WO2007111303A1 - 冷凍装置 - Google Patents

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WO2007111303A1
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heat exchanger
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throttle
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Masakazu Okamoto
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Daikin Industries, Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration apparatus, and particularly relates to measures for operating efficiency in a refrigeration apparatus of a supercritical refrigeration cycle.
  • some refrigeration apparatuses include a refrigerant circuit that performs a vapor compression refrigeration cycle using carbon dioxide as a refrigerant and using a supercritical cycle (see Patent Document 1).
  • This refrigeration apparatus includes a refrigerant circuit in which a low-stage compressor, a high-stage compressor, a heat-dissipation-side heat exchanger, a first decompressor, a gas-liquid separator, and a second decompressor are connected in order.
  • the gas refrigerant of the gas-liquid separator is guided between the low-stage compressor and the high-stage compressor.
  • the refrigeration apparatus uses a supercritical cycle, the refrigerant becomes supercritical in the heat-dissipation side heat exchanger, and there is no condensation temperature. Therefore, the amount of decompression of at least one of the first decompressor and the second decompressor is controlled based on the outlet refrigerant temperature of the heat dissipation side heat exchanger or the ambient air temperature of the heat dissipation side heat exchanger, and the refrigerant circuit Control is performed to optimize the high-pressure refrigerant pressure.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-133058
  • the high-pressure refrigerant pressure in the refrigerant circuit changes with this change when both the outlet refrigerant temperature of the heat radiation side heat exchanger and the ambient air temperature of the heat radiation side heat exchanger change. Therefore, the operating efficiency (COP) of the refrigeration system varies depending on the high-pressure refrigerant pressure in the refrigerant circuit, the outlet refrigerant temperature of the heat-dissipating side heat exchanger, and the ambient air temperature of the heat-dissipating side heat exchanger.
  • the conventional refrigeration apparatus adjusts the amount of pressure reduction based on the high-pressure refrigerant pressure of the refrigerant circuit and the outlet refrigerant temperature of the heat-dissipation side heat exchanger, or the high-pressure refrigerant pressure of the refrigerant circuit and the heat-dissipation side heat exchange.
  • the amount of decompression is adjusted based on the ambient air temperature of the vessel.
  • the conventional refrigeration equipment cannot always be said to perform the optimum operation with the operation efficiency (COP).
  • the present invention has been made in view of such a point, and performs an optimum operation of operating efficiency (COP) in comparison with a refrigeration apparatus having a refrigerant circuit of a supercritical refrigeration cycle. With the goal.
  • COP operating efficiency
  • the first invention includes a compression mechanism (30), a heat source side heat exchanger (21), an expansion mechanism (40), and a use side heat exchanger (23), and a vapor compression supercritical refrigeration cycle.
  • a high-pressure side throttle mechanism (41, 42) having a variable throttle amount and a low-pressure side throttle so that the expansion mechanism (40) expands the refrigerant of the refrigerant circuit (20) in two stages.
  • the target is a refrigeration system equipped with a mechanism (42, 41).
  • the outlet refrigerant temperature of the heat release side heat exchanger as a radiator, and the refrigerant in the heat release side heat exchanger A target value for the high pressure refrigerant pressure of the refrigerant circuit (20) is derived based on the inlet medium temperature of the heat release side heat exchanger for the heat exchange medium, and the expansion mechanism so that the high pressure refrigerant pressure becomes the target value.
  • High pressure control means (61) for adjusting the throttle amount of (40) and performing high pressure control is provided.
  • the relationship between the high-pressure refrigerant pressure of the refrigerant circuit (20) and the outlet refrigerant temperature of the heat radiation side heat exchanger is determined by the inlet medium temperature of the heat radiation side heat exchanger.
  • the target value of the high-pressure refrigerant pressure of the refrigerant circuit (20), which is the optimal COP, is derived from the inlet medium temperature of the heat exchanger and the outlet refrigerant temperature of the heat dissipation side heat exchanger. Then, the throttle amount of the expansion mechanism (40) is adjusted so that the high-pressure refrigerant pressure becomes the target value.
  • the second invention includes a compression mechanism (30), a heat source side heat exchanger (21), an expansion mechanism (40), and a use side heat exchanger (23), and a vapor compression supercritical refrigeration cycle.
  • the expansion mechanism (40) includes a high-pressure side throttle mechanism (42) and a low-pressure side throttle mechanism (42) having a variable throttle amount so as to expand the refrigerant in the refrigerant circuit (20) in two stages. 41) The
  • a target value of the outlet refrigerant temperature of the use side heat exchanger (23) is derived based on the set pressure value of the high pressure refrigerant pressure, and the expansion mechanism (40 ) Is provided with outlet temperature control means (63) for controlling the outlet temperature by adjusting the throttle amount.
  • the relationship between the high-pressure refrigerant pressure of the refrigerant circuit (20) and the outlet refrigerant temperature of the use side heat exchanger (23) is determined by the inlet medium temperature of the use side heat exchanger (23). Therefore, the target value of the outlet refrigerant temperature of the use side heat exchanger (23) that is the optimum COP is derived from the set value of the high pressure refrigerant pressure and the inlet medium temperature of the use side heat exchanger (23). Then, the throttle amount of the expansion mechanism (40) is adjusted so that the outlet refrigerant temperature becomes the target value.
  • the third invention includes a compression mechanism (30), a heat source side heat exchanger (21), and an expansion mechanism (40), and a plurality of usage side heat exchangers (23) connected in parallel to each other.
  • the refrigerant circuit (20) for performing the vapor compression supercritical refrigeration cycle is provided, and the expansion mechanism (40) is configured to expand the refrigerant in the refrigerant circuit (20) in two stages so that the heat source side heat exchanger (21 )
  • a target value of the high-pressure refrigerant pressure of the refrigerant circuit (20) is derived, and the throttle amount of the expansion mechanism (40) is adjusted so that the high-pressure refrigerant pressure becomes the target value.
  • High pressure control means (61) for adjusting the pressure to perform high pressure control is provided.
  • a target value of the outlet refrigerant temperature of the use side heat exchanger (23) is derived based on the set pressure value of the high pressure refrigerant pressure, and the expansion mechanism (40 ) Is provided with outlet temperature control means (63) for controlling the outlet temperature by adjusting the throttle amount.
  • the high-pressure refrigerant pressure of the refrigerant circuit (20) and the outlet of the heat radiation side heat exchanger Since the relationship with the refrigerant temperature is determined by the inlet medium temperature of the heat release side heat exchanger, during cooling operation, the inlet medium temperature of the heat source side heat exchanger (21) and the outlet refrigerant temperature of the heat source side heat exchanger (21)
  • the target value of the high-pressure refrigerant pressure of the refrigerant circuit (20) with the optimum COP is derived.
  • the throttle amount of the expansion mechanism (40) is adjusted so that the high-pressure refrigerant pressure becomes the target value.
  • the target value of the outlet refrigerant temperature of the use side heat exchanger (23), which is the optimum COP, depending on the set value of the high pressure refrigerant pressure and the inlet medium temperature of the use side heat exchanger (23). is derived. Then, the throttle amount of the expansion mechanism (40) is adjusted so that the outlet refrigerant temperature becomes the target value.
  • a fourth invention is the first control unit according to the first invention, wherein the high-pressure control means (61) adjusts a throttle amount of the high-pressure side throttle mechanism (41, 42) in order to perform high-pressure control. (6a), the heat source side heat exchanger (21), and the use side heat exchanger (23), the low pressure side throttle so that the degree of superheat of the outlet refrigerant of the heat absorption side heat exchanger as the heat absorber becomes a predetermined value. And a second control unit (6b) for adjusting the amount of aperture of the mechanism (42, 41).
  • the first control unit (6a) performs high pressure control by adjusting the throttle amount of the high pressure side throttle mechanism (41, 42), and the second control unit (6b) performs low pressure side throttle.
  • the degree of superheat is controlled by adjusting the throttle amount of the mechanism (42, 41).
  • a fifth invention is the first control unit according to the second invention, wherein the outlet temperature control means (63) adjusts a throttle amount of the high pressure side throttle mechanism (42) in order to perform outlet temperature control. (6c) and a second control unit (6d) that adjusts the throttle amount of the low pressure side throttle mechanism (41) so that the degree of superheat of the outlet refrigerant of the heat source side heat exchanger (21) becomes a predetermined value. I'm going.
  • the first control unit (6c) adjusts the throttle amount of the high pressure side throttle mechanism (42) to perform outlet temperature control, and the second control unit (6c) controls the low pressure side throttle mechanism. Adjust the throttle amount in (41) to control the superheat.
  • a sixth invention is the first control unit (6a) according to the third invention, wherein the high-pressure control means (61) adjusts a throttle amount of the heat source side throttle mechanism (41) in order to perform high-pressure control. ) And a second control unit (6b) that adjusts the throttle amount of the usage-side throttle mechanism (42) so that the degree of superheat of the outlet refrigerant of the usage-side heat exchanger (23) becomes a predetermined value.
  • the outlet temperature control means (63) adjusts the throttle amount of the use side throttle mechanism (42) to perform outlet temperature control.
  • the first control section (6a) of the high pressure control means (61) includes the heat source side throttle mechanism (4
  • the second control unit (6b) controls the degree of superheat by adjusting the throttle amount of the use side throttle mechanism (42) by adjusting the throttle amount of 1) and performing high pressure control.
  • the first control unit (6c) of the outlet temperature control means (63) adjusts the throttle amount of the use side throttle mechanism (42) to perform outlet temperature control, and the second control unit (6c) The degree of superheat is controlled by adjusting the throttle amount of the side throttle mechanism (41).
  • a seventh invention is the refrigerant circuit according to any one of the first to third inventions, wherein the refrigerant circuit (2
  • the liquid refrigerant and the gas refrigerant are separated by the gas-liquid separator (22), and the gas refrigerant passes through the injection passage (25), and the intermediate pressure region of the compression mechanism (30). Will be introduced.
  • the compression mechanism (30) includes a low stage compressor (33) and a high stage compressor (34), while the injection passage ( 25) is configured to guide the gas refrigerant to an intermediate pressure region between the low-stage compressor (33) and the high-stage compressor (34).
  • the refrigerant is compressed in two stages by the low-stage compressor (33) and the high-stage compressor (34), and a gas-liquid separator is provided in the intermediate pressure region of the two-stage compression. Guide the gas refrigerant of (22).
  • the high-pressure control means (61) is configured such that the outlet refrigerant temperature of the heat radiation side heat exchanger and the inlet medium temperature of the heat radiation side heat exchanger are on the heat source side.
  • the refrigerant temperature equivalent saturation pressure in the heat absorption side heat exchanger as the heat absorber is added, and the outlet refrigerant temperature, the inlet medium temperature, the refrigerant temperature equivalent saturation pressure, and
  • the target value for the high-pressure refrigerant pressure of the refrigerant circuit (20) is derived based on the above.
  • the outlet refrigerant temperature of the heat radiation side heat exchanger and the heat input side of the heat radiation side heat exchanger is derived more accurately based on the inlet medium temperature and the saturation pressure corresponding to the refrigerant temperature in the heat absorption side heat exchanger.
  • the high-pressure control means (61) force heat source side heat exchanger (21) outlet refrigerant temperature and heat source side heat exchanger (21) inlet medium temperature.
  • a refrigerant temperature equivalent saturation pressure in the use side heat exchanger (23) is added, and the high pressure refrigerant pressure in the refrigerant circuit (20) is calculated based on the outlet refrigerant temperature, the inlet medium temperature, and the refrigerant temperature equivalent saturation pressure. The characteristic value is derived.
  • the target value of the high-pressure refrigerant pressure of the refrigerant circuit (20) is derived more accurately.
  • the capacity-up signal and the capacity-down signal output from the use-side unit (1B) in which the use-side heat exchanger (23) is housed Based on this, capacity control means (62) for increasing / decreasing the operating capacity of the compression mechanism (30) is provided.
  • the capacity control means (62) separately controls increase / decrease of the operating capacity of the compression mechanism (30).
  • the use side unit (1B) causes the use-side heat exchanger (23) to increase the capacity increase signal and the capacity limit based on the inlet medium temperature and the set temperature. It is configured to output a dumb signal.
  • the operating capacity of the compression mechanism (30) is controlled to increase or decrease based on the inlet medium temperature and the set temperature of the use side heat exchanger (23).
  • the operation capacity of the compression mechanism (30) is controlled so that the low pressure refrigerant pressure of the refrigerant circuit (20) becomes a set pressure value during the cooling operation.
  • Capacity control means (62) is provided for controlling the operating capacity of the compression mechanism (30) so that the high-pressure refrigerant pressure of the refrigerant circuit (20) becomes a set pressure value during the thermal operation.
  • the capacity control means (62) separately controls the operating capacity of the compression mechanism (30) so that the refrigerant pressure in the refrigerant circuit (20) becomes a set pressure value.
  • the capacity control means (62) outputs a capacity increase signal output from the utilization side unit (1B) in which the utilization side heat exchanger (23) is accommodated.
  • Base The low pressure refrigerant pressure setting value during cooling operation is reduced and the high pressure refrigerant pressure setting value during heating operation is increased, while the use side unit (1B) outputs the capacity down signal.
  • the set pressure value of the low-pressure refrigerant pressure during the cooling operation is increased, and the set pressure value of the high-pressure refrigerant pressure during the heating operation is decreased.
  • the operating capacity of the compression mechanism (30) is increased or decreased based on the capacity increase signal and the capacity decrease signal of the usage side unit (1B).
  • the use side throttle mechanism (42) is constituted by an expansion valve having a variable opening
  • the use side unit (1B) includes a use side throttle mechanism (When the opening of 42) becomes larger than a predetermined change value, a capacity up signal is output, and when the opening of the use side throttle mechanism (42) becomes smaller than the change value, a capacity down signal is output.
  • the use side unit (1B) outputs a capacity increase signal when the opening degree of the use side throttle mechanism (42) is 80 to 90% or more of the full opening degree. It is configured to output a capacity down signal when the opening of the use-side throttle mechanism (42) falls below 10-20% of the full opening.
  • the operating capacity of the compressor mechanism (30) is controlled to increase or decrease based on the opening degree of the use side throttle mechanism (42).
  • the capacity control means (62) sets the set pressure value when the number of use side units (1B) that output the capacity up signal reaches a predetermined ratio.
  • the set pressure value is changed when the number of usage-side units (1B) that output the capacity down signal reaches a predetermined ratio.
  • the capacity control means (62) sets the predetermined ratio of the number of use side units (1B) for changing the set pressure value to 20 to 40%. It has been done.
  • the target value of the high-pressure refrigerant pressure is derived from the inlet medium temperature of the heat-dissipation side heat exchanger and the outlet refrigerant temperature of the heat-dissipation side heat exchanger, and the high-pressure refrigerant Since the throttle amount of the expansion mechanism (40) is adjusted so that the pressure becomes the target value, the operation efficiency (COP) can be operated in an optimum operating state.
  • OP can be operated in an optimal operating state.
  • one of the throttle mechanisms (41, 42) performs high-pressure control, and the other throttle mechanism ((42, 41) performs superheat degree control.
  • the high-pressure refrigerant and the low-pressure refrigerant can be kept in an optimum state.
  • the outlet temperature control is performed by one of the throttle mechanisms (42) and the superheat degree control is performed by the other throttle mechanism (41) during the heating operation.
  • the high-pressure refrigerant and the low-pressure refrigerant can be kept in optimum states.
  • the high-pressure refrigerant of the gas-liquid separator (22) is guided to the intermediate pressure region of the compression mechanism (30) by the indication passage (25), the high-pressure refrigerant The pressure can be adjusted reliably.
  • the ninth aspect of the present invention based on the outlet refrigerant temperature of the heat radiation side heat exchanger, the inlet medium temperature of the heat radiation side heat exchanger, and the saturation pressure corresponding to the refrigerant temperature of the heat absorption side heat exchanger. Since the target value of the high-pressure refrigerant pressure is derived, the target value of the high-pressure refrigerant pressure can be derived more accurately.
  • FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram showing a configuration of a refrigeration apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a control flow diagram showing throttle amount control of the throttle mechanism and capacity control of the compression mechanism during the cooling operation of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a control flow diagram showing throttle amount control of the throttle mechanism and capacity control of the compression mechanism during the heating operation of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the high-pressure refrigerant pressure for each cooling capacity and the outlet refrigerant temperature when the outside air temperature is 30 ° C.
  • Fig. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the high-pressure refrigerant pressure for each cooling capacity and the outlet refrigerant temperature when the outside air temperature is 35 ° C.
  • Fig. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between high-pressure refrigerant pressure and COP for each cooling capacity when the outside air temperature is 30 ° C.
  • Fig. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between high-pressure refrigerant pressure and COP for each cooling capacity when the outside air temperature is 35 ° C.
  • Fig. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the outlet refrigerant temperature and the COP for each cooling capacity when the outside air temperature is 30 ° C.
