JP5496182B2

JP5496182B2 - 冷凍機

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Publication number: JP5496182B2
Application number: JP2011505861A
Authority: JP
Inventors: 裕士佐多; 智隆石川; 康敬落合; 航祐田中; 隆池田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-03-26
Filing date: 2010-03-19
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2030-03-19
Also published as: CN102365507A; JPWO2010109832A1; WO2010109832A1; US20110314854A1; CN102365507B; EP2413065A1; HK1164428A1; EP2413065A4; EP2413065B1

Description

本発明は、圧縮機、凝縮器、過冷却用熱交換部、絞り弁および蒸発器を配管接続してなる冷媒回路を備えた冷凍機に関するものである。

従来、この種の冷凍機としては、例えば下記の特許文献１に記載されたものが知られている。この文献記載の冷凍機は、圧縮機、凝縮器、過冷却用熱交換部、絞り弁および蒸発器を当該順に配管接続してなる冷媒回路と、冷媒回路における過冷却用熱交換部の冷媒流通方向下流位置から分岐して圧縮機の中間圧室につながる中間圧インジェクション回路と、中間圧インジェクション回路に配備された弁開度可変の中間圧用絞り弁と、冷媒回路における過冷却用熱交換部の冷媒流通方向下流位置から分岐し過冷却用熱交換部を経て圧縮機の冷媒吸込側につながる吸入インジェクション回路と、吸入インジェクション回路における過冷却用熱交換部の冷媒入側に配備された弁開度可変の過冷却用絞り弁と、吐出温度センサ、冷媒回路の過冷却用熱交換部出側の温度センサ、吸入インジェクション回路の過冷却用熱交換部出側の温度センサなど冷媒回路における運転状態データを検出するための運転状態検出手段を備えている。
この冷凍機では、中間圧インジェクション回路の中間圧用絞り弁の開度を制御することにより、圧縮機の吐出ガス冷媒温度を制御するようになっている。また、吸入インジェクション回路の過冷却用絞り弁の開度を制御することにより、凝縮器下流側の冷媒を過冷却して冷媒の再蒸発を防止し、冷媒の過充填や冷凍能力低下を防止するようになっている。

特開２００５−２７４０８５号公報

ところで、上記従来の冷凍機は、中間圧インジェクション回路と吸入インジェクション回路という２つのインジェクション回路を有し、それに伴って中間圧用絞り弁と過冷却用絞り弁を備えているために、管路構成や制御構成が複雑になり、且つ、製造コストが高くついていた。
また、過冷却用熱交換部で過冷却した冷媒を吸入インジェクション回路によって圧縮機の吸込側に戻しているため、効率の低い運転とならざるを得なかった。
また、運転容量の異なる機種ごとに過冷却用熱交換部の仕様が異なるため、生産ロット数が少なくなり、そのためにコスト高になるという問題もあった。特に生産ロット数の少ない大容量機種はその問題が顕著に生じる。

本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、簡素な構成により安価に製造でき、高効率の運転を行なうことのできる冷凍機の提供を目的とする。

本発明に係る冷凍機は、圧縮機、凝縮器、液溜容器、過冷却用熱交換部、第１絞り弁および蒸発器を当該順に配管接続してなる冷媒回路と、前記冷媒回路における前記過冷却用熱交換部の冷媒流通方向下流位置から分岐し前記過冷却用熱交換部を経て前記圧縮機の中間圧室につながる戻し回路と、前記戻し回路における前記過冷却用熱交換部の冷媒入側に配備された弁開度可変の過冷却用絞り弁と、前記冷媒回路における運転状態データを検出する運転状態検出手段とを有して成る冷凍機において、
前記運転状態検出手段により検出された運転状態データから前記戻し回路の過冷却用熱交換部出側における冷媒の乾き度を算出する乾き度算出手段と、前記乾き度算出手段により算出された乾き度を１の値に近づけるように前記過冷却用絞り弁の弁開度を制御する過冷却用絞り弁制御手段とを備えたものであって、
前記運転状態検出手段が、容量可変の前記圧縮機の運転容量を検出する運転容量検出手段、前記凝縮器における冷媒凝縮温度を検出する凝縮温度検出手段、前記蒸発器における冷媒蒸発温度を検出する蒸発温度検出手段、および前記冷媒回路における前記過冷却用熱交換部の冷媒出側の冷媒温度を検出する液冷媒温度検出手段を含み、前記圧縮機および前記凝縮器がそれぞれ配備された共通の圧縮機側モジュールを複数備え、前記複数の圧縮機側モジュールのそれぞれが連結されるとともに、前記複数の圧縮機側モジュールの各凝縮器からの液冷媒を収容する前記液溜容器が配備された部分が液溜側モジュールとされ、該液溜側モジュールは、前記液溜容器からの液冷媒を前記圧縮機側モジュールに対応した数に並列に分配する複数の並列配管を備えるとともに、前記並列配管のそれぞれから分岐した前記戻し回路と、該戻し回路に配備された前記過冷却用熱交換部および前記過冷却用絞り弁とから成る共通の組が形成されており、前記複数の並列配管から合流した冷媒が前記第１絞り弁を介して、前記蒸発器に流れるように前記冷媒回路が構成されていることを特徴とする。

