(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温側圧縮機から吐出された冷媒を水と熱交換する水・冷媒熱交換器をそれぞれ有する二つの高温側冷凍回路と、空気熱交換器からなる蒸発器をそれぞれ有する二つの低温側冷凍回路とを同一筐体に搭載するとともに、上記それぞれの高温側冷凍回路がカスケード熱交換器により上記二つの低温側冷凍回路のそれぞれ両方と熱交換可能に構成され、上記高温側冷凍回路の水・冷媒熱交換器の水側流路に水または温水を流通させる温水配管を備えた複合二元冷凍サイクル装置であり、
上記二つの低温側冷凍回路は、一方の低温側冷凍回路がその蒸発器の除霜運転を行うとき、他方の低温側冷凍回路は上記カスケード熱交換器で放熱を行うように制御されることを特徴とする複合二元冷凍サイクル装置。
【請求項２】
上記カスケード熱交換器は、高温側冷凍回路に連通する高温冷媒流路と、一方の低温側冷凍回路に連通する第１の低温冷媒流路と、他方の低温側冷凍回路に連通する第２の低温冷媒流路を備えるとともに、上記高温冷媒流路の一面側に第１の低温冷媒流路を配置し、他面側に第２の低温冷媒流路を配置したプレート式熱交換器により構成される
ことを特徴とする請求項１記載の複合二元冷凍サイクル装置。
【請求項３】
上記二つの高温側冷凍回路の水・冷媒熱交換器は一体に形成されるとともに、上記温水配管に接続する水流路と、一方の高温側冷凍回路に連通する第１の冷媒側流路と、他方の高温側冷凍回路に連通する第２の冷媒側流路を備え、
上記水流路の一面側に第１の冷媒側流路を配置し、他面側に第２の冷媒側流路を配置したプレート式熱交換器により構成されることを特徴とする請求項１記載の複合二元冷凍サイクル装置。
【請求項４】
外気温が上昇したり加熱負荷が低下したりして、要求能力が低下した際に、第１の低温側冷凍回路もしくは第２の低温側冷凍回路における低温側圧縮機のいずれか一方を停止することで、第１の高温側冷凍回路と第２の高温側冷凍回路のカスケード熱交換器温度を同時に低下させ、加熱能力の低下を得るように制御される
ことを特徴とする請求項１記載の複合二元冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施態様は、二つの高温側冷凍回路と、二つの低温側冷凍回路とを、同一筐体に搭載した複合二元冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
二元冷凍サイクル装置は、筐体に、高温側圧縮機、四方切換え弁、水・冷媒熱交換器の冷媒側流路、高温側膨張装置、カスケード熱交換器の高温冷媒流路を、冷媒管を介して連通する高温側冷凍回路と、低温側圧縮機、四方切換え弁、カスケード熱交換器の低温冷媒流路、低温側膨張装置、空気熱交換器を、冷媒管を介して連通する低温側冷凍回路と、水・冷媒熱交換器の水側流路にポンプを備えた温水配管が接続される。【０００３】
低温側冷凍回路の低温側圧縮機から吐出された冷媒は、カスケード熱交換器の低温冷媒流路に導かれて凝縮熱を発生する。この凝縮熱を高温側冷凍回路におけるカスケード熱交換器の高温冷媒流路で吸熱し、水・冷媒熱交換器の冷媒側流路で放熱して、この水・冷媒熱交換器の水側流路に接続する温水配管内の水または温水を加温する。【０００４】
日本国特許公開公報特開２００７−１９８６９３号には、二元冷凍サイクル装置が記載されている。
【発明の開示】
【０００５】
近時は、より高効率の加温をなすべく、２つの二元冷凍サイクル装置を温水配管に対して直列または並列に接続した複合二元冷凍サイクル装置が提供されようとしている。
【０００６】
この複合二元冷凍サイクル装置では、低温側冷凍回路に蒸発器として空気熱交換器が用いられていて、ここに導かれた冷媒は外気と熱交換して蒸発する。そのため、外気温が極く低温になると外気に含まれる水分が凍結して霜になり、そのまま付着する。
【０００７】
当然、除霜が必要となる。除霜方式としては、高温側冷媒回路及び低温側冷凍回路のそれぞれの四方切換え弁を切換えて行う逆サイクル除霜や、低温側冷凍回路の圧縮機の吐出冷媒を、カスケード熱交換器をバイパスさせて蒸発器に導くホットガス除霜が考えられる。
【０００８】
しかし、前者の場合には、利用側の温水を熱源とするために短時間で除霜を完了できるメリットはあるものの、温水出口温度を入口温度よりも低下させてしまうという不具合がある。後者の場合には、上記不具合は生じないものの、除霜に必要な熱源に乏しいために除霜時間の増大を招き、結果として温水を加温できない時間が増加する不具合がある。
【０００９】
このような事情から、２つの二元冷凍サイクルを備えていても、構成の簡素化を得るとともに、温水配管を流れる水または温水の温度をできるだけ下げずに、しかも、短時間で除霜できる複合二元冷凍サイクル装置が望まれている。
【００１０】
本実施形態では、高温側圧縮機から吐出された冷媒と水とを熱交換する水・冷媒熱交換器をそれぞれ有する二つの高温側冷凍回路と、空気熱交換器からなる蒸発器をそれぞれ有する二つの低温側冷凍回路とを同一筐体に搭載するとともに、それぞれの高温側冷凍回路がカスケード熱交換器により二つの低温側冷凍回路の両方と熱交換可能に構成され、高温側冷凍回路の水・冷媒熱交換器に水または温水を流通させる温水配管を備えた。  
さらに、上記二つの低温側冷凍回路は、一方の低温側冷凍回路が空気熱交換器からなる蒸発器の除霜運転を行うとき、他方の低温側冷凍回路はカスケード熱交換器で放熱を行うように制御される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る、複合二元冷凍サイクル装置の冷凍サイクル構成図である。