  • Fig. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between outlet refrigerant temperature and COP for each cooling capacity when the outside air temperature is 35 ° C.
  • FIG. 10 is a refrigerant circuit diagram showing the configuration of the refrigeration apparatus of Embodiment 2.
  • FIG. 11 is a refrigerant circuit diagram showing the configuration of the refrigeration apparatus of Embodiment 3.
  • FIG. 13 is a refrigerant circuit diagram showing the configuration of the refrigeration apparatus of the fourth embodiment.
  • FIG. 13 is a control flowchart showing the throttle amount control of the throttle mechanism and the capacity control of the compression mechanism during the cooling operation of the fourth embodiment.
  • FIG. 14 is a control flow diagram showing throttle amount control of the throttle mechanism and capacity control of the compression mechanism during heating operation of the fourth embodiment.
  • FIG. 15 is a refrigerant circuit diagram showing the configuration of the refrigeration apparatus of the fifth embodiment.
  • FIG. 16 is a refrigerant circuit diagram showing the configuration of the refrigeration apparatus of Embodiment 6.
  • the refrigeration apparatus of the present embodiment is configured as an air conditioner (10) that switches between a cooling operation that is a cooling operation and a heating operation that is a heating operation.
  • the air conditioner (10) includes a refrigerant circuit (20), and is configured as a so-called pair type air conditioner in which one indoor unit (1B) is connected to the outdoor unit (1A).
  • the refrigerant circuit (20) includes a first throttle mechanism (41) that is one of a compression mechanism (30), a four-way switching valve (2a), an outdoor heat exchanger (21), and an expansion mechanism (40).
  • the gas-liquid separator (22), the second throttle mechanism (42), which is one of the expansion mechanisms (40), and the indoor heat exchanger (23) are connected by a refrigerant pipe (24) to form a closed circuit.
  • the refrigerant circuit (20) is configured to perform a vapor compression supercritical refrigeration cycle (a refrigeration cycle including a vapor pressure region higher than the critical temperature) filled with, for example, carbon dioxide (C02) as a refrigerant.
  • a vapor compression supercritical refrigeration cycle a refrigeration cycle including a vapor pressure region higher than the critical temperature
  • the outdoor unit (1A) includes a compression mechanism (30), a four-way switching valve (2a), an outdoor heat exchanger (21), a first throttle mechanism (41), a gas-liquid separator (22), 2
  • the throttle mechanism (42) is housed in the heat source side unit. Make up.
  • the indoor unit (1B) includes a indoor heat exchanger (23) and constitutes a use side unit.
  • the compression mechanism (30) is configured such that an electric motor (31) and one compressor (32) connected to the electric motor (31) are housed in a vertically long cylindrical casing. Les.
  • the compressor (32) is composed of a rotary piston type rotary compressor, for example.
  • the outdoor heat exchanger (21) constitutes a heat source side heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and the outdoor air, while the indoor heat exchanger (23) exchanges heat between the refrigerant and the indoor air.
  • the use side heat exchanger is configured.
  • the outdoor heat exchanger (21) constitutes a heat radiation side heat exchanger that functions as a heat radiator that radiates the refrigerant discharged from the compression mechanism (30) to the outdoor air
  • the indoor heat exchanger (23) constitutes an endothermic heat exchanger that functions as a heat absorber that absorbs heat from indoor air by evaporating the refrigerant decompressed by the expansion mechanism (40).
  • the indoor heat exchanger (23) constitutes a heat radiation side heat exchanger that functions as a heat radiator that radiates the refrigerant discharged from the compression mechanism (30) to the indoor air
  • the outdoor heat exchanger (21) constitutes a heat absorption side heat exchanger that functions as a heat absorber that absorbs heat from the outdoor air by evaporating the refrigerant decompressed by the expansion mechanism (40).
  • the outdoor air and the indoor air constitute a medium that exchanges heat with the refrigerant.
  • the four ports of the four-way selector valve (2a) are connected to the discharge side and the suction side of the compression mechanism (30), the outdoor heat exchanger (21), and the indoor heat exchanger (23) as refrigerant pipes ( 24) connected.
  • the discharge side of the compression mechanism (30) communicates with the outdoor heat exchanger (21)
  • the indoor heat exchanger (23) communicates with the suction side of the compression mechanism (30). Cooling operation (see the solid line in Fig. 1), the discharge side of the compression mechanism (30) and the indoor heat exchanger (23) communicate with each other, and the outdoor heat exchanger (21) (21) and the compression mechanism (30) It switches to the heating operation state (refer to the broken line in Fig. 1) that communicates with the suction side.
  • the first throttle mechanism (41) and the second throttle mechanism (42) constitute an expansion mechanism (40), and are each composed of an expansion valve having a variable opening degree, that is, a throttle amount. Is configured to be variable.
  • the first throttle mechanism (41) constitutes a high pressure side throttle mechanism
  • the second throttle mechanism (42) constitutes a low pressure side throttle mechanism.
  • the above The second throttle mechanism (42) constitutes a high pressure side throttle mechanism
  • the first throttle mechanism (41) constitutes a low pressure side throttle mechanism.
  • the first throttle mechanism (41) constitutes a heat source side throttle mechanism
  • the second throttle mechanism (42) constitutes a utilization side throttle mechanism.
  • the gas-liquid separator (22) is provided in a refrigerant pipe (24) between the first throttle mechanism (41) and the second throttle mechanism (42), and the gas refrigerant and liquid refrigerant in an intermediate pressure state And are configured to be separated from each other.
  • One end of an instruction passage (25) is connected to the gas-liquid separator (22), and the other end of the instruction passage (25) is connected to an intermediate pressure region of the compressor (32).
  • the injection passage (25) is configured to guide the gas refrigerant separated by the gas-liquid separator (22) to an intermediate pressure region of the compressor (32).
  • the refrigerant circuit (20) is provided with various sensors. Specifically, the refrigerant pipe (24) on the discharge side of the compression mechanism (30) is provided with a high pressure sensor (51) for detecting the high pressure refrigerant pressure, and the refrigerant pipe on the suction side of the compression mechanism (30). (24) is provided with a low pressure sensor (52) for detecting the low pressure refrigerant pressure.
  • the refrigerant pipe (24) on the indoor heat exchanger (23) side of the outdoor heat exchanger (21) is provided with a first refrigerant temperature sensor (53) force S, and the suction of the compression mechanism (30)
  • the refrigerant pipe (24) on the side is provided with a second refrigerant temperature sensor (54), and an outdoor air temperature sensor (55) is provided on the air suction side of the outdoor heat exchanger (21).
  • the refrigerant pipe (24) on the outdoor heat exchanger (21) side of the indoor heat exchanger (23) is provided with a third refrigerant temperature sensor (56), and the indoor heat exchanger (23)
  • An indoor temperature sensor (57) is provided on the air suction side.
  • the first refrigerant temperature sensor (53) is configured to calculate the refrigerant temperature of the outdoor heat exchanger (21) during the cooling operation and the inlet refrigerant temperature of the outdoor heat exchanger (21) during the heating operation. To detect.
  • the third refrigerant temperature sensor (56) detects the outlet refrigerant temperature of the indoor heat exchanger (23) during the heating operation and the inlet refrigerant temperature of the indoor heat exchanger (23) during the cooling operation.
  • the second refrigerant temperature sensor (54) detects the suction refrigerant temperature of the compression mechanism (30), that is, detects the refrigerant temperature at the outlet of the indoor heat exchanger (23) during the cooling operation.
  • the refrigerant temperature at the outlet of the outdoor heat exchanger (21) during operation is detected.
  • the outdoor temperature sensor (55) detects the temperature of the air sucked by the outdoor heat exchanger (21), and specifically, the outdoor air temperature that is the inlet medium temperature of the outdoor heat exchanger (21), that is, Detect the outside air temperature.
  • the indoor temperature sensor (57) detects the temperature of the air sucked by the indoor heat exchanger (23), specifically, the indoor air temperature that is the inlet medium temperature of the indoor heat exchanger (23), that is, Detect the room temperature.
  • the air conditioner (10) is provided with a controller (60) for controlling the refrigerant circuit (20).
  • the controller (60) receives a sensor signal from the high pressure sensor (51) and the like, and includes a high pressure controller (61) and a capacity controller (62).
  • the high-pressure control unit (61) constitutes a high-pressure control means, and includes a first control unit (6a) and a second control unit (6b).
  • the first control unit (6a) includes the outlet refrigerant temperature of the outdoor heat exchanger (21), which serves as a radiator during cooling operation, and the intake air temperature (inlet medium temperature) of the outdoor heat exchanger (21).
  • the target value of the high-pressure refrigerant pressure in the refrigerant circuit (20) is derived on the basis of the outside air temperature and the first throttle mechanism (41) as the high-pressure side throttle mechanism so that the high-pressure refrigerant pressure becomes the target value. Adjust the throttle amount to control the high pressure.
  • the first control unit (6a) includes an outlet refrigerant temperature of the indoor heat exchanger (23) that serves as a radiator during heating operation, and an intake air temperature (inlet medium) of the indoor heat exchanger (23).
  • the target value of the high-pressure refrigerant pressure of the refrigerant circuit (20) is derived based on the indoor temperature, which is the temperature), and the second throttle mechanism (42) that is the high-pressure side throttle mechanism so that the high-pressure refrigerant pressure becomes the target value. ) Adjust the throttle amount to perform high pressure control.
  • the second control unit (6b) is based on the inlet refrigerant temperature of the indoor heat exchanger (23) serving as a heat absorber during the cooling operation and the outlet refrigerant temperature of the indoor heat exchanger (23).
  • the throttle amount of the second throttle mechanism (42), which is the low-pressure side throttle mechanism, is adjusted so that the degree of superheat of the outlet refrigerant of the indoor heat exchanger (23) becomes a predetermined value.
  • the second control unit (6b) is based on the inlet refrigerant temperature of the outdoor heat exchanger (21) serving as a heat absorber during the heating operation and the outlet refrigerant temperature of the outdoor heat exchanger (21).
  • the first throttle mechanism low-pressure side throttle mechanism so that the degree of superheat of the outlet refrigerant of the outdoor heat exchanger (21) becomes a predetermined value. Adjust the aperture in 41).
  • the capacity control unit (62) constitutes capacity control means.
  • the capacity control unit (62) is configured to increase / decrease the operating capacity of the compressor (32) based on the capacity up signal and the capacity down signal output from the indoor unit (1B).
  • the indoor unit (1B) is configured to output a capacity up signal and a capacity down signal based on the indoor temperature, which is the intake air temperature of the indoor heat exchanger (23), and the indoor set temperature. Yes.
  • the refrigerant circuit (20) has a supercritical cycle.
  • the cooling capacity of the refrigerant circuit (20) is constant, if the high-pressure refrigerant pressure in the refrigerant circuit (20) increases, the outdoor heat exchange that is a radiator (gas cooler)
  • the outlet refrigerant temperature of the vessel (21) decreases.
  • Fig. 4 shows the relationship between high-pressure refrigerant pressure and outlet refrigerant temperature for each cooling capacity when the outside air temperature is 30 ° C
  • Fig. 5 shows each cooling capacity when the outside air temperature is 35 ° C. The relationship between the high-pressure refrigerant pressure and the outlet refrigerant temperature is shown.
  • the optimum COP (optimum operating efficiency) cannot be determined based on the outlet refrigerant temperature of the outdoor heat exchanger (21).
  • FIG. 6 shows the relationship between the high-pressure refrigerant pressure and COP for each cooling capacity when the outside air temperature is 30 ° C.
  • FIG. 7 shows the case when the outside air temperature is 35 ° C.
  • Line A shows the optimum COP high-pressure refrigerant pressure.
  • Fig. 8 shows the relationship between the outlet refrigerant temperature and COP for each cooling capacity when the outside air temperature is 30 ° C
  • Fig. 9 shows the cooling capacity when the outside air temperature is 35 ° C. It shows the relationship between the refrigerant temperature and COP for each.
  • Line B shows the optimal COP outlet refrigerant temperature.
  • the relationship between the high-pressure refrigerant pressure and the outlet refrigerant temperature is determined by the outside air temperature.
  • the target high-pressure refrigerant pressure for the optimal COP is determined by the outside air temperature, the outlet refrigerant temperature, and the high-pressure refrigerant pressure.
  • the high pressure of the refrigerant circuit (20) that is the optimum COP is determined by the outside air temperature that is the intake air temperature of the outdoor heat exchanger (21) and the outlet refrigerant temperature of the outdoor heat exchanger (21).
  • the target value of the refrigerant pressure is derived.
  • the opening degree (throttle amount) of the first throttling mechanism (41) is adjusted so that the high-pressure refrigerant pressure becomes the target value.
  • the four-way selector valve (2a) is switched to the solid line side in FIG.
  • the refrigerant discharged from the compressor (32) is cooled by radiating heat to the outdoor air in the outdoor heat exchanger (21).
  • the pressure is reduced at (41) to an intermediate pressure state and flows into the gas-liquid separator (22).
  • this gas-liquid separator (22) it is separated into a gas refrigerant and a liquid refrigerant, and the liquid refrigerant is depressurized by the second throttle mechanism (42) and flows to the indoor heat exchanger (23) to evaporate.
  • the evaporated gas refrigerant returns to the compressor (32) and is compressed again.
  • the gas refrigerant of the gas-liquid separator (22) is introduced into the intermediate pressure region of the compressor (32). This operation is repeated to cool the room.
  • the four-way selector valve (2a) switches to the broken line side in FIG.
  • the refrigerant discharged from the compressor (32) dissipates heat to the indoor air in the indoor heat exchanger (23) and is cooled, and the second throttle mechanism
  • the pressure is reduced at (42) to an intermediate pressure state and flows into the gas-liquid separator (22).
  • the gas-liquid separator (22) the gas refrigerant and the liquid refrigerant are separated, and the liquid refrigerant is depressurized by the first throttle mechanism (41), flows to the outdoor heat exchanger (21), and evaporates.
  • the evaporated gas refrigerant returns to the compressor (32) and is compressed again.
  • the gas refrigerant of the gas-liquid separator (22) is introduced into the intermediate pressure region of the compressor (32). This operation is repeated to heat the room.
  • the control operation of the first throttle mechanism (41) and the second throttle mechanism (42) and the control operation of the operation capacity of the compression mechanism (30) are based on the control flow of FIGS. explain.
  • step ST1 the outside air temperature sensor (55) detects the outside air temperature that is the intake air temperature of the outdoor heat exchanger (21), and at the same time, The first refrigerant temperature sensor (53) detects the outlet refrigerant temperature of the outdoor heat exchanger (21). Subsequently, the process proceeds to step ST2, and the first control unit (6a) derives a target value for the high-pressure refrigerant pressure based on the outside air temperature and the outlet refrigerant temperature.
  • step ST3 the first control unit (6a) determines whether or not the high-pressure refrigerant pressure detected by the high-pressure sensor (51) is larger than a target value.
  • the process proceeds from step ST3 to step ST4, the opening degree of the first throttle mechanism (41) is reduced, that is, the throttle amount is increased and the process returns to step ST1.
  • step ST5 the opening degree of the first throttle mechanism (41) is increased, that is, the throttle amount is decreased and the process returns to step ST1. This operation is repeated to adjust the opening of the first throttle mechanism (41).
  • step ST6 the third refrigerant temperature sensor (56) detects the inlet refrigerant temperature of the indoor heat exchanger (23), and the second refrigerant temperature sensor (54) detects the indoor heat exchanger (23 ) Outlet refrigerant temperature, that is, the suction refrigerant temperature of the compression mechanism (30).
  • step ST7 the second controller (6b) derives the degree of superheat of the outlet refrigerant of the indoor heat exchanger (23), which is the degree of superheat of evaporation, based on the inlet refrigerant temperature and the outlet refrigerant temperature.
  • step ST8 the second control unit (6b) determines whether or not the superheat degree is greater than a predetermined value (target superheat degree). If the degree of superheat is smaller than the predetermined value, the process proceeds from step ST8 to step ST9, the opening of the second throttle mechanism (42) is reduced, that is, the throttle amount is increased and the process returns to step ST6.
  • a predetermined value target superheat degree
  • step ST8 the opening degree of the second throttling mechanism (42) is increased, that is, the throttling amount is decreased and the process returns to step ST6. This operation is repeated to adjust the opening of the second throttle mechanism (42).
  • step ST11 the indoor temperature sensor (57) detects the indoor air temperature (indoor temperature) which is the intake air temperature of the indoor heat exchanger (23) and sets the indoor temperature to the set temperature. Read degrees. Subsequently, the process proceeds to step ST12, and the indoor unit (1B) outputs a capacity up signal when the room temperature is higher than the set temperature, and outputs a capacity down signal when the room temperature is lower than the set temperature.
  • indoor air temperature indoor temperature
  • step ST13 the capacity control unit (62) determines whether the output of the indoor unit (1B) is a force that is a capability up signal or a capability down signal. If the output of the indoor unit (1 B) is a capacity-up signal, the process moves from step ST13 to step ST14, increasing the operating capacity of the compression mechanism (30), that is, increasing the rotational speed of the compressor (32). Return to step ST11.
