JP2009270777A - Refrigerating device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the wet state of a refrigerant sucked to a rear stage side compression element of a compression part which has already started when starting other compression part in the state where the compression part has already started, in a refrigerating device having a refrigerant circuit in which a plurality of compressors having front stage side compression elements and rear stage side compression elements are interconnected in parallel and which enables intermediate pressure injection and performing a multi-stage compression type refrigeration cycle. <P>SOLUTION: An air conditioner 1 includes a two-stage compression type compression mechanism 102 in which a first compression part 103 capable of varying operation capacity and a second compression part 104 are interconnected in parallel and with a first rear stage side injection pipe 18c. In the air conditioner 1, in starting the second compression part 104 with the first compression part 103 started, when the operation capacity of the first compression part 103 is lowered prior to the start of the second compression part 104, an opening of a first rear stage side injection on-off valve 18d of the first rear stage side injection pipe 18c is reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、冷凍装置、特に、前段側圧縮要素と後段側圧縮要素とを有する複数の圧縮機が並列に接続され、かつ、中間圧インジェクションが可能な冷媒回路を有し、超臨界域で作動する冷媒を使用して多段圧縮式冷凍サイクルを行う冷凍装置に関する。   The present invention relates to a refrigeration apparatus, in particular, a refrigerant circuit in which a plurality of compressors having a front-stage compression element and a rear-stage compression element are connected in parallel and capable of intermediate pressure injection, and operates in a supercritical region. The present invention relates to a refrigeration apparatus that performs a multistage compression refrigeration cycle using a refrigerant.

従来より、中間圧インジェクションが可能な冷媒回路を有し、超臨界域で作動する冷媒を使用して多段圧縮式冷凍サイクルを行う冷凍装置の1つとして、特許文献1に示されるような、中間圧インジェクションが可能な冷媒回路を有し、二酸化炭素を冷媒として使用して二段圧縮式冷凍サイクルを行う空気調和装置がある。この空気調和装置は、主として、直列に接続された前後段2つの圧縮要素を有する圧縮機と、室外熱交換器と、室内熱交換器と、室外熱交換器又は室内熱交換器において放熱した冷媒の一部を後段側圧縮要素に戻すための後段側インジェクション管とを有している。ここで、圧縮機は、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を吸入して冷凍サイクルにおける中間圧まで圧縮する前段側圧縮要素と、冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を吸入して冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮する後段側圧縮要素とを有している。
特開2007−232263号公報
Conventionally, as one of refrigeration apparatuses having a refrigerant circuit capable of intermediate pressure injection and performing a multistage compression refrigeration cycle using a refrigerant operating in a supercritical region, There is an air conditioner that has a refrigerant circuit capable of pressure injection and performs a two-stage compression refrigeration cycle using carbon dioxide as a refrigerant. This air conditioner mainly includes a compressor having two compression elements connected in series, an outdoor heat exchanger, an indoor heat exchanger, and a refrigerant that has radiated heat in the outdoor heat exchanger or the indoor heat exchanger. And a rear-stage injection pipe for returning a part thereof to the rear-stage compression element. Here, the compressor sucks the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle and compresses it to the intermediate pressure in the refrigeration cycle, and the latter stage sucks the intermediate-pressure refrigerant in the refrigeration cycle and compresses it to the high pressure in the refrigeration cycle. Side compression elements.
JP 2007-232263 A

上述の空気調和装置においては、圧縮機の後段側圧縮要素から吐出された後に室外熱交換器又は室内熱交換器において放熱した冷媒の一部を、後段側インジェクション管を通じて、前段側圧縮要素と後段側圧縮要素とを接続する中間冷媒管に戻すことによって、圧縮機の前段側圧縮要素から吐出されて後段側圧縮要素に吸入される冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒に合流させる中間圧インジェクションを行い、後段側圧縮要素から吐出される冷媒の温度を低下させるとともに、圧縮機の消費動力を減らし、運転効率の向上を図るようにしている。   In the air conditioner described above, a part of the refrigerant radiated in the outdoor heat exchanger or the indoor heat exchanger after being discharged from the rear stage compression element of the compressor is passed through the rear stage side injection pipe and the front stage side compression element and the rear stage. By returning to the intermediate refrigerant pipe connecting the side compression element, intermediate pressure injection is performed to merge with the intermediate pressure refrigerant in the refrigeration cycle discharged from the front stage compression element of the compressor and sucked into the rear stage compression element, While reducing the temperature of the refrigerant discharged from the rear side compression element, the power consumption of the compressor is reduced, and the operation efficiency is improved.

このような空気調和装置において、前段側圧縮要素と後段側圧縮要素とを有する複数の圧縮機を並列に接続するとともに、複数の圧縮機の一つを運転容量を可変できる第1圧縮機とし、圧縮機の運転容量の変更と他の圧縮機の運転台数の変更とを組み合わせることによって、複数の圧縮機全体の運転容量を可変できるようにすることができる。そして、このような構成では、第1圧縮機を起動させた状態において他の圧縮機を起動させるにあたり、他の圧縮機の起動に先立って第1圧縮機の運転容量を下げる操作が行われる。   In such an air conditioner, a plurality of compressors having a front-stage compression element and a rear-stage compression element are connected in parallel, and one of the plurality of compressors is a first compressor that can vary the operating capacity, By combining the change in the operating capacity of the compressor and the change in the number of operating other compressors, the operating capacity of the entire plurality of compressors can be varied. In such a configuration, when the other compressor is started in the state where the first compressor is started, an operation of decreasing the operating capacity of the first compressor is performed prior to starting the other compressor.

このとき、第1圧縮機の前段側圧縮要素から吐出される冷媒の流量が減少することから、中間冷媒管を流れる冷媒の流量に比べて、後段側インジェクション管から中間冷媒管に戻される冷媒の流量が相対的に多い状態になって、第1圧縮機の後段側圧縮要素に吸入される冷媒が一時的に湿り状態になるおそれがあり、これにより、装置の信頼性が低下するという問題がある。   At this time, since the flow rate of the refrigerant discharged from the front-stage compression element of the first compressor is reduced, the refrigerant returned from the rear-stage injection pipe to the intermediate refrigerant pipe is compared with the flow rate of the refrigerant flowing through the intermediate refrigerant pipe. There is a risk that the refrigerant flowed into the relatively high flow rate may cause the refrigerant sucked into the rear-stage compression element of the first compressor to be temporarily moistened, thereby reducing the reliability of the apparatus. is there.

本発明の課題は、前段側圧縮要素と後段側圧縮要素とを有する複数の圧縮部が並列に接続され、かつ、中間圧インジェクションが可能な冷媒回路を有し、超臨界域で作動する冷媒を使用して多段圧縮式冷凍サイクルを行う冷凍装置において、既に起動している圧縮部が存在している状態で他の圧縮部を起動させる際に、既に起動している圧縮部の後段側圧縮要素に吸入される冷媒が湿り状態になるのを抑えることにある。   An object of the present invention is to provide a refrigerant that has a refrigerant circuit in which a plurality of compression parts each having a front-stage compression element and a rear-stage compression element are connected in parallel and that can perform intermediate pressure injection, and that operates in a supercritical region. In a refrigeration apparatus that uses a multistage compression refrigeration cycle, when the other compression unit is activated in a state where the compression unit that is already activated exists, the latter stage compression element of the compression unit that is already activated This is to prevent the refrigerant sucked in from getting wet.

第1の発明にかかる冷凍装置は、超臨界域で作動する冷媒を使用する冷凍装置であって、圧縮機構と、中間冷媒管と、圧縮機構によって圧縮された冷媒を放熱させる放熱器と、放熱器によって放熱された冷媒を蒸発させる蒸発器と、後段側インジェクション管とを備えている。圧縮機構は、運転容量の可変できる第1圧縮部と第2圧縮部とを含んでいる。第1圧縮部は、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を吸入して冷凍サイクルにおける中間圧まで圧縮する第1前段側圧縮要素と、冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を吸入して冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮する第1後段側圧縮要素とを有している。第2圧縮部は、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を吸入して冷凍サイクルにおける中間圧まで圧縮する第2前段側圧縮要素と冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を吸入して冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮する第2後段側圧縮要素とを有している。ここで、「圧縮部」とは、複数の圧縮要素が一体に組み込まれた圧縮機や、単一の圧縮要素が組み込まれた圧縮機及び/又は複数の圧縮要素が組み込まれた圧縮機を複数台直列に接続したものを意味しており、「圧縮機構」とは、これらの「圧縮部」を並列に接続されたものを意味している。中間冷媒管は、前段側圧縮要素から吐出された冷媒を後段側圧縮要素に吸入させる冷媒管である。後段側インジェクション管は、後段側インジェクション弁を有しており、放熱器において放熱した冷媒を分岐して中間冷媒管に戻す冷媒管である。そして、この冷凍装置は、第1圧縮部を起動させた状態から第2圧縮部を起動する後発圧縮部起動制御において、第2圧縮部の起動に先立って第1圧縮部の運転容量を下げる際に、後段側インジェクション弁の開度を小さくするものである。   A refrigeration apparatus according to a first aspect of the present invention is a refrigeration apparatus that uses a refrigerant that operates in a supercritical region, and that includes a compression mechanism, an intermediate refrigerant tube, a radiator that radiates the refrigerant compressed by the compression mechanism, and heat dissipation. The evaporator which evaporates the refrigerant | coolant thermally radiated by the container and the back | latter stage side injection pipe are provided. The compression mechanism includes a first compression unit and a second compression unit that can vary the operation capacity. The first compression unit sucks the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle and compresses it to the intermediate pressure in the refrigeration cycle, and sucks the intermediate-pressure refrigerant in the refrigeration cycle and compresses it to the high pressure in the refrigeration cycle. And a first rear-stage compression element. The second compression section sucks low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle and compresses it to an intermediate pressure in the refrigeration cycle, and compresses the intermediate pressure refrigerant in the refrigeration cycle to high pressure in the refrigeration cycle. 2 rear-stage compression elements. Here, the “compression unit” refers to a compressor in which a plurality of compression elements are integrally incorporated, a compressor in which a single compression element is incorporated, and / or a compressor in which a plurality of compression elements are incorporated. The “compression mechanism” means that these “compression units” are connected in parallel. The intermediate refrigerant pipe is a refrigerant pipe that causes the refrigerant discharged from the front-stage compression element to be sucked into the rear-stage compression element. The rear stage side injection pipe has a rear stage side injection valve, and is a refrigerant pipe that branches the refrigerant radiated by the radiator and returns it to the intermediate refrigerant pipe. The refrigeration apparatus is configured to lower the operating capacity of the first compression unit prior to the start of the second compression unit in the subsequent compression unit activation control in which the second compression unit is activated from the state where the first compression unit is activated. In addition, the opening degree of the rear injection valve is reduced.

この冷凍装置では、運転容量を可変できる第1圧縮部を起動させた状態から第2圧縮部を起動する後発圧縮部起動制御において、第2圧縮部の起動に先立って第1圧縮部の運転容量を下げる際に、後段側インジェクション弁の開度を小さくするようにしているため、第1前段側圧縮要素から吐出される冷媒の流量が減少するにもかかわらず、後段側インジェクション管から中間冷媒管に戻される冷媒の流量が中間冷媒管を流れる冷媒の流量に比べて多い状態になるのを避けて、第1後段側圧縮要素に吸入される冷媒が湿り状態になるのを抑えることができ、これにより、装置の信頼性を向上させることができる。   In this refrigeration apparatus, the operating capacity of the first compression unit prior to the start of the second compression unit in the subsequent compression unit activation control in which the second compression unit is activated from the state where the first compression unit capable of varying the operation capacity is activated. Since the opening degree of the rear-stage injection valve is reduced when lowering the flow rate, the intermediate refrigerant pipe is connected from the rear-stage injection pipe despite the decrease in the flow rate of the refrigerant discharged from the first front-stage compression element. Avoiding a state in which the flow rate of the refrigerant returned to the refrigerant flow rate is higher than the flow rate of the refrigerant flowing through the intermediate refrigerant pipe, the refrigerant sucked into the first second-stage compression element can be prevented from becoming wet, Thereby, the reliability of the apparatus can be improved.

第2の発明にかかる冷凍装置は、第1の発明にかかる冷凍装置において、中間冷媒管は、第1前段側圧縮要素の吐出側に接続される第1入口側中間枝管と、第2前段側圧縮要素の吐出側に接続される第2入口側中間枝管と、入口側中間枝管が合流する中間母管と、中間母管から分岐されて第1後段側圧縮要素の吸入側に接続される第1出口側中間枝管と、後段側吸入弁を有しており中間母管から分岐されて第2後段側圧縮要素の吸入側に接続される第2出口側中間枝管とを含んでおり、後段側インジェクション管は、中間母管に接続されており、後発圧縮部起動弁を有し第2入口側中間枝管と第2出口側中間枝管とを連通させる起動バイパス管をさらに備えている。そして、この冷凍装置は、後発圧縮部起動制御において、後段側吸入弁を閉め、かつ、後発圧縮部起動弁を開けた状態で第2圧縮部を起動し、第2圧縮部が起動された後に、後段側吸入弁を開け、かつ、後発圧縮部起動弁を閉めるものである。   A refrigeration apparatus according to a second aspect of the invention is the refrigeration apparatus according to the first aspect of the invention, wherein the intermediate refrigerant pipe is connected to the discharge side of the first front-stage compression element, the first inlet-side intermediate branch pipe, and the second front-stage. A second inlet side intermediate branch pipe connected to the discharge side of the side compression element, an intermediate mother pipe where the inlet side intermediate branch pipe joins, and a branch from the intermediate mother pipe connected to the suction side of the first second-stage compression element A first outlet-side intermediate branch pipe, and a second outlet-side intermediate branch pipe that has a rear-stage suction valve and is branched from the intermediate mother pipe and connected to the suction side of the second rear-stage compression element. The rear-stage injection pipe is connected to the intermediate mother pipe, and further includes a start-up bypass pipe having a later-stage compression section start-up valve for communicating the second inlet-side intermediate branch pipe and the second outlet-side intermediate branch pipe. I have. And this refrigeration apparatus, after the latter compression part starting control, after closing the latter stage intake valve and starting the second compression part with the latter compression part starting valve opened, the second compression part is started The rear-stage intake valve is opened, and the later-compression compressor starting valve is closed.

この冷凍装置では、中間冷媒管によって、第1前段側圧縮要素から吐出された冷媒と第2前段側圧縮要素から吐出された冷媒とが一旦合流した後に、第1後段側圧縮要素の吸入側と第2後段側圧縮要素の吸入側とに分岐されるようになっており、第1圧縮部だけを起動させた状態においては、第2圧縮部の第2前段側圧縮要素の吐出側及び第2後段側圧縮要素の吸入側が、中間冷媒管を通じて、既に起動されている第1圧縮部の第1前段側圧縮要素の吐出側の圧力及び第1後段側圧縮要素の吸入側の圧力の影響を受けた状態になる。このため、第1圧縮部を起動させた状態において第2圧縮部を起動させる際に、第2圧縮部の第2前段側圧縮要素の吐出側及び第2後段側圧縮要素の吸入側が第1圧縮部の第1前段側圧縮要素の吐出側の圧力及び第1後段側圧縮要素の吸入側の圧力の影響を受けた状態を緩和しなければ、第2圧縮部を安定的に起動することが困難になるおそれがある。   In this refrigeration apparatus, the refrigerant discharged from the first front-stage compression element and the refrigerant discharged from the second front-stage compression element once merge by the intermediate refrigerant pipe, and then the suction side of the first second-stage compression element In the state where only the first compression unit is activated, the discharge side and the second second compression unit of the second compression unit and the second compression unit are branched to the suction side of the second rear compression unit. The suction side of the rear-stage compression element is affected by the pressure on the discharge side of the first front-stage compression element and the pressure on the suction side of the first rear-stage compression element of the first compression section that has already been activated through the intermediate refrigerant pipe. It becomes a state. Therefore, when the second compression unit is activated in the state where the first compression unit is activated, the discharge side of the second pre-stage compression element and the suction side of the second post-stage compression element of the second compression unit are compressed by the first compression unit. If the state affected by the pressure on the discharge side of the first first-stage compression element and the pressure on the suction side of the first second-stage compression element is not relieved, it is difficult to stably start the second compression section There is a risk of becoming.

そこで、この冷凍装置では、第2出口側中間枝管に後段側吸入弁を設け、かつ、第2入口側中間枝管と第2出口側中間枝管とを連通させる起動バイパス管を設けて、後発圧縮部起動制御において、この後段側吸入弁を閉め、かつ、起動バイパス管に設けられた後発圧縮部起動弁を開けた状態で第2圧縮部を起動するようにしている。これにより、第2圧縮部の第2前段側圧縮要素から吐出された冷媒を、第1圧縮部の第1前段側圧縮要素から吐出される冷媒に合流させることなく、起動バイパス管を通じて、第2圧縮部の第2後段側圧縮要素に吸入させることができるようになるため、第2圧縮部の第2前段側圧縮要素の吐出側及び第2後段側圧縮要素の吸入側が第1圧縮部の第1前段側圧縮要素の吐出側の圧力及び第1後段側圧縮要素の吸入側の圧力の影響を受けた状態を緩和することができ、第1圧縮部を起動させた状態において第2圧縮部を起動させる際に、第2圧縮部を安定的に起動することができる。そして、第2圧縮部が安定的に起動された後には、後段側吸入弁を開け、かつ、後発圧縮部起動弁を閉めることで、第2圧縮部の第2前段側圧縮要素から吐出された冷媒を第1圧縮部の第1前段側圧縮要素から吐出された冷媒と合流させた状態である通常の運転状態に移行することができる。   Therefore, in this refrigeration apparatus, a second-stage suction valve is provided in the second outlet-side intermediate branch pipe, and an activation bypass pipe that connects the second inlet-side intermediate branch pipe and the second outlet-side intermediate branch pipe is provided, In the subsequent compression unit activation control, the second compression unit is activated with the latter-stage suction valve closed and the subsequent compression unit activation valve provided in the activation bypass pipe opened. As a result, the refrigerant discharged from the second front-stage compression element of the second compression section is joined to the refrigerant discharged from the first front-stage compression element of the first compression section through the startup bypass pipe, without being merged. Since the second rear-stage compression element of the compression section can be sucked, the discharge side of the second front-stage compression element and the suction side of the second rear-stage compression element of the second compression section are the first compression section. The state affected by the pressure on the discharge side of the first-stage compression element and the pressure on the suction side of the first-stage compression element can be alleviated, and the second compression section is activated in the state where the first compression section is activated. When starting, the 2nd compression part can be started stably. And after the 2nd compression part was started stably, by opening the back | latter stage side intake valve and closing the late compression part start valve, it discharged from the 2nd front | former stage side compression element of the 2nd compression part. It is possible to shift to a normal operation state in which the refrigerant is combined with the refrigerant discharged from the first pre-stage compression element of the first compression unit.

第3の発明にかかる冷凍装置は、第2の発明にかかる冷凍装置において、後発圧縮部起動制御において、後段側吸入弁が開けられ、かつ、後発圧縮部起動弁が閉められる際に、後段側インジェクション弁の開度を大きくするものである。   The refrigeration apparatus according to a third aspect of the invention is the refrigeration apparatus according to the second aspect of the invention, wherein the rear side suction valve is opened and the rear side compression part activation valve is closed in the later compression part activation control. The opening of the injection valve is increased.

この冷凍装置において、第2圧縮部が起動された後であって、後段側吸入弁が開けられ、かつ、後発圧縮部起動弁が閉められた状態に移行した後(すなわち、通常の運転状態)においても、後段側インジェクション弁の開度を小さいままにしていると、第1前段側圧縮要素から吐出された冷媒と第2前段側圧縮要素から吐出された冷媒との両方が合流して中間冷媒管の中間母管を流れているのにもかかわらず、中間母管を流れる冷媒の流量に比べて、後段側インジェクション管から中間母管に戻される冷媒の流量が相対的に少ない状態になって、中間圧インジェクションによる圧縮機構の消費動力の低減や運転効率の向上の効果が十分に得られない状態となってしまう。このため、このような状態になるのを避けるために、第2圧縮部が起動された後には、速やかに、後段側インジェクション弁の開度を大きくして、後段側インジェクション管から中間冷媒管に戻される冷媒の流量を増加させることが望ましい。   In this refrigeration apparatus, after the second compression unit is activated, after the rear-stage intake valve is opened and the subsequent compression unit activation valve is closed (that is, in a normal operation state). In this case, if the opening of the rear-stage injection valve is kept small, both the refrigerant discharged from the first front-stage compression element and the refrigerant discharged from the second front-stage compression element merge to form an intermediate refrigerant. Despite flowing through the intermediate mother pipe of the pipe, the flow rate of the refrigerant returned from the rear-stage injection pipe to the intermediate mother pipe is relatively small compared to the flow rate of the refrigerant flowing through the intermediate mother pipe. Therefore, the effect of reducing the power consumption of the compression mechanism by the intermediate pressure injection and improving the operation efficiency cannot be obtained sufficiently. For this reason, in order to avoid such a state, immediately after the second compression unit is started, the opening degree of the rear-stage injection valve is quickly increased and the rear-stage injection pipe is changed to the intermediate refrigerant pipe. It is desirable to increase the flow rate of the returned refrigerant.

しかし、第2圧縮部が起動された後であっても、後段側吸入弁が閉められ、かつ、後発圧縮部起動弁が開けられた閉められた状態(すなわち、第2圧縮部の起動直後の通常の運転に移行する前の状態)において、後段側インジェクション弁の開度を大きくしてしまうと、中間冷媒管の中間母管を流れる冷媒が第1前段側圧縮要素から吐出された冷媒だけであるにもかかわらず、後段側インジェクション管から中間母管に戻される冷媒の流量が増加することになるため、中間母管を流れる冷媒の流量に比べて、後段側インジェクション管から中間母管に戻される冷媒の流量が相対的に多い状態になって、第1圧縮部の第1後段側圧縮要素に吸入される冷媒が湿り状態になるおそれがある。   However, even after the second compression unit is activated, the rear-stage suction valve is closed and the subsequent compression unit activation valve is opened (ie, immediately after activation of the second compression unit). In the state before the shift to normal operation), if the opening of the rear injection valve is increased, the refrigerant flowing through the intermediate mother pipe of the intermediate refrigerant pipe is only the refrigerant discharged from the first front compression element. In spite of this, the flow rate of the refrigerant returned from the rear-stage injection pipe to the intermediate mother pipe increases, so that the refrigerant flow from the rear-stage injection pipe returns to the intermediate mother pipe compared to the flow rate of the refrigerant flowing through the intermediate mother pipe. There is a risk that the refrigerant sucked into the first second-stage compression element of the first compression section will be in a wet state due to the relatively large flow rate of the refrigerant.

そこで、この冷凍装置では、第2圧縮部が起動された後であっても、後段側吸入弁が閉められ、かつ、後発圧縮部起動弁が開けられた閉められた状態においては、後段側インジェクション弁の開度を大きくせずに、後段側吸入弁が開けられ、かつ、後発圧縮部起動弁が閉められる際に、後段側インジェクション弁の開度を大きくすることで、後段側インジェクション管から中間母管に戻される冷媒の流量を、第2圧縮部の起動時における後段側吸入弁及び後発圧縮部起動弁の開閉状態が考慮された適切なものにすることができ、これにより、後段側吸入弁及び後発圧縮部起動弁の開閉制御を伴う第2圧縮部の起動時においても、第1後段側圧縮要素に吸入される冷媒が湿り状態になるのを抑えるとともに、通常の運転状態に移行された際には、速やかに、後段側インジェクション管から中間母管に戻される冷媒の流量を増加させることができる。   Therefore, in this refrigeration apparatus, even after the second compression unit is activated, the latter-stage injection valve is closed in the closed state where the latter-stage intake valve is closed and the later-stage compression unit activation valve is opened. Without increasing the opening of the valve, when the rear suction valve is opened and the later compression section start valve is closed, by increasing the opening of the rear injection valve, The flow rate of the refrigerant returned to the mother pipe can be made appropriate in consideration of the open / closed states of the second-stage suction valve and the second-stage compression section start valve when starting the second compression section. Even at the time of starting the second compression unit accompanied by the opening and closing control of the valve and the subsequent compression unit starting valve, the refrigerant sucked into the first second-stage compression element is suppressed from becoming wet, and the normal operation state is shifted to. When Quickly, it is possible to increase the flow rate of the refrigerant returned from the second-stage injection tube to the intermediate header tube.

第4の発明にかかる冷凍装置は、第2又は第3の発明にかかる冷凍装置において、中間母管には、前段側圧縮要素から吐出されて後段側圧縮要素に吸入される冷媒の冷却器として機能する中間熱交換器が設けられている。   The refrigeration apparatus according to a fourth aspect of the invention is the refrigeration apparatus according to the second or third aspect of the invention, wherein the intermediate mother pipe is a refrigerant cooler that is discharged from the front-stage compression element and sucked into the rear-stage compression element. A functioning intermediate heat exchanger is provided.

この冷凍装置では、中間母管に中間熱交換器が設けられており、中間母管を流れる冷媒が、後段側インジェクション管から中間母管に戻される冷媒と合流する前に、前段側圧縮要素から吐出された状態よりも冷却された状態になるため、後段側インジェクション管から中間母管に戻される冷媒と合流した後に後段側圧縮要素に吸入される冷媒が湿り状態になるおそれが高くなっている。   In this refrigeration apparatus, an intermediate heat exchanger is provided in the intermediate mother pipe, and before the refrigerant flowing through the intermediate mother pipe joins with the refrigerant returned from the latter-stage injection pipe to the intermediate mother pipe, Since the refrigerant is cooled more than the discharged state, there is a high possibility that the refrigerant sucked into the rear-stage compression element after joining the refrigerant returned from the rear-stage injection pipe to the intermediate mother pipe becomes wet. .

しかし、この冷凍装置では、第1圧縮部を起動させた状態から第2圧縮部を起動する後発圧縮部起動制御において、第2圧縮部の起動に先立って第1圧縮部の運転容量を下げる際に、後段側インジェクション弁の開度を小さくするようにしているため、また、後発圧縮部起動制御において、後段側吸入弁を閉め、かつ、後発圧縮部起動弁を開けた状態で第2圧縮部を起動し、第2圧縮部が起動された後に、後段側吸入弁を開け、かつ、後発圧縮部起動弁を閉めることで、第2圧縮部を安定的に起動させた後においては、後段側吸入弁が開けられ、かつ、後発圧縮部起動弁が閉められる際に、後段側インジェクション弁の開度を大きくするようにしているため、中間母管を流れる冷媒が、後段側インジェクション管から中間母管に戻される冷媒と合流する前に、前段側圧縮要素から吐出された状態よりも冷却された状態になるものであるにもかかわらず、第1後段側圧縮要素に吸入される冷媒が湿り状態になるのを抑えることができ、これにより、装置の信頼性を向上させることができる。   However, in this refrigeration apparatus, when the operating capacity of the first compression unit is reduced prior to the start of the second compression unit in the subsequent compression unit activation control in which the second compression unit is activated from the state in which the first compression unit is activated. In addition, since the opening degree of the second-stage injection valve is made smaller, and in the second-stage compression section activation control, the second compression section is closed with the second-stage suction valve closed and the second-stage compression section activation valve opened. After the second compression unit is activated, the rear side suction valve is opened and the subsequent compression unit activation valve is closed to stably start the second compression unit. When the intake valve is opened and the late compression section start valve is closed, the opening of the rear injection valve is increased, so that the refrigerant flowing through the intermediate mother pipe is transferred from the rear injection pipe to the intermediate mother pipe. Refrigerant returned to the tube Before joining, the refrigerant sucked into the first second-stage compression element is suppressed from becoming wet despite being cooled more than the state discharged from the first-stage compression element. As a result, the reliability of the apparatus can be improved.

第5の発明にかかる冷凍装置は、第1〜第4の発明のいずれかにかかる冷凍装置において、放熱器において放熱した冷媒と後段側インジェクション管を流れる冷媒との熱交換を行うエコノマイザ熱交換器をさらに備えている。   The refrigeration apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the refrigeration apparatus according to any one of the first to fourth aspects of the invention, wherein an economizer heat exchanger performs heat exchange between the refrigerant that has radiated heat in the radiator and the refrigerant that flows through the rear-stage injection pipe. Is further provided.

第6の発明にかかる冷凍装置は、第1〜第5の発明のいずれかにかかる冷凍装置において、超臨界域で作動する冷媒は、二酸化炭素である。   The refrigeration apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the refrigeration apparatus according to any of the first to fifth aspects of the invention, wherein the refrigerant operating in the supercritical region is carbon dioxide.

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。   As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

第1、第5及び第6の発明では、第1圧縮部を起動させた状態から第2圧縮部を起動する後発圧縮部起動制御において、第2圧縮部の起動に先立って第1圧縮部の運転容量を下げる際に、第1後段側圧縮要素に吸入される冷媒が湿り状態になるのを抑えることができ、これにより、装置の信頼性を向上させることができる。   In the first, fifth, and sixth inventions, in the subsequent compression unit activation control for activating the second compression unit from the state in which the first compression unit is activated, the first compression unit is activated prior to activation of the second compression unit. When reducing the operating capacity, it is possible to suppress the refrigerant sucked into the first second-stage compression element from becoming wet, thereby improving the reliability of the apparatus.

第2の発明では、第1圧縮部を起動させた状態において第2圧縮部を起動させる際に、第2圧縮部を安定的に起動することができる。   In the second invention, when the second compression unit is activated in the state where the first compression unit is activated, the second compression unit can be stably activated.

第3の発明では、後段側吸入弁及び後発圧縮部起動弁の開閉制御を伴う第2圧縮部の起動時においても、第1後段側圧縮要素に吸入される冷媒が湿り状態になるのを抑えるとともに、通常の運転状態に移行された際には、速やかに、後段側インジェクション管から中間母管に戻される冷媒の流量を増加させることができる。   In the third aspect of the invention, the refrigerant sucked into the first second-stage compression element is prevented from becoming wet even when starting the second compression section that is associated with the opening / closing control of the second-stage suction valve and the second-stage compression section starting valve. At the same time, when the operation state is shifted to the normal operation state, the flow rate of the refrigerant returned from the rear-stage injection pipe to the intermediate mother pipe can be quickly increased.

第4の発明では、中間母管を流れる冷媒が、後段側インジェクション管から中間母管に戻される冷媒と合流する前に、前段側圧縮要素から吐出された状態よりも冷却された状態になるものであるにもかかわらず、第1後段側圧縮要素に吸入される冷媒が湿り状態になるのを抑えることができ、これにより、装置の信頼性を向上させることができる。   In 4th invention, before the refrigerant | coolant which flows through an intermediate | middle mother pipe merges with the refrigerant | coolant returned to an intermediate | middle mother pipe from a back | latter stage side injection pipe, it will be in the state cooled rather than the state discharged from the front | former stage side compression element Nevertheless, it is possible to suppress the refrigerant sucked into the first second-stage compression element from becoming wet, thereby improving the reliability of the apparatus.

以下、図面に基づいて、本発明にかかる冷凍装置の実施形態について説明する。   Hereinafter, an embodiment of a refrigeration apparatus according to the present invention will be described based on the drawings.

(1)空気調和装置の構成
図1は、本発明にかかる冷凍装置の一実施形態としての空気調和装置1の概略構成図である。空気調和装置1は、冷房運転と暖房運転を切り換え可能に構成された冷媒回路10を有し、超臨界域で作動する冷媒(ここでは、二酸化炭素)を使用して二段圧縮式冷凍サイクルを行う装置である。
(1) Configuration of Air Conditioner FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air conditioner 1 as an embodiment of a refrigeration apparatus according to the present invention. The air conditioner 1 includes a refrigerant circuit 10 configured to be capable of switching between a cooling operation and a heating operation, and uses a refrigerant (here, carbon dioxide) that operates in a supercritical region to perform a two-stage compression refrigeration cycle. It is a device to perform.

空気調和装置1の冷媒回路10は、主として、圧縮機構102と、切換機構3と、熱源側熱交換器4と、ブリッジ回路17と、レシーバ18と、第1膨張機構5aと、第2膨張機構5bと、第1後段側インジェクション管18cと、利用側熱交換器6と、中間熱交換器7とを有している。   The refrigerant circuit 10 of the air conditioner 1 mainly includes a compression mechanism 102, a switching mechanism 3, a heat source side heat exchanger 4, a bridge circuit 17, a receiver 18, a first expansion mechanism 5a, and a second expansion mechanism. 5b, a first second-stage injection pipe 18c, a use-side heat exchanger 6, and an intermediate heat exchanger 7.

圧縮機構102は、前段側圧縮要素と後段側圧縮要素とを有する複数の圧縮部(ここでは、2つの圧縮部103、104)を並列に接続するとともに、圧縮部103、104の一つ(ここでは、第1圧縮部103)を運転容量を可変できるものとし、第1圧縮部103の運転容量の変更と他の圧縮部(ここでは、第2圧縮部104)の運転台数の変更とを組み合わせることによって、圧縮機構102全体の運転容量を可変できるように構成したものであり、本実施形態において、運転容量を可変できる第1圧縮部103としての第1圧縮機29と第2圧縮部104としての第2圧縮機30とを有している。   The compression mechanism 102 connects a plurality of compression units (here, two compression units 103 and 104) having a front-stage compression element and a rear-stage compression element in parallel, and one of the compression units 103 and 104 (here Then, it is assumed that the operating capacity of the first compression unit 103) can be varied, and the change in the operation capacity of the first compression unit 103 and the change in the number of operating units of other compression units (here, the second compression unit 104) are combined. Accordingly, the operation capacity of the entire compression mechanism 102 can be varied. In the present embodiment, as the first compressor 29 and the second compressor 104 as the first compression unit 103 that can vary the operation capacity. The second compressor 30 is provided.

第1圧縮機29は、ケーシング29a内に、圧縮機駆動モータ29bと、駆動軸29cと、圧縮要素103c、103dとが収容された密閉式構造となっている。圧縮機駆動モータ29bは、駆動軸29cに連結されている。そして、この駆動軸29cは、2つの圧縮要素103c、103dに連結されている。すなわち、第1圧縮機29は、2つの圧縮要素103c、103dが単一の駆動軸29cに連結されており、2つの圧縮要素103c、103dがともに圧縮機駆動モータ29bによって回転駆動される、いわゆる一軸二段圧縮構造となっている。ここで、圧縮要素103c、103dは、本実施形態において、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素である。また、圧縮機駆動モータ29bは、本実施形態において、インバータ装置(図示せず)によって運転周波数(モータ回転数)が制御されることで、運転容量を可変することが可能になっており、第2圧縮機30よりも優先的に運転が行われる(すなわち、圧縮機構102を起動する際には、第1圧縮部103としての第1圧縮機29が第2圧縮部104としての第2圧縮機30よりも先に起動され、圧縮機構102を停止する際には、第2圧縮機30が第2圧縮機30よりも先に停止される)ようになっている。そして、第1圧縮機29は、圧縮機構102の吸入母管102aから分岐された第1吸入枝管103a、及び、圧縮機構102の吐出母管102bに合流する第1吐出枝管103bに接続されており、第1前段側圧縮要素103cによって、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を第1吸入枝管103aから吸入して冷凍サイクルにおける中間圧まで圧縮した後に中間冷媒管8に吐出し、第1後段側圧縮要素103dによって、冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を中間冷媒管8から吸入して冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮した後に第1吐出枝管103bに吐出するように構成されている。   The first compressor 29 has a sealed structure in which a compressor drive motor 29b, a drive shaft 29c, and compression elements 103c and 103d are accommodated in a casing 29a. The compressor drive motor 29b is connected to the drive shaft 29c. The drive shaft 29c is connected to the two compression elements 103c and 103d. That is, in the first compressor 29, two compression elements 103c and 103d are connected to a single drive shaft 29c, and the two compression elements 103c and 103d are both rotationally driven by a compressor drive motor 29b. It has a uniaxial two-stage compression structure. Here, the compression elements 103c and 103d are positive displacement type compression elements such as a rotary type and a scroll type in the present embodiment. Further, in the present embodiment, the compressor drive motor 29b is capable of varying the operating capacity by controlling the operating frequency (motor rotational speed) by an inverter device (not shown). The operation is performed with priority over the two compressors 30 (that is, when the compression mechanism 102 is started, the first compressor 29 as the first compressor 103 becomes the second compressor as the second compressor 104. The second compressor 30 is started before the second compressor 30 and stopped when the compression mechanism 102 is stopped. The first compressor 29 is connected to the first suction branch pipe 103a branched from the suction mother pipe 102a of the compression mechanism 102 and the first discharge branch pipe 103b joined to the discharge mother pipe 102b of the compression mechanism 102. The first front-stage compression element 103c sucks low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle from the first suction branch pipe 103a, compresses it to the intermediate pressure in the refrigeration cycle, and then discharges it to the intermediate refrigerant pipe 8, thereby The compression element 103d is configured to suck the intermediate-pressure refrigerant in the refrigeration cycle from the intermediate refrigerant pipe 8 and compress it to a high pressure in the refrigeration cycle, and then discharge it to the first discharge branch pipe 103b.

