JP7235998B1 - カスケードユニットおよび冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電装品を冷却させることが可能なカスケードユニットおよび冷凍サイクル装置を提供する。
【解決手段】一次側熱交換器（７４）を有し、一次側の冷媒が流れる一次側冷媒回路（５ａ）と、二次側圧縮機（２１）と、利用側熱交換器（５２ａ、５２ｂ、５２ｃ）と、を有し、二次側の冷媒が流れる二次側冷媒回路（１０）と、一次側の冷媒と二次側の冷媒を熱交換させるカスケード熱交換器（３５）と、を備える冷凍サイクル装置（１）のカスケードユニット（２）であって、二次側圧縮機（２１）と、カスケード熱交換器（３５）と、二次側圧縮機（２１）を駆動する第１電装品（９１）と、二次側冷媒回路（１０）を流れる二次側の冷媒によって第１電装品（９１）を冷却する第１冷却部（１１ａ）と、二次側圧縮機（２１）と第１電装品（９１）と第１冷却部（１１ａ）とを収容するカスケードケーシング（２ｘ）と、を備える。
【選択図】図１

Description

カスケードユニットおよび冷凍サイクル装置に関する。

従来より、冷凍サイクル装置の室外機には、圧縮機と、内部を冷媒が流れる室外熱交換器と、室外熱交換器に対して空気流れを供給する送風ファンと、圧縮機等の制御対象を制御するための電装品を有する電装品箱等が設けられている。

例えば、特許文献１（特開２０２０－１８０７０９号公報）に記載の室外機では、電装品箱に放熱用のヒートシンクが設けられ、当該ヒートシンクに対して、室外熱交換器に送られる送風ファンによる空気流れの一部を供給することで、電装品を冷却している。

このように、熱交換器が内部を流れる冷媒と外部を流れる空気との間で熱交換を行わせる空気熱交換器である場合には、送風ファンにより形成された空気流れを用いて電装品を冷却することが可能になるが、熱交換器が空気熱交換器ではない場合には、熱交換器に送る空気流れを形成させるための送風ファンが設けられないため、電装品を冷却させることができない。

第１観点に係るカスケードユニットは、冷凍サイクル装置のカスケードユニットである。冷凍サイクル装置は、第１回路と、第２回路と、カスケード熱交換器と、を備える。第１回路は、熱を搬送する熱媒体が流れる。第１回路は、第１熱交換器を有する。第１熱交換器は、熱源と熱媒体とを熱交換させる。第２回路は、圧縮機と、室内の空気と熱交換を行う第２熱交換器と、を有する。第２回路は、冷媒が流れる。カスケード熱交換器は、第１回路を流れる熱媒体と、第２回路を流れる冷媒と、の間で熱交換を行う。カスケードユニットは、圧縮機と、カスケード熱交換器と、電装品と、冷却部と、カスケードケーシングと、を備える。冷却部は、第２回路を流れる冷媒によって電装品を冷却する。カスケードケーシングは、圧縮機と電装品と冷却部とを収容する。

なお、電装品は、圧縮機を駆動させるものであってよい。

このカスケードユニットは、第１回路を流れる熱媒体と第２回路を流れる冷媒の間で熱交換を行うカスケード熱交換器を備え、カスケード熱交換器に対して空気流れが供給されない場合であっても、冷却部が第２回路を流れる冷媒を用いて電装品を冷却させることが可能になる。

第２観点に係るカスケードユニットは、第１観点のカスケードユニットにおいて、冷媒は、二酸化炭素冷媒を含む冷媒である。

このカスケードユニットでは、電装品が、比較的高温の状態で用いられる二酸化炭素を含む冷媒が流れる第２回路と共にカスケードケーシング内に収容されている場合においても、電装品を冷却させることが可能になる。

第３観点に係るカスケードユニットは、第２観点のカスケードユニットにおいて、冷凍サイクル装置は、制御部を備えている。制御部は、冷却部を流れる冷媒の状態を臨界圧力以下または臨界温度以下に制御する。

なお、この制御部は、カスケードユニットが備えていてもよいし、冷凍サイクル装置におけるカスケードユニット以外の熱源ユニット等のユニットが備えていてもよい。

このカスケードユニットでは、冷却部を流れる冷媒の状態が臨界圧力以下または臨界温度以下に制御されるため、電装品を冷却するための冷媒の温度が上がりすぎることが抑制される。

第４観点に係る冷カスケードユニットは、第１観点から第３観点のいずれかのカスケードユニットにおいて、電装品は、インバータ部品と第１電装部品とを有している。第２回路は、第１冷却部と、第２冷却部と、を有する。第１冷却部は、冷媒によってインバータ部品を冷却する。第２冷却部は、第１冷却部よりも温度の低い冷媒によって第１電装部品を冷却する。

なお、第２回路は、カスケード熱交換器を通過した冷媒を減圧可能な減圧機構を有しており、カスケード熱交換器と減圧機構との間を流れる冷媒を第１冷却部に流し、減圧機構で減圧された冷媒を第２冷却部に流すようにしてもよい。

また、第２回路は、カスケード熱交換器を通過した冷媒を減圧可能な第１減圧機構を有しており、カスケード熱交換器と第１減圧機構との間の分岐点から分岐しており第２減圧機構が設けられた冷媒流路を有していてもよい。この場合において、カスケード熱交換器と分岐点との間を流れる冷媒を第１冷却部に流し、冷媒流路において第２減圧機構で減圧された冷媒を第２冷却部に流すようにしてもよい。

このカスケードユニットでは、インバータ部品と第１電装部品を冷却する際に、第２回路を流れる冷媒の異なる温度領域を用いて冷却することが可能になる。

第５観点に係るカスケードユニットは、第４観点のカスケードユニットにおいて、電装品は、インバータ部品と第１電装部品とを収容する電装品ケーシングを有している。このカスケードユニットは、空気流れを生じさせるファンを備えていない。

なお、電装品ケーシングには、空気流れを通過させるための開口が設けられていないことが好ましい。

このカスケードユニットでは、空気流れを生じさせるファンを備えておらず、インバータ部品と第１電装部品が電装品ケーシング内に収容されている場合であっても、インバータ部品と第１電装部品を冷却させることが可能になる。

第６観点に係るカスケードユニットは、第１観点から第３観点のいずれかのカスケードユニットにおいて、電装品は、インバータ部品と、第１電装部品と、インバータ部品および第１電装部品を収容する電装品ケーシングと、を有している。冷却部は、インバータ部品を冷却する。電装品ケーシングは、排熱開口を有している。

なお、排熱開口からの排熱により第１電装部品の冷却ができる場合等には、電装品ケーシング内には電装品ファンは設けられていなくてもよい。

このカスケードユニットでは、インバータ部を冷却部により冷却しつつ、第１電装部品から生じる熱を排熱開口から排出することが可能になる。

第７観点に係るカスケードユニットは、第６観点のカスケードユニットにおいて、電装品用ファンを備える。電装品用ファンは、電装品ケーシング内から排熱開口に向かう空気流れを生じさせる。電装品用ファンが生じさせる空気流れが、第１電装部品を冷却する。

このカスケードユニットでは、インバータ部を冷却部により冷却しつつ、電装品用ファンにより形成される空気流れにより第１電装部品を効率的に冷却させることが可能になる。

第８観点に係るカスケードユニットは、第１観点から第７観点のいずれかのカスケードユニットにおいて、第１回路は、第１圧縮機を有する。第１熱交換器は、室外の空気と熱交換を行う。冷凍サイクル装置は、第１圧縮機と第１熱交換器とを収容する第１ケーシングを備える。

なお、第１回路には第１冷媒が流れ、第２回路には第１冷媒とは異なる第２冷媒が流れてもよい。

このカスケードユニットでは、カスケード熱交換器における冷媒と熱媒体との熱交換に用いる熱媒体の温度を、別ユニットである第１ケーシング内に設けられた第１圧縮機と第１熱交換器により温度調節することが可能になる。

第９観点に係る冷凍サイクル装置は、第１観点から第８観点のいずれかのカスケードユニットを備える。

この冷凍サイクル装置では、第１回路を流れる熱媒体と第２回路を流れる冷媒の間で熱交換を行うカスケード熱交換器を備え、カスケード熱交換器に対して空気流れが供給されない場合であっても、冷却部が第２回路を流れる冷媒を用いて電装品を冷却させることができるため、冷凍サイクル装置の信頼性を高めることが可能になる。

冷凍サイクル装置の概略構成図である。 冷凍サイクル装置の概略機能ブロック構成図である。 冷凍サイクル装置の冷房運転における動作（冷媒の流れ）を示す図である。 冷凍サイクル装置の暖房運転における動作（冷媒の流れ）を示す図である。 冷凍サイクル装置の冷暖同時運転（冷房主体）における動作（冷媒の流れ）を示す図である。 冷凍サイクル装置の冷暖同時運転（暖房主体）における動作（冷媒の流れ）を示す図である。 一次側ユニットとカスケードユニットが接続されている様子を示す概略図である。 カスケード側制御部の側面視概略構成図である。 他の実施形態Ａに係るカスケード側制御部およびその周囲の側面視概略構成図の概略構成図である。 他の実施形態Ｂに係るカスケード側制御部およびその周囲の側面視概略構成図の概略構成図である。 他の実施形態Ｃに係るカスケード側制御部およびその周囲の側面視概略構成図の概略構成図である。 他の実施形態Ｅに係る冷凍サイクル装置の概略構成図である。 他の実施形態Ｆに係る冷凍サイクル装置の概略構成図である。 他の実施形態Ｇに係る冷凍サイクル装置の概略構成図である。

（１）冷凍サイクル装置の構成
図１は、冷凍サイクル装置１の概略構成図である。図２は、冷凍サイクル装置１の概略機能ブロック構成図である。

冷凍サイクル装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、ビル等の室内の冷暖房に使用される装置である。

冷凍サイクル装置１は、蒸気圧縮式の一次側冷媒回路５ａ（第１回路に相当）と蒸気圧縮式の二次側冷媒回路１０（第２回路に相当）とからなる二元冷媒回路を有しており、二元冷凍サイクルを行う。本実施形態においては、一次側冷媒回路５ａには、冷媒として、例えば、Ｒ３２またはＲ４１０Ａ（熱媒体に相当）等が封入されている。二次側冷媒回路１０には、冷媒として、例えば、二酸化炭素（冷媒に相当）が封入されている。一次側冷媒回路５ａと二次側冷媒回路１０とは、後述するカスケード熱交換器３５を介して、熱的に接続されている。

冷凍サイクル装置１は、一次側ユニット５と、カスケードユニット２と、複数の分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃと、複数の利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃと、が互いに配管を介して接続されて構成されている。一次側ユニット５とカスケードユニット２とは、一次側第１連絡管１１１および一次側第２連絡管１１２により接続されている。カスケードユニット２と複数の分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃとは、二次側第２連絡管９と二次側第１連絡管８と二次側第３連絡管７の３つの冷媒連絡管により接続されている。複数の分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃと複数の利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃとは、第１接続管１５ａ、１５ｂ、１５ｃおよび第２接続管１６ａ、１６ｂ、１６ｃにより接続されている。一次側ユニット５は、本実施形態では、１台である。カスケードユニット２は、本実施形態では、１台である。複数の利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃは、本実施形態では、第１利用ユニット３ａと、第２利用ユニット３ｂと、第３利用ユニット３ｃと、の３台である。複数の分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃは、本実施形態では、第１分岐ユニット６ａと、第２分岐ユニット６ｂと、第３分岐ユニット６ｃと、の３台である。

そして、冷凍サイクル装置１では、各利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃが個別に冷房運転または暖房運転を行うことが可能になっており、暖房運転を行う利用ユニットから冷房運転を行う利用ユニットに冷媒を送ることで利用ユニット間において熱回収を行うことが可能になるように構成されている。具体的には、本実施形態では、冷房運転と暖房運転とを同時に行う冷房主体運転や暖房主体運転を行うことで、熱回収が行われる。また、冷凍サイクル装置１では、上記の熱回収（冷房主体運転や暖房主体運転）も考慮した複数の利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ全体の熱負荷に応じて、カスケードユニット２の熱負荷をバランスさせるように構成されている。

（２）一次側冷媒回路
一次側冷媒回路５ａは、一次側圧縮機７１（第１圧縮機に相当）と、一次側切換機構７２と、一次側熱交換器７４（第１熱交換器に相当）と、一次側第１膨張弁７６と、一次側過冷却熱交換器１０３と、一次側過冷却回路１０４と、一次側過冷却膨張弁１０４ａと、第１液閉鎖弁１０８と、一次側第１連絡管１１１と、第２液閉鎖弁１０６と、第２冷媒配管１１４と、一次側第２膨張弁１０２と、二次側冷媒回路１０と共有しているカスケード熱交換器３５と、第１冷媒配管１１３と、第２ガス閉鎖弁１０７と、一次側第２連絡管１１２と、第１ガス閉鎖弁１０９と、一次側アキュムレータ１０５と、を有している。この一次側冷媒回路５ａは、具体的には、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂを有している。

一次側圧縮機７１は、一次側の冷媒を圧縮するための機器であり、例えば、圧縮機モータ７１ａをインバータ制御することで運転容量を可変することが可能なスクロール型等の容積式圧縮機からなる。

一次側アキュムレータ１０５は、一次側切換機構７２と一次側圧縮機７１の吸入側とを接続する吸入流路の途中に設けられている。

カスケード熱交換器３５を一次側の冷媒の蒸発器として機能させる場合には、一次側切換機構７２は、一次側圧縮機７１の吸入側とカスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂのガス側とを接続する第５接続状態となる（図１の一次側切換機構７２の実線を参照）。また、一次側切換機構７２は、カスケード熱交換器３５を一次側の冷媒の放熱器として機能させる場合には、一次側圧縮機７１の吐出側とカスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂのガス側とを接続する第６接続状態となる（図１の一次側切換機構７２の破線を参照）。このように、一次側切換機構７２は、一次側冷媒回路５ａ内における冷媒の流路を切り換えることが可能な機器であり、例えば、四路切換弁からなる。そして、一次側切換機構７２の切り換え状態を変更することによって、カスケード熱交換器３５を一次側の冷媒の蒸発器または放熱器として機能させることが可能になっている。

カスケード熱交換器３５は、一次側の冷媒であるＲ３２等の冷媒と、二次側の冷媒である二酸化炭素等の冷媒と、の間で互いに混合させることなく熱交換を行わせるための機器である。カスケード熱交換器３５は、例えば、プレート型熱交換器からなる。カスケード熱交換器３５は、二次側冷媒回路１０に属する二次側流路３５ａと、一次側冷媒回路５ａに属する一次側流路３５ｂと、を有している。二次側流路３５ａは、そのガス側が第３配管２５を介して二次側切換機構２２に接続され、その液側が第４配管２６を介してカスケード膨張弁３６に接続されている。一次側流路３５ｂは、そのガス側が、第１冷媒配管１１３、第２ガス閉鎖弁１０７、一次側第２連絡管１１２、第１ガス閉鎖弁１０９、一次側切換機構７２を介して一次側圧縮機７１に接続され、その液側が、一次側第２膨張弁１０２が設けられた第２冷媒配管１１４に接続されている。

一次側熱交換器７４は、一次側の冷媒と屋外空気との熱交換を行うための機器である。一次側熱交換器７４のガス側は、一次側切換機構７２から延びる配管に接続されている。一次側熱交換器７４は、例えば、多数の伝熱管およびフィンによって構成されたフィン・アンド・チューブ型熱交換器からなる。

一次側第１膨張弁７６は、一次側熱交換器７４の液側から一次側過冷却熱交換器１０３まで延びる液配管に設けられている。一次側第１膨張弁７６は、一次側冷媒回路５ａの液側の部分を流れる一次側の冷媒の流量の調節等を行う、開度調節が可能な電動膨張弁である。

一次側過冷却回路１０４は、一次側第１膨張弁７６と一次側過冷却熱交換器１０３との間から分岐し、吸入流路のうち一次側切換機構７２と一次側アキュムレータ１０５との間の部分に接続されている。一次側過冷却膨張弁１０４ａは、一次側過冷却回路１０４のうち、一次側過冷却熱交換器１０３より上流側に設けられており、一次側の冷媒の流量の調節等を行う、開度調節が可能な電動膨張弁である。

