JP6939936B2

JP6939936B2 - 冷凍サイクル装置

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Publication number: JP6939936B2
Application number: JP2020055739A
Authority: JP
Inventors: 和志久山; 柯壁陳; 岡本　哲也; 哲也岡本
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2020-03-26
Publication date: 2021-09-22
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Description

本開示は、冷凍サイクル装置に関する。

特許文献１には、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構と凝縮器と膨張機構と蒸発器とが順に接続された冷媒回路を備える冷凍装置が開示されている。この冷凍装置は、低段側圧縮機構および高段側圧縮機構のうち一方の圧縮機構が駆動して他方の圧縮機構が停止する単段圧縮運転と、低段側圧縮機構および高段側圧縮機構が共に駆動する二段圧縮運転とに切り換え自在である。また、この冷凍装置は、切換制御手段を備えている。この切換制御手段は、冷媒回路における高圧冷媒と低圧冷媒との高低差圧が所定の第１設定圧力値より小さいと単段圧縮運転を行う一方、高低差圧が所定の第１設定圧力値以上であると二段圧縮運転を行うように運転状態を切り換える。

特開２００８−６４４２１号公報

特許文献１の冷凍装置では、圧縮効率を考慮せずに単段圧縮運転と二段圧縮運転とを切り換えているので、圧縮効率を改善することが困難である。

本開示の第１の態様は、冷凍サイクル装置に関し、この冷凍サイクル装置は、第１圧縮機（21）と第２圧縮機（22）と熱源側熱交換器（24）と膨張機構（26）と利用側熱交換器（27）とを有し、前記第１圧縮機（21）および前記第２圧縮機（22）の一方が駆動して他方が停止する単段圧縮運転と、前記第１圧縮機（21）および前記第２圧縮機（22）の両方が駆動する二段圧縮運転とを行うことが可能な冷媒回路（20）と、前記単段圧縮運転および前記二段圧縮運転のうち圧縮効率の良くなる方が行われるように、前記冷媒回路（20）を制御する制御部（100）とを備え、制御部（100）は、前記冷媒回路（20）の必要能力（Q）が予め定められた能力閾値（Qth）を下回る場合に、前記単段圧縮運転が行われるように前記冷媒回路（20）を制御し、前記冷媒回路（20）の必要能力（Q）が前記能力閾値（Qth）を下回らない場合に、前記二段圧縮運転が行われるように前記冷媒回路（20）を制御し、前記能力閾値（Qth）は、前記冷媒回路（20）の高圧と低圧との差と相関のある物理量（X）に応じて変化する値であり、前記物理量（X）が該能力閾値（Qth）に対応する物理量（X）であるという条件下において前記二段圧縮運転における圧縮効率（η2）が前記単段圧縮運転における圧縮効率（η1）よりも高くなる境界となる前記冷媒回路（20）の必要能力（Q）に対応する。

第１の態様では、冷凍サイクル装置（10）における圧縮効率を改善することができる。

また、第１の態様では、二段圧縮運転における圧縮効率が単段圧縮運転における圧縮効率よりも高くなる境界を考慮して、単段圧縮運転と二段圧縮運転とを切り換えることができる。これにより、冷凍サイクル装置（10）における圧縮効率を改善することができる。

本開示の第２の態様は、第１の態様において、前記能力閾値（Qth）は、前記物理量（X）が大きくなるに連れて次第に小さくなることを特徴とする冷凍サイクル装置である。

第２の態様では、二段圧縮運転における圧縮効率が単段圧縮運転における圧縮効率よりも高くなる境界を考慮した単段圧縮運転と二段圧縮運転との切り換えを適切に行うことができる。

本開示の第３の態様は、第１または第２の態様において、前記制御部（100）は、前記物理量（X）が予め定められた第１物理量閾値（Xth1）を下回る場合に、前記冷媒回路（20）の必要能力（Q）に拘わらず前記単段圧縮運転が行われるように前記冷媒回路（20）を制御し、前記物理量（X）が前記第１物理量閾値（Xth1）よりも大きい第２物理量閾値（Xth2）を上回る場合に、前記冷媒回路（20）の必要能力（Q）に拘わらず前記二段圧縮運転が行われるように前記冷媒回路（20）を制御することを特徴とする冷凍サイクル装置である。

第３の態様では、物理量（X）が第１物理量閾値（Xth1）を下回る場合に、冷媒回路（20）の必要能力（Q）に拘わらず単段圧縮運転が行われるように冷媒回路（20）を制御することにより、冷媒回路（20）における高圧と低圧との差が小さくなり過ぎて二段圧縮運転を実施することができない場合に、二段圧縮運転の実施を禁止することができる。これにより、二段圧縮運転の実施による不具合の発生を回避することができる。

また、第３の態様では、物理量（X）が第２物理量閾値（Xth2）を上回る場合に、冷媒回路（20）の必要能力（Q）に拘わらず二段圧縮運転が行われるように冷媒回路（20）を制御することにより、冷媒回路（20）における高圧と低圧との差が大きくなり過ぎて単段圧縮運転を実施することができない場合に、単段圧縮運転の実施を禁止することができる。これにより、単段圧縮運転の実施による不具合の発生を回避することができる。

本開示の第４の態様は、第１〜第３の態様のいずれか１つにおいて、インジェクション回路（30）を備え、前記二段圧縮運転では、前記第１圧縮機（21）から吐出された冷媒を前記第２圧縮機（22）が吸入し、前記インジェクション回路（30）は、前記二段圧縮運転において、前記熱源側熱交換器（24）および前記利用側熱交換器（27）のうち放熱器となる熱交換器から前記膨張機構（26）へ向かう冷媒の一部を前記第２圧縮機（22）の吸入側に供給することを特徴とする冷凍サイクル装置である。

第４の態様では、二段圧縮運転において、放熱器となる熱交換器（熱源側熱交換器（24）または利用側熱交換器（27））から膨張機構（26）へ向かう冷媒の一部を第２圧縮機（22）の吸入側に供給することにより、第２圧縮機（22）に吸入される冷媒を冷却することができる。これにより、第２圧縮機（22）に吸入される冷媒のエンタルピーを小さくすることができるので、第２圧縮機（22）の理論動力を低減することができ、冷凍サイクル装置（10）の運転効率（例えばＣＯＰ）を向上させることができる。

本開示の第５の態様は、第４態様において、前記第１圧縮機（21）および前記第２圧縮機（22）の一方は、インジェクション圧縮機（20a）であり、前記インジェクション圧縮機（20a）は、冷媒を圧縮するための圧縮室を有し、圧縮途中の圧縮室に冷媒を供給できるように構成されており、前記単段圧縮運転では、前記インジェクション圧縮機（20a）が駆動し、前記インジェクション回路（30）は、前記単段圧縮運転において、前記熱源側熱交換器（24）および前記利用側熱交換器（27）のうち放熱器となる熱交換器から前記膨張機構（26）へ向かう冷媒の一部を前記第２圧縮機（22）の吸入側および前記インジェクション圧縮機（20a）の圧縮途中の圧縮室のどちらにも供給しない第１状態と、該冷媒の一部を前記インジェクション圧縮機（20a）の圧縮途中の圧縮室に供給する第２状態とに切り換えられ、前記二段圧縮運転において、前記熱源側熱交換器（24）および前記利用側熱交換器（27）のうち放熱器となる熱交換器から前記膨張機構（26）へ向かう冷媒の一部を前記第２圧縮機（22）の吸入側に供給する第３状態に切り換えられることを特徴とする冷凍サイクル装置である。

第５態様では、単段圧縮運転においてインジェクション回路（30）を第１状態と第２状態とに切り換えることができるので、インジェクションを利用して第２圧縮機（22）から吐出される冷媒の温度（以下では「吐出温度」と記載）の上昇を適切に抑制することができる。これにより、単段圧縮運転における冷凍サイクル装置（10）の動作可能な範囲（冷媒回路（20）における高圧と低圧との差の範囲）を広くすることができる。

また、第５態様では、単段圧縮運転と二段圧縮運転との切り換えとともにインジェクション回路（30）の第１状態（または第２状態）と第３状態との切り換えを行うことができる。これにより、二段圧縮運転における圧縮効率が単段圧縮運転における圧縮効率よりも高くなる境界を考慮した単段圧縮運転と二段圧縮運転との切り換えを適切に行うことができる。

本開示の第６態様は、第４態様において、前記制御部（100）は、前記単段圧縮運転が行われるように前記冷媒回路（20）を制御する条件下において、前記冷媒回路（20）の必要能力（Q）が予め定められた単段能力閾値（Qa）を下回る場合に、前記インジェクション回路（30）を前記第１状態にし、前記冷媒回路（20）の必要能力（Q）が前記単段能力閾値（Qa）を下回らない場合に、前記インジェクション回路（30）を前記第２状態にし、前記単段能力閾値（Qa）は、前記物理量（X）に応じて変化する値であり、前記物理量（X）が該単段能力閾値（Qa）に対応する物理量（X）であるという条件下において前記インジェクション回路（30）が前記第２状態である場合の前記単段圧縮運転における圧縮効率が前記インジェクション回路（30）が前記第１状態である場合の前記単段圧縮運転における運転効率よりも高くなる境界となる前記冷媒回路（20）の必要能力（Q）に対応することを特徴とする冷凍サイクル装置である。

第６態様では、インジェクション回路（30）が第２状態である場合の単段圧縮運転（以下では「第２単段圧縮運転」と記載）における圧縮効率がインジェクション回路（30）が第１状態である場合の単段圧縮運転（以下では「第１単段圧縮運転」と記載）における圧縮効率よりも高くなる境界を考慮して、単段圧縮運転におけるインジェクション回路（30）の状態を第１状態と第２状態とに切り換えることができる。これにより、冷凍サイクル装置（10）の単段圧縮運転における圧縮効率を改善することができる。

本開示の第７態様は、第６の態様において、前記単段能力閾値（Qa）は、前記物理量（X）が大きくなるに連れて次第に小さくなることを特徴とする冷凍サイクル装置である。

第７の態様では、第２単段圧縮運転における圧縮効率が第１単段圧縮運転における圧縮効率よりも高くなる境界を考慮したインジェクション回路（30）の第１状態と第２状態との切り換えを適切に行うことができる。

本開示の第８の態様は、第５〜第７の態様のいずれか１つにおいて、前記インジェクション回路（30）は、前記二段圧縮運転において、前記第３状態と、前記熱源側熱交換器（24）および前記利用側熱交換器（27）のうち放熱器となる熱交換器から前記膨張機構（26）へ向かう冷媒の一部を前記第２圧縮機（22）の吸入側および前記インジェクション圧縮機（20a）の圧縮途中の圧縮室の両方に供給する第４状態とに切り換えられることを特徴とする冷凍サイクル装置である。

第８の態様では、二段圧縮運転においてインジェクション回路（30）を第３状態と第４状態とに切り換えることができるので、インジェクションを利用して第２圧縮機（22）の吐出温度の上昇を適切に抑制することができる。これにより、二段圧縮運転における冷凍サイクル装置（10）の動作可能な範囲（冷媒回路（20）における高圧と低圧との差の範囲）を広くすることができる。

本開示の第９の態様は、第８の態様において、前記制御部（100）は、前記二段圧縮運転が行われるように前記冷媒回路（20）を制御する条件下において、前記冷媒回路（20）の必要能力（Q）が予め定められた二段能力閾値（Qd）を下回る場合に、前記インジェクション回路（30）を前記第３状態にし、前記冷媒回路（20）の必要能力（Q）が前記二段能力閾値（Qd）を下回らない場合に、前記インジェクション回路（30）を前記第４状態にし、前記二段能力閾値（Qd）は、前記物理量（X）に応じて変化する値であり、前記物理量（X）が該二段能力閾値（Qd）に対応する物理量（X）であるという条件下において前記インジェクション回路（30）が前記第３状態である場合の前記二段圧縮運転において前記第２圧縮機（22）から吐出される冷媒の温度が予め定められた許容吐出温度よりも高くなる境界となる前記冷媒回路（20）の必要能力（Q）に対応することを特徴とする冷凍サイクル装置である。

第９の態様では、インジェクション回路（30）が第３状態である場合の二段圧縮運転（以下では「第１二段圧縮運転」と記載）において第２圧縮機（22）の吐出温度が許容吐出温度よりも高くなる境界を考慮して、二段圧縮運転におけるインジェクション回路（30）の状態を第３状態と第４状態とに切り換えることができる。これにより、二段圧縮運転における第２圧縮機（22）の吐出温度の上昇を適切に抑制することができ、第２圧縮機（22）を高温による破壊から保護することができる。

本開示の第１０の態様は、第９の態様において、前記二段能力閾値（Qd）は、前記物理量（X）が大きくなるに連れて、次第に小さくなることを特徴とする冷凍サイクル装置である。

第１０の態様では、第１二段圧縮運転において第２圧縮機（22）の吐出温度が許容吐出温度よりも高くなる境界を考慮したインジェクション回路（30）の第３状態と第４状態との切り換えを適切に行うことができる。

