JP5484889B2 - Refrigeration equipment - Google Patents

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Description

本発明は、圧縮手段と、ガスクーラと、絞り手段と、蒸発器とから冷媒回路が構成され、高圧側が超臨界圧力となる冷凍装置に関するものである。   The present invention relates to a refrigeration apparatus in which a refrigerant circuit is configured by a compression unit, a gas cooler, a throttling unit, and an evaporator, and a high pressure side is a supercritical pressure.

従来よりこの種冷凍装置は、圧縮手段、ガスクーラ、絞り手段等から冷凍サイクルが構成され、圧縮手段で圧縮された冷媒がガスクーラにて放熱し、絞り手段にて減圧された後、蒸発器にて冷媒を蒸発させて、このときの冷媒の蒸発により周囲の空気を冷却するものとされていた。近年、この種冷凍装置では、自然環境問題などからフロン系冷媒が使用できなくなってきている。このため、フロン冷媒の代替品として自然冷媒である二酸化炭素を使用するものが開発されている。当該二酸化炭素冷媒は、高低圧差の激しい冷媒で、臨界圧力が低く、圧縮により冷媒サイクルの高圧側が超臨界状態となることが知られている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, this type of refrigeration apparatus has a refrigeration cycle composed of a compression means, a gas cooler, a throttle means, etc., and the refrigerant compressed by the compression means dissipates heat in the gas cooler and is depressurized by the throttle means, and then in an evaporator. The refrigerant was evaporated, and ambient air was cooled by evaporation of the refrigerant at this time. In recent years, chlorofluorocarbon refrigerants cannot be used in this type of refrigeration system due to natural environmental problems. For this reason, the thing using the carbon dioxide which is a natural refrigerant | coolant is developed as a substitute of a fluorocarbon refrigerant | coolant. The carbon dioxide refrigerant is a refrigerant having a high and low pressure difference, and has a low critical pressure. It is known that the high pressure side of the refrigerant cycle is brought into a supercritical state by compression (see, for example, Patent Document 1).

特公平7−18602号公報Japanese Patent Publication No. 7-18602

上述したようなフロン冷媒は、凝縮器から出た後、レシーバータンク内に入り、そこに一旦貯留されて気液が分離される。分離された液冷媒はレシーバータンクに貯留され、外気温度等に応じて冷媒量の調整に用いられる。一方、高圧側が超臨界圧力となるような冷媒、例えば二酸化炭素を用いた場合は、外気温度が降下すると、飽和サイクルが行われるため、冷媒はガス液混合状態となり、低圧側に設けられるレシーバータンクによって気液分離され、ガス冷媒のみが圧縮手段に吸い込まれる。当該レシーバータンクによって冷媒回路中の循環冷媒量の調整も行える。しかし、外気温度が上昇し、例えば+25℃〜30℃以上となると、冷媒は液化せず、ガスサイクル運転が行われる。そのため、レシーバータンクによる循環冷媒量の調整を行うことができず、冷媒回路中の過剰なガス冷媒によって、高圧側圧力が異常上昇する問題がある。   The chlorofluorocarbon refrigerant described above enters the receiver tank after exiting the condenser, and is temporarily stored therein to separate the gas and liquid. The separated liquid refrigerant is stored in the receiver tank, and is used for adjusting the refrigerant amount according to the outside air temperature and the like. On the other hand, when a refrigerant such as carbon dioxide that has a supercritical pressure on the high pressure side is used, a saturation cycle is performed when the outside air temperature falls, so the refrigerant is in a gas-liquid mixed state, and a receiver tank provided on the low pressure side The gas-liquid separation is performed by this, and only the gas refrigerant is sucked into the compression means. The amount of circulating refrigerant in the refrigerant circuit can also be adjusted by the receiver tank. However, when the outside air temperature rises and becomes, for example, + 25 ° C. to 30 ° C. or more, the refrigerant is not liquefied and the gas cycle operation is performed. Therefore, the amount of circulating refrigerant cannot be adjusted by the receiver tank, and there is a problem that the high-pressure side pressure abnormally increases due to excessive gas refrigerant in the refrigerant circuit.

そこで、高圧側圧力の異常上昇を回避すべく高圧遮断装置が設けられているが、この高圧遮断装置は、冷媒回路の高圧側圧力が所定の高圧遮断設定値に達した場合に圧縮手段を強制的に停止させてシステムを保護するものであるが、圧縮手段が停止すれば蒸発器による冷却も停止してしまう。   Therefore, a high-pressure shut-off device is provided to avoid an abnormal increase in the high-pressure side pressure. This high-pressure shut-off device forces the compression means when the high-pressure side pressure of the refrigerant circuit reaches a predetermined high-pressure shut-off setting value. However, if the compression means is stopped, the cooling by the evaporator is also stopped.

本発明は、従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、高圧側が臨界圧力となる冷凍装置において、冷媒回路内の循環冷媒量を適切に維持し、高圧異常による圧縮手段の過負荷運転を防止することができる冷凍装置を提供する。   The present invention has been made to solve the conventional technical problems, and in a refrigeration apparatus in which the high pressure side is at a critical pressure, the amount of refrigerant circulating in the refrigerant circuit is appropriately maintained, and the compression means due to abnormal high pressure is provided. Provided is a refrigeration apparatus capable of preventing overload operation.

上記課題を解決するために、本発明は、圧縮手段と、ガスクーラと、絞り手段と、蒸発器とから第1の冷媒回路が構成され、高圧側が超臨界圧力となる冷凍装置において、圧縮手段は、第1及び第2の圧縮要素から構成され、第1の冷媒回路の低圧側から第1の圧縮要素に冷媒を吸い込んで圧縮し、当該第1の圧縮要素から吐出された中間圧の冷媒を第2の圧縮要素に吸い込み、圧縮して第1の冷媒回路の高圧側に吐出すると共に、一端が第1の冷媒回路の高圧側に接続され、他端が第1の冷媒回路の中間圧領域に接続された第2の冷媒回路を第1の冷媒回路とは別に設け、第2の冷媒回路を、一端が第1の冷媒回路と第1の連通回路を介して第1の冷媒回路の高圧側と接続された冷媒量調整タンクと、この冷媒量調整タンクの上部と第1の冷媒回路の中間圧領域とを連通する第2の連通回路と、冷媒量調整タンクの下部と第1の冷媒回路の中間圧領域とを連通する第3の連通回路と、第1の連通回路に設けられた絞り機能を有する第1の開閉手段と、第2の連通回路に設けられた第2の開閉手段と、第3の連通回路に設けられた第3の開閉手段とで構成し、各開閉手段を制御して第1の冷媒回路中の循環冷媒を冷媒量調整タンクに回収し、第1の冷媒回路へ冷媒を放出する制御手段を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention includes a compression means, and a gas cooler, a throttling means is constructed first refrigerant circuit from the evaporator is, in the refrigerating apparatus high-pressure side becomes supercritical pressure, compression means The first and second compression elements are configured to suck and compress the refrigerant from the low pressure side of the first refrigerant circuit into the first compression element, and the intermediate-pressure refrigerant discharged from the first compression element is compressed. Sucking into the second compression element, compressing and discharging to the high pressure side of the first refrigerant circuit, one end connected to the high pressure side of the first refrigerant circuit, and the other end to the intermediate pressure region of the first refrigerant circuit A second refrigerant circuit connected to the first refrigerant circuit is provided separately from the first refrigerant circuit, and the second refrigerant circuit is connected to the first refrigerant circuit via the first refrigerant circuit and the first communication circuit at one end. a refrigerant amount control tank connected to the side of the refrigerant amount adjustment tank top and first A second communicating circuit for communicating the intermediate pressure region of the medium circuits, a third communicating circuit for communicating the intermediate pressure region of the lower and first refrigerant circuit of the refrigerant amount adjustment tank, the first communicating circuit a first switching means having provided a diaphragm function, and a second opening and closing means provided in the second communicating circuit, constituted by a third switching means provided in the third communication circuit, each Control means for controlling the opening / closing means to collect the circulating refrigerant in the first refrigerant circuit in the refrigerant amount adjustment tank and to release the refrigerant to the first refrigerant circuit is provided .

請求項2の発明は、上記発明において、制御手段は、第3の開閉手段を閉じた状態で第1の開閉手段及び第2の開閉手段を開放することにより、冷媒を冷媒量調整タンクに回収する冷媒回収動作を実行し、第1の開閉手段及び第2の開閉手段を閉じた状態で第3の開閉手段を開放することにより、冷媒量調整タンクから冷媒を放出する冷媒放出動作を実行することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the above invention, the control means collects the refrigerant in the refrigerant amount adjustment tank by opening the first opening and closing means and the second opening and closing means with the third opening and closing means closed. The refrigerant recovery operation is performed, and the third opening / closing means is opened while the first opening / closing means and the second opening / closing means are closed, thereby executing the refrigerant discharge operation for releasing the refrigerant from the refrigerant amount adjustment tank. It is characterized by that.

請求項3の発明は、上記発明において、制御手段は、第1の冷媒回路の高圧側圧力に基づき、当該高圧側圧力が上昇したことに基づいて冷媒回収動作を実行し、高圧側圧力が低下したことに基づき、冷媒放出動作を実行することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the above invention, the control means executes a refrigerant recovery operation based on an increase in the high-pressure side pressure based on the high-pressure side pressure of the first refrigerant circuit, and the high-pressure side pressure decreases. Based on the above, the refrigerant discharge operation is executed.

請求項4の発明は、上記発明において、制御手段は、高圧側圧力が所定の回収閾値を超えた場合、又は、高圧側圧力が回収閾値より低い所定の回収保護値を超え、且つ、ガスクーラを空冷する送風機の回転数が最大値となったことを条件として、冷媒回収動作を実行し、高圧側圧力が回収保護値以下に低下した場合に冷媒回収動作を終了すると共に、高圧側圧力が回収保護値より低い所定の放出閾値を下回った場合、又は、高圧側圧力が回収保護値以下となり、且つ、送風機の回転数が最大値よりも低い所定の規定値以下となったことを条件として、冷媒放出動作を実行することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the above invention, the control means is configured such that the high pressure side pressure exceeds a predetermined recovery threshold value, or the high pressure side pressure exceeds a predetermined recovery protection value lower than the recovery threshold value, and the gas cooler is The refrigerant recovery operation is executed on condition that the rotation speed of the air-cooled blower reaches the maximum value. When the high-pressure side pressure falls below the recovery protection value, the refrigerant recovery operation is terminated and the high-pressure side pressure is recovered. When it falls below a predetermined release threshold lower than the protection value, or on the condition that the high-pressure side pressure is less than or equal to the recovery protection value and the rotation speed of the blower is less than or equal to a predetermined specified value lower than the maximum value, A refrigerant discharge operation is performed.

請求項5の発明は、上記各発明において、第1の圧縮要素から吐出された冷媒を空冷するためのインタークーラを備え、第2及び第3の連通回路をインタークーラの出口側に連通させたことを特徴とする。 The invention of claim 5 includes, in each of the above-described inventions, an intercooler for air-cooling the refrigerant discharged from the first compression element, and the second and third communication circuits are communicated to the outlet side of the intercooler. It is characterized by that.

請求項6の発明は、上記各発明において、冷媒として二酸化炭素を使用したことを特徴とする。   The invention of claim 6 is characterized in that, in each of the above inventions, carbon dioxide is used as a refrigerant.

本発明によれば、圧縮手段と、ガスクーラと、絞り手段と、蒸発器とから第1の冷媒回路が構成され、高圧側が超臨界圧力となる冷凍装置において、圧縮手段は、第1及び第2の圧縮要素から構成され、第1の冷媒回路の低圧側から第1の圧縮要素に冷媒を吸い込んで圧縮し、当該第1の圧縮要素から吐出された中間圧の冷媒を第2の圧縮要素に吸い込み、圧縮して第1の冷媒回路の高圧側に吐出すると共に、一端が第1の冷媒回路の高圧側に接続され、他端が第1の冷媒回路の中間圧領域に接続された第2の冷媒回路を第1の冷媒回路とは別に設け、第2の冷媒回路を、一端が第1の冷媒回路と第1の連通回路を介して第1の冷媒回路の高圧側と接続された冷媒量調整タンクと、この冷媒量調整タンクの上部と第1の冷媒回路の中間圧領域とを連通する第2の連通回路と、冷媒量調整タンクの下部と第1の冷媒回路の中間圧領域とを連通する第3の連通回路と、第1の連通回路に設けられた絞り機能を有する第1の開閉手段と、第2の連通回路に設けられた第2の開閉手段と、第3の連通回路に設けられた第3の開閉手段とで構成し、各開閉手段を制御して第1の冷媒回路中の循環冷媒を冷媒量調整タンクに回収し、第1の冷媒回路へ冷媒を放出する制御手段を備えたので、第1の開閉手段を開放することにより、第1の冷媒回路の高圧側から冷媒量調整タンクに冷媒を回収することができる。 According to the present invention, in the refrigeration apparatus in which the first refrigerant circuit is configured by the compression unit, the gas cooler, the throttling unit, and the evaporator, and the high pressure side is at the supercritical pressure, the compression unit includes the first and second compression units. The refrigerant is sucked into the first compression element from the low pressure side of the first refrigerant circuit and compressed, and the intermediate pressure refrigerant discharged from the first compression element is used as the second compression element. A second one in which one end is connected to the high pressure side of the first refrigerant circuit and the other end is connected to the intermediate pressure region of the first refrigerant circuit while being sucked and compressed and discharged to the high pressure side of the first refrigerant circuit. The refrigerant circuit is provided separately from the first refrigerant circuit, and the second refrigerant circuit is connected at one end to the high pressure side of the first refrigerant circuit via the first refrigerant circuit and the first communication circuit. and amount adjustment tank, an intermediate pressure region of the top and the first refrigerant circuit of the refrigerant amount control tank Has a second communicating circuit for communicating a third communicating circuit for communicating the intermediate pressure region of the lower and first refrigerant circuit of the refrigerant amount adjustment tank, a stop function provided in the first communicating circuit The first opening / closing means, the second opening / closing means provided in the second communication circuit, and the third opening / closing means provided in the third communication circuit are configured to control each opening / closing means to control the first opening / closing means . Since the control means for collecting the circulating refrigerant in one refrigerant circuit in the refrigerant amount adjusting tank and releasing the refrigerant to the first refrigerant circuit is provided , the first refrigerant circuit is opened by opening the first opening / closing means. The refrigerant can be recovered from the high pressure side to the refrigerant amount adjustment tank.

高圧側が超臨界圧力となる冷凍装置では、外気温度が所定の温度域を越えていくと、冷媒回路内において液化しないガスサイクル運転となるため、従来の如きレシーバータンクによる液量調整を行うことができないが、本発明によれば、余剰となった冷媒によって第1の冷媒回路の高圧側の圧力が上がった場合、第1の開閉手段を開放することで、回路内の冷媒を冷媒量調整タンクに回収でき、第1の冷媒回路内の循環冷媒量を適切に維持することが可能となる。 In a refrigeration system in which the high pressure side is at a supercritical pressure, when the outside air temperature exceeds a predetermined temperature range, gas cycle operation that does not liquefy in the refrigerant circuit is performed, so the liquid volume can be adjusted by a conventional receiver tank. However, according to the present invention, when the pressure on the high-pressure side of the first refrigerant circuit is increased by the surplus refrigerant, the first opening / closing means is opened so that the refrigerant in the circuit is adjusted to the refrigerant amount adjustment tank. The amount of circulating refrigerant in the first refrigerant circuit can be maintained appropriately.

その際、特に請求項2の発明の如く制御手段は、第3の開閉手段を閉じた状態で第1の開閉手段及び第2の開閉手段を開放することにより、冷媒量調整タンクの上部と第1の冷媒回路の中間圧領域とを連通する第2の連通回路を介して、冷媒量調整タンク内の圧力をタンク外に逃がすことで、タンク内の圧力が低下して当該タンク内の冷媒が液化して溜まるため、迅速に、且つ、効率的に、第1の冷媒回路内の冷媒を冷媒量調整タンクに回収することができる。 At that time, in particular the control means as the second aspect of the present invention, by opening the first switching means and second switching means in the closed state of the third switching means, and an upper refrigerant amount control tank first The pressure in the refrigerant amount adjusting tank is released to the outside of the tank through the second communication circuit that communicates with the intermediate pressure region of the first refrigerant circuit, so that the pressure in the tank decreases and the refrigerant in the tank Since it liquefies and accumulates, the refrigerant in the first refrigerant circuit can be quickly and efficiently collected in the refrigerant amount adjustment tank.

これにより、第1の冷媒回路内の高圧側が異常高圧となる不都合を解消することができ、高圧異常による圧縮手段の過負荷運転を防止することが可能となる。 Thereby, the disadvantage that the high pressure side in the first refrigerant circuit becomes abnormally high can be solved, and it is possible to prevent the overload operation of the compression means due to the high pressure abnormality.

特に、本発明では、冷媒量調整タンクの上部と第1の冷媒回路の中間圧領域とを第2の連通回路を介して連通させることにより、第1の冷媒回路の低圧側領域と連通させる場合と異なり、低圧側圧力が上昇されることによる冷却効率の低下を回避することが可能となる。 In particular, in the present invention, the upper part of the refrigerant amount adjustment tank and the intermediate pressure region of the first refrigerant circuit are communicated with each other via the second communication circuit to communicate with the low pressure side region of the first refrigerant circuit. Unlike the above, it is possible to avoid a decrease in cooling efficiency due to an increase in the low-pressure side pressure.

また、制御手段は、第1の開閉手段及び第2の開閉手段を閉じた状態で第3の開閉手段を開放することにより、冷媒量調整タンクから冷媒を第1の冷媒回路に放出する冷媒放出動作を実行するので、液冷媒を冷媒量調整タンクの下部から第1の冷媒回路に放出できる。そのため、冷媒量調整タンクの上部からガス冷媒が混入した状態で第1の冷媒回路に放出する場合と異なり、迅速に冷媒量調整タンク内の冷媒を第1の冷媒回路に放出できる。これにより、冷凍装置を高い効率にて運転することが可能となる。 Further, the control means opens the third opening / closing means in a state where the first opening / closing means and the second opening / closing means are closed, thereby releasing the refrigerant from the refrigerant amount adjusting tank to the first refrigerant circuit. Since the operation is executed, the liquid refrigerant can be discharged from the lower part of the refrigerant amount adjustment tank to the first refrigerant circuit. Therefore, unlike the case where gas refrigerant is mixed from the upper part of the refrigerant quantity adjustment tank and discharged to the first refrigerant circuit, the refrigerant in the refrigerant quantity adjustment tank can be quickly released to the first refrigerant circuit. As a result, the refrigeration apparatus can be operated with high efficiency.

また、請求項3の発明によれば、上記発明に加えて、制御手段は、第1の冷媒回路の高圧側圧力に基づき、当該高圧側圧力が上昇したことに基づいて冷媒回収動作を実行し、高圧側圧力が低下したことに基づき、冷媒放出動作を実行することにより、高圧側圧力に基づいて冷媒回収・放出を制御でき、的確に高圧保護及び過負荷運転の防止することができる。これにより、冷凍装置の冷却能力を確保することができ、COPの適正化を図ることが可能となる。 According to the invention of claim 3, in addition to the above invention, the control means executes the refrigerant recovery operation based on the increase of the high-pressure side pressure based on the high-pressure side pressure of the first refrigerant circuit. By performing the refrigerant discharge operation based on the decrease in the high-pressure side pressure, the refrigerant recovery / release can be controlled based on the high-pressure side pressure, and high-pressure protection and overload operation can be accurately prevented. Thereby, the cooling capacity of the refrigeration apparatus can be ensured, and the COP can be optimized.

