WO2007111099A1

WO2007111099A1 - 冷凍装置

Info

Publication number: WO2007111099A1
Application number: PCT/JP2007/054420
Authority: WO
Inventors: Satoru Sakae; Toshiaki Mukaidani; Keiji Arii
Original assignee: Daikin Industries, Ltd.
Priority date: 2006-03-27
Filing date: 2007-03-07
Publication date: 2007-10-04
Also published as: JP2007255876A; CN101405549A; EP2006618A4; EP2006618A1

Abstract

　複数の庫内ユニット（3，4）と複数のブースタユニット（5，6）とを備える冷凍装置において、第１、第２系統側第１サービスバルブ（SV1，SV3）を室外熱交換器（77）と庫内熱交換器（54，56）との間の液ラインに設置し、第１、第２系統側第２サービスバルブ（SV2，SV4）をブースタユニット（5，6）の出口側に設置して、冷凍装置の信頼性や冷凍能力を損なうことなく、庫内ユニット（3，4）とブースタユニット（5，6）とにおけるメンテナンス性を向上させる。

Description

明細書

冷凍装置

技術分野

[0001] 本発明は、二段圧縮冷凍サイクルの冷媒回路を有する冷凍装置に関し、特に、冷媒回収機構に関するものである。

背景技術

[0002] 従来より、二段圧縮冷凍サイクルの冷媒回路を有する冷凍装置が知られている。この冷凍装置は、高段圧縮機と熱源側熱交換器とを有する熱源側ユニットと、膨張機構と利用側熱交換器とを有する利用側ユニットと、低段圧縮機を有するブースタュニットとが冷媒配管により接続されている。この冷凍装置の冷媒回路において、高段圧縮機に吸入された中間圧ガス冷媒は所定の高圧圧力に圧縮され、該高段圧縮機から吐出された後、熱源側熱交換器において熱を放出し、凝縮して高圧液冷媒となる。この高圧液冷媒は、膨張機構で所定の圧力まで減圧された後に蒸発器で熱を吸収し、蒸発して低圧ガス冷媒となる。この低圧ガス冷媒は、低段圧縮機に吸入され、所定の中間圧力まで圧縮され、中間圧ガス冷媒となる。この中間圧ガス冷媒は該低段側圧縮機から吐出された後、再び高段圧縮機へ吸入される。上記冷媒が以上のように冷媒回路を循環して、高段圧縮機による圧縮行程、凝縮行程、膨張行程、蒸発行程、低段圧縮機による圧縮行程を繰り返し、冷凍サイクル動作が行なわれる。そして、利用側熱交換器を庫内に設置し、熱源側熱交換器を凝縮器、利用側熱交換器を蒸発器として使用することにより、庫内の空気を冷却する。

[0003] 特許文献 1によれば、冷凍装置のブースタユニットのメンテナンス性向上のために、該ブースタユニットの前後にサービスバルブを設置した冷媒回路が提案されている。この冷媒回路に設置されたサービスバルブは、冷媒回路からブースタユニットを閉鎖若しくは接続する機能を備えるだけでなぐ該サービスバルブの弁体を閉じることにより、ブースタユニット側を開放する冷媒ポートも備えている。例えばブースタユニット内の低段圧縮機が故障した場合、この弁体を閉じれば冷媒回路からブースタユニットだけを閉鎖することができるとともに、その閉鎖したブースタユニット内の冷媒を冷媒ポートから冷媒回収機を使って回収することも可能となる。つまり、ポンプダウンを行わずにメンテナンス作業を行うことができるので、そのメンテナンスに要する時間を短縮すること力 Sできる。

特許文献 1 :特開 2005— 214494号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] し力しながら、特許文献 1の冷凍装置のサービスバルブのうち 1つは低段側圧縮機の吸入側に設置されているために、メンテナンス時間の短縮は可能であるとしても、冷凍装置自体の信頼性や冷凍能力の低下を引き起こすおそれがある。具体的には、上記サービスバルブが設置されている低段圧縮機の吸入側は、冷凍装置の運転中において低温になることが多ぐその運転状態が長時間継続すると該サービスバルブが凍結してしまう場合がある。仮に、このサービスバルブのネジ部に水分が侵入したままサービスバルブが凍結したとすると、そのネジ部にある水分も同様に凍結し膨張を起こす。そして、この水分の膨張によりサービスバルブが破損すれば、該サービスバルブからのガス洩れも考えられ、結果として冷凍装置の信頼性を低下させてしまう。

[0005] また、低段側圧縮機の吸入側にサービスバルブを設置すると、そのバルブ自体の流動抵抗により、吸入側の圧力損失の増加を引き起こす場合がある。この圧力損失増加の影響で圧縮機吸入ポイントの圧力が低下して冷媒循環量が減少し、冷凍能力を低下させてしまうおそれもある。

[0006] さらに、ブースタユニットではなく利用側ユニットに部品交換の必要が生じた場合は、利用側熱交換器に残っている冷媒を回収してメンテナンスを行えるようにするためにポンプダウン作業を行わなければならず、利用側ユニットにおけるメンテナンス時間が短縮されることはない。

[0007] 本発明は、力かる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、サービスバルブを最適な位置に配置することにより、冷凍装置の信頼性や冷凍能力を損なうことなぐ冷凍装置のメンテナンス性を向上させることである。

