JP3112004B2 - 冷凍装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍装置に関し、
特に、二元冷凍サイクルの運転が可能な冷凍装置におけ
る効率の向上対策に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、冷凍装置には、特開平９−２
１０５１５号公報に開示されているように、高温側冷媒
回路と低温側冷媒回路とが冷媒熱交換器を介して接続さ
れて二元冷凍サイクルに構成されたものがある。具体的
に、上記高温側冷媒回路は、圧縮機と凝縮器と膨張弁と
冷媒熱交換器の蒸発部とが冷媒配管で順に接続されて成
る閉回路に構成されている。一方、上記低温側冷媒回路
は、圧縮機と冷媒熱交換器の凝縮部と膨張弁と蒸発器と
が冷媒配管で順に接続されて成る閉回路に構成されてい
る。

【０００３】この二元冷凍サイクルの冷凍装置は、例え
ば、スーパーマーケットやコンビニエンスストア等の商
店に設けられる冷凍食品用のショーケースなどの冷凍設
備に適用されている。このショーケースには、庫内の食
品等の陳列空間と、この陳列空間との間で空気を循環さ
せるための空気通路とが形成されている。そして、上記
蒸発器が、送風機によって陳列空間へ冷風を供給するよ
うに上記空気通路に配置されている。

【０００４】上記冷凍装置を運転すると、高温側冷媒回
路と低温側冷媒回路においてそれぞれ冷媒が循環すると
共に、冷媒熱交換器において両冷媒回路の冷媒間で熱交
換が行われる。そして、低温側冷媒回路の蒸発器におい
て、空気通路を流れる空気との間で冷媒が熱交換して蒸
発し、該空気を冷却する。この冷却空気が、空気通路か
ら庫内の陳列空間に供給され、食品が所定の低温度に保
持され、その鮮度が維持される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した冷凍装置にお
いては、高温側冷媒回路と低温側冷媒回路とのみで構成
されていたので、熱効率が悪かった。つまり、高温側冷
媒回路において、凝縮熱を大気に放出しており、何ら有
効利用されていないという問題があった。

【０００６】また、上記冷凍装置の高温側冷媒回路にお
いて、圧縮機及び凝縮器等が１系統のみ設けられていた
ので、この圧縮機等が故障すると、低温側冷媒回路が正
常であっても運転が停止する。

【０００７】このため、従来は、運転を継続している他
のショーケースに商品を移すなどの手段を講じていた。
しかしながら、これでは、冷凍や冷蔵の負荷が大きくな
って、商品の品質を十分に維持できなくなる問題があっ
た。特に、冷凍ショーケースが停止した場合は、商品を
冷蔵ショーケースなどに移しても十分に保存できない問
題があった。

【０００８】本発明は、斯かる点に鑑みて成されたもの
で、熱効率の向上を図ると共に、熱源側の機器が停止し
た場合でも、冷凍運転を継続できるようにして、商品の
品質を維持できるようにすることを目的とするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明が講じた手段は、図１に示すように、圧縮
機構（31）、熱源側熱交換器（33）及び膨張弁（34）が
順に接続された複数台の熱源ユニット（3A，3B）を備え
ている。そして、液管（71）、高圧ガス管（72）及び低
圧ガス管（73）を有し、該液管（71）が上記膨張弁（3
4）を介して熱源側熱交換器（33）に接続される一方、
圧縮機構（31）の吐出側が熱源側熱交換器（33）又は高
圧ガス管（72）との冷媒流通に切り換わるように、且つ
吸込み側が熱源側熱交換器（33）又は低圧ガス管（73）
との冷媒流通に切り換わるように複数台の熱源ユニット
（3A，3B）が並列状態で接続された配管手段（70）を備
えている。更に、膨張機構（41）及び利用側熱交換器
（42）が直列に接続され、一端が液管（71）に連通し、
他端が高圧ガス管（72）と低圧ガス管（73）とに切り換
わって連通する複数台の利用ユニット（40）を備えてい
る。加えて、蒸発部（51）及び凝縮部（52）を備え、該
蒸発部（51）の一端が膨張機構（53）を介して液管（7
1）に、他端が低圧ガス管（73）に連通する冷媒熱交換
器（50）と、圧縮機（21）と冷媒熱交換器（50）の凝縮
部（52）と膨張機構（22）と蒸発器（23）とが順に接続
された冷凍用の低温側ユニット（20）とを備えている。

【００１０】加えて、上記熱源ユニット（3A，3B）の熱
源側熱交換器（33）で冷媒が凝縮し、少なくとも１台の
利用ユニット（40）の利用側熱交換器（42）で冷媒が蒸
発すると共に、冷媒熱交換器（50）の蒸発部（51）で冷
媒が蒸発する冷房主体運転モードと、利用ユニット（4
0）の利用側熱交換器（42）で冷媒が凝縮し、冷媒熱交
換器（50）の蒸発部（51）で冷媒が蒸発する暖房主体運
転モードとを少なくとも行うように構成される一方、高
圧ガス管（72）の冷媒が利用ユニット（40）に向かって
のみ流れるように構成され、低圧ガス管（73）の冷媒が
熱源ユニット（3A，3B）に向かってのみ流れるように構
成されている。

【００１１】また、第２の解決手段は、上記第１の解決
手段において、利用ユニット（40）は、空調用の室内ユ
ニット（40）であり、複数台の室内ユニット（40）が配
管手段（70）に接続された構成としている。

【００１２】また、第３の解決手段は、上記第１の解決
手段において、冷媒熱交換器（50）が、冷凍設備の庫内
に冷風を供給するように構成されたものである。

【００１３】〈作用〉 上記の特定事項により、第１の解決手段では、例えば、
冷房運転を行う場合、各熱源ユニット（3A，3B）の圧縮
機構（31）より吐出した冷媒が熱源側熱交換器（33）に
流れて凝縮する。凝縮した液冷媒は、合流して配管手段
（70）の液管（71）に流れる。

【００１４】上記液冷媒の一部は、利用ユニット（40）
に流れ、第２の解決手段では、複数の室内ユニット（4
0）に流れ、膨張機構（41）を介して室内熱交換器（4
2）で蒸発し、この蒸発したガス冷媒が低圧ガス管（7
3）に流れる。一方、上記液冷媒の残りは、冷媒熱交換
器（50）に流れ、膨張機構（53）を介して蒸発部（51）
で蒸発し、低圧ガス管（73）に流れる。上記ガス冷媒は
低圧ガス管（73）から各熱源ユニット（3A，3B）の各圧
縮機構（31）に戻り、この動作を繰り返す。