請求項4の発明によれば、上記発明に加えて、制御手段は、高圧側圧力が所定の回収閾値を超えた場合、又は、高圧側圧力が回収閾値より低い所定の回収保護値を超え、且つ、ガスクーラを空冷する送風機の回転数が最大値となったことを条件として、冷媒回収動作を実行し、高圧側圧力が回収保護値以下に低下した場合に冷媒回収動作を終了すると共に、高圧側圧力が回収保護値より低い所定の放出閾値を下回った場合、又は、高圧側圧力が回収保護値以下となり、且つ、送風機の回転数が最大値よりも低い所定の規定値以下となったことを条件として、冷媒放出動作を実行することにより、上記発明に加えてガスクーラを空冷する送風機の回転数をも考慮して冷媒回収・放出動作を制御することが可能となり、第1の冷媒回路の高圧側が異常に高くなった状態が続くことによる効率低下を防止することが可能となる。 According to the invention of claim 4, in addition to the above invention, the control means exceeds the predetermined recovery protection value when the high pressure side pressure exceeds a predetermined recovery threshold or when the high pressure side pressure is lower than the recovery threshold, In addition, the refrigerant recovery operation is executed on the condition that the rotational speed of the blower for air-cooling the gas cooler reaches the maximum value, and when the high-pressure side pressure falls below the recovery protection value, the refrigerant recovery operation is terminated, When the side pressure falls below a predetermined release threshold value lower than the recovery protection value, or the high pressure side pressure is lower than the recovery protection value and the rotation speed of the blower is lower than the predetermined specified value lower than the maximum value. Subject to, by performing a refrigerant emission operation, also the rotational speed of the blower to air-cool the gas cooler in addition to the above-described invention it is possible to control the refrigerant recovery and release operation in consideration, the first refrigerant circuit High pressure side Always raised state it is possible to prevent a decrease in efficiency due to follow.

また、請求項5の発明によれば、上記各発明に加えて、第1の圧縮要素から吐出された冷媒を空冷するためのインタークーラを備え、第2及び第3の連通回路をインタークーラの出口側に連通させたことにより、インタークーラにおける圧力損失を防止して、円滑に冷媒量調整タンクから第1の冷媒回路に冷媒を放出することが可能となる。 According to the invention of claim 5, in addition to each of the above inventions, an intercooler for air-cooling the refrigerant discharged from the first compression element is provided, and the second and third communication circuits are connected to the intercooler. By communicating with the outlet side, pressure loss in the intercooler can be prevented, and the refrigerant can be smoothly discharged from the refrigerant amount adjustment tank to the first refrigerant circuit.

請求項6の発明の如く、冷媒として二酸化炭素を使用した超臨界冷媒回路(超臨界冷凍サイクル)において、上記各発明は、特に有効である。   In the supercritical refrigerant circuit (supercritical refrigeration cycle) in which carbon dioxide is used as the refrigerant, the above inventions are particularly effective.

本実施例における冷凍装置の冷媒回路図である。It is a refrigerant circuit figure of the freezing apparatus in a present Example. 制御装置のブロック図である。It is a block diagram of a control apparatus. 外気温度と蒸発温度とから決定される目標高圧HPTの傾向を示す図である。It is a figure which shows the tendency of the target high pressure HPT determined from external temperature and evaporation temperature. 冷媒調整器の部分縦断側面図である。It is a partial vertical side view of a refrigerant regulator. 冷媒調整器の部分断面平面図である。It is a partial section top view of a refrigerant regulator.

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の実施形態にかかる冷凍装置Rの冷媒回路図である。本実施例における冷凍装置Rは、冷凍機ユニット3と複数台のショーケースユニット5A、5Bとを備え、これら冷凍機ユニット3と各ショーケースユニット5A、5Bとが、冷媒配管7及び9により連結されて所定の冷凍サイクルを構成する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of a refrigeration apparatus R according to an embodiment of the present invention. The refrigeration apparatus R in the present embodiment includes a refrigeration unit 3 and a plurality of showcase units 5A and 5B, and these refrigeration unit 3 and each showcase unit 5A and 5B are connected by refrigerant pipes 7 and 9. To constitute a predetermined refrigeration cycle.

この冷凍サイクルは、高圧側の冷媒圧力(高圧圧力)がその臨界圧力以上(超臨界)となる二酸化炭素を冷媒として用いる。この二酸化炭素冷媒は、地球環境に優しく、可燃性及び毒性等を考慮した自然冷媒である。また、潤滑油としてのオイルは、例えば鉱物油(ミネラルオイル)、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油、PAG(ポリアルキルグリコール)等、既存のオイルが使用される。   In this refrigeration cycle, carbon dioxide whose refrigerant pressure (high pressure) on the high pressure side is equal to or higher than its critical pressure (supercritical) is used as the refrigerant. This carbon dioxide refrigerant is a natural refrigerant that is friendly to the global environment and takes into consideration flammability and toxicity. As the lubricating oil, existing oils such as mineral oil (mineral oil), alkylbenzene oil, ether oil, ester oil, and PAG (polyalkyl glycol) are used.

冷凍機ユニット3は、並列に配置された2台の圧縮機11、11を備える。本実施例において、圧縮機11は、内部中間圧型多段圧縮式ロータリ圧縮機であり、鋼板から成る円筒状の密閉容器12と、この密閉容器12の内部空間の上側に配置収納された駆動要素としての電動要素14及びこの電動要素14の下側に配置され、電動要素14の回転軸16により駆動される第1の(低段側)回転圧縮要素(第1の圧縮要素)18及び第2の(高段側)回転圧縮要素(第2の圧縮要素)20から成る回転圧縮機構部にて構成されている。   The refrigerator unit 3 includes two compressors 11 and 11 arranged in parallel. In this embodiment, the compressor 11 is an internal intermediate pressure type multistage compression rotary compressor, and includes a cylindrical sealed container 12 made of a steel plate and a drive element disposed and housed above the internal space of the sealed container 12. The electric element 14 and the electric element 14 are arranged below the electric element 14 and driven by the rotating shaft 16 of the electric element 14. The first (low-stage) rotary compression element (first compression element) 18 and the second (High stage side) It is comprised by the rotary compression mechanism part which consists of a rotary compression element (2nd compression element) 20.

第1の回転圧縮要素18は、冷媒配管9を介して冷媒回路1の低圧側から圧縮機11に吸い込まれる低圧冷媒を圧縮して中間圧まで昇圧して吐出し、第2の回転圧縮要素20は、第1の回転圧縮要素20で圧縮されて吐出された中間圧の冷媒を更に吸い込み、圧縮して高圧まで昇圧し、冷媒回路1の高圧側に吐出する。圧縮機11は、周波数可変型の圧縮機であり、電動要素14の運転周波数を変更することで、第1の回転圧縮要素18及び第2の回転圧縮要素20の回転数を制御可能とする。   The first rotary compression element 18 compresses the low-pressure refrigerant sucked into the compressor 11 from the low-pressure side of the refrigerant circuit 1 through the refrigerant pipe 9, boosts it to an intermediate pressure, and discharges it. Further sucks in the intermediate pressure refrigerant compressed and discharged by the first rotary compression element 20, compresses it to a high pressure, and discharges it to the high pressure side of the refrigerant circuit 1. The compressor 11 is a variable frequency compressor, and the rotational frequency of the first rotary compression element 18 and the second rotary compression element 20 can be controlled by changing the operating frequency of the electric element 14.

圧縮機11の密閉容器12の側面には、第1の回転圧縮要素18に連通する低段側吸込口22及び低段側吐出口24と、第2の回転圧縮要素20に連通する高段側吸込口26及び高段側吐出口28が形成されている。各圧縮機11、11の低段側吸込口22、22には、それぞれ冷媒導入管30が接続され、それぞれの上流側で合流し冷媒配管9に接続される。   On the side surface of the hermetic container 12 of the compressor 11, a low-stage suction port 22 and a low-stage discharge port 24 that communicate with the first rotary compression element 18, and a high-stage side that communicates with the second rotary compression element 20. A suction port 26 and a high-stage discharge port 28 are formed. Refrigerant introduction pipes 30 are connected to the low-stage suction ports 22, 22 of the compressors 11, 11, respectively, and merge at the upstream side of each, and are connected to the refrigerant pipe 9.

低段側吸込口22により第1の回転圧縮要素18の低圧部に吸い込まれた低圧(LP:通常運転状態で4MPa程)の冷媒ガスは、当該第1の回転圧縮要素18により中間圧(MP:通常運転状態で8MPa程)に昇圧されて密閉容器12内に吐出される。これにより、密閉容器12内は中間圧(MP)となる。   The low pressure (LP: about 4 MPa in the normal operation state) refrigerant gas sucked into the low pressure portion of the first rotary compression element 18 by the low-stage suction port 22 causes the intermediate pressure (MP The pressure is increased to about 8 MPa in a normal operation state and discharged into the sealed container 12. Thereby, the inside of the airtight container 12 becomes an intermediate pressure (MP).

そして、密閉容器12内の中間圧の冷媒ガスが吐出される各圧縮機11、11の低段側吐出口24、24には、それぞれ中間圧吐出配管36、36が接続され、それぞれの下流側で合流し、インタークーラ38の一端に接続される。このインタークーラ38は、第1の回転圧縮要素18から吐出された中間圧の冷媒を空冷するものであり、当該インタークーラ38の他端には、中間圧吸入管40が接続され、この中間圧吸入管40は2つに分岐した後に各圧縮機11、11の高段側吸込口26、26に接続される。   Intermediate pressure discharge pipes 36 and 36 are respectively connected to the low-stage discharge ports 24 and 24 of the compressors 11 and 11 from which the intermediate-pressure refrigerant gas in the hermetic container 12 is discharged. And is connected to one end of the intercooler 38. The intercooler 38 cools the intermediate pressure refrigerant discharged from the first rotary compression element 18 by air, and an intermediate pressure suction pipe 40 is connected to the other end of the intercooler 38. The suction pipe 40 is branched into two and then connected to the high-stage suction ports 26 and 26 of the compressors 11 and 11.

高段側吸込口26により第2の回転圧縮要素20の中圧部に吸い込まれた中圧(MP)の冷媒ガスは、当該第2の回転圧縮要素20により2段目の圧縮が行われて高温高圧(HP:通常運転状態で12MPa程の超臨界圧力)の冷媒ガスとなる。   The medium pressure (MP) refrigerant gas sucked into the intermediate pressure portion of the second rotary compression element 20 by the high-stage suction port 26 is compressed in the second stage by the second rotary compression element 20. It becomes a refrigerant gas of high temperature and high pressure (HP: supercritical pressure of about 12 MPa in a normal operation state).

そして、各圧縮機11、11の第2の回転圧縮要素20の高圧室側に設けられた高段側吐出口28、28には、それぞれ高圧吐出配管42、42が接続され、それぞれの下流側で合流し、オイルセパレータ44、ガスクーラ46、詳細は後述する排熱回収熱交換器70及びスプリットサイクルを構成する中間熱交換器80を介して、冷媒回路7に接続される。   And the high pressure side discharge ports 28 and 28 provided in the high pressure chamber side of the 2nd rotary compression element 20 of each compressor 11 and 11 are connected to high pressure discharge piping 42 and 42, respectively, respectively downstream. And is connected to the refrigerant circuit 7 via an oil separator 44, a gas cooler 46, details of an exhaust heat recovery heat exchanger 70, which will be described later, and an intermediate heat exchanger 80 constituting a split cycle.

ガスクーラ46は、圧縮機11から吐出された高圧の吐出冷媒を冷却するものであり、ガスクーラ46の近傍には当該ガスクーラ46を空冷するガスクーラ用送風機47が配設されている。本実施例では、ガスクーラ46は上述したインタークーラ38及び詳細は後述するオイルクーラ74と並設されており、これらは同一の風路45に配設されている。当該風路45には、当該冷凍機ユニット3が配設される外気温度を検出する外気温度センサ(外気温度検出手段)56が設けられている。   The gas cooler 46 cools the high-pressure discharged refrigerant discharged from the compressor 11, and a gas cooler blower 47 for air-cooling the gas cooler 46 is disposed in the vicinity of the gas cooler 46. In this embodiment, the gas cooler 46 is juxtaposed with the above-described intercooler 38 and an oil cooler 74 described later in detail, and these are arranged in the same air passage 45. The air passage 45 is provided with an outside air temperature sensor (outside air temperature detecting means) 56 for detecting the outside air temperature where the refrigerator unit 3 is disposed.

また、高段側吐出口28、28には、第2の回転圧縮要素20、20から吐出された冷媒の吐出圧力を検出する高圧圧力センサ(高圧圧力検出手段)48と、吐出冷媒温度を検出する吐出温度センサ(吐出温度検出手段)50及び、圧縮機11の高段側吐出口28からガスクーラ46(オイルセパレータ44)に向かう方向を順方向とする逆止弁90を備えた冷媒調整器91が設けられている。尚、当該冷媒調整器91の詳細は後述する。   The high-stage discharge ports 28 and 28 have a high-pressure sensor (high-pressure detector) 48 that detects the discharge pressure of the refrigerant discharged from the second rotary compression elements 20 and 20, and detects the discharge refrigerant temperature. And a refrigerant regulator 91 including a check valve 90 having a forward direction from the high-stage discharge port 28 of the compressor 11 toward the gas cooler 46 (oil separator 44). Is provided. The details of the refrigerant regulator 91 will be described later.

一方、ショーケースユニット5A、5Bは、それぞれ店舗内等に設置され、冷媒配管7及び9にそれぞれ並列に接続されている。各ショーケースユニット5A、5Bは、冷媒配管7と冷媒配管9とを連結するケース側冷媒配管60A、60Bを有しており、各ケース側冷媒配管60A、60Bには、それぞれストレーナ61A、61Bと、主絞り手段62A、62Bと、蒸発器63A、63Bが順次接続されている。各蒸発器63A、63Bには、それぞれ当該蒸発器に送風する図示しない冷気循環用送風機が隣接されている。そして、当該冷媒配管9は、上述したように冷媒導入管30を介して各圧縮機11、11の第1の回転圧縮要素18に連通する低段側吸込口22に接続されている。これにより、本実施例における冷凍装置Rの冷媒回路1が構成される。   On the other hand, the showcase units 5A and 5B are installed in a store or the like, and are connected in parallel to the refrigerant pipes 7 and 9, respectively. Each showcase unit 5A, 5B has case-side refrigerant pipes 60A, 60B that connect the refrigerant pipe 7 and the refrigerant pipe 9, and the case-side refrigerant pipes 60A, 60B include strainers 61A, 61B, respectively. The main throttle means 62A and 62B and the evaporators 63A and 63B are sequentially connected. Each of the evaporators 63A and 63B is adjacent to a cool air circulation blower (not shown) that blows air to the evaporator. The refrigerant pipe 9 is connected to the low-stage suction port 22 that communicates with the first rotary compression element 18 of each of the compressors 11 and 11 through the refrigerant introduction pipe 30 as described above. Thereby, the refrigerant circuit 1 of the refrigeration apparatus R in the present embodiment is configured.

冷凍装置Rは、汎用のマイクロコンピュータにより構成される制御装置(制御手段)Cを備えている。当該制御装置Cは、図2に示すように入力側に各種センサが接続されていると共に、出力側には、各種弁装置、圧縮機11、11、ガスクーラ用送風機47のファンモータ47M等が接続されている。尚、当該制御装置Cの詳細については各制御に応じて後述する。   The refrigeration apparatus R includes a control device (control means) C configured by a general-purpose microcomputer. As shown in FIG. 2, the control device C has various sensors connected to the input side, and various valve devices, compressors 11 and 11, a fan motor 47M of the gas cooler blower 47, etc. connected to the output side. Has been. The details of the control device C will be described later according to each control.

(A)冷媒量調整制御
次に、本実施例における冷凍装置Rの冷媒回路1の冷媒量調整制御について説明する。冷媒回路1の超臨界圧力となる高圧側、本実施例では、冷凍機ユニット3の中間熱交換器80の下流側には、第1の連通回路101を介して冷媒量調整タンク100が接続されている。当該冷媒量調整タンク100は、所定の容積を有するものであり、当該タンク100上部に第1の連通回路101が接続されている。この第1の連通回路101には、絞り機能を有する第1の開閉手段として電動膨張弁102が介設されている。尚、絞り機能を有する開閉手段は、これに限定されるものではなく、例えば、第1の連通回路101に絞り手段として例えばキャピラリーチューブと電磁弁(開閉弁)により構成しても良い。
(A) Refrigerant amount adjustment control Next, the refrigerant amount adjustment control of the refrigerant circuit 1 of the refrigeration apparatus R in the present embodiment will be described. A refrigerant amount adjustment tank 100 is connected via a first communication circuit 101 to the high pressure side that is the supercritical pressure of the refrigerant circuit 1, in this embodiment, to the downstream side of the intermediate heat exchanger 80 of the refrigerator unit 3. ing. The refrigerant quantity adjustment tank 100 has a predetermined volume, and a first communication circuit 101 is connected to the upper part of the tank 100. The first communication circuit 101 is provided with an electric expansion valve 102 as a first opening / closing means having a throttling function. The opening / closing means having the restriction function is not limited to this. For example, the first communication circuit 101 may be constituted by, for example, a capillary tube and an electromagnetic valve (open / close valve) as the restriction means.

そして、この冷媒量調整タンク100には、当該タンク100内上部と、冷媒回路1の中間圧領域とを連通する第2の連通回路103が接続されている。本実施例では、第2の連通回路103の他端は、中間圧領域の一例として冷媒回路1のインタークーラ38の出口側の中間圧吸入管40に連通させる。この第2の連通回路103には、第2の開閉手段としての電磁弁104が介設されている。   The refrigerant amount adjustment tank 100 is connected to a second communication circuit 103 that communicates the upper part of the tank 100 with the intermediate pressure region of the refrigerant circuit 1. In the present embodiment, the other end of the second communication circuit 103 is connected to an intermediate pressure suction pipe 40 on the outlet side of the intercooler 38 of the refrigerant circuit 1 as an example of the intermediate pressure region. The second communication circuit 103 is provided with an electromagnetic valve 104 as a second opening / closing means.

また、この冷媒量調整タンク100には、当該タンク100内下部と、冷媒回路1の中間圧領域とを連通する第3の連通回路105が接続されている。本実施例では、第3の連通回路105の他端は、中間圧領域の一例として上記第2の連通回路103と同様に、冷媒回路1のインタークーラ38の出口側の中間圧吸入管40に連通させる。この第3の連通回路105には、第3の開閉手段としての電磁弁106が介設されている。これら冷媒量調整タンク100、第1〜第3の連通回路101、103、105、電動膨張弁102、電磁弁104、及び、電磁弁106により本発明における第2の冷媒回路が構成される。 In addition, a third communication circuit 105 that connects the lower portion in the tank 100 and the intermediate pressure region of the refrigerant circuit 1 is connected to the refrigerant amount adjustment tank 100. In the present embodiment, the other end of the third communication circuit 105 is connected to the intermediate pressure suction pipe 40 on the outlet side of the intercooler 38 of the refrigerant circuit 1 as an example of the intermediate pressure region, similarly to the second communication circuit 103. Communicate. The third communication circuit 105 is provided with an electromagnetic valve 106 as a third opening / closing means. The refrigerant amount adjusting tank 100, the first to third communication circuits 101, 103, 105, the electric expansion valve 102, the electromagnetic valve 104, and the electromagnetic valve 106 constitute a second refrigerant circuit in the present invention.

上記制御装置Cは、図2に示すように入力側にユニット出口側圧力センサ(ユニット出口側圧力検出手段)58と、外気温度センサ56が接続されている。このユニット出口側圧力センサ58は、冷媒量調整タンク100の下流側であって、ショーケースユニット5A、5Bに向かう冷媒の圧力を検出するものである。その出力側には、電動膨張弁(第1の開閉手段)102、電磁弁(第2の開閉手段)104、電磁弁(第3の開閉手段)106と、上記ガスクーラ46用の送風機47のファンモータ47Mが接続されている。当該制御装置Cは、詳細は後述する如く外気温度センサ56の検出温度と、蒸発器63A、63Bにおける冷媒の蒸発温度に基づきガスクーラ用送風機47のファンモータ47Mの回転数制御を行う。   As shown in FIG. 2, the control device C has a unit outlet side pressure sensor (unit outlet side pressure detecting means) 58 and an outside air temperature sensor 56 connected to the input side. The unit outlet side pressure sensor 58 detects the pressure of the refrigerant toward the showcase units 5A and 5B on the downstream side of the refrigerant amount adjustment tank 100. On the output side, an electric expansion valve (first opening / closing means) 102, an electromagnetic valve (second opening / closing means) 104, an electromagnetic valve (third opening / closing means) 106, and a fan of a blower 47 for the gas cooler 46 are provided. A motor 47M is connected. The control device C controls the rotational speed of the fan motor 47M of the gas cooler blower 47 based on the temperature detected by the outside air temperature sensor 56 and the evaporation temperature of the refrigerant in the evaporators 63A and 63B, as will be described in detail later.

