JP2006162240A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 冷蔵庫等の庫内冷却用の熱交換器を複数備える冷凍装置において、庫内冷却用の熱交換器の除霜に要する時間を削減すると共に、冷凍装置の消費電力を削減する。
【解決手段】 冷媒回路（20）では、冷蔵庫内回路（110）及び冷凍回路（30）が室外回路（40）に対して並列接続される。冷凍回路（30）には、冷凍熱交換器（131）及びブースタ圧縮機（141）が設けられる。通常運転時には、冷凍熱交換器（131）で冷媒が蒸発し、冷凍庫内が冷却される。蒸発した後の冷媒は、ブースタ圧縮機（141）で圧縮され、さらに室外回路（40）の可変容量圧縮機（41）で二段圧縮される。一方、デフロスト運転時には、ブースタ圧縮機（141）で圧縮された冷媒がホットガス管（160）を介して冷凍熱交換器（131）を流通し、冷凍熱交換器（131）の除霜が行われる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、冷蔵庫等の庫内を冷却するための熱交換器が複数設けられた冷凍装置に関するものである。

従来より、冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えた冷凍装置が知られており、食品等を貯蔵する冷蔵庫等の冷却機として広く利用されている。例えば、特許文献１には、冷蔵庫等の庫内を冷却するための熱交換器を複数備えた冷凍装置が開示されている。この冷凍装置では、１つの室外ユニットに対して、冷蔵庫内を冷却する冷蔵熱交換器と、冷凍庫内を冷却する冷凍熱交換器とが並列に接続されている。また、この冷凍装置では、室外ユニットの主圧縮機とは別に、冷凍熱交換器と室外ユニットとの間に副圧縮機が設けられている。この冷凍装置では、１つの冷媒回路において、冷蔵熱交換器を蒸発器とする単段冷凍サイクルと、冷凍熱交換器を蒸発器として副圧縮機を低段側の圧縮機とする２段圧縮冷凍サイクルとが行われる。

上記冷凍装置では、冷凍熱交換器における冷媒の蒸発温度が比較的低く設定されている。したがって、冷凍熱交換器に空気中の水分が付着して凍結し、付着した霜によって庫内空気の冷却が阻害されるという問題が生じる。そこで、冷凍熱交換器に付着した霜を融かすこと、即ち冷凍熱交換器の除霜（デフロスト）が必要となる。

このような冷凍熱交換器の除霜は、特許文献２に開示されているように、電気ヒータを用いて行われるのが一般的である。つまり、一般的な冷凍装置では、電気ヒータで加熱した空気を冷凍熱交換器へ供給し、冷凍熱交換器に付着した霜を空気で暖めて融かすデフロスト運転が行われる。
特開２００２−２２８２９７号公報 特開平０９−３２４９７８号公報

上述のように、上記冷凍装置では、冷凍熱交換器の除霜に電気ヒータを用いるのが一般的である。ところが、この場合には、電気ヒータで加熱した空気を冷凍熱交換器へ供給して霜を融かすため、加熱された空気が冷凍庫内へ流入してしまい、庫内温度の上昇を招くおそれがある。また、冷凍熱交換器に付着した霜を空気によって外側から暖めなけばならず、冷凍熱交換器の除霜に長時間（例えば４０分以上）を要するため、消費電力が嵩み、冷凍装置のランニングコストの上昇を招くという問題もある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、冷蔵庫等の庫内冷却用の熱交換器を複数備える冷凍装置において、庫内冷却用の熱交換器の除霜に要する時間を削減すると共に、冷凍装置の消費電力を削減することにある。

本発明は、複数の熱交換器を有する冷媒回路を備えた冷凍装置において、デフロスト運転時に副圧縮機で圧縮した冷媒を冷凍熱交換器に送り、再び副圧縮機に戻すようにしたものである。

より具体的に、第１の発明は、第１冷却回路（110）と第２冷却回路（30）とが、主圧縮機（41）を有する熱源側回路（40）に対して並列に接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）を備え、上記第２冷却回路（30）には、庫内を冷却する冷却熱交換器（131）と副圧縮機（141）とが設けられ、冷却熱交換器（131）で庫内を冷却する通常運転と、該冷却熱交換器（131）を除霜するデフロスト運転とを切り換えて行うための制御部（202）を備える冷凍装置を前提としている。そして、この冷凍装置は、上記第２冷却回路（30）に、始端が副圧縮機（141）の吐出側に接続され、終端が冷却熱交換器（131）の流入側に接続されるホットガス管（160）が設けられ、制御部（202）が、上記通常運転時に、冷却熱交換器（131）で蒸発した冷媒を副圧縮機（141）で圧縮し、上記熱源側回路（40）へ送る制御動作を行い、デフロスト運転時に、副圧縮機（141）で圧縮した冷媒をホットガス管（160）を介して、冷却熱交換器（131）に送り、副圧縮機（141）の吸入側に戻す制御動作を行うものである。

上記第１の発明では、冷凍装置に冷媒回路（20）が設けられる。冷媒回路（20）では、熱源側回路（40）に対して第１冷却回路（110）と第２冷却回路（30）とが並列に接続されている。第２冷却回路（30）へは、熱源側回路（40）からの冷媒が送られる。

ここで、通常運転中の第２冷却回路（30）では、冷却熱交換器（131）で冷媒が蒸発し、庫内の冷却が行われる。冷却熱交換器（131）で蒸発した冷媒は、副圧縮機（141）で圧縮され、熱源側回路（40）に送られる。そして、この冷媒が主圧縮機（41）で更に圧縮される。つまり、この通常運転中の冷媒回路（20）では、副圧縮機（141）を低段側とし、主圧縮機（41）を高段側とする、いわゆる２段圧縮式の冷凍サイクルが行われる。

上記通常運転時に冷却熱交換器（131）で庫内を冷却する場合、冷却熱交換器（131）の表面が着霜し、冷却熱交換器（131）の冷却能力が低下する恐れがある。そこで、制御部（202）は、冷却熱交換器（131）を除霜するデフロスト運転を行うための制御動作を行う。

この制御動作では、副圧縮機（141）で圧縮した冷媒がホットガス管（160）より冷却熱交換器（131）へ送られた後、この冷媒が副圧縮機（141）に吸入される。このため、冷却熱交換器（131）は、高温高圧の吐出冷媒で内部から加熱され、冷却熱交換器（131）の表面の霜が融解する。冷却熱交換器（131）の除霜に利用された冷媒は、副圧縮機（141）に吸入され、再び圧縮されてホットガス管（160）に吐出される。

第２の発明は、第１の発明の冷凍装置において、第２冷却回路（30）には、熱源側回路（40）からの冷媒が流入する流入端と冷却熱交換器（131）との間に膨張弁（132）が設けられ、ホットガス管（160）は、終端が膨張弁（132）と冷却熱交換器（131）との間に接続されるとともに第１開閉弁（SV-5）を有し、副圧縮機（141）の吐出側と主圧縮機（41）の吸入側との間の配管には、第２開閉弁（SV-6）が設けられ、制御部（202）は、デフロスト運転時に、膨張弁（132）及び第２開閉弁（SV-6）を閉じる一方、第１開閉弁（SV-5）を開ける制御動作を行うものである。

上記第２の発明では、第２冷却回路（30）に、その流入端より順に、膨張弁（132）、冷却熱交換器（131）、副圧縮機（141）が設けられる。また、ホットガス管（160）は、その始端が副圧縮機（141）の吐出側に接続され、その終端が膨張弁（132）と冷却熱交換器（131）との間に接続される。

ここで、ホットガス管（160）の第１開閉弁（SV-5）を閉じる一方、副圧縮機（141）の吐出側と主圧縮機（41）の吸入側との間の第２開閉弁（SV-6）を開けると、第２冷却回路（30）に流入した冷媒を、膨張弁（132）、冷却熱交換器（131）、副圧縮機（141）、主圧縮機（41）の順に流通させることができる。つまり、膨張弁（132）で膨張させた冷媒を冷却熱交換器（131）で蒸発させて庫内の冷却を行うとともに、その後の冷媒を副圧縮機（141）及び主圧縮機（41）で２段圧縮することができる。

一方、デフロスト運転時には、制御部（202）が第１開閉弁（SV-5）を開けると同時に、膨張弁（132）及び第２開閉弁（SV-6）を閉じる制御動作を行う。この制御動作が行われると、熱源側回路（40）と第２冷却回路（30）とが完全に縁切りされる。副圧縮機（141）で圧縮された冷媒は、冷却熱交換器（131）に送られる。このため、冷却熱交換器（131）は、高温高圧の吐出冷媒で内部から加熱され、冷却熱交換器（131）の表面の霜が融解する。

第３の発明は、第１の発明の冷凍装置において、制御部（202）が、デフロスト運転の開始時に、膨張弁（132）及び第２開閉弁（SV-6）を閉じる一方、第１開閉弁（SV-5）を開ける制御動作を行うものである。

上記第３の発明では、例えば温度センサなどが冷却熱交換器（131）の着霜を検知する、あるいは所定時間経過してデフロスト運転が開始されると、制御部（202）が第２の発明の制御動作を行う。

第４の発明は、第２又は第３の発明の冷凍装置において、第２冷却回路（30）には、デフロスト運転時における第２冷却回路（30）の冷媒循環量を検知する冷媒量検知手段（146）が設けられ、制御部（202）は、デフロスト運転時に上記冷媒量検知手段（146）の検出値が所定値以下になると膨張弁（132）を所定開度に開放する制御動作を行うものである。なお、ここでいう冷媒量検知手段（146）は、冷媒循環量を直接検知するものに限らず、例えば冷媒の蒸発圧力などを検知する圧力センサや、冷媒の蒸発温度などを検知する温度センサのように、冷媒循環量を間接的に検知するものを含むものである。

上記第４の発明では、デフロスト運転時に第２冷却回路（30）の冷媒循環量が不足すると、制御部（202）がこの冷媒不足を解消する動作を行う。このことについて、以下に詳細に説明する。

副圧縮機（141）の吐出冷媒を冷却熱交換器（131）に送り、冷却熱交換器（131）の除霜を行う際には、冷媒が冷却熱交換器（131）内で急激に冷却される。このため、冷媒の圧力が低下し、冷却熱交換器（131）内で、いわゆる冷媒の寝込みが生じることがある。この場合、副圧縮機（141）と冷却熱交換器（131）との間を循環する冷媒量が不足してしまい、所期のデフロスト運転を行うことができなくなる可能性がある。

そこで、本発明では、冷媒量検知手段（146）が、デフロスト運転時における第２冷却回路（30）の冷媒循環量を検知する。そして、冷媒循環量が所定値以下となる場合に、制御部（202）が膨張弁（132）を開放する。

このように膨張弁（132）を開放すると、熱源側回路（40）からの冷媒を第２冷却回路（30）に導入することができる。したがって、第２冷却回路（30）の冷媒循環量を増加させ、所期のデフロスト運転を維持させることができる。

第５の発明は、第１の発明の冷凍装置において、第２冷却回路（30）には、熱源側回路（40）からの冷媒が流入する流入端と冷却熱交換器（131）との間に膨張弁（132）が設けられ、ホットガス管（160）は、終端が第２冷却回路（30）の流入端と膨張弁（132）との間に接続され、副圧縮機（141）の吐出側と主圧縮機（41）の吸入側との間の配管には、第２開閉弁（SV-6）が設けられ、第２冷却回路（30）の流入端と上記ホットガス管（160）の終端との間には、第３開閉弁（SV-8）が設けられ、制御部（202）は、デフロスト運転時に、第２開閉弁（SV-6）及び第３開閉弁（SV-8）を閉じる一方、膨張弁（132）を所定開度に開放する制御動作を行うものである。