【００１５】また、低温側ユニット（20）において、圧
縮機（21）より吐出した冷媒は、冷媒熱交換器（50）の
凝縮部（52）に流れて凝縮する。凝縮した液冷媒は、膨
張機構（22）で減圧した後、蒸発器（23）で蒸発し、こ
の蒸発したガス冷媒が圧縮機（21）に戻る。低温側冷媒
はこの動作を繰り返し、ショーケースの食品等を所定温
度に維持する。

【００１６】上述した冷房運転時において、一方の熱源
ユニット（3B）が故障した場合、室内ユニット（40）の
運転を停止し、低温側ユニット（20）が冷却運転を行
う。つまり、１つの熱源ユニット（3A）の圧縮機構（3
1）より吐出した冷媒が、熱源側熱交換器（33）で凝縮
し、液冷媒が配管手段（70）の液管（71）を経て冷媒熱
交換器（50）に流れ、膨張機構（53）を介して冷媒熱交
換器（50）の蒸発部（51）で蒸発する。蒸発したガス冷
媒が、低圧ガス管（73）から上記１の熱源ユニット（3
A）の圧縮機構（31）に戻る。一方、低温側ユニット（2
0）は上述した動作を行い、ショーケースの食品等を所
定温度に維持する。

【００１７】また、上述した冷房運転時において、第３
の解決手段では、低温側ユニット（20）の圧縮機（21）
が故障した場合、低温側ユニット（20）以外の動作は上
述と同様であり、このとき、低温側ユニット（20）の運
転は停止するが、熱源ユニット（3A，3B）と冷媒熱交換
器（50）との間で冷媒を循環させながら冷媒熱交換器
（50）に送風する。この結果、上記熱源ユニット（3A，
3B）からの冷媒と空気とが熱交換して該空気を冷却し、
冷風を庫内に送り、食品等の鮮度が低下するのを応急的
に抑えることができる。

【００１８】また、暖房運転時は、冷媒が室内ユニット
（40）で凝縮し、冷媒熱交換器（50）で蒸発するので、
１つの熱源ユニット（3B）のみが駆動する。先ず、上記
１の熱源ユニット（3B）における圧縮機構（31）より吐
出した冷媒が配管手段（70）の高圧ガス管（72）を流れ
る。該冷媒が、室内ユニット（40）に流れ、室内熱交換
器（42）で凝縮し、凝縮した液冷媒が配管手段（70）の
液管（71）に流れる。上記液冷媒が、冷媒熱交換器（5
0）に流れ、膨張機構（53）を介して蒸発部（51）で蒸
発し、蒸発したガス冷媒が低圧ガス管（73）に流れ、上
記１の熱源ユニット（3B）の圧縮機構（31）に戻る。こ
の冷媒循環動作を繰り返し、室内を暖房する。

【００１９】一方、上記低温側ユニット（20）におい
て、上述したように、圧縮機（21）より吐出した冷媒
が、冷媒熱交換器（50）の凝縮部（52）で凝縮し、この
凝縮した液冷媒が蒸発器（23）で蒸発して圧縮機（21）
に戻る。この動作を繰り返し、ショーケースの食品等を
所定温度に維持する。

【００２０】

【発明の効果】したがって、本発明によれば、複数台の
熱源ユニット（3A，3B）を設けるようにしたために、１
の熱源ユニット（3B）が故障等により停止しても、他の
熱源ユニット（3A）によって冷媒熱交換器（50）に冷媒
を供給することができるので、低温側ユニット（20）が
冷却運転を継続させることができる。この結果、ショー
ケース等を確実に所定温度に保持することができ、食品
の鮮度等を確実に維持させることができる。したがっ
て、ショーケースなどに陳列された食品等を別のショー
ケースなどに移さなくても、品質を応急的に維持できる
一方、このように食品等を別のショーケースに移さなく
てよいので、別のショーケースの負荷の増大を防止する
ことができる。

【００２１】また、上記利用ユニット（40）の暖房運転
時などにおいては、該利用ユニット（40）で得た冷熱を
冷媒熱交換器（50）に搬送して回収することができるの
で、熱効率の向上を図ることができる。

【００２２】また、第３の解決手段によれば、冷媒熱交
換器（50）から冷凍設備の庫内に冷風を供給するように
したために、低温側ユニット（20）の故障時等におい
て、冷媒熱交換器（50）を利用して単元冷凍サイクルの
冷凍運転を行うことができる。この結果、ショーケース
などの庫内の温度は幾分上昇するものの、食品等の品質
が急速に低下するのは防止できる。

【００２３】

【発明の実施の形態１】以下、本発明の実施形態１を図
面に基づいて詳細に説明する。

【００２４】図１に示すように、本実施形態の冷凍装置
（10）は、高温側冷媒回路（1A）と低温側冷媒回路（2
0）とを備えた二元冷凍サイクルに構成されている。そ
して、上記高温側冷媒回路（1A）は、第１熱源ユニット
（3A）及び第２熱源ユニット（3B）と２台の室内ユニッ
ト（40）とを備えると共に、複数台（図１では４台）の
冷媒熱交換器（50）が接続されている。

【００２５】上記各熱源ユニット（3A，3B）は、圧縮機
構（31）と四路切換弁（32）と熱源側熱交換器（33）と
膨張機構である熱源側膨張弁（34）とが順に接続されて
構成されている。上記圧縮機構（31）は、２台の圧縮機
（21）より構成されると共に、該圧縮機構（31）の吸込
み側にアキュムレータ（35）が接続されている。

【００２６】上記熱源側熱交換器（33）には液配管（3
6）が接続され、上記四路切換弁（32）にメインガス配
管（37）が接続される一方、上記四路切換弁（32）と熱
源側熱交換器（33）との間にはサブガス配管（38）が接
続されている。また、上記第１熱源ユニット（3A）にお
けるサブガス配管（38）には第１開閉弁（S1）が設けら
れている。

