(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の冷媒が循環し、第一の圧縮機と、四方弁と、空調用室外熱交換器と、空調用室内熱交換器と、前記空調用室外熱交換器と前記空調用室内熱交換器との間に設けられ前記第一の冷媒が直列に流れるように複数個配置された第一の空調用絞り手段と、を有する第一の冷凍サイクルと、
第二の冷媒が循環し、第二の圧縮機と、物品冷却用室外熱交換器と、物品冷却用絞り手段と、物品冷却用室内熱交換器と、を有する第二の冷凍サイクルと、
第三の冷媒が循環し、第三の圧縮機と、過冷却用室外熱交換器と、前記第一の冷媒と前記第三の冷媒とが熱交換を行う第一の冷媒冷媒熱交換器と、第一の過冷却用絞り手段と、前記第二の冷媒と前記第三の冷媒とが熱交換を行う第二の冷媒冷媒熱交換器と、を有する第三の冷凍サイクルと、
一端が前記第一の冷凍サイクルに複数個設けられた前記第一の空調用絞り手段の間の流路に接続され、他端が前記第一の空調用絞り手段と前記空調用室外熱交換器との間に接続され、第二の空調用絞り手段を有する迂回用の回路と、を備え、
前記第一の冷媒冷媒熱交換器は前記迂回用の回路の第二の空調用絞り手段より前記空調用室外熱交換器側に接続されるとともに前記過冷却用室外熱交換器の出側と前記第一の過冷却用絞り手段の入側との間に接続され、
前記第二の冷媒冷媒熱交換器は前記物品冷却用室外熱交換器の出側と前記物品冷却用絞り手段の入側との間に接続されるとともに、前記第一の過冷却用絞り手段の出側と前記第三の圧縮機の入側との間に接続されることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記第三の圧縮機と前記過冷却用室外熱交換器との間に設けられる第二の過冷却用絞り手段と、前記第三の圧縮機と前記第二の過冷却用絞り手段との間と、前記過冷却用室外熱交換器と前記第一の冷媒冷媒熱交換器との間とを接続し、前記過冷却用室外熱交換器を迂回するように配置される配管と、当該配管に設けられる第三の過冷却用絞り手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
第一の冷媒が循環し、第一の圧縮機と、四方弁と、空調用室外熱交換器と、空調用室内熱交換器と、前記空調用室外熱交換器と前記空調用室内熱交換器との間に設けられ前記第一の冷媒が直列に流れるように複数個配置された第一の空調用絞り手段と、を有する第一の冷凍サイクルと、
第二の冷媒が循環し、第二の圧縮機と、物品冷却用室外熱交換器と、前記第一の冷媒と前記第二の冷媒とが熱交換を行う第一の冷媒冷媒熱交換器と、第一の物品冷却用絞り手段と、物品冷却用室内熱交換器と、を有する第二の冷凍サイクルと、
第三の冷媒が循環し、第三の圧縮機と、過冷却用室外熱交換器と、第一の過冷却用絞り手段と、前記第二の冷媒と前記第三の冷媒とが熱交換を行う第二の冷媒冷媒熱交換器と、を有する第三の冷凍サイクルと、
一端が前記第一の冷凍サイクルに複数個設けられた前記第一の空調用絞り手段の間の流路に接続され、他端が前記第一の空調用絞り手段と前記空調用室外熱交換器との間に接続され、第二の空調用絞り手段を有する迂回用の回路と、を備え、
前記第一の冷媒冷媒熱交換器は前記迂回用の回路の第二の空調用絞り手段より前記空調用室外熱交換器側に接続されるとともに前記物品冷却用室外熱交換器と前記第一の物品冷却用絞り手段との間に接続され、前記第二の冷媒冷媒熱交換器は前記物品冷却用室外熱交換器の出側と前記第一の物品冷却用絞り手段の入側との間に接続されるとともに、前記第一の過冷却用絞り手段の出側と前記第三の圧縮機の入側との間に接続されることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記第二の冷媒冷媒熱交換器を、前記第一の冷媒冷媒熱交換器の下流側に接続したことを特徴とする請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記第二の圧縮機と前記物品冷却用室外熱交換器との間に設けられる第二の物品冷却用絞り手段と、前記第二の圧縮機と前記第二の物品冷却用絞り手段との間と、前記物品冷却用室外熱交換器と前記第一の冷媒冷媒熱交換器との間とを接続し、前記物品冷却用室外熱交換器を迂回するように配置される配管と、当該配管に設けられる第三の物品冷却用絞り手段と、を備えることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
第二の空調用絞り手段を備え、前記第二の空調用絞り手段を、前記第一の空調用絞り手段と並列に冷媒が流れるように接続したことを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記迂回用の回路の第二の空調用絞り手段より前記空調用室外熱交換器側に接続される第三の空調用絞り手段と、一端が前記迂回用の回路の、前記第二の空調用絞り手段と前記第三の空調用絞り手段との間に接続され、他端が前記四方弁と前記空調用室内熱交換器との間に接続された配管と、この配管に設けられた第四の空調用絞り手段とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
第一の冷媒が循環し、第一の圧縮機と、第一の物品冷却用室外熱交換器と、第一の物品冷却用絞り手段と、第一の物品冷却用室内熱交換器と、を有する第一の冷凍サイクルと、
