以下、本発明の実施形態を図面に基づ� �て詳細に説明する。

  《実施形態1》
  本実施形態1の空気調和装置における冷房� ��転時の冷媒回路図を図1に示し、暖房運転時 の冷媒回路図を図2に示す。

  本実施形態1の空気調和装置は、室外機( 図示なし)と室内機(図示なし)とを備えたセパ レートタイプの空気調和装置であり、図1に� �すように、冷媒回路(20)とコントローラ(1)と� ��備えている。上記冷媒回路(20)は、冷媒とし て二酸化炭素が充填された閉回路である。ま た、この冷媒回路(20)は、高圧が二酸化炭素� �臨界圧力以上の値に設定される超臨界二段� �縮を行うように構成されている。

  上記冷媒回路(20)は、高段側圧縮機(高段 側圧縮機構)(21a)と低段側圧縮機(低段側圧縮� �構)(21b)と四路切換弁(切換手段)(22)と室外熱� �換器(熱源側熱交換器)(23)と室外膨張弁(熱源� ��圧縮機構)(24)とブリッジ回路(71)と気液分離� ��(25)とが接続された熱源側回路(20a)、及び室� ��膨張弁(利用側圧縮機構)(26)と室内熱交換器( 利用側熱交換器)(27)とが接続された利用側回� ��(20b)を備えている。尚、図示しないが、上� �熱源側回路(20a)は室外機に、上記利用側回路 (20b)は室内機にそれぞれ搭載されている。

  具体的に、上記熱源側回路(20a)において 、上記高段側圧縮機(21a)及び上記低段側圧縮� ��(21b)は互いに直列に接続されている。そし� �、上記高段側圧縮機(21a)の吐出側が四路切換 弁(22)の第1ポートに、上記低段側圧縮機(21b)� �吸入側が四路切換弁(22)の第2ポートに、上記 室外熱交換器(23)の流入端が四路切換弁(22)の� ��3ポートにそれぞれ接続されている。また、 上記四路切換弁(22)の第4ポートの上流側には� ��上記熱源側回路(20a)と利用側回路(20b)とを接 続するための第2接続端(20d)が設けられている 。

  上記ブリッジ回路(71)は、第1~第4逆止弁( CV1,CV2,CV3,CV4)を備えている。上記室外熱交換� �(23)の流出端から延びる第6冷媒配管(34e)が、� ��記ブリッジ回路(71)の第1逆止弁(CV1)と第4逆� �弁(CV4)との間に接続されている。上記室内熱 交換器(27)からブリッジ回路(71)側へ延びる第4 冷媒配管(34c)の端部は、上記ブリッジ回路(71) の第2逆止弁(CV2)と第3逆止弁(CV3)との間に接続 されている。

  また、上記ブリッジ回路(71)の第1逆止弁 (CV1)と第2逆止弁(CV2)との接続端から延びる上� ��第5冷媒配管(34d)の端部は、上記気液分離器( 25)の上面を貫通して該気液分離器(25)内の下� �空間に位置している。上記ブリッジ回路(71)� ��第3逆止弁(CV3)と第4逆止弁(CV4)との接続端か� ��延びる上記第3冷媒配管(34b)の端部は、該第3 冷媒配管(34b)に設けられた室外膨張弁(24)を介 し、上記気液分離器(25)の上面を貫通して該� �液分離器(25)内の上部空間に位置している。� ��た、上記気液分離器(25)から延びる中間圧冷 媒配管(34a)の端部が、上記高段側圧縮機(21a)� �び上記低段側圧縮機(21b)の間に接続されてい る。

  一方、上記利用側回路(20b)において、上 記第1接続端(20c)から第2接続端(20d)へ向かって 順に、上記室内膨張弁(26)と室内熱交換器(27)� ��が設けられている。

  上記高段側圧縮機(21a)及び低段側圧縮機 (21b)は、可変容量型のいわゆる全密閉型に構� ��されている。低段側圧縮機(21b)は、吸入し� �冷媒(二酸化炭素)を圧縮し、高段側圧縮機(21 a)へ吐出する。高段側圧縮機(21a)は、この吐� �された冷媒を臨界圧力より高い圧力まで圧� �して吐出する。つまり、上記高段側圧縮機(2 1a)及び低段側圧縮機(21b)による二段圧縮が行� ��れる。

  上記四路切換弁(22)は、第1ポートと第3� �ートが連通し且つ第2ポートと第4ポートが連 通する第1状態(図1に実線で示す状態)と、第1� ��ートと第4ポートが連通し且つ第2ポートと� �3ポートが連通する第2状態(図1に破線で示す� ��態)とに切り換え可能となっている。つまり 、冷媒回路(20)において、四路切換弁(22)が第1 状態の場合、冷媒が冷房サイクルで循環し、 室内熱交換器(27)が蒸発器として、室外熱交� �器(23)が放熱器(ガスクーラ)としてそれぞれ� �能する。また、冷媒回路(20)において、四路� ��換弁(22)が第2状態の場合、冷媒が暖房サイ� �ルで循環し、室内熱交換器(27)が放熱器(ガス クーラ)として、室外熱交換器(23)が蒸発器と� ��てそれぞれ機能する。

  室外熱交換器(23)は、室外ファン(28)によ って取り込まれた室外空気と冷媒が熱交換す る空気熱交換器を構成している。室内熱交換 器(27)は、室内ファン(29)によって取り込まれ� ��室内空気と冷媒が熱交換する空気熱交換器� ��構成している。室外膨張弁(24)および室内膨 張弁(26)は、いずれも開度可変の電子膨張弁� �よって構成されている。  上記気液分離器( 25)は縦長で円筒状の密閉容器であり、流入し た冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離して流出 させるものである。

  上記冷媒回路(20)には、上記冷媒回路(20) の高圧を検出する高圧センサ(35)と、低圧を� �出する低圧センサ(36)と、上記冷媒回路(20)の 中間圧を検出する中間圧センサ(図示なし)と� ��設けられている。また、上記冷媒回路(20)に は、室内温度センサ(31)と吸入冷媒温度セン� �(30)と第1熱交温度センサ(33)と外気温度セン� �(38)と中間圧飽和温度センサ(37)とが設けられ ている。室内温度センサ(31)は、室内熱交換� �(27)に取り込まれる室内空気の温度を検出す� ��温度検出手段である。吸入冷媒温度センサ( 30)は、低段側圧縮機(21b)の吸入冷媒の温度を� ��出する温度検出手段である。ここで、上記� ��圧センサ(36)の代わりに、吸入冷媒温度セン サ(30)で検出される温度に基づいて低圧を算� �してもよい。

  第1熱交温度センサ(33)は、冷媒回路(20)� �おいて冷媒が暖房サイクルで循環するとき� �、室内熱交換器(27)の出口冷媒温度を検出す� ��温度検出手段である。外気温度センサ(38)は 、外気温度を検出する温度検出手段である。 中間圧飽和温度センサ(37)は、気液分離器(25)� ��ら流出する冷媒の温度を検出する温度検出� ��段である。ここで、上記中間圧センサの代� ��りに、中間圧飽和温度センサ(37)で検出され る温度に基づいて中間圧力を算出してもよい 。また、上記冷媒回路(20)には、外気温度を� �出するための外気温度センサ(38)も設けられ� ��いる。

  上記コントローラ(1)は、試運転データ� �得部(データ取得手段)(1a)と運転制御部(調整� ��段)(1b)とを備え、該試運転データ取得部(1a)� ��ら得られるデータを参考にして、運転条件� ��よって冷凍サイクルの高低圧が変化した場� ��であっても、上記空気調和装置が安定して� ��転できるように制御を行う。尚、上記コン� ��ローラ(1)による運転制御が本発明の特徴で� ��り、詳細については後述する。

