JP2008064421A - Refrigerating device - Google Patents

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Satoru Sakae
覚 阪江
Masaaki Takegami
雅章 竹上
Iwao Shinohara
巌 篠原
Hirotaka Nakajima
洋登 中嶋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To switch and control an operation state to keep a compressing mechanism in a proper driving state, in a refrigerating device where a single-stage compressing operation and a two-stage compressing operation are switchable. <P>SOLUTION: This refrigerating device 1 comprises a refrigerant circuit 10 having a booster compressing mechanism 41 and a high stage-side compressing mechanism 11, and is switchable between the single-stage compressing operation where a refrigerant bypasses the booster compressing mechanism 41 and is compressed only by the high stage-side compressing mechanism 11, and the two-stage compressing operation where the refrigerant is compressed by the booster compressing mechanism 41 and the high stage-side compressing mechanism 11. In this refrigerating device 1, a switch control portion 101 of a controller 100 switches the operation state to perform the single-stage compressing operation when the difference between high and low pressures as pressure difference between high-pressure refrigerant and low-pressure refrigerant in the refrigerant circuit 10 is less than a prescribed first set pressure value P1, and to perform the two-stage compressing operation when the pressure difference between high and low pressures is more than the prescribed first set pressure value P1. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構とを有する冷凍装置に関し、特に、単段圧縮運転と2段圧縮運転との切り換え制御に係るものである。     The present invention relates to a refrigeration apparatus having a low-stage compression mechanism and a high-stage compression mechanism, and particularly relates to switching control between a single-stage compression operation and a two-stage compression operation.

従来より、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構とを有した冷媒回路を備え、冷媒を2段圧縮する冷凍装置が知られている(例えば、特許文献1)。     Conventionally, a refrigerating apparatus that includes a refrigerant circuit having a low-stage compression mechanism and a high-stage compression mechanism and compresses the refrigerant in two stages is known (for example, Patent Document 1).

特許文献1の冷凍装置は、空気調和装置であり、低段側圧縮機構である第1圧縮機と高段側圧縮機構である第2圧縮機と四路切換弁と室内熱交換器と膨張弁と室外熱交換器とが順に接続され、冷房運転と暖房運転とが切り換え自在に構成されている。さらに、上記空気調和装置は、冷房運転と暖房運転共に、冷媒が第1及び第2の各圧縮機で圧縮される2段圧縮運転と、冷媒が第1圧縮機のみで圧縮される単段運転とに切り換え自在に構成されている。     The refrigeration apparatus of Patent Document 1 is an air conditioner, and includes a first compressor that is a low-stage side compression mechanism, a second compressor that is a high-stage side compression mechanism, a four-way switching valve, an indoor heat exchanger, and an expansion valve. And an outdoor heat exchanger are connected in order, and a cooling operation and a heating operation can be switched. Further, the air conditioner includes both a cooling operation and a heating operation, a two-stage compression operation in which the refrigerant is compressed by the first and second compressors, and a single-stage operation in which the refrigerant is compressed only by the first compressor. It is configured to be switchable between.

具体的に、上記空気調和装置における暖房運転は、2段圧縮運転時に、第1圧縮機と第2圧縮機とが直列に接続され、第1圧縮機と第2圧縮機とにより順に圧縮された冷媒が、室内熱交換器で放熱して凝縮し、膨張弁で膨張した後に室外熱交換器で蒸発して、再び両圧縮機で圧縮される。また、単段圧縮運転時は、第1圧縮機に圧縮された冷媒が第2圧縮機をバイパスした後、室内熱交換器で放熱して凝縮し、膨張弁で膨張した後に室外熱交換器で蒸発して、再び第1圧縮機で圧縮される。そして、上記空気調和装置は、外気温度と負荷(室内温度と設定温度との差)とに基づいて、単段圧縮運転と2段圧縮運転とを切り換えることにより、空調に必要な能力で効率の良い運転を行うようにしている。
特開2000−314566号公報
Specifically, in the heating operation in the air conditioner, during the two-stage compression operation, the first compressor and the second compressor are connected in series, and the first compressor and the second compressor are sequentially compressed. The refrigerant dissipates heat in the indoor heat exchanger, condenses, expands in the expansion valve, evaporates in the outdoor heat exchanger, and is compressed again by both compressors. In the single-stage compression operation, the refrigerant compressed in the first compressor bypasses the second compressor, then dissipates and condenses in the indoor heat exchanger, expands in the expansion valve, and then in the outdoor heat exchanger. It evaporates and is compressed again by the first compressor. The air conditioner switches between the single-stage compression operation and the two-stage compression operation based on the outside air temperature and the load (difference between the room temperature and the set temperature), thereby improving the efficiency with the capacity required for air conditioning. I try to do good driving.
JP 2000-314566 A

ところで、冷凍装置の冷媒回路に用いられる圧縮機には、吐出圧力と吸入圧力との差圧が所定値より小さいと、駆動状態が適正に保たれないものがある。このような圧縮機を用いる場合、冷媒回路の高圧冷媒と低圧冷媒との高低差圧が小さい状態で2段圧縮運転を行うと、冷媒回路の高低差圧を低段側圧縮機構と高段側圧縮機構とに適切に配分できないために、少なくとも一方の圧縮機構を構成する圧縮機が適正な駆動状態を維持できず、圧縮機としての信頼性が低下してしまう。しかしながら、上記特許文献1の冷凍装置では、外気温度と負荷とに基づいて、単段圧縮運転と2段圧縮運転とを切り換えており、各圧縮機の特性については、何ら考慮されていなかった。     Incidentally, some compressors used in the refrigerant circuit of the refrigeration apparatus cannot maintain the driving state properly if the differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure is smaller than a predetermined value. When such a compressor is used, when the two-stage compression operation is performed in a state where the high and low pressure differential between the high pressure refrigerant and the low pressure refrigerant in the refrigerant circuit is small, the high and low pressure difference in the refrigerant circuit is reduced to the low stage compression mechanism and the high stage side. Since the compressor cannot be appropriately distributed to the compression mechanism, the compressor constituting at least one of the compression mechanisms cannot maintain an appropriate driving state, and the reliability as the compressor is lowered. However, in the refrigeration apparatus of Patent Document 1, the single-stage compression operation and the two-stage compression operation are switched based on the outside air temperature and the load, and no consideration is given to the characteristics of each compressor.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、単段圧縮運転と2段圧縮運転とが切り換え自在な冷凍装置において、圧縮機構を適正な駆動状態に保つ運転状態の切り換え制御を行うことを目的とする。     The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to switch operation states in which a compression mechanism is maintained in an appropriate driving state in a refrigeration apparatus capable of switching between single-stage compression operation and two-stage compression operation. The purpose is to control.

第1の発明は、低段側圧縮機構(41)と高段側圧縮機構(11)と凝縮器(13)と膨張機構(32)と蒸発器(31)とが順に接続された冷媒回路(10)を備え、上記低段側圧縮機構(41)及び上記高段側圧縮機構(11)のうち何れか一方の圧縮機構が駆動して他方の圧縮機構が停止し、冷媒が上記一方の圧縮機構により圧縮される単段圧縮運転と、上記低段側圧縮機構(41)及び上記高段側圧縮機構(11)が共に駆動し、冷媒が上記低段側圧縮機構(41)及び上記高段側圧縮機構(11)により圧縮される2段圧縮運転とに切り換え自在な冷凍装置を対象としている。そして、上記冷媒回路(10)における高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差である高低差圧が所定の第1設定圧力値より小さいと上記単段圧縮運転を行う一方、上記高低差圧が所定の第1設定圧力値以上であると上記2段圧縮運転を行うように運転状態を切り換える切換制御手段(101)を備えている。     The first invention is a refrigerant circuit in which a low-stage compression mechanism (41), a high-stage compression mechanism (11), a condenser (13), an expansion mechanism (32), and an evaporator (31) are connected in order. 10), one of the low-stage compression mechanism (41) and the high-stage compression mechanism (11) is driven, the other compression mechanism is stopped, and the refrigerant is compressed into the one compression The single stage compression operation compressed by the mechanism, the low stage side compression mechanism (41), and the high stage side compression mechanism (11) are both driven, and the refrigerant is the low stage side compression mechanism (41) and the high stage. A refrigeration apparatus that can be switched to a two-stage compression operation compressed by a side compression mechanism (11) is intended. When the high / low differential pressure, which is the pressure difference between the high-pressure refrigerant and the low-pressure refrigerant in the refrigerant circuit (10), is smaller than a predetermined first set pressure value, the single-stage compression operation is performed, while the high / low differential pressure is A switching control means (101) for switching the operation state so as to perform the two-stage compression operation when the pressure is equal to or higher than the first set pressure value is provided.

この第1の発明において、所定の第1設定圧力値は、2段圧縮運転において、低段側及び高段側の両圧縮機構(11,41)を共に適正な駆動状態に保つために必要な差圧であり、2段圧縮運転時には、第1設定圧力値以上の高低差圧が、低段側圧縮機構(41)と高段側圧縮機構(11)とに適宜配分される。     In the first aspect of the invention, the predetermined first set pressure value is necessary for maintaining both the low-stage and high-stage compression mechanisms (11, 41) in an appropriate driving state in the two-stage compression operation. In the two-stage compression operation, a high-low differential pressure equal to or higher than the first set pressure value is appropriately distributed to the low-stage compression mechanism (41) and the high-stage compression mechanism (11).

そして、この第1の発明では、切換制御手段(101)が、上記単段圧縮運転中に冷媒回路(10)の高低差圧が所定の第1設定圧力値以上となると、上記2段圧縮運転中にを行うように運転状態を切り換え、該2段圧縮運転中に冷媒回路(10)の高低差圧が所定の第1設定圧力値より小さくなると上記単段運転に切り換える。     In the first aspect of the invention, the switching control means (101) causes the two-stage compression operation when the high / low differential pressure of the refrigerant circuit (10) becomes equal to or higher than a predetermined first set pressure value during the single-stage compression operation. The operation state is switched so as to perform the operation in the middle, and when the differential pressure of the refrigerant circuit (10) becomes smaller than the predetermined first set pressure value during the two-stage compression operation, the operation is switched to the single-stage operation.

第2の発明は、第1の発明において、上記低段側圧縮機構(41)及び上記高段側圧縮機構(11)の少なくとも何れか一方は、ドーム内の高圧空間に冷凍機油が貯留されると共に、ドーム内の摺動部に冷凍機油を差圧により給油する差圧給油式の圧縮機(11a,11b,11c,41a,41b,41c)で構成されている。     In a second aspect based on the first aspect, at least one of the low-stage compression mechanism (41) and the high-stage compression mechanism (11) stores refrigeration oil in a high-pressure space in the dome. At the same time, it is composed of differential pressure oil supply type compressors (11a, 11b, 11c, 41a, 41b, 41c) for supplying refrigerating machine oil to the sliding portion in the dome by differential pressure.

この第2の発明において、摺動部とは、圧縮機(11a,11b,11c,41a,41b,41c)の駆動軸と軸受との摺動部分などであり、潤滑油として冷凍機油が供給される部分である。そして、差圧給油式の圧縮機(11a,11b,11c,41a,41b,41c)は、ドーム内の高圧空間と低圧空間との差圧が所定値以上となると、高圧空間に貯留された冷凍機油が摺動部に供給される。     In the second aspect of the invention, the sliding portion is a sliding portion between the drive shaft of the compressor (11a, 11b, 11c, 41a, 41b, 41c) and the bearing, and is supplied with refrigerating machine oil as lubricating oil. This is the part. And the differential pressure oil supply type compressor (11a, 11b, 11c, 41a, 41b, 41c) is a refrigeration stored in the high pressure space when the differential pressure between the high pressure space and the low pressure space in the dome exceeds a predetermined value. Machine oil is supplied to the sliding part.

したがって、この第2の発明では、圧縮機(11a,11b,11c,41a,41b,41c)のドーム内において適切に給油を行うために、圧縮機(11a,11b,11c,41a,41b,41c)の吐出圧力と吸入圧力とを所定値に保つ必要がある。そこで、単段圧縮運転から2段圧縮運転に切り換える所定の第1設定圧力値として、圧縮機構(11,41)が、適切に給油を行うことのできる冷媒回路(10)の高低差圧を設定する。     Therefore, in the second aspect of the invention, the compressors (11a, 11b, 11c, 41a, 41b, 41c) are provided in order to properly supply oil in the dome of the compressors (11a, 11b, 11c, 41a, 41b, 41c). ) Discharge pressure and suction pressure must be maintained at predetermined values. Therefore, as the predetermined first set pressure value for switching from the single-stage compression operation to the two-stage compression operation, the high and low differential pressure of the refrigerant circuit (10) at which the compression mechanism (11, 41) can appropriately supply oil is set. To do.

第3の発明は、第1の発明において、上記低段側圧縮機構(41)及び上記高段側圧縮機構(11)の少なくとも何れか一方は、スクロール型の圧縮機(11a,11b,11c,41a,41b,41c)で構成されている。     In a third aspect based on the first aspect, at least one of the low-stage compression mechanism (41) and the high-stage compression mechanism (11) is a scroll compressor (11a, 11b, 11c, 41a, 41b, 41c).

この第3の発明において、スクロール型の圧縮機(11a,11b,11c,41a,41b,41c)は、固定スクロールと可動スクロールとが互いに渦巻き状のラップを噛合させ、可動スクロールが背部から高圧の冷媒によって固定スクロール側に押しつけられながら公転運動を行い、互いの渦巻き状のラップにより形成される圧縮室内の冷媒を圧縮する。そのため、ドーム内における高圧の冷媒と低圧の冷媒との差圧が小さくなると、可動スクロールの押しつけに必要な圧力差が確保できないために、可動スクロールが転覆する。     In this third aspect of the invention, the scroll compressor (11a, 11b, 11c, 41a, 41b, 41c) has a fixed scroll and a movable scroll meshing with each other in a spiral wrap so that the movable scroll The revolving motion is performed while being pressed against the fixed scroll by the refrigerant, and the refrigerant in the compression chamber formed by the spiral wraps is compressed. For this reason, when the differential pressure between the high-pressure refrigerant and the low-pressure refrigerant in the dome becomes small, the pressure difference necessary for pressing the movable scroll cannot be secured, and the movable scroll rolls over.

したがって、この第3の発明では、圧縮機(11a,11b,11c,41a,41b,41c)の可動スクロールの転覆を防止するために、圧縮機(11a,11b,11c,41a,41b,41c)の吐出圧力と吸入圧力とを所定値に保つ必要がある。そこで、単段圧縮運転から2段圧縮運転に切り換える所定の第1設定圧力値として、圧縮機構(11,41)の可動スクロールが転覆しない冷媒回路(10)の高低差圧を設定する。     Therefore, in the third aspect of the invention, in order to prevent the movable scroll of the compressor (11a, 11b, 11c, 41a, 41b, 41c) from overturning, the compressor (11a, 11b, 11c, 41a, 41b, 41c) It is necessary to keep the discharge pressure and the suction pressure at predetermined values. Therefore, the differential pressure of the refrigerant circuit (10) at which the movable scroll of the compression mechanism (11, 41) does not roll over is set as the predetermined first set pressure value for switching from the single-stage compression operation to the two-stage compression operation.

第4の発明は、第3の発明において、上記低段側圧縮機構(41)は、スクロール型の圧縮機(41a,41b,41c)で構成され、上記低段側圧縮機構(41)の吐出圧力と吸入圧力との差圧を、上記蒸発器(31)における冷媒の蒸発温度が高くなるに従って高くなる所定の転覆限界圧力値以上になるように制御する差圧制御手段(102)を備えている。     In a fourth aspect based on the third aspect, the low-stage compression mechanism (41) is composed of a scroll compressor (41a, 41b, 41c), and the discharge of the low-stage compression mechanism (41). Differential pressure control means (102) for controlling the differential pressure between the pressure and the suction pressure so as to become equal to or higher than a predetermined overturning limit pressure value that increases as the evaporation temperature of the refrigerant in the evaporator (31) increases. Yes.

ここで、所定の転覆限界圧力値は、低段側圧縮機構(41)のスクロール型の圧縮機(41a,41b,41c)において、吐出圧力と吸入圧力との差圧がこの転覆限界圧力値未満であると可動スクロールが転覆してしまうという可動スクロールの転覆を防止する限界の圧力値であり、蒸発器(31)における蒸発温度が高くなるにしたがって高くなる蒸発温度の関数で表される。そこで、この第4の発明では、低段側圧縮機構(41)の吐出圧力と吸入圧力との差圧を上記所定の転覆限界圧力値以上とする。     Here, the predetermined rollover limit pressure value is less than the rollover limit pressure value in the scroll compressor (41a, 41b, 41c) of the low stage compression mechanism (41). Is the limit pressure value for preventing the movable scroll from overturning, and is expressed as a function of the evaporation temperature that increases as the evaporation temperature in the evaporator (31) increases. Therefore, in the fourth aspect of the invention, the differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure of the low stage side compression mechanism (41) is set to be equal to or greater than the predetermined rollover limit pressure value.

