JP7063940B2

JP7063940B2 - 冷凍装置

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Publication number: JP7063940B2
Application number: JP2020110111A
Authority: JP
Inventors: 雅章竹上; 秀一田口; 祥佳瑞上原
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2020-06-26
Publication date: 2022-05-09
Anticipated expiration: 2040-06-26
Also published as: WO2020262624A1; EP3985326A4; CN114080529A; JP2021009014A; EP3985326A1; CN114080529B; US20220113064A1; EP3985326B1

Description

本開示は、冷凍装置に関するものである。

従来より、冷媒を超臨界域まで圧縮する二段圧縮式に構成され、冷却運転と加熱運転を実行できる冷凍装置が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１の冷凍装置は、同文献の図２６に示されるように、低段側圧縮部および高段側圧縮部と、中間冷却器と、熱源側熱交換器および利用側熱交換器と、エコノマイザ回路とを備える。特許文献１には、中間冷却器とエコノマイザ回路を用いて高段側圧縮部に吸入される冷媒を冷却することが記載されている。

特開２００９－９７８４７号公報

ところで、特許文献１では、例えば冷却運転（利用側熱交換器が蒸発器として機能する運転）において、高段側圧縮部から吐出される冷媒の温度である吐出温度が過度に上昇した場合に、中間冷却器とエコノマイザ回路をどのように利用するかについて詳細な検討がなされていない。

本開示の目的は、冷却運転時の運転効率を向上することにある。

本開示の第１の態様は、冷媒を超臨界域まで圧縮する二段圧縮式の冷凍装置（1）を対象とする。冷凍装置（1）は、低段側圧縮部（22,23）および高段側圧縮部（21）と、上記低段側圧縮部（22,23）から吐出された冷媒を冷却して上記高段側圧縮部（21）に供給する中間冷却器（17）と、熱源側熱交換器（13）および利用側熱交換器（64）と、放熱器として機能する上記熱源側熱交換器（13）または上記利用側熱交換器（64）から流出した冷媒の一部を減圧および蒸発させて上記高段側圧縮部（21）に供給するエコノマイザ回路（38）と、上記中間冷却器（17）の冷却能力および上記エコノマイザ回路（38）の冷媒流量（Q）を制御する制御部（100）とを備える。上記制御部（100）は、上記熱源側熱交換器（13）が放熱器として機能しかつ上記利用側熱交換器（64）が蒸発器として機能する第１運転において、上記高段側圧縮部（21）から吐出される冷媒の温度である吐出温度（Td）が第１温度を上回り、且つ上記中間冷却器（17）の冷却能力が最大でない場合、上記エコノマイザ回路（38）の冷媒流量（Q）を増やさずに上記中間冷却器（17）の冷却能力を上げ、上記第１運転において、上記上記高段側圧縮部（21）から吐出される冷媒の温度である吐出温度（Td）が第１温度を上回り、且つ上記中間冷却器（17）の冷却能力が最大である場合、上記エコノマイザ回路（38）の冷媒流量（Q）を増やすことを特徴とする。

第１の態様では、第１運転において吐出温度（Td）が第１温度を上回る場合に、エコノマイザ回路（38）よりも中間冷却器（17）を優先して利用することで、第１運転時の運転効率を向上することができる。

本開示の第２の態様は、上記第１の態様において、上記制御部（100）は、上記第１運転において、上記吐出温度（Td）が上記第１温度よりも低い第２温度を下回る場合、上記エコノマイザ回路（38）を冷媒が流れていれば上記中間冷却器（17）の冷却能力を下げずに上記エコノマイザ回路（38）の冷媒流量（Q）を減らすことを特徴とする。

第２の態様では、第１運転において吐出温度（Td）が第２温度を下回る場合に、中間冷却器（17）の冷却能力よりもエコノマイザ回路（38）の冷媒流量（Q）を優先して制御することで、第１運転時の運転効率を向上することができる。

本開示の第３の態様は、上記第１または第２の態様において、上記制御部（100）は、上記第１運転において、上記吐出温度（Td）が上記第１温度よりも低い第２温度を下回る場合、上記エコノマイザ回路（38）を冷媒が流れていなければ上記中間冷却器（17）の冷却能力を下げることを特徴とする。

本開示の第４の態様は、上記第１～第３のいずれか１つの態様において、上記中間冷却器（17）に空気を送る冷却ファン（17a）を備え、上記制御部（100）は、上記冷却ファン（17a）の風量を調節することで上記中間冷却器（17）の冷却能力を制御することを特徴とする。

第４の態様では、冷却ファン（17a）の風量が増大されることで中間冷却器（17）の冷却能力が上げられる一方、冷却ファン（17a）の風量が低減されることで中間冷却器（17）の冷却能力が下げられる。

本開示の第５の態様は、上記第１～第４のいずれか１つの態様において、上記制御部（100）は、上記熱源側熱交換器（13）が蒸発器として機能しかつ上記利用側熱交換器（64）が放熱器として機能する第２運転において、上記吐出温度（Td）が上記第１温度を上回る場合、上記エコノマイザ回路（38）の冷媒流量（Q）が所定量未満であれば上記中間冷却器（17）の冷却能力を上げずに上記エコノマイザ回路（38）の冷媒流量（Q）を増やすことを特徴とする。

第５の態様では、第２運転において吐出温度（Td）が第１温度を上回る場合に、中間冷却器（17）よりもエコノマイザ回路（38）を優先して利用することで、第２運転時の運転効率を向上することができる。

第６の態様は、上記第５の態様において、上記制御部（100）は、上記熱源側熱交換器（13）が蒸発器として機能しかつ上記利用側熱交換器（64）が放熱器として機能する第２運転において、上記吐出温度（Td）が上記第１温度を上回る場合、上記エコノマイザ回路（38）の冷媒流量（Q）が上記所定量以上であれば上記中間冷却器（17）の冷却能力を上げることを特徴とする。

本開示の第７の態様は、上記第５又は６の態様において、上記制御部（100）は、上記第２運転において、上記吐出温度（Td）が上記第１温度よりも低い第２温度を下回る場合、上記中間冷却器（17）が利用されていれば上記エコノマイザ回路（38）の冷媒流量（Q）を減らさずに上記中間冷却器（17）の冷却能力を下げることを特徴とする。

第７の態様では、第２運転において吐出温度（Td）が第２温度を下回る場合に、エコノマイザ回路（38）の冷媒流量（Q）よりも中間冷却器（17）の冷却能力を優先して制御することで、第２運転時の運転効率を向上することができる。

第８の態様は、第５～第７のいずれか１つの態様において、上記制御部（100）は、上記第２運転において、上記吐出温度（Td）が上記第１温度よりも低い第２温度を下回る場合、上記中間冷却器（17）が利用されていなければ上記エコノマイザ回路（38）の冷媒流量（Q）を減らすことを特徴とする。

