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JP2001133058A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

冷凍サイクル装置

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JP2001133058A
JP2001133058A JP31607399A JP31607399A JP2001133058A JP 2001133058 A JP2001133058 A JP 2001133058A JP 31607399 A JP31607399 A JP 31607399A JP 31607399 A JP31607399 A JP 31607399A JP 2001133058 A JP2001133058 A JP 2001133058A
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JP
Japan
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pressure
refrigerant
gas
decompressor
radiator
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Application number
JP31607399A
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English (en)
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Noriho Okaza
典穂 岡座
Fumitoshi Nishiwaki
文俊 西脇
Shozo Funakura
正三 船倉
Mitsuharu Matsuo
光晴 松尾
Yuji Yoshida
雄二 吉田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮手段の信頼性の低下や、機器の大型化が
なく、また、効率の良い二酸化炭素やエタンを利用した
冷凍サイクル装置を実現する。 【解決手段】少なくとも低段側圧縮手段７、高段側圧縮
手段１、放熱器２、第一減圧器３、気液分離器４、第二
減圧器５、吸熱器６を備え、第一減圧器３と第二減圧器
５の間に気液分離器４を接続し、気液分離器４の気相側
を低段側圧縮手段７と高段側圧縮手段１の間に接続した
冷凍サイクルであって、放熱器２の冷媒圧力が放熱器２
出口側の冷媒温度、または、放熱器２の周囲空気温度に
応じて選定された所定の圧力範囲内におさまるように第
一減圧器３かつ／または第二減圧器５の減圧量を調整す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷媒として二酸化
炭素やエタン等の冷凍サイクルの放熱側で超臨界状態と
なりうる冷媒を用いた冷凍サイクル装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、電気（冷凍）冷蔵庫、空調機、カ
ーエアコン、冷蔵または冷凍倉庫、ショーケース等に
は、圧縮手段（圧縮機）、放熱器、減圧器、吸熱器等を
接続してなる冷凍サイクル装置が応用され、封入される
冷媒としてはフッ素原子を含有する炭化水素類が用いら
れてきた。
【０００３】特にフッ素原子と塩素原子をともに含有す
る炭化水素（ＨＣＦＣ、ハイドロクロロフルオロカーボ
ン）類は性能がよく、かつ不燃性、人体に対して無毒で
あることから、万一、閉空間に漏洩した場合にも爆発や
急性中毒等の危険性がないため、圧縮機や放熱器を経た
冷媒が、吸熱器（電気（冷凍）冷蔵庫の蒸発器や空調機
の室内熱交換器に相当する）内にも直接導入される直膨
システム方式の冷凍サイクル装置が広く用いられてき
た。
【０００４】これらの冷媒を用いた冷凍サイクル装置の
内、蒸発温度が比較的低温であったり、圧縮機の圧力比
が大きかったり、圧縮機から吐出される冷媒の吐出温度
が高くなる場合には、圧縮行程を二段階におこなう（す
なわち、圧縮手段を低段側圧縮手段、高段側圧縮手段の
二段階とする。図９にモリエル線図の概略図を示す。）
ような二段圧縮サイクルが用いられてきた。
【０００５】また、これらの冷媒を用いた冷凍サイクル
装置では、放熱器、吸熱器ともに臨界点以下の状態で気
液二相状態での潜熱を有効利用することにより放熱作用
や吸熱作用を行っていた。したがって、気液二相状態で
は温度と圧力が互いに独立して変化することはなく、す
なわち気液二相状態の温度を検知することにより、その
ときの圧力が特定できるため、冷凍サイクル装置の制御
に圧力情報を必要とするときには高価な圧力検知器の代
わりに安価な温度検知器を気液二相状態となる放熱器あ
るいは吸熱器に設置して、検知される温度から圧力を一
意的に特定していた。
【０００６】すなわち、通常、図９中の高段側圧力Ｐｈ
に関しては放熱器に設置した温度検知器から、また、低
段側圧力Ｐｌに関しては吸熱器に設置した温度検知器か
ら、検知される温度より圧力を特定していた。さらに、
中間冷媒圧力Ｐｍに関しては、低段側圧縮手段と高段側
圧縮手段の圧縮比がほぼ等しくなるように、高段側圧力
Ｐｈと低段側圧力Ｐｌの相乗平均を主とする圧力範囲内
におさまるように制御されていた。
【０００７】しかし、ＨＣＦＣ（ハイドロクロロフルオ
ロカーボン）類は塩素原子を有しているがために、大気
に放出されて成層圏に達してしまった場合にオゾン層を
破壊してしまうことが明らかになり、これらに代わって
塩素原子を含まないＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボ
ン）が使用されつつあるが、オゾン層を破壊する性質は
有しないものの大気中での寿命が長いために温室効果が
大きく、近年問題になっている地球温暖化を防止する上
では必ずしも満足な冷媒とはいえない。