【００２７】尚、上記メインガス配管（37）は、各熱源
ユニット（3A，3B）が冷房サイクルになると低圧ガス冷
媒（吸入ガス冷媒）の流通可能に、各熱源ユニット（3
A，3B）が暖房サイクルになると高圧ガス冷媒（吐出ガ
ス冷媒）の流通可能に構成されている。

【００２８】また、上記サブガス配管（38）は、各熱源
ユニット（3A，3B）が冷房サイクルになると高圧ガス冷
媒（吐出ガス冷媒）の流通可能に、各熱源ユニット（3
A，3B）が暖房サイクルになると低圧ガス冷媒（吸入ガ
ス冷媒）の流通可能に構成されている。

【００２９】上記液配管（36）、メインガス配管（37）
及びサブガス配管（38）は配管ユニット（60）に接続さ
れると共に、両熱源ユニット（3A，3B）が互いに並列に
接続されている。そして、上記配管ユニット（60）は、
液管（71）と高圧ガス管（72）と低圧ガス管（73）とよ
りなる配管手段（70）が接続されると共に、上記熱源ユ
ニット（3A，3B）から延びる液配管（36）、メインガス
配管（37）及びサブガス配管（38）と、配管手段（70）
とを接続している。

【００３０】上記配管ユニット（60）は、液通路（61）
の他、第１メインガス通路（62）と第１サブガス通路
（63）と第２メインガス通路（64）と第２サブガス通路
（65）とを備えている。更に、上記配管ユニット（60）
は、高圧ガス管（72）に接続された高圧ガス通路（66）
と、低圧ガス管（73）に接続された低圧ガス通路（67）
とを備えている。

【００３１】上記液通路（61）は、配管手段（70）の液
管（71）に接続される一方、他端部が２つに分岐され
て、それぞれ第１熱源ユニット（3A）及び第２熱源ユニ
ット（3B）の液配管（36）に接続されている。尚、上記
液配管（36）にはレシーバ（68）が設けられている。

【００３２】上記第１メインガス通路（62）及び第２メ
インガス通路（64）の一端は、第１熱源ユニット（3A）
及び第２熱源ユニット（3B）のメインガス配管（37）に
それぞれ接続され、他端は、それぞれ２つに分岐されて
高圧ガス通路（66）と低圧ガス通路（67）とに接続され
ている。そして、上記第１メインガス通路（62）及び第
２メインガス通路（64）の分岐部分には一方向弁（CV）
が設けられている。

【００３３】上記第１サブガス通路（63）の一端は、第
１熱源ユニット（3A）のサブガス配管（38）に接続さ
れ、他端は、２つに分岐されて高圧ガス通路（66）と低
圧ガス通路（67）とに接続されている。そして、上記第
１サブガス通路（63）の分岐部分には、一方向の流れの
みを許容する高圧側の第２開閉弁（S2）と低圧側の第３
開閉弁（S3）とが設けられている。

【００３４】上記第２サブガス通路（65）の一端は、第
２熱源ユニット（3B）のサブガス配管（38）に接続さ
れ、他端は、２つに分岐されて第１メインガス通路（6
2）と第１サブガス通路（63）とに接続されている。そ
して、上記第２サブガス通路（65）の分岐部分には、双
方向の流れを許容する第１メインガス通路（62）側の第
４開閉弁（S4）と第１サブガス通路（63）側の第５開閉
弁（S5）とが設けられている。

【００３５】上記室内ユニット（40）は、空調設備用の
空調ユニットであって、膨張機構である室内膨張弁（4
1）と利用側熱交換器である室内熱交換器（42）とが直
列に接続されて利用ユニットを構成している。該室内ユ
ニット（40）における室内膨張弁（41）側の一端は液管
（71）に接続される一方、室内熱交換器（42）側の他端
は分岐ユニット（80）を介して高圧ガス管（72）と低圧
ガス管（73）とに接続されている。

【００３６】上記分岐ユニット（80）は、一方向の流れ
のみを許容する第６開閉弁（S6）と第７開閉弁（S7）と
を備え、上記室内ユニット（40）が高圧ガス管（72）と
低圧ガス管（73）の何れかに連通するように構成してい
る。つまり、上記各室内ユニット（40）はそれぞれ独立
して冷房運転と暖房運転と行えるように構成されてい
る。

【００３７】一方、上記冷媒熱交換器（50）は、蒸発部
（51）と凝縮部（52）とを備え、該蒸発部（51）の一端
が膨張機構である高温側膨張弁（53）を介して液管（7
1）に接続される一方、他端が低圧ガス管（73）に接続
されている。

【００３８】上記低温側冷媒回路（20）は、冷凍ショー
ケースなどの冷凍設備用の低温側ユニットであって、圧
縮機（21）と冷媒熱交換器（50）の凝縮部（52）と膨張
機構である低温側膨張弁（22）と蒸発器（23）とが順に
接続されて構成されている。そして、上記冷媒熱交換器
（50）において、高温側冷媒回路（1A）の冷媒と低温側
冷媒回路（20）の冷媒とが熱交換するように構成されて
いる。

【００３９】また、上記低温側冷媒回路（20）における
蒸発器（23）は、図示しないが、ショーケースの空気通
路に設けられると共に、冷媒熱交換器（50）もショーケ
ースの空気通路に設けられている。そして、これらの蒸
発器（23）及び冷媒熱交換器（50）は、図示しない送風
機によって、ショーケース内の食品等の陳列空間へ冷風
を供給するように構成されている。

【００４０】尚、図１において、一方向弁（CV）及び第
１開閉弁（S1）等の矢符は、弁の機能である流通方向を
示している。

【００４１】〈運転動作〉 次に、上述した冷凍装置（10）の運転動作について説明
する。

【００４２】−冷房主体運転モード− この冷房運転モードは、冷媒が図２に示すように循環す
る。尚、この図２においては、２台の室内ユニット（4
0）が何れも冷房運転を行っている状態を示し、この状
態では、両熱源ユニット（3A，3B）の四路切換弁（32）
は実線側に切り換わる一方、第１熱源ユニット（3A）の
第１開閉弁（S1）及び配管ユニット（60）の４つの開閉
弁（S2〜S5）は何れも閉鎖されている。

