JP6555584B2 - 冷凍装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮手段と、ガスクーラと、主絞り手段と、蒸発器とから冷媒回路が構成される冷凍装置に関する。

従来、冷凍装置では、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はガスクーラにて放熱し、その後絞り手段にて減圧され、蒸発器にて蒸発する。そして、このときの冷媒の蒸発により周囲の空気が冷却される。

近年、この種の冷凍装置では、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冷凍装置が開発されている。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）。

また、給湯機を構成するヒートポンプ装置でも、ガスクーラにて優れた加熱作用が得られる二酸化炭素冷媒が使用されるようになってきており、その場合にガスクーラから出た冷媒を２段膨張させ、各膨張装置の間に気液分離器を設けて、圧縮機にガスインジェクションできるようにするものも開発されている（例えば、特許文献２参照）。

一方、例えばショーケース等に設置された蒸発器において、吸熱作用を利用することにより庫内を冷却する冷凍装置では、外気温度（ガスクーラ側の熱源温度）が高い等の原因により、ガスクーラ出口の冷媒温度が高くなることがある。

この場合、蒸発器入口の比エンタルピが大きくなるため、冷凍能力が著しく低下する。そこで、圧縮手段の吐出圧力（高圧側圧力）を上昇させ、これを改善することが考えられるが、圧縮動力が増大して成績係数が低下してしまうという問題が生じる。

そこで、スプリットサイクルと呼ばれる冷凍サイクルを実現する冷凍装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。このスプリットサイクルでは、ガスクーラで冷却された冷媒を二つの冷媒流に分流し、分流された一方の冷媒流を補助絞り手段で絞った後、スプリット熱交換器の一方の通路に流し、他方の冷媒流をスプリット熱交換器の他方の流路に流して熱交換させた後、主絞り手段を介して蒸発器に流入させる。

かかる冷凍装置によれば、補助絞り手段により減圧膨張された一方の冷媒流により他方の冷媒流を冷却でき、蒸発器入口の比エンタルピを小さくすることにより冷凍能力を改善できる。

特公平７−１８６０２号公報 特開２００７−１７８０４２号公報 特開２０１１−１３３２０７号公報

このようなスプリットサイクルの採用により、冷凍運転および冷蔵運転の両方に対応する冷凍装置が実現されている。このような冷凍装置では、冷凍運転および冷蔵運転のそれぞれの場合において、冷凍サイクルを実現するために必要とされる冷媒量を効果的に維持して冷媒量の変化を抑制し、冷凍装置の性能をさらに向上させることが望まれている。

本発明は、冷媒サイクルを実現するために必要とされる冷媒量を効果的に維持し、冷媒量の変化を抑制することが可能な冷凍装置を提供することを目的とする。

本発明に係る冷凍装置は、圧縮手段と、ガスクーラと、主絞り手段と、蒸発器とから冷媒回路が構成される冷凍装置において、ガスクーラの下流側であって、主絞り手段の上流側の冷媒回路に接続された圧力調整用絞り手段と、圧力調整用絞り手段の下流側であって、主絞り手段の上流側の冷媒回路に接続されたタンクと、タンクの下流側であって、主絞り手段の上流側の冷媒回路に設けられたスプリット熱交換器と、タンクの第１の高さに設けられた配管から流出した冷媒の圧力を調整する第１の補助絞り手段、および、第１の高さよりも低い位置に設けられた配管から流出した冷媒の圧力を調整する第２の補助絞り手段と、第１の補助絞り手段、および、第２の補助絞り手段により圧力が調整された冷媒をスプリット熱交換器の第１の流路に流した後、圧縮手段の中間圧部に吸い込ませる補助回路と、タンクから流出した冷媒をスプリット熱交換器の第２の流路に流し、第１の流路を流れる冷媒と熱交換させた後、主絞り手段に流入させる主回路と、蒸発器から流出した後、圧縮手段に流入する前の冷媒の第１の圧力を測定する圧力センサと、タンクから流出した後、主絞り手段に流入する前の冷媒の第２の圧力を、第１の補助絞り手段を制御することにより調整する制御手段と、を備え、制御手段は、圧力センサにより検出された圧力が、冷凍運転をしているときの第１の圧力の範囲と、冷蔵運転をしているときの第１の圧力の範囲との境目を示す所定の圧力よりも小さい場合に、第２の圧力が第１の一定圧力となるように調整し、圧力センサにより検出された圧力が所定の圧力よりも大きい場合に、第２の圧力が第１の一定圧力よりも小さい第２の一定圧力となるように調整する。

本発明によれば、冷媒サイクルを実現するために必要とされる冷媒量を効果的に維持し、冷媒量の変化を抑制することができる。

本発明を適用した一実施例の冷凍装置の冷媒回路図 電動膨張弁の運転始動時の開度の決定方法について説明する図 高圧側圧力ＨＰの目標値ＴＨＰの決定方法について説明する図 高温期の環境における冷凍装置Ｒの冷凍運転時の状態を示すＰ−Ｈ線図 高温期の環境における冷凍装置Ｒの冷蔵運転時の状態を示すＰ−Ｈ線図 中温期の環境における冷凍装置Ｒの冷凍運転時の状態を示すＰ−Ｈ線図 中温期の環境における冷凍装置Ｒの冷蔵運転時の状態を示すＰ−Ｈ線図 低温期の環境における冷凍装置Ｒの冷凍運転時の状態を示すＰ−Ｈ線図 低温期の環境における冷凍装置Ｒの冷蔵運転時の状態を示すＰ−Ｈ線図 図１とは別の構成を有する冷凍装置Ｒの冷媒回路図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（１）冷凍装置Ｒの構成
図１は本発明を適用する一実施例にかかる冷凍装置Ｒの冷媒回路図である。本実施例における冷凍装置Ｒは、スーパーマーケット等の店舗の機械室等に設置された冷凍機ユニット３と、店舗の売り場内に設置された一台若しくは複数台（図面では一台のみ示す）のショーケース４とを備え、これら冷凍機ユニット３とショーケース４とが、ユニット出口６とユニット入口７を介して、冷媒配管（液管）８及び冷媒配管９により連結されて所定の冷媒回路１を構成している。

この冷媒回路１は、高圧側の冷媒圧力がその臨界圧力以上（超臨界）となり得る二酸化炭素（Ｒ７４４）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。