(A−1)冷媒回収動作
以下、冷媒回路1の冷媒回収動作について説明する。制御装置Cは、ユニット出口側圧力センサ58の検出圧力が所定の回収閾値を超えたか否か、又は、当該ユニット出口側圧力センサ58の検出圧力が先の回収閾値よりも低い所定の回収保護値を超え、且つ、上記ガスクーラ用送風機47の回転数が最大値となっているか否かを判断する。
(A-1) Refrigerant Recovery Operation Hereinafter, the refrigerant recovery operation of the refrigerant circuit 1 will be described. The control device C determines whether or not the detected pressure of the unit outlet side pressure sensor 58 exceeds a predetermined recovery threshold value, or a predetermined recovery protection value in which the detected pressure of the unit outlet side pressure sensor 58 is lower than the previous recovery threshold value. And the rotational speed of the gas cooler blower 47 is determined to be a maximum value.

本実施例では、冷媒回路1の中間圧(MP)は、一例として8MPa程を適正値としているため、当該値を回収保護値として設定し、回収閾値は当該回収保護値よりも高い例えば)9MPaに設定する。また、本実施例におけるガスクーラ用送風機47の回転数の最大値は、一例として800rpmとする。また、ガスクーラ用送風機47の回転数が最大値となってから所定時間経過することを条件としても良い。   In this embodiment, the intermediate pressure (MP) of the refrigerant circuit 1 has an appropriate value of about 8 MPa as an example. Therefore, the value is set as a recovery protection value, and the recovery threshold is higher than the recovery protection value (for example, 9 MPa) Set to. Moreover, the maximum value of the rotation speed of the gas cooler blower 47 in this embodiment is set to 800 rpm as an example. Further, it may be a condition that a predetermined time elapses after the rotation number of the gas cooler blower 47 reaches the maximum value.

これにより、制御装置Cは、ユニット出口側圧力センサ58の検出圧力が回収閾値である9MPaを超えた場合、若しくは、検出圧力が回収閾値以下であっても回収保護値である8MPaを超え、且つ、上記ガスクーラ用送風機47の回転数が最大値の800rpmとなっている場合には、冷媒回路1内に過剰のガス冷媒によって、高圧側圧力が異常上昇したものと判断し、冷媒回収動作を実行する。   Thereby, the control device C exceeds the recovery protection value of 8 MPa when the detected pressure of the unit outlet side pressure sensor 58 exceeds the recovery threshold value of 9 MPa, or even if the detected pressure is equal to or lower than the recovery threshold value, and When the rotational speed of the gas cooler blower 47 reaches the maximum value of 800 rpm, it is determined that the high-pressure side pressure has abnormally increased due to excessive gas refrigerant in the refrigerant circuit 1, and the refrigerant recovery operation is executed. To do.

この冷媒回収動作では、制御装置Cは、電磁弁(第3の開閉手段)106を閉じた状態で、電動膨張弁(第1の開閉手段)102及び電磁弁(第2の開閉手段)104を開放する。これにより、圧縮機11、11の高段側吐出口28から吐出された高温高圧冷媒は、オイルセパレータ44を経て、ガスクーラ46、排熱回収熱交換器70、中間熱交換器80にて冷却された後、その一部が開放されている電動膨張弁102が介設された第1の連通回路101を介して冷媒量調整タンク100内に流入する。   In this refrigerant recovery operation, the control device C opens the electric expansion valve (first opening / closing means) 102 and the electromagnetic valve (second opening / closing means) 104 with the electromagnetic valve (third opening / closing means) 106 closed. Open. As a result, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the high-stage discharge port 28 of the compressors 11 and 11 is cooled by the gas cooler 46, the exhaust heat recovery heat exchanger 70, and the intermediate heat exchanger 80 via the oil separator 44. After that, the refrigerant flows into the refrigerant amount adjustment tank 100 through the first communication circuit 101 provided with the electric expansion valve 102 that is partially opened.

このとき、電磁弁104が開放されていることにより、冷媒量調整タンク100の上部と冷媒回路1の中間圧領域とを連通する第2の連通回路103を介して、冷媒量調整タンク100内の圧力をタンク外に逃がすことができる。そのため、外気温度が高くなった場合など、冷媒回路1内の冷媒が液化しないガスサイクル運転している場合であっても、タンク100内の圧力が低下して当該タンク内に流入した冷媒は液化して当該タンク100内に溜まる。即ち、冷媒量調整タンク100内の圧力は超臨界圧力以下に降下することによって、冷媒がガス領域から飽和領域となり、液面を確保することができる。   At this time, the solenoid valve 104 is opened, so that the inside of the refrigerant quantity adjustment tank 100 is connected via the second communication circuit 103 that communicates the upper part of the refrigerant quantity adjustment tank 100 and the intermediate pressure region of the refrigerant circuit 1. Pressure can be released out of the tank. Therefore, even when the gas cycle operation is performed in which the refrigerant in the refrigerant circuit 1 does not liquefy, such as when the outside air temperature becomes high, the pressure in the tank 100 decreases and the refrigerant flowing into the tank is liquefied. Then, it accumulates in the tank 100. That is, when the pressure in the refrigerant quantity adjustment tank 100 drops below the supercritical pressure, the refrigerant changes from the gas region to the saturation region, and the liquid level can be secured.

これにより、迅速に、且つ、効率的に、冷媒回路1内の冷媒を冷媒量調整タンク100に回収することができる。従って、冷媒回路1内の高圧側が余剰となった冷媒によって異常高圧となる不都合を解消することができ、高圧異常による圧縮機11、11の過負荷運転を防止することが可能となる。   As a result, the refrigerant in the refrigerant circuit 1 can be collected quickly and efficiently in the refrigerant amount adjustment tank 100. Therefore, it is possible to eliminate the inconvenience of abnormally high pressure due to the refrigerant on the high-pressure side in the refrigerant circuit 1, and it is possible to prevent overload operation of the compressors 11 and 11 due to high-pressure abnormality.

特に、冷媒量調整タンク100の上部と冷媒回路1の中間圧領域とを第2の連通回路103を介して連通させることにより、冷媒回路1の低圧側領域と連通させる場合と異なり、低圧側圧力が上昇されることによる冷却効率の低下を回避することが可能となる。   In particular, unlike the case where the upper part of the refrigerant amount adjusting tank 100 and the intermediate pressure region of the refrigerant circuit 1 are communicated with each other via the second communication circuit 103, the low pressure side pressure is communicated with the low pressure side region of the refrigerant circuit 1. It is possible to avoid a decrease in cooling efficiency due to an increase in the temperature.

また、本実施例では、ユニット出口側圧力センサ58により検出された高圧側の圧力が回収閾値以下であっても、所定の回収保護値を超えており、且つ、ガスクーラ46を空冷する送風機47の回転数が最高値である場合には、当該冷媒回収動作を行うため、当該送風機47の運転状態をも考慮して、冷媒回路1の高圧側が異常に高くなった状態が続くことによる効率低下を防止することが可能となる。   Further, in this embodiment, even if the pressure on the high pressure side detected by the unit outlet side pressure sensor 58 is equal to or lower than the recovery threshold, the predetermined recovery protection value is exceeded, and the blower 47 that air-cools the gas cooler 46 is used. When the rotational speed is the maximum value, the refrigerant recovery operation is performed, so that the operating state of the blower 47 is also taken into consideration, and the efficiency reduction due to the state where the high pressure side of the refrigerant circuit 1 is abnormally high continues. It becomes possible to prevent.

(A−2)冷媒保持動作
一方、制御装置Cは、ユニット出口側圧力センサ58により検出された高圧側の圧力が回収保護値、本実施例では、8MPa以下となったか否かを判断し、回収保護値を下回った場合、冷媒回収動作を終了して冷媒保持動作に移行する。この冷媒保持動作では、制御装置Cは、電磁弁(第3の開閉手段)106を閉じた状態を維持し、電磁弁(第2の開閉手段)104を閉じ、電動膨張弁(第1の開閉手段)102の開度を先ほどの冷媒回収動作における開度を維持する。
(A-2) Refrigerant holding operation On the other hand, the controller C determines whether or not the high-pressure side pressure detected by the unit outlet-side pressure sensor 58 has become a recovery protection value, which is 8 MPa or less in the present embodiment, When it falls below the recovery protection value, the refrigerant recovery operation is terminated and the operation proceeds to the refrigerant holding operation. In this refrigerant holding operation, the control device C maintains a state in which the electromagnetic valve (third opening / closing means) 106 is closed, closes the electromagnetic valve (second opening / closing means) 104, and operates the electric expansion valve (first opening / closing means). Means) The opening of 102 is maintained at the opening in the refrigerant recovery operation.

尚、上記電動膨張弁102の開度を冷媒回収動作における開度よりも小さくしても良い。これにより、電磁弁104が閉じられることで、開放された電動膨張弁102を介し、冷媒回路1の高圧側領域による圧力にて冷媒量調整タンク100内の液面を維持することが可能となる。そのため、冷媒量調整タンク100内における液封を回避でき、安全性を確保することができる。これにより、冷媒回路1内の循環冷媒量を適切に維持することが可能となる。   The opening degree of the electric expansion valve 102 may be smaller than the opening degree in the refrigerant recovery operation. As a result, when the electromagnetic valve 104 is closed, the liquid level in the refrigerant amount adjustment tank 100 can be maintained by the pressure of the high pressure side region of the refrigerant circuit 1 via the opened electric expansion valve 102. . Therefore, liquid sealing in the refrigerant quantity adjustment tank 100 can be avoided, and safety can be ensured. Thereby, it becomes possible to maintain the amount of circulating refrigerant in the refrigerant circuit 1 appropriately.

また、制御装置Cは、当該冷媒保持動作における電動膨張弁102の開度を、冷媒回収動作における開度よりも小さくすることにより、冷媒保持動作において、冷媒量調整タンク100内に冷媒回路1内の冷媒が過剰に回収されることにより、冷媒回路1内の冷媒不足が生じてしまう不都合を効果的に解消することが可能となる。   Further, the control device C makes the opening degree of the electric expansion valve 102 in the refrigerant holding operation smaller than the opening degree in the refrigerant collecting operation, so that the refrigerant amount adjustment tank 100 in the refrigerant circuit 1 is contained in the refrigerant holding operation. The excessive recovery of the refrigerant makes it possible to effectively eliminate the disadvantage that the refrigerant shortage in the refrigerant circuit 1 occurs.

(A−3)冷媒放出動作
そして、制御装置Cは、ユニット出口側圧力センサ58の検出圧力が上記回収保護値(この場合8MPa程)より低い所定の放出閾値(本実施例では、7MPa程)を下回った場合、又は、当該ユニット出口側圧力センサ58の検出圧力が先の回収保護値以下となり、且つ、上記ガスクーラ用送風機47の回転数が最大値よりも低い所定の規定値以下となっているか否かを判断する。なお、当該所定の規定値とは、本実施例では、一例として最大値の3/8程度、即ち、最高値800rpmとした場合、300rpm程度とする。また、ガスクーラ用送風機47の回転数が所定の規定値以下となってから所定時間経過することを条件としても良い。
(A-3) Refrigerant Discharge Operation Then, the control device C has a predetermined discharge threshold (about 7 MPa in this embodiment) in which the detected pressure of the unit outlet side pressure sensor 58 is lower than the recovery protection value (about 8 MPa in this case). Or the detected pressure of the unit outlet side pressure sensor 58 is equal to or lower than the previous recovery protection value, and the rotational speed of the gas cooler blower 47 is equal to or lower than a predetermined specified value lower than the maximum value. Determine whether or not. In this embodiment, the predetermined specified value is about 3/8 of the maximum value, that is, about 300 rpm when the maximum value is 800 rpm. Further, it may be a condition that a predetermined time elapses after the rotational speed of the gas cooler blower 47 becomes equal to or less than a predetermined specified value.

これにより、制御装置Cは、ユニット出口側圧力センサ58の検出圧力が放出閾値である7MPaを下回った場合、若しくは、検出圧力が回収保護値である8MPa以下となり、且つ、上記ガスクーラ用送風機47の回転数が所定の規定値、この場合300rpm以下となっている場合には、冷媒回路1内の冷媒が不足してきたものと判断し、冷媒放出動作を実行する。   As a result, the control device C detects that the detected pressure of the unit outlet side pressure sensor 58 is below the discharge threshold value of 7 MPa, or the detected pressure is 8 MPa or less which is the recovery protection value, and the gas cooler blower 47 If the rotational speed is a predetermined specified value, in this case 300 rpm or less, it is determined that the refrigerant in the refrigerant circuit 1 has become insufficient, and the refrigerant discharge operation is executed.

この冷媒放出動作では、制御装置Cは、電動膨張弁(第1の開閉手段)102及び電磁弁(第2の開閉手段)104を閉じ、電磁弁(第3の開閉手段)106を開放する。これにより、冷媒量調整タンク100内に溜まった液冷媒は、当該タンク100の下部に接続された電磁弁106が開放されている第3の連通回路105を介して冷媒回路1に放出する。そのため、冷媒量調整タンク100の上部からガス冷媒が混入した状態で冷媒回路1に放出する場合と異なり、迅速に冷媒量調整タンク100内の冷媒を冷媒回路1に放出できる。これにより、冷凍装置を高い効率にて運転することが可能となる。   In this refrigerant discharge operation, the control device C closes the electric expansion valve (first opening / closing means) 102 and the electromagnetic valve (second opening / closing means) 104 and opens the electromagnetic valve (third opening / closing means) 106. Thereby, the liquid refrigerant accumulated in the refrigerant quantity adjustment tank 100 is discharged to the refrigerant circuit 1 through the third communication circuit 105 in which the electromagnetic valve 106 connected to the lower part of the tank 100 is opened. Therefore, unlike the case where gas refrigerant is mixed from the upper part of the refrigerant amount adjustment tank 100 and discharged to the refrigerant circuit 1, the refrigerant in the refrigerant amount adjustment tank 100 can be quickly released to the refrigerant circuit 1. As a result, the refrigeration apparatus can be operated with high efficiency.

(A−4)冷媒保持動作
その後、制御装置Cは、ユニット出口側圧力センサ58により検出された高圧側の圧力が回収保護値、本実施例では、8MPa以上となったか否かを判断し、回収保護値を超えた場合、冷媒放出動作を終了して上述した如き冷媒保持動作に移行する。以後、冷媒回路1の高圧側圧力に基づき、当該冷媒回収動作−冷媒保持動作―冷媒放出動作―冷媒保持動作を繰り返して実行することにより、高圧側圧力に基づいて冷媒回収・放出を制御でき、的確に高圧保護及び過負荷運転の防止することができる。これにより、冷凍装置の冷却能力を確保することができ、COPの適正化を図ることが可能となる。
(A-4) Refrigerant holding operation Thereafter, the control device C determines whether or not the high-pressure side pressure detected by the unit outlet-side pressure sensor 58 has reached a recovery protection value, in this embodiment, 8 MPa or more. When the recovery protection value is exceeded, the refrigerant discharge operation is terminated and the operation proceeds to the refrigerant holding operation as described above. Thereafter, by repeatedly executing the refrigerant recovery operation-refrigerant holding operation-refrigerant releasing operation-refrigerant holding operation based on the high pressure side pressure of the refrigerant circuit 1, the refrigerant recovery / release can be controlled based on the high pressure side pressure, High pressure protection and overload operation can be prevented accurately. Thereby, the cooling capacity of the refrigeration apparatus can be ensured, and the COP can be optimized.

特に本実施例では、高圧側圧力のみならず、ガスクーラ46を空冷する送風機47の回転数をも考慮して冷媒回収・放出動作を制御することが可能となり、冷媒回路1の高圧側が異常に高くなった状態が続くことによる効率低下を防止することが可能となる。   In particular, in this embodiment, it is possible to control the refrigerant recovery / release operation in consideration of not only the high-pressure side pressure but also the rotational speed of the blower 47 that cools the gas cooler 46, and the high-pressure side of the refrigerant circuit 1 is abnormally high. It is possible to prevent a decrease in efficiency due to the continued state.

また、本実施例において、第2の連通回路103及び第3の連通回路105はいずれも冷媒回路1のインタークーラ38の出口側に連通させている。これにより、インタークーラ38における圧力損失を防止して、円滑に冷媒量調整タンク100から冷媒回路1に冷媒を放出することが可能となる。   In the present embodiment, the second communication circuit 103 and the third communication circuit 105 are both in communication with the outlet side of the intercooler 38 of the refrigerant circuit 1. Accordingly, it is possible to prevent pressure loss in the intercooler 38 and smoothly discharge the refrigerant from the refrigerant amount adjustment tank 100 to the refrigerant circuit 1.

なお、圧縮機11、11が運転を停止した場合には、制御装置Cは、冷媒放出動作を実行するものとする。これにより、圧縮機11、11の起動時において冷媒回路1内の冷媒量が不足する不都合を解消することができ、運転する圧縮機11による高圧側の圧力に応じて適切な高圧側圧力を実現できる。   In addition, when the compressors 11 and 11 stop operation | movement, the control apparatus C shall perform refrigerant | coolant discharge | release operation | movement. Thereby, the disadvantage that the refrigerant amount in the refrigerant circuit 1 is insufficient at the time of starting the compressors 11 and 11 can be solved, and an appropriate high-pressure side pressure is realized according to the high-pressure side pressure by the operating compressor 11. it can.

また、この場合において、圧縮機11(圧縮手段)は、密閉容器12内に第1、第2の圧縮要素18、20と電動要素14を組み込んだ二段圧縮式ロータリコンプレッサを採用しているが、このほかにも、2台の単段のロータリコンプレッサ、又は、その他の形式のコンプレッサで中間圧部から冷媒を取り出し、導入できる形式のものであってもよいものとする。   In this case, the compressor 11 (compression means) employs a two-stage compression rotary compressor in which the first and second compression elements 18 and 20 and the electric element 14 are incorporated in the sealed container 12. In addition to this, it may be of a type in which the refrigerant can be taken out and introduced from the intermediate pressure section with two single-stage rotary compressors or other types of compressors.

(B)スプリットサイクル
次に、本実施例における冷凍装置Rのスプリットサイクルについて説明する。本実施例における冷凍装置Rは、各圧縮機11、11の第1の回転圧縮要素(低段側)18、インタークーラ38、2つの流体の流れを合流させる合流装置としての合流器81、各圧縮機11、11の第2の回転圧縮要素(高段側)20、オイルセパレータ44、ガスクーラ46、分流器82、補助絞り手段(補助膨張弁)83、中間熱交換器80、主絞り手段(主膨張弁)62A、62B、蒸発器63A、63Bとから冷凍サイクルが構成される。
(B) Split cycle Next, the split cycle of the refrigeration apparatus R in the present embodiment will be described. The refrigeration apparatus R in the present embodiment includes a first rotary compression element (low stage side) 18 of each compressor 11, 11, an intercooler 38, a merger 81 as a merger that merges two fluid flows, Second rotary compression element (high stage side) 20 of compressors 11, 11, oil separator 44, gas cooler 46, flow divider 82, auxiliary throttle means (auxiliary expansion valve) 83, intermediate heat exchanger 80, main throttle means ( The main expansion valves 62A and 62B and the evaporators 63A and 63B constitute a refrigeration cycle.

分流器82は、ガスクーラ46から出た冷媒を二つの流れに分岐させる分流装置である。即ち、本実施例の分流器82は、ガスクーラ46から出た冷媒を第1の冷媒流と第2の冷媒流とに分流し、第1の冷媒流を補助回路に流し、第2の冷媒流を主回路に流すように構成されている。   The flow divider 82 is a flow dividing device that divides the refrigerant from the gas cooler 46 into two flows. That is, the flow divider 82 of the present embodiment diverts the refrigerant that has exited the gas cooler 46 into the first refrigerant flow and the second refrigerant flow, the first refrigerant flow through the auxiliary circuit, and the second refrigerant flow. In the main circuit.

