JP4360203B2 - 冷凍装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷凍装置に関し、特に、３つの圧縮機手段を組み合わせることにより圧縮機構が構成された冷凍装置に関するものである。

従来より、冷凍サイクルを行う冷凍装置が知られており、室内を冷暖房する空調機や、食品等を貯蔵する冷蔵庫、冷凍庫またはショーケース等の冷却機として広く利用されている。この冷凍装置には、特許文献１に開示されているように、空調と冷蔵・冷凍の両方を行うものがある。この種の冷凍装置は、例えば、空調熱交換器と冷蔵・冷凍用の冷却熱交換器などの２系統の利用側熱交換器を備え、コンビニエンスストア等に設置されている。

ところで、この種の冷凍装置では、複数の利用側熱交換器の動作状況に応じて圧縮機容量を幅広く変化させるために、複数の圧縮機（圧縮機手段）を組み合わせて冷媒回路の圧縮機構を構成することがある。例えば、本願出願人は、３つの圧縮機手段を組み合わせて圧縮機構を構成するとともに該圧縮機構の吸入側に四路切換弁を設け、該四路切換弁における４つのポートの連通状態を切り換えることにより、空調側と冷蔵・冷凍側に使用する圧縮機手段を３つのうちから適宜選択できるようにした装置を提案している（例えば、特願２００１−２３３３２９号及びその国内優先権主張出願である特願２００２−０２４３６１号）。上記冷凍装置は、具体的には圧縮機手段を３つとも冷蔵・冷凍側に用いたり、２つと１つを冷蔵冷凍側と空調側に分けて用いたりするなど、３つの圧縮機手段を様々なパターンで自由に組み合わせて運転できるように構成されている。
国際公開第ＷＯ９８／４５６５１号パンフレット

しかし、３つの圧縮機手段と２系統の利用側熱交換器とを備えた冷凍装置において、圧縮機手段を種々のパターンで自由に組み合わせて使用できるようにするためには、圧縮機手段の吸入側配管の構成を複雑にする必要が生じてしまう。また、上記冷凍装置において、圧縮機手段の多様な運転パターンを実現するためには、運転状態に応じた複雑な制御も必要になってしまう。

本発明は、このような問題点に鑑みて創案されたものであり、その目的とするところは、３つの圧縮機手段と２系統の利用側熱交換器とを備えた冷凍装置において、吸入側配管の構成を簡素にするとともに、運転制御も簡素化することである。

本発明は、３つの圧縮機手段のうち、１つを第１系統の利用側熱交換器のみに用いるとともに、他の１つを第２系統の利用側熱交換器のみに用い、残りの１つを第１系統と第２系統の利用側熱交換器で切り換えて使用できるようにしたものである。

具体的に、本発明が講じた第１の解決手段は、２系統の利用側熱交換器（41）（45，51）を備えた冷媒回路（1E）の圧縮機構（2D，2E）が３つの圧縮機手段（2A，2B，2C）を組み合わせることにより構成された冷凍装置を前提としている。

そして、この冷凍装置は、上記圧縮機手段（2A，2B，2C）が、第１系統側回路の利用側熱交換器（45，51）のみに用いられる第１圧縮機手段（2A）と、第１系統側回路の利用側熱交換器（45，51）と第２系統側回路の利用側熱交換器（41）とで切り換えて用いられる第２圧縮機手段（2B）と、第２系統側回路の利用側熱交換器（41）のみに用いられる第３圧縮機手段（2C）とから構成されている。ここでいう各「圧縮機手段」は、１台の圧縮機であってもよいし、複数台の圧縮機を例えば並列に接続したものであってもよい。

この第１の解決手段においては、第１圧縮機手段（2A）から吐出された冷媒は第１系統側回路を循環し、第３圧縮機手段（2C）から吐出された冷媒は第２系統側回路を循環する。また、第２圧縮機手段（2B）は、吐出冷媒が第１系統側回路を循環する状態と第２系統側回路を循環する状態とで切り換えられる。

また、この第１の解決手段は、以下の構成を特徴としている。すなわち、圧縮機構（2D，2E）の吸入側に四路切換弁（3C）が接続され、該四路切換弁（3C）が、第１ポート（P1）と第２ポート（P2）が連通し、第３ポート（P3）と第４ポート（P4）が連通する第１状態と、第１ポート（P1）と第４ポート（P4）が連通し、第２ポート（P2）と第３ポート（P3）が連通する第２状態とに切り換え可能に構成されている。また、第１系統側回路の低圧配管（15）が第１圧縮機手段（2A）の吸入管（6a）に接続されるとともに上記第１ポート（P1）に第１圧縮機手段（2A）の吸入管（6a）の分岐管（6d）が該第１ポート（P1）へ向かう冷媒の流れを許容する逆止弁（7）を介して接続され、上記第２ポート（P2）に第２圧縮機手段（2B）の吸入管（6b）が接続され、第２系統側回路の低圧配管（9，17）が第３圧縮機手段（2C）の吸入管（6c）に接続されるとともに上記第３ポート（P3）に第３圧縮機手段（2C）の吸入管（6c）の分岐管（6e）が該第３ポート（P3）へ向かう冷媒の流れを許容する逆止弁（7）を介して接続され、第４ポート（P4）に冷媒回路（1E）の高圧側配管（28a）が接続されている。そして、上記四路切換弁（3C）を第１状態に設定することにより第２圧縮機手段（2B）の吐出冷媒が第１系統側回路を循環する状態と、該四路切換弁（3C）を第２状態に設定することにより第２圧縮機手段（2B）の吐出冷媒が第２系統側回路を循環する状態とが切り換えられるように構成されている。

この第１の解決手段においては、四路切換弁（3C）を第１状態に切り換えると、第１系統側回路を流れる冷媒が第１圧縮機手段（2A）と第２圧縮機手段（2B）に吸引され、第２系統側回路を流れる冷媒が第３圧縮機手段（2C）に吸引される。また、四路切換弁（3C）を第２状態に切り換えると、第１系統側回路を流れる冷媒が第１圧縮機手段（2A）に吸引され、第２系統側回路を流れる冷媒が第２圧縮機手段（2B）と第３圧縮機手段（2C）に吸引される。このようにして、第２圧縮機手段（2B）の使用状態が第１系統側と第２系統側とで切り換えられる。

また、本発明が講じた第２の解決手段は、上記第１の解決手段において、第１系統側回路の利用側熱交換器（45，51）が冷蔵・冷凍に用いられる冷却熱交換器で、第２系統側回路の利用側熱交換器（41）が空調に用いられる空調熱交換器であり、冷媒回路（1E）が、第１系統側回路の利用側熱交換器（45，51）と第２系統側回路の利用側熱交換器（41）とにおいて、冷媒が異温度蒸発するように構成されていることを特徴としている。

この第２の解決手段においては、第１系統側回路を冷媒が循環する際に冷却熱交換器（45，51）で冷蔵庫や冷凍庫などの庫内空気が冷却され、第２系統側回路を冷媒が循環する際に空調熱交換器（41）で室内空気が冷却される。そして、冷却熱交換器（45，51）と空調熱交換器（41）で冷媒が異温度蒸発することにより、庫内と室内とがそれぞれの適温に冷却される。

また、本発明が講じた第３の解決手段は、上記第２の解決手段において、冷媒回路（1E）が、第２圧縮機手段（2B）及び第３圧縮機手段（2C）の少なくとも一方から吐出した冷媒が第２系統側回路を循環する空調運転と、第１圧縮機手段（2A）及び第２圧縮機手段（2B）の少なくとも一方から吐出した冷媒が第１系統側回路を循環する冷却運転と、第３圧縮機手段（2C）から吐出した冷媒が第２系統側回路を循環するとともに第１圧縮機手段（2A）から吐出した冷媒が第１系統側回路を循環し、かつ第２圧縮機手段（2B）から吐出した冷媒が第１系統側回路または第２系統側回路を循環可能な空調冷却運転とを選択可能に構成されていることを特徴としている。

この第３の解決手段においては、四路切換弁（3C）の状態設定などによって第２圧縮機手段（2B）を第１系統側と第２系統側に適宜切り換えることで、空調運転と冷却（冷蔵・冷凍）運転と空調冷却運転とが切り換えられる。

また、本発明が講じた第４の解決手段は、上記第１の解決手段において、第１圧縮機手段（2A）が可変容量圧縮機により構成され、第２圧縮機手段（2B）及び第３圧縮機手段（2C）が定容量圧縮機により構成されていることを特徴としている。

また、本発明が講じた第５の解決手段は、上記第１の解決手段において、第１系統側回路の利用側熱交換器（45，51）と第２系統側回路の利用側熱交換器（41）の一方で能力不足が生じると、第２圧縮機手段（2B）を能力不足側の系統に切り換えて運転するように構成されていることを特徴としている。