第二の冷媒が循環し、第二の圧縮機と、第二の物品冷却用室外熱交換器と、第二の物品冷却用絞り手段と、第二の物品冷却用室内熱交換器と、を有する第二の冷凍サイクルと、
第三の冷媒が循環し、第三の圧縮機と、過冷却用室外熱交換器と、前記第一の冷媒と前記第三の冷媒とが熱交換を行う第一の冷媒冷媒熱交換器と、過冷却用絞り手段と、前記第二の冷媒と前記第三の冷媒とが熱交換を行う第二の冷媒冷媒熱交換器と、を有する第三の冷凍サイクルと、を備え、
一端が前記第一の物品冷却用室外熱交換器の出側と前記第一の物品冷却用絞り手段の入側との間の流路に接続され、他端が前記第一の物品冷却用室内熱交換器の出側と前記第一の圧縮機の入側との間に接続され、第三の物品冷却用絞り手段を有する迂回用の回路と、を備え、
前記第一の冷媒冷媒熱交換器は前記迂回用の回路の前記第三の物品冷却用絞り手段の下流に接続されるとともに前記過冷却用室外熱交換器の出側と前記過冷却用絞り手段の入側との間に接続され、
前記第二の冷媒冷媒熱交換器は前記第二の物品冷却用室外熱交換器の出側と前記第二の物品冷却用絞り手段の入側との間に接続されるとともに、前記過冷却用絞り手段の出側と前記第三の圧縮機の入側との間に接続されることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項９】
第一の冷媒が循環し、第一の圧縮機と、四方弁と、空調用室外熱交換器と、空調用室内熱交換器と、前記空調用室外熱交換器と前記空調用室内熱交換器との間に設けられ前記第一の冷媒が直列に流れるように複数個配置された第一の空調用絞り手段と、を有する第一の冷凍サイクルと、
第二の冷媒が循環し、第二の圧縮機と、物品冷却用室外熱交換器と、物品冷却用絞り手段と、物品冷却用室内熱交換器と、を有する第二の冷凍サイクルと、
第三の冷媒が循環し、第三の圧縮機と、過冷却用室外熱交換器と、前記第一の冷媒と前記第三の冷媒とが熱交換を行う第一の冷媒冷媒熱交換器と、第一の過冷却用絞り手段と、前記第二の冷媒と前記第三の冷媒とが熱交換を行う第二の冷媒冷媒熱交換器と、を有する第三の冷凍サイクルと、を備え、
前記第一の冷媒冷媒熱交換器は前記第一の冷凍サイクルに複数個設けられた前記第一の空調用絞り手段の間の流路に接続されるとともに前記過冷却用室外熱交換器の出側と前記第一の過冷却用絞り手段の入側との間に接続され、
前記第二の冷媒冷媒熱交換器は前記物品冷却用室外熱交換器の出側と前記物品冷却用絞り手段の入側との間に接続されるとともに、前記第一の過冷却用絞り手段の出側と前記第三の圧縮機の入側との間に接続されることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
前記第一の冷凍サイクルに複数個設けられた前記第一の空調用絞り手段と前記空調用室外熱交換器との間に設けられる第三の空調用絞り手段と、前記第一の空調用絞り手段と前記第三の空調用絞り手段との間と、前記第一の圧縮機と前記空調用室外熱交換器との間とを接続し、前記空調用室外熱交換器を迂回するように配置される配管と、当該配管に設けられる第四の空調用絞り手段と、を備えることを特徴とする請求項１、２、９に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
前記第一の冷凍サイクルは、この第一の冷凍サイクルの運転状態を示す情報を有し、第一の通信手段を有する第一の制御手段を備え、
前記第三の冷凍サイクルは、前記第一の制御手段と通信する第二の通信手段を有する第二の制御手段を備え、
前記第一の制御手段は、前記第一の冷凍サイクルの運転状態を示す情報を前記第一の通信手段を介して前記第二の制御手段へ送信し、前記第二の制御手段は、前記第二の通信手段を介して前記第一の制御手段から受信した情報に基づいて前記第三の冷凍サイクルの動作を制御することを特徴とする請求項１から請求項１０の何れかに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１２】
前記第一の冷凍サイクルは、この第一の冷凍サイクルの運転状態を示す情報を有し、第一の通信手段を有する第一の制御手段を備え、
前記第二の冷凍サイクルは、前記第一の制御手段と通信する第二の通信手段を有する第二の制御手段を備え、
前記第一の制御手段は、前記第一の冷凍サイクルの運転状態を示す情報を前記第一の通信手段を介して前記第二の制御手段へ送信し、前記第二の制御手段は、前記第二の通信手段を介して前記第一の制御手段から受信した情報に基づいて前記第二の冷凍サイクルの動作を制御することを特徴とする請求項１から請求項１０の何れかに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１３】
外気温度を検出する第一の温度検知手段と、前記第一の冷媒冷媒熱交換器を流通する前記第一の冷媒の温度を検出する第二の温度検知手段とを備え、
前記第三の冷凍サイクルの運転を制御する第一の制御手段は、前記第一の温度検知手段の出力と前記第二の温度検知手段の出力とに基づいて、前記第一の冷凍サイクルの運転状態を推定することを特徴とする、請求項１から請求項１０の何れかに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１４】
外気温度を検出する第一の温度検知手段と、前記第一の冷媒冷媒熱交換器を流通する前記第一の冷媒の温度を検出する第二の温度検知手段とを備え、