【００４３】先ず、各熱源ユニット（3A，3B）におい
て、圧縮機構（31）より吐出した冷媒は、四路切換弁
（32）から熱源側熱交換器（33）に流れて凝縮する。凝
縮した液冷媒は、熱源側膨張弁（34）を経て配管ユニッ
ト（60）に流れる。この配管ユニット（60）において、
液冷媒は液通路（61）で合流し、配管手段（70）の液管
（71）に流れる。

【００４４】上記液冷媒の一部は、室内ユニット（40）
に流れ、室内膨張弁（41）で減圧した後、室内熱交換器
（42）で蒸発し、この蒸発したガス冷媒が分岐ユニット
（80）に流れる。この分岐ユニット（80）において、高
圧側の第６開閉弁（S6）が閉じ、低圧側の第７開閉弁
（S7）が開いているので、上記ガス冷媒は低圧ガス管
（73）に流れる。

【００４５】上記液冷媒の残りは、冷媒熱交換器（50）
に流れ、高温側膨張弁（53）で減圧した後、冷媒熱交換
器（50）の蒸発部（51）で蒸発し、低圧ガス管（73）に
流れる。

【００４６】上記室内ユニット（40）及び冷媒熱交換器
（50）からのガス冷媒は低圧ガス管（73）で合流し、配
管ユニット（60）の低圧ガス通路（67）から第１メイン
ガス通路（62）と第２メインガス通路（64）に分かれ、
各熱源ユニット（3A，3B）のメインガス配管（37）を流
れて各圧縮機構（31）に戻る。高温側冷媒は上述した動
作を繰り返し、室内を冷房する。

【００４７】また、上記低温側冷媒回路（20）におい
て、圧縮機（21）より吐出した冷媒は、冷媒熱交換器
（50）の凝縮部（52）に流れて凝縮する。凝縮した液冷
媒は、低温側膨張弁（22）で減圧した後、蒸発器（23）
で蒸発し、この蒸発したガス冷媒が圧縮機（21）に戻
る。低温側冷媒はこの動作を繰り返し、各ショーケース
の食品等を所定温度に維持する。

【００４８】この運転モードにおいて、２台の室内ユニ
ット（40）の何れか一方又は双方が暖房運転してもよ
い。この場合、配管ユニット（60）における第１サブガ
ス通路（63）の第２開閉弁（S2）及び第２サブガス通路
（65）の第５開閉弁（S5）の一方又は双方が開口する。

【００４９】この状態において、圧縮機構（31）からの
高圧ガスの一部が、サブガス配管（38）から第１サブガ
ス通路（63）などを経て高圧ガス管（72）を流れる。そ
して、分岐ユニット（80）における高圧側の第６開閉弁
（S6）が開いているので、ガス冷媒が室内ユニット（4
0）の室内熱交換器（42）で凝縮し、液冷媒が室内膨張
弁（41）を介して液管（71）に合流し、上述したように
冷媒熱交換器（50）等に流れることになる。

【００５０】この場合、上記熱源ユニット（3A，3B）に
おける室外熱交換器の凝縮能力が低減される一方、室内
ユニット（40）における室内熱交換器（42）で冷媒が凝
縮して得た冷熱を冷媒熱交換器（50）で回収することが
できる。

【００５１】−冷房主体運転モードにおける第２熱源ユ
ニット（3B）の停止時− 上述した冷房主体運転モードにおいて、高温側冷媒回路
（1A）の一方の熱源ユニット（3B）が故障した場合、例
えば、第２熱源ユニット（3B）が故障した場合、図３に
示す運転が行われる。この場合、蒸発熱量の関係から室
内ユニット（40）の運転を停止し、低温側冷媒回路（2
0）が冷却運転を行う。

【００５２】この場合、上述した冷房主体運転とほぼ同
様な動作が行われる。つまり、第１熱源ユニット（3A）
の圧縮機構（31）より吐出した冷媒が、熱源側熱交換器
（33）で凝縮し、凝縮した液冷媒が、配管ユニット（6
0）の液通路（61）から配管手段（70）の液管（71）に
流れる。

【００５３】上記液冷媒が、冷媒熱交換器（50）に流
れ、高温側膨張弁（53）で減圧した後、冷媒熱交換器
（50）の蒸発部（51）で蒸発する。蒸発したガス冷媒
が、低圧ガス管（73）に流れ、配管ユニット（60）の低
圧ガス通路（67）から第１メインガス通路（62）を経
て、第１熱源ユニット（3A）のメインガス配管（37）を
流れて圧縮機構（31）に戻る。

【００５４】一方、低温側冷媒回路（20）の圧縮機（2
1）より吐出した冷媒は、冷媒熱交換器（50）の凝縮部
（52）で凝縮し、凝縮した液冷媒が、低温側膨張弁（2
2）で減圧した後、蒸発器（23）で蒸発し、蒸発したガ
ス冷媒が圧縮機（21）に戻る。低温側冷媒はこの動作を
繰り返し、各ショーケースの食品等を所定温度に維持す
る。

【００５５】この運転モードにおいて、上述した運転モ
ードと同様に、２台の室内ユニット（40）の何れか一方
又は双方が暖房運転してもよい。

【００５６】−冷房主体運転モードにおける低温側冷媒
回路（20）の停止時− 上述した冷房主体運転モードにおいて、低温側冷媒回路
（20）の圧縮機（21）が故障した場合、図４に示す運転
が行われる。この場合、低温側冷媒回路（20）の動作以
外は、図２に示す冷媒動作と同様である。

【００５７】このとき、低温側冷媒回路（20）の運転は
停止するが、高温側冷媒回路（1A）の冷媒を循環させな
がら冷媒熱交換器（50）の送風機を作動させる。この結
果、高温側冷媒回路（1A）の冷媒と空気とが熱交換して
該空気を冷却し、冷風を庫内に送ることができる。この
場合、高温側冷媒回路（1A）のみの動作となるので、シ
ョーケース内の温度は幾分上昇するが、食品等の鮮度が
低下するのを応急的に抑えることができる。

【００５８】この運転モードにおいて、上述した運転モ
ードと同様に、２台の室内ユニット（40）の何れか一方
又は双方が暖房運転してもよい。

【００５９】また、図４では、４台の低温側冷媒回路
（20）が全て停止したが、１台等の低温側冷媒回路（2
0）が停止した場圧も同様であり、正常な低温側冷媒回
路（20）は冷却運転を行う。