【図２】図２は、第２の実施形態に係る、複合二元冷凍サイクル装置の冷凍サイクル構成図である。
【図３】図３は、第３の実施形態に係る、複合二元冷凍サイクル装置の冷凍サイクル構成図である。
【図４】図４は、第４の実施形態に係る、複合二元冷凍サイクル装置の冷凍サイクル構成図である。
【図５】図５は、各実施形態に用いられる、カスケード熱交換器の概略の構成図である。
【図６】図６は、第３、第４の実施形態に用いられる、水・冷媒熱交換器の概略の構成図である。
【図７】図７は、各実施形態に用いられる、冷媒の凝縮温度と、蒸発温度と、カスケード温度の関係を示す図である。
【図８】図８は、各実施形態に用いられる、高温側冷媒と、低温側冷媒の、冷凍機油への相溶性を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本実施形態を図面にもとづいて説明する。  
図１は、第１の実施形態おける、たとえば給湯システムとして用いられる複合二元冷凍サイクル装置の冷凍サイクル構成図である。  
複合二元冷凍サイクル装置は、同一の筐体Ｋ内に搭載される、熱媒体である水または温水を流通する温水配管Ｈと、第１の高温側冷凍回路Ｒ１ａと、第２の高温側冷凍回路Ｒ１ｂと、第１の低温側冷凍回路Ｒ２ａと、第２の低温側冷凍回路Ｒ２ｂ及び、図示しない制御部とから構成される。【００１３】
温水配管Ｈは、一端部を給水源、貯湯タンクまた復水側（戻り側）バッファタンクの吸込み部に接続し、他端側は貯湯タンク、給湯栓または往水側（利用側）バッファタンク等の製品出湯側に接続される。  
筐体Ｋ内において、温水配管Ｈにはポンプ１が接続されるとともに、この下流側に所定間隔を存して第１の高温側冷凍回路Ｒ１ａにおける第１の水・冷媒熱交換器２Ａの水側流路３ａと、第２の高温側冷凍回路Ｒ１ｂにおける第２の水・冷媒熱交換器２Ｂの水側流路３ｂとが接続される。【００１４】
上記第１の高温側冷凍回路Ｒ１ａは、高温側圧縮機５の吐出部から、上記第１の水・熱交換器２Ａにおける冷媒側流路６と、高温側レシーバ７と、高温側膨張装置８と、第１のカスケード熱交換器９の高温冷媒流路１０と、上記高温側圧縮機５の吸込み部に冷媒管Ｐを介して順次、接続される。【００１５】
第２の高温側冷凍回路Ｒ１ｂは、高温側圧縮機１１の吐出部から、上記第２の水・熱交換器２Ｂにおける冷媒側流路１２と、高温側レシーバ１３と、高温側膨張装置１４と、第２のカスケード熱交換器１５の高温冷媒流路１６と、上記高温側圧縮機１１の吸込み部に冷媒管Ｐを介して順次、接続される。【００１６】
第１の低温側冷凍回路Ｒ２ａにおいて、低温側圧縮機１８の吐出部は四方切換え弁１９の第１のポートに冷媒管Ｐを介して接続される。四方切換え弁１９の第２のポートは第１のカスケード熱交換器９における第１の低温冷媒流路２０に、第３のポートは第１の蒸発器である第１の空気熱交換器２１に、それぞれ冷媒管Ｐを介して接続される。  
四方切換え弁１９の第４のポートは、アキュームレータ２２と低温側圧縮機１８の吸込み部に直列に冷媒管Ｐを介して接続される。【００１７】
一方、第１のカスケード熱交換器９における第１の低温冷媒流路２０は、低温側レシーバ２３と低温側膨張装置２４を直列に備えた冷媒管Ｐを介して前記空気熱交換器２１に接続される。前記空気熱交換器２１に対向して、送風ファンＦが配置される。【００１８】
第２の低温側冷凍回路Ｒ２ｂにおいて、低温側圧縮機２５の吐出部は四方切換え弁２６の第１のポートに冷媒管Ｐを介して接続される。四方切換え弁２６の第２のポートは第２のカスケード熱交換器１５における第２の低温冷媒流路２７に、第３のポートは第２の蒸発器である第２の空気熱交換器２８に、それぞれ冷媒管Ｐを介して接続される。  
四方切換え弁２６の第４のポートは、アキュームレータ２９と低温側圧縮機２５の吸込み部に直列に冷媒管Ｐを介して接続される。【００１９】
一方、上記第２のカスケード熱交換器１５における第２の低温冷媒流路２７は、低温側レシーバ３０と低温側膨張装置３１を直列に備えた冷媒管Ｐを介して上記空気熱交換器２８に接続される。上記空気熱交換器２８に対向して送風ファンＦが配置される。【００２０】
第１のカスケード熱交換器９と第２のカスケード熱交換器１５を備えたことから、第１の低温側冷凍回路Ｒ２ａにおいて、四方切換え弁１９と第１のカスケード熱交換器９における第１の低温冷媒流路２０とを連通する冷媒管Ｐと、上記第１の低温冷媒流路２０と低温側レシーバ２３とを連通する冷媒管Ｐのそれぞれから分岐した分岐冷媒管Ｐａが、第２のカスケード熱交換器１５における第１の低温冷媒流路３３に接続する。【００２１】
また、第２の低温側冷凍回路Ｒ２ｂにおける四方切換え弁２６と第２のカスケード熱交換器１５における第２の低温冷媒流路２７とを連通する冷媒管Ｐと、上記第２の低温冷媒流路２７と低温側レシーバ３０とを連通する冷媒管Ｐのそれぞれから分岐した分岐冷媒管Ｐｂが、第１のカスケード熱交換器９における第２の低温冷媒流路３４に接続する。【００２２】
このようにして構成される二元冷凍サイクル装置であり、冷凍サイクル運転（加熱運転モード）開始の指示を受けた制御部は後述するように制御し、第１の高温側冷凍回路Ｒ１ａと、第２の高温側冷凍回路Ｒ１ｂと、第１の低温側冷凍回路Ｒ２ａ及び第２の低温側冷凍回路Ｒ２ｂに冷媒を導き循環させる。【００２３】
すなわち、上記第１の高温側冷凍回路Ｒ１ａでは、冷媒が、高温側圧縮機５−第１の水・冷媒熱交換器２Ａにおける冷媒側流路６−高温側レシーバ７−高温側膨張装置８−第１のカスケード熱交換器９における高温冷媒流路１０−高温側圧縮機５−  の順に導かれ循環する。  
