(57)【要約】【課題】熱源ユニットと利用ユニットとを伝送線で接続することなく、停止中の圧縮機の吸入側に冷媒が溜まり込んでしまうことを回避する。【解決手段】利用ユニット（70）には、処理対象の空気温度を検知する温度検知部（112）と、温度検知部（112）の検出温度に応じて利用ユニット（70）のサーモオン状態及びサーモオフ状態を切り換えるとともに、サーモオン状態では利用側開閉弁（73）を開状態とし、サーモオフ状態では利用側開閉弁（73）を閉状態とする利用側制御部（90）とが設けられ、熱源ユニット（20）には、熱源回路（20a）の液ライン（40）に接続される液側開閉弁（60）と、圧縮機（21,22,23）の運転中に液側開閉弁（60）を開状態とし、圧縮機（21,22,23）の停止中に液側開閉弁（60）を閉状態とする熱源側制御部（80）とが設けられる。【選択図】図１
2014070830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（21,22,23）及び熱源側熱交換器（24）が接続される熱源回路（20a）を有する熱源ユニット（20）と、利用側熱交換器（71）及び利用側開閉弁（73）が接続される利用回路（70a）と、上記熱源ユニット（20）の熱源回路（20a）と上記利用ユニット（70）の利用回路（70a）とを互いに接続して冷媒回路（11）を構成する連絡配管（14,15）とを備えた冷凍装置であって、
上記利用ユニット（70）には、
処理対象の空気温度を検知する温度検知部（112）と、
上記温度検知部（112）の検出温度に応じて利用ユニット（70）のサーモオン状態及びサーモオフ状態を切り換えるとともに、該サーモオン状態では上記利用側開閉弁（73）を開状態とし、上記サーモオフ状態では上記利用側開閉弁（73）を閉状態とする利用側制御部（90）とが設けられ、
上記熱源ユニット（20）には、
上記熱源回路（20a）の液ライン（40）に接続される液側開閉弁（60）と、
上記圧縮機（21,22,23）の運転中に上記液側開閉弁（60）を開状態とし、該圧縮機（21,22,23）の停止中に上記液側開閉弁（60）を閉状態とする熱源側制御部（80）と
が設けられることを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記利用ユニット（70）には、上記圧縮機（21,22,23）の吸入ライン（38）の冷媒の圧力を検知する圧力検知部（106）を有し、
上記熱源側制御部（80）は、上記圧力検知部（106）の検出圧力が所定値より小さくなると、上記圧縮機（21,22,23）を停止させる
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
上記液側開閉弁（60）は、開度が調節可能な液側膨張弁（60）で構成され、
上記熱源側制御部（80）は、上記圧縮機（21）が起動すると上記液側膨張弁（60）の開度を徐々に大きくしていく
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つにおいて、
上記液側開閉弁（60）は、開度が調節可能な液側膨張弁（60）で構成され、
上記冷媒回路（11）は、上記圧縮機（21,22,23）で圧縮された冷媒が上記利用側熱交換器（71）で放熱し上記液側膨張弁（60）で減圧された後、上記熱源側熱交換器（24）で蒸発する冷凍サイクル動作を行うように構成されている
ことを特徴とする冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機及び熱源側熱交換器を有する熱源ユニットと、利用側熱交換器を有する利用ユニットとを備えた冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷凍装置が知られており、冷蔵庫や冷凍庫の庫内の冷却や、室内の空調等に広く利用されている。
【０００３】
例えば特許文献１に記載の冷凍装置は、圧縮機及び熱源側熱交換器が接続された熱源回路を有する熱源ユニットと、利用側熱交換器が接続された利用回路を有する利用ユニットとを備えている。熱源ユニットの熱源回路と、利用ユニットの利用回路とは、連絡配管を介して互いに接続される。これにより、冷凍装置では、冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる冷媒回路が構成される。
【０００４】
利用ユニット（冷蔵ユニットや冷凍ユニット）の利用回路には、利用側膨張弁と、利用側開閉弁（電磁開閉弁）が接続される。これらの利用ユニットでは、利用側熱交換器が庫内の空気を冷却する状態（即ち、サーモオン状態）において、利用側開閉弁が開放され、利用側膨張弁で冷媒が減圧される。一方、庫内の空気が設定温度に至り、利用側熱交換器で庫内の空気を冷却しない状態（即ち、サーモオフ状態）において、利用側開閉弁が閉状態となる。このサーモオフ状態では、冷媒が利用側熱交換器を流れることがないため、利用側熱交換器が実質的に停止状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１８０４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、利用ユニットでは、処理対象となる空気の温度に応じて、利用側開閉弁の開状態と閉状態とが切り換わり、これに伴い利用ユニットがサーモオン又はサーモオフ状態に切り換わる。つまり、利用ユニットでは、利用ユニット側に設けた温度検知部の検知温度に応じて、利用側開閉弁の開閉の制御が行われる。
【０００７】