前記第二の冷凍サイクルの運転を制御する第一の制御手段は、前記第一の温度検知手段の出力と前記第二の温度検知手段の出力とに基づいて、前記第一の冷凍サイクルの運転状態を推定することを特徴とする、請求項１から請求項１０の何れかに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１５】
前記第三の冷凍サイクルと、前記第一の冷媒冷媒熱交換器と、前記第二の冷媒冷媒熱交換器と、を同一の筐体に収容することを特徴とする請求項１から請求項１４の何れかに記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクル装置に関するものであり、特にスーパーやコンビニエンスストア等の店舗等に使用される空調・冷蔵・冷凍装置において、省エネ性を向上させる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スーパーやコンビニエンスストアのように、空調負荷と冷凍負荷のように、温度範囲の異なる複数の熱負荷を賄うことを要求される場合において、１つの冷凍サイクルに圧縮機を複数設け、同じ冷媒を循環させて複数の熱負荷を賄う冷凍サイクル装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、それぞれの熱負荷を賄う独立した複数の冷凍サイクルによって構成され、それぞれの冷凍サイクルを循環する独立した複数の冷媒が互いに熱交換を行い、高段側の冷凍サイクルが低段側の冷凍サイクルの排熱を回収するように冷媒冷媒熱交換器を配置することにより、低段側の冷凍サイクルの過冷却度を増加させ、冷凍能力を増加させ、システム全体として省エネを図る冷凍サイクル装置が提案されている（例えば、特許文献２および特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３５７３６７号公報（図１、段落００１６〜００３９）
【特許文献２】特開２００３−４３２１号公報（図１〜４、段落００１６〜００３１）
【特許文献３】特開２００４−１７０００１号公報（図１、段落００４３〜００５６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示す冷凍サイクル装置では、複数の熱負荷が１つの冷凍サイクルで構成されているので、外気温などの周囲環境や空調負荷などの変化時に全体の熱量のバランスをとるために、頻繁なモード切替を行わなければならず、モード切替に伴い無駄なエネルギー損失が発生し、省エネにならないという問題があった。
【０００６】
また、同一の冷媒を熱源側の熱交換器一つに循環させているため、暖房をフルに運転している特定の時期のみ効率が良くなるという効果が得られるが、それ以外の運転モードでは無駄な損失が大きく、省エネにならないという問題があった。
【０００７】
また、特許文献２や特許文献３に記載の冷凍サイクル装置では、複数の熱負荷に対する冷凍サイクルが独立に運転可能であるため、特許文献１の冷凍サイクル装置のような問題点はないが、高段側の冷凍サイクルの熱負荷が小さい場合、過剰運転を回避するために高段側の冷凍サイクルが定期的あるいは不定期にサーモオフ、若しくは運転停止を行う必要があり、この時、低段側の冷凍サイクルの冷凍能力やＣＯＰが、単独で運転した時と同程度の値まで低下するので、省エネにならないという問題があった。
【０００８】
また、特許文献２や特許文献３に記載の冷凍サイクル装置では、外気温度が高い場合において、冷媒冷媒熱交換器に流れる高段側の冷媒の温度が高くなり、低段側の冷凍サイクルに対して大きな過冷却度を付けられなくなり、冷凍機側の冷凍能力とＣＯＰが低下し、省エネにならないという問題があった。
【０００９】
本発明は、従来技術における上記問題を解決するためになされたもので、複数の熱負荷を賄う場合において、高い冷凍能力と高いＣＯＰを維持し、熱交換を行わない従来の冷凍サイクル装置と比較して常に省エネになる冷凍サイクル装置を得ることを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、複数の熱負荷を賄う場合において、空調機や冷凍機に対する開発投資を抑え、既設の空調機や冷凍機に対しても導入可能な、高い冷凍能力と高いＣＯＰを維持し、熱交換を行わない従来の冷凍サイクル装置と比較して常に省エネになる冷凍サイクル装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の冷凍サイクル装置は、第一の冷媒が循環し、第一の圧縮機と、四方弁と、空調用室外熱交換器と、空調用室内熱交換器と、前記空調用室外熱交換器と前記空調用室内熱交換器との間に設けられ前記第一の冷媒が直列に流れるように複数個配置された第一の空調用絞り手段と、を有する第一の冷凍サイクルと、第二の冷媒が循環し、第二の圧縮機と、物品冷却用室外熱交換器と、物品冷却用絞り手段と、物品冷却用室内熱交換器と、を有する第二の冷凍サイクルと、第三の冷媒が循環し、第三の圧縮機と、過冷却用室外熱交換器と、前記第一の冷媒と前記第三の冷媒とが熱交換を行う第一の冷媒冷媒熱交換器と、第一の過冷却用絞り手段と、前記第二の冷媒と前記第三の冷媒とが熱交換を行う第二の冷媒冷媒熱交換器と、を有する第三の冷凍サイクルと、