一次側過冷却熱交換器１０３は、一次側第１膨張弁７６から第１液閉鎖弁１０８に向けて流れる冷媒と、一次側過冷却回路１０４において一次側過冷却膨張弁１０４ａにおいて減圧された冷媒と、を熱交換させる熱交換器である。

一次側第１連絡管１１１は、第１液閉鎖弁１０８と第２液閉鎖弁１０６を接続する配管であり、一次側ユニット５とカスケードユニット２を接続している。

一次側第２連絡管１１２は、第１ガス閉鎖弁１０９と第２ガス閉鎖弁１０７を接続する配管であり、一次側ユニット５とカスケードユニット２を接続している。

第２冷媒配管１１４は、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂの液側から第２液閉鎖弁１０６まで延びた配管である。

一次側第２膨張弁１０２は、第２冷媒配管１１４に設けられている。一次側第２膨張弁１０２は、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂを流れる一次側の冷媒の流量の調節等を行う、開度調節が可能な電動膨張弁である。

第１冷媒配管１１３は、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂのガス側から第２ガス閉鎖弁１０７まで延びた配管である。

第１ガス閉鎖弁１０９は、一次側第２連絡管１１２と一次側切換機構７２との間に設けられている。

（３）二次側冷媒回路
二次側冷媒回路１０は、複数の利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃと、複数の分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃと、カスケードユニット２と、が互いに接続されて構成されている。各利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃは、対応する分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃと、１対１に接続されている。具体的には、利用ユニット３ａと分岐ユニット６ａとは第１接続管１５ａおよび第２接続管１６ａを介して接続され、利用ユニット３ｂと分岐ユニット６ｂとは第１接続管１５ｂおよび第２接続管１６ｂを介して接続され、利用ユニット３ｃと分岐ユニット６ｃとは第１接続管１５ｃおよび第２接続管１６ｃを介して接続されている。また、各分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃは、カスケードユニット２と、３つの連絡管である二次側第３連絡管７と二次側第１連絡管８と二次側第２連絡管９とを介して接続されている。具体的には、カスケードユニット２から延び出した二次側第３連絡管７と二次側第１連絡管８と二次側第２連絡管９とは、それぞれ複数に分岐して、各分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃに接続されている。

二次側第１連絡管８には、運転状態に応じて、気液二相状態の冷媒とガス状態の冷媒とのいずれかの冷媒が流れる。なお、二次側第１連絡管８には、運転状態に応じて超臨界状態の冷媒が流れる。二次側第２連絡管９には、運転状態に応じて、気液二相状態の冷媒とガス状態の冷媒とのいずれかの冷媒が流れる。二次側第３連絡管７には、運転状態に応じて、気液二相状態の冷媒と液状態の冷媒とのいずれかの冷媒が流れる。なお、二次側第３連絡管７には、運転状態に応じて超臨界状態の冷媒が流れる。

二次側冷媒回路１０は、カスケード回路１２と、分岐回路１４ａ、１４ｂ、１４ｃと、利用回路１３ａ、１３ｂ、１３ｃと、が互いに接続されて構成されている。

カスケード回路１２は、主として、二次側圧縮機２１（圧縮機に相当）と、二次側切換機構２２と、第１配管２８と、第２配管２９と、吸入流路２３と、吐出流路２４と、第３配管２５と、第４配管２６と、第５配管２７と、カスケード熱交換器３５と、カスケード膨張弁３６と、第１電装品冷却流路１７、第２電装品冷却流路１８、第３閉鎖弁３１と、第１閉鎖弁３２と、第２閉鎖弁３３と、二次側アキュムレータ３０と、油分離器３４と、油戻し回路４０と、二次側レシーバ４５と、バイパス回路４６と、バイパス膨張弁４６ａと、二次側過冷却熱交換器４７と、二次側過冷却回路４８と、二次側過冷却膨張弁４８ａと、を有している。この二次側冷媒回路１０のカスケード回路１２は、具体的には、カスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａを有している。

二次側圧縮機２１は、二次側の冷媒を圧縮するための機器であり、例えば、圧縮機モータ２１ａをインバータ制御することで運転容量を可変することが可能なスクロール型等の容積式圧縮機からなる。なお、二次側圧縮機２１は、運転時の負荷に応じて、負荷が大きいほど運転容量が大きくなるように制御される。

二次側切換機構２２は、二次側冷媒回路１０の接続状態、特に、カスケード回路１２内における冷媒の流路を切り換えることが可能な機構である。本実施形態では、二次側切換機構２２は、吐出側連絡部２２ｘと、吸入側連絡部２２ｙと、第１切換弁２２ａと、第２切換弁２２ｂと、を有している。吐出側連絡部２２ｘには、吐出流路２４の二次側圧縮機２１側とは反対側の端部が接続されている。吸入側連絡部２２ｙには、吸入流路２３の二次側圧縮機２１側とは反対側の端部が接続されている。第１切換弁２２ａと第２切換弁２２ｂとは、二次側圧縮機２１の吐出流路２４と吸入流路２３との間に互いに並列に設けられている。第１切換弁２２ａは、吐出側連絡部２２ｘの一端部と、吸入側連絡部２２ｙの一端部が接続されている。第２切換弁２２ｂは、吐出側連絡部２２ｘの他端部と、吸入側連絡部２２ｙの他端部が接続されている。本実施形態において、第１切換弁２２ａおよび第２切換弁２２ｂは、いずれも四路切換弁により構成されている。第１切換弁２２ａおよび第２切換弁２２ｂは、それぞれ第１接続ポート、第２接続ポート、第３接続ポート、第４接続ポートの４つの接続ポートを有している。本実施形態の第１切換弁２２ａおよび第２切換弁２２ｂでは、各第４ポートが閉塞されており、二次側冷媒回路１０の流路接続されていない接続ポートである。第１切換弁２２ａは、第１接続ポートが吐出側連絡部２２ｘの一端部と接続され、第２接続ポートがカスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａから延びる第３配管２５に接続され、第３接続ポートが吸入側連絡部２２ｙの一端部と接続されている。第１切換弁２２ａは、第１接続ポートと第２接続ポートが接続され、第３接続ポートと第４接続ポートが接続された切換状態と、第３接続ポートと第２接続ポートが接続され、第１接続ポートと第４接続ポートが接続された切換状態と、を切り換える。第２切換弁２２ｂは、第１接続ポートが吐出側連絡部２２ｘの他端部と接続され、第２接続ポートが第１配管２８に接続され、第３接続ポートが吸入側連絡部２２ｙの他端部と接続されている。第２切換弁２２ｂは、第１接続ポートと第２接続ポートが接続され、第３接続ポートと第４接続ポートが接続された切換状態と、第３接続ポートと第２接続ポートが接続され、第１接続ポートと第４接続ポートが接続された切換状態と、を切り換える。

二次側切換機構２２は、カスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の放熱器として機能させつつ、二次側圧縮機２１から吐出される二次側の冷媒が二次側第１連絡管８に送られることを抑制する場合には、第１切換弁２２ａにより吐出流路２４と第３配管２５とが接続され、第２切換弁２２ｂにより第１配管２８と吸入流路２３とが接続される第１接続状態に切り換えられる。二次側切換機構２２の第１接続状態は、後述する冷房運転時に採用される接続状態である。また、二次側切換機構２２は、カスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の蒸発器として機能させる場合には、第２切換弁２２ｂにより吐出流路２４と第１配管２８とが接続され、第１切換弁２２ａにより第３配管２５と吸入流路２３とが接続される第２接続状態に切り換えられる。二次側切換機構２２の第２接続状態は、後述する暖房運転時および暖房主体運転時に採用される接続状態である。また、二次側切換機構２２は、カスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の放熱器として機能させつつ、二次側圧縮機２１から吐出される二次側の冷媒を二次側第１連絡管８に送る場合には、第１切換弁２２ａにより吐出流路２４と第３配管２５とが接続され、第２切換弁２２ｂにより吐出流路２４と第１配管２８とが接続される第３接続状態に切り換えられる。二次側切換機構２２の第３接続状態は、後述する冷房主体運転時に採用される接続状態である。

カスケード熱交換器３５は、上述の通り、一次側の冷媒であるＲ３２等の冷媒と、二次側の冷媒である二酸化炭素等の冷媒と、の間で互いに混合させることなく熱交換を行わせるための機器である。なお、カスケード熱交換器３５は、二次側冷媒回路１０の二次側の冷媒が流れる二次側流路３５ａと、一次側冷媒回路５ａの一次側の冷媒が流れる一次側流路３５ｂと、を有することで、一次側ユニット５とカスケードユニット２とで共有されている。なお、本実施形態では、カスケード熱交換器３５は、図７に示すように、カスケードユニット２のカスケードケーシング２ｘの内部に配置されている。カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂのガス側は、第１冷媒配管１１３と第２ガス閉鎖弁１０７を経て、カスケードケーシング２ｘ外の一次側第２連絡管１１２まで延びている。カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂの液側は、一次側第２膨張弁１０２が設けられた第２冷媒配管１１４と第２液閉鎖弁１０６を経て、カスケードケーシング２ｘ外の一次側第１連絡管１１１まで延びている。

カスケード膨張弁３６は、カスケード熱交換器３５を流れる二次側の冷媒の流量の調節等を行うための膨張弁である。カスケード膨張弁３６は、カスケード熱交換器３５の液側に接続された開度調節が可能な電動膨張弁である。カスケード膨張弁３６は、第４配管２６に設けられている。

第３閉鎖弁３１、第１閉鎖弁３２および第２閉鎖弁３３は、外部の機器・配管（具体的には、連絡管７、８および９）との接続口に設けられた弁である。具体的には、第３閉鎖弁３１は、カスケードユニット２から引き出される二次側第３連絡管７に接続されている。第１閉鎖弁３２は、カスケードユニット２から引き出される二次側第１連絡管８に接続されている。第２閉鎖弁３３は、カスケードユニット２から引き出される二次側第２連絡管９に接続されている。

第１配管２８は、第１閉鎖弁３２と二次側切換機構２２とを接続する冷媒配管である。具体的には、第１配管２８は、第１閉鎖弁３２と、二次側切換機構２２のうちの第２切換弁２２ｂの第２接続ポートと、を接続している。

吸入流路２３は、二次側切換機構２２と二次側圧縮機２１の吸入側とを連絡する流路である。具体的には、吸入流路２３は、二次側切換機構２２のうちの吸入側連絡部２２ｙと、二次側圧縮機２１の吸入側と、を接続している。吸入流路２３の途中には、二次側アキュムレータ３０が設けられている。

第２配管２９は、第２閉鎖弁３３と吸入流路２３の途中とを接続する冷媒配管である。なお、本実施形態では、第２配管２９は、吸入流路２３のうち、二次側切換機構２２における吸入側連絡部２２ｙと、二次側アキュムレータ３０と、の間の部分である接続箇所において、吸入流路２３に接続されている。

吐出流路２４は、二次側圧縮機２１の吐出側と二次側切換機構２２とを接続する冷媒配管である。具体的には、吐出流路２４は、二次側圧縮機２１の吐出側と、二次側切換機構２２のうちの吐出側連絡部２２ｘと、を接続している。

第３配管２５は、二次側切換機構２２とカスケード熱交換器３５のガス側とを接続する冷媒配管である。具体的には、第３配管２５は、二次側切換機構２２のうちの第１切換弁２２ａの第２接続ポートと、カスケード熱交換器３５における二次側流路３５ａのガス側端部とを接続している。

第４配管２６は、カスケード熱交換器３５の液側（ガス側とは反対側、二次側切換機構２２が設けられている側とは反対側）と、二次側レシーバ４５と、を接続する冷媒配管である。具体的には、第４配管２６は、カスケード熱交換器３５における二次側流路３５ａの液側端部（ガス側とは反対側の端部）と、二次側レシーバ４５とを接続している。

二次側レシーバ４５は、二次側冷媒回路１０における余剰冷媒を貯留する冷媒容器である。二次側レシーバ４５からは、第４配管２６と、第５配管２７と、バイパス回路４６と、が延びだしている。

バイパス回路４６は、二次側レシーバ４５内部の上方の領域である気相領域と、吸入流路２３と、を接続する冷媒配管である。具体的には、バイパス回路４６は、吸入流路２３のうち二次側切換機構２２と二次側アキュムレータ３０との間に接続されている。バイパス回路４６には、バイパス膨張弁４６ａが設けられている。バイパス膨張弁４６ａは、開度調節により二次側レシーバ４５内から二次側圧縮機２１の吸入側に導く冷媒の量を調節可能な電動膨張弁である。

第５配管２７は、二次側レシーバ４５と第３閉鎖弁３１とを接続する冷媒配管である。

第１電装品冷却流路１７は、第４配管２６のうちのカスケード膨張弁３６と二次側レシーバ４５との間の部分Ｘと、第５配管２７のうちの二次側過冷却熱交換器４７と二次側レシーバ４５との間の部分Ｚと、を接続する冷媒流路である。第１電装品冷却流路１７は、カスケード側制御部２０の後述する第１電装品９１を冷却するための第１冷却部１１ａと、第１電装品膨張弁１７ａと、を有している。第１電装品冷却流路１７では、部分Ｘ、第１冷却部１１ａ、第１電装品膨張弁１７ａ、部分Ｚの順に並んでいる。第１電装品膨張弁１７ａは、第１電装品冷却流路１７を流れる二次側の冷媒の流量を調節することが可能な電動膨張弁である。

第２電装品冷却流路１８は、第１電装品冷却流路１７のうちの第１冷却部１１ａと第１電装品膨張弁１７ａとの間の部分Ｙと、吸入流路２３の途中の部分Ｗと、を接続する冷媒流路である。第２電装品冷却流路１８は、カスケード側制御部２０の後述する第２電装品９２と第１電装品９１とが収容された空間Ｓ２を冷却するための第２冷却部１１ｂと、第２電装品膨張弁１８ａと、を有している。第２電装品冷却流路１８では、部分Ｙ、第２電装品膨張弁１８ａ、第２冷却部１１ｂ、部分Ｗの順に並んでいる。第２電装品膨張弁１８ａは、部分Ｙを通過した後に第２冷却部１１ｂに向かう前の二次側の冷媒を減圧させることが可能な電動膨張弁である。

二次側過冷却回路４８は、第５配管２７の一部と、吸入流路２３と、を接続する冷媒配管である。具体的には、二次側過冷却回路４８は、吸入流路２３のうち二次側切換機構２２と二次側アキュムレータ３０との間に接続されている。なお、本実施形態においては、二次側過冷却回路４８は、二次側レシーバ４５と二次側過冷却熱交換器４７との間から分岐するように延びている。

二次側過冷却熱交換器４７は、第５配管２７に属する流路を流れる冷媒と、二次側過冷却回路４８に属する流路を流れる冷媒と、で熱交換を行わせる熱交換器である。本実施形態においては、第５配管２７のうち、二次側過冷却回路４８が分岐している箇所と、第３閉鎖弁３１と、の間に設けられている。二次側過冷却膨張弁４８ａは、二次側過冷却回路４８における第５配管２７からの分岐箇所と、二次側過冷却熱交換器４７と、の間に設けられている。二次側過冷却膨張弁４８ａは、二次側過冷却熱交換器４７に対して減圧された冷媒を供給するものであり、開度調節可能な電動膨張弁である。

二次側アキュムレータ３０は、二次側の冷媒を溜めることが可能な容器であり、二次側圧縮機２１の吸入側に設けられている。

油分離器３４は、吐出流路２４の途中に設けられている。油分離器３４は、二次側の冷媒に伴って二次側圧縮機２１から吐出された冷凍機油を二次側の冷媒から分離して、二次側圧縮機２１に戻すための機器である。

