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WO2007148727A1 - 冷凍装置 - Google Patents

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Publication number
WO2007148727A1
WO2007148727A1 PCT/JP2007/062431 JP2007062431W WO2007148727A1 WO 2007148727 A1 WO2007148727 A1 WO 2007148727A1 JP 2007062431 W JP2007062431 W JP 2007062431W WO 2007148727 A1 WO2007148727 A1 WO 2007148727A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
refrigerant
heat exchanger
gas
liquid
circuit
Prior art date
Application number
PCT/JP2007/062431
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Masakazu Okamoto
Original Assignee
Daikin Industries, Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries, Ltd. filed Critical Daikin Industries, Ltd.
Priority to AU2007262044A priority Critical patent/AU2007262044B2/en
Priority to EP07767269.9A priority patent/EP2034255B1/en
Priority to ES07767269T priority patent/ES2699623T3/es
Priority to US12/305,647 priority patent/US8166771B2/en
Priority to CN2007800233635A priority patent/CN101473173B/zh
Publication of WO2007148727A1 publication Critical patent/WO2007148727A1/ja

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    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration apparatus capable of performing a cooling operation for circulating a refrigerant in a refrigerant circuit so that a heat source side heat exchanger serves as a condenser and a use side heat exchanger serves as an evaporator. .
  • refrigerant is used such that the heat source side heat exchanger serves as a condenser and the use side heat exchanger serves as an evaporator.
  • a refrigeration apparatus capable of performing a cooling operation for circulating the water. This type of refrigeration system is used, for example, as an air conditioner that performs indoor air conditioning by an indoor unit provided with a use-side heat exchanger.
  • Patent Document 1 discloses an air conditioner in which a compressor, an expander, and a motor are connected by a single drive shaft as an example of this type of refrigeration apparatus.
  • This air conditioner is configured to recover the power obtained by the expansion of the cooling medium by the expander and use the recovered power for driving the compressor.
  • a refrigerant adjustment tank is provided downstream of the expander in the refrigerant circuit of the air conditioner.
  • the indoor heat exchanger serves as an evaporator and performs the refrigeration cycle
  • the gas-liquid two-phase refrigerant flowing out of the expander flows into the refrigerant adjustment tank and is separated into the liquid refrigerant and the gas refrigerant. .
  • the liquid refrigerant in the refrigerant adjustment tank is sent to the indoor heat exchanger.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006_71137
  • the liquid refrigerant supplied to the utilization side circuit during the cooling operation is in a saturated liquid state because it is gas-liquid separated in the refrigerant adjustment tank. For this reason, the refrigerant that has flowed out of the refrigerant adjustment tank is immediately changed to a gas-liquid two-phase state due to a pressure loss caused by the piping. In other words, the refrigerant cannot be sent to the user circuit in the liquid single phase state. Les.
  • the present invention has been made in view of the points to be applied, and the purpose of the roller is to perform a cooling operation in which the heat source side heat exchanger serves as a condenser and the use side heat exchanger serves as an evaporator.
  • the feasible refrigeration system is configured to be able to supply liquid single-phase refrigerant to the user circuit during the cooling operation.
  • the first invention includes a heat source side circuit (14) provided with a compressor (30), an expander (31), and a heat source side heat exchanger (44), and a use side heat exchanger (41). And a refrigerant circuit (10) that circulates refrigerant to perform a refrigeration cycle, and the heat source side heat exchanger (44) serves as a condenser to
  • the target is the refrigeration system (20) capable of performing the cooling operation in which the side heat exchanger (41) is an evaporator.
  • the refrigeration apparatus (20) includes, in the heat source side circuit (14), a gas-liquid separator (35) that separates the refrigerant flowing from the expander (31) into liquid refrigerant and gas refrigerant, and the above In the cooling operation, cooling means (36, 45, 53, 55) for cooling the liquid refrigerant from the gas-liquid separator (35) to the use side circuit (11) is provided.
  • the utilization side circuit (11) includes a variable opening degree utilization side expansion upstream of the utilization side heat exchanger (41) during the cooling operation. While the valve (51) is provided, the cooling means (36, 45) is connected to a gas supply pipe (37) for sending the gas refrigerant in the gas-liquid separator (35) to the compressor (30). A gas refrigerant depressurization mechanism (36) that depressurizes the refrigerant in the gas supply pipe (37), and a directional liquid refrigerant from the gas-liquid separator (35) to the use side circuit (11) in the cooling operation. And a cooling heat exchanger (45) for exchanging heat with the refrigerant depressurized by the gas refrigerant depressurization mechanism (36) for cooling.
  • the cooling means (36, 45, 53) is a liquid refrigerant directed toward the user circuit (11) from the gas-liquid separator (35).
  • Liquid refrigerant provided in a liquid supply pipe (52) for sending a part to the cooling heat exchanger (45) and depressurizing the refrigerant in the liquid supply pipe (52)
  • the cooling heat exchanger (45) the liquid refrigerant directed from the gas-liquid separator (35) to the user circuit (11) is used for the liquid refrigerant during the cooling operation. Heat exchange is also possible with the refrigerant decompressed by the decompression mechanism (53).
  • the cooling means (36, 45, 55) compresses part of the refrigerant condensed in the heat source side heat exchanger (44).
  • a return refrigerant pressure reduction mechanism (55) provided in an injection pipe (42) for sending to the machine (30) to depressurize the refrigerant in the injection pipe (42).
  • the cooling heat exchanger (45) During the cooling operation, heat exchange is possible between the gas-liquid separator (35) and the refrigerant whose pressure is reduced by the return refrigerant decompression mechanism (55) from the gas-liquid separator (35) to the use side circuit (11). .
  • the cooling means (36, 45) sends a part of the refrigerant condensed in the heat source side heat exchanger (44) to the compressor (30).
  • a return refrigerant decompression mechanism (55) provided in the injection pipe (42) for decompressing the refrigerant in the injection pipe (42), and the gas-liquid separator (35) force in response to the cooling operation.
  • a cooling heat exchanger (45) is provided that cools the liquid refrigerant going to the use side circuit (11) by heat exchange with the refrigerant decompressed by the return refrigerant decompression mechanism (55).
  • the sixth invention includes a heat source side circuit (14) provided with a compressor (30), an expander (31), and a heat source side heat exchanger (44), and a use side heat exchanger (41). And a refrigerant circuit (10) that circulates refrigerant to perform a refrigeration cycle, and the heat source side heat exchanger (44) serves as a condenser to
  • the target is the refrigeration system (20) capable of performing the cooling operation in which the side heat exchanger (41) is an evaporator.
  • the refrigeration apparatus (20) sends a part of the refrigerant downstream of the heat source side heat exchanger (44) to the compressor (30) in the cooling operation to the heat source side circuit (14).
  • a supercooling heat exchanger (28) is provided that cools the refrigerant so that it is in a supercooled state by exchanging heat with the refrigerant decompressed by the return refrigerant decompression mechanism (55).
  • the compressor (30) and the expander (31) are connected to each other by a single drive shaft.
  • the use side circuit (11) and the refrigerant circuit (10) are provided in a plurality, and the heat source side circuit (14) In contrast, they are connected in parallel to each other.
  • the refrigerant circuit (10) circulates the refrigerant so that the high pressure of the refrigeration cycle is higher than the critical pressure of the refrigerant.
  • the refrigerant circuit (10) is filled with carbon dioxide as a cooling medium.
  • the refrigerant flowing out of the expander (31) during the cooling operation flows into the gas-liquid separator (35) and is separated into the liquid refrigerant and the gas refrigerant. Then, the liquid refrigerant flowing out of the gas-liquid separator (35) is cooled by the cooling means (36, 45, 53, 55) in the middle of the direction toward the use side circuit (11). The saturated liquid refrigerant that has flowed out of the gas-liquid separator (35) is cooled by the cooling means (36, 45, 53, 55) to be in a supercooled state.
  • the gas refrigerant in the gas-liquid separator (35) flows into the gas supply pipe (37) and is depressurized by the gas refrigerant decompression mechanism (36). That temperature drops.
  • the cooling heat exchanger (45) the refrigerant whose pressure has been reduced by the pressure reduction mechanism (36) for gas refrigerant and the liquid refrigerant from the gas-liquid separator (35) to the user side circuit (11) And exchange heat.
  • the liquid refrigerant traveling from the gas-liquid separator (35) to the use side circuit (11) is cooled and becomes a supercooled state.
  • the gas refrigerant in the gas-liquid separator (35) is used to cool the liquid refrigerant directed to the gas-liquid separator (35) force utilization side circuit (11).
  • the liquid refrigerant traveling from the gas-liquid separator (35) to the use side circuit (11) is not only the refrigerant whose temperature has been lowered by the gas refrigerant decompression mechanism (36), but also the liquid refrigerant. Heat exchange can also be performed with the liquid refrigerant whose temperature has been lowered by the refrigerant decompression mechanism (53).
  • the fourth invention during the cooling operation, a part of the refrigerant condensed in the heat source side heat exchanger (44) flows into the intake pipe (42) and is returned to the return refrigerant decompression mechanism (55). Decompressed and its temperature Decreases.
  • the cooling heat exchanger (45) the liquid refrigerant flowing from the gas-liquid separator (35) to the user circuit (11) is returned only by the refrigerant whose temperature has been lowered by the gas refrigerant decompression mechanism (36). It is possible to exchange heat with the refrigerant whose temperature has been lowered by the refrigerant decompression mechanism (55).
  • the fifth aspect of the invention during the cooling operation, a part of the refrigerant condensed in the heat source side heat exchanger (44) flows into the induction tube (42) and is reduced in pressure by the return refrigerant decompression mechanism (55). And its temperature drops. Then, in the cooling heat exchanger (45), the refrigerant whose temperature has been lowered by the return refrigerant decompression mechanism (55) and the directional liquid refrigerant to the gas-liquid separator (35) force utilization side circuit (11). Perform heat exchange. As a result, the directional liquid refrigerant is cooled from the gas-liquid separator (35) to the use side circuit (11) to be in a supercooled state.
  • the sixth invention during the cooling operation, a part of the refrigerant downstream of the heat source side heat exchanger (44) flows into the intake pipe (42) and is returned to the return refrigerant decompression mechanism (55). The pressure is reduced and the temperature drops.
  • the supercooling heat exchanger (28) the refrigerant that has flowed out of the expander (31) is cooled by performing heat exchange with the refrigerant whose temperature has decreased in the return-cooling medium decompression mechanism (55), and is supercooled. It becomes a state.
  • the compressor (30) and the expander (31) are coupled to each other by a single drive shaft. Therefore, the power recovered as the refrigerant expands in the expander (31) is transmitted to the compressor (30) via the drive shaft.
  • the plurality of use side circuits (11) are connected in parallel to the heat source side circuit (14).
  • the refrigerant that has been cooled by the cooling means (36, 45, 53, 55) of the heat source side circuit (14) and is in a supercooled state is sent to each use side circuit (11).
  • the high pressure of the refrigeration cycle performed in the refrigerant circuit (10) is set to a value higher than the critical pressure of the refrigerant. That is, the refrigerant discharged from the compressor (30) is in a supercritical state.
  • carbon dioxide is used as the refrigerant charged in the refrigerant circuit (10).
  • the high pressure of the refrigeration cycle performed in the refrigerant circuit (10) is set to a value higher than the critical pressure of carbon dioxide.
  • liquid cooling is performed from the heat source side circuit (14) to the user side circuit (11) during the cooling operation.
  • the medium is supercooled.
  • the supercooled refrigerant does not immediately enter a gas-liquid two-phase state but remains in a liquid state even if it receives a pressure loss. Therefore, the refrigerant can be supplied to the use side circuit (11) in the liquid single phase state. As a result, the pressure loss experienced by the refrigerant is reduced as compared with the case where the refrigerant changes to a gas-liquid two-phase state before reaching the use side circuit (11).
  • the refrigerant enthalpy difference between the inlet and outlet of the use side heat exchanger (41) increases, and the proportion of liquid refrigerant flowing into the use side heat exchanger (41) increases.
  • the cooling capacity per unit refrigerant flow rate in the vessel (41) is improved. Therefore, the operating efficiency of the refrigeration apparatus (20) can be improved.
  • the gas refrigerant in the gas-liquid separator (35) is used to cool the liquid coolant sent from the gas-liquid separator (35) to the utilization side circuit (11). Used. Gas refrigerant accumulates in the gas-liquid separator (35). Therefore, the refrigerant flowing from the expander (31) is easily separated into the liquid refrigerant and the gas refrigerant by the gas-liquid separator (35).