一方、熱源ユニットでは、熱源ユニット側のコントローラ（熱源側制御部）の指令に応じて、圧縮機の運転及び停止の制御が切り換えて行われる。つまり、熱源ユニットでは、利用ユニット側の利用側開閉弁の開閉状態に拘わらず、圧縮機の発停の制御が行われる。このため、この冷凍装置では、運転条件によっては、圧縮機が停止しているにも拘わらず、利用ユニットがサーモオン状態となり、利用側開閉弁が開状態となることがあり得る。
【０００８】
このような状態が継続すると、熱源回路側の冷媒が、利用回路の開放状態の利用側膨張弁を通過して徐々に圧縮機の吸入側へと送り込まれていき、液冷媒の状態となって該圧縮機の吸入側に溜まり込んでいく可能性がある。このような状態から再び圧縮機を運転すると、圧縮機で液冷媒を圧縮してしまい、圧縮機の故障の要因となる。
【０００９】
一方、このような液圧縮現象を回避するために、熱源ユニットの圧縮機の運転状態を示す信号を熱源ユニット側から利用ユニット側へと出力し、この信号に応じて利用ユニットの利用側開閉弁を制御する方法が考えられる。つまり、例えば利用ユニット側でサーモオンの要求があったとしても、利用ユニット側に圧縮機の停止を示す信号が入力されている場合には、利用側開閉弁を開放させず閉状態のままとするという方法が考えられる。これにより、圧縮機の停止中においては、熱源回路の冷媒が利用回路を介して圧縮機の吸入側へと送り込まれることを回避でき、ひいては圧縮機の再起動時の液圧縮現象を回避できる。
【００１０】
しかしながら、このような方法を採用すると、熱源ユニット側の信号を利用ユニット側へ送るための伝送線が必要となるため、冷凍装置の据え付けが煩雑となったり、冷凍装置の複雑化を招いたりする。また、熱源ユニットと利用ユニットとの間で信号のやりとりを行うため、伝送線の接続ミスや信号の誤差等の影響により、利用回路の利用側開閉弁を適切に制御できない虞もある。                                
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱源ユニットと利用ユニットとを伝送線で接続することなく、停止中の圧縮機の吸入側に冷媒が溜まり込んでしまうことを回避することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の発明は、圧縮機（21,22,23）及び熱源側熱交換器（24）が接続される熱源回路（20a）を有する熱源ユニット（20）と、利用側熱交換器（71）及び利用側開閉弁（73）が接続される利用回路（70a）と、上記熱源ユニット（20）の熱源回路（20a）と上記利用ユニット（70）の利用回路（70a）とを互いに接続して冷媒回路（11）を構成する連絡配管（14,15）とを備えた冷凍装置を対象とし、上記利用ユニット（70）には、処理対象の空気温度を検知する温度検知部（112）と、該温度検知部（112）の検出温度に応じて利用ユニット（70）のサーモオン状態及びサーモオフ状態を切り換えるとともに、該サーモオン状態では上記利用側開閉弁（73）を開状態とし、上記サーモオフ状態では上記利用側開閉弁（73）を閉状態とする利用側制御部（90）とが設けられ、上記熱源ユニット（20）には、上記熱源回路（20a）の液ライン（40）に接続される液側開閉弁（60）と、上記圧縮機（21,22,23）の運転中に上記液側開閉弁（60）を開状態とし、該圧縮機（21,22,23）の停止中に上記液側開閉弁（60）を閉状態とする熱源側制御部（80）とが設けられることを特徴とする。
【００１３】
第１の発明では、熱源回路（20a）と利用回路（70a）とが連絡配管（14,15）を介して接続されることで、冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる冷媒回路（11）が構成される。利用ユニット（70）では、温度検知部（112）で検出された対象空気の温度に応じて、サーモオン状態とサーモオフ状態とが切り換えられる。利用ユニット（70）がサーモオン状態になると、利用側開閉弁（73）が開状態となり、利用側熱交換器（71）の内部へ冷媒が供給される。これにより、対象空気が冷却又は加熱される。利用ユニット（70）がサーモオフ状態になると、利用側開閉弁（73）が閉状態となり、利用ユニット（70）の利用側熱交換器（71）へ冷媒が供給されない。これにより、利用側熱交換器（71）が実質的に停止状態となる。
【００１４】
本発明の冷凍装置では、熱源ユニット（20）と利用ユニット（70）とが伝送線で接続されない。このため、熱源ユニット（20）の圧縮機（21,22,23）の停止中において、利用ユニット（70）がサーモオン状態（即ち、利用側開閉弁（73）が開状態）となっていると、上記のように、熱源回路（20a）の冷媒が利用回路（70a）を介して圧縮機（21,22,23）の吸入側へ押し込まれていく可能性がある。しかし、本発明では、圧縮機（21,22,23）が停止すると、熱源ユニット（20）の熱源側制御部（80）が、液ライン（40）の液側開閉弁（60）を閉状態となる。この結果、熱源回路（20a）の冷媒が、利用回路（70a）を介して圧縮機（21,22,23）の吸入側へ押し込まれることが、閉状態の液側開閉弁（60）によって阻止される。
【００１５】
第２の発明は、第１の発明において、上記利用ユニット（70）には、上記圧縮機（21,22,23）の吸入ライン（38）の冷媒の圧力を検知する圧力検知部（106）を有し、上記熱源側制御部（80）は、上記圧力検知部（106）の検出圧力が所定値より小さくなると、上記圧縮機（21,22,23）を停止させることを特徴とする。