油戻し回路４０は、油分離器３４と吸入流路２３とを接続するように設けられている。油戻し回路４０は、油分離器３４から延び出た流路が、吸入流路２３のうち二次側アキュムレータ３０と二次側圧縮機２１の吸入側との間の部分に合流するように延びた油戻し流路４１を有している。油戻し流路４１の途中には、油戻しキャピラリーチューブ４２と油戻し開閉弁４４とが設けられている。油戻し開閉弁４４が開状態に制御されることで、油分離器３４において分離された冷凍機油は、油戻し流路４１の油戻しキャピラリーチューブ４２を通過して、二次側圧縮機２１の吸入側に戻される。ここで、本実施形態では、油戻し開閉弁４４は、二次側冷媒回路１０において二次側圧縮機２１が運転状態の場合には、開状態を所定時間維持し閉状態を所定時間維持することを繰り返すことにより、油戻し回路４０を通じた冷凍機油の返油量が制御される。なお、油戻し開閉弁４４は、本実施形態では開閉制御される電磁弁であるが、開度調節が可能な電動膨張弁としつつ油戻しキャピラリーチューブ４２を省略した構成としてもよい。

以下、利用回路１３ａ、１３ｂ、１３ｃについて説明するが、利用回路１３ｂ、１３ｃは利用回路１３ａと同様の構成であるため、利用回路１３ｂ、１３ｃについては、利用回路１３ａの各部を示す符号の添字「ａ」の代わりに、「ｂ」または「ｃ」の添字を付すものとして各部の説明を省略する。

利用回路１３ａは、主として、利用側熱交換器５２ａと、第１利用配管５７ａと、第２利用配管５６ａと、利用側膨張弁５１ａと、を有している。

利用側熱交換器５２ａは、冷媒と室内空気との熱交換を行うための機器であり、例えば、多数の伝熱管およびフィンによって構成されたフィン・アンド・チューブ型熱交換器からなる。なお、複数の利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃは、二次側切換機構２２と吸入流路２３とカスケード熱交換器３５に対して互いに並列に接続されている。

第２利用配管５６ａは、その一端が第１利用ユニット３ａの利用側熱交換器５２ａの液側（ガス側とは反対側）に接続されている。第２利用配管５６ａの他端は、第２接続管１６ａに接続されている。第２利用配管５６ａの途中には、上述した利用側膨張弁５１ａが設けられている。

利用側膨張弁５１ａは、利用側熱交換器５２ａを流れる冷媒の流量の調節等を行う、開度調節が可能な電動膨張弁である。利用側膨張弁５１ａは、第２利用配管５６ａに設けられている。

第１利用配管５７ａは、その一端が第１利用ユニット３ａの利用側熱交換器５２ａのガス側に接続されている。本実施形態では、第１利用配管５７ａは、利用側熱交換器５２ａの利用側膨張弁５１ａ側とは反対側に接続されている。第１利用配管５７ａは、その他端が、第１接続管１５ａに接続されている。

以下、分岐回路１４ａ、１４ｂ、１４ｃについて説明するが、分岐回路１４ｂ、１４ｃは分岐回路１４ａと同様の構成であるため、分岐回路１４ｂ、１４ｃについては、分岐回路１４ａの各部を示す符号の添字「ａ」の代わりに、「ｂ」または「ｃ」の添字を付すものとして各部の説明を省略する。

分岐回路１４ａは、主として、合流配管６２ａと、第１分岐配管６３ａと、第２分岐配管６４ａと、第１調節弁６６ａと、第２調節弁６７ａと、バイパス管６９ａと、逆止弁６８ａと、第３分岐配管６１ａと、を有している。

合流配管６２ａは、その一端が第１接続管１５ａに接続されている。合流配管６２ａの他端には、第１分岐配管６３ａと第２分岐配管６４ａが分岐して接続されている。

第１分岐配管６３ａは、合流配管６２側とは反対側が、二次側第１連絡管８に接続されている。第１分岐配管６３ａには、開閉可能な第１調節弁６６ａが設けられている。

第２分岐配管６４ａは、合流配管６２側とは反対側が、二次側第２連絡管９に接続されている。第２分岐配管６４ａには、開閉可能な第２調節弁６７ａが設けられている。

バイパス管６９ａは、第１分岐配管６３ａのうちの第１調節弁６６ａよりも二次側第１連絡管８側の部分と、第２分岐配管６４ａのうちの第２調節弁６７ａよりも二次側第２連絡管９側の部分と、を接続する冷媒配管である。このバイパス管６９ａの途中には、逆止弁６８ａが設けられている。逆止弁６８ａは、第２分岐配管６４ａ側から第１分岐配管６３ａ側に向かう冷媒流れのみを許容し、第１分岐配管６３ａ側から第２分岐配管６４ａ側に向かう冷媒流れは許容しない。

第３分岐配管６１ａは、その一端が第２接続管１６ａに接続されている。第３分岐配管６１ａは、その他端が二次側第３連絡管７に接続されている。

そして、第１分岐ユニット６ａは、後述の冷房運転を行う際には、第１調節弁６６ａを閉状態とし、第２調節弁６７ａを開状態にすることで、以下のように機能することができる。第１分岐ユニット６ａは、二次側第３連絡管７を通じて第３分岐配管６１ａに流入する冷媒を、第２接続管１６ａに送る。なお、第２接続管１６ａを通じて第１利用ユニット３ａの第２利用配管５６ａを流れる冷媒は、利用側膨張弁５１ａを通じて、第１利用ユニット３ａの利用側熱交換器５２ａに送られる。そして、利用側熱交換器５２ａに送られた冷媒は、室内空気との熱交換によって蒸発した後、第１利用配管５７ａを介して、第１接続管１５ａを流れる。第１接続管１５ａを流れた冷媒は、第１分岐ユニット６ａの合流配管６２ａに送られる。合流配管６２ａを流れた冷媒は、第１分岐配管６３ａ側には流れず、第２分岐配管６４ａ側に流れる。第２分岐配管６４ａを流れる冷媒は、第２調節弁６７ａを通過する。第２調節弁６７ａを通過した冷媒の一部は、二次側第２連絡管９に送られる。また、第２調節弁６７ａを通過した冷媒の残りの一部は、逆止弁６８ａが設けられたバイパス管６９ａに分岐するように流れ、第１分岐配管６３ａの一部を通過した後、二次側第１連絡管８に送られる。これにより、利用側熱交換器５２ａで蒸発した二次側のガス状態の冷媒を二次側の圧縮機２１に送る際の合計の流路断面積を大きくすることができるため、圧力損失を低減させることができる。

また、第１分岐ユニット６ａは、後述の冷房主体運転を行う際と暖房主体運転を行う際に、第１利用ユニット３ａにおいて室内を冷房する場合には、第１調節弁６６ａを閉状態にしつつ第２調節弁６７ａを開状態にすることで、以下のように機能することができる。第１分岐ユニット６ａは、二次側第３連絡管７を通じて第３分岐配管６１ａに流入する冷媒を、第２接続管１６ａに送る。なお、第２接続管１６ａを通じて第１利用ユニット３ａの第２利用配管５６ａを流れる冷媒は、利用側膨張弁５１ａを通じて、第１利用ユニット３ａの利用側熱交換器５２ａに送られる。そして、利用側熱交換器５２ａに送られた冷媒は、室内空気との熱交換によって蒸発した後、第１利用配管５７ａを介して、第１接続管１５ａを流れる。第１接続管１５ａを流れた冷媒は、第１分岐ユニット６ａの合流配管６２ａに送られる。合流配管６２ａを流れた冷媒は、第２分岐配管６４ａに流れて第２調節弁６７ａを通過した後、二次側第２連絡管９に送られる。

また、第１分岐ユニット６ａは、後述の暖房運転を行う際には、第２調節弁６７ａを閉状態にし、かつ、第１調節弁６６ａを開状態にすることで、次のように機能することができる。第１分岐ユニット６ａでは、二次側第１連絡管８を通じて第１分岐配管６３ａに流入する冷媒が、第１調節弁６６ａを通過して、合流配管６２ａに送られる。合流配管６２ａを流れた冷媒は、第１接続管１５ａを介して、利用ユニット３ａの第１利用配管５７ａを流れて、利用側熱交換器５２ａに送られる。そして、利用側熱交換器５２ａに送られた冷媒は、室内空気との熱交換によって放熱した後、第２利用配管５６ａに設けられた利用側膨張弁５１ａを通過する。第２利用配管５６ａを通過した冷媒は、第２接続管１６ａを介して、第１分岐ユニット６ａの第３分岐配管６１ａを流れた後、二次側第３連絡管７に送られる。

また、第１分岐ユニット６ａは、後述の冷房主体運転を行う際と暖房主体運転を行う際に、第１利用ユニット３ａにおいて室内を暖房する場合には、第２調節弁６７ａを閉状態にし、かつ、第１調節弁６６ａを開状態にすることで、次のように機能することができる。第１分岐ユニット６ａでは、二次側第１連絡管８を通じて第１分岐配管６３ａに流入する冷媒が、第１調節弁６６ａを通過して、合流配管６２ａに送られる。合流配管６２ａを流れた冷媒は、第１接続管１５ａを介して、利用ユニット３ａの第１利用配管５７ａを流れて、利用側熱交換器５２ａに送られる。そして、利用側熱交換器５２ａに送られた冷媒は、室内空気との熱交換によって放熱した後、第２利用配管５６ａに設けられた利用側膨張弁５１ａを通過する。第２利用配管５６ａを通過した冷媒は、第２接続管１６ａを介して、第１分岐ユニット６ａの第３分岐配管６１ａを流れた後、二次側第３連絡管７に送られる。

このような機能は、第１分岐ユニット６ａだけでなく、第２分岐ユニット６ｂ、第３分岐ユニット６ｃも同様に有している。このため、第１分岐ユニット６ａ、第２分岐ユニット６ｂ、第３分岐ユニット６ｃは、ぞれぞれ、各利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃについて、冷媒の蒸発器として機能させるか、または、冷媒の放熱器として機能させるか、を個別に切り換えることが可能になっている。

（４）一次側ユニット
一次側ユニット５は、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃや分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃが配置された空間とは異なる空間や屋上等に設置されている。

一次側ユニット５は、上述の一次側冷媒回路５ａの一部と、一次側ファン７５と、各種センサと、一次側制御部７０と、図７に示すような一次側ケーシング５ｘと、を有している。

一次側ユニット５は、一次側冷媒回路５ａの一部として、一次側圧縮機７１と、一次側切換機構７２と、一次側熱交換器７４と、一次側第１膨張弁７６と、一次側過冷却熱交換器１０３と、一次側過冷却回路１０４と、一次側過冷却膨張弁１０４ａと、第１液閉鎖弁１０８と、第１ガス閉鎖弁１０９と、一次側アキュムレータ１０５と、を一次側ケーシング５ｘ内に有している。

一次側ファン７５は、一次側ユニット５内に設けられており、屋外空気を一次側熱交換器７４に導いて、一次側熱交換器７４を流れる一次側の冷媒と熱交換させた後に、屋外に排出させる、という空気流れを生じさせる。一次側ファン７５は、一次側ファンモータ７５ａによって駆動される。

また、一次側ユニット５には、各種のセンサが設けられている。具体的には、一次側熱交換器７４を通過する前の屋外空気の温度を検出する外気温度センサ７７と、一次側圧縮機７１から吐出された一次側の冷媒の圧力を検出する一次側吐出圧力センサ７８と、一次側圧縮機７１に吸入される一次側の冷媒の圧力を検出する一次側吸入圧力センサ７９と、一次側圧縮機７１に吸入される一次側の冷媒の温度を検出する一次側吸入温度センサ８１と、一次側熱交換器７４を流れる冷媒の温度を検出する一次側熱交温度センサ８２と、が設けられている。

一次側制御部７０は、一次側ユニット５内に設けられている各部７１（７１ａ）、７２、７５（７５ａ）、７６、１０４ａの動作を制御する。そして、一次側制御部７０は、一次側ユニット５の制御を行うために設けられたＣＰＵやマイクロコンピュータ等のプロセッサとメモリを有しており、リモコン（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行うことや、カスケードユニット２のカスケード側制御部２０や分岐ユニット制御部６０ａ、６０ｂ、６０ｃや利用側制御部５０ａ、５０ｂ、５０ｃとの間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。

（５）カスケードユニット
カスケードユニット２は、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃや分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃが配置された空間とは異なる空間や屋上等に設置されている。

カスケードユニット２は、連絡管７、８、９を介して分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃに接続されており、二次側冷媒回路１０の一部を構成している。また、カスケードユニット２は、一次側第１連絡管１１１および一次側第２連絡管１１２を介して、一次側ユニット５と接続されており、一次側冷媒回路５ａの一部を構成している。

カスケードユニット２は、主として、上述したカスケード回路１２と、各種センサと、カスケード側制御部２０と、一次側冷媒回路５ａの一部を構成する第２液閉鎖弁１０６、第２冷媒配管１１４、一次側第２膨張弁１０２、第１冷媒配管１１３、および、第２ガス閉鎖弁１０７と、図７に示すようなカスケードケーシング２ｘと、を有している。

カスケードユニット２には、二次側圧縮機２１の吸入側における二次側の冷媒の圧力を検出する二次側吸入圧力センサ３７と、二次側圧縮機２１の吐出側における二次側の冷媒の圧力を検出する二次側吐出圧力センサ３８と、二次側圧縮機２１の吐出側における二次側の冷媒の温度を検出する二次側吐出温度センサ３９と、二次側圧縮機２１の吸入側における二次側の冷媒の温度を検出する二次側吸入温度センサ８８と、カスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａとカスケード膨張弁３６との間を流れる二次側の冷媒の温度を検出する二次側カスケード温度センサ８３と、二次側レシーバ４５から二次側過冷却熱交換器４７との間を流れる二次側の冷媒の温度を検出するレシーバ出口温度センサ８４と、バイパス回路４６におけるバイパス膨張弁４６ａの下流側を流れる二次側の冷媒の温度を検出するバイパス回路温度センサ８５と、二次側過冷却熱交換器４７と第３閉鎖弁３１との間を流れる二次側の冷媒の温度を検出する過冷却出口温度センサ８６と、二次側過冷却回路４８における二次側過冷却熱交換器４７の出口を流れる二次側の冷媒の温度を検出する過冷却回路温度センサ８７と、が設けられている。

カスケード側制御部２０は、カスケードユニット２のカスケードケーシング２ｘ内部に設けられた各部１７ａ、１８ａ、２１（２１ａ）、２２、３６、４４、４６ａ、４８ａ、１０２の動作を制御する。カスケード側制御部２０は、カスケードユニット２の制御を行うために設けられたＣＰＵやマイクロコンピュータ等のプロセッサとメモリを有しており、一次側ユニット５の一次側制御部７０や利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの利用側制御部５０ａ、５０ｂ、５０ｃや分岐ユニット制御部６０ａ、６０ｂ、６０ｃとの間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。

なお、このように、カスケード側制御部２０は、二次側冷媒回路１０のカスケード回路１２を構成する各部だけでなく、一次側冷媒回路５ａの一部を構成する一次側第２膨張弁１０２の制御を行うことができる。このため、カスケード側制御部２０は、自身が制御するカスケード回路１２の状況に基づいて、自ら一次側第２膨張弁１０２の弁開度を制御することにより、カスケード回路１２の状況を所望の状況に近づけることができる。具体的には、カスケード回路１２におけるカスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａを流れる二次側の冷媒が、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂを流れる一次側の冷媒から受ける熱量または当該一次側の冷媒に与える熱量を制御することが可能になる。

（６）利用ユニット
利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃは、ビル等の室内の天井に埋め込みや吊り下げ等、または、室内の壁面に壁掛け等により設置されている。

利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃは、連絡管７、８、９を介してカスケードユニット２に接続されている。

利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃは、二次側冷媒回路１０の一部を構成する利用回路１３ａ、１３ｂ、１３ｃを有している。

以下、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの構成について説明する。なお、第２利用ユニット３ｂおよび第３利用ユニット３ｃは、第１利用ユニット３ａと同様の構成であるため、ここでは、第１利用ユニット３ａの構成のみ説明し、第２利用ユニット３ｂおよび第３利用ユニット３ｃの構成については、それぞれ、第１利用ユニット３ａの各部を示す符号の添字「ａ」の代わりに、「ｂ」または「ｃ」の添字を付して、各部の説明を省略する。

