JP5313093B2 - 冷凍装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷凍装置に関する。

例えば、冷凍物品等の貯蔵対象を貯蔵する低温貯蔵庫の庫内を冷却するための冷凍装置として、二元冷凍装置が知られている。二元冷凍装置は、第１冷媒が封入された高温側冷媒回路及び第１冷媒より沸点が低い第２冷媒が封入された低温側冷媒回路から構成されている。また、高温側冷媒回路の蒸発器（以下、高温側蒸発器と称する）と低温側冷媒回路の凝縮器（以下、低温側凝縮器と称する）は互いに熱交換するようにカスケードコンデンサを構成している。これによって、高温側冷媒回路の冷却効果により第２冷媒を凝縮し、低温側冷媒回路の冷却効果により庫内を冷却する。尚、庫内の冷却温度はセンサによって検出されている。検出された庫内の冷却温度に応じて、高温側冷媒回路の圧縮機（以下、高温側圧縮機と称する）及び低温側冷媒回路の圧縮機（以下、低温側圧縮機と称する）の回転数が夫々制御され、庫内は目標とする冷却温度になる。

特開平５−１４２２９４号公報

ところで、庫内の冷却温度が一定温度になるように制御する場合、カスケードコンデンサの温度は一定温度であることが望ましい。しかし、高温側圧縮機及び低温側圧縮機の仕様が異なったり、両圧縮機の仕様が同じでも性能がばらついたりすると、両圧縮機の運転がセンサの検出出力により同時に制御されるにも関わらず、高温側蒸発器の蒸発温度及び低温側凝縮器の凝縮温度の変化時期がずれたり、高温側蒸発器の蒸発温度及び低温側凝縮器の凝縮温度の変化の割合が必要以上に偏ったりする。この場合、庫内の冷却温度が変化すると、カスケードコンデンサの温度が一定温度になるまでの時間が長くなり、庫内の冷却温度が一定温度になるまでの時間が長くなる虞があった。

前述した課題を解決する主たる発明は、庫内の温度を所定の低温状態に保つ冷凍装置において、第１圧縮機、第１凝縮器、第１減圧器、第１蒸発器を第１配管で環状に接続して冷凍サイクルを構成すると共に第１冷媒を作動冷媒として封入した第１冷媒回路と、第２圧縮機、第２凝縮器、第２減圧器、第２蒸発器を第２配管で環状に接続して冷凍サイクルを構成すると共に第２冷媒を作動冷媒として封入した第２冷媒回路とを備え、前記第１蒸発器と前記第２凝縮器とを熱交換可能に一体に構成したカスケードコンデンサの温度を検出する第１センサと、前記第１センサの検出する温度が第１温度になるように、前記第１センサの検出する温度に基づいて、前記第１圧縮機の運転能力を可変制御する第１制御装置と、前記庫内の温度を検出する第２センサと、前記第２センサの検出する温度が第２温度になるように、前記第２センサの検出する温度に基づいて、前記第２圧縮機の運転能力を可変制御する第２制御装置と、を備えた冷凍装置である。

本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。

本発明によれば、庫内の温度の制御性を向上させることができる。

本実施形態に係る冷凍装置１の正面図である。 図１の冷凍装置１を、右側（図１の−Ｘ側）から見た場合の側面図である。 本実施形態に係る冷媒回路１００の一例を示す回路図である。 本実施形態に係る制御回路２００の一例を示すブロック図である。 冷凍装置１がカスケードコンデンサ１３０の温度に応じて第１圧縮機１１１の回転数を制御する際のマイクロコンピュータ２１０の処理手順の一例を示すフローチャートである。 冷凍装置１が庫内の温度に応じて第２圧縮機１２１の回転数を制御する際のマイクロコンピュータ２１０の処理手順の一例を示すフローチャートである。

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
＝＝＝冷凍装置の構成＝＝＝
＜＜全体構成＞＞
以下、図１及び図２を参照して、本実施形態に係る冷凍装置１の全体構成の一例について説明する。図１は、本実施形態に係る冷凍装置１の正面図である。図２は、図１の冷凍装置１を、右側（図１の−Ｘ側）から見た側面図である。