    -運転動作-
    〈冷房運転〉
  次に、上記空気調和装置の運転動作につ� �て説明する。

  先ず、冷房運転時には、図1に示すよう� ��、四路切換弁(22)が第1状態に設定される。� �の状態で高段側圧縮機(21a)と低段側圧縮機(21 b)を運転すると、室外熱交換器(23)が放熱器と なり、各室内熱交換器(27)が蒸発器となって� �凍サイクルが行われる。尚、上記コントロ� �ラ(1)により、上記高段側圧縮機(21a)の容量は 、高圧センサ(35)で検知された圧力値に基づ� �て調整され、上記低段側圧縮機(21b)の容量は 、低圧センサ(36)で検知された圧力値に基づ� �て調整される。

  上記高段側圧縮機(21a)から吐出された超 臨界状態の高圧冷媒は、室外熱交換器(23)に� �れて室外空気へ放熱する。放熱した高圧冷� �は、室外膨張弁(24)で減圧されて二相状態の� ��間圧冷媒となり、第3冷媒配管(34b)を介して� ��液分離器(25)に流入する。尚、該室外膨張弁 (24)の開度は、上記中間圧飽和温度センサ(37)� ��検知された温度に基づいて、上記コントロ� ��ラ(1)で調整される。

  上記気液分離器(25)に流入した中間圧の� ��媒は、液冷媒とガス冷媒とに分離される。� ��して、中間圧のガス冷媒は、気液分離器(25) の上部空間から上記中間圧冷媒配管(34a)を介� ��て高段側圧縮機(21a)の吸入側へ流れる。一� �、中間圧の液冷媒は気液分離器(25)の下部空� ��に一時的に貯留された後、下部空間から第5 冷媒配管(34d)、ブリッジ回路(71)の第2逆止弁(C V2)、及び第4冷媒配管(34c)を介して上記室内膨 張弁(26)へ流入する。該室内膨張弁(26)へ流入� ��た中間圧の液冷媒は、該室内膨張弁(26)でさ らに減圧されて二相状態の低圧冷媒となり、 室内熱交換器(27)へ流入する。尚、該室内膨� �弁(26)の開度は、上記吸入冷媒温度センサ(30) で検知された温度に基づいて、上記コントロ ーラ(1)で調整される。

  上記室内熱交換器(27)へ流入した二相状� ��の低圧冷媒は、室内空気から吸熱して蒸発� ��、低圧のガス冷媒となる一方、冷却された� ��内空気が室内へ供給される。低圧のガス冷� ��は、四路切換弁(22)を介して低段側圧縮機(21 b)へ吸入される。吸入された低圧のガス冷媒� ��、低段側圧縮機(21b)で圧縮され、中間圧の� �ス冷媒となって吐出される。そして、低段� �圧縮機(21b)で吐出された中間圧のガス冷媒と 、気液分離器(25)を流出した中間圧のガス冷� �とが合流し、高段側圧縮機(21a)に吸入される 。合流した冷媒は高段側圧縮機(21a)で圧縮さ� ��、超臨界状態の高圧冷媒となって、再び室� ��熱交換器(23)に流入する。このように冷媒が 循環することにより、空気調和装置において 冷房運転が行われる。

    〈暖房運転〉
  暖房運転時には、図2に示すように、四路� ��換弁(22)が第2状態に設定される。この状態� �高段側圧縮機(21a)と低段側圧縮機(21b)を運転� ��ると、室内熱交換器(27)が放熱器となり、室 外熱交換器(23)が蒸発器となって冷凍サイク� �が行われる。尚、上記コントローラ(1)によ� �、上記高段側圧縮機(21a)の容量は、高圧セン サ(35)で検知された高圧圧力に基づいて調整� �れ、上記低段側圧縮機(21b)の容量は低圧セン サ(36)で検知された低圧圧力に基づいて調整� �れる。また、場合によっては、上記高段側� �縮機(21a)及び上記低段側圧縮機(21b)の容量は� ��上記中間圧飽和温度センサ(37)で検知された 温度に基づいて、上記コントローラ(1)で調整 される。

  上記高段側圧縮機(21a)から吐出された超 臨界状態の高圧冷媒は、室内熱交換器(27)に� �れて室内空気へ放熱する。これにより、加� �された室内空気が室内へ供給される。放熱� �た高圧冷媒は、室内膨張弁(26)で減圧された� ��相状態の中間圧冷媒となり、第4冷媒配管(34 c)を介して気液分離器(25)に流入する。尚、該 室内膨張弁(26)の開度は、冷房運転とは違い� �上記第1冷媒温度センサ(33)で検知された温度 に基づいて、上記コントローラ(1)で調整され る。

  上記気液分離器(25)に流入した中間圧の� ��媒は、液冷媒とガス冷媒とに分離される。� ��して、中間圧のガス冷媒は、気液分離器(25) の上部空間から上記中間圧冷媒配管(34a)を介� ��て高段側圧縮機(21a)の吸入側へ流れる。一� �、中間圧の液冷媒は気液分離器(25)の下部空� ��に一時的に貯留された後、下部空間から第3 冷媒配管(34b)を介して上記室外膨張弁(24)へ流 入する。

  上記室外膨張弁(24)へ流入した中間圧の� ��冷媒は、該室外膨張弁(24)でさらに減圧され て二相状態の低圧冷媒となり、室外熱交換器 (23)へ流入する。尚、該室外膨張弁(24)の開度� ��、冷房運転とは違い、上記吸入冷媒温度セ� ��サ(30)で検知された温度に基づいて上記コン トローラ(1)により調整される。

  上記室外熱交換器(23)へ流入した二相状� ��の低圧冷媒は、室外空気から吸熱して蒸発� ��、低圧のガス冷媒となる一方、室外空気が� ��却される。そして、低圧のガス冷媒は、四� ��切換弁(22)を介して低段側圧縮機(21b)へ吸入� ��れる。吸入された低圧のガス冷媒は、低段� ��圧縮機(21b)で圧縮され、中間圧のガス冷媒� �なって吐出される。そして、低段側圧縮機(2 1b)で吐出された中間圧のガス冷媒と、気液分 離器(25)を流出した中間圧のガス冷媒とが合� �し、高段側圧縮機(21a)に吸入される。吸入さ れた高圧のガス冷媒は、高段側圧縮機(21a)で� ��縮され、超臨界状態の高圧冷媒となって、� ��び室内熱交換器(27)に流入する。このように 冷媒が循環することにより、空気調和装置に おいて暖房運転が行われる。

  〈空気調和装置の運転制御〉
  次に、上記コントローラ(1)における運転� �御動作について、図3の制御ブロック図によ� ��説明する。上記コントローラ(1)は、上述し� ��試運転データ取得部(1a)と運転制御部(1b)と� �備える。

  上記試運転データ取得部(1a)は、室内外� ��低差推定部(3a)、最大圧損推定部(決定手段)( 3b)及び必要最小差圧決定部(2)を備えている。

  上記室内外高低差推定部(3a)は、上記室� ��機及び室内機の高低差(図3における設置情� �)を入力すると、推定冷媒ヘッド差δhに変換� ��て出力するものである。

  上記最大圧損推定部(3b)は、試運転によ� ��運転情報(試運転情報)を入力すると、冷房� �転時において、気液分離器(25)から低段側圧� ��機構(21b)の吸入側までの冷媒圧力損失値(圧� ��差)を推定し、暖房運転時において、高段側 圧縮機構(21a)の吐出側から気液分離器(25)まで の冷媒圧力損失値を推定する推定部(3c)と、� �推定部(3c)で推定された冷媒圧力損失値を補� ��する補正部(演算手段)(3d)を備えている。

  また、上記最大圧損推定部(3b)は、上記� ��段側圧縮機(21a)及び上記低段側圧縮機(21b)の 運転周波数を変更する変更部(容量変更手段)( 3e)と運転データを測定する測定部(測定手段)( 3f)とを備えている。

  上記最大圧損推定部(3b)が、冷媒圧力損� ��値を推定する場合には、試運転時に、上記� ��段側圧縮機(21a)及び上記低段側圧縮機(21b)の 運転周波数を変更部(3e)で変化させて、測定� �(3f)で測定された運転データに基づいて行う� ��尚、この運転データは、高段側圧縮機(21a)� �び低段側圧縮機(21b)の運転周波数データと、 該運転周波数データと相関関係にある冷媒圧 力損失値データとで構成されている。

