(57)【要約】      （修正有）【課題】空調用冷媒回路が冷暖房混在の作動が可能であり、冷凍冷蔵用回路の冷却能力が不足した場合これを向上させることが可能な空調冷凍システムを提供する。【解決手段】空調用圧縮機、室外熱交換器、複数の室内熱交換器が高圧ガス管、低圧ガス管、液管へ選択的に接続可能とされ、室外熱交換器及び室内熱交換器の一端は分岐された配管及び各配管に設けた開閉弁を介して高圧ガス管及び低圧ガス管の何れかに選択的に接続可能とされ、室外熱交換器及び室内熱交換器の他端は各々流量調整弁を介して液管に接続される空調用冷媒回路と、冷凍冷蔵用圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を備え被冷却設備を冷却する冷凍冷蔵用冷媒回路と、空調用冷媒回路と冷凍冷蔵用冷媒回路の冷媒を熱交換する熱交換器と、冷凍冷蔵用冷媒回路の冷却負荷に応じて、熱交換器での空調用冷媒回路と前記冷凍冷蔵用冷媒回路の冷媒の熱交換を制御する制御部とを備えた。【選択図】図１
2008232595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調用圧縮機、室外熱交換器、複数の室内熱交換器が高圧ガス管、低圧ガス管、液管のそれぞれの配管へ選択的に接続可能に構成され、前記空調用圧縮機の冷媒吐出管は前記高圧ガス管に接続され、当該空調用圧縮機の冷媒吸込管は前記低圧ガス管に接続されると共に、前記室外熱交換器及び前記室内熱交換器の一端は分岐された配管及びそれぞれの配管に設けられた開閉弁を介して前記高圧ガス管及び前記低圧ガス管のいずれかに選択的に接続可能に構成され、当該室外熱交換器及び当該室内熱交換器の他端はそれぞれ流量調整弁を介して前記液管に接続される空調用冷媒回路と、
冷凍冷蔵用圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を備えて被冷却設備の冷却を行う冷凍冷蔵用冷媒回路と、
前記空調用冷媒回路の冷媒と前記冷凍冷蔵用冷媒回路の冷媒との間で熱交換を行う熱交換器と、
前記冷凍冷蔵用冷媒回路の冷却負荷に応じて、前記熱交換器での前記空調用冷媒回路の冷媒と前記冷凍冷蔵用冷媒回路の冷媒との熱交換を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする空調冷凍システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記冷却負荷が所定量以上であると判断したとき、前記空調用冷媒回路の冷媒の前記熱交換器への循環を行わせるように制御することを特徴とする請求項１に記載の空調冷凍システム。
【請求項３】
前記熱交換器は、その一端が開閉弁を介して前記空調用冷媒回路の前記低圧ガス管へ接続可能に接続され、他端が流量調整弁を介して前記空調用冷媒回路の前記液管へ接続され、前記制御部は、前記冷却負荷が所定量以上であると判断したとき、前記開閉弁を開くと共に前記流量調整弁の開度を制御して前記空調用冷媒回路の冷媒の前記熱交換器への循環を行わせるよう制御することを特徴とする請求項１に記載の空調冷凍システム。
【請求項４】
前記熱交換器は、前記空調用冷媒回路の前記液管側に前記流量調整弁を備えて接続されることを特徴とする請求項３に記載の空調冷凍システム。
【請求項５】
前記冷凍冷蔵用圧縮機が運転中であるとき、前記空調用圧縮機は運転可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の空調冷凍システム。
【請求項６】
空調用圧縮機、室外熱交換器、複数の室内熱交換器が高圧ガス管、低圧ガス管、液管のそれぞれの配管へ選択的に接続可能に構成され、前記空調用圧縮機の冷媒吐出管は前記高圧ガス管に接続され、当該空調用圧縮機の冷媒吸込管は前記低圧ガス管に接続されると共に、前記室外熱交換器及び前記室内熱交換器の一端は分岐された配管及びそれぞれの配管に設けられた開閉弁を介して前記高圧ガス管及び前記低圧ガス管のいずれかに選択的に接続可能に構成され、当該室外熱交換器及び当該室内熱交換器の他端はそれぞれ流量調整弁を介して前記液管に接続される空調用冷媒回路と、
冷凍冷蔵用圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を備えて被冷却設備の冷却を行う冷凍冷蔵用冷媒回路と、
前記空調用冷媒回路の冷媒と前記冷凍冷蔵用冷媒回路の冷媒との間で熱交換を行う熱交換器と、を備えた空調冷凍システムの制御方法であって、
前記冷凍冷蔵用冷媒回路の冷却負荷に応じて、前記熱交換器での前記空調用冷媒回路の冷媒と前記冷凍冷蔵用冷媒回路の冷媒との熱交換を制御する、
ことを特徴とする空調冷凍システムの制御方法。
【請求項７】
前記冷凍冷蔵用圧縮機が運転中であるとき、前記空調用圧縮機は運転可能に構成されていることを特徴とする請求項６に記載の空調冷凍システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調冷凍システム及び空調冷凍システムの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空調用冷媒回路と冷凍冷蔵用冷媒回路とを備えた空調冷凍システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。空調用冷媒回路は、例えばコンビニエンスストア等の店舗の室内空調のためのものであり、冷凍冷蔵用冷媒回路は、例えば同店舗内の冷凍庫や冷蔵庫等の被冷却設備の冷却のためのものである。尚、空調用冷媒回路は複数の室内熱交換器を有しており、これら複数の室内熱交換器は例えば店舗の複数室にそれぞれ設置されている。
【０００３】
この空調用冷媒回路及び冷凍冷蔵用冷媒回路は、例えばカスケード熱交換器を介して相互の冷媒の熱交換を行うようになっている。これにより、冷凍冷蔵用冷媒回路の冷却能力を向上させることができる。
【特許文献１】特開２００５−４９０６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述した空調冷凍システムでは、空調用冷媒回路が有する複数の室内熱交換器は、複数室を同時に冷房する、又は、複数室を同時に暖房するものである。一方、寒暖の境界にあたる季節では、人々の体感温度の相違により、複数室のうちの任意の室で冷房し他の任意の室では暖房する状況や業態等もあり得る。  
このため、冷房のみ又は暖房のみが可能な前述した空調冷凍システムは、冷暖房の混在を必要とする状況や業態等に適用することができない。
【０００５】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とすることころは、空調用冷媒回路が冷房のみ、暖房のみ、及び冷暖房混在の何れの運転状態であっても、冷凍冷蔵用冷媒回路の冷却能力が不足した場合これを向上させることが可能な空調冷凍システム及び空調冷凍システムの制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための発明は、空調用圧縮機、室外熱交換器、複数の室内熱交換器が高圧ガス管、低圧ガス管、液管のそれぞれの配管へ選択的に接続可能に構成され、前記空調用圧縮機の冷媒吐出管は前記高圧ガス管に接続され、当該空調用圧縮機の冷媒吸込管は前記低圧ガス管に接続されると共に、前記室外熱交換器及び前記室内熱交換器の一端は分岐された配管及びそれぞれの配管に設けられた開閉弁を介して前記高圧ガス管及び前記低圧ガス管のいずれかに選択的に接続可能に構成され、当該室外熱交換器及び当該室内熱交換器の他端はそれぞれ流量調整弁を介して前記液管に接続される空調用冷媒回路と、冷凍冷蔵用圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を備えて被冷却設備の冷却を行う冷凍冷蔵用冷媒回路と、前記空調用冷媒回路の冷媒と前記冷凍冷蔵用冷媒回路の冷媒との間で熱交換を行う熱交換器と、前記冷凍冷蔵用冷媒回路の冷却負荷に応じて、前記熱交換器での前記空調用冷媒回路の冷媒と前記冷凍冷蔵用冷媒回路の冷媒との熱交換を制御する制御部と、を備えてなる空調冷凍システムである。
