KR100552096B1

KR100552096B1 - 냉동장치

Info

Publication number: KR100552096B1
Application number: KR1020037013170A
Authority: KR
Inventors: 다니모토겐지; 다케가미마사아키; 사카에사토루
Original assignee: 다이킨 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2002-01-24
Filing date: 2003-01-23
Publication date: 2006-02-13
Also published as: US20040112082A1; TWI263025B; EP1469260A4; EP1469260A1; WO2003062718A1; US6938430B2; KR20030086352A; CN1281906C; CN1511243A; CA2440384C; AU2003211883B2; TW200302335A; JPWO2003062718A1; CA2440384A1; JP4360203B2

Abstract

3 대의 압축기(2A, 2B, 2C)와 2 계통의 이용측 열교환기(41)(45, 51)를 구비한 냉동장치에 있어서, 제1 압축기(2A)를 제1 계통측회로의 이용측 열교환기(45, 51)에만 이용하고, 제3 압축기(2C)를 제2 계통측회로의 이용측 열교환기(41)에만 이용하는 한편, 제2 압축기(2B)를 제1 계통측회로의 이용측 열교환기(45, 51)와 제2 계통측회로의 이용측 열교환기(41)로 전환시켜 사용할 수 있도록 구성함으로써, 흡입측배관의 구성을 간소하게 함과 동시에, 운전제어도 간소화한다.

Description

냉동장치{REFRIGERATING DEVICE}

본 발명은, 냉동장치에 관한 것으로, 특히, 3 개의 압축기수단을 조합시킴으로써 압축기구가 구성된 냉동장치에 관한 것이다.

종래, 냉동주기를 실행하는 냉동장치가 알려져 있으며, 실내를 냉난방하는 공조기나, 식품 등을 저장하는 냉장고, 냉동고 또는 진열장 등의 냉각기로서 널리 이용되고 있다. 이 냉동장치에는 WO 98/45651에 개시된 바와 같이, 공조와 냉장 ·냉동 양쪽을 실행하는 것이 있다. 이러한 종류의 냉동장치는 예를 들어, 공조 열교환기와 냉장 ·냉동용 냉각 열교환기 등 2 계통의 이용측 열교환기를 구비하며, 편의점 등에 설치된다.

그런데, 이러한 종류의 냉동장치에서는, 복수의 이용측 열교환기 동작상황에 따라 압축기용량을 폭 넓게 변화시키기 위해, 복수의 압축기(압축기수단)를 조합시켜 냉매회로의 압축기구를 구성하는 경우가 있다. 예를 들어 본원 출원인은, 3 개의 압축기수단을 조합시켜 압축기구를 구성함과 동시에 이 압축기구의 흡입측에 십자전환밸브를 배치하고, 이 십자전환밸브의 4 개 포트의 연통상태를 전환함으로써, 공조측과 냉장 ·냉동측에 사용하는 압축기수단을, 3 개 중 적절히 선택할 수 있도록 한 장치를 제안했다(예를 들어 일본국 특원 2001-233329호 및 그 국내우선권 주 장출원인 일본국 특원 2002-024361호). 상기 냉동장치는, 구체적으로 압축기수단을 3 개 모두 냉장 ·냉동측에 이용하거나, 2 개와 1 개를 냉장 ·냉동측과 공조측으로 나누어 이용하거나 하는 등, 3 개의 압축기수단을 여러 가지 패턴으로 자유롭게 조합시켜 운전할 수 있도록 구성된다.

그러나 3 개의 압축기수단과 2 계통의 이용측 열교환기를 구비한 냉동장치에 있어서, 압축기수단을 여러 가지 패턴으로 자유롭게 조합시켜 사용할 수 있도록 하기 위해서는, 압축기수단의 흡입측 배관 구성을 복잡하게 할 필요가 생겨버린다. 또 상기 냉동장치에 있어서, 압축기수단의 다양한 운전패턴을 실현하기 위해서는, 운전상태에 따른 복잡한 제어도 필요하게 된다.

본 발명은, 이러한 문제점에 감안하여 창안된 것이며, 그 목적으로 하는 바는, 3 개의 압축기수단과 2 계통의 이용측 열교환기를 구비한 냉동장치에 있어서, 흡입측 배관의 구성을 간소하게 함과 동시에 운전제어도 간소화하는 것이다.

본 발명은 3 개의 압축기수단 중, 1 개를 제1 계통의 이용측 열교환기에만 이용함과 동시에, 다른 1 개를 제2 계통의 이용측 열교환기에만 이용하고, 나머지 1 개를 제1 계통과 제2 계통의 이용측 열교환기로 전환시켜 사용할 수 있도록 한 것이다.

구체적으로 본 발명이 강구한 제1 해결수단은, 2 계통의 이용측 열교환기(41)(45, 51)를 구비한 냉매회로(1E)의 압축기구(2D, 2E)가 3 개의 압축기수단(2A, 2B, 2C)을 조합시킴으로써 구성된 냉동장치를 전제로 한다.

그리고 이 냉동장치는, 상기 압축기수단(2A, 2B, 2C)이, 제1 계통측회로의 이용측 열교환기(45, 51)에만 이용되는 제1 압축기수단(2A)과, 제1 계통측회로의 이용측 열교환기(45, 51)와 제2 계통측회로의 이용측 열교환기(41)로 전환 이용되는 제2 압축기수단(2B)과, 제2 계통측회로의 이용측 열교환기(41)에만 이용되는 제3 압축기수단(2C)으로 구성되는 것을 특징으로 한다. 여기서 말하는 각 「압축기수단」은, 1 대의 압축기이어도 되고, 복수 대의 압축기를 예를 들어 병렬로 접속한 것이라도 된다.

이 제1 해결수단에서는, 제1 압축기수단(2A)으로부터 토출된 냉매는 제1 계통측회로를 순환하고, 제3 압축기수단(2C)으로부터 토출된 냉매는 제2 계통측회로를 순환한다. 또 제2 압축기수단(2B)은, 토출냉매가 제1 계통측회로를 순환하는 상태와 제2 계통측회로를 순환하는 상태로 전환된다.

또 본 발명이 강구한 제2 해결수단은, 상기 제1 해결수단에 있어서, 이하의 구성을 특징으로 한다. 즉 압축기구(2D, 2E)의 흡입측에 십자전환밸브(3C)가 접속되고, 이 십자전환밸브(3C)가, 제1 포트(P1)와 제2 포트(P2)가 연통되고, 제3 포트(P3)와 제4 포트(P4)가 연통되는 제1 상태와, 제1 포트(P1)와 제4 포트(P4)가 연통되며, 제2 포트(P2)와 제3 포트(P3)가 연통되는 제2 상태로 전환 가능하게 구성된다. 또 제1 계통측회로의 저압배관(15)이 제1 압축기수단(2A)의 흡입관(6a)에 접속됨과 동시에 상기 제1 포트(P1)에 제1 압축기수단(2A) 흡입관(6a)의 분기관(6d)이, 이 제1 포트(P1)를 향하는 냉매의 흐름을 허용하는 역지밸브(7)를 개재하고 접속되며, 상기 제2 포트(P2)에 제2 압축기수단(2B)의 흡입관(6b)이 접속 되고, 제2 계통측회로의 저압배관(9, 17)이 제3 압축기수단(2C)의 흡입관(6c)에 접속됨과 동시에 상기 제3 포트(P3)에 제3 압축기수단(2C) 흡입관(6c)의 분기관(6e)이, 이 제3 포트(P3)를 향하는 냉매의 흐름을 허용하는 역지밸브(7)를 개재하고 접속되며, 제4 포트(P4)에 냉매회로(1E)의 고압측배관(28a)이 접속된다. 그리고 상기 십자전환밸브(3C)를 제1 상태로 설정함으로써 제2 압축기수단(2B)의 토출냉매가 제1 계통측회로를 순환하는 상태와, 이 십자전환밸브(3C)를 제2 상태로 설정함으로써 제2 압축기수단(2B)의 토출냉매가 제2 계통측회로를 순환하는 상태가 전환되도록 구성된다.

이 제2 해결수단에 있어서는, 십자전환밸브(3C)를 제1 상태로 전환하면, 제1 계통측회로를 흐르는 냉매가 제1 압축기수단(2A)과 제2 압축기수단(2B)으로 흡인되고, 제2 계통측회로를 흐르는 냉매가 제3 압축기수단(2C)으로 흡인된다. 또 십자전환밸브(3C)를 제2 상태로 전환하면, 제1 계통측회로를 흐르는 냉매가 제1 압축기수단(2A)으로 흡인되고, 제2 계통측회로를 흐르는 냉매가 제2 압축기수단(2B)과 제3 압축기수단(2C)으로 흡인된다. 이와 같이 하여 제2 압축기수단(2B)의 사용상태가 제1 계통측과 제2 계통측으로 전환된다.

또한 본 발명이 강구한 제3 해결수단은, 상기 제1 또는 제2 해결수단에 있어서, 제1 계통측회로의 이용측 열교환기(45, 51)가 냉장 ·냉동에 이용되는 냉각 열교환기이며, 제2 계통측회로의 이용측 열교환기(41)가 공조에 이용되는 공조 열교환기이고, 냉매회로(1E)가, 제1 계통측회로의 이용측 열교환기(45, 51)와 제2 계통측회로의 이용측 열교환기(41)에서, 냉매가 상이(相異)온도 증발하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

이 제3 해결수단에서는, 제1 계통측회로를 냉매가 순환할 때에 냉각 열교환기(45, 51)로 냉장고나 냉동고 등의 저장고 내 공기가 냉각되며, 제2 계통측회로를 냉매가 순환할 때에 공조 열교환기(41)로 실내공기가 냉각된다. 그리고 냉각 열교환기(45, 51)와 공조 열교환기(41)에서 냉매가 상이온도 증발함으로써, 저장고 내와 실내가 각각 적정온도로 냉각된다.