この第５の解決手段においては、装置の運転中にどちらか一系統の利用側熱交換器（45，51）（41）で能力不足が生じると、第２圧縮機手段（2B）をその能力不足側の系統に切り換えて運転することができる。具体的には、第２圧縮機手段（2B）を第１系統に用いていて該第１系統の能力が満たされているときに第２系統で能力不足が生じたり、第２圧縮機手段（2B）を第２系統に用いていて該第２系統の能力が満たされているときに第１系統で能力不足が生じたりすると、第２圧縮機手段（2B）をその能力不足側に切り換えることができる。このとき、第２圧縮機手段（2B）が能力不足側を応援する状態となる。これにより、その系統での能力不足を解消できる。

また、本発明が講じた第６の解決手段は、上記第５の解決手段において、運転中に第１系統側回路の利用側熱交換器（45，51）の能力を第２系統側回路の利用側熱交換器（41）の能力よりも優先させるように定められ、第１系統側回路の利用側熱交換器（45，51）の能力が不足すると、第２系統側回路の利用側熱交換器（41）の状態に関わらず第２圧縮機手段（2B）を第１系統に切り換えて運転するように構成されていることを特徴としている。

この第６の解決手段においては、例えば第１系統を冷蔵・冷凍側とし、第２系統を空調側とした場合に、第１系統側で能力不足が生じると第２圧縮機手段（2B）を必ず第１系統に切り換えることができるため、冷蔵・冷凍側の能力を優先した運転を行うことができる。

上記第１の解決手段によれば、第１圧縮機手段（2A）から吐出された冷媒が第１系統側回路のみを循環するとともに、第３圧縮機手段（2C）から吐出された冷媒が第２系統側回路を循環する状態を固定する一方で、第２圧縮機手段（2B）から吐出された冷媒が第１系統側回路を循環する状態と第２系統側回路を循環する状態とを切り換えられるようにしている。つまり、第１圧縮機手段（2A）を第１系統側に、第３圧縮機手段（2C）を第２系統側に固定的に使用し、第２圧縮機手段（2B）を両系統で切り換え可能にしている。

このように、第２圧縮機手段（2B）のみを切り換える方式としたことにより、３つの圧縮機手段（2A，2B，2C）の組み合わせパターンが簡素化されるので、吸入側配管の構成を簡単にすることができる。また、圧縮機手段（2A，2B，2C）の運転パターンも少なくできるので、制御を簡単にすることも可能となる。

また、この第１の解決手段によれば、四路切換弁（3C）を第１状態と第２状態とで切り換えるだけで、第２圧縮機手段（2B）を第１系統側と第２系統側とで切り換えることができるので、切り換え制御を簡単に行うことができる。

また、上記第２の解決手段によれば、冷却熱交換器（45，51）で蒸発したガス冷媒と、空調熱交換器（41）で蒸発したガス冷媒とは、それぞれ別個に第１系統側の圧縮機手段（2D）と第２系統側の圧縮機手段（2E）とに吸引されるので、低圧冷媒圧力を空調熱交換器（41）と冷却熱交換器（45，51）とで異ならせることができる。つまり、上記空調熱交換器（41）の冷媒蒸発温度と冷却熱交換器（45，51）の冷媒蒸発温度を異らせることで、上記空調熱交換器（41）の冷媒蒸発温度を高く、冷却熱交換器（45，51）の冷媒蒸発温度を低くして、いわゆる２温度蒸発の運転を行える。

また、このように空調熱交換器（41）と冷却熱交換器（45，51）とにおいて冷媒を異温度蒸発させることにより、ＣＯＰ（成績係数）の向上を図ることができる。つまり、上記空調熱交換器（41）における空調（冷房）に必要な蒸発温度と、上記冷却熱交換器（45，51）における冷却に必要な蒸発温度とをそれぞれ最適化することで、ＣＯＰの向上を図ることが可能となる。

また、上記第３の解決手段によれば、例えば四路切換弁（3C）を第１状態と第２状態とで切り換えることで、空調運転と冷却（冷蔵・冷凍）運転と空調冷却運転とを容易に切り換えることができる。

また、上記第５の解決手段によれば、上記各解決手段と同様に第２圧縮機手段（2B）を冷蔵・冷凍などの第１系統側または空調などの第２系統側に簡単に切り換えることができるうえ、どちらかの系統で能力不足が生じたときにその能力不足も解消できる。

また、上記第６の解決手段によれば、第１系統側の能力と第２系統側の能力に優先順位を設定したことにより、冷蔵・冷凍系統と空調系統があるシステムにおいて冷蔵・冷凍能力を優先した運転が可能となる。これにより、冷蔵食品や冷凍食品などの確実な品質維持を図ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る冷凍装置（1）は、コンビニエンスストアに設けられ、ショーケースの冷却と店内の冷暖房とを行うためのものである。

上記冷凍装置（1）は、室外ユニット（1A）と室内ユニット（1B）と冷蔵ユニット（1C）と冷凍ユニット（1D）とを有し、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（1E）を備えている。この冷媒回路（1E）は、冷蔵・冷凍用の第１系統側回路と、空調用の第２系統側回路とを備えている。上記冷媒回路（1E）は、冷房サイクルと暖房サイクルとに切り換わるように構成されている。

上記室内ユニット（1B）は、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うように構成され、例えば、売場などに設置される。また、上記冷蔵ユニット（1C）は、冷蔵用のショーケースに設置されて該ショーケースの庫内空気を冷却する。上記冷凍ユニット（1D）は、冷凍用のショーケースに設置されて該ショーケースの庫内空気を冷却する。

〈室外ユニット〉
上記室外ユニット（1A）は、第１圧縮機手段としてのインバータ圧縮機（2A）と、第２圧縮機手段としての第１ノンインバータ圧縮機（2B）と、第３圧縮機手段としての第２ノンインバータ圧縮機（2C）とを備えると共に、第１四路切換弁（3A）、第２四路切換弁（3B）、及び第３四路切換弁（3C）と、熱源側熱交換器である室外熱交換器（4）とを備えている。

上記各圧縮機（2A，2B，2C）は、例えば、密閉型の高圧ドーム型スクロール圧縮機で構成されている。上記インバータ圧縮機（2A）は、電動機がインバータ制御されて容量が段階的又は連続的に可変となる可変容量圧縮機である。上記第１ノンインバータ圧縮機（2B）及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）は、電動機が常に一定回転数で駆動する定容量圧縮機である。

上記インバータ圧縮機（2A）と第１ノンインバータ圧縮機（2B）と第２ノンインバータ圧縮機（2C）は、この冷凍装置（1）の圧縮機構（2D，2E）を構成し、該圧縮機構（2D，2E）は、第１系統の圧縮機構（2D）と第２系統の圧縮機構（2E）とから構成されている。具体的に、圧縮機構（2D，2E）は、運転時に、上記インバータ圧縮機（2A）と第１ノンインバータ圧縮機（2B）とが第１系統の圧縮機構（2D）を構成し、第２ノンインバータ圧縮機（2C）が第２系統の圧縮機構（2E）を構成する場合と、上記インバータ圧縮機（2A）が第１系統の圧縮機構（2D）を構成し、第１ノンインバータ圧縮機（2B）と第２ノンインバータ圧縮機（2C）とが第２系統の圧縮機構（2E）を構成する場合とがある。つまり、インバータ圧縮機（2A）が冷蔵・冷凍用の第１系統側回路に、第２ノンインバータ圧縮機（2C）が空調用の第２系統側回路に固定的に用いられる一方、第１ノンインバータ圧縮機（2B）は第１系統側回路と第２系統側回路に切り換えて用いることができるようになっている。

上記インバータ圧縮機（2A）、第１ノンインバータ圧縮機（2B）及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）の各吐出管（5a，5b，5c）は、１つの高圧ガス管（吐出配管）（8）に接続され、該高圧ガス管（8）が第１四路切換弁（3A）の１つのポートに接続されている。上記インバータ圧縮機（2A）の吐出管（5a）、第１ノンインバータ圧縮機（2B）の吐出管（5b）、及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吐出管（5c）には、それぞれ逆止弁（7）が設けられている。

上記室外熱交換器（4）のガス側端部は、室外ガス管（9）によって第１四路切換弁（3A）の１つのポートに接続されている。上記室外熱交換器（4）の液側端部には、液ラインである液管（10）の一端が接続されている。該液管（10）の途中には、レシーバ（14）が設けられ、液管（10）の他端は、第１連絡液管（11）と第２連絡液管（12）とに分岐されている。

尚、上記室外熱交換器（4）は、例えば、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であって、熱源ファンである室外ファン（4F）が近接して配置されている。