【０００８】上記ハロゲン原子を含有するＨＣＦＣ類や
ＨＦＣ類の代わりに、オゾン破壊係数がゼロでありかつ
地球温暖化係数もハロゲン原子を含有する炭化水素類に
比べれば格段に小さい、二酸化炭素やエタンなどを冷媒
として用いる冷凍サイクル装置の可能性が検討されつつ
ある。ここで二酸化炭素の臨界温度は３１．１℃、臨界
圧力は７３７２ｋＰａ、エタンの臨界温度は３２．２
℃、臨界圧力は４８９１ｋＰａであり、これらを用いた
冷凍サイクル装置の放熱器では冷媒は超臨界状態となり
うる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】そこで、冷媒として二
酸化炭素やエタンが封入された冷凍サイクル装置の評価
を行った。評価の条件は、吸熱器蒸発温度０℃、放熱器
出口温度３５℃、吸熱器出口過熱度０℃とした。比較ベ
ースにはＨＣＦＣ２２を用いて、吸熱器蒸発温度０℃、
放熱器出口温度３５℃、放熱器凝縮温度４５℃、吸熱器
出口過熱度０℃とした。その結果、（表１）に示すよう
なサイクル状態となり、吐出温度が従来冷媒であるＨＣ
ＦＣ２２のときよりも大幅に上昇することが判明した。
【００１０】
【表１】 冷凍サイクル装置においては、吐出温度が高くなると、
圧縮機内に封入された潤滑油やモーター巻き線の絶縁材
料等の劣化が促進される可能性が高くなり、信頼性を損
なうという課題が生じる。
【００１１】次に、二酸化炭素やエタンを冷媒として用
いた二段圧縮サイクルのモリエル線図（概略図）である
図１０について説明する。まず、冷凍サイクルの動作に
ついて説明する。高段側圧縮手段により冷媒を圧縮し
（Ｃ−Ｄ）、圧縮された高温高圧の冷媒を放熱器で放熱
する（Ｄ−Ｅ）。さらに、第一減圧器により中間冷媒圧
力Ｐｍまで減圧し（Ｅ−Ｆ）、気液分離器に導入され
る。気液分離器内の気相冷媒は低段側圧縮手段と高段側
圧縮手段の間に導入され低段側圧縮手段の吐出冷媒と合
流する（Ｆ−Ｃ）。一方、液相冷媒は第二減圧器により
さらに減圧され（Ｆ−Ｇ−Ｈ）、気液二相状態になった
のち、吸熱器で蒸発し、蒸発潜熱により空気などの外部
流体から熱を奪って外部流体を冷却する（Ｈ−Ａ）。そ
ののち、低段側圧縮手段により圧縮された（Ａ−Ｂ）冷
媒は気液分離器から導入された気相冷媒と合流し（Ｂ−
Ｃ）再び、高段側圧縮手段に吸入される。
【００１２】ここで、二酸化炭素は臨界温度が約３１℃
であり、従来のＣＦＣ冷媒（例えばＣＦＣ１２の臨界温
度は約１１２℃）やＨＣＦＣ冷媒（例えばＨＣＦＣ２２
の臨界温度は約９６℃）、ＨＦＣ冷媒（例えばＨＦＣ１
３４ａの臨界温度は約１０１℃）よりもかなり低く、特
に放熱器として作用する熱交換器においては超臨界状態
となって気液二相状態が存在しない（線分Ｄ−Ｅが飽和
線と交差しない）、すなわち、飽和温度や飽和圧力が存
在しない。
【００１３】また、放熱器出口（点Ｅ）の状態は、高段
側圧力Ｐｈと放熱器出口での冷媒温度とにより決定さ
れ、放熱器出口の冷媒温度は放熱器の放熱能力と放熱器
で冷媒と熱交換する外部流体の温度によって決定され
る。しかし、通常、外部流体の温度は制御できないため
放熱器出口の冷媒温度は実質的に制御することは出来な
い。
【００１４】ここで、放熱器出口の冷媒温度が同一（図
１０中のいづれかの等温線上）であっても、高段側圧力
Ｐｈが低い場合（図１０中の記号に「”」を付けて表示
したサイクル）では、気液分離器に導入される冷媒（点
Ｆ”）の状態は、乾き度が大きいために、気液分離器内
で気相冷媒のしめる容積が大きくなるために十分に気相
と液相を分離するためには気液分離器が大型化するとい
った課題が生じる。さらに、吸熱器内の冷媒循環量が低
下するために、冷凍サイクル装置の冷凍能力や成績係数
（ＣＯＰ）が低下するといった課題が生じる。
【００１５】逆に、高段側圧力Ｐｈが高い場合（図１０
中の記号に「’」を付けて表示したサイクル）では、高
段側圧縮手段の圧縮仕事（Ｃ−Ｄ’）が増加するため
に、冷凍サイクル装置の成績係数（ＣＯＰ）が低下する
といった課題が生じる。
【００１６】すなわち、冷凍サイクル装置の小型化や、
性能向上のためには、高段側圧力Ｐｈを最適に制御する
必要がある。
【００１７】また、中間冷媒圧力Ｐｍに関しても、放熱
器では超臨界状態となるために、従来のように放熱器の
温度から高段側圧力を求め、高段側圧力Ｐｈと低段側圧
力Ｐｌの相乗平均を設定することが不可能である。さら
に、中間冷媒圧力Ｐｍが低い場合でも、気液分離器に導
入される冷媒（点Ｆ）の乾き度が大きくなり、気液分離
器が大型化するといった課題が生じる。さらに、吸熱器
内の冷媒循環量が低下するために、冷凍サイクル装置の
冷凍能力や成績係数（ＣＯＰ）が低下するといった課題
が生じる。逆に、中間側圧力Ｐｍが高い場合でも、低段
側圧縮手段の圧縮仕事（Ａ−Ｂ）が増加するために、冷
凍サイクル装置の成績係数（ＣＯＰ）が低下するといっ
た課題が生じる。
【００１８】さらに、上述のごとく、冷凍サイクルを効
率よく運転するに放熱器出口の冷媒温度に基づいて高段
側圧力や中間冷媒圧力を制御すべく、減圧器の減圧量を
調整すると、吸熱器出口での冷媒過熱度が不十分とな
り、液相冷媒が圧縮手段に吸入されて圧縮手段の損傷を
招いてしまう可能性や、逆に、圧縮手段の吸入過熱度が
大きくなりすぎ、吐出温度が上昇する可能性があるとい
った課題も生じる。
【００１９】すなわち、既存の冷凍サイクルを二酸化炭
素などの放熱側で超臨界状態となりうる冷媒にそのまま
利用したのでは、液戻りや吐出温度の上昇による信頼性
の低下や、気液分離器の大型化、冷凍サイクル装置の効
率の低下などの課題が生じる。
【００２０】本発明は、このような二酸化炭素やエタン
などを利用する場合の課題を考慮し、圧縮手段の信頼性
の低下や、機器の大型化がなく、また、効率の良い冷凍
サイクル装置を提供することを目的とするものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、少なくとも低段側圧縮
手段、高段側圧縮手段、放熱器、第一減圧器、気液分離
器、第二減圧器、吸熱器を備えた冷凍サイクルにおい