上記第５の発明では、第２冷却回路（30）が第２の発明と異なる回路で構成される。具体的に、本発明のホットガス管（160）は、その終端が第２冷却回路（30）の流入端と膨張弁（132）との間に接続される。

ここで、第２冷却回路（30）の流入端とホットガス管（160）との間の第３開閉弁（SV-8）、及び上記第２開閉弁（SV-6）を開けると、第２冷却回路（30）に流入した冷媒を、膨張弁（132）、冷却熱交換器（131）、副圧縮機（141）、主圧縮機（41）の順に流通させることができる。つまり、膨張弁（132）で膨張させた冷媒を冷却熱交換器（131）で蒸発させて庫内の冷却を行うとともに、その後の冷媒を副圧縮機（141）及び主圧縮機（41）で２段圧縮することができる。

一方、デフロスト運転時には、制御部（202）が第２開閉弁（SV-6）及び第３開閉弁（SV-8）を閉じる一方、膨張弁（132）を所定開度に開放する制御動作を行う。この制御動作が行われると、熱源側回路（40）と第２冷却回路（30）とが完全に縁切りされる。副圧縮機（141）で圧縮された冷媒は、冷却熱交換器（131）に送られる。このため、冷却熱交換器（131）は、高温高圧の吐出冷媒で内部から加熱され、冷却熱交換器（131）の表面の霜が融解する。

第６の発明は、第５の発明の冷凍装置において、制御部（202）が、デフロスト運転の開始時に、第２開閉弁（SV-6）及び第３開閉弁（SV-8）を閉じる一方、膨張弁（132）を所定開度に開放する制御動作を行うものである。

上記第６の発明では、例えばセンサなどが冷却熱交換器（131）の着霜を検知する、あるいは所定時間経過してデフロスト運転が開始されると、制御部（202）が第５の発明の制御動作を行う。

第７の発明は、第５又は第６の発明の冷凍装置において、第２冷却回路（30）には、デフロスト運転時における第２冷却回路（30）の冷媒循環量を検知する冷媒量検知手段（146）が設けられ、制御部（202）は、デフロスト運転時に上記冷媒量検知手段（146）の検出値が所定値以下になると第３開閉弁（SV-8）を開ける制御動作を行うものである。

上記第７の発明では、第５の発明の第２冷却回路（30）において、デフロスト運転時に冷媒量検知手段（146）が冷媒循環量を検知し、冷媒循環量が所定値以下となる場合に、制御部（202）が第３開放弁（SV-8）を開放する。

このように第３開閉弁（SV-8）を開放すると、熱源側回路（40）からの冷媒を第２冷却回路（30）に導入することができる。したがって、第２冷却回路（30）の冷媒循環量を増加させ、所期のデフロスト運転を維持させることができる。

第８の発明は、第２又は第５の発明の冷凍装置において、第２冷却回路（30）には、デフロスト運転時における冷媒循環量を検知する冷媒量検知手段（146）が設けられ、制御部（202）は、デフロスト運転時に上記冷媒量検知手段（146）の検出値が所定値以上になると第２開閉弁（SV-6）を開ける制御動作を行うものである。

上記第８の発明では、デフロスト運転時に第２冷却回路（30）の冷媒循環量が過剰になると、制御部（202）がこの冷媒の過剰状態を解消する動作を行う。

具体的に、冷媒量検知手段（146）が、デフロスト運転時における第２冷却回路（30）の冷媒循環量を検知する。そして、冷媒循環量が所定値以上となる場合に、制御部（202）が第２開閉弁（SV-6）を開放する。

このように第２開閉弁（SV-6）を開放すると、第２冷却回路（30）の冷媒を熱源側回路（40）に導出させることができる。したがって、第２冷却回路（30）の冷媒循環量を減少させ、所期のデフロスト運転を維持させることができる。

第９の発明は、第１の発明の冷凍装置において、第２冷却回路（30）には、デフロスト運転時に、副圧縮機（141）の吐出冷媒と該副圧縮機（141）の吸入冷媒とを熱交換させる熱交換器（170）が設けられているものである。

上記第９の発明では、第２冷却回路（30）に熱交換器（170）が設けられる。デフロスト運転時に、冷却熱交換器（131）の除霜に利用された冷媒は、副圧縮機（141）に吸入される前に、熱交換器（170）を介して副圧縮機（141）の吐出冷媒と熱交換する。ここで、熱交換器（170）では、副圧縮機（141）の吐出冷媒の熱が副圧縮機（141）の吸入冷媒に付与され、この吸入冷媒が過熱状態となる。

第１０の発明は、第９の発明の冷凍装置において、ホットガス管（160）の終端が、熱源側回路（40）からの冷媒が流入する第２冷却回路（30）の流入端と膨張弁（132）との間に接続され、第２冷却回路（30）には、ホットガス管（160）の終端と膨張弁（132）との間に接続される流入管（153）と、冷却熱交換器（131）の流出側と副圧縮機（141）の吸入側との間に接続される吸入管（144）とが設けられ、熱交換器（170）は、上記流入管（153）及び吸入管（144）とに跨って設けられているものである。

上記第１０の発明では、流入管（153）を流れる冷媒と、吸入管（144）を流れる冷媒とが熱交換器（170）を介して熱交換する。ここで、デフロスト運転時において、流入管（153）には、副圧縮機（141）で圧縮されてホットガス管（160）を流出した後の冷媒が流れる。一方、吸入管（144）には、冷却熱交換器（131）の除霜に利用されて副圧縮機（141）に吸入される前の冷媒が流れる。このため、熱交換器（170）では、流入管（153）を流れる冷媒の熱が吸入管（144）を流れる冷媒に付与され、副圧縮機（141）の吸入冷媒が過熱状態となる。

また、この熱交換器（170）によって、通常運転時に冷却熱交換器（131）を流れる冷媒の過冷却を行うこともできる。具体的に、冷却熱交換器（131）で庫内の冷却を行う場合、流入管（153）には膨張弁（132）で膨張される前の液冷媒が流れる一方、吸入管（144）には、冷却熱交換器（131）で蒸発した後の冷媒が流れる。このため、熱交換器（170）では、流入管（153）を流れる冷媒が吸入管（144）を流れる冷媒によって冷却される。したがって、冷却熱交換器（131）に流入する冷媒の過冷却を行うことができる。

第１１の発明は、第１の発明の冷凍装置において、第２冷却回路（30）には、始端が副圧縮機（141）の吸入側に接続され、終端が主圧縮機（41）の吸入側に接続されるとともに始端から終端への冷媒の流通のみを許容する逆止弁（CV-9）を有するバイパス配管（156）と、デフロスト運転時における第２冷却回路（30）の冷媒の湿り度を検知する湿り度検知手段（150）とが設けられ、制御部（202）は、デフロスト運転時に上記湿り度検知手段（150）の検知信号に基づく値が所定値以上になると副圧縮機（141）を停止させる一方、主圧縮機（41）を運転させる制御動作を行うものである。なお、ここでいう湿り度検知手段（150）は、冷媒の湿り度を直接検知するものに限らず、例えば冷媒の蒸発圧力などを検知する圧力センサや、冷媒の蒸発温度などを検知する温度センサのように、冷媒の湿り度を間接的に検知するものを含むものである。

上記第１１の発明では、デフロスト運転時において、第２冷却回路（30）の冷媒が湿り状態となると、制御部（202）は、副圧縮機（141）における液圧縮を回避するための制御動作を行う。具体的に、デフロスト運転時において、湿り度検知手段（150）の検出値が所定値以上になると、副圧縮機（141）が停止する一方、主圧縮機（41）が運転される。このため、第２冷却回路（30）において、特に冷却熱交換器（131）などに溜まった湿り状態の冷媒をバイパス配管（156）を介して熱源側回路（40）に送ることができる。なお、熱源側回路（40）に送られた湿り状態の冷媒は、第１冷却回路（110）より主圧縮機（41）に吸入される冷媒と混合させて蒸発させることができる。

第１２の発明は、第１の発明の冷凍装置において、副圧縮機（141）は、該副圧縮機（141）内の冷凍機油を外部に排出するための油排出口（141a）を備え、第２冷却回路（30）には、一端が上記油排出口（141a）に接続され、他端が主圧縮機（41）の吸入側に接続されるとともに第４開閉弁（SV-7）を有する油排出配管（154）と、デフロスト運転時における第２冷却回路（30）の冷媒の湿り度を検知する湿り度検知手段（150）とが設けられ、制御部（202）は、デフロスト運転時に上記湿り度検知手段（150）の検知信号に基づく値が所定値以上になると副圧縮機（141）を停止させると同時に第４開閉弁（SV-7）を開け、主圧縮機（41）を運転させる制御動作を行うものである。

上記第１２の発明では、副圧縮機（141）に油排出配管（154）が設けられる。このため、副圧縮機（141）内の冷凍機油を主圧縮機（41）側に送り、この主圧縮機（41）の冷凍機油不足を解消することができる。

また、本発明においても、第２冷却回路（30）の冷媒が湿り状態となると、制御部（202）は、副圧縮機（141）における液圧縮を回避するための制御動作を行う。具体的に、湿り度検知手段（150）の検出値が所定値以上になると、副圧縮機（141）が停止する一方、主圧縮機（41）が運転される。同時に、第４開閉弁（SV-7）が開の状態に設定される。このため、副圧縮機（141）内に既に溜まってしまった湿り状態の冷媒を油排出配管（154）を介して熱源側回路（40）に送ることができる。なお、熱源側回路（40）に送られた湿り状態の冷媒は、第１冷却回路（110）より主圧縮機（41）に吸入される冷媒と混合させて蒸発させることができる。

第１３の発明は、第１から第１２のいずれか１の発明の冷凍装置において、上記通常運転を終了して上記デフロスト運転を開始させるデフロスト開始判定手段を備え、上記デフロスト開始判定手段は、通常運転の経過時間、又は冷却熱交換器（131）の着霜量、又は冷却熱交換器（131）が設けられる庫内の温度に基づいてデフロスト運転を開始させるように構成されているものである。

上記第１３の発明では、デフロスト開始判定手段によって、デフロスト運転の開始のタイミングが判定され、通常運転からデフロスト運転への切り換えが行われる。具体的に、例えばデフロスト開始判定手段は、通常運転が所定時間経過する、又は冷却熱交換器（131）の着霜量の増加を間接的に検知する、あるいは冷却熱交換器（131）の周囲の庫内の温度が上昇すると、着霜によって冷却熱交換器（131）の冷却能力が低下していると判断し、通常運転からデフロスト運転への切り換えを行う。

第１４の発明は、第１から第１２のいずれか１の発明の冷凍装置において、上記デフロスト運転を終了して通常運転を再開させるデフロスト終了判定手段を備え、該デフロスト終了判定手段は、デフロスト運転の経過時間、又は副圧縮機（141）の吐出冷媒圧力、又は冷却熱交換器（131）を流れる冷媒温度、又は冷却熱交換器（131）が設けられる庫内の温度に基づいてデフロスト運転を終了させるように構成されているものである。

第１４の発明では、デフロスト終了判定手段によって、デフロストの終了のタイミングが判定され、冷媒回路（20）においてデフロスト運転から通常運転への切り換えが行われる。具体的に、例えばデフロスト終了判定手段は、デフロスト運転が所定時間経過する、又は副圧縮機（141）の吐出冷媒圧力が増大する、又は冷却熱交換器（131）を流れる冷媒温度が上昇する、あるいは冷却熱交換器（131）の周囲の庫内の温度が上昇すると、冷却熱交換器（131）の除霜が完了したと判断し、通常運転に切り換えて冷却熱交換器（131）による庫内の冷却を再開させる。