第5の発明は、第1の発明において、上記一方の圧縮機構(11)は、運転容量可変に構成され、上記単段圧縮運転から上記2段圧縮運転への切り換え時に、上記一方の圧縮機構(11)の運転容量を上記単段圧縮運転時より低減させることにより、上記他方の圧縮機構(41)の吸入側と吐出側の差圧が所定の第2設定圧力値以上となるように制御する差圧制御手段(102)を備えている。     According to a fifth aspect, in the first aspect, the one compression mechanism (11) is configured to have a variable operating capacity, and the one compression mechanism (11) is switched when the single-stage compression operation is switched to the two-stage compression operation. By controlling the operating capacity of (11) from that in the single-stage compression operation, control is performed so that the differential pressure between the suction side and the discharge side of the other compression mechanism (41) is equal to or higher than a predetermined second set pressure value. Differential pressure control means (102) is provided.

この第5の発明において、所定の第2設定圧力値は、上記他方の圧縮機構(41)を適正な駆動状態に保つために必要な差圧である。そして、単段圧縮運転から2段圧縮運転へ切り換える際は、それまで停止していた他方の圧縮機構(41)が駆動するので、上記差圧制御手段(102)が、上記一方の圧縮機構(11)の運転容量を上記単段圧縮運転時より低減させて、上記他方の圧縮機構(41)の吸入側と吐出側の差圧が所定の第2設定圧力値以上となるように制御する。     In the fifth aspect of the invention, the predetermined second set pressure value is a differential pressure necessary to keep the other compression mechanism (41) in an appropriate driving state. When switching from the single-stage compression operation to the two-stage compression operation, the other compression mechanism (41) that has been stopped is driven, so that the differential pressure control means (102) is operated by the one compression mechanism (102). The operation capacity of 11) is reduced from that in the single-stage compression operation, and the differential pressure between the suction side and the discharge side of the other compression mechanism (41) is controlled to be equal to or higher than a predetermined second set pressure value.

上記第1の発明によれば、単段圧縮運転と2段圧縮運転とが切り換え自在な冷凍装置において、冷媒回路(10)の高低差圧が第1設定圧力値より小さいと、単段圧縮運転を行い、高低差圧が第1設定圧力値以上であると、2段圧縮運転を行うようにしたために、この第1設定圧力値を予め適宜設定すれば、該第1設定圧力値以上の高低差圧を低段側圧縮機構(41)と高段側圧縮機構(11)とで適宜配分して、各圧縮機構(11,41)の信頼性を向上させることができる。     According to the first aspect of the invention, in the refrigeration apparatus capable of switching between the single-stage compression operation and the two-stage compression operation, when the high / low differential pressure of the refrigerant circuit (10) is smaller than the first set pressure value, the single-stage compression operation is performed. Since the two-stage compression operation is performed when the high / low differential pressure is equal to or higher than the first set pressure value, if the first set pressure value is appropriately set in advance, the high / low differential pressure is equal to or higher than the first set pressure value. The pressure difference can be appropriately distributed between the low-stage compression mechanism (41) and the high-stage compression mechanism (11) to improve the reliability of each compression mechanism (11, 41).

また、上記第2の発明によれば、上記低段側圧縮機構(41)及び上記高段側圧縮機構(11)の少なくとも何れか一方を差圧給油式の圧縮機(11a,11b,11c,41a,41b,41c)で構成するようにしたために、この第1設定圧力値の高低差圧を低段側圧縮機構(41)と高段側圧縮機構(11)とで適宜配分することにより、各圧縮機(11a,11b,11c,41a,41b,41c)のドーム内の差圧を給油に必要な差圧に保つことができる。これにより、各圧縮機(11a,11b,11c,41a,41b,41c)において、適切に給油を行うことができる。     According to the second aspect of the invention, at least one of the low-stage compression mechanism (41) and the high-stage compression mechanism (11) is replaced with a differential pressure oil supply type compressor (11a, 11b, 11c, 41a, 41b, 41c), so that the high-low differential pressure of the first set pressure value is appropriately distributed between the low-stage compression mechanism (41) and the high-stage compression mechanism (11), The differential pressure in the dome of each compressor (11a, 11b, 11c, 41a, 41b, 41c) can be kept at the differential pressure required for refueling. Thereby, oil supply can be appropriately performed in each compressor (11a, 11b, 11c, 41a, 41b, 41c).

また、上記第3の発明によれば、上記低段側圧縮機構(41)及び上記高段側圧縮機構(11)の少なくとも何れか一方をスクロール型の圧縮機(11a,11b,11c,41a,41b,41c)で構成するようにしたために、この第1設定圧力値以上の高低差圧を低段側圧縮機構(41)と高段側圧縮機構(11)とで適宜配分することにより、各圧縮機(11a,11b,11c,41a,41b,41c)の可動スクロールの転覆を防止することができる。     According to the third aspect of the invention, at least one of the low-stage compression mechanism (41) and the high-stage compression mechanism (11) is a scroll compressor (11a, 11b, 11c, 41a, 41b, 41c), so that the differential pressure higher than the first set pressure value is appropriately distributed between the low-stage compression mechanism (41) and the high-stage compression mechanism (11). It is possible to prevent the movable scroll of the compressor (11a, 11b, 11c, 41a, 41b, 41c) from overturning.

また、上記第4の発明によれば、スクロール型の圧縮機(41a,41b,41c)で構成されている低段側圧縮機構(41)の吐出圧力と吸入圧力との差圧を、上記蒸発器(31)における冷媒の蒸発温度が高くなるに従って高くなる所定の転覆限界圧力値以上としたので、低段側圧縮機構(41)の可動スクロールの転覆を確実に防止することができる。     According to the fourth aspect of the invention, the pressure difference between the discharge pressure and the suction pressure of the low stage compression mechanism (41) constituted by the scroll type compressor (41a, 41b, 41c) Since the pressure exceeds the predetermined rollover limit pressure value that becomes higher as the evaporation temperature of the refrigerant in the vessel (31) becomes higher, the rollover of the movable scroll of the low stage side compression mechanism (41) can be reliably prevented.

また、上記第5の発明によれば、上記単段圧縮運転から上記2段圧縮運転への切り換え時に、他方の圧縮機構(41)の吐出圧力と吸入圧力との差圧を所定の第2設定圧力値とするようにしたために、2段圧縮運転の切り換えにより駆動を開始した他方の圧縮機構(41)の差圧を適切に保つことができるので、該他方の圧縮機構(41)を安定な状態で駆動させることができる。     According to the fifth aspect of the present invention, the differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure of the other compression mechanism (41) is set to a predetermined second setting when switching from the single-stage compression operation to the two-stage compression operation. Since the pressure value is set, the differential pressure of the other compression mechanism (41), which has started driving by switching the two-stage compression operation, can be appropriately maintained, so that the other compression mechanism (41) is stable. It can be driven in a state.

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。     Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本発明の実施形態は、図1に示すように、庫内の冷却を行う冷凍装置(1)であって、室外ユニット(2)と冷却ユニット(3)とブースタユニット(4)とコントローラ(100)とを備えている。     As shown in FIG. 1, an embodiment of the present invention is a refrigeration apparatus (1) that cools an inside of a cabinet, and includes an outdoor unit (2), a cooling unit (3), a booster unit (4), a controller (100 ).

上記室外ユニット(2)には室外回路(20)が、上記冷却ユニット(3)には冷却回路(30)が、上記ブースタユニット(4)にはブースタ回路(40)がそれぞれ設けられている。上記室外回路(20)と上記冷却回路(30)とは液連絡配管(21)を介して接続され、上記冷却回路(30)と上記ブースタ回路(40)とは第1ガス連絡配管(22)を介して接続され、上記ブースタ回路(40)と上記室外回路(20)とは第2ガス連絡配管(23)を介して接続されている。そして、上記室外回路(20)と冷却回路(30)とブースタ回路(40)とが順に接続されて蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路(10)を構成している。     The outdoor unit (2) is provided with an outdoor circuit (20), the cooling unit (3) is provided with a cooling circuit (30), and the booster unit (4) is provided with a booster circuit (40). The outdoor circuit (20) and the cooling circuit (30) are connected via a liquid communication pipe (21), and the cooling circuit (30) and the booster circuit (40) are connected to a first gas communication pipe (22). The booster circuit (40) and the outdoor circuit (20) are connected via a second gas communication pipe (23). The outdoor circuit (20), the cooling circuit (30), and the booster circuit (40) are connected in order to constitute the refrigerant circuit (10) of the vapor compression refrigeration cycle.

〈室外ユニット〉
上記室外回路(20)には、高段側圧縮機構(11)と室外熱交換器(13)とレシーバー(14)と冷媒熱交換器(50)と第1膨張弁(57)と第2膨張弁(58)と第3膨張弁(59)とが設けられている。また、室外回路(20)には、四路切換弁(12)と液側閉鎖弁(53)とガス側閉鎖弁(54)とが設けられている。上記室外回路(20)において、液側閉鎖弁(53)には液連絡配管(21)の一端が、ガス側閉鎖弁(54)には第2ガス連絡配管(23)の一端がそれぞれ接続されている。
<Outdoor unit>
The outdoor circuit (20) includes a high-stage compression mechanism (11), an outdoor heat exchanger (13), a receiver (14), a refrigerant heat exchanger (50), a first expansion valve (57), and a second expansion. A valve (58) and a third expansion valve (59) are provided. The outdoor circuit (20) is provided with a four-way switching valve (12), a liquid side closing valve (53), and a gas side closing valve (54). In the outdoor circuit (20), one end of the liquid communication pipe (21) is connected to the liquid side stop valve (53), and one end of the second gas communication pipe (23) is connected to the gas side stop valve (54). ing.

上記高段側圧縮機構(11)は、互いに並列に接続される3台の圧縮機(11a,11b,11c)から構成されている。上記3台の各圧縮機(11a,11b,11c)は、具体的な構成については図示を省略するが、高圧ドーム型のスクロール圧縮機で構成されている。つまり、各圧縮機(11a,11b,11c)は、ドーム内の高圧空間に冷凍機油が貯留されると共に、駆動軸と軸受との摺動部などに冷凍機油を差圧により給油する差圧給油式の圧縮機で構成されている。また、各圧縮機(11a,11b,11c)では、固定スクロールと可動スクロールとが互いに渦巻き状のラップを噛合させて、ドーム内の差圧により可動スクロールが固定スクロール側に押しつけられながら公転運動を行うことにより、互いの渦巻き状のラップにより形成される圧縮室内の冷媒を圧縮するように構成されている。     The high stage compression mechanism (11) is composed of three compressors (11a, 11b, 11c) connected in parallel to each other. Each of the three compressors (11a, 11b, and 11c) is configured by a high-pressure dome type scroll compressor, although illustration of a specific configuration is omitted. That is, each compressor (11a, 11b, 11c) stores the refrigerating machine oil in the high-pressure space in the dome, and supplies the refrigerating machine oil to the sliding portion of the drive shaft and the bearing by a differential pressure. It is composed of a compressor of the type. Further, in each compressor (11a, 11b, 11c), the fixed scroll and the movable scroll engage with each other in a spiral wrap, and the revolving motion is performed while the movable scroll is pressed to the fixed scroll side by the differential pressure in the dome. By carrying out, it is comprised so that the refrigerant | coolant in the compression chamber formed of a mutual spiral wrap may be compressed.

上記第1圧縮機(11a)は、図示しない圧縮機モータにインバータを介して電力が供給され、該インバータの出力周波数を変化させることにより、運転容量が可変に構成されている。また、第2圧縮機(11b)及び第3圧縮機(11c)は、運転容量が固定に構成されている。また、上記高段側圧縮機構(11)は、冷凍装置(1)の運転時に、3台の圧縮機(11a,11b,11c)のうち第1圧縮機(11a)が優先的に駆動され、庫内の負荷などに応じて、第2圧縮機(11b)、第3圧縮機(11c)の順に順次駆動されるように構成されている。つまり、高段側圧縮機構(11)は、図2(a)に示すように、冷凍装置(1)の運転停止中にはモードH0となり、運転中には負荷が小さい状態から大きい状態へと変化するに伴って、モードH1、モードH2、モードH3と駆動モードを変化させるように構成されている。     The first compressor (11a) is configured such that electric power is supplied to a compressor motor (not shown) via an inverter and the output frequency of the inverter is changed to vary the operating capacity. The second compressor (11b) and the third compressor (11c) are configured to have a fixed operating capacity. In the high-stage compression mechanism (11), the first compressor (11a) of the three compressors (11a, 11b, 11c) is preferentially driven during the operation of the refrigeration apparatus (1). The second compressor (11b) and the third compressor (11c) are sequentially driven in accordance with the load in the storage. That is, as shown in FIG. 2A, the high-stage compression mechanism (11) is in the mode H0 when the operation of the refrigeration apparatus (1) is stopped, and from a small load state to a large load state during operation. The drive mode is configured to change between mode H1, mode H2, and mode H3 as it changes.

上記高段側圧縮機構(11)の吸入側には、吸入主管(55)が接続されている。上記吸入主管(55)は、一端が四路切換弁(12)に接続され、他端が第3吸入管(61c)と吸入接続管(56)とに分岐され、該第3吸入管(61c)の他端が第3圧縮機(11c)の吸入側に接続されている。また、吸入接続管(56)は、第1吸入管(61a)と第2吸入管(61b)とに分岐され、該第1吸入管(61a)が上記第1圧縮機(11a)の吸入側に接続される一方、該第2吸入管(61b)が上記第2圧縮機(11b)の吸入側に接続されている。     A suction main pipe (55) is connected to the suction side of the high-stage compression mechanism (11). One end of the suction main pipe (55) is connected to the four-way switching valve (12), and the other end is branched into a third suction pipe (61c) and a suction connection pipe (56), and the third suction pipe (61c ) Is connected to the suction side of the third compressor (11c). The suction connection pipe (56) is branched into a first suction pipe (61a) and a second suction pipe (61b), and the first suction pipe (61a) is a suction side of the first compressor (11a). On the other hand, the second suction pipe (61b) is connected to the suction side of the second compressor (11b).

上記高段側圧縮機構(11)の吐出側には、吐出主管(64)が接続されている。上記吐出主管(64)の一端は、四路切換弁(12)に接続される一方、他端は、第1吐出管(64a)と第2吐出管(64b)と第3吐出管(64c)とに分岐されている。上記第1吐出管(64a)が第1圧縮機(11a)の吐出側に、上記第2吐出管(64b)が第2圧縮機(11b)の吐出側に、上記第3吐出管(64c)が第3圧縮機(11c)の吐出側にそれぞれ接続されている。各吐出管(64a,64b,64c)には、上記各圧縮機(11a,11b,11c)から四路切換弁(12)へ向かう冷媒の流通だけを許容する逆止弁(CV-1,CV-2,CV-3)が、それぞれ設けられている。     A discharge main pipe (64) is connected to the discharge side of the high-stage compression mechanism (11). One end of the discharge main pipe (64) is connected to the four-way switching valve (12), while the other ends are the first discharge pipe (64a), the second discharge pipe (64b), and the third discharge pipe (64c). It is branched to. The first discharge pipe (64a) is on the discharge side of the first compressor (11a), the second discharge pipe (64b) is on the discharge side of the second compressor (11b), and the third discharge pipe (64c) Are connected to the discharge side of the third compressor (11c). Each discharge pipe (64a, 64b, 64c) has a check valve (CV-1, CV that allows only the refrigerant flow from each compressor (11a, 11b, 11c) to the four-way selector valve (12). -2, CV-3) are provided.

上記室外熱交換器(13)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、冷媒と室外空気との間で熱交換を行うものであり、凝縮器に構成されている。室外熱交換器(13)は、一端が四路切換弁(12)に接続され、他端が第1液管(81)を介してレシーバー(14)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(13)からレシーバー(14)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。レシーバー(14)の底部には第2液管(82)の一端が接続されている。     The outdoor heat exchanger (13) is a cross fin type fin-and-tube heat exchanger that exchanges heat between refrigerant and outdoor air, and is configured as a condenser. . The outdoor heat exchanger (13) has one end connected to the four-way switching valve (12) and the other end connected to the top of the receiver (14) via the first liquid pipe (81). The first liquid pipe (81) is provided with a check valve (CV-4) that allows only the refrigerant to flow from the outdoor heat exchanger (13) to the receiver (14). One end of the second liquid pipe (82) is connected to the bottom of the receiver (14).