上記第１四路切換弁（3A）の１つのポートには、連絡ガス管（17）が接続されている。上記第１四路切換弁（3A）の１つのポートは、接続管（18）によって第２四路切換弁（3B）の１つのポートに接続されている。該第２四路切換弁（3B）の１つのポートは、補助ガス管（19）によって第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吐出管（5c）に接続されている。また、第２四路切換弁（3B）の１つのポートは、第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吸入管（6c）が接続されている。尚、上記第２四路切換弁（3B）の１つのポートは、閉塞された閉鎖ポートに構成されている。つまり、上記第２四路切換弁（3B）は、三路切換弁であってもよい。

上記第１四路切換弁（3A）は、高圧ガス管（8）と室外ガス管（9）とが連通し且つ接続管（18）と連絡ガス管（17）とが連通する第１状態（図１実線参照）と、高圧ガス管（8）と連絡ガス管（17）とが連通し、且つ接続管（18）と室外ガス管（9）とが連通する第２状態（図１破線参照）とに切り換わるように構成されている。

また、上記第２四路切換弁（3B）は、補助ガス管（19）と閉鎖ポートとが連通し、且つ接続管（18）と第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吸入管（6c）とが連通する第１状態（図１実線参照）と、補助ガス管（19）と接続管（18）とが連通し、且つ接続管（18）と閉塞ポートとが連通する第２状態（図１破線参照）とに切り換わるように構成されている。

上記インバータ圧縮機（2A）の吸入管（6a）は、第１系統側回路の低圧ガス管（15）に接続されている。第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吸入管（6c）は、第１，第２四路切換弁（3A，3B）を介して第２系統側回路の低圧ガス管（連絡ガス管（17）または室外ガス管（9））に接続されている。また、第１ノンインバータ圧縮機（2B）の吸入管（6b）は、後述の第３四路切換弁（3C）を介してインバータ圧縮機（2A）の吸入管（6a）及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吸入管（6c）に接続されている。

具体的には、インバータ圧縮機（2A）の吸入管（6a）には分岐管（6d）が接続され、第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吸入管（6c）には分岐管（6e）が接続されている。そして、インバータ圧縮機（2A）の吸入管（6a）の分岐管（6d）が逆止弁（7）を介して第３四路切換弁（3C）の第１ポート（P1）に接続され、第１ノンインバータ圧縮機（2B）の吸入管（6b）が第３四路切換弁（3C）の第２ポート（P2）に接続され、第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吸入管（6c）の分岐管（6e）が逆止弁（7）を介して第３四路切換弁（3C）の第３ポート（P3）に接続されている。また、第３四路切換弁（3C）の第４ポート（P4）には、後述するレシーバ（14）からのガス抜き管（28）の分岐管（28a）が接続されている。上記分岐管（6d，6e）に設けられている逆止弁は、第３四路切換弁（3C）へ向かう冷媒流れのみを許容するものである。

上記第３四路切換弁（3C）は、第１ポート（P1）と第２ポート（P2）が連通し、第３ポート（P3）と第４ポート（P4）が連通する第１の状態（図の実線参照）と、第１ポート（P1）と第４ポート（P4）が連通し、第２ポート（P2）と第３ポート（P3）が連通する第２の状態（図の破線参照）とに切り換え可能に構成されている。

上記各吐出管（5a，5b，5c）と高圧ガス管（8）と室外ガス管（9）とが冷房運転時の高圧ガスライン（1L）を構成している。一方、上記低圧ガス管（15）と第１系統の圧縮機構（2D）の各吸入管（6a，6b）が第１の低圧ガスライン（1M）を構成している。また、上記連絡ガス管（17）と第２系統の圧縮機構（2E）の吸入管（6c）が冷房運転時の第２の低圧ガスライン（1N）を構成している。

上記第１連絡液管（11）と第２連絡液管（12）と連絡ガス管（17）と低圧ガス管（15）とは、室外ユニット（1A）から外部に延長され、室外ユニット（1A）内にはこれらに対応して閉鎖弁（20）が設けられている。さらに、上記第２連絡液管（12）は、液管（10）からの分岐側端部に逆止弁（7）が設けられ、レシーバ（14）から閉鎖弁（20）に向かって冷媒が流れるように構成されている。

上記液管（10）には、レシーバ（14）をバイパスする補助液管（25）が接続されている。該補助液管（25）は、主として暖房時に冷媒が流れ、膨張機構である室外膨張弁（26）が設けられている。上記液管（10）における室外熱交換器（4）とレシーバ（14）との間には、レシーバ（14）に向かう冷媒流れのみを許容する逆止弁（7）が設けられている。該逆止弁（7）は、液管（10）における補助液管（25）の接続部とレシーバ（14）との間に位置している。

上記液管（10）は、この逆止弁（7）とレシーバ（14）との間で分岐して（分岐液管（36）という）、該分岐液管（36）が、上記第２液管（12）における閉鎖弁（20）と逆止弁（7）との間に接続されている。該分岐液管（36）には、第２液管（12）からレシーバ（14）へ向かう冷媒流れのみを許容する逆止弁（7）が設けられている。

上記補助液管（25）と低圧ガス管（15）との間には、リキッドインジェクション管（27）が接続されている。該リキッドインジェクション管（27）には、電磁弁（SV6）が設けられている。また、上記レシーバ（14）の上部とインバータ圧縮機（2A）の吐出管（5a）との間には、ガス抜き管（28）が接続されている。該ガス抜き管（28）には、レシーバ（14）から吐出管（5a）に向かう冷媒流れのみを許容する逆止弁（7）が設けられている。また、上述したように、このガス抜き管（28）の分岐管（28a）は上記第３四路切換弁（3C）の第４ポート（P4）に接続されている。

上記高圧ガス管（8）には、オイルセパレータ（30）が設けられている。該オイルセパレータ（30）には、油戻し管（31）の一端が接続されている。該油戻し管（31）は、他端が第１油戻し管（31a）と第２油戻し管（31b）に分岐している。第１油戻し管（31a）は、電磁弁（SV0）が設けられ、インバータ圧縮機（2A）の吸入管（6a）に接続されている。また、第２油戻し管（31b）は、電磁弁（SV4）が設けられ、第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吸入管（6c）の分岐管（6e）に接続されている。

上記インバータ圧縮機（2A）のドーム（油溜まり）と第１ノンインバータ圧縮機（2B）の吸入管（6b）との間には、第１均油管（32）が接続されている。上記第１ノンインバータ圧縮機（2B）のドームと第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吸入管（6c）との間には、第２均油管（33）が接続されている。上記第２ノンインバータ圧縮機（2C）のドームとインバータ圧縮機（2A）の吸入管（6a）との間には、第３均油管（34）が接続されている。第１均油管（32）、第２均油管（33）、及び第３均油管（34）には、それぞれ、開閉機構として電磁弁（SV1，SV2，SV3）が設けられている。

〈室内ユニット〉
上記室内ユニット（1B）は、利用側熱交換器である室内熱交換器（空調熱交換器）（41）と膨張機構である室内膨張弁（42）とを備えている。上記室内熱交換器（41）のガス側は、連絡ガス管（17）が接続されている。一方、上記室内熱交換器（41）の液側は、室内膨張弁（42）を介して第２連絡液管（12）が接続されている。尚、上記室内熱交換器（41）は、例えば、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、利用側ファンである室内ファン（43）が近接して配置されている。

〈冷蔵ユニット〉
上記冷蔵ユニット（1C）は、冷却熱交換器である冷蔵熱交換器（45）と膨張機構である冷蔵膨張弁（46）とを備えている。上記冷蔵熱交換器（45）の液側は、電磁弁（7a）及び冷蔵膨張弁（46）を介して第１連絡液管（11）が接続されている。一方、上記冷蔵熱交換器（45）のガス側は、低圧ガス管（15）が接続されている。

上記冷蔵熱交換器（45）は、第１系統の圧縮機構（2D）の吸込側に連通する一方、上記室内熱交換器（41）は、冷房運転時に第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吸込側に連通している。上記冷蔵熱交換器（45）の冷媒圧力（蒸発圧力）は室内熱交換器（41）の冷媒圧力（蒸発圧力）より低くなる。この結果、上記冷蔵熱交換器（45）の冷媒蒸発温度は、例えば、−１０℃となり、室内熱交換器（41）の冷媒蒸発温度は、例えば、＋５℃となって冷媒回路（1E）が異温度蒸発の回路を構成している。

尚、上記冷蔵膨張弁（46）は、感温式膨張弁であって、感温筒が冷蔵熱交換器（45）のガス側に取り付けられている。上記冷蔵熱交換器（45）は、例えば、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であって、冷却ファンである冷蔵ファン（47）が近接して配置されている。

〈冷凍ユニット〉
上記冷凍ユニット（1D）は、冷却熱交換器である冷凍熱交換器（51）と膨張機構である冷凍膨張弁（52）と冷凍圧縮機であるブースタ圧縮機（53）とを備えている。上記冷凍熱交換器（51）の液側は、第１連絡液管（11）より分岐した分岐液管（13）が電磁弁（7b）及び冷凍膨張弁（52）を介して接続されている。