【００１６】
第２の発明では、利用ユニット（70）がサーモオフ状態となり、利用側開閉弁（73）が閉状態になると、熱源回路（20a）の吸入ライン（38）の圧力が徐々に低下していく。そして、圧力検知部（106）の検出圧力が所定値より小さくなると、熱源側制御部（80）は、圧縮機（21,22,23）を停止させる。これにより、利用ユニット（70）のサーモオフ状態時において、伝送線がなくとも、圧縮機（21,22,23）を速やかに停止できる。このようにして圧縮機（21,22,23）が停止すると、熱源側制御部（80）は、液側開閉弁（60）を閉鎖する。この結果、熱源回路（20a）の冷媒が、利用回路を介して圧縮機（21,22,23）の吸入側へ押し込まれることが、閉状態の液側開閉弁（60）によって阻止される。
【００１７】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、上記液側開閉弁（60）は、開度が調節可能な液側膨張弁（60）で構成され、上記熱源側制御部（80）は、上記圧縮機（21）が起動すると上記液側膨張弁（60）の開度を徐々に大きくしていくことを特徴とする。
【００１８】
第３の発明では、停止状態の圧縮機（21）が起動すると、液側膨張弁（60）の開度が徐々に大きくなっていく。これにより、冷媒回路（11）の冷媒が循環し、冷凍サイクルが行われる。液側膨張弁（60）の開度を急峻に大きくすると、多量の湿り状態の冷媒が圧縮機（21）に吸入されて液圧縮現象を招く虞がある。これに対し、液側膨張弁（60）の開度を徐々に大きくすることで、このような液圧縮現象を確実に回避できる。
【００１９】
第４の発明は、第１乃至第３のいずれか１つの発明において、上記液側開閉弁（60）は、開度が調節可能な液側膨張弁（60）で構成され、上記冷媒回路（11）は、上記圧縮機（21,22,23）で圧縮された冷媒が上記利用側熱交換器（71）で放熱し上記液側膨張弁（60）で減圧された後、上記熱源側熱交換器（24）で蒸発する冷凍サイクル動作を行うように構成されていることを特徴とする。
【００２０】
第４の発明の冷媒回路（11）の冷凍サイクル動作では、圧縮機（21,22,23）で圧縮された冷媒が、利用側熱交換器（71）を流れる。利用側熱交換器（71）では、冷媒が伝熱管の周囲に放熱し凝縮する。利用側熱交換器で放熱（凝縮）した冷媒は、液側膨張弁（60）で減圧された後、熱源側熱交換器（24）で蒸発する。熱源側熱交換器（24）で蒸発した冷媒は、圧縮機（21,22,23）に吸入されて圧縮される。このように、この冷凍サイクル動作では、液側開閉弁（60）を構成する液側膨張弁（60）が、冷媒を減圧する減圧機構として機能する。
【発明の効果】
【００２１】
第１の発明によれば、熱源ユニット（20）の熱源側制御部（80）が、圧縮機（21,22,23）の停止時に液側開閉弁（60）を閉状態とするため、利用側開閉弁（73）の開閉状態に拘わらず、熱源回路（20a）の冷媒が利用回路（70a）を介して圧縮機（21,22,23）の吸入側へ送り込まれることを防止できる。この結果、圧縮機（21,22,23）の再起動時に液圧縮現象が発生することを回避できる。
【００２２】
圧縮機（21,22,23）と液側開閉弁（60）とは、熱源ユニット（20）に設けられるため、圧縮機（21,22,23）の停止時に液側開閉弁（60）を閉鎖する際にも、熱源ユニット（20）と利用ユニット（70）との間で信号のやりとりを行う必要がない。つまり、本発明では、熱源ユニット（20）と利用ユニット（70）とを伝送線で接続することなく、上記の液圧縮現象を回避できる。従って、冷凍装置の据え付け時に伝送線の接続を行う作業が不要となり、冷凍装置の据え付けを容易に行うことができる。また、伝送線の接続ミスや信号誤差も生じないため、圧縮機（21,22,23）の停止時には、液側開閉弁（60）を確実に閉状態とすることができ、液圧縮現象を確実に回避できる。
【００２３】
第２の発明によれば、利用ユニット（70）がサーモオフ状態になると、圧縮機（21,22,23）を速やかに停止させることができ、ひいては液側開閉弁（60）を閉鎖して液圧縮現象を回避できる。
【００２４】
第３の発明によれば、圧縮機（21）の起動時において、多量の湿り冷媒が圧縮機（21）に吸入されることを回避でき、圧縮機（21）の起動時の液圧縮現象を確実に回避できる。
【００２５】
第４の発明によれば、液側開閉弁（60）を冷凍サイクル動作時の減圧機構として利用できるため、部品点数を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、実施形態に係る冷凍装置の配管系統図である。
【図２】図２は、実施形態に係る冷凍装置の配管系統図であり、冷却運転時（第１冷凍サイクル動作時）の冷媒の流れを表したものである。
【図３】図３は、実施形態に係る冷凍装置の配管系統図であり、デフロスト運転時（第２冷凍サイクル動作時）の冷媒の流れを表したものである。
【図４】図４は、冷却運転中のサーモオフ時における、室外側コントローラの制御フローチャートである。
【図５】図５は、冷却運転中のサーモオン時における、室外側コントローラの制御フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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。なお、以下の実施形態は、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ものではない。
【００２８】
