JP2018173194A5

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Publication number: JP2018173194A5
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Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2020-03-05
Anticipated expiration: 2037-03-31

Description

冷凍装置及び熱源装置

本発明は、冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えた冷凍装置及びその熱源装置に関し、特に、圧縮機構から冷媒と共に吐出された冷凍機油を圧縮機構に戻す油回収技術に係るものである。

従来、圧縮機構と熱源側熱交換器と膨脹機構と利用側熱交換器とを有して冷凍サイクルを行う冷媒回路を備え、例えば、冷蔵庫内の空気を冷却する冷凍装置が知られている。この種の冷凍装置の中には、特許文献１に示すように、利用側熱交換器が蒸発器となる冷却運転時に冷媒回路内の高圧冷媒をさらに冷却する過冷却手段を備えたものがある。

上記冷凍装置によれば、過冷却手段によって高圧冷媒がさらに冷却されることにより、冷媒の過冷却度が大きくなり、冷却運転時に蒸発器となって庫内の空気を冷却する利用側熱交換器の冷却能力が増大する。そのため、過冷却手段を設けない場合に比べて、少ない冷媒循環量で所望の冷却運転を行うことができる。

特開２００９−２７６００２号公報

ところで、上記冷凍装置では、圧縮機構において摺動部の潤滑に用いられた冷凍機油が、冷媒と共に吐出される。冷凍機油は、冷媒回路内において液冷媒が流れる部分では、液冷媒と混ざり合って液冷媒と共に流れるが、低圧圧力状態のガス冷媒が流れる部分（蒸発器の伝熱管や吸入配管）では、ガス冷媒と混ざり合わず、管内面に付着して滞留するおそれがある。特に、利用側熱交換器が蒸発器となる冷却運転時に冷媒循環量が少ない条件下では、冷凍機油が、蒸発器として機能する利用側熱交換器の伝熱管や吸入配管の内面に付着して圧縮機構に戻らなくなる可能性が高く、圧縮機構において油切れ（冷凍機油が不足した状態）が生じるおそれがあった。

一方、上述のような過冷却手段を備えた冷凍装置では、冷却運転中には過冷却手段によって過冷却度が増大するため、過冷却手段を備えない冷凍装置に比べて少ない冷媒循環量で同等の冷却能力での冷却運転を行うことができる。そのため、過冷却手段を備えた冷凍装置では、冷媒循環量が少ない場面が多く、圧縮機構から吐出された冷凍機油が、蒸発器として機能する利用側熱交換器の伝熱管や吸入配管の内面に付着して滞留し易かった。

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、過冷却手段を備えた冷凍装置及びその熱源装置において、圧縮機構において冷凍機油が不足する油切れを回避することにある。

第１の発明は、圧縮機構（21a,21b,21c）と熱源側熱交換器（25）と膨脹機構（31,52）と利用側熱交換器（53）とを有して冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）と、該冷媒回路（10）において上記利用側熱交換器（53）が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる冷却運転時に上記冷媒回路（10）の高圧冷媒を冷却する過冷却動作を行う過冷却手段（90）と、上記冷却運転時に上記利用側熱交換器（53）における冷却負荷に応じた冷却能力となるように少なくとも上記圧縮機構（21a,21b,21c）の運転容量を制御する制御部（9）とを備えた冷凍装置であって、上記制御部（9）は、上記冷却運転時に所定の油回収条件が成立すると、上記冷媒回路（10）における冷媒循環量が増えるように、上記過冷却動作を停止する油回収制御を行うように構成されている。

第１の発明では、制御部（9）が、冷媒回路（10）において利用側熱交換器（53）が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる冷却運転を行うことにより、利用側熱交換器（53）において冷却対象が冷却される。この冷却運転では、過冷却手段（90）によって高圧冷媒が冷却されることにより、冷媒の過冷却度が増大し、冷却能力が増大する。一方、制御部（9）は、冷却運転時に所定の油回収条件が成立すると、油回収制御を行う。油回収制御では、過冷却手段（90）による過冷却動作が停止される。これにより、過冷却手段（90）による過冷却動作によって増大していた冷却能力が低下し、冷却負荷に対して冷却能力が不足するので、制御部（9）は、不足した冷却能力を回復させるべく、圧縮機構（21a,21b,21c）の運転容量を増大させる。その結果、冷媒回路（10）における冷媒循環量が増え、圧縮機構（21a,21b,21c）から冷媒と共に吐出された冷凍機油が、冷媒によって押し流されて圧縮機構（21a,21b,21c）に戻り易くなる。

第２の発明は、第１の発明において、上記過冷却手段（90）は、上記冷却運転時に、上記冷媒回路（10）の高圧冷媒の一部を分岐させて上記圧縮機構（21a,21b,21c）の圧縮途中の圧縮室に導くインジェクション管路（40）と、上記インジェクション管路（40）に設けられ、上記分岐冷媒を減圧する減圧弁（29）と、上記冷媒回路（10）の上記高圧冷媒と上記インジェクション管路（40）の上記減圧弁（29）の下流側の上記分岐冷媒とを熱交換させる過冷却熱交換器（28）とを備えている。

第２の発明では、冷却運転時に、冷媒回路（10）の高圧冷媒の一部が分岐されてインジェクション管路（40）に流入する。インジェクション管路（40）に流入した分岐冷媒は、減圧弁（29）で減圧された後、過冷却熱交換器（28）において冷媒回路（10）の高圧冷媒と熱交換して該高圧冷媒を冷却する。これにより、冷媒の過冷却度が増大し、冷却能力が増大する。過冷却熱交換器（28）を通過した分岐冷媒は、圧縮機構（21a,21b,21c）の圧縮途中の圧縮室に導入されて圧縮途中の冷媒を冷却する（中間冷却）。これにより、圧縮機構（21a,21b,21c）の吐出冷媒の過熱による運転効率の低下が抑制される。

第３の発明は、第２の発明において、上記インジェクション管路（40）において上記過冷却熱交換器（28）及び上記減圧弁（29）に並列に接続されたバイパス管路（81）と、上記バイパス管路を開閉する開閉弁（82）とを備え、上記制御部（9）は、上記油回収制御において上記過冷却動作を停止する際に、上記減圧弁（29）の開度を全閉状態に制御すると共に、上記開閉弁（82）を開状態に制御するように構成されている。

第３の発明では、油回収制御において、インジェクション管路（40）の減圧弁（29）の開度が全閉状態に制御されると、冷媒回路（10）の高圧冷媒がインジェクション管路（40）において流通しなくなる。その結果、冷媒回路（10）の高圧冷媒が過冷却熱交換器（28）に流入しなくなり、冷却されなくなる。つまり、過冷却動作が停止する。このとき、過冷却熱交換器（28）及び減圧弁（29）に並列に接続されたバイパス管路（81）の開閉弁（82）が開状態に制御されることにより、冷媒回路（10）の高圧冷媒の一部は、バイパス管路（81）に流入し、減圧弁（29）及び過冷却熱交換器（28）をバイパスして圧縮機構（21a,21b,21c）の圧縮途中の圧縮室に導かれに導かれる。その結果、過冷却動作の停止前と同様に、圧縮途中の冷媒が冷却される（中間冷却）。

第４の発明は、第２の発明において、上記制御部（9）は、上記油回収制御において上記過冷却動作を停止する際に、上記減圧弁（29）の開度を全開状態に制御するように構成されている。