第１利用ユニット３ａは、主として、上述の利用回路１３ａと、室内ファン５３ａと、利用側制御部５０ａと、各種センサと、を有している。なお、室内ファン５３ａは、室内ファンモータ５４ａを有している。

室内ファン５３ａは、ユニット内に室内空気を吸入して、利用側熱交換器５２ａを流れる冷媒と熱交換させた後に、供給空気として室内に供給する空気流れを生じさせる。室内ファン５３ａは、室内ファンモータ５４ａによって駆動される。

利用ユニット３ａには、利用側熱交換器５２ａの液側における冷媒の温度を検出する液側温度センサ５８ａが設けられている。また、利用ユニット３ａには、室内から取り込まれた空気であって、利用側熱交換器５２ａを通過する前の空気の温度である室内温度を検出する室内温度センサ５５ａが設けられている。

利用側制御部５０ａは、利用ユニット３ａを構成する各部５１ａ、５３ａ（５４ａ）の動作を制御する。そして、利用側制御部５０ａは、利用ユニット３ａの制御を行うために設けられたＣＰＵやマイクロコンピュータ等のプロセッサとメモリを有しており、リモコン（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行うことや、カスケードユニット２のカスケード側制御部２０や分岐ユニット制御部６０ａ、６０ｂ、６０ｃや一次側ユニット５の一次側制御部７０との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。

なお、第２利用ユニット３ｂは、利用回路１３ｂ、室内ファン５３ｂ、利用側制御部５０ｂ、室内ファンモータ５４ｂを有している。第３利用ユニット３ｃは、利用回路１３ｃ、室内ファン５３ｃ、利用側制御部５０ｃ、室内ファンモータ５４ｃを有している。

（７）分岐ユニット
分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃは、ビル等の室内の天井裏の空間等に設置されている。

分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃは、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃと１対１に対応しつつ接続されている。分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃは、連絡管７、８、９を介してカスケードユニット２に接続されている。

次に、分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃの構成について説明する。なお、第２分岐ユニット６ｂおよび第３分岐ユニット６ｃは、第１分岐ユニット６ａと同様の構成であるため、ここでは、第１分岐ユニット６ａの構成のみ説明し、第２分岐ユニット６ｂおよび第３分岐ユニット６ｃの構成については、それぞれ、第１分岐ユニット６ａの各部を示す符号の添字「ａ」の代わりに、「ｂ」または「ｃ」の添字を付して、各部の説明を省略する。

第１分岐ユニット６ａは、主として、上述の分岐回路１４ａと、分岐ユニット制御部６０ａと、を有している。

分岐ユニット制御部６０ａは、分岐ユニット６ａを構成する各部６６ａ、６７ａの動作を制御する。そして、分岐ユニット制御部６０ａは、分岐ユニット６ａの制御を行うために設けられたＣＰＵやマイクロコンピュータ等のプロセッサとメモリを有しており、リモコン（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行うことや、カスケードユニット２のカスケード側制御部２０や利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃや一次側ユニット５の一次側制御部７０との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。

なお、第２分岐ユニット６ｂは、分岐回路１４ｂと分岐ユニット制御部６０ｂを有している。第３分岐ユニット６ｃは、分岐回路１４ｃと分岐ユニット制御部６０ｃを有している。

（８）制御部
冷凍サイクル装置１では、上述のカスケード側制御部２０、利用側制御部５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、分岐ユニット制御部６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、一次側制御部７０が、有線または無線を介して相互に通信可能に接続されることで、制御部８０を構成している。したがって、この制御部８０は、各種センサ３７、３８、３９、８３、８４、８５、８６、８７、８８、７７、７８、７９、８１、８２、５８ａ、５８ｂ、５８ｃ等の検出情報および図示しないリモコン等から受け付けた指示情報等に基づいて、各部２１（２１ａ）、２２、３６、４４、４６ａ、４８ａ、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５３ａ、５３ｂ、５３ｃ（５４ａ、５４ｂ、５４ｃ）、６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６７ａ、６７ｂ、６７ｃ、７１（７１ａ）、７２、７５（７５ａ）、７６、１０４ａの動作を制御する。

（９）冷凍サイクル装置の動作
次に、冷凍サイクル装置１の動作について、図３～図６を用いて説明する。

冷凍サイクル装置１の冷凍サイクル運転は、主として、冷房運転と、暖房運転と、冷房主体運転と、暖房主体運転と、に分けることができる。

ここで、冷房運転は、利用側熱交換器が冷媒の蒸発器として機能する運転を行う利用ユニットだけが存在し、利用ユニット全体の蒸発負荷に対してカスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の放熱器として機能させる冷凍サイクル運転である。

暖房運転は、利用側熱交換器が冷媒の放熱器として機能する運転を行う利用ユニットだけが存在し、利用ユニット全体の放熱負荷に対してカスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の蒸発器として機能させる冷凍サイクル運転である。

冷房主体運転は、利用側熱交換器が冷媒の蒸発器として機能する運転を行う利用ユニットと、利用側熱交換器が冷媒の放熱器として機能する運転を行う利用ユニットと、を混在させる運転である。冷房主体運転は、利用ユニット全体の熱負荷のうち蒸発負荷が主体である場合に、この利用ユニット全体の蒸発負荷を処理するためにカスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の放熱器として機能させる冷凍サイクル運転である。

暖房主体運転は、利用側熱交換器が冷媒の蒸発器として機能する運転を行う利用ユニットと、利用側熱交換器が冷媒の放熱器として機能する運転を行う利用ユニットと、を混在させる運転である。暖房主体運転は、利用ユニット全体の熱負荷のうち放熱負荷が主体である場合に、この利用ユニット全体の放熱負荷を処理するためにカスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の蒸発器として機能させる冷凍サイクル運転である。

なお、これらの冷凍サイクル運転を含む冷凍サイクル装置１の動作は、上記の制御部８０によって行われる。

（９－１）冷房運転
冷房運転では、例えば、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃの全てが冷媒の蒸発器として機能する運転を行い、カスケード熱交換器３５が二次側の冷媒の放熱器として機能する運転を行う。この冷房運転では、冷凍サイクル装置１の一次側冷媒回路５ａおよび二次側冷媒回路１０は、図３に示すように構成される。なお、図３の一次側冷媒回路５ａに付された矢印および二次側冷媒回路１０に付された矢印は、冷房運転時の冷媒の流れを示している。

具体的には、一次側ユニット５においては、一次側切換機構７２を第５接続状態に切り換えることによって、カスケード熱交換器３５を一次側の冷媒の蒸発器として機能させるようになっている。なお、一次側切換機構７２の第５接続状態は、図３の一次側切換機構７２において実線で示す接続状態である。これにより、一次側ユニット５では、一次側圧縮機７１から吐出された一次側の冷媒は、一次側切換機構７２を通過して、一次側熱交換器７４において一次側ファン７５から供給される外気と熱交換を行うことで凝縮する。一次側熱交換器７４において凝縮した一次側の冷媒は、全開状態に制御された一次側第１膨張弁７６を通過し、一部の冷媒が、一次側過冷却熱交換器１０３を通じて第１液閉鎖弁１０８に向けて流れ、他の一部の冷媒が、一次側過冷却回路１０４に分岐して流れる。一次側過冷却回路１０４を流れる冷媒は、一次側過冷却膨張弁１０４ａを通過する際に減圧される。一次側第１膨張弁７６から第１液閉鎖弁１０８に向けて流れる冷媒は、一次側過冷却熱交換器１０３において、一次側過冷却膨張弁１０４ａで減圧されて一次側過冷却回路１０４を流れる冷媒との間で熱交換を行い、過冷却状態となるまで冷却される。過冷却状態となった冷媒は、一次側第１連絡管１１１、第２液閉鎖弁１０６、第２冷媒配管１１４の順に流れた冷媒は、一次側第２膨張弁１０２を通過する際に減圧される。ここで、一次側第２膨張弁１０２は、一次側圧縮機７１に吸入される一次側の冷媒の過熱度が所定条件を満たすように弁解度が制御される。一次側第２膨張弁１０２で減圧された一次側の冷媒は、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂを流れる際に、二次側流路３５ａを流れる二次側の冷媒と熱交換することで蒸発し、第１冷媒配管１１３を通じて第２ガス閉鎖弁１０７に向けて流れる。第２ガス閉鎖弁１０７を通過した冷媒は、一次側第２連絡管１１２と第１ガス閉鎖弁１０９を通過した後、一次側切換機構７２に至る。一次側切換機構７２を通過した冷媒は、一次側過冷却回路１０４を流れた冷媒と合流した後、一次側アキュムレータ１０５を介して、一次側圧縮機７１に吸入される。

また、カスケードユニット２においては、二次側切換機構２２を第１接続状態に切り換えることによって、カスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の放熱器として機能させるようになっている。なお、二次側切換機構２２の第１接続状態では、第１切換弁２２ａにより吐出流路２４と第３配管２５とが接続され、第２切換弁２２ｂにより第１配管２８と吸入流路２３とが接続される。第１～第３利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃにおいては、第２調節弁６７ａ、６７ｂ、６７ｃは、開状態に制御される。これにより、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃの全てが、冷媒の蒸発器として機能する。また、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃの全てとカスケードユニット２の二次側圧縮機２１の吸入側とは、第１利用配管５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、第１接続管１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、合流配管６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、第２分岐配管６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、バイパス管６９ａ、６９ｂ、６９ｃ、第１分岐配管６３ａ、６３ｂ、６３ｃの一部、二次側第１連絡管８および二次側第２連絡管９を介して接続された状態になっている。また、二次側過冷却膨張弁４８ａは、二次側過冷却熱交換器４７の出口を二次側第３連絡管７に向けて流れる二次側の冷媒の過冷却度が所定条件を満たすように開度制御されている。バイパス膨張弁４６ａは、閉状態に制御される。利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃにおいては、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、開度調節されている。

なお、冷房運転では、二次側冷媒回路１０では、例えば、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃにおける二次側の冷媒の蒸発温度が所定の二次側蒸発目標温度となるように二次側圧縮機２１の周波数が制御されることにより、能力制御が行われる。カスケード膨張弁３６は、カスケード熱交換器３５を流れる二次側の冷媒が臨界圧力以下となるように開度調節される。また、一次側冷媒回路５ａでは、例えば、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂにおける一次側の冷媒の蒸発温度が所定の一次側蒸発目標温度となるように一次側圧縮機７１の周波数が制御されることにより、能力制御が行われる。このように、冷房運転では、カスケード膨張弁３６の弁開度を上げる制御と、一次側冷媒回路５ａにおける一次側圧縮機７１の周波数を上げる制御と、のいずれかまたは両方の制御を実行することで、カスケード熱交換器３５を流れる二酸化炭素冷媒が臨界点を超えないように制御される。

第１電装品冷却流路１７に設けられた第１電装品膨張弁１７ａは、全開状態または所定の開度となるように開度調節されている。第２電装品冷却流路１８に設けられた第２電装品膨張弁１８ａは、通過する二次側の冷媒を減圧可能な所定の開度に調節されている。なお、第２電装品膨張弁１８ａは、例えば、第２冷却部１１ｂを通過した後の二次側の冷媒が所定の過熱度以上となる条件を満たすように弁開度が制御されていてもよい。この場合には、例えば、第２電装品冷却流路１８のうちの第２冷却部１１ｂの下流側部分を流れる二次側の冷媒の温度センサを用いるようにしてもよい。

このような二次側冷媒回路１０において、二次側圧縮機２１で圧縮され吐出された二次側の高圧冷媒は、二次側切換機構２２の第１切換弁２２ａを通じて、カスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａに送られる。カスケード熱交換器３５では、二次側流路３５ａを流れる二次側の高圧冷媒は放熱し、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂを流れる一次側の冷媒は蒸発する。カスケード熱交換器３５において放熱した二次側の冷媒は、開度調節されているカスケード膨張弁３６を通過した後、大部分が二次側レシーバ４５に流入し、残りの一部が部分Ｘから第１電装品冷却流路１７に向けて分岐して流れる。第１電装品冷却流路１７を流れる臨界状態ではない冷媒は、第１冷却部１１ａを通過する際にカスケード側制御部２０の第１電装品９１を冷却する。また、第１電装品冷却流路１７の部分Ｙから第２電装品冷却流路１８に分岐して流れた冷媒は、第２電装品膨張弁１８ａを通過する際に減圧され、さらに温度の低い冷媒となって第２冷却部１１ｂに送られる。第２冷却部１１ｂを通過する冷媒は、カスケード側制御部２０の第２電装品９２と第１電装品９１が設けられた空間Ｓ２を冷却する。二次側レシーバ４５から流出した冷媒の一部は、二次側過冷却回路４８に分岐して流れ、二次側過冷却膨張弁４８ａにおいて減圧された後に、吸入流路２３に合流する。二次側過冷却熱交換器４７では、二次側レシーバ４５から流出した冷媒の他の一部が、二次側過冷却回路４８を流れる冷媒によって冷却された後、第３閉鎖弁３１を通じて、二次側第３連絡管７に送られる。

そして、二次側第３連絡管７に送られた冷媒は、３つに分岐されて、各第１～第３分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃの第３分岐配管６１ａ、６１ｂ、６１ｃを通過する。その後、各第２接続管１６ａ、１６ｂ、１６ｃを流れた冷媒は、各第１～第３利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの第２利用配管５６ａ、５６ｂ、５６ｃに送られる。第２利用配管５６ａ、５６ｂ、５６ｃに送られた冷媒は、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃに送られる。

そして、開度調節されている利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃを通過した冷媒は、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃにおいて、室内ファン５３ａ、５３ｂ、５３ｃによって供給される室内空気と熱交換を行う。これにより、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃを流れる冷媒は、蒸発し、低圧のガス冷媒となる。室内空気は、冷却されて室内に供給される。これにより、室内空間が冷房される。利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃにおいて蒸発した低圧のガス冷媒は、第１利用配管５７ａ、５７ｂ、５７ｃを流れ、第１接続管１５ａ、１５ｂ、１５ｃを流れた後、第１～第３分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃの合流配管６２ａ、６２ｂ、６２ｃに送られる。

そして、合流配管６２ａ、６２ｂ、６２ｃに送られた低圧のガス冷媒は、第２分岐配管６４ａ、６４ｂ、６４ｃと、に流れる。第２分岐配管６４ａ、６４ｂ、６４ｃにおいて第２調節弁６７ａ、６７ｂ、６７ｃを通過した冷媒は、一部が、二次側第２連絡管９に送られる。第２調節弁６７ａ、６７ｂ、６７ｃを通過した残りの一部の冷媒は、バイパス管６９ａ、６９ｂ、６９ｃを通過して、第１分岐配管６３ａ、６３ｂ、６３ｃの一部を流れた後、二次側第１連絡管８に送られる。

そして、二次側第１連絡管８および二次側第２連絡管９に送られた低圧のガス冷媒は、第１閉鎖弁３２、第２閉鎖弁３３、第１配管２８、第２配管２９、二次側切換機構２２の第２切換弁２２ｂ、吸入流路２３および二次側アキュムレータ３０を通じて、二次側圧縮機２１の吸入側に戻される。

このようにして、冷房運転における動作が行われる。

（９－２）暖房運転
暖房運転では、例えば、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃの全てが冷媒の放熱器として機能する運転を行う。また、暖房運転では、カスケード熱交換器３５が二次側の冷媒の蒸発器として機能する運転を行う。暖房運転では、冷凍サイクル装置１の一次側冷媒回路５ａおよび二次側冷媒回路１０は、図４に示すように構成される。図４の一次側冷媒回路５ａに付された矢印および二次側冷媒回路１０に付された矢印は、暖房運転時の冷媒の流れを示している。

