JP6780518B2 - 冷凍装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷凍装置に関する。

従来、冷媒回路において冷媒を二段階に圧縮する二段圧縮冷凍サイクルを行う冷凍装置が知られている。例えば、特許文献１（特開２００７−９３０１７号公報）に開示される冷凍装置では、利用側熱交換器（蒸発器）から流出するガス冷媒を、低段側圧縮機において圧縮した後、高段側圧縮機に送りさらに圧縮してから熱源側熱交換器（凝縮器）に送ることで二段圧縮冷凍サイクルを行っている。

このような冷凍装置では、運転中、冷媒回路内において冷媒に相溶した冷凍機油を低段側圧縮機へ回収することを目的として、低段側圧縮機の吐出側に油分離器が配置されるのが一般的である。しかし、係る構成によると、冷凍機油が油分離器に滞留し、高段側圧縮機へと適正に回収されないことが想定される。係る場合には、高段側圧縮機において、冷凍機油が不足し、信頼性が低下しうる。また、高段側圧縮機の冷凍機油不足を回避すべく冷凍機油を追加的に充填して冷凍装置を運用する場合には、冷凍機油の追加量に応じて熱交換器に冷凍機油が過剰に滞留し、熱交換器の信頼性（伝熱性能）が低下しうる。

この点、特許文献１では、低段側圧縮機の吐出側に油分離器及び油戻し管を配置して、低段側圧縮機から吐出される冷媒に相溶している冷凍機油を冷媒と分離させ低段側圧縮機へと戻すとともに、低段側圧縮機から高段側圧縮機の吸入側へとバイパスするバイパス流路を形成し、低段側圧縮機内の圧力と高段側圧縮機の吸入側圧力との圧力差を用いて、バイパス流路を介して冷凍機油を高段側圧縮機へと回収することで信頼性低下が抑制されている。

しかし、特許文献１によると、低段側圧縮機に油回収用のポートを設けるとともに、係るポートから高段側圧縮機の吸入側へと冷凍機油をバイパスさせるバイパス流路を形成する必要があり、製造・施工上の手間やコストが増大する。

そこで、本発明の課題は、コストを抑制しつつ冷凍装置の信頼性低下を抑制することである。

本発明の第１観点に係る冷凍装置は、正サイクル運転又は逆サイクル運転を行う冷凍装置であって、低段側圧縮機と、高段側圧縮機と、切換弁と、低段側第１配管と、インジェクション配管と、油分離器と、接続配管と、高段側第１配管と、流量調整弁と、熱源側熱交換器と、利用側熱交換器と、コントローラと、を備える。正サイクル運転では、冷媒回路において冷媒が循環する。逆サイクル運転では、冷媒回路において正サイクル運転とは逆方向に冷媒が循環する。低段側圧縮機は、駆動時に冷媒を吸入し圧縮して吐出する。高段側圧縮機は、低段側圧縮機の、正サイクル運転時における冷媒流れの下流側に配置される。高段側圧縮機は、駆動時に冷媒を吸入し圧縮して吐出する。切換弁は、第１状態又は第２状態に切り換えられることで、冷媒回路における冷媒の流れを切り換える。

低段側第１配管は、低段側圧縮機の吐出側に配置される。低段側第１配管は、低段側圧縮機の吐出側に連通する。低段側第１配管は、低段側圧縮機から吐出される冷媒が流れる配管である。インジェクション配管は、一端が低段側圧縮機のインジェクションポートに接続される。インジェクション配管は、低段側圧縮機内にインジェクションされる冷媒が流れる配管である。油分離器は、低段側第１配管に連通する。油分離器は、冷媒に相溶している冷凍機油を、冷媒と分離させる。

接続配管は、油分離器及びインジェクション配管の間に配置される。接続配管は、油分離器及びインジェクション配管を連通させる。高段側第１配管は、切換弁が第２状態にある場合に、高段側圧縮機の吸入側とインジェクション配管の他端側とを連通させる。流量調整弁は、接続配管を流れる冷媒又は冷凍機油の流量を、開度に応じて増減させる。熱源側熱交換器は、正サイクル運転時には、冷媒の凝縮器として機能する。熱源側熱交換器は、逆サイクル運転時には、冷媒の蒸発器として機能する。利用側熱交換器は、正サイクル運転時には、冷媒の蒸発器として機能する。利用側熱交換器は、逆サイクル運転時には、冷媒の凝縮器として機能する。

コントローラは、各機器の状態を制御することで、正サイクル運転及び逆サイクル運転を状況に応じて切り換える。コントローラは、正サイクル運転時には、切換弁を第１状態に制御する。コントローラは、正サイクル運転時には、低段側圧縮機及び高段側圧縮機を駆動させる。コントローラは、逆サイクル運転時には、切換弁を第２状態に制御する。コントローラは、逆サイクル運転時には、高段側圧縮機を駆動させる。コントローラは、逆サイクル運転時には、低段側圧縮機の駆動を停止させる。コントローラは、逆サイクル運転時には、第１制御を実行する。コントローラは、第１制御においては、冷凍機油が油分離器から接続配管及びインジェクション配管を経て高段側第１配管へと流れるように、流量調整弁の開度を制御する。

本発明の第１観点に係る冷凍装置では、油分離器及びインジェクション配管の間に配置される接続配管によって油分離器及びインジェクション配管が連通し、流量調整弁の開度に応じて、接続配管を流れる冷媒又は冷凍機油の流量が増減する。そのうえで、コントローラは、切換弁が第２状態となり低段側圧縮機が停止する逆サイクル運転時には第１制御を実行し、第１制御において、冷凍機油が油分離器から接続配管及びインジェクション配管を経て高段側第１配管へと流れるように流量調整弁の開度を制御する。これにより、逆サイクル運転時においては、流量調整弁の開度が調整され、冷凍機油が、油分離器から接続配管及びインジェクション配管を経て、高段側第１配管へと流れる。その結果、油分離器に溜まった冷凍機油が、高段側第１配管から高段側圧縮機へと回収されることとなる。このため、運転時に低段側圧縮機内へ冷媒をインジェクションさせるよう構成された冷媒回路（つまりインジェクション配管を含む公知の冷媒回路）において、接続配管及び流量調整弁を用いるのみで、低段側圧縮機から高段側圧縮機へ冷凍機油を回収することが可能となる。すなわち、簡単な構成にして、高段側圧縮機へ冷凍機油を回収することが可能となる。よって、コストが抑制されつつ冷凍装置の信頼性低下が抑制される。

なお、ここでの「冷媒」は、特に限定されないが、例えば、Ｒ４１０ＡやＲ３２のようなＨＦＣ冷媒が想定される。

また、ここでの「冷凍機油」は、特に限定されないが、例えば、エステル結合を有するエステル油、カーボネート油、エーテル結合を有するポリアルキレングリコール油（ＰＡＧ）、又はポリビニールエーテル油等が想定される。

また、ここでの「正サイクル運転」は、例えば、利用側熱交換器が設置される対象空間の冷却を行う冷却運転等である。

また、ここでの「逆サイクル運転」は、例えば、利用側熱交換器に付着した霜を除霜するデフロスト運転や、冷凍機油を高段側圧縮機に回収するための油回収運転、又は利用側熱交換器が設置される対象空間の加熱を行う加熱運転等である。

本発明の第２観点に係る冷凍装置は、第１観点に係る冷凍装置であって、流量調整弁は、接続配管上に配置される。これにより、油分離器から接続配管へ流れる冷媒又は冷凍機油の流量を簡潔に調整することが可能となる。

本発明の第３観点に係る冷凍装置は、第１観点又は第２観点に係る冷凍装置であって、流量調整弁は、インジェクション配管上に配置される。これにより、低段側圧縮機への冷媒のインジェクション量を調整するためのインジェクション量調整弁を、油分離器から接続配管を経てインジェクション配管へと流れる冷媒又は冷凍機油の流量を調整するための「流量調整弁」として用いることが可能となる。よって、汎用性が向上する。

本発明の第４観点に係る冷凍装置は、第１観点から第３観点のいずれかに係る冷凍装置であって、コントローラは、逆サイクル運転時に、第１制御を間欠的に実行する。これにより、逆サイクル運転時においては、間欠的に、流量調整弁の開度が調整され、冷凍機油が、油分離器から接続配管及びインジェクション配管を経て、高段側第１配管へと流れる。すなわち、逆サイクル運転時において、第１制御の実行が中断されている期間中は、冷媒回路で第１制御により想定される流れとは異なる態様で冷媒を流すことも可能となる。その結果、冷凍機油の回収を、他の目的で行われる逆サイクル運転時に付帯的に行うことが可能となる。よって、汎用性がさらに向上する。

本発明の第５観点に係る冷凍装置は、第１観点から第４観点のいずれかに係る冷凍装置であって、低段側第２配管をさらに備える。低段側第２配管は、利用側熱交換器の液冷媒の出入口側に配置される。低段側第２配管は、高段側第１配管に連通する。インジェクション配管は、他端が低段側第２配管の両端間に接続される。これにより、第１制御実行時に、冷凍機油が、油分離器から接続配管及びインジェクション配管を経て低段側第２配管へと流れ、低段側第２配管から高段側第１配管へと流れる。すなわち、利用側熱交換器の液冷媒の出入口側から高段側圧縮機の吸入側へと延びる冷媒流路を介して冷凍機油を高段側圧縮機へ回収することが可能となる。よって、汎用性がさらに向上する。

なお、ここでの「液冷媒」には、飽和状態又は過冷却状態にある液冷媒に加えて気液二相冷媒も含まれる。

本発明の第６観点に係る冷凍装置は、第５観点に係る冷凍装置であって、第２流量調整弁をさらに備える。第２流量調整弁は、低段側第２配管上において、インジェクション配管との接続部分よりも逆サイクル運転時における冷媒流れの上流側（すなわち利用側熱交換器側）に配置される。第２流量調整弁は、低段側第２配管を流れる冷媒又は冷凍機油の流量を、開度に応じて増減させる。コントローラは、第１制御において、流量調整弁の開度を大きくするとともに第２流量調整弁の開度を絞る。

これにより、利用側熱交換器の液冷媒の出入口側から高段側圧縮機の吸入側へと延びる冷媒流路を介して冷凍機油を高段側圧縮機へ確実に回収することが可能となる。よって、信頼性低下がさらに抑制される。

本発明の第７観点に係る冷凍装置は、第１観点から第６観点のいずれかに係る冷凍装置であって、高段側第２配管をさらに備える。高段側第２配管は、逆サイクル運転時に、高段側圧縮機から吐出される冷媒が流れる。低段側第１配管は、一端が油分離器に接続される。低段側第１配管は、他端が利用側熱交換器に接続される。低段側第１配管は、両端間において低段側圧縮機の吐出配管を接続される。油分離器は、第１接続ポート、第２接続ポート、及び第３接続ポートを形成される。第１接続ポート、第２接続ポート、及び第３接続ポートは、冷媒又は冷凍機油の出入口として機能する。第１接続ポートには、高段側第２配管が接続される。第２接続ポートには、低段側第１配管が接続される。第３接続ポートには、接続配管が接続される。

これにより、低段側第１配管、高段側第１配管、及び高段側第２配管を用いて構成される一般的な冷媒回路において、高段側圧縮機への冷凍機油の回収を行うことが可能となる。よって、汎用性がさらに向上する。

本発明の第１観点に係る冷凍装置では、運転時に低段側圧縮機内へ冷媒をインジェクションさせるよう構成された既存の冷媒回路（つまりインジェクション配管を含む冷媒回路）において、接続配管及び流量調整弁を用いるのみで、低段側圧縮機から高段側圧縮機へ冷凍機油を回収することが可能となる。すなわち、簡単な構成にして、高段側圧縮機へ冷凍機油を回収することが可能となる。よって、コストが抑制されつつ冷凍装置の信頼性低下が抑制される。

本発明の第２観点に係る冷凍装置では、油分離器から接続配管へ流れる冷媒流量（冷凍機油の流量）を簡潔に調整することが可能となる。

本発明の第３観点に係る冷凍装置では、汎用性が向上する。

本発明の第４観点に係る冷凍装置では、汎用性がさらに向上する。

本発明の第５観点に係る冷凍装置では、汎用性がさらに向上する。

本発明の第６観点に係る冷凍装置では、信頼性低下がさらに抑制される。

本発明の第７観点に係る冷凍装置では、汎用性がさらに向上する。

本発明の一実施形態に係る冷凍装置の概略構成図（四路切換弁が第１状態にある場合）。 本発明の一実施形態に係る冷凍装置の概略構成図（四路切換弁が第２状態にある場合）。 コントローラの概略構成と、コントローラに接続される各部と、を模式的に示したブロック図。 コントローラによる運転時の処理の流れの一例について示したフローチャート。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る冷凍装置１００について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

なお、以下の説明における「ガス冷媒」には、飽和状態又は過熱状態（過熱度のついた状態）にあるガス冷媒に加えて気液二相状態の冷媒も含まれる。また、「液冷媒」には、飽和状態又は過冷却状態（過冷却度のついた状態）にある液冷媒に加えて気液二相状態の冷媒も含まれる。

（１）冷凍装置１００
図１は、本発明の一実施形態に係る冷凍装置１００の、四路切換弁１３が第１状態にある場合における概略構成図である。図２は、本発明の一実施形態に係る冷凍装置１００の、四路切換弁１３が第２状態にある場合における概略構成図である。冷凍装置１００は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルによって、例えば冷蔵倉庫や店舗のショーケースの庫内等の対象空間の冷却を行う装置である。冷凍装置１００は、主として、熱源ユニット１０と、中間ユニット２０と、利用ユニット４０と、冷凍装置１００の動作を制御するコントローラ５０（図３参照）と、を有している。

冷凍装置１００では、熱源ユニット１０、中間ユニット２０及び利用ユニット４０が、冷媒連絡配管を介して接続されることで、冷媒回路ＲＣが構成されている。具体的に、熱源ユニット１０と中間ユニット２０とは、第１ガス連絡配管Ｇ１及び第１液連絡配管Ｌ１を介して接続されている。また、中間ユニット２０と利用ユニット４０とは、第２ガス連絡配管Ｇ２及び第２液連絡配管Ｌ２を介して接続されている。

冷媒回路ＲＣには、例えば、Ｒ３２やＲ４１０ＡのようなＨＦＣ冷媒が封入されている。なお、冷媒回路ＲＣにおいては、ＨＦＣ冷媒以外の冷媒が封入されていてもよい。

冷凍装置１００では、利用ユニット４０の設置空間における被冷却対象の冷却を行う冷却運転（正サイクル運転）、及び利用ユニット４０に含まれる利用側熱交換器４３（後述）の除霜を行うデフロスト運転（逆サイクル運転）、を含む複数の運転が行われ、各運転に応じて冷凍サイクルが行われる。

