WO2016185568A1 - 冷凍装置 - Google Patents

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池田　隆
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三菱電機株式会社
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    • F25B2700/1933—Suction pressures

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration apparatus having a first refrigerant circuit and a second refrigerant circuit.
  • Patent Document 1 a binary refrigeration apparatus that exchanges heat between an evaporator of a high temperature side refrigeration cycle and a condenser of a low temperature side refrigeration cycle is known (see Patent Document 1).
  • the binary refrigeration apparatus described in Patent Document 1 the refrigerant in the low temperature side refrigeration cycle condensed by the condenser is cooled to the supercooled state by the subcooler.
  • the subcooling coil and the cascade capacitor are connected in series in the first refrigerant circuit, and the second refrigerant circuit is connected to the subcooling coil of the first refrigerant circuit.
  • the 1st refrigerant which cooled the 2nd refrigerant has condensed the 2nd refrigerant of the 2nd refrigerant circuit with a cascade capacitor. Therefore, in the refrigeration apparatus described in Patent Document 1, in the first refrigerant circuit, the saturation temperature of the first refrigerant that cools the second refrigerant in the second refrigerant circuit with the subcool coil is the second refrigerant circuit with the cascade capacitor. This is higher than the saturation temperature of the first refrigerant that condenses the second refrigerant.
  • An object of the present invention is to obtain a refrigeration apparatus having an improved degree of freedom in adjusting the saturation temperature of the first refrigerant for cooling the second refrigerant in the two refrigerant circuit.
  • a refrigeration apparatus includes a first refrigerant circuit that circulates a first refrigerant and a second refrigerant circuit that circulates a second refrigerant, and the first refrigerant circuit compresses the first refrigerant.
  • a first condenser that condenses the first refrigerant compressed by the first compressor, a first main expansion device that expands the first refrigerant condensed by the first condenser, and expansion by the first main expansion device
  • a first sub-expansion device connected in parallel with the evaporation section and expanding the first refrigerant condensed by the first condenser, and the first refrigerant expanded by the first sub-expansion device exchange heat with the second refrigerant.
  • a second main refrigerant circuit connected to the two sub-condensing units.
  • the saturation temperature of the first refrigerant that cools the second refrigerant in the second refrigerant circuit by the subcool coil, and the first refrigerant that cools the second refrigerant in the second refrigerant circuit by the cascade capacitor can be obtained.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an example of the configuration of the refrigeration apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the refrigeration apparatus 100 includes a first refrigerant circuit 50 through which a first refrigerant circulates and a second refrigerant circuit 60 through which a second refrigerant circulates.
  • the cooling target is cooled using the second evaporator 16 of the second refrigerant circuit 60.
  • the refrigeration apparatus 100 includes a pressure detection device 20 and a control device 21.
  • the pressure detection device 20 detects a low pressure v that is the pressure on the suction side of the second compressor 7 of the second refrigerant circuit 60.
  • the control device 21 is configured to include an analog circuit, a digital circuit, a CPU, or a combination of two or more thereof, and opens and closes the first opening / closing device 11 using at least the detection result of the pressure detection device 20. It is something to control.
  • the control device 21 can also control other configurations as described below.
  • FIG. 1 in order to facilitate understanding of this embodiment, the pipes connecting the respective configurations of the first refrigerant circuit 50 are indicated by solid lines, and the respective configurations of the second refrigerant circuit 60 are connected. The piping is shown with dotted lines.
  • the first refrigerant circuit 50 includes a first main refrigerant circuit 52 and a first sub refrigerant channel 54.
  • the 1st main refrigerant circuit 52 contains the 1st compressor 1, the 1st condenser 2, the 1st main expansion device 3, and the 1st main evaporation part 5 of the cascade condenser 18, and these are connected by piping.
  • the first compressor 1 compresses the first refrigerant.
  • the first compressor 1 is, for example, an inverter compressor that is controlled by an inverter, and can change the capacity (the amount of refrigerant sent out per unit time) by arbitrarily changing the operating frequency.
  • the first compressor 1 may be a constant speed compressor that operates at a constant operating frequency.
  • the first condenser 2 causes the first refrigerant flowing through the first condenser 2 to exchange heat with air to condense the first refrigerant.
  • the first main expansion device 3 expands the first refrigerant.
  • the first main expansion device 3 is an electronic expansion valve whose opening degree can be adjusted, but may be a capillary tube or the like.
  • the cascade condenser 18 exchanges heat between the first refrigerant and the second refrigerant.
  • the first main evaporator 5 through which the first refrigerant in the first refrigerant circuit 50 flows and the second refrigerant in the second refrigerant circuit 60 are exchanged. And a flowing second main condensing unit 8.
  • the 1st main evaporation part 5 makes the 1st refrigerant
  • the first sub refrigerant flow path 54 connects between the first condenser 2 and the first main expansion device 3 and between the first main evaporator 5 and the first compressor 1.
  • the 1 main expansion device 3 and the first main evaporation unit 5 are connected in parallel.
  • the first sub refrigerant channel 54 is provided with the first sub expansion device 4 and the first sub evaporation unit 6 of the sub cool coil 19.
  • the first sub expansion device 4 expands the first refrigerant and is, for example, an electronic expansion valve capable of adjusting the opening degree, but may be a capillary tube or the like.
  • the subcooling coil 19 exchanges heat between the first refrigerant and the second refrigerant, and the first sub-evaporating unit 6 through which the first refrigerant in the first refrigerant circuit 50 flows and the second refrigerant in the second refrigerant circuit 60 are exchanged. And a second sub-condensing unit 13 that flows.
  • the first sub-evaporating unit 6 causes the first refrigerant flowing through the first sub-evaporating unit 6 to exchange heat with the second refrigerant flowing through the second sub-condensing unit 13 to evaporate the first refrigerant.
  • the second refrigerant circuit 60 includes a second main refrigerant circuit 62, a bypass flow path 64, and an injection flow path 66.
  • the second main refrigerant circuit 62 includes a second compressor 7, a second main condenser 8 of the cascade condenser 18, a first opening / closing device 11, a receiver 9, a check valve 12, and a second sub condenser of the subcool coil 19. 13, a second opening / closing device 14, a second expansion device 15, and a second evaporator 16, which are connected by piping.
  • the second compressor 7 compresses the second refrigerant.
  • the second compressor 7 is, for example, an inverter compressor that is controlled by an inverter, and can change the capacity (amount of refrigerant sent out per unit time) by arbitrarily changing the operating frequency.
  • the second compressor 7 may be a constant speed compressor that operates at a constant operating frequency.
  • the second main condensing unit 8 heat-exchanges the second refrigerant flowing through the second main condensing unit 8 with the first refrigerant flowing through the first main evaporating unit 5 to condense the second refrigerant.