図1における主回路とは、第1の回転圧縮要素18、インタークーラ38、合流器81、第2の回転圧縮要素20、ガスクーラ46、分流器82、中間熱交換器80の第2の流路80B、主絞り手段62A、62B、蒸発器63A、63Aから成る環状の冷媒回路であり、これが本発明における第1の冷媒回路となると共に、補助回路とは、分流器82から補助絞り手段83、中間熱交換器80の第1の流路80Aを順次経て合流器81に至る回路を示す。 The main circuit in FIG. 1 is the second flow path of the first rotary compression element 18, the intercooler 38, the merger 81, the second rotary compression element 20, the gas cooler 46, the flow divider 82, and the intermediate heat exchanger 80. 80B, an annular refrigerant circuit comprising main throttle means 62A, 62B and evaporators 63A, 63A. This is the first refrigerant circuit in the present invention, and the auxiliary circuit is from the shunt 82 to the auxiliary throttle means 83, The circuit which reaches the merger 81 through the first flow path 80A of the intermediate heat exchanger 80 is shown.

補助絞り手段83は、上記分流器82で分流され、補助回路を流れる第1の冷媒流を減圧するものである。中間熱交換器80は、補助絞り手段83で減圧された補助回路の第1の冷媒流と分流器82で分流された第2の冷媒流との熱交換を行う熱交換器である。当該中間熱交換器80には、第2の冷媒流が流れる第2の流路80Bと、上記第1の冷媒流が流れる第1の流路80Aとが熱交換可能な関係で設けられており、該中間熱交換器80の第2の流路80Bを通過することにより、第2の冷媒流は第1の流路80Aを流れる第1の冷媒流により冷却されるので、蒸発器63A、63Bにおける比エンタルピを小さくすることができる。   The auxiliary throttle means 83 diverts the first refrigerant flow that is diverted by the flow divider 82 and flows through the auxiliary circuit. The intermediate heat exchanger 80 is a heat exchanger that performs heat exchange between the first refrigerant flow in the auxiliary circuit decompressed by the auxiliary throttle means 83 and the second refrigerant flow divided by the flow divider 82. In the intermediate heat exchanger 80, a second flow path 80B through which the second refrigerant flow flows and a first flow path 80A through which the first refrigerant flow flows are provided in a heat exchangeable relationship. Since the second refrigerant flow is cooled by the first refrigerant flow flowing through the first flow path 80A by passing through the second flow path 80B of the intermediate heat exchanger 80, the evaporators 63A, 63B The specific enthalpy in can be reduced.

上記制御装置Cは、図2に示すように入力側に吐出温度センサ(吐出温度検出手段)50、ユニット出口側圧力センサ(ユニット出口側圧力検出手段)58、中間圧圧力センサ(中間圧圧力検出手段)49、低圧圧力センサ(吸込圧力検出手段)32、ガスクーラ出口温度センサ(ガスクーラ出口温度検出手段)52、ユニット出口温度センサ(ユニット出口温度検出手段)54、ユニット入口温度センサ(入口温度検出手段)34が接続されている。   As shown in FIG. 2, the control device C has a discharge temperature sensor (discharge temperature detection means) 50, a unit outlet side pressure sensor (unit outlet side pressure detection means) 58, an intermediate pressure sensor (intermediate pressure detection) on the input side. 49), low pressure sensor (suction pressure detection means) 32, gas cooler outlet temperature sensor (gas cooler outlet temperature detection means) 52, unit outlet temperature sensor (unit outlet temperature detection means) 54, unit inlet temperature sensor (inlet temperature detection means) ) 34 is connected.

吐出温度センサ50は、圧縮機11、11の高段側吐出口28に設けられ、第2の回転圧縮要素20から吐出された冷媒の吐出温度を検出する。ユニット出口側圧力センサ58は、冷媒量調整タンク100の下流側であって、ショーケースユニット5A、5Bに向かう冷媒の圧力を検出するものである。低圧圧力センサ32は、冷媒回路1の低圧側、本実施例では、各蒸発器63A、63Bの下流側であって、圧縮機11、11の低段側吸込口22、22に接続される冷媒配管9に設けられ、当該冷媒導入管30に向かう冷媒の吸込圧力を検出する。中間圧圧力センサ49は、冷媒回路1の中間圧領域、本実施例では、スプリットサイクルの補助回路であって、中間熱交換器80の第1の流路80Aを経た後の第1の冷媒流の圧力を検出する。   The discharge temperature sensor 50 is provided in the high-stage discharge port 28 of the compressors 11 and 11 and detects the discharge temperature of the refrigerant discharged from the second rotary compression element 20. The unit outlet side pressure sensor 58 is a downstream side of the refrigerant amount adjustment tank 100 and detects the pressure of the refrigerant toward the showcase units 5A and 5B. The low-pressure sensor 32 is a refrigerant connected to the low-pressure side suction ports 22 and 22 of the compressors 11 and 11 on the low-pressure side of the refrigerant circuit 1, in the present embodiment, on the downstream side of the evaporators 63A and 63B. The suction pressure of the refrigerant that is provided in the pipe 9 and moves toward the refrigerant introduction pipe 30 is detected. The intermediate pressure sensor 49 is an auxiliary circuit for an intermediate pressure region of the refrigerant circuit 1, in this embodiment, a split cycle, and the first refrigerant flow after passing through the first flow path 80 </ b> A of the intermediate heat exchanger 80. Detect the pressure.

ガスクーラ出口温度センサ52は、ガスクーラ46の出口側に設けられ、当該ガスクーラ46を出た冷媒の温度(GCT)を検出する。ユニット出口温度センサ54は、冷媒配管7に接続される中間熱交換器80の出口側に設けられ、ユニット出口温度(LT)を検出する。ユニット入口温度センサ34は、圧縮機11の低段側吸込口22に接続される冷媒配管9に設けられ、当該冷媒導入管30に向かう冷媒の吸込温度を検出する。そして、出力側には、当該スプリットサイクルを構成する補助絞り手段83が接続されている。当該補助絞り手段83は、ステップモータによって開度が制御される。   The gas cooler outlet temperature sensor 52 is provided on the outlet side of the gas cooler 46 and detects the temperature (GCT) of the refrigerant that has exited the gas cooler 46. The unit outlet temperature sensor 54 is provided on the outlet side of the intermediate heat exchanger 80 connected to the refrigerant pipe 7 and detects the unit outlet temperature (LT). The unit inlet temperature sensor 34 is provided in the refrigerant pipe 9 connected to the lower stage suction port 22 of the compressor 11 and detects the refrigerant suction temperature toward the refrigerant introduction pipe 30. An auxiliary throttle means 83 constituting the split cycle is connected to the output side. The opening degree of the auxiliary throttle means 83 is controlled by a step motor.

以下、補助絞り手段83の開度制御について詳述する。補助絞り手段83は、圧縮機11の運転開始時点では、所定の初期弁開度とする。その後、制御装置Cは、以下の第1の制御量、第2の制御量、第3の制御量に基づき補助絞り手段83の弁開度を増大させる操作量を決定する。   Hereinafter, the opening degree control of the auxiliary throttle means 83 will be described in detail. The auxiliary throttle means 83 has a predetermined initial valve opening when the compressor 11 starts operating. Thereafter, the control device C determines an operation amount for increasing the valve opening degree of the auxiliary throttle means 83 based on the following first control amount, second control amount, and third control amount.

(B−1)補助絞り手段の弁開度増大制御
第1の制御量(DTcont)は、圧縮機11の吐出冷媒温度DTに基づいて得られる。制御装置Cは、上記吐出温度センサ50にて検出される温度DTが所定値DT0より高いか否かを判断し、当該吐出冷媒温度DTが所定値DT0より高い場合には、補助絞り手段83の開度を増大させる方向に作用する制御量とする。当該所定値DT0は、圧縮機11の適正な運転を実現可能とする限界温度(一例として+100℃)より少許低い温度(一例として+95℃)とし、温度が上昇した場合、補助絞り手段83の開度を増大させることで、当該圧縮機11の温度上昇を抑制し、圧縮機11が限界温度に達しないような制御を行う。
(B-1) Valve Opening Increase Control of Auxiliary Throttle Means The first control amount (DTcont) is obtained based on the discharge refrigerant temperature DT of the compressor 11. The control device C determines whether or not the temperature DT detected by the discharge temperature sensor 50 is higher than a predetermined value DT0. If the discharge refrigerant temperature DT is higher than the predetermined value DT0, the control device C The control amount acts in the direction of increasing the opening. The predetermined value DT0 is set to a temperature (for example, + 95 ° C.) that is slightly lower than a limit temperature (for example, + 100 ° C.) that enables proper operation of the compressor 11. When the temperature rises, the auxiliary throttle means 83 is opened. By increasing the degree, the temperature rise of the compressor 11 is suppressed, and control is performed so that the compressor 11 does not reach the limit temperature.

第2の制御量(MPcont)は、スプリットサイクルの補助回路に流す冷媒量を調整して中間圧力(MP)の適正化を図る制御量である。本実施例では、ユニット出口側圧力センサ58により検出される冷媒回路1の高圧側圧力HPと、低圧圧力センサ32により検出される冷媒回路1の低圧側圧力LPとから算出される(求められる)適正中間圧力値よりも、中間圧圧力センサ49により検出される冷媒回路1の中間圧領域の圧力MPが高いか否かを判断し、当該中間圧領域の圧力MPが適正中間圧力値よりも低い場合には、補助絞り手段83の開度を増大させる方向に作用させる。   The second control amount (MPcont) is a control amount for adjusting the amount of refrigerant flowing through the auxiliary circuit of the split cycle to optimize the intermediate pressure (MP). In this embodiment, it is calculated (obtained) from the high pressure side pressure HP of the refrigerant circuit 1 detected by the unit outlet side pressure sensor 58 and the low pressure side pressure LP of the refrigerant circuit 1 detected by the low pressure sensor 32. It is determined whether or not the pressure MP in the intermediate pressure region of the refrigerant circuit 1 detected by the intermediate pressure sensor 49 is higher than the appropriate intermediate pressure value, and the pressure MP in the intermediate pressure region is lower than the appropriate intermediate pressure value. In this case, the auxiliary throttle means 83 is acted in the direction of increasing the opening degree.

尚、適正中間圧力値は、検出された高圧側圧力HPと、低圧側圧力LPとの相乗平均から算出してもよく、これ以外に、予め高圧側圧力HPと低圧側圧力LPとから適正な中間圧力値を実験的に取得し、これに基づいて構築されるデータテーブルから決定しても良い。   The appropriate intermediate pressure value may be calculated from the geometric mean of the detected high-pressure side pressure HP and the low-pressure side pressure LP. In addition, an appropriate intermediate pressure value may be calculated from the high-pressure side pressure HP and the low-pressure side pressure LP in advance. The intermediate pressure value may be obtained experimentally and determined from a data table constructed based on this.

また、本実施例では、高圧側圧力HPと、低圧側圧力LPとから求められる適正中間圧力値と、中間圧領域の圧力MPとを比較して第2の制御量(MPcont)を決定しているが、これに限定されるものではなく、例えば、下記のものを採用しても良い。即ち、中間圧圧力センサ49により検出される冷媒回路1の中間圧領域の圧力MPと、低圧圧力センサ32により検出される冷媒回路1の低圧側圧力LPから過圧縮判定値MPOを求め、当該過圧縮判定値MPOがユニット出口側圧力センサ58により検出される冷媒回路1の高圧側圧力HPよりも低いか否かを判断し、過圧縮判定値MPOが高圧側圧力HPよりも低い場合には、補助絞り手段83の開度を増大させる方向に作用させる。当該第2の制御量を補助絞り手段83の開度制御に反映させることで、高圧側圧力HP、中間圧領域の圧力MP、低圧側圧力LPの圧力差を適正に保つことができ、冷凍サイクルの運転の安定化を図ることができる。   In the present embodiment, the second control amount (MPcont) is determined by comparing the appropriate intermediate pressure value obtained from the high pressure side pressure HP and the low pressure side pressure LP with the pressure MP in the intermediate pressure region. However, the present invention is not limited to this. For example, the following may be adopted. That is, the over-compression determination value MPO is obtained from the pressure MP in the intermediate pressure region of the refrigerant circuit 1 detected by the intermediate pressure sensor 49 and the low-pressure side pressure LP of the refrigerant circuit 1 detected by the low-pressure sensor 32. It is determined whether the compression determination value MPO is lower than the high pressure side pressure HP of the refrigerant circuit 1 detected by the unit outlet side pressure sensor 58, and when the over compression determination value MPO is lower than the high pressure side pressure HP, The auxiliary throttle means 83 is operated in the direction of increasing the opening degree. By reflecting the second control amount in the opening degree control of the auxiliary throttle means 83, the pressure difference among the high pressure side pressure HP, the intermediate pressure region pressure MP, and the low pressure side pressure LP can be appropriately maintained, and the refrigeration cycle The operation can be stabilized.

第3の制御量(SPcont)は、中間熱交換器80の第2の流路から出た冷媒温度LTの適正化を図る制御量である。本実施例では、制御装置Cは、ガスクーラ出口温度センサ52により検出されるガスクーラ46を経た冷媒の温度GCTと、ユニット出口温度センサ54により検出される中間熱交換器80を経た第2の冷媒流の温度LTとの差(GCT−LT)が所定値SPより小さいか否かを判断し、小さい場合には、補助絞り手段83の開度を増大させる方向に作用させる。   The third control amount (SPcont) is a control amount for optimizing the refrigerant temperature LT that has come out of the second flow path of the intermediate heat exchanger 80. In the present embodiment, the control device C includes the refrigerant temperature GCT that has passed through the gas cooler 46 detected by the gas cooler outlet temperature sensor 52 and the second refrigerant flow that has passed through the intermediate heat exchanger 80 detected by the unit outlet temperature sensor 54. It is determined whether or not the difference (GCT−LT) from the temperature LT is smaller than the predetermined value SP. If the difference is smaller, the opening degree of the auxiliary throttle means 83 is increased.

ここで、所定値SPは、高圧側圧力HPが当該冷媒の超臨界領域である場合と、飽和領域である場合とで異なるものとする。本実施例では、高圧側圧力HPが超臨界領域であるか飽和領域であるかは、外気温度センサ56により検出された外気温度に基づき、当該外気温度が高い場合、例えば、+31℃以上では、超臨界領域であると判断し、外気温度が低い場合、例えば、+31℃未満では飽和領域であるものと判断する。そして、超臨界領域と判断した場合には、所定値SPは上げた設定とし、飽和領域と判断した場合には、所定値SPを下げた設定とする。本実施例では、超臨界領域では所定値SPは、35℃、飽和領域では20℃とする。   Here, the predetermined value SP is different depending on whether the high-pressure side pressure HP is in the supercritical region or the saturation region of the refrigerant. In the present embodiment, whether the high-pressure side pressure HP is a supercritical region or a saturated region is based on the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 56, and when the outside air temperature is high, for example, at + 31 ° C. or higher, If it is determined that the temperature is in the supercritical region and the outside air temperature is low, for example, if it is less than + 31 ° C., it is determined that the region is a saturated region. If it is determined that the region is a supercritical region, the predetermined value SP is set to be increased, and if it is determined to be a saturated region, the predetermined value SP is decreased. In this embodiment, the predetermined value SP is 35 ° C. in the supercritical region and 20 ° C. in the saturation region.

制御装置Cは、上述した如く得られた3つの制御量、即ち、第1の制御量(DTcont)と、第2の制御量(MPcont)と、第3の制御量(SPcont)とを合算して、補助絞り手段83の弁開度の操作量を決定し、これに基づき弁開度を増大させる。   The control device C adds the three control amounts obtained as described above, that is, the first control amount (DTcont), the second control amount (MPcont), and the third control amount (SPcont). Thus, the operation amount of the valve opening of the auxiliary throttle means 83 is determined, and the valve opening is increased based on this.

(B−2)補助絞り手段の弁開度縮小制御
また、制御装置Cは、中間熱交換器80を経た第2の冷媒流の温度LT、又は、圧縮機11からの吐出冷媒温度DTとガスクーラ46を経た冷媒の温度GCTとの差から補助絞り手段83の弁開度を縮小させる操作量を決定する。
(B-2) Valve Opening Reduction Control of Auxiliary Throttle Means Further, the control device C is configured such that the temperature LT of the second refrigerant flow that has passed through the intermediate heat exchanger 80 or the refrigerant temperature DT discharged from the compressor 11 and the gas cooler. The operation amount for reducing the valve opening degree of the auxiliary throttle means 83 is determined from the difference from the refrigerant temperature GCT after 46.

即ち、制御装置Cは、ユニット出口温度センサ54により検出される中間熱交換器80を経た第2の冷媒流の温度LTが所定値より低いか否かを判断する。本実施例では、当該所定値は一例として0℃とする。これにより、ユニット出口温度が0℃以下である場合には、補助絞り手段83の開度を縮小させる方向に操作し、中間熱交換器80において冷却される第2の冷媒流が過剰に冷却されてしまう不都合を解消することができる。   That is, the control device C determines whether or not the temperature LT of the second refrigerant flow that has passed through the intermediate heat exchanger 80 detected by the unit outlet temperature sensor 54 is lower than a predetermined value. In this embodiment, the predetermined value is 0 ° C. as an example. Thereby, when the unit outlet temperature is 0 ° C. or lower, the second refrigerant flow cooled in the intermediate heat exchanger 80 is excessively cooled by operating in the direction of reducing the opening degree of the auxiliary throttle means 83. Can eliminate the inconvenience.

また、制御装置Cは、吐出温度センサ50にて検出される温度DTと、ガスクーラ出口温度センサ52により検出されるガスクーラ46を経た冷媒の温度GCTとの差(DT−GCT)が所定値TDTより低いか否かを判断し、低い場合には、補助絞り手段83の開度を縮小させる方向に作用させる。   Further, in the control device C, the difference (DT−GCT) between the temperature DT detected by the discharge temperature sensor 50 and the temperature GCT of the refrigerant passed through the gas cooler 46 detected by the gas cooler outlet temperature sensor 52 is based on the predetermined value TDT. It is determined whether or not it is low. If it is low, the opening of the auxiliary throttle means 83 is acted in a direction to reduce it.

ここで、所定値TDTは、高圧側圧力HPが当該冷媒の超臨界領域である場合と、飽和領域である場合とで異なる。本実施例では、上記第3の制御量を求めた場合と同様に、高圧側圧力HPが超臨界領域であるか飽和領域であるかは、外気温度に基づき判断する。そして、超臨界領域と判断した場合には、所定値TDTは下げた設定とし、飽和領域と判断した場合には、所定値TDTを上げる設定とする。本実施例では、超臨界領域では所定値TDTは10℃、飽和領域では35℃とする。   Here, the predetermined value TDT differs depending on whether the high-pressure side pressure HP is in the supercritical region or the saturation region of the refrigerant. In the present embodiment, as in the case of obtaining the third control amount, whether the high-pressure side pressure HP is in the supercritical region or the saturated region is determined based on the outside air temperature. When it is determined that the region is a supercritical region, the predetermined value TDT is set to be lowered. When it is determined that the region is a saturated region, the predetermined value TDT is increased. In this embodiment, the predetermined value TDT is 10 ° C. in the supercritical region and 35 ° C. in the saturation region.

制御装置Cは、中間熱交換器80を経た第2の冷媒流の温度LTが所定値(0℃)以下である場合、又は、圧縮機11からの吐出冷媒温度DTとガスクーラ46を経た冷媒の温度GCTとの差が所定値TDTより低い場合、補助絞り手段83の弁開度の操作量を決定し、上記弁開度増大制御にかかわらず、これに基づき弁開度を縮小させる。   When the temperature LT of the second refrigerant flow that has passed through the intermediate heat exchanger 80 is equal to or lower than a predetermined value (0 ° C.), the control device C or the discharge refrigerant temperature DT from the compressor 11 and the refrigerant that has passed through the gas cooler 46 When the difference from the temperature GCT is lower than the predetermined value TDT, the operation amount of the valve opening of the auxiliary throttle means 83 is determined, and the valve opening is reduced based on this, regardless of the valve opening increase control.

