以下、図面に基づいて、本発明にかかる冷� ��装置の実施形態について説明する。
 (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� �。空気調和装置1は、冷房運転と暖房運転を� ��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� ��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。
 空気調和装置1の冷媒回路10は、主として、� ��縮機構2と、切換機構3と、熱源側熱交換器4� ��、膨張機構5と、利用側熱交換器6と、中間� �却器7とを有している。
 圧縮機構2は、本実施形態において、2つの� �縮要素で冷媒を二段圧縮する圧縮機21から構 成されている。圧縮機21は、ケーシング21a内� ��、圧縮機駆動モータ21bと、駆動軸21cと、圧� ��要素2c、2d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21bは、駆動軸21cに 連結されている。そして、この駆動軸21cは、 2つの圧縮要素2c、2dに連結されている。すな� ��ち、圧縮機21は、2つの圧縮要素2c、2dが単一 の駆動軸21cに連結されており、2つの圧縮要� �2c、2dがともに圧縮機駆動モータ21bによって� ��転駆動される、いわゆる一軸二段圧縮構造� ��なっている。圧縮要素2c、2d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。そして、圧縮機21は� ��吸入管2aから冷媒を吸入し、この吸入され� �冷媒を圧縮要素2cによって圧縮した後に中間 冷媒管8に吐出し、中間冷媒管8に吐出された� ��媒を圧縮要素2dに吸入させて冷媒をさらに� �縮した後に吐出管2bに吐出するように構成さ れている。ここで、中間冷媒管8は、圧縮要� �2cの前段側に接続された圧縮要素2cから吐出� ��れた冷媒を、圧縮要素2cの後段側に接続さ� �た圧縮要素2dに吸入させるための冷媒管であ る。また、吐出管2bは、圧縮機構2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� �り、吐出管2bには、油分離機構41と逆止機構4 2とが設けられている。油分離機構41は、圧縮 機構2から吐出される冷媒に同伴する冷凍機� �を冷媒から分離して圧縮機構2の吸入側へ戻� ��機構であり、主として、圧縮機構2から吐出 される冷媒に同伴する冷凍機油を冷媒から分 離する油分離器41aと、油分離器41a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2の吸入管2aに戻す油戻し管41bとを有してい る。油戻し管41bには、油戻し管41bを流れる冷 凍機油を減圧する減圧機構41cが設けられてい る。減圧機構41cは、本実施形態において、キ ャピラリチューブが使用されている。逆止機 構42は、圧縮機構2の吐出側から切換機構3へ� �冷媒の流れを許容し、かつ、切換機構3から� ��縮機構2の吐出側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。

 このように、圧縮機構2は、本実施形態にお いて、2つの圧縮要素2c、2dを有しており、こ� ��らの圧縮要素2c、2dのうちの前段側の圧縮要 素から吐出された冷媒を後段側の圧縮要素で 順次圧縮するように構成されている。
 切換機構3は、冷媒回路10内における冷媒の� ��れの方向を切り換えるための機構であり、� ��房運転時には、熱源側熱交換器4を圧縮機構 2によって圧縮される冷媒の冷却器として、� �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加熱器として機能させ るために、圧縮機構2の吐出側と熱源側熱交� �器4の一端とを接続するとともに圧縮機21の� �入側と利用側熱交換器6とを接続し(図1の切� �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� �には、利用側熱交換器6を圧縮機構2によって 圧縮される冷媒の冷却器として、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� ��れた冷媒の加熱器として機能させるために� ��圧縮機構2の吐出側と利用側熱交換器6とを� �続するとともに圧縮機構2の吸入側と熱源側� ��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2の吸入側、圧縮機構2の吐出側、熱源側熱� ��換器4及び利用側熱交換器6に接続された四� �切換弁である。尚、切換機構3は、四路切換� ��に限定されるものではなく、例えば、複数� ��電磁弁を組み合わせる等によって、上述と� ��様の冷媒の流れの方向を切り換える機能を� ��するように構成したものであってもよい。

 このように、切換機構3は、冷媒回路10を構� ��する圧縮機構2、熱源側熱交換器4、膨張機� �5、及び利用側熱交換器6だけに着目すると、 圧縮機構2、熱源側熱交換器4、膨張機構5、利 用側熱交換器6の順に冷媒を循環させる冷却� �転状態と、圧縮機構2、利用側熱交換器6、膨 張機構5、熱源側熱交換器4の順に冷媒を循環� ��せる加熱運転状態とを切り換えることがで� ��るように構成されている。
 熱源側熱交換器4は、冷媒の冷却器又は加熱 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� ��おり、その他端が膨張機構5に接続されてい る。熱源側熱交換器4は、空気を熱源(すなわ� ��、冷却源又は加熱源)とする熱交換器であり 、本実施形態において、フィンアンドチュー ブ型の熱交換器が使用されている。そして、 熱源としての空気は、熱源側ファン40によっ� ��熱源側熱交換器4に供給されるようになって いる。尚、熱源側ファン40は、ファン駆動モ� ��タ40aによって駆動される。

 膨張機構5は、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。膨張機構5は、その一端が熱源側熱� �換器4に接続され、その他端が利用側熱交換� ��6に接続されている。また、本実施形態にお いて、膨張機構5は、冷房運転時には、熱源� �熱交換器4において冷却された高圧の冷媒を� ��用側熱交換器6に送る前に減圧し、暖房運転 時には、利用側熱交換器6において冷却され� �高圧の冷媒を熱源側熱交換器4に送る前に減� ��する。
 利用側熱交換器6は、冷媒の加熱器又は冷却 器として機能する熱交換器である。利用側熱 交換器6は、その一端が膨張機構5に接続され� ��おり、その他端が切換機構3に接続されてい る。尚、ここでは図示しないが、利用側熱交 換器6には、利用側熱交換器6を流れる冷媒と� ��交換を行う加熱源又は冷却源としての水や� ��気が供給されるようになっている。

 中間冷却器7は、中間冷媒管8に設けられて� �り、前段側の圧縮要素2cから吐出されて圧縮 要素2dに吸入される冷媒の冷却器として機能� ��る熱交換器である。中間冷却器7は、空気を 熱源(すなわち、冷却源)とする熱交換器であ� ��、本実施形態において、フィンアンドチュ� ��ブ型の熱交換器が使用されている。そして� ��中間冷却器7は、熱源側熱交換器4と一体化� �れている。
 次に、中間冷却器7が熱源側熱交換器4に一� �化された構成について、両者の配置等も含� �て、図2~図4を用いて詳細に説明する。ここ� �、図2は、熱源ユニット1aの外観斜視図(ファ� ��グリルを取り除いた状態)であり、図3は、� �源ユニット1aの右板74を取り除いた状態にお� ��る熱源ユニット1aの側面図であり、図4は、� ��3のI部分の拡大図である。尚、以下の説明� �おける「左」及び「右」とは、前板75側から 熱源ユニット1aを見た場合を基準とする。

 まず、本実施形態において、空気調和装置1 は、主として熱源側ファン40、熱源側熱交換� ��4及び中間冷却器7が設けられた熱源ユニッ� �1aと、主として利用側熱交換器6が設けられ� �利用ユニット(図示せず)とが接続されること によって構成されている。そして、この熱源 ユニット1aは、側方から空気を吸い込んで上� ��に向かって空気を吹き出す、いわゆる、上� ��きタイプのものであり、主として、ケーシ� ��グ71と、ケーシング71の内部に配置される熱 源側熱交換器4及び中間冷却器7等の冷媒回路� ��成部品や熱源側ファン40等の機器とを有し� �いる。
 ケーシング71は、本実施形態において、略� �方体形状の箱体であり、主として、ケーシ� �グ71の天面を構成する天板72と、ケーシング7 1の外周面を構成する左板73、右板74、前板75� �び後板76と、底板77とから構成されている。� ��板72は、主として、ケーシング71の天面を構 成する部材であり、本実施形態において、略 中央に吹出開口71aが形成された平面視が略長 方形状の板状部材である。天板72には、吹出� ��口71aを上方から覆うようにファングリル78� �設けられている。左板73は、主として、ケー シング71の左面を構成する部材であり、本実� ��形態において、天板72の左縁から下方に延� �る側面視が略長方形状の板状部材である。� �板73には、上部を除くほぼ全体に吸入開口73a が形成されている。右板74は、主として、ケ� ��シング71の右面を構成する部材であり、本� �施形態において、天板72の右縁から下方に延 びる側面視が略長方形状の板状部材である。 右板74には、上部を除くほぼ全体に吸入開口7 4aが形成されている。前板75は、主として、� �ーシング71の前面を構成する部材であり、本 実施形態において、天板72の前縁から下方向� ��順に配置された正面視が略長方形状の板状� ��材から構成されている。後板76は、主とし� �、ケーシング71の後面を構成する部材であり 、本実施形態において、天板72の後縁から下� ��向に順に配置された正面視が略長方形状の� ��状部材から構成されている。後板76には、� �部を除くほぼ全体に吸入開口76aが形成され� �いる。底板77は、主として、ケーシング71の� ��面を構成する部材であり、本実施形態にお� ��て、平面視が略長方形状の板状部材である� ��

 そして、中間冷却器7は、熱源側熱交換器 4の上方に配置された状態で熱源側熱交換器4� ��一体化されており、底板77上に配置されて� �る。より具体的には、中間冷却器7は、伝熱� ��ィンを共有することによって熱源側熱交換� ��4と一体化されている(図4参照)。また、熱源 側熱交換器4及び中間冷却器7が一体化された� ��のは、本実施形態において、平面視が略U字 形状の熱交換器パネル70を形成しており、吸� ��開口73a、74a、76aに対向するように配置され� ��いる。また、熱源側ファン40は、天板72の吹 出開口71aに対向し、かつ、熱源側熱交換器4� �び中間冷却器7が一体化されたもの(すなわち 、熱交換器パネル70)の上側に配置されている 。本実施形態において、熱源側ファン40は、� ��流ファンであり、ファン駆動モータ40aによ� ��て回転駆動することによって、吸入開口73a� ��74a、76aから熱源としての空気をケーシング7 1内に吸い込んで、熱源側熱交換器4及び中間� ��却器7を通過させた後に、吹出開口71aから上 方に向けて吹き出すことができるようになっ ている(図3中の空気の流れを示す矢印を参照) 。すなわち、熱源側ファン40は、熱源側熱交� ��器4及び中間冷却器7の両方に熱源としての� �気を供給するようになっている。尚、熱源� �ニット1aの外観形状や熱源側熱交換器4及び� �間冷却器7が一体化されたもの(すなわち、熱 交換器パネル70)の形状は、上述のものに限定 されるものではない。このように、中間冷却 器7は、熱源側熱交換器4と一体化された熱交� ��器パネル70を構成しており、この熱交換器� �ネル70の上部に配置されている。

 また、中間冷媒管8には、中間冷却器7をバ� �パスするように、中間冷却器バイパス管9が� ��続されている。この中間冷却器バイパス管9 は、中間冷却器7を流れる冷媒の流量を制限� �る冷媒管である。そして、中間冷却器バイ� �ス管9には、中間冷却器バイパス開閉弁11が� �けられている。中間冷却器バイパス開閉弁11 は、本実施形態において、電磁弁である。こ の中間冷却器バイパス開閉弁11は、後述の除� ��運転のような一時的な運転を行う場合を除� ��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� �態にしている際に開ける制御がなされる。� �なわち、中間冷却器バイパス開閉弁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。
 また、中間冷媒管8には、中間冷却器バイパ ス管9との接続部から中間冷却器7側の位置(す なわち、中間冷却器7の入口側の中間冷却器� �イパス管9との接続部から中間冷却器7の出口 側の接続部までの部分)に、冷却器開閉弁12が 設けられている。この冷却器開閉弁12は、中� ��冷却器7を流れる冷媒の流量を制限する機構 である。冷却器開閉弁12は、本実施形態にお� ��て、電磁弁である。この冷却器開閉弁12は� �後述の除霜運転のような一時的な運転を行� �場合を除いて、基本的には、切換機構3を冷� ��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、冷却器開閉弁12は、冷房� ��転を行う際に開け、暖房運転を行う際に閉� ��る制御がなされる。尚、冷却器開閉弁12は� �本実施形態において、中間冷却器7の入口側� ��位置に設けられているが、中間冷却器7の出 口側の位置に設けられていてもよい。

 また、中間冷媒管8には、前段側の圧縮要素 2cの吐出側から後段側の圧縮要素2dの吸入側� �の冷媒の流れを許容し、かつ、後段側の圧� �要素2dの吐出側から前段側の圧縮要素2cへの� ��媒の流れを遮断するための逆止機構15が設� �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� ��施形態において、中間冷媒管8の中間冷却器 7の出口側から中間冷却器バイパス管9との接� ��部までの部分に設けられている。
 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、熱源側熱交 換器4には、熱源側熱交換器4を流れる冷媒の� ��度を検出する熱源側熱交温度センサ51が設� �られている。中間冷却器7の出口には、中間� ��却器7の出口における冷媒の温度を検出する 中間冷却器出口温度センサ52が設けられてい� ��。空気調和装置1には、熱源側熱交換器4及� �中間冷却器7の熱源としての空気の温度を検� ��する空気温度センサ53が設けられている。� �た、空気調和装置1は、ここでは図示しない� ��、圧縮機構2、切換機構3、膨張機構5、熱源� ��ファン40、中間冷却器バイパス開閉弁11、冷 却器開閉弁12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。

 (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5~図11を用いて説明する。こ� ��で、図5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6は� ��冷房運転時の冷凍サイクルが図示された温� ��-エントロピ線図であり、図7は、暖房運転� �の冷凍サイクルが図示された圧力-エンタル� ��線図であり、図8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� �、図9は、除霜運転のフローチャートであり� ��図10は、除霜運転開始時における空気調和� �置1内の冷媒の流れを示す図であり、図11は� �中間冷却器7の除霜が完了した後における空� ��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、暖房運転及び除霜運転 における運転制御は、上述の制御部(図示せ� �)によって行われる。また、以下の説明にお� ��て、「高圧」とは、冷凍サイクルにおける� ��圧(すなわち、図5、図6の点D、D’、Eにおけ� ��圧力や図7、図8の点D、D’、Fにおける圧力)� ��意味し、「低圧」とは、冷凍サイクルにお� ��る低圧(すなわち、図5、図6の点A、Fにおけ� �圧力や図7、図8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5~図8の点B1、C1、C1’に� �ける圧力)を意味している。

 <冷房運転>
 冷房運転時は、切換機構3が図1の実線で示� �れる冷却運転状態とされる。膨張機構5は、� ��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、冷却器開閉弁12が開けら� ��、また、中間冷却器バイパス管9の中間冷却 器バイパス開閉弁11が閉められることによっ� ��、中間冷却器7が冷却器として機能する状態 とされる。
 この冷媒回路10の状態において、圧縮機構2� ��駆動すると、低圧の冷媒(図1、図5、図6の点 A参照)は、吸入管2aから圧縮機構2に吸入され� ��まず、圧縮要素2cによって中間圧力まで圧� �された後に、中間冷媒管8に吐出される(図1� �図5、図6の点B1参照)。この前段側の圧縮要素 2cから吐出された中間圧の冷媒は、中間冷却� ��7において、冷却源としての空気と熱交換を 行うことで冷却される(図1、図5、図6の点C1参 照)。この中間冷却器7において冷却された冷� ��は、次に、逆止機構15を通過した後に圧縮� �素2cの後段側に接続された圧縮要素2dに吸入� ��れてさらに圧縮されて、圧縮機構2から吐出 管2bに吐出される(図1、図5、図6の点D参照)。� ��こで、圧縮機構2から吐出された高圧の冷媒 は、圧縮要素2c、2dによる二段圧縮動作によ� �て、臨界圧力(すなわち、図5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、この圧縮機構2から� �出された高圧の冷媒は、油分離機構41を構成 する油分離器41aに流入し、同伴する冷凍機油 が分離される。また、油分離器41aにおいて高 圧の冷媒から分離された冷凍機油は、油分離 機構41を構成する油戻し管41bに流入し、油戻� ��管41bに設けられた減圧機構41cで減圧された� ��に圧縮機構2の吸入管2aに戻されて、再び、� ��縮機構2に吸入される。次に、油分離機構41� ��おいて冷凍機油が分離された後の高圧の冷� ��は、逆止機構42及び切換機構3を通じて、冷� ��の冷却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� �た高圧の冷媒は、熱源側熱交換器4において� ��冷却源としての空気と熱交換を行って冷却� ��れる(図1、図5、図6の点E参照)。そして、熱� ��側熱交換器4において冷却された高圧の冷媒 は、膨張機構5によって減圧されて低圧の気� �二相状態の冷媒となり、冷媒の加熱器とし� �機能する利用側熱交換器6に送られる(図1、� �5、図6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 熱源としての水又は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 6の点A参照)。そして、この利用側熱交換器6� �おいて加熱された低圧の冷媒は、切換機構3� ��経由して、再び、圧縮機構2に吸入される。 このようにして、冷房運転が行われる。