第４の発明では、油回収制御において、インジェクション管路（40）の減圧弁（29）の開度が全開状態に制御されると、インジェクション管路（40）に流入した高圧冷媒の分岐冷媒は、減圧弁（29）で減圧されることなく、過冷却熱交換器（28）に流入することとなる。その結果、冷媒回路（10）の高圧冷媒が過冷却熱交換器（28）において冷却されなくなる。つまり、過冷却動作が停止する。このとき、過冷却熱交換器（28）を通過した分岐冷媒は、過冷却動作を停止する前と同様に、圧縮機構（21a,21b,21c）の圧縮途中の圧縮室に導かれる。その結果、過冷却動作の停止前と同様に、圧縮途中の冷媒が冷却される（中間冷却）。

第５の発明は、第２の発明において、上記制御部（9）は、上記油回収制御において上記過冷却動作を停止する際に、上記減圧弁（29）の開度を全閉状態に制御すると共に、上記利用側熱交換器（53）の出口における冷媒過熱度が所定値以下になるように上記膨脹機構（52）を制御するように構成されている。

第５の発明では、油回収制御において、インジェクション管路（40）の減圧弁（29）の開度が全閉状態に制御されると、冷媒回路（10）の高圧冷媒がインジェクション管路（40）に流入しなくなる。その結果、冷媒回路（10）の高圧冷媒が過冷却熱交換器（28）において冷却されなくなる。つまり、過冷却動作が停止する。このとき、利用側熱交換器（53）の出口における冷媒過熱度が所定値以下になるように膨脹機構（31,52）が制御されることにより、利用側熱交換器（53）における冷媒の温度上昇が抑制される。つまり、圧縮機構（21a,21b,21c）の吸入冷媒の温度が比較的低い温度に抑えられる。

第６の発明は、圧縮機構（21a,21b,21c）と熱源側熱交換器（25）と膨脹機構（31）とを有し、利用側熱交換器（53）を有する少なくとも１つの庫内回路（50）に接続された庫外回路（20）と、上記庫外回路（20）に上記庫内回路（50）が接続された冷媒回路（10）において上記利用側熱交換器（53）が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる冷却運転時に上記庫外回路（20）の高圧冷媒を冷却する過冷却動作を行う過冷却手段（90）と、上記冷却運転時に上記利用側熱交換器（53）における冷却負荷に応じた冷却能力となるように少なくとも上記圧縮機構（21a,21b,21c）の運転容量を制御する制御部（9）とを備えた熱源装置であって、上記制御部（9）は、上記冷却運転時に所定の油回収条件が成立すると、上記冷媒回路（10）における冷媒循環量が増えるように、上記過冷却動作を停止する油回収制御を行うように構成されている。

第６の発明では、制御部（9）が、冷媒回路（10）において利用側熱交換器（53）が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる冷却運転を行うことにより、利用側熱交換器（53）において冷却対象が冷却される。この冷却運転では、過冷却手段（90）によって高圧冷媒が冷却されることにより、冷媒の過冷却度が増大し、冷却能力が増大する。一方、制御部（9）は、冷却運転時に所定の油回収条件が成立すると、油回収制御を行う。油回収制御では、過冷却手段（90）による過冷却動作が停止される。これにより、過冷却手段（90）による過冷却動作によって増大していた冷却能力が低下し、冷却負荷に対して冷却能力が不足するので、制御部（9）は、不足した冷却能力を回復させるべく、圧縮機構（21a,21b,21c）の運転容量を増大させる。その結果、冷媒回路（10）における冷媒循環量が増え、圧縮機構（21a,21b,21c）から冷媒と共に吐出された冷凍機油が、冷媒によって押し流されて圧縮機構（21a,21b,21c）に戻り易くなる。

第１及び第６の発明によれば、冷却運転時に、冷媒回路（10）における冷媒循環量が増えるように、過冷却手段（90）による過冷却動作を停止する油回収制御を行うように構成した。つまり、圧縮機構（21a,21b,21c）から吐出された冷凍機油を圧縮機構（21a,21b,21c）に戻す油回収が必要な場面では、過冷却手段（90）による過冷却動作を停止して、一時的に冷却能力を低下させることで、圧縮機構（21a,21b,21c）の運転容量が増大するようにした。このような油回収制御によって冷媒回路（10）における冷媒循環量が増大することにより、圧縮機構（21a,21b,21c）から冷媒と共に吐出された冷凍機油が圧縮機構（21a,21b,21c）に戻り易くなる。従って、過冷却手段（90）による過冷却動作を停止させるだけで、圧縮機構（21a,21b,21c）において冷凍機油が不足する油切れを容易に回避することができる。

また、第２の発明によれば、冷媒回路（10）の高圧冷媒の一部を分岐させて上記圧縮機構（21a,21b,21c）の圧縮途中の圧縮室に導くインジェクション管路（40）と、減圧弁（29）と、過冷却熱交換器（28）とで過冷却手段（90）を構成することとした。これにより、冷媒回路（10）の高圧冷媒を冷却するために、冷媒回路（10）とは異なる熱源に接続された冷却器などを別途設けることなく、冷媒回路（10）の高圧冷媒を、この高圧冷媒の分岐冷媒で容易に冷却することができる。また、過冷却熱交換器（28）を通過した分岐冷媒を、圧縮機構（21a,21b,21c）の圧縮途中の圧縮室に導入することとしたため、圧縮途中の冷媒を冷却することができ、圧縮機構（21a,21b,21c）の吐出冷媒の過熱による運転効率の低下を抑制することができる。

また、第３の発明によれば、バイパス管路（81）と開閉弁（82）とを設け、油回収制御において、減圧弁（29）を全閉状態に制御する一方、開閉弁（82）を開状態に制御することにより、冷媒回路（10）の高圧冷媒の分岐冷媒を過冷却熱交換器（28）に流入させずにバイパス管路（81）を介して圧縮機構（21a,21b,21c）の圧縮途中の圧縮室に導くこととした。このような構成により、減圧弁（29）と開閉弁（82）とを制御するだけで容易に過冷却動作を停止すると共に圧縮途中の冷媒を冷却する中間冷却を行うことができる。よって、圧縮機構（21a,21b,21c）の吐出冷媒の過熱による運転効率の低下を抑制しつつ、圧縮機構（21a,21b,21c）から吐出された冷凍機油を圧縮機構（21a,21b,21c）に戻すことができる。

また、第４の発明によれば、油回収制御において、減圧弁（29）の開度を全開状態に制御することにより、インジェクション管路（40）に流入した高圧冷媒の分岐冷媒を、減圧弁（29）で減圧することなく過冷却熱交換器（28）に流入させ、過冷却熱交換器（28）通過後の冷媒を圧縮機構（21a,21b,21c）の圧縮途中の圧縮室に導くこととした。このような構成により、減圧弁（29）を制御するだけで容易に過冷却動作を停止すると共に圧縮途中の冷媒を冷却する中間冷却を行うことができる。よって、圧縮機構（21a,21b,21c）の吐出冷媒の過熱による運転効率の低下を抑制しつつ、圧縮機構（21a,21b,21c）から吐出された冷凍機油を圧縮機構（21a,21b,21c）に戻すことができる。

