CN104220823B - 制冷装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种容易抑制制冷剂偏流的空调装置(10)。空调装置(10)包括四级压缩机(20)；第一～第四热交换器(41～44)；室内热交换器(12)；切换机构(31～34)；膨胀机构(70)；以及制冷剂配管组。第一～第三热交换器(41～43)在制冷运转时作为对压缩中途的中压制冷剂进行冷却的散热器起作用，并在制热运转时作为蒸发器起作用。第四热交换器(44)在制冷运转时作为散热器起作用，并在制热运转时作为蒸发器起作用。制冷剂配管组被配置成在制热运转时使制冷剂按顺序流过第一～第三热交换器(41～43)。

Description

制冷装置
技术领域
本发明涉及制冷装置，特别地涉及包括具有多个压缩部的多级压缩机构在内的制冷装置。
背景技术
目前，存在一种制冷装置，其进行多级压缩制冷循环，且包括对压缩中途的中压制冷剂进行冷却的机构。例如，在专利文献1(日本专利特开2010－112618号公报)记载的制冷装置中，热源单元包括室外侧热交换器和室外侧中间冷却器，在制冷运转时，室外侧热交换器作为气体冷却器起作用，室外侧中间冷却器作为对从前级侧的压缩要素排出并被吸入至后级侧的压缩要素的中压制冷剂进行冷却的中间冷却器起作用。通过这样对压缩中途的中压制冷剂进行冷却，提高了制冷装置的运转效率。
发明内容
发明要解决的技术问题
在上述专利文献1(日本专利特开2010-112618号公报)记载的制冷装置中，在制热运转时，使膨胀机构中减压后的气液两相制冷剂分流而并列流动至室外侧热交换器及室外侧中间冷却器这两个构件，从而使室外侧热交换器及室外侧中间冷却器作为蒸发器起作用。这样的话，与仅将室外侧热交换器用作蒸发器的情况比较，能增加制冷剂循环量以提高制冷装置的运转效率。
但是，在进行三级以上的压缩、并存在作为中间冷却器起作用的多个副热源侧热交换器的情况下，制冷运转时流动至各个热源侧热交换器的制冷剂会存在压力差，因此，当进行重视制冷运转性能的设计时，制热运转时流动至各热源侧热交换器的制冷剂量可能会大幅偏离恰当值。即，可能出现以下情况：在制热运转时产生制冷剂的偏流，仅在低压力损失的热源侧热交换器中流动着较多制冷剂，各热源侧热交换器无法充分地发挥出作为蒸发器的功能。
这些制热运转时供制冷剂并列流动的多个热源侧热交换器中的制冷剂偏流的问题能利用毛细管、电动阀进行分流调节，但当各热源侧热交换器的压力损失的差较大时，其分流调节变得困难。
本发明的技术问题在于提供一种制冷装置，其能进行多级压缩，并包括在制热运转时作为蒸发器起作用的多个热源侧热交换器，且能容易地抑制制冷剂的偏流。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明第一技术方案的制冷装置包括多级压缩机构、热源侧主热交换器、多个热源侧副热交换器、利用侧热交换器、切换机构、膨胀机构及制冷剂配管组。多级压缩机构是将一个低级压缩部和多个高级压缩部中的各个高级压缩部串联连接在一起的压缩机构。热源侧主热交换器在制冷运转时作为散热器起作用，并在制热运转时作为蒸发器起作用。热源侧副热交换器在制冷运转时作为对吸入至高级压缩部的压缩中途的中压制冷剂进行冷却的散热器起作用，并在制热运转时作为蒸发器起作用。利用侧热交换器在制冷运转时作为蒸发器起作用，并在制热运转时作为散热器起作用。切换机构切换状态，以在制冷运转时从热源侧主热交换器朝利用侧热交换器输送制冷剂，并在制热运转时从利用侧热交换器朝热源侧主热交换器及热源侧副热交换器输送制冷剂。膨胀机构在制冷运转时对从热源侧主热交换器输送至利用侧热交换器的制冷剂进行减压，并在制热运转时对从利用侧热交换器输送至热源侧主热交换器及热源侧副热交换器的制冷剂进行减压。制冷剂配管组将多级压缩机构、切换机构、热源侧主热交换器、热源侧副热交换器、膨胀机构及利用侧热交换器连接在一起，以在制热运转时使制冷剂按顺序流过多个热源侧副热交换器中的至少两个热源侧副热交换器。
在该制冷装置中，在制冷运转时，从作为散热器起作用的热源侧主热交换器朝作为蒸发器起作用的利用侧热交换器流动的制冷剂在膨胀机构中减压，在多级压缩机构中，被吸入至多个高级压缩部的压缩中途的中压制冷剂被多个热源侧副热交换器冷却。另外，在制热运转时，从作为散热器起作用的利用侧热交换器朝作为蒸发器起作用的热源侧主热交换器及热源侧副热交换器流动的制冷剂在膨胀机构中减压，减压后的制冷剂流动至热源侧主热交换器，并也流动至由制冷剂配管串联连接在一起的至少两个热源侧副热交换器，在热源侧主热交换器及热源侧副热交换器中蒸发。即，多个热源侧副热交换器在制冷运转时分别作为被吸入至高级压缩部的制冷剂的散热器起作用，但在制热运转时，至少两个热源侧副热交换器串联连接而作为蒸发器起作用。由于采用了上述结构，因此，即便在以重视制冷运转性能的方式进行热源侧副热交换器的设计的情况下，也能使在制热运转时分别流动至热源侧主热交换器及热源侧副热交换器的制冷剂量接近恰当值，并能抑制制冷剂在热源侧的各热交换器中的偏流。
本发明第二技术方案的制冷装置是在第一技术方案的制冷装置的基础上，多个高级压缩部是第二级压缩部、第三级压缩部、第四级压缩部。第二级压缩部吸入从低级压缩部排出的制冷剂。第三级压缩部吸入从第二级压缩部排出的制冷剂。第四级压缩部吸入从第三级压缩部排出的制冷剂并朝散热器排出制冷剂。多个热源侧副热交换器是热源侧第一副热交换器、热源侧第二副热交换器及热源侧第三副热交换器。热源侧第一副热交换器在制冷运转时对从低级压缩部排出并被吸入至第二级压缩部的制冷剂进行冷却。热源侧第二副热交换器在制冷运转时对从第二级压缩部排出并被吸入至第三级压缩部的制冷剂进行冷却。热源侧第三副热交换器在制冷运转时对从第三级压缩部排出并被吸入至第四级压缩部的制冷剂进行冷却。此外，在制热运转时，制冷剂按顺序流过热源侧第一副热交换器及热源侧第二副热交换器，或者，制冷剂按顺序流过热源侧第一副热交换器、热源侧第二副热交换器及热源侧第三副热交换器。
在该制冷装置中，三个热源侧副热交换器在制冷运转时分别对吸入至第二级压缩部的制冷剂、吸入至第三级压缩部的制冷剂、吸入至第四级压缩部的制冷剂进行冷却。另一方面，在制热运转时，制冷剂按顺序流过热源侧第一副热交换器及热源侧第二副热交换器这两个热交换器，或者，制冷剂按顺序流过热源侧第一副热交换器、热源侧第二副热交换器及热源侧第三副热交换器这三个热交换器。藉此，能抑制制冷剂在热源侧的各热交换器中的偏流。
另外，在使制冷剂并列地流过热源侧主热交换器、串联连接在一起的热源侧第一副热交换器及热源侧第二副热交换器、热源侧第三副热交换器，并能使分流至三路的制冷剂在蒸发后的过热度处于相近的值的情况下，以在制热运转时使制冷剂按顺序流过热源侧第一副热交换器及热源侧第二副热交换器这两个热交换器的方式设置制冷剂配管组是较为理想的。