課題を解決するための手段 [0008] 第 1の発明は、高段側圧縮機構 (25)と熱源側熱交換器 (77)とを有する熱源側ュニット (2)と、利用側熱交換器 (54， 56)を有する利用側ユニット (3， 4)と、低段側圧縮機構 (75, 76)を有するブースタユニット（5， 6)とが順に接続されて二段圧縮冷凍サイクルを行う冷媒回路（12)を備え、上記利用側熱交換器 (54， 56)の近傍に冷媒回収ポートと閉鎖機構とを有する第 1サービスバルブ（SV1， SV3)が設置され、上記ブースタユニット（5， 6)の出口側に冷媒回収ポートと閉鎖機構とを有する第 2サービスバルブ（ SV2, SV4)が設置されてレ、る冷凍装置を前提としてレ、る。

[0009] そして、上記冷凍装置の第 1サービスバルブ（SV1， SV3)が、上記熱源側熱交換器

(77)と上記利用側熱交換器 (54, 56)との間の液ラインに設置されていることを特徴としている。ここで、液ラインの一端は熱源側ユニット（2)内部の熱源側熱交換器 (77) に接続され、他端は利用側ユニット（3， 4)内部の利用側熱交換器 (54, 56)に接続されている。つまり、利用側ユニット（3， 4)内部の液ラインに第 1サービスバルブ（SV1， SV3)を設置することも可能である。

[0010] 第 1の発明では、第 1サービスバルブ（SV1 , SV3)と第 2サービスバルブ（SV2, SV4) とを閉じれば、第 1サービスバルブ（SV1, SV3)と第 2サービスバルブ（SV2, SV4)との間に存在するブースタユニット（5, 6)と利用側ユニット（3, 4)とを冷凍装置（1)に接続したまま、冷媒回路（12)から不通にすることができる。

[0011] 第 2の発明は、第 1の発明において、上記第 1サービスバルブ（SV1, SV3)力上記熱源側ユニット (2)と上記利用側ユニット (3， 4)との間の液側連絡配管（17)に設置されてレ、ることを特徴としてレ、る。

[0012] 第 2の発明では、第 1の発明と同様にブースタユニット（5， 6)と利用側ユニット（3， 4) とを冷凍装置（1)に接続したまま、冷媒回路（12)から不通にすることができる。

[0013] 第 3の発明は、第 1または第 2の発明において、上記第 2サービスバルブ（SV2， SV4 )が上記ブースタユニット（5， 6)の内部に設置されていることを特徴としている。

[0014] 第 3の発明では、上記第 2サービスバルブ（SV2, SV4)の位置がブースタユニット（5 , 6)の内部となるので、第 1と第 2サービスバルブ（SV1 , SV2, SV3, SV4)との間の冷媒経路上の距離を短くすることができる。

[0015] 第 4の発明は、第 1の発明において、上記第 1及び第 2サービスバルブ（SV1， SV2, SV3, SV4)力上記ブースタユニット（5, 6)の内部に設置されていることを特徴としている。

[0016] 第 4の発明では、第 1サービスバルブ（SV1 , SV3)が設置されている冷媒配管を、ブースタユニット（5, 6)内を通過させるように配置することにより、第 1サービスバルブ（S VI , SV3)と第 2サービスバルブ（SV2， SV4)とをブースタユニット（5, 6)の内部に収納することができるので、ブースタユニット（5, 6)のメンテナンス作業を行う場所とサービスバルブ切換作業を行う場所とを近づけることができる。

[0017] 第 5の発明は、第 1から第 4の発明の何れ力、 1つにおいて、上記熱源側ユニット（2) に対して上記利用側ユニット（3, 4)が複数台並列に接続されるとともに、各利用側ュニット（3， 4)に対応して上記第 1サービスバルブ（SV1， SV3)が個別に設置され、上記熱源側ユニット (2)に対して上記ブースタユニット（5, 6)が複数台並列に接続されるとともに、該ブースタユニット（5， 6)に対応して上記第 2サービスバルブ（SV2， SV4) が個別に設置されてレ、ることを特徴としてレ、る。

[0018] 第 5の発明では、利用側ユニット（3, 4)とブースタユニット（5， 6)とが複数台設置されている場合においても、第 1の発明と同様に、第 1サービスバルブ（SV1, SV3)と、その第 1サービスバルブ（SV1 , SV3)の下流側にある第 2サービスバルブ（SV2, SV4) とを閉じれば、この間に存在するブースタユニット（5, 6)と利用側ユニット（3, 4)とだけを冷凍装置（1)に接続させたまま、冷媒回路（12)から不通にすることができる。

発明の効果

[0019] 本発明によれば、第 2サービスバルブ（SV2, SV4)をブースタユニット（5, 6)の出口側に、第 1サービスバルブ（SV1 , SV3)を上記熱源側ユニット (2)の熱源側熱交換器 ( 77)と上記利用側ユニット（3， 4)の利用側熱交換器 (54， 56)との間の液ラインに設置することにより、冷凍装置（1)の信頼性や冷凍能力を損なわずに、ブースタユニット（5 , 6)或いは利用側ユニット（3, 4)をポンプダウンを行わずにメンテナンスすることができる。ここで、本発明において、ブースタユニット（5, 6)若しくは利用側ユニット（3, 4) のどちらか一方が故障した場合でも、故障したユニットだけでなく故障していないュニットも冷媒回収を行わなければならない。しかし、冷媒回路（12)内の冷媒の多くは液冷媒として熱源側ユニット (2)と液側連絡配管（17)とに存在する。つまり、故障したュニットだけを冷媒回収した場合と、故障してレ、なレ、ユニットも故障したユニットと併せて冷媒回収した場合とを比較したとしても、全体のメンテナンス時間に対する両者の差は僅力しかない。これにより、メンテナンス時間を極端に増加させることなぐブースタユニット（5， 6)或いは利用側ユニット（3， 4)についてもメンテナンスすることが可能となる。又、第 1サービスバルブ（SV1， SV3)は、低段側圧縮機構（75， 76)の吸入側でなく高段側圧縮機構（25)の吐出側に設置されているので、冷凍運転時における凍結の影響を受けることもなぐバルブ自体の流動抵抗による冷凍能力の低下も問題とならない。