第2圧縮機30は、ケーシング30a内に、圧縮機駆動モータ30bと、駆動軸30cと、圧縮要素104c、104dとが収容された密閉式構造となっている。圧縮機駆動モータ30bは、駆動軸30cに連結されている。そして、この駆動軸30cは、2つの圧縮要素104c、104dに連結されている。すなわち、第2圧縮機30は、第1圧縮機29と同様、2つの圧縮要素104c、104dが単一の駆動軸30cに連結されており、2つの圧縮要素104c、104dがともに圧縮機駆動モータ30bによって回転駆動される、いわゆる一軸二段圧縮構造となっている。ここで、圧縮要素104c、104dは、本実施形態において、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素である。但し、圧縮機駆動モータ30bは、本実施形態において、第1圧縮機29とは異なり、一定のモータ回転数で運転されるものである。そして、第2圧縮機30は、圧縮機構102の吸入母管102aから分岐された第2吸入枝管104a、及び、圧縮機構102の吐出母管102bに合流する第2吐出枝管104bに接続されており、第2前段側圧縮要素104cによって、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を第2吸入枝管104aから吸入して冷凍サイクルにおける中間圧まで圧縮して吐出し、第2後段側圧縮要素104dによって、冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を中間冷媒管8から吸入して冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮した後に第2吐出枝管104bに吐出するように構成されている。   The second compressor 30 has a sealed structure in which a compressor drive motor 30b, a drive shaft 30c, and compression elements 104c and 104d are accommodated in a casing 30a. The compressor drive motor 30b is connected to the drive shaft 30c. The drive shaft 30c is connected to the two compression elements 104c and 104d. That is, in the second compressor 30, like the first compressor 29, two compression elements 104c and 104d are connected to a single drive shaft 30c, and the two compression elements 104c and 104d are both compressor drive motors. It is a so-called uniaxial two-stage compression structure that is rotationally driven by 30b. Here, in the present embodiment, the compression elements 104c and 104d are positive displacement compression elements such as a rotary type and a scroll type. However, unlike the first compressor 29, the compressor drive motor 30b is operated at a constant motor speed in the present embodiment. The second compressor 30 is connected to the second suction branch pipe 104a branched from the suction mother pipe 102a of the compression mechanism 102 and the second discharge branch pipe 104b joined to the discharge mother pipe 102b of the compression mechanism 102. The low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle is sucked from the second suction branch pipe 104a by the second front-stage compression element 104c, compressed to the intermediate pressure in the refrigeration cycle and discharged, and the second rear-stage compression element 104d A refrigerant having an intermediate pressure in the refrigeration cycle is sucked from the intermediate refrigerant pipe 8, compressed to a high pressure in the refrigeration cycle, and then discharged to the second discharge branch pipe 104b.

ここで、吐出母管102bは、圧縮機構102から吐出された冷媒を切換機構3に送るための冷媒管である。そして、吐出母管102bに接続される第1吐出枝管103bには、第1油分離機構141と第1逆止機構142とが設けられており、吐出母管102bに接続される第2吐出枝管104bには、第2油分離機構143と第2逆止機構144とが設けられている。第1油分離機構141は、第1圧縮部103から吐出される冷媒に同伴する冷凍機油を冷媒から分離して圧縮機構102の吸入側へ戻す機構であり、主として、第1圧縮部103から吐出される冷媒に同伴する冷凍機油を冷媒から分離する第1油分離器141aと、第1油分離器141aに接続されており冷媒から分離された冷凍機油を圧縮機構102の吸入側に戻す第1油戻し管141bとを有している。第2油分離機構143は、第2圧縮部104から吐出される冷媒に同伴する冷凍機油を冷媒から分離して圧縮機構102の吸入側へ戻す機構であり、主として、第2圧縮部104から吐出される冷媒に同伴する冷凍機油を冷媒から分離する第2油分離器143aと、第2油分離器143aに接続されており冷媒から分離された冷凍機油を圧縮機構102の吸入側に戻す第2油戻し管143bとを有している。本実施形態において、第1油戻し管141bは、第2吸入枝管104aに接続されており、第2油戻し管143cは、第1吸入枝管103aに接続されている。このため、第1圧縮部103内に溜まった冷凍機油の量と第2圧縮部104内に溜まった冷凍機油の量との間に偏りに起因して第1圧縮部103から吐出される冷媒に同伴する冷凍機油の量と第2圧縮部104から吐出される冷媒に同伴する冷凍機油の量との間に偏りが生じた場合であっても、圧縮部103、104のうち冷凍機油の量が少ない方に冷凍機油が多く戻ることになり、第1圧縮部103内に溜まった冷凍機油の量と第2圧縮部104内に溜まった冷凍機油の量との間の偏りが解消されるようになっている。尚、本実施形態において、油戻し管141b、143bには、油戻し管141b、143bを流れる冷凍機油を減圧する減圧機構141c、143cが設けられている。そして、逆止機構142、144は、圧縮部103、104の吐出側から切換機構3への冷媒の流れを許容し、かつ、切換機構3から圧縮部103、104の吐出側への冷媒の流れを遮断するための機構である。   Here, the discharge mother pipe 102 b is a refrigerant pipe for sending the refrigerant discharged from the compression mechanism 102 to the switching mechanism 3. The first discharge branch pipe 103b connected to the discharge mother pipe 102b is provided with a first oil separation mechanism 141 and a first check mechanism 142, and the second discharge connected to the discharge mother pipe 102b. The branch pipe 104b is provided with a second oil separation mechanism 143 and a second check mechanism 144. The first oil separation mechanism 141 is a mechanism that separates the refrigeration oil accompanying the refrigerant discharged from the first compression unit 103 from the refrigerant and returns it to the suction side of the compression mechanism 102, and is mainly discharged from the first compression unit 103. The first oil separator 141a that separates the refrigeration oil accompanying the refrigerant to be cooled from the refrigerant, and the first oil separator that is connected to the first oil separator 141a and returns the refrigeration oil separated from the refrigerant to the suction side of the compression mechanism 102 And an oil return pipe 141b. The second oil separation mechanism 143 is a mechanism that separates the refrigerating machine oil accompanying the refrigerant discharged from the second compression unit 104 from the refrigerant and returns it to the suction side of the compression mechanism 102, and is mainly discharged from the second compression unit 104. A second oil separator 143a that separates the refrigeration oil accompanying the refrigerant from the refrigerant, and a second oil separator that is connected to the second oil separator 143a and returns the refrigeration oil separated from the refrigerant to the suction side of the compression mechanism 102. And an oil return pipe 143b. In the present embodiment, the first oil return pipe 141b is connected to the second suction branch pipe 104a, and the second oil return pipe 143c is connected to the first suction branch pipe 103a. For this reason, the refrigerant discharged from the first compression unit 103 due to a deviation between the amount of the refrigeration oil accumulated in the first compression unit 103 and the amount of the refrigeration oil accumulated in the second compression unit 104 Even if there is a bias between the amount of refrigerating machine oil accompanying and the amount of refrigerating machine oil accompanying the refrigerant discharged from the second compression unit 104, the amount of refrigerating machine oil in the compression units 103 and 104 is A large amount of refrigeration oil will return to the smaller one, so that the bias between the amount of refrigeration oil accumulated in the first compression unit 103 and the amount of refrigeration oil accumulated in the second compression unit 104 is eliminated. It has become. In the present embodiment, the oil return pipes 141b and 143b are provided with pressure reducing mechanisms 141c and 143c for reducing the pressure of the refrigerating machine oil flowing through the oil return pipes 141b and 143b. The check mechanisms 142 and 144 allow the refrigerant to flow from the discharge side of the compression units 103 and 104 to the switching mechanism 3, and the refrigerant flows from the switching mechanism 3 to the discharge side of the compression units 103 and 104. It is a mechanism for shutting off.

また、本実施形態において、第1吸入枝管103aは、第2油戻し管143bとの合流部から吸入母管102aとの合流部までの間の部分が、吸入母管102aとの合流部に向かって下り勾配になるように構成されており、第2吸入枝管104aは、第1油戻し管141bとの合流部から吸入母管102aとの合流部までの間の部分が、吸入母管102aとの合流部に向かって下り勾配になるように構成されている。このため、第2圧縮部104だけが停止されている場合であっても、運転中の第1圧縮部103に対応する第1油戻し管141bから停止中の第2圧縮部104に対応する第2吸入枝管104aに戻される冷凍機油は、吸入母管102aに戻ることになり、運転中の第1圧縮部103の油切れが生じにくくなっている。   Further, in the present embodiment, the first suction branch pipe 103a has a portion between the junction with the second oil return pipe 143b and the junction with the suction mother pipe 102a at the junction with the suction mother pipe 102a. The second suction branch pipe 104a is configured such that the portion between the junction with the first oil return pipe 141b and the junction with the suction mother pipe 102a is the suction mother pipe. It is comprised so that it may become a downward slope toward the confluence | merging part with 102a. For this reason, even when only the second compression unit 104 is stopped, the first oil return pipe 141b corresponding to the operating first compression unit 103 is connected to the stopped second compression unit 104. The refrigerating machine oil returned to the two suction branch pipes 104a returns to the suction mother pipe 102a, and the first compressor 103 during operation is less likely to run out of oil.

また、中間冷媒管8は、前段側圧縮要素103c、104cから吐出された冷媒を後段側圧縮要素103d、104dに吸入させる冷媒管であり、主として、第1圧縮部103の第1前段側圧縮要素103cの吐出側に接続される第1入口側中間枝管81と、第2圧縮部104の第2前段側圧縮要素104cの吐出側に接続される第2入口側中間枝管84と、両入口側中間枝管81、84が合流する中間母管82と、中間母管82から分岐されて第1圧縮部103の第1後段側圧縮要素103dの吸入側に接続される第1出口側中間枝管83と、中間母管82から分岐されて第2圧縮部104の第2後段側圧縮要素104dの吸入側に接続される第2出口側中間枝管85とを有している。そして、中間冷媒管8を構成する第1入口側中間枝管81には、第1圧縮部103の第1前段側圧縮要素103cの吐出側から中間母管82側への冷媒の流れを許容し、かつ、中間母管82側から第1前段側圧縮要素103cの吐出側への冷媒の流れを遮断するための逆止機構81aが設けられており、中間冷媒管8を構成する第2入口側中間枝管84には、第2圧縮部103の第2前段側圧縮要素104cの吐出側から中間母管82側への冷媒の流れを許容し、かつ、中間母管82側から第2前段側圧縮要素104cの吐出側への冷媒の流れを遮断するための逆止機構84aが設けられている。本実施形態においては、逆止機構81a、84aとして逆止弁が使用されている。このため、第1圧縮部103だけが運転中であっても、運転中の第1圧縮部103の第1前段側圧縮要素103cから吐出された冷媒が中間冷媒管8を通じて、停止中の第2圧縮部104の第2前段側圧縮要素104cの吐出側に達するということが生じないため、運転中の第1圧縮部103の第1前段側圧縮要素103cから吐出された冷媒が、停止中の第2圧縮部104の第2前段側圧縮要素104c内を通じて圧縮機構102の吸入側に抜けて、停止中の第2圧縮部104の冷凍機油が第2圧縮部104内から流出するということが生じなくなっており、これにより、停止中の第2圧縮部104を起動する際の冷凍機油の不足が生じにくくなっている。   The intermediate refrigerant pipe 8 is a refrigerant pipe for sucking the refrigerant discharged from the front-stage compression elements 103c and 104c into the rear-stage compression elements 103d and 104d. A first inlet-side intermediate branch pipe 81 connected to the discharge side of 103c, a second inlet-side intermediate branch pipe 84 connected to the discharge side of the second pre-stage compression element 104c of the second compression section 104, and both inlets An intermediate mother pipe 82 where the side intermediate branch pipes 81 and 84 merge, and a first outlet-side intermediate branch branched from the intermediate mother pipe 82 and connected to the suction side of the first second-stage compression element 103d of the first compressor 103. The pipe 83 and the second outlet side intermediate branch pipe 85 branched from the intermediate mother pipe 82 and connected to the suction side of the second second-stage compression element 104d of the second compression section 104 are provided. The first inlet side intermediate branch pipe 81 constituting the intermediate refrigerant pipe 8 allows the refrigerant to flow from the discharge side of the first front-stage compression element 103c of the first compression section 103 to the intermediate mother pipe 82 side. In addition, a non-return mechanism 81a for blocking the flow of the refrigerant from the intermediate mother pipe 82 side to the discharge side of the first pre-stage compression element 103c is provided, and the second inlet side constituting the intermediate refrigerant pipe 8 is provided. The intermediate branch pipe 84 allows the refrigerant to flow from the discharge side of the second pre-stage compression element 104c of the second compression section 103 to the intermediate mother pipe 82 side, and from the intermediate mother pipe 82 side to the second pre-stage side. A check mechanism 84a for blocking the flow of the refrigerant to the discharge side of the compression element 104c is provided. In the present embodiment, check valves are used as the check mechanisms 81a and 84a. For this reason, even when only the first compression unit 103 is in operation, the refrigerant discharged from the first pre-stage compression element 103c of the first compression unit 103 in operation is stopped through the intermediate refrigerant pipe 8 and the second Since it does not reach the discharge side of the second front-stage compression element 104c of the compression unit 104, the refrigerant discharged from the first front-stage compression element 103c of the operating first compression unit 103 is stopped. The refrigeration oil of the second compression unit 104 that has stopped stops flowing out of the second compression unit 104 through the second pre-stage compression element 104c of the second compression unit 104 to the suction side. As a result, the shortage of refrigerating machine oil is less likely to occur when starting the stopped second compression unit 104.

また、本実施形態においては、中間冷媒管8(より具体的には、中間母管82)が圧縮部103、104に共通に設けられており、中間冷媒管8によって、第1前段側圧縮要素103cから吐出された冷媒と第2前段側圧縮要素104cから吐出された冷媒とが一旦合流した後に、第1後段側圧縮要素103dの吸入側と第2後段側圧縮要素104dの吸入側とに分岐されるようになっており、第1圧縮部103だけを起動させた状態においては、第2圧縮部104の第2前段側圧縮要素104cの吐出側及び第2後段側圧縮要素104dの吸入側が、中間冷媒管8を通じて、既に起動されている第1圧縮部103の第1前段側圧縮要素103cの吐出側の圧力及び第1後段側圧縮要素103dの吸入側の圧力の影響を受けた状態になる。このため、第1圧縮部103を起動させた状態において第2圧縮部104を起動させる際に、第2圧縮部104の第2前段側圧縮要素104cの吐出側及び第2後段側圧縮要素104dの吸入側が第1圧縮部103の第1前段側圧縮要素103cの吐出側の圧力及び第1後段側圧縮要素103dの吸入側の圧力の影響を受けた状態を緩和しなければ、第2圧縮部104を安定的に起動することが困難になるおそれがある。そこで、本実施形態では、第2出口側中間枝管85に後段側吸入弁85aを設け、かつ、第2入口側中間枝管84と第2出口側中間枝管85とを連通させる起動バイパス管86を設けて、第1圧縮部103を起動させた状態から第2圧縮部104を起動する後発圧縮部起動制御において、この後段側吸入弁85aを閉め、かつ、起動バイパス管86に設けられた後発圧縮部起動弁86aを開けた状態で第2圧縮部104を起動するようにしている。これにより、第2圧縮部104の第2前段側圧縮要素104cから吐出された冷媒を、第1圧縮部103の第1前段側圧縮要素103cから吐出される冷媒に合流させることなく、起動バイパス管86を通じて、第2圧縮部104の第2後段側圧縮要素104dに吸入させることができるようになるため、第2圧縮部104の第2前段側圧縮要素104cの吐出側及び第2後段側圧縮要素104dの吸入側が第1圧縮部103の第1前段側圧縮要素103cの吐出側の圧力及び第1後段側圧縮要素103dの吸入側の圧力の影響を受けた状態を緩和することができ、第1圧縮部103を起動させた状態において第2圧縮部104を起動させる際に、第2圧縮部104を安定的に起動することができる。そして、第2圧縮部104が安定的に起動された後には、後段側吸入弁85aを開け、かつ、後発圧縮部起動弁86aを閉めることで、第2圧縮部104の第2前段側圧縮要素104cから吐出された冷媒を第1圧縮部103の第1前段側圧縮要素103cから吐出された冷媒と合流させた状態である通常の運転状態に移行することができる。尚、本実施形態において、起動バイパス管86は、その一端が第2出口側中間枝管85の後段側吸入弁85aと第2圧縮部104の第2後段側圧縮要素104dの吸入側との間に接続され、その他端が第2圧縮部104の第2前段側圧縮要素104cの吐出側と第2入口側中間枝管84の逆止機構84aとの間に接続されており、第2圧縮部104を起動する際に、第1圧縮部103の第1前段側圧縮要素103cの吐出側の圧力及び第1後段側圧縮要素103dの吸入側の圧力の影響をさらに受けにくくしている。また、本実施形態においては、後段側吸入弁85a及び後発圧縮部起動弁86aとして電磁弁が使用されている。   Further, in the present embodiment, the intermediate refrigerant pipe 8 (more specifically, the intermediate mother pipe 82) is provided in common in the compression sections 103 and 104, and the first front-stage compression element is provided by the intermediate refrigerant pipe 8. The refrigerant discharged from 103c and the refrigerant discharged from the second front-stage compression element 104c once merge, and then branch to the suction side of the first second-stage compression element 103d and the suction side of the second second-stage compression element 104d In the state where only the first compression unit 103 is activated, the discharge side of the second pre-stage compression element 104c of the second compression unit 104 and the suction side of the second post-stage compression element 104d are Through the intermediate refrigerant pipe 8, it is in a state affected by the pressure on the discharge side of the first front-stage compression element 103c and the pressure on the suction side of the first rear-stage compression element 103d of the first compressor 103 that has already been activated. . Therefore, when the second compression unit 104 is activated in the state where the first compression unit 103 is activated, the discharge side of the second pre-stage compression element 104c and the second rear-stage compression element 104d of the second compression unit 104 are activated. If the suction side does not relieve the influence of the pressure on the discharge side of the first pre-stage compression element 103c of the first compression section 103 and the pressure on the suction side of the first post-stage compression element 103d, the second compression section 104 May be difficult to start stably. Therefore, in this embodiment, the second outlet side intermediate branch pipe 85 is provided with a rear-stage suction valve 85a, and the second inlet side intermediate branch pipe 84 and the second outlet side intermediate branch pipe 85 communicate with each other. 86, the second-stage compression unit activation control for activating the second compression unit 104 from the state in which the first compression unit 103 is activated. The latter-stage intake valve 85a is closed and provided in the activation bypass pipe 86. The second compression unit 104 is activated with the late compression unit activation valve 86a opened. Thus, the start-up bypass pipe can be obtained without merging the refrigerant discharged from the second front-stage compression element 104c of the second compression section 104 with the refrigerant discharged from the first front-stage compression element 103c of the first compression section 103. 86, the second rear-stage compression element 104d of the second compression section 104 can be sucked, so that the discharge side and the second rear-stage compression element of the second front-stage compression element 104c of the second compression section 104 104d can reduce the state where the suction side is affected by the pressure on the discharge side of the first pre-stage compression element 103c of the first compression unit 103 and the pressure on the suction side of the first post-stage compression element 103d. When the second compression unit 104 is activated in a state where the compression unit 103 is activated, the second compression unit 104 can be stably activated. After the second compression unit 104 is stably started, the second-stage compression element of the second compression unit 104 is opened by opening the second-stage suction valve 85a and closing the second-stage compression unit activation valve 86a. It is possible to shift to a normal operation state in which the refrigerant discharged from 104c is merged with the refrigerant discharged from the first pre-stage compression element 103c of the first compression unit 103. In the present embodiment, one end of the activation bypass pipe 86 is between the rear side suction valve 85a of the second outlet side intermediate branch pipe 85 and the suction side of the second rear stage side compression element 104d of the second compression unit 104. And the other end is connected between the discharge side of the second pre-stage compression element 104c of the second compression section 104 and the check mechanism 84a of the second inlet side intermediate branch pipe 84, and the second compression section When starting 104, the pressure on the discharge side of the first pre-stage compression element 103c of the first compression unit 103 and the pressure on the suction side of the first post-stage compression element 103d are further less affected. Further, in the present embodiment, electromagnetic valves are used as the rear-stage suction valve 85a and the subsequent compression section start valve 86a.

また、本実施形態においては、中間冷媒管8(より具体的には、中間母管82)が圧縮部103、104に共通に設けられているため、運転中の第1圧縮部103に対応する第1前段側圧縮要素103cから吐出された冷媒が中間冷媒管8の第2出口側中間枝管85を通じて、停止中の第2圧縮部104の第2後段側圧縮要素104dの吸入側に達し、これにより、運転中の第1圧縮部103の第1前段側圧縮要素103cから吐出された冷媒が、停止中の第2圧縮部104の第2後段側圧縮要素104d内を通じて圧縮機構102の吐出側に抜けて停止中の第2圧縮部104の冷凍機油が流出して、停止中の第2圧縮機構104を起動する際の冷凍機油の不足が生じるおそれがある。しかし、本実施形態では、上述のように、第2出口側中間枝管85に後段側吸入弁85aが設けられているため、第2圧縮部104が停止中の場合には、この後段側吸入弁85aによって第2出口側中間枝管85内の冷媒の流れを遮断することができる。これにより、運転中の第1圧縮部103の第1前段側圧縮要素103cから吐出された冷媒が中間冷媒管8の第2出口側中間枝管85を通じて、停止中の第2圧縮部104の第2後段側圧縮要素104dの吸入側に達することがなくなるため、運転中の第1圧縮部103の第1前段側圧縮要素103cから吐出された冷媒が、停止中の第2圧縮部104の第2後段側圧縮要素104d内を通じて圧縮機構102の吐出側に抜けて停止中の第2圧縮部104の冷凍機油が流出するということが生じなくなり、これにより、停止中の第2圧縮部104を起動する際の冷凍機油の不足がさらに生じにくくなっている。   Further, in the present embodiment, since the intermediate refrigerant pipe 8 (more specifically, the intermediate mother pipe 82) is provided in common for the compression sections 103 and 104, it corresponds to the first compression section 103 during operation. The refrigerant discharged from the first front-stage compression element 103c reaches the suction side of the second second-stage compression element 104d of the stopped second compression section 104 through the second outlet-side intermediate branch pipe 85 of the intermediate refrigerant pipe 8, As a result, the refrigerant discharged from the first front-stage compression element 103c of the operating first compression section 103 passes through the second second-stage compression element 104d of the second compression section 104 being stopped, and the discharge side of the compression mechanism 102 There is a risk that the refrigerating machine oil of the second compression unit 104 that is stopped flows out and flows out, and the shortage of refrigerating machine oil occurs when starting the second compression mechanism 104 that is stopped. However, in the present embodiment, as described above, the second outlet side intermediate branch pipe 85 is provided with the rear-stage suction valve 85a. Therefore, when the second compression unit 104 is stopped, the second-stage suction valve 85a is stopped. The flow of the refrigerant in the second outlet side intermediate branch pipe 85 can be blocked by the valve 85a. As a result, the refrigerant discharged from the first pre-stage compression element 103c of the operating first compression section 103 passes through the second outlet-side intermediate branch pipe 85 of the intermediate refrigerant pipe 8, and the second compression section 104 of the stopped second compression section 104 (2) Since it does not reach the suction side of the second-stage compression element 104d, the refrigerant discharged from the first first-stage compression element 103c of the operating first compression section 103 is second in the stopped second compression section 104. It will not occur that the refrigerating machine oil of the stopped second compression section 104 flows out into the discharge side of the compression mechanism 102 through the downstream side compression element 104d, thereby starting the stopped second compression section 104. The shortage of refrigerating machine oil is even less likely to occur.

切換機構3は、冷媒回路10内における冷媒の流れの方向を切り換えるための機構であり、冷房運転時には、熱源側熱交換器4を圧縮機構102によって圧縮される冷媒の放熱器として、かつ、利用側熱交換器6を熱源側熱交換器4において冷却された冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機構102の吐出側と熱源側熱交換器4の一端とを接続するとともに圧縮機構102の吸入側と利用側熱交換器6とを接続し(図1の切換機構3の実線を参照、以下、この切換機構3の状態を「冷却運転状態」とする)、暖房運転時には、利用側熱交換器6を圧縮機構102によって圧縮される冷媒の放熱器として、かつ、熱源側熱交換器4を利用側熱交換器6において冷却された冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機構102の吐出側と利用側熱交換器6とを接続するとともに圧縮機構102の吸入側と熱源側熱交換器4の一端とを接続することが可能である(図1の切換機構3の破線を参照、以下、この切換機構3の状態を「加熱運転状態」とする)。本実施形態において、切換機構3は、圧縮機構102の吸入側、圧縮機構102の吐出側、熱源側熱交換器4及び利用側熱交換器6に接続された四路切換弁である。尚、切換機構3は、四路切換弁に限定されるものではなく、例えば、複数の電磁弁を組み合わせる等によって、上述と同様の冷媒の流れの方向を切り換える機能を有するように構成したものであってもよい。   The switching mechanism 3 is a mechanism for switching the flow direction of the refrigerant in the refrigerant circuit 10, and is used as a radiator for the refrigerant compressed by the compression mechanism 102 and used in the cooling operation during the cooling operation. In order for the side heat exchanger 6 to function as an evaporator of the refrigerant cooled in the heat source side heat exchanger 4, the discharge side of the compression mechanism 102 and one end of the heat source side heat exchanger 4 are connected and the compression mechanism 102 The suction side and the use side heat exchanger 6 are connected (refer to the solid line of the switching mechanism 3 in FIG. 1, hereinafter, the state of the switching mechanism 3 is referred to as “cooling operation state”). In order for the exchanger 6 to function as a radiator for the refrigerant compressed by the compression mechanism 102 and the heat source side heat exchanger 4 to function as an evaporator for the refrigerant cooled in the use side heat exchanger 6, Discharge side It is possible to connect the use side heat exchanger 6 and connect the suction side of the compression mechanism 102 and one end of the heat source side heat exchanger 4 (see the broken line of the switching mechanism 3 in FIG. The state of the switching mechanism 3 is referred to as a “heating operation state”). In the present embodiment, the switching mechanism 3 is a four-way switching valve connected to the suction side of the compression mechanism 102, the discharge side of the compression mechanism 102, the heat source side heat exchanger 4, and the use side heat exchanger 6. The switching mechanism 3 is not limited to a four-way switching valve, and is configured to have a function of switching the refrigerant flow direction as described above, for example, by combining a plurality of electromagnetic valves. There may be.

このように、切換機構3は、冷媒回路10を構成する圧縮機構102、熱源側熱交換器4及び利用側熱交換器6だけに着目すると、圧縮機構102、冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器4、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器6の順に冷媒を循環させる冷却運転状態と、圧縮機構102、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器6、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器4の順に冷媒を循環させる加熱運転状態とを切り換えることができるように構成されている。   As described above, the switching mechanism 3 focuses on only the compression mechanism 102, the heat source side heat exchanger 4 and the use side heat exchanger 6 constituting the refrigerant circuit 10, and the heat source side that functions as the compression mechanism 102 and the refrigerant radiator. The cooling operation state in which the refrigerant is circulated in the order of the heat exchanger 4 and the use side heat exchanger 6 that functions as a refrigerant evaporator, the compression mechanism 102, the use side heat exchanger 6 that functions as a refrigerant radiator, and the evaporation of the refrigerant It is comprised so that the heating operation state which circulates a refrigerant | coolant in order of the heat source side heat exchanger 4 which functions as a heater can be switched.

熱源側熱交換器4は、冷媒の放熱器又は蒸発器として機能する熱交換器である。熱源側熱交換器4は、その一端が切換機構3に接続されており、その他端がブリッジ回路17を介して第1膨張機構5aに接続されている。熱源側熱交換器4は、水や空気を熱源(すなわち、冷却源又は加熱源)とする熱交換器である。   The heat source side heat exchanger 4 is a heat exchanger that functions as a refrigerant radiator or an evaporator. One end of the heat source side heat exchanger 4 is connected to the switching mechanism 3, and the other end is connected to the first expansion mechanism 5 a via the bridge circuit 17. The heat source side heat exchanger 4 is a heat exchanger that uses water or air as a heat source (that is, a cooling source or a heating source).

ブリッジ回路17は、熱源側熱交換器4と利用側熱交換器6との間に設けられており、レシーバ18の入口に接続されるレシーバ入口管18a、及び、レシーバ18の出口に接続されるレシーバ出口管18bに接続されている。ブリッジ回路17は、本実施形態において、4つの逆止弁17a、17b、17c、17dを有している。そして、入口逆止弁17aは、熱源側熱交換器4からレシーバ入口管18aへの冷媒の流通のみを許容する逆止弁である。入口逆止弁17bは、利用側熱交換器6からレシーバ入口管18aへの冷媒の流通のみを許容する逆止弁である。すなわち、入口逆止弁17a、17bは、熱源側熱交換器4及び利用側熱交換器6の一方からレシーバ入口管18aに冷媒を流通させる機能を有している。出口逆止弁17cは、レシーバ出口管18bから利用側熱交換器6への冷媒の流通のみを許容する逆止弁である。出口逆止弁17dは、レシーバ出口管18bから熱源側熱交換器4への冷媒の流通のみを許容する逆止弁である。すなわち、出口逆止弁17c、17dは、レシーバ出口管18bから熱源側熱交換器4及び利用側熱交換器6の他方に冷媒を流通させる機能を有している。   The bridge circuit 17 is provided between the heat source side heat exchanger 4 and the use side heat exchanger 6, and is connected to a receiver inlet pipe 18 a connected to the inlet of the receiver 18 and an outlet of the receiver 18. It is connected to the receiver outlet pipe 18b. In the present embodiment, the bridge circuit 17 has four check valves 17a, 17b, 17c, and 17d. The inlet check valve 17a is a check valve that only allows the refrigerant to flow from the heat source side heat exchanger 4 to the receiver inlet pipe 18a. The inlet check valve 17b is a check valve that allows only the refrigerant to flow from the use side heat exchanger 6 to the receiver inlet pipe 18a. That is, the inlet check valves 17a and 17b have a function of circulating the refrigerant from one of the heat source side heat exchanger 4 and the use side heat exchanger 6 to the receiver inlet pipe 18a. The outlet check valve 17 c is a check valve that allows only the refrigerant to flow from the receiver outlet pipe 18 b to the use side heat exchanger 6. The outlet check valve 17d is a check valve that allows only the refrigerant to flow from the receiver outlet pipe 18b to the heat source side heat exchanger 4. That is, the outlet check valves 17c and 17d have a function of circulating the refrigerant from the receiver outlet pipe 18b to the other of the heat source side heat exchanger 4 and the use side heat exchanger 6.

第1膨張機構5aは、レシーバ入口管18aに設けられた冷媒を減圧する機構であり、本実施形態において、電動膨張弁が使用されている。また、本実施形態において、第1膨張機構5aは、冷房運転時には、熱源側熱交換器4において冷却された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒をレシーバ18を介して利用側熱交換器6に送る前に冷媒の飽和圧力付近まで減圧し、暖房運転時には、利用側熱交換器6において冷却された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒をレシーバ18を介して熱源側熱交換器4に送る前に冷媒の飽和圧力付近まで減圧する。   The first expansion mechanism 5a is a mechanism that depressurizes the refrigerant provided in the receiver inlet pipe 18a, and an electric expansion valve is used in the present embodiment. In the present embodiment, the first expansion mechanism 5a is configured to send the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle cooled in the heat source side heat exchanger 4 to the use side heat exchanger 6 via the receiver 18 during the cooling operation. The pressure is reduced to near the saturation pressure of the refrigerant, and at the time of heating operation, before the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle cooled in the use side heat exchanger 6 is sent to the heat source side heat exchanger 4 via the receiver 18, the vicinity of the saturation pressure of the refrigerant Depressurize until.

レシーバ18は、冷房運転と暖房運転との間で冷媒回路10における冷媒の循環量が異なる等の運転状態に応じて発生する余剰冷媒を溜めることができるように、第1膨張機構5aで減圧された後の冷媒を一時的に溜めるために設けられた容器であり、その入口がレシーバ入口管18aに接続されており、その出口がレシーバ出口管18bに接続されている。また、レシーバ18には、レシーバ18内から冷媒を抜き出して圧縮機構102の吸入母管102a(すなわち、圧縮機構102の前段側圧縮要素103c、104cの吸入側)に戻すことが可能な第1吸入戻し管18fが接続されている。   The receiver 18 is depressurized by the first expansion mechanism 5a so as to be able to store surplus refrigerant generated in accordance with an operation state such as a difference in refrigerant circulation amount in the refrigerant circuit 10 between the cooling operation and the heating operation. The inlet is connected to the receiver inlet pipe 18a, and the outlet thereof is connected to the receiver outlet pipe 18b. In addition, the first suction that can extract the refrigerant from the receiver 18 and return it to the suction mother pipe 102a of the compression mechanism 102 (that is, the suction side of the front-stage compression elements 103c and 104c of the compression mechanism 102). A return pipe 18f is connected.

第1後段側インジェクション管18cは、気液分離器としてのレシーバ18によって気液分離されたガス冷媒を圧縮機構102の後段側圧縮要素103d、104dに戻す中間圧インジェクションを行うことが可能な冷媒管であり、本実施形態において、レシーバ18の上部と中間冷媒管8の中間母管82(すなわち、圧縮機構102の後段側圧縮要素103d、104dの吸入側)とを接続するように設けられている。この第1後段側インジェクション管18cには、第1後段側インジェクション開閉弁18dと第1後段側インジェクション逆止機構18eとが設けられている。第1後段側インジェクション開閉弁18dは、開閉制御が可能な弁であり、本実施形態において、電磁弁である。第1後段側インジェクション逆止機構18eは、レシーバ18から後段側圧縮要素103d、104dへの冷媒の流れを許容し、かつ、後段側圧縮要素103d、104dからレシーバ18への冷媒の流れを遮断するための機構であり、本実施形態において、逆止弁が使用されている。   The first second-stage injection pipe 18c is a refrigerant pipe capable of performing intermediate pressure injection for returning the gas refrigerant separated by the receiver 18 as a gas-liquid separator to the second-stage compression elements 103d and 104d of the compression mechanism 102. In the present embodiment, the upper part of the receiver 18 and the intermediate mother pipe 82 of the intermediate refrigerant pipe 8 (that is, the suction side of the rear-stage compression elements 103d and 104d of the compression mechanism 102) are connected. . The first second-stage injection pipe 18c is provided with a first second-stage injection on / off valve 18d and a first second-stage injection check mechanism 18e. The first second-stage injection on / off valve 18d is a valve capable of opening / closing control, and is an electromagnetic valve in the present embodiment. The first second-stage injection check mechanism 18e allows the flow of refrigerant from the receiver 18 to the second-stage compression elements 103d and 104d, and blocks the refrigerant flow from the second-stage compression elements 103d and 104d to the receiver 18. In this embodiment, a check valve is used.

第1吸入戻し管18fは、レシーバ18から冷媒を抜き出して圧縮機構102の前段側圧縮要素103c、104cに戻すことが可能な冷媒管であり、本実施形態において、レシーバ18の上部と吸入母管102a(すなわち、圧縮機構102の前段側圧縮要素103c、104cの吸入側)とを接続するように設けられている。この第1吸入戻し管18fには、第1吸入戻し開閉弁18gが設けられている。第1吸入戻し開閉弁18gは、開閉制御が可能な弁であり、本実施形態において、電磁弁である。   The first suction return pipe 18f is a refrigerant pipe that can extract the refrigerant from the receiver 18 and return it to the preceding compression elements 103c and 104c of the compression mechanism 102. In this embodiment, the upper part of the receiver 18 and the suction mother pipe 102a (that is, the suction side of the pre-stage compression elements 103c and 104c of the compression mechanism 102) is provided. The first suction return pipe 18f is provided with a first suction return on / off valve 18g. The first suction return on / off valve 18g is a valve capable of opening / closing control, and is an electromagnetic valve in the present embodiment.

このように、レシーバ18は、第1後段側インジェクション開閉弁18dや第1吸入戻し開閉弁18gを開けることによって第1後段側インジェクション管18cや第1吸入戻し管18fを使用する場合には、熱源側熱交換器4と利用側熱交換器6との間を流れる冷媒を、第1膨張機構5aと第2膨張機構5bとの間において、気液分離する気液分離器として機能し、主として、レシーバ18において気液分離されたガス冷媒をレシーバ18の上部から圧縮機構102の後段側圧縮要素103d、104dや前段側圧縮要素103c、104cに戻すことができるようになっている。   Thus, when the receiver 18 uses the first second-stage injection pipe 18c and the first suction-return pipe 18f by opening the first second-stage injection on-off valve 18d and the first suction return on-off valve 18g, The refrigerant flowing between the side heat exchanger 4 and the use side heat exchanger 6 functions as a gas-liquid separator that performs gas-liquid separation between the first expansion mechanism 5a and the second expansion mechanism 5b. The gas refrigerant separated in the receiver 18 can be returned from the upper part of the receiver 18 to the rear-stage compression elements 103d and 104d and the front-stage compression elements 103c and 104c of the compression mechanism 102.