另外，在使制冷剂并列地流过热源侧主热交换器、串联地用配管连接在一起的热源侧第一副热交换器、热源侧第二副热交换器及热源侧第三副热交换器，并能使分流至两路的制冷剂在蒸发后的过热度处于相近的值的情况下，以在制热运转时使制冷剂按顺序流过热源侧第一副热交换器、热源侧第二副热交换器及热源侧第三副热交换器这三个热交换器的方式设置制冷剂配管组是较为理想的。即，本发明第三技术方案的制冷装置是在第二技术方案的制冷装置的基础上，在制热运转时，从利用侧热交换器经由膨胀机构输送来的制冷剂分流至热源侧主热交换器、热源侧第三副热交换器以及串联连接的热源侧第一副热交换器及热源侧第二副热交换器这三个流路而并列地流动。
本发明第四技术方案的制冷装置是在第一技术方案至第三技术方案中任一技术方案的制冷装置的基础上，制热运转时供制冷剂按顺序流过的多个热源侧副热交换器在制热运转时通过切换机构而串联地连接在一起。
这样，利用切换机构，用制冷剂配管组进行各设备、机构的连接，以在制热运转时使制冷剂按顺序至少流动至两个热源侧副热交换器，该切换机构以在制冷运转时和制热运转时使制冷剂流动方向变化的方式切换状态，因此，能抑制空调装置的制造成本。
本发明第五技术方案的制冷装置是在第一技术方案至第四技术方案中任一技术方案的制冷装置的基础上，在制热运转时，多个热源侧副热交换器中的至少两个热源侧副热交换器和热源侧主热交换器串联地连接在一起，制冷剂按顺序流过多个热源侧副热交换器中的至少两个热源侧副热交换器和热源侧主热交换器。
此处，在制热运转时，不仅两个以上热源侧副热交换器串联连接在一起，而且，这串联连接在一起的两个以上的热源侧副热交换器还与热源侧主热交换器连接。藉此，几个热源侧副热交换器的压力损失较小，即便在使制冷剂并列地流过这些热源侧副热交换器和热源侧主热交换器时难以调节偏流，也能通过将这些热交换器都串联地连接、在制热运转时使制冷剂流动而抑制偏流。
另外，该第五技术方案的制冷装置包括制冷装置，该制冷装置设有制冷剂配管组，以将所有热源侧副热交换器和热源侧主热交换器串联连接在一起，从而在制热运转时供制冷剂流动。
本发明第六技术方案的制冷装置包括多级压缩机构、热源侧主热交换器、热源侧副热交换器、利用侧热交换器、切换机构、膨胀机构及制冷剂配管组。多级压缩机构是低级压缩部和高级压缩部被串联地连接在一起的压缩机构。热源侧主热交换器在制冷运转时作为散热器起作用，并在制热运转时作为蒸发器起作用。热源侧副热交换器在制冷运转时作为对吸入至高级压缩部的压缩中途的中压制冷剂进行冷却的散热器起作用，并在制热运转时作为蒸发器起作用。利用侧热交换器在制冷运转时作为蒸发器起作用，并在制热运转时作为散热器起作用。切换机构切换状态，以在制冷运转时从热源侧主热交换器朝利用侧热交换器输送制冷剂，并在制热运转时从利用侧热交换器朝热源侧主热交换器及热源侧副热交换器输送制冷剂。膨胀机构在制冷运转时对从热源侧主热交换器输送至利用侧热交换器的制冷剂进行减压，并在制热运转时对从利用侧热交换器输送至热源侧主热交换器及热源侧副热交换器的制冷剂进行减压。制冷剂配管组将多级压缩机构、切换机构、热源侧主热交换器、热源侧副热交换器、膨胀机构及利用侧热交换器连接在一起，以在制热运转时使热源侧主热交换器与热源侧副热交换器串联地连接在一起。
在上述专利文献1(日本专利特开2010-112618号公报)记载的制冷装置中，在制热运转时，使膨胀机构中减压后的气液两相制冷剂分流而并列流动至热源侧主热交换器(室外侧热交换器)及热源侧副热交换器(室外侧中间冷却器)这两个构件，从而使热源侧主热交换器及热源侧副热交换器作为蒸发器起作用。
但是，在制冷运转时作为高压制冷剂的气体冷却器起作用的热源侧主热交换器和在制冷运转时作为中压制冷剂的中间冷却器起作用的热源侧副热交换器因各自功能的不同而形成制冷剂在热交换器中的压力损失大小不同的设计。因此，当进行重视制冷运转性能的设计时，在制热运转时流过热源侧主热交换器和热源侧副热交换器的制冷剂量可能会大幅脱离恰当值。
与此相对，在本发明第六技术方案的制冷装置中，在制冷运转时，热源侧主热交换器作为从多级压缩机构排出的制冷剂的散热器起作用，热源侧副热交换器作为对吸入至高级压缩部的压缩中途的中压制冷剂进行冷却的散热器起作用，另一方面，在制热运转时，热源侧主热交换器及热源侧副热交换器都作为蒸发器起作用。此外，还以都在制热运转时作为蒸发器起作用的热源侧主热交换器及热源侧副热交换器在制热运转时串联地连接在一起的方式设置制冷剂配管组。采用这种结构，在制热运转时串联连接在一起的热源侧主热交换器和热源侧副热交换器中流动着相同的制冷剂，因此，即便在以重视制冷运转性能的方式进行热源侧主热交换器及热源侧副热交换器的设计的情况下，也能抑制制热运转时的制冷剂偏流的现象。
发明效果
在本发明第一技术方案的制冷装置中，即便在以重视制冷运转性能的方式进行热源侧副热交换器的设计的情况下，也能使在制热运转时分别流动至热源侧主热交换器及热源侧副热交换器的制冷剂量接近恰当值，并能抑制制冷剂在热源侧的各热交换器中的偏流。
在本发明第二技术方案及第三技术方案的制冷装置中，制冷剂按顺序流过热源侧第一副热交换器及热源侧第二副热交换器这两个热交换器，或者制冷剂按顺序流过热源侧第一副热交换器、热源侧第二副热交换器及热源侧第三副热交换器这三个热交换器，因此，能抑制制冷剂在热源侧的各热交换器中的偏流。
在本发明第四技术方案的制冷装置中，利用进行制冷、制热切换的切换机构，使制冷剂在制热运转时按顺序流过两个以上热源侧副热交换器，因此，能抑制制冷装置的制造成本。
在本发明第五技术方案的制冷装置中，在制热运转时，串联连接在一起的两个以上热源侧副热交换器还与热源侧主热交换器连接，因此，即便在热源侧的各热交换器的压力损失存在较大差的情况下，也能抑制制冷剂的偏流。
在本发明第六技术方案的制冷装置中，即便在以重视制冷运转性能的方式进行热源侧的各热交换器的设计的情况下，也能抑制制热运转时的制冷剂偏流现象。
附图说明
图1是本发明一实施方式的空调装置在制冷运转时的示意结构图。
图2是图1的制冷运转时的制冷循环的压力－焓线图。
图3是空调装置在制热运转时的示意结构图。
图4是图3的制热运转时的制冷循环的压力－焓线图。
图5是将空调装置的室外单元的一部分侧板省略之后的示意外观立体图。
图6是变形例A的空调装置在制冷运转时的示意结构图。
图7是变形例A的空调装置在制热运转时的示意结构图。
图8是变形例C的空调装置在制冷运转时的示意结构图。
图9是变形例C的空调装置在制热运转时的示意结构图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明一实施方式的制冷装置即空调装置10进行说明。
(1)空调装置的结构
图1及图3是空调装置10的示意结构图。空调装置10是使用超临界状态的二氧化碳制冷剂进行四级压缩制冷循环的制冷装置。空调装置10是热源单元即室外单元11和利用单元即多个室内单元12被连通制冷剂配管13、14连接在一起的装置，其具有在制冷运转循环与制热运转循环之间进行切换的制冷剂回路。图1示出了制冷运转时在制冷剂回路中循环的制冷剂的流动。图3示出了制热运转时在制冷剂回路中循环的制冷剂的流动。在图1及图3中，沿着制冷剂回路的制冷剂配管标示的箭头表示制冷剂的流动。