て、放熱側で超臨界状態となりうる冷媒が封入され、第
一減圧器と第二減圧器の間に気液分離器を接続し、さら
に、気液分離器の気相側を低段側圧縮手段と高段側圧縮
手段の間に接続した冷凍サイクルであって、放熱器の冷
媒圧力が放熱器出口側の冷媒温度、または、放熱器の周
囲空気温度に応じて選定された所定の圧力範囲内におさ
まるように第一減圧器かつ／または第二減圧器の減圧量
を調整することを特徴とするものである。
【００２２】また、少なくとも低段側圧縮手段、高段側
圧縮手段、放熱器、第一減圧器、気液分離器、第二減圧
器、吸熱器を備えた冷凍サイクルにおいて、放熱側で超
臨界状態となりうる冷媒が封入され、第一減圧器と第二
減圧器の間に気液分離器を接続し、さらに、気液分離器
の液相側を低段側圧縮手段の吐出側に接続し、気液分離
器の気相側を高段側圧縮手段の吸入側に接続し、低段側
圧縮手段と高段側圧縮手段の間の冷媒と気液分離器内の
冷媒を熱交換させることを特徴とするものである。
【００２３】また、少なくとも低段側圧縮手段、高段側
圧縮手段、放熱器、第一減圧器、気液分離器、第二減圧
器、吸熱器を備えた冷凍サイクルにおいて、放熱側で超
臨界状態となりうる冷媒が封入され、第一減圧器と第二
減圧器の間に気液分離器を接続し、さらに、気液分離器
の気相側を低段側圧縮手段と高段側圧縮手段の間に接続
した冷凍サイクルであって、放熱器と第一減圧器の間に
補助熱交換器を接続し、放熱器と第一減圧器の間を分岐
させ、第三減圧器、補助熱交換器を介して気液分離器の
気相側に接続し、放熱器と第一減圧器の間の冷媒と第三
減圧器と気液分離器の間の冷媒を熱交換させることを特
徴とするものである。
【００２４】さらに、放熱器と第一減圧器の間の冷媒と
気液分離器と高段側圧縮手段の吸入側との間の冷媒を熱
交換させることを特徴とするものである。
【００２５】さらに、放熱器と第一減圧器の間の冷媒と
吸熱器と低段側圧縮手段の吸入側との間の冷媒を熱交換
させることを特徴とするものである。
【００２６】さらに、放熱器の冷媒圧力が放熱器出口側
の冷媒温度、または、放熱器の周囲空気温度に応じて選
定された所定の圧力範囲内におさまるように第一減圧器
かつ／または第二減圧器の減圧量を調整することを特徴
とするものである。
【００２７】さらに、低段側圧縮手段と高段側圧縮手段
の間の冷媒圧力である中間冷媒圧力が、放熱器の冷媒圧
力と低段側圧縮手段の吸入圧力の相乗平均を主とする冷
媒の臨界圧力以下の圧力範囲内におさまるように第一減
圧器かつ／または第二減圧器の減圧量を調整することを
特徴とするものである。
【００２８】さらに、中間冷媒圧力が、吸熱器での蒸発
温度に応じて選定された冷媒の臨界圧力以下の所定の圧
力範囲内におさまるように第一減圧器かつ／または第二
減圧器の減圧量を調整することを特徴とするものであ
る。
【００２９】さらに、低段側圧縮手段の吸入冷媒過熱度
が所定の過熱度範囲内におさまるように第一減圧器かつ
／または第二減圧器の減圧量を調整することを特徴とす
るものである。
【００３０】さらに、吸熱器と低段側圧縮手段との間
に、液相冷媒と気相冷媒とを分離して、冷媒を蓄えるタ
ンク手段を有することを特徴とするものである。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１から図８を用いて説明する。
【００３２】（実施の形態１）本発明の実施の形態１に
おける冷凍サイクル装置の概略構成を図１に示す。図１
において、１は高段側圧縮手段、２は放熱器、３は第一
減圧器、４は気液分離器、５は第二減圧器、６は吸熱
器、７は低段側圧縮手段であり、これらを順次、環状に
配管接続し、さらに、気液分離器４の気相側を低段側圧
縮手段７と高段側圧縮手段１の間に接続することにより
冷凍サイクルを構成している。
【００３３】冷媒として放熱側（高段側圧縮手段１吐出
側〜放熱器２〜第一減圧器３入口側）で超臨界状態とな
りうる冷媒、例えば二酸化炭素が封入されている。ま
た、８は放熱側の冷媒圧力を検知する高段側圧力検知
器、９は放熱器２の出口側冷媒温度を検知する放熱器出
口温度検知器、１０は気液分離器の気相側から高段側圧
縮手段７吸入側の間の冷媒の温度を検知する中間圧冷媒
温度検知器、１１は高段側圧力検知器８、放熱器出口温
度検知器９で検知された値を基に第一減圧器３かつ／ま
たは第二減圧器５の減圧量を調整する高段側圧力・放熱
器出口温度制御器、１２は中間圧冷媒温度検知器１０で
検知された値を基に第一減圧器３かつ／または第二減圧
器５の減圧量を調整する中間冷媒圧力制御器、１３は高
段側圧力・放熱器出口温度制御器１１，中間冷媒圧力制
御器１２の出力を切り替えあるいは融合して第一減圧器
３かつ／または第二減圧器５の減圧量を調整する減圧器
減圧量調整器である。
【００３４】本冷凍サイクル装置の動作について説明す
る。高段側圧縮手段１で圧縮された二酸化炭素冷媒は高
温高圧状態となり、放熱器２へ導入される。放熱器２で
は、二酸化炭素冷媒は超臨界状態であるので気液二相状
態とはならずに放熱して、第一減圧器３で中間冷媒圧力
まで減圧されて気液二相状態となり気液分離器４へ導入
される。気液分離器４内の液相冷媒は第二減圧器５によ
りさらに減圧され、吸熱器６に導入される。
【００３５】吸熱器６では、外気や河川水などから吸熱
してガス状態となり、低段側圧縮手段７に吸入され、低
段側圧縮手段７により中間冷媒圧力まで圧縮される。一
方、気液分離器４内の気相冷媒は低段側圧縮手段７の吐
出側（すなわち高段側圧縮手段１の吸入側）に導入さ
れ、低段側圧縮手段７の吐出冷媒と合流し、高段側圧縮
手段１に再び吸入される。
【００３６】このようなサイクルを繰り返すことによ
り、放熱器２で放熱による加熱作用、吸熱器６で吸熱に
よる冷却作用を行う。
【００３７】ここで、冷媒として放熱側で超臨界状態と
なる冷媒である二酸化炭素を用いていので、従来の冷凍
サイクル装置のように放熱器内の気液二相状態の温度を
検知し、圧力を特定することができない。
【００３８】また、高段側圧縮手段１の吐出圧力や放熱
器２の出口側圧力、すなわち、放熱側の冷媒圧力（高段