冷却運転時には、冷媒回路ＲＣにおいて、冷媒が所定方向に流れ循環する冷凍サイクルが行われる。具体的に、冷却運転時には、冷媒回路ＲＣ内の冷媒が、中間ユニット２０に流入して圧縮され、熱源ユニット１０に流入してさらに圧縮されてから凝縮（又は放熱）した後、利用ユニット４０に流入して減圧されてから蒸発し（又は加熱され）、その後、再び中間ユニット２０に流入する、という流れの冷凍サイクル（正サイクル）が行われる。

デフロスト運転時には、冷媒回路ＲＣにおいて、冷却運転時とは逆方向に冷媒が流れて循環する冷凍サイクルが行われる。具体的に、デフロスト運転時には、冷媒回路ＲＣ内の冷媒が、熱源ユニット１０に流入して圧縮され、利用ユニット４０に流入して凝縮（又は放熱）してから減圧され、その後、熱源ユニット１０に流入して蒸発し（又は加熱され）てから再び圧縮される、という流れの冷凍サイクル（逆サイクル）が行われる。デフロスト運転時には、冷却運転時とは異なり、中間ユニット２０における冷媒の圧縮工程が省略される。

（１−１）熱源ユニット１０
（１−１−１）熱源ユニット１０に配置される回路構成機器
熱源ユニット１０は、第１ガス連絡配管Ｇ１及び第１液連絡配管Ｌ１を介して中間ユニット２０と接続されており、冷媒回路ＲＣの一部を構成している。熱源ユニット１０は、冷媒回路ＲＣを構成する回路構成機器として、主として、互いに並列に配置される複数（ここでは３台）の高段側圧縮機１１と、四路切換弁１３と、熱源側熱交換器１４と、レシーバ１５と、を有している。

各高段側圧縮機１１は、駆動時に冷媒を吸入し圧縮して吐出する。高段側圧縮機１１は、中間ユニット２０の低段側圧縮機２１（後述）に対して、冷却運転時における冷媒流れの下流側に配置されている。高段側圧縮機１１は、冷却運転時には、中間ユニット２０の低段側圧縮機２１から吐出された中間圧のガス冷媒を吸入してさらに圧縮し、高圧のガス冷媒として吐出する。また、高段側圧縮機１１は、デフロスト運転時には、熱源側熱交換器１４において蒸発した低圧のガス冷媒を吸入して圧縮し、高圧のガス冷媒として吐出する。高段側圧縮機１１は、例えばスクロール型式の圧縮機であり、ケーシング内において圧縮要素（図示省略）が圧縮機モータ（図示省略）によって回転駆動される密閉式構造を有している。

本実施形態において、高段側圧縮機１１は、運転時に圧縮機モータの回転数がインバータによって適宜制御される運転容量可変の「容量可変圧縮機」、又は運転時における圧縮機モータの回転数が一定であり運転容量が一定の「容量一定圧縮機」である。なお、冷媒回路ＲＣにおいては、複数の高段側圧縮機１１に関して、容量可変圧縮機である高段側圧縮機１１と、容量一定圧縮機である高段側圧縮機１１と、が混合されて配置されてもよい。

四路切換弁１３（特許請求の範囲記載の「切換弁」に相当）は、複数の冷媒の出入口（第１ポート１３ａ、第２ポート１３ｂ、第３ポート１３ｃ、第４ポート１３ｄ）を有し、各出入口において、対応する冷媒配管に接続される。四路切換弁１３は、駆動電圧を供給されることで、第１ポート１３ａと第２ポート１３ｂとが連通するとともに第３ポート１３ｃと第４ポート１３ｄとが連通する第１状態（図１参照）と、第１ポート１３ａと第３ポート１３ｃとが連通するとともに第２ポート１３ｂと第４ポート１３ｄとが連通する第２状態（図２参照）と、を切換可能に構成されている。すなわち、四路切換弁１３は、第１状態又は第２状態に切り換えられることで、冷媒回路ＲＣにおける冷媒の流れを切り換えるように構成されている。

熱源側熱交換器１４は、冷却運転時には冷媒の凝縮器（又は放熱器）として機能し、デフロスト運転時には冷媒の蒸発器（又は加熱器）として機能する熱交換器である。熱源側熱交換器１４は、冷媒が流れる伝熱管（図示省略）を含んでおり、伝熱管内の冷媒と熱源側ファン１７（後述）によって供給される空気流とが熱交換を行うように構成されている。

レシーバ１５は、熱源側熱交換器１４から流出した冷媒を一時的に溜める容器である。レシーバ１５の内部には、冷媒回路ＲＣに封入されている冷媒量に応じた容量の冷媒貯留空間が形成されている。

（１−１−２）熱源ユニット１０に配置される冷媒配管
熱源ユニット１０は、各回路構成機器を接続する複数の冷媒配管（具体的には、第１配管Ｐ１−第６配管Ｐ６）を有している。

第１配管Ｐ１は、第１ガス連絡配管Ｇ１の一端と、四路切換弁１３の第１ポート１３ａと、を接続する。

第２配管Ｐ２は、四路切換弁１３の第２ポート１３ｂと、各高段側圧縮機１１の吸入ポートと、を接続する。第２配管Ｐ２は、高段側圧縮機１１の吸入配管として機能する。より詳細には、第２配管Ｐ２は、一端が四路切換弁１３の第２ポート１３ｂに接続され、他端側が、高段側圧縮機１１の台数に応じた数（ここでは３つ）に分岐しており、各高段側圧縮機１１の吸入ポートに個別に接続されている。

第３配管Ｐ３は、各高段側圧縮機１１の吐出ポートと、四路切換弁１３の第３ポート１３ｃと、を接続する。第３配管Ｐ３は、高段側圧縮機１１の吐出配管として機能する。より詳細には、第３配管Ｐ３は、一端側が、高段側圧縮機１１の台数に応じた数（ここでは３つ）に分岐しており、各高段側圧縮機１１の吐出ポートに個別に接続され、他端が四路切換弁１３の第３ポート１３ｃに接続されている。

第４配管Ｐ４は、四路切換弁１３の第４ポート１３ｄと、熱源側熱交換器１４のガス冷媒の出入口（ガス側出入口）と、を接続する。

第５配管Ｐ５は、熱源側熱交換器１４の液冷媒の出入口（液側出入口）と、レシーバ１５の高段側出入口と、を接続する。

第６配管Ｐ６は、レシーバ１５の低段側出入口と、第１液連絡配管Ｌ１の一端と、を接続する。

ここで、第２配管Ｐ２、四路切換弁１３（第４ポート１３ｄ−第２ポート１３ｂ）、第４配管Ｐ４、第５配管Ｐ５、レシーバ１５及び第６配管Ｐ６を、第１液連絡配管Ｌ１と併せて、一本の配管と解釈した場合、特許請求の範囲記載の「高段側第１配管」（すなわち、四路切換弁１３が第２状態にある場合に、一端が高段側圧縮機１１の吸入ポートに接続され、他端が後述の第１３配管Ｐ１３に接続される配管であって、デフロスト運転時に高段側圧縮機１１の吸入側と、「低段側第２配管」（後述の第１５配管Ｐ１５）の他端側とを連通させ、高段側圧縮機１１に吸入される冷媒が流れる配管）に相当する。

（１−１−３）熱源ユニット１０に配置される他の機器
熱源ユニット１０は、熱源ユニット１０の外部から内部に流入して熱源側熱交換器１４を通過した後に熱源ユニット１０外へ流出する空気流を生成する熱源側ファン１７を有している。熱源側ファン１７は、熱源側熱交換器１４を流れる冷媒の冷却源又は加熱源としての空気を熱源側熱交換器１４に供給するための送風機である。熱源側ファン１７は、例えばプロペラファンやシロッコファンであり、駆動源である熱源側ファンモータ（図示省略）を含んでいる。

また、熱源ユニット１０は、高段側圧縮機１１に吸入される冷媒の温度や圧力を検出するためのセンサや、高段側圧縮機１１から吐出される冷媒の温度や圧力を検出するためのセンサ、又は外気温を検出する外気温センサ等、図示しない各種センサを有している。

また、熱源ユニット１０は、熱源ユニット１０内に含まれる各種アクチュエータの動作を直接的に制御する熱源ユニット制御部１０ａを有している。熱源ユニット制御部１０ａは、ＣＰＵやメモリ等を含むマイクロコンピュータを含む。熱源ユニット制御部１０ａは、熱源ユニット１０に含まれる各種アクチュエータ（１１、１３、１７等）及び各種センサと電気的に接続されている。熱源ユニット制御部１０ａは、後述の中間ユニット制御部２０ａ及び利用ユニット制御部４０ａと通信可能に接続されており、互いに信号の送受信を行う。熱源ユニット制御部１０ａは、中間ユニット制御部２０ａ及び利用ユニット制御部４０ａとともに、コントローラ５０（図３参照）を構成する。

（１−２）中間ユニット２０
（１−２−１）中間ユニット２０に配置される回路構成機器
中間ユニット２０は、第１ガス連絡配管Ｇ１及び第１液連絡配管Ｌ１を介して熱源ユニット１０と接続されるとともに、第２ガス連絡配管Ｇ２及び第２液連絡配管Ｌ２を介して利用ユニット４０と接続されており、冷媒回路ＲＣの一部を構成している。中間ユニット２０は、冷媒回路ＲＣを構成する回路構成機器として、主として、互いに並列に配置される複数（ここでは３台）の低段側圧縮機２１と、過冷却熱交換器２２と、低段側圧縮機２１と同数（ここでは３つ）の第１逆止弁２３及び第１調整弁２４と、第２調整弁２５と、第３調整弁２６と、第４調整弁２７と、第５調整弁２８と、油分離器３０と、第２逆止弁３１と、を有している。

各低段側圧縮機２１は、駆動時に冷媒を吸入し圧縮して吐出する。具体的に、低段側圧縮機２１は、冷却運転時に駆動され、低圧のガス冷媒を吸入して中間圧のガス冷媒として吐出する。低段側圧縮機２１は、例えばスクロール型式の圧縮機であり、ケーシング内において圧縮要素（図示省略）が圧縮機モータ（図示省略）によって回転駆動される密閉式構造を有している。本実施形態において、低段側圧縮機２１は、運転時に圧縮機モータの回転数がインバータによって適宜制御される運転容量可変の「容量可変圧縮機」、又は運転時における圧縮機モータの回転数が一定であり運転容量が一定の「容量一定圧縮機」である。なお、冷媒回路ＲＣにおいては、複数の低段側圧縮機２１に関して、容量可変圧縮機である低段側圧縮機２１と、容量一定圧縮機である低段側圧縮機２１と、が混合されて配置されてもよい。

過冷却熱交換器２２は、例えば二重管熱交換器である。過冷却熱交換器２２は、２つの冷媒流路（第１流路２２１及び第２流路２２２）を形成されている。過冷却熱交換器２２は、第１流路２２１内の冷媒と、第２流路２２２内の冷媒と、が熱交換を行うように構成されている。

各第１逆止弁２３は、一端からの冷媒の流入を許容し他端からの冷媒の流入を遮断する弁である。各第１逆止弁２３は、いずれかの低段側圧縮機２１に１対１に対応し、対応する低段側圧縮機２１の吐出配管（後述の第１０配管Ｐ１０）に一端が接続されており、他端が他の冷媒配管（後述の第１２配管Ｐ１２）に接続されている。第１逆止弁２３は、一端から流入する冷媒を他端から流出させる。

各第１調整弁２４、第２調整弁２５、第３調整弁２６、第４調整弁２７及び第５調整弁２８は、開度制御が可能な電動膨張弁であり、開度に応じて、通過する冷媒を減圧する、又は通過する冷媒若しくは冷凍機油の流量を増減させる。本実施形態において、各弁（２４−２８）は、最小開度に制御されることで、冷媒又は冷凍機油の流れを遮断する全閉状態となる。

各第１調整弁２４は、いずれかの低段側圧縮機２１と１対１に対応し、一端が、第１１配管Ｐ１１（後述）に接続されている。各第１調整弁２４は、他端が第１６配管Ｐ１６（後述）に接続されている。

第２調整弁２５は、後述の第１３配管Ｐ１３（「低段側第２配管」）上に配置されている。第２調整弁２５は、開度に応じて第１３配管Ｐ１３を流れる冷媒又は冷凍機油の流量を、開度に応じて増減させる。第２調整弁２５は、特許請求の範囲記載の「第２流量調整弁」（すなわち、「低段側第２配管」（ここでは第１３配管Ｐ１３等）上において、「インジェクション配管」（ここでは第１５配管Ｐ１５等）との接続部分Ａ１よりもデフロスト運転時における冷媒流れの上流側に配置される弁）に相当する。

第３調整弁２６（特許請求の範囲記載の「流量調整弁」に相当）は、後述の第１５配管Ｐ１５（「インジェクション配管」）上に配置されている。第３調整弁２６は、デフロスト運転時に第１５配管Ｐ１５を流れる冷媒又は冷凍機油の流量を、開度に応じて増減させる。また、これに関連して、後述の第１７配管Ｐ１７（「接続配管」）を流れる冷媒又は冷凍機油の流量が増減するため、第３調整弁２６は、「接続配管」を流れる冷媒又は冷凍機油の流量を、開度に応じて増減させる「流量調整弁」に相当する。

第４調整弁２７は、第１ガス連絡配管Ｇ１と油分離器３０を介して連通する第８配管Ｐ８（後述）に一端が接続され、第２ガス連絡配管Ｇ２と連通する第９配管Ｐ９（後述）に他端が接続されている。

第５調整弁２８（特許請求の範囲記載の「流量調整弁」に相当）は、第１７配管Ｐ１７（後述）上に配置されている。第５調整弁２８は、第１７配管Ｐ１７（「接続配管」）を流れる冷媒又は冷凍機油の流量を、開度に応じて増減させる。すなわち、第５調整弁２８は、「接続配管」を流れる冷媒又は冷凍機油の流量を、開度に応じて増減させる「流量調整弁」に相当する。

油分離器３０は、冷媒と冷媒に相溶した冷凍機油を分離させる機器である。油分離器３０は、公知のもの（例えば特開２００８−７００２９号公報や特開平５−２９６６１０号公報に開示されている油分離器）が採用される。油分離器３０は、冷媒又は冷凍機油の出入口として機能する３つのポート（具体的には、第１接続ポート３０ａ、第２接続ポート３０ｂ及び第３接続ポート３０ｃ）を形成されている。