図１は、実施形態１の冷凍サイクル装置の構成を例示する配管図である。図２は、単段圧縮運転および二段圧縮運転の圧縮効率について説明するためのグラフである。図３は、実施形態１の冷凍サイクル装置の運転制御について説明するためのグラフである。図４は、実施形態１の変形例の冷凍サイクル装置の運転の切り換えについて説明するためのグラフである。図５は、実施形態２の冷凍サイクル装置の構成を例示する配管図である。図６は、実施形態２の冷凍サイクル装置の運転制御について説明するためのグラフである。図７は、実施形態２の変形例の冷凍サイクル装置の運転制御について説明するためのグラフである。図８は、実施形態２の変形例の冷凍サイクル装置の運転制御について説明するためのもう１つのグラフである。

以下、実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付しその説明は繰り返さない。

（実施形態１）
図１は、実施形態１による冷凍サイクル装置（10）の構成を例示する。この例では、冷凍サイクル装置（10）は、空調対象空間（図示を省略）に供給される水（利用側流体の一例）を加熱することで空調対象空間を暖房する暖房運転と、空調対象空間に供給される水を冷却することで空調対象空間を冷房する冷房運転とを行う空気調和機を構成する。冷凍サイクル装置（10）は、冷媒回路（20）と、インジェクション回路（30）と、中間熱交換器（40）と、制御部（100）とを備える。

〔冷媒回路〕
冷媒回路（20）は、第１圧縮機（21）と、第２圧縮機（22）と、四路切換弁（23）と、熱源側熱交換器（24）と、逆止弁ブリッジ（25）と、膨張機構（26）と、利用側熱交換器（27）と、アキュムレータ（28）と、バイパス逆止弁（29）とを有する。冷媒回路（20）には、冷媒が充填されており、冷媒回路（20）において冷媒が循環することで冷凍サイクルが行われる。冷媒は、例えば、Ｒ４１０Ａ，Ｒ３２，Ｒ４０７Ｃなどである。

また、冷媒回路（20）は、単段圧縮運転と二段圧縮運転とを行うことが可能である。単段圧縮運転では、第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）の一方が駆動し、他方が停止する。二段圧縮運転では、第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）の両方が駆動する。なお、単段圧縮運転および二段圧縮運転については、後で詳しく説明する。

〈第１圧縮機〉
第１圧縮機（21）は、吸入した冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を吐出する。例えば、第１圧縮機（21）は、スクロール式の圧縮機であってもよいし、ロータリ式の圧縮機であってもよいし、揺動ピストン式の圧縮機であってもよいし、ターボ式の圧縮機であってもよいし、その他の圧縮機であってもよい。なお、ロータリ式の圧縮機は、ピストンとブレード（ベーン）とが別体である圧縮機のことである。揺動ピストン式の圧縮機は、ピストンとブレードとが一体化された圧縮機のことである。

また、第１圧縮機（21）の回転数は、可変である。例えば、第１圧縮機（21）は、第１圧縮機（21）に電気的に接続されたインバータ（図示を省略）の出力周波数を変化させることで、第１圧縮機（21）の内部に設けられたモータの回転数が変化し、その結果、第１圧縮機（21）の回転数（運転周波数）が変化するようになっている。

〈第２圧縮機〉
第２圧縮機（22）は、吸入した冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を吐出する。例えば、第２圧縮機（22）は、スクロール式の圧縮機であってもよいし、ロータリ式の圧縮機であってもよいし、揺動ピストン式の圧縮機であってもよいし、ターボ式の圧縮機であってもよいし、その他の圧縮機であってもよい。

また、第１圧縮機（21）と同様、第２圧縮機（22）の回転数は、可変である。例えば、第２圧縮機（22）は、第２圧縮機（22）に電気的に接続されたインバータ（図示を省略）の出力周波数を変化させることで、第２圧縮機（22）の内部に設けられたモータの回転数が変化し、その結果、第２圧縮機（22）の回転数（運転周波数）が変化するようになっている。

この例では、第２圧縮機（22）は、第１圧縮機（21）から吐出された冷媒を圧縮するように構成される。具体的には、第２圧縮機（22）の吸入側は、第１冷媒配管（P1）を経由して、第１圧縮機（21）の吐出側に接続される。

〈四路切換弁〉
四路切換弁（23）の第１ポートは、第２冷媒配管（P2）を経由して、第２圧縮機（22）の吐出側に接続される。四路切換弁（23）の第２ポートは、第３冷媒配管（P3）を経由して、第１圧縮機（21）の吸入側に接続される。四路切換弁（23）の第３ポートは、第４冷媒配管（P4）を経由して、熱源側熱交換器（24）のガス側に接続される。四路切換弁（23）の第４ポートは、第５冷媒配管（P5）を経由して、利用側熱交換器（27）のガス側に接続される。

四路切換弁（23）は、第１ポートと第４ポートとが連通し且つ第２ポートと第３ポートとが連通する第１流路状態（図１の実線で示す状態）と、第１ポートと第３ポートとが連通し且つ第２ポートと第４ポートとが連通する第２流路状態（図１の破線で示す状態）とに切り換えられる。

〈熱源側熱交換器〉
熱源側熱交換器（24）は、冷媒と熱源側流体とを熱交換させる。この例では、熱源側熱交換器（24）は、冷媒と空気（熱源側流体の一例）とを熱交換させる。

〈逆止弁ブリッジ〉
逆止弁ブリッジ（25）は、熱源側熱交換器（24）および利用側熱交換器（27）のうち凝縮器（放熱器）となる熱交換器から流出された冷媒を膨張機構（26）に供給し、膨張機構（26）から流出された冷媒を熱源側熱交換器（24）および利用側熱交換器（27）のうち蒸発器となる熱交換器に供給する。

具体的には、逆止弁ブリッジ（25）は、第１逆止弁（C1）と第２逆止弁（C2）と第３逆止弁（C3）と第４逆止弁（C4）とを有する。第１〜第４逆止弁（C1〜C4）の各々は、図１の矢印で示した方向への冷媒の流れを許容し、その逆方向の冷媒の流れを阻害する。第１逆止弁（C1）と第２逆止弁（C2）とが直列に接続され、第３逆止弁（C3）と第４逆止弁（C4）とが直列に接続される。また、第１逆止弁（C1）と第３逆止弁（C3）とが互いに接続され、第２逆止弁（C2）と第４逆止弁（C4）とが互いに接続される。

第１逆止弁（C1）と第２逆止弁（C2）との接続点である第１接続点（Q1）は、第６冷媒配管（P6）を経由して熱源側熱交換器（24）の液側に接続される。第３逆止弁（C3）と第４逆止弁（C4）との接続点である第２接続点（Q2）は、第７冷媒配管（P7）を経由して、利用側熱交換器（27）の液側に接続される。第１逆止弁（C1）と第３逆止弁（C3）との接続点である第３接続点（Q3）は、第８冷媒配管（P8）を経由して、膨張機構（26）に接続される。第２逆止弁（C2）と第４逆止弁（C4）との接続点である第４接続点（Q4）は、第９冷媒配管（P9）を経由して、膨張機構（26）に接続される。

〈膨張機構〉
膨張機構（26）は、冷媒を膨張させて冷媒の圧力を低下させる。この例では、膨張機構（26）は、開度を調節可能な膨張弁（例えば電子膨張弁）により構成される。

〈利用側熱交換器〉
利用側熱交換器（27）は、冷媒と利用側流体とを熱交換させる。この例では、利用側熱交換器（27）は、冷媒と水（利用側流体の一例）とを熱交換させる。

〈アキュムレータ〉
アキュムレータ（28）は、第３冷媒配管（P3）に設けられる。具体的には、第３冷媒配管（P3）は、四路切換弁（23）の第２ポートとアキュムレータ（28）の入口側とを接続する第１配管部（P31）と、アキュムレータ（28）の出口側と第１圧縮機（21）の吸入側とを接続する第２配管部（P32）とを有する。

〈バイパス逆止弁〉
バイパス逆止弁（29）は、第１圧縮機（21）が停止している場合に第１圧縮機（21）を迂回して第２圧縮機（22）の吸入側に冷媒を供給するために設けられる。具体的には、第３冷媒配管（P3）の第２配管部（P32）の中途部は、バイアス配管（PB）を経由して、第１冷媒配管（P1）の中途部に接続される。バイパス逆止弁（29）は、バイアス配管（PB）に設けられる。バイパス逆止弁（29）は、第３冷媒配管（P3）から第１冷媒配管（P1）へ向かう方向の冷媒の流れを許容し、その逆方向の冷媒の流れを阻害する。

〔インジェクション回路〕
インジェクション回路（30）は、二段圧縮運転において、熱源側熱交換器（24）および利用側熱交換器（27）のうち凝縮器（放熱器）となる熱交換器から膨張機構（26）へ向かう冷媒の一部を第２圧縮機（22）の吸入側に供給する。具体的には、インジェクション回路（30）は、インジェクション膨張弁（31）を有する。また、インジェクション回路（30）には、第１インジェクション配管（PJ1）が設けられる。第１インジェクション配管（PJ1）の一端は、第８冷媒配管（P8）の中途部に接続される。第１インジェクション配管（PJ1）の他端は、第１冷媒配管（P1）の中途部に接続される。そして、第１インジェクション配管（PJ1）には、インジェクション膨張弁（31）が設けられる。インジェクション膨張弁（31）は、インジェクション回路（30）を流れる冷媒（この例では第１インジェクション配管（PJ1）を流れる冷媒）を減圧する。

〔中間熱交換器〕
中間熱交換器（40）は、熱源側熱交換器（24）および利用側熱交換器（27）のうち凝縮器（放熱器）となる熱交換器から流出した冷媒と、インジェクション膨張弁（31）により減圧された冷媒とを熱交換させる。この例では、中間熱交換器（40）は、第８冷媒配管（P8）のうち第８冷媒配管（P8）の一端（第３接続点Ｑ３）と第８冷媒配管（P8）と第１インジェクション配管（PJ1）との接続点との間にある配管部に接続される。また、中間熱交換器（40）は、第１インジェクション配管（PJ1）のうちインジェクション膨張弁（31）と第１インジェクション配管（PJ1）の他端（第１インジェクション配管（PJ1）と第１冷媒配管（P1）との接続点）との間にある配管部とに接続される。そして、中間熱交換器（40）は、これらの配管部を流れる冷媒を熱交換させる。

〔各種センサ〕
冷凍サイクル装置（10）には、冷媒などの温度を検出する温度センサや、冷媒などの圧力を検出する圧力センサなどの各種センサ（図示を省略）が設けられる。これらの各種センサの検出結果（信号）は、制御部（100）に送信される。

〔制御部〕
制御部（100）は、冷凍サイクル装置（10）に設けられた各種センサの信号や外部からの制御信号に基づいて、冷凍サイクル装置（10）の各部を制御して冷凍サイクル装置（10）の動作を制御する。具体的には、制御部（100）は、第１圧縮機（21）と、第２圧縮機（22）と、四路切換弁（23）と、膨張機構（26）と、インジェクション膨張弁（31）と、減圧弁（32）とを制御する。例えば、制御部（100）は、プロセッサと、プロセッサと電気的に接続されてプロセッサを動作させるためのプログラムや情報を記憶するメモリとにより構成される。

〔冷凍サイクル装置の運転動作〕
実施形態１の冷凍サイクル装置（10）では、単段圧縮運転と、二段圧縮運転とが行われる。単段圧縮運転では、第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）の一方が停止し、第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）の他方が駆動する。この例では、第１圧縮機（21）が停止し、第２圧縮機（22）が駆動する。二段圧縮運転では、第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）の両方が駆動する。この例では、単段圧縮運転として、単段圧縮暖房運転と、単段圧縮冷房運転とが行われ、二段圧縮運転として、二段圧縮暖房運転と、二段圧縮冷房運転とが行われる。

〈単段圧縮暖房運転〉
単段圧縮暖房運転では、利用側熱交換器（27）が凝縮器（放熱器）となり熱源側熱交換器（24）が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。具体的には、四路切換弁（23）が第１流路状態（図１の実線で示す状態）に設定される。膨張機構（26）における減圧量（具体的には膨張機構（26）を構成する膨張弁の開度）が適宜調節される。インジェクション膨張弁（31）が全閉状態に設定される。そして、第１圧縮機（21）が停止し、第２圧縮機（22）が駆動する。

第２圧縮機（22）から吐出された冷媒は、四路切換弁（23）を通過し、利用側熱交換器（27）において利用側流体に放熱して凝縮する。利用側熱交換器（27）から流出した冷媒は、逆止弁ブリッジ（25）を通過し、膨張機構（26）において減圧される。膨張機構（26）において減圧された冷媒は、逆止弁ブリッジ（25）を通過し、熱源側熱交換器（24）において熱源側流体から吸熱して蒸発する。熱源側熱交換器（24）から流出した冷媒は、四路切換弁（23）とアキュムレータ（28）とバイパス逆止弁（29）とを順に通過し、第２圧縮機（22）に吸入されて圧縮される。