また、第５の発明によれば、油回収制御において、減圧弁（29）の開度を全閉状態に制御すると共に、利用側熱交換器（53）の出口における冷媒過熱度が所定値以下になるように膨脹機構（52）を制御することにより、冷媒回路（10）の高圧冷媒をインジェクション管路（40）に分岐させないようにして過冷却動作を停止させ、また、蒸発器として機能する利用側熱交換器（53）における冷媒の温度上昇を抑制するようにした。このように減圧弁（29）と膨脹機構（52）を制御するだけで、容易に過冷却動作を停止し、また、圧縮機構（21a,21b,21c）の吸入冷媒の温度を低下させることができる。よって、圧縮機構（21a,21b,21c）の吐出冷媒の過熱による運転効率の低下を抑制しつつ、圧縮機構（21a,21b,21c）から吐出された冷凍機油を圧縮機構（21a,21b,21c）に戻すことができる。

図１は、実施形態１に係る冷凍装置の冷媒回路図である。図２は、実施形態２及び実施形態３に係る冷凍装置の冷媒回路図である。

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。

《発明の実施形態１》
実施形態１の冷凍装置（1）は、複数の冷蔵倉庫を冷却するものである。図１に示すように、冷凍装置（1）は、庫外ユニット（2）と、複数の庫内ユニット（3）と、コントローラ（制御部）（9）とを備えている。庫外ユニット（2）は屋外に設置され、複数の庫内ユニット（3）は、複数の冷蔵倉庫に１つずつ設置されている。また、庫外ユニット（2）には、庫外回路（20）が設けられている。各庫内ユニット（3）には、庫内回路（50）がそれぞれ設けられている。冷凍装置（1）では、庫外回路（20）に対して複数の庫内回路（50）が並列に接続されることによって、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）が構成されている。

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

〈庫外ユニット〉
庫外ユニット（2）の庫外回路（20）には、第１〜第３圧縮機（圧縮機構）（21a〜21c）と、四路切換弁（24）と、庫外熱交換器（熱源側熱交換器）（25）と、レシーバ（27）と、過冷却熱交換器（28）と、過冷却用減圧弁（減圧弁）（29）と、室外膨張弁（膨脹機構）（31）とが設けられている。

各圧縮機（21a,21b,21c）は、いず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ている。また、第１〜第３圧縮機（21a〜21c）には、それぞれ圧縮室の中間圧位置に開口する（圧縮途中の圧縮室に開口する）ように設けられた中間ポート（5,6,7）を有する圧縮機部と該圧縮機部を駆動する電動機とがそれぞれ設けられている。

第１圧縮機（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。このインバータにより電動機の回転数を調整して、第１圧縮機（21a）の運転容量を増減させることができる。また、第２圧縮機（21b）及び第３圧縮機（21c）の電動機には、インバータは設けられておらず、該電動機の回転数は一定である。したがって、第２圧縮機（21b）及び第３圧縮機（21c）の運転容量は一定となる。

各圧縮機（21a,21b,21c）の吐出側には、それぞれ吐出管（22a,22b,22c）が接続されている。各吐出管（22a,22b,22c）には、それぞれ逆止弁（CV）が設けられている。これらの吐出管（22a,22b,22c）は、吐出合流管（22）を介して四路切換弁（24）の第１ポートに接続されている。逆止弁（CV）は、各圧縮機（21a,21b,21c）から吐出合流管（22）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。

また、各吐出管（22a,22b,22c）には、それぞれ逆止弁（CV）の上流側に油分離器（38a,38b,38c）が設けられている。各油分離器（38a,38b,38c）は、圧縮機（21a,21b,21c）の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（38a,38b,38c）には、冷凍機油を流出するための油流出管（39a,39b,39c）がそれぞれ接続されている。これら３つの油流出管（39a,39b,39c）は、油流出合流管（39d）の一端で合流している。油流出合流管（39d）の他端は、後述する第２インジェクション配管（38）におけるガス抜き管（48）の接続部に接続されている。また、各油流出管（39a,39b,39c）には、油分離器（38a,38b,38c）の側から順に逆止弁（CV）とキャピラリチューブ（CP）とが設けられている。これら３つの油流出管（39a,39b,39c）と油流出合流管（39d）とで油戻し回路（39）が構成される。また、各油流出管（39a,39b,39c）に設けられた逆止弁（CV）は、油流出合流管（39d）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。

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

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

なお、詳細については後述するが、本実施形態１では、四路切換弁（24）を第２状態から第１状態に切り換えると、冷媒回路（10）において庫内熱交換器（53）が蒸発器となる冷凍サイクルが行われ、庫内空気を冷却する冷却運転が行われる。逆に、四路切換弁（24）を第１状態から第２状態に切り換えると、冷媒回路（10）において庫内熱交換器（53）が放熱器となる冷凍サイクルが行われ、庫内熱交換器（53）を加熱するデフロスト運転が行われる。

庫外熱交換器（25）の他端は、第１冷媒配管（32）を介してレシーバ（27）の頂部に接続されている。庫外熱交換器（25）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。庫外熱交換器（25）の近傍には、室外ファン（26）が設けられている。そして、庫外熱交換器（25）は、室外ファン（26）によって送られた室外空気と該庫外熱交換器（25）内を流れる冷媒とを熱交換するように構成されている。第１冷媒配管（32）には逆止弁（CV）が設けられており、該逆止弁（CV）は庫外熱交換器（25）からレシーバ（27）へ向かう冷媒の流れのみを許容する向きに設けられている。

過冷却熱交換器（28）は、高圧側流路（28a）と減圧側流路（28b）とを有し、高圧側流路（28a）及び減圧側流路（28b）を流れる冷媒同士が熱交換するように構成されている。

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

インジェクション管路（40）は、各圧縮機（21a,21b,21c）に冷媒をインジェクションするためのものであり、第１インジェクション配管（本配管）（37）と第２インジェクション配管（38）と第１〜第３分岐インジェクション配管（枝配管）（37a,37b,37c）とを備えている。

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

第２インジェクション配管（38）の一端に、減圧側流路（28b）の流出端が接続され、該第２インジェクション配管（38）の他端は、第１〜第３分岐インジェクション配管（37a,37b,37c）に分岐している。第１〜第３分岐インジェクション配管（37a,37b,37c）は、それぞれ各圧縮機（21a,21b,21c）の中間ポート（5,6,7）に接続されている。

第１〜第３分岐インジェクション配管（37a,37b,37c）には、それぞれ第１〜第３流量調整弁（流量調整手段）（30a,30b,30c）が設けられている。なお、第１〜第３流量調整弁（30a,30b,30c）は、開度可変な電子膨張弁により構成されている。

なお、本実施形態では、インジェクション管路（40）と過冷却用減圧弁（減圧弁）（29）と過冷却熱交換器（28）とによって、冷却運転時に冷媒回路（10）の高圧冷媒を冷却する過冷却動作を行う過冷却手段（90）が構成されている。

レシーバ（27）は、上述したように庫外熱交換器（25）と過冷却熱交換器（28）との間に配置され、四路切換弁（24）が第１状態のときに庫外熱交換器（25）で凝縮した高圧冷媒を一時的に貯留できるようになっている。また、レシーバ（27）の頂部には、電磁弁（SV）を有するガス抜き管（48）の一端が接続されている。ガス抜き管（48）の他端は、第２インジェクション配管（38）の途中に接続されている。このガス抜き管（48）は、電磁弁（SV）を開状態とすることで、レシーバ（27）から第２インジェクション配管（38）へガス冷媒が流れるようになっている。