上記冷凍熱交換器（51）のガス側とブースタ圧縮機（53）の吸込側とは、接続ガス管（54）によって接続されている。該ブースタ圧縮機（53）の吐出側には、低圧ガス管（15）より分岐した分岐ガス管（16）が接続されている。該分岐ガス管（16）には、逆止弁（7）とオイルセパレータ（55）とが設けられている。該オイルセパレータ（55）と接続ガス管（54）との間には、キャピラリチューブ（56）を有する油戻し管（57）が接続されている。

上記ブースタ圧縮機（53）は、冷凍熱交換器（51）の冷媒蒸発温度が冷蔵熱交換器（45）の冷媒蒸発温度より低くなるように第１系統の圧縮機構（2D）との間で冷媒を２段圧縮している。上記冷凍熱交換器（51）の冷媒蒸発温度は、例えば、−４０℃に設定されている。

尚、上記冷凍膨張弁（52）は、感温式膨張弁であって、感温筒が冷凍熱交換器（51）のガス側に取り付けられている。上記冷凍熱交換器（51）は、例えば、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であって、冷却ファンである冷凍ファン（58）が近接して配置されている。

また、上記ブースタ圧縮機（53）の吸込側である接続ガス管（54）とブースタ圧縮機（53）の吐出側である分岐ガス管（16）の逆止弁（7）の下流側との間には、逆止弁（7）を有するバイパス管（59）が接続されている。該バイパス管（59）は、ブースタ圧縮機（53）の故障等の停止時に該ブースタ圧縮機（53）をバイパスして冷媒が流れるように構成されている。

〈制御系統〉
上記冷媒回路（1E）には、各種センサ及び各種スイッチが設けられている。上記室外ユニット（1A）の高圧ガス管（8）には、高圧冷媒圧力を検出する圧力検出手段である高圧圧力センサ（61）と、高圧冷媒温度を検出する温度検出手段である吐出温度センサ（62）とが設けられている。上記第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吐出管（5c）には、高圧冷媒温度を検出する温度検出手段である吐出温度センサ（63）が設けられている。また、上記インバータ圧縮機（2A）、第１ノンインバータ圧縮機（2B）及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）の各吐出管（5a，5b，5c）には、それぞれ、高圧冷媒圧力が所定値になると開く圧力スイッチ（64）が設けられている。

上記インバータ圧縮機（2A）及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）の各吸入管（6a，6c）には、低圧冷媒圧力を検出する圧力検出手段である低圧圧力センサ（65，66）と、低圧冷媒温度を検出する温度検出手段である吸入温度センサ（67，68）とが設けられている。

上記室外熱交換器（4）には、室外熱交換器（4）における冷媒温度である蒸発温度又は凝縮温度を検出する温度検出手段である室外熱交換センサ（69）が設けられている。また、上記室外ユニット（1A）には、室外空気温度を検出する温度検出手段である外気温センサ（70）が設けられている。

上記室内熱交換器（41）には、室内熱交換器（41）における冷媒温度である凝縮温度又は蒸発温度を検出する温度検出手段である室内熱交換センサ（71）が設けられると共に、ガス側にガス冷媒温度を検出する温度検出手段であるガス温センサ（72）が設けられている。また、上記室内ユニット（1B）には、室内空気温度を検出する温度検出手段である室温センサ（73）が設けられている。

上記冷蔵ユニット（1C）には、冷蔵用のショーケース内の庫内温度を検出する温度検出手段である冷蔵温度センサ（74）が設けられている。上記冷凍ユニット（1D）には、冷凍用のショーケース内の庫内温度を検出する温度検出手段である冷凍温度センサ（75）が設けられている。また、ブースタ圧縮機（53）の吐出側には、吐出冷媒圧力が所定値になると開く圧力スイッチ（64）が設けられている。

上記第２連絡液管（12）における閉鎖弁（20）と逆止弁（7）との間には、該第２連絡液管（12）における冷媒温度を検出する温度検出手段である液温センサ（76）が設けられている。

上記各種センサ及び各種スイッチの出力信号は、コントローラ（80）に入力される。このコントローラ（80）は、冷媒回路（1E）の運転を制御し、後述する８種類の運転モードを切り換えて制御するように構成されている。そして、該コントローラ（80）は、運転時に、インバータ圧縮機（2A）の起動、停止及び容量制御や、第１ノンインバータ圧縮機（2B）及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）の起動及び停止、さらには室外膨張弁（26）及び室内膨張弁（42）の開度調節などに関して制御を行うとともに、各四路切換弁（3A，3B，3C）の切り換えや、油戻し管（31a，31b）、均油管（32，33，34）及びリキッドインジェクション管（27）の電磁弁（SV0，SV1，SV2，SV3，SV4，SV6）についての開閉操作なども行う。

−運転動作−
次に、上記冷凍装置（1）が行う運転動作について各運転毎に説明する。本実施形態では、例えば８種類の運転モードを設定することができるように構成されている。具体的には、(1)室内ユニット（1B）の冷房のみを行う冷房運転、(2)冷蔵ユニット（1C）と冷凍ユニット（1D）の冷却のみを行う冷凍運転、(3)室内ユニット（1B）の冷房と冷蔵ユニット（1C）及び冷凍ユニット（1D）の冷却とを同時に行う第１冷房冷凍運転、(4)第１冷房冷凍運転時の室内ユニット（1B）の冷房能力が不足した場合の運転である第２冷房冷凍運転、(5)室内ユニット（1B）の暖房のみを行う暖房運転、(6)室内ユニット（1B）の暖房と冷蔵ユニット（1C）及び冷凍ユニット（1D）の冷却を室外熱交換器（4）を用いずに熱回収運転で行う第１暖房冷凍運転、(7)第１暖房冷凍運転時に室内ユニット（1B）の暖房能力が余る暖房の能力過剰運転である第２暖房冷凍運転、そして(8)第１暖房冷凍運転時に室内ユニット（1B）の暖房能力が不足する暖房の能力不足運転である第３暖房冷凍運転が可能に構成されている。

以下、個々の運転の動作について具体的に説明する。

〈冷房運転〉
この冷房運転は、室内ユニット（1B）の冷房のみを行う運転である。この冷房運転時は、図２に示すように、インバータ圧縮機（2A）が第１系統の圧縮機構（2D）を構成し、第１ノンインバータ圧縮機（2B）と第２ノンインバータ圧縮機（2C）とが第２系統の圧縮機構（2E）を構成する。そして、上記第２系統の圧縮機構（2E）である第１ノンインバータ圧縮機（2B）及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）のみを駆動する。

また、図２の実線で示すように、第１四路切換弁（3A）及び第２四路切換弁（3B）はそれぞれ第１の状態に切り換わり、第３四路切換弁（3C）は第２の状態に切り換わる。また、室外膨張弁（26）、冷蔵ユニット（1C）の電磁弁（7a）及び冷凍ユニット（1D）の電磁弁（7b）は閉鎖している。

この状態において、第１ノンインバータ圧縮機（2B）及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）から吐出した冷媒は、第１四路切換弁（3A）から室外ガス管（9）を経て室外熱交換器（4）に流れて凝縮する。凝縮した液冷媒は、液管（10）を流れ、レシーバ（14）を経て第２連絡液管（12）を流れ、さらに室内膨張弁（42）を経て室内熱交換器（41）に流れて蒸発する。蒸発したガス冷媒は、連絡ガス管（17）から第１四路切換弁（3A）及び第２四路切換弁（3B）を経て第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吸入管（6c）を流れる。この低圧のガス冷媒の一部は第２ノンインバータ圧縮機（2C）に戻り、ガス冷媒の他の一部は第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吸入管（6c）から分岐管（6e）に分流し、第３四路切換弁（3C）を通って第１ノンインバータ圧縮機（2B）に戻る。冷媒が以上の循環を繰り返すことで、店内の冷房が行われる。

なお、この運転状態では、室内の冷房負荷に応じて、第１ノンインバータ圧縮機（2B）と第２ノンインバータ圧縮機（2C）の起動と停止や、室内膨張弁（42）の開度などが制御される。圧縮機（2B、2C）は１台のみを運転することも可能である。

〈冷凍運転〉
冷凍運転は、冷蔵ユニット（1C）と冷凍ユニット（1D）の冷却のみを行う運転である。この冷凍運転時は、図３に示すように、インバータ圧縮機（2A）と第１ノンインバータ圧縮機（2B）とが第１系統の圧縮機構（2D）を構成し、第２ノンインバータ圧縮機（2C）が第２系統の圧縮機構（2E）を構成する。そして、上記第１系統の圧縮機構（2D）であるインバータ圧縮機（2A）及び第１ノンインバータ圧縮機（2B）を駆動すると共に、ブースタ圧縮機（53）も駆動する一方、第２ノンインバータ圧縮機（2C）は停止している。

