JP2010156502A - 冷凍装置 - Google Patents

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Satoru Sakae
覚 阪江
Masaaki Takegami
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Abstract

【課題】蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路と該冷媒回路を流れる冷媒を過冷却する過冷却回路とを備えた冷凍装置において、上記冷媒回路に接続された第1及び第2利用側熱交換器ごとに高圧冷媒の過冷却度を異ならせることを可能にする。
【解決手段】第1高温側流路(14a)が第1枝管(90b)に接続されるとともに第1低温側流路(14b)が過冷却回路(10a)の低圧ライン(7,4)に接続された第1過冷却熱交換器(14)と、第2高温側流路(15a)が第2枝管(90c)に接続されるとともに第2低温側流路(15b)が第1過冷却熱交換器(14)の第1高温側流路(14a)よりも第1利用側熱交換器(62,72)側に位置するように第1枝管(90b)に接続された第2過冷却熱交換器(15)とを過冷却回路(10a)に設ける。
【選択図】図1

Description

本発明は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路と該冷媒回路を流れる高圧冷媒の過冷却を行う過冷却回路とを備えた冷凍装置に関するものである。
従来より、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路と該冷媒回路を流れる高圧冷媒を過冷却する過冷却熱交換器が接続された過冷却回路とを備えた冷凍装置が知られている。
特許文献1の冷凍装置は、コンビニエンスストア等に設置されて、店内の空気調和とショーケース内の冷却とを行うものであり、室外ユニットと空調ユニットと冷蔵ショーケースと冷凍ショーケースと過冷却ユニットとを有している。
上記室外ユニットには室外回路が、上記空調ユニットには空調回路が、上記冷蔵ショーケースには冷蔵回路が、上記冷凍ショーケースには冷凍回路がそれぞれ設けられており、上記室外回路に空調回路と冷蔵回路と冷凍回路とが並列に液側及びガス側の連絡配管で接続されることにより、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路が構成されている。
ここで、上記液側連絡配管は、上記室外回路の室外熱交換器から延びる本管と、該本管の端部から一方へ分岐して上記冷蔵回路及び上記冷凍回路の冷却用熱交換器に接続された第1枝管と、該本管から他方へ分岐して上記空調回路の空調用熱交換器に接続された第2枝管とを有している。
又、上記過冷却ユニットには、過冷却用圧縮機と過冷却熱交換器とが接続されて蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う過冷却回路が設けられている。ここで、上記過冷却熱交換器は、高温側流路と低温側流路とを有しており、上記高温側流路が上記液側連絡配管の本管に接続されるとともに上記低温側流路が上記過冷却回路の低圧ラインに接続されている。
この構成によれば、上記冷媒回路に設けられた圧縮機を起動すると、該冷媒回路の高圧冷媒が液側連絡配管を経て過冷却熱交換器の高温側流路を流れる。一方、上記過冷却回路に設けられた圧縮機を起動すると、該過冷却回路の低圧冷媒が低圧ラインを経て過冷却熱交換器の低温側流路を流れる。そして、上記過冷却熱交換器において、上記高温側流路を流れる上記冷媒回路の高圧冷媒が、上記低温側流路を流れる上記過冷却回路の低圧冷媒に放熱して冷却される。
この冷却により、過冷却度が大きくなった高圧冷媒が分流して、一部が空調回路へ流れ、残りが冷蔵回路及び冷凍回路へ流れることによって、上記空調回路に接続されて店内の空調を行う空調用熱交換器の冷凍効果、及び上記冷蔵回路及び上記冷凍回路に接続されて庫内の冷却を行う冷却用熱交換器の冷凍効果を大きくすることができる。
特許3861912号公報
ところで、従来の冷凍装置では、上記過冷却熱交換器で上記本管の高圧冷媒を過冷却した後で第1枝管と第2枝管とに分流していた。これにより、第1枝管及び第2枝管を流れる高圧冷媒の過冷却度は同じ値になっていた。
このことから、上記過冷却回路の圧縮機を起動すると、上記空調用熱交換器及び上記冷却用熱交換器の両方の冷凍効果が大きくなってしまう。例えば、上記冷蔵ショーケース及び上記冷凍ショーケースの冷却負荷が現在よりも増加した場合に、上記過冷却回路の圧縮機を起動したとする。上記過冷却回路で第1枝管を流れる高圧冷媒の過冷却度を大きくすることにより、上記冷却用熱交換器の冷凍効果を大きくすることができたとしても、それと同時に、第2枝管を流れる高圧冷媒の過冷却度も大きくなるので、上記空調用熱交換器の冷凍効果まで大きくなってしまう。このときに、必要以上に上記空調用熱交換器の冷凍効果が大きくなり過ぎると、該空調用熱交換器が凍結してしまうことがあり、好ましくない。
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、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路と該冷媒回路を流れる冷媒を過冷却する過冷却回路とを備えた冷凍装置において、上記冷媒回路に接続された第1及び第2利用側熱交換器ごとに高圧冷媒の過冷却度を異ならせることを可能にすることにある。
第1の発明は、熱源用圧縮機(21)と熱源側熱交換器(22)と第1及び第2利用側熱交換器(52,62,72)とが液側連絡配管(90a,90b,90c)及びガス側連絡配管(92,93)で接続されて蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路(1)と、過冷却用圧縮機(11)が接続されて蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う過冷却回路(10a)とを備えた冷凍装置を前提としている。
そして、上記冷凍装置において、上記液側連絡配管(90a,90b,90c)は、上記熱源側熱交換器(22)に接続された本管(90a)と該本管(90a)から一方へ分岐して上記第1利用側熱交換器(62,72)に接続された第1枝管(90b)と該本管(90a)から他方へ分岐して上記第2利用側熱交換器(52)に接続された第2枝管(90c)とで形成される一方、上記冷凍装置には、第1高温側流路(14a)及び第1低温側流路(14b)を有して、上記第1高温側流路(14a)が第1枝管(90b)に接続されるとともに上記第1低温側流路(14b)が上記過冷却回路(10a)の低圧ライン(7,4)に接続された第1過冷却熱交換器(14)と、第2高温側流路(15a)及び第2低温側流路(15b)を有して、上記第2高温側流路(15a)が第2枝管(90c)に接続されるとともに上記第2低温側流路(15b)が第1過冷却熱交換器(14)の第1高温側流路(14a)よりも第1利用側熱交換器(62,72)側に位置するように上記第1枝管(90b)に接続された第2過冷却熱交換器(15)とが設けられていることを特徴としている。
ここで、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路(1)とは、この冷媒回路(1)内に封入された冷媒が該冷媒回路(1)を循環しながら圧縮行程と凝縮行程と膨張行程と蒸発行程とを順に繰り返すサイクルを行うことが可能であって上記各行程を行う構成要素を含むものである。第1の発明における冷媒回路(1)では、上記熱源用圧縮機(21)が上記冷媒回路(1)の圧縮行程を行う構成要素であり、上記利用側熱交換器(52,62,72)が上記冷媒回路(1)の凝縮行程又は蒸発行程を行う構成要素である。
又、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う過冷却回路(10a)とは、上記冷媒回路(1)と同様に、該過冷却回路(10a)内に封入された冷媒が該過冷却回路(10a)を循環しながら圧縮行程と凝縮行程と膨張行程と蒸発行程とを順に繰り返すサイクルを行うことが可能であるとともに上記各行程を行う構成要素を含むものである。第1の発明の過冷却回路(10a)では、上記過冷却用圧縮機(11)が圧縮行程を行う構成要素である。
又、上記過冷却回路(10a)の低圧ライン(7,4)とは、上記過冷却回路(10a)が行う冷凍サイクルの膨張行程で膨張した後の低圧冷媒が流れる冷媒配管のことである。
第1の発明では、上記液側連絡配管(90a,90b,90c)の本管(90a)から分流した高圧冷媒のうち一部が第1枝管(90b)へ流れ、残りが第2枝管(90c)へ流れる。
第1枝管(90b)の高圧冷媒は、上記第1過冷却熱交換器(14)の第1高温側流路(14a)を通過する際に、第1低温側流路(14b)を流れる過冷却回路(10a)の低圧冷媒へ放熱することにより冷却される。一方、第2枝管(90c)の高圧冷媒は、上記第2過冷却熱交換器(15)の第2高温側流路(15a)を通過する際に、第2低温側流路(15b)を流れる第1枝管(90b)の高圧冷媒、即ち上記第1過冷却熱交換器(14)で冷却された第1枝管(90b)の高圧冷媒へ放熱することにより冷却される。
このように、上記第1過冷却熱交換器(14)で冷却された上記第1枝管(90b)の高圧冷媒を利用して、第2枝管(90c)の高圧冷媒を冷却できるようになる。ここで、上記第1、第2枝管(90a,90b)を流れる高圧冷媒の流量を調整することで、上記第1枝管(90b)の高圧冷媒に対する上記第1過冷却熱交換器(14)の冷却量(熱交換量)を、上記第1枝管(90b)の高圧冷媒に対する上記第2過冷却熱交換器(15)の加熱量(熱交換量)よりも大きく設定することが可能である。