[0020] また、上記第 2の発明によれば、第 1サービスバルブ（SV1 , SV3)を液側連絡配管（ 17)に設置した場合でも、第 1の発明と同様に冷凍装置（1)の信頼性や冷凍能力を損なわずに、ブースタユニット（5， 6)或いは利用側ユニット（3， 4)をポンプダウンを行わずにメンテナンスすることができる。又、第 1サービスバルブ（SV1 , SV3)は、上記利用側ユニット（3, 4)の外側に設けられることになるので、例えば、ブースタユニットのメンテナンスを行う前の第 1サービスバルブ（SV1, SV3)の操作作業を利用側ユニット（ 3, 4)の外側で行うことができる。

[0021] また、上記第 3の発明によれば、第 1サービスバルブ（SV1 , SV3)と第 2サービスバルブ（SV2, SV4)との冷媒経路上の距離が短くなるので、これらのサービスバルブ間に存在する冷媒量を少なくすることができる。そして、この冷媒量が少なくなれば、利用側ユニット（3, 4)或いはブースタユニット（5, 6)のメンテナンスを行う前の冷媒回収時間を短縮することができる。

[0022] また、上記第 4の発明によれば、ブースタユニット（5, 6)のメンテナンスにおける部品交換作業とサービスバルブ切換作業との場所を近づけることが可能となるので、両方の作業を行う際の移動時間が短縮されて、ブースタユニット（5, 6)におけるメンテナンスをスムーズに行うことができる。

[0023] また、上記第 5の発明によれば、冷凍装置（1)の冷媒回路（12)から不通状態のブースタユニット（5, 6)及び利用側ユニット（3， 4)と、連通状態のままのブースタユニット (5, 6)及び利用側ユニット（3, 4)とが存在することになるので、不通状態のブースタユニット（5， 6)及び利用側ユニット（3， 4)についてはメンテナンスを行レ、、連通状態のままのブースタユニット（5, 6)及び利用側ユニット（3, 4)については冷却運転を継続すること力できる。これにより、ブースタユニット（5, 6)或いは利用側ユニット（3, 4) のどちらか一方が故障したとしても冷凍装置を全停止させることなぐ冷凍運転を継続させることができる。

図面の簡単な説明

[0024] [図 1]図 1は、本発明の実施形態に係る冷凍装置の冷媒回路図である。

[図 2]図 2は、本発明の実施形態の変形例に係る冷凍装置の冷媒回路図である。符号の説明

[0025] 1 冷凍装置

2 室外ユニット（熱源側ユニット）

3 第 1庫内ユニット（第 1利用側ユニット）

4 第 2庫内ユニット（第 2利用側ユニット）

5 第 1ブースタユニット

6 第 2ブースタユニット

12 冷媒回路

13 第 1系統回路

14 第 2系統回路

17 高圧液連絡配管 (液側連絡配管）

54 第 1庫内熱交換器 (第 1利用側熱交換器）

56 第 2庫内熱交換器 (第 2利用側熱交換器）

75 第 1低段側圧縮機構 (低段側圧縮機構）

76 第 2低段側圧縮機構 (低段側圧縮機構）

77 室外熱交換器 (熱源側熱交換器）

SV1第 1系統側第 1サービスバルブ（第 1サービスバルブ）

SV2第 1系統側第 2サービスバルブ（第 2サービスバルブ）

SV3第 2系統側第 1サービスバルブ（第 1サービスバルブ）

SV4第 2系統側第 2サービスバルブ（第 2サービスバルブ）

発明を実施するための最良の形態 [0026] 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

[0027] 図 1に示す本実施形態は、 2つの冷凍庫内の冷却運転を行う冷凍装置（1)に関するものである。

[0028] 上記冷凍装置（1)は、屋外に設置された室外ユニット (熱源側ユニット）（2)と、冷凍庫内に設置された第 1庫内ユニット (第 1利用側ユニット）（3)及び第 2庫内ユニット（第 2利用側ユニット）（4)と、第 1ブースタユニット（5)と及び第 2ブースタユニット（6)とを備えている。

[0029] 室外ユニット (2)には高段側圧縮機構 (25)と室外熱交換器 (熱源側熱交換器） (77) とを有する室外回路 (7)が、第 1庫内ユニット (3)には第 1庫内熱交換器 (第 1利用側熱交換器）（54)を有する第 1冷凍回路 (8)が、第 2庫内ユニット (4)には第 2庫内熱交換器 (第 2利用側熱交換器）（56)を有する第 2冷凍回路 (9)が、第 1ブースタユニット ( 5)には第 1ブースタ回路（10)力第 2ブースタユニット（6)には第 2ブースタ回路（11) がそれぞれ設けられている。

[0030] 上記冷凍装置（1)では、これらの回路（7,8,9, 10,11)を配管で接続することによって、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路（12)が構成されている。上記第 1冷凍回路 (8)及び第 1ブースタ回路（10)は、互いに直列に接続されて第 1系統回路（13) を構成し、該第 1系統回路（13)の前に第 1系統側第 1サービスバルブ (第 1サービスバルブ）（SV1)を備え、該第 1系統回路（13)の後に第 1系統側第 2サービスバルブ（第 2サービスバルブ）（SV2)を備えている。同様に、上記第 2冷凍回路 (9)及び第 2ブースタ回路（11)も、互いに直列に接続されて第 2系統回路（14)を構成し、該第 2系統回路（14)の前後に第 2系統側第 1サービスバルブ (SV3)及び第 2系統側第 2サービスバルブ（SV4)を備えている。つまり、上記各第 1サービスバルブ（SV1, SV3)は、上記熱源側熱交換器 (77)と上記利用側熱交換器 (54, 56)との間の液ラインに設置されている。そして、上記第 1系統回路（13)及び第 2系統回路（14)は、上記室外回路（7)に対して並列に接続されている。