〈単段圧縮冷房運転〉
単段圧縮冷房運転では、熱源側熱交換器（24）が凝縮器（放熱器）となり利用側熱交換器（27）が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。具体的には、四路切換弁（23）が第２流路状態（図１の破線で示す状態）に設定される。膨張機構（26）における減圧量（具体的には膨張機構（26）を構成する膨張弁の開度）が適宜調節される。インジェクション膨張弁（31）が全閉状態に設定される。そして、第１圧縮機（21）が停止し、第２圧縮機（22）が駆動する。

第２圧縮機（22）から吐出された冷媒は、四路切換弁（23）を通過し、熱源側熱交換器（24）において熱源側流体に放熱して凝縮する。熱源側熱交換器（24）から流出した冷媒は、逆止弁ブリッジ（25）を通過し、膨張機構（26）において減圧される。膨張機構（26）において減圧された冷媒は、逆止弁ブリッジ（25）を通過し、利用側熱交換器（27）において利用側流体から吸熱して蒸発する。利用側熱交換器（27）から流出した冷媒は、四路切換弁（23）とアキュムレータ（28）とバイパス逆止弁（29）とを順に通過し、第２圧縮機（22）に吸入されて圧縮される。

〈二段圧縮暖房運転〉
二段圧縮暖房運転では、利用側熱交換器（27）が凝縮器（放熱器）となり熱源側熱交換器（24）が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。具体的には、四路切換弁（23）が第１流路状態（図１の実線で示す状態）に設定される。膨張機構（26）における減圧量（具体的には膨張機構（26）を構成する膨張弁の開度）と、インジェクション膨張弁（31）の開度とが適宜調節される。そして、第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）の両方が駆動する。

第２圧縮機（22）から吐出された冷媒は、四路切換弁（23）を通過し、利用側熱交換器（27）において利用側流体に放熱して凝縮する。利用側熱交換器（27）から流出した冷媒は、逆止弁ブリッジ（25）を通過して第８冷媒配管（P8）を流れ、中間熱交換器（40）においてインジェクション回路（30）の第１インジェクション配管（PJ1）を流れる冷媒に放熱して過冷却される。中間熱交換器（40）から流出して第８冷媒配管（P8）を流れる冷媒は、その一部がインジェクション回路（30）に供給され、その残部が膨張機構（26）に供給される。

膨張機構（26）に供給された冷媒は、膨張機構（26）において減圧され、逆止弁ブリッジ（25）を通過し、熱源側熱交換器（24）において熱源側流体から吸熱して蒸発する。熱源側熱交換器（24）から流出した冷媒は、四路切換弁（23）とアキュムレータ（28）とを順に通過し、第１圧縮機（21）に吸入されて圧縮される。第１圧縮機（21）から吐出された冷媒は、第２圧縮機（22）に吸入されて圧縮される。

一方、インジェクション回路（30）に供給された冷媒は、第１インジェクション配管（PJ1）を流れ、インジェクション膨張弁（31）において減圧され、中間熱交換器（40）において第８冷媒配管（P8）を流れる冷媒から吸熱する。中間熱交換器（40）から流出して第１インジェクション配管（PJ1）を流れる冷媒は、第１冷媒配管（P1）の中途部に供給される。第１冷媒配管（P1）に供給された冷媒は、第１圧縮機（21）から吐出された冷媒と合流し、第２圧縮機（22）に吸入されて圧縮される。これにより、第２圧縮機（22）に吸入される冷媒が冷却される。

〈二段圧縮冷房運転〉
二段圧縮冷房運転では、熱源側熱交換器（24）が凝縮器（放熱器）となり利用側熱交換器（27）が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。具体的には、四路切換弁（23）が第２流路状態（図１の破線で示す状態）に設定される。膨張機構（26）における減圧量（具体的には膨張機構（26）を構成する膨張弁の開度）と、インジェクション膨張弁（31）の開度とが適宜調節される。そして、第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）の両方が駆動する。

第２圧縮機（22）から吐出された冷媒は、四路切換弁（23）を通過し、熱源側熱交換器（24）において熱源側流体に放熱して凝縮する。熱源側熱交換器（24）から流出した冷媒は、逆止弁ブリッジ（25）を通過して第８冷媒配管（P8）を流れ、中間熱交換器（40）においてインジェクション回路（30）の第１インジェクション配管（PJ1）を流れる冷媒に放熱して過冷却される。中間熱交換器（40）から流出して第８冷媒配管（P8）を流れる冷媒は、その一部がインジェクション回路（30）に供給され、その残部が膨張機構（26）に供給される。

膨張機構（26）に供給された冷媒は、膨張機構（26）において減圧され、逆止弁ブリッジ（25）を通過し、利用側熱交換器（27）において利用側流体から吸熱して蒸発する。利用側熱交換器（27）から流出した冷媒は、四路切換弁（23）とアキュムレータ（28）とを順に通過し、第１圧縮機（21）に吸入されて圧縮される。第１圧縮機（21）から吐出された冷媒は、第２圧縮機（22）に吸入されて圧縮される。

〔圧縮効率の説明〕
次に、図２を参照して、実施形態１の冷凍サイクル装置（10）における圧縮効率について説明する。実施形態１の冷凍サイクル装置（10）では、単段圧縮運転における圧縮効率（η1）と、二段圧縮運転における圧縮効率（η2）とが考慮される。図２の縦軸は、圧縮効率（η）を示し、図２の横軸は、冷媒回路（20）の必要能力（Q）（冷媒回路（20）に必要とされる能力）を示す。

図２に示すように、単段圧縮運転における圧縮効率（η1）は、冷媒回路（20）の必要能力（Q）に応じて変化する。具体的には、冷媒回路（20）の必要能力（Q）が単段圧縮運転における圧縮効率（η1）の最高点に対応する必要能力から離れていくに連れて、単段圧縮運転における圧縮効率（η1）が次第に低下していく。これと同様に、二段圧縮運転における圧縮効率（η2）は、冷媒回路（20）の必要能力（Q）に応じて変化する。具体的には、冷媒回路（20）の必要能力（Q）が二段圧縮運転における圧縮効率（η2）の最高点に対応する必要能力から離れていくに連れて、二段圧縮運転における圧縮効率（η2）が次第に低下していく。なお、二段圧縮運転における圧縮効率（η2）の最高点に対応する冷媒回路（20）の必要能力（Q）は、単段圧縮運転における圧縮効率（η1）の最高点に対応する冷媒回路（20）の必要能力（Q）よりも大きい。

また、図２に示すように、冷媒回路（20）の必要能力（Q）の変化に応じた単段圧縮運転における圧縮効率（η1）の変化を示す単段圧縮特性曲線は、冷媒回路（20）の必要能力（Q）の変化に応じた二段圧縮運転における圧縮効率（η2）の変化を示す二段圧縮特性曲線と交差する。この単段圧縮特性曲線と二段圧縮特性曲線との交点に対応する必要能力（境界必要能力（Qk））は、二段圧縮運転における圧縮効率（η2）が単段圧縮運転における圧縮効率（η1）よりも高くなる境界となる冷媒回路（20）の必要能力（Q）である。冷媒回路（20）の必要能力（Q）が境界必要能力（Qk）を下回る場合、単段圧縮運転における圧縮効率（η1）のほうが二段圧縮運転における圧縮効率（η2）よりも高くなる。一方、冷媒回路（20）の必要能力（Q）が境界必要能力（Qk）を下回らない場合、二段圧縮運転における圧縮効率（η2）のほうが単段圧縮運転における圧縮効率（η1）よりも高くなる。

なお、この境界必要能力（Qk）は、冷媒回路（20）の高圧と低圧との差に応じて変化する。具体的には、冷媒回路（20）の高圧と低圧との差が大きくなるに連れて、境界必要能力（Qk）が次第に小さくなる。

〔圧縮効率の導出〕
次に、冷凍サイクル装置（10）における圧縮効率の導出について説明する。

単段圧縮運転では、第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）の一方が停止して他方が駆動する。したがって、単段圧縮運転における圧縮効率（η1）は、第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）のうち駆動状態となる圧縮機（この例では第２圧縮機（22））の圧縮効率になっているとみなすことができる。

二段圧縮運転では、第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）の両方が駆動する。したがって、二段圧縮運転における圧縮効率（η2）は、第１圧縮機（21）の圧縮効率と第２圧縮機（22）の圧縮効率とに応じた圧縮効率になっているとみなすことができる。

例えば、二段圧縮運転における圧縮効率（η2）は、次の式１に基づいて導出することができる。式１において、"η２１"は第１圧縮機（21）の圧縮効率であり、"η２２"第２圧縮機（22）の圧縮効率であり、"Ｚ２１"は第１圧縮機（21）の理論入力値であり、"Ｚ２２"は第２圧縮機（22）の理論入力値である。

また、二段圧縮運転における圧縮効率（η2）は、次の式２に基づいて導出されてもよい。式２において、"ΔＰ２１"は第１圧縮機（21）の差圧（吐出側と吸入側との圧力差）であり、"ΔＰ２２"は第２圧縮機（22）の差圧であり、"ΔＰ２０"は第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）の全体差圧（具体的には第１圧縮機（21）の吸入側と第２圧縮機（22）の吐出側との圧力差）である。"Ａ"および"Ｂ"は補正係数であり、第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）の各々の容積率や設計差圧などから導出される。

また、二段圧縮運転における圧縮効率（η2）は、次の式３に基づいて導出されてもよい。式３において、"Ｐｒ２１"は第１圧縮機（21）の圧縮比であり、"Ｐ２２"は第２圧縮機（22）の圧縮比であり、"Ｐ２０"は第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）の全体の圧縮比（具体的には第１圧縮機（21）の圧縮比と第２圧縮機（22）の圧縮比との積）である。"Ｃ"および"Ｄ"は補正係数であり、第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）の各々の容積率や設計差圧などから導出される。

また、二段圧縮運転における圧縮効率（η2）は、次の式４に基づいて導出されてもよい。

なお、第１圧縮機（21）の圧縮効率（η21）は、例えば、事前に準備された第１圧縮効率マップに基づいて導出される。この第１圧縮効率マップには、冷媒回路（20）の運転条件（例えば凝縮圧力，蒸発圧力，過熱度など）と第１圧縮機（21）の圧縮効率（η21）とが対応付けられている。これと同様に、第２圧縮機（22）の圧縮効率（η22）は、例えば、事前に準備された第２圧縮効率マップに基づいて導出される。この第２圧縮効率マップには、冷媒回路（20）の運転条件（例えば凝縮圧力，蒸発圧力，過熱度など）と第２圧縮機（22）の圧縮効率（η22）とが対応付けられている。

制御部（100）は、次のようにして単段圧縮運転における圧縮効率（η1）と二段圧縮運転における圧縮効率（η2）とを導出してもよい。例えば、制御部（100）は、第１圧縮効率マップおよび第２圧縮効率マップを記憶している。そして、制御部（100）は、冷凍サイクル装置（10）に設けられた各種センサ（図示を省略）により検出された冷媒回路（20）の運転条件を定期的に取得し、その取得された冷媒回路（20）の運転条件と第１圧縮効率マップおよび第２圧縮効率マップとに基づいて単段圧縮運転における圧縮効率（η1）と二段圧縮運転における圧縮効率（η2）とを導出する。

具体的には、制御部（100）は、第１圧縮効率マップおよび第２圧縮効率マップのうち単段圧縮運転において駆動状態となる圧縮機に対応する圧縮効率マップ（この例では第２圧縮機（22）に対応する第２圧縮効率マップ）を選択する。そして、制御部（100）は、その選択された圧縮効率マップの中から冷媒回路（20）の運転条件に対応する圧縮機の圧縮効率（この例では第２圧縮機（22）の圧縮効率（η22））を選択し、その圧縮機の圧縮効率を単段圧縮運転における圧縮効率（η1）とする。また、制御部（100）は、第１圧縮効率マップおよび第２圧縮効率マップから冷媒回路（20）の運転条件に対応する第１圧縮機（21）の運転効率（η1）および第２圧縮機（22）の運転効率（η2）をそれぞれ選択する。そして、制御部（100）は、その選択された第１圧縮機（21）の運転効率（η1）および第２圧縮機（22）の運転効率（η2）を上記の式１〜式４のいずれか１つに代入することで二段圧縮運転における圧縮効率（η2）を導出する。

なお、二段圧縮運転における圧縮効率（η2）は、上記の式１〜式４ではない他の方法により導出されてもよい。また、第１圧縮機（21）の圧縮効率（η21）および第２圧縮機（22）の圧縮効率（η22）は、第１圧縮効率マップおよび第２圧縮効率マップではなく、第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）の状態から計算されてもよい。