第１の水・冷媒熱交換器２Ａにおける冷媒側流路６が凝縮器として作用し、第１のカスケード熱交換器９における高温冷媒流路１０が蒸発器として作用する。【００２４】
第１の低温側冷凍回路Ｒ２ａでは、低温側圧縮機１８から吐出される冷媒が、  −四方切換え弁１９−第１のカスケード熱交換器９における第１の低温冷媒流路２０−低温側レシーバ２３−低温側膨張装置２４−第１の空気熱交換器２１−四方切換え弁１９−アキュームレータ２２−低温側圧縮機１８−  の順に導かれ循環する。【００２５】
また、第２の高温側冷凍回路Ｒ１ｂでは、冷媒が、高温側圧縮機１１−第２の水・冷媒熱交換器２Ｂにおける冷媒側流路１２−高温側レシーバ１３−高温側膨張装置１４−第２のカスケード熱交換器１５における高温冷媒流路１６−高温側圧縮機１１−  の順に導かれ循環する。  
第２の水・冷媒熱交換器２Ｂにおける冷媒側流路１２が凝縮器として作用し、第２のカスケード熱交換器１５における高温冷媒流路１６が蒸発器として作用する。【００２６】
第２の低温側冷凍回路Ｒ２ｂでは、低温側圧縮機２５から吐出される冷媒が、  −四方切換え弁２６−第２のカスケード熱交換器１５における第２の低温冷媒流路２７−低温側レシーバ３０−低温側膨張装置３１−第２の空気熱交換器２８−四方切換え弁２６−アキュームレータ２９−低温側圧縮機２５−  の順に導かれ循環する。【００２７】
さらに、第１の低温側冷凍回路Ｒ２ａでは、四方切換え弁１９から先で分岐する分岐冷媒管Ｐａに冷媒が導かれ、第２の低温側冷凍回路Ｒ２ｂの、第２のカスケード熱交換器１５における第１の低温冷媒流路３３を循環する。【００２８】
また、第２の低温側冷凍回路Ｒ２ｂでは、四方切換え弁２６から先で分岐する分岐冷媒管Ｐｂに冷媒が導かれ、第１の低温側冷凍回路Ｒ２ａの、第１のカスケード熱交換器９における第２の低温冷媒流路３４を循環する。【００２９】
第１のカスケード熱交換器９において、第１の低温冷媒流路２０と第２の低温冷媒流路３４が凝縮器として作用し、上述のように第１の高温側冷凍回路Ｒ１ａの高温冷媒流路１０が蒸発器として作用する。すなわち、第１、第２の低温冷媒流路２０，３４で冷媒が凝縮して凝縮熱を放出し、その凝縮熱を高温冷媒流路１０において冷媒が吸熱しながら蒸発する。【００３０】
温水配管Ｈにポンプ１を介して導かれる水は、第１の水・冷媒熱交換器２Ａの水側流路３ａにおいて、第１の高温側冷凍回路Ｒ１ａで凝縮作用をなす第１の水・冷媒熱交換器２Ａの冷媒側流路６から高温の凝縮熱を吸熱し、高温度に上昇する。第１の水・冷媒熱交換器２Ａの水側流路３ａにおいて高温化した温水は、第２の水・冷媒熱交換器２Ｂの水側流路３ｂに導かれる。【００３１】
第２のカスケード熱交換器１５において、第１の低温冷媒流路３３と第２の低温冷媒流路２７が凝縮器として作用し、上述のように第２の高温側冷凍回路Ｒ１ｂの高温冷媒流路１６が蒸発器として作用する。すなわち、第１、第２の低温冷媒流路３３，２７で冷媒が凝縮して凝縮熱を放出し、その凝縮熱を高温冷媒流路１６において冷媒が吸熱しながら蒸発する。【００３２】
第１の水・冷媒熱交換器２Ａから第２の水・冷媒熱交換器２Ｂの水側流路３ｂに導かれる温水は、第２の高温側冷凍回路Ｒ１ｂで凝縮作用をなす第１の水・冷媒熱交換器２Ｂの冷媒側流路１２から高温の凝縮熱を吸熱し、高温度に上昇する。すなわち、第２の水・冷媒熱交換器２Ｂの水側流路３ｂで、設定温度まで上昇する。【００３３】
第２の水・冷媒熱交換器２Ｂから出た設定温度に上昇した温水は、貯湯タンク、給湯栓、または往水側のバッファタンク等の製品出湯側に導かれる。そして、再び第１、第２の水・冷媒熱交換器２Ａ，２Ｂに導かれ、加熱されて貯湯タンクまたは往水側のバッファタンクに循環する。もしくは、給湯栓に直接給湯される。【００３４】
外気温が極く低温の場合は、第１の低温側冷凍回路Ｒ２ａと第２の低温側冷凍回路Ｒ２ｂの蒸発器である第１、第２の空気熱交換器２１，２８に霜が付着して熱交換効率が低下する。そこで、これら第１、第２の空気熱交換器２１，２８の除霜運転を行う。【００３５】
このとき、第１、第２の空気熱交換器２１，２８の除霜運転を同時に行うのではなく、たとえば第１の低温側冷凍回路Ｒ２ａにおける第１の空気熱交換器２１の除霜運転を行い、この除霜終了後に第２の低温側冷凍回路Ｒ２ｂにおける第２の空気熱交換器２８の除霜運転を行うようにする。  
逆に、第２の空気熱交換器２８の除霜運転を行い、この除霜終了後に第１の空気熱交換器２１の除霜運転を行うようにしてもよい。【００３６】
第１の低温側冷凍回路Ｒ２ａにおける第１の空気熱交換器２１の除霜運転を先に行う場合は、第１の低温側冷凍回路Ｒ２ａの四方切換え弁１９を逆サイクルに切換える。第２の低温側冷凍回路Ｒ２ｂの四方切換え弁２６は加熱運転のそのままで良い。【００３７】
第１の高温側冷凍回路Ｒ１ａの圧縮機５と、第２の高温側冷凍回路Ｒ１ｂの圧縮機１１は停止、もしくは微速運転させる。加熱運転中の第２の低温側冷凍回路Ｒ２ｂの圧縮機２５は、運転周波数を上げて、加熱能力の増加を図る。  
この状態では、温水は加熱されないためポンプ１は停止させる。ただし、利用側の要求等により温水を循環し続ける必要がある場合には、ポンプ１の運転を継続しても良い。【００３８】
第１の低温側冷凍回路Ｒ２ａにおいては、低温側圧縮機１８から吐出される高温高圧の冷媒が、四方切換え弁１９を介して直接、第１の空気熱交換器２１に導かれて凝縮し、凝縮熱を放出して付着している霜を溶融する。【００３９】
