JP6593483B2 - 冷凍装置 - Google Patents

Description

本開示は、冷凍装置に関するものである。

従来、複数の利用熱交換器と共用の熱源熱交換器を備え、各利用熱交換器で蒸発温度が異なる運転を行う冷凍装置がある（特許文献１参照）。この冷凍装置は、蒸発温度の低い冷設（冷凍設備）用の第１利用熱交換器と、第１利用熱交換器よりも蒸発温度が高い空調用の第２利用熱交換器とを備えている。各利用熱交換器にはそれぞれ対応する圧縮機（第１圧縮機，第２圧縮機）が接続され、第１利用熱交換器で蒸発した冷媒は第１圧縮機に吸入され、第２利用熱交換器で蒸発した冷媒は第１圧縮機よりも吸入圧力が低い第２圧縮機に吸入される。

特開２０１４−０７０８２９号公報

この種の冷凍装置では、第１圧縮機の吸入配管と第２圧縮機の吸入配管を吸入連通管で接続し、吸入連通管に圧力調節弁を設けることがある。特許文献１の冷凍装置もそのように構成されている。

このように構成すると、圧力調節弁を調節することにより、第２利用熱交換器から第２圧縮機へ吸入される冷媒の一部を減圧して、第１圧縮機で吸入する動作を行うことができる。したがって、蒸発温度の低い第１利用熱交換器の冷却能力が冷却負荷に対して不足しているときに、第２利用熱交換器の冷媒の一部が第１利用熱交換器に吸入されるので、冷却能力の不足が補われる。

しかしながら、第２圧縮機は第１圧縮機よりも吸入圧力が高いため、第２利用熱交換器の冷却能力が不足しているときは、その能力不足を第１利用熱交換器の冷媒の一部を用いて補うことはできなかった。

本開示の目的は、蒸発温度が異なる複数の利用熱交換器が共用の熱源熱交換器に接続された冷媒回路を有する冷凍装置において、蒸発温度の高い利用熱交換器の冷却能力が不足するときに、その能力不足を補えるようにすることである。

本開示の第１の態様は、
蒸発温度が異なる複数の利用熱交換器（83，93）が共用の熱源熱交換器（22）に並列に接続された冷媒回路（11）を有する冷凍装置を前提とする。

そして、この冷凍装置は、
複数の利用熱交換器（83，93）のうち、冷凍サイクルの蒸発温度が低い第１利用熱交換器（83）に吸入部が接続された第１圧縮機（31）と、第１利用熱交換器（83）よりも蒸発温度が高い第２利用熱交換器（93）に吸入部が接続された第２圧縮機（41）とを備えた圧縮部（30）と、
上記第１利用熱交換器（83）に繋がる第１液分岐管（63a）と、該第１液分岐管（63a）から分岐して上記第２利用熱交換器（93）に繋がる第２液分岐管（63b）とを有する第１液管（63）と、
上記第１液分岐管（63a）に、上記第２液分岐管（63b）が第１液分岐管（63a）から分岐する位置より上記第１利用熱交換器（83）側で接続された第１高圧流路（111）と、上記第１液分岐管（63a）から分岐し且つ第１減圧機構（116）が設けられた第１分岐管（115）に接続された第１低圧流路（112）とを有し、第１高圧流路（111）を流れる冷媒と第１低圧流路（112）を流れる冷媒とが熱交換をする第１補助熱交換器（110）と、
上記第１補助熱交換器（110）の第１低圧流路（112）の冷媒流出側と、上記第２圧縮機（41）の冷媒吸入部とに接続された第１補助吸入管（118）と、
冷媒回路（11）の運転動作を制御する制御部（100）と、
を備えていることを特徴とする。

第１の態様では、第２利用熱交換器（93）の冷却能力が不足すると、第１補助熱交換器（110）が設けられていないと第１利用熱交換器（83）へ流れていく冷媒の一部が、第１低圧流路（112）で蒸発し、第１補助吸入管（118）を通って第２圧縮機（41）に吸入される。その結果、第２圧縮機（41）の吸入冷媒量を増やして、蒸発温度が高い第２利用熱交換器（93）の冷媒循環量を増やせるので、第２利用熱交換器（93）の冷却能力を高められる。

本開示の第２の態様は、
蒸発温度が異なる複数の利用熱交換器（83，93）が共用の熱源熱交換器（22）に並列に接続された冷媒回路（11）を有する冷凍装置であって、
複数の利用熱交換器（83，93）のうち、冷凍サイクルの蒸発温度が低い第１利用熱交換器（83）に吸入部が接続された第１圧縮機（31）と、第１利用熱交換器（83）よりも蒸発温度が高い第２利用熱交換器（93）に吸入部が接続された第２圧縮機（41）とを備えた圧縮部（30）と、
上記第１利用熱交換器（83）に接続される第１液管（63）に接続された第１高圧流路（111）と、第１液管（63）から分岐し且つ第１減圧機構（116）が設けられた第１分岐管（115）に接続された第１低圧流路（112）とを有し、第１高圧流路（111）を流れる冷媒と第１低圧流路（112）を流れる冷媒とが熱交換をする第１補助熱交換器（110）と、
上記第１補助熱交換器（110）の第１低圧流路（112）の冷媒流出側と、上記第２圧縮機（41）の冷媒吸入部とに接続された第１補助吸入管（118）と、
冷媒回路（11）の運転動作を制御する制御部（100）と、
を備え、
上記制御部（100）は、第１利用熱交換器（83）で蒸発した冷媒を第１圧縮機（31）で吸入する第１冷凍サイクルと、第２利用熱交換器（93）で蒸発した冷媒を第２圧縮機（41）で吸入する第２冷凍サイクルとが行われる運転状態で、第１利用熱交換器（83）の冷却能力が冷却負荷を下回ると、第１低圧流路（112）の冷媒圧力を上記第２圧縮機（41）の吸入圧力または中間圧力にするように上記第１減圧機構（116）の開度を調節し、第１液管（63）を流れる冷媒の一部を第１分岐管（115）から第２圧縮機（41）に供給して第２利用熱交換器（93）の冷却能力を補助する第１補助運転を行う
ように構成されていることを特徴とする。

第２の態様では、第２利用熱交換器（93）の冷却能力が冷却負荷を下回ると、第１補助運転を行うことにより、第２圧縮機（41）の吸入冷媒量を増やして、蒸発温度が高い第２利用熱交換器（93）の冷媒循環量を増やせるので、第２利用熱交換器（93）の冷却能力を高められる。

本開示の第３の態様は、
蒸発温度が異なる複数の利用熱交換器（83，93）が共用の熱源熱交換器（22）に並列に接続された冷媒回路（11）を有する冷凍装置であって、
複数の利用熱交換器（83，93）のうち、冷凍サイクルの蒸発温度が低い第１利用熱交換器（83）に吸入部が接続された第１圧縮機（31）と、第１利用熱交換器（83）よりも蒸発温度が高い第２利用熱交換器（93）に吸入部が接続された第２圧縮機（41）とを備えた圧縮部（30）と、
上記第１利用熱交換器（83）に接続される第１液管（63）に接続された第１高圧流路（111）と、第１液管（63）から分岐し且つ第１減圧機構（116）が設けられた第１分岐管（115）に接続された第１低圧流路（112）とを有し、第１高圧流路（111）を流れる冷媒と第１低圧流路（112）を流れる冷媒とが熱交換をする第１補助熱交換器（110）と、
上記第１補助熱交換器（110）の第１低圧流路（112）の冷媒流出側と、上記第２圧縮機（41）の冷媒吸入部とに接続された第１補助吸入管（118）と、
冷媒回路（11）の運転動作を制御する制御部（100）と、
を備え、
上記第２利用熱交換器（93）に接続される第２液管（65）に接続された第２高圧流路（121）と、第２液管（65）から分岐し且つ第２減圧機構（126）が設けられた第２分岐管（125）に接続された第２低圧流路（122）とを有し且つ第２高圧流路（121）を流れる冷媒と第２低圧流路（122）を流れる冷媒とが熱交換をする第２補助熱交換器（120）と、
上記第２補助熱交換器（120）の第２低圧流路（122）の冷媒流出側と、上記第１圧縮機（31）の冷媒吸入部とに接続された第２補助吸入管（128）と、
を備えていることを特徴とする。