第２冷媒配管（33）における逆止弁（CV）と第１閉鎖弁（11）の間には、第３冷媒配管（35）の一端が接続されている。第３冷媒配管（35）の他端は、第１冷媒配管（32）における逆止弁（CV）の下流側に接続されている。第３冷媒配管（35）には逆止弁（CV）が設けられており、該逆止弁（CV）は第１閉鎖弁（11）から第１冷媒配管（32）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。

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

さらに、第２冷媒配管（33）と第２インジェクション配管（38）の間には、過冷却用減圧弁（29）及び過冷却熱交換器（28）をバイパスする第５冷媒配管（バイパス管路）（81）が接続されている。第５冷媒配管（81）の一端は第２冷媒配管（33）における逆止弁（CV）の上流側で第１インジェクション配管（37）の接続部より下流側に接続されている。第５冷媒配管（81）の他端は第２インジェクション配管（38）における油流出合流管（39d）及びガス抜き管（48）の接続部よりも上流側に接続されている。この第５冷媒配管（81）には、開閉弁（82）が設けられている。開閉弁（82）は、第５冷媒配管（81）における冷媒の流通を許容する開状態と、冷媒の流通を阻止する閉状態とに切り換わる電磁弁である。

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

各吐出管（22a,22b,22c）の合流箇所（即ち、吐出合流管（22）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（64）が設けられている。各吸入管（23a,23b,23c）の合流箇所には、圧縮機（21a,21b,21c）の吸入圧力を検出するための吸入圧力センサ（65）が設けられている。室外ファン（26）の近傍には、外気温度を検出するための外気温センサ（67）が設けられている。

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

〈庫内ユニット〉
２つの庫内ユニット（3）は同様に構成されている。各庫内ユニット（3）の庫内回路（50）は、一端側から他端側へ向かって順に、加熱用配管（51）、庫内膨張弁（52）及び庫内熱交換器（53）が設けられている。

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

庫内膨張弁（52）は、開度が調節可能な電子膨張弁で構成されている。

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

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

〈コントローラ〉
コントローラ（制御部）（9）は、冷媒回路（10）において庫内熱交換器（53）が蒸発器となる冷凍サイクルを行って庫内空気を冷却する冷却運転と、冷媒回路（10）において庫内熱交換器（53）が凝縮器（放熱器）となる冷凍サイクルを行って庫内熱交換器（53）に付着した霜を取るためのデフロスト運転とを実行するように構成されている。コントローラ（9）には、各センサ（61〜69,71〜74）及び高圧圧力スイッチ（62）の検出値が入力され、コントローラ（9）は、これらの検出値に基づいて、圧縮機構（第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c））の運転容量の制御（台数制御、インバータの運転周波数の制御）、ファン（26,54）の回転周波数の制御、及び各種の弁（24,29,31,52,SV）の切換や開度調節を行いながら、冷凍装置（1）の運転（本実施形態では、冷却運転とデフロスト運転）を制御する。

例えば、コントローラ（9）は、冷却運転において、庫内熱交換器（53）における冷却能力が冷却負荷に応じた能力となるように、第１〜第３圧縮機（圧縮機構）（21a,21b,21c）の運転容量を制御する。なお、ここで、圧縮機構（21a,21b,21c）の運転容量とは、本実施形態のように圧縮機構が複数の圧縮機（21a,21b,21c）で構成されている場合、複数の圧縮機（21a,21b,21c）の運転周波数の合計値を言う。

具体的には、コントローラ（9）は、庫内温度センサ（74）によって検出される各冷蔵倉庫の庫内の空気温度から各冷蔵倉庫の庫内の設定温度ＳＰ（目標温度）を減じた値（冷却負荷）が大きい場合、庫内熱交換器（53）における冷却能力が冷却負荷に対して不足しているとして圧縮機構（21a,21b,21c）の運転容量を増大させる。具体的には、第１圧縮機（21a）のインバータの回転周波数を増大させる、又は、停止中の第２圧縮機（21b）又は第３圧縮機（21c）の運転を開始する。一方、コントローラ（9）は、冷却負荷が低い場合、庫内熱交換器（53）における冷却能力が冷却負荷に対して過剰であるとして圧縮機構（21a,21b,21c）の運転容量を低減する。例えば、第１圧縮機（21a）のインバータの回転周波数を低減する、又は、第２圧縮機（21b）又は第３圧縮機（21c）の運転を停止する。

また、本実施形態では、コントローラ（9）は、冷却運転において、庫内膨張弁（52）の開度を、庫内熱交換器（53）の出口における冷媒過熱度ＳＨ（冷媒温度センサ（73）の検出値から蒸発温度センサ（72）の検出値を減じたもの）が所定値ＳＨ１（例えば、５℃）になるように制御する。

また、本実施形態では、コントローラ（9）は、冷却運転において、過冷却熱交換器（28）を通過した高圧冷媒の過冷却度が、所定の過冷却度（例えば、５℃）になるように、過冷却用減圧弁（29）の開度を制御する。具体的には、コントローラ（9）は、吐出圧力センサ（64）の検出値から圧縮機構（21a,21b,21c）の吐出冷媒の圧力に相当する飽和温度を算出し、この高圧圧力相当飽和温度と第１液温度センサ（68）によって検出される高圧冷媒の温度とから現在の過冷却度を算出し、この過冷却度が目標の過冷却度になるように過冷却用減圧弁（29）の開度を制御する。

一方、コントローラ（9）は、吐出管温度センサ（61）で検知した各圧縮機（21a,21b,21c）の吐出冷媒の温度が所定の温度範囲になるように、第１〜第３流量調整弁（30a,30b,30c）の弁開度を調整する。コントローラ（9）は、吐出管温度センサ（61）で検知した吐出冷媒の温度が所定の温度範囲よりも高い圧縮機（21a,21b,21c）があれば、その圧縮機（21a,21b,21c）に対応する流量調整弁（30a,30b,30c）の開度を大きくし、その圧縮機（21a,21b,21c）に対するインジェクション量を増加させることによって、その圧縮機（21a,21b,21c）の吐出冷媒の温度を低下させる。

一方、コントローラ（9）は、吐出管温度センサ（61）で検知した吐出冷媒の温度が所定の温度範囲よりも低い圧縮機（21a,21b,21c）があれば、その圧縮機（21a,21b,21c）に対応する流量調整弁（30a,30b,30c）の開度を小さくし、その圧縮機（21a,21b,21c）に対するインジェクション量を減少させることによって、その圧縮機（21a,21b,21c）の吐出冷媒の温度を上昇させる。

また、コントローラ（9）は、所定の油回収制御の開始条件が成立すると、圧縮機構（21a,21b,21c）から冷媒と共に吐出されて冷媒回路（10）の伝熱管や冷媒配管の内面に付着して滞留していた冷凍機油を圧縮機構（21a,21b,21c）に戻すための油回収制御を実行するように構成されている。なお、油回収制御の詳細については後述する。