側圧力）が低すぎる場合には、気液分離器４に導入され
る冷媒の状態は、乾き度が大きいために、気液分離器４
内で気相冷媒のしめる容積が大きくなるために十分に気
相と液相を分離する事が不可能となったり、気液分離器
４を大型にする必要が生じたりするといった課題が生じ
る。
【００３９】さらに、吸熱器６内の冷媒循環量が低下す
るために、冷凍サイクル装置の冷凍能力や成績係数（Ｃ
ＯＰ）が低下するといった課題が生じる。逆に、高段側
圧力が高い場合では、高段側圧縮手段の圧縮仕事が増加
するために、冷凍サイクル装置の成績係数（ＣＯＰ）が
低下するといった課題が生じる。
【００４０】しかし、本実施の形態においては、高段側
圧力検知器８により検知される高段側圧力を放熱器出口
温度検知器９によって検知された値に応じて、あらかじ
め選定された所定の圧力範囲内におさまるように、高段
側圧力・放熱器出口温度制御器１１によって制御され、
減圧器減圧量調整器１３によって第一減圧器３かつ／ま
たは第二減圧器５の減圧量が適切に調整される。
【００４１】したがって、気液分離器の大型化、冷凍サ
イクル装置の効率の低下などを生じることなく、効率の
高い状態で冷凍サイクル装置を運転することができるも
のである。
【００４２】さらに望ましい本実施の形態においては、
上記に述べたように高段側圧力をあらかじめ選定された
所定の圧力範囲内におさまるように制御する高段側圧力
・放熱器出口温度制御器１１に加え、中間圧冷媒温度検
知器１０により検知される温度から推定される中間冷媒
圧力（高段側圧縮手段１の吸入圧力すなわち低段側圧縮
手段７の吐出圧力）を、冷媒の臨界圧力以下のあらかじ
め選定された所定の圧力範囲内におさまるように制御す
る中間冷媒圧力制御器１２を備えており、高段側圧力・
放熱器出口温度制御器１１，中間冷媒圧力制御器１２の
出力を切り替えあるいは融合する減圧器減圧量調整器１
３によって第一減圧器３かつ／または第二減圧器５の減
圧量が適切に調整される。
【００４３】したがって、気液分離器の大型化、冷凍サ
イクル装置の効率の低下などを生じることなく、効率の
高い状態で冷凍サイクル装置を運転することができるも
のである。
【００４４】本実施の形態における冷凍サイクル装置の
評価を行った結果を表２に示す。評価の条件は、吸熱器
蒸発温度０℃、吸熱器出口過熱度０℃として、放熱器出
口温度は約５０、４５、４０、３５℃と変化させてい
る。
【００４５】なお、第一減圧器かつ／または第二減圧器
はＣＯＰが最高となる高段側圧力、中間冷媒圧力となる
ように制御している。なお、（表２）中の低圧側圧力と
は、吸熱側（第二減圧器５出口〜吸熱器６〜低段側圧縮
手段７吸入側）の冷媒圧力を指すものとする。
【００４６】また、比較のために、圧縮手段、放熱器、
減圧器、吸熱器より構成された単段圧縮サイクルの同一
条件での結果も示す。なお、単段圧縮サイクルにおいて
もＣＯＰが最高となるように吐出圧力を調整している。
（（表２）中には、単段圧縮サイクルの吐出温度は高段
側吐出温度の欄に、吐出圧力は高段側圧力の欄にそれぞ
れ記載している。）また、（表２）中の中間冷媒圧力の
欄に括弧付きで示した値は、ＣＯＰが最大となる高段側
圧力と低段側圧力の相乗平均値である。
【００４７】
【表２】 （表２）より、同一条件での単段圧縮サイクルと二段圧
縮サイクルを比較すると、二段圧縮サイクルのほうが、
吐出温度を大幅に低減できること、ＣＯＰを改善できる
ことがわかる。また、ＣＯＰが最大となる高段側圧力
（吐出圧力）は、二段圧縮サイクルと単段圧縮サイクル
では異なり、二段圧縮サイクルのほうが小さくなり、二
段圧縮サイクルでは、単段圧縮サイクルの吐出圧力の選
定方法と異なる選定方法に基づく高段側圧力（吐出圧
力）の調整が必要であることを示している。
【００４８】さらに、中間冷媒圧力に関しては、ＣＯＰ
が最大となる高段側圧力と低段側圧力の相乗平均値
（（表２）中の中間冷媒圧力の欄の括弧付きの値）にほ
ぼ等しくなることがわかり、中間冷媒圧力は、冷媒の臨
界圧力以下、かつ、高段側圧力と低段側圧力の相乗平均
を主とする圧力範囲内におさまるように第一減圧器かつ
／または第二減圧器の減圧量を調整することが望まし
い。
【００４９】具体的には、例えば、高段側圧力をＰｈ、
低段側圧力をＰｌとすると、中間冷媒圧力を、冷媒の臨
界圧力以下、かつ、０．８×√(Ｐｈ×Ｐｌ)〜１．２×
√(Ｐｈ×Ｐｌ)とする圧力範囲内におさまるように第一
減圧器かつ／または第二減圧器の減圧量を調整すると良
い。
【００５０】なお、中間冷媒圧力は本実施の形態のよう
に中間圧冷媒温度検知器１０により検知される温度から
推定してもよく、中間圧冷媒温度検知器１０の代わりに
直接、冷媒圧力を検知する冷媒圧力検知器を設けても良
い。
【００５１】また、放熱器出口温度についても、放熱器
出口温度を直接検知するのではなく、放熱器周囲の外部
流体の温度から推定しても良い。
【００５２】さらに、高段側圧力についても、放熱側の
冷媒圧力を直接検知するのではなく、本出願人の一部ら
の出願に係る特願平１１−０３９２７８に示されている
圧縮手段の吸入温度と吸入圧力から吐出圧力を推定して
も良い。
【００５３】（実施の形態２）次に、異なる吸熱器蒸発
温度（０、１０℃）の評価結果を（表３）に示す。他の
条件は（表２）の場合と同様である。
【００５４】
【表３】 （表３）より、中間冷媒圧力は、主に、蒸発温度、また
は、低段側圧力に依存していることがわかり、中間冷媒
圧力は、冷媒の臨界圧力以下、かつ、蒸発温度や低段側
圧力に応じて選定された所定の圧力範囲内におさまるよ
うに第一減圧器かつ／または第二減圧器の減圧量を調整
することが望ましい。
【００５５】本発明の実施の形態２における冷凍サイク
ル装置の概略構成を図２に示す。図２においては、図１
と同じ構成要素については同一の符号を付し、説明を省
略する。図２において、１４は吸熱側（第二減圧器５出
口〜吸熱器６〜低段側圧縮手段７吸入側）の冷媒温度を
検知する低圧側冷媒温度検知器、１５は中間圧冷媒温度
検知器１０により検知される温度から推定される中間冷