冷凍装置１の外観は、前面（＋Ｙ側面）に開口を有する断熱筐体２と、断熱筐体２の開口を開閉する断熱扉３と、断熱筐体２の下側（−Ｚ側）の機械室４とから構成されている。

断熱筐体２は、例えば金属製の外箱２１及び内箱２２と、発泡断熱材（合成樹脂を原料とするもの、又は真空断熱材を含む。不図示）とから構成されている。内箱２２は、前面に開口を有し、内側に冷凍物品等を貯蔵する。以下、内箱２２の内側を庫内と称する。外箱２１は、前面に開口を有し、内側に内箱２２を格納している。発泡断熱材は、外箱２１と内箱２２との間に充填されて、庫内の断熱効果を高める。尚、内箱２２には、その開口を開閉する内扉２３が設けられている。内扉２３は、例えば樹脂製であり、庫内の断熱効果を高める。

断熱扉３は、例えば金属製の外板３２及び内板３１を有し、この２つの板３１、３２に挟まれた空間に発泡断熱材（不図示）が充填されて構成されている。断熱扉３は、ヒンジ３３を介して、断熱筐体２の開口を開閉する。尚、断熱扉３には、利用者が同扉３を開閉するためのハンドル３４が設けられている。ハンドル３４は、断熱扉３が断熱筐体２の開口を閉じた状態を固定したり、この固定を解除したりするためのロック機構（不図示）を有している。また、断熱扉３の外板３２の前面には、コントロールパネル３５が設けられている。コントロールパネル３５は、後述する制御基板２０１、キーボード３５ａ、ディスプレイ３５ｂ等を有している。キーボード３５ａは、例えば利用者が庫内の温度（例えば、後述する第２温度）等を設定するためのものであり、ディスプレイ３５ｂは、例えばこの設定温度を表示するためのものである。

機械室４には、後述する第２蒸発器１２５を除く冷媒回路１００が格納されている。尚、図２の点線で例示されるように、第２蒸発器１２５を構成する例えば銅又はアルミニウム製の管は、内箱２２の外面に熱伝導を有して貼付され、第２蒸発器１２５で冷媒が蒸発する際の吸熱作用を持って内箱２２の内部を冷却するものである。
＜＜冷媒回路及び制御回路＞＞
以下、図３及び図４を参照して、本実施形態に係る冷凍装置１が備える冷媒回路１００及び制御回路２００の構成例について説明する。図３は、本実施形態に係る冷媒回路１００の一例を示す回路図である。図４は、本実施形態に係る制御回路２００の一例を示すブロック図である。

冷媒回路１００は、図３に例示されるように、第１冷媒が封入された第１冷媒回路１１０と、第１冷媒より沸点（蒸発温度）が低い第２冷媒が封入された第２冷媒回路１２０とから構成される。

第１冷媒回路１１０は、第１冷媒を高温高圧のガス冷媒に圧縮して吐出する第１圧縮機１１１と、この第１圧縮機１１１から吐出された第１冷媒を冷却して低温高圧の冷媒に凝縮させる第１前段凝縮器（第１凝縮器）１１２及び第１後段凝縮器（第１凝縮器)１１３と、第１減圧器（流路可変弁やキャピラリーチューブなど）１１４と、低温高圧となった第１冷媒を蒸発（気化）させる第１蒸発器１１５とが、第１配管１１６で環状に接続されて構成されている。

第１圧縮機１１１の吸入側は、第１蒸発器１１５に接続され、第１圧縮機１１１の吐出側は、第１前段凝縮器１１２に接続されている。また、図３及び図４において、「Ｈ」は第１冷媒回路１１０中の第１圧縮機１１１を示す高温側圧縮機を意味し、「Ｌ」は後述する低温側圧縮機（第２冷媒回路１２０中の第２圧縮機１２１を示す）を意味している。