空调装置10的制冷剂回路主要由四级压缩机20、第一～第四切换机构31～34、室外热交换器40、第一及第二室外电动阀51、52、桥式回路55、节能热交换器61、内部热交换器62、膨胀机构70、储罐80、过冷却热交换器90、室外热交换器12a、室内电动阀12b以及将各设备和阀连接的制冷剂配管组构成。如图5所示，室外热交换器40由纵向排列配置的第一热交换器41、第二热交换器42、第三热交换器43及第四热交换器44构成。
以下，对制冷剂回路的各构成要素进行详细说明。
(1－1)四级压缩机
四级压缩机20是在密闭容器内收容有第一压缩部21、第二压缩部22、第三压缩部23、第四压缩部24及压缩机驱动电动机(未图示)的密闭式压缩机。压缩机驱动电动机经由驱动轴对四个压缩部21～24进行驱动。即，四级压缩机20具有四个压缩部21～24与单个驱动轴连接的一轴四级压缩结构。在四级压缩机20中，第一压缩部21、第二压缩部22、第三压缩部23及第四压缩部24依次串联地用配管连接在一起。第一压缩部21从第一吸入管21a吸入制冷剂，并朝第一排出管21b排出制冷剂。第二压缩部22从第二吸入管22a吸入制冷剂，并朝第二排出管22b排出制冷剂。第三压缩部23从第三吸入管23a吸入制冷剂，并朝第三排出管23b排出制冷剂。第四压缩部24从第四吸入管24a吸入制冷剂，并朝第四排出管24b排出制冷剂。
第一压缩部21是最下级的压缩机构，其对在制冷剂回路中流动的最低压的制冷剂进行压缩。第二压缩部22吸入由第一压缩部21压缩后的制冷剂并进行压缩。第三压缩部23吸入由第二压缩部22压缩后的制冷剂并进行压缩。第四压缩部24是最上级的压缩机构，其吸入由第三压缩部23压缩后的制冷剂并进行压缩。由第四压缩部24压缩并朝第四排出管24b排出的制冷剂成为在制冷剂回路中流动的最高压的制冷剂。
另外，在本实施方式中，各压缩部21～24是旋转式、涡旋式等的容积式压缩机构。另外，利用控制部对压缩机驱动电动机进行逆变器控制。
在第一排出管21b、第二排出管22b、第三排出管23b及第四排出管24b分别设有油分离器。油分离器是对在制冷剂回路中循环的制冷剂中含有的润滑油进行分离的小容器。在图1中，虽未图示，但包括毛细管在内的回油管从各油分离器的下部朝各吸入管21a～24a延伸，使从制冷剂分离出的油朝四级压缩机20返回。
另外，在第二吸入管22a设有对流向第一切换机构31的制冷剂的流动进行阻止的止回阀，在第三吸入管23a设有对流向第二切换机构32的制冷剂的流动进行阻止的止回阀，在第四吸入管24a设有对流向第三切换机构33的制冷剂的流动进行阻止的止回阀。
(1－2)第一～第四切换机构
第一切换机构31、第二切换机构32、第三切换机构33及第四切换机构34是用于对制冷剂回路内的制冷剂的流动方向进行切换而在制冷运转循环与制热运转循环之间进行切换的机构，它们分别是四通切换阀。
第一切换机构31的四个端口与第一排出管21b、第二吸入管22a、第一热交换器41的高温侧配管41h及低压制冷剂配管19的支管19a连接。低压制冷剂配管19是供室外单元11内的低压气体制冷剂流动的制冷剂配管，其通过内部热交换器62朝第一吸入管21a输送制冷剂。支管19a是将第一切换机构31和低压制冷剂配管19连接的配管。
第二切换机构32的四个端口与第二排出管22b、第三吸入管23a、第二热交换器42的高温侧配管42h及串联连接用第一配管41b连接。串联连接用第一配管41b是将第二切换机构32和第一热交换器41的低温侧配管41i连接的配管。
第三切换机构33的四个端口与第三排出管23b、第四吸入管24a、第三热交换器43的高温侧配管43h及串联连接用第二配管42b连接。串联连接用第二配管42b是将第三切换机构33和第二热交换器42的低温侧配管42i连接的配管。
第四切换机构34的四个端口与第四排出管24b、连通制冷剂配管14、第四热交换器44的高温侧配管44h及低压制冷剂配管19连接。
切换机构31～34在制冷运转时处于图1所示的状态，以使热交换器41～44作为被四级压缩机20压缩后的制冷剂的冷却器起作用，且使室内热交换器12a作为流过膨胀机构70及室内电动阀12b而膨胀的制冷剂的蒸发器(加热器)起作用。另外，切换机构31～34在制热运转时处于图3所示的状态，以使室内热交换器12a作为被四级压缩机20压缩后的制冷剂的冷却器(散热器)起作用，且使室外热交换器40作为流过膨胀机构70及室外电动阀51、52而膨胀的制冷剂的蒸发器起作用。
即，当作为制冷剂回路的构成要素仅着眼于四级压缩机20、室外热交换器40、膨胀机构70及室内热交换器12a时，切换机构31～34起到了以下作用：在使制冷剂依次在四级压缩机20、室外热交换器40、膨胀机构70及室内热交换器12a中循环的制冷运转循环与使制冷剂依次在四级压缩机20、室内热交换器12a、膨胀机构70及室外热交换器40中循环的制热运转循环之间进行切换。
(1－3)室外热交换器
如上所述，室外热交换器40由第一热交换器41、第二热交换器42、第三热交换器43及第四热交换器44构成。在制冷运转时，第一～第三热交换器41～43分别作为对压缩中途的制冷剂(中压制冷剂)进行冷却的中间冷却器起作用，第四热交换器44作为对最高压的制冷剂进行冷却的气体冷却器起作用。第四热交换器44的容量比第一～第三热交换器41～43的容量大。另外，在制热运转时，第一～第四热交换器41～44都作为低压制冷剂的蒸发器(加热器)起作用。
如图5所示，室外热交换器40按第一热交换器41、第二热交换器42、第三热交换器43、第四热交换器44的顺序从下往上层叠而一体化。朝该室外热交换器40供给水和空气以作为与在内部流动的制冷剂进行热交换的冷却源或加热源。此处，室外热交换器40通过使图5所示的送风风扇40a朝上吹出空气，从而将外部气体从室外单元11的横向及后方经由室外热交换器40吸入至室外单元11中。由于采用这种室外单元11的结构，因此，流过配置于上方的第四热交换器44的空气量比较多，流过配置于下方的第一～第三热交换器41～43的空气量比较少。
另外，分支管即第一中间冷却器管41a、第二中间冷却器管42a及第三中间冷却器管43a分别从第一热交换器41、第二热交换器42及第三热交换器43的低温侧配管41i、42i、43i朝第二吸入管22a、第三吸入管23a及第四吸入管24a延伸。如图1所示，在第一中间冷却器管41a、第二中间冷却器管42a及第三中间冷却器管43a分别设有止回阀。
(1－4)第一及第二室外电动阀
第一及第二室外电动阀51、52配置于室外热交换器40与桥式回路55之间。具体而言，第一室外电动阀51配置于第四热交换器44与桥式回路55之间，第二室外电动阀52配置于第三热交换器43与桥式回路55之间。在制热运转时，从桥式回路55朝室外热交换器40流动的制冷剂分流为两部分，在第一室外电动阀51/第二室外电动阀52中膨胀，并流入第四热交换器44/第三热交换器43。
在制冷运转时，第二室外电动阀52关闭，第一室外电动阀51处于全开状态。在制热运转时，第一及第二室外电动阀51、52以使朝第四热交换器44/第三热交换器43流入的制冷剂量变得恰当(无偏流)的方式进行开度调节，从而分别起到了作为膨胀机构的作用。
另外，上述第三中间冷却器管43a从第三热交换器43和第二室外电动阀52之间分支。