また、図３の実線で示すように、第１四路切換弁（3A）及び第２四路切換弁（3B）は第１の状態に切り換わり、第３四路切換弁（3C）も第１の状態に切り換わる。さらに、冷蔵ユニット（1C）の電磁弁（7a）及び冷凍ユニット（1D）の電磁弁（7b）が開口される一方、室外膨張弁（26）及び室内膨張弁（42）が閉鎖している。

この状態において、インバータ圧縮機（2A）及び第１ノンインバータ圧縮機（2B）から吐出した冷媒は、第１四路切換弁（3A）から室外ガス管（9）を経て室外熱交換器（4）に流れて凝縮する。凝縮した液冷媒は、液管（10）を流れ、レシーバ（14）を経て第１連絡液管（11）を流れ、一部が冷蔵膨張弁（46）を経て冷蔵熱交換器（45）に流れて蒸発する。

一方、第１連絡液管（11）を流れる他の液冷媒は、分岐液管（13）を流れ、冷凍膨張弁（52）を経て冷凍熱交換器（51）に流れて蒸発する。この冷凍熱交換器（51）で蒸発したガス冷媒は、ブースタ圧縮機（53）に吸引されて圧縮され、分岐ガス管（16）に吐出される。

上記冷蔵熱交換器（45）で蒸発したガス冷媒とブースタ圧縮機（53）から吐出したガス冷媒とは、低圧ガス管（15）で合流し、インバータ圧縮機（2A）及び第１ノンインバータ圧縮機（2B）に戻る。冷媒が以上の循環を繰り返すことで、冷蔵用ショーケースと冷凍用ショーケースの庫内が冷却される。

上記冷凍熱交換器（51）における冷媒圧力は、ブースタ圧縮機（53）で吸引されるので、冷蔵熱交換器（45）における冷媒圧力より低圧となる。この結果、例えば、上記冷凍熱交換器（51）における冷媒温度（蒸発温度）が−４０℃となり、上記冷蔵熱交換器（45）における冷媒温度（蒸発温度）が−１０℃となる。

この冷凍運転時には、例えば低圧圧力センサ（65）が検出する低圧冷媒圧力（LP）に基づいて第１ノンインバータ圧縮機（2B）の起動と停止やインバータ圧縮機（2A）の起動、停止または容量制御を行い、冷凍負荷に応じた運転を行う。

例えば、圧縮機構（2D）の容量を増大する制御は、まず第１ノンインバータ圧縮機（2B）が停止した状態でインバータ圧縮機（2A）を駆動する。インバータ圧縮機（2A）が最大容量に上昇した後にさらに負荷が増大すると、第１ノンインバータ圧縮機（2B）を駆動すると同時にインバータ圧縮機（2A）を最低容量に減少させる。その後、さらに負荷が増加すると、第１ノンインバータ圧縮機（2B）を起動したままでインバータ圧縮機（2A）の容量を上昇させる。圧縮機容量の減少制御では、この増大制御と逆の動作が行われる。

また、上記冷蔵膨張弁（46）及び冷凍膨張弁（52）の開度は、感温筒による過熱度制御が行われる。この点は、以下の各運転でも同じである。

〈第１冷房冷凍運転〉
この第１冷房冷凍運転は、室内ユニット（1B）の冷房と冷蔵ユニット（1C）及び冷凍ユニット（1D）の冷却とを同時に行う運転である。この第１冷房冷凍運転時は、図４に示すように、インバータ圧縮機（2A）と第１ノンインバータ圧縮機（2B）とが第１系統の圧縮機構（2D）を構成し、第２ノンインバータ圧縮機（2C）が第２系統の圧縮機構（2E）を構成する。そして、上記インバータ圧縮機（2A）、第１ノンインバータ圧縮機（2B）及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）を駆動すると共に、ブースタ圧縮機（53）も駆動する。

また、第１四路切換弁（3A）、第２四路切換弁（3B）及び第３四路切換弁（3C）は、図４の実線で示すように、それぞれ第１の状態に切り換わる。さらに、冷蔵ユニット（1C）の電磁弁（7a）及び冷凍ユニット（1D）の電磁弁（7b）が開口される一方、室外膨張弁（26）は閉鎖している。

この状態において、インバータ圧縮機（2A）と第１ノンインバータ圧縮機（2B）と第２ノンインバータ圧縮機（2C）から吐出した冷媒は、高圧ガス管（8）で合流し、第１四路切換弁（3A）から室外ガス管（9）を経て室外熱交換器（4）に流れて凝縮する。凝縮した液冷媒は、液管（10）を流れ、レシーバ（14）を経て第１連絡液管（11）と第２連絡液管（12）とに分かれて流れる。

上記第２連絡液管（12）を流れる液冷媒は、室内膨張弁（42）を経て室内熱交換器（41）に流れて蒸発する。蒸発したガス冷媒は、連絡ガス管（17）から第１四路切換弁（3A）及び第２四路切換弁（3B）を経て吸入管（6c）を流れて第２ノンインバータ圧縮機（2C）に戻る。

一方、上記第１連絡液管（11）を流れる液冷媒の一部が冷蔵膨張弁（46）を経て冷蔵熱交換器（45）に流れて蒸発する。また、上記第１連絡液管（11）を流れる他の液冷媒は、分岐液管（13）を流れ、冷凍膨張弁（52）を経て冷凍熱交換器（51）に流れて蒸発する。この冷凍熱交換器（51）で蒸発したガス冷媒は、ブースタ圧縮機（53）に吸引されて圧縮され、分岐ガス管（16）に吐出される。

上記冷蔵熱交換器（45）で蒸発したガス冷媒とブースタ圧縮機（53）から吐出されたガス冷媒とは、低圧ガス管（15）で合流し、インバータ圧縮機（2A）及び第１ノンインバータ圧縮機（2B）に戻る。

冷媒が以上のように循環を繰り返すことにより、店内が冷房されると同時に、冷蔵用ショーケースと冷凍用ショーケースの庫内が冷却される。

〈第２冷房冷凍運転〉
第２冷房冷凍運転は、上記第１冷房冷凍運転時の室内ユニット（1B）の冷房能力が不足した場合の運転であり、第１ノンインバータ圧縮機（2B）を空調側に切り換えた運転である。この第２冷房冷凍運転時の設定は、図５に示すように、基本的に第１冷房冷凍運転時と同様であるが、第３四路切換弁（3C）が第２の状態に切り換わる点が第１冷房冷凍運転と異なる。

したがって、この第２冷房冷凍運転時においては、第１冷房冷凍運転と同様に、インバータ圧縮機（2A）、第１ノンインバータ圧縮機（2B）及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）から吐出した冷媒は、室外熱交換器（4）で凝縮し、室内熱交換器（41）と冷蔵熱交換器（45）と冷凍熱交換器（51）で蒸発する。

そして、上記室内熱交換器（41）で蒸発した冷媒は、第１ノンインバータ圧縮機（2B）及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）に戻り、冷蔵熱交換器（45）及び冷凍熱交換器（51）で蒸発した冷媒は、インバータ圧縮機（2A）に戻ることになる。空調側に２台の圧縮機（2B，2C）を使うことで、冷房能力の不足が補われる。

なお、第１冷房冷凍運転と第２冷房冷凍運転の具体的な切り換え制御については後述する。

〈暖房運転〉
この暖房運転は、室内ユニット（1B）の暖房のみを行う運転である。この暖房運転時は、図６に示すように、インバータ圧縮機（2A）が第１系統の圧縮機構（2D）を構成し、第１ノンインバータ圧縮機（2B）と第２ノンインバータ圧縮機（2C）とが第２系統の圧縮機構（2E）を構成する。そして、上記第２系統の圧縮機構（2E）である第１ノンインバータ圧縮機（2B）及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）のみを駆動する。

また、図６の実線で示すように、第１四路切換弁（3A）は第２の状態に切り換わり、第２四路切換弁（3B）は第１の状態に切り換わり、第３四路切換弁（3C）は第２の状態に切り換わる。一方、冷蔵ユニット（1C）の電磁弁（7a）及び冷凍ユニット（1D）の電磁弁（7b）は閉鎖している。

また、上記室外膨張弁（26）の開度は、低圧圧力センサ（66）に基づく圧力相当飽和温度と吸入温度センサ（68）の検出温度によって過熱度制御される。上記室内膨張弁（42）の開度は、室内熱交換センサ（71）と液温センサ（76）の検出温度に基づいて過冷却制御される。この室外膨張弁（26）及び室内膨張弁（42）の開度制御は、以下、暖房モードで同じである。