 このように、空気調和装置1では、圧縮要 素2cから吐出された冷媒を圧縮要素2dに吸入� �せるための中間冷媒管8に中間冷却器7を設け るとともに、切換機構3を冷却運転状態にし� �冷房運転において、冷却器開閉弁12を開け、 また、中間冷却器バイパス管9の中間冷却器� �イパス開閉弁11を閉めることによって、中間 冷却器7を冷却器として機能する状態にして� �るため、中間冷却器7を設けなかった場合(こ の場合には、図5、図6において、点A→点B1→� ��D’→点E→点Fの順で冷凍サイクルが行われ� ��)に比べて、圧縮要素2cの後段側の圧縮要素2 dに吸入される冷媒の温度が低下し(図6の点B1� ��C1参照)、圧縮要素2dから吐出される冷媒の� �度も低下することになる(図6の点D、D’参照) 。このため、この空気調和装置1では、高圧� �冷媒の冷却器として機能する熱源側熱交換� �4において、中間冷却器7を設けなかった場合 に比べて、冷却源としての水や空気と冷媒と の温度差を小さくすることが可能になり、図 6の点B1、D’、D、C1を結ぶことによって囲ま� �る面積に相当する分の放熱ロスを小さくで� �ることから、運転効率を向上させることが� �きる。

 <暖房運転>
 暖房運転時は、切換機構3が図1の破線で示� �れる加熱運転状態とされる。膨張機構5は、� ��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、冷却器開閉弁12が閉めら� ��、また、中間冷却器バイパス管9の中間冷却 器バイパス開閉弁11が開けられることによっ� ��、中間冷却器7が冷却器として機能しない状 態とされる。
 この冷媒回路10の状態において、圧縮機構2� ��駆動すると、低圧の冷媒(図1、図7、図8の点 A参照)は、吸入管2aから圧縮機構2に吸入され� ��まず、圧縮要素2cによって中間圧力まで圧� �された後に、中間冷媒管8に吐出される(図1� �図7、図8の点B1参照)。この前段側の圧縮要素 2cから吐出された中間圧の冷媒は、冷房運転� ��とは異なり、中間冷却器7を通過せずに(す� �わち、冷却されることなく)、中間冷却器バ� ��パス管9を通過して(図1、図7、図8の点C1参照 )、圧縮要素2cの後段側に接続された圧縮要素 2dに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮機構2 から吐出管2bに吐出される(図1、図7、図8の点 D参照)。ここで、圧縮機構2から吐出された高 圧の冷媒は、冷房運転時と同様、圧縮要素2c� ��2dによる二段圧縮動作によって、臨界圧力(� ��なわち、図7に示される臨界点CPにおける臨� ��圧力Pcp)を超える圧力まで圧縮されている。 そして、この圧縮機構2から吐出された高圧� �冷媒は、油分離機構41を構成する油分離器41a に流入し、同伴する冷凍機油が分離される。 また、油分離器41aにおいて高圧の冷媒から分 離された冷凍機油は、油分離機構41を構成す� ��油戻し管41bに流入し、油戻し管41bに設けら� ��た減圧機構41cで減圧された後に圧縮機構2の 吸入管2aに戻されて、再び、圧縮機構2に吸入 される。次に、油分離機構41において冷凍機� ��が分離された後の高圧の冷媒は、逆止機構4 2及び切換機構3を通じて、冷媒の冷却器とし� ��機能する利用側熱交換器6に送られる。そし て、利用側熱交換器6に送られた高圧の冷媒� �、利用側熱交換器6において、冷却源として� ��水又は空気と熱交換を行って冷却される(図 1、図7、図8の点F参照)。そして、利用側熱交� ��器6において冷却された高圧の冷媒は、膨張 機構5によって減圧されて低圧の気液二相状� �の冷媒となり、冷媒の加熱器として機能す� �熱源側熱交換器4に送られる(図1、図7、図8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7、図8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� �た低圧の冷媒は、切換機構3を経由して、再� ��、圧縮機構2に吸入される。このようにして 、暖房運転が行われる。

 このように、空気調和装置1では、圧縮要 素2cから吐出された冷媒を圧縮要素2dに吸入� �せるための中間冷媒管8に中間冷却器7を設け るとともに、切換機構3を加熱運転状態にし� �暖房運転において、冷却器開閉弁12を閉め、 また、中間冷却器バイパス管9の中間冷却器� �イパス開閉弁11を開けることによって、中間 冷却器7を冷却器として機能しない状態にし� �いるため、中間冷却器7だけを設けた場合や� ��述の冷房運転と同様に中間冷却器7を冷却器 として機能させた場合(これら場合には、図7� ��図8において、点A→点B1→点C1’→点D’→点 F→点Eの順で冷凍サイクルが行われる)に比べ て、圧縮機構2から吐出される冷媒の温度の� �下が抑えられる(図8の点D、D’参照)。このた め、この空気調和装置1では、中間冷却器7だ� ��を設けた場合や上述の冷房運転と同様に中� ��冷却器7を冷却器として機能させた場合に比 べて、外部への放熱を抑え、冷媒の冷却器と して機能する利用側熱交換器6に供給される� �媒の温度の低下を抑えることが可能になり� �図7の点Dと点Fとのエンタルピ差hと点D’と点 Fとのエンタルピ差h’との差に相当する分の� ��熱能力の低下を抑えて、運転効率の低下を� ��ぐことができる。

 以上のように、空気調和装置1では、中間 冷却器7だけでなく、冷却器開閉弁12や中間冷 却器バイパス管9を設けて、これらを用いて� �切換機構3を冷却運転状態にしている際に中� ��冷却器7を冷却器として機能させ、切換機構 3を加熱運転状態にしている際に中間冷却器7� ��冷却器として機能させないようにしている� ��このため、空気調和装置1では、冷却運転と しての冷房運転時においては、圧縮機構2か� �吐出される冷媒の温度を低く抑えることが� �き、加熱運転としての暖房運転時において� �、圧縮機構2から吐出される冷媒の温度の低� ��を抑えることができるようになり、冷房運� ��時においては、冷媒の冷却器として機能す� ��熱源側熱交換器4における放熱ロスを小さく して、運転効率を向上させることができると ともに、暖房運転時には、冷媒の冷却器とし て機能する利用側熱交換器6に供給される冷� �の温度の低下を抑えることで加熱能力の低� �を抑えて、運転効率の低下を防ぐことがで� �る。

 <除霜運転>
 この空気調和装置1において、熱源側熱交換 器4の熱源としての空気の温度が低い条件で� �房運転を行うと、冷媒の加熱器として機能� �る熱源側熱交換器4に着霜が生じ、これによ� ��、熱源側熱交換器4の伝熱性能が低下するお それがある。このため、熱源側熱交換器4の� �霜を行う必要がある。
 以下、本実施形態の除霜運転について、図9 ~図11を用いて詳細に説明する。
 まず、ステップS1において、暖房運転時に� �源側熱交換器4に着霜が生じたかどうかを判� ��する。この判定は、熱源側熱交温度センサ5 1により検出される熱源側熱交換器4を流れる� ��媒の温度や暖房運転の積算時間に基づいて� ��われる。例えば、熱源側熱交温度センサ51� �より検出される熱源側熱交換器4における冷� ��の温度が着霜が生じる条件に相当する所定� ��度以下であることが検知された場合、又は� ��暖房運転の積算時間が所定時間以上経過し� ��場合には、熱源側熱交換器4に着霜が生じて いるものと判定し、このような温度条件や時 間条件に該当しない場合には、熱源側熱交換 器4に着霜が生じていないものと判定するも� �である。ここで、所定温度や所定時間につ� �ては、熱源としての空気の温度に依存する� �め、所定温度や所定時間を空気温度センサ53 により検出される空気の温度の関数として設 定することが好ましい。また、熱源側熱交換 器4の入口や出口に温度センサが設けられて� �る場合には、熱源側熱交温度センサ51により 検出される冷媒の温度に代えて、これらの温 度センサにより検出される冷媒の温度を温度 条件の判定に使用してもよい。そして、ステ ップS1において、熱源側熱交換器4に着霜が生 じているものと判定された場合には、ステッ プS2の処理に移行する。

 次に、ステップS2において、除霜運転を� �始する。この除霜運転は、切換機構3を加熱� ��転状態(すなわち、暖房運転)から冷却運転� �態に切り換えることで熱源側熱交換器4を冷� ��の冷却器として機能させる逆サイクル除霜� ��転である。しかも、本実施形態では、中間� ��却器7として空気を熱源とする熱交換器を採 用し、かつ、中間冷却器7を熱源側熱交換器4� ��一体化させていることから、中間冷却器7に も着霜が生じるおそれがあるため、熱源側熱 交換器4だけでなく中間冷却器7にも冷媒を流� ��て中間冷却器7の除霜を行う必要がある。そ こで、除霜運転の開始時においては、上述の 冷房運転と同様、切換機構3を加熱運転状態(� ��なわち、暖房運転)から冷却運転状態(すな� �ち、冷房運転)に切り換えることで熱源側熱� ��換器4を冷媒の冷却器として機能させるとと もに、冷却器開閉弁12を開け、また、中間冷� ��器バイパス開閉弁11を閉めることによって� �中間冷却器7を冷却器として機能させる運転� ��行う(図10中の冷媒の流れを示す矢印を参照) 。

 次に、ステップS3において、中間冷却器7� ��除霜が完了したかどうかを判定する。ここ� ��、中間冷却器7の除霜が完了したかどうかを 判定するのは、上述のように、暖房運転の際 、中間冷却器バイパス管9によって中間冷却� �7を冷却器として機能させないようにしてい� ��ため、中間冷却器7における着霜量が少なく 、熱源側熱交換器4に比べて早く中間冷却器7� ��除霜が完了するからである。そして、この� ��定は、中間冷却器7の出口冷媒温度に基づい て行われる。例えば、中間冷却器出口温度セ ンサ52により検出される中間冷却器7の出口冷 媒温度が所定温度以上であることが検知され た場合には、中間冷却器7の除霜が完了した� �のと判定し、このような温度条件に該当し� �い場合には、中間冷却器7の除霜が完了して� ��ないものと判定するものである。このよう� ��中間冷却器7の出口冷媒温度に基づく判定に より、中間冷却器7の除霜が完了したことの� �知を確実に行うことができる。そして、ス� �ップS3において、中間冷却器7の除霜が完了� �たものと判定された場合には、ステップS4の 処理に移行する。

 次に、ステップS4において、中間冷却器7� ��び熱源側熱交換器4を除霜する運転から熱源 側熱交換器4のみを除霜する運転に移行する� �このような中間冷却器7の除霜完了後の運転� ��行を行うのは、仮に、中間冷却器7の除霜が 完了した後にも中間冷却器7に冷媒を流し続� �ると、中間冷却器7から外部へ放熱が行われ� ��、後段側の圧縮要素2dに吸入される冷媒の� �度が低下してしまい、その結果、圧縮機構2� ��ら吐出される冷媒の温度が低くなって、熱� ��側熱交換器4の除霜能力が低下するという問 題が生じてしまうことから、このような問題 が生じないようにするためである。そして、 このステップS4における運転移行によって、� ��サイクル除霜運転による熱源側熱交換器4の 除霜を継続しながら、冷却器開閉弁12を閉め� ��また、中間冷却器バイパス開閉弁11を開け� �ことによって、中間冷却器7を冷却器として� ��能させないようにした運転が行われる(図11� ��の冷媒の流れを示す矢印を参照)。これによ り、中間冷却器7から外部への放熱が行われ� �いようになるため、後段側の圧縮要素2dに吸 入される冷媒の温度が低くなるのを抑え、そ の結果、圧縮機構2から吐出される冷媒の温� �が低くなるのを抑えて、熱源側熱交換器4の� ��霜能力が低下するのを抑えることができる� ��うになる。

 次に、ステップS5において、熱源側熱交� �器4の除霜が完了したかどうかを判定する。� ��の判定は、熱源側熱交温度センサ51により� �出される熱源側熱交換器4を流れる冷媒の温� ��や除霜運転の運転時間に基づいて行われる� ��例えば、熱源側熱交温度センサ51により検� �される熱源側熱交換器4における冷媒の温度� ��着霜がないとみなせる条件に相当する温度� ��上であることが検知された場合、又は、除� ��運転が所定時間以上経過した場合には、熱� ��側熱交換器4の除霜が完了したものと判定し 、このような温度条件や時間条件に該当しな い場合には、熱源側熱交換器4の除霜が完了� �ていないものと判定するものである。ここ� �、熱源側熱交換器4の入口や出口に温度セン� ��が設けられている場合には、熱源側熱交温� ��センサ51により検出される冷媒の温度に代� �て、これらの温度センサにより検出される� �媒の温度を温度条件の判定に使用してもよ� �。そして、ステップS5において、熱源側熱交 換器4の除霜が完了したものと判定された場� �には、ステップS6の処理に移行して、除霜運 転を終了し、再び、暖房運転を再開させる処 理が行われる。より具体的には、切換機構3� �冷却運転状態から冷却運転状態(すなわち、� ��房運転)に切り換える処理等が行われる。

 以上のように、空気調和装置1では、熱源側 熱交換器4を冷媒の冷却器として機能させる� �とで熱源側熱交換器4の除霜を行う除霜運転� ��行う際に、熱源側熱交換器4及び中間冷却器 7に冷媒を流し、中間冷却器7の除霜が完了し� ��ことを検知した後に、中間冷却器バイパス� ��9を用いて、中間冷却器7に冷媒が流れない� �うにするものである。これにより、空気調� �装置1では、除霜運転を行う際に、中間冷却� ��7の除霜も併せて行うとともに、中間冷却器 7から外部へ放熱が行われることによって生� �る除霜能力の低下を抑えることができ、ま� �、除霜時間を短縮するのに寄与することが� �きる。
 ここで、空気調和装置1では、超臨界域で作 動する冷媒(ここでは、二酸化炭素)を使用し� ��いるため、中間冷却器7内には臨界圧力Pcp(� �酸化炭素では、約7.3MPa)よりも低い中間圧の� ��媒が流れ、冷媒の冷却器として機能する熱� ��側熱交換器4内には臨界圧力Pcpを超える高圧 の冷媒が流れる冷房運転等の冷凍サイクルが 行われることがあり(図5参照)、この場合には 、図12に示されるように、臨界圧力Pcpよりも� ��い圧力における冷媒の物性と臨界圧力Pcpを� ��える圧力における冷媒の物性(特に、熱伝導 率や定圧比熱)との差異に起因して、中間冷� �器7の冷媒側の熱伝達率が冷媒の冷却器とし� ��機能する熱源側熱交換器4の冷媒側の熱伝達 率に比べて低くなる傾向となる。ここで、図 12は、6.5MPaの二酸化炭素を所定の流路断面積� ��有する伝熱流路内に所定の質量流速で流す� ��合における熱伝達率の値(中間冷却器7の冷� �側の熱伝達率に対応)と、6.5MPaの二酸化炭素� ��同一の伝熱流路及び質量流速の条件におけ� ��10MPaの二酸化炭素の熱伝達率の値(熱源側熱� ��換器4の冷媒側の熱伝達率に対応)とを示し� �いるが、これを見ると、冷媒の冷却器とし� �機能する熱源側熱交換器4や中間冷却器7内を 流れる冷媒の温度範囲(35~70℃程度)において� �6.5MPaの二酸化炭素の熱伝達率の値が10MPaの二 酸化炭素の熱伝達率の値よりも低いことがわ かる。