또 본 발명이 강구한 제4 해결수단은 상기 제3 해결수단에 있어서, 냉매회로(1E)가, 제2 압축기수단(2B) 및 제3 압축기수단(2C)의 적어도 한쪽으로부터 토출된 냉매가 제2 계통측회로를 순환하는 공조운전과, 제1 압축기수단(2A) 및 제2 압축기수단(2B) 중 적어도 한쪽으로부터 토출된 냉매가 제1 계통측회로를 순환하는 냉각운전과, 제3 압축기수단(2C)으로부터 토출된 냉매가 제2 계통측회로를 순환함과 동시에 제1 압축기수단(2A)으로부터 토출된 냉매가 제1 계통측회로를 순환하고, 또 제2 압축기수단(2B)으로부터 토출된 냉매가 제1 계통측회로 또는 제2 계통측회로를 순환할 수 있는 공조냉각운전을 선택 가능하게 구성되는 것을 특징으로 한다.

이 제4 해결수단에서는, 십자전환밸브(3C)의 상태설정 등에 의해 제2 압축기수단(2B)을 제1 계통측과 제2 계통측으로 적절히 전환함으로써, 공조운전과 냉각(냉장 ·냉동)운전과 공조냉각운전이 전환된다.

또 본 발명이 강구한 제 5 해결수단은, 상기 제1 또는 제2 해결수단에 있어서, 제1 압축기수단(2A)이 가변용량 압축기로 구성되고, 제2 압축기수단(2B) 및 제3 압축기수단(2C)이 일정용량 압축기로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명이 강구한 제 6 해결수단은, 상기 제1 또는 제2 해결수단에 있어서, 제1 계통측회로의 이용측 열교환기(45, 51)와 제2 계통측회로의 이용측 열교환기(41) 중 한쪽에서 능력부족이 발생하면, 제2 압축기수단(2B)을 능력부족측 계통으로 전환하여 운전하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

이 제 6 해결수단에서는, 장치 운전 중에 어느 한 계통의 이용측 열교환기(45, 51)(41)에서 능력부족이 발생하면, 제2 압축기수단(2B)을 그 능력부족측 계통으로 전환하여 운전할 수가 있다. 구체적으로는, 제2 압축기수단(2B)을 제1 계통에 이용하고 이 제1 계통의 능력이 만족됐을 때 제2 계통에서 능력부족이 발생하거나, 제2 압축기수단(2B)을 제2 계통에 이용하고 이 제2 계통의 능력이 만족됐을 때 제1 계통에서 능력부족이 발생하거나 하면, 제2 압축기수단(2B)을 그 능력부족측으로 전환할 수가 있다. 이 때 제2 압축기수단(2B)이 능력부족측을 응원하는 상태가 된다. 이로써 그 계통에서의 능력부족을 해소할 수 있다.

또한 본 발명이 강구한 제 7 해결수단은 상기 제 6 해결수단에 있어서, 운전 중에 제1 계통측회로의 이용측 열교환기(45, 51) 능력을 제2 계통측회로의 이용측 열교환기(41) 능력보다 우선시키도록 설정되어, 제1 계통측회로의 이용측 열교환기(45, 51) 능력이 부족하면, 제2 계통측회로의 이용측 열교환기(41) 상태와 상관없이 제2 압축기수단(2B)을 제1 계통으로 전환하여 운전하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

이 제 7 해결수단에서는 예를 들어, 제1 계통을 냉장 ·냉동측으로 하고, 제2 계통을 공조측으로 했을 경우에, 제1 계통측에서 능력부족이 발생하면 제2 압축기수단(2B)을 반드시 제1 계통으로 전환할 수 있으므로, 냉장 ·냉동측 능력을 우선한 운전을 실행할 수 있다.

상기 제1 해결수단에 의하면, 제1 압축기수단(2A)으로부터 토출된 냉매가 제1 계통측회로만을 순환함과 동시에, 제3 압축기수단(2C)으로부터 토출된 냉매가 제2 계통측회로를 순환하는 상태를 고정시키는 한편, 제2 압축기수단(2B)으로부터 토출된 냉매가 제1 계통측회로를 순환하는 상태와 제2 계통측회로를 순환하는 상태를 전환할 수 있도록 한다. 즉 제1 압축기수단(2A)을 제1 계통측으로, 제3 압축기수단(2C)을 제2 계통측으로 고정시켜 사용하고, 제2 압축기수단(2B)을 양 계통으로 전환 가능하게 한다.

이와 같이 제2 압축기수단(2B)만을 전환하는 방식으로 함으로써, 3 개 압축기수단(2A, 2B, 2C)의 조합패턴이 간소화되므로, 흡입측배관의 구성을 간단히 할 수 있다. 또 압축기수단(2A, 2B, 2C)의 운전패턴도 적게 할 수 있으므로, 제어를 간단히 하는 것도 가능해진다.

또 상기 제2 해결수단에 의하면, 십자전환밸브(3C)를 제1 상태와 제2 상태로 전환하는 것만으로, 제2 압축기수단(2B)을 제1 계통측과 제2 계통측으로 전환할 수 있으므로, 전환제어를 간단히 할 수 있다.

또한 상기 제3 해결수단에 의하면, 냉각 열교환기(45, 51)에서 증발한 가스냉매와, 공조 열교환기(41)에서 증발한 가스냉매는, 각각 별개로 제1 계통측 압축기수단(2D)과 제2 계통측 압축기수단(2E)으로 흡인되므로, 저압냉매압력을 공조 열 교환기(41)와 냉각 열교환기(45, 51)에서 다르게 할 수 있다. 즉 상기 공조 열교환기(41)의 냉매증발온도와 냉각 열교환기(45, 51)의 냉매증발온도를 다르게 함으로써, 상기 공조 열교환기(41)의 냉매증발온도를 높게, 냉각 열교환기(45, 51)의 냉매증발온도를 낮게 하여, 이른바 2 온도증발 운전을 실행한다.

또 이와 같이 공조 열교환기(41)와 냉각 열교환기(45, 51)에서 냉매를 상이온도증발 시킴으로써, COP(성적계수) 향상을 도모할 수 있다. 즉 상기 공조 열교환기(41)에서의 공조(냉방)에 필요한 증발온도와, 상기 냉각 열교환기(45, 51)에서의 냉각에 필요한 증발온도를 각각 최적화함으로써, COP 향상의 도모가 가능해진다.

또한 상기 제4 해결수단에 의하면, 예를 들어 십자전환밸브(3C)를 제1 상태와 제2 상태로 전환함으로써, 공조운전과 냉각(냉장 ·냉동)운전과 공조냉각운전을 용이하게 전환할 수 있다.

또 상기 제 6 해결수단에 의하면, 상기 각 해결수단과 마찬가지로 제2 압축기수단(2B)을 냉장 ·냉동 등의 제1 계통측 또는 공조 등의 제2 계통측으로 간단히 전환할 수 있음과 더불어, 어느 한쪽 계통에서 능력부족이 생겼을 때 그 능력부족도 해소할 수 있다.

그리고 상기 제 7 해결수단에 의하면, 제1 계통측 능력과 제2 계통측 능력에 우선순위를 설정함으로써, 냉장 ·냉동계통과 공조계통이 있는 시스템에서 냉장 ·냉동능력을 우선한 운전이 가능해진다. 이로써 냉장식품이나 냉동식품 등의 확실한 품질유지를 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 냉동장치의 냉매회로도,

도 2는 냉방운전의 동작을 나타내는 냉매회로도,

도 3은 냉동운전의 동작을 나타내는 냉매회로도,

도 4는 제1 냉방냉동운전의 동작을 나타내는 냉매회로도,

도 5는 제2 냉방냉동운전의 동작을 나타내는 냉매회로도,

도 6은 난방운전의 동작을 나타내는 냉매회로도,

도 7은 제1 난방냉동운전의 동작을 나타내는 냉매회로도,

도 8은 제2 난방냉동운전의 동작을 나타내는 냉매회로도,

도 9는 제3 난방냉동운전의 동작을 나타내는 냉매회로도,

도 10은 제3 십자전환밸브의 온/오프 전환제어의 전단(前段)을 나타내는 흐름도,

도 11은 제3 십자전환밸브의 온/오프 전환제어의 후단(後段)을 나타내는 흐름도이다.

이하 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 냉동장치(1)는, 편의점에 설치되어 진열장의 냉각과 점포 내 냉난방을 실행하기 위한 것이다.

상기 냉동장치(1)는, 실외유닛(1A)과 실내유닛(1B)과 냉장유닛(1C) 그리고 냉동유닛(1D)을 구비하며, 증기압축식 냉동주기를 실행하는 냉매회로(1E)를 구비한 다. 이 냉매회로(1E)는, 냉장 ·냉동용의 제1 계통측회로와, 공조용의 제2 계통측회로를 구비한다. 상기 냉매회로(1E)는, 냉방주기와 난방주기로 전환되도록 구성된다.

상기 실내유닛(1B)은, 냉방운전과 난방운전을 전환하여 실행하도록 구성되며, 예를 들어 매장 등에 설치된다. 또 상기 냉장유닛(1C)은 냉장용 진열장에 설치되며 이 진열장의 저장고 내 공기를 냉각시킨다. 상기 냉동유닛(1D)은 냉동용 진열장에 설치되며 이 진열장의 저장고 내 공기를 냉각시킨다.

<실외유닛>

상기 실외유닛(1A)은 제1 압축기수단으로서의 인버터압축기(2A)와, 제2 압축기수단으로서의 제1 비인버터압축기(2B)와, 제3 압축기수단으로서의 제2 비인버터압축기(2C)를 구비함과 동시에, 제1 십자전환밸브(3A), 제2 십자전환밸브(3B) 및 제3 십자전환밸브(3C)와, 열원측 열교환기인 실외 열교환기(4)를 구비한다.

상기 각 압축기(2A, 2B, 2C)는, 예를 들어 밀폐형의 고압 돔형 스크롤 압축기로 구성된다. 상기 인버터압축기(2A)는 전동기가 인버터로 제어되어 용량이 단계적 또는 연속적으로 변경 가능한 가변용량 압축기이다. 상기 제1 비인버터압축기(2B) 및 제2 비인버터압축기(2C)는 전동기가 항상 일정 회전수로 구동하는 일정용량 압축기이다.