【０００７】
この空調冷凍システムによれば、例えば各室の冷暖房に応じて室内熱交換器の開閉弁を個別に切り換えると共に、空調用冷媒回路の空調負荷に応じて開閉弁を切り換えることにより、空調用冷媒回路の運転は、冷房のみ、暖房のみ、及び冷暖房混在の何れの状態も可能となる。特に冷暖房混在の場合、複数の室内熱交換器のうちの任意の室内熱交換器を冷房用に蒸発器として駆動する一方、他の任意の熱交換器を暖房用に凝縮器として駆動することができる。よって、空調用冷媒回路が冷房のみ、暖房のみ、及び冷暖房混在の何れの運転状態であっても、冷凍冷蔵用冷媒回路の冷却能力が不足した場合、空調用冷媒回路の冷媒を熱交換器へ供給することにより、冷凍冷蔵用冷媒回路の冷却能力を向上させることができる。
【０００８】
また、かかる空調冷凍システムにおいて、前記制御部は、前記冷却負荷が所定量以上であると判断したとき、前記空調用冷媒回路の冷媒の前記熱交換器への循環を行わせるように制御することが好ましい。  
この空調冷凍システムによれば、冷凍冷蔵用冷媒回路の冷却負荷が所定量以上の場合（冷却能力が不足している場合）、空調用冷媒回路の冷媒が効率的に利用される。
【０００９】
また、かかる空調冷凍システムにおいて、前記熱交換器は、その一端が開閉弁を介して前記空調用冷媒回路の前記低圧ガス管へ接続可能に接続され、他端が流量調整弁を介して前記空調用冷媒回路の前記液管へ接続され、前記制御部は、前記冷却負荷が所定量以上であると判断したとき、前記開閉弁を開くと共に前記流量調整弁の開度を制御して前記空調用冷媒回路の冷媒の前記熱交換器への循環を行わせるよう制御することが好ましい。  
この空調冷凍システムによれば、制御部は、開閉弁の開閉動作及び流量調整弁の開度調整動作を通じて、冷凍冷蔵用冷媒回路の冷却能力が不足した場合これを向上させることをより効果的に実施できる。
【００１０】
また、かかる空調冷凍システムにおいて、前記熱交換器は、前記空調用冷媒回路の前記液管側に前記流量調整弁を備えて接続されることとしてもよい。  
この空調冷凍システムによれば、空調用冷媒回路の液管側からの冷媒は、流量調整弁により減圧されて熱交換器において蒸発するため、冷凍冷蔵用冷媒回路の冷却能力の向上に寄与する。
【００１１】
また、かかる空調冷凍システムにおいて、前記冷凍冷蔵用圧縮機が運転中であるとき、前記空調用圧縮機は運転可能に構成されていることとしてもよい。
【００１２】
また、前記課題を解決するための発明は、空調用圧縮機、室外熱交換器、複数の室内熱交換器が高圧ガス管、低圧ガス管、液管のそれぞれの配管へ選択的に接続可能に構成され、前記空調用圧縮機の冷媒吐出管は前記高圧ガス管に接続され、当該空調用圧縮機の冷媒吸込管は前記低圧ガス管に接続されると共に、前記室外熱交換器及び前記室内熱交換器の一端は分岐された配管及びそれぞれの配管に設けられた開閉弁を介して前記高圧ガス管及び前記低圧ガス管のいずれかに選択的に接続可能に構成され、当該室外熱交換器及び当該室内熱交換器の他端はそれぞれ流量調整弁を介して前記液管に接続される空調用冷媒回路と、冷凍冷蔵用圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を備えて被冷却設備の冷却を行う冷凍冷蔵用冷媒回路と、前記空調用冷媒回路の冷媒と前記冷凍冷蔵用冷媒回路の冷媒との間で熱交換を行う熱交換器と、を備えた空調冷凍システムの制御方法であって、前記冷凍冷蔵用冷媒回路の冷却負荷に応じて、前記熱交換器での前記空調用冷媒回路の冷媒と前記冷凍冷蔵用冷媒回路の冷媒との熱交換を制御する。
【００１３】
この空調冷凍システムの制御方法によれば、空調用冷媒回路が冷房のみ、暖房のみ、及び冷暖房混在の何れの運転状態であっても、冷凍冷蔵用冷媒回路の冷却能力が不足した場合これを向上させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
空調用冷媒回路が冷房のみ、暖房のみ、及び冷暖房混在の何れの運転状態であっても、冷凍冷蔵用冷媒回路の冷却能力が不足した場合これを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
===空調冷凍システムの構成（第１の実施の形態）===
図１を参照しつつ、本実施の形態の空調冷凍システム１の構成例について説明する。同図は、本実施の形態の空調冷凍システム１の構成例を示す図である。尚、本実施の形態の空調冷凍システム１は、例えばコンビニエンスストア等の店舗に適用され、店舗内の空調と、店舗内に設置される貯蔵設備（被冷却設備）の冷却とを行うものである。
【００１６】
図１に例示されるように、本実施の形態の空調冷凍システム１は、空調用冷媒回路７と、冷凍冷蔵用冷媒回路８と、カスケード熱交換器（熱交換器）１０２と、制御部２００とを備えて構成されている。以下、それぞれについて説明する。
【００１７】
本実施の形態の空調用冷媒回路７は、空調用圧縮機６０と、室外熱交換器７０ａと、例えば２つの室内熱交換器１０ａ、２０ａとを有している。
【００１８】
空調用圧縮機６０は、その冷媒吐出側が冷媒吐出管６０ａを介して高圧ガス管６ａに接続され、その冷媒吸込側が気液分離器６１及び冷媒吸込管６０ｂを介して低圧ガス管６ｂに接続されている。ここで、高圧ガス管６ａ及び低圧ガス管６ｂは、後述する液管６ｃと共に本実施の形態の空調用冷媒回路７における配管６を構成する。
【００１９】
室外熱交換器７０ａは、その一方側が分岐して切換弁７０ｄ（開閉弁）を介して冷媒吐出管６０ａに接続されると共に切換弁７０ｅ（開閉弁）を介して冷媒吸込管６０ｂに接続され、その他方側が電動式膨張弁等の減圧器７０ｃ（流量調整弁）を介して液管６ｃに接続されている。ここで、切換弁７０ｄ及び切換弁７０ｅのそれぞれは、後述するように、互いに連動して開閉可能な電動式開閉弁等である。また、送風機７０ｂは、室外熱交換器７０ａに送風する。以上、室外熱交換器７０ａ、送風機７０ｂ、減圧器７０ｃ、切換弁７０ｄ、及び切換弁７０ｅにより本実施の形態の室外熱交換ユニット７０が構成される。
【００２０】
室内熱交換器１０ａは、その一方側が分岐して切換弁１０ｄ（開閉弁）を介して低圧ガス管６ｂに接続されると共に切換弁１０ｅ（開閉弁）を介して高圧ガス管６ａに接続され、その他方側が電動式膨張弁等の減圧器１０ｃ（流量調整弁）を介して液管６ｃに接続されている。また、送風機１０ｂは、室内熱交換器１０ａに送風する。以上、室内熱交換器１０ａ、送風機１０ｂ、減圧器１０ｃ、切換弁１０ｄ、及び切換弁１０ｅにより本実施の形態の室内熱交換ユニット１０が構成される。尚、本実施の形態の切換弁１０ｄ及び切換弁１０ｅのそれぞれは、後述するように、互いに連動して開閉可能な電動式開閉弁等である。
【００２１】
室内熱交換器２０ａは、その一方側が分岐して切換弁２０ｄ（開閉弁）を介して低圧ガス管６ｂに接続されると共に切換弁２０ｅ（開閉弁）を介して高圧ガス管６ａに接続され、その他方側が電動式膨張弁等の減圧器２０ｃ（流量調整弁）を介して液管６ｃに接続されている。また、送風機２０ｂは、室内熱交換器２０ａに送風する。以上、室内熱交換器２０ａ、送風機２０ｂ、減圧器２０ｃ、切換弁２０ｄ、及び切換弁２０ｅにより本実施の形態の室内熱交換ユニット２０が構成される。尚、本実施の形態の切換弁２０ｄ及び切換弁２０ｅのそれぞれは、後述するように、互いに連動して開閉可能な電動式開閉弁等である。
