(57)【要約】【課題】複数の店舗の冷凍装置を円滑に集中制御することができる集中制御装置を提供する。【解決手段】各店舗Ｐ１、Ｐ２の冷凍装置にそれぞれ設けられた端末コントローラＳＣと、各店舗にそれぞれ設けられ、当該店舗の端末コントローラとの間でデータの送受信を行うマスターコントローラＭＣと、各店舗のマスターコントローラとの間でデータの送受信を行う集中コントローラＲＣとから構築され、この集中コントローラは、マスターコントローラを介して端末コントローラから冷凍装置の運転状態に関するデータを収集し、マスターコントローラを介して端末コントローラに冷凍装置の運転条件に関するデータを送信する。【選択図】図２
2015049022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍装置が設置された複数の店舗の前記冷凍装置の運転を集中制御する冷凍装置の集中制御装置であって、
前記各店舗の冷凍装置にそれぞれ設けられた端末制御手段と、
前記各店舗にそれぞれ設けられ、当該店舗の前記端末制御手段との間でデータの送受信を行う上位制御手段と、
前記各店舗の上位制御手段との間でデータの送受信を行う集中制御手段とから構築され、
該集中制御手段は、前記上位制御手段を介して前記端末制御手段から前記冷凍装置の運転状態に関するデータを収集し、前記上位制御手段を介して前記端末制御手段に前記冷凍装置の運転条件に関するデータを送信することを特徴とする冷凍装置の集中制御装置。
【請求項２】
前記集中制御手段は、前記各上位制御手段が実行する制御プログラムの複数のバージョンを保有しており、該上位制御手段との間でデータを送受信する際には、当該上位制御手段の制御プログラムのバージョンを選択してデータの送受信を行うことを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置の集中制御装置。
【請求項３】
前記冷凍装置は、冷凍機と該冷凍機から冷媒が供給される複数の冷却機器とから構成され、低圧圧力を検出する低圧圧力検出手段と、消費電力量を検出する電力量検出手段と、外気温度を検出する外気温度検出手段のうちの何れか、若しくは、複数、或いは、全てを有し、それらが前記端末制御手段に接続されており、
前記集中制御手段は、前記上位制御手段を介して前記端末制御手段から収集した前記冷凍装置の低圧圧力、前記冷却機器に設けられた膨張弁の弁開度、消費電力量、前記冷凍機に設けられた圧縮機の運転状態、及び、外気温度のうちの何れか、若しくは、それらの組み合わせから成る前記運転状態に関するデータに基づき、前記冷凍装置の低圧制御値、及び／又は、前記圧縮機の制御方式を決定し、前記運転条件に関するデータとして前記上位制御手段を介し、前記端末制御手段に送信することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷凍装置の集中制御装置。
【請求項４】
前記集中制御手段は、前記冷凍装置の過去の前記運転状態に関するデータを保存しており、前記端末制御手段から上位制御手段を介して送信された現在の前記運転状態に関するデータと前記過去の運転状態に関するデータとを比較することにより、前記冷凍装置の低圧制御値を決定することを特徴とする請求項３に記載の冷凍装置の集中制御装置。
【請求項５】
前記集中制御手段は、過去１年分の前記運転状態に関するデータを保存することを特徴とする請求項４に記載の冷凍装置の集中制御装置。
【請求項６】
前記冷凍装置は、冷媒として二酸化炭素を使用し、高圧側が超臨界圧力となることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちの何れかに記載の冷凍装置の集中制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の店舗に設置された冷凍装置の運転を集中して制御する集中制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりスーパーマーケット等の店舗には複数台のショーケース（冷却機器）が設置され、商品を冷却しながら陳列販売している。そして、これらショーケースは店外に設置された冷凍機に対して並列に冷媒配管で接続されて冷凍装置を構成し、各ショーケースに設けられた蒸発器に冷媒が供給されるものであった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、近年この種冷凍装置では、自然環境問題などからフロン系冷媒が使用できなくなってきている。このため、フロン冷媒の代替品として自然冷媒である二酸化炭素を使用するものが開発されている。この二酸化炭素冷媒は、高低圧差の激しい冷媒で、臨界圧力に対する温度が低く、圧縮により冷凍サイクルの高圧側が超臨界状態となることが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−６３７７０号公報
【特許文献２】特公平７−１８６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、上記のようなショーケース（冷却機器）や冷凍機を複数台集中して制御する場合、従来では各店舗に上位制御手段を設置し、各ショーケース等に取り付けた端末制御手段との間でデータの送受信を行う方式が採られている。また、これに加えて例えば保守管理会社や店舗のチェーン本部等において、複数の店舗のショーケース等を集中して監視するシステムを構築している場合もある。
【０００６】
しかしながら、係る店舗外からの従来の集中制御は、例えば保守管理会社の作業者が各店舗から送られてくるデータをＰＣで確認するというものに止まっていた。特に、前述のように二酸化炭素を冷媒として使用する冷凍装置では、冷媒回路内が極めて高い圧力となるため、機器や環境要因で停止してしまうことが多く、保守管理の作業性が著しく繁雑となり、改善が望まれていた。
【０００７】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、複数の店舗の冷凍装置を円滑に集中制御することができる集中制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の集中制御装置は、冷凍装置が設置された複数の店舗の冷凍装置の運転を集中制御するものであって、各店舗の冷凍装置にそれぞれ設けられた端末制御手段と、各店舗にそれぞれ設けられ、当該店舗の端末制御手段との間でデータの送受信を行う上位制御手段と、各店舗の上位制御手段との間でデータの送受信を行う集中制御手段とから構築され、この集中制御手段は、上位制御手段を介して端末制御手段から冷凍装置の運転状態に関するデータを収集し、上位制御手段を介して端末制御手段に冷凍装置の運転条件に関するデータを送信することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明の集中制御装置は、上記発明において集中制御手段は、各上位制御手段が実行する制御プログラムの複数のバージョンを保有しており、上位制御手段との間でデータを送受信する際には、当該上位制御手段の制御プログラムのバージョンを選択してデータの送受信を行うことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明の集中制御装置は、上記各発明において冷凍装置は、冷凍機とこの冷凍機から冷媒が供給される複数の冷却機器とから構成され、低圧圧力を検出する低圧圧力検出手段と、消費電力量を検出する電力量検出手段と、外気温度を検出する外気温度検出手段のうちの何れか、若しくは、複数、或いは、全てを有し、それらが端末制御手段に接続されており、集中制御手段は、上位制御手段を介して端末制御手段から収集した冷凍装置の低圧圧力、冷却機器に設けられた膨張弁の弁開度、消費電力量、冷凍機に設けられた圧縮機の運転状態、及び、外気温度のうちの何れか、若しくは、それらの組み合わせから成る運転状態に関するデータに基づき、冷凍装置の低圧制御値、及び／又は、圧縮機の制御方式を決定し、運転条件に関するデータとして上位制御手段を介し、端末制御手段に送信することを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明の集中制御装置は、上記発明において集中制御手段は、冷凍装置の過去の運転状態に関するデータを保存しており、端末制御手段から上位制御手段を介して送信された現在の運転状態に関するデータと過去の運転状態に関するデータとを比較することにより、冷凍装置の低圧制御値を決定することを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明の集中制御装置は、上記発明において集中制御手段は、過去１年分の運転状態に関するデータを保存することを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明の集中制御装置は、上記各発明において冷凍装置は、冷媒として二酸化炭素を使用し、高圧側が超臨界圧力となることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の集中制御装置によれば、集中制御手段が、各店舗の上位制御手段を介して各店舗の冷凍装置に設けられた端末制御手段から冷凍装置の運転状態に関するデータを収集し、上位制御手段を介して冷凍装置の運転条件に関するデータを各店舗の端末制御手段に送信するので、各店舗の冷凍装置の運転状態を店舗外の保守管理会社等に設けられる集中制御手段にて集中的に監視し、冷凍装置にて高圧、高温等の警報（異常）が発生した場合には、集中制御手段から運転条件に関するデータを送信して運転条件の変更や再起動等を自動的に行わせることが可能となる。