第１接続ポート３０ａは、第７配管Ｐ７（後述）に接続されている。第１接続ポート３０ａは、主として、冷却運転時には冷媒の出口として機能し、デフロスト運転時には冷媒及び冷凍機油の入口として機能する。

第２接続ポート３０ｂは、第８配管Ｐ８（後述）に接続されている。第２接続ポート３０ｂは、主として、冷却運転時には冷媒及び冷凍機油の入口として機能し、デフロスト運転時には冷媒の出口として機能する。

第３接続ポート３０ｃは、第１７配管Ｐ１７（後述）に接続されている。第３接続ポート３０ｃは、冷却運転時及びデフロスト運転時において、主として、冷凍機油の出口として機能する。

第２逆止弁３１は、冷媒又は冷凍機油に関して一端からの流入については許容し他端からの流入については遮断する弁であり、一端から流入する冷媒又は冷凍機油を他端から流出させる。第２逆止弁３１は、一端が第１７配管Ｐ１７（後述）に接続されており、他端が第１８配管Ｐ１８（後述）に接続されている。

（１−２−２）中間ユニット２０に配置される冷媒配管
中間ユニット２０は、各回路構成機器を接続する複数の冷媒配管又は冷凍機油配管（具体的には第７配管Ｐ７−第１８配管Ｐ１８）を有している。なお、中間ユニット２０は、第１０配管Ｐ１０及び第１１配管Ｐ１１に関しては、複数（ここでは低段側圧縮機２１の台数と同数）有している。

第７配管Ｐ７は、第１ガス連絡配管Ｇ１の他端と、油分離器３０の第１接続ポート３０ａと、を接続する。ここで、第７配管Ｐ７を、第１ガス連絡配管Ｇ１、第１配管Ｐ１、四路切換弁１３（第１ポート１３ａ―第３ポート１３ｃ）及び第３配管Ｐ３と併せて、一本の配管と解釈した場合、特許請求の範囲記載の「高段側第２配管」（すなわち、四路切換弁１３が第２状態にある場合（デフロスト運転時）に、一端が油分離器３０の第１接続ポート３０ａに接続されて油分離器３０に連通し、他端が高段側圧縮機１１の吐出ポートに接続される配管であって、高段側圧縮機１１から吐出される冷媒が流れる配管）に相当する。

第８配管Ｐ８は、油分離器３０の第２接続ポート３０ｂと、第４調整弁２７の一端と、を接続する。第８配管Ｐ８は、低段側圧縮機２１の吐出側に配置され、低段側圧縮機２１の吐出配管（各第１０配管Ｐ１０及び第１２配管Ｐ１２）に連通している。第８配管Ｐ８は、冷却運転時には、低段側圧縮機２１から吐出される冷媒が流れる。ここで、第８配管Ｐ８を、第２ガス連絡配管Ｇ２及び後述の第２２配管Ｐ２２と併せて、一本の配管と解釈した場合、特許請求の範囲記載の「低段側第１配管」（すなわち、一端が油分離器３０の第２接続ポート３０ｂに接続されて油分離器３０と連通し、他端が利用側熱交換器４３のガス側出入口に接続され、両端間の部分において各低段側圧縮機２１の吐出配管（第１２配管Ｐ１２）を接続される配管）に相当する。係る解釈による場合、第４調整弁２７は、「低段側第１配管」上に配置され、開度に応じて冷媒又は冷凍機油の流量を調整しているといえる。

第９配管Ｐ９は、一端が第４調整弁２７の他端に接続されている。第９配管Ｐ９は、他端側が二手に分岐しており、二手に分岐した一方において第２ガス連絡配管Ｇ２の一端と接続され、他方において低段側圧縮機２１の台数に応じた数（ここでは３つ）にさらに分岐して各低段側圧縮機２１の吸入ポートに個別に接続されている。第９配管Ｐ９は、低段側圧縮機２１の吸入配管として機能する。

各第１０配管Ｐ１０は、いずれかの低段側圧縮機２１と１対１に対応しており、対応する低段側圧縮機２１の吐出ポートに接続されている。また、第１０配管Ｐ１０は、いずれかの第１逆止弁２３と１対１に対応しており、対応する第１逆止弁２３の一端に接続される。

各第１１配管Ｐ１１は、いずれかの低段側圧縮機２１と１対１に対応しており、対応する低段側圧縮機２１のインジェクションポートＪ１に一端が接続されている。

第１２配管Ｐ１２は、各低段側圧縮機２１の吐出側と、第８配管Ｐ８と、を接続する。より詳細には、第１２配管Ｐ１２は、一端側が、低段側圧縮機２１の台数に応じた数（ここでは３つ）に分岐しており、各第１逆止弁２３の他端に個別に接続されている。また、第１２配管Ｐ１２は、他端が、第８配管Ｐ８の両端間の部分（より詳細には、第４調整弁２７と第８配管Ｐ８との接続部分よりも第１ガス連絡配管Ｇ１側の部分）に接続されている。第１２配管Ｐ１２は、各第１０配管Ｐ１０及び各第１逆止弁２３と併せて、低段側圧縮機２１の「吐出配管」に相当する。

第１３配管Ｐ１３は、一端が第１液連絡配管Ｌ１の他端に接続され、他端が過冷却熱交換器２２の第１流路２２１の一端に接続されている。第１３配管Ｐ１３上には、第２調整弁２５が配置されている。

第１４配管Ｐ１４は、過冷却熱交換器２２の第１流路２２１の他端と、第２液連絡配管Ｌ２の一端と、を接続する。ここで、第１４配管Ｐ１４を、第１３配管Ｐ１３、過冷却熱交換器２２の第１流路２２１、第２液連絡配管Ｌ２、及び後述の第２１配管Ｐ２１と併せて、一本の配管と解釈した場合、特許請求の範囲記載の「低段側第２配管」（すなわち、利用側熱交換器４３の液側出入口側に配置され、「高段側第１配管」（第１液連絡配管Ｌ１）に連通する配管）に相当する。また、係る解釈による場合、第２調整弁２５（「第２流量調整弁」）は、「低段側第２配管」上に配置され、開度に応じて冷媒又は冷凍機油の流量を調整しているといえる。

第１５配管Ｐ１５は、一端が第１３配管Ｐ１３の両端間の部分（より詳細には、第２調整弁２５よりも第１液連絡配管Ｌ１側の部分）に接続されている（図１及び図２の「Ａ１」を参照）。第１５配管Ｐ１５は、他端が過冷却熱交換器２２の第２流路２２２の一端に接続されている。第１５配管Ｐ１５上には、第３調整弁２６が配置されている。

第１６配管Ｐ１６は、過冷却熱交換器２２の第２流路２２２の他端と、各第１調整弁２４の他端（すなわち、第１１配管Ｐ１１に接続される端部とは反対側の端部）と、を個別に接続する。より詳細には、第１６配管Ｐ１６は、一端側が、低段側圧縮機２１の台数に応じた数（ここでは３つ）に分岐しており、各第１調整弁２４の他端に個別に接続されている。第１６配管Ｐ１６は、他端が、過冷却熱交換器２２の第２流路２２２に接続されている。ここで、第１６配管Ｐ１６を、各第１１配管Ｐ１１、各第１調整弁２４、過冷却熱交換器２２の第２流路２２２、及び第１５配管Ｐ１５と併せて、一本の配管と解釈した場合、特許請求の範囲記載の「インジェクション配管」（すなわち、一端が低段側圧縮機２１に接続され、他端が第１３配管Ｐ１３（「低段側第２配管」）の両端間の部分に接続され、冷却運転時には低段側圧縮機２１にインジェクションされる冷媒が流れる配管であって、デフロスト運転時には「高段側第１配管」に連通する配管）に相当する。また、第１６配管Ｐ１６は、第１７配管Ｐ１７と併せて、油分離器３０から低段側圧縮機２１に冷凍機油を送る油戻し管としても機能する。

第１７配管Ｐ１７は、一端が油分離器３０の第３接続ポート３０ｃに接続され、他端が第１６配管Ｐ１６の両端間の部分（より詳細には、第１６配管Ｐ１６の分岐部分よりも過冷却熱交換器２２側の部分）に接続されている。第１７配管Ｐ１７は、冷却運転時には、主として、冷凍機油を低段側圧縮機２１に回収するための油戻し管として機能する。第１７配管Ｐ１７は、デフロスト運転時には、主として、熱源ユニット１０（より詳細には高段側圧縮機１１）に冷凍機油を回収するための油戻し管として機能する。第１７配管Ｐ１７は、両端間において分岐しており、分岐先において第２逆止弁３１の一端に接続されている。第１７配管Ｐ１７は、特許請求の範囲記載の「接続配管」（すなわち、油分離器３０と「インジェクション配管」（第１６配管Ｐ１６等）の間に配置され、油分離器３０と「インジェクション配管」とを連通させる配管）に相当する。

第１８配管Ｐ１８は、一端が第２逆止弁３１の一端に接続され、他端が第７配管Ｐ７の両端間の部分に接続されている。第１８配管Ｐ１８は、冷却運転時には、主として、熱源ユニット１０（より詳細には高段側圧縮機１１）に冷凍機油を回収するための油戻し管として機能する。

（１−２−３）中間ユニット２０に配置される他の機器
中間ユニット２０は、低段側圧縮機２１に吸入される冷媒の温度若しくは圧力を検出するためのセンサや、低段側圧縮機２１から吐出される冷媒の温度若しくは圧力を検出するためのセンサ等の各種センサを有している。

また、中間ユニット２０は、中間ユニット２０内に含まれる各種アクチュエータの動作を直接的に制御する中間ユニット制御部２０ａを有している。中間ユニット２０は、ＣＰＵやメモリ等を含むマイクロコンピュータを含む。中間ユニット制御部２０ａは、中間ユニット２０に含まれる各種アクチュエータ（２１、２４―２８等）及び各種センサと電気的に接続されている。中間ユニット制御部２０ａは、熱源ユニット制御部１０ａ及び後述の利用ユニット制御部４０ａと通信可能に接続されており、互いに信号の送受信を行う。中間ユニット制御部２０ａは、熱源ユニット制御部１０ａ及び利用ユニット制御部４０ａとともに、コントローラ５０（図３参照）を構成する。

（１−３）利用ユニット４０
利用ユニット４０は、第２ガス連絡配管Ｇ２及び第２液連絡配管Ｌ２を介して中間ユニット２０と接続されており、冷媒回路ＲＣの一部を構成している。利用ユニット４０は、冷媒回路ＲＣを構成する回路構成機器として、主として、利用側膨張弁４１と、利用側熱交換器４３と、を有している。

利用側膨張弁４１は、開度制御が可能な電動膨張弁であり、開度に応じて、通過する冷媒を減圧する、又は通過する冷媒若しくは冷凍機油の流量を増減させる。利用側膨張弁４１は、第２１配管Ｐ２１上に配置されている。すなわち、利用側膨張弁４１は、利用側熱交換器４３の液冷媒の出入口（液側出入口）側、すなわち、第２１配管Ｐ２１の他端側に配置される。

利用側熱交換器４３は、冷却運転時には冷媒の蒸発器（又は加熱器）として機能し、デフロスト運転時には冷媒の凝縮器（又は放熱器）として機能する熱交換器である。利用側熱交換器４３は、冷媒が流れる伝熱管（図示省略）を含んでおり、伝熱管内の冷媒と利用側ファン４５（後述）によって供給される空気流とが熱交換を行うように構成されている。

また、利用ユニット４０は、各回路構成機器を接続する複数の冷媒配管（第２１配管Ｐ２１及び第２２配管Ｐ２２）を有している。第２１配管Ｐ２１は、第２液連絡配管Ｌ２の他端と、利用側熱交換器４３の液側出入口と、を接続する。第２２配管Ｐ２２は、利用側熱交換器４３のガス冷媒の出入口（ガス側出入口）と、第２ガス連絡配管Ｇ２の他端と、を接続する。

また、利用ユニット４０は、利用ユニット４０が設置される対象空間において利用側熱交換器４３を通過する空気流を生成する利用側ファン４５を有している。利用側ファン４５は、例えば遠心ファンやシロッコファンであり、駆動源である利用側ファンモータ（図示省略）を含んでいる。

また、利用ユニット４０は、熱源ユニット１０内に含まれる各種アクチュエータ（４１、４５等）の動作を直接的に制御する利用ユニット制御部４０ａを有している。利用ユニット制御部４０ａは、ＣＰＵやメモリ等を含むマイクロコンピュータを含む。利用ユニット制御部４０ａは、利用ユニット４０に含まれる各種アクチュエータ及び各種センサと電気的に接続されている。利用ユニット制御部４０ａは、熱源ユニット制御部１０ａ及び中間ユニット制御部２０ａと通信可能に接続されており、信号の送受信を行う。利用ユニット制御部４０ａは、熱源ユニット制御部１０ａ及び中間ユニット制御部２０ａとともに、コントローラ５０（図３参照）を構成する。

（１−４）コントローラ５０
コントローラ５０は、冷凍装置１００に含まれる各アクチュエータの動作を制御することで、冷凍装置１００の運転状態を制御するコンピュータである。コントローラ５０は、冷却運転とデフロスト運転とを状況に応じて切り換える。コントローラ５０は、熱源ユニット制御部１０ａ、中間ユニット制御部２０ａ及び利用ユニット制御部４０ａが、通信可能に接続されることで構成される。コントローラ５０の詳細については後述する。

（２）冷媒回路ＲＣにおける冷媒の流れ
（２−１）冷却運転時
冷却運転時には、四路切換弁１３が第１状態（図１で示される状態）に制御されるとともに、利用ユニット４０において要求される冷却負荷に応じて所定の高段側圧縮機１１及び低段側圧縮機２１が運転（定格運転／部分負荷運転）される。具体的には、冷凍サイクルにおける低圧側圧力、高圧側圧力、及び／又は中間圧力に関し、それぞれの目標値が利用ユニット４０で要求される冷却負荷に応じて設定され、設定された各目標値が実現されるように、高段側圧縮機１１及び低段側圧縮機２１の駆動台数及び／又は運転容量がリアルタイムに制御されるとともに、第１調整弁２４、第２調整弁２５、第３調整弁２６、第４調整弁２７、及び利用側膨張弁４１の開度がリアルタイムに個別に制御される。