上記冷媒熱交換器(50)は、プレート式熱交換器であって、冷媒と冷媒との間で熱交換を行うものであり、第1流路(50a)と第2流路(50b)とを備えている。上記冷媒熱交換器(50)の第1流路(50a)は、一端が上記第2液管(82)の他端に接続され、他端が第3液管(83)の一端に接続されている。第3液管(83)の他端は、液側閉鎖弁(53)を介して液連絡配管(21)の一端に接続されている。上記第3液管(83)には、第1流路(50a)の他端から液側閉鎖弁(53)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。     The refrigerant heat exchanger (50) is a plate heat exchanger, and performs heat exchange between the refrigerant and the refrigerant. The first flow path (50a) and the second flow path (50b) It has. One end of the first flow path (50a) of the refrigerant heat exchanger (50) is connected to the other end of the second liquid pipe (82), and the other end is connected to one end of the third liquid pipe (83). ing. The other end of the third liquid pipe (83) is connected to one end of the liquid communication pipe (21) via the liquid side closing valve (53). The third liquid pipe (83) is provided with a check valve (CV-5) that allows only the refrigerant to flow from the other end of the first flow path (50a) to the liquid side shut-off valve (53). Yes.

上記第3液管(83)には、上記逆止弁(CV-5)の上流側に第4液管(84)の一端が接続され、該第4液管(84)の他端は、上記冷媒熱交換器(50)の第2流路(50b)の一端に接続されている。また、上記第4液管(84)には、第2膨張弁(58)が設けられている。該第2膨張弁(58)は、開度調整自在な電子膨張弁で構成されている。     One end of a fourth liquid pipe (84) is connected to the third liquid pipe (83) on the upstream side of the check valve (CV-5), and the other end of the fourth liquid pipe (84) is The refrigerant heat exchanger (50) is connected to one end of the second flow path (50b). The fourth liquid pipe (84) is provided with a second expansion valve (58). The second expansion valve (58) is an electronic expansion valve whose opening degree is adjustable.

上記冷媒熱交換器(50)の第2流路(50b)の他端は、ガスインジェクション管(85)を介して上記吸入主管(55)の途中に接続されている。該ガスインジェクション管(85)は、上記第1から第3の各圧縮機(11a,11b,11c)の吸入側に、ガス冷媒をインジェクションするためのものである。     The other end of the second flow path (50b) of the refrigerant heat exchanger (50) is connected to the suction main pipe (55) through a gas injection pipe (85). The gas injection pipe (85) is for injecting a gas refrigerant into the suction side of the first to third compressors (11a, 11b, 11c).

上記第3液管(83)において、逆止弁(CV-5)と液側閉鎖弁(53)との間には、第5液管(88)の一端が接続されている。第5液管(88)の他端は、第1液管(81)において、逆止弁(CV-4)とレシーバー(14)との間に接続されている。また、第5液管(88)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。     In the third liquid pipe (83), one end of a fifth liquid pipe (88) is connected between the check valve (CV-5) and the liquid side shut-off valve (53). The other end of the fifth liquid pipe (88) is connected between the check valve (CV-4) and the receiver (14) in the first liquid pipe (81). Further, the fifth liquid pipe (88) is provided with a check valve (CV-6) that allows only the flow of the refrigerant from one end to the other end.

上記第4液管(84)における一端と第2膨張弁(58)との間には、第6液管(89)の一端が接続され、該第6液管(89)の他端は、第1液管(81)における室外熱交換器(13)と逆止弁(CV-4)との間に接続されている。また、第6液管(89)には、第1膨張弁(57)が設けられている。該第1膨張弁(57)は開度調整自在な電子膨張弁で構成されている。     One end of the sixth liquid pipe (89) is connected between one end of the fourth liquid pipe (84) and the second expansion valve (58), and the other end of the sixth liquid pipe (89) is The first liquid pipe (81) is connected between the outdoor heat exchanger (13) and the check valve (CV-4). The sixth liquid pipe (89) is provided with a first expansion valve (57). The first expansion valve (57) is an electronic expansion valve whose opening degree is adjustable.

また、上記第1液管(81)における逆止弁(CV-4)と第5液管(88)の接続部との間には、連通管(78)の一端が接続され、該連通管(78)の他端は、吐出主管(64)に接続されている。上記連通管(78)には、第1液管(81)から吐出主管(64)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。     One end of a communication pipe (78) is connected between the check valve (CV-4) and the connection part of the fifth liquid pipe (88) in the first liquid pipe (81). The other end of (78) is connected to the discharge main pipe (64). The communication pipe (78) is provided with a check valve (CV-7) that allows only the refrigerant to flow from the first liquid pipe (81) to the discharge main pipe (64).

上記四路切換弁(12)は、第1ポートが吐出主管(64)に、第2ポートが吸入主管(55)に、第3ポートが室外熱交換器(13)の一端に、第4ポートがガス側閉鎖弁(54)に、それぞれ接続されている。上記四路切換弁(12)は、第1のポートと第3のポートとが互いに連通して第2のポートと第4のポートと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のポートとが互いに連通して第2のポートと第3ポートとが互いに連通する第2状態(図1に破線で示す状態)とに切り換え可能に構成されている。     The four-way switching valve (12) has a first port at the discharge main pipe (64), a second port at the suction main pipe (55), a third port at one end of the outdoor heat exchanger (13), and a fourth port. Are connected to the gas-side closing valve (54), respectively. The four-way switching valve (12) is in a first state in which the first port and the third port communicate with each other and the second port and the fourth port communicate with each other (state indicated by a solid line in FIG. 1). ) And a second state (state indicated by a broken line in FIG. 1) in which the first port and the fourth port communicate with each other and the second port and the third port communicate with each other. ing.

また、上記室外回路(20)には、油分離器(70)、第1液インジェクション通路(15)、第1から第3の3つの均油管(72a,72b,72c)及び、第1から第3の3つの油回収管(73a,73b,73c)が設けられている。     The outdoor circuit (20) includes an oil separator (70), a first liquid injection passage (15), first to third oil equalizing pipes (72a, 72b, 72c), and first to first Three three oil recovery pipes (73a, 73b, 73c) are provided.

上記油分離器(70)は、吐出主管(64)に設けられ、各圧縮機(11a,11b,11c)の吐出冷媒から冷凍機油を分離するためのものである。該油分離器(70)には、油戻し管(71)の一端が接続され、該油戻し管(71)の他端は、吸入主管(55)におけるガスインジェクション管(85)の接続部の下流側に接続されている。上記油戻し管(71)には、開閉自在な第4電磁弁(SV-4)が設けられ、該第4電磁弁(SV-4)を開くと、油分離器(70)で分離された冷凍機油が、吸入主管(55)を介して各圧縮機(11a,11b,11c)に戻される。     The oil separator (70) is provided in the discharge main pipe (64) and separates refrigeration oil from refrigerant discharged from the compressors (11a, 11b, 11c). One end of an oil return pipe (71) is connected to the oil separator (70), and the other end of the oil return pipe (71) is connected to a connection portion of the gas injection pipe (85) in the suction main pipe (55). Connected downstream. The oil return pipe (71) is provided with a fourth solenoid valve (SV-4) that can be freely opened and closed. When the fourth solenoid valve (SV-4) is opened, the oil separator (70) is separated. Refrigerator oil is returned to the compressors (11a, 11b, 11c) via the suction main pipe (55).

上記第1液インジェクション通路(15)は、第1液インジェクション主管(16)と第1から第4の各液インジェクション分岐管(16a,16b,16c,16d)とを備えている。上記第1液インジェクション主管(16)は、一端が上記第4液管(84)における一端と第6液管(89)の接続部との間に接続され、他端に分流器(26)が設けられている。また、上記第1液インジェクション主管(16)の途中には、第3膨張弁(59)が設けられている。該第3膨張弁(59)は、開度調整自在な電子膨張弁で構成されている。     The first liquid injection passage (15) includes a first liquid injection main pipe (16) and first to fourth liquid injection branch pipes (16a, 16b, 16c, 16d). One end of the first liquid injection main pipe (16) is connected between one end of the fourth liquid pipe (84) and a connection portion of the sixth liquid pipe (89), and a shunt (26) is connected to the other end. Is provided. A third expansion valve (59) is provided in the middle of the first liquid injection main pipe (16). The third expansion valve (59) is an electronic expansion valve whose opening degree is adjustable.

そして、上記第1から第4の各液インジェクション分岐管(16a,16b,16c,16d)が、上記第1液インジェクション主管(16)の分流器(26)から分岐され、第1から第3の各液インジェクション分岐管(16a,16b,16c)が第1から第3の各吸入管(61a,61b,61c)の途中に、第4液インジェクション分岐管(16d)が、油戻し管(71)の第4電磁弁(SV-4)と他端との間にそれぞれ接続されている。また、第1から第4の各液インジェクション分岐管(16a,16b,16c,16d)には、それぞれ、途中にキャピラリーチューブ(17a,17b,17c,17d)が設けられている。     The first to fourth liquid injection branch pipes (16a, 16b, 16c, 16d) are branched from the flow divider (26) of the first liquid injection main pipe (16), and the first to third liquid injection branch pipes (16a, 16b, 16c, 16d) are branched. Each liquid injection branch pipe (16a, 16b, 16c) is in the middle of each of the first to third suction pipes (61a, 61b, 61c), and a fourth liquid injection branch pipe (16d) is an oil return pipe (71). The fourth solenoid valve (SV-4) is connected between the other end. Each of the first to fourth liquid injection branch pipes (16a, 16b, 16c, 16d) is provided with a capillary tube (17a, 17b, 17c, 17d) on the way.

上記3つの均油管(72a,72b,72c)では、上記第1均油管(72a)が、第1圧縮機(11a)のドームと第4液インジェクション分岐管(16d)の途中とに接続され、途中に第1電磁弁(SV-1)を備えている。また、第2均油管(72b)は、第2圧縮機(11b)のドームと第1吸入管(61a)の途中とに接続され、第2電磁弁(SV-2)を備えている。また、第3均油管(72c)は、第3圧縮機(11c)のドームと吸入接続管(56)の途中とに接続され、第3電磁弁(SV-3)を備えている。上記冷凍装置(1)では、上記油戻し管(71)により吸入主管(55)に戻された冷凍機油が、第3圧縮機(11c)、第2圧縮機(11b)、第1圧縮機(11a)の順に多く戻るように構成されている。そして、上記各均油管(72a,72b,72c)により、第3圧縮機(11c)の冷凍機油が、第2圧縮機(11b)、第1圧縮機(11a)へと順に送られ、さらに第1圧縮機(11a)の冷凍機油の余剰分は油戻し管(71)に送られて、各圧縮機(11a,11b,11c)間で互いに均油し合うように構成されている。     In the three oil leveling pipes (72a, 72b, 72c), the first oil leveling pipe (72a) is connected to the dome of the first compressor (11a) and the middle of the fourth liquid injection branch pipe (16d), A first solenoid valve (SV-1) is provided on the way. The second oil leveling pipe (72b) is connected to the dome of the second compressor (11b) and the middle of the first suction pipe (61a), and includes a second electromagnetic valve (SV-2). The third oil equalizing pipe (72c) is connected to the dome of the third compressor (11c) and the suction connecting pipe (56), and includes a third electromagnetic valve (SV-3). In the refrigeration apparatus (1), the refrigeration oil returned to the suction main pipe (55) by the oil return pipe (71) is supplied to the third compressor (11c), the second compressor (11b), and the first compressor ( It is configured to return in the order of 11a). Then, through the oil equalizing pipes (72a, 72b, 72c), the refrigerating machine oil of the third compressor (11c) is sequentially sent to the second compressor (11b) and the first compressor (11a). The surplus of the refrigerating machine oil of one compressor (11a) is sent to the oil return pipe (71) so that the compressors (11a, 11b, 11c) are oil-equalized with each other.

また、3つの油回収管(73a,73b,73c)では、第1油回収管(73a)の一端が第1吸入管(61a)の途中に、上記第2油回収管(73b)の一端が第2吸入管(61b)の途中に、上記第3油回収管(73c)の一端が第3吸入管(61c)の途中にそれぞれ接続される一方、各油回収管(73a,73b,73c)の他端は、互いに合流されている。該油回収管(73a,73b,73c)は、冷凍装置(1)の運転中に負荷に応じて特定の圧縮機(11b,11c)が停止した際に、該圧縮機(11b,11c)の吸入管(61b、61c)に滞留した冷凍機油を、駆動している他の圧縮機(11a,11b)の吸入管(61a,61b)に送るためのものである。     In the three oil recovery pipes (73a, 73b, 73c), one end of the first oil recovery pipe (73a) is in the middle of the first suction pipe (61a) and one end of the second oil recovery pipe (73b) is One end of the third oil recovery pipe (73c) is connected to the middle of the third suction pipe (61c) in the middle of the second suction pipe (61b), while each oil recovery pipe (73a, 73b, 73c) The other ends of the two are joined together. The oil recovery pipe (73a, 73b, 73c) is connected to the compressor (11b, 11c) when a specific compressor (11b, 11c) is stopped according to the load during operation of the refrigeration system (1). The refrigeration oil staying in the suction pipes (61b, 61c) is sent to the suction pipes (61a, 61b) of the other compressors (11a, 11b) being driven.

上記室外回路(20)には、各種のセンサや圧力スイッチが設けられている。具体的に、吸入圧力センサ(135)及び吸入温度センサ(136)が吸入主管(55)に設けられ、吐出圧力センサ(137)が吐出主管(64)に設けられ、各吐出温度センサ(138,139,140)が各吐出管(64a,64b,64c)に設けられている。また、第3液管(83)における冷媒熱交換器(50)の第1流路(50a)の接続部近傍には、温度センサ(141)が設けられている。また、圧力スイッチ(151,152,153,154)が、各吐出管(64a,64b,64c)とガス側閉鎖弁(54)と四路切換弁(12)との間の配管とに設けられている。     The outdoor circuit (20) is provided with various sensors and pressure switches. Specifically, a suction pressure sensor (135) and a suction temperature sensor (136) are provided in the suction main pipe (55), a discharge pressure sensor (137) is provided in the discharge main pipe (64), and each discharge temperature sensor (138, 139, 140) is provided in each discharge pipe (64a, 64b, 64c). A temperature sensor (141) is provided in the vicinity of the connection portion of the first flow path (50a) of the refrigerant heat exchanger (50) in the third liquid pipe (83). In addition, pressure switches (151, 152, 153, 154) are provided in the discharge pipes (64a, 64b, 64c) and pipes between the gas side shut-off valve (54) and the four-way switching valve (12). ing.

また、上記室外ユニット(2)には、外気温センサ(13a)と室外ファン(13f)とが設けられている。室外熱交換器(13)へは、この室外ファン(13f)によって室外空気が送られる。     The outdoor unit (2) is provided with an outdoor air temperature sensor (13a) and an outdoor fan (13f). Outdoor air is sent to the outdoor heat exchanger (13) by the outdoor fan (13f).

〈冷却ユニット〉
上記冷却回路(30)は、冷却熱交換器(31)とドレンパンヒータ(36)と冷却膨張弁(32)とを備えている。
<Cooling unit>
The cooling circuit (30) includes a cooling heat exchanger (31), a drain pan heater (36), and a cooling expansion valve (32).

上記冷却熱交換器(31)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、冷媒と庫内の空気との間で熱交換を行うものであり、蒸発器に構成されている。上記冷却熱交換器(31)は、一端が冷却膨張弁(32)を介してドレンパンヒータ(36)の一端に接続され、他端が上記第1ガス連絡配管(22)の一端に接続されている。     The cooling heat exchanger (31) is a cross-fin type fin-and-tube heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and the air in the cabinet, and is configured as an evaporator. ing. One end of the cooling heat exchanger (31) is connected to one end of the drain pan heater (36) via the cooling expansion valve (32), and the other end is connected to one end of the first gas communication pipe (22). Yes.

上記冷却膨張弁(32)は、開度調整可能な電子膨張弁であり、膨張機構に構成されている。上記冷却熱交換器(31)には、伝熱管に冷媒の蒸発温度を測定するための第1冷媒温度センサ(33)が設けられる一方、該冷却熱交換器(31)の他端には、第2冷媒温度センサ(34)がそれぞれ設けられている。上記冷却膨張弁(32)は、第2冷媒温度センサ(34)の測定温度が、第1冷媒温度センサ(33)で測定される冷媒の蒸発温度よりも所定温度(例えば5℃)高くなるように開度調整される、所謂スーパーヒート制御が行われる。     The cooling expansion valve (32) is an electronic expansion valve whose opening degree can be adjusted, and is configured as an expansion mechanism. The cooling heat exchanger (31) is provided with a first refrigerant temperature sensor (33) for measuring the evaporation temperature of the refrigerant in the heat transfer tube, while the other end of the cooling heat exchanger (31) A second refrigerant temperature sensor (34) is provided. The cooling expansion valve (32) is configured such that the temperature measured by the second refrigerant temperature sensor (34) is higher by a predetermined temperature (for example, 5 ° C.) than the refrigerant evaporation temperature measured by the first refrigerant temperature sensor (33). The so-called superheat control is performed in which the opening degree is adjusted.