  • step ST13 If the output of the indoor unit (1B) is a capacity down signal, the process moves from step ST13 to step ST15, and the operating capacity of the compression mechanism (30) is reduced, that is, the rotation of the compressor (32). Decrease the number and return to step ST11. Repeat this operation to adjust the operating capacity of the compression mechanism (30).
  • step ST21 the indoor temperature sensor (57) detects the indoor temperature, which is the intake air temperature of the indoor heat exchanger (23), and 3
  • the refrigerant temperature sensor (56) detects the outlet refrigerant temperature of the indoor heat exchanger (23). Subsequently, the process proceeds to step ST22, and the first control unit (6a) derives a target value for the high-pressure refrigerant pressure based on the room temperature and the outlet refrigerant temperature.
  • step ST23 in which the first controller (6a) determines whether or not the high-pressure refrigerant pressure detected by the high-pressure sensor (51) is greater than a target value.
  • the process proceeds from step ST23 to step ST24, the opening degree of the second throttle mechanism (42) is reduced, that is, the throttle amount is increased and the process returns to step ST21.
  • step ST23 the opening degree of the second throttle mechanism (42) is increased, that is, the throttle amount is decreased and the process returns to step ST21. . This operation is repeated to adjust the opening of the second throttle mechanism (42).
  • step ST26 the first refrigerant temperature sensor (53) detects the inlet refrigerant temperature of the outdoor heat exchanger (21), and the second refrigerant temperature sensor (54) detects the outdoor heat exchanger (21 ) Outlet refrigerant temperature, that is, the suction refrigerant temperature of the compression mechanism (30).
  • step ST27 the second control unit (6b) performs steaming based on the inlet refrigerant temperature and the suction refrigerant temperature.
  • the degree of superheat of the outlet refrigerant of the outdoor heat exchanger (21) which is the degree of superheat, is derived.
  • step ST28 in which the second control unit (6b) determines whether or not the degree of superheat is greater than a predetermined value (target degree of superheat). If the degree of superheat is smaller than the predetermined value, the process proceeds from step ST28 to step ST29, the opening degree of the first throttle mechanism (41) is decreased, that is, the throttle amount is increased, and the process returns to step ST26.
  • a predetermined value target degree of superheat
  • step ST28 the opening degree of the first throttle mechanism (41) is increased, that is, the throttle amount is decreased and the process returns to step ST26. Repeat this operation to adjust the opening of the first throttle mechanism (41).
  • step ST31 the indoor temperature sensor (57) detects the indoor temperature that is the intake air temperature of the indoor heat exchanger (23) and reads the set temperature of the indoor temperature. Subsequently, the process proceeds to step ST32, and the indoor unit (1B) outputs a capacity up signal when the room temperature is lower than the set temperature, and outputs a capacity down signal when the room temperature is equal to or higher than the set temperature.
  • step ST33 the capacity control section (62) determines whether the output of the indoor unit (1B) is a force that is a capability up signal or a capability down signal. If the output of the indoor unit (1 B) is a capacity increase signal, the process proceeds from step ST33 to step ST34, and the operating capacity of the compression mechanism (30) is increased, that is, the rotational speed of the compressor (32) is increased. Return to step ST31.
  • step ST35 the operating capacity of the compression mechanism (30) is reduced, that is, the compressor (32) is rotated. Decrease the number and return to step ST31. Repeat this operation to adjust the operating capacity of the compression mechanism (30).
  • the target value of the high pressure refrigerant pressure is determined by the intake air temperature (outside air temperature) of the outdoor heat exchanger (21) and the outlet refrigerant temperature of the outdoor heat exchanger (21) during the cooling operation.
  • the target value of the high-pressure refrigerant pressure is derived from the intake air temperature (indoor temperature) of the indoor heat exchanger (23) and the outlet refrigerant temperature of the indoor heat exchanger (23) during heating operation.
  • the throttle of the expansion mechanism (40) is adjusted so that the high-pressure refrigerant pressure becomes a target value. Since the amount is adjusted, it is possible to operate in an operating state where the operating efficiency (COP) is optimal.
  • the first throttle mechanism (41) performs high pressure control during cooling operation, and the second throttle mechanism (42) performs superheat control, while the second throttle mechanism (42) performs high pressure control during heating operation. Since the superheat degree control is performed by the first throttle mechanism (41), the high-pressure refrigerant and the low-pressure refrigerant can be maintained in optimum states.
  • the high-pressure refrigerant pressure can be adjusted reliably. it can.
  • the refrigerant in the first embodiment flows in both directions through the expansion mechanism (40) and the gas-liquid separator (22). ) And gas-liquid separator (22) always flow in a certain direction.
  • the refrigerant circuit (20) includes a rectifier circuit (2b).
  • the rectifier circuit (2b) is configured as a bridge circuit having four flow paths with one-way valves.
  • the first connection point of the rectifier circuit (2b) is connected to the outdoor heat exchanger (21), and the second connection point is connected to the indoor heat exchanger (23).
  • a one-way passage (2c) is connected between the third connection point and the fourth connection point of the rectifier circuit (2b).
  • An upstream force first throttle mechanism (41), a gas-liquid separator (22), and a second throttle mechanism (42) are sequentially connected to the negative direction passage (2c).
  • the refrigerant flows from the first throttle mechanism (41) through the gas-liquid separator (22) through the second throttle mechanism (42) in both the cooling operation and the heating operation.
  • the upstream side of the one-way passage (2c) is connected to the upper part of the gas-liquid separator (22), and the downstream side of the one-way passage (2c) is connected to the lower part.
  • the first throttle mechanism (41) always constitutes a high-pressure side throttle mechanism
  • the second throttle mechanism ( 42) always constitutes a low pressure side throttle mechanism
  • the first control unit (6a) of the high-pressure control unit (61) ensures that the high-pressure refrigerant pressure of the refrigerant circuit (20) becomes the target value in both the cooling operation and the heating operation.
  • High pressure control is performed by adjusting the aperture amount of the first aperture mechanism (41), which is the high pressure side aperture mechanism.
  • the second control unit (6b) of the high-pressure control unit (61) is a low-pressure side throttling mechanism so that the refrigerant superheat degree becomes a predetermined value regardless of whether the cooling operation or the heating operation is performed. 2Adjust the iris of the iris mechanism (42).
  • the compression mechanism (30) includes a low-stage compressor (33) and a high-stage compressor (34), and the injection passage (25) includes the low-stage compressor (33). And a high-stage compressor (34).
  • Other configurations and operational effects are the same as those of the first embodiment.
  • the refrigerant of the first embodiment flows in both directions through the gas-liquid separator (22), but the refrigerant always keeps the gas-liquid separator (22) constant. It is designed to flow in the direction.
  • the refrigerant circuit (20) includes a switching mechanism (2d) for switching the refrigerant flow.
  • the switching mechanism (2d) is composed of a four-way switching valve, and two of the four ports are connected to the outdoor heat exchanger (21) via the first throttle mechanism (41), and the second throttle It is connected to the indoor heat exchanger (23) via the mechanism (42).
  • a one-way passage (2c) is connected between the other two ports of the switching mechanism (2d).
  • a gas-liquid separator (22) is provided in the -direction passage (2c).
  • An upstream side of the one-way passage (2c) is connected to the upper portion of the gas-liquid separator (22), and a downstream side of the one-way passage (2c) is connected to the lower portion.
  • the refrigerant flows in one direction through the gas-liquid separator (22) during both the cooling operation and the heating operation.
  • Other configurations and operational effects are the same as those of the first embodiment.
  • Embodiment 4 of the present invention will be described in detail based on the drawings.
  • the above embodiments:! To 3 are provided with a plurality of indoor units (1B) instead of being provided with a single indoor unit (1B). It is a multi-type.
  • the rectifier circuit (2b) of the second embodiment is provided, and a plurality of indoor heat exchangers (23) are provided in the refrigerant circuit (20).
  • each indoor unit (1B) is connected in parallel to each other, and each indoor unit (1B) is connected to the outdoor unit (1A).
  • Each indoor unit (1B) houses an indoor heat exchanger (23) and a second throttle mechanism (42) connected in series to the indoor heat exchanger (23).
  • a first throttle mechanism (41) is provided in the refrigerant pipe (24) between the outdoor heat exchanger (21) of the outdoor unit (1A) and the rectifier circuit (2b).
  • the first throttle mechanism (41) is a heat source side throttle mechanism
  • the second throttle mechanism (42) is a user side throttle mechanism.
  • the first diaphragm mechanism (41) constitutes a high pressure side diaphragm mechanism
  • the second diaphragm mechanism (42) constitutes a low pressure side diaphragm mechanism.
  • the second throttle mechanism (42) constitutes a high pressure side throttle mechanism
  • the first throttle mechanism (41) constitutes a low pressure side throttle mechanism.
  • Each indoor unit (1B) is provided with a third refrigerant temperature sensor (56) and an indoor temperature sensor (57), as well as the compression of the indoor heat exchanger (23), as in the first embodiment.
  • a fourth refrigerant temperature sensor (58) is provided in the refrigerant pipe (24) on the mechanism (30) side. The fourth refrigerant temperature sensor (58) detects the outlet refrigerant temperature of the indoor heat exchanger (23) during the heating operation.
  • the controller (60) of the air conditioner (10) includes an outlet temperature controller (63) in addition to the high pressure controller (61) and the capacity controller (62).
  • the high-pressure control section (61) performs high-pressure control and superheat control in the same manner as in the first embodiment during the cooling operation.
  • the outlet temperature control section (63) constitutes outlet temperature control means, and includes a first control section (6c) and a second control section (6d).
  • the first control unit (6c) is configured to set the indoor temperature, which is the intake air temperature of the indoor heat exchanger (23), which serves as a radiator during heating operation, and the set pressure of the high-pressure refrigerant pressure of the refrigerant circuit (20). And a target value for the outlet refrigerant temperature of the indoor heat exchanger (23) is derived based on the The outlet temperature is controlled by adjusting the throttle amount of the second throttle mechanism (42), which is the high-pressure side throttle mechanism, so that the value is the same.
  • the second control unit (6d) is based on the inlet refrigerant temperature of the outdoor heat exchanger (21) serving as a heat absorber during heating operation and the outlet refrigerant temperature of the outdoor heat exchanger (21).
  • the throttle amount of the first throttle mechanism (41) which is the low-pressure side throttle mechanism, is adjusted so that the degree of superheat of the outlet refrigerant of the outdoor heat exchanger (21) becomes a predetermined value.
  • the optimum COP is determined by the room temperature (the outside air temperature described in the first embodiment), the outlet refrigerant temperature, and the high-pressure refrigerant pressure. Therefore, the first control unit (6c) is optimal in the heating operation depending on the indoor temperature that is the intake air temperature of the indoor heat exchanger (23) and the set pressure value of the high-pressure refrigerant pressure of the refrigerant circuit (20).
  • the target value for the outlet refrigerant temperature of the indoor heat exchanger (23), which is the COP, is derived. Then, the opening degree (throttle amount) of the second throttle mechanism (42) is adjusted so that the outlet refrigerant temperature becomes the target value.
  • the capacity control unit (62) constitutes a capacity control means.
  • the capacity control unit (62) controls the operating capacity of the compression mechanism (30) so that the low-pressure refrigerant pressure of the refrigerant circuit (20) becomes a set pressure value during the cooling operation, and at the same time the refrigerant circuit (20
  • the operating capacity of the compression mechanism (30) is controlled so that the high-pressure refrigerant pressure of) reaches the set pressure value.
  • the capacity control section (62) reduces the set pressure value of the low-pressure refrigerant pressure during the cooling operation based on the capacity increase signal output from the indoor unit (1B), and the high-pressure refrigerant during the heating operation. While the set pressure value of the pressure is increased, the set pressure value of the low-pressure refrigerant pressure during cooling operation is increased based on the capacity down signal output by the indoor unit (1B), and the high-pressure refrigerant pressure during heating operation is increased. Reduce the set pressure value.
  • the capacity controller (62) changes the set pressure value and outputs a capacity down signal when the ratio of the number of indoor units (1B) that output the capacity up signal reaches 20 to 40%.
  • the ratio of the number of indoor units (1B) to be reached is 20 to 40%, the set pressure value is changed.
  • each indoor unit (1B) outputs a capacity-up signal when the opening of the second throttle mechanism (42) reaches 80 to 90% or more of the full opening, and the second throttle mechanism (42) It is configured to output a capability down signal when the opening is 10 to 20% or less of the total opening.
  • Driving action is the same as those in the first embodiment.
  • the four-way selector valve (2a) switches to the solid line side in FIG.
  • the refrigerant discharged from the compressor (32) is cooled by releasing heat to the outdoor air in the outdoor heat exchanger (21), and is reduced in pressure to the intermediate pressure state by the first throttle mechanism (41).
  • the gas-liquid separator (22) the gas refrigerant and the liquid refrigerant are separated.
  • the liquid refrigerant flows into each indoor unit (1B), is depressurized by the second throttle mechanism (42), and is evaporated by the plurality of indoor heat exchangers (23).
  • the evaporated gas refrigerant returns to the compressor (32) and is compressed again.
  • the gas refrigerant in the gas-liquid separator (22) is introduced into the intermediate pressure region of the compressor (32). Repeat this operation to cool the room.
  • the four-way selector valve (2a) switches to the broken line in FIG.
  • the refrigerant discharged from the compressor (32) flows to each indoor unit (1B), is radiated to the indoor air by the plurality of indoor heat exchangers (23), is cooled, and is depressurized by the second throttle mechanism (42).
  • the pressure becomes intermediate and flows into the gas-liquid separator (22).
  • this gas-liquid separator (22) it is separated into a gas refrigerant and a liquid refrigerant, and the liquid refrigerant is decompressed by the first throttle mechanism (41) and flows to the outdoor heat exchanger (21) to evaporate.
  • the evaporated gas refrigerant returns to the compressor (32) and is compressed again.
  • the gas refrigerant of the gas-liquid separator (22) is introduced into the intermediate pressure region of the compressor (32). Repeat this operation to heat the room.
  • steps ST41 to ST50 are the same as steps ST1 to ST10 shown in FIG.
  • the outside air temperature sensor (55) detects the outside air temperature and the first refrigerant temperature sensor.
  • step ST41 the first control unit (6a) of the high pressure control unit (61) derives a target value for the high pressure refrigerant pressure based on the outside air temperature and the outlet refrigerant temperature (step ST42).
  • the first control unit (6a) determines whether or not the high-pressure refrigerant pressure detected by the high-pressure sensor (51) is larger than the target value (step ST43), and if the high-pressure refrigerant pressure is smaller than the target value, Reduce the opening of the first throttle mechanism (41) ( Step ST44) When the high-pressure refrigerant pressure is equal to or higher than the target value, the opening of the first throttle mechanism (41) is increased (step ST45). This operation is repeated to adjust the opening of the first throttle mechanism (41).
  • the third refrigerant temperature sensor (56) detects the inlet refrigerant temperature of the indoor heat exchanger (23), and the fourth refrigerant temperature sensor (58) detects the outlet refrigerant temperature of the indoor heat exchanger (23). Is detected (step ST46).
  • the second control unit (6b) of the high pressure control unit (61) is connected to the outlet refrigerant of the indoor heat exchanger (23), which is based on the inlet refrigerant temperature and the outlet refrigerant temperature.
  • the degree of superheat is derived (step ST47). Thereafter, the second control unit (6b) determines whether or not the degree of superheat is greater than a predetermined value (step ST48).
  • the opening degree of the second throttle mechanism (42) is determined. If the degree of superheat is equal to or greater than a predetermined value, the opening degree of the second throttle mechanism (42) is increased (step ST50). This operation is repeated to adjust the opening of the second throttle mechanism (42).
  • the low pressure sensor (52) detects the low pressure refrigerant pressure (step ST51), and the capacity control section (62) determines whether or not the low pressure refrigerant pressure is larger than the set pressure value (step ST52). If the low-pressure refrigerant pressure is smaller than the set pressure value, reduce the rotation speed of the compressor (32) (step ST53) . If the low-pressure refrigerant pressure is higher than the set pressure value, reduce the rotation speed of the compressor (32). Increase (Step ST54) and repeat this operation to adjust the operating capacity of the compression mechanism (30).
  • each indoor temperature sensor (57) is set to the intake air temperature of each indoor heat exchanger (23).
  • a room temperature is detected (step ST61).
  • the first control unit (6c) of the outlet temperature control unit (63) determines the target value of the outlet refrigerant temperature of each indoor heat exchanger (23) based on the set pressure value of the high-pressure refrigerant pressure and the indoor temperature. Derived (step ST62).
  • the first controller (6c) of the outlet temperature controller (63) determines that the outlet refrigerant temperature of the indoor heat exchanger (23) detected by the third refrigerant temperature sensor (56) is larger than the target value. (Step ST63). If the outlet refrigerant temperature is lower than the target value, the opening of the second throttle mechanism (42) is increased (step ST64), that is, the throttle amount is decreased and the process returns to step ST61.
