JP7473836B2 - 冷凍サイクルシステム - Google Patents

Description

本発明は、冷凍サイクルシステムに関する。

従来より、一次側の冷媒回路と二次側の冷媒回路とをカスケード熱交換器を介して接続させた二元冷凍装置が知られている。このような二元冷凍装置の二次側の冷媒回路において二酸化炭素冷媒を用いる場合には、二次側の冷媒回路における起動時において、吐出冷媒の圧力が過渡的に上昇してしまうことから、二次側の冷媒回路における設計圧力が高まってしまうという課題がある。

これに対して、例えば、特許文献１（特開２００４－１９０９１７号公報）に記載の冷凍装置では、一次側の冷媒回路を構成する圧縮機を起動させた後に、二次側の冷媒回路を構成する圧縮機を起動させることにより、二次側の冷媒回路の起動時における過渡的な吐出冷媒圧力の上昇を抑制させることを提案している。

ところが、上記引用文献１に記載の冷凍装置では、二次側の冷媒回路において圧縮機から吐出された後にカスケード熱交換器を流れる冷媒の圧力については、上昇を抑制できるものの、二次側の冷媒回路における圧縮機の吸入側の冷媒の圧力については、なんら考慮されていない。二次側の冷媒回路における圧縮機の吸入側の冷媒の圧力が高い状態のままで圧縮機を起動させると、二次側の冷媒回路における圧縮機の吐出側の冷媒の圧力が上昇しすぎてしまうおそれがある。

第１観点に係る冷凍サイクルシステムは、第１サイクルと第２サイクルとを備える。第１サイクルは、第１圧縮機とカスケード熱交換器と第１膨張部と第１熱交換器とを有しており、これらが互いに接続されている。第１サイクルは、二酸化炭素冷媒が循環する。第１サイクルは、第１流路と、第２流路と、第３流路と、バイパス流路と、を含んでいる。第１流路は、第１圧縮機とカスケード熱交換器とを接続する。第２流路は、カスケード熱交換器と第１膨張部とを接続する。第３流路は、第１熱交換器と第１圧縮機とを接続する。バイパス流路は、第１流路および第２流路の少なくとも一方と、第３流路と、を接続する。第２サイクルは、カスケード熱交換器を有している。第２サイクルは、二酸化炭素冷媒とは異なる熱媒体が循環する。冷凍サイクルシステムでは、カスケード熱交換器を第１サイクルの放熱器および第２サイクルの吸熱器として用いる場合に、第２サイクルにおいて熱媒体がカスケード熱交換器に流れた後に、第１サイクルの第１圧縮機が起動する。

なお、第１流路は、第１圧縮機の吐出側とカスケード熱交換器の一端との間で延びている流路であってよい。第２流路は、カスケード熱交換器の他端と第１膨張部との間で延びている流路であってよい。第３流路は、第１熱交換器の一端と第１圧縮機の吸入側との間で延びている流路であってよい。カスケード熱交換器は、第１サイクルを循環する二酸化炭素冷媒と、第２サイクルを循環する熱媒体との間で熱交換を行わせるものであってよい。

なお、第１サイクルが冷媒の流れを切り替える切換機構を有していてもよい。第１サイクルが切換機構を有している場合には、第３流路は、切換機構から第１圧縮機の吸入側までの間で延びている流路であってよい。また、第１サイクルが切換機構を有している場合には、第１流路は、切換機構からカスケード熱交換器の一端との間で延びている流路であってよい。

また、バイパス流路は、第１流路および第２流路の少なくとも一方と、第３流路と、を常時接続していてもよいし、開閉弁等を用いて接続状態と非接続状態との切り換えが可能なように接続していてもよい。

また、第２サイクルを循環する熱媒体は、二酸化炭素冷媒とは異なる熱媒体であれば特に限定されず、例えば、Ｒ３２、ブライン、水等であってもよい。

この冷凍サイクルシステムでは、第１サイクルにおける第１圧縮機の吸入側の冷媒の圧力が高い状態のままで第１圧縮機が起動することを防ぐことができる。これにより、第１サイクルの起動時における第１圧縮機の吐出側の冷媒の圧力の上昇を抑制させることが可能になる。

第２観点に係る冷凍サイクルシステムは、第１観点に係る冷凍サイクルシステムにおいて、第２サイクルは、第２圧縮機を有している。この冷凍サイクルシステムでは、カスケード熱交換器を第１サイクルの放熱器および第２サイクルの吸熱器として用いる場合に、第２圧縮機が起動した後に、第１圧縮機が起動する。

この冷凍サイクルシステムでは、第２圧縮機が起動した後に第１圧縮機を起動させることにより、第１サイクルの第１圧縮機の起動時に、第２サイクルにおいて吸熱器として機能するカスケード熱交換器に熱媒体が流れている状態を、より確実に確保することが可能になる。

第３観点に係る冷凍サイクルシステムは、第１観点または第２観点に係る冷凍サイクルシステムにおいて、第３流路における冷媒圧力または冷媒温度を検出するセンサをさらに備えている。この冷凍サイクルシステムでは、カスケード熱交換器を第１サイクルの放熱器および第２サイクルの吸熱器として用いる場合に、センサの検出値が所定値以下である場合に第１圧縮機が起動する。

この冷凍サイクルシステムでは、第１サイクルの起動時における第１圧縮機の吐出側の冷媒の圧力の上昇をより確実に抑制させることが可能になる。

第４観点に係る冷凍サイクルシステムは、第１観点または第２観点に係る冷凍サイクルシステムにおいて、第３流路における冷媒圧力または冷媒温度を検出するセンサをさらに備えている。この冷凍サイクルシステムでは、カスケード熱交換器を第１サイクルの放熱器および第２サイクルの吸熱器として用いる場合に、センサの検出値が所定値以下であることと、第２サイクルにおいて熱媒体がカスケード熱交換器に流れ初めてから所定時間が経過したことと、のいずれかを満たした場合に第１圧縮機が起動する。

この冷凍サイクルシステムでは、センサの検出値が所定値以下になった場合には迅速に第１サイクルを起動させることができ、センサの検出値が所定値以下にならないままで所定時間が経過した場合には第１サイクルが起動されない状態が長く維持されてしまうことを抑制できる。

第５観点に係る冷凍サイクルシステムは、第１観点から第４観点のいずれかに係る冷凍サイクルシステムにおいて、バイパス流路は、冷媒を減圧する減圧機構を有している。

この冷凍サイクルシステムでは、第１流路および第２流路の少なくとも一方から第３流路に過剰な量の冷媒が流れることを抑制できる。

第６観点に係る冷凍サイクルシステムは、第１観点から第５観点のいずれかに係る冷凍サイクルシステムにおいて、バイパス流路は、開閉可能な開閉弁を有している。この冷凍サイクルシステムでは、カスケード熱交換器を第１サイクルの放熱器および第２サイクルの吸熱器として用いる場合に、第２サイクルにおいて熱媒体がカスケード熱交換器に流れ初めた後から第１圧縮機が起動するまでの間は開閉弁は開状態であり、第１圧縮機の起動時または起動した後に開閉弁が閉状態となる。

開閉弁は、開状態と閉状態との２つの状態が切り換えられるものであってもよいし、弁開度を調節可能なものであってもよい。

また、第２サイクルにおいて熱媒体がカスケード熱交換器に流れ初める前から熱媒体がカスケード熱交換器に流れ初める時までについても、開閉弁は開状態であってよい。

この冷凍サイクルシステムでは、第１圧縮機が起動するまでは第１圧縮機の吸入側の冷媒の圧力を低下させることが可能であり、第１圧縮機の起動後は、第１圧縮機の吐出側からバイパス流路を介して第１圧縮機の吸入側に冷媒が流れる状態を回避することができる。