【００２２】
尚、前述した空調用圧縮機６０及び気液分離器６１と、前述した室外熱交換ユニット７０とにより本実施の形態の室外ユニット３が構成され、これは例えばコンビニエンスストア等の店舗外に設置される。一方、前述した室内熱交換ユニット１０及び室内熱交換ユニット２０は、例えば同店舗内で互いに隔てられた２室に設置され、後述するように、冷房装置又は暖房装置として個別に機能し得る。
【００２３】
また、図１の例示では、本実施の形態の空調用冷媒回路７は、更に、室外ユニット３と同様の室外ユニット４を備えている。この室外ユニット４は、空調用圧縮機８０及び気液分離器８１と、室外熱交換ユニット９０とにより構成され、この室外熱交換ユニット９０は、室外熱交換器９０ａ、送風機９０ｂ、減圧器９０ｃ（流量調整弁）、切換弁９０ｄ、及び切換弁９０ｅにより構成されている。
【００２４】
本実施の形態の冷凍冷蔵用冷媒回路８は、例えば２つの冷凍冷蔵用圧縮機（圧縮機１０１ａ、５０ｇ）と、凝縮器１００ａと、例えば３つの蒸発器（冷蔵用蒸発器３０ａ、４０ａ及び冷凍用蒸発器５０ａ）とを有している。
【００２５】
圧縮機１０１ａの冷媒吸込側は、配管１０１ｙを介して、後述する冷凍用蒸発器５０ａ側にある圧縮機５０ｇの冷媒吐出側に接続されている。また、圧縮機１０１ａの冷媒吐出側は、オイルセパレータ１０１ｂ、四方弁１０１ｇ、及び四方弁１０１ｈを介して、後述するカスケード熱交換器１０２の冷媒通路１０２ｂの一方側に接続可能となっている。この冷媒通路１０２ｂの他方側は、四方弁１０１ｇを介して、凝縮器１００ａの冷媒入口側に接続可能となっている。
【００２６】
一方、凝縮器１００ａの冷媒出口側は、レシーバタンク１００ｃ、四方弁１０１ｈ、及び配管１０１ｘを介して、冷蔵用蒸発器３０ａ、４０ａ及び冷凍用蒸発器５０ａの冷媒入口側に接続されている。送風機１００ｂは、凝縮器１００ａに送風する。
【００２７】
尚、図１の例示では、四方弁１０１ｇ、１０１ｈは、カスケード熱交換器１０２の冷媒通路１０２ｂの一方側と、圧縮機１０１ａの冷媒吐出側とが連通し、且つ、カスケード熱交換器１０２の冷媒通路１０２ｂの他方側と、凝縮器１００ａの冷媒入口側とが連通するように設定されている。この四方弁１０１ｇ、１０１ｈは、設定の切り換えにより、カスケード熱交換器１０２の冷媒通路１０２ｂに冷媒が流れない経路を形成できるようにもなっている（図７参照）。
【００２８】
尚、図１の例示では、圧縮機１０１ａとオイルセパレータ１０１ｂとの間は、開閉弁１０１ｃを介して接続されている。これは、オイルセパレータ１０１ｂにより冷媒から分離されたオイルを圧縮機１０１ａに戻すための経路である。また、圧縮機１０１ａの冷媒吸込側の配管１０１ｙは、途中で分岐して、逆止弁１０１ｄを介してオイルセパレータ１０１ｂの冷媒出口側に接続されている。更に、配管１０１ｘは、途中で分岐して例えば電動式の膨張弁１０１ｅ（減圧器）及び開閉弁１０１ｆを介して圧縮機１０１ａに接続されている。これは、圧縮機１０１ａから吐出される冷媒の温度が高すぎる場合、この温度を下げるべく、凝縮器１００ａで放熱凝縮された冷媒を圧縮機１０１ａへ注入するための経路である。
【００２９】
本実施の形態では、前述した圧縮機１０１ａ及びその関連機器や配管等（例えばオイルセパレータ１０１ｂ）と、後述する圧縮機５０ｇ及びその関連機器や配管等（例えばオイルセパレータ５０ｈ）とにより圧縮ユニット１０１が構成される。尚、本実施の形態の圧縮機５０ｇは、後述する冷凍用蒸発ユニット５０が、例えば冷蔵ケースよりも温度の低い冷凍ケースの冷却に対応するためのものでもある。
【００３０】
また、本実施の形態では、前述した凝縮器１００ａ及びその関連機器や配管等（例えば送風機１００ｂ）により凝縮ユニット１００が構成される。
【００３１】
以下、冷蔵用蒸発ユニット３０について説明する。  
前述した配管１０１ｘは、開閉弁３０ｄ及び例えば電動式の膨張弁３０ｃ（減圧器）を介して、冷蔵用蒸発器３０ａの冷媒入口側に分岐して接続されている。一方、前述した配管１０１ｙは、冷蔵用蒸発器３０ａの冷媒出口側に分岐して接続されている。送風機３０ｂは、冷蔵用蒸発器３０ａに送風する。  
以上、冷蔵用蒸発器３０ａ、送風機３０ｂ、膨張弁３０ｃ、及び開閉弁３０ｄにより本実施の形態の冷蔵用蒸発ユニット３０が構成される。  
尚、本実施の形態の冷蔵用蒸発ユニット３０は、例えばコンビニエンスストア等の店舗内に設置される例えば冷蔵ケース（被冷却設備）の冷却を行う。前述した送風機３０ｂにより冷蔵ケース内の空気が通風・循環し、冷蔵用蒸発器３０ａ中の冷媒の蒸発に伴う吸熱作用により冷蔵ケース内の空気が冷却されるようになっている。
【００３２】
以下、冷蔵用蒸発ユニット４０について説明する。  
前述した配管１０１ｘは、開閉弁４０ｄ、４０ｅ及び例えば電動式の膨張弁４０ｃ（減圧器）を介して、冷蔵用蒸発器４０ａの冷媒入口側に分岐して接続されている。一方、前述した配管１０１ｙは、冷蔵用蒸発器４０ａの冷媒出口側に分岐して接続されている。送風機４０ｂは、冷蔵用蒸発器４０ａに送風する。  
以上、冷蔵用蒸発器４０ａ、送風機４０ｂ、膨張弁４０ｃ、及び開閉弁４０ｄ、４０ｅにより本実施の形態の冷蔵用蒸発ユニット４０が構成される。  
尚、本実施の形態の冷蔵用蒸発ユニット４０は、例えばコンビニエンスストア等の店舗内に設置される例えば冷蔵ケース（被冷却設備）の冷却を行う。前述した送風機４０ｂにより冷蔵ケース内の空気が通風・循環し、冷蔵用蒸発器４０ａ中の冷媒の蒸発に伴う吸熱作用により冷蔵ケース内の空気が冷却されるようになっている。  
また、図１の例示では、開閉弁４０ｄ及び開閉弁４０ｅの間の配管と、後述する冷凍用蒸発器５０ａの冷媒出口側の配管とが逆止弁４５を介して接続されている。
【００３３】
以下、冷凍用蒸発ユニット５０について説明する。  
前述した配管１０１ｘは、開閉弁５０ｄ及び例えば電動式の膨張弁５０ｃ（減圧器）を介して、冷凍用蒸発器５０ａの冷媒入口側に分岐して接続されている。一方、前述した配管１０１ｙは、逆止弁５０ｆ、圧縮機５０ｇ、及びオイルセパレータ５０ｈを介して、冷凍用蒸発器５０ａの冷媒出口側に分岐して接続されている。送風機５０ｂは、冷凍用蒸発器５０ａに送風する。  
図１の例示では、冷凍用蒸発器５０ａの冷媒入口側の配管には、前述した開閉弁５０ｄ及び膨張弁５０ｃを介さないバイパスの配管が設けられ、このバイパスの配管には開閉弁５０ｅが設けられている。  
以上、冷凍用蒸発器５０ａ、送風機５０ｂ、膨張弁５０ｃ、開閉弁５０ｄ、５０ｅ、逆止弁５０ｆにより本実施の形態の冷凍用蒸発ユニット５０が構成される。  
尚、本実施の形態の冷凍用蒸発ユニット５０は、例えばコンビニエンスストア等の店舗内に設置される例えば冷凍ケース（被冷却設備）の冷却を行う。前述した送風機５０ｂにより冷凍ケース内の空気が通風・循環し、冷凍用蒸発器５０ａ中の冷媒の蒸発に伴う吸熱作用により冷凍ケース内の空気が冷却されるようになっている。
【００３４】
以上述べた四方弁及び開閉弁は、本実施の形態では全て電動式又は電磁式のいずれかであり、制御部２００により制御されて動作するものとする。
【００３５】
また、例えばコンビニエンスストアの店舗に設置する場合、以上述べた、室内熱交換ユニット１０、室内熱交換ユニット２０、冷蔵用蒸発ユニット３０、冷蔵用蒸発ユニット４０、及び冷凍用蒸発ユニット５０は、室内ユニット２として、店舗内に設置される。一方、圧縮ユニット１０１及び凝縮ユニット１００と、後述するカスケード熱交換器１０２とは、室外ユニット５として、前述した室外ユニット３、４と共に店舗外に設置される。