本発明に係る冷凍機によれば、冷媒回路における過冷却用熱交換部の冷媒流通方向下流位置から分岐し過冷却用熱交換部を経て圧縮機の中間圧室につながる戻し回路と、戻し回路における過冷却用熱交換部の冷媒入側に配備された弁開度可変の過冷却用絞り弁とを備えていて、検出された運転状態データから戻し回路の過冷却用熱交換部出側における冷媒の乾き度を算出し、算出した乾き度を１の値に近づけるように過冷却用絞り弁の弁開度を制御するようにしているので、圧縮機における中間圧に過冷却を付加することにより、
従来技術のように低圧側（圧縮機吸込側）に過冷却を付加する場合よりも冷媒回路の成績係数ＣＯＰを改善することができる。また、従来技術と比べて、戻し回路（インジェクション回路）を構成する配管類や絞り弁およびその制御系統などの部品を一系統分削減できて、構成が簡素になるうえ製造コストの低減化が可能となる。

本発明の実施形態１および実施形態２に係る冷凍機の冷媒回路構成図である。前記冷凍機の冷凍機凝縮ユニットを示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は平面図である。前記冷凍機の制御手順を示すフローチャートの図である。前記冷凍機の冷凍サイクル動作を示す図である。（ａ）は戻し回路における過冷却用熱交換部の冷媒出側の冷媒の乾き度が１のときの状態を示すモリエル線図、（ｂ）は戻し回路における過冷却用熱交換部の冷媒出側の冷媒の乾き度が１よりも大きいときの状態を示すモリエル線図、（ｃ）は戻し回路における過冷却用熱交換部の冷媒出側の冷媒の乾き度が１よりも小さいときの状態を示すモリエル線図である。（ａ）は本発明の実施形態３に係る冷凍機凝縮ユニットの正面図、（ｂ）は本発明の実施形態４に係る冷凍機凝縮ユニットの正面図である。

実施の形態１．
図１は本発明の実施形態１および実施形態２に係る冷凍機の冷媒回路構成図、図２は前記冷凍機の冷凍機凝縮ユニットを示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は平面図である。
各図において、この実施形態に係る冷凍機は、１台の液溜側モジュール１と、液溜側モジュール１の上面４０に設置されて連結される３台の圧縮機側モジュール２，２，２とから成る冷凍機凝縮ユニットを備えている。これら３台の圧縮機側モジュール２，２，２はいずれも互いに互換性のある共通の構造を有している。