この状態において、第１ノンインバータ圧縮機（2B）及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）から吐出した冷媒は、第１四路切換弁（3A）から連絡ガス管（17）を経て室内熱交換器（41）に流れて凝縮する。凝縮した液冷媒は、第２連絡液管（12）を流れ、分岐液管（36）からレシーバ（14）に流入する。その後、上記液冷媒は、補助液管（25）の室外膨張弁（26）を経て室外熱交換器（4）に流れて蒸発する。蒸発したガス冷媒は、室外ガス管（9）から第１四路切換弁（3A）及び第２四路切換弁（3B）を経て第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吸入管（6c）を流れ、第１ノンインバータ圧縮機（2B）及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）に戻る。この循環を繰り返し、室内が暖房される。

なお、冷房運転と同様、圧縮機（2B，2C）は１台で運転することも可能である。

〈第１暖房冷凍運転〉
この第１暖房冷凍運転は、室外熱交換器（4）を用いず、室内ユニット（1B）の暖房と冷蔵ユニット（1C）及び冷凍ユニット（1D）の冷却を行う熱回収運転である。この第１暖房冷凍運転は、図７に示すように、インバータ圧縮機（2A）と第１ノンインバータ圧縮機（2B）とが第１系統の圧縮機構（2D）を構成し、第２ノンインバータ圧縮機（2C）が第２系統の圧縮機構（2E）を構成する。そして、上記インバータ圧縮機（2A）及び第１ノンインバータ圧縮機（2B）を駆動すると共に、ブースタ圧縮機（53）も駆動する。上記第２ノンインバータ圧縮機（2C）は、停止している。

また、図７の実線で示すように、第１四路切換弁（3A）は第２の状態に切り換わり、第２四路切換弁（3B）及び第３四路切換弁（3C）は第１の状態に切り換わる。さらに、冷蔵ユニット（1C）の電磁弁（7a）及び冷凍ユニット（1D）の電磁弁（7b）が開口する一方、室外膨張弁（26）が閉鎖している。

この状態において、インバータ圧縮機（2A）と第１ノンインバータ圧縮機（2B）から吐出した冷媒は、第１四路切換弁（3A）から連絡ガス管（17）を経て室内熱交換器（41）に流れて凝縮する。凝縮した液冷媒は、第２連絡液管（12）からレシーバ（14）を経て第１連絡液管（11）を流れる。

上記第１連絡液管（11）を流れる液冷媒の一部が冷蔵膨張弁（46）を経て冷蔵熱交換器（45）に流れて蒸発する。また、上記第１連絡液管（11）を流れる他の液冷媒は、分岐液管（13）を流れ、冷凍膨張弁（52）を経て冷凍熱交換器（51）に流れて蒸発する。この冷凍熱交換器（51）で蒸発したガス冷媒は、ブースタ圧縮機（53）に吸引されて圧縮され、分岐ガス管（16）に吐出される。

上記冷蔵熱交換器（45）で蒸発したガス冷媒とブースタ圧縮機（53）から吐出したガス冷媒とは、低圧ガス管（15）で合流し、インバータ圧縮機（2A）及び第１ノンインバータ圧縮機（2B）に戻る。この循環を繰り返し、店内を暖房すると同時に、冷蔵用ショーケースと冷凍用ショーケースの庫内を冷却する。つまり、冷蔵ユニット（1C）と冷凍ユニット（1D）との冷却能力（蒸発熱量）と、室内ユニット（1B）の暖房能力（凝縮熱量）とがバランスし、１００％の熱回収が行われる。

〈第２暖房冷凍運転〉
この第２暖房冷凍運転は、上記第１暖房冷凍運転時に室内ユニット（1B）の暖房能力が余る暖房の能力過剰運転である。この第２暖房冷凍運転時は、図８に示すように、インバータ圧縮機（2A）と第１ノンインバータ圧縮機（2B）とが第１系統の圧縮機構（2D）を構成し、第２ノンインバータ圧縮機（2C）が第２系統の圧縮機構（2E）を構成する。そして、上記インバータ圧縮機（2A）及び第１ノンインバータ圧縮機（2B）を駆動すると共に、ブースタ圧縮機（53）も駆動する。上記第２ノンインバータ圧縮機（2C）は、停止している。

この第２暖房冷凍運転は、上記第１暖房冷凍運転時において、暖房能力が余る場合の運転であり、第２四路切換弁（3B）が図８の実線で示すように第２の状態に切り換わっている他は、上記第１暖房冷凍運転と同じである。

したがって、インバータ圧縮機（2A）と第１ノンインバータ圧縮機（2B）から吐出した冷媒の一部は、上記第１暖房冷凍運転と同様に室内熱交換器（41）に流れて凝縮する。凝縮した液冷媒は、第２連絡液管（12）から分岐液管（36）を経てレシーバ（14）へ流れ、第１連絡液管（11）を流れる。

一方、上記インバータ圧縮機（2A）と第１ノンインバータ圧縮機（2B）から吐出した他の冷媒は、補助ガス管（19）から第２四路切換弁（3B）及び第１四路切換弁（3A）を経て室外ガス管（9）を流れ、室外熱交換器（4）で凝縮する。この凝縮した液冷媒は、液管（10）を流れ、第２連絡液管（12）からの液冷媒と合流してレシーバ（14）に流れ、第１連絡液管（11）を流れる。

その後、上記第１連絡液管（11）を流れる液冷媒の一部が冷蔵熱交換器（45）に流れて蒸発する。また、上記第１連絡液管（11）を流れる他の液冷媒は、冷凍熱交換器（51）に流れて蒸発し、ブースタ圧縮機（53）に吸入される。上記冷蔵熱交換器（45）で蒸発したガス冷媒とブースタ圧縮機（53）から吐出したガス冷媒とは、低圧ガス管（15）で合流し、インバータ圧縮機（2A）及び第１ノンインバータ圧縮機（2B）に戻る。この循環を繰り返し、店内を暖房すると同時に、冷蔵用ショーケースと冷凍用ショーケースの庫内を冷却する。つまり、冷蔵ユニット（1C）と冷凍ユニット（1D）との冷却能力（蒸発熱量）と、室内ユニット（1B）の暖房能力（凝縮熱量）とがバランスせず、余る凝縮熱を室外熱交換器（4）で室外に放出する。

〈第３暖房冷凍運転〉
この第３暖房冷凍運転は、上記第１暖房冷凍運転時に室内ユニット（1B）の暖房能力が不足する暖房の能力不足運転である。この第３暖房冷凍運転は、図９に示すように、インバータ圧縮機（2A）と第１ノンインバータ圧縮機（2B）とが第１系統の圧縮機構（2D）を構成し、第２ノンインバータ圧縮機（2C）が第２系統の圧縮機構（2E）を構成する。そして、上記インバータ圧縮機（2A）、第１ノンインバータ圧縮機（2B）、及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）を駆動すると共に、ブースタ圧縮機（53）も駆動する。

この第３暖房冷凍運転は、上記第１暖房冷凍運転時において、暖房能力が不足する場合の運転で、つまり、蒸発熱量が不足している場合であり、室外膨張弁（26）の開度が制御され、第２ノンインバータ圧縮機（2C）が駆動されている点の他は、上記第１暖房冷凍運転と同じである。

したがって、インバータ圧縮機（2A）と第１ノンインバータ圧縮機（2B）と第２ノンインバータ圧縮機（2C）から吐出した冷媒は、上記第１暖房冷凍運転と同様に連絡ガス管（17）を経て室内熱交換器（41）に流れて凝縮する。凝縮した液冷媒は、第２連絡液管（12）から分岐液管（36）を介してレシーバ（14）に流れる。

その後、レシーバ（14）からの液冷媒の一部は、第１連絡液管（11）を流れ、該第１連絡液管（11）を流れる液冷媒の一部が冷蔵熱交換器（45）に流れて蒸発する。また、上記第１連絡液管（11）を流れる他の液冷媒は、冷凍熱交換器（51）に流れて蒸発し、ブースタ圧縮機（53）に吸入される。上記冷蔵熱交換器（45）で蒸発したガス冷媒とブースタ圧縮機（53）から吐出したガス冷媒とは、低圧ガス管（15）で合流し、インバータ圧縮機（2A）と第１ノンインバータ圧縮機（2B）に戻る。

一方、上記レシーバ（14）からの他の液冷媒は、液管（10）を経て室外熱交換器（4）に流れ、蒸発する。蒸発したガス冷媒は、室外ガス管（9）を流れ、第１四路切換弁（3A）及び第２四路切換弁（3B）を経て第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吸入管（6c）を流れ、該第２ノンインバータ圧縮機（2C）に戻る。

この循環を繰り返し、店内を暖房すると同時に、冷蔵用ショーケースと冷凍用ショーケースの庫内を冷却する。つまり、冷蔵ユニット（1C）と冷凍ユニット（1D）との冷却能力（蒸発熱量）と、室内ユニット（1B）の暖房能力（凝縮熱量）とがバランスせず、不足する蒸発熱を室外熱交換器（4）から得る。