一端が前記第一の冷凍サイクルに複数個設けられた前記第一の空調用絞り手段との間の流路に接続され、他端が前記第一の空調用絞り手段と前記空調用室外熱交換器との間に接続され、第二の空調用絞り手段を有する迂回用の回路と、を備え、前記第一の冷媒冷媒熱交換器は前記迂回用の回路の第二の空調用絞り手段より前記空調用室外熱交換器側に挿入されるとともに前記過冷却用室外熱交換器の出側と前記第一の過冷却用絞り手段の入側との間に挿入され、前記第二の冷媒冷媒熱交換器は前記物品冷却用室外熱交換器の出側と前記物品冷却用絞り手段の入側との間に挿入されるとともに、前記第一の過冷却用絞り手段の出側と前記第三の圧縮機の入側との間に挿入されることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の冷凍サイクル装置は、第一の冷媒が循環し、第一の圧縮機と、四方弁と、空調用室外熱交換器と、空調用室内熱交換器と、前記空調用室外熱交換器と前記空調用室内熱交換器との間に設けられ前記第一の冷媒が直列に流れるように複数個配置された第一の空調用絞り手段と、を有する第一の冷凍サイクルと、第二の冷媒が循環し、第二の圧縮機と、物品冷却用室外熱交換器と、前記第一の冷媒と前記第二の冷媒とが熱交換を行う第一の冷媒冷媒熱交換器と、第一の物品冷却用絞り手段と、物品冷却用室内熱交換器と、を有する第二の冷凍サイクルと、第三の冷媒が循環し、第三の圧縮機と、過冷却用室外熱交換器と、第一の過冷却用絞り手段と、前記第二の冷媒と前記第三の冷媒とが熱交換を行う第二の冷媒冷媒熱交換器と、を有する第三の冷凍サイクルと、一端が前記第一の冷凍サイクルに複数個設けられた前記第一の空調用絞り手段との間の流路に接続され、他端が前記第一の空調用絞り手段と前記空調用室外熱交換器との間に接続され、第二の空調用絞り手段を有する迂回用の回路と、を備え、前記第一の冷媒冷媒熱交換器は前記迂回用の回路の第二の空調用絞り手段より前記空調用室外熱交換器側に挿入されるとともに前記物品冷却用室外熱交換器と前記第一の物品冷却用絞り手段との間に挿入され、前記第二の冷媒冷媒熱交換器は前記物品冷却用室外熱交換器の出側と前記第一の物品冷却用絞り手段の入側との間に挿入されるとともに、前記第一の過冷却用絞り手段の出側と前記第三の圧縮機の入側との間に挿入されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の冷凍サイクル装置は、第一の冷媒が循環し、第一の圧縮機と、第一の物品冷却用室外熱交換器と、第一の物品冷却用絞り手段と、第一の物品冷却用室内熱交換器と、を有する第一の冷凍サイクルと、第二の冷媒が循環し、第二の圧縮機と、第二の物品冷却用室外熱交換器と、第二の物品冷却用絞り手段と、第二の物品冷却用室内熱交換器と、を有する第二の冷凍サイクルと、第三の冷媒が循環し、第三の圧縮機と、過冷却用室外熱交換器と、前記第一の冷媒と前記第三の冷媒とが熱交換を行う第一の冷媒冷媒熱交換器と、過冷却用絞り手段と、前記第二の冷媒と前記第三の冷媒とが熱交換を行う第二の冷媒冷媒熱交換器と、を有する第三の冷凍サイクルと、を備え、一端が前記第一の物品冷却用室外熱交換器の出側と前記第一の物品冷却用絞り手段の入側との間の流路に接続され、他端が前記第一の物品冷却用室内熱交換器の出側と前記第一の圧縮機の入側との間に接続され、第三の物品冷却用絞り手段を有する迂回用の回路と、を備え、前記第一の冷媒冷媒熱交換器は前記迂回用の回路の前記第三の物品冷却用絞り手段の下流に挿入されるとともに前記過冷却用室外熱交換器の出側と前記過冷却用絞り手段の入側との間に挿入され、前記第二の冷媒冷媒熱交換器は前記第二の物品冷却用室外熱交換器の出側と前記第二の物品冷却用絞り手段の入側との間に挿入されるとともに、前記過冷却用絞り手段の出側と前記第三の圧縮機の入側との間に挿入されることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の冷凍サイクル装置は、第一の冷媒が循環し、第一の圧縮機と、四方弁と、空調用室外熱交換器と、空調用室内熱交換器と、前記空調用室外熱交換器と前記空調用室内熱交換器との間に設けられ前記第一の冷媒が直列に流れるように複数個配置された第一の空調用絞り手段と、を有する第一の冷凍サイクルと、第二の冷媒が循環し、第二の圧縮機と、物品冷却用室外熱交換器と、物品冷却用絞り手段と、物品冷却用室内熱交換器と、を有する第二の冷凍サイクルと、第三の冷媒が循環し、第三の圧縮機と、過冷却用室外熱交換器と、前記第一の冷媒と前記第三の冷媒とが熱交換を行う第一の冷媒冷媒熱交換器と、第一の過冷却用絞り手段と、前記第二の冷媒と前記第三の冷媒とが熱交換を行う第二の冷媒冷媒熱交換器と、を有する第三の冷凍サイクルと、を備え、前記第一の冷媒冷媒熱交換器は前記第一の冷凍サイクルに複数個設けられた前記第一の空調用絞り手段の間の流路に接続されるとともに前記過冷却用室外熱交換器の出側と前記第一の過冷却用絞り手段の入側との間に接続され、前記第二の冷媒冷媒熱交換器は前記物品冷却用室外熱交換器の出側と前記物品冷却用絞り手段の入側との間に接続されるとともに、前記第一の過冷却用絞り手段の出側と前記第三の圧縮機の入側との間に接続されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複数の熱負荷を賄う場合において、熱交換を行わない従来の冷凍サイクル装置と比較して常に高い冷凍能力と高いＣＯＰを維持し、以って省エネを実現する冷凍サイクル装置を得られる。
【００１６】
本発明によれば、複数の熱負荷を賄う場合において、汎用の空調機や冷凍機を用いて、熱交換を行わない従来の冷凍サイクル装置と比較して常に高い冷凍能力と高いＣＯＰを維持し、以って省エネを実現する冷凍サイクル装置を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