第2膨張機構5bは、レシーバ出口管18bに設けられた冷媒を減圧する機構であり、本実施形態において、電動膨張弁が使用されている。第2膨張機構5bは、その一端がレシーバ18に接続され、その他端がブリッジ回路17を介して利用側熱交換器6に接続されている。また、本実施形態において、第2膨張機構5bは、冷房運転時には、第1膨張機構5aによって減圧された冷媒をレシーバ18を介して利用側熱交換器6に送る前に冷凍サイクルにおける低圧になるまでさらに減圧し、暖房運転時には、第1膨張機構5aによって減圧された冷媒をレシーバ18を介して熱源側熱交換器4に送る前に冷凍サイクルにおける低圧になるまでさらに減圧する。   The second expansion mechanism 5b is a mechanism that depressurizes the refrigerant provided in the receiver outlet pipe 18b, and an electric expansion valve is used in the present embodiment. One end of the second expansion mechanism 5 b is connected to the receiver 18, and the other end is connected to the use side heat exchanger 6 via the bridge circuit 17. In the present embodiment, the second expansion mechanism 5b is at a low pressure in the refrigeration cycle before the refrigerant decompressed by the first expansion mechanism 5a is sent to the use-side heat exchanger 6 via the receiver 18 during the cooling operation. In the heating operation, the refrigerant decompressed by the first expansion mechanism 5a is further depressurized until it reaches a low pressure in the refrigeration cycle before being sent to the heat source side heat exchanger 4 via the receiver 18.

利用側熱交換器6は、冷媒の蒸発器又は放熱器として機能する熱交換器である。利用側熱交換器6は、その一端がブリッジ回路17を介して第1膨張機構5aに接続されており、その他端が切換機構3に接続されている。利用側熱交換器6は、水や空気を熱源(すなわち、冷却源又は加熱源)とする熱交換器である。   The use side heat exchanger 6 is a heat exchanger that functions as a refrigerant evaporator or a radiator. One end of the use side heat exchanger 6 is connected to the first expansion mechanism 5 a via the bridge circuit 17, and the other end is connected to the switching mechanism 3. The use-side heat exchanger 6 is a heat exchanger that uses water or air as a heat source (that is, a cooling source or a heating source).

このように、ブリッジ回路17、レシーバ18、レシーバ入口管18a及びレシーバ出口管18bによって、切換機構3を冷却運転状態にしている際には、熱源側熱交換器4において冷却された高圧の冷媒が、ブリッジ回路17の入口逆止弁17a、レシーバ入口管18aの第1膨張機構5a、レシーバ18、レシーバ出口管18bの第2膨張機構5b及びブリッジ回路17の出口逆止弁17cを通じて、利用側熱交換器6に送ることができるようになっている。また、切換機構3を加熱運転状態にしている際には、利用側熱交換器6において冷却された高圧の冷媒が、ブリッジ回路17の入口逆止弁17b、レシーバ入口管18aの第1膨張機構5a、レシーバ18、レシーバ出口管18bの第2膨張機構5b及びブリッジ回路17の出口逆止弁17dを通じて、熱源側熱交換器4に送ることができるようになっている。   Thus, when the switching mechanism 3 is in the cooling operation state by the bridge circuit 17, the receiver 18, the receiver inlet pipe 18a, and the receiver outlet pipe 18b, the high-pressure refrigerant cooled in the heat source side heat exchanger 4 is The use side heat through the inlet check valve 17a of the bridge circuit 17, the first expansion mechanism 5a of the receiver inlet pipe 18a, the receiver 18, the second expansion mechanism 5b of the receiver outlet pipe 18b, and the outlet check valve 17c of the bridge circuit 17 It can be sent to the exchanger 6. Further, when the switching mechanism 3 is in the heating operation state, the high-pressure refrigerant cooled in the use-side heat exchanger 6 is the first expansion mechanism of the inlet check valve 17b of the bridge circuit 17 and the receiver inlet pipe 18a. 5a, the receiver 18, the second expansion mechanism 5b of the receiver outlet pipe 18b, and the outlet check valve 17d of the bridge circuit 17 can be sent to the heat source side heat exchanger 4.

中間熱交換器7は、中間冷媒管8に設けられており、本実施形態において、冷房運転時に、前段側圧縮要素103c、104cから吐出されて後段側圧縮要素103d、104dに吸入される冷媒の冷却器として機能させることが可能な熱交換器である。より具体的には、中間熱交換器7は、中間冷媒管8を構成する中間母管82に設けられており、冷房運転時には、第1圧縮部103の第1前段側圧縮要素103cから吐出された冷媒と第2圧縮部104の第2前段側圧縮要素104cから吐出された冷媒とが合流したものを冷却する熱交換器である。すなわち、中間熱交換器7は、冷房運転時には、2つの圧縮部103、104に共通の冷却器として機能するものとなっており、中間熱交換器7を設けるにあたり、圧縮機構102周りの回路構成の簡素化が図られている。この中間熱交換器7は、水や空気を熱源(ここでは、冷却源)とする熱交換器である。このように、中間熱交換器7は、冷媒回路10を循環する冷媒を用いたものではないという意味で、外部熱源を用いた冷却器ということができる。   The intermediate heat exchanger 7 is provided in the intermediate refrigerant pipe 8, and in this embodiment, the refrigerant discharged from the front-stage compression elements 103c, 104c and sucked into the rear-stage compression elements 103d, 104d during the cooling operation. It is a heat exchanger that can function as a cooler. More specifically, the intermediate heat exchanger 7 is provided in the intermediate mother pipe 82 constituting the intermediate refrigerant pipe 8, and is discharged from the first front-stage compression element 103c of the first compression section 103 during the cooling operation. This is a heat exchanger that cools the mixture of the refrigerant and the refrigerant discharged from the second pre-stage compression element 104c of the second compression unit 104. That is, the intermediate heat exchanger 7 functions as a common cooler for the two compression units 103 and 104 during the cooling operation, and the circuit configuration around the compression mechanism 102 is provided when the intermediate heat exchanger 7 is provided. Is simplified. The intermediate heat exchanger 7 is a heat exchanger that uses water or air as a heat source (here, a cooling source). Thus, the intermediate heat exchanger 7 can be said to be a cooler using an external heat source in the sense that it does not use the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 10.

また、中間冷媒管8には、中間熱交換器7をバイパスするように、中間熱交換器バイパス管9が接続されている。この中間熱交換器バイパス管9は、中間熱交換器7を流れる冷媒の流量を制限する冷媒管である。そして、中間熱交換器バイパス管9には、中間熱交換器バイパス開閉弁11が設けられている。中間熱交換器バイパス開閉弁11は、本実施形態において、電磁弁である。この中間熱交換器バイパス開閉弁11は、本実施形態において、基本的には、切換機構3を冷却運転状態にしている際に閉め、切換機構3を加熱運転状態にしている際に開ける制御がなされる。すなわち、中間熱交換器バイパス開閉弁11は、冷房運転を行う際に閉め、暖房運転を行う際に開ける制御がなされる。   An intermediate heat exchanger bypass pipe 9 is connected to the intermediate refrigerant pipe 8 so as to bypass the intermediate heat exchanger 7. The intermediate heat exchanger bypass pipe 9 is a refrigerant pipe that limits the flow rate of the refrigerant flowing through the intermediate heat exchanger 7. The intermediate heat exchanger bypass pipe 9 is provided with an intermediate heat exchanger bypass on / off valve 11. The intermediate heat exchanger bypass opening / closing valve 11 is a solenoid valve in the present embodiment. In the present embodiment, the intermediate heat exchanger bypass on-off valve 11 is basically closed when the switching mechanism 3 is in the cooling operation state, and is controlled to be opened when the switching mechanism 3 is in the heating operation state. Made. That is, the intermediate heat exchanger bypass on-off valve 11 is controlled to be closed when the cooling operation is performed and to be opened when the heating operation is performed.

また、中間冷媒管8には、中間熱交換器バイパス管9の前段側圧縮要素103c、104c側端との接続部から中間熱交換器7の前段側圧縮要素103c、104c側端までの部分に、中間熱交換器開閉弁12が設けられている。この中間熱交換器開閉弁12は、中間熱交換器7を流れる冷媒の流量を制限する機構である。中間熱交換器開閉弁12は、本実施形態において、電磁弁である。この中間熱交換器開閉弁12は、本実施形態において、基本的には、切換機構3を冷却運転状態にしている際に開け、切換機構3を加熱運転状態にしている際に閉める制御がなされる。すなわち、中間熱交換器開閉弁12は、冷房運転を行う際に開け、暖房運転を行う際に閉める制御がなされる。   Further, the intermediate refrigerant pipe 8 has a portion from a connection portion of the intermediate heat exchanger bypass pipe 9 with the front-side compression elements 103c, 104c side end to the front-stage compression elements 103c, 104c side end of the intermediate heat exchanger 7. An intermediate heat exchanger on / off valve 12 is provided. The intermediate heat exchanger on / off valve 12 is a mechanism that limits the flow rate of the refrigerant flowing through the intermediate heat exchanger 7. The intermediate heat exchanger on / off valve 12 is an electromagnetic valve in the present embodiment. In the present embodiment, the intermediate heat exchanger on / off valve 12 is basically controlled to be opened when the switching mechanism 3 is in the cooling operation state and closed when the switching mechanism 3 is in the heating operation state. The That is, the intermediate heat exchanger on / off valve 12 is controlled to be opened when the cooling operation is performed and closed when the heating operation is performed.

また、中間冷媒管8には、前段側圧縮要素103c、104cの吐出側から後段側圧縮要素103d、104dの吸入側への冷媒の流れを許容し、かつ、後段側圧縮要素103d、104dの吸入側から前段側圧縮要素103c、104cの吐出側への冷媒の流れを遮断するための逆止機構15が設けられている。逆止機構15は、本実施形態において、逆止弁である。尚、逆止機構15は、本実施形態において、中間冷媒管8の中間熱交換器7の後段側圧縮要素103d、104d側端から中間熱交換器バイパス管9の後段側の圧縮要素103d、104d側端との接続部までの部分に設けられている。   The intermediate refrigerant pipe 8 allows the refrigerant to flow from the discharge side of the front-stage compression elements 103c and 104c to the suction side of the rear-stage compression elements 103d and 104d, and sucks the rear-stage compression elements 103d and 104d. A check mechanism 15 is provided to block the flow of refrigerant from the side to the discharge side of the pre-stage compression elements 103c, 104c. The check mechanism 15 is a check valve in the present embodiment. In this embodiment, the check mechanism 15 includes the compression elements 103d and 104d on the downstream side of the intermediate heat exchanger bypass pipe 9 from the end on the downstream side of the intermediate heat exchanger 7 in the intermediate heat exchanger 7 on the side of the downstream stage compression elements 103d and 104d. It is provided in the part to the connection part with a side end.

このように、本実施形態の空気調和装置1は、冷却運転と加熱運転とを切り換え可能で、かつ、気液分離器としてのレシーバ18による中間圧インジェクションが可能な冷媒回路10を有する二段圧縮式冷凍サイクルを行う構成において、中間熱交換器7及び中間熱交換器バイパス管9を設けることで、冷房運転時には、前段側圧縮要素103c、104cから吐出されて後段側圧縮要素103d、104dに吸入される冷媒を中間熱交換器7によって冷却し、暖房運転時には、前段側圧縮要素103c、104cから吐出されて後段側圧縮要素103d、104dに吸入される冷媒が中間熱交換器7によって冷却されないようにしている。しかも、圧縮機構102が、前段側圧縮要素と後段側圧縮要素とを有する複数の圧縮部(ここでは、2つの圧縮部103、104)を並列に接続するとともに、圧縮部103、104の一つ(ここでは、第1圧縮部103)を運転容量を可変できるものとし、かつ、他の圧縮部(ここでは、第2圧縮部104)よりも優先的に運転されるものとし、第1圧縮部103の運転容量の変更と他の圧縮部(ここでは、第2圧縮部104)の運転台数の変更とを組み合わせることによって、圧縮機構102全体の運転容量を可変できるように構成しているため、第2圧縮部104を起動させる際においても、圧縮機構102全体の運転状態が不安定にならないように、後述の後発圧縮部起動制御を行うようにしている。   As described above, the air-conditioning apparatus 1 according to the present embodiment can switch between the cooling operation and the heating operation and has the refrigerant circuit 10 having the refrigerant circuit 10 capable of intermediate pressure injection by the receiver 18 as a gas-liquid separator. In the configuration in which the refrigeration cycle is performed, the intermediate heat exchanger 7 and the intermediate heat exchanger bypass pipe 9 are provided so that they are discharged from the front-stage compression elements 103c and 104c and sucked into the rear-stage compression elements 103d and 104d during the cooling operation. The refrigerant to be cooled is cooled by the intermediate heat exchanger 7, and the refrigerant discharged from the front-stage compression elements 103 c and 104 c and sucked into the rear-stage compression elements 103 d and 104 d is not cooled by the intermediate heat exchanger 7 during the heating operation. I have to. In addition, the compression mechanism 102 connects a plurality of compression units (here, the two compression units 103 and 104) having a front-stage compression element and a rear-stage compression element in parallel, and one of the compression units 103 and 104. (Here, the first compression unit 103) is variable in operating capacity, and is operated preferentially over other compression units (here, the second compression unit 104). Since the operation capacity of the entire compression mechanism 102 can be varied by combining the change of the operation capacity of 103 and the change of the number of operating units of other compression units (here, the second compression unit 104), Even when the second compression unit 104 is activated, the later-described compression unit activation control described below is performed so that the operation state of the entire compression mechanism 102 does not become unstable.

さらに、空気調和装置1には、各種のセンサが設けられている。具体的には、吸入母管102a又は圧縮機構102には、圧縮機構102の吸入側を流れる冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサ60が設けられている。また、中間冷媒管8には、中間冷媒管8を流れる冷媒の圧力である冷凍サイクルにおける中間圧を検出する中間圧力センサ54が設けられている。また、空気調和装置1は、ここでは図示しないが、圧縮機構102、切換機構3、膨張機構5a、5b、中間熱交換器バイパス開閉弁11、中間熱交換器開閉弁12、第1後段側インジェクション開閉弁18d、後段側吸入弁85a、後発圧縮部起動弁86a、第1吸入戻し開閉弁18g等の空気調和装置1を構成する各部の動作を制御する制御部を有している。   Furthermore, the air conditioning apparatus 1 is provided with various sensors. Specifically, the suction mother pipe 102 a or the compression mechanism 102 is provided with a suction pressure sensor 60 that detects the pressure of the refrigerant flowing on the suction side of the compression mechanism 102. The intermediate refrigerant pipe 8 is provided with an intermediate pressure sensor 54 that detects an intermediate pressure in the refrigeration cycle that is the pressure of the refrigerant flowing through the intermediate refrigerant pipe 8. Although not shown here, the air conditioner 1 includes a compression mechanism 102, a switching mechanism 3, expansion mechanisms 5a and 5b, an intermediate heat exchanger bypass on-off valve 11, an intermediate heat exchanger on-off valve 12, and a first second-stage injection. It has a control part which controls operation of each part which constitutes air harmony device 1 such as on-off valve 18d, latter stage side intake valve 85a, late compression part starting valve 86a, and 1st suction return on-off valve 18g.

(2)空気調和装置の動作
次に、本実施形態の空気調和装置1の動作について、図1〜図10を用いて説明する。ここで、図2は、冷房運転時における空気調和装置1内の冷媒の流れを示す図であり、図3は、冷房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図であり、図4は、冷房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図であり、図5は、暖房運転時における空気調和装置1内の冷媒の流れを示す図であり、図6は、暖房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図であり、図7は、暖房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図であり、図8は、後発圧縮部起動制御のフローチャートであり、図9は、後発圧縮部起動制御の開始前(すなわち、第1圧縮部103だけが起動されている状態)における空気調和装置1内の冷媒の流れを示す図であり、図10は、第2圧縮部104を起動した状態(すなわち、第2圧縮部104の起動後であって、後段側吸入弁85aの開操作、後発圧縮部起動弁86aの閉操作、及び、第1後段側インジェクション開閉弁18dの開操作を行う前の状態)における空気調和装置1内の冷媒の流れを示す図である。尚、以下の冷房運転、暖房運転、及び、圧縮機構の起動における運転制御は、上述の制御部(図示せず)によって行われる。また、以下の説明において、「高圧」とは、冷凍サイクルにおける高圧(すなわち、図3、図4の点D、D’、Eにおける圧力や図6、7の点D、D’、Fにおける圧力を意味し、「低圧」とは、冷凍サイクルにおける低圧(すなわち、図3、4の点A、Fにおける圧力や図6、7の点A、Eにおける圧力)を意味し、「中間圧」とは、冷凍サイクルにおける中間圧(すなわち、図3、4、6、7の点B、C、C’、G、G’、I、L、Mにおける圧力)を意味している。
(2) Operation | movement of an air conditioning apparatus Next, operation | movement of the air conditioning apparatus 1 of this embodiment is demonstrated using FIGS. Here, FIG. 2 is a diagram illustrating the flow of the refrigerant in the air conditioner 1 during the cooling operation, and FIG. 3 is a pressure-enthalpy diagram illustrating the refrigeration cycle during the cooling operation. FIG. 5 is a temperature-entropy diagram illustrating a refrigeration cycle during cooling operation, FIG. 5 is a diagram illustrating the flow of refrigerant in the air conditioner 1 during heating operation, and FIG. 6 is during heating operation. FIG. 7 is a pressure-enthalpy diagram illustrating the refrigeration cycle of FIG. 7, FIG. 7 is a temperature-entropy diagram illustrating the refrigeration cycle during heating operation, and FIG. 9 is a diagram showing the refrigerant flow in the air-conditioning apparatus 1 before the start of the subsequent compression unit activation control (that is, the state where only the first compression unit 103 is activated), and FIG. 2 Compression unit 104 is activated That is, after the start of the second compression section 104, before the opening operation of the rear-stage suction valve 85a, the closing operation of the subsequent-stage compression section starting valve 86a, and the opening operation of the first second-stage injection on / off valve 18d. It is a figure which shows the flow of the refrigerant | coolant in the air conditioning apparatus 1 in a state. The following cooling operation, heating operation, and operation control in starting the compression mechanism are performed by the above-described control unit (not shown). In the following description, “high pressure” means high pressure in the refrigeration cycle (that is, pressure at points D, D ′, and E in FIGS. 3 and 4 and pressure at points D, D ′, and F in FIGS. 6 and 7). “Low pressure” means low pressure in the refrigeration cycle (that is, pressure at points A and F in FIGS. 3 and 4 and pressure at points A and E in FIGS. 6 and 7), and “intermediate pressure” Means the intermediate pressure in the refrigeration cycle (that is, the pressure at points B, C, C ′, G, G ′, I, L, M in FIGS. 3, 4, 6, 7).

<冷房運転>
冷房運転時は、切換機構3が図1及び図2の実線で示される冷却運転状態とされる。また、第1膨張機構5a及び第2膨張機構5bは、開度調節される。そして、切換機構3が冷却運転状態となるため、中間冷媒管8の中間熱交換器開閉弁12が開けられ、そして、中間熱交換器バイパス管9の中間熱交換器バイパス開閉弁11が閉められることによって、中間熱交換器7が冷却器として機能する状態にされる。さらに、第1後段側インジェクション開閉弁18dは、開状態にされる。尚、ここでは、第1圧縮部103及び第2圧縮部104の両方が起動された状態における冷房運転を例として説明するため、後段側吸入弁85aが開けられ、後発圧縮部起動弁86aが閉められた状態にされる。但し、第1圧縮部103だけが起動された状態における冷房運転の場合には、後段側吸入弁85a、及び、後発圧縮部起動弁86aが閉められた状態にされる(図9参照)。
<Cooling operation>
During the cooling operation, the switching mechanism 3 is in the cooling operation state indicated by the solid line in FIGS. The opening degree of the first expansion mechanism 5a and the second expansion mechanism 5b is adjusted. Since the switching mechanism 3 is in the cooling operation state, the intermediate heat exchanger on / off valve 12 of the intermediate refrigerant pipe 8 is opened, and the intermediate heat exchanger bypass on / off valve 11 of the intermediate heat exchanger bypass pipe 9 is closed. Thus, the intermediate heat exchanger 7 is brought into a state of functioning as a cooler. Further, the first second-stage injection on / off valve 18d is opened. Here, in order to explain the cooling operation in the state where both the first compression unit 103 and the second compression unit 104 are activated as an example, the rear-stage suction valve 85a is opened, and the subsequent compression unit activation valve 86a is closed. It is made to the state that was made. However, in the cooling operation in a state where only the first compression unit 103 is activated, the rear-stage suction valve 85a and the subsequent compression unit activation valve 86a are closed (see FIG. 9).

この冷媒回路10の状態において、低圧の冷媒(図1〜図4の点A参照)は、吸入母管102aから圧縮機構102に吸入され、まず、前段側圧縮要素103c、104cによって中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管8の入口側中間枝管81、84に吐出され、逆止機構81a、84aを通じて、中間冷媒管8の中間母管82で合流する(図1〜図4の点B参照)。この前段側圧縮要素103c、104cから吐出されて中間冷媒管8で合流した中間圧の冷媒は、中間熱交換器7において、冷却源としての水や空気と熱交換を行うことで冷却される(図1〜図4の点C参照)。この中間熱交換器7において冷却された冷媒は、レシーバ18から第1後段側インジェクション管18cを通じて後段側圧縮要素103d、104dに戻される冷媒(図1〜図4の点M参照)と合流することでさらに冷却される(図1〜図4の点G参照)。次に、第1後段側インジェクション管18cから戻る冷媒と合流した(すなわち、気液分離器としてのレシーバ18による中間圧インジェクションが行われた)中間圧の冷媒は、中間冷媒管8の出口側中間枝管83、85に分岐される。この中間冷媒管8の中間母管82から出口側中間枝管83、85に分岐した中間圧の冷媒は、前段側圧縮要素103c、104cの後段側に接続された後段側圧縮要素103d、104dに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮部103、104から吐出枝管103b、104bに吐出される(図1〜図4の点D参照)。ここで、圧縮部103、104から吐出された高圧の冷媒は、圧縮要素103c、104c、103d、104dによる二段圧縮動作によって、臨界圧力(すなわち、図3に示される臨界点CPにおける臨界圧力Pcp)を超える圧力まで圧縮されている。そして、第1圧縮部103から吐出された高圧の冷媒は、第1油分離機構141を構成する第1油分離器141aに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、第1油分離器141aにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、第1油分離機構141を構成する第1油戻し管141bに流入し、第1油戻し管141bに設けられた第1減圧機構141cで減圧された後に第2圧縮部104の第2吸入枝管104aに戻されて、再び、圧縮機構102に吸入される。また、第2圧縮部104から吐出された高圧の冷媒は、第2油分離機構143を構成する第2油分離器143aに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、第2油分離器143aにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、第2油分離機構143を構成する第2油戻し管143bに流入し、第2油戻し管143bに設けられた第2減圧機構143cで減圧された後に第1圧縮部103の第1吸入枝管103aに戻されて、再び、圧縮機構102に吸入される。次に、油分離機構141、143において冷凍機油が分離された後の高圧の冷媒は、逆止機構142、144を通過した後に吐出母管102bで合流し、切換機構3を通じて、冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器4に送られる。そして、熱源側熱交換器4に送られた高圧の冷媒は、熱源側熱交換器4において、冷却源としての水や空気と熱交換を行って冷却される(図1〜図4の点E参照)。そして、熱源側熱交換器4において冷却された高圧の冷媒は、ブリッジ回路17の入口逆止弁17aを通じてレシーバ入口管18aに流入し、第1膨張機構5aによって中間圧付近まで減圧されてレシーバ18内に一時的に溜められるとともに気液分離が行われる(図1〜図4の点I、L、M参照)。そして、レシーバ18において気液分離されたガス冷媒は、第1後段側インジェクション管18cによってレシーバ18の上部から抜き出されて、上述のように、前段側圧縮要素103c、104cから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、レシーバ18内に溜められた液冷媒は、レシーバ出口管18bに送られて、第2膨張機構5bによって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、ブリッジ回路17の出口逆止弁17cを通じて、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器6に送られる(図1〜図4の点F参照)。そして、利用側熱交換器6に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱源としての水や空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる(図1〜図4の点A参照)。そして、この利用側熱交換器6において加熱された低圧の冷媒は、切換機構3を経由して、再び、圧縮機構102に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。   In the state of the refrigerant circuit 10, a low-pressure refrigerant (see point A in FIGS. 1 to 4) is sucked into the compression mechanism 102 from the suction mother pipe 102a, and is first compressed to an intermediate pressure by the front-stage compression elements 103c and 104c. Then, the refrigerant is discharged to the inlet side intermediate branch pipes 81 and 84 of the intermediate refrigerant pipe 8 and merges in the intermediate mother pipe 82 of the intermediate refrigerant pipe 8 through the check mechanisms 81a and 84a (point B in FIGS. 1 to 4). reference). The intermediate-pressure refrigerant discharged from the preceding-stage compression elements 103c and 104c and joined in the intermediate refrigerant pipe 8 is cooled in the intermediate heat exchanger 7 by exchanging heat with water or air as a cooling source ( (See point C in FIGS. 1-4). The refrigerant cooled in the intermediate heat exchanger 7 joins with the refrigerant (see point M in FIGS. 1 to 4) returned from the receiver 18 to the rear-stage compression elements 103d and 104d through the first rear-stage injection pipe 18c. (Refer to point G in FIGS. 1 to 4). Next, the intermediate-pressure refrigerant that has joined with the refrigerant returning from the first rear-stage injection pipe 18c (that is, the intermediate-pressure injection by the receiver 18 as a gas-liquid separator) is the middle of the intermediate refrigerant pipe 8 at the outlet side. Branches into branch pipes 83 and 85. The intermediate-pressure refrigerant branched from the intermediate mother pipe 82 of the intermediate refrigerant pipe 8 to the outlet-side intermediate branch pipes 83 and 85 is supplied to the rear-stage compression elements 103d and 104d connected to the rear-stage side of the front-stage compression elements 103c and 104c. The air is sucked and further compressed, and is discharged from the compression parts 103 and 104 to the discharge branch pipes 103b and 104b (see point D in FIGS. 1 to 4). Here, the high-pressure refrigerant discharged from the compression units 103 and 104 is subjected to the critical pressure (that is, the critical pressure Pcp at the critical point CP shown in FIG. 3) by the two-stage compression operation by the compression elements 103c, 104c, 103d, and 104d. ) Compressed to a pressure exceeding The high-pressure refrigerant discharged from the first compression unit 103 flows into the first oil separator 141a constituting the first oil separation mechanism 141, and the accompanying refrigeration oil is separated. The refrigerating machine oil separated from the high-pressure refrigerant in the first oil separator 141a flows into the first oil return pipe 141b constituting the first oil separation mechanism 141, and the first oil return pipe 141b is provided with the first oil return pipe 141b. After being depressurized by the first depressurization mechanism 141 c, it is returned to the second suction branch pipe 104 a of the second compression unit 104 and again sucked into the compression mechanism 102. Further, the high-pressure refrigerant discharged from the second compression unit 104 flows into the second oil separator 143a constituting the second oil separation mechanism 143, and the accompanying refrigeration oil is separated. The refrigerating machine oil separated from the high-pressure refrigerant in the second oil separator 143a flows into the second oil return pipe 143b that constitutes the second oil separation mechanism 143, and is supplied to the second oil return pipe 143b. After the pressure is reduced by the second pressure reducing mechanism 143 c, the pressure is returned to the first suction branch pipe 103 a of the first compression unit 103 and is again sucked into the compression mechanism 102. Next, the high-pressure refrigerant after the refrigerating machine oil is separated in the oil separation mechanisms 141 and 143 passes through the check mechanisms 142 and 144 and then merges in the discharge mother pipe 102b. It is sent to the heat source side heat exchanger 4 functioning as The high-pressure refrigerant sent to the heat source side heat exchanger 4 is cooled by exchanging heat with water or air as a cooling source in the heat source side heat exchanger 4 (point E in FIGS. 1 to 4). reference). The high-pressure refrigerant cooled in the heat source side heat exchanger 4 flows into the receiver inlet pipe 18a through the inlet check valve 17a of the bridge circuit 17, and is reduced to the vicinity of the intermediate pressure by the first expansion mechanism 5a. Gas and liquid separation is performed while being temporarily stored inside (see points I, L and M in FIGS. 1 to 4). The gas refrigerant separated from the gas and liquid in the receiver 18 is extracted from the upper part of the receiver 18 by the first second-stage injection pipe 18c, and is discharged from the first-stage compression elements 103c and 104c as described above. Will join the refrigerant. Then, the liquid refrigerant stored in the receiver 18 is sent to the receiver outlet pipe 18b and is decompressed by the second expansion mechanism 5b to become a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant, and the outlet check valve of the bridge circuit 17 It is sent to the use side heat exchanger 6 functioning as an evaporator of the refrigerant through 17c (see point F in FIGS. 1 to 4). Then, the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant sent to the use-side heat exchanger 6 is heated by heat exchange with water or air as a heating source to evaporate (FIGS. 1 to 1). (See point A in 4). Then, the low-pressure refrigerant heated in the use side heat exchanger 6 is again sucked into the compression mechanism 102 via the switching mechanism 3. In this way, the cooling operation is performed.

このように、本実施形態の空気調和装置1(冷凍装置)では、第1後段側インジェクション管18cを設けて、熱源側熱交換器4において放熱した冷媒を分岐して後段側圧縮要素103d、104dに戻す気液分離器としてのレシーバ18による中間圧インジェクションを行うことによる後段側圧縮要素103d、104dに吸入される冷媒の冷却効果に加えて、前段側圧縮要素103c、104cから吐出された冷媒を後段側圧縮要素103d、104dに吸入させるための中間冷媒管8に中間熱交換器7を設けて、冷房運転時において、中間熱交換器開閉弁12を開け、また、中間熱交換器バイパス開閉弁11を閉めることによって、中間熱交換器7を冷却器として機能する状態にしているため、中間熱交換器7による後段側圧縮要素103d、104dに吸入される冷媒の冷却効果が加わり、中間熱交換器7を設けない場合や中間熱交換器7を使用しない場合(この場合には、図3、図4において、点A→点B→点G’→点D’→点E→点I→点L→点Fの順で冷凍サイクルが行われる)に比べて、前段側圧縮要素103c、104cの後段側圧縮要素103d、104dに吸入される冷媒の温度が低下し(図4の点G、G’参照)、最終的に圧縮機構102から吐出される冷媒の温度を低く抑えることができる(図4の点D、D’参照)。これにより、この空気調和装置1では、冷房運転時において、冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器4における放熱ロスが小さくなるため、中間圧インジェクションだけの場合に比べて、運転効率をさらに向上させることができる。   Thus, in the air conditioning apparatus 1 (refrigeration apparatus) of this embodiment, the 1st back | latter stage side injection pipe 18c is provided, the refrigerant | coolant thermally radiated in the heat source side heat exchanger 4 is branched, and back | latter stage side compression elements 103d and 104d In addition to the cooling effect of the refrigerant sucked into the rear-stage compression elements 103d and 104d by performing the intermediate pressure injection by the receiver 18 as the gas-liquid separator to be returned to the refrigerant, the refrigerant discharged from the front-stage compression elements 103c and 104c An intermediate heat exchanger 7 is provided in the intermediate refrigerant pipe 8 to be sucked into the downstream side compression elements 103d and 104d, the intermediate heat exchanger on / off valve 12 is opened during cooling operation, and the intermediate heat exchanger bypass on / off valve is opened. 11 is closed so that the intermediate heat exchanger 7 functions as a cooler. When the cooling effect of the refrigerant sucked into 3d and 104d is added and the intermediate heat exchanger 7 is not provided or the intermediate heat exchanger 7 is not used (in this case, in FIG. 3 and FIG. B → Point G ′ → Point D ′ → Point E → Point I → Point L → Point F in this order), the rear side compression elements 103c and 104c are changed to the rear stage side compression elements 103d and 104d. The temperature of the refrigerant sucked decreases (see points G and G ′ in FIG. 4), and the temperature of the refrigerant finally discharged from the compression mechanism 102 can be kept low (see points D and D ′ in FIG. 4). ). Thereby, in this air conditioner 1, since the heat radiation loss in the heat source side heat exchanger 4 functioning as a refrigerant radiator is reduced during the cooling operation, the operation efficiency is further improved as compared with the case of only intermediate pressure injection. Can be improved.

<暖房運転>
暖房運転時は、切換機構3が図1及び図5の破線で示される加熱運転状態とされる。また、第1膨張機構5a及び第2膨張機構5bは、開度調節される。そして、切換機構3が加熱運転状態となるため、中間冷媒管8の中間熱交換器開閉弁12が閉められ、そして、中間熱交換器バイパス管9の中間熱交換器バイパス開閉弁11が開けられることによって、中間熱交換器7が冷却器として機能しない状態にされる。さらに、第1後段側インジェクション開閉弁18dは、開状態にされる。尚、ここでは、第1圧縮部103及び第2圧縮部104の両方が起動された状態における暖房運転を例として説明するため、後段側吸入弁85aが開けられ、後発圧縮部起動弁86aが閉められた状態にされる。但し、第1圧縮部103だけが起動された状態における暖房運転の場合には、後段側吸入弁85a、及び、後発圧縮部起動弁86aが閉められた状態にされる(図9参照)。
<Heating operation>
During the heating operation, the switching mechanism 3 is in the heating operation state indicated by the broken lines in FIGS. The opening degree of the first expansion mechanism 5a and the second expansion mechanism 5b is adjusted. Since the switching mechanism 3 is in a heating operation state, the intermediate heat exchanger on / off valve 12 of the intermediate refrigerant pipe 8 is closed, and the intermediate heat exchanger bypass on / off valve 11 of the intermediate heat exchanger bypass pipe 9 is opened. As a result, the intermediate heat exchanger 7 is not allowed to function as a cooler. Further, the first second-stage injection on / off valve 18d is opened. Here, in order to explain the heating operation in the state where both the first compression unit 103 and the second compression unit 104 are activated as an example, the rear-stage intake valve 85a is opened and the late compression unit activation valve 86a is closed. It is made to the state that was made. However, in the heating operation in a state where only the first compression unit 103 is activated, the rear-stage suction valve 85a and the subsequent compression unit activation valve 86a are closed (see FIG. 9).