第１のカスケード熱交換器９における第１の低温冷媒流路２０と、第２のカスケード熱交換器１５における第１の低温冷媒流路３３において冷媒が蒸発するが、第２の低温側冷凍回路Ｒ２ｂは加熱運転を継続しているため、これらの蒸発熱に相当する熱量を、第１のカスケード熱交換器９における第２の低温冷媒流路３４と、第２のカスケード熱交換器１５における第２の低温冷媒流路２７に対して、凝縮熱という形で供給し続ける。【００４０】
ここで、第１の高温側冷凍回路Ｒ１ａの圧縮機５と、第２の高温側冷凍回路Ｒ１ｂの圧縮機１１とを除霜中に停止させた場合には、第１のカスケード熱交換器９における第１の低温冷媒流路２０と第２の低温冷媒流路３４は、隣接してはいないものの、熱交換器のプレートに形成された突起部同士が金属接触しているために、プレート金属の熱伝導により熱の授受が可能である。  
なお、第２のカスケード熱交換器１５における、第１の低温冷媒流路３３と第２の低温冷媒流路２７についても同様である。【００４１】
また、第１の高温側冷凍回路Ｒ１ａの圧縮機５と、第２の高温側冷凍回路Ｒ１ｂの圧縮機１１とを、除霜中に加熱運転で微速運転させた場合には、第１のカスケード熱交換器９における第１の低温冷媒流路２０と第２の低温冷媒流路３４の間にある第１の高温冷媒流路１０、及び、第２のカスケード熱交換器１５における第１の低温冷媒流路３３と第２の低温冷媒流路２７の間にある第２の高温冷媒流路１６に流れが生じるため、高温冷媒流路１０及び１６内の冷媒の相変化を伴う熱の授受も可能となる。【００４２】
したがって、第１のカスケード熱交換器９と第２のカスケード熱交換器１５では、除霜中の第１の低温側冷凍回路Ｒ２ａにおける第１の低温冷媒流路２０と３３が、加熱運転中の第２の低温側冷凍回路Ｒ２ｂにおける第２の低温冷媒流路３４と２７から吸熱して除霜中の二元サイクルを構築する。【００４３】
このように、熱の供給源が確保されているため、短時間で除霜を完了させることができる。温水を熱源としていないため、除霜中の温水配管Ｈにおける温水の極端な温度低下を防止できる。  
また、ポンプ１の停止が可能なため、加熱されない温水の流出を防止できる。ただし、利用側の要求等により温水を循環し続ける必要がある場合には、ポンプ１の運転を継続しても良い。【００４４】
第１の空気熱交換器２１の除霜が終了したら、第２の空気熱交換器２８の除霜に移る。すなわち、第１の低温側冷凍回路Ｒ２ａの四方切換え弁１９を通常の加熱運転に切換え、第２の低温側冷凍回路Ｒ２ｂの四方切換え弁２６を逆サイクルに切換える。  
そして、各冷凍回路Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ２ｂ，Ｒ２ａの圧縮機５，１１，１８，２５を、上述のように駆動する。【００４５】
第２の低温側冷凍回路Ｒ２ｂにおいては、低温側圧縮機２５から吐出される高温高圧の冷媒が、四方切換え弁２６を介して直接、第２の空気熱交換器２８に導かれて凝縮し、凝縮熱を放出して付着している霜を溶融する。【００４６】
第１のカスケード熱交換器９における第２の低温冷媒流路３４と、第２のカスケード熱交換器１５における第２の低温冷媒流路２７において冷媒が蒸発するが、第１の低温側冷凍回路Ｒ２ａは加熱運転しているため、これらの蒸発熱に相当する熱量を、第１のカスケード熱交換器９における第１の低温冷媒流路２０と、第２のカスケード熱交換器１５における第１の低温冷媒流路３３に対して、凝縮熱という形で供給し続ける。【００４７】
ここで、第１の高温側冷凍回路Ｒ１ａの圧縮機５と、第２の高温側冷凍回路Ｒ１ｂの圧縮機１１とを除霜中に停止させた場合、ならびに、加熱運転で微速運転させた場合の、熱の授受の形態については、前に説明したものと同様であるため省略する。【００４８】
したがって、第１のカスケード熱交換器９と第２のカスケード熱交換器１５では、除霜中の第２の低温側冷凍回路Ｒ２ｂにおける第２の低温冷媒流路３４と２７が、加熱運転中の第１の低温側冷凍回路Ｒ２ａにおける第１の低温冷媒流路２０と３３から吸熱して除霜中の２元サイクルを構築する。【００４９】
熱の供給源が確保されているため、短時間での除霜完了を可能とする。温水を熱源としていないため、除霜中の温水配管Ｈにおける温水の極端な温度低下を防止できる。ポンプ１の停止が可能なため、加熱されない温水の流出を防止できる。ただし、利用側の要求等により温水を循環し続ける必要がある場合には、ポンプ１の運転を継続しても良い。【００５０】
このようにして第２の空気熱交換器２８の除霜運転が終了したら、第２の低温側冷凍回路Ｒ２ｂにおいて四方切換え弁２６を通常の加熱運転に切換え、第１の高温側冷凍回路Ｒ１ａの圧縮機５と、第２の高温側冷凍回路Ｒ１ｂの圧縮機１１と、ポンプ１が停止中であったなら、ポンプ１を駆動すればよい。【００５１】
したがって、第１、第２の高温側冷凍回路Ｒ１ａ、Ｒ１ｂにおいては四方切換え弁とアキュームレータを不要として、構成の簡素化を図れる。  
除霜時に熱の供給源が確保できるため、短時間で除霜を完了させることができる。圧縮機を必要以上に温度低下させることがないため、除霜後の加熱運転復帰時の能力立ち上がりが早い。また、温水を熱源としないため、除霜時にポンプを停止させることができ、設定温度以下の温水が流出することを防止できる。【００５２】
図２は、第２の実施形態における複合二元冷凍サイクル装置の冷凍サイクル構成図である。  
ここでは、温水配管Ｈの構成が、第１の実施形態における複合二元冷凍サイクル装置とは異なる。他の構成部品は第１の実施形態における複合二元冷凍サイクル装置と同様であり、同一の構成部品に付いては同番号を付して新たな説明を省略する。【００５３】
温水配管Ｈは、一端部を給水源、貯湯タンクまた復水側（戻り側）バッファタンクの吸込み部に接続して筐体Ｋ内に延出され、ここでポンプ１が接続される。ポンプ１から先で温水配管Ｈは２本の分岐温水配管Ｈａ，Ｈｂに分岐される。  