上記ドレンパンヒータ(36)は、図示しない冷却熱交換器(31)のドレンパンに配置されて該ドレンパンを加温し、着霜や氷の生成を防止するものである。上記ドレンパンヒータ(36)の他端は、上記液連絡配管(21)の他端に接続されている。     The drain pan heater (36) is disposed on the drain pan of the cooling heat exchanger (31) (not shown) to heat the drain pan and prevent frost formation and ice formation. The other end of the drain pan heater (36) is connected to the other end of the liquid communication pipe (21).

また、上記冷却ユニット(3)には、庫内温度センサ(35f)と、庫内ファン(35a)とが設けられている。上記冷却熱交換器(31)へは、この庫内ファン(35a)によって、庫内の空気が送られる。     The cooling unit (3) is provided with an internal temperature sensor (35f) and an internal fan (35a). To the cooling heat exchanger (31), the internal air is sent by the internal fan (35a).

〈ブースタユニット〉
上記ブースタ回路(40)は、低段側圧縮機構であるブースタ圧縮機構(41)と第4膨張弁(38)と第5膨張弁(39)とを備えている。
<Booster unit>
The booster circuit (40) includes a booster compression mechanism (41) that is a low-stage side compression mechanism, a fourth expansion valve (38), and a fifth expansion valve (39).

上記ブースタ圧縮機構(41)は、互いに並列接続される第1から第3の各ブースタ圧縮機(41a,41b,41c)を備えている。該各ブースタ圧縮機(41a,41b,41c)は、高段側の各圧縮機(11a,11b,11c)と同様に、高圧ドーム式のスクロール型圧縮機で構成されている。つまり、各ブースタ圧縮機(41a,41b,41c)は、差圧給油式の圧縮機であると共に、ドーム内では、固定スクロールに可動スクロールが押しつけられて公転運動を行うことにより圧縮動作が行われる。     The booster compression mechanism (41) includes first to third booster compressors (41a, 41b, 41c) connected in parallel to each other. Each of the booster compressors (41a, 41b, 41c) is configured by a high-pressure dome type scroll compressor, like the compressors (11a, 11b, 11c) on the higher stage side. That is, each booster compressor (41a, 41b, 41c) is a differential pressure oil supply type compressor, and in the dome, a compression operation is performed by performing a revolving motion by pressing the movable scroll against the fixed scroll. .

上記第1ブースタ圧縮機(41a)は、図示しない圧縮機モータにインバータを介して電力が供給され、該インバータの出力周波数を変化させることにより、運転容量が可変に構成されている。一方、第2ブースタ圧縮機(41b)及び第3ブースタ圧縮機(41c)は、運転容量が固定に構成されている。上記ブースタ圧縮機構(41)は、冷凍装置(1)が後述するように2段圧縮運転を行う時にのみ駆動し、単段圧縮運転時には停止している。また、冷凍装置(1)の2段圧縮運転時に、3台の各ブースタ圧縮機(41a,41b,41c)のうち第1ブースタ圧縮機(41a)が優先的に駆動され、庫内の負荷などに応じて、第2ブースタ圧縮機(41b)、第3ブースタ圧縮機(41c)の順に順次駆動されるように構成されている。つまり、ブースタ圧縮機構(41)は、図2(b)に示すように、冷凍装置(1)の運転停止中にはモードL0となり、運転中には負荷が小さい状態から大きい状態へと変化するに伴って、モードL1、モードL2、モードL3と駆動モードを変化させるように構成されている。     The first booster compressor (41a) is configured such that electric power is supplied to a compressor motor (not shown) via an inverter, and the output frequency of the inverter is changed to vary the operating capacity. On the other hand, the second booster compressor (41b) and the third booster compressor (41c) have a fixed operating capacity. The booster compression mechanism (41) is driven only when the refrigeration apparatus (1) performs the two-stage compression operation as described later, and is stopped during the single-stage compression operation. In addition, during the two-stage compression operation of the refrigeration system (1), the first booster compressor (41a) among the three booster compressors (41a, 41b, 41c) is driven preferentially, and the load in the warehouse Accordingly, the second booster compressor (41b) and the third booster compressor (41c) are sequentially driven in this order. That is, as shown in FIG. 2B, the booster compression mechanism (41) is in the mode L0 when the operation of the refrigeration apparatus (1) is stopped, and changes from a small load state to a large load state during operation. Accordingly, the drive mode is changed between mode L1, mode L2, and mode L3.

上記ブースタ圧縮機構(41)の吸入側には、ブースタ吸入主管(42)が接続されている。上記吸入主管(42)は、一端が第1ガス連絡配管(22)の他端に接続され、他端が第3ブースタ吸入管(44c)とブースタ吸入接続管(43)とに分岐され、該第3ブースタ吸入管(44c)の他端が第3ブースタ圧縮機(41c)の吸入側に接続されている。また、ブースタ吸入接続管(43)は、第1ブースタ吸入管(44a)と第2ブースタ吸入管(44b)とに分岐され、該第1ブースタ吸入管(44a)が上記第1ブースタ圧縮機(41a)の吸入側に接続される一方、該第2ブースタ吸入管(44b)が上記第2ブースタ圧縮機(41b)の吸入側に接続されている。     A booster suction main pipe (42) is connected to the suction side of the booster compression mechanism (41). The suction main pipe (42) has one end connected to the other end of the first gas communication pipe (22) and the other end branched to a third booster suction pipe (44c) and a booster suction connection pipe (43). The other end of the third booster suction pipe (44c) is connected to the suction side of the third booster compressor (41c). The booster suction connection pipe (43) is branched into a first booster suction pipe (44a) and a second booster suction pipe (44b), and the first booster suction pipe (44a) is connected to the first booster compressor (44). The second booster suction pipe (44b) is connected to the suction side of the second booster compressor (41b) while being connected to the suction side of 41a).

上記ブースタ圧縮機構(41)の吐出側には、ブースタ吐出主管(45)が接続されている。上記ブースタ吐出主管(45)の一端は、閉鎖弁(51)を介して第2ガス連絡配管(23)の一端に接続される一方、他端は、第1ブースタ吐出管(45a)と第2ブースタ吐出管(45b)と第3ブースタ吐出管(45c)とに分岐されている。上記第1ブースタ吐出管(45a)は、第1ブースタ圧縮機(41a)の吐出側に接続され、上記第2ブースタ吐出管(45b)は、第2ブースタ圧縮機(41b)の吐出側に接続され、上記第3ブースタ吐出管(45c)は、第3ブースタ圧縮機(41c)の吐出側に接続されている。各ブースタ吐出管(45a,45b,45c)には、上記各ブースタ圧縮機(41a,41b,41c)からブースタ吐出主管(45)へ向かう冷媒の流通だけを許容する逆止弁(CV-8,CV-9,CV-10)が、それぞれ設けられている。     A booster discharge main pipe (45) is connected to the discharge side of the booster compression mechanism (41). One end of the booster discharge main pipe (45) is connected to one end of the second gas communication pipe (23) via the closing valve (51), while the other end is connected to the first booster discharge pipe (45a) and the second It is branched into a booster discharge pipe (45b) and a third booster discharge pipe (45c). The first booster discharge pipe (45a) is connected to the discharge side of the first booster compressor (41a), and the second booster discharge pipe (45b) is connected to the discharge side of the second booster compressor (41b). The third booster discharge pipe (45c) is connected to the discharge side of the third booster compressor (41c). Each booster discharge pipe (45a, 45b, 45c) has a check valve (CV-8, which allows only the refrigerant flow from each of the booster compressors (41a, 41b, 41c) to the booster discharge main pipe (45). CV-9 and CV-10) are provided respectively.

また、上記ブースタ回路(40)には、油分離器(46)、第2及び第3の2つの液インジェクション通路(27,29)、油送り管(76)、第4及び第5の2つの均油管(74a,74b)及び、第4から第6の3つの油回収管(75a,75b,75c)が設けられている。     The booster circuit (40) includes an oil separator (46), two second and third liquid injection passages (27, 29), an oil feed pipe (76), a fourth and a fifth two. An oil equalizing pipe (74a, 74b) and fourth to sixth oil recovery pipes (75a, 75b, 75c) are provided.

上記油分離器(46)は、ブースタ吐出主管(45)に設けられており、第1から第3の各ブースタ圧縮機(41a,41b,41c)を吐出した冷媒から冷凍機油を分離するためのものである。該油分離器(46)には、第1バイパス管(47)の一端が接続され、該第1バイパス管(47)の他端は、上記ブースタ吸入主管(42)に接続されている。該第1バイパス管(47)は、第5電磁弁(SV-5)を有し、上記冷凍装置(1)の除霜運転時に、高段側圧縮機構(11)から吐出した冷媒がブースタ圧縮機構(41)をバイパスするためのものである。また、第1バイパス管(47)における第5電磁弁(SV-5)と一端との間には、油戻し管(48)の一端が接続され、該油戻し管(48)の他端は上記ブースタ吸入主管(42)の途中に接続されている。該油戻し管(48)には、開閉自在な第6電磁弁(SV-6)が設けられており、該第6電磁弁(SV-6)を開くと、油分離器(46)の冷凍機油が、上記ブースタ吸入主管(42)を介して各ブースタ圧縮機(41a,41b,41c)に戻される。     The oil separator (46) is provided in the booster discharge main pipe (45), and separates the refrigerating machine oil from the refrigerant discharged from the first to third booster compressors (41a, 41b, 41c). Is. One end of a first bypass pipe (47) is connected to the oil separator (46), and the other end of the first bypass pipe (47) is connected to the booster suction main pipe (42). The first bypass pipe (47) has a fifth solenoid valve (SV-5), and the refrigerant discharged from the high-stage compression mechanism (11) is booster-compressed during the defrosting operation of the refrigeration apparatus (1). This is for bypassing the mechanism (41). Also, one end of the oil return pipe (48) is connected between the fifth solenoid valve (SV-5) and one end of the first bypass pipe (47), and the other end of the oil return pipe (48) It is connected in the middle of the booster suction main pipe (42). The oil return pipe (48) is provided with a sixth solenoid valve (SV-6) that can be freely opened and closed. When the sixth solenoid valve (SV-6) is opened, the oil separator (46) is refrigerated. Machine oil is returned to each booster compressor (41a, 41b, 41c) via the booster suction main pipe (42).

上記第2液インジェクション通路(27)は、第2液インジェクション主管(28)と第5から第7の各液インジェクション分岐管(28a,28b,28c)とを備えている。上記第2液インジェクション通路(27)では、該第2液インジェクション主管(28)の一端が、液連絡配管(21)の途中に接続し、該第2液インジェクション主管(28)の他端が第5から第7の各液インジェクション分岐管(28a,28b,28c)に分岐され、該第5から第7の各液インジェクション分岐管(28a,28b,28c)が、第1から第3の各ブースタ吸入管(41a,41b,41c)にそれぞれ接続されている。     The second liquid injection passage (27) includes a second liquid injection main pipe (28) and fifth to seventh liquid injection branch pipes (28a, 28b, 28c). In the second liquid injection passage (27), one end of the second liquid injection main pipe (28) is connected in the middle of the liquid communication pipe (21), and the other end of the second liquid injection main pipe (28) is the first. The fifth to seventh liquid injection branch pipes (28a, 28b, 28c) are branched, and the fifth to seventh liquid injection branch pipes (28a, 28b, 28c) are connected to the first to third boosters. The suction pipes (41a, 41b, 41c) are connected respectively.

また、第2液インジェクション主管(28)には、第4膨張弁(38)が設けられ、該第5から第7の各液インジェクション分岐管(28a,28b,28c)の途中には、それぞれキャピラリーチューブ(37a,37b,37c)が設けられている。上記第3液インジェクション通路(29)は、一端が第2液インジェクション主管(28)の一端と第4膨張弁(38)との間に接続され、他端が上記ブースタ吐出主管(45)の油分離器(46)と閉鎖弁(51)との間に接続されている。該第3液インジェクション通路(29)には、第5膨張弁(39)が設けられている。第4及び第5の各膨張弁(38,39)は開度調整自在な電子膨張弁で構成されている。     The second liquid injection main pipe (28) is provided with a fourth expansion valve (38), and each of the fifth to seventh liquid injection branch pipes (28a, 28b, 28c) has a capillary in the middle thereof. Tubes (37a, 37b, 37c) are provided. One end of the third liquid injection passage (29) is connected between one end of the second liquid injection main pipe (28) and the fourth expansion valve (38), and the other end is oil of the booster discharge main pipe (45). It is connected between the separator (46) and the closing valve (51). A fifth expansion valve (39) is provided in the third liquid injection passage (29). Each of the fourth and fifth expansion valves (38, 39) is an electronic expansion valve whose opening degree is adjustable.

上記油送り管(76)は、第1ブースタ圧縮機(41a)のドームとブースタ吐出主管(45)の途中とに接続され、途中に開閉自在な第7電磁弁(SV-7)と逆止弁(CV-11)とを備えている。また、2つの均油管(74a,74b)では、上記第4均油管(74a)が、第2ブースタ圧縮機(41b)のドームと第1ブースタ吸入管(44a)の途中とに接続され、途中に第8電磁弁(SV-8)を備えている。また、第5均油管(74b)は、第3ブースタ圧縮機(41c)のドームとブースタ吸入接続管(43)の途中とに接続され、第9電磁弁(SV-9)を備えている。     The oil feed pipe (76) is connected to the dome of the first booster compressor (41a) and the middle of the booster discharge main pipe (45), and is non-returnable with the seventh solenoid valve (SV-7) that can be opened and closed halfway. And a valve (CV-11). In the two oil leveling pipes (74a, 74b), the fourth oil leveling pipe (74a) is connected to the dome of the second booster compressor (41b) and the middle of the first booster suction pipe (44a). Is equipped with an eighth solenoid valve (SV-8). The fifth oil equalizing pipe (74b) is connected to the dome of the third booster compressor (41c) and the middle of the booster suction connecting pipe (43), and includes a ninth electromagnetic valve (SV-9).

上記冷凍装置(1)では、上記油戻し管(48)によりブースタ吸入主管(42)に戻された冷凍機油が、第3ブースタ圧縮機(41c)、第2ブースタ圧縮機(41b)、第1ブースタ圧縮機(41a)の順に多く戻るように構成されている。また、第3ブースタ圧縮機(41c)の冷凍機油は、第4及び第5の各均油管(74a,74b)により、第2ブースタ圧縮機(41b)、第1ブースタ圧縮機(41a)へと順に送られ、第1ブースタ圧縮機(41a)の冷凍機油の余剰分は油送り管(76)により室外回路(20)の各圧縮機(11a,11b,11c)に送られるように構成されている。     In the refrigeration apparatus (1), the refrigeration oil returned to the booster suction main pipe (42) by the oil return pipe (48) is supplied to the third booster compressor (41c), the second booster compressor (41b), the first The booster compressor (41a) is configured so as to return in order. The refrigerating machine oil of the third booster compressor (41c) is supplied to the second booster compressor (41b) and the first booster compressor (41a) through the fourth and fifth oil equalizing pipes (74a, 74b). The surplus of the refrigeration oil in the first booster compressor (41a) is sent to each compressor (11a, 11b, 11c) in the outdoor circuit (20) through the oil feed pipe (76). Yes.

3つの油回収管(75a,75b,75c)は、第4油回収管(75a)の一端が第1ブースタ吸入管(44a)の途中に、第5油回収管(75b)の一端が第2ブースタ吸入管(44b)の途中に、第6油回収管(75c)の一端が第3ブースタ吸入管(44c)の途中にそれぞれ接続される一方、各油回収管(75a,75b,75c)の他端は、互いに合流されている。該油回収管(75a,75b,75c)は、冷凍装置(1)の運転中に負荷に応じて特定のブースタ圧縮機(41b,41c)が停止した際に、該ブースタ圧縮機(41b,41c)の吸入管(44b、44c)に貯留した冷凍機油を、駆動している他のブースタ圧縮機(41a,41b)のブースタ吸入管(44a,44b)に吸入させるためのものである。     The three oil recovery pipes (75a, 75b, 75c) have one end of the fourth oil recovery pipe (75a) in the middle of the first booster suction pipe (44a) and one end of the fifth oil recovery pipe (75b) being the second. One end of the sixth oil recovery pipe (75c) is connected to the middle of the third booster suction pipe (44c) in the middle of the booster suction pipe (44b), while each oil recovery pipe (75a, 75b, 75c) The other ends are joined together. The oil recovery pipe (75a, 75b, 75c) is connected to the booster compressor (41b, 41c) when a specific booster compressor (41b, 41c) is stopped according to the load during operation of the refrigeration apparatus (1). ) Is sucked into the booster suction pipes (44a, 44b) of the other booster compressors (41a, 41b) that are driven.