상기 인버터압축기(2A)와 제1 비인버터압축기(2B) 및 제2 비인버터압축기(2C)는, 이 냉동장치(1)의 압축기구(2D, 2E)를 구성하며, 이 압축기구(2D, 2E)는 제1 계통의 압축기구(2D)와 제2 계통의 압축기구(2E)로 구성된다. 구체적으로, 압축기구(2D, 2E)는, 운전 시에, 상기 인버터압축기(2A)와 제1 비인버터압축기(2B)가 제1 계통의 압축기구(2D)를 구성하고, 제2 비인버터압축기(2C)가 제2 계통의 압축기구(2E)를 구성하는 경우와, 상기 인버터압축기(2A)가 제1 계통의 압축기구(2D)를 구성하고, 제1 비인버터압축기(2B)와 제2 비인버터압축기(2C)가 제2 계통의 압축기구(2E)를 구성하는 경우가 있다. 즉 인버터압축기(2A)가 냉장 ·냉동용의 제1 계통측회로에, 제2 비인버터압축기(2C)가 공조용의 제2 계통측회로에 고정적으로 이용되는 한편, 제1 비인버터압축기(2B)는 제1 계통측회로와 제2 계통측회로로 전환시켜 이용할 수 있도록 구성된다.

상기 인버터압축기(2A)와 제1 비인버터압축기(2B) 및 제2 비인버터압축기(2C)의 각 토출관(5a, 5b, 5c)은, 1 개의 고압가스관(토출배관)(8)에 접속되며, 이 고압가스관(8)이 제1 십자전환밸브(3A)의 1 개 포트에 접속된다. 상기 인버터압축기(2A)의 토출관(5a), 제1 비인버터압축기(2B)의 토출관(5b), 및 제2 비인버터압축기(2C)의 토출관(5c)에는, 각각 역지밸브(7)가 설치된다.

상기 실외열교환기(4)의 가스측 단부는, 실외가스관(9)에 의해 제1 십자전환밸브(3A)의 1 개 포트에 접속된다. 상기 실외열교환기(4)의 액측 단부에는, 액라인인 액관(10)의 한끝이 접속된다. 이 액관(10)의 도중에는 수액기(14)가 배치되며, 액관(10)의 다른 끝은 제1 연락액관(11)과 제2 연락액관(12)으로 분기된다.

또 상기 실외열교환기(4)는, 예를 들어 크로스 핀 방식의 핀 튜브(fin-tube)형 열교환기이며, 열원팬인 실외팬(4F)이 근접 배치된다.

상기 제1 십자전환밸브(3A)의 1 개 포트에는, 연락가스관(17)이 접속된다. 상기 제1 십자전환밸브(3A)의 1 개 포트는, 접속관(18)에 의해 제2 십자전환밸브(3B)의 1 개 포트에 접속된다. 이 제2 십자전환밸브(3B)의 1 개 포트는, 보조가스관(19)에 의해 제2 비인버터압축기(2C)의 토출관(5c)에 접속된다. 또 제2 십자전환밸브(3B)의 1 개 포트에는, 제2 비인버터압축기(2C)의 흡입관(6c)이 접속된다. 그리고 제2 십자전환밸브(3B)의 1 개 포트는, 폐색된 폐쇄포트로 구성된다. 즉 상기 제2 십자전환밸브(3B)는 3 방향 전환밸브라도 된다.

상기 제1 십자전환밸브(3A)는, 고압가스관(8)과 실외가스관(9)이 연통되면서 접속관(18)과 연락가스관(17)이 연통되는 제1 상태(도 1 실선 참조)와, 고압가스관(8)과 연락가스관(17)이 연통되면서 접속관(18)과 실외가스관(9)이 연통되는 제2 상태(도 1 점선 참조)로 전환되도록 구성된다.

또 상기 제2 십자전환밸브(3B)는, 보조가스관(19)과 폐쇄포트가 연통되면서 접속관(18)과 제2 비인버터 압축기(2C)의 흡입관(6c)이 연통되는 제1 상태(도 1 실선 참조)와, 보조가스관(19)과 접속관(18)이 연통되면서 접속관(18)과 폐쇄포트가 연통되는 제2 상태(도 1 점선 참조)로 전환되도록 구성된다.

상기 인버터압축기(2A)의 흡입관(6a)은, 제1 계통측회로의 저압가스관(15)에 접속된다. 제2 비인버터 압축기(2C)의 흡입관(6c)은, 제1, 제2 십자전환밸브(3A, 3B)를 개재하고 제2 계통측회로의 저압가스관(연락가스관(17) 또는 실외가스관(9))에 접속된다. 또 제1 비인버터 압축기(2B)의 흡입관(6b)은, 후술하는 제3 십자전환밸브(3C)를 개재하고 인버터압축기(2A)의 흡입관(6a) 및 제2 비인버터 압축기(2C)의 흡입관(6c)에 접속된다.

구체적으로는, 인버터압축기(2A)의 흡입관(6a)에는 분기관(6d)이 접속되고, 제2 비인버터 압축기(2C)의 흡입관(6c)에는 분기관(6e)이 접속된다. 그리고 인버터압축기(2A) 흡입관(6a)의 분기관(6d)이 역지밸브(7)를 개재하고 제3 십자전환밸브(3C)의 제1 포트(P1)에 접속되며, 제1 비인버터 압축기(2B)의 흡입관(6b)이 제3 십자전환밸브(3C)의 제2 포트(P2)에 접속되고, 제2 비인버터 압축기(2C) 흡입관(6c)의 분기관(6e)이 역지밸브(7)를 개재하고 제3 십자전환밸브(3C)의 제3 포트(P3)에 접속된다. 또 제3 십자전환밸브(3C)의 제4 포트(P4)에는, 후술하는 수액기(14)로부터의 가스배출관(28) 분기관(28a)이 접속된다. 상기 분기관(6d, 6e)에 설치된 역지밸브는, 제3 십자전환밸브(3C)를 향하는 냉매흐름만을 허용하는 것이다.

상기 제3 십자전환밸브(3C)는, 제1 포트(P1)와 제2 포트(P2)가 연통하며 제3 포트(P3)와 제4 포트(P4)가 연통하는 제1 상태(도 1의 실선 참조)와, 제1 포트(P1)와 제4 포트(P4)가 연통하며 제2 포트(P2)와 제3 포트(P3)가 연통하는 제2 상태(도 1의 점선 참조)로 전환 가능하게 구성된다.

상기 각 토출관(5a, 5b, 5c)과 고압가스관(8)과 실외가스관(9)이 냉방운전 시의 고압가스라인(1L)을 구성한다. 한편, 상기 저압가스관(15)과 제1 계통 압축기구(2D)의 각 흡입관(6a, 6b)이 제1 저압가스라인(1M)을 구성한다. 또 상기 연락가스관(17)과 제2 계통 압축기구(2E)의 흡입관(6c)이 냉방운전 시의 제2 저압가스라인(1N)을 구성한다.

상기 제1 연락액관(11)과 제2 연락액관(12)과 연락가스관(17)과 저압가스관(15)은, 실외유닛(1A)으로부터 외부로 연장되며, 실외유닛(1A) 내에는 이들에 대응하여 폐쇄밸브(20)가 설치된다. 또한 상기 제2 연락액관(12)은, 액관(10)으로부터의 분기측 단부에 역지밸브(7)가 설치되어, 수액기(14)로부터 폐쇄밸브(20)를 향해 냉매가 흐르도록 구성된다.

상기 액관(10)에는, 수액기(14)를 우회하는 보조액관(25)이 접속된다. 이 보조액관(25)은 주로 난방 시에 냉매가 흐르며, 팽창기구인 실외팽창밸브(26)가 설치된다. 상기 액관(10)에서의 실외열교환기(4)와 수액기(14) 사이에는, 수액기(14)로 향하는 냉매흐름만을 허용하는 역지밸브(7)가 설치된다. 이 역지밸브(7)는 액관(10)에서 보조액관(25)의 접속부와 수액기(14) 사이에 위치한다.

상기 액관(10)은, 이 역지밸브(7)와 수액기(14) 사이에서 분기하며(분기액관(36)이라 함), 이 분기액관(36)이 상기 제2 액관(12)의 폐쇄밸브(20)와 역지밸브(7) 사이에 접속된다. 이 분기액관(36)에는 제2 액관(12)으로부터 수액기(14)로 향하는 냉매흐름만을 허용하는 역지밸브(7)가 설치된다.

상기 보조액관(25)과 저압가스관(15) 사이에는, 액체주입(liquid injection)관(27)이 접속된다. 이 액체주입관(27)에는 전자(電磁)밸브(SV6)가 배설된다. 또 상기 수액기(14) 상부와 인버터압축기(2A)의 토출관(5a) 사이에는 가스배출관(28)이 접속된다. 이 가스배출관(28)에는 수액기(14)로부터 토출관(5a)을 향하는 냉매의 흐름만을 허용하는 역지밸브(7)가 배설된다. 또한 상술한 바와 같이 이 가스배출관(28)의 분기관(28a)은 상기 제3 십자전환밸브(3C)의 제4 포트(P4)에 접속된다.

상기 고압가스관(8)에는 오일분리기(30)가 설치된다. 이 오일분리기(30)에 는 오일회수관(31)의 한끝이 접속된다. 이 오일회수관(31)의 다른 끝은, 제1 오일회수관(31a)과 제2 오일회수관(31b)으로 분기된다. 제1 오일회수관(31a)에는 전자밸브(SV0)가 배설되며, 인버터압축기(2A)의 흡입관(6a)에 접속된다. 또 제2 오일회수관(31b)은, 전자밸브(SV4)가 배설되며, 제2 비인버터압축기(2C) 흡입관(6c)의 분기관(6e)에 접속된다.