本開示の第９の態様は、上記第５～第８のいずれか１つの態様において、上記中間冷却器（17）に空気を送る冷却ファン（17a）を備え、上記中間冷却器（17）を利用するとは、上記冷却ファン（17a）を運転することであり、上記中間冷却器（17）を利用しないとは、上記冷却ファン（17a）を停止することであることを特徴とする。

第９の態様では、冷却ファン（17a）を運転することで中間冷却器（17）が利用される状態になる一方、冷却ファン（17a）を停止することで中間冷却器（17）が利用されない状態になる。

図１は、実施形態の冷凍装置の配管系統図である。図２は、冷房運転の冷媒の流れを示した図１相当図である。図３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４は、冷房運転時または冷房/冷設運転時のコントローラの動作を説明するためのフローチャートである。図５は、暖房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/冷設運転の冷媒の流れを示した図１相当図である。図７は、暖房運転時または暖房/冷設運転時のコントローラの動作を説明するための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。

〈全体構成〉
本実施形態の冷凍装置（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、このような冷却対象の設備を冷設と称する。

図１に示すように、冷凍装置（1）は、室外に設置される室外ユニット（10）と、庫内の空気を冷却する冷設ユニット（50）と、室内の空調を行う室内ユニット（60）と、コントローラ（100）とを備える。冷設ユニット（50）および室内ユニット（60）の数は、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（10,50,60）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）と、第１ガス連絡配管（3）と、第２液連絡配管（4）と、第２ガス連絡配管（5）とで構成される。第１液連絡配管（2）および第１ガス連絡配管（3）は、冷設ユニット（50）に対応する。第２液連絡配管（4）および第２ガス連絡配管（5）は、室内ユニット（60）に対応する。

冷媒回路（6）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（6）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ように構成される。

〈室外ユニット〉
室外ユニット（10）は、屋外に設置される熱源ユニットである。室外ユニット（10）は、室外ファン（12）と、室外回路（11）とを備える。室外回路（11）は、第１圧縮機（21）、第２圧縮機（22）、および第３圧縮機（23）と、切換ユニット（30）と、室外熱交換器（13）と、第１室外膨張弁（14a）および第２室外膨張弁（14b）と、レシーバ（15）と、冷却熱交換器（16）と、中間冷却器（17）とを有する。室外熱交換器（13）は、熱源側熱交換器を構成する。

〈各圧縮機〉
第１圧縮機（21）、第２圧縮機（22）、および第３圧縮機（23）は、それぞれ冷媒を圧縮する。第１圧縮機（21）と第２圧縮機（22）とは、直列に接続される。第１圧縮機（21）と第３圧縮機（23）とは、直列に接続される。第２圧縮機（22）と第３圧縮機（23）とは、並列に接続される。第１圧縮機（21）、第２圧縮機（22）、および第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）、および第３圧縮機（23）は、運転周波数（モータの回転数）が調節可能な可変容量式に構成される。第１圧縮機（21）は、高段側圧縮部を構成する。第２圧縮機（22）および第３圧縮機（23）は、低段側圧縮部を構成する。

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

第２吸入管（22a）は、冷設ユニット（50）に連通する。第２圧縮機（22）は、冷設ユニット（50）に対応する冷設側圧縮機である。第３吸入管（23a）は、室内ユニット（60）に連通する。第３圧縮機（23）は、室内ユニット（60）に対応する室内側圧縮機である。

〈切換ユニット〉
切換ユニット（30）は、冷媒の流路を切り換える。切換ユニット（30）は、第１配管（31）と、第２配管（32）と、第３配管（33）と、第４配管（34）と、第１三方弁（TV1）と、第２三方弁（TV2）とを有する。第１配管（31）の流入端と、第２配管（32）の流入端とは、第１吐出管（21b）に接続する。第１配管（31）および第２配管（32）は、第１圧縮機（21）の吐出圧が作用する配管である。第３配管（33）の流出端と、第４配管（34）の流出端とは、第３圧縮機（23）の第３吸入管（23a）に接続する。第３配管（33）および第４配管（34）は、第２圧縮機（22）および第３圧縮機（23）の吸入圧が作用する配管である。

第１三方弁（TV1）は、第１ポート（P1）と、第２ポート（P2）と、第３ポート（P3）とを有する。第１三方弁（TV1）の第１ポート（P1）は、高圧流路である第１配管（31）の流出端に接続する。第１三方弁（TV1）の第２ポート（P2）は、低圧流路である第３配管（33）の流入端に接続する。第１三方弁（TV1）の第３ポート（P3）は、室内ガス側流路（35）に接続する。

第２三方弁（TV2）は、第１ポート（P1）と、第２ポート（P2）と、第３ポート（P3）とを有する。第２三方弁（TV2）の第１ポート（P1）は、高圧流路である第２配管（32）の流出端に接続する。第２三方弁（TV2）の第２ポート（P2）は、低圧流路である第４配管（34）の流入端に接続する。第２三方弁（TV2）の第３ポート（P3）は、室外ガス側流路（36）に接続する。

第１三方弁（TV1）および第２三方弁（TV2）は、ロータリ式の電動式の三方弁である。各三方弁（TV1,TV2）は、第１状態（図１の実線で示す状態）と第２状態（図１の破線で示す状態）とにそれぞれ切り換わる。第１状態の各三方弁（TV1,TV2）では、第１ポート（P1）と第３ポート（P3）とが連通し、かつ第２ポート（P2）が閉鎖される。第２状態の各三方弁（TV1,TV2）では、第２ポート（P2）と第３ポート（P3）とが連通し、かつ第１ポート（P1）が閉鎖される。

〈室外熱交換器〉
室外熱交換器（13）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（13）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（13）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。

室外熱交換器（13）のガス端には、室外ガス側流路（36）が接続される。室外熱交換器（13）の液端には、室外流路（O）が接続される。

〈室外流路〉
室外流路（O）は、室外第１管（o1）と、室外第２管（o2）と、室外第３管（o3）と、室外第４管（o4）と、室外第５管（o5）と、室外第６管（o6）と、室外第７管（o7）とを含む。室外第１管（o1）の一端は、室外熱交換器（13）の液端に接続される。室外第１管（o1）の他端には、室外第２管（o2）の一端、および室外第３管（o3）の一端がそれぞれ接続される。室外第２管（o2）の他端は、レシーバ（15）の頂部に接続される。室外第４管（o4）の一端は、レシーバ（15）の底部に接続される。室外第４管（o4）の他端には、室外第５管（o5）の一端、および室外第３管（o3）の他端がそれぞれ接続される。室外第５管（o5）の他端は、第１液連絡配管（2）に接続する。室外第６管（o6）の一端は、室外第５管（o5）の途中に接続する。室外第６管（o6）の他端は、第２液連絡配管（4）に接続する。室外第７管（o7）の一端は、室外第６管（o6）の途中に接続する。室外第７管（o7）の他端は、室外第２管（o2）の途中に接続する。