そのうちの１本の分岐温水配管Ｈａに第１の水・冷媒熱交換器２Ａの水側流路３ａが接続され、他方の分岐温水配管Ｈｂに第２の水・冷媒熱交換器２Ｂの水側流路３ｂが接続される。【００５４】
第１の水・冷媒熱交換器２Ａの水側流路３ａには冷媒側流路６が熱交換可能に一体的に設けられる。第２の水・冷媒熱交換器２Ｂの水側流路３ｂには冷媒側流路１２が熱交換可能に一体的に設けられる。  
各分岐温水配管Ｈａ，Ｈｂは、第１、第２の水・冷媒熱交換器２Ａ，２Ｂの水側流路３ａ，３ｂが接続したあと、１本の温水配管Ｈにまとまって、貯湯タンク、給湯栓または往水側（利用側）バッファタンク等の製品出湯側に接続される。【００５５】
第１の水・冷媒熱交換器２Ａの冷媒側流路６から先は、上述の第１の高温側冷凍回路Ｒ１ａを介して第１の低温側冷凍回路Ｒ２ａと、第２の低温側冷凍回路Ｒ２ｂが接続される。また、第２の水・冷媒熱交換器２Ｂの冷媒側流路１２から先は、上述の第２の高温側冷凍回路Ｒ１ｂを介して第１の低温側冷凍回路Ｒ２ａと、第２の低温側冷凍回路Ｒ２ｂが接続される。  
したがって、上述の加熱運転と、除霜運転が行われる。【００５６】
図３は、第３の実施形態における複合二元冷凍サイクル装置の冷凍サイクル構成図である。この第３の実施形態における複合二元冷凍サイクル装置は、二つの高温側冷凍回路の水・冷媒熱交換器を一体に形成したものである。【００５７】
ここでは、温水配管Ｈに接続される水・冷媒熱交換器２の構成が、第１、第２の実施形態における複合二元冷凍サイクル装置とは異なる。他の構成部品は第１、第２の実施形態における複合二元冷凍サイクル装置と同様であり、同一の構成部品に付いては同番号を付して新たな説明を省略する。【００５８】
すなわち、第１、第２の実施形態で説明した第１の水・冷媒熱交換器２Ａと第２の水・冷媒熱交換器２Ｂは、それぞれ第１の高温側冷凍回路Ｒ１ａと第２の高温側冷凍回路Ｒ２ｂに対応して備えた。【００５９】
これに対して第３の実施形態における水・冷媒熱交換器２は、温水配管Ｈに接続される水側流路３の一面側に第１の高温側冷凍回路Ｒ１ａの冷媒側流路６ａが位置し、他面側に第２の高温側冷凍回路Ｒ１ｂの冷媒側流路１２ａが位置する。
このように、１つの水・冷媒熱交換器２に３つの流体を流すことが可能であり、構成の簡素化を得られる。
【００６０】
なお、外気温が上昇したり、加熱負荷が低下したりして、要求能力が低下した際には、第１、第２の高温側冷凍回路Ｒ１ａ，Ｒ１ｂの高温側圧縮機５，１１と、第１、第２の低温側冷凍回路Ｒ２ａ，Ｒ２ｂの低温側圧縮機１８，２５の運転周波数を減段して、加熱能力を低下させることになる。【００６１】
しかしながら、各圧縮機５，１１，１８，２５を下限周波数以下に減段することは困難である。そこで、さらに加熱能力を低下させる必要がある場合は、第１の低温側冷凍回路Ｒ２ａと第２の低温側冷凍回路Ｒ２ｂの、いずれか一方の低温側圧縮機１８，２５を停止する。【００６２】
このことで、第１、第２の高温側冷凍回路Ｒ１ａ，Ｒ１ｂにおけるカスケード熱交換器９，１５内部の冷媒の飽和蒸発温度ならびに飽和凝縮温度を同時に低下させる。第１、第２の高温側冷凍回路Ｒ１ａ，Ｒ１ｂにおける圧縮機５、１１が吸込む冷媒密度も低下させる。【００６３】
このことにより、第１、第２の高温側冷凍回路の冷媒循環量を低下させて、加熱能力のさらなる低減を可能とする。このようにして、低負荷時の最低容量段数の低減を図ることが可能となす。【００６４】
図４は、第４の実施形態における複合二元冷凍サイクル装置の冷凍サイクル構成図である。  
詳しくは、図３に示す複合二元冷凍サイクル装置を、温水配管Ｈに対して２つ直列に接続してなる。すなわち、温水配管Ｈに接続される水側流路３の一面側に第１の高温側冷凍回路Ｒ１ａの冷媒側流路６ａが位置し、他面側に第２の高温側冷凍回路Ｒ１ｂの冷媒側流路１２ａが位置する水・冷媒熱交換器２を、互いに所定間隔を存して２セット取付ける。【００６５】
また、第１の高温側冷凍回路Ｒ１ａには、第１のカスケード熱交換器９における高温冷媒流路１０が接続され、この一面側に第１の低温側冷凍回路Ｒ２ａにおける第１の低温冷媒流路２０が、他面側に第２の低温側冷凍回路Ｒ２ｂにおける第２の低温冷媒流路３４が設けられることは変りが無い。【００６６】
第２の高温側冷凍回路Ｒ１ｂには、第２のカスケード熱交換器１５における高温冷媒流路１６が接続され、この一面側に第１の低温側冷凍回路Ｒ２ａにおける第１の低温冷媒流路３３が、他面側に第２の低温側冷凍回路Ｒ２ｂにおける第２の低温冷媒流路２７が設けられることも同様である。【００６７】
このように全く同様な構成のものを温水配管Ｈに対して２セット備え、それぞれが一斉に駆動することで、給水源、貯湯タンクまた復水側（戻り側）バッファタンクの吸込み部から温水配管Ｈに導かれた、１セットの場合の２倍に相当する流量の水または温水を高温の温水にして、貯湯タンク、給湯栓または往水側（利用側）バッファタンク等の製品出湯側に出湯する。【００６８】
除霜運転は、合計４つの低温側冷凍回路Ｒ２ａ，Ｒ２ｂの空気熱交換器２１，２８を１個ずつ、個別に実施する。このとき、温水加熱に寄与することができる加熱運転継続中の低温側冷凍回路が２つ存在する。  
すなわち、たとえばポンプ１の吐出部に近い側における、第１の低温側冷凍回路Ｒ２ａまたは第２の低温側冷凍回路Ｒ２ｂの除霜運転中は、ポンプ１の吐出部に近い側における、第１の高温側冷凍回路Ｒ１ａと第２の高温側冷凍回路Ｒ１ｂとが停止、または微速運転中であり、温水加熱に寄与することができない。【００６９】