上記第１の発明によれば、２段圧縮式の冷凍サイクルを行う冷凍装置において、副圧縮機（141）の吐出冷媒で冷却熱交換器（131）を内部から加熱するようにしている。このため、冷却熱交換器（131）の除霜を効果的に行うことができる。したがって、冷却熱交換器（131）の除霜に要する時間を削減することができ、また、この冷凍装置の消費電力を削減することができる。

上記第２の発明によれば、第２冷却回路（30）にホットガス管（160）、第１開閉弁（SV-5）及び第２開閉弁（SV-6）を設けることで、冷却熱交換器（131）で庫内の冷却を行う通常運転と、冷却熱交換器（131）の除霜を行うデフロスト運転とを容易に切り換えて行うことができる。

上記第３の発明によれば、デフロスト運転の開始のタイミングに併せて制御部（202）が第２の発明の制御動作を行うことで、冷却熱交換器（131）の除霜を確実に行うことができる。

上記第４の発明によれば、デフロスト運転時において、第２冷却回路（30）で冷媒不足が生じる場合に、膨張弁（132）を開放することで、熱源側回路（40）の冷媒を第２冷却回路（30）に導入できるようにしている。このため、第２冷却回路（30）の冷媒不足を解消し、冷却熱交換器（131）の除霜を効果的かつ確実に行うことができる。したがって、冷却熱交換器（131）の除霜に要する時間、あるいはこの冷凍装置の消費電力を一層効果的に削減することができる。

上記第５の発明によれば、第２冷却回路（30）にホットガス管（160）、第２開閉弁（SV-6）、及び第３開閉弁（SV-8）を設けることで、冷却熱交換器（131）で庫内の冷却を行う通常運転と、冷却熱交換器（131）の除霜を行うデフロスト運転とを容易に切り換えて行うことができる。

ここで、本発明では、膨張弁（132）の開度を適宜調整することで、デフロスト運転時における冷媒の循環量を調整することもできる。したがって、冷却熱交換器（131）へは運転状況に応じた最適量の冷媒を流通させることができ、冷却熱交換器（131）の除霜を一層効果的に行うことができる。

上記第６の発明によれば、デフロスト運転の開始のタイミングに併せて制御部（202）が第５の発明の制御動作を行うことで、冷却熱交換器（131）の除霜を確実に行うことができる。

上記第７の発明によれば、デフロスト運転時において、第２冷却回路（30）の冷媒不足が生じる場合に、第３開閉弁（SV-8）を開の状態とすることで、熱源側回路（40）の冷媒を第２冷却回路（30）に導入できるようにしている。このため、第２冷却回路（30）の冷媒不足を解消し、冷却熱交換器（131）の除霜を効果的かつ確実に行うことができる。したがって、冷却熱交換器（131）の除霜に要する時間、あるいはこの冷凍装置の消費電力を一層効果的に削減することができる。

上記第８の発明によれば、デフロスト運転時において、第２冷却回路（30）の冷媒が過剰となる場合に、第２開閉弁（SV-6）を開の状態とすることで、第２冷却回路（30）の冷媒を熱源側回路（40）に送れるようにしている。このため、第２冷却回路（30）における冷媒の過剰状態を解消することができ、冷却熱交換器（131）の除霜を効果的かつ確実に行うことができる。

上記第９の発明によれば、熱交換器（170）を設けることで、デフロスト運転時における副圧縮機（141）の吸入冷媒を過熱状態とすることができる。このため、デフロスト運転時において、副圧縮機（141）に湿り冷媒が吸入されてしまうことを回避できる。したがって、デフロスト運転時における副圧縮機（141）の液圧縮を確実に回避できる。

特に、上記第１０の発明によれば、通常運転時において、冷却熱交換器（131）に流入する直前の冷媒を過冷却できるようにしている。このため、冷却熱交換器（131）による庫内の冷却能力を向上させることができる。

上記第１１の発明によれば、デフロスト運転時において、第２冷却回路（30）の冷媒が湿り状態となる場合に、副圧縮機（141）を停止すると同時に、湿り状態の冷媒をバイパス配管（156）を介して熱源側回路（40）に送れるようにしている。このため、副圧縮機（141）における液圧縮を確実に回避することができる。

上記第１２の発明によれば、デフロスト運転時において、第２冷却回路（30）の冷媒が湿り状態となる場合に、副圧縮機（141）を停止すると同時に、副圧縮機（141）内の冷媒を油排出配管（154）を介して熱源側回路（40）に送れるようにしている。このため、副圧縮機（141）における液圧縮を一層確実に回避することができる。

また、本発明では、例えば通常運転時において、副圧縮機（141）内の冷凍機油を主圧縮機（41）に送ることもできる。したがって、主圧縮機（41）の冷凍機油不足を解消することができる。

上記第１３の発明によれば、デフロスト開始判定手段により、デフロスト運転が必要なタイミングを確実に判定してデフロスト運転を開始するようにしている。したがって、冷却熱交換器（131）の着霜に伴い庫内の冷却効率が大幅に低下してしまうのを未然に回避しながら、必要最小限の頻度でデフロスト運転を行うことができる。

上記第１４の発明によれば、デフロスト終了判定手段により、冷却熱交換器（131）の除霜が完了したタイミングを確実に判定してデフロスト運転を終了するようにしている。したがって、過剰なデフロスト運転を行うことで庫内の温度が上昇してしまうことを未然に回避しながら、デフロスト運転の短期化を図ることができる。

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。

<実施形態１>
実施形態１の冷凍装置（10）は、コンビニエンスストア等に設置されて、店内の空気調和とショーケース内の冷却とを行うものである。

図１に示すように、本実施形態の冷凍装置（10）は、室外ユニット（11）と、空調ユニット（12）と、冷蔵庫としての冷蔵ショーケース（13）と、冷凍庫としての冷凍ショーケース（15）と、ブースタユニット（16）とを備えている。室外ユニット（11）は、屋外に設置されている。一方、残りの空調ユニット（12）等は、何れもコンビニエンスストア等の店内に設置されている。

室外ユニット（11）には室外回路（40）が、空調ユニット（12）には空調回路（100）が、冷蔵ショーケース（13）には冷蔵庫内回路（110）が、冷凍ショーケース（15）には冷凍庫内回路（130）が、ブースタユニット（16）にはブースタ回路（140）がそれぞれ設けられている。冷凍装置（10）では、これらの回路（40,100,…）を配管で接続することによって冷媒回路（20）が構成されている。

冷凍庫内回路（130）及びブースタ回路（140）は、互いに直列に接続されており、第２冷却回路である冷凍回路（30）を構成している。この冷凍回路（30）では、ブースタユニット（16）の端部に液側閉鎖弁（31）及びガス側閉鎖弁（32）がそれぞれ設けられている。一方、冷蔵庫内回路（110）は、単独で第１冷却回路を構成している。また、室外回路（40）は、単独で熱源側回路を構成している。

冷媒回路（20）では、冷蔵庫内回路（110）と冷凍回路（30）とが室外回路（40）に対して互いに並列接続されている。具体的に、冷蔵庫内回路（110）及び冷凍回路（30）は、第１液側連絡配管（21）及び第１ガス側連絡配管（22）を介して、室外回路（40）に接続されている。第１液側連絡配管（21）は、その一端が室外回路（40）に接続されている。第１液側連絡配管（21）の他端は、２つに分岐しており、分岐した一方が冷蔵庫内回路（110）の液側端に接続され、他方が液側閉鎖弁（31）に接続されている。第１ガス側連絡配管（22）は、その一端が室外回路（40）に接続されている。第１ガス側連絡配管（22）の他端は、２つに分岐しており、分岐した一方が冷蔵庫内回路（110）のガス側端に接続され、他方がガス側閉鎖弁（32）に接続されている。

また、冷媒回路（20）では、空調回路（100）が、第２液側連絡配管（23）及び第２ガス側連絡配管（24）を介して、室外回路（40）に接続されている。第２液側連絡配管（23）は、その一端が室外回路（40）に接続され、他端が空調回路（100）の液側端に接続されている。第２ガス側連絡配管（24）は、その一端が室外回路（40）に接続され、他端が空調回路（100）のガス側端に接続されている。

《室外ユニット》
上述したように、室外ユニット（11）は、室外回路（40）を備えている。この室外回路（40）には、可変容量圧縮機（41）、固定容量圧縮機（42）、室外熱交換器（43）、レシーバ（44）、及び室外膨張弁（45）が設けられている。また、室外回路（40）には、四路切換弁（51,52）と、液側閉鎖弁（53,55）と、ガス側閉鎖弁（54,56）とが２つずつ設けられている。この室外回路（40）において、第１液側閉鎖弁（53）には第１液側連絡配管（21）が、第１ガス側閉鎖弁（54）には第１ガス側連絡配管（22）が、第２液側閉鎖弁（55）には第２液側連絡配管（23）が、第２ガス側閉鎖弁（56）には第２ガス側連絡配管（24）がそれぞれ接続されている。

可変容量圧縮機（41）及び固定容量圧縮機（42）は、何れも全密閉型で高圧ドーム型のスクロール圧縮機である。可変容量圧縮機（41）には、インバータを介して電力が供給される。この可変容量圧縮機（41）は、インバータの出力周波数を変化させて圧縮機モータの回転速度を変更することによって、その容量が変更可能となっている。可変容量圧縮機（41）は、主圧縮機を構成している。一方、固定容量圧縮機（42）は、圧縮機モータが常に一定の回転速度で運転されるものであって、その容量が変更不能となっている。

可変容量圧縮機（41）の吸入側には、第１吸入管（61）の一端が接続されている。第１吸入管（61）の他端は、第１ガス側閉鎖弁（54）に接続されている。一方、固定容量圧縮機（42）の吸入側には、第２吸入管（62）の一端が接続されている。第２吸入管（62）の他端は、第２四路切換弁（52）に接続されている。また、第１吸入管（61）には吸入接続管（63）の一端が接続され、第２吸入管（62）には吸入接続管（63）の他端が接続されている。この吸入接続管（63）には、その一端から他端へ向かう冷媒の流通だけを許容する逆止弁（CV-1）が設けられている。

可変容量圧縮機（41）及び固定容量圧縮機（42）には、吐出管（64）が接続されている。吐出管（64）の一端は、第１四路切換弁（51）に接続されている。この吐出管（64）は、他端側で第１分岐吐出管（64a）と第２分岐吐出管（64b）とに分岐されている。そして、第１分岐吐出管（64a）が可変容量圧縮機（41）の吐出側に接続され、第２分岐吐出管（64b）が固定容量圧縮機（42）の吐出側に接続されている。第２分岐吐出管（64b）には、固定容量圧縮機（42）から第１四路切換弁（51）へ向かう冷媒の流通だけを許容する逆止弁（CV-3）が設けられている。また、吐出管（64）には、吐出接続管（65）の一端が接続されている。吐出接続管（65）の他端は、第２四路切換弁（52）に接続されている。

室外熱交換器（43）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あって、熱源側熱交換器を構成している。この室外熱交換器（43）では、冷媒と室外空気の間で熱交換が行われる。室外熱交換器（43）の一端は、閉鎖弁（57）を介して第１四路切換弁（51）に接続されている。一方、室外熱交換器（43）の他端は、第１液管（81）を介してレシーバ（44）の頂部に接続されている。この第１液管（81）には、室外熱交換器（43）からレシーバ（44）へ向かう冷媒の流通だけを許容する逆止弁（CV-4）が設けられている。

レシーバ（44）の底部には、閉鎖弁（58）を介して第２液管（82）の一端が接続されている。この第２液管（82）は、他端側で第１分岐管（82a）と第２分岐管（82b）とに分岐されている。そして、第２液管（82）の第１分岐管（82a）が第１液側閉鎖弁（53）に接続され、その第２分岐管（82b）が第２液側閉鎖弁（55）に接続されている。第２液管（82）の第２分岐管（82b）には、レシーバ（44）から第２液側閉鎖弁（55）へ向かう冷媒の流通だけを許容する逆止弁（CV-5）が設けられている。