【００１５】
これにより、複数の店舗に設置された冷凍装置を極めて円滑に集中制御することが可能となり、特に二酸化炭素冷媒を使用する冷凍装置の場合には極めて有効なものとなる。
【００１６】
この場合、制御プログラムのバージョンが各店舗の上位制御手段によって異なる場合もあるが、請求項２の発明の如く集中制御装置に各上位制御手段が実行する制御プログラムの複数のバージョンを保有させておき、上位制御手段との間でデータを送受信する際には、当該上位制御手段の制御プログラムのバージョンを選択してデータの送受信を行うようにすれば、集中制御手段により支障無く各店舗の冷凍装置を集中制御することができるようになる。
【００１７】
また、請求項３の発明の如く冷凍装置が、冷凍機とこの冷凍機から冷媒が供給される複数の冷却機器とから構成され、低圧圧力を検出する低圧圧力検出手段と、消費電力量を検出する電力量検出手段と、外気温度を検出する外気温度検出手段のうちの何れか、若しくは、複数、或いは、全てを有し、それらが端末制御手段に接続されている場合に、集中制御手段が、上位制御手段を介して端末制御手段から収集した冷凍装置の低圧圧力、冷却機器に設けられた膨張弁の弁開度、消費電力量、冷凍機に設けられた圧縮機の運転状態、及び、外気温度のうちの何れか、若しくは、それらの組み合わせから成る運転状態に関するデータに基づき、冷凍装置の低圧制御値、及び／又は、圧縮機の制御方式を決定し、運転条件に関するデータとして上位制御手段を介し、端末制御手段に送信することで、環境要因や機器要因を考慮し、各店舗の冷凍装置の運転を適切に集中制御することができるようになる。
【００１８】
この場合、請求項４の発明の如く集中制御手段が、冷凍装置の過去の運転状態に関するデータを保存し、端末制御手段から上位制御手段を介して送信された現在の運転状態に関するデータと過去の運転状態に関するデータとを比較することにより、冷凍装置の低圧制御値を決定することで、冷凍装置の運転履歴を利用した適切な制御を実現することができる。特に、請求項５の発明の如く過去１年分の運転状態に関するデータを保存しておくことで、１年前の同時期の運転状態を考慮した予測制御が可能となり、より的確な集中制御を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明を適用した一実施例の冷凍装置の冷凍サイクルを示す図である。
【図２】図１の冷凍装置の集中制御システムの構成を示す図である。
【図３】図２の集中制御システムを構成する集中コントローラの機能ブロック図である。
【図４】図２の集中制御システムを構成するマスターコントローラの機能ブロック図である。
【図５】図２の集中制御システムを構成する端末コントローラの機能ブロック図である。
【図６】図２の集中制御システムの動作を説明するフローチャートである。
【図７】図２の集中制御システムの動作を説明するもう一つのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例の冷凍装置Ｒの冷凍サイクルを示す図、図２は冷凍装置Ｒの集中制御システム（集中制御装置）の構成を示す図である。本実施例における冷凍装置Ｒは、スーパーマーケット等の店舗に採用されるものであり、店外に設置された冷凍機３と冷却機器の一例としての店内に複数台設置されたショーケース５とから構成され、これら冷凍機３と各ショーケース５とが、据え付け現場において高圧配管７（液管）及び低圧配管９により接続されて、冷凍サイクルの所定の冷媒回路１を構成するものである（図１では一台のショーケース５のみ示す）。
【００２１】
この場合、冷凍機３には冷媒導出口３Ａ及び冷媒導入口３Ｂが設けられており、各ショーケース５には冷媒導入口５Ａ及び冷媒導出口５Ｂがそれぞれ設けられている。そして、高圧配管７の一端が冷凍機３の冷媒導出口３Ａに接続され、他端側に各ショーケース５の冷媒導入口５Ａがそれぞれ接続される。また、低圧配管９の一端が冷凍機３の冷媒導入口３Ｂに接続され、他端側に各ショーケース５の冷媒導出口５Ｂがそれぞれ接続される（各ショーケース５が高圧配管７と低圧配管９に対して並列に接続される）。
【００２２】
この冷凍サイクルは、高圧側の冷媒圧力（高圧圧力）がその臨界圧力以上（超臨界）となる二酸化炭素を冷媒として使用する。この二酸化炭素冷媒は、地球環境に優しく、可燃性及び毒性等を考慮した自然冷媒である。また、潤滑油としてのオイルは、例えば鉱物油（ミネラルオイル）、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油、ＰＡＧ（ポリアルキルグリコール）等、既存のオイルが使用される。
【００２３】
実施例の冷凍機３は、並列に配置された圧縮手段としての２台の圧縮機１１を備える。本実施例において、圧縮機１１は内部中間圧型多段圧縮式ロータリ圧縮機であり、密閉容器１２と、この密閉容器１２の内部に配置収納された電動要素（図示せず）及びこの電動要素により駆動される第１の回転圧縮要素（低段側の第１の圧縮要素）１８及び第２の回転圧縮要素（高段側の第２の圧縮要素）２０から成る回転圧縮機構部にて構成されている。
【００２４】
第１の回転圧縮要素１８は、低圧配管９及び冷媒導入口３Ｂを介して冷媒回路１の低圧側から圧縮機１１に吸い込まれる低圧冷媒を圧縮して中間圧まで昇圧して吐出し、第２の回転圧縮要素２０は、第１の回転圧縮要素１８で圧縮されて吐出された中間圧の冷媒を更に吸い込み、圧縮して高圧まで昇圧し、冷媒回路１の高圧側に吐出する。圧縮機１１は、周波数可変型の圧縮機であり、前記電動要素の運転周波数を変更することで、第１の回転圧縮要素１８及び第２の回転圧縮要素２０の回転数を制御可能とされている。
【００２５】
圧縮機１１の密閉容器１２の側面には、第１の回転圧縮要素１８に連通する低段側吸込口２２及び低段側吐出口２４と、第２の回転圧縮要素２０に連通する高段側吸込口２６及び高段側吐出口２８が形成されている。各圧縮機１１の低段側吸込口２２には、それぞれ冷媒導入管３０が接続され、それぞれの上流側の冷媒導入管３１で合流した後、冷媒導入口３Ｂにて低圧配管９に接続される。
【００２６】
低段側吸込口２２により第１の回転圧縮要素１８の低圧部に吸い込まれた低圧（ＬＰ：通常運転状態で２．６ＭＰａ程度）の冷媒ガスは、当該第１の回転圧縮要素１８により中間圧（ＭＰ：通常運転状態で５．５ＭＰａ程）に昇圧されて密閉容器１２内に吐出される。これにより、密閉容器１２内は中間圧（ＭＰ）となる。
【００２７】
そして、密閉容器１２内の中間圧の冷媒ガスが吐出される各圧縮機１１の低段側吐出口２４には、それぞれ中間圧吐出配管３６が接続され、それぞれの下流側で合流し、インタークーラ３８の一端に接続される。このインタークーラ３８は、第１の回転圧縮要素１８から吐出された中間圧の冷媒を空冷するものであり、当該インタークーラ３８の他端には、中間圧吸入管４０が接続され、この中間圧吸入管４０は２つに分岐した後に各圧縮機１１の高段側吸込口２６に接続される。
【００２８】
高段側吸込口２６により第２の回転圧縮要素２０の中圧部に吸い込まれた中圧（ＭＰ）の冷媒ガスは、当該第２の回転圧縮要素２０により２段目の圧縮が行われて高温高圧（ＨＰ：通常運転状態で９ＭＰａ程の超臨界圧力）の冷媒ガスとなる。そして、各圧縮機１１の第２の回転圧縮要素２０の高圧室側に設けられた高段側吐出口２８には、それぞれ高圧吐出配管４２が接続され、それぞれの下流側で合流し、オイルセパレータ４４、放熱器としてのガスクーラ４６、スプリットサイクルを構成する中間熱交換器８０を介し、冷媒導出口３Ａにて高圧配管７に接続される。