冷凍機ユニット３は、圧縮手段としての圧縮機１１を備える。圧縮機１１は、例えば、内部中間圧型２段圧縮式ロータリコンプレッサである。この圧縮機１１は、密閉容器１２と、この密閉容器１２の内部空間の上部に収納された駆動要素としての電動要素１３、この電動要素１３の下側に配置され、電動要素１３の回転軸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）１４、および、第２の（高段側）回転圧縮要素（第２の圧縮要素）１６から成る回転圧縮機構部とを備えている。

圧縮機１１の第１の回転圧縮要素１４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、中間圧まで昇圧して吐出する。第２の回転圧縮要素１６は、第１の回転圧縮要素１４により吐出された中間圧の冷媒を吸い込み、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１３の運転周波数を変更することで、第１の回転圧縮要素１４、および、第２の回転圧縮要素１６の回転数を制御する。

圧縮機１１の密閉容器１２の側面には、第１の回転圧縮要素１４に連通する低段側吸込口１７、密閉容器１２内に連通する低段側吐出口１８、第２の回転圧縮要素１６に連通する高段側吸込口１９、および、高段側吐出口２１が形成されている。圧縮機１１の低段側吸込口１７には、冷媒導入配管２２の一端が接続され、その他端はユニット入口７にて冷媒配管９に接続されている。この冷媒導入配管２２の途中に内部熱交換器１５の第２の流路１５Ｂが設けられている。

低段側吸込口１７より第１の回転圧縮要素１４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１４により中間圧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。

そして、密閉容器１２内の中間圧の冷媒ガスが吐出される圧縮機１１の低段側吐出口１８には、中間圧吐出配管２３の一端が接続され、その他端はインタークーラ２４の入口に接続されている。このインタークーラ２４は、第１の回転圧縮要素１４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２４の出口には、中間圧吸入配管２６の一端が接続され、この中間圧吸入配管２６の他端は圧縮機１１の高段側吸込口１９に接続される。

高段側吸込口１９より第２の回転圧縮要素１６に吸い込まれた中間圧（ＭＰ）の冷媒ガスは、第２の回転圧縮要素１６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る。

また、圧縮機１１の第２の回転圧縮要素１６の高圧室側に設けられた高段側吐出口２１には、高圧吐出配管２７の一端が接続され、その他端はガスクーラ（放熱器）２８の入口に接続されている。さらに、高圧吐出配管２７の途中にはオイルセパレータ２０が設けられている。オイルセパレータ２０は、圧縮機１１から吐出された冷媒中のオイルを分離し、分離したオイルをオイル通路２５Ａと電動弁２５Ｂを介して圧縮機１１の密閉容器１２内に戻す。なお、圧縮機１１には、圧縮機１１内のオイルレベルを検出するフロートスイッチ５５が設けられている。

ガスクーラ２８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２８の近傍には当該ガスクーラ２８を空冷するガスクーラ用送風機３１が配設されている。本実施形態では、ガスクーラ２８は上述したインタークーラ２４と並設されており、これらは同一の風路に配設されている。

そして、ガスクーラ２８の出口にはガスクーラ出口配管３２の一端が接続され、このガスクーラ出口配管３２の他端は圧力調整用絞り手段としての電動膨張弁３３の入口に接続されている。この電動膨張弁３３は、ガスクーラ２８から出た冷媒を絞って膨張させるとともに、電動膨張弁３３から上流側の冷媒回路１の高圧側圧力の調整を行うためのものである。電動膨張弁３３の出口は、タンク入口配管３４を介してタンク３６の上部に接続されている。

タンク３６は、その内部に所定容積の空間を有する容積体であり、その下部にはタンク出口配管３７の一端が接続され、このタンク出口配管３７の他端がユニット出口６にて冷媒配管８に接続されている。このタンク出口配管３７の途中にスプリット熱交換器２９の第２の流路２９Ｂが設けられるとともに、このスプリット熱交換器２９より下流側のタンク出口配管３７の途中には、内部熱交換器１５の第１の流路１５Ａが設けられている。このタンク出口配管３７が本発明における主回路３８を構成する。さらに、主回路３８には、第１の流路１５Ａと並列にバイパス回路４５が接続されており、このバイパス回路４５の途中には弁装置としての電磁弁５０が設けられている。

一方、店舗内に設置されるショーケース４は、冷媒配管８、９に接続される。ショーケース４には、主絞り手段としての電動膨張弁３９と蒸発器４１とが設けられており、冷媒配管８と冷媒配管９との間に順次接続されている（電動膨張弁３９が冷媒配管８側、蒸発器４１が冷媒配管９側）。蒸発器４１の隣には、当該蒸発器４１に送風する図示しない冷気循環用送風機が設けられている。そして、冷媒配管９は、上述したように冷媒導入配管２２を介して圧縮機１１の第１の回転圧縮要素１４に連通する低段側吸込口１７に接続されている。

他方、タンク３６の上部にはガス配管４２の一端が接続されており、このガス配管４２の他端は第１の補助回路用絞り手段としての電動膨張弁４３の入口に接続されている。ガス配管４２はタンク３６上部からガス冷媒を流出させ、電動膨張弁４３に流入させる。この電動膨張弁４３の出口には、中間圧戻り配管４４の一端が接続され、その他端は圧縮機１１の中間圧部に繋がる中間圧吸入配管２６の途中に連通されている。この中間圧戻り配管４４の途中にスプリット熱交換器２９の第１の流路２９Ａが設けられている。

また、タンク３６の下部には液配管４６の一端が接続されており、この液配管４６の他端は電動膨張弁４３の下流側の中間圧戻り配管４４に連通されている。この液配管４６の途中には第２の補助回路用絞り手段としての電動膨張弁４７が設けられている。電動膨張弁４３（第１の補助回路用絞り手段）と電動膨張弁４７（第２の補助回路用絞り手段）が本出願における補助絞り手段を構成する。また、液配管４６はタンク３６下部から液冷媒を流出させ、電動膨張弁４７に流入させる。そして、これら中間圧戻り配管４４と、電動膨張弁４３、４７と、これら電動膨張弁４３、４７の上流側にあるガス配管４２および液配管４６とが本発明における補助回路４８を構成する。

このように、電動膨張弁３３は、ガスクーラ２８の下流側であって電動膨張弁３９の上流側に位置し、タンク３６は、電動膨張弁３３の下流側であって電動膨張弁３９の上流側に位置する。さらに、スプリット熱交換器２９は、タンク３６の下流側であって電動膨張弁３９の上流側に位置する。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。