この冷媒回路10の状態において、低圧の冷媒(図1、図5〜図7の点A参照)は、吸入母管102aから圧縮機構102に吸入され、まず、前段側圧縮要素103c、104cによって中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管8の入口側中間枝管81、84に吐出され、逆止機構81a、84aを通じて、中間冷媒管8の中間母管82で合流する(図1、図5〜図7の点B参照)。この前段側圧縮要素103c、104cから吐出されて中間冷媒管8で合流した中間圧の冷媒は、上述の冷房運転時とは異なり、中間熱交換器7を通過せずに(すなわち、冷却されることなく)、中間熱交換器バイパス管9を通過する(図1、図5〜図7の点C参照)。この中間熱交換器7によって冷却されることなく中間熱交換器バイパス管9を通過した中間圧の冷媒は、レシーバ18から第1後段側インジェクション管18cを通じて後段側圧縮要素103d、104dに戻される冷媒(図1、図5〜図7の点M参照)と合流することで冷却される(図1、図5〜図7の点G参照)。次に、第1後段側インジェクション管18cから戻る冷媒と合流した(すなわち、気液分離器としてのレシーバ18による中間圧インジェクションが行われた)中間圧の冷媒は、中間冷媒管8の出口側中間枝管83、85に分岐される。この中間冷媒管8の中間母管82から出口側中間枝管83、85に分岐した中間圧の冷媒は、前段側圧縮要素103c、104cの後段側に接続された後段側圧縮要素103d、104dに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮部103、104から吐出枝管103b、104bに吐出される(図1、図5〜図7の点D参照)。ここで、圧縮部103、104から吐出された高圧の冷媒は、圧縮要素103c、104c、103d、104dによる二段圧縮動作によって、臨界圧力(すなわち、図6に示される臨界点CPにおける臨界圧力Pcp)を超える圧力まで圧縮されている。そして、第1圧縮部103から吐出された高圧の冷媒は、第1油分離機構141を構成する第1油分離器141aに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、第1油分離器141aにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、第1油分離機構141を構成する第1油戻し管141bに流入し、第1油戻し管141bに設けられた第1減圧機構141cで減圧された後に第2圧縮部104の第2吸入枝管104aに戻されて、再び、圧縮機構102に吸入される。また、第2圧縮部104から吐出された高圧の冷媒は、第2油分離機構143を構成する第2油分離器143aに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、第2油分離器143aにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、第2油分離機構143を構成する第2油戻し管143bに流入し、第2油戻し管143bに設けられた第2減圧機構143cで減圧された後に第1圧縮部103の第1吸入枝管103aに戻されて、再び、圧縮機構102に吸入される。次に、油分離機構141、143において冷凍機油が分離された後の高圧の冷媒は、逆止機構142、144を通過した後に吐出母管102bで合流し、切換機構3を通じて、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器6に送られて、冷却源としての水や空気と熱交換を行って冷却される(図1、図5〜図7の点F参照)。そして、利用側熱交換器6において冷却された高圧の冷媒は、ブリッジ回路17の入口逆止弁17bを通じてレシーバ入口管18aに流入し、第1膨張機構5aによって中間圧付近まで減圧されてレシーバ18内に一時的に溜められるとともに気液分離が行われる(図1、図5〜図7の点I、L、M参照)。そして、レシーバ18において気液分離されたガス冷媒は、第1後段側インジェクション管18cによってレシーバ18の上部から抜き出されて、上述のように、前段側圧縮要素103c、104cから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、レシーバ18内に溜められた液冷媒は、レシーバ出口管18bに送られて、第2膨張機構5bによって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、ブリッジ回路17の出口逆止弁17dを通じて、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器4に送られる(図1、図5〜図7の点E参照)。そして、熱源側熱交換器4に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、熱源側熱交換器4において、加熱源としての水や空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる(図1、図5〜図7の点A参照)。そして、この熱源側熱交換器4において加熱されて蒸発した低圧の冷媒は、切換機構3を経由して、再び、圧縮機構102に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。   In the state of the refrigerant circuit 10, low-pressure refrigerant (see point A in FIGS. 1 and 5 to 7) is sucked into the compression mechanism 102 from the suction mother pipe 102a, and is first intermediated by the front-stage compression elements 103c and 104c. After being compressed to a pressure, it is discharged to the inlet side intermediate branch pipes 81 and 84 of the intermediate refrigerant pipe 8 and merges in the intermediate mother pipe 82 of the intermediate refrigerant pipe 8 through the check mechanisms 81a and 84a (FIGS. 1 and 5). -See point B in FIG. Unlike the cooling operation described above, the intermediate-pressure refrigerant discharged from the preceding-stage compression elements 103c and 104c and joined in the intermediate refrigerant pipe 8 does not pass through the intermediate heat exchanger 7 (that is, is cooled). Without passing through the intermediate heat exchanger bypass pipe 9 (see point C in FIGS. 1 and 5 to 7). The intermediate-pressure refrigerant that has passed through the intermediate heat exchanger bypass pipe 9 without being cooled by the intermediate heat exchanger 7 is returned to the rear-stage compression elements 103d and 104d from the receiver 18 through the first rear-stage injection pipe 18c. (Refer to the point M in FIG. 1 and FIGS. 5 to 7) to cool it (see the point G in FIGS. 1 and 5 to 7). Next, the intermediate-pressure refrigerant that has joined with the refrigerant returning from the first rear-stage injection pipe 18c (that is, the intermediate-pressure injection by the receiver 18 as a gas-liquid separator) is the middle of the intermediate refrigerant pipe 8 at the outlet side. Branches into branch pipes 83 and 85. The intermediate-pressure refrigerant branched from the intermediate mother pipe 82 of the intermediate refrigerant pipe 8 to the outlet-side intermediate branch pipes 83 and 85 is supplied to the rear-stage compression elements 103d and 104d connected to the rear-stage side of the front-stage compression elements 103c and 104c. The air is sucked and further compressed, and is discharged from the compression portions 103 and 104 to the discharge branch pipes 103b and 104b (see point D in FIGS. 1 and 5 to 7). Here, the high-pressure refrigerant discharged from the compression units 103 and 104 is subjected to the critical pressure (that is, the critical pressure Pcp at the critical point CP shown in FIG. 6) by the two-stage compression operation by the compression elements 103c, 104c, 103d, and 104d. ) Compressed to a pressure exceeding The high-pressure refrigerant discharged from the first compression unit 103 flows into the first oil separator 141a constituting the first oil separation mechanism 141, and the accompanying refrigeration oil is separated. The refrigerating machine oil separated from the high-pressure refrigerant in the first oil separator 141a flows into the first oil return pipe 141b constituting the first oil separation mechanism 141, and the first oil return pipe 141b is provided with the first oil return pipe 141b. After being depressurized by the first depressurization mechanism 141 c, it is returned to the second suction branch pipe 104 a of the second compression unit 104 and again sucked into the compression mechanism 102. Further, the high-pressure refrigerant discharged from the second compression unit 104 flows into the second oil separator 143a constituting the second oil separation mechanism 143, and the accompanying refrigeration oil is separated. The refrigerating machine oil separated from the high-pressure refrigerant in the second oil separator 143a flows into the second oil return pipe 143b that constitutes the second oil separation mechanism 143, and is supplied to the second oil return pipe 143b. After the pressure is reduced by the second pressure reducing mechanism 143 c, the pressure is returned to the first suction branch pipe 103 a of the first compression unit 103 and is again sucked into the compression mechanism 102. Next, the high-pressure refrigerant after the refrigerating machine oil is separated in the oil separation mechanisms 141 and 143 merges in the discharge mother pipe 102b after passing through the check mechanisms 142 and 144, and passes through the switching mechanism 3 to be a refrigerant radiator. It is sent to the use side heat exchanger 6 that functions as a cooling source, and is cooled by exchanging heat with water or air as a cooling source (see point F in FIG. 1 and FIGS. The high-pressure refrigerant cooled in the use-side heat exchanger 6 flows into the receiver inlet pipe 18a through the inlet check valve 17b of the bridge circuit 17, and is reduced to the vicinity of the intermediate pressure by the first expansion mechanism 5a. Gas and liquid separation is performed while being temporarily stored inside (see points I, L, and M in FIGS. 1 and 5 to 7). The gas refrigerant separated from the gas and liquid in the receiver 18 is extracted from the upper part of the receiver 18 by the first second-stage injection pipe 18c, and is discharged from the first-stage compression elements 103c and 104c as described above. Will join the refrigerant. Then, the liquid refrigerant stored in the receiver 18 is sent to the receiver outlet pipe 18b and is decompressed by the second expansion mechanism 5b to become a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant, and the outlet check valve of the bridge circuit 17 It is sent to the heat source side heat exchanger 4 functioning as an evaporator of the refrigerant through 17d (see point E in FIGS. 1 and 5 to 7). The low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant sent to the heat source side heat exchanger 4 is heated and evaporated in the heat source side heat exchanger 4 by exchanging heat with water or air as a heating source. (Refer to point A in FIGS. 1 and 5 to 7). The low-pressure refrigerant heated and evaporated in the heat source side heat exchanger 4 is again sucked into the compression mechanism 102 via the switching mechanism 3. In this way, the heating operation is performed.

このように、本実施形態の空気調和装置1(冷凍装置)では、前段側圧縮要素103c、104cから吐出された冷媒を後段側圧縮要素103d、104dに吸入させるための中間冷媒管8に設けられた中間熱交換器7を、暖房運転時において、中間熱交換器開閉弁12を閉め、また、中間熱交換器バイパス開閉弁11を開けることによって、中間熱交換器7を冷却器として機能しない状態にしているため、熱源側熱交換器4において放熱した冷媒を分岐して後段側圧縮要素103d、104dに戻す気液分離器としてのレシーバ18による中間圧インジェクションを行うことによる後段側圧縮要素103d、104dに吸入される冷媒の冷却効果だけになり、中間熱交換器開閉弁12や中間熱交換器バイパス開閉弁11を設けずに中間熱交換器7だけを設けた場合や上述の冷房運転と同様に中間熱交換器7を冷却器として機能させた場合(この場合には、図6、図7において、点A→点B→点C’→点G’→点D’→点F→点I→点L→点Eの順で冷凍サイクルが行われる)に比べて、中間熱交換器7から外部への放熱が防止され、後段側圧縮要素103d、104dに吸入される冷媒の温度の低下が抑えられ(図7の点G、G’参照)、最終的に圧縮機構102から吐出される冷媒の温度の低下を抑えることができる(図7の点D、D’参照)。これにより、この空気調和装置1では、暖房運転時において、外部への放熱を抑えて、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器6において利用できるようにして、運転効率の低下を防ぐことができる。   Thus, in the air conditioning apparatus 1 (refrigeration apparatus) of the present embodiment, the intermediate refrigerant pipe 8 is provided to allow the refrigerant discharged from the front-stage compression elements 103c and 104c to be sucked into the rear-stage compression elements 103d and 104d. When the intermediate heat exchanger 7 is in the heating operation, the intermediate heat exchanger on / off valve 12 is closed and the intermediate heat exchanger bypass on / off valve 11 is opened so that the intermediate heat exchanger 7 does not function as a cooler. Therefore, the downstream compression element 103d by performing intermediate pressure injection by the receiver 18 as a gas-liquid separator that branches the refrigerant radiated in the heat source side heat exchanger 4 and returns it to the downstream compression elements 103d and 104d. 104d is only the cooling effect of the refrigerant sucked in, and the intermediate heat exchanger on / off valve 12 and the intermediate heat exchanger bypass on / off valve 11 are not provided. When only the cooler 7 is provided or when the intermediate heat exchanger 7 is made to function as a cooler as in the above-described cooling operation (in this case, in FIGS. 6 and 7, point A → point B → point C ′ → Refrigeration cycle is performed in the order of point G ′ → point D ′ → point F → point I → point L → point E), heat radiation from the intermediate heat exchanger 7 to the outside is prevented, and rear side compression A decrease in the temperature of the refrigerant sucked into the elements 103d and 104d is suppressed (see points G and G ′ in FIG. 7), and a decrease in the temperature of the refrigerant finally discharged from the compression mechanism 102 can be suppressed (see FIG. 7). 7 points D and D ′). Thereby, in this air conditioning apparatus 1, during heating operation, heat radiation to the outside is suppressed, and it can be used in the use-side heat exchanger 6 that functions as a refrigerant radiator to prevent a decrease in operating efficiency. Can do.

<圧縮機構の起動>
次に、上述のような冷房運転や暖房運転を行う際の圧縮機構102の起動時の動作について、冷房運転を例として説明する。ここで、本実施形態の空気調和装置1は、上述のように、運転容量を可変できる第1圧縮部103が第2圧縮部104よりも優先的に運転される構成となっている。具体的には、圧縮機構102の起動時には、図9に示されるように、まず、第1圧縮部103から起動され、第2圧縮部104は停止した状態となっている。ここで、第1圧縮部103だけが起動された状態においては、後段側吸入弁85a、及び、後発圧縮部起動弁86aが閉められた状態にされる。
<Starting the compression mechanism>
Next, the operation at the time of starting the compression mechanism 102 when performing the cooling operation or the heating operation as described above will be described by taking the cooling operation as an example. Here, the air conditioning apparatus 1 of the present embodiment has a configuration in which the first compression unit 103 that can vary the operation capacity is operated more preferentially than the second compression unit 104 as described above. Specifically, when the compression mechanism 102 is activated, as shown in FIG. 9, first, the first compression unit 103 is activated, and the second compression unit 104 is stopped. Here, in a state where only the first compression unit 103 is activated, the rear-stage suction valve 85a and the subsequent compression unit activation valve 86a are closed.

まず、第1圧縮部103だけが起動されている場合において、空調能力を大きくする要求がなされると、第1圧縮部103の運転周波数が最大周波数に対して余裕がある場合には、第1圧縮部103の運転周波数を大きくする操作がなされる。しかし、第1圧縮部103の運転周波数を最大周波数にしても、空調能力が足りない場合には、第2圧縮部104の起動が要求される。そして、ステップS1において、第2圧縮部104の起動要求があったものと判定された場合には、ステップS2〜S4の後発圧縮部起動制御に移行することになる。   First, in the case where only the first compression unit 103 is activated, if a request to increase the air conditioning capacity is made, if the operating frequency of the first compression unit 103 has a margin with respect to the maximum frequency, the first An operation for increasing the operating frequency of the compression unit 103 is performed. However, even if the operating frequency of the first compression unit 103 is set to the maximum frequency, the activation of the second compression unit 104 is requested when the air conditioning capacity is insufficient. If it is determined in step S1 that there has been a request for activation of the second compression unit 104, the process proceeds to subsequent compression unit activation control in steps S2 to S4.

次に、ステップS2において、第2圧縮部104を起動した際に、第1圧縮部103だけが起動されている状態において圧縮機構102から吐出される冷媒の流量よりも大幅に冷媒の流量が増加してしまわないようにするために、第1圧縮部103の運転周波数を最低周波数まで下げることによって、第2圧縮部104の起動に先立って、第1圧縮部103の運転容量を下げる操作を行うとともに、この際に、第1後段側インジェクション開閉弁18cの開度を小さくする(ここでは、開状態から全閉状態にする)ことで、第1後段側インジェクション管18cを通じて中間冷媒管8に戻る冷媒の流れのない状態にする(図9において、第1後段側インジェクション管18cを通じて中間冷媒管8に戻る冷媒の流れを示す矢印がなくなった状態に対応)。   Next, in step S2, when the second compression unit 104 is activated, the flow rate of the refrigerant increases significantly compared to the flow rate of the refrigerant discharged from the compression mechanism 102 when only the first compression unit 103 is activated. In order to prevent this, the operation frequency of the first compression unit 103 is lowered before starting the second compression unit 104 by lowering the operation frequency of the first compression unit 103 to the lowest frequency. At this time, the opening degree of the first second-stage injection on / off valve 18c is reduced (here, the open state is changed to the fully-closed state) to return to the intermediate refrigerant pipe 8 through the first second-stage injection pipe 18c. (Refer to FIG. 9 in which the arrow indicating the flow of the refrigerant returning to the intermediate refrigerant pipe 8 through the first second-stage injection pipe 18c is eliminated.) Corresponding to).

ここで、仮に、第2圧縮部104の起動に先立って、第1圧縮部103の運転容量を下げる操作だけを行った場合には、第1圧縮部103の第1前段側圧縮要素103cから吐出される冷媒の流量が減少することから、中間冷媒管8を流れる冷媒の流量に比べて、第1後段側インジェクション管18cから中間冷媒管8に戻される冷媒の流量が相対的に多い状態になって、第1圧縮部103の第1後段側圧縮要素103dに吸入される冷媒が一時的に湿り状態になるおそれがあり、これにより、装置の信頼性が低下するという問題がある。   Here, if only the operation of lowering the operation capacity of the first compression unit 103 is performed prior to the activation of the second compression unit 104, the discharge is performed from the first pre-stage compression element 103c of the first compression unit 103. Since the flow rate of the refrigerant to be reduced decreases, the flow rate of the refrigerant returned from the first second-stage injection pipe 18c to the intermediate refrigerant pipe 8 is relatively higher than the flow rate of the refrigerant flowing through the intermediate refrigerant pipe 8. Thus, there is a possibility that the refrigerant sucked into the first second-stage compression element 103d of the first compression unit 103 may temporarily become wet, which causes a problem that the reliability of the apparatus is lowered.

しかし、このステップS2のように、第2圧縮部104の起動に先立って第1圧縮部103の運転容量を下げる際に、第1後段側インジェクション開閉弁18dの開度を小さくする(ここでは、開状態から全閉状態にする)ことで、第1圧縮部103の第1前段側圧縮要素103cから吐出される冷媒の流量が減少するにもかかわらず、第1後段側インジェクション管18cから中間冷媒管8に戻される冷媒の流量が中間冷媒管8を流れる冷媒の流量に比べて多い状態になるのを避けて、第1後段側圧縮要素に吸入される冷媒が湿り状態になるのを抑えることができ、これにより、装置の信頼性が向上させることができる。   However, when the operating capacity of the first compression unit 103 is reduced prior to the activation of the second compression unit 104 as in step S2, the opening of the first second-stage injection on / off valve 18d is reduced (here, Although the flow rate of the refrigerant discharged from the first front-stage compression element 103c of the first compressor 103 is reduced by changing from the open state to the fully-closed state), the intermediate refrigerant is supplied from the first rear-stage injection pipe 18c. Avoiding a state where the flow rate of the refrigerant returned to the pipe 8 is higher than the flow rate of the refrigerant flowing through the intermediate refrigerant pipe 8, and suppressing the refrigerant sucked into the first second-stage compression element from becoming wet. As a result, the reliability of the apparatus can be improved.

次に、ステップS3において、後発圧縮部起動弁86aを開けた状態(第2圧縮部104の起動前であることから、後段側吸入弁85aが閉められた状態)で第2圧縮部104を起動する操作を行うことで、第2圧縮部104の第2前段側圧縮要素104cから吐出された冷媒を、第1圧縮部103の第1前段側圧縮要素103cから吐出される冷媒に合流させることなく、起動バイパス管86を通じて、第2圧縮部104の第2後段側圧縮要素104dに吸入させるように冷媒が流れる状態にする(図10参照)。   Next, in step S3, the second compression unit 104 is activated in a state in which the later compression unit activation valve 86a is opened (because it is before activation of the second compression unit 104, the rear-stage intake valve 85a is closed). By performing this operation, the refrigerant discharged from the second pre-stage compression element 104c of the second compression unit 104 is not merged with the refrigerant discharged from the first pre-stage compression element 103c of the first compression unit 103. Then, the refrigerant flows through the start bypass pipe 86 so as to be sucked into the second rear-stage compression element 104d of the second compression unit 104 (see FIG. 10).

ここで、仮に、2つの圧縮部103、104が両方とも起動された状態と同様、後段側吸入弁85aを開け、かつ、後発圧縮部起動弁86aを閉めた状態にして、第2圧縮部104を起動しようとすると、中間冷媒管8によって、第1前段側圧縮要素103cから吐出された冷媒と第2前段側圧縮要素103cから吐出された冷媒とが一旦合流した後に、第1後段側圧縮要素103dの吸入側と第2後段側圧縮要素104dの吸入側とに分岐されるようになっていることに起因して、第2圧縮部104の第2前段側圧縮要素104cの吐出側及び第2後段側圧縮要素104dの吸入側が、中間冷媒管8を通じて、既に起動されている第1圧縮部103の第1前段側圧縮要素103cの吐出側の圧力及び第1後段側圧縮要素103dの吸入側の圧力の影響を受けた状態から第2圧縮部104を起動することになり、第2圧縮部104を安定的に起動することが困難である。   Here, as in the state where both of the two compression units 103 and 104 are activated, the second compression unit 104 is opened with the rear-stage suction valve 85a opened and the subsequent compression unit activation valve 86a closed. Is started, after the refrigerant discharged from the first front-stage compression element 103c and the refrigerant discharged from the second front-stage compression element 103c are once merged by the intermediate refrigerant pipe 8, the first second-stage compression element Due to the branching into the suction side of 103d and the suction side of the second second-stage compression element 104d, the discharge side and the second of the second front-stage compression element 104c of the second compression unit 104 are branched. The suction side of the second-stage compression element 104d is connected to the pressure on the discharge side of the first first-stage compression element 103c of the first compressor 103 and the suction-side of the first second-stage compression element 103d. Made from a state in which the influence of the force to start the second compression unit 104, it is difficult to start the second compression unit 104 stably.

しかし、このステップS3のように、後発圧縮部起動弁86aを開けた状態(かつ、後段側吸入弁85aを閉めた状態)で第2圧縮部104を起動する操作を行うことで、第2圧縮部104の第2前段側圧縮要素104cの吐出側及び第2後段側圧縮要素104dの吸入側が第1圧縮部103の第1前段側圧縮要素103cの吐出側の圧力及び第1後段側圧縮要素103dの吸入側の圧力の影響を受けた状態を緩和することができ、第1圧縮部103を起動させた状態において第2圧縮部104を起動させる際に、第2圧縮部104を安定的に起動することができる。   However, as in step S3, the second compression unit 104 is activated by starting the second compression unit 104 in a state in which the subsequent compression unit activation valve 86a is opened (and the rear-stage suction valve 85a is closed). The discharge side of the second front-stage compression element 104c of the section 104 and the suction side of the second rear-stage compression element 104d are the pressure on the discharge side of the first front-stage compression element 103c of the first compression section 103 and the first rear-stage compression element 103d. The state under the influence of the suction side pressure can be relaxed, and the second compression unit 104 is stably activated when the second compression unit 104 is activated in the state where the first compression unit 103 is activated. can do.

そして、第2圧縮部104の起動から所定時間経過したり、圧縮機構102周りの圧力センサ54、60等が所定圧力範囲で安定する等のように、第2圧縮部104が安定的に起動されたら、次に、ステップS4において、後段側吸入弁85aを開け、かつ、後発圧縮部起動弁86aを閉めるとともに、第1後段側インジェクション開閉弁18dの開度を大きくする(ここでは、全閉状態から開状態にする)ことで、第2圧縮部104の第2前段側圧縮要素104cから吐出された冷媒を第1圧縮部103の第1前段側圧縮要素103cから吐出された冷媒と合流させる状態に移行するとともに、第1後段側インジェクション管18cから中間母管82に戻される冷媒の流量を、第2圧縮部104の起動時における後段側吸入弁85a及び後発圧縮部起動弁86aの開閉状態が考慮された適切なものにする(図2参照)。   Then, the second compression unit 104 is stably activated such that a predetermined time has elapsed since the activation of the second compression unit 104, or that the pressure sensors 54, 60, etc. around the compression mechanism 102 are stabilized within a predetermined pressure range. Then, in step S4, the rear-stage intake valve 85a is opened, the subsequent compression section start valve 86a is closed, and the opening degree of the first second-stage injection on / off valve 18d is increased (here, the fully closed state). The refrigerant discharged from the second pre-stage compression element 104c of the second compression unit 104 and the refrigerant discharged from the first pre-stage compression element 103c of the first compression unit 103. The flow rate of the refrigerant returned from the first second-stage injection pipe 18c to the intermediate mother pipe 82 is changed to the second-stage intake valve 85a and the rear Closed state of the compression unit boot valve 86a is in the appropriate that is considered (see FIG. 2).

ここで、仮に、第2圧縮部104が起動された後であって、後段側吸入弁85aが開けられ、かつ、後発圧縮部起動弁86aが閉められた状態に移行した後においても、第1後段側インジェクション開閉弁18dの開度を小さいまま(ここでは、全閉状態)にしていると、第1前段側圧縮要素103cから吐出された冷媒と第2前段側圧縮要素104cから吐出された冷媒との両方が合流して中間冷媒管8の中間母管82を流れているのにもかかわらず、中間母管82を流れる冷媒の流量に比べて、第1後段側インジェクション管18cから中間母管82に戻される冷媒の流量が相対的に少ない状態になって、中間圧インジェクションによる圧縮機構102の消費動力の低減や運転効率の向上の効果が十分に得られない状態となってしまう。このため、このような状態になるのを避けるために、第2圧縮部104が起動された後には、速やかに、第1後段側インジェクション開閉弁18dの開度を大きくして(ここでは、全閉状態から開状態にする)、第1後段側インジェクション管18cから中間冷媒管8に戻される冷媒の流量を増加させることが望ましい。   Here, even after the second compression unit 104 is activated, the first-stage suction valve 85a is opened, and the first compression unit activation valve 86a is closed. Refrigerant discharged from the first front-stage compression element 103c and refrigerant discharged from the second front-stage compression element 104c when the opening of the rear-stage injection on-off valve 18d is kept small (here, fully closed). Both of them join together and flow through the intermediate mother pipe 82 of the intermediate refrigerant pipe 8, compared with the flow rate of the refrigerant flowing through the intermediate mother pipe 82, from the first rear-stage injection pipe 18 c to the intermediate mother pipe. Since the flow rate of the refrigerant returned to 82 is relatively small, the effect of reducing the power consumption of the compression mechanism 102 due to the intermediate pressure injection and improving the operation efficiency cannot be obtained sufficiently. Therefore, in order to avoid such a state, the opening degree of the first second-stage injection on / off valve 18d is immediately increased after the second compression unit 104 is activated (here, all It is desirable that the flow rate of the refrigerant returned from the first second-stage injection pipe 18c to the intermediate refrigerant pipe 8 is increased.

しかし、第2圧縮部104が起動された後であっても、後段側吸入弁85aが閉められ、かつ、後発圧縮部起動弁86aが開けられた閉められた状態(すなわち、ステップS3の処理を行った後のような、第2圧縮部104の起動直後の通常の運転に移行する前の状態)において、第1後段側インジェクション開閉弁18dを大きくしてしまうと、中間冷媒管8の中間母管82を流れる冷媒が第1前段側圧縮要素103cから吐出された冷媒だけであるにもかかわらず、第1後段側インジェクション管18cから中間母管82に戻される冷媒の流量が増加することになるため、中間母管82を流れる冷媒の流量に比べて、第1後段側インジェクション管18cから中間母管82に戻される冷媒の流量が相対的に多い状態になって、第1圧縮部103の第1後段側圧縮要素103dに吸入される冷媒が湿り状態になるおそれがある。   However, even after the second compression unit 104 is activated, the rear side suction valve 85a is closed and the subsequent compression unit activation valve 86a is opened (ie, the process of step S3 is performed). If the first second-stage injection on / off valve 18d is enlarged in the state before the shift to the normal operation immediately after the start of the second compression unit 104, such as after the operation, the intermediate mother of the intermediate refrigerant pipe 8 Although the refrigerant flowing through the pipe 82 is only the refrigerant discharged from the first front-stage compression element 103c, the flow rate of the refrigerant returned from the first rear-stage injection pipe 18c to the intermediate mother pipe 82 increases. Therefore, the flow rate of the refrigerant returned from the first second-stage injection pipe 18c to the intermediate mother pipe 82 is relatively higher than the flow rate of the refrigerant flowing through the intermediate mother pipe 82, and the first compression unit There is a possibility that the refrigerant is wet state sucked into 03 of the first-stage compression element 103d.

そこで、このステップS4のように、第2圧縮部104が起動された後であっても、後段側吸入弁85aが閉められ、かつ、後発圧縮部起動弁86aが開けられた状態においては、第1後段側インジェクション開閉弁18dの開度を大きくせずに、後段側吸入弁85aが開けられ、かつ、後発圧縮部起動弁86aが閉められる際に、第1後段側インジェクション開閉弁18dの開度を大きくすることで、後段側吸入弁85a及び後発圧縮部起動弁86aの開閉制御を伴う第2圧縮部104の起動時においても、第1後段側圧縮要素104dに吸入される冷媒が湿り状態になるのを抑えるとともに、通常の運転状態(ここでは、冷房運転)に移行された際には、速やかに、第1後段側インジェクション管18cから中間母管82に戻される冷媒の流量を増加させることができる。   Thus, as in step S4, even after the second compression unit 104 is activated, the second-stage suction valve 85a is closed and the subsequent compression unit activation valve 86a is opened. The opening degree of the first second-stage injection on / off valve 18d is not increased when the second-stage suction valve 85a is opened and the second-compressor starting valve 86a is closed without increasing the opening degree of the first second-stage injection on / off valve 18d. By enlarging the refrigerant, the refrigerant sucked into the first second-stage compression element 104d is in a wet state even when the second compression section 104 is activated with the opening / closing control of the second-stage suction valve 85a and the second-stage compression section activation valve 86a. And the refrigerant quickly returned from the first second-stage injection pipe 18c to the intermediate mother pipe 82 when the operation state is shifted to a normal operation state (here, cooling operation). Thereby increasing the flow rate.

また、本実施形態の空気調和装置1では、中間冷媒管8を構成する中間母管82に中間熱交換器7が設けられており、中間母管82を流れる冷媒が、第1後段側インジェクション管18cから中間母管82に戻される冷媒と合流する前に、前段側圧縮要素103c、104cから吐出された状態よりも冷却された状態になるため、第1後段側インジェクション管18cから中間母管82に戻される冷媒と合流した後に後段側圧縮要素103d、104dに吸入される冷媒が湿り状態になるおそれが高くなっているが、上述のステップS2のように、第2圧縮部104の起動に先立って第1圧縮部103の運転容量を下げる際に、第1後段側インジェクション開閉弁18dの開度を小さくするようにしているため、また、ステップS3、S4のように、後段側吸入弁85aを閉め、かつ、後発圧縮部起動弁86aを開けた状態で第2圧縮部104を起動し、第2圧縮部104が起動された後に、後段側吸入弁85aを開け、かつ、後発圧縮部起動弁86aを閉めることで、第2圧縮部104を安定的に起動させた後においては、後段側吸入弁85aが開けられ、かつ、後発圧縮部起動弁86aが閉められる際に、第1後段側インジェクション開閉弁18dの開度を大きくするようにしているため、中間母管82を流れる冷媒が、第1後段側インジェクション管18cから中間母管82に戻される冷媒と合流する前に、前段側圧縮要素103c、104cから吐出された状態よりも冷却された状態になるものであるにもかかわらず、第1後段側圧縮要素104cに吸入される冷媒が湿り状態になるのを抑えることができるようになっている。   Further, in the air conditioner 1 of the present embodiment, the intermediate heat exchanger 7 is provided in the intermediate mother pipe 82 constituting the intermediate refrigerant pipe 8, and the refrigerant flowing through the intermediate mother pipe 82 is supplied to the first second-stage injection pipe. Before joining the refrigerant returned from 18c to the intermediate mother pipe 82, the refrigerant is cooled more than the state discharged from the front-stage compression elements 103c, 104c, so that the intermediate mother pipe 82 is discharged from the first rear-stage injection pipe 18c. There is a high possibility that the refrigerant sucked into the downstream compression elements 103d and 104d after joining the refrigerant returned to the wet state will be in a wet state, but prior to starting the second compression unit 104 as in step S2 described above. When the operating capacity of the first compression unit 103 is reduced, the opening degree of the first second-stage injection on / off valve 18d is made small. In this manner, the second-stage compression valve 104a is closed and the second compression section 104 is started with the second-stage compression section start valve 86a opened. After the second compression section 104 is started, the second-stage suction valve 85a is opened. In addition, after the second compression unit 104 is stably activated by closing the later compression unit activation valve 86a, the rear stage suction valve 85a is opened and the later compression unit activation valve 86a is closed. At this time, since the opening degree of the first second-stage injection on / off valve 18d is increased, the refrigerant flowing through the intermediate mother pipe 82 merges with the refrigerant returned from the first second-stage injection pipe 18c to the intermediate mother pipe 82. The refrigerant sucked into the first second-stage compression element 104c becomes damp even though the refrigerant is cooled more than the state discharged from the first-stage compression elements 103c, 104c. So that the can be suppressed to become state.

また、暖房運転を行う際の圧縮機構102の起動時には、中間熱交換器7を冷却器として使用しないため、第1後段側インジェクション管18cから中間母管82に戻される冷媒と合流した後に第1後段側圧縮要素103dに吸入される冷媒が湿り状態になるおそれが、冷房運転を行う際の圧縮機構102の起動時よりも低くなっている点が異なるが、基本的には、冷房運転を行う際の圧縮機構102の起動時と同様の作用効果を得ることができる。   In addition, since the intermediate heat exchanger 7 is not used as a cooler when the compression mechanism 102 is started during the heating operation, the first after the refrigerant is returned to the intermediate mother pipe 82 from the first second-stage injection pipe 18c. Although the possibility that the refrigerant sucked into the rear-stage compression element 103d becomes wet is lower than that at the time of starting the compression mechanism 102 during the cooling operation, basically, the cooling operation is performed. The same effect as when the compression mechanism 102 is started can be obtained.

(3)変形例1
上述の実施形態では、切換機構3によって冷房運転と暖房運転とを切換可能に構成された空気調和装置1において、気液分離器としてのレシーバ18による中間圧インジェクションを行うための第1後段側インジェクション管18cを設けて、気液分離器としてのレシーバ18による中間圧インジェクションを行うようにしているが、このレシーバ18による中間圧インジェクションに代えて、第2後段側インジェクション管19及びエコノマイザ熱交換器20を設けて、エコノマイザ熱交換器20による中間圧インジェクションを行うようにすることが考えられる。
(3) Modification 1
In the above-described embodiment, in the air conditioner 1 configured to be able to switch between the cooling operation and the heating operation by the switching mechanism 3, the first second-stage injection for performing intermediate pressure injection by the receiver 18 as a gas-liquid separator. A pipe 18c is provided to perform intermediate pressure injection by a receiver 18 as a gas-liquid separator. Instead of the intermediate pressure injection by the receiver 18, a second rear-stage injection pipe 19 and an economizer heat exchanger 20 are provided. It is conceivable that intermediate pressure injection by the economizer heat exchanger 20 is performed.

例えば、図11に示されるように、上述の実施形態において、第1後段側インジェクション管18cに代えて、第2後段側インジェクション管19、及び、エコノマイザ熱交換器20が設けられた冷媒回路110にすることができる。   For example, as shown in FIG. 11, in the above-described embodiment, instead of the first second-stage injection pipe 18c, the refrigerant circuit 110 provided with the second second-stage injection pipe 19 and the economizer heat exchanger 20 is provided. can do.

ここで、第2後段側インジェクション管19は、熱源側熱交換器4又は利用側熱交換器6において放熱した冷媒を分岐して圧縮機構102の後段側圧縮要素103d、104dに戻す機能を有している。本変形例において、第2後段側インジェクション管19は、レシーバ入口管18aを流れる冷媒を分岐して後段側圧縮要素103d、104dの吸入側に戻すように設けられている。より具体的には、第2後段側インジェクション管19は、レシーバ入口管18aの第1膨張機構5aの上流側の位置(すなわち、切換機構3を冷却運転状態にしている際には、熱源側熱交換器4と第1膨張機構5aとの間、また、切換機構3を加熱運転状態にしている際には、利用側熱交換器6と第1膨張機構5aとの間)から冷媒を分岐して中間母管82の中間熱交換器7の下流側の位置に戻すように設けられている。この第2後段側インジェクション管19には、開度制御が可能な第2後段側インジェクション弁19aが設けられている。第2後段側インジェクション弁19aは、本変形例において、電動膨張弁である。   Here, the second second-stage injection pipe 19 has a function of branching the refrigerant that has dissipated heat in the heat source-side heat exchanger 4 or the use-side heat exchanger 6 and returning it to the second-stage compression elements 103d and 104d of the compression mechanism 102. ing. In this modification, the second second-stage injection pipe 19 is provided to branch the refrigerant flowing through the receiver inlet pipe 18a and return it to the suction side of the second-stage compression elements 103d and 104d. More specifically, the second rear-stage injection pipe 19 is positioned on the upstream side of the first expansion mechanism 5a of the receiver inlet pipe 18a (that is, when the switching mechanism 3 is in the cooling operation state, the heat source side heat The refrigerant is branched from the exchanger 4 and the first expansion mechanism 5a and between the use side heat exchanger 6 and the first expansion mechanism 5a when the switching mechanism 3 is in the heating operation state. The intermediate mother pipe 82 is provided so as to return to a position downstream of the intermediate heat exchanger 7. The second second-stage injection pipe 19 is provided with a second second-stage injection valve 19a capable of opening degree control. In the present modification, the second second-stage injection valve 19a is an electric expansion valve.

また、エコノマイザ熱交換器20は、熱源側熱交換器4又は利用側熱交換器6において放熱した冷媒と第2後段側インジェクション管19を流れる冷媒(より具体的には、第2後段側インジェクション弁19aにおいて中間圧付近まで減圧された後の冷媒)との熱交換を行う熱交換器である。本変形例において、エコノマイザ熱交換器20は、レシーバ入口管18aの第1膨張機構5aの上流側の位置(すなわち、切換機構3を冷却運転状態にしている際には、熱源側熱交換器4と第1膨張機構5aとの間、また、切換機構3を加熱運転状態にしている際には、利用側熱交換器6と第1膨張機構5aとの間)を流れる冷媒と第2後段側インジェクション管19を流れる冷媒との熱交換を行うように設けられており、また、両冷媒が対向するように流れる流路を有している。また、本変形例において、エコノマイザ熱交換器20は、レシーバ入口管18aの第2後段側インジェクション管19の上流側に設けられている。このため、熱源側熱交換器4又は利用側熱交換器6において放熱した冷媒は、レシーバ入口管18aにおいて、エコノマイザ熱交換器20において熱交換される前に第2後段側インジェクション管19に分岐され、その後に、エコノマイザ熱交換器20において、第2後段側インジェクション管19を流れる冷媒と熱交換を行うことになる。   Further, the economizer heat exchanger 20 includes the refrigerant that has radiated heat in the heat source side heat exchanger 4 or the use side heat exchanger 6 and the refrigerant that flows through the second second-stage injection pipe 19 (more specifically, the second second-stage injection valve). 19a is a heat exchanger that performs heat exchange with the refrigerant after being reduced in pressure to near the intermediate pressure. In this modification, the economizer heat exchanger 20 is positioned upstream of the first expansion mechanism 5a of the receiver inlet pipe 18a (that is, when the switching mechanism 3 is in the cooling operation state, the heat source side heat exchanger 4 Between the first expansion mechanism 5a and when the switching mechanism 3 is in the heating operation state, the refrigerant flowing between the use side heat exchanger 6 and the first expansion mechanism 5a) and the second rear side It is provided so as to perform heat exchange with the refrigerant flowing through the injection pipe 19 and has a flow path through which both refrigerants face each other. In this modification, the economizer heat exchanger 20 is provided on the upstream side of the second rear-stage injection pipe 19 of the receiver inlet pipe 18a. For this reason, the refrigerant that has radiated heat in the heat source side heat exchanger 4 or the use side heat exchanger 6 is branched into the second rear-stage injection pipe 19 before heat exchange is performed in the economizer heat exchanger 20 in the receiver inlet pipe 18a. Thereafter, in the economizer heat exchanger 20, heat exchange is performed with the refrigerant flowing through the second second-stage injection pipe 19.

