JP6958692B1 - 熱源ユニット及び冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高外気時において、気液分離器内のガス冷媒が中間流路に送られなくなることを抑制する。【解決手段】制御部（101）は、第１圧縮機（21）、第２圧縮機（22）、及び第３圧縮機（23）を運転する運転において、中間流路（18）の圧力に相当する中間圧力が所定値より高い第１条件を満たす場合に、第３圧縮機（23）の回転数を増大させる第１動作を実行する。【選択図】図９

Description

本開示は、熱源ユニット及び冷凍装置に関する。

従来より、冷凍サイクルを行う冷凍装置が知られている。特許文献１の冷凍装置は、空調ユニット及び冷設ユニットが熱源回路に接続されて冷媒回路が構成される。空調ユニットは、室内の空調を行う。冷設ユニットは、冷蔵・冷凍用のショーケースなどの庫内の空気を冷却する。

冷凍装置は、冷房冷設運転を行う。冷媒回路では、高圧圧力が臨界圧力以上となる冷凍サイクルが行われる。この冷凍サイクルでは、熱源回路の熱源熱交換器が放熱器として機能し、空調ユニットの利用熱交換器、及び冷設ユニットの利用熱交換器が蒸発器として機能する。空調ユニットの冷媒の蒸発温度は、冷設ユニットの冷媒の蒸発温度よりも高い。冷房冷設運転では、室内の空調と、庫内の空気の冷却とが同時に行われる。

特開２０１９−６６１５８号公報

特許文献１に記載の熱源ユニットには、気液分離器が設けられる。気液分離器は、熱源熱交換器で放熱した後の冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離する。気液分離器で分離されたガス冷媒は、ガス抜き管を介して中間流路に送られる。中間流路は、第１圧縮機及び第２圧縮機の吐出側と、第３圧縮機の吸入側との間の流路である。第１圧縮機は、空調ユニットから冷媒を吸入する。第２圧縮機は、冷設ユニットから冷媒を吸入する。第３圧縮機は、第１圧縮機及び第２圧縮機から吐出された冷媒をさらに圧縮する。

冷房冷設運転において、外気温度が高くなると熱源熱交換器の冷媒の温度を高くする必要がある。特に冷媒が臨界圧力以上となる冷凍サイクルでは、熱源熱交換器の流入部から流出部までの間の全域において冷媒の温度が変化する。このため、熱源熱交換器の全域において冷媒の温度を外気よりも高くするために、冷媒回路の高圧圧力がかなり高くなる。

高外気時において高圧圧力が高くなると、気液分離器内の圧力が臨界圧力を越えてしまい、冷媒が臨界状態となる。この状態では、気液分離器が冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離できない。そこで、ガス抜き管の弁を開放し、ガス冷媒を中間流路に抜く。これにより、気液分離器の内圧が臨界圧力より低くなり、冷媒を亜臨界状態にすることができる。

一方、高外気時において、気液分離器のガス冷媒を中間流路に継続して送ると、中間流路の圧力（中間圧力）が上昇する。この結果、気液分離器内の内圧と中間流路の中間圧力との差を確保できなくなり、気液分離器内のガス冷媒を十分に抜くことができないことがあった。この結果、気液分離器の内圧が下がらず、高圧圧力が過剰に高くなってしまうという問題があった。

本開示の目的は、高外気時において、気液分離器内のガス冷媒が中間流路に送られなくなることを抑制することである。

第１の態様は、空調ユニット（60）及び冷設ユニット（70）に接続されて、高圧圧力が臨界圧力以上となる冷凍サイクルを行う冷媒回路（6）を構成する熱源回路（11）と、制御部（101）とを備えた熱源ユニットである。

前記熱源回路（11）は、前記空調ユニット（60）からの冷媒を吸入する第１圧縮機（21）と、前記冷設ユニット（70）からの冷媒を吸入する第２圧縮機（22）と、前記第１圧縮機（21）及び前記第２圧縮機（22）で圧縮した冷媒が吐出される中間流路（18）と、中間流路（18）の冷媒を吸入する第３圧縮機（23）と、放熱器（24）と、前記放熱器（24）の液側端部に接続する液側流路（40）と、前記液側流路（40）に設けられる気液分離器（25）と、前記気液分離器（25）内のガスを前記中間流路（18）に送るガス抜き管（41）と、該ガス抜き管（41）を開閉する第１弁（42）とを有する。制御部（101）は、前記第１圧縮機（21）、前記第２圧縮機（22）、及び第３圧縮機（23）を運転する運転において、前記中間流路（18）の圧力に相当する中間圧力が所定値より高い第１条件を満たす場合に、前記第３圧縮機（23）の回転数を増大させる第１動作を実行する。

第１の態様では、第１圧縮機（21）、前記第２圧縮機（22）、及び第３圧縮機（23）を運転する運転において中間圧力が所定値より高い第１条件が満たされると、制御部（101）が第３圧縮機（23）の回転数を増大する。これにより、第３圧縮機（23）に吸入される冷媒の量が増えるため、中間圧力を下げることができる。すると、気液分離器（25）の内圧と中間圧力との差を確保でき、気液分離器（25）のガス冷媒を中間流路（18）に送ることができる。この結果、気液分離器（25）の内圧を下げることができ、さらには高圧圧力を下げることができる。

第２の態様は、第１の態様において、前記制御部（101）は、前記第１動作の後、前記第１条件を満たす場合に、前記第１圧縮機（21）の回転数を減少させる。

第２の態様では、第１動作を行った後に中間圧力が所定値より高い場合、制御部（101）が第１圧縮機（21）の回転数を減少させる。これにより、第１圧縮機（21）から中間流路（18）に吐出される冷媒の量が減るため、中間圧力を下げることができる。

第３の態様は、第１又は第２の態様において、前記制御部（101）は、前記第１動作の後、前記第１条件を満たす場合に、前記第１圧縮機（21）を停止し第２圧縮機（22）及び第３圧縮機（23）を運転する運転を行うとともに前記空調ユニット（60）に対応する第１膨張弁（63）を閉じる信号を前記空調ユニット（60）に出力する第２動作を実行する。

第３の態様では、第１動作を行った後に中間圧力が所定値より高い場合、制御部（101）が第１圧縮機（21）を停止させ、且つ第１膨張弁（63）を閉じる信号を出力する。これにより、中間圧力がさらに低下する。

第４の態様は、第３の態様において、前記制御部（101）は、前記第２動作の後、前記第１条件を満たす場合に、前記第１圧縮機（21）及び第３圧縮機（23）を停止し前記第２圧縮機（22）を運転する運転を行う第３動作を実行する。

第４の態様では、第２動作を行った後に中間圧力が所定値より高い場合、制御部（101）は第２圧縮機（22）のみを運転させる。これにより、冷媒を単段で圧縮する冷凍サイクルが行われる。

第５の態様は、第４の態様において、前記制御部（101）は、前記第３動作の後、前記第２圧縮機（22）の吐出圧力が所定値より高い第２条件を満たす場合に、前記第１膨張弁（63）を開放する信号を前記空調ユニット（60）に出力する第４動作を実行する。

第５の態様では、第３動作を行った後に第２圧縮機（22）の吐出圧力（高圧圧力）が所定値より高い場合、制御部（101）は第１膨張弁（63）を開放する信号を出力する。これにより、熱源回路（11）に溜まった冷媒を、開状態の第１膨張弁（63）の下流側の配管へ送ることができる。この結果、高圧圧力を下げることができる。

第６の態様は、第５の態様において、前記制御部（101）は、前記第４動作の後、前記第２条件を満たす場合に、前記第２圧縮機（22）の回転数を減少させる。

第６の態様では、第４動作を行った後に第２圧縮機（22）の吐出圧力（高圧圧力）が所定値より高い場合、制御部（101）は第２圧縮機（22）の回転数を減少させる。これにより、高圧圧力をさらに下げることができる。