この冷媒回路１の各所には種々のセンサが取り付けられている。例えば、高圧吐出配管２７には高圧センサ４９が取り付けられる。高圧センサ４９は、冷媒回路１の高圧側圧力ＨＰ（圧縮機１１からガスクーラ２８に吐出される冷媒の圧力である圧縮機１１の高段側吐出口２１と電動膨張弁３３の入口の間の圧力）を検出する。

また、冷媒導入配管２２には低圧センサ５１が取り付けられる。低圧センサ５１は、冷媒回路１の低圧側圧力ＬＰ（電動膨張弁３９の出口と低段側吸込口１７の間の圧力）を検出する。また、中間圧吸入配管２６には中間圧センサ５２が取り付けられる。中間圧センサ５２は、冷媒回路の１の中間圧領域の圧力である中間圧ＭＰ（電動膨張弁４３、４７の出口より下流の中間圧戻り配管４４内の圧力であって、圧縮機１１の低段側吐出口１８と高段側吸込口１９との間の圧力に等しい圧力）を検出する。

また、スプリット熱交換器２９の下流側のタンク出口配管３７にはユニット出口センサ５３が取り付けられており、このユニット出口センサ５３はタンク３６内の圧力ＴＰを検出する。このタンク３６内の圧力は、冷凍機ユニット３から出て冷媒配管８から電動膨張弁３９に流入する冷媒の圧力となる。また、内部熱交換器１５の上流側のタンク出口配管３７にはユニット出口温度センサ５４が取り付けられ、内部熱交換器１５の第１の流路１５Ａに流入する冷媒の温度ＩＴを検出する。さらに、内部熱交換器１５の下流側の冷媒導入配管２２にはユニット入口温度センサ５６が取り付けられ、内部熱交換器１５の第２の流路１５Ｂを出た冷媒の温度ＯＴを検出する。また、圧縮機１１の高段側吐出口２１に接続された高圧吐出配管２７には吐出温度センサ６１が取り付けられ、圧縮機１１からガスクーラ２９に吐出される冷媒の温度（吐出温度）を検出する。

そして、これらセンサはマイクロコンピュータから構成された冷凍機ユニット３の制御手段を構成する制御装置５７の入力に接続される。また、フロートスイッチ５５も制御装置５７の入力に接続される。さらに、制御装置５７の出力には圧縮機１１の電動要素１３、電動弁２５Ｂ、ガスクーラ用送風機３１、電動膨張弁（圧力調整用絞り手段）３３、電動膨張弁（第１の補助回路用絞り手段）４３、電動膨張弁（第２の補助回路用絞り手段）４７、電磁弁５０、電動膨張弁（主絞り手段）３９が接続され、制御装置５７は各センサの出力と設定データ等に基づいてこれらを制御する。

なお、以下ではショーケース４側の電動膨張弁（主絞り手段）３９や前述した冷気循環用送風機も制御装置５７が制御するものとして説明するが、これらは店舗の主制御装置（図示せず）を介し、制御装置５７と連携して動作するショーケース４側の制御装置（図示せず）により制御されることとしてもよい。したがって、本発明における制御手段は制御装置５７やショーケース４側の制御装置、前述した主制御装置等を含めた概念としてもよい。

（２）冷凍装置Ｒの動作
つぎに、冷凍装置Ｒの動作を説明する。制御装置５７により圧縮機１１の電動要素１３が駆動されると、第１の回転圧縮要素１４および第２の回転圧縮要素１６が回転し、低段側吸込口１７より第１の回転圧縮要素１４の低圧部に低圧の冷媒ガス（二酸化炭素）が吸い込まれる。そして、第１の回転圧縮要素１４により中間圧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。

そして、密閉容器１２内の中間圧の冷媒ガスは、低段側吐出口１８から中間圧吐出配管２３を経てインタークーラ２４に入り、そこで空冷された後、中間圧吸入配管２６を経て高段側吸込口１９に戻る。この高段側吸込口１９に戻った中間圧（ＭＰ）の冷媒ガスは、第２の回転圧縮要素１６に吸い込まれ、この第２の回転圧縮要素１６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２１から高圧吐出配管２７に吐出される。

高圧吐出配管２７に吐出された冷媒ガスはオイルセパレータ２０に流入し、冷媒に含まれたオイルが分離される。分離されたオイルはオイル通路２５Ａを通り、電動弁２５Ｂを経て密閉容器１２内に戻される。なお、制御装置５７は、フロートスイッチ５５が検出する密閉容器１２内のオイルレベルに基づき、電動弁２５Ｂを制御してオイルの戻し量を調整し、密閉容器１２内のオイルレベルを維持する。

（２−１）電動膨張弁３３の制御
一方、オイルセパレータ２０でオイルが分離された冷媒ガスは、つぎにガスクーラ２８に流入して空冷された後、ガスクーラ出口配管３２を経て電動膨張弁（圧力調整用絞り手段）３３に至る。この電動膨張弁３３は、電動膨張弁３３より上流側の冷媒回路１の高圧側圧力ＨＰを所定の目標値ＴＨＰに制御するために設けられており、制御装置５７によりその弁開度が制御される。

（２−１−１）電動膨張弁３３の運転始動時の開度の設定
運転始動時には先ず、制御装置５７は、外気温度を示す指標である高圧センサ４９の検出圧力（高圧側圧力ＨＰ）、および、蒸発器４１における冷媒の蒸発温度を示す指標である低圧センサ５１の検出圧力（低圧側圧力ＬＰ）に基づいて、冷凍装置Ｒの始動時における電動膨張弁３３の開度（始動時開度）を設定する。ここで、高圧センサ４９が検出する高圧側圧力ＨＰと外気温度との間には相関関係があるため、制御装置５７は高圧側圧力ＨＰから外気温度を判断することができる。

図２は、電動膨張弁３３の運転始動時の開度の決定方法について説明する図である。図２の縦軸は、電動膨張弁３３の運転始動時の開度を示しており、横軸は外気温度を示している。制御装置５７は、低圧センサ５１により検出された圧力が所定の圧力ＬＰＴよりも小さい冷凍運転時、図２の実線から、外気温度に対応する開度を設定し、低圧センサ５１により検出された圧力が所定の圧力ＬＰＴよりも大きい冷蔵運転時、図２の一点鎖線から、外気温度に対応する開度を設定する。なお、図２において、外気温度がＴＴＨ１よりも小さい範囲、および、ＴＴＨ２よりも大きい範囲では、実線と一点鎖線とが重なっている。