さらに、ブースタ回路(40)には、ブースタ吸入主管(42)とブースタ吐出主管(45)とを接続する第2バイパス管(49)が設けられている。該第2バイパス管(49)は、ブースタ圧縮機構(41)の停止時に、ブースタ吸入主管(42)を流れる冷媒をブースタ圧縮機構(41)をバイパスさせてブースタ吐出主管(45)へ送るためのものであり、該ブースタ吸入主管(42)からブースタ吐出主管(45)へ向かう冷媒の流通だけを許容する逆止弁(CV-12)が設けられている。     Further, the booster circuit (40) is provided with a second bypass pipe (49) for connecting the booster suction main pipe (42) and the booster discharge main pipe (45). The second bypass pipe (49) bypasses the booster compression mechanism (41) and sends the refrigerant flowing through the booster suction main pipe (42) to the booster discharge main pipe (45) when the booster compression mechanism (41) is stopped. A check valve (CV-12) that allows only the flow of refrigerant from the booster suction main pipe (42) to the booster discharge main pipe (45) is provided.

上記ブースタ回路(40)には、各種のセンサや圧力スイッチが設けられている。具体的に、ブースタ吸入圧力センサ(142)及びブースタ吸入温度センサ(143)がブースタ吸入主管(42)に設けられ、ブースタ吐出圧力センサ(144)及びブースタ吐出主温度センサ(145)がブースタ吐出主管(45)に設けられ、各ブースタ吐出副温度センサ(148,149,150)及び各圧力スイッチ(155,156,157)が各ブースタ吐出管(45a,45b,45c)に設けられている。     The booster circuit (40) is provided with various sensors and pressure switches. Specifically, a booster suction pressure sensor (142) and a booster suction temperature sensor (143) are provided in the booster suction main pipe (42), and a booster discharge pressure sensor (144) and a booster discharge main temperature sensor (145) are provided in the booster discharge main pipe. (45), each booster discharge sub temperature sensor (148, 149, 150) and each pressure switch (155, 156, 157) are provided in each booster discharge pipe (45a, 45b, 45c).

〈コントローラ〉
上記コントローラ(100)は、上記冷媒回路(10)に設けられた各種の弁の切換や開度調整を行うと共に、各圧縮機(11a,11b,11c,41a,41b,41c)及びファン(13f,35f)を駆動させ、該冷凍装置(1)の運転を制御するものである。上記コントローラ(100)は、本発明の特徴として、切換制御部(101)と差圧制御部(102)とを備えている。
<controller>
The controller (100) performs switching and opening adjustment of various valves provided in the refrigerant circuit (10), as well as compressors (11a, 11b, 11c, 41a, 41b, 41c) and fans (13f). , 35f) to control the operation of the refrigeration apparatus (1). The controller (100) includes a switching control unit (101) and a differential pressure control unit (102) as a feature of the present invention.

上記切換制御部(101)は、高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差である高低差圧が所定の第1設定圧力値(P1)より小さいと、上記単段圧縮運転を行う一方、上記高低差圧が所定の第1設定圧力値(P1)以上であると、上記2段圧縮運転を行うように運転状態を切り換えるものであり、切換制御手段に構成されている。     The switching control unit (101) performs the single-stage compression operation when the height differential pressure, which is the pressure difference between the high pressure refrigerant and the low pressure refrigerant, is smaller than a predetermined first set pressure value (P1). When the pressure is equal to or higher than a predetermined first set pressure value (P1), the operation state is switched so as to perform the above-described two-stage compression operation, and is configured as a switching control means.

上記差圧制御部(102)は、上記ブースタ圧縮機構(41)の吐出圧力と吸入圧力との差圧を、所定の第2設定圧力値(P2)以上となるように制御するものであり、差圧制御手段に構成されている。具体的に、第2設定圧力値(P2)は、後述するように、図5の線Aに示す所定の転覆限界圧力値と、線Bに示す所定の給油限界圧力値との何れか大きい方の値で表され、ブースタ圧縮機構(41)を適正な駆動状態に保つために必要な差圧である。また、上記差圧制御部(102)は、単段圧縮運転から2段圧縮運転への切り換え時に、高段側圧縮機構(11)の運転容量を単段圧縮運転時より低減させることにより、ブースタ圧縮機構(41)の吸入側と吐出側の差圧が上記所定の第2設定圧力値(P2)以上となるように制御する。     The differential pressure control unit (102) controls the differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure of the booster compression mechanism (41) to be equal to or higher than a predetermined second set pressure value (P2). It is comprised by the differential pressure control means. Specifically, the second set pressure value (P2) is the larger one of the predetermined rollover limit pressure value indicated by line A in FIG. 5 and the predetermined oil supply limit pressure value indicated by line B, as will be described later. This is a differential pressure necessary to keep the booster compression mechanism (41) in an appropriate driving state. The differential pressure control unit (102) reduces the operating capacity of the high-stage compression mechanism (11) from the single-stage compression operation when switching from the single-stage compression operation to the two-stage compression operation. Control is performed so that the differential pressure between the suction side and the discharge side of the compression mechanism (41) is equal to or higher than the predetermined second set pressure value (P2).

−運転動作−
次に、本実施形態の冷凍装置(1)の運転動作を図2〜図7に基づいて説明する。上記冷凍装置(1)は、庫内を冷却する冷却運転と冷却熱交換器(31)の着霜を除去する除霜運転とを行う。
-Driving action-
Next, the operation | movement operation | movement of the freezing apparatus (1) of this embodiment is demonstrated based on FIGS. The refrigeration apparatus (1) performs a cooling operation for cooling the interior and a defrosting operation for removing frost formation on the cooling heat exchanger (31).

〈冷却運転〉
上記冷凍装置(1)の冷却運転では、庫内を利用者が適宜設定した設定温度Tsに保つ冷却運転を行う。冷却運転では、冷媒回路(10)における高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差である高低差圧が所定の第1設定圧力値(P1)より小さいと、単段圧縮運転が行われ、上記高低差圧が所定の第1設定圧力値(P1)以上であると、2段圧縮運転が行われる。具体的に、冷却運転の開始直後や除霜運転から冷却運転に復帰した直後などは、高低差圧が小さいため、先ず単段圧縮運転が行われ、その後、高低差圧が所定の第1設定圧力値(P1)以上となると、切換制御部(101)の制御によって2段圧縮運転に切り換わり、以後は高低差圧が所定の第1設定圧力値(P1)より小さくなるまで2段圧縮運転が行われる。
<Cooling operation>
In the cooling operation of the refrigeration apparatus (1), a cooling operation is performed to keep the interior at the set temperature Ts appropriately set by the user. In the cooling operation, when the pressure difference between the high pressure refrigerant and the low pressure refrigerant in the refrigerant circuit (10) is smaller than a predetermined first set pressure value (P1), a single-stage compression operation is performed, and the above height difference If the pressure is greater than or equal to a predetermined first set pressure value (P1), a two-stage compression operation is performed. Specifically, immediately after the start of the cooling operation or immediately after returning from the defrosting operation to the cooling operation, the high / low differential pressure is small, so the single-stage compression operation is first performed, and then the high / low differential pressure is set to a predetermined first setting. When the pressure value (P1) or more is reached, the control is switched to the two-stage compression operation by the control of the switching control unit (101). Thereafter, the two-stage compression operation is performed until the high-low differential pressure becomes smaller than the predetermined first set pressure value (P1). Is done.

(単段圧縮運転の動作)
単段圧縮運転では、図3に示すように、室外回路(20)の四路切換弁(12)が第1状態に設定され、第1、第4及び第5の各膨張弁(57,38,39)が全閉状態に設定される。この状態において、高段側圧縮機構(11)では、例えば、第1及び第2の各圧縮機(11a,11b)が駆動し、ブースタ圧縮機構(41)の各圧縮機(41a,41b,41c)が停止状態となり、冷媒が図3の矢印に示す方向に循環する。つまり、図2に示す圧縮機構(11,41)の駆動モードは、H2-L0となる。また、各ファン(13f,35f)が駆動する。そして、冷却膨張弁(32)及び第2及び第3の各膨張弁(58,59)が適宜開度調整される。また、室外回路(20)では、第1,2及び4の各電磁弁(SV-1,2,4)が間欠的に適宜開閉制御される一方、第3電磁弁(SV-3)が常時閉状態に設定され、ブースタ回路(40)では、第5から第9の各電磁弁(SV-5,6,7,8,9)が常時閉状態に設定される。
(Single-stage compression operation)
In the single-stage compression operation, as shown in FIG. 3, the four-way switching valve (12) of the outdoor circuit (20) is set to the first state, and the first, fourth and fifth expansion valves (57, 38) are set. , 39) is set to the fully closed state. In this state, in the high-stage compression mechanism (11), for example, the first and second compressors (11a, 11b) are driven, and the compressors (41a, 41b, 41c) of the booster compression mechanism (41) are driven. ) Is stopped, and the refrigerant circulates in the direction indicated by the arrow in FIG. That is, the drive mode of the compression mechanism (11, 41) shown in FIG. 2 is H2-L0. Each fan (13f, 35f) is driven. The opening degree of the cooling expansion valve (32) and the second and third expansion valves (58, 59) are adjusted as appropriate. In the outdoor circuit (20), the first, second, and fourth solenoid valves (SV-1, 2, 4) are intermittently controlled to be opened and closed appropriately, while the third solenoid valve (SV-3) is always open. In the booster circuit (40), the fifth to ninth solenoid valves (SV-5, 6, 7, 8, 9) are set to the normally closed state.

室外回路(20)において、第1及び第2の各圧縮機(11a,11b)から吐出した冷媒は、各吐出管(64a,64b)から吐出主管(64)へ流れ、四路切換弁(12)を通って室外熱交換器(13)を流れる。室外熱交換器(13)では、冷媒が室外空気へ放熱して凝縮液化する。液化した冷媒は、第1液管(81)を流れ、レシーバー(14)を通過して第2液管(82)を流れ、冷媒熱交換器(50)の第1流路(50a)に流入する。第1流路(50a)を流れた液冷媒は、第3液管(83)を流れ、液連絡配管(21)を介して冷却回路(30)に導入される。また、冷媒は、第3液管(83)を流れる際に、一部が第4液管(84)に分岐する。     In the outdoor circuit (20), the refrigerant discharged from the first and second compressors (11a, 11b) flows from the discharge pipes (64a, 64b) to the discharge main pipe (64), and the four-way switching valve (12 ) Through the outdoor heat exchanger (13). In the outdoor heat exchanger (13), the refrigerant dissipates heat to the outdoor air and is condensed and liquefied. The liquefied refrigerant flows through the first liquid pipe (81), passes through the receiver (14), flows through the second liquid pipe (82), and flows into the first flow path (50a) of the refrigerant heat exchanger (50). To do. The liquid refrigerant that has flowed through the first flow path (50a) flows through the third liquid pipe (83) and is introduced into the cooling circuit (30) through the liquid communication pipe (21). Further, when the refrigerant flows through the third liquid pipe (83), a part of the refrigerant branches into the fourth liquid pipe (84).

第4液管(84)を流れた冷媒は、一部が第2膨張弁(58)で減圧されて上記冷媒熱交換器(50)の第2流路(50b)に流入し、第1流路(50a)を流れる液冷媒と熱交換して蒸発し、第1流路(50a)を流れる液冷媒を所定温度に冷却する。そして、第2流路(50b)で蒸発した冷媒は、ガスインジェクション管(85)を介して吸入主管(55)に供給される。また、第4液管(84)を流れた冷媒の残りの一部は、開度調整された第3膨張弁(59)を通って流量調整され、第1液インジェクション通路(15)を介して高段側圧縮機構(11)の吸入側に供給される。     A part of the refrigerant flowing through the fourth liquid pipe (84) is decompressed by the second expansion valve (58) and flows into the second flow path (50b) of the refrigerant heat exchanger (50). The liquid refrigerant flowing through the channel (50a) exchanges heat and evaporates, and the liquid refrigerant flowing through the first channel (50a) is cooled to a predetermined temperature. The refrigerant evaporated in the second flow path (50b) is supplied to the suction main pipe (55) through the gas injection pipe (85). Further, the remaining part of the refrigerant that has flowed through the fourth liquid pipe (84) is adjusted in flow rate through the third expansion valve (59) whose opening degree is adjusted, and is passed through the first liquid injection passage (15). Supplied to the suction side of the high stage compression mechanism (11).

冷却回路(30)に導入された液冷媒は、ドレンパンヒータ(36)を流れてドレンパンの着霜を防止すると共に、冷却熱交換器(31)からドレンパンに落下した霜を融解する。ドレンパンヒータ(36)から流出した液冷媒は、冷却膨張弁(32)を流れる際に減圧されて膨張し、冷却熱交換器(31)を流れる。上記冷却熱交換器(31)では、冷媒が庫内の空気から吸熱し、蒸発温度Teで蒸発する。これにより、冷却ユニット(3)においては、冷却熱交換器(31)で冷却された空気が庫内へ供給され、庫内は温度Trに冷却される。上記冷却熱交換器(31)で蒸発したガス冷媒は、第1ガス連絡配管(22)を流れ、ブースタ回路(40)に導入される。     The liquid refrigerant introduced into the cooling circuit (30) flows through the drain pan heater (36) to prevent the drain pan from frosting and melts the frost that has fallen from the cooling heat exchanger (31) to the drain pan. The liquid refrigerant flowing out of the drain pan heater (36) is decompressed and expanded when flowing through the cooling expansion valve (32), and flows through the cooling heat exchanger (31). In the cooling heat exchanger (31), the refrigerant absorbs heat from the air in the cabinet and evaporates at the evaporation temperature Te. Thereby, in the cooling unit (3), the air cooled by the cooling heat exchanger (31) is supplied into the warehouse, and the interior is cooled to the temperature Tr. The gas refrigerant evaporated in the cooling heat exchanger (31) flows through the first gas communication pipe (22) and is introduced into the booster circuit (40).

ブースタ回路(40)に導入されたガス冷媒は、ブースタ吸入主管(42)を流れ、その全量が第2バイパス管(49)を流れてブースタ圧縮機構(41)をバイパスし、ブースタ吐出主管(45)と第2ガス連絡配管(23)とを流れて室外回路(20)に導入される。     The gas refrigerant introduced into the booster circuit (40) flows through the booster suction main pipe (42), the entire amount flows through the second bypass pipe (49), bypasses the booster compression mechanism (41), and the booster discharge main pipe (45 ) And the second gas communication pipe (23) and introduced into the outdoor circuit (20).

室外回路(20)に導入された冷媒は、四路切換弁(12)を介して吸入主管(55)を流れる。吸入主管(55)を流れた冷媒は、吸入接続管(56)を流れて第1吸入管(61a)と第2吸入管(61b)とに分岐し、第1及び第2の各圧縮機(11a,11b)に吸入されて圧縮される。     The refrigerant introduced into the outdoor circuit (20) flows through the suction main pipe (55) through the four-way switching valve (12). The refrigerant that has flowed through the suction main pipe (55) flows through the suction connection pipe (56) and branches into the first suction pipe (61a) and the second suction pipe (61b), and the first and second compressors ( 11a, 11b) is inhaled and compressed.

〈単段圧縮運転から2段圧縮運転への切り換え動作〉
上記単段圧縮運転時に差圧が所定の第1設定圧力値(P1)以上となると、切換制御部(101)の制御により、単段圧縮運転から2段圧縮運転に切り換わる。この切り換え制御を、図4のフローチャートに基づいて説明する。
<Switching operation from single-stage compression operation to two-stage compression operation>
When the differential pressure becomes equal to or higher than a predetermined first set pressure value (P1) during the single-stage compression operation, the single-stage compression operation is switched to the two-stage compression operation under the control of the switching control unit (101). This switching control will be described based on the flowchart of FIG.

先ず、図4に示すように、切り換え制御がスタートすると、ステップST1において、利用者により設定された庫内の設定温度Tsが−5℃以上であるか、−5℃未満であるかが判定される。そして、−5℃以上であれば、ステップST2に移り、−5℃未満であれば、ステップST5に移る。つまり、通常、庫内の設定温度Tsは、0〜10℃の冷蔵温度域や−20以下の冷凍温度域に設定して使用されることが多く、−5℃〜−15℃の温度帯ではあまり用いられない。また、一般的に、設定温度Tsが冷蔵温度域であると、単段圧縮運転でも充分に冷却を行うことができ、冷凍温度域であると、冷却負荷が大きいために2段圧縮運転が行われる。そこで、通常あまり設定されない温度帯の−5℃を境界として設定温度Tsを判定し、後述するように、−5℃以上(冷蔵温度域)では、急速プルダウン設定がない限り単段圧縮運転のみを行う。     First, as shown in FIG. 4, when the switching control is started, it is determined in step ST1 whether the set temperature Ts in the cabinet set by the user is equal to or higher than −5 ° C. or lower than −5 ° C. The And if it is -5 degreeC or more, it will move to step ST2, and if it is less than -5 degreeC, it will move to step ST5. That is, usually, the set temperature Ts in the warehouse is often set and used in a refrigeration temperature range of 0 to 10 ° C. or a refrigeration temperature range of −20 or less. Not often used. In general, if the set temperature Ts is in the refrigeration temperature range, sufficient cooling can be performed even in the single-stage compression operation. If the set temperature Ts is in the refrigeration temperature range, the two-stage compression operation is performed because the cooling load is large. Is called. Therefore, the set temperature Ts is determined at a boundary of −5 ° C., which is not normally set, and, as will be described later, only a single-stage compression operation is performed at −5 ° C. or higher (refrigerated temperature range) unless there is a rapid pull-down setting. Do.