第７の態様は、第３の態様において、前記熱源回路（11）は、冷媒の流路を切り換えるとともに前記空調ユニット（60）のガス端部と前記第１圧縮機（21）の吸入部とを断続する第２弁（32）を含む流路切換機構（30）を有する。前記制御部（101）は、前記第２動作の後、前記第１条件を満たす場合に、前記第２弁（32）を閉じ、前記空調ユニット（60）に対応する第１膨張弁（63）を開ける信号を前記空調ユニット（60）に出力する第５動作を実行する。

第７の態様では、第２動作を行った後に中間圧力が所定値より高い場合、制御部（101）は第１膨張弁（63）を開ける信号を出力し、且つ流路切換機構（30）の第２弁（32）を閉じる。これにより、熱源回路（11）に溜まった冷媒を、開状態の第１膨張弁（63）から閉状態の第２弁（32）までの間の配管へ送ることができる。この結果、高圧圧力を下げることができる。

第８の態様は、第７の態様において、前記制御部（101）は、前記第５動作の後、前記第１条件を満たす場合に、前記第２圧縮機（22）の回転数を減少させる。

第８の態様では、第５動作を行った後に中間圧力が所定値より高い場合、制御部（101）は第２圧縮機（22）の回転数を減少させる。これにより、中間圧力を下げることができ、さらには高圧圧力を下げることができる。

第９の態様は、第１〜第８のいずれか１つの熱源ユニット（10）を備えた冷凍装置である。

図１は、実施形態に係る冷凍装置の配管系統図である。 図２は、コントローラと各種のセンサと各種の機器との関係を示すブロック図である。 図３は、冷設運転の冷媒の流れを示した図１に相当する図である。 図４は、冷房運転の冷媒の流れを示した図１に相当する図である。 図５は、冷房冷設運転の冷媒の流れを示した図１に相当する図である。 図６は、暖房運転の冷媒の流れを示した図１に相当する図である。 図７は、暖房冷設運転の冷媒の流れを示した図１に相当する図である。 図８は、冷房冷設運転のガス抜き動作の冷媒の流れを付した図１に相当する図である。 図９は、冷房冷設運転の制御を示す第１のフローチャートである。 図１０は、冷房冷設運転の制御を示す第２のフローチャートである。 図１１は、第３運転の冷媒の流れを付した図１に相当する図である。 図１２は、第３運転における冷媒の排出動作の冷媒の流れを付した図１に相当する図である。 図１３は、実施形態１の変形例の制御を示すフローチャートである。

以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

《実施形態》
〈全体構成〉
実施形態に係る冷凍装置（1）は、冷却対象の冷却と、室内の空調とを同時に行う。ここでいう冷却対象は、冷蔵庫、冷凍庫、ショーケースなどの設備内の空気を含む。以下では、このような設備を冷設と称する。

図１に示すように、冷凍装置（1）は、室外に設置される熱源ユニット（10）と、室内を空調する空調ユニット（60）と、庫内の空気を冷却する冷設ユニット（70）とを備える。図２に示すように、冷凍装置（1）は、冷媒回路（6）を制御するコントローラ（100）を備える。図１では、１つの空調ユニット（60）を図示している。冷凍装置（1）は、並列に接続される２つ以上の空調ユニット（60）を有してもよい。図１では、１つの冷設ユニット（70）を図示している。冷凍装置（1）は、並列に接続される２つ以上の冷設ユニット（70）を有してもよい。これらのユニット（10,60,70）が４本の連絡配管（2,3,4,5）によって接続されることで、冷媒回路（6）が構成される。

４本の連絡配管（2,3,4,5）は、第１液連絡配管（2）、第１ガス連絡配管（3）、第２液連絡配管（4）、及び第２ガス連絡配管（5）で構成される。第１液連絡配管（2）及び第１ガス連絡配管（3）は、空調ユニット（60）に対応する。第２液連絡配管（4）及び第２ガス連絡配管（5）は、冷設ユニット（70）に対応する。

冷媒回路（6）は、充填された冷媒を含む。冷媒回路（6）は、冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う。本実施形態の冷媒は二酸化炭素である。冷媒回路（6）は、冷媒が臨界圧力以上となる冷凍サイクルを行う。冷媒は二酸化炭素以外の自然冷媒であってもよい。

〈熱源ユニットの概要〉
熱源ユニット（10）は、熱源回路（11）と室外ファン（12）とを有する。熱源回路（11）は、圧縮要素（20）、室外熱交換器（24）、及び気液分離器（25）を有する。熱源回路（11）は、第１室外膨張弁（26）及び第２室外膨張弁（27）を有する。熱源回路（11）は、さらに冷却熱交換器（28）及び中間冷却器（29）を有する。

熱源回路（11）は、４つの閉鎖弁（13,14,15,16）を有する。４つの閉鎖弁は、第１ガス閉鎖弁（13）、第１液閉鎖弁（14）、第２ガス閉鎖弁（15）、及び第２液閉鎖弁（16）で構成される。

第１ガス閉鎖弁（13）には、第１ガス連絡配管（3）が接続される。第１液閉鎖弁（14）には、第１液連絡配管（2）が接続される。第２ガス閉鎖弁（15）には、第２ガス連絡配管（5）が接続される。第２液閉鎖弁（16）には、第２液連絡配管（4）が接続される。

〈圧縮要素〉
圧縮要素（20）は、冷媒を圧縮する。圧縮要素（20）は、第１圧縮機（21）、第２圧縮機（22）、及び第３圧縮機（23）を有する。圧縮要素（20）は、冷媒を単段で圧縮する運転と、冷媒を二段で圧縮する運転とを行う。

第１圧縮機（21）は、空調ユニット（60）に対応する空調圧縮機である。第２圧縮機（22）は、冷設ユニット（70）に対応する冷設圧縮機である。第１圧縮機（21）及び第２圧縮機（22）は、低段側の圧縮機である。第１圧縮機（21）及び第２圧縮機（22）は、並列に接続される。

第３圧縮機（23）は、高段側の圧縮機である。第３圧縮機（23）は、第１圧縮機（21）と直列に接続される。第３圧縮機（23）は、第２圧縮機（22）と直列に接続される。

第１圧縮機（21）、第２圧縮機（22）、及び第３圧縮機（23）は、モータによって圧縮機構が駆動される回転式圧縮機である。第１圧縮機（21）、第２圧縮機（22）、及び第３圧縮機（23）は、可変容量式である。第１圧縮機（21）、第２圧縮機（22）、及び第３圧縮機（23）は、インバータ装置によって回転数が調節される。

第１圧縮機（21）には、第１吸入管（21a）及び第１吐出管（21b）が接続される。第２圧縮機（22）には、第２吸入管（22a）及び第２吐出管（22b）が接続される。第３圧縮機（23）には、第３吸入管（23a）及び第３吐出管（23b）が接続される。

〈中間流路〉
熱源回路（11）は、中間流路（18）を含む。中間流路（18）は、第１圧縮機（21）及び第２圧縮機（22）の吐出部と、第３圧縮機（23）の吸入部とを繋ぐ。中間流路（18）は、第１吐出管（21b）、第２吐出管（22b）、及び第３吸入管（23a）を含む。

〈流路切換機構〉
流路切換機構（30）は、冷媒の流路を切り換える。流路切換機構（30）は、第１流路（C1）、第２流路（C2）、第３流路（C3）、及び第４流路（C4）を含む。第１流路（C1）、第２流路（C2）、第３流路（C3）、及び第４流路（C4）は、ブリッジ状に接続される。

第１流路（C1）の一端と第３流路（C3）の一端とは、第３吐出管（23b）を介して第３圧縮機（23）の吐出部に接続する。第２流路（C2）の一端と第４流路（C4）の一端とは、第１吸入管（21a）を介して第１圧縮機（21）の吸入部に接続する。第１流路（C1）の他端と第２流路（C2）の他端とは、第１液連絡配管（2）を介して空調ユニット（60）と接続する。第３流路（C3）の他端と第４流路（C4）の他端とは、室外熱交換器（24）のガス側端と接続する。