상기 인버터압축기(2A)의 돔(저류오일)과 제1 비인버터압축기(2B)의 흡입관(6b) 사이에는 제1 균유관(32)이 접속된다. 상기 제1 비인버터압축기(2B)의 돔과 제2 비인버터압축기(2C)의 흡입관(6c) 사이에는 제2 균유관(33)이 접속된다. 상기 제2 비인버터압축기(2C)의 돔과 인버터압축기(2A)의 흡입관(6a) 사이에는 제3 균유관(34)이 접속된다. 제1 균유관(32), 제2 균유관(33) 및 제3 균유관(34)에는, 각각 개폐기구로서의 전자밸브(SV1, SV2, SV3)가 설치된다.

<실내유닛>

상기 실내유닛(1B)은, 이용측 열교환기인 실내 열교환기(공조 열교환기)(41)와 팽창기구인 실내 팽창밸브(42)를 구비한다. 상기 실내 열교환기(41)의 가스측은 연락가스관(17)이 접속된다. 한편, 상기 실내 열교환기(41)의 액측은 실내 팽창밸브(42)를 개재하고 제2 연락액관(12)이 접속된다. 여기서 상기 실내 열교환기(41)는, 예를 들어 크로스 핀 식의 핀-튜브형 열교환기이며, 이용측 팬인 실내 팬(fan)(43)이 근접 배치된다.

<냉장유닛>

상기 냉장유닛(1C)은, 냉각 열교환기인 냉장 열교환기(45)와 팽창기구인 냉 장 팽창밸브(46)를 구비한다. 상기 냉장 열교환기(45)의 액측에는 전자밸브(7a) 및 냉장 팽창밸브(46)를 개재하고 제1 연락액관(11)이 접속된다. 한편, 상기 냉장 열교환기(45)의 가스측에는 저압가스관(15)이 접속된다.

상기 냉장 열교환기(45)는 제1 계통 압축기구(2D)의 흡입측으로 연통되는 한편, 상기 실내 열교환기(41)는 냉방운전 시에 제2 비인버터압축기(2C)의 흡입측으로 연통된다. 상기 냉장 열교환기(45)의 냉매압력(증발압력)은 실내 열교환기(41)의 냉매압력(증발압력)보다 낮아진다. 그 결과 상기 냉장 열교환기(45)의 냉매 증발온도는 예를 들어 -10℃이며, 실내 열교환기(41)의 냉매 증발온도는 예를 들어 +5℃로, 냉매회로(1E)가 상이 온도증발 회로를 구성한다.

여기서 상기 냉장 팽창밸브(46)는 감온식 팽창밸브이며, 감온통이 냉장 열교환기(45)의 가스측에 설치된다. 상기 냉장 열교환기(45)는, 예를 들어 크로스 핀 식의 핀-튜브형 열교환기이며, 냉각 팬인 냉장 팬(47)이 근접 배치된다.

<냉동유닛>

상기 냉동유닛(1D)은 냉각 열교환기인 냉동 열교환기(51)와, 팽창기구인 냉동 팽창밸브(52)와 냉동압축기인 부스터압축기(53)를 구비한다. 상기 냉동 열교환기(51)의 액측에는 제1 연락액관(11)에서 분기된 분기액관(13)이 전자밸브(7b) 및 냉동팽창밸브(52)를 개재하고 접속된다.

상기 냉동 열교환기(51)의 가스측과 부스터압축기(53)의 흡입측은 접속가스관(54)에 의해 접속된다. 이 부스터압축기(53)의 토출측에는 저압가스관(15)으로부터 분기된 분기가스관(16)이 접속된다. 이 분기가스관(16)에는 역지밸브(7)와 오일분리기(55)가 설치된다. 이 오일분리기(55)와 접속가스관(54) 사이에는 모세관(capillary tube)(56)을 갖는 오일회수관(57)이 접속된다.

상기 부스터압축기(53)는, 냉동 열교환기(51)의 냉매증발온도가 냉장 열교환기(45)의 냉매증발온도보다 낮아지도록 제1 계통의 압축기구(2D)와의 사이에서 냉매를 2단 압축시킨다. 상기 냉동 열교환기(51)의 냉매증발온도는 예를 들어 -40℃로 설정된다.

여기서 상기 냉동 팽창밸브(52)는 감온식 팽창밸브이며, 감온통이 냉동 열교환기(51)의 가스측에 설치된다. 상기 냉동 열교환기(51)는 예를 들어 크로스핀 식의 핀-튜브형 열교환기이며, 냉각 팬인 냉동 팬(58)이 근접 배치된다.

또 상기 부스터압축기(53)의 흡입측인 접속가스관(54)과 부스터압축기(53)의 토출측인 분기가스관(16)의 역지밸브(7) 하류쪽 사이에는 역지밸브(7)를 갖는 바이패스관(59)이 접속된다. 이 바이패스관(59)은 부스터압축기(53)가 고장 등으로 정지했을 때, 냉매가 이 부스터압축기(53)를 우회하여 흐르도록 구성된다.

<제어계통>

상기 냉매회로(1E)에는 각종 센서 및 각종 스위치가 배설된다. 상기 실외유닛(1A)의 고압가스관(8)에는, 고압냉매압력을 검출하는 압력검출수단인 고압압력센서(61)와, 고압냉매온도를 검출하는 온도검출수단인 토출온도센서(62)가 배설된다. 상기 제2 비인버터압축기(2C)의 토출관(5c)에는, 고압냉매온도를 검출하는 온도검출수단인 토출온도센서(63)가 배설된다. 또 상기 인버터압축기(2A), 제1 비인버터압축기(2B) 및 제2 비인버터압축기(2C)의 각 토출관(5a, 5b, 5c)에는 각각, 고압냉 매압력이 소정값으로 되면 동작하는 압력스위치(64)가 배설된다.

상기 인버터압축기(2A) 및 제2 비인버터압축기(2C)의 각 흡입관(6a, 6c)에는 저압냉매압력을 검출하는 압력검출수단인 저압압력센서(65, 66)와, 저압냉매온도를 검출하는 온도검출수단인 흡입온도센서(67, 68)가 설치된다.

상기 실외 열교환기(4)에는, 실외 열교환기(4)의 냉매온도인 증발온도 또는 응축온도를 검출하는 온도검출수단인 실외 열교환센서(69)가 배설된다. 또 상기 실외유닛(1A)에는 실외공기온도를 검출하는 온도검출수단인 외기 온도센서(70)가 설치된다.

상기 실내 열교환기(41)에는, 실내 열교환기(41)의 냉매온도인 응축온도 또는 증발온도를 검출하는 온도검출수단인 실내 열교환센서(71)가 배설됨과 동시에, 가스측에 가스냉매온도를 검출하는 온도검출수단인 가스 온도센서(72)가 배설된다. 또 상기 실내유닛(1B)에는 실내공기온도를 검출하는 온도검출수단인 실온센서(73)가 설치된다.

상기 냉장유닛(1C)에는 냉장용 진열장 내의 저장고 내 온도를 검출하는 온도검출수단인 냉장 온도센서(74)가 배설된다. 상기 냉동유닛(1D)에는 냉동용 진열장 내의 저장고 내 온도를 검출하는 온도검출수단인 냉동 온도센서(75)가 배설된다. 또 부스터압축기(53)의 토출측에는, 토출 냉매압력이 소정값으로 되면 동작하는 압력스위치(64)가 설치된다.

상기 제2 연락액관(12)의 폐쇄밸브(20)와 역지밸브(7) 사이에는, 이 제2 연락액관(12)의 냉매온도를 검출하는 온도검출수단인 액온센서(76)가 설치된다.

상기 각종 센서 및 각종 스위치의 출력신호는 제어기(80)로 입력된다. 이 제어기(80)는 냉매회로(1E)의 운전을 제어하며, 후술하는 8 종류의 운전모드를 전환시켜 제어하도록 구성된다. 그리고 이 제어기(80)는 운전 시에, 인버터압축기(2A)의 기동, 정지 및 용량제어나, 제1 비인버터압축기(2B) 및 제2 비인버터압축기(2C)의 기동 및 정지, 그리고 실외팽창밸브(26) 및 실내팽창밸브(42)의 개구도조절 등에 관해 제어를 실행함과 함께, 각 십자전환밸브(3A, 3B, 3C)의 전환이나, 오일회수관(31a, 31b), 균유관(32, 33, 34) 및 액체주입관(27)의 전자밸브(SV0, SV1, SV2, SV3, SV4, SV6)에 대한 개폐조작 등도 실행한다.

-운전동작-

다음으로, 상기 냉동장치(1)가 실행하는 운전동작에 대해 각 운전 별로 설명한다. 본 실시 형태에서는, 예를 들어 8 종류의 운전모드를 설정할 수 있도록 구성된다. 구체적으로는, ①실내유닛(1B)의 냉방만을 실행하는 냉방운전, ②냉장유닛(1C)과 냉동유닛(1D)의 냉각만을 실행하는 냉동운전, ③실내유닛(1B)의 냉방과 냉장유닛(1C) 및 냉동유닛(1D)의 냉각을 동시에 실행하는 제1 냉방냉동운전, ④제1 냉방냉동운전 시, 실내유닛(1B)의 냉방능력이 부족할 경우의 운전인 제2 냉방냉동운전, ⑤실내유닛(1B)의 난방만을 행하는 난방운전, ⑥실내유닛(1B)의 난방과 냉장유닛(1C) 및 냉동유닛(1D)의 냉각을 실외열교환기(4)를 이용하지 않고 열 회수운전으로 실행하는 제1 난방냉동운전, ⑦제1 난방냉동운전 시에 실내유닛(1B)의 난방능력이 과한 난방의 능력과잉운전인 제2 난방냉동운전, 그리고 ⑧제1 난방냉동운전 시에 실내유닛(1B)의 난방능력이 부족한 난방의 능력부족운전인 제3 난방냉동운전 이 가능하게 구성된다.