  • the liquid refrigerant traveling from the gas-liquid separator (35) to the use side circuit (11) has a temperature reduced by the gas refrigerant decompression mechanism (36). Not only the lowered refrigerant but also the liquid refrigerant whose temperature has been lowered by the liquid refrigerant decompression mechanism (53) can be exchanged. Therefore, in the cooling heat exchanger (45), the directional liquid refrigerant can exchange heat with more refrigerant from the gas-liquid separator (35) to the utilization side circuit (11). The degree of supercooling of the liquid refrigerant directed from the separator (35) to the user circuit (11) can be increased. For this reason, even when the pressure loss up to the use side circuit (11) is relatively large, it is possible to reliably supply the liquid refrigerant to the use side circuit (11).
  • the liquid refrigerant traveling from the gas-liquid separator (35) to the use side circuit (11) is heated by the gas refrigerant decompression mechanism (36). Not only the lowered refrigerant but also the refrigerant whose temperature has been lowered by the return refrigerant decompression mechanism (55) can be exchanged. Therefore, in the cooling heat exchanger (45), the directional liquid refrigerant can exchange heat with more refrigerant from the gas-liquid separator (35) to the utilization side circuit (11). From the separator (35) to the use side circuit (11) The supercooling degree of the liquid refrigerant can be increased.
  • the refrigerant that has been cooled by the cooling means (36, 45, 53, 55) of the heat source side circuit (14) and is in a supercooled state is used for each use.
  • the supercooled refrigerant does not immediately enter a gas-liquid two-phase state even if it receives a pressure loss, but remains in a liquid state. Therefore, the refrigerant can be supplied to each user circuit (11) in the liquid single phase state.
  • the refrigerant sent from the heat source side circuit (14) to each usage side circuit (11) is a liquid refrigerant in a saturated state after gas-liquid separation. It changes to a liquid two-phase state.
  • the refrigerant in the gas-liquid two-phase state has different gravity and pressure loss when moving between the liquid refrigerant and the gas refrigerant. For this reason, the state of the refrigerant flowing into each user circuit (11)
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air conditioner according to Embodiment 1. [0034] FIG.
  • FIG. 2 is a Mollier diagram showing a refrigeration cycle during cooling operation in the air conditioner according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an air conditioner according to Modification 1 of Embodiment 1.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an air conditioner according to a second modification of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an air conditioner according to Modification 3 of Embodiment 1. 6] FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an air conditioner according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an air conditioner according to a modification of the second embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an air conditioner according to a first modification of the other embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an air conditioner according to a second modification of the other embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic configuration diagram of an air conditioner according to a third modification of the other embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic configuration diagram of an air conditioner according to a fourth modification of the other embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic configuration diagram of an air conditioner according to a fifth modification of the other embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic configuration diagram of an air conditioner according to a sixth modification of the other embodiment.
  • Air conditioner refrigeration equipment
  • the air conditioner (20) of the first embodiment is constituted by the refrigeration apparatus (20) according to the present invention.
  • the air conditioner (20) includes one outdoor unit (64) and three indoor units (61a, 61b, 61c).
  • the number of indoor units (61a, 61b, 61c) is merely an example.
  • the three indoor units (61a, 61b, 61c) include a first indoor unit (61a), a second indoor unit (61b), and a third indoor unit (61c). These indoor units (61a, 61b, 61c) are installed on different floors in the building, and are in the order of the first indoor unit (61a), the second indoor unit (61b), and the third indoor unit (61c). It is on the upper floor.
  • the outdoor unit (64) is installed on the lowest floor of the building.
  • the air conditioner (20) of Embodiment 1 is a refrigerant circuit filled with carbon dioxide (CO) as a refrigerant.
  • Freezing cycle is performed.
  • the high pressure of the refrigeration cycle is set higher than the critical pressure of carbon dioxide.
  • the refrigerant circuit (10) includes three indoor circuits (lla, llb, llc) that are use side circuits and one outdoor circuit (14) that is a heat source side circuit. These indoor circuits (l la, l lb, l lc) are connected in parallel to the outdoor circuit (14) by the first connecting pipe (15) and the second connecting pipe (16). Specifically, the first connecting pipe (15) has one end connected to the first shut-off valve (17) of the outdoor circuit (14) and the other end branched into three so that each indoor circuit (l la, l lb , l lc) is connected to the liquid side end. One end of the second connecting pipe (16) is connected to the second shut-off valve (18) of the outdoor circuit (14), and the other end is divided into three to each indoor circuit (1 la, 1 lb, 1 lc) connected to the gas side end.
  • the outdoor circuit (14) is accommodated in the outdoor unit (64).
  • the outdoor circuit (14) includes a compression / expansion unit (26), an outdoor heat exchanger (44), a gas-liquid separator (35), an expansion valve for gas refrigerant (36), an internal heat exchanger (45), four A path switching valve (25) and a bridge circuit (24) are provided.
  • Internal heat exchanger (45) which is a heat exchanger for cooling
  • gas refrigerant which is a decompression mechanism for gas refrigerant
  • the expansion valve (36) constitutes the cooling means (36, 45) according to the present invention.
  • the outdoor unit (64) is provided with an outdoor fan for sending outdoor air to the outdoor heat exchanger (44) (not shown).
  • the compression / expansion unit (26) includes a casing (21) which is a vertically long and cylindrical sealed container.
  • the casing (21) houses the compressor (30), the expander (31), and the electric motor (32).
  • the compressor (30), the electric motor (32), and the expander (31) are arranged in order from the bottom to the top, and are connected to each other by a single drive shaft.
  • Each of the compressor (30) and the expander (31) is constituted by a positive displacement fluid machine (oscillating piston type rotary fluid machine, rolling piston type rotary fluid machine, scroll fluid machine, etc.). Has been.
  • the compressor (30) keeps the sucked refrigerant (CO) above its critical pressure.
  • the expander (31) expands the inflowing refrigerant (C ⁇ ) to generate power (expansion power).
  • the compressor (30) is rotationally driven by both the power collected by the expander (31) and the power obtained by energizing the electric motor (32).
  • the electric motor (32) is supplied with AC power having a predetermined frequency from an inverter (not shown).
  • the compressor (30) has a variable capacity by changing the frequency of the electric power supplied to the electric motor (32).
  • the compressor (30) and the expander (31) always rotate at the same rotational speed.
  • the outdoor heat exchanger (44) which is a heat source side heat exchanger, is configured as a cross-fin type fin 'and' tube heat exchanger. Outdoor air is supplied to the outdoor heat exchanger (44) by an outdoor fan. In the outdoor heat exchanger (44), heat is exchanged between the outdoor air and the refrigerant. One end of the outdoor heat exchanger (44) is connected to the third port of the four-way selector valve (25), and the other end is connected to the bridge circuit (24).
  • the gas-liquid separator (35) is a vertically long and cylindrical sealed container.
  • the gas-liquid separator (35) is for adjusting the amount of refrigerant circulating in the refrigerant circuit (10), and is connected to the outflow side of the expander (31) via a refrigerant pipe.
  • the refrigerant pipe is opened at an upper position in the gas-liquid separator (35) so as to be opened in the gas space in the gas-liquid separator (35).
  • a liquid pipe (38) connected to the bridge circuit (24) is connected to the bottom of the gas-liquid separator (35).
  • a gas supply pipe (37) connected to the suction side of the compressor (30) is connected to the top of the gas-liquid separator (35).
  • the gas refrigerant expansion valve (36) is provided in the gas supply pipe (37). It has been.
  • the gas refrigerant expansion valve (36) is an electronic expansion valve having a variable opening.
  • the internal heat exchanger (45) is provided across the gas supply pipe (37) and the liquid pipe (38).
  • the internal heat exchanger (45) has a first flow path (46) installed in the middle of the liquid pipe (38) and a second flow path (47) installed in the middle of the gas supply pipe (37). I have.
  • the first flow path (46) and the second flow path (47) are arranged adjacent to each other, and the refrigerant of the first flow path (46) and the second flow path ( The refrigerant of 47) is configured to exchange heat.
  • the cooling operation which is a cooling operation
  • the internal heat exchanger (45) causes the liquid refrigerant flowing out from the bottom of the gas-liquid separator (35) to flow through the first flow path (46), and the gas-liquid separator. Heat exchange is performed with the refrigerant flowing through the second flow path (47) that has flowed out of the top of (35) and reduced in pressure by the gas refrigerant expansion valve (36) to a low temperature.
  • the bridge circuit (24) is formed by connecting four check valves (CV-1 to CV_4) in a bridge shape.
  • a liquid pipe (38) is connected to the inflow side of the first check valve (CV-1) and the fourth check valve (CV-4) in the bridge circuit (24).
  • the outflow sides of the second check valve (CV-2) and the third check valve (CV-3) are connected to the inflow side of the expander (31).
  • the outflow side of the first check valve (CV-1) and the inflow side of the second check valve (CV-2) are connected to the first closing valve (17).
  • the inflow side of the third check valve (CV-3) and the outflow side of the fourth check valve (CV-4) are connected to the outdoor heat exchanger (44).
  • the first port of the four-way selector valve (25) is connected to the suction side of the compressor (30).
  • the second port is connected to the second closing valve (18).
  • the third port is connected to the outdoor heat exchanger (44).
  • the fourth port is connected to the discharge side of the compressor (30).
  • the four-way selector valve (25) has a state in which the first port and the second port communicate with each other and the third port and the fourth port communicate with each other (first state indicated by a solid line in FIG. 1)
  • the first port and the third port communicate with each other, and the second port and the fourth port communicate with each other (second state indicated by a broken line in FIG. 1). Yes.
  • Each indoor circuit (l la, l lb, l lc) is accommodated in each indoor unit (61a, 61b, 61c).
  • Each indoor circuit (11 &, 1113, 110) has an indoor heat exchanger (41a, 41b, 41c) that is a use side heat exchanger and a use side expansion in order from the gas side end to the liquid side end.
  • Indoor expansion that is a valve Valves (51a, 51b, 51c) are provided.
  • Each indoor unit (61a, 61b, 61c) is provided with an indoor fan for sending indoor air to each indoor heat exchanger (41a, 41b, 41c) (not shown).
  • the indoor heat exchangers (41a, 41b, 41c) are configured as cross-fin type fin-and-tube heat exchangers. Indoor air is supplied to the indoor heat exchangers (41a, 41b, 41c) by an indoor fan. In the indoor heat exchangers (41a, 41b, 41c), heat is exchanged between the indoor air and the refrigerant.
  • the indoor expansion valves (51a, 51b, 51c) are configured by electronic expansion valves with variable opening.
  • the air conditioner (20) can perform a cooling operation (cooling operation) and a heating operation, and the operation is switched by a four-way switching valve (33).
  • the four-way selector valve (25) is set to the second state indicated by the broken line in FIG.
  • the opening degree of each indoor expansion valve (51a, 51b, 51c) is adjusted individually.
  • the gas refrigerant expansion valve (36) is kept fully open.
  • the compressor (30) is driven in this state, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (10) to perform a refrigeration cycle.
  • the indoor heat exchangers (41a, 41b, 41c) function as a condenser
  • the outdoor heat exchanger (44) functions as an evaporator.
  • the compressor (30) discharges the refrigerant having a pressure higher than the critical pressure.
  • This high-pressure refrigerant is distributed to each indoor circuit (lla, llb, llc) via the second connecting pipe (16).
  • the refrigerant distributed to the indoor circuit (l la, l lb, l lc) exchanges heat with indoor air in the indoor heat exchangers (41a, 41b, 41c).
  • the refrigerant dissipates heat to the room air and condenses, while the room air is heated and supplied to the room.
  • the refrigerant condensed in the indoor heat exchangers (41a, 41b, 41c) joins in the first connecting pipe (15) and flows into the outdoor circuit (14).
  • the refrigerant that has flowed into the outdoor circuit (14) flows into the expander (31) and is depressurized.
  • the refrigerant decompressed by the expander (31) flows into the gas-liquid separator (35) and is separated into liquid refrigerant and gas refrigerant.
  • the liquid refrigerant in the gas-liquid separator (35) flows out from the liquid pipe (38) and flows into the outdoor heat exchanger (44).
  • the outdoor heat exchanger (44) the refrigerant flowing in exchanges heat with the outdoor air. This heat By exchange, the refrigerant absorbs heat from the outdoor air and evaporates.
  • the refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger (44) is sucked into the compressor (30), compressed again, and discharged.
  • the four-way selector valve (25) is set to the first state shown by the solid line in FIG.
  • the opening degree of each indoor expansion valve (51a, 51b, 51c) is adjusted individually. Further, the opening degree of the gas refrigerant expansion valve (36) is appropriately adjusted.
  • the compressor (30) is driven in this state, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (10) to perform a refrigeration cycle.
  • the outdoor heat exchanger (44) functions as a condenser
  • the indoor heat exchangers (41a, 41b, 41c) function as an evaporator.
  • the compressor (30) discharges the refrigerant having a pressure higher than the critical pressure.
  • This high-pressure refrigerant flows into the outdoor heat exchanger (44), dissipates heat to the outdoor air, and condenses.
  • the refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger (44) flows into the expander (31) and is depressurized.