各圧縮機側モジュール２は平板状の第１基台フレーム３７を底部に備えている。第１基台フレーム３７上には、圧縮機３、アキュムレータ２７、オイル分離器４、オイルレギュレータ３６、および凝縮器６が配備されている。圧縮機側モジュール２において、アキュムレータ２７の吸込側に接続されている冷媒配管２６の途中には第１開閉弁３０が配備されている。冷媒配管２６における圧縮機３と第１開閉弁３０との間には、冷媒配管２６を分離可能に接続する第１接続部材３３が配備されている。アキュムレータ２７の吐出側は冷媒配管４８により圧縮機３の吸込側と接続されている。圧縮機３の吐出側と凝縮器６とはオイル分離器４を介して配管接続されている。凝縮器６内の冷媒は送風機５からの送風により冷却される。凝縮器６の冷媒出側と接続された冷媒配管７の途中には第２開閉弁３１が配備されている。冷媒配管７における第２開閉弁３１の上流側には、冷媒配管７を分離可能に接続する第２接続部材３４が配備されている。圧縮機３にはオイルレギュレータ３６が配管接続されている。このオイルレギュレータ３６には、他の圧縮機側モジュール２，２のオイルレギュレータ３６，３６との間を連結する均油配管５１が接続されている。
均油配管５１の途中には第４開閉弁５２が配備されている。均油配管５１における第４開閉弁５２とオイルレギュレータ３６との間には、均油配管５１を分離可能に接続する第４接続部材５３が配備されている。また、圧縮機３の中間圧室３Ａには、後で詳述する液溜側モジュール１の過冷却用熱交換部２８からの冷媒を流入させる戻し回路２９が接続されている。戻し回路２９の途中には、戻し回路２９を分離可能に接続する第３接続部材３５が配備されている。上記した第１接続部材３３、第２接続部材３４、第３接続部材３５、および第４接続部材５３の構成は特に限定されないが、ここでは例えばフレアナットで具現化してある。

３台の圧縮機側モジュール２，２，２は左右方向に並べて配置され、それぞれの第１基台フレーム３７が液溜側モジュール１のケーシング上面４０にビスなどで固定される。また、左右外側の圧縮機側モジュール２，２の側面は通風性のよい格子板５０，５０で覆われている。各圧縮機側モジュール２における送風機５上方の開口はベルマウス板４６で被われている。一方で、液溜側モジュール１の底板上には、３台の圧縮機側モジュール２，２，２からの液冷媒を収容する液溜容器１０が配備されている。

そして、３台の圧縮機側モジュール２，２，２の凝縮器６，６，６につながるそれぞれの冷媒配管７，７，７は、三方管である２つの合流管部８，８を介して冷媒配管９と連結される。この冷媒配管９は液溜側モジュール１の液溜容器１０につながっている。また、アキュムレータ２７，２７，２７につながるそれぞれの冷媒配管２６，２６，２６は、三方管である２つの分配管部２５，２５を介して冷媒配管２４と連結される。また、液溜容器１０からの冷媒配管１１は分配管部１２，１２を介して、圧縮機側モジュール２の数に対応した３本並列の並列配管１３，１３，１３に接続され、更に合流管部１４，１４を介して冷媒配管１５に接続される。並列配管１３，１３，１３の途中には、過冷却用熱交換部２８，２８，２８が設けられている。各過冷却用熱交換部２８は、戻し回路２９の冷媒と並列配管１３の冷媒とを熱交換させるものである。戻し回路２９における過冷却用熱交換部２８の冷媒入側には、弁開度可変の過冷却用絞り弁４９（ＬＥＶ）が配備されている。
この過冷却用熱交換部２８では、戻し回路２９の過冷却用絞り弁４９で絞られた冷媒により並列配管１３内の冷媒の過冷却度が大きくされるとともに、戻し回路２９の冷媒は圧縮機３に戻される。そして、戻し回路２９における並列配管１３からの分岐部と過冷却用熱交換部２８との間には、第３開閉弁３２が設けられている。そうして、合流管部１４からの冷媒配管１５は冷媒配管１７に接続される。

上記の冷凍機は、絞り弁２０および蒸発器２１と配管接続されて冷媒回路を構成する。この場合、冷凍機の冷媒配管１７は、絞り弁２０につながれた冷媒配管１９と連結管部１８によって連結される。また、冷凍機の冷媒配管２４は、連結管部２３によって、蒸発器２１からの冷媒配管２２と連結される。そして、オイル分離器４出側の冷媒配管には冷媒凝縮温度を検出するための高圧センサ（凝縮温度検出手段の例）６５が配備されている。冷媒蒸発温度は高圧センサ６５で検出された高圧側の冷媒圧力を飽和温度に換算して算出される。圧縮機３吸込み側の冷媒配管４８には冷媒蒸発温度を検出するための低圧センサ（蒸発温度検出手段の例）６６が配備されている。前記の冷媒蒸発温度は低圧センサ６６で検出された低圧側の冷媒圧力を飽和温度に換算して算出される。冷媒回路における過冷却用熱交換部２８出側の並列配管１３には液冷媒温度を検出する温度センサ（液冷媒温度検出手段との例）６７が配備されている。冷媒回路における圧縮機３の吸込側には温度センサ７０が配備されている。
尚、図１では１つの圧縮機側モジュール２の詳細構成のみを示して残り２つの圧縮機側モジュール２の詳細構成を省略しているが、これら残り２つの圧縮機側モジュール２の詳細構成も、示した圧縮機側モジュール２のものと同じである。