ここで、制御装置５７は、図２の関係を示すデータテーブルを予め記憶しておき、それを参照することにより電動膨張弁３３の運転始動時の開度を設定してもよいし、当該開度を計算式から算出してもよい。

このように、高圧センサ４９の検出圧力（高圧側圧力ＨＰ）、および、低圧センサ５１の検出圧力（低圧側圧力ＬＰ）に基づいて冷凍装置Ｒの始動時における電動膨張弁３３の開度（始動時開度）を設定することにより、冷凍運転時および冷蔵運転時のそれぞれにおいて効率の良い運転条件に冷凍装置Ｒが早く移行することができる。

なお、本実施形態では高圧センサ４９が検出する高圧側圧力ＨＰから制御装置５７が外気温度を検出するようにしたが、これに限らず、別途外気温度センサ（不図示）を設けて直接外気温度を検出するようにしてもよい（以下、同じ）。外気温度センサは、例えば、インタークーラ２４、ガスクーラ２８、ガスクーラ用送風機３１などが格納される室外機の外部、または、その近傍に配置される。

（２−１−２）運転中における高圧側圧力ＨＰの目標値ＴＨＰの設定
さらに、制御装置５７は、外気温度を示す指標である高圧センサ４９の検出圧力（高圧側圧力ＨＰ）、および、蒸発器４１における冷媒の蒸発温度を示す指標である低圧センサ５１の検出圧力（低圧側圧力ＬＰ）に基づいて、運転中における高圧側圧力ＨＰの目標値ＴＨＰを設定する。

図３は、高圧側圧力ＨＰの目標値ＴＨＰの設定方法について説明する図である。図３の縦軸は、高圧側圧力ＨＰの目標値ＴＨＰを示しており、横軸は外気温度を示している。

制御装置５７は、低圧センサ５１により検出された圧力が所定の圧力ＬＰＴよりも小さい冷凍運転時、図３の実線から、外気温度に対応する高圧側圧力ＨＰの目標値ＴＨＰを設定し、低圧センサ５１により検出された圧力が所定の圧力ＬＰＴよりも大きい冷蔵運転時、図３の一点鎖線から、外気温度に対応する高圧側圧力ＨＰの目標値ＴＨＰを設定する。なお、図３において、外気温度がＴＴＨ３よりも小さい範囲では、実線と一点鎖線とが重なっている。

このように、冷媒回路１の低圧側圧力ＬＰ（電動膨張弁３９の出口と低段側吸込口１７の間の圧力）を検出し、高圧側圧力ＨＰの目標値ＴＨＰを求め、電動膨張弁３３を調節して高圧側圧力ＨＰを制御することにより、冷凍運転時および冷蔵運転時のそれぞれにおいて最適な運転条件の下で冷凍装置Ｒを運転することが可能となり、冷凍装置Ｒの性能を向上させることができる。

ここで、制御装置５７は、図３の関係を示すデータテーブルを予め記憶しておき、それを参照することにより高圧側圧力ＨＰの目標値ＴＨＰを設定してもよいし、当該目標値ＴＨＰを計算式から算出してもよい。

（２−１−３）高圧側圧力ＨＰの上限値ＭＨＰでの制御
なお、上述のように制御を行っているときに、設置環境や負荷の影響で電動膨張弁３３より上流側の高圧側圧力ＨＰが所定の上限値ＭＨＰに上昇してしまった場合、制御装置５７は電動膨張弁３３の弁開度を増大させる。この弁開度の増大により、高圧側圧力ＨＰは低下する方向に向かうので、高圧側圧力ＨＰを常に上限値ＭＨＰ以下に維持することができるようになる。これにより、電動膨張弁３３より上流側の高圧側圧力ＨＰの異常上昇を的確に抑制して圧縮機１１の保護を確実に行うことが可能となり、異常な高圧による圧縮機１１の強制停止（保護動作）を未然に回避することが可能となる。

ここで、ガスクーラ２８から超臨界状態の冷媒ガスが流出した場合、電動膨張弁３３で絞られて膨張することにより液化していき、タンク入口配管３４を経て上部からタンク３６内に流入し、その一部が蒸発する。タンク３６は電動膨張弁３３を出た液／ガスの冷媒を一旦貯留し、分離する役割と、冷凍装置Ｒの高圧側圧力（この場合は、タンク３６からタンク３６より上流側の圧縮機１１の高圧吐出配管２７までの領域）の圧力変化や冷媒循環量の変動を吸収する役割を果たす。このタンク３６内下部に溜まった液冷媒は、タンク出口配管３７から流出し（主回路３８）、スプリット熱交換器２９の第２の流路２９Ｂにて第１の流路２９Ａ（補助回路４８）を流れる冷媒により冷却（過冷却）される。その後、さらに内部熱交換器１５の第１の流路１５Ａにて第２の流路１５Ｂを流れる冷媒により冷却され、その後、冷凍機ユニット３から出て冷媒配管８から電動膨張弁（主絞り手段）３９に流入する。なお、スプリット熱交換器２９および電磁弁５０の動作については後述する。

電動膨張弁３９に流入した冷媒はそこで絞られて膨張することでさらに液分が増え、蒸発器４１に流入して蒸発する。これによる吸熱作用により冷却効果が発揮される。制御装置５７は、蒸発器４１の入口側と出口側の温度を検出する図示しない温度センサの出力に基づき、電動膨張弁３９の弁開度を制御して蒸発器４１における冷媒の過熱度を適正値に調整する。蒸発器４１から出た低温のガス冷媒は冷媒配管９から冷凍機ユニット３に戻り、内部熱交換器１５の第２の流路１５Ｂで第１の流路１５Ａを流れる冷媒を冷却した後、冷媒導入配管２２を経て圧縮機１１の第１の回転圧縮要素１４に連通する低段側吸込口１７に吸い込まれる。以上が主回路３８における冷媒の流れである。

（２−２）電動膨張弁４３の制御
つぎに、補助回路４８における冷媒の流れを説明する。前述したようにタンク３６の上部に接続されたガス配管４２には電動膨張弁４３（第１の補助回路用絞り手段）が接続されており、この電動膨張弁４３を介してタンク３６上部からガス冷媒が流出し、スプリット熱交換器２９の第１の流路２９Ａに流入する。