  • step ST65 the opening of the second throttle mechanism (42) is reduced (step ST65), that is, the throttle amount is increased and the process returns to step ST61. Repeat this action Adjust the opening of the second throttle mechanism (42).
  • the first refrigerant temperature sensor (53) detects the inlet refrigerant temperature of the outdoor heat exchanger (21)
  • the second refrigerant temperature sensor (54) detects the outlet refrigerant temperature of the outdoor heat exchanger (21). That is, the suction refrigerant temperature of the compression mechanism (30) is detected (step ST66).
  • the second control section (6d) of the outlet temperature control section (63) is controlled by the outlet refrigerant of the outdoor heat exchanger (21), which has the superheated evaporation temperature based on the inlet refrigerant temperature and the suction refrigerant temperature.
  • the degree of superheat of is derived (step ST67).
  • the second controller (6d) of the outlet temperature controller (63) determines whether or not the degree of superheat is greater than a predetermined value (target degree of superheat) (step ST68).
  • a predetermined value target degree of superheat
  • step ST70 the opening degree of the first throttle mechanism (41) is increased (step ST70), that is, the throttle amount is decreased and the process returns to step ST66. Repeat this operation to adjust the opening of the first throttling mechanism (41).
  • the high pressure sensor (51) detects the high pressure refrigerant pressure (step ST71), determines whether the high pressure refrigerant pressure is larger than the set pressure value (step ST72), and sets the high pressure refrigerant pressure. If the pressure value is smaller, increase the rotation speed of the compressor (32) (step ST51) . If the high-pressure refrigerant pressure is higher than the set pressure value, decrease the rotation speed of the compressor (32) (step ST52). This operation is repeated to adjust the operating capacity of the compression mechanism (30).
  • the target set pressure value decreases the set pressure value of the low-pressure refrigerant pressure during the cooling operation based on the capacity increase signal output from each indoor unit (1B). Increase the set pressure value of the high-pressure refrigerant pressure during heating operation, while increasing the set pressure value of the low-pressure refrigerant pressure during cooling operation based on the capacity down signal output by the indoor unit (1B) Decrease the set pressure value of the high pressure refrigerant pressure.
  • each indoor unit (1B) outputs a capacity-up signal when the opening of the second throttle mechanism (42) becomes 80 to 90% or more of the total opening, and the second throttle mechanism (42 ) Outputs a capability down signal when the opening of 10) falls below 10 to 20% of the total opening.
  • the capacity control section (62) of the indoor unit (1B) that outputs the capacity increase signal The set pressure value is changed when the ratio of the number becomes 20 to 40%, while the set pressure value is changed when the ratio of the number of indoor units (1B) that output the capacity down signal becomes 20 to 40%.
  • the target value of the outlet refrigerant temperature of each indoor heat exchanger (23) is set by the set pressure value of the high-pressure refrigerant pressure of the refrigerant circuit (20) and the room temperature. Since the second throttle mechanism (42) is adjusted so that the outlet refrigerant temperature reaches the target value, the heating operation efficiency (COP) can be operated in the optimum operating state.
  • the present embodiment is configured such that two compressors (32) are provided in place of the one compressor (32) in the fourth embodiment. is there.
  • the compression mechanism (30) includes a low-stage compressor (33) and a high-stage compressor (34).
  • the injection passage (25) includes the low-stage compressor (33) and the high-stage compressor.
  • a switching mechanism (2d) is provided instead of the rectifier circuit (2b) in the fourth embodiment.
  • the switching mechanism (2d) includes a four-way switching valve, and two of the four ports are connected to the outdoor heat exchanger (21 via the first throttle mechanism (41). ) And connected to each indoor heat exchanger (23) via the second throttle mechanism (42).
  • a one-way passage (2c) is connected between the other two ports of the switching mechanism (2d).
  • a gas-liquid separator (22) is provided in the -direction passage (2c).
  • An upstream side of the one-way passage (2c) is connected to the upper portion of the gas-liquid separator (22), and a downstream side of the one-way passage (2c) is connected to the lower portion.
  • the present invention is not limited to the fourth embodiment with respect to the above-described fourth embodiment, but the conditions of the capability up signal and the capability down signal output by each indoor unit (1B).
  • the capacity control of the compression mechanism (30) is not limited to only changing the set pressure value.
  • the air conditioners (10) of Embodiments 1 to 3 may be cooling only machines or heating only machines. At that time, in the case of a heating-only machine, the outlet temperature control unit (63) of Embodiment 4 may be applied instead of the high-pressure control unit (61).
  • the high pressure control unit (61) in each embodiment derives a target value of the high pressure refrigerant pressure based on the outlet refrigerant temperature of the heat radiation side heat exchanger and the inlet medium temperature of the heat radiation side heat exchanger. I will do it. However, the high pressure control unit (61) adds the refrigerant temperature equivalent saturation pressure in the heat absorption side heat exchanger to the parameter, and based on the outlet refrigerant temperature, the inlet medium temperature, and the refrigerant temperature equivalent saturation pressure, The target value of the high-pressure refrigerant pressure in (20) may be derived. In this case, the target value of the high-pressure refrigerant pressure can be derived more accurately.
  • the target of the high-pressure refrigerant pressure is based on the outlet refrigerant temperature of the outdoor heat exchanger (21), the outdoor air temperature, and the evaporation pressure or evaporation temperature in the indoor heat exchanger (23). A value may be derived.
  • the target value of the high-pressure refrigerant pressure is derived based on the outlet refrigerant temperature of the indoor heat exchanger (23), the indoor temperature, and the evaporation pressure or evaporation temperature in the outdoor heat exchanger (21). Yes.
  • the second controller (6b, 6d) in each embodiment performs superheat degree control.
  • the first to third inventions are not limited to superheat control.
  • the high pressure control and the outlet temperature control are performed by the first throttle mechanism (4
  • the medium that exchanges heat with the refrigerant is not limited to air, and may be water, brine, or the like.
  • the expansion mechanism (40), which is not limited to carbon dioxide, is not limited to an expansion valve.
  • the present invention is useful as a countermeasure for operating efficiency in the refrigeration system of the supercritical refrigeration cycle.

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Abstract

　　圧縮機構（30）と室外熱交換器（21）と膨張機構（40）と室内熱交換器（23）とを有し、蒸気圧縮式超臨界冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）を備えている。膨張機構（40）は、冷媒回路（20）の冷媒を２段膨張させるように絞り量の可変な第１絞り機構（41）と第２絞り機構（42）とを備えている。冷房運転時に室外熱交換器（21）の出口冷媒温度と、室外熱交換器（21）の入口空気温度とに基づいて冷媒回路（20）の高圧冷媒圧力の目標値を導出する。暖房運転時に室内熱交換器（23）の出口冷媒温度と、室内熱交換器（23）の入口空気温度とに基づいて冷媒回路（20）の高圧冷媒圧力の目標値を導出する。この高圧冷媒圧力が目標値になるように第１絞り機構（41）又は第２絞り機構（42）の絞り量を調整して高圧制御を行う。

Description

明 細 書
冷凍装置
技術分野
[0001] 本発明は、冷凍装置に関し、特に、超臨界冷凍サイクルの冷凍装置における運 転効率対策に係るものである。 背景技術
[0002] 従来より冷凍装置には、二酸化炭素を冷媒として超臨界サイクルを利用した蒸気 圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えたものがある（特許文献 1参照）。