【００２９】
ガスクーラ４６は、圧縮機１１から吐出された高圧の吐出冷媒を冷却するものであり、ガスクーラ４６の近傍には当該ガスクーラ４６を空冷するガスクーラ用送風機４７が配設されている。本実施例では、ガスクーラ４６は上述したインタークーラ３８及びオイルクーラ７４と並設されており、これらは同一の風路４５に配設されている。当該風路４５には、当該冷凍機３が配設される外気温度を検出する外気温度センサ（外気温度検出手段）５６が設けられている。また、高段側吐出口２８、２８には、第２の回転圧縮要素２０から吐出された冷媒の吐出圧力（高圧側圧力ＨＰ）を検出する吐出圧力センサ４８と、吐出冷媒温度を検出する吐出温度センサ（図示せず）等が設けられる。
【００３０】
一方、各ショーケース５はそれぞれ店内に設置され、高圧配管７及び低圧配管９にそれぞれ並列に接続される。各ショーケース５の冷媒導入口５Ａの手前（冷媒上流側）には電磁弁６０が取り付けられており、高圧配管７はこの電磁弁６０を介して冷媒導入口５Ａに接続されたかたちとなる。この電磁弁６０は、通電時には流路を開き、非通電時には流路を封止する弁装置であり、口径が４ｍｍ以上１０ｍｍ以下の大口径のもので、実施例では７．８ｍｍの口径のものを使用している。
【００３１】
そして、この電磁弁６０の冷媒下流側に冷媒導入口５Ａ、絞り手段としての主膨張弁６２（主絞り手段）、及び、蒸発器６３が順次接続され、この蒸発器６３の出口側が冷媒導出口５Ｂに接続されている。各蒸発器６３には、それぞれ当該蒸発器６３に送風する図示しない冷気循環用送風機が並設されている。そして、冷媒導出口５Ｂに接続された低圧配管９が、上述したように冷媒導入管３１、３０を介して各圧縮機１１の第１の回転圧縮要素１８に連通する低段側吸込口２２に接続される。これにより、本実施例における冷凍装置Ｒの冷媒回路１が構成されることになる。尚、１３０は低圧配管９に接続された安全弁、１３１は安全弁１３０の入口側に接続された開閉弁（弁装置）、１３２はキャピラリチューブ（減圧手段）１３２であり、低圧圧力が設定値に上昇したときに開放して冷媒をリークさせる動作をする。
【００３２】
尚、図１の５８は高圧圧力センサ（高圧圧力検出手段）、４９は中間圧力センサ、３２は低圧圧力センサ（低圧圧力検出手段）であり、冷凍機３に設けられて後述する端末コントローラＳＣ（端末制御手段）に接続されている。前記吐出温度センサ（図示せず）は、各圧縮機１１の高段側吐出口２８に設けられ、第２の回転圧縮要素２０から吐出された冷媒の吐出温度を検出する。高圧圧力センサ５８は、冷媒回路１の高圧側、実施例では後述する分流器８２に接続されて中間熱交換器８０を経た冷媒の高圧側圧力ＨＰを検出する。低圧圧力センサ３２は、冷媒回路１の低圧側、実施例では各蒸発器６３の下流側であって、圧縮機１１の低段側吸込口２２に接続される冷媒導入管３１に設けられ、冷媒導入管３０に向かう冷媒の吸込圧力（低圧側圧力ＬＰ）を検出する。中間圧圧力センサ４９は、冷媒回路１の中間圧部、実施例では後述する電磁弁１０４の下流側の第３の連通回路１０３の圧力（中間圧力ＭＰ）を検出するものである。
【００３３】
（Ａ）集中制御システム
次に、実施例の冷凍装置Ｒは、集中制御システム（本発明の集中制御装置）により遠隔管理可能とされている。即ち、図２のＰ１、Ｐ２は何れもスーパーマーケット等の店舗を示しているものとする。実施例の集中制御システムは、各店舗Ｐ１、Ｐ２に設置された何れもマイクロコンピュータによって構成された上位制御手段としてのマスターコントローラＭＣ及び端末制御手段としての端末コントローラＳＣと、店舗Ｐ１、Ｐ２のショーケース５や冷凍機３を遠隔管理するために、例えば保守管理会社Ｐ３に設置されたサーバから成る集中制御手段としての集中コントローラＲＣとから構築される。
【００３４】
集中コントローラＲＣは、図３に示す如くマイクロコンピュータ２０７と、このマイクロコンピュータ２０７に接続された記憶装置であるハードディスク２０８、及び、ＲＯＭ２０９、ＲＡＭ２１１、インターフェース２１２と、出力制御手段２１４及び入力制御手段２１６などから構成され、サーバとして機能する。インターフェース２１２は、ＳＤカード２１０等の外部記憶媒体へのデータの書込と、当該外部記憶媒体からのデータの読込を可能とするものである。
【００３５】
ハードディスク２０８には、集中コントローラＲＣ自体の制御プログラムの他、各店舗Ｐ１、Ｐ２のマスターコントローラＭＣから送られてくる運転条件に関するデータや各ショーケース５や冷凍機３の運転状態に関するデータを含む各種データや、店舗Ｐ１やＰ２の位置に関する情報のデータが保存されており、また、通信プロトコル等も保存されている。集中コントローラＲＣのハードディスク２０８には、更に、各店舗Ｐ１、Ｐ２に設置されるマスターコントローラＭＣが実行する制御プログラムの複数のバージョンが格納されている。
【００３６】
出力制御手段２１４には出力手段としてのプリンタ２１８や表示手段としてのディスプレイ２１９が接続され、入力制御手段２１６には入力手段としてのキーボード２２１やマウス２２２が接続される。更に、マイクロコンピュータ２０７にはターミナルアダプタ２２３が接続されており、インターネット等の通信回線Ｌ１を介した前記各店舗Ｐ１及びＰ２のマスターコントローラＭＣと通信によりデータを授受する。
【００３７】
次に、マスターコントローラＭＣは各店舗Ｐ１、Ｐ２の管理室等に設けられ、図４に示す如く制御手段としてのマイクロコンピュータ３２４と、このマイクロコンピュータ３２４に接続された記憶装置であるＲＯＭ３２６、ＲＡＭ３２７、ＥＥＰＲＯＭ３４０と、インターフェース３２５と、送受信手段３２９、出力制御手段３３１及び入力制御手段３３２などから構成される。送受信手段３２９はシリアルインターフェースにより構成され、通信線Ｌ２を介して後述する端末コントローラＳＣと接続される。
【００３８】
また、ＲＯＭ３２６は電気的に書き替えが可能であり、電源が断たれた場合にもデータを保持するフラッシュメモリ等から構成されており、このＲＯＭ３２６には通信プロトコルやマスターコントローラＭＣ自体の制御プログラム等が格納され、ＲＡＭ３２７には端末コントローラＳＣから送られて来る各種データや端末コントローラＳＣへ送る各種データ、マスターコントローラＭＣ自体の制御データ（液晶表示部３３４の表示データ等）が保存される。更に、ＥＥＰＲＯＭ３４０にはショーケース５や冷凍機３の各種設定及び設置状態に関するデータが保存され、電源が断たれたときにも保持される。また、インターフェース３２５は、上記集中コントローラＲＣに設けられるインターフェース２１２と同様に、ＳＤカード２１０等の外部記憶媒体へのデータの書込と、当該外部記憶媒体からのデータの読込を可能とするものである。
【００３９】
出力制御手段３３１には例えば複数列・複数行の文字やグラフィックを表示する能力を有する表示手段としての液晶表示部３３４と、警報手段としてのブザー３３６が接続され、入力制御手段３３２には入力手段としてのキースイッチ（ファンクションキー等）３３７やディップスイッチ３３８及びスライドスイッチ３３９が接続されている。キースイッチ３３７は各種設定及び表示指令を行うためのスイッチであり、ディップスイッチ３３８は端末コントローラＳＣの接続状態を設定するためのスイッチである。また、スライドスイッチ３３９はショーケース５の照明制御や夜間停止に関する設定を行うスイッチである。
【００４０】
また、マイクロコンピュータ３２４にはターミナルアダプタ２２４が接続され、やはり通信回線Ｌ１を用いて、集中コントローラＲＣと通信によりデータを授受することが可能とされている。更に、マスターコントローラＭＣにはバックアップ電源３２８が設けられている。このバックアップ電源３２８には常時充電が行われており、停電などが生じた場合には、このバックアップ電源３２８からマイクロコンピュータ３２４等に電力が所定期間供給される。
【００４１】
次に、端末コントローラＳＣは図１のショーケース５及び冷凍機３にそれぞれ設けられており、図５に示す如くマイクロコンピュータ４５４と、このマイクロコンピュータ４５４に接続された記憶装置であるＲＯＭ４５６、ＲＡＭ４５７、ＥＥＰＲＯＭ４５０と、インターフェース４５３と、送受信手段４５８、出力制御手段４５９及び入力制御手段４６１とから構成される。
【００４２】