実施の形態１．
図１と図３から図７は本発明の実施の形態１を示す冷凍サイクル装置を示している。まずは図１を用いて、冷凍サイクルの構成および動作について説明する。図１に示すように、冷凍サイクル装置は、空調用冷凍サイクル１と、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２と、過冷却用冷凍サイクル３とから構成されており、空調用冷凍サイクル１と過冷却用冷凍サイクル３とは冷媒冷媒熱交換器４１ａで、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２と過冷却用冷凍サイクル３とは冷媒冷媒熱交換器５１で、双方の冷媒が混じることなく熱交換を行うように構成されている。
【００１８】
空調用冷媒が循環する空調用冷凍サイクル１は、室内空調を行う主回路と、過冷却用冷凍サイクル３と熱交換を行う分岐回路によって構成し、室内空調を行う主回路は、空調用圧縮機１１と、空調用室外熱交換器１２と、空調用受液器１４と、空調用絞り手段１５ａ、１５ｂ、１５ｃと、空調用室内熱交換器１７ａ、１７ｂと、を空調用冷媒配管１０で接続することにより構成し、過冷却用冷凍サイクル３と熱交換を行う分岐回路は、冷媒冷媒熱交換器４１ａと、空調用絞り手段１９ａ、１９ｂ、１９ｃと、を空調用冷媒配管１０ａ、１０ｂ、１０ｃによって接続することにより構成されている。
【００１９】
空調用冷凍サイクルが冷房モードの場合、空調用圧縮機１１を出た空調用冷媒は、四方弁１８から空調用室外熱交換器１２に向かい、当該空調用室外熱交換器１２にて空調用室外送風機１３の作用によって室外空気に放熱し、空調用絞り手段１５ｃにて膨張して中間圧冷媒となり、更に空調用絞り手段１５ａ、１５ｂにて膨張して低温低圧冷媒となり、空調用室内送風機１６ａ、１６ｂの作用によって空調用室内熱交換器１７ａ、１７ｂにて吸熱し室内に冷熱を供給する。一方、空調用絞り手段１５ｃを出た空調用冷媒の一部が空調用冷媒配管１０ａから分岐し、空調用絞り手段１９ａによって低温低圧冷媒となり、冷媒冷媒熱交換器４１ａにて過冷却用冷凍サイクル３を流れる高温の過冷却用冷媒と熱交換をして蒸発し、空調用冷媒配管１０ｃを通って空調用圧縮機１１へ戻る。この時、空調用絞り手段１９ｂは閉じ、空調用絞り手段１９ｃは開いており、分岐回路への流量は空調用絞り手段１９ａの開度によって調節している。
【００２０】
空調用冷凍サイクルが暖房モードの場合、空調用圧縮機１1を出た空調用冷媒は、四方弁１８から空調用室内熱交換器１７ａ、１７ｂに向かい、当該空調用室内熱交換器１７ａ、１７ｂにて空調用室内送風機１６ａ、１６ｂの作用によって室内に温熱を供給し、空調用絞り手段１５ａ、１５ｂにて膨張して中間圧冷媒となり、更に空調用絞り手段１５ｃにて低温低圧冷媒となり、空調用室外送風機１３の作用によって空調用室外熱交換器１２にて吸熱して蒸発する。一方、空調用絞り手段１５ａ、１５ｂを出た空調用冷媒の一部が空調用冷媒配管１０ａから分岐し、空調用絞り手段１９ａによって低温低圧冷媒となり、冷媒冷媒熱交換器４１ａにて過冷却用冷凍サイクル３を流れる高温の過冷却用冷媒と熱交換をして蒸発し、空調用冷媒配管１０ｂを通って空調用絞り手段１５ｃを通過した空調用冷媒と合流する。この時、空調用絞り手段１９ｃは閉じ、空調用絞り手段１９ｂは開いており、分岐回路への流量は空調用絞り手段１９ａの開度によって調節されている。
【００２１】
冷蔵用または冷凍用冷媒が循環する冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２は、冷蔵用または冷凍用圧縮機２１と、冷蔵用または冷凍用室外熱交換器２２と、冷蔵用または冷凍用受液器２４と、冷媒冷媒熱交換器５１と、冷蔵用または冷凍用絞り手段２５ａ、２５ｂと、冷蔵用または冷凍用室内熱交換器２７ａ、２７ｂと、を冷蔵用または冷凍用冷媒配管２０で接続することにより構成している。
【００２２】
冷蔵用または冷凍用圧縮機２１を出た冷蔵用または冷凍用冷媒は、冷蔵用または冷凍用室外熱交換器２２にて冷蔵用または冷凍用室外送風機２３の作用によって室外空気に放熱し、冷媒冷媒熱交換器５１にて過冷却用冷凍サイクル３を流れる低温の過冷却用冷媒と熱交換をして過冷却度を増加させ、冷蔵用または冷凍用絞り手段２５ａ、２５ｂにて膨張して低温低圧冷媒となり、冷蔵用または冷凍用室内送風機２６ａ、２６ｂの作用によって冷蔵用または冷凍用室内熱交換器２７ａ、２７ｂにて吸熱し室内に冷熱を供給する。
【００２３】
過冷却用冷媒が循環する過冷却用冷凍サイクル３は、過冷却用圧縮機３１と、過冷却用室外熱交換器３２と、過冷却用受液器３４と、冷媒冷媒熱交換器４１ａと、過冷却用絞り手段３５と、冷媒冷媒熱交換器５１と、を過冷却用冷媒配管３０で接続することにより構成している。
【００２４】
過冷却用圧縮機３１を出た過冷却用冷媒は、過冷却用室外熱交換器３２にて過冷却用室外送風機３３の作用によって室外空気に放熱し、冷媒冷媒熱交換器４１ａにて空調用冷凍サイクル１を流れる低温の空調用冷媒と熱交換をして過冷却度を増加させ、過冷却用絞り手段３５にて膨張して低温低圧冷媒となり、冷媒冷媒熱交換器５１にて冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２を流れる高温の冷蔵用または冷凍用冷媒と熱交換をして蒸発し、過冷却用圧縮機３１へ戻る。
【００２５】
