Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
FREEZING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/147852
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided is a freezing device (1) including a plurality of compressors formed by a variable-volume compressor (21a) and fixed-volume compressors (21b, 21c) which are connected in parallel to one another.  An intermediate port (5) of the first compressor (21a) as the variable-volume compressor is formed with a smaller diameter than intermediate ports (6, 7) of the second and the third compressors (21b, 21c) as the fixed-volume compressors, so that an intermediate-pressure coolant of an injection circuit can be injected into both compressors (21a) and (21b, 21c) while suppressing the imbalance of the coolant discharge gas temperature generated between the compressors (21a) and (21b, 21c).

Inventors:
SAKAE SATORU (JP)
TAKEGAMI MASAAKI (JP)
KATOU KATSUMI (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/002505
Publication Date:
December 10, 2009
Filing Date:
June 03, 2009
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
DAIKIN IND LTD (JP)
SAKAE SATORU (JP)
TAKEGAMI MASAAKI (JP)
KATOU KATSUMI (JP)
International Classes:
F25B1/00; F25B13/00
Foreign References:
JP2007178052A2007-07-12
JPH1113664A1999-01-19
JPH0518613A1993-01-26
JPH04222352A1992-08-12
Attorney, Agent or Firm:
MAEDA, Hiroshi et al. (JP)
Hiroshi Maeda (JP)
Download PDF:
Claims:
 互いに並列に接続された複数の圧縮機(21a,21b,21c)(114a,114b,114c)が設けられて冷凍サイクルを行う冷媒回路(10)(200)と、
 上記各圧縮機(21a,21b,21c)(114a,114b,114c)における圧縮室(4a,4b,4c)の中間圧位置に開口する中間ポート(5,6,7)と、上記冷媒回路(10)と各中間ポート(5,6,7)とを接続するとともに該冷媒回路(10)(200)を流れる高圧冷媒を分岐させて中間圧冷媒を生成する分岐配管(37)(130)を有して上記中間圧冷媒を各圧縮室(4a,4b,4c)にインジェクションするインジェクション回路(40)(130)とを備える冷凍装置であって、
 上記複数の圧縮機(21a,21b,21c)(114a,114b,114c)の少なくとも1つは可変容量型圧縮機(21a)(114a,114b)で構成され、他は固定容量型圧縮機(21b,21c)(21c)(114c)で構成されるとともに、上記可変容量型圧縮機(21a)(21a,21b)(114a,114b)の中間ポート(5)(5,6)は、上記固定容量型圧縮機(21b,21c)(21c)(114c)の中間ポート(6,7)(7)よりも小径に形成されていることを特徴とする冷凍装置。
 請求項1において、
 上記インジェクション回路(40)(130)に設けられて可変容量型圧縮機(21a)(21a,21b)(114a,114b)にインジェクションされる冷媒の流量を調整する第1流量調整弁(30a)(211,212)を有し、
 上記可変容量型圧縮機(21a)(21a,21b)の運転容量が小さくなるほど、上記第1流量調整弁(30a)(211,212)の弁開度を小さくする第1制御部(9a)(210a)を有する制御手段(9)(210)を備えていることを特徴とする冷凍装置。
 請求項2において、
 上記分岐配管(37)(130)は、上記可変容量型圧縮機(21a)(21a,21b)(114a,114b)に接続された第1分岐管(37a)(37a,37b)(130a,130b)と上記固定容量型圧縮機(21b,21c)(21c)に接続された第2分岐管(37b,37c)(37c)(130c)とを有し、
 上記第1分岐管(37a)(37a,37b)には上記第1流量調整弁(30a)(211,212)が設けられ、上記第2分岐管(37b,37c)(37c)には該固定容量型圧縮機(21b,21c)(21c)(114c)にインジェクションされる冷媒の流量を調整する第2流量調整弁(30b,30c)(30c)(213)が設けられる一方、
 上記制御手段(9)(210)は、上記可変容量型圧縮機(21a)(21a,21b)(114a,114b)の運転容量が小さくなるほど、上記第2流量調整弁(30b,30c)(30c)(213)の弁開度を大きくする第2制御部(9b)(210b)を備えていることを特徴とする冷凍装置。
 請求項1において、
 上記分岐配管(37)(130)は、高圧冷媒を減圧して中間圧冷媒を生成する減圧手段(29)(167)を有し、
 上記インジェクション回路(40)(130)には、上記分岐配管(37)(130)から流出した中間圧冷媒と上記冷媒回路(10)(200)を流れる高圧冷媒とを熱交換させる過冷却熱交換器(28)(117)が設けられていることを特徴とする冷凍装置。
 請求項1において、
 上記冷媒回路には空調系統の利用側熱交換器と冷蔵・冷凍系統の利用側熱交換器とが設けられ、
 上記各圧縮機には、空調系統の利用側熱交換器に接続される圧縮機と、冷蔵・冷凍系統の利用側熱交換器に接続される圧縮機とが含まれていることを特徴とする冷凍装置。
Description:
冷凍装置

 本発明は、複数の圧縮機を有して蒸気圧 式の冷凍サイクルを行う冷凍装置に関し、 に、各圧縮機に冷媒をインジェクションす インジェクション回路を備えた冷凍装置に するものである。

 従来より、互いに並列に接続された複数 圧縮機を有して蒸気圧縮式冷凍サイクルを う冷媒回路を備えた冷凍装置が知られてい 。この種の冷凍装置の中には、特許文献1に 示すように、各圧縮機に冷媒をインジェクシ ョンするインジェクション回路を備えたもの がある。

 上記インジェクション回路の一端は上記 媒回路の高圧配管(高圧冷媒が流れる配管) ら分岐した冷媒配管に接続され、他端は複 に分岐して各圧縮機における中間圧位置の 縮室に開口する中間ポートにそれぞれ接続 れている。そして、上記インジェクション 路の一端と分岐点との間には、冷媒を減圧 る減圧弁が設けられている。

 この構成によれば、複数の圧縮機から吐 した高圧冷媒は、室外熱交換器で凝縮した 、その一部が上記高圧配管から分岐した冷 配管へ流れて上記インジェクション回路に 入する。上記インジェクション回路に流入 た高圧冷媒は、上記減圧弁で所定圧力まで 圧されて中間圧冷媒となる。この中間圧冷 が各中間ポートに向かって分流した後、各 間ポートを介して各圧縮機へインジェクシ ンされる。この中間圧冷媒のインジェクシ ンにより、各圧縮機の冷媒吐出ガス温度を 定温度以下まで低減することができる。

特開2008-076017号公報

 しかしながら、上記複数の圧縮機のうち なくとも1つが可変容量型圧縮機で構成され 、他が固定容量型圧縮機で構成された場合に おいて、上記可変容量型圧縮機の運転容量を 小さくしている状態で、上記インジェクショ ン回路により各圧縮機にインジェクションを 行うと、上記減圧弁を流出した中間圧冷媒が 、固定容量型圧縮機よりも可変容量型圧縮機 の方へ流れやすくなることがある。この可変 容量型圧縮機側への中間圧冷媒の偏流は、該 可変容量型圧縮機の運転容量が小さくなるほ ど大きくなる。

 これは、上記可変容量型圧縮機の運転容 を小さくするほど、該可変容量型圧縮機の 縮室が中間圧位置になっている時間が長く ることに起因する。上記可変容量型圧縮機 、圧縮室の容積が周期的に増減を繰り返す ともに、その周期を所定範囲内で自在に変 することができるように構成されている。 の可変容量型圧縮機において、運転容量を さくするために、上記圧縮室の容積変化の 期を長く(運転周波数を低く)すると、圧縮 が中間圧位置になっている時間が以前より 長くなる。この時間が長くなると、上記圧 室の中間圧位置に開口する中間ポートの開 時間も長くなる。そして、この開口時間が くなった分だけ、上記中間圧冷媒が中間圧 置の圧縮室へ流れやすくなる。

 このように、上記中間圧冷媒が固定容量 圧縮機よりも可変容量型圧縮機の方へ流れ すくなると、上記可変容量型圧縮機の冷媒 出ガス温度が低くなり過ぎるとともに、上 固定容量型圧縮機の冷媒吐出ガス温度が低 ならないという問題が生じる。

 本発明は、かかる点に鑑みてなされたも であり、その目的は、互いに並列に接続さ た可変容量型圧縮機及び固定容量型圧縮機 らなる複数の圧縮機を備えた冷凍装置にお て、両方の圧縮機間に生じる冷媒吐出ガス 度のアンバランスをできるだけ抑えながら 両方の圧縮機にインジェクション回路の中 圧冷媒をインジェクションすることにある

 第1の発明は、互いに並列に接続された複 数の圧縮機(21a,21b,21c)(114a,114b,114c)が設けられ 冷凍サイクルを行う冷媒回路(10)(200)と、上 各圧縮機(21a,21b,21c)(114a,114b,114c)における圧 室(4a,4b,4c)の中間圧位置に開口する中間ポー (5,6,7)と、上記冷媒回路(10)と各中間ポート(5 ,6,7)とを接続するとともに該冷媒回路(10)(200) 流れる高圧冷媒を分岐させて中間圧冷媒を 成する分岐配管(37)(130)を有して上記中間圧 媒を各圧縮室(4a,4b,4c)にインジェクションす るインジェクション回路(40)(130)とを備える冷 凍装置を前提としている。

 そして、上記冷凍装置において、複数の 縮機(21a,21b,21c)(114a,114b,114c)の少なくとも1つ 可変容量型圧縮機(21a)(21a,21b)(114a,114b)で構成 され、他は固定容量型圧縮機(21b,21c)(21c)(114c) 構成されるとともに、上記可変容量型圧縮 (21a)(21a,21b)(114a,114b)の中間ポート(5)(5,6)は、 記固定容量型圧縮機(21b,21c)(21c)(114c)の中間 ート(6,7)(7)よりも小径に形成されていること を特徴としている。なお、本発明の可変容量 型圧縮機(21a)(21a,21b)(114a,114b)は、電動機など アクチュエータの回転数ないし周波数を変 することにより、運転容量を調整するもの ある。

 第1の発明では、上記可変容量型圧縮機(21 a)(21a,21b)(114a,114b)の運転容量が小さくなって 間ポート(5)の開口時間が長くなり、上記中 圧冷媒が該可変容量型圧縮機(21a)(21a,21b)(114a, 114b)の方へ流れやすくなったとしても、該可 容量型圧縮機(21a)(21a,21b)(114a,114b)の中間ポー ト(5)を固定容量型圧縮機(21b,21c)(21c)(114c)の中 ポート(6,7)よりも小径に形成することによ 、上記中間圧冷媒を可変容量型圧縮機(21a)(21 a,21b)(114a,114b)の方へ流れにくくすることがで る。

 第2の発明は、第1の発明において、上記 ンジェクション回路(40)(130)に設けられて可 容量型圧縮機(21a)(21a,21b)(114a,114b)にインジェ ションされる冷媒の流量を調整する第1流量 調整弁(30a)(211,212)を有し、上記可変容量型圧 機(21a)(21a,21b)の運転容量が小さくなるほど 上記第1流量調整弁(30a)(211,212)の弁開度を小 くする第1制御部(9a)(210a)を有する制御手段(9) (210)を備えていることを特徴としている。