具体的には、一次側ユニット５においては、一次側切換機構７２を第６運転状態に切り換えることによって、カスケード熱交換器３５を一次側の冷媒の放熱器として機能させるようになっている。一次側切換機構７２の第６運転状態は、図４の一次側切換機構７２において破線で示す接続状態である。これにより、一次側ユニット５では、一次側圧縮機７１から吐出され、一次側切換機構７２を通過して、第１ガス閉鎖弁１０９を通過した一次側の冷媒は、一次側第２連絡管１１２と第２ガス閉鎖弁１０７を通過して、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂに送られる。カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂを流れる冷媒は、二次側流路３５ａを流れる二次側の冷媒と熱交換することで凝縮する。カスケード熱交換器３５において凝縮した一次側の冷媒は、第２冷媒配管１１４を流れる際に、全開状態に制御された一次側第２膨張弁１０２を通過する。一次側第２膨張弁１０２を通過した冷媒は、第２液閉鎖弁１０６、一次側第１連絡管１１１、第１液閉鎖弁１０８、一次側過冷却熱交換器１０３の順に流れて、一次側第１膨張弁７６において減圧される。なお、暖房運転時には、一次側過冷却膨張弁１０４ａは閉状態に制御されることで、一次側過冷却回路１０４には冷媒は流れないため、一次側過冷却熱交換器１０３における熱交換も行われない。なお、一次側第１膨張弁７６は、例えば、一次側圧縮機７１に吸入される冷媒の過熱度が所定条件を満たすように弁開度が制御される。一次側第１膨張弁７６において減圧された冷媒は、一次側熱交換器７４において一次側ファン７５から供給される外気と熱交換を行うことで蒸発し、一次側切換機構７２、一次側アキュムレータ１０５を通過して、一次側圧縮機７１に吸入される。

また、カスケードユニット２においては、二次側切換機構２２を第２接続状態に切り換える。これにより、カスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の蒸発器として機能させるようになっている。二次側切換機構２２の第２接続状態では、第２切換弁２２ｂにより吐出流路２４と第１配管２８とが接続され、第１切換弁２２ａにより第３配管２５と吸入流路２３とが接続される。また、カスケード膨張弁３６は、開度調節されている。第１～第３分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃにおいては、第１調節弁６６ａ、６６ｂ、６６ｃが開状態に制御され、第２調節弁６７ａ、６７ｂ、６７ｃが閉状態に制御される。これにより、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃの全てが冷媒の放熱器として機能する。そして、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃとカスケードユニット２の二次側圧縮機２１の吐出側とは、吐出流路２４、第１配管２８、二次側第１連絡管８、第１分岐配管６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、合流配管６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、第１接続管１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、第１利用配管５７ａ、５７ｂ、５７ｃを介して接続された状態になっている。また、二次側過冷却膨張弁４８ａおよびバイパス膨張弁４６ａは、閉状態に制御される。利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃにおいては、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、開度調節されている。

なお、暖房運転では、二次側冷媒回路１０では、二次側圧縮機２１について、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃにおける負荷を処理可能な周波数となるように、能力制御が行われる。これにより、暖房運転では、二次側圧縮機２１から吐出される二次側の冷媒が臨界圧力を超えた臨界状態となりうるように制御される。また、一次側冷媒回路５ａでは、例えば、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂにおける一次側の冷媒の凝縮温度が所定の一次側凝縮目標温度となるように一次側圧縮機７１の周波数を制御することにより、能力制御が行われる。

第１電装品冷却流路１７に設けられた第１電装品膨張弁１７ａは、全開状態または所定の開度となるように開度調節されている。第２電装品冷却流路１８に設けられた第２電装品膨張弁１８ａは、通過する二次側の冷媒を減圧可能な所定の開度に調節されている。なお、第２電装品膨張弁１８ａは、例えば、第２冷却部１１ｂを通過した後の二次側の冷媒が所定の過熱度以上となる条件を満たすように弁開度が制御されていてもよい。

このような二次側冷媒回路１０において、二次側圧縮機２１で圧縮され吐出された高圧冷媒は、二次側切換機構２２の第２切換弁２２ｂを通じて、第１配管２８に送られる。第１配管２８に送られた冷媒は、第１閉鎖弁３２を通じて、二次側第１連絡管８に送られる。

そして、二次側第１連絡管８に送られた高圧冷媒は、３つに分岐されて、運転中の利用ユニットである各利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの第１分岐配管６３ａ、６３ｂ、６３ｃに送られる。第１分岐配管６３ａ、６３ｂ、６３ｃに送られた高圧冷媒は、第１調節弁６６ａ、６６ｂ、６６ｃを通過し、合流配管６２ａ、６２ｂ、６２ｃを流れる。その後、第１接続管１５ａ、１５ｂ、１５ｃおよび第１利用配管５７ａ、５７ｂ、５７ｃを流れた冷媒が、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃに送られる。

そして、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃに送られた高圧冷媒は、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃにおいて、室内ファン５３ａ、５３ｂ、５３ｃによって供給される室内空気と熱交換を行う。これにより、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃを流れる冷媒は、放熱する。室内空気は、加熱されて室内に供給される。これにより、室内空間が暖房される。利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃにおいて放熱した冷媒は、第２利用配管５６ａ、５６ｂ、５６ｃを流れて、開度調節されている利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃを通過する。なお、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃを通過した二次側の冷媒は、臨界圧力以下となっている。その後、第２接続管１６ａ、１６ｂ、１６ｃを流れた冷媒は、各分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃの第３分岐配管６１ａ、６１ｂ、６１ｃを流れる。

そして、第３分岐配管６１ａ、６１ｂ、６１ｃに送られた冷媒は、二次側第３連絡管７に送られて合流する。

そして、二次側第３連絡管７に送られた冷媒は、第３閉鎖弁３１を通過した後、大部分がカスケード膨張弁３６に送られ、残りの一部が部分Ｚから第１電装品冷却流路１７に向けて分岐して流れる。第１電装品冷却流路１７を流れる臨界状態ではない冷媒は、第１電装品膨張弁１７ａを通過した後に第１冷却部１１ａを通過し、その際にカスケード側制御部２０の第１電装品９１を冷却する。また、第１電装品冷却流路１７の部分Ｙから第２電装品冷却流路１８に分岐して流れた冷媒は、第２電装品膨張弁１８ａを通過する際に減圧され、さらに温度の低い冷媒となって第２冷却部１１ｂに送られる。第２冷却部１１ｂを通過する冷媒は、カスケード側制御部２０の第２電装品９２と第１電装品９１が設けられた空間Ｓ２を冷却する。カスケード膨張弁３６に送られた冷媒は、カスケード膨張弁３６において流量調節された後、カスケード熱交換器３５に送られる。カスケード熱交換器３５では、二次側流路３５ａを流れる二次側の冷媒は蒸発して低圧のガス冷媒となって二次側切換機構２２に送られ、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂを流れる一次側の冷媒は凝縮する。そして、二次側切換機構２２の第１切換弁２２ａに送られた二次側の低圧のガス冷媒は、吸入流路２３および二次側アキュムレータ３０通じて、二次側圧縮機２１の吸入側に戻される。

このようにして、暖房運転における動作が行われる。

（９－３）冷房主体運転
冷房主体運転では、例えば、利用ユニット３ａ、３ｂの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂが冷媒の蒸発器として機能し、かつ、利用ユニット３ｃの利用側熱交換器５２ｃが冷媒の放熱器として機能する運転を行う。冷房主体運転では、カスケード熱交換器３５は、二次側の冷媒の放熱器として機能する。冷房主体運転では、冷凍サイクル装置１の一次側冷媒回路５ａおよび二次側冷媒回路１０は、図５に示されるように構成される。図５の一次側冷媒回路５ａに付された矢印および二次側冷媒回路１０に付された矢印は、冷房主体運転時の冷媒の流れを示している。

具体的には、一次側ユニット５においては、一次側切換機構７２を第５接続状態（図５の一次側切換機構７２の実線で示された状態）に切り換えることによって、カスケード熱交換器３５を一次側の冷媒の蒸発器として機能させるようになっている。これにより、一次側ユニット５では、一次側圧縮機７１から吐出された一次側の冷媒は、一次側切換機構７２を通過して、一次側熱交換器７４において一次側ファン７５から供給される外気と熱交換を行うことで凝縮する。一次側熱交換器７４において凝縮した一次側の冷媒は、全開状態に制御された一次側第１膨張弁７６を通過し、一部の冷媒が、一次側過冷却熱交換器１０３を通じて第１液閉鎖弁１０８に向けて流れ、他の一部の冷媒が、一次側過冷却回路１０４に分岐して流れる。一次側過冷却回路１０４を流れる冷媒は、一次側過冷却膨張弁１０４ａを通過する際に減圧される。一次側第１膨張弁７６から第１液閉鎖弁１０８に向けて流れる冷媒は、一次側過冷却熱交換器１０３において、一次側過冷却膨張弁１０４ａで減圧されて一次側過冷却回路１０４を流れる冷媒との間で熱交換を行い、過冷却状態となるまで冷却される。過冷却状態となった冷媒は、一次側第１連絡管１１１、第２液閉鎖弁１０６、第２冷媒配管１１４の順に流れ、一次側第２膨張弁１０２において減圧される。なお、この際、一次側第２膨張弁１０２は、例えば、一次側圧縮機７１に吸入される冷媒の過熱度が所定条件を満たすように弁開度が制御される。一次側第２膨張弁１０２で減圧された一次側の冷媒は、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂを流れる際に、二次側流路３５ａを流れる二次側の冷媒と熱交換することで蒸発し、第１冷媒配管１１３を通じて第２ガス閉鎖弁１０７に向けて流れる。第２ガス閉鎖弁１０７を通過した冷媒は、一次側第２連絡管１１２と第１ガス閉鎖弁１０９を通過した後、一次側切換機構７２に至る。一次側切換機構７２を通過した冷媒は、一次側過冷却回路１０４を流れた冷媒と合流した後、一次側アキュムレータ１０５を介して、一次側圧縮機７１に吸入される。

また、カスケードユニット２においては、二次側切換機構２２について、第１切換弁２２ａにより吐出流路２４と第３配管２５とが接続され、第２切換弁２２ｂにより吐出流路２４と第１配管２８とが接続される第３接続状態に切り換えることによって、カスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の放熱器として機能させるようになっている。また、カスケード膨張弁３６は、開度調節されている。第１～第３分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃにおいては、第１調節弁６６ｃ、および、第２調節弁６７ａ、６７ｂが開状態に制御され、かつ、第１調節弁６６ａ、６６ｂ、および、第２調節弁６７ｃが閉状態に制御される。これにより、利用ユニット３ａ、３ｂの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂが冷媒の蒸発器として機能し、かつ、利用ユニット３ｃの利用側熱交換器５２ｃが冷媒の放熱器として機能する。また、利用ユニット３ａ、３ｂの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂとカスケードユニット２の二次側圧縮機２１の吸入側とが二次側第２連絡管９を介して接続された状態になり、かつ、利用ユニット３ｃの利用側熱交換器５２ｃとカスケードユニット２の二次側圧縮機２１の吐出側とが二次側第１連絡管８を介して接続された状態になっている。また、二次側過冷却膨張弁４８ａは、二次側過冷却熱交換器４７の出口を二次側第３連絡管７に向けて流れる二次側の冷媒の過冷却度が所定条件を満たすように開度制御されている。バイパス膨張弁４６ａは、閉状態に制御される。利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃにおいては、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、開度調節されている。

なお、冷房主体運転では、二次側冷媒回路１０において、例えば、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃのうち二次側の冷媒の蒸発器として機能する熱交換器における蒸発温度が所定の二次側蒸発目標温度となるように二次側圧縮機２１の周波数が制御されることにより、能力制御が行われる。カスケード膨張弁３６は、カスケード熱交換器３５を流れる二次側の冷媒が臨界圧力以下となるように開度調節される。また、一次側冷媒回路５ａでは、例えば、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂにおける一次側の冷媒の蒸発温度が所定の一次側蒸発目標温度となるように一次側圧縮機７１の周波数が制御されることにより、能力制御が行われる。このように、冷房運転では、カスケード膨張弁３６の弁開度を上げる制御と、一次側冷媒回路５ａにおける一次側圧縮機７１の周波数を上げる制御と、のいずれかまたは両方の制御を実行することで、カスケード熱交換器３５を流れる二酸化炭素冷媒が臨界点を超えないように制御される。

第１電装品冷却流路１７に設けられた第１電装品膨張弁１７ａは、全開状態または所定の開度となるように開度調節されている。第２電装品冷却流路１８に設けられた第２電装品膨張弁１８ａは、通過する二次側の冷媒を減圧可能な所定の開度に調節されている。なお、第２電装品膨張弁１８ａは、例えば、第２冷却部１１ｂを通過した後の二次側の冷媒が所定の過熱度以上となる条件を満たすように弁開度が制御されていてもよい。

このような二次側冷媒回路１０において、二次側圧縮機２１で圧縮され吐出された二次側の高圧冷媒は、その一部が、二次側切換機構２２の第２切換弁２２ｂ、第１配管２８および第１閉鎖弁３２を通じて、二次側第１連絡管８に送られ、残りが、二次側切換機構２２の第１切換弁２２ａおよび第３配管２５を通じて、カスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａに送られる。

そして、二次側第１連絡管８に送られた高圧冷媒は、第１分岐配管６３ｃに送られる。第１分岐配管６３ｃに送られた高圧冷媒は、第１調節弁６６ｃおよび合流配管６２ｃを通じて、利用ユニット３ｃの利用側熱交換器５２ｃに送られる。

そして、利用側熱交換器５２ｃに送られた高圧冷媒は、利用側熱交換器５２ｃにおいて、室内ファン５３ｃによって供給される室内空気と熱交換を行う。これにより、利用側熱交換器５２ｃを流れる冷媒は、放熱する。室内空気は、加熱されて室内に供給されて、利用ユニット３ｃの暖房運転が行われる。利用側熱交換器５２ｃにおいて放熱した冷媒は、第２利用配管５６ｃを流れ、利用側膨張弁５１ｃにおいて流量調節される。その後、第２接続管１６ｃを流れた冷媒は、分岐ユニット６ｃの第３分岐配管６１ｃに送られる。

そして、第３分岐配管６１ｃに送られた冷媒は、二次側第３連絡管７に送られる。

また、カスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａに送られた高圧冷媒は、カスケード熱交換器３５において、一次側流路３５ｂを流れる一次側の冷媒と熱交換を行うことによって放熱する。カスケード熱交換器３５において放熱した二次側の冷媒は、カスケード膨張弁３６において流量調節された後、大部分が二次側レシーバ４５に流入し、残りの一部が部分Ｘから第１電装品冷却流路１７に向けて分岐して流れる。第１電装品冷却流路１７を流れる臨界状態ではない冷媒は、第１冷却部１１ａを通過する際にカスケード側制御部２０の第１電装品９１を冷却する。また、第１電装品冷却流路１７の部分Ｙから第２電装品冷却流路１８に分岐して流れた冷媒は、第２電装品膨張弁１８ａを通過する際に減圧され、さらに温度の低い冷媒となって第２冷却部１１ｂに送られる。第２冷却部１１ｂを通過する冷媒は、カスケード側制御部２０の第２電装品９２と第１電装品９１が設けられた空間Ｓ２を冷却する。二次側レシーバ４５から流出した冷媒の一部は、二次側過冷却回路４８に分岐して流れ、二次側過冷却膨張弁４８ａにおいて減圧された後に、吸入流路２３に合流する。二次側過冷却熱交換器４７では、二次側レシーバ４５から流出した冷媒の他の一部が、二次側過冷却回路４８を流れる冷媒によって冷却された後、第３閉鎖弁３１を通じて、二次側第３連絡管７に送られて、利用側熱交換器５２ｃにおいて放熱した冷媒と合流する。

そして、二次側第３連絡管７において合流した冷媒は、２つに分岐して、分岐ユニット６ａ、６ｂの各第３分岐配管６１ａ、６１ｂに送られる。その後、第２接続管１６ａ、１６ｂを流れた冷媒は、各第１～第２利用ユニット３ａ、３ｂの第２利用配管５６ａ、５６ｂに送られる。第２利用配管５６ａ、５６ｂを流れる冷媒は、利用ユニット３ａ、３ｂの利用側膨張弁５１ａ、５１ｂを通過する。

そして、開度調節されている利用側膨張弁５１ａ、５１ｂを通過した冷媒は、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて、室内ファン５３ａ、５３ｂによって供給される室内空気と熱交換を行う。これにより、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂを流れる冷媒は、蒸発し、低圧のガス冷媒となる。室内空気は、冷却されて室内に供給される。これにより、室内空間が冷房される。利用側熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて蒸発した低圧のガス冷媒は、第１～第２分岐ユニット６ａ、６ｂの合流配管６２ａ、６２ｂに送られる。