[0031] 上記室外回路 (7)の液側端には第 1閉鎖弁（15)が、ガス側端には第 2閉鎖弁（16) がそれぞれ設けられている。上記第 1閉鎖弁（15)には高圧液連絡配管（液側連絡配管）（17)の一端が接続されている。この高圧液連絡配管（17)の他端は 2つに分岐しており、一方は第 1系統側第 1サービスバルブ (SV1)を介して第 1冷凍回路 (8)の液端に接続され、他方は第 2系統側第 1サービスバルブ (SV3)を介して第 2冷凍回路 (9 )の液端に接続されてレ、る。上記第 2閉鎖弁（16)には中間圧ガス連絡配管（18)の一端が接続されている。この中間圧ガス連絡配管（18)の他端は 2つに分岐しており、一方が第 1系統側第 2サービスバルブ（SV2)を介して第 1ブースタ回路（10)の第 1ブースタ吐出合流管（19)に接続され、他方が第 2系統側第 2サービスバルブ（SV4)を介して第 2ブースタ回路（11)の第 2ブースタ吐出合流管（20)に接続されている。

[0032] 上記第 1冷凍回路 (8)のガス端には第 1低圧ガス連絡配管（22)が接続され、該第 1 低圧ガス連絡配管（22)には第 1ブースタ吸入合流管（21)が接続されている。一方、上記第 2冷凍回路 (9)のガス端には第 2低圧ガス連絡配管（24)が接続され、該第 2 低圧ガス連絡配管（24)には第 2ブースタ吸入合流管（23)が接続されている。

[0033] 上記サービスバルブ（SV1,SV2，SV3,SV4)は弁体と該弁体の両側に配管口を有するとともに、どちらか一方の配管口と弁体との間に冷媒ポートを備えている。上記弁体を開閉することにより、配管口同士を連通若しくは不通にすることができる。又、上記冷媒ポートにはその先端部に逆止弁が取付けられている。この逆止弁は外部から冷媒系統内部への流れを許容する一方で、逆方向への冷媒の流れを禁止するように設けられている。

[0034] 〈室外ユニット〉

室外ユニット（2)は、上述したように室外回路（7)を備えており、該室外回路（7)には高段側圧縮機構 (25)、四路切換弁 (30)、室外熱交換器 (77)、レシーバ（28)及び室外膨張弁 (74)が設けられてレ、る。

[0035] 上記高段側圧縮機構 (25)は、可変容量型高段圧縮機 (25a)と第 1固定容量型高段圧縮機 (25b)と第 2固定容量型高段圧縮機 (25c)とがそれぞれ並列に接続されて構成されている。可変容量型高段圧縮機（25a)には、インバータを介して電力が供給され、インバータの出力周波数を変化させて圧縮機モータの回転速度を変更することにより、容量可変に構成されている。一方、第 1、第 2固定容量型高段圧縮機 (25 b, 25c)は、圧縮機モータが常に一定の回転速度で運転されるものであって、容量固定に構成されている。 [0036] 上記可変容量型高段圧縮機 (25a)の吐出側には第 1吐出分岐管（26a)が、第 1固定容量型高段圧縮機 (25b)の吐出側には第 2吐出分岐管 (26b)が、第 2固定容量型高段圧縮機 (25c)の吐出側には第 3吐出分岐管（26c)がそれぞれ接続されている。そして、第 1吐出分岐管（26a)には吐出管温度センサー（27a)と高圧圧力スィッチ（28 a)と逆止弁（CV1)とが、第 2吐出分岐管（26b)には吐出管温度センサー（27b)と高圧圧力スィッチ（28b)と逆止弁（CV2)とが、第 3吐出分岐管（26c)には吐出管温度センサー（27c)と高圧圧力スィッチ（28c)と逆止弁（CV3)とがそれぞれ設けられてレ、る。これらの吐出分岐管（26a， 26b, 26c)の他端は、吐出合流管（26)に接続されている。この吐出合流管（26)には吐出圧力センサ（52)が設けられている。又、上記各逆止弁（ CV1 , CV2, CV3)は、圧縮機（25a, 25b, 25c)から吐出合流管（26)へ向力、う冷媒の流れを許容する一方で、逆方向への冷媒の流れを禁止するように設けられている。

[0037] 一方、上記可変容量型高段圧縮機 (25a)の吸入側には第 1吸入分岐管（29a)の一端が、第 1固定容量型高段圧縮機 (25b)の吸入側には第 2吸入分岐管（29b)の一端、第 2固定容量型高段圧縮機 (25c)の吸入側には第 3吸入分岐管（29c)の一端がそれぞれ接続されている。これらの吸入分岐管（29a, 29b, 29c)の他端は、吸入合流管（29)に接続されてレ、る。この吸入合流管（29)には吸入圧力センサ（50)と吸入管温度センサ（51)が設けられている。

[0038] 上記室外熱交換器 (77)は、クロスフィン式のフィン 'アンド'チューブ型熱交換器で構成されており、室外熱交換器 (77)の一端は四路切換弁（30)に接続されている。一方、他端は第 1液管（31)を介してレシーバ（28)の頂部に接続されている。又、上記室外熱交換器 (77)の近傍には、室外ファン (32)と外気温度センサ（33)と力 S設けられている。