(1－5)桥式回路
桥式回路55设于室外热交换器40与室内热交换器12a之间，经由节能热交换器61、内部热交换器62及膨胀机构70与储罐80的入口管81连接，并经由过冷却热交换器90与储罐80的出口管82连接。
桥式回路55具有四个止回阀55a、55b、55c、55d。入口止回阀55a是仅允许从室外热交换器40流向储罐80的入口管81的制冷剂的流动的止回阀。入口止回阀55b是仅允许从室内热交换器12流向储罐80的入口管81的制冷剂的流动的止回阀。出口止回阀55c是仅允许从储罐80的出口管82流向室外热交换器40的制冷剂的流动的止回阀。出口止回阀55d是仅允许从储罐80的出口管82流向室内热交换器12a的制冷剂的流动的止回阀。即，入口止回阀55a、55b起到了使制冷剂从室外热交换器40和室内热交换器12a中的一方流动至储罐80的入口管81的功能，出口止回阀55c、55d起到了使制冷剂从储罐80的出口管82流动至室外热交换器40和室内热交换器12a中的另一方的功能。
(1－6)节能热交换器
节能热交换器61在从桥式回路55流向膨胀机构70及储罐80的高压制冷剂与使该高压制冷剂的一部分分支并膨胀后的中压制冷剂之间进行热交换。在从用于使制冷剂由桥式回路55朝膨胀机构70流动的主制冷剂配管分支出的配管(注入配管61a)中配置有第五室外电动阀61b。流过该第五室外电动阀61b而膨胀并在节能热交换器61中蒸发后的制冷剂经由朝第二中间冷却器管42a延伸的注入配管61a而流入第二中间冷却器管42a的比止回阀更靠近第三吸入管23a的部分，以对从第三吸入管23a吸入至第三压缩部23的制冷剂进行冷却。
(1－7)内部热交换器
内部热交换器62在从桥式回路55流向膨胀机构70及储罐80的高压制冷剂与流过膨胀机构70、在室内热交换器12a或室外热交换器40中蒸发并在低压制冷剂配管19中流动的低压气体制冷剂之间进行热交换。内部热交换器62也被称为气液热交换器。从桥式回路55流出的高压制冷剂首先流过节能热交换器61，接着流过内部热交换器62，并流向膨胀机构70及储罐80。
(1－8)膨胀机构
膨胀机构70使从桥式回路55流来的高压制冷剂减压、膨胀，并使气液两相状态的中压制冷剂朝储罐80流动。即，膨胀机构70在制冷运转时对从作为高压制冷剂的气体冷却器(散热器)起作用的室外的第四热交换器44输送至作为低压制冷剂的蒸发器起作用的室内热交换器12a的制冷剂进行减压，并在制热运转时对从作为高压制冷剂的气体冷却器(散热器)起作用的室内热交换器12a输送至作为低压制冷剂的蒸发器起作用的室外热交换器40的制冷剂进行减压。膨胀机构70由膨胀器71及第六室外电动阀72构成。膨胀器71起到将制冷剂减压过程的节流损失作为有效的功(能量)加以回收的作用。
(1－9)储罐
储罐80将从膨胀机构70流出后由入口管81进入内部空间的气液两相状态的中压制冷剂分离为液体制冷剂和气体制冷剂。分离出的气体制冷剂流过设于低压返回配管(low-pressurereturnpipe)91a的第七室外电动阀91而成为低压的富气制冷剂(gasrichrefrigerant)，并被输送至过冷却热交换器90。分离出的液体制冷剂由出口管82被输送至过冷却热交换器90。
(1－10)过冷热交换器
过冷却热交换器90在低压气体制冷剂与从储罐80的出口管82流出的中压液体制冷剂之间进行热交换。从储罐80的出口管82流出的中压液体制冷剂的一部分在制冷运转时，在从储罐80与过冷却热交换器90之间分支出的分支管92a中流动，并流过第八室外电动阀92而成为气液两相状态的低压制冷剂。在制冷运转时，在第八室外电动阀92中减压后的低压制冷剂与在第七室外电动阀91中减压后的低压制冷剂合流，在过冷却热交换器90中，与从储罐80的出口管82流向桥式回路55的中压液体制冷剂进行热交换，并在过热状态下从过冷却热交换器90经由低压返回配管91a朝低压制冷剂配管19流动。另一方面，从储罐80的出口管82流向桥式回路55的中压液体制冷剂在过冷却热交换器90中被夺去热量，并在过冷状态下朝桥式回路55流动。
另外，在制热运转时，第八室外电动阀92关闭，制冷剂不流向分支管92a，从储罐80的出口管82流出的中压液体制冷剂和在第七室外电动阀91中减压后的低压制冷剂在过冷却热交换器90中进行热交换。
(1－11)室内热交换器
室内热交换器12a设于多个室内单元12中的各个室内单元12，其在制冷运转时作为制冷剂的蒸发器起作用，并在制热运转时作为制冷剂的冷却器起作用。朝上述室内热交换器12a供给水和空气以作为与在内部流动的制冷剂进行热交换的制冷对象或制热对象。此处，来自未图示的室内送风风扇的室内空气流动至室内热交换器12a，冷却或加热后的空调空气朝室内供给。
室内热交换器12a的一端与室内电动阀12b连接，室内热交换器12a的另一端与连通制冷剂配管14连接。
(1－12)室内电动阀
室内电动阀12b设于多个室内单元12中的各个室内单元12，对流动至室内热交换器12a的制冷剂的量进行调节或进行制冷剂的减压、膨胀。室内电动阀12b配置于连通制冷剂配管13与室内热交换器12a之间。
(1－13)控制部
虽未图示，但控制部是与四级压缩机20的压缩机驱动电动机、第一～第四切换机构31～34、各电动阀12b、51、52、61b、72、91、92连接的微型计算机。该控制部根据从外部输入的室内设定温度等信息进行压缩机驱动电动机的转速控制、制冷运转循环与制热运转循环的切换、电动阀开度的调节等。
(2)空调装置的动作
一边参照图1～图4，一边对空调装置10的动作进行说明。图2是在制冷运转时的制冷循环的压力－焓线图(p－h线图)。图4是在制热运转时的制冷循环的压力－焓线图(p－h线图)。在图2及图4中，朝上凸起的点划线所示曲线是制冷剂的饱和液体线及干饱和蒸汽线。在图2及图4中，制冷循环上的标注英文字母的点分别表示图1及图3中用相同英文字母表示的点的制冷剂压力及焓。例如，图1的点B的制冷剂处于图2的点B的压力及焓的状态。另外，利用控制部进行空调装置10的制冷运转时及制热运转时的各运转控制。
(2－1)制冷运转时的动作
在制冷运转时，在图1所示的沿着制冷剂配管的箭头方向上，制冷剂按照四级压缩机20、室外热交换器40、膨胀机构70、室内热交换器12a的顺序在制冷剂回路内循环。以下，一边参照图1及图2，一边对制冷运转时的空调装置10的动作进行说明。
从第一吸入管21a吸入至四级压缩机20的低压气体制冷剂(点A)在第一压缩部21中被压缩，并朝第一排出管21b排出(点B)。排出的制冷剂流过第一切换机构31，在作为中间冷却器起作用的第一热交换器41中被冷却之后，经由第一中间冷却器管41a而流入第二吸入管22a(点C)。
从第二吸入管22a吸入至第二压缩部22的制冷剂被压缩并排出至第二排出管22b(点D)。排出的制冷剂流过第二切换机构32，在作为中间冷却器起作用的第二热交换器42中被冷却之后，流动至第二中间冷却器42a(点E)。在第二中间冷却器管42a中流动的制冷剂与在节能热交换器61中进行热交换并从注入配管61a流来的中压制冷剂(点L)合流之后，流入至第三吸入管23a(点F)。