  • the first opening / closing device 11 is, for example, an electromagnetic valve that controls the passage of the second refrigerant by performing an opening / closing operation.
  • the liquid receiver 9 is, for example, a container for storing a refrigerant.
  • the check valve 12 allows the refrigerant flowing out of the liquid receiver 9 to pass therethrough and prevents the refrigerant from flowing into the liquid receiver 9 through the check valve 12.
  • the second sub-condensing unit 13 cools the second refrigerant by exchanging heat between the second refrigerant flowing through the second sub-condensing unit 13 and the first refrigerant flowing through the first sub-evaporating unit 6.
  • the second opening / closing device 14 is, for example, an electromagnetic valve that controls the passage of the second refrigerant by performing an opening / closing operation.
  • the second expansion device 15 expands the second refrigerant.
  • the second expansion device 15 is an electronic expansion valve whose opening degree can be adjusted, but may be a capillary tube or the like.
  • the second evaporator 16 causes the second refrigerant flowing through the second evaporator 16 to exchange heat with air, thereby evaporating the second refrigerant.
  • the bypass flow path 64 connects between the second main condensing unit 8 and the first opening / closing device 11 and between the check valve 12 and the second sub-condensing unit 13.
  • the liquid receiver 9 and the check valve 12 are connected in parallel.
  • the injection flow channel 66 connects between the second sub-condensing unit 13 and the second opening / closing device 14 and between the second evaporator 16 and the second compressor 7.
  • the second expansion device 15 and the second evaporator 16 are connected in parallel.
  • An injection expansion device 17 is disposed in the injection flow channel 66.
  • the injection expansion device 17 expands the second refrigerant and is, for example, an electronic expansion valve capable of adjusting the opening degree, but may be a capillary tube or the like.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a refrigerant used in the refrigeration apparatus illustrated in FIG. 1.
  • a refrigerant having a low GWP global warming potential
  • a refrigerant having a low GWP is selected as the refrigerant used in the second refrigerant circuit 60. Because the second refrigerant circuit 60 shown in FIG.
  • the 1 includes, for example, an indoor unit (not shown) that includes the second opening / closing device 14, the second expansion device 15, and the second evaporator 16, and The outdoor unit unitized including the second compressor 7, the second main condensing unit 8, the first opening / closing device 11, the liquid receiver 9, the check valve 12, the second sub-condensing unit 13, and the injection expansion device 17. And a unit (not shown).
  • the indoor unit and the outdoor unit that are not shown are connected and constructed by an operator at the site where the refrigeration apparatus 100 is installed. It is known that the refrigerant may leak from a portion where an indoor unit and an outdoor unit that are not shown are connected. Therefore, in the second refrigerant circuit 60 of the example of this embodiment, for example, CO2 (carbon dioxide) having a low GWP is employed.
  • coolant used for the 2nd refrigerant circuit 60 is not limited to CO2, What is necessary is just to select a thing with low GWP.
  • the first refrigerant used in the first refrigerant circuit 50 a refrigerant having higher efficiency (COP) than that in the case where the second refrigerant is circulated through the first refrigerant circuit 50 is selected. That is, in the operating condition of the first refrigerant circuit 50, the first refrigerant has higher efficiency than the second refrigerant. This is because the unit (not shown) including the first refrigerant circuit 50 is assembled by a manufacturer (manufacturer), and the first refrigerant circuit 50 is inspected for airtightness and shipped. Since the first refrigerant circuit 50 is less likely to leak the refrigerant than the second refrigerant circuit 60, it is possible to select a refrigerant with high efficiency. Preferably, the first refrigerant also has a low GWP.
  • the refrigerant having a low GWP is used in the second refrigerant circuit 60 in which the refrigerant may leak, measures against global warming and the like are taken. Furthermore, in the example of this embodiment, since the refrigerant having high efficiency is used in the first refrigerant circuit 50 in which the risk of leakage of the refrigerant is reduced, the entire first refrigerant circuit 50 and the entire refrigeration apparatus 100 are used. Efficiency (COP) is improved.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an example of the operation of the first refrigerant circuit and the second refrigerant circuit shown in FIG.
  • coolant compressed with the 1st compressor 1 becomes the position of the point B of FIG.
  • the first refrigerant compressed by the first compressor 1 in FIG. 1 is heat-exchanged and condensed by the first condenser 2 and becomes a position of a point C in FIG.
  • the first refrigerant that has flowed into the first main expansion device 3 is expanded by the first main expansion device 3 to a position of a point D in FIG.
  • the first refrigerant expanded in the first main expansion device 3 in FIG. 1 is heat-exchanged and evaporated in the first main evaporation unit 5 and merges with the first refrigerant that has passed through the first sub-evaporation unit 6.
  • the position of the point A is 3.
  • the first refrigerant expanded by the first sub-expansion device 4 in FIG. 1 is heat-exchanged by the first sub-evaporating unit 6 and evaporated, and merges with the first refrigerant that has passed through the first main evaporation unit 5.
  • the position of the point A is 3.
  • the first refrigerant at point A is compressed again by the first compressor 1 in FIG.
  • the flow rate of the first refrigerant flowing in the first main expansion device 3 and the first main evaporation unit 5 by adjusting the opening degree of at least one of the first main expansion device 3 and the first sub expansion device 4. And the flow rate of the first refrigerant flowing through the first sub expansion device 4 and the first sub evaporation unit 6 can be adjusted.
  • the second refrigerant compressed by the second compressor 7 is located at a point F in FIG.
  • the second refrigerant compressed by the second compressor 7 in FIG. 1 is heat-exchanged and condensed by the second main condensing unit 8, and becomes a point H in FIG. 3.
  • coolant condensed by the 2nd main condensation part 8 is 1st switchgear. 11, except that it flows through the liquid receiver 9 and the check valve 12 and flows into the second sub-condensing unit 13. Therefore, in the following, the description overlapping with the above will be omitted or simplified.
  • the second refrigerant condensed in the second main condensing unit 8 is located at a point H in FIG.
  • the second refrigerant is radiated by the liquid receiver 9 and becomes the position of point G in FIG.
  • the second refrigerant that has flowed out of the liquid receiver 9 in FIG. 1 passes through the check valve 12 and is heat-exchanged in the second sub-condensing unit 13 to reach the position of point L in FIG.
  • the ability exhibited by the second evaporator 16 when the first opening / closing device 11 of FIG. 1 is in the open state and the ability exhibited by the second evaporator 16 when the first opening / closing device 11 is in the closed state. And compare.