[0003] この冷凍装置は、低段側圧縮機と高段側圧縮機と放熱側熱交換器と第 1減圧器 と気液分離器と第 2減圧器とが順に接続された冷媒回路を備え、気液分離器のガス 冷媒を低段側圧縮機と高段側圧縮機との間に導くようにしている。
[0004] 上記冷凍装置は、超臨界サイクルを利用しているため、放熱側熱交換器におい て、冷媒が超臨界状態となって凝縮温度が存在しない。そこで、上記放熱側熱交換 器の出口冷媒温度又は放熱側熱交換器の周囲空気温度に基づいて第 1減圧器と 第 2減圧器の少なくとも何れか一方の減圧量を制御し、上記冷媒回路の高圧冷媒圧 力が最適になるように制御している。
特許文献 1：特開 2001— 133058号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] しかしながら、従来の冷凍装置においては、放熱側熱交換器の出口冷媒温度及 び放熱側熱交換器の周囲空気温度の何れか一方のみを用いているため、高圧冷媒 圧力が必ずしも最適値になるなるとは限らず、運転効率（COP)が必ずしも最適とは 言えないという問題があった。
[0006] つまり、冷媒回路の高圧冷媒圧力は、放熱側熱交換器の出口冷媒温度と放熱側 熱交換器の周囲空気温度との双方が変化すると、この変化に伴って変化する。した がって、冷凍装置の運転効率 (COP)は、冷媒回路の高圧冷媒圧力と放熱側熱交換 器の出口冷媒温度と放熱側熱交換器の周囲空気温度とによって変化することになる [0007] 従来の冷凍装置は、冷媒回路の高圧冷媒圧力と放熱側熱交換器の出口冷媒温 度とに基づいて減圧量を調整するか、又は冷媒回路の高圧冷媒圧力と放熱側熱交 換器の周囲空気温度とに基づいて減圧量を調整している。この結果、従来の冷凍装 置は、運転効率（C〇P)の最適な運転を必ずしも行うとは言えなかった。
[0008] 本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、超臨界冷凍サイクルの冷媒回 路を備えた冷凍装置にぉレ、て、運転効率（COP)の最適な運転を行うことを目的とす る。
課題を解決するための手段
[0009] 第 1の発明は、圧縮機構 (30)と熱源側熱交換器 (21)と膨張機構 (40)と利用側熱 交換器 (23)とを有し、蒸気圧縮式超臨界冷凍サイクルを行う冷媒回路 (20)を備え、 上記膨張機構 (40)が、冷媒回路 (20)の冷媒を 2段膨張させるように絞り量の可変な 高圧側絞り機構 (41 , 42)と低圧側絞り機構 (42, 41)とを備えている冷凍装置を対象 としている。
[0010] そして、上記熱源側熱交換器 (21)と利用側熱交換器 (23)のうち放熱器となる放 熱側熱交換器の出口冷媒温度と、該放熱側熱交換器で冷媒と熱交換する媒体の放 熱側熱交換器の入口媒体温度とに基づいて上記冷媒回路 (20)の高圧冷媒圧力の 目標値を導出し、該高圧冷媒圧力が目標値になるように上記膨張機構 (40)の絞り量 を調整して高圧制御を行う高圧制御手段 (61)を備えている。
[0011] 上記第 1の発明では、冷媒回路 (20)の高圧冷媒圧力と放熱側熱交換器の出口 冷媒温度との関係は放熱側熱交換器の入口媒体温度によって定まるので、放熱側 熱交換器の入口媒体温度と放熱側熱交換器の出口冷媒温度とによって最適 C〇Pと なる冷媒回路 (20)の高圧冷媒圧力の目標値を導出する。そして、高圧冷媒圧力が 目標値になるように膨張機構 (40)の絞り量を調節する。
[0012] 第 2の発明は、圧縮機構 (30)と熱源側熱交換器 (21)と膨張機構 (40)と利用側熱 交換器 (23)とを有し、蒸気圧縮式超臨界冷凍サイクルを行う冷媒回路 (20)を備え、 上記膨張機構 (40)は、冷媒回路 (20)の冷媒を 2段膨張させるように絞り量の可変な 高圧側絞り機構 (42)と低圧側絞り機構 (41)とを備えている冷凍装置を対象としてい る。
[0013] そして、上記冷媒回路 (20)の加熱運転時において、利用側熱交換器 (23)で冷媒 と熱交換する媒体の利用側熱交換器 (23)の入口媒体温度と、冷媒回路 (20)の高圧 冷媒圧力の設定圧力値とに基づいて上記利用側熱交換器 (23)の出口冷媒温度の 目標値を導出し、該出口冷媒温度が目標値になるように上記膨張機構 (40)の絞り量 を調整して出口温度制御を行う出口温度制御手段（63)を備えてレ、る。
[0014] 上記第 2の発明では、冷媒回路 (20)の高圧冷媒圧力と利用側熱交換器 (23)の 出口冷媒温度との関係は利用側熱交換器 (23)の入口媒体温度によって定まるので 、高圧冷媒圧力の設定値と利用側熱交換器 (23)の入口媒体温度とによって最適 C OPとなる利用側熱交換器 (23)の出口冷媒温度の目標値を導出する。そして、出口 冷媒温度が目標値になるように膨張機構 (40)の絞り量を調節する。
[0015] 第 3の発明は、圧縮機構 (30)と熱源側熱交換器 (21)と膨張機構 (40)と互いに並 列接続された複数の利用側熱交換器 (23)とを有し、蒸気圧縮式超臨界冷凍サイク ルを行う冷媒回路 (20)を備え、上記膨張機構 (40)は、冷媒回路 (20)の冷媒を 2段膨 張させるように、熱源側熱交換器 (21)に対応した絞り量の可変な熱源側絞り機構 (41 )と各利用側熱交換器 (23)に対応した絞り量の可変な複数の利用側絞り機構 (42)と を備えてレヽる冷凍装置を対象としてレヽる。
[0016] そして、上記冷媒回路 (20)の冷却運転時において、熱源側熱交換器 (21)の出口 冷媒温度と、熱源側熱交換器 (21)で冷媒と熱交換する媒体の熱源側熱交換器 (21) の入口媒体温度とに基づいて上記冷媒回路 (20)の高圧冷媒圧力の目標値を導出 し、該高圧冷媒圧力が目標値になるように上記膨張機構 (40)の絞り量を調整して高 圧制御を行う高圧制御手段 (61)を備えている。
[0017] 更に、上記冷媒回路 (20)の加熱運転時において、利用側熱交換器 (23)で冷媒 と熱交換する媒体の利用側熱交換器 (23)の入口媒体温度と、冷媒回路 (20)の高圧 冷媒圧力の設定圧力値とに基づいて上記利用側熱交換器 (23)の出口冷媒温度の 目標値を導出し、該出口冷媒温度が目標値になるように上記膨張機構 (40)の絞り量 を調整して出口温度制御を行う出口温度制御手段（63)を備えてレ、る。
[0018] 上記第 3の発明では、冷媒回路 (20)の高圧冷媒圧力と放熱側熱交換器の出口 冷媒温度との関係は放熱側熱交換器の入口媒体温度によって定まるので、冷却運 転時は、熱源側熱交換器 (21)の入口媒体温度と熱源側熱交換器 (21)の出口冷媒 温度とによって最適 COPとなる冷媒回路 (20)の高圧冷媒圧力の目標値を導出する 。そして、高圧冷媒圧力が目標値になるように膨張機構 (40)の絞り量を調節する。
[0019] また、加熱運転時は、高圧冷媒圧力の設定値と利用側熱交換器 (23)の入口媒体 温度とによって最適 COPとなる利用側熱交換器 (23)の出口冷媒温度の目標値を導 出する。そして、出口冷媒温度が目標値になるように膨張機構 (40)の絞り量を調節 する。
[0020] 第 4の発明は、上記第 1の発明において、上記高圧制御手段（61)が、高圧制御 を行うために高圧側絞り機構 (41 , 42)の絞り量を調整する第 1制御部（6a)と、熱源側 熱交換器 (21)と利用側熱交換器 (23)のうち吸熱器となる吸熱側熱交換器の出口冷 媒の過熱度が所定値になるように低圧側絞り機構 (42， 41)の絞り量を調整する第 2 制御部（6b)とを備えている。
[0021] 上記第 4の発明では、第 1制御部（6a)が高圧側絞り機構 (41， 42)の絞り量を調整 して高圧制御を行い、第 2制御部（6b)が低圧側絞り機構 (42, 41)の絞り量を調整し て過熱度制御を行う。
[0022] 第 5の発明は、上記第 2の発明において、上記出口温度制御手段（63)が、出口 温度制御を行うために高圧側絞り機構 (42)の絞り量を調整する第 1制御部（6c)と、 熱源側熱交換器 (21)の出口冷媒の過熱度が所定値になるように低圧側絞り機構 (4 1)の絞り量を調整する第 2制御部（6d)とを備えてレ、る。
[0023] 上記第 5の発明では、第 1制御部（6c)が高圧側絞り機構 (42)の絞り量を調整して 出口温度制御を行い、第 2制御部（6c)が低圧側絞り機構 (41)の絞り量を調整して過 熱度制御を行う。
[0024] 第 6の発明は、上記第 3の発明において、上記高圧制御手段（61)が、高圧制御 を行うために熱源側絞り機構 (41)の絞り量を調整する第 1制御部（6a)と、利用側熱 交換器 (23)の出口冷媒の過熱度が所定値になるように利用側絞り機構 (42)の絞り 量を調整する第 2制御部（6b)とを備えている。また、上記出口温度制御手段（63)が 、出口温度制御を行うために利用側絞り機構 (42)の絞り量を調整する第 1制御部（6c )と、熱源側熱交換器 (21)の出口冷媒の過熱度が所定値になるように熱源側絞り機 構 (41)の絞り量を調整する第 2制御部（6d)とを備えてレ、る。
[0025] 上記第 6の発明では、高圧制御手段 (61)の第 1制御部（6a)が熱源側絞り機構 (4
1)の絞り量を調整して高圧制御を行レ、、第 2制御部（6b)が利用側絞り機構 (42)の絞 り量を調整して過熱度制御を行う。
[0026] また、出口温度制御手段（63)の第 1制御部（6c)が利用側絞り機構 (42)の絞り量 を調整して出口温度制御を行い、第 2制御部（6c)が熱源側絞り機構 (41)の絞り量を 調整して過熱度制御を行う。
[0027] 第 7の発明は、上記第 1〜3の発明の何れか 1の発明において、上記冷媒回路 (2
0)力 膨張機構 (40)の 2つの絞り機構 (41， 42)の間に設けられた気液分離器 (22)と
、該気液分離器 (22)のガス冷媒を圧縮機構 (30)の中間圧領域に導くインジ工クショ ン通路（25)とを備えている。
[0028] 上記第 7の発明では、気液分離器 (22)で液冷媒とガス冷媒とが分離され、そのガ ス冷媒がインジェクション通路 (25)を介して圧縮機構 (30)の中間圧領域に導入され る。
[0029] 第 8の発明は、上記第 7の発明において、上記圧縮機構 (30)が、低段側圧縮機（ 33)と高段側圧縮機 (34)とを備える一方、上記インジェクション通路 (25)が、低段側 圧縮機 (33)と高段側圧縮機 (34)との間の中間圧領域にガス冷媒を導くように構成さ れている。
[0030] 上記第 8の発明では、冷媒を低段側圧縮機 (33)と高段側圧縮機 (34)とで 2段圧 縮し、この 2段圧縮の中間圧領域に気液分離器 (22)のガス冷媒を導く。
[0031] 第 9の発明は、上記第 1の発明において、上記高圧制御手段（61)が、放熱側熱 交換器の出口冷媒温度と、放熱側熱交換器の入口媒体温度とに、熱源側熱交換器 (21)と利用側熱交換器 (23)のうち吸熱器となる吸熱側熱交換器における冷媒温度 相当飽和圧力を加え、上記出口冷媒温度と入口媒体温度と冷媒温度相当飽和圧力 とに基づレ、て冷媒回路 (20)の高圧冷媒圧力の目標値を導出するように構成されて いる。
[0032] 上記第 9の発明では、放熱側熱交換器の出口冷媒温度と、放熱側熱交換器の入 口媒体温度と吸熱側熱交換器における冷媒温度相当飽和圧力とに基づいて冷媒回 路 (20)の高圧冷媒圧力の目標値をより正確に導出する。
[0033] 第 10の発明は、上記第 3の発明において、上記高圧制御手段（61)力 熱源側熱 交換器 (21)の出口冷媒温度と、熱源側熱交換器 (21)の入口媒体温度とに、利用側 熱交換器 (23)における冷媒温度相当飽和圧力を加え、上記出口冷媒温度と入口媒 体温度と冷媒温度相当飽和圧力とに基づいて冷媒回路 (20)の高圧冷媒圧力の目 標値を導出するように構成されている。
[0034] 上記第 10の発明では、熱源側熱交換器 (21)の出口冷媒温度と、熱源側熱交換 器 (21)の入口媒体温度と利用側熱交換器 (23)における冷媒温度相当飽和圧力とに 基づいて冷媒回路 (20)の高圧冷媒圧力の目標値をより正確に導出する。
[0035] 第 11の発明は、上記第 1又は第 2の発明において、上記利用側熱交換器 (23)が 収納された利用側ユニット（1B)が出力する能力アップ信号と能力ダウン信号とに基 づいて圧縮機構 (30)の運転容量を増減制御する容量制御手段 (62)を備えている。
[0036] 上記第 11の発明では、容量制御手段 (62)が別個に圧縮機構 (30)の運転容量を 増減制御する。
[0037] 第 12の発明は、上記第 11の発明において、上記利用側ユニット（1B)が、利用側 熱交換器 (23)の入口媒体温度と設定温度とに基づいて能力アップ信号及び能力ダ ゥン信号を出力するように構成されてレ、る。
[0038] 上記第 12の発明では、利用側熱交換器 (23)の入口媒体温度と設定温度とに基 づいて圧縮機構 (30)の運転容量を増減制御される。
[0039] 第 13の発明は、上記第 3の発明において、冷却運転時に冷媒回路 (20)の低圧 冷媒圧力が設定圧力値になるように圧縮機構 (30)の運転容量を制御すると共に、加 熱運転時に冷媒回路 (20)の高圧冷媒圧力が設定圧力値になるように圧縮機構 (30) の運転容量を制御する容量制御手段（62)を備えてレ、る。
[0040] 上記第 13の発明では、容量制御手段（62)が別個に冷媒回路 (20)の冷媒圧力が 設定圧力値になるように圧縮機構 (30)の運転容量を増減制御する。
[0041] 第 14の発明は、上記第 13の発明において、上記容量制御手段（62)は、利用側 熱交換器 (23)が収納された利用側ユニット (1B)が出力する能力アップ信号に基づ いて冷却運転時の低圧冷媒圧力の設定圧力値を低下させ、加熱運転時の高圧冷 媒圧力の設定圧力値を上昇させる一方、上記利用側ユニット（1B)が出力する能力ダ ゥン信号に基づいて冷却運転時の低圧冷媒圧力の設定圧力値を上昇させ、加熱運 転時の高圧冷媒圧力の設定圧力値を低下させるように構成されている。
[0042] 上記第 14の発明では、利用側ユニット（1B)の能力アップ信号及び能力ダウン信 号に基づレ、て圧縮機構 (30)の運転容量を増減制御する。
[0043] 第 15の発明は、上記第 14の発明において、上記利用側絞り機構 (42)が開度可 変の膨張弁で構成され、上記利用側ユニット（1B)は、利用側絞り機構 (42)の開度が 所定の変更値より大きくなると能力アップ信号を出力し、利用側絞り機構 (42)の開度 が変更値以下に小さくなると能力ダウン信号を出力するように構成されている。
[0044] 第 16の発明は、上記第 15の発明において、上記利用側ユニット（1B)は、利用側 絞り機構 (42)の開度が全開度の 80〜90%以上となると能力アップ信号を出力し、利 用側絞り機構 (42)の開度が全開度の 10〜20%以下になると能力ダウン信号を出力 するように構成されてレ、る。
[0045] 上記第 15及び第 16の発明では、利用側絞り機構 (42)の開度に基づいて圧縮機 構 (30)の運転容量を増減制御する。
[0046] 第 17の発明は、上記第 14の発明において、上記容量制御手段（62)は、能力ァ ップ信号を出力する利用側ユニット (1B)の台数が所定割合になると設定圧力値を変 更する一方、能力ダウン信号を出力する利用側ユニット（1B)の台数が所定割合にな ると設定圧力値を変更するように構成されている。
[0047] 第 18の発明は、上記第 17の発明において、上記容量制御手段（62)は、設定圧 力値を変更する利用側ユニット（1B)の台数の所定割合が 20〜40%に設定されてい る。
[0048] 上記第 17及び第 18の発明では、所定台数の利用側ユニット（1B)が能力アップ 信号又は能力ダウン信号を出力すると、圧縮機構 (30)の運転容量を増減する。 発明の効果
[0049] 上記第 1及び第 3の発明によれば、放熱側熱交換器の入口媒体温度と放熱側熱 交換器の出口冷媒温度とによって高圧冷媒圧力の目標値を導出し、上記高圧冷媒 圧力が目標値になるように膨張機構 (40)の絞り量を調節するようにしたために、運転 効率 (COP)が最適な運転状態で運転することができる。
[0050] また、上記第 2及び第 3の発明によれば、加熱運転時において、冷媒回路（20)の 高圧冷媒圧力の設定圧力値と利用側熱交換器 (23)の入口媒体温度とによって利用 側熱交換器 (23)の出口冷媒温度の目標値を導出し、該出口冷媒温度が目標値に なるように第 2絞り機構 (42)の絞り量を調節するようにしたために、暖房運転効率（C
OP)が最適な運転状態で運転することができる。
[0051] また、上記第 4及び第 6の発明によれば、一方の絞り機構 (41, 42)で高圧制御を 行い、他方の絞り機構（(42, 41)で過熱度制御を行うので、高圧冷媒と低圧冷媒とを それぞれ最適な状態に保つことができる。
[0052] また、上記第 5及び第 6の発明によれば、加熱運転時に一方の絞り機構 (42)で出 口温度制御を行い、他方の絞り機構 (41)で過熱度制御を行うので、高圧冷媒と低圧 冷媒とをそれぞれ最適な状態に保つことができる。
[0053] また、上記第 7の発明によれば、気液分離器 (22)のガス冷媒をインジヱクシヨン通 路 (25)によって圧縮機構 (30)の中間圧領域に導くようにしたために、高圧冷媒圧力 を確実に調整することができる。
[0054] また、上記第 9の発明によれば、上記放熱側熱交換器の出口冷媒温度と放熱側 熱交換器の入口媒体温度と吸熱側熱交換器の冷媒温度相当飽和圧力とに基づい て高圧冷媒圧力の目標値を導出するようにしたために、より正確に高圧冷媒圧力の 目標値を導出することができる。
[0055] また、上記第 11及び第 13の発明によれば、圧縮機構 (30)の運転容量を別個に 制御するので、最適な運転状態に確実に保つことができる。
図面の簡単な説明
[0056] [図 1]図 1は、実施形態 1の冷凍装置の構成を示す冷媒回路図である。
[図 2]図 2は、実施形態 1の冷房運転時の絞り機構の絞り量制御及び圧縮機構の容 量制御を示す制御フロー図である。
[図 3]図 3は、実施形態 1の暖房運転時の絞り機構の絞り量制御及び圧縮機構の容 量制御を示す制御フロー図である。 [図 4]図 4は、外気温度が 30°Cの場合における冷房能力毎の高圧冷媒圧力と出口冷 媒温度との関係を示す特性図である。