[0039] 上記レシーバ（28)は、第 2液管（34)を介して第 1閉鎖弁（15)に接続されている。そして、第 1液管（31)と第 2液管（34)との間には、レシーバ（28)をバイパスする第 1分岐管（48)及び第 2分岐管（49)が接続されている。この第 1分岐管（48)には、上記室外膨張弁（74)が設けられている。この室外膨張弁（74)は、開度が調節可能な電子膨張弁で構成されている。

[0040] 上記第 1液管（31)における第 1分岐管 (48)の接続部と第 2分岐管 (49)の接続部との間には、レシーバ（28)へ向かう冷媒の流れのみを許容する逆止弁（CV4)が設けられている。また、上記第 2液管（34)には、第 1閉鎖弁（15)へ向力方向への冷媒の流れのみを許容する逆止弁（CV5)力 S設けられ、上記第 2分岐管（49)には、レシーバ (28)へ向かう方向への冷媒の流れのみを許容する逆止弁（CV6)が設けられてレ、る。

[0041] 上記四路切換弁（30)は、第 1ポート (P1)が吐出合流管（26)に、第 2ポート（P2)が吸入合流管（29)に、第 3ポート（P3)が室外熱交換器 (77)に、第 4ポート（P4)が第 2 閉鎖弁（16)にそれぞれ接続されている。この四路切換弁（30)は、第 1ポート（P1)と第 3ポート (P3)が互いに連通し、第 2ポート (P2)と第 4ポート（P4)が互いに連通する第 1状態（図 1に実線で示す状態）と、第 1ポート (P1)と第 4ポート（P4)が互いに連通し、第 2ポート (P2)と第 3ポート (P3)が互いに連通する第 2状態（図 1に破線で示す状態）とに切り換え可能となっている。

[0042] 〈庫内ユニット〉

第 1、第 2庫内ユニット（3, 4)は互いに同様に構成されている。第 1庫内ユニット（3) の第 1冷凍回路 (8)には、第 1膨張弁 (53)と第 1庫内熱交換器 (54)とが設けられている。一方、第 2庫内ユニット (4)の第 2冷凍回路 (9)には、第 2膨張弁（55)と第 2庫内熱交換器 (56)とが設けられてレ、る。

[0043] 上記第 1、第 2膨張弁 (53， 55)は、開度が調節可能な電子膨張弁で構成されている。又、第 1庫内熱交換器 (54)及び第 2庫内熱交換器 (56)は、クロスフィン式のフィン*アンド'チューブ型熱交換器である。この熱交換器（54, 56)は図示していないが、伝熱管が複数パスに配列されており、冷媒配管が分岐して各パスの伝熱管に接続されている。この第 1、第 2庫内熱交換器 (54, 56)の近傍には第 1、第 2庫内ファン (57， 58)がそれぞれ設けられている。そして、この第 1庫内熱交換器 (54)では、上記第 1 庫内ファン (57)が送風する庫内空気と、伝熱管の内側を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。同様に、第 2庫内熱交換器（56)では、上記第 1庫内ファン (58)が送風する庫内空気と、伝熱管の内側を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。

[0044] 第 1、第 2冷凍回路 (8， 9)には、 3つの温度センサが設けられている。具体的に、第 1、第 2庫内熱交換器 (54, 56)の入口側には液側温度センサ（59a， 59b)が、出口側にはガス側温度センサ（60a, 60b)がそれぞれ設けられている。第 1、第 2庫内ファン（ 57, 58)の近傍には、庫内温度センサ（61a, 61b)が設けられている。

[0045] 〈ブースタユニット〉

第 1、第 2ブースタユニット（5， 6)は互いに同様に構成されている。第 1、第 2ブースタユニット（5, 6)の第 1、第 2ブースタ回路（10, 11)は、上述したように第 1、第 2低圧ガス連絡配管（22, 24)を介して上記第 1、第 2冷凍回路 (8， 9)のガス側端とそれぞれ接続されている。

[0046] 上記第 1、第 2ブースタ回路（10, 11)には、第 1、第 2低段側圧縮機構 (低段側圧縮機構）（75, 76)がそれぞれ設けられている。第 1低段側圧縮機構 (75)は、第 1可変容量型低段圧縮機 (62a)と第 1固定容量型低段圧縮機 (63a)とがそれぞれ並列に接続されて構成されている。一方、第 2低段側圧縮機構 (76)は、第 2可変容量型低段圧縮機 (62b)と第 2固定容量型低段圧縮機 (63b)とがそれぞれ並列に接続されて構成されている。第 1、第 2可変容量型低段圧縮機 (62a, 62b)は、インバータを介して電力が供給され、インバータの出力周波数を変化させて圧縮機モータの回転速度を変更することにより、容量可変に構成されている。一方、第 1、第 2固定容量型低段圧縮機（63a, 63b)は、圧縮機モータが常に一定の回転速度で運転されるものであって、容量固定に構成されている。

[0047] 第 1、第 2可変容量型低段圧縮機 (62a, 62b)の吸入側には第 1、第 2吸入管（64a，

64b)の一端が、第 1、第 2固定容量型低段圧縮機 (63a, 63b)の吸入側には第 3、第 4 吸入管（65a， 65b)の一端がそれぞれ接続されている。そして、第 1，第 3吸入管（6½ , 65a)の他端は第 1ブースタ吸入合流管（21)に接続され、第 2，第 4吸入管（64b, 65 b)の他端は第 2ブースタ吸入合流管（23)に接続されてレ、る。

[0048] 第 1、第 2可変容量型低段圧縮機 (62a, 62b)の吐出側には第 1、第 2吐出管（67a，

67b)の一端が、第 1、第 2固定容量型低段圧縮機（63a, 63b)の吐出側には第 3、第 4 吐出管（68a， 68b)の一端がそれぞれ接続されている。そして、第 1，第 3吐出管（67a , 68a)の他端は第 1ブースタ吐出合流管（19)に接続され、第 2，第 4吐出管（67b, 68 b)の他端は第 2ブースタ吐出合流管（20)に接続されている。