上述したようなスプリットサイクルを備えた本実施例における冷凍装置Rでは、ガスクーラ46で放熱した後の冷媒を分流し、補助絞り手段83で減圧膨張された第1の冷媒流により、第2の冷媒流を冷却することができるようになり、各蒸発器63A、63B入口の比エンタルピを小さくすることができるようになる。これにより、冷凍効果を大きくすることが可能となり、従来の装置に比べて効果的に性能を向上させることができるようになる。また、分流された第1の冷媒流は圧縮機11の高段側吸込口26から第2の回転圧縮要素20(中間圧部)に戻されるため、圧縮機11の低段側吸込口22から第1の回転圧縮要素18(低圧部)に吸い込まれる第2の冷媒流の量が減少し、低圧から中間圧まで圧縮するための第1の回転圧縮要素18(低段部)における圧縮仕事量が減少する。その結果、圧縮機11における圧縮動力が低下して成績係数が向上する。   In the refrigeration apparatus R in the present embodiment having the split cycle as described above, the second refrigerant is separated by the first refrigerant flow that is diverted and decompressed by the auxiliary throttle means 83 after the refrigerant that has radiated heat by the gas cooler 46 is divided. The flow can be cooled, and the specific enthalpy at the inlet of each evaporator 63A, 63B can be reduced. As a result, the refrigeration effect can be increased and the performance can be effectively improved as compared with the conventional apparatus. Further, since the divided first refrigerant flow is returned to the second rotary compression element 20 (intermediate pressure portion) from the high-stage suction port 26 of the compressor 11, the first refrigerant flow from the low-stage suction port 22 of the compressor 11 is returned. The amount of the second refrigerant flow sucked into the first rotary compression element 18 (low pressure part) decreases, and the compression work in the first rotary compression element 18 (low stage part) for compression from low pressure to intermediate pressure Decrease. As a result, the compression power in the compressor 11 is reduced and the coefficient of performance is improved.

ここで、上記所謂スプリットサイクルの効果は中間熱交換器80を流れる第1の冷媒流と第2の冷媒流の量に依存する。即ち、第1の冷媒流の量が多すぎれば蒸発器63A、63Bにおいて最終的に蒸発する第2の冷媒流の量が不足することにより、逆に第1の冷媒流の量が少なすぎればスプリットサイクルの効果が薄れてくる。一方、補助絞り手段83で減圧された第1の冷媒流の圧力は冷媒回路1の中間圧力であり、当該中間圧力を制御することは第1の冷媒流の量を制御することになる。   Here, the effect of the so-called split cycle depends on the amounts of the first refrigerant flow and the second refrigerant flow flowing through the intermediate heat exchanger 80. That is, if the amount of the first refrigerant flow is too large, the amount of the second refrigerant flow that finally evaporates in the evaporators 63A and 63B is insufficient, and conversely if the amount of the first refrigerant flow is too small. The effect of the split cycle fades. On the other hand, the pressure of the first refrigerant flow depressurized by the auxiliary throttle means 83 is the intermediate pressure of the refrigerant circuit 1, and controlling the intermediate pressure controls the amount of the first refrigerant flow.

ここで、本実施例では、上述したように圧縮機11からの吐出冷媒の温度DT(吐出温度センサ50)が所定値DT0より高い場合に補助絞り手段83の開度を増大させる方向に作用する第1の制御量と、冷媒回路1の高圧側圧力HPと低圧側圧力LPとから求められる適正中間圧力値よりも、冷媒回路1の中間圧領域の圧力MPが低い場合に補助絞り手段83の開度を増大させる方向に作用する第2の制御量と、ガスクーラ46を経た冷媒の温度GCTと中間熱交換器80を経た第2の冷媒流の温度LTとの差(GCT−LT)が所定値SPより小さい場合に補助絞り手段83の開度を増大させる方向に作用する第3の制御量を演算し、これら第1乃至第3の制御量を合算することにより、補助絞り手段83の弁開度を増大させる操作量を決定する。また、温度LTが所定値よりも低い場合、又は、温度DT−GCTが所定値TDTより低い場合に補助絞り手段83の弁開度を縮小する方向で操作量を決定する。   Here, in this embodiment, as described above, when the temperature DT (discharge temperature sensor 50) of the refrigerant discharged from the compressor 11 is higher than the predetermined value DT0, the opening of the auxiliary throttle means 83 is increased. When the pressure MP in the intermediate pressure region of the refrigerant circuit 1 is lower than the appropriate intermediate pressure value obtained from the first control amount, the high pressure side pressure HP and the low pressure side pressure LP of the refrigerant circuit 1, the auxiliary throttle means 83 The difference (GCT−LT) between the second control amount acting in the direction of increasing the opening degree and the temperature LT of the refrigerant passing through the gas cooler 46 and the temperature LT of the second refrigerant flow passing through the intermediate heat exchanger 80 is predetermined. If the value of the auxiliary throttle means 83 is smaller than the value SP, a third control amount acting in the direction of increasing the opening degree of the auxiliary throttle means 83 is calculated, and the first to third control quantities are added together to calculate the valve of the auxiliary throttle means 83. The operation amount to increase the opening A constant. Further, when the temperature LT is lower than a predetermined value, or when the temperature DT-GCT is lower than the predetermined value TDT, the operation amount is determined in a direction to reduce the valve opening degree of the auxiliary throttle means 83.

これにより、第1の制御量によって吐出冷媒の温度DTを所定値DT0以下に保つことができ、第2の制御量によって、冷媒回路1の中間圧力MPを適正化でき、これによって、低圧側圧力LP、中間圧力MP、高圧側圧力HPの圧力差を適正に保つことができる。また、第3の制御量によって中間熱交換器80を経た第2の冷媒流の温度LTを低くし、冷凍効果を保つことができる。これらにより、総じて冷凍装置の高効率化と安定化を達成することが可能となる。   As a result, the temperature DT of the discharged refrigerant can be kept at a predetermined value DT0 or less by the first control amount, and the intermediate pressure MP of the refrigerant circuit 1 can be optimized by the second control amount. The pressure difference among LP, intermediate pressure MP, and high-pressure side pressure HP can be kept appropriate. In addition, the temperature LT of the second refrigerant flow that has passed through the intermediate heat exchanger 80 can be lowered by the third control amount, and the refrigeration effect can be maintained. As a result, it is possible to achieve high efficiency and stabilization of the refrigeration apparatus as a whole.

また、制御装置Cは、高圧側圧力HPが超臨界領域にある場合、所定値SPを上げ、所定値TDTを下げると共に、高圧側圧力HPが飽和領域にある場合、所定値SPを下げ、所定値TDTを上げることにより、高圧側圧力HPが超臨界領域にある場合と飽和領域にある場合とに分けて第3の制御量と第1の制御量の所定値SP及びTDTを変更して制御することが可能となる。   Further, the control device C increases the predetermined value SP and decreases the predetermined value TDT when the high pressure side pressure HP is in the supercritical region, and decreases the predetermined value SP when the high pressure side pressure HP is in the saturation region. By increasing the value TDT, control is performed by changing the third control amount and the predetermined values SP and TDT of the first control amount separately for the case where the high pressure side pressure HP is in the supercritical region and the case where it is in the saturation region. It becomes possible to do.

これにより、高圧側圧力HPが飽和領域にある場合であっても中間熱交換器80における過熱度を確実に確保することができ、圧縮機11に液バックが生じる不都合を回避することができる。また、高圧側圧力HPが超臨界領域にある場合には、このような液バックが生じないため、効率を優先した設定とすることができる。   Thereby, even when the high-pressure side pressure HP is in the saturation region, the degree of superheat in the intermediate heat exchanger 80 can be reliably ensured, and the inconvenience of causing a liquid back in the compressor 11 can be avoided. Further, when the high-pressure side pressure HP is in the supercritical region, such a liquid back does not occur, and therefore, the efficiency can be set as a priority.

尚、上記実施例における第2の制御量を、冷媒回路1の中間圧領域の圧力MPと低圧側圧力LPから求められる過圧縮判定値MPOが、冷媒回路の高圧側圧力HPより低い場合に補助絞り手段の開度を増大させる方向に作用する第2の制御量として、第1乃至第3の制御量を合算することにより、補助絞り手段の弁開度の操作量を決定することとしても、上記と同様に、冷媒回路の中間圧力MPを適正化でき、これによって、低圧側圧力LP、中間圧力MP、高圧側圧力HPの圧力差を適正に保つことができる。   Note that the second control amount in the above embodiment is supplemented when the overcompression determination value MPO obtained from the pressure MP and the low pressure LP in the intermediate pressure region of the refrigerant circuit 1 is lower than the high pressure HP of the refrigerant circuit. As the second control amount acting in the direction of increasing the opening of the throttle means, the operation amount of the valve opening of the auxiliary throttle means can be determined by adding the first to third control amounts. Similarly to the above, the intermediate pressure MP of the refrigerant circuit can be optimized, whereby the pressure difference among the low pressure side pressure LP, the intermediate pressure MP, and the high pressure side pressure HP can be kept appropriate.

また、当該実施例における中間熱交換器80から出た第1の冷媒流は、インタークーラ38の出口側に設けられた合流器81によって当該インタークーラ38の出口側に戻すことができ、インタークーラ38における圧力損失を防止して、円滑に中間熱交換器80から出た冷媒流を冷媒回路1の中間圧側に合流することが可能となる。   In addition, the first refrigerant flow output from the intermediate heat exchanger 80 in this embodiment can be returned to the outlet side of the intercooler 38 by the merger 81 provided on the outlet side of the intercooler 38. Thus, it is possible to prevent the pressure loss at 38 and smoothly join the refrigerant flow coming out of the intermediate heat exchanger 80 to the intermediate pressure side of the refrigerant circuit 1.

(C)排熱回収熱交換器
次に、本実施例における冷凍装置Rに採用された排熱回収熱交換器70について説明する。本実施例における排熱回収熱交換器70は、ガスクーラ46を経て分流器82で分流された第2の冷媒流と、図示しない給湯装置を構成するヒートポンプユニットの二酸化炭素冷媒(排熱回収媒体)との熱交換を行う熱交換器である。本実施例における給湯装置は、図示しない冷媒圧縮機、水熱交換器、減圧装置、蒸発器を冷媒配管で管状に接続して成る冷媒回路と、貯湯タンクの水を水熱交換器で加熱した後、貯湯タンクに戻す水回路とを備えたヒートポンプユニットにより構成され、当該ヒートポンプユニットの蒸発器を上記排熱回収熱交換器70の排熱回収媒体流路70Bにより構成する。これにより、当該排熱回収熱交換器70には、上述した如きスプリットサイクルにおける第2の冷媒流が流れる冷媒流路70Aと、排熱回収媒体流路70Bとが熱交換可能な関係で設けられており、該排熱回収熱交換器70の排熱回収媒体流路70Bを流れるヒートポンプユニットの冷媒が通過することにより、冷媒流路70Aにガスクーラ46を経た第2の冷媒流が冷却される。
(C) Exhaust Heat Recovery Heat Exchanger Next, the exhaust heat recovery heat exchanger 70 employed in the refrigeration apparatus R in the present embodiment will be described. In the present embodiment, the exhaust heat recovery heat exchanger 70 includes a second refrigerant flow that is diverted by the flow divider 82 via the gas cooler 46, and a carbon dioxide refrigerant (exhaust heat recovery medium) of a heat pump unit that constitutes a water heater (not shown). It is a heat exchanger which performs heat exchange with. The hot water supply apparatus in the present example is a refrigerant circuit in which a refrigerant compressor, a water heat exchanger, a decompression device, and an evaporator (not shown) are connected in a tubular shape by a refrigerant pipe, and water in the hot water storage tank is heated by the water heat exchanger Thereafter, the heat pump unit is provided with a water circuit that returns to the hot water storage tank, and the evaporator of the heat pump unit is configured by the exhaust heat recovery medium flow path 70B of the exhaust heat recovery heat exchanger 70. Thereby, in the exhaust heat recovery heat exchanger 70, the refrigerant flow path 70A through which the second refrigerant flow in the split cycle as described above flows and the exhaust heat recovery medium flow path 70B are provided in a heat exchangeable relationship. When the refrigerant of the heat pump unit flowing through the exhaust heat recovery medium flow path 70B of the exhaust heat recovery heat exchanger 70 passes, the second refrigerant flow passing through the gas cooler 46 is cooled in the refrigerant flow path 70A.

ここで、本実施例では、排熱回収熱交換器70の冷媒流路70Aには、ガスクーラ46から出て上記スプリットサイクルを構成する中間熱交換器80に入る前の第2の冷媒流を流す。これにより、外気温度の影響が少なく、排熱回収熱交換器70にて冷媒流路70Aを流れる冷媒の排熱を効率的に回収して給湯装置を構成する排熱回収媒体流路70Bを流れる冷媒の加熱に利用でき、効率的な温水生成を可能とすることができる。   Here, in the present embodiment, the second refrigerant flow before flowing out of the gas cooler 46 and entering the intermediate heat exchanger 80 constituting the split cycle flows through the refrigerant flow path 70A of the exhaust heat recovery heat exchanger 70. . Thereby, the influence of the outside air temperature is small, and the exhaust heat recovery heat exchanger 70 efficiently recovers the exhaust heat of the refrigerant flowing through the refrigerant channel 70A and flows through the exhaust heat recovery medium channel 70B constituting the hot water supply device. It can be used for heating of the refrigerant, and enables efficient hot water generation.

また、ガスクーラ46から出て中間熱交換器80に入る前の第2の冷媒流を排熱回収熱交換器70に流す構成としているため、温水生成側(給湯装置側)の利用が多い場合には、中間熱交換器80に流れる第2の冷媒流の冷媒温度を下げることができるため、中間熱交換器80に流れる第1の冷媒流の冷媒量を減少させることができる。これにより、第2の冷媒流を流れる冷媒量を増加させることができ、蒸発器63A、63Bにおける冷媒の蒸発量が増加して冷凍サイクルの効率を向上させることが可能となる。   In addition, since the second refrigerant flow from the gas cooler 46 and before entering the intermediate heat exchanger 80 is configured to flow to the exhaust heat recovery heat exchanger 70, the hot water generation side (hot water supply side) is frequently used. Since the refrigerant temperature of the second refrigerant flow flowing through the intermediate heat exchanger 80 can be lowered, the refrigerant amount of the first refrigerant flow flowing through the intermediate heat exchanger 80 can be reduced. Thereby, the amount of refrigerant flowing through the second refrigerant flow can be increased, and the amount of refrigerant evaporated in the evaporators 63A and 63B can be increased, thereby improving the efficiency of the refrigeration cycle.

特に、本実施例の如く冷媒として二酸化炭素を使用した場合には、冷凍能力を効果的に改善でき、性能の向上を図ることができる。   In particular, when carbon dioxide is used as the refrigerant as in the present embodiment, the refrigerating capacity can be effectively improved and the performance can be improved.

また、本実施例の冷凍装置Rでは、ガスクーラ46をバイパスするガスクーラバイパス回路71を設けても良い。この場合、ガスクーラバイパス回路71には、電磁弁72が介設されており、当該電磁弁(弁装置)72は、上述した如き制御装置Cにて開閉制御される。   In the refrigeration apparatus R of the present embodiment, a gas cooler bypass circuit 71 that bypasses the gas cooler 46 may be provided. In this case, a solenoid valve 72 is interposed in the gas cooler bypass circuit 71, and the solenoid valve (valve device) 72 is controlled to be opened and closed by the control device C as described above.

これにより、給湯装置における使用量が多く、ヒートポンプユニットの排熱回収媒体流路70B(蒸発器)を流れる冷媒を十分に蒸発させることができない場合、制御装置Cは、電磁弁72を開放し、ガスクーラ46に流入する高温冷媒の一部をガスクーラバイパス回路71に流入させて、高温冷媒のまま排熱回収熱交換器70の冷媒流路70Aを通過させても良い。これにより、排熱を効果的に用いて、給湯装置側の温度補償を行うことが可能となる。   Thereby, when the amount of use in the hot water supply device is large and the refrigerant flowing through the exhaust heat recovery medium flow path 70B (evaporator) of the heat pump unit cannot be sufficiently evaporated, the control device C opens the electromagnetic valve 72, A part of the high-temperature refrigerant flowing into the gas cooler 46 may be caused to flow into the gas cooler bypass circuit 71 so as to pass through the refrigerant flow path 70A of the exhaust heat recovery heat exchanger 70 with the high-temperature refrigerant. Accordingly, it is possible to perform temperature compensation on the hot water supply apparatus side by effectively using the exhaust heat.

(D)ガスクーラ用送風機の制御
次に、上述した如きガスクーラ46を空冷するガスクーラ用送風機47の制御について説明する。本実施例における制御装置Cは、図2に示すように入力側に高圧圧力センサ(高圧圧力検出手段)48、48と、低圧圧力センサ32と、外気温度センサ56が接続されている。ここで、低圧圧力センサ32にて検出される圧力と、蒸発器63A、63Bにおける蒸発温度TEとは、一定の関係を有するため、制御装置Cは、当該低圧圧力センサ32に検出された圧力により、蒸発器63A、63Bにおける冷媒の蒸発温度TEを換算して取得する。また、制御装置Cの出力側には、ガスクーラ46を空冷するガスクーラ用送風機47が接続されている。
(D) Control of Gas Cooler Blower Next, control of the gas cooler blower 47 that air-cools the gas cooler 46 as described above will be described. As shown in FIG. 2, the control device C in the present embodiment is connected with high pressure sensors (high pressure detectors) 48, 48, a low pressure sensor 32, and an outside air temperature sensor 56 on the input side. Here, since the pressure detected by the low pressure sensor 32 and the evaporation temperature TE in the evaporators 63 </ b> A and 63 </ b> B have a certain relationship, the control device C uses the pressure detected by the low pressure sensor 32. The refrigerant evaporating temperature TE in the evaporators 63A and 63B is converted and acquired. A gas cooler blower 47 for cooling the gas cooler 46 is connected to the output side of the control device C.

制御装置Cは、高圧圧力センサ48により検出される高圧側圧力HPが所定の目標値(目標高圧:THP)となるように、ガスクーラ用送風機47の回転数を制御する。ここで、目標高圧THPは、外気温度TA及び蒸発器63A、63Bにおける冷媒の蒸発温度TEから決定する。   The control device C controls the rotation speed of the gas cooler blower 47 so that the high pressure side pressure HP detected by the high pressure sensor 48 becomes a predetermined target value (target high pressure: THP). Here, the target high pressure THP is determined from the outside air temperature TA and the refrigerant evaporation temperature TE in the evaporators 63A and 63B.

本実施例の如く冷媒回路1の高圧側が超臨界圧力以上となる冷凍装置Rでは、外気温度TAがある温度、例えば、+30℃以下である場合、飽和サイクルが行われ、+30℃より高い温度では、ガスサイクルが行われる。ガスサイクルが行われるとき、冷媒は液化しないため、そのときの冷媒回路1内の冷媒量で温度と圧力とは一意に決定されない。そのため、外気温度TAによって、目標高圧THPが異なる。   In the refrigeration apparatus R in which the high pressure side of the refrigerant circuit 1 is equal to or higher than the supercritical pressure as in this embodiment, when the outside air temperature TA is a certain temperature, for example, + 30 ° C. or less, a saturation cycle is performed, and at a temperature higher than + 30 ° C. A gas cycle is performed. Since the refrigerant is not liquefied when the gas cycle is performed, the temperature and pressure are not uniquely determined by the amount of refrigerant in the refrigerant circuit 1 at that time. Therefore, the target high pressure THP differs depending on the outside air temperature TA.

本実施例では、一例として、外気温度センサ56により検出される外気温度TAが下限温度(例えば0℃)以下である場合、目標高圧THPは、所定の下限値THPLで一定とする。また、外気温度TAが30℃より高い所定温度(上限温度)以上で目標高圧THPは、所定の上限値THPHで一定とする。そして、外気温度TAが下限温度より高く上限温度より低い場合には、以下の如く目標高圧THPを求める。   In the present embodiment, as an example, when the outside air temperature TA detected by the outside air temperature sensor 56 is equal to or lower than a lower limit temperature (for example, 0 ° C.), the target high pressure THP is constant at a predetermined lower limit value THPL. The target high pressure THP is constant at a predetermined upper limit value THPH when the outside air temperature TA is higher than a predetermined temperature (upper limit temperature) higher than 30 ° C. When the outside air temperature TA is higher than the lower limit temperature and lower than the upper limit temperature, the target high pressure THP is obtained as follows.