〔運転制御〕
次に、図３を参照して、実施形態１の冷凍サイクル装置（10）の運転制御について説明する。制御部（100）は、単段圧縮運転および二段圧縮運転のうち圧縮効率の良くなる方が行われるように、冷媒回路（20）を制御する。具体的には、制御部（100）は、冷媒回路（20）の必要能力（Q）と予め定められた能力閾値（Qth）とを比較する。冷媒回路（20）の必要能力（Q）が能力閾値（Qth）を下回る場合、制御部（100）は、単段圧縮運転が行われるように冷媒回路（20）を制御する。一方、冷媒回路（20）の必要能力（Q）が能力閾値（Qth）を下回らない場合、制御部（100）は、二段圧縮運転が行われるように冷媒回路（20）を制御する。

〔能力閾値〕
能力閾値（Qth）は、冷媒回路（20）の高圧と低圧との差と相関のある物理量（X）に応じて変化する値である。また、能力閾値（Qth）は、物理量（X）がその能力閾値（Qth）に対応する物理量（X）であるという条件下において、二段圧縮運転における圧縮効率（η2）が単段圧縮運転における圧縮効率（η1）よりも高くなる境界となる冷媒回路（20）の必要能力（Q）に対応する。なお、能力閾値（Qth）は、図２に示した境界必要能力（Qk）に対応する。具体的には、能力閾値（Qth）は、図２に示した単段圧縮特性曲線と二段圧縮特性曲線との交点に対応する冷媒回路（20）の必要能力（Q）である。例えば、物理量（X）の変化に応じた能力閾値（Qth）の変化を示す線（図３に示した能力閾値（Qth）の線）から任意の物理量（X）に対応する能力閾値（Qth）を選択すると、その選択された能力閾値（Qth）は、物理量（X）がその任意の物理量（X）であるときの境界必要能力（Qk）（二段圧縮運転における圧縮効率（η2）が単段圧縮運転における圧縮効率（η1）よりも高くなる境界となる冷媒回路（20）の必要能力（Q））である。

この例では、能力閾値（Qth）は、物理量（X）が大きくなるに連れて次第に小さくなる。なお、この例では、物理量（X）の変化に応じた能力閾値（Qth）の変化を示す線は、直線となっている。

〔物理量の具体例〕
次に、物理量（X）について説明する。上述のとおり、物理量（X）は、冷媒回路（20）における高圧と低圧との差と相関のある量である。

冷媒回路（20）における高圧と相関のある量としては、例えば、以下の９つのパラメータを列挙することができる。

（１）吐出圧力：第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）により構成される圧縮機構から吐出される冷媒の圧力
（２）吐出温度：圧縮機構から吐出される冷媒の温度
（３）凝縮圧力：熱源側熱交換器（24）および利用側熱交換器（27）のうち凝縮器となる熱交換器における冷媒の凝縮圧力
（４）凝縮温度：凝縮器となる熱交換器における冷媒の凝縮温度
（５）高圧：冷媒圧力センサ（図示を省略）により検出される高圧
（６）出湯温度：利用側熱交換器（27）が冷媒と水とを熱交換させる場合に暖房運転において利用側熱交換器（27）から流出する水の温度
（７）暖房吹出温度：利用側熱交換器（27）が冷媒と空気（利用側流体の一例）とを熱交換させる場合に暖房運転において利用側熱交換器（27）から流出する空気の温度
（８）暖房吸込温度：利用側熱交換器（27）が冷媒と空気（利用側流体の一例）とを熱交換させる場合に暖房運転において利用側熱交換器（27）に流入する空気の温度
（９）冷房外気温度：熱源側熱交換器（24）が冷媒と空気とを熱交換させる場合に冷房運転において熱源側熱交換器（24）に流入する空気の温度
以上の冷媒回路（20）における高圧と相関のあるパラメータは、冷凍サイクル装置（10）に設けられた各種センサにより得ることが可能である。

また、冷媒回路（20）における低圧と相関のある量としては、例えば、以下の９つのパラメータを列挙することができる。

（１）吸入圧力：第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）により構成される圧縮機構に吸入される冷媒の圧力
（２）吸入温度：圧縮機構に吸入される冷媒の温度
（３）蒸発圧力：熱源側熱交換器（24）および利用側熱交換器（27）のうち蒸発器となる熱交換器における冷媒の蒸発圧力
（４）蒸発温度：蒸発器となる熱交換器における冷媒の蒸発温度
（５）低圧：冷媒圧力センサ（図示を省略）により検出される低圧
（６）冷却水温度：利用側熱交換器（27）が冷媒と水とを熱交換させる場合に冷房運転において利用側熱交換器（27）から流出する水の温度
（７）冷房吹出温度：利用側熱交換器（27）が冷媒と空気とを熱交換させる場合に冷房運転において利用側熱交換器（27）から流出する空気の温度
（８）冷房吸込温度：利用側熱交換器（27）が冷媒と空気とを熱交換させる場合に冷房運転において利用側熱交換器（27）に流入する空気の温度
（９）暖房外気温度：熱源側熱交換器（24）が冷媒と空気とを熱交換させる場合に暖房運転において熱源側熱交換器（24）に流入する空気の温度
以上の冷媒回路（20）における低圧と相関のあるパラメータは、冷凍サイクル装置（10）に設けられた各種センサにより得ることが可能である。

以上より、物理量（X）として、例えば、（１）吐出圧力と吸入圧力との差、（２）吐出温度と吸入温度との差、（３）凝縮圧力と蒸発圧力との差、（４）凝縮温度と蒸発温度との差、（５）高圧と低圧との差、（６）出湯温度と暖房外気温度との差、（７）冷房外気温度と冷却水温度との差、（８）暖房吹出温度と暖房外気温度との差、（９）暖房吸込温度と暖房外気温度との差、（１０）冷房外気温度と冷房吹出温度との差、（１１）冷房外気温度と冷房吸込温度との差、などを利用することが可能である。

〔実施形態１の特徴（１）〕
本実施形態の冷凍サイクル装置（10）は、第１圧縮機（21）と第２圧縮機（22）と熱源側熱交換器（24）と膨張機構（26）と利用側熱交換器（27）とを有し、第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）の一方が駆動して他方が停止する単段圧縮運転と、第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）の両方が駆動する二段圧縮運転とを行うことが可能な冷媒回路（20）と、冷媒回路（20）の必要能力（Q）が予め定められた能力閾値（Qth）を下回る場合に、単段圧縮運転が行われるように冷媒回路（20）を制御し、冷媒回路（20）の必要能力（Q）が能力閾値（Qth）を下回らない場合に、二段圧縮運転が行われるように冷媒回路（20）を制御する制御部（100）とを備える。能力閾値（Qth）は、冷媒回路（20）の高圧と低圧との差と相関のある物理量（X）に応じて変化する値であり、物理量（X）がその能力閾値（Qth）に対応する物理量（X）であるという条件下において二段圧縮運転における圧縮効率（η2）が単段圧縮運転における圧縮効率（η1）よりも高くなる境界となる冷媒回路（20）の必要能力（Q）に対応する。

本実施形態では、二段圧縮運転における圧縮効率が単段圧縮運転における圧縮効率よりも高くなる境界を考慮して、単段圧縮運転と二段圧縮運転とを切り換えることができる。これにより、冷凍サイクル装置（10）における圧縮効率を改善することができる。

詳しく説明すると、単段圧縮運転では、二段圧縮運転よりも、圧縮機の駆動に伴うエネルギ損失（例えば圧縮機の吸入管および吐出管における圧力損失や圧縮機における熱損失など）を低減することができる。一方、二段圧縮運転では、単段圧縮運転よりも、圧縮機１つ当たりの差圧（圧縮機の吸入側と吐出側との圧力差）を低減することができ、圧縮機１つ当たりの圧縮効率を改善しやすい。なお、冷媒回路（20）の高圧と低圧との差が比較的に小さい場合、上記の圧縮機１つ当たりの差圧の低減による圧縮効率の改善よりも、上記のエネルギ損失の低減による圧縮効率の改善のほうが有効となる傾向にある。言い換えると、冷媒回路（20）の高圧と低圧との差が比較的に小さい場合、二段圧縮運転における圧縮効率よりも、単段圧縮運転における圧縮効率のほうが高くなる傾向にある。逆に、冷媒回路（20）の高圧と低圧との差が比較的に大きい場合、上記のエネルギ損失の低減による圧縮効率の改善よりも、上記の圧縮機１つ当たりの差圧の低減による圧縮効率の改善のほうが有効となる傾向にある。言い換えると、冷媒回路（20）の高圧と低圧との差が比較的に大きい場合、単段圧縮運転における圧縮効率よりも、二段圧縮運転における圧縮効率のほうが高くなる傾向にある。

また、第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22〉の各々の全断熱効率は、その圧縮機の回転数に応じて変化する。具体的には、圧縮機の回転数がその圧縮機の全断熱効率の最高点に対応する回転数から離れていくに連れて、その圧縮機の全断熱効率が次第に低下していく。また、第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22〉の各々の容積効率は、その圧縮機の回転数に正比例する傾向にある。なお、第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）の各々の回転数は、冷媒回路（20）の必要能力（Q）（冷媒回路（20）に必要とされる能力）に依存する。言い換えると、冷媒回路（20）の必要能力（Q）が変化すると、第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）の少なくとも一方の圧縮機の回転数が変化する。

したがって、冷媒回路（20）の高圧と低圧との差と相関のある物理量（X）と、冷媒回路（20）の必要能力（Q）とに応じて、単段圧縮運転と二段圧縮運転とを切り換えることにより、二段圧縮運転における圧縮効率が単段圧縮運転における圧縮効率よりも高くなる境界を考慮して、単段圧縮運転と二段圧縮運転とを切り換えることができる。

なお、第１圧縮機（21）の体格（例えばシリンダ容積率や設計圧縮比など）と第２圧縮機（22）の体格とが互いに異なる場合、第１圧縮機（21）の回転数と第２圧縮機（22）の回転数とが互いに異なる。したがって、特に、第１圧縮機（21）の体格と第２圧縮機（22）の体格とが互いに異なる場合に、第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）の各々の回転数に依存する冷媒回路（20）の必要能力（Q）と、物理量（X）とに応じて単段圧縮運転と二段圧縮運転とを切り換えることにより、冷凍サイクル装置（10）における圧縮効率を適切に改善することができる。

〔実施形態１の特徴（２）〕
本実施形態の冷凍サイクル装置（10）では、能力閾値（Qth）は、物理量（X）が大きくなるに連れて次第に小さくなる。

本実施形態では、二段圧縮運転における圧縮効率が単段圧縮運転における圧縮効率よりも高くなる境界を考慮した単段圧縮運転と二段圧縮運転との切り換えを適切に行うことができる。

詳しく説明すると、冷媒回路（20）の高圧と低圧と相関のある物理量（X）が大きくなるに連れて、能力閾値（Qth）を次第に小さくすることにより、冷媒回路（20）の高圧と低圧との差が比較的に小さい場合に、単段圧縮運転を行うことができ、冷媒回路（20）の高圧と低圧との差が比較的に大きい場合に、二段圧縮運転を行うことができる。冷媒回路（20）の高圧と低圧との差が比較的に小さい場合に単段圧縮運転を行うことにより、圧縮機の駆動に伴うエネルギ損失の低減による圧縮効率の改善を適切に行うことができる。また、冷媒回路（20）の高圧と低圧との差が比較的に大きい場合に二段圧縮運転を行うことにより、圧縮機１つ当たりの差圧の低減による圧縮効率の改善を適切に行うことができる。

〔実施形態１の特徴（３）〕
本実施形態の冷凍サイクル装置（10）は、インジェクション回路（30）を備え、二段圧縮運転では、第１圧縮機（21）から吐出された冷媒を第２圧縮機（22）が吸入し、インジェクション回路（30）は、二段圧縮運転において、熱源側熱交換器（24）および利用側熱交換器（27）のうち放熱器となる熱交換器から膨張機構（26）へ向かう冷媒の一部を第２圧縮機（22）の吸入側に供給する。

本実施形態では、二段圧縮運転において、放熱器となる熱交換器（熱源側熱交換器（24）または利用側熱交換器（27））から膨張機構（26）へ向かう冷媒の一部を第２圧縮機（22）の吸入側に供給することにより、第２圧縮機（22）に吸入される冷媒を冷却することができる。これにより、第２圧縮機（22）に吸入される冷媒のエンタルピーを小さくすることができるので、第２圧縮機（22）の理論動力を低減することができ、冷凍サイクル装置（10）の運転効率（例えばＣＯＰ）を向上させることができる。

また、本実施形態では、第２圧縮機（22）から吐出される冷媒の温度（以下では「吐出温度」と記載）の上昇を抑制することができる。これにより、第２圧縮機（22）を高温による破壊から保護することができるので、第２圧縮機（22）の信頼性を確保することができる。また、第２圧縮機（22）に吸入される冷媒の密度を増加させることができるので、第２圧縮機（22）の機械効率を向上させることができる。