送受信手段４５８はシリアルインターフェースにより構成され、マスターコントローラＭＣに通信線Ｌ２を介して接続されている。また、インターフェース４５３は、集中コントローラＲＣに設けられるインターフェース２１２と同様に、ＳＤカード２１０等の外部記憶媒体へのデータの書込と、当該外部記憶媒体からのデータの読込を可能とするものである。
【００４３】
そして、ＲＯＭ４５６には通信プロトコルや端末コントローラＳＣ自体の制御プログラムが格納され、ＲＡＭ４５７にはマスターコントローラＭＣから送られてくるショーケース５や冷凍機３の各種運転条件に関するデータが保存される。また、ＥＥＰＲＯＭ４５０には端末コントローラＳＣで設定されたショーケース５や冷凍機３の各種運転条件の設定データが保存されており、電源が断たれても保持される。出力制御手段４５９には警報表示を行う表示手段４６２、警報手段としてのブザー４１３及びアクチュエータ４６３が接続される。
【００４４】
このアクチュエータ４６３はショーケース５の場合には主膨張弁６２や電磁弁６０、霜取り用のヒータや照明等であり、冷凍機３であれば圧縮機１１やガスクーラ用送風機４７、後述する補助膨張弁（補助絞り手段）８３や各弁（電動膨張弁や電磁弁）等を意味するものである。入力制御手段４６１には設定スイッチ４６４と、ショーケース５の庫内温度や、冷凍機３の各部の温度、圧力を検出するセンサ（４６６で代表して示す）が接続されている。これらセンサ４６６で検出された温度や圧力のデータも前記ＲＡＭ４５７やインターフェース４５３により装着されるＳＤカード２１０に書き込まれる。前記設定スイッチ４６４は当該端末コントローラＳＣの制御のために割り付けられる１〜５０までのチャンネルナンバーを設定するためのものである。また、マイクロコンピュータ４５４は各ショーケース５及び冷凍機３毎に設定された個別の識別情報としてのセンサーＩＤを保有している。
【００４５】
ショーケース５や冷凍機３の設置に際して各端末コントローラＳＣには設定スイッチ４６４により１〜５０までの内の１つを設定すると共に、当該端末コントローラＳＣが接続されるマスターコントローラＭＣにおいてはＡ〜Ｃまでの内の１つを設定することにより、各端末コントローラＳＣのチャンネルナンバー（例えばＡ０１）を割当て設定する。
【００４６】
以上の構成で、マスターコントローラＭＣにおいてはキースイッチ３３７、ディップスイッチ３３８及びスライドスイッチ３３９により、各端末コントローラＳＣ毎に割り当てられたチャンネルナンバー（例えばＡ０１）毎に庫内設定温度、各種警報、霜取りに関する各種設定値、管理温度等、冷却貯蔵庫（ショーケースＳＣ）等の運転条件を設定することができる。
【００４７】
このマスターコントローラＭＣで設定されたショーケース５や冷凍機３の運転条件に関するデータはマイクロコンピュータ３２４により前記ＲＡＭ３２７、ＥＥＰＲＯＭ３４０に保存されると共に、送受信手段３２９から各端末コントローラＳＣに送信される。また、インターフェース３２５に装着されているＳＤカード２１０に書き込まれる。
【００４８】
これらデータは前記チャンネルナンバー毎に区別されて送信及び書込が行われる。また、集中コントローラＲＣからの要求によりマスターコントローラＭＣのマイクロコンピュータ３２４は、前記キースイッチ３３７等にて設定されたデータをターミナルアダプタ２２４により集中コントローラＲＣに送信する。更に、マスターコントローラＭＣは集中コントローラＲＣからプログラムデータが送信された場合、ターミナルアダプタ２２４を介してそれを受信し、ＲＯＭ３２６内のデータ及びインターフェース３２５に装着されているＳＤカード２１０内のデータを受信されたデータに書き替える。
【００４９】
一方、端末コントローラＳＣでは送受信手段４５８が自らのチャンネルナンバー（０１〜５０）当ての運転条件に関するデータを受信すると、マイクロコンピュータ４５４はＲＡＭ４５７に当該データを保存する。同様にマイクロコンピュータ４５４は、インターフェース４５３に装着されているＳＤカード２１０に当該運転条件に関するデータを保存する。
【００５０】
ショーケース５に設けられた端末コントローラＳＣのマイクロコンピュータ４５４は前記センサ４６６からのショーケース５の庫内温度に関するデータと前記運転条件に関するデータの内の設定過熱度（蒸発器６３における冷媒の過熱度設定値）とを比較してアクチュエータ４６３としての主膨張弁６２を制御する。冷凍機３に設けられた端末コントローラＳＣのマイクロコンピュータ４５４は前記センサ４６６からの冷凍機３の各部の温度や圧力に関するデータと前記運転条件に関するデータの内の設定値とを比較してアクチュエータ４６３としての圧縮機１１やガスクーラ用送風機４７、補助膨張弁８３や各電動膨張弁、電磁弁を制御する（詳しくは後述）。
【００５１】
このような各ショーケース５や冷凍機３の運転状態に関するデータはマイクロコンピュータ４５４によって逐次ＲＡＭ４５７に保存され、更新されている。同様に、マイクロコンピュータ４５４によって逐次インターフェース４５３に装着されているＳＤカード２１０に当該運転状態に関するデータは保存され、更新されている。
【００５２】
マスターコントローラＭＣのマイクロコンピュータ３２４は、例えば１分間に一回各端末コントローラＳＣにポーリングを行う。各端末コントローラＳＣのマイクロコンピュータ４５４はマスターコントローラＭＣからポーリングされると、自らのチャンネルナンバーと共にＲＡＭ４５７内に保存している自ら（ショーケース５、冷凍機３）の運転状態に関するデータを送受信手段４５８よりマスターコントローラＭＣに送信する。尚、端末コントローラＳＣはショーケース５や冷凍機３で前述した警報が発生したときには、自動的にマスターコントローラＭＣにデータを送信する。
【００５３】
マスターコントローラＭＣは送受信手段３２９によりこの運転状態に関するデータを受信し収集して、各端末コントローラＳＣ毎に、即ちチャンネル別に例えば最大１５０台分の運転状態に関するデータをＲＡＭ３２７内及びインターフェース３２５に装着されているＳＤカード２１０内に格納する。このＲＡＭ３２７内及びＳＤカード２１０内の運転状態に関するデータは同様に次回のポーリングによって端末コントローラＳＣより運転状態に関するデータが送信されることにより更新される。
【００５４】
マスターコントローラＭＣは、このような手順にて各端末コントローラＳＣより各ショーケース５や冷凍機３の運転状態に関するデータを収集する。マイクロコンピュータ３２４はキースイッチ３３７の操作に基づき、ＲＡＭ３２７内に収集したデータから例えば庫内温度とＥＥＰＲＯＭ３４０に保存されている庫内設定温度を読み出し、各チャンネルナンバーと共に液晶表示部３３４に表示する。また、前記キースイッチ３３７の操作により、特定のショーケース５の庫内温度の推移などをグラフにて液晶表示部３３４に表示する。
【００５５】
そして、集中コントローラＲＣからの要求に応じて、収集したＲＡＭ３２７内の運転状態に関するデータをターミナルアダプタ２２４を介して集中コントローラＲＣに送信する。また、マスターコントローラＭＣは警報（異常）発生時には自動的に集中コントローラＲＣにデータを送信する。この運転状態に関するデータ中には、実施例では少なくとも低圧圧力センサ３２が検出する冷凍機３の低圧圧力、ショーケース５の主膨張弁６２の弁開度、冷凍装置Ｒの消費電力量（冷凍機３等に設けられた電力量計等の図示しない電力量検出手段にて検出される）、冷凍機３の圧縮機１１の運転状態（運転周波数やＯＮ（起動）／ＯＦＦ（停止）の状態）、外気温度センサ５６が検出する外気温度、高圧圧力センサ５８が検出する高圧圧力、ショーケース５の庫内温度等に関するデータが含まれる。
【００５６】
保守管理会社Ｐ３の集中コントローラＲＣのマイクロコンピュータ２０７は、ターミナルアダプタ２２３を介して各店舗Ｐ１やＰ２のマスターコントローラＭＣから運転状態に関するデータを受け取ると、それをハードディスク２０８及びインターフェース２１２に装着されているＳＤカード２１０内に保存する。そして、マイクロコンピュータ２０７は所定のキーボード操作により、マスターコントローラＭＣから送信されたデータを解析し、統計等をとる（故障件数や故障内容の分布）。この場合、マイクロコンピュータ２０７は各店舗Ｐ１、Ｐ２のショーケース５や冷凍機３の過去１年分の運転状態に関するデータをデータテーブルとしてハードディスク２０８に保存しており、１年以上経過した時点で古いデータから消去していく。
【００５７】