第２液管（82）の第２分岐管（82b）において、逆止弁（CV-5）と第２液側閉鎖弁（55）との間には、第３液管（83）の一端が接続されている。第３液管（83）の他端は、レシーバ（44）の頂部に接続されている。また、第３液管（83）には、その一端から他端へ向かう冷媒の流通だけを許容する逆止弁（CV-6）が設けられている。

第２液管（82）における閉鎖弁（58）の下流には、第４液管（84）の一端が接続されている。第４液管（84）の他端は、第１液管（81）における室外熱交換器（43）と逆止弁（CV-4）との間に接続されている。また、第４液管（84）には、室外膨張弁（45）が設けられている。

第１四路切換弁（51）は、第１のポートが吐出管（64）に、第２のポートが第２四路切換弁（52）に、第３のポートが室外熱交換器（43）に、第４のポートが第２ガス側閉鎖弁（56）にそれぞれ接続されている。この第１四路切換弁（51）は、第１のポートと第３のポートが互いに連通して第２のポートと第４のポートが互いに連通する第１状態（図１に実線で示す状態）と、第１のポートと第４のポートが互いに連通して第２のポートと第３ポートが互いに連通する第２状態（図１に破線で示す状態）とに切り換え可能となっている。

第２四路切換弁（52）は、第１のポートが吐出接続管（65）に、第２のポートが第２吸入管（62）に、第４のポートが第１四路切換弁（51）の第２のポートにそれぞれ接続されている。また、第２四路切換弁（52）は、その第３のポートが封止されている。よって、第２四路切換弁は、実質的に三方弁として用いられる。この第２四路切換弁（52）は、第１のポートと第３のポートが互いに連通して第２のポートと第４のポートが互いに連通する第１状態（図１に実線で示す状態）と、第１のポートと第４のポートが互いに連通して第２のポートと第３ポートが互いに連通する第２状態（図１に破線で示す状態）とに切り換え可能となっている。

室外回路（40）には、油分離器（70）、油戻し管（71）、インジェクション管（85）、及び連通管（87）も設けられている。更に、室外回路（40）には、均油管（72,73）と吸入側配管（66,67）とが２つずつ設けられている。

油分離器（70）は、吐出管（64）に設けられている。この油分離器（70）は、圧縮機（41,42）の吐出ガスから冷凍機油を分離するためのものである。油分離器（70）には、油戻し管（71）の一端が接続されている。油戻し管（71）の他端は、第１吸入管（61）に接続されている。また、油戻し管（71）には、電磁弁（SV-5）が設けられている。電磁弁（SV-5）を開くと、油分離器（70）で分離された冷凍機油が、可変容量圧縮機（41）の吸入側へ送り返される。

第１均油管（72）は、その一端が可変容量圧縮機（41）に接続され、他端が第２吸入管（62）に接続されている。この第１均油管（72）には、電磁弁（SV-1）が設けられている。一方、第２均油管（73）は、その一端が固定容量圧縮機（42）に接続され、他端が第１吸入管（61）に接続されている。この第２均油管（73）には、電磁弁（SV-2）が設けられている。これら電磁弁（SV-1,SV-2）を適宜開閉することにより、各圧縮機（41,42）における冷凍機油の貯留量が平均化される。

第１吸入側配管（66）は、その一端が第２吸入管（62）に接続され、その他端が第１吸入管（61）に接続されている。第１吸入側配管（66）には、その一端から他端へ向かって順に、電磁弁（SV-3）と逆止弁（CV-2）とが設けられている。この逆止弁（CV-2）は、第１吸入側配管（66）の一端から他端へ向かう冷媒の流通だけを許容する。一方、第２吸入側配管（67）は、第１吸入側配管（66）における電磁弁（SV-3）の両側を繋ぐように接続されている。第２吸入側配管（67）には、電磁弁（SV-4）が設けられている。

インジェクション管（85）は、いわゆる液インジェクションを行うためのものである。インジェクション管（85）は、その一端が閉鎖弁（59）を介して第４液管（84）に接続され、他端が第１吸入管（61）に接続されている。インジェクション管（85）には、開度可変の流量調節弁（86）が設けられている。インジェクション管（85）における閉鎖弁（59）と流量調節弁（86）との間には、連通管（87）の一端が接続されている。連通管（87）の他端は、油戻し管（71）における油分離器（70）と電磁弁（SV-5）の間に接続されている。連通管（87）には、その一端から他端へ向かう冷媒の流通だけを許容する逆止弁（CV-7）が設けられている。

室外回路（40）には、各種のセンサや圧力スイッチも設けられている。具体的に、第１吸入管（61）には、第１吸入温度センサ（91）と第１吸入圧力センサ（93）とが設けられている。第２吸入管（62）には、第２吸入温度センサ（92）と第２吸入圧力センサ（94）とが設けられている。吐出管（64）には、吐出温度センサ（96）と吐出圧力センサ（97）とが設けられている。第１，第２吐出分岐管（64a,64b）には、高圧圧力スイッチ（95）が１つずつ設けられている。

また、室外ユニット（11）には、外気温センサ（90）と室外ファン（48）とが設けられている。室外熱交換器（43）へは、この室外ファン（48）によって室外空気が送られる。

《空調ユニット》
上述したように、空調ユニット（12）は、空調回路（100）を備えている。空調回路（100）では、その液側端からガス側端へ向かって順に、空調膨張弁（102）と空調熱交換器（101）とが設けられている。空調熱交換器（101）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って構成されている。この空調熱交換器（101）では、冷媒と室内空気の間で熱交換が行われる。一方、空調膨張弁（102）は、電子膨張弁によって構成されている。

空調ユニット（12）には、熱交換器温度センサ（103）と冷媒温度センサ（104）とが設けられている。熱交換器温度センサ（103）は、空調熱交換器（101）の伝熱管に取り付けられている。冷媒温度センサ（104）は、空調回路（100）におけるガス側端の近傍に取り付けられている。また、空調ユニット（12）には、内気温センサ（106）と空調ファン（105）とが設けられている。空調熱交換器（101）へは、この空調ファン（105）によって店内の室内空気が送られる。

《冷蔵ショーケース》
上述したように、冷蔵ショーケース（13）は、冷蔵庫内回路（110）を備えている。冷蔵庫内回路（110）では、その液側端からガス側端へ向かって順に、冷蔵膨張弁（112）と冷蔵熱交換器（111）とが設けられている。冷蔵熱交換器（111）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あって、第１熱交換器を構成している。この冷蔵熱交換器（111）では、冷媒と庫内空気の間で熱交換が行われる。一方、冷蔵膨張弁（112）は、電子膨張弁によって構成されている。

冷蔵ショーケース（13）には、熱交換器温度センサ（113）と冷媒温度センサ（114）とが設けられている。熱交換器温度センサ（113）は、冷蔵熱交換器（111）の伝熱管に取り付けられている。冷媒温度センサ（114）は、冷蔵庫内回路（110）におけるガス側端の近傍に取り付けられている。また、冷蔵ショーケース（13）には、冷蔵庫内温度センサ（116）と冷蔵庫内ファン（115）とが設けられている。冷蔵熱交換器（111）へは、この冷蔵庫内ファン（115）によって冷蔵ショーケース（13）の庫内空気が送られる。

《冷凍ショーケース》
上述したように、冷凍ショーケース（15）は、冷凍庫内回路（130）を備えている。冷凍庫内回路（130）では、その液側端からガス側端へ向かって順に、冷凍膨張弁（132）、第１冷媒温度センサ（134）、冷凍熱交換器（131）、及び第２冷媒温度センサ（137）が設けられている。冷凍熱交換器（131）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あって、冷却熱交換器を構成している。この冷凍熱交換器（131）では、冷媒と庫内空気の間で熱交換が行われる。一方、冷凍膨張弁（132）は、電子膨張弁によって構成されている。

また、冷凍庫内回路（130）には、詳細は後述するホットガス管（160）の終端が接続されている。このホットガス管（160）の終端は、冷凍膨張弁（132）と冷凍熱交換器（131）との間に接続されている。

さらに、冷凍ショーケース（15）には、冷凍庫内温度センサ（136）と冷凍庫内ファン（135）とが設けられている。冷凍熱交換器（131）へは、この冷凍庫内ファン（135）によって冷凍ショーケース（15）の庫内空気が送られる。

《ブースタユニット》
上述したように、ブースタユニット（16）は、ブースタ回路（140）を備えている。ブースタ回路（140）には、ブースタ連絡管（143）と、ブースタ圧縮機（141）とが設けられている。

ブースタ連絡管（143）は、一端が液側閉鎖弁（31）を介して第１液側連絡配管（21）に接続され、他端が冷凍庫内回路（130）の液側端と接続されている。このブースタ連絡管（143）は、第１液側連絡配管（21）より分岐された液冷媒を冷凍庫内回路（130）に送るものである。

ブースタ圧縮機（141）は、全密閉型で高圧ドーム型のスクロール圧縮機である。ブースタ圧縮機（141）には、インバータを介して電力が供給される。このブースタ圧縮機（141）は、インバータの出力周波数を変化させて圧縮機モータの回転速度を変更することによって、その容量が変更可能となっている。ブースタ圧縮機（141）は、副圧縮機を構成している。

ブースタ圧縮機（141）は、その吸入側に吸入管（144）の一端が接続され、その吐出側に吐出管（145）の一端が接続されている。吸入管（144）の他端は、冷凍庫内回路（130）のガス側端と接続されている。吐出管（145）の他端は、ガス側閉鎖弁（32）と接続されている。

上記吸入管（144）には、ブースタ圧縮機（141）の吸入側近傍に吸入温度センサ（147）が設けられている。上記吐出管（145）には、ブースタ圧縮機（141）からガス側閉鎖弁（32）へ向かって順に、吐出温度センサ（148）、高圧圧力スイッチ（149）、吐出圧力センサ（150）、油分離器（151）、電磁弁（SV-6）、及び逆止弁（CV-8）が設けられている。吐出圧力センサ（150）は、後述する冷凍装置のデフロスト運転時に、冷凍回路（30）を流れる冷媒の湿り度を検知する湿り度検知手段を構成している。開閉弁（SV-6）は、本発明の第２開閉弁を構成している。また、逆止弁（CV-8）は、ブースタ圧縮機（141）の吐出側からガス側閉鎖弁（32）へ向かう冷媒の流通だけを許容する。

油分離器（151）は、ブースタ圧縮機（141）の吐出ガスから冷凍機油を分離するためのものである。油分離器（151）には、油戻し管（152）の一端が接続されている。油戻し管（152）の他端は、吸入管（144）に接続されている。この油戻し管（152）には、キャピラリチューブ（153）が設けられている。油分離器（151）で分離された冷凍機油は、油戻し管（152）を通じてブースタ圧縮機（141）の吸入側へ送り返される。

ブースタ回路（140）には、油排出配管（154）、インジェクション管（155）、及びバイパス配管（156）も設けられている。

油排出配管（154）は、一端がブースタ圧縮機（141）の油排出口（141a）に接続され、他端が吐出管（145）に接続されている。この油排出配管（154）には、電磁弁（SV-7）が設けられている。電磁弁（SV-7）は、本発明の第４開閉弁を構成している。そして、油排出配管（154）は、ブースタ圧縮機（141）内の冷凍機油が貯まりすぎる場合に、上記電磁弁（SV-7）を開けることで、この冷凍機油を室外回路（40）側へ送り、可変容量圧縮機（41）や固定容量圧縮機（42）に吸入させる。