[0049] また、第 1、第 2ブースタ回路（10， 11)には、各種のセンサや圧力スィッチも設けられている。具体的に、上記第 1、第 2ブースタ吸入合流管（21 , 23)には吸入管温度センサ（66a, 66b)がそれぞれ設けられている。また、上記第 1、第 2吐出管（67a, 67b) には、高圧圧力スィッチ（69a, 69b)と吐出管温度センサ（70a, 70b)とがそれぞれ設けられている。上記第 3、第 4吐出管（68a, 68b)には、高圧圧力スィッチ（71a, 71b)と吐出管温度センサ（72a, 72b)とがそれぞれ設けられている。第 1、第 2ブースタ吐出合流管（19, 20)には吐出合流管温度センサ（78a, 78b)がそれぞれ設けられている。

[0050] さらに、第 1、第 2ブースタ回路（10， 11)には、複数の逆止弁も設けられている。具体的に、上記第 1、第 2吐出管（67a， 67b)には逆止弁（CV7， CV9)が、第 3、第 4吐出管（68a， 68b)には逆止弁（CV8， CV10)がそれぞれ設けられている。

[0051] なお、これらの逆止弁（CV7, CV8, CV9, CV10)は、圧縮機（62a， 62b, 636a, 63b) からブースタ吐出合流管（19, 20)へ向かう冷媒の流れを許容する一方で、逆方向への冷媒の流れを禁止するように設けられてレ、る。

[0052] 〈コントローラ〉

コントローラ（73)は、冷凍装置（1)に設けられた温度センサ、圧力センサ及び圧力スィッチの出力に応じて、高段側圧縮機構 (25)、第 1、 2低段側圧縮機構 (75, 76)、四路切換弁（30)、第 1、 2膨張弁（53， 55)、室外ファン (32)及び第 1、 2庫内ファン (5 7, 58)などの制御を行う。

[0053] 運転動作

く冷却運転〉

この冷凍装置（1)の冷却運転では、第 1庫内ユニット（3)及び第 2庫内ユニット (4)により冷凍庫内の冷却が行われる。

[0054] 冷却運転時、室外回路（7)では、四路切換弁（30)の第 1ポート（P1)と第 3ポート（P3 )が連通し、第 2ポート (P2)と第 4ポート (P4)が連通する状態に設定され、室外膨張弁 (74)が全閉状態となる。第 1、第 2冷凍回路 (8， 9)では、第 1、第 2膨張弁 (53， 55) の開度が適宜調節される。冷却運転では、冷凍負荷に応じて室外ユニット（2)内の圧縮機（25a， 25b, 25c)の台数制御が行われる。まず、コントローラ（73)は、 1台目として設定した可変容量型高段圧縮機 (25a)を最低周波数にて起動させ、冷凍負荷に応じて可変容量型高段圧縮機（25a)の周波数を変化させる。そして、可変容量型高段圧縮機 (25a)だけでは冷却能力が足りない場合は第 1固定容量型高段圧縮機 (25b) を起動させる。その際、該可変容量型高段圧縮機 (25a)の周波数は、一旦、最低周波数に設定された後、再び冷凍負荷に応じて周波数を変化させる。それでも、冷却能力が足りない場合は、さらに、第 2固定容量型高段圧縮機 (25c)を起動させるとともに可変容量型高段圧縮機 (25a)の周波数が、一旦、最低周波数に設定された後、再び冷凍負荷に応じて変化する。このようにして、各圧縮機（25a， 25b, 25c)は運転される。又、第 1ブースタユニット（5)内の圧縮機（62a, 63a)及び第 2ブースタユニット（6) 内の圧縮機 (62b， 63b)においても熱源ユニット（2)と同様な台数制御が行われる。そして、冷媒回路（12)では、室外熱交換器 (77)が凝縮器となり、第 1、第 2庫内熱交換器 (54, 56)が蒸発器となって、実線の矢印で示す流れの冷凍サイクルが行われる。

[0055] 具体的には、上記室外ユニット（2)の各圧縮機（25a, 25b, 25c)に吸入された中間圧力のガス冷媒は、それぞれ所定の高圧圧力に圧縮されて高圧ガス冷媒となり、各々の吐出分岐管（26a, 26b, 26c)の逆止弁（CV1 , CV2, CV3)を通る。これらの逆止弁（CV1 , CV2, CV3)は、例えばある冷凍負荷に対して停止した圧縮機（25a, 25b, 2 5c)の吐出分岐管（26a, 26b, 26c)に運転中の圧縮機（25a, 25b, 25c)からのガス冷媒が逆流しないように機能している。そして、高圧ガス冷媒は他の圧縮機（25a, 25b, 25c)へ逆流することなく吐出合流管（26)で合流し、四路切換弁（30)を通って室外熱交換器 (77)に流入する。

[0056] 室外熱交換器 (77)では、この高圧ガス冷媒が外気に放熱して凝縮する。室外熱交換器 (77)で凝縮した高圧液冷媒は、第 1液管（31)を通ってレシーバ（28)に流入する。この高圧液冷媒は、運転状態或いは冷凍負荷状態の変化により室外熱交換器 (77 )と第 1、第 2庫内熱交換器 (54， 56)との保有冷媒量が増減した場合に、その冷媒の増減を吸収するために一時的に該レシーバ（28)に貯留されながら該レシーバ（28) を流出する。レシーバ（28)から流出した高圧液冷媒は高圧液連絡配管（17)に流入し、第 1、第 2系統回路（13, 14)にそれぞれ分配される。第 1系統回路（13)に分配された高圧液冷媒は第 1系統側第 1サービスバルブ（SV1)を通過して第 1膨張弁（53) へ流入する。一方、第 2系統回路（14)に分配された高圧液冷媒は、第 2系統側第 1 サービスバルブ（SV3)を通過して第 2膨張弁（55)へ流入する。