流路切換機構（30）は、第１開閉弁（31）、第２開閉弁（32）、第３開閉弁（33）、及び第４開閉弁（34）を有する。第１開閉弁（31）は、第１流路（C1）を開閉する。第２開閉弁（32）は、第２流路（C2）を開閉する。第３開閉弁（33）は、第３流路（C3）を開閉する。第４開閉弁（34）は、第４流路（C4）を開閉する。各開閉弁（31,32,33,34）は、電磁開閉弁で構成される。各開閉弁（31,32,33,34）は、その開度が調節可能な電子膨張弁であってもよい。

〈室外熱交換器及び室外ファン〉
室外熱交換器（24）は、本開示の熱源熱交換器に対応する。室外熱交換器（24）は、フィン・アンド・チューブ型の空気熱交換器である。室外ファン（12）は、室外熱交換器（24）の近傍に配置される。室外ファン（12）は、室外空気を搬送する。室外熱交換器は、その内部を流れる冷媒と、室外ファン（12）が搬送する室外空気とを熱交換させる。

〈液側流路〉
熱源回路（11）は、液側流路（40）を含む。液側流路（40）は、室外熱交換器（24）の液側端と、２つの液閉鎖弁（14,16）との間に設けられる。液側流路（40）は、第１から第５管（40a,40b,40c,40d,40e）を含む。

第１管（40a）の一端は、室外熱交換器（24）の液側端に接続する。第１管（40a）の他端は、気液分離器（25）の頂部に接続する。第２管（40b）の一端は、気液分離器（25）の底部に接続する。第２管（40b）の他端は、第２液閉鎖弁（16）に接続する。第３管（40c）の一端は、第２管（40b）の中途部に接続する。第３管（40c）の他端は、第１液閉鎖弁（14）に接続する。第４管（40d）の一端は、第１管（40a）における第１室外膨張弁（26）と気液分離器（25）の間に接続する。第４管（40d）の他端は、第３管（40c）の中途部に接続する。第５管（40e）の一端は、第１管（40a）における室外熱交換器（24）と第１室外膨張弁（26）の間に接続する。第５管（40e）の他端は、第２管（40b）における気液分離器（25）と第３管（40c）の接続部との間に接続する。

〈室外膨張弁〉
第１室外膨張弁（26）は、第１管（40a）に設けられる。第１室外膨張弁（26）は、第１管（40a）において、室外熱交換器（24）の液側端と、第４管（40d）の接続部との間に設けられる。第２室外膨張弁（27）は、第５管（40e）に設けられる。第１室外膨張弁（26）及び第２室外膨張弁（27）は、その開度が調節可能な膨張弁である。第１室外膨張弁（26）及び第２室外膨張弁（27）は、パルス信号に基づき開度を調節する電子膨張弁である。

〈気液分離器〉
気液分離器（25）は、冷媒を貯留する密閉容器である。気液分離器（25）は、冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離する。気液分離器（25）の内部には、ガス層と液層とが形成される。ガス層は、気液分離器（25）の頂部側に形成される。液層は気液分離器（25）の底部側に形成される。

〈ガス抜き管〉
熱源回路（11）は、ガス抜き管（41）を有する。ガス抜き管（41）の一端は、気液分離器（25）の頂部に接続する。ガス抜き管（41）の他端は、中間流路（18）に接続する。ガス抜き管（41）は、気液分離器（25）内のガス冷媒を中間流路（18）に送る。

ガス抜き管（41）には、ガス抜き弁（42）が設けられる。ガス抜き管（41）は、その開度が調節可能な膨張弁である。ガス抜き弁（42）は、パルス信号に基づき開度を調節する電子膨張弁である。

〈冷却熱交換器〉
冷却熱交換器（28）は、高圧側流路（28a）と低圧側流路（28b）とを有する。冷却熱交換器（28）は、高圧側流路（28a）の冷媒と、低圧側流路（28b）の冷媒とを熱交換する。言い換えると、冷却熱交換器（28）は、低圧側流路（28b）を流れる冷媒により、高圧側流路（28a）を流れる冷媒を冷却する。

低圧側流路（28b）は、インジェクション流路（43）の一部を構成する。インジェクション流路（43）は、上流流路（44）と下流流路（45）とを含む。

上流流路（44）の一端は、第３管（40c）における第４管（40d）の接続部によりも上流側に接続する。上流流路（44）の他端は、低圧側流路（28b）の流入端に接続する。上流流路（44）には、インジェクション弁（46）が設けられる。インジェクション弁（46）は、その開度が調節可能な膨張弁である。インジェクション弁（46）は、パルス信号に基づき開度を調節する電子膨張弁である。

下流流路（45）の一端は、低圧側流路（28b）の流出端に接続する。下流流路（45）の他端は、中間流路（18）に接続する。

〈中間冷却器〉
中間冷却器（29）は、中間流路（18）に設けられる。中間冷却器（29）は、フィン・アンド・チューブ型の空気熱交換器である。中間冷却器（29）の近傍には、冷却ファン（29a）が配置される。中間冷却器（29）は、その内部を流れる冷媒と、冷却ファン（29a）が搬送する室外空気とを熱交換させる。

〈油分離回路〉
熱源回路（11）は、油分離回路を含む。油分離回路は、油分離器（50）と、第１油戻し管（51）と、第２油戻し管（52）とを有する。

油分離器（50）は、第３吐出管（23b）に接続される。油分離器（50）は、圧縮要素（20）から吐出された冷媒中から油を分離する。第１油戻し管（51）及び第２油戻し管（52）の流入端は、油分離器（50）に連通する。第１油戻し管（51）の流出端は、中間流路（18）に接続する。第１油戻し管（51）には、第１油量調節弁（53）が設けられる。

第２油戻し管（52）の流出側は、第１分岐管（52a）と第２分岐管（52b）とに分離する。第１分岐管（52a）は、第１圧縮機（21）の油貯留部に接続する。第２分岐管（52b）は、第２圧縮機（22）の油貯留部に接続する。第１分岐管（52a）には、第２油量調節弁（54）が設けられる。第２分岐管（52b）には、第３油量調節弁（55）が設けられる。

〈バイパス管〉
熱源回路（11）は、第１バイパス管（56）、第２バイパス管（57）、及び第３バイパス管（58）を有する。第１バイパス管（56）は、第１圧縮機（21）に対応する。第２バイパス管（57）は、第２圧縮機（22）に対応する。第３バイパス管（58）は、第３圧縮機（23）に対応する。

具体的には、第１バイパス管（56）は、第１吸入管（21a）と第１吐出管（21b）とを直に繋ぐ。第２バイパス管（57）は、第２吸入管（22a）と第２吐出管（22b）とを直に繋ぐ。第３バイパス管（58）は、第３吸入管（23a）と第３吐出管（23b）とを直に繋ぐ。

〈逆止弁〉
熱源回路（11）は、複数の逆止弁を有する。複数の逆止弁は、第１から第１０までの逆止弁（CV1〜CV10）を含む。これらの逆止弁（CV1〜CV10）は、図１の矢印方向の冷媒の流れを許容し、その逆方向の冷媒の流れを禁止する。

第１逆止弁（CV1）は、第１吐出管（21b）に設けられる。第２逆止弁（CV2）は、第２吐出管（22b）に設けられる。第３逆止弁（CV3）は、第３吐出管（23b）に設けられる。第４逆止弁（CV4）は、第１管（40a）に設けられる。第５逆止弁（CV5）は、第３管（40c）に設けられる。第６逆止弁（CV6）は、第４管（40d）に設けられる。第７逆止弁（CV7）は、第５管（40e）に設けられる。第８逆止弁（CV8）は、第１バイパス管（56）に設けられる。第９逆止弁（CV9）は、第２バイパス管（57）に設けられる。第１０逆止弁（CV10）は、第３バイパス管（58）に設けられる。

〈空調ユニット〉
空調ユニット（60）は、室内に設置される第１利用ユニットである。空調ユニット（60）は、冷設ユニット（70）よりも冷媒の蒸発温度が高い。空調ユニット（60）は、室内回路（61）と室内ファン（62）とを有する。室内回路（61）の液側端には、第１液連絡配管（2）が接続される。室内回路（61）のガス側端には、第１ガス連絡配管（3）が接続される。