本実施形態では、コントローラ（9）は、冷凍装置（1）の各要素を本願で開示するように制御するマイクロコンピュータと、実施可能な制御プログラムが記憶されたメモリやハードディスク等とを含んでいる。なお、ここで説明するコントローラ（9）は、冷凍装置（1）の制御部の一例であり、コントローラ（9）の詳細な構造やアルゴリズムは、本発明に係る機能を実行するどのようなハードウェアとソフトウェアとの組み合わせであってもよい。

−運転動作−
冷凍装置（1）では、コントローラ（9）によって、冷媒回路（10）において庫内熱交換器（53）が蒸発器となる冷凍サイクルを行って庫内空気を冷却する冷却運転が行われる。また、冷凍装置（1）では、冷却運転中に所定のデフロスト条件が成立すると、コントローラ（9）によって、冷媒回路（10）において庫内熱交換器（53）が凝縮器（放熱器）となる冷凍サイクルを行って庫内熱交換器（53）に付着した霜を取るためのデフロスト運転が行われる。

〈冷却運転〉
冷却運転では、コントローラ（9）によって、四路切換弁（24）が第１状態に切り換えられ、３台の圧縮機（21a,21b,21c）のうち少なくとも１台が駆動されて、冷媒回路（10）において庫内熱交換器（53）が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。また、冷却運転では、コントローラ（9）によって、過冷却用減圧弁（29）及び庫内膨張弁（52）の開度が適宜調節される一方、室外膨張弁（31）が全閉状態に設定される。各電磁弁（SV）は、運転状態に応じて開閉される。

なお、コントローラ（9）は、庫内熱交換器（53）における冷却能力が庫内の冷却負荷に応じた能力となるように、第１〜第３圧縮機（圧縮機構）（21a,21b,21c）の運転容量を制御する。具体的には、コントローラ（9）は、庫内熱交換器（53）における冷却能力が庫内の冷却負荷に応じた能力となるように、第１圧縮機（21a）の運転容量の増減や第２圧縮機（21b）及び第３圧縮機（21c）の起動と停止の切換を行う。例えば、庫内の冷却負荷が小さい場合には、第２圧縮機（21b）及び第３圧縮機（21c）は、運転が停止される。以下では、３台全ての圧縮機（21a,21b,21c）を駆動する場合について説明する。

冷却運転では、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）が駆動されると、冷媒回路（10）において図１に示す実線の矢印の方向に冷媒が流れる。このとき、冷媒回路（10）において、庫外熱交換器（25）が凝縮器（放熱器）として機能し、且つ各庫内熱交換器（53）が蒸発器として機能する蒸気圧縮式冷凍サイクルが行われる。

具体的には、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）で圧縮された高圧ガス冷媒が各吐出管（22a,22b,22c）から吐出される。各吐出管（22a,22b,22c）から吐出された高圧ガス冷媒は各油分離器（38a,38b,38c）に流入する。該各油分離器（38a,38b,38c）では、高圧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（38a,38b,38c）内に貯留された後、各油流出管（39a,39b,39c）及び油流出合流管（39d）を通って第２インジェクション配管（38）へ流入する。そして、第２インジェクション配管（38）に流入した冷凍機油は分流して、各分岐インジェクション配管（37a,37b,37c）を通過した後、各中間ポート（5,6,7）を介して各圧縮機（21a,21b,21c）に吸入される。

一方、冷凍機油が分離された高圧冷媒は、各油分離器（38a,38b,38c）を流出して上記吐出合流管（22）で合流する。上記吐出合流管（22）で合流した高圧冷媒は、四路切換弁（24）を介して庫外熱交換器（25）へ流入する。庫外熱交換器（25）では、高圧冷媒が室外空気と熱交換して凝縮する。凝縮した冷媒は、第１冷媒配管（32）、レシーバ（27）及び過冷却熱交換器（28）の高圧側流路（28a）を順に通過した後で第２冷媒配管（33）へ流入する。第２冷媒配管（33）に流入した冷媒は、一部が第１インジェクション配管（37）へ流れ、残りが上記第１閉鎖弁（11）を介して第１連絡配管（14）へ流れる。

第１インジェクション配管（37）に流入した高圧冷媒（分岐冷媒）は、上記過冷却用減圧弁（29）で所定の圧力まで減圧されて中間圧冷媒となった後、上記過冷却熱交換器（28）の減圧側流路（28b）へ流入する。過冷却熱交換器（28）では、その中間圧冷媒と高圧側流路（28a）を流れる高圧冷媒とが熱交換する。これにより、上記高圧冷媒が冷却されて過冷却度が大きくなる。つまり、過冷却熱交換器（28）では、冷媒回路（10）の高圧冷媒を冷却する過冷却動作が行われる。

一方、上記中間圧冷媒は、過冷却熱交換器（28）において加熱されてガス冷媒となる。このガス冷媒は、上記過冷却熱交換器（28）から流出した後、第２インジェクション配管（38）を通過して第１〜第３分岐インジェクション配管（37a,37b,37c）に分流する。そして、各分岐インジェクション配管（37a,37b,37c）に流入した中間圧冷媒は、その流量が上記各流量調整弁（30a,30b,30c）で調整された後、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。ここで、コントローラ（9)により、吐出管温度センサ（61）で検知した温度が所定の温度範囲になるように、上記各流量調整弁（30a,30b,30c）の弁開度が調整される。

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

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

〈デフロスト運転〉
デフロスト運転では、コントローラ（9）によって、四路切換弁（24）が第１状態から第２状態に切り換えられ、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）が駆動されて、冷媒回路（10）において庫内熱交換器（53）が凝縮器（放熱器）となる冷凍サイクルが行われる。また、デフロスト運転では、コントローラ（9）によって、室外膨張弁（31）の開度が適宜調節される一方、庫内膨張弁（52）が全開状態に設定されると共に過冷却用減圧弁（29）が全閉状態に設定される。

デフロスト運転では、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）が駆動されると、冷媒回路（10）において冷却運転とは逆向きに冷媒が流れる。このとき、冷媒回路（10）において、各庫内熱交換器（53）が凝縮器（放熱器）として機能し、且つ庫外熱交換器（25）が蒸発器として機能する蒸気圧縮式冷凍サイクルが行われる。

具体的には、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）で圧縮された高圧ガス冷媒が各吐出管（22a,22b,22c）から吐出される。各吐出管（22a,22b,22c）から吐出された高圧ガス冷媒は、各油分離器（38a,38b,38c）に流入し、冷却運転と同様にして高圧冷媒から分離された冷凍機油が、各中間ポート（5,6,7）を介して各圧縮機（21a,21b,21c）に吸入される。

一方、冷凍機油が分離された高圧冷媒は、吐出合流管（22）で合流し、第２連絡配管（15）を介して各庫内回路（50）の各庫内熱交換器（53）に流入する。各庫内熱交換器（53）では、高圧冷媒が各庫内熱交換器（53）に付着した霜に放熱して凝縮する一方、霜は融解される。つまり、各庫内熱交換器（53）が除霜される。各庫内熱交換器（53）で凝縮した高圧冷媒は、加熱用配管（51）を流通する。その際、ドレンパン（55）では、加熱用配管（51）を流れる冷媒によって結露水が凍結した氷塊が加熱用配管（51）の冷媒によって融解される。加熱用配管（51）を流出した高圧冷媒は、第１連絡配管（14）を介して再び庫外回路（20）へ流入する。