  • the ability of the second evaporator 16 to be exhibited when the first opening / closing device 11 is in an open state depends on the product of the difference in enthalpy between point L and point E in FIG. 3 and the refrigerant circulation amount through which the second refrigerant circulates. I want.
  • the ability of the second evaporator 16 to be exhibited when the first opening / closing device 11 is in a closed state is obtained by the product of the difference in enthalpy between the point K and the point E and the refrigerant circulation amount through which the second refrigerant circulates. . Therefore, if the refrigerant circulation amount of the second refrigerant is the same, the ability to be exhibited by the second evaporator 16 is greater when the first opening / closing device 11 is in the closed state and the second refrigerant is not passed through the liquid receiver 9. . This is because the heat dissipation of the second refrigerant in the liquid receiver 9 is avoided by flowing the second refrigerant through the bypass flow path 64.
  • the bypass flow path 64 is set so that the ability of the second evaporator 16 is increased. Pour the second refrigerant.
  • the second sub-condensing unit 13 performs heat exchange.
  • a part of the two refrigerants (point K in FIG. 3) is expanded by the injection expansion device 17 and mixed with the second refrigerant evaporated by the second evaporator 16 to lower the temperature at the point E in FIG. .
  • the temperature at the point E in FIG. 3 is lowered, the temperature of the discharge temperature of the second compressor 7 (the point F in FIG. 3) can be lowered.
  • the second opening / closing device 14 when the cooling of the object to be cooled performed by the refrigeration apparatus 100 becomes unnecessary, that is, when the cooling using the second evaporator 16 becomes unnecessary, the second opening / closing device 14 is closed.
  • the pressure on the low pressure side of the second compressor 7 from the second opening / closing device 14 to the second compressor 7 decreases.
  • the pressure on the low pressure side of the second compressor 7 decreases to a preset set pressure, the second compressor 7 stops operating.
  • the second refrigerant circuit 60 includes an indoor unit (not shown) including, for example, the second opening / closing device 14, the second expansion device 15, and the second evaporator 16.
  • the outdoor unit (not shown) is configured, and the indoor unit and the outdoor unit are controlled independently. As shown below, the opening and closing of the first opening / closing device 11 is controlled using the pressure on the low pressure side of the second compressor 7, and the second refrigerant is stored in the liquid receiver 9, so that the illustration is omitted. It can suppress that the 2nd refrigerant circuit 60 will be in an abnormal state by the outdoor unit side.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an opening / closing threshold value for determining opening / closing of the first opening / closing device illustrated in FIG.
  • the opening / closing judgment of the first opening / closing device 11 is performed using the low pressure v on the low pressure side of the second compressor 7.
  • the opening / closing threshold value V2 for determining opening / closing of the first opening / closing device 11 includes a target operating pressure value V1 that is a target low pressure v during the normal operation of the second compressor 7 and a low pressure at which the second compressor 7 is stopped. It is set between the stop pressure value V3 which is the pressure v.
  • the second opening / closing device 14 is in an open state, and the second compressor 7 is configured so that the second evaporator 16 selects the object to be cooled.
  • the low pressure v is controlled so as to be close to the target operating pressure value V1 so as to cool to the target temperature. Therefore, when it is estimated that the low pressure v of the second compressor 7 is controlled to approach the target operating pressure value V1, it is determined that the second opening / closing device 14 is in the open state, and the first opening / closing device 11 Close.
  • the second refrigerant does not flow into the liquid receiver 9 but flows through the bypass flow path 64, so that the capacity of the second evaporator 16 increases.
  • pressure pressure v will fall. Therefore, when the low pressure v drops below the opening / closing threshold value V2 estimated that the second opening / closing device 14 is closed, the first opening / closing device 11 is opened and the second refrigerant is received by the receiver 9. To store.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining an example of the operation of the refrigeration apparatus shown in FIG.
  • step S1 of FIG. 5 it is determined whether or not the second compressor 7 is operating. If it is determined in step S1 that the second compressor 7 is operating, the process proceeds to step S2.
  • step S2 the low pressure v of the second compressor 7 is acquired, and it is determined whether or not the low pressure v of the second compressor 7 is less than or equal to the open / close threshold value V2. If the low pressure v of the second compressor 7 is equal to or lower than the opening / closing threshold value V2 in step S2, the first opening / closing device 11 is opened in step S3.
  • step S2 If the low pressure v of the second compressor 7 is larger than the opening / closing threshold value V2 in step S2, the first opening / closing device 11 is closed in step S4. When it is determined in step S1 that the second compressor 7 is not operating, the first opening / closing device 11 is opened in step S5.
  • the refrigeration apparatus 100 includes the first refrigerant circuit 50 that circulates the first refrigerant and the second refrigerant circuit 60 that circulates the second refrigerant
  • the first refrigerant circuit 50 includes: The first compressor 1 that compresses the first refrigerant, the first condenser 2 that condenses the first refrigerant compressed by the first compressor 1, and the first refrigerant that is condensed by the first condenser 2 are expanded.
  • a first main expansion device 3 that causes the first refrigerant expanded in the first main expansion device 3 to exchange heat with the second refrigerant to evaporate the first refrigerant.
  • the first main refrigerant circuit 52 connected, the first main expansion device 3 and the first main evaporation unit 5 are connected in parallel, and the first sub expansion device expands the first refrigerant condensed in the first condenser 2. 4 and the first refrigerant expanded by the first sub-expander 4 is used as the second refrigerant.
  • the first main evaporator 5 of the cascade condenser 18 and the first sub evaporator 6 of the subcool coil 19 are connected in parallel.
  • the degree of freedom in adjusting the saturation temperature of the first refrigerant flowing through the first main evaporator 5 and the saturation temperature of the first refrigerant flowing through the first sub-evaporator 6 is improved.
  • the saturation temperature of the first refrigerant flowing through the first sub-evaporating unit 6 is adjusted to be equal to or lower than the saturation temperature of the first refrigerant flowing through the first main evaporation unit 5, so that the refrigeration apparatus 100 efficiency is improved.
  • the second main refrigerant circuit 62 of the refrigeration apparatus 100 includes a first opening / closing device 11 that controls passage of the second refrigerant condensed by the second main condensing unit 8, and the first opening / closing device 11.
  • a liquid receiver 9 that stores the second refrigerant that has passed through the second sub-condensing unit 13, and a second opening / closing device 14 that controls the passage of the second refrigerant cooled by the second sub-condensing unit 13.
  • the refrigeration apparatus 100 includes a pressure detection device 20 that detects a low pressure v on the suction side of the second compressor 7 and a first open / close using the low pressure v detected by the pressure detection device 20. And a control device 21 for controlling the opening and closing of the device 11, and the control device 21 uses the low pressure v to determine the first opening and closing device 11 when it is determined that the second opening and closing device 14 is open. When it is determined that the second opening / closing device 14 is in the closed state, the first opening / closing device 11 is in the open state.