また、この実施形態の冷凍機は制御装置６０を備えている。制御装置６０は例えば汎用のマイクロプロセシングユニットＭＰＵなどで具現化され、冷媒回路における運転状態データを検出する運転状態検出手段６１の機能と、運転状態検出手段６１により検出された運転状態データから戻し回路２９の過冷却用熱交換部２８出側における冷媒の乾き度Ｘmoを算出する乾き度算出手段６２の機能と、容量可変の圧縮機３のモータを駆動するインバータ装置（図示省略）に出力される運転周波数（運転容量に対応する）を検出する運転容量検出手段６１の機能と、乾き度算出手段６２により算出された乾き度Ｘmoを１の値に近づけるように過冷却用絞り弁４９の弁開度を制御する過冷却用絞り弁制御手段６４の機能を有している。すなわち、本発明にいう運転状態検出手段はこの実施形態１における、制御装置６０の運転状態検出手段６１の機能、高圧センサ６５、低圧センサ６６および温度センサ６７を含むものである。

上記のように構成された冷凍機の冷媒流れ動作を説明する。各圧縮機側モジュール２において、圧縮機３から吐出された高温・高圧のガス冷媒はオイル分離器４を経て凝縮器６で冷却されて液冷媒となり冷媒配管７を流れる。それぞれの冷媒配管７からの液冷媒は合流管部８，８で合流して冷媒配管９を流れ、液溜容器１０に流入する。そして、液溜容器１０からの液冷媒は冷媒配管１１を通り分配管部１２，１２で並列配管１３，１３，１３に分配されてそれぞれ過冷却用熱交換部２８，２８，２８に流入する。各過冷却用熱交換部２８における並列配管１３の液冷媒は、下流側で戻し回路２９に流入して過冷却用絞り弁４９で絞られた冷媒により冷やされて過冷却度を大きくされる。一方、並列配管１３，１３，１３を通った冷媒回路の液冷媒は合流管部１４，１４で合流して冷媒配管１５を流れて冷媒配管１７に至る。冷媒配管１７の液冷媒は冷媒配管１９から絞り弁２０に至る。絞り弁２０において冷媒が絞られて気液二相となり蒸発器２１に流入する。蒸発器２１において冷媒は受熱してガス冷媒となり冷媒配管２２を流れる。冷媒配管２２のガス冷媒は、冷凍機の冷媒配管２４に流入し、分配管部２５，２５で圧縮機側モジュール２，２，２に向かう冷媒配管２６，２６，２６にそれぞれ分配される。そして、各圧縮機側モジュール２の冷媒配管２６を流れるガス冷媒はそれぞれのアキュムレータ２７に流入したのち冷媒配管４８を経て圧縮機３の吸込側に戻る。このような冷凍サイクル動作が繰り返し行なわれる。

ここで、この冷凍機の制御装置６０による制御動作を図３のフローチャートも参照しながら説明する。
まず、制御動作の開始により、制御装置６０は、ステップＳ１で圧縮機３の起動後１０秒経過したか否かを判断する。起動後１０秒経過していなければ（同ステップのＮＯ）、過冷却用絞り弁（ＬＥＶ）４９のドライバに向けて出力される指令開度として、過冷却用絞り弁４９の最低開度を出力して（ステップＳ２）、制御動作開始に戻る。一方、起動後ちょうど１０秒であれば（ステップＳ１のＹＥＳ）、ステップＳ３で圧縮機３の起動後１０秒間経過したか否かを判断する。起動後１０秒以上経過していれば（ＮＯ）、ステップＳ４において、次回の演算により決定されるインバータ装置向けの運転周波数が現在適用されている運転周波数に対し２０％を超えて増加されるか否かを判断する。次回の運転周波数を、現在の運転周波数に対し２０％を超えて増加する予定であれば（ＹＥＳ）、処理はステップＳ５に至る。運転周波数が大幅に変わる場合は、追従性向上のために初期開度を再計算する。また、ステップＳ３において圧縮機３の起動後ちょうど１０秒である場合も（同ステップのＹＥＳ）、処理はステップＳ５に至る。