 このため、本実施形態の空気調和装置1の 熱源ユニット1a(すなわち、側方から空気を吸 い込んで上方に向かって空気を吹き出すよう に構成された熱源ユニット)において、仮に� �中間冷却器7を熱源側熱交換器4の下方に配置 された状態で熱源側熱交換器4と一体化する� �、熱源となる空気の流速が小さい熱源ユニ� �ト1aの下部に熱源側熱交換器4と一体化され� �中間冷却器7が配置されることになり、中間� ��却器7を熱源ユニット1aの下部に配置するこ� ��による中間冷却器7の空気側の熱伝達率の低 下の影響と、中間冷却器7の冷媒側の熱伝達� �が熱源側熱交換器4の冷媒側の熱伝達率に比� ��て低くなる影響とが重なり合って、中間冷� ��器7の総括熱伝達率が低くなり、しかも、熱 源側熱交換器4と一体化することとの兼ね合� �で中間冷却器7の伝熱面積を大きくする程度� ��も限界があるため、中間冷却器7の伝熱性能 の低下が生じることになるが、本実施形態で は、中間冷却器7を熱源側熱交換器4と一体化� ��、両者が一体化した熱交換器パネル70の上� �に中間冷却器7を配置するようにしているた� ��(ここでは、中間冷却器7を熱源側熱交換器4� ��上方に配置された状態で熱源側熱交換器4と 一体化するようにしているため)、熱源とな� �空気の流速が大きい熱源ユニット1aの上部に 中間冷却器7が配置されることになり、中間� �却器7の空気側の熱伝達率が高くなり、その� ��果、中間冷却器7の総括熱伝達率の低下が抑 えられて、中間冷却器7の伝熱性能の低下を� �えることができる。

 また、本実施形態の空気調和装置1におい て、仮に、中間冷却器7を熱源側熱交換器4の� ��方に配置された状態で熱源側熱交換器4と一 体化すると、上述の除霜運転によって融解し た水が中間冷却器7の表面に付着することに� �ってアイスアップ現象が生じ易くなるので� �るが、本実施形態では、中間冷却器7を熱源� ��熱交換器4と一体化し、両者が一体化した熱 交換器パネル70の上部に中間冷却器7を配置す るようにしているため(ここでは、中間冷却� �7を熱源側熱交換器4の上方に配置された状態 で熱源側熱交換器4と一体化するようにして� �るため)、除霜運転によって融解して熱源側� ��交換器4から滴下した水が中間冷却器7に付� �しにくくなり、アイスアップ現象が抑えら� �て、機器の信頼性を向上させることができ� �。しかも、上述の除霜運転によって融解し� �水が中間冷却器7の表面に付着しにくくなる� ��とから、上述の除霜運転において、中間冷� ��器7の除霜時間を非常に短くすることができ る。

 (3)変形例1
 上述の実施形態においては、1台の一軸二段 圧縮構造の圧縮機21によって、2つの圧縮要素 2c、2dのうちの前段側の圧縮要素から吐出さ� �た冷媒を後段側の圧縮要素で順次圧縮する� �段圧縮式の圧縮機構2が構成されているが、� ��13に示されるように、1つの圧縮要素が1つの 圧縮機駆動モータによって回転駆動される単 段圧縮構造の圧縮機を2台直列に接続するこ� �によって二段圧縮構造の圧縮機構2が構成さ� ��ていてもよい。
 ここで、圧縮機構2は、圧縮機22と、圧縮機2 3とを有している。圧縮機22は、ケーシング22a 内に、圧縮機駆動モータ22bと、駆動軸22cと、 圧縮要素2cとが収容された密閉式構造となっ� ��いる。そして、圧縮機駆動モータ22bは、駆� ��軸22cに連結されており、駆動軸22cは、圧縮� ��素2cに連結されている。また、圧縮機23は、 ケーシング23a内に、圧縮機駆動モータ23bと、 駆動軸23cと、圧縮要素2dとが収容された密閉� ��構造となっている。そして、圧縮機駆動モ� ��タ23bは、駆動軸23cに連結されており、駆動� ��23cは、圧縮要素2dに連結されている。そし� �、圧縮機構2は、上述の実施形態及びその変� ��例1、2と同様に、吸入管2aから冷媒を吸入し 、この吸入された冷媒を圧縮要素2cによって� ��縮した後に中間冷媒管8に吐出し、中間冷媒 管8に吐出された冷媒を圧縮要素2dに吸入させ て冷媒をさらに圧縮した後に吐出管2bに吐出� ��るように構成されている。

 そして、この変形例1の構成においても、上 述の実施形態と同様の作用効果を得ることが できる。
 (4)変形例2
 上述の実施形態及びその変形例においては� ��図1や図10等に示されるように、2つの圧縮要 素2c、2dのうちの前段側の圧縮要素から吐出� �れた冷媒を後段側の圧縮要素で順次圧縮す� �二段圧縮式の圧縮機構2を採用しているが、� ��14~図16に示されるように、3つの圧縮要素102c 、102d、102eのうちの前段側の圧縮要素から吐� ��された冷媒を後段側の圧縮要素で順次圧縮� ��る三段圧縮式の圧縮機構102を採用してもよ� ��。
 まず、図14に示される三段圧縮式冷凍サイ� �ルを行う空気調和装置1の構成について説明� ��る。ここで、空気調和装置1は、上述の実施 形態及びその変形例と同様、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110 を有し、超臨界域で作動する冷媒(ここでは� �二酸化炭素)を使用している。空気調和装置1 の冷媒回路110は、主として、三段圧縮式の圧 縮機構102と、切換機構3と、熱源側熱交換器4� ��、膨張機構5と、利用側熱交換器6と、2つの� ��間冷却器7とを有している。次に、各機器に ついて説明するが、熱源側熱交換器4、膨張� �構5、利用側熱交換器6、及び、制御部(図示� �ず)については、上述の実施形態と同様であ� ��ため、ここでは説明を省略する。

 図14において、圧縮機構102は、1つの圧縮� ��素で冷媒を単段圧縮する圧縮機24と、2つの� ��縮要素で冷媒を二段圧縮する圧縮機25とが� �列に接続されることによって構成されてい� �。圧縮機24は、上述の変形例3における単段� �縮構造の圧縮機22、23と同様、ケーシング24a� ��に、圧縮機駆動モータ24bと、駆動軸24cと、� ��縮要素102cとが収容された密閉式構造となっ ている。そして、圧縮機駆動モータ24bは、駆 動軸24cに連結されており、駆動軸24cは、圧縮 要素102cに連結されている。また、圧縮機25は 、上述の実施形態における二段圧縮構造の圧 縮機21と同様、ケーシング25a内に、圧縮機駆� ��モータ25cと、駆動軸25cと、圧縮要素102d、102 eとが収容された密閉式構造となっている。� �して、圧縮機駆動モータ25bは、駆動軸25cに� �結されており、この駆動軸25cは、2つの圧縮� ��素102d、102eに連結されている。そして、圧� �機24は、吸入管102aから冷媒を吸入し、この� �入された冷媒を圧縮要素102cによって圧縮し� ��後に、圧縮要素102cの後段側に接続された圧 縮要素102dに吸入させるための中間冷媒管8に� ��出するように構成されている。そして、圧� ��機25は、この中間冷媒管8に吐出された冷媒� ��圧縮要素102dに吸入させて冷媒をさらに圧縮 した後に、圧縮要素102dの後段側に接続され� �圧縮要素102eに吸入させるための中間冷媒管8 に吐出し、この中間冷媒管8に吐出された冷� �を圧縮要素102eに吸入させて冷媒をさらに圧� ��した後に、吐出管102bに吐出するように構成 されている。

 また、図14に示される構成(すなわち、単� ��圧縮式の圧縮機24と二段圧縮式の圧縮機25と が直列に接続された構成)に代えて、図15に示 されるように、二段圧縮式の圧縮機26と単段� ��縮式の圧縮機27とが直列に接続された構成� �してもよい。この場合においても、圧縮機26 が圧縮要素102c、102dを有し、圧縮機27が圧縮� �素102eを有しているため、図14に示される構� �と同様に、3つの圧縮要素102c、102d、102eが直� ��接続された構成が得られる。尚、圧縮機26� �、上述の実施形態における圧縮機21と同様の 構成であり、圧縮機27は、上述の変形例1にお ける圧縮機22、23と同様の構成であるため、� �縮要素102c、102d、102eを除く各部を示す符号� �それぞれ26番台や27番台に置き換えることと� ��、ここでは、説明を省略する。

 さらに、図14に示される構成(すなわち、単� ��圧縮式の圧縮機25と二段圧縮式の圧縮機24と が直列に接続された構成)に代えて、図16に示 されるように、3台の単段圧縮式の圧縮機24、 28、27が直列に接続された構成にしてもよい� �この場合においても、圧縮機24が圧縮要素102 cを有し、圧縮機28が圧縮要素102dを有し、圧� �機27が圧縮要素102eを有しているため、図14や 図15に示される構成と同様に、3つの圧縮要素 102c、102d、102eが直列接続された構成が得られ る。尚、圧縮機24、28は、上述の変形例1にお� ��る圧縮機22、23と同様の構造であるため、圧 縮要素102c、102dを除く各部を示す符号をそれ� ��れ24番台や28番台に置き換えることとし、こ こでは、説明を省略する。
 このように、本変形例において、圧縮機構1 02は、3つの圧縮要素102c、102d、102eを有してお り、これらの圧縮要素102c、102d、102eのうちの 前段側の圧縮要素から吐出された冷媒を後段 側の圧縮要素で順次圧縮するように構成され ている。

 中間冷却器7は、各中間冷媒管8に設けられ� �いる。すなわち、中間冷却器7の1つは、前段 側の圧縮要素102cから吐出されて圧縮要素102d� ��吸入される冷媒の冷却器として機能する熱� ��換器として設けられ、もう1つの中間冷却器 7は、前段側の圧縮要素102dから吐出されて圧� ��要素102eに吸入される冷媒の冷却器として機 能する熱交換器として設けられている。そし て、これらの中間冷却器7についても、上述� �実施形態と同様、熱源側熱交換器4の上方に� ��置された状態で熱源側熱交換器4と一体化さ れている(図2~図4参照)。
 また、各中間冷媒管8には、上述の実施形態 と同様、中間冷却器7をバイパスするように� �中間冷却器バイパス管9が接続されており、� ��の中間冷却器バイパス管9には、切換機構3� �冷却運転状態にしている際に閉め、切換機� �3を加熱運転状態にしている際に開ける制御� ��なされる中間冷却器バイパス開閉弁11が設� �られている。

 また、各中間冷媒管8には、上述の実施形態 と同様、中間冷却器バイパス管9との接続部� �ら中間冷却器7側の位置(すなわち、中間冷却 器7の入口側の中間冷却器バイパス管9との接� ��部から中間冷却器7の出口側の接続部までの 部分、及び、中間冷却器7の入口側の中間冷� �器バイパス管9との接続部から中間冷却器7の 出口側の接続部までの部分)に、切換機構3を� ��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 なされる冷却器開閉弁12が設けられている。
 さらに、空気調和装置1には、上述の実施形 態と同様、熱源側熱交換器4を流れる冷媒の� �度を検出する熱源側熱交温度センサ51と、各 中間冷却器7の出口における冷媒の温度を検� �する中間冷却器出口温度センサ52と、熱源側 熱交換器4及び2つの中間冷却器7の熱源として の空気の温度を検出する空気温度センサ53が� ��けられている。

 次に、本変形例の空気調和装置1の動作に ついて、図14~図20を用いて説明する。ここで� ��図17は、変形例2における冷房運転時の冷凍� ��イクルが図示された圧力-エンタルピ線図で あり、図18は、変形例2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� �図であり、図19は、変形例2における暖房運� �時の冷凍サイクルが図示された圧力-エンタ� ��ピ線図であり、図20は、変形例2における暖� ��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、 暖房運転及び除霜運転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。� ��た、以下の説明において、「高圧」とは、� ��凍サイクルにおける高圧(すなわち、図17、� ��18の点D、D’、Eにおける圧力や図19、図20の� ��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17、図18の点A、Fにおける圧力や図19、図20� ��点A、Eにおける圧力)を意味し、「中間圧」� ��は、冷凍サイクルにおける中間圧(すなわち 、図17~図20の点B1、B2、B2’、C1、C1’、C2、C2� �における圧力)を意味している。

 <冷房運転>
 冷房運転時は、切換機構3が図14~図16の実線� ��示される冷却運転状態とされる。
膨張機構5は、開度調節される。そして、切� �機構3が冷却運転状態となるため、2つの冷却 器開閉弁12が開けられ、また、2つの中間冷却 器バイパス管9の中間冷却器バイパス開閉弁11 が閉められることによって、2つの中間冷却� �7が冷却器として機能する状態とされる。
 この冷媒回路110の状態において、圧縮機構1 02を駆動すると、低圧の冷媒(図14~図18の点A参 照)は、吸入管102aから圧縮機構102に吸入され� ��まず、圧縮要素102cによって中間圧力まで圧 縮された後に、中間冷媒管8に吐出される(図1 4~図18の点B1参照)。この前段側の圧縮要素102c� ��ら吐出された中間圧の冷媒は、中間冷却器7 において、冷却源としての水又は空気と熱交 換を行うことで冷却される(図14~図18の点C1参� ��)。この中間冷却器7において冷却された冷� �は、次に、逆止機構15を通過した後に圧縮要 素102cの後段側に接続された圧縮要素102dに吸� ��されて圧縮された後に、中間冷媒管8に吐出 される(図14~図18の点B2参照)。この前段側の圧 縮要素102dから吐出された中間圧の冷媒は、� �間冷却器7において、冷却源としての水又は� ��気と熱交換を行うことで冷却される(図14~図 18の点C2参照)。この中間冷却器7において冷却 された冷媒は、次に、圧縮要素102dの後段側� �接続された圧縮要素102eに吸入されてさらに� ��縮された後に、圧縮機構102から吐出管102bに 吐出される(図14~図18の点D参照)。ここで、圧� ��機構102から吐出された高圧の冷媒は、圧縮� ��素102c、102d、102eによる三段圧縮動作によっ� ��、臨界圧力(すなわち、図17に示される臨界� ��CPにおける臨界圧力Pcp)を超える圧力まで圧� ��されている。そして、この圧縮機構102から� ��出された高圧の冷媒は、油分離機構41を構� �する油分離器41aに流入し、同伴する冷凍機� �が分離される。また、油分離器41aにおいて� �圧の冷媒から分離された冷凍機油は、油分� �機構41を構成する油戻し管41bに流入し、油戻 し管41bに設けられた減圧機構41cで減圧された 後に圧縮機構102の吸入管102aに戻されて、再� �、圧縮機構102に吸入される。次に、油分離� �構41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42及び切換機構3を通じて 、冷媒の冷却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� ��られた高圧の冷媒は、熱源側熱交換器4にお いて、冷却源としての空気と熱交換を行って 冷却される(図14~図18の点E参照)。そして、熱� ��側熱交換器4において冷却された高圧の冷媒 は、膨張機構5によって減圧されて低圧の気� �二相状態の冷媒となり、冷媒の加熱器とし� �機能する利用側熱交換器6に送られる(図14~図 18の点F参照)。そして、利用側熱交換器6に送� ��れた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱源� ��しての水又は空気と熱交換を行って加熱さ� ��て、蒸発することになる(図14~図18の点A参照 )。そして、この利用側熱交換器6において加� ��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。