インジェクション管（155）は、いわゆる液インジェクションを行うためのものである。インジェクション管（155）は、その一端が上記ブースタ連絡管（143）に接続され、他端が油戻し管（152）に接続されている。このインジェクション管（155）には、開度可変の流量調節弁（157）が設けられている。

バイパス配管（156）は、一端が吸入管（144）に接続され、他端が吐出管（145）に接続されている。バイパス配管（156）には、低圧センサ（146）及び逆止弁（CV-9）が設けられている。低圧センサ（146）は、後述する冷凍装置（10）のデフロスト運転時に、冷凍回路（30）の冷媒循環量を検知する冷媒量検知手段を構成している。

また、吐出管（145）には、上述したホットガス管（160）の始端が接続されている。このホットガス管（160）は、この冷凍装置（10）のデフロスト運転時に、ブースタ圧縮機（141）で圧縮した冷媒を冷凍熱交換器（131）に送るものである。ホットガス管（160）には、電磁弁（SV-5）が設けられている。電磁弁（SV-5）は、本発明の第１開閉弁を構成している。

《コントローラの構成》
本実施形態の冷凍装置（10）は、コントローラ（200）を備えている。このコントローラ（200）は、運転条件に応じて各四路切換弁や各電磁弁などの制御動作を行うものである。このコントローラ（200）には、制御部（202）が設けられている。

制御部（202）は、冷凍熱交換器（131）の除霜を行うデフロスト運転を行うための制御動作を行う。具体的に、制御部（202）は、通常運転時に、冷凍膨張弁（132）を適宜調整するとともに電磁弁（SV-5）を開ける一方、電磁弁（SV-6）を閉じる第１制御動作と、デフロスト運転開始時に、冷凍膨張弁（132）及び電磁弁（SV-6）を閉じる一方、電磁弁（SV-5）を開ける第２制御動作とを切換えて行う。

また、制御部（202）は、デフロスト運転時において、冷凍回路（30）の冷媒循環量にに基づいて冷凍膨張弁（132）及び電磁弁（SV-7）の制御動作を行う。具体的に、制御部（202）は、デフロスト運転時において、低圧センサ（146）の検出圧力が所定圧力以下になる、すなわち冷媒循環量が所定値以下となると、膨張弁（132）を所定開度に開放する第３制御動作を行う。また、制御部（202）は、デフロスト運転時において、低圧センサ（146）の検出圧力が所定圧力以上となる、すなわち冷媒循環量が所定値以上となると、電磁弁（SV-6）を開ける第４制御動作を行う。

さらに、制御部（202）は、デフロスト運転時に、冷凍回路（30）の冷媒の湿り度に基づいてブースタ圧縮機（141）、可変容量圧縮機（41）、及び電磁弁（SV-7）の制御動作を行う。具体的に、制御部（202）は、デフロスト運転時に、吐出圧力センサ（150）の検出圧力が所定値以下となり、冷媒が湿り状態であることを検知すると、ブースタ圧縮機（141）を停止させる一方、可変容量圧縮機（41）を運転させるとともに、電磁弁（SV-7）を開ける第５制御動作を行う。

−運転動作−
以下に、本実施形態の冷凍装置（10）が行う運転動作のうち、主要なものについて図を参照しながら説明する。この冷凍装置（10）は、冷房運転及び暖房運転から成る通常運転と、 上述したデフロスト運転とが可能となっている。

《冷房運転》
冷房運転は、冷蔵ショーケース（13）及び冷凍ショーケース（15）において庫内空気の冷却を行い、空調ユニット（12）で室内空気の冷却を行って店内を冷房する運転である。

図２に示すように、室外回路（40）では、第１四路切換弁（51）及び第２四路切換弁（52）が第１状態に設定される。また、室外膨張弁（45）が全閉される一方、空調膨張弁（102）及び冷蔵膨張弁（112）の開度が適宜調節される。

また、冷房運転では、制御部（202）が上記第１制御動作を行う。このため、冷凍回路（30）では、電磁弁（SV-5）が閉の状態、電磁弁（SV-6）が開の状態に設定されるとともに、冷凍膨張弁（132）の開度が適宜調整される。また、電磁弁（SV-7）は、上述したようにブースタ圧縮機（141）の冷凍機油が溜まり過ぎとなる場合を除いて、通常、閉の状態に設定される。

冷房運転では、この状態において、可変容量圧縮機（41）、固定容量圧縮機（42）、及びブースタ圧縮機（141）が運転される。

可変容量圧縮機（41）及び固定容量圧縮機（42）から吐出された冷媒は、吐出管（64）から第１四路切換弁（51）を通って室外熱交換器（43）へ送られる。室外熱交換器（43）では、冷媒が室外空気へ放熱する。室外熱交換器（43）で放熱した冷媒は、レシーバ（44）を通過して第２液管（82）へ流入し、第２液管（82）の各分岐管（82a,82b）へ分配される。

第２液管（82）の第１分岐管（82a）へ流入した冷媒は、第１液側連絡配管（21）を通じて冷蔵庫内回路（110）とブースタ回路（140）とに分配される。

冷蔵庫内回路（110）へ流入した冷媒は、冷蔵膨張弁（112）を通過する際に減圧されてから冷蔵熱交換器（111）へ導入される。冷蔵熱交換器（111）では、冷媒が庫内空気から吸熱して蒸発する。その際、冷蔵熱交換器（111）では、冷媒の蒸発温度が例えば−５℃程度に設定される。冷蔵熱交換器（111）で蒸発した冷媒は、第１ガス側連絡配管（22）へ流入する。冷蔵ショーケース（13）では、冷蔵熱交換器（111）で冷却された庫内空気が庫内へ供給され、庫内温度が例えば５℃程度に保たれる。

ブースタ回路（140）へ流入した冷媒は、ブースタ連絡管（143）を介して冷凍庫内回路（130）へ導入される。この冷媒は、冷凍膨張弁（132）を通過する際に減圧されてから冷凍熱交換器（131）へ導入される。冷凍熱交換器（131）では、冷媒が庫内空気から吸熱して蒸発する。その際、冷凍熱交換器（131）では、冷媒の蒸発温度が例えば−３０℃程度に設定される。冷凍ショーケース（15）では、冷凍熱交換器（131）で冷却された庫内空気が庫内へ供給され、庫内温度が例えば−２０℃程度に保たれる。

冷凍熱交換器（131）で蒸発した冷媒は、ブースタ回路（140）へ流入し、吸入管（144）を通ってブースタ圧縮機（141）へ吸入される。ブースタ圧縮機（141）で圧縮された冷媒は、吐出管（145）を通って第１ガス側連絡配管（22）へ流入する。

第１ガス側連絡配管（22）では、冷蔵庫内回路（110）から送り込まれた冷媒と、ブースタ回路（140）から送り込まれた冷媒とが合流する。そして、これらの冷媒は、第１ガス側連絡配管（22）から第１吸入管（61）へ流入し、可変容量圧縮機（41）に吸入される。可変容量圧縮機（41）は、吸入した冷媒を圧縮して吐出管（64）の第１分岐吐出管（64a）へ吐出する。

一方、第２液管（82）の第２分岐管（82b）へ流入した冷媒は、第２液側連絡配管（23）を通じて空調回路（100）へ供給される。空調回路（100）へ流入した冷媒は、空調膨張弁（102）を通過する際に減圧されてから空調熱交換器（101）へ導入される。空調熱交換器（101）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。空調ユニット（12）では、空調熱交換器（101）で冷却された室内空気が店内へ供給される。空調熱交換器（101）で蒸発した冷媒は、第２ガス側連絡配管（24）を通って室外回路（40）へ流入し、第１四路切換弁（51）と第２四路切換弁（52）を順に通過した後に、第２吸入管（62）を通って固定容量圧縮機（42）に吸入される。固定容量圧縮機（42）は、吸入した冷媒を圧縮して吐出管（64）の第２分岐吐出管（64b）へ吐出する。

《暖房運転》
暖房運転は、冷蔵ショーケース（13）及び冷凍ショーケース（15）において庫内空気の冷却を行い、空調ユニット（12）で室内空気の加熱を行って店内を暖房する運転である。

この冷凍装置（10）では、通常の暖房運転（第１暖房運転）に加え、この第１暖房運転では暖房能力が過剰となる場合に、冷蔵熱交換器（111）及び冷凍熱交換器（131）において冷媒が吸熱し、空調熱交換器（101）及び室外熱交換器（43）において冷媒が放熱する第２暖房運転を行うことが可能である。さらに、第１暖房運転では暖房能力が不足する場合に、冷蔵熱交換器（111）、冷凍熱交換器（131）、及び室外熱交換器（43）において冷媒が吸熱し、空調熱交換器（101）において冷媒が放熱する第３暖房運転を行うことも可能である。ここでは、上記暖房運転の代表例として第１暖房運転のみについて説明する。

図３に示すように、室外回路（40）では、第１四路切換弁（51）が第２状態に、第２四路切換弁（52）が第１状態にそれぞれ設定される。また、室外膨張弁（45）が全閉される一方、空調膨張弁（102）及び冷蔵膨張弁（112）の開度が適宜調節される。

また、暖房運転においても、制御部（202）が上記第１制御動作を行う。このため、冷凍回路（30）では、電磁弁（SV-5）が閉の状態、電磁弁（SV-6）が開の状態に設定されるとともに、冷凍膨張弁（132）の開度が適宜調整される。また、電磁弁（SV-7）は、上述したようにブースタ圧縮機（141）の冷凍機油が溜まり過ぎとなる場合を除いて、通常、閉の状態に設定される。

この暖房運転では、この状態において、可変容量圧縮機（41）及びブースタ圧縮機（141）が運転され、固定容量圧縮機（42）が休止する。また、室外熱交換器（43）は、冷媒が送り込まれずに休止状態となる。

可変容量圧縮機（41）から吐出された冷媒は、第２ガス側連絡配管（24）を通って空調回路（100）の空調熱交換器（101）へ導入され、室外空気へ放熱する。空調ユニット（12）では、空調熱交換器（101）で加熱された室内空気が店内へ供給される。空調熱交換器（101）で放熱した冷媒は、第２液側連絡配管（23）を通って室外回路（40）へ送り返され、レシーバ（44）を通過して第２液管（82）へ流入する。

第２液管（82）へ流入した冷媒は、第１液側連絡配管（21）を通じて冷蔵庫内回路（110）とブースタ回路（140）とに分配される。そして、冷蔵ショーケース（13）及び冷凍ショーケース（15）では、上記冷房運転時と同様に、庫内空気の冷却が行われる。冷蔵熱交換器（111）で蒸発した冷媒は、第１ガス側連絡配管（22）を通って第１吸入管（61）へ流入する。一方、冷凍熱交換器（131）で蒸発した冷媒は、ブースタ圧縮機（141）で圧縮された後に第１ガス側連絡配管（22）を通って第１吸入管（61）へ流入する。第１吸入管（61）へ流入した冷媒は、可変容量圧縮機（41）に吸入されて圧縮される。

このように、第１暖房運転では、冷蔵熱交換器（111）及び冷凍熱交換器（131）において冷媒が吸熱し、空調熱交換器（101）において冷媒が放熱する。そして、冷蔵熱交換器（111）及び冷凍熱交換器（131）で冷媒が庫内空気から吸熱した熱を利用して、店内の暖房が行われる。

尚、第１暖房運転では、固定容量圧縮機（42）を運転してもよい。固定容量圧縮機（42）を運転するか否かは、冷蔵ショーケース（13）及び冷凍ショーケース（15）における冷却負荷に応じて決定される。この場合、第１吸入管（61）へ流入した冷媒は、その一部が吸入接続管（63）及び第２吸入管（62）を通って固定容量圧縮機（42）へ吸入される。