実施形態に係る冷凍装置（10）は、ショーケースの庫内を冷却する冷却機を構成している。図１に示すように、冷凍装置（10）は、室外ユニット（熱源ユニット）（20）と、冷却ユニット（利用ユニット）（70）と、２本の連絡配管（14,15）とを備えている。室外ユニット（20）には、熱源回路（20a）が設けられ、冷却ユニット（70）には、利用回路（70a）が設けられる。熱源回路（20a）
には、ガス側閉鎖弁（12）と液側閉鎖弁（13）とが設けられる。ガス側閉鎖弁（12）には、ガス側連絡配管（14）が接続され、液側閉鎖弁（13）には、液側連絡配管（15）が接続される。熱源回路（20a）と利用回路（70a）とは、ガス側連絡配管（14）及び液側連絡配管（15）によって互いに接続される。これにより、冷凍装置（10）では、冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる冷媒回路（11）が構成される。
【００２９】
〈室外ユニット〉
室外ユニット（20）は、室外に設置されている。室外ユニット（20）は、室外回路（20a）と、室外ファン（24a）と、室外側コントローラ（熱源側制御部）（80）とを備えている。
【００３０】
室外回路（20a）には、第１圧縮機（21）、第２圧縮機（22）、第３圧縮機（23）、室外熱交換器（24）、受液器（25）、過冷却熱交換器（26）、及び四方切換弁（27）が接続される。
【００３１】
各圧縮機（21,22,23）は、互いに歯合する固定スクロール及び可動スクロールの間に圧縮室を形成するスクロール式の圧縮機である。第１圧縮機（21）は、可変容量式の圧縮機である。即ち、第１圧縮機（21）のモータには、インバータ装置を介して電力が供給される。つまり、第１圧縮機（21）は、インバータ装置の出力電力の周波数を制御することで、モータの回転数（即ち、運転周波数）が可変に構成される。第２圧縮機（22）及び第３圧縮機（23）は、回転数が一定となる固定容量式の圧縮機である。
【００３２】
第１圧縮機（21）の吐出部には、第１吐出管（31）が接続され、第２圧縮機（22）の吐出部には、第２吐出管（32）が接続され、第３圧縮機（23）の吐出部には、第３吐出管（33）が接続される。これらの吐出管（31,32,33）の流出部には、１本の主吐出管（37）が接続される。第１吐出管（31）には、第１逆止弁（CV1）が接続され、第２吐出管（32）には、第２逆止弁（CV2）が接続され、第３吐出管（33）には、第３逆止弁（CV3）が接続される。これらの逆止弁（CV1〜CV3）、及び詳細は後述する他の逆止弁（CV4〜CV9）は、図１の矢印の示す方向への冷媒の流れを許容する一方、これとは逆方向の冷媒の流れを禁止する。
【００３３】
第１圧縮機（21）の吸入部には、第１吸入管（34）が接続され、第２圧縮機（22）の吸入部には、第２吸入管（35）が接続され、第３圧縮機（23）の吸入部には、第３吸入管（36）が接続される。各吸入管（34,35,36）の流入部には、１本の主吸入管（吸入ライン）（38）が接続される。
【００３４】
室外熱交換器（24）は、フィン・アンド・チューブ型の熱交換器である。室外熱交換器（24）の近傍には、室外ファン（24a）が設置される。室外熱交換器（24）では、その内部を流れる冷媒と、室外ファン（24a）が搬送する室外空気とが熱交換する。
【００３５】
受液器（25）は、その内部の冷媒回路（11）の余剰の冷媒が貯留される密閉容器である。受液器（25）には、第１液管（39）と第２液管（40）とが接続される。第１液管（39）は、一端が室外熱交換器（24）の液側端部に接続し、他端が受液器（25）の頂部に接続する。第１液管（39）には、第４逆止弁（CV-4）が接続される。第２液管（40）は、一端が受液器（25）の底部に接続し、他端が過冷却熱交換器（26）に接続する。
【００３６】
過冷却熱交換器（26）は、第１流路（26a）と第２流路（26b）とを有し、両者の流路（26a,26b）を流れる冷媒を互いに熱交換させる。第１流路（26a）は、流入端が第２液管（40）に接続し、流出端が第３液管（41）に接続する。第２流路（26b）は、インジェクション回路（50）に接続される。過冷却熱交換器（26）では、第１流路（26a）を流れる高圧の液冷媒と、第２流路（26b）を流れる中間圧の冷媒とが熱交換する。これにより、第１流路（26a）の高圧冷媒が冷却され、この高圧冷媒の過冷却度が大きくなる。
【００３７】
第３液管（41）は、一端が過冷却熱交換器（26）の第１流路（26a）に接続し、他端が液側閉鎖弁（13）に接続する。第３液管（41）には、流入側から流出側に向かって順に、室外膨張弁（60）、及び第５逆止弁（CV-5）が接続される。室外膨張弁（60）は、開度が調節可能な電子膨張弁であり、熱源回路（20a）の液ラインである第３液管（41）に接続される液側膨張弁を構成する。また、室外膨張弁（60）は、冷却ユニット（70）のサーモオフ時において、液ラインである第３液管（41）を閉鎖する液側開閉弁を構成する。
【００３８】
インジェクション回路（50）は、中間圧の冷媒を各圧縮機（21,22,23）へ導入するものである。インジェクション回路（50）は、流入管（51）、流出管（52）、第１導入管（53）、第２導入管（54）、及び第３導入管（55）を有している。流入管（51）は、流入端が第３液管（41）に接続し、流出端が過冷却熱交換器（26）の第２流路（26b）に接続する。流入管（51）には、減圧弁（61）が接続される。減圧弁（61）は、開度が調節可能な電子膨張弁で構成される。流出管（52）は、流入端が過冷却熱交換器（26）の第２流路（26b）に接続し、流出端には３本の導入管（53,54,55）が接続される。