  • the refrigerant decompressed by the expander (31) flows into the gas-liquid separator (35) and is separated into liquid refrigerant and gas refrigerant.
  • the saturated liquid refrigerant in the gas-liquid separator (35) flows out from the liquid pipe (38) and flows into the first flow path (46) of the internal heat exchanger (45).
  • the saturated gas refrigerant in the gas-liquid separator (35) flows out from the gas supply pipe (37) and is decompressed by the gas refrigerant expansion valve (36), and then the first refrigerant in the internal heat exchanger (45). It flows into 2 flow paths (47). In the internal heat exchanger (45), heat is exchanged between the refrigerant in the first channel (46) and the refrigerant in the second channel (47).
  • the refrigerant in the state of point A flows into the gas-liquid separator (35).
  • the flowing refrigerant is separated into the saturated liquid at point B and the saturated gas at point C.
  • the refrigerant at point B flows into the first flow path (46) of the internal heat exchanger (45).
  • the refrigerant at point C is depressurized by the gas refrigerant expansion valve (36) and enters the state of point D (gas-liquid two-phase state), and then enters the second flow path (47) of the internal heat exchanger (45). Inflow.
  • the internal heat exchanger (45) heat is exchanged between the refrigerant in the point B state and the refrigerant in the point D state.
  • the refrigerant flowing into the first channel (46) has a higher temperature than the refrigerant flowing into the second channel (47). Therefore, the refrigerant in the first flow path (46) is cooled by the refrigerant in the second flow path (47), so that the supercooled state indicated by the point E is obtained.
  • the refrigerant in the second flow path (47) is heated by the refrigerant in the first flow path (46), it enters an overheated state indicated by point F.
  • the liquid refrigerant that has passed through the first flow path (46) is distributed to the indoor circuits (lla, llb, llc) via the first connecting pipe (15). Since the liquid refrigerant that has passed through the first flow path (46) is in a supercooled state, the pressure is reduced due to the pressure loss caused by the refrigerant piping before being distributed to each indoor circuit (l la, l lb, l lc). Although it falls, it does not become a gas-liquid two-phase state.
  • the liquid refrigerant distributed to the indoor circuit (l la, l lb, l lc) is decompressed by the indoor expansion valves (51a, 51b, 51c) and flows into the indoor heat exchangers (41a, 41b, 41c).
  • the low-pressure refrigerant flowing into the indoor heat exchangers (41a, 41b, 41c) exchanges heat with the indoor air.
  • the refrigerant absorbs heat from the room air and evaporates, while the room air is cooled and supplied to the room.
  • the refrigerant evaporated in the indoor heat exchangers (41a, 41b, 41c) joins in the second communication pipe (16) and flows into the outdoor circuit (14).
  • the refrigerant flowing into the outdoor circuit (14) merges with the refrigerant from the second flow path (47) toward the compressor (30), and is sucked into the compressor (30).
  • the refrigerant sucked into the compressor (30) is compressed again and discharged.
  • the refrigerant sucked by the compressor (30) is adjusted to an overheated state in order to prevent liquid compression in the compressor (30).
  • Gas supply pipe (37) Force If superheated refrigerant does not flow, the degree of superheat of the refrigerant at the outlet of the indoor heat exchanger (41a, 41b, 41c) in each indoor unit (61a, 61b, 61c) For example, adjust the opening of the indoor expansion valves (51a, 51b, 51c) to 5 degrees.
  • the liquid refrigerant directed from the outdoor circuit (14) to the indoor circuit (11) during the cooling operation is set in a supercooled state.
  • the supercooled refrigerant does not immediately enter a gas-liquid two-phase state even after pressure loss, but remains in a liquid state. Therefore, the refrigerant can be supplied to the indoor circuit (11) in the liquid single phase state. Thereby, the pressure loss received by the refrigerant is reduced as compared with the case where the refrigerant changes to the gas-liquid two-phase state before reaching the indoor circuit (11).
  • the superheated refrigerant is supplied from the gas supply pipe (37) to the suction side of the compressor (30), whereby each indoor heat exchanger (41 ) Can be set to a small value. Therefore, since the amount of heat exchange in each indoor heat exchanger (41) can be increased, the operating efficiency of the air conditioner (20) can be improved.
  • the gas refrigerant in the gas-liquid separator (35) is used to cool the liquid refrigerant sent from the gas-liquid separator (35) to the indoor circuit (11). .
  • Gas refrigerant accumulates in the gas-liquid separator (35). Therefore, the refrigerant flowing from the expander (31) is easily separated into the liquid refrigerant and the gas refrigerant by the gas-liquid separator (35).
  • Embodiment 1 since the compressor (30) and the expander (31) are connected to each other by a single drive shaft, recovery is performed as the refrigerant expands in the expander (31). The transmitted power is transmitted to the compressor (30). Therefore, since the power for driving the compressor (30) can be reduced, the operating efficiency of the air conditioner (20) can be improved.
  • the refrigerant that has been cooled by the cooling means (36, 45, 53, 55) of the outdoor circuit (14) to be in a supercooled state is transferred to each indoor circuit ( Sent to 11).
  • the supercooled refrigerant does not immediately enter the gas-liquid two-phase state even when the pressure loss is received, but remains in the liquid state. Therefore, supply refrigerant to each indoor circuit (11) in the liquid single phase state. Therefore, there is no bias in the refrigerant state in each indoor circuit (11). Therefore, regardless of the arrangement of the indoor circuit (11), any of the indoor circuits (11).
  • the differential pressure of the refrigeration cycle can be increased as compared with other refrigerants. Therefore, the recovery dynamics of the expander can be improved and the efficiency of the refrigeration apparatus can be improved.
  • the heat source side circuit (14) is provided with an injection pipe (42).
  • One end of the instruction pipe (42) is connected between the bridge circuit (24) and the inflow side of the expander (31), and the other end is connected to the suction side of the compressor (30).
  • the index pipe (42) is provided with a return refrigerant expansion valve (55) which is a return refrigerant pressure reducing mechanism.
  • the return refrigerant expansion valve (55) is an electronic expansion valve with variable opening.
  • the internal heat exchanger (45) is provided across the liquid pipe (38) and the induction pipe (42).
  • the second channel (47) is a part of the injection pipe (42).
  • the internal heat exchanger (45) and the return refrigerant expansion valve (55) constitute the cooling means (45, 55) according to the present invention.
  • the return refrigerant expansion valve (55) is opened.
  • the return refrigerant expansion valve (55) part of the refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger (44) flows into the injection pipe (42) and is reduced in pressure by the return refrigerant expansion valve (55). And flows into the second flow path (47) of the internal heat exchanger (45).
  • the internal heat exchanger (45) heat is exchanged between the liquid refrigerant flowing into the first flow path (46) from the bottom of the gas-liquid separator (35) and the refrigerant flowing into the second flow path (47). Is done.
  • the refrigerant in the first flow path (46) is cooled by the refrigerant in the second flow path (47) to be in a supercooled state.
  • the heat source side circuit (14) is provided with the indication pipe (42).
  • the injection pipe (42) has one end connected between the bridge circuit (24) and the inflow side of the expander (31) and the other end downstream of the internal heat exchanger (45) in the gas supply pipe (37). Connected Yes.
  • the injection pipe (42) has a return refrigerant expansion valve (5
  • the return refrigerant expansion valve (55) is an electronic expansion valve with a variable opening.
  • the internal heat exchanger (45) is provided across the gas supply pipe (37), the liquid pipe (38), and the injection pipe (42).
  • the internal heat exchanger (45) includes a first flow path (46), a second flow path (47), and a third flow path (48), and the refrigerant in the first flow path (46) is the second flow path. Heat exchange is performed with both the refrigerant of (47) and the refrigerant of the third channel (48).
  • the third flow path (48) is a part of the injection pipe (42).
  • both or one of the gas refrigerant expansion valve (36) and the return refrigerant expansion valve (55) is opened.
  • the gas refrigerant expansion valve (36) is opened, the refrigerant decompressed by the gas refrigerant expansion valve (36) flows into the second flow path (47) as in the first embodiment.
  • the return refrigerant expansion valve (55) is opened, a part of the refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger (44) flows into the injection pipe (42) and is reduced in pressure by the return refrigerant expansion valve (55). It flows into the channel (48).
  • the compressor (30) and the expander (31) are connected to each other by a single drive shaft, and the rotational speed of the compressor (30) and the expander (31) Cannot be adjusted individually. For this reason, in order to appropriately set the operating state (for example, high pressure or low pressure) of the refrigeration cycle, there is a means for adjusting the ratio between the amount of refrigerant passing through the compressor (30) and the amount of refrigerant passing through the expander (31). Necessary.
  • the gas refrigerant expansion valve (36) When is opened, the density of the refrigerant sucked into the compressor (30) decreases. As a result, the ratio of the refrigerant amount passing through the compressor (30) and the refrigerant amount passing through the expander (31) can be adjusted to an appropriate state.
  • the refrigerant decompressed by the gas refrigerant expansion valve (36) and the return refrigerant expansion valve (55) in the second flow path (47) of the internal heat exchanger (45) may be connected to the upstream side of the internal heat exchanger (45) so that the refrigerant depressurized in step S3 flows in.
  • the internal heat exchanger (45) is provided across two pipes, the gas supply pipe (37) and the liquid pipe (38).
  • the internal heat exchanger (45) has a third flow path (48).
  • a liquid supply pipe (52) is provided between the liquid pipe (38) and the gas supply pipe (37).
  • the liquid supply pipe (52) has one end connected downstream of the internal heat exchanger (45) in the liquid pipe (38), and the other end connected to the gas refrigerant expansion valve (36) in the gas supply pipe (37) and the internal heat.
  • the liquid supply pipe (52) is provided with a liquid refrigerant expansion valve (53) which is a liquid refrigerant decompression mechanism.
  • the liquid refrigerant expansion valve (53) is an electronic expansion valve with a variable opening.
  • the internal heat exchanger (45), the gas refrigerant expansion valve (36), and the liquid refrigerant expansion valve (53) constitute the cooling means (36, 45, 53) according to the present invention. ing. One end of the liquid supply pipe (52) is connected to the upstream side of the internal heat exchanger (45) in the liquid pipe (38).
  • both or one of the gas refrigerant expansion valve (36) and the liquid refrigerant expansion valve (53) is opened.
  • the gas refrigerant expansion valve (36) is opened, the refrigerant decompressed by the gas refrigerant expansion valve (36) flows into the second flow path (47) as in the first embodiment.
  • the liquid refrigerant expansion valve (53) is opened, part of the liquid refrigerant from the gas-liquid separator (35) to the indoor circuit (11) is transferred to the liquid supply pipe (52 ).
  • the liquid refrigerant flowing into the liquid supply pipe (52) is decompressed by the liquid refrigerant expansion valve (53) and flows into the second flow path (47).
  • the third modification it is necessary to adjust the ratio between the amount of refrigerant passing through the compressor (30) and the amount of refrigerant passing through the expander (31). If the amount of refrigerant that can pass through the compressor (30) is less than the amount of refrigerant that can pass through the expander (31) for an appropriate balance of operating conditions, open the liquid refrigerant expansion valve (53). As a result, the density of refrigerant sucked into the compressor (30) increases. As a result, the ratio of the refrigerant amount passing through the compressor (30) and the refrigerant amount passing through the expander (31) can be adjusted to an appropriate state.
  • the gas refrigerant expansion valve (36) should be When opened, the density of the refrigerant sucked into the compressor (30) decreases. As a result, the ratio of the amount of refrigerant passing through the compressor (30) and the amount of refrigerant passing through the expander (31) can be adjusted to an appropriate state.
  • the other end of the liquid supply pipe (52) may be connected downstream of the internal heat exchanger (45).
  • the internal heat exchanger (45) is provided across the gas supply pipe (37), the liquid pipe (38), and the liquid supply pipe (52).
  • the liquid supply pipe (52) may be provided in the air conditioner (20) of the second modification.
  • the internal heat exchanger (45), the gas refrigerant expansion valve (36), the liquid refrigerant expansion valve (53), and the return refrigerant expansion valve (55) comprise the cooling means (36, 45, 53, 55).
  • the cooling operation if all of the gas refrigerant expansion valve ( 36 ), the liquid refrigerant expansion valve ( 53 ), and the return refrigerant expansion valve (55) are opened, a directing force is applied to the indoor circuit (11).
  • the liquid refrigerant of (46) is an expansion valve for gas refrigerant ( Heat exchange is performed with the refrigerant whose temperature has been reduced in 36), the refrigerant whose temperature has been reduced by the liquid refrigerant expansion valve (53), and the refrigerant whose temperature has been reduced by the return refrigerant expansion valve (55).
  • the air conditioner (20) of the second embodiment is similar to the first embodiment in the refrigeration apparatus according to the present invention.
  • the outdoor circuit (14) of the second embodiment is not provided with a gas-liquid separator (35).