なお、図１において、空調用絞り手段１９ｂ、１９ｃは、空調用冷媒配管１０ｂ、１０ｃの流路切替手段として用いているので、より安価な流路切替手段を用いても省エネは大きく悪化はしないので、電磁弁や逆止弁を用いて構成してもよい。また、暖房時に空調用絞り手段１５ａ、１５ｂを出た空調用冷媒の一部が空調用冷媒配管１０ａから分岐するとしたが、空調用絞り手段１５ｃを全閉にすることで空調用冷媒の全部を空調用冷媒配管１０ａに流してもよい。また空調用絞り手段１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１９ａ、冷蔵用または冷凍用絞り手段２５ａ、２５ｂ、過冷却用絞り手段３５は、毛細管等の安価な冷媒流量調節手段、あるいは電子膨張弁による緻密な流量制御手段のいずれを使用してもよい。
【００２６】
また、空調用圧縮機１１、冷蔵用または冷凍用圧縮機２１、過冷却用圧縮機３１は、レシプロ、ロータリー、スクロール、スクリューなどの各種タイプのいずれのものを用いてもよく、回転数可変可能のものでも、回転数固定のものでも構わない。
【００２７】
また、空調用冷凍サイクル１と冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２と過冷却用冷凍サイクル３の内部を流れる冷媒はどんなものでもよく、二酸化炭素、炭化水素、ヘリウム、のような自然冷媒、ＨＦＣ４１０Ａ、ＨＦＣ４０７Ｃ、ＨＦＣ４０４Ａなどの代替冷媒など塩素を含まない冷媒、もしくは既存の製品に使用されているＲ２２、Ｒ１３４ａなどのフロン系冷媒のいずれでもよい。
【００２８】
また、空調用冷凍サイクル１と冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２と過冷却用冷凍サイクル３、とはそれぞれ独立した冷媒回路になっており、内部を流れる冷媒は同じ種類のものでもよいし、別の種類のものでも構わないが、それぞれ混ざることなく冷媒冷媒熱交換器４１ａ、５１にて互いに熱交換をして流れている。
【００２９】
また、空調用室外熱交換器１２、冷蔵用または冷凍用室外熱交換器２２、過冷却用室外熱交換器３２においてそれぞれの冷媒が空気から吸熱する場合を示しているが、これに限るものではなく、水、冷媒、ブライン等から吸熱するように構成してもよい。また、空調用室外送風機１３、冷蔵用または冷凍用室外送風機２３、過冷却用室外送風機３３はポンプ等でもよい。また、図１は空調用室内熱交換器と、冷蔵用または冷凍用室内熱交換器とがそれぞれ２台の場合の構成例であるが３台以上の複数でもあるいは１台でもよくそれぞれの台数が異なってもよく、またそれぞれの室内機の容量が大から小まで異なっていても、全てが同一容量でもよい。また、空調用冷凍サイクル１、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２、過冷却用冷凍サイクル３において余剰冷媒をそれぞれ受液器によって貯蔵する場合を示したが、これに限るものではなく、冷凍サイクルにおいて放熱器となる熱交換器にて貯蔵することとして受液器を取り除いてもよい。
【００３０】
空調用冷凍サイクル１、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２、過冷却用冷凍サイクル３を、Ｐ−ｈ線図中に示したものを図２に示す。図２（ａ）は冷房モードのＰ−ｈ線図、図２（ｂ）は暖房モードのＰ−ｈ線図を表す。図２において、本発明による冷凍サイクル装置のＰ−ｈ線図を実線で示し、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２が過冷却用冷凍サイクル３と熱交換しない場合のＰ−ｈ線図を点線で、過冷却用冷凍サイクル３が冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２とは熱交換を行うが、空調用冷凍サイクル１と熱交換しない場合のＰ−ｈ線図を一点鎖線で、空調用冷凍サイクル１が過冷却用冷凍サイクル３と熱交換しない場合のＰ−ｈ線図を二点鎖線で示す。
【００３１】
図２からわかるように、本発明による冷凍サイクル装置において、冷蔵用または冷凍用絞り手段２５ａ、２５ｂ入口の冷媒の温度が、熱交換を行わずに単独で運転した場合よりもΔＴｃ２だけ低下し、冷蔵用または冷凍用室内熱交換器２７ａ、２７ｂの入口側と出口側ではこの温度差分だけ冷媒のエンタルピー差Δｈが増加し、冷蔵用または冷凍用室内熱交換器２７ａ、２７ｂにおける単位冷媒流量あたりの冷媒の吸熱量、いわゆる冷凍効果、が増加し、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２の冷凍能力が増加する。
【００３２】
また、この時、同じ冷蔵用または冷凍用熱負荷に対する冷蔵用または冷凍用冷媒の循環量が低減され、冷蔵用または冷凍用冷媒の循環に用いられる動力が少なくて済むので、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２のＣＯＰが、熱交換を行わずに単独で運転する場合よりも高くなり、省エネとなる。また、冷媒循環量が減ることにより配管での圧損が減るため、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２の配管サイズを小さくすることができ施工性が向上するとともに、配管での熱損失が低減され省エネとなる。
【００３３】