しかしながら、ポンプ１の吐出側から遠い側における第１、第２の低温側冷凍回路Ｒ２ａ，Ｒ２ｂを加熱運転とし、ポンプ１の吐出側から遠い側における第１、第２の高温側冷凍回路Ｒ１ａ，Ｒ１ｂを加熱運転とすることにより、温水配管Ｈでは連続して熱量の取出しが可能である。
【００７０】
また、ポンプ１の吐出部から遠い側の、第１の低温側冷凍回路Ｒ２ａまたは第２の低温側冷凍回路Ｒ２ｂの除霜運転中は、ポンプ１の吐出部に遠い側における、第１の高温側冷凍回路Ｒ１ａと第２の高温側冷凍回路Ｒ１ｂとが停止、または微速運転中であり、温水加熱に寄与することができない。【００７１】
しかしながら、ポンプ１の吐出側から近い側における第１、第２の低温側冷凍回路Ｒ２ａ，Ｒ２ｂを加熱運転、ポンプ１の吐出側から近い側における第１、第２の高温側冷凍回路Ｒ１ａ，Ｒ１ｂを加熱運転とすることにより、温水配管Ｈでは連続して熱量の取出しが可能となる。
上記ポンプ１にインバータタイプを採用した場合には、除霜運転時に水量を絞ることにより、出口水温を一定に維持することも可能である。
【００７２】
なお、ここで用いられる第１、第２のカスケード熱交換器９，１５は、高温冷媒流路１０，１６と、第１の低温冷媒流路２０、３３及び第２の低温冷媒流路３４，２７の、３つの流路が、複数の仕切り（プレート）で仕切られた空間部で形成されるプレート式熱交換器である。  
第１、第２のカスケード熱交換器９，１５は、互いに同一の構成であるので、以下、第１のカスケード熱交換器９を適用して、図５にもとづいて説明する。【００７３】
第１のカスケード熱交換器９を構成する器体４０の一側面に、高温冷媒導入口４０ａと高温冷媒導出口４０ｂが互いに離間した端部に設けられる。高温冷媒導入口４０ａには高温側膨張装置８に連通する冷媒管Ｐが接続され、高温冷媒導出口４０ｂには高温側圧縮機５の吸込み部に連通する冷媒管Ｐが接続される。【００７４】
器体４０内に、高温冷媒流路１０が構成される。高温冷媒流路１０は、高温冷媒導入口４０ａと高温冷媒導出口４０ｂに接続し、互いに平行で端部が閉塞される主流路４１ａと、これら主流路４１ａ間に亘って連通され、互いに所定間隔を存して平行な複数の高温冷媒分岐流路４１ｂとからなる。【００７５】
器体４０の他側面には、第１の低温冷媒導入口４２ａと、第２の低温冷媒導入口４３ａとが、互いに隣接した位置に設けられる。さらに、器体４０の同じ側面で離間した位置に第１の低温冷媒導出口４２ｂと、第２の低温冷媒導出口４３ｂとが、互いに隣接した位置に設けられる。【００７６】
第１の低温冷媒導入口４２ａには、第１の低温側冷凍回路Ｒ２ａにおける四方切換え弁１９の第２のポートと連通する冷媒管Ｐが接続される。第１の低温冷媒導出口４２ｂには、同冷凍回路Ｒ２ａにおける低温側レシーバ２３と連通する冷媒管Ｐが接続される。【００７７】
第２の低温冷媒導入口４３ａには、第２の低温側冷凍回路Ｒ２ｂにおける四方切換え弁２６の第２のポートと連通する冷媒管Ｐが接続される。第２の低温冷媒導出口４３ｂには、同冷凍回路Ｒ２ｂにおける低温側レシーバ３０と連通する冷媒管Ｐが接続される。【００７８】
器体４０内において、第１の低温冷媒導入口４２ａと第１の低温冷媒導出口４２ｂに連通する、第１の低温冷媒流路２０が構成される。さらに、第２の低温冷媒導入口４３ａと第２の低温冷媒導出口４３ｂに連通する、第２の低温冷媒流路３４が構成される。【００７９】
第１の低温冷媒流路２０は、第１の低温冷媒導入口４２ａと第１の低温冷媒導出口４２ｂに接続して互いに平行で端部が閉塞される主流路４４ａと、これら主流路４４ａ間に亘って連通され、互いに所定間隔を存して平行な複数の第１の低温冷媒分岐流路４４ｂとからなる。【００８０】
第２の低温冷媒流路３４は、第２の低温冷媒導入口４３ａと第２の低温冷媒導出口４３ｂに接続して互いに平行で端部が閉塞される主流路４５ａと、これら主流路４５ａ間に亘って連通され、互いに所定間隔を存して平行な複数の第２の低温冷媒分岐流路４５ｂとからなる。【００８１】
結局、器体４０内において、高温冷媒流路１０を構成する高温冷媒分岐流路４１ｂと、第１の低温冷媒流路２０を構成する第１の低温冷媒分岐流路４４ｂ及び第２の低温冷媒流路３４を構成する第２の低温冷媒分岐流路４５ｂは、互いに所定間隔を存して平行に設けられる。【００８２】
換言すれば、高温冷媒分岐流路４１ｂを挟んで、一面側に第１の低温冷媒分岐流路４４ｂが、他面側に第２の低温冷媒分岐流路４５ｂが設けられ、第１、第２の低温冷媒分岐流路４４ｂ、４５ｂが高温冷媒分岐流路４１ｂに対して交互に位置する。【００８３】
このようにして構成される第１のカスケード熱交換器９であり、高温側冷凍回路Ｒ１ａにおいて、高温冷媒導入口４０ａから高温冷媒流路１０に導かれた高温冷媒は、一方の主流路４１ａから複数の高温冷媒分岐流路４１ｂに分流され、再び他方の主流路４１ａに集流されて高温冷媒導出口４０ｂから導出される。【００８４】
第１の低温側冷凍回路Ｒ２ａでは、第１の低温冷媒導入口４２ａから第１の低温冷媒流路２０に導かれた低温冷媒は、一方の主流路４４ａから複数の第１の低温冷媒分岐流路４４ｂに分流され、再び他方の主流路４４ａに集流されて第１の低温冷媒導出口４２ｂから導出される。【００８５】
第２の低温側冷凍回路Ｒ２ｂから分流した冷媒は、第２の低温冷媒導入口４３ａから第２の低温冷媒流路３４を構成する、一方の主流路４５ａから複数の第２の低温冷媒分岐流路４５ｂに分流され、再び他方の主流路４５ａに集流されて第２の低温冷媒導出口４３ｂから導出される。【００８６】
すなわち、第１のカスケード熱交換器９において、平行な複数の高温冷媒分岐流路４１ｂに対して、第１の低温冷媒分岐流路４４ｂと第２の低温冷媒分岐流路４５ｂが交互に、かつ互いに仕切りを挟んで設けられることになる。【００８７】