（実施形態１の変形例）
図４に示すように、実施形態１の変形例では、制御部（100）は、物理量（X）が予め定められた第１物理量閾値（Xth1）を下回る場合に、冷媒回路（20）の必要能力（Q）に拘わらず、単段圧縮運転が行われるように冷媒回路（20）を制御する。また、制御部（100）は、物理量（X）が予め定められた第２物理量閾値（Xth2）を上回る場合に、冷媒回路（20）の必要能力（Q）に拘わらず、二段圧縮運転が行われるように冷媒回路（20）を制御する。第２物理量閾値（Xth2）は、第１物理量閾値（Xth1）よりも大きい。

そして、物理量（X）が第１物理量閾値（Xth1）を下回らず且つ第２物理量閾値（Xth2）を上回らない場合、制御部（100）は、物理量（X）と能力閾値（Qth）との比較の結果に応じて、単段圧縮運転および二段圧縮運転のいずれか一方が行われるように冷媒回路（20）を制御する。

〔実施形態１の変形例の特徴〕
本実施形態の冷凍サイクル装置（10）では、制御部（100）は、物理量（X）が予め定められた第１物理量閾値（Xth1）を下回る場合に、冷媒回路（20）の必要能力（Q）に拘わらず単段圧縮運転が行われるように冷媒回路（20）を制御し、物理量（X）が第１物理量閾値（Xth1）よりも大きい第２物理量閾値（Xth2）を上回る場合に、冷媒回路（20）の必要能力（Q）に拘わらず二段圧縮運転が行われるように冷媒回路（20）を制御する。

本実施形態では、物理量（X）が第１物理量閾値（Xth1）を下回る場合に、冷媒回路（20）の必要能力（Q）に拘わらず単段圧縮運転が行われるように冷媒回路（20）を制御することにより、冷媒回路（20）における高圧と低圧との差が小さくなり過ぎて二段圧縮運転を実施することができない場合に、二段圧縮運転の実施を禁止することができる。これにより、二段圧縮運転の実施による不具合の発生を回避することができる。例えば、第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）の一方または両方において、圧縮機の差圧不足による起動不能，給油不足，軸受損傷などの発生を回避することができる。

また、本実施形態では、物理量（X）が第２物理量閾値（Xth2）を上回る場合に、冷媒回路（20）の必要能力（Q）に拘わらず二段圧縮運転が行われるように冷媒回路（20）を制御することにより、冷媒回路（20）における高圧と低圧との差が大きくなり過ぎて単段圧縮運転を実施することができない場合に、単段圧縮運転の実施を禁止することができる。これにより、単段圧縮運転の実施による不具合の発生を回避することができる。例えば、第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）の一方または両方において、圧縮機の差圧過剰による起動不能，軸受損傷，能力不足，圧縮効率低下などの発生を回避することができる。

（実施形態２）
図５は、実施形態２の冷凍サイクル装置（10）の構成を例示する。実施形態２の冷凍サイクル装置（10）は、第２圧縮機（22）の構成とインジェクション回路（30）の構成が実施形態１の冷凍サイクル装置（10）と異なる。実施形態２の冷凍サイクル装置（10）のその他の構成は、実施形態１の冷凍サイクル装置（10）の構成と同様である。

〔インジェクション圧縮機〕
実施形態２では、第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）の一方は、インジェクション圧縮機（20a）である。インジェクション圧縮機（20a）は、冷媒を圧縮するための圧縮室を有し、圧縮途中の圧縮室に冷媒を供給できるように構成される。具体的には、インジェクション圧縮機（20a）には、吸入ポートと中間ポートと吐出ポートとが設けられている。吸入ポートは、インジェクション圧縮機（20a）の吸入行程において圧縮室（低圧の圧縮室）と連通する。中間ポートは、インジェクション圧縮機（20a）の圧縮行程の途中において圧縮室（中間圧の圧縮室）と連通する。吐出ポートは、インジェクション圧縮機（20a）の吐出行程において圧縮室（高圧の圧縮室）と連通する。この例では、第２圧縮機（22）がインジェクション圧縮機（20a）である。

〔インジェクション回路〕
実施形態２では、インジェクション回路（30）は、第１状態と、第２状態と、第３状態と、第４状態とに切り換え可能となっている。この例では、インジェクション回路（30）は、単段圧縮運転において第１状態と第２状態とに切り換えられ、二段圧縮運転において第３状態と第４状態とに切り換えられる。また、インジェクション回路（30）は、単段圧縮運転における第１状態（または第２状態）と二段圧縮運転における第３状態（または第４状態）とに切り換えられる。

第１状態では、インジェクション回路（30）は、熱源側熱交換器（24）および利用側熱交換器（27）のうち凝縮器（放熱器）となる熱交換器から膨張機構（26）へ向かう冷媒の一部を、第２圧縮機（22）の吸入側およびインジェクション圧縮機（20a）（この例では第２圧縮機（22））の圧縮途中の圧縮室のどちらにも供給しない。

第２状態では、インジェクション回路（30）は、熱源側熱交換器（24）および利用側熱交換器（27）のうち凝縮器（放熱器）となる熱交換器から膨張機構（26）へ向かう冷媒の一部を、インジェクション圧縮機（20a）（この例では第２圧縮機（22））の圧縮途中の圧縮室に供給する。

第３状態では、インジェクション回路（30）は、熱源側熱交換器（24）および利用側熱交換器（27）のうち凝縮器（放熱器）となる熱交換器から膨張機構（26）へ向かう冷媒の一部を、第２圧縮機（22）の吸入側に供給する。

第４状態では、インジェクション回路（30）は、熱源側熱交換器（24）および利用側熱交換器（27）のうち凝縮器（放熱器）となる熱交換器から膨張機構（26）へ向かう冷媒の一部を、第２圧縮機（22）の吸入側およびインジェクション圧縮機（20a）（この例では第２圧縮機（22））の圧縮途中の圧縮室の両方に供給する。

具体的には、この例では、インジェクション回路（30）は、インジェクション膨張弁（31）に加えて、減圧弁（32）と、インジェクション逆止弁（33）とを有する。また、インジェクション回路（30）には、第１インジェクション配管（PJ1）に加えて、第２インジェクション配管（PJ2）と、第３インジェクション配管（PJ3）とが設けられる。第２インジェクション配管（PJ2）は、第１インジェクション配管（PJ1）の他端と第１冷媒配管（P1）の中途部とを接続する。第３インジェクション配管（PJ3）は、第１インジェクション配管（PJ1）の他端とインジェクション圧縮機（20a）である第２圧縮機（22）の中間ポートとを接続する。第２インジェクション配管（PJ2）には、減圧弁（32）が設けられる。第３インジェクション配管（PJ3）には、インジェクション逆止弁（33）が設けられる。

減圧弁（32）は、開度を調節可能である。例えば、減圧弁（32）は、電動弁により構成される。インジェクション逆止弁（33）は、第１インジェクション配管（PJ1）からインジェクション圧縮機（20a）である第２圧縮機（22）の中間ポートへ向かう冷媒の流れを許容し、その逆方向の冷媒の流れを阻害する。なお、インジェクション逆止弁（33）は、インジェクション圧縮機（20a）である第２圧縮機（22）内に設けられてもよい。

この例では、インジェクション膨張弁（31）を全閉状態にすることにより、インジェクション回路（30）が第１状態（上記冷媒の一部を第２圧縮機（22）の吸入側およびインジェクション圧縮機（20a）の圧縮途中の圧縮室のどちらにも供給しない状態）になる。インジェクション膨張弁（31）を調節状態（開度が適宜調節される状態）にし、且つ、減圧弁（32）を全開状態にすることにより、インジェクション回路（30）が第２状態（上記冷媒の一部をインジェクション圧縮機（20a）の圧縮途中の圧縮室に供給する状態）になる。

また、インジェクション膨張弁（31）を調節状態にし、且つ、減圧弁（32）を全閉状態にすることにより、インジェクション回路（30）が第３状態（上記冷媒の一部を第２圧縮機（22）の吸入側に供給する状態）になる。インジェクション膨張弁（31）を調節状態にし、且つ、減圧弁（32）を全閉状態と全開状態との間の状態にすることにより、インジェクション回路（30）が第４状態（上記冷媒の一部を第２圧縮機（22）の吸入側およびインジェクション圧縮機（20a）の圧縮途中の圧縮室の両方に供給する状態）になる。

〔冷凍サイクル装置の運転動作〕
実施形態１の冷凍サイクル装置（10）と同様に、実施形態２の冷凍サイクル装置（10）では、単段圧縮運転と、二段圧縮運転とが行われる。単段圧縮運転として、単段圧縮暖房運転と、単段圧縮冷房運転とが行われ、二段圧縮運転として、二段圧縮暖房運転と、二段圧縮冷房運転とが行われる。

〈単段圧縮運転〉
実施形態２の単段圧縮運転（単段圧縮暖房運転および単段圧縮冷房運転）は、インジェクション回路（30）の動作が実施形態１の単段圧縮暖房運転（単段圧縮暖房運転および単段圧縮冷房運転）と異なる。実施形態２の単段圧縮暖房運転では、熱源側熱交換器（24）および利用側熱交換器（27）のうち凝縮器（放熱器）となる熱交換器から逆止弁ブリッジ（25）と中間熱交換器（40）とを順に通過して第８冷媒配管（P8）を流れる冷媒は、インジェクション回路（30）の状態に応じて、その一部がインジェクション回路（30）に供給される。

インジェクション回路（30）が第１状態である場合（具体的にはインジェクション膨張弁（31）が全閉状態である場合）、第８冷媒配管（P8）を流れる冷媒は、インジェクション回路（30）には供給されず、膨張機構（26）に供給される。

インジェクション回路（30）が第２状態である場合（具体的にはインジェクション膨張弁（31）が調節状態であり減圧弁（32）が全閉状態である場合）、第８冷媒配管（P8）を流れる冷媒は、その一部がインジェクション回路（30）の第１インジェクション配管（PJ1）に供給され、その残部が膨張機構（26）に供給される。インジェクション回路（30）に供給された冷媒は、第１インジェクション配管（PJ1）を流れ、インジェクション膨張弁（31）において減圧され、中間熱交換器（40）において第８冷媒配管（P8）を流れる冷媒から吸熱する。中間熱交換器（40）から流出して第１インジェクション配管（PJ1）を流れる冷媒は、インジェクション逆止弁（33）を通過してインジェクション圧縮機（20a）である第２圧縮機（22）の中間ポートに供給される。第２圧縮機（22）の中間ポートに供給された冷媒は、第２圧縮機（22）の圧縮途中の圧縮室に供給され、圧縮室内の冷媒と混合される。これにより、第２圧縮機（22）の圧縮室内の冷媒が冷却される。

〈二段圧縮運転〉
実施形態２の二段圧縮運転（二段圧縮暖房運転および二段圧縮冷房運転）は、インジェクション回路（30）の動作が実施形態１の二段圧縮暖房運転（二段圧縮暖房運転および二段圧縮冷房運転）と異なる。実施形態２の二段圧縮暖房運転では、中間熱交換器（40）から流出して第１インジェクション配管（PJ1）を流れる冷媒は、インジェクション回路（30）の状態に応じて、第２圧縮機（22）の吸入側、または、第２圧縮機（22）の吸入側およびインジェクション圧縮機（20a）（この例では第２圧縮機（22））の圧縮途中の圧縮室の両方に供給される。

インジェクション回路（30）が第３状態である場合（具体的にはインジェクション膨張弁（31）が調節状態であり減圧弁（32）が全開状態である場合）、第１インジェクション配管（PJ1）を流れる冷媒は、開状態の減圧弁（32）を通過して第１冷媒配管（P1）の中途部に供給される。第１冷媒配管（P1）に供給された冷媒は、第１圧縮機（21）から吐出された冷媒と合流し、第２圧縮機（22）に吸入されて圧縮される。これにより、第２圧縮機（22）に吸入される冷媒が冷却される。

インジェクション回路（30）が第４状態である場合（具体的にはインジェクション膨張弁（31）が調節状態であり減圧弁（32）が全閉状態と全開状態との間の状態である場合）、第１インジェクション配管（PJ1）を流れる冷媒は、インジェクション逆止弁（33）を通過してインジェクション圧縮機（20a）である第２圧縮機（22）の中間ポートに供給される。第２圧縮機（22）の中間ポートに供給された冷媒は、第２圧縮機（22）の圧縮途中の圧縮室に供給され、圧縮室内の冷媒と混合される。これにより、第２圧縮機（22）の圧縮室内の冷媒が冷却される。

〔圧縮効率の説明〕
次に、実施形態２の冷凍サイクル装置（10）における圧縮効率について説明する。実施形態２の冷凍サイクル装置（10）では、インジェクション回路（30）が第１状態である場合の単段圧縮運転（以下では「第１単段圧縮運転」と記載）における圧縮効率と、インジェクション回路（30）が第２状態である場合の単段圧縮運転（以下では「第２単段圧縮運転」と記載）における圧縮効率と、インジェクション回路（30）が第３状態である場合の二段圧縮運転（以下では「第１二段圧縮運転」と記載）における圧縮効率が考慮される。