タンク３６内上部に溜まるガス冷媒は、タンク３６内での蒸発により温度が低下している。このタンク３６内上部のガス冷媒は、上部に接続された補助回路４８を構成するガス配管４２から流出し、電動膨張弁４３を経て絞られた後、スプリット熱交換器２９の第１の流路２９Ａに流入する。そこで第２の流路２９Ｂを流れる冷媒を冷却した後、中間圧戻り配管４４を経て中間圧吸入配管２６に合流し、圧縮機１１の中間圧部に吸い込まれる。

また、電動膨張弁４３は、タンク３６の上部から流出する冷媒を絞る機能の他に、タンク３６内の圧力（電動膨張弁３９に流入する冷媒の圧力）を所定の目標値ＳＰに調整する役割を果たす。そして、制御装置５７はユニット出口センサ５３の出力に基づき、電動膨張弁４３の弁開度を制御する。電動膨張弁４３の弁開度が増大すれば、タンク３６内からのガス冷媒の流出量が増大し、タンク３６内の圧力は低下するからである。

本実施形態では、制御装置５７は、低圧センサ５１により検出された圧力が所定の圧力ＬＰＴよりも小さい場合に、目標値ＳＰを第１の一定圧力Ｐ１となるように調整し、低圧センサ５１により検出された圧力が上記所定の圧力ＬＰＴよりも大きい場合、目標値ＳＰを第１の一定圧力Ｐ１よりも小さい第２の一定圧力Ｐ２となるように調整する。ここで、第１の一定圧力Ｐ１、および、第２の一定圧力Ｐ２は、高圧側圧力ＨＰよりも低く、中間圧ＭＰよりも高い値である。

この場合、制御装置５７は、ユニット出口センサ５３が検出するタンク３６内の圧力ＴＩＰ（電動膨張弁３９に流入する冷媒の圧力）と目標値ＳＰの差から電動膨張弁３９の弁開度の調整値（ステップ数）を算出し、後述する始動時の弁開度に加算してタンク３６内の圧力ＴＩＰ（電動膨張弁３９に流入する冷媒の圧力）を目標値ＳＰに制御する。すなわち、制御装置５７は、タンク３６内の圧力ＴＩＰが目標値ＳＰより上昇した場合に電動膨張弁４３の弁開度を増大させてタンク３６内からガス冷媒をガス配管４２に流出させ、目標値ＳＰより降下した場合に弁開度を縮小させて閉じるように制御する。

（２−２−１）電動膨張弁４３の運転始動時の開度の設定
制御装置５７は、外気温度を示す指標である高圧センサ４９の検出圧力（高圧側圧力ＨＰ、および、蒸発器４１における冷媒の蒸発温度を示す指標である低圧センサ５１の検出圧力（低圧側圧力ＬＰ）に基づいて、冷凍装置Ｒの始動時における電動膨張弁４３の弁開度（始動時開度）を設定する。

具体的には、制御装置５７は、低圧センサ５１により検出された圧力が所定の圧力ＬＰＴよりも小さい冷凍運転の始動時における高圧側圧力ＨＰ（外気温度）と電動膨張弁４３の始動時の弁開度の関係を示すデータテーブル、および、低圧センサ５１により検出された圧力が所定の圧力ＬＰＴよりも大きい冷蔵運転の始動時における高圧側圧力ＨＰ（外気温度）と電動膨張弁４３の始動時の弁開度の関係を示すデータテーブルを予め記憶している。ここで、冷蔵運転の始動時における弁開度は、高温域において冷凍運転の始動時における弁開度よりも大きくなるよう設定されている。

そして、制御装置５７は、運転始動時に、低圧センサ５１により検出された圧力が所定の圧力ＬＰＴよりも小さいか否かを判定し、その判定結果に応じて参照すべきデータテーブルを選択する。その後、制御装置５７は、始動時における外気温度を推定し、選択されたデータテーブルを参照して高圧側圧力ＨＰ（外気温度）が高い程増大し、高圧側圧力ＨＰが低い程減少するよう電動膨張弁４３の始動時の弁開度を設定する。

このように、高圧センサ４９の検出圧力（高圧側圧力ＨＰ）、および、低圧センサ５１の検出圧力（低圧側圧力ＬＰ）に基づいて冷凍装置Ｒの始動時における電動膨張弁４３の開度（始動時開度）を設定することにより、冷凍運転時および冷蔵運転時のそれぞれにおいて効率の良い運転条件に冷凍装置Ｒが早く移行することができる。

（２−２−２）タンク内圧力ＴＩＰの規定値ＭＴＩＰでの制御
なお、上述のように制御を行っているときに、設置環境や負荷の影響でタンク３６内圧力ＴＩＰ（電動膨張弁３９に流入する冷媒の圧力）が所定の規定値ＭＴＩＰに上昇してしまった場合、制御装置５７は、電動膨張弁４３の弁開度を所定ステップ増大させる。この弁開度の増大により、タンク３６内圧力ＴＩＰは低下する方向に向かうので、圧力ＴＩＰを常に規定値ＭＴＩＰ以下に維持することができるようになり、高圧側圧力変動の影響抑制と、電動膨張弁３９に搬送される冷媒の圧力の抑制効果を確実に達成することが可能となる。

（２−３）電動膨張弁４７の制御
また、前述したようにタンク３６の下部に接続された液配管４６には電動膨張弁４７（第２の補助回路用絞り手段）が接続されており、この電動膨張弁４７を介してタンク３６下部から液冷媒が流出し、ガス配管４２からのガス冷媒に合流してスプリット熱交換器２９の第１の流路２９Ａに流入する。

すなわち、タンク３６内下部に溜まる液冷媒は、下部に接続された補助回路４８を構成する液配管４６から流出し、電動膨張弁４７を経て絞られた後、スプリット熱交換器２９の第１の流路２９Ａに流入し、そこで蒸発する。このときの吸熱作用により、第２の流路２９Ｂを流れる冷媒の過冷却を増大させた後、中間圧戻り配管４４を経て中間圧吸入配管２６に合流し、圧縮機１１の中間圧部に吸い込まれる。

このように、電動膨張弁４７はタンク３６の下部から流出する液冷媒を絞ってスプリット熱交換器２９の第１の流路２９Ａで蒸発させ、第２の流路２９Ｂに流れる主回路３８の冷媒を過冷却するものである。制御装置５７は、電動膨張弁４７の弁開度を制御することにより、スプリット熱交換器２９の第１の流路２９Ａに流す液冷媒の量を調整する。