外気温度TAが所定の基準温度、例えば+30℃より低い程、高圧側圧力の目標値THPを低くする方向で決定し、高いほど目標値THPを高くする方向で決定する。また、上述した如く当該低圧圧力センサ32に検出された圧力により、換算して取得された蒸発器63A、63Bにおける冷媒の蒸発温度TEが所定の基準温度より高い程、高圧側圧力の目標値THPを高くする方向で決定し、低いほど目標値THPを低くする方向で決定する。図3は外気温度TAと、蒸発温度TEとから決定される目標高圧THPの傾向を示す図である。   As the outside air temperature TA is lower than a predetermined reference temperature, for example, + 30 ° C., the target value THP for the high-pressure side pressure is determined to be lowered, and as the temperature is higher, the target value THP is determined to be higher. Further, as described above, the higher the refrigerant evaporation temperature TE in the evaporators 63A and 63B obtained by conversion by the pressure detected by the low pressure sensor 32, the higher the target value THP for the high pressure side pressure. Is determined in the direction of increasing the value, and the target value THP is determined in the direction of decreasing as the value is decreased. FIG. 3 is a diagram showing a tendency of the target high pressure THP determined from the outside air temperature TA and the evaporation temperature TE.

尚、本実施例では、制御装置Cは目標高圧THPを外気温度TAと、蒸発温度TEとから演算式を用いて算出しているが、これに限定されるものではなく、予め外気温度TA及び蒸発温度TEとから取得されたデータテーブルに基づき、目標高圧THPを取得しても良い。   In the present embodiment, the control device C calculates the target high pressure THP from the outside air temperature TA and the evaporation temperature TE using an arithmetic expression. However, the present invention is not limited to this. The target high pressure THP may be acquired based on the data table acquired from the evaporation temperature TE.

そして、制御装置Cは、高圧圧力センサ(高圧圧力検出手段)48により検出された高圧側圧力HPと、目標高圧THPと、これらHPとTHPの偏差e、当該偏差eに基づきP(比例。偏差eの大きさに比例して、当該偏差eを縮小させる方向の制御)と、D(微分。偏差eの変化を縮小させる方向の制御)とから、比例微分演算を実行し、操作量として導出されるガスクーラ用送風機47の回転数を決定する。当該回転数は、目標高圧THPが高いほど、送風機47の回転数は上げられ、目標高圧THPが低いほど、送風機47の回転数が下げられる。   Then, the control device C uses the high pressure side pressure HP detected by the high pressure sensor 48 (high pressure detection means), the target high pressure THP, the deviation e between the HP and THP, and P (proportional deviation based on the deviation e). Proportional differential operation is performed from D (differentiation, control in the direction to reduce the change of the deviation e), and derived as an operation amount in proportion to the magnitude of e. The rotational speed of the gas cooler blower 47 to be used is determined. The rotational speed of the blower 47 is increased as the target high pressure THP is higher, and the rotational speed of the blower 47 is decreased as the target high pressure THP is lower.

これにより、制御装置Cは、外気温度TAと蒸発器における冷媒の蒸発温度(低圧圧力センサ32にて検出された低圧圧力から換算して取得)TEに基づいてガスクーラ用送風機47の回転数を制御することにより、高圧側が超臨界圧力となる冷凍装置Rであっても、適切な高圧圧力となるようにガスクーラ用送風機47の回転数を制御することができる。これにより、ガスクーラ用送風機47の運転による騒音を低減しつつ、高効率な運転を実現することができる。   Thereby, the control apparatus C controls the rotation speed of the gas cooler blower 47 based on the outside air temperature TA and the evaporation temperature of refrigerant in the evaporator (converted from the low pressure detected by the low pressure sensor 32) TE. By doing so, even if the refrigeration apparatus R has a supercritical pressure on the high pressure side, the rotational speed of the gas cooler blower 47 can be controlled so as to have an appropriate high pressure. Thereby, high efficiency operation can be realized while reducing noise due to operation of the gas cooler blower 47.

本実施例では、制御装置Cは、外気温度TAと蒸発温度TEに基づき、冷媒回路1の高圧側圧力の目標値THPを、例えば、外気温度TAが低い程、目標値THPを低くし、蒸発温度TEが高い程、目標値THPを高くする方向で当該目標値THPを決定し、高圧側圧力が目標値THPとなるよう、ガスクーラ用送風機47を制御することにより、外気温度TAにより飽和サイクルとガスサイクルに変化する冷媒の状態を考慮し、且つ、蒸発温度TEに基づいて好適な高圧側圧力を実現でき、これにより、高効率な運転を実現できる。このように、本発明は、冷媒として二酸化炭素を使用した超臨界冷媒回路(超臨界冷凍サイクル)において、特に有効となる。   In the present embodiment, the control device C reduces the target value THP of the high-pressure side pressure of the refrigerant circuit 1 based on the outside air temperature TA and the evaporation temperature TE, for example, the lower the outside air temperature TA, the lower the target value THP. As the temperature TE is higher, the target value THP is determined in the direction of increasing the target value THP, and the gas cooler blower 47 is controlled so that the high-pressure side pressure becomes the target value THP. Considering the state of the refrigerant that changes in the gas cycle, and suitable high-pressure side pressure can be realized based on the evaporation temperature TE, thereby realizing highly efficient operation. Thus, the present invention is particularly effective in a supercritical refrigerant circuit (supercritical refrigeration cycle) using carbon dioxide as a refrigerant.

(E)オイルセパレータ
一方、上述した如き圧縮機11の高段側吐出口28とガスクーラ46とを接続する高圧吐出配管42には、オイルセパレータ44が介設されている。このオイルセパレータ44は、圧縮機11から吐出された高圧の吐出冷媒中に含まれるオイルを冷媒と分離して捕捉するものであり、このオイルセパレータ44には、捕捉したオイルを圧縮機11に戻すオイル戻し回路73が接続されている。このオイル戻し回路73中には、捕捉したオイルを冷却するオイルクーラ74が設けられ、このオイルクーラ74の下流側で、オイル戻し回路73は2系統に分岐され、それぞれストレーナ75及び流量調整弁(電動弁)76を介して圧縮機11の密閉容器12に接続される。圧縮機11の密閉容器12内は、上述のように中間圧に保たれるため、捕捉されたオイルは、オイルセパレータ44内の高圧と密閉容器12内の中間圧との差圧によって当該密閉容器12内に戻される。また、圧縮機11の密閉容器12には、この密閉容器12内に保有するオイルのレベルを検出するオイルレベルセンサ77が設けられている。
(E) Oil Separator On the other hand, an oil separator 44 is interposed in the high-pressure discharge pipe 42 that connects the high-stage discharge port 28 of the compressor 11 and the gas cooler 46 as described above. The oil separator 44 separates and captures the oil contained in the high-pressure discharged refrigerant discharged from the compressor 11 from the refrigerant. The oil separator 44 returns the captured oil to the compressor 11. An oil return circuit 73 is connected. The oil return circuit 73 is provided with an oil cooler 74 that cools the captured oil. On the downstream side of the oil cooler 74, the oil return circuit 73 is branched into two systems, and a strainer 75 and a flow rate adjusting valve ( It is connected to the hermetic container 12 of the compressor 11 via an electric motor) 76. Since the inside of the sealed container 12 of the compressor 11 is maintained at an intermediate pressure as described above, the trapped oil is caused by the differential pressure between the high pressure in the oil separator 44 and the intermediate pressure in the sealed container 12. 12 is returned. An oil level sensor 77 for detecting the level of oil held in the airtight container 12 is provided in the airtight container 12 of the compressor 11.

また、このオイル戻し回路73には、オイルクーラ74をバイパスするオイルバイパス回路78が設けられ、このオイルバイパス回路78には、電磁弁(弁装置)79が介設されている。当該電磁弁79は、上述した如き制御装置Cにより開閉制御される。また、上述したように、当該オイルクーラ74は、上記ガスクーラ46と同一の風路45に設置されており、ガスクーラ用送風機47により空冷される。   The oil return circuit 73 is provided with an oil bypass circuit 78 that bypasses the oil cooler 74, and an electromagnetic valve (valve device) 79 is interposed in the oil bypass circuit 78. The electromagnetic valve 79 is controlled to be opened and closed by the control device C as described above. Further, as described above, the oil cooler 74 is installed in the same air passage 45 as the gas cooler 46 and is air-cooled by the gas cooler blower 47.

以上の構成により、制御装置Cは、風路45に設けられる外気温度センサ56により検出された温度が所定のオイル低温度(所定値)以下となったか否かを判断し、オイル低温度を上回っている場合には、オイルバイパス回路78の電磁弁79を閉鎖する。   With the above configuration, the control device C determines whether or not the temperature detected by the outside air temperature sensor 56 provided in the air passage 45 is equal to or lower than a predetermined low oil temperature (predetermined value), and exceeds the low oil temperature. If so, the solenoid valve 79 of the oil bypass circuit 78 is closed.

これにより、各圧縮機11、11の高段側吐出口28から吐出された高温高圧冷媒は、第2の回転圧縮要素20、20の下流側で合流し、オイルセパレータ44、ガスクーラ46等を経て冷凍機ユニット3、3に接続される。オイルセパレータ44内に流入した高温高圧冷媒中に含まれるオイルは、ここで、冷媒と分離して捕捉される。そして、圧縮機11の密閉容器12内は、中間圧に保持されるため、捕捉されたオイルは、オイルセパレータ44内の高圧と密閉容器12内の中間圧との差圧によって、オイル戻し回路28を介して圧縮機11に戻される。   As a result, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the high-stage discharge ports 28 of the compressors 11 and 11 merges on the downstream side of the second rotary compression elements 20 and 20 and passes through the oil separator 44, the gas cooler 46, and the like. Connected to the refrigerator units 3 and 3. Here, the oil contained in the high-temperature and high-pressure refrigerant that has flowed into the oil separator 44 is captured separately from the refrigerant. Since the inside of the sealed container 12 of the compressor 11 is maintained at an intermediate pressure, the oil that has been trapped is oil-returned by the differential pressure between the high pressure in the oil separator 44 and the intermediate pressure in the sealed container 12. Is returned to the compressor 11.

オイル戻し回路28内に流入したオイルは、ガスクーラ46と同一の風路45に配設されるオイルクーラ74にて送風機47の運転により空冷される。当該オイルクーラ74を経た後、二系統に分離してストレーナ75、流量調整弁76を経て圧縮機11に戻る。これにより、高温冷媒と共に高温とされたオイルは、オイルクーラ74にて冷却されて圧縮機11に帰還するため、圧縮機11の温度上昇を抑制することができる。   The oil flowing into the oil return circuit 28 is air-cooled by the operation of the blower 47 in the oil cooler 74 disposed in the same air passage 45 as the gas cooler 46. After passing through the oil cooler 74, it is separated into two systems, and returns to the compressor 11 through the strainer 75 and the flow rate adjusting valve 76. As a result, the oil heated to a high temperature together with the high-temperature refrigerant is cooled by the oil cooler 74 and returned to the compressor 11, so that an increase in the temperature of the compressor 11 can be suppressed.

他方、外気温度センサ56により検出された温度が所定のオイル下限温度(所定値)以下となった場合には、制御装置Cは、オイルバイパス回路78の電磁弁79を開放する。これにより、オイルセパレータ44にて冷媒と分離されたオイルは、オイルクーラ74を経ることなくオイル戻し回路28のオイルバイパス回路78を介して圧縮機11、11に戻る。尚、制御装置Cは、外気温度センサ56により検出された温度がオイル下限温度よりも所定温度高いオイル上限温度に達した場合には、電磁弁79を閉塞するものとする。   On the other hand, when the temperature detected by the outside air temperature sensor 56 is equal to or lower than a predetermined oil lower limit temperature (predetermined value), the control device C opens the electromagnetic valve 79 of the oil bypass circuit 78. Thereby, the oil separated from the refrigerant in the oil separator 44 returns to the compressors 11 and 11 via the oil bypass circuit 78 of the oil return circuit 28 without passing through the oil cooler 74. Note that the control device C closes the electromagnetic valve 79 when the temperature detected by the outside air temperature sensor 56 reaches an oil upper limit temperature that is a predetermined temperature higher than the oil lower limit temperature.

これにより、外気温度の低下によって、オイル温度も低下し、オイルの粘度が上昇してしまう状況となった場合であっても、電磁弁79を開放することによりオイルクーラ74を経ることなくオイルバイパス回路78を介してオイルセパレータ44内のオイルを圧縮機11に戻すことが可能となる。これにより、圧縮機11へのオイル戻りを円滑なものとすることができる。   As a result, even when the oil temperature also decreases and the oil viscosity increases due to a decrease in the outside air temperature, the oil bypass can be performed without opening the oil cooler 74 by opening the solenoid valve 79. The oil in the oil separator 44 can be returned to the compressor 11 via the circuit 78. Thereby, the oil return to the compressor 11 can be made smooth.

特に、本実施例では、オイルクーラ74をガスクーラ46と同一の風路45に設置し、送風機47は、上述したようオイルクーラ74の温度とは無関係に送風機47の制御を行っているため、送風機47の運転によって必要以上にオイルクーラ74の温度が低下してしまい、オイルに冷媒が溶け込みやすくなるが、制御装置Cにより、オイルバイパス回路78の電磁弁79を開放することにより、円滑にオイルクーラ74を経ることなくオイルバイパス回路78を介してオイルセパレータ44内のオイルを圧縮機11に戻すことができる。これにより、特に、空冷量の調整をできない場合において、制御を簡素化でき、有効となる。   In particular, in the present embodiment, the oil cooler 74 is installed in the same air passage 45 as the gas cooler 46, and the blower 47 controls the blower 47 regardless of the temperature of the oil cooler 74 as described above. The temperature of the oil cooler 74 decreases more than necessary due to the operation of 47, and the refrigerant easily dissolves in the oil. However, by opening the electromagnetic valve 79 of the oil bypass circuit 78 by the control device C, the oil cooler smoothly The oil in the oil separator 44 can be returned to the compressor 11 via the oil bypass circuit 78 without passing through 74. Thereby, especially when the amount of air cooling cannot be adjusted, the control can be simplified and effective.

また、制御装置Cは、外気温度が所定のオイル下限温度(所定値)よりも低い場合、電磁弁79によりオイルバイパス回路78の流路を開放することにより、冷媒がオイルに溶け込んで粘度が上昇することを防止して、的確にオイルクーラ74を迂回するオイルバイパス回路78を介してオイルセパレータ44内のオイルを圧縮機11に戻すことが可能となる。   Further, when the outside air temperature is lower than a predetermined oil lower limit temperature (predetermined value), the control device C opens the flow path of the oil bypass circuit 78 by the electromagnetic valve 79, so that the refrigerant dissolves in the oil and the viscosity increases. Therefore, the oil in the oil separator 44 can be returned to the compressor 11 through the oil bypass circuit 78 that accurately bypasses the oil cooler 74.

尚、本実施例では、風路45に設けられた外気温度センサ56により検出された温度に基づき電磁弁79の開閉制御を行っているが、これに限定されるものではなく、例えば、オイルセパレータ44の温度を検出する手段を設け、当該温度検出手段により検出された温度が所定値よりも低い場合に、電磁弁79によりオイルバイパス回路78の流路を開放することとしても良い。この場合においても、確実に冷媒がオイルに溶け込んで粘度が上昇することを防止して、オイルクーラ74を迂回するオイルバイパス回路78を介してオイルセパレータ44内のオイルを圧縮機11に戻すことが可能となる。   In this embodiment, the opening / closing control of the electromagnetic valve 79 is performed based on the temperature detected by the outside air temperature sensor 56 provided in the air passage 45, but the present invention is not limited to this. Means 44 for detecting the temperature of the oil bypass circuit 78 may be opened by the electromagnetic valve 79 when the temperature detected by the temperature detection means is lower than a predetermined value. Even in this case, it is possible to reliably prevent the refrigerant from dissolving in the oil and increase the viscosity, and return the oil in the oil separator 44 to the compressor 11 via the oil bypass circuit 78 that bypasses the oil cooler 74. It becomes possible.

尚、本実施例のように冷媒として二酸化炭素を使用した場合には、上述した如き制御を行うことで、オイルを円滑に圧縮機11に戻すことができると共に、冷凍能力を効果的に改善でき、性能の向上を図ることができる。   In addition, when carbon dioxide is used as a refrigerant as in the present embodiment, by performing the control as described above, the oil can be smoothly returned to the compressor 11 and the refrigerating capacity can be effectively improved. The performance can be improved.

(F)圧縮機の始動性改善(バイパス回路)
次に、圧縮機11の始動性改善制御について説明する。図2に示すように上述した如き冷凍装置Rのインタークーラ38の出口側の冷媒回路1の中間圧領域、本実施例では、当該インタークーラ38の出口側に接続される上記第2又は第3の連通回路104、105と、冷媒回路1の低圧側、本実施例では、蒸発器63A、63Bの冷媒出口側とを連通するバイパス回路84が設けられている。このバイパス回路84には、電磁弁(弁装置)85が介設されている。そして、制御装置Cは、図2に示すように圧縮機11、11及び電磁弁85が接続されている。制御装置Cは、圧縮機11の運転周波数を検出(取得)可能とする。
(F) Compressor startability improvement (bypass circuit)
Next, the startability improvement control of the compressor 11 will be described. As shown in FIG. 2, the second or third intermediate pressure region of the refrigerant circuit 1 on the outlet side of the intercooler 38 of the refrigeration apparatus R as described above, which is connected to the outlet side of the intercooler 38 in this embodiment. Are connected to the low-pressure side of the refrigerant circuit 1, in this embodiment, the refrigerant outlet side of the evaporators 63A and 63B. An electromagnetic valve (valve device) 85 is interposed in the bypass circuit 84. And the control apparatus C is connected with the compressors 11 and 11 and the solenoid valve 85 as shown in FIG. The control device C can detect (acquire) the operating frequency of the compressor 11.

以上の構成により、圧縮機11の始動性改善制御動作について説明する。上述したように圧縮機11が運転されている状態では、低段側吸込口22により第1の回転圧縮要素18の低圧部に吸い込まれた低圧の冷媒ガスは、当該第1の回転圧縮要素18により中間圧に昇圧されて密閉容器12内に吐出される。密閉容器12内の中間圧の冷媒ガスは、圧縮機11の低段側吐出口24から中間圧吐出配管36に吐出され、インタークーラ38が接続された中間圧吸入管40を介して高段側吸込口26に吸い込まれる。第1の回転圧縮要素18から吐出され、高段側吸込口26を介して第2の回転圧縮要素20に吸い込まれるまでの領域が中間圧領域とされる。   With the above configuration, the startability improvement control operation of the compressor 11 will be described. In the state where the compressor 11 is operating as described above, the low-pressure refrigerant gas sucked into the low-pressure portion of the first rotary compression element 18 by the low-stage suction port 22 is the first rotary compression element 18. Thus, the pressure is increased to an intermediate pressure and discharged into the sealed container 12. The intermediate-pressure refrigerant gas in the hermetic container 12 is discharged from the low-stage discharge port 24 of the compressor 11 to the intermediate-pressure discharge pipe 36 and is connected to the high-stage side via the intermediate-pressure suction pipe 40 to which the intercooler 38 is connected. It is sucked into the suction port 26. A region from the first rotary compression element 18 until it is sucked into the second rotary compression element 20 through the high-stage suction port 26 is defined as an intermediate pressure region.

高段側吸込口26により第2の回転圧縮要素20の中圧部に吸い込まれた中圧の冷媒ガスは、当該第2の回転圧縮要素20により2段目の圧縮が行われて高温高圧の冷媒ガスとなり、高段側吐出口28より高圧吐出配管42に吐出され、オイルセパレータ44、ガスクーラ46、排熱回収熱交換器70、中間熱交換器80、冷媒配管7及びショーケースユニット5A、5Bの主絞り手段62A、62Bまでの領域が高圧側とされる。   The medium-pressure refrigerant gas sucked into the intermediate pressure portion of the second rotary compression element 20 by the high stage side suction port 26 is compressed by the second stage by the second rotary compression element 20, and the Refrigerant gas is discharged from the high-stage discharge port 28 to the high-pressure discharge pipe 42, and the oil separator 44, gas cooler 46, exhaust heat recovery heat exchanger 70, intermediate heat exchanger 80, refrigerant pipe 7, and showcase units 5A, 5B. The region up to the main throttle means 62A, 62B is the high pressure side.

そして、主絞り手段62A、62Bにて減圧膨張されることにより、それより下流の蒸発器63A、63Bから第1の回転圧縮要素18に連通する低段側吸込口22までが冷媒回路1の低圧側とされる。   Then, by decompressing and expanding in the main throttle means 62A, 62B, the low-pressure side of the refrigerant circuit 1 extends from the evaporators 63A, 63B downstream to the low-stage suction port 22 communicating with the first rotary compression element 18. It is considered as a side.