  • the refrigeration apparatus 100 when the second opening / closing device 14 is in the open state, the first evaporator 11 is closed and the second refrigerant is allowed to flow through the bypass flow path 64, whereby the second evaporator The ability of 16 can be increased. Further, in the refrigeration apparatus 100 of this embodiment, when the second opening / closing device 14 is in the closed state, the second opening / closing device 11 is opened, and the second refrigerant is stored in the liquid receiver 9, so that the second It can suppress that the refrigerant circuit 60 will be in an abnormal state.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention. That is, the configuration of the above embodiment may be improved as appropriate, or at least a part of the configuration may be replaced with another configuration. Further, the configuration requirements that are not particularly limited with respect to the arrangement are not limited to the arrangement disclosed in the embodiment, and can be arranged at a position where the function can be achieved.

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Abstract

冷凍装置１００は、第１冷媒を循環させる第１冷媒回路５０と第２冷媒を循環させる第２冷媒回路６０とを有し、第１冷媒回路５０は、第１冷媒を第２冷媒と熱交換させて第１冷媒を蒸発させるカスケードコンデンサ１８の第１メイン蒸発部５を含む第１メイン冷媒回路５２と、第１メイン蒸発部５と並列に接続され、第１冷媒を第２冷媒と熱交換させて第１冷媒を蒸発させるサブクールコイル１９の第１サブ蒸発部６を含む第１サブ冷媒流路５４と、を含み、第２冷媒回路６０は、第２冷媒を第１冷媒と熱交換させて第２冷媒を凝縮させるカスケードコンデンサ１８の第２メイン凝縮部８と、第２メイン凝縮部８で凝縮された第２冷媒を第１冷媒と熱交換させて第２冷媒を冷却するサブクールコイル１９の第２サブ凝縮部１３と、が接続された第２メイン冷媒回路６２を含む、ものである。

Description

冷凍装置
　この発明は、第１冷媒回路と第２冷媒回路とを有する冷凍装置に関するものである。
　従来から、高温側冷凍サイクルの蒸発器と低温側冷凍サイクルの凝縮器とを熱交換させる二元冷凍装置が知られている（特許文献１参照）。特許文献１に記載の二元冷凍装置では、凝縮器で凝縮された低温側冷凍サイクルの冷媒が、サブクーラで過冷却状態にまで冷却されている。
特開平３－２６３５５５号公報
　しかしながら、特許文献１に記載されたような従来の冷凍装置では、第１冷媒回路において、サブクールコイルとカスケードコンデンサとが直列に接続されており、第１冷媒回路のサブクールコイルで第２冷媒回路の第２冷媒を冷却した第１冷媒が、カスケードコンデンサで第２冷媒回路の第２冷媒を凝縮させている。したがって、特許文献１に記載されたような冷凍装置では、第１冷媒回路において、サブクールコイルで第２冷媒回路の第２冷媒を冷却する第１冷媒の飽和温度が、カスケードコンデンサで第２冷媒回路の第２冷媒を凝縮させる第１冷媒の飽和温度と比較して、高くなっている。
　この発明は、上記のような課題を背景としてなされたものであり、第１冷媒回路において、サブクールコイルで第２冷媒回路の第２冷媒を冷却する第１冷媒の飽和温度と、カスケードコンデンサで第２冷媒回路の第２冷媒を冷却する第１冷媒の飽和温度と、の調整の自由度が向上された冷凍装置を得ることを目的としている。
　この発明に係る冷凍装置は、第１冷媒を循環させる第１冷媒回路と第２冷媒を循環させる第２冷媒回路とを有し、第１冷媒回路は、第１冷媒を圧縮する第１圧縮機と、第１圧縮機で圧縮された第１冷媒を凝縮させる第１凝縮器と、第１凝縮器で凝縮された第１冷媒を膨張させる第１メイン膨張装置と、第１メイン膨張装置で膨張された第１冷媒を第２冷媒と熱交換させて第１冷媒を蒸発させるカスケードコンデンサの第１メイン蒸発部と、が接続された第１メイン冷媒回路と、第１メイン膨張装置および第１メイン蒸発部と並列に接続され、第１凝縮器で凝縮された第１冷媒を膨張させる第１サブ膨張装置と、第１サブ膨張装置で膨張された第１冷媒を第２冷媒と熱交換させて第１冷媒を蒸発させるサブクールコイルの第１サブ蒸発部と、が配設された第１サブ冷媒流路と、を含み、第２冷媒回路は、第２冷媒を圧縮する第２圧縮機と、第２圧縮機で圧縮された第２冷媒を第１冷媒と熱交換させて第２冷媒を凝縮させるカスケードコンデンサの第２メイン凝縮部と、第２メイン凝縮部で凝縮された第２冷媒を第１冷媒と熱交換させて第２冷媒を冷却するサブクールコイルの第２サブ凝縮部と、が接続された第２メイン冷媒回路を含む、ものである。
　この発明によれば、第１冷媒回路において、サブクールコイルで第２冷媒回路の第２冷媒を冷却する第１冷媒の飽和温度と、カスケードコンデンサで第２冷媒回路の第２冷媒を冷却する第１冷媒の飽和温度と、の調整の自由度が向上された冷凍装置を得ることができる。