 そして、上記最大圧損推定部(3b)は、上記 空気調和装置に対して要求される空調能力に 必要な高段側圧縮機(21a)及び上記低段側圧縮� ��(21b)の運転周波数が決定すると、上記運転� �ータに基づいてその決定した運転周波数デ� �タと相関関係にある冷媒圧力損失値データ� �決定する。この決定した冷媒圧力損失値デ� �タが、上記最大圧損推定部(3b)で推定される� ��媒圧力損失値を構成する。

  ここで、上記最大圧損推定部(3b)で推定� ��れる冷媒圧力損失値は、例えば、上記運転� ��ータにおける冷媒圧力損失値データのうち� ��も大きい値を、上記最大圧損推定部(3b)で推 定される冷媒圧力損失値としてもよい。

  上記補正部(3d)は、上記高段側圧縮機(21a )及び上記低段側圧縮機(21b)の運転周波数を入 力すると、冷房運転時において、気液分離器 (25)から低段側圧縮機構(21b)の吸入側までの冷 媒圧力損失値の補正値を出力し、暖房運転時 において、高段側圧縮機構(21a)の吐出側から� ��液分離器(25)までの冷媒圧力損失値の補正値 を出力するデータベースを備えている。図示 しないが、現在の上記運転周波数をフィード バック値として入力すれば、その運転周波数 に応じた補正値を出力する。以上より、上記 最大圧損推定部(3b)は、試運転による運転情� �を入力すると、上記推定部(3c)で冷媒圧力損� ��値が推定されるとともに、上記データベー� ��に基づいて、上記推定部(3c)で推定した冷媒 圧力損失値を補正した値δPを出力する。

  ここで、上記冷媒圧力損失値は、冷房� �運転時に、中間圧温度センサの測定温度か� �求めた飽和圧力と低圧センサ(36)で測定した� ��力の差から求めてもよい。

  尚、上記データベースは、上述した上� �高段側圧縮機(21a)及び上記低段側圧縮機(21b)� ��運転周波数を上記変更部(3e)で変化させた場 合に、上記測定部(3f)で測定される運転デー� �に基づいて作成されるものである。つまり� �冷媒の圧力損失による誤差分を極力減らす� �め、循環量を低く抑えた(例えば最低周波数� ��運転)時の運転データを取得する。この際、 上記室内膨張弁(26)は全開で運転する。この� �き、室内熱交換器(27)内を冷媒が流れている� ��どうかは、該室内熱交換器(27)に設けられた 液側配管温度センサとガス側配管温度センサ の温度と温度差から判定する。

  冷媒が十分流れていれば、室内膨張弁(2 6)を全開にしているので、室内熱交換器(27)の 出口での過熱もほとんどつかず、両方のセン サ温度は(低圧+冷媒圧力損失値)の圧力の飽和 温度となる。一方、冷媒がほとんど流れてい なければ、過熱ガスが室内熱交換器(27)に滞� �し、温度は飽和温度よりもかなり高くなる� �

  次に、通常運転に近い運転(高周波数ま� ��は最大周波数)を行って、上記冷媒圧力損失 値を求める。そしてこれらを使って圧縮機の 容量が変化したときの必要最低差圧を求める 式を現地で同定する。またこの方法が複雑で ある、試運転時間がかかるなどの理由ででき ない場合は、簡略化してどちらか一方の試運 転を行い、他方はあらかじめ記憶した式など を使用して、概略値を求めてもよい。

  尚、データベースは例示であり、例え� �、上記高段側圧縮機(21a)及び上記低段側圧縮 機(21b)の運転周波数と、冷媒圧力損失値との� ��関関係を示す式であってもよい。

  上記必要最小差圧決定部(2)は、上記推� �冷媒ヘッド差δhと上記冷媒圧力損失値δPと� �加算した最大冷媒圧力損失値δPaが入力され� ��と、冷媒が上記冷媒回路(20)を循環するのに 必要な中間圧と低圧との間の最小差圧δPSを� �力する。

  次に、上記運転制御部(1b)について説明� ��る。上記運転制御部(1b)は、センサ部(4,5,6)� �最適中間圧算出部(8)、差圧判定部(9)、目標� �算出部(10,11,14)、能力要求部(12)、最適高圧算 出部(13)、高段圧縮機周波数算出部(15)、低段� ��縮機周波数算出部(16)、及び室外膨張弁開度 算出部(17)を備えている。

  上記センサ部(4,5,6)は、室温センサ部(4a) 、外気温センサ部(4b)、高圧センサ部(4c)、低� ��センサ部(5)、及び中間圧センサ部(6)を備え� ��いる。これらのセンサ部(4,5,6)は、上記空気 調和装置に設けられた各センサで検出された 冷媒回路(20)の状態量を電気信号に変換して� �力するものである。

  上記最適中間圧算出部(8)は、上記室温� �ンサ部(4a)、外気温センサ部(4b)、高圧センサ 部(4c)、及び低圧センサ部(5)の出力値が入力� �れると、現在の上記冷媒回路(20)の冷凍サイ� ��ルにおいて、最もCOPの高い運転を行うため� ��最適な中間圧値Pmを出力する。

  上記差圧判定部(9)は、中間圧センサ部(6 )から低圧センサ部(5)の出力値を引算して得� �れる値(現在の差圧)と上記最小差圧δPSとの� �小を比較する比較部を備えている。そして� �上記比較部で比較した結果に応じて、超臨� �二段圧縮冷媒サイクルの高圧と低圧の補正� �、及び補正した中間圧を出力する。つまり� �上記比較部で比較した結果、上記現在の差� �が上記最小差圧δPSよりも大きい場合には、� ��媒回路(20)の中間圧が上記最適な中間圧値Pm� ��なり、且つ中間圧が冷媒の臨界圧力を超え� ��いようにするための上記補正値及び上記補� ��した中間圧を出力する。一方、上記現在の� ��圧が上記最小差圧δPS以下の場合には、該現 在の差圧が上記最小差圧δPSよりも大きくな� �、且つ中間圧が冷媒の臨界圧力を超えない� �うにするための上記補正値、及び補正した� �間圧を出力する。

 上記能力要求部(12)は、図示しない室内リ モコンから出力された室内設定温度が入力さ れると、冷媒回路(20)の最適な低圧値を出力� �る。上記最適高圧算出部(13)は、現在の運転� ��報を入力すると、その運転情報に基づいて� ��適な高圧値を出力する。

  上記目標値算出部(10,11,14)において、上� ��高圧目標値算出部(10)は、上記最適高圧算出 部(13)で得られた高圧値と、上記差圧判定部(9 )で得られた高圧の補正値とを入力すると、� �記冷媒回路(20)の高圧目標値HPSを出力するも� ��である。上記低圧目標値算出部(11)は、上記 能力要求部(12)で得られた低圧値と、上記差� �判定部(9)で得られた低圧の補正値とを入力� �ると、上記冷媒回路(20)の低圧目標値LPSを出� ��するものである。上記中間圧目標値算出部( 14)は、上記差圧判定部(9)で得られた補正した 中間圧値を入力すると、上記冷媒回路(20)の� �間圧目標値PmSを出力するものである。

  上記高段圧縮機周波数算出部(15)は、上� ��高圧目標値HPSと、上記空気調和装置からフ� ��ードバックされた実測高圧値HP(上記高圧セ� ��サ部(4c)の出力値と同値)とを引算した値を� �力すると、その引算した値に基づいて高段� �圧縮機(21a)の周波数値δf1を出力する。上記� �段圧縮機周波数算出部(16)は、上記低圧目標� ��LPSと、上記空気調和装置からフィードバッ� ��された実測低圧値LP(上記低圧センサ部(5)の� ��力値と同値)とを引算した値を入力すると、 その引算した値に基づいて低段側圧縮機(21b)� ��周波数値δf2を出力する。