室内回路（61）は、液側端からガス側端に向かって順に、室内膨張弁（63）及び室内熱交換器（64）を有する。室内膨張弁（63）は、その開度が調節可能な膨張弁である。室内膨張弁（63）は、パルス信号に基づき開度を調節する電子膨張弁である。室内膨張弁（63）は、本開示の第１膨張弁に相当する。

室内熱交換器（64）は、フィン・アンド・チューブ型の空気熱交換器である。室内ファン（62）は、室内熱交換器（64）の近傍に配置される。室内ファン（62）は、室内空気を搬送する。室内熱交換器（64）は、その内部を流れる冷媒と、室内ファン（62）が搬送する室内空気とを熱交換させる。

〈冷設ユニット〉
冷設ユニット（70）は、庫内を冷却する第２利用ユニットである。冷設ユニット（70）は、冷設回路（71）と冷設ファン（72）とを有する。冷設回路（71）の液側端には、第２液連絡配管（4）が接続される。冷設回路（71）のガス側端には、第２ガス連絡配管（5）が接続される。

冷設回路（71）は、液側端からガス側端に向かって順に、冷設膨張弁（73）及び冷設熱交換器（74）を有する。冷設膨張弁（73）は、その開度が調節可能な膨張弁である。冷設膨張弁（73）は、パルス信号に基づき開度を調節する電子膨張弁である。

冷設熱交換器（74）は、フィン・アンド・チューブ型の空気熱交換器である。冷設ファン（72）は、冷設熱交換器（74）の近傍に配置される。冷設ファン（72）は、庫内空気を搬送する。冷設熱交換器（74）は、その内部を流れる冷媒と、冷設ファン（72）が搬送する庫内空気とを熱交換させる。

〈センサ〉
冷凍装置（1）は、複数のセンサを有する。複数のセンサは、第１圧力センサ（81）、第２圧力センサ（82）、第３圧力センサ（83）、第４圧力センサ（84）、第５圧力センサ（85）を含む。

第１圧力センサ（81）は、第１圧縮機（21）に吸入される冷媒の圧力を検出する。第２圧力センサ（82）は、第２圧縮機（22）に吸入される冷媒の圧力を検出する。第３圧力センサ（83）は、中間流路（18）の冷媒の圧力を検出する。第４圧力センサ（84）は、第３圧縮機（23）から吐出された冷媒の圧力を検出する。第５圧力センサ（85）は、気液分離器（25）から流出した冷媒の圧力を検出する
〈コントローラ〉
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、各種のセンサの検出信号に基づいて、冷凍装置（1）の各種の機器を制御する。

図２に示すように、コントローラ（100）は、室外コントローラ（101）と、室内コントローラ（102）と、冷設コントローラ（103）とを有する。図１に示すように、室外コントローラ（101）は、熱源ユニット（10）に設けられる。室内コントローラ（102）は、空調ユニット（60）に設けられる。冷設コントローラ（103）は、冷設ユニット（70）に設けられる。室外コントローラ（101）は、室内コントローラ（102）及び冷設コントローラ（103）と通信可能である。

−運転動作−
冷凍装置（1）の運転動作について説明する。冷凍装置（1）の運転は、冷設運転、冷房運転、冷房冷設運転、暖房運転、暖房冷設運転を含む。

冷設運転では、冷設ユニット（70）が庫内の空気を冷却し、空調ユニット（60）は停止する。冷房運転では、冷設ユニット（70）が停止し、空調ユニット（60）が室内を冷房する。冷房冷設運転では、冷設ユニット（70）が庫内の空気を冷却し、空調ユニット（60）が室内を冷房する。暖房運転では、冷設ユニット（70）が停止し、空調ユニット（60）が室内を暖房する。暖房冷設運転では、冷設ユニット（70）が庫内の空気を冷却し、空調ユニット（60）が室内を暖房する。

各運転の概要について図３〜図７を参照しながら説明する。なお、図中において、冷媒が流れを破線矢印で示すとともに冷媒の流れる流路を太くしている。図中において、放熱器として機能する熱交換器にハッチングを付し、蒸発器として機能する熱交換器にドットを付している。

〈冷設運転〉
図３に示す冷設運転では、コントローラ（100）が第１開閉弁（31）、第２開閉弁（32）、及び第４開閉弁（34）を閉じ、第３開閉弁（33）を開ける。コントローラ（100）は、第１圧縮機（21）を停止し、第２圧縮機（22）及び第３圧縮機（23）を運転する。コントローラ（100）は、第１室外膨張弁（26）及びインジェクション弁（46）を所定開度で開放し、第２室外膨張弁（27）を閉じる。コントローラ（100）は、室内膨張弁（63）を閉じ、冷設膨張弁（73）の開度を調節する。コントローラ（100）は、室外ファン（12）及び冷設ファン（72）を運転し、室内ファン（62）を停止する。

冷設運転では、室外熱交換器（24）が放熱器として機能し、室内熱交換器（64）の機能が実質的に停止し、冷設熱交換器（74）が蒸発器として機能する冷凍サイクルが行われる。

具体的には、第２圧縮機（22）によって圧縮された冷媒は、中間冷却器（29）で冷却された後、第３圧縮機（23）に吸入される。第３圧縮機（23）によって臨界圧力以上まで圧縮された冷媒は、室外熱交換器（24）で放熱した後、第１室外膨張弁（26）を通過する。第１室外膨張弁（26）は、冷媒を臨界圧力より低い圧力まで減圧する。

亜臨界状態となった冷媒は、気液分離器（25）に流入する。気液分離器（25）は、冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離する。

気液分離器（25）で分離された液冷媒は、冷却熱交換器（28）において、インジェクション流路（43）を流れる冷媒によって冷却される。インジェクション流路（43）の冷媒は、中間流路（18）に送られる。

冷却熱交換器（28）によって冷却された冷媒は、冷設ユニット（70）に送られる。冷設ユニット（70）に送られた冷媒は、冷設膨張弁（73）によって減圧された後、冷設熱交換器（74）で蒸発する。この結果、庫内の空気が冷却される。冷却熱交換器（28）で蒸発した冷媒は、第２圧縮機（22）に吸入され、再び圧縮される。

〈冷房運転〉
図４に示す冷房運転では、コントローラ（100）が第１開閉弁（31）及び第４開閉弁（34）を閉じ、第２開閉弁（32）及び第３開閉弁（33）を開ける。コントローラ（100）は、第２圧縮機（22）を停止し、第１圧縮機（21）及び第３圧縮機（23）を運転する。コントローラ（100）は、第１室外膨張弁（26）及びインジェクション弁（46）を所定開度で開放し、第２室外膨張弁（27）を閉じる。コントローラ（100）は、冷設膨張弁（73）を閉じ、室内膨張弁（63）の開度を調節する。コントローラ（100）は、室外ファン（12）及び室内ファン（62）を運転し、冷設ファン（72）を停止する。

冷房運転では、室外熱交換器（24）が放熱器として機能し、室内熱交換器（64）が蒸発器として機能し、冷設熱交換器（74）の機能が実質的に停止する冷凍サイクルが行われる。

具体的には、第１圧縮機（21）によって圧縮された冷媒は、中間冷却器（29）で冷却された後、第３圧縮機（23）に吸入される。第３圧縮機（23）によって臨界圧力以上まで圧縮された冷媒は、室外熱交換器（24）で放熱した後、第１室外膨張弁（26）を通過する。第１室外膨張弁（26）は、冷媒を臨界圧力より低い圧力まで減圧する。

亜臨界状態となった冷媒は、気液分離器（25）に流入する。気液分離器（25）は、冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離する。

気液分離器（25）で分離された液冷媒は、冷却熱交換器（28）において、インジェクション流路（43）を流れる冷媒によって冷却される。インジェクション流路（43）の冷媒は、中間流路（18）に送られる。