 第2の発明では、上記可変容量型圧縮機(21 a)(21a,21b)(114a,114b)の運転容量が小さくなって 可変容量型圧縮機(21a)(21a,21b)(114a,114b)の中間 ート(5)の開口時間が長くなったとしても、 記第1流量調整弁(30a)(211,212)の弁開度を小さ することにより、上記中間圧冷媒を可変容 型圧縮機(21a)(21a,21b)(114a,114b)の方へ流れにく くすることができる。

 第3の発明は、第2の発明において、上記 岐配管(37)(130)は、上記可変容量型圧縮機(21a) (21a,21b)(114a,114b)に接続された第1分岐管(37a)(37a ,37b)(130a,130b)と上記固定容量型圧縮機(21b,21c)(2 1c)に接続された第2分岐管(37b,37c)(37c)(130c)とを 有し、上記第1分岐管(37a)(37a,37b)には上記第1 量調整弁(30a)(211,212)が設けられ、上記第2分 管(37b,37c)(37c)には該固定容量型圧縮機(21b,21c) (21c)(114c)にインジェクションされる冷媒の流 を調整する第2流量調整弁(30b,30c)(30c)(213)が けられる一方、上記制御手段(9)(210)は、上記 可変容量型圧縮機(21a)(21a,21b)(114a,114b)の運転 量が小さくなるほど、上記第2流量調整弁(30b ,30c)(30c)(213)の弁開度を大きくする第2制御部(9 b)(210b)を備えていることを特徴としている。

 第3の発明では、上記可変容量型圧縮機(21 a)の運転容量が小さくなって該可変容量型圧 機(21a)の中間ポート(5)の開口時間が長くな たとしても、上記第2流量調整弁(30b,30c)の弁 度を大きくすることにより、上記中間圧冷 は、上記固定容量型圧縮機(21b,21c)の方へ流 やすくなった分、上記可変容量型圧縮機(21a )の方へ流れにくくなる。

 第4の発明は、第1から第3の何れか1つの発 明において、上記分岐配管(37)(130)は、高圧冷 媒を減圧して中間圧冷媒を生成する減圧手段 (29)を有し、上記インジェクション回路(40)に 、上記分岐配管(37)(130)から流出した中間圧 媒と上記冷媒回路(10)(200)を流れる高圧冷媒 を熱交換させる過冷却熱交換器(28)(117)が設 られていることを特徴としている。

 第4の発明では、上記分岐配管(37)(130)から 流出した中間圧冷媒を、そのまま各圧縮室(4a ,4b,4c)にインジェクションするのでなく、上 分岐配管(37)(130)から流出した中間圧冷媒を 一旦減圧して、上記高圧冷媒と熱交換させ 該高圧冷媒を冷却した後で、上記各圧縮室(4 a,4b,4c)にインジェクションすることができる これにより、上記過冷却熱交換器(28)(117)を けない場合に比べて、上記高圧冷媒の過冷 度を大きくすることができる。

 第5の発明は、第1から第4のいずれか1つの 発明において、上記冷媒回路(10)200)には空調 統の利用側熱交換器(54)と冷蔵・冷凍系統の 利用側熱交換器(64a,64b)とが設けられ、上記各 圧縮機(114a,114b,114c)には、空調系統の利用側 交換器(54)に接続される圧縮機と、冷蔵・冷 系統の利用側熱交換器(64a,64b)に接続される 縮機とが含まれていることを特徴としてい 。

 第5の発明では、上記冷媒回路(200)に空調 統の利用側熱交換器と冷蔵・冷凍系統の利 側熱交換器とが設けられた冷凍装置(100)で って、上記各圧縮機(114a,114b,114c)に、空調系 の利用側熱交換器に接続される圧縮機と、 蔵・冷凍系統の利用側熱交換器に接続され 圧縮機とが含まれている場合に、可変容量 縮機(21a)(21a,21b)(114a,114b)の運転容量が少ない 場合にインジェクション量を抑えることがで きる。

 本発明によれば、上記可変容量型圧縮機( 21a)(21a,21b)(114a,114b)の中間ポート(5)を固定容量 型圧縮機(21b,21c)(21c)(114c)の中間ポート(6,7)よ も小径に形成することにより、上記中間圧 媒を可変容量型圧縮機(21a)(21a,21b)(114a,114b)の へ流れにくくすることができる。

 これにより、上記可変容量型圧縮機(21a)(2 1a,21b)(114a,114b)の中間ポート(5)を小径に形成し ない場合に比べて、上記可変容量型圧縮機(21 a)(21a,21b)(114a,114b)の冷媒吐出ガス温度が低く り過ぎないようにすることができる。又、 記中間圧冷媒は、上記可変容量型圧縮機(21a) (21a,21b)(114a,114b)の方へ流れにくくなった分、 記固定容量型圧縮機(21b,21c)(21c)(114c)の方へ れるので、上記可変容量型圧縮機(21a)(21a,21b) (114a,114b)の中間ポート(5)を小径に形成しない 合に比べて、上記固定容量型圧縮機(21b,21c)( 21c)(114c)の冷媒吐出ガス温度を低くすること できる。以上より、可変容量型圧縮機(21a)(21 a,21b)(114a,114b)と固定容量型圧縮機(21b,21c)(21c)(1 14c)との間に生じる冷媒吐出ガス温度のアン ランスをできるだけ抑えながら、両方の圧 機(21a,21b,21c)(114a,114b,114c)にインジェクション することができる。

 また、上記第2の発明によれば、上記可変 容量型圧縮機(21a)の運転容量が小さくなるほ 、上記制御手段(9)(210)が上記第1流量調整弁( 30a)の弁開度を小さくする。これにより、上 第1流量調整弁(30a)を設けない場合に比べて 上記中間圧冷媒を可変容量型圧縮機(21a)の方 へ流れにくくすることができる。以上より、 上記可変容量型圧縮機(21a)の冷媒吐出ガス温 が、上記第1流量調整弁(30a)を設けない場合 比べて、より一層低くなり過ぎないように ることができる。

 また、上記第3の発明によれば、上記可変 容量型圧縮機(21a)(21a,21b)(114a,114b)の運転容量 小さくなるほど、上記制御手段(9)(210)が上記 第1流量調整弁(30a)(211,212)の弁開度を小さくす るとともに、上記第2流量調整弁(30b,30c)(30c)(21 3)の弁開度を大きくする。これにより、上記 1流量調整弁(30a)(211,212)の弁開度のみを調整 る場合に比べて、上記中間圧冷媒を可変容 型圧縮機(21a)(21a,21b)(114a,114b)の方へ流れにく くすることができる。以上より、上記可変容 量型圧縮機(21a)(21a,21b)(114a,114b)の冷媒吐出ガ 温度が、上記第1流量調整弁(30a)(211,212)の弁 度のみを調整する場合に比べて、より一層 くなり過ぎないようにすることができる。

 また、上記第4の発明によれば、各圧縮機 (21a,21b,21c)(114a,114b,114c)にインジェクションし がら、上記高圧冷媒の過冷却度を大きくす ことができる。これにより、冷凍装置のCOP 向上させつつ、可変容量型圧縮機(21a)(21a,21b )(114a,114b)と固定容量型圧縮機(21b,21c)(21c)(114c) の間に生じる冷媒吐出ガス温度のアンバラ スをできるだけ抑えることができる。

 また、上記第5の発明によれば、上記冷媒 回路(200)に空調系統の利用側熱交換器と冷蔵 冷凍系統の利用側熱交換器とが設けられた 凍装置(100)であって、上記各圧縮機(114a,114b, 114c)に、空調系統の利用側熱交換器に接続さ る圧縮機と、冷蔵・冷凍系統の利用側熱交 器に接続される圧縮機とが含まれている場 に、可変容量圧縮機(21a)(21a,21b)(114a,114b)の運 転容量が少ない場合にインジェクション量を 抑えることができる。

図1は、実施形態1に係る冷凍装置の冷 回路図である。 図2は、実施形態1の圧縮機における圧 機構の要部を示す横断面図である。 図3は、実施形態1の変形例に係る冷凍 置の冷媒回路図である。 図4は、実施形態2に係る冷凍装置の冷 回路図である。 図5は、実施形態2における冷房運転時 冷媒の流れを表す冷媒回路図である。 図6は、実施形態2における暖房運転時 冷媒の流れを表す冷媒回路図である。 図7は、実施形態2における冷蔵冷凍運 時の冷媒の流れを表す冷媒回路図である。 図8は、実施形態2における冷却冷房運 時の冷媒の流れを表す冷媒回路図である。 図9は、実施形態2における冷却冷房運 時の別の冷媒の流れを表す冷媒回路図であ 。 図10は、実施形態2における第1冷却暖 運転時の冷媒の流れを表す冷媒回路図であ 。 図11は、実施形態2における第2冷却暖 運転時の冷媒の流れを表す冷媒回路図であ 。 図12は、実施形態2における第3冷却暖 運転時の冷媒の流れを表す冷媒回路図であ 。

 以下、本発明の実施形態を図面に基づい 詳細に説明する。

 《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。

  〈全体構成〉
 本実施形態の冷凍装置(1)は、複数の冷蔵倉 を冷却するものである。図1に示すように、 上記冷凍装置(1)は、庫外ユニット(2)と、複数 の庫内ユニット(3)と、コントローラ(9)とを備 えている。上記庫外ユニット(2)は屋外に設置 され、各庫内ユニット(3)は各冷蔵倉庫ごとに 設置されている。又、上記庫外ユニット(2)に は庫外回路(20)が、各庫内ユニット(3)には庫 回路(50)がそれぞれ設けられている。そして この冷凍装置(1)の冷媒回路(10)は、蒸気圧縮 式冷凍サイクルを行うように、庫外回路(20) 対して複数の庫内回路(50)が並列に接続され 構成されている。

 具体的に、上記庫外回路(20)と各庫内回路 (50)とは、第1連絡配管(14)及び第2連絡配管(15) よって互いに接続されている。上記第1連絡 配管(14)の一端は、上記庫外回路(20)の一端部 設けられた第1閉鎖弁(11)に接続され、該第1 絡配管(14)の他端は分岐して、各庫内回路(50 )の一端にそれぞれ接続されている。又、上 第2連絡配管(15)の一端は、上記庫外回路(20) 他端部に設けられた第2閉鎖弁(12)に接続され 、該第2連絡配管(15)の他端は分岐して、各庫 回路(50)の他端にそれぞれ接続されている。

  〈庫外ユニット〉
 上記庫外ユニット(2)の庫外回路(20)には、第 1から第3までの3台の圧縮機(21a,21b,21c)と、四 切換弁(24)と、庫外熱交換器(25)と、レシーバ (27)と、過冷却熱交換器(28)と、過冷却用減圧 (減圧手段)(29)と、庫外膨張弁(31)とが設けら れている。