ステップST2では、急速プルダウンの設定がされているか否かが判定される。この急速プルダウンは、起動時や冷却庫のドアの開閉後など庫内温度Trが設定温度Tsに比べて著しく高い時に庫内を急速に冷却する運転モードであり、利用者などの入力によりこの運転モードを行うか否かが設定される。そして、急速プルダウンが設定されていなければ、リターンに移り、急速プルダウンの設定がされていればステップST2に移る。つまり、設定温度Tsが−5℃以上では、急速プルダウンの設定がされない場合、2段圧縮運転への切り換えは行われず、単段圧縮運転のみが行われる。     In step ST2, it is determined whether or not rapid pull-down is set. This rapid pull-down is an operation mode in which the interior temperature Tr is rapidly cooled when the interior temperature Tr is significantly higher than the set temperature Ts, such as at the start-up or after opening or closing the cooling door, and this operation is performed by user input. Whether or not to perform the mode is set. If rapid pull-down is not set, the process proceeds to return. If rapid pull-down is set, the process proceeds to step ST2. That is, when the set temperature Ts is −5 ° C. or higher and the rapid pull-down is not set, the switching to the two-stage compression operation is not performed and only the single-stage compression operation is performed.

ステップST3では、実際の庫内温度Trと設定温度Tsとの差が1℃以下であるか否かが判定される。そして、実際の庫内温度Trと設定温度Tsとの差が1℃より大きく庫内の冷却が不充分である場合は、リターンに移り、実際の庫内温度Trと設定温度Tsとの差が1℃以下で庫内が充分に冷却されている場合は、ステップST4に移る。つまり、このステップST4では、庫内が充分に冷却されていない状態で2段圧縮運転を行っても庫内を効率的に冷却することができず、圧縮機構(11,41)に無駄な動力が入力されることになるので、庫内が充分に冷却されていない場合は、2段圧縮運転に切り換えないようにする。     In step ST3, it is determined whether or not the difference between the actual internal temperature Tr and the set temperature Ts is 1 ° C. or less. When the difference between the actual internal temperature Tr and the set temperature Ts is greater than 1 ° C. and the internal cooling is insufficient, the process proceeds to return, and the difference between the actual internal temperature Tr and the set temperature Ts is If the interior is sufficiently cooled at 1 ° C. or lower, the process proceeds to step ST4. That is, in this step ST4, even if the two-stage compression operation is performed in a state where the interior is not sufficiently cooled, the interior cannot be efficiently cooled, and wasteful power is consumed by the compression mechanism (11, 41). Therefore, when the inside of the refrigerator is not sufficiently cooled, it is not switched to the two-stage compression operation.

ステップST4では、蒸発温度Teが−8℃以下となっているか否かと、庫内温度Trが−3℃以下となっているか否かとが判定される。つまり、蒸発温度Teが充分に低くなっているか、庫内温度Trが充分に低くなっているかが判定される。そして、これらの条件を一つでも満たしていないと、リターンに移り、何れも満たしていると、ステップST5に移る。     In step ST4, it is determined whether or not the evaporation temperature Te is −8 ° C. or lower and whether or not the internal temperature Tr is −3 ° C. or lower. That is, it is determined whether the evaporation temperature Te is sufficiently low or the inside temperature Tr is sufficiently low. If none of these conditions is satisfied, the process proceeds to return, and if both are satisfied, the process proceeds to step ST5.

ステップST5では、冷媒回路(10)の高圧冷媒と低圧冷媒の圧力差である高低差圧が、予め設定した所定の第1設定圧力値(P1)以上か否かが判定される。尚、高圧冷媒の圧力は、吐出圧力センサ(137)で測定され、低圧冷媒の圧力は、ブースタ吸入圧力センサ(142)で測定される。     In step ST5, it is determined whether the high / low differential pressure, which is the pressure difference between the high-pressure refrigerant and the low-pressure refrigerant in the refrigerant circuit (10), is equal to or higher than a predetermined first set pressure value (P1). The pressure of the high-pressure refrigerant is measured by the discharge pressure sensor (137), and the pressure of the low-pressure refrigerant is measured by the booster suction pressure sensor (142).

上記所定の第1設定圧力値(P1)は、2段圧縮運転において、ブースタ及び高段側の各圧縮機構(11,41)を共に適正な駆動状態に保つために必要な差圧である。ここで、所定の第1設定圧力値(P1)の設定について、図5に基づいて説明する。図5の線Aは、2段圧縮運転時における蒸発温度Teに対するブースタ圧縮機構(41)の所定の転覆限界圧力値を示し、線Bは該ブースタ圧縮機構(41)の所定の給油限界圧力値を示している。上記所定の転覆限界圧力値は、ブースタ圧縮機構(41)の各ブースタ圧縮機(41a,41b,41c)において、吐出圧力と吸入圧力との差圧がこの転覆限界圧力値未満であると可動スクロールが転覆してしまうという可動スクロールの転覆を防止する限界の圧力値であって、線Aに示すように、冷却熱交換器(31)における蒸発温度Teが高くなるにしたがって高くなる蒸発温度Teの関数で表される。また、上記所定の給油限界圧力値は、各ブースタ圧縮機(41a,41b,41c)のドーム内において、差圧により摺動部に給油を行うために必要な圧力値であり、線Bに示すように一定値である。     The predetermined first set pressure value (P1) is a differential pressure necessary to keep both the booster and the high-stage compression mechanisms (11, 41) in an appropriate driving state in the two-stage compression operation. Here, the setting of the predetermined first set pressure value (P1) will be described with reference to FIG. A line A in FIG. 5 shows a predetermined overturning limit pressure value of the booster compression mechanism (41) with respect to the evaporation temperature Te during the two-stage compression operation, and a line B shows a predetermined oil supply limit pressure value of the booster compression mechanism (41). Is shown. The predetermined rollover limit pressure value is the movable scroll when the differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure is less than the rollover limit pressure value in each booster compressor (41a, 41b, 41c) of the booster compression mechanism (41). Is the limit pressure value that prevents the movable scroll from overturning, and as shown by the line A, the evaporation temperature Te increases as the evaporation temperature Te in the cooling heat exchanger (31) increases. Expressed as a function. Further, the predetermined oil supply limit pressure value is a pressure value necessary for supplying oil to the sliding portion by the differential pressure in the dome of each booster compressor (41a, 41b, 41c). So that it is a constant value.

つまり、ブースタ圧縮機構(41)の駆動中に、可動スクロールの転覆が発生せず且つドーム内における摺動部への給油が行えるようにするためには、該ブースタ圧縮機構(41)の吐出圧力と吸入圧力との差圧が、これらの圧力値のうち大きい方の値以上に維持されなくてはならない。そして、本実施形態では、図5に示すように、全ての蒸発温度Teに亘って、転覆限界圧力値が給油限界圧力値より大きいので、ブースタ圧縮機構(41)を適正な駆動状態に保つための所定の第2設定圧力値(P2)が、線Aで示す転覆限界圧力値と同じ圧力値に設定される。そして、第1設定圧力値(P1)は、この第2設定圧力値(P2)に高段側圧縮機構(11)の駆動状態を適正に維持するための差圧を加算した値に設定される。     In other words, during the operation of the booster compression mechanism (41), the discharge pressure of the booster compression mechanism (41) is such that the rollover of the movable scroll does not occur and oil supply to the sliding portion in the dome can be performed. And the suction pressure must be maintained above the larger of these pressure values. In this embodiment, as shown in FIG. 5, the overturning limit pressure value is larger than the oil supply limit pressure value over the entire evaporation temperature Te, so that the booster compression mechanism (41) is maintained in an appropriate driving state. The predetermined second set pressure value (P2) is set to the same pressure value as the rollover limit pressure value indicated by the line A. The first set pressure value (P1) is set to a value obtained by adding the second set pressure value (P2) to the differential pressure for properly maintaining the driving state of the high-stage compression mechanism (11). .

上記ステップST5において、冷媒回路(10)の高低差圧が第1設定圧力値(P1)以上であると判定されれば、ステップST6に移り、冷媒回路(10)の高低差圧が第1設定圧力値(P1)未満であれば、リターンに移る。つまり、冷媒回路(10)の高低差圧が第1設定圧力値(P1)未満の状態で2段圧縮運転を行うと、この第1設定圧力値(P1)未満の高低差圧をブースタ圧縮機構(41)と高段側圧縮機構(11)とに適切に配分することができないために、各圧縮機構(41,11)の駆動状態が適正に保たれないので、2段圧縮運転に切り換えないようにする。そして、冷媒回路(10)の高低差圧がこの第1設定圧力値(P1)以上となると、この高低差圧をブースタ圧縮機構(41)と高段側圧縮機構(11)とに適切に配分することができるので、ステップST6に移り、2段圧縮運転に切り換える。     If it is determined in step ST5 that the differential pressure in the refrigerant circuit (10) is equal to or higher than the first set pressure value (P1), the process proceeds to step ST6, where the differential pressure in the refrigerant circuit (10) is set to the first setting. If it is less than the pressure value (P1), return to return. That is, when the two-stage compression operation is performed in a state where the height difference pressure of the refrigerant circuit (10) is less than the first set pressure value (P1), the height difference pressure less than the first set pressure value (P1) is increased to the booster compression mechanism. (41) and the high-stage compression mechanism (11) cannot be properly distributed, so the driving state of each compression mechanism (41, 11) cannot be maintained properly, so switching to the two-stage compression operation is not possible. Like that. When the high / low differential pressure of the refrigerant circuit (10) becomes equal to or higher than the first set pressure value (P1), the high / low differential pressure is appropriately distributed to the booster compression mechanism (41) and the high-stage compression mechanism (11). Therefore, it moves to step ST6 and switches to a two-stage compression operation.

ステップST6では、コントローラ(100)の切換制御部(101)が、冷凍装置(1)の運転状態を単段圧縮運転から2段圧縮運転に切り換える。また、この際、差圧制御部(102)が、ブースタ圧縮機構(41)の吐出圧力と吸入圧力との差圧を上記所定の第2設定圧力値(P2)以上となるように制御する。具体的に、差圧制御部(102)は、この切り換え時に、図2に示す高段側圧縮機構(11)とブースタ圧縮機構(41)との駆動モードの組合せが、H1-L0、H2-L0、H3-L0の何れかからH1-L1となるように制御し、さらに、該第1圧縮機(11a)の運転容量を最小に設定する。     In step ST6, the switching control unit (101) of the controller (100) switches the operation state of the refrigeration apparatus (1) from the single-stage compression operation to the two-stage compression operation. At this time, the differential pressure control unit (102) controls the differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure of the booster compression mechanism (41) to be equal to or higher than the predetermined second set pressure value (P2). Specifically, at the time of this switching, the differential pressure control unit (102) determines that the combination of drive modes of the high stage compression mechanism (11) and the booster compression mechanism (41) shown in FIG. 2 is H1-L0, H2- Control is performed so that either L0 or H3-L0 becomes H1-L1, and the operating capacity of the first compressor (11a) is set to the minimum.

つまり、上述した単段圧縮運転の動作では、例として、高段側圧縮機構(11)の第1及び第2の各圧縮機(11a,11b)が駆動する運転を説明したが、単段圧縮運転において、高段側圧縮機構(11)の第1圧縮機(11a)のみが駆動している場合や、第1から第3の全ての圧縮機(11a,11b,11c)が駆動している場合であっても、2段圧縮運転への切り換え時には、高段側圧縮機構(11)では、第1圧縮機(11a)のみを最小の運転容量で運転させる。     That is, in the operation of the single-stage compression operation described above, the operation in which the first and second compressors (11a, 11b) of the high-stage compression mechanism (11) are driven is described as an example. In operation, only the first compressor (11a) of the high-stage compression mechanism (11) is driven, or all the first to third compressors (11a, 11b, 11c) are driven. Even in this case, when switching to the two-stage compression operation, the high-stage compression mechanism (11) operates only the first compressor (11a) with the minimum operation capacity.

このように、切換制御部(101)が所定の第1設定圧力値(P1)以上となると単段圧縮運転から2段圧縮運転に切り換えるので、冷媒回路(10)の高低差圧が第1ブースタ圧縮機(41a)と第1圧縮機(11a)とに適宜配分され、各圧縮機(11a,41a)の駆動状態が適正に保たれる。また、差圧制御部(102)が、ブースタ圧縮機構(41)の吐出圧力と吸入圧力との差圧を上記所定の第2設定圧力値(P2)以上に維持するので、ブースタ圧縮機構(41)の可動スクロールの転覆防止を行うことができると共に、ドーム内の摺動部へ適切に給油を行うことができる。尚、差圧制御部(102)は、2段圧縮運転中は常時、ブースタ圧縮機構(41)の吐出圧力と吸入圧力との差圧が上記第2設定圧力値(P2)となるように制御する。     As described above, when the switching control unit (101) is equal to or higher than the predetermined first set pressure value (P1), the single-stage compression operation is switched to the two-stage compression operation. It is appropriately distributed to the compressor (41a) and the first compressor (11a), and the driving state of each compressor (11a, 41a) is maintained appropriately. Further, since the differential pressure control unit (102) maintains the differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure of the booster compression mechanism (41) at the predetermined second set pressure value (P2) or more, the booster compression mechanism (41 ) Of the movable scroll can be prevented, and the sliding portion in the dome can be properly lubricated. The differential pressure control unit (102) always controls the differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure of the booster compression mechanism (41) to the second set pressure value (P2) during the two-stage compression operation. To do.

(2段圧縮運転の動作)
上述したように、2段圧縮運転の切り換え直後は、圧縮機構(11,41)がH1-L1の駆動モードで運転される。つまり、図6に示すように、高段側圧縮機構(11)では、第1圧縮機(11a)のみが駆動し、ブースタ圧縮機構(41)では、第1ブースタ圧縮機(41a)のみが駆動する。
(Operation of two-stage compression operation)
As described above, immediately after the switching of the two-stage compression operation, the compression mechanism (11, 41) is operated in the driving mode of H1-L1. That is, as shown in FIG. 6, only the first compressor (11a) is driven in the high-stage compression mechanism (11), and only the first booster compressor (41a) is driven in the booster compression mechanism (41). To do.

具体的に、室外回路(20)の四路切換弁(12)が第1状態に設定され、第1膨張弁(57)が全閉状態に設定される。この状態において、高段側圧縮機構(11)の第1圧縮機(11a)が駆動し、ブースタ圧縮機構(41)の第1ブースタ圧縮機(41a)が駆動し、冷媒が図6の矢印に示す方向に循環する。また、各ファン(13f,35f)が駆動する。そして、冷却膨張弁(32)及び第2から第5の各膨張弁(58,59,38,39)が適宜開度調整される。また、室外回路(20)では、第1及び第4の各電磁弁(SV-1,4)が間欠的に適宜開閉制御され、第2及び第3の各電磁弁(SV-2,3)が常時閉状態に設定される一方、ブースタ回路(40)では、第6及び第7の各電磁弁(SV-6,7)が間欠的に適宜開閉制御され、第5,第8及び第9の各電磁弁(SV-5,8,9)が常時閉状態に設定される。     Specifically, the four-way selector valve (12) of the outdoor circuit (20) is set to the first state, and the first expansion valve (57) is set to the fully closed state. In this state, the first compressor (11a) of the high-stage compression mechanism (11) is driven, the first booster compressor (41a) of the booster compression mechanism (41) is driven, and the refrigerant is indicated by an arrow in FIG. Cycle in the direction shown. Each fan (13f, 35f) is driven. The opening degree of the cooling expansion valve (32) and the second to fifth expansion valves (58, 59, 38, 39) are adjusted as appropriate. In the outdoor circuit (20), the first and fourth solenoid valves (SV-1, 4) are intermittently controlled to be opened and closed appropriately, and the second and third solenoid valves (SV-2, 3). Is set to a normally closed state, while in the booster circuit (40), the sixth and seventh solenoid valves (SV-6, 7) are intermittently controlled to be appropriately opened and closed, and the fifth, eighth and ninth are controlled. Each solenoid valve (SV-5, 8, 9) is normally closed.