室外第２管（o2）および室外第３管（o3）は、互いに並列に接続される室外並列回路（OP）を構成する。

〈室外膨張弁〉
第１室外膨張弁（14a）は、室外第２管（o2）に接続される。第２室外膨張弁（14b）は、室外第３管（o3）に接続される。各室外膨張弁（14a,14b）は、冷媒を減圧する減圧機構である。各室外膨張弁（14a,14b）は、熱源側膨張弁である。各室外膨張弁（14a,14b）は、開度が可変な電子膨張弁である。

〈レシーバ〉
レシーバ（15）は、冷媒を貯留する容器を構成する。レシーバ（15）では、冷媒がガス冷媒と液冷媒とに分離される。レシーバ（15）の頂部には、室外第２管（o2）の他端と、ガス抜き管（37）の一端が接続される。ガス抜き管（37）の他端は、インジェクション管（38）の途中に接続される。ガス抜き管（37）には、ガス抜き弁（39）が接続される。ガス抜き弁（39）は、開度が可変な電子膨張弁である。

〈冷却熱交換器〉
冷却熱交換器（16）は、レシーバ（15）で分離された冷媒（主として液冷媒）を冷却する。冷却熱交換器（16）は、第１冷媒流路（16a）と、第２冷媒流路（16b）とを有する。第１冷媒流路（16a）は、室外第４管（o4）の途中に接続される。第２冷媒流路（16b）は、インジェクション管（38）の途中に接続される。

インジェクション管（38）の一端は、室外第５管（o5）の途中に接続される。インジェクション管（38）の他端は、第１圧縮機（21）の第１吸入管（21a）に接続される。インジェクション管（38）には、第２冷媒流路（16b）よりも上流側に減圧弁（40）が接続される。減圧弁（40）は、開度が可変な電子膨張弁である。インジェクション管（38）は、エコノマイザ回路を構成する。

冷却熱交換器（16）では、第１冷媒流路（16a）を流れる冷媒と、第２冷媒流路（16b）を流れる冷媒とが熱交換する。第２冷媒流路（16b）は、減圧弁（40）で減圧された冷媒が流れる。したがって、冷却熱交換器（16）では、第１冷媒流路（16a）を流れる冷媒が冷却されると共に、第２冷媒流路（16b）を流れる冷媒が蒸発する。

〈中間冷却器〉
中間冷却器（17）は、中間流路（41）に接続される。中間流路（41）の一端は、第２圧縮機（22）の第２吐出管（22b）、および第３圧縮機（23）の第３吐出管（23b）に接続される。中間流路（41）の他端は、第１圧縮機（21）の第１吸入管（21a）に接続される。

中間冷却器（17）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（17）の近傍には、冷却ファン（17a）が配置される。冷却ファン（17a）は、室外空気を搬送する。中間冷却器（17）は、その内部を流れる冷媒を、冷却ファン（17a）が搬送する室外空気と熱交換させて冷却する。

〈油分離回路〉
室外回路（11）は、油分離回路（42）を含む。油分離回路（42）は、油分離器（43）と、第１油戻し管（44）と、第２油戻し管（45）とを有する。油分離器（43）は、第１圧縮機（21）の第１吐出管（21b）に接続される。油分離器（43）は、第１圧縮機（21）から吐出された冷媒中から油を分離する。第１油戻し管（44）の流入端は、油分離器（43）に接続される。第１油戻し管（44）の流出端は、第２圧縮機（22）の第２吸入管（22a）に接続される。第２油戻し管（45）の流入端は、油分離器（43）に接続される。第２油戻し管（45）の流出端は、第３圧縮機（23）の第３吸入管（23a）に接続される。第１油戻し管（44）には、第１油量調節弁（46）が接続される。第２油戻し管（45）には、第２油量調節弁（47）が接続される。

油分離器（43）で分離された油は、第１油戻し管（44）を介して第２圧縮機（22）に戻される。油分離器（43）で分離された油は、第２油戻し管（45）を介して第３圧縮機（23）に戻される。なお、油分離器（43）で分離された油を、第２圧縮機（22）のケーシング内の油溜まりに直接戻してもよい。油分離器（43）で分離された油を、第３圧縮機（23）のケーシング内の油溜まりに直接戻してもよい。

〈冷設ユニット〉
冷設ユニット（50）は、例えば冷蔵倉庫に設置される。冷設ユニット（50）は、庫内ファン（52）と、冷設回路（51）とを有する。冷設回路（51）の液端には、第１液連絡配管（2）が接続される。冷設回路（51）のガス端には、第１ガス連絡配管（3）が接続される。

冷設回路（51）は、液端からガス端に向かって順に、冷設膨張弁（53）および冷設熱交換器（54）を有する。冷設膨張弁（53）は、利用側膨張弁である。冷設膨張弁（53）は、開度が可変な電子膨張弁である。

冷設熱交換器（54）は、フィン・アンド・チューブ型の空気熱交換器である。庫内ファン（52）は、冷設熱交換器（54）の近傍に配置される。庫内ファン（52）は、庫内空気を搬送する。冷設熱交換器（54）は、その内部を流れる冷媒と、庫内ファン（52）が搬送する庫内空気とを熱交換させる。

〈室内ユニット〉
室内ユニット（60）は、屋内に設置される利用ユニットである。室内ユニット（60）は、室内ファン（62）と、室内回路（61）とを有する。室内回路（61）の液端には、第２液連絡配管（4）が接続される。室内回路（61）のガス端には、第２ガス連絡配管（5）が接続される。

室内回路（61）は、液端からガス端に向かって順に、室内並列回路（IP）および室内熱交換器（64）を備える。室内並列回路（IP）は、室内第１管（I1）と、室内第２管（I2）と、第１室内膨張弁（63a）と、第２室内膨張弁（63b）とを有する。室内熱交換器（64）は、利用側熱交換器を構成する。

室内第１管（I1）には、第１室内膨張弁（63a）が接続される。室内第２管（I2）には、第２室内膨張弁（63b）が接続される。各室内膨張弁（63a,63b）は、利用側膨張弁である。各室内膨張弁（63a,63b）は、開度が可変な電子膨張弁である。

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。

〈逆止弁〉
室外回路（11）は、第１逆止弁（CV1）と、第２逆止弁（CV2）と、第３逆止弁（CV3）と、第４逆止弁（CV4）と、第５逆止弁（CV5）と、第６逆止弁（CV6）と、第７逆止弁（CV7）とを有する。第１逆止弁（CV1）は、第１吐出管（21b）に接続される。第２逆止弁（CV2）は、第２吐出管（22b）に接続される。第３逆止弁（CV3）は、第３吐出管（23b）に接続される。第４逆止弁（CV4）は、室外第２管（o2）に接続される。第５逆止弁（CV5）は、室外第３管（o3）に接続される。第６逆止弁（CV6）は、室外第６管（o6）に接続される。第７逆止弁（CV7）は、室外第７管（o7）に接続される。