園 5]図 5は、外気温度が 35°Cの場合 tこおける冷房能力毎の高圧冷媒圧力と出口冷 媒温度との関係を示す特性図である。
園 6]図 6は、外気温度が 30°Cの場合（こおける冷房能力毎の高圧冷媒圧力と COPと の関係を示す特性図である。
園 7]図 7は、外気温度が 35°Cの場合（こおける冷房能力毎の高圧冷媒圧力と COPと の関係を示す特性図である。
園 8]図 8は、外気温度が 30°Cの場合（こおける冷房能力毎の出口冷媒温度と COPと の関係を示す特性図である。
園 9]図 9は、外気温度が 35°Cの場合（こおける冷房能力毎の出口冷媒温度と COPと の関係を示す特性図である。
[図 10]図 10は、実施形態 2の冷凍装置の構成を示す冷媒回路図である。
[図 11]図 11は、実施形態 3の冷凍装置の構成を示す冷媒回路図である。
園 12]図 13は、実施形態 4の冷凍装置の構成を示す冷媒回路図である。
園 13]図 13は、実施形態 4の冷房運転時の絞り機構の絞り量制御及び圧縮機構の 容量制御を示す制御フロー図である。
[図 14]図 14は、実施形態 4の暖房運転時の絞り機構の絞り量制御及び圧縮機構の 容量制御を示す制御フロー図である。
園 15]図 15は、実施形態 5の冷凍装置の構成を示す冷媒回路図である。
[図 16]図 16は、実施形態 6の冷凍装置の構成を示す冷媒回路図である。
符号の説明
10 空調機
20 冷媒回路
21 室外熱交換器 (熱源側熱交換器）
22 気液分離器
23 室内熱交換器 (利用側熱交換器）
25 インジェクション通路 30 圧縮機構
31 圧縮機
33 低段側圧縮機
34 高段側圧縮機
40 膨張機構
41 第 1絞り機構
42 第 2絞り機構
60 コントローラ
61 高圧制御部（高圧制御手段）
62 容量制御部 (容量制御手段）
63 出口温度制御部（出口温度制御手段)
6a, 6c 第 1制御部
6b, 6d 第 2制御部
発明を実施するための最良の形態
[0058] 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
[0059] 〈発明の実施形態 1〉
本実施形態の冷凍装置は、図 1に示すように、冷却運転である冷房運転と加熱運 転である暖房運転とを切り換えて行う空調機（10)に構成されている。該空調機（10) は冷媒回路 (20)を備え、室外ユニット（1A)に 1台の室内ユニット（1B)が接続された いわゆるペア型空調機に構成されている。
[0060] 上記冷媒回路 (20)は、圧縮機構 (30)と四路切換弁 (2a)と室外熱交換器 (21)と 膨張機構 (40)の 1つである第 1絞り機構 (41)と気液分離器 (22)と膨張機構 (40)の 1 つである第 2絞り機構 (42)と室内熱交換器 (23)とが冷媒配管 (24)によって接続され て閉回路に構成されている。上記冷媒回路 (20)は、冷媒として例えば二酸化炭素（ C02)が充填され、蒸気圧縮式超臨界冷凍サイクル（臨界温度以上の蒸気圧領域を 含む冷凍サイクル)を行うように構成されている。
[0061] 上記室外ユニット (1A)は、圧縮機構 (30)と四路切換弁（2a)と室外熱交換器 (21) と第 1絞り機構 (41)と気液分離器 (22)と第 2絞り機構 (42)とが収納されて熱源側ュニ ットを構成している。また、上記室内ユニット（1B)は、室内熱交換器 (23)が収納され て利用側ユニットを構成してレ、る。
[0062] 上記圧縮機構 (30)は、縦長円筒形のケーシングの内部に電動機 (31)と該電動 機 (31)に接続された 1台の圧縮機 (32)とが収納されて構成されてレ、る。該圧縮機 (3 2)は、例えば揺動ピストン型のロータリ圧縮機で構成されている。
[0063] 上記室外熱交換器 (21)は、冷媒と室外空気とが熱交換する熱源側熱交換器を 構成する一方、上記室内熱交換器 (23)は、冷媒と室内空気とが熱交換する利用側 熱交換器を構成している。
[0064] 更に、冷房運転時において、上記室外熱交換器 (21)は、圧縮機構（30)から吐出 された冷媒が室外空気に放熱する放熱器として機能する放熱側熱交換器を構成し、 上記室内熱交換器 (23)は、膨張機構 (40)で減圧した冷媒が蒸発して室内空気から 吸熱する吸熱器として機能する吸熱側熱交換器を構成する。
[0065] また、暖房運転時において、上記室内熱交換器 (23)は、圧縮機構 (30)から吐出 された冷媒が室内空気に放熱する放熱器として機能する放熱側熱交換器を構成し、 上記室外熱交換器 (21)は、膨張機構 (40)で減圧した冷媒が蒸発して室外空気から 吸熱する吸熱器として機能する吸熱側熱交換器を構成する。
[0066] 尚、上記室外空気及び室内空気は、冷媒と熱交換する媒体を構成している。
[0067] 上記四路切換弁（2a)の 4つのポートは、圧縮機構（30)の吐出側及び吸込側と、 室外熱交換器 (21)及び室内熱交換器 (23)とが冷媒配管 (24)によって接続されてレ、 る。上記四路切換弁 (2a)は、圧縮機構 (30)の吐出側と室外熱交換器 (21)とが連通 し且つ室内熱交換器 (23)と圧縮機構 (30)の吸込側とが連通する冷房運転状態（図 1に実線参照）と、圧縮機構 (30)の吐出側と室内熱交換器 (23)とが連通し且つ室外 熱交換器 (21) (21)と圧縮機構 (30)の吸込側とが連通する暖房運転状態（図 1に破 線参照）とに切り換わる。
[0068] 上記第 1絞り機構 (41)と第 2絞り機構 (42)とは膨張機構 (40)を構成する一方、そ れぞれ開度の可変な膨張弁で構成され、つまり、絞り量が可変に構成されている。
[0069] 更に、冷房運転時において、上記第 1絞り機構 (41)が高圧側絞り機構を構成し、 第 2絞り機構 (42)が低圧側絞り機構を構成する。また、暖房運転時において、上記 第 2絞り機構 (42)が高圧側絞り機構を構成し、第 1絞り機構 (41)が低圧側絞り機構を 構成する。
[0070] また、上記第 1絞り機構 (41)が熱源側絞り機構を構成し、第 2絞り機構 (42)が利 用側絞り機構を構成する。
[0071] 上記気液分離器 (22)は、第 1絞り機構 (41)と第 2絞り機構 (42)と間の冷媒配管 (2 4)に設けられ、中間圧状態のガス冷媒と液冷媒とを分離するように構成されている。 上記気液分離器 (22)には、インジヱクシヨン通路 (25)の一端が接続され、該インジヱ クシヨン通路 (25)の他端は、圧縮機（32)の中間圧領域に接続されている。上記イン ジェクシヨン通路 (25)は、気液分離器 (22)で分離されたガス冷媒を圧縮機 (32)の中 間圧領域に導くように構成されてレ、る。
[0072] また、上記冷媒回路（20)には、各種のセンサが設けられている。具体的に、上記 圧縮機構 (30)の吐出側の冷媒配管 (24)には、高圧冷媒圧力を検出する高圧圧力 センサ (51)が設けられ、上記圧縮機構 (30)の吸込側の冷媒配管（24)には、低圧冷 媒圧力を検出する低圧圧力センサ（52)が設けられている。
[0073] 上記室外熱交換器 (21)の室内熱交換器 (23)側の冷媒配管 (24)には第 1冷媒温 度センサ (53)力 S設けられ、上記圧縮機構 (30)の吸込側の冷媒配管（24)には第 2冷 媒温度センサ (54)が設けられ、上記室外熱交換器 (21)の空気吸込側には、外気温 度センサ（55)が設けられてレ、る。
[0074] 上記室内熱交換器 (23)の室外熱交換器 (21)側の冷媒配管 (24)には第 3冷媒温 度センサ（56)が設けられ、上記室内熱交換器 (23)の空気吸込側には、室内温度セ ンサ（57)が設けられている。
[0075] つまり、上記第 1冷媒温度センサ（53)は、冷房運転時の室外熱交換器 (21)の出 ロ冷媒温度と暖房運転時の室外熱交換器 (21)の入口冷媒温度とを検出する。上記 第 3冷媒温度センサ (56)は、暖房運転時の室内熱交換器 (23)の出口冷媒温度と冷 房運転時の室内熱交換器 (23)の入口冷媒温度とを検出する。
[0076] 上記第 2冷媒温度センサ（54)は、圧縮機構 (30)の吸込冷媒温度を検出し、つま り、冷房運転時の室内熱交換器 (23)の出口冷媒温度を検出し、暖房運転時の室外 熱交換器 (21)の出口冷媒温度を検出する。 [0077] 上記外気温度センサ（55)は、室外熱交換器 (21)が吸い込む空気の温度を検出 し、具体的に、室外熱交換器 (21)の入口媒体温度である室外空気温度、つまり、外 気温度を検出する。
[0078] 上記室内温度センサ（57)は、室内熱交換器 (23)が吸い込む空気の温度を検出 し、具体的に、室内熱交換器 (23)の入口媒体温度である室内空気温度、つまり、室 内温度を検出する。
[0079] 上記空調機（10)には、冷媒回路 (20)を制御するコントローラ（60)が設けられてい る。該コントローラ（60)は、上記高圧圧力センサ（51)などのセンサ信号が入力される と共に、高圧制御部（61)と容量制御部（62)とを備えてレ、る。
[0080] 上記高圧制御部（61)は、高圧制御手段を構成し、第 1制御部（6a)と第 2制御部（ 6b)とを備えている。
[0081] 上記第 1制御部（6a)は、冷房運転時に放熱器となる室外熱交換器 (21)の出口冷 媒温度と、該室外熱交換器 (21)の吸込空気温度 (入口媒体温度）である外気温度と に基づいて冷媒回路 (20)の高圧冷媒圧力の目標値を導出し、該高圧冷媒圧力が目 標値になるように高圧側絞り機構である第 1絞り機構 (41)の絞り量を調整して高圧制 御を行う。
[0082] また、上記第 1制御部 (6a)は、暖房運転時に放熱器となる室内熱交換器 (23)の 出口冷媒温度と、該室内熱交換器 (23)の吸込空気温度 (入口媒体温度）である室内 温度とに基づいて冷媒回路 (20)の高圧冷媒圧力の目標値を導出し、該高圧冷媒圧 力が目標値になるように高圧側絞り機構である第 2絞り機構 (42)の絞り量を調整して 高圧制御を行う。
[0083] 上記第 2制御部（6b)は、冷房運転時に吸熱器となる室内熱交換器 (23)の入口冷 媒温度と、該室内熱交換器 (23)の出口冷媒温度とに基づいて室内熱交換器 (23)の 出口冷媒の過熱度が所定値になるように低圧側絞り機構である第 2絞り機構 (42)の 絞り量を調整する。
[0084] また、上記第 2制御部（6b)は、暖房運転時に吸熱器となる室外熱交換器 (21)の 入口冷媒温度と、該室外熱交換器 (21)の出口冷媒温度とに基づいて室外熱交換器 (21)の出口冷媒の過熱度が所定値になるように低圧側絞り機構である第 1絞り機構（ 41)の絞り量を調整する。
[0085] 上記容量制御部（62)は、容量制御手段を構成してレ、る。該容量制御部（62)は、 室内ユニット（1B)が出力する能力アップ信号と能力ダウン信号とに基づいて圧縮機（ 32)の運転容量を増減制御するように構成されている。そして、上記室内ユニット（1B )は、室内熱交換器 (23)の吸込空気温度である室内温度と室内の設定温度とに基 づいて能力アップ信号及び能力ダウン信号を出力するように構成されている。
[0086] 一制御の基本原理一
ここで、上記第 1制御部（6a)が行う高圧制御の基本的原理について図 4〜図 9に 基づいて説明する。尚、以下の説明は冷房運転を基本にしている。
[0087] 冷媒に二酸化炭素を用いた場合、冷媒回路 (20)は超臨界サイクルとなる。この場 合、図 4及び図 5に示すように、冷媒回路 (20)の冷房能力を一定とすると、冷媒回路 (20)の高圧冷媒圧力が上昇すると、放熱器 (ガスクーラ)である室外熱交換器 (21)の 出口冷媒温度は低下する。つまり、図 4は、外気温度が 30°Cの場合において、冷房 能力毎の高圧冷媒圧力と出口冷媒温度との関係を示し、図 5は、外気温度が 35°C の場合において、冷房能力毎の高圧冷媒圧力と出口冷媒温度との関係を示してい る。
[0088] したがって、室外熱交換器 (21)の出口冷媒温度に基づいて最適 COP (最適運転 効率）を決定することができない。
[0089] 具体的に、図 6は、外気温度が 30°Cの場合において、冷房能力毎の高圧冷媒圧 力と COPとの関係を示し、図 7は、外気温度が 35°Cの場合において、冷房能力毎の 高圧冷媒圧力と COPとの関係を示している。尚、ライン Aは最適 COPの高圧冷媒圧 力を示している。
[0090] また、図 8は、外気温度が 30°Cの場合において、冷房能力毎の出口冷媒温度と COPとの関係を示し、図 9は、外気温度が 35°Cの場合において、冷房能力毎の出 ロ冷媒温度と COPとの関係を示している。尚、ライン Bは最適 COPの出口冷媒温度 を示している。
[0091] 図 4〜図 9から分かるように、同じ外気温度の条件であっても、冷房能力を大きく すると、最適 COPとなる高圧冷媒圧力と出口冷媒温度とは上昇する。し力 ながら、 出口冷媒温度は外気温度が異なると大きく変動する（図 8及び図 9参照）。つまり、出 ロ冷媒温度が異なるにも拘わらず、外気温度が 30°Cで且つ冷房能力が 130%の状 態の最適高圧冷媒圧力と、外気温度が 35°Cで且つ冷房能力が 80%の状態の最適 高圧冷媒圧力とは同じの 9. 7Mpaとなる。
[0092] このように、高圧冷媒圧力と出口冷媒温度との関係は外気温度によって定まる。
つまり、外気温度と出口冷媒温度とによって、最適 COPの目標高圧冷媒圧力を決定 する必要がある。換言すると、最適 COPは、外気温度と出口冷媒温度と高圧冷媒圧 力とによって定まることになる。
[0093] そこで、本実施形態では、室外熱交換器 (21)の吸込空気温度である外気温度と 室外熱交換器 (21)の出口冷媒温度とによって最適 COPとなる冷媒回路 (20)の高圧 冷媒圧力の目標値を導出する。そして、高圧冷媒圧力が目標値になるように第 1絞り 機構 (41)の開度 (絞り量)を調節するようにしてレ、る。
[0094] 運転動作
次に、上述した空調機（10)の運転動作について説明する。
[0095] 冷房運転時は、四路切換弁（2a)が図 1の実線側に切り換わる。圧縮機（32)から 吐出した冷媒は、室外熱交換器 (21)で室外空気に放熱して冷却され、第 1絞り機構
(41)で減圧されて中間圧状態となって気液分離器 (22)に流入する。この気液分離 器 (22)において、ガス冷媒と液冷媒とに分離され、液冷媒は第 2絞り機構 (42)で減 圧されて室内熱交換器 (23)に流れて蒸発する。この蒸発したガス冷媒は、圧縮機 (3 2)に戻り、再び圧縮される。一方、上記気液分離器 (22)のガス冷媒は、圧縮機 (32) の中間圧領域に導入される。この運転を繰り返して室内を冷房する。
[0096] 暖房運転時は、四路切換弁（2a)が図 1の破線側に切り換わる。圧縮機（32)から 吐出した冷媒は、室内熱交換器 (23)で室内空気に放熱して冷却され、第 2絞り機構
(42)で減圧されて中間圧状態となって気液分離器 (22)に流入する。この気液分離 器 (22)において、ガス冷媒と液冷媒とに分離され、液冷媒は第 1絞り機構 (41)で減 圧されて室外熱交換器 (21)に流れて蒸発する。この蒸発したガス冷媒は、圧縮機 (3 2)に戻り、再び圧縮される。一方、上記気液分離器 (22)のガス冷媒は、圧縮機 (32) の中間圧領域に導入される。この運転を繰り返して室内を暖房する。 [0097] 次に、第 1絞り機構 (41)及び第 2絞り機構 (42)の制御動作と圧縮機構 (30)の運 転容量の制御動作とについて図 2及び図 3の制御フローに基づいて説明する。
[0098] 冷房運転時は、図 2に示すように、スタートすると、ステップ ST1において、外気温 度センサ（55)が室外熱交換器 (21)の吸込空気温度である外気温度を検出すると共 に、第 1冷媒温度センサ（53)が室外熱交換器 (21)の出口冷媒温度を検出する。続 いて、ステップ ST2に移り、第 1制御部（6a)が外気温度と出口冷媒温度とに基づいて 高圧冷媒圧力の目標値を導出する。
[0099] その後、ステップ ST3に移り、第 1制御部（6a)は、高圧圧力センサ（51)が検出す る高圧冷媒圧力が目標値より大きいか否かを判定する。高圧冷媒圧力が目標値より 小さい場合、ステップ ST3からステップ ST4に移り、第 1絞り機構 (41)の開度を小さく し、つまり、絞り量を大きくしてステップ ST1に戻る。
[0100] 上記高圧冷媒圧力が目標値以上の場合、ステップ ST3からステップ ST5に移り、 第 1絞り機構 (41)の開度を大きくし、つまり、絞り量を小さくしてステップ ST1に戻る。 この動作を繰り返して第 1絞り機構 (41)の開度を調整する。
[0101] 一方、ステップ ST6においては、第 3冷媒温度センサ（56)が室内熱交換器 (23) の入口冷媒温度を検出すると共に、第 2冷媒温度センサ（54)が室内熱交換器 (23) の出口冷媒温度、つまり、圧縮機構 (30)の吸込冷媒温度を検出する。続いて、ステ ップ ST7に移り、第 2制御部（6b)が入口冷媒温度と出口冷媒温度とに基づいて蒸発 過熱度である室内熱交換器 (23)の出口冷媒の過熱度を導出する。
[0102] その後、ステップ ST8に移り、第 2制御部（6b)は、過熱度が所定値（目標過熱度） より大きいか否かを判定する。過熱度が所定値より小さい場合、ステップ ST8からス テツプ ST9に移り、第 2絞り機構 (42)の開度を小さくし、つまり、絞り量を大きくしてス テツプ ST6に戻る。
[0103] 上記過熱度が所定値以上の場合、ステップ ST8からステップ ST10に移り、第 2絞 り機構 (42)の開度を大きくし、つまり、絞り量を小さくしてステップ ST6に戻る。この動 作を繰り返して第 2絞り機構 (42)の開度を調整する。
[0104] また、ステップ ST11においては、室内温度センサ（57)が室内熱交換器（23)の吸 込空気温度である室内空気温度（室内温度）を検出すると共に、室内温度の設定温 度を読み込む。続いて、ステップ ST12に移り、室内ユニット（1B)は、室内温度が設 定温度より高いと能力アップ信号を出力し、室内温度が設定温度以下であると能力 ダウン信号を出力する。