そして、合流配管６２ａ、６２ｂに送られた低圧のガス冷媒は、第２調節弁６７ａ、６７ｂおよび第２分岐配管６４ａ、６４ｂを通じて、二次側第２連絡管９に送られて合流する。

そして、二次側第２連絡管９に送られた低圧のガス冷媒は、第２閉鎖弁３３、第２配管２９、吸入流路２３および二次側アキュムレータ３０を通じて、二次側圧縮機２１の吸入側に戻される。

このようにして、冷房主体運転における動作が行われる。

（９－４）暖房主体運転
暖房主体運転では、例えば、利用ユニット３ａ、３ｂの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂが冷媒の放熱器として機能し、かつ、利用側熱交換器５２ｃが冷媒の蒸発器として機能する運転を行う。暖房主体運転では、カスケード熱交換器３５は、二次側の冷媒の蒸発器として機能する。暖房主体運転では、冷凍サイクル装置１の一次側冷媒回路５ａおよび二次側冷媒回路１０は、図６に示すように構成される。図６の一次側冷媒回路５ａに付された矢印および二次側冷媒回路１０に付された矢印は、暖房主体運転時の冷媒の流れを示している。

具体的には、一次側ユニット５においては、一次側切換機構７２を第６運転状態に切り換えることによって、カスケード熱交換器３５を一次側の冷媒の放熱器として機能させるようになっている。一次側切換機構７２の第６運転状態は、図６の一次側切換機構７２において破線で示された接続状態である。これにより、一次側ユニット５では、一次側圧縮機７１から吐出され、一次側切換機構７２を通過して、第１ガス閉鎖弁１０９を通過した一次側の冷媒は、一次側第２連絡管１１２と第２ガス閉鎖弁１０７を通過して、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂに送られる。カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂを流れる冷媒は、二次側流路３５ａを流れる二次側の冷媒と熱交換することで凝縮する。カスケード熱交換器３５において凝縮した一次側の冷媒は、第２冷媒配管１１４を流れる際に、全開状態に制御された一次側第２膨張弁１０２を通過した後、第２液閉鎖弁１０６、一次側第１連絡管１１１、第１液閉鎖弁１０８、一次側過冷却熱交換器１０３の順に流れて、一次側第１膨張弁７６において減圧される。なお、暖房主体運転時には、一次側過冷却膨張弁１０４ａは閉状態に制御されることで、一次側過冷却回路１０４には冷媒は流れないため、一次側過冷却熱交換器１０３における熱交換も行われない。なお、一次側第１膨張弁７６は、例えば、一次側圧縮機７１に吸入される冷媒の過熱度が所定条件を満たすように弁開度が制御される。一次側第１膨張弁７６において減圧された冷媒は、一次側熱交換器７４において一次側ファン７５から供給される外気と熱交換を行うことで蒸発し、一次側切換機構７２、一次側アキュムレータ１０５を通過して、一次側圧縮機７１に吸入される。

カスケードユニット２においては、二次側切換機構２２を第２接続状態に切り換える。二次側切換機構２２の第２接続状態では、第２切換弁２２ｂにより吐出流路２４と第１配管２８とが接続され、第１切換弁２２ａにより第３配管２５と吸入流路２３とが接続される。これによって、カスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の蒸発器として機能させるようになっている。また、カスケード膨張弁３６は、開度調節されている。第１～第３分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃにおいては、第１調節弁６６ａ、６６ｂ、および、第２調節弁６７ｃが開状態に制御され、かつ、第１調節弁６６ｃ、および、第２調節弁６７ａ、６７ｂが閉状態に制御される。これによって、利用ユニット３ａ、３ｂの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂは冷媒の放熱器として機能し、利用ユニット３ｃの利用側熱交換器５２ｃは冷媒の蒸発器として機能する。そして、利用ユニット３ｃの利用側熱交換器５２ｃとカスケードユニット２の二次側圧縮機２１の吸入側とは、第１利用配管５７ｃ、第１接続管１５ｃ、合流配管６２ｃ、第２分岐配管６４ｃ、および二次側第２連絡管９を介して接続された状態になる。また、利用ユニット３ａ、３ｂの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂとカスケードユニット２の二次側圧縮機２１の吐出側とは、吐出流路２４、第１配管２８、二次側第１連絡管８、第１分岐配管６３ａ、６３ｂ、合流配管６２ａ、６２ｂ、第１接続管１５ａ、１５ｂ、第１利用配管５７ａ、５７ｂを介して接続された状態になっている。また、二次側過冷却膨張弁4８ａおよびバイパス膨張弁４６ａは、閉状態に制御される。利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃにおいては、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、開度調節されている。

なお、暖房主体運転では、二次側冷媒回路１０において、例えば、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃのうち二次側の冷媒の放熱器として機能する熱交換器における負荷が処理されるように二次側圧縮機２１の周波数が制御されることにより、能力制御が行われる。これにより、暖房主体運転では、二次側圧縮機２１から吐出される二次側の冷媒が臨界圧力を超えた臨界状態となりうるように制御される。また、一次側冷媒回路５ａでは、例えば、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂにおける一次側の冷媒の凝縮温度が所定の一次側凝縮目標温度となるように一次側圧縮機７１の周波数が制御されることにより、能力制御が行われる。

第１電装品冷却流路１７に設けられた第１電装品膨張弁１７ａは、全開状態または所定の開度となるように開度調節されている。第２電装品冷却流路１８に設けられた第２電装品膨張弁１８ａは、通過する二次側の冷媒を減圧可能な所定の開度に調節されている。なお、第２電装品膨張弁１８ａは、例えば、第２冷却部１１ｂを通過した後の二次側の冷媒が所定の過熱度以上となる条件を満たすように弁開度が制御されていてもよい。

このような二次側冷媒回路１０において、二次側圧縮機２１で圧縮され吐出された二次側の高圧冷媒は、二次側切換機構２２の第２切換弁２２ｂ、第１配管２８および第１閉鎖弁３２を通じて、二次側第１連絡管８に送られる。

そして、二次側第１連絡管８に送られた高圧冷媒は、２つに分岐されて、運転中の利用ユニットである各第１利用ユニット３ａと第２利用ユニット３ｂにそれぞれ接続されている第１分岐ユニット６ａと第２分岐ユニット６ｂの第１分岐配管６３ａ、６３ｂに送られる。第１分岐配管６３ａ、６３ｂに送られた高圧冷媒は、第１調節弁６６ａ、６６ｂ、合流配管６２ａ、６２ｂ、および第１接続管１５ａ、１５ｂを通じて、第１利用ユニット３ａと第２利用ユニット３ｂの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂに送られる。

そして、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂに送られた高圧冷媒は、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて、室内ファン５３ａ、５３ｂによって供給される室内空気と熱交換を行う。これにより、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂを流れる冷媒は、放熱する。室内空気は、加熱されて室内に供給される。これにより、室内空間が暖房される。利用側熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて放熱した冷媒は、第２利用配管５６ａ、５６ｂを流れ、開度調節されている利用側膨張弁５１ａ、５１ｂを通過する。なお、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂを通過した二次側の冷媒は、臨界圧力以下となっている。その後、第２接続管１６ａ、１６ｂを流れた冷媒は、分岐ユニット６ａ、６ｂの第３分岐配管６１ａ、６１ｂを介して、二次側第３連絡管７に送られる。

そして、二次側第３連絡管７に送られた冷媒は、その一部が、分岐ユニット６ｃの第３分岐配管６１ｃに送られ、残りが、第３閉鎖弁３１に向けて流れる。

そして、第３分岐配管６１ｃに送られた冷媒は、第２接続管１６ｃを介して、利用ユニット３ｃの第２利用配管５６ｃを流れ、利用側膨張弁５１ｃに送られる。

そして、開度調節されている利用側膨張弁５１ｃを通過した冷媒は、利用側熱交換器５２ｃにおいて、室内ファン５３ｃによって供給される室内空気と熱交換を行う。これにより、利用側熱交換器５２ｃを流れる冷媒は、蒸発し、低圧のガス冷媒となる。室内空気は、冷却されて室内に供給される。これにより、室内空間が冷房される。利用側熱交換器５２ｃにおいて蒸発した低圧のガス冷媒は、第１利用配管５７ｃと第１接続管１５ｃを通過し、合流配管６２ｃに送られる。

そして、合流配管６２ｃに送られた低圧のガス冷媒は、第２調節弁６７ｃおよび第２分岐配管６４ｃを通じて、二次側第２連絡管９に送られる。

そして、二次側第２連絡管９に送られた低圧のガス冷媒は、第２閉鎖弁３３、第２配管２９、吸入流路２３および二次側アキュムレータ３０を通じて、二次側圧縮機２１の吸入側に戻される。

また、第３閉鎖弁３１に向けて流れた冷媒は、大部分がカスケード膨張弁３６に送られ、残りの一部が部分Ｚから第１電装品冷却流路１７に向けて分岐して流れる。第１電装品冷却流路１７を流れる臨界状態ではない冷媒は、第１電装品膨張弁１７ａを通過した後に第１冷却部１１ａを通過し、その際にカスケード側制御部２０の第１電装品９１を冷却する。また、第１電装品冷却流路１７の部分Ｙから第２電装品冷却流路１８に分岐して流れた冷媒は、第２電装品膨張弁１８ａを通過する際に減圧され、さらに温度の低い冷媒となって第２冷却部１１ｂに送られる。第２冷却部１１ｂを通過する冷媒は、カスケード側制御部２０の第２電装品９２と第１電装品９１が設けられた空間Ｓ２を冷却する。また、カスケード膨張弁３６に送られた冷媒は、開度調節されているカスケード膨張弁３６を通過した後、カスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａにおいて、一次側流路３５ｂを流れる一次側の冷媒と熱交換を行う。これにより、カスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａを流れる冷媒は、蒸発して低圧のガス冷媒になり、二次側切換機構２２の第１切換弁２２ａに送られる。二次側切換機構２２の第１切換弁２２ａに送られた低圧のガス冷媒は、吸入流路２３において利用側熱交換器５２ｃにおいて蒸発した低圧のガス冷媒と合流する。合流した冷媒は、二次側アキュムレータ３０を介して、二次側圧縮機２１の吸入側に戻される。

このようにして、暖房主体運転における動作が行われる。

（１０）一次側ユニットとカスケードユニットの接続構成
図７に、一次側ユニット５とカスケードユニット２が接続されている様子を示す概略外観図を示す。

一次側ユニット５は、複数の面を有して構成される略直方体形状の一次側ケーシング５ｘを有している。この一次側ケーシング５ｘの内部には、一次側冷媒回路５ａの一部として、一次側圧縮機７１と、一次側切換機構７２と、一次側熱交換器７４と、一次側第１膨張弁７６と、一次側過冷却熱交換器１０３と、一次側過冷却回路１０４と、一次側過冷却膨張弁１０４ａと、第１液閉鎖弁１０８と、第１ガス閉鎖弁１０９と、一次側アキュムレータ１０５と、が収容されている。一次側ケーシング５ｘからは、一次側冷媒回路５ａの一部である、一次側第１連絡管１１１および一次側第２連絡管１１２が延び出している。

カスケードユニット２は、略直方体形状のカスケードケーシング２ｘを有している。カスケードケーシング２ｘ内には、二次側冷媒回路１０の一部と、一次側冷媒回路５ａの一部と、が収容されている。カスケードケーシング２ｘが収容する二次側冷媒回路１０の一部は、二次側圧縮機２１と、二次側切換機構２２と、第１配管２８と、第２配管２９と、吸入流路２３と、吐出流路２４と、第３配管２５と、第４配管２６と、第５配管２７と、カスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａと、カスケード膨張弁３６と、第３閉鎖弁３１と、第１閉鎖弁３２と、第２閉鎖弁３３と、二次側アキュムレータ３０と、油分離器３４と、油戻し回路４０と、二次側レシーバ４５と、バイパス回路４６と、バイパス膨張弁４６ａと、二次側過冷却熱交換器４７と、二次側過冷却回路４８と、二次側過冷却膨張弁４８ａと、を有するカスケード回路１２である。カスケードケーシング２ｘが収容する一次側冷媒回路５ａの一部は、第２液閉鎖弁１０６と、第２冷媒配管１１４と、一次側第２膨張弁１０２と、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂと、第１冷媒配管１１３と、第２ガス閉鎖弁１０７である。カスケードケーシング２ｘからは、二次側冷媒回路１０の一部である二次側第３連絡管７と、二次側第１連絡管８と、二次側第２連絡管９と、が延び出している。また、カスケードケーシング２ｘからは、一次側冷媒回路５ａの一部である一次側第１連絡管１１１と、一次側第２連絡管１１２と、が延び出している。

カスケードケーシング２ｘは、天面１２０ａ、右側面１２０ｂ、正面１２０ｃ、左側面１２０ｄ、背面１２０ｅ、底面１２０ｆを含む複数の面を有して構成される。このうち、正面１２０ｃには、連絡開口１２０ｘが設けられている。連絡開口１２０ｘには、一次側第１連絡管１１１と、一次側第２連絡管１１２と、二次側第３連絡管７と、二次側第１連絡管８と、二次側第２連絡管９が通過している。カスケード熱交換器３５は、底面１２０ｆ上に載置されている。

なお、カスケードケーシング２ｘにおける連絡開口１２０ｘの内側には、一次側第１連絡管１１１が接続される第２液閉鎖弁１０６と、一次側第２連絡管１１２が接続される第２ガス閉鎖弁１０７が位置している。同様に、カスケードケーシング２ｘにおける連絡開口１２０ｘの内側には、二次側第３連絡管７が接続される第３閉鎖弁３１と、二次側第１連絡管８が接続される第１閉鎖弁３２と、二次側第２連絡管９が接続される第２閉鎖弁３３と、が位置している。

（１１）カスケード側制御部
図７に示すように、カスケード側制御部２０は、カスケードユニット２のカスケードケーシング２ｘの内部のうち、前側上方近傍において、正面１２０ｃの背面側に対向するようにして設けられている。

図８に、カスケード側制御部２０の側面視概略構成図を示す。

カスケード側制御部２０は、電装品ケーシング９０と、電装品取付板９４と、第１電装品９１、第２電装品９２、第３電装品９３等を有している。

電装品ケーシング９０は、天面９０ａ、底面９０ｆ、正面９０ｃ、背面９０ｅ、図示しない左側面および右側面と、を有する略直方体形状であり、板金で構成されたケーシングである。電装品ケーシング９０は、内部に、電装品取付板９４、第１電装品９１、第２電装品９２、第３電装品９３、伝熱部材９５、第１冷却部１１ａを収容している。なお、電装品ケーシング９０の背面には、左右方向に折り返すようにして延びる第２冷却部１１ｂが、金属で構成された伝熱部材９６を介して、背後から固定されている。

電装品取付板９４は、板厚方向が前後方向となる姿勢で、電装品ケーシング９０の内部を前側の空間Ｓ１と後ろ側の空間Ｓ２とに仕切るように設けられている。電装品取付板９４は、第３電装品９３が取り付けられた前面９４ｘと、第１電装品９１および第２電装品９２が取り付けられた背面９４ｙとを有している。

第１電装品９１、第２電装品９２、第３電装品９３は、いずれもカスケード側制御部２０を構成する電装部品である。

第１電装品９１は、二次側圧縮機２１のインバータ用の電装品であり、発熱部品であるＩＰＭ（Intelligent Power Module）である。第１電装品９１は、電装品取付板９４の背面９４ｙの下方近傍に設けられている。

第２電装品９２は、発熱部品であるノイズフィルタを含む電装品である。第２電装品９２は、電装品取付板９４の背面９４ｙの上方近傍であって、第１電装品９１よりも上方に設けられている。

第３電装品９３は、主制御基板を含む電装品である。第３電装品９３は、電装品取付板９４の前面９４ｘの上方近傍であって、伝熱部材９５の上方に設けられている。

第１冷却部１１ａは、正面視における左右方向に折り返すようにして延びている。第１冷却部１１ａは、電装品取付板９４の前面９４ｘのうち下方近傍であって第３電装品９３の下方の部分に対して、金属で構成された伝熱部材９５を介して固定されている。第１冷却部１１ａと、伝熱部材９５と、第１電装品９１とは、正面視において重なる部分を有するように配置されている。