また、集中コントローラＲＣのマイクロコンピュータ２０７は、キーボード２２１やマウス２２の操作により、各店舗Ｐ１、Ｐ２のショーケース５や冷凍機３（前記チャンネルナンバーで特定）の運転条件に関するデータを入力可能とされている。入力されたデータはハードディスク２０８等に保存される。そして、この入力された運転条件に関するデータは、集中コントローラＲＣからターミナルアダプタ２２３、通信回線Ｌ１、ターミナルアダプタ２２４を介してマスターコントローラＭＣに送信される。
【００５８】
この場合、集中コントローラＲＣのマイクロコンピュータ２０７は、マスターコントローラＭＣから受信した運転状態に関するデータの形式から当該マスターコントローラＭＣの制御プログラムのバージョンを判別する。上述したようにハードディスク２０８にはマスターコントローラＭＣの制御プログラムの各バージョンが格納されているので、集中コントローラＲＣは判別したバージョンの制御プログラムを選択し、当該バージョンの制御プログラムの形式で運転条件に関するデータを作成してマスターコントローラＭＣに送信する。
【００５９】
この運転条件に関するデータには後述する低圧制御値や圧縮機１１の制御方式（運転周波数の上昇速度）等が含まれる。運転条件に関するデータを受信したマスターコントローラＭＣはそれをＲＡＭ３２７に保存すると共に、前記チャンネルナンバーと共に各端末コントローラＳＣ宛、送信する。これにより、集中コントローラＲＣでは各店舗Ｐ１、Ｐ２のショーケース５や冷凍機３を遠隔制御し、また、運転状態の監視や分析を行うことができるように構成されている。
【００６０】
（Ｂ）端末コントローラＳＣによる基本的な制御
各ショーケース５の端末コントローラＳＣは、通常運転中は電源が投入されている間、電磁弁６０を開放し、蒸発器６３に主膨張弁６２で絞られた冷媒を供給して蒸発させる。この場合、ガスクーラ４６を経た超臨界状態の二酸化炭素冷媒は、高圧配管７を経て電磁弁６０を通過し、主膨張弁６２に至る。この主膨張弁６２で絞られる過程で冷媒は液化していき、蒸発器６３に流入する。そして、蒸発器６３に流入した液冷媒が蒸発することで、冷却作用を発揮することになる。蒸発器６３で冷却されたショーケース５の庫内の冷気は、前述した冷気循環用送風機で庫内に循環され、これにより各ショーケース５の庫内は冷却されることになる。
【００６１】
この場合、ショーケース５の端末コントローラＳＣは、受信した自ら宛の運転条件に関するデータに基づき、アクチュエータ４６３としての主膨張弁６２を制御して蒸発器６３における冷媒の過熱度を前述した設定過熱度に制御する。即ち、蒸発器６３から出る冷媒の過熱度が設定過熱度より高い場合には弁開度を拡大し、低い場合には縮小する。そして、ショーケース５の庫内が冷えていくことで蒸発器６３における冷媒の蒸発は緩慢となるので、主膨張弁６２の弁開度は縮小されていき、やがて全閉となる。蒸発器６３では冷媒が蒸発することにより冷却能力が得られるので、過熱度を設定過熱度に制御することで、庫内温度も庫内設定温度に制御されることになる。
【００６２】
冷凍機３の端末コントローラＳＣは、受信した自ら宛の運転条件に関するデータに基づいてアクチュエータ４６３としての圧縮機１１やガスクーラ用送風機４７の運転と各弁（電動膨張弁、電磁弁）の開度／開閉の制御を行い、また、後述する冷媒量調整タンク１００及び増設冷媒量調整タンク１１６への冷媒の回収とそれらから冷媒回路１への冷媒の放出の制御等を行う。
【００６３】
この場合、冷凍機３の端末コントローラＳＣは、上記運転条件に関するデータ中のＯＮ値、ＯＦＦ値、ディファレンシャル値から成る前記低圧制御値と低圧圧力センサ３２が検出する冷媒回路１の低圧側圧力ＬＰとに基づいて圧縮機１１、１１の運転周波数を制御する。この場合、ディファレンシャル値とはＯＦＦ値より低い低圧カット値と当該ＯＦＦ値との差であり、各値の関係はＯＮ値＞ＯＦＦ値＞低圧カット値となる。各ショーケース５において冷却能力が不足する場合、主膨張弁６２の弁開度は拡大されるので、低圧側圧力ＬＰは上昇する。冷凍機３の端末コントローラＳＣは、低圧圧力センサ３２が検出する低圧側圧力ＬＰがＯＮ値より高くなった場合、前述した所定の上昇速度で圧縮機１１の運転周波数の上昇させる。これにより、各ショーケース５の蒸発器６３における冷却能力を確保する。
【００６４】
逆にショーケース５において冷却能力が過剰となると、主膨張弁６２は弁開度を縮小させるので、低圧側圧力ＬＰも低下する。冷凍機３の端末コントローラＳＣは上記低圧側圧力ＬＰがＯＦＦ値より低くなった場合、所定の低下速度で圧縮機１１の運転周波数を低下させる。尚、圧縮機１１の運転周波数の可変範囲は例えば３０Ｈｚ〜６０Ｈｚである。これにより、過剰な冷却能力を削減する。尚、低圧側圧力ＬＰがＯＦＦ値以上、ＯＮ値以下の範囲にある場合には、圧縮機１１の運転周波数は現状維持となる。また、圧縮機１１の運転周波数を低下させても低圧側圧力ＬＰが尚も低下し、低圧カット値まで低下した場合、端末コントローラＳＣは圧縮機１１、１１を停止させ、再度ＯＮ値に上昇した時点で圧縮機１１、１１を再起動する制御を実行する。
【００６５】
（Ｃ）異常時の集中コントローラＲＣの制御
次に、冷凍機３において異常が発生した場合の動作について図６、図７を参照して説明する。
【００６６】
（Ｃ−１）高圧警報、高温警報
先ず、冷凍機３において高圧警報や高温警報が発生した場合の動作について図６のフローチャートを参照しながら説明する。図６はこの場合の集中コントローラＲＣ及びマスターコントローラＭＣ、端末コントローラＳＣの動作を示している。環境要因や機器要因により冷凍機３において高圧圧力センサ５８が検出する高圧圧力ＨＰが異常に上昇して高圧警報値に達した場合、又は、圧縮機１１の吐出温度が異常に上昇して高温警報値に達した場合、端末コントローラＳＣは圧縮機１１を強制停止させると共に、ブザー４１３等で高圧警報、又は、高温警報を発すると共に、運転状態に関するデータ中に警報データを書き込んでマスターコントローラＭＣに送信する。マスターコントローラＭＣは警報データを含む運転状態に関するデータを受信すると、ブザー３３６等で同様の警報を発すると共に、同様の警報データを含む運転状態に関するデータを集中コントローラＲＣに送信する。
【００６７】
集中コントローラＲＣのマイクロコンピュータ２０７は、係る高圧警報、高温警報のデータを含む運転状態に関するデータを受信すると、図６のステップＳ１で発生時の運転状態に関するデータ中の外気温度を取り込み、ステップＳ２で発生時の低圧圧力が庫内温度に対して正常な値か否か、低圧カット値まで低下して圧縮機１１が起動／停止を繰り返して以内か否か判断する。ステップＳ３では発生時の主膨張弁６２の弁開度が、蒸発器６３が十分機能する弁開度の範囲内か否か判断する。
【００６８】
次に、ステップＳ４でマイクロコンピュータ２０７はハードディスク２０８に保存している過去１年分の運転状態に関するデータの履歴から、例えば、１年前のその日、又は、それに加えてその日の周辺（例えば８月１日であれば１年前の８月１日とその周辺の日にち）の過去のデータを抽出し、当該過去の外気温度、低圧圧力、主膨張弁６２の弁開度に関するデータ（正常な場合のデータ）と警報発生時の現在のデータとを比較する。そして、現在のデータが正常な範囲内か否か判断する。
【００６９】
次に、ステップＳ５でマイクロコンピュータ２０７はハードディスク２０８に保存している過去の１年分の運転状態に関するデータの履歴から、同様に１年前の消費電力量の過去のデータ（外気温度に対して理想的なデータ）を抽出し、当該過去のデータと警報発生時の現在のデータとを比較する。そして、外気温度に対して理想的な消費電力量か否か判断する。
【００７０】
そして、ステップＳ６に進んで前述した低圧制御値（ＯＮ値、ＯＦＦ値、ディファレンシャル値）や主膨張弁６２を開くタイミング、弁開度、圧縮機１１の運転周波数の上昇速度等を決定する。例えば、上記の如く外気温度、低圧圧力、主膨張弁６２の弁開度、消費電力量を過去のデータ等と比較し、高温／高圧警報による圧縮機１１の停止が、例えば外気温度の上昇や日射量の増大等の環境要因の負荷が増大したことによるものと判断した場合、マイクロコンピュータ２０７は例えば各ショーケース５の主膨張弁６２が開くタイミングを変更（各主膨張弁６２が異なるタイミングで開くように変更）し、マスターコントローラＭＣを介して端末コントローラＳＣに圧縮機１１の再起動指示と共に、決定した主膨張弁６２が開くタイミングの運転条件に関するデータを送信する。
【００７１】
また、圧縮機１１の停止が冷凍装置Ｒ自体の要因（機器要因）によるものと判断した場合（例えば、庫内に大量の商品が投入された等）、マイクロコンピュータ２０７は低圧制御値や各設定を変更すること無く、再起動指示のみを端末コントローラＳＣに送信する。  
【００７２】