媒圧力が、低圧側冷媒温度検知器１４で検知された値を
基にあらかじめ選定された所定の圧力範囲内におさまる
ように第一減圧器３かつ／または第二減圧器５の減圧量
を調整する中間圧力・低圧側冷媒温度制御器であり、１
６は高段側圧力・放熱器出口温度制御器１１，中間圧力
・低圧側冷媒温度制御器１５の出力を切り替えあるいは
融合して第一減圧器３かつ／または第二減圧器５の減圧
量を調整する減圧器減圧量調整器である。
【００５６】本冷凍サイクル装置の基本的な動作は（実
施の形態１）と同じであるので説明を省略する。
【００５７】本実施の形態の（実施の形態１）と異なる
動作は、（実施の形態１）に述べた放熱器出口の冷媒温
度に基づいた高段側圧力の制御に加え、中間圧冷媒温度
検知器１０により検知される温度から推定される中間冷
媒圧力が、低圧側冷媒温度検知器１４で検知された値を
基にあらかじめ選定された所定の圧力範囲内におさまる
ように第一減圧器３かつ／または第二減圧器５の減圧量
を調整する中間圧力・低圧側冷媒温度制御器１５を備え
ており、高段側圧力・放熱器出口温度制御器１１，中間
圧力・低圧側冷媒温度制御器１５の出力を切り替えある
いは融合する減圧器減圧量調整器１６によって第一減圧
器３かつ／または第二減圧器５の減圧量が適切に調整さ
れる。
【００５８】したがって、気液分離器の大型化、冷凍サ
イクル装置の効率の低下などを生じることなく、効率の
高い状態で冷凍サイクル装置を運転することができるも
のである。
【００５９】具体的には、例えば、高段側圧力をＰｈ、
低段側圧力をＰｌとすると、中間冷媒圧力を、低段側冷
媒温度（蒸発温度）が−５〜５℃であれば、５．０〜
７．０ＭＰａとし、５〜１５℃であれば、６．０〜８．
０ＭＰａとする圧力範囲内におさまるように第一減圧器
かつ／または第二減圧器の減圧量を調整すると良い。
【００６０】なお、本実施例では、中間冷媒圧力が、吸
入側温度（すなわち蒸発温度）に基づきあらかじめ選定
された所定の圧力範囲内におさまるように制御している
が、低段側圧力（すなわち蒸発圧力）に基づきあらかじ
め選定された所定の圧力範囲内におさまるように制御し
ても同様な効果が得られることは明らかである。
【００６１】また、中間冷媒圧力は本実施の形態のよう
に中間圧冷媒温度検知器１０により検知される温度から
推定してもよく、中間圧冷媒温度検知器１０の代わりに
直接、冷媒圧力を検知する冷媒圧力検知器を設けても良
い。
【００６２】また、放熱器出口温度についても、放熱器
出口温度を直接検知するのではなく、放熱器周囲の外部
流体の温度から推定しても良い。
【００６３】さらに、高段側圧力についても、放熱側の
冷媒圧力を直接検知するのではなく、本出願人の一部ら
の出願に係る特願平１１−０３９２７８号に示されてい
る圧縮手段の吸入温度と吸入圧力から吐出圧力を推定し
ても良い。
【００６４】（実施の形態３）本発明の実施の形態３に
おける冷凍サイクル装置の概略構成を図３に示す。図３
においては、図１と同じ構成要素については同一の符号
を付し、説明を省略する。図３において、１７は吸熱器
６の出口側冷媒温度を検知する吸熱器出口温度検知器、
１８は吸熱器６の入口側冷媒温度を検知する吸熱器入口
温度検知器、１９は吸熱器入口温度検知器１８で検知さ
れた値を基に推定された低圧側圧力と吸熱器出口温度検
知器１７で検知された値から推定された低段側吸入過熱
度を基に第一減圧器３かつ／または第二減圧器５の減圧
量を調整する低段側吸入過熱度制御器、２０は高段側圧
力・放熱器出口温度制御器１１，中間冷媒圧力制御器１
２、低段側吸入過熱度制御器１９の出力を切り替えある
いは融合して第一減圧器３かつ／または第二減圧器５の
減圧量を調整する減圧器減圧量調整器である。
【００６５】本冷凍サイクル装置の基本的な動作は（実
施の形態１）と同じであるので説明を省略する。
【００６６】本実施の形態の（実施の形態１）と異なる
動作は、（実施の形態１）に述べた放熱器出口の冷媒温
度に基づいた高段側圧力や中間冷媒圧力の制御に加え、
吸熱器入口温度検知器１８で検知された値を基に推定さ
れた低圧側圧力と吸熱器出口温度検知器１７で検知され
た値から推定された低段側吸入過熱度があらかじめ選定
された所定の過熱度範囲内におさまるように制御する低
段側吸入過熱度制御器１９を備えており、高段側圧力・
放熱器出口温度制御器１１，中間冷媒圧力制御器１２、
低段側吸入過熱度制御器１９の出力を切り替えあるいは
融合する減圧器減圧量調整器２０によって第一減圧器３
かつ／または第二減圧器５の減圧量が適切に調整され
る。
【００６７】したがって、吸熱器出口での冷媒過熱度が
不十分となり、液相冷媒が低段側圧縮手段７に吸入され
て低段側圧縮手段７の損傷を招いてしまう可能性や、逆
に、低段側圧縮手段７の吸入過熱度が大きくなりすぎ、
吐出温度が上昇する可能性がなく、低段側圧縮手段７、
高段側圧縮手段１の信頼性を維持しながら、効率の高い
状態で冷凍サイクル装置を運転することができるもので
ある。
【００６８】（実施の形態４）本発明の実施の形態４に
おける冷凍サイクル装置の概略構成を図４に示す。図４
においては、図１と同じ構成要素については同一の符号
を付し、説明を省略する。図４においては、気液分離器
４の液相側を低段側圧縮手段７の吐出側に接続し、気相
側を高段側圧縮手段１の吸入側に接続している。
【００６９】本冷凍サイクル装置の基本的な動作は（実
施の形態１）と同じであるので説明を省略するが、本実
施の形態の（実施の形態１）と異なる点は、気液分離器
４の液相側を低段側圧縮手段７の吐出側に接続し、気相
側を高段側圧縮手段１の吸入側に接続し、低段側圧縮手
段７と高段側圧縮手段１の間の冷媒と気液分離器４内の
冷媒を熱交換させることにより、高段側圧縮手段１の吸
入過熱度を低下させている点である。
【００７０】したがって、高段側圧縮手段１の吸入過熱
度が大きくなりすぎ、吐出温度が上昇する可能性がな
く、高段側圧縮手段１の信頼性を維持しながら、効率の
高い状態で冷凍サイクル装置を運転することができるも
のである。