室外回路(20)において、第1圧縮機(11a)から吐出した冷媒は、第1吐出管(64a)から吐出主管(64)へ流れ、四路切換弁(12)を通って室外熱交換器(13)を流れる。室外熱交換器(13)では、冷媒が室外空気へ放熱して凝縮液化し、第1液管(81)、レシーバー(14)、第2液管(82)、冷媒熱交換器(50)の第1流路(50a)、第3液管(83)及び液連絡配管(21)を流れて冷却回路(30)に導入される。また、第3液管(83)を流れる冷媒の一部は、第4液管(84)に分岐し、さらにその一部が、冷媒熱交換器(50)の第2流路(50b)とガスインジェクション管(85)を介して吸入主管(55)に供給され、残りの一部が、第1液インジェクション通路(15)を介して高段側圧縮機構(11)の吸入側に供給される。     In the outdoor circuit (20), the refrigerant discharged from the first compressor (11a) flows from the first discharge pipe (64a) to the discharge main pipe (64), passes through the four-way switching valve (12), and the outdoor heat exchanger. Flow through (13). In the outdoor heat exchanger (13), the refrigerant dissipates heat to the outdoor air to condense and liquefy, and the first liquid pipe (81), the receiver (14), the second liquid pipe (82), and the refrigerant heat exchanger (50) It flows through the first flow path (50a), the third liquid pipe (83) and the liquid communication pipe (21) and is introduced into the cooling circuit (30). In addition, a part of the refrigerant flowing through the third liquid pipe (83) branches to the fourth liquid pipe (84), and a part thereof is connected to the second flow path (50b) of the refrigerant heat exchanger (50). It is supplied to the suction main pipe (55) through the gas injection pipe (85), and the remaining part is supplied to the suction side of the high-stage compression mechanism (11) through the first liquid injection passage (15). .

冷却回路(30)に導入された液冷媒は、ドレンパンヒータ(36)を流れて、冷却膨張弁(32)で膨張し、冷却熱交換器(31)を流れる。冷媒は、冷却熱交換器(31)において、庫内の空気から吸熱して蒸発温度Teで蒸発し、これにより、庫内は温度Trに冷却される。上記冷却熱交換器(31)で蒸発したガス冷媒は、第1ガス連絡配管(22)を流れ、ブースタ回路(40)に導入される。     The liquid refrigerant introduced into the cooling circuit (30) flows through the drain pan heater (36), expands at the cooling expansion valve (32), and flows through the cooling heat exchanger (31). In the cooling heat exchanger (31), the refrigerant absorbs heat from the air in the warehouse and evaporates at the evaporation temperature Te, whereby the interior is cooled to the temperature Tr. The gas refrigerant evaporated in the cooling heat exchanger (31) flows through the first gas communication pipe (22) and is introduced into the booster circuit (40).

ブースタ回路(40)に導入されたガス冷媒は、ブースタ吸入主管(42)を流れ、ブースタ吸入接続管(43)を介して、第1ブースタ吸入管(44a)を流れ、第1ブースタ圧縮機(41a)に吸入されて圧縮される。第1ブースタ圧縮機(41a)から吐出した冷媒は、第1ブースタ吐出管(45a)を介してブースタ吐出主管(45)を流れ、第2ガス連絡配管(23)を流れ、室外回路(20)に導入される。また、上述した液連絡配管(21)を流れる冷媒は、その一部が、第2液インジェクション主管(28)に流入する。そして、第2液インジェクション主管(28)に流入した冷媒の一部が、開度調整された第4膨張弁(38)を通過し、第2液インジェクション通路(27)を介してブースタ圧縮機構(41)の吸入側に供給され、開度調整された第5膨張弁(39)を通過し、第3液インジェクション通路(29)を介してブースタ圧縮機構(41)の吐出側に供給される。     The gas refrigerant introduced into the booster circuit (40) flows through the booster suction main pipe (42), through the booster suction connection pipe (43), through the first booster suction pipe (44a), and to the first booster compressor ( 41a) is inhaled and compressed. The refrigerant discharged from the first booster compressor (41a) flows through the first booster discharge pipe (45a) through the booster discharge main pipe (45), through the second gas communication pipe (23), and into the outdoor circuit (20). To be introduced. A part of the refrigerant flowing through the liquid communication pipe (21) flows into the second liquid injection main pipe (28). Then, a part of the refrigerant flowing into the second liquid injection main pipe (28) passes through the fourth expansion valve (38) whose opening is adjusted, and through the second liquid injection passage (27), the booster compression mechanism ( 41) is supplied to the suction side, passes through the fifth expansion valve (39) whose opening is adjusted, and is supplied to the discharge side of the booster compression mechanism (41) through the third liquid injection passage (29).

室外回路(20)に導入された冷媒は、四路切換弁(12)を介して吸入主管(55)を流れる。吸入主管(55)を流れた冷媒は、吸入接続管(56)を介して第1吸入管(61a)を流れ、第1圧縮機(11a,11b)に吸入されて圧縮される。     The refrigerant introduced into the outdoor circuit (20) flows through the suction main pipe (55) through the four-way switching valve (12). The refrigerant flowing through the suction main pipe (55) flows through the first suction pipe (61a) via the suction connection pipe (56), and is sucked into the first compressor (11a, 11b) and compressed.

2段圧縮運転では、庫内の冷却負荷が高くなると、図7に示すように、高段側圧縮機構(11)の第2圧縮機(11b)、第3圧縮機(11c)が順次駆動し、ブースタ圧縮機構(41)の第2ブースタ圧縮機(41b)、第3ブースタ圧縮機(41c)が順次駆動する。つまり、図7の状態では、圧縮機構(11,41)がH3-L3の駆動モードで運転される。     In the two-stage compression operation, when the cooling load in the warehouse increases, the second compressor (11b) and the third compressor (11c) of the high-stage compression mechanism (11) are sequentially driven as shown in FIG. The second booster compressor (41b) and the third booster compressor (41c) of the booster compression mechanism (41) are sequentially driven. That is, in the state of FIG. 7, the compression mechanism (11, 41) is operated in the drive mode of H3-L3.

具体的に、室外回路(20)の四路切換弁(12)が第1状態に設定され、第1膨張弁(57)が全閉状態に設定され、高段側圧縮機構(11)の第1から第3の各圧縮機(11a,11b,11c)が駆動し、ブースタ圧縮機構(41)の第1から第3の各ブースタ圧縮機(41a,41b,41c)が駆動し、冷媒が図7の矢印に示す方向に循環する。また、各ファン(13f,35f)が駆動する。そして、冷却膨張弁(32)及び第2から第5の各膨張弁(58,59,38,39)が適宜開度調整される。また、室外回路(20)では、第1から第4の各電磁弁(SV-1,2,3,4)が間欠的に適宜開閉制御される一方、ブースタ回路(40)では、第5電磁弁(SV-5)が常時閉状態に設定され、第6から第9の各電磁弁(SV-6,7,8,9)が間欠的に適宜開閉制御される。     Specifically, the four-way switching valve (12) of the outdoor circuit (20) is set to the first state, the first expansion valve (57) is set to the fully closed state, and the first stage of the high stage side compression mechanism (11) is set. The first to third compressors (11a, 11b, 11c) are driven, and the first to third booster compressors (41a, 41b, 41c) of the booster compression mechanism (41) are driven. Circulate in the direction indicated by the arrow 7. Each fan (13f, 35f) is driven. The opening degree of the cooling expansion valve (32) and the second to fifth expansion valves (58, 59, 38, 39) are adjusted as appropriate. In the outdoor circuit (20), the first to fourth solenoid valves (SV-1, 2, 3, 4) are intermittently controlled to be opened and closed appropriately, while in the booster circuit (40), the fifth electromagnetic valve is controlled. The valve (SV-5) is set to a normally closed state, and the sixth to ninth solenoid valves (SV-6, 7, 8, 9) are intermittently controlled appropriately.

室外回路(20)において、第1から第3の各圧縮機(11a,11b,11c)から吐出した冷媒は、各吐出管(64a,64b,64c)から吐出主管(64)へ流れ、四路切換弁(12)を通って室外熱交換器(13)を流れる。室外熱交換器(13)では、冷媒が室外空気へ放熱して凝縮液化し、第1液管(81)、レシーバー(14)、第2液管(82)、冷媒熱交換器(50)の第1流路(50a)、第3液管(83)及び液連絡配管(21)を流れて冷却回路に導入される。また、第3液管(83)を流れる冷媒の一部は、第4液管(84)に分岐し、さらにその一部が、冷媒熱交換器(50)の第2流路(50b)とガスインジェクション管(85)を介して吸入主管(55)に供給され、残りの一部が、第1液インジェクション通路(15)を介して高段側圧縮機構(11)の吸入側に供給される。     In the outdoor circuit (20), the refrigerant discharged from the first to third compressors (11a, 11b, 11c) flows from the discharge pipes (64a, 64b, 64c) to the discharge main pipe (64), and passes through the four paths. It flows in the outdoor heat exchanger (13) through the switching valve (12). In the outdoor heat exchanger (13), the refrigerant dissipates heat to the outdoor air to condense and liquefy, and the first liquid pipe (81), the receiver (14), the second liquid pipe (82), and the refrigerant heat exchanger (50) It flows through the first flow path (50a), the third liquid pipe (83) and the liquid communication pipe (21) and is introduced into the cooling circuit. In addition, a part of the refrigerant flowing through the third liquid pipe (83) branches to the fourth liquid pipe (84), and a part thereof is connected to the second flow path (50b) of the refrigerant heat exchanger (50). It is supplied to the suction main pipe (55) through the gas injection pipe (85), and the remaining part is supplied to the suction side of the high-stage compression mechanism (11) through the first liquid injection passage (15). .

冷却回路(30)に導入された液冷媒は、ドレンパンヒータ(36)を流れて、冷却膨張弁(32)で膨張し、冷却熱交換器(31)を流れる。冷媒は、冷却熱交換器(31)において、庫内の空気から吸熱して蒸発温度Teで蒸発し、これにより、庫内は温度Trに冷却される。上記冷却熱交換器(31)で蒸発したガス冷媒は、第1ガス連絡配管(22)を流れ、ブースタ回路(40)に導入される。     The liquid refrigerant introduced into the cooling circuit (30) flows through the drain pan heater (36), expands at the cooling expansion valve (32), and flows through the cooling heat exchanger (31). In the cooling heat exchanger (31), the refrigerant absorbs heat from the air in the warehouse and evaporates at the evaporation temperature Te, whereby the interior is cooled to the temperature Tr. The gas refrigerant evaporated in the cooling heat exchanger (31) flows through the first gas communication pipe (22) and is introduced into the booster circuit (40).

ブースタ回路(40)に導入されたガス冷媒は、ブースタ吸入主管(42)を流れ、第3ブースタ吸入管(44c)とブースタ吸入接続管(43)とに分岐し、該第3ブースタ吸入管(44c)を流れた冷媒が、第3ブースタ圧縮機(41c)に吸入されて圧縮される。一方、ブースタ吸入接続管(43)を流れた冷媒は、第1ブースタ吸入管(44a)と第2ブースタ吸入管(44b)とに分岐し、第1及び第2の各ブースタ圧縮機(41a,41b)に吸入されて圧縮される。ブースタ圧縮機構(41)の各圧縮機(41a,41b,41c)から吐出した冷媒は、各ブースタ吐出管(45a,45b,45c)を流れ、ブースタ吐出主管(45)で合流し、第2ガス連絡配管(23)を流れ、室外回路(20)に導入される。また、上述した液連絡配管(21)を流れる冷媒は、その一部が、第2液インジェクション通路(27)及び第3液インジェクション通路(29)を介してブースタ圧縮機構(41)の吸入側及び吐出側にそれぞれ供給される。     The gas refrigerant introduced into the booster circuit (40) flows through the booster suction main pipe (42), branches into a third booster suction pipe (44c) and a booster suction connection pipe (43), and the third booster suction pipe ( The refrigerant flowing through 44c) is sucked into the third booster compressor (41c) and compressed. On the other hand, the refrigerant flowing through the booster suction connection pipe (43) branches into a first booster suction pipe (44a) and a second booster suction pipe (44b), and the first and second booster compressors (41a, 41b) is inhaled and compressed. Refrigerant discharged from each compressor (41a, 41b, 41c) of the booster compression mechanism (41) flows through each booster discharge pipe (45a, 45b, 45c), joins in the booster discharge main pipe (45), and is supplied with the second gas. It flows through the connecting pipe (23) and is introduced into the outdoor circuit (20). In addition, a part of the refrigerant flowing through the liquid communication pipe (21) described above is disposed on the suction side of the booster compression mechanism (41) via the second liquid injection passage (27) and the third liquid injection passage (29). Each is supplied to the discharge side.

室外回路(20)に導入された冷媒は、四路切換弁(12)を介して吸入主管(55)を流れる。吸入主管(55)を流れた冷媒は、第3吸入管(61c)と吸入接続管(56)とに分岐し、該第3吸入管(61c)を流れた冷媒が、第3圧縮機(11c)に吸入されて圧縮される。一方、吸入接続管(56)を流れた冷媒は、第1吸入管(61a)と第2吸入管(61b)とに分岐し、第1及び第2の各圧縮機(11a,11b)に吸入されて圧縮される。     The refrigerant introduced into the outdoor circuit (20) flows through the suction main pipe (55) through the four-way switching valve (12). The refrigerant flowing through the suction main pipe (55) branches into the third suction pipe (61c) and the suction connection pipe (56), and the refrigerant flowing through the third suction pipe (61c) is transferred to the third compressor (11c). ) Is inhaled and compressed. On the other hand, the refrigerant flowing through the suction connection pipe (56) branches to the first suction pipe (61a) and the second suction pipe (61b), and is sucked into the first and second compressors (11a, 11b). And compressed.

そして、上記2段圧縮運転時に、例えば、外気温の低下に伴う凝縮温度が低下などにより、冷媒回路(10)の高低差圧が上記所定の第1設定圧力値(P1)より低くなると、切換制御部(101)が、2段圧縮運転から単段圧縮運転に運転状態を切り換える。     Then, during the two-stage compression operation, when the pressure difference in the refrigerant circuit (10) becomes lower than the predetermined first set pressure value (P1) due to, for example, a decrease in the condensation temperature accompanying a decrease in the outside air temperature, the switching is performed. The control unit (101) switches the operation state from the two-stage compression operation to the single-stage compression operation.

〈除霜運転〉
また、上記冷凍装置(1)は、上記冷却運転を一時的に停止し、図8に示すように、除霜運転を行うように構成されている。
<Defrosting operation>
The refrigeration apparatus (1) is configured to temporarily stop the cooling operation and perform a defrosting operation as shown in FIG.

具体的に、四路切換弁(12)が第2状態に設定される。また、室外回路(20)の第1膨張弁(57)が適宜開度調整される一方、第2から第5の各膨張弁(58,59,38,39)が全閉状態となり、冷却回路(30)の冷却膨張弁(32)が全開状態となり、第5電磁弁(SV-5)が開状態となる。この状態において、高段側圧縮機構(11)では、第1及び第2の各圧縮機(11a,11b)が駆動され、第3圧縮機(11c)が停止状態となる一方、ブースタ圧縮機構(41)では、各ブースタ圧縮機(41a,41b,41c)が停止状態となる。これにより、図8の矢印に示すように、冷媒が上記冷却運転時と逆方向に循環する逆サイクルデフロストが行われる。また、室外回路(20)では、第1,第2及び第4の各電磁弁(SV-1,2,4)が間欠的に適宜開閉制御され、第3電磁弁(SV-3)が常時閉状態に設定される一方、ブースタ回路(40)では、第6から第9の各電磁弁(SV-6,7,8,9)が常時閉状態に設定される。     Specifically, the four-way selector valve (12) is set to the second state. Further, the opening degree of the first expansion valve (57) of the outdoor circuit (20) is appropriately adjusted, while the second to fifth expansion valves (58, 59, 38, 39) are fully closed, and the cooling circuit The (30) cooling expansion valve (32) is fully opened, and the fifth solenoid valve (SV-5) is opened. In this state, in the high stage compression mechanism (11), the first and second compressors (11a, 11b) are driven and the third compressor (11c) is stopped, while the booster compression mechanism ( In 41), each booster compressor (41a, 41b, 41c) is stopped. Thereby, as shown by the arrow in FIG. 8, reverse cycle defrost is performed in which the refrigerant circulates in the opposite direction to that during the cooling operation. In the outdoor circuit (20), the first, second, and fourth solenoid valves (SV-1, 2, 4) are intermittently controlled appropriately and the third solenoid valve (SV-3) is always open. On the other hand, in the booster circuit (40), the sixth to ninth solenoid valves (SV-6, 7, 8, 9) are normally set to the closed state in the booster circuit (40).