  上記室外膨張弁開度算出部(17)は、上記� ��間圧目標値PmSと、上記空気調和装置からフ� ��ードバックされた実測中間圧値Pm(上記中間� ��センサ部(6)の出力値と同値)とを引算した値 を入力すると、その引算した値に基づいて室 外膨張弁(24)の開度値δEVを出力する。そして� ��上記高段側圧縮機(21a)の周波数値δf1、低段� ��圧縮機(21b)の周波数値δf2、及び室外膨張弁( 24)の開度値δEVが空気調和装置に入力され、� �れらの入力値に基づいて、高段側圧縮機(21a) 、低段側圧縮機(21b)、及び室外膨張弁(24)が操 作される。そして、その操作の結果、実測高 圧値HP、実測低圧値LP、及び実測中間圧値Pmが 出力される。これらの出力値は、上記高低段 圧縮機周波数算出部(15,16)又は上記室外膨張� �開度算出部(17)の入力値を演算するためのフ� ��ードバック値となる。

  このように構成されたコントローラ(1)� �おいて、上記冷媒回路(20)の高圧が通常より� ��下がった場合であっても、上記冷媒回路(20) における中間圧と低圧との圧力差(暖房時は� �高圧と中間圧との圧力差)が、上記データ取� ��手段(1a)で取得した冷媒圧力損失値以上であ り、且つ該中間圧が臨界圧力よりも低くなる ように、上記空気調和装置を運転する。また 、低圧が通常よりも上がった場合であっても 、上記冷媒回路(20)における中間圧と低圧と� �圧力差(暖房時は、高圧と中間圧との圧力差) が、上記データ取得手段(1a)で取得した冷媒� �力損失値以上であり、且つ中間圧が臨界圧� �よりも低くなるように、上記空気調和装置� �運転する。

    -実施形態1の効果-
  本実施形態1によれば、運転条件により、� ��記冷媒回路(20)の高低圧が変化したとしても 、冷媒回路(20)の中間圧と低圧との圧力差が� �記冷媒圧力損失値より小さくなることがな� �。したがって、室内熱交換器(27)に冷媒が流� ��なくなることがない。また、該中間圧が臨� ��圧力を超えてしまい、上記気液分離器(25)内 が超臨界圧力となって気液分離器(25)内の液� �媒がなくなることがない。したがって、上� �空気調和装置を安定して運転することがで� �る。

  また、上記最大圧損推定部(3b)の補正部( 3d)が、上記データベースを備えることにより 、上記推定部(3c)で推定した冷媒圧力損失値� �、現在の高段側圧縮機構(21a)及び低段側圧縮 機構(21b)の運転周波数に基づいてフィードバ� ��ク補正をすることができる。つまり、上記� ��転周波数が現在よりも高くなると上記冷媒� ��路(20)を流れる冷媒の循環量が増えるので、 循環量の増加に応じて上記冷媒圧力損出値を 高めに補正する。一方、上記運転周波数が現 在よりも低くなると上記冷媒回路(20)を流れ� �冷媒の循環量が減るので、循環量の減少に� �じて上記冷媒圧力損出値を低めに補正する� �

  つまり、上記運転周波数の変化に応じ� �、上記冷媒圧力損失値を最適に補正するこ� �ができるので、上記空気調和装置をより安� �して運転することができる。

    -実施形態1の変形例1-
  図4及び図5は、実施形態1の変形例1に係る� ��気調和装置の冷媒回路図であり、図4は冷房 時の場合、図5は暖房時の場合をそれぞれ示� �ている。

  本実施形態1と、実施形態1の変形例1と� �違いは、利用側回路(20b)が、熱源側回路(20a)� ��対して並列に複数設けられている点である� ��尚、図4,5では、2つの利用側回路(20b)が示さ� ��ているが、これは例示であり、上記利用側� ��路(20b)が3台以上設けられてもよい。そして� ��各室内熱交換器(27)と各第2接続端(20d)との間 には、それぞれ第2熱交温度センサ(32)が設け� ��れている。ここで、上記第2熱交温度センサ (32)は、冷媒回路(20)において、冷媒が冷房サ� ��クルで循環するときに、室内熱交換器(27)の 出口冷媒温度を検出する温度検出手段である 。そして、上記各室内膨張弁(26)の開度は、� �記各第2熱交温度センサ(32)で検知された温度 に基づいて、上記コントローラ(1)で調整され る。

  したがって、上記コントローラ(1)の調� �により、各室内熱交換器(27)ごとに、空調負� ��に応じて該室内熱交換器(27)の冷媒流量を調 整することができる。

  このように、熱源側回路(20a)に対して複 数の利用側回路(20b)が設けられているマルチ� ��の冷凍装置の場合、上記推定部(3c)は、各利 用側回路(20b)の室内膨張弁(26)の中で最も大き い前後差圧を考慮し、冷媒圧力損失値を推定 する。仮に、室内膨張弁(26)の前後差圧を考� �せずに冷媒圧力損失値を推定した場合、各� �用側回路(20b)の流量制御が困難になり、各利 用側回路(20b)間の能力分配がうまくいかなく� ��ることが考えられる。

  ここで、前後差圧を考慮する場合には� �ある程度のマージン(差圧余裕値)を確保する 必要がある。このマージンを確保しないと、 場合によって、各室内膨張弁(26)で過熱度制� �を行う際に、大きく弁開度を変更しても過� �度がほとんど変わらなくなることが考えら� �る。この理由は、マージンを確保した場合� �比べて、マージンを確保しない場合の方が� �上記室内膨張弁(26)の弁開度に対する過熱度� ��化の感度が鈍くなるからである。

  したがって、ある程度のマージン(差圧� ��裕値)を確保することにより、室内熱交換器 (27)における熱交換能力の調整範囲が狭くな� �ずに、各利用側回路(20b)間の能力分配をうま く行うことができる。

  実施形態1の変形例1によれば、本実施形 態1と同様に、冷房又は暖房運転時において� �その運転条件により、上記冷媒回路(40)の高� ��が通常よりも下がった場合であっても、上� ��冷媒回路(40)における中間圧と低圧との圧力 差(暖房時は、高圧と中間圧との圧力差)が、� ��記データ取得手段(1a)で取得した冷媒圧力損 失値以上であり、且つ該中間圧が臨界圧力よ りも低くなるように、上記空気調和装置を運 転することができる。また、低圧が通常より も上がった場合であっても、上記冷媒回路(40 )における中間圧と低圧との圧力差(暖房時は� ��高圧と中間圧との圧力差)が、上記データ取 得手段(1a)で取得した冷媒圧力損失値以上で� �り、且つ中間圧が臨界圧力よりも低くなる� �うに、運転することができる。

  ここで、各室内熱交換器(27)までの配管� ��の差が大きい場合、同一の室内機で同一程� ��の能力を出していても、上述の圧損の違い� ��よって室内膨張弁(26)の開度が大きく異なっ ている場合がある。室内膨張弁(26)の流路断� �積と冷媒流量は比例するが、このようなケ� �スではその比例係数が大きく異なっている� �とになる。そのため同一の開度変更を行っ� �も、冷媒流量の変化は大きく異なり、結果� �して同一開度変更に対する過熱度応答のゲ� �ンが大きく異なってしまう。これを補正す� �には各室内機機種毎に基準の差圧とゲイン� �関係を持たせ、そこからどの程度運転条件(� ��圧または開度)がずれているかでゲインをス ケジューリングしてもよい。さらに、もし差 圧が一定以上確保されていても、運転条件に よって差圧が変化すると弁開度変化に対する 冷媒過熱度の変化の感度が変化してしまうの で、より制御性能を向上させるためには差圧 をある一定の範囲内に収まるように制御する ことが望ましい。

  このことから、運転条件により、上記� �媒回路(40)の高低圧が変化したとしても、上� ��冷媒回路(40)の中間圧と低圧との圧力差が小 さくなり過ぎて各室内熱交換器(27)に冷媒が� �れなくなることがない。また、該中間圧が� �界圧力を超えることがないので、上記気液� �離器(25)内が超臨界圧力となって気液分離器( 25)内の液冷媒がなくなることがない。したが って、上記空気調和装置を安定して運転する ことができる。