また、エコノマイザ熱交換器20の第2後段側インジェクション管19側の出口には、エコノマイザ熱交換器20の第2後段側インジェクション管19側の出口における冷媒の温度を検出するエコノマイザ出口温度センサ55が設けられている。   An economizer outlet temperature sensor 55 that detects the refrigerant temperature at the outlet of the economizer heat exchanger 20 on the second rear-stage injection pipe 19 side is provided at the outlet of the economizer heat exchanger 20 on the second rear-stage injection pipe 19 side. Is provided.

次に、本変形例の空気調和装置1の動作について、図11〜図17を用いて説明する。ここで、図12は、冷房運転時における空気調和装置1内の冷媒の流れを示す図であり、図13は、冷房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図であり、図14は、冷房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図であり、図15は、暖房運転時における空気調和装置1内の冷媒の流れを示す図であり、図16は、暖房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図であり、図17は、暖房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図である。尚、以下の冷房運転、暖房運転、及び、圧縮機構の起動における運転制御は、上述の制御部(図示せず)によって行われる。また、以下の説明において、「高圧」とは、冷凍サイクルにおける高圧(すなわち、図12、13の点D、D’、E、Hにおける圧力や図16、17の点D、D’、F、Hにおける圧力を意味し、「低圧」とは、冷凍サイクルにおける低圧(すなわち、図13、14の点A、Fにおける圧力や図16、17の点A、Eにおける圧力)を意味し、「中間圧」とは、冷凍サイクルにおける中間圧(すなわち、図13、14、16、16の点B、C、C’、G、G’、J、Kにおける圧力)を意味している。   Next, operation | movement of the air conditioning apparatus 1 of this modification is demonstrated using FIGS. 11-17. Here, FIG. 12 is a diagram showing the flow of the refrigerant in the air conditioning apparatus 1 during the cooling operation, and FIG. 13 is a pressure-enthalpy diagram illustrating the refrigeration cycle during the cooling operation. FIG. 15 is a temperature-entropy diagram illustrating a refrigeration cycle during cooling operation, FIG. 15 is a diagram illustrating the flow of refrigerant in the air conditioner 1 during heating operation, and FIG. 16 is during heating operation. FIG. 17 is a pressure-enthalpy diagram illustrating the refrigeration cycle, and FIG. 17 is a temperature-entropy diagram illustrating the refrigeration cycle during the heating operation. Note that the following cooling operation, heating operation, and operation control in starting the compression mechanism are performed by the above-described control unit (not shown). In the following description, “high pressure” means high pressure in the refrigeration cycle (that is, pressure at points D, D ′, E, and H in FIGS. 12 and 13, and points D, D ′, F, and FIGS. 16 and 17). “Low pressure” means the low pressure in the refrigeration cycle (that is, the pressure at points A and F in FIGS. 13 and 14 and the pressure at points A and E in FIGS. 16 and 17). “Pressure” means an intermediate pressure in the refrigeration cycle (that is, pressure at points B, C, C ′, G, G ′, J, and K in FIGS. 13, 14, 16, and 16).

<冷房運転>
冷房運転時は、切換機構3が図11及び図12の実線で示される冷却運転状態とされる。また、第1膨張機構5a及び第2膨張機構5bは、開度調節される。そして、切換機構3が冷却運転状態となるため、中間冷媒管8の中間熱交換器開閉弁12が開けられ、そして、中間熱交換器バイパス管9の中間熱交換器バイパス開閉弁11が閉められることによって、中間熱交換器7が冷却器として機能する状態にされる。さらに、第2後段側インジェクション弁19aは、開度調節される。より具体的には、本変形例において、第2後段側インジェクション弁19aは、エコノマイザ熱交換器20の第2後段側インジェクション管19側の出口における冷媒の過熱度が目標値になるように開度調節される、いわゆる過熱度制御がなされるようになっている。本変形例において、エコノマイザ熱交換器20の第2後段側インジェクション管19側の出口における冷媒の過熱度は、中間圧力センサ54により検出される中間圧を飽和温度に換算し、エコノマイザ出口温度センサ55により検出される冷媒温度からこの冷媒の飽和温度値を差し引くことによって得られる。尚、本変形例では採用していないが、エコノマイザ熱交換器20の第2後段側インジェクション管19側の入口に温度センサを設けて、この温度センサにより検出される冷媒温度をエコノマイザ出口温度センサ55により検出される冷媒温度から差し引くことによって、エコノマイザ熱交換器20の第2後段側インジェクション管19側の出口における冷媒の過熱度を得るようにしてもよい。また、第2後段側インジェクション弁19aの開度調節は、過熱度制御に限られるものではなく、例えば、冷媒回路110における冷媒循環量等に応じて所定開度だけ開けるようにするものであってもよい。尚、ここでは、第1圧縮部103及び第2圧縮部104の両方が起動された状態における冷房運転を例として説明するため、後段側吸入弁85aが開けられ、後発圧縮部起動弁86aが閉められた状態にされる。但し、第1圧縮部103だけが起動された状態における冷房運転の場合には、後段側吸入弁85a、及び、後発圧縮部起動弁86aが閉められた状態にされる。
<Cooling operation>
During the cooling operation, the switching mechanism 3 is in a cooling operation state indicated by a solid line in FIGS. The opening degree of the first expansion mechanism 5a and the second expansion mechanism 5b is adjusted. Since the switching mechanism 3 is in the cooling operation state, the intermediate heat exchanger on / off valve 12 of the intermediate refrigerant pipe 8 is opened, and the intermediate heat exchanger bypass on / off valve 11 of the intermediate heat exchanger bypass pipe 9 is closed. Thus, the intermediate heat exchanger 7 is brought into a state of functioning as a cooler. Further, the opening degree of the second second-stage injection valve 19a is adjusted. More specifically, in this modification, the second rear-stage injection valve 19a has an opening degree so that the degree of superheat of the refrigerant at the outlet of the economizer heat exchanger 20 on the second rear-stage injection pipe 19 side becomes a target value. So-called superheat control is performed. In this modification, the superheat degree of the refrigerant at the outlet of the economizer heat exchanger 20 on the second post-stage injection pipe 19 side is obtained by converting the intermediate pressure detected by the intermediate pressure sensor 54 into the saturation temperature, and the economizer outlet temperature sensor 55. This is obtained by subtracting the saturation temperature value of the refrigerant from the refrigerant temperature detected by the above. Although not adopted in this modification, a temperature sensor is provided at the inlet of the economizer heat exchanger 20 on the second rear-stage injection pipe 19 side, and the refrigerant temperature detected by this temperature sensor is used as the economizer outlet temperature sensor 55. The degree of superheat of the refrigerant at the outlet of the economizer heat exchanger 20 on the second rear-stage injection pipe 19 side may be obtained by subtracting from the refrigerant temperature detected by the above. Further, the opening degree adjustment of the second second-stage injection valve 19a is not limited to the superheat degree control, and for example, the opening degree is adjusted by a predetermined opening amount according to the refrigerant circulation amount in the refrigerant circuit 110. Also good. Here, in order to explain the cooling operation in the state where both the first compression unit 103 and the second compression unit 104 are activated as an example, the rear-stage suction valve 85a is opened, and the subsequent compression unit activation valve 86a is closed. It is made to the state that was made. However, in the cooling operation in a state where only the first compression unit 103 is activated, the rear-stage suction valve 85a and the subsequent compression unit activation valve 86a are closed.

この冷媒回路110の状態において、低圧の冷媒(図11〜図14の点A参照)は、吸入母管102aから圧縮機構102に吸入され、まず、前段側圧縮要素103c、104cによって中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管8の入口側中間枝管81、84に吐出され、逆止機構81a、84aを通じて、中間冷媒管8の中間母管82で合流する(図11〜図14の点B参照)。この前段側圧縮要素103c、104cから吐出されて中間冷媒管8で合流した中間圧の冷媒は、中間熱交換器7において、冷却源としての水や空気と熱交換を行うことで冷却される(図11〜図14の点C参照)。この中間熱交換器7において冷却された冷媒は、第2後段側インジェクション管19から後段側圧縮要素103d、104dに戻される冷媒(図11〜図14の点K参照)と合流することでさらに冷却される(図11〜図14の点G参照)。次に、第2後段側インジェクション管19から戻る冷媒と合流した(すなわち、エコノマイザ熱交換器20による中間圧インジェクションが行われた)中間圧の冷媒は、中間冷媒管8の出口側中間枝管83、85に分岐される。この中間冷媒管8の中間母管82から出口側中間枝管83、85に分岐した中間圧の冷媒は、前段側圧縮要素103c、104cの後段側に接続された後段側圧縮要素103d、104dに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮部103、104から吐出枝管103b、104bに吐出される(図11〜図14の点D参照)。ここで、圧縮部103、104から吐出された高圧の冷媒は、圧縮要素103c、104c、103d、104dによる二段圧縮動作によって、臨界圧力(すなわち、図13に示される臨界点CPにおける臨界圧力Pcp)を超える圧力まで圧縮されている。そして、第1圧縮部103から吐出された高圧の冷媒は、第1油分離機構141を構成する第1油分離器141aに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、第1油分離器141aにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、第1油分離機構141を構成する第1油戻し管141bに流入し、第1油戻し管141bに設けられた第1減圧機構141cで減圧された後に第2圧縮部104の第2吸入枝管104aに戻されて、再び、圧縮機構102に吸入される。また、第2圧縮部104から吐出された高圧の冷媒は、第2油分離機構143を構成する第2油分離器143aに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、第2油分離器143aにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、第2油分離機構143を構成する第2油戻し管143bに流入し、第2油戻し管143bに設けられた第2減圧機構143cで減圧された後に第1圧縮部103の第1吸入枝管103aに戻されて、再び、圧縮機構102に吸入される。次に、油分離機構141、143において冷凍機油が分離された後の高圧の冷媒は、逆止機構142、144を通過した後に吐出母管102bで合流し、切換機構3を通じて、冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器4に送られる。そして、熱源側熱交換器4に送られた高圧の冷媒は、熱源側熱交換器4において、冷却源としての水や空気と熱交換を行って冷却される(図11〜図14の点E参照)。そして、熱源側熱交換器4において冷却された高圧の冷媒は、ブリッジ回路17の入口逆止弁17aを通じてレシーバ入口管18aに流入し、その一部が第2後段側インジェクション管19に分岐される。そして、第2後段側インジェクション管19を流れる冷媒は、第2後段側インジェクション弁19aにおいて中間圧付近まで減圧された後に、エコノマイザ熱交換器20に送られる(図11〜図14の点J参照)。また、第2後段側インジェクション管19に分岐された後の冷媒は、エコノマイザ熱交換器20に流入し、第2後段側インジェクション管19を流れる冷媒と熱交換を行って冷却される(図11〜図14の点H参照)。一方、第2後段側インジェクション管19を流れる冷媒は、放熱器としての熱源側熱交換器4において冷却された高圧の冷媒と熱交換を行って加熱されて(図11〜図14の点K参照)、上述のように、前段側圧縮要素103c、104cから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、エコノマイザ熱交換器20において冷却された高圧の冷媒は、第1膨張機構5aによって飽和圧力付近まで減圧されてレシーバ18内に一時的に溜められる(図11及び図12の点I参照)。そして、レシーバ18内に溜められた冷媒は、レシーバ出口管18bに送られて、第2膨張機構5bによって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、ブリッジ回路17の出口逆止弁17cを通じて、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器6に送られる(図11〜図14の点F参照)。そして、利用側熱交換器6に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱源としての水や空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる(図11〜図14の点A参照)。そして、この利用側熱交換器6において加熱された低圧の冷媒は、切換機構3を経由して、再び、圧縮機構102に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。   In the state of the refrigerant circuit 110, a low-pressure refrigerant (see point A in FIGS. 11 to 14) is sucked into the compression mechanism 102 from the suction mother pipe 102a, and is first compressed to an intermediate pressure by the pre-stage compression elements 103c and 104c. After that, the refrigerant is discharged to the inlet side intermediate branch pipes 81 and 84 of the intermediate refrigerant pipe 8 and merges in the intermediate mother pipe 82 of the intermediate refrigerant pipe 8 through the check mechanisms 81a and 84a (point B in FIGS. 11 to 14). reference). The intermediate-pressure refrigerant discharged from the preceding-stage compression elements 103c and 104c and joined in the intermediate refrigerant pipe 8 is cooled in the intermediate heat exchanger 7 by exchanging heat with water or air as a cooling source ( (See point C in FIGS. 11-14). The refrigerant cooled in the intermediate heat exchanger 7 is further cooled by joining with the refrigerant (see point K in FIGS. 11 to 14) returned from the second second-stage injection pipe 19 to the second-stage compression elements 103d and 104d. (See point G in FIGS. 11 to 14). Next, the intermediate-pressure refrigerant that has joined with the refrigerant returning from the second rear-stage injection pipe 19 (that is, the intermediate-pressure injection by the economizer heat exchanger 20) is the outlet-side intermediate branch pipe 83 of the intermediate refrigerant pipe 8. , 85. The intermediate-pressure refrigerant branched from the intermediate mother pipe 82 of the intermediate refrigerant pipe 8 to the outlet-side intermediate branch pipes 83 and 85 is supplied to the rear-stage compression elements 103d and 104d connected to the rear-stage side of the front-stage compression elements 103c and 104c. The air is sucked and further compressed, and is discharged from the compression parts 103 and 104 to the discharge branch pipes 103b and 104b (see point D in FIGS. 11 to 14). Here, the high-pressure refrigerant discharged from the compression units 103 and 104 is subjected to the critical pressure (that is, the critical pressure Pcp at the critical point CP shown in FIG. 13) by the two-stage compression operation by the compression elements 103c, 104c, 103d, and 104d. ) Compressed to a pressure exceeding The high-pressure refrigerant discharged from the first compression unit 103 flows into the first oil separator 141a constituting the first oil separation mechanism 141, and the accompanying refrigeration oil is separated. The refrigerating machine oil separated from the high-pressure refrigerant in the first oil separator 141a flows into the first oil return pipe 141b constituting the first oil separation mechanism 141, and the first oil return pipe 141b is provided with the first oil return pipe 141b. After being depressurized by the first depressurization mechanism 141 c, it is returned to the second suction branch pipe 104 a of the second compression unit 104 and again sucked into the compression mechanism 102. Further, the high-pressure refrigerant discharged from the second compression unit 104 flows into the second oil separator 143a constituting the second oil separation mechanism 143, and the accompanying refrigeration oil is separated. The refrigerating machine oil separated from the high-pressure refrigerant in the second oil separator 143a flows into the second oil return pipe 143b that constitutes the second oil separation mechanism 143, and is supplied to the second oil return pipe 143b. After the pressure is reduced by the second pressure reducing mechanism 143 c, the pressure is returned to the first suction branch pipe 103 a of the first compression unit 103 and is again sucked into the compression mechanism 102. Next, the high-pressure refrigerant after the refrigerating machine oil is separated in the oil separation mechanisms 141 and 143 passes through the check mechanisms 142 and 144 and then merges in the discharge mother pipe 102b. It is sent to the heat source side heat exchanger 4 functioning as Then, the high-pressure refrigerant sent to the heat source side heat exchanger 4 is cooled by exchanging heat with water or air as a cooling source in the heat source side heat exchanger 4 (point E in FIGS. 11 to 14). reference). The high-pressure refrigerant cooled in the heat source side heat exchanger 4 flows into the receiver inlet pipe 18 a through the inlet check valve 17 a of the bridge circuit 17, and a part thereof is branched to the second second-stage injection pipe 19. . And the refrigerant | coolant which flows through the 2nd back | latter stage side injection pipe 19 is sent to the economizer heat exchanger 20 after depressurizing to the intermediate pressure vicinity in the 2nd back | latter stage | side injection valve 19a (refer the point J of FIGS. 11-14). . In addition, the refrigerant after being branched to the second second-stage injection pipe 19 flows into the economizer heat exchanger 20, and is cooled by exchanging heat with the refrigerant flowing through the second second-stage injection pipe 19 (FIGS. 11 to 11). (See point H in FIG. 14). On the other hand, the refrigerant flowing through the second second-stage injection pipe 19 is heated by exchanging heat with the high-pressure refrigerant cooled in the heat source side heat exchanger 4 as a radiator (see point K in FIGS. 11 to 14). ), As described above, the refrigerant is joined to the intermediate-pressure refrigerant discharged from the preceding-stage compression elements 103c and 104c. Then, the high-pressure refrigerant cooled in the economizer heat exchanger 20 is decompressed to near the saturation pressure by the first expansion mechanism 5a and temporarily stored in the receiver 18 (see point I in FIGS. 11 and 12). Then, the refrigerant stored in the receiver 18 is sent to the receiver outlet pipe 18b and is decompressed by the second expansion mechanism 5b to become a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant, and the outlet check valve 17c of the bridge circuit 17 is used. And is sent to the use side heat exchanger 6 functioning as a refrigerant evaporator (see point F in FIGS. 11 to 14). And the refrigerant | coolant of the low pressure gas-liquid two-phase state sent to the utilization side heat exchanger 6 will be heated by performing heat exchange with water and air as a heating source, and will evaporate (FIGS. 11-FIG. 11). 14 point A). Then, the low-pressure refrigerant heated in the use side heat exchanger 6 is again sucked into the compression mechanism 102 via the switching mechanism 3. In this way, the cooling operation is performed.

このように、本変形例の空気調和装置1では、第1後段側インジェクション管18cではなく、第2後段側インジェクション管19を設けて、熱源側熱交換器4において放熱した冷媒を分岐して後段側圧縮要素103d、104dに戻すエコノマイザ熱交換器20による中間圧インジェクションを行うようにしている点は異なるが、冷房運転時において、上述の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。   As described above, in the air conditioner 1 of the present modification, the second rear-stage injection pipe 19 is provided instead of the first rear-stage injection pipe 18c, and the refrigerant that has radiated heat in the heat source side heat exchanger 4 is branched to be rear-stage. Although the point that the intermediate pressure injection is performed by the economizer heat exchanger 20 that returns to the side compression elements 103d and 104d is different, it is possible to obtain the same effects as the above-described embodiment during the cooling operation.

<暖房運転>
暖房運転時は、切換機構3が図11及び図15の破線で示される加熱運転状態とされる。また、第1膨張機構5a及び第2膨張機構5bは、開度調節される。そして、切換機構3が加熱運転状態となるため、中間冷媒管8の中間熱交換器開閉弁12が閉められ、そして、中間熱交換器バイパス管9の中間熱交換器バイパス開閉弁11が開けられることによって、中間熱交換器7が冷却器として機能しない状態にされる。さらに、第2後段側インジェクション弁19aは、冷房運転時と同様の開度調節がなされる。尚、ここでは、第1圧縮部103及び第2圧縮部104の両方が起動された状態における暖房運転を例として説明するため、後段側吸入弁85aが開けられ、後発圧縮部起動弁86aが閉められた状態にされる。但し、第1圧縮部103だけが起動された状態における暖房運転の場合には、後段側吸入弁85a、及び、後発圧縮部起動弁86aが閉められた状態にされる。
<Heating operation>
During the heating operation, the switching mechanism 3 is in the heating operation state indicated by the broken lines in FIGS. The opening degree of the first expansion mechanism 5a and the second expansion mechanism 5b is adjusted. Since the switching mechanism 3 is in a heating operation state, the intermediate heat exchanger on / off valve 12 of the intermediate refrigerant pipe 8 is closed, and the intermediate heat exchanger bypass on / off valve 11 of the intermediate heat exchanger bypass pipe 9 is opened. As a result, the intermediate heat exchanger 7 is not allowed to function as a cooler. Further, the opening degree of the second second-stage injection valve 19a is adjusted in the same manner as in the cooling operation. Here, in order to explain the heating operation in the state where both the first compression unit 103 and the second compression unit 104 are activated as an example, the rear-stage intake valve 85a is opened and the late compression unit activation valve 86a is closed. It is made to the state that was made. However, in the heating operation in a state where only the first compression unit 103 is activated, the rear-stage suction valve 85a and the subsequent compression unit activation valve 86a are closed.

この冷媒回路110の状態において、低圧の冷媒(図11、図15〜図17の点A参照)は、吸入母管102aから圧縮機構102に吸入され、まず、前段側圧縮要素103c、104cによって中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管8の入口側中間枝管81、84に吐出され、逆止機構81a、84aを通じて、中間冷媒管8の中間母管82で合流する(図11、図15〜図17の点B参照)。この前段側圧縮要素103c、104cから吐出されて中間冷媒管8で合流した中間圧の冷媒は、上述の冷房運転時とは異なり、中間熱交換器7を通過せずに(すなわち、冷却されることなく)、中間熱交換器バイパス管9を通過する(図11、図15〜図17の点C参照)。この中間熱交換器7によって冷却されることなく中間熱交換器バイパス管9を通過した中間圧の冷媒は、第2後段側インジェクション管19から後段側圧縮要素103d、104dに戻される冷媒(図11、図15〜図17の点K参照)と合流することでさらに冷却される(図11、図15〜図17の点G参照)。次に、第2後段側インジェクション管19から戻る冷媒と合流した(すなわち、エコノマイザ熱交換器20による中間圧インジェクションが行われた)中間圧の冷媒は、中間冷媒管8の出口側中間枝管83、85に分岐される。この中間冷媒管8の中間母管82から出口側中間枝管83、85に分岐した中間圧の冷媒は、前段側圧縮要素103c、104cの後段側に接続された後段側圧縮要素103d、104dに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮部103、104から吐出枝管103b、104bに吐出される(図11、図15〜図17の点D参照)。ここで、圧縮部103、104から吐出された高圧の冷媒は、圧縮要素103c、104c、103d、104dによる二段圧縮動作によって、臨界圧力(すなわち、図16に示される臨界点CPにおける臨界圧力Pcp)を超える圧力まで圧縮されている。そして、第1圧縮部103から吐出された高圧の冷媒は、第1油分離機構141を構成する第1油分離器141aに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、第1油分離器141aにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、第1油分離機構141を構成する第1油戻し管141bに流入し、第1油戻し管141bに設けられた第1減圧機構141cで減圧された後に第2圧縮部104の第2吸入枝管104aに戻されて、再び、圧縮機構102に吸入される。また、第2圧縮部104から吐出された高圧の冷媒は、第2油分離機構143を構成する第2油分離器143aに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、第2油分離器143aにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、第2油分離機構143を構成する第2油戻し管143bに流入し、第2油戻し管143bに設けられた第2減圧機構143cで減圧された後に第1圧縮部103の第1吸入枝管103aに戻されて、再び、圧縮機構102に吸入される。次に、油分離機構141、143において冷凍機油が分離された後の高圧の冷媒は、逆止機構142、144を通過した後に吐出母管102bで合流し、切換機構3を通じて、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器6に送られて、冷却源としての水や空気と熱交換を行って冷却される(図11、図15〜図17の点F参照)。そして、利用側熱交換器6において冷却された高圧の冷媒は、ブリッジ回路17の入口逆止弁17bを通じてレシーバ入口管18aに流入し、その一部が第2後段側インジェクション管19に分岐される。そして、第2後段側インジェクション管19を流れる冷媒は、第2後段側インジェクション弁19aにおいて中間圧付近まで減圧された後に、エコノマイザ熱交換器20に送られる(図11、図15〜図17の点J参照)。また、第2後段側インジェクション管19に分岐された後の冷媒は、エコノマイザ熱交換器20に流入し、第2後段側インジェクション管19を流れる冷媒と熱交換を行って冷却される(図11、図15〜図17の点H参照)。一方、第2後段側インジェクション管19を流れる冷媒は、放熱器としての熱源側熱交換器4において冷却された高圧の冷媒と熱交換を行って加熱されて(図11、図15〜図17の点K参照)、上述のように、前段側圧縮要素103c、104cから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、エコノマイザ熱交換器20において冷却された高圧の冷媒は、第1膨張機構5aによって飽和圧力付近まで減圧されてレシーバ18内に一時的に溜められる(図11及び図15の点I参照)。そして、レシーバ18内に溜められた冷媒は、レシーバ出口管18bに送られて、第2膨張機構5bによって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、ブリッジ回路17の出口逆止弁17dを通じて、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器4に送られる(図11、図15〜図17の点E参照)。そして、熱源側熱交換器4に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、熱源側熱交換器4において、加熱源としての水や空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる(図11、図15〜図17の点A参照)。そして、この熱源側熱交換器4において加熱されて蒸発した低圧の冷媒は、切換機構3を経由して、再び、圧縮機構102に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。   In the state of the refrigerant circuit 110, a low-pressure refrigerant (see point A in FIGS. 11 and 15 to 17) is sucked into the compression mechanism 102 from the suction mother pipe 102a, and is first intermediated by the front-stage compression elements 103c and 104c. After being compressed to a pressure, the refrigerant is discharged to the inlet side intermediate branch pipes 81 and 84 of the intermediate refrigerant pipe 8 and merges in the intermediate mother pipe 82 of the intermediate refrigerant pipe 8 through the check mechanisms 81a and 84a (FIGS. 11 and 15). -See point B in FIG. Unlike the cooling operation described above, the intermediate-pressure refrigerant discharged from the preceding-stage compression elements 103c and 104c and joined in the intermediate refrigerant pipe 8 does not pass through the intermediate heat exchanger 7 (that is, is cooled). Without passing through the intermediate heat exchanger bypass pipe 9 (see point C in FIGS. 11 and 15 to 17). The intermediate-pressure refrigerant that has passed through the intermediate heat exchanger bypass pipe 9 without being cooled by the intermediate heat exchanger 7 is returned from the second rear-stage injection pipe 19 to the rear-stage compression elements 103d and 104d (FIG. 11). 15 (see point K in FIGS. 15 to 17) and further cooling (see point G in FIGS. 11 and 15 to 17). Next, the intermediate-pressure refrigerant that has joined with the refrigerant returning from the second rear-stage injection pipe 19 (that is, the intermediate-pressure injection by the economizer heat exchanger 20) is the outlet-side intermediate branch pipe 83 of the intermediate refrigerant pipe 8. , 85. The intermediate-pressure refrigerant branched from the intermediate mother pipe 82 of the intermediate refrigerant pipe 8 to the outlet-side intermediate branch pipes 83 and 85 is supplied to the rear-stage compression elements 103d and 104d connected to the rear-stage side of the front-stage compression elements 103c and 104c. The air is sucked and further compressed, and is discharged from the compression units 103 and 104 to the discharge branch pipes 103b and 104b (see point D in FIGS. 11 and 15 to 17). Here, the high-pressure refrigerant discharged from the compression units 103 and 104 is subjected to the critical pressure (that is, the critical pressure Pcp at the critical point CP shown in FIG. 16) by the two-stage compression operation by the compression elements 103c, 104c, 103d, and 104d. ) Compressed to a pressure exceeding The high-pressure refrigerant discharged from the first compression unit 103 flows into the first oil separator 141a constituting the first oil separation mechanism 141, and the accompanying refrigeration oil is separated. The refrigerating machine oil separated from the high-pressure refrigerant in the first oil separator 141a flows into the first oil return pipe 141b constituting the first oil separation mechanism 141, and the first oil return pipe 141b is provided with the first oil return pipe 141b. After being depressurized by the first depressurization mechanism 141 c, it is returned to the second suction branch pipe 104 a of the second compression unit 104 and again sucked into the compression mechanism 102. Further, the high-pressure refrigerant discharged from the second compression unit 104 flows into the second oil separator 143a constituting the second oil separation mechanism 143, and the accompanying refrigeration oil is separated. The refrigerating machine oil separated from the high-pressure refrigerant in the second oil separator 143a flows into the second oil return pipe 143b that constitutes the second oil separation mechanism 143, and is supplied to the second oil return pipe 143b. After the pressure is reduced by the second pressure reducing mechanism 143 c, the pressure is returned to the first suction branch pipe 103 a of the first compression unit 103 and is again sucked into the compression mechanism 102. Next, the high-pressure refrigerant after the refrigerating machine oil is separated in the oil separation mechanisms 141 and 143 merges in the discharge mother pipe 102b after passing through the check mechanisms 142 and 144, and passes through the switching mechanism 3 to be a refrigerant radiator. It is sent to the use side heat exchanger 6 that functions as a cooling source, and is cooled by exchanging heat with water or air as a cooling source (see point F in FIGS. 11 and 15 to 17). The high-pressure refrigerant cooled in the use-side heat exchanger 6 flows into the receiver inlet pipe 18a through the inlet check valve 17b of the bridge circuit 17, and a part of the refrigerant is branched to the second second-stage injection pipe 19. . And the refrigerant | coolant which flows through the 2nd back | latter stage side injection pipe 19 is sent to the economizer heat exchanger 20, after being pressure-reduced to the intermediate pressure vicinity in the 2nd back | latter stage | side injection valve 19a (point of FIG. 11, FIG. 15-17). J). Further, the refrigerant after being branched into the second second-stage injection pipe 19 flows into the economizer heat exchanger 20, and is cooled by exchanging heat with the refrigerant flowing through the second second-stage injection pipe 19 (FIG. 11, (See point H in FIGS. 15 to 17). On the other hand, the refrigerant flowing through the second second-stage injection pipe 19 is heated by exchanging heat with the high-pressure refrigerant cooled in the heat source side heat exchanger 4 as a radiator (see FIGS. 11 and 15 to 17). As described above, the intermediate pressure refrigerant discharged from the pre-stage compression elements 103c and 104c is joined as described above. Then, the high-pressure refrigerant cooled in the economizer heat exchanger 20 is decompressed to near the saturation pressure by the first expansion mechanism 5a and temporarily stored in the receiver 18 (see point I in FIGS. 11 and 15). Then, the refrigerant stored in the receiver 18 is sent to the receiver outlet pipe 18b and is reduced in pressure by the second expansion mechanism 5b to become a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant, and the outlet check valve 17d of the bridge circuit 17 is used. And is sent to the heat source side heat exchanger 4 functioning as a refrigerant evaporator (see point E in FIGS. 11 and 15 to 17). The low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant sent to the heat source side heat exchanger 4 is heated and evaporated in the heat source side heat exchanger 4 by exchanging heat with water or air as a heating source. (Refer to point A in FIGS. 11 and 15 to 17). The low-pressure refrigerant heated and evaporated in the heat source side heat exchanger 4 is again sucked into the compression mechanism 102 via the switching mechanism 3. In this way, the heating operation is performed.

このように、本変形例の空気調和装置1では、第1後段側インジェクション管18cではなく、第2後段側インジェクション管19を設けて、熱源側熱交換器4において放熱した冷媒を分岐して後段側圧縮要素103d、104dに戻すエコノマイザ熱交換器20による中間圧インジェクションを行うようにしている点は異なるが、暖房運転時において、上述の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。   As described above, in the air conditioner 1 of this modification, the second rear-stage injection pipe 19 is provided instead of the first rear-stage injection pipe 18c, and the refrigerant that has radiated heat in the heat source side heat exchanger 4 is branched to the rear stage. Although the point that the intermediate pressure injection is performed by the economizer heat exchanger 20 that returns to the side compression elements 103d and 104d is different, the same effect as the above-described embodiment can be obtained during the heating operation.

<圧縮機構の起動>
本変形例の空気調和装置1では、第1後段側インジェクション開閉弁18dの代わりに第2後段側インジェクション弁19aが使用される点は異なるが、基本的には、上述の実施形態と同様の圧縮機構102の起動時の動作を行うことができる。
<Starting the compression mechanism>
The air conditioner 1 of this modification is different in that the second second-stage injection valve 19a is used instead of the first second-stage injection on / off valve 18d, but basically the same compression as that of the above-described embodiment. The operation at the time of starting the mechanism 102 can be performed.

但し、第2後段側インジェクション弁19aは開度調節が可能であることから、図8に示されるステップS2において、第2後段側インジェクション弁19aの開度を小さくする際には、第1圧縮部103の運転周波数を下げた状態における中間冷媒管8を流れる冷媒の流量に見合った量の中間圧インジェクションが行われる開度に設定することができる。例えば、第2後段側インジェクション弁19aの開度を、第1圧縮部103の運転周波数を下げる操作を行う直前の運転周波数から最低周波数まで下げた際の中間冷媒管8を流れる冷媒の流量の減少分に見合う開度幅だけ、第1圧縮部103の運転周波数を下げる操作を行う直前の開度よりも小さくすることができる。また、図8に示されるステップS4において、第2後段側インジェクション弁19aの開度を大きくする際には、第2圧縮部104の起動操作による中間冷媒管8を流れる冷媒の流量の増加分に見合った量の中間圧インジェクションが行われる開度に設定することができる。例えば、第2後段側インジェクション弁19aの開度を、第2圧縮部104の起動操作を行った際の中間冷媒管8を流れる冷媒の流量の増加分に見合う開度幅だけ、第2圧縮部104の起動操作を行う直前の開度よりも大きくすることができる。このように、本変形例では、図8に示されるステップS2〜S4のような過渡的な制御状態においても、中間冷媒管8を流れる冷媒の流量に応じた中間圧インジェクションを行うことができる。   However, since the opening degree of the second second-stage injection valve 19a can be adjusted, when the opening degree of the second second-stage injection valve 19a is reduced in step S2 shown in FIG. It is possible to set the opening at which intermediate pressure injection is performed in an amount commensurate with the flow rate of the refrigerant flowing through the intermediate refrigerant pipe 8 in a state where the operation frequency of 103 is lowered. For example, the flow rate of the refrigerant flowing through the intermediate refrigerant pipe 8 is reduced when the opening of the second second-stage injection valve 19a is lowered from the operating frequency immediately before performing the operation of lowering the operating frequency of the first compression unit 103 to the lowest frequency. The opening degree corresponding to the minute can be made smaller than the opening degree immediately before the operation of lowering the operating frequency of the first compression unit 103 is performed. Further, in step S4 shown in FIG. 8, when the opening degree of the second second-stage injection valve 19a is increased, the increase in the flow rate of the refrigerant flowing through the intermediate refrigerant pipe 8 due to the starting operation of the second compression unit 104 is increased. It can be set to an opening at which a suitable amount of intermediate pressure injection is performed. For example, the opening amount of the second second-stage injection valve 19a is set to the second compression unit by an opening amount corresponding to the increase in the flow rate of the refrigerant flowing through the intermediate refrigerant pipe 8 when the second compression unit 104 is started. The opening degree immediately before the start operation 104 can be made larger. Thus, in this modification, intermediate pressure injection according to the flow rate of the refrigerant flowing through the intermediate refrigerant pipe 8 can be performed even in a transient control state such as steps S2 to S4 shown in FIG.

(4)変形例2
上述の実施形態及びその変形例における冷媒回路10、110(図1、11参照)においては、1つの利用側熱交換器6を有する構成となっているが、複数の空調空間の空調負荷に応じた冷房や暖房を行うこと等を目的として、互いに並列に接続された複数の利用側熱交換器6を有する構成にするとともに、各利用側熱交換器6を流れる冷媒の流量を制御して各利用側熱交換器6において必要とされる冷凍負荷を得ることができるようにするために、気液分離器としてのレシーバ18と利用側熱交換器6との間において各利用側熱交換器6に対応するように利用側膨張機構5cを設ける場合が考えられる。
(4) Modification 2
The refrigerant circuits 10 and 110 (see FIGS. 1 and 11) in the above-described embodiment and its modifications have a configuration including one use side heat exchanger 6, but according to the air conditioning load of a plurality of air conditioning spaces. In order to perform cooling or heating, the configuration includes a plurality of usage-side heat exchangers 6 connected in parallel to each other, and the flow rate of the refrigerant flowing through each usage-side heat exchanger 6 is controlled. In order to obtain the refrigeration load required in the use side heat exchanger 6, each use side heat exchanger 6 is provided between the receiver 18 as a gas-liquid separator and the use side heat exchanger 6. It is conceivable that the use-side expansion mechanism 5c is provided so as to correspond to the above.

例えば、詳細は図示しないが、上述の実施形態におけるブリッジ回路17を有する冷媒回路10(図1参照)において、互いが並列に接続された複数(ここでは、2つ)の利用側熱交換器6を設けるとともに、気液分離器としてのレシーバ18(より具体的には、ブリッジ回路17)と利用側熱交換器6との間において各利用側熱交換器6に対応するように利用側膨張機構5cを設け(図18参照)、レシーバ出口管18bに設けられていた第2膨張機構5bを削除し、また、ブリッジ回路17の出口逆止弁17dに代えて、暖房運転時に冷凍サイクルにおける低圧まで冷媒を減圧する第3膨張機構(図示せず)を設けることが考えられる。   For example, although not shown in detail, in the refrigerant circuit 10 (see FIG. 1) having the bridge circuit 17 in the above-described embodiment, a plurality (here, two) of use side heat exchangers 6 connected in parallel to each other. And a utilization side expansion mechanism so as to correspond to each utilization side heat exchanger 6 between the receiver 18 (more specifically, the bridge circuit 17) as a gas-liquid separator and the utilization side heat exchanger 6. 5c (see FIG. 18), the second expansion mechanism 5b provided in the receiver outlet pipe 18b is deleted, and instead of the outlet check valve 17d of the bridge circuit 17, it is reduced to a low pressure in the refrigeration cycle during heating operation. It is conceivable to provide a third expansion mechanism (not shown) that depressurizes the refrigerant.