この発明の実施の形態１に係る冷凍装置の構成の一例を模式的に記載した図である。 図１に記載の冷凍装置で使用される冷媒を例示した図である。 図１に記載の第１冷媒回路および第２冷媒回路の動作の一例について説明する図である。 図１に記載の第１開閉装置の開閉を判断する開閉閾値について説明する図である。 図１に記載の冷凍装置の動作の一例を説明する図である。
　以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付して、その説明を適宜省略または簡略化する。また、各図に記載の構成について、その形状、大きさおよび配置等は、この発明の範囲内で適宜変更することができる。
　実施の形態１．
［冷凍装置］
　図１は、この発明の実施の形態１に係る冷凍装置の構成の一例を模式的に記載した図である。図１に示すように、この実施の形態に係る冷凍装置１００は、第１冷媒が循環する第１冷媒回路５０と第２冷媒が循環する第２冷媒回路６０とを有しており、例えば、第２冷媒回路６０の第２蒸発器１６を利用して、冷却対象を冷却するものである。また、冷凍装置１００は、圧力検出装置２０および制御装置２１を含んでいる。圧力検出装置２０は、第２冷媒回路６０の第２圧縮機７の吸入側の圧力である低圧圧力ｖを検出するものである。制御装置２１は、アナログ回路、デジタル回路、ＣＰＵ、またはこれらのうちの２つ以上の組み合わせを含んで構成されており、少なくとも圧力検出装置２０の検出結果を用いて第１開閉装置１１の開閉を制御するものである。なお、制御装置２１は、以下に説明するような他の構成を制御することもできる。図１では、この実施の形態の理解を容易にするために、第１冷媒回路５０の構成のそれぞれを接続している配管を実線で記載し、第２冷媒回路６０の構成のそれぞれを接続している配管を点線で記載してある。
［第１冷媒回路］
　第１冷媒回路５０は、第１メイン冷媒回路５２と第１サブ冷媒流路５４とを含んでいる。第１メイン冷媒回路５２は、第１圧縮機１と第１凝縮器２と第１メイン膨張装置３とカスケードコンデンサ１８の第１メイン蒸発部５とを含み、これらが配管で接続されている。第１圧縮機１は、第１冷媒を圧縮するものである。第１圧縮機１は、例えば、インバータで制御が行われるインバータ圧縮機であり、運転周波数を任意に変化させて、容量（単位時間あたりに冷媒を送り出す量）を変化させることができる。なお、第１圧縮機１は、一定の運転周波数で動作する一定速圧縮機であってもよい。第１凝縮器２は、例えば、第１凝縮器２を流れる第１冷媒を空気と熱交換させて、第１冷媒を凝縮させるものである。第１メイン膨張装置３は、第１冷媒を膨張させるものであり、例えば、開度を調整できる電子膨張弁であるが、毛細管等であってもよい。カスケードコンデンサ１８は、第１冷媒と第２冷媒とを熱交換させるものであり、第１冷媒回路５０の第１冷媒が流れる第１メイン蒸発部５と、第２冷媒回路６０の第２冷媒が流れる第２メイン凝縮部８と、を含んでいる。第１メイン蒸発部５は、第１メイン蒸発部５を流れる第１冷媒を、第２メイン凝縮部８を流れる第２冷媒と熱交換させて、第１冷媒を蒸発させるものである。
　第１サブ冷媒流路５４は、第１凝縮器２と第１メイン膨張装置３との間と、第１メイン蒸発部５と第１圧縮機１との間と、を接続しており、第１メイン膨張装置３および第１メイン蒸発部５と並列に接続されている。第１サブ冷媒流路５４には、第１サブ膨張装置４とサブクールコイル１９の第１サブ蒸発部６とが配設されている。第１サブ膨張装置４は、第１冷媒を膨張させるものであり、例えば、開度を調整できる電子膨張弁であるが、毛細管等であってもよい。サブクールコイル１９は、第１冷媒と第２冷媒とを熱交換させるものであり、第１冷媒回路５０の第１冷媒が流れる第１サブ蒸発部６と、第２冷媒回路６０の第２冷媒が流れる第２サブ凝縮部１３と、を含んでいる。第１サブ蒸発部６は、第１サブ蒸発部６を流れる第１冷媒を、第２サブ凝縮部１３を流れる第２冷媒と熱交換させて、第１冷媒を蒸発させるものである。
［第２冷媒回路］
　第２冷媒回路６０は、第２メイン冷媒回路６２とバイパス流路６４とインジェクション流路６６とを含んでいる。第２メイン冷媒回路６２は、第２圧縮機７とカスケードコンデンサ１８の第２メイン凝縮部８と第１開閉装置１１と受液器９と逆止弁１２とサブクールコイル１９の第２サブ凝縮部１３と第２開閉装置１４と第２膨張装置１５と第２蒸発器１６とを含み、これらが配管で接続されている。
　第２圧縮機７は、第２冷媒を圧縮するものである。第２圧縮機７は、例えば、インバータで制御が行われるインバータ圧縮機であり、運転周波数を任意に変化させて、容量（単位時間あたりに冷媒を送り出す量）を変化させることができる。なお、第２圧縮機７は、一定の運転周波数で動作する一定速圧縮機であってもよい。第２メイン凝縮部８は、第２メイン凝縮部８を流れる第２冷媒を、第１メイン蒸発部５を流れる第１冷媒と熱交換させて、第２冷媒を凝縮させるものである。第１開閉装置１１は、例えば、開閉動作することで第２冷媒の通過を制御する電磁弁等である。受液器９は、例えば、冷媒を溜める容器等である。逆止弁１２は、受液器９から流出した冷媒を通過させ、且つ逆止弁１２を通って受液器９に冷媒が流入することを阻止するものである。第２サブ凝縮部１３は、第２サブ凝縮部１３を流れる第２冷媒を、第１サブ蒸発部６を流れる第１冷媒と熱交換させて、第２冷媒を冷却するものである。第２開閉装置１４は、例えば、開閉動作することで第２冷媒の通過を制御する電磁弁等である。第２膨張装置１５は、第２冷媒を膨張させるものであり、例えば、開度を調整できる電子膨張弁であるが、毛細管等であってもよい。第２蒸発器１６は、例えば、第２蒸発器１６を流れる第２冷媒を空気と熱交換させて、第２冷媒を蒸発させるものである。
　バイパス流路６４は、第２メイン凝縮部８と第１開閉装置１１との間と、逆止弁１２と第２サブ凝縮部１３との間と、を接続しており、第１開閉装置１１、受液器９および逆止弁１２と並列に接続されている。インジェクション流路６６は、第２サブ凝縮部１３と第２開閉装置１４との間と、第２蒸発器１６と第２圧縮機７との間と、を接続しており、第２開閉装置１４、第２膨張装置１５および第２蒸発器１６と並列に接続されている。インジェクション流路６６には、インジェクション用膨張装置１７が配設されている。インジェクション用膨張装置１７は、第２冷媒を膨張させるものであり、例えば、開度を調整できる電子膨張弁であるが、毛細管等であってもよい。