  -実施形態1の変形例2-
  図6は、実施形態1の変形例2に係る空気調� �装置の冷媒回路図である。尚、図6は冷房時� ��場合を示しており、暖房時の場合は省略す� ��。

  実施形態1の変形例1と変形例2との違い� �、図6に示すように、流量調整弁(73)と、内部 熱交換器(74)とが設けられている点である。� �、内部熱交換器(74)は低温側流路と高温側流� ��とが形成され、各流路を流れる冷媒同士が� ��交換するように構成されている。

  上記内部熱交換器(74)は、上記中間圧冷� ��配管(34a)と第5冷媒配管(34d)とに跨って設け� �れており、該中間圧冷媒配管(34a)が高温側流 路に、該第5冷媒配管(34d)が低温側流路に連通 するように配置されている。また、上記中間 圧冷媒配管(34a)における上記気液分離器(25)と 上記内部熱交換器(74)との間には、流量調整� �(73)が配置されている。

  このように、流量調整弁(73)と内部熱交� ��器(74)とを設けることにより、中間圧冷媒配 管(34a)を流れる冷媒で第5冷媒配管(34d)を流れ� ��冷媒を冷却することができる。したがって� ��室内熱交換器(27)を流れる冷媒のエンタルピ 差が、内部熱交換器(74)を設けない場合に比� �て大きくなる。尚、上記流量調整弁(73)の開� ��調整によって、このエンタルピ差は変化す� ��。つまり、上記流量調整弁(73)の開度を現在 よりも開くと、上記内部熱交換器(74)の低温� �流路を流れる冷媒量が増加するので、上記� �ンタルピ差は大きくなる。

  実施形態1の変形例2によれば、変形例1� �は違い、上記流量調整弁(73)が設けられてお� ��、該流量調整弁(73)の開度が、冷媒回路(70)� �中間圧に影響する。つまり、流量調整弁(73)� ��開度を開くほど上記気液分離器(25)の圧力が 下がるため、開き過ぎると、中間圧が下がり 過ぎて、上記冷媒回路(70)における中間圧と� �圧との圧力差が、上記データ取得手段(1a)で� ��得した冷媒圧力損失値より小さくなる場合� ��ある。したがって、冷媒回路(70)を変形例2� �ような構成にした場合には、上記室外膨張� �(24)に追加して流量調整弁(73)も、上記コント ローラ(1)で制御できるように構成する。

  これにより、運転条件により、高低圧� �変化したとしても、冷媒回路(20)の中間圧と� ��圧との圧力差が小さくなり過ぎて各室内熱� ��換器(27)に冷媒が流れなくなることがない。 また、該中間圧が臨界圧力を超えることがな いので、上記気液分離器(25)内が超臨界圧力� �なって気液分離器(25)内の液冷媒がなくなる� ��とがない。したがって、上記空気調和装置� ��安定して運転することができる。

  《実施形態2》
  図8は本発明の実施形態2に係る空気調和装 置の冷媒回路図であり、図9は、実施形態2の� ��気調和装置における冷凍サイクルを二酸化� ��素のP-h線図上に示した図である。また、図1 0は、実施形態2に係るコントローラ(50)のブロ ック線図である。

  実施形態2の空気調和装置の冷媒回路(80) と実施形態1で示した空気調和装置の冷媒回� �(20)(図1、図2)との違いは、図8に示すように� �エコノマイザ熱交換器(81)と減圧弁(87)とが設 けられている点、及び気液分離器(25)から延� �る中間圧冷媒配管(34a)に代えて第1分岐配管(8 4)が設けられている点、及びブリッジ回路(71) が削除されている点である。図8において、� �施形態1の冷媒回路(20)と同じ部分については 同じ符号を付し、相違点についてのみ説明す る。

  上記エコノマイザ熱交換器(81)は、高温� ��通路(81a)と低温側通路(81b)とを備えており、 高温側通路(81a)を通過する冷媒と低温側通路( 81b)を通過する冷媒とが熱交換できるように� �成されている。そして、上記高温側通路(81a) が、室外熱交換器(23)とブリッジ回路(71)とを� ��続する第6冷媒配管(34e)に連通している。尚� ��上記第6冷媒配管(34e)において、室外熱交換� ��(23)と室外膨張弁(24)とを接続する配管が第1� ��媒配管(85)を構成する。この第1冷媒配管(85)� ��おけるエコノマイザ熱交換器(81)の近傍には 、高温側温度センサ(82)が設けられている。

  また、上記低温側通路(81b)が、上記第1� �媒配管(85)から分岐して高段側圧縮機(21a)及� �低段側圧縮機(21b)を接続する接続配管(86)に� �続される第1分岐配管(84)に連通している。

  上記減圧弁(87)は、上記第1分岐配管(84)� �設けられ、第1冷媒配管(85)及び第1分岐配管(8 4)の分岐点とエコノマイザ熱交換器(81)との間 に位置している。この減圧弁(87)は、上記高� �側通路(81a)から流出して第1分岐配管(84)へ分� ��する高圧の冷媒を減圧して中間圧の冷媒に� ��る。また、上記第1分岐配管(84)における減� �弁(87)とエコノマイザ熱交換器(81)との間には 低温側温度センサ(83)が設けられている。

  上記気液分離器(25)は、該室外膨張弁(24) で超臨界域から二相域まで減圧された冷媒を 液冷媒とガス冷媒とに分離可能に構成されて いる。尚、貯留した冷媒のうち液冷媒のみが 室内膨張弁(26)へ送られる。

  また、実施形態1の冷媒回路(20)では、中 間圧センサ(図示なし)が1つ設けられていたが 、実施形態2の冷媒回路(80)では、上記中間圧� ��ンサの代わりに、上記冷媒回路(80)の第1中� �圧を検出する第1中間圧センサ(図示なし)と� �記冷媒回路(80)の第2中間圧を検出する第2中� �圧センサ(図示なし)とが設けられている。こ こで、第1、第2中間圧については、詳しく後� ��する。

  尚、実施形態2では、上記第1中間圧セン サの代わりに、低温側温度センサ(83)で検出� �れる温度に基づいて第1中間圧力を算出して� ��よいし、上記第2中間圧センサの代わりに、 中間圧飽和温度センサ(37)で検出される温度� �基づいて第2中間圧力を算出してもよい。

    -運転動作-
    〈冷房運転〉
  次に、実施形態2の空気調和装置の運転動� ��について説明する。

  先ず、冷房運転時には、図8に示すよう� ��、四路切換弁(22)が第1状態(実線)に設定され る。この状態で高段側圧縮機(21a)と低段側圧� ��機(21b)を運転すると、室外熱交換器(23)が放� ��器となり、室内熱交換器(27)が蒸発器となっ て冷凍サイクルが行われる。尚、上記コント ローラ(50)により、上記高段側圧縮機(21a)の容 量は、高圧センサ(35)で検知された圧力値に� �づいて調整され、上記低段側圧縮機(21b)の容 量は低圧センサ(36)で検知された圧力値に基� �いて調整される。

  上記高段側圧縮機(21a)から吐出された超 臨界状態の高圧冷媒(図8、図9のa4)は、四路切 換弁(22)を通過した後、室外熱交換器(23)に流� ��て室外空気へ放熱する。放熱した高圧冷媒� ��室外熱交換器(23)を流出し(図8、図9のa5)、エ コノマイザ熱交換器(81)の高温側通路(81a)へ流 入する。

  上記高温側通路(81a)へ流入した高圧冷媒 は、該エコノマイザ熱交換器(81)の低温側通� �(81b)を流れる冷媒により冷却された後、該高 温側通路(81a)を流出する(図8、図9のa6)。該エ� ��ノマイザ熱交換器(81)を流出した高圧冷媒は 、室外膨張弁(24)側へ流れる冷媒と減圧弁(87)� ��へ流れる冷媒とに分流する。