ステップＳ５において、制御装置６０は、運転容量検出手段６４により検出された現在の運転周波数、高圧センサ６５により得られた凝縮温度、低圧センサ６６により得られた蒸発温度、および温度センサ７０により検出された吸入ガス温度に基づいて、過冷却用絞り弁４９のＬＥＶ開度Ａを決定する。続くステップ６において、前回の処理フローの開度初期値Ａと現在の開度ＬＥＶ0を比較し、値が大きい方の開度値を次回に過冷却用絞り弁４９に出力される弁開度として（ステップＳ６）、制御動作開始に戻る。

他方で、ステップＳ４において、制御装置６０は、次回に決定される運転周波数を、現在の運転周波数に対し２０％を超えて増加させない場合は（ステップＳ４のＮＯ）、ステップＳ７で、過冷却用熱交換器２８出側の冷媒の乾き度Ｘmoを１に近づけるような開度変化幅ΔＬＥＶscを算出する。このときの算出方法は次の算出方法（１）による。
算出方法（１）：「過冷却用熱交換器２８出側の冷媒の乾き度による開度変化幅ΔＬＥＶscの決定方法」．
（Ａ）制御装置６０は、検出された現在の開度ＬＥＶ0、圧縮機３のインバータ装置の運転周波数、凝縮温度、蒸発温度、および液配管温度から、現在の乾き度Ｘmoを推測する。
この乾き度Ｘmoは、予め実験値から、運転周波数、凝縮温度、蒸発温度および液配管温度の関数として算出しておく。その計算方法は、例えば、
Ｘmo＝α×運転周波数＋β×凝縮温度＋γ×蒸発温度＋η×液配管温度
ただし、α、β、γ、ηは定数。
そして、開度変化幅ΔＬＥＶscを例えば次式により求める。
ΔＬＥＶsc ＝Ｂ×（Ｘmo−Ｘmom）
ここで、Ｂは実験などから求めた係数であり、Ｘmomは目標乾き度（＝１）である。
上式から明らかなように、現在の乾き度Ｘmoが目標乾き度Ｘmomから離れた場合は開度変化幅ΔＬＥＶscの絶対値が大きくなり、目標乾き度Ｘmomに近づいた場合は開度変化幅ΔＬＥＶscの絶対値が小さくなる。

このステップＳ７において、更に制御装置６０は、吐出温度上昇を防ぐためのＬＥＶ開度変化幅ΔＬＥＶTdを算出する。このときの算出方法は次の算出方法（２）による。
算出方法（２）：「吐出温度の上昇を防ぐための開度変化幅ΔＬＥＶTd決定方法」．
この方法では、超えてはならない吐出温度を１２０℃とした場合、開度変化幅ΔＬＥＶTdを例えば次式により求める。
ΔＬＥＶTd＝Ｃ／（１２０−Ｔｄ0）
ここで、Ｃは実験などから求めた係数であり、Ｔｄ0は現在の吐出温度の検出値である。
上式から判るように、吐出温度Ｔｄ0が１２０℃に近づくにつれて、開度ΔＬＥＶTdは大きくなる。

続くステップＳ８において、制御装置６０は、それぞれ算出された開度ΔＬＥＶTdと開度ΔＬＥＶscとを比較し、値の大きい方を開度変化幅ΔＬＥＶの指令値として過冷却用絞り弁４９のドライバに出力する。但し、開度ＬＥＶ0 ＞開度Ｌmaxscである場合は、開度変化幅ΔＬＥＶTdを開度変化幅ΔＬＥＶとして出力する。そして、ステップＳ９において、制御装置６０は、次式のように、現在の開度ＬＥＶ0に開度変化幅ΔＬＥＶを加えて得られた値を、次回に出力すべき開度ＬＥＶとする。
ＬＥＶ＝ＬＥＶ0 ＋ ΔＬＥＶ