第３の態様では、第１利用熱交換器（83）の冷却能力が不足すると、第２補助熱交換器（120）が設けられていないと第２利用熱交換器（93）へ流れていく冷媒の一部が、第２低圧流路（122）で蒸発し、第２補助吸入管（128）を通って第１圧縮機（31）に吸入される。その結果、第１圧縮機（31）の吸入冷媒量を増やして、蒸発温度が低い第１利用熱交換器（83）の冷媒流量を増やせるので、第１利用熱交換器（83）の冷却能力を高められる。

本開示の第４の態様は、第３の態様において、
上記制御部（100）は、第１利用熱交換器（83）で蒸発した冷媒を第１圧縮機（31）で吸入する第１冷凍サイクルと、第２利用熱交換器（93）で蒸発した冷媒を第２圧縮機（41）で吸入する第２冷凍サイクルとが行われる運転状態で、第２利用熱交換器（93）の冷却能力が冷却負荷を下回ると、第２低圧流路（122）の冷媒圧力を上記第１圧縮機（31）の吸入圧力または中間圧力にするように上記第２減圧機構（126）の開度を調節し、第２液管（65）を流れる冷媒の一部を第２分岐管（125）から第１圧縮機（31）に供給して第１利用熱交換器（83）の冷却能力を補助する第２補助運転を行う
ように構成されていることを特徴とする。

第４の態様では、第１利用熱交換器（83）の冷却能力が冷却負荷を下回ると、第２補助運転を行うことにより、第１圧縮機（31）の吸入冷媒量を増やして、蒸発温度が低い第１利用熱交換器（83）の冷媒循環量を増やせるので、第１利用熱交換器（83）の冷却能力を高められる。

本開示の第５の態様は、第１から第４の態様のいずれか１つにおいて、
上記第１圧縮機（31）の第１吸入管（32）と第２圧縮機（41）の第２吸入管（42）とに接続された吸入連通管（50）と、
上記吸入連通管（50）に接続され且つ開度調節可能な圧力調節弁（V5）と、
を備えていることを特徴とする。

第５の態様では、第１利用熱交換器（83）の冷却能力が不足するときに、第２利用熱交換器（93）から第２圧縮機（41）へ吸入される冷媒の一部を、吸入連通管（50）の圧力調節弁（V5）で減圧して、第１圧縮機（31）が吸入する動作を行える。その結果、第１利用熱交換器（83）の冷媒循環量を増やせるので、この第５の態様によれば、蒸発温度が低い第１利用熱交換器（83）の冷却能力を高めることも可能になる。

図１は、実施形態１に係る冷凍装置の配管系統図である。 図２は、運転モードを比較した表である。 図３は、冷設運転の冷媒の流れを示した図１相当図である。 図４は、冷房運転の冷媒の流れを示した図１相当図である。 図５は、冷房/冷設運転の冷媒の流れを示した図１相当図である。 図６は、暖房運転の冷媒の流れを示した図１相当図である。 図７は、暖房/冷設運転の冷媒の流れを示した図１相当図である。 図８は、暖房/冷設熱回収運転の冷媒の流れを示した図１相当図である。 図９は、暖房/冷設余熱運転の冷媒の流れを示した図１相当図である。 図１０は、空調能力補助運転の動作を示すフローチャートである。 図１１は、実施形態２に係る冷凍装置の配管系統図である。 図１２は、冷設能力補助運転の動作を示すフローチャートである。 図１３は、実施形態３に係る冷凍装置の配管系統図である。

《実施形態１》
実施形態１について説明する。

〈全体構成〉
実施形態に係る冷凍装置（10）は、主に業務用に用いられる冷蔵庫、冷凍庫、ショーケースなどの冷蔵設備や冷凍設備（以下、総称として冷設という）の庫内空間の空気の冷却と、室内の空調とを同時に行う。図１に示すように、冷凍装置（10）は、室外に設置される室外ユニット（20）と、庫内の空気を冷却する冷設ユニット（80）と、室内の空調を行う室内ユニット（90）と、コントローラ（100）とを備える。冷設ユニット（80）及び室内ユニット（90）の数量は、１つに限らず、２つ以上であってもよい。これらのユニット（20,80,90）が４本の連絡配管（12,13,14,15）によって相互に接続されることで、冷媒回路（11）が構成される。冷媒回路（11）では、冷媒が循環することで冷凍サイクルが行われる。本実施形態の冷媒回路（11）の冷媒は、二酸化炭素である。

この冷媒回路（11）では、蒸発温度が異なる複数の利用熱交換器である冷設熱交換器（第１利用熱交換器）（83）と室内熱交換器（第２利用熱交換器）（93）が、共用の熱源熱交換器である室外熱交換器（22）に並列に接続される。冷設熱交換器（83）における冷凍サイクルの蒸発温度は、室内熱交換器（93）の蒸発温度よりも低い。

〈室外ユニット〉
室外ユニット（20）は、屋外に設置される。室外ユニット（20）には、室外回路（21）が設けられる。室外回路（21）には、第１圧縮機（31）と、第２圧縮機（41）と、室外熱交換器（22）と、室外膨張弁（23）と、レシーバ（24）と、過冷却熱交換器（25）とが接続される。

第１圧縮機（31）及び第２圧縮機（41）は、冷媒を圧縮する圧縮部（30）を構成している。第１圧縮機（31）及び第２圧縮機（41）は、それぞれ二段圧縮式に構成されている。第１圧縮機（31）及び第２圧縮機（41）は、インバータ制御で運転周波数を調整することにより回転数が可変な可変容量式に構成される。

第１圧縮機（31）は、第１低段圧縮機構（31a）と第１高段圧縮機構（31b）とを有する。第１圧縮機（31）では、第１低段圧縮機構（31a）で圧縮された冷媒が、第１高段圧縮機構（31b）で更に圧縮される。第１圧縮機（31）には、第１吸入管（32）、第１中継管（33）、第１吐出管（34）、及び第１油戻し管（35）が接続される。第１吸入管（32）は、第１低段圧縮機構（31a）の吸入ポートに連通する。第１中継管（33）の流入端は、第１低段圧縮機構（31a）の吐出ポートに連通する。第１中継管（33）の流出端は、第１高段圧縮機構（31b）の吸入ポートに連通する。第１吐出管（34）は、第１高段圧縮機構（31b）の吐出ポートに連通する。第１中継管（33）には、第１インタークーラ（36）が接続される。第１油戻し管（35）には、開度が可変な第１流量調節弁（37）が接続される。

第２圧縮機（41）は、第２低段圧縮機構（41a）と第２高段圧縮機構（41b）とを有する。第２圧縮機（41）では、第２低段圧縮機構（41a）で圧縮された冷媒が、第２高段圧縮機構（41b）で更に圧縮される。第２圧縮機（41）には、第２吸入管（42）、第２中継管（43）、第２吐出管（44）、及び第２油戻し管（45）が接続される。第２吸入管（42）は、第２低段圧縮機構（41a）の吸入ポートに連通する。第２中継管（43）の流入端は、第２低段圧縮機構（41a）の吐出ポートに連通する。第２中継管（43）の流出端は、第２高段圧縮機構（41b）の吸入ポートに連通する。第２吐出管（44）は、第２高段圧縮機構（41b）の吐出ポートに連通する。第２中継管（43）には、第２インタークーラ（46）が接続される。第２油戻し管（45）には、開度が可変な第２流量調節弁（47）が接続される。