〈第１単段圧縮運転と第２単段圧縮運転との関係〉
まず、第１単段圧縮運転における圧縮効率と第２単段圧縮運転における圧縮効率との関係について説明する。第１単段圧縮運転における圧縮効率と第２単段圧縮運転における圧縮効率との関係は、図２に示した単段圧縮運転における圧縮効率（η1）と二段圧縮運転における圧縮効率（η2）との関係と同様である。具体的には、第２単段圧縮運転における圧縮効率の最高点に対応する冷媒回路（20）の必要能力（Q）は、第１単段圧縮運転における圧縮効率の最高点に対応する冷媒回路（20）の必要能力（Q）よりも大きい。

冷媒回路（20）の必要能力（Q）の変化に応じた第１単段圧縮運転における圧縮効率の変化を示す第１単段圧縮特性曲線（図２の圧縮効率（η2）の曲線と同様の曲線）は、冷媒回路（20）の必要能力（Q）の変化に応じた第２単段圧縮運転における圧縮効率の変化を示す第２単段圧縮特性曲線（図２の圧縮効率（η1）の曲線と同様の曲線）と交差する。この第１単段圧縮特性曲線と第２単段圧縮特性曲線との交点に対応する境界必要能力（図２の境界必要能力（Qk）と同様の必要能力）は、第２単段圧縮運転における圧縮効率が第１単段圧縮運転における圧縮効率よりも高くなる境界となる冷媒回路（20）の必要能力（Q）である。冷媒回路（20）の必要能力（Q）がこの境界必要能力を下回る場合、第１単段圧縮運転における圧縮効率のほうが第２単段圧縮運転における圧縮効率よりも高くなる。一方、冷媒回路（20）の必要能力（Q）がこの境界必要能力を下回らない場合、第２単段圧縮運転における圧縮効率のほうが第１単段圧縮運転における圧縮効率よりも高くなる。

なお、この境界必要能力は、冷媒回路（20）の高圧と低圧との差に応じて変化する。具体的には、冷媒回路（20）の高圧と低圧との差が大きくなるに連れて、この境界必要能力が次第に小さくなる。

〈第１単段圧縮運転と第１二段圧縮運転との関係〉
次に、第１単段圧縮運転における圧縮効率と第１二段圧縮運転における圧縮効率との関係について説明する。第１単段圧縮運転における圧縮効率と第１二段圧縮運転における圧縮効率との関係は、図２に示した単段圧縮運転における圧縮効率（η1）と二段圧縮運転における圧縮効率（η2）との関係と同様である。具体的には、第１二段圧縮運転における圧縮効率の最高点に対応する冷媒回路（20）の必要能力（Q）は、第１単段圧縮運転における圧縮効率の最高点に対応する冷媒回路（20）の必要能力（Q）よりも大きい。

冷媒回路（20）の必要能力（Q）の変化に応じた第１単段圧縮運転における圧縮効率の変化を示す第１単段圧縮特性曲線（図２の圧縮効率（η2）の曲線と同様の曲線）は、冷媒回路（20）の必要能力（Q）の変化に応じた第１二段圧縮運転における圧縮効率の変化を示す第１二段圧縮特性曲線（図２の圧縮効率（η1）の曲線と同様の曲線）と交差する。この第１単段圧縮特性曲線と第１二段圧縮特性曲線との交点に対応する境界必要能力（図２の境界必要能力（Qk）と同様の必要能力）は、第１二段圧縮運転における圧縮効率が第１単段圧縮運転における圧縮効率よりも高くなる境界となる冷媒回路（20）の必要能力（Q）である。冷媒回路（20）の必要能力（Q）がこの境界必要能力を下回る場合、第１単段圧縮運転における圧縮効率のほうが第１二段圧縮運転における圧縮効率よりも高くなる。一方、冷媒回路（20）の必要能力（Q）がこの境界必要能力を下回らない場合、第１二段圧縮運転における圧縮効率のほうが第１単段圧縮運転における圧縮効率よりも高くなる。

〈第２単段圧縮運転と第１二段圧縮運転との関係〉
次に、第２単段圧縮運転における圧縮効率と第１二段圧縮運転における圧縮効率との関係について説明する。第２単段圧縮運転における圧縮効率と第１二段圧縮運転における圧縮効率との関係は、図２に示した単段圧縮運転における圧縮効率（η1）と二段圧縮運転における圧縮効率（η2）との関係と同様である。具体的には、第１二段圧縮運転における圧縮効率の最高点に対応する冷媒回路（20）の必要能力（Q）は、第２単段圧縮運転における圧縮効率の最高点に対応する冷媒回路（20）の必要能力（Q）よりも大きい。

冷媒回路（20）の高圧と低圧との差が比較的に小さい場合、冷媒回路（20）の必要能力（Q）の変化に応じた第２単段圧縮運転における圧縮効率の変化を示す第２単段圧縮特性曲線（図２の圧縮効率（η2）の曲線と同様の曲線）は、冷媒回路（20）の必要能力（Q）の変化に応じた第１二段圧縮運転における圧縮効率の変化を示す第１二段圧縮特性曲線（図２の圧縮効率（η1）の曲線と同様の曲線）と交差する。この第２単段圧縮特性曲線と第１二段圧縮特性曲線との交点に対応する境界必要能力（図２の境界必要能力（Qk）と同様の必要能力）は、第１二段圧縮運転における圧縮効率が第２単段圧縮運転における圧縮効率よりも高くなる境界となる冷媒回路（20）の必要能力（Q）である。冷媒回路（20）の必要能力（Q）がこの境界必要能力を下回る場合、第２単段圧縮運転における圧縮効率のほうが第１二段圧縮運転における圧縮効率よりも高くなる。一方、冷媒回路（20）の必要能力（Q）がこの境界必要能力を下回らない場合、第１二段圧縮運転における圧縮効率のほうが第２単段圧縮運転における圧縮効率よりも高くなる。

また、冷媒回路（20）の高圧と低圧との差が大きくなり所定差（境界高低圧差）を上回ると、境界必要能力がゼロとなる。言い換えると、第２単段圧縮特性曲線と第１二段圧縮特性曲線とが交差しなくなる。したがって、冷媒回路（20）の高圧と低圧との差が境界高低圧差を上回る場合、冷媒回路（20）の必要能力（Q）に拘わらず、第１二段圧縮運転における圧縮効率のほうが第２単段圧縮運転における圧縮効率よりも常に高くなる。境界高低圧差は、冷媒回路（20）の必要能力（Q）に拘わらず第１二段圧縮運転における圧縮効率のほうが第２単段圧縮運転における圧縮効率よりも常に高くなる境界となる冷媒回路（20）の高圧と低圧との差である。

なお、この境界高低圧差は、第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）のうちインジェクション圧縮機（20a）により構成された圧縮機の体格（具体的にはシリンダ容積率や設計差圧）に応じて変化する。例えば、インジェクション圧縮機（20a）の体格が小さくなるに連れて、境界高低圧差が次第に小さくなる傾向にある。

〔二段圧縮運転における第２圧縮機の吐出温度〕
次に、二段圧縮運転において第２圧縮機（22）の吐出温度について説明する。冷媒回路（20）の高圧と低圧との差が大きくなるに連れて、二段圧縮運転における第２圧縮機（22）の吐出温度が上昇しやすくなる傾向にある。具体的には、第１二段圧縮運転において第２圧縮機（22）の吐出温度が予め定められた許容吐出温度よりも高くなる境界となる冷媒回路（20）の必要能力（Q）を「高温境界能力閾値」とすると、冷媒回路（20）の必要能力（Q）が高温境界閾値を下回る場合、第１二段圧縮運転における第２圧縮機（22）の吐出温度は許容吐出温度を超えないが、冷媒回路（20）の必要能力（Q）が高温境界閾値を下回らない場合、第１二段圧縮運転における第２圧縮機（22）の吐出温度が許容吐出温度を超えることになる。そして、高温境界能力閾値は、冷媒回路（20）の高圧と低圧との差が大きくなるに連れて次第に小さくなる。

なお、インジェクション回路（30）が第４状態である場合の二段圧縮運転（以下では「第２二段圧縮運転」）は、第１二段圧縮運転よりも、第２圧縮機（22）の吐出温度の上昇を抑制することができる。したがって、冷媒回路（20）の必要能力（Q）が高温境界能力閾値を下回らない場合に、第１二段圧縮運転の代わりに、第２二段圧縮運転を行うことで、第２圧縮機（22）の吐出温度の上昇を抑制することができる。

〔運転制御〕
次に、図６を参照して、実施形態２の冷凍サイクル装置（10）の運転制御について説明する。実施形態１の変形例と同様に、制御部（100）は、物理量（X）が第１物理量閾値（Xth1）を下回る場合に、冷媒回路（20）の必要能力（Q）に拘わらず、単段圧縮運転が行われるように冷媒回路（20）を制御する。また、制御部（100）は、物理量（X）が第２物理量閾値（Xth2）を上回る場合に、冷媒回路（20）の必要能力（Q）に拘わらず、二段圧縮運転が行われるように冷媒回路（20）を制御する。第２物理量閾値（Xth2）は、第１物理量閾値（Xth1）よりも大きい。そして、物理量（X）が第１物理量閾値（Xth1）を下回らず且つ第２物理量閾値（Xth2）を上回らない場合、制御部（100）は、物理量（X）と能力閾値（Qth）との比較の結果に応じて、単段圧縮運転および二段圧縮運転のいずれか一方が行われるように冷媒回路（20）を制御する。制御部（100）は、単段圧縮運転および二段圧縮運転のうち圧縮効率の良くなる方が行われるように冷媒回路（20）を制御する。

この例では、能力閾値（Qth）は、物理量（X）が予め定められた境界物理量（Xc）を下回る場合に、予め定められた第１能力閾値（Qb）に設定され、物理量（X）が境界物理量（Xc）を下回らない場合に、予め定められた第２能力閾値（Qc）に設定される。なお、境界物理量（Xc）は、上述の境界高低圧差に対応する物理量（X）であり、冷媒回路（20）の必要能力（Q）に拘わらず第１二段圧縮運転における圧縮効率のほうが第２単段圧縮運転における圧縮効率よりも常に高くなる境界となる物理量（X）である。この例では、境界物理量（Xc）は、第１物理量閾値（Xth1）よりも大きく、且つ、第２物理量閾値（Xth2）よりも小さい。

〔第１能力閾値〕
第１能力閾値（Qb）は、物理量（X）に応じて変化する値である。また、第１能力閾値（Qb）は、物理量（X）がその第１能力閾値（Qb）に対応する物理量（X）であるという条件下において、第１二段圧縮運転（インジェクション回路（30）が第３状態である場合の二段圧縮運転）における圧縮効率が第１単段圧縮運転（インジェクション回路（30）が第１状態である場合の単段圧縮運転）における圧縮効率よりも高くなる境界となる冷媒回路（20）の必要能力（Q）に対応する。

この例では、第１能力閾値（Qb）は、物理量（X）が大きくなるに連れて次第に小さくなる。具体的には、物理量（X）が境界物理量（Xc）から第２物理量閾値（Xth2）へ向けて大きくなるに連れて、第１能力閾値（Qb）が次第に小さくなる。なお、この例では、物理量（X）の変化に応じた第１能力閾値（Qb）の変化を示す線は、直線となっている。

〔第２能力閾値〕
第２能力閾値（Qc）は、物理量（X）に応じて変化する値である。また、第２能力閾値（Qc）は、物理量（X）がその第２能力閾値（Qc）に対応する物理量（X）であるという条件下において、第１二段圧縮運転（インジェクション回路（30）が第３状態である場合の二段圧縮運転）における圧縮効率が第２単段圧縮運転（インジェクション回路（30）が第２状態である場合の単段圧縮運転）における圧縮効率よりも高くなる境界となる冷媒回路（20）の必要能力（Q）に対応する。

この例では、第２能力閾値（Qc）は、物理量（X）が大きくなるに連れて次第に小さくなる。第２能力閾値（Qc）は、物理量（X）が第１物理量閾値（Xth1）である場合に、冷媒回路（20）の必要能力（Q）の最大値である最大必要能力（Qmax）に設定される。また、第２能力閾値（Qc）は、物理量（X）が境界物理量（Xc）である場合に、第１二段圧縮運転における圧縮効率が第２単段圧縮運転における圧縮効率よりも高くなる境界となる必要能力（この例では第１能力閾値（Qb））に設定される。具体的には、物理量（X）が第１物理量閾値（Xth1）から境界物理量（Xc）へ向けて大きくなるに連れて、第２能力閾値（Qc）が最大必要能力（Qmax）から物理量（X）が境界物理量（Xc）であるときの第１能力閾値（Qb）へ向けて次第に小さくなる。なお、この例では、物理量（X）の変化に応じた第２能力閾値（Qc）の変化を示す線は、直線となっている。例えば、第１物理量閾値（Xth1）における最大必要能力（Qmax）を始点とし、境界物理量（Xc）における第１能力閾値（Qb）を終点とし、その始点と終点との間を補完（この例では線形補完）することにより、物理量（X）の変化に応じた第２能力閾値（Qc）の変化を示す線を導出することができる。