これにより、冷媒回路ＲＣに充填された冷媒が、主として、駆動中の低段側圧縮機２１、四路切換弁１３、駆動中の高段側圧縮機１１、熱源側熱交換器１４、レシーバ１５、第２調整弁２５、過冷却熱交換器２２（第１流路２２１）、利用側膨張弁４１、利用側熱交換器４３の順で循環する冷凍サイクル（正サイクル）が行われる。

また、冷却運転中、油分離器３０内の冷凍機油が低段側圧縮機２１又は高段側圧縮機１１に適宜回収されるように、第５調整弁２８の開度がリアルタイムに制御される。

冷却運転中、冷媒が、第９配管Ｐ９（吸入配管）を介して駆動中の低段側圧縮機２１に吸入されて圧縮された後、所定圧力（中間圧）のガス冷媒として吐出される。なお、冷却運転中、駆動中の低段側圧縮機２１においては、第１１配管Ｐ１１（インジェクション配管）を介して圧縮室内に所定のインジェクション圧力（高圧冷媒よりも圧力が小さく低圧冷媒よりも圧力が大きい所定の圧力であって、第１調整弁２４や第３調整弁２６の開度等に応じて調整された圧力）の冷媒がインジェクションされ、吐出される中間圧の冷媒の温度が目標値となるように制御される。

低段側圧縮機２１から吐出された中間圧のガス冷媒は、対応する第１０配管Ｐ１０を流れ、第１２配管Ｐ１２、第８配管Ｐ８、油分離器３０、第７配管Ｐ７、第１ガス連絡配管Ｇ１を経て熱源ユニット１０へ流入し、第１配管Ｐ１、四路切換弁１３及び第２配管Ｐ２を経て、駆動中の高段側圧縮機１１に吸入される。

高段側圧縮機１１に吸入された冷媒はさらに圧縮され、高圧の冷媒として吐出される。高段側圧縮機１１から吐出された高圧のガス冷媒は、第３配管Ｐ３を流れ、四路切換弁１３及び第４配管Ｐ４を経て熱源側熱交換器１４のガス側出入口に流入する。熱源側熱交換器１４に流入した冷媒は、熱源側ファン１７によって供給される空気と熱交換を行い凝縮（又は放熱）して高圧の液冷媒となった後、熱源側熱交換器１４の液側出入口から流出する。

熱源側熱交換器１４から流出した冷媒は、第５配管Ｐ５を経てレシーバ１５に流入し、レシーバ１５において飽和状態の液冷媒として一時的に溜められた後に、レシーバ１５の低段側出入口から流出し、第６配管Ｐ６及び第１液連絡配管Ｌ１を経て中間ユニット２０に流入する。中間ユニット２０に流入した冷媒は、第１３配管Ｐ１３を流れる際に、第１３配管Ｐ１３を流れる冷媒と、第１５配管Ｐ１５を流れる冷媒と、に分かれる。

第１５配管Ｐ１５に流入した冷媒は、第３調整弁２６の開度に応じて減圧／流量調整された後、過冷却熱交換器２２の第２流路２２２に流入し、第１流路２２１を流れる冷媒と熱交換を行ってから、第１６配管Ｐ１６、第１調整弁２４及び第１１配管Ｐ１１を経て駆動中の低段側圧縮機２１の圧縮室内に流入する（インジェクションされる）。なお、各低段側圧縮機２１へのインジェクション量は、主として、対応する第１調整弁２４の開度や低段側圧縮機２１の周波数等に基づき変動する。なお、冷却運転中、第１６配管Ｐ１６を流れる冷媒は、第１７配管Ｐ１７を流れてきた冷凍機油と相溶した状態で、低段側圧縮機２１へインジェクションされる。

一方、第１３配管Ｐ１３を流れる冷媒は、第２調整弁２５の開度に応じて減圧／流量調整された後、過冷却熱交換器２２の第１流路２２１に流入し、第２流路２２２を流れる冷媒と熱交換を行ってさらに冷却され過冷却状態の液冷媒となり、第１４配管Ｐ１４及び第２液連絡配管Ｌ２を経て利用ユニット４０に流入する。利用ユニット４０に流入した冷媒は、第２１配管Ｐ２１を流れ利用側膨張弁４１の開度に応じて減圧／流量調整された後、利用側熱交換器４３の液側出入口に流入する。利用側熱交換器４３に流入した冷媒は、利用側ファン４５によって供給される空気と熱交換を行って蒸発し、低圧のガス冷媒となって利用側熱交換器４３のガス側出入口から流出する。これにより、利用ユニット４０の設置空間（対象空間）に冷却された空気が送られる。利用側熱交換器４３のガス側出入口から流出したガス冷媒は、第２２配管Ｐ２２及び第２ガス連絡配管Ｇ２を流れ、中間ユニット２０に流入し、第９配管Ｐ９を経て駆動中の低段側圧縮機２１に再び吸入され圧縮される。

なお、冷却運転中は、低段側圧縮機２１から吐出され第８配管Ｐ８を流れた冷媒が、第２接続ポート３０ｂを介して油分離器３０に流入する。油分離器３０に流入した冷媒は、油分離器３０内で冷凍機油と分離した後、主として、第１接続ポート３０ａから第７配管Ｐ７に流れ、第１ガス連絡配管Ｇ１及び第１配管Ｐ１、四路切換弁１３及び第２配管Ｐ２を経て高段側圧縮機１１の吸入ポートに向かって流れる。一方、油分離器３０において冷媒から分離された冷凍機油は、主として、第３接続ポート３０ｃから第１７配管Ｐ１７に流出し、第１７配管Ｐ１７を流れる冷凍機油と、第１８配管Ｐ１８を流れる冷凍機油と、に分流する。第１７配管Ｐ１７を流れる冷凍機油は、第１６配管Ｐ１６（インジェクション配管）に向かって流れ、第１６配管Ｐ１６を流れる冷媒に合流し相溶して低段側圧縮機２１へ回収される。第１８配管Ｐ１８を流れる冷凍機油は、第７配管Ｐ７を流れる冷媒に合流し相溶して、第１ガス連絡配管Ｇ１、第１配管Ｐ１、四路切換弁１３、及び第２配管Ｐ２を流れて高段側圧縮機１１へ回収される。第１７配管Ｐ１７を流れる冷凍機油、及び第１８配管Ｐ１８を流れる冷凍機油の流量は、第５調整弁２８の開度に応じて変動する。

（２−２）デフロスト運転時
デフロスト運転時には、四路切換弁１３が第２状態（図２で示される状態）に制御されるとともに、所定の高段側圧縮機１１が状況に応じて運転（定格運転／部分負荷運転）される。デフロスト運転時には、低段側圧縮機２１及び利用側ファン４５は停止される。また、第２調整弁２５、第３調整弁２６、第４調整弁２７、及び利用側膨張弁４１の開度が、リアルタイムに個別に制御される。

これにより、冷媒回路ＲＣに充填された冷媒が、主として、駆動中の高段側圧縮機１１、四路切換弁１３、第４調整弁２７、利用側熱交換器４３、利用側膨張弁４１、過冷却熱交換器２２（第１流路２２１）、第２調整弁２５、レシーバ１５、熱源側熱交換器１４、四路切換弁１３の順に循環する冷凍サイクル（逆サイクル）が行われる。

また、デフロスト運転中、油分離器３０内の冷凍機油が、主として高段側圧縮機１１に回収されるように、第５調整弁２８の開度がリアルタイムに制御される。

デフロスト運転中、冷媒が、第２配管Ｐ２（吸入配管）を介して、駆動中の高段側圧縮機１１に吸入されて圧縮された後、高圧のガス冷媒として吐出される。各高段側圧縮機１１から吐出された高圧のガス冷媒は、第３配管Ｐ３を流れ、四路切換弁１３、第１配管Ｐ１、及び第１ガス連絡配管Ｇ１を経て、中間ユニット２０へ流入する。

中間ユニット２０に流入した冷媒は、第７配管Ｐ７、油分離器３０（第１接続ポート３０ａ−第２接続ポート３０ｂ）、第８配管Ｐ８を流れて、第４調整弁２７の開度に応じて減圧／流量調整された後、第９配管Ｐ９及び第２ガス連絡配管Ｇ２を経て利用ユニット４０に流入する。利用ユニット４０に流入した冷媒は、第２２配管Ｐ２２を経て利用側熱交換器４３のガス側出入口に流入する。利用側熱交換器４３のガス側出入口に流入した冷媒は、利用側熱交換器４３に付着した霜と熱交換を行って凝縮（又は放熱）し、高圧の液冷媒となって利用側熱交換器４３の液側出入口から流出する。この際、利用側熱交換器４３に付着した霜が融解する。

利用側熱交換器４３から流出した冷媒は、第２１配管Ｐ２１を流れ、利用側膨張弁４１の開度に応じて減圧／流量調整された後、第２液連絡配管Ｌ２を経て中間ユニット２０に流入する。中間ユニット２０に流入した冷媒は、第１４配管Ｐ１４、過冷却熱交換器２２（第１流路２２１）、及び第１３配管Ｐ１３を経て、第２調整弁２５の開度に応じて減圧／流量調整された後、第１５配管Ｐ１５を流れた冷凍機油と合流し相溶して、第１液連絡配管Ｌ１を経て熱源ユニット１０に流入する。

熱源ユニット１０に流入した冷媒は、第６配管Ｐ６、レシーバ１５及び第５配管Ｐ５を経て、熱源側熱交換器１４の液側出入口に流入する。熱源側熱交換器１４に流入した冷媒は、熱源側ファン１７によって供給される空気と熱交換を行い蒸発して（又は加熱されて）低圧のガス冷媒となった後、第４配管Ｐ４、四路切換弁１３及び第２配管Ｐ２を経て、駆動中の高段側圧縮機１１に流入し再び圧縮される。

なお、デフロスト運転中は、高段側圧縮機１１から吐出され、「高段側第２配管」（第３配管Ｐ３、四路切換弁１３、第１配管Ｐ１、第１ガス連絡配管Ｇ１及び第７配管Ｐ７）を経て、第１接続ポート３０ａから油分離器３０に流入した冷媒は、油分離器３０において冷凍機油と分離した後、主として第２接続ポート３０ｂから流出して第８配管Ｐ８を流れる。一方、油分離器３０において冷媒と分離した冷凍機油は、主として第３接続ポート３０ｃから流出し「接続配管」（第１７配管Ｐ１７）を流れる。「接続配管」を流れる冷凍機油は、「流量調整弁」（第５調整弁２８又は第３調整弁２６）の開度に応じて流量調整された後、「インジェクション配管」（第１６配管Ｐ１６等で構成される配管）を流れ、「低段側第２配管」（第１３配管Ｐ１３）を流れる冷媒と合流し相溶して、「高段側第１配管」（第１液連絡配管Ｌ１、第６配管Ｐ６、第５配管Ｐ５、第４配管Ｐ４、及び第２配管Ｐ２等）を経て、高段側圧縮機１１へ回収される。

なお、後述するが、デフロスト運転中においてはコントローラ５０によって油回収制御が実行され、係る油回収制御において、冷凍機油が油分離器３０から「接続配管」（第１７配管Ｐ１７）及び「インジェクション配管」（第１６配管Ｐ１６等）を経て、「高段側第１配管」（高段側圧縮機１１の吸入側に連通する配管）へと流れるように、第２調整弁２５、第３調整弁２６、及び第５調整弁２８の開度調整が適宜行われる。

（３）コントローラ５０の詳細
図３は、コントローラ５０の概略構成と、コントローラ５０に接続される各部と、を模式的に示したブロック図である。

上述のように、冷凍装置１００では、熱源ユニット制御部１０ａと、中間ユニット制御部２０ａと、利用ユニット制御部４０ａと、が通信可能に接続されることでコントローラ５０が構成されている。コントローラ５０は、熱源ユニット１０に含まれる各アクチュエータ（各高段側圧縮機１１、四路切換弁１３、及び熱源側ファン１７等）と、各種センサ（図示省略）と、電気的に接続されている。また、コントローラ５０は、中間ユニット２０に含まれるアクチュエータ（各低段側圧縮機２１、各第１調整弁２４、第２調整弁２５、第３調整弁２６、第４調整弁２７、及び第５調整弁２８等）と、各種センサ（図示省略）と、電気的に接続されている。また、コントローラ５０は、利用ユニット４０に含まれるアクチュエータ（利用側膨張弁４１及び利用側ファン４５等）と、各種センサ（図示省略）と、電気的に接続されている。

コントローラ５０は、主として、記憶部５１と、入力制御部５２と、駆動信号出力部５３と、運転切替制御部５４と、アクチュエータ制御部５５と、を有している。なお、コントローラ５０内におけるこれらの各部は、コントローラ５０を構成する各要素（ＣＰＵ、各種メモリ、通信モジュール、各種インターフェース、及び各種電気部品等）が有機的に機能することによって実現されている。

（３−１）記憶部５１
記憶部５１は、例えば、ROM、RAM、及び／又はフラッシュメモリ等の各種メモリで構成されており、複数の記憶領域を含む。例えば、記憶部５１には、コントローラ５０の各部における処理を定義した制御プログラムを記憶するためのプログラム記憶領域５１１が含まれている。

また、記憶部５１には、特性情報記憶領域５１２が含まれている。特性情報記憶領域５１２は、冷凍装置１００に含まれる各弁（具体的には、各第１調整弁２４、第２調整弁２５、第３調整弁２６、第４調整弁２７、第５調整弁２８及び利用側膨張弁４１等）のそれぞれの特性情報を個別に記憶するための記憶領域である。ここで、特性情報は、弁開度と、通過する冷媒又は冷凍機油の流量と、の相関関係を定義した情報であり、予め導出されている。

また、記憶部５１には、コマンド記憶領域５１３が含まれている。コマンド記憶領域５１３は、ユーザによって入力される各種コマンド（例えば利用ユニット４０の設定温度等）を個別に記憶するための記憶領域である。

また、記憶部５１には、冷凍装置１００に含まれる各弁（具体的には、各第１調整弁２４、第２調整弁２５、第３調整弁２６、第４調整弁２７、第５調整弁２８及び利用側膨張弁４１等）の開度の状態を判別するための複数のフラグが設けられている。例えば、記憶部５１には、第１フラグＦＬ１、第２フラグＦＬ２、第３フラグＦＬ３、第４フラグＦＬ４、第５フラグＦＬ５、第６フラグＦＬ６及び第７フラグＦＬ７が設けられている。各フラグは、所定数のビットを含み、対応する弁の開度の状態（例えばパルス数）に応じて立てられる。すなわち、各フラグの状態を参照することで、各弁の開度状態（現在開度）についてリアルタイムに判別可能となっている。本実施形態において、第１フラグＦＬ１は各第１調整弁２４に対応し、第２フラグＦＬ２は第２調整弁２５に対応し、第３フラグＦＬ３は第３調整弁２６に対応し、第４フラグＦＬ４は第４調整弁２７に対応し、第５フラグＦＬ５は第５調整弁２８に対応し、第６フラグＦＬ６は利用側膨張弁４１に対応している。