第１吐出管（34）には、第１油分離器（38）が接続される。第２吐出管（44）には、第２油分離器（48）が接続される。第１油分離器（38）で分離された油、及び第２油分離器（48）で分離された油は、油クーラ（39）で冷却される。油クーラ（39）で冷却された油は、第１油戻し管（35）を経由して第１圧縮機（31）に戻される。油クーラ（39）で冷却された油は、第２油戻し管（45）を経由して第２圧縮機（41）に戻される。

第１吸入管（32）及び第２吸入管（42）には、吸入連通管（50）が接続される。吸入連通管（50）には、開度が可変な圧力調節弁（V5）が設けられる。第１吐出管（34）の流出端及び第２吐出管（44）の流出端は、合流吐出管（52）に接続する。

ブリッジ回路（70）は、流路切換機構を構成している。ブリッジ回路（70）は、ブリッジ状に接続された第１から第４までの流路（71,72,73,74）と、各流路（71,72,73,74）を開閉可能な４つの弁（V1,V2,V3,V4）とを有する。第１流路（71）には第１弁（V1）が、第２流路（72）には第２弁（V2）が、第３流路（73）には第３弁（V3）が、第４流路（74）には第４弁（V4）がそれぞれ接続される。本実施形態では、４つの弁（V1,V2,V3,V4）の全てが、開度が可変な流量調節弁で構成される。４つの弁（V1,V2,V3,V4）は、逆流防止機構を有している。具体的に、各弁（V1,V2,V3,V4）は、図１の各矢印で示す方向の冷媒の流通を許容し、その逆方向の冷媒の流通を禁止する。

ブリッジ回路（70）には、第１から第４までの４つの接続点（C1,C2,C3,C4）が構成される。第１接続点（C1）は、第１流路（71）の流入部と第２流路（72）の流入部とを接続する。第２接続点（C2）は、第１流路（71）の流出部と第３流路（73）の流入部とを接続する。第３接続点（C3）は、第２流路（72）の流出部と第４流路（74）の流入部とを接続する。第４接続点（C4）は、第３流路（73）の流出部と第４流路（74）の流出部とを接続する。

第１接続点（C1）は、合流吐出管（52）を介して第１吐出管（34）及び第２吐出管（44）（圧縮部（30）の吐出部）と繋がる。第２接続点（C2）は、室外熱交換器（22）（熱源熱交換器）のガス側端部と繋がる。第３接続点（C3）は、室内熱交換器（93）（第２利用熱交換器）のガス側端部と繋がる。第４接続点（C4）は、吸入中継管（58）を介して第２吸入管（42）（圧縮部（30）の吸入部）と繋がる。

室外熱交換器（22）は、熱源熱交換器を構成している。室外熱交換器（22）は、フィン・アンド・チューブ型の熱交換器である。室外熱交換器（22）の近傍には、室外ファン（22a）が設けられている。室外熱交換器（22）を流れる冷媒と、室外ファン（22a）が送風する空気とが熱交換する。第１インタークーラ（36）、第２インタークーラ（46）、油クーラ（39）、及び室外熱交換器（22）は、室外ファン（22a）及びフィン（図示省略）を共有するように互いに隣接して配置される。

室外熱交換器（22）とレシーバ（24）との間には、第１配管（61）が接続される。第１配管（61）には、室外膨張弁（23）が接続される。室外膨張弁（23）は、開度が可変な電子膨張弁で構成される。

レシーバ（24）は、冷媒を貯留する容器を構成している。過冷却熱交換器（25）は、高圧側流路（25a）と低圧側流路（25b）とを有する。過冷却熱交換器（25）では、高圧側流路（25a）を流れる冷媒と、低圧側流路（25b）を流れる冷媒とが熱交換する。

レシーバ（24）と過冷却熱交換器（25）の高圧側流路（25a）との間には、第２配管（62）が接続される。過冷却熱交換器（25）の高圧側流路（25a）の流出部には、冷設熱交換器（83）側の液管（第１液管）である第３配管（63）の一端が接続される。第３配管（63）の他端には、第１液分岐管（63a）と第２液分岐管（63b）とが接続する。第１液分岐管（63a）は、第１液連絡配管（12）を介して冷設熱交換器（83）の液側端部と繋がる。第２液分岐管（63b）は、第２液連絡配管（14）を介して室内熱交換器（93）の液側端部と繋がる。

第３配管（63）には、導入管（53）の一端が接続される。導入管（53）の途中には、減圧弁（54）と高圧側流路（25a）とが接続される。減圧弁（54）は、逆流防止機構を有している。減圧弁（54）は、図１の矢印で示す方向の冷媒の流通を許容し、その逆方向の冷媒の流通を禁止する。

導入管（53）の他端には、第１導入分岐管（53a）の流入端と、第２導入分岐管（53b）の流入端とが接続する。第１導入分岐管（53a）の流出端は、第１中継管（33）に接続する。第２導入分岐管（53b）の流出端は、第２中継管（43）に接続する。第１導入分岐管（53a）には、開度が可変な第３流量調節弁（55）が接続される。第２導入分岐管（53b）には、開度が可変な第４流量調節弁（56）が接続される。

第１配管（61）と第３配管（63）との間には、第４配管（64）が接続される。第１配管（61）と第２液連絡配管（14）との間には、室内熱交換器（93）側の液管（第２液管）である第５配管（65）が接続される。第５配管（65）には第２液分岐管（63b）が接続される。レシーバ（24）の頂部には、ガス抜き管（67）の一端が接続される。ガス抜き管（67）の他端は、導入管（53）に減圧弁（54）の下流で接続される。ガス抜き管（67）には、ガス抜き弁（68）が接続される。ガス抜き弁（68）は、開度が可変な膨張弁で構成される。

上述した第１吐出管（34）、第２吐出管（44）、第１配管（61）、第４配管（64）、第５配管（65）、第２液分岐管（63b）には、それぞれ逆止弁（CV）が設けられる。各逆止弁（CV）は、図１の各矢印で示す方向の冷媒の流通を許容し、その逆方向の冷媒の流通を禁止する。

〈冷設ユニット〉
冷設ユニット（80）は、例えば冷蔵倉庫に設置される。冷設ユニット（80）には、冷設回路（81）が設けられる。冷設回路（81）の液側端部には、第１液連絡配管（12）が接続される。冷設回路（81）のガス側端部には、第１ガス連絡配管（13）が接続される。冷設回路（81）には、液側端から順に、冷設膨張弁（82）及び冷設熱交換器（83）が設けられる。冷設膨張弁（82）は、開度が可変な電子膨張弁で構成される。

冷設熱交換器（83）は、第１利用熱交換器を構成している。冷設熱交換器（83）は、フィン・アンド・チューブ型の熱交換器である。冷設熱交換器（83）の近傍には、庫内ファン（83a）が設けられている。冷設熱交換器（83）を流れる冷媒と、庫内ファン（83a）が送風する空気とが熱交換する。冷設熱交換器（83）のガス側端部は、第１ガス連絡配管（13）を介して第１圧縮機（31）の第１吸入管（32）に繋がる。

〈室内ユニット〉
室内ユニット（90）は、屋内に設置される。室内ユニット（90）には、室内回路（91）が設けられる。室内回路（91）のガス側端部には、第２ガス連絡配管（15）が接続される。室内回路（91）の液側端部には、第２液連絡配管（14）が接続される。室内回路（91）には、液側端から順に、室内膨張弁（92）及び室内熱交換器（93）が設けられる。室内膨張弁（92）は、開度が可変な電子膨張弁で構成される。

室内熱交換器（93）は、第２利用熱交換器を構成している。室内熱交換器（93）は、フィン・アンド・チューブ型の熱交換器である。室内熱交換器（93）の近傍には、室内ファン（93a）が設けられている。室内熱交換器（93）を流れる冷媒と、室内ファン（93a）が送風する空気とが熱交換する。室内熱交換器（93）のガス側端部は、第２ガス連絡配管（15）、ブリッジ回路（70）の第４流路（74）、及び吸入中継管（58）を介して、第２圧縮機（41）の第２吸入管（42）に繋がる。