冷却熱交換器（28）によって冷却された冷媒は、空調ユニット（60）に送られる。空調ユニット（60）に送られた冷媒は、室内膨張弁（63）によって減圧された後、室内熱交換器（64）で蒸発する。この結果、室内の空気が冷却される。室内熱交換器（64）で蒸発した冷媒は、第１圧縮機（21）に吸入され、再び圧縮される。

〈冷房冷設運転〉
図５に示す冷房冷設運転では、コントローラ（100）が第１開閉弁（31）及び第４開閉弁（34）を閉じ、第２開閉弁（32）及び第３開閉弁（33）を開ける。コントローラ（100）は、第１圧縮機（21）、第２圧縮機（22）、及び第３圧縮機（23）を運転する。コントローラ（100）は、第１室外膨張弁（26）及びインジェクション弁（46）を所定開度で開放し、第２室外膨張弁（27）を閉じる。コントローラ（100）は、冷設膨張弁（73）及び室内膨張弁（63）の開度を調節する。コントローラ（100）は、室外ファン（12）、室内ファン（62）、及び冷設ファン（72）を運転する。

冷設冷設運転では、室外熱交換器（24）が放熱器として機能し、室内熱交換器（64）及び冷設熱交換器（74）が蒸発器として機能する冷凍サイクルが行われる。

具体的には、第１圧縮機（21）及び第２圧縮機（22）によって圧縮された冷媒は、中間冷却器（29）で冷却された後、第３圧縮機（23）に吸入される。第３圧縮機（23）によって臨界圧力以上まで圧縮された冷媒は、室外熱交換器（24）で放熱した後、第１室外膨張弁（26）を通過する。第１室外膨張弁（26）は、冷媒を臨界圧力より低い圧力まで減圧する。

亜臨界状態となった冷媒は、気液分離器（25）に流入する。気液分離器（25）は、冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離する。

気液分離器（25）で分離された液冷媒は、冷却熱交換器（28）において、インジェクション流路（43）を流れる冷媒によって冷却される。インジェクション流路（43）の冷媒は、中間流路（18）に送られる。

冷却熱交換器（28）によって冷却された冷媒は、空調ユニット（60）及び冷設ユニット（70）に送られる。空調ユニット（60）に送られた冷媒は、室内膨張弁（63）によって減圧された後、室内熱交換器（64）で蒸発する。この結果、室内の空気が冷却される。室内熱交換器（64）で蒸発した冷媒は、第１圧縮機（21）に吸入され、再び圧縮される。

冷設ユニット（70）に送られた冷媒は、冷設膨張弁（73）によって減圧された後、冷設熱交換器（74）で蒸発する。この結果、庫内の空気が冷却される。冷却熱交換器（28）で蒸発した冷媒は、第２圧縮機（22）に吸入され、再び圧縮される。

〈暖房運転〉
図６に示す暖房運転では、コントローラ（100）が第２開閉弁（32）及び第３開閉弁（33）を閉じ、第１開閉弁（31）及び第４開閉弁（34）を開ける。コントローラ（100）は、第２圧縮機（22）を停止し、第１圧縮機（21）及び第３圧縮機（23）を運転する。コントローラ（100）は、第２室外膨張弁（27）及びインジェクション弁（46）を所定開度で開放し、第１室外膨張弁（26）を閉じる。コントローラ（100）は、冷設膨張弁（73）を閉じ、室内膨張弁（63）の開度を調節する。コントローラ（100）は、室外ファン（12）及び室内ファン（62）を運転し、冷設ファン（72）を停止する。

暖房運転では、室内熱交換器（64）が放熱器として機能し、室外熱交換器（24）が蒸発器として機能し、冷設熱交換器（74）の機能が実質的に停止する冷凍サイクルが行われる。

具体的には、第１圧縮機（21）によって圧縮された冷媒は、中間冷却器（29）で冷却された後、第３圧縮機（23）に吸入される。第３圧縮機（23）によって圧縮された冷媒は、空調ユニット（60）に送られる。

空調ユニット（60）に送られた冷媒は、室内熱交換器（64）で放熱する。この結果、室内の空気が加熱される。室内熱交換器（64）で放熱した冷媒は、気液分離器（25）に流入する。気液分離器（25）は、冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離する。

気液分離器（25）で分離された液冷媒は、冷却熱交換器（28）において、インジェクション流路（43）を流れる冷媒によって冷却される。インジェクション流路（43）の冷媒は、中間流路（18）に送られる。

冷却熱交換器（28）によって冷却された冷媒は、第２室外膨張弁（27）によって減圧された後、室外熱交換器（24）で蒸発する。室外熱交換器（24）で蒸発した冷媒は、第１圧縮機（21）に吸入され、再び圧縮される。

〈暖房冷設運転〉
図７に示す暖房冷設運転では、コントローラ（100）が第２開閉弁（32）及び第３開閉弁（33）を閉じ、第１開閉弁（31）及び第４開閉弁（34）を開ける。コントローラ（100）は、第１圧縮機（21）、第２圧縮機（22）、及び第３圧縮機（23）を運転する。コントローラ（100）は、第２室外膨張弁（27）及びインジェクション弁（46）を所定開度で開放し、第１室外膨張弁（26）を閉じる。コントローラ（100）は、室内膨張弁（63）及び冷設膨張弁（73）の開度を調節する。コントローラ（100）は、室外ファン（12）、室内ファン（62）、及び冷設ファン（72）を運転する。

暖房冷設運転では、室内熱交換器（64）が放熱器として機能し、室外熱交換器（24）及び冷設熱交換器（74）が蒸発器として機能する冷凍サイクルが行われる。

具体的には、第１圧縮機（21）及び第２圧縮機（22）によって圧縮された冷媒は、中間冷却器（29）で冷却された後、第３圧縮機（23）に吸入される。第３圧縮機（23）によって圧縮された冷媒は、空調ユニット（60）に送られる。

空調ユニット（60）に送られた冷媒は、室内熱交換器（64）で放熱する。この結果、室内の空気が加熱される。室内熱交換器（64）で放熱した冷媒は、気液分離器（25）に流入する。気液分離器（25）は、冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離する。

気液分離器（25）で分離された液冷媒は、冷却熱交換器（28）において、インジェクション流路（43）を流れる冷媒によって冷却される。インジェクション流路（43）の冷媒は、中間流路（18）に送られる。

冷却熱交換器（28）によって冷却された冷媒の一部は、第２室外膨張弁（27）によって減圧された後、室外熱交換器（24）で蒸発する。室外熱交換器（24）で蒸発した冷媒は、第１圧縮機（21）に吸入され、再び圧縮される。

冷却熱交換器（28）によって冷却された冷媒の残部は、冷設ユニット（70）に送られる。冷設ユニット（70）に送られた冷媒は、冷設膨張弁（73）によって減圧された後、冷設熱交換器（74）で蒸発する。この結果、庫内の空気が冷却される。冷却熱交換器（28）で蒸発した冷媒は、第２圧縮機（22）に吸入され、再び圧縮される。

−冷房冷設運転時の他の制御−
上述した冷房冷設運転では、室外コントローラ（101）が以下の制御を行う。

室外コントローラ（101）は、ガス抜き弁（42）の開度を調節する。具体的には、室外コントローラ（101）は、第５圧力センサ（85）によって検出した圧力（RP）が臨界圧力より低い目標圧力になるように、ガス抜き弁（42）の開度を調節する。圧力（RP）は、気液分離器（25）の内圧に相当する。

図８に示すように、ガス抜き弁（42）が開くと、気液分離器（25）のガス冷媒がガス抜き管（41）を流れる。ガス抜き管（41）の冷媒は、ガス抜き管（41）を流れ、中間流路（18）に送られる。このように気液分離器（25）内のガス冷媒を抜く動作（以下、ガス抜き動作ともいう）を行うことで、気液分離器（25）の内圧を臨界圧力以下より低い圧力まで下げることができる。したがって、気液分離器（25）では、亜臨界状態の冷媒を溜まることができ、冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離できる。