第１前段凝縮器１１２は、第１圧縮機１１１で圧縮された第１冷媒を冷却するために、例えば銅又はアルミニウム製の管を蛇行させて形成される凝縮器であり、凝縮器の分割部分として構成するかまたは、蒸発器から生じるドレン水などを蒸発させるための熱源として用いたり、または断熱扉３または内扉２３などが外箱２１、内箱２２と接する部位の結露防止用の熱源として用いてもよいものである。

第１後段凝縮器１１３は、第１前段凝縮器１１２で放熱して温度が下がった第１冷媒を更に冷却するために、例えば銅又はアルミニウム製の管を蛇行させて形成されるコンデンサである。

尚、第１前段凝縮器１１２及び第１後段凝縮器１１３は、例えば、後述するファンモータ１１７を有するファン１１８によって、塵埃を除去するためのフィルタ（不図示）を介して空気が送風されるようになっている。これによって、同凝縮器１１２、１１３における第１冷媒の空気への放熱が促され、同冷媒は、第１後段凝縮器１１３で凝縮し低温高圧の冷媒となる。

第１減圧器１１４は、第１後段凝縮器１１３で凝縮した第１冷媒を減圧するための例えばキャピラリチューブである。尚、冷媒の流量を調節できる流量制御弁を用いても良い。

第１蒸発器１１５は、第１減圧器１１４で減圧された第１冷媒を蒸発（気化）させる蒸発器であり、第２冷媒回路１２０の第２後段凝縮器１２３と共にカスケードコンデンサ１３０を構成している。同カスケードコンデンサ１３０は第１蒸発器１１５と第２後段凝縮器１２３とが熱交換可能に一体に構成されたものであり、例えば二重管やプレート型熱交換器などを用いることができる。つまり、第１蒸発器１１５で第１冷媒が蒸発する際の吸熱作用によって、第２後段凝縮器１２３の第２冷媒を冷却する。尚、第１冷媒は、第１蒸発器１１５で蒸発した後に、再び第１圧縮機１１１に吸い込まれることによって、第１冷媒回路１１０を循環する。

第２冷媒回路１２０は、第１冷媒回路１１０と略同様に、第２圧縮機１２１と、第２前段凝縮器１２２と、第２後段凝縮器（第２凝縮器)１２３と、第２減圧器１２４と、第２
蒸発器１２５とが、第２配管１２６で環状に接続されて構成されている。

第２圧縮機１２１は、第２冷媒を圧縮する。第２前段凝縮器１２２は、第１冷媒回路１１０の第１前段凝縮器と同様の構成であり同様の働きをするものである。第２後段凝縮器１２３は、前述のカスケードコンデンサ１３０の一部をなし、第１蒸発器で蒸発する第１冷媒の吸熱作用によって冷却される。第２減圧器１２４は、第１冷媒回路１１０の第１減圧器１１４と同様の構成であり同様の働きをするものである。第２蒸発器１２５は、第２減圧器１２４で減圧された第２冷媒を蒸発させる。第２蒸発器１２５で第２冷媒が蒸発する際の吸熱作用によって、内箱２２を介して庫内が冷却される。第２冷媒は、第２蒸発器１２５で蒸発した後に、再び第２圧縮器１２１に吸い込まれることによって、第２冷媒回路１２０を循環する。

以上述べた冷媒回路１００は、制御回路２００によって制御される。制御回路２００は、図４に例示されるように、第１センサ２０６と、第２センサ２０７と、マイクロコンピュータ２１０を搭載する制御基板２０１と、第１インバータ２０４と、第２インバータ２０５とを有する。

第１センサ２０６は、カスケードコンデンサ１３０の温度を検出する。尚、以後、第１センサ２０６が検出する温度を第１検出温度と称する。この第１センサ２０６はカスケードコンデンサ１３０を構成する第１蒸発器１１５の出口付近の配管温度、もしくは出口付近の第１冷媒の温度を検出できるように取り付けられている。尚、この温度センサ２０６はカスケードコンデンサ１３０で蒸発器を成す第１蒸発器１１５内の第１冷媒の温度すなわち第１冷媒の蒸発温度を検出できるように取り付けても良い。また、第１蒸発器の入口付近の配管（または第１冷媒）の温度と当該出口付近の配管（または第１冷媒）の温度との温度差に基づいて以下に説明する制御を修正することは可能であり、第１蒸発器の入口付近の配管（または第１冷媒）の温度、第２後段凝縮器１２３の入口付近の配管（または第１冷媒）の温度、当該出口付近の配管（または第１冷媒）の温度を用いることも可能である。