第７観点に係る冷凍サイクルシステムは、第１観点から第６観点のいずれかに係る冷凍サイクルシステムにおいて、第１サイクルは、切換機構をさらに含んでいる。切換機構は、第１圧縮機から吐出された冷媒をカスケード熱交換器に送る状態と、第１圧縮機から吐出された冷媒を第１熱交換器に送る状態と、を切り換える。第３流路は、切換機構と第１圧縮機とを接続する吸入流路を含んでいる。バイパス流路は、第１流路および第２流路の少なくとも一方と吸入流路とを接続する。切換機構が第１圧縮機から吐出された冷媒をカスケード熱交換器に送る状態となっている場合に、カスケード熱交換器を第１サイクルの放熱器および第２サイクルの吸熱器として用いる運転を開始する。

この冷凍サイクルシステムでは、第１熱交換器を冷媒の放熱器および吸熱器として用いることができる構造を備えつつ、第１熱交換器を冷媒の吸熱器として用いる場合の第１サイクルの起動時における第１圧縮機の吐出側の冷媒の圧力の上昇を抑制させることが可能になる。

冷凍サイクルシステムの概略構成図である。 冷凍サイクルシステム１の概略機能ブロック構成図である。 冷凍サイクルシステムの冷房運転における動作（冷媒の流れ）を示す図である。 冷凍サイクルシステムの暖房運転における動作（冷媒の流れ）を示す図である。 冷凍サイクルシステムの冷暖同時運転（冷房主体）における動作（冷媒の流れ）を示す図である。 冷凍サイクルシステムの冷暖同時運転（暖房主体）における動作（冷媒の流れ）を示す図である。 冷凍サイクルシステムの起動制御フローチャートである。 他の実施形態Ａに係る冷凍サイクルシステムの概略構成図である。 他の実施形態Ｂに係る冷凍サイクルシステム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システムの概略構成図である。 他の実施形態Ｇに係る熱源ユニットと一次側ユニットの接続形態を示す概略図である。

（１）冷凍サイクルシステムの構成
図１は、冷凍サイクルシステム１の概略構成図である。図２は、冷凍サイクルシステム１の概略機能ブロック構成図である。

冷凍サイクルシステム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。

冷凍サイクルシステム１は、一次側ユニット５と二次側ユニット４（冷凍サイクル装置に相当）とを有しており、二元冷凍サイクルを行う二元冷媒回路を備えている。

一次側ユニット５は、蒸気圧縮式の一次側冷媒回路５ａ（第２サイクルに相当）を有している。一次側冷媒回路５ａには、冷媒として、Ｒ３２（熱媒体に相当）等が封入されている。

二次側ユニット４は、蒸気圧縮式の二次側冷媒回路１０（第１サイクルに相当）を有している。二次側冷媒回路１０には、冷媒として、二酸化炭素が封入されている。一次側ユニット５と二次側ユニット４とは、後述するカスケード熱交換器３５を介して連結されている。

二次側ユニット４は、複数の利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃと対応する複数の分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃが対応する第１接続管１５ａ、１５ｂ、１５ｃおよび第２接続管１６ａ、１６ｂ、１６ｃを介して接続され、かつ、複数の分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃと熱源ユニット２が３つの連絡管７、８、９を介して接続されることによって構成されている。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。熱源ユニット２は、本実施形態では、１台である。３つの冷媒連絡管は、第１連絡管８と、第２連絡管９と、第３連絡管７である。第１連絡管８には、運転状態に応じて、超臨界状態の冷媒と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。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。第３連絡管７には、運転状態に応じて、超臨界状態の冷媒と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。

そして、冷凍サイクルシステム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、冷凍サイクルシステム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、熱源ユニット２の熱負荷をバランスさせるように構成されている。

（２）一次側ユニット
一次側ユニット５は、一次側冷媒回路５ａと、一次側ファン７５と、一次側制御部７０と、を有している。

一次側冷媒回路５ａは、一次側圧縮機７１（第２圧縮機に相当）と、一次側切換機構７２と、一次側熱交換器７４と、一次側膨張弁７６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、を有している。一次側冷媒回路５ａは、冷凍サイクルシステム１において一次側の冷媒回路を構成しており、内部をＲ３２等の冷媒が循環する。

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。

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熱源配管２５（第１流路に相当）を介して二次側切換機構２２に接続され、その液側が第４熱源配管２６（第２流路に相当）を介して熱源側膨張弁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、その液側が一次側膨張弁７６に接続されている。

一次側膨張弁７６は、一次側冷媒回路５ａのカスケード熱交換器３５と一次側熱交換器７４との間の液配管に設けられている。一次側膨張弁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。

一次側熱交換器７４は、一次側の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。

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、が設けられている。

一次側制御部７０は、一次側ユニット５を構成する各部７１（７１ａ）、７２、７５（７５ａ）、７６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、二次側ユニット４の熱源側制御部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。

（３）二次側ユニット
二次側ユニット４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、熱源ユニット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、熱源ユニット２と、３つの連絡管である第３連絡管７と第１連絡管８と第２連絡管９とを介して接続されている。具体的には、熱源ユニット２から延び出した第３連絡管７と第１連絡管８と第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。

（３－１）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を介して熱源ユニット２に接続されており、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。

次に、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、二次側冷媒回路１０の一部を構成する利用回路１３ａと、室内ファン５３ａと、利用側制御部５０ａ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。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。

利用回路１３ａは、主として、利用側熱交換器５２ａ（第１熱交換器に相当）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。ここで、利用ユニット３ａ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室内ファン５３ａを有している。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。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。

また、利用ユニット３ａには、各種のセンサが設けられている。具体的には、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、二次側ユニット４の熱源側制御部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。

（３－２）分岐ユニット
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おり、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、連絡管７、８、９を介して熱源ユニット２に接続されている。分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃは、二次側冷媒回路１０の一部を構成する分岐回路１４ａ、１４ｂ、１４ｃを有している。

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、二次側冷媒回路１０の一部を構成する分岐回路１４ａと、分岐ユニット制御部６０ａと、を有している。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。

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、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、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。なお、ここでは、第１調節弁６６ａとして、開度調節が可能な電動膨張弁を採用しているが、開閉のみが可能な電磁弁等を採用してもよい。

第２分岐配管６４ａは、合流配管６２側とは反対側が、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。なお、ここでは、第２調節弁６７ａとして、開度調節が可能な電動膨張弁を採用しているが、開閉のみが可能な電磁弁等を採用してもよい。

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および第２調節弁６７ａを開けた状態にすることで、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、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と第２分岐配管６４ａに分岐して流れる。第１分岐配管６３ａにおいて第１調節弁６６ａを通過した冷媒は、第１連絡管８に送られる。第２分岐配管６４ａにおいて第２調節弁６７ａを通過した冷媒は、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を閉じた状態にしつつ第２調節弁６７ａを開けた状態にすることで、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、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、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を後述するように運転状況に応じて開状態か閉状態にし、かつ、第１調節弁６６ａを開けた状態にすることで、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、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、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を開けた状態にすることで、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、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、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。

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、二次側ユニット４の熱源側制御部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。

（３－３）熱源ユニット
熱源ユニット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。熱源ユニット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。

次に、熱源ユニット２の構成について説明する。熱源ユニット２は、主として、二次側冷媒回路１０の一部を構成する熱源回路１２と、熱源側制御部２０と、を有している。

熱源回路１２は、主として、二次側圧縮機２１（第１圧縮機に相当）と、二次側切換機構２２（切換機構に相当）と、第１熱源配管２８と、第２熱源配管２９と、吸入流路２３（第３流路に相当）と、吐出流路２４と、第３熱源配管２５（第１流路に相当）と、第４熱源配管２６（第２流路に相当）と、第５熱源配管２７と、カスケード熱交換器３５と、熱源側膨張弁３６（第１膨張弁に相当）と、第３閉鎖弁３１と、第１閉鎖弁３２と、第２閉鎖弁３３と、アキュムレータ３０と、油分離器３４と、油戻し回路４０と、接続流路４５と、バイパス流路４７と、を有している。なお、熱源回路１２は、カスケード熱交換器３５と第３閉鎖弁３１との間に二次側の冷媒を溜めるレシーバ等の冷媒容器を有していないものであってよい。

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。なお、二次側圧縮機２１は、停止時には、吐出側と吸入側とで冷媒の行き来ができないまたは実質的にできない構造のものを用いることができる。