【００６０】−暖房主体運転モード− この暖房運転モードは、冷媒が図５に示すように循環す
る。尚、この図５においては、２台の室内ユニット（4
0）が何れも暖房運転を行っている状態を示している。

【００６１】また、この状態においては、高温側冷媒が
室内ユニット（40）で凝縮し、冷媒熱交換器（50）で蒸
発するので、第２熱源ユニット（3B）のみが駆動し、該
第２熱源ユニット（3B）の四路切換弁（32）が実線側に
切り換わる。一方、配管ユニット（60）の第１サブガス
通路（63）及び第２サブガス通路（65）において、高圧
ガス通路（66）に連通する第２開閉弁（S2）及び第５開
閉弁（S5）が開口している。また、第１熱源ユニット
（3A）の熱源側膨張弁（34）は全閉である。

【００６２】先ず、第２熱源ユニット（3B）の圧縮機構
（31）より吐出した冷媒が、四路切換弁（32）からサブ
ガス配管（38）を流れて配管ユニット（60）に流れる。
この配管ユニット（60）において、上記冷媒が、第２サ
ブガス通路（65）から第１サブガス通路（63）を介して
高圧ガス通路（66）を流れ、配管手段（70）の高圧ガス
管（72）を流れる。

【００６３】その後、上記冷媒が、分岐ユニット（80）
に流れ、この分岐ユニット（80）において、低圧側の第
７開閉弁（S7）が閉じ、高圧側の第６開閉弁（S6）が開
いているので、上記冷媒が、室内ユニット（40）に流れ
る。上記冷媒が室内熱交換器（42）で凝縮し、凝縮した
液冷媒が室内膨張弁（41）を経て液管（71）に流れる。
続いて、上記液冷媒が、冷媒熱交換器（50）に流れ、高
温側膨張弁（53）で減圧した後、冷媒熱交換器（50）の
蒸発部（51）で蒸発し、蒸発したガス冷媒が低圧ガス管
（73）に流れる。

【００６４】上記ガス冷媒は、低圧ガス管（73）から配
管ユニット（60）の低圧ガス通路（67）を流れ、第２メ
インガス通路（64）を経て第２熱源ユニット（3B）のメ
インガス配管（37）を流れて圧縮機構（31）に戻る。高
温側冷媒は上述した動作を繰り返し、室内を暖房する。

【００６５】一方、上記低温側冷媒回路（20）におい
て、圧縮機（21）より吐出した冷媒が、冷媒熱交換器
（50）の凝縮部（52）に流れて凝縮する。この凝縮した
液冷媒が、低温側膨張弁（22）で減圧した後、蒸発器
（23）で蒸発し、この蒸発したガス冷媒が圧縮機（21）
に戻る。低温側冷媒はこの動作を繰り返し、各ショーケ
ースの食品等を所定温度に維持する。

【００６６】また、上記第２熱源ユニット（3B）の他、
第１熱源ユニット（3A）を第２熱源ユニット（3B）と同
様に駆動してもよく、また、第２熱源ユニット（3B）に
代えて第１熱源ユニット（3A）を駆動してもよい。

【００６７】また、上記室内ユニット（40）が暖房運転
を休止した場合、つまり、室内温度が所定温度になる
と、第２熱源ユニット（3B）の熱源側熱交換器（33）に
冷媒を流して高温側冷媒を凝縮させる。つまり、配管ユ
ニット（60）における第２サブガス通路（65）の第４開
閉弁（S4）及び第５開閉弁（S5）を閉じる。そして、第
２熱源ユニット（3B）の圧縮機構（31）より吐出した冷
媒が、四路切換弁（32）から熱源側熱交換器（33）に流
れて凝縮する。凝縮した液冷媒が、熱源側膨張弁（34）
を経て配管ユニット（60）の液通路（61）を流れて配管
手段（70）の液管（71）に流れる。その後、該液冷媒
が、冷媒熱交換器（50）に流れて上述した動作を行うこ
とになる。

【００６８】また、上記低温側冷媒回路（20）が冷却運
転を休止した場合、つまり、ショーケースの庫内温度が
所定温度になると、低温側冷媒回路（20）の圧縮機（2
1）の運転を停止する。その際、図示しないが、第２熱
源ユニット（3B）の四路切換弁（32）を図５の破線側に
切り換えると共に、配管ユニット（60）における第２開
閉弁（S2）〜第５開閉弁（S5）が閉鎖される。

【００６９】この状態において、第２熱源ユニット（3
B）の圧縮機構（31）より吐出した冷媒は、四路切換弁
（32）からメインガス配管（37）を流れて配管ユニット
（60）の第２メインガス通路（64）及び高圧ガス通路
（66）を経て配管手段（70）の高圧ガス管（72）を流れ
る。その後、上記冷媒は、分岐ユニット（80）を介して
室内ユニット（40）に流れ、室内熱交換器（42）で凝縮
する。続いて、凝縮した液冷媒は、液管（71）を流れ、
配管ユニット（60）の液通路（61）を経て第２熱源ユニ
ット（3B）の液管（71）を流れ、熱源側熱交換器（33）
で蒸発して圧縮機構（31）に戻る。高温側冷媒は上述し
た動作を繰り返し、室内を暖房する。

【００７０】−暖房主体運転モードにおける第２熱源ユ
ニット（3B）の停止時− 上述した暖房主体運転モードにおいて、第２熱源ユニッ
ト（3B）が故障した場合、図６に示す運転が行われる。
この場合、第１熱源ユニット（3A）が第２熱源ユニット
（3B）に代わって運転動作を行うことになり、この第１
熱源ユニット（3A）の運転動作は上記運転モードと同じ
である。

【００７１】−暖房主体運転モードにおける低温側冷媒
回路（20）の停止時− 上述した暖房主体運転モードにおいて、低温側冷媒回路
（20）の圧縮機（21）が故障した場合、図７に示す運転
が行われる。この場合、低温側冷媒回路（20）の動作以
外は、図５に示す冷媒動作と同様である。

【００７２】この場合、冷房主体運転モードと同様に、
低温側冷媒回路（20）の運転は停止するが、高温側冷媒
回路（1A）の冷媒を循環させながら冷媒熱交換器（50）
の送風機を作動させる。この結果、高温側冷媒回路（1
A）の冷媒と空気とが熱交換して該空気を冷却し、冷風
を庫内に送ることができる。