이하 개개의 운전 동작에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

<냉방운전>

이 냉방운전은 실내유닛(1B)의 냉방만을 행하는 운전이다. 이 냉방운전 시는, 도 2에 나타내는 바와 같이 인버터압축기(2A)가 제1 계통의 압축기구(2D)를 구성하고, 제1 비인버터압축기(2B)와 제2 비인버터압축기(2C)가 제2 계통의 압축기구(2E)를 구성한다. 그리고 상기 제2 계통의 압축기구(2E)인 제1 비인버터압축기(2B) 및 제2 비인버터압축기(2C)만을 구동시킨다.

또 도 2의 실선으로 나타내는 바와 같이, 제1 십자전환밸브(3A) 및 제2 십자전환밸브(3B)는 각각 제1 상태로 전환되며, 제3 십자전환밸브(3C)는 제2 상태로 전환된다. 또한 실외팽창밸브(26), 냉장유닛(1C)의 전자밸브(7a) 및 냉동유닛(1D)의 전자밸브(7b)는 폐쇄된다.

이 상태에 있어서, 제1 비인버터압축기(2B)와 제2 비인버터압축기(2C)로부터 토출된 냉매는 제1 십자전환밸브(3A)로부터 실외가스관(9)을 거쳐 실외 열교환기(4)로 흘러 응축된다. 응축된 액냉매는 액관(10)을 지나, 수액기(14)를 거쳐 제2 연락액관(12)을 흐르고, 다시 실내팽창밸브(42)를 거쳐 실내 열교환기(41)로 흘러가 증발한다. 증발된 가스냉매는 연락가스관(17)으로부터 제1 십자전환밸브(3A) 및 제2 십자전환밸브(3B)를 거쳐 제2 비인버터압축기(2C)의 흡입관(6c)을 흐른다. 이 저압 가스냉매의 일부는 제2 비인버터압축기(2C)로 돌아오고, 가스냉매의 다른 일부는 제2 비인버터압축기(2C)의 흡입관(6c)으로부터 분기관(6e)으로 분리되어 흘러, 제3 십자전환밸브(3C)를 통해 제1 비인버터압축기(2B)로 돌아온다. 냉매가 이상의 순환을 반복함으로써, 매장 내 냉방이 실행된다.

그리고 이 운전상태에서는, 실내의 냉방부하에 따라 제1 비인버터압축기(2B) 및 제2 비인버터압축기(2C)의 기동과 정지, 그리고 실내팽창밸브(42)의 개구도 등이 제어된다. 압축기(2B, 2C)는 1 대만을 운전시킬 수도 있다.

<냉동운전>

냉동운전은, 냉장유닛(1C)과 냉동유닛(1D)의 냉각만을 행하는 운전이다. 이 냉동운전 시는 도 3에 나타낸 바와 같이 인버터압축기(2A)와 제1 비인버터압축기(2B)가 제1 계통의 압축기구(2D)를 구성하고, 제2 비인버터압축기(2C)가 제2 계통의 압축기구(2E)를 구성한다. 그리고 상기 제1 계통의 압축기구(2D)인 인버터압축기(2A) 및 제1 비인버터압축기(2B)를 구동시킴과 동시에 부스터압축기(53)도 구동시키는 한편, 제2 비인버터압축기(2C)는 정지시킨다.

또 도 3의 실선으로 나타낸 바와 같이, 제1 십자전환밸브(3A) 및 제2 십자전환밸브(3B)는 제1 상태로 전환되며, 제3 십자전환밸브(3C)도 제1 상태로 전환된다. 그리고 냉장유닛(1C)의 전자밸브(7a) 및 냉동유닛(1D)의 전자밸브(7b)가 개구되는 한편, 실외팽창밸브(26) 및 실내팽창밸브(42)는 폐쇄된다.

이 상태에서, 인버터압축기(2A) 및 제1 비인버터압축기(2B)로부터 토출된 냉매는, 제1 십자전환밸브(3A)로부터 실외가스관(9)을 거쳐 실외 열교환기(4)로 흘러 응축된다. 응축된 액냉매는 액관(10)을 흘러 수액기(14)를 거쳐 제1 연락액관(11)을 흐르고, 일부가 냉장팽창밸브(46)를 거쳐 냉장 열교환기(45)로 흘러 증발한다.

한편, 제1 연락액관(11)을 흐르는 다른 액냉매는, 분기액관(13)을 흘러, 냉동팽창밸브(52)를 거쳐 냉동 열교환기(51)로 흘러가 증발한다. 이 냉동 열교환기(51)에서 증발된 가스냉매는 부스터압축기(53)로 흡인되어 압축되고 분기가스관(16)으로 토출된다.

상기 냉장 열교환기(45)에서 증발된 가스냉매와 부스터압축기(53)로부터 토출된 가스냉매는 저압가스관(15)에서 합류하여, 인버터압축기(2A) 및 제1 비인버터압축기(2B)로 돌아온다. 냉매가 이상의 순환을 되풀이함으로써 냉장용 진열장과 냉동용 진열장인 저장고 내가 냉각된다.

상기 냉동 열교환기(51)에서의 냉매압력은, 부스터압축기(53)에서 흡인되므로, 냉장 열교환기(45)의 냉매압력보다 저압이다. 그 결과 예를 들어 상기 냉동 열교환기(51)의 냉매온도(증발온도)가 -40℃이며, 상기 냉장 열교환기(45)의 냉매온도(증발온도)는 -10℃가 된다.

이 냉동운전 시에는 예를 들어, 저압압력센서(65)가 검출하는 저압냉매압력(LP)에 기초하여, 제1 비인버터압축기(2B)의 기동과 정지나 인버터압축기(2A)의 기동, 정지 또는 용량제어를 실행하여, 냉동부하에 따른 운전을 실행한다.

예를 들어 압축기구(2D)의 용량을 증대시키는 제어는, 우선 제1 비인버터압축기(2B)가 정지한 상태에서 인버터압축기(2A)를 구동시킨다. 인버터압축기(2A)가 최대용량으로 상승한 후에 더욱 부하가 증대하면, 제1 비인버터압축기(2B)를 구동시킴과 동시에 인버터압축기(2A)를 최저용량으로 감소시킨다. 그 후 더더욱 부하가 증가하면 제1 비인버터압축기(2B)를 기동시킨 채로 인버터압축기(2A)의 용량을 상승시킨다. 압축기용량의 감소제어에서는 이 증대제어와 역의 동작이 실행된다.

또 상기 냉장팽창밸브(46) 및 냉동팽창밸브(52)의 개구도는, 감온통에 의한 과열도 제어가 실행된다. 이 점은, 이하 각 운전에서도 마찬가지이다.

<제1 냉방냉동운전>

이 제1 냉방냉동운전은, 실내유닛(1B)의 냉방과 냉장유닛(1C) 및 냉동유닛(1D)의 냉각을 동시에 행하는 운전이다. 이 제1 냉방냉동운전 시는 도 4에 나타낸 바와 같이 인버터압축기(2A)와 제1 비인버터압축기(2B)가 제1 계통의 압축기구(2D)를 구성하고, 제2 비인버터압축기(2C)가 제2 계통의 압축기구(2E)를 구성한다. 그리고 상기 인버터압축기(2A)와 제1 비인버터압축기(2B) 및 제2 비인버터압축기(2C)를 구동시킴과 동시에 부스터압축기(53)도 구동시킨다.

또 제1 십자전환밸브(3A)와 제2 십자전환밸브(3B) 및 제3 십자전환밸브(3C)는, 도 4에 실선으로 나타낸 바와 같이 각각 제1 상태로 전환된다. 그리고 냉장유닛(1C)의 전자밸브(7a) 및 냉동유닛(1D)의 전자밸브(7b)는 개구되는 한편, 실외팽창밸브(26)는 폐쇄된다.

이 상태에서, 인버터압축기(2A)와 제1 비인버터압축기(2B) 및 제2 비인버터압축기(2C)로부터 토출된 냉매는 고압가스관(8)에서 합류하여, 제1 십자전환밸브(3A)로부터 실외가스관(9)을 거쳐 실외 열교환기(4)로 흘러가 응축된 다. 응축된 액냉매는 액관(10)을 흐르고 수액기(14)를 거쳐 제1 연락액관(11)과 제2 연락액관(12)으로 나뉘어 흐른다.

상기 제2 연락액관(12)을 흐르는 액냉매는 실내팽창밸브(42)를 거쳐 실내 열교환기(41)로 흘러가 증발한다. 증발된 가스냉매는 연락가스관(17)으로부터 제1 십자전환밸브(3A) 및 제2 십자전환밸브(3B)를 거쳐 흡입관(6c)을 흘러 제2 비인버터압축기(2C)로 돌아온다.

한편, 상기 제1 연락액관(11)을 흐르는 액냉매의 일부가 냉장팽창밸브(46)를 거쳐 냉장 열교환기(45)로 흘러가 증발한다. 또 상기 제1 연락액관(11)을 흐르는 다른 액냉매는 분기액관(13)을 흐르고 냉동팽창밸브(52)를 거쳐 냉동 열교환기(51)로 흘러가 증발한다. 이 냉동 열교환기(51)에서 증발된 가스냉매는 부스터압축기(53)로 흡인되고 압축되어 분기가스관(16)으로 토출된다.

상기 냉장 열교환기(45)에서 증발된 가스냉매와 부스터압축기(53)에서 토출된 가스냉매는 저압가스관(15)에서 합류하여, 인버터압축기(2A) 및 제1 비인버터압축기(2B)로 돌아온다.

냉매가 이상과 같이 순환을 반복함으로써, 매장 내가 냉방됨과 동시에 냉장용 진열장 및 냉동용 진열장의 저장고 내가 냉각된다.

<제2 냉방냉동운전>

제2 냉방냉동운전은, 상기 제1 냉방냉동운전 시 실내유닛(1B)의 냉방능력이 부족한 경우의 운전이며, 제1 비인버터압축기(2B)를 공조측으로 전환시킨 운전이다. 이 제2 냉방냉동운전 시의 설정은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 기본적으로 제1 냉방냉동운전과 마찬가지이지만, 제3 십자전환밸브(3C)가 제2 상태로 전환되는 점이 제1 냉방냉동운전과 다르다.