室外コントローラ（101）は、第１室外膨張弁（26）の開度を調節する。具体的には、室外コントローラ（101）は、ガス抜き弁（42）の開度を調節しても、圧力（RP）が目標圧力に至らない場合に、第１室外膨張弁（26）の開度を小さくする。これにより、気液分離器（25）の内圧を臨界圧力より低い圧力まで下げることができる。

室外コントローラ（101）は、空調ユニット（60）の冷房負荷に応じて、第１圧縮機（21）の回転数を制御する。具体的には、室外コントローラ（101）は、室内の設定温度に基づき室内熱交換器（64）の目標蒸発圧力を算出する。室外コントローラ（101）は、室内熱交換器（64）の蒸発圧力が目標蒸発圧力に近づくように、第１圧縮機（21）の回転数を調節する。ここで、室内熱交換器（64）の蒸発圧力は、第１圧力センサ（81）で検出する第１圧縮機（21）の吸入圧力に相当する。

室外コントローラ（101）は、冷設ユニット（70）の冷却負荷に応じて、第２圧縮機（22）の回転数を制御する。具体的には、室外コントローラ（101）は、庫内の設定温度に基づき冷設熱交換器（74）の目標蒸発圧力を算出する。室外コントローラ（101）は、冷設熱交換器（74）の蒸発圧力が目標蒸発圧力に近づくように、第２圧縮機（22）の回転数を調節する。ここで、冷設熱交換器（74）の蒸発圧力は、第２圧力センサ（82）で検出する第２圧縮機（22）の吸入圧力に相当する。

−冷房冷設運転の課題−
夏季などにおいて外気温度が高くなると、ガス抜き動作を十分に行えず、気液分離器（25）の内圧が（上述した圧力（RP））が高くなり、冷媒回路の高圧圧力が過剰に高くなってしまうという問題があった。この課題について以下に説明する。

冷房冷設運転では、室外熱交換器（24）で冷媒が放熱する。室外熱交換器（24）で冷媒を放熱させるためには、その内部を流れる冷媒の温度を外気温度より高くする必要がある。特に冷媒が臨界圧力以上となる冷凍サイクルでは、室外熱交換器（24）の流入部から流出部までの間の全域において冷媒の温度が変化する。このため、室外熱交換器（24）の全域において冷媒の温度を外気よりも高くする必要がある。

外気温度が高い条件下で冷房冷設運転を行うと、上述した理由から高圧圧力が高くなってしまう。高圧圧力が高くなると、気液分離器（25）の内圧も高くなる。この場合、上述したガス抜き動作により、気液分離器（25）のガス冷媒を中間流路（18）に送ることで、気液分離器（25）の内圧を下げることができる。

一方、冷房冷設運転において、ガス抜き動作を継続して行うと、中間流路（18）の圧力が高くなる。このため、気液分離器（25）の内圧と中間流路（18）の圧力との差を十分に確保できず、気液分離器（25）内のガス冷媒を中間流路（18）に十分に送ることができなくなってしまう。

このようにして気液分離器（25）内のガスを十分に抜くことができなくなると、気液分離器（25）の内圧が目標圧力を越えてしまい、高圧圧力が過剰に高くなるという問題があった。特に、気液分離器（25）の内圧を臨界圧力以下にまで下げるために、第１室外膨張弁（26）の開度を小さくすると、高圧圧力がさらに上昇してしまう。その結果、高圧圧力が過剰に高くなり、高圧圧力の異常により運転を継続できなくなる問題があった。

−冷房冷設運転の制御−
上記の課題を解決するために、冷房冷設運転では、以下の制御が行われる。この制御について、図９〜図１２を参照しながら説明する。

図９に示すように、冷房冷設運転の開始時には、ステップST11において、室外コントローラ（101）が第１圧縮機（21）、第２圧縮機（22）、及び第３圧縮機（23）を運転する第１運転を実行する。これにより、上述した冷房冷設運転が行われる。

一方、外気温度が高い条件下で冷房冷設運転を行うと、ガス抜き動作が継続して行われるため、中間流路（18）の中間圧力が上昇する。中間圧力は、第３圧力センサ（83）によって検出される。ステップST12において、中間圧力が所定値（第１値）より高い条件を満たす場合、室外コントローラ（101）は、第３圧縮機（23）の回転数を増大させる動作（第１動作）を実行する（ステップST13）。ステップST12において、中間圧力が第１値より高い条件を満たさない場合、室外コントローラ（101）は、第３圧縮機（23）の回転数を減少させる（ステップST14）。ステップST12における中間圧力が所定値（第１値）より高い条件は、本開示の第１条件に相当する。

この制御により、中間圧力が第１値に近づけることができ、中間圧力が第１値より低くなってしまうことを抑制できる。したがって、気液分離器（25）の内圧と、中間圧力との差を確保でき、気液分離器（25）のガス冷媒を抜きやすくできる。

ステップST15において、第３圧縮機（23）の回転数が最大値に至り、且つステップST16において未だ中間圧力が第１値より高い場合には、室外コントローラ（101）は、ステップST17において第１圧縮機（21）の回転数を減少させる。具体的には、室外コントローラ（101）は、第１圧縮機（21）の回転数の制御範囲の上限値を下げる。

第１圧縮機（21）の回転数が小さくなると、第１圧縮機（21）から吐出される冷媒の流量が減るため、中間流路（18）の圧力を下げることができ、気液分離器（25）のガス冷媒を抜きやすくできる。

第１圧縮機（21）の回転数が小さくなると、空調ユニット（60）の冷房能力が小さくなる。厳密にいうと、第１圧縮機（21）の回転数の制御範囲の上限値が低下すると、空調ユニット（60）の冷房能力が制限される。しかし、この状態では、冷設ユニット（70）の冷却能力は小さくならず制限もされない。このため、庫内の対象物を優先して確実に冷却できる。

ステップST18において未だ中間圧力が第１値より高く、且つステップST19において第１圧縮機（21）の回転数が最小値に至っている場合には、ステップST20の制御が実行される。ステップST19において、第１圧縮機（21）の回転数が最小値に至ってない場合には、ステップST17の制御が再び実行される。

ステップST20では、室外コントローラ（101）が第２動作を実行する。第２動作は、第１圧縮機（21）を停止し、第２圧縮機（22）及び第３圧縮機（23）を運転する第２運転を行うとともに、室内膨張弁（63）を閉じる信号を出力する動作である。この信号は、室内コントローラ（102）に入力される。室内コントローラ（102）は、入力した信号に基づき室内膨張弁（63）を閉じる。この結果、第２動作の後には、基本的には図３に示す冷設運転と同様の運転が行われる。ただし、第２動作では、室外コントローラ（101）が流路切換機構（30）の第２開閉弁（32）を開けるのが好ましい。

第２運転に伴い第１圧縮機（21）が停止すると、中間流路（18）の圧力をさらに下げることができ、気液分離器（25）のガス冷媒を抜きやすくできる。

第１圧縮機（21）を停止すると、空調ユニット（60）が停止してしまう。しかし、冷設ユニット（70）の冷却能力は小さくならず制限もされない。このため、庫内の対象物を優先して確実に冷却できる。

ステップST18において、中間圧力が第１値以下となった場合には、ステップST21の制御が実行される。ステップST21では、室外コントローラ（101）が第１圧縮機（21）の回転数を増大させる。具体的には、室外コントローラ（101）は、第１圧縮機（21）の回転数の制御範囲の上限値を上げる。

図１０のステップST22において未だ中間圧力が第１値より高い場合には、ステップST23において室外コントローラ（101）が第３動作を実行する。第３動作は、第１圧縮機（21）及び第３圧縮機（23）を停止し第２圧縮機（22）を運転する第３運転を行う動作である。具体的には、室外コントローラ（101）は、全ての圧縮機（21,22,23）を停止し、その後、第２圧縮機（22）のみを運転する。

ステップST22において中間圧力が第１値以下である場合には、室外コントローラ（101）は室内膨張弁（63）を所定開度で開け（ステップST33）、第１圧縮機（21）を再び運転させる（ステップST34）。その後、図９のステップST21を経て第１運転が再開される。