[0057] 第 1膨張弁（53)に流入した高圧液冷媒は、該第 1膨張弁（53)の通過の際に減圧されて低圧冷媒となり、第 1庫内熱交換器 (54)へ流入する。第 1庫内熱交換器 (54)に流入した低圧冷媒は、庫内空気から吸熱して蒸発することにより低圧ガス冷媒になるとともに、その吸熱により該庫内空気が冷却される。そして、該低圧ガス冷媒は第 1低圧ガス連絡配管（22)を通過して、第 1ブースタ回路（10)に流入する。

[0058] 一方、第 2膨張弁 (55)に流入した高圧液冷媒も、該第 2膨張弁 (55)の通過の際に減圧されて低圧冷媒となり、第 2庫内熱交換器 (56)へ流入する。第 2庫内熱交換器（ 56)に流入した低圧冷媒は、庫内空気から吸熱して蒸発して低圧ガス冷媒になるとともに、その吸熱により該庫内空気は冷却される。そして、該低圧ガス冷媒は第 2低圧ガス連絡配管（24)を通過して、第 2ブースタ回路（11)に流入する。

[0059] 第 1ブースタ回路（10)に流入した低圧ガス冷媒は、第 1ブースタ吸入合流管（21)を通過して第 1吸入管（64a)と第 3吸入管（65a)とに分岐し、第 1吸入管（64a)へ分岐した冷媒は第 1可変容量型低段圧縮機 (62a)に、第 3吸入管 (65a)へ分岐した冷媒は第 1固定容量型低段圧縮機 (63a)にそれぞれ吸入される。各々の低段圧縮機 (62a, 63a)に吸入された低圧ガス冷媒は、それぞれ所定の中間圧力に圧縮されて中間圧ガス冷媒となり、各吐出管（67a, 68a)に吐出される。吐出された各中間圧ガス冷媒は再び第 1ブースタ吐出合流管（19)で合流し、第 1系統側第 2サービスバルブ（SV2)を通過して第 1ブースタ回路（10)を流出する。

[0060] 一方、第 2ブースタ回路（11)に流入した低圧ガス冷媒も、第 1ブースタ回路（10)と同様に低段圧縮機 (62b， 63b)で所定の中間圧力に圧縮されて中間圧ガス冷媒となつた後、第 2系統側第 2サービスバルブ（SV4)を通過して第 2ブースタ回路（11)を流出する。

[0061] 第 1、第 2ブースタ回路（10, 11)から流出した各中間圧ガス冷媒は中間圧ガス連絡配管（18)で合流した後、室外回路 (7)に流入する。室外回路 (7)に流入した冷媒は、四路切換弁（30)を通過して吸入合流管（29)へ流入し、可変容量型高段圧縮機 (25a )及び第 1 ,第 2固定容量型高段圧縮機 (25b, 25c)に吸入される。

[0062] 以上の冷媒循環を繰り返し、この冷凍装置（1)により冷凍庫の庫内空気が冷却される。

[0063] くメンテナンス作業〉第 1系統回路（13)の第 1ブースタユニット (5)又は第 1庫内ユニット（3)が故障し、部品交換が必要な場合のメンテナンスについて説明する。部品交換が必要な場合として、第 1可変容量型低段圧縮機 (62a)及び第 1固定容量型低段圧縮機 (63a)の作動不良、第 1庫内熱交換器 (54)のガス洩れ、第 1膨張弁 (53)の作動不良等が挙げられる。尚、第 2系統回路（14)のユニットが故障し、部品交換が必要であっても以下と同様のメンテナンス作業を行う。

[0064] 通常、冷媒部品の交換を行う場合には、冷媒回路（12)内にある冷媒を室外ュニット（2)に集めるためにポンプダウン作業を行うが、本実施形態ではこのポンプダウン作業は行わず、まず、第 1系統回路（13)に設置された第 1系統側第 1サービスバルブ（ SV1)及び第 1系統側第 2サービスバルブ（SV2)をそれぞれ閉じる。これにより、第 1系統回路（13)の出入口は閉鎖され、冷媒回路（12)から不通になるとともに、該第 1系統回路（13)と第 1系統側第 1サービスバルブ（SV1)及び第 1系統側第 2サービスバルブ（SV2)の冷媒ポートが連通する。尚、冷媒ポートには逆止弁が設けられているので、第 1系統回路（13)内の冷媒が外部へ噴出することはない。又、第 2系統回路（14) は冷媒回路（12)とは不通ではなレ、ので、第 2系統回路（14)を冷却運転することは可能である。

[0065] 次に、この第 1系統側第 1サービスバルブ（SV1)及び第 1系統側第 2サービスバルブ (SV2)の冷媒ポートと冷媒回収機とを冷媒ホースで接続し、第 1系統回路（13)内の冷媒回収を行う。その際、冷媒ポートには逆止弁が取付けられているので、冷媒ホースはその逆止弁の弁体を押し込む構造の冷媒ホースを使用する。冷媒回収が終了すれば、第 1系統回路（13)内の圧力が大気圧であることを確認し、冷媒回収機を冷媒ホースから取り外す。そして、故障した冷媒部品の交換作業を行う。部品交換が終了すれば、第 1系統回路（13)内の真空引きを行うために、真空ポンプと第 1系統側第 1サービスバルブ（SV1)及び第 1系統側第 2サービスバルブ（SV2)の冷媒ポートとを冷媒ホースで接続する。冷媒ホース接続後に真空ポンプを起動して、第 1系統回路（13)の真空引きを行う。そして、真空引きが終了した後、真空ポンプを冷媒ポート力外し、先程回収した冷媒と同量の冷媒を第 1系統側第 1サービスバルブ（SV1)或いは第 1系統側第 2サービスバルブ（SV2)の冷媒ポートより封入する。冷媒封入が終了すれば、第 1系統側第 1サービスバルブ（SV1)及び第 1系統側第 2サービスバルブ (SV2)を開き、メンテナンス作業を終了する。