また、過冷却用冷凍サイクル３は、空調用冷凍サイクル１との熱交換により、熱交換が無い場合よりも過冷却度が増加し、冷凍能力を増加させることが出来るので、空調用冷凍サイクル１との熱交換がない場合よりも省エネとなる。
【００３４】
また、過冷却用冷凍サイクル３は、冷蔵用または冷凍用絞り手段２５ａ、２５ｂの出口が二相となるように運転するために通常、蒸発温度Ｔｅ３が冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２の蒸発温度Ｔｅ２よりも高くなる。また図１のように過冷却用冷凍サイクル３、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２ともに外気による空冷熱交換器により放熱器を構成した場合、凝縮温度は同程度となるので、過冷却用冷凍サイクル３のＣＯＰは、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクルが熱交換を行わずに単体で運転する場合のＣＯＰよりも高くなる。
【００３５】
また、空調用冷凍サイクル１は、冷房モードの場合は、蒸発温度Ｔｅ１は最低でも0℃以上で使用されることが多く、物品冷却用で使用される冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２の蒸発温度Ｔｅ２は、冷蔵用途で−１０℃程度、冷凍用途で−４０℃程度、で使用されることが多いため、蒸発温度は空調用冷凍サイクル１の方が冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２よりも高くなる。また、図１のように空調用冷凍サイクル１、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２ともに外気による空冷熱交換器により放熱器を構成した場合、凝縮温度は同程度となるので、空調用冷凍サイクル１のＣＯＰは、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクルが熱交換を行わずに単独で運転する場合のＣＯＰよりも高くなる。
【００３６】
また、空調用冷凍サイクル１が過冷却用冷凍サイクル３の過冷却度を増加させるときに受け取る温熱は、空調用冷凍サイクル１が冷房モードの場合は冷熱負荷となって空調用圧縮機における機械入力を要するが、暖房モードの場合は蒸発器の熱源となるので、蒸発温度の上昇、若しくは蒸発器用送風機入力の低減へと繋がるので、空調用冷凍サイクル１、過冷却用冷凍サイクル３ともに、熱交換を行わない場合よりもＣＯＰが高くなる。
【００３７】
従って、本発明による冷凍サイクル装置のＣＯＰは、空調用冷凍サイクルが冷房モードであるか暖房モードであるかによらず、空調用冷凍サイクルと冷蔵用または冷凍用冷凍サイクルが熱交換を行わずにそれぞれ単独で運転する場合のＣＯＰよりも高くなり、省エネとなる。
また、空調用冷凍サイクル１が電源ＯＦＦやサーモオフ、または冷媒や油を交換するリプレースや機器の交換や修理を行うメンテナンスなどにより運転を停止している場合においても、過冷却用冷凍サイクル３との熱交換によって、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２の過冷却度を増加させることができるので、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２が熱交換を行わずに単独で運転する場合よりも冷凍効果、ＣＯＰともに大きい運転を維持することが出来、省エネとなる。
【００３８】
また、外気温度が高く、空調負荷も高い場合であって、空調用冷凍サイクル１の蒸発温度が高い場合、従来の空調用冷凍サイクルと冷蔵用または冷凍用冷凍サイクルのみにより構成される冷凍サイクル装置においては冷蔵用または冷凍用冷凍サイクルの過冷却度を充分に増加させることが出来なかったが、本発明による冷凍サイクル装置では、過冷却用冷凍サイクル３との熱交換によって、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２の過冷却度を増加させることが出来るので、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクルが熱交換を行わずに単独で運転する場合よりも省エネとなる。
【００３９】
図３は、図１に示す冷凍サイクル装置に加えて、過冷却用室外熱交換器３２を迂回するように並列に配置される過冷却用冷媒配管３０ａと、過冷却用冷媒配管３０ａと過冷却用室外熱交換器３２に流れる過冷却用冷媒の分配を制御する過冷却用絞り手段３９ａ、３９ｂと、過冷却用受液器３４の上流で過冷却用室外熱交換器３２を迂回した過冷却用冷媒の放熱器として機能するように配置された空調用冷媒と過冷却用冷媒が熱交換を行う冷媒冷媒熱交換器４１ｂと、を備えることを特徴とする冷凍サイクル装置を示している。
【００４０】
図３において、過冷却用絞り手段３９ｂを開き、過冷却用絞り手段３９ａを閉じた状態での空調用冷凍サイクル１、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２、過冷却用冷凍サイクル３との基本的な動作は図１と同様なので説明を省略する。
【００４１】