从第三吸入管23a吸入至第三压缩部23的制冷剂被压缩并排出至第三排出管23b(点G)。排出的制冷剂流过第三切换机构33，在作为中间冷却器起作用的第三热交换器43中被冷却之后，经由第三中间冷却器管43a而流入第四吸入管24a(点H)。
从第四吸入管24a吸入至第四压缩部24的制冷剂被压缩并排出至第四排出管24b(点I)。排出的高压制冷剂流过第四切换机构34，在作为气体冷却器起作用的第四热交换器44中被冷却，并经由全开状态的第一室外电动阀51及桥式回路55的入口止回阀55a朝节能热交换器61流动(点J)。
流过桥式回路55的入口止回阀55a的高压制冷剂流入节能热交换器61，并且其一部分分支而朝第五室外电动阀61b流动。在第五室外电动阀61b中减压、膨胀而处于气液两相状态的中压制冷剂(点K)在节能热交换器61中与从桥式回路55流向内部热交换器62的高压制冷剂(点J)进行热交换，从而形成中压气体制冷剂(点L)，并如上所述从注入配管61a流入第二中间冷却器管42a。
与从第五室外电动阀61b流出的中压制冷剂进行热交换、继而在温度降低的状态下从节能热交换器61流出的高压制冷剂(点M)接着在内部热交换器62中流动，并朝膨胀机构70流动(点N)。在内部热交换器62中，与后述从低压制冷剂配管19朝四级压缩机20的第一吸入管21a流动的低压制冷剂进行热交换，点M的状态下的高压制冷剂因温度降低而成为点N的状态下的高压制冷剂。
从内部热交换器62流出的高压制冷剂(点N)分支为两部分，并分别流动至膨胀机构70的膨胀器71、膨胀机构70的第六室外电动阀72。膨胀器71中减压、膨胀后的中压制冷剂(点P)和第六室外电动阀72中减压、膨胀后的中压制冷剂(点O)在合流之后，从入口管81流入储罐80的内部空间(点Q)。该流入储罐80的气液两相状态的中压制冷剂在储罐80的内部空间中被分离为液体制冷剂和气体制冷剂。
储罐80中分离出的液体制冷剂(点R)经由出口管82就这样朝过冷却热交换器90流动，储罐80中分离出的气体制冷剂(点U)在第七室外电动阀91中被减压而成为低压制冷剂(点W)，并朝过冷却热交换器90流动。从储罐80的出口管82流向过冷却热交换器90的中压制冷剂在过冷却热交换器90的跟前侧分支，一方经由过冷却热交换器90流向桥式回路55，另一方朝分支管92a的第八室外电动阀92流动。流过第八室外电动阀92而减压后的气液两相状态的低压制冷剂(点S)与流过第七室外电动阀91的低压制冷剂(点W)合流(点X)，并经由过冷却热交换器90朝低压制冷剂配管19流动。通过在过冷却热交换器90中的热交换，使朝低压制冷剂配管19流动的低压制冷剂(点X)蒸发而成为过热的低压制冷剂(点Y)，并使朝桥式回路55流动的中压制冷剂(点R)被夺去热量而成为过冷却的中压制冷剂(点T)。
过冷却热交换器90中过冷却的中压制冷剂(点T)经由桥式回路55的出口止回阀55d而朝连通制冷剂配管13流动。从连通制冷剂配管13进入室内单元12的制冷剂在流过室内电动阀12b时膨胀，成为气液两相的低压制冷剂(点V)而流入室内热交换器12a。该低压制冷剂在室内热交换器12a中从室内空气夺取热量，从而成为过热的低压气体制冷剂(点Z)。从室内单元12流出的低压制冷剂经由连通制冷剂配管14及第四切换机构34而朝低压制冷剂配管19流动。
从室内单元12返回来的低压制冷剂(点Z)和从过冷却热交换器90流来的低压制冷剂(点Y)在低压制冷剂配管19中合流(点AB)，并经由内部热交换器62从第一吸入管21a朝四级压缩机20返回。如上所述，在内部热交换器62中，流向四级压缩机20的低压制冷剂(点AB)和从桥式回路55流向储罐80的高压制冷剂(点M)进行热交换。
如上所述，制冷剂在制冷剂回路内循环，使空调装置10进行制冷运转循环。
(2－2)制热运转时的动作
在制热运转时，在图3所示的沿着制冷剂配管的箭头方向上，制冷剂按照四级压缩机20、室内热交换器12a、膨胀机构70、室外热交换器40的顺序在制冷剂回路内循环。以下，一边参照图3及图4，一边对制热运转时的空调装置10的动作进行说明。
从第一吸入管21a吸入至四级压缩机20的低压气体制冷剂(点A)在第一压缩部21中被压缩，并朝第一排出管21b排出(点B)。排出的制冷剂流过第一切换机构31，并在第二吸入管22a中流动(点C)。
从第二吸入管22a吸入至第二压缩部22的制冷剂被压缩并排出至第二排出管22b(点D)。排出的制冷剂流过第二切换机构32，并在第三吸入管23a中流动。另外，在节能热交换器61中热交换并经注入配管61a流来的中压制冷剂(点L)也流入第三吸入管23a，因此，制冷剂的温度降低(点F)。
从第三吸入管23a吸入至第三压缩部23的制冷剂被压缩并排出至第三排出管23b(点G)。排出的制冷剂流过第三切换机构33，并在第四吸入管24a中流动(点H)。
从第四吸入管24a吸入至第四压缩部24的制冷剂被压缩并排出至第四排出管24b(点I)。排出的高压制冷剂流过第四切换机构34，并经由连通制冷剂配管14而流入室内单元12(点Z)。
从连通制冷剂配管14进入室内单元12的高压制冷剂在作为制冷剂的冷却器起作用的室内热交换器12a中朝室内空气散热，以对室内空气进行加热。因在室内热交换器12a中的热交换而使温度下降的高压制冷剂(点V)在流过室内电动阀12b时稍许减压，经由连通制冷剂配管13朝室外单元11的桥式回路55流动，并从入口止回阀55b流向节能热交换器61(点J)。
从桥式回路55流出的高压制冷剂(点J)流入节能热交换器61，并且其一部分分支而朝第五室外电动阀61b流动。在第五室外电动阀61b中减压、膨胀而处于气液两相状态的中压制冷剂(点K)在节能热交换器6中与从桥式回路55流向内部热交换器62的高压制冷剂(点J)进行热交换，从而形成中压气体制冷剂(点L)，并从注入配管61a流入第二中间冷却器管42a。
与从第五室外电动阀61b流出的中压制冷剂进行热交换、继而在温度降低的状态下从节能热交换器61流出的高压制冷剂(点M)接着在内部热交换器62中流动，并朝膨胀机构70流动(点N)。在内部热交换器62中，与后述从低压制冷剂配管19朝四级压缩机20的第一吸入管21a流动的低压制冷剂进行热交换，点M的状态下的高压制冷剂因温度降低而成为点N的状态下的高压制冷剂。
从内部热交换器62流出的高压制冷剂(点N)分支为两部分，并分别流动至膨胀机构70的膨胀器71、膨胀机构70的第六室外电动阀72。膨胀器71中减压、膨胀后的中压制冷剂(点P)和第六室外电动阀72中减压、膨胀后的中压制冷剂(点O)在合流之后，从入口管81流入储罐80的内部空间(点Q)。该流入储罐80的气液两相状态的中压制冷剂在储罐80的内部空间中被分离为液体制冷剂和气体制冷剂。
储罐80中分离出的液体制冷剂(点R)经由出口管82就这样朝过冷却热交换器90流动，储罐80中分离出的气体制冷剂(点U)在第七室外电动阀91中被减压而成为低压制冷剂(点W)，并朝过冷却热交换器90流动。从储罐80的出口管82流向过冷却热交换器90的中压制冷剂因第八室外电动阀92关闭而不朝分支管92a流动，全部的量流入过冷却热交换器90。在过冷却热交换器90中，在从储罐80的出口管82流来的中压制冷剂(点R)与第七室外电动阀91中减压后的低压制冷剂(点W、X)之间进行热交换。通过该热交换，使朝低压制冷剂配管19流动的低压制冷剂(点X)蒸发而成为过热的低压制冷剂(点Y)，并使从储罐8流向桥式回路55的中压制冷剂(点R)被夺去热量而成为过冷却的中压制冷剂(点T)。