【００３６】
以下、カスケード熱交換器１０２について説明する。  
本実施の形態のカスケード熱交換器１０２は、内部に冷媒通路１０２ａ及び冷媒通路１０２ｂを有し、冷媒通路１０２ａを通過する空調用冷媒回路７側の冷媒と、冷媒通路１０２ｂを通過する冷凍冷蔵用冷媒回路８側の冷媒との間で互いに熱交換する。
【００３７】
図１に例示されるように、本実施の形態の空調冷凍システム１は、更に、バイパス管１０５、１０６と、電動式膨張弁等のバイパス用減圧器（流量調整弁）１０３と、電動式の開閉弁１０４とを備えている。具体的には、空調用冷媒回路７の低圧ガス管６ｂと、冷媒通路１０２ａの一方側とは、開閉弁１０４を介してバイパス管１０６で接続され、空調用冷媒回路７の液管６ｃと、冷媒通路１０２ａの他方側とは、バイパス用減圧器１０３を介してバイパス管１０５で接続されている。
【００３８】
以下、制御部２００について説明する。  
本実施の形態の制御部２００は、所定のＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭを備える例えば汎用のマイクロコンピュータを有し、冷凍冷蔵用冷媒回路８の冷却負荷に応じて、空調用冷媒回路７の冷媒をカスケード熱交換器１０２へ供給することを許可するか否かを決定する。
【００３９】
具体的には、本実施の形態の制御部２００は、例えば、前述した被冷却設備の測定温度と、予め設定された被冷却設備の目標温度との差分値を求める。制御部２００は、この差分値が所定値以上であると判別した場合には開閉弁１０４を開け、この差分値が所定値未満であると判別した場合に開閉弁１０４を閉じる。この所定値とは、例えば冷凍冷蔵用冷媒回路８の冷却負荷が大きくなって所定量に達した場合、被冷却設備の測定温度がその目標温度よりも当該所定値だけ高くなるように予め設定されている。尚、冷却負荷が所定量であること、及び、被冷却設備の測定温度がその目標温度よりも所定値だけ高いことは、冷凍冷蔵用冷媒回路８の冷却能力がその目標水準に比べて不足していることに等しい。
【００４０】
また、本実施の形態の制御部２００は、空調用冷媒回路７の空調負荷及び冷凍冷蔵用冷媒回路８の冷却負荷に応じて、前述した空調用冷媒回路７の各種切換弁と、前述した冷凍冷蔵用冷媒回路８の各種四方弁及び開閉弁との動作を制御するものである。ここで、空調負荷とは、室内熱交換ユニット１０、２０の冷房負荷及び暖房負荷である。
【００４１】
===空調冷凍システムの動作（第１の実施の形態）===
図２乃至図７を参照しつつ、前述した構成を備えた空調冷凍システム１の空調動作及び冷却動作について説明する。
【００４２】
以下、冷凍冷蔵用冷媒回路８の冷却負荷が所定量以上の場合について説明する。  
制御部２００が、例えば冷蔵ケース及び冷凍ケースの測定温度と、予め設定されたその目標温度との差分値が所定値以上であると判別して、開閉弁１０４を開けた場合について述べる。尚、この所定値とは、前述したように、冷凍冷蔵用冷媒回路８の冷却負荷が大きくなって所定量に達した場合、冷蔵ケース及び冷凍ケースの測定温度がその目標温度よりも当該所定値だけ高くなるように予め設定されている。
【００４３】
本実施の形態の制御部２００は、前述した所定のＲＡＭに例えば表１に対応するテーブルデータを記憶しており、室内熱交換ユニット１０、２０の運転状態が冷房のみ又は暖房のみである場合に応じて、或いは、冷暖房混在の場合には冷房負荷Ａ、暖房負荷Ｂ、及び冷却負荷Ｃの関係に応じて、空調冷凍システム１の圧縮機、切換弁、開閉弁、四方弁等の各種設定を行うようになっている。
【００４４】
2008232595.tif 000003
【００４５】
以下、空調用冷媒回路８が冷房のみの運転状態のときについて説明する（表１の１）。  
室内熱交換ユニット１０、２０が何れも冷房装置として動作しているとき、冷凍冷蔵用冷媒回路８の冷却負荷が所定量以上である場合、図２に例示されるように、室外ユニット３における室外熱交換器７０ａは凝縮器として動作する。尚、同図は、空調用冷媒回路７が冷房のみの運転状態のときに冷凍冷蔵用冷媒回路８の冷却負荷が所定量以上である場合の本実施の形態の空調冷凍システム１における冷媒の流れを矢印で示す概念図である。また、制御部２００は、本判別に基づいて、空調冷凍システム１の以下説明する冷媒の流れと整合するべく、前述した空調用冷媒回路７の各種切換弁と、前述した冷凍冷蔵用冷媒回路８の各種四方弁及び開閉弁とを所定の状態に切換設定しているものとする。
【００４６】
以下、空調用冷媒回路７における冷媒の流れについて説明する。  
図２に例示されるように、空調用圧縮機６０により圧縮されて吐出された冷媒は、冷媒吐出管６０ａ及び切換弁７０ｄを通過し、室外熱交換器７０ａで凝縮され、液管６ｃを通じて、室内熱交換器１０ａ、室内熱交換器２０ａ、及びカスケード熱交換器１０２にそれぞれ供給される。
【００４７】
室内熱交換器１０ａに供給される場合、冷媒は、減圧器１０ｃにより減圧され、この室内熱交換器１０ａで蒸発気化した後、切換弁１０ｄ、低圧ガス管６ｂ、及び冷媒吸込管６０ｂを通過し、気液分離器６１を経て、空調用圧縮機６０に吸込まれる。つまり、室内熱交換器１０ａは蒸発器として機能して、送風機１０ｂにより送風される室内の空気を冷却する。  
室内熱交換器２０ａに冷媒が供給される場合も前記と同様である。  
カスケード熱交換器１０２に供給される場合、冷媒は、バイパス管１０５を通過し、バイパス用減圧器１０３で減圧され、冷媒通路１０２ａで蒸発気化した後、開閉弁１０４、バイパス管１０６、低圧ガス管６ｂ、及び冷媒吐出管６０ｂを通過し、気液分離器６１を経て、空調用圧縮機６０に吸込まれる。
【００４８】
以下、冷凍冷蔵用冷媒回路８における冷媒の流れについて説明する。  
図２に例示されるように、冷凍冷蔵用冷媒回路８では、圧縮ユニット１０１から吐出された冷媒は、カスケード熱交換器１０２で冷却され、凝縮ユニット１００で凝縮された後、冷蔵用蒸発ユニット３０、４０、及び冷凍用蒸発ユニット５０のそれぞれに供給される。
【００４９】
詳しくは、直列に接続された圧縮機５０ｇ及び圧縮機１０１ａにより圧縮されて吐出された冷媒は、四方弁１０１ｇ及び四方弁１０１ｈを通過して、カスケード熱交換器１０２の冷媒通路１０２ｂにおいて、対向する冷媒通路１０２ａの冷媒により冷却された後、四方弁１０１ｇを通過して、凝縮器１００ａで凝縮され、レシーバタンク１００ｃ及び四方弁１０１ｈを通過し、冷蔵用蒸発ユニット３０、４０、及び冷凍用蒸発ユニット５０のそれぞれに供給される。
【００５０】
また、図２に例示されるように、凝縮ユニット１００からの冷媒は、配管１０１ｘを通じて、冷蔵用蒸発ユニット３０、４０、及び冷凍用蒸発ユニット５０に供給され、それぞれで蒸発気化した後、配管１０１ｙを通じて、圧縮ユニット１０１に吸込まれる。
【００５１】
詳しくは、冷蔵用蒸発ユニット３０の場合、凝縮ユニット１００からの冷媒は、開閉弁３０ｄを通過し、膨張弁３０ｃにより減圧され、冷蔵用蒸発器３０ａで蒸発気化した後、配管１０１ｙを通過して、圧縮機１０１ａに吸込まれる。これにより送風機３０ｂにより送風される冷蔵ケース内の空気が冷却される。  
冷蔵用蒸発ユニット４０の場合、凝縮ユニット１００からの冷媒は、開閉弁４０ｄ、４０ｅを通過し、膨張弁４０ｃにより減圧され、冷蔵用蒸発器４０ａで蒸発気化した後、配管１０１ｙを通過して、圧縮機１０１ａに吸込まれる。これにより送風機４０ｂにより送風される冷蔵ケース内の空気が冷却される。  