[0105] その後、ステップ ST13に移り、容量制御部（62)は、室内ユニット（1B)の出力が 能力アップ信号である力、、能力ダウン信号であるかを判定する。上記室内ユニット（1 B)の出力が能力アップ信号であると、ステップ ST13からステップ ST14に移り、圧縮 機構（30)の運転容量を増大し、つまり、圧縮機（32)の回転数を大きくしてステップ S T11に戻る。
[0106] 上記室内ユニット（1B)の出力が能力ダウン信号であると、ステップ ST13からステ ップ ST15に移り、圧縮機構（30)の運転容量を低下し、つまり、圧縮機（32)の回転数 を小さくしてステップ ST11に戻る。この動作を繰り返して圧縮機構（30)の運転容量 を調整する。
[0107] 暖房運転時は、図 3に示すように、スタートすると、ステップ ST21において、室内 温度センサ（57)が室内熱交換器 (23)の吸込空気温度である室内温度を検出すると 共に、第 3冷媒温度センサ（56)が室内熱交換器 (23)の出口冷媒温度を検出する。 続いて、ステップ ST22に移り、第 1制御部（6a)が室内温度と出口冷媒温度とに基づ レ、て高圧冷媒圧力の目標値を導出する。
[0108] その後、ステップ ST23に移り、第 1制御部（6a)は、高圧圧力センサ（51)が検出 する高圧冷媒圧力が目標値より大きいか否かを判定する。高圧冷媒圧力が目標値よ り小さい場合、ステップ ST23からステップ ST24に移り、第 2絞り機構 (42)の開度を 小さくし、つまり、絞り量を大きくしてステップ ST21に戻る。
[0109] 上記高圧冷媒圧力が目標値以上の場合、ステップ ST23からステップ ST25に移 り、第 2絞り機構 (42)の開度を大きくし、つまり、絞り量を小さくしてステップ ST21に戻 る。この動作を繰り返して第 2絞り機構 (42)の開度を調整する。
[0110] 一方、ステップ ST26においては、第 1冷媒温度センサ（53)が室外熱交換器 (21) の入口冷媒温度を検出すると共に、第 2冷媒温度センサ (54)が室外熱交換器 (21) の出口冷媒温度、つまり、圧縮機構 (30)の吸込冷媒温度を検出する。続いて、ステ ップ ST27に移り、第 2制御部（6b)が入口冷媒温度と吸込冷媒温度とに基づいて蒸 発過熱度である室外熱交換器 (21)の出口冷媒の過熱度を導出する。
[0111] その後、ステップ ST28に移り、第 2制御部（6b)は、過熱度が所定値（目標過熱度 )より大きいか否かを判定する。過熱度が所定値より小さい場合、ステップ ST28から ステップ ST29に移り、第 1絞り機構 (41)の開度を小さくし、つまり、絞り量を大きくして ステップ ST26に戻る。
[0112] 上記過熱度が所定値以上の場合、ステップ ST28からステップ ST30に移り、第 1 絞り機構 (41)の開度を大きくし、つまり、絞り量を小さくしてステップ ST26に戻る。こ の動作を繰り返して第 1絞り機構 (41)の開度を調整する。
[0113] また、ステップ ST31においては、室内温度センサ（57)が室内熱交換器（23)の吸 込空気温度である室内温度を検出すると共に、室内温度の設定温度を読み込む。 続いて、ステップ ST32に移り、室内ユニット（1B)は、室内温度が設定温度より低いと 能力アップ信号を出力し、室内温度が設定温度以上であると能力ダウン信号を出力 する。
[0114] その後、ステップ ST33に移り、容量制御部（62)は、室内ユニット（1B)の出力が 能力アップ信号である力、能力ダウン信号であるかを判定する。上記室内ユニット（1 B)の出力が能力アップ信号であると、ステップ ST33からステップ ST34に移り、圧縮 機構 (30)の運転容量を増大し、つまり、圧縮機 (32)の回転数を大きくしてステップ S T31に戻る。
[0115] 上記室内ユニット（1B)の出力が能力ダウン信号であると、ステップ ST33からステ ップ ST35に移り、圧縮機構 (30)の運転容量を低下し、つまり、圧縮機 (32)の回転数 を小さくしてステップ ST31に戻る。この動作を繰り返して圧縮機構（30)の運転容量 を調整する。
[0116] 一実施形態 1の効果一
以上のように、本実施形態では、冷房運転時における室外熱交換器 (21)の吸込 空気温度 (外気温度）と室外熱交換器 (21)の出口冷媒温度とによって高圧冷媒圧力 の目標値を導出し、また、暖房運転時における室内熱交換器 (23)の吸込空気温度（ 室内温度）と室内熱交換器 (23)の出口冷媒温度とによって高圧冷媒圧力の目標値 を導出する。そして、上記高圧冷媒圧力が目標値になるように膨張機構 (40)の絞り 量を調節するようにしたために、運転効率（COP)が最適な運転状態で運転すること ができる。
[0117] また、冷房運転時に第 1絞り機構 (41)で高圧制御を行い、第 2絞り機構 (42)で過 熱度制御を行う一方、暖房運転時に第 2絞り機構 (42)で高圧制御を行い、第 1絞り 機構 (41)で過熱度制御を行うので、高圧冷媒と低圧冷媒とをそれぞれ最適な状態に 保つことができる。
[0118] また、上記気液分離器 (22)のガス冷媒をインジェクション通路（25)によって圧縮 機構 (30)の中間圧領域に導くようにしたために、高圧冷媒圧力を確実に調整するこ とができる。
[0119] また、圧縮機構 (30)の運転容量を別個に制御するので、最適な運転状態に確実 に保つことができる。
[0120] 〈発明の実施形態 2〉
次に、本発明の実施形態 2を図面に基づいて詳細に説明する。
[0121] 本実施形態は、図 10に示すように、上記実施形態 1の冷媒が膨張機構 (40)及び 気液分離器 (22)を双方向に流れるのに代わり、冷媒が膨張機構 (40)及び気液分離 器（22)を常に一定方向に流れるようにしたものである。
[0122] 具体的に、冷媒回路 (20)は、整流回路 (2b)を備えている。該整流回路 (2b)は、 一方向弁を備えた 4つの流通路を備えたブリッジ回路に構成されている。そして、上 記整流回路 (2b)の第 1接続点が室外熱交換器 (21)に接続され、第 2接続点が室内 熱交換器 (23)に接続されている。更に、上記整流回路 (2b)の第 3接続点と第 4接続 点との間には、一方向通路 (2c)が接続されている。該ー方向通路 (2c)には、上流側 力 第 1絞り機構 (41)と気液分離器 (22)と第 2絞り機構 (42)とが順に接続されている
[0123] したがって、冷媒は、冷房運転時と暖房運転時の何れにおいても第 1絞り機構 (4 1)から気液分離器 (22)を経て第 2絞り機構 (42)を流れることになる。
[0124] 尚、上記気液分離器 (22)の上部には、一方向通路 (2c)の上流側が接続され、下 部には、一方向通路（2c)の下流側が接続されている。
[0125] この結果、上記第 1絞り機構 (41)は常に高圧側絞り機構を構成し、第 2絞り機構（ 42)は常に低圧側絞り機構を構成する。
[0126] また、高圧制御部（61)の第 1制御部（6a)は、冷房運転時と暖房運転時の何れに おいても冷媒回路 (20)の高圧冷媒圧力が目標値になるように高圧側絞り機構である 第 1絞り機構 (41)の絞り量を調整して高圧制御を行う。
[0127] 高圧制御部（61)の第 2制御部（6b)は、冷房運転時と暖房運転時の何れにぉレヽ ても冷媒過熱度が所定値になるように低圧側絞り機構である第 2絞り機構 (42)の絞り 量を調整する。
[0128] また、圧縮機構 (30)は、低段側圧縮機 (33)と高段側圧縮機 (34)とを備え、インジ ェクシヨン通路 (25)は、上記低段側圧縮機 (33)と高段側圧縮機 (34)との間に接続さ れている。その他の構成及び作用効果は実施形態 1と同様である。
[0129] 〈発明の実施形態 3〉
次に、本発明の実施形態 3を図面に基づいて詳細に説明する。
[0130] 本実施形態は、図 11に示すように、上記実施形態 1の冷媒が気液分離器 (22)を 双方向に流れるのに代わり、冷媒が気液分離器 (22)を常に一定方向に流れるように したものである。
[0131] 具体的に、冷媒回路 (20)は、冷媒流れを切り換える切換機構 (2d)を備えている。
該切換機構（2d)は四路切換弁で構成され、 4つのポートのうち 2つのポートには、第 1絞り機構 (41)を介して室外熱交換器 (21)に接続され、第 2絞り機構 (42)を介して室 内熱交換器 (23)に接続されてレ、る。
[0132] 更に、上記切換機構（2d)の他の 2つのポートの間には、一方向通路 (2c)が接続 されている。該ー方向通路 (2c)には、気液分離器 (22)が設けられている。該気液分 離器 (22)の上部には、一方向通路 (2c)の上流側が接続され、下部には、一方向通 路（2c)の下流側が接続されている。
[0133] したがって、冷媒は、冷房運転時と暖房運転時の何れにおいても気液分離器 (22 )を一方向に流れることになる。その他の構成及び作用効果は実施形態 1と同様であ る。
[0134] 〈発明の実施形態 4〉
次に、本発明の実施形態 4を図面に基づいて詳細に説明する。 [0135] 本実施形態は、図 12に示すように、上記実施形態:!〜 3が 1台の室内ユニット（1B )を備えていたのに代わり、複数台の室内ユニット（1B)備え、いわゆるマルチ型に構 成されたのものである。尚、本実施形態は、上記実施形態 2の整流回路（2b)を備え ると共に、冷媒回路 (20)に複数台の室内熱交換器 (23)を設けたものである。
[0136] 具体的に、上記複数台の室内ユニット（1B)は互いに並列に接続されると共に、各 室内ユニット (1B)は室外ユニット (1A)に接続されてレ、る。上記各室内ユニット (1B)は 、室内熱交換器 (23)と該室内熱交換器 (23)に直列に接続された第 2絞り機構 (42)と が収納されている。
[0137] 室外ュニット（ 1 A)の室外熱交換器 (21)と整流回路 (2b)との間の冷媒配管（24)に は第 1絞り機構 (41)が設けられている。
[0138] 実施形態 1と同様に、上記第 1絞り機構 (41)は熱源側絞り機構であって、第 2絞り 機構 (42)は利用側絞り機構であって、冷房運転時において、上記第 1絞り機構 (41) は、高圧側絞り機構を構成し、第 2絞り機構 (42)が低圧側絞り機構を構成する。また 、暖房運転時において、上記第 2絞り機構 (42)が高圧側絞り機構を構成し、第 1絞り 機構 (41)が低圧側絞り機構を構成する。
[0139] 上記各室内ユニット（1B)は、実施形態 1と同様に、第 3冷媒温度センサ（56)と室 内温度センサ (57)とが設けられる他、室内熱交換器 (23)の圧縮機構 (30)側の冷媒 配管（24)に第 4冷媒温度センサ（58)が設けられてレ、る。該第 4冷媒温度センサ (58) は、暖房運転時の室内熱交換器 (23)の出口冷媒温度を検出する。
[0140] 一方、上記空調機（10)のコントローラ（60)には、高圧制御部（61)と容量制御部（ 62)の他、出口温度制御部（63)を備えてレ、る。
[0141] 上記高圧制御部（61)は、冷房運転時において、実施形態 1と同様に高圧制御及 び過熱度制御を行う。
[0142] 上記出口温度制御部（63)は、出口温度制御手段を構成し、第 1制御部（6c)と第 2制御部（6d)とを備えている。
[0143] 上記第 1制御部（6c)は、暖房運転時に放熱器となる室内熱交換器 (23)の吸込空 気温度である室内温度と、冷媒回路 (20)の高圧冷媒圧力の設定圧力値とに基づい て室内熱交換器 (23)の出口冷媒温度の目標値を導出し、該出口冷媒温度が目標 値になるように高圧側絞り機構である第 2絞り機構 (42)の絞り量を調整して出口温度 制御を行う。
[0144] 上記第 2制御部（6d)は、暖房運転時に吸熱器となる室外熱交換器 (21)の入口冷 媒温度と、該室外熱交換器 (21)の出口冷媒温度とに基づいて室外熱交換器 (21)の 出口冷媒の過熱度が所定値になるように低圧側絞り機構である第 1絞り機構 (41)の 絞り量を調整する。
[0145] つまり、実施形態 1で説明したとおり、最適 C〇Pは、室内温度（実施形態 1で説明 した外気温度）と出口冷媒温度と高圧冷媒圧力とによって定まる。したがって、上記 第 1制御部（6c)は、暖房運転時において、室内熱交換器 (23)の吸込空気温度であ る室内温度と冷媒回路 (20)の高圧冷媒圧力の設定圧力値とによって最適 COPとな る室内熱交換器 (23)の出口冷媒温度の目標値を導出する。そして、出口冷媒温度 が目標値になるように第 2絞り機構 (42)の開度（絞り量)を調節するようにしてレ、る。
[0146] 上記容量制御部（62)は、容量制御手段を構成してレ、る。該容量制御部（62)は、 冷房運転時に冷媒回路 (20)の低圧冷媒圧力が設定圧力値になるように圧縮機構 (3 0)の運転容量を制御すると共に、暖房運転時に冷媒回路 (20)の高圧冷媒圧力が設 定圧力値になるように圧縮機構 (30)の運転容量を制御する。
[0147] また、上記容量制御部（62)は、室内ユニット（1B)が出力する能力アップ信号に基 づいて冷房運転時の低圧冷媒圧力の設定圧力値を低下させ、暖房運転時の高圧 冷媒圧力の設定圧力値を上昇させる一方、上記室内ユニット（1B)が出力する能力ダ ゥン信号に基づいて冷房運転時の低圧冷媒圧力の設定圧力値を上昇させ、暖房運 転時の高圧冷媒圧力の設定圧力値を低下させる。
[0148] また、上記容量制御部（62)は、能力アップ信号を出力する室内ユニット（1B)の台 数の割合が 20〜40%になると設定圧力値を変更する一方、能力ダウン信号を出力 する室内ユニット（1B)の台数の割合が 20〜40%になると設定圧力値を変更する。
[0149] 一方、上記各室内ユニット (1B)は、第 2絞り機構 (42)の開度が全開度の 80〜90 %以上となると能力アップ信号を出力し、第 2絞り機構 (42)の開度が全開度の 10〜2 0%以下になると能力ダウン信号を出力するように構成されている。その他の構成は 、実施形態 1と同様である。 [0150] 運転動作
次に、上述した空調機（10)の運転動作について説明する。
[0151] 冷房運転時は、四路切換弁（2a)が図 12の実線側に切り換わる。そして、圧縮機（ 32)から吐出した冷媒は、室外熱交換器 (21)で室外空気に放熱して冷却され、第 1 絞り機構 (41)で減圧されて中間圧状態となって気液分離器 (22)に流入する。この気 液分離器 (22)において、ガス冷媒と液冷媒とに分離される。その後、液冷媒は各室 内ユニット（1B)に流れ、第 2絞り機構 (42)で減圧されて複数の室内熱交換器 (23)で 蒸発する。この蒸発したガス冷媒は、圧縮機 (32)に戻り、再び圧縮される。一方、上 記気液分離器 (22)のガス冷媒は、圧縮機 (32)の中間圧領域に導入される。この運 転を繰り返して室内を冷房する。
[0152] 暖房運転時は、四路切換弁（2a)が図 12の破線側に切り換わる。そして、圧縮機（ 32)から吐出した冷媒は、各室内ユニット（1B)に流れ、複数の室内熱交換器 (23)で 室内空気に放熱して冷却され、第 2絞り機構 (42)で減圧されて中間圧状態となって 気液分離器 (22)に流入する。この気液分離器 (22)において、ガス冷媒と液冷媒とに 分離され、液冷媒は第 1絞り機構 (41)で減圧されて室外熱交換器 (21)に流れて蒸 発する。この蒸発したガス冷媒は、圧縮機 (32)に戻り、再び圧縮される。一方、上記 気液分離器 (22)のガス冷媒は、圧縮機 (32)の中間圧領域に導入される。この運転 を繰り返して室内を暖房する。
[0153] 次に、第 1絞り機構 (41)及び第 2絞り機構 (42)の制御動作と圧縮機構 (30)の運 転容量の制御動作とについて図 13及び図 14の制御フローに基づいて説明する。
[0154] 冷房運転時は、図 13に示すように動作し、ステップ ST41〜50は、実施形態 1の 図 2に示すステップ ST1〜 10と同様である。
[0155] つまり、外気温度センサ（55)が外気温度を検出すると共に、第 1冷媒温度センサ
(53)が室外熱交換器 (21)の出口冷媒温度を検出する (ステップ ST41)。続いて、高 圧制御部（61)の第 1制御部（6a)が外気温度と出口冷媒温度とに基づいて高圧冷媒 圧力の目標値を導出する (ステップ ST42)。その後、第 1制御部（6a)は、高圧圧力 センサ (51)が検出する高圧冷媒圧力が目標値より大きいか否力 ^判定し (ステップ S T43)、高圧冷媒圧力が目標値より小さい場合、第 1絞り機構 (41)の開度を小さくし（ ステップ ST44)、上記高圧冷媒圧力が目標値以上の場合、第 1絞り機構 (41)の開 度を大きくする (ステップ ST45)。この動作を繰り返して第 1絞り機構 (41)の開度を調 整する。
[0156] 一方、第 3冷媒温度センサ（56)が室内熱交換器 (23)の入口冷媒温度を検出する と共に、第 4冷媒温度センサ (58)が室内熱交換器 (23)の出口冷媒温度を検出する（ ステップ ST46)。続レ、て、高圧制御部（61)の第 2制御部（6b)が入口冷媒温度と出口 冷媒温度とに基づレ、て蒸発過熱度である室内熱交換器 (23)の出口冷媒の過熱度を 導出する（ステップ ST47)。その後、第 2制御部（6b)は、過熱度が所定値より大きい か否力、を判定し (ステップ ST48)、過熱度が所定値より小さい場合、第 2絞り機構 (42 )の開度を小さくし (ステップ ST49)、上記過熱度が所定値以上の場合、第 2絞り機 構 (42)の開度を大きくする（ステップ ST50)。この動作を繰り返して第 2絞り機構 (42) の開度を調整する。
[0157] また、低圧圧力センサ（52)が低圧冷媒圧力を検出し (ステップ ST51)、容量制御 部（62)は、低圧冷媒圧力が設定圧力値より大きいか否かを判定し (ステップ ST52) 、低圧冷媒圧力が設定圧力値より小さい場合、圧縮機 (32)の回転数を小さくし (ステ ップ ST53)、低圧冷媒圧力が設定圧力値以上の場合、圧縮機 (32)の回転数を大き くし (ステップ ST54)、この動作を繰り返して圧縮機構（30)の運転容量を調整する。