 そして、本変形例の構成においては、圧� ��要素102cから吐出された冷媒を圧縮要素102d� �吸入させるための中間冷媒管8に中間冷却器7 を設け、かつ、圧縮要素102dから吐出された� �媒を圧縮要素102eに吸入させるための中間冷� ��管8に中間冷却器7を設けるとともに、切換� �構3を冷却運転状態にした冷房運転において� ��2つの冷却器開閉弁12を開け、また、2つの中 間冷却器バイパス管9の中間冷却器バイパス� �閉弁11を閉めることによって、2つの中間冷� �器7を冷却器として機能する状態にしている� ��め、中間冷却器7を設けなかった場合(この� �合には、図17、図18において、点A→点B1→点B 2’(C2’)→点D’→点E→点Fの順で冷凍サイク� ��が行われる)に比べて、圧縮要素102cの後段� �の圧縮要素102dに吸入される冷媒の温度、及� ��、圧縮要素102dの後段側の圧縮要素102eに吸� �される冷媒の温度が低下し(図18の点B1、C1、B 2、C2参照)、圧縮要素102eから吐出される冷媒� ��温度も低下することになる(図18の点D、D’� �照)。このため、本変形例の構成において、� ��圧の冷媒の冷却器として機能する熱源側熱� ��換器4において、中間冷却器7を設けなかっ� �場合に比べて、冷却源としての水や空気と� �媒との温度差を小さくすることが可能にな� �、図18の点B1、B2’(C2’)、D’、D、C2、B2、C1� �よって囲まれる面積に相当する分の放熱ロ� �を小さくできることから、運転効率を向上� �せることができる。しかも、この面積は、� �述の実施形態及びその変形例1のような二段� ��縮式冷凍サイクルにおける面積よりも大き� ��なるため、上述の実施形態及びその変形例1 に比べて、さらに運転効率を向上させること ができる。

 <暖房運転>
 暖房運転時は、切換機構3が図14~図16の破線� ��示される加熱運転状態とされる。膨張機構5 は、開度調節される。そして、切換機構3が� �熱運転状態となるため、2つの冷却器開閉弁1 2が閉められ、また、2つの中間冷却器バイパ� ��管9の中間冷却器バイパス開閉弁11が開けら� ��ることによって、2つの中間冷却器7が冷却� �として機能しない状態とされる。
 この冷媒回路110の状態において、圧縮機構1 02を駆動すると、低圧の冷媒(図14~図16、図19� �図20の点A参照)は、吸入管102aから圧縮機構102 に吸入され、まず、圧縮要素102cによって中� �圧力まで圧縮された後に、中間冷媒管8に吐� ��される(図14~図16、図19、図20の点B1参照)。こ の前段側の圧縮要素102cから吐出された中間� �の冷媒は、冷房運転時とは異なり、中間冷� �器7を通過せずに(すなわち、冷却されること なく)、中間冷却器バイパス管9を通過して(図 14~図16、図19、図20の点C1参照)、圧縮要素102c� �後段側に接続された圧縮要素102dに吸入され� ��さらに圧縮された後に、中間冷媒管8に吐出 される(図14~図16、図19、図20の点B2参照)。こ� �前段側の圧縮要素102dから吐出された中間圧� ��冷媒も、中間冷却器7を通過せずに(すなわ� �、冷却されることなく)、中間冷却器バイパ� ��管9を通過して(図14~図16、図19、図20の点C2参 照)、圧縮要素102dの後段側に接続された圧縮� ��素102eに吸入されてさらに圧縮された後に、 圧縮機構102から吐出管102bに吐出される(図14~� ��16、図19、図20の点D参照)。ここで、圧縮機� �102から吐出された高圧の冷媒は、冷房運転� �と同様、圧縮要素102c、102d、102eによる三段� �縮動作によって、臨界圧力(すなわち、図19� �示される臨界点CPにおける臨界圧力Pcp)を超� �る圧力まで圧縮されている。そして、この� �縮機構102から吐出された高圧の冷媒は、油� �離機構41を構成する油分離器41aに流入し、同 伴する冷凍機油が分離される。また、油分離 器41aにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍 機油は、油分離機構41を構成する油戻し管41b� ��流入し、油戻し管41bに設けられた減圧機構4 1cで減圧された後に圧縮機構102の吸入管102aに 戻されて、再び、圧縮機構102に吸入される。 そして、この圧縮機構102から吐出された高圧 の冷媒は、油分離機構41を構成する油分離器4 1aに流入し、同伴する冷凍機油が分離される� ��また、油分離器41aにおいて高圧の冷媒から� ��離された冷凍機油は、油分離機構41を構成� �る油戻し管41bに流入し、油戻し管41bに設け� �れた減圧機構41cで減圧された後に圧縮機構10 2の吸入管102aに戻されて、再び、圧縮機構102� ��吸入される。次に、油分離機構41において� �凍機油が分離された後の高圧の冷媒は、逆� �機構42及び切換機構3を通じて、逆止機構42及 び切換機構3を経由して、冷媒の冷却器とし� �機能する利用側熱交換器6に送られて、冷却� ��としての水又は空気と熱交換を行って冷却� ��れる(図14~図16、図19、図20の点F参照)。そし� ��、利用側熱交換器6において冷却された高圧 の冷媒は、膨張機構5によって減圧されて低� �の気液二相状態の冷媒となり、冷媒の加熱� �として機能する熱源側熱交換器4に送られる( 図14~図16、図19、図20の点E参照)。そして、熱� ��側熱交換器4に送られた低圧の気液二相状態 の冷媒は、加熱源としての水又は空気と熱交 換を行って加熱されて、蒸発することになる (図14~図16、図19、図20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� �冷媒は、切換機構3を経由して、再び、圧縮� ��構102に吸入される。このようにして、暖房� ��転が行われる。

 そして、本変形例の構成においては、圧� ��要素102cから吐出された冷媒を圧縮要素102d� �吸入させるための中間冷媒管8に中間冷却器7 を設け、かつ、圧縮要素102dから吐出された� �媒を圧縮要素102eに吸入させるための中間冷� ��管8に中間冷却器7を設けるとともに、切換� �構3を加熱運転状態にした暖房運転において� ��2つの冷却器開閉弁12を閉め、また、2つの中 間冷却器バイパス管9の中間冷却器バイパス� �閉弁11を開けることによって、2つの中間冷� �器7を冷却器として機能しない状態にしてい� ��ため、中間冷却器7だけを設けた場合や上述 の冷房運転と同様に中間冷却器7を冷却器と� �て機能させた場合(この場合には、図19、図20 において、点A→点B1→点C1’→点B2’→点C2’ →点D’→点F→点Eの順で冷凍サイクルが行わ れる)に比べて、圧縮機構102から吐出される� �媒の温度の低下が抑えられる(図20の点D、D’ 参照)。このため、本変形例の構成において� �中間冷却器7だけを設けた場合や上述の冷房� ��転と同様に中間冷却器7を冷却器として機能 させた場合に比べて、外部への放熱を抑え、 冷媒の冷却器として機能する利用側熱交換器 6に供給される冷媒の温度の低下を抑えるこ� �が可能になり、図19の点Dと点Fとのエンタル� ��差hと点D’と点Fとのエンタルピ差h’との差 に相当する分の加熱能力の低下を抑えること ができるため、上述の実施形態及びその変形 例1と同様、運転効率の低下を防ぐことがで� �る。

 以上のように、本変形例の構成では、2つ の中間冷却器7だけでなく、2つの冷却器開閉� ��12や2つの中間冷却器バイパス管9を設けて、 2つの冷却器開閉弁12や2つの中間冷却器バイ� �ス管9を用いて、切換機構3を冷却運転状態に している際に中間冷却器7を冷却器として機� �させ、切換機構3を加熱運転状態にしている� ��に中間冷却器7を冷却器として機能させない ようにしている。このため、空気調和装置1� �は、冷却運転としての冷房運転時において� �、圧縮機構102から吐出される冷媒の温度を� �く抑えることができ、加熱運転としての暖� �運転時においては、圧縮機構102から吐出さ� �る冷媒の温度の低下を抑えることができる� �うになり、冷房運転時においては、冷媒の� �却器として機能する熱源側熱交換器4におけ� ��放熱ロスを小さくして、運転効率を向上さ� ��ることができるとともに、暖房運転時には� ��冷媒の冷却器として機能する利用側熱交換� ��6に供給される冷媒の温度の低下を抑えるこ とで加熱能力の低下を抑えて、運転効率の低 下を防ぐことができる。

 <除霜運転>
 本変形例の空気調和装置1においても、熱源 側熱交換器4の熱源としての空気の温度が低� �条件で暖房運転を行うと、冷媒の加熱器と� �て機能する熱源側熱交換器4に着霜が生じ、� ��れにより、熱源側熱交換器4の伝熱性能が低 下するおそれがある。このため、熱源側熱交 換器4の除霜を行う必要がある。
 このため、本変形例においても、上述の実� ��形態と同様の除霜運転(図9~図11及びその関� �記載)を行う。以下、本変形例の除霜運転に� ��いて、図14~図16及び図9を用いて説明する。
 まず、ステップS1において、暖房運転時に� �源側熱交換器4に着霜が生じたかどうかを判� ��する。この判定は、熱源側熱交温度センサ5 1により検出される熱源側熱交換器4を流れる� ��媒の温度や暖房運転の積算時間に基づいて� ��われる。そして、ステップS1において、熱� �側熱交換器4に着霜が生じているものと判定� ��れた場合には、ステップS2の処理に移行す� �。

 次に、ステップS2において、除霜運転を� �始する。この除霜運転は、切換機構3を加熱� ��転状態(すなわち、暖房運転)から冷却運転� �態に切り換えることで熱源側熱交換器4を冷� ��の冷却器として機能させる逆サイクル除霜� ��転である。しかも、本変形例では、上述の� ��施形態と同様、中間冷却器7として空気を熱 源とする熱交換器を採用し、かつ、2つの中� �冷却器7を熱源側熱交換器4と一体化させてい ることから、これらの中間冷却器7にも着霜� �生じるおそれがあるため、熱源側熱交換器4� ��けでなく中間冷却器7にも冷媒を流して中間 冷却器7の除霜を行う必要がある。そこで、� �霜運転の開始時においては、上述の冷房運� �と同様、切換機構3を加熱運転状態(すなわち 、暖房運転)から冷却運転状態(すなわち、冷� ��運転)に切り換えることで熱源側熱交換器4� �冷媒の冷却器として機能させるとともに、� �却器開閉弁12を開け、また、中間冷却器バイ パス開閉弁11を閉めることによって、中間冷� ��器7を冷却器として機能させる運転を行う。

 次に、ステップS3において、中間冷却器7の� ��霜が完了したかどうかを判定する。そして� ��この判定は、各中間冷却器7の出口冷媒温度 に基づいて行われる。このような中間冷却器 7の出口冷媒温度に基づく判定により、中間� �却器7の除霜が完了したことの検知を確実に� ��うことができる。そして、ステップS3にお� �て、中間冷却器7の除霜が完了したものと判� ��された場合には、ステップS4の処理に移行� �る。
 次に、ステップS4において、中間冷却器7及� ��熱源側熱交換器4を除霜する運転から熱源側 熱交換器4のみを除霜する運転に移行する。� �して、このステップS4における運転移行によ って、逆サイクル除霜運転による熱源側熱交 換器4の除霜を継続しながら、冷却器開閉弁12 を閉め、また、中間冷却器バイパス開閉弁11� ��開けることによって、中間冷却器7を冷却器 として機能させないようにした運転が行われ る。これにより、中間冷却器7から外部への� �熱が行われないようになるため、後段側の� �縮要素2dに吸入される冷媒の温度が低くなる のを抑え、その結果、圧縮機構2から吐出さ� �る冷媒の温度が低くなるのを抑えて、熱源� �熱交換器4の除霜能力が低下するのを抑える� ��とができるようになる。

 次に、ステップS5において、熱源側熱交換� �4の除霜が完了したかどうかを判定する。こ� ��判定は、熱源側熱交温度センサ51により検� �される熱源側熱交換器4を流れる冷媒の温度� ��除霜運転の運転時間に基づいて行われる。� ��して、ステップS5において、熱源側熱交換� �4の除霜が完了したものと判定された場合に� ��、ステップS6の処理に移行して、除霜運転� �終了し、再び、暖房運転を再開させる処理� �行われる。より具体的には、切換機構3を冷� ��運転状態から加熱運転状態(すなわち、暖房 運転)に切り換える処理等が行われる。
 以上のように、本変形例の空気調和装置1は 、上述の実施形態と同様、熱源側熱交換器4� �冷媒の冷却器として機能させることで熱源� �熱交換器4の除霜を行う除霜運転を行う際に� ��熱源側熱交換器4及び中間冷却器7に冷媒を� �し、中間冷却器7の除霜が完了したことを検� ��した後に、中間冷却器バイパス管9を用いて 、中間冷却器7に冷媒が流れないようにする� �のであり、これにより、除霜運転を行う際� �、中間冷却器7の除霜も併せて行うとともに� ��中間冷却器7から外部へ放熱が行われること によって生じる除霜能力の低下を抑えること ができ、また、除霜時間を短縮するのに寄与 することができる。

 ここで、本変形例においても、超臨界域� ��作動する冷媒(ここでは、二酸化炭素)を使� �しているため、中間冷却器7内には臨界圧力P cp(二酸化炭素では、約7.3MPa)よりも低い中間� �の冷媒が流れ、冷媒の冷却器として機能す� �熱源側熱交換器4内には臨界圧力Pcpを超える� ��圧の冷媒が流れる冷房運転等の冷凍サイク� ��が行われることがあり(図17参照)、この場合 には、臨界圧力Pcpよりも低い圧力における冷 媒の物性と臨界圧力Pcpを超える圧力における 冷媒の物性(特に、熱伝導率や定圧比熱)との� ��異に起因して、中間冷却器7の冷媒側の熱伝 達率が冷媒の冷却器として機能する熱源側熱 交換器4の冷媒側の熱伝達率に比べて低くな� �傾向となる。これに対して、本変形例では� �三段圧縮式の圧縮機構102を採用しているた� �、前段側の圧縮要素102cによって吐出された� ��に後段側の圧縮要素102dに吸入される冷媒の 中間圧(図17の点B1、C1参照)が臨界圧力Pcpより� ��低くなっており、ここでは図示しないが、� ��述の実施形態における中間冷却器7を流れる 冷媒の中間圧(図5の点B1、C1及び図12参照)と同 様、冷媒の冷却器として機能する熱源側熱交 換器4や中間冷却器7内を流れる冷媒の温度範� ��(35~70℃程度)において、この中間冷却器7を� �れる中間圧の冷媒の熱伝達率の値が熱源側� �交換器4を流れる高圧の冷媒の熱伝達率の値� ��りも低くなる。

 このため、本変形例においても、中間冷� ��器7を熱源側熱交換器4と一体化し、両者が� �体化した熱交換器パネル70の上部に中間冷却 器7を配置するようにしているため(ここでは� ��中間冷却器7を熱源側熱交換器4の上方に配� �された状態で熱源側熱交換器4と一体化する� ��うにしているため)、熱源となる空気の流速 が大きい熱源ユニット1aの上部に中間冷却器7 が配置されることになり、中間冷却器7の空� �側の熱伝達率が高くなり、その結果、中間� �却器7の総括熱伝達率の低下が抑えられて、� ��間冷却器7の伝熱性能の低下を抑えることが できる。また、本変形例では、除霜運転によ って融解して熱源側熱交換器4から滴下した� �が中間冷却器7に付着しにくくなり、アイス� ��ップ現象が抑えられて、機器の信頼性を向� ��させることができる。しかも、上述の除霜� ��転において、中間冷却器7の除霜時間を非常 に短くすることができる。

 (5)変形例3
 上述の実施形態及びその変形例においては� ��図1、図13~図16に示されるように、複数の圧� ��要素で順次圧縮する多段圧縮式の圧縮機構2 や圧縮機構102を一系統だけ有する構成として いるが、例えば、能力の大きな利用側熱交換 器6が接続される場合や複数の利用側熱交換� �6が接続される場合等においては、多段圧縮� ��の圧縮機構2や圧縮機構102を複数系統並列に 接続した並列多段圧縮式の圧縮機構を採用し てもよい。
 例えば、図21に示されるように、上述の実� �形態において、圧縮要素203c、203dを有する二 段圧縮式の第1圧縮機構203と圧縮要素204c、204d を有する二段圧縮式の第2圧縮機構204とを並� �に接続した構成を有する圧縮機構202を採用� �た冷媒回路210にすることができる。