【００３９】
第１導入管（53）の流出端は、第１圧縮機（21）の圧縮途中（中間圧部）に接続し、第２導入管（54）の流出端は、第２圧縮機（22）の圧縮途中（中間圧部）に接続し、第３導入管（55）の流出端は、第３圧縮機（23）の圧縮途中（中間圧部）に接続する。第１導入管（53）には、流量調節弁（62）が接続される。流量調節弁（62）は、開度が調節可能な電子膨張弁で構成される。第２導入管（54）には、流入側から流出側に向かって順に、第１開閉弁（63）及び第６逆止弁（CV6）が接続される。第３導入管（55）には、流入側から流出側に向かって順に、第２開閉弁（64）及び第７逆止弁（CV7）が接続される。第１開閉弁（63）及び第２開閉弁（64）は、開閉状態が切り換わる電磁弁で構成される。
【００４０】
熱源回路（20a）には、第１分岐管（42）と第２分岐管（43）とが接続される。第１分岐管（42）は、一端が第３液管（41）における第５逆止弁（CV5）の流出側に接続し、他端が第１液管（39）における第４逆止弁（CV4）の流出側に接続する。第１分岐管（42）には、第８逆止弁（CV8）が接続される。第２分岐管（43）は、一端が第３液管（41）における室外膨張弁（60）と第５逆止弁（CV5）の間に接続し、他端が第１液管（39）における第４逆止弁（CV4）の流入側に接続する。第２分岐管（43）には、第９逆止弁（CV9）が接続される。
【００４１】
各四方切換弁（27,28）は、第１ポートと第３ポートが連通し且つ第２ポートと第４ポートが連通する第１状態（図１の実線で示す状態）と、第１ポートと第４ポートが連通し且つ第２ポートと第３ポートが連通する第２状態（図１の破線で示す状態）とにそれぞれ切り換え可能に構成される。
【００４２】
〈冷却ユニット〉
冷却ユニット（70）は、例えば冷蔵ショーケースの庫内の空気を処理対象とし、この空気を冷却するものである。冷却ユニット（70）は、利用回路（70a）と、庫内ファン（71a）と、庫内側コントローラ（利用側制御部）（90）とを備えている。利用回路（70a）には、ガス側端部から液側端部に向かって順に、冷却熱交換器（利用側熱交換器）（71）、感温式膨張弁（72）、及び庫内側開閉弁（73）（利用側開閉弁）が接続される。
【００４３】
冷却熱交換器（71）は、フィン・アンド・チューブ型の熱交換器である。冷却熱交換器（71）の近傍には、庫内ファン（71a）が設置される。冷却熱交換器（71）では、その内部を流れる冷媒と、庫内ファン（71a）が搬送する庫内の空気とが熱交換する。感温式膨張弁（72）は、冷却熱交換器（71）のガス側に設けられた感温筒（72a）の温度に応じて開度が調節される。庫内側開閉弁（73）は、開閉状態が切り換わる電磁弁で構成される。
【００４４】
〈センサ〉
冷凍装置（10）には、各種のセンサが設けられる。具体的に、第１吐出管（31）には、第１圧縮機（21）の吐出冷媒の温度を検知する第１吐出温度センサ（101）が設けられ、第２吐出管（32）には、第２圧縮機（22）の吐出冷媒の温度を検知する第２吐出温度センサ（102）が設けられ、第３吐出管（33）には、第３圧縮機（23）の吐出冷媒の温度を検知する第３吐出温度センサ（103）が設けられる。また、主吐出管（37）には、吐出冷媒の圧力（高圧圧力）を検知する吐出圧力センサ（104）が設けられ、主吸入管（38）には、吸入冷媒の温度を検知する吸入温度センサ（105）と、吸入冷媒の圧力（低圧圧力）を検知する吸入圧力センサ（106）（圧力検知部）とが設けられる。
【００４５】
室外熱交換器（24）の液側寄りには、冷媒の温度を検知する第１液冷媒温度センサ（107）が設けられ、第３液管（41）には、冷媒の温度を検知する第２液冷媒温度センサ（108）が設けられる。インジェクション回路（50）の流入管（51）には、減圧弁（61）の下流側に冷媒の温度を検知する第１中間冷媒温度センサ（109）が設けられ、インジェクション回路（50）の流出管（52）には、冷媒の温度を検知する第２中間冷媒温度センサ（110）が設けられる。
【００４６】
また、室外熱交換器（24）の近傍には、室外空気の温度を検知する外気温度センサ（111）が設けられ、冷却熱交換器（71）の近傍には、庫内の空気の温度を検知する庫内温度センサ（112）（温度検知部）が設けられる。
【００４７】
〈室外側コントローラ及び庫内側コントローラ〉
冷凍装置（10）では、室外ユニット（20）に室外側コントローラ（80）が設けられ、冷却ユニット（70）に庫内側コントローラ（90）が設けられる。つまり、冷凍装置（10）では、室外ユニット（20）と冷却ユニット（70）とに個別にコントローラ（80,90）が設けられ、両者は伝送線によって互いに接続されていない。
【００４８】
室外側コントローラ（80）には、室外ユニット（20）の各種のセンサの検出値が入力される。そして、室外側コントローラ（80）は、室外ユニット（20）のセンサの検出値に基づいて、室外ユニット（20）の各種の機器を制御する。室外側コントローラ（80）は、圧縮機制御部（81）と、室外膨張弁制御部（82）とを備えている。
【００４９】
圧縮機制御部（81）は、各圧縮機（21,22,23）の運転のＯＮ／ＯＦＦや、第１圧縮機（21）の運転周波数を制御する。具体的に、圧縮機制御部（81）は、吸入圧力センサ（106）で検出した低圧冷媒の圧力ＬＰに応じて、圧縮機（21,22,23）の運転のＯＮ／ＯＦＦ状態を切り換える。また、圧縮機制御部（81）は、第１圧縮機（21）の起動時において、低圧冷媒の圧力ＬＰが所定の目標圧力に近づくように、第１圧縮機（21）の運転周波数を調節する。圧縮機制御部（81）による圧縮機（21,22,23）の制御動作の詳細は後述する。