上記圧縮機11の運転が停止した後、圧縮機11を再始動する際には、制御装置Cは、圧縮機11の起動から所定の運転周波数に上昇するまでの間、電磁弁85を開放してバイパス回路84の流路を開放する。当該所定の運転周波数とは、圧縮機11が実効的なトルク制御が可能となる運転周波数であり、本実施例では、一例として35Hzとする。   When the compressor 11 is restarted after the operation of the compressor 11 is stopped, the control device C opens the electromagnetic valve 85 from the start of the compressor 11 until it rises to a predetermined operating frequency. Then, the flow path of the bypass circuit 84 is opened. The predetermined operating frequency is an operating frequency at which the compressor 11 can perform effective torque control, and is set to 35 Hz as an example in the present embodiment.

これにより、圧縮機11の停止状態から起動され、当該所定の運転周波数に上昇するまでの間、電磁弁85が開放されることにより、第1の回転圧縮要素18により中間圧に昇圧され、低段側吐出口24から中間圧吐出配管36に吐出され、インタークーラ38を経た後の中間圧領域の冷媒は、バイパス回路84を介して、冷媒回路1の低圧側領域に流入する。これにより、冷媒回路1の中間圧領域と低圧側領域との圧力が均圧される。   As a result, the electromagnetic valve 85 is opened until the compressor 11 is started from the stopped state and rises to the predetermined operating frequency, so that the first rotary compression element 18 boosts the pressure to an intermediate pressure. The refrigerant in the intermediate pressure region discharged from the stage side discharge port 24 to the intermediate pressure discharge pipe 36 and passing through the intercooler 38 flows into the low pressure side region of the refrigerant circuit 1 via the bypass circuit 84. Thereby, the pressure in the intermediate pressure region and the low pressure side region of the refrigerant circuit 1 is equalized.

これにより、圧縮機11の起動から所定の運転周波数に上昇するまでの始動時は、所定のトルクが確保できないが、この間、中間圧領域と低圧側領域とを均圧とすることで、外気温度が高いため中間圧が高くなりやすい状況であっても、中間圧が高圧に接近する不都合を解消できる。   Thereby, at the time of starting from the start of the compressor 11 until it rises to a predetermined operating frequency, a predetermined torque cannot be ensured. During this time, by setting the intermediate pressure region and the low pressure side region to equal pressure, the outside temperature Therefore, even if the intermediate pressure tends to be high, the inconvenience of the intermediate pressure approaching the high pressure can be solved.

そのため、圧縮機11の始動時におけるトルク不足が生じている間に、中間圧領域の圧力と高圧領域の圧力とが接近してしまうことによる始動不良を未然に回避することができ、安定した、且つ、高効率な運転を実現することができる。尚、制御装置Cは、検出される圧縮機11の運転周波数が所定の運転周波数に上昇した後は、電磁弁85を閉鎖し、バイパス回路84の流路を閉塞することで、上述したような通常の冷凍サイクルを行う。   Therefore, it is possible to avoid a start failure due to the pressure in the intermediate pressure region and the pressure in the high pressure region approaching while torque shortage at the start of the compressor 11 occurs, In addition, highly efficient operation can be realized. The controller C closes the solenoid valve 85 and closes the flow path of the bypass circuit 84 after the detected operating frequency of the compressor 11 has risen to a predetermined operating frequency, as described above. Perform a normal refrigeration cycle.

(G)圧縮機の始動性改善(逆止弁)
本実施例における各圧縮機11の高圧吐出配管42には、冷媒調整器91が設けられている。ここで、図4の冷媒調整器91の部分縦断側面図及び図5の部分断面平面図を参照して冷媒調整器91について説明する。この冷媒調整器91は、所定の容量を有した密閉容器92により構成されており、当該容器92の側面には、圧縮機11の高段側吐出口28から吐出された冷媒が流入される冷媒流入部96が連通形成されており、高圧吐出配管42(高段側吐出口28側)が接続される。また、容器92の上端面には、容器92内の冷媒を流出させる冷媒流出部97が連通形成されており、高圧吐出配管42(ガスクーラ46側)が接続される。
(G) Compressor startability improvement (check valve)
A refrigerant regulator 91 is provided in the high-pressure discharge pipe 42 of each compressor 11 in the present embodiment. Here, the refrigerant regulator 91 will be described with reference to a partial longitudinal side view of the refrigerant regulator 91 in FIG. 4 and a partial sectional plan view in FIG. 5. The refrigerant regulator 91 includes a sealed container 92 having a predetermined capacity, and refrigerant into which the refrigerant discharged from the high-stage discharge port 28 of the compressor 11 flows into the side surface of the container 92. An inflow portion 96 is formed in communication, and is connected to the high-pressure discharge pipe 42 (on the high-stage discharge port 28 side). In addition, a refrigerant outflow portion 97 for allowing the refrigerant in the container 92 to flow out is formed in communication with the upper end surface of the container 92, and the high pressure discharge pipe 42 (gas cooler 46 side) is connected.

そして、この容器92内は、仕切壁93にて上下が区画され、この下側は、冷媒流入室94とされ、上側は冷媒流出室95とされる。冷媒流入室94は、上記冷媒流入部96と連通して形成され、冷媒流出室95は、冷媒流出部97と連通して形成される。そして、仕切壁93の冷媒流入室94側には、吸込ポート98が設けられており、当該吸込ポート98は、仕切壁93に形成された吸込通路99と連通して形成される。   The inside of the container 92 is divided into upper and lower portions by a partition wall 93, the lower side is a refrigerant inflow chamber 94, and the upper side is a refrigerant outflow chamber 95. The refrigerant inflow chamber 94 is formed in communication with the refrigerant inflow portion 96, and the refrigerant outflow chamber 95 is formed in communication with the refrigerant outflow portion 97. A suction port 98 is provided on the refrigerant inflow chamber 94 side of the partition wall 93, and the suction port 98 is formed in communication with a suction passage 99 formed in the partition wall 93.

この吸込通路99の冷媒流出室95側には、容器92内の上部に位置してリードバルブにて構成された逆止弁90が設けられている。当該逆止弁90は、冷媒流入室94側から冷媒流出室95に向かう方向を順方向(圧縮機11の高段側吐出口28からガスクーラ46(オイルセパレータ44)に向かう方向を順方向)とする。そして、この逆止弁90の近傍には、当該逆止弁90と所定間隔を存して支持体90Aが固定されている。   On the refrigerant outflow chamber 95 side of the suction passage 99, there is provided a check valve 90 which is located at the upper part in the container 92 and is constituted by a reed valve. The check valve 90 has a forward direction from the refrigerant inflow chamber 94 side to the refrigerant outflow chamber 95 (forward direction from the high-stage discharge port 28 of the compressor 11 to the gas cooler 46 (oil separator 44)). To do. A support 90 </ b> A is fixed in the vicinity of the check valve 90 with a predetermined distance from the check valve 90.

そして、この容器92の容器下端部には、上述した圧縮機11と接続するオイル戻し管86が設けられている。当該オイル戻し管86は、上記オイル戻し回路73に接続され、これにより容器92内と連通して構成されている。   An oil return pipe 86 connected to the above-described compressor 11 is provided at the lower end of the container 92. The oil return pipe 86 is connected to the oil return circuit 73 and thereby communicates with the inside of the container 92.

以上の構成により、圧縮機11の高段側吐出口28から吐出された冷媒は高温吐出配管42を介して冷媒調整器91の冷媒流入部96から冷媒流入室94内に流入する。ここで、冷媒流入室94は所定の容積を有することからマフラー効果によって脈動を吸収して平準化を図ることができる。   With the above configuration, the refrigerant discharged from the high-stage discharge port 28 of the compressor 11 flows into the refrigerant inflow chamber 94 from the refrigerant inflow portion 96 of the refrigerant regulator 91 via the high temperature discharge pipe 42. Here, since the refrigerant inflow chamber 94 has a predetermined volume, the pulsation can be absorbed and leveled by the muffler effect.

冷媒流入室94内の冷媒は、吸込ポート98を介して吸込通路99内を通過し、冷媒流入室94から冷媒流出室95側を順方向とする逆止弁90を介して冷媒流出室95内に吐出される。逆止弁90は、上述したようにリードバルブにより構成されているため、騒音発生を解消することができる。   The refrigerant in the refrigerant inflow chamber 94 passes through the suction passage 99 via the suction port 98, and enters the refrigerant outflow chamber 95 via a check valve 90 having a forward direction from the refrigerant inflow chamber 94 to the refrigerant outflow chamber 95. Discharged. Since the check valve 90 is constituted by a reed valve as described above, noise generation can be eliminated.

そして、冷媒流出室95内の冷媒は、冷媒流出部97を介してガスクーラ46に向かう高温吐出配管42に吐出される。   Then, the refrigerant in the refrigerant outflow chamber 95 is discharged to the high temperature discharge pipe 42 toward the gas cooler 46 through the refrigerant outflow portion 97.

ここで、冷媒調整器91の容器92内には、圧縮機11の高段側吐出口28からガスクーラ46(オイルセパレータ44)に向かう方向を順方向とする逆止弁90が設けられているため、圧縮機11が停止した場合であっても、高圧吐出配管42に介設される冷媒調整器91の逆止弁90によって、ガスクーラ46側の高圧冷媒が圧縮機11側と連通しない。そのため、圧縮機11の運転が停止して、密閉容器12内にて高圧側と中間圧とが均圧してしまう場合であっても、逆止弁90から蒸発器63A、63Bの近傍に設けられた主絞り手段62A、62Bまでの冷媒回路1の高圧側の圧力を維持することができる。   Here, a check valve 90 is provided in the container 92 of the refrigerant regulator 91. The check valve 90 has a forward direction from the high-stage discharge port 28 of the compressor 11 toward the gas cooler 46 (oil separator 44). Even when the compressor 11 is stopped, the high-pressure refrigerant on the gas cooler 46 side does not communicate with the compressor 11 side by the check valve 90 of the refrigerant regulator 91 provided in the high-pressure discharge pipe 42. Therefore, even when the operation of the compressor 11 is stopped and the high pressure side and the intermediate pressure are equalized in the sealed container 12, the check valve 90 is provided in the vicinity of the evaporators 63A and 63B. The pressure on the high-pressure side of the refrigerant circuit 1 up to the main throttle means 62A and 62B can be maintained.

即ち、当該逆止弁90が設けられていない場合には、停止した圧縮機11内において高圧側と中圧側とが均圧してしまう。他方、密閉容器12内において低圧側と中圧側とは、低圧側のみがオイルに浸されていることから容易には均圧し難い。しかし、圧縮機11を始動する場合には、冷媒回路1内の圧力差が大きいことから、冷媒回路1内全体が均圧するまでの所定時間が必要となり始動性が悪いこととなる。   That is, when the check valve 90 is not provided, the high pressure side and the intermediate pressure side are equalized in the stopped compressor 11. On the other hand, it is difficult to equalize the low pressure side and the medium pressure side in the sealed container 12 easily because only the low pressure side is immersed in the oil. However, when the compressor 11 is started, since the pressure difference in the refrigerant circuit 1 is large, a predetermined time is required until the pressure in the entire refrigerant circuit 1 is equalized, and the startability is poor.

しかし、本実施例では、圧縮機11を停止した後、逆止弁90によって冷媒回路1の高圧側の圧力が維持されることで、かかる圧縮機11の始動性の改善を図ることができる。また、冷媒回路1内全体が均圧とならないため、冷凍サイクル装置の効率化を図ることができる。   However, in this embodiment, after the compressor 11 is stopped, the pressure on the high pressure side of the refrigerant circuit 1 is maintained by the check valve 90, so that the startability of the compressor 11 can be improved. Moreover, since the pressure inside the refrigerant circuit 1 is not equalized, the efficiency of the refrigeration cycle apparatus can be improved.

また、本実施例の如く、冷凍装置Rに複数、この場合2台の圧縮機11、11が設けられ、相互に並列接続されている場合、上記逆止弁90を備えた冷媒調整器91は、各圧縮機11、11の高圧吐出配管42、42が合流する以前の位置にそれぞれの圧縮機11に対応して設ける。これにより、マルチ構成の圧縮機の追加運転が可能になり、容量制御性の改善を図ることができる。   Further, as in the present embodiment, when a plurality of, in this case, two compressors 11 and 11 are provided in the refrigeration apparatus R and are connected in parallel to each other, the refrigerant regulator 91 including the check valve 90 is The high pressure discharge pipes 42 and 42 of the compressors 11 and 11 are provided in positions corresponding to the respective compressors 11 before joining. Thereby, the additional operation of the multi-structure compressor can be performed, and the capacity controllability can be improved.

上述したように逆止弁90が設けられた冷媒調整器91の容器92は、所定の容量を有しているため、冷媒からオイルを分離するオイルセパレータの機能をも奏することができる。当該容器92の下部に溜められたオイルは、当該下端部に設けられたオイル戻し管86を介して円滑にそれぞれに対応する圧縮機11、11に返還することができる。   As described above, since the container 92 of the refrigerant regulator 91 provided with the check valve 90 has a predetermined capacity, it can also function as an oil separator that separates oil from the refrigerant. The oil stored in the lower portion of the container 92 can be smoothly returned to the corresponding compressors 11 and 11 via the oil return pipe 86 provided at the lower end portion.

(H)蒸発器の除霜制御
上述したように、各ショーケースユニット5A、5Bは、冷媒配管7及び9にそれぞれ並列に接続されている。各ショーケースユニット5A、5Bと、冷媒配管7及び冷媒配管9とを連結するケース側冷媒配管60A、60Bには、それぞれストレーナ61A、61Bと、主絞り手段62A、62Bと、蒸発器63A、63Bが順次接続されている。
(H) Defroster Control of Evaporator As described above, each showcase unit 5A, 5B is connected in parallel to the refrigerant pipes 7 and 9, respectively. Case side refrigerant pipes 60A and 60B connecting the showcase units 5A and 5B to the refrigerant pipe 7 and the refrigerant pipe 9 are respectively provided with strainers 61A and 61B, main throttle means 62A and 62B, and evaporators 63A and 63B. Are connected sequentially.

そして、一方の蒸発器63Aの出口側には、他方の蒸発器63Bに対応する主絞り手段62Bの入口側とを連通する第1の連通管64Aが接続されており、当該第1の連通管64Aには、電磁弁(弁装置)65Aが介設されている。また、他方の蒸発器63Bの出口側には、一方の蒸発器63Aに対応する主絞り手段62Aの入口側とを連通する第2の連通管64Bが接続されており、当該第2の連通管64Bには、電磁弁(弁装置)65Bが介設されている。尚、本実施例において主絞り手段62A、62Bは、電動膨張弁にて構成しているが、これ以外にも絞り手段としてのキャピラリーチューブとこれをバイパスするバイパス管と電磁弁によって構成しても良い。   A first communication pipe 64A that communicates with the inlet side of the main throttle means 62B corresponding to the other evaporator 63B is connected to the outlet side of the one evaporator 63A. An electromagnetic valve (valve device) 65A is interposed in 64A. Further, a second communication pipe 64B communicating with the inlet side of the main throttle means 62A corresponding to the one evaporator 63A is connected to the outlet side of the other evaporator 63B, and the second communication pipe is connected. An electromagnetic valve (valve device) 65B is interposed in 64B. In the present embodiment, the main throttle means 62A, 62B are constituted by electric expansion valves, but they may also be constituted by a capillary tube as a throttle means, a bypass pipe bypassing this, and an electromagnetic valve. good.

また、各ケース側冷媒配管60A、60Bの蒸発器63A又は63Bの出口側に接続された各連通管64A、64Bとの分流器の下流側には、電磁弁(弁装置)66A及び66Bが介設されている。これら電磁弁65A、65B、66A、66Bにより流路制御手段を構成する。   Also, solenoid valves (valve devices) 66A and 66B are interposed downstream of the flow dividers with the respective communication pipes 64A and 64B connected to the outlet side of the evaporator 63A or 63B of the case side refrigerant pipes 60A and 60B. It is installed. These electromagnetic valves 65A, 65B, 66A, 66B constitute a flow path control means.

他方、上述したように、冷媒回路1を構成するガスクーラ46をバイパスするガスクーラバイパス回路71が設けられている。このガスクーラバイパス回路71には、電磁弁72が介設されている。そして、各電磁弁65A、65B、66A、66B、72及び主絞り手段62A、62Bは、上述した如き制御装置Cにて開閉制御される。   On the other hand, as described above, the gas cooler bypass circuit 71 that bypasses the gas cooler 46 constituting the refrigerant circuit 1 is provided. An electromagnetic valve 72 is interposed in the gas cooler bypass circuit 71. The electromagnetic valves 65A, 65B, 66A, 66B, 72 and the main throttle means 62A, 62B are controlled to be opened and closed by the control device C as described above.

以上の構成により、先ず、一方の蒸発器63Aの除霜制御について説明する。一方の蒸発器63Aの除霜を行う際には、制御装置Cは、上記流路制御手段を蒸発器63Aから出た冷媒を第1の連通管64Aに流し、蒸発器63Bから出た冷媒を圧縮機11に戻す制御を行う。即ち、当該蒸発器63Aに対応する主絞り手段62Aを全開とし、第1の連通管64Aの電磁弁65A、電磁弁66Bを開放する。第2の連通管64Bの電磁弁65B及び電磁弁66Aを閉鎖する。尚、主絞り手段62Aをキャピラリーチューブとこれをバイパスするバイパス管と電磁弁とから構成している場合には、バイパス管の電磁弁を開放する。   With the above configuration, first, defrosting control of one evaporator 63A will be described. When defrosting one of the evaporators 63A, the control device C causes the refrigerant that has flowed out of the evaporator 63A to flow through the flow path control means to the first communication pipe 64A, and the refrigerant that has flowed out of the evaporator 63B. Control to return to the compressor 11 is performed. That is, the main throttle means 62A corresponding to the evaporator 63A is fully opened, and the electromagnetic valve 65A and the electromagnetic valve 66B of the first communication pipe 64A are opened. The electromagnetic valve 65B and the electromagnetic valve 66A of the second communication pipe 64B are closed. When the main throttle means 62A is composed of a capillary tube, a bypass pipe that bypasses the capillary tube, and an electromagnetic valve, the electromagnetic valve of the bypass pipe is opened.

これにより、圧縮機11から吐出された高温高圧冷媒は、ガスクーラ46、排熱回収熱交換器70、中間熱交換器80、冷媒配管7を経てケース側冷媒配管60Aに至り、全開とされる主絞り手段62Aを経てガス冷媒のまま一方の蒸発器63A内に流入する。当該蒸発器63Aの除霜によって液化された冷媒(ガスサイクルが行われているときはガス冷媒)は、電磁弁66Aが閉鎖されており、電磁弁65Aが開放されているため、第1の連通管64Aを経て、他方の蒸発器63Bに対応する主絞り手段62Bの入口側に流入する。   Thus, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 11 reaches the case-side refrigerant pipe 60A through the gas cooler 46, the exhaust heat recovery heat exchanger 70, the intermediate heat exchanger 80, and the refrigerant pipe 7, and is fully opened. The gas refrigerant passes through the throttle means 62A and flows into one evaporator 63A. The refrigerant liquefied by the defrosting of the evaporator 63A (gas refrigerant when the gas cycle is performed) is in the first communication because the electromagnetic valve 66A is closed and the electromagnetic valve 65A is opened. It flows into the inlet side of the main throttle means 62B corresponding to the other evaporator 63B through the pipe 64A.

そのため、一方の蒸発器63Aの除霜によって液化された冷媒は、他方の蒸発器63Bに対応する主絞り手段62Bにて減圧膨張され、他方の蒸発器63Bにて蒸発する。これにより、一方の蒸発器63Aの除霜により液化した冷媒が直接圧縮機11に帰還する不都合を解消することができる。   Therefore, the refrigerant liquefied by the defrosting of one evaporator 63A is decompressed and expanded by the main throttle means 62B corresponding to the other evaporator 63B, and is evaporated by the other evaporator 63B. Thereby, the inconvenience that the refrigerant liquefied by the defrosting of the one evaporator 63A returns directly to the compressor 11 can be solved.