  上記減圧弁(87)側へ流れる高圧冷媒は、� ��減圧弁(87)で減圧されて中間圧冷媒となる(� �8、図9のa7)。この中間圧冷媒の圧力値はP1で� ��る(以下、圧力値P1の中間圧冷媒を第1中間圧 冷媒という。)。この第1中間圧冷媒は、エコ� ��マイザ熱交換器(81)の低温側通路(81b)へ流入� ��る。該低温側通路(81b)へ流入した第1中間圧� ��媒は、高温側通路(81a)を流れる高圧冷媒と� �交換を行って過熱蒸気となり、該低温側通� �(81b)を流出した後、上記第1分岐配管(84)を経� ��上記接続配管(86)に送られる。尚、該減圧弁 (87)の開度は、該低温側通路(81b)の入口側に設 けられた低温側温度センサ(83)で検知された� �度に基づいて、上記コントローラ(50)で調整� ��れる。また、高温側通路(81a)の出口側に設� �られた高温側温度センサ(82)で検知された温� ��に基づいて調整されてもよい。

  一方、上記室外膨張弁(24)側へ流れる高� ��冷媒は、室外膨張弁(24)で減圧されて中間圧 冷媒となる(図8、図9のa8)。この中間圧冷媒の 圧力値はP2である(以下、圧力値P2の中間圧冷� ��を第2中間圧冷媒という。)。この第2中間圧� ��媒は、冷媒貯留容器(25)に流入する。尚、上 記室外膨張弁(24)の開度は、上記中間圧飽和� �度センサ(37)で検知された温度に基づいて、� ��記コントローラ(50)で調整される。上記冷媒 貯留容器(25)に流入した第2中間圧冷媒は、液� ��媒とガス冷媒とに分離される。そして、液� ��媒は冷媒貯留容器(25)から第4冷媒配管(34c)を 介して上記利用側回路(20b)へ流入する。上記� ��用側回路(20b)へ流入した液冷媒は、上記室� �膨張弁(26)でさらに減圧されて低圧冷媒とな� ��(図8、図9のa9)、室内熱交換器(27)へ流入する 。尚、該室内膨張弁(26)の開度は、上記吸入� �媒温度センサ(30)で検知された温度に基づい� ��、上記コントローラ(50)で調整される。

  上記室内熱交換器(27)へ流入した低圧冷� ��は、室内空気から吸熱して蒸発し、低圧の� ��ス冷媒となる一方、冷却された室内空気が� ��内へ供給される。低圧のガス冷媒は、四路� ��換弁(22)を介して低段側圧縮機(21b)へ吸入さ� ��る(図8、図9のa1)。吸入された低圧のガス冷� ��は、低段側圧縮機(21b)で圧縮され、中間圧� �ガス冷媒となって吐出される(図8、図9のa2)� �そして、この吐出されたガス冷媒と、エコ� �マイザ熱交換器(81)を流出した第1中間圧冷媒 とが合流し(図8、図9のa3)、高段側圧縮機(21a)� ��吸入される。そして、合流した冷媒は高段� ��圧縮機(21a)で圧縮され、超臨界状態の高圧� �媒となって(図8、図9のa4)、再び室外熱交換� �(23)に流入する。このように冷媒が循環する� ��とにより、空気調和装置において冷房運転� ��行われる。

    〈暖房運転〉
  次に暖房運転について説明する。図8に示� ��ように、四路切換弁(22)が第2状態(破線)に設 定される。この状態で高段側圧縮機(21a)と低� ��側圧縮機(21b)を運転すると、室外熱交換器(2 3)が蒸発器となり、室内熱交換器(27)が放熱器 となって冷凍サイクルが行われる。また、上 記減圧弁(87)は全閉に設定され、エコノマイ� �熱交換器(81)による熱交換は行われなくなる� ��

  上記高段側圧縮機(21a)から吐出された超 臨界状態の高圧冷媒は、室内熱交換器(27)に� �れて室内空気へ放熱する。これにより、加� �された室内空気が室内へ供給される。放熱� �た高圧冷媒は、室内膨張弁(26)で減圧されて� ��相状態の中間圧冷媒となり、第4冷媒配管(34 c)を介して冷媒貯留容器(25)に流入する。尚、 該室内膨張弁(26)の開度は、冷房運転とは違� �、上記第1熱交温度センサ(33)で検知された温 度に基づいて、上記コントローラ(50)で調整� �れる。

  上記冷媒貯留容器(25)に流入した中間圧� ��冷媒は、液冷媒とガス冷媒とに分離される� ��そして、液冷媒は冷媒貯留容器(25)の下部空 間に一時的に貯留された後、下部空間から第 3冷媒配管(34b)を介して上記室外膨張弁(24)へ� �入する。

  上記室外膨張弁(24)へ流入した中間圧の� ��冷媒は、該室外膨張弁(24)でさらに減圧され て二相状態の低圧冷媒となり、エコノマイザ 熱交換器(81)を熱交換することなく通過した� �、室外熱交換器(23)へ流入する。尚、該室外� ��張弁(24)の開度は、冷房運転とは違い、上記 吸入冷媒温度センサ(30)で検知された温度に� �づいて上記コントローラ(50)により調整され� ��。

  上記室外熱交換器(23)へ流入した二相状� ��の低圧冷媒は、室外空気から吸熱して蒸発� ��、低圧のガス冷媒となる一方、室外空気が� ��却される。そして、低圧のガス冷媒は、四� ��切換弁(22)を介して低段側圧縮機(21b)へ吸入� ��れる。吸入された低圧のガス冷媒は、低段� ��圧縮機(21b)で圧縮され、中間圧のガス冷媒� �なって吐出され、高段側圧縮機(21a)に吸入さ れる。吸入された高圧のガス冷媒は、高段側 圧縮機(21a)で圧縮され、超臨界状態の高圧冷� ��となって、再び室内熱交換器(27)に流入する 。このように冷媒が循環することにより、空 気調和装置において暖房運転が行われる。

  〈空気調和装置の運転制御〉
  次に、上記コントローラ(50)における運転� ��御動作について実施形態1との相違点につい てのみ説明する。まず、試運転データ取得部 (50a)について説明した後、運転制御部(50b)に� �いて説明する。

  上記試運転データ取得部(50a)において、 実施形態1との違いは、上記最大圧損推定部(3 b)が、上記減圧弁(87)の弁開度も考慮して、冷 媒圧力損失値を推定する点である。

  具体的に、上記最大圧損推定部(3b)が冷� ��圧力損失値を推定する場合には、上記変更� ��(3e)が、上記高段側圧縮機(21a)及び上記低段� ��圧縮機(21b)の運転周波数と減圧弁(87)の弁開� ��とを変化させながら空気調和装置の試運転� ��行う。上記変更部(3e)が、各圧縮機(21a,21b)の 容量変更手段と減圧弁(87)の弁開度変更手段� �を構成する。そして、上記変更部(3e)により� ��化した運転状態を測定部(3f)で測定し、この 測定された運転データに基づいて、上記最大 圧損推定部(3b)が冷媒圧力損失値を推定を行� �。

  尚、この運転データは、高段側圧縮機(2 1a)及び低段側圧縮機(21b)の運転周波数データ� ��、減圧弁(87)の弁開度データと、該運転周波 数データ及び弁開度データに対して相関関係 にある冷媒圧力損失値データとで構成されて いる。

  そして、 上記最大圧損推定部(3b)は、� �記運転データに基づいて、上記空気調和装� �に対して要求される空調能力に必要な高段� �圧縮機(21a)及び上記低段側圧縮機(21b)の運転� ��波数と減圧弁(87)の弁開度とを入力すると、 上記冷媒圧力損失値データを出力する。この 冷媒圧力損失値データが、上記最大圧損推定 部(3b)で推定される冷媒圧力損失値を構成す� �。