図１１に示すように、第３運転が行われると、第２圧縮機（22）によって圧縮された冷媒が、中間冷却器（29）で冷却された後、第３バイパス管（58）を流れる。言い換えると、第２圧縮機（22）によって圧縮された冷媒は、停止状態の第３圧縮機（23）をバイパスする。第２圧縮機（22）によって圧縮された冷媒は、室外熱交換器（24）で放熱し、冷設熱交換器（74）で蒸発する。

第３運転では、第２圧縮機（22）のみで冷媒を単段で圧縮する。このため、中間流路（18）は、実質的に高圧圧力となる。したがって、室外コントローラ（101）は、ガス抜き弁（42）及びインジェクション弁（46）を閉じる。このため、ガス抜き動作は行われない。第３運転では、第３圧縮機（23）を停止することで、高圧圧力の上昇を抑制できる。

ステップST24において、冷媒回路（6）の高圧圧力が所定値（第２値）より高い条件を満たす場合、ステップST25において室外コントローラ（101）は、第４動作を実行する。ここで、冷媒回路（6）の高圧圧力は、第２圧縮機（22）の吐出冷媒の圧力に相当する。第３運転において、冷媒回路（6）の高圧圧力は、第３圧力センサ（83）、あるいは第４圧力センサ（84）によって検出される。ステップST24における冷媒回路（6）の高圧圧力が所定値（第２値）より高い条件は、本開示の第２条件に相当する。

第４動作は、室内膨張弁（63）を開ける信号を出力する動作である。この信号は、室内コントローラ（102）に入力される。室内コントローラ（102）は、入力した信号に基づき室内膨張弁（63）を開ける。冷媒回路（6）の高圧圧力は、第３圧力センサ（83）によって検出される。

第４動作により室内膨張弁（63）が開くと、熱源回路（11）の冷媒が排出される（ステップST26）。

上述した第２動作後の運転（図３の冷設運転に相当）では、室内膨張弁（63）が閉じられる。このため、室内膨張弁（63）から第３圧縮機（23）の吸入側までの配管（厳密には、室内膨張弁（63）から第１逆止弁（CV1）までの配管）は、第１液連絡配管（2）の圧力よりも低くなる。

この状態から、ステップST25において室内膨張弁（63）が開くと、図１２に示すように、熱源回路（11）の液側流路（40）の液冷媒の一部が、第１液連絡配管（2）を介して、前記配管に流入する。この冷媒は、第１バイパス管（56）を介して第１逆止弁（CV1）の手前まで送られる。この結果、熱源回路（11）の高圧圧力を下げることができる。

ステップST27において、冷媒回路（6）の高圧圧力が所定値（第２値）より高い条件を未だ満たす場合、ステップST28において室外コントローラ（101）は、第２圧縮機（22）の回転数を減少させる。具体的には、室外コントローラ（101）は、第２圧縮機（22）の回転数の制御範囲の上限値を下げる。

ステップST29において未だ高圧圧力が第２値より高く、且つステップST30において第２圧縮機（22）の回転数が最小値に至っている場合には、ステップST31において室外コントローラ（101）が高圧異常と判定する。この場合、室外コントローラ（101）は、第２圧縮機（22）を停止させ、冷凍装置（1）の運転を停止させる。

ステップST29において、高圧圧力が第２値以下となった場合には、ステップST32において室外コントローラ（101）が第２圧縮機（22）の回転数を増大させる。具体的には、室外コントローラ（101）は、第２圧縮機（22）の回転数の制御範囲の上限値を上げる。

−実施形態の特徴−
室外熱交換器（24）は、本開示の放熱器に対応する。室内膨張弁（63）は、本開示の第１膨張弁に対応する。ガス抜き弁（42）は、本開示の第１弁に対応する。室外コントローラ（101）は、本開示の制御部に対応する。

実施形態では、室外コントローラ（101）は、冷房冷設運転において、中間流路（18）の圧力に相当する中間圧力が第１値より高い第１条件を満たす場合に、第３圧縮機（23）の回転数を増大させる第１動作を実行する。

これにより、中間流路（18）の中間圧力を第１値以下に制御でき、気液分離器（25）の内圧と、中間圧力との差圧を確保できる。このため、気液分離器（25）のガス冷媒をガス抜き管（41）を介して中間流路（18）に抜くことができ、気液分離器（25）の内圧を下げることができる。

気液分離器（25）の内圧を下げることで、気液分離器（25）内の冷媒を亜臨界状態とすることができる。このため、気液分離器（25）において、冷媒をガス冷媒と液冷媒とに確実に分離できる。

ガス抜き動作により気液分離器（25）の内圧を臨界圧力より低い目標圧力とすることで、第１室外膨張弁（26）によって冷媒を減圧する圧力が小さくなる。このため、第１室外膨張弁（26）の開度を大きくでき、高圧圧力を下げることができる。

実施形態では、室外コントローラ（101）は、第１動作の後、第１条件を満たす場合に第１圧縮機（21）の回転数を減少させる。

第１圧縮機（21）の回転数を減少させることで、中間流路（18）の中間圧力をさらに下げることができる。第１圧縮機（21）の回転数の低下に伴い、空調ユニット（60）の冷房能力が低下したとしても、冷設ユニット（70）の冷却能力は低下しない。このため、庫内の対象物を優先して確実に冷却できる。このため、庫内の対象物の品質を維持できる。

実施形態では、室外コントローラ（101）は、第１動作の後、第１条件を満たす場合に、第１圧縮機（21）を停止し第２圧縮機（22）及び第３圧縮機（23）を運転する第２運転を行うとともに空調ユニット（60）に対応する室内膨張弁（63）を閉じる信号を空調ユニット（60）に出力する第２動作を実行する。

第１圧縮機（21）を停止することで、中間流路（18）の中間圧力をさらに下げることができる。これにより、空調ユニット（60）は停止するが、冷設ユニット（70）の冷却能力は低下しない。このため、庫内の対象物を優先して確実に冷却できる。このため、庫内の対象物の品質を維持できる。

実施形態では、室外コントローラ（101）は、第３動作の後、第２圧縮機（22）の吐出圧力（高圧圧力）が第２値より高い第２条件を満たす場合に、室内膨張弁（63）を開放する信号を空調ユニット（60）に出力する第４動作を実行する。

室内膨張弁（63）を開けることで、熱源回路（11）の冷媒は、室内膨張弁（63）から第３圧縮機（23）の吸入側までの配管に送られる。具体的には、熱源回路（11）の冷媒を、室内膨張弁（63）から第１逆止弁（CV1）までの間の配管に送ることができる。このため、高圧圧力をさらに下げることができる。

中間流路（18）には、第１吐出管（21b）の下流側に中間冷却器（29）が設けられる。このため、冷房冷設運転を再開した場合、上記配管に貯めた液冷媒を中間冷却器（29）において蒸発させることができる。これにより、第３圧縮機（23）に液冷媒が吸入されることを抑制できる。

実施形態では、室外コントローラ（101）は、第４動作の後、第２条件を満たす場合に、第２圧縮機（22）の回転数を減少させる。

第２圧縮機（22）の回転数を減少させることで、高圧圧力をさらに下げることができる。

〈実施形態の変形例〉
変形例のコントローラ（100）は、上記実施形態のコントローラ（100）と異なる。言い換えると、変形例の冷房冷設運転の制御は、上記実施形態の冷房冷設運転の制御と異なる。

変形例の冷房冷設運転では、実施形態と同様、図９に示すステップST11〜ST21が実行される。したがって、中間圧力が第１値より高い場合、室外コントローラ（101）は第２圧縮機（22）の回転数を増大させ（ステップT13）、次いで第１圧縮機（21）の回転数を減少させ、次いで第２動作を実行する。

上述した実施形態の第２動作では、室外コントローラ（101）が流路切換機構（30）の第２開閉弁（32）を開ける。このため、第２動作後の運転では、閉状態の室内膨張弁（63）から第１逆止弁（CV1）までの配管の圧力が、第１液連絡配管（2）の圧力よりも低くなる。