第2の発明は、第1の発明において、上記冷媒回路(1)には、上記本管(90a)から分岐した分岐配管に接続された中間圧膨張弁(EV2)と上記熱源用圧縮機(21)における中間圧位置の圧縮室に開口するように形成された中間ポート(45a,45b,45c)とを接続する中間圧ライン(28)と、第3低温側流路(24b)及び第3高温側流路(24a)を有して上記第3高温側流路(24a)が上記本管(90a)に接続されるとともに上記第3低温側流路(24b)が上記中間圧ライン(28)に接続された第3過冷却熱交換器(24)とが設けられていることを特徴としている。
第2の発明では、上記本管(90a)から上記第3過冷却熱交換器(24)の第3高温側流路(24a)に流入した高圧冷媒は、該第3過冷却熱交換器(24)の第3低温側流路(24b)を流れる減圧冷媒に放熱して冷却される。
ここで、この減圧冷媒は、上記第3高温側流路(24a)から流出した高圧冷媒が分流した後で、上記中間圧膨張弁(EV2)で所定の圧力まで減圧された冷媒のことである。尚、この減圧冷媒は、上記第3過冷却熱交換器(24)の低温側流路(24b)を通過する際に、第3過冷却熱交換器(24)の高温側流路(24a)を流れる高圧冷媒から加熱されて蒸発した後、上記中間圧ライン(28)を経て、上記熱源用圧縮機(21)の圧縮室にインジェクションされる。
第3の発明は、第1又は第2の発明において、上記第2枝管(90c)には、上記第2過冷却熱交換器(15)の第2高温側流路(15a)をバイパスするバイパス流路(81)と、該バイパス流路(81)を開閉するバイパス弁(82)とが設けられていることを特徴としている。
第3の発明では、上記バイパス弁(82)を開くとバイパス流路(81)が開放され、上記第2枝管(90c)の高圧冷媒が、このバイパス流路(81)を経て上記第2利用側熱交換器(52)へ流れる。これにより、上記第2枝管(90c)の高圧冷媒は、第2過冷却熱交換器(15)で冷却されなくなる。
一方、上記バイパス弁(82)を閉じるとバイパス流路(81)が閉鎖され、上記第2枝管(90c)の高圧冷媒が、上記第2過冷却熱交換器(15)の第2高温側流路(15a)へ流れる。そして、該第2高温側流路(15a)を通過する際に、上記第2過冷却熱交換器(15)の第2低温側流路(15b)を流れる低圧冷媒で冷却された後、上記第2利用側熱交換器(52)へ流れる。
第4の発明は、第1から第3の何れか1つの発明において、上記第2枝管(90c)から延びて上記本管(90a)に接続された暖房用配管(91a)と、上記第2利用側熱交換器(52)が蒸発器となって冷媒回路(1)が冷凍サイクルを行う冷房運転と上記第2利用側熱交換器(52)が凝縮器となって冷媒回路(1)が冷凍サイクルを行う暖房運転とを切り換える切換手段(26a,26b,26c)と、上記暖房用配管(91a)に設けられて暖房運転時に第2枝管(90c)から本管(90a)へ向かう冷媒の流れのみを許容して冷房運転時に本管(90a)から第2枝管(90c)へ向かう冷媒の流れのみを禁止する第1開閉手段(CV1a)と、上記第2枝管(90c)に設けられて冷房運転時に本管(90a)から第2枝管(90c)へ向かう冷媒の流れのみを許容して暖房運転時に本管(90a)と第2枝管(90c)との間の冷媒の流れを禁止する第2開閉手段(CV1b)とを備えていることを特徴としている。
第4の発明では、上記冷凍装置が暖房運転に切り換わると、上記第2利用側熱交換器(52)で凝縮した冷媒が、上記第2開閉手段(CV1b)によって第2枝管(90c)から本管(90a)へ向かう冷媒の流れが禁止されるため、上記第2枝管(90c)から上記暖房用配管(91a)に流入する。上記暖房用配管(91a)に流入した冷媒は、第1開閉手段(CV1a)によって第2枝管(90c)から本管(90a)へ向かう冷媒の流れが許可されて、上記本管(90a)に流入する。
上記本管(90a)に流入した冷媒は、上記第2開閉手段(CV1b)によって本管(90a)から第2枝管(90c)へ向かう冷媒の流れが禁止されるため、上記第1枝管(90c)へ流れ、第1過冷却熱交換器(14)を通過する際に冷却される。上記第1過冷却熱交換器(14)で冷却された冷媒は、上記第1枝管(90c)を経て上記第1利用側熱交換器(62,72)に流入し、該第1利用側熱交換器(62,72)で蒸発する。
上記第1利用側熱交換器(62,72)で蒸発した冷媒は、ガス側連絡配管(93)を経て上記熱源用圧縮機(21)に吸入された後で所定圧力まで圧縮されて、該熱源用圧縮機(21)から吐出される。上記熱源用圧縮機(21)から吐出された冷媒は、上記第2利用側熱交換器(52)に流入し、該第2利用側熱交換器(52)で再び凝縮する。
このように、上記冷媒回路(1)を冷媒が循環することにより、暖房運転が行われる。
第5の発明は、第1から第4の何れか1つの発明において、第1利用側熱交換器(62,72)は、庫内を冷却する冷却用熱交換器で構成され、第2利用側熱交換器(52)は、室内を空調する空調用熱交換器で構成されていることを特徴としている。
第5の発明では、上記第1過冷却熱交換器(14)で過冷却回路(10a)の低圧冷媒により冷却された第1枝管(90b)の高圧冷媒が、上記第2過冷却熱交換器(15)で加熱された後に上記冷媒回路(1)の膨張行程により膨張して、上記冷却用熱交換器(62,72)内で庫内空気と熱交換できるようになる。又、上記第2過冷却熱交換器(15)で第1枝管(90b)によって冷却された第2枝管(90c)の高圧冷媒が、上記冷媒回路(1)の膨張行程により膨張した後、上記空調用熱交換器(52)内で室内空気と熱交換できるようになる。
尚、上述したように、上記第1、第2枝管(90a,90b)を流れる高圧冷媒の流量を調整することで、上記第1枝管(90b)の高圧冷媒に対する上記第1過冷却熱交換器(14)の冷却量(熱交換量)を、上記第1枝管(90b)の高圧冷媒に対する上記第2過冷却熱交換器(15)の加熱量(熱交換量)よりも大きく設定できる。こうすると、上記第1利用側回路(60a,70a)に流入する高圧冷媒の過冷却度が上記第2利用側回路(50a)に流入する高圧冷媒の過冷却度よりも大きくなる。
このことから、第5の発明では、過冷却度が大きい高圧冷媒を上記第1利用側回路(60a,70a)の冷却用熱交換器(62,72)へ送り、過冷却度が小さい高圧冷媒を上記第2利用側回路(50a)の空調用熱交換器(52)へ送ることができるようになる。
本発明によれば、上記第1過冷却熱交換器(14)で過冷却された上記第1枝管(90b)の高圧冷媒を利用して、第2枝管(90c)の高圧冷媒を過冷却することができる。ここで、上記第1枝管(90b)は、上記第1過冷却熱交換器(14)において上記過冷却回路(10a)の冷媒で冷却され、上記第2過冷却熱交換器(15)において上記第2枝管(90c)の高圧冷媒により加熱される。
ここで、第1、第2枝管(90a,90b)を流れる高圧冷媒の流量を調整することで、上記第1枝管(90b)の高圧冷媒に対する上記第1過冷却熱交換器(14)の冷却量(熱交換量)を、上記第1枝管(90b)の高圧冷媒に対する上記第2過冷却熱交換器(15)の加熱量(熱交換量)よりも大きく設定することが可能となり、第1、第2枝管(90a,90b)を流れる高圧冷媒の冷却量を各枝管(90b,90c)ごとに異ならせることができる。これにより、上記冷媒回路(1)に接続された第1及び第2利用側熱交換器(52,62,72)ごとに高圧冷媒の過冷却度を異ならせることができる。
又、第2の発明によれば、第1枝管(90b)と第2枝管(90c)とに分流する前の高圧冷媒を上記第3過冷却熱交換器(24)で冷却することができる。これにより、第1及び第2利用側熱交換器(52,62,72)へ流れる高圧冷媒の過冷却度を大きくすることができる。
又、第3の発明によれば、上記バイパス弁(82)の開閉動作により、上記第2枝管(90c)の高圧冷媒を、上記第2過冷却熱交換器(15)で冷却したり、該第2過冷却熱交換器(15)をバイパスさせて冷却しないようにしたりすることができる。これにより、上記第1開閉弁(82)の開閉動作で、上記第2枝管(90c)を流れる高圧冷媒の冷却量を容易に変更することができる。
又、第4の発明によれば、冷房運転時に第1及び第2利用側熱交換器(52,62,72)ごとに高圧冷媒の過冷却度を異ならせることが可能な冷凍装置において、上記第2利用側熱交換器(52)を凝縮器とする暖房運転が可能となる。
又、第5の発明によれば、過冷却度が大きい高圧冷媒を上記第1利用側回路(60a,70a)の冷却用熱交換器(62,72)へ送り、過冷却度が小さい高圧冷媒を上記第2利用側回路(50a)の空調用熱交換器(52)へ送ることができる。これにより、庫内を冷却する冷却用熱交換器(62,72)及び室内を空調する空調用熱交換器(52)において、上記冷却用熱交換器(62,72)の方の熱交換量をより多く設定することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
この実施形態の冷凍装置は、図1に示すように、室外ユニット(20)と、室内ユニット(50)と、冷蔵ショーケース(60)と、冷凍ショーケース(70)と、過冷却ユニット(10)とを備えている。そして、上記室外ユニット(20)には室外回路(20a)が設けられている。室内ユニット(50)には、図2に示すように室内回路(50a)が設けられている。冷蔵ショーケース(60)には、図3に示すように冷蔵回路(60a)が設けられている。冷凍ショーケース(70)には冷凍回路(70a)が設けられている。過冷却ユニット(10)には過冷却回路(10a)が設けられている。