以上に述べた制御形態は、圧縮機３の吐出温度を許容値以下にすることと、冷凍効率のよい運転とするように凝縮液冷媒の過冷却量を制御することを目的としている。すなわち、圧縮機３の吐出温度を許容値以下に抑えるために過冷却用絞り弁４９に必要とされる弁開度と、過冷却度を必要十分にとり最も効率のよい運転のための過冷却用絞り弁４９の弁開度とを比較し、開度の大きい方を過冷却用絞り弁４９に出力する。ここで、最も効率のよい運転となるのは、戻し回路２９における過冷却用熱交換器２８出側の冷媒の乾き度Ｘmoが１となる場合（図４（ａ）参照）である。一方で、高圧縮比条件などで吐出温度を下げる必要がある場合は、乾き度Ｘmoが１未満（図４（ｃ）参照）の湿り制御となるので、冷凍効率は若干落ちるが吐出温度を許容値以下に下げることにより、信頼性を保つことができる。また、吐出温度が低い運転の場合は、効率優先としてＬＥＶ開度を乾き度Ｘmo＝１を目標値として制御する。

上記のように、この実施形態１の冷凍機では、制御装置６０の運転状態検出手段６１により検出された運転周波数、高圧センサ６５による凝縮温度、低圧センサ６６による蒸発温度、温度センサ７０からの吸入ガス冷媒温度といった運転状態データから、圧縮機３の中間圧室３Ａにつながる戻し回路２９の過冷却用熱交換部２８出側における冷媒の乾き度Ｘmoを算出され、算出された乾き度を１の値に近づけるように過冷却用絞り弁４９の弁開度が制御されるので、圧縮機３における中間圧で過冷却を付加することができる。これにより、従来技術のように冷媒回路の低圧側に過冷却を付加する構成よりも成績係数ＣＯＰを改善することができる。また、従来技術と比べて、インジェクション回路を構成する配管類や絞り弁およびその制御系統などの部品を一系統分削減できて、構成が簡素になるうえ製造コストの低減化を図ることができる。

また、この冷凍機によれば、共通構成の圧縮機側モジュール２が３台用いられ、これらの第１基台フレーム３７が液溜側モジュール１の第２基台フレーム４０に連結される。すなわち、圧縮機側モジュール２の使用台数を適宜決定し、決定した台数の圧縮機側モジュール２を液溜側モジュール１に連結することにより、所望の冷凍機容量に応じた冷凍機を製作することができる。また、圧縮機側モジュール２は共通構成であるため、生産ロットを多くでき、冷凍機の製造コストダウンが可能となる。更に、並列配管１３，１３，１３のそれぞれに配備された、戻し回路２９、過冷却用熱交換部２８および過冷却用絞り弁４９から成る組が共通の構成であるから、これらによっても生産ロットを多くでき、冷凍機の製造コストダウンが可能となる。

また、第１接続部材３３，３３，３３と、第２接続部材３４，３４，３４と、第３接続部材３５，３５，３５と、第４接続部材５３，５３，５３とを備えているので、これらの接続部材３３，３４，３５，５３を操作することにより、冷媒配管２６，冷媒配管７、戻し回路２９、および均油配管５１をそれぞれ途中で分割することができ、その圧縮機側モジュール２を冷凍機凝縮ユニット全体から取り外してメンテナンスや修理を行なうことができる。

実施の形態２．
この実施形態２に係る冷凍機では、図１に示すように、各戻し回路２９における過冷却用熱交換部２８の冷媒入側に、その部位の冷媒温度を検出する温度センサ（過冷却入側冷媒温度検出手段の例）６８がそれぞれ配備されている。また、各戻し回路２９における過冷却用熱交換部２８の冷媒出側に、その部位の冷媒温度を検出する温度センサ（過冷却出側冷媒温度検出手段の例）６９がそれぞれ配備されている。
そこで、実施形態２の制御は実施形態１で用いた制御装置６０により、図３の制御フローに沿って実行される。但し、ステップＳ７での算出方法（１）の手法が実施形態１とは異なっており、実施形態１の（Ａ）の替わりに、次の（Ｂ）の手法が用いられる。
（Ｂ）制御装置６０は、戻し回路２９における過冷却用熱交換器２８入側の温度センサ６８の検出温度と、過冷却用熱交換器２８出側の温度センサ６９の検出温度との差が所定温度差（例えば５Ｋ）となるように、過冷却用絞り弁４９の弁開度を制御する。すなわち、過冷却用熱交換器２８入側の温度センサ６８の検出温度と、過冷却用熱交換器２８出側の温度センサ６９の検出温度を用いて、乾き度Ｘmoを１に近づけるような開度変化幅ΔＬＥＶscを算出して出力する制御を行なうことができるのである。尚、前記のような制御は乾き度Ｘmoが１よりも若干大きくなる（図４（ｂ）参照）ため、（Ａ）の制御よりはいくぶん冷凍効率が落ちるが運転に支障を来たすものでない。