スプリット熱交換器２９における主回路３８の冷媒の過冷却の量が増大すれば、電動膨張弁３９に搬送される冷媒の液相割合が高くなるため、電動膨張弁３９には満液状態の冷媒が流入するようになり、それにより、圧縮機１１が吸い込む冷媒の温度も低下することになる。そして、結果的に圧縮機１１からガスクーラ２８に吐出される冷媒の吐出温度も低下することになる。

そこで、制御装置５７は、吐出温度センサ６１が検出する圧縮機１１からガスクーラ２９に吐出される冷媒の温度（吐出温度）に基づいて電動膨張弁４７の弁開度を制御することにより、スプリット熱交換器２９の第１の流路に流す液冷媒の量を調整し、圧縮機１１からガスクーラ２８に吐出される冷媒の吐出温度を所定の目標値ＴＤＴに制御する。すなわち、実際の吐出温度が目標値ＴＤＴより高い場合には電動膨張弁４７の弁開度を増大させ、低い場合には減少させる。これにより、圧縮機１１の冷媒の吐出温度を目標値ＴＤＴに維持し、圧縮機１１の保護を図る。

この場合、制御装置５７は蒸発器４１における冷媒の蒸発温度を表す指標である低圧センサ５１の検出圧力（低圧側圧力ＬＰ）に基づき、低圧側圧力ＬＰ（蒸発温度）が高い程低くなり、低い程高くなるよう圧縮機１１の冷媒の吐出温度の目標値ＴＤＴを変更する。

これにより、特に蒸発器４１における蒸発温度が高い冷蔵条件（冷蔵ショーケース等）において、スプリット熱交換器２９の第２の流路２９Ｂにおける主回路３８の冷媒の過冷却を確保し、冷凍能力を安定して維持することができるようになる。

（２−４）外気温度毎の冷凍装置Ｒの冷凍および冷蔵運転時の動作
次に、図４〜図９のＰ−Ｈ線図を用いて冷凍装置Ｒの冷凍および冷蔵運転時の動作状況を外気温度毎に説明する。

図４は、外気温度が摂氏３２度程度の高温期の環境における冷凍装置Ｒの冷凍運転時の状態を示すＰ−Ｈ線図である。図４において、Ｘ１からＸ２に向かう線、Ｘ３からＸ４に向かう線、Ｘ６からＸ７に向かう線、および、Ｘ８からＸ９に向かう線は、それぞれ、電動膨張弁３３、電動膨張弁３９、電動膨張弁４３、および、電動膨張弁４７による減圧を示している。また、Ｘ８からＸ３に向かう線は、主回路３８の電動膨張弁３９に向かう液冷媒の過冷却を示している。

ここで、Ｘ２の圧力（タンク３６内の圧力ＴＩＰ）は、電動膨張弁４３で目標値ＳＰに調整される。図４では、低圧センサ５１により検出された圧力（Ｘ５における圧力）が所定の圧力ＬＰＴよりも小さい。この場合、制御装置５７は、電動膨張弁３９に流入する冷媒の圧力の目標値ＳＰを第１の一定圧力Ｐ１に設定する。第１の一定圧力Ｐ１は、後に図５を用いて説明するように、低圧センサ５１により検出された圧力が上記所定の圧力ＬＰＴよりも大きい場合に目標値となる圧力Ｐ２よりも大きい値である。

図５は、高温期の環境における冷凍装置Ｒの冷蔵運転時の状態を示すＰ−Ｈ線図である。図５では、低圧センサ５１により検出された圧力（Ｘ５における圧力）が所定の圧力ＬＰＴよりも大きい。この場合、制御装置５７は、目標値ＳＰ（Ｘ３における圧力）を上述した第１の一定圧力Ｐ１よりも小さい第２の一定圧力Ｐ２に設定する。

このように、制御装置５７が、低圧センサ５１により検出された圧力が所定の圧力ＬＰＴよりも小さい場合に、電動膨張弁３９に流入する冷媒の圧力が第１の一定圧力Ｐ１となるように調整し、低圧センサ５１により検出された圧力が所定の圧力ＬＰＴよりも大きい場合に、電動膨張弁３９に流入する冷媒の圧力が第２の一定圧力Ｐ２となるように調整することにより、冷凍および冷蔵のそれぞれの場合において、外気温度が変化したとしても、冷媒サイクルを実現するために必要とされる冷媒量を効果的に維持して冷媒量の変化を抑制し、冷凍装置の性能をさらに向上させることができる。この点について、さらに図６〜図９を用いてさらに詳しく説明する。

図６は、外気温度が摂氏２０度程度の中温期の環境における冷凍装置Ｒの冷凍運転時の状態を示すＰ−Ｈ線図である。この場合、図４に示した場合と比べ、電動膨張弁３３より上流側の高圧側圧力ＨＰは低くなり、高圧側圧力ＨＰの目標値ＴＨＰも低くなる。そのため、電動膨張弁３３の弁開度は全開に近い状態となり、Ｘ１からＸ２に向かう線により示される電動膨張弁３３による減圧効果はほぼ得られなくなる。

また、図６では、低圧センサ５１により検出された圧力（Ｘ５における圧力）が所定の圧力ＬＰＴよりも小さい。この場合、制御装置５７は、目標値ＳＰ（Ｘ３における圧力）を上述した第１の一定圧力Ｐ１に設定する。

図７は、中温期の環境における冷凍装置Ｒの冷蔵運転時の状態を示すＰ−Ｈ線図である。この場合も、図５に示した場合と比べ、電動膨張弁３３より上流側の高圧側圧力ＨＰは低くなり、高圧側圧力ＨＰの目標値ＴＨＰも低くなる。そのため、電動膨張弁３３の弁開度が大きい状態となり、Ｘ１からＸ２に向かう線により示される電動膨張弁３３による減圧効果は小さくなる。

また、低圧センサ５１により検出された圧力（Ｘ５における圧力）が所定の圧力ＬＰＴよりも大きくなっているので、制御装置５７は、目標値ＳＰ（Ｘ３における圧力）を、図５に示した第１の一定圧力Ｐ１よりも小さい第２の一定圧力Ｐ２に設定する。

図８は、外気温度が摂氏１０度程度の低温期の環境における冷凍装置Ｒの冷凍運転時の状態を示すＰ−Ｈ線図である。図６に示した場合と比べ、電動膨張弁３３より上流側の高圧側圧力ＨＰはさらに低くなる。