따라서 이 제2 냉방냉동운전에서는, 제1 냉방냉동운전과 마찬가지로, 인버터압축기(2A)와 제1 비인버터압축기(2B) 및 제2 비인버터압축기(2C)로부터 토출된 냉매는 실외 열교환기(4)에서 응축되고, 실내 열교환기(41)와 냉장 열교환기(45)와 냉동 열교환기(51)에서 증발한다.

그리고 상기 실내 열교환기(41)에서 증발한 냉매는 제1 비인버터압축기(2B) 및 제2 비인버터압축기(2C)로 돌아오며, 냉장 열교환기(45) 및 냉동 열교환기(51)에서 증발한 냉매는 인버터압축기(2A)로 돌아오게 된다. 공조측에 2 대의 압축기(2B, 2C)를 사용함으로써 냉방능력의 부족이 보충된다.

여기서, 제1 냉방냉동운전과 제2 냉방냉동운전의 구체적인 전환제어에 대해서는 후술하기로 한다.

<난방운전>

이 난방운전은, 실내유닛(1B)의 난방만을 행하는 운전이다. 이 난방운전 시는 도 6에 나타내는 바와 같이, 인버터압축기(2A)가 제1 계통의 압축기구(2D)를 구성하고, 제1 비인버터압축기(2B)와 제2 비인버터압축기(2C)가 제2 계통의 압축기구(2E)를 구성한다. 그리고 상기 제2 계통의 압축기구(2E)인 제1 비인버터압축기(2B) 및 제2 비인버터압축기(2C)만을 구동시킨다.

또 도 6의 실선으로 나타낸 바와 같이, 제1 십자전환밸브(3A)는 제2 상태로 전환되며, 제2 십자전환밸브(3B)는 제1 상태로 전환되고, 제3 십자전환밸브(3C)는 제2 상태로 전환된다. 한편, 냉장유닛(1C)의 전자밸브(7a) 및 냉동유닛(1D)의 전자밸브(7b)는 폐쇄된다.

또한 상기 실외팽창밸브(26)의 개구도는, 저압압력센서(66)에 기초하는 압력상당포화온도와 흡입온도센서(68)의 검출온도에 의해 과열도 제어된다. 상기 실내팽창밸브(42)의 개구도는, 실내 열교환센서(71)와 액온센서(76)의 검출온도에 기초하여 과냉각 제어된다. 이 실외팽창밸브(26) 및 실내팽창밸브(42)의 개구도 제어는 이하 난방모드에서도 마찬가지이다.

이 상태에서 제1 비인버터압축기(2B) 및 제2 비인버터압축기(2C)로부터 토출된 냉매는, 제1 십자전환밸브(3A)로부터 연락가스관(17)을 거쳐 실내 열교환기(41)로 흘러가 응축된다. 응축된 액냉매는 제2 연락액관(12)을 흘러, 분기액관(36)으로부터 수액기(14)로 유입된다. 그 후 상기 액냉매는 보조액관(25)의 실외팽창밸브(26)를 거쳐 실외 열교환기(4)로 흘러 증발한다. 증발된 가스냉매는 실외가스관(9)으로부터 제1 십자전환밸브(3A) 및 제2 십자전환밸브(3B)를 거쳐 제2 비인버터압축기(2C)의 흡입관(6c)을 흘러, 제1 비인버터압축기(2B) 및 제2 비인버터압축기(2C)로 돌아온다. 이 순환을 반복하여 실내가 난방된다.

또 냉방운전과 마찬가지로, 압축기(2B, 2C)는 1 대로 운전할 수도 있다.

<제1 난방냉동운전>

이 제1 난방냉동운전은 실외 열교환기(4)를 이용하지 않고, 실내유닛(1B)의 난방과 냉장유닛(1C) 및 냉동유닛(1D)의 냉각을 실행하는 열회수운전이다. 이 제1 난방냉동운전은 도 7에 나타낸 바와 같이, 인버터압축기(2A)와 제1 비인버터압축기(2B)가 제1 계통의 압축기구(2D)를 구성하고, 제2 비인버터압축기(2C)가 제2 계통의 압축기구(2E)를 구성한다. 그리고 상기 인버터압축기(2A) 및 제1 비인버터압축기(2B)를 구동시킴과 동시에, 부스터압축기(53)도 구동시킨다. 상기 제2 비인버터압축기(2C)는 운전을 정지한다.

또 도 7의 실선으로 나타낸 바와 같이, 제1 십자전환밸브(3A)는 제2 상태로 전환되며, 제2 십자전환밸브(3B) 및 제3 십자전환밸브(3C)는 제1 상태로 전환된다. 그리고 냉장유닛(1C)의 전자밸브(7a) 및 냉동유닛(1D)의 전자밸브(7b)는 개구되는 한편, 실외팽창밸브(26)가 폐쇄된다.

이 상태에서, 인버터압축기(2A)와 제1 비인버터압축기(2B)로부터 토출된 냉매는, 제1 십자전환밸브(3A)로부터 연락가스관(17)을 거쳐 실내 열교환기(41)로 흘러 응축된다. 응축된 액냉매는, 제2 연락액관(12)으로부터 수액기(14)를 거쳐 제1 연락액관(11)을 흐른다.

상기 제1 연락액관(11)을 흐르는 액냉매의 일부가 냉장팽창밸브(46)를 거쳐 냉장 열교환기(45)로 흘러 증발한다. 또 상기 제1 연락액관(11)을 흐르는 다른 액냉매는 분기액관(13)을 흘러, 냉동팽창밸브(52)를 거쳐 냉동 열교환기(51)로 흘러 증발한다. 이 냉동 열교환기(51)에서 증발한 가스냉매는 부스터압축기(53)로 흡인되어 압축되고, 분기가스관(16)으로 토출된다.

상기 냉장 열교환기(45)에서 증발한 가스냉매와, 부스터압축기(53)로부터 토출된 가스냉매는 저압가스관(15)에서 합류하여, 인버터압축기(2A) 및 제1 비인버터압축기(2B)로 돌아온다. 이 순환을 반복하여 매장 내를 난방함과 동시에, 냉장용 진열장과 냉동용 진열장의 저장고 내를 냉각한다. 즉 냉장유닛(1C)과 냉동유닛(1D)의 냉각능력(증발열량)과, 실내유닛(1B)의 난방능력(응축열량)이 균형을 이루어, 100%의 열 회수가 이루어진다.

<제2 난방냉동운전>

이 제2 난방냉동운전은, 상기 제1 난방냉동운전 시에 실내유닛(1B)의 난방능력이 과한 능력과잉운전이다. 이 제2 난방냉동운전 시는 도 8에 나타낸 바와 같이, 인버터압축기(2A)와 제1 비인버터압축기(2B)가 제1 계통의 압축기구(2D)를 구성하고, 제2 비인버터압축기(2C)가 제2 계통의 압축기구(2E)를 구성한다. 그리고 상기 인버터압축기(2A) 및 제1 비인버터압축기(2B)를 구동시킴과 동시에, 부스터압축기(53)도 구동시킨다. 상기 제2 비인버터압축기(2C)는 정지된다.

이 제2 난방냉동운전은, 상기 제1 난방냉동운전 시에 있어서 난방능력이 과한 경우의 운전이며, 제2 십자전환밸브(3B)가 도 8의 실선으로 나타내는 바와 같이 제2 상태로 전환된 것 외에는 상기 제1 난방냉동운전과 마찬가지이다.

따라서 인버터압축기(2A)와 제1 비인버터압축기(2B)로부터 토출된 냉매의 일부는, 상기 제1 난방냉동운전과 마찬가지로 실내 열교환기(41)로 흘러가 응축된다. 응축된 액냉매는, 제2 연락액관(12)으로부터 분기액관(36)을 거쳐 수액기(14)로 흘러, 제1 연락액관(11)을 흐른다.

한편 상기 인버터압축기(2A)와 제1 비인버터압축기(2B)로부터 토출된 다른 냉매는, 보조가스관(19)으로부터 제2 십자전환밸브(3B) 및 제1 십자전환밸브(3A)를 거쳐 실외가스관(9)을 흘러 실외 열교환기(4)에서 응축된다. 이 응축된 액냉매는 액관(10)을 흘러, 제2 연락액관(12)으로부터의 액냉매와 합류하여 수액기(14)로 흐르고, 제1 연락액관(11)을 흐른다.

그 후, 상기 제1 연락액관(11)을 흐르는 액냉매의 일부가 냉장 열교환기(45)로 흘러 증발한다. 또 제1 연락액관(11)을 흐르는 다른 액냉매는, 냉동 열교환기(51)로 흘러 증발하고, 부스터압축기(53)로 흡인된다. 상기 냉장 열교환기(45)에서 증발된 가스냉매와 부스터압축기(53)로부터 토출된 가스냉매는 저압가스관(15)에서 합류하여, 인버터압축기(2A) 및 제1 비인버터압축기(2B)로 돌아온다. 이 순환을 반복하여 매장 내를 난방함과 동시에, 냉장용 진열장과 냉동용 진열장의 저장고 내를 냉각한다. 즉 냉장유닛(1C)과 냉동유닛(1D)의 냉각능력(증발열량)과, 실내유닛(1B)의 난방능력(응축열량)이 균형을 이루지 않고, 여유분의 응축열을 실외 열교환기(4)에서 실외로 방출한다.

<제3 난방냉동운전>

이 제3 난방냉동운전은, 상기 제1 난방냉동운전 시에 실내유닛(1B)의 난방능력이 부족한 난방의 능력부족운전이다. 이 제3 난방냉동운전은 도 9에 나타낸 바와 같이, 인버터압축기(2A)와 제1 비인버터압축기(2B)가 제1 계통의 압축기구(2D)를 구성하고, 제2 비인버터압축기(2C)가 제2 계통의 압축기구(2E)를 구성한다. 그리고 상기 인버터압축기(2A), 제1 비인버터압축기(2B)및 제2 비인버터압축기(2C)를 구동시킴과 동시에, 부스터압축기(53)도 구동시킨다.