从过冷却热交换器90流出并流过桥式回路55的出口止回阀55d的中压制冷剂分流为两路，并分别由第一及第二室外电动阀51、52减压、膨胀而成为气液两相的低压制冷剂(点AC)。此时，根据串联连接的第一～第三热交换器41～43的压力损失量和第四热交换器44的压力损失量来调节第一及第二室外电动阀51、52的开度，从而可抑制制冷剂朝任意一方的流路偏流。
流入室外热交换器40的第四热交换器44的低压制冷剂从外部气体夺取热量而蒸发，并从第四热交换器44的高温侧配管44h经由第四切换机构34而朝低压制冷剂配管19流动。另一方面，流入室外热交换器40的第三热交换器43的低压制冷剂依次流过第二热交换器42、第一热交换器41，经由支管19a朝低压制冷剂配管19流动，并与从第四热交换器44流出的制冷剂合流。具体而言，从第三热交换器43流出的制冷剂依次流过第三热交换器43的高温侧配管43h、第三切换机构33、串联连接用第二配管42b、第二热交换器42的低温侧配管42i、第二热交换器42、第二热交换器42的高温侧配管42h、第二切换机构32、串联连接用第一配管41b、第一热交换器41的低温侧配管41i、第一热交换器41、第一热交换器41的高温侧配管41h、第一切换机构31，不仅在第三热交换器43中，也依次在第二热交换器42、第一热交换器41中从外部气体夺取热量而蒸发，并从支管19a朝低压制冷剂配管19流动。
如图3所示，在第四热交换器44及串联连接的第一～第三热交换器41～43中蒸发而过热的低压气体制冷剂在室外热交换器40的下游侧的低压制冷剂配管19处合流(点AD)，继而与从过冷却热交换器90流来的低压制冷剂(点Y)合流(点AB)，并经由内部热交换器62从第一吸入管21a朝四级压缩机20返回。如上所述，在内部热交换器62中，流向四级压缩机20的低压制冷剂(点AB)和从桥式回路55流向储罐80的高压制冷剂(点M)进行热交换。
如上所述，制冷剂在制冷剂回路内循环，使空调装置10进行制热运转循环。
(3)空调装置的特征
(3－1)
在本实施方式的空调装置10中，制冷剂配管组将四级压缩机20、切换机构31～34、第四热交换器44、第一～第三热交换器41～43、膨胀机构70及室内热交换器12a连接在一起，以在制热运转时使制冷剂按顺序流过三个第一～第三热交换器41～43。
具体而言，如图3所示，在制热运转时，第一切换机构31处于将第一排出管21b和第二吸入管22a连接、并将第一热交换器41的高温侧配管41h和低压制冷剂配管19的支管19a连接的状态。第二切换机构32处于将第二排出管22b和第三吸入管23a连接、并将第二热交换器42的高温侧配管42h和串联连接用第一配管41b连接的状态。第三切换机构33处于将第三排出管23b和第四吸入管24a连接、并将第三热交换器43的高温侧配管43h和串联连接用第二配管42b连接的状态。此外，第四切换机构34处于将第四排出管24b和连通制冷剂配管14连接、并将第四热交换器44的高温侧配管44h和低压制冷剂配管19连接的状态。藉此，第三热交换器43的高温侧配管43h经由第三切换机构33及串联连接用第二配管42b与第二热交换器42的低温侧配管42i连接。另外，第二热交换器42的高温侧配管42h经由第二切换机构32及串联连接用第一配管41b与第一热交换器41的低温侧配管41i连接。即，第三热交换器43、第二热交换器42及第一热交换器41这三个热交换器处于串联连接的状态。
在空调装置10中采用这样配置有制冷剂配管组的制冷剂回路，因此，在制热运转时，膨胀机构70及第一、第二室外电动阀51、52中减压后的低压制冷剂流动至第四热交换器44，并也流动至串联连接的第一～第三热交换器41～43，在第一～第四热交换器41～44中蒸发。即，第一～第三热交换器41～43在制冷运转时分别作为对压缩中途的制冷剂(中压制冷剂)进行冷却的中间冷却器起作用，但在制热运转时串联连接地作为蒸发器起作用。由于采用上述结构，因此，即便重视制冷运转性能地进行第四热交换器44的设计，也能在制热运转时使在第四热交换器44及第一～第三热交换器41～43的两蒸发器中流动的制冷剂量接近恰当值，并能抑制制冷剂在室外热交换器40中的偏流。
(3－2)
特别地，在空调装置10中，将按照第一热交换器41、第二热交换器42、第三热交换器43、第四热交换器44的顺序从下往上层叠而一体化的室外热交换器40收容于配置有上吹式的送风风扇40a的室外单元11内。因此，如上所述，流过配置于上方的第四热交换器44的空气量比较多，流过配置于下方的第一～第三热交换器41～43的空气量比较少。
另外，由于以重视制冷运转性能的方式设计室外热交换器40，因此，第四热交换器44的通路长度比第一～第三热交换器41～43各自的通路长度长很多。即，第四热交换器44形成比第一～第三热交换器41～43各个热交换器高的压力损失。
因此，当假定以在制热运转时也使制冷剂并列流过的方式使用第一～第四热交换器41～44各个热交换器时，供空气大量流动的第四热交换器44因其压力损失较高而处于制冷剂几乎不流动的状态，相反地，会形成制冷剂大量流动至空气流动量较少的第一～第三热交换器41～43的状态。这样的话，室外热交换器40作为蒸发器无法充分地发挥出功能。
但是，在空调装置10中，在制热运转时，采用将第一～第四热交换器41～44划分为第四热交换器44和串联连接的第一～第三热交换器41～43这两组热交换器，并使低压制冷剂分流地流动至上述两个流路这样的结构，因此，可在作为蒸发器起作用的室外热交换器40中抑制制冷剂偏流，从而提高了制热运转时的运转效率。
(3－3)
在空调装置10中，在制热运转时，除了第一热交换器41的高温侧配管41h、第一热交换器41的低温侧配管41i、串联连接用第一配管41b、第二热交换器42的高温侧配管42h、第二热交换器42的低温侧配管42i、串联连接用第二配管42b、第三热交换器43的高温侧配管43h这样的制冷剂配管组之外，还利用第二切换机构32及第三切换机构33来串联连接第一～第三热交换器41～43。
这样，利用切换机构31～34，用制冷剂配管组进行各热交换器、切换机构的连接，以在制热运转时使制冷剂按顺序流动至第一～第三热交换器41～43，该切换机构31～34以在制冷运转时和制热运转时使制冷剂流动方向变化的方式切换状态，因此，能抑制空调装置10的制造成本。
(4)变形例
(4－1)变形例A
在上述实施方式中，以作为在制冷运转时对压缩中途的制冷剂(中压制冷剂)进行冷却的中间冷却器起作用的第一～第三热交换器41～43在制热运转时全被串联连接的方式配置制冷剂回路的制冷剂配管组，但本发明也能采用以下形式。