他方の蒸発器63Bの除霜を行う際には、制御装置Cは、上記流路制御手段を蒸発器63Bから出た冷媒を第2の連通管64Bに流し、蒸発器63Aから出た冷媒を圧縮機11に戻す制御を行う。即ち、当該蒸発器63Bに対応する主絞り手段62Bを全開とし、第2の連通管64Bの電磁弁65B、電磁弁66Aを開放する。第2の連通管64Aの電磁弁65A及び電磁弁66Bを閉鎖する。   When defrosting the other evaporator 63B, the control device C causes the refrigerant flowing out of the evaporator 63B to flow through the flow path control means to the second communication pipe 64B, and the refrigerant discharged from the evaporator 63A is used. Control to return to the compressor 11 is performed. That is, the main throttle means 62B corresponding to the evaporator 63B is fully opened, and the electromagnetic valve 65B and the electromagnetic valve 66A of the second communication pipe 64B are opened. The electromagnetic valve 65A and the electromagnetic valve 66B of the second communication pipe 64A are closed.

これにより、圧縮機11から吐出された高温高圧冷媒は、ガスクーラ46、排熱回収熱交換器70、中間熱交換器80、冷媒配管7を経てケース側冷媒配管60Bに至り、全開とされる主絞り手段62Bを経てガス冷媒のまま他方の蒸発器63B内に流入する。当該蒸発器63Bの除霜によって液化された冷媒(ガスサイクルが行われているときはガス冷媒)は、電磁弁66Bが閉鎖されており、電磁弁65Bが開放されているため、第2の連通管64Bを経て、一方の蒸発器63Aに対応する主絞り手段62Aの入口側に流入する。そのため、他方の蒸発器63Bの除霜によって液化された冷媒は、一方の蒸発器63Aに対応する主絞り手段62Aにて減圧膨張され、一方の蒸発器63Aにて蒸発する。   Accordingly, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 11 reaches the case-side refrigerant pipe 60B through the gas cooler 46, the exhaust heat recovery heat exchanger 70, the intermediate heat exchanger 80, and the refrigerant pipe 7, and is fully opened. The gas refrigerant passes through the throttle means 62B and flows into the other evaporator 63B. The refrigerant liquefied by the defrosting of the evaporator 63B (gas refrigerant when the gas cycle is performed) is in the second communication because the electromagnetic valve 66B is closed and the electromagnetic valve 65B is opened. It flows into the inlet side of the main throttle means 62A corresponding to one evaporator 63A through the pipe 64B. Therefore, the refrigerant liquefied by the defrosting of the other evaporator 63B is decompressed and expanded by the main throttle means 62A corresponding to the one evaporator 63A, and is evaporated by the one evaporator 63A.

このように、複数の蒸発器63A、63Bを備えた冷凍装置Rにおいて、相互に除霜により液化した冷媒を他方の蒸発器にて蒸発処理させることによって、除霜により液化した冷媒が直接圧縮機11に帰還する不都合を解消することができる。また、このような簡素な構成にてこれら蒸発器63A、63Bの除霜を実現することが可能となる。   In this way, in the refrigeration apparatus R including the plurality of evaporators 63A and 63B, the refrigerant liquefied by defrosting is directly converted into the compressor by evaporating the refrigerant liquefied by defrosting in the other evaporator. The inconvenience of returning to 11 can be solved. Moreover, it becomes possible to implement | achieve defrosting of these evaporators 63A and 63B with such a simple structure.

尚、本実施例では、2つの冷凍機ユニット5A、5Bの蒸発器63A、63Bの除霜を例に挙げて説明しているが、蒸発器の数を更に増やした場合であっても、相互に除霜により液化した冷媒を異なる蒸発器にて蒸発処理させることによって、本発明による効果を奏することができる。   In this embodiment, the defrosting of the evaporators 63A and 63B of the two refrigerator units 5A and 5B is described as an example, but even if the number of evaporators is further increased, By evaporating the refrigerant liquefied by defrosting in a different evaporator, the effects of the present invention can be achieved.

また、本実施例では、制御装置Cは、外気温度センサ56により検出された温度が所定の低温度である場合には、当該除霜時においてガスクーラバイパス回路71に設けられた電磁弁72を開放する。これにより、除霜が行われる蒸発器には、超臨界サイクルとなるガスクーラ46を回避した(ガスクーラバイパス回路71を通過した)温度の高い冷媒を流入させることが可能となる。   Further, in the present embodiment, when the temperature detected by the outside air temperature sensor 56 is a predetermined low temperature, the control device C opens the electromagnetic valve 72 provided in the gas cooler bypass circuit 71 during the defrosting. To do. Thereby, it becomes possible to let the refrigerant | coolant with high temperature which avoided the gas cooler 46 used as a supercritical cycle (passed through the gas cooler bypass circuit 71) flow into the evaporator in which defrosting is performed.

これにより、低外気温時等において、除霜を行う蒸発器に流入する冷媒温度が低い場合に、より高い温度の冷媒を供給することが可能となり、効率的な除霜を実現することができる。   This makes it possible to supply a higher temperature refrigerant when the temperature of the refrigerant flowing into the evaporator that performs defrosting is low, such as when the outside air temperature is low, and efficient defrosting can be realized. .

また、排熱を利用した除霜を実現することが可能となるため、格別なヒータ等の加熱手段を不要とでき、省エネを図ることができる。また、除霜時におけるヒータ通電を回避できるため、ピーク電力のカットを行うことができる。   Moreover, since defrosting using exhaust heat can be realized, a heating means such as a special heater can be omitted, and energy saving can be achieved. Moreover, since heater energization at the time of defrosting can be avoided, peak power can be cut.

本実施例のように、冷媒として二酸化炭素を使用した場合、圧縮機11からの吐出温度が高くなるため、蒸発器の除霜性能の向上を図ることができる。   When carbon dioxide is used as the refrigerant as in the present embodiment, the discharge temperature from the compressor 11 becomes high, so that the defrosting performance of the evaporator can be improved.

R 冷凍装置
C 制御装置(制御手段)
1 冷媒回路
3 冷凍機ユニット
5A、5B ショーケースユニット
7、9 冷媒配管
11 圧縮機
12 密閉容器
14 電動要素
18 第1の回転圧縮要素
20 第2の回転圧縮要素
22 低段側吸込口
24 低段側吐出口
26 高段側吸込口
28 高段側吐出口
32 低圧圧力センサ(吸込圧力検出手段)
34 ユニット入口温度センサ(入口温度検出手段)
36 中間圧吐出配管
38 インタークーラ
42 高圧吐出配管
44 オイルセパレータ
45 風路
46 ガスクーラ
47 ガスクーラ用送風機
48 高圧圧力センサ(高圧圧力検出手段)
49 中間圧圧力センサ(中間圧圧力検出手段)
50 吐出温度センサ(吐出温度検出手段)
52 ガスクーラ出口温度センサ(ガスクーラ出口温度検出手段)
54 ユニット出口温度センサ(ユニット出口温度検出手段)
56 外気温度センサ(外気温度検出手段)
58 ユニット出口側圧力センサ(ユニット出口側圧力検出手段)
60A、60B ケース側冷媒配管
62A、62B 主絞り手段
63A、63B 蒸発器
64A、64B 連通管
65A、65B 電磁弁(弁装置。流路制御手段)
66A、66B 電磁弁(弁装置。流路制御手段)
70 排熱回収熱交換器
70A 冷媒流路
70B 水流路
71 ガスクーラバイパス回路
72 電磁弁(弁装置)
73 オイル戻し回路
74 オイルクーラ
76 流量調整弁(電動弁)
78 オイルバイパス回路
79 電磁弁(弁装置)
80 中間熱交換器
80A 第1の流路
80B 第2の流路
83 補助膨張弁(補助絞り手段)
84 バイパス回路
85 電磁弁(弁装置)
86 オイル戻し管
90 逆止弁
91 冷媒調整器
92 密閉容器
93 仕切壁
100 冷媒量調整タンク
101 第1の連通回路
102 電動膨張弁(絞り機能を有する第1の開閉手段)
103 第2の連通回路
104 電磁弁(第2の開閉手段)
105 第3の連通回路
106 電磁弁(第3の開閉手段)
R Refrigeration equipment C Control equipment (control means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Refrigerant circuit 3 Refrigerator unit 5A, 5B Showcase unit 7, 9 Refrigerant piping 11 Compressor 12 Sealed container 14 Electric element 18 1st rotation compression element 20 2nd rotation compression element 22 Low stage side inlet 24 Low stage Side discharge port 26 High stage side suction port 28 High stage side discharge port 32 Low pressure sensor (suction pressure detection means)
34 Unit inlet temperature sensor (inlet temperature detection means)
36 Intermediate pressure discharge pipe 38 Intercooler 42 High pressure discharge pipe 44 Oil separator 45 Air passage 46 Gas cooler 47 Gas cooler blower 48 High pressure sensor (high pressure detection means)
49 Intermediate pressure sensor (Intermediate pressure detection means)
50 Discharge temperature sensor (Discharge temperature detection means)
52 Gas cooler outlet temperature sensor (gas cooler outlet temperature detection means)
54 Unit outlet temperature sensor (unit outlet temperature detection means)
56 Outside temperature sensor (outside temperature detection means)
58 Unit outlet pressure sensor (Unit outlet pressure detector)
60A, 60B Case side refrigerant piping 62A, 62B Main throttle means 63A, 63B Evaporator 64A, 64B Communication pipe 65A, 65B Solenoid valve (valve device; flow path control means)
66A, 66B Solenoid valve (valve device, flow path control means)
70 Waste heat recovery heat exchanger 70A Refrigerant flow path 70B Water flow path 71 Gas cooler bypass circuit 72 Solenoid valve (valve device)
73 Oil return circuit 74 Oil cooler 76 Flow rate adjustment valve (motorized valve)
78 Oil bypass circuit 79 Solenoid valve (valve device)
80 Intermediate heat exchanger 80A First flow path 80B Second flow path 83 Auxiliary expansion valve (auxiliary throttle means)
84 Bypass circuit 85 Solenoid valve (valve device)
86 Oil return pipe 90 Check valve 91 Refrigerant regulator 92 Sealed container 93 Partition wall 100 Refrigerant amount adjustment tank 101 First communication circuit 102 Electric expansion valve (first opening / closing means having a throttling function)
103 Second communication circuit 104 Solenoid valve (second opening / closing means)
105 Third communication circuit 106 Solenoid valve (third opening / closing means)

Claims (6)

圧縮手段と、ガスクーラと、絞り手段と、蒸発器とから第1の冷媒回路が構成され、高圧側が超臨界圧力となる冷凍装置において、
前記圧縮手段は、第1及び第2の圧縮要素から構成され、前記第1の冷媒回路の低圧側から前記第1の圧縮要素に冷媒を吸い込んで圧縮し、当該第1の圧縮要素から吐出された中間圧の冷媒を前記第2の圧縮要素に吸い込み、圧縮して前記第1の冷媒回路の高圧側に吐出すると共に、
一端が前記第1の冷媒回路の高圧側に接続され、他端が前記第1の冷媒回路の中間圧領域に接続された第2の冷媒回路を前記第1の冷媒回路とは別に設け、
前記第2の冷媒回路を、
一端が前記第1の冷媒回路と第1の連通回路を介して前記第1の冷媒回路の高圧側と接続された冷媒量調整タンクと、
該冷媒量調整タンクの上部と前記第1の冷媒回路の中間圧領域とを連通する第2の連通回路と、
前記冷媒量調整タンクの下部と前記第1の冷媒回路の中間圧領域とを連通する第3の連通回路と、
前記第1の連通回路に設けられた絞り機能を有する第1の開閉手段と、
前記第2の連通回路に設けられた第2の開閉手段と、
前記第3の連通回路に設けられた第3の開閉手段とで構成し、
前記各開閉手段を制御して前記第1の冷媒回路中の循環冷媒を前記冷媒量調整タンクに回収し、前記第1の冷媒回路へ冷媒を放出する制御手段を備えたことを特徴とする冷凍装置。
In the refrigerating apparatus in which the first refrigerant circuit is configured by the compression means, the gas cooler, the throttling means, and the evaporator, and the high pressure side is at the supercritical pressure.
The compression means is composed of first and second compression elements, sucks and compresses refrigerant from the low pressure side of the first refrigerant circuit into the first compression element, and is discharged from the first compression element. The intermediate pressure refrigerant is sucked into the second compression element, compressed and discharged to the high pressure side of the first refrigerant circuit,
A second refrigerant circuit having one end connected to the high pressure side of the first refrigerant circuit and the other end connected to the intermediate pressure region of the first refrigerant circuit is provided separately from the first refrigerant circuit;
The second refrigerant circuit;
A refrigerant amount adjustment tank having one end connected to the high-pressure side of the first refrigerant circuit via the first refrigerant circuit and the first communication circuit;
A second communication circuit communicating the upper part of the refrigerant amount adjustment tank and the intermediate pressure region of the first refrigerant circuit;
A third communication circuit communicating the lower part of the refrigerant amount adjustment tank and the intermediate pressure region of the first refrigerant circuit;
First opening / closing means having a diaphragm function provided in the first communication circuit;
Second opening / closing means provided in the second communication circuit;
A third opening / closing means provided in the third communication circuit ;
Frozen wherein said controlling each switching means to recover the refrigerant circulating in the first refrigerant circuit to the refrigerant amount control tank, provided with a control means for releasing the refrigerant to the first refrigerant circuit apparatus.
前記制御手段は、前記第3の開閉手段を閉じた状態で前記第1の開閉手段及び第2の開閉手段を開放することにより、冷媒を前記冷媒量調整タンクに回収する冷媒回収動作を実行し、前記第1の開閉手段及び第2の開閉手段を閉じた状態で前記第3の開閉手段を開放することにより、前記冷媒量調整タンクから冷媒を放出する冷媒放出動作を実行することを特徴とする請求項1に記載の冷凍装置。   The control means performs a refrigerant recovery operation for recovering the refrigerant in the refrigerant amount adjustment tank by opening the first opening and closing means and the second opening and closing means with the third opening and closing means closed. The refrigerant release operation for releasing the refrigerant from the refrigerant quantity adjustment tank is performed by opening the third opening / closing means in a state where the first opening / closing means and the second opening / closing means are closed. The refrigeration apparatus according to claim 1. 前記制御手段は、前記第1の冷媒回路の高圧側圧力に基づき、当該高圧側圧力が上昇したことに基づいて前記冷媒回収動作を実行し、前記高圧側圧力が低下したことに基づき、前記冷媒放出動作を実行することを特徴とする請求項2に記載の冷凍装置。 The control means performs the refrigerant recovery operation based on an increase in the high-pressure side pressure based on the high-pressure side pressure of the first refrigerant circuit, and based on the decrease in the high-pressure side pressure. The refrigeration apparatus according to claim 2, wherein a discharging operation is performed. 前記制御手段は、前記高圧側圧力が所定の回収閾値を超えた場合、又は、前記高圧側圧力が前記回収閾値より低い所定の回収保護値を超え、且つ、前記ガスクーラを空冷する送風機の回転数が最大値となったことを条件として、前記冷媒回収動作を実行し、
前記高圧側圧力が前記回収保護値以下に低下した場合に前記冷媒回収動作を終了すると共に、
前記高圧側圧力が前記回収保護値より低い所定の放出閾値を下回った場合、又は、前記高圧側圧力が前記回収保護値以下となり、且つ、前記送風機の回転数が前記最大値よりも低い所定の規定値以下となったことを条件として、前記冷媒放出動作を実行することを特徴とする請求項3に記載の冷凍装置。
When the high-pressure side pressure exceeds a predetermined recovery threshold, or when the high-pressure side pressure exceeds a predetermined recovery protection value lower than the recovery threshold, and the control means rotates the air cooler of the gas cooler The refrigerant recovery operation is executed on the condition that is the maximum value,
When the high pressure side pressure drops below the recovery protection value, the refrigerant recovery operation is terminated,
When the high-pressure side pressure falls below a predetermined release threshold value lower than the recovery protection value, or the high-pressure side pressure is equal to or lower than the recovery protection value and the rotation speed of the blower is lower than the maximum value. The refrigeration apparatus according to claim 3, wherein the refrigerant discharge operation is executed on condition that the value is equal to or less than a specified value.
前記第1の圧縮要素から吐出された冷媒を空冷するためのインタークーラを備え、前記第2及び第3の連通回路を前記インタークーラの出口側に連通させたことを特徴とする請求項1乃至請求項4のうちの何れかに記載の冷凍装置。 With intercooler for cooling the refrigerant discharged from the first compression element, to claim 1 wherein the second and third communication circuit is characterized in that communicates with the outlet side of the intercooler The refrigeration apparatus according to claim 4. 前記冷媒として二酸化炭素を使用したことを特徴とする請求項1乃至請求項5のうちの何れかに記載の冷凍装置。
The refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein carbon dioxide is used as the refrigerant.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6179842B2 (en) * 2012-09-28 2017-08-16 パナソニックIpマネジメント株式会社 Refrigeration apparatus and additional refrigerant amount adjusting apparatus for refrigeration apparatus
JP6372778B2 (en) * 2014-05-14 2018-08-15 パナソニックIpマネジメント株式会社 Refrigeration equipment
JP6555584B2 (en) * 2015-09-11 2019-08-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 Refrigeration equipment
CN105466087B (en) * 2015-12-25 2018-01-23 珠海格力电器股份有限公司 The outer machine system of heat-reclamation multi-compressors and valve body abatement detecting method
JP2017146061A (en) * 2016-02-19 2017-08-24 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. Air conditioner
US10866018B2 (en) 2016-02-19 2020-12-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Air conditioner and control method thereof
JP6997558B2 (en) * 2017-08-24 2022-01-17 サンデン・オートモーティブクライメイトシステム株式会社 Vehicle air conditioner
JP6881538B2 (en) * 2019-09-30 2021-06-02 ダイキン工業株式会社 Refrigerator
CN111845264B (en) * 2020-07-10 2022-02-11 西安交通大学 Transcritical CO based on variable parameter PI controller control2Thermal management system and method

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59157446A (en) * 1983-02-22 1984-09-06 松下電器産業株式会社 Refrigeration cycle device
NO890076D0 (en) * 1989-01-09 1989-01-09 Sinvent As AIR CONDITIONING.
JPH1163687A (en) * 1997-08-12 1999-03-05 Zexel Corp Air conditioner cycle
JP4320844B2 (en) * 1999-06-03 2009-08-26 ダイキン工業株式会社 Refrigeration equipment
JP4449139B2 (en) * 2000-02-22 2010-04-14 ダイキン工業株式会社 Refrigeration equipment
JP2001235245A (en) * 2000-02-22 2001-08-31 Daikin Ind Ltd Freezer
JP2002106960A (en) * 2000-09-28 2002-04-10 Sanyo Electric Co Ltd Heat pump water heater
JP2002162122A (en) * 2000-11-20 2002-06-07 Fujitsu General Ltd Air conditioner
JP2005061698A (en) * 2003-08-11 2005-03-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Refrigerator, refrigerating unit using this refrigerator and container with refrigerating unit
KR100857794B1 (en) * 2006-01-06 2008-09-09 엘지전자 주식회사 Air-conditioning system and Controlling Method for the same
JP4120682B2 (en) * 2006-02-20 2008-07-16 ダイキン工業株式会社 Air conditioner and heat source unit
CN101153600A (en) * 2006-09-29 2008-04-02 富士通将军股份有限公司 Rotary compressor and heat pump system
JP4258553B2 (en) * 2007-01-31 2009-04-30 ダイキン工業株式会社 Heat source unit and refrigeration system
JP2010525292A (en) * 2007-04-24 2010-07-22 キャリア コーポレイション Refrigerant vapor compression system and method in transcritical operation
EP2165124A4 (en) * 2007-05-14 2013-05-29 Carrier Corp Refrigerant vapor compression system with flash tank economizer
JP5003440B2 (en) * 2007-11-30 2012-08-15 ダイキン工業株式会社 Refrigeration equipment
KR20090069923A (en) * 2007-12-26 2009-07-01 엘지전자 주식회사 Air conditioning system
JP2008164288A (en) * 2008-03-28 2008-07-17 Sanyo Electric Co Ltd Refrigerating device
JP5407173B2 (en) * 2008-05-08 2014-02-05 ダイキン工業株式会社 Refrigeration equipment

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