庫外回路（20）へ流入した高圧冷媒は、第３冷媒配管（35）、レシーバ（27）、過冷却熱交換器（28）の高圧側流路（28a）、第２冷媒配管（33）を順に通過した後、第４冷媒配管（36）へ流入する。第４冷媒配管（36）に流入した高圧冷媒は、室外膨張弁（31）で減圧されて低圧冷媒になった後、庫外熱交換器（25）へ流入する。庫外熱交換器（25）では、低圧冷媒が庫外空気と熱交換して蒸発する。庫外熱交換器（25）で蒸発した低圧冷媒は、四路切換弁（24）を介して吸入合流管（23）へ流れ、吸入管（23a,23b,23c）から各圧縮機（21a,21b,21c）へ吸入される。各圧縮機（21a,21b,21c）へ吸入された低圧冷媒は、所定の圧力まで圧縮されて高圧冷媒となる。そして、この高圧冷媒は、圧縮機（21a,21b,21c）から再び吐出される。このように冷媒が循環することにより、庫内熱交換器（53）に付着した霜を除去するデフロスト運転が行われる。

＜油回収制御＞
本実施形態では、コントローラ（9）は、所定の油回収制御の開始条件が成立すると、圧縮機構（21a,21b,21c）から冷媒と共に吐出されて冷媒回路（10）の伝熱管や冷媒配管の内面に付着して滞留していた冷凍機油を圧縮機構（21a,21b,21c）に戻すための油回収制御を実行する。

油回収制御では、コントローラ（9）は、冷媒回路（10）における冷媒循環量が増えるように、過冷却手段（90）による過冷却動作を強制的に停止する。本実施形態では、コントローラ（9）は、過冷却動作を強制的に停止する際に、過冷却用減圧弁（29）の開度を全閉状態に制御すると共に、開閉弁（82）を開状態に制御する。

［油回収制御の開始条件］
本実施形態では、コントローラ（9）は、冷凍装置（1）の累積運転時間をカウントするように構成され、累積運転時間の所定時間Ｔ１毎（例えば、８時間毎）に、油回収制御の開始条件が成立したと判定し、油回収制御を開始するように構成されている。

なお、油回収制御の開始条件は、上述のものに限られない。油回収制御の開始条件は、例えば、冷媒回路（10）の低圧圧力ＬＰ（吸入圧力センサ（65）の検出値）が、所定の定圧圧力ＬＰ１以下の状態で所定時間Ｔ２（例えば、２時間）経過した際に成立したと判定されるものであってもよい。冷媒回路（10）の低圧圧力ＬＰが低いと、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）の吸入冷媒の比体積が大きくなり、冷媒回路（10）における冷媒循環量が減るため、圧縮機構（21a,21b,21c）から冷媒と共に吐出された冷凍機油が、圧縮機構（21a,21b,21c）に戻らなくなる可能性が高いためである。

また、油回収制御の開始条件は、冷媒回路（10）における冷媒循環量Ｇが所定の冷媒循環量Ｇ１以下の状態で所定時間Ｔ３（例えば、２時間）経過した際に成立したと判定されるものであってもよい。なお、冷媒循環量Ｇは、例えば、冷媒回路（10）の低圧圧力ＬＰ（吸入圧力センサ（65）の検出値）と吸入冷媒の温度Ｔ（冷媒温度センサ（73）の検出値）とから冷媒の比体積を算出し、算出した比体積と第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）の運転周波数の合計値とから求められる。

また、油回収制御の開始条件は、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）のいずれか又は全てにおいて冷凍機油が貯留される油溜まりに油面センサを設け、該油面センサによって計測された冷凍機油の油面の高さが所定の高さ以下になると、成立したと判定されるものであってもよい。

［油回収制御の終了条件］
本実施形態では、コントローラ（9）は、油回収制御の開始後、所定時間Ｔ４（例えば、５分）が経過すると、所定の終了条件が成立したと判定し、油回収制御を終了する。

なお、油回収制御の終了条件は、上述のものに限られない。油回収制御の終了条件は、例えば、冷媒回路（10）における冷媒循環量Ｇが、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）に冷凍機油が戻ると想定される所定の冷媒循環量Ｇ２以上の状態で所定時間Ｔ５（例えば、５分）経過した際に成立したと判定されるものであってもよい。

また、油回収制御の終了条件は、例えば、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）のいずれか又は全てにおいて冷凍機油が貯留される油溜まりに油面センサを設け、該油面センサによって計測された冷凍機油の油面の高さが所定の高さ以上になると、成立したと判定されるものであってもよい。

［油回収制御の実行例］
コントローラ（9）は、上述した油回収制御の開始条件が成立していると判定すると、冷媒回路（10）における冷媒循環量が増えるように、過冷却手段（90）による過冷却動作を強制的に停止する。具体的には、コントローラ（9）は、過冷却動作を強制的に停止する際に、過冷却用減圧弁（29）の開度を全閉状態に制御すると共に、開閉弁（82）を開状態に制御する。これにより、冷媒回路（10）の高圧冷媒が過冷却熱交換器（28）に流入しなくなり、冷却されなくなる。つまり、過冷却動作が停止する。そのため、冷媒回路（10）の高圧冷媒の過冷却度が低下し、庫内熱交換器（53）の冷却能力が低下する。

コントローラ（9）は、上述のように、冷却運転において、庫内熱交換器（53）における冷却能力が冷却負荷に応じた能力となるように、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）の運転容量を制御する。そのため、過冷却動作の停止によって庫内熱交換器（53）における冷却能力が低下すると、冷却能力を上げるために第１〜第３圧縮機（圧縮機構）（21a,21b,21c）の運転容量を増大させる。これにより、冷媒回路（10）における冷媒循環量が増大し、冷媒回路（10）の伝熱管や冷媒配管の内面に付着して滞留していた冷凍機油が冷媒によって押し流されて圧縮機構（21a,21b,21c）に戻ることとなる。

また、油回収制御では、過冷却熱交換器（28）及び過冷却用減圧弁（29）に並列に接続された第５冷媒配管（81）の開閉弁（82）が開状態に制御される。これにより、冷媒回路（10）の高圧冷媒の一部が、第５冷媒配管（81）に流入し、過冷却用減圧弁（29）及び過冷却熱交換器（28）をバイパスして圧縮機構（21a,21b,21c）の圧縮途中の圧縮室に導かれる。その結果、過冷却動作の停止前と同様に、圧縮途中の冷媒が冷却され、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）の吐出冷媒の過熱による運転効率の低下が抑制される。

−実施形態１の効果−
本実施形態１によれば、冷却運転時に、冷媒回路（10）における冷媒循環量が増えるように、過冷却手段（90）による過冷却動作を強制的に停止する油回収制御を行うように構成した。つまり、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）から吐出された冷凍機油を第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）に戻す油回収が必要な場面では、過冷却手段（90）による過冷却動作を停止して、一時的に冷却能力を低下させることで、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）の運転容量が増大するようにした。このような油回収制御によって冷媒回路（10）における冷媒循環量が増大することにより、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）から冷媒と共に吐出された冷凍機油が第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）に戻り易くなる。従って、過冷却手段（90）による過冷却動作を強制的に停止させるだけで、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）において冷凍機油が不足する油切れを容易に回避することができる。