［冷媒］
　図２は、図１に記載の冷凍装置で使用される冷媒を例示した図である。近年、地球温暖化等への対応を考慮して、ＧＷＰ（地球温暖化係数）が低い冷媒を使用することが推奨されている。したがって、この実施の形態の例の冷凍装置１００では、第２冷媒回路６０に使用される冷媒は、ＧＷＰが低いものが選択されている。なぜなら、図１に記載の第２冷媒回路６０は、例えば、第２開閉装置１４と第２膨張装置１５と第２蒸発器１６とを含んでユニット化された室内ユニット（図示を省略）と、第２圧縮機７と第２メイン凝縮部８と第１開閉装置１１と受液器９と逆止弁１２と第２サブ凝縮部１３とインジェクション用膨張装置１７とを含んでユニット化された室外ユニット（図示を省略）と、を含んで構成されている。図示を省略してある室内ユニットと室外ユニットとは、冷凍装置１００が設置される現地にて、作業者によって接続施工される。図示を省略してある室内ユニットと室外ユニットとを接続した部分から、冷媒が漏洩するおそれがあることが知られている。したがって、この実施の形態の例の第２冷媒回路６０では、例えば、ＧＷＰが低いＣＯ２（二酸化炭素）が採用されている。なお、第２冷媒回路６０に使用される冷媒は、ＣＯ２に限定されるものではなく、ＧＷＰが低いものが選択されればよい。
　第１冷媒回路５０に使用される第１冷媒は、第１冷媒回路５０に第２冷媒を循環させた場合と比較して、効率（ＣＯＰ）が高くなる冷媒が選択されている。つまり、第１冷媒回路５０の運転条件において、第１冷媒は第２冷媒と比較して効率が高い。なぜなら、第１冷媒回路５０を含むユニット（図示を省略）は、製造業者（メーカ）で組み立てられており、第１冷媒回路５０の気密性の検査等が実施されて出荷されている。第１冷媒回路５０は、第２冷媒回路６０と比較して、冷媒が漏洩するおそれが低減されているため、効率が高い冷媒を選択することができる。なお、好適には、第１冷媒もＧＷＰが低いものが選択される。
　上記のように、この実施の形態の例では、冷媒が漏洩するおそれがある第２冷媒回路６０において、ＧＷＰが低い冷媒が使用されているため、地球温暖化等への対策がなされている。さらに、この実施の形態の例では、冷媒が漏洩するおそれが低減されている第１冷媒回路５０において、効率が高い冷媒が使用されているため、第１冷媒回路５０および冷凍装置１００の全体の効率（ＣＯＰ）が向上されている。
［冷媒回路の動作］
　次に、第１冷媒回路５０および第２冷媒回路６０の動作の一例について説明する。なお、冷凍装置１００が冷却対象を冷却するとき、すなわち、第２蒸発器１６が冷却対象を冷却するために利用されるときは、第２開閉装置１４が開状態となり、第２冷媒が第２蒸発器１６に流れるようになっている。
　図３は、図１に記載の第１冷媒回路および第２冷媒回路の動作の一例について説明する図である。まず、図１に記載の第１冷媒回路５０の動作の一例について説明する。第１圧縮機１で圧縮された第１冷媒は、図３の点Ｂの位置となる。図１の第１圧縮機１で圧縮された第１冷媒は、第１凝縮器２で熱交換されて凝縮し、図３の点Ｃの位置となる。図１の第１凝縮器２で凝縮された第１冷媒は、第１メイン膨張装置３に流入する第１冷媒と、第１サブ膨張装置４に流入する第１冷媒と、に分岐される。第１メイン膨張装置３に流入した第１冷媒は、第１メイン膨張装置３で膨張されて、図３の点Ｄの位置となる。図１の第１メイン膨張装置３で膨張された第１冷媒は、第１メイン蒸発部５で熱交換されて蒸発し、第１サブ蒸発部６を通った第１冷媒と合流して、図３の点Ａの位置となる。また、図１の第１サブ膨張装置４に流入した第１冷媒は、第１サブ膨張装置４で膨張されて、図３の点Ｄの位置となる。図１の第１サブ膨張装置４で膨張された第１冷媒は、第１サブ蒸発部６で熱交換されて蒸発し、第１メイン蒸発部５を通った第１冷媒と合流して、図３の点Ａの位置となる。点Ａの第１冷媒は、図１の第１圧縮機１で再び圧縮される。なお、第１メイン膨張装置３および第１サブ膨張装置４のうちの少なくとも一方の開度等を調整することによって、第１メイン膨張装置３および第１メイン蒸発部５に流れる第１冷媒の流量と、第１サブ膨張装置４および第１サブ蒸発部６に流れる第１冷媒の流量と、を調整することができる。
　次に、図１に記載の第２冷媒回路６０の動作の例について説明する。まず、第２開閉装置１４が開状態であり、且つ第１開閉装置１１が閉状態である場合の、第２冷媒回路６０の動作の一例について説明する。第２圧縮機７で圧縮された第２冷媒は、図３の点Ｆの位置となる。図１の第２圧縮機７で圧縮された第２冷媒は、第２メイン凝縮部８で熱交換されて凝縮し、図３の点Ｈの位置となる。図１の第２メイン凝縮部８で凝縮された第２冷媒は、バイパス流路６４を流れて、第２サブ凝縮部１３で熱交換されて、図３の点Ｊの位置となる。なお、図１に示すように、逆止弁１２が配設されているため、受液器９をバイパスさせた後の第２冷媒が、受液器９に流れ込まないようになっている。第２サブ凝縮部１３で熱交換された第２冷媒は、第２開閉装置１４を通過して、第２膨張装置１５で膨張されて、図３の点Ｋの位置となる。図１の第２膨張装置１５で膨張された第２冷媒は、第２蒸発器１６で熱交換されて蒸発し、図３の点Ｅの位置となる。点Ｅの第２冷媒は、図１の第２圧縮機７で再び圧縮される。
　次に、第２開閉装置１４が開状態であり、且つ第１開閉装置１１が開状態である場合の、第２冷媒回路６０の動作の一例について説明する。なお、第１開閉装置１１が開状態である場合は、第１開閉装置１１が閉状態である場合と比較して、第２メイン凝縮部８で凝縮された第２冷媒が、第１開閉装置１１、受液器９および逆止弁１２を通って、第２サブ凝縮部１３に流入する以外の点は、同様である。したがって、以下では、上記と重複する説明については、省略または簡略化する。第２メイン凝縮部８で凝縮された第２冷媒は、図３の点Ｈの位置となり、図１の第１開閉装置１１を通って、受液器９に流入する。第２冷媒は受液器９で放熱され、図３の点Ｇの位置となる。図１の受液器９から流出した第２冷媒は、逆止弁１２を通って、第２サブ凝縮部１３で熱交換されて、図３の点Ｌの位置となる。