《デフロスト運転》
冷凍装置（10）では、デフロスト運転が行われる。このデフロスト運転は、冷凍ショーケース（15）の冷凍熱交換器（131）に付着した霜を融かす運転である。

冷凍熱交換器（131）で庫内空気を冷却する際には、庫内空気中の水分が霜となって冷凍熱交換器（131）に付着する。冷凍熱交換器（131）に付着した霜の量が多くなると、冷凍熱交換器（131）を通過する庫内空気の流量が減少し、庫内空気の冷却が不充分となる。そこで、上記冷凍装置（10）は、例えば所定の時間間隔でデフロスト運転を行う。

上述した冷房運転や暖房運転などの通常運転から上記デフロスト運転への移行は、コントローラ（200）に設けられたデフロスト開始判定手段（図示省略）によって行われる。本実施形態のデフロスト開始判定手段は、通常運転（冷房運転や暖房運転）が所定時間（例えば６時間）行われると通常運転を終了してデフロスト運転を開始させる。

なお、これ以外の実施形態として、デフロスト開始判定手段は、冷凍熱交換器（131）の着霜量が所定量以上となったか否かを間接的に検知してデフロスト運転を開始させるものであってもよい。具体的に、デフロスト開始判定手段は、冷凍熱交換器（131）を流れる冷媒圧力が所定圧力以下になった場合、冷凍ショーケース（15）の吸込温度と吹出温度との温度差、即ち冷凍熱交換器（131）を通過する前後の空気の温度差が所定温度以下になった場合、冷凍ショーケース（15）や冷凍熱交換器（131）の重量を重量計で測定し、その重量が所定重量以上となった場合、冷凍熱交換器（131）の着霜に伴う冷凍庫内ファン（135）の通風抵抗の増加によって、冷凍庫内ファン（135）のモータ回転数が低下したり、モータ電流値が所定量変化した場合、冷凍ショーケース（13）の庫内温度が所定温度以上になった場合などにおいて、通常運転からデフロスト運転への切り換えを行う。

このデフロスト運転中には、冷凍熱交換器（131）の除霜と、冷蔵ショーケース（13）における庫内空気の冷却とが並行して行われる。ここでは、デフロスト運転における冷凍装置（10）の動作について、冷房運転や各暖房運転における動作と異なる点を図４を参照しながら説明する。尚、図４は、冷房運転中にデフロスト運転が行われた場合における冷媒の流れを示している。

通常運転からデフロスト運転への移行時には、制御部（202）が第２制御動作を行う。このため、冷凍回路（30）では、電磁弁（SV-5）が開の状態、電磁弁（SV-6）及び冷凍膨張弁（132）が閉の状態に設定される。その結果、液側閉鎖弁（31）から冷凍庫内回路（130）への冷媒の流入が禁止されると同時に、ブースタ圧縮機（141）からガス側閉鎖弁（32）への冷媒の流出が禁止される。つまり、冷凍回路（30）は、他の冷媒回路と縁が切れた閉回路となる。

この状態で、ブースタ圧縮機（141）が運転されると、ブースタ圧縮機（141）の吐出冷媒は吐出管（145）よりホットガス管（160）に流れる。ホットガス管（160）を流出した冷媒は、冷凍庫内回路（130）に流入し、除霜対象である冷凍熱交換器（131）を流通する。

冷凍熱交換器（131）では、供給された冷媒が放熱する。冷凍熱交換器（131）に付着した霜は、冷媒の温熱によって加熱されて融解する。

冷凍熱交換器（131）で放熱した冷媒は、ブースタ回路（140）に流入し、吸入管（144）よりブースタ圧縮機（141）に吸入される。ブースタ圧縮機（141）の吸入冷媒は、再び圧縮された後、ホットガス管（160）へ送られる。

このように、上記冷凍装置（10）のデフロスト運転では、ブースタ圧縮機（141）と冷凍熱交換器（131）との間で冷媒を循環させることで、ブースタ圧縮機（141）から冷媒へ付与された熱を利用して冷凍熱交換器（131）の除霜を行うようにしている。

上記デフロスト運転から通常運転への移行は、コントローラ（200）に設けられたデフロスト終了判定手段（図示省略）によって行われる。本実施形態のデフロスト終了判定手段は、上述した通常運転が所定時間（例えば１時間）行われるとデフロスト運転を終了させる。

なお、これ以外の実施形態として、デフロスト終了判定手段は、冷凍熱交換器（131）の着霜量が所定量以下となったか否かを間接的に検知してデフロスト運転を終了させるものであってもよい。具体的に、デフロスト終了判定手段は、ブースタ圧縮機（141）の吐出冷媒が所定圧力以上になった場合、冷凍熱交換器（131）を流れる冷媒温度が所定温度（例えば５℃）以上になった場合、冷凍ショーケース（13）の庫内温度が所定温度（例えば０℃）以上になった場合などにおいて、上記デフロスト運転を終了させて、冷凍ショーケース（13）の庫内の冷却を再開させる。

ところで、このようなデフロスト運転時に、ブースタ圧縮機（141）の吐出冷媒が冷凍熱交換器（131）を流通する際、冷媒は急激に冷やされるため、その圧力が低下してしまうことがある。この場合には、冷凍熱交換器（131）において、いわゆる冷媒の寝込みが生じ、冷凍回路（30）における冷媒循環量が不足してしまうことがある。このため、この冷凍装置（10）では、デフロスト運転時における冷凍回路（30）の冷媒循環量が不足する場合に、制御部（202）が第３制御動作を行う。

具体的に、図４に示すデフロスト運転時に冷凍回路（30）の冷媒循環量が不足すると、低圧センサ（146）の検出圧力が低下する。そして、低圧センサ（146）の検出圧力が所定圧力以下となると、制御部（202）が第３制御動作を行う。その結果、冷凍膨張弁（132）が所定開度に開放される。

冷凍膨張弁（132）が開放されると、図５に示すように、室外回路（40）の第２分岐管（82b）を流れる冷媒の一部が液側閉鎖弁（31）よりブースタ連絡管（143）に送られる。この冷媒は、ホットガス管（160）を流出した冷媒と合流し、冷凍熱交換器（131）の除霜に利用される。したがって、冷凍回路（30）における冷媒不足が解消される。

一方、このように冷媒循環量の不足が解消されるとともに、冷凍熱交換器（131）の着霜量が減少していくと、冷媒の圧力が上昇し、冷媒循環量が過剰になってしまうことがある。このため、この冷凍装置では、デフロスト運転時における冷凍回路（30）の冷媒循環量が過剰となる場合に、制御部（202）が第４制御動作を行う。

具体的に、図４に示すデフロスト運転時における冷凍回路（30）の冷媒循環量が過剰になると、低圧センサ（146）の検出圧力が上昇する。そして、低圧センサ（146）の検出圧力が所定圧力以上となると、制御部（202）が第４制御動作を行う。その結果、電磁弁（SV-6）が開の状態に設定される。

電磁弁（SV-6）が開の状態となると、図６に示すように、ブースタ圧縮機（141）の吐出冷媒は、一部の冷媒がホットガス管（160）に分流すると同時に、残りの冷媒はそのまま吐出管（145）を流れてガス側閉鎖弁（32）を通過する。ホットガス管（160）に分流した冷媒は、冷凍熱交換器（131）の除霜に利用される。ガス側閉鎖弁（32）を通過した冷媒は、冷蔵庫内回路（110）からの戻り冷媒とともに室外回路（40）に送られる。したがって、冷凍回路（30）における冷媒の過剰状態が解消される。

さらに、デフロスト運転時には、例えば冷媒循環量の不足などを理由に冷媒が湿り過ぎとなる場合がある。この場合、湿り過ぎの冷媒がブースタ圧縮機（141）に吸入されてしまうと、ブースタ圧縮機（141）で液圧縮が行われてしまい、ブースタ圧縮機（141）の損傷を招く恐れがある。このため、この冷凍装置では、デフロスト運転時における冷凍回路（30）の冷媒が湿り過ぎとなる場合に、制御部（202）が第５制御動作を行う。

具体的に、図４に示すデフロスト運転時における冷凍回路（30）の冷媒が湿り過ぎとなると、吐出圧力センサ（150）の検出圧力が低下する。そして、吐出圧力センサ（150）の検出圧力が所定圧力以下となると、制御部（202）が第５制御動作を行う。その結果、電磁弁（SV-7）が開の状態に設定される。また、ブースタ圧縮機（141）が停止する一方、室外回路（40）の可変容量圧縮機（41）や固定容量圧縮機（42）は、運転を継続する。

図７に示すように、デフロスト運転時に冷凍熱交換器（131）などに溜まった湿り状態の冷媒は、ブースタ回路（140）のバイパス配管（156）に流入する。バイパス配管（156）を流出した冷媒は、ガス側閉鎖弁（32）を通過して第１ガス側連絡配管（22）に流入する。 一方、既にブースタ圧縮機（141）内に溜まってしまった湿り状態の冷媒は、油吐出口（141a）より油排出配管（154）に流入する。油排出配管（154）を流れる冷媒は、バイパス配管（156）を流出した冷媒と合流して、第１ガス側連絡配管（22）に流入する。

以上のようにしてブースタ回路（140）から排出された湿り状態の冷媒は、冷蔵庫内回路（110）からの戻り冷媒と混合して蒸発し、室外回路（40）に送られる。したがって、ブースタ圧縮機（141）の液圧縮を回避することができる。なお、この動作は、例えば所定の設定時間（例えば１０分間程度）に亘り行われ、所定時間経過後には、再びブースタ圧縮機（141）が運転され、図４に示すデフロスト運転が再開される。

−実施形態１の効果−
上記実施形態１によれば、２段圧縮式の冷凍サイクルを行う冷凍装置において、デフロスト運転時に、ブースタ圧縮機（141）の吐出冷媒で冷凍熱交換器（131）を内部から加熱するようにしている。このため、冷凍熱交換器（131）の除霜を効果的に行うことができる。したがって、冷凍熱交換器（131）の除霜に要する時間を削減することができ、また、この冷凍装置（10）の消費電力を削減することができる。

また、上記実施形態１によれば、デフロスト運転時において、冷凍回路（30）で冷媒不足が生じる場合に、冷凍膨張弁（132）を開放することで、室外回路（40）の冷媒を冷凍回路（30）に導入できるようにしている。このため、冷凍回路（30）の冷媒不足を解消し、冷凍熱交換器（131）の除霜を効果的かつ確実に行うことができる。したがって、冷凍熱交換器（131）の除霜に要する時間、あるいはこの冷凍装置（10）の消費電力を一層効果的に削減することができる。

また、上記実施形態１によれば、デフロスト運転時において、逆に冷凍回路（30）の冷媒が過剰となる場合に、電磁弁（SV-6）を開の状態とすることで、冷凍回路（30）の冷媒を室外回路（40）に送るようにしている。このため、冷凍回路（30）における冷媒の過剰状態を解消することができ、冷凍熱交換器（131）の除霜を効果的かつ確実に行うことができる。

さらに、上記実施形態１によれば、デフロスト運転時において、冷凍回路（30）の冷媒が湿り状態となる場合に、ブースタ圧縮機（141）を停止すると同時に、湿り状態の冷媒をバイパス配管（156）を介して室外回路（40）に送るようにしている。同時に、電磁弁（SV-7）を開放し、ブースタ圧縮機（141）内の湿り状態の冷媒を油排出配管（154）を介して室外回路（40）に送るようにしている。したがって、ブースタ圧縮機（141）の液圧縮を確実に防止できる。

《実施形態２》
次に、実施形態２の冷凍装置（10）について説明する。実施形態２の冷凍装置（10）は、上記実施形態１と冷凍回路（30）の構成が異なるものである。以下に、上記実施形態１と異なる点について説明する。