一方、変形例では、ステップS20の後、図１３に示すステップST41において未だ中間圧力が第１値より高い場合には、ステップST42において室外コントローラ（101）が第５動作を実行する。

第５動作は、流路切換機構（30）の第２開閉弁（32）を閉じ、室内膨張弁（63）を開ける信号を出力する動作である。この信号は、室内コントローラ（102）に入力される。室内コントローラ（102）は、入力した信号に基づき室内膨張弁（63）を開ける。

室内膨張弁（63）を開けることで、熱源回路（11）の冷媒は、開状態の室内膨張弁（63）から閉状態の第２開閉弁（32）までの配管に送られる。このため、第２圧縮機（22）及び第３圧縮機（23）を運転しながら、高圧圧力をさらに下げることができる。

ステップST41において中間圧力が第１値以下となった場合には、図９のステップST21の制御が実行される。

ステップST43において未だ中間圧力が第１値より高い場合には、ステップST44において室外コントローラ（101）が第２圧縮機（22）の回転数を減少させる。この結果、第２圧縮機（22）から吐出される冷媒の流量が減るため、中間圧力を下げることができる。

ステップST43において中間圧力が第１値以下である場合には、室外コントローラ（101）は第１圧縮機（21）を再び運転させる（ステップST45）。その後、図９のステップST21を経て第１運転が再開される。

ステップST47において未だ中間圧力が第１値より高く、且つステップST48において第２圧縮機（22）の回転数が最小値に至っている場合には、ステップST50において室外コントローラ（101）が高圧異常と判定する。この場合、室外コントローラ（101）は、第２圧縮機（22）を停止させ、冷凍装置（1）の運転を停止させる。

ステップST47において、中間圧力が第１値以下となった場合には、ステップST48において室外コントローラ（101）が第２圧縮機（22）の回転数を増大させる。具体的には、室外コントローラ（101）は、第２圧縮機（22）の回転数の制御範囲の上限値を上げる。

−変形例の特徴−
第２開閉弁（32）は、本開示の第２弁に対応する。

変形例では、室外コントローラ（101）は、第２動作の後、第１条件を満たす場合に、流路切換機構（30）の第２開閉弁（32）を閉じ、室内膨張弁（63）を開ける信号を空調ユニット（60）に出力する第５動作を実行する。

室内膨張弁（63）を開けることで、熱源回路（11）の冷媒は、室内膨張弁（63）から第２開閉弁（32）までの配管に送られる。このため、高圧圧力をさらに下げることができる。第２圧縮機（22）及び第３圧縮機（23）により冷媒を二段で圧縮する運転を継続できるため、第３圧縮機（23）のみで冷媒を単段で圧縮する運転と比較して、圧縮要素（20）の効率の低下を抑制できる。

変形例１では、室外コントローラ（101）は、第５動作の後、第１条件を満たす場合に、第２圧縮機（22）の回転数を減少させる。

第２圧縮機（22）の回転数を減少することで、中間流路（18）の中間圧力をさらに下げることができる。

《その他の実施形態》
上記実施形態及び変形例については以下のような構成としてもよい。

実施形態及び変形例の冷凍装置（1）は、冷却熱交換器（28）、インジェクション流路（43）、及びインジェクション弁（46）を有さない構成であってもよい。

実施形態及び変形例の冷凍装置（1）は、中間冷却器（29）を有さない構成であってもよい。

実施形態の冷凍装置（1）は、流路切換機構を有さず、冷房冷設運転のみを行う構成であってもよい。この構成の冷凍装置（1）が図９及び図１０に示す制御を行ってもよい。

実施形態のステップST17の動作は、第３圧縮機（23）の回転数が最大数より小さい所定値であるときに実行されてもよい。

実施形態のステップST20（第２動作）は、第１圧縮機（21）の回転数が最小値よりも大きい所定値であるときに実行されてもよい。

以上、実施形態及び変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及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なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態及び変形例は、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、熱源ユニット及び冷凍装置について有用である。

１ 冷凍装置
６ 冷媒回路
１１ 熱源回路
１８ 中間流路
２１ 第１圧縮機
２２ 第２圧縮機
２３ 第３圧縮機
２４ 室外熱交換器（放熱器）
２５ 気液分離器
３０ 流路切換機構
４０ 液側流路
４１ ガス抜き管
４２ ガス抜き弁（第１弁）
６０ 空調ユニット
６３ 室内膨張弁（第１膨張弁）
７０ 冷設ユニット
１０１ 室外コントローラ（制御部）

Claims (9)

1. 空調ユニット（60）及び冷設ユニット（70）に接続されて、高圧圧力が臨界圧力以上となる冷凍サイクルを行う冷媒回路（6）を構成する熱源回路（11）と、制御部（101）とを備え、
   前記熱源回路（11）は、前記空調ユニット（60）からの冷媒を吸入する第１圧縮機（21）と、前記冷設ユニット（70）からの冷媒を吸入する第２圧縮機（22）と、前記第１圧縮機（21）及び前記第２圧縮機（22）で圧縮した冷媒が吐出される中間流路（18）と、中間流路（18）の冷媒を吸入する第３圧縮機（23）と、放熱器（24）と、前記放熱器（24）の液側端部に接続する液側流路（40）と、前記液側流路（40）に設けられる気液分離器（25）と、前記気液分離器（25）内のガスを前記中間流路（18）に送るガス抜き管（41）と、該ガス抜き管（41）を開閉する第１弁（42）とを有し、
   前記制御部（101）は、前記第１圧縮機（21）、前記第２圧縮機（22）、及び第３圧縮機（23）を運転する運転において、前記中間流路（18）の圧力に相当する中間圧力が所定値より高い第１条件を満たす場合に、前記第３圧縮機（23）の回転数を増大させる第１動作を実行することを特徴とする熱源ユニット。
2. 請求項１において、
   前記制御部（101）は、前記第１動作の後、前記第１条件を満たす場合に、前記第１圧縮機（21）の回転数を減少させることを特徴とする熱源ユニット。
3. 請求項１又は２において、
   前記制御部（101）は、前記第１動作の後、前記第１条件を満たす場合に、前記第１圧縮機（21）を停止し第２圧縮機（22）及び第３圧縮機（23）を運転する運転を行うとともに前記空調ユニット（60）に対応する第１膨張弁（63）を閉じる信号を前記空調ユニット（60）に出力する第２動作を実行することを特徴とする熱源ユニット。
4. 請求項３において、
   前記制御部（101）は、前記第２動作の後、前記第１条件を満たす場合に、前記第１圧縮機（21）及び第３圧縮機（23）を停止し前記第２圧縮機（22）を運転する運転を行う第３動作を実行することを特徴とする熱源ユニット。
5. 請求項４において、
   前記制御部（101）は、前記第３動作の後、前記第２圧縮機（22）の吐出圧力が所定値より高い第２条件を満たす場合に、前記第１膨張弁（63）を開放する信号を前記空調ユニット（60）に出力する第４動作を実行することを特徴とする熱源ユニット。
6. 請求項５において、
   前記制御部（101）は、前記第４動作の後、前記第２条件を満たす場合に、前記第２圧縮機（22）の回転数を減少させることを特徴とする熱源ユニット。
7. 請求項３において、
   前記熱源回路（11）は、冷媒の流路を切り換えるとともに前記空調ユニット（60）のガス端部と前記第１圧縮機（21）の吸入部とを断続する第２弁（32）を含む流路切換機構（30）を有し、
   前記制御部（101）は、前記第２動作の後、前記第１条件を満たす場合に、前記第２弁（32）を閉じ、前記空調ユニット（60）に対応する第１膨張弁（63）を開ける信号を前記空調ユニット（60）に出力する第５動作を実行することを特徴とする熱源ユニット。
8. 請求項７において、
   前記制御部（101）は、前記第５動作の後、前記第１条件を満たす場合に、前記第２圧縮機（22）の回転数を減少させることを特徴とする熱源ユニット。
9. 請求項１〜８のいずれか１つの熱源ユニットを備えた冷凍装置。

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