〈第１補助熱交換器〉
上述したように、室外ユニット（20）の上記圧縮部（30）は、複数の利用熱交換器（83，93）のうち、冷凍サイクルの蒸発温度が低い冷設熱交換器（83）に吸入部（吸入ポート）が接続された第１圧縮機（31）と、冷設熱交換器（83）よりも蒸発温度が高い室内熱交換器（93）に吸入部（吸入ポート）が接続された第２圧縮機（41）とを備える。この実施形態では、室内熱交換器（93）を流れる冷媒を吸入して圧縮する第２圧縮機（41）の能力不足を補うために、室外ユニット（20）に、第１補助熱交換器（110）が設けられる。つまり、第１補助熱交換器（110）は、第２圧縮機（41）及び室内熱交換器（93）の能力を補助するための熱交換器である。

第１補助熱交換器（110）は、第１高圧流路（111）と第１低圧流路（112）とを有する。第１高圧流路（111）は、第３配管（第１液管）（63）に接続される。第１低圧流路（112）は、第３配管（第１液管）（63）から分岐した第１分岐管（115）に冷媒流入端が接続される。第１分岐管（115）には第１減圧弁（第１減圧機構）（116）として第１膨張弁が設けられる。第１補助熱交換器（110）では、第１高圧流路（111）を流れる冷媒と、第１低圧流路（112）を流れる冷媒とが熱交換する。

第１低圧流路（112）の冷媒流出端には、第１補助吸入管（118）が接続される。第１補助吸入管（118）は、上記第２圧縮機（41）の吸入部である第２低段圧縮機構（41a）の吸入ポートに、吸入中継管（58）を介して接続される。第１補助吸入管（118）は、第２高段圧縮機構（41b）の吸入ポートに接続されていてもよい。

〈センサ〉
冷凍装置（10）には、各種のセンサが設けられる。これらのセンサが検出する指標の一例として、冷媒回路（11）の高圧冷媒の温度／圧力、低圧冷媒の温度／圧力、中間圧冷媒の温度／圧力、室外熱交換器（22）の冷媒の温度、冷設熱交換器（83）の冷媒の温度、室内熱交換器（93）の冷媒の温度、各圧縮機（31,41）の吸入過熱度、各圧縮機（31,41）の吐出過熱度、室外空気の温度、庫内空気の温度、室内空気の温度が挙げられる。

なお、図１では、これらのセンサのうち、詳細は後述する外気温度センサ（94）、第１冷媒温度センサ（95）、第２冷媒温度センサ（96）、及び内気温度センサ（97）を図示している。

〈コントローラ〉
制御部であるコントローラ（100）は、制御基板上に搭載されたマイクロコンピュータと、該マイクロコンピュータを動作させるためのソフトウエアを格納するメモリディバイス（具体的には半導体メモリ）とを含む。コントローラ（100）は、運転指令やセンサの検出信号に基づいて、冷凍装置（1）の各機器を制御する。コントローラ（100）による各機器の制御により、冷凍装置（1）の運転が切り換えられる。コントローラ（100）は、空調能力が不足するときに空調能力補助運転の制御も行う。

−運転動作−
冷凍装置（1）の運転動作について詳細に説明する。図２に示すように、冷凍装置の運転は、冷設運転、冷房運転、冷房/冷設運転、暖房運転、暖房/冷設運転、暖房/冷設熱回収運転、暖房/冷設余熱運転、及びデフロスト運転を含む。

冷設運転では、冷設ユニット（80）が運転され、室内ユニット（90）は停止する。冷房運転では、冷設ユニット（80）が停止し、室内ユニット（90）が冷房を行う。冷房/冷設運転では、冷設ユニット（80）が運転され、室内ユニット（90）が冷房を行う。暖房運転では、冷設ユニット（80）が停止し、室内ユニット（90）が暖房を行う。暖房/冷設運転、暖房/冷設熱回収運転、及び暖房/冷設余熱運転のいずれにおいても、冷設ユニット（80）が運転され、室内ユニット（90）が暖房を行う。デフロスト運転では、冷設ユニット（80）が運転され、室外熱交換器（22）の表面の霜を融かす動作が行われる。

暖房/冷設運転は、室内ユニット（90）の必要な暖房能力が比較的大きい条件下で実行され、不足する熱量が室外から取り込まれる。暖房/冷設余熱運転は、室内ユニット（90）の必要な暖房能力が比較的小さい条件下で実行され、余剰の熱量が室外に放出される。暖房/冷設熱回収運転は、室内ユニット（90）の必要な暖房能力が、暖房/冷設運転と暖房/冷設余熱運転の間である条件（冷設と暖房がバランスする条件）下で実行される。

図２に示すように、各運転では、第１圧縮機（31）及び第２圧縮機（41）の一方又は両方が運転される。第１圧縮機（31）のみ運転する場合、圧力調節弁（V5）が閉状態となる。第２圧縮機（41）のみ運転する場合、圧力調節弁（V5）が開状態となる。第１圧縮機（31）及び第２圧縮機（41）を運転する場合、冷房/冷設運転と暖房/冷設運転を除いて圧力調節弁（V5）が開状態となる。以下の各運転の説明では、第１圧縮機（31）及び第２圧縮機（41）を運転する場合を例示する。

〈冷設運転〉
図３に示す冷設運転では、第１弁（V1）が開状態となり、第２弁（V2）、第３弁（V3）、第４弁（V4）が閉状態となる。室外膨張弁（23）は全開状態となり、冷設膨張弁（82）の開度が過熱度制御により調節され、室内膨張弁（92）が全閉状態となる。圧縮部（30）で圧縮された冷媒が、室外熱交換器（22）で放熱し、冷設熱交換器（83）で蒸発する冷凍サイクルが行われる。

具体的には、第１圧縮機（31）及び第２圧縮機（41）で圧縮された冷媒は、ブリッジ回路（70）の第１流路（71）を経由して室外熱交換器（22）を流れる。室外熱交換器（22）では、冷媒の熱が室外空気へ放出される。室外熱交換器（22）で放熱した冷媒は、レシーバ（24）、過冷却熱交換器（25）の高圧側流路（25a）を経由して冷設熱交換器（83）を流れる。冷設熱交換器（83）では、蒸発する冷媒によって庫内空気が冷やされる。冷設熱交換器（83）で蒸発した冷媒は、第１圧縮機（31）及び第２圧縮機（41）に吸入される。

冷設運転や、他の運転では、次のように中間圧の冷媒を冷却する冷媒冷却動作が適宜行われる。第１圧縮機（31）の第１低段圧縮機構（31a）で圧縮された冷媒の少なくとも一部は、第１中継管（33）を経由して第１インタークーラ（36）を流れる。第１インタークーラ（36）では、冷媒の熱が室外空気へ放出される。第１インタークーラ（36）で冷却された冷媒は、第１圧縮機（31）の第１高段圧縮機構（31b）で更に圧縮される。同様に、第２圧縮機（41）の第２低段圧縮機構（41a）で圧縮された冷媒の少なくとも一部は、第２中継管（43）を経由して第２インタークーラ（46）を流れる。第２インタークーラ（46）では、冷媒の熱が室外空気へ放出される。第２インタークーラ（46）で冷却された冷媒は、第２圧縮機（41）の第２高段圧縮機構（41b）で更に圧縮される。

冷設運転や、他の運転では、過冷却熱交換器（25）の低圧側流路（25b）を流れた冷媒を各圧縮機（31,41）へ導入するインジェクション動作が適宜行われる。なお、各図においては、インジェクション動作時の冷媒の流れの図示は省略している。第２配管（62）の冷媒の一部は、導入管（53）に流入する。また、レシーバ（24）内のガス冷媒は、ガス抜き管（67）を経由して導入管（53）に流入する。導入管（53）に流入した冷媒は、減圧弁（54）で減圧された後、低圧側流路（25b）を流れる。冷設熱交換器（83）では、高圧側流路（25a）を流れる冷媒の熱が、低圧側流路（25b）を流れる冷媒に付与される。低圧側流路（25b）を流出した冷媒は、第１導入分岐管（53a）及び第２導入分岐管（53b）に分流する。第１導入分岐管（53a）の冷媒は、第１中継管（33）を経由して第１圧縮機（31）の第１高段圧縮機構（31b）に導入される。第２導入分岐管（53b）の冷媒は、第２中継管（43）を経由して第２圧縮機（41）の第２高段圧縮機構（41b）に導入される。