そして、このような互いが並列に接続された複数の利用側熱交換器6を有するとともに、各利用側熱交換器6に対応するように気液分離器としてのレシーバ18と利用側熱交換器6との間に利用側膨張弁としての利用側膨張機構5cが設けられており、これらの利用側膨張機構5cが、各利用側熱交換器6において必要とされる冷凍負荷が得られるように各利用側熱交換器6を流れる冷媒の流量を制御している構成においては、切換機構3を加熱運転状態にした暖房運転において、各利用側熱交換器6を通過する冷媒の流量が、各利用側熱交換器6の下流側でかつレシーバ18の上流側に設けられた利用側膨張機構5cの開度によって概ね決定されることになるが、この際、各利用側膨張機構5cの開度は、各利用側熱交換器6を流れる冷媒の流量だけでなく、複数の利用側熱交換器6間の流量分配の状態によって変動することになり、複数の利用側膨張機構5c間で開度が大きく異なる状態が生じたり、利用側膨張機構5cが比較的小さい開度になったりする場合があり、このため、暖房運転時における利用側膨張機構5cの開度制御によって、気液分離器としてのレシーバ18における圧力が低くなる場合があり得る。また、このような空気調和装置1を、主として圧縮機構102、熱源側熱交換器4及びレシーバ18を含む熱源ユニットと、主として利用側熱交換器6を含む利用ユニットとが連絡配管によって接続されたセパレート型の空気調和装置として構成する場合には、利用ユニット及び熱源ユニットの配置によっては、この連絡配管が非常に長くなることがあり得るため、その圧力損失による低下分も加わり、さらに、レシーバ18における圧力が低下することになる。このように、気液分離器としてのレシーバ18による中間圧インジェクションは、レシーバ18における圧力と冷凍サイクルにおける中間圧との圧力差が小さい条件であっても使用可能であることから、この構成における暖房運転のように、レシーバ18における圧力が低くなるおそれの高い場合に有利である。   And while having the some utilization side heat exchanger 6 mutually connected in parallel with such, the receiver 18 as a gas-liquid separator and a utilization side heat exchanger so that it may respond | correspond to each utilization side heat exchanger 6 A utilization side expansion mechanism 5c as a utilization side expansion valve is provided between the utilization side expansion mechanism 5c and the utilization side expansion mechanism 5c so that a refrigeration load required in each utilization side heat exchanger 6 can be obtained. In the configuration in which the flow rate of the refrigerant flowing through each use side heat exchanger 6 is controlled, in the heating operation in which the switching mechanism 3 is in the heating operation state, the flow rate of the refrigerant passing through each use side heat exchanger 6 is Although it is generally determined by the opening degree of the use side expansion mechanism 5c provided on the downstream side of the use side heat exchanger 6 and on the upstream side of the receiver 18, the opening degree of each use side expansion mechanism 5c is determined at this time. Is the refrigerant flowing through each use side heat exchanger 6 It varies depending not only on the flow rate but also on the state of flow distribution among the plurality of use side heat exchangers 6, resulting in a state in which the opening degree differs greatly among the plurality of use side expansion mechanisms 5 c, or the use side expansion mechanism 5 c. May have a relatively small opening. For this reason, the pressure in the receiver 18 as a gas-liquid separator may be lowered by opening control of the use side expansion mechanism 5c during heating operation. Further, in such an air conditioner 1, a heat source unit mainly including the compression mechanism 102, the heat source side heat exchanger 4 and the receiver 18 and a utilization unit mainly including the utilization side heat exchanger 6 are connected by a communication pipe. When configured as a separate type air conditioner, depending on the arrangement of the utilization unit and the heat source unit, this connecting pipe may become very long, so that a drop due to the pressure loss is also added. The pressure at will drop. Thus, the intermediate pressure injection by the receiver 18 as a gas-liquid separator can be used even under a condition where the pressure difference between the pressure in the receiver 18 and the intermediate pressure in the refrigeration cycle is small. This is advantageous when the pressure at the receiver 18 is likely to be low, such as during operation.

しかし、冷房運転のように、熱源側熱交換器4において冷却された後に気液分離器としてのレシーバ18に流入するまでの間に、熱源側膨張機構としての第1膨張機構5a以外に大幅な減圧操作が行われることがなく、冷凍サイクルにおける高圧から冷凍サイクルの中間圧付近までの圧力差を利用できる条件においては、熱源側熱交換器4と第1膨張機構5aとの間を流れる冷媒を分岐して後段側圧縮要素103d、104dに戻す第2後段側インジェクション管19と、熱源側熱交換器4と第1膨張機構5aとの間を流れる冷媒と第2後段側インジェクション管19を流れる冷媒との熱交換を行うエコノマイザ熱交換器20とを設けて、このエコノマイザ熱交換器20における熱交換によって加熱された後の第2後段側インジェクション管19を流れる冷媒を後段側圧縮要素103d、104dに戻す(すなわち、エコノマイザ熱交換器20による中間圧インジェクションを行う)ことが好ましい(例えば、後述の図18における第2後段側インジェクション管19及びエコノマイザ熱交換器20を参照)。なぜなら、エコノマイザ熱交換器20による中間圧インジェクションは、エコノマイザ熱交換器20における熱交換量の大小によって後段側圧縮要素103d、104dに戻すことができる冷媒の流量が変動することから、暖房運転のように、エコノマイザ熱交換器20の入口における冷媒の圧力と冷凍サイクルにおける中間圧との圧力差が小さい場合には、エコノマイザ熱交換器20における熱交換量が小さくなって後段側圧縮要素103d、104dに戻すことができる冷媒の流量が小さくなり、その適用が困難であるが、エコノマイザ熱交換器20の入口における冷媒の圧力と冷凍サイクルにおける中間圧との圧力差が大きい場合には、エコノマイザ熱交換器20における熱交換量が大きくなって後段側圧縮要素103d、104dに戻すことができる冷媒の流量が大きくなり、その適用が有効である。特に、二酸化炭素のような超臨界域で作動する冷媒を使用する場合には、冷凍サイクルにおける高圧が臨界圧力を超える圧力になることから、冷凍サイクルにおける高圧と中間圧との圧力差がさらに大きくなるため、エコノマイザ熱交換器20による中間圧インジェクションが有利である。   However, during the cooling operation, after cooling in the heat source side heat exchanger 4 and before flowing into the receiver 18 as the gas-liquid separator, there is a significant difference other than the first expansion mechanism 5a as the heat source side expansion mechanism. Under the condition that the pressure difference from the high pressure in the refrigeration cycle to the vicinity of the intermediate pressure in the refrigeration cycle can be used without depressurization operation, the refrigerant flowing between the heat source side heat exchanger 4 and the first expansion mechanism 5a is used. The second rear-stage injection pipe 19 that branches and returns to the rear-stage compression elements 103d and 104d, the refrigerant that flows between the heat source side heat exchanger 4 and the first expansion mechanism 5a, and the refrigerant that flows through the second rear-stage injection pipe 19 An economizer heat exchanger 20 that performs heat exchange with the second heat exchanger 20 after being heated by heat exchange in the economizer heat exchanger 20 9 is preferably returned to the rear-stage compression elements 103d and 104d (that is, intermediate pressure injection is performed by the economizer heat exchanger 20) (for example, the second rear-stage injection pipe 19 and the economizer heat in FIG. 18 described later). (See exchanger 20). This is because the intermediate pressure injection by the economizer heat exchanger 20 varies in the amount of heat exchanged in the economizer heat exchanger 20 because the flow rate of the refrigerant that can be returned to the subsequent compression elements 103d and 104d varies. In addition, when the pressure difference between the refrigerant pressure at the inlet of the economizer heat exchanger 20 and the intermediate pressure in the refrigeration cycle is small, the amount of heat exchange in the economizer heat exchanger 20 becomes small, and the downstream compression elements 103d and 104d Although the flow rate of the refrigerant that can be returned becomes small and its application is difficult, when the pressure difference between the refrigerant pressure at the inlet of the economizer heat exchanger 20 and the intermediate pressure in the refrigeration cycle is large, the economizer heat exchanger The amount of heat exchange at 20 becomes large, and the latter stage compression elements 103d and 104d Succoth flow rate of the refrigerant is increased, which can, its application is effective. In particular, when using a refrigerant that operates in a supercritical region, such as carbon dioxide, the high pressure in the refrigeration cycle exceeds the critical pressure, so the pressure difference between the high pressure and the intermediate pressure in the refrigeration cycle is even greater. Therefore, intermediate pressure injection by the economizer heat exchanger 20 is advantageous.

また、上述のように、複数の空調空間の空調負荷に応じた冷房や暖房を行うこと等を目的として、互いに並列に接続された複数の利用側熱交換器6を有する構成にするとともに、各利用側熱交換器6を流れる冷媒の流量を制御して各利用側熱交換器6において必要とされる冷凍負荷を得ることができるようにするために、レシーバ18と利用側熱交換器6との間において各利用側熱交換器6に対応するように利用側膨張機構5cを設けた構成を採用した場合には、冷房運転時において、第1膨張機構5aによって飽和圧力付近まで減圧されてレシーバ18内に一時的に溜められた冷媒(図18の点L参照)が、各利用側膨張機構5cに分配されるが、レシーバ18から各利用側膨張機構5cに送られる冷媒が気液二相状態であると、各利用側膨張機構5cへの分配時に偏流を生じるおそれがあるため、レシーバ18から各利用側膨張機構5cに送られる冷媒をできるだけ過冷却状態にすることが望ましい。   In addition, as described above, for the purpose of performing cooling or heating according to the air conditioning load of a plurality of air-conditioned spaces, the configuration includes a plurality of usage-side heat exchangers 6 connected in parallel to each other, In order to control the flow rate of the refrigerant flowing through the use side heat exchanger 6 and obtain the refrigeration load required in each use side heat exchanger 6, the receiver 18 and the use side heat exchanger 6 When the configuration in which the use side expansion mechanism 5c is provided so as to correspond to each use side heat exchanger 6 is used during the cooling operation, the first expansion mechanism 5a reduces the pressure to near the saturation pressure and the receiver. The refrigerant temporarily stored in 18 (see point L in FIG. 18) is distributed to each use-side expansion mechanism 5c, but the refrigerant sent from the receiver 18 to each use-side expansion mechanism 5c is gas-liquid two-phase. When in use, each user side Because it may cause drift during distribution to Zhang mechanisms 5c, it is preferable that the refrigerant fed from the receiver 18 to the usage-side expansion mechanisms 5c as possible supercooled state.

そこで、本変形例では、図18に示されるように、第1後段側インジェクション管18c、第2後段側インジェクション管19及びエコノマイザ熱交換器20を設けることによって、暖房運転時には、気液分離器としてのレシーバ18による中間圧インジェクションを行い、冷房運転時には、エコノマイザ熱交換器20による中間圧インジェクションを行うことを可能にするとともに、レシーバ18と利用側膨張機構5cとの間に、過冷却熱交換器96及び第2吸入戻し管95を設けた冷媒回路210としている。ここで、第1後段側インジェクション管18cと第2後段側インジェクション管19とは、中間冷媒管8側の部分が一体となっている。   Therefore, in this modification, as shown in FIG. 18, by providing the first second-stage injection pipe 18c, the second second-stage injection pipe 19 and the economizer heat exchanger 20, as a gas-liquid separator during heating operation, The intermediate pressure injection by the receiver 18 is performed, and during the cooling operation, the intermediate pressure injection by the economizer heat exchanger 20 can be performed, and the supercooling heat exchanger is provided between the receiver 18 and the use side expansion mechanism 5c. 96 and a refrigerant circuit 210 provided with a second suction return pipe 95. Here, the first rear-stage injection pipe 18c and the second rear-stage injection pipe 19 are integrated with each other on the intermediate refrigerant pipe 8 side.

また、本変形例において、利用側膨張機構5cは、電動膨張弁である。また、本変形例では、上述のように、第2後段側インジェクション管19及びエコノマイザ熱交換器20を冷房運転時に使用し、第1後段側インジェクション管18cを暖房運転時に使用するようにしていることから、エコノマイザ熱交換器20への冷媒の流通方向を冷房運転及び暖房運転を問わず一定にする必要がないため、ブリッジ回路17を省略して、冷媒回路210の構成を簡単化している。   In the present modification, the use side expansion mechanism 5c is an electric expansion valve. In the present modification, as described above, the second second-stage injection pipe 19 and the economizer heat exchanger 20 are used during the cooling operation, and the first second-stage injection pipe 18c is used during the heating operation. Therefore, it is not necessary to make the flow direction of the refrigerant to the economizer heat exchanger 20 constant regardless of the cooling operation and the heating operation, so the bridge circuit 17 is omitted and the configuration of the refrigerant circuit 210 is simplified.

また、第2吸入戻し管95は、放熱器としての熱源側熱交換器4から蒸発器としての利用側熱交換器6に送られる冷媒を分岐して圧縮機構102の吸入側(すなわち、吸入母管102a)に戻す冷媒管である。本変形例において、第2吸入戻し管95は、レシーバ18から利用側膨張機構5cに送られる冷媒を分岐するように設けられている。より具体的には、第2吸入戻し管95は、過冷却熱交換器96の上流側の位置(すなわち、レシーバ18とエコノマイザ熱交換器20との間)から冷媒を分岐して吸入母管102aに戻すように設けられている。この第2吸入戻し管95には、開度制御が可能な第2吸入戻し弁95aが設けられている。第2吸入戻し弁95aは、本変形例において、電動膨張弁である。   The second suction return pipe 95 branches the refrigerant sent from the heat source side heat exchanger 4 serving as a radiator to the use side heat exchanger 6 serving as an evaporator, and sucks the suction side of the compression mechanism 102 (that is, the suction mother). This is a refrigerant pipe returned to the pipe 102a). In the present modification, the second suction return pipe 95 is provided so as to branch the refrigerant sent from the receiver 18 to the use-side expansion mechanism 5c. More specifically, the second suction return pipe 95 branches the refrigerant from a position upstream of the supercooling heat exchanger 96 (that is, between the receiver 18 and the economizer heat exchanger 20) and sucks the suction mother pipe 102a. It is provided to return to. The second suction return pipe 95 is provided with a second suction return valve 95a capable of opening degree control. The second suction return valve 95a is an electric expansion valve in this modification.

また、過冷却熱交換器96は、放熱器としての熱源側熱交換器4から蒸発器としての利用側熱交換器6に送られる冷媒と第2吸入戻し管95を流れる冷媒(より具体的には、第2吸入戻し弁95aにおいて低圧付近まで減圧された後の冷媒)との熱交換を行う熱交換器である。本変形例において、過冷却熱交換器96は、利用側膨張機構5cの上流側の位置(すなわち、第2吸入戻し管95が分岐される位置と利用側膨張機構5cとの間)を流れる冷媒と第2吸入戻し管95を流れる冷媒との熱交換を行うように設けられている。また、本変形例において、過冷却熱交換器96は、第2吸入戻し管95が分岐される位置よりも下流側に設けられている。このため、放熱器としての熱源側熱交換器4において冷却された冷媒は、エコノマイザ熱交換器20を通過した後に、第2吸入戻し管95に分岐され、過冷却熱交換器96において、第2吸入戻し管95を流れる冷媒と熱交換を行うことになる。   Further, the supercooling heat exchanger 96 includes a refrigerant sent from the heat source side heat exchanger 4 as a radiator to the use side heat exchanger 6 as an evaporator and a refrigerant flowing through the second suction return pipe 95 (more specifically, Is a heat exchanger that performs heat exchange with the refrigerant after being reduced to near low pressure in the second suction return valve 95a. In this modification, the supercooling heat exchanger 96 is a refrigerant that flows through a position upstream of the use-side expansion mechanism 5c (that is, between the position where the second suction return pipe 95 is branched and the use-side expansion mechanism 5c). And the refrigerant flowing through the second suction return pipe 95 are provided for heat exchange. In the present modification, the supercooling heat exchanger 96 is provided on the downstream side of the position where the second suction return pipe 95 is branched. For this reason, the refrigerant cooled in the heat source side heat exchanger 4 as a radiator passes through the economizer heat exchanger 20 and then branches to the second suction return pipe 95. In the supercooling heat exchanger 96, the second Heat exchange with the refrigerant flowing through the suction return pipe 95 is performed.

また、過冷却熱交換器96の第2吸入戻し管95側の出口には、過冷却熱交換器96の第2吸入戻し管95側の出口における冷媒の温度を検出する過冷却熱交出口温度センサ59が設けられている。   Further, the outlet of the supercooling heat exchanger 96 on the second suction return pipe 95 side has a supercooling heat exchanger outlet temperature for detecting the temperature of the refrigerant at the outlet of the supercooling heat exchanger 96 on the second suction return pipe 95 side. A sensor 59 is provided.

次に、本変形例の空気調和装置1の動作について、図18〜図24を用いて説明する。ここで、図19は、冷房運転時における空気調和装置1内の冷媒の流れを示す図であり、図20は、本変形例における冷房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図であり、図21は、本変形例における冷房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図であり、図22は、暖房運転時における空気調和装置1内の冷媒の流れを示す図であり、図23は、本変形例における暖房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図であり、図24は、本変形例における暖房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図である。尚、以下の冷房運転、暖房運転、及び、圧縮機構の起動における運転制御は、上述の制御部(図示せず)によって行われる。また、以下の説明において、「高圧」とは、冷凍サイクルにおける高圧(すなわち、図20、21の点D、E、H、I、Rにおける圧力や図23、24の点D、Fにおける圧力)を意味し、「低圧」とは、冷凍サイクルにおける低圧(すなわち、図20、21の点A、F、S、Uにおける圧力や図23、24の点A、Eにおける圧力)を意味し、「中間圧」とは、冷凍サイクルにおける中間圧(すなわち、図20、21の点B、C、G、J、Kにおける圧力や図23、24における点B、C、G、I、L、Mにおける圧力)を意味している。   Next, operation | movement of the air conditioning apparatus 1 of this modification is demonstrated using FIGS. 18-24. Here, FIG. 19 is a diagram showing the flow of the refrigerant in the air conditioner 1 during the cooling operation, and FIG. 20 is a pressure-enthalpy diagram illustrating the refrigeration cycle during the cooling operation in the present modification. FIG. 21 is a temperature-entropy diagram illustrating the refrigeration cycle during the cooling operation in the present modification, and FIG. 22 is a diagram illustrating the flow of the refrigerant in the air conditioner 1 during the heating operation. FIG. 23 is a pressure-enthalpy diagram illustrating the refrigeration cycle during the heating operation in the present modification, and FIG. 24 is a temperature-entropy diagram illustrating the refrigeration cycle during the heating operation in the present modification. It is. Note that the following cooling operation, heating operation, and operation control in starting the compression mechanism are performed by the above-described control unit (not shown). In the following description, “high pressure” means high pressure in the refrigeration cycle (that is, pressure at points D, E, H, I, and R in FIGS. 20 and 21 and pressure at points D and F in FIGS. 23 and 24). “Low pressure” means low pressure in the refrigeration cycle (that is, pressure at points A, F, S, and U in FIGS. 20 and 21 and pressure at points A and E in FIGS. 23 and 24). “Intermediate pressure” means the intermediate pressure in the refrigeration cycle (ie, the pressure at points B, C, G, J, and K in FIGS. 20 and 21 and the points B, C, G, I, L, and M in FIGS. Pressure).

<冷房運転>
冷房運転時は、切換機構3が図18及び図19の実線で示される冷却運転状態とされる。熱源側膨張機構としての第1膨張機構5a及び利用側膨張機構5cは、開度調節される。そして、切換機構3が冷却運転状態となるため、中間冷媒管8の中間熱交換器開閉弁12が開けられ、そして、中間熱交換器バイパス管9の中間熱交換器バイパス開閉弁11が閉められることによって、中間熱交換器7が冷却器として機能する状態にされる。また、切換機構3を冷却運転状態にしている際には、気液分離器としてのレシーバ18による中間圧インジェクションを行わずに、第2後段側インジェクション管19を通じて、エコノマイザ熱交換器20において加熱された冷媒を後段側圧縮要素103d、104dに戻すエコノマイザ熱交換器20による中間圧インジェクションを行うようにしている。より具体的には、第1後段側インジェクション開閉弁18dは閉状態にされて、第2後段側インジェクション弁19aは、上述の変形例1における冷房運転時と同様の開度調節がなされる。また、切換機構3を冷却運転状態にしている際には、過冷却熱交換器96を使用するため、第2吸入戻し弁95aについても、開度調節される。より具体的には、本変形例において、第2吸入戻し弁95aは、過冷却熱交換器96の第2吸入戻し管95側の出口における冷媒の過熱度が目標値になるように開度調節される、いわゆる過熱度制御がなされるようになっている。本変形例において、過冷却熱交換器96の第2吸入戻し管95側の出口における冷媒の過熱度は、吸入圧力センサ60により検出される低圧を飽和温度に換算し、過冷却熱交出口温度センサ59により検出される冷媒温度からこの冷媒の飽和温度値を差し引くことによって得られる。尚、本変形例では採用していないが、過冷却熱交換器96の第2吸入戻し管95側の入口に温度センサを設けて、この温度センサにより検出される冷媒温度を過冷却熱交出口温度センサ59により検出される冷媒温度から差し引くことによって、過冷却熱交換器96の第2吸入戻し管95側の出口における冷媒の過熱度を得るようにしてもよい。また、第2吸入戻し弁95aの開度調節は、過熱度制御に限られるものではなく、例えば、冷媒回路210における冷媒循環量等に応じて所定開度だけ開けるようにするものであってもよい。尚、ここでは、第1圧縮部103及び第2圧縮部104の両方が起動された状態における冷房運転を例として説明するため、後段側吸入弁85aが開けられ、後発圧縮部起動弁86aが閉められた状態にされる。但し、第1圧縮部103だけが起動された状態における冷房運転の場合には、後段側吸入弁85a、及び、後発圧縮部起動弁86aが閉められた状態にされる。
<Cooling operation>
During the cooling operation, the switching mechanism 3 is in the cooling operation state indicated by the solid lines in FIGS. The opening degree of the first expansion mechanism 5a and the use-side expansion mechanism 5c as the heat source side expansion mechanism is adjusted. Since the switching mechanism 3 is in the cooling operation state, the intermediate heat exchanger on / off valve 12 of the intermediate refrigerant pipe 8 is opened, and the intermediate heat exchanger bypass on / off valve 11 of the intermediate heat exchanger bypass pipe 9 is closed. Thus, the intermediate heat exchanger 7 is brought into a state of functioning as a cooler. Further, when the switching mechanism 3 is in the cooling operation state, it is heated in the economizer heat exchanger 20 through the second second-stage injection pipe 19 without performing intermediate pressure injection by the receiver 18 as a gas-liquid separator. The intermediate pressure injection is performed by the economizer heat exchanger 20 for returning the refrigerant to the rear side compression elements 103d and 104d. More specifically, the first second-stage injection on / off valve 18d is closed, and the second second-stage injection valve 19a is adjusted in opening degree as in the cooling operation in the first modification. Further, when the switching mechanism 3 is in the cooling operation state, the degree of opening of the second suction return valve 95a is adjusted because the supercooling heat exchanger 96 is used. More specifically, in this modification, the second suction return valve 95a adjusts the opening so that the degree of superheat of the refrigerant at the outlet of the supercooling heat exchanger 96 on the second suction return pipe 95 side becomes the target value. In other words, so-called superheat control is performed. In this modification, the superheat degree of the refrigerant at the outlet on the second suction return pipe 95 side of the supercooling heat exchanger 96 is calculated by converting the low pressure detected by the suction pressure sensor 60 into the saturation temperature, and the supercooling heat exchange outlet temperature. This is obtained by subtracting the saturation temperature value of the refrigerant from the refrigerant temperature detected by the sensor 59. Although not adopted in this modification, a temperature sensor is provided at the inlet of the second cooling return pipe 95 side of the supercooling heat exchanger 96, and the refrigerant temperature detected by this temperature sensor is used as the supercooling heat exchange outlet. By subtracting from the refrigerant temperature detected by the temperature sensor 59, the degree of superheat of the refrigerant at the outlet of the supercooling heat exchanger 96 on the second suction return pipe 95 side may be obtained. Further, the adjustment of the opening degree of the second suction return valve 95a is not limited to the superheat degree control. For example, the opening degree of the second suction return valve 95a may be opened by a predetermined opening degree according to the refrigerant circulation amount in the refrigerant circuit 210. Good. Here, in order to explain the cooling operation in the state where both the first compression unit 103 and the second compression unit 104 are activated as an example, the rear-stage suction valve 85a is opened, and the subsequent compression unit activation valve 86a is closed. It is made to the state that was made. However, in the cooling operation in a state where only the first compression unit 103 is activated, the rear-stage suction valve 85a and the subsequent compression unit activation valve 86a are closed.

この冷媒回路210の状態において、低圧の冷媒(図18〜図21の点A参照)は、吸入母管102aから圧縮機構102に吸入され、まず、前段側圧縮要素103c、104cによって中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管8の入口側中間枝管81、84に吐出され、逆止機構81a、84aを通じて、中間冷媒管8の中間母管82で合流する(図18〜図21の点B参照)。この前段側圧縮要素103c、104cから吐出されて中間冷媒管8で合流した中間圧の冷媒は、中間熱交換器7において、冷却源としての水や空気と熱交換を行うことで冷却される(図18〜図21の点C参照)。この中間熱交換器7において冷却された冷媒は、第2後段側インジェクション管19から後段側圧縮要素103d、104dに戻される冷媒(図18〜図21の点K参照)と合流することでさらに冷却される(図18〜図21の点G参照)。次に、第2後段側インジェクション管19から戻る冷媒と合流した(すなわち、エコノマイザ熱交換器20による中間圧インジェクションが行われた)中間圧の冷媒は、中間冷媒管8の出口側中間枝管83、85に分岐される。この中間冷媒管8の中間母管82から出口側中間枝管83、85に分岐した中間圧の冷媒は、前段側圧縮要素103c、104cの後段側に接続された後段側圧縮要素103d、104dに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮部103、104から吐出枝管103b、104bに吐出される(図18〜図21の点D参照)。ここで、圧縮部103、104から吐出された高圧の冷媒は、圧縮要素103c、104c、103d、104dによる二段圧縮動作によって、臨界圧力(すなわち、図20に示される臨界点CPにおける臨界圧力Pcp)を超える圧力まで圧縮されている。そして、第1圧縮部103から吐出された高圧の冷媒は、第1油分離機構141を構成する第1油分離器141aに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、第1油分離器141aにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、第1油分離機構141を構成する第1油戻し管141bに流入し、第1油戻し管141bに設けられた第1減圧機構141cで減圧された後に第2圧縮部104の第2吸入枝管104aに戻されて、再び、圧縮機構102に吸入される。また、第2圧縮部104から吐出された高圧の冷媒は、第2油分離機構143を構成する第2油分離器143aに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、第2油分離器143aにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、第2油分離機構143を構成する第2油戻し管143bに流入し、第2油戻し管143bに設けられた第2減圧機構143cで減圧された後に第1圧縮部103の第1吸入枝管103aに戻されて、再び、圧縮機構102に吸入される。次に、油分離機構141、143において冷凍機油が分離された後の高圧の冷媒は、逆止機構142、144を通過した後に吐出母管102bで合流し、切換機構3を通じて、冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器4に送られる。そして、熱源側熱交換器4に送られた高圧の冷媒は、熱源側熱交換器4において、冷却源としての水や空気と熱交換を行って冷却される(図18〜図21の点E参照)。そして、熱源側熱交換器4において冷却された高圧の冷媒は、その一部が第2後段側インジェクション管19に分岐される。そして、第2後段側インジェクション管19を流れる冷媒は、第2後段側インジェクション弁19aにおいて中間圧付近まで減圧された後に、エコノマイザ熱交換器20に送られる(図18〜図21の点J参照)。また、第2後段側インジェクション管19に分岐された後の冷媒は、エコノマイザ熱交換器20に流入し、第2後段側インジェクション管19を流れる冷媒と熱交換を行って冷却される(図18〜図21の点H参照)。一方、第2後段側インジェクション管19を流れる冷媒は、放熱器としての熱源側熱交換器4において冷却された高圧の冷媒と熱交換を行って加熱されて(図18〜図21の点K参照)、上述のように、前段側圧縮要素103c、104cから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、エコノマイザ熱交換器20において冷却された高圧の冷媒は、第1膨張機構5aによって飽和圧力付近まで減圧されてレシーバ18内に一時的に溜められる(図18〜図21の点I参照)。そして、レシーバ18内に溜められた冷媒は、その一部が第2吸入戻し管95に分岐される。そして、第2吸入戻し管95を流れる冷媒は、第2吸入戻し弁95aにおいて低圧付近まで減圧された後に、過冷却熱交換器96に送られる(図18〜図21の点S参照)。また、第2吸入戻し管95に分岐された後の冷媒は、過冷却熱交換器96に流入し、第2吸入戻し管95を流れる冷媒と熱交換を行ってさらに冷却される(図18〜図21の点R参照)。一方、第2吸入戻し管95を流れる冷媒は、エコノマイザ熱交換器20において冷却された高圧の冷媒と熱交換を行って加熱されて(図18〜図21の点U参照)、圧縮機構102の吸入側(ここでは、吸入母管102a)を流れる冷媒に合流することになる。この過冷却熱交換器96において冷却された冷媒は、利用側膨張機構5cに送られて、利用側膨張機構5cよって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器6に送られる(図18〜図21の点F参照)。そして、利用側熱交換器6に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱源としての水や空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる(図18〜図21の点A参照)。そして、この利用側熱交換器6において加熱された低圧の冷媒は、切換機構3を経由して、再び、圧縮機構102に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。   In the state of the refrigerant circuit 210, a low-pressure refrigerant (see point A in FIGS. 18 to 21) is sucked into the compression mechanism 102 from the suction mother pipe 102a, and is first compressed to an intermediate pressure by the front-stage compression elements 103c and 104c. After that, the refrigerant is discharged to the inlet side intermediate branch pipes 81 and 84 of the intermediate refrigerant pipe 8 and merges in the intermediate mother pipe 82 of the intermediate refrigerant pipe 8 through the check mechanisms 81a and 84a (point B in FIGS. 18 to 21). reference). The intermediate-pressure refrigerant discharged from the preceding-stage compression elements 103c and 104c and joined in the intermediate refrigerant pipe 8 is cooled in the intermediate heat exchanger 7 by exchanging heat with water or air as a cooling source ( (See point C in FIGS. 18-21). The refrigerant cooled in the intermediate heat exchanger 7 is further cooled by merging with the refrigerant (see point K in FIGS. 18 to 21) returned from the second second-stage injection pipe 19 to the second-stage compression elements 103d and 104d. (See point G in FIGS. 18 to 21). Next, the intermediate-pressure refrigerant that has joined with the refrigerant returning from the second rear-stage injection pipe 19 (that is, the intermediate-pressure injection by the economizer heat exchanger 20) is the outlet-side intermediate branch pipe 83 of the intermediate refrigerant pipe 8. , 85. The intermediate-pressure refrigerant branched from the intermediate mother pipe 82 of the intermediate refrigerant pipe 8 to the outlet-side intermediate branch pipes 83 and 85 is supplied to the rear-stage compression elements 103d and 104d connected to the rear-stage side of the front-stage compression elements 103c and 104c. The air is sucked and further compressed, and is discharged from the compression parts 103 and 104 to the discharge branch pipes 103b and 104b (see point D in FIGS. 18 to 21). Here, the high-pressure refrigerant discharged from the compression units 103 and 104 is subjected to the critical pressure (that is, the critical pressure Pcp at the critical point CP shown in FIG. 20) by the two-stage compression operation by the compression elements 103c, 104c, 103d, and 104d. ) Compressed to a pressure exceeding The high-pressure refrigerant discharged from the first compression unit 103 flows into the first oil separator 141a constituting the first oil separation mechanism 141, and the accompanying refrigeration oil is separated. The refrigerating machine oil separated from the high-pressure refrigerant in the first oil separator 141a flows into the first oil return pipe 141b constituting the first oil separation mechanism 141, and the first oil return pipe 141b is provided with the first oil return pipe 141b. After being depressurized by the first depressurization mechanism 141 c, it is returned to the second suction branch pipe 104 a of the second compression unit 104 and again sucked into the compression mechanism 102. Further, the high-pressure refrigerant discharged from the second compression unit 104 flows into the second oil separator 143a constituting the second oil separation mechanism 143, and the accompanying refrigeration oil is separated. The refrigerating machine oil separated from the high-pressure refrigerant in the second oil separator 143a flows into the second oil return pipe 143b that constitutes the second oil separation mechanism 143, and is supplied to the second oil return pipe 143b. After the pressure is reduced by the second pressure reducing mechanism 143 c, the pressure is returned to the first suction branch pipe 103 a of the first compression unit 103 and is again sucked into the compression mechanism 102. Next, the high-pressure refrigerant after the refrigerating machine oil is separated in the oil separation mechanisms 141 and 143 passes through the check mechanisms 142 and 144 and then merges in the discharge mother pipe 102b. It is sent to the heat source side heat exchanger 4 functioning as The high-pressure refrigerant sent to the heat source side heat exchanger 4 is cooled by exchanging heat with water or air as a cooling source in the heat source side heat exchanger 4 (point E in FIGS. 18 to 21). reference). A part of the high-pressure refrigerant cooled in the heat source side heat exchanger 4 is branched to the second second-stage injection pipe 19. And the refrigerant | coolant which flows through the 2nd back | latter stage side injection pipe 19 is sent to the economizer heat exchanger 20, after being pressure-reduced to intermediate pressure vicinity in the 2nd back | latter stage side injection valve 19a (refer the point J of FIGS. 18-21). . Moreover, the refrigerant | coolant after branching to the 2nd back | latter stage side injection pipe 19 flows into the economizer heat exchanger 20, and heat-exchanges with the refrigerant | coolant which flows through the 2nd back | latter stage side injection pipe | tube 19, and is cooled (FIG. 18 ~). (See point H in FIG. 21). On the other hand, the refrigerant flowing through the second second-stage injection pipe 19 is heated by exchanging heat with the high-pressure refrigerant cooled in the heat source side heat exchanger 4 as a radiator (see point K in FIGS. 18 to 21). ), As described above, the refrigerant is joined to the intermediate-pressure refrigerant discharged from the preceding-stage compression elements 103c and 104c. The high-pressure refrigerant cooled in the economizer heat exchanger 20 is decompressed to near the saturation pressure by the first expansion mechanism 5a and temporarily stored in the receiver 18 (see point I in FIGS. 18 to 21). A part of the refrigerant stored in the receiver 18 is branched to the second suction return pipe 95. And the refrigerant | coolant which flows through the 2nd suction return pipe 95 is pressure-reduced to the low pressure vicinity in the 2nd suction return valve 95a, Then, it sends to the supercooling heat exchanger 96 (refer point S of FIGS. 18-21). Further, the refrigerant branched into the second suction return pipe 95 flows into the supercooling heat exchanger 96, and is further cooled by exchanging heat with the refrigerant flowing through the second suction return pipe 95 (FIG. 18 to FIG. 18). (See point R in FIG. 21). On the other hand, the refrigerant flowing through the second suction return pipe 95 is heated by exchanging heat with the high-pressure refrigerant cooled in the economizer heat exchanger 20 (see the point U in FIGS. 18 to 21). The refrigerant flows through the suction side (here, the suction mother pipe 102a). The refrigerant cooled in the supercooling heat exchanger 96 is sent to the use-side expansion mechanism 5c and decompressed by the use-side expansion mechanism 5c to become a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant, and functions as a refrigerant evaporator. To the use side heat exchanger 6 (see point F in FIGS. 18 to 21). Then, the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant sent to the use side heat exchanger 6 is heated by exchanging heat with water or air as a heating source to evaporate (FIG. 18 to FIG. 18). (See point A on 21). Then, the low-pressure refrigerant heated in the use side heat exchanger 6 is again sucked into the compression mechanism 102 via the switching mechanism 3. In this way, the cooling operation is performed.

このように、本変形例の空気調和装置1では、冷房運転時においては、放熱器としての熱源側熱交換器4の下流側かつ熱源側膨張機構としての第1膨張機構5aの上流側における冷媒の圧力が高いままで保たれており、冷凍サイクルにおける高圧から冷凍サイクルの中間圧付近までの圧力差を利用できる条件であることから、上述の変形例1と同様、エコノマイザ熱交換器20による中間圧インジェクションが採用されており、圧縮機構102の消費動力を減らし、運転効率の向上を図ることができる。   Thus, in the air conditioner 1 of the present modification, during the cooling operation, the refrigerant on the downstream side of the heat source side heat exchanger 4 as a radiator and the upstream side of the first expansion mechanism 5a as the heat source side expansion mechanism. The pressure of the economizer heat exchanger 20 is the same as in the above-described modified example 1, because the pressure is maintained at a high level and the pressure difference from the high pressure in the refrigeration cycle to the vicinity of the intermediate pressure in the refrigeration cycle can be used. Pressure injection is employed, so that the power consumption of the compression mechanism 102 can be reduced and the operation efficiency can be improved.