【００７３】〈実施形態１の効果〉 以上のように、本実施形態によれば、２台の熱源ユニッ
ト（3A，3B）を設けるようにしたために、１の熱源ユニ
ット（3B）が故障等により停止しても、他の熱源ユニッ
ト（3A）によって冷媒熱交換器（50）に冷媒を供給する
ことができるので、低温側冷媒回路（20）が冷却運転を
継続させることができる。この結果、ショーケース等を
確実に所定温度に保持することができ、食品の鮮度等を
確実に維持させることができる。したがって、ショーケ
ースなどに陳列された食品等を別のショーケースなどに
移さなくても、品質を応急的に維持できる一方、このよ
うに食品等を別のショーケースに移さなくてよいので、
別のショーケースの負荷の増大を防止することができ
る。

【００７４】また、上記室内ユニット（40）の暖房運転
時などにおいては、該室内ユニット（40）で得た冷熱を
冷媒熱交換器（50）に搬送して回収することができるの
で、熱効率の向上を図ることができる。

【００７５】また、上記冷媒熱交換器（50）から冷凍設
備の庫内に冷風を供給するようにすると、低温側冷媒回
路（20）の故障時等において、冷媒熱交換器（50）を利
用して単元冷凍サイクルの冷凍運転を行うことができる
ので、ショーケースなどの庫内の温度は幾分上昇するも
のの、食品等の品質が急速に低下するのは防止できる。

【００７６】

【発明の実施の形態２】次に、本発明の実施形態２を図
面に基づいて詳細に説明する。

【００７７】本実施形態は、上記実施形態１が配管ユニ
ット（60）を設けたのに代えて、高圧ガス管（72）が直
接に各熱源ユニット（3A，3B）における圧縮機構（31）
の吐出側に接続され、低圧ガス管（73）が直接に各熱源
ユニット（3A，3B）における圧縮機構（31）の吸込み側
に接続されたものである。

【００７８】つまり、図８に示すように、実施形態１に
おけるメインガス配管（37）が低圧ガス配管（37）に構
成される一方、実施形態１のサブガス配管（38）に代え
て高圧ガス配管（39）が設けられている。第１熱源ユニ
ット（3A）及び第２熱源ユニット（3B）の低圧ガス配管
（37）は一方向弁（CV）を備えると共に、配管手段（7
0）の低圧ガス管（73）に接続されている。

【００７９】上記高圧ガス配管（39）は、一方向弁（C
V）を備える一方、一端が、圧縮機構（31）と四路切換
弁（32）との間に接続され、他端が配管手段（70）の高
圧ガス管（72）に接続されている。

【００８０】尚、四路切換弁（32）の１つのポートは、
キャピラリチューブ（CP）と一方向弁（CV）を介して該
四路切換弁（32）と熱源側熱交換器（33）との間に接続
されている。

【００８１】〈運転動作〉 次に、上述した冷凍装置（10）の運転動作について説明
する。

【００８２】−冷房主体運転モード− この冷房運転モードは、冷媒が図９に示すように循環
し、基本的動作は、実施形態１の図２の冷媒循環と同様
である。尚、この図９においては、２台の室内ユニット
（40）が何れも冷房運転を行っている状態を示し、この
状態では、両熱源ユニット（3A，3B）の四路切換弁（3
2）は実線側に切り換わっている。

【００８３】先ず、各熱源ユニット（3A，3B）におい
て、圧縮機構（31）より吐出した冷媒は、四路切換弁
（32）から熱源側熱交換器（33）に流れて凝縮する。凝
縮した液冷媒は、液配管（36）から合流して配管手段
（70）の液管（71）に流れる。

【００８４】上記液冷媒の一部は、室内ユニット（40）
に流れ、室内膨張弁（41）で減圧した後、室内熱交換器
（42）で蒸発し、この蒸発したガス冷媒が低圧ガス管
（73）に流れる。上記液冷媒の残りは、冷媒熱交換器
（50）に流れ、高温側膨張弁（53）で減圧した後、冷媒
熱交換器（50）の蒸発部（51）で蒸発し、低圧ガス管
（73）に流れる。

【００８５】上記室内ユニット（40）及び冷媒熱交換器
（50）からのガス冷媒は低圧ガス管（73）で合流し、上
記各熱源ユニット（3A，3B）の低圧ガス配管（37）を流
れて各圧縮機構（31）に戻る。高温側冷媒は上述した動
作を繰り返し、室内を冷房する。

【００８６】また、上記低温側冷媒回路（20）におい
て、圧縮機（21）より吐出した冷媒は、冷媒熱交換器
（50）の凝縮部（52）に流れて凝縮する。凝縮した液冷
媒は、低温側膨張弁（22）で減圧した後、蒸発器（23）
で蒸発し、この蒸発したガス冷媒が圧縮機（21）に戻
る。低温側冷媒はこの動作を繰り返し、各ショーケース
の食品等を所定温度に維持する。

【００８７】この運転モードにおいて、２台の室内ユニ
ット（40）の何れか一方又は双方が暖房運転してもよ
い。この場合、圧縮機構（31）からの高圧ガスの一部
が、高圧ガス配管（39）から高圧ガス管（72）を流れ
る。そして、分岐ユニット（80）における高圧側の第６
開閉弁（S6）が開いているので、ガス冷媒が室内ユニッ
ト（40）の室内熱交換器（42）で凝縮し、液冷媒が室内
膨張弁（41）を介して液管（71）に合流し、上述したよ
うに冷媒熱交換器（50）等に流れることになる。

【００８８】この場合、上記熱源ユニット（3A，3B）に
おける熱源側熱交換器（33）の凝縮能力が低減される一
方、室内ユニット（40）における室内熱交換器（42）で
冷媒が凝縮して得た冷熱を冷媒熱交換器（50）で回収す
ることができる。

【００８９】−冷房主体運転モードにおける第２熱源ユ
ニット（3B）の停止時− 上述した冷房主体運転モードにおいて、高温側冷媒回路
（1A）の一方の熱源ユニット（3A，3B）が故障した場
合、例えば、第２熱源ユニット（3B）が故障した場合、
図１０に示す運転が行われる。この場合、蒸発熱量の関
係から室内ユニット（40）の運転を停止し、低温側冷媒
回路（20）が冷却運転を行う。