  上記補正部(3d)は、上記高段側圧縮機(21a )及び上記低段側圧縮機(21b)の運転周波数と減 圧弁(87)の弁開度とを入力すると、冷房運転� �において、冷媒貯留容器(25)から低段側圧縮� ��構(21b)の吸入側までの冷媒圧力損失値の補� �値を出力し、暖房運転時において、高段側� �縮機構(21a)の吐出側から冷媒貯留容器(25)ま� �の冷媒圧力損失値の補正値を出力するデー� �ベースを備えている。図示しないが、現在� �上記運転周波数及び上記弁開度をフィード� �ック値として入力すれば、その運転周波数� �び弁開度に応じた補正値を出力する。以上� �り、上記最大圧損推定部(3b)は、試運転によ� ��運転情報を入力すると、上記推定部(3c)で冷 媒圧力損失値が推定されるとともに、上記デ ータベースに基づいて、上記推定部(3c)で推� �した冷媒圧力損失値を補正部(3d)で補正した� ��δPを出力する。

  次に、上記運転制御部(50b)について説明 する。

  上記運転制御部(50b)において、実施形態 1との違いは、中間圧目標値算出部(14)に代え� ��第1中間圧目標値算出部(18)及び第2中間圧目� ��値算出部(14a)が、中間圧センサ部(6)に代え� �第2中間圧センサ部(6a)が、上記差圧判定部(9) に代えて第2中間差圧判定部(9a)が設けられて� ��る点である。また、上記運転制御部(50b)に� �、実施形態1とは違い、減圧弁開度算出部(19) が追加されている。

  具体的に、第1中間圧目標値算出部(18)は 、上記室温センサ部(4a)、外気温センサ部(4b)� ��高圧センサ部(4c)、及び低圧センサ部(5)の出 力値が入力されると、現在の上記冷媒回路(80 )の冷凍サイクルにおいて、最もCOPの高い運� �を行うための最適な第1中間圧目標値P1Sを減� ��弁開度算出部(19)へ出力する。

  上記減圧弁開度算出部(19)は、上記第1中 間圧目標値P1Sと、上記空気調和装置からフィ ードバックされた実測値である第1中間圧P1と を引算した値を入力すると、その引算した値 に基づいて減圧弁(87)の開度値δEV1を出力する 。この開度値δEV1に基づいて減圧弁(87)の開度 が調整される。

  上記第2中間差圧判定部(9a)は、第2中間� �センサ部(6a)の出力値から低圧センサ部(5)の� ��力値を引算して得られる値(現在の差圧)と� �記必要最小差圧決定部(2)から入力された最� �差圧δPSとの大小を比較する比較部(図示なし )を備えている。そして、この比較部で比較� �た結果に応じて、超臨界二段圧縮冷媒サイ� �ルの高圧と低圧の補正値、及び補正した第2� ��間圧を出力する。

  つまり、上記比較部で比較した結果、� �記現在の差圧が上記最小差圧δPSよりも大き� ��場合には、その現在の第2中間圧が冷媒の臨 界圧力を超えないようにするための上記補正 値及び上記補正後の第2中間圧を上記第2中間� ��目標値算出部(14a)へ出力する。一方、上記� �在の差圧が上記最小差圧δPS以下の場合には� ��現在の差圧が上記最小差圧δPSよりも大きく なり、且つ第2中間圧が冷媒の臨界圧力を超� �ないようにするための上記補正値及び上記� �正後の第2中間圧を上記第2中間圧目標値算出 部(14a)へ出力する。

  第2中間圧目標値算出部(14a)は、上記第2� ��間差圧判定部(9a)から出力された補正後の第 2中間圧値を入力すると、上記冷媒回路(80)の� ��2中間圧目標値P2Sを出力する。そして、この 第2中間圧目標値P2Sに基づいて、上記室外膨� �弁開度算出部(17)により上記室外膨張弁(24)の 開度調整が行われる。

  このように構成されたコントローラ(50)� ��より、上記空気調和装置の運転が行われる� ��

    -実施形態2の効果-
  本実施形態2によれば、運転条件により、� ��記冷媒回路(80)の高低圧が変化したとしても 、冷媒回路(80)の中間圧と低圧との圧力差が� �記冷媒圧力損失値より小さくなることがな� �。したがって、室内熱交換器(27)に冷媒が流� ��なくなることがない。また、該中間圧が臨� ��圧力を超えてしまい、上記冷媒貯留容器(25) 内が超臨界圧力となって冷媒貯留容器(25)内� �液冷媒がなくなることがない。

  また、超臨界二段圧縮冷凍サイクルで� �、高圧と低圧の関係から冷凍装置のCOPを高� �するための最適な中間圧が存在する。上記� �圧弁(87)で第1中間圧冷媒に対する減圧量を調 整することにより、第1中間圧冷媒の圧力を� �適な中間圧にすることができる。

  以上より、超臨界二段圧縮冷凍サイク� �の高低圧が変化したとしても、上記冷凍装� �のCOPを高い状態にしつつ、該冷凍装置を安� �して運転することができる。

  また、本実施形態2によれば、上記最大� ��損推定部(3b)の補正部(3d)が、上記データベ� �スを備えることにより、上記推定部(3c)で推� ��した冷媒圧力損失値を、現在の高段側圧縮� ��構(21a)及び低段側圧縮機構(21b)の運転周波数 と、現在の上記減圧弁(87)の弁開度とに基づ� �てフィードバック補正をすることができる� �これにより、上記運転周波数及び上記弁開� �の変化に応じて、上記冷媒圧力損失値を最� �に補正することができるので、上記空気調� �装置をより安定して運転することができる� �

  また、本実施形態2によれば、上記冷凍� ��置に要求される冷凍能力に必要な上記高段� ��圧縮機構(21a)及び低段側圧縮機構(21b)の容量 と減圧弁(87)の弁開度とを決定すると、その� �定した容量及び弁開度に応じて上記圧力損� �値を決定することができる。そして、上記� �転制御部(1b)は、この容量及び弁開度ごとに� ��定された圧力損失値以上となるように、上� ��冷媒回路(80)の第2中間圧及び低圧の圧力差� �調整することができる。これにより、上記� �凍装置を安定して運転することができる。

  また、本実施形態2によれば、上記最大� ��損推定部(3b)において、上記測定部(3f)で測� �された最も大きな値を、上記圧力損失値と� �て決定することができる。これにより、上� �圧力損失値を大きく設定することができる� �で、第2中間圧と低圧との圧力差が上記圧力� ��失値より小さくなるのを抑えることができ� ��。したがって、上記冷凍装置を安定して運� ��することができる。

  -実施形態2の変形例1-
  実施形態2の変形例1において、実施形態2(� ��8)との違いは、図11に示すように、利用側回 路(20b)が、熱源側回路(20a)に対して並列に複� �設けられている点である。尚、変形例1では� ��2つの利用側回路(20b)が示されているが、こ� ��は例示であり、上記利用側回路(20b)が3台以� ��設けられてもよい。そして、各室内熱交換� ��(27)と各第2接続端(20d)との間には、それぞれ 第2熱交温度センサ(32)が設けられている。こ� ��で、上記第2熱交温度センサ(32)は、冷媒回� �(80)において、冷媒が冷房サイクルで循環す� ��ときに、室内熱交換器(27)の出口冷媒温度を 検出する温度検出手段である。そして、上記 各室内膨張弁(26)の開度は、上記各第2熱交温� ��センサ(32)で検知された温度に基づいて、上 記コントローラ(1)で調整される。  したが� �て、上記コントローラ(1)の調整により、各� �内熱交換器(27)ごとに、空調負荷に応じて該� ��内熱交換器(27)の冷媒流量を調整することが できる。

  このように、熱源側回路(20a)に対して複 数の利用側回路(20b)が設けられているマルチ� ��の冷凍装置の場合、上記推定部(3c)は、各利 用側回路(20b)の室内膨張弁(26)の中で最も大き い前後差圧を考慮し、冷媒圧力損失値を推定 する。仮に、室内膨張弁(26)の前後差圧を考� �せずに冷媒圧力損失値を推定した場合、各� �用側回路(20b)の流量制御が困難になり、各利 用側回路(20b)間の能力分配がうまくいかなく� ��ることが考えられる。