この冷凍装置では、各回路(10a,20a,50a,60a,70a)が連絡配管(90〜93)で接続されることにより、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路(1)が構成されている。上記連絡配管(90〜93)は、液側連絡配管(90)と暖房用連絡配管(91)と第1及び第2ガス側連絡配管(92,93)とからなる。
上記液側連絡配管(90)は、上記室外回路(20a)の第2液側閉鎖弁(43d)と上記過冷却回路(10a)の第1、2端(18a,18b)とを接続し、上記過冷却回路(10a)の第3端(18c)と上記室内回路(50a)の液端(56)とを接続し、上記過冷却回路(10a)の4端(18d)と上記冷蔵回路(60a)の液端(65)及び上記冷凍回路(70a)の冷凍用液側閉鎖弁(85)とを接続している。
上記暖房用連絡配管(91)は、上記室外回路(20a)の第1液側閉鎖弁(43c)と上記過冷却回路(10a)の第5端(18e)とを接続している。
上記第1ガス側連絡配管(92)は、上記室外回路(20a)の第2ガス側閉鎖弁(43b)と上記冷蔵回路(60a)のガス端(66)と上記冷凍回路(70a)の冷凍用ガス側閉鎖弁(84)とを接続している。
上記第2ガス側連絡配管(93)は、上記室外回路(20a)の第1ガス側閉鎖弁(43a)と上記室内回路(50a)のガス端(55)とを接続している。
又、上記液側連絡配管(90)における上記過冷却回路(10a)及び上記冷蔵回路(60a)を接続した配管と、上記第1ガス側連絡配管(92)における上記室外回路(20a)及び上記冷蔵回路(60a)を接続した配管とを接続する連絡配管用バイパス配管(94)が設けられている。
この連絡配管用バイパス配管(94)は、上記冷蔵回路(60a)の液封を防止するためのものであり、上記連絡配管用バイパス配管(94)には上記液側連絡配管(90)から上記第1ガス側連絡配管(92)に向かう冷媒の流れのみを許容する向きに逆止弁(CV20)が設けられている。
〈室外ユニット〉
上記室外ユニット(20)の室外回路(20a)には、第1から第3までの3台の圧縮機(21a,21b,21c)からなる圧縮機構(熱源用圧縮機)(21)と、第1から第3までの四路切換弁(26a,26b,26c)と室外熱交換器(22)とレシーバ(23)と室外用過冷却熱交換器(24)と、室外用過冷却減圧弁(中間圧膨張弁)(EV2)と室外膨張弁(EV6)とが設けられている。
全ての圧縮機(21a,21b,21c)は、何れも全密閉式高圧ドーム型のスクロール圧縮機で構成され、上記各圧縮機(21a,21b,21c)には、中間圧位置の圧縮室に開口するように中間ポート(45a,45b,45c)が設けられている。
上記第1圧縮機(21a)の電動機には、該電動機の回転数を所定範囲内で自在に変更可能なインバータが接続されている。このインバータで電動機の回転数を調整することにより、上記第1圧縮機(21a)の運転容量を増減させることができるようになっている。又、上記第2,第3圧縮機(21b,21c)の電動機には、インバータが設けられておらず、該電動機の回転数は固定されている。したがって、上記2,3圧縮機(21b,21c)の運転容量は一定となる。
上記各圧縮機(21a,21b,21c)の吐出側には、吐出管(30a,30b,30c)が接続されている。尚、これらの吐出管(30a,30b,30c)は、吐出合流管(31)の一端で合流している。この吐出合流管(31)の他端は、後述する第1四路切換弁(26a)の第1ポートに接続されている。
上記各吐出管(30a,30b,30c)には、それぞれ油分離器(49a,49b,49c)が接続されている。この油分離器(49a,49b,49c)は、上記圧縮機(21a,21b,21c)から吐出される高圧冷媒から冷凍機油を分離するためのものである。そして、各油分離器(49a,49b,49c)には、冷凍機油を流出するための油流出管(47a,47b,47c)がそれぞれ接続されている。これらの油流出管(47a,47b,47c)は、油流出合流管(44)の一端で合流している。この油流出合流管(44)の他端は、後述するインジェクション配管(中間圧ライン)(28)の途中に接続されている。この油分離器(49a,49b,49c)と油流出管(47a,47b,47c)と油流出合流管(44)とにより、油戻し回路が構成されている。
上記油流出管(47a,47b,47c)には、上記油分離器(49a,49b,49c)から上記油流出合流管(44)へ向かって順に逆止弁(CV5,CV6,CV7)とキャピラリチューブ(48a,48b,48c)とが設けられている。ここで、上記各逆止弁(CV5,CV6,CV7)は、上記油分離器(49a,49b,49c)から油流出合流管(44)へ向かう冷凍機油の流れのみを許容する向きに設けられている。
上記第1から第3までの圧縮機(21a,21b,21c)の吸入側には、吸入管(40a,40b,40c)が接続されている。第1圧縮機(21a)に接続された吸入管(40a)の端部は分岐して、一方が上記第3四路切換弁(26c)の第4ポートに接続され、他方が上記第2ガス側閉鎖弁(43b)に接続されている。又、第2圧縮機(21b)に接続された吸入管(40b)の端部は上記第3四路切換弁(26c)の第2ポートに接続されている。又、第3圧縮機(21c)に接続された吸入管(40c)の端部は分岐して、一方が逆止弁(CV18)を介して上記第3四路切換弁(26c)の第3ポートに接続され、他方が上記第2四路切換弁(26b)の第2ポートに接続されている。
又、第1四路切換弁(26a)は、第2ポートが第2四路切換弁(26b)の第4ポートに、第3ポートが室外熱交換器(22)の一端側に、第4ポートが第1ガス側閉鎖弁(43a)にそれぞれ接続されている。尚、第1四路切換弁(26a)の第1ポートは、上述したように吐出合流管(31)に接続されている。
上記第2四路切換弁(26b)は、第1ポートが吐出合流管(31)に、第3ポートが閉鎖されている。尚、第2四路切換弁(26b)の第2ポートは、上述したように第3圧縮機(21c)の吸入管(40c)に接続され、第2四路切換弁(26b)の第4ポートは、上述したように第1四路切換弁(26a)の第2ポートに接続されている。
上記第3四路切換弁(26c)は、第1ポートが上記第2冷媒配管(42)を介して上記吐出合流管(31)に接続されている。尚、第3四路切換弁(26c)において、上述したように、第2ポートは第2圧縮機(21b)の吸入管(40b)に接続され、第3ポートは第3圧縮機(21c)の吸入管(40c)に接続され、第4ポートは第1圧縮機(21a)の吸入管(40a)にそれぞれ接続されている。
そして、上記各四路切換弁(26a,26b,26c)は、第1ポートおよび第3ポートが互いに連通し且つ第2ポートおよび第4ポートが互いに連通する第1状態(図1に実線で示す状態)と、第1ポートおよび第4ポートが互いに連通し且つ第2ポートおよび第3ポートが互いに連通する第2状態(図1に破線で示す状態)とにそれぞれ切換可能となっている。尚、上記各四路切換弁(26a,26b,26c)が、本発明の切換手段を構成する。
上記室外熱交換器(22)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る。上記室外熱交換器(22)の近傍には、室外ファン(27)が設けられている。そして、上記室外熱交換器(22)は、室外ファン(27)によって送られた屋外の空気と該室外熱交換器(22)内を流れる冷媒とを熱交換するように構成されている。この室外熱交換器(22)の一端には、上述したように第1四路切換弁(26a)の第3ポートに接続され、他端には第3冷媒配管(32)が接続され、該第3冷媒配管(32)の端部は上記レシーバ(23)の頂部に接続されている。ここで、上記第3冷媒配管(32)は、本発明における本管(90a)の一部を構成する。
尚、上記第3冷媒配管(32)には、逆止弁(CV9)と電磁弁(SV1)が設けられており、該逆止弁(CV9)は上記室外熱交換器(22)からレシーバ(23)へ向かう冷媒の流れのみを許容する向きに設けられている。又、上記室外回路(20a)には、上記第3冷媒配管(32)の逆止弁(CV9)と電磁弁(SV1)とをバイパスする第1バイパス配管(39)が設けられている。この第1バイパス配管(39)には、上記レシーバ(23)から上記室外熱交換器(22)へ向かう冷媒の流れのみを許容する向きに逆止弁(CV8)が取り付けられている。
上記レシーバ(23)は、室外熱交換器(22)で凝縮した高圧冷媒を一時的に貯留できるようになっている。また、上記レシーバ(23)の頂部には、電磁弁(SV0)を有するガス抜き管(27)の一端が接続されている。ガス抜き管(27)の他端は、後述するインジェクション配管(28)の途中に接続されている。
上記室外用過冷却熱交換器(24)は、高温側流路(24a)と低温側流路(24b)とを有し、上記高温側流路(24a)及び上記低温側流路(24b)を流れる冷媒同士が熱交換するように構成されている。
上記レシーバ(23)の底部から延びる第4冷媒配管(34)は、上記室外用過冷却熱交換器(24)における高温側流路(24a)の流入端に接続されている。又、上記室外回路(20a)には、上記室外用過冷却熱交換器(24)における高温側流路(24a)の流出端及び上記第2液側閉鎖弁(43d)を接続する第5冷媒配管(35)が設けられている。ここで、上記第4、第5冷媒配管(34,35)が、本発明における本管(90a)の一部を構成する。