第２センサ２０７は、庫内の温度を検出する。尚、以後、第２センサ２０７が検出する温度を第２検出温度と称する。

制御基板２０１に搭載されたマイクロコンピュータ２１０は、第１検出温度と予め定められた第１温度とを比較し、その比較結果に応じて、第１圧縮機１１１の回転数を制御するための第１制御信号を第１インバータ２０４に出力する。また、マイクロコンピュータ２１０は、第２検出温度と予め定められた第２温度とを比較し、その比較結果に応じて、第２圧縮機１２１の回転数を制御するための第２制御信号を第２インバータ２０５に出力する。尚、制御基板２０１には、スイッチング電源２０２から電力が供給され、このスイッチング電源２０２には、電源ケーブル２０３を通じて電力が供給される。

第１インバータ２０４は、電源ケーブル２０３からの単相交流電圧を３相交流電圧に変換して第１圧縮機１１１の３相コイルのモータ（不図示）に印加する。第１インバータ２０４は、例えば、第１圧縮機１１１に電力を供給する複数のパワートランジスタ等（不図示）を３相ブリッジ状に結線した構成を有している。これら複数のパワートランジスタそれぞれが前述した第１制御信号によってオン・オフされることにより、第１圧縮機１１１の回転数が制御されるようになっている。つまり、第１インバータ２０４及びマイクロコンピュータ２１０（第１制御装置）によって、カスケードコンデンサ１３０の温度が前述した第１温度になるように、第１圧縮機１１１の回転数が制御される。

第２インバータ２０５は、電源ケーブル２０３からの単相交流電圧を３相交流電圧に変換して第２圧縮機１２１の３相コイルのモータ（不図示）に印加する。第２インバータ２０５は、第１インバータ２０４と同様に、例えば、第２圧縮機１２１に電力を供給する複数のパワートランジスタ等（不図示）から構成されている。これら複数のパワートランジスタのそれぞれが前述した第２制御信号によってオン・オフされることにより、第２圧縮機１２１の回転数が制御されるようになっている。つまり、第２インバータ２０５及びマイクロコンピュータ２１０（第２制御装置）によって、庫内の温度が前述した第２温度になるように、第２圧縮機１２１の回転数が制御される。

尚、図４の例示によれば、制御回路２００は、更に、第３センサ２０８と、第４センサ２０９とを有している。第３センサ２０８は、例えば、第１前段凝縮器１１２及び第１後段凝縮器１１３の周囲の温度を検出する。第４センサ２０９は、前述した塵埃を除去するためのフィルタの目詰まりを検出するフィルタセンサである。マイクロコンピュータ２１０は、例えば、第３センサ２０８及び第４センサ２０９の検出結果に基づいて、ファンモータ１１７の故障等を判別し、その結果をディスプレイ３５ｂ等を通じて利用者に報知する。
＝＝＝冷凍装置の動作＝＝＝
以下、図５及び図６を参照して、前述した構成を備えた冷凍装置１の動作について説明する。図５は、冷凍装置１がカスケードコンデンサ１３０の温度（第１検出温度）に応じて第１圧縮機１１１の回転数を制御する際のマイクロコンピュータ２１０の処理手順の一例を示すフローチャートである。図６は、冷凍装置１が庫内の温度（第２検出温度）に応じて第２圧縮機１２１の回転数を制御する際のマイクロコンピュータ２１０の処理手順の一例を示すフローチャートである。

図５に例示されるように、電源ケーブル２０３を通じて冷凍装置１に電源が投入されると、マイクロコンピュータ２１０は、先ず、第１圧縮機１１１を所定の回転数で駆動させる（Ｓ１００）。第１圧縮機１１１の運転によって、第１冷媒回路１１０を第１冷媒が循環し始めるため、第１蒸発器１１５で第１冷媒が蒸発する際の冷却作用によって、カスケードコンデンサ１３０の温度が降下する。