〈第２圧縮機の切り換え〉
以上の各運転モードにおいて説明したように、第２圧縮機手段である第１ノンインバータ圧縮機（2B）は、第３四路切換弁（3C）を制御することにより、冷蔵・冷凍側の第１系統側回路と空調側の第２系統側回路で切り換えて用いられる。

第１ノンインバータ圧縮機（2B）は、上述した８種類の運転パターンのうち、冷凍運転時（図３）と第１冷房冷凍運転時（図４）と第１暖房冷凍運転時（図７）と第２暖房冷凍運転時（図８）と第３暖房冷凍運転時（図９）とに冷蔵・冷凍側で用いられ、冷房運転時（図２）と第２冷房冷凍運転時（図５）と暖房運転時（図６）とに空調側で用いられる。つまり、第１ノンインバータ圧縮機（2B）は、主に冷蔵・冷凍側に用いるときに第３四路切換弁（3C）を第１の状態（以下、オフ状態という）に切り換えることで第１系統の圧縮機構（2D）を構成し、主に空調に用いるときに第３四路切換弁（3C）を第２の状態（以下、オン状態という）に切り換えることで第２系統の圧縮機構（2E）を構成する。

次に、第１ノンインバータ圧縮機（2B）を冷蔵・冷凍側と空調側とで切り換えるための第３四路切換弁（3C）のオン／オフ切換制御について図１０及び図１１のフローチャートを参照して説明する。なお、以下では、第１冷房冷凍運転（図４）と第２冷房冷凍運転（図５）とでの切り換え制御について説明する。

このフローチャートでは、まずステップST１で第３四路切換弁（3C）がオンであるかどうか、つまり第１ノンインバータ圧縮機（2B）が空調側で用いられている状態であるかどうか（第２冷房冷凍運転であるかどうか）を判別する。

判別結果が「Yes」であるとステップST２に進み、空調サーモオフ（休止）条件が成立しているかどうかから空調側の能力が充足しているかどうかを判別し、かつ冷蔵・冷凍側の低圧圧力（LP1）が2.5Kg/cm^２（245KPa）よりも大きいかどうかから冷蔵・冷凍側の能力が不足しているかどうかを判別する。この場合、判別結果が「Yes」であると空調側の能力が充足し、冷蔵・冷凍側の能力が不足しているので、ステップST３へ進んで第３四路切換弁（3C）をオフに設定し、第１ノンインバータ圧縮機（2B）を冷蔵・冷凍側に切り換える操作（第１冷房冷凍運転に切り換える操作）を行う。

一方、ステップST２での判別結果が「No」であるとステップST４へ進む。ステップST４では、外気温度（Ta）と室内吸い込み温度（Tr）との差が６分以上連続して１６℃より大きいか、室内吸い込み温度（Tr）が６分以上連続して２２℃より低いかの一方が満たされ、かつ冷蔵・冷凍側の低圧圧力（LP1）が2.5Kg/cm^２（245KPa）よりも大きいかどうかを判別する。室内温度（Tr）に関して上記の２つの条件のどちらかが満たされていると、室内が十分に冷えていると判断できるため、ステップST３の動作を行って第１ノンインバータ圧縮機（2B）を冷蔵・冷凍側に切り換える操作を行う。なお、上記ステップST４で室内吸い込み温度を（MaxTr）と表しているのは、室内ユニット（1B）が複数接続されていることを想定しているためである。

ステップST４の判別結果が「No」の場合、ステップST５へ進む。ステップST５では、冷蔵・冷凍側の低圧圧力（LP1）が2.5Kg/cm^２（245KPa）よりも大きいかどうか、第１圧縮機手段（インバータ圧縮機）（2A）が最大周波数で運転されているかどうか、そして冷蔵冷凍能力のｕｐ条件が満たされているかどうかの３つの条件を判別し、全ての条件が満たされているとステップST３の動作を行って第１ノンインバータ圧縮機（2B）を冷蔵・冷凍側に切り換える操作を行う。つまり、このときは空調能力が満たされているとは限らないが、インバータ圧縮機（2A）が最大周波数で運転されているのに冷凍・冷凍能力が不足していると、空調側の状態には関係なく第１ノンインバータ圧縮機（2B）を第１系統である冷蔵・冷凍側に切り換え、冷蔵・冷凍を優先した運転を行って商品の品質を維持する。また、ステップST５の判別結果が「No」であれば、冷蔵・冷凍側の能力は不足していないので、ステップST３での第３四路切換弁（3C）の切り換え操作は行わずにステップST１へ戻る。

次に、ステップST１での判別結果が「No」であると、第３四路切換弁（3C）がオフで、第１ノンインバータ圧縮機（2B）が冷蔵・冷凍側で用いられている状態（第１冷房冷凍運転）である。この場合、図１１のステップST６へ進み、冷蔵・冷凍側の低圧圧力（LP1）が2.5Kg/cm^２（245KPa）よりも小さい状態が３０分以上連続しているかどうかから冷蔵・冷凍側が十分に冷えているかどうかを判別し、かつ室内温度（MaxTr）が２６℃以上であるかどうかから冷房能力が要求されているかどうかを判別する。判別結果が「Yes」の場合、ステップST７において第３四路切換弁（3C）をオフからオンに切り換えて、第１ノンインバータ圧縮機（2B）を空調側で用いる状態（第２冷房冷凍運転）とする。

ステップST６の判別結果が「No」の場合はステップST８へ進み、冷蔵・冷凍側の低圧圧力（LP1）が2.0Kg/cm^２（196KPa）よりも小さいかどうかを判別する。この低圧圧力（LP１）が2.0Kg/cm^２（196KPa）よりも小さいと冷凍・冷蔵がサーモオフに近い状態となっているため、冷凍・冷蔵能力は殆ど要求されない。したがって、その場合には空調側の状態に関係なくステップST７へ進み、第３四路切換弁（3C）をオフからオンに切り換えて第１ノンインバータ圧縮機（2B）を空調側で用いることのできる状態とする。

また、ステップST８の判別結果が「No」の場合はステップST９へ進む。ステップST９では、インバータ圧縮機（2A）が最低周波数で回っていて、かつ冷蔵冷凍能力のｄｏｗｎ条件が成立しているかどうかを判別する。判別結果が「Yes」であれば冷蔵冷凍能力が余っているので、ステップST７で第３四路切換弁（3C）をオフからオンに切り換えて第１ノンインバータ圧縮機（2B）を空調側で用いる状態とする。逆にステップST９で判別結果が「No」であれば冷蔵・冷凍側の能力は余っていないので、ステップST７での第３四路切換弁（3C）の操作は行わず、図１０のステップST１へ戻る。つまり、ステップST９では空調能力が不足している可能性もあるが、このときも冷蔵・冷凍側を優先させる制御を行う。

以上のように、第１ノンインバータ圧縮機（2B）は、冷蔵冷凍能力と空調能力とに基づいて第３四路切換弁（3C）を切り換えるだけで、冷蔵冷凍用の第１系統側回路と空調用の第２系統側回路で選択的に用いることができる。

−実施形態の効果−
本実施形態によれば、インバータ圧縮機（2A）から吐出された冷媒が第１系統側回路のみを循環するとともに、第２ノンインバータ圧縮機（2C）から吐出された冷媒が第２系統側回路を循環する状態で、第１ノンインバータ圧縮機（2B）から吐出された冷媒が第１系統側回路を循環する状態と第２系統側回路を循環する状態とを切り換えられるようにしている。つまり、インバータ圧縮機（2A）を第１系統側に、第２ノンインバータ圧縮機（2C）を第２系統側に固定的に使用し、第１ノンインバータ圧縮機（2B）を両系統で切り換え可能にしている。

このように、第１ノンインバータ圧縮機（2B）のみを切り換える方式としたことにより、３台の圧縮機（2A，2B，2C）の組み合わせパターンが従来よりも簡素化され、吸入側配管の構成を簡単にすることができる。また、各圧縮機（2A，2B，2C）の運転パターンも少なくできるので、制御も簡単に行うことができる。

また、その際に第３四路切換弁（3C）を第１状態と第２状態とで切り換えるだけで、第２圧縮機手段（2B）を第１系統側と第２系統側とで切り換えることができるので、簡単な切り換え制御で運転状態を切り換えることができる。そのうえ、冷蔵・冷凍を優先させているので商品の品質を確実に維持できる。