又、上記室外回路(20a)には、上記第1液側閉鎖弁(43c)から延びて上記第3冷媒配管(32)における上記レシーバ(23)及び逆止弁(CV9)の間に接続された第7冷媒配管(37)が設けられている。ここで、上記第7冷媒配管(37)が、本発明における本管(90a)の一部を構成する。尚、この第7冷媒配管(37)には、上記第1液側閉鎖弁(43c)から上記第3冷媒配管(32)へ向かう冷媒の流れを許容する向きに逆止弁(CV12)が設けられている。
又、上記室外回路(20a)には、上記第3冷媒配管(32)における上記室外熱交換器(22)及び電磁弁(SV1)の間から延びて上記第5冷媒配管(35)における上記室外用過冷却熱交換器(24)及び上記第2液側閉鎖弁(43d)の間に接続された第8冷媒配管(33)が設けられている。この第8冷媒配管(33)には、上記第3冷媒配管(32)から上記第5冷媒配管(35)へ向かって順に、上記室外膨張弁(EV6)と逆止弁(CV19)とが設けられている。尚、上記逆止弁(CV19)は、上記第5冷媒配管(35)から上記第8冷媒配管(33)へ向かう冷媒の流れのみを許容する向きに取り付けられている。上記室外膨張弁(EV6)は、開度可変な電動弁により構成されている。
又、上記室外回路(20a)には、上記第8冷媒配管(33)における上記室外膨張弁(EV6)及び逆止弁(CV19)の間から延びて上記第3冷媒配管(32)における上記レシーバ(23)及び逆止弁(CV9)の間に接続された第9冷媒配管(38)が設けられている。この第9冷媒配管(38)には、上記第8冷媒配管(33)から上記第3冷媒配管(32)に向かう流れのみを許容する向きに逆止弁(CV10)が接続されている。
上記第5冷媒配管(35)における上記室外用過冷却熱交換器(24)及び上記第2液側閉鎖弁(43d)の間にはインジェクション配管(28)の入口端が接続されている。そして、上記インジェクション配管(28)の出口端は3つに分岐して、その分岐端は各圧縮機(21a,21b,21c)の中間ポート(45a,45b,45c)に接続されている。
ここで、上記インジェクション配管(28)における入口端と分岐部分との間には、該入口端から分岐部分へ向かって順に、上記室外用過冷却減圧弁(EV2)と上記室外用過冷却熱交換器(24)の低温側流路(24b)とが接続されている。又、上記インジェクション配管(28)における分岐部分と各分岐端との間には、流量調整弁(EV3,EV4,EV5)が設けられている。尚、上記流量調整弁(EV3,EV4,EV5)及び上記室外用過冷却減圧弁(EV2)は、それぞれ開度可変な電動弁により構成されている。
上記室外回路(20a)には、各種センサや圧力スイッチが設けられている。具体的に、各吐出管(30a,30b,30c)には、それぞれ吐出管温度センサ(106,107,108)と高圧圧力スイッチ(132,128,129)が設けられている。各吐出管温度センサ(106,107,108)は吐出管(30a,30b,30c)の温度を検出するものであり、高圧圧力スイッチ(132,128,129)は吐出圧力を検出して異常高圧時に冷凍装置を緊急停止させるものである。
上記第1圧縮機(21a)における吸入管(40a)の分岐管(40d)と上記第3圧縮機(21c)の吸入管(40c)とには、それぞれ第1、第2吸入管温度センサ(115,116)が設けられている。上記室外ファン(27)の近傍には、外気温度を検出するための外気温センサ(110)が設けられている。上記インジェクション配管(28)における室外用過冷却熱交換器(24)の低温側流路(24b)の流出端近傍には、インジェクション用温度センサ(112)が設けられている。
上記各吐出管(30a,30b,30c)の合流箇所(即ち、吐出合流管(31)の流入端)には、圧縮機(21a,21b,21c)の吐出圧力を検出するための吐出圧力センサ(109)が設けられている。上記第1圧縮機(21a)における吸入管(40a)の分岐管(40d)には、冷媒の吸入圧力を検出する第1吸入圧力センサ(114)が設けられている。上記第3圧縮機(21c)の吸入管(40c)には、冷媒の吸入圧力を検出する第2吸入圧力センサ(116)が設けられている。又、上記インジェクション配管(28)には、上記室外用過冷却減圧弁(EV2)と上記各流量調整弁(EV3,EV4,EV5)との間の圧力を検知するインジェクション用圧力センサ(113)が設けられている。
〈室内ユニット〉
図2に示すように、上記室内ユニット(50)における室内回路(50a)のガス端(55)から液端(56)に向かって順に室内熱交換器(空調用熱交換器)(52)および室内膨張弁(EV8)が設けられている。上記室内熱交換器(52)は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器で構成されている。この室内熱交換器(52)では、該室内熱交換器(52)を流れる冷媒と該室内熱交換器(52)の近傍に設けられた室内ファン(54)から該室内熱交換器(52)へ送風される室内空気との間で熱交換が行われ、該室内空気が冷却される。
上記室内膨張弁(EV8)は、開度が調節可能な電動膨張弁で構成されており、上記室内回路(50a)のガス端(55)近傍に設けられた第1室内用冷媒温度センサ(118)の検出温度に応じて、該室内膨張弁(EV8)の開度が調整される。又、上記室内熱交換器(52)における液端(56)寄りの伝熱管に第2室内用冷媒温度センサ(120)が設けられ、上記室内熱交換器(52)の近傍には、店内の空気の温度を検出する室内温度センサ(119)が設けられている。
〈冷蔵ショーケース〉
図3に示すように、上記冷蔵ショーケース(60)における冷蔵回路(60a)の液端(65)からガス端(66)へ向かって順に冷蔵用膨張弁(EV9)及び冷蔵用熱交換器(冷却用熱交換器)(62)が設けられている。冷蔵用熱交換器(62)は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器で構成されている。この冷蔵用熱交換器(62)では、該冷蔵用熱交換器(62)を流れる冷媒と該冷蔵用熱交換器(62)の近傍に設けられた冷蔵用ファン(64)から該冷蔵用熱交換器(62)へ送風される冷蔵ショーケース(60)内の空気との間で熱交換が行われ、該冷蔵ショーケース(60)内の空気が冷却される。
上記冷蔵用膨張弁(EV9)は、感温式膨張弁で構成されており、上記冷蔵用熱交換器(62)における上記ガス端(66)寄りの伝熱管に該冷蔵用膨張弁(EV9)の感温筒(121)が接続されている。又、上記冷蔵用熱交換器(62)の近傍には、冷蔵庫内の空気の温度を検出する冷蔵用庫内温度センサ(122)が設けられている。
〈冷凍ショーケース〉
図1に示すように、上記冷凍ショーケース(70)の冷凍回路(70a)には、冷凍用過冷却熱交換器(73)と冷凍用熱交換器(冷却用熱交換器)(72)とブースター圧縮機(71)と冷凍用膨張弁(EV10)と第1、第2冷凍用減圧弁(EV11,EV12)とが設けられている。
上記冷凍回路(70a)の冷凍用液側閉鎖弁(85)に接続された第1冷凍用冷媒配管(78)の端部は第1から第4までの分岐端を有している。
上記第1分岐端は、上記冷凍用過冷却熱交換器(73)に設けられた高温側流路(73a)の流入口に接続されている。上記第2分岐端は、該第1冷凍用冷媒配管(78)に接続された逆止弁(CV15)を介して上記ブースター圧縮機(71)の吐出側に接続された吐出配管(76)に接続されている。尚、上記逆止弁(CV15)は、上記第1冷凍用冷媒配管(78)から上記吐出配管(76)へ向かう冷媒の流れのみを許容する向きに取り付けられている。
上記第3分岐端は、上記第1冷凍用減圧弁(EV11)を介して上記ブースター圧縮機(71)の吸入側に接続された吸入配管(86)に接続されている。上記第4分岐端は、上記第2冷凍用減圧弁(EV12)を介して上記冷凍用過冷却熱交換器(73)に設けられた低温側流路(73b)の流入口に接続されている。尚、上記低温側流路(73b)の流出口から延びる冷媒配管は、上記吐出配管(76)の途中に接続されている。
ここで、上記吐出配管(76)の端部は、上記冷凍回路(70a)の冷凍用ガス側閉鎖弁(84)に接続されている。そして、この吐出配管(76)には、油分離器(77)と逆止弁(CV13)とが設けられている。上記油分離器(77)には、その冷凍機油を流出するための油流出配管(79)が接続されている。この油流出配管(79)の一端は上記油分離器(77)の油流出口に、他端はキャピラリチューブ(87)を介して上記吸入配管(86)に接続されている。又、上記逆止弁(CV13)は、該ブースター圧縮機(71)から上記冷凍用ガス側閉鎖弁(84)へ向かう冷媒の流れのみを許容する向きに取り付けられている。
又、上記冷凍用過冷却熱交換器(73)に設けられた高温側流路(73a)の流出口に接続された第2冷凍用冷媒配管(83)の端部は、上記冷凍用膨張弁(EV10)を介して上記冷凍用熱交換器(72)の流入端に接続されている。上記冷凍用熱交換器(72)の流出端は、上記ブースター圧縮機(71)の吸入側から延びる上記吸入配管(86)の端部に接続されている。又、上記冷凍回路(70a)には、上記吐出配管(76)と上記吸入配管(86)とを接続するバイパス配管(75)が設けられている。このバイパス配管(75)には、上記吸入配管(86)から上記吐出配管(76)に向かう冷媒の流れのみを許容する向きに逆止弁(CV14)が設けられている。
上記冷凍用過冷却熱交換器(73)は、上述したように高温側流路(73a)と低温側流路(73b)とを有し、上記高温側流路(73a)及び上記低温側流路(73b)を流れる冷媒同士が熱交換するように構成されている。