[0066] 又、第 1ブースタユニット (5)又は第 1庫内ユニット (3)が故障し、部品交換が必要な場合のメンテナンス作業において使用するサービスバルブは、第 1系統側第 1サービスバルブ（SV1)及び第 1系統側第 2サービスバルブ（SV2)のどちらか一方でもよいし、両方でもよい。

[0067] 一実施形態の効果一

本実施形態によれば、第 1系統回路（13)の第 1ブースタユニット（5)及び第 1庫内ユニット（3)が故障した場合には第 1系統側第 1サービスバルブ（SV1)及び第 1系統側第 2サービスバルブ（SV2)を閉じ、第 2系統回路（14)の第 2ブースタユニット（6)及び第 2庫内ユニット (4)が故障した場合には第 2系統側第 1サービスバルブ（SV3)及び第 2系統側第 2サービスバルブ（SV4)を閉じることで、ポンプダウンを行わずに故障したユニットのメンテナンスを行うことができる。また、第 1、 2系統側第 1サービスバルブ（SV1, SV3)は、高圧液連絡配管（17)に設置されているので、凍結によるサービスバルブの破損やサービスバルブ自体の流動抵抗から生じる圧力損失の影響を少なくすることちできる。

[0068] 又、第 1系統回路（13)或いは第 2系統回路（14)のどちらか一方の系統回路内のュニットが故障した場合は、故障したユニットがある系統に対してメンテナンスを行レ、ながら、もう一方の系統は冷却運転を継続することもできる。

[0069] 実施形態の変形例

実施形態の変形例として図 2に示すような冷凍装置（1)の冷媒回路（12)であってもよい。具体的には、第 1系統側第 1サービスバルブ（SV1)が第 1ブースタユニット（5) の内部に、第 2系統側第 1サービスバルブ（SV3)が第 2ブースタユニット（6)の内部にそれぞれ収納できるように、高圧液連絡配管（17)の形状ないし経路が変更されている。これにより、ブースタユニット（5， 6)内の冷媒部品の交換を行う場合、部品交換作業と第 1、 2サービスバルブ開閉作業との作業場所が近くなり、部品交換作業をスムーズに行うことができる。

[0070] 又、第 1サービスバルブ（SV1, SV3)を実施形態の変形例に示す位置に代えて、庫内ユニット（3, 4)の内部の液ライン上の位置にすることも可能である。これにより、庫内ユニット（3， 4)内の冷媒部品の交換を行う場合、部品交換作業と第 1サービスバルブ開閉作業との作業場所が近くなり、メンテナンスをスムーズに行うことができる。

[0071] 《その他の実施形態》

上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

[0072] 実施形態の冷媒回路（12)の構成は特に限定されず、例えば、ブースタ回路（10， 1 1)と冷凍回路 (8, 9)とで構成される系統回路（13, 14)が 3つ以上存在する冷媒回路であってもよい。

[0073] なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

産業上の利用可能性

[0074] 以上説明したように、本発明は、二段圧縮冷凍サイクルの冷媒回路を有する冷凍装置にについて有用である。

Claims

請求の範囲

高段側圧縮機構 (25)と熱源側熱交換器 (77)とを有する熱源側ユニット (2)と、利用側熱交換器 (54, 56)を有する利用側ユニット（3, 4)と、低段側圧縮機構 (75， 76)を有するブースタユニット（5， 6)とが順に接続されて二段圧縮冷凍サイクルを行う冷媒回路（12)を備え、上記利用側熱交換器 (54， 56)の近傍に冷媒回収ポートと閉鎖機構とを有する第 1サービスバルブ（SV1 , SV3)が設置され、上記ブースタユニット（5, 6 )の出口側に冷媒回収ポートと閉鎖機構とを有する第 2サービスバルブ（SV2， SV4) が設置されている冷凍装置であって、

上記第 1サービスバルブ (SV1， SV3)力上記熱源側熱交換器 (77)と上記利用側熱交換器 (54, 56)との間の液ラインに設置されていることを特徴とする冷凍装置。請求項 1において、

上記第 1サービスバルブ（SV1, SV3)力上記熱源側ユニット（2)と上記利用側ュニット（3, 4)との間の液側連絡配管（17)に設置されてレ、ることを特徴とする冷凍装置。請求項 1において、

上記第 2サービスバルブ（SV2, SV4)が上記ブースタユニット（5, 6)の内部に設置されてレヽることを特徴とする冷凍装置。

請求項 1において、

上記第 1及び第 2サービスバルブ（SV1， SV2, SV3, SV4)力上記ブースタユニット（ 5, 6)の内部に設置されていることを特徴とする冷凍装置。

請求項 1において、

上記熱源側ユニット (2)に対して上記利用側ユニット（3, 4)が複数台並列に接続されるとともに、各利用側ユニット（3, 4)に対応して上記第 1サービスバルブ（SV1， SV3 )が個別に設置され、上記熱源側ユニット（2)に対して上記ブースタユニット（5, 6)が複数台並列に接続されるとともに、該ブースタユニット（5， 6)に対応して上記第 2サービスバルブ（SV2, SV4)が個別に設置されていることを特徴とする冷凍装置。