 第1圧縮機構203は、本変形例において、2� �の圧縮要素203c、203dで冷媒を二段圧縮する圧 縮機29から構成されており、圧縮機構202の吸� ��母管202aから分岐された第1吸入枝管203a、及� ��、圧縮機構202の吐出母管202bに合流する第1� �出枝管203bに接続されている。第2圧縮機構204 は、本変形例において、2つの圧縮要素204c、2 04dで冷媒を二段圧縮する圧縮機30から構成さ� ��ており、圧縮機構202の吸入母管202aから分岐 された第2吸入枝管204a、及び、圧縮機構202の� ��出母管202bに合流する第2吐出枝管204bに接続� ��れている。尚、圧縮機29、30は、上述の実施 形態における圧縮機21と同様の構成であるた� ��、圧縮要素203c、203d、204c、204dを除く各部を 示す符号をそれぞれ29番台や30番台に置き換� �ることとし、ここでは、説明を省略する。� �して、圧縮機29は、第1吸入枝管203aから冷媒� ��吸入し、この吸入された冷媒を圧縮要素203c によって圧縮した後に中間冷媒管8を構成す� �第1入口側中間枝管81に吐出し、第1入口側中� ��枝管81に吐出された冷媒を中間冷媒管8を構� ��する中間母管82及び第1出口側中間枝管83を� �じて圧縮要素203dに吸入させて冷媒をさらに� ��縮した後に第1吐出枝管203bに吐出するよう� �構成されている。圧縮機30は、第1吸入枝管20 4aから冷媒を吸入し、この吸入された冷媒を� ��縮要素204cによって圧縮した後に中間冷媒管 8を構成する第2入口側中間枝管84に吐出し、� �2入口側中間枝管84に吐出された冷媒を中間� �媒管8を構成する中間母管82及び第2出口側中� ��枝管85を通じて圧縮要素204dに吸入させて冷� ��をさらに圧縮した後に第2吐出枝管204bに吐� �するように構成されている。中間冷媒管8は� ��本変形例において、圧縮要素203d、204dの前� �側に接続された圧縮要素203c、204cから吐出さ れた冷媒を、圧縮要素203c、204cの後段側に接� ��された圧縮要素203d、204dに吸入させるため� �冷媒管であり、主として、第1圧縮機構203の� ��段側の圧縮要素203cの吐出側に接続される第 1入口側中間枝管81と、第2圧縮機構204の前段� �の圧縮要素204c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� �て第1圧縮機構203の後段側の圧縮要素203d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圧縮機構204の後段 側の圧縮要素204dの吸入側に接続される第2出� ��側中間枝管85とを有している。また、吐出� �管202bは、圧縮機構202から吐出された冷媒を� ��換機構3に送るための冷媒管であり、吐出母 管202bに接続される第1吐出枝管203bには、第1� �分離機構241と第1逆止機構242とが設けられて� ��り、吐出母管202bに接続される第2吐出枝管20 4bには、第2油分離機構243と第2逆止機構244と� �設けられている。第1油分離機構241は、第1圧 縮機構203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202の吸入側 へ戻す機構であり、主として、第1圧縮機構20 3から吐出される冷媒に同伴する冷凍機油を� �媒から分離する第1油分離器241aと、第1油分� �器241aに接続されており冷媒から分離された� ��凍機油を圧縮機構202の吸入側に戻す第1油戻 し管241bとを有している。第2油分離機構243は� ��第2圧縮機構204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202の 吸入側へ戻す機構であり、主として、第2圧� �機構204から吐出される冷媒に同伴する冷凍� �油を冷媒から分離する第2油分離器243aと、第 2油分離器243aに接続されており冷媒から分離� ��れた冷凍機油を圧縮機構202の吸入側に戻す� ��2油戻し管243bとを有している。本変形例に� �いて、第1油戻し管241bは、第2吸入枝管204aに� ��続されており、第2油戻し管243cは、第1吸入� ��管203aに接続されている。このため、第1圧� �機構203内に溜まった冷凍機油の量と第2圧縮� ��構204内に溜まった冷凍機油の量との間に偏� ��に起因して第1圧縮機構203から吐出される冷 媒に同伴する冷凍機油の量と第2圧縮機構204� �ら吐出される冷媒に同伴する冷凍機油の量� �の間に偏りが生じた場合であっても、圧縮� �構203、204のうち冷凍機油の量が少ない方に� �凍機油が多く戻ることになり、第1圧縮機構2 03内に溜まった冷凍機油の量と第2圧縮機構204 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。また、本変形例 において、第1吸入枝管203aは、第2油戻し管243 bとの合流部から吸入母管202aとの合流部まで� ��間の部分が、吸入母管202a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204aは、第1油戻し管241bとの合流� �から吸入母管202aとの合流部までの間の部分� ��、吸入母管202a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、 圧縮機構203、204のいずれか一方が停止中であ っても、運転中の圧縮機構に対応する油戻し 管から停止中の圧縮機構に対応する吸入枝管 に戻される冷凍機油は、吸入母管202aに戻る� �とになり、運転中の圧縮機構の油切れが生� �にくくなっている。油戻し管241b、243bには、 油戻し管241b、243bを流れる冷凍機油を減圧す� ��減圧機構241c、243cが設けられている。逆止� �構242、244は、圧縮機構203、204の吐出側から� �換機構3への冷媒の流れを許容し、かつ、切� ��機構3から圧縮機構203、204の吐出側への冷媒 の流れを遮断するための機構である。

 このように、圧縮機構202は、本変形例にお� ��て、2つの圧縮要素203c、203dを有するととも� ��これらの圧縮要素203c、203dのうちの前段側� �圧縮要素から吐出された冷媒を後段側の圧� �要素で順次圧縮するように構成された第1圧� ��機構203と、2つの圧縮要素204c、204dを有する� ��ともにこれらの圧縮要素204c、204dのうちの� �段側の圧縮要素から吐出された冷媒を後段� �の圧縮要素で順次圧縮するように構成され� �第2圧縮機構204とを並列に接続した構成とな� ��ている。
 中間冷却器7は、本変形例において、中間冷 媒管8を構成する中間母管82に設けられており 、第1圧縮機構203の前段側の圧縮要素203cから� ��出された冷媒と第2圧縮機構204の前段側の圧 縮要素204cから吐出された冷媒とが合流した� �のを冷却する熱交換器である。すなわち、� �間冷却器7は、2つの圧縮機構203、204に共通の 冷却器として機能するものとなっている。こ のため、多段圧縮式の圧縮機構203、204を複数 系統並列に接続した並列多段圧縮式の圧縮機 構202に対して中間冷却器7を設ける際の圧縮� �構202周りの回路構成の簡素化が図られてい� �。そして、本変形例の中間冷却器7について� ��、上述の実施形態と同様、熱源側熱交換器4 の上方に配置された状態で熱源側熱交換器4� �一体化されている(図2~図4参照)。

 また、中間冷媒管8を構成する第1入口側� �間枝管81には、第1圧縮機構203の前段側の圧� �要素203cの吐出側から中間母管82側への冷媒� �流れを許容し、かつ、中間母管82側から前段 側の圧縮要素203cの吐出側への冷媒の流れを� �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� ��は、第2圧縮機構203の前段側の圧縮要素204c� �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側から前段側の圧縮� ��素204c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。本変形例 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、圧縮機構203、204 のいずれか一方が停止中であっても、運転中 の圧縮機構の前段側の圧縮要素から吐出され た冷媒が中間冷媒管8を通じて、停止中の圧� �機構の前段側の圧縮要素の吐出側に達する� �いうことが生じないため、運転中の圧縮機� �の前段側の圧縮要素から吐出された冷媒が� �停止中の圧縮機構の前段側の圧縮要素内を� �じて圧縮機構202の吸入側に抜けて停止中の� �縮機構の冷凍機油が流出するということが� �じなくなり、これにより、停止中の圧縮機� �を起動する際の冷凍機油の不足が生じにく� �なっている。尚、圧縮機構203、204間に運転� �優先順位を設けている場合(例えば、第1圧縮 機構203を優先的に運転する圧縮機構とする場 合)には、上述の停止中の圧縮機構に該当す� �ことがあるのは、第2圧縮機構204に限られる� ��とになるため、この場合には、第2圧縮機構 204に対応する逆止機構84aだけを設けるように してもよい。

 また、上述のように、第1圧縮機構203を優 先的に運転する圧縮機構とする場合において は、中間冷媒管8が圧縮機構203、204に共通に� �けられているため、運転中の第1圧縮機構203� ��対応する前段側の圧縮要素203c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� �通じて、停止中の第2圧縮機構204の後段側の� ��縮要素204dの吸入側に達し、これにより、運 転中の第1圧縮機構203の前段側の圧縮要素203c� ��ら吐出された冷媒が、停止中の第2圧縮機構 204の後段側の圧縮要素204d内を通じて圧縮機� �202の吐出側に抜けて停止中の第2圧縮機構204� ��冷凍機油が流出して、停止中の第2圧縮機構 204を起動する際の冷凍機油の不足が生じるお それがある。そこで、本変形例では、第2出� �側中間枝管85に開閉弁85aを設け、第2圧縮機� �204が停止中の場合には、この開閉弁85aによ� �て第2出口側中間枝管85内の冷媒の流れを遮� �するようにしている。これにより、運転中� �第1圧縮機構203の前段側の圧縮要素203cから吐 出された冷媒が中間冷媒管8の第2出口側中間� ��管85を通じて、停止中の第2圧縮機構204の後� ��側の圧縮要素204dの吸入側に達することがな くなるため、運転中の第1圧縮機構203の前段� �の圧縮要素203cから吐出された冷媒が、停止� ��の第2圧縮機構204の後段側の圧縮要素204d内� �通じて圧縮機構202の吐出側に抜けて停止中� �第2圧縮機構204の冷凍機油が流出するという� ��とが生じなくなり、これにより、停止中の� ��2圧縮機構204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。尚、本変形 例においては、開閉弁85aとして電磁弁が使用 されている。

 また、第1圧縮機構203を優先的に運転する 圧縮機構とする場合においては、第1圧縮機� �203の起動に続いて第2圧縮機構204を起動する� ��とになるが、この際、中間冷媒管8が圧縮機 構203、204に共通に設けられているため、第2� �縮機構204の前段側の圧縮要素203cの吐出側の� ��力及び後段側の圧縮要素203dの吸入側の圧力 が、前段側の圧縮要素203cの吸入側の圧力及� �後段側の圧縮要素203dの吐出側の圧力よりも� ��くなった状態から起動することになり、安� ��的に第2圧縮機構204を起動することが難しい 。そこで、本変形例では、第2圧縮機構204の� �段側の圧縮要素204cの吐出側と後段側の圧縮� ��素204dの吸入側とを接続する起動バイパス管 86を設けるとともに、この起動バイパス管86� �開閉弁86aを設け、第2圧縮機構204が停止中の� ��合には、この開閉弁86aによって起動バイパ� ��管86内の冷媒の流れを遮断し、かつ、開閉� �85aによって第2出口側中間枝管85内の冷媒の� �れを遮断するようにし、第2圧縮機構204を起� ��する際に、開閉弁86aによって起動バイパス� ��86内に冷媒を流すことができる状態にする� �とで、第2圧縮機構204の前段側の圧縮要素204c から吐出される冷媒を第1圧縮機構203の前段� �の圧縮要素204cから吐出される冷媒に合流さ� ��ることなく、起動バイパス管86を通じて後� �側の圧縮要素204dに吸入させるようにして、� ��縮機構202の運転状態が安定した時点(例えば 、圧縮機構202の吸入圧力、吐出圧力及び中間 圧力が安定した時点)で、開閉弁85aによって� �2出口側中間枝管85内に冷媒を流すことがで� �る状態にし、かつ、開閉弁86aによって起動� �イパス管86内の冷媒の流れを遮断して、通常 の冷房運転に移行することができるようにな っている。尚、本変形例において、起動バイ パス管86は、その一端が第2出口側中間枝管85� ��開閉弁85aと第2圧縮機構204の後段側の圧縮要 素204dの吸入側との間に接続され、その他端� �第2圧縮機構204の前段側の圧縮要素204c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圧縮機構204を起動す� �際に、第1圧縮機構203の中間圧部分の影響を� ��けにくい状態にできるようになっている。� ��た、本変形例においては、開閉弁86aとして� ��磁弁が使用されている。

 また、本変形例の空気調和装置1の冷房運転 時、暖房運転時及び除霜運転時の動作は、圧 縮機構2に代えて設けられた圧縮機構202によ� �て、圧縮機構202周りの回路構成がやや複雑� �したことによる変更点を除いては、上述の� �施形態における動作(図1、図5~図11及びその� �連記載)と基本的に同じであるため、ここで� ��、説明を省略する。
 そして、この変形例3の構成においても、上 述の実施形態と同様の作用効果を得ることが できる。
 また、ここでは、詳しい説明を省略するが� ��二段圧縮式の圧縮機構203、204に代えて、三� ��圧縮式(例えば、変形例2における圧縮機構10 2)等のような二段圧縮式よりも多段の圧縮機� ��を採用してもよいし、また、多段圧縮式の� ��縮機構を3系統以上並列に接続した並列多段 圧縮式の圧縮機構を採用してもよく、この場 合においても、本変形例と同様の効果を得る ことができる。

 (6)変形例4
 上述の実施形態及びその変形例においては� ��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� �、中間冷却器7を熱源側熱交換器4と一体化し 、両者が一体化した熱交換器パネル70の上部� ��配置された空冷式の中間冷却器7(ここでは� �熱源側熱交換器4の上方に配置された状態で� ��源側熱交換器4と一体化された空冷式の中間 冷却器7)及び中間冷却器バイパス管9を設けて 、中間冷却器7及び中間冷却器バイパス管9を� ��いて、切換機構3を冷却運転状態にしている 際に中間冷却器7を冷却器として機能させ、� �換機構3を加熱運転状態にしている際に中間� ��却器7を冷却器として機能させないようにす ることで、冷房運転時においては、冷媒の冷 却器として機能する熱源側熱交換器4におけ� �放熱ロスを小さくして、運転効率を向上さ� �るとともに、暖房運転時には、外部への放� �を抑えて、加熱能力の低下を抑えるように� �ているが、この構成に加えて、熱源側熱交� �器4又は利用側熱交換器6において冷却された 冷媒を分岐して後段側の圧縮要素2dに戻すた� ��の後段側インジェクション管をさらに設け� ��ようにしてもよい。

 例えば、図22に示されるように、二段圧縮� �の圧縮機構2が採用された上述の実施形態に� ��いて、膨張機構5に代えてレシーバ入口膨張 機構5a及びレシーバ出口膨張機構5bが設けら� �るとともに、ブリッジ回路17、レシーバ18、� ��段側インジェクション管19、及び、エコノ� �イザ熱交換器20が設けられた冷媒回路310にす ることができる。
 ブリッジ回路17は、熱源側熱交換器4と利用� ��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、� ��び、レシーバ18の出口に接続されるレシー� �出口管18bに接続されている。ブリッジ回路17 は、本変形例において、4つの逆止弁17a、17b� �17c、17dを有している。そして、入口逆止弁17 aは、熱源側熱交換器4からレシーバ入口管18a� ��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� ��方からレシーバ入口管18aに冷媒を流通させ� ��機能を有している。出口逆止弁17cは、レシ� ��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� �る。すなわち、出口逆止弁17c、17dは、レシ� �バ出口管18bから熱源側熱交換器4及び利用側� ��交換器6の他方に冷媒を流通させる機能を有 している。

 レシーバ入口膨張機構5aは、レシーバ入口� �18aに設けられた冷媒を減圧する機構であり� �本変形例において、電動膨張弁が使用され� �いる。また、本変形例において、レシーバ� �口膨張機構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高圧の冷媒を利� �側熱交換器6に送る前に減圧し、暖房運転時� ��は、利用側熱交換器6において冷却された高 圧の冷媒を熱源側熱交換器4に送る前に減圧� �る。
 レシーバ18は、レシーバ入口膨張機構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� �圧縮機構2の吸入管2a(すなわち、圧縮機構2の 前段側の圧縮要素2cの吸入側)に戻すことが可 能な吸入戻し管18cが接続されている。この吸 入戻し管18cには、吸入戻し開閉弁18dが設けら れている。吸入戻し開閉弁18dは、本変形例に おいて、電磁弁である。