【００５０】
室外膨張弁制御部（82）は、室外膨張弁（60）の開度を制御する。具体的に、室外膨張弁（60）は、圧縮機（21,22,23）の運転及び停止状態や、第１圧縮機（21）の運転周波数に応じて、室外膨張弁（60）の開度を調節する。また、室外膨張弁制御部（82）は、詳細は後述する第２冷凍サイクル動作において、液冷媒を所定の圧力まで減圧するように、室外膨張弁（60）の開度を調節する。
【００５１】
庫内側コントローラ（90）には、冷却ユニット（70）の各種のセンサの検出値が入力される。そして、庫内側コントローラ（90）は、冷却ユニット（70）のセンサの検出値に基づいて、冷却ユニット（70）の各種の機器を制御する。庫内側コントローラ（90）は、庫内側開閉弁制御部（91）を備えている。
【００５２】
庫内側開閉弁制御部（91）は、庫内温度センサ（112）で検出した対象空気（庫内空気）の温度に応じて、庫内側開閉弁（73）の開閉状態を切り換える。具体的に、庫内側開閉弁（73）は、庫内温度センサ（112）の検出温度が設定温度よりも高いと、冷却ユニット（70）をサーモオン状態とするために庫内側開閉弁（73）を開放状態とする。一方、庫内側開閉弁（73）は、庫内温度センサ（112）の検出温度が設定温度に至ると、冷却ユニット（70）をサーモオフ状態とするために庫内側開閉弁（73）を閉鎖状態とする。
【００５３】
−運転動作−
実施形態に係る冷凍装置（10）の基本的な運転動作について説明する。冷凍装置（10）は、冷却ユニット（70）で庫内を冷却する冷却運転と、冷却ユニット（70）の冷却熱交換器（71）の除霜を行うデフロスト運転とを切り換えて行う。
【００５４】
〈冷却運転〉
図２に示す冷却運転時の室外ユニット（20）では、四方切換弁（27）が第１状態に、室外膨張弁（60）が全開状態に、減圧弁（61）及び流量調節弁（62）が所定開度に、第１開閉弁（63）及び第２開閉弁（64）が開放状態に、室外ファン（24a）が運転状態となる。また、冷却運転時（サーモオン状態時）の冷却ユニット（70）では、庫内側開閉弁（73）が開放状態となり、感温式膨張弁（72）の開度が感温筒（72a）の温度に応じて適宜調節され、庫内ファン（71a）が運転状態となる。
【００５５】
冷却運転では、室外熱交換器（24）が凝縮器となり、冷却熱交換器（71）が蒸発器となる第１冷凍サイクル動作が行われる。具体的に、各圧縮機（21,22,23）で圧縮された冷媒は、四方切換弁（27）を通過し、室外熱交換器（24）を流れる。室外熱交換器（24）では、冷媒が室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器（24）で凝縮した冷媒は、第１液管（39）、受液器（25）、第２液管（40）を順に通過し、過冷却熱交換器（26）の第１流路（26a）を流れる。第１流路（26a）を通過して第３液管（41）を流れる冷媒の一部は、インジェクション回路（50）の流入管（51）に分流し、減圧弁（61）で減圧された後、第２流路（26b）を流れる。
【００５６】
過冷却熱交換器（26）では、第１流路（26a）を流れる高圧の液冷媒と、第２流路（26b）を流れる中間圧の冷媒とが熱交換する。この結果、第１流路（26a）を流れる冷媒が冷却され、その冷媒の過冷却度が大きくなる一方、第２流路（26b）を流れる冷媒が蒸発する。第２流路（26b）を通過した冷媒は、各導入管（53,54,55）に分流し、各圧縮機（21,22,23）の圧縮室の圧縮途中（中間圧部）に吸入される。
【００５７】
第３液管（41）を流出した冷媒は、液側連絡配管（15）を流れ、利用回路（70a）へ送られる。利用回路（70a）では、冷媒が庫内側開閉弁（73）を通過し、感温式膨張弁（72）で減圧された後、冷却熱交換器（71）を流れる。冷却熱交換器（71）では、冷媒が庫内の空気から吸熱して蒸発する。この結果、庫内の空気が冷却される。冷却熱交換器（71）で蒸発した冷媒は、ガス側連絡配管（14）を通過し、熱源回路（20a）へ送られる。熱源回路（20a）では、冷媒が四方切換弁（27）を通過し、各吸入管（34,35,36）より各圧縮機（21,22,23）に吸入される。
【００５８】
〈デフロスト運転〉
図３に示すデフロスト運転時の室外ユニット（20）では、四方切換弁（27）が第２状態に、減圧弁（61）、流量調節弁（62）、第１開閉弁（63）及び第２開閉弁（64）が閉鎖状態となる。また、室外膨張弁（60）の開度が所定開度に調節され、室外ファン（24a）が運転状態となる。また、デフロスト運転時の冷却ユニット（70）では、庫内側開閉弁（73）が開放状態となり、感温式膨張弁（72）が概ね全開状態となり、庫内ファン（71a）が運転状態となる。
【００５９】
デフロスト運転では、冷却熱交換器（71）が凝縮器となり、室外熱交換器（24）が蒸発器となる第２冷凍サイクル動作が行われる。具体的に、各圧縮機（21,22,23）で圧縮された冷媒は、四方切換弁（27）及びガス側連絡配管（14）を通過し、利用回路（70a）へ送られる。利用回路（70a）では、冷媒が冷却熱交換器（71）を流れる。冷却熱交換器（71）では、冷媒の熱が伝熱管を介して、その周囲の霜へ伝わる。これにより、冷却熱交換器（71）の伝熱管に付着した霜が融解し、冷却熱交換器（71）の除霜が行われる。冷却熱交換器（71）で放熱した冷媒は、感温式膨張弁（72）、庫内側開閉弁（73）、液側連絡配管（15）を順に通過し、熱源回路（20a）へ送られる。