上記冷凍用熱交換器(72)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る。上記冷凍用熱交換器(72)の近傍には、冷凍ファン(74)が設けられている。そして、上記冷凍用熱交換器(72)は、冷凍ファン(74)によって送られた室外空気と該冷凍用熱交換器(72)内を流れる冷媒とを熱交換するように構成されている。
上記ブースター圧縮機(71)は、全密閉式高圧ドーム型のスクロール圧縮機で構成している。このブースター圧縮機(71)の電動機には、該電動機の回転数を所定範囲内で自在に変更可能なインバータが接続されている。このインバータにより電動機の回転数を調整して、上記ブースター圧縮機(71)の運転容量を増減させることができる。
上記冷凍用膨張弁(EV10)は、感温式膨張弁で構成されており、上記冷凍用熱交換器(72)における冷媒出口寄りの伝熱管に該冷凍用膨張弁(EV10)の感温筒(123)が接続されている。又、上記第1、第2冷凍用減圧弁(EV11,EV12)は、何れも開度可変な電動弁で構成されている。
上記冷凍回路(70a)には、各種センサや圧力スイッチが設けられている。具体的に、上記吐出配管(76)には、ブースター圧縮機用の吐出管温度センサ(125)とブースター圧縮機用の高圧圧力スイッチ(131)が設けられている。このブースター圧縮機用の吐出管温度センサ(125)は吐出配管(76)の温度を検出するものであり、ブースター圧縮機用の高圧圧力スイッチ(131)は吐出圧力を検出して異常高圧時には冷凍装置を緊急停止させるものである。
又、上記冷凍用過冷却熱交換器(73)における低温側流路(73b)の出口端付近には冷凍用冷媒温度センサ(126)が設けられている。上記吸入配管(86)には、上記ブースター圧縮機(71)の吸入圧力を検知するブースター圧縮機用の吸入圧力センサ(127)が設けられている。又、上記冷凍用熱交換器(72)の近傍には、冷凍庫内の空気の温度を検出する冷凍用庫内温度センサ(124)が設けられている。
〈過冷却ユニット〉
上記過冷却ユニット(10)の過冷却回路(10a)は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うように構成されている。
具体的に、上記過冷却回路(10a)には過冷却用圧縮機(11)が接続されている。この過冷却用圧縮機(11)は、室外ユニット(20)の圧縮機(21a,21b,21c)と同様に、全密閉式高圧ドーム型のスクロール圧縮機で構成されている。又、上記過冷却用圧縮機(11)には、該電動機の回転数を所定範囲内で自在に変更可能なインバータ(図示なし)が接続されている。このインバータで電動機の回転数を調整することにより、上記過冷却用圧縮機(11)の運転容量を増減させることができるようになっている。
上記過冷却用圧縮機(11)の吐出側に接続された過冷却回路用吐出配管(2)の端部には凝縮器(12)が接続されている。具体的には、上記過冷却回路用吐出配管(2)の端部は上記凝縮器(12)の流入端に接続されている。ここで、上記過冷却回路用吐出配管(2)には、上記過冷却用圧縮機(11)から凝縮器(12)へ向かう冷媒の流れを許容する向きに逆止弁(CV1)が設けられている。
上記凝縮器(12)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る。上記凝縮器(12)の近傍には、過冷却ユニット用の送風ファン(17)が設けられている。そして、上記凝縮器(12)は、過冷却ユニット用の送風ファン(17)によって送られた屋外空気と該凝縮器(12)内を流れる冷媒とを熱交換するように構成されている。
上記凝縮器(12)の流出端に接続された第11冷媒配管(3)の端部には過冷却用膨張弁(EV1)が接続されている。この過冷却用膨張弁(EV1)は、開度が調節可能な電動膨張弁で構成されている。
上記過冷却用膨張弁(EV1)の出口側に接続された第12冷媒配管(7)の端部は、第1過冷却熱交換器(14)の第1低温側流路(14b)に接続されている。この第1過冷却熱交換器(14)は、上述した第1低温側流路(14b)とは別に第1高温側流路(14a)を有し、上記第1高温側流路(14a)及び第1低温側流路(14b)を流れる冷媒同士が熱交換できるように構成されている。ここで、上記過冷却回路(10a)には、該過冷却回路(10a)の第2端(18b)と第4端(18d)とを繋ぐ第1接続配管(19a)が設けられており、この第1接続配管(19a)に上記第1過冷却熱交換器(14)の第1高温側流路(14a)が連通している。ここで、上記第1接続配管(19a)は、本発明における第1枝管(90b)の一部を構成する。
そして、上記第1過冷却熱交換器(14)における第1低温側流路(14b)の出口側に接続された第13冷媒配管(4)の端部は、上記過冷却用圧縮機(11)の吸入口に接続されている。
又、上記過冷却回路(10a)には、第2過冷却熱交換器(15)が接続されている。この過冷却回路(10a)は、第2高温側流路(15a)と第2低温側流路(15b)とを有し、上記第2高温側流路(15a)及び第2低温側流路(15b)を流れる冷媒同士が熱交換できるように構成されている。
上記第2高温側流路(15a)は、上記過冷却回路(10a)の第1端(18a)と第3端(18c)とを繋ぐ第2接続配管(19b)に接続されており、上記第2低温側流路(15b)は上記第1接続配管(19a)に接続されている。尚、上記第2接続配管(19b)は、本発明における第2枝管(90c)の一部を構成する。
上記第2接続配管(19b)には、第2過冷却熱交換器(15)の第2高温側流路(15a)をバイパスするバイパス配管 (バイパス流路)(81)と、該バイパス配管 (81)を開閉する電磁弁(第1開閉弁)(82)とが接続されている。
又、上記過冷却回路(10a)には、上記第2接続配管(19b)におけるバイパス配管 (81)の接続端と上記過冷却回路(10a)の第3端(18c)との間から延びて上記過冷却回路(10a)の第5端(18e)に接続された第3接続配管(19c)が設けられている。尚、上記第3接続配管(19c)は、本発明における暖房用配管(91a)の一部を構成する。
又、上記第3接続配管(19c)には、上記過冷却回路(10a)の第3端(18c)から第5端(18e)へ向かう冷媒の流れを許容する向きに逆止弁(第1開閉手段)(CV1a)が取り付けられている。上記第2接続配管(19b)には、上記過冷却回路(10a)の第1端(18a)から第3端(18e)へ向かう冷媒の流れを許容する向きに逆止弁(第1開閉手段)(CV2a)が取り付けられている。
上記過冷却回路(10a)には、各種センサや圧力スイッチが設けられている。具体的に、上記過冷却回路用吐出配管(2)には、過冷却回路用吐出管温度センサ(100)が設けられている。この過冷却回路用吐出管温度センサ(100)は上記過冷却回路用吐出配管(2)の温度を検出するものである。
上記第14冷媒配管(4)には、上記過冷却用圧縮機(11)の吸入口寄りに過冷却回路用吸入温度センサ(101)と過冷却回路用吸入圧力センサ(99)が設けられている。上記過冷却ユニット用の送風ファン(17)の近傍には、外気温度を検出するための外気温センサ(105)が設けられている。
上記第1接続配管(19b)における第1過冷却熱交換器(14)の第1高温側流路(14a)の流出端近傍には、第1液温度センサ(102)が設けられ、上記第2接続配管(19a)における第2過冷却熱交換器(15)の第2高温側流路(15a)の流出端近傍には、第2液温度センサ(103)が設けられている。
又、上記第15冷媒配管(5)における第2過冷却熱交換器(15)の第2低温側流路(15b)の流出端近傍には、中間液温度センサ(104)が設けられている。
−運転動作−
上記冷凍装置は、冷蔵ショーケース(60)及び冷凍ショーケース(70)の内部を冷却するとともに室内ユニット(50)で店内を冷房する冷房運転と、冷蔵ショーケース(60)及び冷凍ショーケース(70)の内部を冷却するとともに室内ユニット(50)で店内を暖房する暖房運転とが切換可能に構成されている。
〈冷房運転〉
上記冷房運転時の冷媒の流れを図4に示す。この冷房運転では、全ての四路切換弁(26a,26b,26c)が第1状態に設定される。また、室外膨張弁(EV6)が全閉状態に設定される。さらに、室内膨張弁(EV8)、冷蔵用膨張弁(EV9)および冷凍用膨張弁(EV10)の開度がそれぞれ適宜調節される。又、4台のファン(27,54,64,74)と3台の圧縮機(21a,21b,21c)とブースター圧縮機(71)とがそれぞれ運転状態となる。
又、上記過冷却ユニット(10)において、上記過冷却用膨張弁(EV1)及び上記中間圧膨張弁(EV2)の開度が適宜調節され、上記過冷却用圧縮機(11)と上記過冷却ユニット用の送風ファン(17)とが適宜運転状態となる。尚、この過冷却ユニット(10)の運転動作は後述する。
上記第1、第2、第3圧縮機(21a,21b,21c)で所定の圧力まで圧縮された各高圧ガス冷媒は、各圧縮機(21a,21b,21c)から吐出される。各圧縮機(21a,21b,21c)から吐出された高圧ガス冷媒は、それぞれ各吐出管(30a,30b,30c)を通過した後、各油分離器(49a,49b,49c)に流入する。該各油分離器(49a,49b,49c)では、高圧ガス冷媒から冷凍機油が分離される。この分離した冷凍機油は、一旦各油分離器(49a,49b,49c)内に貯留された後、各油流出管(47a,47b,47c)および油流出合流管(44)を経てインジェクション配管(28)へ流入する。