  • the outflow side of the expander (31) is connected to the bridge circuit (24) via the cooling pipe (49) passing through the internal heat exchanger (28), which is a supercooling heat exchanger. It is connected.
  • One end of an injection pipe (42) is connected upstream of the internal heat exchanger (28) in the cooling pipe (49).
  • the other end of the instruction pipe (42) is connected to the suction side of the compressor (30).
  • the injection pipe (42) is provided with a return refrigerant expansion valve (55) which is a return refrigerant decompression mechanism.
  • the return refrigerant expansion valve (55) is an electronic expansion valve with a variable opening.
  • the internal heat exchanger (28) is provided across the injection pipe (42) and the cooling pipe (49).
  • the internal heat exchanger (28) includes a first flow path (46) that is a part of the cooling pipe (49) and a second flow path (47) that is a part of the injection pipe (42). ing.
  • the refrigerant in the first flow path (46) and the refrigerant in the second flow path (47) exchange heat so that the refrigerant in the first flow path (46) is supercooled. It is configured to be.
  • the return refrigerant expansion valve (55) is opened.
  • the return refrigerant expansion valve (55) is opened, part of the directional liquid refrigerant flows from the expander (31) into the indoor circuit (11) into the injection pipe (42).
  • the liquid refrigerant flowing into the injection pipe (42) is decompressed by the return refrigerant expansion valve (55) and flows into the second flow path (47).
  • the refrigerant in the first channel (46) and the refrigerant in the second channel (47) that have flowed out of the expander (31) exchange heat.
  • the refrigerant in the first flow path (46) directed to the indoor circuit (11) becomes supercooled.
  • an outdoor expansion valve (43) having a variable opening degree may be provided between the outdoor heat exchanger (44) and the bridge circuit (24).
  • the outdoor expansion valve (43) is fully opened during cooling operation.
  • the degree of opening of the outdoor expansion valve (43) is adjusted in order to adjust the degree of superheat of the refrigerant going to the compressor (30).
  • an outdoor expansion valve (43) having a variable opening may be provided instead of the check valve (CV-4).
  • the outdoor expansion valve (43) is fully closed during cooling operation.
  • the opening degree of the outdoor expansion valve (43) is adjusted so that the degree of superheat of the refrigerant going to the compressor (30) becomes constant.
  • the outflow side of the expander (31) is connected to the inflow of the first check valve (CV-1) and the fourth check valve (CV-4) of the bridge circuit (24).
  • the bottom of the gas-liquid separator (35) to the outflow side of the first check valve (CV-1) and the inflow side of the second check valve (CV-2) in the bridge circuit (24) You may connect.
  • the liquid pipe (38) to the first shut-off valve (17).
  • the baffle plate (39) is erected from the bottom surface of the gas-liquid separator (35). The baffle plate (39) is provided between a position where the liquid pipe (38) is opened and a position where the refrigerant pipe from the bridge circuit (24) is opened.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant flows from the bridge circuit (24) during the cooling operation, but the baffle plate (39) causes the gas refrigerant to flow out of the liquid pipe (38) due to the liquid refrigerant. Can be prevented.
  • the gas supply pipe (37) may be connected so as to open to a space in the middle of the compression stroke on the suction side of the compressor (30).
  • the indication pipe (42) may be similarly connected.
  • the compressor (30) may be composed of a low-stage compression mechanism (30a) and a high-stage compression mechanism (30b).
  • the low-stage compression mechanism (30a) and the high-stage compression mechanism (30b) are connected in series with each other. That is, the compressor (30) is configured to perform two-stage compression in which the high-stage compression mechanism (30b) sucks and further compresses the refrigerant compressed by the low-stage compression mechanism (30a).
  • the gas supply pipe (37) may be connected to the suction side of the high stage compression mechanism (30b).
  • the injection pipe (42) may be similarly connected.
  • the number of indoor units (61) may be one instead of a plurality.
  • the indoor expansion valve (51) may not be provided in the indoor unit (61).
  • the liquid single-phase refrigerant flows into the indoor heat exchanger (41). Therefore, when the indoor heat exchanger (41) is configured by heat transfer tubes arranged in a plurality of paths, it is possible to prevent the refrigerant state from being biased depending on the position of the heat transfer tubes.
  • the present invention is a refrigeration capable of performing a cooling operation in which the refrigerant is circulated in the refrigerant circuit so that the heat source side heat exchanger serves as a condenser and the use side heat exchanger serves as an evaporator. Useful for equipment.

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Abstract

　熱源側回路（14）に、膨張機（31）から流入する冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離する気液分離器（35）と、冷却運転において気液分離器（35）から利用側回路（11）へ向かう液冷媒を冷却する冷却手段（36,45,53,55）とを設ける。気液分離器（35）から流出する冷媒は、飽和液の状態であるため冷却手段（36,45,53,55）によって冷却すると必ず過冷却状態になる。

Description

明 細 書
冷凍装置
技術分野
[0001] 本発明は、熱源側熱交換器が凝縮器となって利用側熱交換器が蒸発器となるよう に冷媒回路で冷媒を循環させる冷却運転を実行可能な冷凍装置に関するものであ る。
背景技術
[0002] 従来より、熱源側熱交換器と利用側熱交換器とが接続された冷媒回路において、 熱源側熱交換器が凝縮器となって利用側熱交換器が蒸発器となるように冷媒を循環 させる冷却運転を実行可能な冷凍装置が知られている。この種の冷凍装置は、例え ば利用側熱交換器が設けられた室内ユニットによって室内の空調を行う空調機とし て用いられる。
[0003] 特許文献 1には、この種の冷凍装置の一例として、圧縮機と膨張機とモータとが 1本 の駆動軸によって連結された空調機が開示されている。この空調機は、膨張機で冷 媒の膨張によって得られる動力を回収し、回収した動力を圧縮機の駆動に用レ、るよう に構成されている。この空調機の冷媒回路における膨張機の下流には、冷媒調整タ ンクが設けられている。室内熱交換器が蒸発器となって冷凍サイクルを行う冷房運転 では、膨張機から流出した気液二相状態の冷媒が、冷媒調整タンクへ流入して液冷 媒とガス冷媒とに分離される。そして、冷媒調整タンク内の液冷媒が、室内熱交換器 に送られる。
特許文献 1：特開 2006 _ 71137号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] ところで、従来の冷凍装置では、冷却運転の際に利用側回路へ供給する液冷媒は 、冷媒調整タンクで気液分離したものであるため飽和液の状態である。このため、冷 媒調整タンクから流出した冷媒は、配管による圧力損失によってすぐに気液二相状 態へ変化してしまう。つまり、冷媒を液単相の状態で利用側回路へ送ることができな レ、。