이 제3 난방냉동운전은, 상기 제1 난방냉동운전 시에 있어서 난방능력이 부족한 경우의 운전, 즉 증발열량이 부족한 경우이며, 실외팽창밸브(26)의 개구도가 제어되어, 제2 비인버터압축기(2C)가 구동되는 점 외에는 상기 제1 난방냉동운전과 마찬가지이다.

따라서 인버터압축기(2A)와 제1 비인버터압축기(2B)와 제2 비인버터압축기(2C)로부터 토출된 냉매는, 상기 제1 난방냉동운전과 마찬가지로 연락가스관(17)을 거쳐 실내 열교환기(41)로 흘러가 응축된다. 응축된 액냉매는, 제2 연락액관(12)으로부터 분기액관(36)을 거쳐 수액기(14)로 흐른다.

그 후, 수액기(14)로부터의 액냉매 일부는, 제1 연락액관(11)을 흐르고, 이 제1 연락액관(11)을 흐르는 액냉매의 일부가 냉장 열교환기(45)로 흘러 증발한다. 또 상기 제1 연락액관(11)을 흐르는 다른 액냉매는, 냉동 열교환기(51)로 흘러 증발하고, 부스터압축기(53)로 흡인된다. 상기 냉장 열교환기(45)에서 증발한 가스냉매와 부스터압축기(53)로부터 토출된 가스냉매는 저압가스관(15)에서 합류하여, 인버터압축기(2A) 및 제1 비인버터압축기(2B)로 돌아온다.

한편, 상기 수액기(14)로부터의 다른 액냉매는, 액관(10)을 거쳐 실외 열교환기(4)로 흘러 증발한다. 증발된 가스냉매는 실외가스관(9)을 흐르고, 제1 십자전환밸브(3A) 및 제2 십자전환밸브(3B)를 거쳐 제2 비인버터압축기(2C)의 흡입관(6c)을 흘러 이 제2 비인버터압축기(2C)로 돌아온다.

이 순환을 반복하여 매장 내를 난방함과 동시에, 냉장용 진열장과 냉동용 진열장의 저장고 내를 냉각한다. 즉 냉장유닛(1C)과 냉동유닛(1D)의 냉각능력(증발열량)과, 실내유닛(1B)의 난방능력(응축열량)이 균형을 이루지 않고, 부족한 증발열을 실외 열교환기(4)로부터 얻는다.

<제2 압축기의 전환>

이상의 각 운전모드에서 설명한 바와 같이, 제2 압축기수단인 제1 비인버터압축기(2B)는, 제3 십자전환밸브(3C)를 제어함으로써 냉장 ·냉동측의 제1 계통측회로와 공조측의 제2 계통측회로로 전환시켜 이용된다.

제1 비인버터압축기(2B)는, 상술한 8 종류의 운전패턴 중 냉동운전 시(도 3)와 제1 냉방냉동운전 시(도 4)와 제1 난방냉동운전 시(도 7)와 제2 난방냉동운전 시(도 8)와 제3 난방냉동운전 시(도 9)에 냉장 ·냉동측으로 이용되고, 냉방운전 시(도 2)와 제2 냉방냉동운전 시(도 5)와 난방운전 시(도 6)에 공조측으로 이용된다. 즉 제1 비인버터압축기(2B)는, 주로 냉장 ·냉동측으로 이용될 때에 제3 십자전환밸브(3C)를 제1 상태(이하 오프상태로 칭함)로 전환함으로써 제1 계통의 압축기구(2D)를 구성하고, 주로 공조측으로 이용될 때에 제3 십자전환밸브(3C)를 제2 상태(이하 온상태로 칭함)로 전환함으로써 제2 계통의 압축기구(2E)를 구성한다.

다음으로, 제1 비인버터압축기(2B)를 냉장 ·냉동측과 공조측으로 전환하기 위한 제3 십자전환밸브(3C)의 온/오프 전환제어에 대해 도 10 및 도 11의 흐름도를 참조하여 설명한다. 또 이하에서는 제1 냉방냉동운전(도 4)과 제2 냉방냉동운전(도 5)에서의 전환제어에 대해 설명한다.

이 흐름도에서는, 우선 단계 ST1에서 제3 십자전환밸브(3C)가 온인지의 여부, 즉 제1 비인버터압축기(2B)가 공조측에서 사용되고 있는 상태인지의 여부(제2 냉방냉동운전인지의 여부)를 판별한다.

판별결과가 "Yes"이면 단계 ST2로 진행하여, 공조일시정지(thermo off)조건 이 성립됐는지 여부에 따라 공조측 능력이 충족됐는지의 여부를 판별하고, 또 냉장 ·냉동측의 저압압력(LP1)이 2.5㎏/㎠(245KPa)보다 큰지 여부에 따라 냉장 ·냉동측의 능력이 부족한지의 여부를 판별한다. 이 경우, 판별결과가 "Yes"이면 공조측 능력이 충족되고 냉장 ·냉동측 능력이 부족한 것이므로, 단계 ST3로 진행하여 제3 십자전환밸브(3C)를 오프로 설정하고, 제1 비인버터압축기(2B)를 냉장 ·냉동측으로 전환하는 조작(제1 냉방냉동운전으로 전환하는 조작)을 실행한다.

한편 단계 ST2에서의 판별결과가 "No"면 단계 ST4로 진행한다. 단계 ST4에서는, 외기온도(Ta)와 실내흡입온도(Tr)의 차가 6 분 이상 연속하여 16℃보다 큰지, 실내흡입온도(Tr)가 6 분 이상 연속하여 22℃보다 낮은지의 한쪽이 만족되면서, 냉장 ·냉동측 저압압력(LP1)이 2.5㎏/㎠(245KPa)보다 큰지의 여부를 판별한다. 실내온도(Tr)에 관해 상기 2 개의 조건 중 어느 한쪽이 만족되면 실내가 충분히 냉방되었다고 판단할 수 있으므로, 단계(ST3)의 동작을 실행하여 제1 비인버터압축기(2B)를 냉장 ·냉동측으로 전환하는 조작을 행한다. 여기서 상기 단계 ST4에서 실내흡입온도를 (MaxTr)로 나타내는 것은, 실내유닛(1B)이 복수 접속된 것을 상정했기 때문이다.

단계 ST4의 판별결과가 "No"인 경우 단계 ST5로 진행한다. 단계 ST5에서는 냉장 ·냉동측의 저압압력(LP1)이 2.5㎏/㎠(245KPa)보다 큰지의 여부, 제1 압축기수단(인버터압축기)(2A)이 최대주파수로 운전되고 있는지 여부, 그리고 냉장 ·냉동능력의 up조건이 만족됐는지 여부의 3 개의 조건을 판별하고, 모든 조건이 만족되면 단계 ST3의 동작을 행하여 제1 비인버터압축기(2B)를 냉장 ·냉동측으로 전환 하는 조작을 행한다. 즉 이 때는 공조능력이 만족됐다고는 할 수 없지만, 인버터압축기(2A)가 최대주파수로 운전되고 있는데 냉장 ·냉동 능력이 부족하다면, 공조측 상태와는 관계없이 제1 비인버터압축기(2B)를 제1 계통인 냉장 ·냉동측으로 전환시켜, 냉장 ·냉동을 우선한 운전을 행하여 상품의 품질을 유지한다. 또 단계 ST5의 판별결과가 "No"이면, 냉장 ·냉동측 능력은 부족하지 않으므로 단계 ST3에서 제3 십자전환밸브(3C)의 전환조작은 행하지 않고 단계 ST1로 돌아간다.

다음, 단계 ST1에서의 판별결과가 "No"이면, 제3 십자전환밸브(3C)가 오프이고, 제1 비인버터압축기(2B)가 냉장 ·냉동측에서 사용되고 있는 상태(제1 냉방냉동운전)이다. 이 경우, 도 11의 단계(ST6)로 진행하여 냉장 ·냉동측의 저압압력(LP1)이 2.5㎏/㎠(245KPa)보다 작은 상태가 30 분 이상 연속되는지 여부에 따라 냉장 ·냉동측이 충분히 냉각됐는지 여부를 판별하고 또 실내온도(MaxTr)가 26℃ 이상인지 여부에 따라 냉방능력이 요구되는지의 여부를 판별한다. 판별결과가 "Yes"인 경우, 단계 ST7에서 제3 십자전환밸브(3C)를 오프에서 온으로 전환하고 제1 비인버터압축기(2B)를 공조측에서 이용하는 상태(제2 냉방냉동운전)로 한다.

단계 ST6의 판별결과가 "No"인 경우는 단계 ST8로 진행하여, 냉장 ·냉동측의 저압압력(LP1)이 2.0㎏/㎠(196KPa)보다 작은 지의 여부를 판별한다. 이 저압압력(LP1)이 2.0㎏/㎠(196KPa)보다 작으면 냉장 ·냉동이 일시정지에 가까운 상태이므로, 냉장 ·냉동능력을 거의 요구받지 않는다. 따라서 이 경우에는 공조측 상태와 관계없이 단계 ST7로 진행하여 제3 십자전환밸브(3C)를 오프에서 온으로 전환하고 제1 비인버터압축기(2B)를 공조측에서 이용할 수 있는 상태로 한다.

또 단계 ST8의 판별결과가 "No"인 경우는 단계 ST9로 진행한다. 단계 ST9에서는, 인버터압축기(2A)가 최저주파수로 동작하며, 또 냉장 ·냉동 능력의 down조건이 성립되는 지의 여부를 판별한다. 판별결과가 "Yes"이면 냉장 ·냉동 능력에 여유가 있으므로, 단계 ST7에서 제3 십자전환밸브(3C)를 오프에서 온으로 전환하여 제1 비인버터압축기(2B)를 공조측에서 이용하는 상태로 한다. 역으로 단계 ST9에서 판별결과가 "No"이면 냉장 ·냉동측의 능력에 여유가 없으므로, 단계 ST7에서 제3 십자전환밸브(3C)의 조작은 행하지 않고 도 10의 단계 ST1로 돌아온다. 즉 단계 ST9에서는 공조능력이 부족할 가능성도 있지만 이 때도 냉장 ·냉동측을 우선시키는 제어를 행한다.