実施の形態３．
尚、上記の実施形態１および実施形態２では、液溜側モジュール１の上面に、３台の圧縮機側モジュール２，２，２を連結した冷凍機を例示したが、本発明はそれに限定されない。例えば、図５（ａ）に示すように、液溜側モジュール１よりも左右方向に小型の液溜側モジュール１ａの上面に、２台の圧縮機側モジュール２，２を連結した冷凍機も、本発明に含まれる。

実施の形態４．
あるいは、図５（ｂ）に示すように、液溜側モジュール１ａよりも更に小型の液溜側モジュール１ｂの上面に、１台の圧縮機側モジュール２を連結した冷凍機も、本発明に含まれる。

１液溜側モジュール、２圧縮機側モジュール、３圧縮機、３Ａ中間圧室、６凝縮器、１０液溜容器、１３並列配管、１７冷媒配管、１８連結管部、１９冷媒配管、２０絞り弁、２１蒸発器、２８過冷却用熱交換部、２９戻し回路、４９過冷却用絞り弁、６０制御装置、６１運転状態検出手段、６２乾き度算出手段、６３運転容量検出手段、６４過冷却用絞り弁制御手段、６５高圧センサ（凝縮温度検出手段）、６６低圧センサ（蒸発温度検出手段）、６７温度センサ（液冷媒温度検出手段）、６８温度センサ（過冷却入側冷媒温度検出手段）、６９温度センサ（過冷却出側冷媒温度検出手段）。

Claims

圧縮機、凝縮器、液溜容器、過冷却用熱交換部、第１絞り弁および蒸発器を当該順に配管接続してなる冷媒回路と、
前記冷媒回路における前記過冷却用熱交換部の冷媒流通方向下流位置から分岐し前記過冷却用熱交換部を経て前記圧縮機の中間圧室につながる戻し回路と、
前記戻し回路における前記過冷却用熱交換部の冷媒入側に配備された弁開度可変の過冷却用絞り弁と、
前記冷媒回路における運転状態データを検出する運転状態検出手段とを有して成る冷凍機において、
前記運転状態検出手段により検出された運転状態データから前記戻し回路の過冷却用熱交換部出側における冷媒の乾き度を算出する乾き度算出手段と、
前記乾き度算出手段により算出された乾き度を１の値（所定値）に近づけるように前記過冷却用絞り弁の弁開度を制御する過冷却用絞り弁制御手段とを備えたものであって、
前記運転状態検出手段が、
容量可変の前記圧縮機の運転容量を検出する運転容量検出手段、
前記凝縮器における冷媒凝縮温度を検出する凝縮温度検出手段、
前記蒸発器における冷媒蒸発温度を検出する蒸発温度検出手段、および
前記冷媒回路における前記過冷却用熱交換部の冷媒出側の冷媒温度を検出する液冷媒温度検出手段を含み、
前記圧縮機および前記凝縮器がそれぞれ配備された共通の圧縮機側モジュールを複数備え、
前記複数の圧縮機側モジュールのそれぞれが連結されるとともに、前記複数の圧縮機側モジュールの各凝縮器からの液冷媒を収容する前記液溜容器が配備された部分が液溜側モジュールとされ、
該液溜側モジュールは、前記液溜容器からの液冷媒を前記圧縮機側モジュールに対応した数に並列に分配する複数の並列配管を備えるとともに、前記並列配管のそれぞれから分岐した前記戻し回路と、該戻し回路に配備された前記過冷却用熱交換部および前記過冷却用絞り弁とから成る共通の組が形成されており、
前記複数の並列配管から合流した冷媒が前記第１絞り弁を介して、前記蒸発器に流れるように前記冷媒回路が構成されていることを特徴とする冷凍機。
前記運転状態検出手段が、
前記戻し回路における前記過冷却用熱交換部の冷媒入側の冷媒温度を検出する過冷却入側冷媒温度検出手段と、
前記戻し回路における前記過冷却用熱交換部の冷媒出側の冷媒温度を検出する過冷却出側冷媒温度検出手段とを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の冷凍機。