室内回路（61）は、第８逆止弁（CV8）と、第９逆止弁（CV9）とを有する。第８逆止弁（CV8）は、室内第１管（I1）に接続される。第９逆止弁（CV9）は、室内第２管（I2）に接続される。

これらの逆止弁（CV1～CV9）は、図１に示す矢印方向の冷媒の流れを許容し、この矢印と反対方向の冷媒の流れを禁止する。

〈センサ〉
冷凍装置（1）は、各種のセンサ（図示せず）を備える。これらのセンサが検出する指標の例として、冷媒回路（6）の高圧冷媒の温度や圧力、低圧冷媒の温度や圧力、中間圧冷媒の温度や圧力、室外熱交換器（13）の冷媒の温度、冷設熱交換器（54）の冷媒の温度、室内熱交換器（64）の冷媒の温度、第２圧縮機（22）の吸入冷媒の過熱度、第３圧縮機（23）の吸入冷媒の過熱度、第１～第３圧縮機（21～23）の吐出冷媒の過熱度、室外空気の温度、庫内空気の温度、室内空気の温度などが挙げられる。

〈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ェアを格納するメモリデバイス（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、制御部を構成する。

－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、例えば、冷房運転と、冷房/冷設運転と、暖房運転と、暖房/冷設運転とを含む。冷房運転および冷房/冷設運転は、第１運転の例である。暖房運転および暖房/冷設運転は、第２運転の例である。なお、冷凍装置（1）の運転の種類は、ここで挙げたものに限られない。

冷房運転では、冷設ユニット（50）が停止し、室内ユニット（60）が冷房を行う。冷房/冷設運転では、冷設ユニット（50）が運転され、室内ユニット（60）が冷房を行う。暖房運転では、冷設ユニット（50）が停止し、室内ユニット（60）が暖房を行う。暖房/冷設運転では、冷設ユニット（50）が運転され、室内ユニット（60）が暖房を行う。

〈冷房運転〉
図２に示す冷房運転では、第１三方弁（TV1）が第２状態、第２三方弁（TV2）が第１状態となる。第１室外膨張弁（14a）が所定開度で開放され、冷設膨張弁（53）が全閉状態となり、第１室内膨張弁（63a）の開度が過熱度制御により調節され、減圧弁（40）の開度が適宜調節される。室外ファン（12）および室内ファン（62）が運転され、庫内ファン（52）は停止する。第１圧縮機（21）および第３圧縮機（23）が運転され、第２圧縮機（22）は停止する。冷房運転では、第１圧縮機（21）および第３圧縮機（23）で圧縮された冷媒が、室外熱交換器（13）で放熱し、室内熱交換器（64）で蒸発する冷凍サイクルが行われる。換言すると、冷房運転では、室外熱交換器（13）が放熱器として機能しかつ室内熱交換器（64）が蒸発器として機能する。

図２に示すように、第３圧縮機（23）で圧縮された冷媒は、中間冷却器（17）で冷却された後、第１圧縮機（21）に吸入される。第１圧縮機（21）で超臨界域まで圧縮された冷媒は、室外熱交換器（13）で放熱する。

室外熱交換器（13）で放熱した冷媒は、室外第２管（o2）を流れる。室外第２管（o2）では、高圧冷媒が開放状態の第１室外膨張弁（14a）を通過する。その後、高圧冷媒は、第４逆止弁（CV4）を通過する。

次いで冷媒は、レシーバ（15）を流れ、冷却熱交換器（16）で冷却される。冷却熱交換器（16）で冷却された冷媒は、室内第１管（I1）を流れる。室内第１管（I1）では、高圧冷媒が第１室内膨張弁（63a）で減圧される。減圧された冷媒は、第８逆止弁（CV8）を通過する。

次いで冷媒は、室内熱交換器（64）で蒸発する。この結果、室内空気が冷却される。室内熱交換器（64）で蒸発した冷媒は、第３圧縮機（23）に吸入され、再び圧縮される。

〈冷房/冷設運転〉
図３に示す冷房/冷設運転では、第１三方弁（TV1）が第２状態、第２三方弁（TV2）が第１状態となる。第１室外膨張弁（14a）が所定開度で開放され、冷設膨張弁（53）および第１室内膨張弁（63a）の各開度が過熱度制御により調節され、減圧弁（40）の開度が適宜調節される。室外ファン（12）、庫内ファン（52）、および室内ファン（62）が運転される。第１圧縮機（21）、第２圧縮機（22）、および第３圧縮機（23）が運転される。冷房/冷設運転では、第１～第３圧縮機（21～23）で圧縮された冷媒が、室外熱交換器（13）で放熱し、冷設熱交換器（54）および室内熱交換器（64）で蒸発する冷凍サイクルが行われる。換言すると、冷房/冷設運転では、室外熱交換器（13）が放熱器として機能しかつ冷設熱交換器（54）および室内熱交換器（64）が蒸発器として機能する。

図３に示すように、第２圧縮機（22）および第３圧縮機（23）でそれぞれ圧縮された冷媒は、中間冷却器（17）で冷却された後、第１圧縮機（21）に吸入される。第１圧縮機（21）で超臨界域まで圧縮された冷媒は、室外熱交換器（13）で放熱する。

次いで冷媒は、レシーバ（15）を流れ、冷却熱交換器（16）で冷却される。冷却熱交換器（16）で冷却された冷媒は、冷設ユニット（50）と室内ユニット（60）とに分流する。冷設膨張弁（53）で減圧された冷媒は、冷設熱交換器（54）で蒸発する。この結果、庫内空気が冷却される。冷設熱交換器（54）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。

室内ユニット（60）に送られた冷媒は、室内第１管（I1）を流れる。室内第１管（I1）では、高圧冷媒が第１室内膨張弁（63a）で減圧される。減圧された冷媒は、第８逆止弁（CV8）を通過する。

《冷房運転または冷房/冷設運転におけるコントローラの動作》
冷房運転または冷房/冷設運転（換言すると、第１運転）におけるコントローラ（100）の動作について、図４のフローチャートを参照して説明する。冷房運転または冷房/冷設運転において、コントローラ（100）は、第１圧縮機（21）から吐出される冷媒の温度である吐出温度（Td）が所定の温度（例えば、８０℃）に近づくように、中間冷却器（17）の冷却能力やインジェクション管（38）の冷媒流量（Q）を制御する。冷房運転または冷房/冷設運転において、コントローラ（100）は、インジェクション管（38）よりも中間冷却器（17）を優先して利用する。

図４に示すように、ステップ４１で、コントローラ（100）は、第１圧縮機（21）が過熱運転状態であるか否かを判定する。具体的に、コントローラ（100）は、吐出温度（Td）が９０℃（第１温度の一例）以上である場合に、第１圧縮機（21）が過熱運転状態であると判定し、そうでなければ第１圧縮機（21）が過熱運転状態でないと判定する。第１圧縮機（21）が過熱運転状態であればステップ４２に進み、そうでなければステップ４５に進む。