図８では、低圧センサ５１により検出された圧力（Ｘ５における圧力）が所定の圧力ＬＰＴよりも小さいので、制御装置５７は、目標値ＳＰ（Ｘ３における圧力）を上述した第１の一定圧力Ｐ１に設定する。しかし、第１の一定圧力Ｐ１は高圧側圧力ＨＰよりも高くはならないため、制御装置５７は、電動膨張弁３９に流入する冷媒の圧力ができるだけ大きくなるよう電動膨張弁３３の弁開度を全開とする制御を行う。

図９は、低温期の環境における冷凍装置Ｒの冷蔵運転時の状態を示すＰ−Ｈ線図である。この場合も、図７に示した場合と比べ、電動膨張弁３３より上流側の高圧側圧力ＨＰはさらに低くなる。そして、図８では、低圧センサ５１により検出された圧力（Ｘ５における圧力）が所定の圧力ＬＰＴよりも大きいので、制御装置５７は、目標値ＳＰ（Ｘ３における圧力）を第１の一定圧力Ｐ１よりも小さい第２の一定圧力Ｐ２に設定する。

上記のような制御により、冷凍運転時の状態を表す図４、図６、図８の各Ｐ−Ｈ線図においてＸ３のプロット位置が近くなり、冷蔵運転時の状態を表す図５、図７、図９の各Ｐ−Ｈ線図においてＸ３のプロット位置が近くなる。すなわち、外気温度が変化したとしても、冷凍運転時、および、冷蔵運転時のそれぞれにおいて、電動膨張弁３９に流入する前の冷媒の密度をほぼ一定に保つことができ、その結果、冷媒サイクルを実現するために必要とされる冷媒量を効果的に維持して冷媒量の変化を抑制し、冷凍装置の性能をさらに向上させることができる。

（２−５）内部熱交換器１５の機能
つぎに、制御装置５７による電磁弁５０の制御について説明する。前述したように内部熱交換器１５においては、第２の流路１５Ｂを流れる蒸発器４１から出た低温の冷媒により、第１の流路１５Ａを流れて主絞り手段３９に流入する冷媒を冷却することができるので、蒸発器４１入口の比エンタルピを更に小さくして冷凍能力を一層効果的に改善することができる。

特に、外気温度が図４に示した場合よりもさらに高い高外気温度環境では、前述したように電動膨張弁４３で目標値ＳＰに調整されるタンク３６内の圧力ＴＩＰ（図４のＸ２の圧力）と、圧縮機１１に入る中間圧吸入配管２６の中間圧（ＭＰ）との圧力差が無くなってくる。このような場合、電動膨張弁４３は前述したように弁開度が増大するため、状況によってはスプリット熱交換器２９における第１の流路２９Ａを流れる補助回路４９の冷媒により、第２の流路２９Ｂを流れる主回路３８の冷媒を過冷却することがほとんどできない状況になる。

このような場合、内部熱交換器１５において蒸発器４１から出た低温の冷媒により、電動膨張弁３９に流入する冷媒を過冷却する。これにより、冷媒を液リッチの満液状態で電動膨張弁３９に供給することができるようになり、係る状況下でも冷凍能力の改善を図ることが可能となる。

（２−６）電磁弁５０の制御
一方、冷凍装置Ｒのプルダウン時等には電動膨張弁３９に流入する冷媒より蒸発器４１から出る冷媒の温度が高くなる場合がある。そこで、制御装置５７は、内部熱交換器１５の第２の流路１５Ｂを出た冷媒のユニット入口温度センサ５６が検出する温度ＯＴが、内部熱交換器１５の第１の流路１５Ａに流入する冷媒のユニット出口温度センサ５４が検出する温度ＩＴ以上である場合、電磁弁５０を開く制御を行う。一方、温度ＯＴが温度ＩＴより小さい場合、制御装置５７は電磁弁５０を閉じる制御を行う。

これにより、温度ＯＴが温度ＩＴ以上である場合、冷媒は内部熱交換器１５の第１の流路１５Ａをバイパスしてバイパス間４５に流れ、電動膨張弁３９に流入するようになるので、蒸発器４１から出る冷媒で電動膨張弁３９に流入する冷媒が逆に加熱されてしまう不都合を未然に解消することが可能となる。

なお、本実施形態では、内部熱交換器１５の第１の流路１５Ａに並列にバイパス回路４５を接続したが、これに限らず、第２の流路１５Ｂに並列にバイパス回路と電磁弁を設けてもよい。

（３）冷凍装置Ｒの別の構成
本実施形態では、図１に示した冷凍装置Ｒの構成について説明をしたが、冷凍装置Ｒの構成は図１に示すものに限定されない。ここでは、冷凍装置Ｒの別の構成について説明する。図１０は、図１とは別の構成を有する冷凍装置Ｒの冷媒回路図である。

図１０に示す冷凍装置Ｒでは、図１に示した冷凍装置Ｒにおける液配管４６および電動膨張弁４７の代わりに、液配管７０および電動膨張弁７１を備える。液配管７０の一端はスプリット熱交換器２９の下流側のタンク出口配管３７に連通され、この液配管７０の他端は電動膨張弁４３の下流側の中間圧戻り配管４４に連通されている。この液配管７０の途中には第２の補助回路用絞り手段としての電動膨張弁７１が設けられている。

図１０に示す構成の場合、電動膨張弁４３（第１の補助回路用絞り手段）と電動膨張弁７１（第２の補助回路用絞り手段）が本出願における補助絞り手段を構成する。液配管７０はタンク３６下部から流出した液冷媒を電動膨張弁７１に流入させる。そして、中間圧戻り配管４４と、電動膨張弁４３、７１と、ガス配管４２および液配管７０とが本発明における補助回路４８を構成する。

なお、本実施形態では、内部熱交換器１５を設けることとしたが、内部熱交換器１５を設けないこととしてもよい。また、オイルセパレータ２０により分離されたオイルを圧縮機１１の密閉容器１２内に戻すオイル通路２５Ａにオイルクーラを設けることとしてもよい。