更に、外気温度や日射等の環境負荷の減少により、主膨張弁６２が締まり気味であるのに消費電力量が大きい等の場合、マイクロコンピュータ２０７は低圧制御値が低すぎると判断して、当該低圧制御値を全体として上昇させ、消費電力量の削減を図る。そして、マスターコントローラＭＣを介し、端末コントローラＳＣに圧縮機１１の再起動指示と共に、決定した低圧制御値の運転条件に関するデータを送信する。これらにより端末制御手段ＳＣにおいて冷凍機３、ショーケース５の最適な運転制御を実現する。
【００７３】
（Ｃ−２）低圧カット
次に、冷凍機３において低圧カットが発生した場合の動作について図７のフローチャートを参照しながら説明する。図７はこの場合の集中コントローラＲＣ及びマスターコントローラＭＣ、端末コントローラＳＣの動作を示している。冷凍機３の低圧圧力センサ３２が検出する低圧圧力が前述した低圧カット値まで低下した場合、冷凍機３の端末コントローラＳＣは圧縮機１１を停止（低圧カット）させる。この低圧カット動作は運転状態に関するデータに含まれてマスターコントローラＭＣを介し、集中コントローラＲＣに送信される。
【００７４】
集中コントローラＲＣのマイクロコンピュータ２０７は、係る低圧カットのデータを含む運転状態に関するデータを受信すると、図７のステップＳ７で発生時の運転状態に関するデータ中の外気温度を取り込み、ステップＳ８で発生時の低圧圧力の変化（圧縮機１１が停止してからの低圧圧力が上昇する傾き）を判断する。ステップＳ９では発生時のショーケース５の庫内温度が、庫内設定温度に対してどの程度差があるか判断する。次に、ステップＳ１０で発生時の圧縮機１１のＯＮ／ＯＦＦ頻度（規定時間以内に圧縮機１１が何回ＯＮしているか）を判断し、ステップＳ１１では発生時の圧縮機１１のＯＮ／ＯＦＦ時間間隔（圧縮機１１の起動、停止の時間間隔）を判断する。
【００７５】
そして、ステップＳ１２に進んで前述した低圧制御値（ＯＮ値、ＯＦＦ値、ディファレンシャル値）や主膨張弁６２を開くタイミング、弁開度、圧縮機１１の運転周波数の上昇速度等を決定する。例えば、庫内温度に異常がないのに、低圧カット値で圧縮機１１が頻繁にＯＮ／ＯＦＦを繰り返している場合、マイクロコンピュータ２０７は圧縮機１１の運転周波数の上昇速度を低下させ、急激な冷凍能力上昇による頻繁なＯＮ／ＯＦＦを回避を図る。そして、マスターコントローラＭＣを介し、端末コントローラＳＣに決定した上昇速度の運転条件に関するデータを送信する。これにより端末コントローラＳＣによる冷凍機３、ショーケース５の最適な運転制御を実現する。
【００７６】
（Ｄ）スプリットサイクル
次に、図１に戻って実施例の冷凍装置Ｒのスプリットサイクルについて説明する。実施例における冷凍装置Ｒは、各圧縮機１１の前記第１の回転圧縮要素１８（低段側）、インタークーラ３８、２つの流体の流れを合流させる合流装置としての合流器８１、各圧縮機１１の前記第２の回転圧縮要素２０（高段側）、オイルセパレータ４４、ガスクーラ４６、分流器８２、補助膨張弁８３、中間熱交換器８０、電磁弁６０、主膨張弁（主絞り手段）６２、蒸発器６３とから冷凍サイクルが構成される。
【００７７】
分流器８２は、ガスクーラ４６から出た冷媒を二つの流れに分岐させる分流装置である。即ち、本実施例の分流器８２は、ガスクーラ４６から出た冷媒を第１の冷媒流と第２の冷媒流とに分流し、第１の冷媒流を補助回路に流し、第２の冷媒流を主回路に流すように構成されている。
【００７８】
図１における主回路とは、圧縮機１１の第１の回転圧縮要素１８、インタークーラ３８、合流器８１、第２の回転圧縮要素２０、ガスクーラ４６、分流器８２、中間熱交換器８０の第２の流路８０Ｂ、電磁弁６０、主膨張弁６２、蒸発器６３から成る環状の冷媒回路であり、補助回路とは、分流器８２から補助膨張弁８３、中間熱交換器８０の第１の流路８０Ａを順次経て合流器８１に至る回路を示す。後述する電磁弁１０６、キャピラリチューブ１０７の下流側の前記第２の連通回路１０５は、補助膨張弁８３の下流側の第１の流路８０Ａ入口に合流している。
【００７９】
補助膨張弁８３は、上記分流器８２で分流され、補助回路を流れる第１の冷媒流を減圧するものである。中間熱交換器８０は、補助膨張弁８３で減圧された補助回路の第１の冷媒流及び第２の連通回路１０５を介して、後述する冷媒量調整タンク１００の下部から放出された冷媒（以下、これらを総じて第１の冷媒流という）と分流器８２で分流された第２の冷媒流との熱交換を行う熱交換器である。当該中間熱交換器８０には、第２の冷媒流が流れる第２の流路８０Ｂと、上記第１の冷媒流が流れる第１の流路８０Ａとが熱交換可能な関係で設けられており、該中間熱交換器８０の第２の流路８０Ｂを通過することにより、第２の冷媒流は第１の流路８０Ａを流れる第１の冷媒流により冷却されるので、蒸発器６３における比エンタルピが小さくなる。
【００８０】
即ち、スプリットサイクルを備えた実施例における冷凍装置Ｒでは、ガスクーラ４６で放熱した後の冷媒を分流し、補助膨張弁８３で減圧膨張された第１の冷媒流により、第２の冷媒流を冷却することができるようになり、蒸発器６３入口の比エンタルピを小さくすることができるようになる。これにより、冷凍効果を大きくすることが可能となり、従来の装置に比べて効果的に性能を向上させることができるようになる。また、分流された第１の冷媒流は圧縮機１１の高段側吸込口２６から第２の回転圧縮要素２０（中間圧部）に戻されるため、圧縮機１１の低段側吸込口２２から第１の回転圧縮要素１８（低圧部）に吸い込まれる第２の冷媒流の量が減少し、低圧から中間圧まで圧縮するための第１の回転圧縮要素１８（低段部）における圧縮仕事量が減少する。その結果、圧縮機１１における圧縮動力が低下して成績係数が向上する。
【００８１】
（Ｅ）オイルセパレータ
上述した圧縮機１１の高段側吐出口２８とガスクーラ４６とを接続する高圧吐出配管４２には、オイルセパレータ４４が介設されている。このオイルセパレータ４４は、圧縮機１１から吐出された高圧の吐出冷媒中に含まれるオイルを冷媒と分離して捕捉するものであり、このオイルセパレータ４４には、捕捉したオイルを圧縮機１１に戻すオイル戻し回路７３が接続されている。このオイル戻し回路７３中には、オイルタンク７９と、捕捉したオイルを冷却するオイルクーラ７４が設けられ、このオイルクーラ７４の下流側で、オイル戻し回路７３は２系統に分岐され、それぞれ流量調整弁（電動弁）７６を介して圧縮機１１の密閉容器１２に接続される。圧縮機１１の密閉容器１２内は、上述のように中間圧に保たれるため、捕捉されたオイルは、オイルセパレータ４４内の高圧と密閉容器１２内の中間圧との差圧によって当該密閉容器１２内に戻される。また、圧縮機１１の密閉容器１２には、この密閉容器１２内に保有するオイルのレベルを検出するオイルレベルフロートスイッチ７７が設けられている。
【００８２】
また、オイルクーラ７４はガスクーラ４６と同一の風路４５に設置されており、ガスクーラ用送風機４７により空冷される。そして、オイルクーラ７４を経た後、二系統に分離して流量調整弁７６を経て圧縮機１１に戻る。これにより、高温冷媒と共に高温とされたオイルは、オイルクーラ７４にて冷却されて圧縮機１１に帰還するため、圧縮機１１の温度上昇を抑制することができる。
【００８３】
（Ｆ）バイパス配管
また、冷凍機３にはインタークーラ３８の出口側の冷媒回路１の中間圧部、実施例ではインタークーラ３８の出口側の中間圧吸入管４０と、冷媒回路１の低圧側、実施例では冷媒導入管３１とを連通するバイパス配管８４が設けられている。また、このバイパス配管８４には、通電時に流路を開き、非通電時には流路を封止する電磁弁８５が介設されている。
【００８４】
このバイパス配管８４の電磁弁８５は、圧縮機１１が停止した後、再起動する際に、圧縮機１１が起動から所定の運転周波数に上昇するまでの間、開放される。電磁弁８５が開放されると、第１の回転圧縮要素１８により中間圧に昇圧され、低段側吐出口２４から中間圧吐出配管３６に吐出された冷媒は、インタークーラ３８を経てバイパス配管８４を介し、冷媒回路１の低圧側である冷媒導入管３１に流入することになる。
【００８５】
これにより、冷媒回路１の中間圧部と低圧側とが均圧されるので、圧縮機１１の起動時にトルク不足が生じている間、中間圧部の圧力と高圧側の圧力とが接近してしまうことによる始動不良を未然に回避することができるようになる。尚、圧縮機１１の運転周波数が所定の値まで上昇した後は、電磁弁８５は非通電とされる（閉）。
【００８６】
（Ｇ）冷媒量調整タンク