图6、图7是表示变形例A的空调装置110的制冷剂回路的示意结构图。图6示出了制冷运转时在制冷剂回路中循环的制冷剂的流动。图7示出了制热运转时在制冷剂回路中循环的制冷剂的流动。在该空调装置110的室外单元111中，从上述实施方式的室外单元11的结构中去除串联连接用第二配管42b，并追加第三室外电动阀53，以改变制热运转时的室外热交换器40中的制冷剂流动。
此处，第三切换机构33的四个端口与第三排出管23b、第四吸入管24a、第三热交换器43的高温侧配管43h及低压制冷剂配管19的支管19a连接。此外，在制热运转时，从过冷却热交换器90流出(点Y)并流过桥式回路55的出口止回阀55d的中压制冷剂分流为三路，并分别由第一、第二及第三室外电动阀51、52、53减压、膨胀而成为气液两相的低压制冷剂(点AC)。流入室外热交换器40的第四热交换器44的低压制冷剂从外部气体夺取热量而蒸发，并从高温侧配管44h经由第四切换机构34而朝低压制冷剂配管19流动。流入室外热交换器40的第三热交换器43的低压制冷剂也从外部气体夺取热量而蒸发，并从高温侧配管43h经由第三切换机构33由支管19a朝低压制冷剂配管19流动。另一方面，流入室外热交换器40的第二热交换器42的低压制冷剂经由第二切换机构32及串联连接用第一配管41b而流动至第一热交换器41，然后，经由第一切换机构31及支管19a朝低压制冷剂配管流动，并与从第四热交换器44及第三热交换器43流出的制冷剂合流。具体而言，从第二热交换器42流出的制冷剂依次流过第二热交换器42的高温侧配管42h、第二切换机构32、串联连接用第一配管41b、第一热交换器41的低温侧配管41i、第一热交换器41、第一热交换器41的高温侧配管41h、第一切换机构31，不仅在第二热交换器42中，也在第一热交换器41中从外部气体夺取热量而蒸发，并从支管19a朝低压制冷剂配管19流动。
如图7所示，在第四热交换器44、第三热交换器及串联连接的第一及第二热交换器41、42中蒸发而过热的三个流路各自的低压气体制冷剂在室外热交换器40的下游侧的支管19a及低压制冷剂配管19中合流(点AD)。
上述变形例A的空调装置110在第四热交换器44、第三热交换器43的通路长度比第一、第二热交换器41、42各自的通路长度长很多的情况下特别有效。即，在与第一、第二热交换器41、42相比第三、第四热交换器43、44形成较高的压力损失的情况下，通过使低压制冷剂分别并列地流过第一及第二热交换器41、42、第三热交换器43及第四热交换器44这三个流路，低压制冷剂在室外热交换器40中的偏流减小，能在室外电动阀51～53的调节范围内使恰当的制冷剂量流过三个流路。
(4－2)变形例B
在上述实施方式中，将本发明应用于包括四级压缩机20、并由四个热交换器41～44构成室外热交换器40的空调装置10，但也能将本发明应用于包括三级压缩机的制冷装置，并将在制冷运转时作为对压缩中途的制冷剂进行冷却的中间冷却器起作用的两个热源侧的热交换器在制热运转时串联连接，以用作蒸发器。在该情况下，制热运转时的低压制冷剂分流至在制冷运转时作为对高压制冷剂进行冷却的气体冷却器起作用的第三个热交换器和串联连接的两个热交换器这两个流路，但能减小两流路的压力损失的差。
另外，虽然省略了详细说明，但本发明也能应用于包括五级以上压缩机的制冷装置。
(4－3)变形例C
在上述实施方式中，以作为在制冷运转时对压缩中途的中压制冷剂进行冷却的中间冷却器起作用的第一～第三热交换器41～43在制热运转时全被串联连接的方式配置制冷剂回路的制冷剂配管组，但本发明也能采用以下形式。
图8、图9是表示变形例C的空调装置210的制冷剂回路的示意结构图。图8示出了制冷运转时在制冷剂回路中循环的制冷剂的流动。图9示出了制热运转时在制冷剂回路中循环的制冷剂的流动。在该空调装置210的室外单元211中，从上述实施方式的室外单元11的结构中去除第二室外电动阀52，并追加串联连接用第三配管43b及串联连接用三通阀35，以改变制热运转时的室外热交换器40中的制冷剂流动。
此处，在第四切换机构34与第四热交换器44的高温侧配管44h之间配置串联连接用三通阀35。此外，第四切换机构34的四个端口与第四排出管24b、连通制冷剂配管14、通向串联连接用三通阀35的连接管44c及低压制冷剂配管19连接。串联连接用三通阀35是在第一状态与第二状态之间进行切换的切换机构，其中，在上述第一状态中，经由连接管44使第四切换机构34与第四热交换器44的高温侧配管44h连通，在上述第二状态中，经由串联连接用第三配管43b使第四热交换器44的高温侧配管44h与第三热交换器43的低温侧配管43i连通。串联连接用三通阀35在制冷运转时处于第一状态，并在制热运转时处于第二状态(参照图8及图9)。
此外，在变形例C的空调装置210中，在制冷运转时，形成与上述空调装置10相同的制冷剂流动，但在制热运转时，制冷剂在室外热交换器40中的流动发生变化。在制热运转时，从过冷却热交换器90流出(点Y)并流过桥式回路55的出口止回阀55d的中压制冷剂以不分流的方式在第一室外电动阀51中减压、膨胀，从而形成气液两相的低压制冷剂(点AC)。流入室外热交换器40的第四热交换器44的低压制冷剂依次流过第三热交换器43、第二热交换器42、第一热交换器41，并经由支管19a朝低压制冷剂配管19流动。具体而言，从第四热交换器44流出的制冷剂依次流过第四热交换器44的高温侧配管44h、串联连接用三通阀35、串联连接用第三配管43b、第三热交换器43的低温侧配管43i、第三热交换器43、第三热交换器43的高温侧配管43h、第三切换机构33、串联连接用第二配管42b、第二热交换器42的低温侧配管42i、第二热交换器42、第二热交换器42的高温侧配管42h、第二切换机构32、串联连接用第一配管41b、第一热交换器41的低温侧配管41i、第一热交换器41、第一热交换器41的高温侧配管41h、第一切换机构31，不仅在第四热交换器43中，也依次在第三热交换器43、第二热交换器42、第一热交换器41中从外部气体夺取热量而蒸发，并从支管19a朝低压制冷剂配管19流动。
在连接成一列的第四热交换器44、第三热交换器43、第二热交换器42及第一热交换器41中蒸发而过热的低压气体制冷剂(点AD)与从过冷却热交换器90流来的低压制冷剂(点Y)合流(点AB)，并经由内部热交换器62从第一吸入管21a朝四级压缩机20返回。
上述变形例C的空调装置210在以下情况下是有效的：即便将由四个热交换器41～44构成的室外热交换器40在制热运转时用作一个通路长度较长的蒸发器，室外热交换器40的压力损失也几乎不成问题。在空调装置210的室外单元211中，无需在作为蒸发器起作用的室外热交换器40的跟前侧分流低压制冷剂，必然不会产生制冷剂偏流的问题。
(4－4)变形例D
在上述实施方式中，在制热运转时，采用将第一～第四热交换器41～44划分为第四热交换器44和串联连接的第一～第三热交换器41～43这两组热交换器，并使低压制冷剂分流地流动至上述两个流路这样的结构，但也能划分为其它两个流路。例如，也能采用以下结构：在制热运转时，第四热交换器44和第一热交换器41串联连接，第三热交换器43和第二热交换器42串联连接，并使低压制冷剂分流地流动至上述两个流路。
(4－5)变形例E