　ここで、図１の第１開閉装置１１が開状態である場合に第２蒸発器１６が発揮する能力と、第１開閉装置１１が閉状態である場合に第２蒸発器１６が発揮する能力とを比較する。第１開閉装置１１が開状態である場合に第２蒸発器１６が発揮する能力は、図３の点Ｌと点Ｅとのエンタルピの差と第２冷媒が循環する冷媒循環量との積によって求まる。また、第１開閉装置１１が閉状態である場合に第２蒸発器１６が発揮する能力は、点Ｋと点Ｅとのエンタルピの差と第２冷媒が循環する冷媒循環量との積によって求まる。したがって、第２冷媒の冷媒循環量が同じであれば、第１開閉装置１１を閉状態として、受液器９に第２冷媒を流さないほうが、第２蒸発器１６が発揮する能力が大きくなる。なぜなら、第２冷媒をバイパス流路６４に流すことによって、受液器９での第２冷媒の放熱が回避される。この実施の形態では、第２冷媒回路６０が通常動作しているときは、第２蒸発器１６が発揮する能力が大きくなるように、第１開閉装置１１を閉状態として、バイパス流路６４に第２冷媒を流す。
　なお、第２冷媒回路６０において、第２圧縮機７の吐出温度（図３の点Ｆ）が通常時と比較して高くなった場合には、第２サブ凝縮部１３で熱交換された第２冷媒（図３の点Ｋ）の一部をインジェクション用膨張装置１７で膨張させて、第２蒸発器１６で蒸発された第２冷媒と混合させて、図３の点Ｅの温度を低下させる。図３の点Ｅの温度が低下することによって、第２圧縮機７の吐出温度（図３の点Ｆ）の温度を低下させることができる。
　また、この実施の形態の例では、冷凍装置１００によって行われる冷却対象の冷却が不要となった場合、すなわち、第２蒸発器１６を利用した冷却が不要となった場合は、第２開閉装置１４を閉状態とする。第２開閉装置１４が閉状態になると、第２開閉装置１４から第２圧縮機７までの第２圧縮機７の低圧側の圧力が低下する。第２圧縮機７の低圧側の圧力が、予め設定された設定圧力まで低下すると、第２圧縮機７は運転を停止する。ここで、第２開閉装置１４が閉状態になると、第２冷媒回路６０の低圧側の第２冷媒が第２冷媒回路の高圧側に移動するため、第２冷媒回路の高圧側が冷媒過剰となり圧力異常を原因とする保護機能（図示を省略）が作動し、または故障の原因となるおそれがある。そこで、第２蒸発器１６を利用した冷却が不要となった場合は、第１開閉装置１１を開状態にして、第２冷媒を受液器９に溜め込む。この実施の形態の冷凍装置１００において、第２冷媒回路６０は、例えば、第２開閉装置１４と第２膨張装置１５と第２蒸発器１６とを含んでユニット化された室内ユニット（図示を省略）と、第２圧縮機７と第２メイン凝縮部８と第１開閉装置１１と受液器９と逆止弁１２と第２サブ凝縮部１３とインジェクション用膨張装置１７とを含んでユニット化された室外ユニット（図示を省略）と、を含んで構成されており、室内ユニットと室外ユニットとは独立して制御されている。以下のように、第２圧縮機７の低圧側の圧力を利用して、第１開閉装置１１の開閉を制御し、第２冷媒を受液器９に溜め込むことによって、図示を省略してある室外ユニット側で第２冷媒回路６０が異常状態となることを抑制することができる。
　図４は、図１に記載の第１開閉装置の開閉を判断する開閉閾値について説明する図である。図４に示すように、第１開閉装置１１の開閉の判断は、第２圧縮機７の低圧側の低圧圧力ｖを用いて行われる。第１開閉装置１１の開閉を判断する開閉閾値Ｖ２は、第２圧縮機７が通常の運転中に目標とする低圧圧力ｖである目標運転圧力値Ｖ１と、第２圧縮機７を停止させる低圧圧力ｖである停止圧力値Ｖ３と、の間に設定されている。なぜなら、第２蒸発器１６が冷却対象を冷却するために利用されるときは、第２開閉装置１４が開状態となっており、第２圧縮機７は、第２蒸発器１６が冷却対象を目的とする温度に冷却するように、低圧圧力ｖを目標運転圧力値Ｖ１に近づけるように制御されている。したがって、第２圧縮機７の低圧圧力ｖが目標運転圧力値Ｖ１に近づけるように制御されていると推定されるときには、第２開閉装置１４が開状態であると判断し、第１開閉装置１１を閉じる。第１開閉装置１１を閉状態とすることによって、第２冷媒が、受液器９に流入せず、バイパス流路６４を流れるため、第２蒸発器１６の能力が増加する。また、第２蒸発器１６を利用した冷却が不要となった場合は、第２開閉装置１４が閉状態となるため、低圧圧力ｖが低下する。そこで、低圧圧力ｖが、第２開閉装置１４が閉状態となったと推定される開閉閾値Ｖ２以下に低下したときに、第１開閉装置１１を開状態にして、第２冷媒を受液器９に貯留させる。
　図５は、図１に記載の冷凍装置の動作の一例を説明する図である。図５のステップＳ１にて、第２圧縮機７が運転しているか否かを判断する。ステップＳ１で第２圧縮機７が運転していると判断した場合は、ステップＳ２に進む。ステップＳ２にて、第２圧縮機７の低圧圧力ｖを取得し、第２圧縮機７の低圧圧力ｖが開閉閾値Ｖ２以下であるか否かを判断する。ステップＳ２で第２圧縮機７の低圧圧力ｖが開閉閾値Ｖ２以下である場合は、ステップＳ３にて、第１開閉装置１１を開状態にする。ステップＳ２で第２圧縮機７の低圧圧力ｖが開閉閾値Ｖ２よりも大きい場合は、ステップＳ４にて、第１開閉装置１１を閉状態にする。また、ステップＳ１にて第２圧縮機７が運転していないと判断した場合は、ステップＳ５にて第１開閉装置１１を開状態にする。
　上記のように、この実施の形態に係る冷凍装置１００は、第１冷媒を循環させる第１冷媒回路５０と第２冷媒を循環させる第２冷媒回路６０とを有し、第１冷媒回路５０は、第１冷媒を圧縮する第１圧縮機１と、第１圧縮機１で圧縮された第１冷媒を凝縮させる第１凝縮器２と、第１凝縮器２で凝縮された第１冷媒を膨張させる第１メイン膨張装置３と、第１メイン膨張装置３で膨張された第１冷媒を第２冷媒と熱交換させて第１冷媒を蒸発させるカスケードコンデンサ１８の第１メイン蒸発部５と、が接続された第１メイン冷媒回路５２と、第１メイン膨張装置３および第１メイン蒸発部５と並列に接続され、第１凝縮器２で凝縮された第１冷媒を膨張させる第１サブ膨張装置４と、第１サブ膨張装置４で膨張された第１冷媒を第２冷媒と熱交換させて第１冷媒を蒸発させるサブクールコイル１９の第１サブ蒸発部６と、が配設された第１サブ冷媒流路５４と、を含み、第２冷媒回路６０は、第２冷媒を圧縮する第２圧縮機７と、第２圧縮機７で圧縮された第２冷媒を第１冷媒と熱交換させて第２冷媒を凝縮させるカスケードコンデンサ１８の第２メイン凝縮部８と、第２メイン凝縮部８で凝縮された第２冷媒を第１冷媒と熱交換させて第２冷媒を冷却するサブクールコイル１９の第２サブ凝縮部１３と、が接続された第２メイン冷媒回路６２を含んでいる。この実施の形態に係る冷凍装置１００では、第１冷媒回路５０において、カスケードコンデンサ１８の第１メイン蒸発部５とサブクールコイル１９の第１サブ蒸発部６とが並列に接続されているため、第１メイン蒸発部５を流れる第１冷媒の飽和温度と第１サブ蒸発部６を流れる第１冷媒の飽和温度との調整の自由度が向上されている。例えば、この実施の形態の例では、第１サブ蒸発部６を流れる第１冷媒の飽和温度が、第１メイン蒸発部５を流れる第１冷媒の飽和温度以下に調整されることによって、冷凍装置１００の効率が向上される。