 レシーバ出口膨張機構5bは、レシーバ出口� �18bに設けられた冷媒を減圧する機構であり� �本変形例において、電動膨張弁が使用され� �いる。また、本変形例において、レシーバ� �口膨張機構5bは、冷房運転時には、レシーバ 入口膨張機構5aによって減圧された冷媒を利� ��側熱交換器6に送る前に低圧になるまでさら に減圧し、暖房運転時には、レシーバ入口膨 張機構5aによって減圧された冷媒を熱源側熱� ��換器4に送る前に低圧になるまでさらに減圧 する。
 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� �には、熱源側熱交換器4において冷却された� ��圧の冷媒が、ブリッジ回路17の入口逆止弁17 a、レシーバ入口管18aのレシーバ入口膨張機� �5a、レシーバ18、レシーバ出口管18bのレシー� ��出口膨張機構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� �ができるようになっている。また、切換機� �3を加熱運転状態にしている際には、利用側� ��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� ��管18aのレシーバ入口膨張機構5a、レシーバ18 、レシーバ出口管18bのレシーバ出口膨張機構 5b及びブリッジ回路17の出口逆止弁17dを通じ� �、熱源側熱交換器6に送ることができるよう� ��なっている。

 後段側インジェクション管19は、熱源側� �交換器4又は利用側熱交換器6において冷却さ れた冷媒を分岐して圧縮機構2の後段側の圧� �要素2dに戻す機能を有している。本変形例に おいて、後段側インジェクション管19は、レ� ��ーバ入口管18aを流れる冷媒を分岐して後段� ��の圧縮要素2dの吸入側に戻すように設けら� �ている。より具体的には、後段側インジェ� �ション管19は、レシーバ入口管18aのレシーバ 入口膨張機構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、� �源側熱交換器4とレシーバ入口膨張機構5aと� �間、また、切換機構3を加熱運転状態にして� ��る際には、利用側熱交換器6とレシーバ入口 膨張機構5aとの間)から冷媒を分岐して中間冷 媒管8の中間冷却器7の下流側の位置に戻すよ� ��に設けられている。この後段側インジェク� ��ョン管19には、開度制御が可能な後段側イ� �ジェクション弁19aが設けられている。後段� �インジェクション弁19aは、本変形例におい� �、電動膨張弁である。

 エコノマイザ熱交換器20は、熱源側熱交� �器4又は利用側熱交換器6において冷却された 冷媒と後段側インジェクション管19を流れる� ��媒(より具体的には、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。� �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のレシーバ入口膨張機構 5aの上流側の位置(すなわち、切換機構3を冷� �運転状態にしている際には、熱源側熱交換� �4とレシーバ入口膨張機構5aとの間、また、� �換機構3を加熱運転状態にしている際には、� ��用側熱交換器6とレシーバ入口膨張機構5aと� ��間)を流れる冷媒と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� ��られており、また、両冷媒が対向するよう� ��流れる流路を有している。また、本変形例� ��おいて、エコノマイザ熱交換器20は、レシ� �バ入口管18aの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において冷却� ��れた冷媒は、レシーバ入口管18aにおいて、� ��コノマイザ熱交換器20において熱交換され� �前に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� ��、後段側インジェクション管19を流れる冷� �と熱交換を行うことになる。

 さらに、本変形例の空気調和装置1には、各 種のセンサが設けられている。具体的には、 中間冷媒管8又は圧縮機構2には、中間冷媒管8 を流れる冷媒の圧力を検出する中間圧力セン サ54が設けられている。エコノマイザ熱交換� ��20の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の後段側インジ� ��クション管19側の出口における冷媒の温度� �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。
 次に、本変形例の空気調和装置1の動作につ いて、図22~図26を用いて説明する。ここで、� ��23は、変形例4における冷房運転時の冷凍サ� ��クルが図示された圧力-エンタルピ線図であ り、図24は、変形例4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� �であり、図25は、変形例4における暖房運転� �の冷凍サイクルが図示された圧力-エンタル� ��線図であり、図26は、変形例4における暖房� ��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 房運転及び除霜運転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� ��、以下の説明において、「高圧」とは、冷� ��サイクルにおける高圧(すなわち、図23、図2 4の点D、D’、E、Hにおける圧力や図25、図26の 点D、D’、F、Hにおける圧力)を意味し、「低� ��」とは、冷凍サイクルにおける低圧(すなわ ち、図23、図24の点A、F、F’における圧力や� �25、図26の点A、E、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23~図26の点B1、C1、G、J、K� �おける圧力)を意味している。

 <冷房運転>
 冷房運転時は、切換機構3が図22の実線で示� ��れる冷却運転状態とされる。レシーバ入口� ��張機構5a及びレシーバ出口膨張機構5bは、開 度調節される。そして、切換機構3が冷却運� �状態となるため、冷却器開閉弁12が開けられ 、また、中間冷却器バイパス管9の中間冷却� �バイパス開閉弁11が閉められることによって 、中間冷却器7が冷却器として機能する状態� �される。さらに、後段側インジェクション� �19aも、開度調節される。より具体的には、� �変形例において、後段側インジェクション� �19aは、エコノマイザ熱交換器20の後段側イン ジェクション管19側の出口における冷媒の過� ��度が目標値になるように開度調節される、� ��わゆる過熱度制御がなされるようになって� ��る。本変形例において、エコノマイザ熱交� ��器20の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� ��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� �れる冷媒温度からこの冷媒の飽和温度値を� �し引くことによって得られる。尚、本変形� �では採用していないが、エコノマイザ熱交� �器20の後段側インジェクション管19側の入口� ��温度センサを設けて、この温度センサによ� ��検出される冷媒温度をエコノマイザ出口温� ��センサ55により検出される冷媒温度から差� �引くことによって、エコノマイザ熱交換器20 の後段側インジェクション管19側の出口にお� ��る冷媒の過熱度を得るようにしてもよい。

 この冷媒回路310の状態において、圧縮機� ��2を駆動すると、低圧の冷媒(図22~図24の点A� �照)は、吸入管2aから圧縮機構2に吸入され、� ��ず、圧縮要素2cによって中間圧力まで圧縮� �れた後に、中間冷媒管8に吐出される(図22~図 24の点B1参照)。この前段側の圧縮要素2cから� �出された中間圧の冷媒は、中間冷却器7にお� ��て、冷却源としての空気と熱交換を行うこ� ��で冷却される(図22~図24の点C1参照)。この中� ��冷却器7において冷却された冷媒は、後段側 インジェクション管19から後段側の圧縮要素2 dに戻される冷媒(図22~図24の点K参照)と合流す ることでさらに冷却される(図22~図24の点G参� �)。次に、後段側インジェクション管19から� �る冷媒と合流した中間圧の冷媒は、圧縮要� �2cの後段側に接続された圧縮要素2dに吸入さ� ��てさらに圧縮されて、圧縮機構2から吐出管 2bに吐出される(図22~図24の点D参照)。ここで� �圧縮機構2から吐出された高圧の冷媒は、圧� ��要素2c、2d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� ��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、この圧縮機構2から吐出さ� �た高圧の冷媒は、切換機構3を経由して、冷� ��の冷却器として機能する熱源側熱交換器4に 送られて、冷却源としての空気と熱交換を行 って冷却される(図22~図24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� ��てレシーバ入口管18aに流入し、その一部が� ��段側インジェクション管19に分岐される。� �して、後段側インジェクション管19を流れる 冷媒は、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22~図24の点J参照 )。また、後段側インジェクション管19に分岐 された後のレシーバ入口管18aを流れる冷媒は 、エコノマイザ熱交換器20に流入し、後段側� ��ンジェクション管19を流れる冷媒と熱交換� �行って冷却される(図22~図24の点H参照)。一方 、後段側インジェクション管19を流れる冷媒� ��、レシーバ入口管18aを流れる冷媒と熱交換� ��行って加熱されて(図22~図24の点K参照)、上� �のように、中間冷却器7において冷却された� ��媒に合流することになる。そして、エコノ� ��イザ熱交換器20において冷却された高圧の� �媒は、レシーバ入口膨張機構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� ��に溜められる(図22~図24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、レシーバ出口膨張機構 5bによって減圧されて低圧の気液二相状態の� ��媒となり、ブリッジ回路17の出口逆止弁17c� �通じて冷媒の加熱器として機能する利用側� �交換器6に送られる(図22~図24の点F参照)。そ� �て、利用側熱交換器6に送られた低圧の気液� ��相状態の冷媒は、加熱源としての水又は空� ��と熱交換を行って加熱されて、蒸発するこ� ��になる(図22~図24の点A参照)。そして、この� �用側熱交換器6において加熱された低圧の冷� ��は、切換機構3を経由して、再び、圧縮機構 2に吸入される。このようにして、冷房運転� �行われる。

 そして、本変形例の構成においては、上述� ��実施形態と同様、切換機構3を冷却運転状態 にした冷房運転において、中間冷却器7を冷� �器として機能する状態にしていることから� �中間冷却器7を設けなかった場合に比べて、� ��源側熱交換器4における放熱ロスを小さくで きるようになっている。
 しかも、本変形例の構成では、後段側イン� ��ェクション管19を設けて熱源側熱交換器4か� ��膨張機構5a、5bに送られる冷媒を分岐して後 段側の圧縮要素2dに戻すようにしているため� ��中間冷却器7のような外部への放熱を行うこ となく、後段側の圧縮要素2dに吸入される冷� ��の温度をさらに低く抑えることができる(図 24の点C1、G参照)。これにより、圧縮機構2か� �吐出される冷媒の温度がさらに低く抑えら� �(図24の点D、D’参照)、後段側インジェクシ� �ン管19を設けていない場合に比べて、図24の� ��C1、D’、D、Gを結ぶことによって囲まれる� �積に相当する分の放熱ロスをさらに小さく� �きることから、運転効率をさらに向上させ� �ことができる。

 また、本変形例の構成では、熱源側熱交換� ��4から膨張機構5a、5bに送られる冷媒と後段� �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をさらに設� ��ているため、後段側インジェクション管19� �流れる冷媒によって熱源側熱交換器4から膨� ��機構5a、5bに送られる冷媒を冷却することが でき(図23、図24の点E、点H参照)、後段側イン� ��ェクション管19及びエコノマイザ熱交換器20 を設けない場合(この場合には、図23、図24に� ��いて、点A→点B1→点C1→点D’→点E→点F’� �順で冷凍サイクルが行われる)に比べて、利� ��側熱交換器6における冷媒の単位流量当たり の冷却能力を高くすることができる。
 <暖房運転>
 暖房運転時は、切換機構3が図22の破線で示� ��れる加熱運転状態とされる。レシーバ入口� ��張機構5a及びレシーバ出口膨張機構5bは、開 度調節される。そして、切換機構3が加熱運� �状態となるため、冷却器開閉弁12が閉められ 、また、中間冷却器バイパス管9の中間冷却� �バイパス開閉弁11が開けられることによって 、中間冷却器7が冷却器として機能しない状� �とされる。さらに、後段側インジェクショ� �弁19aも、冷房運転時と同様の過熱度制御に� �って開度調節される。

 この冷媒回路310の状態において、圧縮機� ��2を駆動すると、低圧の冷媒(図22、図25、図2 6の点A参照)は、吸入管2aから圧縮機構2に吸入 され、まず、圧縮要素2cによって中間圧力ま� ��圧縮された後に、中間冷媒管8に吐出される (図22、図25、図26の点B1参照)。この前段側の� �縮要素2cから吐出された中間圧の冷媒は、冷 房運転時とは異なり、中間冷却器7を通過せ� �に(すなわち、冷却されることなく)、中間冷 却器バイパス管9を通過して(図22、図25、図26� ��点C1参照)、後段側インジェクション管19か� �後段側の圧縮要素2dに戻される冷媒(図22、図 25、図26の点K参照)と合流することで冷却され る(図22、図25、図26の点G参照)。次に、後段側 インジェクション管19から戻る冷媒と合流し� ��中間圧の冷媒は、圧縮要素2cの後段側に接� �された圧縮要素2dに吸入されてさらに圧縮さ れて、圧縮機構2から吐出管2bに吐出される(� �22、図25、図26の点D参照)。ここで、圧縮機構 2から吐出された高圧の冷媒は、冷房運転時� �同様、圧縮要素2c、2dによる二段圧縮動作に� ��って、臨界圧力(すなわち、図25に示される� ��界点CPにおける臨界圧力Pcp)を超える圧力ま� ��圧縮されている。そして、この圧縮機構2か ら吐出された高圧の冷媒は、切換機構3を経� �して、冷媒の冷却器として機能する利用側� �交換器6に送られて、冷却源としての空気と� ��交換を行って冷却される(図22、図25、図26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� ��口逆止弁17bを通じてレシーバ入口管18aに流� ��し、その一部が後段側インジェクション管1 9に分岐される。そして、後段側インジェク� �ョン管19を流れる冷媒は、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22、図25、図26の点J参照)。また、後段側イ� ��ジェクション管19に分岐された後のレシー� �入口管18aを流れる冷媒は、エコノマイザ熱� �換器20に流入し、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22、図25、図26の点H参照)。一方、後段側イ� ��ジェクション管19を流れる冷媒は、レシー� �入口管18aを流れる冷媒と熱交換を行って加� �されて(図22、図25、図26の点K参照)、上述の� �うに、前段側の圧縮要素2c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� ��圧の冷媒は、レシーバ入口膨張機構5aによ� �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22、図25、図26の点I� ��照)。そして、レシーバ18内に溜められた冷� ��は、レシーバ出口管18bに送られて、レシー� ��出口膨張機構5bによって減圧されて低圧の� �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を通じて冷媒の加熱器として機 能する熱源側熱交換器4に送られる(図22、図25 、図26の点E参照)。そして、熱源側熱交換器4� ��送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加� ��源としての水又は空気と熱交換を行って加� ��されて、蒸発することになる(図22、図25、� �26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2に吸入される� ��このようにして、暖房運転が行われる。

 そして、本変形例の構成においては、上述� ��実施形態と同様、切換機構3を加熱運転状態 にした暖房運転において、中間冷却器7を冷� �器として機能させない状態にしていること� �ら、中間冷却器7だけを設けた場合や上述の� ��房運転と同様に中間冷却器7を冷却器として 機能させた場合に比べて、外部への放熱を抑 え、冷媒の冷却器として機能する利用側熱交 換器6に供給される冷媒の温度の低下を抑え� �ことが可能になり、加熱能力の低下を抑え� �、運転効率の低下を防ぐことができるよう� �なっている。
 しかも、本変形例の構成では、後段側イン� ��ェクション管19を設けて利用側熱交換器6か� ��膨張機構5a、5bに送られる冷媒を分岐して後 段側の圧縮要素2dに戻すようにしているため� ��圧縮機構2から吐出される冷媒の温度が低く なり(図26の点D、点D’参照)、これによって、 利用側熱交換器6における冷媒の単位流量当� �りの加熱能力は小さくなるが(図25の点D、点D ’、点F参照)、後段側の圧縮要素2dから吐出� �れる冷媒の流量は増加するため、利用側熱� �換器6における加熱能力が確保されて、運転� ��率を向上させることができる。

 また、本変形例の構成では、利用側熱交換� ��6から膨張機構5a、5bに送られる冷媒と後段� �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をさらに設� ��ているため、利用側熱交換器6から膨張機構 5a、5bに送られる冷媒によって後段側インジ� �クション管19を流れる冷媒を加熱することが でき(図25、図26の点J、点K参照)、後段側イン� ��ェクション管19及びエコノマイザ熱交換器20 を設けない場合(この場合には、図25、図26に� ��いて、点A→点B1→点C1→点D’→点F→点E’� �順で冷凍サイクルが行われる)に比べて、後� ��側の圧縮要素2dから吐出される冷媒の流量� �増加させることができる。
 また、冷房運転及び暖房運転に共通する利� ��として、本変形例の構成では、エコノマイ� ��熱交換器20として、熱源側熱交換器4又は利� ��側熱交換器6から膨張機構5a、5bに送られる� �媒と後段側インジェクション管19を流れる冷 媒とが対向するように流れる流路を有する熱 交換器を採用しているため、エコノマイザ熱 交換器20における熱源側熱交換器4又は利用側 熱交換器6から膨張機構5a、5bに送られる冷媒� ��後段側インジェクション管19を流れる冷媒� �の温度差を小さくすることができ、高い熱� �換効率を得ることができる。また、本変形� �の構成では、熱源側熱交換器4又は利用側熱� ��換器6から膨張機構5a、5bに送られる冷媒が� �コノマイザ熱交換器20において熱交換される 前に熱源側熱交換器4又は利用側熱交換器6か� ��膨張機構5a、5bに送られる冷媒を分岐するよ うに後段側インジェクション管19を設けてい� ��ため、エコノマイザ熱交換器20において後� �側インジェクション管19を流れる冷媒と熱交 換を行う熱源側熱交換器4又は利用側熱交換� �6から膨張機構5a、5bに送られる冷媒の流量を 少なくすることができ、エコノマイザ熱交換 器20における交換熱量を小さくすることがで� ��、エコノマイザ熱交換器20のサイズを小さ� �することができる。