〈冷房運転〉
図４に示す冷房運転では、第１弁（V1）及び第４弁（V4）が開状態となり、第２弁（V2）及び第３弁（V3）が閉状態となる。室外膨張弁（23）は全開状態となり、冷設膨張弁（82）が全閉状態となり、室内膨張弁（92）の開度が過熱度制御により制御される。圧縮部（30）で圧縮された冷媒が、室外熱交換器（22）で放熱し、冷設熱交換器（83）で蒸発する冷凍サイクルが行われる。

具体的には、第１圧縮機（31）及び第２圧縮機（41）で圧縮された冷媒は、ブリッジ回路（70）の第１流路（71）を経由して室外熱交換器（22）を流れる。室外熱交換器（22）では、冷媒の熱が室外空気へ放出される。室外熱交換器（22）で放熱した冷媒は、レシーバ（24）、過冷却熱交換器（25）の高圧側流路（25a）を経由して室内熱交換器（93）を流れる。室内熱交換器（93）では、蒸発する冷媒によって室内空気が冷やされる。室内熱交換器（93）で蒸発した冷媒は、ブリッジ回路（70）の第４流路（74）及び吸入中継管（58）を経由して第１圧縮機（31）及び第２圧縮機（41）に吸入される。

〈冷房/冷設運転〉
図５に示す冷房/冷設運転では、第１弁（V1）及び第４弁（V4）が開状態となり、第２弁（V2），第３弁（V3）及び圧力調節弁（V5）が閉状態となる。室外膨張弁（23）は全開状態となり、冷設膨張弁（82）及び室内膨張弁（92）の開度が過熱度制御により制御される。圧縮部（30）で圧縮された冷媒が、室外熱交換器（22）で放熱し、冷設熱交換器（83）及び室内熱交換器（93）で蒸発する冷凍サイクルが行われる。

具体的には、第１圧縮機（31）及び第２圧縮機（41）で圧縮された冷媒は、ブリッジ回路（70）の第１流路（71）を経由して室外熱交換器（22）を流れる。室外熱交換器（22）では、冷媒の熱が室外空気へ放出される。室外熱交換器（22）で放熱した冷媒は、レシーバ（24）、過冷却熱交換器（25）の高圧側流路（25a）を経由して冷設熱交換器（83）及び室内熱交換器（93）を流れる。冷設熱交換器（83）では、蒸発する冷媒によって庫内空気が冷やされる。冷設熱交換器（83）で蒸発した冷媒は、第１ガス連絡配管（13）を経由して第１圧縮機（31）に吸入される。室内熱交換器（93）で蒸発した冷媒は、ブリッジ回路（70）の第４流路（74）及び吸入中継管（58）を経由して第２圧縮機（41）に吸入される。

〈暖房運転〉
図６に示す暖房運転では、第２弁（V2）及び第３弁（V3）が開状態となり、第１弁（V1）及び第４弁（V4）が閉状態となる。室外膨張弁（23）の開度が過熱度制御され、冷設膨張弁（82）が全閉状態となり、室内膨張弁（92）が全開状態となる。圧縮部（30）で圧縮された冷媒が、室内熱交換器（93）で放熱し、室外熱交換器（22）で蒸発する冷凍サイクルが行われる。

具体的には、第１圧縮機（31）及び第２圧縮機（41）で圧縮された冷媒は、ブリッジ回路（70）の第２流路（72）及び第２ガス連絡配管（15）を経由して室内熱交換器（93）を流れる。室内熱交換器（93）では、放熱する冷媒によって室内空気が加熱される。室内熱交換器（93）で放熱した冷媒は、レシーバ（24）、過冷却熱交換器（25）の高圧側流路（25a）を経由して室外熱交換器（22）を流れる。室外熱交換器（22）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（22）で蒸発した冷媒は、ブリッジ回路（70）の第３流路（73）及び吸入中継管（58）を経由して第１圧縮機（31）及び第２圧縮機（41）に吸入される。

〈暖房/冷設運転〉
図７に示す暖房/冷設運転では、第２弁（V2）及び第３弁（V3）が開状態となり、第１弁（V1），第４弁（V4）及び圧力調節弁（V5）が閉状態となる。室外膨張弁（23）及び冷設膨張弁（82）の開度が過熱度制御され、室内膨張弁（92）が全開状態となる。圧縮部（30）で圧縮された冷媒が、室内熱交換器（93）で放熱し、室外熱交換器（22）及び冷設熱交換器（83）で蒸発する冷凍サイクルが行われる。

具体的には、第１圧縮機（31）及び第２圧縮機（41）で圧縮された冷媒は、ブリッジ回路（70）の第２流路（72）及び第２ガス連絡配管（15）を経由して室内熱交換器（93）を流れる。室内熱交換器（93）では、放熱する冷媒によって室内空気が加熱される。室内熱交換器（93）で放熱した冷媒は、レシーバ（24）、過冷却熱交換器（25）の高圧側流路（25a）を経由して室外熱交換器（22）及び冷設熱交換器（83）を流れる。室外熱交換器（22）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（22）で蒸発した冷媒は、ブリッジ回路（70）の第３流路（73）及び吸入中継管（58）を経由して第２圧縮機（41）に吸入される。冷設熱交換器（83）では、蒸発する冷媒によって庫内空気が冷やされる。冷設熱交換器（83）で蒸発した冷媒は、第１ガス連絡配管（13）を経由して第１圧縮機（31）に吸入される。

〈暖房/冷設熱回収運転〉
図８に示す暖房/冷設熱回収運転では、第２弁（V2）が開状態となり、第１弁（V1）及び第４弁（V4）が閉状態となる。第３弁（V3）は原則として開状態となる。室外膨張弁（23）が全閉状態となり、冷設膨張弁（82）の開度が過熱度制御され、室内膨張弁（92）が全開状態となる。圧縮部（30）で圧縮された冷媒が、室内熱交換器（93）で放熱し、冷設熱交換器（83）で蒸発する冷凍サイクルが行われる。この際、室外熱交換器（22）は、停止状態となる。

具体的には、第１圧縮機（31）及び第２圧縮機（41）で圧縮された冷媒は、ブリッジ回路（70）の第２流路（72）及び第２ガス連絡配管（15）を経由して室内熱交換器（93）を流れる。室内熱交換器（93）では、放熱する冷媒によって室内空気が加熱される。室内熱交換器（93）で放熱した冷媒は、レシーバ（24）、過冷却熱交換器（25）の高圧側流路（25a）を経由して冷設熱交換器（83）を流れる。冷設熱交換器（83）では、蒸発する冷媒によって庫内空気が冷やされる。冷設熱交換器（83）で蒸発した冷媒は、第１ガス連絡配管（13）を経由して第１圧縮機（31）及び第２圧縮機（41）に吸入される。

〈暖房/冷設余熱運転〉
図９に示す暖房/冷設余熱運転では、第１弁（V1）及び第２弁（V2）が開状態となり、第３弁（V3）及び第４弁（V4）が閉状態となる。室外膨張弁（23）及び室内膨張弁（92）が全開状態となり、冷設膨張弁（82）の開度が過熱度制御される。圧縮部（30）で圧縮された冷媒が、室外熱交換器（22）及び室内熱交換器（93）で放熱し、冷設熱交換器（83）で蒸発する冷凍サイクルが行われる。