 全ての圧縮機(21a,21b,21c)は、何れも全密閉 式高圧ドーム型のスクロール圧縮機で構成さ れ、各圧縮機(21a,21b,21c)には、中間圧位置に 口する中間ポート(5,6,7)を有する圧縮室(4a,4b, 4c)を備えた圧縮機構と該圧縮機構を駆動する 電動機とがそれぞれ設けられている。

 第1圧縮機(可変容量型圧縮機)(21a)の電動 には、該電動機の回転数を所定範囲内で自 に変更可能なインバータが設けられている このインバータにより電動機の回転数を調 して、上記第1圧縮機(21a)の運転容量を増減 せている。又、上記第2,第3圧縮機(固定容量 圧縮機)(21b,21c)の電動機には、上記インバー タは設けられておらず、該電動機の回転数は 固定されている。したがって、上記第2,第3圧 縮機(21b,21c)の運転容量は一定となる。

 図2は、上記第1圧縮機(21a)における圧縮機 構(47)の要部を示す横断面図である。尚、上 第2,第3圧縮機(21b,21c)の圧縮機構は、後述す 中間ポート(6,7)の径が異なる以外、上記第1 縮機(21a)の圧縮機構(47)と同様の構成である め、説明は省略する。

 図2に示すように、上記圧縮機構(47)は、 定スクロール(41)と、該固定スクロール(41)に 噛合する可動スクロール(42)とを備えている そして、上記固定スクロール(41)に設けられ 固定側ラップ(41a)と上記可動スクロール(42) 設けられた可動側ラップ(42b)とが噛合して 画形成された第1、第2圧縮室(43,44)を備えて る。

 尚、固定側ラップ(41a)の内周面と可動側 ップ(42b)の外周面との間に形成されるものが 第1圧縮室(43)であり、固定側ラップ(41a)の外 面と可動側ラップ(42b)の内周面との間に形成 されるものが第2圧縮室(44)である。これらの 縮室(43,44)は、可動スクロール(42)の公転運 に伴って、該圧縮室(43,44)の容積が増減する うになっている。

 上記固定スクロール(41)の外周側には、吸 入ポート(45)が形成されている。この吸入ポ ト(45)は、可動スクロール(42)の公転運動に伴 って両方の圧縮室(43,44)に間欠的に連通する うに構成されている。又、上記固定スクロ ル(41)の中央部には、吐出ポート(46)が形成さ れている。この吐出ポート(46)は、可動スク ール(42)の公転運動に伴って両方の圧縮室(43, 44)に間欠的に連通するように構成されている 。

 そして、上記固定スクロール(41)には、中 間ポート(5)が形成されている。この中間ポー ト(5)は、可動スクロール(42)の公転運動に伴 て上記第1圧縮室(43)に間欠的に連通するよう に構成されている。

 具体的には、第1圧縮室(43)が吸入ポート(4 5)及び吐出ポート(46)のどちらにも連通してい ない中間圧位置にあるときに、上記中間ポー ト(5)と第1圧縮室(43)とが連通し、第1圧縮室(43 )が中間圧位置以外の位置にあるときに、上 中間ポート(5)と第1圧縮室(43)とが遮断される 。

 又、上記第1圧縮機(21a)の中間ポート(5)は 図2に仮想線で示している上記第2,第3圧縮機 (21b,21c)の中間ポート(6,7)よりも小径に形成さ ている。

 上記各圧縮機(21a,21b,21c)の吐出側には、そ れぞれ吐出管(22a,22b,22c)が接続されている。 吐出管(22a,22b,22c)には、それぞれ逆止弁(CV)が 設けられている。これらの吐出管(22a,22b,22c) 、吐出合流管(22)を介して上記四路切換弁(24) の第1ポートに接続されている。上記逆止弁(C V)は、各圧縮機(21a,21b,21c)から吐出合流管(22) 向かう冷媒の流れのみを許容する向きに設 られている。

 又、上記各吐出管(22a,22b,22c)には、それぞ れ逆止弁(CV)の上流側に油分離器(38a,38b,38c)が けられている。上記各油分離器(38a,38b,38c)は 、圧縮機(21a,21b,21c)の吐出冷媒から冷凍機油 分離するためのものである。そして、各油 離器(38a,38b,38c)には、それぞれ油戻し管(39a,39 b,39c)が接続されている。これら3つの油戻し (39a,39b,39c)は、油戻し合流管(39)の一端で合流 している。油戻し合流管(39)の他端は、後述 る第2インジェクション配管(38)におけるガス 抜き管(48)の接続部に接続されている。又、 記各油戻し管(39a,39b,39c)には、上記油分離器( 38a,38b,38c)の側から順に逆止弁(CV)とキャピラ チューブ(CP)とが設けられている。

 尚、上記各油戻し管(39a,39b,39c)に設けられ た逆止弁(CV)は、油戻し合流管(39)へ向かう冷 機油の流れのみを許容する向きに設けられ いる。

 上記各圧縮機(21a,21b,21c)の吸入側には、そ れぞれ吸入管(23a,23b,23c)が接続されている。 れらの吸入管(23a,23b,23c)は、吸入合流管(23)を 介して四路切換弁(24)の第2ポートに接続され いる。

 上記四路切換弁(24)の第3ポートには庫外 交換器(25)の一端が、該四路切換弁(24)の第4 ートには第2閉鎖弁(12)がそれぞれ接続されて いる。この四路切換弁(24)は、第1ポートと第3 ポートが互いに連通し且つ第2ポートと第4ポ トが互いに連通する第1状態(図1に実線で示 状態)と、第1ポートと第4ポートが互いに連 し且つ第2ポートと第3ポートが互いに連通 る第2状態(図1に破線で示す状態)とに切り換 可能となっている。

 上記庫外熱交換器(25)の他端は、第1冷媒 管(32)を介してレシーバ(27)の頂部に接続され ている。上記庫外熱交換器(25)は、クロスフ ン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換 である。庫外熱交換器(25)の近傍には、庫外 ァン(26)が設けられている。そして、上記庫 外熱交換器(25)は、庫外ファン(26)によって送 れた庫外空気と該庫外熱交換器(25)内を流れ る冷媒とを熱交換するように構成されている 。第1冷媒配管(32)には逆止弁(CV)が設けられて おり、該逆止弁(CV)は上記庫外熱交換器(25)か レシーバ(27)へ向かう冷媒の流れのみを許容 する向きに設けられている。

 上記過冷却熱交換器(28)は、高圧側流路(28 a)と中圧側流路(28b)とを有し、上記高圧側流 (28a)および上記中圧側流路(28b)を流れる冷媒 士が熱交換するように構成されている。

 上記高圧側流路(28a)の流入端は、レシー (27)の底部に接続されている。また、高圧側 路(28a)の流出端は、第2冷媒配管(33)を介して 第1閉鎖弁(11)に接続されている。上記第2冷媒 配管(33)には逆止弁(CV)が設けられており、該 止弁(CV)は上記過冷却熱交換器(28)から第1閉 弁(11)へ向かう冷媒の流れのみを許容する向 きに設けられている。一方、中圧側流路(28b) 流入端及び流出端は、それぞれ本発明に係 インジェクション回路(40)に接続されている 。

 上記インジェクション回路(40)は、各圧縮 機(21a,21b,21c)に冷媒をインジェクションする めのものであり、第1インジェクション配管( 分岐配管)(37)と第2インジェクション配管(38) 第1、第2、第3分岐インジェクション配管(37a, 37b,37c)とを備えている。

 上記第1インジェクション配管(37)は、上 第2冷媒配管(33)における逆止弁(CV)の上流側 ら分岐して、上記中圧側流路(28b)の流入端に 接続されている。又、上記第1インジェクシ ン配管(37)には過冷却用減圧弁(減圧手段)(29) 設けられている。この過冷却用減圧弁(29)は 、開度可変な電子膨張弁により構成されてい る。

 上記第2インジェクション配管(38)の一端 、上記中圧側流路(28b)の流出端が接続され、 該第2インジェクション配管(38)の他端は、第1 、第2、第3分岐インジェクション配管(37a,37b,3 7c)に分岐している。第1、第2、第3分岐インジ ェクション配管(37a,37b,37c)は、それぞれ各圧 機(21a,21b,21c)の中間ポート(5,6,7)に接続されて いる。尚、第1分岐インジェクション配管(37a) は本発明に係る第1分岐管(37a)を構成し、第2 第3分岐インジェクション配管(37b,37c)は本発 に係る第2分岐管(37b,37c)を構成する。

 上記第1分岐インジェクション配管(37a)に 第1流量調整弁(30a)が設けられ、第2、第3分 インジェクション配管(37b,37c)にはそれぞれ 2流量調整弁(30b,30c)が設けられている。この 1、第2流量調整弁(30a,30b,30c)は、開度可変な 子膨張弁により構成されている。

 上記レシーバ(27)は、上述したように庫外 熱交換器(25)と過冷却熱交換器(28)との間に配 され、庫外熱交換器(25)で凝縮した高圧冷媒 を一時的に貯留できるようになっている。ま た、レシーバ(27)の頂部には、電磁弁(SV)を有 るガス抜き管(48)の一端が接続されている。 ガス抜き管(48)の他端は、第2インジェクショ 配管(38)の途中に接続されている。このガス 抜き管(48)は、電磁弁(SV)を開状態とすること 、レシーバ(27)から第2インジェクション配 (38)へガス冷媒が流れるようになっている。

 上記第2冷媒配管(33)における逆止弁(CV)と 1閉鎖弁(11)の間には、第3冷媒配管(35)の一端 が接続されている。第3冷媒配管(35)の他端は 第1冷媒配管(32)における逆止弁(CV)の下流側 接続されている。第3冷媒配管(35)には逆止 (CV)が設けられており、該逆止弁(CV)は第1閉 弁(11)から第1冷媒配管(32)へ向かう冷媒の流 のみを許容する向きに設けられている。

 また、第1冷媒配管(32)と第2冷媒配管(33)と の間には、レシーバ(27)および過冷却熱交換 (28)をバイパスする第4冷媒配管(36)が接続さ ている。上記第4冷媒配管(36)の一端は第1冷 配管(32)における逆止弁(CV)の上流側に接続さ れている。上記第4冷媒配管(36)の他端は第2冷 媒配管(33)における第1インジェクション配管( 37)の接続部よりも上流側に接続されている。 この第4冷媒配管(36)には、庫外膨張弁(31)が設 けられている。庫外膨張弁(31)は、開度が調 可能な電子膨張弁である。

 上記庫外回路(20)には、各種センサや圧力 スイッチが設けられている。具体的に、各吐 出管(22a,22b,22c)には、それぞれ吐出管温度セ サ(61)と高圧圧力スイッチ(62)が設けられてい る。吐出管温度センサ(61)は吐出管(22a,22b,22c) 温度を検出するものであり、高圧圧力スイ チ(62)は吐出圧力を検出して異常高圧時には 冷凍装置(1)を緊急停止させるものである。吸 入合流管(23)には、該吸入合流管(23)の温度を 出するための吸入管温度センサ(63)が設けら れている。