【００６０】
熱源回路（20a）では、冷媒が、第３液管（41）、第１分岐管（42）、受液器（25）、第２液管（40）、過冷却熱交換器（26）の第１流路（26a）を順に通過し、第２液管（40）の室外膨張弁（60）を流れる。室外膨張弁（60）では、冷媒が低圧圧力にまで減圧される。この際、室外膨張弁（60）の開度は、各圧縮機（21,22,23）の吸入冷媒の過熱度が目標値に近づくように調節される。
【００６１】
室外膨張弁（60）で減圧された冷媒は、第２分岐管（43）を通過し、室外熱交換器（24）を流れる。室外熱交換器（24）では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（24）で蒸発した冷媒は、四方切換弁（27）を通過し、各吸入管（34,35,36）より各圧縮機（21,22,23）に吸入される。
【００６２】
〈冷却運転時のサーモオン及びサーモオフ時の制御動作〉
上述した冷却運転では、庫内温度センサ（112）の検出温度に応じて、冷却ユニット（70）がサーモオン状態又はサーモオフ状態に切り換わる。この際の各構成機器の制御動作について詳細に説明する。
【００６３】
−サーモオフ時の制御動作−
上述した冷却運転中において、庫内温度センサ（112）の検出温度が設定温度に至ると、庫内側開閉弁制御部（91）は、庫内側開閉弁（73）を閉状態とする。これにより、冷却熱交換器（71）での冷媒の流通が禁止され、冷却熱交換器（71）が実質的に停止状態となる。このようにして、冷却ユニット（70）がサーモオフ状態になると、室外ユニット（20）側の圧縮機（21,22,23）を停止する必要がある。しかし、本実施形態では、室外ユニット（20）と冷却ユニット（70）とが伝送線で接続されていないため、冷却ユニット（70）のサーモオフ状態を室外ユニット（20）側で直接的に検出できない。そこで、本実施形態の熱源ユニット（20）の室外側コントローラ（80）は、次のような制御を行っている。
【００６４】
即ち、冷却ユニット（70）がサーモオフ状態になると、熱源回路（20a）の低圧冷媒の圧力が徐々に低くなっていく。図４のフローチャートに示すように、ステップＳｔ１において、吸入圧力センサ（106）の検出圧力ＬＰが、所定値Ｐ１（例えば蒸発温度５℃に相当する飽和圧力）より小さくなると、圧縮機制御部（81）は、圧縮機（21,22,23）を停止させる（ステップＳｔ２）。これにより、冷却ユニット（70）がサーモオフ状態となった後、速やかに圧縮機（21,22,23）を停止させることができる。
【００６５】
ところで、このような圧縮機（21,22,23）の停止中において、冷却ユニット（70）では、例えば庫内温度が高くなることで、庫内側開閉弁（73）が開状態となり得る。仮に、圧縮機（21,22,23）の停止中に庫内側開閉弁（73）が開状態になると、熱源回路（20a）の室外熱交換器（24）や受液器（25）等の液ラインの液冷媒が、利用回路（70a）の開放状態の庫内側開閉弁（73）を通過し、熱源回路（20a）の各圧縮機（21,22,23）の吸入側まで押し込まれていく可能性がある。そして、このような冷媒が圧縮機（21,22,23）の吸入側で液状態となって溜まり込んでしまうと、圧縮機（21,22,23）の再起動時において、液圧縮現象が発生し、圧縮機（21,22,23）の故障の原因となってしまう。
【００６６】
そこで、本実施形態では、ステップＳｔ２において圧縮機（21,22,23）を停止させると、その直後に速やかに室外膨張弁（60）を全閉状態とする。これにより、熱源回路（20a）側の冷媒が、利用回路（70a）を通過して、圧縮機（21,22,23）の吸入側へ送り込まれることを回避できる。
【００６７】
−サーモオン時の制御動作−
一方、冷却ユニット（70）がサーモオン状態となり、圧縮機（21,22,23）の停止状態が続くと、庫内の空気温度が徐々に高くなっていく。そして、庫内温度センサ（112）の検出温度が設定温度よりも所定温度高くなると、庫内側開閉弁制御部（91）は、庫内側開閉弁（73）を開状態とする。これにより、これにより、冷却熱交換器（71）での冷媒の流通が可能となり、冷却ユニット（70）がサーモオン状態となる。このようにして、冷却ユニット（70）がサーモオン状態になると、室外ユニット（20）側の圧縮機（21,22,23）を運転する必要がある。しかし、本実施形態では、室外ユニット（20）と冷却ユニット（70）とが伝送線で接続されていないため、冷却ユニット（70）のサーモオン状態を室外ユニット（20）側で直接的に検出できない。そこで、本実施形態の熱源ユニット（20）の室外側コントローラ（80）は、次のような制御を行っている。
【００６８】
即ち、冷却ユニット（70）がサーモオン状態になると、熱源回路（20a）の低圧冷媒の圧力が徐々に高くなっていく。図５のフローチャートで示すように、ステップＳｔ１１において、吸入圧力センサ（106）の検出圧力が、所定値Ｐ２（例えば蒸発温度７℃に相当する飽和圧力）より大きくなると、圧縮機制御部（81）は、第１圧縮機（21）を起動する（ステップＳｔ２２）。次いで、圧縮機制御部（81）は、低圧冷媒の圧力ＬＰが目標圧力に近づくように、第１圧縮機（21）の運転周波数を制御する。即ち、ステップＳｔ１３において、低圧冷媒の圧力ＬＰが目標圧力よりも大きい場合、第１圧縮機（21）の運転周波数を増大させる（ステップＳｔ１５）。一方、ステップＳｔ１４において、低圧冷媒の圧力ＬＰが目標圧力よりも小さい場合、第１圧縮機（21）の運転周波数を減少させる（ステップＳｔ１６）。