二次側切換機構２２は、二次側冷媒回路１０の接続状態、特に、熱源回路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、環状の流路に二方弁である切換弁２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄが４つ並んで設けられて構成されている。なお、二次側切換機構２２としては、これに変えて、複数の三路切換弁を組合せたものを用いてもよい。二次側切換機構２２は、吐出流路２４と第３熱源配管２５とを接続する流路に設けられた第１切換弁２２ａと、吐出流路２４と第１熱源配管２８とを接続する流路に設けられた第２切換弁２２ｂと、吸入流路２３と第３熱源配管２５とを接続する流路に設けられた第３切換弁２２ｃと、吸入流路２３と第１熱源配管２８とを接続する流路に設けられた第４切換弁２２ｄと、を有している。本実施形態において、第１切換弁２２ａと、第２切換弁２２ｂと、第３切換弁２２ｃと、第４切換弁２２ｄと、はそれぞれ開状態と閉状態とが切り換えられる電磁弁である。

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る場合には、第１切換弁２２ａを開状態として二次側圧縮機２１の吐出側とカスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａのガス側とを接続しつつ、第３切換弁２２ｃを閉状態とする第１接続状態とする。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３切換弁２２ｃを開状態として二次側圧縮機２１の吸入側とカスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａのガス側とを接続しつつ、第１切換弁２２ａを閉状態とする第２接続状態とする。また、二次側切換機構２２は、二次側圧縮機２１から吐出される二次側の冷媒を第１連絡管８に送る場合には、第２切換弁２２ｂを開状態として二次側圧縮機２１の吐出側と第１連絡管８とを接続しつつ、第４切換弁２２ｄを閉状態とする第３接続状態とする。また、二次側切換機構２２は、第１連絡管８を流れる冷媒を二次側圧縮機２１に吸入させる場合には、第４切換弁２２ｄを開状態として第１連絡管８と二次側圧縮機２１の吸入側とを接続しつつ、第２切換弁２２ｂを閉状態とする第４接続状態とする。

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と熱源ユニット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、熱源ユニット２の図示しないケーシング内部に配置されており、カスケード熱交換器３５のうちの一次側流路３５ｂの両端から延びた冷媒配管が、熱源ユニット２の図示しないケーシング外まで延びるように設けられている。

熱源側膨張弁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に、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。

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、熱源ユニット２から引き出される第３連絡管７に接続されている。第１閉鎖弁３２は、熱源ユニット２から引き出される第１連絡管８に接続されている。第２閉鎖弁３３は、熱源ユニット２から引き出される第２連絡管９に接続されている。

第１熱源配管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熱源配管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と第４切換弁２２ｄとの間の部分と、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のうちの第３切換弁２２ｃと第４切換弁２２ｄとの間の部分と、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、アキュムレータ３０が設けられている。

第２熱源配管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熱源配管２９は、吸入流路２３のうち、二次側切換機構２２における第２切換弁２２ｂと第４切換弁２２ｄの間の部分と、アキュムレータ３０と、の間の部分である接続箇所Ｙ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のうちの第１切換弁２２ａと第２切換弁２２ｂとの間の部分と、を接続している。

第３熱源配管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熱源配管２５は、二次側切換機構２２のうちの第１切換弁２２ａと第３切換弁２２ｃとの間の部分と、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熱源配管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）と熱源側膨張弁３６とを接続する冷媒配管である。具体的には、第４熱源配管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、熱源側膨張弁３６とを接続している。

第５熱源配管２７は、熱源側膨張弁３６と第３閉鎖弁３１とを接続する冷媒配管である。

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。

接続流路４５は、第５熱源配管２７と吸入流路２３とを接続するように設けられている。接続流路４５は、第５熱源配管２７と、吸入流路２３のうち二次側切換機構２２とアキュムレータ３０との間の部分と、を接続するように設けられている。接続流路４５の途中には、接続開閉弁４６が設けられている。なお、接続開閉弁４６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てもよい。接続開閉弁４６は、本実施形態においては、後述の冷房運転または冷房主体運転の停止時において開状態に制御されるものであり、二次側圧縮機２１が駆動している通常運転時には閉状態に維持される。このように、冷房運転または冷房主体運転の停止時に接続開閉弁４６を開状態とすることにより、二次側冷媒回路１０の高圧冷媒の圧力が低減される。これにより、二次側圧縮機２１の停止時において、二次側冷媒回路１０の高圧冷媒が存在する箇所の周囲の温度が上昇することで、高圧冷媒の圧力が高くなりすぎることを抑制することが可能になっている。

バイパス流路４７は、第３熱源配管２５と吸入流路２３とを接続するように設けられている。バイパス流路４７は、第３熱源配管２５と、吸入流路２３のうち二次側切換機構２２とアキュムレータ３０との間の部分と、を接続するように設けられている。バイパス流路４７の途中には、バイパスキャピラリーチューブ４８（減圧機構に相当）とバイパス開閉弁４９（開閉弁に相当）が設けられている。バイパス開閉弁４９は、本実施形態においては、後述の暖房運転または暖房主体運転の起動時において開状態に制御されるものであり、二次側圧縮機２１が駆動している通常運転時には閉状態に維持される。なお、バイパス開閉弁４９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バイパスキャピラリーチューブ４８を省略した構成としてもよい。

また、熱源ユニット２には、各種のセンサが設けられている。具体的には、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（第３流路における冷媒圧力または冷媒温度を検出するセンサに相当）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とが設けられている。

熱源側制御部２０は、熱源ユニット２を構成する各部２１（２１ａ）、２２、３６、４４、４６、４９の動作を制御する。そして、熱源側制御部２０は、熱源ユニット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。

（４）制御部
冷凍サイクルシステム１では、上述の熱源側制御部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、７７、７８、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、４６、４９、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５３ａ、５３ｂ、５３ｃ（５４ａ、５４ｂ、５４ｃ）、６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６７ａ、６７ｂ、６７ｃ、７１（７１ａ）、７２、７５（７５ａ）、７６の動作を制御する。

（５）冷凍サイクルシステムの動作
次に、冷凍サイクルシステム１の動作について、図３～図６を用いて説明する。

冷凍サイクルシステム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。

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

なお、これらのいずれの運転においても、利用ユニットのいずれかが運転停止状態であってもよい。利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃは、図示しないリモコン等からの指令を受け付けた利用側制御部５０ａ、５０ｂ、５０ｃが、運転停止状態に制御する。利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃは、運転停止状態では、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃを閉じるか、第１調節弁６６ａ、６６ｂ、６６ｃおよび第２調節弁６７ａ、６７ｂ、６７ｃを閉じた状態にして、室内ファン５３ａ、５３ｂ、５３ｃを停止させる。これによって、運転停止状態の利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃにおける冷媒の流れが途絶える。

（５－１）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、冷凍サイクルシステム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、一次側膨張弁７６において減圧された後、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂを流れて蒸発し、一次側切換機構７２を介して、一次側圧縮機７１に吸入される。

また、熱源ユニット２においては、二次側切換機構２２を第１接続状態でかつ第４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接続状態は、第１切換弁２２ａが開状態で第３切換弁２２ｃが閉状態となる接続状態である。二次側切換機構２２の第４接続状態は、第４切換弁２２ｄが開状態で第２切換弁２２ｂが閉状態となる接続状態である。ここで、熱源側膨張弁３６は、開度調節されている。第１～第３利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃにおいては、第１調節弁６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、および、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の全てと熱源ユニット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１分岐配管６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、第２分岐配管６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、第１連絡管８および第２連絡管９を介して接続された状態になっている。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、複数の利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃに運転停止状態の利用ユニットが含まれていてもよい。

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熱源側膨張弁３６を通過した後、第３閉鎖弁３１を通じて、第３連絡管７に送られる。

そして、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、５１ｃｃ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１分岐配管６３ａ、６３ｂ、６３ｃと、第２分岐配管６４ａ、６４ｂ、６４ｃと、に分岐して流れる。第１分岐配管６３ａ、６３ｂ、６３ｃにおいて第１調節弁６６ａ、６６ｂ、６６ｃを通過した冷媒は、第１連絡管８に送られる。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、第２連絡管９に送られる。