具体的には、第１圧縮機（31）及び第２圧縮機（41）で圧縮された冷媒は、ブリッジ回路（70）の第１流路（71）及び第２流路（72）に分流する。第１流路（71）を流出した冷媒は、室外熱交換器（22）を流れる。室外熱交換器（22）では、冷媒の熱が室外空気へ放出される。第２流路（72）を流出した冷媒は、第２ガス連絡配管（15）を経由して室内熱交換器（93）を流れる。室内熱交換器（93）では、放熱する冷媒によって室内空気が加熱される。室内熱交換器（93）で放熱した冷媒は、室外熱交換器（22）で放熱した冷媒と合流し、レシーバ（24）、過冷却熱交換器（25）の高圧側流路（25a）を経由して冷設熱交換器（83）を流れる。冷設熱交換器（83）では、蒸発する冷媒によって庫内空気が冷やされる。冷設熱交換器（83）で蒸発した冷媒は、第１ガス連絡配管（13）を経由して第１圧縮機（31）及び第２圧縮機（41）に吸入される。

〈デフロスト運転〉
デフロスト運転の冷媒の流れは、図３に示す冷房運転と同様である。つまり、第１圧縮機（31）及び第２圧縮機（41）で圧縮された冷媒は、室外熱交換器（22）で放熱する。これにより、室外熱交換器（22）の表面の霜と融ける。室外熱交換器（22）の除霜に利用された冷媒は、室内熱交換器（93）で蒸発した後、第１圧縮機（31）及び第２圧縮機（41）に吸入される。

−空調能力補助運転−
本実施形態では、冷設熱交換器（83）で蒸発した冷媒を第１圧縮機（31）で吸入する第１冷凍サイクルと、室内熱交換器（93）で蒸発した冷媒を第２圧縮機（41）で吸入する第２冷凍サイクルとが行われる運転状態（図５の冷房/冷設運転の状態）で、室内熱交換器（93）の冷却能力が不足すると、図１０のフローチャートに従って空調能力補助運転が行われる。

具体的には、空調能力補助運転時に、コントローラ（100）は、ステップST１１において、(1)空調用の第２圧縮機（41）が最大周波数であり、(2)空調能力アップの要求があり、(3)冷設用の第１圧縮機（31）が最大周波数でないまたは空調優先である、という３つの条件が全て満たされているかどうかを判別する。この３つの条件が満たされていると、第２圧縮機（41）を最大容量にしているのに室内熱交換器（93）の冷却能力が不足しており、室内熱交換器（93）の冷却能力が冷却負荷を下回っている。

そこで、この場合は、ステップST１２へ進んで、第１補助熱交換器（110）を設けていなければ冷設熱交換器（83）へ流れて行くことになる冷媒の一部を、第１分岐管（115）の第１減圧弁（116）（図では第１減圧弁を空調補助用膨張弁と表示）で減圧して第１低圧流路（112）で蒸発させ、第１補助吸入管（118）から吸入中継管（58）を介して第２圧縮機（41）に吸入させる。このとき、第１減圧弁（116）は、第１低圧流路（112）の冷媒圧力が第２圧縮機（41）の吸入圧力になるように開度が調整される。なお、第１補助吸入管（118）が第２高段圧縮機構（41b）の吸入ポートに接続されている場合は、第１減圧弁（116）は、第１低圧流路（112）の冷媒圧力が第２圧縮機（41）の中間圧力になるように開度が調整される。

この運転を行うと、第２圧縮機（41）の吸入冷媒量を増やせるので、室内熱交換器（93）の冷媒流量が増加して冷却能力が高められる。このように、ステップST１１の条件が満たされたときは、第１液管（63）を流れる冷媒の一部を利用して室内熱交換器（93）の冷却能力を補助する空調能力補助運転（第１補助運転）が行われる。この運転時は、第１高圧流路（111）で冷媒が過冷却されるため、冷設熱交換器（83）の能力低下が抑制される。

ステップST１１の条件が満たされないときは、室内熱交換器（93）の冷却能力を高める運転が求められていないか、室内熱交換器（93）の冷却能力を第２圧縮機（41）の運転周波数を上昇させて高める余裕がある。したがって、この場合は、１補助熱交換器（110）を用いた空調能力補助運転（第１補助運転）は行われない。そこで、この場合は、ステップST１３において、第１減圧弁（116）が全閉となる。

−実施形態１の効果−
この実施形態１では、蒸発温度が異なる複数の利用熱交換器（83，93）が共用の熱源熱交換器（22）に並列に接続された冷媒回路（11）を有する冷凍装置において、蒸発温度が低い冷設熱交換器（83）に吸入部が接続された第１圧縮機（31）と、それよりも蒸発温度が高い室内熱交換器（93）に吸入部が接続された第２圧縮機（41）とで圧縮部（30）を構成している。また、第１高圧流路（111）と第１低圧流路（112）とを有し、第１高圧流路（111）を流れる冷媒と第１低圧流路（112）を流れる冷媒とが熱交換をする第１補助熱交換器（110）を設け、第１低圧流路（112）の冷媒流出側と第２圧縮機（41）の吸入部とを第１補助吸入管（118）で接続している。

したがって、この実施形態１によれば、冷設熱交換器（83）で蒸発した冷媒を第１圧縮機（31）で吸入する第１冷凍サイクルと、室内熱交換器（93）で蒸発した冷媒を第２圧縮機（41）で吸入する第２冷凍サイクルとが行われる冷房/冷設運転の状態で、室内熱交換器（93）の冷却能力が冷却負荷を下回って冷却能力が不足する状態になると、空調能力補助運転（第１補助運転）を行うことができる。

空調能力補助運転時は、具体的には、第１補助熱交換器（110）が設けられていないと冷設熱交換器（83）へ流れていく冷媒の一部が、第１低圧流路（112）に分流して第１高圧流路（111）の冷媒と熱交換して蒸発する。蒸発した冷媒は、第１補助吸入管（118）を通って第２圧縮機（41）に吸入される。その結果、第２圧縮機（41）の吸入冷媒量を増やして、蒸発温度が高い室内熱交換器（93）の冷媒循環量を増やせるので、室内熱交換器（93）の冷却能力を高められる。

このように、従来は冷房/冷設運転の状態で蒸発温度が高い室内熱交換器（93）の能力不足が生じたときに、室内熱交換器（93）の冷却能力を高めることができなかったのに対して、本実施形態によれば、室内熱交換器（93）の冷却能力を高めることが可能になる。したがって、より幅広い運転条件に対応することが可能になる。

本実施形態では、第１圧縮機（31）の第１吸入管（32）と第２圧縮機（41）の第２吸入管（42）とに、開度調節可能な圧力調節弁（V5）が設けられた吸入連通管（50）を接続している。

本実施形態によれば、室内熱交換器（93）の冷却能力を高めるだけでなく、室内熱交換器（93）から流出した冷媒の一部を圧力調整弁（V5）で減圧して第１圧縮機（31）で吸入する運転が可能になるので、冷設熱交換器（83）の冷媒循環量を増やすことで冷設熱交換器（83）の冷却能力を高めることも可能になる。

本実施形態では、冷媒として二酸化炭素を用いている。このため、地球温暖化の影響を緩和できる。

《実施形態２》
実施形態２について説明する。

図１１に示すように、実施形態２は、実施形態１の冷凍装置（10）に、さらに第２補助熱交換器（120）を設けた例である。第２補助熱交換器（120）は、冷設熱交換器（83）を流れる冷媒を吸入して圧縮する第１圧縮機（31）の能力不足を補うために、室外ユニット（20）に設けられている。つまり、第２補助熱交換器（110）は、第１圧縮機（31）及び冷設熱交換器（83）の能力を補助するための熱交換器である。

第２補助熱交換器（120）は、第２高圧流路（121）と第２低圧流路（122）とを有する。第２高圧流路（121）は、第５配管（第２液管）（65）に接続される。第２低圧流路（122）は、第３配管（第１液管）（63）から分岐した第２分岐管（125）に冷媒流入端が接続される。第２分岐管（125）には第２減圧弁（第２減圧機構）（126）として第２膨張弁が設けられる。第２補助熱交換器（120）では、第２高圧流路（121）を流れる冷媒と、第２低圧流路（122）を流れる冷媒とが熱交換する。