 <除霜運転>
 この空気調和装置1において、熱源側熱交換 器4の熱源としての空気の温度が低い条件で� �房運転を行うと、上述の実施形態及びその� �形例と同様、冷媒の加熱器として機能する� �源側熱交換器4に着霜が生じ、これにより、� ��源側熱交換器4の伝熱性能が低下するおそれ がある。このため、熱源側熱交換器4の除霜� �行う必要がある。
 以下、本変形例の除霜運転について、図27~� ��30を用いて詳細に説明する。
 まず、ステップS1において、暖房運転時に� �源側熱交換器4に着霜が生じたかどうかを判� ��する。この判定は、熱源側熱交温度センサ5 1により検出される熱源側熱交換器4を流れる� ��媒の温度や暖房運転の積算時間に基づいて� ��われる。例えば、熱源側熱交温度センサ51� �より検出される熱源側熱交換器4における冷� ��の温度が着霜が生じる条件に相当する所定� ��度以下であることが検知された場合、又は� ��暖房運転の積算時間が所定時間以上経過し� ��場合には、熱源側熱交換器4に着霜が生じて いるものと判定し、このような温度条件や時 間条件に該当しない場合には、熱源側熱交換 器4に着霜が生じていないものと判定するも� �である。ここで、所定温度や所定時間につ� �ては、熱源としての空気の温度に依存する� �め、所定温度や所定時間を空気温度センサ53 により検出される空気の温度の関数として設 定することが好ましい。また、熱源側熱交換 器4の入口や出口に温度センサが設けられて� �る場合には、熱源側熱交温度センサ51により 検出される冷媒の温度に代えて、これらの温 度センサにより検出される冷媒の温度を温度 条件の判定に使用してもよい。そして、ステ ップS1において、熱源側熱交換器4に着霜が生 じているものと判定された場合には、ステッ プS2の処理に移行する。

 次に、ステップS2において、除霜運転を開� �する。この除霜運転は、切換機構3を加熱運� ��状態(すなわち、暖房運転)から冷却運転状� �に切り換えることで熱源側熱交換器4を冷媒� ��冷却器として機能させる逆サイクル除霜運� ��である。しかも、上述の実施形態及びその� ��形例と同様に、熱源側熱交換器4だけでなく 中間冷却器7にも冷媒を流して中間冷却器7の� ��霜を行う必要があるため、冷却器開閉弁12� �開け、また、中間冷却器バイパス開閉弁11を 閉めることによって、中間冷却器7を冷却器� �して機能させる運転を行う(図28中の冷媒の� �れを示す矢印を参照)。
 一方、逆サイクル除霜運転を採用すると、� ��用側熱交換器6を冷媒の冷却器として機能さ せたいのにもかかわらず、利用側熱交換器6� �冷媒の加熱器として機能させることになる� �め、利用側の温度低下が生じるという問題� �ある。また、逆サイクル除霜運転は、熱源� �しての空気の温度が低い条件における冷房� �転であるため、冷凍サイクルの低圧が低く� �り、前段側の圧縮要素2cから吸入される冷媒 の流量が減少してしまう。そうすると、冷媒 回路310を循環する冷媒の流量が減少し、熱源 側熱交換器4を流れる冷媒の流量を確保でき� �くなるため、熱源側熱交換器4の除霜に時間� ��かかるという問題も生じる。

 そこで、本変形例では、冷却器開閉弁12� �開け、また、中間冷却器バイパス開閉弁11を 閉めることによって、中間冷却器7を冷却器� �して機能させる運転を行うとともに、後段� �インジェクション管19を用いて、熱源側熱交 換器4から利用側熱交換器6に送られる冷媒を� ��段側の圧縮要素2dに戻しながら逆サイクル� �霜運転を行うようにしている(図28中の冷媒� �流れを示す矢印を参照)。しかも、本変形例� ��おいては、後段側インジェクション弁19aの� ��度を、逆サイクル除霜運転を行う直前の暖� ��運転時における後段側インジェクション弁1 9aの開度よりも大きくなるように開度制御を� ��っている。例えば、後段側インジェクショ� ��弁19aの全閉状態における開度を0%、かつ、� �開状態における開度を100%とし、暖房運転時� ��後段側インジェクション弁19aが50%以下の開� ��範囲で制御されている場合には、このステ� ��プS2における後段側インジェクション弁19a� �、70%程度まで開度が大きくなるように制御� �れ、ステップS3において、中間冷却器7の除� �が完了したと判定されるまで、その開度で� �定される。

 これにより、中間冷却器7の除霜を行い、そ して、後段側インジェクション管19を流れる� ��媒の流量を増加させて利用側熱交換器6を流 れる冷媒の流量を減らすとともに、後段側の 圧縮要素2dにおいて処理する冷媒の流量を増� ��させて熱源側熱交換器4を流れる冷媒の流量 を確保可能な逆サイクル除霜運転が実現され ることになる。しかも、本変形例では、逆サ イクル除霜運転を行う直前の暖房運転におけ る後段側インジェクション弁19aの開度よりも 大きくなるように開度制御を行っているため 、利用側熱交換器6を流れる冷媒の流量をさ� �に減らしつつ、熱源側熱交換器4を流れる冷� ��の流量をさらに増やすことができるように� ��っている。
 尚、中間冷却器7の除霜が完了するまでの間 においては、一時的ではあるが、中間冷却器 7を流れる冷媒が凝縮してしまい、後段側の� �縮要素2dに吸入される冷媒が湿り状態となり 、これにより、後段側の圧縮要素2dで湿り圧� ��が生じて圧縮機構2が過負荷状態になるおそ れがある。

 そこで、本変形例では、ステップS7におい� �、中間冷却器7において冷媒が凝縮したこと� ��検知した場合に、ステップS8において、後� �側インジェクション管19を通じて後段側の圧 縮要素2dに戻される冷媒の流量を減らす吸入� ��り防止制御を行うようにしている。
 ここで、ステップS7における中間冷却器7に� ��いて冷媒が凝縮したかどうかの判定は、中� ��冷却器7の出口における冷媒の過熱度に基づ いて行われる。例えば、中間冷却器7の出口� �おける冷媒の過熱度がゼロ以下(すなわち、� ��和状態)であることが検知された場合には、 中間冷却器7において冷媒が凝縮しているも� �と判定し、このような過熱度条件に該当し� �い場合には、中間冷却器7において冷媒が凝� ��していないものと判定するものである。尚� ��中間冷却器7の出口における冷媒の過熱度は 、本変形例において、中間冷却器出口温度セ ンサ52により検出される中間冷却器7の出口に おける冷媒の温度から、中間圧力センサ54に� ��り検出される中間冷媒管8を流れる冷媒の圧 力を換算して得られる飽和温度を差し引くこ とによって得られる。また、ステップS8にお� ��ては、後段側インジェクション弁19aの開度� ��小さくなるように制御することで、後段側� ��ンジェクション管19を通じて後段側の圧縮� �素2dに戻される冷媒の流量を減らすことにな るが、本変形例では、中間冷却器7において� �媒が凝縮したことを検知する前の開度(ここ� ��は、70%程度)よりも小さい開度(例えば、全� �近く)なるように開度制御が行われる(図29中� ��冷媒の流れを示す矢印を参照)。

 これにより、中間冷却器7の除霜が完了する までの間に中間冷却器7を流れる冷媒が凝縮� �た場合であっても、後段側インジェクショ� �管19を通じて後段側の圧縮要素2dに戻される� ��媒の流量を一時的に減らし、中間冷却器7の 除霜を継続しながら、後段側の圧縮要素2dに� ��入される冷媒の湿りの程度を抑えて、後段� ��の圧縮要素2dで湿り圧縮が生じて圧縮機構2� ��過負荷状態になるのを抑えることができる� ��うになっている。
 次に、ステップS3において、中間冷却器7の� ��霜が完了したかどうかを判定する。ここで� ��中間冷却器7の除霜が完了したかどうかを判 定するのは、上述のように、暖房運転の際、 中間冷却器バイパス管9によって中間冷却器7� ��冷却器として機能させないようにしている� ��め、中間冷却器7における着霜量が少なく、 熱源側熱交換器4に比べて早く中間冷却器7の� ��霜が完了するからである。そして、この判� ��は、中間冷却器7の出口冷媒温度に基づいて 行われる。例えば、中間冷却器出口温度セン サ52により検出される中間冷却器7の出口冷媒 温度が所定温度以上であることが検知された 場合には、中間冷却器7の除霜が完了したも� �と判定し、このような温度条件に該当しな� �場合には、中間冷却器7の除霜が完了してい� ��いものと判定するものである。このような� ��間冷却器7の出口冷媒温度に基づく判定によ り、中間冷却器7の除霜が完了したことの検� �を確実に行うことができる。そして、ステ� �プS3において、中間冷却器7の除霜が完了し� �ものと判定された場合には、ステップS4の処 理に移行する。

 次に、ステップS4において、中間冷却器7� ��び熱源側熱交換器4を除霜する運転から熱源 側熱交換器4のみを除霜する運転に移行する� �このような中間冷却器7の除霜完了後の運転� ��行を行うのは、仮に、中間冷却器7の除霜が 完了した後にも中間冷却器7に冷媒を流し続� �ると、中間冷却器7から外部へ放熱が行われ� ��、後段側の圧縮要素2dに吸入される冷媒の� �度が低下してしまい、その結果、圧縮機構2� ��ら吐出される冷媒の温度が低くなって、熱� ��側熱交換器4の除霜能力が低下するという問 題が生じてしまうことから、このような問題 が生じないようにするためである。そして、 このステップS4における運転移行によって、� ��サイクル除霜運転による熱源側熱交換器4の 除霜を継続しながら、冷却器開閉弁12を閉め� ��また、中間冷却器バイパス開閉弁11を開け� �ことによって、中間冷却器7を冷却器として� ��能させないようにした運転が行われる(図30� ��の冷媒の流れを示す矢印を参照)。これによ り、中間冷却器7から外部への放熱が行われ� �いようになるため、後段側の圧縮要素2dに吸 入される冷媒の温度が低くなるのを抑え、そ の結果、圧縮機構2から吐出される冷媒の温� �が低くなるのを抑えて、熱源側熱交換器4の� ��霜能力が低下するのを抑えることができる� ��うになる。

 しかし、中間冷却器7の除霜が完了したこと を検知した後に、中間冷却器バイパス管9を� �いて(すなわち、冷却器開閉弁12を閉め、ま� �、中間冷却器バイパス開閉弁11を開けて)、� �間冷却器7に冷媒が流れないようにすると、� ��段側の圧縮要素2dに吸入される冷媒の温度� �急激に上昇することになるため、後段側の� �縮要素2dに吸入される冷媒の密度が小さくな り、後段側の圧縮要素2dに吸入される冷媒の� ��量が減少する傾向になる。このため、中間� ��却器7から外部への放熱を防ぐことによる除 霜能力を高める作用と、熱源側熱交換器4を� �れる冷媒の流量が減少することによる除霜� �力を低下させる作用とのバランスで、熱源� �熱交換器4の除霜能力が低下するのを抑える� ��果を十分に得られないおそれがある。
 そこで、ステップS4では、中間冷却器バイ� �ス管9を用いて、中間冷却器7に冷媒が流れな いようにするとともに、後段側インジェクシ ョン弁19aの開度が大きくなるように制御する ことで、中間冷却器7から外部へ放熱を防ぐ� �ともに、熱源側熱交換器4から利用側熱交換� ��6に送られる冷媒を後段側の圧縮要素2dに戻� ��、熱源側熱交換器4を流れる冷媒の流量を増 加させるようにしている。ここで、後段側イ ンジェクション弁19aの開度は、ステップS2に� ��いて、逆サイクル除霜運転を行う直前の暖� ��運転時における後段側インジェクション弁1 9aの開度よりも大きな開度(ここでは、70%程度 )となっているが、このステップS4において、 さらに大きな開度(例えば、全開近く)まで開� ��る制御が行われる。

 次に、ステップS5において、熱源側熱交� �器4の除霜が完了したかどうかを判定する。� ��の判定は、熱源側熱交温度センサ51により� �出される熱源側熱交換器4を流れる冷媒の温� ��や除霜運転の運転時間に基づいて行われる� ��例えば、熱源側熱交温度センサ51により検� �される熱源側熱交換器4における冷媒の温度� ��着霜がないとみなせる条件に相当する温度� ��上であることが検知された場合、又は、除� ��運転が所定時間以上経過した場合には、熱� ��側熱交換器4の除霜が完了したものと判定し 、このような温度条件や時間条件に該当しな い場合には、熱源側熱交換器4の除霜が完了� �ていないものと判定するものである。ここ� �、熱源側熱交換器4の入口や出口に温度セン� ��が設けられている場合には、熱源側熱交温� ��センサ51により検出される冷媒の温度に代� �て、これらの温度センサにより検出される� �媒の温度を温度条件の判定に使用してもよ� �。そして、ステップS5において、熱源側熱交 換器4の除霜が完了したものと判定された場� �には、ステップS6の処理に移行して、除霜運 転を終了し、再び、暖房運転を再開させる処 理が行われる。より具体的には、切換機構3� �冷却運転状態から加熱運転状態(すなわち、� ��房運転)に切り換える処理等が行われる。

 以上のように、空気調和装置1においても、 上述の実施形態及びその変形例と同様の効果 が得られる。
 しかも、本変形例では、切換機構3を冷却運 転状態に切り換えることで熱源側熱交換器4� �除霜を行う逆サイクル除霜運転を行う際に� �後段側インジェクション管19を用いて、熱源 側熱交換器4から利用側熱交換器6に送られる� ��媒を後段側の圧縮要素2dに戻すようにして� �り、中間冷却器7の除霜が完了したことを検� ��した後に、中間冷却器バイパス管9を用いて 、中間冷却器7に冷媒が流れないようにする� �ともに、後段側インジェクション弁19aの開� �が大きくなるように制御することで、中間� �却器7から外部へ放熱を防ぎ、そして、熱源� ��熱交換器4から利用側熱交換器6に送られる� �媒を後段側の圧縮要素2dに戻し、熱源側熱交 換器4を流れる冷媒の流量を増加させて、熱� �側熱交換器4の除霜能力の低下を抑えるよう� ��している。しかも、利用側熱交換器6を流れ る冷媒の流量を減らすことができるようにな っている。

 これにより、本変形例では、逆サイクル除� ��運転を行う際の除霜能力の低下を抑えるこ� ��ができる。また、逆サイクル除霜運転を行� ��際の利用側の温度低下を抑えることができ� ��。
 また、本変形例では、後段側インジェクシ� ��ン管19が切換機構3を冷却運転状態にしてい� ��際に熱源側熱交換器4と膨張機構(ここでは� �熱源側熱交換器4において冷却された高圧の� ��媒を利用側熱交換器6に送る前に減圧するレ シーバ入口膨張機構5a)との間から冷媒を分岐 するように設けられているため、膨張機構に よって減圧される前の圧力から後段側の圧縮 要素2dの吸入側の圧力までの差圧を利用する� ��とができるため、後段側の圧縮要素2dに戻� �冷媒の流量を増やし易くなり、利用側熱交� �器6を流れる冷媒の流量をさらに減らしつつ� ��熱源側熱交換器4を流れる冷媒の流量をさら に増やすことができる。