次に、マイクロコンピュータ２１０は、第１検出温度と第１温度とを比較し、第１検出温度が第１温度以下であるか否かを判別する（Ｓ１０１）。尚、第１温度とは、第２冷媒の種類や第２圧縮機１２１の能力（性能又は仕様）等によって予め定められる温度であり、具体的には、第２後段凝縮器１２３で第２冷媒を凝縮するために最適なカスケードコンデンサ１３０の温度である。

第１検出温度が第１温度より高いと判別した場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、マイクロコンピュータ２１０は、ステップ１０１の処理を再度実行する。

第１検出温度が第１温度以下であると判別した場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ２１０は、第２圧縮機１２１を所定の回転数で駆動させる（Ｓ１０２）。

このように、先ず第１圧縮機１１１を起動し、第１検出温度が第１温度以下になったときに第２圧縮機１２１を起動することによって、カスケードコンデンサ１３０における第２冷媒が冷やされて後述する所定温度範囲に到達し易くなる。このため、庫内の温度も一定温度に到達し易くなる。

尚、第２圧縮機１２１の運転によって、第２冷媒回路１２０を第２冷媒が循環し始めると、第２後段凝縮器１２３に高温の第２冷媒が送られるため、これはカスケードコンデンサ１３０の温度を上昇させる方向に作用する。一方、第２冷媒は、第１蒸発器１１５で蒸発する第１冷媒との熱交換によって冷却されるため、これはカスケードコンデンサ１３０の温度を降下させる方向に作用する。以下述べるマイクロコンピュータ２１０の処理は、後者のカスケードコンデンサ１３０の温度を降下させる作用を第１圧縮機１１１を通じて制御することによって、同コンデンサ１３０の温度を第１温度を中心とする所定温度範囲に維持するためのものである。

マイクロコンピュータ２１０は、第１検出温度と第１温度より高い所定温度（第１温度＋α）とを比較し、第１検出温度が（第１温度＋α）より高いか否かを判別する（Ｓ１０３）。尚、（第１温度＋α）は、例えば、カスケードコンデンサ１３０中で第２冷媒を凝縮させるに適した温度範囲における高温側温度である。

第１検出温度が（第１温度＋α）より高いと判別した場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ２１０は、第１圧縮機１１１の回転数を上げるための第１制御信号を第１インバータ２０４に出力し（Ｓ１０４）、ステップＳ１０３の処理を再度実行する。これによって、第１圧縮機１１１から単位時間当たりに吐出される第１冷媒の量がより多くなって冷媒の蒸発量が増加し第１冷媒回路１１０の冷却能力が上がり、カスケードコンデンサ１３０の温度は第１冷媒の蒸発温度に向かって降下する。マイクロコンピュータ２１０は、第１検出温度が（第１温度＋α）以下となるまで、ステップＳ１０３：ＹＥＳ及びＳ１０４の処理を繰り返し実行する。

第１検出温度が（第１温度＋α）以下であると判別した場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、マイクロコンピュータ２１０は、第１検出温度と第１温度より低い所定温度（第１温度−α）とを比較し、第１検出温度が（第１温度−α）より低いか否かを判別する（Ｓ１０５）。尚、（第１温度−α）は、例えば、カスケードコンデンサ１３０中で第２冷媒が十分に凝縮させるに適した温度範囲における低温側温度である。即ち、第２冷媒を凝縮するにあたり、カスケードコンデンサ１３０の温度は、（第１温度−α）より低い必要はなく、また、（第１温度−α）におけるαの値は、前述したカスケードコンデンサ１３０の上限温度を与えるαと同じ値であっても、異なる値であってもよい。