また、本実施形態１によれば、冷媒回路（10）の高圧冷媒の一部を分岐させて第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）の圧縮途中の圧縮室に導くインジェクション管路（40）と、過冷却用減圧弁（29）と、過冷却熱交換器（28）とで過冷却手段（90）を構成することとした。これにより、冷媒回路（10）の高圧冷媒を冷却するために、冷媒回路（10）とは異なる熱源に接続された冷却器などを別途設けることなく、冷媒回路（10）の高圧冷媒を、この高圧冷媒の分岐冷媒で容易に冷却することができる。また、過冷却熱交換器（28）を通過した分岐冷媒を、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）の圧縮途中の圧縮室に導入することとしたため、圧縮途中の冷媒を冷却することができ、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）の吐出冷媒の過熱による運転効率の低下を抑制することができる。

また、本実施形態１によれば、第５冷媒配管（81）と開閉弁（82）とを設け、油回収制御において、過冷却用減圧弁（29）を全閉状態に制御する一方、開閉弁（82）を開状態に制御することにより、冷媒回路（10）の高圧冷媒の分岐冷媒を過冷却熱交換器（28）に流入させずに第５冷媒配管（81）を介して第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）の圧縮途中の圧縮室に導くこととした。このような構成により、過冷却用減圧弁（29）と開閉弁（82）とを制御するだけで容易に過冷却動作を停止すると共に圧縮途中の冷媒を冷却する中間冷却を行うことができる。よって、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）の吐出冷媒の過熱による運転効率の低下を抑制しつつ、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）から吐出された冷凍機油を第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）に戻すことができる。

《発明の実施形態２》
実施形態２は、実施形態１の冷凍装置（1）の構成の一部と油回収制御の一部を変更したものである。以下では、実施形態１と異なる部分について説明する。

図２に示すように、実施形態２の冷凍装置（1）は、実施形態１の冷凍装置（1）において、第２冷媒配管（33）と第２インジェクション配管（38）の間に設けられて過冷却用減圧弁（29）及び過冷却熱交換器（28）をバイパスする第５冷媒配管（バイパス管路）（81）と、該第５冷媒配管（81）に設けられた開閉弁（82）とを省略したものである。

実施形態２においても、コントローラ（9）は、所定の油回収制御の開始条件が成立すると、コントローラ（9）は、冷媒回路（10）における冷媒循環量が増えるように、過冷却手段（90）による過冷却動作を強制的に停止して圧縮機構（21a,21b,21c）から冷媒と共に吐出されて冷媒回路（10）の伝熱管や冷媒配管の内面に付着して滞留していた冷凍機油を圧縮機構（21a,21b,21c）に戻す油回収制御を実行する。

実施形態２の油回収制御では、コントローラ（9）は、過冷却動作を強制的に停止する際に、過冷却用減圧弁（29）の開度を全開状態に制御する。このように、第１インジェクション配管（37）に設けられた過冷却用減圧弁（29）の開度が全開閉状態に制御されると、冷媒回路（10）の高圧冷媒が第１インジェクション配管（37）において減圧されない。そのため、過冷却熱交換器（28）の減圧側流路（28b）には、高圧側流路（28a）を流れる高圧冷媒と同等の高圧冷媒が流入するため、高圧側流路（28a）を流れる冷媒と減圧側流路（28b）を流れる冷媒との間で熱交換が行われなくなる。その結果、冷媒回路（10）の高圧冷媒が過冷却熱交換器（28）において冷却されなくなる。つまり、過冷却動作が停止する。そのため、冷媒回路（10）の高圧冷媒の過冷却度が低下し、庫内熱交換器（53）の冷却能力が低下する。

また、実施形態２の油回収制御では、過冷却熱交換器（28）の減圧側流路（28b）に過冷却用減圧弁（29）で減圧されないものの、庫外熱交換器（25）で放熱した高圧冷媒が流入し、この冷媒が、過冷却動作を停止する前と同様に、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）の圧縮途中の圧縮室に導かれる。その結果、過冷却動作の停止前と同様に、圧縮途中の冷媒が冷却され、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）の吐出冷媒の過熱による運転効率の低下が抑制される。

実施形態２によれば、実施形態１と同様に、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）から吐出された冷凍機油を第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）に戻す油回収が必要な場面では、過冷却手段（90）による過冷却動作を停止して、一時的に冷却能力を低下させることで、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）の運転容量を増大させる油回収制御を実行するようにした。このような油回収制御によって冷媒回路（10）における冷媒循環量が増大することにより、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）から冷媒と共に吐出された冷凍機油が第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）に戻り易くなる。従って、過冷却手段（90）による過冷却動作を強制的に停止させるだけで、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）において冷凍機油が不足する油切れを容易に回避することができる。

また、実施形態２によれば、油回収制御において、過冷却用減圧弁（29）の開度を全開状態に制御することにより、インジェクション管路（40）に流入した高圧冷媒の分岐冷媒を、過冷却用減圧弁（29）で減圧することなく過冷却熱交換器（28）に流入させ、過冷却熱交換器（28）通過後の冷媒を第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）の圧縮途中の圧縮室に導くこととした。このような構成により、過冷却用減圧弁（29）を制御するだけで容易に過冷却動作を停止すると共に圧縮途中の冷媒を冷却する中間冷却を行うことができる。よって、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）の吐出冷媒の過熱による運転効率の低下を抑制しつつ、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）から吐出された冷凍機油を第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）に戻すことができる。

《発明の実施形態３》
実施形態３は、実施形態２の冷凍装置（1）において、油回収制御の一部を変更したものである。以下では、実施形態２と異なる部分について説明する。

実施形態３においても、コントローラ（9）は、所定の油回収制御の開始条件が成立すると、コントローラ（9）は、冷媒回路（10）における冷媒循環量が増えるように、過冷却手段（90）による過冷却動作を強制的に停止して圧縮機構（21a,21b,21c）から冷媒と共に吐出されて冷媒回路（10）の伝熱管や冷媒配管の内面に付着して滞留していた冷凍機油を圧縮機構（21a,21b,21c）に戻す油回収制御を実行する。

実施形態３の油回収制御では、コントローラ（9）は、過冷却動作を強制的に停止する際に、過冷却用減圧弁（29）の開度を全閉状態に制御する。このように、第１インジェクション配管（37）に設けられた過冷却用減圧弁（29）の開度が全閉状態に制御されると、冷媒回路（10）の高圧冷媒が第１インジェクション配管（37）において流通しなくなる。その結果、冷媒回路（10）の高圧冷媒が過冷却熱交換器（28）に流入しなくなり、冷却されなくなる。つまり、過冷却動作が停止する。そのため、冷媒回路（10）の高圧冷媒の過冷却度が低下し、庫内熱交換器（53）の冷却能力が低下する。

上述のように、実施形態３の油回収制御では、過冷却動作を強制的に停止する際に、過冷却用減圧弁（29）の開度が全閉状態に制御されるため、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）の圧縮途中の圧縮室に冷媒が導かれなくなる。そのため、圧縮途中の冷媒が冷却されなくなる（中間冷却されなくなる）。