図８に示すように、実施形態２の冷凍回路（30）では、ブースタ連絡管（143）に電磁弁（SV-8）が設けられている。この電磁弁（SV-8）は、本発明の第３開閉弁を構成している。また、実施形態２では、上記実施形態１とホットガス管（160）の終端位置が異なっている。具体的に、ホットガス管（160）の終端は、上記電磁弁（SV-8）と冷凍膨張弁（132）との間におけるブースタ連絡管（143）に接続されている。また、ホットガス管（160）には、実施形態１の電磁弁（SV-5）の代わりに逆止弁（CV-10）が設けられている。

制御部（202）は、冷凍熱交換器（131）の除霜を行うデフロスト運転を行うための制御動作を行う。具体的に、制御部（202）は、通常運転時に、冷凍膨張弁（132）を適宜調整するとともに電磁弁（SV-6）及び（SV-8）を開ける第１制御動作と、デフロスト運転開始時に、冷凍膨張弁（132）を所定開度に開放するとともに電磁弁（SV-6）及び電磁弁（SV-8）を閉める第２制御動作とを切換えて行う。

また、制御部（202）は、デフロスト運転時において、冷凍回路（30）の冷媒循環量に基づいて冷凍膨張弁（132）及び電磁弁（SV-7）の制御動作を行う。具体的に、制御部（202）は、デフロスト運転時において、低圧センサ（146）の検出圧力が所定圧力以下になる、すなわち冷媒循環量が所定値以下となると、電磁弁（SV-8）を開放する第３制御動作を行う。また、制御部（202）は、実施形態１と同様にして、第４制御動作及び第５制御動作を行う。

−運転動作−
以下に、本実施形態の冷凍装置（10）が行う運転動作のうち、冷房運転及びデフロスト運転について図を参照しながら説明する。

《冷房運転》
実施形態２の冷凍装置（10）の冷房運転は、実施形態１の冷凍装置（10）の冷房運転とほぼ同様である。以下では、ブースタ回路（140）の動作及び冷媒の流れについてのみ説明する。

冷房運転では、制御部（202）が上記第１制御動作を行う。このため、冷凍回路（30）では、電磁弁（SV-6）及び電磁弁（SV-8）が開の状態に設定されるとともに、冷凍膨張弁（132）の開度が適宜調整される。

図９に示すように、ブースタ回路（140）へ流入した冷媒は、ブースタ連絡管（143）を介して冷凍庫内回路（130）へ導入される。この冷媒は、冷凍膨張弁（132）を通過する際に減圧されてから冷凍熱交換器（131）へ導入される。冷凍熱交換器（131）では、冷媒が庫内空気から吸熱して蒸発する。冷凍ショーケース（15）では、冷凍熱交換器（131）で冷却された庫内空気が庫内へ供給される。

冷凍熱交換器（131）で蒸発した冷媒は、ブースタ回路（140）へ流入し、吸入管（144）を通ってブースタ圧縮機（141）へ吸入される。ブースタ圧縮機（141）で圧縮された冷媒は、吐出管（145）を通って第１ガス側連絡配管（22）へ流入する。

《デフロスト運転》
通常の冷房運転からデフロスト運転への移行時には、制御部（202）が第２制御動作を行う。このため、冷凍回路（30）では、電磁弁（SV-6）及び電磁弁（SV-8）が閉の状態に設定されるとともに、冷凍膨張弁（132）の開度が所定開度に開放される。その結果、冷凍回路（30）は、他の冷媒回路と縁が切れた閉回路となる。

この状態で、ブースタ圧縮機（141）が運転されると、図１０に示すように、ブースタ圧縮機（141）の吐出冷媒は吐出管（145）よりホットガス管（160）に流入する。ホットガス管（160）を流出した冷媒は、冷凍庫内回路（130）に流入し、除霜対象である冷凍熱交換器（131）を流通する。

冷凍熱交換器（131）では、供給された冷媒が放熱する。冷凍熱交換器（131）に付着した霜は、冷媒の温熱によって加熱されて融解する。

冷凍熱交換器（131）で放熱した冷媒は、ブースタ回路（140）に流入し、吸入管（144）よりブースタ圧縮機（141）に吸入される。ブースタ圧縮機（141）の吸入冷媒は、再び圧縮された後、ホットガス管（160）へ送られる。

このようなデフロスト運転時に、冷凍回路（30）における冷媒循環量が不足し、低圧センサ（146）の検出圧力が所定圧力以下となると、制御部（202）が第３制御動作を行う。その結果、電磁弁（SV-8）が開の状態に設定される。

電磁弁（SV-8）が開の状態に設定されると、図１１に示すように、室外回路（40）の第２分岐管（82b）を流れる冷媒の一部が液側閉鎖弁（31）よりブースタ連絡管（143）に送られる。この冷媒は、ホットガス管（160）を流出した冷媒と合流し、冷凍熱交換器（131）の除霜に利用される。したがって、冷凍回路（30）における冷媒不足が解消される。

一方、実施形態２では実施形態１と同様に、デフロスト運転時に冷凍回路（30）における冷媒循環量が過剰となる場合には、制御部（202）が電磁弁（SV-6）を開ける第４制御動作を行う。さらに、冷凍回路（30）の冷媒が湿り状態となる場合には、制御部（202）がブースタ圧縮機（141）を停止させるとともに電磁弁（SV-7）を開ける第５制御動作を行う。

−実施形態２の効果−
上記実施形態２によれば、上記実施形態１と同様、デフロスト運転時に、ブースタ圧縮機（141）の吐出冷媒で冷凍熱交換器（131）を内部から加熱するようにしている。このため、冷凍熱交換器（131）の除霜を効果的に行うことができ、冷凍熱交換器（131）の除霜に要する時間を削減することができる。

ここで、上記実施形態２では、ホットガス管（160）をブースタ回路（140）内に配置しているため、例えば上記実施形態１のように、ホットガス管（160）をブースタ回路（140）と冷凍庫内回路（130）に跨って設ける必要がない。したがって、この冷凍装置の配管の施工が容易となる。

また、上記実施形態２によれば、デフロスト運転時において、その運転状況に応じて冷凍膨張弁（132）の開度を適宜調整することもできる。このようにすると、冷凍熱交換器（131）へは運転状況に応じた最適量の冷媒を流通させることができるため、冷凍熱交換器（131）の除霜を一層効果的に行うことができる。

さらに、上記実施形態２によれば、デフロスト運転時において、冷凍回路（30）で冷媒不足が生じる場合に、電磁弁（SV-8）を開放することで、室外回路（40）の冷媒を冷凍回路（30）に導入できるようにしている。このため、上記実施形態１と同様、冷凍回路（30）の冷媒不足を解消し、冷凍熱交換器（131）の除霜を効果的かつ確実に行うことができる。また、逆に冷凍回路（30）の冷媒が過剰となる場合には、実施形態１と同様、電磁弁（SV-6）を開の状態とすることで、冷凍回路（30）の冷媒を室外回路（40）に送ることができる。このため、冷凍回路（30）における冷媒の過剰状態を解消することができる。

<実施形態３>
次に、実施形態３の冷凍装置（10）について説明する。実施形態３の冷凍装置（10）は、上記実施形態２の冷凍回路（30）に熱交換器（170）が設けられているものである。以下に、実施形態２と異なる点について説明する。

図１２に示すように、実施形態３の冷凍回路（30）には、プレート式の熱交換器（170）が設けられている。熱交換器（170）は、ブースタ連絡管（143）において、ホットガス管（160）の終端から冷凍膨張弁（132）までの間の配管（流入管（153））と、ブースタ圧縮機（141）の吸入管（144）とに跨って設けられている。そして、熱交換器（170）は、通常運転時において、室外回路（40）から送られた液冷媒とブースタ圧縮機（141）の吸入冷媒とを熱交換させる。一方、熱交換器（170）は、デフロスト運転時において、ブースタ圧縮機（141）の吸入冷媒と、ブースタ圧縮機（141）の吐出冷媒とを熱交換させる。

−運転動作−
以下に、本実施形態の冷凍装置（10）が行う運転動作のうち、冷房運転とデフロスト運転ついて図を参照しながら説明する。

《冷房運転》
実施形態３の冷凍装置（10）の冷房運転は、実施形態２の冷凍装置（10）の冷房運転とほぼ同様である。以下では、ブースタ回路（140）の動作及び冷媒の流れについてのみ説明する。

冷房運転では、制御部（202）が上記第１制御動作を行う。このため、冷凍回路（30）では、電磁弁（SV-6）及び電磁弁（SV-8）が開の状態に設定されるとともに、冷凍膨張弁（132）の開度が適宜調整される。

図１３に示すように、ブースタ回路（140）へ流入した冷媒は、ブースタ連絡管（143）の流入管（153）を流れる。ここで、熱交換器（170）では、流入管（153）を流れる液冷媒が吸入管（144）を流れる冷媒に放熱する。このため、熱交換器（170）では、流入管（153）を流れる冷媒が過冷却される。過冷却された冷媒は、冷凍庫内回路（130）へ導入される。ここで、冷凍熱交換器（131）では、冷媒が庫内空気から吸熱して蒸発する。冷凍ショーケース（15）では、冷凍熱交換器（131）で冷却された庫内空気が庫内へ供給される。

冷凍熱交換器（131）で蒸発した冷媒は、ブースタ回路（140）へ流入し、吸入管（144）を通ってブースタ圧縮機（141）へ吸入される。ブースタ圧縮機（141）で圧縮された冷媒は、吐出管（145）を通って第１ガス側連絡配管（22）へ流入する。

《デフロスト運転》
通常の冷房運転からデフロスト運転への移行時には、制御部（202）が第２制御動作を行う。このため、冷凍回路（30）では、実施形態２と同様、電磁弁（SV-6）及び電磁弁（SV-8）が閉の状態に設定されるとともに、冷凍膨張弁（132）の開度が所定開度に開放される。その結果、冷凍回路（30）は、他の冷媒回路と縁が切れた閉回路となる。

この状態で、ブースタ圧縮機（141）が運転されると、図１４に示すように、ブースタ圧縮機（141）の吐出冷媒は吐出管（145）よりホットガス管（160）に流れる。ホットガス管（160）を流出した冷媒は、冷凍庫内回路（130）に流入し、除霜対象である冷凍熱交換器（131）を流通する。

冷凍熱交換器（131）では、供給された冷媒が放熱する。冷凍熱交換器（131）に付着した霜は、冷媒の温熱によって加熱されて融解する。

冷凍熱交換器（131）で放熱した冷媒は、ブースタ回路（140）に流入し、吸入管（144）を流れる。ここで、熱交換器（170）では、流入管（153）を流れる冷媒の熱が吸入管（144）を流れる冷媒に付与される。したがって、熱交換器（170）では、吸入管（144）を流れる冷媒が過熱状態となる。過熱状態の冷媒は、ブースタ圧縮機（141）に吸入される。ブースタ圧縮機（141）の吸入冷媒は、再び圧縮された後、ホットガス管（160）へ送られる。

なお、実施形態３のデフロスト運転時には、実施形態２と同様にして、運転状況に応じた制御部（202）の制御動作（第３から第５制御動作）が行われる。

−実施形態３の効果−
上記実施形態３によれば、上記実施形態１と同様、デフロスト運転時に、ブースタ圧縮機（141）の吐出冷媒で冷凍熱交換器（131）を内部から加熱するようにしている。このため、冷凍熱交換器（131）の除霜を効果的に行うことができ、冷凍熱交換器（131）の除霜に要する時間を削減することができる。

ここで、上記実施形態３では、冷凍回路（30）に熱交換器（170）を設けることで、デフロスト運転時におけるブースタ圧縮機（141）の吸入冷媒を過熱状態としている。このため、デフロスト運転時において、ブースタ圧縮機（141）に湿り冷媒が吸入されてしまうことを回避でき、このブースタ圧縮機（141）の液圧縮を確実に回避できる。