 各吐出管(22a,22b,22c)の合流箇所(即ち、吐 合流管(22)の流入端)には、圧縮機(21a,21b,21c) 吐出圧力を検出するための吐出圧力センサ(6 4)が設けられている。各吸入管(23a,23b,23c)の合 流箇所には、圧縮機(21a,21b,21c)の吸入圧力を 出するための吸入圧力センサ(65)が設けられ いる。庫外ファン(26)の近傍には、外気温度 を検出するための外気温センサ(67)が設けら ている。

 また、上記第2冷媒配管(33)には、第1液温 センサ(68)が設けられている。第1インジェ ション配管(37)における過冷却用減圧弁(29)の 下流側には、第2液温度センサ(69)が設けられ いる。各液温度センサ(68,69)は、液冷媒の温 度を検出するものである。

  〈庫内ユニット〉
 上記2つの庫内ユニット(3)は同様に構成され ている。各庫内ユニット(3)には、庫内回路(50 )が設けられている。上記庫内回路(50)は、一 側から他端側へ向かって順に、加熱用配管( 51)、庫内膨張弁(52)および庫内熱交換器(53)が けられている。

 上記加熱用配管(51)は、上記庫内熱交換器 (53)の下方に設けられたドレンパン(55)に取り けられている。このドレンパン(55)は、庫内 熱交換器(53)から滴下する結露水を回収する のである。ここで、上記ドレンパン(55)に上 加熱用配管(51)が取り付けられているのは、 上記結露水が凍結して生成される氷塊を、加 熱用配管(51)を流通する高圧冷媒の熱を利用 て融解するためである。

 上記庫内膨張弁(52)は、開度が調節可能な 電子膨張弁で構成されている。

 上記庫内熱交換器(53)は、クロスフィン式 のフィン・アンド・チューブ型熱交換器で構 成され、該庫内熱交換器(53)の近傍には、庫 ファン(54)が設けられている。そして、上記 内熱交換器(53)は、冷媒が庫内ファン(54)に って送られた庫内空気と該庫内熱交換器(53) を流れる冷媒とを熱交換するように構成さ ている。

 また、上記庫内回路(50)には、3つの温度 ンサが設けられている。具体的に、庫内熱 換器(53)の伝熱管には、冷媒の蒸発温度を検 するための蒸発温度センサ(72)が設けられて いる。庫内回路(50)におけるガス側端の近傍 は、ガス冷媒の温度を検出するための冷媒 度センサ(73)が設けられている。庫内ファン( 54)の近傍には、庫内の温度を検出するための 庫内温度センサ(74)が設けられている。

  〈コントローラ〉
 上記コントローラ(9)は、上述した各センサ( 61~69,71~74)および高圧圧力スイッチ(62)の検出 が入力される。そして、これら検出値に基 いて、上記コントローラ(9)は、各圧縮機(21a, 21b,21c)及びファン(26,54)の駆動制御、各種の弁 (24,29,31,52,SV)の切換や開度調節を行いながら 上記冷凍装置(1)の運転を制御する。

 例えば、上記コントローラ(9)において、 記過冷却用減圧弁(29)の開度調整は、各吐出 管温度センサ(61)に基づいて行われる。又、 記コントローラ(9)は、上記第1流量調整弁(30a )の開度調整を行う第1制御部(9a)と、上記第2 量調整弁(30b,30c)の開度調整を行う第2制御部( 9b)とを備えている。

 上記第1制御部(9a)は、第1圧縮機(21a)に設 られた上記インバータの運転周波数に基づ て、上記第1流量調整弁(30a)の弁開度を調整 るように構成されている。一方、上記第2制 部(9b)は、上記インバータの運転周波数に基 づいて、上記第2流量調整弁(30b,30c)の弁開度 調整するように構成されている。

 -運転動作-
 以下に、上記冷凍装置(1)の運転動作につい 説明する。冷凍装置(1)は、冷蔵倉庫内を所 温度(例えば、5℃)に維持する冷却運転を行 ように構成されている。

 この冷却運転では、3台の圧縮機(21a,21b,21c )のうち少なくとも1台が駆動されて、各庫内 ニット(3)で庫内が冷却される。ここでは、3 台全ての圧縮機(21a,21b,21c)を駆動する場合に いて説明する。また、この冷却運転におい 、四路切換弁(24)は第1状態に設定される。ま た、過冷却用減圧弁(29)および庫内膨張弁(52) 開度が適宜調節される一方、庫外膨張弁(31) が全閉状態に設定される。各電磁弁(SV)は、 転状態に応じて開閉される。

 この冷却運転では、上記第1、第2,第3圧縮 機(21a,21b,21c)が駆動されると、冷媒回路(10)に いて図1に示す実線の矢印の方向に冷媒が流 れる。このとき、上記庫外熱交換器(25)が凝 器として機能し、且つ上記各庫内熱交換器(5 3)が蒸発器として機能することにより、上記 媒回路(10)において蒸気圧縮式冷凍サイクル が行われる。

 具体的に、上記第1、第2,第3圧縮機(21a,21b, 21c)で圧縮された高圧ガス冷媒が各吐出管(22a, 22b,22c)から吐出される。各吐出管(22a,22b,22c)か ら吐出された高圧ガス冷媒は各油分離器(38a,3 8b,38c)に流入する。該各油分離器(38a,38b,38c)で 、高圧冷媒から冷凍機油が分離される。こ 分離した冷凍機油は、一旦各油分離器(38a,38 b,38c)内に貯留された後、各油戻し管(39a,39b,39c )および油戻し合流管(39)を通って第2インジェ クション配管(38)へ流入する。一方、冷凍機 が分離された高圧冷媒は、各油分離器(38a,38b ,38c)を流出して上記吐出合流管(22)で合流する 。

 上記吐出合流管(22)で合流した高圧冷媒は 、上記四路切換弁(24)を介して庫外熱交換器(2 5)へ流入する。庫外熱交換器(25)では、高圧冷 媒が庫外空気と熱交換して凝縮する。凝縮し た冷媒は、第1冷媒配管(32)、レシーバ(27)およ び過冷却熱交換器(28)の高圧側流路(28a)を順に 通過した後で第2冷媒配管(33)へ流入する。第2 冷媒配管(33)に流入した冷媒は、一部が第1イ ジェクション配管(37)へ流れ、残りが上記第 1閉鎖弁(11)を介して第1連絡配管(14)へ流れる

 第1インジェクション配管(37)の方へ流れ 高圧冷媒は、上記過冷却用減圧弁(29)で所定 圧力まで減圧されて中間圧冷媒となった後 上記過冷却熱交換器(28)の中圧側流路(28b)へ 入する。過冷却熱交換器(28)では、その中間 圧冷媒と高圧側流路(28a)を流れる高圧冷媒と 熱交換する。これにより、上記高圧冷媒が 却されて過冷却度が大きくなる一方、上記 間圧冷媒が加熱されてガス冷媒となる。こ ガス冷媒は、上記過冷却熱交換器(28)を流出 した後、第2インジェクション配管(38)を介し 第1、第2、第3分岐インジェクション配管(37a ,37b,37c)に分流する。

 そして、第1分岐インジェクション配管(37 a)に流入した中間圧冷媒は、その流量が上記 1流量調整弁(30a)で調整された後、第1圧縮機 (21a)における中間圧位置の第1圧縮室(43)にイ ジェクションされる。ここで、上記第1制御 (9a)により、第1圧縮機(21a)のインバータの運 転周波数が大きくなるほど、上記第1流量調 弁(30a)の弁開度は小さくなる。

 又、第2、第3分岐インジェクション配管(3 7b,37c)に流入した各中間圧冷媒は、その各流 が上記第2,3流量調整弁(30b,30c)で調整された 、第2,第3圧縮機(21b,21c)における中間圧位置 各圧縮室へそれぞれインジェクションされ 。ここで、上記第2制御部(9b)により、第1圧 機(21a)のインバータの運転周波数が大きくな るほど、上記第2,3流量調整弁(30b,30c)の弁開度 は大きくなる。

 一方、上記第1連絡配管(14)の方へ流れた 圧冷媒は、各庫内回路(50)へ分流する。庫内 路(50)へ流入した高圧冷媒は、加熱用配管(51 )を流通する。その際、ドレンパン(55)では、 熱用配管(51)を流れる冷媒によって結露水が 凍結した氷塊が加熱用配管(51)の冷媒によっ 融解される。これにより、加熱用配管(51)を れる高圧冷媒がさらに過冷却される。加熱 配管(51)を流出した高圧冷媒は、上記庫内膨 張弁(52)で減圧されて低圧冷媒になった後、 記庫内熱交換器(53)へ流入する。

 上記庫内熱交換器(53)では、低圧冷媒が庫 内空気と熱交換して蒸発する。これにより、 庫内空気が冷却される。各庫内熱交換器(53) 蒸発した冷媒は、第2連絡配管(15)を介して再 び庫外回路(20)へ流入する。庫外回路(20)へ流 した低圧冷媒は、四路切換弁(24)を介して吸 入合流管(23)へ流れ、吸入管(23a,23b,23c)から各 縮機(21a,21b,21c)へ吸入される。各圧縮機(21a,2 1b,21c)へ吸入された低圧冷媒は、上記中間ポ ト(5,6,7)から流入した中間圧冷媒とともに、 定の圧力まで圧縮されて高圧冷媒となる。 して、この高圧冷媒は、圧縮機(21a,21b,21c)か ら再び吐出される。このように冷媒が循環す ることにより、各冷蔵倉庫内を所定温度に維 持する冷却運転が行われる。

  -実施形態の効果-
 本実施形態によれば、上記第1圧縮機(21a)の 間ポート(5)を第2,第3圧縮機(21b,21c)の中間ポ ト(6,7)よりも小径に形成することにより、 記第2インジェクション配管(38)を流れる中間 圧冷媒を第1圧縮機(21a)の方へ流れにくくする ことができる。

 これにより、上記第1圧縮機(21a)の中間ポ ト(5)を小径に形成しない場合に比べて、上 第1圧縮機(21a)における高圧冷媒の温度が低 なり過ぎないようにすることができる。又 上記中間圧冷媒が上記第1圧縮機(21a)の方へ れにくくなった分、上記第2,第3圧縮機(21b,21 c)の方へ流れるので、上記第1圧縮機(21a)の中 ポート(5)を小径に形成しない場合に比べて 上記第2,第3圧縮機(21b,21c)における高圧冷媒 温度を低くすることができる。

 尚、上記第1圧縮機(21a)と上記第2,第3圧縮 (21b,21c)とに設定される運転容量の比率に応 て、上記第1圧縮機(21a)及び上記第2,第3圧縮 (21b,21c)の中間ポート(5,6,7)の大きさを決定す るとよい。つまり、上記第1圧縮機(21a)の可変 運転容量が、上記第2,第3圧縮機(21b,21c)の固定 運転容量よりも大きい場合には、上記第2,第3 圧縮機(21b,21c)の中間ポート(6,7)よりも上記第1 圧縮機(21a)の中間ポート(5)をさらに小さく形 する。