また、レシーバ18から利用側膨張機構5cへ送られる冷媒(図20、図21の点I参照)を過冷却熱交換器96によって過冷却状態まで冷却することができるため(図20、図21の点R参照)、各利用側膨張機構5cへの分配時に偏流を生じるおそれを少なくすることができる。   Further, since the refrigerant (see point I in FIGS. 20 and 21) sent from the receiver 18 to the use-side expansion mechanism 5c can be cooled to the supercooled state by the supercooling heat exchanger 96 (see FIGS. 20 and 21). It is possible to reduce the risk of drift when distributing to each use side expansion mechanism 5c.

<暖房運転>
暖房運転時は、切換機構3が図18及び図22の破線で示される加熱運転状態とされる。熱源側膨張機構としての第1膨張機構5a及び利用側膨張機構5cは、開度調節される。そして、切換機構3が加熱運転状態となるため、中間冷媒管8の中間熱交換器開閉弁12が閉められ、そして、中間熱交換器バイパス管9の中間熱交換器バイパス開閉弁11が開けられることによって、中間熱交換器7が冷却器として機能しない状態にされる。また、切換機構3を加熱運転状態にしている際には、エコノマイザ熱交換器20による中間圧インジェクションを行わずに、第1後段側インジェクション管18cを通じて、気液分離器としてのレシーバ18から冷媒を後段側圧縮要素103d、104dに戻すレシーバ18による中間圧インジェクションを行うようにしている。より具体的には、第1後段側インジェクション開閉弁18dが開状態にされて、第2後段側インジェクション弁19aが全閉状態にされる。また、切換機構3を加熱運転状態にしている際には、過冷却熱交換器96を使用しないため、第2吸入戻し弁95aについても全閉状態にされる。尚、ここでは、第1圧縮部103及び第2圧縮部104の両方が起動された状態における暖房運転を例として説明するため、後段側吸入弁85aが開けられ、後発圧縮部起動弁86aが閉められた状態にされる。但し、第1圧縮部103だけが起動された状態における暖房運転の場合には、後段側吸入弁85a、及び、後発圧縮部起動弁86aが閉められた状態にされる。
<Heating operation>
During the heating operation, the switching mechanism 3 is in the heating operation state indicated by the broken lines in FIGS. The opening degree of the first expansion mechanism 5a and the use-side expansion mechanism 5c as the heat source side expansion mechanism is adjusted. Since the switching mechanism 3 is in a heating operation state, the intermediate heat exchanger on / off valve 12 of the intermediate refrigerant pipe 8 is closed, and the intermediate heat exchanger bypass on / off valve 11 of the intermediate heat exchanger bypass pipe 9 is opened. As a result, the intermediate heat exchanger 7 is not allowed to function as a cooler. Further, when the switching mechanism 3 is in the heating operation state, the intermediate pressure injection by the economizer heat exchanger 20 is not performed, and the refrigerant is supplied from the receiver 18 as the gas-liquid separator through the first rear-stage injection pipe 18c. Intermediate pressure injection is performed by the receiver 18 that returns to the subsequent-stage compression elements 103d and 104d. More specifically, the first second-stage injection on / off valve 18d is opened, and the second second-stage injection valve 19a is fully closed. Further, when the switching mechanism 3 is in the heating operation state, since the supercooling heat exchanger 96 is not used, the second suction return valve 95a is also fully closed. Here, in order to explain the heating operation in the state where both the first compression unit 103 and the second compression unit 104 are activated as an example, the rear-stage intake valve 85a is opened and the late compression unit activation valve 86a is closed. It is made to the state that was made. However, in the heating operation in a state where only the first compression unit 103 is activated, the rear-stage suction valve 85a and the subsequent compression unit activation valve 86a are closed.

この冷媒回路210の状態において、低圧の冷媒(図18、図22〜図24の点A参照)は、吸入母管102aから圧縮機構102に吸入され、まず、前段側圧縮要素103c、104cによって中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管8の入口側中間枝管81、84に吐出され、逆止機構81a、84aを通じて、中間冷媒管8の中間母管82で合流する(図18、図22〜図24の点B参照)。この前段側圧縮要素103c、104cから吐出されて中間冷媒管8で合流した中間圧の冷媒は、上述の冷房運転時とは異なり、中間熱交換器7を通過せずに(すなわち、冷却されることなく)、中間熱交換器バイパス管9を通過する(図18、図22〜図24の点C参照)。この中間熱交換器7によって冷却されることなく中間熱交換器バイパス管9を通過した中間圧の冷媒は、レシーバ18から第1後段側インジェクション管18cを通じて後段側圧縮要素103d、104dに戻される冷媒(図18、図22〜図24の点M参照)と合流することで冷却される(図18、図22〜図24の点G参照)。次に、第1後段側インジェクション管18cから戻る冷媒と合流した(すなわち、気液分離器としてのレシーバ18による中間圧インジェクションが行われた)中間圧の冷媒は、中間冷媒管8の出口側中間枝管83、85に分岐される。この中間冷媒管8の中間母管82から出口側中間枝管83、85に分岐した中間圧の冷媒は、前段側圧縮要素103c、104cの後段側に接続された後段側圧縮要素103d、104dに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮部103、104から吐出枝管103b、104bに吐出される(図18、図22〜図24の点D参照)。ここで、圧縮部103、104から吐出された高圧の冷媒は、圧縮要素103c、104c、103d、104dによる二段圧縮動作によって、臨界圧力(すなわち、図23に示される臨界点CPにおける臨界圧力Pcp)を超える圧力まで圧縮されている。そして、第1圧縮部103から吐出された高圧の冷媒は、第1油分離機構141を構成する第1油分離器141aに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、第1油分離器141aにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、第1油分離機構141を構成する第1油戻し管141bに流入し、第1油戻し管141bに設けられた第1減圧機構141cで減圧された後に第2圧縮部104の第2吸入枝管104aに戻されて、再び、圧縮機構102に吸入される。また、第2圧縮部104から吐出された高圧の冷媒は、第2油分離機構143を構成する第2油分離器143aに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、第2油分離器143aにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、第2油分離機構143を構成する第2油戻し管143bに流入し、第2油戻し管143bに設けられた第2減圧機構143cで減圧された後に第1圧縮部103の第1吸入枝管103aに戻されて、再び、圧縮機構102に吸入される。次に、油分離機構141、143において冷凍機油が分離された後の高圧の冷媒は、逆止機構142、144を通過した後に吐出母管102bで合流し、切換機構3を通じて、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器6に送られて、冷却源としての水や空気と熱交換を行って冷却される(図18、図22〜図24の点F参照)。そして、利用側熱交換器6において冷却された高圧の冷媒は、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器6に送られて、冷却源としての水や空気と熱交換を行って冷却される(図18、図22〜図24の点Fを参照)。そして、利用側熱交換器6において冷却された高圧の冷媒は、利用側膨張機構5cによって中間圧付近まで減圧された後に、レシーバ18内に一時的に溜められるとともに気液分離が行われる(図18、図22〜図24の点I、L、M参照)。そして、レシーバ18において気液分離されたガス冷媒は、第1後段側インジェクション管18cによってレシーバ18の上部から抜き出されて、上述のように、前段側圧縮要素103c、104cから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、レシーバ18内に溜められた液冷媒は、第1膨張機構5aによって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器4に送られる(図18、図22〜図24の点E参照)。そして、熱源側熱交換器4に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱源としての水や空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる(図18、図22〜図24の点A参照)。そして、この熱源側熱交換器4において加熱された低圧の冷媒は、切換機構3を経由して、再び、圧縮機構102に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。   In the state of the refrigerant circuit 210, low-pressure refrigerant (see point A in FIGS. 18 and 22 to 24) is sucked into the compression mechanism 102 from the suction mother pipe 102a, and is first intermediated by the front-stage compression elements 103c and 104c. After being compressed to a pressure, it is discharged to the inlet side intermediate branch pipes 81 and 84 of the intermediate refrigerant pipe 8 and merges in the intermediate mother pipe 82 of the intermediate refrigerant pipe 8 through the check mechanisms 81a and 84a (FIGS. 18 and 22). -See point B in FIG. Unlike the cooling operation described above, the intermediate-pressure refrigerant discharged from the preceding-stage compression elements 103c and 104c and joined in the intermediate refrigerant pipe 8 does not pass through the intermediate heat exchanger 7 (that is, is cooled). Without passing through the intermediate heat exchanger bypass pipe 9 (see point C in FIGS. 18 and 22 to 24). The intermediate-pressure refrigerant that has passed through the intermediate heat exchanger bypass pipe 9 without being cooled by the intermediate heat exchanger 7 is returned to the rear-stage compression elements 103d and 104d from the receiver 18 through the first rear-stage injection pipe 18c. (Refer to the point M in FIGS. 18 and 22 to 24), and then cool (see the point G in FIGS. 18 and 22 to 24). Next, the intermediate-pressure refrigerant that has joined with the refrigerant returning from the first rear-stage injection pipe 18c (that is, the intermediate-pressure injection by the receiver 18 as a gas-liquid separator) is the middle of the intermediate refrigerant pipe 8 at the outlet side. Branches into branch pipes 83 and 85. The intermediate-pressure refrigerant branched from the intermediate mother pipe 82 of the intermediate refrigerant pipe 8 to the outlet-side intermediate branch pipes 83 and 85 is supplied to the rear-stage compression elements 103d and 104d connected to the rear-stage side of the front-stage compression elements 103c and 104c. The air is sucked and further compressed, and is discharged from the compression units 103 and 104 to the discharge branch pipes 103b and 104b (see point D in FIGS. 18 and 22 to 24). Here, the high-pressure refrigerant discharged from the compression units 103 and 104 is subjected to the critical pressure (that is, the critical pressure Pcp at the critical point CP shown in FIG. 23) by the two-stage compression operation by the compression elements 103c, 104c, 103d, and 104d. ) Compressed to a pressure exceeding The high-pressure refrigerant discharged from the first compression unit 103 flows into the first oil separator 141a constituting the first oil separation mechanism 141, and the accompanying refrigeration oil is separated. The refrigerating machine oil separated from the high-pressure refrigerant in the first oil separator 141a flows into the first oil return pipe 141b constituting the first oil separation mechanism 141, and the first oil return pipe 141b is provided with the first oil return pipe 141b. After being depressurized by the first depressurization mechanism 141 c, it is returned to the second suction branch pipe 104 a of the second compression unit 104 and again sucked into the compression mechanism 102. Further, the high-pressure refrigerant discharged from the second compression unit 104 flows into the second oil separator 143a constituting the second oil separation mechanism 143, and the accompanying refrigeration oil is separated. The refrigerating machine oil separated from the high-pressure refrigerant in the second oil separator 143a flows into the second oil return pipe 143b that constitutes the second oil separation mechanism 143, and is supplied to the second oil return pipe 143b. After the pressure is reduced by the second pressure reducing mechanism 143 c, the pressure is returned to the first suction branch pipe 103 a of the first compression unit 103 and is again sucked into the compression mechanism 102. Next, the high-pressure refrigerant after the refrigerating machine oil is separated in the oil separation mechanisms 141 and 143 merges in the discharge mother pipe 102b after passing through the check mechanisms 142 and 144, and passes through the switching mechanism 3 to be a refrigerant radiator. It is sent to the use side heat exchanger 6 that functions as a cooling source, and is cooled by exchanging heat with water or air as a cooling source (see point F in FIGS. 18 and 22 to 24). The high-pressure refrigerant cooled in the use-side heat exchanger 6 is sent to the use-side heat exchanger 6 that functions as a refrigerant radiator, and is cooled by exchanging heat with water or air as a cooling source. (See point F in FIGS. 18 and 22 to 24). The high-pressure refrigerant cooled in the use-side heat exchanger 6 is decompressed to the vicinity of the intermediate pressure by the use-side expansion mechanism 5c, and is then temporarily stored in the receiver 18 and gas-liquid separation is performed (see FIG. 18, see points I, L and M in FIGS. The gas refrigerant separated from the gas and liquid in the receiver 18 is extracted from the upper part of the receiver 18 by the first second-stage injection pipe 18c, and is discharged from the first-stage compression elements 103c and 104c as described above. Will join the refrigerant. Then, the liquid refrigerant stored in the receiver 18 is decompressed by the first expansion mechanism 5a to become a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant and sent to the heat source side heat exchanger 4 functioning as an evaporator of the refrigerant ( (Refer to point E in FIGS. 18 and 22-24). Then, the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant sent to the heat source side heat exchanger 4 is heated by heat exchange with water or air as a heating source to evaporate (FIG. 18, FIG. 22 to point 24 in FIG. 24). The low-pressure refrigerant heated in the heat source side heat exchanger 4 is again sucked into the compression mechanism 102 via the switching mechanism 3. In this way, the heating operation is performed.

このように、本変形例の空気調和装置1では、暖房運転時においては、暖房運転時における利用側膨張機構5cの開度制御によって、気液分離器としてのレシーバ18における圧力が低くなる場合があり得る条件であることから、上述の実施形態と同様、気液分離器としてのレシーバ18による中間圧インジェクションが採用されており、圧縮機構102の消費動力を減らし、運転効率の向上を図ることができる。   Thus, in the air conditioning apparatus 1 of the present modification, during the heating operation, the pressure in the receiver 18 as the gas-liquid separator may be lowered by the opening degree control of the use side expansion mechanism 5c during the heating operation. Since this is a possible condition, similar to the above-described embodiment, intermediate pressure injection by the receiver 18 as a gas-liquid separator is employed, so that the power consumption of the compression mechanism 102 can be reduced and the operation efficiency can be improved. it can.

<圧縮機構の起動>
本変形例の空気調和装置1では、冷房運転時には、エコノマイザ熱交換器20による中間圧インジェクションを行い、暖房運転時には、レシーバ18による中間圧インジェクションを行っており、冷房運転又は暖房運転のいずれであるかによって、中間冷媒管8に戻すための後段側インジェクション管が使い分けされる点が、上述の実施形態及び変形例1とは異なるが、冷房運転時には、上述の変形例1と同様、図8のステップS2、S4において、第2後段側インジェクション管19の第2後段側インジェクション弁19aの開度を操作し、暖房運転時には、上述の実施形態と同様、図8のステップS2、S4において、第1後段側インジェクション管18cの第1後段側インジェクション開閉弁18dの開度を操作することで、上述の実施形態及び変形例1と同様の圧縮機構102の起動時の動作を行うことができる。
<Starting the compression mechanism>
In the air conditioner 1 of this modification, the intermediate pressure injection by the economizer heat exchanger 20 is performed during the cooling operation, and the intermediate pressure injection by the receiver 18 is performed during the heating operation, which is either the cooling operation or the heating operation. Depending on how the rear stage injection pipe for returning to the intermediate refrigerant pipe 8 is properly used, the difference is from the above-described embodiment and the first modification, but during the cooling operation, as in the first modification, FIG. In steps S2 and S4, the opening degree of the second second-stage injection valve 19a of the second second-stage injection pipe 19 is operated, and during the heating operation, the first in steps S2 and S4 in FIG. By operating the opening of the first second-stage injection on / off valve 18d of the second-stage injection pipe 18c, Embodiments and modifications 1 and can perform the operation at the time of starting the same compression mechanism 102.

(5)変形例3
上述の変形例2における冷媒回路210(図18参照)においては、気液分離器としてのレシーバ18による中間圧インジェクションやエコノマイザ熱交換器20による中間圧インジェクションを行うことで、後段側圧縮要素103d、104dから吐出される冷媒の温度を低下させるとともに、圧縮機構102の消費動力を減らし、運転効率の向上を図るようにしたり、第2吸入戻し管95及び過冷却熱交換器96を設けて、過冷却熱交換器96によって利用側膨張機構5cに送られる冷媒を過冷却状態まで冷却するとともに、冷房運転時の熱源側熱交換器4における放熱ロスを低減するために、前段側圧縮要素103c、104cから吐出された冷媒を後段側圧縮要素103d、104dに吸入させるための中間冷媒管8に前段側圧縮要素103c、104cから吐出されて後段側圧縮要素103d、104dに吸入される冷媒の冷却器として機能する中間熱交換器7をさらに設けるとともに、暖房運転時における加熱能力の低下を抑えるために、中間熱交換器7をバイパスする中間熱交換器バイパス管9を設けるようにしている。
(5) Modification 3
In the refrigerant circuit 210 (see FIG. 18) in the above-described modified example 2, intermediate pressure injection by the receiver 18 as a gas-liquid separator and intermediate pressure injection by the economizer heat exchanger 20 are performed, whereby the rear-stage compression element 103d, In addition to lowering the temperature of the refrigerant discharged from 104d, reducing the power consumption of the compression mechanism 102 and improving the operation efficiency, or providing a second suction return pipe 95 and a supercooling heat exchanger 96, In order to cool the refrigerant sent to the use side expansion mechanism 5c by the cooling heat exchanger 96 to the supercooled state and reduce the heat radiation loss in the heat source side heat exchanger 4 during the cooling operation, the pre-stage side compression elements 103c, 104c The intermediate-stage refrigerant pipe 8 for sucking the refrigerant discharged from the second-stage compression elements 103d and 104d into the first-stage compression element In order to further provide an intermediate heat exchanger 7 that functions as a refrigerant cooler that is discharged from the compressors 103c and 104c and sucked into the downstream compression elements 103d and 104d, in order to suppress a decrease in heating capacity during heating operation, An intermediate heat exchanger bypass pipe 9 that bypasses the exchanger 7 is provided.

このため、中間熱交換器7は、暖房運転時には利用されない機器となっている。   For this reason, the intermediate heat exchanger 7 is a device that is not used during the heating operation.

そこで、暖房運転時における中間熱交換器7の有効利用を図るために、本変形例では、図25に示されるように、上述の変形例2の冷媒回路210において、中間熱交換器7の一端と圧縮機構102の吸入側とを接続させるための第3吸入戻し管92を設けるとともに、利用側熱交換器6と熱源側熱交換器4との間と中間熱交換器7の他端とを接続させるための中間熱交換器戻し管94を設けることで、冷媒回路310を構成するようにしている。   Therefore, in order to effectively use the intermediate heat exchanger 7 during the heating operation, in the present modification, as shown in FIG. 25, in the refrigerant circuit 210 of the above-described modification 2, one end of the intermediate heat exchanger 7 is used. And a third suction return pipe 92 for connecting the suction side of the compression mechanism 102 and the other end of the intermediate heat exchanger 7 between the use side heat exchanger 6 and the heat source side heat exchanger 4. The refrigerant circuit 310 is configured by providing an intermediate heat exchanger return pipe 94 for connection.

ここで、第3吸入戻し管92は、中間熱交換器7の一端(ここでは、前段側圧縮要素103c、104c側端)に接続されており、中間熱交換器戻し管94は、中間熱交換器7の他端(ここでは、後段側圧縮要素103d、104d側端)に接続されている。この第3吸入戻し管92は、中間熱交換器バイパス管9を通じて前段側圧縮要素103c、104cから吐出された冷媒を後段側圧縮要素103d、104dに吸入させる状態にしている際に、中間熱交換器7の一端と圧縮機構102の吸入側(ここでは、吸入母管102a)とを接続させるための冷媒管である。また、この中間熱交換器戻し管94は、中間熱交換器バイパス管9を通じて前段側圧縮要素103c、104cから吐出された冷媒を後段側圧縮要素103d、104dに吸入させる状態にし、かつ、切換機構3を加熱運転状態にしている際に、利用側熱交換器6と熱源側熱交換器4との間(ここでは、冷凍サイクルにおける低圧になるまで冷媒を減圧する熱源側膨張機構としての第1膨張機構5aと蒸発器としての熱源側熱交換器4との間)と中間熱交換器7の他端とを接続させるための冷媒管である。本変形例において、第3吸入戻し管92は、その一端が、中間冷媒管8の中間熱交換器バイパス管9の前段側圧縮要素103c、104c側端との接続部から中間熱交換器7の前段側圧縮要素103c、104c側端までの部分に接続されており、他端が、圧縮機構102の吸入側(ここでは、吸入母管102a)に接続されている。また、中間熱交換器戻し管94は、その一端が、第1膨張機構5aから熱源側熱交換器4までの部分に接続されており、他端が、中間冷媒管8の中間熱交換器7の前段側圧縮要素103c、104c側端から逆止機構15までの部分に接続されている。そして、第3吸入戻し管92には、第3吸入戻し開閉弁92aが設けられており、中間熱交換器戻し管94には、中間熱交換器戻し開閉弁94aが設けられている。第3吸入戻し開閉弁92a及び中間熱交換器戻し開閉弁94aは、本変形例において、電磁弁である。この第3吸入戻し開閉弁92aは、本変形例において、基本的には、切換機構3を冷却運転状態にしている際に閉め、切換機構3を加熱運転状態にしている際に開ける制御がなされる。また、中間熱交換器戻し開閉弁94aは、基本的には、切換機構3を冷却運転状態にしている際に閉め、切換機構3を加熱運転状態にしている際に開ける制御がなされる。   Here, the third suction return pipe 92 is connected to one end of the intermediate heat exchanger 7 (here, the front end side compression element 103c, 104c side end), and the intermediate heat exchanger return pipe 94 is connected to the intermediate heat exchanger. It is connected to the other end of the container 7 (here, the downstream side compression elements 103d and 104d side ends). The third suction return pipe 92 performs intermediate heat exchange when the refrigerant discharged from the front-stage compression elements 103c and 104c through the intermediate heat exchanger bypass pipe 9 is sucked into the rear-stage compression elements 103d and 104d. This is a refrigerant pipe for connecting one end of the container 7 to the suction side (here, the suction mother pipe 102a) of the compression mechanism 102. The intermediate heat exchanger return pipe 94 allows the refrigerant discharged from the front-stage compression elements 103c and 104c through the intermediate heat exchanger bypass pipe 9 to be sucked into the rear-stage compression elements 103d and 104d, and the switching mechanism. 1 is used as a heat source side expansion mechanism for reducing the pressure of the refrigerant until the pressure becomes low in the refrigeration cycle. This is a refrigerant pipe for connecting the expansion mechanism 5a and the heat source side heat exchanger 4 as an evaporator) to the other end of the intermediate heat exchanger 7. In the present modification, one end of the third suction return pipe 92 is connected to the intermediate heat exchanger bypass pipe 9 at the end of the intermediate heat exchanger bypass pipe 9 from the front side compression elements 103c, 104c side end of the intermediate heat exchanger 7. The first stage compression elements 103c and 104c are connected to the end of the side, and the other end is connected to the suction side of the compression mechanism 102 (here, the suction mother pipe 102a). The intermediate heat exchanger return pipe 94 has one end connected to a portion from the first expansion mechanism 5 a to the heat source side heat exchanger 4, and the other end connected to the intermediate heat exchanger 7 of the intermediate refrigerant pipe 8. Are connected to the portion from the side end of the first-stage compression element 103c, 104c to the check mechanism 15. The third suction return pipe 92 is provided with a third suction return on / off valve 92a, and the intermediate heat exchanger return pipe 94 is provided with an intermediate heat exchanger return on / off valve 94a. The third suction return on / off valve 92a and the intermediate heat exchanger return on / off valve 94a are electromagnetic valves in this modification. In the present modification, the third suction return on-off valve 92a is basically closed when the switching mechanism 3 is in the cooling operation state and controlled to be opened when the switching mechanism 3 is in the heating operation state. The The intermediate heat exchanger return on-off valve 94a is basically controlled to be closed when the switching mechanism 3 is in the cooling operation state and to be opened when the switching mechanism 3 is in the heating operation state.

このように、本変形例では、主として、中間熱交換器バイパス管9、第3吸入戻し管92及び中間熱交換器戻し管94によって、冷房運転時には、中間冷媒管8を流れる中間圧の冷媒を中間熱交換器7によって冷却することができ、暖房運転時には、中間冷媒管8を流れる中間圧の冷媒を中間熱交換器バイパス管9によって、中間熱交換器7をバイパスさせるとともに、第3吸入戻し管92及び中間熱交換器戻し管94によって、利用側熱交換器6において冷却された冷媒の一部を中間熱交換器7に導いて蒸発させ、圧縮機構102の吸入側に戻すことができるようになっている。   As described above, in this modification, the intermediate-pressure refrigerant flowing through the intermediate refrigerant pipe 8 is mainly supplied by the intermediate heat exchanger bypass pipe 9, the third suction return pipe 92, and the intermediate heat exchanger return pipe 94 during the cooling operation. The refrigerant can be cooled by the intermediate heat exchanger 7, and during the heating operation, the intermediate pressure refrigerant flowing through the intermediate refrigerant pipe 8 is bypassed by the intermediate heat exchanger bypass pipe 9, and the third suction return is performed. By the pipe 92 and the intermediate heat exchanger return pipe 94, a part of the refrigerant cooled in the use side heat exchanger 6 can be led to the intermediate heat exchanger 7 to be evaporated and returned to the suction side of the compression mechanism 102. It has become.

次に、本変形例の空気調和装置1の動作について、図25、図26、図20、図21、図27〜図29を用いて説明する。ここで、図26は、冷房運転時における空気調和装置1内の冷媒の流れを示す図であり、図27は、暖房運転時における空気調和装置1内の冷媒の流れを示す図であり、図28は、本変形例における暖房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図であり、図29は、本変形例における暖房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図である。尚、以下の冷房運転、暖房運転、及び、圧縮機構の起動における運転制御は、上述の制御部(図示せず)によって行われる。また、以下の説明において、「高圧」とは、冷凍サイクルにおける高圧(すなわち、図20、21の点D、E、H、I、Rにおける圧力や図28、29の点D、Fにおける圧力)を意味し、「低圧」とは、冷凍サイクルにおける低圧(すなわち、図20、21の点A、F、S、Uにおける圧力や図28、29の点A、E、Vにおける圧力)を意味し、「中間圧」とは、冷凍サイクルにおける中間圧(すなわち、図20、21の点B、C、G、J、Kにおける圧力や図28、29における点B、C、G、I、L、Mにおける圧力)を意味している。   Next, operation | movement of the air conditioning apparatus 1 of this modification is demonstrated using FIG.25, FIG.26, FIG.20, FIG.21 and FIG. Here, FIG. 26 is a diagram illustrating a refrigerant flow in the air conditioner 1 during the cooling operation, and FIG. 27 is a diagram illustrating a refrigerant flow in the air conditioner 1 during the heating operation. 28 is a pressure-enthalpy diagram illustrating the refrigeration cycle during the heating operation in the present modification, and FIG. 29 is a temperature-entropy diagram illustrating the refrigeration cycle during the heating operation in the present modification. . Note that the following cooling operation, heating operation, and operation control in starting the compression mechanism are performed by the above-described control unit (not shown). In the following description, “high pressure” means high pressure in the refrigeration cycle (that is, pressure at points D, E, H, I, and R in FIGS. 20 and 21 and pressure at points D and F in FIGS. 28 and 29). “Low pressure” means low pressure in the refrigeration cycle (ie, pressure at points A, F, S, U in FIGS. 20 and 21 and pressure at points A, E, and V in FIGS. 28 and 29). , “Intermediate pressure” means the intermediate pressure in the refrigeration cycle (that is, the pressure at points B, C, G, J, K in FIGS. 20 and 21 and the points B, C, G, I, L, Pressure at M).

<冷房運転>
冷房運転時は、切換機構3が図25及び図26の実線で示される冷却運転状態とされる。熱源側膨張機構としての第1膨張機構5a及び利用側膨張機構5cは、開度調節される。そして、切換機構3が冷却運転状態となるため、中間冷媒管8の中間熱交換器開閉弁12が開けられ、そして、中間熱交換器バイパス管9の中間熱交換器バイパス開閉弁11が閉められることによって、中間熱交換器7が冷却器として機能する状態にされるとともに、第3吸入戻し管92の第3吸入戻し開閉弁92aが閉められることによって、中間熱交換器7と圧縮機構102の吸入側とが接続していない状態にされ、また、中間熱交換器戻し管94の中間熱交換器戻し開閉弁94aが閉められることによって、利用側熱交換器6と熱源側熱交換器4との間と中間熱交換器7とが接続していない状態にされる。また、切換機構3を冷却運転状態にしている際には、気液分離器としてのレシーバ18による中間圧インジェクションを行わずに、第2後段側インジェクション管19を通じて、エコノマイザ熱交換器20において加熱された冷媒を後段側圧縮要素103d、104dに戻すエコノマイザ熱交換器20による中間圧インジェクションを行うようにしている。より具体的には、第1後段側インジェクション開閉弁18dは閉状態にされて、第2後段側インジェクション弁19aは、上述の変形例1、2における冷房運転時と同様の開度調節がなされる。また、切換機構3を冷却運転状態にしている際には、過冷却熱交換器96を使用するため、第2吸入戻し弁95aについても、開度調節される。より具体的には、第2吸入戻し弁95aは、上述の変形例2における冷房運転時と同様の開度調節がなされる。尚、ここでは、第1圧縮部103及び第2圧縮部104の両方が起動された状態における冷房運転を例として説明するため、後段側吸入弁85aが開けられ、後発圧縮部起動弁86aが閉められた状態にされる。但し、第1圧縮部103だけが起動された状態における冷房運転の場合には、後段側吸入弁85a、及び、後発圧縮部起動弁86aが閉められた状態にされる。
<Cooling operation>
During the cooling operation, the switching mechanism 3 is in the cooling operation state indicated by the solid lines in FIGS. The opening degree of the first expansion mechanism 5a and the use-side expansion mechanism 5c as the heat source side expansion mechanism is adjusted. Since the switching mechanism 3 is in the cooling operation state, the intermediate heat exchanger on / off valve 12 of the intermediate refrigerant pipe 8 is opened, and the intermediate heat exchanger bypass on / off valve 11 of the intermediate heat exchanger bypass pipe 9 is closed. As a result, the intermediate heat exchanger 7 is brought into a state of functioning as a cooler, and the third suction return on / off valve 92a of the third suction return pipe 92 is closed, whereby the intermediate heat exchanger 7 and the compression mechanism 102 are closed. When the suction side is not connected, and the intermediate heat exchanger return on / off valve 94a of the intermediate heat exchanger return pipe 94 is closed, the use side heat exchanger 6 and the heat source side heat exchanger 4 And the intermediate heat exchanger 7 are not connected. Further, when the switching mechanism 3 is in the cooling operation state, it is heated in the economizer heat exchanger 20 through the second second-stage injection pipe 19 without performing intermediate pressure injection by the receiver 18 as a gas-liquid separator. The intermediate pressure injection is performed by the economizer heat exchanger 20 for returning the refrigerant to the rear side compression elements 103d and 104d. More specifically, the first second-stage injection on / off valve 18d is closed, and the second second-stage injection valve 19a is adjusted in opening degree as in the cooling operation in the first and second modifications. . Further, when the switching mechanism 3 is in the cooling operation state, the degree of opening of the second suction return valve 95a is adjusted because the supercooling heat exchanger 96 is used. More specifically, the opening degree of the second suction return valve 95a is adjusted in the same manner as in the cooling operation in Modification 2 described above. Here, in order to explain the cooling operation in the state where both the first compression unit 103 and the second compression unit 104 are activated as an example, the rear-stage suction valve 85a is opened, and the subsequent compression unit activation valve 86a is closed. It is made to the state that was made. However, in the cooling operation in a state where only the first compression unit 103 is activated, the rear-stage suction valve 85a and the subsequent compression unit activation valve 86a are closed.