一方、例えば冷房運転などの通常運転時においては、冷凍熱交換器（131）に流入する直前の冷媒を熱交換器（170）で過冷却できるようにしている。このため、冷凍熱交換器（131）による庫内の冷却能力を向上させることができる。

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

上記実施形態では、冷凍回路（30）の冷媒量検知手段として低圧センサ（146）を用いている。しかし、冷媒量検知手段は、上記低圧センサ（146）に限られるものでなく、例えば吐出圧力センサ（150）や、それ以外の圧力センサ、温度センサなど、冷凍回路（30）の冷媒循環量を推測可能なセンサであれば如何なるものであってもよい。

同様に、湿り検知手段は、例えば低圧センサ（146）や第２冷媒温度センサ（137）、あるいはそれ以外の圧力センサ、温度センサなど、さらにブースタ圧縮機（141）の周波数検知手段など、冷媒の湿り状態を推測可能なセンサであれば如何なるものであってもよい。また、上記実施形態では、吐出圧力センサ（150）の検出圧力が所定圧力以下となると、冷媒が湿り過ぎであるとみなして第５制御動作を行うようにしている。しかしながら、冷媒の湿り過ぎを判定する方法は、これに限らず、例えば所定期間内における累積した検出信号に基づいて湿り過ぎを判定する方法であってもよいし、これ以外の如何なる方法であってもよい。

また、上記実施形態では、冷凍膨張弁（132）を冷凍庫内回路（130）側に設けている。しかしながら、この冷凍膨張弁（132）をブースタ回路（140）側に配置するようにしてもよい。

さらに、上記実施形態３では、熱交換器（170）をプレート熱交換器で構成している。しかしながら、この熱交換器（170）を２重管式熱交換器や、これ以外の熱交換器で構成してもよい。

以上説明したように、本発明は、冷蔵庫等の庫内を冷却するための熱交換器が複数設けられた冷凍装置について有用である。

実施形態１に係る冷凍装置の概略構成図である。 実施形態１の冷凍装置の冷房運転時の冷媒の流れを示す概略構成図である。 実施形態１の冷凍装置の暖房運転時の冷媒の流れを示す概略構成図である。 実施形態１の冷凍装置のデフロスト運転時の冷媒の流れを示す概略構成図である。 実施形態１の冷凍装置の第３制御動作時の冷媒の流れを示す概略構成図である。 実施形態１の冷凍装置の第４制御動作時の冷媒の流れを示す概略構成図である。 実施形態１の冷凍装置の第５制御動作時の冷媒の流れを示す概略構成図である。 実施形態２に係る冷凍装置の概略構成図である。 実施形態２の冷凍装置の冷房運転時の冷媒の流れを示す概略構成図である。 実施形態２の冷凍装置のデフロスト運転時の冷媒の流れを示す概略構成図である。 実施形態２の冷凍装置の第３制御動作時の冷媒の流れを示す概略構成図である。 実施形態３に係る冷凍装置の概略構成図である。 実施形態３の冷凍装置の冷房運転時の冷媒の流れを示す概略構成図である。 実施形態３の冷凍装置のデフロスト運転時の冷媒の流れを示す概略構成図である。

符号の説明

（20） 冷媒回路
（30） 冷凍回路（第２冷却回路）
（40） 室外回路（熱源側回路）
（41） 可変容量圧縮機（主圧縮機）
（110） 冷蔵庫内回路（第１冷却回路）
（131） 冷凍熱交換器（冷却熱交換器）
（132） 冷凍膨張弁（膨張弁）
（141） ブースタ圧縮機（副圧縮機）
(141a) 油排出口
(144) 吸入管
(146) 低圧センサ（冷媒量検知手段）
（150） 吐出圧力センサ（湿り度検知手段）
(153) 流入管
（154） 油排出配管
(156) バイパス配管
（160) ホットガス管
（202） 制御部
（SV-5）電磁弁（第１開閉弁）
(SV-6) 電磁弁（第２開閉弁）
(SV-8) 電磁弁（第３開閉弁）
(SV-7) 電磁弁（第４開閉弁）
(CV-9) 逆止弁

Claims (14)

1. 第１冷却回路（110）と第２冷却回路（30）とが、主圧縮機（41）を有する熱源側回路（40）に対して並列に接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）を備え、
   上記第２冷却回路（30）には、庫内を冷却する冷却熱交換器（131）と副圧縮機（141）とが設けられ、
   冷却熱交換器（131）で庫内を冷却する通常運転と、該冷却熱交換器（131）を除霜するデフロスト運転とを切り換えて行うための制御部（202）を備える冷凍装置であって、
   上記第２冷却回路（30）には、始端が副圧縮機（141）の吐出側に接続され、終端が冷却熱交換器（131）の流入側に接続されるホットガス管（160）が設けられ、
   制御部（202）は、
   上記通常運転時に、冷却熱交換器（131）で蒸発した冷媒を副圧縮機（141）で圧縮し、上記熱源側回路（40）へ送る制御動作を行い、
   上記デフロスト運転時に、副圧縮機（141）で圧縮した冷媒をホットガス管（160）を介して、冷却熱交換器（131）に送り、副圧縮機（141）の吸入側に戻す制御動作を行う冷凍装置。
2. 請求項１に記載の冷凍装置において、
   第２冷却回路（30）には、熱源側回路（40）からの冷媒が流入する流入端と冷却熱交換器（131）との間に膨張弁（132）が設けられ、
   ホットガス管（160）は、終端が膨張弁（132）と冷却熱交換器（131）との間に接続されるとともに第１開閉弁（SV-5）を有し、
   副圧縮機（141）の吐出側と主圧縮機（41）の吸入側との間の配管には、第２開閉弁（SV-6）が設けられ、
   制御部（202）は、デフロスト運転時に、膨張弁（132）及び第２開閉弁（SV-6）を閉じる一方、第１開閉弁（SV-5）を開ける制御動作を行う冷凍装置。
3. 請求項２に記載の冷凍装置において、
   制御部（202）は、デフロスト運転の開始時に、膨張弁（132）及び第２開閉弁（SV-6）を閉じる一方、第１開閉弁（SV-5）を開ける制御動作を行う冷凍装置。
4. 請求項２又は３に記載の冷凍装置において、
   第２冷却回路（30）には、デフロスト運転時における第２冷却回路（30）の冷媒循環量を検知する冷媒量検知手段（146）が設けられ、
   制御部（202）は、デフロスト運転時に上記冷媒量検知手段（146）の検出値が所定値以下になると膨張弁（132）を所定開度に開放する制御動作を行う冷凍装置。
5. 請求項１に記載の冷凍装置において、
   第２冷却回路（30）には、熱源側回路（40）からの冷媒が流入する流入端と冷却熱交換器（131）との間に膨張弁（132）が設けられ、
   ホットガス管（160）は、終端が第２冷却回路（30）の流入端と膨張弁（132）との間に接続され、
   副圧縮機（141）の吐出側と主圧縮機（41）の吸入側との間の配管には、第２開閉弁（SV-6）が設けられ、
   第２冷却回路（30）の流入端と上記ホットガス管（160）の終端との間には、第３開閉弁（SV-8）が設けられ、
   制御部（202）は、デフロスト運転時に、第２開閉弁（SV-6）及び第３開閉弁（SV-8）を閉じる一方、膨張弁（132）を所定開度に開放する制御動作を行う冷凍装置。
6. 請求項５に記載の冷凍装置において、
   制御部（202）は、デフロスト運転の開始時に、第２開閉弁（SV-6）及び第３開閉弁（SV-8）を閉じる一方、膨張弁（132）を所定開度に開放する制御動作を行う冷凍装置。
7. 請求項５又は６に記載の冷凍装置において、
   第２冷却回路（30）には、デフロスト運転時における第２冷却回路（30）の冷媒循環量を検知する冷媒量検知手段（146）が設けられ、
   制御部（202）は、デフロスト運転時に上記冷媒量検知手段（146）の検出値が所定値以下になると第３開閉弁（SV-8）を開ける制御動作を行う冷凍装置。
8. 請求項２又は５に記載の冷凍装置において、
   第２冷却回路（30）には、デフロスト運転時における冷媒循環量を検知する冷媒量検知手段（146）が設けられ、
   制御部（202）は、デフロスト運転時に上記冷媒量検知手段（146）の検出値が所定値以上になると第２開閉弁（SV-6）を開ける制御動作を行う冷凍装置。
9. 請求項１に記載の冷凍装置において、
   第２冷却回路（30）には、デフロスト運転時に、副圧縮機（141）の吐出冷媒と該副圧縮機（141）の吸入冷媒とを熱交換させる熱交換器（170）が設けられている冷凍装置。
10. 請求項９に記載の冷凍装置において、
    ホットガス管（160）の終端は、熱源側回路（40）からの冷媒が流入する第２冷却回路（30）の流入端と膨張弁（132）との間に接続され、
    第２冷却回路（30）には、ホットガス管（160）の終端と膨張弁（132）との間に接続される流入管（153）と、冷却熱交換器（131）の流出側と副圧縮機（141）の吸入側との間に接続される吸入管（144）とが設けられ、
    熱交換器（170）は、上記流入管（153）及び吸入管（144）とに跨って設けられている冷凍装置。
11. 請求項１に記載の冷凍装置において、
    第２冷却回路（30）には、始端が副圧縮機（141）の吸入側に接続され、終端が主圧縮機（41）の吸入側に接続されるとともに始端から終端への冷媒の流通のみを許容する逆止弁（CV-9）を有するバイパス配管（156）と、デフロスト運転時における第２冷却回路（30）の冷媒の湿り度を検知する湿り度検知手段（150）とが設けられ、
    制御部（202）は、デフロスト運転時に上記湿り度検知手段（150）の検知信号に基づく値が所定値以上になると副圧縮機（141）を停止させる一方、主圧縮機（41）を運転させる制御動作を行う冷凍装置。
12. 請求項１に記載の冷凍装置において、
    副圧縮機（141）は、該副圧縮機（141）内の冷凍機油を外部に排出するための油排出口（141a）を備え、
    第２冷却回路（30）には、一端が上記油排出口（141a）に接続され、他端が主圧縮機（41）の吸入側に接続されるとともに第４開閉弁（SV-7）を有する油排出配管（154）と、デフロスト運転時における第２冷却回路（30）の冷媒の湿り度を検知する湿り度検知手段（150）とが設けられ、
    制御部（202）は、デフロスト運転時に上記湿り度検知手段（150）の検知信号に基づく値が所定値以上になると副圧縮機（141）を停止させると同時に第４開閉弁（SV-7）を開け、主圧縮機（41）を運転させる制御動作を行う冷凍装置。
13. 請求項１から１２のいずれか１に記載の冷凍装置において、
    上記通常運転を終了して上記デフロスト運転を開始させるデフロスト開始判定手段を備え、
    上記デフロスト開始判定手段は、通常運転の経過時間、又は冷却熱交換器（131）の着霜量、又は冷却熱交換器（131）が設けられる庫内の温度に基づいてデフロスト運転を開始させるように構成されている冷凍装置。
14. 請求項１から１２のいずれか１に記載の冷凍装置において、
    上記デフロスト運転を終了して通常運転を再開させるデフロスト終了判定手段を備え、
    上記デフロスト終了判定手段は、デフロスト運転の経過時間、又は副圧縮機（141）の吐出冷媒圧力、又は冷却熱交換器（131）を流れる冷媒温度、又は冷却熱交換器（131）が設けられる庫内の温度に基づいてデフロスト運転を終了させるように構成されている冷凍装置。

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