第１のカスケード熱交換器９を構成する器体４０と、各流路を仕切る仕切りの素材は、熱伝導性に優れたものが用いられている。第１のカスケード熱交換器９の以上説明した流路構成と、構成素材の選択により、高温冷媒と第１の低温冷媒及び第２の低温冷媒は効率良く熱交換し、熱交換効率の向上を得られる。【００８８】
なお、高温冷媒導入口４０ａと、高温冷媒導出口４０ｂと、第１の低温冷媒導入口４２ａと、第２の低温冷媒導入口４３ａと、第１の低温冷媒導出口４２ｂ及び第２の低温冷媒導出口４３ｂは、それぞれ器体４０のいずれの側面に設けても良く、何等制限はない。【００８９】
例えば、高温冷媒導入口４０ａと、高温冷媒導出口４０ｂと、第１の低温冷媒導入口４２ａと、第２の低温冷媒導入口４３ａと、第１の低温冷媒導出口４２ｂ及び第２の低温冷媒導出口４３ｂを、全て器体４０の同一の側面に設けても良い。【００９０】
図６は、第３、第４の実施形態に用いられる水・冷媒熱交換器２の概略構成を示す。    すなわち、水・冷媒熱交換器２は、水側流路３と、第１の冷媒側流路６ａ及び第２の冷媒側流路１２ａの、３つの流路が、複数の仕切り（プレート）で仕切られた空間部で形成されるプレート式熱交換器である。【００９１】
なお説明すると、水・冷媒熱交換器２を構成する器体５０の一側面に、水導入口５１ａと水導出口５１ｂが互いに離間した端部に設けられる。水導入口５１ａにはポンプ１に連通する温水配管Ｈが接続され、水導出口５１ｂには貯湯タンク、給湯栓または往水側（利用側）バッファタンク等の製品出湯側に連通する温水配管Ｈが接続される。【００９２】
器体５０内に、水側流路３が構成される。水側流路３は、水導入口５１ａと水導出口５１ｂに接続し、互いに平行で端部が閉塞される主流路５２ａと、これら主流路５２ａ間に亘って連通され、互いに所定間隔を存して平行な複数の水側分岐流路５２ｂとからなる。【００９３】
器体５０の他側面には、第１の高温冷媒導入口５３ａと、第２の高温冷媒導入口５４ａとが、互いに隣接した位置に設けられる。さらに、器体５０の同じ側面で離間した位置に第１の高温冷媒導出口５３ｂと、第２の高温冷媒導出口５４ｂとが、互いに隣接した位置に設けられる。【００９４】
第１の高温冷媒導入口５３ａには、第１の高温側冷凍回路Ｒ１ａにおける高温側圧縮機５と連通する冷媒管Ｐが接続される。第１の高温冷媒導出口５３ｂには、同冷凍回路Ｒ１ａにおけるレシーバ７と連通する冷媒管Ｐが接続される。  
第２の高温冷媒導入口５４ａには、第２の高温側冷凍回路Ｒ１ｂにおける高温側圧縮機１１と連通する冷媒管Ｐが接続される。第２の高温冷媒導出口５４ｂには、同冷凍回路Ｒ１ｂにおける高温側レシーバ１３と連通する冷媒管Ｐが接続される。【００９５】
器体５０内において、第１の高温冷媒導入口５３ａと第１の高温冷媒導出口５３ｂに連通する、第１の冷媒側流路６ａが構成される。さらに、第２の高温冷媒導入口５４ａと第２の高温冷媒導出口５４ｂに連通する、第２の冷媒側流路１２ａが構成される。  
第１の冷媒側流路６ａは、第１の高温冷媒導入口５３ａと第１の高温冷媒導出口５３ｂに接続して互いに平行で端部が閉塞される主流路５５ａと、これら主流路５５ａ間に亘って連通され、互いに所定間隔を存して平行な複数の第１の高温冷媒分岐流路５５ｂとからなる。【００９６】
第２の冷媒側流路１２ａは、第２の高温冷媒導入口５４ａと第２の高温冷媒導出口５４ｂに接続して互いに平行で端部が閉塞される主流路５６ａと、これら主流路５６ａ間に亘って連通され、互いに所定間隔を存して平行な複数の第２の高温冷媒分岐流路５６ｂとからなる。【００９７】
結局、器体５０内において、水側流路３を構成する水側分岐流路５２ｂと、第１の冷媒側流路６ａを構成する第１の高温冷媒分岐流路５５ｂ及び第２の冷媒側流路１２ａを構成する第２の高温冷媒分岐流路５６ｂは、互いに所定間隔を存して平行に設けられる。【００９８】
換言すれば、水側分岐流路５２ｂを挟んで、一面側に第１の高温冷媒分岐流路５５ｂが、他面側に第２の高温冷媒分岐流路５６ｂが設けられ、第１、第２の高温冷媒分岐流路５５ｂ、５６ｂが水側分岐流路５２ｂに対して交互に位置する。  
このようにして構成される水・冷媒熱交換器２であり、温水配管Ｈから水側流路３に導かれた水または温水は、一方の主流路５２ａから複数の水側分岐流路５２ｂに分流され、再び他方の主流路５２ａに集流されて水側導出口５１ｂから導出される。【００９９】
第１の高温側冷凍回路Ｒ１ａでは、第１の高温冷媒導入口５３ａから高温冷媒流路６ａに導かれた高温冷媒は、一方の主流路５５ａから複数の第１の高温冷媒分岐流路５５ｂに分流され、再び他方の主流路５５ａに集流されて第１の高温冷媒導出口５３ｂから導出される。【０１００】
第２の高温側冷凍回路Ｒ１ｂでは、第２の高温冷媒導入口５４ａから高温冷媒流路１２ａに導かれた高温冷媒は、一方の主流路５６ａから複数の第２の高温冷媒分岐流路５６ｂに分流され、再び他方の主流路５６ａに集流されて第２の高温冷媒導出口５４ｂから導出される。  
すなわち、水・冷媒熱交換器２において、平行な複数の水側分岐流路５２ｂに対して、第１の高温冷媒分岐流路５５ｂと第２の高温冷媒分岐流路５６ｂが交互に、かつ互いに仕切りを挟んで設けられることになる。【０１０１】
水・冷媒熱交換器２を構成する器体５０と、各流路を仕切る仕切りの素材は、熱伝導性に優れたものが用いられている。水・冷媒熱交換器２の以上説明した流路構成と、構成素材の選択により、水または温水と、２つの高温冷媒は効率良く熱交換し、熱交換効率の向上を得られる。【０１０２】