 以上より、第1圧縮機(21a)と第2,第3圧縮機( 21b,21c)との間に生じる高圧冷媒の温度のアン ランスをできるだけ抑えながら、両方の圧 機(21a,21b,21c)にインジェクションすることが できる。

 又、本実施形態によれば、上記第1制御部 (9a)において、上記第1圧縮機(21a)の運転容量 小さくなるほど、上記第1流量調整弁(30a)の 開度を小さくする。これにより、上記第1流 調整弁(30a)を設けない場合に比べて、上記 間圧冷媒を第1圧縮機(21a)の方へ流れにくく ることができる。

 以上より、上記第1圧縮機(21a)における高 冷媒の温度が、上記第1流量調整弁(30a)を設 ない場合に比べて、より一層低くなり過ぎ いようにすることができる。

 又、本実施形態によれば、上記第2制御部 (9b)において、上記第1圧縮機(21a)の運転容量 小さくなるほど、上記第2流量調整弁(30b,30c) 弁開度を大きくする。これにより、上記第1 流量調整弁(30a)の弁開度のみを調整する場合 比べて、上記中間圧冷媒を第1圧縮機(21a)の へ流れにくくすることができる。

 以上より、上記第1圧縮機(21a)における高 冷媒の温度が、上記第1流量調整弁(30a)の弁 度のみを調整する場合に比べて、より一層 くなり過ぎないようにすることができる。

 また、本実施形態によれば、各圧縮機(21a ,21b,21c)にインジェクションしながら、上記高 圧冷媒の過冷却度を大きくすることができる 。これにより、冷凍装置のCOPを向上させつつ 、第1圧縮機(21a)と第2,第3圧縮機(21b,21c)との間 に生じる高圧冷媒の温度のアンバランスをで きるだけ抑えることができる。

  -実施形態1の変形例-
 図3は、実施形態1の変形例に係る冷凍装置 冷媒回路図である。この変形例は、3台の圧 機(21a,21b,21c)に用いる可変容量型圧縮機と固 定容量型圧縮機の組み合わせと、3つの流量 整弁(30a,30b,30c)のうちの1つの弁の形式を図1 例から変更したものである。

 その他の構成は図1の例と同様であるため 、以下、構成が異なる部分について説明をす る。

 まず、第1圧縮機(21a)が可変容量型圧縮機 あり、第3圧縮機(21c)が固定容量型圧縮機で る点は図1の実施形態1と同じであるが、第2 縮機(21b)は、図1の例とは違って可変容量型 縮機により構成されている。

 また、可変容量型圧縮機である第1圧縮機 (21a)と第2圧縮機(21b)の中間ポート(5,6)にそれ れ接続される第1分岐インジェクション配管( 37a)と第2分岐インジェクション配管(37b)には 開度可変な電子膨張弁からなる第1流量調整 (30a,30b)が設けられているが、固定容量型圧 機である第3圧縮機(21c)の中間ポート(7)に接 される第3分岐インジェクション配管(37c)に 、開閉自在な電磁弁からなる第2流量調整弁 (30b)が設けられている。

 また、この変形例においても、可変容量 圧縮機である第1圧縮機(21a)と第2圧縮機(21b) 中間ポート(5,6)は、固定容量型圧縮機であ 第3圧縮機(21c)の中間ポート(7)よりも小径に 成されている。

 庫外回路(20)及び庫内回路(50)を含む冷媒 路(10)は、以上の点を除いて図1の実施形態1 同様に構成されている。

 なお、上記第1流量調整弁(30a,30b)の制御を 行う上記コントローラ(9)の第1制御部(9a)は、 1の実施形態1と同様に構成されている。一 、第2流量調整弁(30c)の制御を行う第2制御部( 9b)は、上記第1圧縮機(21a)と第2圧縮機(21b)のイ ンバータの運転周波数が所定値以上に大きい ときは第2流量調整弁(30c)を閉じる制御を行い 、所定値よりも小さくなると第2流量調整弁(3 0c)を開く制御を行う。

 この変形例の構成においても、各圧縮機( 21a,21b,21c)の中間ポート(5,6,7)の径の大きさを うようにしていることと、インバータの周 数に応じて各流量調整弁(30a,30b,30c)の動作を 御するようにしているので、各圧縮機(21a,21 b,21c)への冷媒インジェクション量を調整する ことができる。したがって、可変容量型圧縮 機である第1圧縮機(21a)及び第2圧縮機(21b)と、 固定容量型圧縮機である第3圧縮機(21c)との間 に生じる冷媒吐出ガス温度のアンバランスを 抑えることができる。

 《発明の実施形態2》
 本発明の実施形態2について説明する。

 この実施形態2に係る冷凍装置(100)は、例 ばコンビニエンスストアに設けられる。冷 装置(100)は、図4に示すように、室外に設置 れる室外ユニット(110)と、店内空間を空調 る室内ユニット(150)と、庫内を冷却する2台 庫内ユニット(160a,160b)と、ブースタユニット (180)とを備えている。2台の庫内ユニット(160a, 160b)は、冷蔵用の第1庫内ユニット(160a)と冷凍 用の第2庫内ユニット(160b)とから構成されて る。

 室外ユニット(110)には室外回路(111)が、室 内ユニット(150)には室内回路(152)が、第1庫内 ニット(160a)には第1庫内回路(161a)が、第2庫 ユニット(160b)には第2庫内回路(161b)が、ブー タユニット(180)にはブースタ回路(181)がそれ ぞれ設けられている。この冷凍装置(100)では 室外回路(111)、室内回路(152)、第1庫内回路(1 61a)、第2庫内回路(161b)、及びブースタ回路(181 )を4本の連絡配管(201,202,203,204)で接続するこ によって、蒸気圧縮冷凍サイクルを行う冷 回路(200)が構成されている。第1庫内回路(161a )と第2庫内回路(161b)は並列に接続されている また、第2庫内回路(161b)とブースタ回路(181) 直列に接続されている。

 そして、上記冷媒回路(200)には空調系統 利用側熱交換器と冷蔵・冷凍系統の利用側 交換器とが設けられている。また、後述す 各圧縮機(114a,114b,114c)には、空調系統の利用 熱交換器に接続される圧縮機と、冷蔵・冷 系統の利用側熱交換器に接続される圧縮機 が含まれている。

 4本の連絡配管(201,202,203,204)は、第1液側連 絡配管(201)、第2液側連絡配管(202)、第1ガス側 連絡配管(203)、及び第2ガス側連絡配管(204)か 構成されている。第1液側連絡配管(201)は、 端が室外回路(111)の第1液側閉鎖弁(205)に接 され、他端が室内回路(152)に接続されている 。第2液側連絡配管(202)は、一端が室外回路(11 1)の第2液側閉鎖弁(206)に接続され、他端が2手 に分岐して第1庫内回路(161a)と第2庫内回路(161 b)に接続されている。第1ガス側連絡配管(203) 、一端が室外回路(111)の第1ガス側閉鎖弁(207 )に接続され、他端が室内回路(152)に接続され ている。第2ガス側連絡配管(204)は、一端が室 外回路(111)の第2ガス側閉鎖弁(208)に接続され 他端が2手に分岐して第1庫内回路(161a)と第2 内回路(161b)に接続されている。また、第2庫 内回路(161b)とブースタ回路(181)との間は、接 ガス管(194)によって接続されている。

  〈室外ユニット〉
 室外回路(111)には、圧縮機構(140)、室外熱交 換器(115)、及びレシーバ(112)が設けられてい 。圧縮機構(140)は、第1可変容量圧縮機(114a) 固定容量圧縮機(114c)と第2可変容量圧縮機(114 b)とから構成されている。圧縮機構(140)では これらの圧縮機(114a,114b,114c)の吐出側が互い 接続されている。また、これらの圧縮機(114 a,114b,114c)は、吸入側が後述する第3四路切換 (133)に接続されている。本実施形態2では、 1可変容量圧縮機(114a)が第1圧縮機(114a)を構成 し、固定容量圧縮機(114c)及び第2可変容量圧 機(114b)がそれぞれ第2,第3圧縮機(114b,14c)を構 している。

 第1,第2可変容量圧縮機(114a,114b)には、イ バータを介して電力が供給される。第1,第2 変容量圧縮機(114a,114b)は、インバータの出力 周波数を変化させることによって、その運転 容量を段階的に調節することができるように 構成されている。一方、固定容量圧縮機(114c) は、電動機が常に一定の回転速度で運転され るものであって、その運転容量が変更不能と なっている。

 第1可変容量圧縮機(114a)は、庫内ユニット (160a,160b)で蒸発した冷媒を吸入する庫内用圧 機を構成している。第1可変容量圧縮機(114a) は、庫内専用の圧縮機である。固定容量圧縮 機(114c)は、冷房運転時に室内ユニット(150)で 発した冷媒を吸入する室内用圧縮機を構成 ている。第2可変容量圧縮機(114b)は、室内専 用の圧縮機である。また、第2可変容量圧縮 (114b)は、後述する第3四路切換弁(133)が第1状 のときに庫内用圧縮機を構成し、その第3四 路切換弁(133)が第2状態のときに室内用圧縮機 を構成する。つまり、第2可変容量圧縮機(114b )は、庫内用圧縮機と室内用圧縮機に兼用さ る。

 圧縮機構(140)では、冷蔵側及び冷凍側の 内熱交換器(164a,64b)における冷却負荷の合計 ある庫内側負荷が比較的小さい場合には、 1可変容量圧縮機(114a)のみが庫内用圧縮機に 設定され、その第1可変容量圧縮機(114a)の運 容量が、例えば第1可変容量圧縮機(114a)の吸 管(157a)の圧力が一定値になるように調節さ る。その結果、第1可変容量圧縮機(114a)の運 転容量は、庫内側負荷に応じて調節されるこ とになる。そして、庫内側負荷が第1可変容 圧縮機(114a)の運転容量の最大値を超えると 固定容量圧縮機(114c)も庫内用圧縮機に設定 れる。このとき、庫内用圧縮機の合計運転 量は、第1可変容量圧縮機(114a)によって調節 れる。

 また、室内熱交換器(154)における冷房負 が比較的小さい場合には、第1可変容量圧縮 (114b)のみが室内用圧縮機に設定される。そ て、冷房負荷が大きくなると、固定容量圧 機(114c)も室内用圧縮機に設定される。なお 庫内側負荷と冷房負荷が共に大きい場合に 、固定容量圧縮機(114c)は庫内用圧縮機に優 的に用いられる。

 第1可変容量圧縮機(114a)、固定容量圧縮機 (114c)、及び第2可変容量圧縮機(114b)は共に、 えば全密閉の高圧ドーム型のスクロール圧 機により構成されている。各圧縮機(114)は、 既に図2で説明したのと同様のスクロール式 圧縮機構(47)を備えている。圧縮機構(47)の具 体的な説明は省略するが、第1可変容量圧縮 (114a)及び第2可変容量圧縮機(114b)の中間ポー (5,6)が固定容量圧縮機(114c)の中間ポート(7) り小径であることは実施形態1と同じである