そして、第１連絡管８および第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熱源配管２８、第２熱源配管２９、二次側切換機構２２、吸入流路２３およびアキュムレータ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。

（５－２）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、冷凍サイクルシステム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から吐出された一次側の冷媒は、一次側切換機構７２を通過して、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂを流れて凝縮する。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、一次側膨張弁７６において減圧された後、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を介して、一次側圧縮機７１に吸入される。

また、熱源ユニット２においては、二次側切換機構２２を第２接続状態でかつ第３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接続状態は、第１切換弁２２ａが閉状態で第３切換弁２２ｃが開状態の接続状態である。二次側切換機構２２の第３接続状態は、第２切換弁２２ｂが開状態で第４切換弁２２ｄが閉状態の接続状態である。また、熱源側膨張弁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と熱源ユニット２の二次側圧縮機２１の吐出側とは、吐出流路２４、第１熱源配管２８、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。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、複数の利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃに運転停止状態の利用ユニットが含まれていてもよい。

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において開状態に制御された第２切換弁２２ｂを通じて、第１熱源配管２８に送られる。第１熱源配管２８に送られた冷媒は、第１閉鎖弁３２を通じて、第１連絡管８に送られる。

そして、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。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、第３連絡管７に送られて合流する。

そして、第３連絡管７に送られた冷媒は、第３閉鎖弁３１を通じて、熱源側膨張弁３６に送られる。熱源側膨張弁３６に送られた冷媒は、熱源側膨張弁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。

（５－３）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、冷凍サイクルシステム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、一次側膨張弁７６において減圧された後、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂを流れて蒸発し、一次側切換機構７２を介して、一次側圧縮機７１に吸入される。

また、熱源ユニット２においては、二次側切換機構２２を第１接続状態（第１切換弁２２ａが開状態で第３切換弁２２ｃが閉状態）でかつ第３接続状態（第２切換弁２２ｂが開状態で第４切換弁２２ｄが閉状態）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、熱源側膨張弁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と熱源ユニット２の二次側圧縮機２１の吸入側とが第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と熱源ユニット２の二次側圧縮機２１の吐出側とが第１連絡管８を介して接続された状態になっている。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、複数の利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃに運転停止状態の利用ユニットが含まれていてもよい。

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、第１熱源配管２８および第１閉鎖弁３２を通じて、第１連絡管８に送られ、残りが、二次側切換機構２２および第３熱源配管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、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、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、熱源側膨張弁３６において流量調節された後、第３閉鎖弁３１を通じて、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、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、第２連絡管９に送られて合流する。

そして、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熱源配管２９、吸入流路２３およびアキュムレータ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。

（５－４）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、冷凍サイクルシステム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から吐出された一次側の冷媒は、一次側切換機構７２を通過して、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂを流れて凝縮する。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、一次側膨張弁７６において減圧された後、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を介して、一次側圧縮機７１に吸入される。

熱源ユニット２においては、二次側切換機構２２を第２接続状態でかつ第３接続状態に切り換える。二次側切換機構２２の第２接続状態は、第１切換弁２２ａが閉状態で第３切換弁２２ｃが開状態の接続状態である。二次側切換機構２２の第３接続状態は、第２切換弁２２ｂが開状態で第４切換弁２２ｄが閉状態の接続状態である。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、熱源側膨張弁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と熱源ユニット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と熱源ユニット２の二次側圧縮機２１の吐出側とは、吐出流路２４、第１熱源配管２８、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。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、複数の利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃに運転停止状態の利用ユニットが含まれていてもよい。

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、第１熱源配管２８および第１閉鎖弁３２を通じて、第１連絡管８に送られる。

そして、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。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、第３連絡管７に送られる。

そして、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を通じて、熱源側膨張弁３６に送られる。

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、第２連絡管９に送られる。

そして、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熱源配管２９、吸入流路２３およびアキュムレータ３０を通じて、二次側圧縮機２１の吸入側に戻される。

また、熱源側膨張弁３６に送られた冷媒は、開度調節されている熱源側膨張弁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に送られる。二次側切換機構２２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、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。

（６）起動制御
以下、冷凍サイクルシステム１の起動制御について、図７のフローチャートを参照しつつ説明する。

なお、ここでは、冷房運転の起動時または冷房主体運転の起動時に行われる熱源ユニット２と一次側ユニット５との起動制御を説明する。制御部８０は、図示しないリモコンからの起動の指示を受け付けた場合等に、起動制御を開始する。

ステップＳ１では、制御部８０は、冷房運転の停止時または冷房主体運転の停止時において開状態となっている接続開閉弁４６を閉状態に制御する。

ステップＳ２では、制御部８０は、起動制御開始のための第１所定条件を満たしているか否かを判断する。ここで、第１所定条件としては、特に限定されないが、例えば、吸入流路２３の冷媒の温度や外気温度等が所定温度以上である場合に満たすと判断される条件であってよい。なお、吸入流路２３の冷媒の温度を用いて判断する場合は、二次側吸入圧力センサ３７で検出される圧力から把握される圧力相当飽和温度を用いてもよい。また、外気温度を用いて判断する場合は、外気温度センサ７７で検出される温度を用いてもよい。ここで、第１所定条件を満たしている場合には、ステップＳ３に移行する。また、第１所定条件を満たしていない場合には、ステップＳ６に移行する。

ステップＳ３では、制御部８０は、一次側ユニット５について、一次側切換機構７２を第５接続状態（図１の一次側切換機構７２の実線を参照）としつつ一次側圧縮機７１を起動させる。また、制御部８０は、二次側ユニット４について、二次側圧縮機２１を停止状態としたままで、バイパス開閉弁４９を開状態に制御する。なお、制御部８０は、油戻し開閉弁４４を閉状態に維持させる。

ステップＳ４では、制御部８０は、第２所定条件を満たしているか否かを判断する。第２所定条件は、二次側吸入圧力センサ３７の検出圧力が所定圧力以下になっている場合に満たす条件であってもよいし、ステップＳ３の処理を開始してから経過した時間が所定時間を超えた場合に満たす条件であってもよいし、これらのいずれかまたは両方を満たした場合に満たす条件であってもよい。ここで、第２所定条件を満たしている場合には、ステップＳ５に移行する。また、第２所定条件を満たしていない場合には、ステップＳ４を繰り返す。

ステップＳ５では、制御部８０は、二次側切換機構２２の接続状態を上述の冷房運転または冷媒主体運転に応じた接続状態としつつ、二次側圧縮機２１を起動させる。また、制御部８０は、バイパス開閉弁４９を閉状態に制御する。制御部８０は、以上で起動制御を終了し、以降は、上述の冷房運転または冷媒主体運転を実行する。

ステップＳ６では、制御部８０は、一次側ユニット５について、一次側切換機構７２を第５接続状態としつつ一次側圧縮機７１を起動させる。また、制御部８０は、二次側ユニット４について、バイパス開閉弁４９を閉状態に維持したままで、二次側切換機構２２の接続状態を上述の冷房運転または冷房主体運転に応じた接続状態としつつ、二次側圧縮機２１を起動させる。制御部８０は、以上で起動制御を終了し、以降は、上述の冷房運転または冷房主体運転を実行する。

（７）実施形態の特徴
本実施形態の冷凍サイクルシステム１では、二次側冷媒回路１０において、冷媒として二酸化炭素が用いられている。このため、地球温暖化係数（ＧＷＰ）を低く抑えることが可能になっている。また、利用側において冷媒漏洩が生じたとしても、冷媒にフロンが含まれていないため、利用側においてフロンが流出することがない。また、本実施形態の冷凍サイクルシステム１では、二元冷凍サイクルが採用されているため、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。