【００７１】なお、本実施の形態においても、（実施の
形態１）〜（実施の形態３）に述べたように、高段側圧
力・放熱器出口温度制御器，中間冷媒圧力制御器、また
は、中間圧力・低圧側冷媒温度制御器、低段側吸入過熱
度制御器の出力を切り替えあるいは融合する減圧器減圧
量調整器によって第一減圧器３かつ／または第二減圧器
５の減圧量を適切に調整し、低段側圧縮手段７、高段側
圧縮手段１の信頼性を維持しながら、効率の高い状態で
冷凍サイクル装置を運転することができることは明らか
である。
【００７２】（実施の形態５）本発明の実施の形態５に
おける冷凍サイクル装置の概略構成を図５に示す。図５
においては、放熱器２と第一減圧器３の間に補助熱交換
器２１を接続し、放熱器２と第一減圧器３の間を分岐さ
せ、第三減圧器２２、補助熱交換器２１を介して気液分
離器４の気相側に接続している。
【００７３】本冷凍サイクル装置の基本的な動作は（実
施の形態１）と同じであるので説明を省略するが、本実
施の形態の（実施の形態１）と異なる点は、放熱器２と
第一減圧器３の間に補助熱交換器２１を接続し、放熱器
２と第一減圧器３の間を分岐させ、第三減圧器２２、補
助熱交換器２１を介して気液分離器４の気相側に接続
し、放熱器２と第一減圧器３の間の冷媒と第三減圧器２
２と気液分離器４の間の冷媒を熱交換させている点であ
る。
【００７４】本実施の形態によると、図６のモリエル線
図（概略図）に破線で示すように、熱交換をしない場合
（図６中の実線）と比較して、放熱器出口側温度を低減
できるために、高段側圧力を低減でき（点Ｅと点Ｅ'の
違い）、高段側圧縮手段１の圧縮仕事が低減できるため
に、冷凍サイクル装置の成績係数（ＣＯＰ）が向上させ
ることができる。さらに、気液分離器４に導入される冷
媒の乾き度を小さくできる（点Ｆと点Ｆ’の違い）ため
に、気液分離器４を大型化する必要がない。
【００７５】したがって、気液分離器４の大型化や、冷
凍サイクル装置の効率の低下などを生じることなく、冷
凍サイクル装置を運転することができるものである。
【００７６】なお、本実施の形態においても、（実施の
形態１）〜（実施の形態３）に述べたように、高段側圧
力・放熱器出口温度制御器，中間冷媒圧力制御器、また
は、中間圧力・低圧側冷媒温度制御器、低段側吸入過熱
度制御器の出力を切り替えあるいは融合する減圧器減圧
量調整器によって第一減圧器３かつ／または第二減圧器
５の減圧量を適切に調整し、低段側圧縮手段７、高段側
圧縮手段１の信頼性を維持しながら、効率の高い状態で
冷凍サイクル装置を運転することができることは明らか
である。
【００７７】（実施の形態６）本発明の実施の形態６に
おける冷凍サイクル装置の概略構成を図７に示す。図７
においては、放熱器２と第一減圧器３の間に補助熱交換
器２３を接続し、さらに、この補助熱交換器２３で、吸
熱器６と低段側圧縮手段７の吸入側との間の冷媒と熱交
換するように接続している。
【００７８】本冷凍サイクル装置の基本的な動作は（実
施の形態１）と同じであるので説明を省略するが、本実
施の形態の（実施の形態１）と異なる点は、放熱器２と
第一減圧器３の間に補助熱交換器２３を接続し、さら
に、この補助熱交換器２３で、吸熱器６と低段側圧縮手
段７の吸入側との間の冷媒と熱交換するように接続し、
放熱器２と第一減圧器３の間の冷媒と吸熱器６と低段側
圧縮手段７の吸入側との間の冷媒を熱交換させている点
である。
【００７９】本実施の形態によると、図８のモリエル線
図（概略図）に破線で示すように、熱交換をしない場合
（図８中の実線）と比較して、放熱器出口側温度を低減
できるために、高段側圧力を低減でき（点Ｅと点Ｅ'の
違い）、高段側圧縮手段１の圧縮仕事が低減できるため
に、冷凍サイクル装置の成績係数（ＣＯＰ）が向上させ
ることができる。さらに、気液分離器４に導入される冷
媒の乾き度を小さくできる（点Ｆと点Ｆ’の違い）ため
に、気液分離器４を大型化する必要がない。
【００８０】したがって、気液分離器４の大型化や、冷
凍サイクル装置の効率の低下などを生じることなく、冷
凍サイクル装置を運転することができるものである。
【００８１】なお、本実施の形態においても、（実施の
形態１）〜（実施の形態３）に述べたように、高段側圧
力・放熱器出口温度制御器，中間冷媒圧力制御器、また
は、中間圧力・低圧側冷媒温度制御器、低段側吸入過熱
度制御器の出力を切り替えあるいは融合する減圧器減圧
量調整器によって第一減圧器３かつ／または第二減圧器
５の減圧量を適切に調整し、低段側圧縮手段７、高段側
圧縮手段１の信頼性を維持しながら、効率の高い状態で
冷凍サイクル装置を運転することができることは明らか
である。
【００８２】また、放熱器２と第一減圧器３の間の冷媒
と気液分離器４と高段側圧縮手段１の吸入側との間の冷
媒を熱交換させても本実施の形態と同様の効果が得られ
る。
【００８３】（実施の形態７）上記に述べた実施の形態
において、吸熱器６と低段側圧縮手段７との間に、液相
冷媒と気相冷媒とを分離して、冷媒を蓄えるタンク手段
を設けても良い。
【００８４】本実施の形態によると、液相冷媒が低段側
圧縮手段７に吸入されて低段側圧縮手段７の損傷を招い
てしまう可能性がなく、低段側圧縮手段７の信頼性を維
持しながら、効率の高い状態で冷凍サイクル装置を運転
することができるものである。
【００８５】なお、上記に述べた（実施の形態１）〜
（実施の形態７）において低段側圧縮手段７と高段側圧
縮手段１は、２台の圧縮機でも良く、１台の圧縮機のな
かに低段側圧縮手段と高段側圧縮手段のそれぞれの機構
を有する圧縮機でも良い。
【００８６】また、第一減圧器、第二減圧器は少なくと
も一方は、上記に述べたように高段側圧力や、中間圧力
や、低段側吸入過熱度があらかじめ選定された所定の範
囲内におさまるように減圧量を調整できるならば、膨張
弁でもキャピラリーチューブでも良い。
【００８７】
【発明の効果】以上述べたことから明らかなように、本
発明は、少なくとも低段側圧縮手段、高段側圧縮手段、
放熱器、第一減圧器、気液分離器、第二減圧器、吸熱器