上記インジェクション配管(28)に流入した冷凍機油は、該インジェクション配管(28)を流れる冷媒と一旦合流した後で分流し、各流量調整弁(EV3,EV4,EV5)を通過した後、各圧縮機(21a,21b,21c)の中間ポート(45a,45b,45c)を介して中間圧位置の圧縮室に吸入される。一方、冷凍機油が分離された高圧ガス冷媒は、各油分離器(49a,49b,49c)を流出した後、上記吐出合流管(31)で合流する。上記吐出合流管(31)で合流した高圧ガス冷媒は、上記第1、第2四路切換弁(26a,26b)を経て室外熱交換器(22)へ流入する。
上記室外熱交換器(22)では、高圧ガス冷媒が屋外空気に放熱して凝縮し、高圧冷媒となる。この高圧冷媒は、上記第3冷媒配管(32)を経て上記レシーバ(23)に流入する。
上記レシーバ(23)では、高圧冷媒が一時的に貯留された後、レシーバ(23)から流出する。上記レシーバ(23)から流出した高圧冷媒は、上記第4冷媒配管(34)に流入した後で室外用過冷却熱交換器(24)の高温側流路(24a)に流入する。
又、上記レシーバ(23)に接続されたガス抜き管(27)の電磁弁(SV0)が開状態の場合には、上記レシーバ(23)内の高圧ガス冷媒が上記ガス抜き管(27)を経て上記インジェクション配管(28)へ流れる。
上記室外用過冷却熱交換器(24)の高温側流路(24a)に流入した高圧冷媒は、該室外用過冷却熱交換器(24)の低温側流路(24b)を流れる減圧冷媒に放熱して冷却された後、該高温側流路(24a)を流出する。この冷却により、上記高圧冷媒の過冷却度が大きくなる。上記高温側流路(24a)を流出した高圧冷媒は、上記第5冷媒配管(35)を経て分流し、一方が上記インジェクション配管(28)に流入し、他方が上記第2液側閉鎖弁(43d)を通過して上記室外回路(20a)を流出した後、上記液側連絡配管(90)に流入する。
ここで、上記インジェクション配管(28)に流入した高圧冷媒は、上記室外用過冷却減圧弁(EV2)で所定の圧力まで減圧されて減圧冷媒となった後、上記室外用過冷却熱交換器(24)の低温側流路(24b)に流入する。そして、この減圧冷媒は、上記室外用過冷却熱交換器(24)の低温側流路(24b)を通過する際に、室外用過冷却熱交換器(24)の高温側流路(24a)を流れる高圧冷媒から吸熱して加熱される。この加熱により、上記減圧冷媒は蒸発する。
この蒸発した減圧冷媒は分流し、各流量調整弁(EV3,EV4,EV5)を通過する際に、その流量が調整される。そして、各流量調整弁(EV3,EV4,EV5)で流量調整された減圧冷媒は、各圧縮機(21a,21b,21c)における中間圧位置の圧縮室にインジェクションされる。
尚、上記室外用過冷却減圧弁(EV2)の開度は、上記インジェクション用温度センサ(112)の検出温度が所定の温度に近づくように調整される。又、各流量調整弁(EV3,EV4,EV5)の開度は、各流量調整弁(EV3,EV4,EV5)に対応する各圧縮機(21a,21b,21c)の吐出管(30a,30b,30c)に設けられた吐出管温度センサ(106,107,108)の検出温度が所定の温度に近づくように調整される。
上記液側連絡配管(90)に流入した高圧冷媒は分流して、一部が上記過冷却回路(10a)の第1端(18a)から該過冷却回路(10a)に流入し、残りが上記過冷却回路(10a)の第2端(18b)から該過冷却回路(10a)に流入する。
上記過冷却回路(10a)の第1端(18a)を通過した高圧冷媒は上記第2接続配管(19b)に流入する。上記バイパス弁(82)が閉設定の場合には、上記第2接続配管(19b)に流入した高圧冷媒は、上記逆止弁(CV1b)を経て、上記第2過冷却熱交換器(15)の第2高温側流路(15a)に流入する。該第2高温側流路(15a)に流入した高圧冷媒は、上記第2過冷却熱交換器(15)の第2低温側流路(15b)を流れる高圧冷媒(第1過冷却熱交換器(14)で冷却された高圧冷媒)に放熱して冷却された後、上記第2高温側流路(15a)を流出する。この冷却により、上記高圧冷媒の過冷却度が大きくなる。
そして、過冷却度が大きくなった高圧冷媒は、上記第2接続配管(19b)を経て、上記過冷却回路(10a)の第3端(18c)から該過冷却回路(10a)を流出する。ここで、上記第2高温側流路(15a)を流出した高圧冷媒が上記第2接続配管(19b)から上記第3接続配管(19c)の方へ分流しないのは、上記室外回路(20a)の第7冷媒配管(97)に設けられた逆止弁(CV12)の下流側に上記室外熱交換器(22)から流出した高圧冷媒の圧力がかかり、上記逆止弁(CV12)を閉鎖しているからである。
一方、上記バイパス弁(82)が開設定の場合には、上記第2接続配管(19b)に流入した高圧冷媒は、上記第2過冷却熱交換器(15)の第2高温側流路(15a)の方へ流れずに上記バイパス配管(82)の方へ流れ、第2接続配管(19b)を経て、上記過冷却回路(10a)の第3端(18c)から該過冷却回路(10a)を流出する。
一方、上記過冷却回路(10a)の第2端(18b)を通過した高圧冷媒は上記第1接続配管(19a)に流入する。上記第1接続配管(19a)に流入した高圧冷媒は、上記第1過冷却熱交換器(14)の第1高温側流路(14a)に流入する。該第1高温側流路(14a)に流入した高圧冷媒は、上記第1過冷却熱交換器(14)の第1低温側流路(14b)を流れる低圧冷媒(上記過冷却用膨張弁(EV1)で減圧された低圧冷媒)に放熱して冷却された後、上記第1高温側流路(14a)を流出する。この冷却により、上記高圧冷媒の過冷却度が大きくなる。上記第1高温側流路(14a)を流出した高圧冷媒は、上記第2過冷却熱交換器(15)の第2低温側流路(15b)に流入する。該第2低温側流路(15b)に流入した高圧冷媒は、上記第2過冷却熱交換器(15)の第2高温側流路(15a)を流れる高圧冷媒(上記第2接続配管(19b)を通過した高圧冷媒)から吸熱して加熱された後、上記第2低温側流路(15b)を流出する。この加熱により、上記高圧冷媒の過冷却度が若干小さくなる。
尚、この冷凍装置では、上記第1接続配管(19a)を通過した高圧冷媒において、上記第1過冷却熱交換器(14)での冷却量は、上記第2過冷却熱交換器(15)での加熱量よりも大きくなるように、上記過冷却用圧縮機(11)の運転容量と上記過冷却用膨張弁(EV1)の開度とが調整される。
そして、上記第1、第2過冷却熱交換器(14,15)で、結果的に過冷却度が大きくなった高圧冷媒は、上記過冷却回路(10a)の第4端(18d)から該過冷却回路(10a)を流出する。
上記過冷却回路(10a)を流出した高圧冷媒のうち、上記第4端(18d)から流出した高圧冷媒は分流して、一方が上記冷蔵回路(60a)の液端(65)から該冷蔵回路(60a)へ流入し、他方が上記冷凍回路(70a)の冷凍用液側閉鎖弁(85)から該冷凍回路(70a)へ流入する。
上記冷蔵回路(60a)に流入した高圧冷媒は、上記冷蔵用膨張弁(EV9)で所定の圧力まで減圧されて低圧冷媒になった後、上記冷蔵用熱交換器(62)へ流れる。上記冷蔵用熱交換器(62)では、その低圧冷媒が冷蔵ショーケース(60)内の空気から吸熱して蒸発する。このときの低圧冷媒の蒸発温度は、−10℃程度である。そして、この低圧冷媒の蒸発により、冷蔵ショーケース(60)内の冷却が行われる。上記冷蔵用熱交換器(62)で蒸発した冷媒は、上記冷蔵回路(60a)のガス端(66)を経て、該冷蔵回路(60a)を流出する。
一方、上記冷凍回路(70a)に流入した高圧冷媒は、上記第1冷凍用冷媒配管(78)を経て、4つに分流する。
上記第1冷凍用冷媒配管(78)の第1分岐端から流出した高圧冷媒は、該冷凍用過冷却熱交換器(73)の低温側流路(73b)を流れる減圧冷媒に放熱して冷却される。この冷却により、上記高圧冷媒の過冷却度が大きくなる。上記高温側流路(73a)を流出した高圧冷媒は、上記第2冷凍用冷媒配管(83)を経て、上記冷凍用膨張弁(EV10)で所定の圧力まで減圧されて低圧冷媒になった後、上記冷凍用熱交換器(72)へ流入する。上記冷凍用熱交換器(72)へ流入した低圧冷媒は、冷凍ショーケース(70)内の空気から吸熱して蒸発した後、該冷凍用熱交換器(72)を流出する。ここで、上記低圧冷媒の蒸発温度は、−40℃程度であり、この低圧冷媒の蒸発により、冷凍ショーケース(70)内の冷却が行われる。そして、上記冷凍用熱交換器(72)を流出した低圧冷媒は、上記吸入配管(86)を経て、上記ブースター圧縮機(71)に吸入される。
上記ブースター圧縮機(71)に吸入された低圧冷媒は、所定の圧力まで圧縮された後、該ブースター圧縮機(71)から吐出され、上記吐出配管(76)及び上記冷凍回路(70a)の冷凍用ガス側閉鎖弁(84)を経て、該冷凍回路(70a)から流出する。
又、上記第1冷凍用冷媒配管(78)の第2分岐端から流出した高圧冷媒は、例えば上記ブースター圧縮機(71)が停止している場合、又は上記ブースター圧縮機(71)の吐出冷媒圧力が上記第2分岐端から流出した高圧冷媒の圧力よりも低い場合には、上記逆止弁(CV15)を通過して、上記吐出配管(76)に流入する。そして、上記吐出配管(76)に流入した高圧冷媒は、場合によっては、上記ブースター圧縮機(71)から吐出された冷媒と合流した後、上記冷凍回路(70a)の冷凍用ガス側閉鎖弁(84)を経て、該冷凍回路(70a)から流出する。
又、上記第1冷凍用冷媒配管(78)の第3分岐端から流出した高圧冷媒は、上記第1冷凍用減圧弁(EV11)に流入し、所定の圧力まで減圧されて減圧冷媒となった後、該第1冷凍用減圧弁(EV11)を流出する。そして、上記第1冷凍用減圧弁(EV11)を流出した減圧冷媒は、上記吸入配管(86)にインジェクションされて上記冷凍用熱交換器(72)から流れてきた低圧冷媒と合流した後、その合流後の冷媒が上記ブースター圧縮機(71)に吸入される。尚、上記第1冷凍用減圧弁(EV11)の開度は、上記吸入圧力センサ(127)の検出圧力値が所定の値よりも低くならないように調整される。