また、記憶部５１には、デフロスト運転を実行することを示すフラグである第７フラグＦＬ７が設けられている。コントローラ５０に含まれる各機能部は、第７フラグＦＬ７が立てられることで、デフロスト運転が実行されるタイミングであることを把握可能である。

また、記憶部５１には、冷凍装置１００に含まれる各種センサのそれぞれの検出値を個別に記憶するためのセンサ値記憶領域（図示省略）が含まれている。

（３−２）入力制御部５２
入力制御部５２は、コントローラ５０に対して他の各部から出力された信号を取得して記憶部５１に当該信号を格納する。例えば、入力制御部５２は、図示しない入力装置を介して入力されたユーザのコマンドを受け付け、コマンド記憶領域５１３に格納する。また、例えば、入力制御部５２は、各種センサから出力された検出結果に相当する信号を受け、所定の識別データを付加してセンサ値記憶領域に格納する。

（３−３）駆動信号出力部５３
駆動信号出力部５３は、アクチュエータ制御部５５の決定内容に応じて、各アクチュエータ（１１、１３、１７、２１、２４−２８、４１、４５等）に対して所定の駆動信号（駆動電圧）を出力する。なお、駆動信号出力部５３は、複数のインバータ（図示省略）を含み、所定の高段側圧縮機１１及び低段側圧縮機２１、熱源側ファン１７、及び利用側ファン４５に対しては、対応するインバータを介して駆動信号を出力する。

（３−４）運転切替制御部５４
運転切替制御部５４は、運転中、所定条件を満たすことを契機として、運転（ここでは主として冷却運転及びデフロスト運転）の種別を切り換える機能部である。

本実施形態において、運転切替制御部５４は、冷却運転中、デフロスト開始条件が満たされること契機として運転種別をデフロスト運転に切り換える。具体的に、運転切替制御部５４は、第７フラグＦＬ７を立てることで所定の機能部（アクチュエータ制御部５５）においてデフロスト運転に対応する各種制御を行わせる。本実施形態において、デフロスト開始条件は、冷却運転が開始されてから所定時間ｔ１が経過したことをもって満たされたものとされる。所定時間ｔ１は、冷却運転が行われることで利用側熱交換器４３において着霜が進み除霜が必要となることが想定される時間であり、制御プログラムにおいて設定温度や冷却負荷に応じた値が定義されている。本実施形態において、所定時間ｔ１は、２０時間に設定されている。

運転切替制御部５４は、デフロスト運転中、デフロスト解除条件が満たされること契機として運転種別を冷却運転に切り換える。具体的に、運転切替制御部５４は、第７フラグＦＬ７をクリアすることで所定の機能部（アクチュエータ制御部５５）において冷却運転に対応する各種制御を行わせる。本実施形態において、デフロスト解除条件は、デフロスト運転が開始されてから所定時間ｔ２が経過したことをもって満たされたものとされる。所定時間ｔ２は、デフロスト運転が行われることで利用側熱交換器４３において除霜が完了したことが想定される時間であり、制御プログラムにおいて設定温度や冷却負荷に応じた値が定義されている。本実施形態において、所定時間ｔ２は、２０分に設定されている。

なお、運転切替制御部５４は、時間（ｔ１及びｔ２）を計測可能なカウンタを有している。

（３−５）アクチュエータ制御部５５
アクチュエータ制御部５５は、制御プログラムに沿って、状況に応じて、各アクチュエータの動作を制御する。例えば、アクチュエータ制御部５５は、所定の高段側圧縮機１１及び低段側圧縮機２１の回転数、熱源側ファン１７及び利用側ファン４５の回転数、各弁（第１調整弁２４、第２調整弁２５、第３調整弁２６、第４調整弁２７、第５調整弁２８及び利用側膨張弁４１）の開度を、冷却運転及びデフロスト運転の種別、入力されているコマンドの内容、冷却負荷の大きさ、及び各種センサの検出値等に応じて決定し、決定内容に応じて駆動信号出力部５３に所定の駆動信号を出力させる。

アクチュエータ制御部５５には、冷却運転実行部５６、デフロスト運転実行部５７、及び油回収制御実行部５８が含まれている。

（３−５−１）冷却運転実行部５６
冷却運転実行部５６は、冷却運転時（すなわち、第７フラグＦＬ７が立てられていない時）に、各アクチュエータの動作を制御する機能部である。冷却運転実行部５６は、冷却運転中、四路切換弁１３を第１状態に制御し、所定の高段側圧縮機１１及び低段側圧縮機２１を駆動させるとともに熱源側ファン１７及び利用側ファン４５を駆動させる。冷却運転実行部５６は、状況に応じて（例えば冷却負荷及び設定温度等に応じて）、所定の高段側圧縮機１１、所定の低段側圧縮機２１、熱源側ファン１７及び利用側ファン４５の発停及び回転数、及び各弁（２４−２８、４１）の開度をリアルタイムに制御する。

（３−５−２）デフロスト運転実行部５７
デフロスト運転実行部５７は、デフロスト運転時（すなわち、第７フラグＦＬ７が立てられている時）に、各アクチュエータの動作を制御する機能部である。デフロスト運転実行部５７は、デフロスト運転中、四路切換弁１３を第２状態に制御し、各低段側圧縮機２１及び利用側ファン４５の動作を停止（休止）させるとともに、所定の高段側圧縮機１１及び熱源側ファン１７を駆動させる。また、デフロスト運転実行部５７は、デフロスト運転中、状況に応じて（例えば各種センサの検出値等に応じて）、所定の高段側圧縮機１１及び熱源側ファン１７の発停及び回転数を切り換えるとともに、各弁（２７、４１等）の開度をリアルタイムに制御する。

（３−５−３）油回収制御実行部５８
油回収制御実行部５８は、デフロスト運転中に、油回収制御及び除霜促進制御を含む各種制御を実行する機能部である。油回収制御（特許請求の範囲記載の「第１制御」に相当）は、高段側圧縮機１１内において冷凍機油が不足することを抑制すべく油分離器３０内の冷凍機油が高段側圧縮機１１へ回収されることを促進させる制御である。除霜促進制御は、利用側熱交換器４３における除霜を促進させる制御である。

油回収制御実行部５８は、デフロスト運転中、油回収制御及び除霜促進制御を交互に実行する。換言すると、油回収制御実行部５８は、デフロスト運転中、油回収制御又は除霜促進制御を間欠的に実行する。具体的に、油回収制御実行部５８は、デフロスト運転中、油回収制御実行条件が満たされた時に油回収制御を実行し、油回収制御実行条件が満たされない時に除霜促進制御を実行する。

ここで、油回収制御実行条件は、デフロスト運転中、利用側熱交換器４３における除霜が妨げられることを抑制されつつ高段側圧縮機１１へ冷凍機油が回収されるように、油回収制御の実行タイミングを決定する条件であり、設計仕様や使用状況に応じて制御プログラムにおいて定義されている。本実施形態では、油回収制御実行条件は、デフロスト運転中、デフロスト運転が開始されてから若しくは最新の油回収制御が実行されてから所定時間ｔ３が経過したことをもって満たされたものとされる。また、油回収制御実行条件は、油回収制御実行中、所定時間ｔ４が経過したことをもって満たされないものとされる。すなわち、本実施形態では、油回収制御実行部５８は、デフロスト運転中、所定時間ｔ３が経過する毎に油回収制御を実行し、油回収制御実行開始後、所定時間ｔ４が経過した時に油回収制御を中断する。

油回収制御実行部５８は、デフロスト運転中、油回収制御の実行中断期間において、除霜促進制御を実行する。なお、所定時間ｔ３及びｔ４は、制御プログラムにおいて、封入されている冷媒量や負荷に応じた値が個別に定義されている。本実施形態において、所定時間ｔ３は５分に設定され、所定時間ｔ４は２分に設定されている。油回収制御実行部５８は、時間（ｔ３及びｔ４）を計測可能なカウンタを有している。

具体的に、油回収制御実行部５８は、油回収制御において、「流量調整弁」（第３調整弁２６及び第５調整弁２８）を油回収促進開度に制御し、「第２流量調整弁」（第２調整弁２５）を油回収助長開度に制御する。

油回収促進開度は、「接続配管」（第１７配管Ｐ１７）又は「インジェクション配管」（第１６配管Ｐ１６及び第１５配管Ｐ１５等）における冷凍機油の流量を増大させることで、油分離器３０の第３接続ポート３０ｃから流出する冷凍機油が、「接続配管」及び「インジェクション配管」を介して、第１３配管Ｐ１３及び「高段側第１配管」へ流れることを促進させる開度である。油回収促進開度は、制御プログラムにおいて、「流量調整弁」（第５調整弁２８又は第３調整弁２６）の開度特性、各配管の配管長や配管径、冷媒回路ＲＣに充填されている冷媒の種類や量、各種センサの値、及び／又は各高段側圧縮機１１や熱源側ファン１７の回転数等に応じて、「流量調整弁」毎に個別に定義されている。本実施形態において、「流量調整弁」としての第５調整弁２８及び第３調整弁２６の油回収促進開度は、ともに最大開度に設定され、油回収制御実行時に第５調整弁２８及び第３調整弁２６の開度が大きくなるように設定されている。

油回収助長開度は、「低段側第２配管」（第２１配管Ｐ２１、第２液連絡配管Ｌ２、第１４配管Ｐ１４、過冷却熱交換器２２の第１流路２２１、及び第１３配管Ｐ１３等）を流れる冷媒の流量を低減させることで、油分離器３０の第３接続ポート３０ｃから流出する冷凍機油が、「接続配管」（第１７配管Ｐ１７）及び「インジェクション配管」（第１６配管Ｐ１６及び第１５配管Ｐ１５等）を介して、第１３配管Ｐ１３及び「高段側第１配管」（第１液連絡配管Ｌ１、第６配管Ｐ６、第５配管Ｐ５、第４配管Ｐ４及び第２配管Ｐ２等）へ流れることを助長させる開度である。油回収助長開度は、制御プログラムにおいて、「第２流量調整弁」（第２調整弁２５）の開度特性、各配管の配管長や配管径、冷媒回路ＲＣに充填されている冷媒の種類や量、各種センサの値、及び／又は各高段側圧縮機１１や熱源側ファン１７の回転数等に応じて、定義されている。本実施形態において、油回収助長開度は、冷却運転時における第２調整弁２５の開度よりも小さい開度（より詳細には最小開度）に設定され、油回収制御実行時に第２調整弁２５の開度が絞られる（小さくなる）ように設定されている。

一方、油回収制御実行部５８は、除霜促進制御において、「第２流量調整弁」（第２調整弁２５）を除霜促進開度に制御し、「流量調整弁」（第３調整弁２６及び第５調整弁２８）を除霜助長開度に制御する。

除霜促進開度は、「低段側第２配管」を流れる冷媒の流量を増大させることで、利用側熱交換器４３へ流れる高圧のガス冷媒の流量を増大させ、利用側熱交換器４３における除霜を促進させる開度である。除霜促進開度は、制御プログラムにおいて、「第２流量調整弁」（第２調整弁２５）の開度特性、各配管の配管長や配管径、冷媒回路ＲＣに充填されている冷媒の種類や量、各種センサの値、及び／又は各高段側圧縮機１１や熱源側ファン１７の回転数等に応じて、定義されている。本実施形態において、除霜促進開度は、油回収助長開度よりも大きい開度に設定され、除霜促進制御実行時に「第２流量調整弁」としての第２調整弁２５の開度が大きくなるように設定されている。

除霜助長開度は、「接続配管」又は「インジェクション配管」における冷凍機油の流量を低減させることで、「低段側第２配管」（第１３配管Ｐ１３等）を流れる冷媒の流量及び利用側熱交換器４３へ流れる高圧のガス冷媒の流量を増大させ、利用側熱交換器４３における除霜を助長させる開度である。除霜助長開度は、制御プログラムにおいて、「流量調整弁」（第３調整弁２６及び第５調整弁２８）の開度特性、各配管の配管長や配管径、冷媒回路ＲＣに充填されている冷媒の種類や量、各種センサの値、及び／又は各高段側圧縮機１１や熱源側ファン１７の回転数等に応じて、「流量調整弁」毎に個別に定義されている。本実施形態において、「流量調整弁」としての第５調整弁２８及び第３調整弁２６の除霜助長開度は、ともに最小開度（ここでは全閉状態）に設定され、除霜促進制御実行時に第５調整弁２８及び第３調整弁２６の開度が絞られる（小さくなる）ように設定されている。

（４）コントローラ５０の処理の流れ
以下、コントローラ５０による制御の流れの一例について、図４を参照しながら説明する。図４は、コントローラ５０による運転時の処理の流れの一例について示したフローチャートである。コントローラ５０は、運転中、図４に示すステップＳ１０１からＳ１１２に示すような流れで処理を実行する。

図４では、特にステップＳ１０１−Ｓ１０４において冷却運転に係る処理が示されている。また、ステップＳ１０５−Ｓ１１２においてデフロスト運転に係る処理が示されており、特にステップＳ１１０において油回収制御に係る処理が示され、ステップＳ１１１において除霜促進制御に係る処理が示されている。なお、図４に示される処理の流れは、一例であり、適宜変更可能である。例えば、矛盾のない範囲でステップの順序が変更されてもよいし、一部のステップが他のステップと並列に実行されてもよい。

ステップＳ１０１において、コントローラ５０は、デフロスト開始条件が満たされない場合（すなわちＮＯの場合）には、ステップＳ１０５へ進む。一方、コントローラ５０は、デフロスト開始条件が満たされる場合（すなわちＹＥＳの場合）には、ステップＳ１０２へ進む。

ステップＳ１０２において、コントローラ５０は、運転種別を冷却運転に切り換える。その後、ステップＳ１０３へ進む。

ステップＳ１０３において、コントローラ５０は、四路切換弁１３を第１状態（図１で示す状態）に制御する。その後、ステップＳ１０４へ進む。

ステップＳ１０４において、コントローラ５０は、冷却負荷や設定温度等に応じて、各アクチュエータ（１１、１７、２１、２４−２８、４１、４５等）の動作をリアルタイムに制御する。これにより、冷媒回路ＲＣ内において正サイクルで冷媒が循環し、利用ユニット４０の設置空間（対象空間）において冷却対象の冷却が行われる。その後、ステップＳ１０１に戻る。

