口温度控制的第一控制部(6c)和调整热源侧节流机构(41)的节流量来使热源侧热交换器(21)的出口制冷剂的过热度达到规定值的第二控制部(6d)。
5.根据权利要求1或2所述的冷冻装置，其特征在于：
所述制冷剂回路(20)具有设置在膨胀机构(40)的两个节流机构(41、42)之间的气液分离器(22)和将该气液分离器(22)中的气态制冷剂导向压缩机构(30)的中间压力区域的注入通路(25)。
6.根据权利要求5所述的冷冻装置，其特征在于：
所述压缩机构(30)包括低级侧压缩机(33)和高级侧压缩机(34)，
所述注入通路(25)构成为将气态制冷剂导向低级侧压缩机(33)和高级侧压缩机(34)之间的中间压力区域。
7.根据权利要求2所述的冷冻装置，其特征在于：
所述高压控制部(61)构成为：根据热源侧热交换器(21)的出口制冷剂温度、热源侧热交换器(21)的入口介质温度及与利用侧热交换器(23)中的制冷剂温度对应的饱和压力，推导出制冷剂回路(20)的高压制冷剂压力的目标值。
8.根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于：
该冷冻装置具有根据收纳有所述利用侧热交换器(23)的利用侧机组(1B)输出的能力升高信号和能力降低信号来对压缩机构(30)的运转容量进行增减控制的容量控制部(62)。
9.根据权利要求8所述的冷冻装置，其特征在于：
所述利用侧机组(1B)构成为：根据利用侧热交换器(23)的入口介质温度和设定温度，输出能力升高信号及能力降低信号。
10.根据权利要求2所述的冷冻装置，其特征在于：
该冷冻装置具有容量控制部(62)，该容量控制部(62)在冷却运转时对压缩机构(30)的运转容量进行控制，以使制冷剂回路(20)的低压制冷剂压力达到设定压力值，并在加热运转时对压缩机构(30)的运转容量进行控制，以使制冷剂回路(20)的高压制冷剂压力达到设定压力值。
11.根据权利要求10所述的冷冻装置，其特征在于：
所述容量控制部(62)构成为：根据收纳有利用侧热交换器(23)的利用侧机组(1B)所输出的能力升高信号，使冷却运转时的低压制冷剂压力的设定压力值降低，而使加热运转时的高压制冷剂压力的设定压力值升高，另一方面根据所述利用侧机组(1B)所输出的能力降低信号，使冷却运转时的低压制冷剂压力的设定压力值升高，而使加热运转时的高压制冷剂压力的设定压力值降低。
12.根据权利要求11所述的冷冻装置，其特征在于：
所述利用侧节流机构(42)由能够改变开度的膨胀阀构成，
所述利用侧机组(1B)构成为：当利用侧节流机构(42)的开度比规定的变更值大时输出能力升高信号，而当利用侧节流机构(42)的开度在变更值以下时输出能力降低信号。
13.根据权利要求12所述的冷冻装置，其特征在于：
所述利用侧机组(1B)构成为：当利用侧节流机构(42)的开度在完全打开时的开度的80％以上时输出能力升高信号，而当利用侧节流机构(42)的开度在完全打开时的开度的20％以下时输出能力降低信号。
14.根据权利要求11所述的冷冻装置，其特征在于：
所述容量控制部(62)构成为：当输出能力升高信号的利用侧机组(1B)的台数达到规定比例时对设定压力值进行改变，并且当输出能力降低信号的利用侧机组(1B)的台数达到规定比例时对设定压力值进行改变。
15.根据权利要求14所述的冷冻装置，其特征在于：
使所述容量控制部(62)改变设定压力值的利用侧机组(1B)的台数的规定比例被设定在20～40％。
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