又、上記第1冷凍用冷媒配管(78)の第4分岐端から流出した高圧冷媒は、上記第2冷凍用減圧弁(EV12)に流入し、所定の圧力まで減圧されて減圧冷媒となった後、該第2冷凍用減圧弁(EV12)を流出する。そして、上記第2冷凍用減圧弁(EV12)を流出した減圧冷媒は、上記冷凍用過冷却熱交換器(73)の低温側流路(73b)を通過する。この通過の際に、上記減圧冷媒は該冷凍用過冷却熱交換器(73)の高温側流路(73a)を流れる高圧冷媒から吸熱して加熱される。この加熱により、上記減圧冷媒は蒸発する。そして、この蒸発した減圧冷媒は上記吐出配管(76)にインジェクションされて、上記ブースター圧縮機(71)から吐出された冷媒と合流した後、上記冷凍回路(70a)の冷凍用ガス側閉鎖弁(84)を経て、該冷凍回路(70a)から流出する。尚、上記第2冷凍用減圧弁(EV12)の開度は、上記冷凍用冷媒温度センサ(126)の検出温度が所定の値よりも高くならないように調整される。
上記冷蔵回路(60a)から流出した低圧冷媒と上記冷凍回路(70a)から流出した低圧冷媒とが上記第1ガス側連絡配管(92)で合流した後、その合流後の低圧冷媒が上記室外回路(20a)の第2ガス側閉鎖弁(43b)から該室外回路(20a)に流入する。
一方、上記過冷却回路(10a)を流出した高圧冷媒のうち、上記第3端(18c)から流出した高圧冷媒は上記室内回路(50a)の液端(56)から該室内回路(50a)へ流入する。
上記室内回路(50a)に流入した高圧冷媒は、上記室内膨張弁(EV8)で所定の圧力まで減圧されて低圧冷媒になった後、上記室内熱交換器(52)へ流れる。上記室内熱交換器(52)では、その低圧冷媒が店内の空気から吸熱して蒸発する。このときの低圧冷媒の蒸発温度は、5℃程度である。そして、この低圧冷媒の蒸発により、店内の冷房が行われる。上記室内熱交換器(52)で蒸発した冷媒は、上記室内回路(50a)のガス端(55)を経て、該室内回路(50a)を流出する。尚、上記室内膨張弁(EV8)の開度は、上記第1室内用冷媒温度センサ(118)の検出温度が所定の値に近づくように調整される。
上記室内回路(50a)から流出した低圧冷媒は上記第2ガス側連絡配管(93)を通過した後、上記室外回路(20a)の第1ガス側閉鎖弁(43a)から該室外回路(20a)に流入する。
上記室外回路(20a)において、上記第1ガス側閉鎖弁(43a)から流入した低圧冷媒は、上記第1冷媒配管(41)及び第1及び第2四路切換弁(26a,26b)を通過した後、上記第3圧縮機(21c)の吸入管(40c)から上記第3圧縮機(21c)に吸入される。上記第3圧縮機(21c)に吸入された低圧冷媒は、その圧縮途中で上記中間ポート(45a,45b,45c)から中間圧冷媒がインジェクションされながら、所定の圧力まで圧縮されて高圧冷媒となり、上記第3圧縮機(21c)から再び吐出される。
又、上記第2ガス側閉鎖弁(43b)から流入した低圧冷媒は、上記第1圧縮機(21a)における吸入管(40a)の分岐管(40d)を経て、一部が上記第1圧縮機(21a)の吸入管(40a)から上記第1圧縮機(21a)に吸入され、残りが逆止弁(CV17)と第3四路切換弁(26c)とを経て、上記第2圧縮機(21b)の吸入管(40b)から上記第2圧縮機(21b)に吸入される。上記第1,2圧縮機(21a,21b)に吸入された各低圧冷媒は、その圧縮途中で各中間ポート(45a,45b,45c)から中間圧冷媒がインジェクションされながら、所定の圧力まで圧縮されて高圧ガス冷媒となり、上記第1,2圧縮機(21a,21b)から再び吐出される。
このように、上記冷凍装置では、冷媒が冷媒回路(1)を循環することにより、冷房運転が行われ、冷蔵ショーケース(60)及び冷凍ショーケース(70)の内部を冷却するとともに、室内ユニット(50)で店内を冷房する。
尚、第2圧縮機(21b)は、冷蔵ショーケース(60)及び冷凍ショーケース(70)から流出した冷媒を吸入するために用いられているが、全ての四路切換弁(26a,26b,26c)のうちの第3四路切換弁(26c)のみを第2状態に切り換えることにより、該第2圧縮機(21b)を室内ユニット(50)から流出した冷媒を吸入するために用いることができる。
〈過冷却回路の運転動作〉
上記過冷却用圧縮機(11)で所定の圧力まで圧縮された高圧ガス冷媒は、上記過冷却回路用吐出配管(2)を経て、凝縮器(12)に流入する。上記凝縮器(12)では、高圧ガス冷媒が屋外空気に放熱して凝縮し、高圧冷媒となる。この高圧冷媒は、凝縮器(12)から流出した後で第11冷媒配管(3)を経て、過冷却用膨張弁(EV1)に流入する。
上記過冷却用膨張弁(EV1)に流入した高圧冷媒は、所定の圧力まで減圧されて低圧冷媒となった後で該過冷却用膨張弁(EV1)を流出し、上記第1過冷却熱交換器(14)の第1低温側流路(14b)に流入する。この第1低温側流路(14b)に流入した低圧冷媒は、第1高温側流路(14a)の高圧冷媒から吸熱して蒸発した後で該第1低温側流路(14b)を流出する。
上記第1低温側流路(14b)を流出した低圧冷媒は、上記過冷却用圧縮機(11)に吸入されて、所定の圧力まで圧縮されて高圧冷媒となり、該過冷却用圧縮機(11)から吐出される。そして、上記過冷却用圧縮機(11)から吐出された高圧冷媒は、再び上記過冷却回路用吐出配管(2)を経て、凝縮器(12)に流入する。
このように、上記過冷却回路(10a)内を冷媒が循環することにより、第1過冷却熱交換器(14)の第1高温側流路(14a)を流れる高圧冷媒が冷却される。
〈暖房運転〉
上記暖房運転では、上記第1四路切換弁(26a)のみが第2状態に設定される。また、室外膨張弁(EV6)の開度が全閉状態に設定される。さらに、室内膨張弁(EV8)、冷蔵用膨張弁(EV9)および冷凍用膨張弁(EV10)の開度がそれぞれ適宜調節される。又、室外ファン(27)を除く3台のファン(54,64,74)と3台の圧縮機(21a,21b,21c)とブースター圧縮機(71)とがそれぞれ運転状態となる。
又、上記過冷却ユニット(10)において、上記中間圧膨張弁(EV2)の開度が全閉状態に設定される。又、上記過冷却用膨張弁(EV1)の開度が適宜調節され、上記過冷却用圧縮機(11)と上記過冷却ユニット用の送風ファン(17)とが適宜運転状態となる。尚、この過冷却ユニット(10)の運転動作は、冷房運転時と同様のため、説明は省略する。
上記第1、第2、第3圧縮機(21a,21b,21c)で所定の圧力まで圧縮された各高圧ガス冷媒は、各圧縮機(21a,21b,21c)から吐出される。各圧縮機(21a,21b,21c)から吐出された高圧ガス冷媒は、それぞれ各吐出管(30a,30b,30c)を通過した後、各油分離器(49a,49b,49c)に流入する。該各油分離器(49a,49b,49c)では、高圧ガス冷媒から冷凍機油が分離される。
各油分離器(49a,49b,49c)で分離された冷凍機油が各圧縮機(21a,21b,21c)の吸入側へ戻る冷凍機油の流れは、冷房運転時と同じ流れであるため、説明は省略する。
上記各油分離器(49a,49b,49c)を流出した高圧ガス冷媒は、上記吐出合流管(31)で合流する。上記吐出合流管(31)で合流した高圧ガス冷媒は、上記第1四路切換弁(26a)と上記第1冷媒配管(41)とを経て、上記第1ガス側閉鎖弁(43a)を通過して上記室外回路(20a)を流出する。
上記室外回路(20a)を流出した高圧ガス冷媒は、上記第2ガス側連絡配管(93)を経て、上記室内回路(50a)のガス端(55)から該室内回路(50a)に流入する。上記室内回路(50a)に流入した高圧ガス冷媒は上記室内熱交換器(52)に流入する。上記室内熱交換器(52)では、高圧ガス冷媒が室内空気に放熱して凝縮し、液相又は二相状態の高圧冷媒となり室内熱交換器(52)を流出する。ここで、上記室内空気は、この高圧ガス冷媒の凝縮熱を吸収して加熱される。これにより、室内が暖房される。
上記室内熱交換器(52)を流出した高圧冷媒は、上記室内膨張弁(EV8)に流入し、所定の圧力まで減圧されて中間圧冷媒となった後、該室内膨張弁(EV8)を流出する。上記室内膨張弁(EV8)を流出した中間圧冷媒は、上記室内回路(50a)の液端(56)を通過して、該室内回路(50a)を流出する。
上記室内回路(50a)を流出した中間圧冷媒は、上記液側連絡配管(90)を通過して、上記過冷却回路(10a)の第3端(18c)から該過冷却回路(10a)に流入した後、上記第2接続配管(19a)に流入し、該第2接続配管(19a)の途中から第3接続配管(19c)の方へ流れる。上記第3接続配管(19c)の方へ流れた中間圧冷媒は、逆止弁(CV1a)を経て、上記過冷却回路(10a)の第5端(18e)から該過冷却回路(10a)を流出する。
上記過冷却回路(10a)を流出した中間圧冷媒は、上記暖房用連絡配管(91)を経て、上記第1液側閉鎖弁(43c)から上記室外回路(20a)に流入し、上記第7冷媒配管(37)を通過して、上記レシーバ(23)に流入する。上記レシーバ(23)では、中間圧冷媒が一時的に貯留された後、レシーバ(23)から流出する。上記レシーバ(23)から流出した中間圧冷媒が、上記第2液側閉鎖弁(43d)を通過して上記室外回路(20a)から流出するまでの冷媒の流れは冷房運転時と同様であるため、説明は省略する。
上記室外回路(20a)を流出した中間圧冷媒は、上記液側連絡配管(90)に流入した後、冷房運転時とは違い、第1接続配管(19a)と第2接続配管(19b)とに分流せずに第1接続配管(19a)の方へのみ流れる。ここで、上記中間圧冷媒が第2接続配管(19b)の方へ分流しないのは、上記第2接続配管(19b)に設けられた逆止弁(CV1b)の下流側に上記過冷却回路(10c)の第3端(18c)から流入した中間圧冷媒の圧力がかかり、上記逆止弁(CV1b)を閉鎖しているからである。