ステップ４２で、コントローラ（100）は、冷却ファン（17a）の回転速度が最大回転速度であるか否かを判定する。ここで、冷却ファン（17a）の回転速度が最大回転速度であることは、中間冷却器（17）の冷却能力が最大であることに相当する。冷却ファン（17a）の回転速度が最大回転速度であればステップ４３に進み、そうでなければステップ４４に進む。

ステップ４３で、コントローラ（100）は、減圧弁（40）の開度を大きくする。これにより、インジェクション管（38）の冷媒流量（Q）が増大し、第１圧縮機（21）の吸入温度、ひいては第１圧縮機（21）の吐出温度（Td）が下がる。

ステップ４４で、コントローラ（100）は、減圧弁（40）の開度を変えずに冷却ファン（17a）の回転速度を増大する。これにより、中間冷却器（17）の冷却能力が高められ、第１圧縮機（21）の吸入温度、ひいては第１圧縮機（21）の吐出温度（Td）が下がる。

ステップ４５で、コントローラ（100）は、第１圧縮機（21）が湿り運転状態であるか否かを判定する。具体的に、コントローラ（100）は、吐出温度（Td）が４０℃（第２温度の一例）以下である場合に、第１圧縮機（21）が湿り運転状態であると判定し、そうでなければ第１圧縮機（21）が湿り運転状態でないと判定する。第１圧縮機（21）が湿り運転状態であればステップ４６に進み、そうでなければステップ４９に進む。

ステップ４６で、コントローラ（100）は、減圧弁（40）が開状態であるか否かを判定する。ここで、減圧弁（40）が開状態であることは、インジェクション管（38）を冷媒が流れていることに相当する。減圧弁（40）が開状態であればステップ４７に進み、そうでなければステップ４８に進む。

ステップ４７で、コントローラ（100）は、冷却ファン（17a）の回転速度を変えずに減圧弁（40）の開度を小さくする。これにより、インジェクション管（38）の冷媒流量（Q）が低減し、第１圧縮機（21）の吸入温度、ひいては第１圧縮機（21）の吐出温度（Td）が上がる。

ステップ４８で、コントローラ（100）は、冷却ファン（17a）の回転速度を低減する。これにより、中間冷却器（17）の冷却能力が低められ、第１圧縮機（21）の吸入温度、ひいては第１圧縮機（21）の吐出温度（Td）が上がる。

ステップ４９で、コントローラ（100）は、第１圧縮機（21）の吐出温度（Td）が８３℃（第３温度の一例）を上回っているか否かを判定する。第１圧縮機（21）の吐出温度（Td）が８３℃を上回っていればステップ４１０に進み、そうでなければステップ４１３に進む。

ステップ４１０で、コントローラ（100）は、冷却ファン（17a）の回転速度が最大回転速度であるか否かを判定する。ここで、冷却ファン（17a）の回転速度が最大回転速度であることは、中間冷却器（17）の冷却能力が最大であることに相当する。冷却ファン（17a）の回転速度が最大回転速度であればステップ４１１に進み、そうでなければステップ４１２に進む。

ステップ４１１で、コントローラ（100）は、減圧弁（40）の開度を大きくする。これにより、インジェクション管（38）の冷媒流量（Q）が増大し、第１圧縮機（21）の吸入温度、ひいては第１圧縮機（21）の吐出温度（Td）が下がる。

ステップ４１２で、コントローラ（100）は、減圧弁（40）の開度を変えずに冷却ファン（17a）の回転速度を増大する。これにより、中間冷却器（17）の冷却能力が高められ、第１圧縮機（21）の吸入温度、ひいては第１圧縮機（21）の吐出温度（Td）が下がる。

ステップ４１３で、コントローラ（100）は、第１圧縮機（21）の吐出温度（Td）が７７℃（第４温度の一例）未満であるか否かを判定する。第１圧縮機（21）の吐出温度（Td）が７７℃未満であればステップ４１４に進み、そうでなければステップ４１に戻る。

ステップ４１４で、コントローラ（100）は、減圧弁（40）が開状態であるか否かを判定する。ここで、減圧弁（40）が開状態であることは、インジェクション管（38）を冷媒が流れていることに相当する。減圧弁（40）が開状態であればステップ４１５に進み、そうでなければステップ４１６に進む。

ステップ４１５で、コントローラ（100）は、冷却ファン（17a）の回転速度を変えずに減圧弁（40）の開度を小さくする。これにより、インジェクション管（38）の冷媒流量（Q）が低減し、第１圧縮機（21）の吸入温度、ひいては第１圧縮機（21）の吐出温度（Td）が上がる。

ステップ４１６で、コントローラ（100）は、冷却ファン（17a）の回転速度を低減する。これにより、中間冷却器（17）の冷却能力が低められ、第１圧縮機（21）の吸入温度、ひいては第１圧縮機（21）の吐出温度（Td）が上がる。

〈暖房運転〉
図５に示す暖房運転では、第１三方弁（TV1）が第１状態、第２三方弁（TV2）が第２状態となる。第２室内膨張弁（63b）が所定開度で開放され、冷設膨張弁（53）が全閉状態となり、第２室外膨張弁（14b）の開度が過熱度制御により調節され、減圧弁（40）の開度が適宜調節される。室外ファン（12）および室内ファン（62）が運転され、庫内ファン（52）は停止する。第１圧縮機（21）および第３圧縮機（23）が運転され、第２圧縮機（22）は停止する。暖房運転では、第１圧縮機（21）および第３圧縮機（23）で圧縮された冷媒が、室内熱交換器（64）で放熱し、室外熱交換器（13）で蒸発する冷凍サイクルが行われる。換言すると、暖房運転では、室外熱交換器（13）が蒸発器として機能しかつ室内熱交換器（64）が放熱器として機能する。

図５に示すように、第３圧縮機（23）で圧縮された冷媒は、第１圧縮機（21）に吸入される。第１圧縮機（21）で超臨界域まで圧縮された冷媒は、室内熱交換器（64）で放熱する。この結果、室内空気が加熱される。

室内熱交換器（64）で放熱した冷媒は、室内第２管（I2）を流れる。室内第２管（I2）では、高圧冷媒が第２室内膨張弁（63b）を通過する。その後、高圧冷媒は、第９逆止弁（CV9）を通過する。

次いで冷媒は、レシーバ（15）を流れ、冷却熱交換器（16）で冷却される。冷却熱交換器（16）で冷却された冷媒は、室外第３管（o3）を流れる。室外第３管（o3）では、高圧冷媒が第２室外膨張弁（14b）で減圧される。減圧された冷媒は、第５逆止弁（CV5）を通過する。