　さらに、この実施の形態に係る冷凍装置１００の第２メイン冷媒回路６２は、第２メイン凝縮部８で凝縮された第２冷媒の通過を制御する第１開閉装置１１と、第１開閉装置１１を通過した第２冷媒を貯留する受液器９と、第２サブ凝縮部１３で冷却された第２冷媒の通過を制御する第２開閉装置１４と、をさらに有し、第２冷媒回路６０は、第１開閉装置１１および受液器９と並列に接続されたバイパス流路６４を含んでいる。また、この実施の形態に係る冷凍装置１００は、第２圧縮機７の吸入側の低圧圧力ｖを検出する圧力検出装置２０と、圧力検出装置２０が検出した低圧圧力ｖを用いて第１開閉装置１１の開閉を制御する制御装置２１と、をさらに有し、制御装置２１は、低圧圧力ｖを用いて、第２開閉装置１４が開状態であると判断したときに第１開閉装置１１を閉状態とし、第２開閉装置１４が閉状態であると判断したときに第１開閉装置１１を開状態としている。この実施の形態の冷凍装置１００では、第２開閉装置１４が開状態である場合は、第１開閉装置１１を閉状態として、バイパス流路６４に第２冷媒を流すことによって、第２蒸発器１６が発揮する能力を増大させることができる。また、この実施の形態の冷凍装置１００では、第２開閉装置１４が閉状態である場合は、第１開閉装置１１を開状態として、第２冷媒を受液器９に溜め込むことによって、第２冷媒回路６０が異常状態となることを抑制することができる。
　この発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々に改変することができる。すなわち、上記の実施の形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成に代替させてもよい。さらに、その配置について特に限定のない構成要件は、実施の形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。
　例えば、上記では、図１を用いて、第１冷媒回路５０と第２冷媒回路６０とを含む二元冷凍装置の例について説明したが、この発明は、３つ以上の冷媒回路を含んで構成される多元冷凍装置に適用することもできる。
　１　第１圧縮機、２　第１凝縮器、３　第１メイン膨張装置、４　第１サブ膨張装置、５　第１メイン蒸発部、６　第１サブ蒸発部、７　第２圧縮機、８　第２メイン凝縮部、９　受液器、１１　第１開閉装置、１２　逆止弁、１３　第２サブ凝縮部、１４　第２開閉装置、１５　第２膨張装置、１６　第２蒸発器、１７　インジェクション用膨張装置、１８　カスケードコンデンサ、１９　サブクールコイル、２０　圧力検出装置、２１　制御装置、５０　第１冷媒回路、５２　第１メイン冷媒回路、５４　第１サブ冷媒流路、６０　第２冷媒回路、６２　第２メイン冷媒回路、６４　バイパス流路、６６　インジェクション流路、１００　冷凍装置、Ｖ１　目標運転圧力値、Ｖ２　開閉閾値、Ｖ３　停止圧力値、ｖ　低圧圧力。

Claims (4)

  1. 　第１冷媒を循環させる第１冷媒回路と第２冷媒を循環させる第２冷媒回路とを有し、
    　前記第１冷媒回路は、前記第１冷媒を圧縮する第１圧縮機と、前記第１圧縮機で圧縮された前記第１冷媒を凝縮させる第１凝縮器と、前記第１凝縮器で凝縮された前記第１冷媒を膨張させる第１メイン膨張装置と、前記第１メイン膨張装置で膨張された前記第１冷媒を前記第２冷媒と熱交換させて前記第１冷媒を蒸発させるカスケードコンデンサの第１メイン蒸発部と、が接続された第１メイン冷媒回路と、
    　前記第１メイン膨張装置および前記第１メイン蒸発部と並列に接続され、前記第１凝縮器で凝縮された前記第１冷媒を膨張させる第１サブ膨張装置と、前記第１サブ膨張装置で膨張された前記第１冷媒を前記第２冷媒と熱交換させて前記第１冷媒を蒸発させるサブクールコイルの第１サブ蒸発部と、が配設された第１サブ冷媒流路と、を含み、
    　前記第２冷媒回路は、前記第２冷媒を圧縮する第２圧縮機と、前記第２圧縮機で圧縮された前記第２冷媒を前記第１冷媒と熱交換させて前記第２冷媒を凝縮させる前記カスケードコンデンサの第２メイン凝縮部と、前記第２メイン凝縮部で凝縮された前記第２冷媒を前記第１冷媒と熱交換させて前記第２冷媒を冷却する前記サブクールコイルの第２サブ凝縮部と、が接続された第２メイン冷媒回路を含む、
    　冷凍装置。
  2. 　前記第２メイン冷媒回路は、前記第２メイン凝縮部で凝縮された前記第２冷媒の通過を制御する第１開閉装置と、前記第１開閉装置を通過した前記第２冷媒を貯留する受液器と、前記第２サブ凝縮部で冷却された前記第２冷媒の通過を制御する第２開閉装置と、をさらに有し、
    　前記第２冷媒回路は、前記第１開閉装置および前記受液器と並列に接続されたバイパス流路をさらに含む、
    　請求項１に記載の冷凍装置。
  3. 　前記第２圧縮機の吸入側の低圧圧力を検出する圧力検出装置と、
    　前記圧力検出装置が検出した前記低圧圧力を用いて前記第１開閉装置の開閉を制御する制御装置と、をさらに有し、
    　前記制御装置は、前記低圧圧力を用いて、前記第２開閉装置が開状態であると判断したときに前記第１開閉装置を閉状態とし、前記第２開閉装置が閉状態であると判断したときに前記第１開閉装置を開状態とする、
    　請求項２に記載の冷凍装置。
  4. 　前記第１冷媒は、前記第１冷媒回路に前記第２冷媒を循環させた場合と比較して、効率（ＣＯＰ）が高くなるものが選択されている、
    　請求項１～請求項３の何れか１項に記載の冷凍装置。
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