 第1可変容量圧縮機(114a)の第1吐出管(156a) 固定容量圧縮機(114c)の第2吐出管(156b)及び第2 可変容量圧縮機(114b)の第3吐出管(156c)は、吐 合流管(121)に接続されている。吐出合流管(12 1)は、第1四路切換弁(131)に接続されている。 出合流管(121)からは吐出分岐管(122)が分岐し ている。吐出分岐管(122)は、第2四路切換弁(13 2)に接続されている。

 各吐出管(156)には、圧縮機(114)側から順に 、油分離器(137a,137b,137c)と高圧圧力スイッチ(1 39a,139b,139c)と逆止弁(CV1,CV2,CV3)とが配置されて いる。各高圧圧力スイッチ(139)は、異常高圧 に圧縮機(114)を緊急停止させるように構成 れている。各逆止弁(CV1,CV2,CV3)は、圧縮機(114 )へ向かう冷媒の流れを禁止するように構成 れている。

 第1可変容量圧縮機(114a)の第1吸入管(157a) 、第2ガス側閉鎖弁(208)に接続されている。 2可変容量圧縮機(114b)の第2吸入管(157b)は、第 2四路切換弁(132)に接続されている。固定容量 圧縮機(114c)の第3吸入管(157c)は、第3四路切換 (133)に接続されている。第1吸入管(157a)から 、第1吸入分岐管(158a)が分岐している。第2 入管(157b)からは、第2吸入分岐管(158b)が分岐 ている。第1吸入分岐管(158a)及び第2吸入分 管(158b)は共に第3四路切換弁(133)に接続され いる。また、第1吸入分岐管(158a)及び第2吸入 分岐管(158b)には、第3四路切換弁(133)側からの 冷媒の流れを禁止する逆止弁(CV7,CV8)がそれぞ れ設けられている。

 室外熱交換器(115)は、クロスフィン式の ィン・アンド・チューブ型熱交換器により 成されている。室外熱交換器(115)は熱源側熱 交換器を構成している。室外熱交換器(115)の 傍には、室外熱交換器(115)に室外空気を送 室外ファン(123)が設けられている。室外熱交 換器(115)では、冷媒と室外空気との間で熱交 が行われる。

 室外熱交換器(115)のガス側は、第1四路切 弁(131)に接続されている。室外熱交換器(115) の液側は、第1液管(124)を介してレシーバ(112) 頂部に接続されている。第1液管(124)には、 外熱交換器(115)へ向かう冷媒の流れを禁止 る逆止弁(CV9)が設けられている。

 レシーバ(112)は、縦長の密閉容器状に構 されている。レシーバ(112)では、室外熱交換 器(115)等で凝縮した高圧冷媒が一時的に貯留 れる。また、レシーバ(112)の底部には、第2 管(125)の一端が接続されている。第2液管(125 )の他端は、第1分岐配管(126)と第2分岐配管(127 )とに分岐している。

 第1分岐配管(126)は、第1液側閉鎖弁(205)に 続されている。第1分岐配管(126)は、第1液側 連絡配管(201)を介して室内回路(152)に連通し いる。第1分岐配管(126)には、第2液管(125)へ かう冷媒の流れを禁止する逆止弁(CV10)が設 られている。第1分岐配管(126)からは、第1液 (124)における逆止弁(CV9)とレシーバ(112)の間 接続された第3分岐管(128)が分岐している。 3分岐管(128)には、第1分岐配管(126)へ向かう 媒の流れを禁止する逆止弁(CV11)が設けられ いる。

 第2分岐配管(127)は、第2液側閉鎖弁(206)に 続されている。第2分岐配管(127)は、第2液側 連絡配管(202)を介して各庫内回路(161a,161b)に 通している。第2分岐配管(127)には、後述す 第2中間熱交換器(117)が接続されている。第2 岐配管(127)からは、第4分岐管(129)とインジ クション管(インジェクション回路を構成す 分岐配管)(130)とが分岐している。

 第4分岐管(129)は、第2中間熱交換器(117)と 2液側閉鎖弁(206)の間から分岐している。第4 分岐管(129)は、第2分岐配管(127)に接続されて る方とは逆端が第1液管(124)における室外熱 換器(115)と逆止弁(CV9)の間に接続されている 。第4分岐管(129)には、開度可変の電子膨張弁 により構成された第1室外膨張弁(166)が設けら れている。

 インジェクション管(130)は、第4分岐管(129 )の分岐箇所と第2液側閉鎖弁(206)の間から分 している。インジェクション管(130)はインジ ェクション通路を構成している。インジェク ション管(130)は、第2分岐配管(127)から延びる 注入管(130d)と、主注入管(130d)から分岐して 1可変容量圧縮機(114a)の中間ポート(5)に接続 する左側分岐注入管(130a)と、主注入管(130d)か ら分岐して第2可変容量圧縮機(114b)の中間ポ ト(6)に接続する右側分岐注入管(130b)と、主 入管(130d)から分岐して固定容量圧縮機(114c) 中間ポート(7)に接続する中央分岐注入管(130c )とを備えている。本実施形態2では、左側分 注入管(130a)と右側分岐注入管(130b)が本発明 第1分岐管を構成し、中央分岐注入管(130c)が 第2分岐管を構成している。また、第1可変容 圧縮機(114a)の中間ポート(5)及び第2可変容量 圧縮機(114b)の中間ポート(6)は固定容量圧縮機 (114c)の中間ポート(7)よりも小径である。

 主注入管(130d)には、第2室外膨張弁(減圧 段)(167)が設けられている。第2室外膨張弁(167 )は開度可変の電子膨張弁により構成されて る。第2室外膨張弁(167)では、第2分岐配管(127 )から主注入管(130d)に流入した冷媒が、冷凍 イクルにおける中間圧に減圧される。

 各分岐注入管(130a,130b,130c)には、流量調整 弁として電子膨張弁(211,212,213)が設けられて る。流量調整弁の機能は実施形態1と同じで る。

 本実施形態2では、室内熱交換器(154)及び 内熱交換器(164)の両方へ供給される冷媒を 却するための第1中間熱交換器(116)と、室内 交換器(154)及び庫内熱交換器(164)のうち庫内 交換器(164)だけに供給される冷媒を冷却す ための第2中間熱交換器(117)とが設けられて る。

 第1中間熱交換器(116)は、第1流路(116a)を流 通する冷媒と第2流路(116b)を流通する冷媒と 熱交換させるように構成されている。第1中 熱交換器(116)は、例えば二重管式熱交換器 より構成されている。第1中間熱交換器(116) は、第1流路(116a)が第2液管(125)に接続され、 1流路(116a)の内側に形成された第2流路(116b) 主注入管(130d)における第2室外膨張弁(167)の 流に接続されている。第1中間熱交換器(116) おける熱交換では、第2液管(125)の高圧の冷 が主注入管(130d)の中間圧の冷媒によって冷 される。

 第2中間熱交換器(117)は、第1流路(117a)を流 通する冷媒と第2流路(117b)を流通する冷媒と 熱交換させるように構成されている。第2中 熱交換器(117)は、例えばプレート式の熱交 器により構成されている。第2中間熱交換器( 117)では、第1流路(117a)が第2分岐配管(127)に接 され、第2流路(117b)が主注入管(130d)における 第1中間熱交換器(116)の下流に接続されている 。第2中間熱交換器(117)における熱交換では、 第2分岐配管(127)の高圧の冷媒が主注入管(130d) の中間圧の冷媒によって冷却される。

 第1四路切換弁(131)は、第1ポート(P1)が吐 合流管(121)に、第2ポート(P2)が第2四路切換弁 (132)の第4ポート(P4)に、第3ポート(P3)が室外熱 交換器(115)に、第4ポート(P4)が第1ガス側閉鎖 (1113)にそれぞれ接続されている。また、第2 四路切換弁(132)は、第1ポート(P1)が吐出分岐 (122)に、第2ポート(P2)が第2吸入管(157b)に、第 4ポート(P4)が第1四路切換弁(131)の第2ポート(P2 )にそれぞれ接続されている。第2四路切換弁( 132)の第3ポート(P3)は閉塞された閉鎖ポートに 構成されている。また、第3四路切換弁(133)は 、第1ポート(P1)が吐出合流管(121)に接続され 高圧管(136)に、第2ポート(P2)が第3吸入管(157c) に、第3ポート(P3)が第2吸入分岐管(158b)に、第 4ポート(P4)が第1吸入分岐管(158a)にそれぞれ接 続されている。

 第1乃至第3の各四路切換弁(131,32,33)は、第 1ポート(P1)と第3ポート(P3)が互いに連通して 2ポート(P2)と第4ポート(P4)が互いに連通する 1状態(図4に実線で示す状態)と、第1ポート(P 1)と第4ポート(P4)が互いに連通して第2ポート( P2)と第3ポート(P3)が互いに連通する第2状態( 4に破線で示す状態)との間で切換自在に構成 されている。

 本実施形態2では、第1吐出管(156a)に第1油 離器(137a)が、第2吐出管(156b)に第2油分離器(1 37b)が、第3吐出管(156c)に第3油分離器(137c)が設 けられている。各油分離器(137)は、密閉容器 に構成され、対応する圧縮機(114)から吐出 れた冷媒から冷凍機油を分離するように構 されている。

 また、第1油分離器(137a)には第1油戻し管(1 42)が接続され、第2油分離器(137b)には第2油戻 管(143)が接続され、第3油分離器(137c)には第3 油戻し管(144)が接続されている。各油戻し管( 142,143,144)は、油分離器(137)で分離された冷凍 油をインジェクション管(130)を通じて圧縮 (114)の中間圧の圧縮室に送るように構成され ている。上記各油戻し管(142,143,144)は合流し 後にインジェクション管(130)に接続され、各 圧縮機(114)へ中間ポート(5,6,7)から注入される 。

 第1油戻し管(142)には、第1油分離器(137a)側 から順番に、第1油分離器(137a)側へ戻る冷凍 油の流れを禁止する逆止弁(CV12)と、高圧の 凍機油を中間圧に減圧するキャピラリーチ ーブ(141a)とが設けられている。第2油戻し管( 143)には、第2油分離器(137b)側から順番に、第2 油分離器(137b)側へ戻る冷凍機油の流れを禁止 する逆止弁(CV13)と、高圧の冷凍機油を中間圧 に減圧するキャピラリーチューブ(141b)とが設 けられている。第3油戻し管(144)には、第3油 離器(137c)側から順番に、第3油分離器(137c)側 戻る冷凍機油の流れを禁止する逆止弁(CV14) 、高圧の冷凍機油を中間圧に減圧するキャ ラリーチューブ(141c)とが設けられている。

 また、室外ユニット(110)には、各種のセ サが設けられている。具体的に、吐出合流 (121)には、吐出圧力センサ(118)が設けられて る。各吐出管(156)には、吐出温度センサが けられている(図示省略)。第1吸入管(157a)に 、第1吸入圧力センサ(119a)及び第1吸入温度セ ンサ(120a)が設けられている。第2吸入管(157b) は、第2吸入圧力センサ(119b)及び第2吸入温度 センサ(120b)が設けられている。第2分岐配管(1 27)には、液温度センサ(172)が設けられている これらのセンサの検出値は、後述するコン ローラ(210)に入力される。