  ここで、前後差圧を考慮する場合には� �ある程度のマージン(差圧余裕値)を確保する 必要がある。このマージンを確保しないと、 場合によって、各室内膨張弁(26)で過熱度制� �を行う際に、大きく弁開度を変更しても過� �度がほとんど変わらなくなることが考えら� �る。この理由は、マージンを確保した場合� �比べて、マージンを確保しない場合の方が� �上記室内膨張弁(26)の弁開度に対する過熱度� ��化の感度が鈍くなるからである。

  したがって、ある程度のマージン(差圧� ��裕値)を確保することにより、室内熱交換器 (27)における熱交換能力の調整範囲が狭くな� �ずに、各利用側回路(20b)間の能力分配をうま く行うことができる。

  実施形態2の変形例1によれば、本実施形 態2と同様に、冷房運転時において、その運� �条件により、上記冷媒回路(80)の高圧が通常� ��りも下がった場合であっても、上記冷媒回� ��(80)における第2中間圧と低圧との圧力差が� �上記データ取得手段(1a)で取得した冷媒圧力� ��失値以上であり、且つ該中間圧が臨界圧力� ��りも低くなるように、上記空気調和装置を� ��転することができる。また、低圧が通常よ� ��も上がった場合であっても、上記冷媒回路( 80)における第2中間圧と低圧との圧力差が、� �記データ取得手段(1a)で取得した冷媒圧力損� ��値以上であり、且つ中間圧が臨界圧力より� ��低くなるように、運転することができる。

  以上より、上記冷媒回路(80)の高低圧が� ��化したとしても、上記冷媒回路(80)の第2中� �圧と低圧との圧力差が小さくなり過ぎて各� �内熱交換器(27)に冷媒が流れなくなることが� ��い。また、該第2中間圧が臨界圧力を超える ことがないので、上記冷媒貯留容器(25)内が� �臨界圧力となって冷媒貯留容器(25)内の液冷� ��がなくなることがない。したがって、上記� ��気調和装置を安定して運転することができ� ��。

  -実施形態2の変形例2-
  実施形態2の変形例2において、実施形態2� �変形例1(図11)との違いは、図12に示すように� ��流量調整弁(102)と、内部熱交換器(101)と、第 7冷媒配管(103)とブリッジ回路(71)とが設けら� �ている点である。ここで、上記内部熱交換� �(101)は低温側流路(101b)と高温側流路(101a)とが 形成され、各流路(101a,101b)を流れる冷媒同士� ��熱交換するように構成されている。また、� ��記第7冷媒配管(103)は、その一端が上記冷媒� ��留容器(25)の壁面を貫通して該冷媒貯留容器 (25)の上部空間に位置し、他端が低段側圧縮� �(21b)の吸入側に設けられた冷媒配管に接続さ れている。

  尚、上記内部熱交換器(101)は、上記第7� �媒配管(103)と第4冷媒配管(34c)とに跨って設け られており、該第4冷媒配管(34c)が上記高温側 流路(101a)に、該第7冷媒配管(103)が上記低温側 流路(101b)に連通するように配置されている。 また、上記冷媒貯留容器(25)と内部熱交換器(1 01)との間にある第7冷媒配管(103)には、上記流 量調整弁(102)が配置されている。

  このような構成にすると、上記流量調� �弁(102)を通過した後の冷媒で、第4冷媒配管(3 4c)を流れる第2中間圧冷媒を冷却することが� �きる。これにより、上記第2中間圧冷媒の過� ��却度を大きくして各室内熱交換器(27)に流入 させることができ、冷凍装置の性能を、内部 熱交換器(101)を設けない場合に比べて、向上� ��せることができる。

  -実施形態2の変形例3-
  実施形態2の変形例3において、実施形態2(� ��8)との違いは、図13に示すように、三路切換 弁(89)と第8冷媒配管(88)とブリッジ回路(71)と� �設けられている点である。ここで、三路切� �弁(89)の第1ポートには、第1分岐配管(84)の一� ��が接続され、第2ポートには気液分離器(25)� �側面から延びる第8冷媒配管(88)が接続され、 第3ポートには、接続配管(86)から分岐した配� ��が接続されている。

  尚、三路切換弁(89)は第1ポートと第3ポ� �トとが連通する第1状態(図13に実線で示す状� ��)と、第2ポートと第3ポートとが連通する第2 状態(図13に破線で示す状態)とに切り換え可� �となっている。

  ここで、四路切換弁(22)が第1状態(冷房� �転)に設定されると、三路切換弁(89)が第1状� �に設定される。一方、四路切換弁(22)が第2状 態(暖房運転)に設定されると、三路切換弁(89) が第2状態に設定される。

  このような構成にすると、冷房運転の� �合には、運転条件により、上記冷媒回路(80)� ��高低圧が変化したとしても、冷媒回路(80)の 第2中間圧と低圧との圧力差が上記冷媒圧力� �失値より小さくなることがない。したがっ� �、室内熱交換器(27)に冷媒が流れなくなるこ� ��がない。また、該第2中間圧が臨界圧力を超 えてしまい、上記冷媒貯留容器(25)内が超臨� �圧力となって冷媒貯留容器(25)内の液冷媒が� ��くなることがない。

  また、超臨界二段圧縮冷凍サイクルで� �、高圧と低圧の関係から冷凍装置のCOPを高� �するための最適な中間圧が存在する。上記� �圧弁(87)で第1中間圧冷媒に対する減圧量を調 整することにより、第1中間圧冷媒の圧力を� �適な中間圧にすることができる。

  以上より、超臨界二段圧縮冷凍サイク� �の高低圧が変化したとしても、上記冷凍装� �のCOPを高い状態にしつつ、該冷凍装置を安� �して運転することができる。

  一方、暖房運転では、上記冷媒回路(20)� ��高低圧が変化したとしても、冷媒回路(20)の 第2中間圧と低圧との圧力差が上記冷媒圧力� �失値より小さくなることがない。したがっ� �、室内熱交換器(27)に冷媒が流れなくなるこ� ��がない。また、該第2中間圧が臨界圧力を超 えてしまい、上記気液分離器(25)内が超臨界� �力となって気液分離器(25)内の液冷媒がなく� ��ることがない。したがって、上記空気調和� ��置を安定して運転することができる。

  《その他の実施形態》
  上記実施形態については、以下のような� �成としてもよい。

 上記実施形態1では、上記中間圧飽和温度 センサ(37)で検知された温度に基づいて、上� �室外膨張弁(24)の開度を調整しているが、こ� ��に限定されず、図7に示すように、冷房運転 時において、上記中間圧飽和温度センサ(37)� �検知された温度に基づいて、上記室外膨張� �(24)の開度だけでなく、上記高段側圧縮機(21a )及び上記低段側圧縮機(21b)の容量を調整して もよい。これにより、中間圧の制御がより良 好に行われて、より一層、上記空気調和装置 を安定して運転することができる。

  また、上記実施形態1では、熱源側膨張� ��構(24)として膨張弁を用いたが、これに限定 されず、該膨張弁の代わりに膨張機を取り付 けてもよい。この場合、上記空気調和装置を 安定して運転することができるとともに、上 記膨張機による動力回収も可能となる。

  また、上記実施形態1では、上記気液分� ��器(25)から延びる中間圧冷媒配管(34a)の端部� ��、上記高段側圧縮機(21a)及び上記低段側圧� �機(21b)の間に接続されているが、これに限定 する必要はなく、例えば、上記中間圧冷媒配 管(34a)の端部が上記高段側圧縮機(21a)に設け� �れたガスインジェクション流入口に接続さ� �てもよい。

  また、上記実施形態2では、冷暖兼用の� ��気調和装置について説明したが、これに限� ��されず、冷房専用の冷凍装置であってもよ� ��。ここで、冷房専用の冷凍装置の場合には� ��室外熱交換器(23)の第1冷媒配管(85)にエコノ� ��イザ熱交換器(81)を設け、第1冷媒配管(85)か� ��分岐した第1分岐配管(84)に減圧弁(87)を設け� ��ようにする。

  なお、以上の実施形態は、本質的に好� �しい例示であって、本発明、その適用物、� �るいはその用途の範囲を制限することを意� �するものではない。