第２低圧流路（122）の冷媒流出端には、第２補助吸入管（128）が接続される。第２補助吸入管（128）は、上記第１圧縮機（31）の吸入部である第１低段圧縮機構（31a）の吸入ポートに、第１吸入管（32）を介して接続される。第２補助吸入管（128）は、第１高段圧縮機構（31b）の吸入ポートに接続されていてもよい。

この実施形態２の冷媒回路（11）は、第２補助熱交換器（120）を追加した点を除いては、実施形態１と同様に構成されている。

−運転動作−
この実施形態２においても、冷凍装置（1）は、実施形態１と同様に、冷設運転、冷房運転、冷房/冷設運転、暖房運転、暖房/冷設運転、暖房/冷設熱回収運転、暖房/冷設余熱運転、及びデフロスト運転を行うことができる。

この実施形態２では、冷房/冷設運転時に空調能力補助運転を行うことができるのに加え、同じく図５の冷房/冷設運転時に冷設熱交換器（83）の冷却能力が不足する場合は、図１２のフローチャートに従って冷設能力補助運転を行うことができる。

具体的には、冷設能力補助運転時に、コントローラ（100）は、ステップST２１において、(1)冷設用の第１圧縮機（31）が最大周波数であり、(2)冷設能力アップの要求があり、(3)空調用の第２圧縮機（41）が最大周波数でないまたは冷設優先である、という３つの条件が全て満たされているかどうかを判別する。この３つの条件が満たされていると、第１圧縮機（31）を最大能力にしているのに冷設熱交換器（83）の冷却能力が不足しており、冷設熱交換器（83）の冷却能力が冷却負荷を下回っている。

そこで、この場合は、ステップST２２へ進んで、第２補助熱交換器（120）を設けていなければ室内熱交換器（93）へ流れて行くことになる冷媒の一部を、第２分岐管（125）の第２減圧弁（126）（図では第２減圧弁を冷設補助用膨張弁と表示）で減圧して第２低圧流路（122）で蒸発させ、第２補助吸入管（128）から第１吸入管（32）を介して第１圧縮機（31）に吸入させる。このとき、第２減圧弁（126）は、第２低圧流路（122）の冷媒圧力が第１圧縮機（31）の吸入圧力になるように開度が調整される。なお、第２補助吸入管（128）が第１高段圧縮機構（31b）の吸入ポートに接続されている場合は、第２減圧弁（126）は、第２低圧流路（122）の冷媒圧力が第１圧縮機（31）の中間圧力になるように開度が調整される。

この運転を行うと、第１圧縮機（31）の吸入冷媒量を増やせるので、冷設熱交換器（83）の冷媒流量が増加して冷却能力が高められる。このように、ステップST２１の条件が満たされたときは、第２液管（65）を流れる冷媒の一部を利用して冷設熱交換器（83）の冷却能力を補助する冷設能力補助運転（第２補助運転）が行われる。この運転時は、第２高圧流路（121）で冷媒が過冷却されるため、室内熱交換器（93）の能力低下が抑制される。

ステップST２１の条件が満たされないときは、冷設熱交換器（83）の冷却能力を高める運転が求められていないか、冷設熱交換器（83）の冷却能力を第１圧縮機（31）の運転周波数を上昇させて高める余裕がある。したがって、この場合は、第２補助熱交換器（120）を用いた冷設能力補助運転（第２補助運転）は行われない。そこで、この場合は、ステップST２３において、第２減圧弁（126）が全閉となる。

−実施形態２の効果−
この実施形態２では、第２高圧流路（121）と第２低圧流路（122）とを有し、第２高圧流路（121）を流れる冷媒と第２低圧流路（122）を流れる冷媒とが熱交換をする第２補助熱交換器（120）を設け、第２低圧流路（122）の冷媒流出側と第１圧縮機（31）の吸入部とを第１補助吸入管（118）で接続している。

したがって、この実施形態２によれば、冷房/冷設運転の状態で、実施形態１の空調能力補助運転を行うことができるのに加えて、冷設熱交換器（83）の冷却能力が冷却負荷を下回ってその冷却能力が不足する状態になると、冷設能力補助運転（第２補助運転）を行うことができる。

冷設能力補助運転時は、具体的には、第２補助熱交換器（120）が設けられていないと室内熱交換器（93）へ流れていく冷媒の一部が、第２低圧流路（122）に分流して第２高圧流路（121）の冷媒と熱交換して蒸発する。蒸発した冷媒は、第２補助吸入管（128）を通って第１圧縮機（31）に吸入される。その結果、第１圧縮機（31）の吸入冷媒量を増やして、蒸発温度が低い冷設熱交換器（93）の冷媒循環量を増やせるので、室内熱交換器（93）の冷却能力も高められる。このように、本実施形態によれば、空調能力補助運転に加えて、第２補助熱交換器（120）を用いて冷設能力補助運転も行えるので、より幅広い運転条件に対応することが可能になる。

《実施形態３》
冷凍装置（10）には、第２利用熱交換器として、水などの熱媒体と冷媒とを熱交換させる熱交換器（85）を用いてもよい。

図１３に示す実施形態３の冷凍装置（10）では、実施形態１の室内熱交換器（93）に代えて、温水及び冷水を生成するための熱交換器（85）が設けられる。熱交換器（85）は、室外回路（21）に接続される。熱交換器（85）の液側には、実施形態の室内膨張弁（92）と同様に機能する膨張弁（86）が接続される。熱交換器（85）は、冷媒流路（85a）と熱媒体流路（85b）とを有する。熱交換器（85）では、冷媒と熱媒体（水）とが熱交換する。

熱交換器（85）が放熱器として機能すると、冷媒流路（85a）の冷媒によって、熱媒体流路（85b）の水が加熱される。この水は、温水としてタンク（87）に貯留される。熱交換器（85）が蒸発器として機能すると、冷媒流路（85a）の冷媒によって、熱媒体流路（85b）の水が冷却される。この水は、冷水としてタンク（87）に貯留される。タンク（87）に貯留された温水及び冷水は、ポンプ（88）によって対象へ供給される。

この実施形態３においても、実施形態２と同様に配管接続された第１補助熱交換器（110）と第２補助熱交換器（120）が設けられている。したがって、実施形態２と同様に空調能力補助運転と冷設能力補助運転を行えるので、空調能力補助と冷設能力補助に関して実施形態２と同様の効果を得ることができる。

《その他の実施形態》
上記実施形態や、各変形例においては、以下のような構成としてもよい。

実施形態１〜３において、上記第１分岐管（115）は、第１補助熱交換器（110）の第１高圧流路（111）の下流側で第３配管（63）（第１液分岐管（63a））から分岐し、第１減圧機構（116）を介して第１低圧流路（112）の冷媒流入側に接続される構成であってもよい。第１低圧流路（112）の冷媒流出側には、第１補助吸入管（118）が接続される。

実施形態２，３において、第２分岐管（125）は、第２補助熱交換器（120）の第２高圧流路（121）の下流側で第５配管（65）から分岐し、第２減圧機構（126）を介して第２低圧流路（122）の冷媒流入側に接続される構成であってもよい。第２低圧流路（122）の冷媒流出側には、第２補助吸入管（128）が接続される。

以上のように、第１分岐管（115）に設けられる第１減圧機構（116）や第２分岐管（125）に設けられる第２減圧機構（126）は、第１高圧流路（111）や第２高圧流路（121）の上流側と下流側のどちらに配置してもよい。

冷媒回路（11）の冷媒は、二酸化炭素に限らず、ＨＦＣ系の冷媒などの他の冷媒を用いてもよい。冷凍サイクルは、冷媒を臨界圧力以上にまで圧縮する、いわゆる臨界サイクルであってもよいし、冷媒を臨界圧力よりも低い圧力まで圧縮する、いわゆる亜臨界サイクルであってもよい。