  〈室内ユニット〉
 室内回路(152)では、その液側端からガス側 へ向かって順に、室内膨張弁(153)と室内熱交 換器(154)とが設けられている。室内膨張弁(153 )は、開度が調節可能な電子膨張弁により構 されている。また、室内熱交換器(154)は、ク ロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型 熱交換器により構成されている。室内熱交換 器(154)は、第2利用側熱交換器(154)を構成して る。室内熱交換器(154)の近傍には、室内熱 換器(154)に室内空気を送る室内ファン(155)が けられている。室内熱交換器(154)では、冷 と室内空気との間で熱交換が行われる。

 また、室内回路(152)では、室内熱交換器(1 54)の伝熱管に、蒸発温度センサ(221)が設けら ている。また、室内回路(152)におけるガス 端の近傍に、ガス温度センサ(222)が設けられ ている。室内ユニット内には、室温センサ(22 3)が設けられている。

  〈庫内ユニット〉
 第1庫内回路(161a)及び第2庫内回路(161b)では その液側端からガス側端へ向かって順に、 内膨張弁(163a,163b)と庫内熱交換器(164a,164b)と それぞれ設けられている。各庫内膨張弁(163 a,163b)は、開度が調節可能な電子膨張弁によ 構成されている。各庫内熱交換器(164a,164b)は 、クロスフィン式のフィン・アンド・チュー ブ型熱交換器により構成されている。第1庫 回路(161a)の庫内熱交換器(164a)は、第1利用側 交換器(164a)を構成している。各庫内熱交換 (164a,164b)の近傍には、庫内熱交換器(164a,164b) に庫内空気を送る庫内ファン(165a,165b)が設け れている。各庫内熱交換器(164a,64b)では、冷 媒と庫内空気との間で熱交換が行われる。

 また、各庫内回路(161a,61b)では、庫内熱交 換器(164a,64b)の伝熱管に、蒸発温度センサ(224a ,224b)が設けられている。また、庫内回路(161a, 61b)におけるガス側端の近傍に、ガス温度セ サ(225a,225b)が設けられている。庫内ユニット 内には、庫内温度センサ(226a,226b)が設けられ いる。

  〈ブースタユニット〉
 ブースタ回路(181)には、運転容量が可変の ースタ圧縮機(186)が設けられている。ブース タ圧縮機(186)の吐出管(178)には、ブースタ圧 機(186)側から順に、油分離器(187)、高圧圧力 イッチ(188)、逆止弁(CV15)が設けられている 油分離器(187)には、キャピラリーチューブ(19 1)が設けられた油戻し管(192)が接続されてい 。また、ブースタ回路(181)には、ブースタ圧 縮機(186)をバイパスするバイパス管(195)が設 られている。バイパス管(195)には、逆止弁(CV 16)が設けられている。

  〈コントローラ〉
 上記コントローラ(210)は、上記可変容量圧 機(114a,114b)に接続されている第1流量調整弁(2 11,212)の開度調整を行う第1制御部(210a)と、上 固定容量圧縮機(114c)に接続されている第2流 量調整弁(213)の開度調整を行う第2制御部(210b) とを有している。

 上記第1制御部(210a)は、可変容量圧縮機(11 4a,114b)に設けられた上記インバータの運転周 数に基づいて、上記第1流量調整弁(211,212)の 弁開度を調整するように構成されている。一 方、上記第2制御部(210b)は、上記インバータ 運転周波数に基づいて、上記第2流量調整弁( 213)の弁開度を調整するように構成されてい 。

 制御の具体的な内容は実施形態1と基本的 に同じである。

   -運転動作-
 次に、冷凍装置(100)が行う運転動作につい 運転の種類毎に説明する。この冷凍装置(100) は、7種類の運転モードを設定可能に構成さ ている。具体的には、<i>室内ユニット(1 50)の冷房のみを行う冷房運転、<ii>室内 ニット(150)の暖房のみを行う暖房運転、<ii i>第1庫内ユニット(160a)と第2庫内ユニット(1 60b)での庫内の冷却のみを行う冷蔵冷凍運転 <iv>第1庫内ユニット(160a)及び第2庫内ユ ット(160b)での庫内の冷却と共に室内ユニッ (150)での冷房を行う冷却冷房運転、<v>室 外熱交換器(115)を用いずに、第1庫内ユニット (160a)及び第2庫内ユニット(160b)での庫内の冷 と室内ユニット(150)での暖房とを行う第1冷 暖房運転、<vi>第1冷却暖房運転で室内ユ ニット(150)の暖房能力が余るときに行う第2冷 却暖房運転、そして<vii>第1冷却暖房運転 で室内ユニット(150)の暖房能力が不足すると に行う第3冷却暖房運転が選択可能に構成さ れている。

  〈冷房運転〉
 冷房運転では、図5に示すように、第1四路 換弁(131)及び第2四路切換弁(132)が共に第1状 に設定された状態で、第2可変容量圧縮機(114 b)の運転が行われる。各庫内膨張弁(163)は閉 態に設定される。冷房運転中は、室内熱交 器(154)を通過した冷媒の過熱度が目標過熱度 (1例えば5℃)になるように、室内膨張弁(153)の 開度が制御される。この点は、後述する冷却 冷房運転でも同じである。

 冷房運転では、室外熱交換器(115)が凝縮 となって室内熱交換器(154)が蒸発器となる蒸 気圧縮冷凍サイクルが行われる。なお、冷房 運転では、冷房能力が不足する場合に、固定 容量圧縮機(114c)の運転も行われる。その際、 第3四路切換弁(133)が第2状態に設定されて、 定容量圧縮機(114c)が室内用圧縮機を構成す 。第1可変容量圧縮機(114a)は常に停止してい 。 

 具体的に、冷房運転では、第2可変容量圧 縮機(114b)から吐出された冷媒が、室外熱交換 器(115)で凝縮し、レシーバ(112)を経て室内回 (152)に流入する。室内回路(152)では、流入し 冷媒が、室内膨張弁(153)で減圧された後に 室内熱交換器(154)で室内空気から吸熱して蒸 発する。冷媒によって冷却された室内空気は 店内空間へ供給される。室内熱交換器(154)で 発した冷媒は、第2可変容量容量圧縮機(114b) に吸入されて再び吐出される。なお、室内熱 交換器(154)での冷媒の蒸発温度は、例えば10 程度になる。

  〈暖房運転〉
 暖房運転では、図6に示すように、第1四路 換弁(131)が第2状態に設定されて第2四路切換 (132)が第1状態に設定された状態で、第2可変 容量圧縮機(114b)の運転が行われる。各庫内膨 張弁(163)は閉状態に設定される。

 暖房運転では、室内熱交換器(154)が凝縮 となって室外熱交換器(115)が蒸発器となる蒸 気圧縮冷凍サイクルが行われる。なお、暖房 運転では、暖房能力が不足する場合には、固 定容量圧縮機(114c)の運転も行われる。その際 、第3四路切換弁(133)は第2状態に設定される 第1可変容量圧縮機(114a)は常に停止している

 具体的に、第2可変容量圧縮機(114b)から吐 出された冷媒は、室内回路(152)に流入して、 内熱交換器(154)で室内空気に放熱して凝縮 る。冷媒によって加熱された室内空気は店 空間へ供給される。室内熱交換器(154)で凝縮 した冷媒は、第1室外膨張弁(166)で減圧された 後に室外熱交換器(115)で蒸発し、第2可変容量 圧縮機(114b)に吸入されて再び吐出される。

  〈冷蔵冷凍運転〉
 冷蔵冷凍運転では、図7に示すように、第1 路切換弁(131)が第1状態に設定された状態で 第1可変容量圧縮機(114a)の運転が行われる。 内膨張弁(153)は閉状態に設定される。冷蔵 凍運転中は、庫内熱交換器(164,64b)を通過し 冷媒の過熱度が目標過熱度(1例えば5℃)にな ように、庫内膨張弁(163a,163b)の開度が制御 れる。この点は、後述する冷却冷房運転及 冷却暖房運転でも同じである。

 冷蔵冷凍運転では、室外熱交換器(115)が 縮器となって各庫内熱交換器(164)が蒸発器と なる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。なお 、冷蔵冷凍運転では、庫内の冷却能力が不足 する場合には、固定容量圧縮機(114c)の運転も 行われる。その際、第3四路切換弁(133)が第1 態に設定されて、固定容量圧縮機(114c)が庫 用圧縮機を構成する。第2可変容量圧縮機(114 b)は常に停止している。 

 具体的に、冷蔵冷凍運転では、第1可変容 量圧縮機(114a)から吐出された冷媒が、室外熱 交換器(115)で凝縮する。そして、室外熱交換 (115)で凝縮した冷媒は、レシーバ(112)を経て 、第1庫内回路(161a)及び第2庫内回路(161b)にそ ぞれ分配される。

 第1庫内回路(161a)では、流入した冷媒が、 庫内膨張弁(16203)で減圧された後に、庫内熱 換器(164a)で庫内空気から吸熱して蒸発する 冷媒によって冷却された庫内空気は、冷蔵 ョーケースの庫内へ供給される。また、第2 内回路(161b)では、流入した冷媒が、庫内膨 弁(16204)で減圧された後に、庫内熱交換器(16 4b)で庫内空気から吸熱して蒸発する。冷媒に よって冷却された庫内空気は、冷凍ショーケ ースの庫内へ供給される。庫内熱交換器(164b) で蒸発した冷媒は、ブースタ圧縮機(186)によ て圧縮される。そして、庫内熱交換器(164a) 蒸発した冷媒と、ブースタ圧縮機(186)によ て圧縮された冷媒とは、合流後に第1可変容 圧縮機(114a)に吸入されて再び吐出される。

 なお、冷蔵冷凍運転では、庫内熱交換器( 164a)での冷媒の蒸発温度が例えば5℃に設定さ れ、庫内熱交換器(164b)での冷媒の蒸発温度が 例えば-30℃に設定される。

 また、冷蔵冷凍運転では、固定容量圧縮 (114c)が庫内用圧縮機となる場合に、第1可変 容量圧縮機(114a)及び固定容量圧縮機(114c)が同 じ庫内熱交換器(164a)で蒸発した冷媒を吸入す る同吸入の冷凍サイクルが行われる。

  〈冷却冷房運転〉
 冷却冷房運転では、第1四路切換弁(131)及び 2四路切換弁(132)が共に第1状態に設定された 状態で、第1可変容量圧縮機(114a)及び第2可変 量圧縮機(114b)の運転が行われる。冷却冷房 転では、室外熱交換器(115)が凝縮器となっ 室内熱交換器(154)及び各庫内熱交換器(164)が 発器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われ 。