次に、実施例における冷凍装置Ｒの冷媒回路１の循環冷媒量の調整について説明する。冷媒回路１の超臨界圧力となる高圧側、本実施例では冷凍機３の中間熱交換器８０の下流側には、第１の連通回路１０１を介して冷媒量調整タンク１００が接続されている。この冷媒量調整タンク１００は圧縮機１１やガスクーラ４６等と共に冷凍機３に内蔵されているもので、所定の容積を有するものであり、当該タンク１００上部に第１の連通回路１０１が接続されている。この第１の連通回路１０１には、絞り機能を有する第１の弁装置として電動膨張弁１０２が介設されている。
【００８７】
そして、この冷媒量調整タンク１００には、当該タンク１００内上部と、冷媒回路１の中間圧部とを連通する前記第３の連通回路１０３が接続されている。本実施例では、第３の連通回路１０３の他端は、中間圧部としての冷媒回路１のインタークーラ３８の出口側の中間圧吸入管４０に連通させる。この第３の連通回路１０３には、第３の弁装置としての電磁弁１０４が介設されている。
【００８８】
また、この冷媒量調整タンク１００には、当該タンク１００内下部と、冷媒回路１の中間圧部とを連通する前記第２の連通回路１０５が接続されている。本実施例では、第２の連通回路１０５の他端は、中間圧部の一例として前記中間圧吸入管４０に連通した中間熱交換器８０の第１の流路８０Ａの入口に連通させる。この第２の連通回路１０５には、第２の弁装置としての前記電磁弁１０６とキャピラリチューブ１０７が介設されている。
【００８９】
（Ｇ−１）増設冷媒量調整タンク
更に、実施例の冷凍装置Ｒには増設冷媒量調整装置１１１が接続される。この増設冷媒量調整装置１１１は、冷凍装置Ｒの規模に応じて冷媒量調整タンク１００に対して増設冷媒量調整タンク１１６（これも冷媒量調整タンク）を増設するために、冷凍機３にオプション的に取り付けられるものであり、冷凍機３の外部に設けられ（増設）、冷媒回路１に着脱可能に接続される。この場合、増設冷媒量調整装置１１１は、図示しない外装ケース内部に所定の容量を有した増設冷媒量調整タンク１１６を備えると共に、増設冷媒量調整タンク１１６の上部に絞り機能を有する第１の弁装置としての電動膨張弁１１７を介して連通する第１のサービス口（サービスバルブ）１１８と、増設冷媒量調整タンク１１６の上部に第３の弁装置としての電磁弁１１９を介して連通する第３のサービス口（サービスバルブ）１２１と、増設冷媒量調整タンク１１６の下部に第２の弁装置としての電磁弁１２２と図示しないキャピラリチューブを介して連通する第２のサービス口（サービスバルブ）１２４を備え、これらサービス口１１８、１２１、１２４は増設冷媒量調整装置１１１より外部に露出している。
【００９０】
一方、冷媒回路１の超臨界圧力となる高圧側、本実施例では冷凍機３の中間熱交換器８０の下流側には、高圧サービス口（サービスバルブ）１１２が連通して取り付けられており、中間圧領域となる中間圧吸入管４０に連通された第３の連通回路１０３には、中間圧サービス口（サービスバルブ）１１３が連通して予め取り付けられている。また、冷媒回路１の低圧側である冷媒導入管３１には、低圧サービス口（サービスバルブ）１１４が連通して予め取り付けられており、これらサービス口１１２〜１１４も冷凍機３より外部に露出している。
【００９１】
そして、この増設冷媒量調整装置１１１を冷媒回路１に接続する際には、第１の増設連通回路（第１の連通回路）を構成する第１の増設連通配管１２６により第１のサービス口１１８を高圧サービス口１１２に着脱可能に接続して連通させ、第３の増設連通回路（第３の連通回路）を構成する第３の増設連通配管１２７により第３のサービス口１２１を中間圧サービス口１１３に着脱可能に接続して連通させ、第２の増設連通回路（第２の連通回路）を構成する第２の増設連通配管１２８により第２のサービス口１２４を低圧サービス口１１４に着脱可能に接続して連通させる。
【００９２】
これにより、増設冷媒量調整タンク１１６の上部は第１の増設連通配管１２６を介して冷媒回路１の高圧側に連通され、電動膨張弁１１７は第１の増設連通回路内に設けられたかたちとなり、増設冷媒量調整タンク１１６の上部はまた第３の増設連通配管１２７を介して冷媒回路１の中間圧部に連通され、電磁弁１１９は第３の増設連通回路内に設けられたかたちとなる。また、増設冷媒量調整タンク１１６の下部は第２の増設連通配管１２８を介して冷媒回路１の低圧側に連通され、電磁弁１２２は第２の増設連通回路内に設けられたかたちとなる。
【００９３】
（Ｇ−２）冷媒回収／冷媒放出制御
以下、冷凍機３の端末コントローラＳＣによる冷媒回路１から冷媒量調整タンク１００及び増設冷媒量調整タンク１１６への冷媒の回収とそれらから冷媒回路１への冷媒の放出の制御について説明する。尚、冷凍機３の端末コントローラＳＣは高圧圧力センサ５８が検出する高圧側圧力ＨＰが所定の高圧保護値（例えば、１２ＭＰａ）を超えた場合、圧縮機１１の運転を停止する高圧遮断動作を実行するものとする。これを前提として以下の冷媒回収と放出に関する制御を説明する。
【００９４】
冷凍機３の端末コントローラＳＣは、外気温度センサ５６が検出する外気温度に基づいて目標高圧ＴＨＰを決定する。この場合、外気温度が低い程、高圧側圧力の目標高圧ＴＨＰを低くする方向で決定する。次に、この目標高圧ＴＨＰと、高圧圧力センサ５８が検出する冷媒回路１の高圧側圧力ＨＰに基づいて電動膨張弁（第１の弁装置）１０２及び電動膨張弁（第１の増設弁装置）１１７、電磁弁（第２の弁装置）１０６及び電磁弁（第２の増設弁装置）１２２、電磁弁（第３の弁装置）１０４及び電磁弁（第３の増設弁装置）１１９を制御することにより、冷媒量調整タンク１００及び増設冷媒量調整タンク１１６に冷媒を回収しながら、それらより冷媒を放出すると共に、冷媒の回収と冷媒の放出の度合いを調整することで、冷媒回路１内の循環冷媒量を制御する。
【００９５】
次に、冷凍機３の端末コントローラＳＣによる具体的な冷媒回収と冷媒放出の制御を説明する。尚、以下の説明では冷媒量調整タンク１００の冷媒回収と放出制御（電動膨張弁１０２、電磁弁１０６、１０４の制御）についてのみ説明するが、増設冷媒量調整タンク１１６についても、電動膨張弁１０２、電磁弁１０６、１０４にそれぞれ対応する電動膨張弁１１７、電磁弁１２２、１１９が冷媒量調整タンク１００の場合と同様に制御されるものとして説明を省略する。但し、増設冷媒量調整タンク１１６は電磁弁１２２により冷媒回路１の低圧側に連通され、冷媒が放出される点で冷媒量調整タンク１００とは異なる。
【００９６】
今、高圧圧力センサ５８が検出する冷媒回路１の高圧側圧力ＨＰが目標高圧ＴＨＰ付近にあるものとすると、端末コントローラＳＣは電動膨張弁１０２（増設冷媒量調整タンク１１６の場合は電動膨張弁１１７。以下、同じ）の弁開度を全閉状態とし、電磁弁１０６（増設冷媒量調整タンク１１６の場合は電磁弁１１９。以下、同じ）を開き、電磁弁１０４（増設冷媒量調整タンク１１６の場合は電磁弁１２２。以下、同じ）を閉じている。この状態では冷媒量調整タンク１００（及び増設冷媒量調整タンク１１６。以下、同じ）内は高圧側に連通されず、上部も中間圧領域に連通されず、下部のみが中間圧領域（増設冷媒量調整タンク１１６の場合は低圧側）に連通される。従って、冷媒量調整タンク１００内の冷媒は全て冷媒回路１の中間圧領域（増設冷媒量調整タンク１１６の場合は低圧側。以下、同じ）に放出され、冷媒量調整タンク１００内は空となった状態となるので所謂液封が防止される。
【００９７】
端末コントローラＳＣは所定のサンプリングタイミングＴ１（例えば、２００ｍｓ等）毎に高圧圧力センサ５８が検出する高圧側圧力ＨＰを取り込み、目標高圧ＴＨＰと比較する。そして、高圧側圧力ＨＰが上昇し、例えば目標高圧ＴＨＰ＋１．０（ＭＰａ）より高くなると（目標高圧ＴＨＰ＋１．０＜高圧側圧力ＨＰ）、端末コントローラＳＣは電磁弁１０６を閉じ、電動膨張弁１０２の弁開度を全閉状態（零ステップ）から所定ステップＳ（例えば、１００ステップ等）開いた状態とする。また、電磁弁１０４を開放する。
【００９８】
これにより、圧縮機１１の高段側吐出口２８から吐出された高温高圧冷媒は、オイルセパレータ４４を経て、ガスクーラ４６、中間熱交換器８０にて冷却された後、その一部が開放されている電動膨張弁１０２が介設された第１の連通回路１０１（増設冷媒量調整タンク１１６の場合は第１の増設連通配管１２６。以下、同じ）を介して冷媒量調整タンク１００内に流入する。
【００９９】