〔インジェクション回路の状態の切り換え〕
また、制御部（100）は、単段圧縮運転が行われるように冷媒回路（20）を制御する条件下において、冷媒回路（20）の必要能力（Q）と予め定められた単段能力閾値（Qa）とを比較する。冷媒回路（20）の必要能力（Q）が単段能力閾値（Qa）を下回る場合、制御部（100）は、インジェクション回路（30）を第１状態にする。冷媒回路（20）の必要能力（Q）が単段能力閾値（Qa）を下回らない場合、制御部（100）は、インジェクション回路（30）を第２状態にする。

また、制御部（100）は、二段圧縮運転が行われるように冷媒回路（20）を制御する条件下において、冷媒回路（20）の必要能力（Q）と予め定められた二段能力閾値（Qd）とを比較する。冷媒回路（20）の必要能力（Q）が予め定められた二段能力閾値（Qd）を下回る場合、制御部（100）は、インジェクション回路（30）を第３状態にする。冷媒回路（20）の必要能力（Q）が二段能力閾値（Qd）を下回らない場合、制御部（100）は、インジェクション回路（30）を第４状態にする。

〔単段能力閾値〕
単段能力閾値（Qa）は、物理量（X）に応じて変化する値である。また、単段能力閾値（Qa）は、物理量（X）がその単段能力閾値（Qa）に対応する物理量（X）であるという条件下において、第２単段圧縮運転（インジェクション回路（30）が第２状態である場合の単段圧縮運転）における圧縮効率が第１単段圧縮運転（インジェクション回路（30）が第１状態である場合の単段圧縮運転）における運転効率よりも高くなる境界となる冷媒回路（20）の必要能力（Q）に対応する。

この例では、単段能力閾値（Qa）は、物理量（X）が大きくなるに連れて次第に小さくなる。具体的には、物理量（X）が境界物理量（Xc）へ向けて大きくなるに連れて、単段能力閾値（Qa）が次第に小さくなる。なお、この例では、物理量（X）の変化に応じた単段能力閾値（Qa）の変化を示す線は、直線となっている。また、物理量（X）の変化に応じた単段能力閾値（Qa）の変化を示す線は、境界物理量（Xc）において物理量（X）の変化に応じた能力閾値（Qth）の変化を示す線（具体的には第１能力閾値（Qb）の線と第２能力閾値（Qc）の線）と繋がっている。

〔二段能力閾値〕
二段能力閾値（Qd）は、物理量（X）に応じて変化する値である。また、二段能力閾値（Qd）は、物理量（X）がその二段能力閾値（Qd）に対応する物理量（X）であるという条件下において、第１二段圧縮運転（インジェクション回路（30）が第３状態である場合の二段圧縮運転）において第２圧縮機（22）から吐出される冷媒の温度が予め定められた許容吐出温度よりも高くなる境界となる冷媒回路（20）の必要能力（Q）に対応する。

この例では、二段能力閾値（Qd）は、物理量（X）が大きくなるに連れて次第に小さくなる。また、二段能力閾値（Qd）は、物理量（X）が第１物理量閾値（Xth1）である場合に最大必要能力（Qmax）に設定される。具体的には、物理量（X）が第１物理量閾値（Xth1）から大きくなるに連れて、二段能力閾値（Qd）が最大必要能力（Qmax）から次第に小さくなる。なお、この例では、物理量（X）の変化に応じた二段能力閾値（Qd）の変化を示す線は、直線となっている。

〔運転制御の具体例〕
例えば、制御部（100）は、以下のような手順で、冷媒回路（20）の制御およびインジェクション回路（30）の制御を行う。

〈物理量判定〉
まず、制御部（100）は、物理量（X）と第１物理量閾値（Xth1）と境界物理量（Xc）と第２物理量閾値（Xth2）とを比較する。なお、この例では、境界物理量（Xc）は、第１物理量閾値（Xth1）よりも大きく、且つ、第２物理量閾値（Xth2）よりも小さい。

〈物理量（X）＜第１物理量閾値（Xth1）〉
物理量（X）が第１物理量閾値（Xth1）を下回る場合、制御部（100）は、低側能力判定を行う。低側能力判定では、制御部（100）は、冷媒回路（20）の必要能力（Q）と単段能力閾値（Qa）とを比較する。

必要能力（Q）が単段能力閾値（Qa）を下回る場合、制御部（100）は、第１単段圧縮運転が行われるように、冷媒回路（20）とインジェクション回路（30）を制御する。また、必要能力（Q）が単段能力閾値（Qa）を下回らない場合、制御部（100）は、第２単段圧縮運転が行われるように、冷媒回路（20）とインジェクション回路（30）を制御する。

〈第１物理量閾値（Xth1）≦物理量（X）＜境界物理量（Xc）〉
物理量（X）が第１物理量閾値（Xth1）を下回らないが境界物理量（Xc）を下回る場合、制御部（100）は、第１中間能力判定を行う。第１中間能力判定では、制御部（100）は、冷媒回路（20）の必要能力（Q）と単段能力閾値（Qa）と第２能力閾値（Qc）とを比較する。

必要能力（Q）が単段能力閾値（Qa）を下回る場合、制御部（100）は、第１単段圧縮運転が行われるように、冷媒回路（20）とインジェクション回路（30）を制御する。また、必要能力（Q）が単段能力閾値（Qa）を下回らないが第２能力閾値（Qc）を下回る場合、制御部（100）は、第２単段圧縮運転が行われるように、冷媒回路（20）とインジェクション回路（30）を制御する。また、必要能力（Q）が第２能力閾値（Qc）を下回らないが二段能力閾値（Qd）を下回る場合、制御部（100）は、第１二段圧縮運転が行われるように、冷媒回路（20）とインジェクション回路（30）を制御する。また、必要能力（Q）が二段能力閾値（Qd）を下回らない場合、制御部（100）は、第２二段圧縮運転が行われるように、冷媒回路（20）とインジェクション回路（30）を制御する。

〈境界物理量（Xc）≦物理量（X）＜第２物理量閾値（Xth2）〉
物理量（X）が境界物理量（Xc）を下回らないが第２物理量閾値（Xth2）を下回る場合、制御部（100）は、第２中間能力判定を行う。第２中間能力判定では、制御部（100）は、冷媒回路（20）の必要能力（Q）と第１能力閾値（Qb）と二段能力閾値（Qd）とを比較する。

必要能力（Q）が第１能力閾値（Qb）を下回る場合、制御部（100）は、第１単段圧縮運転が行われるように、冷媒回路（20）とインジェクション回路（30）を制御する。また、必要能力（Q）が第１能力閾値（Qb）を下回らないが二段能力閾値（Qd）を下回る場合、制御部（100）は、第１二段圧縮運転が行われるように、冷媒回路（20）とインジェクション回路（30）を制御する。また、必要能力（Q）が二段能力閾値（Qd）を下回らない場合、制御部（100）は、第２二段圧縮運転が行われるように、冷媒回路（20）とインジェクション回路（30）を制御する。

〈物理量（X）≧第２物理量閾値（Xth2）〉
物理量（X）が第２物理量閾値（Xth2）を下回らない場合、制御部（100）は、高側能力判定を行う。高側中間能力判定では、制御部（100）は、冷媒回路（20）の必要能力（Q）と二段能力閾値（Qd）とを比較する。

必要能力（Q）が二段能力閾値（Qd）を下回る場合、制御部（100）は、第１二段圧縮運転が行われるように、冷媒回路（20）とインジェクション回路（30）を制御する。また、必要能力（Q）が二段能力閾値（Qd）を下回らない場合、制御部（100）は、第２二段圧縮運転が行われるように、冷媒回路（20）とインジェクション回路（30）を制御する。

〔実施形態２の特徴（１）〕
以上のように、本実施形態の冷凍サイクル装置（10）では、第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）の一方は、インジェクション圧縮機（20a）であり、インジェクション圧縮機（20a）は、冷媒を圧縮するための圧縮室を有し、圧縮途中の圧縮室に冷媒を供給できるように構成されており、単段圧縮運転では、インジェクション圧縮機（20a）が駆動し、インジェクション回路（30）は、単段圧縮運転において、熱源側熱交換器（24）および利用側熱交換器（27）のうち放熱器となる熱交換器から膨張機構（26）へ向かう冷媒の一部を第２圧縮機（22）の吸入側およびインジェクション圧縮機（20a）の圧縮途中の圧縮室のどちらにも供給しない第１状態と、その冷媒の一部をインジェクション圧縮機（20a）の圧縮途中の圧縮室に供給する第２状態とに切り換えられ、二段圧縮運転において、熱源側熱交換器（24）および利用側熱交換器（27）のうち放熱器となる熱交換器から膨張機構（26）へ向かう冷媒の一部を第２圧縮機（22）の吸入側に供給する第３状態に切り換えられる。

本実施形態では、単段圧縮運転においてインジェクション回路（30）を第１状態と第２状態とに切り換えることができるので、インジェクションを利用して第２圧縮機（22）の吐出温度の上昇を適切に抑制することができる。これにより、単段圧縮運転における冷凍サイクル装置（10）の動作可能な範囲（冷媒回路（20）における高圧と低圧との差の範囲）を広くすることができる。また、インジェクションにより第２圧縮機（22）の冷媒流量を増加させることができるので、冷凍サイクル装置（10）の対応可能な能力範囲を広くすることができる。

また、本実施形態では、単段圧縮運転と二段圧縮運転との切り換えとともにインジェクション回路（30）の第１状態（または第２状態）と第３状態との切り換えを行うことができる。これにより、二段圧縮運転における圧縮効率が単段圧縮運転における圧縮効率よりも高くなる境界を考慮した単段圧縮運転と二段圧縮運転との切り換えを適切に行うことができる。

詳しく説明すると、単段圧縮運転と二段圧縮運転の切り換えとともにインジェクション回路（30）の第１状態（または第２状態）と第３状態との切り換えを行うことにより、実施形態１と同様の効果を得ることができる。

例えば、第１単段圧縮運転または第２単段圧縮運転の実施中に、冷媒回路（20）の高圧と低圧との差の増加（または冷媒回路（20）の必要能力（Q）の増加）により、冷凍サイクル装置（10）における圧縮効率が低下しそうになると、単段圧縮運転から二段圧縮運転に切り換えられるとともに、インジェクション回路（30）の状態が第１状態または第２状態から第３状態に切り換えられる。また、第１二段圧縮運転の実施中に、冷媒回路（20）の高圧と低圧との差の減少（または冷媒回路（20）の必要能力（Q）の減少）により、冷凍サイクル装置（10）における圧縮効率が低下しそうになると、二段圧縮運転から単段圧縮運転に切り換えられるとともに、インジェクション回路（30）の状態が第３状態から第１状態または第２状態に切り換えられる。

〔実施形態２の特徴（２）〕
本実施形態の冷凍サイクル装置（10）では、制御部（100）は、単段圧縮運転が行われるように冷媒回路（20）を制御する条件下において、冷媒回路（20）の必要能力（Q）が予め定められた単段能力閾値（Qa）を下回る場合に、インジェクション回路（30）を第１状態にし、冷媒回路（20）の必要能力（Q）が単段能力閾値（Qa）を下回らない場合に、インジェクション回路（30）を第２状態にし、単段能力閾値（Qa）は、物理量（X）に応じて変化する値であり、物理量（X）が該単段能力閾値（Qa）に対応する物理量（X）であるという条件下においてインジェクション回路（30）が第２状態である場合の単段圧縮運転における圧縮効率がインジェクション回路（30）が第１状態である場合の単段圧縮運転における運転効率よりも高くなる境界となる冷媒回路（20）の必要能力（Q）に対応する。

本実施形態では、インジェクション回路（30）が第２状態である場合の単段圧縮運転（以下では「第２単段圧縮運転」と記載）における圧縮効率がインジェクション回路（30）が第１状態である場合の単段圧縮運転（以下では「第１単段圧縮運転」と記載）における圧縮効率よりも高くなる境界を考慮して、単段圧縮運転におけるインジェクション回路（30）の状態を第１状態と第２状態とに切り換えることができる。これにより、冷凍サイクル装置（10）の単段圧縮運転における圧縮効率を改善することができる。

〔実施形態２の特徴（３）〕
本実施形態の冷凍サイクル装置（10）では、単段能力閾値（Qa）は、物理量（X）が大きくなるに連れて次第に小さくなる。

本実施形態では、第２単段圧縮運転における圧縮効率が第１単段圧縮運転における圧縮効率よりも高くなる境界を考慮したインジェクション回路（30）の第１状態と第２状態との切り換えを適切に行うことができる。

〔実施形態２の特徴（４）〕
本実施形態の冷凍サイクル装置（10）では、インジェクション回路（30）は、二段圧縮運転において、第３状態と、熱源側熱交換器（24）および利用側熱交換器（27）のうち放熱器となる熱交換器から膨張機構（26）へ向かう冷媒の一部を第２圧縮機（22）の吸入側およびインジェクション圧縮機（20a）の圧縮途中の圧縮室の両方に供給する第４状態とに切り換えられる。