一方、実施形態３の油回収制御では、コントローラ（9）は、庫内熱交換器（53）の出口における冷媒過熱度ＳＨ（冷媒温度センサ（73）の検出値から蒸発温度センサ（72）の検出値を減じたもの）が、所定値ＳＨ２（例えば、２℃）以下になるように庫内膨張弁（52）の開度を制御する。油回収制御の実行前、コントローラ（9）は、庫内膨張弁（52）の開度を、庫内熱交換器（53）の出口における冷媒過熱度ＳＨが、上記所定値ＳＨ２よりも大きい所定値ＳＨ１（例えば、５℃）になるように制御している。そのため、油回収制御では、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）の吸入冷媒の温度が、油回収制御の実行前に比べて低くなる。その結果、過冷却動作の停止によって圧縮途中の冷媒が冷却されなくなっても、吸入冷媒の温度を低下させることにより、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）の吐出冷媒の過熱による運転効率の低下が抑制される。

実施形態３によれば、実施形態１，２と同様に、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）から吐出された冷凍機油を第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）に戻す油回収が必要な場面では、過冷却手段（90）による過冷却動作を停止して、一時的に冷却能力を低下させることで、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）の運転容量を増大させる油回収制御を実行するようにした。このような油回収制御によって冷媒回路（10）における冷媒循環量が増大することにより、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）から冷媒と共に吐出された冷凍機油が第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）に戻り易くなる。従って、過冷却手段（90）による過冷却動作を強制的に停止させるだけで、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）において冷凍機油が不足する油切れを容易に回避することができる。

また、実施形態３によれば、油回収制御において、過冷却用減圧弁（29）の開度を全閉状態に制御すると共に、庫内熱交換器（53）の出口における冷媒過熱度ＳＨが所定値ＳＨ２以下になるように庫内膨張弁（52）を制御することにより、冷媒回路（10）の高圧冷媒をインジェクション管路（40）に分岐させないようにして過冷却動作を停止させ、また、蒸発器として機能する庫内熱交換器（53）における冷媒の温度上昇を抑制するようにした。このように過冷却用減圧弁（29）と庫内膨張弁（52）を制御するだけで、容易に過冷却動作を停止し、また、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）の吸入冷媒の温度を低下させることができる。よって、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）の吐出冷媒の過熱による運転効率の低下を抑制しつつ、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）から吐出された冷凍機油を第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）に戻すことができる。

《その他の実施形態》
上記各実施形態では、圧縮機構を３つの圧縮機、第１〜第３圧縮機（21a,21b,21c）で構成し、これらの台数制御及びインバータが接続された第１圧縮機（21a）の回転周波数を制御することによって、圧縮機構の運転容量を調節していた。しかしながら、本発明に係る圧縮機構は上述のものに限定されず、１台の容量可変の圧縮機で構成されていてもよく、複数の固定容量の圧縮機で構成されていてもよい。また、本発明に係る圧縮機構は、複数の容量可変の圧縮機で構成されていてもよい。

また、上記各実施形態では、冷媒回路（10）は、冷媒の循環方向を切り換える四路切換弁（24）を備えて、冷却運転とデフロスト運転が実行可能に構成されていた。しかしながら、本発明に係る冷媒回路（10）は、四路切換弁（24）を備えずに冷却運転のみが実行可能なものであってもよい。

また、上記各実施形態では、過冷却手段（90）が、インジェクション管路（40）と過冷却用減圧弁（減圧弁）（29）と過冷却熱交換器（28）とによって構成されていたが、過冷却手段（90）は、冷媒回路（10）の高圧冷媒を冷却することができるものであればいかなるものであってもよい。

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、複数の圧縮機を有して蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷凍装置及びその熱源装置について有用である。

１冷凍装置
９コントローラ（制御部）
１０冷媒回路
２１ａ第１圧縮機（圧縮機構）
２１ｂ第２圧縮機（圧縮機構）
２１ｃ第３圧縮機（圧縮機構）
２５庫外熱交換器（熱源側熱交換器）
２８過冷却熱交換器
２９過冷却用減圧弁（減圧弁）
３１室外膨張弁（膨脹機構）
４０インジェクション管路
５２庫内膨張弁（膨脹機構）
５３庫内熱交換器（利用側熱交換器）
８１第５冷媒配管（バイパス管路）
８２開閉弁
９０過冷却手段

Claims

圧縮機構（21a,21b,21c）と熱源側熱交換器（25）と膨脹機構（31,52）と利用側熱交換器（53）とを有して冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）と、該冷媒回路（10）において上記利用側熱交換器（53）が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる冷却運転時に上記冷媒回路（10）の高圧冷媒を冷却する過冷却動作を行う過冷却手段（90）と、上記冷却運転時に上記利用側熱交換器（53）における冷却負荷に応じた冷却能力となるように少なくとも上記圧縮機構（21a,21b,21c）の運転容量を制御する制御部（9）とを備えた冷凍装置であって、
上記制御部（9）は、上記冷却運転時に所定の油回収条件が成立すると、上記冷媒回路（10）における冷媒循環量が増えるように、上記過冷却動作を停止する油回収制御を行うように構成されている
ことを特徴とする冷凍装置。
請求項１において、
上記過冷却手段（90）は、
上記冷却運転時に、上記冷媒回路（10）の高圧冷媒の一部を分岐させて上記圧縮機構（21a,21b,21c）の圧縮途中の圧縮室に導くインジェクション管路（40）と、
上記インジェクション管路（40）に設けられ、上記分岐冷媒を減圧する減圧弁（29）と、
上記冷媒回路（10）の上記高圧冷媒と上記インジェクション管路（40）の上記減圧弁（29）の下流側の上記分岐冷媒とを熱交換させる過冷却熱交換器（28）とを備えている
ことを特徴とする冷凍装置。
請求項２において、
上記インジェクション管路（40）において上記過冷却熱交換器（28）及び上記減圧弁（29）に並列に接続されたバイパス管路（81）と、
上記バイパス管路を開閉する開閉弁（82）とを備え、
上記制御部（9）は、上記油回収制御において上記過冷却動作を停止する際に、上記減圧弁（29）の開度を全閉状態に制御すると共に、上記開閉弁（82）を開状態に制御するように構成されている
ことを特徴とする冷凍装置。
請求項２において、
上記制御部（9）は、上記油回収制御において上記過冷却動作を停止する際に、上記減圧弁（29）の開度を全開状態に制御するように構成されている
ことを特徴とする冷凍装置。
請求項２において、
上記制御部（9）は、上記油回収制御において上記過冷却動作を停止する際に、上記減圧弁（29）の開度を全閉状態に制御すると共に、上記利用側熱交換器（53）の出口における冷媒過熱度が所定値以下になるように上記膨脹機構（52）を制御するように構成されている
ことを特徴とする冷凍装置。
圧縮機構（21a,21b,21c）と熱源側熱交換器（25）と膨脹機構（31）とを有し、利用側熱交換器（53）を有する少なくとも１つの庫内回路（50）に接続された庫外回路（20）と、
上記庫外回路（20）に上記庫内回路（50）が接続された冷媒回路（10）において上記利用側熱交換器（53）が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる冷却運転時に上記庫外回路（20）の高圧冷媒を冷却する過冷却動作を行う過冷却手段（90）と、
上記冷却運転時に上記利用側熱交換器（53）における冷却負荷に応じた冷却能力となるように少なくとも上記圧縮機構（21a,21b,21c）の運転容量を制御する制御部（9）とを備えた熱源装置であって、
上記制御部（9）は、上記冷却運転時に所定の油回収条件が成立すると、上記冷媒回路（10）における冷媒循環量が増えるように、上記過冷却動作を停止する油回収制御を行うように構成されている
ことを特徴とする熱源装置。