[0005] そして、利用側回路へ向かう途中に冷媒が気液二相状態に変化すると、徐々に湿 り度が低下してゆき、冷媒が受ける圧力損失が徐々に大きくなつてゆく。また、利用側 熱交換器に流入する冷媒の湿り度が低下するので、利用側熱交換器における冷却 能力が低下する。
[0006] 本発明は、力かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするこころは、熱源側 熱交換器が凝縮器となって利用側熱交換器が蒸発器となる冷却運転を実行可能な 冷凍装置において、冷却運転の際に利用側回路へ液単相の冷媒を供給可能に構 成することにある。
課題を解決するための手段
[0007] 第 1の発明は、圧縮機 (30)、膨張機 (31)、及び熱源側熱交換器 (44)が設けられた 熱源側回路（14)と、利用側熱交換器 (41)が設けられた利用側回路（11)とが接続さ れ、冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷媒回路（10)を備え、上記熱源側熱交換 器 (44)が凝縮器となって上記利用側熱交換器 (41)が蒸発器となる冷却運転を実行 可能な冷凍装置 (20)を対象とする。そして、この冷凍装置 (20)は、上記熱源側回路 (14)に、上記膨張機 (31)から流入する冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離する気液分 離器 (35)と、上記冷却運転において上記気液分離器 (35)から上記利用側回路（11) へ向かう液冷媒を冷却する冷却手段（36,45,53,55)とが設けられてレ、る。
[0008] 第 2の発明は、第 1の発明において、上記利用側回路（11)には、上記冷却運転中 における上記利用側熱交換器 (41)の上流側に開度可変の利用側膨張弁 (51)が設 けられる一方、上記冷却手段 (36,45)が、上記気液分離器 (35)内のガス冷媒を上記 圧縮機 (30)へ送るためのガス供給管 (37)に設けられて該ガス供給管 (37)の冷媒を 減圧させるガス冷媒用減圧機構 (36)と、上記冷却運転において上記気液分離器 (3 5)から利用側回路（11)へ向力 液冷媒を上記ガス冷媒用減圧機構 (36)で減圧され た冷媒と熱交換させて冷却する冷却用熱交換器 (45)とを備えてレ、る。
[0009] 第 3の発明は、第 2の発明において、上記冷却手段（36,45,53)は、上記気液分離 器 (35)から利用側回路（11)へ向力う液冷媒の一部を上記冷却用熱交換器 (45)へ 送るための液供給管（52)に設けられて該液供給管（52)の冷媒を減圧させる液冷媒 用減圧機構 (53)を備え、上記冷却用熱交換器 (45)では、上記冷却運転の際に上記 気液分離器 (35)から利用側回路 (11)へ向かう液冷媒が上記液冷媒用減圧機構 (53 )で減圧された冷媒とも熱交換可能になっている。
[0010] 第 4の発明は、第 2又は第 3の発明において、上記冷却手段（36,45,55)が、上記熱 源側熱交換器 (44)で凝縮した冷媒の一部を上記圧縮機 (30)へ送るためのインジェ クシヨン管（42)に設けられて該インジヱクシヨン管（42)の冷媒を減圧させる戻し冷媒 用減圧機構 (55)を備え、上記冷却用熱交換器 (45)では、上記冷却運転の際に上記 気液分離器 (35)から利用側回路（11)へ向力 液冷媒が上記戻し冷媒用減圧機構（ 55)で減圧された冷媒とも熱交換可能になっている。
[0011] 第 5の発明は、第 1の発明において、上記冷却手段（36,45)が、上記熱源側熱交換 器 (44)で凝縮した冷媒の一部を上記圧縮機（30)へ送るためのインジェクション管（4 2)に設けられて該インジェクション管 (42)の冷媒を減圧させる戻し冷媒用減圧機構（ 55)と、上記冷却運転にぉレ、て上記気液分離器 (35)力 利用側回路（11)へ向かう液 冷媒を上記戻し冷媒用減圧機構 (55)で減圧された冷媒と熱交換させて冷却する冷 却用熱交換器 (45)とを備えている。
[0012] 第 6の発明は、圧縮機 (30)、膨張機 (31)、及び熱源側熱交換器 (44)が設けられた 熱源側回路（14)と、利用側熱交換器 (41)が設けられた利用側回路（11)とが接続さ れ、冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷媒回路（10)を備え、上記熱源側熱交換 器 (44)が凝縮器となって上記利用側熱交換器 (41)が蒸発器となる冷却運転を実行 可能な冷凍装置 (20)を対象とする。そして、この冷凍装置 (20)は、上記熱源側回路 (14)に、上記冷却運転において上記熱源側熱交換器 (44)の下流の冷媒の一部を 上記圧縮機（30)へ送るためのインジェクション管（42)に設けられて該インジヱクショ ン管 (42)の冷媒を減圧させる戻し冷媒用減圧機構 (55)と、上記冷却運転において 上記膨張機 (31)力 利用側回路（11)へ向かう冷媒を上記戻し冷媒用減圧機構 (55) で減圧された冷媒と熱交換させて過冷却状態になるように冷却する過冷却用熱交換 器 (28)とが設けられている。
[0013] 第 7の発明は、第 1乃至第 6の何れか 1つの発明において、上記圧縮機（30)と上記 膨張機 (31)とが、 1本の駆動軸で互いに連結されている。 [0014] 第 8の発明は、第 1乃至第 7の何れ力 1つの発明において、上記利用側回路（11) 、上記冷媒回路（10)に複数設けられて、上記熱源側回路（14)に対して互いに並 列に接続されている。
[0015] 第 9の発明は、第 1乃至第 8の何れ力、 1つの発明において、上記冷媒回路（10)では 、冷凍サイクルの高圧が冷媒の臨界圧力よりも高くなるように冷媒を循環させる。
[0016] 第 10の発明は、第 9の発明において、上記冷媒回路（10)には、二酸化炭素が冷 媒として充填されている。
[0017] 一作用一
第 1の発明では、冷却運転の際に膨張機 (31)から流出した冷媒が、気液分離器 (3 5)に流入して液冷媒とガス冷媒とに分離される。そして、気液分離器 (35)から流出し た液冷媒が、利用側回路（11)へ向力 途中に冷却手段（36,45,53,55)によって冷却 される。気液分離器 (35)から流出した飽和状態の液冷媒は、冷却手段（36,45,53,55 )で冷却されることによって過冷却状態になる。
[0018] 第 2の発明では、冷却運転の際に、気液分離器 (35)内のガス冷媒がガス供給管（3 7)に流入してガス冷媒用減圧機構 (36)で減圧され、その温度が低下する。そして、 冷却用熱交換器 (45)では、ガス冷媒用減圧機構 (36)で減圧されて温度が低下した 冷媒と、気液分離器 (35)から利用側回路（11)へ向力 液冷媒とが熱交換を行う。そ の結果、気液分離器 (35)から利用側回路（11)へ向かう液冷媒が冷却されて過冷却 状態になる。この第 2の発明では、気液分離器 (35)力 利用側回路（11)へ向力う液 冷媒を冷却するのに、気液分離器 (35)内のガス冷媒が用いられる。
[0019] 第 3の発明では、冷却運転の際に、気液分離器 (35)力 利用側回路（11)へ向かう 液冷媒の一部が、液供給管 (52)に流入して液冷媒用減圧機構 (53)で減圧され、そ の温度が低下する。冷却用熱交換器 (45)では、気液分離器 (35)から利用側回路（1 1)へ向かう液冷媒が、ガス冷媒用減圧機構 (36)で温度が低下した冷媒だけではなく 、液冷媒用減圧機構 (53)で温度が低下した液冷媒とも熱交換を行うことが可能であ る。
[0020] 第 4の発明では、冷却運転の際に、熱源側熱交換器 (44)で凝縮した冷媒の一部が 、インジヱクシヨン管 (42)に流入して戻し冷媒用減圧機構 (55)で減圧され、その温度 が低下する。冷却用熱交換器 (45)では、気液分離器 (35)から利用側回路（11)へ向 力う液冷媒が、ガス冷媒用減圧機構 (36)で温度が低下した冷媒だけではなぐ戻し 冷媒用減圧機構 (55)で温度が低下した冷媒とも熱交換を行うことが可能である。
[0021] 第 5の発明では、冷却運転中に、熱源側熱交換器 (44)で凝縮した冷媒の一部がィ ンジヱクシヨン管 (42)に流入して戻し冷媒用減圧機構 (55)で減圧され、その温度が 低下する。そして、冷却用熱交換器 (45)では、戻し冷媒用減圧機構 (55)で温度が低 下した冷媒と、気液分離器 (35)力 利用側回路（11)へ向力 液冷媒とが熱交換を行 う。その結果、気液分離器 (35)から利用側回路（11)へ向力 液冷媒が冷却されて過 冷却状態になる。
[0022] 第 6の発明では、冷却運転の際に、熱源側熱交換器 (44)の下流の冷媒の一部が、 インジヱクシヨン管 (42)に流入して戻し冷媒用減圧機構 (55)で減圧され、その温度 が低下する。過冷却用熱交換器 (28)では、膨張機 (31)から流出した冷媒が、戻し冷 媒用減圧機構 (55)で温度が低下した冷媒と熱交換を行うことにより冷却されて過冷 却状態になる。
[0023] 第 7の発明では、圧縮機 (30)と膨張機 (31)とを 1本の駆動軸で互いに連結している 。従って、膨張機 (31)において冷媒の膨張に伴い回収される動力が、駆動軸を介し て圧縮機 (30)へ伝達される。
[0024] 第 8の発明では、複数の利用側回路（11)が熱源側回路（14)に対して互いに並列 に接続されている。冷却運転の際には、熱源側回路（14)の冷却手段（36,45,53,55) で冷却されて過冷却状態になった冷媒が各利用側回路（11)へ送られる。
[0025] 第 9の発明では、冷媒回路（10)で行われる冷凍サイクルの高圧が該冷媒の臨界圧 力よりも高い値に設定される。つまり、圧縮機（30)から吐出される冷媒は、超臨界状 態となつている。
[0026] 第 10の発明では、冷媒回路（10)に充填する冷媒として二酸化炭素が用いられる。
冷媒回路（10)で行われる冷凍サイクルの高圧は、二酸化炭素の臨界圧力よりも高い 値に設定される。
発明の効果
[0027] 本発明では、冷却運転の際に熱源側回路（14)から利用側回路（11)へ向力う液冷 媒が過冷却状態になるようにしている。過冷却状態の冷媒は、圧力損失を受けても すぐには気液二相状態にはならずに液状態で留まる。従って、利用側回路（11)へ液 単相の状態のまま冷媒を供給することができる。これにより、利用側回路（11)に至る までに冷媒が気液二相状態に変化する場合に比べて冷媒が受ける圧力損失が減少 する。また、利用側熱交換器 (41)の入口と出口における冷媒のェンタルピ差が増加 すると共に、利用側熱交換器 (41)に流入する液冷媒の割合が増加するので、該利 用側熱交換器 (41)における単位冷媒流量当たりの冷却能力が向上する。よって、冷 凍装置（20)の運転効率を向上させることができる。
[0028] また、上記第 2の発明では、気液分離器 (35)から利用側回路（11)へ送られる液冷 媒を冷却するのに、気液分離器 (35)内のガス冷媒を用いている。気液分離器 (35) 内はガス冷媒が溜まってレ、く状態にはならない。従って、膨張機 (31)から流入する冷 媒が気液分離器 (35)で液冷媒とガス冷媒とに分離しやすくなる。
[0029] また、上記第 3の発明では、冷却運転の際に、気液分離器 (35)から利用側回路（1 1)へ向かう液冷媒が、ガス冷媒用減圧機構 (36)で温度が低下した冷媒だけではなく 、液冷媒用減圧機構 (53)で温度が低下した液冷媒とも熱交換可能になっている。従 つて、冷却用熱交換器 (45)では、気液分離器 (35)から利用側回路（11)へ向力 液 冷媒が、より多くの冷媒と熱交換を行うことができるので、気液分離器 (35)から利用 側回路（11)へ向力う液冷媒の過冷却度を高めることができる。このため、利用側回路 (11)に至るまでの圧力損失が比較的大きい場合であっても、確実に液冷媒を利用側 回路（11)へ供給すること力 Sできる。
[0030] また、上記第 4の発明では、冷却運転の際に、気液分離器 (35)から利用側回路（1 1)へ向かう液冷媒が、ガス冷媒用減圧機構 (36)で温度が低下した冷媒だけではなく 、戻し冷媒用減圧機構 (55)で温度が低下した冷媒とも熱交換可能になっている。従 つて、冷却用熱交換器 (45)では、気液分離器 (35)から利用側回路（11)へ向力 液 冷媒が、より多くの冷媒と熱交換を行うことができるので、気液分離器 (35)から利用 側回路（11)へ向力 液冷媒の過冷却度を高めることができる。このため、利用側回路 (11)に至るまでの圧力損失が比較的大きい場合であっても、確実に液冷媒を利用側 回路（11)へ供給すること力 Sできる。 [0031] また、上記第 7の発明では、圧縮機 (30)と膨張機 (31)とが 1本の駆動軸で互いに 連結されているので、膨張機 (31)において冷媒の膨張に伴い回収される動力が圧 縮機 (30)へ伝達される。従って、圧縮機 (30)を駆動させるための動力を削減させる ことができるので、冷凍装置（20)の運転効率を向上させることができる。
[0032] また、上記第 8の発明では、冷却運転の際に、熱源側回路（14)の冷却手段（36,45, 53,55)で冷却されて過冷却状態になった冷媒が各利用側回路（11)へ送られる。上 述したように、過冷却状態の冷媒は、圧力損失を受けてもすぐには気液二相状態に はならずに、液状態で留まる。従って、各利用側回路（11)へ液単相の状態のまま冷 媒を供給することができる。
[0033] ここで、従来は、熱源側回路（14)から各利用側回路（11)へ送る冷媒は、気液分離 後の飽和状態の液冷媒であるため、配管による圧力損失によってすぐに気液二相状 態へ変化してしまう。気液二相状態の冷媒は、液冷媒とガス冷媒とで移動の際に受 ける重力や圧力損失が異なる。このため、各利用側回路（11)に流入する冷媒の状態
(液冷媒とガス冷媒の割合）に偏りが生じる場合があった。特に、複数の利用側回路（