以上の本実施形態の冷凍サイクルシステム１では、二次側冷媒回路１０において冷媒として二酸化炭素を用いているが、この二酸化炭素冷媒は、周囲温度の影響を受けて、冷媒圧力が急激に上昇しやすい。特に、運転停止時において、外気温度等の周囲温度が３０℃～４０℃乃至５０℃の高温環境となった場合には、二次側冷媒回路１０内の高圧冷媒の領域において冷媒圧力が急激に上昇してしまうおそれがある。このため、本実施形態の冷凍サイクルシステム１では、冷房運転または冷房主体運転の停止時に、接続開閉弁４６を開状態に制御することで、二次側冷媒回路１０における高圧冷媒の領域と低圧冷媒の領域を接続し、高圧冷媒の冷媒圧力を低下させている。

ところが、このように運転停止時において接続開閉弁４６を開状態に制御し、高圧冷媒を吸入流路２３に導いた場合には、吸入流路２３における冷媒圧力が上昇しがちになる。この場合、二次側圧縮機２１を起動させると、比較的圧力が高まっている吸入流路２３の冷媒をさらに圧縮することになるため、二次側圧縮機２１の吐出側の冷媒圧力が急激に上昇してしまうおそれがある。

これに対して、本実施形態では、冷房運転の起動時または冷房主体運転の起動時には、二次側圧縮機２１を起動させる前に、一次側圧縮機７１を起動させて、バイパス開閉弁４９を開状態に制御する、という起動制御を行っている。これにより、カスケード熱交換器３５における一次側流路３５ｂが一次側の冷媒の蒸発器として機能することで、二次側流路３５ａにおける二次側の冷媒の温度を低下させることができる。そして、二次側流路３５ａにおける二次側の冷媒の温度が低下することで、吸入流路２３における冷媒を、バイパスキャピラリーチューブ４８と開状態に制御されたバイパス開閉弁４９を有するバイパス流路４７と、第３熱源配管２５とを介して、二次側流路３５ａに導くことが可能になる。これにより、吸入流路２３における二次側の冷媒圧力を低く抑えることが可能になる。

したがって、二次側圧縮機２１が起動した場合においても、比較的低い圧力に抑制された吸入冷媒を圧縮することになるため、吐出側の二次側の冷媒圧力も低く抑えることが可能になる。また、カスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａにおける二次側の冷媒の温度が低下していることにより、二次側流路３５ａ、第３熱源配管２５および第４熱源配管２６における二次側の冷媒の圧力が低下し、二次側圧縮機２１が起動した後の二次側冷媒回路１０の高圧圧力を低めに抑えることが可能になっている。

なお、本実施形態の熱源回路１２では、カスケード熱交換器３５と第３閉鎖弁３１との間に二次側の冷媒を溜めるレシーバ等の冷媒容器を有しおらず、二次側の高圧冷媒の圧力が上がりやすい構造である。しかし、上述のように、本実施形態では、起動制御が行われるため、二次側の高圧冷媒が異常上昇することを回避できる。

（８）他の実施形態
（８－１）他の実施形態Ａ
上記実施形態では、吸入流路２３と第３熱源配管２５とを接続するバイパス流路４７を有する熱源回路１２を例として挙げて説明した。

これに対して、例えば、図８に示すように、熱源回路１２では、上記実施形態のバイパス流路４７に代えて、吸入流路２３と第４熱源配管２６とを接続するバイパス流路４７ａを用いるようにしてもよい。この場合においても、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。

（８－２）他の実施形態Ｂ
上記実施形態では、吸入流路２３と第３熱源配管２５とを接続するバイパス流路４７を有する熱源回路１２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、熱源回路１２では、上記実施形態のバイパス流路４７および油戻し回路４０に代えて、油戻し回路４０ａを採用してもよい。

本実施形態の油戻し回路４０ａは、油分離器３４と吸入流路２３を互いに並列に接続する第１油戻し流路４１ａと第２油戻し流路４３ａを有している。第１油戻し流路４１ａには、油戻しキャピラリーチューブ４２ａが設けられている。第２油戻し流路４３ａには、油戻し開閉弁４４ａが設けられている。この油戻し開閉弁４４ａは、上記実施形態の油戻し開閉弁４４と同様に、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４０ａを通じた冷凍機油の返油量を制御するものである。

以上の構成によれば、起動制御によって、吸入流路２３における二次側の冷媒を、油戻しキャピラリーチューブ４２ａを有する第１油戻し流路４１ａ、油分離器３４、吐出流路２４、二次側切換機構２２（の第１切換弁２２ａ）、および、第３熱源配管２５を介して、カスケード熱交換器３５における二次側流路３５ａに導くことが可能になる。これにより、上記実施形態と同様の効果を奏することが可能になる。

（８－３）他の実施形態Ｃ
上記実施形態では、運転停止時の二次側冷媒回路１０の高圧冷媒の圧力の上昇を抑制させるために、運転停止時に接続開閉弁４６が開状態に制御され、これにより吸入流路２３の冷媒の圧力が上昇しうることを例に挙げて説明した。そして、
しかし、冷凍サイクルシステムとしては、停止時に接続開閉弁４６が開状態に制御されるものに限られず、また、熱源回路１２が接続流路４５および接続開閉弁４６を有しているものにも限られない。

例えば、運転停止時において、二次側冷媒回路１０の吸入流路２３の周囲温度が比較的高温となっている場合には、吸入流路２３における二次側の冷媒の圧力が上昇しがちになるため、上記実施形態と同様の課題が生じうる。特に、吸入流路２３の途中にアキュムレータ３０が設けられていることから、アキュムレータ３０内の冷媒が周囲温度の影響を受けることで、上記課題が生じやすい。これらの場合においても、二次側圧縮機２１の起動前に、吸入流路２３の冷媒圧力を低減させる処理を行うことで、二酸化炭素冷媒の圧力が異常に上昇してしまうことを避けることができる。

（８－４）他の実施形態Ｄ
上記実施形態では、熱媒体としてＲ３２等の冷媒が循環する一次側冷媒回路５ａを例に挙げて説明した。

これに対して、一次側冷媒回路５ａに循環する熱媒体は、特に限定されず、例えば、ブラインや水等を用いてもよい。そして、一次側冷媒回路５ａは、上記圧縮式の冷凍サイクルが行われるものに限られず、低温源としてのブラインや水がカスケード熱交換器３５に供給されるものであってもよい。

（８－５）他の実施形態Ｅ
上記実施形態では、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る状態と吸熱器として機能させる状態とを切り換える二次側切換機構２２を二次側冷媒回路１０が有している場合を例に挙げて説明した。

これに対して、二次側冷媒回路１０は、上記のような二次側切換機構２２を有していなくてもよく、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運転のみが可能なものであってもよい。この場合には、上記実施形態のバイパス流路４７は、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃから二次側圧縮機２１の吸入側までのいずれかの箇所に接続されたものであってよい。

（８－６）他の実施形態Ｆ
上記実施形態では、熱源ユニット２に設けられた熱源側膨張弁３６と、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃに設けられた利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃと、分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃに設けられた第１調節弁６６ａ、６６ｂ、６６ｃおよび第２調節弁６７ａ、６７ｂ、６７ｃと、を有する二次側ユニット４を例に挙げて説明した。