ステップＳ１０５において、コントローラ５０は、デフロスト開始条件が満たされたことに応じて、運転種別をデフロスト運転に切り換える。その後、ステップＳ１０６へ進む。

ステップＳ１０６において、コントローラ５０は、低段側圧縮機２１及び利用側ファン４５を含む各アクチュエータの動作を停止（休止）させる。その後、ステップＳ１０７へ進む。

ステップＳ１０７において、コントローラ５０は、四路切換弁１３を第２状態（図２で示す状態）に制御する。その後、ステップＳ１０８へ進む。

ステップＳ１０８において、コントローラ５０は、着霜状態や設定温度等に応じて、各アクチュエータの状態（各高段側圧縮機１１及び熱源側ファン１７の発停及び回転数、第４調整弁２７及び利用側膨張弁４１の開度等）をリアルタイムに制御する。これにより、冷媒回路ＲＣ内において逆サイクルで冷媒が循環するデフロスト運転が行われ、利用側熱交換器４３の除霜が行われる。その後、ステップＳ１０９へ進む。

ステップＳ１０９において、コントローラ５０は、油回収制御実行条件が満たされない場合（すなわちＮＯの場合）には、ステップＳ１１１へ進む。一方、コントローラ５０は、油回収制御実行条件が満たされる場合（すなわちＹＥＳの場合）には、ステップＳ１１０へ進む。

ステップＳ１１０において、コントローラ５０は、油回収制御を実行する。具体的に、コントローラ５０は、第２調整弁２５（第２流量調整弁）を油回収助長開度に制御する。これにより、第２調整弁２５の開度が絞られ、「低段側第２配管」（第２１配管Ｐ２１、第２液連絡配管Ｌ２、第１４配管Ｐ１４、過冷却熱交換器２２の第１流路２２１、及び第１３配管Ｐ１３等）を流れる冷媒の流量が低減し、これに関連して、油分離器３０の第３接続ポート３０ｃから流出する冷凍機油が、「接続配管」（第１７配管Ｐ１７）及び「インジェクション配管」（第１６配管Ｐ１６及び第１５配管Ｐ１５等）を介して、第１３配管Ｐ１３及び「高段側第１配管」（第１液連絡配管Ｌ１、第６配管Ｐ６、第５配管Ｐ５、第４配管Ｐ４及び第２配管Ｐ２等）へ流れることが助長される。また、コントローラ５０は、第３調整弁２６及び第５調整弁２８（流量調整弁）を油回収促進開度に制御する。これにより、第３調整弁２６及び第５調整弁２８の開度が大きくなり、「接続配管」（第１７配管Ｐ１７）又は「インジェクション配管」（第１６配管Ｐ１６及び第１５配管Ｐ１５等）における冷凍機油の流量が増大して、油分離器３０の第３接続ポート３０ｃから流出する冷凍機油が、「接続配管」及び「インジェクション配管」を介して、第１３配管Ｐ１３及び「高段側第１配管」へ流れることが促進される。その後、ステップＳ１１２へ進む。

ステップＳ１１１において、コントローラ５０は、除霜促進制御を実行する。具体的に、コントローラ５０は、第２調整弁２５（第２流量調整弁）を除霜促進開度に制御する。これにより、第２調整弁２５の開度が大きくなり、「低段側第２配管」を流れる冷媒の流量が増大し、利用側熱交換器４３へ流れる高圧のガス冷媒の流量を増大して、利用側熱交換器４３における除霜が促進される。また、コントローラ５０は、第３調整弁２６及び第５調整弁２８（流量調整弁）を除霜助長開度に制御する。これにより、第３調整弁２６及び第５調整弁２８の開度が絞られ、「接続配管」又は「インジェクション配管」における冷凍機油の流量が低減し、これに関連して「低段側第２配管」（第１３配管Ｐ１３等）を流れる冷媒の流量及び利用側熱交換器４３へ流れる高圧のガス冷媒の流量が増大し、利用側熱交換器４３における除霜が助長される。その後、ステップＳ１１２へ進む。

ステップＳ１１２において、コントローラ５０は、デフロスト解除条件が満たされない場合（すなわちＮＯの場合）には、ステップＳ１０８に戻る。一方、デフロスト解除条件が満たされる場合（すなわちＹＥＳの場合）には、ステップＳ１０１に戻る。

（５）冷凍装置１００の特徴
（５−１）
上記実施形態に係る冷凍装置１００では、コストが抑制されつつ信頼性低下が抑制されている。

すなわち、従来、冷媒回路において冷媒を二段階に圧縮する二段圧縮冷凍サイクルを行う冷凍装置では、運転中、冷媒回路内において冷媒に相溶した冷凍機油を低段側圧縮機へ回収することを目的として、低段側圧縮機の吐出側に油分離器が配置されるのが一般的であるが、係る構成によると、冷凍機油が油分離器に滞留し高段側圧縮機へと適正に回収されないことが想定される。係る場合には、高段側圧縮機において冷凍機油が不足し、信頼性が低下しうる。また、高段側圧縮機の冷凍機油不足を回避すべく冷凍機油を追加的に充填して冷凍装置を運用する場合には、冷凍機油の追加量に応じて熱交換器に冷凍機油が過剰に滞留し、熱交換器の信頼性（伝熱性能）が低下しうる。

一方で、低段側圧縮機の吐出側に油分離器及び油戻し管を配置して、低段側圧縮機の吐出冷媒に相溶している冷凍機油を冷媒と分離させ低段側圧縮機へと戻すとともに、低段側圧縮機から高段側圧縮機の吸入側へとバイパスするバイパス流路を形成し、低段側圧縮機内の圧力と高段側圧縮機の吸入側圧力との圧力差を用いて、バイパス流路を介して冷凍機油を高段側圧縮機へと回収する構成によると、製造・施工上の手間やコストが増大する。

この点、上記実施形態の冷凍装置１００では、油分離器３０及び「インジェクション配管」の間に配置される「接続配管」（第１７配管Ｐ１７）によって油分離器３０及び「インジェクション配管」（第１６配管Ｐ１６、各第１１配管Ｐ１１、及び第１５配管Ｐ１５等で構成される配管）が連通し、「流量調整弁」（第３調整弁２６及び第５調整弁２８）の開度に応じて、「接続配管」を流れる冷媒又は冷凍機油の流量が増減するように構成されている。そのうえで、コントローラ５０は、四路切換弁１３が第２状態となり低段側圧縮機２１が停止するデフロスト運転時には油回収制御を実行し、油回収制御において、冷凍機油が油分離器３０から「接続配管」及び「インジェクション配管」を経て「高段側第１配管」（第６配管Ｐ６、第１液連絡配管Ｌ１、第５配管Ｐ５、第４配管Ｐ４、及び第２配管Ｐ２等で構成される配管）へと流れるように流量調整弁の開度を油回収促進開度に制御するように構成されている。

これにより、デフロスト運転時においては、「流量調整弁」の開度が調整され、冷凍機油が、油分離器３０から「接続配管」及び「インジェクション配管」を経て、「高段側第１配管」へと流れるようになっている。その結果、油分離器３０に溜まった冷凍機油が、「高段側第１配管」から高段側圧縮機１１へと回収されることとなっている。このため、運転時に低段側圧縮機２１内へ冷媒をインジェクションさせるよう構成された冷媒回路ＲＣ（つまりインジェクション配管を含む公知の冷媒回路）において、「接続配管」及び「流量調整弁」を用いるのみで、低段側圧縮機２１から高段側圧縮機１１へ冷凍機油を回収することが可能となっている。すなわち、簡単な構成にして、高段側圧縮機１１へ冷凍機油を回収することが可能となっている。よって、コストが抑制されつつ信頼性低下が抑制されている。

（５−２）
上記実施形態に係る冷凍装置１００では、「流量調整弁」（第５調整弁２８）は、「接続配管」（第１７配管Ｐ１７）上に配置されている。これにより、油分離器３０から「接続配管」へ流れる冷媒又は冷凍機油の流量を簡潔に調整することが可能となっている。

（５−３）
上記実施形態に係る冷凍装置１００では、「流量調整弁」（第３調整弁２６）は、「インジェクション配管」（第１５配管Ｐ１５）上に配置されている。このように、低段側圧縮機２１への冷媒のインジェクション量を調整するための第３調整弁２６が、油分離器３０から「接続配管」（第１７配管Ｐ１７）を経て「インジェクション配管」へと流れる冷媒又は冷凍機油の流量を調整するための「流量調整弁」として用いられており、汎用性に優れている。

（５−４）
上記実施形態に係る冷凍装置１００では、コントローラ５０は、デフロスト運転時に、油回収制御を間欠的に実行している。これにより、デフロスト運転時においては、間欠的に、「流量調整弁」（２６、２８）の開度が調整され、冷凍機油が油分離器３０から「接続配管」及び「インジェクション配管」を経て「高段側第１配管」へと流れるようになっている。すなわち、デフロスト運転時において、油回収制御の実行が中断されている期間中は、冷媒回路ＲＣで油回収制御により想定される流れとは異なる態様（すなわち利用側熱交換器４３に高圧のガス冷媒を流入させる態様）で冷媒を流すことが可能となっている。その結果、冷凍機油の回収について、利用側熱交換器４３の除霜を目的として行われるデフロスト運転時に付帯的に行えるようになっており、汎用性に優れている。

（５−５）
上記実施形態に係る冷凍装置１００では、利用側熱交換器４３の液冷媒の出入口側に配置され「高段側第１配管」に連通する「低段側第２配管」（第１３配管Ｐ１３、第１４配管Ｐ１４、第２液連絡配管Ｌ２、及び第２１配管Ｐ２１等で構成される配管）を有し、「インジェクション配管」は他端（第１５配管Ｐ１５の端部）が「低段側第２配管」の両端間に接続されている。これにより、油回収制御実行時に、冷凍機油が、油分離器３０から「接続配管」及び「インジェクション配管」を経て「低段側第２配管」へと流れ、「低段側第２配管」から「高段側第１配管」へと流れるようになっている。すなわち、利用側熱交換器４３の液冷媒の出入口側から高段側圧縮機１１の吸入側へと延びる冷媒流路を介して冷凍機油を高段側圧縮機１１へ回収することが可能となっており、汎用性に優れている。

（５−６）
上記実施形態に係る冷凍装置１００では、「低段側第２配管」（第１３配管Ｐ１３）上において「インジェクション配管」（第１５配管Ｐ１５）との接続部分Ａ１よりもデフロスト運転時における冷媒流れの上流側（すなわち利用側熱交換器４３側）に配置され、「低段側第２配管」を流れる冷媒又は冷凍機油の流量を開度に応じて増減させる「第２流量調整弁」（第２調整弁２５）を有しており、コントローラ５０は、油回収制御において、「流量調整弁」（２６、２８）の開度を大きくするとともに「第２流量調整弁」の開度を絞るように構成されている。これにより、利用側熱交換器４３の液冷媒の出入口側から高段側圧縮機１１の吸入側へと延びる冷媒流路を介して冷凍機油を高段側圧縮機１１へ確実に回収することが可能となっている。

（５−７）
上記実施形態に係る冷凍装置１００では、デフロスト運転時に、高段側圧縮機１１から吐出される冷媒が流れる「高段側第２配管」（第７配管Ｐ７、第１ガス連絡配管Ｇ１、第１配管Ｐ１、及び第３配管Ｐ３等で構成される配管）を有しており、「低段側第１配管」（第８配管Ｐ８、第２ガス連絡配管Ｇ２及び第２２配管Ｐ２２等で構成される配管）は、一端が油分離器３０に接続され他端が利用側熱交換器４３に接続され、両端間において低段側圧縮機２１の吐出配管（第１２配管Ｐ１２及び第１０配管Ｐ１０等で構成される配管）を接続されている。油分離器３０は、冷媒又は冷凍機油の出入口として機能する第１ポート１３ａ、第２ポート１３ｂ、及び第３ポート１３ｃを形成されており、第１ポート１３ａには「高段側第２配管」が接続され、第２ポート１３ｂには「低段側第１配管」が接続され、第３ポート１３ｃには「接続配管」が接続されている。このように、冷凍装置１００では、「低段側第１配管」、「高段側第１配管」、及び「高段側第２配管」を用いて構成される一般的な冷媒回路ＲＣにおいて、高段側圧縮機１１への冷凍機油の回収を行うことが可能となっており、汎用性に優れている。

（６）変形例
上記実施形態は、以下の変形例に示すように適宜変形が可能である。なお、各変形例は、矛盾が生じない範囲で他の変形例と組み合わせて適用されてもよい。

（６−１）変形例１
上記実施形態では、「インジェクション配管」は、第１５配管Ｐ１５、第３調整弁２６、過冷却熱交換器２２の第２流路２２２、第１６配管Ｐ１６、各第１調整弁２４、及び各第１１配管Ｐ１１を含む態様で構成されていた。しかし、「インジェクション配管」の構成態様については必ずしもこれに限定されず、適宜変更が可能である。例えば、「インジェクション配管」に含まれる一部の配管や機器（例えば過冷却熱交換器２２や一部の冷媒配管等）については適宜省略されてもよい。また、「インジェクション配管」は、図１及び図２に示されていない配管や機器を含んでいてもよい。

（６−２）変形例２
上記実施形態では、「接続配管」は、第１７配管Ｐ１７によって構成されていた。しかし、「接続配管」の構成態様については必ずしもこれに限定されず、適宜変更が可能である。例えば、「接続配管」は、図１及び図２に示されていない配管や機器を含んでいてもよい。

（６−３）変形例３
上記実施形態では、「低段側第１配管」は、第８配管Ｐ８、第２ガス連絡配管Ｇ２及び第２２配管Ｐ２２を含む態様で構成されていた。しかし、「低段側第１配管」の構成態様については必ずしもこれに限定されず、適宜変更が可能である。例えば、「低段側第１配管」に含まれる一部の配管や機器（例えば第２ガス連絡配管Ｇ２等）については適宜省略されてもよい。また、「低段側第１配管」は、図１及び図２に示されていない配管や機器を含んでいてもよい。