11)を互いに異なる高さに設置する場合は、下側の利用側回路（11)には液冷媒が流 入しやくなるが、上側の利用側回路（11)には液冷媒が流入しにくく十分な冷却能力 を発揮することができない場合があった。この第 8の発明では、各利用側回路（11)へ 液単相の状態のまま冷媒を供給することができるので、各利用側回路（11)において 冷媒の状態に偏りが生じることがない。従って、利用側回路（11)の配置に拘らず、冷 却運転の際に何れ力の利用側回路（11)で冷媒量が不足することを防止することがで きる。
図面の簡単な説明
[0034] [図 1]図 1は、実施形態 1に係る空調機の概略構成図である。
[図 2]図 2は、実施形態 1に係る空調機での冷房運転中の冷凍サイクルを表すモリエ ル線図である。
[図 3]図 3は、実施形態 1の変形例 1に係る空調機の概略構成図である。
[図 4]図 4は、実施形態 1の変形例 2に係る空調機の概略構成図である。
[図 5]図 5は、実施形態 1の変形例 3に係る空調機の概略構成図である。 園 6]図 6は、実施形態 2に係る空調機の概略構成図である。
園 7]図 7は、実施形態 2の変形例に係る空調機の概略構成図である。
園 8]図 8は、その他の実施形態の第 1変形例に係る空調機の概略構成図である。 園 9]図 9は、その他の実施形態の第 2変形例に係る空調機の概略構成図である。
[図 10]図 10は、その他の実施形態の第 3変形例に係る空調機の概略構成図である。
[図 11]図 11は、その他の実施形態の第 4変形例に係る空調機の概略構成図である。 園 12]図 12は、その他の実施形態の第 5変形例に係る空調機の概略構成図である。 園 13]図 13は、その他の実施形態の第 6変形例に係る空調機の概略構成図である。 符号の説明
10 冷媒回路
11 室内回路 (利用側回路）
14 室外回路 (熱源側回路）
20 空調機 (冷凍装置）
28 内部熱交換器 (過冷却用熱交換器）
30 圧縮機
30a低段側圧縮機構
30b高段側圧縮機構
31 膨張機
35 気液分離器
36 ガス冷媒用膨張弁 (冷却手段、ガス冷媒用減圧機構）
37 ガス供給管
41 室内熱交換器 (利用側熱交換器）
42 インジェクション管
44 室外熱交換器 (熱源側熱交換器）
45 内部熱交換器 (冷却手段、冷却用熱交換器）
51 室内膨張弁 (利用側膨張弁）
52 液供給管
53 液冷媒用膨張弁 (冷却手段、液冷媒用減圧機構） 55 戻し冷媒用膨張弁 (冷却手段、戻し冷媒用減圧機構）
発明を実施するための最良の形態
[0036] 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
[0037] 《発明の実施形態 1》
本発明の実施形態 1について説明する。本実施形態 1の空調機 (20)は、本発明に 係る冷凍装置 (20)によって構成されている。空調機 (20)は、図 1に示すように、 1台 の室外ユニット（64)と 3台の室内ユニット（61a，61b，61c)とを備えている。なお、室内ュ ニット（61a，61b,61c)の台数は、単なる例示である。
[0038] 3台の室内ユニット（61a，61b，61c)は、第 1室内ユニット（61a)と第 2室内ユニット（61b )と第 3室内ユニット（61c)から構成されてレ、る。これらの室内ユニット（61a,61b，61c)は 、ビル内の異なる階に設置されており、第 1室内ユニット（61a)、第 2室内ユニット（61b )、第 3室内ユニット（61c)の順番で上の階になっている。室外ユニット（64)は、ビルの 最も下の階に設置されている。
[0039] 本実施形態 1の空調機 (20)は、冷媒として二酸化炭素 (CO )が充填された冷媒回
2
路（10)を備えている。この冷媒回路（10)では、冷媒 (CO )を循環させて蒸気圧縮冷
2
凍サイクルが行われる。この冷凍サイクルでは、冷凍サイクルの高圧が二酸化炭素の 臨界圧力よりも高い値に設定される。
[0040] 冷媒回路（10)は、利用側回路である 3つの室内回路（l la, l lb, l lc)と、熱源側回路 である 1つの室外回路（14)とを備えている。これらの室内回路（l la, l lb，l lc)は、第 1 連絡管（15)及び第 2連絡管（16)によって室外回路（14)に並列に接続されている。 具体的に、第 1連絡管（15)は、一端が室外回路 (14)の第 1閉鎖弁（17)に接続され、 他端が 3つに分岐して各室内回路（l la, l lb, l lc)の液側端に接続されている。第 2連 絡管（16)は、一端が室外回路（14)の第 2閉鎖弁（18)に接続され、他端が 3つに分 岐して各室内回路（ 1 la, 1 lb, 1 lc)のガス側端に接続されてレ、る。
[0041] 室外回路（14)は、室外ユニット（64)に収容されている。室外回路（14)には、圧縮 · 膨張ユニット (26)、室外熱交換器 (44)、気液分離器 (35)、ガス冷媒用膨張弁 (36)、 内部熱交換器 (45)、四路切換弁（25)、及びブリッジ回路 (24)が設けられている。冷 却用熱交換器である内部熱交換器 (45)と、ガス冷媒用減圧機構であるガス冷媒用 膨張弁（36)とは、本発明に係る冷却手段（36,45)を構成している。室外ユニット (64) には、室外熱交換器 (44)に室外空気を送るための室外ファンが設けられている（図 示省略)。
[0042] 圧縮 ·膨張ユニット（26)は、縦長で円筒形の密閉容器であるケーシング (21)を備え てレ、る。ケーシング (21)内には、圧縮機 (30)と膨張機 (31)と電動機 (32)とが収容さ れてレ、る。ケーシング (21)内では、圧縮機 (30)と電動機 (32)と膨張機 (31)とが下か ら上へ向かって順に配置され、 1本の駆動軸によって互いに連結されている。
[0043] 圧縮機 (30)及び膨張機 (31)は、何れも容積型の流体機械 (揺動ピストン型のロー タリ流体機械、ローリングピストン型のロータリ流体機械、スクロール流体機械など）に よって構成されている。圧縮機 (30)は、吸入した冷媒 (CO )をその臨界圧力以上に
2
まで圧縮する。膨張機 (31)は、流入した冷媒 (C〇）を膨張させて動力（膨張動力）を
2
回収する。圧縮機 (30)は、膨張機 (31)で回収された動力と、電動機 (32)へ通電して 得られる動力との両方によって回転駆動される。電動機（32)には、図外のインバータ から所定周波数の交流電力が供給される。圧縮機 (30)は、電動機 (32)へ供給され る電力の周波数を変更することで、その容量が可変に構成されている。圧縮機（30) と膨張機 (31)とは、常に同じ回転速度で回転する。
[0044] 熱源側熱交換器である室外熱交換器 (44)は、クロスフィン型のフィン 'アンド'チュ ーブ熱交換器として構成されている。室外熱交換器 (44)へは、室外ファンによって室 外空気が供給される。室外熱交換器 (44)では、室外空気と冷媒との間で熱交換が行 われる。室外熱交換器 (44)は、一端が四路切換弁 (25)の第 3のポートに接続され、 他端がブリッジ回路（24)に接続されている。
[0045] 気液分離器 (35)は、縦長で円筒状の密閉容器である。気液分離器 (35)は、冷媒 回路（10)を循環する冷媒の量を調節するためのものであり、冷媒配管を介して膨張 機 (31)の流出側に接続されている。この冷媒配管は、気液分離器 (35)内のガス空 間に開口するように、気液分離器（35)内において上寄りの位置に開口している。気 液分離器 (35)の底部には、ブリッジ回路 (24)に接続される液配管（38)が接続されて いる。気液分離器 (35)の頂部には、圧縮機 (30)の吸入側に接続されるガス供給管（ 37)が接続されている。なお、ガス冷媒用膨張弁（36)は、このガス供給管（37)に設け られている。ガス冷媒用膨張弁（36)は、開度可変の電子膨張弁により構成されてい る。
[0046] 内部熱交換器 (45)は、ガス供給管（37)と液配管（38)とに跨って設けられてレ、る。
内部熱交換器 (45)は、液配管（38)の途中に設置された第 1流路 (46)と、ガス供給管 (37)の途中に設置された第 2流路 (47)とを備えている。内部熱交換器 (45)では、第 1流路 (46)と第 2流路 (47)とが互いに隣接する状態で配置され、第 1流路 (46)の冷 媒と第 2流路 (47)の冷媒とが熱交換を行うように構成されている。冷却運転である冷 房運転の際に、内部熱交換器 (45)では、気液分離器 (35)の底部から流出して第 1 流路 (46)を流れる液冷媒と、気液分離器 (35)の頂部から流出してガス冷媒用膨張 弁（36)で減圧されて低温になった第 2流路 (47)を流れる冷媒との間で熱交換が行わ れる。
[0047] ブリッジ回路（24)は、 4つの逆止弁（CV-1〜CV_4)をブリッジ状に接続したもので ある。このブリッジ回路 (24)における第 1逆止弁（CV-1)及び第 4逆止弁（CV-4)の流 入側には、液配管（38)が接続されている。第 2逆止弁（CV-2)及び第 3逆止弁（CV- 3)の流出側は、膨張機（31)の流入側に接続されている。第 1逆止弁（CV-1)の流出 側及び第 2逆止弁（CV-2)の流入側は、第 1閉鎖弁（17)に接続されている。第 3逆止 弁（CV-3)の流入側及び第 4逆止弁（CV-4)の流出側は、室外熱交換器 (44)に接続 されている。
[0048] 四路切換弁（25)の第 1のポートは、圧縮機（30)の吸入側に接続されている。第 2の ポートは、第 2閉鎖弁（18)に接続されている。第 3のポートは、室外熱交換器 (44)に 接続されている。第 4のポートは、圧縮機（30)の吐出側に接続されている。四路切換 弁（25)は、第 1のポートと第 2のポートとが連通して第 3のポートと第 4のポートとが連 通する状態（図 1に実線で示す第 1状態）と、第 1のポートと第 3のポートとが連通して 第 2のポートと第 4のポートとが連通する状態（図 1に破線で示す第 2状態）とが切り換 え自在に構成されている。
[0049] 各室内回路（l la, l lb，l lc)は、各室内ユニット（61a，61b,61c)に 1つずつ収容されて いる。各室内回路（11&，1113，110)には、そのガス側端から液側端へ向かって順に、利 用側熱交換器である室内熱交換器 (41a，41b,41c)と、利用側膨張弁である室内膨張 弁（51a,51b,51c)とが設けられている。各室内ユニット（61a,61b，61c)には、各室内熱 交換器 (41a,41b,41c)に室内空気を送るための室内ファンが設けられている（図示省 略)。
[0050] 室内熱交換器（41a,41b，41c)は、クロスフィン型のフィン.アンド 'チューブ熱交換器 として構成されている。室内熱交換器（41a，41b，41c)へは、室内ファンによって室内 空気が供給される。室内熱交換器 (41a,41b，41c)では、室内空気と冷媒との間で熱 交換が行われる。また、室内膨張弁（51a,51b,51c)は、開度可変の電子膨張弁によつ て構成されている。
[0051] 一運転動作一
上記空調機 (20)の運転動作について説明する。この空調機 (20)は、冷房運転 (冷 却運転）と暖房運転とが実行可能になっており、四路切換弁（33)によって運転の切り 換えが行われる。
[0052] 《暖房運転》
暖房運転時には、四路切換弁（25)が図 1に破線で示す第 2状態に設定される。各 室内膨張弁（51a,51b,51c)は、開度が個別に調節される。ガス冷媒用膨張弁（36)は 、全開状態に保持される。この状態で圧縮機 (30)を駆動すると、冷媒回路（10)で冷 媒が循環して冷凍サイクルが行われる。その際、室内熱交換器 (41a,41b,41c)が凝縮 器として機能し、室外熱交換器 (44)が蒸発器として機能する。
[0053] 具体的に、圧縮機 (30)からは、臨界圧力よりも高圧となった冷媒が吐出される。こ の高圧の冷媒は、第 2連絡管（16)を経て各室内回路（l la，l lb，l lc)へ分配される。 室内回路（l la, l lb, l lc)へ分配された冷媒は、室内熱交換器 (41a,41b,41c)で室内 空気と熱交換を行う。この熱交換により、冷媒は室内空気へ放熱して凝縮する一方、 室内空気は加熱されて室内へ供給される。室内熱交換器 (41a,41b,41c)で凝縮した 冷媒は、第 1連絡管（15)で合流して室外回路（14)へ流入する。
[0054] 室外回路（14)へ流入した冷媒は、膨張機 (31)に流入して減圧される。膨張機 (31) で減圧された冷媒は、気液分離器 (35)に流入して液冷媒とガス冷媒とに分離される 。気液分離器 (35)内の液冷媒は、液配管（38)から流出して室外熱交換器 (44)へ流 入する。室外熱交換器 (44)では、流入した冷媒が室外空気と熱交換を行う。この熱 交換により、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器 (44)で蒸発した 冷媒は、圧縮機 (30)へ吸入され、再び圧縮されて吐出される。
[0055] 《冷房運転》
冷房運転時には、四路切換弁（25)が図 1に実線で示す第 1状態に設定される。各 室内膨張弁 (51a,51b,51c)は、開度が個別に調節される。また、ガス冷媒用膨張弁 (3 6)は、開度が適宜調節される。この状態で圧縮機 (30)を駆動すると、冷媒回路（10) で冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。その際、室外熱交換器 (44)が凝縮器と して機能し、室内熱交換器 (41a,41b,41c)が蒸発器として機能する。
[0056] 具体的に、圧縮機（30)からは、臨界圧力よりも高圧となった冷媒が吐出される。こ の高圧の冷媒は、室外熱交換器 (44)へ流入し、室外空気へ放熱して凝縮する。室 外熱交換器 (44)で凝縮した冷媒は、膨張機 (31)に流入して減圧される。膨張機 (31 )で減圧された冷媒は、気液分離器 (35)に流入して液冷媒とガス冷媒とに分離され る。気液分離器 (35)内の飽和状態の液冷媒は、液配管（38)から流出して内部熱交 換器 (45)の第 1流路 (46)に流入する。一方、気液分離器 (35)内の飽和状態のガス 冷媒は、ガス供給管（37)から流出し、ガス冷媒用膨張弁 (36)で減圧された後に内部 熱交換器 (45)の第 2流路 (47)に流入する。内部熱交換器 (45)では、第 1流路 (46) の冷媒と第 2流路 (47)の冷媒との間で熱交換が行われる。