この冷媒回路310の状態において、低圧の冷媒(図25、図26、図20、図21の点A参照)は、吸入母管102aから圧縮機構102に吸入され、まず、前段側圧縮要素103c、104cによって中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管8の入口側中間枝管81、84に吐出され、逆止機構81a、84aを通じて、中間冷媒管8の中間母管82で合流する(図25、図26、図20、図21の点B参照)。この前段側圧縮要素103c、104cから吐出されて中間冷媒管8で合流した中間圧の冷媒は、中間熱交換器7において、冷却源としての水や空気と熱交換を行うことで冷却される(図25、図26、図20、図21の点C参照)。この中間熱交換器7において冷却された冷媒は、第2後段側インジェクション管19から後段側圧縮要素103d、104dに戻される冷媒(図25、図26、図20、図21の点K参照)と合流することでさらに冷却される(図25、図26、図20、図21の点G参照)。次に、第2後段側インジェクション管19から戻る冷媒と合流した(すなわち、エコノマイザ熱交換器20による中間圧インジェクションが行われた)中間圧の冷媒は、中間冷媒管8の出口側中間枝管83、85に分岐される。この中間冷媒管8の中間母管82から出口側中間枝管83、85に分岐した中間圧の冷媒は、前段側圧縮要素103c、104cの後段側に接続された後段側圧縮要素103d、104dに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮部103、104から吐出枝管103b、104bに吐出される(図25、図26、図20、図21の点D参照)。ここで、圧縮部103、104から吐出された高圧の冷媒は、圧縮要素103c、104c、103d、104dによる二段圧縮動作によって、臨界圧力(すなわち、図20に示される臨界点CPにおける臨界圧力Pcp)を超える圧力まで圧縮されている。そして、第1圧縮部103から吐出された高圧の冷媒は、第1油分離機構141を構成する第1油分離器141aに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、第1油分離器141aにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、第1油分離機構141を構成する第1油戻し管141bに流入し、第1油戻し管141bに設けられた第1減圧機構141cで減圧された後に第2圧縮部104の第2吸入枝管104aに戻されて、再び、圧縮機構102に吸入される。また、第2圧縮部104から吐出された高圧の冷媒は、第2油分離機構143を構成する第2油分離器143aに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、第2油分離器143aにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、第2油分離機構143を構成する第2油戻し管143bに流入し、第2油戻し管143bに設けられた第2減圧機構143cで減圧された後に第1圧縮部103の第1吸入枝管103aに戻されて、再び、圧縮機構102に吸入される。次に、油分離機構141、143において冷凍機油が分離された後の高圧の冷媒は、逆止機構142、144を通過した後に吐出母管102bで合流し、切換機構3を通じて、冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器4に送られる。そして、熱源側熱交換器4に送られた高圧の冷媒は、熱源側熱交換器4において、冷却源としての水や空気と熱交換を行って冷却される(図25、図26、図20、図21の点E参照)。そして、熱源側熱交換器4において冷却された高圧の冷媒は、その一部が第2後段側インジェクション管19に分岐される。そして、第2後段側インジェクション管19を流れる冷媒は、第2後段側インジェクション弁19aにおいて中間圧付近まで減圧された後に、エコノマイザ熱交換器20に送られる(図25、図26、図20、図21の点J参照)。また、第2後段側インジェクション管19に分岐された後の冷媒は、エコノマイザ熱交換器20に流入し、第2後段側インジェクション管19を流れる冷媒と熱交換を行って冷却される(図25、図26、図20、図21の点H参照)。一方、第2後段側インジェクション管19を流れる冷媒は、放熱器としての熱源側熱交換器4において冷却された高圧の冷媒と熱交換を行って加熱されて(図25、図26、図20、図21の点K参照)、上述のように、前段側圧縮要素103c、104cから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、エコノマイザ熱交換器20において冷却された高圧の冷媒は、第1膨張機構5aによって飽和圧力付近まで減圧されてレシーバ18内に一時的に溜められる(図25、図26、図20、図21の点I参照)。そして、レシーバ18内に溜められた冷媒は、その一部が第2吸入戻し管95に分岐される。そして、第2吸入戻し管95を流れる冷媒は、第2吸入戻し弁95aにおいて低圧付近まで減圧された後に、過冷却熱交換器96に送られる(図25、図26、図20、図21の点S参照)。また、第2吸入戻し管95に分岐された後の冷媒は、過冷却熱交換器96に流入し、第2吸入戻し管95を流れる冷媒と熱交換を行ってさらに冷却される(図25、図26、図20、図21の点R参照)。一方、第2吸入戻し管95を流れる冷媒は、エコノマイザ熱交換器20において冷却された高圧の冷媒と熱交換を行って加熱されて(図25、図26、図20、図21の点U参照)、圧縮機構102の吸入側(ここでは、吸入母管102a)を流れる冷媒に合流することになる。この過冷却熱交換器96において冷却された冷媒は、利用側膨張機構5cに送られて、利用側膨張機構5cよって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器6に送られる(図25、図26、図20、図21の点F参照)。そして、利用側熱交換器6に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱源としての水や空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる(図25、図26、図20、図21の点A参照)。そして、この利用側熱交換器6において加熱された低圧の冷媒は、切換機構3を経由して、再び、圧縮機構102に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。   In the state of the refrigerant circuit 310, low-pressure refrigerant (see point A in FIGS. 25, 26, 20, and 21) is sucked into the compression mechanism 102 from the suction mother pipe 102a, and first, the front-stage compression element 103c, After being compressed to the intermediate pressure by 104c, it is discharged to the inlet side intermediate branch pipes 81 and 84 of the intermediate refrigerant pipe 8, and merges in the intermediate mother pipe 82 of the intermediate refrigerant pipe 8 through the check mechanisms 81a and 84a (FIG. 25). FIG. 26, FIG. 20 and FIG. 21 (see point B). The intermediate pressure refrigerant discharged from the preceding-stage compression elements 103c and 104c and joined in the intermediate refrigerant pipe 8 is cooled by heat exchange with water or air as a cooling source in the intermediate heat exchanger 7 ( (Refer to point C in FIGS. 25, 26, 20, and 21). The refrigerant cooled in the intermediate heat exchanger 7 is returned from the second second-stage injection pipe 19 to the second-stage compression elements 103d and 104d (see point K in FIGS. 25, 26, 20 and 21). It is further cooled by joining (see point G in FIGS. 25, 26, 20, and 21). Next, the intermediate-pressure refrigerant that has joined with the refrigerant returning from the second rear-stage injection pipe 19 (that is, the intermediate-pressure injection by the economizer heat exchanger 20) is the outlet-side intermediate branch pipe 83 of the intermediate refrigerant pipe 8. , 85. The intermediate-pressure refrigerant branched from the intermediate mother pipe 82 of the intermediate refrigerant pipe 8 to the outlet-side intermediate branch pipes 83 and 85 is supplied to the rear-stage compression elements 103d and 104d connected to the rear-stage side of the front-stage compression elements 103c and 104c. Inhaled, further compressed, and discharged from the compression sections 103 and 104 to the discharge branch pipes 103b and 104b (see point D in FIGS. 25, 26, 20 and 21). Here, the high-pressure refrigerant discharged from the compression units 103 and 104 is subjected to the critical pressure (that is, the critical pressure Pcp at the critical point CP shown in FIG. 20) by the two-stage compression operation by the compression elements 103c, 104c, 103d, and 104d. ) Compressed to a pressure exceeding The high-pressure refrigerant discharged from the first compression unit 103 flows into the first oil separator 141a constituting the first oil separation mechanism 141, and the accompanying refrigeration oil is separated. The refrigerating machine oil separated from the high-pressure refrigerant in the first oil separator 141a flows into the first oil return pipe 141b constituting the first oil separation mechanism 141, and the first oil return pipe 141b is provided with the first oil return pipe 141b. After being depressurized by the first depressurization mechanism 141 c, it is returned to the second suction branch pipe 104 a of the second compression unit 104 and again sucked into the compression mechanism 102. Further, the high-pressure refrigerant discharged from the second compression unit 104 flows into the second oil separator 143a constituting the second oil separation mechanism 143, and the accompanying refrigeration oil is separated. The refrigerating machine oil separated from the high-pressure refrigerant in the second oil separator 143a flows into the second oil return pipe 143b that constitutes the second oil separation mechanism 143, and is supplied to the second oil return pipe 143b. After the pressure is reduced by the second pressure reducing mechanism 143 c, the pressure is returned to the first suction branch pipe 103 a of the first compression unit 103 and is again sucked into the compression mechanism 102. Next, the high-pressure refrigerant after the refrigerating machine oil is separated in the oil separation mechanisms 141 and 143 passes through the check mechanisms 142 and 144 and then merges in the discharge mother pipe 102b. It is sent to the heat source side heat exchanger 4 functioning as The high-pressure refrigerant sent to the heat source side heat exchanger 4 is cooled by exchanging heat with water or air as a cooling source in the heat source side heat exchanger 4 (FIGS. 25, 26, and 20). , See point E in FIG. 21). A part of the high-pressure refrigerant cooled in the heat source side heat exchanger 4 is branched to the second second-stage injection pipe 19. And the refrigerant | coolant which flows through the 2nd back | latter stage side injection pipe 19 is sent to the economizer heat exchanger 20, after being depressurized to the intermediate pressure vicinity in the 2nd back | latter stage side injection valve 19a (FIG. 25, FIG. (See point J on 21). Further, the refrigerant branched to the second second-stage injection pipe 19 flows into the economizer heat exchanger 20, and is cooled by exchanging heat with the refrigerant flowing through the second second-stage injection pipe 19 (FIG. 25). (See point H in FIGS. 26, 20 and 21). On the other hand, the refrigerant flowing through the second rear-stage side injection pipe 19 is heated by exchanging heat with the high-pressure refrigerant cooled in the heat source side heat exchanger 4 as a radiator (FIGS. 25, 26, 20). As described above, the intermediate pressure refrigerant discharged from the pre-stage compression elements 103c and 104c is merged. The high-pressure refrigerant cooled in the economizer heat exchanger 20 is decompressed to near the saturation pressure by the first expansion mechanism 5a and temporarily stored in the receiver 18 (FIGS. 25, 26, 20, and 21). Point I). A part of the refrigerant stored in the receiver 18 is branched to the second suction return pipe 95. Then, the refrigerant flowing through the second suction return pipe 95 is reduced to near low pressure in the second suction return valve 95a, and then sent to the supercooling heat exchanger 96 (see FIGS. 25, 26, 20, and 21). (See point S). In addition, the refrigerant after being branched to the second suction return pipe 95 flows into the supercooling heat exchanger 96, and is further cooled by exchanging heat with the refrigerant flowing through the second suction return pipe 95 (FIG. 25). (See point R in FIGS. 26, 20 and 21). On the other hand, the refrigerant flowing through the second suction return pipe 95 is heated by exchanging heat with the high-pressure refrigerant cooled in the economizer heat exchanger 20 (see point U in FIGS. 25, 26, 20 and 21). ) And the refrigerant flowing through the suction side (here, the suction mother pipe 102a) of the compression mechanism 102. The refrigerant cooled in the supercooling heat exchanger 96 is sent to the use-side expansion mechanism 5c and decompressed by the use-side expansion mechanism 5c to become a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant, and functions as a refrigerant evaporator. To the use side heat exchanger 6 (see point F in FIGS. 25, 26, 20, and 21). Then, the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant sent to the use-side heat exchanger 6 is heated by exchanging heat with water or air as a heating source to evaporate (FIG. 25, FIG. 25). 26, see point A in FIGS. Then, the low-pressure refrigerant heated in the use side heat exchanger 6 is again sucked into the compression mechanism 102 via the switching mechanism 3. In this way, the cooling operation is performed.

このように、本変形例の空気調和装置1では、冷房運転時においては、上述の変形例2と同様の作用効果が得られる。   Thus, in the air conditioning apparatus 1 of the present modification, the same effects as those of Modification 2 described above can be obtained during the cooling operation.

<暖房運転>
暖房運転時は、切換機構3が図25及び図27の破線で示される加熱運転状態とされる。熱源側膨張機構としての第1膨張機構5a及び利用側膨張機構5cは、開度調節される。そして、切換機構3が加熱運転状態となるため、中間冷媒管8の中間熱交換器開閉弁12が閉められ、そして、中間熱交換器バイパス管9の中間熱交換器バイパス開閉弁11が開けられることによって、中間熱交換器7が冷却器として機能しない状態にされるとともに、第3吸入戻し管92の第3吸入戻し開閉弁92aが開けられることによって、中間熱交換器7と圧縮機構102の吸入側とを接続されている状態にされ、また、中間熱交換器戻し管94の中間熱交換器戻し開閉弁94aが開けられることによって、利用側熱交換器6と熱源側熱交換器4との間と中間熱交換器7とが接続されている状態にされる。また、切換機構3を加熱運転状態にしている際には、エコノマイザ熱交換器20による中間圧インジェクションを行わずに、第1後段側インジェクション管18cを通じて、気液分離器としてのレシーバ18から冷媒を後段側圧縮要素103d、104dに戻すレシーバ18による中間圧インジェクションを行うようにしている。より具体的には、第1後段側インジェクション開閉弁18dが開状態にされて、第2後段側インジェクション弁19aが全閉状態にされる。また、切換機構3を加熱運転状態にしている際には、過冷却熱交換器96を使用しないため、第2吸入戻し弁95aについても全閉状態にされる。尚、ここでは、第1圧縮部103及び第2圧縮部104の両方が起動された状態における暖房運転を例として説明するため、後段側吸入弁85aが開けられ、後発圧縮部起動弁86aが閉められた状態にされる。但し、第1圧縮部103だけが起動された状態における暖房運転の場合には、後段側吸入弁85a、及び、後発圧縮部起動弁86aが閉められた状態にされる。
<Heating operation>
During the heating operation, the switching mechanism 3 is in the heating operation state indicated by the broken lines in FIGS. The opening degree of the first expansion mechanism 5a and the use-side expansion mechanism 5c as the heat source side expansion mechanism is adjusted. Since the switching mechanism 3 is in a heating operation state, the intermediate heat exchanger on / off valve 12 of the intermediate refrigerant pipe 8 is closed, and the intermediate heat exchanger bypass on / off valve 11 of the intermediate heat exchanger bypass pipe 9 is opened. As a result, the intermediate heat exchanger 7 is disabled from functioning as a cooler, and the third suction return on / off valve 92a of the third suction return pipe 92 is opened, whereby the intermediate heat exchanger 7 and the compression mechanism 102 are The use side heat exchanger 6, the heat source side heat exchanger 4, and the heat source side heat exchanger 4 are opened by opening the intermediate heat exchanger return on / off valve 94 a of the intermediate heat exchanger return pipe 94. And the intermediate heat exchanger 7 are connected to each other. Further, when the switching mechanism 3 is in the heating operation state, the intermediate pressure injection by the economizer heat exchanger 20 is not performed, and the refrigerant is supplied from the receiver 18 as the gas-liquid separator through the first rear-stage injection pipe 18c. Intermediate pressure injection is performed by the receiver 18 that returns to the subsequent-stage compression elements 103d and 104d. More specifically, the first second-stage injection on / off valve 18d is opened, and the second second-stage injection valve 19a is fully closed. Further, when the switching mechanism 3 is in the heating operation state, since the supercooling heat exchanger 96 is not used, the second suction return valve 95a is also fully closed. Here, in order to explain the heating operation in the state where both the first compression unit 103 and the second compression unit 104 are activated as an example, the rear-stage intake valve 85a is opened and the late compression unit activation valve 86a is closed. It is made to the state that was made. However, in the heating operation in a state where only the first compression unit 103 is activated, the rear-stage suction valve 85a and the subsequent compression unit activation valve 86a are closed.

この冷媒回路310の状態において、低圧の冷媒(図25、図27〜図29の点A参照)は、吸入母管102aから圧縮機構102に吸入され、まず、前段側圧縮要素103c、104cによって中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管8の入口側中間枝管81、84に吐出され、逆止機構81a、84aを通じて、中間冷媒管8の中間母管82で合流する(図25、図27〜図29の点B参照)。この前段側圧縮要素103c、104cから吐出されて中間冷媒管8で合流した中間圧の冷媒は、上述の冷房運転時とは異なり、中間熱交換器7を通過せずに(すなわち、冷却されることなく)、中間熱交換器バイパス管9を通過する(図25、図27〜図29の点C参照)。この中間熱交換器7によって冷却されることなく中間熱交換器バイパス管9を通過した中間圧の冷媒は、レシーバ18から第1後段側インジェクション管18cを通じて後段側圧縮要素103d、104dに戻される冷媒(図25、図27〜図29の点M参照)と合流することで冷却される(図25、図27〜図29の点G参照)。次に、第1後段側インジェクション管18cから戻る冷媒と合流した(すなわち、気液分離器としてのレシーバ18による中間圧インジェクションが行われた)中間圧の冷媒は、中間冷媒管8の出口側中間枝管83、85に分岐される。この中間冷媒管8の中間母管82から出口側中間枝管83、85に分岐した中間圧の冷媒は、前段側圧縮要素103c、104cの後段側に接続された後段側圧縮要素103d、104dに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮部103、104から吐出枝管103b、104bに吐出される(図25、図27〜図29の点D参照)。ここで、圧縮部103、104から吐出された高圧の冷媒は、圧縮要素103c、104c、103d、104dによる二段圧縮動作によって、臨界圧力(すなわち、図28に示される臨界点CPにおける臨界圧力Pcp)を超える圧力まで圧縮されている。そして、第1圧縮部103から吐出された高圧の冷媒は、第1油分離機構141を構成する第1油分離器141aに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、第1油分離器141aにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、第1油分離機構141を構成する第1油戻し管141bに流入し、第1油戻し管141bに設けられた第1減圧機構141cで減圧された後に第2圧縮部104の第2吸入枝管104aに戻されて、再び、圧縮機構102に吸入される。また、第2圧縮部104から吐出された高圧の冷媒は、第2油分離機構143を構成する第2油分離器143aに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、第2油分離器143aにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、第2油分離機構143を構成する第2油戻し管143bに流入し、第2油戻し管143bに設けられた第2減圧機構143cで減圧された後に第1圧縮部103の第1吸入枝管103aに戻されて、再び、圧縮機構102に吸入される。次に、油分離機構141、143において冷凍機油が分離された後の高圧の冷媒は、逆止機構142、144を通過した後に吐出母管102bで合流し、切換機構3を通じて、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器6に送られて、冷却源としての水や空気と熱交換を行って冷却される(図25、図27〜図29の点F参照)。そして、利用側熱交換器6において冷却された高圧の冷媒は、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器6に送られて、冷却源としての水や空気と熱交換を行って冷却される(図25、図27〜図29の点Fを参照)。そして、利用側熱交換器6において冷却された高圧の冷媒は、利用側膨張機構5cによって中間圧付近まで減圧された後に、レシーバ18内に一時的に溜められるとともに気液分離が行われる(図25、図27〜図29の点I、L、M参照)。そして、レシーバ18において気液分離されたガス冷媒は、第1後段側インジェクション管18cによってレシーバ18の上部から抜き出されて、上述のように、前段側圧縮要素103c、104cから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、レシーバ18内に溜められた液冷媒は、第1膨張機構5aによって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器4に送られるとともに、中間熱交換器戻し管94を通じて、冷媒の蒸発器として機能する中間熱交換器7にも送られる(図25、図27〜図29の点E参照)。そして、熱源側熱交換器4に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱源としての水や空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる(図25、図27〜図29の点A参照)。また、中間熱交換器7に送られた低圧の気液二相状態の冷媒も、加熱源としての水や空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる(図25、図27〜図29の点V参照)。そして、この熱源側熱交換器4において加熱されて蒸発した低圧の冷媒は、切換機構3を経由して、再び、圧縮機構102に吸入される。また、この中間熱交換器7において加熱されて蒸発した低圧の冷媒も、第3吸入戻し管92を通じて、再び、圧縮機構102に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。   In the state of the refrigerant circuit 310, the low-pressure refrigerant (see point A in FIGS. 25 and 27 to 29) is sucked into the compression mechanism 102 from the suction mother pipe 102a, and is first intermediated by the front-stage compression elements 103c and 104c. After being compressed to the pressure, the refrigerant is discharged to the inlet side intermediate branch pipes 81 and 84 of the intermediate refrigerant pipe 8 and merged in the intermediate mother pipe 82 of the intermediate refrigerant pipe 8 through the check mechanisms 81a and 84a (FIGS. 25 and 27). -See point B in FIG. 29). Unlike the cooling operation described above, the intermediate-pressure refrigerant discharged from the preceding-stage compression elements 103c and 104c and joined in the intermediate refrigerant pipe 8 does not pass through the intermediate heat exchanger 7 (that is, is cooled). Without passing through the intermediate heat exchanger bypass pipe 9 (see point C in FIGS. 25 and 27 to 29). The intermediate-pressure refrigerant that has passed through the intermediate heat exchanger bypass pipe 9 without being cooled by the intermediate heat exchanger 7 is returned to the rear-stage compression elements 103d and 104d from the receiver 18 through the first rear-stage injection pipe 18c. (Refer to the point M in FIGS. 25 and 27 to 29) and cool (see the point G in FIGS. 25 and 27 to 29). Next, the intermediate-pressure refrigerant that has joined with the refrigerant returning from the first rear-stage injection pipe 18c (that is, the intermediate-pressure injection by the receiver 18 as a gas-liquid separator) is the middle of the intermediate refrigerant pipe 8 at the outlet side. Branches into branch pipes 83 and 85. The intermediate-pressure refrigerant branched from the intermediate mother pipe 82 of the intermediate refrigerant pipe 8 to the outlet-side intermediate branch pipes 83 and 85 is supplied to the rear-stage compression elements 103d and 104d connected to the rear-stage side of the front-stage compression elements 103c and 104c. Inhaled, further compressed, and discharged from the compression sections 103 and 104 to the discharge branch pipes 103b and 104b (see point D in FIGS. 25 and 27 to 29). Here, the high-pressure refrigerant discharged from the compression units 103 and 104 is subjected to the critical pressure (that is, the critical pressure Pcp at the critical point CP shown in FIG. 28) by the two-stage compression operation by the compression elements 103c, 104c, 103d, and 104d. ) Compressed to a pressure exceeding The high-pressure refrigerant discharged from the first compression unit 103 flows into the first oil separator 141a constituting the first oil separation mechanism 141, and the accompanying refrigeration oil is separated. The refrigerating machine oil separated from the high-pressure refrigerant in the first oil separator 141a flows into the first oil return pipe 141b constituting the first oil separation mechanism 141, and the first oil return pipe 141b is provided with the first oil return pipe 141b. After being depressurized by the first depressurization mechanism 141 c, it is returned to the second suction branch pipe 104 a of the second compression unit 104 and again sucked into the compression mechanism 102. Further, the high-pressure refrigerant discharged from the second compression unit 104 flows into the second oil separator 143a constituting the second oil separation mechanism 143, and the accompanying refrigeration oil is separated. The refrigerating machine oil separated from the high-pressure refrigerant in the second oil separator 143a flows into the second oil return pipe 143b that constitutes the second oil separation mechanism 143, and is supplied to the second oil return pipe 143b. After the pressure is reduced by the second pressure reducing mechanism 143 c, the pressure is returned to the first suction branch pipe 103 a of the first compression unit 103 and is again sucked into the compression mechanism 102. Next, the high-pressure refrigerant after the refrigerating machine oil is separated in the oil separation mechanisms 141 and 143 merges in the discharge mother pipe 102b after passing through the check mechanisms 142 and 144, and passes through the switching mechanism 3 to be a refrigerant radiator. Is sent to the use-side heat exchanger 6 that functions as a cooling source, and is cooled by exchanging heat with water or air as a cooling source (see point F in FIGS. 25 and 27 to 29). The high-pressure refrigerant cooled in the use-side heat exchanger 6 is sent to the use-side heat exchanger 6 that functions as a refrigerant radiator, and is cooled by exchanging heat with water or air as a cooling source. (See point F in FIGS. 25 and 27-29). Then, the high-pressure refrigerant cooled in the use side heat exchanger 6 is depressurized to the vicinity of the intermediate pressure by the use side expansion mechanism 5c, and is then temporarily stored in the receiver 18 and gas-liquid separation is performed (FIG. 25, see points I, L, and M in FIGS. The gas refrigerant separated from the gas and liquid in the receiver 18 is extracted from the upper part of the receiver 18 by the first second-stage injection pipe 18c, and is discharged from the first-stage compression elements 103c and 104c as described above. Will join the refrigerant. The liquid refrigerant stored in the receiver 18 is reduced in pressure by the first expansion mechanism 5a to become a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant, and is sent to the heat source side heat exchanger 4 functioning as an evaporator of the refrigerant. Then, the refrigerant is also sent to the intermediate heat exchanger 7 functioning as a refrigerant evaporator through the intermediate heat exchanger return pipe 94 (see point E in FIGS. 25 and 27 to 29). Then, the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant sent to the heat source side heat exchanger 4 is heated by heat exchange with water or air as a heating source and evaporated (FIG. 25, FIG. 25). 27 to point 29 in FIG. 29). Further, the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant sent to the intermediate heat exchanger 7 is also heated by exchanging heat with water or air as a heating source (FIGS. 25 and 27). -See point V in FIG. 29). The low-pressure refrigerant heated and evaporated in the heat source side heat exchanger 4 is again sucked into the compression mechanism 102 via the switching mechanism 3. Further, the low-pressure refrigerant heated and evaporated in the intermediate heat exchanger 7 is again sucked into the compression mechanism 102 through the third suction return pipe 92. In this way, the heating operation is performed.

このように、本変形例の空気調和装置1では、暖房運転時においては、上述の変形例2と同様の作用効果が得られるとともに、中間熱交換器7を利用側熱交換器7において放熱した冷媒の蒸発器として機能させるようにして、暖房運転時にも有効利用し、これにより、暖房運転時における冷媒の蒸発能力を高めて、利用側熱交換器6における加熱能力が低くなるのを抑えて、暖房運転時の運転効率が低下しないようにすることができる。   As described above, in the air conditioner 1 of the present modification, during the heating operation, the same operational effects as those of the above-described modification 2 are obtained, and the intermediate heat exchanger 7 is radiated in the use-side heat exchanger 7. It is made to function as a refrigerant evaporator so that it can be effectively used during heating operation, thereby increasing the refrigerant evaporation capability during heating operation and suppressing the heating capability of the use side heat exchanger 6 from being lowered. It is possible to prevent the operating efficiency during heating operation from being lowered.

<圧縮機構の起動>
本変形例の空気調和装置1では、暖房運転時に中間熱交換器7を冷媒の蒸発器として使用する点が上述の変形例2とは異なるが、基本的には、上述の変形例2と同様の圧縮機構102の起動時の動作を行うことができる。
<Starting the compression mechanism>
The air conditioner 1 of the present modification differs from the second modification described above in that the intermediate heat exchanger 7 is used as a refrigerant evaporator during heating operation, but is basically the same as the second modification described above. The operation at the time of starting the compression mechanism 102 can be performed.

(6)他の実施形態
以上、本発明の実施形態及びその変形例について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
(6) Other Embodiments While the embodiments of the present invention and the modifications thereof have been described with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments and the modifications thereof, and Changes can be made without departing from the scope of the invention.

例えば、上述の実施形態及びその変形例においては、前段側圧縮要素と後段側圧縮要素とを有する複数の圧縮部が並列に接続された圧縮機構として、それぞれ2つの圧縮要素が一体に組み込まれた二段圧縮式の圧縮機103、104を並列に接続した圧縮機構102を採用しているが、これに限定されるものではなく、3つ以上の圧縮要素が一体に組み込まれた圧縮機が複数台並列に接続された圧縮機構や、単一の圧縮要素が組み込まれた圧縮機及び/又は2つ以上の圧縮要素が組み込まれた圧縮機が複数台直列に接続されたものを複数台並列に接続された圧縮機構を採用してもよい。   For example, in the above-described embodiment and its modification, each of the two compression elements is integrally incorporated as a compression mechanism in which a plurality of compression units having a front-stage compression element and a rear-stage compression element are connected in parallel. Although the compression mechanism 102 in which the two-stage compression compressors 103 and 104 are connected in parallel is employed, the present invention is not limited to this, and there are a plurality of compressors in which three or more compression elements are integrated. A plurality of compressors connected in parallel to each other and a compressor incorporating a single compression element and / or a compressor incorporating two or more compression elements connected in series. A connected compression mechanism may be employed.

また、上述の実施形態及びその変形例において、利用側熱交換器6を流れる冷媒と熱交換を行う加熱源又は冷却源としての水やブラインを使用するとともに、利用側熱交換器6において熱交換された水やブラインと室内空気とを熱交換させる二次熱交換器を設けた、いわゆる、チラー型の空気調和装置に本発明を適用してもよい。   Moreover, in the above-mentioned embodiment and its modification, while using the refrigerant | coolant which flows through the utilization side heat exchanger 6, the water or brine as a heating source or a cooling source which performs heat exchange, and heat exchange in the utilization side heat exchanger 6 The present invention may be applied to a so-called chiller type air conditioner provided with a secondary heat exchanger for exchanging heat between the water or brine and indoor air.

また、超臨界域で作動する冷媒としては、二酸化炭素に限定されず、エチレン、エタンや酸化窒素等を使用してもよい。   Further, the refrigerant operating in the supercritical region is not limited to carbon dioxide, and ethylene, ethane, nitrogen oxide, or the like may be used.

本発明を利用すれば、前段側圧縮要素と後段側圧縮要素とを有する複数の圧縮機が並列に接続され、かつ、中間圧インジェクションが可能な冷媒回路を有し、超臨界域で作動する冷媒を使用して多段圧縮式冷凍サイクルを行う冷凍装置において、既に起動している圧縮部が存在している状態で他の圧縮部を起動させる際に、既に起動している圧縮部の後段側圧縮要素に吸入される冷媒が湿り状態になるのを抑えることができる。   By using the present invention, a refrigerant operating in the supercritical region having a refrigerant circuit in which a plurality of compressors having a front-stage compression element and a rear-stage compression element are connected in parallel and capable of intermediate pressure injection is used. In a refrigeration system that performs a multistage compression refrigeration cycle using a compressor, when the other compression unit is activated in a state where the compression unit already activated exists, the latter stage side compression of the compression unit already activated It is possible to suppress the refrigerant sucked into the element from becoming wet.

本発明にかかる冷凍装置の一実施形態としての空気調和装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the air conditioning apparatus as one Embodiment of the freezing apparatus concerning this invention. 冷房運転時における空気調和装置内の冷媒の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the refrigerant | coolant in the air conditioning apparatus at the time of air_conditionaing | cooling operation. 冷房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図である。It is the pressure-enthalpy diagram in which the refrigerating cycle at the time of air_conditionaing | cooling operation was illustrated. 冷房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図である。FIG. 3 is a temperature-entropy diagram illustrating a refrigeration cycle during cooling operation. 暖房運転時における空気調和装置内の冷媒の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the refrigerant | coolant in the air conditioning apparatus at the time of heating operation. 暖房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図である。It is the pressure-enthalpy diagram in which the refrigerating cycle at the time of heating operation was illustrated. 暖房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図である。It is the temperature-entropy diagram in which the refrigerating cycle at the time of heating operation was illustrated. 後発圧縮部起動制御のフローチャートである。It is a flowchart of late compression part starting control. 後発圧縮部起動制御の開始前(すなわち、第1圧縮部だけが起動されている状態)における空気調和装置内の冷媒の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the refrigerant | coolant in an air conditioning apparatus before the start of late compression part starting control (namely, the state where only the 1st compression part is started). 第2圧縮部を起動した状態(すなわち、第2圧縮部の起動後であって、後段側吸入弁の開操作、後発圧縮部起動弁の閉操作、及び、第1後段側インジェクション開閉弁の開操作を行う前の状態)における空気調和装置内の冷媒の流れを示す図である。The state in which the second compression unit is activated (that is, after the second compression unit is activated, the opening operation of the rear side suction valve, the closing operation of the subsequent compression unit activation valve, and the opening of the first rear side injection opening / closing valve) It is a figure which shows the flow of the refrigerant | coolant in the air conditioning apparatus in the state before performing operation. 変形例1にかかる空気調和装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the air conditioning apparatus concerning the modification 1. 冷房運転時における空気調和装置内の冷媒の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the refrigerant | coolant in the air conditioning apparatus at the time of air_conditionaing | cooling operation. 冷房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図である。It is the pressure-enthalpy diagram in which the refrigerating cycle at the time of air_conditionaing | cooling operation was illustrated. 冷房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図である。FIG. 3 is a temperature-entropy diagram illustrating a refrigeration cycle during cooling operation. 暖房運転時における空気調和装置内の冷媒の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the refrigerant | coolant in the air conditioning apparatus at the time of heating operation. 暖房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図である。It is the pressure-enthalpy diagram in which the refrigerating cycle at the time of heating operation was illustrated. 暖房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図である。It is the temperature-entropy diagram in which the refrigerating cycle at the time of heating operation was illustrated. 変形例2にかかる空気調和装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the air conditioning apparatus concerning the modification 2. 冷房運転時における空気調和装置内の冷媒の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the refrigerant | coolant in the air conditioning apparatus at the time of air_conditionaing | cooling operation. 冷房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図である。It is the pressure-enthalpy diagram in which the refrigerating cycle at the time of air_conditionaing | cooling operation was illustrated. 冷房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図である。FIG. 3 is a temperature-entropy diagram illustrating a refrigeration cycle during cooling operation. 暖房運転時における空気調和装置内の冷媒の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the refrigerant | coolant in the air conditioning apparatus at the time of heating operation. 暖房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図である。It is the pressure-enthalpy diagram in which the refrigerating cycle at the time of heating operation was illustrated. 暖房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図である。It is the temperature-entropy diagram in which the refrigerating cycle at the time of heating operation was illustrated. 変形例3にかかる空気調和装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the air conditioning apparatus concerning the modification 3. 冷房運転時における空気調和装置内の冷媒の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the refrigerant | coolant in the air conditioning apparatus at the time of air_conditionaing | cooling operation. 暖房運転時における空気調和装置内の冷媒の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the refrigerant | coolant in the air conditioning apparatus at the time of heating operation. 暖房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図である。It is the pressure-enthalpy diagram in which the refrigerating cycle at the time of heating operation was illustrated. 暖房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図である。It is the temperature-entropy diagram in which the refrigerating cycle at the time of heating operation was illustrated.

符号の説明Explanation of symbols

1 空気調和装置(冷凍装置)
4 熱源側熱交換器(放熱器、蒸発器)
6 利用側熱交換器(蒸発器、放熱器)
7 中間熱交換器
8 中間冷媒管
18c 第1後段側インジェクション管
18d 第1後段側インジェクション開閉弁
19 第2後段側インジェクション管
19a 第2後段側インジェクション弁
20 エコノマイザ熱交換器(冷却器)
81 第1入口側中間枝管
82 中間母管
83 第1出口側中間枝管
84 第2入口側中間枝管
85 第2出口側中間枝管
85a 後段側吸入弁
86 起動バイパス管
86a 後発圧縮部起動弁
102 圧縮機構
103 第1圧縮部
104 第2圧縮部
1 Air conditioning equipment (refrigeration equipment)
4 Heat source side heat exchanger (heat radiator, evaporator)
6 Use side heat exchanger (evaporator, radiator)
7 Intermediate Heat Exchanger 8 Intermediate Refrigerant Pipe 18c First Second Stage Injection Pipe 18d First Second Stage Injection Open / Close Valve 19 Second Second Stage Injection Pipe 19a Second Second Stage Injection Valve 20 Economizer Heat Exchanger (Cooler)
81 First inlet side intermediate branch pipe 82 Intermediate mother pipe 83 First outlet side intermediate branch pipe 84 Second inlet side intermediate branch pipe 85 Second outlet side intermediate branch pipe 85a Rear stage suction valve 86 Start bypass pipe 86a Subsequent compression section start Valve 102 Compression mechanism 103 First compression unit 104 Second compression unit

Claims (6)

超臨界域で作動する冷媒を使用する冷凍装置であって、
冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を吸入して冷凍サイクルにおける中間圧まで圧縮する第1前段側圧縮要素と冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を吸入して冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮する第1後段側圧縮要素とを有しており運転容量を可変できる第1圧縮部(103)と、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を吸入して冷凍サイクルにおける中間圧まで圧縮する第2前段側圧縮要素と冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を吸入して冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮する第2後段側圧縮要素とを有する第2圧縮部(104)とを含む圧縮機構(102)と、
前記前段側圧縮要素から吐出された冷媒を前記後段側圧縮要素に吸入させる中間冷媒管(8)と、
前記圧縮機構によって圧縮された冷媒を放熱させる放熱器(4、6)と、
前記放熱器によって放熱された冷媒を蒸発させる蒸発器(6、4)と、
後段側インジェクション弁を有しており、前記放熱器において放熱した冷媒を分岐して前記中間冷媒管に戻す後段側インジェクション管(18c、19)とを備え、
前記第1圧縮部を起動させた状態から前記第2圧縮部を起動する後発圧縮部起動制御において、前記第2圧縮部の起動に先立って前記第1圧縮部の運転容量を下げる際に、前記後段側インジェクション弁の開度を小さくする、
冷凍装置(1)。
A refrigeration system using a refrigerant operating in a supercritical region,
A first front-stage compression element that sucks low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle and compresses it to an intermediate pressure in the refrigeration cycle; and a first rear-stage compression element that sucks intermediate-pressure refrigerant in the refrigeration cycle and compresses it to a high pressure in the refrigeration cycle; A first compression section (103) having a variable operating capacity, a second pre-stage compression element that sucks low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle and compresses it to an intermediate pressure in the refrigeration cycle, and an intermediate pressure in the refrigeration cycle A compression mechanism (102) including a second compression section (104) having a second rear-stage compression element that sucks the refrigerant and compresses the refrigerant to a high pressure in the refrigeration cycle;
An intermediate refrigerant pipe (8) for sucking the refrigerant discharged from the front-stage compression element into the rear-stage compression element;
A radiator (4, 6) for radiating the refrigerant compressed by the compression mechanism;
An evaporator (6, 4) for evaporating the refrigerant radiated by the radiator;
A rear-stage injection valve, and a rear-stage injection pipe (18c, 19) for branching the refrigerant radiated in the radiator and returning it to the intermediate refrigerant pipe;
In the subsequent compression unit activation control for activating the second compression unit from the state in which the first compression unit is activated, when lowering the operating capacity of the first compression unit prior to activation of the second compression unit, Reduce the opening of the rear injection valve,
Refrigeration equipment (1).
前記中間冷媒管(8)は、前記第1前段側圧縮要素の吐出側に接続される第1入口側中間枝管(81)と、前記第2前段側圧縮要素の吐出側に接続される第2入口側中間枝管(84)と、前記入口側中間枝管が合流する中間母管(82)と、前記中間母管から分岐されて前記第1後段側圧縮要素の吸入側に接続される第1出口側中間枝管(83)と、後段側吸入弁(85a)を有しており前記中間母管から分岐されて前記第2後段側圧縮要素の吸入側に接続される第2出口側中間枝管(85)とを含んでおり、
前記後段側インジェクション管(18c、19)は、前記中間母管に接続されており、
後発圧縮部起動弁を有しており、前記第2入口側中間枝管と前記第2出口側中間枝管とを連通させる起動バイパス管(86)をさらに備え、
前記後発圧縮部起動制御において、前記後段側吸入弁を閉め、かつ、前記後発圧縮部起動弁を開けた状態で前記第2圧縮部を起動し、前記第2圧縮部が起動された後に、前記後段側吸入弁を開け、かつ、前記後発圧縮部起動弁を閉める、
請求項1に記載の冷凍装置(1)。
The intermediate refrigerant pipe (8) is connected to a discharge side of the first front-stage compression element and a first inlet-side intermediate branch pipe (81) connected to the discharge side of the first front-stage compression element. 2 inlet side intermediate branch pipes (84), an intermediate mother pipe (82) where the inlet side intermediate branch pipes merge, and a branch from the intermediate mother pipe to be connected to the suction side of the first second-stage compression element A second outlet side having a first outlet-side intermediate branch pipe (83) and a rear-stage side suction valve (85a) branched from the intermediate mother pipe and connected to the suction side of the second rear-stage-side compression element An intermediate branch pipe (85),
The latter-stage injection pipe (18c, 19) is connected to the intermediate mother pipe,
A start-up bypass pipe (86) having a late compression section start valve and communicating the second inlet side intermediate branch pipe and the second outlet side intermediate branch pipe;
In the subsequent compression unit activation control, the second-stage compression unit is activated with the latter-stage suction valve closed and the subsequent-compression unit activation valve opened, and after the second compression unit is activated, Open the rear-stage suction valve and close the later-compression compressor start valve,
The refrigeration apparatus (1) according to claim 1.
前記後発圧縮部起動制御において、前記後段側吸入弁(85a)が開けられ、かつ、前記後発圧縮部起動弁(86a)が閉められる際に、前記後段側インジェクション弁(18c、19)の開度を大きくする、請求項2に記載の冷凍装置(1)。   In the subsequent compression unit activation control, when the latter stage suction valve (85a) is opened and the latter compression unit activation valve (86a) is closed, the opening degree of the latter stage injection valve (18c, 19). The refrigeration apparatus (1) according to claim 2, wherein 前記中間母管(82)には、前記前段側圧縮要素から吐出されて前記後段側圧縮要素に吸入される冷媒の冷却器として機能する中間熱交換器(7)が設けられている、請求項2又は3に記載の冷凍装置(1)。   The intermediate mother pipe (82) is provided with an intermediate heat exchanger (7) that functions as a refrigerant cooler that is discharged from the front-stage compression element and sucked into the rear-stage compression element. The refrigeration apparatus (1) according to 2 or 3. 前記放熱器(4、6)において放熱した冷媒と前記後段側インジェクション管(19)を流れる冷媒との熱交換を行うエコノマイザ熱交換器(20)をさらに備えた、請求項1〜4のいずれかに記載の冷凍装置(1)。   The economizer heat exchanger (20) that further performs heat exchange between the refrigerant that has radiated heat in the radiator (4, 6) and the refrigerant that flows through the rear-stage injection pipe (19). The refrigeration apparatus (1) described in 1. 前記超臨界域で作動する冷媒は、二酸化炭素である、請求項1〜5のいずれかに記載の冷凍装置(1)。
The refrigerating apparatus (1) according to any one of claims 1 to 5, wherein the refrigerant operating in the supercritical region is carbon dioxide.
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