以上の構成により、第１冷却部１１ａを流れる二次側の冷媒の冷熱は、伝熱部材９５を介して第１電装品９１に伝わり、第１電装品９１の温度上昇を抑制することができる。

また、第２冷却部１１ｂを流れる二次側の冷媒の冷熱は、電装品ケーシング９０の内部空間のうち、電装品取付板９４の背面側の空間Ｓ２において、空気の循環を生じさせる。具体的には、電装品ケーシング９０の背面側上方近傍の空気が第２冷却部１１ｂからの冷熱により冷やされ、冷たい空気となって下方に降下する。そして、下方に降下した空気は、第１電装品９１に到達し、第１電装品９１からの発熱により暖められて上昇する。これらの下降空気流れと上昇空気流れとにより、図８の二点鎖線の矢印で示すような空気の循環流れが形成される。これにより、電装品ケーシング９０の内部空間のうち、電装品取付板９４の背面側の空間Ｓ２に設けられている第１電装品９１と第２電装品９２の温度上昇を抑制することができる。

なお、第２冷却部１１ｂを流れる二次側の冷媒の温度は、第２電装品膨張弁１８ａにより減圧されているために第１冷却部１１ａを流れる二次側の冷媒の温度よりも低く、電装品ケーシング９０の背面部分に結露を生じさせ得る。しかし、第１電装品９１、第２電装品９２、第３電装品９３は、いずれも電装品ケーシング９０の背面部分には接しない配置となっているため、結露水が第１電装品９１、第２電装品９２、第３電装品９３に到達することが抑制される。なお、第１冷却部１１ａを流れる二次側の冷媒は、第２電装品膨張弁１８ａにより減圧される前の冷媒であるため、温度の低下が抑制されている。このため、第１冷却部１１ａにおける結露の発生は抑制されている。

（１２）実施形態の特徴
本実施形態の冷凍サイクル装置１では、カスケードユニット２では、一次側冷媒回路５ａを流れる一次側の冷媒と二次側冷媒回路１０を流れる二次側の冷媒との間で熱交換を行うカスケード熱交換器３５が設けられており、空気と熱交換を行う熱交換器は設けられていない。このため、カスケードユニット２には、熱交換器に対して空気流れを供給するファンが設けられていない。したがって、カスケード側制御部２０における発熱部品である第１電装品９１、第２電装品９２を冷却するために、熱交換器に向かう空気流れを利用することができない。これに対して、本実施形態の冷凍サイクル装置１では、カスケード側制御部２０に取り付けられている第１冷却部１１ａと第２冷却部１１ｂに二次側冷媒回路１０を流れる二次側の冷媒を流すことにより、第１電装品９１と第２電装品９２を冷却することが可能になっている。また、カスケード側制御部２０の電装品ケーシング９０内に設けられている第１電装品９１と第２電装品９２は、第１冷却部１１ａと第２冷却部１１ｂにより冷却でき、電装品ケーシング９０内に空気流れを供給する必要が無いため、電装品ケーシング９０として密閉性の高い構造を採用することができる。これにより、電装品ケーシング９０内に粉塵等が入り込むことが抑制され、電装品の信頼性を高めることができる。

また、二次側冷媒回路１０では、冷媒として、挙動が不安定になる超臨界状態になりうる二酸化炭素冷媒が用いられている。しかし、カスケード熱交換器３５を流れる二酸化炭素冷媒は、気象変化により自然に温度変化する屋外空気と熱交換されるのではなく、一次側冷媒回路５ａを流れる一次側の冷媒との間で熱交換が行われる。そして、カスケード熱交換器３５が二次側の冷媒の放熱器として機能する際に、カスケード熱交換器３５を流れる一次側の冷媒の温度と流量が制御される。これにより、カスケード熱交換器３５を通過した後に第１冷却部１１ａと第２冷却部１１ｂに送られる二次側の冷媒が超臨界状態になることを避けることができ、二次側の冷媒の温度が大きく変化しやすい状況を避けることができる。このため、第１冷却部１１ａと第２冷却部１１ｂを流れる二次側の冷媒の温度を安定化させることができ、第１電装品９１と第２電装品９２の温度が異常に上昇してしまうことを避けることができる。また、カスケード熱交換器３５が二次側の冷媒の放熱器として機能する際に、カスケード膨張弁３６の弁開度を上げる制御を行うことで、第１冷却部１１ａと第２冷却部１１ｂに送られる二次側の冷媒の圧力を臨界圧力以下にすることができる。これによっても、第１冷却部１１ａと第２冷却部１１ｂを流れる二次側の冷媒の温度を安定化させることが可能になる。

また、本実施形態の冷凍サイクル装置１では、カスケード側制御部２０が有する複数の電装品の冷却において、第１冷却部１１ａと、第１冷却部１１ａよりも温度の低い二次側の冷媒が流れる第２冷却部１１ｂと、を用いて、異なる温度域を用いた冷却が可能になっている。ここで、第１冷却部１１ａは、伝熱部材９５を介して第１電装品９１と熱的に接触することにより、第１電装品９１を空気の空間を介在させずに効率よく冷却させることができる。しかも、第１冷却部１１ａは、第２電装品膨張弁１８ａで減圧された低温の冷媒が流れる第２冷却部１１ｂとは異なり、比較的高い温度の冷媒が流れるため、第１冷却部１１ａでは結露の発生が抑制される。このため、第１冷却部１１ａでは、第１電装品９１を効率的に冷却させつつ、第１電装品９１が結露水でぬれることを抑制することができる。他方で、第２冷却部１１ｂを流れる冷媒は、第２電装品膨張弁１８ａで減圧された温度の低い冷媒が流れるため、電装品ケーシング９０の背面側の空間Ｓ２を十分に冷却することができる。これにより、第２冷却部１１ｂと第２電装品９２とは直接接触するようには配置されていないが、第２電装品９２を十分に冷却させることができる。また、第２冷却部１１ｂにおいて結露水が生じたとしても、第２冷却部１１ｂと直接接触した電装品はなく、第２冷却部１１ｂの下方には電装品は配置されていないため、電装品が結露水でぬれることを避けることができる。

また、本実施形態の冷凍サイクル装置１では、一次側冷媒回路５ａでは、一次側圧縮機７１等により能力制御を行うことができるため、屋外空気の温度が変化することがあっても、一次側冷媒回路５ａにおいて能力制御が行われることで、二次側冷媒回路１０のカスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａにおいて要求される熱交換量を確保しやすい。これにより、屋外空気の温度が変化したとしても、二次側冷媒回路１０において要求される負荷処理に対応できるように、カスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａにおける熱交換量をコントロールすることができる。

また、本実施形態の冷凍サイクル装置１では、二元冷凍サイクルが採用されているため、単元冷凍サイクルの場合と比べて、二次側冷媒回路１０において十分な能力を出すことが可能となっている。また、二元冷凍サイクルが採用された本実施形態の冷凍サイクル装置１では、一次側冷媒回路５ａから熱を受けることができるため、単元冷凍サイクルの場合と比べて、二次側圧縮機２１の容量を小さく抑えることができる。このため、二次側圧縮機２１のインバータ用のＩＰＭである第１電装品９１としても、発熱量を小さく抑えることが可能になる。したがって、第１冷却部１１ａによる冷却だけでも十分に異常発熱を抑制することができる。

（１３）他の実施形態
（１３－１）他の実施形態Ａ
上記実施形態では、二次側冷媒回路１０を流れる二次側の冷媒を第１冷却部１１ａと第２冷却部１１ｂに流すことにより、第１電装品９１と第２電装品９２を冷却する場合を例として挙げて説明した。

これに対して、例えば、図９に示すように、二次側冷媒回路１０を流れる二次側の冷媒を第１冷却部１１ａに流すことで第１電装品９１を冷却し、電装品用ファン９７を用いることで第１電装品９１と第２電装品９２と第３電装品を冷却するようにしてもよい。電装品用ファン９７は、冷房運転、暖房運転、冷房主体運転、暖房主体運転の各運転時にカスケード側制御部２０により駆動されるように制御される。なお、この場合には、上記実施形態における第２冷却部１１ｂと第２電装品膨張弁１８ａが設けられた第２電装品冷却流路１８を省略することができる。

本他の実施形態Ａでは、カスケード側制御部２０の電装品ケーシング９０は、天面９０ａのうち背面側の空間Ｓ２の上方において、上下方向に空気を流すように開口した天面開口９０ｚが設けられている。また、電装品ケーシング９０は、正面９０ｃのうち天面開口９０ｚから遠い箇所である前面側の空間Ｓ１の下方において、前後方向に空気を流すように開口した正面開口９０ｙが設けられている。なお、電装品ケーシング９０は、背面９０ｅおよび底面９０ｆには開口を有していない。このため、電装品ケーシング９０には、二次側圧縮機２１近傍の空気が流入しにくい。

また、カスケードユニット２のカスケードケーシング２ｘは、天面１２０ａにおいて、上下方向に空気を流すように開口した天面開口１２０ｚが設けられている。カスケードケーシング２ｘの天面開口１２０ｚと、電装品ケーシング９０の天面開口９０ｚとは、平面視において重なるように配置されている。また、カスケードケーシング２ｘは、正面１２０ｃにおいて、前後方向に空気を流すように開口した正面開口１２０ｙが設けられている。カスケードケーシング２ｘの正面開口１２０ｙと、電装品ケーシング９０の正面開口９０ｙとは、正面視において重なるように配置されている。

電装品取付板９４には、下方と、中央近傍と、上方において、前後の板厚方向に開口した通風開口９４ａが設けられている。

カスケード側制御部２０の第２電装品９２には、電装品からの熱の放出を促進するための放熱フィンを構成するヒートシンク９８が設けられている。ヒートシンク９８は、第２電装品９２よりも背面側に向けて複数の放熱フィンが伸び出すように構成されている。各放熱フィンは、板厚方向が左右方向となるように、左右方向に所定の間隔を開けて並ぶように配置されている。

そして、カスケード側制御部２０は、電装品ケーシング９０の内部のうち背面側の空間Ｓ２の上方であって、天面開口９０ｚに対向する位置に電装品用ファン９７が設けられている。電装品用ファン９７は、電装品ケーシング９０内に配置されている電装品よりも、天面開口９０ｚに近い位置に配置されている。電装品用ファン９７は、駆動することにより上下方向に空気流れを形成する。

これにより、電装品用ファン９７が駆動することで、電装品ケーシング９０内において、図９に矢印で示すように、第１電装品９１、第２電装品９２、第３電装品９３を冷却するための空気流れが生じる。具体的には、カスケードケーシング２ｘの正面開口１２０ｙと、電装品ケーシング９０の正面開口９０ｙとを順に通過して、屋外の空気が電装品ケーシング９０内に取り込まれる。電装品ケーシング９０内では、前側の空間Ｓ１において空気が上昇しながら、電装品取付板９４の各通風開口９４ａを通過し、背面側の空間Ｓ２に空気が送られる。なお、前側の空間Ｓ１を上昇した空気は、第３電装品９３の周囲を通過することにより、第３電装品９３を冷却する。背面側の空間Ｓ２に達した空気は、第１電装品９１の周囲を通過することで、第１電装品９１を冷却して、空間Ｓ２内を上昇する。空間Ｓ２を上昇する空気流れは、ヒートシンク９８を通過することで、第２電装品９２を効率的に冷却する。なお、第１電装品９１については、上記実施形態と同様に、第１冷却部１１ａによる冷却も行われる。

以上のようにして背面側の空間Ｓ２を上昇した空気は、電装品用ファン９７により、電装品ケーシング９０の天面開口９０ｚと、カスケードケーシング２ｘの天面開口１２０ｚと、を順に通過して、屋外に排出される。

以上の構成によっても、カスケード側制御部２０の各電装品を十分に冷却することができる。

（１３－２）他の実施形態Ｂ
上記他の実施形態Ａでは、電装品用ファン９７を電装品ケーシング９０内に配置しつつ、カスケードケーシング２ｘの天面開口１２０ｚと電装品ケーシング９０の天面開口９０ｚを平面視において重なるように配置し、カスケードケーシング２ｘの正面開口１２０ｙと電装品ケーシング９０の正面開口９０ｙを正面視において重なるように配置した場合を例に挙げて説明した。

これに対して、例えば、図１０に示すように、電装品ケーシング９０の天面開口９０ｚは、平面視において、カスケードケーシング２ｘの天面開口１２０ｚと重ならない部分を有するように配置してもよく、カスケードケーシング２ｘの天面開口１２０ｚとは全く重ならないように配置してもよい。さらに、電装品ケーシング９０の正面開口９０ｙは、正面視または周囲から見た場合において、カスケードケーシング２ｘの正面開口１２０ｙとは重ならない部分を有するように配置してもよい。この場合、例えば、電装品ケーシング９０の正面開口９０ｙの上端が、カスケードケーシング２ｘの正面開口１２０ｙの上端よりも高い位置となるように配置されることが好ましく、電装品ケーシング９０の正面開口９０ｙの下端が、カスケードケーシング２ｘの正面開口１２０ｙの上端よりも高い位置となるように配置されることがより好ましい。

このような遮水構造を採用することにより、カスケードユニット２を屋外に配置した場合であっても、雨水が電装品ケーシング９０の内部に到達することが抑制される。

（１３－３）他の実施形態Ｃ
上記他の実施形態Ａ、Ｂでは、電装品用ファン９７を電装品ケーシング９０内に配置し、カスケード側制御部２０において、電装品取付板９４の片面に第１電装品９１を設け、電装品取付板９４の他方の面に第２電装品９２および第３電装品９３を設けた構造を例に挙げて説明した。

これに対して、例えば、図１１に示すように、カスケード側制御部２０において、電装品取付板９４の片側面に、第１電装品９１と第２電装品９２と第３電装品９３の全ての電装品を設けた構造としてもよい。

また、電装品ケーシング９０の正面開口９０ｙは、上記他の実施形態Ｂと同様に、正面視または周囲から見た場合において、カスケードケーシング２ｘの正面開口１２０ｙとは重ならない部分を有するように配置してもよい。この場合、例えば、電装品ケーシング９０の正面開口９０ｙの上端が、カスケードケーシング２ｘの正面開口１２０ｙの上端よりも高い位置となるように配置されることが好ましく、電装品ケーシング９０の正面開口９０ｙの下端が、カスケードケーシング２ｘの正面開口１２０ｙの上端よりも高い位置となるように配置されることがより好ましい。なお、電装品ケーシング９０の正面開口９０ｙは、電装品ケーシング９０の高さ方向における中央よりも下方に位置することが好ましい。

そして、電装品ケーシング９０は、電装品用ファン９７からの排出空気流れを電装品ケーシング９０外に導くための排出開口９０ｗを有していてもよい。この排出開口９０ｗは、電装品ケーシング９０における正面側であって、正面開口９０ｙから離れた位置に設けられることが好ましく、正面開口９０ｙが下方に位置する場合には排出開口９０ｗは電装品ケーシング９０の高さ方向における中央よりも上方に位置することが好ましい。

同様に、カスケードケーシング２ｘは、電装品用ファン９７からの排出空気流れを屋外に導くための排出開口１２０ｗを有していてもよい。この排出開口１２０ｗは、カスケードケーシング２ｘにおける正面側であって、正面開口１２０ｙから離れた位置に設けられることが好ましい。カスケードケーシング２ｘの排出開口１２０ｗは、正面視において、電装品ケーシング９０の排出開口９０ｗと重複する部分を有していてもよい。

これにより、電装品用ファン９７が形成する空気流れにおいて、カスケードケーシング２ｘの排出開口１２０ｗから屋外に排出された空気がそのままカスケードケーシング２ｘの正面開口１２０ｙに取り込まれてしまうというショートサーキットを抑制させることができる。

（１３－４）他の実施形態Ｄ
上記他の実施形態Ａ、Ｂ、Ｃでは、電装品用ファン９７を電装品ケーシング９０内に配置して、電装品ケーシング９０内に積極的に空気流れを形成させる場合を例に挙げて説明した。