冷凍用蒸発ユニット５０の場合、凝縮ユニット１００からの冷媒は、開閉弁５０ｄを通過し、膨張弁５０ｃにより減圧され、冷凍用蒸発器５０ａで蒸発気化し、逆止弁５０ｆを通過して、圧縮機５０ｇにより圧縮された後、配管１０１ｙを通過して、圧縮機１０１ａに吸込まれる。これにより送風機５０ｂにより送風される冷凍ケース内の空気が冷却される。
【００５２】
以下、空調用冷媒回路７が暖房のみの運転状態のときについて説明する（表１の２）。  
室内熱交換ユニット１０、２０が何れも暖房装置として動作しているとき、冷凍冷蔵用冷媒回路８の冷却負荷が所定量以上である場合、図３に例示されるように、室外ユニット３における室外熱交換器７０ａは蒸発器として動作する。尚、同図は、空調用冷媒回路７が暖房のみの運転状態のときに冷凍冷蔵用冷媒回路８の冷却負荷が所定量以上である場合の本実施の形態の空調用冷媒回路７及びカスケード熱交換器１０２における冷媒の流れを矢印で示す概念図である。また、制御部２００は、本判別に基づいて、空調冷凍システム１の以下説明する冷媒の流れと整合するべく、前述した空調用冷媒回路７の各種切換弁と、前述した冷凍冷蔵用冷媒回路８の各種四方弁及び開閉弁とを所定の状態に切換設定しているものとする。
【００５３】
図３に例示されるように、空調用圧縮機６０により圧縮されて吐出された冷媒は、冷媒吐出管６０ａ及び高圧ガス管６ａを通じて、室内熱交換器１０ａ及び室内熱交換器２０ａにそれぞれ供給される。  
室内熱交換器１０ａに供給される場合、冷媒は、切換弁１０ｅを通過し、室内熱交換器１０ａで凝縮された後、液管６ｃを通じて、カスケード熱交換器１０２及び室外熱交換器７０に供給される。つまり、室内熱交換器１０ａは凝縮器として機能して、送風機１０ｂにより送風される室内の空気を加温する。  
室内熱交換器２０ａに冷媒が供給される場合も前記と同様である。
【００５４】
一方、室内熱交換器１０、２０から液管６ｃを通じて供給される冷媒は、バイパス管１０５を通過し、バイパス用減圧器１０３で減圧され、カスケード熱交換器１０２の冷媒通路１０２ａで蒸発気化した後、開閉弁１０４、バイパス管１０６、低圧ガス管６ｂ、及び冷媒吸込管６０ｂを通過し、気液分離器６１を経て、空調用圧縮機６０に吸込まれる。
【００５５】
また、室内熱交換器１０、２０から液管６ｃを通じて供給される冷媒は、減圧器７０ｃにより減圧され、室外熱交換器７０ａで蒸発気化した後、切換弁７０ｅ、低圧ガス管６ｂ、及び冷媒吸込管６０ｂを通過し、気液分離器６１を経て、空調用圧縮機６０に吸込まれる。
【００５６】
尚、冷凍冷蔵用冷媒回路８における冷媒の流れは、図２の例示と同様である。圧縮ユニット１０１から吐出された冷媒は、カスケード熱交換器１０２の冷媒通路１０２ｂにおいて、対向する冷媒通路１０２ａの冷媒により冷却される。
【００５７】
以下、空調用冷媒回路７が冷暖房混在の運転状態のときについて説明する（表１の３、表１の４、表１の５、表１の６）。  
例えば室内熱交換ユニット１０が冷房装置として動作すると共に室内熱交換ユニット２０が暖房装置として動作しているとき、冷凍冷蔵用冷媒回路８の冷却負荷が所定量以上である場合、室外ユニット３における室外熱交換器７０ａは、冷房負荷、暖房負荷、及び冷却負荷の関係に応じて、蒸発器又は凝縮器として動作したり、或いは使用されなかったりする。尚、制御部２００は、本判別に基づいて、空調冷凍システム１の以下説明する冷媒の流れと整合するべく、前述した空調用冷媒回路７の各種切換弁と、前述した冷凍冷蔵用冷媒回路８の各種四方弁及び開閉弁とを所定の状態に切換設定しているものとする。
【００５８】
以下、「冷房負荷」＝「暖房負荷」の場合について説明する（表１の３）。  
図４に例示されるように、空調用冷媒回路７の冷房負荷及び暖房負荷が等しい場合、室外ユニット３における室外熱交換器７０ａは凝縮器として動作する。尚、同図は、空調用冷媒回路７が冷暖房混在の運転状態のときに冷凍冷蔵用冷媒回路８の冷却負荷が所定量以上である場合の本実施の形態の空調用冷媒回路７及びカスケード熱交換器１０２における冷媒の流れを矢印で示す概念図である。
【００５９】
図４に例示されるように、空調用圧縮機６０により圧縮されて吐出された冷媒は、冷媒吐出管６０ａ及び高圧ガス管６ａを通じて、室内熱交換器２０ａ及び室外熱交換器７０ａに供給される。  
室内熱交換器２０ａに供給される場合、冷媒は、切換弁２０ｅを通過し、室内熱交換器２０ａで凝縮された後、液管６ｃを通じて、室内熱交換器１０ａ及びカスケード熱交換器１０２に供給される。つまり、室内熱交換器２０ａは凝縮器として機能して、送風機２０ｂにより送風される室内の空気を加温する。  
室外熱交換器７０ａに供給される場合、冷媒は、切換弁７０ｄを通過して、室外熱交換器７０ａで凝縮された後、液管６ｃを通じて、カスケード熱交換器１０２に供給される。
【００６０】
一方、室内熱交換器２０ａから液管６ｃを通じて供給される冷媒は、減圧器１０ｃにより減圧され、室内熱交換器１０ａで蒸発気化した後、切換弁１０ｄ及び低圧ガス管６ｂを通過して、気液分離器６１を経て、空調用圧縮機６０に吸込まれる。つまり、室内熱交換器１０ａは蒸発器として機能して、送風機１０ｂにより送風される室内の空気を冷却する。
【００６１】
また、室内熱交換器２０ａから液管６ｃを通じて供給される冷媒は、前述した室外熱交換器７０ａから液管６ｃを通じて供給される冷媒と合流して、バイパス管１０５を通過し、バイパス用減圧器１０３で減圧され、カスケード熱交換器１０２の冷媒通路１０２ａで蒸発気化した後、開閉弁１０４、バイパス管１０６、低圧ガス管６ｂ、及び冷媒吸込管６０ｂを通過し、気液分離器６１を経て、空調用圧縮機６０に吸込まれる。
【００６２】
冷凍冷蔵用冷媒回路８における冷媒の流れは、図２の例示と同様である。圧縮ユニット１０１から吐出された冷媒は、カスケード熱交換器１０２の冷媒通路１０２ｂにおいて、対向する冷媒通路１０２ａの冷媒により冷却される。
【００６３】
以下、「冷房負荷」＞「暖房負荷」の場合について説明する（表１の４）。  
空調用冷媒回路７の冷房負荷が暖房負荷よりも大きい場合、室外ユニット３における室外熱交換器７０ａは凝縮器として動作し、空調用冷媒回路７及びカスケード熱交換器１０２における冷媒の流れは、図４の例示と同様である。
【００６４】
以下、「冷房負荷」＋「冷却負荷」＝「暖房負荷」の場合について説明する（表１の５）。  
空調用冷媒回路７の冷房負荷及び冷凍冷蔵用冷媒回路８の冷却負荷の和と、空調用冷媒回路７の暖房負荷とが等しい場合、切換弁７０ｄ、７０ｅは閉じられて、室外ユニット３における室外熱交換器７０ａに冷媒は供給されない。即ち、室外熱交換ユニット７０は不使用である。  
この場合、空調用冷媒回路７及びカスケード熱交換器１０２における冷媒の流れは、図４の例示において、室外熱交換ユニット７０に係る冷媒の流れを除いたものとなる。詳しくは、同図において、冷媒吐出管６０ａからの冷媒は室内熱交換ユニット２０側のみに流れ、バイパス管１０５への冷媒の供給は室内熱交換ユニット２０側のみからとなる。
【００６５】
以下、「冷房負荷」＋「冷却負荷」＜「暖房負荷」の場合について説明する（表１の６）。
【００６６】
図５に例示されるように、空調用冷媒回路７の冷房負荷及び冷凍冷蔵用冷媒回路８の冷却負荷の和よりも、空調用冷媒回路７の暖房負荷が大きい場合、室外ユニット３における室外熱交換器７０ａは蒸発器として動作する。尚、同図は、空調用冷媒回路７が冷暖房混在の運転状態のときに冷凍冷蔵用冷媒回路８の冷却負荷が所定量以上である場合の本実施の形態の空調用冷媒回路７及びカスケード熱交換器１０２における冷媒の流れを矢印で示すもう一つの概念図である。
【００６７】