これに対して、上記実施形態の二次側ユニット４は、例えば、図１０に示す二次側ユニット４ａのように構成されていてもよい。

二次側ユニット４ａは、上記実施形態の熱源側膨張弁３６の代わりに、熱源ユニット２において熱源側膨張機構１１（第１膨張部に相当）が設けられている。熱源側膨張機構１１は、第４熱源配管２６と第５熱源配管２７との間に設けられている。熱源側膨張機構１１は、互いに並列に並んだ流路である、第１熱源側分岐流路１１ａと第２熱源側分岐流路１１ｂとを有している。第１熱源側分岐流路１１ａには、第１熱源側膨張弁１７ａと第１熱源側逆止弁１８ａとが並んで設けられている。第２熱源側分岐流路１１ｂには、第２熱源側膨張弁１７ｂと第２熱源側逆止弁１８ｂとが並んで設けられている。第１熱源側膨張弁１７ａと第２熱源側膨張弁１７ｂは、いずれも開度調節が可能な電動膨張弁である。第１熱源側逆止弁１８ａは、第４熱源配管２６から第５熱源配管２７に向けて流れる冷媒流れのみを通過させる逆止弁である。第２熱源側逆止弁１８ｂは、第５熱源配管２７から第４熱源配管２６に向けて流れる冷媒流れのみを通過させる逆止弁である。以上の構成において、第１熱源側膨張弁１７ａは、第４熱源配管２６から第５熱源配管２７に向けて冷媒が流れる運転が行われる際に開度制御され、第２熱源側膨張弁１７ｂは、第５熱源配管２７から第４熱源配管２６に向けて冷媒が流れる際に開度制御される。具体的には、第１熱源側膨張弁１７ａは、冷房運転時と冷房主体運転時に開度制御され、第２熱源側膨張弁１７ｂは、暖房運転時と暖房主体運転時に開度制御される。以上の熱源側膨張機構１１では、第１熱源側膨張弁１７ａに対して第１熱源側逆止弁１８ａが接続され、第２熱源側膨張弁１７ｂに対して第２熱源側逆止弁１８ｂが接続されている。このため、第１熱源側膨張弁１７ａを通過する冷媒流れ方向を一方向に限ることができ、第２熱源側膨張弁１７ｂを通過する冷媒流れ方向についても一方向に限ることができている。したがって、冷媒圧力が高い状況または高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差が大きい状況において所望の弁開度に制御できる膨張弁の確保が困難な場合でも、上記実施形態の熱源側膨張弁３６の制御による作用効果と同様の作用効果をより確実に得ることができる。

ここで、冷媒圧力が高い状況または高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差が大きい状況において所望の弁開度の制御が確保になる要因としては、例えば、次に述べることが挙げられる。具体的には、二次側冷媒回路１０の冷媒として二酸化炭素冷媒を用いる場合には、従来のＲ３２やＲ４１０Ａ等の冷媒を使用する場合と比較して、冷凍サイクル内の高圧冷媒の圧力が高い状態で用いられる。ここで、膨張弁としては、弁座に対してニードルを移動させることによって弁の開閉や弁開度の調節を行うものが多い。このようなニードルを備える膨張弁では、弁を閉めるまたは弁開度を狭める際に、ニードルを移動させる方向に対向する向きに冷媒が流れる状況で使用されると、ニードルの先端が冷媒の圧力を受けることになる。この場合に、ニードルの先端に作用する冷媒圧力が高いほど、ニードルの移動が抑制されるため、所望の弁開度に調節することが困難になるおそれがある。特に、ニードルの先端側に高圧冷媒が作用する向きで膨張弁が用いられている場合において、膨張弁の前後の冷媒圧力の差が大きい場合には、膨張弁を全閉状態に制御しようとしても、弁開度を適切に閉めきることができず、ニードルと弁座との間を冷媒が通過して、冷媒の漏れが生じるおそれがある。また、膨張弁を所望の低開度に制御しようとする場合においては、意図する弁開度に制御することができず、所望の低開度よりも弁が開いてしまうおそれがある。このように、冷媒圧力が高い状況または高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差が大きい状況では、膨張弁を意図した状態に制御することが困難になるおそれがある。これに対して、上記熱源側膨張機構１１を採用した場合には、上記課題を解決することが可能になる。

二次側ユニット４ａは、上記実施形態の利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃにおいて、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃの代わりに、利用側膨張機構１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃが設けられている。以下、第１利用側膨張機構１５１ａについて説明するが、第２利用側膨張機構１５１ｂおよび第３利用側膨張機構１５１ｃの構成については、それぞれ、第１利用側膨張機構１５１ａ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利用側膨張機構１５１ａは、第２利用配管５６ａの途中に設けられている。第１利用側膨張機構１５１ａは、互いに並列に並んだ流路である、第１利用側分岐流路９０ａと第２利用側分岐流路９３ａとを有している。第１利用側分岐流路９０ａには、第１利用側膨張弁９１ａと第１利用側逆止弁９２ａとが並んで設けられている。第２利用側分岐流路９３ａには、第２利用側膨張弁９４ａと第２利用側逆止弁９５ａとが並んで設けられている。第１利用側膨張弁９１ａと第２利用側膨張弁９４ａは、いずれも開度調節が可能な電動膨張弁である。第１利用側逆止弁９２ａは、第２接続管１６ａ側から利用側熱交換器５２ａ側に向けて流れる冷媒流れのみを通過させる逆止弁である。第２利用側逆止弁９５ａは、利用側熱交換器５２ａ側から第２接続管１６ａ側に向けて流れる冷媒流れのみを通過させる逆止弁である。以上の構成において、第１利用側膨張弁９１ａは、第２接続管１６ａ側から利用側熱交換器５２ａ側に向けて冷媒が流れる運転が行われる際に開度制御され、第２利用側膨張弁９４ａは、利用側熱交換器５２ａ側から第２接続管１６ａ側に向けて冷媒が流れる際に開度制御される。具体的には、第１利用側膨張弁９１ａは、冷房運転時と、冷房主体運転時において利用側熱交換器５２ａが冷媒の蒸発器として機能する時と、暖房主体運転時において利用側熱交換器５２ａが冷媒の蒸発器として機能する時に、開度制御される。第２利用側膨張弁９４ａは、暖房運転時と、冷房主体運転時において利用側熱交換器５２ａが冷媒の放熱器として機能する時と、暖房主体運転時において利用側熱交換器５２ａが冷媒の放熱器として機能する時に、開度制御される。以上の第１利用側膨張機構１５１ａでは、第１利用側膨張弁９１ａに対して第１利用側逆止弁９２ａが接続され、第２利用側膨張弁９４ａに対して第２利用側逆止弁９５ａが接続されている。このため、第１利用側膨張弁９１ａを通過する冷媒流れ方向を一方向に限ることができ、第２利用側膨張弁９４ａを通過する冷媒流れ方向についても一方向に限ることができている。したがって、冷媒圧力が高い状況または高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差が大きい状況において所望の弁開度に制御できる膨張弁の確保が困難な場合でも、上記実施形態の利用側膨張弁５１ａの制御による作用効果と同様の作用効果をより確実に得ることができる。なお、第２利用側膨張機構１５１ｂ、第３利用側膨張機構１５１ｃについても同様である。