[0158] 暖房運転時は、図 14に示すように、高圧冷媒圧力の設定圧力値を読み込むと共 に、各室内温度センサ（57)がそれぞれ各室内熱交換器 (23)の吸込空気温度である 室内温度を検出する (ステップ ST61)。続いて、出口温度制御部（63)の第 1制御部（ 6c)が高圧冷媒圧力の設定圧力値と室内温度とに基づいてそれぞれ各室内熱交換 器 (23)の出口冷媒温度の目標値を導出する (ステップ ST62)。
[0159] その後、上記出口温度制御部（63)の第 1制御部（6c)は、第 3冷媒温度センサ（56 )が検出する室内熱交換器 (23)の出口冷媒温度が目標値より大きレ、か否かを判定 する (ステップ ST63)。出口冷媒温度が目標値より小さい場合、第 2絞り機構 (42)の 開度を大きくし (ステップ ST64)、つまり、絞り量を小さくしてステップ ST61に戻る。
[0160] 上記出口冷媒温度が目標値以上の場合、第 2絞り機構 (42)の開度を小さくし (ス テツプ ST65)、つまり、絞り量を大きくしてステップ ST61に戻る。この動作を繰り返し て第 2絞り機構 (42)の開度を調整する。
[0161] 一方、第 1冷媒温度センサ（53)が室外熱交換器 (21)の入口冷媒温度を検出する と共に、第 2冷媒温度センサ (54)が室外熱交換器 (21)の出口冷媒温度、つまり、圧 縮機構 (30)の吸込冷媒温度を検出する (ステップ ST66)。続いて、上記出口温度制 御部（63)の第 2制御部（6d)が入口冷媒温度と吸込冷媒温度とに基づレ、て蒸発過熱 度である室外熱交換器 (21)の出口冷媒の過熱度を導出する（ステップ ST67)。
[0162] その後、上記出口温度制御部（63)の第 2制御部（6d)は、過熱度が所定値（目標 過熱度）より大きいか否かを判定する (ステップ ST68)。過熱度が所定値より小さい 場合、第 1絞り機構 (41)の開度を小さくし (ステップ ST65)、つまり、絞り量を大きくし てステップ ST26に戻る。
[0163] 上記過熱度が所定値以上の場合、第 1絞り機構 (41)の開度を大きくし (ステップ S T70)、つまり、絞り量を小さくしてステップ ST66に戻る。この動作を繰り返して第 1絞 り機構 (41)の開度を調整する。
[0164] また、高圧圧力センサ (51)が高圧冷媒圧力を検出し (ステップ ST71)、該高圧冷 媒圧力が設定圧力値より大きいか否力を判定し (ステップ ST72)、高圧冷媒圧力が 設定圧力値より小さい場合、圧縮機 (32)の回転数を大きくし (ステップ ST51)、高圧 冷媒圧力が設定圧力値以上の場合、圧縮機 (32)の回転数を小さくし (ステップ ST5 2)、この動作を繰り返して圧縮機構 (30)の運転容量を調整する。
[0165] 尚、上記ステップ ST52及びステップ ST72において、 目標とする設定圧力値は、 各室内ユニット（1B)が出力する能力アップ信号に基づいて冷房運転時の低圧冷媒 圧力の設定圧力値を低下させ、暖房運転時の高圧冷媒圧力の設定圧力値を上昇さ せる一方、上記室内ユニット（1B)が出力する能力ダウン信号に基づいて冷房運転時 の低圧冷媒圧力の設定圧力値を上昇させ、暖房運転時の高圧冷媒圧力の設定圧 力値を低下させる。
[0166] その際、上記各室内ユニット（1B)は、第 2絞り機構 (42)の開度が全開度の 80〜9 0%以上となると能力アップ信号を出力し、第 2絞り機構 (42)の開度が全開度の 10〜 20%以下になると能力ダウン信号を出力する。
[0167] そして、上記容量制御部（62)は、能力アップ信号を出力する室内ユニット (1B)の 台数の割合が 20〜40%になると設定圧力値を変更する一方、能力ダウン信号を出 力する室内ユニット（1B)の台数の割合が 20〜40%になると設定圧力値を変更する
[0168] 一実施形態 4の効果一
以上のように、本実施形態では、暖房運転時において、冷媒回路 (20)の高圧冷 媒圧力の設定圧力値と室内温度とによって各室内熱交換器 (23)の出口冷媒温度の 目標値を導出し、該出口冷媒温度が目標値になるように第 2絞り機構 (42)の絞り量を 調節するようにしたために、暖房運転効率（COP)が最適な運転状態で運転すること ができる。
[0169] また、冷房運転時に第 1絞り機構 (41)で高圧制御を行い、第 2絞り機構 (42)で過 熱度制御を行う一方、暖房運転時に第 2絞り機構 (42)で出口温度制御を行い、第 1 絞り機構 (41)で過熱度制御を行うので、高圧冷媒と低圧冷媒とをそれぞれ最適な状 態に保つことができる。
[0170] また、圧縮機構 (30)の運転容量を別個に制御するので、最適な運転状態に確実 に保つことができる。その他の冷房運転時の制御等の効果は実施形態 1と同様であ る。
[0171] 〈発明の実施形態 5〉
次に、本発明の実施形態 5を図面に基づいて詳細に説明する。
[0172] 本実施形態は、図 15に示すように、上記実施形態 4が 1台の圧縮機 (32)を設け たのに代わり、 2台の圧縮機（32)を設けるようにしたものである。
[0173] 具体的に、圧縮機構 (30)は、低段側圧縮機 (33)と高段側圧縮機 (34)とを備えて いる。そして、インジェクション通路 (25)は、上記低段側圧縮機 (33)と高段側圧縮機
(34)との間に接続されている。その他の構成及び作用効果は実施形態 4と同様であ る。
[0174] 〈発明の実施形態 6〉
次に、本発明の実施形態 6を図面に基づいて詳細に説明する。
[0175] 本実施形態は、図 16に示すように、上記実施形態 4が整流回路 (2b)を設けたの に代わり、切換機構（2d)を設けるようにしたものである。 [0176] 具体的に、上記切換機構（2d)は、四路切換弁で構成され、 4つのポートのうち 2 つのポートには、第 1絞り機構 (41)を介して室外熱交換器 (21)に接続され、第 2絞り 機構 (42)を介して各室内熱交換器 (23)に接続されてレ、る。
[0177] 更に、上記切換機構（2d)の他の 2つのポートの間には、一方向通路 (2c)が接続 されている。該ー方向通路 (2c)には、気液分離器 (22)が設けられている。該気液分 離器 (22)の上部には、一方向通路 (2c)の上流側が接続され、下部には、一方向通 路 (2c)の下流側が接続されている。その他の構成及び作用効果は実施形態 4と同 様である。
[0178] 〈その他の実施形態〉
本発明は、上記実施形態 4について、各室内ユニット（1B)が出力する能力アップ 信号及び能力ダウン信号の条件は実施形態 4に限定されるものではない。
[0179] また、上記実施形態 4において、圧縮機構 (30)の容量制御は、設定圧力値の変 更のみに限定されるものではない。
[0180] また、実施形態 1〜3の空調機（10)は、冷房専用機であってもよぐまた、暖房専 用機であってもよい。その際、暖房専用機の場合、高圧制御部（61)に代えて実施形 態 4の出口温度制御部（63)を適用してもよい。
[0181] また、各実施形態における高圧制御部（61)は、放熱側熱交換器の出口冷媒温度 と、放熱側熱交換器の入口媒体温度とに基づいて高圧冷媒圧力の目標値を導出す るようにしてレ、る。しかし、上記高圧制御部（61)は、吸熱側熱交換器における冷媒温 度相当飽和圧力をもパラメータに加え、上記出口冷媒温度と入口媒体温度と冷媒温 度相当飽和圧力とに基づいて冷媒回路 (20)の高圧冷媒圧力の目標値を導出するよ うにしてもよい。この場合、より正確に高圧冷媒圧力の目標値を導出することができる
[0182] つまり、冷房運転時は、上記室外熱交換器 (21)の出口冷媒温度と外気温度と室 内熱交換器 (23)における蒸発圧力又は蒸発温度とに基づいて高圧冷媒圧力の目 標値を導出してもい。また、暖房運転時は、上記室内熱交換器 (23)の出口冷媒温度 と室内温度と室外熱交換器 (21)における蒸発圧力又は蒸発温度とに基づいて高圧 冷媒圧力の目標値を導出してもい。 [0183] また、各実施形態における第 2制御部（6b, 6d)は、過熱度制御を行うようにしたが
、第 1〜第 3の発明においては、過熱度制御に限定されるものではない。
[0184] また、第 1〜第 3の発明において、高圧制御及び出口温度制御は第 1絞り機構 (4
1)と第 2絞り機構 (42)とで行うようにしてもょレ、。
[0185] また、各実施形態は空調機（10)について説明したが、本発明は、冷凍冷蔵など の冷却運転又は加熱運転を行う各種の冷凍装置に適用してもよい。
[0186] また、各実施形態の室外熱交換器 (21)及び室内熱交換器 (23)において、冷媒と 熱交換する媒体は、空気に限られず、水やブラインなどであってもよい。
[0187] また、冷媒は二酸化炭素に限定されるものではなぐ膨張機構 (40)は、膨張弁に 限定されるものではなぐ絞り量が可変であればよい。
[0188] 尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、 あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
産業上の利用可能性
[0189] 以上説明したように、本発明は、超臨界冷凍サイクルの冷凍装置における運転効 率対策について有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 圧縮機構 (30)と熱源側熱交換器 (21)と膨張機構 (40)と利用側熱交換器 (23)と を有し、蒸気圧縮式超臨界冷凍サイクルを行う冷媒回路 (20)を備え、
上記膨張機構 (40)は、冷媒回路 (20)の冷媒を 2段膨張させるように絞り量の可変 な高圧側絞り機構 (41 , 42)と低圧側絞り機構 (42， 41)とを備えている冷凍装置であ つて、
上記熱源側熱交換器 (21)と利用側熱交換器 (23)のうち放熱器となる放熱側熱交 換器の出口冷媒温度と、該放熱側熱交換器で冷媒と熱交換する媒体の放熱側熱交 換器の入口媒体温度とに基づいて上記冷媒回路 (20)の高圧冷媒圧力の目標値を 導出し、該高圧冷媒圧力が目標値になるように上記膨張機構 (40)の絞り量を調整し て高圧制御を行う高圧制御手段 (61)を備えてレ、る
ことを特徴とする冷凍装置。
[2] 圧縮機構 (30)と熱源側熱交換器 (21)と膨張機構 (40)と利用側熱交換器 (23)と を有し、蒸気圧縮式超臨界冷凍サイクルを行う冷媒回路 (20)を備え、
上記膨張機構 (40)は、冷媒回路 (20)の冷媒を 2段膨張させるように絞り量の可変 な高圧側絞り機構 (42)と低圧側絞り機構 (41)とを備えてレ、る冷凍装置であって、 上記冷媒回路 (20)の加熱運転時において、利用側熱交換器 (23)で冷媒と熱交 換する媒体の利用側熱交換器 (23)の入口媒体温度と、冷媒回路 (20)の高圧冷媒 圧力の設定圧力値とに基づいて上記利用側熱交換器 (23)の出口冷媒温度の目標 値を導出し、該出口冷媒温度が目標値になるように上記膨張機構 (40)の絞り量を調 整して出口温度制御を行う出口温度制御手段（63)を備えてレ、る
ことを特徴とする冷凍装置。
[3] 圧縮機構 (30)と熱源側熱交換器 (21)と膨張機構 (40)と互いに並列接続された 複数の利用側熱交換器 (23)とを有し、蒸気圧縮式超臨界冷凍サイクルを行う冷媒回 路 (20)を備え、
上記膨張機構 (40)は、冷媒回路 (20)の冷媒を 2段膨張させるように、熱源側熱交 換器 (21)に対応した絞り量の可変な熱源側絞り機構 (41)と各利用側熱交換器 (23) に対応した絞り量の可変な複数の利用側絞り機構 (42)とを備えている冷凍装置であ つて、
上記冷媒回路 (20)の冷却運転時にぉレ、て、熱源側熱交換器 (21)の出口冷媒温 度と、熱源側熱交換器 (21)で冷媒と熱交換する媒体の熱源側熱交換器 (21)の入口 媒体温度とに基づいて上記冷媒回路 (20)の高圧冷媒圧力の目標値を導出し、該高 圧冷媒圧力が目標値になるように上記膨張機構 (40)の絞り量を調整して高圧制御を 行う高圧制御手段 (61)と、
上記冷媒回路 (20)の加熱運転時において、利用側熱交換器 (23)で冷媒と熱交 換する媒体の利用側熱交換器 (23)の入口媒体温度と、冷媒回路 (20)の高圧冷媒 圧力の設定圧力値とに基づいて上記利用側熱交換器 (23)の出口冷媒温度の目標 値を導出し、該出口冷媒温度が目標値になるように上記膨張機構 (40)の絞り量を調 整して出口温度制御を行う出口温度制御手段（63)とを備えてレ、る
ことを特徴とする冷凍装置。
請求項 1において、
上記高圧制御手段（61)は、高圧制御を行うために高圧側絞り機構 (41 , 42)の絞 り量を調整する第 1制御部 (6a)と、熱源側熱交換器 (21)と利用側熱交換器 (23)のう ち吸熱器となる吸熱側熱交換器の出口冷媒の過熱度が所定値になるように低圧側 絞り機構 (42, 41)の絞り量を調整する第 2制御部（6b)とを備えてレ、る
ことを特徴とする冷凍装置。
請求項 2において、
上記出口温度制御手段（63)は、出口温度制御を行うために高圧側絞り機構 (42) の絞り量を調整する第 1制御部 (6c)と、熱源側熱交換器 (21)の出口冷媒の過熱度 が所定値になるように低圧側絞り機構 (41)の絞り量を調整する第 2制御部（6d)とを 備えている
ことを特徴とする冷凍装置。
請求項 3において、
上記高圧制御手段（61)は、高圧制御を行うために熱源側絞り機構 (41)の絞り量 を調整する第 1制御部 (6a)と、利用側熱交換器 (23)の出口冷媒の過熱度が所定値 になるように利用側絞り機構 (42)の絞り量を調整する第 2制御部（6b)とを備え、 上記出口温度制御手段（63)は、出口温度制御を行うために利用側絞り機構 (42) の絞り量を調整する第 1制御部 (6c)と、熱源側熱交換器 (21)の出口冷媒の過熱度 が所定値になるように熱源側絞り機構 (41)の絞り量を調整する第 2制御部（6d)とを 備えている
ことを特徴とする冷凍装置。
[7] 請求項:!〜 3の何れか 1項において、
上記冷媒回路 (20)は、膨張機構 (40)の 2つの絞り機構 (41 , 42)の間に設けられ た気液分離器 (22)と、該気液分離器 (22)のガス冷媒を圧縮機構 (30)の中間圧領域 に導くインジェクション通路（25)とを備えている
ことを特徴とする冷凍装置。
[8] 請求項 7において、
上記圧縮機構 (30)は、低段側圧縮機 (33)と高段側圧縮機 (34)とを備える一方、 上記インジェクション通路 (25)は、低段側圧縮機 (33)と高段側圧縮機 (34)との間 の中間圧領域にガス冷媒を導くように構成されている
ことを特徴とする冷凍装置。
[9] 請求項 1において、
上記高圧制御手段 (61)は、放熱側熱交換器の出口冷媒温度と、放熱側熱交換 器の入口媒体温度とに、熱源側熱交換器 (21)と利用側熱交換器 (23)のうち吸熱器 となる吸熱側熱交換器における冷媒温度相当飽和圧力を加え、上記出口冷媒温度 と入口媒体温度と冷媒温度相当飽和圧力とに基づレ、て冷媒回路 (20)の高圧冷媒圧 力の目標値を導出するように構成されてレ、る
ことを特徴とする冷凍装置。
[10] 請求項 3において、
上記高圧制御手段 (61)は、熱源側熱交換器 (21)の出口冷媒温度と、熱源側熱 交換器 (21)の入口媒体温度とに、利用側熱交換器 (23)における冷媒温度相当飽和 圧力を加え、上記出口冷媒温度と入口媒体温度と冷媒温度相当飽和圧力とに基づ レ、て冷媒回路 (20)の高圧冷媒圧力の目標値を導出するように構成されてレ、る ことを特徴とする冷凍装置。 [11] 請求項 1又は 2において、
上記利用側熱交換器 (23)が収納された利用側ユニット（1B)が出力する能力アツ プ信号と能力ダウン信号とに基づいて圧縮機構 (30)の運転容量を増減制御する容 量制御手段（62)を備えている
ことを特徴とする冷凍装置。
[12] 請求項 11において、
上記利用側ユニット（1B)は、利用側熱交換器 (23)の入口媒体温度と設定温度と に基づいて能力アップ信号及び能力ダウン信号を出力するように構成されている ことを特徴とする冷凍装置。
[13] 請求項 3において、
冷却運転時に冷媒回路 (20)の低圧冷媒圧力が設定圧力値になるように圧縮機 構 (30)の運転容量を制御すると共に、加熱運転時に冷媒回路 (20)の高圧冷媒圧力 が設定圧力値になるように圧縮機構 (30)の運転容量を制御する容量制御手段 (62) を備えている
ことを特徴とする冷凍装置。
[14] 請求項 13において、
上記容量制御手段（62)は、利用側熱交換器 (23)が収納された利用側ユニット (1 B)が出力する能力アップ信号に基づいて冷却運転時の低圧冷媒圧力の設定圧力 値を低下させ、加熱運転時の高圧冷媒圧力の設定圧力値を上昇させる一方、上記 利用側ユニット（1B)が出力する能力ダウン信号に基づレ、て冷却運転時の低圧冷媒 圧力の設定圧力値を上昇させ、加熱運転時の高圧冷媒圧力の設定圧力値を低下さ せるように構成されている
ことを特徴とする冷凍装置。
[15] 請求項 14において、
上記利用側絞り機構 (42)は、開度可変の膨張弁で構成され、
上記利用側ユニット (1B)は、利用側絞り機構 (42)の開度が所定の変更値より大き くなると能力アップ信号を出力し、利用側絞り機構 (42)の開度が変更値以下に小さく なると能力ダウン信号を出力するように構成されている ことを特徴とする冷凍装置。
[16] 請求項 15において、
上記利用側ユニット (1B)は、利用側絞り機構 (42)の開度が全開度の 80〜90% 以上となると能力アップ信号を出力し、利用側絞り機構 (42)の開度が全開度の 10〜 20%以下になると能力ダウン信号を出力するように構成されている
ことを特徴とする冷凍装置。
[17] 請求項 14において、
上記容量制御手段 (62)は、能力アップ信号を出力する利用側ユニット (1B)の台 数が所定割合になると設定圧力値を変更する一方、能力ダウン信号を出力する利用 側ユニット（1B)の台数が所定割合になると設定圧力値を変更するように構成されて いる
ことを特徴とする冷凍装置。
[18] 請求項 17において、
上記容量制御手段 (62)は、設定圧力値を変更する利用側ユニット (1B)の台数の 所定割合が 20〜40%に設定されてレ、る
ことを特徴とする冷凍装置。
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