[0057] ここで、気液分離器 (35)の液冷媒とガス冷媒とが内部熱交換器 (45)で熱交換を行 うまでの冷媒の状態の変化を、図 2を用いて説明する。気液分離器 (35)には点 Aの 状態の冷媒が流入する。気液分離器 (35)では、流入した冷媒が点 Bの飽和液と点 C の飽和ガスに分離される。点 Bの冷媒は、内部熱交換器 (45)の第 1流路 (46)に流入 する。点 Cの冷媒は、ガス冷媒用膨張弁（36)で減圧されて点 Dの状態 (気液二相状 態）となってから内部熱交換器 (45)の第 2流路 (47)に流入する。内部熱交換器 (45) では、点 Bの状態の冷媒と、点 Dの状態の冷媒との間で熱交換が行われる。第 1流路 (46)に流入する冷媒は第 2流路 (47)に流入する冷媒よりも温度が高い。従って、第 1 流路 (46)の冷媒は、第 2流路 (47)の冷媒によって冷却されるので、点 Eで示される過 冷却状態になる。一方、第 2流路 (47)の冷媒は、第 1流路 (46)の冷媒によって加熱 されるので、点 Fで示される過熱状態になる。 [0058] 第 1流路 (46)を通過した液冷媒は、第 1連絡管（15)を経て各室内回路（l la，l lb, l l c)へ分配される。第 1流路 (46)を通過した液冷媒は、過冷却状態になっているので、 各室内回路（l la, l lb, l lc)へ分配されるまでに冷媒配管による圧力損失で圧力が降 下するが、気液二相状態にはならない。このため、下の階の室内回路（l la，l lb，l lc) ほど液冷媒の割合が多くなつて上の階の室内回路（l la，l lb，l lc)ほどガス冷媒の割 合が多くなることはなぐ全ての室内回路（l la，l lb, l lc)に、室内 3彭張弁（51a，51b，51c )の開度に応じた量の液単相の状態の冷媒が供給される。室内回路（l la，l lb，l lc) へ分配された液冷媒は、室内膨張弁（51a，51b,51c)で減圧されて室内熱交換器 (41a ，41b，41c)へ流入する。
[0059] 室内熱交換器 (41a,41b，41c)へ流入した低圧の冷媒は、室内空気と熱交換を行う。
この熱交換により、冷媒は室内空気から吸熱して蒸発する一方、室内空気は冷却さ れて室内へ供給される。室内熱交換器 (41a,41b,41c)で蒸発した冷媒は、第 2連絡 管（16)で合流して室外回路（14)へ流入する。
[0060] 室外回路（14)へ流入した冷媒は、第 2流路 (47)から圧縮機 (30)へ向かう冷媒と合 流し、圧縮機 (30)へ吸入される。圧縮機 (30)に吸入された冷媒は、再び圧縮されて 吐出される。
[0061] ところで、本実施形態 1の空調機 (20)では、圧縮機 (30)における液圧縮を防止す るために、圧縮機 (30)が吸入する冷媒を過熱状態に調節している。ガス供給管 (37) 力 過熱状態の冷媒が流入しない場合は、各室内ユニット（61a，61b，61c)で室内熱 交換器 (41a,41b,41c)の出口における冷媒の過熱度が所定値 (例えば 5度）になるよ うに室内膨張弁（51a，51b，51c)の開度を調節する。
[0062] 一方、ガス供給管（37)から過熱状態の冷媒（図 2の点 Fの状態の冷媒）が流入する 場合は、各室内ユニット（61a，61b，61c)から圧縮機（30)へ戻ってくる冷媒の過熱度を 小さくしても、ガス供給管（37)からの冷媒が合流すると圧縮機 (30)に吸入される冷媒 の過熱度が増加する。このため、各室内熱交換器 (41a,41b,41c)の出口における冷 媒の過熱度を上記所定値 (例えば 5度）よりも小さな値にすることができる。これにより 、各室内熱交換器 (41a,41b，41c)において気液二相状態の冷媒が流れる流路が長く なるので、各室内熱交換器 (41a，41b，41c)における熱交換量を増加させることができ る。
[0063] 一実施形態 1の効果
この実施形態 1では、冷却運転の際に室外回路（14)から室内回路（11)へ向力う液 冷媒が過冷却状態になるようにしている。過冷却状態の冷媒は、圧力損失を受けて もすぐには気液二相状態にはならずに液状態で留まる。従って、室内回路（11)へ液 単相の状態のまま冷媒を供給することができる。これにより、これにより、室内回路（11 )に至るまでに冷媒が気液二相状態に変化する場合に比べて冷媒が受ける圧力損 失が減少する。また、室外熱交換器 (41)の入口と出口における冷媒のェンタルピ差 が増加すると共に、室内熱交換器 (41)に流入する液冷媒の割合が増加するので、 該室内熱交換器 (41)における単位冷媒流量当たりの冷却能力が向上する。よって、 冷凍装置（20)の運転効率を向上させることができる。
[0064] また、この実施形態 1では、冷却運転の際に、ガス供給管（37)から過熱状態の冷媒 を圧縮機 (30)の吸入側に供給することで、各室内熱交換器 (41)の出口における冷 媒の過熱度を小さな値に設定することができる。従って、各室内熱交換器 (41)にお ける熱交換量を増加させることができるので、空調機 (20)の運転効率を向上させるこ とができる。
[0065] また、この実施形態 1では、気液分離器 (35)から室内回路（11)へ送られる液冷媒 を冷却するのに、気液分離器（35)内のガス冷媒を用いている。気液分離器 (35)内 はガス冷媒が溜まってレ、く状態にはならない。従って、膨張機 (31)から流入する冷媒 が気液分離器 (35)で液冷媒とガス冷媒とに分離しやすくなる。
[0066] また、この実施形態 1では、圧縮機 (30)と膨張機 (31)とが 1本の駆動軸で互いに連 結されているので、膨張機（31)において冷媒の膨張に伴い回収される動力が圧縮 機（30)へ伝達される。従って、圧縮機（30)を駆動させるための動力を削減させること ができるので、空調機 (20)の運転効率を向上させることができる。
[0067] また、この実施形態 1では、冷却運転の際に、室外回路（14)の冷却手段（36，45，53, 55)で冷却されて過冷却状態になった冷媒が各室内回路（11)へ送られる。上述した ように、過冷却状態の冷媒は、圧力損失を受けてもすぐには気液二相状態にはなら ずに、液状態で留まる。従って、各室内回路（11)へ液単相の状態のまま冷媒を供給 することができるので、各室内回路（11)において冷媒の状態に偏りが生じることがな レ、。従って、室内回路（11)の配置に拘らず、冷却運転の際に何れかの室内回路（11
)で冷媒量が不足することを防止することができる。
[0068] また、この実施形態 1では、二酸化炭素を冷媒としても用いることで、他の冷媒と比 較して冷凍サイクルの高低差圧を大きくすることができる。従って、膨張機の回収動 力を向上させ、冷凍装置の効率を向上させることができる。
[0069] -実施形態 1の変形例 1 - 実施形態 1の変形例 1について説明する。この変形例 1では、図 3に示すように、熱 源側回路（14)にインジェクション管（42)が設けられてレ、る。インジヱクシヨン管（42)は 、一端がブリッジ回路 (24)と膨張機 (31)の流入側との間に接続され、他端が圧縮機（ 30)の吸入側に接続されている。インジヱクシヨン管 (42)には、戻し冷媒用減圧機構 である戻し冷媒用膨張弁 (55)が設けられている。戻し冷媒用膨張弁 (55)は、開度可 変の電子膨張弁によって構成されている。内部熱交換器 (45)は、液配管（38)とイン ジヱクシヨン管（42)とに跨って設けられている。第 2流路 (47)は、インジェクション管（4 2)の一部になっている。この変形例 1では、内部熱交換器 (45)と戻し冷媒用膨張弁（ 55)とが、本発明に係る冷却手段 (45,55)を構成してレ、る。
[0070] 冷房運転では、戻し冷媒用膨張弁 (55)を開状態にする。戻し冷媒用膨張弁 (55)を 開状態にすると、室外熱交換器 (44)で凝縮した冷媒の一部が、インジェクション管 (4 2)に流入し、戻し冷媒用膨張弁（55)で減圧されて内部熱交換器 (45)の第 2流路 (47 )に流入する。内部熱交換器 (45)では、気液分離器 (35)の底部から第 1流路 (46)に 流入した液冷媒と、第 2流路 (47)に流入した冷媒との間で熱交換が行われる。これに よって、上記実施形態 1と同様に、第 1流路 (46)の冷媒は、第 2流路 (47)の冷媒によ つて冷却されて過冷却状態になる。
[0071] -実施形態 1の変形例 2 - 実施形態 1の変形例 2について説明する。図 4に示すように、この変形例 2では、上 記変形例 1と同様に、熱源側回路（14)にインジヱクシヨン管（42)が設けられている。 インジヱクシヨン管 (42)は、一端がブリッジ回路 (24)と膨張機 (31)の流入側との間に 接続され、他端がガス供給管（37)における内部熱交換器 (45)の下流に接続されて いる。インジェクション管 (42)には、戻し冷媒用減圧機構である戻し冷媒用膨張弁（5
5)が設けられている。戻し冷媒用膨張弁 (55)は、開度可変の電子膨張弁によって構 成されている。
[0072] 内部熱交換器 (45)は、ガス供給管（37)と液配管（38)とインジェクション管（42)とに 跨って設けられている。内部熱交換器 (45)は、第 1流路 (46)と第 2流路 (47)と第 3流 路 (48)とを備え、第 1流路 (46)の冷媒が第 2流路 (47)の冷媒と第 3流路 (48)の冷媒 の両方と熱交換を行うように構成されている。第 3流路 (48)は、インジェクション管（42 )の一部になっている。この変形例 2では、内部熱交換器 (45)とガス冷媒用膨張弁（3
6)と戻し冷媒用膨張弁（55)とが、本発明に係る冷却手段（36,45,55)を構成してレ、る
[0073] 冷房運転では、ガス冷媒用膨張弁 (36)と戻し冷媒用膨張弁 (55)の両方又は一方 を開状態にする。ガス冷媒用膨張弁 (36)を開くと、上記実施形態 1と同様に、ガス冷 媒用膨張弁 (36)で減圧された冷媒が第 2流路 (47)に流入する。戻し冷媒用膨張弁（ 55)を開くと、室外熱交換器 (44)で凝縮した冷媒の一部がインジェクション管（42)に 流入し、戻し冷媒用膨張弁（55)で減圧されて第 3流路 (48)に流入する。
[0074] この変形例 2では、冷却運転の際に、ガス冷媒用膨張弁 (36)と戻し冷媒用膨張弁（ 55)の両方を開くと、室内回路（11)へ向力 第 1流路 (46)の液冷媒が、ガス冷媒用膨 張弁 (36)で温度が低下した冷媒だけではなぐ戻し冷媒用膨張弁 (55)で温度が低 下した冷媒とも熱交換を行う。従って、冷却用熱交換器 (45)では、第 1流路 (46)の液 冷媒が、より多くの冷媒と熱交換を行うので、室内回路（11)へ向かう第 1流路 (46)の 液冷媒の過冷却度を高めることができる。このため、室内回路（11)に至るまでの圧力 損失が比較的大きい場合であっても、確実に液冷媒を室内回路（11)へ供給すること ができる。
[0075] また、この変形例 2では、圧縮機（30)と膨張機（31)とが 1本の駆動軸で互いに連結 されており、圧縮機 (30)の回転速度と膨張機 (31)の回転速度とを個別に調節するこ とができない。このため、冷凍サイクルの動作状態（例えば、高圧や低圧）を適切に設 定するには、圧縮機 (30)の通過冷媒量と膨張機 (31)の通過冷媒量と比を調節する 手段が必要となる。適切な運転状態のバランスに対して圧縮機（30)を通過できる冷 媒量が膨張機 (31)を通過できる冷媒量に比べて過少となる場合は、戻し冷媒用膨 張弁 (55)を開くと、膨張機 (31)を通過できる冷媒量が減少する。これにより、圧縮機（ 30)の通過冷媒量と膨張機 (31)の通過冷媒量との比を適切な状態に調節することが できる。一方、適切な運転状態のバランスに対して圧縮機（30)を通過できる冷媒量 が膨張機 (31)を通過できる冷媒量に比べて過多となる場合は、ガス冷媒用膨張弁（3 6)を開くと、圧縮機 (30)へ吸入される冷媒の密度が低下する。これにより、圧縮機 (3 0)の通過冷媒量と膨張機 (31)の通過冷媒量との比を適切な状態に調節することが できる。
[0076] なお、この変形例 2について、内部熱交換器 (45)の第 2流路 (47)にガス冷媒用膨 張弁 (36)で減圧された冷媒と戻し冷媒用膨張弁 (55)で減圧された冷媒が流入する ように、インジェクション管（42)の他端を内部熱交換器 (45)の上流に接続するように してもよレ、。この場合、内部熱交換器 (45)は、ガス供給管（37)と液配管（38)との 2本 の配管に跨って設けられる。内部熱交換器 (45)は第 3流路 (48)を備えてレ、なレ、。
[0077] 実施形態 1の変形例 3—
実施形態 1の変形例 3について説明する。この変形例 3では、図 5に示すように、液 配管 (38)とガス供給管（37)の間に液供給管 (52)が設けられている。液供給管 (52) は、一端が液配管（38)における内部熱交換器 (45)の下流に接続され、他端がガス 供給管 (37)におけるガス冷媒用膨張弁 (36)と内部熱交換器 (45)との間に接続され ている。液供給管（52)には、液冷媒用減圧機構である液冷媒用膨張弁 (53)が設け られている。液冷媒用膨張弁（53)は、開度可変の電子膨張弁によって構成されてい る。この変形例 3では、内部熱交換器 (45)とガス冷媒用膨張弁 (36)と液冷媒用膨張 弁（53)とが、本発明に係る冷却手段（36,45,53)を構成している。なお、液供給管（52 )の一端は、液配管（38)における内部熱交換器 (45)の上流に接続されてレ、てもよレ、