第１圧縮機（31）及び第２圧縮機（41）は、単段式であってもよい。

第１利用熱交換器及び第２利用熱交換器は、それぞれ２つ以上あってもよい。第１利用熱交換器は、冷凍庫の庫内を冷却するものであってもよいし、冷房専用の室内ユニットに設けられてもよい。

各実施形態の冷媒回路（11）には、ブリッジ回路（70）に代えて、複数の四路切換弁などを用いた流路切換機構を設けてもよい。

以上、実施形態および変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能である。また、以上の実施形態および変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。以上に述べた「第１」、「第２」、「第３」…という記載は、これらの記載が付与された語句を区別するために用いられており、その語句の数や順序までも限定するものではない。

以上説明したように、本開示は、冷凍装置について有用である。

10 冷凍装置
11 冷媒回路
22 室外熱交換器（熱源熱交換器）
30 圧縮部
31 第１圧縮機
32 第１吸入管
41 第１圧縮機
42 第２吸入管
50 吸入連通管
63 第３配管（第１液管）
83 冷設熱交換器（第１利用熱交換器）
93 室内熱交換器（第２利用熱交換器）
100 コントローラ（制御部）
110 第１補助熱交換器
111 第１高圧流路
112 第１低圧流路
115 第１分岐管
116 第１減圧機構
118 第１補助吸入管
120 第２補助熱交換器
121 第２高圧流路
122 第２低圧流路
125 第２分岐管
126 第２減圧機構
128 第２補助吸入管
V5 圧力調節弁

Claims (5)

1. 蒸発温度が異なる複数の利用熱交換器（83，93）が共用の熱源熱交換器（22）に並列に接続された冷媒回路（11）を有する冷凍装置であって、
   複数の利用熱交換器（83，93）のうち、冷凍サイクルの蒸発温度が低い第１利用熱交換器（83）に吸入部が接続された第１圧縮機（31）と、第１利用熱交換器（83）よりも蒸発温度が高い第２利用熱交換器（93）に吸入部が接続された第２圧縮機（41）とを備えた圧縮部（30）と、
   上記第１利用熱交換器（83）に繋がる第１液分岐管（63a）と、該第１液分岐管（63a）から分岐して上記第２利用熱交換器（93）に繋がる第２液分岐管（63b）とを有する第１液管（63）と、
   上記第１液分岐管（63a）に、上記第２液分岐管（63b）が第１液分岐管（63a）から分岐する位置より上記第１利用熱交換器（83）側で接続された第１高圧流路（111）と、上記第１液分岐管（63a）から分岐し且つ第１減圧機構（116）が設けられた第１分岐管（115）に接続された第１低圧流路（112）とを有し、第１高圧流路（111）を流れる冷媒と第１低圧流路（112）を流れる冷媒とが熱交換をする第１補助熱交換器（110）と、
   上記第１補助熱交換器（110）の第１低圧流路（112）の冷媒流出側と、上記第２圧縮機（41）の冷媒吸入部とに接続された第１補助吸入管（118）と、
   冷媒回路（11）の運転動作を制御する制御部（100）と、
   を備えていることを特徴とする冷凍装置。
2. 蒸発温度が異なる複数の利用熱交換器（83，93）が共用の熱源熱交換器（22）に並列に接続された冷媒回路（11）を有する冷凍装置であって、
   複数の利用熱交換器（83，93）のうち、冷凍サイクルの蒸発温度が低い第１利用熱交換器（83）に吸入部が接続された第１圧縮機（31）と、第１利用熱交換器（83）よりも蒸発温度が高い第２利用熱交換器（93）に吸入部が接続された第２圧縮機（41）とを備えた圧縮部（30）と、
   上記第１利用熱交換器（83）に接続される第１液管（63）に接続された第１高圧流路（111）と、第１液管（63）から分岐し且つ第１減圧機構（116）が設けられた第１分岐管（115）に接続された第１低圧流路（112）とを有し、第１高圧流路（111）を流れる冷媒と第１低圧流路（112）を流れる冷媒とが熱交換をする第１補助熱交換器（110）と、
   上記第１補助熱交換器（110）の第１低圧流路（112）の冷媒流出側と、上記第２圧縮機（41）の冷媒吸入部とに接続された第１補助吸入管（118）と、
   冷媒回路（11）の運転動作を制御する制御部（100）と、
   を備え、
   上記制御部（100）は、第１利用熱交換器（83）で蒸発した冷媒を第１圧縮機（31）で吸入する第１冷凍サイクルと、第２利用熱交換器（93）で蒸発した冷媒を第２圧縮機（41）で吸入する第２冷凍サイクルとが行われる運転状態で、第１利用熱交換器（83）の冷却能力が冷却負荷を下回ると、第１低圧流路（112）の冷媒圧力を上記第２圧縮機（41）の吸入圧力または中間圧力にするように上記第１減圧機構（116）の開度を調節し、第１液管（63）を流れる冷媒の一部を第１分岐管（115）から第２圧縮機（41）に供給して第２利用熱交換器（93）の冷却能力を補助する第１補助運転を行う
   ように構成されていることを特徴とする冷凍装置。
3. 蒸発温度が異なる複数の利用熱交換器（83，93）が共用の熱源熱交換器（22）に並列に接続された冷媒回路（11）を有する冷凍装置であって、
   複数の利用熱交換器（83，93）のうち、冷凍サイクルの蒸発温度が低い第１利用熱交換器（83）に吸入部が接続された第１圧縮機（31）と、第１利用熱交換器（83）よりも蒸発温度が高い第２利用熱交換器（93）に吸入部が接続された第２圧縮機（41）とを備えた圧縮部（30）と、
   上記第１利用熱交換器（83）に接続される第１液管（63）に接続された第１高圧流路（111）と、第１液管（63）から分岐し且つ第１減圧機構（116）が設けられた第１分岐管（115）に接続された第１低圧流路（112）とを有し、第１高圧流路（111）を流れる冷媒と第１低圧流路（112）を流れる冷媒とが熱交換をする第１補助熱交換器（110）と、
   上記第１補助熱交換器（110）の第１低圧流路（112）の冷媒流出側と、上記第２圧縮機（41）の冷媒吸入部とに接続された第１補助吸入管（118）と、
   冷媒回路（11）の運転動作を制御する制御部（100）と、
   を備え、
   上記第２利用熱交換器（93）に接続される第２液管（65）に接続された第２高圧流路（121）と、第２液管（65）から分岐し且つ第２減圧機構（126）が設けられた第２分岐管（125）に接続された第２低圧流路（122）とを有し且つ第２高圧流路（121）を流れる冷媒と第２低圧流路（122）を流れる冷媒とが熱交換をする第２補助熱交換器（120）と、
   上記第２補助熱交換器（120）の第２低圧流路（122）の冷媒流出側と、上記第１圧縮機（31）の冷媒吸入部とに接続された第２補助吸入管（128）と、
   を備えていることを特徴とする冷凍装置。
4. 請求項３において、
   上記制御部（100）は、第１利用熱交換器（83）で蒸発した冷媒を第１圧縮機（31）で吸入する第１冷凍サイクルと、第２利用熱交換器（93）で蒸発した冷媒を第２圧縮機（41）で吸入する第２冷凍サイクルとが行われる運転状態で、第２利用熱交換器（93）の冷却能力が冷却負荷を下回ると、第２低圧流路（122）の冷媒圧力を上記第１圧縮機（31）の吸入圧力または中間圧力にするように上記第２減圧機構（126）の開度を調節し、第２液管（65）を流れる冷媒の一部を第２分岐管（125）から第１圧縮機（31）に供給して第１利用熱交換器（83）の冷却能力を補助する第２補助運転を行う
   ように構成されていることを特徴とする冷凍装置。
5. 請求項１から４のいずれか１つにおいて、
   上記第１圧縮機（31）の第１吸入管（32）と第２圧縮機（41）の第２吸入管（42）とに接続された吸入連通管（50）と、
   上記吸入連通管（50）に接続され且つ開度調節可能な圧力調節弁（V5）と、
   を備えていることを特徴とする冷凍装置。
   

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