二次側ユニット４ａは、上記実施形態の分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃにおいて、第１調節弁６６ａ、６６ｂ、６６ｃの代わりに、第１調節弁９６ａ、９６ｂ、９６ｃおよび第１逆止弁１９６ａ、１９６ｂ、１９６ｃが設けられ、第２調節弁６７ａ、６７ｂ、６７ｃの代わりに、第２調節弁９７ａ、９７ｂ、９７ｃおよび第２逆止弁１９７ａ、１９７ｂ、１９７ｃが設けられている。さらに、二次側ユニット４ａは、分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃにおいて、第１分岐配管６３ａ、６３ｂ、６３ｃと第２分岐配管６４ａ、６４ｂ、６４ｃとを接続する接続流路９８ａ、９８ｂ、９８ｃを有している。接続流路９８ａ、９８ｂ、９８ｃには、逆止弁９９ａ、９９ｂ、９９ｃが設けられている。以下、第１分岐ユニット６ａに設けられた第１調節弁９６ａ、第２調節弁９７ａ、接続流路９８ａおよび逆止弁９９ａについて説明するが、第２分岐ユニット６ｂおよび第３分岐ユニット６ｃの対応する構成については、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分岐配管６３ａには、第１調節弁９６ａと第１逆止弁１９６ａとが並んで設けられている。第２分岐配管６４ａには、第２調節弁９７ａと第２逆止弁１９７ａとが並んで設けられている。第１調節弁９６ａと第２調節弁９７ａは、いずれも、開状態と閉状態とが切り換えられる電磁弁である。第１逆止弁１９６ａは、第１連絡管８から合流配管６２ａに向けて流れる冷媒流れのみを通過させる逆止弁である。第２逆止弁１９７ａは、合流配管６２ａから第２連絡管９に向けて流れる冷媒流れのみを通過させる逆止弁である。接続流路９８ａは、第１分岐配管６３ａにおける第１調節弁９６ａおよび第１逆止弁１９６ａよりも第１連絡管８側の部分と、第２分岐配管６４ａにおける第２調節弁９７ａおよび第２逆止弁１９７ａよりも第２連絡管９側の部分と、を接続している。逆止弁９９ａは、第２分岐配管６４ａから第１分岐配管６３ａに向かう冷媒流れのみを許容する。以上の構成において、冷房運転時には、第２調節弁９７ａを開状態に制御し、第１調節弁９６ａを閉状態に制御する。これにより、利用側熱交換器５２ａにおいて蒸発して第２分岐配管６４ａの第２調節弁９７ａを通過した冷媒は、一部が第２連絡管９を流れ、他の一部が接続流路９８ａの逆止弁９９ａを通過して第１連絡管８に流れる。暖房運転時には、第１調節弁９６ａを開状態に制御し、第２調節弁９７ａを閉状態に制御する。これにより、第１暖房運転では、第１連絡管８を流れた冷媒と、第２連絡管９を流れて接続流路９８ａの逆止弁９９ａを通過した冷媒と、が合流して、第１調節弁９６ａを通過するように流れる。なお、第２暖房運転では、第１連絡管８を流れた冷媒が第１調節弁９６ａを通過するように流れる。冷房主体運転時および暖房主体運転時において利用側熱交換器５２ａが冷媒の蒸発器として機能する時には、第１調節弁９６ａを閉状態に制御し、第２調節弁９７ａを開状態に制御する。これにより、利用側熱交換器５２ａにおいて蒸発した冷媒は、第２分岐配管６４ａの第２調節弁９７ａを通過して、第２連絡管９に流れる。冷房主体運転時および暖房主体運転時において利用側熱交換器５２ａが冷媒の放熱器として機能する時には、第１調節弁９６ａを開状態に制御し、第２調節弁９７ａを閉状態に制御する。これにより、第１連絡管８を流れた冷媒は、第１分岐配管６３ａの第１調節弁９６ａを通過させて、利用側熱交換器５２ａに送られる。なお、第１調節弁９６ａと第２調節弁９７ａは、いずれも、弁座に対して移動するニードルを備えた電磁弁であり、上述の意図した状態に制御することが困難になるという課題と同様の課題が生じうる。これに対して、以上のように、第１調節弁９６ａおよび第１逆止弁１９６ａと、第２調節弁９７ａおよび第２逆止弁１９７ａと、を互いに並列に設けた構成によれば、第１調節弁９６ａを通過する冷媒流れ方向を一方向に限ることができ、第２調節弁９７ａを通過する冷媒流れ方向についても一方向に限ることができている。したがって、冷媒圧力が高い状況または高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差が大きい状況において所望の閉状態に制御できる電磁弁の確保が困難な場合でも、上記実施形態の第１調節弁６６ａおよび第２調節弁６７ａの制御による作用効果と同様の作用効果をより確実に得ることができる。なお、第１調節弁９６ｂおよび第１逆止弁１９６ｂと第２調節弁９７ｂおよび第２逆止弁１９７ｂとを互いに並列に設けた構成や、第１調節弁９６ｃおよび第１逆止弁１９６ｃと第２調節弁９７ｃおよび第２逆止弁１９７ｃとを互いに並列に設けた構成についても同様である。

なお、第１分岐ユニット６ａにおいて、第１調節弁９６ａと第２調節弁９７ａは、いずれも、電磁弁ではなく、開度調節が可能な電動膨張弁としてもよい。具体的には、電動膨張弁である第１調節弁９６ａおよび第１逆止弁１９６ａと、電動膨張弁である第２調節弁９７ａおよび第２逆止弁１９７ａと、を互いに並列に設けた構成を採用してもよい。この点は、第２分岐ユニット６ｂおよび第３分岐ユニット６ｃにおいても同様である。

このように、二次側ユニット４ａにおいても、上記実施形態の二次側ユニット４と同様の運転を行うことが可能である。

なお、上記実施形態の熱源側膨張弁３６の代わりに熱源側膨張機構１１を設けることと、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃの代わりに利用側膨張機構１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃを設けることと、第１調節弁６６ａ、６６ｂ、６６ｃの代わりに第１調節弁９６ａ、９６ｂ、９６ｃおよび第１逆止弁１９６ａ、１９６ｂ、１９６ｃを設けて第２調節弁６７ａ、６７ｂ、６７ｃの代わりに第２調節弁９７ａ、９７ｂ、９７ｃおよび第２逆止弁１９７ａ、１９７ｂ、１９７ｃを設けつつ接続流路９８ａ、９８ｂ、９８ｃと逆止弁９９ａ、９９ｂ、９９ｃを設けることと、については、互いに独立した事項である。したがって、これらを適宜組合せた実施形態としてもよい。

なお、利用側膨張機構１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃが設けられている利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃと、第１調節弁９６ａ、９６ｂ、９６ｃおよび第１逆止弁１９６ａ、１９６ｂ、１９６ｃと第２調節弁９７ａ、９７ｂ、９７ｃおよび第２逆止弁１９７ａ、１９７ｂ、１９７ｃとが並列に設けられている分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃと、を備える二次側ユニット４ａにおいても、上記実施形態と同様に、各種運転時において、運転停止状態の利用ユニットが含まれていてもよい。この場合、例えば、冷媒の蒸発器として機能していた利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃを備える利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃが運転停止状態となる際には、運転停止状態となる利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃが備える利用側膨張機構１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃが閉状態に制御される。より具体的には、運転停止状態となる利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃが備える第１利用側膨張弁９１ａ、９１ｂ、９１ｃが閉状態に制御される。また、冷媒の放熱器として機能していた利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃを備える利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃが運転停止状態となる際には、例えば、制御パターン１または制御パターン２のどちらかで制御される。制御パターン１では、運転停止状態となる利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃが備える利用側膨張機構１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃの第１利用側膨張弁９１ａ、９１ｂ、９１ｃおよび第２利用側膨張弁９４ａ、９４ｂ、９４ｃが閉状態に制御され、かつ、運転停止状態となる利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃに対応して接続される分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃが備える第１調節弁９６ａ、９６ｂ、９６ｃが閉状態に制御される。制御パターン２では、運転停止状態となる利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃが備える利用側膨張機構１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃの第２利用側膨張弁９４ａ、９４ｂ、９４ｃが所定の低開度に制御され、かつ、運転停止状態となる利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃに対応して接続される分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃが備える第１調節弁９６ａ、９６ｂ、９６ｃが開状態に制御される。

（８－７）他の実施形態Ｇ
上記実施形態では、熱源ユニット２と一次側ユニット５とで共有されているカスケード熱交換器３５について説明した。

ここで、例えば、図１１に示すように、カスケード熱交換器３５は、熱源ユニット２が有する熱源ケーシング２ｘの内部に収容されており、一次側ユニット５が有する一次側ケーシング５ｘの外部に延び出した一次側冷媒回路５ａの冷媒配管に接続されていてもよい。

熱源ケーシング２ｘの内部には、上記カスケード熱交換器３５以外にも、熱源ユニット２が有している各機器が収容される。一次側ケーシング５ｘの内部には、一次側冷媒回路５ａの一部を構成する機器として、一次側圧縮機７１、一次側切換機構７２、一次側熱交換器７４、一次側膨張弁７６、一次側ファン７５、外気温度センサ７７、一次側吐出圧力センサ７８、一次側制御部７０等が収容されている。

上述の各機器を収容した熱源ケーシング２ｘと、上述の各機器を収容した一次側ケーシング５ｘとは、いずれも建物の屋上等の屋外に配置され、一次側冷媒回路５ａの冷媒配管を介して互いに接続されていてもよい。

また、上述の各機器を収容した熱源ケーシング２ｘは、室内等の空調対象空間とは別の空間である機械室等の屋内空間に配置され、上述の各機器を収容した一次側ケーシング５ｘは建物の屋上等の屋外に配置され、両者が一次側冷媒回路５ａの冷媒配管を介して互いに接続されていてもよい。