第１検出温度が（第１温度−α）より低いと判別した場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ２１０は、第１圧縮機１１１の回転数を下げるための第１制御信号を第１インバータ２０４に出力し（Ｓ１０６）、ステップＳ１０３の処理を再度実行する。これによって、第１圧縮機１１１から単位時間当たりに吐出される第１冷媒の量がより少なくなって第１冷媒回路１１０の冷却能力が下がり、第２後段凝縮器１２３を流れる第２冷媒が多ければカスケードコンデンサ１３０の温度は上昇する。すなわち第１蒸発器１１５でガス化した第１冷媒の温度が第２後段凝縮器からの放熱を受けて上昇する。マイクロコンピュータ２１０は、第１検出温度が（第１温度−α）以上となるまで、ステップＳ１０３：ＮＯ、Ｓ１０５：ＹＥＳ、及びＳ１０６の処理を繰り返し実行する。

第１検出温度が（第１温度−α）以上であると判別した場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、マイクロコンピュータ２１０は、ステップＳ１０３の処理を再度実行する。つまり、第１検出温度が（第１温度−α）以上且つ（第１温度＋α）以下に維持されている間は、マイクロコンピュータ２１０は、ステップＳ１０３：ＮＯ及びＳ１０５：ＮＯの処理を繰り返し実行することになる。

以上により、カスケードコンデンサ１３０の温度は、第1圧縮機１１１の回転数の制御によって、第２冷媒の凝縮に好適な温度範囲に維持される。この温度範囲は、例えば第２冷媒の特性等に応じて予め設定されている。第２冷媒の凝縮温度がこのような温度範囲内で安定していれば、例えば第２圧縮機１２１の運転を多少制御することによって、第２冷媒回路１２０の第２蒸発器１２５の蒸発温度を一定温度に制御でき、庫内の負荷変動に対しても、庫内温度を容易に安定させることができるものである。

前述した処理と平行して、マイクロコンピュータ２１０は、ステップＳ１０２で駆動開始させた第２圧縮機１２１の運転を制御するべく、以下の処理を実行する。

図６に例示されるように、マイクロコンピュータ２１０は、第２検出温度と第２温度より高い所定温度（第２温度＋α）とを比較し、第２検出温度が（第２温度＋α）より高いか否かを判別する（Ｓ２００）。ここで、（第２温度＋α）は、例えば、庫内を第２温度を中心とする所定温度範囲に維持する際に上限となる庫内の冷却温度である。尚、（第２温度＋α）におけるαの値は、前述したカスケードコンデンサ１３０の高温側温度又は低温側温度を与えるαと同じ値であっても、異なる値であってもよい。

第２検出温度が（第２温度＋α）より高いと判別した場合（Ｓ２００：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ２１０は、第２圧縮機１２１の回転数を上げるための第２制御信号を第２インバータ２０５に出力し（Ｓ２０１）、ステップＳ２００の処理を再度実行する。これによって、第２圧縮機１２１から単位時間当たりに吐出される第２冷媒の量がより多くなって第２冷媒回路１２０の冷却能力が上がる。マイクロコンピュータ２１０は、第２検出温度が（第２温度＋α）以下となるまで、ステップＳ２００：ＹＥＳ及びＳ２０１の処理を繰り返し実行する。

第２検出温度が（第２温度＋α）以下であると判別した場合（Ｓ２００：ＮＯ）、マイクロコンピュータ２１０は、第２検出温度と第２温度より低い所定温度（第２温度−α）とを比較し、第２検出温度が（第２温度−α）より低いか否かを判別する（Ｓ２０２）。尚、（第２温度−α）は、例えば、前述した所定温度範囲の下限温度である。また、（第２温度−α）におけるαの値は、前述した所定温度範囲の上限温度を与えるαと同じ値であっても、異なる値であってもよい。

第２検出温度が（第２温度−α）より低いと判別した場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ２１０は、第２圧縮機１２１の回転数を下げるための第２制御信号を第２インバータ２０５に出力し（Ｓ２０３）、ステップＳ２００の処理を再度実行する。これによって、第２圧縮機１２１から単位時間当たりに吐出される第２冷媒の量がより少なくなって第２冷媒回路１２０の冷却能力が下がる。マイクロコンピュータ２１０は、第２検出温度が（第２温度−α）以上となるまで、ステップＳ２００：ＮＯ、Ｓ２０２：ＹＥＳ、及びＳ２０３の処理を繰り返し実行する。