さらに、冷蔵熱交換器（45）及び冷凍熱交換器（51）で蒸発したガス冷媒と、室内熱交換器（41）で蒸発したガス冷媒とが、それぞれ別個に第１系統側回路と第２系統側回路を循環して第１系統側の圧縮機構（2D）と第２系統側の圧縮機構（2E）に吸引されて、各熱交換器（41，45，51）における冷媒蒸発温度が異る異温度蒸発の運転が行われる。このため、室内熱交換器（41）における冷房に必要な蒸発温度と、上記冷蔵熱交換器（45）及び冷凍熱交換器（51）における冷却に必要な蒸発温度とをそれぞれ個別に最適化できるので、ＣＯＰの向上を図ることが可能となる。

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

例えば、上記実施形態では第１圧縮機手段（2A）にインバータ圧縮機を、第２圧縮機手段（2B）及び第３圧縮機手段（2C）にノンインバータ圧縮機を用いているが、３台を全てインバータ圧縮機にしたり、インバータ圧縮機とノンインバータ圧縮機の組み合わせを変えたりする変更が可能である。

また、第１圧縮機手段（2A）、第２圧縮機手段（2B）、第３圧縮機手段（2C）は、それぞれを１台の圧縮機で構成してもよいし、複数台の圧縮機で構成してもよい。例えば圧縮機の合計台数を５台とした場合に、〈ａ〉第１圧縮機手段（2A）を２台の圧縮機で、第２圧縮機手段（2B）を１台の圧縮機で、第３圧縮機手段（2C）を２台の圧縮機で構成したり、〈ｂ〉第１圧縮機手段（2A）を２台の圧縮機で、第２圧縮機手段（2B）を２台の圧縮機で、第３圧縮機手段（2C）を１台の圧縮機で構成したり、〈ｃ〉第１圧縮機手段（2A）を１台の圧縮機で、第２圧縮機手段（2B）を第３の圧縮機で、第３圧縮機手段（2C）を１台の圧縮機で構成したり、〈ｄ〉その他の組み合わせにしたりしてもよい。さらに、圧縮機の合計台数も５台に限らず、適宜変更してよいし、その場合に各圧縮機手段（2A，2B，2C）を１台の圧縮機にするか複数台の圧縮機にするかも適宜変更することが可能である。

また、上記実施形態では圧縮機構（2D、2E）の低圧側に四路切換弁（3C）を用いて第２圧縮機手段（2B）を空調側と冷蔵・冷凍側で切り換えるようにしているが、四路切換弁（3C）の代わりに複数の電磁弁などを組み合わせる構成にしてもよい。

また、上記実施形態では空調と冷蔵と冷凍とを行う冷凍装置について説明したが、空調と冷蔵を行うシステムにするなど、装置の全体構成を適宜変更してもよい。

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。

以上のように、本発明は、冷凍装置に対して有用である。

図１は、本発明の実施形態に係る冷凍装置の冷媒回路図である。 図２は、冷房運転の動作を示す冷媒回路図である。 図３は、冷凍運転の動作を示す冷媒回路図である。 図４は、第１冷房冷凍運転の動作を示す冷媒回路図である。 図５は、第２冷房冷凍運転の動作を示す冷媒回路図である。 図６は、暖房運転の動作を示す冷媒回路図である。 図７は、第１暖房冷凍運転の動作を示す冷媒回路図である。 図８は、第２暖房冷凍運転の動作を示す冷媒回路図である。 図９は、第３暖房冷凍運転の動作を示す冷媒回路図である。 図１０は、第３四路切換弁のオン／オフ切換制御の前段を示すフローチャートである。 図１１は、第３四路切換弁のオン／オフ切換制御の後段を示すフローチャートである。

1 冷凍装置
1E 冷媒回路
2A インバータ圧縮機（第１圧縮機手段）
2B 第１ノンインバータ圧縮機（第２圧縮機手段）
2C 第２ノンインバータ圧縮機（第３圧縮機手段）
2D 第１系統の圧縮機構
2E 第２系統の圧縮機構
3C 第３四路切換弁
P1 第１ポート
P2 第２ポート
P3 第３ポート
P4 第４ポート
6a 吸入管
6b 吸入管
6d 分岐管
6c 吸入管
6e 分岐管
7 逆止弁
9 室外ガス管（第２系統側回路の低圧配管）
15 第１系統側回路の低圧ガス管
17 連絡ガス管（第２系統側回路の低圧配管）
28a 高圧側配管
41 室内熱交換器（空調熱交換器；第２系統側回路の利用側熱交換器）
45 冷蔵熱交換器（冷却熱交換器；第１系統側回路の利用側熱交換器）
51 冷凍熱交換器（冷却熱交換器；第１系統側回路の利用側熱交換器）

Claims (6)

1. ２系統の利用側熱交換器（41）（45，51）を備えた冷媒回路（1E）の圧縮機構（2D，2E）が３つの圧縮機手段（2A，2B，2C）を組み合わせることにより構成された冷凍装置であって、
   上記圧縮機手段（2A，2B，2C）は、第１系統側回路の利用側熱交換器（45，51）のみに用いられる第１圧縮機手段（2A）と、第１系統側回路の利用側熱交換器（45，51）と第２系統側回路の利用側熱交換器（41）とで切り換えて用いられる第２圧縮機手段（2B）と、第２系統側回路の利用側熱交換器（41）のみに用いられる第３圧縮機手段（2C）とから構成され、
   圧縮機構（2D，2E）の吸入側に四路切換弁（3C）が接続され、該四路切換弁（3C）が、第１ポート（P1）と第２ポート（P2）が連通し、第３ポート（P3）と第４ポート（P4）が連通する第１状態と、第１ポート（P1）と第４ポート（P4）が連通し、第２ポート（P2）と第３ポート（P3）が連通する第２状態とに切り換え可能に構成され、
   第１系統側回路の低圧配管（15）が第１圧縮機手段（2A）の吸入管（6a）に接続されるとともに、上記第１ポート（P1）に第１圧縮機手段（2A）の吸入管（6a）の分岐管（6d）が該第１ポート（P1）へ向かう冷媒の流れを許容する逆止弁（7）を介して接続され、
   上記第２ポート（P2）に第２圧縮機手段（2B）の吸入管（6b）が接続され、
   第２系統側回路の低圧配管（9，17）が第３圧縮機手段（2C）の吸入管（6c）に接続されるとともに、上記第３ポート（P3）に第３圧縮機手段（2C）の吸入管（6c）の分岐管（6e）が該第３ポート（P3）へ向かう冷媒の流れを許容する逆止弁（7）を介して接続され、
   第４ポート（P4）に冷媒回路（1E）の高圧側配管（28a）が接続され、
   上記四路切換弁（3C）を第１状態に設定することにより第２圧縮機手段（2B）の吐出冷媒が第１系統側回路を循環する状態と、該四路切換弁（3C）を第２状態に設定することにより第２圧縮機手段（2B）の吐出冷媒が第２系統側回路を循環する状態とが切り換えられるように構成されていることを特徴とする冷凍装置。
2. 第１系統側回路の利用側熱交換器（45，51）は冷蔵・冷凍に用いられる冷却熱交換器であり、第２系統側回路の利用側熱交換器（41）は空調に用いられる空調熱交換器であり、
   冷媒回路（1E）は、第１系統側回路の利用側熱交換器（45，51）と第２系統側回路の利用側熱交換器（41）とにおいて、冷媒が異温度蒸発するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の冷凍装置。
3. 冷媒回路（1E）は、第２圧縮機手段（2B）及び第３圧縮機手段（2C）の少なくとも一方から吐出した冷媒が第２系統側回路を循環する空調運転と、第１圧縮機手段（2A）及び第２圧縮機手段（2B）の少なくとも一方から吐出した冷媒が第１系統側回路を循環する冷却運転と、第３圧縮機手段（2C）から吐出した冷媒が第２系統側回路を循環するとともに第１圧縮機手段（2A）から吐出した冷媒が第１系統側回路を循環し、かつ第２圧縮機手段（2B）から吐出した冷媒が第１系統側回路または第２系統側回路を循環可能な空調冷却運転とを選択可能に構成されていることを特徴とする請求項２記載の冷凍装置。
4. 第１圧縮機手段（2A）が可変容量圧縮機により構成され、第２圧縮機手段（2B）及び第３圧縮機手段（2C）が定容量圧縮機により構成されていることを特徴とする請求項１記載の冷凍装置。
5. 第１系統側回路の利用側熱交換器（45，51）と第２系統側回路の利用側熱交換器（41）の一方で能力不足が生じると、第２圧縮機手段（2B）を能力不足側の系統に切り換えて運転するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の冷凍装置。
6. 運転中に第１系統側回路の利用側熱交換器（45，51）の能力を第２系統側回路の利用側熱交換器（41）の能力よりも優先させるように定められ、
   第１系統側回路の利用側熱交換器（45，51）の能力が不足すると、第２系統側回路の利用側熱交換器（41）の状態に関わらず第２圧縮機手段（2B）を第１系統に切り換えて運転するように構成されていることを特徴とする請求項５記載の冷凍装置。

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