図５に例示されるように、空調用圧縮機６０により圧縮されて吐出された冷媒は、冷媒吐出管６０ａ及び高圧ガス管６ａを通じて、室内熱交換器２０ａに供給される。この冷媒は、切換弁２０ｅを通過し、室内熱交換器２０ａで凝縮された後、液管６ｃを通じて、室内熱交換器１０ａ、カスケード熱交換器１０２、及び室外熱交換器７０ａに供給される。つまり、室内熱交換器２０ａは凝縮器として機能して、送風機２０ｂにより送風される室内の空気を加温する。
【００６８】
室内熱交換器２０ａから液管６ｃを通じて供給される冷媒は、減圧器１０ｃにより減圧され、室内熱交換器１０ａで蒸発気化した後、切換弁１０ｄ及び低圧ガス管６ｂを通過して、気液分離器６１を経て、空調用圧縮機６０に吸込まれる。つまり、室内熱交換器１０ａは蒸発器として機能して、送風機１０ｂにより送風される室内の空気を冷却する。
【００６９】
また、室内熱交換器２０ａから液管６ｃを通じて供給される冷媒は、バイパス管１０５を通過し、バイパス用減圧器１０３で減圧され、カスケード熱交換器１０２の冷媒通路１０２ａで蒸発気化した後、開閉弁１０４、バイパス管１０６、低圧ガス管６ｂ、及び冷媒吸込管６０ｂを通過し、気液分離器６１を経て、空調用圧縮機６０に吸込まれる。
【００７０】
また、室内熱交換器１０、２０から液管６ｃを通じて供給される冷媒は、減圧器７０ｃにより減圧され、室外熱交換器７０ａで蒸発気化した後、切換弁７０ｅ、低圧ガス管６ｂ、冷媒吸込管６０ｂを通過し、気液分離器６１を経て、空調用圧縮機６０に吸込まれる。
【００７１】
冷凍冷蔵用冷媒回路８における冷媒の流れは、図２の例示と同様である。圧縮ユニット１０１から吐出された冷媒は、カスケード熱交換器１０２の冷媒通路１０２ｂにおいて、対向する冷媒通路１０２ａの冷媒により冷却される。
【００７２】
以下、室内熱交換ユニット１０、２０が停止しているときについて説明する（表１の７）。  
図６に例示されるように、室内熱交換ユニット１０、２０が停止している場合、室外ユニット３における室外熱交換器７０ａは凝縮器として動作する。尚、同図は、室内熱交換ユニット１０、２０が停止状態のときに冷凍冷蔵用冷媒回路８の冷却負荷が所定量以上である場合の本実施の形態の空調用冷媒回路７及びカスケード熱交換器１０２における冷媒の流れを矢印で示す概念図である。
【００７３】
図６に例示されるように、空調用圧縮機６０により圧縮されて吐出された冷媒は、冷媒吐出管６０ａ及び切換弁７０ｄを通過して、室外熱交換器７０ａで凝縮された後、液管６ｃを通じて、カスケード熱交換器１０２に供給される。つまり、この冷媒は、バイパス用減圧器１０３で減圧され、カスケード熱交換器１０２の冷媒通路１０２ａで蒸発気化した後、開閉弁１０４、バイパス管１０６、低圧ガス管６ｂ、及び冷媒吸込管６０ｂを通過し、気液分離器６１を経て、空調用圧縮機６０に吸込まれる。  
冷凍冷蔵用冷媒回路８における冷媒の流れは、図２の例示と同様である。圧縮ユニット１０１から吐出された冷媒は、カスケード熱交換器１０２の冷媒通路１０２ｂにおいて、対向する冷媒通路１０２ａの冷媒により冷却される。
【００７４】
以上、カスケード熱交換器１０２に対する冷媒の供給制御をバイパス管１０６の開閉弁１０４の開閉により行う旨述べた。尚、このような供給制御は、開閉弁１０４を開くと共に流量調整弁たる減圧器１０３の開度を調整することにより行ってもよい。これにより、空調用冷媒回路７、バイパス管１０５、１０６、及びカスケード熱交換器１０２からなる冷媒回路における冷媒の循環（空調用冷媒回路の冷媒の熱交換器への循環）を制御できる。
【００７５】
以下、冷凍冷蔵用冷媒回路８の冷却負荷が所定量未満の場合について説明する。  
制御部２００が、例えば冷蔵ケース及び冷凍ケースの測定温度と、予め設定されたその目標温度との差分値が所定値未満であると判別して、開閉弁１０４を閉じた場合について説明する。尚、この所定値とは、前述したように、冷凍冷蔵用冷媒回路８の冷却負荷が大きくなって所定量に達した場合、冷蔵ケース及び冷凍ケースの測定温度がその目標温度よりも当該所定値だけ高くなるように予め設定されている。
【００７６】
本実施の形態の制御部２００は、前述した所定のＲＡＭに例えば表２に対応するテーブルデータを更に記憶しており、室内熱交換ユニット１０、２０の運転状態が冷房のみ又は暖房のみである場合に応じて、或いは、冷暖房混在の場合には冷房負荷Ａ及び暖房負荷Ｂの大小関係に応じて、空調冷凍システム１の圧縮機、切換弁、開閉弁、四方弁等の各種設定を行うようになっている。
【００７７】
2008232595.tif 000004
【００７８】
以下、空調用冷媒回路７が冷房のみの運転状態のときについて説明する（表２の１）。  
室内熱交換ユニット１０、２０が何れも冷房装置として動作しているとき、冷凍冷蔵用冷媒回路８の冷却負荷が所定量未満である場合、図７に例示されるように、室外ユニット３における室外熱交換器７０ａは凝縮器として動作する。尚、同図は、空調用冷媒回路７が冷房のみの運転状態のときに冷凍冷蔵用冷媒回路８の冷却負荷が所定量未満である場合の本実施の形態の空調冷凍システム１における冷媒の流れを矢印で示す概念図である。また、制御部２００は、本判別に基づいて、空調冷凍システム１の以下説明する冷媒の流れと整合するべく、前述した空調用冷媒回路７の各種切換弁と、前述した冷凍冷蔵用冷媒回路８の各種四方弁及び開閉弁とを所定の状態に切換設定しているものとする。
【００７９】
図７に例示されるように、空調用冷媒回路７における冷媒の流れは、冷媒をカスケード熱交換器１０２に供給しないという点以外は、図２に例示される空調用冷媒回路７における冷媒の流れと同様である。
【００８０】
また、冷凍冷蔵用冷媒回路８では、圧縮ユニット１０１から吐出された冷媒は、凝縮ユニット１００で凝縮された後、冷蔵用蒸発ユニット３０、４０、及び冷凍用蒸発ユニット５０のそれぞれに供給される。つまり、冷媒は、カスケード熱交換器１０２を経由しない。詳しくは、直列に接続された圧縮機５０ｇ及び圧縮機１０１ａにより圧縮されて吐出された冷媒は、四方弁１０１ｇを通過して、凝縮器１００ａで凝縮され、レシーバタンク１００ｃ及び四方弁１０１ｈを通過し、冷蔵用蒸発ユニット３０、４０、及び冷凍用蒸発ユニット５０のそれぞれに供給される。凝縮ユニット１００からの冷媒は、配管１０１ｘを通じて、冷蔵用蒸発ユニット３０、４０、及び冷凍用蒸発ユニット５０に供給され、それぞれで蒸発気化した後、配管１０１ｙを通じて、圧縮ユニット１０１に吸込まれる。冷蔵用蒸発ユニット３０、４０、及び冷凍用蒸発ユニット５０における冷媒の流れは、図２の例示と同様である。
【００８１】
以下、空調用冷媒回路７が暖房のみの運転状態のときについて説明する（表２の２）。  
空調用冷媒回路７が暖房のみの運転状態のときに冷凍冷蔵用冷媒回路８の冷却負荷が所定量未満である場合の空調用冷媒回路７における冷媒の流れは、冷媒をカスケード熱交換器１０２に供給しないという点以外は、図３に例示される空調用冷媒回路７における冷媒の流れと同様である。この場合、室外ユニット３における室外熱交換器７０ａは蒸発器として動作する。また、この場合の冷凍冷蔵用冷媒回路８における冷媒の流れは、図７に例示される冷凍冷蔵用冷媒回路８における冷媒の流れと同様である。
【００８２】
以下、空調用冷媒回路７が冷暖房混在の運転状態のときについて説明する（表２の３、表２の４、表２の５）。  
空調用冷媒回路７が冷暖房混在の運転状態のときに冷凍冷蔵用冷媒回路８の冷却負荷が所定量未満である場合の空調用冷媒回路７における冷媒の流れは、冷房負荷及び暖房負荷の大小関係に応じたものとなる。
【００８３】