また、高圧側圧力ＨＰが更に上昇し、例えば目標高圧ＴＨＰ＋１．３（ＭＰａ）より高くなると（目標高圧ＴＨＰ＋１．３＜高圧側圧力ＨＰ）、端末コントローラＳＣは電磁弁１０６を閉じ、電動膨張弁１０２の弁開度を更に所定ステップＳ開き、全閉状態から合わせてステップ２Ｓ（２００ステップ）開いた状態に弁開度を拡大する。また、電磁弁１０４は開放したままである。これにより、電動膨張弁１０２を介して第１の連通回路１０１から冷媒量調整タンク１００に流入する冷媒の回収速度が上昇する。
【０１００】
また、高圧側圧力ＨＰが更に上昇し、例えば目標高圧ＴＨＰ＋１．６（ＭＰａ）より高くなると（目標高圧ＴＨＰ＋１．６＜高圧側圧力ＨＰ）、端末コントローラＳＣは電磁弁１０６を閉じ、電動膨張弁１０２の弁開度をステップ２Ｓ（２００ステップ）から更に所定ステップＳ開き、全閉状態から合わせてステップ３Ｓ（３００ステップ）開いた状態に弁開度を拡大する。また、電磁弁１０４は開放したままである。これにより、電動膨張弁１０２を介して第１の連通回路１０１から冷媒量調整タンク１００に流入する冷媒の回収速度が更に上昇する。
【０１０１】
これまでの間、電磁弁１０４が開放されていることにより、冷媒量調整タンク１００の上部と冷媒回路１の中間圧領域とを連通する第３の連通回路１０３（増設冷媒量調整タンク１１６の場合には第３の増設連通配管１２７。以下、同じ）を介して、冷媒量調整タンク１００内の圧力をタンク外にそれぞれ逃がすことができる。そのため、外気温度が高くなった場合など、冷媒回路１内の冷媒が液化しない超臨界サイクル運転している場合であっても、冷媒量調整タンク１００内の圧力が低下して当該冷媒量調整タンク１００内に流入した冷媒は液化し、冷媒量調整タンク１００内に溜まる。即ち、冷媒量調整タンク１００内の圧力は超臨界圧力以下に降下することによって、冷媒がガス領域から飽和領域となり、液面を確保することができる。
【０１０２】
これにより、迅速に、且つ、効率的に、冷媒回路１内の冷媒を冷媒量調整タンク１００（及び増設冷媒量調整タンク１１６）に回収することができる。従って、冷媒回路１内の高圧側が余剰となった冷媒によって異常高圧となる不都合を解消することができ、高圧異常による圧縮機１１の過負荷運転を防止することが可能となる。
【０１０３】
このように、端末コントローラＳＣは高圧側圧力ＨＰが上昇するに伴って電動膨張弁１０２の弁開度を拡大していき、冷媒量調整タンク１００への冷媒回収速度を上昇させていく。
【０１０４】
次に、このように冷媒量調整タンク１００に冷媒を回収したことで、高圧圧力センサ５８が検出する高圧側圧力ＨＰが低下し、高圧側圧力ＨＰが例えば目標高圧ＴＨＰ＋０．６（ＭＰａ）以下に低下した場合、端末コントローラＳＣは電動膨張弁１０２の弁開度をステップＳ／２（全閉状態から５０ステップ開いた状態。冷媒回収速度は最も低くなる。）に縮小すると共に、電磁弁１０４は閉じる。また、電磁弁１０６を所定時間ｔ１（例えば、１０ｓ）開いた後、閉じる。これにより、電動膨張弁１０２を介して冷媒量調整タンク１００内に冷媒を回収しながら、電磁弁１０４を介して冷媒量調整タンク１００内から所定量の冷媒が冷媒回路１の中間圧領域に放出される。
【０１０５】
係る冷媒の放出によっても高圧側圧力ＨＰが依然下がり続け、例えば目標高圧ＴＨＰ＋１．２（ＭＰａ）以下に低下した場合（高圧側圧力ＨＰ≦目標高圧＋１．２）、端末コントローラＳＣは同様に電動膨張弁１０２の弁開度をステップＳ／２に縮小した状態とし、電磁弁１０４も閉じたままとする。また、電磁弁１０６を再度所定時間ｔ１開いた後、閉じる。これにより、電動膨張弁１０２を介して冷媒量調整タンク１００内に冷媒を回収しながら、電磁弁１０４を介して冷媒量調整タンク１００内から更に所定量の冷媒が冷媒回路１の中間圧領域に放出される。
【０１０６】
また、係る冷媒の放出によっても高圧側圧力ＨＰが依然下がり続け、例えば目標高圧ＴＨＰ＋０．９（ＭＰａ）以下に低下した場合（高圧側圧力ＨＰ≦目標高圧＋０．９）、端末コントローラＳＣは電動膨張弁１０２の弁開度をステップＳ／２に縮小した状態とし、電磁弁１０４も閉じたままとする。また、電磁弁１０６を再度所定時間ｔ１開いた後、閉じる。これにより、電動膨張弁１０２を介して冷媒量調整タンク１００内に冷媒を回収しながら、電磁弁１０４を介して冷媒量調整タンク１００内から更に所定量の冷媒が冷媒回路１の中間圧領域に放出される。
【０１０７】
そして、係る冷媒の放出によっても高圧側圧力ＨＰが依然下がり続け、例えば目標高圧ＴＨＰ以下に低下した場合（高圧側圧力≦目標高圧）、端末コントローラＳＣは電動膨張弁１０２を全閉とし、電磁弁１０４も閉じたままとする。また、電磁弁１０６は開放状態とする。
【０１０８】
このように、端末コントローラＳＣは高圧側圧力ＨＰが低下するに伴って冷媒量調整タンク１００から冷媒を徐々に、即ち、電磁弁１０６を最短でサンプリングタイミングＴ２毎に所定時間ｔ１開くことで徐々に低圧側に放出していく。
【０１０９】
このように冷媒回路１に冷媒量調整タンク１００及び増設冷媒量調整タンク１１６が接続されていることで、冷媒回路１内の余剰となった冷媒を高圧側から冷媒量調整タンク１００及び増設冷媒量調整タンク１１６に回収し、また、冷媒量調整タンク１００から冷媒回路１の中間圧領域に、増設冷媒量調整タンク１１６からは低圧側に冷媒を放出して冷媒回路１内の循環冷媒量を適切に維持することが可能となる。これにより、冷媒回路１内の高圧側が異常高圧となる不都合を解消することができ、高圧異常による圧縮機１１の過負荷運転を防止することが可能となる。
【０１１０】
特に、冷凍機３の端末コントローラＳＣは冷媒量調整タンク１００及び増設冷媒量調整タンク１１６に冷媒を回収しながら放出し、目標高圧ＴＨＰに基づいて回収と放出の度合いを調整することで循環冷媒量を制御するので、冷媒量調整タンク１００及び増設冷媒量調整タンク１１６への冷媒の回収とそれらからの冷媒の放出に伴う循環冷媒量の急激な変動を防止することが可能となる。
【０１１１】
また、冷凍機３の端末コントローラＳＣは冷媒回路１の高圧側圧力ＨＰの上昇に伴い、冷媒量調整タンク１００及び増設冷媒量調整タンク１１６への冷媒回収速度を変更すると共に、高圧側圧力ＨＰが上昇するのに伴って冷媒回収速度を上昇させるので、過剰な冷媒回収を未然に防止することができるようになり、冷媒量調整タンク１００及び増設冷媒量調整タンク１１６への冷媒の回収に伴う循環冷媒量の急激な変動を効果的に防止することが可能となる。
【０１１２】
更に、冷媒量調整タンク１００及び増設冷媒量調整タンク１１６に冷媒を回収しながら、冷媒回路１の高圧側圧力ＨＰに基づき、冷媒量調整タンク１００及び増設冷媒量調整タンク１１６より冷媒を放出し、そして、冷媒回路１の高圧側圧力ＨＰが低下するに伴い、冷媒量調整タンク１００及び増設冷媒量調整タンク１１６から冷媒を徐々に放出するので、冷媒量調整タンク１００及び増設冷媒量調整タンク１１６からの冷媒の放出に伴う循環冷媒量の急激な変動を効果的に防止することが可能となる。
【０１１３】
これらにより、高圧側が臨界圧力となる冷凍装置Ｒの冷媒回路１内の循環冷媒量を適切に維持管理し、安定した冷却性能を実現することができるようになる。
【０１１４】
尚、実施例では低圧制御値や圧縮機の運転周波数上昇速度等の変更を高圧警報、高温警報、低圧カットの発生時に行うようにしたが、それに限らず、所定のサンプリングタイミングで常時実行してもよい。また、実施例では冷凍装置Ｒの低圧圧力、主膨張弁６３の弁開度、消費電力量、圧縮機１１の運転状態、及び、外気温度の全てを用いて判断したが、それに限らず、それらのうちの何れか、または、それらの組み合わせで判断してもよい。
【０１１５】
また、実施例では冷却機器の一例として店舗に設置されるショーケースを採り上げたが、冷凍機から冷媒が供給されるクーリングコイルにも本発明は有効である。更に、本発明における店舗の概念としては、スーパーマーケットやコンビニエンスストア等に限らず、生産工場やオフィス等の施設も含むものとする。更にまた、実施例で例示した各数値は、それに限定されるものでは無く、冷凍装置Ｒに応じて適宜設定するとよい。
【符号の説明】
【０１１６】
ＭＣ  マスターコントローラ
Ｒ  冷凍装置
ＲＣ  集中コントローラ
ＳＣ  端末コントローラ
１  冷媒回路
３  冷凍機
５  ショーケース
７  高圧配管
９  低圧配管
１１  圧縮機
３２  低圧圧力センサ
５８  高圧圧力センサ
６０  電磁弁
６２  主膨張弁
８５  電磁弁
１００  冷媒量調整タンク
１１１  増設冷媒量調整装置
１１６  増設冷媒量調整タンク
【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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