室外回路(20)において、第1及び第2の各圧縮機(11a,11b)から吐出した冷媒は、各吐出管(64a,64b)から吐出主管(64)へ流れ、四路切換弁(12)を通って第2ガス連絡配管(23)を流れてブースタ回路(40)に導入される。     In the outdoor circuit (20), the refrigerant discharged from the first and second compressors (11a, 11b) flows from the discharge pipes (64a, 64b) to the discharge main pipe (64), and the four-way switching valve (12 ) Through the second gas communication pipe (23) and introduced into the booster circuit (40).

ブースタ回路(40)では、冷媒が、ブースタ吐出主管(45)、第1バイパス管(47)及びブースタ吸入主管(42)を順に流れ、第1ガス連絡配管(22)を流れて冷却回路(30)に導入される。     In the booster circuit (40), the refrigerant flows in order through the booster discharge main pipe (45), the first bypass pipe (47), and the booster suction main pipe (42), and then flows through the first gas communication pipe (22) to form the cooling circuit (30 ).

冷却回路(30)では、冷媒が、冷却熱交換器(31)及びドレンパンヒータ(36)を順に流れ、冷却熱交換器(31)やドレンパンに付着した霜に放熱して凝縮液化する。これにより、冷却熱交換器(31)の除霜が行われる。そして、冷媒は、液連絡配管(21)を流れて室外回路(20)に導入される。     In the cooling circuit (30), the refrigerant sequentially flows through the cooling heat exchanger (31) and the drain pan heater (36), dissipates heat to the frost attached to the cooling heat exchanger (31) and the drain pan, and is condensed and liquefied. Thereby, defrosting of a cooling heat exchanger (31) is performed. Then, the refrigerant flows through the liquid communication pipe (21) and is introduced into the outdoor circuit (20).

上記室外回路(20)では、冷媒が、第5液管(88)、レシーバー(14)、冷媒熱交換器(50)の第1流路(50a)を順に流れ、第4液管(84)を介して第6液管(89)を流れる。冷媒は、第6液管(89)を流れる際に、第1膨張弁(57)で膨張して室外熱交換器(13)で凝縮し、四路切換弁(12)を介して第1及び第2の各圧縮機(11a,11b)に吸入される。     In the outdoor circuit (20), the refrigerant sequentially flows through the fifth liquid pipe (88), the receiver (14), the first flow path (50a) of the refrigerant heat exchanger (50), and the fourth liquid pipe (84). Through the sixth liquid pipe (89). When the refrigerant flows through the sixth liquid pipe (89), the refrigerant expands in the first expansion valve (57), condenses in the outdoor heat exchanger (13), and passes through the four-way switching valve (12). The air is sucked into each second compressor (11a, 11b).

そして、この除霜運転が終了し、再び冷却運転が開始した際は、先ず、上述した図2に示す単段圧縮運転が行われ、図4に示すフローチャートに基づいて2段圧縮運転に切り換えられる。     When this defrosting operation is completed and the cooling operation is started again, first, the above-described single-stage compression operation shown in FIG. 2 is performed and switched to the two-stage compression operation based on the flowchart shown in FIG. .

−実施形態の効果−
上記冷凍装置(1)では、冷媒回路(10)の高低差圧が第1設定圧力値(P1)より小さいと、単段圧縮運転を行い、高低差圧が第1設定圧力値(P1)以上であると、2段圧縮運転を行うようにしたために、この第1設定圧力値(P1)を予め適宜設定することにより、2段圧縮運転時には、該第1設定圧力値(P1)以上の高低差圧をブースタ圧縮機構(41)と高段側圧縮機構(11)とで適宜配分して、各圧縮機構(11,41)の信頼性を向上させることができる。
-Effect of the embodiment-
In the refrigeration system (1), when the high / low differential pressure of the refrigerant circuit (10) is smaller than the first set pressure value (P1), single-stage compression operation is performed, and the high / low differential pressure is equal to or higher than the first set pressure value (P1). Since the two-stage compression operation is performed, the first set pressure value (P1) is appropriately set in advance so that the two-stage compression operation can be performed at a level higher than the first set pressure value (P1). The pressure difference can be appropriately distributed between the booster compression mechanism (41) and the high-stage compression mechanism (11) to improve the reliability of each compression mechanism (11, 41).

また、上記ブースタ圧縮機構(41)及び高段側圧縮機構(11)の各圧縮機(11a,11b,11c,41a,41b,41c)は、高圧ドーム型のスクロール圧縮機構であるので、上述したように、冷媒回路(10)の高低差圧を基準に2段圧縮運転に切り換えることにより、各圧縮機(11a,11b,11c,41a,41b,41c)の吐出圧力と吸入圧力との差圧を適切に保ち、適切な給油を行うことができると共に、可動スクロールの転覆を防止することができる。つまり、本発明の切り換え制御による効果を、より顕著に発揮することができる。     The compressors (11a, 11b, 11c, 41a, 41b, 41c) of the booster compression mechanism (41) and the high-stage compression mechanism (11) are high-pressure dome type scroll compression mechanisms, and thus have been described above. Thus, the differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure of each compressor (11a, 11b, 11c, 41a, 41b, 41c) is switched by switching to the two-stage compression operation based on the high / low differential pressure of the refrigerant circuit (10). It is possible to appropriately maintain oil and perform appropriate oil supply and to prevent the movable scroll from overturning. That is, the effect by the switching control of the present invention can be exhibited more remarkably.

また、差圧制御部(102)が、ブースタ圧縮機構(41)の吐出圧力と吸入圧力との差圧を転覆限界圧力値と給油限界圧力値との何れか大きい方の値である第2設定圧力値(P2)以上とするようにしたために、ブースタ圧縮機構(41)の各圧縮機(41a,41b,41c)において、可動スクロールの転覆を確実に防止することができると共に、ドーム内の摺動部への給油を確実に行うことができる。さらに、差圧制御部(102)は、上記単段圧縮運転から上記2段圧縮運転への切り換え時に、高段側圧縮機構(11)の運転容量を低減させてブースタ圧縮機構(41)の吐出圧力と吸入圧力との差圧を上記第2設定圧力値(P2)以上とするので、2圧縮運転への切り換え開始からブースタ圧縮機構(41)を適正な駆動状態とすることができる。     Further, the differential pressure control unit (102) sets the differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure of the booster compression mechanism (41) to a second setting which is the larger one of the capsize limit pressure value and the oil supply limit pressure value. Since the pressure value (P2) is set to be greater than or equal to the pressure value (P2), in each compressor (41a, 41b, 41c) of the booster compression mechanism (41), the overturning of the movable scroll can be reliably prevented, and the sliding in the dome can be prevented. Oiling to the moving part can be performed reliably. Further, the differential pressure control unit (102) reduces the operating capacity of the high-stage compression mechanism (11) and discharges the booster compression mechanism (41) when switching from the single-stage compression operation to the two-stage compression operation. Since the differential pressure between the pressure and the suction pressure is set to the second set pressure value (P2) or more, the booster compression mechanism (41) can be brought into an appropriate driving state from the start of switching to the two-compression operation.

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
<< Other Embodiments >>
About the said embodiment, it is good also as the following structures.

上記実施形態の冷凍装置(1)は、各圧縮機構(11,41)を3台の圧縮機を並列に接続することにより構成したが、各圧縮機構(11,41)を、例えば1台の圧縮機で構成するようにしてもよい。また、上記実施形態の冷凍装置(1)は冷却熱交換器(31)が1台であったが、複数の冷却熱交換器(31)が並列接続される構成であってもよい。     In the refrigeration apparatus (1) of the above embodiment, each compression mechanism (11, 41) is configured by connecting three compressors in parallel. For example, each compression mechanism (11, 41) is configured as one unit. You may make it comprise with a compressor. Moreover, although the refrigeration apparatus (1) of the said embodiment has one cooling heat exchanger (31), the structure by which a some cooling heat exchanger (31) is connected in parallel may be sufficient.

また、上記実施形態の冷凍装置(1)は、庫内の冷却を行う冷凍装置であったが、冷凍装置(1)は室内の空調を行う空気調和装置であってもよく、さらに、冷暖房運転が切り換え自在な空気調和装置であってもよい。     Moreover, although the refrigeration apparatus (1) of the said embodiment was a refrigeration apparatus which cools the inside of a store | warehouse | chamber, a refrigeration apparatus (1) may be an air conditioning apparatus which performs indoor air conditioning, and also air-conditioning driving | operation May be a switchable air conditioner.

尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。     In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use.

以上説明したように、本発明は、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構とを有して冷凍サイクルを行う冷凍装置における単段圧縮運転と2段圧縮運転との切り換え制御について有用である。     As described above, the present invention is useful for switching control between a single-stage compression operation and a two-stage compression operation in a refrigeration apparatus having a low-stage compression mechanism and a high-stage compression mechanism and performing a refrigeration cycle. .

実施形態に係る冷凍装置の冷媒回路の配管系統図である。It is a piping system diagram of the refrigerant circuit of the refrigerating device concerning an embodiment. 実施形態に係る高段側圧縮機構とブースタ圧縮機構の駆動モードを示す表である。It is a table | surface which shows the drive mode of the high stage side compression mechanism and booster compression mechanism which concern on embodiment. 実施形態に係る冷凍装置の単段圧縮運転中の冷媒の流れを示す配管系統図である。It is a piping system diagram which shows the flow of the refrigerant | coolant in the single stage compression operation of the refrigeration apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る冷凍装置の単段圧縮運転から2段圧縮運転への切り換え動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the switching operation | movement from the single stage compression operation of the refrigeration apparatus which concerns on embodiment to a two stage compression operation. 冷却熱交換器の蒸発温度と第1及び第2の各設定圧力値との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the evaporation temperature of a cooling heat exchanger, and each 1st and 2nd setting pressure value. 実施形態に係る冷凍装置の単段圧縮運転から2段圧縮運転への切り換え直後の冷媒の流れを示す配管系統図である。It is a piping system diagram which shows the flow of the refrigerant | coolant immediately after switching from the single stage compression operation of the refrigeration apparatus which concerns on embodiment to a two-stage compression operation. 実施形態に係る冷凍装置の2段圧縮運転中の冷却負荷が大きい状態での冷媒の流れを示す配管系統図である。It is a piping system diagram which shows the flow of the refrigerant | coolant in the state with the large cooling load in the two-stage compression operation of the refrigeration apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る冷凍装置の除霜運転中の冷媒の流れを示す配管系統図である。It is a piping system diagram which shows the flow of the refrigerant | coolant during the defrost driving | operation of the freezing apparatus which concerns on embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 冷凍装置
10 冷媒回路
11 高段側圧縮機構(一方の圧縮機構)
11a 第1圧縮機(圧縮機)
11b 第2圧縮機(圧縮機)
11c 第3圧縮機(圧縮機)
13 室外熱交換器(凝縮器)
31 冷却熱交換器(蒸発器)
32 冷却膨張弁(膨張機構)
41 ブースタ圧縮機構(低段側圧縮機構、他方の圧縮機構)
41a 第1ブースタ圧縮機(圧縮機)
41b 第2ブースタ圧縮機(圧縮機)
41c 第3ブースタ圧縮機(圧縮機)
101 切換制御部(切換制御手段)
102 差圧制御部(差圧制御手段)
1 Refrigeration equipment
10 Refrigerant circuit
11 High-stage compression mechanism (one compression mechanism)
11a First compressor (compressor)
11b Second compressor (compressor)
11c 3rd compressor (compressor)
13 Outdoor heat exchanger (condenser)
31 Cooling heat exchanger (evaporator)
32 Cooling expansion valve (expansion mechanism)
41 Booster compression mechanism (low-stage compression mechanism, other compression mechanism)
41a First booster compressor (compressor)
41b Second booster compressor (compressor)
41c 3rd booster compressor (compressor)
101 Switching control unit (switching control means)
102 Differential pressure control unit (Differential pressure control means)

Claims (5)

低段側圧縮機構(41)と高段側圧縮機構(11)と凝縮器(13)と膨張機構(32)と蒸発器(31)とが順に接続された冷媒回路(10)を備え、
上記低段側圧縮機構(41)及び上記高段側圧縮機構(11)のうち何れか一方の圧縮機構(11)が駆動して他方の圧縮機構(41)が停止し、冷媒が上記一方の圧縮機構(11)により圧縮される単段圧縮運転と、上記低段側圧縮機構(41)及び上記高段側圧縮機構(11)が共に駆動し、冷媒が上記低段側圧縮機構(41)及び上記高段側圧縮機構(11)により圧縮される2段圧縮運転とに切り換え自在な冷凍装置であって、
上記冷媒回路(10)における高圧冷媒と低圧冷媒との高低差圧が所定の第1設定圧力値より小さいと上記単段圧縮運転を行う一方、上記高低差圧が所定の第1設定圧力値以上であると上記2段圧縮運転を行うように運転状態を切り換える切換制御手段(101)を備えている
ことを特徴とする冷凍装置。
A refrigerant circuit (10) in which a low-stage compression mechanism (41), a high-stage compression mechanism (11), a condenser (13), an expansion mechanism (32), and an evaporator (31) are sequentially connected;
One of the low-stage compression mechanism (41) and the high-stage compression mechanism (11) is driven, the other compression mechanism (41) is stopped, and the refrigerant is The single-stage compression operation compressed by the compression mechanism (11), the low-stage compression mechanism (41), and the high-stage compression mechanism (11) are both driven, and the refrigerant is the low-stage compression mechanism (41). And a refrigeration apparatus switchable to a two-stage compression operation compressed by the high-stage compression mechanism (11),
When the differential pressure difference between the high-pressure refrigerant and the low-pressure refrigerant in the refrigerant circuit (10) is smaller than a predetermined first set pressure value, the single-stage compression operation is performed, while the high / low differential pressure is equal to or higher than a predetermined first set pressure value. A refrigeration apparatus comprising switching control means (101) for switching the operating state so as to perform the two-stage compression operation.
請求項1において、
上記低段側圧縮機構(41)及び上記高段側圧縮機構(11)の少なくとも何れか一方は、ドーム内の高圧空間に冷凍機油が貯留されると共に、ドーム内の摺動部に冷凍機油を差圧により給油する差圧給油式の圧縮機(11a,11b,11c,41a,41b,41c)で構成されている
ことを特徴とする冷凍装置。
In claim 1,
At least one of the low-stage compression mechanism (41) and the high-stage compression mechanism (11) stores the refrigeration oil in the high-pressure space in the dome and supplies the refrigeration oil to the sliding portion in the dome. A refrigeration apparatus comprising a differential pressure oil supply type compressor (11a, 11b, 11c, 41a, 41b, 41c) that supplies oil by differential pressure.
請求項1において、
上記低段側圧縮機構(41)及び上記高段側圧縮機構(11)の少なくとも何れか一方は、スクロール型の圧縮機(11a,11b,11c,41a,41b,41c)で構成されている
ことを特徴とする冷凍装置。
In claim 1,
At least one of the low-stage compression mechanism (41) and the high-stage compression mechanism (11) is composed of a scroll compressor (11a, 11b, 11c, 41a, 41b, 41c). A refrigeration apparatus characterized by.
請求項3において、
上記低段側圧縮機構(41)は、スクロール型の圧縮機(41a,41b,41c)で構成され、
上記低段側圧縮機構(41)の吐出圧力と吸入圧力との差圧を、上記蒸発器(31)における冷媒の蒸発温度が高くなるに従って高くなる所定の転覆限界圧力値以上になるように制御する差圧制御手段(102)を備えている
ことを特徴とする冷凍装置。
In claim 3,
The low-stage compression mechanism (41) is composed of scroll type compressors (41a, 41b, 41c),
The differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure of the low-stage compression mechanism (41) is controlled to be equal to or higher than a predetermined rollover limit pressure value that increases as the refrigerant evaporation temperature in the evaporator (31) increases. A refrigeration apparatus comprising differential pressure control means (102) for performing
請求項1において、
上記一方の圧縮機構(11)は、運転容量可変に構成され、
上記単段圧縮運転から上記2段圧縮運転への切り換え時に、上記一方の圧縮機構(11)の運転容量を上記単段圧縮運転時より低減させ、上記他方の圧縮機構(41)の吸入側と吐出側の差圧が所定の第2設定圧力値以上となるように制御する差圧制御手段(102)を備えている
ことを特徴とする冷凍装置。
In claim 1,
The one compression mechanism (11) is configured to have a variable operating capacity,
When switching from the single-stage compression operation to the two-stage compression operation, the operating capacity of the one compression mechanism (11) is reduced from that during the single-stage compression operation, and the suction side of the other compression mechanism (41) A refrigeration apparatus comprising differential pressure control means (102) for controlling the differential pressure on the discharge side to be equal to or higher than a predetermined second set pressure value.
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