「冷房負荷」＝「暖房負荷」の場合（表２の３）、空調用冷媒回路７における冷媒の流れは、冷媒をカスケード熱交換器１０２に供給しないという点及び室外熱交換ユニット７０に係る冷媒の流れがないという点以外は、図４に例示される空調用冷媒回路７における冷媒の流れと同様である。この場合、切換弁７０ｄ、７０ｅは閉じられて、室外ユニット３における室外熱交換器７０ａに冷媒は供給されない。即ち、室外熱交換ユニット７０は不使用である。
【００８４】
「冷房負荷」＞「暖房負荷」の場合（表２の４）、空調用冷媒回路７における冷媒の流れは、冷媒をカスケード熱交換器１０２に供給しないという点以外は、図４に例示される空調用冷媒回路７における冷媒の流れと同様である。この場合、室外ユニット３における室外熱交換器７０ａは凝縮器として動作する。  
「冷房負荷」＜「暖房負荷」の場合（表２の５）、空調用冷媒回路７における冷媒の流れは、冷媒をカスケード熱交換器１０２に供給しないという点以外は、図５に例示される空調用冷媒回路７における冷媒の流れと同様である。この場合、室外ユニット３における室外熱交換器７０ａは蒸発器として動作する。
【００８５】
以上、何れの場合も、冷凍冷蔵用冷媒回路８における冷媒の流れは、図７に例示される冷凍冷蔵用冷媒回路８における冷媒の流れと同様である。  
尚、室内熱交換ユニット１０、２０が停止している場合（表２の６）、空調用冷媒回路７における冷媒の流れはない。この場合も、冷凍冷蔵用冷媒回路８における冷媒の流れは、図７に例示される冷凍冷蔵用冷媒回路８における冷媒の流れと同様である。
【００８６】
本実施の形態の空調冷凍システム１によれば、各室の冷暖房に応じて室内熱交換器１０ａ、２０ａの切換弁１０ｄ、１０ｅ、２０ｄ、２０ｅを個別に切り換えると共に、空調用冷媒回路７の冷房負荷及び暖房負荷に応じて切換弁７０ｄ、７０ｅを切り換えることにより、空調用冷媒回路７の運転は、冷房のみ、暖房のみ、及び冷暖房混在の何れの状態も可能となる。特に冷暖房混在の場合、複数の室内熱交換器１０ａ、２０ａのうちの任意の室内熱交換器を冷房用に蒸発器として駆動する一方、他の任意の熱交換器を暖房用に凝縮器として駆動することができる。よって、空調用冷媒回路７が冷房のみ、暖房のみ、及び冷暖房混在の何れの運転状態であっても、冷凍冷蔵用冷媒回路８の冷却能力が不足した場合、空調用冷媒回路７の冷媒をカスケード熱交換器１０２へ供給することにより、冷凍冷蔵用冷媒回路８の冷却能力を向上させることができる。
【００８７】
また、本実施の形態の空調冷凍システム１によれば、冷凍冷蔵用冷媒回路８の冷却負荷が所定量以上の場合（冷却能力が不足している場合）、空調用冷媒回路７の冷媒が効率的に利用される。
【００８８】
また、本実施の形態の空調冷凍システム１によれば、制御部２００は、開閉弁１０４の開閉動作を通じて、冷凍冷蔵用冷媒回路８の冷却能力が不足した場合これを向上させることをより効果的に実施できる。
【００８９】
また、本実施の形態の空調冷凍システム１によれば、空調用冷媒回路７からの冷媒は、バイパス用減圧器１０３により減圧されてカスケード熱交換器１０２において蒸発するため、冷凍冷蔵用冷媒回路８の冷却能力の向上に寄与する。
【００９０】
尚、前述した実施の形態では、室内熱交換ユニットは２台（室内熱交換ユニット１０、２０）であったが、これに限定されるものではなく、２台以上であればいかなる台数であってもよい。
【００９１】
また、前述した実施の形態では、空調用冷媒回路７における室外ユニットは２台（室外ユニット３、４）であったが、これに限定されるものではない。
【００９２】
室外ユニットは、例えば１台であってもよい。実際、上記記載では、空調冷凍システム１の動作を、便宜上、室外ユニットは１台（室外ユニット３）として説明した。  
但し、例えば空調用冷媒回路７の冷房負荷又は暖房負荷がより大きい場合、或いは、冷凍冷蔵用冷媒回路８の冷却負荷がより大きい場合、室外ユニット４を追加使用してもよい。具体例として、図２及び表１の１の例示（空調が冷房のみ）の場合、冷房負荷又は冷却負荷がより大きくなったとき、室外ユニット３に加えて、室外ユニット４における空調用圧縮機８０を運転すると共に、室外ユニット４における室外熱交換器９０ａを凝縮器として使用すればよい。また、図７及び表２の１の例示（空調が冷房のみ）の場合は、冷房負荷がより大きくなったときに室外ユニット４を同様に使用すればよい。  
或いは、空調冷凍システム１は、３台以上の室外ユニットを備えて、冷房負荷、暖房負荷、又は冷却負荷の程度に応じて、これらを一部又は全て使用してもよい。
【００９３】
===第２の実施の形態===
前述した実施の形態の冷凍冷蔵用冷媒回路８は、圧縮ユニット１０１、凝縮ユニット１００、及び３つの蒸発ユニット（冷蔵用蒸発ユニット３０、４０、冷凍用蒸発ユニット５０）を備え、この冷凍冷蔵用冷媒回路８に対しカスケード熱交換器１０２が図１に例示されるように接続されていたが、このような構成に限定されるものではない。
【００９４】
要するに、冷凍冷蔵用冷媒回路は、冷凍冷蔵用圧縮機、凝縮器、蒸発器を有し、被冷却設備の冷却を行う冷媒回路であればいかなるものであってもよい。例えば、冷凍冷蔵用冷媒回路は、図８に例示される構成を備えたものであってもよい。同図は、本実施の形態の空調冷凍システム１’の構成例を示す図である。尚、図８に示す構成は、図１に示す構成と略同様の構成を有する場合、同じ番号を付してある。
【００９５】
図８に例示される冷凍冷蔵用冷媒回路８’は２つの蒸発ユニットを有し、カスケード熱交換器１０２の冷媒通路１０２ｂの両端につながる構成は、第１の実施の形態の構成と異なるものである。
【００９６】
以下、圧縮ユニット１０１’及び凝縮ユニット１００’について説明する。  
圧縮機１０１ａの冷媒吸込側は、配管１０１ｙ’を介して、冷凍用蒸発器５０ａ側にある圧縮機５０ｇの冷媒吐出側に接続されている。圧縮機１０１ａの冷媒吐出側は、オイルセパレータ１０１ｂを介して、凝縮器１００ａの冷媒入口側に接続されている。凝縮器１００ａの冷媒出口側は、開閉弁１０１ｊを介して、カスケード熱交換器１０２の冷媒通路１０２ｂの一方側に接続されている。カスケード熱交換器１０２の冷媒通路１０２ｂの他方側は、レシーバタンク１０１ｌ及び配管１０１ｘ’を介して、冷蔵用蒸発器３０ａ及び冷凍用蒸発器５０ａの冷媒入口側に接続されている。
【００９７】
尚、図８の例示では、配管１０１ｙ’の途中と、カスケード熱交換器１０２及び開閉弁１０１ｊの間の配管の途中とは、逆止弁１０１ｋを介して所定の配管で接続されている。また、カスケード熱交換器１０２及び開閉弁１０１ｊの間の配管の途中と、オイルセパレータ１０１ｂ及び凝縮器１００ａの冷媒入口側の間の配管の途中とは、開閉弁１０１ｉを介して所定の配管で接続されている。
【００９８】
以下、冷蔵用蒸発ユニット３０’及び冷凍用蒸発ユニット５０’について説明する。  
前述した配管１０１ｘ’は、開閉弁３０ｄ、３０ｅ、及び膨張弁３０ｃを介して、冷蔵用蒸発器３０ａの冷媒入口側に分岐して接続されている。一方、前述した配管１０１ｙ’は、冷蔵用蒸発器３０ａの冷媒出口側に分岐して接続されている。尚、図８の例示では、開閉弁３０ｄ及び開閉弁３０ｅの間の配管の途中と、後述する冷凍用蒸発器５０ａの冷媒出口側の配管とが逆止弁３５を介して接続されている。
【００９９】
前述した配管１０１ｘ’は、開閉弁５０ｄ及び膨張弁５０ｃを介して、冷凍用蒸発器５０ａの冷媒入口側に分岐して接続されている。一方、前述した配管１０１ｙ’は、圧縮機５０ｇ及びオイルセパレータ５０ｈを介して、冷凍用蒸発器５０ａの冷媒出口側に分岐して接続されている。尚、図８の例示では、冷凍用蒸発器５０ａの冷媒入口側の配管には、前述した開閉弁５０ｄ及び膨張弁５０ｃを介さないバイパスの配管が設けられ、このバイパスの配管には開閉弁５０ｅが設けられている。