次いで冷媒は、室外熱交換器（13）で蒸発する。室外熱交換器（13）で蒸発した冷媒は、第３圧縮機（23）に吸入され、再び圧縮される。

〈暖房/冷設運転〉
図６に示す暖房/冷設運転では、第１三方弁（TV1）が第１状態、第２三方弁（TV2）が第２状態となる。第２室内膨張弁（63b）が所定開度で開放され、冷設膨張弁（53）および第２室外膨張弁（14b）の開度が過熱度制御により調節され、減圧弁（40）の開度が適宜調節される。室外ファン（12）、庫内ファン（52）、および室内ファン（62）が運転される。第１圧縮機（21）、第２圧縮機（22）、および第３圧縮機（23）が運転される。暖房/冷設運転では、第１～第３圧縮機（21～23）で圧縮された冷媒が、室内熱交換器（64）で放熱し、冷設熱交換器（54）および室外熱交換器（13）で蒸発する冷凍サイクルが行われる。換言すると、暖房/冷設運転では、冷設熱交換器（54）および室外熱交換器（13）が蒸発器として機能しかつ室内熱交換器（64）が放熱器として機能する。

図６に示すように、第２圧縮機（22）および第３圧縮機（23）でそれぞれ圧縮された冷媒は、第１圧縮機（21）に吸入される。第１圧縮機（21）で超臨界域まで圧縮された冷媒は、室内熱交換器（64）で放熱する。この結果、室内空気が加熱される。

次いで冷媒は、レシーバ（15）を流れ、冷却熱交換器（16）で冷却される。冷却熱交換器（16）で冷却された冷媒の一部は、室外第３管（o3）を流れる。室外第３管（o3）では、高圧冷媒が第２室外膨張弁（14b）で減圧される。減圧された冷媒は、第５逆止弁（CV5）を通過する。

冷却熱交換器（16）で冷却された冷媒の残りは、冷設膨張弁（53）で減圧された後、冷設熱交換器（54）で蒸発する。この結果、庫内空気が冷却される。冷設熱交換器（54）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。

《暖房運転または暖房/冷設運転におけるコントローラの動作》
暖房運転または暖房/冷設運転（換言すると、第２運転）におけるコントローラ（100）の動作について、図７のフローチャートを参照して説明する。暖房運転または暖房/冷設運転において、コントローラ（100）は、吐出温度（Td）が所定の温度（例えば、８０℃）に近づくように、中間冷却器（17）の冷却能力やインジェクション管（38）の冷媒流量（Q）を制御する。暖房運転または暖房/冷設運転において、コントローラ（100）は、中間冷却器（17）よりもインジェクション管（38）を優先して利用する。

図７に示すように、ステップ７１で、コントローラ（100）は、第１圧縮機（21）が過熱運転状態であるか否かを判定する。具体的に、コントローラ（100）は、吐出温度（Td）が９０℃（第１温度の一例）以上である場合に、第１圧縮機（21）が過熱運転状態であると判定し、そうでなければ第１圧縮機（21）が過熱運転状態でないと判定する。第１圧縮機（21）が過熱運転状態であればステップ７２に進み、そうでなければステップ７５に進む。

ステップ７２で、コントローラ（100）は、インジェクション管（38）の冷媒流量（Q）が所定量以上であるか否かを判定する。ここで、インジェクション管（38）の冷媒流量（Q）が所定量以上であることは、減圧弁（40）の開度が所定開度よりも大きいことに相当する。インジェクション管（38）の冷媒流量（Q）が所定量以上であればステップ７３に進み、そうでなければステップ７４に進む。

ステップ７３で、コントローラ（100）は、冷却ファン（17a）の回転速度を増大する。これにより、中間冷却器（17）の冷却能力が高められ、第１圧縮機（21）の吸入温度、ひいては第１圧縮機（21）の吐出温度（Td）が下がる。

ステップ７４で、コントローラ（100）は、冷却ファン（17a）の回転速度を変えずに減圧弁（40）の開度を大きくする。これにより、インジェクション管（38）の冷媒流量（Q）が増大し、第１圧縮機（21）の吸入温度、ひいては第１圧縮機（21）の吐出温度（Td）が下がる。

ステップ７５で、コントローラ（100）は、第１圧縮機（21）が湿り運転状態であるか否かを判定する。具体的に、コントローラ（100）は、吐出温度（Td）が４０℃（第２温度の一例）以下である場合に、第１圧縮機（21）が湿り運転状態であると判定し、そうでなければ第１圧縮機（21）が湿り運転状態でないと判定する。第１圧縮機（21）が湿り運転状態であればステップ７６に進み、そうでなければステップ７９に進む。

ステップ７６で、コントローラ（100）は、冷却ファン（17a）が運転中であるか停止中であるかを判定する。ここで、冷却ファン（17a）が運転中であることは、中間冷却器（17）が利用されていることに相当する一方、冷却ファン（17a）が停止中であることは、中間冷却器（17）が利用されていないことに相当する。冷却ファン（17a）が運転中であればステップ７７に進み、そうでなければステップ７８に進む。

ステップ７７で、コントローラ（100）は、減圧弁（40）の開度を変えずに冷却ファン（17a）の回転速度を低減する。これにより、中間冷却器（17）の冷却能力が低められ、第１圧縮機（21）の吸入温度、ひいては第１圧縮機（21）の吐出温度（Td）が上がる。

ステップ７８で、コントローラ（100）は、減圧弁（40）の開度を小さくする。これにより、インジェクション管（38）の冷媒流量（Q）が低減し、第１圧縮機（21）の吸入温度、ひいては第１圧縮機（21）の吐出温度（Td）が上がる。

ステップ７９で、コントローラ（100）は、第１圧縮機（21）の吐出温度（Td）が８３℃（第３温度の一例）を上回っているか否かを判定する。第１圧縮機（21）の吐出温度（Td）が８３℃を上回っていればステップ７１０に進み、そうでなければステップ７１３に進む。

ステップ７１０で、コントローラ（100）は、インジェクション管（38）の冷媒流量（Q）が所定量以上であるか否かを判定する。ここで、インジェクション管（38）の冷媒流量（Q）が所定量以上であることは、減圧弁（40）の開度が所定開度よりも大きいことに相当する。インジェクション管（38）の冷媒流量（Q）が所定量以上であればステップ７１１に進み、そうでなければステップ７１２に進む。

ステップ７１１で、コントローラ（100）は、冷却ファン（17a）の回転速度を増大する。これにより、中間冷却器（17）の冷却能力が高められ、第１圧縮機（21）の吸入温度、ひいては第１圧縮機（21）の吐出温度（Td）が下がる。

ステップ７１２で、コントローラ（100）は、冷却ファン（17a）の回転速度を変えずに減圧弁（40）の開度を大きくする。これにより、インジェクション管（38）の冷媒流量（Q）が増大し、第１圧縮機（21）の吸入温度、ひいては第１圧縮機（21）の吐出温度（Td）が下がる。

ステップ７１３で、コントローラ（100）は、第１圧縮機（21）の吐出温度（Td）が７７℃（第４温度の一例）未満であるか否かを判定する。第１圧縮機（21）の吐出温度（Td）が７７℃未満であればステップ７１４に進み、そうでなければステップ７１に戻る。