【００６９】
このような第１圧縮機（21）の運転周波数の制御とともに、ステップＳｔ１７では、室外膨張弁制御部（82）によって、室外膨張弁（60）の開度が所定開度に制御される。具体的に、室外膨張弁（60）の開度は、第１圧縮機（21）の運転周波数と、吸入圧力センサ（106）で検出した低圧圧力ＬＰと、吸入冷媒の過熱度ＳＨとの関数により決定される。第１圧縮機（21）の起動時には、該第１圧縮機（21）の運転周波数が徐々に増大するため（ステップＳｔ１３、ステップＳｔ１５）、これに伴い室外膨張弁（60）の開度も徐々に増大していく。これにより、圧縮機（21）の停止時に熱源回路（20a）に溜まった冷媒が、室外膨張弁（60）、利用回路（70a）、を介して、第１圧縮機（21）の吸入側へ多量に送り込まれることがないので、第１圧縮機（21）の液圧縮を確実に回避できる。
【００７０】
第１圧縮機（21）を起動してから所定時間ｔ１（例えば５分）が経過すると、室外膨張弁制御部（82）は、室外膨張弁（60）の開度を全開とする。これにより、その後の冷却運転では、高圧液冷媒が室外膨張弁（60）で減圧されることはない。
【００７１】
−実施形態の効果−
実施形態によれば、室外ユニット（20）の室外側コントローラ（80）が、圧縮機（21,22,23）の停止時に室外膨張弁（60）を全閉状態とするため、庫内側開閉弁（73）の開閉状態に拘わらず、熱源回路（20a）の冷媒が利用回路（70a）を介して圧縮機（21,22,23）の吸入側へ送り込まれることを防止できる。この結果、圧縮機（21,22,23）の再起動時に液圧縮現象が発生することを回避できる。
【００７２】
圧縮機（21,22,23）と室外膨張弁（60）とは、ともに室外ユニット（20）に設けられるため、圧縮機（21,22,23）の停止時に室外膨張弁（60）を閉鎖する際にも、室外ユニット（20）と冷却ユニット（70）との間で信号のやりとりを行う必要がない。つまり、実施形態では、室外ユニット（20）と冷却ユニット（70）とを伝送線で接続することなく、上記の液圧縮現象を回避できる。従って、冷凍装置（10）の据え付け時に伝送線の接続を行う作業が不要となり、冷凍装置（10）の据え付けを容易に行うことができる。また、伝送線の接続ミスや信号誤差も生じないため、圧縮機（21,22,23）の停止時には、室外膨張弁（60）を確実に閉状態とすることができ、液圧縮現象を確実に回避できる。
【００７３】
また、上記実施形態によれば、熱源回路（20a）の低圧冷媒の圧力ＬＰが所定値より小さくなると、圧縮機（21,22,23）を停止させているので、冷却ユニット（70）のサーモオフ時には速やかに圧縮機（21,22,23）を停止できる。また、第１圧縮機（21）の再起動時には、室外膨張弁（60）の開度を徐々に大きくするため、多量の湿り冷媒が圧縮機（21）に吸入されることを回避でき、圧縮機（21）の起動時の液圧縮現象を確実に回避できる。
【００７４】
更に、室外膨張弁（60）は、冷却ユニット（70）のサーモオフ時において、圧縮機（21,22,23）の吸入側に冷媒が溜まり込むのを防止する液側開閉弁を構成するとともに、上述した第２冷凍サイクル動作（デフロスト運転）時における高圧冷媒の減圧機構としても機能する。従って、冷凍装置（10）の部品点数を削減できる。
【００７５】
《その他の実施形態》
上記実施形態の冷凍装置（10）は、室外ユニット（20）の熱源回路（20a）と、庫内を冷却する冷却ユニット（70）の利用回路（70a）とが連絡配管（14,15）で接続される冷却機である。しかし、冷凍装置（10）は、室外ユニット（20）の熱源回路（20a）と室内を空調する空調ユニットの利用回路（70a）とが連絡配管（14,15）で接続される空気調和機であってもよい。この空気調和機においても、上記実施形態の第１冷凍サイクル動作（図２を参照）を行い利用回路（70a）の利用側熱交換器（71）を蒸発器とすることで、室内の冷房を行うことができる。この第１冷凍サイクル動作においては、上記実施形態と同様、図４及び図５に示す制御を行うことができる。また、空気調和機において、上記実施形態の第２冷凍サイクル動作（図３を参照）を行い利用回路（70a）の利用側熱交換器（71）を放熱器（凝縮器）とすることで、室内の暖房を行うことができる。この第２冷凍サイクル動作においても、室外膨張弁（60）を高圧冷媒の減圧機構として利用できる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
以上説明したように、本発明は、圧縮機及び熱源側熱交換器を有する熱源ユニットと、利用側熱交換器を有する利用ユニットとを備えた冷凍装置について有用である。
【符号の説明】
【００７７】
10    冷凍装置
11    冷媒回路
20    室外ユニット（熱源ユニット）
20a   熱源回路
24    室外熱交換器（熱源側熱交換器）
60    室外膨張弁（液側膨張弁、液側開閉弁）
70    冷却ユニット（利用ユニット）
70a    利用回路 
71     冷却熱交換器（利用側熱交換器）
73     庫内側開閉弁（利用側開閉弁）
80     室外側コントローラ（熱源側制御部）
90     庫内側コントローラ（利用側制御部）
106    吸入圧力センサ（圧力検知部）
112    庫内温度センサ（温度検知部）
【図１】
2014070830.tif 000003
【図２】
2014070830.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2014070830.tif 000007