第２検出温度が（第２温度−α）以上であると判別した場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、マイクロコンピュータ２１０は、ステップＳ２００の処理を再度実行する。つまり、第２検出温度が（第２温度−α）以上且つ（第２温度＋α）以下に維持されている間は、マイクロコンピュータ２１０は、ステップＳ２００：ＮＯ及びＳ２０２：ＮＯの処理を繰り返し実行することになる。

以上により、前述した図５の処理によってカスケードコンデンサ１３０の温度が第２冷媒の凝縮に好適な温度範囲に維持されている状態で、図６の処理によって第２圧縮機１２１の回転数を制御すれば、庫内の温度は冷凍装置１の仕様に基づく所定温度範囲に維持される。つまり、第２冷媒回路１２０の冷却温度は一定温度により一層迅速に到達し得る。

前述した実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。

１１１ 第１圧縮機
１１２ 第１前段凝縮器
１１３ 第１後段凝縮器
１１４ 第１減圧器
１１５ 第１蒸発器
１１６ 第１配管
１１０ 第１冷媒回路
１２１ 第２圧縮機
１２３ 第２後段凝縮器
１２４ 第２減圧器
１２５ 第２蒸発器
１２６ 第２配管
１２０ 第２冷媒回路
１３０ カスケードコンデンサ
２０６ 第１センサ
２０４ 第１インバータ
２１０ マイクロコンピュータ
２０７ 第２センサ
２０５ 第２インバータ

Claims (6)

1. 
   庫内の温度を所定の低温状態に保つ冷凍装置において、第１圧縮機、第１凝縮器、第１減圧器、第１蒸発器を第１配管で環状に接続して冷凍サイクルを構成すると共に第１冷媒を作動冷媒として封入した第１冷媒回路と、第２圧縮機、第２凝縮器、第２減圧器、第２蒸発器を第２配管で環状に接続して冷凍サイクルを構成すると共に第２冷媒を作動冷媒として封入した第２冷媒回路とを備え、
   前記第１蒸発器と前記第２凝縮器とを熱交換可能に一体に構成したカスケードコンデンサの温度を検出する第１センサと、
   前記第１センサの検出する温度が第１温度になるように、前記第１センサの検出する温度に基づいて、前記第１圧縮機の運転能力を可変制御する第１制御装置と、
   前記庫内の温度を検出する第２センサと、
   前記第２センサの検出する温度が第２温度になるように、前記第２センサの検出する温度に基づいて、前記第２圧縮機の運転能力を可変制御する第２制御装置と、
   を備えたことを特徴とする冷凍装置。
2. 前記第１制御装置は、前記第２圧縮機より先に前記第１圧縮機を起動し、
   前記第２制御装置は、前記第１センサの検出する温度が前記第１温度を下回ったときに前記第２圧縮機を起動することを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
3. 前記第１圧縮機は回転型の冷媒圧縮機でありその回転数を変えることによって運転能力を可変制御することができるものであり、前記第２圧縮機は回転型の冷媒圧縮機でありその回転数を変えることによって運転能力を可変制御することができるものであることを特徴とする請求項２に記載の冷凍装置。
4. 前記第１制御装置は、前記第１センサの検出する温度が第１温度より高い所定温度を上回ると、前記第１圧縮機の回転数を上げるように制御し、前記第１センサの検出する温度が第１温度より低い所定温度を下回ると、前記第１圧縮機の回転数を下げるように制御することを特徴とする請求項３に記載の冷凍装置。
5. 前記第２制御装置は、前記第２センサの検出する温度が第２温度より高い所定温度を上回ると、前記第２圧縮機の回転数を上げるように制御し、前記第２センサの検出する温度が第２温度より低い所定温度より下回ると、前記第２圧縮機の回転数を下げるように制御することを特徴とする請求項４に記載の冷凍装置。
6. 前記第１センサの検出するカスケードコンデンサの温度は前記第１蒸発器の出口付近の第１冷媒の温度であることを特徴とする請求項５に記載の冷凍装置。

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