【００９０】この場合、上述した冷房主体運転とほぼ同
様な動作が行われる。つまり、第１熱源ユニット（3A）
の圧縮機構（31）より吐出した冷媒が、熱源側熱交換器
（33）で凝縮し、凝縮した液冷媒が配管手段（70）の液
管（71）に流れる。その後、上記液冷媒が、冷媒熱交換
器（50）に流れ、高温側膨張弁（53）で減圧した後、冷
媒熱交換器（50）の蒸発部（51）で蒸発する。蒸発した
ガス冷媒が、低圧ガス管（73）から第１熱源ユニット
（3A）の低圧ガス配管（37）を流れて圧縮機構（31）に
戻る。

【００９１】一方、低温側冷媒回路（20）の圧縮機（2
1）より吐出した冷媒は、冷媒熱交換器（50）の凝縮部
（52）で凝縮し、凝縮した液冷媒が、低温側膨張弁（2
2）で減圧した後、蒸発器（23）で蒸発し、蒸発したガ
ス冷媒が圧縮機（21）に戻る。低温側冷媒はこの動作を
繰り返し、各ショーケースの食品等を所定温度に維持す
る。

【００９２】この運転モードにおいて、上述した運転モ
ードと同様に、２台の室内ユニット（40）の何れか一方
又は双方が暖房運転してもよい。

【００９３】−冷房主体運転モードにおける低温側冷媒
回路（20）の停止時− 上述した冷房主体運転モードにおいて、低温側冷媒回路
（20）の圧縮機（21）が故障した場合、図１１に示す運
転が行われる。この場合、低温側冷媒回路（20）の動作
以外は、図９に示す冷媒動作と同様である。

【００９４】このとき、低温側冷媒回路（20）の運転は
停止するが、高温側冷媒回路（1A）の冷媒を循環させな
がら冷媒熱交換器（50）の送風機を作動させる。この結
果、高温側冷媒回路（1A）の冷媒と空気とが熱交換して
該空気を冷却し、冷風を庫内に送ることができる。この
場合、高温側冷媒回路（1A）のみの動作となるので、シ
ョーケース内の温度は幾分上昇するが、食品等の鮮度が
低下するのを応急的に抑えることができる。

【００９５】この運転モードにおいて、上述した運転モ
ードと同様に、２台の室内ユニット（40）の何れか一方
又は双方が暖房運転してもよい。

【００９６】また、図１１では、４台の低温側冷媒回路
（20）が全て停止したが、１台等の低温側冷媒回路（2
0）が停止した場圧も同様であり、正常な低温側冷媒回
路（20）は冷却運転を行う。

【００９７】−暖房主体運転モード− この冷房運転モードは、冷媒が図１２に示すように循環
し、基本的動作は、実施形態１の図５の冷媒循環と同様
である。尚、この図１２においては、２台の室内ユニッ
ト（40）が何れも暖房運転を行っている状態を示してい
る。また、この状態においては、実施形態１の図５と同
様に、第２熱源ユニット（3B）のみが駆動する。

【００９８】先ず、第２熱源ユニット（3B）の圧縮機構
（31）より吐出した冷媒が、四路切換弁（32）から高圧
ガス配管（39）を流れ、配管手段（70）の高圧ガス管
（72）を流れる。その後、上記冷媒が、分岐ユニット
（80）の第６開閉弁（S6）を介して室内ユニット（40）
に流れ、室内熱交換器（42）で凝縮し、凝縮した液冷媒
が室内膨張弁（41）を経て液管（71）に流れる。

【００９９】続いて、上記液冷媒が、冷媒熱交換器（5
0）に流れ、高温側膨張弁（53）で減圧した後、冷媒熱
交換器（50）の蒸発部（51）で蒸発し、蒸発したガス冷
媒が低圧ガス管（73）に流れる。上記ガス冷媒は、第２
熱源ユニット（3B）の低圧ガス配管（37）を流れて圧縮
機構（31）に戻る。高温側冷媒は上述した動作を繰り返
し、室内を暖房する。

【０１００】一方、上記低温側冷媒回路（20）におい
て、圧縮機（21）より吐出した冷媒が、冷媒熱交換器
（50）の凝縮部（52）に流れて凝縮する。この凝縮した
液冷媒が、低温側膨張弁（22）で減圧した後、蒸発器
（23）で蒸発し、この蒸発したガス冷媒が圧縮機（21）
に戻る。低温側冷媒はこの動作を繰り返し、各ショーケ
ースの食品等を所定温度に維持する。

【０１０１】また、上記第２熱源ユニット（3B）の他、
第１熱源ユニット（3A）を第２熱源ユニット（3B）と同
様に駆動してもよく、また、第２熱源ユニット（3B）に
代えてだち熱源ユニット（3A，3B）を駆動してもよい。

【０１０２】また、上記室内ユニット（40）が暖房運転
を休止すると、第２熱源ユニット（3B）の圧縮機構（3
1）から吐出した冷媒が熱源側熱交換器（33）に流れて
凝縮する。凝縮した液冷媒が、液通路（61）を経て配管
手段（70）の液管（71）に流れる。その後、該液冷媒
が、冷媒熱交換器（50）に流れて上述した動作を行うこ
とになる。

【０１０３】また、上記低温側冷媒回路（20）が冷却運
転を休止すると、第２熱源ユニット（3B）の四路切換弁
（32）を図１２の破線側に切り換える。

【０１０４】この状態において、第２熱源ユニット（3
B）の圧縮機構（31）より吐出した冷媒は、高圧ガス配
管（39）を流れて配管手段（70）の高圧ガス管（72）を
流れる。その後、上記冷媒は、分岐ユニット（80）を介
して室内ユニット（40）に流れ、室内熱交換器（42）で
凝縮する。続いて、凝縮した液冷媒は、液管（71）を流
れ、第２熱源ユニット（3B）の液管（71）を流れ、熱源
側熱交換器（33）で蒸発して圧縮機構（31）に戻る。高
温側冷媒は上述した動作を繰り返し、室内を暖房する。