なお、水側導入口５１ａと、水側導出口５１ｂと、第１の高温冷媒導入口５３ａと、第２の高温冷媒導入口５４ａと、第１の高温冷媒導出口５３ｂ及び第２の高温冷媒導出口５４ｂは、それぞれ、器体５０のいずれの側面に設けても良く、何等制限はない。  
例えば、水側導入口５１ａと、水側導出口５１ｂと、第１の高温冷媒導入口５３ａと、第２の高温冷媒導入口５４ａと、第１の高温冷媒導出口５３ｂ及び第２の高温冷媒導出口５４ｂを、全て器体５０の同一の側面に設けても良い。【０１０３】
図４の複合二元冷凍サイクル装置において、外気温が上昇したり、加熱負荷が低下したりして、要求能力が低下した際には、各高温側冷凍回路Ｒ１ａ，Ｒ１ｂと、各低温側冷凍回路Ｒ２ａ，Ｒ２ｂにおける圧縮機５，１１，１８，２１の運転周波数を減段して加熱能力を低下させることになる。  
しかしながら、各圧縮機５，１１，１８，２１の下限周波数以下に減段することは困難である。【０１０４】
そこで、さらに加熱能力を低下させる必要がある場合には、１ステップとして、ポンプ１から遠い方の、第１の低温側冷凍回路Ｒ２ａにおける低温側圧縮機１８もしくは第２の低温側冷凍回路Ｒ２ｂにおける低温側圧縮機２５のいずれか一方を停止させる。  
このことにより、ポンプ１から遠い方の、第１の高温側冷凍回路Ｒ２ａと第２の高温側冷凍回路Ｒ２ｂにおけるカスケード熱交換器９，１５内部の冷媒の飽和蒸発温度ならびに飽和凝縮温度を同時に低下させる。【０１０５】
また、第１、第２の高温側冷凍回路Ｒ１ａ，Ｒ１ｂにおける圧縮機５、１１が吸込む冷媒密度を低下させることになり、第１、第２の高温側冷凍回路Ｒ１ａ，Ｒ１ｂの冷媒循環量を低下せしめ、加熱能力のさらなる低減を可能とする。  
２ステップとして、ポンプ１に近い側の、第１の低温側冷凍回路Ｒ２ａにおける低温側圧縮機１８もしくは第２の低温側冷凍回路Ｒ２ｂにおける低温側圧縮機２５のいずれか一方を停止させる。【０１０６】
このことにより、ポンプ１に近い側の第１の高温側冷凍回路Ｒ１ａと第２の高温側冷凍回路Ｒ１ｂにおけるカスケード熱交換器９，１５内部の冷媒の飽和蒸発温度ならびに飽和凝縮温度を同時に低下させ、第１、第２の高温側冷凍回路Ｒ１ａ，Ｒ１ｂにおける圧縮機５、１１が吸込む冷媒密度を低下させることにより、第１、第２の高温側冷凍回路の冷媒循環量を低下せしめ、加熱能力のさらなる低減を可能とする。【０１０７】
３ステップとして、ポンプ１に遠い側の第１、第２の高温側冷凍回路Ｒ１ａ，Ｒ１ｂにおける高温側圧縮機５、１１と、運転を継続していた第１の低温側冷凍回路Ｒ２ａにおける低温側圧縮機１８、または、第２の低温側冷凍回路Ｒ２ｂにおける低温側圧縮機２５を停止させる。(つまり、ポンプ１に遠い側の高温側と低温側の冷凍回路が全停止となる)  もしくは、ポンプ１に近い側の高温側と低温側の冷凍回路を全停止させる。  
このようにして、加熱能力のさらなる低減を可能とした。すなわち、低負荷時の最低容量段数の低減を図ることができる。【０１０８】
なお、図７に示すように、二元冷凍サイクル装置では、低温側冷凍回路より高温側冷凍回路での冷媒の凝縮温度が高くなる。そのため、低温側冷媒としてＲ４１０Ａを用いた場合、高温側冷媒ではこれより同等温度で圧力の低い冷媒である、高沸点の冷媒を選択する必要がある。【０１０９】
そうすることによって、低温側冷凍回路と高温側冷凍回路で凝縮温度が異なっても、その圧力はそれほど相違はなく、同等程度の耐圧である冷凍サイクル部品で、高温側・低温側冷凍回路を構成することができ、コスト的にも有利となる。【０１１０】
また、冷凍機油への冷媒の溶解度は、冷凍機油の温度が上ることで低下するが、圧力が上ることでも上昇する。実際の運転時には、凝縮温度（圧力）と油温には相関関係が有り、凝縮温度とともに油温も上昇するため、図８に示すようにＲ４１０Ａ冷媒とエステル油の組合せの場合は、冷媒溶解度はあまり変化しない。【０１１１】
しかし、Ｒ１３４ａ冷媒とエステル油の組合せの場合は、油温が高いことによる油自体の動粘度低下があり、冷凍機油への相溶性がよいことによる油への冷媒溶解度大により、Ｒ４１０Ａサイクルに対してＲ１３４ａサイクルの冷凍機油の動粘度は著しく低い。    したがって、上記の結果によりＲ１３４ａサイクルは、吐油量が増加し、さらには冷凍機油の動粘度低下による油膜形成の不足により圧縮機の潤滑不足を起す懸念がある。【０１１２】
これを解決するためには、高温側圧縮機５、１１で使用する冷凍機油の動粘度を上げるか、高温側冷媒の高温側冷凍油への相溶性を下げればよい。動粘度を上げることにより、冷媒が溶け込んでも、ある程度の動粘度を確保することができ、その結果、吐油量は低下する。【０１１３】
また、相溶性を下げることにより、冷媒溶解度を減らすことができ、実運転状態での動粘度をある程度高く保つことができ、結果的に吐油量は低下する。よって、油回収運転のような特殊な運転を行う必要が無くなる。  
すなわち、このような高温側圧縮機５，１１と、低温側圧縮機１８，２５に封入される冷凍機油の４０℃における動粘度は、高温側圧縮機＞低温側圧縮機とする。実使用領域での粘度低下を抑え、性能低下を最小限に抑えることができる。【０１１４】
さらに、高温側圧縮機５、１１と、低温側圧縮機１８，２５に封入される冷凍機油は、各々の冷媒の油への溶解度が、同等の温度と圧力で、高温側圧縮機＜低温側圧縮機とする。実使用領域での粘度低下・吐油量の増加を抑え、性能低下を最小限に抑えることができる。【０１１５】
以上、本実施形態を説明したが、上述の実施形態は、例として提示したものであり、実施形態の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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