これに対して、例えば、電装品用ファン９７のような空気流れ形成源が無くても、自然対流によって電装品ケーシング９０内の空間の熱を天面開口９０ｚ等から排出できる場合には、他の実施形態Ａ、Ｂ、Ｃにおける電装品用ファン９７を省略するようにしてもよい。

（１３－５）他の実施形態Ｅ
上記実施形態では、第２電装品冷却流路１８が第１電装品冷却流路１７のうちの第１冷却部１１ａと第１電装品膨張弁１７ａとの間の部分Ｙと、吸入流路２３の途中の部分Ｗと、を接続する冷媒流路である場合を例に挙げて説明した。

これに対して、第２電装品冷却流路１８は、例えば、図１２に示すように、第４配管２６のうちのカスケード膨張弁３６と二次側レシーバ４５との間の部分Ｘと、第１電装品冷却流路１７における第１冷却部１１ａと、の間である部分Ｙ１と、吸入流路２３の途中の部分Ｗと、を接続する冷媒流路であってもよい。

この場合には、第１冷却部１１ａにおいて放熱された後の冷媒ではなく、第１冷却部１１ａに送られる前の状態の冷媒を、第２電装品膨張弁１８ａにより減圧することができる。これにより、十分に冷却された冷媒を用いて第２冷却部１１ｂにおいて電装品を冷却することが可能になる。

（１３－６）他の実施形態Ｆ
上記実施形態では、第２電装品冷却流路１８が第１電装品冷却流路１７のうちの第１冷却部１１ａと第１電装品膨張弁１７ａとの間の部分Ｙと、吸入流路２３の途中の部分Ｗと、を接続する冷媒流路である場合を例に挙げて説明した。

これに対して、第２電装品冷却流路１８は、例えば、図１３に示すように、第４配管２６のうちのカスケード膨張弁３６と二次側レシーバ４５との間の部分Ｘと、二次側レシーバ４５と、の間である部分Ｙ２と、吸入流路２３の途中の部分Ｗと、を接続する冷媒流路であってもよい。

この場合も、他の実施形態Ｅと同様に、第１冷却部１１ａにおいて放熱された後の冷媒ではなく、第１冷却部１１ａに送られる前の状態の冷媒を、第２電装品膨張弁１８ａにより減圧することができる。これにより、十分に冷却された冷媒を用いて第２冷却部１１ｂにおいて電装品を冷却することが可能になる。

（１３－７）他の実施形態Ｇ
上実施形態では、１つの一次側ユニット５に対して１つのカスケードユニット２が接続された冷凍サイクル装置１を例に挙げて説明した。

これに対して、冷凍サイクル装置１としては、例えば、図１４に示すように、１つの一次側ユニット５に対して複数のカスケードユニットである第１カスケードユニット２ａ、第２カスケードユニット２ｂ、第３カスケードユニット２ｃが互いに並列に接続されることで、第１カスケード回路１２ａを有する第１二次側冷媒回路１０ａと第２カスケード回路１２ｂを有する第２二次側冷媒回路１０ｂと第３カスケード回路１２ｃを有する第３二次側冷媒回路１０ｃとを備えたものであってもよい。なお、図１４において、第１カスケードユニット２ａ、第２カスケードユニット２ｂ、第３カスケードユニット２ｃの各内部構造は、上記実施形態のカスケードユニット２と同様であるため、一部のみを示すことで省略している。

ここで、第１カスケードユニット２ａ、第２カスケードユニット２ｂ、第３カスケードユニット２ｃのぞれぞれは、図示は省略するが、上記実施形態と同様に、複数の分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃ、複数の利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃと接続される。具体的には、第１カスケードユニット２ａは、二次側第３連絡管７ａ、二次側第１連絡管８ａ、二次側第２連絡管９ａを介して、複数の分岐ユニットおよび利用ユニットと接続される。第２カスケードユニット２ｂは、二次側第３連絡管７ｂ、二次側第１連絡管８ｂ、二次側第２連絡管９ｂを介して、第１カスケードユニット２ａと接続されているものとは異なる別の複数の分岐ユニットおよび利用ユニットと接続される。第３カスケードユニット２ｃは、二次側第３連絡管７ｃ、二次側第１連絡管８ｃ、二次側第２連絡管９ｃを介して、第１カスケードユニット２ａに接続されているものとは異なり第２カスケードユニット２ｂに接続されているものとも異なる別の複数の分岐ユニットおよび利用ユニットと接続される。

ここでは、一次側ユニット５と第１カスケードユニット２ａとは、一次側第１連絡管１１１ａと一次側第２連絡管１１２ａを介して接続される。一次側ユニット５と第２カスケードユニット２ｂとは、一次側第１連絡管１１１ａから分岐した一次側第１連絡管１１１ｂと、一次側第２連絡管１１２ａから分岐した一次側第２連絡管１１２ｂと、を介して接続される。一次側ユニット５と第３カスケードユニット２ｃとは、一次側第１連絡管１１１ａから分岐した一次側第１連絡管１１１ｃと、一次側第２連絡管１１２ａから分岐した一次側第２連絡管１１２ｃと、を介して接続される。

ここで、第１カスケードユニット２ａ、第２カスケードユニット２ｂ、第３カスケードユニット２ｃは、それぞれ、自己が開度制御する一次側第２膨張弁１０２を有している。また、第１カスケードユニット２ａが有する第１カスケード側制御部２０ａ、第２カスケードユニット２ｂが有する第２カスケード側制御部２０ｂ、第３カスケードユニット２ｃが有する第３カスケード側制御部２０ｃは、それぞれ対応する一次側第２膨張弁１０２の開度制御を行う。なお、上記実施形態と同様に、第１カスケード側制御部２０ａ、第２カスケード側制御部２０ｂ、第３カスケード側制御部２０ｃのそれぞれは、自身が制御する第１カスケード回路１２ａ、第２カスケード回路１２ｂ、第３カスケード回路１２ｃの状況に基づいて、自ら対応する一次側第２膨張弁１０２の弁開度を制御する。これにより、一次側冷媒回路５ａを流れる一次側の冷媒は、第１二次側冷媒回路１０ａ、第２二次側冷媒回路１０ｂ、第３二次側冷媒回路１０ｃにおける負荷の違いに対応するように、一次側第１連絡管１１１ａおよび一次側第２連絡管１１２ａにおける一次側の冷媒の流量と、一次側第１連絡管１１１ｂおよび一次側第２連絡管１１２ｂにおける一次側の冷媒の流量と、一次側第１連絡管１１１ｃおよび一次側第２連絡管１１２ｃにおける一次側の冷媒の流量と、が制御される。

（１３－８）他の実施形態Ｈ
上記実施形態では、一次側冷媒回路５ａにおいて用いられる冷媒としてＲ３２またはＲ４１０Ａを例示し、二次側冷媒回路１０において用いられる冷媒として二酸化炭素を例示した。

これに対して、一次側冷媒回路５ａにおいて用いられる冷媒としては、特に限定されるものではなく、ＨＦＣ－３２、ＨＦＯ系冷媒、ＨＦＣ－３２とＨＦＯ系冷媒の混合冷媒、二酸化炭素、アンモニア、プロパン等を用いることができる。

さらに、冷媒が流れる一次側冷媒回路５ａの代わりに、水やブラインなどの熱媒体が流れる熱媒体回路を用いてもよい。この場合には、熱媒体回路としては、温熱源または冷熱源として機能する熱源と、熱媒体を循環させるためのポンプと、を有するものであってよい。この場合には、ポンプにより流量調節が可能になり、温熱源または冷熱源により熱量をコントロールすることが可能になる。

また、二次側冷媒回路１０において用いられる冷媒としては、特に限定されるものではなく、ＨＦＣ－３２、ＨＦＯ系冷媒、ＨＦＣ－３２とＨＦＯ系冷媒の混合冷媒、二酸化炭素、アンモニア、プロパン等を用いることができる。

なお、ＨＦＯ系冷媒としては、例えば、ＨＦＯ－１２３４ｙｆやＨＦＯ－１２３４ｚｅ等を用いることができる。

また、一次側冷媒回路５ａと二次側冷媒回路１０とでは、同じ冷媒が用いられていてもよいし、異なる冷媒が用いられていてもよいが、二次側冷媒回路１０で用いられる冷媒は、一次側冷媒回路５ａで用いられる冷媒よりも、地球温暖化係数（GWP：Global Warming Potential）が低いか、オゾン層破壊係数（ODP：Ozone Depletion Potential）が低いか、燃焼性が低いか、毒性が低いか、の少なくともいずれかであることが好ましい。ここで、燃焼性は、例えば、ASHRAE34の燃焼性に関する区分に応じて比較することができる。また、毒性は、例えば、ASHRAE34安全等級に関する区分に応じて比較することができる。特に、一次側冷媒回路５ａの総合内容容積よりも、二次側冷媒回路１０の総合内容容積の方が大きい場合に、二次側冷媒回路１０において地球温暖化係数（ＧＷＰ）とオゾン層破壊係数（ＯＤＰ）と燃焼性と毒性の少なくともいずれか一次側冷媒回路５ａの冷媒よりも低い冷媒を用いることにより、漏洩が生じた場合の悪影響を小さく抑えることが可能になる。

（付記）
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示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。

１ ：冷凍サイクル装置
２ ：カスケードユニット
２ｘ ：カスケードケーシング
３ａ ：第１利用ユニット
３ｂ ：第２利用ユニット
３ｃ ：第３利用ユニット
５ ：一次側ユニット
５ａ ：一次側冷媒回路（第１回路）
５ｘ ：一次側ケーシング（第１ケーシング）
１０ ：二次側冷媒回路（第２回路）
１１ａ ：第１冷却部（冷却部）
１１ｂ ：第２冷却部（冷却部）
１２ ：カスケード回路
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ：利用回路
１７ ：第１電装品冷却流路
１７ａ ：第１電装品膨張弁
１８ ：第２電装品冷却流路
１８ａ ：第２電装品膨張弁（減圧機構）
２０ ：カスケード側制御部（制御部）
２１ ：二次側圧縮機（圧縮機）
２１ａ ：圧縮機モータ
２２ ：二次側切換機構
２２ａ ：第１切換弁
２２ｂ ：第２切換弁
２２ｘ ：吐出側連絡部
２２ｙ ：吸入側連絡部
２３ ：吸入流路
２４ ：吐出流路
２５ ：第３配管
２６ ：第４配管
２７ ：第５配管
２８ ：第１配管
２９ ：第２配管
３０ ：二次側アキュムレータ
３４ ：油分離器
３５ ：カスケード熱交換器
３５ａ ：二次側流路
３５ｂ ：一次側流路
３６ ：カスケード膨張弁
３７ ：二次側吸入圧力センサ
３８ ：二次側吐出圧力センサ
３９ ：二次側吐出温度センサ
４５ ：二次側レシーバ
４６ ：バイパス回路
４６ａ ：バイパス膨張弁
４７ ：二次側過冷却熱交換器
４８ ：二次側過冷却回路
４８ａ ：二次側過冷却膨張弁
５０ａ－ｃ：利用側制御部
５１ａ－ｃ：利用側膨張弁
５２ａ－ｃ：利用側熱交換器（第２熱交換器）
５３ａ－ｃ：室内ファン
５８ａ、５８ｂ、５８ｃ：液側温度センサ
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ：分岐ユニット制御部
６６ａ、６６ｂ、６６ｃ：第１調節弁
６７ａ、６７ｂ、６７ｃ：第２調節弁
６８ａ、６８ｂ、６８ｃ：逆止弁
６９ａ、６９ｂ、６９ｃ：バイパス管
７０ ：一次側制御部
７１ ：一次側圧縮機（第１圧縮機）
７２ ：一次側切換機構
７４ ：一次側熱交換器（第１熱交換器）
７６ ：一次側第１膨張弁
７７ ：外気温度センサ
７８ ：一次側吐出圧力センサ
７９ ：一次側吸入圧力センサ
８０ ：制御部
８１ ：一次側吸入温度センサ
８２ ：一次側熱交温度センサ
８３ ：二次側カスケード温度センサ
８４ ：レシーバ出口温度センサ
８５ ：バイパス回路温度センサ
８６ ：過冷却出口温度センサ
８７ ：過冷却回路温度センサ
８８ ：二次側吸入温度センサ
９０ ：電装品ケーシング
９０ｗ ：排出開口（排熱開口）
９０ｙ ：正面開口
９０ｚ ：天面開口（排熱開口）
９１ ：第１電装品（インバータ部品）
９２ ：第２電装品（第１電装部品）
９３ ：第３電装品（第１電装部品）
９４ ：電装品取付板
９４ａ ：通風開口
９７ ：電装品用ファン
９８ ：ヒートシンク
１０２ ：一次側第２膨張弁
１０３ ：一次側過冷却熱交換器
１０４ ：一次側過冷却回路
１０４ａ ：一次側過冷却膨張弁
１０５ ：一次側アキュムレータ
１１１ ：一次側第１連絡管
１１２ ：一次側第２連絡管
１１３ ：第１冷媒配管
１１４ ：第２冷媒配管
１２０ｗ ：排出開口
１２０ｘ ：連絡開口
１２０ｙ ：正面開口
１２０ｚ ：天面開口

特開２０２０－１８０７０９号

Claims (7)

1. 熱を搬送する熱媒体が流れ、熱源と前記熱媒体とを熱交換させる第１熱交換器（７４）を有する第１回路（５ａ）と、
   圧縮機（２１）と、室内の空気と熱交換を行う第２熱交換器（５２ａ、５２ｂ、５２ｃ）と、を有し、二酸化炭素冷媒を含む冷媒が流れる第２回路（１０）と、
   前記第１回路を流れる前記熱媒体と、前記第２回路を流れる前記冷媒と、の間で熱交換を行うカスケード熱交換器（３５）と、
   を備える冷凍サイクル装置（１）の
   カスケードユニット（２）であって、
   前記圧縮機（２１）と、
   前記カスケード熱交換器（３５）と、
   電装品（９１、９２、９３）と、
   前記第２回路を流れる前記冷媒によって前記電装品を冷却する冷却部（１１ａ、１１ｂ）と、
   前記圧縮機と前記電装品と前記冷却部とを収容するカスケードケーシング（２ｘ）と、
   を備え、
   前記冷凍サイクル装置は、前記冷却部を流れる前記冷媒の状態を臨界圧力以下または臨界温度以下に制御する制御部（２０、８０）を備えている、
   カスケードユニット。
2. 前記電装品は、インバータ部品（９１）と第１電装部品（９２）とを有しており、
   前記第２回路は、前記冷媒によって前記インバータ部品を冷却する第１冷却部と、前記第１冷却部よりも温度の低い前記冷媒によって前記第１電装部品を冷却する第２冷却部（１１ｂ）と、を有する、
   請求項１に記載のカスケードユニット。
3. 前記電装品は、前記インバータ部品と前記第１電装部品とを収容する電装品ケーシング（９０）を有しており、
   空気流れを生じさせるファンを備えていない、
   請求項２に記載のカスケードユニット。
4. 前記電装品は、インバータ部品（９１）と、第１電装部品（９２、９３）と、前記インバータ部品および前記第１電装部品を収容する電装品ケーシング（９０）と、を有しており、
   前記冷却部は、前記インバータ部品を冷却し、
   前記電装品ケーシングは、排熱開口（９０ｚ）を有している、
   請求項１に記載のカスケードユニット。
5. 前記電装品ケーシング内から前記排熱開口に向かう空気流れを生じさせる電装品用ファン（９７）を備え、
   前記電装品用ファンが生じさせる前記空気流れが、前記第１電装部品を冷却する、
   請求項４に記載のカスケードユニット。
6. 前記第１回路は、第１圧縮機（７１）を有し、
   前記第１熱交換器は、室外の空気と熱交換を行い、
   前記冷凍サイクル装置は、前記第１圧縮機と前記第１熱交換器とを収容する第１ケーシング（５ｘ）を備える、
   請求項１から５のいずれか１項に記載のカスケードユニット。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載のカスケードユニットを備える冷凍サイクル装置。

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