（６−４）変形例４
上記実施形態では、「低段側第２配管」は、第１３配管Ｐ１３、過冷却熱交換器２２（第１流路２２１）、第１４配管Ｐ１４、第２液連絡配管Ｌ２、及び第２１配管Ｐ２１を含む態様で構成されていた。しかし、「低段側第２配管」の構成態様については必ずしもこれに限定されず、適宜変更が可能である。例えば、「低段側第２配管」に含まれる一部の配管や機器（例えば過冷却熱交換器２２や第２液連絡配管Ｌ２等）については適宜省略されてもよい。また、「低段側第２配管」は、図１及び図２に示されていない配管や機器を含んでいてもよい。

（６−５）変形例５
上記実施形態では、「高段側第１配管」は、第２配管Ｐ２、四路切換弁１３（第４ポート１３ｄ−第２ポート１３ｂ）、第４配管Ｐ４、第５配管Ｐ５、レシーバ１５、第６配管Ｐ６、及び第１液連絡配管Ｌ１を含む態様で構成されていた。しかし、「高段側第１配管」の構成態様については必ずしもこれに限定されず、適宜変更が可能である。例えば、「高段側第１配管」に含まれる一部の配管や機器（例えば四路切換弁１３やレシーバ１５等）については適宜省略されてもよい。また、「高段側第１配管」は、図１及び図２に示されていない配管や機器を含んでいてもよい。

（６−６）変形例６
上記実施形態では、「高段側第２配管」は、第７配管Ｐ７、第１ガス連絡配管Ｇ１、第１配管Ｐ１、四路切換弁１３（第１ポート１３ａ―第３ポート１３ｃ）及び第３配管Ｐ３を含む態様で構成されていた。しかし、「高段側第２配管」の構成態様については必ずしもこれに限定されず、適宜変更が可能である。例えば、「高段側第２配管」に含まれる一部の配管や機器（例えば第１ガス連絡配管Ｇ１や四路切換弁１３等）については適宜省略されてもよい。また、「高段側第２配管」は、図１及び図２に示されていない配管や機器を含んでいてもよい。

（６−７）変形例７
上記実施形態では、第５調整弁２８及び第３調整弁２６が、油回収制御実行時に油回収促進開度に制御される「流量調整弁」として機能する場合について説明した。しかし、「流量調整弁」の配置態様については必ずしもこれに限定されず、設計仕様や使用環境に応じて、適宜変更が可能である。例えば、第５調整弁２８又は第３調整弁２６に代えて／第５調整弁２８又は第３調整弁２６とともに、図１及び図２に図示されない弁（電動弁及び電磁弁）を新たに配置して、係る弁を「流量調整弁」として機能させてもよい。

また、上記実施形態では、第２調整弁２５が、油回収制御実行時に油回収助長開度に制御される「第２流量調整弁」として機能する場合について説明した。しかし、「第２流量調整弁」の配置態様については必ずしもこれに限定されず、設計仕様や使用環境に応じて、適宜変更が可能である。例えば、第２調整弁２５に代えて／第２調整弁２５とともに、第４調整弁２７及び／又は利用側膨張弁４１を「第２流量調整弁」として機能させてもよい。また、例えば、第２調整弁２５に代えて／第２調整弁２５とともに、図１及び図２に図示されない弁（電動弁及び電磁弁）を新たに配置して、係る弁を「第２流量調整弁」として機能させてもよい。

（６−８）変形例８
上記実施形態では、コントローラ５０（油回収制御実行部５８）は、デフロスト運転中に、油回収制御を間欠的に行っていた。しかし、冷凍機油が油分離器３０から「接続配管」及び「インジェクション配管」を経て「高段側第１配管」へ送られる限り、油回収制御が実行される態様は必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。

例えば、油回収制御は、デフロスト運転中、所定のタイミングで所定期間、一度のみ行われるように構成されてもよい。また、例えば利用側熱交換器４３の除霜に著しい支障が生じない限り、油回収制御は、デフロスト運転中、連続的に実行されてもよい。

（６−９）変形例９
上記実施形態では、コントローラ５０（油回収制御実行部５８）は、デフロスト運転中に、油回収制御と除霜促進制御とを交互に行っていた。しかし、冷凍機油が油分離器３０から「接続配管」及び「インジェクション配管」を経て「高段側第１配管」へ送られるとともに利用側熱交換器４３の除霜に著しい支障が生じない限り、油回収制御及び除霜促進制御は必ずしも交互に実行される必要はなく、実行態様に関しては適宜変更が可能である。例えば、油回収制御及び除霜促進制御は、一部又は完全に同時実行されてもよい。また、例えば、油回収制御及び除霜促進制御の間に異なる制御が介在していてもよい。また、例えば、除霜促進制御については、必ずしも必要ではなく、適宜省略されてもよいし、他の制御に置き換えられてもよい。

（６−１０）変形例１０
上記実施形態では、油回収制御において、「流量調整弁」としての第５調整弁２８及び第３調整弁２６はともに油回収促進開度に制御され、油回収促進開度は最大開度に設定されていた。しかし、油回収促進開度は、冷凍機油が油分離器３０から「接続配管」及び「インジェクション配管」を経て「高段側第１配管」へ送られる限り、必ずしも最大開度には限定されず、他の開度（例えば最大開度よりも小さく最小開度よりも大きい開度）であってもよい。また、油回収促進開度は、油回収制御実行中、状況に応じて（例えば各種センサの検出値に応じて）、所定の算出式やテーブルに基づきリアルタイムに算出或いは設定されてもよい。

また、例えば、油回収制御において、「流量調整弁」としての第５調整弁２８及び第３調整弁２６は必ずしも同じ開度に制御される必要はなく、個別に異なる開度に制御されてもよい。

（６−１１）変形例１１
上記実施形態では、油回収制御において、「第２流量調整弁」としての第２調整弁２５は油回収助長開度に制御され、油回収助長開度は最小開度に設定されていた。しかし、油回収助長開度は、冷凍機油が油分離器３０から「接続配管」及び「インジェクション配管」を経て「高段側第１配管」へ送られることを助長する開度である限り、必ずしも最小開度には限定されず、他の開度（例えば最小開度よりも大きく最大開度よりも小さい開度）であってもよい。また、油回収助長開度は、油回収制御実行中、状況に応じて（例えば各種センサの検出値に応じて）、所定の算出式やテーブルに基づきリアルタイムに算出或いは設定されてもよい。

（６−１２）変形例１２
上記実施形態では、除霜促進制御において、「流量調整弁」としての第５調整弁２８及び第３調整弁２６はともに除霜助長開度に制御され、除霜助長開度は最小開度に設定されていた。しかし、除霜助長開度は、利用側熱交換器４３の除霜に著しい支障が生じない限り、必ずしも最小開度に限定されず、他の開度（例えば最小開度よりも大きく最大開度よりも小さい開度）であってもよい。また、除霜助長開度は、除霜促進制御実行中、状況に応じて（例えば各種センサの検出値に応じて）、所定の算出式やテーブルに基づきリアルタイムに算出或いは設定されてもよい。

（６−１３）変形例１３
上記実施形態では、除霜促進制御において、「第２流量調整弁」としての第２調整弁２５は除霜促進開度に制御され、除霜促進開度は最大開度に設定されていた。しかし、除霜促進開度は、利用側熱交換器４３の除霜に著しい支障が生じない限り、必ずしも最大開度に限定されず、他の開度（例えば最大開度よりも小さく最小開度よりも大きい開度）であってもよい。また、除霜促進開度は、除霜促進制御実行中、状況に応じて（例えば各種センサの検出値に応じて）、所定の算出式やテーブルに基づきリアルタイムに算出或いは設定されてもよい。

（６−１４）変形例１４
上記実施形態では、コントローラ５０は、油回収制御実行条件が満たされることに応じて油回収制御を実行し、油回収制御実行条件は、デフロスト運転中、デフロスト運転が開始されてから若しくは最新の油回収制御が実行されてから所定時間ｔ３が経過したことを契機として満たされたものとされていた。しかし、油回収制御実行条件は、これに限定されず、異なるイベントを契機として満たされるものとされてもよい。

例えば、油回収制御実行条件は、各種センサの検出値が、所定値未満或いは所定値以上であることに応じて満たされるものとされてもよい。また、例えば、油回収制御実行条件は、所定のコマンド（例えば油回収制御の開始を指示するコマンド）をユーザによって入力された場合に満たされるものとされてもよい。

（６−１５）変形例１５
上記実施形態では、コントローラ５０は、デフロスト運転中、油回収制御実行条件が満たされなくなることに応じて油回収制御を中断して除霜促進制御を実行し、油回収制御実行条件は、油回収制御実行中、所定時間ｔ４が経過したことを契機として満たされなくなるものとされていた。しかし、油回収制御実行条件は、これに限定されず、異なるイベントを契機として満たされなくなるものとされてもよい。

例えば、油回収制御実行条件は、各種センサの検出値が、所定値以上或いは所定値未満であることに応じて満たされるなくなるものとされてもよい。また、例えば、油回収制御実行条件は、所定のコマンド（例えば油回収制御の終了を指示するコマンド）をユーザによって入力された場合に満たされなくなるものとされてもよい。

（６−１６）変形例１６
上記実施形態では、コントローラ５０（油回収制御実行部５８）は、油回収制御において以下の（i）―（iii）の制御を行っていた。
（i）「流量調整弁」としての第５調整弁２８を油回収促進開度に制御
（ii）「流量調整弁」としての第３調整弁２６を油回収促進開度に制御
（iii）「第２流量調整弁」としての第２調整弁２５を油回収助長開度に制御

冷凍機油を、油分離器３０から、「接続配管」及び「インジェクション配管」を経て、「高段側第１配管」へより確実に送る、という観点によれば、油回収制御において上記（i）―（iii）の全てが実行されることが望ましい。しかし、冷凍機油が油分離器３０から「接続配管」及び「インジェクション配管」を経て「高段側第１配管」へ送られる効果を奏する限り、油回収制御の内容については適宜変更が可能である。

例えば、油回収制御において、上記（iii）の制御については必ずしも実行される必要はなく、適宜省略されてもよいし他の制御に置き換えられてもよい。また、例えば、油回収制御において、上記（i）及び（ii）の制御の一方については、必ずしも実行される必要はなく、適宜省略されてもよいし他の制御に置き換えられてもよい。

また、例えば、油回収制御において、上記（i）―（iii）以外の制御が含まれていてもよい。例えば、油回収制御において、高段側圧縮機１１、熱源側ファン１７、低段側圧縮機２１、及び／又は利用側ファン４５の発停及び回転数に関する制御が、適宜追加されてもよい。

（６−１７）変形例１７
上記実施形態では、コントローラ５０（油回収制御実行部５８）は、除霜促進制御において以下の（iv）―（vi）の制御を行っていた。
（iv）「流量調整弁」としての第５調整弁２８を除霜助長開度に制御
（v）「流量調整弁」としての第３調整弁２６を除霜助長開度に制御
（vi）「第２流量調整弁」としての第２調整弁２５を除霜促進開度に制御

高段側圧縮機１１から吐出される高圧のガス冷媒が利用側熱交換器４３に流れることを促進させる、という観点によれば、除霜促進制御において上記（iv）―（vi）の全てが実行されることが望ましい。しかし、高段側圧縮機１１から吐出される高圧のガス冷媒が利用側熱交換器４３に流れることに著しい支障が生じない限り、除霜促進制御の内容については適宜変更が可能である。

例えば、上記（iv）―（vi）のいずれか／全てについては、必ずしも実行される必要はなく、適宜省略が可能である。また、例えば、除霜促進制御において、上記（iv）―（vi）以外の制御が含まれていてもよい。例えば、除霜促進制御において、高段側圧縮機１１、熱源側ファン１７、低段側圧縮機２１、及び／又は利用側ファン４５の発停及び回転数に関する制御が、適宜追加されてもよい。

（６−１８）変形例１８
上記実施形態では、コントローラ５０（油回収制御実行部５８）は、以下の（ａ）及び（ｂ）を満たすことを、油回収制御の実行条件としていた。
（ａ）デフロスト運転中であること
（ｂ）油回収制御実行条件を満たすこと

しかし、上記（ｂ）の条件については必ずしも必要ではなく、適宜省略若しくは変更が可能である。例えば、上記（ａ）の条件を満たす場合（すなわち、デフロスト運転中）には、コントローラ５０が無条件に油回収制御を実行するように構成してもよい。係る場合には、デフロスト運転中、油回収制御が連続的に実行されることとなる。

また、上記（ａ）の条件に関しては、デフロスト運転以外の運転時における油回収制御の実行を妨げるものではない。例えば、上記（ａ）の「デフロスト運転」を、低段側圧縮機２１が停止され逆サイクルで冷媒が循環する他の運転に置き換え、係る運転時に油回収制御が実行されるように構成してもよい（なお、係る場合には、除霜促進制御については適宜省略される、或いは他の制御に置き換えられる。）。すなわち、特許請求の範囲記載の「逆サイクル運転」は必ずしもデフロスト運転には限定されず、低段側圧縮機２１が停止され逆サイクルで冷媒が循環する他の運転（例えば対象空間を加熱させる加熱運転や、冷凍機油を高段側圧縮機１１に回収させることに特化した油回収運転）を含む。

また、これと同様に、特許請求の範囲記載の「正サイクル運転」は必ずしも冷却運転には限定されず、正サイクルで冷媒が循環する他の運転を含む。

（６−１９）変形例１９
上記実施形態では、コントローラ５０（運転切替制御部５４）は、冷却運転中にデフロスト開始条件が満たされた時に運転種別をデフロスト運転に切り替え、デフロスト開始条件は冷却運転が開始されてから所定時間ｔ１が経過したことを契機として満たされるものとされた。しかし、デフロスト開始条件は、必ずしもこれに限定されず、他のイベントを契機として満たされるものとされてもよい。例えば、利用側熱交換器４３の着霜状態を判定すべく利用側熱交換器４３に温度センサを配置して、係る温度センサの検出値が所定値未満となったことを契機としてデフロスト開始条件が満たされるものとされてもよい。また、例えば、デフロスト開始条件は、所定のコマンド（例えばデフロスト運転の開始を指示するコマンド）をユーザによって入力された場合に満たされるものとされてもよい。

また、コントローラ５０（運転切替制御部５４）は、デフロスト運転中にデフロスト解除条件が満たされた時に運転種別を冷却運転に切り替え、デフロスト解除条件はデフロスト運転が開始されてから所定時間ｔ２が経過したことを契機として満たされるものとされた。しかし、デフロスト解除条件は、必ずしもこれに限定されず、他のイベントを契機として満たされるものとされてもよい。例えば、利用側熱交換器４３の着霜状態を判定すべく利用側熱交換器４３に温度センサを配置して、係る温度センサの検出値が所定値以上となったことを契機としてデフロスト解除条件が満たされるものとされてもよい。また、例えば、デフロスト解除条件は、所定のコマンド（例えばデフロスト運転の終了を指示するコマンド）をユーザによって入力された場合に満たされるものとされてもよい。