 なお、冷却冷房運転では、室内ユニット( 150)における冷房能力及び庫内ユニット(160)に おける冷却能力が足りている場合には、固定 容量圧縮機(114c)が停止される。また、庫内ユ ニット(160)における冷却能力が不足する場合 は、図8に示すように、第3四路切換弁(133)が 第1状態に設定されて固定容量圧縮機(114c)の 転が行われる。この場合、固定容量圧縮機(1 14c)は庫内用圧縮機となる。また、室内ユニ ト(150)における冷房能力が不足する場合には 、図9に示すように、第3四路切換弁(133)が第2 態に設定されて固定容量圧縮機(114c)の運転 行われる。この場合、固定容量圧縮機(114c) 室内用圧縮機となる。

 具体的に、冷却冷房運転では、第1可変容 量圧縮機(114a)及び第2可変容量圧縮機(114b)か 吐出された冷媒が、室外熱交換器(115)で凝縮 する。そして、室外熱交換器(115)で凝縮した 媒は、レシーバ(112)を経て、第1庫内回路(161 a)、第2庫内回路(161b)、及び室内回路(152)に分 される。

 第1庫内回路(161a)及び第2庫内回路(161b)に 配された冷媒は、冷蔵冷凍運転と同様の流 で流通し、第1可変容量圧縮機(114a)に吸入さ て再び吐出される。室内回路(152)に分配さ た冷媒は、冷房運転と同様の流れで流通し 第2可変容量圧縮機(114b)に吸入されて再び吐 される。

 なお、冷却冷房運転では、室内熱交換器( 154)での冷媒の蒸発温度が例えば10℃程度にな り、第1庫内回路(161a)の庫内熱交換器(164a)で 冷媒の蒸発温度が例えば5℃に設定され、第2 庫内回路(161b)の庫内熱交換器(164b)での冷媒の 蒸発温度が例えば-30℃に設定される。室内熱 交換器(154)における冷媒の蒸発温度は、第1庫 内回路(161a)の庫内熱交換器(164a)における冷媒 の蒸発温度よりも高くなる。

 冷却冷房運転では、第1庫内回路(161a)の庫 内熱交換器(164a)で蒸発した冷媒を第1可変容 圧縮機(114a)が吸入して、その庫内熱交換器(1 64a)よりも冷媒の蒸発温度が高くなる室内熱 換器(154)で蒸発した冷媒を第2可変容量圧縮 (114b)が吸入する別吸入の冷凍サイクルが行 れる。また、固定容量圧縮機(114c)が室内用 縮機となる場合には、固定容量圧縮機(114c) 室内熱交換器(154)で蒸発した冷媒を吸入する 。また、冷却冷房運転では、固定容量圧縮機 (114c)が庫内用圧縮機となる場合に、第1可変 量圧縮機(114a)及び固定容量圧縮機(114c)が同 庫内熱交換器(164a)で蒸発した冷媒を吸入す 同吸入の冷凍サイクルにもなる。

  〈第1冷却暖房運転〉
 第1冷却暖房運転では、図10に示すように、 1四路切換弁(131)が第2状態に設定されて第2 路切換弁(132)が第1状態に設定された状態で 第1可変容量圧縮機(114a)の運転が行われる。 1冷却暖房運転では、庫内の冷却能力が不足 する場合に、固定容量圧縮機(114c)の運転も行 われる。その際、第3四路切換弁(133)が第1状 に設定され、固定容量圧縮機(114c)は庫内用 縮機となる。第1冷却暖房運転では、室内熱 換器(154)が凝縮器となって各庫内熱交換器(1 64)が蒸発器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行 われる。第1冷却暖房運転中は、第1庫内ユニ ト(160a)と第2庫内ユニット(160b)との冷却能力 (1蒸発熱量)と、室内ユニット(150)の暖房能力( 1凝縮熱量)とがバランスし、100%の熱回収が行 われる。

 具体的に、第1可変容量圧縮機(114a)から吐 出された冷媒は、室内熱交換器(154)で室内空 に放熱して凝縮する。室内熱交換器(154)で 縮した冷媒は、第1庫内回路(161a)及び第2庫内 回路(161b)にそれぞれ分配される。第1庫内回 (161a)及び第2庫内回路(161b)に分配された冷媒 、冷蔵冷凍運転と同様の流れで流通し、第1 可変容量圧縮機(114a)に吸入されて再び吐出さ れる。

 第1冷却暖房運転では、固定容量圧縮機(11 4c)が庫内用圧縮機となる場合に、第1可変容 圧縮機(114a)及び固定容量圧縮機(114c)が同じ 内熱交換器(164a)で蒸発した冷媒を吸入する 吸入の冷凍サイクルが行われる。この点は 後述する第2冷却暖房運転及び第3冷却暖房運 転でも同じである。

  〈第2冷却暖房運転〉
 第2冷却暖房運転は、第1冷却暖房運転の際 暖房能力が余っている場合に、図11に示すよ うに、第2四路切換弁(132)を第2状態に切り換 ることによって行われる。第2冷却暖房運転 は、室外熱交換器(115)が凝縮器として動作 る。第2冷却暖房運転時の設定は、第2四路切 換弁(132)以外は、基本的に第1冷却暖房運転と 同じである。

 第2冷却暖房運転では、第1可変容量圧縮 (114a)から吐出した冷媒の一部が、室外熱交 器(115)に流入する。室外熱交換器(115)では、 入した冷媒が室外空気に放熱して凝縮する 室外熱交換器(115)で凝縮した冷媒は、室内 交換器(154)で凝縮した冷媒と合流して、第1 内回路(161a)及び第2庫内回路(161b)にそれぞれ 配される。第2冷却暖房運転では、第1庫内 ニット(160a)と第2庫内ユニット(160b)との冷却 力(1蒸発熱量)と、室内ユニット(150)の暖房 力(1凝縮熱量)とはバランスせずに、余る凝 熱が室外熱交換器(115)で放出される。

  〈第3冷却暖房運転〉
 第3冷却暖房運転は、第1冷却暖房運転の際 暖房能力が不足する場合に、図12に示すよう に、第2四路切換弁(132)を第1状態に設定する 共に第1室外膨張弁(166)を開状態に設定した 態で、第2可変容量圧縮機(114b)の運転を行う とによって行われる。第3冷却暖房運転では 、室内熱交換器(154)が凝縮器となって各庫内 交換器(164)及び室外熱交換器(115)が蒸発器と なる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。

 第3冷却暖房運転では、室内熱交換器(154) 凝縮した冷媒が、第1庫内回路(161a)及び第2 内回路(161b)だけでなく、室外熱交換器(115)側 へ分配される。室外熱交換器(115)に分配され 冷媒は、第1室外膨張弁(166)で減圧された後 室外熱交換器(115)で蒸発して、第2可変容量 縮機(114b)に吸入されて再び吐出される。第3 冷却暖房運転では、第1庫内ユニット(160a)と 2庫内ユニット(160b)との冷却能力(1蒸発熱量) 、室内ユニット(150)の暖房能力(1凝縮熱量) はバランスせずに、不足する蒸発熱が室外 交換器(115)で吸熱される。

  〈インジェクション動作〉
 本実施形態2においても、上記の各運転状態 において、実施形態1と同様に、各圧縮機(114a ,114b,114c)へのインジェクション動作が行われ 。その際、可変容量圧縮機である第1,第3圧 機(114a,114b)の中間ポート(5,6)が固定容量圧縮 機である第2圧縮機(114c)の中間ポート(7)より 小径であるため、インバータの周波数が低 ときのインジェクション量を抑えることが きる。また、インバータの運転周波数に応 、コントローラ(210)によって流量調整弁(211,2 12,213)の開度調整も行われるので、インバー の周波数が低いときの可変容量圧縮機(114a,11 4b)へのインジェクション量をより確実に抑え ることができる。

   -実施形態2の効果-
 本実施形態2によれば、上記冷媒回路(200)に 調系統の利用側熱交換器と冷蔵・冷凍系統 利用側熱交換器とが設けられた冷凍装置(100 )であって、上記各圧縮機(114a,114b,114c)に、空 系統の利用側熱交換器に接続される圧縮機 、冷蔵・冷凍系統の利用側熱交換器に接続 れる圧縮機とが含まれている場合に、可変 量圧縮機である第1,第3圧縮機(114a,114b)の中 ポート(5,6)を固定容量圧縮機である第2圧縮 (114c)の中間ポート(7)よりも小径にするとと に、インバータの運転周波数に応じて流量 整弁(211,212,213)の開度調整を行うようにした とによって、インバータの周波数が低いと の可変容量圧縮機(114a,114b)へのインジェク ョン量を確実に抑えることができる。

 したがって、可変容量圧縮機(114a,114b)に ける高圧冷媒の温度が低くなり過ぎないよ にすることができる。これは、実施形態1と 様に、固定容量圧縮機(114c)よりも可変容量 縮機(114a,114b)の方へインジェクション冷媒 流れにくくなるためである。また、固定容 圧縮機(114c)においては、十分なインジェク ョン量を確保できるので、高圧冷媒の温度 低くすることができる。

 以上のことから、各圧縮機(114a,114b,114c)の 間に生じる高圧冷媒の温度のアンバランスを できるだけ抑えながら、各圧縮機(114a,114b,114c )に冷媒インジェクションをすることができ 。

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

 上記各実施形態では、庫外回路(20)におい て3台の圧縮機(21a,21b,21c)(114a,114b,114c)を設ける ようにしたが、これに限定されず、圧縮機の 台数は2台または4台以上であって、そのうち 少なくとも1台が可変容量型の圧縮機であれ ばよい。この場合であっても同様の作用効果 を得ることができる。

 上記実施形態1では、上記第2流量調整弁(3 0b,30c)を開度可変な電子膨張弁で構成したが これに限定されず、実施形態1の変形例に記 しているように、開閉自在な電磁弁で構成 てもよい。この場合、上記電磁弁が全開と ったときのCV値が、上記第1流量調整弁(30a) 開度が全開になったときのCV値よりも大きい と、全ての流量調整弁(30a,30b,30c)が全開とな た場合に、第2,第3圧縮機(21b,21c)の方へ中間 冷媒が多く流れる可能性がある。したがっ 、上記電磁弁が全開となったときのCV値は、 上記第1流量調整弁(30a)の開度が全開になった ときのCV値よりも小さくするのがよい。

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

 以上説明したように、本発明は、複数の 縮機を有して蒸気圧縮式の冷凍サイクルを う冷凍装置について有用である。

 1      冷凍装置
 5,6,7    中間ポート
 9      コントローラ(制御手段)
 9a     第1制御部
 9b     第2制御部
 10     冷媒回路
 21a     第1圧縮機(可変容量型圧縮機)
 21b     第2圧縮機(固定容量型圧縮機)
 21c     第3圧縮機(固定容量型圧縮機)
 28     過冷却熱交換器
 29     過冷却用膨張弁(減圧手段)
 30a     第1流量調整弁
 30b,30c   第2流量調整弁
 37     第1インジェクション配管(分岐配 )
 38     第2インジェクション配管
 37a     第1分岐インジェクション配管(第1 分岐管)
 37b     第2分岐インジェクション配管(第2 分岐管) 
 37c     第3分岐インジェクション配管(第2 分岐管) 
 40     インジェクション回路




 
Previous Patent: WO/2009/147844

Next Patent: CHAIR WITH TILTING BACKREST