이상과 같이 제1 비인버터압축기(2B)는 냉장 ·냉동능력과 공조능력에 기초하여 제3 십자전환밸브(3C)를 전환하는 것만으로 냉장 ·냉동용 제1 계통측회로와 공조용 제2 계통측회로에서 선택적으로 이용할 수 있다.

-실시 형태의 효과-

본 실시 형태에 의하면, 인버터압축기(2A)로부터 토출된 냉매가 제1 계통측회로만을 순환함과 동시에, 제2 비인버터압축기(2C)로부터 토출된 냉매가 제2 계통측회로를 순환하는 상태에서, 제1 비인버터압축기(2B)로부터 토출된 냉매가 제1 계통측회로를 순환하는 상태와 제2 계통측회로를 순환하는 상태를 전환할 수 있도록 한다. 즉 인버터압축기(2A)를 제1 계통측으로, 제2 비인버터압축기(2C)를 제2 계통측에서 고정적으로 사용하고, 제1 비인버터압축기(2B)를 양 계통으로 전환 가능하게 한다.

이와 같이 제1 비인버터압축기(2B)만을 전환하는 방식으로 함으로써, 3 대의 압축기(2A, 2B, 2C)의 조합패턴이 종래보다 간소화되어, 흡입측배관의 구성을 간단히 할 수 있다. 또 각 압축기(2A, 2B, 2C)의 운전패턴도 적게 할 수 있으므로 제어도 간단하게 할 수 있다.

또한 이 때 제3 십자전환밸브(3C)를 제1 상태와 제2 상태로 바꾸는 것만으로 제2 압축기수단(2B)을 제1 계통측과 제2 계통측으로 전환할 수 있으므로, 간단한 전환제어로 운전상태를 바꿀 수 있다. 그 위에 냉장 ·냉동을 우선시키므로 상품의 품질을 확실하게 유지할 수 있다.

그리고 냉장 열교환기(45) 및 냉동 열교환기(51)에서 증발한 가스냉매와, 실내 열교환기(41)에서 증발한 가스냉매가, 각각 별개로 제1 계통측회로와 제2 계통측회로를 순환하여 제1 계통측 압축기구(2D)와 제2 계통측 압축기구(2E)로 흡인되어, 각 열 교환기(41, 45, 51)의 냉매증발온도가 다른 상이온도증발 운전이 이루어진다. 이로써 실내 열교환기(41)의 냉방에 필요한 증발온도와, 상기 냉장 열교환기(45) 및 냉동 열교환기(51)의 냉각에 필요한 증발온도를 각각 개별로 최적화할 수 있으므로, COP 향상의 도모가 가능해진다.

-그 밖의 실시 형태-

본 발명은 상기 실시 형태에 대하여 이하와 같은 구성으로 해도 된다.

예를 들어 상기 실시 형태에서는 제1 압축기수단(2A)에 인버터압축기를, 제2 압축기수단(2B) 및 제3 압축기수단(2C)에 비인버터압축기를 이용하지만, 3 대를 모두 인버터압축기로 하거나, 인버터압축기와 비인버터압축기의 조합을 바꾸거나 하 는 변경이 가능하다.

또 제1 압축기수단(2A), 제2 압축기수단(2B) 및 제3 압축기수단(2C)은, 각각을 1 대의 압축기로 구성해도 되며 복수 대의 압축기로 구성해도 된다. 예를 들어 압축기의 합계 대수를 5 대로 할 경우에, <a>제1 압축기수단(2A)을 2 대의 압축기로, 제2 압축기수단(2B)을 1 대의 압축기로, 제3 압축기수단(2C)을 2 대의 압축기로 구성하거나, <b>제1 압축기수단(2A)을 2 대의 압축기로, 제2 압축기수단(2B)을 2 대의 압축기로, 제3 압축기수단(2C)을 1 대의 압축기로 구성하거나, <c>제1 압축기수단(2A)을 1 대의 압축기로, 제2 압축기수단(2B)을 3 대의 압축기로, 제3 압축기수단(2C)을 1 대의 압축기로 구성하거나, <d>그 밖의 조합으로 하거나 해도 된다. 또한 압축기의 합계 대수도 5 대에 한정되지 않고 적절히 변경해도 되며, 그 경우 각 압축기수단(2A, 2B, 2C)을 1 대의 압축기로 하는가 복수 대의 압축기로 하는가도 적절히 변경할 수 있다.

또 상기 실시 형태에서는 압축기구(2D, 2E)의 저압측에 십자전환밸브(3C)를 이용하여 제2 압축기수단(2B)을 공조측과 냉장 ·냉동측으로 전환하도록 하지만, 십자전환밸브(3C) 대신 복수의 전자밸브 등을 조합시키는 구성으로 해도 된다.

또 상기 실시 형태에서는 공조와 냉장과 냉동을 행하는 냉동장치에 대해서 설명했지만, 공조와 냉장을 행하는 시스템으로 하는 등, 장치의 전체구성을 적절히 변경해도 된다.

이상과 같이 본 발명은 냉동장치에 대해 유용한 것이다.

Claims

2 계통의 이용측 열교환기(41)(45, 51)를 구비한 냉매회로(1E)의 압축기구(2D, 2E)가 3 개의 압축기수단(2A, 2B, 2C)을 조합시킴으로써 구성된 냉동장치에 있어서,

상기 압축기수단(2A, 2B, 2C)은, 제1 계통측회로의 이용측 열교환기(45, 51)에만 이용되도록 접속된 제1 압축기수단(2A)과, 제1 계통측회로의 이용측 열교환기(45, 51)와 제2 계통측회로의 이용측 열교환기(41)로 전환 가능하게 접속된 제2 압축기수단(2B)과, 제2 계통측회로의 이용측 열교환기(41)에만 이용되도록 접속된 제3 압축기수단(2C)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
제1항에 있어서,

압축기구(2D, 2E)의 흡입측에 십자전환밸브(3C)가 접속되고, 이 십자전환밸브(3C)가, 제1 포트(P1)와 제2 포트(P2)가 연통되고, 제3 포트(P3)와 제4 포트(P4)가 연통되는 제1 상태와, 제1 포트(P1)와 제4 포트(P4)가 연통되며, 제2 포트(P2)와 제3 포트(P3)가 연통되는 제2 상태로 전환 가능하게 구성되며,

제1 계통측회로의 저압배관(15)이 제1 압축기수단(2A)의 흡입관(6a)에 접속됨과 동시에, 상기 제1 포트(P1)에 제1 압축기수단(2A) 흡입관(6a)의 분기관(6d)이, 이 제1 포트(P1)를 향하는 냉매의 흐름을 허용하는 역지밸브(7)를 개재하고 접속되며,

상기 제2 포트(P2)에 제2 압축기수단(2B)의 흡입관(6b)이 접속되고,

제2 계통측회로의 저압배관(9, 17)이 제3 압축기수단(2C)의 흡입관(6c)에 접속됨과 동시에, 상기 제3 포트(P3)에 제3 압축기수단(2C) 흡입관(6c)의 분기관(6e)이, 이 제3 포트(P3)를 향하는 냉매의 흐름을 허용하는 역지밸브(7)를 개재하고 접속되며,

제4 포트(P4)에 냉매회로(1E)의 고압측배관(28a)이 접속되고,

상기 십자전환밸브(3C)를 제1 상태로 설정함으로써 제2 압축기수단(2B)의 토출냉매가 제1 계통측회로를 순환하는 상태와, 이 십자전환밸브(3C)를 제2 상태로 설정함으로써 제2 압축기수단(2B)의 토출냉매가 제2 계통측회로를 순환하는 상태가 전환되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

제1 계통측회로의 이용측 열교환기(45, 51)는 냉장 ·냉동에 이용되는 냉각 열교환기이며, 제2 계통측회로의 이용측 열교환기(41)는 공조에 이용되는 공조 열교환기이고,

냉매회로(1E)는, 제1 계통측회로의 이용측 열교환기(45, 51)와 제2 계통측회로의 이용측 열교환기(41)에서, 냉매가 상이(相異)온도 증발하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
제3항에 있어서,

냉매회로(1E)는, 제2 압축기수단(2B) 및 제3 압축기수단(2C) 중 적어도 한쪽으로부터 토출된 냉매가 제2 계통측회로를 순환하는 공조운전과, 제1 압축기수단(2A) 및 제2 압축기수단(2B) 중 적어도 한쪽으로부터 토출된 냉매가 제1 계통측회로를 순환하는 냉각운전과, 제3 압축기수단(2C)으로부터 토출된 냉매가 제2 계통측회로를 순환함과 동시에 제1 압축기수단(2A)으로부터 토출된 냉매가 제1 계통측회로를 순환하고, 또 제2 압축기수단(2B)으로부터 토출된 냉매가 제1 계통측회로 또는 제2 계통측회로를 순환할 수 있는 공조냉각운전을 선택 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

제1 압축기수단(2A)이 가변용량 압축기로 구성되고, 제2 압축기수단(2B) 및 제3 압축기수단(2C)이 일정용량 압축기로 구성되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

제1 계통측회로의 이용측 열교환기(45, 51)와 제2 계통측회로의 이용측 열교환기(41) 중 한쪽에서 능력부족이 발생하면, 제2 압축기수단(2B)을 능력부족측 계통으로 전환시켜 운전하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
제6항에 있어서,

운전 중에 제1 계통측회로의 이용측 열교환기(45, 51) 능력을 제2 계통측회 로의 이용측 열교환기(41) 능력보다 우선시키도록 설정되어,

제1 계통측회로의 이용측 열교환기(45, 51) 능력이 부족하면, 제2 계통측회로의 이용측 열교환기(41) 상태와 상관없이 제2 압축기수단(2B)을 제1 계통으로 전환시켜 운전하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.