ステップ７１４で、コントローラ（100）は、冷却ファン（17a）が運転中であるか停止中であるかを判定する。ここで、冷却ファン（17a）が運転中であることは、中間冷却器（17）が利用されていることに相当する一方、冷却ファン（17a）が停止中であることは、中間冷却器（17）が利用されていないことに相当する。冷却ファン（17a）が運転中であればステップ７１５に進み、そうでなければステップ７１６に進む。

ステップ７１５で、コントローラ（100）は、減圧弁（40）の開度を変えずに冷却ファン（17a）の回転速度を低減する。これにより、中間冷却器（17）の冷却能力が低められ、第１圧縮機（21）の吸入温度、ひいては第１圧縮機（21）の吐出温度（Td）が上がる。

ステップ７１６で、コントローラ（100）は、減圧弁（40）の開度を小さくする。これにより、インジェクション管（38）の冷媒流量（Q）が低減し、第１圧縮機（21）の吸入温度、ひいては第１圧縮機（21）の吐出温度（Td）が上がる。

－実施形態の効果－
本実施形態の冷凍装置（1）は、冷媒を超臨界域まで圧縮する二段圧縮式の冷凍装置（1）であって、第２圧縮機（22）および第３圧縮機（23）ならびに第１圧縮機（21）と、上記第２圧縮機（22）および上記第３圧縮機（23）から吐出された冷媒を冷却して上記第１圧縮機（21）に供給する中間冷却器（17）と、室外熱交換器（13）および室内熱交換器（64）と、放熱器として機能する上記室外熱交換器（13）または上記室内熱交換器（64）から流出した冷媒の一部を減圧および蒸発させて上記第１圧縮機（21）に供給するインジェクション管（38）と、上記中間冷却器（17）の冷却能力および上記インジェクション管（38）の冷媒流量（Q）を制御するコントローラ（100）とを備え、上記コントローラ（100）は、上記室外熱交換器（13）が放熱器として機能しかつ上記室内熱交換器（64）が蒸発器として機能する第１運転において、上記第１圧縮機（21）から吐出される冷媒の温度である吐出温度（Td）が第１温度を上回る場合、上記中間冷却器（17）の冷却能力が最大でなければ上記インジェクション管（38）の冷媒流量（Q）を増やさずに上記中間冷却器（17）の冷却能力を上げる一方、上記中間冷却器（17）の冷却能力が最大であれば上記インジェクション管（38）の冷媒流量（Q）を増やす。この構成によると、第２圧縮機（22）および第３圧縮機（23）ならびに第１圧縮機（21）により、低圧のガス冷媒が超臨界域まで圧縮される。吐出温度（Td）は、中間冷却器（17）の冷却能力が増大するにつれて、またはインジェクション管（38）の冷媒流量（Q）が増大するにつれて低くなる。本実施形態では、第１運転（例えば、冷房運転）において、吐出温度（Td）が第１温度を上回る場合に、インジェクション管（38）よりも中間冷却器（17）が優先して利用される。具体的に、中間冷却器（17）の冷却能力が最大でなければ当該中間冷却器（17）の冷却能力が上げられ、それにより第１温度を上回った吐出温度（Td）が下げられる。一方、中間冷却器（17）の冷却能力が最大であればインジェクション管（38）の冷媒流量（Q）が増やされ、それにより第１温度を上回った吐出温度（Td）が下げられる。このようにインジェクション管（38）よりも中間冷却器（17）を優先して利用することで、第１運転時の運転効率を向上することができる。

また、本実施形態の冷凍装置（1）は、上記コントローラ（100）が、上記第１運転において、上記吐出温度（Td）が上記第１温度よりも低い第２温度を下回る場合、上記インジェクション管（38）を冷媒が流れていれば上記中間冷却器（17）の冷却能力を下げずに上記インジェクション管（38）の冷媒流量（Q）を減らす一方、上記インジェクション管（38）を冷媒が流れていなければ上記中間冷却器（17）の冷却能力を下げる。したがって、第１運転（例えば、冷房運転）において、吐出温度（Td）が第２温度を下回る場合に、中間冷却器（17）の冷却能力よりもインジェクション管（38）の冷媒流量（Q）が優先して制御される。具体的に、インジェクション管（38）を冷媒が流れていれば当該インジェクション管（38）の冷媒流量（Q）が減らされ、それにより第２温度を下回った吐出温度（Td）が上げられる。一方、インジェクション管（38）を冷媒が流れていなければ中間冷却器（17）の冷却能力が下げられ、それにより第２温度を下回った吐出温度（Td）が上げられる。このように中間冷却器（17）の冷却能力よりもインジェクション管（38）の冷媒流量（Q）を優先して制御することで、第１運転時の運転効率を向上することができる。

また、本実施形態の冷凍装置（1）は、上記中間冷却器（17）に空気を送る冷却ファン（17a）を備え、上記コントローラ（100）が、上記冷却ファン（17a）の風量を調節することで上記中間冷却器（17）の冷却能力を制御する。したがって、冷却ファン（17a）の風量が増大されることで中間冷却器（17）の冷却能力が上げられる一方、冷却ファン（17a）の風量が低減されることで中間冷却器（17）の冷却能力が下げられる。

また、本実施形態の冷凍装置（1）は、上記コントローラ（100）が、上記室外熱交換器（13）が蒸発器として機能しかつ上記室内熱交換器（64）が放熱器として機能する第２運転において、上記吐出温度（Td）が上記第１温度を上回る場合、上記インジェクション管（38）の冷媒流量（Q）が所定量未満であれば上記中間冷却器（17）の冷却能力を上げずに上記インジェクション管（38）の冷媒流量（Q）を増やす一方、上記インジェクション管（38）の冷媒流量（Q）が上記所定量以上であれば上記中間冷却器（17）の冷却能力を上げる。したがって、第２運転（例えば、暖房運転）において、吐出温度（Td）が第１温度を上回る場合に、中間冷却器（17）よりもインジェクション管（38）が優先して利用される。具体的に、インジェクション管（38）の冷媒流量（Q）が所定量未満であれば当該インジェクション管（38）の冷媒流量（Q）が増やされ、それにより第１温度を上回った吐出温度（Td）が下げられる。一方、インジェクション管（38）の冷媒流量（Q）が所定量以上であれば中間冷却器（17）の冷却能力が上げられ、それにより第１温度を上回った吐出温度（Td）が下げられる。このように中間冷却器（17）よりもインジェクション管（38）を優先して利用することで、第２運転時の運転効率を向上することができる。