【０１０５】−暖房主体運転モードにおける第２熱源ユ
ニット（3B）の停止時− 上述した暖房主体運転モードにおいて、第２熱源ユニッ
ト（3B）が故障した場合、図１３に示す運転が行われ
る。この場合、第１熱源ユニット（3A）が第２熱源ユニ
ット（3B）に代わって運転動作を行うことになり、この
第１熱源ユニット（3A）の運転動作は上記運転モードと
同じである。

【０１０６】−暖房主体運転モードにおける低温側冷媒
回路（20）の停止時− 上述した暖房主体運転モードにおいて、低温側冷媒回路
（20）の圧縮機（21）が故障した場合、図１４に示す運
転が行われる。この場合、低温側冷媒回路（20）の動作
以外は、図１２に示す冷媒動作と同様である。

【０１０７】この場合、冷房主体運転モードと同様に、
低温側冷媒回路（20）の運転は停止するが、高温側冷媒
回路（1A）の冷媒を循環させながら冷媒熱交換器（50）
の送風機を作動させる。この結果、高温側冷媒回路（1
A）の冷媒と空気とが熱交換して該空気を冷却し、冷風
を庫内に送ることができる。

【０１０８】したがって、本実施形態においても、上記
実施形態１と同様に、１の熱源ユニット（3A，3B）が故
障等しても低温側冷媒回路（20）の運転を継続させるこ
とができると共に、熱回収を行うことができる。

【０１０９】

【発明の他の実施の形態】上記各実施形態においては、
２台の熱源ユニット（3A，3B）を設けたが、本発明は、
３台以上の熱源ユニット（3A，3B，…）を設けてもよ
く、また、室内ユニット（40）の台数も２台に限られな
いことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１を示す冷媒回路図である。

【図２】実施形態１の冷房運転時を示す冷媒回路図であ
る。

【図３】実施形態１の冷房運転時における第２熱源ユニ
ットの停止時を示す冷媒回路図である。

【図４】実施形態１の冷房運転時における低温側冷媒回
路の停止時を示す冷媒回路図である。

【図５】実施形態１の暖房運転時を示す冷媒回路図であ
る。

【図６】実施形態１の暖房運転時における第２熱源ユニ
ットの停止時を示す冷媒回路図である。

【図７】実施形態１の暖房運転時における低温側冷媒回
路の停止時を示す冷媒回路図である。

【図８】本発明の実施形態２を示す冷媒回路図である。

【図９】実施形態２の冷房運転時を示す冷媒回路図であ
る。

【図１０】実施形態２の冷房運転時における第２熱源ユ
ニットの停止時を示す冷媒回路図である。

【図１１】実施形態２の冷房運転時における低温側冷媒
回路の停止時を示す冷媒回路図である。

【図１２】実施形態２の暖房運転時を示す冷媒回路図で
ある。

【図１３】実施形態２の暖房運転時における第２熱源ユ
ニットの停止時を示す冷媒回路図である。

【図１４】実施形態２の暖房運転時における低温側冷媒
回路の停止時を示す冷媒回路図である。

【符号の説明】

10 冷凍装置 1A 高温側冷媒回路 20 低温側冷媒回路（低温側ユニット） 21 圧縮機 22 低温側膨張弁（膨張機構） 23 蒸発器 3A，3B 熱源ユニット 31 圧縮機構 33 熱源側熱交換器 34 熱源側膨張弁（膨張機構） 40 室内ユニット（利用ユニット） 41 室内膨張弁 42 室内熱交換器（利用側熱交換器） 50 冷媒熱交換器 51 蒸発部 52 凝縮部 53 高温側膨張弁（膨張機構） 60 配管ユニット 70 配管手段 71 液管 72 高圧ガス管 73 低圧ガス管 80 分岐ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−103800（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−178159（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−138046（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25B 7/00 F25B 13/00 104 F25B 29/00 361 F25B 29/00 431

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機構（31）、熱源側熱交換器（33）及
   び膨張弁（34）が順に接続された複数台の熱源ユニット
   （3A，3B）と、 液管（71）、高圧ガス管（72）及び低圧ガス管（73）を
   有し、該液管（71）が上記膨張弁（34）を介して熱源側
   熱交換器（33）に接続される一方、圧縮機構（31）の吐
   出側が熱源側熱交換器（33）又は高圧ガス管（72）との
   冷媒流通に切り換わるように、且つ吸込み側が熱源側熱
   交換器（33）又は低圧ガス管（73）との冷媒流通に切り
   換わるように複数台の熱源ユニット（3A，3B）が並列状
   態で接続された配管手段（70）と、 膨張機構（41）及び利用側熱交換器（42）が直列に接続
   され、一端が液管（71）に連通し、他端が高圧ガス管
   （72）と低圧ガス管（73）とに切り換わって連通する複
   数台の利用ユニット（40）と、 蒸発部（51）及び凝縮部（52）を備え、該蒸発部（51）
   の一端が膨張機構（53）を介して液管（71）に、他端が
   低圧ガス管（73）に連通する冷媒熱交換器（50）と、 圧縮機（21）と冷媒熱交換器（50）の凝縮部（52）と膨
   張機構（22）と蒸発器（23）とが順に接続された冷凍用
   の低温側ユニット（20）とを備え、 上記熱源ユニット（3A，3B）の熱源側熱交換器（33）で
   冷媒が凝縮し、少なくとも１台の利用ユニット（40）の
   利用側熱交換器（42）で冷媒が蒸発すると共に、冷媒熱
   交換器（50）の蒸発部（51）で冷媒が蒸発する冷房主体
   運転モードと、利用ユニット（40）の利用側熱交換器
   （42）で冷媒が凝縮し、冷媒熱交換器（50）の蒸発部
   （51）で冷媒が蒸発する暖房主体運転モードとを少なく
   とも行うように構成される一方、高圧ガス管（72）の冷
   媒が利用ユニット（40）に向かってのみ流れるように構
   成され、低圧ガス管（73）の冷媒が熱源ユニット（3A，
   3B）に向かってのみ流れるように構成され ている冷凍装
   置。
2. 【請求項２】利用ユニット（40）は、空調用の室内ユニ
   ット（40）であり、複数台の室内ユニット（40）が配管
   手段（70）に接続されている請求項１記載の冷凍装置。
3. 【請求項３】冷媒熱交換器（50）は、冷凍設備の庫内に
   冷風を供給するように構成されている請求項１記載の冷
   凍装置。