【０１００】
以上の構成を備えた冷凍冷蔵用冷媒回路８’における冷媒の流れは、例えば特開２００４−２７１１２５号公報に開示された冷凍冷蔵用冷媒回路における冷媒の流れと同様である。例えば、開閉弁１０１ｉを閉じ且つ開閉弁１０１ｊを開けた状態では、圧縮ユニット１０１’で圧縮された冷媒は、凝縮ユニット１００’で凝縮され、カスケード熱交換器１０２で冷却された後、配管１０１ｘ’を通過して、冷蔵用蒸発ユニット３０’及び冷凍用蒸発ユニット５０’で蒸発気化し、配管１０１ｙ’を通過して、圧縮ユニット１０１’に吸い込まれる。  
制御部２００’は、冷凍冷蔵用冷媒回路８’の冷却負荷に応じて、空調用冷媒回路７の冷媒のカスケード熱交換器１０２への供給を許可又は禁止するようになっている。  
これにより、空調用冷媒回路７が冷房のみ、暖房のみ、及び冷暖房混在の何れの運転状態であっても、冷凍冷蔵用冷媒回路８’の冷却能力が不足した場合、空調用冷媒回路７の冷媒をカスケード熱交換器１０２へ供給することにより、冷凍冷蔵用冷媒回路８’の冷却能力を向上させることができる。
【０１０１】
===その他の実施の形態===
前述した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。
【０１０２】
冷凍冷蔵用冷媒回路は、図９に例示される構成を備えたものであってもよい。同図は、本実施の形態の空調冷凍システム１”の構成例を示す図である。尚、図９に示す構成は、図１に示す構成と略同様の構成を有する場合、同じ番号を付してある。  
図９に例示される冷凍冷蔵用冷媒回路８”は、２つの蒸発ユニットを有し、カスケード熱交換器１０２を凝縮ユニットとして用いる構成を備えている。
【０１０３】
以下、圧縮ユニット１０１”、及び、凝縮ユニットとして用いるカスケード熱交換器１０２について説明する。  
圧縮機１０１ａの冷媒吸込側は、配管１０１ｙ”を介して、冷凍用蒸発器５０ａ側にある圧縮機５０ｇの冷媒吐出側に接続されている。圧縮機１０１ａの冷媒吐出側は、オイルセパレータ１０１ｂを介して、カスケード熱交換器１０２の冷媒通路１０２ｂの一方側に接続されている。カスケード熱交換器１０２の冷媒通路１０２ｂの他方側は、開閉弁１０１ｏ、レシーバタンク１０１ｌ、及び配管１０１ｘ”を介して、冷蔵用蒸発器３０ａ及び冷凍用蒸発器５０ａの冷媒入口側に接続されている。
【０１０４】
尚、図９の例示では、配管１０１ｙ”の途中と、レシーバタンク１０１ｌ及び開閉弁１０１ｏの間の配管の途中とは、逆止弁１０１ｎを介して所定の配管で接続されている。また、レシーバタンク１０１ｌ及び開閉弁１０１ｏの間の配管の途中と、オイルセパレータ１０１ｂ及びカスケード熱交換器１０２の冷媒通路１０２ｂの一方側の間の配管の途中とは、開閉弁１０１ｍを介して所定の配管で接続されている。
【０１０５】
以下、冷蔵用蒸発ユニット３０”及び冷凍用蒸発ユニット５０”について説明する。  
前述した配管１０１ｘ”は、開閉弁３０ｄ、３０ｅ、及び膨張弁３０ｃを介して、冷蔵用蒸発器３０ａの冷媒入口側に分岐して接続されている。一方、前述した配管１０１ｙ”は、冷蔵用蒸発器３０ａの冷媒出口側に分岐して接続されている。尚、図９の例示では、開閉弁３０ｄ及び開閉弁３０ｅの間の配管の途中と、後述する冷凍用蒸発器５０ａの冷媒出口側の配管とが逆止弁３５を介して接続されている。
【０１０６】
前述した配管１０１ｘ”は、開閉弁５０ｄ及び膨張弁５０ｃを介して、冷凍用蒸発器５０ａの冷媒入口側に分岐して接続されている。一方、前述した配管１０１ｙ”は、圧縮機５０ｇ及びオイルセパレータ５０ｈを介して、冷凍用蒸発器５０ａの冷媒出口側に分岐して接続されている。尚、図９の例示では、冷凍用蒸発器５０ａの冷媒入口側の配管には、前述した開閉弁５０ｄ及び膨張弁５０ｃを介さないバイパスの配管が設けられ、このバイパスの配管には開閉弁５０ｅが設けられている。
【０１０７】
本実施の形態では、バイパス管１０６には開閉弁等は設けられておらず、空調用冷媒回路７の冷媒のカスケード熱交換器１０２への供給は常時許可されている。  
これにより、空調用冷媒回路７が冷房のみ、暖房のみ、及び冷暖房混在の何れの運転状態であっても、空調用冷媒回路７の冷媒をカスケード熱交換器１０２へ供給することにより、冷凍冷蔵用冷媒回路８”の冷却能力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本実施の形態の空調冷凍システムの構成例を示す図である。
【図２】空調用冷媒回路が冷房のみの運転状態のときに冷凍冷蔵用冷媒回路の冷却負荷が所定量以上である場合の本実施の形態の空調冷凍システムにおける冷媒の流れを矢印で示す概念図である。
【図３】空調用冷媒回路が暖房のみの運転状態のときに冷凍冷蔵用冷媒回路の冷却負荷が所定量以上である場合の本実施の形態の空調用冷媒回路及びカスケード熱交換器における冷媒の流れを矢印で示す概念図である。
【図４】空調用冷媒回路が冷暖房混在の運転状態のときに冷凍冷蔵用冷媒回路の冷却負荷が所定量以上である場合の本実施の形態の空調用冷媒回路及びカスケード熱交換器における冷媒の流れを矢印で示す概念図である。
【図５】空調用冷媒回路が冷暖房混在の運転状態のときに冷凍冷蔵用冷媒回路の冷却負荷が所定量以上である場合の本実施の形態の空調用冷媒回路及びカスケード熱交換器における冷媒の流れを矢印で示すもう一つの概念図である。
【図６】室内熱交換ユニットが停止状態のときに冷凍冷蔵用冷媒回路の冷却負荷が所定量以上である場合の本実施の形態の空調用冷媒回路及びカスケード熱交換器における冷媒の流れを矢印で示す概念図である。
【図７】空調用冷媒回路が冷房のみの運転状態のときに冷凍冷蔵用冷媒回路の冷却負荷が所定量未満である場合の本実施の形態の空調冷凍システムにおける冷媒の流れを矢印で示す概念図である。
【図８】本実施の形態の空調冷凍システムの構成例を示すもう一つの図である。
【図９】本実施の形態の空調冷凍システムの構成例を示す更にもう一つの図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１  空調冷凍システム                  ６ａ  高圧ガス管
６ｂ  低圧ガス管                      ６ｃ  液管
７  空調用冷媒回路                    ８  冷凍冷蔵用冷媒回路
１０ａ、２０ａ  室内熱交換器          １０ｃ、２０ｃ  減圧器
１０ｄ、１０ｅ  切換弁                ２０ｄ、２０ｅ  切換弁
３０ａ、４０ａ  冷蔵用熱交換器        ５０ａ  冷凍用熱交換器
５０ｇ  圧縮機                        ６０  空調用圧縮機
６０ａ  冷媒吐出管                    ６０ｂ  冷媒吸込管
７０ａ  室外熱交換器                  ７０ｄ、７０ｅ  切換弁
１００ａ  凝縮器                      １０１ａ  圧縮機
１０２  カスケード熱交換器            １０３  バイパス用減圧器
１０４  開閉弁                        １０５、１０６  バイパス管
２００  制御部
【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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【図９】
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