以上説明したように、本実施形態では、圧縮機１１と、ガスクーラ２８と、電動膨張弁３９と、蒸発器４１とから冷媒回路が構成される冷凍装置Ｒにおいて、ガスクーラ２８の下流側であって、電動膨張弁３９の上流側の冷媒回路に接続された電動膨張弁３３と、電動膨張弁３３の下流側であって、電動膨張弁３９の上流側の冷媒回路に接続されたタンク３６と、タンク３６の下流側であって、電動膨張弁３９の上流側の冷媒回路に設けられたスプリット熱交換器２９と、タンク３６の第１の高さに設けられた配管４２から流出した冷媒の圧力を調整する電動膨張弁４３、および、第１の高さよりも低い位置に設けられた配管４６、３７から流出した冷媒の圧力を調整する電動膨張弁４７、７１と、電動膨張弁４３、および、電動膨張弁４７、７１により圧力が調整された冷媒をスプリット熱交換器２９の第１の流路２９Ａに流した後、圧縮機１１の中間圧部に吸い込ませる補助回路４８と、タンク３６から流出した冷媒をスプリット熱交換器２９の第２の流路２９Ｂに流し、第１の流路２９Ａを流れる冷媒と熱交換させた後、電動膨張弁３９に流入させる主回路３８と、蒸発器４１から流出した後、圧縮機１１に流入する前の冷媒の第１の圧力（低圧側圧力ＬＰ）を測定する低圧センサ５１と、タンク３６から流出した後、電動膨張弁３９に流入する前の冷媒の第２の圧力（ユニット出口センサ５３により検出される圧力）を、電動膨張弁４３を制御することにより調整する制御装置５７とを備え、制御装置５７は、低圧センサ５１により検出された圧力が所定の圧力ＬＰＴよりも小さい場合に、上記第２の圧力が第１の一定圧力Ｐ１となるように調整し、低圧センサ５１により検出された圧力が所定の圧力ＬＰＴよりも大きい場合に、上記第２の圧力が第１の一定圧力Ｐ１よりも小さい第２の一定圧力Ｐ２となるように調整することとした。

これにより、冷凍運転および冷蔵運転のそれぞれの場合において、冷媒サイクルを実現するために必要とされる冷媒量を効果的に維持して冷媒量の変化を抑制し、冷凍装置の性能をさらに向上させることができる。

また、制御装置５７は、上記第１の圧力（低圧側圧力ＬＰ）が所定の圧力ＬＰＴよりも小さい場合に、ガスクーラ２８から流出した後、電動膨張弁３３に流入する前の冷媒の第３の圧力（高圧側圧力ＨＰ）が第３の一定圧力となるよう電動膨張弁３３を制御することにより調整し、上記第１の圧力が所定の圧力ＬＰＴよりも大きい場合に、上記第３の圧力が第３の一定圧力よりも大きい第４の一定圧力となるよう電動膨張弁３３を制御することにより調整することとした。

これにより、最適な運転条件の下で冷凍装置Ｒを運転することが可能となり、冷凍装置Ｒの性能を向上させることができる。

以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

本発明は、圧縮手段と、ガスクーラと、主絞り手段と、蒸発器とから冷媒回路が構成される冷凍装置に用いるのに好適である。

Ｒ 冷凍装置
１ 冷媒回路
３ 冷凍機ユニット
４ ショーケース
８、９ 冷媒配管
１１ 圧縮機
１５ 内部熱交換器
１５Ａ 第１の流路
１５Ｂ 第２の流路
２２ 冷媒導入配管
２６ 中間圧吸入配管
２８ ガスクーラ
２９ スプリット熱交換器
２９Ａ 第１の流路
２９Ｂ 第２の流路
３２ ガスクーラ出口配管
３３ 電動膨張弁（圧力調整用絞り手段）
３６ タンク
３７ タンク出口配管
３８ 主回路
３９ 電動膨張弁（主絞り手段）
４１ 蒸発器
４２ ガス配管
４３ 電動膨張弁（第１の補助回路用絞り手段）
４４ 中間圧戻り配管
４５ バイパス回路
４６、７０ 液配管
４７、７１ 電動膨張弁（第２の補助回路用絞り手段）
４８ 補助回路
５０ 電磁弁（弁装置）
５７ 制御装置（制御手段）

Claims (2)

1. 圧縮手段と、ガスクーラと、主絞り手段と、蒸発器とから冷媒回路が構成される冷凍装置において、
   前記ガスクーラの下流側であって、前記主絞り手段の上流側の前記冷媒回路に接続された圧力調整用絞り手段と、
   前記圧力調整用絞り手段の下流側であって、前記主絞り手段の上流側の前記冷媒回路に接続されたタンクと、
   前記タンクの下流側であって、前記主絞り手段の上流側の前記冷媒回路に設けられたスプリット熱交換器と、
   前記タンクの第１の高さに設けられた配管から流出した冷媒の圧力を調整する第１の補助絞り手段、および、前記第１の高さよりも低い位置に設けられた配管から流出した冷媒の圧力を調整する第２の補助絞り手段と、
   前記第１の補助絞り手段、および、第２の補助絞り手段により圧力が調整された冷媒を前記スプリット熱交換器の第１の流路に流した後、前記圧縮手段の中間圧部に吸い込ませる補助回路と、
   前記タンクから流出した冷媒を前記スプリット熱交換器の第２の流路に流し、前記第１の流路を流れる冷媒と熱交換させた後、前記主絞り手段に流入させる主回路と、
   前記蒸発器から流出した後、前記圧縮手段に流入する前の冷媒の第１の圧力を測定する圧力センサと、
   前記タンクから流出した後、前記主絞り手段に流入する前の冷媒の第２の圧力を、前記第１の補助絞り手段を制御することにより調整する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記圧力センサにより検出された圧力が、冷凍運転をしているときの前記第１の圧力の範囲と、冷蔵運転をしているときの前記第１の圧力の範囲との境目を示す所定の圧力よりも小さい場合に、前記第２の圧力が第１の一定圧力となるように調整し、前記圧力センサにより検出された圧力が前記所定の圧力よりも大きい場合に、前記第２の圧力が第１の一定圧力よりも小さい第２の一定圧力となるように調整することを特徴とする冷凍装置。
2. 前記制御手段は、前記第１の圧力が前記所定の圧力よりも小さい場合に、前記ガスクーラから流出した後、前記圧力調整用絞り手段に流入する前の冷媒の第３の圧力が第３の一定圧力となるよう前記圧力調整用絞り手段を制御することにより調整し、前記第１の圧力が前記所定の圧力よりも大きい場合に、前記第３の圧力が第３の一定圧力よりも大きい第４の一定圧力となるよう前記圧力調整用絞り手段を制御することにより調整することを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。