（７−２０）変形例２０
上記実施形態では、所定時間ｔ１が２０時間に設定され、所定時間ｔ２が２０分に設定され、所定時間ｔ３が５分に設定され、所定時間ｔ４が２分に設定される場合について説明した。しかし、所定時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、及びｔ４は、設計仕様や使用環境に応じて適宜変更が可能である。

例えば、所定時間ｔ１は、２０時間よりも長い時間（例えば３０時間）又は短い時間（例えば１０時間）に設定されてもよい。また、例えば、所定時間ｔ２は、２０分よりも長い時間（例えば１時間）又は短い時間（例えば１０分）に設定されてもよい。また、例えば、所定時間ｔ３は、５分よりも長い時間（例えば８分）又は短い時間（例えば３分）に設定されてもよい。また、例えば、所定時間ｔ４は、２分よりも長い時間（例えば３分）又は短い時間（例えば１分）に設定されてもよい。

（６−２１）変形例２１
上記実施形態では、各低段側圧縮機２１は、中間ユニット２０内に配置された。しかし、各低段側圧縮機２１は、必ずしも中間ユニット２０に配置される必要はなく、他のユニットに配置されてもよい。例えば、各低段側圧縮機２１は、熱源ユニット１０内に配置されてもよいし、利用ユニット４０内に配置されてもよい。係る場合、中間ユニット２０に含まれる低段側圧縮機２１以外の機器を当該他のユニットに配置させることで、中間ユニット２０については省略可能となる。

（６−２２）変形例２２
冷媒回路ＲＣの構成態様は、必ずしも図１及び図２に示す態様には限定されず、冷媒回路ＲＣの構成態様及び冷凍装置１００に配置される機器については、設計仕様や設置環境に応じて適宜変更が可能である。例えば、高段側圧縮機１１の吐出冷媒から冷凍機油を分離させ、分離させた冷凍機油を高段側圧縮機１１に回収するために、高段側圧縮機１１の吐出側に油分離器を新たに配置してもよい。また、例えば、高段側圧縮機１１或いは低段側圧縮機２１に冷凍機油を送るための配管を新たに配置してもよい。また、利用側膨張弁４１は、感温筒を含む感温式膨張弁であってもよい。

また、例えば、四路切換弁１３に代えて、「切換弁」（電磁弁又は電動弁）を複数配置し各切換弁を個別に開閉することで、四路切換弁１３が第１状態にある場合におけるのと同様の冷媒の流れ（正サイクル）と、第２状態にある場合におけるのと同様の冷媒の流れ（逆サイクル）と、を切り換えてもよい。係る場合、「切換弁」毎に「第１状態」を全開状態及び全閉状態のいずれかとし、「第２状態」を全閉状態及び全開状態のいずれかとすればよい。

また、例えば、利用ユニット４０内には、複数の利用側熱交換器４３が並列／直列に配置されてもよい。また、例えば、高段側圧縮機１１及び／又は低段側圧縮機２１の台数については必ずしも３台に限定されず、３台未満（１台を含む）であってもよいし、４台以上であってもよい。

また、冷媒回路ＲＣに含まれる一部の配管や機器については適宜省略が可能である。例えば、熱源ユニット１０に配置されるレシーバ１５については必ずしも必要ではなく、適宜省略が可能である。また、冷媒回路ＲＣにおいては、一部の配管や機器に代えて／とともに、他の配管や機器が含まれていてもよい。

（６−２３）変形例２３
上記実施形態では、第１１配管Ｐ１１は、正サイクル運転時に、インジェクション圧力の冷媒を低段側圧縮機２１に流入させるインジェクション管として機能していた。しかし、第１１配管Ｐ１１は、低段側圧縮機２１から冷媒を流出させてバイパスさせるバイパス管として機能させてもよい。

（６−２４）変形例２４
上記実施形態では、熱源ユニット制御部１０ａは熱源ユニット１０内に配置され、中間ユニット制御部２０ａは中間ユニット２０内に配置され、利用ユニット制御部４０ａは利用ユニット４０内に配置された。しかし、必ずしもこれに限定されず、熱源ユニット制御部１０ａ、中間ユニット制御部２０ａ、及び／又は利用ユニット制御部４０ａは、必ずしも対応するユニット内に配置される必要はなく、他のユニットや通信ネットワークで通信可能に接続された遠隔地に配置されてもよい。

（６−２５）変形例２５
上記実施形態では、コントローラ５０は、熱源ユニット制御部１０ａ、中間ユニット制御部２０ａ、及び利用ユニット制御部４０ａが、通信可能に接続されることで構成されていた。しかし、コントローラ５０の構成態様については、必ずしもこれに限定されず、適宜変更が可能である。

例えば、熱源ユニット制御部１０ａ、中間ユニット制御部２０ａ、及び利用ユニット制御部４０ａの一部を省略してコントローラ５０を構成してもよい。また、熱源ユニット制御部１０ａ、中間ユニット制御部２０ａ、及び利用ユニット制御部４０ａの一部／全てに代えて新たな機能部（例えば管理サーバや集中リモコン等）を用いてコントローラ５０を構成してもよい。係る場合、新たな機能部は、通信ネットワークで通信可能に接続された遠隔地に配置されてもよい。

（６−２６）変形例２６
上記実施形態では、１台の熱源ユニット１０と、１台の中間ユニット２０と、１台の利用ユニット４０と、を有していた。しかし、冷凍装置１００に配置される熱源ユニット１０、中間ユニット２０、及び／又は利用ユニット４０の台数については特に限定されず、２台以上であってもよい。

（６−２７）変形例２７
上記実施形態では、本発明が冷蔵倉庫や店舗のショーケースの庫内の冷却を行う冷凍装置１００に適用されていた。しかし、これに限定されず、本発明は、他の冷凍装置にも適用可能である。例えば、本発明は、輸送コンテナ内の冷却を行う冷凍装置に適用されてもよい。また、例えば、本発明は、建物内の冷房等を行うことで空気調和を実現する空調システム（エアコン）や、給湯器やヒートポンプチラー等にも適用可能である。

本発明は、冷媒回路を含む冷凍装置において利用可能である。

１０ ：熱源ユニット
１０ａ ：熱源ユニット制御部
１１ ：高段側圧縮機
１３ ：四路切換弁（切換弁、高段側第１配管、）
１３ａ ：第１ポート
１３ｂ ：第２ポート
１３ｃ ：第３ポート
１３ｄ ：第４ポート
１４ ：熱源側熱交換器
１５ ：レシーバ（高段側第１配管）
１７ ：熱源側ファン
２０ ：中間ユニット
２０ａ ：中間ユニット制御部
２１ ：低段側圧縮機
２２ ：過冷却熱交換器
２３ ：第１逆止弁
２４ ：第１調整弁（インジェクション配管）
２５ ：第２調整弁（第２流量調整弁）
２６ ：第３調整弁（流量調整弁）
２７ ：第４調整弁
２８ ：第５調整弁（流量調整弁）
３０ ：油分離器
３０ａ ：第１接続ポート
３０ｂ ：第２接続ポート
３０ｃ ：第３接続ポート
３１ ：第２逆止弁
３２ ：第３逆止弁
４０ ：利用ユニット
４０ａ ：利用ユニット制御部
４１ ：利用側膨張弁
４３ ：利用側熱交換器
４５ ：利用側ファン
５０ ：コントローラ
５１ ：記憶部
５２ ：入力制御部
５３ ：駆動信号出力部
５４ ：運転切替制御部
５５ ：アクチュエータ制御部
５６ ：冷却運転実行部
５７ ：デフロスト運転実行部
５８ ：油回収制御実行部
１００ ：冷凍装置
２２１ ：第１流路（低段側第２配管）
２２２ ：第２流路（インジェクション配管）
Ａ１ ：接続部分
ＦＬ１―ＦＬ７ ：第１フラグ−第７フラグ
Ｇ１ ：第１ガス連絡配管（高段側第２配管）
Ｇ２ ：第２ガス連絡配管（低段側第１配管）
Ｊ１ ：インジェクションポート
Ｌ１ ：第１液連絡配管（高段側第１配管）
Ｌ２ ：第２液連絡配管（低段側第２配管）
Ｐ１ ：第１配管（高段側第２配管）
Ｐ２ ：第２配管（高段側第１配管）
Ｐ３ ：第３配管（高段側第２配管）
Ｐ４ ：第４配管（高段側第１配管）
Ｐ５ ：第５配管（高段側第１配管）
Ｐ６ ：第６配管（高段側第１配管）
Ｐ７ ：第７配管（高段側第２配管）
Ｐ８ ：第８配管（低段側第１配管）
Ｐ９ ：第９配管
Ｐ１０ ：第１０配管（吐出配管）
Ｐ１１ ：第１１配管（インジェクション配管）
Ｐ１２ ：第１２配管（吐出配管）
Ｐ１３ ：第１３配管（低段側第２配管）
Ｐ１４ ：第１４配管（低段側第２配管）
Ｐ１５ ：第１５配管（インジェクション配管）
Ｐ１６ ：第１６配管（インジェクション配管）
Ｐ１７ ：第１７配管（接続配管）
Ｐ１８ ：第１８配管
Ｐ２１ ：第２１配管（低段側第２配管）
Ｐ２２ ：第２２配管（低段側第１配管）
ＲＣ ：冷媒回路

特開２００７−９３０１７号公報

Claims (7)

1. 冷媒回路（ＲＣ）において冷媒が循環する正サイクル運転、又は前記冷媒回路において前記正サイクル運転とは逆方向に冷媒が循環する逆サイクル運転を行う冷凍装置（１００）であって、
   駆動時に冷媒を吸入し圧縮して吐出する低段側圧縮機（２１）と、
   前記低段側圧縮機の前記正サイクル運転時における冷媒流れの下流側に配置され、駆動時に冷媒を吸入し圧縮して吐出する高段側圧縮機（１１）と、
   第１状態又は第２状態に切り換えられることで前記冷媒回路における冷媒の流れを切り換える切換弁（１３）と、
   前記低段側圧縮機の吐出側に配置され前記低段側圧縮機の吐出側に連通し、前記低段側圧縮機から吐出される冷媒が流れる低段側第１配管（Ｐ８、Ｇ２、Ｐ２２）と、
   一端が前記低段側圧縮機のインジェクションポート（Ｊ１）に接続され、前記低段側圧縮機内にインジェクションされる冷媒が流れるインジェクション配管（Ｐ１１、２４、Ｐ１６、２２２、Ｐ１５）と、
   前記低段側第１配管に連通し、冷媒に相溶している冷凍機油を冷媒と分離させる油分離器（３０）と、
   前記油分離器及び前記インジェクション配管の間に配置され、前記油分離器及び前記インジェクション配管を連通させる接続配管（Ｐ１７）と、
   前記切換弁が前記第２状態にある場合に、前記高段側圧縮機の吸入側と前記インジェクション配管の他端側とを連通させる高段側第１配管（Ｌ１、Ｐ６、１５、Ｐ５、Ｐ４、１３、Ｐ２）と、
   前記接続配管を流れる冷媒又は冷凍機油の流量を開度に応じて増減させる流量調整弁（２６、２８）と、
   前記正サイクル運転時には冷媒の凝縮器として機能し、前記逆サイクル運転時には冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器（１４）と、
   前記正サイクル運転時には冷媒の蒸発器として機能し、前記逆サイクル運転時には冷媒の凝縮器として機能する利用側熱交換器（４３）と、
   各機器（１１、１３、２１、２６、２８）の状態を制御することで、前記正サイクル運転及び前記逆サイクル運転を状況に応じて切り換えるコントローラ（５０）と、
   を備え、
   前記コントローラは、
   前記正サイクル運転時には、前記切換弁を前記第１状態に制御するとともに、前記低段側圧縮機及び前記高段側圧縮機を駆動させ、
   前記逆サイクル運転時には、前記切換弁を前記第２状態に制御するとともに、前記高段側圧縮機を駆動させる一方で前記低段側圧縮機の駆動を停止させて、第１制御を実行し、
   前記第１制御においては、冷凍機油が前記油分離器から前記接続配管及び前記インジェクション配管を経て前記高段側第１配管へと流れるように、前記流量調整弁の開度を制御する、
   る冷凍装置（１００）。
2. 前記流量調整弁（２８）は、前記接続配管上に配置される、
   請求項１に記載の冷凍装置（１００）。
3. 前記流量調整弁（２６）は、前記インジェクション配管上に配置される、
   請求項１又は２に記載の冷凍装置（１００）。
4. 前記コントローラは、前記逆サイクル運転時に、前記第１制御を間欠的に実行する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の冷凍装置（１００）。
5. 前記利用側熱交換器の液冷媒の出入口側に配置されるとともに前記高段側第１配管に連通する低段側第２配管（Ｐ２１、Ｌ２、Ｐ１４、２２１、Ｐ１３）をさらに備え、
   前記インジェクション配管は、他端が前記低段側第２配管の両端間に接続される、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の冷凍装置（１００）。
6. 前記低段側第２配管上において前記インジェクション配管との接続部分（Ａ１）よりも前記逆サイクル運転時における冷媒流れの上流側に配置され、前記低段側第２配管を流れる冷媒又は冷凍機油の流量を開度に応じて増減させる第２流量調整弁（２５）をさらに備え、
   前記コントローラは、前記第１制御において、前記流量調整弁の開度を大きくするとともに前記第２流量調整弁の開度を絞る、
   請求項５に記載の冷凍装置（１００）。
7. 前記逆サイクル運転時に前記高段側圧縮機から吐出される冷媒が流れる高段側第２配管（Ｐ３、１３、Ｐ１、Ｇ１、Ｐ７）をさらに備え、
   前記低段側第１配管は、一端が前記油分離器に接続され、他端が前記利用側熱交換器に接続され、両端間において前記低段側圧縮機の吐出配管（Ｐ１０、２３、Ｐ１２）を接続され、
   前記油分離器は、冷媒又は冷凍機油の出入口として機能する第１接続ポート（３０ａ）、第２接続ポート（３０ｂ）、及び第３接続ポート（３０ｃ）を形成され、
   前記第１接続ポートには、前記高段側第２配管が接続され、
   前記第２接続ポートには、前記低段側第１配管が接続され、
   前記第３接続ポートには、前記接続配管が接続される、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の冷凍装置（１００）。

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