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 ：冷凍サイクルシステム
２ ：熱源ユニット
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
４ ：二次側ユニット
５ ：一次側ユニット
５ａ ：一次側冷媒回路（第２サイクル）
６ａ、６ｂ、６ｃ：分岐ユニット
７ ：液冷媒連絡管
８ ：高低圧ガス冷媒連絡管
９ ：低圧ガス冷媒連絡管
１０ ：二次側冷媒回路（第１サイクル）
１１ ：熱源側膨張機構（第１膨張部）
１２ ：熱源回路
１３ａ－ｃ：利用回路
２０ ：熱源側制御部
２１ ：二次側圧縮機（第１圧縮機）
２１ａ ：圧縮機モータ
２２ ：二次側切換機構（切換機構）
２３ ：吸入流路（第３流路）
２４ ：吐出流路
２５ ：第３熱源配管（第１流路）
２６ ：第４熱源配管（第２流路）
２７ ：第５熱源配管
２８ ：第１熱源配管
２９ ：第２熱源配管
３０ ：アキュムレータ
３１ ：第３閉鎖弁
３２ ：第１閉鎖弁
３３ ：第２閉鎖弁
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 ：二次側膨張弁（第１膨張部）
３７ ：二次側吸入圧力センサ（第３流路における冷媒圧力または冷媒温度を検出するセンサ）
３８ ：二次側吐出圧力センサ
３９ ：二次側吐出温度センサ
４０ ：油戻し回路
４０ａ ：油戻し回路
４１ ：油戻し流路（バイパス流路）
４１ａ ：第１油戻し流路（バイパス流路）
４２ ：油戻しキャピラリーチューブ
４２ａ ：油戻しキャピラリーチューブ
４３ａ ：第２油戻し流路
４４ ：油戻し開閉弁
４４ａ ：油戻し開閉弁
４５ ：接続流路
４６ ：接続開閉弁
４７ ：バイパス流路
４７ａ ：バイパス流路
４８ ：バイパスキャピラリーチューブ（減圧機構）
４９ ：バイパス開閉弁（開閉弁）
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１熱交換器）
５６ａ、５６ｂ、５６ｃ：第２利用配管
５７ａ、５７ｂ、５７ｃ：第１利用配管
５８ａ、５８ｂ、５８ｃ：液側温度センサ
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ：分岐ユニット制御部
６１ａ、６１ｂ、６１ｃ：第３分岐配管
６２ａ、６２ｂ、６２ｃ：合流配管
６３ａ、６３ｂ、６３ｃ：第１分岐配管
６４ａ、６４ｂ、６４ｃ：第２分岐配管
６６ａ、６６ｂ、６６ｃ：第１調節弁
６７ａ、６７ｂ、６７ｃ：第２調節弁
７０ ：一次側制御部
７１ ：一次側圧縮機（第２圧縮機）
７２ ：一次側切換機構
７４ ：一次側熱交換器
７６ ：一次側膨張弁
７７ ：外気温度センサ
７８ ：一次側吐出圧力センサ
８０ ：制御部

特開２００４－１９０９１７号公報

Claims (7)

1. 第１サイクル（１０）と第２サイクル（５ａ）とを備える冷凍サイクルシステム（１）であって、
   前記第１サイクルは、第１圧縮機（２１）と、カスケード熱交換器（３５）と、第１膨張部（３６、１１）と、第１熱交換器（５２ａ、５２ｂ、５２ｃ）とが接続され、二酸化炭素冷媒が循環しており、前記第１圧縮機と前記カスケード熱交換器とを接続する第１流路（２５）と、前記カスケード熱交換器と前記第１膨張部とを接続する第２流路（２６）と、前記第１熱交換器と前記第１圧縮機とを接続する第３流路（２３）と、開閉可能な開閉弁（４９）を有しており、前記第１流路および前記第２流路の少なくとも一方と前記第３流路とを接続するバイパス流路（４７、４７ａ、４１、４１ａ）とを含み、
   前記第２サイクルは、前記カスケード熱交換器を有し、二酸化炭素冷媒とは異なる熱媒体が循環しており、
   前記カスケード熱交換器を前記第１サイクルの放熱器および前記第２サイクルの吸熱器として用いる場合に、前記第２サイクルにおいて前記熱媒体が前記カスケード熱交換器に流れた後に、前記第１サイクルの前記第１圧縮機が起動し、前記第２サイクルにおいて前記熱媒体が前記カスケード熱交換器に流れ初めた後から前記第１圧縮機が起動するまでの間は前記開閉弁は開状態であり、前記第１圧縮機の起動時または起動した後に前記開閉弁が閉状態となる、
   冷凍サイクルシステム。
2. 第１サイクル（１０）と第２サイクル（５ａ）とを備える冷凍サイクルシステム（１）であって、
   前記第１サイクルは、第１圧縮機（２１）と、カスケード熱交換器（３５）と、第１膨張部（３６、１１）と、第１熱交換器（５２ａ、５２ｂ、５２ｃ）とが接続され、二酸化炭素冷媒が循環しており、前記第１圧縮機と前記カスケード熱交換器とを接続しており油分離器（３４）を有する第１流路（２５）と、前記カスケード熱交換器と前記第１膨張部とを接続する第２流路（２６）と、前記第１熱交換器と前記第１圧縮機とを接続する第３流路（２３）と、前記第１流路および前記第２流路の少なくとも一方と前記第３流路とを接続するバイパス流路（４７、４７ａ、４１、４１ａ）と、前記油分離器（３４）と前記第３流路（２３）とを接続する油戻し回路（４０）と、を含み、
   前記第２サイクルは、前記カスケード熱交換器を有し、二酸化炭素冷媒とは異なる熱媒体が循環しており、
   前記カスケード熱交換器を前記第１サイクルの放熱器および前記第２サイクルの吸熱器として用いる場合に、前記第２サイクルにおいて前記熱媒体が前記カスケード熱交換器に流れ初めた後から前記第１圧縮機が起動するまでの間、前記第３流路（２３）の前記二酸化炭素冷媒を前記バイパス流路を介して前記カスケード熱交換器に導いた後に、前記第１サイクルの前記第１圧縮機が起動する、
   冷凍サイクルシステム。
3. 前記第２サイクルは、第２圧縮機（７１）を有しており、
   前記カスケード熱交換器を前記第１サイクルの放熱器および前記第２サイクルの吸熱器として用いる場合に、前記第２圧縮機が起動した後に、前記第１圧縮機が起動する、
   請求項１または２に記載の冷凍サイクルシステム。
4. 前記第３流路における冷媒圧力または冷媒温度を検出するセンサ（３７）をさらに備え、
   前記カスケード熱交換器を前記第１サイクルの放熱器および前記第２サイクルの吸熱器として用いる場合に、前記センサの検出値が所定値以下である場合に前記第１圧縮機が起動する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の冷凍サイクルシステム。
5. 前記第３流路における冷媒圧力または冷媒温度を検出するセンサ（３７）をさらに備え、
   前記カスケード熱交換器を前記第１サイクルの放熱器および前記第２サイクルの吸熱器として用いる場合に、前記センサの検出値が所定値以下であることと、前記第２サイクルにおいて前記熱媒体が前記カスケード熱交換器に流れ初めてから所定時間が経過したことと、のいずれかを満たした場合に前記第１圧縮機が起動する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の冷凍サイクルシステム。
6. 前記バイパス流路は、冷媒を減圧する減圧機構（４８）を有している、
   請求項１から５のいずれか１項のいずれか１項に記載の冷凍サイクルシステム。
7. 前記第１サイクルは、切換機構（２２）をさらに含んでおり、
   前記切換機構は、前記第１圧縮機から吐出された冷媒を前記カスケード熱交換器に送る状態と、前記第１圧縮機から吐出された冷媒を前記第１熱交換器に送る状態と、を切り換え、
   前記第３流路は、前記切換機構と前記第１圧縮機とを接続する吸入流路（２３）を含んでおり、
   前記バイパス流路は、前記第１流路および前記第２流路の少なくとも一方と前記吸入流路とを接続し、
   前記切換機構が前記第１圧縮機から吐出された冷媒を前記カスケード熱交換器に送る状態となっている場合に、前記カスケード熱交換器を前記第１サイクルの放熱器および前記第２サイクルの吸熱器として用いる運転を開始する、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の冷凍サイクルシステム。

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