在上述实施方式中，将本发明应用于包括四级压缩机20、并由四个热交换器41～44构成室外热交换器40的空调装置10，但也能将本发明应用于包括二级压缩机的制冷装置，并将在制冷运转时作为对压缩中途的制冷剂进行冷却的中间冷却器起作用的热源侧的一方热交换器和作为对高压制冷剂进行冷却的气体冷却器起作用的另一方热交换器在制热运转时串联连接，以用作蒸发器。
此处，均在制热运转时作为蒸发器起作用的热源侧的一方热交换器及热源侧的另一方热交换器在制热运转时串联连接，供相同的制冷剂流过，因此，即便在以重视制冷运转性能的方式进行热源侧的两个热交换器的设计的情况下，也能抑制制热运转时的制冷剂偏流的现象。
符号说明
10、110、210空调装置(制冷装置)
12a室内热交换器(利用侧热交换器)
20四级压缩机(多级压缩机构)
21第一压缩部(低级侧压缩部)
22第二压缩部(高级压缩部、第二级压缩部)
23第三压缩部(高级压缩部、第三级压缩部)
24第四压缩部(高级压缩部、第四级压缩部)
31第一切换机构
32第一切换机构
33第一切换机构
34第一切换机构
35串联连接用三通阀
40室外热交换器
41第一热交换器(热源侧第一副热交换器)
42第二热交换器(热源侧第二副热交换器)
43第三热交换器(热源侧第三副热交换器)
44第四热交换器(热源侧主热交换器)
41b串联连接用第一配管
42b串联连接用第二配管
43b串联连接用第三配管
70膨胀机构
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2010-112618号公报

Claims (7)

1.一种制冷装置(10)，其特征在于，包括：
多级压缩机构(20)，在该多级压缩机构(20)中，一个低级压缩部(21)和多个高级压缩部(22、23、24)中的各个高级压缩部被串联地连接在一起；
热源侧主热交换器(44)，该热源侧主热交换器(44)在制冷运转时作为散热器起作用，并在制热运转时作为蒸发器起作用；
多个热源侧副热交换器(41～43)，这多个热源侧副热交换器(41～43)在制冷运转时作为对吸入至所述高级压缩部的压缩中途的中压制冷剂进行冷却的散热器起作用，并在制热运转时作为蒸发器起作用；
利用侧热交换器(12a)，该利用侧热交换器(12a)在制冷运转时作为蒸发器起作用，并在制热运转时作为散热器起作用；
切换机构(31～34)，该切换机构(31～34)切换状态，以在制冷运转时从所述热源侧主热交换器朝所述利用侧热交换器输送制冷剂，并在制热运转时从所述利用侧热交换器朝所述热源侧主热交换器及所述热源侧副热交换器输送制冷剂；
膨胀机构(70)，该膨胀机构(70)在制冷运转时对从所述热源侧主热交换器输送至所述利用侧热交换器的制冷剂进行减压，并在制热运转时对从所述利用侧热交换器输送至所述热源侧主热交换器及所述热源侧副热交换器的制冷剂进行减压；以及
制冷剂配管组，该制冷剂配管组将所述多级压缩机构、所述切换机构、所述热源侧主热交换器、所述热源侧副热交换器、所述膨胀机构及所述利用侧热交换器连接在一起，以在制热运转时使制冷剂按顺序流过多个所述热源侧副热交换器(41～43)中的至少两个所述热源侧副热交换器。
2.如权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，
多个所述高级压缩部是第二级压缩部(22)、第三级压缩部(23)及第四级压缩部(24)，其中，所述第二级压缩部(22)吸入从所述低级压缩部排出的制冷剂，所述第三级压缩部(23)吸入从所述第二级压缩部排出的制冷剂，所述第四级压缩部(24)吸入从所述第三级压缩部排出的制冷剂并朝所述散热器排出制冷剂，
多个所述热源侧副热交换器是热源侧第一副热交换器(41)、热源侧第二副热交换器(42)及热源侧第三副热交换器(43)，其中，所述热源侧第一副热交换器(41)在制冷运转时对从所述低级压缩部排出并被吸入至所述第二级压缩部的制冷剂进行冷却，所述热源侧第二副热交换器(42)在制冷运转时对从所述第二级压缩部排出并被吸入至所述第三级压缩部的制冷剂进行冷却，所述热源侧第三副热交换器(43)在制冷运转时对从所述第三级压缩部排出并被吸入至所述第四级压缩部的制冷剂进行冷却，
在制热运转时，制冷剂按顺序流过热源侧第一副热交换器(41)及热源侧第二副热交换器(42)，或者，制冷剂按顺序流过热源侧第一副热交换器(41)、热源侧第二副热交换器(42)及热源侧第三副热交换器(43)。
3.如权利要求2所述的制冷装置，其特征在于，
在制热运转时，从所述利用侧热交换器经由所述膨胀机构输送来的制冷剂分流至所述热源侧主热交换器(44)、所述热源侧第三副热交换器(43)以及串联连接的所述热源侧第一副热交换器(41)及所述热源侧第二副热交换器(42)这三个流路而并列地流动。
4.如权利要求1至3中任一项所述的制冷装置，其特征在于，
制热运转时供制冷剂按顺序流过的多个所述热源侧副热交换器在制热运转时通过所述切换机构而串联地连接在一起。
5.如权利要求1至3中任一项所述的制冷装置，其特征在于，
在制热运转时，多个所述热源侧副热交换器(41～43)中的至少两个所述热源侧副热交换器和所述热源侧主热交换器(44)串联地连接在一起，制冷剂按顺序流过多个所述热源侧副热交换器(41～43)中的至少两个所述热源侧副热交换器和所述热源侧主热交换器(44)。
6.如权利要求4所述的制冷装置，其特征在于，
在制热运转时，多个所述热源侧副热交换器(41～43)中的至少两个所述热源侧副热交换器和所述热源侧主热交换器(44)串联地连接在一起，制冷剂按顺序流过多个所述热源侧副热交换器(41～43)中的至少两个所述热源侧副热交换器和所述热源侧主热交换器(44)。
7.一种制冷装置，其特征在于，包括：
多级压缩机构，在该多级压缩机构中，低级压缩部和高级压缩部被串联地连接在一起；
热源侧主热交换器，该热源侧主热交换器在制冷运转时作为散热器起作用，并在制热运转时作为蒸发器起作用；
热源侧副热交换器，该热源侧副热交换器在制冷运转时作为对吸入至所述高级压缩部的压缩中途的中压制冷剂进行冷却的散热器起作用，并在制热运转时作为蒸发器起作用；
利用侧热交换器，该利用侧热交换器在制冷运转时作为蒸发器起作用，并在制热运转时作为散热器起作用；
切换机构，该切换机构切换状态，以在制冷运转时从所述热源侧主热交换器朝所述利用侧热交换器输送制冷剂，并在制热运转时从所述利用侧热交换器朝所述热源侧主热交换器及所述热源侧副热交换器输送制冷剂；
膨胀机构，该膨胀机构在制冷运转时对从所述热源侧主热交换器输送至所述利用侧热交换器的制冷剂进行减压，并在制热运转时对从所述利用侧热交换器输送至所述热源侧主热交换器及所述热源侧副热交换器的制冷剂进行减压；以及
制冷剂配管组，该制冷剂配管组将所述多级压缩机构、所述切换机构、所述热源侧主热交换器、所述热源侧副热交换器、所述膨胀机构及所述利用侧热交换器连接在一起，以在制热运转时使所述热源侧主热交换器与所述热源侧副热交换器串联地连接在一起。
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