を備えた冷凍サイクルにおいて、放熱側で超臨界状態と
なりうる冷媒を封入し、高段側圧力検知器により検知さ
れる高段側圧力を放熱器出口温度検知器によって検知さ
れた値に応じて、あらかじめ選定された所定の圧力範囲
内におさまるように、高段側圧力・放熱器出口温度制御
器によって制御され、減圧器減圧量調整器によって第一
減圧器かつ／または第二減圧器の減圧量を調整すること
により、気液分離器の大型化、冷凍サイクル装置の効率
の低下などを生じることなく、効率の高い状態で冷凍サ
イクル装置を運転することができる。
【００８８】さらに、中間圧冷媒温度検知器により検知
される温度から推定される中間冷媒圧力（高段側圧縮手
段の吸入圧力すなわち低段側圧縮手段の吐出圧力）を、
あらかじめ選定された所定の圧力範囲内におさまるよう
に制御する中間冷媒圧力制御器を備え、高段側圧力・放
熱器出口温度制御器，中間冷媒圧力制御器の出力を切り
替えあるいは融合する減圧器減圧量調整器によって第一
減圧器かつ／または第二減圧器の減圧量を調整すること
により、気液分離器の大型化、冷凍サイクル装置の効率
の低下などを生じることなく、効率の高い状態で冷凍サ
イクル装置を運転することができる。
【００８９】さらに、望ましくは、中間冷媒圧力は、高
段側圧力と低段側圧力の相乗平均を主とする冷媒の臨界
圧力以下の圧力範囲内におさまるように第一減圧器かつ
／または第二減圧器の減圧量を調整することで、気液分
離器の大型化、冷凍サイクル装置の効率の低下などを生
じることなく、効率の高い状態で冷凍サイクル装置を運
転することができる。
【００９０】さらに、望ましくは、放熱器出口の冷媒温
度に基づいた高段側圧力の制御に加え、中間冷媒圧力
を、低圧側冷媒温度検知器で検知された低段側冷媒温度
（蒸発温度）に応じて、あらかじめ選定された所定の圧
力範囲内におさまるように制御する中間圧力・低圧側冷
媒温度制御器を備え、高段側圧力・放熱器出口温度制御
器，中間圧力・低圧側冷媒温度制御器の出力を切り替え
あるいは融合する減圧器減圧量調整器によって第一減圧
器かつ／または第二減圧器の減圧量を調整することによ
り、気液分離器の大型化、冷凍サイクル装置の効率の低
下などを生じることなく、効率の高い状態で冷凍サイク
ル装置を運転することができる。
【００９１】さらに、放熱器出口の冷媒温度に基づいた
高段側圧力や中間冷媒圧力の制御に加え、吸熱器入口温
度検知器で検知された値を基に推定された低圧側圧力と
吸熱器出口温度検知器で検知された値から推定された低
段側吸入過熱度があらかじめ選定された所定の過熱度範
囲内におさまるように制御する低段側吸入過熱度制御器
を備え、高段側圧力・放熱器出口温度制御器，中間冷媒
圧力制御器、または、中間圧力・低圧側冷媒温度制御
器、低段側吸入過熱度制御器の出力を切り替えあるいは
融合する減圧器減圧量調整器によって第一減圧器かつ／
または第二減圧器の減圧量を調整することにより、吸熱
器出口での冷媒過熱度が不十分となり、液相冷媒が低段
側圧縮手段に吸入されて低段側圧縮手段の損傷を招いて
しまう可能性や、逆に、低段側圧縮手段の吸入過熱度が
大きくなりすぎ、吐出温度が上昇する可能性がなく、低
段側圧縮手段、高段側圧縮手段の信頼性を維持しなが
ら、効率の高い状態で冷凍サイクル装置を運転すること
ができる。
【００９２】さらに、気液分離器の液相側を低段側圧縮
手段の吐出側に接続し、気相側を高段側圧縮手段の吸入
側に接続し、低段側圧縮手段と高段側圧縮手段の間の冷
媒と気液分離器内の冷媒を熱交換させることにより、高
段側圧縮手段の吸入過熱度を低下させることにより、高
段側圧縮手段の吸入過熱度が大きくなりすぎ、吐出温度
が上昇する可能性がなく、高段側圧縮手段の信頼性を維
持しながら、効率の高い状態で冷凍サイクル装置を運転
することができる。
【００９３】さらに、放熱器と第一減圧器の間に補助熱
交換器を接続し、放熱器と第一減圧器の間を分岐させ、
第三減圧器、補助熱交換器を介して気液分離器の気相側
に接続し、放熱器と第一減圧器の間の冷媒と第三減圧器
と気液分離器の間の冷媒を熱交換させることにより、気
液分離器の大型化や、冷凍サイクル装置の効率の低下な
どを生じることなく、冷凍サイクル装置を運転すること
ができる。
【００９４】さらに、放熱器と第一減圧器の間に補助熱
交換器を接続し、さらに、この補助熱交換器で、吸熱器
と低段側圧縮手段の吸入側との間の冷媒と熱交換するよ
うに接続し、放熱器と第一減圧器の間の冷媒と吸熱器と
低段側圧縮手段の吸入側との間の冷媒を熱交換させるこ
とにより、気液分離器の大型化や、冷凍サイクル装置の
効率の低下などを生じることなく、冷凍サイクル装置を
運転することができる。
【００９５】また、放熱器と第一減圧器の間の冷媒と気
液分離器と高段側圧縮手段の吸入側との間の冷媒を熱交
換させることにより、気液分離器の大型化や、冷凍サイ
クル装置の効率の低下などを生じることなく、冷凍サイ
クル装置を運転することができる。
【００９６】さらに、吸熱器と低段側圧縮手段との間
に、液相冷媒と気相冷媒とを分離して、冷媒を蓄えるタ
ンク手段を設けることにより、液相冷媒が低段側圧縮手
段に吸入されて低段側圧縮手段の損傷を招いてしまう可
能性がなく、低段側圧縮手段の信頼性を維持しながら、
効率の高い状態で冷凍サイクル装置を運転することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における冷凍サイクル装
置の概略構成図
【図２】本発明の一実施の形態における冷凍サイクル装
置の概略構成図
【図３】本発明の一実施の形態における冷凍サイクル装
置の概略構成図
【図４】本発明の一実施の形態における冷凍サイクル装
置の概略構成図
【図５】本発明の一実施の形態における冷凍サイクル装
置の概略構成図
【図６】本発明の一実施の形態における模式的なモリエ
ル線図
【図７】本発明の一実施の形態における冷凍サイクル装
置の概略構成図
【図８】本発明の一実施の形態における模式的なモリエ
ル線図
【図９】従来の冷媒における模式的なモリエル線図
【図１０】放熱側で超臨界状態となりうる冷媒における