[0078] 冷房運転では、ガス冷媒用膨張弁 (36)と液冷媒用膨張弁 (53)の両方又は一方を 開状態にする。ガス冷媒用膨張弁 (36)を開くと、上記実施形態 1と同様に、ガス冷媒 用膨張弁 (36)で減圧された冷媒が第 2流路 (47)に流入する。液冷媒用膨張弁 (53) を開くと、気液分離器 (35)から室内回路（11)へ向力 液冷媒の一部が液供給管（52 )に流入する。液供給管（52)に流入した液冷媒は、液冷媒用膨張弁（53)で減圧され て第 2流路 (47)に流入する。
[0079] この変形例 3では、冷却運転の際に、ガス冷媒用膨張弁 (36)と液冷媒用膨張弁 (5 3)の両方を開くと、室内回路（11)へ向力 第 1流路 (46)の液冷媒が、ガス冷媒用膨 張弁 (36)で温度が低下した冷媒だけではなぐ液冷媒用膨張弁 (53)で温度が低下 した冷媒とも熱交換を行う。従って、冷却用熱交換器 (45)では、第 1流路 (46)の液冷 媒が、より多くの冷媒と熱交換を行うので、室内回路（11)へ向かう第 1流路 (46)の液 冷媒の過冷却度を高めることができる。このため、室内回路（11)に至るまでの圧力損 失が比較的大きい場合であっても、確実に液冷媒を室内回路（11)へ供給することが できる。
[0080] また、この変形例 3では、上述したように、圧縮機 (30)の通過冷媒量と膨張機 (31) の通過冷媒量との比を調節する必要がある。適切な運転状態のバランスに対して圧 縮機 (30)を通過できる冷媒量が膨張機 (31)を通過できる冷媒量に比べて過少となる 場合は、液冷媒用膨張弁 (53)を開くと、圧縮機 (30)へ吸入される冷媒の密度が増大 する。これにより、圧縮機 (30)の通過冷媒量と膨張機 (31)の通過冷媒量との比を適 切な状態に調節することができる。一方、適切な運転状態のバランスに対して圧縮機 (30)を通過できる冷媒量が膨張機 (31)を通過できる冷媒量に比べて過多となる場合 は、ガス冷媒用膨張弁 (36)を開くと、圧縮機 (30)へ吸入される冷媒の密度が低下す る。これにより、圧縮機 (30)の通過冷媒量と膨張機 (31)の通過冷媒量との比を適切 な状態に調節することができる。
[0081] なお、この変形例 3について、液供給管（52)の他端を内部熱交換器 (45)の下流に 接続するようにしてもよレ、。この場合、内部熱交換器 (45)は、ガス供給管（37)と液配 管（38)と液供給管（52)とに跨って設けるようにする。
[0082] また、液供給管（52)を上記変形例 2の空調機（20)に設けるようにしてもよい。この 場合、内部熱交換器 (45)とガス冷媒用膨張弁 (36)と液冷媒用膨張弁 (53)と戻し冷 媒用膨張弁（55)とが、本発明に係る冷却手段（36,45,53,55)を構成する。冷却運転 の際に、ガス冷媒用膨張弁 (36)と液冷媒用膨張弁 (53)と戻し冷媒用膨張弁 (55)の 全てを開くと、室内回路（11)へ向力 第 1流路 (46)の液冷媒が、ガス冷媒用膨張弁（ 36)で温度が低下した冷媒、液冷媒用膨張弁（53)で温度が低下した冷媒、及び戻し 冷媒用膨張弁 (55)で温度が低下した冷媒と熱交換を行う。
[0083] 《発明の実施形態 2》
本実施形態 2の空調機 (20)は、上記実施形態 1と同様に、本発明に係る冷凍装置
(20)によって構成されている。以下に、本発明の実施形態 2について上記実施形態
1とは異なる点を説明する。
[0084] 図 6に示すように、本実施形態 2の室外回路（14)には、気液分離器 (35)が設けら れていない。室外回路（14)において、膨張機（31)の流出側は、過冷却熱交換器で ある内部熱交換器 (28)を通過する冷却用配管 (49)を介して、ブリッジ回路 (24)に接 続されている。
[0085] 冷却用配管（49)における内部熱交換器 (28)の上流には、インジェクション管（42) の一端が接続されている。インジヱクシヨン管（42)の他端は、圧縮機（30)の吸入側に 接続されている。インジェクション管（42)には、戻し冷媒用減圧機構である戻し冷媒 用膨張弁 (55)が設けられている。戻し冷媒用膨張弁 (55)は、開度可変の電子膨張 弁によって構成されている。
[0086] 内部熱交換器 (28)は、インジェクション管（42)と冷却用配管（49)とに跨って設けら れている。内部熱交換器 (28)は、冷却用配管（49)の一部である第 1流路 (46)と、ィ ンジェクシヨン管（42)の一部である第 2流路 (47)とを備えている。内部熱交換器 (28) は、第 1流路 (46)の冷媒と第 2流路 (47)の冷媒とが熱交換を行うことによって、第 1流 路 (46)の冷媒が過冷却状態になるように構成されてレ、る。
[0087] 冷房運転では、戻し冷媒用膨張弁 (55)を開状態にする。戻し冷媒用膨張弁 (55)を 開くと、膨張機 (31)から室内回路（11)へ向力 液冷媒の一部がインジェクション管（4 2)に流入する。インジェクション管 (42)に流入した液冷媒は、戻し冷媒用膨張弁（55) で減圧されて第 2流路 (47)に流入する。内部熱交換器 (28)は、膨張機 (31)から流出 した第 1流路 (46)の冷媒と第 2流路 (47)の冷媒とが熱交換を行う。その結果、室内回 路（11)へ向力 第 1流路 (46)の冷媒が、過冷却状態になる。
[0088] 一実施形態 2の変形例一
実施形態 2の変形例について説明する。この変形例では、図 7に示すように、インジ ェクシヨン管 (42)の一端が、ブリッジ回路 (24)と膨張機 (31)の流入側との間に接続さ れている。
[0089] 《その他の実施形態》
上記実施形態は、以下の変形例のように構成してもよい。
[0090] 一第 1変形例一
上記実施形態について、図 8に示すように、室外熱交換器 (44)とブリッジ回路 (24) との間に開度可変の室外膨張弁 (43)を設けてもよい。この空調機 (20)では、冷房運 転時には室外膨張弁 (43)を全開にする。暖房運転時には、圧縮機（30)に向かう冷 媒の過熱度を調節するために、室外膨張弁 (43)の開度を調節する。
[0091] 一第 2変形例一
上記実施形態について、図 9に示すように、逆止弁（CV-4)の代わりに開度可変の 室外膨張弁 (43)を設けてもよい。この空調機 (20)では、冷房運転時には室外膨張 弁（43)を全閉にする。暖房運転時には、圧縮機（30)に向かう冷媒の過熱度が一定 になるように、室外膨張弁 (43)の開度を調節する。
[0092] 第 3変形例
上記実施形態について、図 10に示すように、膨張機（31)の流出側をブリッジ回路（ 24)の第 1逆止弁 (CV-1)及び第 4逆止弁 (CV-4)の流入側に接続し、気液分離器 (3 5)の底部をブリッジ回路 (24)における第 1逆止弁（CV-1)の流出側及び第 2逆止弁（ CV-2)の流入側に接続してもよい。この場合、液配管（38)を第 1閉鎖弁（17)に接続 する。また、気液分離器 (35)には、底面から邪魔板 (39)を立設する。邪魔板（39)は 、液配管（38)が開口する位置と、ブリッジ回路 (24)からの冷媒配管が開口する位置 との間に設ける。これにより、冷房運転時にブリッジ回路（24)から気液二相状態の冷 媒が流入するが、邪魔板（39)があるので液冷媒に混じってガス冷媒が液配管（38) 力 流出するのを阻止することができる。
[0093] 一第 4変形例一
上記実施形態について、図 11に示すように、ガス供給管（37)を、圧縮機 (30)の吸 入側ではなぐ圧縮行程の途中となる空間に開口するように接続してもよい。なお、 図示しないが、インジヱクシヨン管（42)を同様に接続してもよい。 [0094] 第 5変形例
上記実施形態について、図 12に示すように、圧縮機 (30)を低段側圧縮機構 (30a) と高段側圧縮機構 (30b)とにより構成してもよレ、。低段側圧縮機構 (30a)と高段側圧 縮機構（30b)とは互いに直列に接続されている。つまり、圧縮機（30)は、低段側圧縮 機構 (30a)で圧縮された冷媒を高段側圧縮機構 (30b)が吸入してさらに圧縮する 2段 圧縮を行うように構成されている。この場合、ガス供給管（37)を高段側圧縮機構 (30b )の吸入側に接続してもよい。なお、図示しないが、インジェクション管（42)を同様に 接続してもよい。
[0095] 一第 6変形例一
上記実施形態について、図 13に示すように、室内ユニット（61)が複数台ではなく 1 台であってもよい。
[0096] 一第 7変形例一
上記実施形態について、室内ユニット（61)に室内膨張弁（51)を設けなくてもよい。 この第 7変形例によれば、室内熱交換器 (41)に液単相の冷媒が流入する。従って、 室内熱交換器 (41)が複数パスに配列された伝熱管により構成されている場合に、伝 熱管の位置によって冷媒の状態に偏りが生じることを防止することができる。
[0097] なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、 あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
産業上の利用可能性
[0098] 以上説明したように、本発明は、熱源側熱交換器が凝縮器となって利用側熱交換 器が蒸発器となるように冷媒回路で冷媒を循環させる冷却運転を実行可能な冷凍装 置について有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 圧縮機 (30)、膨張機 (31)、及び熱源側熱交換器 (44)が設けられた熱源側回路（1 4)と、利用側熱交換器 (41)が設けられた利用側回路（11)とが接続され、冷媒を循環 させて冷凍サイクルを行う冷媒回路（10)を備え、
上記熱源側熱交換器 (44)が凝縮器となって上記利用側熱交換器 (41)が蒸発器と なる冷却運転を実行可能な冷凍装置であって、
上記熱源側回路（14)には、上記膨張機 (31)から流入する冷媒を液冷媒とガス冷 媒とに分離する気液分離器 (35)と、上記冷却運転において上記気液分離器 (35)か ら上記利用側回路（11)へ向かう液冷媒を冷却する冷却手段（36,45,53,55)とが設け られてレヽることを特徴とする冷凍装置。
[2] 請求項 1において、
上記利用側回路（11)には、上記冷却運転中における上記利用側熱交換器 (41)の 上流側に開度可変の利用側膨張弁 (51)が設けられる一方、
上記冷却手段 (36,45)は、上記気液分離器 (35)内のガス冷媒を上記圧縮機 (30) へ送るためのガス供給管（37)に設けられて該ガス供給管（37)の冷媒を減圧させるガ ス冷媒用減圧機構 (36)と、上記冷却運転にぉレ、て上記気液分離器 (35)から利用側 回路（11)へ向かう液冷媒を上記ガス冷媒用減圧機構 (36)で減圧された冷媒と熱交 換させて冷却する冷却用熱交換器 (45)とを備えていることを特徴とする冷凍装置。
[3] 請求項 2において、
上記冷却手段 (36,45,53)は、上記気液分離器 (35)力 利用側回路（11)へ向かう 液冷媒の一部を上記冷却用熱交換器 (45)へ送るための液供給管 (52)に設けられて 該液供給管 (52)の冷媒を減圧させる液冷媒用減圧機構 (53)を備え、
上記冷却用熱交換器 (45)では、上記冷却運転の際に上記気液分離器 (35)から利 用側回路（11)へ向力 液冷媒が上記液冷媒用減圧機構 (53)で減圧された冷媒とも 熱交換可能になっていることを特徴とする冷凍装置。
[4] 請求項 2又は 3において、
上記冷却手段 (36,45,55)は、上記熱源側熱交換器 (44)で凝縮した冷媒の一部を 上記圧縮機（30)へ送るためのインジェクション管（42)に設けられて該インジェクショ ン管 (42)の冷媒を減圧させる戻し冷媒用減圧機構 (55)を備え、
上記冷却用熱交換器 (45)では、上記冷却運転の際に上記気液分離器 (35)から利 用側回路（11)へ向かう液冷媒が上記戻し冷媒用減圧機構 (55)で減圧された冷媒と も熱交換可能になっていることを特徴とする冷凍装置。
[5] 請求項 1において、
上記冷却手段 (36,45)は、上記熱源側熱交換器 (44)で凝縮した冷媒の一部を上 記圧縮機（30)へ送るためのインジヱクシヨン管（42)に設けられて該インジヱクシヨン 管 (42)の冷媒を減圧させる戻し冷媒用減圧機構 (55)と、上記冷却運転にぉレ、て上 記気液分離器 (35)から利用側回路（11)へ向力 液冷媒を上記戻し冷媒用減圧機構 (55)で減圧された冷媒と熱交換させて冷却する冷却用熱交換器 (45)とを備えてレ、る ことを特徴とする冷凍装置。
[6] 圧縮機 (30)、膨張機 (31)、及び熱源側熱交換器 (44)が設けられた熱源側回路（1 4)と、利用側熱交換器 (41)が設けられた利用側回路（11)とが接続され、冷媒を循環 させて冷凍サイクルを行う冷媒回路（10)を備え、
上記熱源側熱交換器 (44)が凝縮器となって上記利用側熱交換器 (41)が蒸発器と なる冷却運転を実行可能な冷凍装置であって、
上記熱源側回路（14)には、上記冷却運転にぉレ、て上記熱源側熱交換器 (44)の 下流の冷媒の一部を上記圧縮機（30)へ送るためのインジェクション管（42)に設けら れて該インジェクション管 (42)の冷媒を減圧させる戻し冷媒用減圧機構 (55)と、上記 冷却運転にぉレ、て上記膨張機 (31)力 利用側回路（11)へ向かう冷媒を上記戻し冷 媒用減圧機構 (55)で減圧された冷媒と熱交換させて過冷却状態になるように冷却す る過冷却用熱交換器 (28)とが設けられてレ、ることを特徴とする冷凍装置。
[7] 請求項 1又は 6において、
上記圧縮機 (30)と上記膨張機 (31)とは、 1本の駆動軸で互いに連結されていること を特徴とする冷凍装置
[8] 請求項 1又は 6において、
上記利用側回路（11)は、上記冷媒回路（10)に複数設けられて、上記熱源側回路 (14)に対して互いに並列に接続されていることを特徴とする冷凍装置。
[9] 請求項 1又は 6において、
上記冷媒回路（10)では、冷凍サイクルの高圧が冷媒の臨界圧力よりも高くなるよう に冷媒を循環させることを特徴とする冷凍装置。
[10] 請求項 9において、
上記冷媒回路（10)には、二酸化炭素が冷媒として充填されていることを特徴とする 冷凍装置。
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