本実施形態では、二段圧縮運転においてインジェクション回路（30）を第３状態と第４状態とに切り換えることができるので、インジェクションを利用して第２圧縮機（22）の吐出温度の上昇を適切に抑制することができる。これにより、二段圧縮運転における冷凍サイクル装置（10）の動作可能な範囲（冷媒回路（20）における高圧と低圧との差の範囲）を広くすることができる。

また、本実施形態では、インジェクション回路（30）を第３状態から第４状態へ切り換えることにより、第１圧縮機（21）の吸入側から第２圧縮機（22）の吐出側に至る経路において冷媒を２回冷却することができるので、第２圧縮機（22）の理論動力をさらに低減することができる。これにより、冷凍サイクル装置（10）の運転効率（例えばＣＯＰ）を向上させることができる。

〔実施形態２の特徴（５）〕
本実施形態の冷凍サイクル装置（10）では、制御部（100）は、二段圧縮運転が行われるように冷媒回路（20）を制御する条件下において、冷媒回路（20）の必要能力（Q）が予め定められた二段能力閾値（Qd）を下回る場合に、インジェクション回路（30）を第３状態にし、冷媒回路（20）の必要能力（Q）が二段能力閾値（Qd）を下回らない場合に、インジェクション回路（30）を第４状態にし、二段能力閾値（Qd）は、物理量（X）に応じて変化する値であり、物理量（X）が該二段能力閾値（Qd）に対応する物理量（X）であるという条件下においてインジェクション回路（30）が第３状態である場合の二段圧縮運転において第２圧縮機（22）から吐出される冷媒の温度が予め定められた許容吐出温度よりも高くなる境界となる冷媒回路（20）の必要能力（Q）に対応する。

本実施形態では、インジェクション回路（30）が第３状態である場合の二段圧縮運転（以下では「第１二段圧縮運転」と記載）において第２圧縮機（22）の吐出温度が許容吐出温度よりも高くなる境界を考慮して、二段圧縮運転におけるインジェクション回路（30）の状態を第３状態と第４状態とに切り換えることができる。これにより、二段圧縮運転における第２圧縮機（22）の吐出温度の上昇を適切に抑制することができ、第２圧縮機（22）を高温による破壊から保護することができる。

〔実施形態２の特徴（６）〕
本実施形態の冷凍サイクル装置（10）では、二段能力閾値（Qd）は、物理量（X）が大きくなるに連れて、次第に小さくなる。

本実施形態では、第１二段圧縮運転において第２圧縮機（22）の吐出温度が許容吐出温度よりも高くなる境界を考慮したインジェクション回路（30）の第３状態と第４状態との切り換えを適切に行うことができる。

（実施形態２の変形例）
なお、能力閾値（Qth）および単段能力閾値（Qa）は、第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）の各々の設計条件（例えば設計圧縮比）に応じて変化する。そのため、例えば、図７または図８に示すように、能力閾値（Qth）が第１能力閾値（Qb）に設定されず第２能力閾値（Qc）のみに設定される場合もある。

図７の例では、境界物理量（X）が第２物理量閾値（Xth2）と一致する。物理量（X）の変化に応じた能力閾値（Qth）の変化を示す線は、物理量（X）の変化に応じた第２能力閾値（Qc）の変化を示す線と一致する。そして、物理量（X）の変化に応じた第２能力閾値（Qc）の変化を示す線は、第２物理量閾値（Xth2）において物理量（X）の変化に応じ単段能力閾値（Qa）の変化を示す線に繋がっている。

図８の例では、境界物理量（X）が第２物理量閾値（Xth2）よりも大きい。物理量（X）の変化に応じた能力閾値（Qth）の変化を示す線は、物理量（X）の変化に応じた第２能力閾値（Qc）の変化を示す線と一致する。なお、物理量（X）の変化に応じた第２能力閾値（Qc）の変化を示す線は、物理量（X）の変化に応じた単段能力閾値（Qa）の変化を示す線に繋がっていない。

また、図７または図８の例の場合、制御部（100）は、上述した第１中間能力判定と第２中間能力判定に代えて、中間能力判定を行うように構成されてもよい。中間能力判定は、物理量（X）が第１物理量閾値（Xth1）を下回らないが第２物理量閾値（Xth2）を下回る場合に行われる。中間能力判定では、制御部（100）は、冷媒回路（20）の必要能力（Q）と単段能力閾値（Qa）と能力閾値（Qth）（具体的には第２能力閾値（Qc））とを比較する。

必要能力（Q）が単段能力閾値（Qa）を下回る場合、制御部（100）は、第１単段圧縮運転が行われるように、冷媒回路（20）とインジェクション回路（30）を制御する。また、必要能力（Q）が単段能力閾値（Qa）を下回らないが第１能力閾値（Qb）を下回る場合、制御部（100）は、第２単段圧縮運転が行われるように、冷媒回路（20）とインジェクション回路（30）を制御する。また、必要能力（Q）が第１能力閾値（Qb）を下回らないが二段能力閾値（Qd）を下回る場合、制御部（100）は、第１二段圧縮運転が行われるように、冷媒回路（20）とインジェクション回路（30）を制御する。また、必要能力（Q）が二段能力閾値（Qd）を下回らない場合、制御部（100）は、第２二段圧縮運転が行われるように、冷媒回路（20）とインジェクション回路（30）を制御する。

（その他の実施形態）
以上の説明では、物理量（X）の変化に応じた能力閾値（Qth）の変化を示す線が直線となっている場合を例に挙げたが、これに限られない。例えば、物理量（X）の変化に応じた能力閾値（Qth）の変化を示す線は、下に凸となる曲線であってもよいし、上に凸となる曲線であってもよい。なお、能力閾値（Qth）を構成する第１能力閾値（Qb）および第２能力閾値（Qc）、単段能力閾値（Qa）、二段能力閾値（Qd）についても同様である。

また、以上の説明では、冷媒の具体例としてＲ４１０Ａ，Ｒ３２，Ｒ４０７Ｃなどを列挙したが、冷媒は、その他の種類の冷媒であってもよい。例えば、冷媒は、二酸化炭素であってもよい。

また、実施形態および変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態および変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり置換したりしてもよい。

以上説明したように、本開示は、冷凍サイクル装置として有用である。

１０冷凍サイクル装置
２０冷媒回路
２０ａインジェクション圧縮機
２１第１圧縮機
２２第２圧縮機
２３四路切換弁
２４熱源側熱交換器
２５逆止弁ブリッジ
２６膨張機構
２７利用側熱交換器
２８アキュムレータ
２９バイパス逆止弁
３０インジェクション回路
３１インジェクション膨張弁
３２減圧弁
３３インジェクション逆止弁
４０中間熱交換器

Claims

第１圧縮機（21）と第２圧縮機（22）と熱源側熱交換器（24）と膨張機構（26）と利用側熱交換器（27）とを有し、前記第１圧縮機（21）および前記第２圧縮機（22）の一方が駆動して他方が停止する単段圧縮運転と、前記第１圧縮機（21）および前記第２圧縮機（22）の両方が駆動する二段圧縮運転とを行うことが可能な冷媒回路（20）と、
前記単段圧縮運転および前記二段圧縮運転のうち圧縮効率の良くなる方が行われるように、前記冷媒回路（20）を制御する制御部（100）とを備え、
制御部（100）は、前記冷媒回路（20）の必要能力（Q）が予め定められた能力閾値（Qth）を下回る場合に、前記単段圧縮運転が行われるように前記冷媒回路（20）を制御し、前記冷媒回路（20）の必要能力（Q）が前記能力閾値（Qth）を下回らない場合に、前記二段圧縮運転が行われるように前記冷媒回路（20）を制御し、
前記能力閾値（Qth）は、前記冷媒回路（20）の高圧と相関のある量と前記冷媒回路（20）の低圧と相関のある量との差を示す物理量（X）に応じて変化する値であり、前記物理量（X）が該能力閾値（Qth）に対応する物理量（X）であるという条件下において前記二段圧縮運転における圧縮効率（η2）が前記単段圧縮運転における圧縮効率（η1）よりも高くなる境界となる前記冷媒回路（20）の必要能力（Q）に対応する
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
請求項１において、
前記能力閾値（Qth）は、前記物理量（X）が大きくなるに連れて次第に小さくなる
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
請求項１または２において、
前記制御部（100）は、
前記物理量（X）が予め定められた第１物理量閾値（Xth1）を下回る場合に、前記冷媒回路（20）の必要能力（Q）に拘わらず前記単段圧縮運転が行われるように前記冷媒回路（20）を制御し、
前記物理量（X）が前記第１物理量閾値（Xth1）よりも大きい第２物理量閾値（Xth2）を上回る場合に、前記冷媒回路（20）の必要能力（Q）に拘わらず前記二段圧縮運転が行われるように前記冷媒回路（20）を制御する
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
請求項１〜３のいずれか１つにおいて、
インジェクション回路（30）を備え、
前記二段圧縮運転では、前記第１圧縮機（21）から吐出された冷媒を前記第２圧縮機（22）が吸入し、
前記インジェクション回路（30）は、前記二段圧縮運転において、前記熱源側熱交換器（24）および前記利用側熱交換器（27）のうち放熱器となる熱交換器から前記膨張機構（26）へ向かう冷媒の一部を前記第２圧縮機（22）の吸入側に供給する
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
請求項４において、
前記第１圧縮機（21）および前記第２圧縮機（22）の一方は、インジェクション圧縮機（20a）であり、
前記インジェクション圧縮機（20a）は、冷媒を圧縮するための圧縮室を有し、圧縮途中の圧縮室に冷媒を供給できるように構成されており、
前記単段圧縮運転では、前記インジェクション圧縮機（20a）が駆動し、
前記インジェクション回路（30）は、
前記単段圧縮運転において、前記熱源側熱交換器（24）および前記利用側熱交換器（27）のうち放熱器となる熱交換器から前記膨張機構（26）へ向かう冷媒の一部を前記第２圧縮機（22）の吸入側および前記インジェクション圧縮機（20a）の圧縮途中の圧縮室のどちらにも供給しない第１状態と、該冷媒の一部を前記インジェクション圧縮機（20a）の圧縮途中の圧縮室に供給する第２状態とに切り換えられ、
前記二段圧縮運転において、前記熱源側熱交換器（24）および前記利用側熱交換器（27）のうち放熱器となる熱交換器から前記膨張機構（26）へ向かう冷媒の一部を前記第２圧縮機（22）の吸入側に供給する第３状態に切り換えられる
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
請求項５において、
前記制御部（100）は、前記単段圧縮運転が行われるように前記冷媒回路（20）を制御する条件下において、前記冷媒回路（20）の必要能力（Q）が予め定められた単段能力閾値（Qa）を下回る場合に、前記インジェクション回路（30）を前記第１状態にし、前記冷媒回路（20）の必要能力（Q）が前記単段能力閾値（Qa）を下回らない場合に、前記インジェクション回路（30）を前記第２状態にし、
前記単段能力閾値（Qa）は、前記物理量（X）に応じて変化する値であり、前記物理量（X）が該単段能力閾値（Qa）に対応する物理量（X）であるという条件下において前記インジェクション回路（30）が前記第２状態である場合の前記単段圧縮運転における圧縮効率が前記インジェクション回路（30）が前記第１状態である場合の前記単段圧縮運転における運転効率よりも高くなる境界となる前記冷媒回路（20）の必要能力（Q）に対応する
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
請求項６において、
前記単段能力閾値（Qa）は、前記物理量（X）が大きくなるに連れて次第に小さくなる
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
請求項５〜７のいずれか１つにおいて、
前記インジェクション回路（30）は、前記二段圧縮運転において、前記第３状態と、前記熱源側熱交換器（24）および前記利用側熱交換器（27）のうち放熱器となる熱交換器から前記膨張機構（26）へ向かう冷媒の一部を前記第２圧縮機（22）の吸入側および前記インジェクション圧縮機（20a）の圧縮途中の圧縮室の両方に供給する第４状態とに切り換えられる
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
請求項８において、
前記制御部（100）は、前記二段圧縮運転が行われるように前記冷媒回路（20）を制御する条件下において、前記冷媒回路（20）の必要能力（Q）が予め定められた二段能力閾値（Qd）を下回る場合に、前記インジェクション回路（30）を前記第３状態にし、前記冷媒回路（20）の必要能力（Q）が前記二段能力閾値（Qd）を下回らない場合に、前記インジェクション回路（30）を前記第４状態にし、
前記二段能力閾値（Qd）は、前記物理量（X）に応じて変化する値であり、前記物理量（X）が該二段能力閾値（Qd）に対応する物理量（X）であるという条件下において前記インジェクション回路（30）が前記第３状態である場合の前記二段圧縮運転において前記第２圧縮機（22）から吐出される冷媒の温度が予め定められた許容吐出温度よりも高くなる境界となる前記冷媒回路（20）の必要能力（Q）に対応する
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
請求項９において、
前記二段能力閾値（Qd）は、前記物理量（X）が大きくなるに連れて次第に小さくなる
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。