 また、本変形例では、切換機構3を冷却運転 状態にしている際に熱源側熱交換器4から膨� �機構(ここでは、熱源側熱交換器4において冷 却された高圧の冷媒を利用側熱交換器6に送� �前に減圧するレシーバ入口膨張機構5a)に送� �れる冷媒と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をさらに有しているため、後段側イン� ��ェクション管19を流れる冷媒が熱源側熱交� �器4から膨張機構に送られる冷媒と熱交換す� ��ことによって加熱されて、後段側の圧縮要� ��2dに吸入される冷媒が湿り状態になるおそ� �が小さくできる。これにより、後段側の圧� �要素2dに戻す冷媒の流量を増やし易くなり、 利用側熱交換器6を流れる冷媒の流量をさら� �減らしつつ、熱源側熱交換器4を流れる冷媒� ��流量をさらに増やすことができる。
 また、ここでは、詳しい説明を省略するが� ��二段圧縮式の圧縮機構2に代えて、三段圧縮 式(例えば、変形例2における圧縮機構102)等の ような二段圧縮式よりも多段の圧縮機構を採 用してもよいし、また、二段圧縮式の圧縮機 構2に代えて、変形例3における二段圧縮式の� ��縮機構203、204を有する圧縮機構202を採用し� ��冷媒回路410(図31参照)にする等のように、圧 縮機構を複数系統並列に接続した並列多段圧 縮式の圧縮機構を採用してもよく、この場合 においても、本変形例と同様の効果を得るこ とができる。また、本変形例の空気調和装置 1では、レシーバ入口膨張機構5a、レシーバ出 口膨張機構5b、レシーバ18、後段側インジェ� �ション管19、又は、エコノマイザ熱交換器20� ��対する冷媒の流れ方向を、冷房運転及び暖� ��運転にかかわらず一定させるという観点か� ��、ブリッジ回路17を併せて採用しているが� �例えば、冷房運転時又は暖房運転時のいず� �か一方だけ後段側インジェクション管19やエ コノマイザ熱交換器20を使用する等のように� ��レシーバ入口膨張機構5a、レシーバ出口膨� �機構5b、レシーバ18、後段側インジェクショ� ��管19、又は、エコノマイザ熱交換器20に対す る冷媒の流れ方向を冷房運転及び暖房運転に かかわらず一定させる必要がない場合には、 ブリッジ回路17を省略してもよい。

 (7)変形例5
 上述の変形例4における冷媒回路310(図22参照 )及び冷媒回路410(図31参照)では、1つの利用側 熱交換器6が接続された構成となっているが� �複数の利用側熱交換器6を接続するとともに� ��これらの利用側熱交換器6を個別に発停させ ることができるように構成してもよい。
 例えば、図32に示されるように、二段圧縮� �の圧縮機構2が採用された変形例4の冷媒回路 310(図22参照)において、2つの利用側熱交換器6 が接続されるとともに、各利用側熱交換器6� �ブリッジ回路17側端に対応して利用側膨張機 構5cが設けられ、レシーバ出口管18bに設けら� ��ていたレシーバ出口膨張機構5bが削除され� �さらに、ブリッジ回路17の出口逆止弁17dに代 えて、ブリッジ出口膨張機構5dが設けられた� ��媒回路510にしたり、また、図33に示される� �うに、並列二段圧縮式の圧縮機構202が採用� �れた変形例4の冷媒回路410(図31参照)において 、2つの利用側熱交換器6が接続されるととも� ��、各利用側熱交換器6のブリッジ回路17側端� ��対応して利用側膨張機構5cが設けられ、レ� �ーバ出口管18bに設けられていたレシーバ出� �膨張機構5bが削除され、さらに、ブリッジ回 路17の出口逆止弁17dに代えて、ブリッジ出口� ��張機構5dが設けられた冷媒回路610にしても� �い。

 そして、本変形例の構成においては、冷� ��運転時において、ブリッジ出口膨張機構5d� �全閉状態にされる点と、変形例4におけるレ� ��ーバ出口膨張機構5bの代わりに、利用側膨� �機構5cがレシーバ入口膨張機構5aによって減� ��された冷媒を利用側熱交換器6に送る前に低 圧になるまでさらに減圧する動作を行う点と が、変形例4における冷房運転時や除霜運転� �の動作と異なるが、その他の動作について� �、変形例4における冷房運転時や除霜運転時� ��動作(図22~図24、図27~図30及びその関連記載)� ��基本的に同じである。また、暖房運転時に� ��いては、各利用側熱交換器6を流れる冷媒の 流量を制御するために利用側膨張機構5cの開� ��調節がなされる点と、変形例4におけるレシ ーバ出口膨張機構5bの代わりに、ブリッジ出� ��膨張機構5dがレシーバ入口膨張機構5aによっ て減圧された冷媒を熱源側熱交換器4に送る� �に低圧になるまでさらに減圧する動作を行� �点とが、変形例4における暖房運転時の動作� ��異なるが、その他の動作については、変形� ��4における暖房運転時の動作(図22、図25、図2 6及びその関連記載)と基本的に同じである。

 そして、本変形例の構成においても、上述� ��変形例4と同様の作用効果を得ることができ る。
 また、ここでは、詳しい説明を省略するが� ��二段圧縮式の圧縮機構2、203、204に代えて、 三段圧縮式(例えば、変形例2における圧縮機� ��102)等のような二段圧縮式よりも多段の圧縮 機構を採用してもよい。
 (8)変形例6
 上述の実施形態及びその変形例においては� ��中間冷却器7を熱源側熱交換器4と一体化し� �両者が一体化した熱交換器パネル70の上部に 中間冷却器7を配置するにあたり、図2及び図3 に示されるように、中間冷却器7を熱源側熱� �換器4の上方に配置された状態で熱源側熱交� ��器4と一体化するようにしているが、中間冷 却器7に流入する冷媒の温度は、熱源側熱交� �器4に流入する冷媒の温度よりも低いため、� ��間冷却器7を流れる冷媒と熱源としての空気 との間の温度差が熱源側熱交換器4を流れる� �媒と熱源としての空気との間の温度差より� �確保しにくく、中間冷却器7の伝熱性能の低� ��が生じやすい傾向にある。

 そこで、本変形例では、図34に示されるよ� �に、熱交換器パネル70の上部に中間冷却器7� �配置するにあたり、熱交換器パネル70の上部 のうち熱源としての空気の流れ方向の風上側 の部分である上側風上部に配置されるように (すなわち、空気の流れ方向の風下側の部分� �ある風下部に配置されないように)している� ��
 これにより、本変形例では、上述の実施形� ��及びその変形例における作用効果が得られ� ��とともに、中間冷却器7を流れる冷媒と熱源 としての空気との温度差を大きくすることが できるため、その結果、中間冷却器7の伝熱� �能を向上させることができる。
 ここで、本変形例における熱交換器パネル7 0として、熱源としての空気の流れ方向に対� �て複数列(ここでは、3列)で、かつ、上下方� �に複数段(ここでは、14段)の伝熱管が配列さ� ��た構成を採用する場合には、例えば、図35� �示されるような、中間冷却器7の風下側に配� ��された2列7段(計14本)の伝熱管を有する第1高 温側伝熱流路70aと、第1高温側伝熱流路70aの� �側に配置された2列7段(計14本)の伝熱管を有� �る第2高温側伝熱流路70bと、中間冷却器7の下 側に配置された1列4段(計4本)の伝熱管を有す� ��第1低温側伝熱流路70cと、第1低温側伝熱流� �70cの下側に配置された1列4段(計4本)の伝熱管 を有する第2低温側伝熱流路70dと、第1低温側� ��熱流路70cの上側に配置された1列6段(計6本)� �伝熱管を有する中間冷却伝熱流路70eとを有� �る構成にすることができる。

 このような伝熱流路70a~70eを有する熱交換 器パネル70では、まず、前段側の圧縮要素か� ��吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の� ��媒は、中間冷却伝熱流路70eに流入して、熱� ��としての空気と熱交換を行って冷却された� ��に、後段側の圧縮要素に送られる。次に、� ��段側の圧縮要素から吐出された冷凍サイク� ��における高圧、かつ、高温の冷媒は、2つに 分岐されて、第1及び第2高温側伝熱流路70a、7 0bに流入して、中間冷却伝熱流路70eや低温側� ��熱流路70c、70dを通過した後の空気と熱交換� ��行って冷却される。そして、第1高温側伝熱 流路70aにおいて冷却された冷媒は、第1低温� �伝熱流路70cに流入してさらに冷却され、第2� ��温側伝熱流路70bにおいて冷却された冷媒は� ��第2低温側伝熱流路70dに流入して、熱源とし ての空気と熱交換を行ってさらに冷却され、 再び合流した後に、膨張機構等に送られる。

 このように、図35に示される熱交換器パ� �ル70では、中間冷却器7を構成する中間冷却� �熱流路70eが、熱交換器パネル70の上部のうち 熱源としての空気の流れ方向の風上側の部分 である上側風上部に配置されているだけでな く、熱源側熱交換器4が、後段側の圧縮要素� �ら吐出された冷凍サイクルにおける高圧、� �つ、高温の冷媒が流れる高温側伝熱流路70a� �70bと、高温側伝熱流路70a、70bにおいて冷却� �れた後の冷凍サイクルにおける高圧、かつ� �低温の冷媒が流れる低温側伝熱流路70c、70d� �を有しており、低温側伝熱流路70c、70dが、� �温側伝熱流路70a、70bよりも熱源としての空� �の流れ方向の風上側に配置されている(ここ� ��は、高温側伝熱流路70a、70bが、熱交換器パ� ��ル70のうち空気の流れ方向の風下側の部分� �ある風下部に配置されており、低温側伝熱� �路70c、70dが、熱交換器パネル70のうち中間冷 却伝熱流路70eの下側で、かつ、空気の流れ方 向の風上側の部分である下側風上部に配置さ れている)。

 このため、図35に示される構成では、上述� �作用効果に加えて、高温の冷媒が高温の空� �と熱交換し、かつ、低温の冷媒が低温の空� �と熱交換するようになり、各伝熱流路70a~70d� ��おける冷媒と空気との温度差が均一化され� ��、熱源側熱交換器4の伝熱性能を向上させる ことができる。
 (9)変形例7
 上述の変形例6においては、中間冷却器7(よ� ��具体的には、中間冷却伝熱流路70e)が熱交換 器パネル70の上側風上部に配置されているた� ��、熱源側熱交換器4(より具体的には、伝熱� �路70a~70d)を空気との熱交換に有利な熱交換器 パネル70の風上部に配置するスペースが中間� ��却器7の下側の下側風上部に限定されており 、熱源側熱交換器4の伝熱性能の低下が生じ� �すい傾向にある。

 そこで、本変形例では、図36に示されるよ� �に、変形例6とは異なり、低温側伝熱流路の� ��路数を2つから1つに減らすことで高温側伝� �流路70a、70bの流路数(ここでは、2つ)よりも� �なくし(すなわち、1列8段(計8本)の伝熱管を� �する低温側伝熱流路70fのみとし)、高温側伝� ��流路70a、70bから低温側伝熱流路70fへ送られ� ��冷媒が低温側伝熱流路70fの流路数(ここでは 、1つ)になるように合流した後に、低温側伝� ��流路70fに流入するように構成された熱源側� ��交換器4を採用している。
 これにより、本変形例では、熱交換器パネ� ��70の下側風上部を高温の冷媒に比べて流路� �抗が小さい低温の冷媒が流れる低温側伝熱� �路70fとし、かつ、高温側伝熱流路70a、70bか� �送られる冷媒を合流させて低温側伝熱流路70 fに流入させるようにしているため、低温側� �熱流路70fを流れる冷媒の流速を高めて低温� �伝熱流路70fにおける熱伝達率を向上させて� �熱源側熱交換器4の伝熱性能をさらに向上さ� ��ることができる。

 ここで、本変形例における熱交換器パネ� ��70として、さらに、上下方向の段数を増加� �せた構成(ここでは、56段)を採用する場合に� ��、例えば、図37に示されるような中間冷却� �7の風下側に配置された2列4段(計8本)の伝熱� �を有する4つの第1~第4高温側伝熱流路170a~170d� ��、第4高温側伝熱流路170dの下側に配置され� �2列6段(計12本)の伝熱管を有する4つの第5~第8� ��温側伝熱流路170e~170hと、第8高温側伝熱流路 170hの下側に配置された2列8段(計16本)の伝熱� �を有する2つの第9及び第10高温側伝熱流路170i 、170jと、中間冷却器7の下側に配置された1列 6段(計6本)の伝熱管を有する2つの第1及び第2� �温側伝熱流路170k、170lと、第2低温側伝熱流� �170lの下側に配置された1列8段(計8本)の伝熱� �を有する3つの第3~第5低温側伝熱流路170m~170o� ��、第1低温側伝熱流路170kの上側に配置され� �1列4段(計4本)の伝熱管を有する5つの第1~第5� �間冷却伝熱流路170p~170tとを有する構成にす� �ことができる。

 このような伝熱流路170a~170tを有する熱交� ��器パネル70では、まず、前段側の圧縮要素� �ら吐出された冷凍サイクルにおける中間圧� �冷媒は、5つに分岐されて、第1~第5中間冷却� ��熱流路170p~170tに流入して、熱源としての空� ��と熱交換を行って冷却され、再び合流した� ��に、後段側の圧縮要素に送られる。次に、� ��段側の圧縮要素から吐出された冷凍サイク� ��における高圧、かつ、高温の冷媒は、10つ� �分岐されて、第1~第10高温側伝熱流路170a~170j� ��流入して、中間冷却伝熱流路170p~170tや低温� ��伝熱流路170k~170oを通過した後の空気と熱交� ��を行って冷却される。そして、第1及び第2� �温側伝熱流路170a、170bにおいて冷却された冷 媒は、合流して第1低温側伝熱流路170kに送ら� ��、第3及び第4高温側伝熱流路170c、170dにおい て冷却された冷媒は、合流して第2低温側伝� �流路170lに送られ、第5及び第6高温側伝熱流� �170e、170fにおいて冷却された冷媒は、合流し て第3低温側伝熱流路170mに送られ、第7及び第 8高温側伝熱流路170g、170hにおいて冷却された 冷媒は、合流して第4低温側伝熱流路170nに送� ��れ、第9及び第10高温側伝熱流路170i、170jに� �いて冷却された冷媒は、合流して第5低温側� ��熱流路170oに送られる(すなわち、流路数が10 つから5つに減少する)。そして、第1~第5低温� ��伝熱流路170k~170oに送られた冷媒は、熱源と� ��ての空気と熱交換を行ってさらに冷却され� ��合流した後に、膨張機構等に送られる。

 このように、図37に示される熱交換器パネ� �70では、図36に示される構成における特徴に� ��えて、各高温側伝熱流路170a~170jを構成する� ��熱管の段数(すなわち、伝熱管の本数)が下� �に向かうにつれて大きくなっており、また� �各低温側伝熱流路170k~170oを構成する伝熱管� �段数(すなわち、伝熱管の本数)も下方に向か うにつれて大きくなっており、空気の流速が 大きく空気側の熱伝達率が高い熱交換器パネ ル70の上部に配置された伝熱流路については� ��伝熱面積を小さくなるようにし、空気の流� ��が小さく空気側の熱伝達率が低い熱交換器� ��ネル70の下部に配置された伝熱流路につい� �は、伝熱面積が大きくなるようにしている� �
 このため、図37に示される構成では、上述� �作用効果に加えて、熱源側熱交換器4の上部� ��下部との間で伝熱性能のばらつきを生じに� ��くすることができる。

 (10)他の実施形態
 以上、本発明の実施形態及びその変形例に� ��いて図面に基づいて説明したが、具体的な� ��成は、これらの実施形態及びその変形例に� ��られるものではなく、発明の要旨を逸脱し� ��い範囲で変更可能である。
 例えば、上述の実施形態及びその変形例に� ��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� �おいて熱交換された水やブラインと室内空� �とを熱交換させる二次熱交換器を設けた、� �わゆる、チラー型の空気調和装置に本発明� �適用してもよい。
 また、上述のチラータイプの空気調和装置� ��他の型式の冷凍装置であっても、冷却運転� ��加熱運転とを切り換え可能に構成された冷� ��回路を有し、超臨界域で作動する冷媒を冷� ��として使用して多段圧縮式冷凍サイクルを� ��うものであれば、本発明を適用可能である� ��また、冷房運転と暖房運転とが切換可能な� ��気調和装置ではなく、冷房専用タイプの空� ��調和装置等のような熱源側熱交換器の除霜� ��転が不要な冷凍装置に本発明を適用しても� ��い。この場合であっても、中間冷却器の伝� ��性能の低下を防止する効果を得ることがで� ��る。

 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� ��や酸化窒素等を使用してもよい。