上記第1接続配管(19a)の方へ流れた中間圧冷媒は、上記第1過冷却熱交換器(14)の第1高温側流路(14a)に流入する。該第1高温側流路(14a)に流入した中間圧冷媒は、上記第1過冷却熱交換器(14)の第1低温側流路(14b)を流れる低圧冷媒(上記過冷却用膨張弁(EV1)で減圧された低圧冷媒)に放熱して冷却された後、上記第1高温側流路(14a)を流出する。この冷却により、上記高圧冷媒の過冷却度が大きくなる。
上記第1高温側流路(14a)を流出した中間圧冷媒は、上記第2過冷却熱交換器(15)の第2低温側流路(15b)で熱交換されることなく通過した後で、上記過冷却回路(10a)の第4端(18d)から該過冷却回路(10a)を流出する。上記過冷却回路(10a)から流出した冷媒が、最終的に上記室外回路(20a)の第1,2圧縮機(21a,21b)に吸入されるまでの流れは冷房運転時と同様であるので、説明は省略する。
このように、上記冷凍装置では、冷媒が冷媒回路(1)を循環することにより、暖房運転が行われ、冷蔵ショーケース(60)及び冷凍ショーケース(70)の内部を冷却するとともに、室内ユニット(50)で店内を暖房する。
尚、上記第1四路切換弁(26a)の他に、上記第2四路切換弁(26b)を第2状態に設定すると、上記各圧縮機(21a,21b,21c)から吐出された高圧冷媒を上記室内熱交換器(52)と上記熱源側熱交換器(22)とに分流させることができる。この運転は、上記冷蔵ショーケース(60)及び冷凍ショーケース(70)の冷却負荷が高くなり、高圧冷媒を上記室内熱交換器(52)だけで凝縮できない場合に有効である。
−実施形態の効果−
本実施形態によれば、上記第1過冷却熱交換器(14)で過冷却された上記第1枝管(90b)の高圧冷媒を利用して、第2枝管(90c)の高圧冷媒を過冷却することができる。ここで、上記第1枝管(90b)は、上記第1過冷却熱交換器(14)において上記過冷却回路(10a)の冷媒で冷却され、上記第2過冷却熱交換器(15)において上記第2枝管(90c)の高圧冷媒により加熱される。
このときに、上記第1、第2枝管(90a,90b)を流れる高圧冷媒の流量を調整することで、上記第1枝管(90b)の高圧冷媒に対する上記第1過冷却熱交換器(14)の冷却量(熱交換量)を、上記第1枝管(90b)の高圧冷媒に対する上記第2過冷却熱交換器(15)の加熱量(熱交換量)よりも大きく設定することが可能となり、第1、第2枝管(90a,90b)を流れる高圧冷媒の冷却量を各枝管(90b,90c)ごとに異ならせることができる。これにより、上記冷媒回路(1)に接続された冷蔵用熱交換器(62)及び冷凍用熱交換器(72)と室内熱交換器(52)との間で高圧冷媒の過冷却度を異ならせることができる。
又、過冷却度が大きい高圧冷媒を上記冷蔵用熱交換器(62)及び冷凍用熱交換器(72)へ送り、過冷却度が小さい高圧冷媒を室内熱交換器(52)へ送ることができる。これにより、庫内を冷却する冷蔵用熱交換器(62)及び冷凍用熱交換器(72)と室内を空調する室内熱交換器(52)とにおいて、上記冷蔵用熱交換器(62)及び冷凍用熱交換器(72)の方の熱交換量を上記室内熱交換器(52)よりも多く設定することができる。
又、本実施形態によれば、第1枝管(90b)と第2枝管(90c)とに分流する前の高圧冷媒を上記室外用過冷却熱交換器(24)で冷却することができる。これにより、冷蔵用熱交換器(62)及び冷凍用熱交換器(72)と室内熱交換器(52)とへ流れる高圧冷媒の過冷却度を大きくすることができる。
又、本実施形態によれば、上記バイパス弁(82)の開閉動作により、上記第2枝管(90c)の高圧冷媒を、上記第2過冷却熱交換器(15)で冷却したり、該第2過冷却熱交換器(15)をバイパスさせて冷却しないようにしたりすることができる。これにより、上記バイパス弁(82)の開閉動作で、上記第2枝管(90c)を流れる高圧冷媒の冷却量を容易に変更することができる。
又、本実施形態によれば、冷房運転時に冷蔵用熱交換器(62)及び冷凍用熱交換器(72)と室内熱交換器(52)との間で高圧冷媒の過冷却度を異ならせることが可能な冷凍装置において、上記室外回路(20a)に第1から第3までの四路切換弁(26a,26b,26c)を設け、上記過冷却回路(10a)に上記暖房用連絡配管(91)と2つの逆止弁(CV1a,CV1b)とを設けることにより、上記室内熱交換器(52)を凝縮器とする暖房運転が可能となる。
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
以上説明したように、本発明は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路と該冷媒回路を流れる高圧冷媒の過冷却を行う過冷却回路とを備えた冷凍装置について有用である。
本実施形態に係る冷凍装置の冷媒回路図である。 本実施形態に係る冷凍装置の室内回路の冷媒回路図である。 本実施形態に係る冷凍装置の冷蔵回路の冷媒回路図である。 本実施形態に係る冷凍装置の冷房運転時における冷媒流れを示す冷媒回路図である。 本実施形態に係る冷凍装置の暖房運転時における冷媒流れを示す冷媒回路図である。
符号の説明
1 冷媒回路
10a 過冷却回路
11 過冷却用圧縮機
14 第1過冷却熱交換器
15 第2過冷却熱交換器
20 室外ユニット
50 室内ユニット
60 冷蔵ショーケース
70 冷凍ショーケース
90a 本管
90b 第1枝管
90c 第2枝管

Claims (5)

  1. 熱源用圧縮機(21)と熱源側熱交換器(22)と第1及び第2利用側熱交換器(52,62,72)とが液側連絡配管(90a,90b,90c)及びガス側連絡配管(92,93)で接続されて蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路(1)と、過冷却用圧縮機(11)が接続されて蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う過冷却回路(10a)とを備えた冷凍装置であって、
    上記液側連絡配管(90a,90b,90c)は、上記熱源側熱交換器(22)に接続された本管(90a)と該本管(90a)から一方へ分岐して上記第1利用側熱交換器(62,72)に接続された第1枝管(90b)と該本管(90a)から他方へ分岐して上記第2利用側熱交換器(52)に接続された第2枝管(90c)とで形成される一方、
    第1高温側流路(14a)及び第1低温側流路(14b)を有して、上記第1高温側流路(14a)が第1枝管(90b)に接続されるとともに上記第1低温側流路(14b)が上記過冷却回路(10a)の低圧ライン(7,4)に接続された第1過冷却熱交換器(14)と、
    第2高温側流路(15a)及び第2低温側流路(15b)を有して、上記第2高温側流路(15a)が第2枝管(90c)に接続されるとともに上記第2低温側流路(15b)が第1過冷却熱交換器(14)の第1高温側流路(14a)よりも第1利用側熱交換器(62,72)側に位置するように上記第1枝管(90b)に接続された第2過冷却熱交換器(15)とが設けられていることを特徴とする冷凍装置。
  2. 請求項1において、
    上記冷媒回路(1)には、上記本管(90a)から分岐した分岐配管(3a)に接続された中間圧膨張弁(EV2)と上記熱源用圧縮機(21)における中間圧位置の圧縮室に開口するように形成された中間ポート(45a,45b,45c)とを接続する中間圧ライン(28)と、
    第3低温側流路(24b)及び第3高温側流路(24a)を有して上記第3高温側流路(24a)が上記本管(90a)に接続されるとともに上記第3低温側流路(24b)が上記中間圧ライン(28)に接続された第3過冷却熱交換器(24)とが設けられていることを特徴とする冷凍装置。
  3. 請求項1又は2において、
    上記第2枝管(90c)には、上記第2過冷却熱交換器(15)の第2高温側流路(15a)をバイパスするバイパス流路(81)と、該バイパス流路(81)を開閉するバイパス弁(82)とが設けられていることを特徴とする冷凍装置。
  4. 請求項1から3の何れか1つにおいて、
    上記第2枝管(90c)から延びて上記本管(90a)に接続された暖房用配管(91a)と、
    上記第2利用側熱交換器(52)が蒸発器となって冷媒回路(1)が冷凍サイクルを行う冷房運転と上記第2利用側熱交換器(52)が凝縮器となって冷媒回路(1)が冷凍サイクルを行う暖房運転とを切り換える切換手段(26a,26b,26c)と、
    上記暖房用配管(91a)に設けられて暖房運転時に第2枝管(90c)から本管(90a)へ向かう冷媒の流れのみを許容して冷房運転時に本管(90a)から第2枝管(90c)へ向かう冷媒の流れのみを禁止する第1開閉手段(CV1a)と、
    上記第2枝管(90c)に設けられて冷房運転時に本管(90a)から第2枝管(90c)へ向かう冷媒の流れのみを許容して暖房運転時に本管(90a)と第2枝管(90c)との間の冷媒の流れを禁止する第2開閉手段(CV1b)とを備えていることを特徴とする冷凍装置。
  5. 請求項1から4の何れか1つにおいて、
    第1利用側熱交換器(62,72)は、庫内を冷却する冷却用熱交換器で構成され、
    第2利用側熱交換器(52)は、室内を空調する空調用熱交換器で構成されていることを特徴とする冷凍装置。
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