模式的なモリエル線図
【符号の説明】
１ 高段側圧縮手段 ２ 放熱器 ３ 第一減圧器 ４ 気液分離器 ５ 第二減圧器 ６ 吸熱器 ７ 低段側圧縮手段 ８ 高段側圧力検知器 ９ 放熱器出口温度検知器 １０ 中間圧冷媒温度検知器 １１ 高段側圧力・放熱器出口温度制御器 １２ 中間冷媒圧力制御器 １３ 減圧器減圧量調整器 １４ 低圧側冷媒温度検知器 １５ 中間圧力・低圧側冷媒温度制御器 １６ 減圧器減圧量調整器 １７ 吸熱器出口温度検知器 １８ 吸熱器入口温度検知器 １９ 低段側吸入過熱度制御器 ２０ 減圧器減圧量調整器 ２１ 補助熱交換器 ２２ 第三減圧器 ２３ 補助熱交換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 船倉 正三 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 松尾 光晴 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 吉田 雄二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも低段側圧縮手段、高段側圧縮
    手段、放熱器、第一減圧器、気液分離器、第二減圧器、
    吸熱器を備えた冷凍サイクルにおいて、放熱側で超臨界
    状態となりうる冷媒が封入され、 前記第一減圧器と前記第二減圧器の間に前記気液分離器
    を接続し、さらに、前記気液分離器の気相側を前記低段
    側圧縮手段と前記高段側圧縮手段の間に接続した冷凍サ
    イクルであって、 前記放熱器の冷媒圧力が前記放熱器出口側の冷媒温度、
    または、前記放熱器の周囲空気温度に応じて選定された
    所定の圧力範囲内におさまるように前記第一減圧器かつ
    ／または前記第二減圧器の減圧量を調整することを特徴
    とする冷凍サイクル装置。
  2. 【請求項２】 少なくとも低段側圧縮手段、高段側圧縮
    手段、放熱器、第一減圧器、気液分離器、第二減圧器、
    吸熱器を備えた冷凍サイクルにおいて、 放熱側で超臨界状態となりうる冷媒が封入され、前記第
    一減圧器と前記第二減圧器の間に前記気液分離器を接続
    し、さらに、前記気液分離器の液相側を前記低段側圧縮
    手段の吐出側に接続し、前記気液分離器の気相側を前記
    高段側圧縮手段の吸入側に接続し、前記低段側圧縮手段
    と前記高段側圧縮手段の間の冷媒と前記気液分離器内の
    冷媒を熱交換させることを特徴とする冷凍サイクル装
    置。
  3. 【請求項３】 少なくとも低段側圧縮手段、高段側圧縮
    手段、放熱器、第一減圧器、気液分離器、第二減圧器、
    吸熱器を備えた冷凍サイクルにおいて、 放熱側で超臨界状態となりうる冷媒が封入され、前記第
    一減圧器と前記第二減圧器の間に前記気液分離器を接続
    し、さらに、前記気液分離器の気相側を前記低段側圧縮
    手段と前記高段側圧縮手段の間に接続した冷凍サイクル
    であって、前記放熱器と前記第一減圧器の間に補助熱交
    換器を接続し、前記放熱器と前記第一減圧器の間を分岐
    させ、第三減圧器、前記補助熱交換器を介して前記気液
    分離器の気相側に接続し、前記放熱器と前記第一減圧器
    の間の冷媒と前記第三減圧器と前記気液分離器の間の冷
    媒を熱交換させることを特徴とする冷凍サイクル装置。
  4. 【請求項４】 前記放熱器と前記第一減圧器の間の冷媒
    と前記気液分離器と前記高段側圧縮手段の吸入側との間
    の冷媒を熱交換させることを特徴とする請求項１または
    ２に記載の冷凍サイクル装置。
  5. 【請求項５】 前記放熱器と前記第一減圧器の間の冷媒
    と前記吸熱器と前記低段側圧縮手段の吸入側との間の冷
    媒を熱交換させることを特徴とする請求項１または２に
    記載の冷凍サイクル装置。
  6. 【請求項６】 前記放熱器の冷媒圧力が前記放熱器出口
    側の冷媒温度、または、前記放熱器の周囲空気温度に応
    じて選定された所定の圧力範囲内におさまるように前記
    第一減圧器かつ／または前記第二減圧器の減圧量を調整
    することを特徴とする請求項２または３に記載の冷凍サ
    イクル装置。
  7. 【請求項７】 前記低段側圧縮手段と前記高段側圧縮手
    段の間の冷媒圧力である中間冷媒圧力が、前記放熱器の
    冷媒圧力と前記低段側圧縮手段の吸入圧力の相乗平均を
    主とする前記冷媒の臨界圧力以下の圧力範囲内におさま
    るように前記第一減圧器かつ／または前記第二減圧器の
    減圧量を調整することを特徴とする請求項１または６に
    記載の冷凍サイクル装置。
  8. 【請求項８】 前記中間冷媒圧力が、前記吸熱器での蒸
    発温度に応じて選定された前記冷媒の臨界圧力以下の所
    定の圧力範囲内におさまるように前記第一減圧器かつ／
    または前記第二減圧器の減圧量を調整することを特徴と
    する請求項１または６に記載の冷凍サイクル装置。
  9. 【請求項９】 前記低段側圧縮手段の吸入冷媒過熱度が
    所定の過熱度範囲内におさまるように前記第一減圧器か
    つ／または前記第二減圧器の減圧量を調整することを特
    徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の冷凍サイクル
    装置。
  10. 【請求項１０】 前記吸熱器と前記低段側圧縮手段との
    間に、液相冷媒と気相冷媒とを分離して、冷媒を蓄える
    タンク手段を有することを特徴とする請求項１〜９のい
    ずれかに記載の冷凍サイクル装置。
  11. 【請求項１１】前記冷媒は二酸化炭素であることを特徴
    とする請求項１〜１０のいずれかに記載の冷凍サイクル
    装置。
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