また、本実施形態の冷凍装置（1）は、上記コントローラ（100）が、上記第２運転において、上記吐出温度（Td）が上記第１温度よりも低い第２温度を下回る場合、上記中間冷却器（17）が利用されていれば上記インジェクション管（38）の冷媒流量（Q）を減らさずに上記中間冷却器（17）の冷却能力を下げる一方、上記中間冷却器（17）が利用されていなければ上記インジェクション管（38）の冷媒流量（Q）を減らす。したがって、第２運転（例えば、暖房運転）において、吐出温度（Td）が第２温度を下回る場合に、インジェクション管（38）の冷媒流量（Q）よりも中間冷却器（17）の冷却能力が優先して制御される。具体的に、中間冷却器（17）が利用されていれば当該中間冷却器（17）の冷却能力が下げられ、それにより第２温度を下回った吐出温度（Td）が上げられる。一方、中間冷却器（17）を利用されていなければインジェクション管（38）の冷媒流量（Q）が減らされ、それにより第２温度を下回った吐出温度（Td）が上げられる。このようにインジェクション管（38）の冷媒流量（Q）よりも中間冷却器（17）の冷却能力を優先して制御することで、第２運転時の運転効率を向上することができる。

また、本実施形態の冷凍装置（1）は、上記中間冷却器（17）に空気を送る冷却ファン（17a）を備え、上記中間冷却器（17）を利用するとは、上記冷却ファン（17a）を運転することであり、上記中間冷却器（17）を利用しないとは、上記冷却ファン（17a）を停止することである。したがって、冷却ファン（17a）を運転することで中間冷却器（17）が利用される状態になる一方、冷却ファン（17a）を停止することで中間冷却器（17）が利用されない状態になる。

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

例えば、上記実施形態における第１～第４温度の具体的な数値は単なる例示であって、任意に設定可能である。ただし、「第１温度＞第３温度＞第４温度＞第２温度」の関係は満たす必要がある。

また、例えば、高段側圧縮部または低段側圧縮部の各々を構成する圧縮機の数は、任意に設定可能である。さらに、高段側圧縮部と低段側圧縮部は、共通の圧縮機のケーシングに収容されてもよい。

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なことが理解されるであろう。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。

以上説明したように、本開示は、冷凍装置について有用である。

1 冷凍装置
13 室外熱交換器（熱源側熱交換器）
17 中間冷却器
17a 冷却ファン
21 第１圧縮機（高段側圧縮部）
22 第２圧縮機（低段側圧縮部）
23 第３圧縮機（低段側圧縮部）
38 インジェクション管（エコノマイザ回路）
64 室内熱交換器（利用側熱交換器）
Q 冷媒流量
Td 吐出温度
100 コントローラ（制御部）

Claims

冷媒を超臨界域まで圧縮する二段圧縮式の冷凍装置（1）であって、
低段側圧縮部（22,23）および高段側圧縮部（21）と、
上記低段側圧縮部（22,23）から吐出された冷媒を冷却して上記高段側圧縮部（21）に供給する中間冷却器（17）と、
熱源側熱交換器（13）および利用側熱交換器（64）と、
放熱器として機能する上記熱源側熱交換器（13）または上記利用側熱交換器（64）から流出した冷媒の一部を減圧および蒸発させて上記高段側圧縮部（21）に供給するエコノマイザ回路（38）と、
上記中間冷却器（17）の冷却能力および上記エコノマイザ回路（38）の冷媒流量（Q）を制御する制御部（100）とを備え、
上記制御部（100）は、
上記熱源側熱交換器（13）が放熱器として機能しかつ上記利用側熱交換器（64）が蒸発器として機能する第１運転において、上記高段側圧縮部（21）から吐出される冷媒の温度である吐出温度（Td）が第１温度を上回り、且つ上記中間冷却器（17）の冷却能力が最大でない場合、上記エコノマイザ回路（38）の冷媒流量（Q）を増やさずに上記中間冷却器（17）の冷却能力を上げ、
上記第１運転において、上記高段側圧縮部（21）から吐出される冷媒の温度である吐出温度（Td）が第１温度を上回り、且つ上記中間冷却器（17）の冷却能力が最大である場合、上記エコノマイザ回路（38）の冷媒流量（Q）を増やす
ことを特徴とする冷凍装置。
請求項１において、
上記制御部（100）は、上記第１運転において、上記吐出温度（Td）が上記第１温度よりも低い第２温度を下回る場合、上記エコノマイザ回路（38）を冷媒が流れていれば上記中間冷却器（17）の冷却能力を下げずに上記エコノマイザ回路（38）の冷媒流量（Q）を減らす
ことを特徴とする冷凍装置。
請求項１または２において、
上記制御部（100）は、上記第１運転において、上記吐出温度（Td）が上記第１温度よりも低い第２温度を下回る場合、上記エコノマイザ回路（38）を冷媒が流れていなければ上記中間冷却器（17）の冷却能力を下げる
ことを特徴とする冷凍装置。
請求項１～３のいずれか１項において、
上記中間冷却器（17）に空気を送る冷却ファン（17a）を備え、
上記制御部（100）は、上記冷却ファン（17a）の風量を調節することで上記中間冷却器（17）の冷却能力を制御する
ことを特徴とする冷凍装置。
請求項１～４のいずれか１項において、
上記制御部（100）は、上記熱源側熱交換器（13）が蒸発器として機能しかつ上記利用側熱交換器（64）が放熱器として機能する第２運転において、上記吐出温度（Td）が上記第１温度を上回る場合、上記エコノマイザ回路（38）の冷媒流量（Q）が所定量未満であれば上記中間冷却器（17）の冷却能力を上げずに上記エコノマイザ回路（38）の冷媒流量（Q）を増やす
ことを特徴とする冷凍装置。
請求項５において、
上記制御部（100）は、上記熱源側熱交換器（13）が蒸発器として機能しかつ上記利用側熱交換器（64）が放熱器として機能する第２運転において、上記吐出温度（Td）が上記第１温度を上回る場合、上記エコノマイザ回路（38）の冷媒流量（Q）が上記所定量以上であれば上記中間冷却器（17）の冷却能力を上げる
ことを特徴とする冷凍装置。
請求項５又は６において、
上記制御部（100）は、上記第２運転において、上記吐出温度（Td）が上記第１温度よりも低い第２温度を下回る場合、上記中間冷却器（17）が利用されていれば上記エコノマイザ回路（38）の冷媒流量（Q）を減らさずに上記中間冷却器（17）の冷却能力を下げる
ことを特徴とする冷凍装置。
請求項５～７のいずれか１項において、
上記制御部（100）は、上記第２運転において、上記吐出温度（Td）が上記第１温度よりも低い第２温度を下回る場合、上記中間冷却器（17）が利用されていなければ上記エコノマイザ回路（38）の冷媒流量（Q）を減らす
ことを特徴とする冷凍装置。
請求項７または８において、
上記中間冷却器（17）に空気を送る冷却ファン（17a）を備え、
上記中間冷却器（17）を利用するとは、上記冷却ファン（17a）を運転することであり、
上記中間冷却器（17）を利用しないとは、上記冷却ファン（17a）を停止することである
ことを特徴とする冷凍装置。