図３において、空調用冷凍サイクル１が暖房運転を行う場合であって、過冷却用冷凍サイクル３の過冷却用絞り手段３９ｂを閉じ、過冷却用絞り手段３９ａを開いた場合、図１の冷凍サイクル装置では過冷却用室外熱交換器３２において外気に放熱していた温熱を放熱しないで全て、冷媒冷媒熱交換器４１ｂを介して空調用冷凍サイクル１の蒸発熱源として利用できるので、図１に示す冷凍サイクル装置よりも更に、空調用冷凍サイクル１の蒸発温度の上昇、若しくは蒸発器用送風機入力の低減を実現でき、以ってＣＯＰが向上し、省エネが実現できる。
【００４２】
図４は、図３に示す冷凍サイクル装置から、過冷却用受液器３４と冷媒冷媒熱交換器４１ｂとを取り除いた冷凍サイクル装置を示している。
【００４３】
図４において、過冷却用絞り手段３９ｂを開き、過冷却用絞り手段３９ａを閉じた状態での空調用冷凍サイクル１、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２、過冷却用冷凍サイクル３の基本的な動作は、余剰冷媒を受液器ではなく放熱器に貯蔵する点以外は、図１と同様なので説明を省略する。
【００４４】
図４において、空調用冷凍サイクル１が暖房運転を行う場合であって、過冷却用冷凍サイクル３の過冷却用絞り手段３９ｂを閉じ、過冷却用絞り手段３９ａを開いた場合、図１の冷凍サイクル装置では過冷却用室外熱交換器３２において外気に放熱していた温熱を放熱しないで全て、冷媒冷媒熱交換器４１ａを介して空調用冷凍サイクル１の蒸発熱源として利用できるので、図１に示す冷凍サイクル装置よりも更に、空調用冷凍サイクル１の蒸発温度の上昇、若しくは蒸発器用送風機入力の低減を実現でき、以ってＣＯＰが向上し、省エネが実現できる。
【００４５】
また、図４においては、図３のような受液器がないため、受液器の上流に放熱器としての冷媒冷媒熱交換器と、受液器の下流に過冷却度を増加させるための冷媒冷媒熱交換器と、を配置するような構成にする必要がないため、冷媒冷媒熱交換器の数を減ずることが出来るので、より安価に省エネを実現することが出来る。
【００４６】
図５は、図１に示す冷凍サイクル装置に加えて、空調用室外熱交換器１２を迂回するように並列に配置される空調用冷媒配管１０ｄと、空調用冷媒配管１０ｄと空調用室外熱交換器１２に流れる冷媒の分配を制御する空調用絞り手段１９ｄ、１９ｅと、を備えることを特徴とする冷凍サイクル装置を示している。
【００４７】
図５において、空調用絞り手段１９ｅを開き、空調用絞り手段１９ｄを閉じた状態での基本的な動作は、図１に示す冷凍サイクル装置と実質的に同一なので、説明を省略する。
【００４８】
図５に示す空調用冷凍サイクル１が、空調用絞り手段１９ｅを開き、空調用絞り手段１９ｄを閉じた状態で、暖房運転を行う場合、冷媒冷媒熱交換器４１ａにおける熱交換量が空調用冷凍サイクル１の必要とする蒸発熱量以下ならば、空調用室外熱交換器１２が蒸発器として機能しなくてはならないので、蒸発温度が外気の温度よりも低い必要があるが、逆に冷媒冷媒熱交換器４１ａにおける熱交換量が空調用冷凍サイクル１の必要とする蒸発熱量以上ならば、空調用室外熱交換器１２が蒸発器として機能する必要がないため、蒸発温度を外気温度よりも高くすることが出来る。
しかしこの場合、空調用室外熱交換器１２が放熱器として機能してしまい、蒸発温度増加を阻害する方向に働く。
このような場合、図５において、空調用冷凍サイクル１の空調用絞り手段１９ｅを閉じ、空調用絞り手段１９ｄを開いた場合、空調用冷媒が空調用室外熱交換器１２にて外気と熱交換を行うことがないため、図１に示す冷凍サイクル装置よりも更に、空調用冷凍サイクル１の蒸発温度の上昇、若しくは蒸発器用送風機入力の低減を実現でき、以ってＣＯＰが向上し、省エネが実現できる。
【００４９】
なお、図５は、図１に示す冷凍サイクル装置に加えて、空調用室外熱交換器１２を迂回するように並列に配置される空調用冷媒配管１０ｄと、空調用冷媒配管１０ｄと空調用室外熱交換器１２に流れる空調用冷媒の分配を制御する空調用絞り手段１９ｄ、１９ｅと、を備えたものであるが、図３や図４に示す冷凍サイクル装置に対して、同様に空調用室外熱交換器１２を迂回する回路を加えてもよく、この場合も同様の効果が期待できるのは当然である。
【００５０】
また、空調用冷凍サイクル１を制御すると、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２を制御する制御装置（制御手段）と、過冷却用冷凍サイクル３を制御する制御装置とが、それぞれ通信手段を備えて有線または無線による通信により、相互の情報をやりとりすることができれば、連携して制御を行うことが可能となるため、より高度な、より安定性の増した、省エネシステムが構築できる。
【００５１】
例えば、図１と図３から図５に示す冷凍サイクル装置において、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２の運転状態が冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２の制御装置から過冷却用冷凍サイクル３の制御装置に送信されるようにシステムを構成すれば、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２のＯＮ／ＯＦＦに合わせて過冷却用冷凍サイクル３のＯＮ／ＯＦＦタイミングを制御でき、無駄な運転が無くなり、省エネとなる。
【００５２】
また、図３または図４に示す冷凍サイクル装置において、空調用冷凍サイクル１の運転状態が空調用冷凍サイクル１の制御装置から過冷却用冷凍サイクル３の制御装置に送信されるようにシステムを構成すれば、空調用冷凍サイクル１が暖房モードとなった時に、過冷却用絞り手段３９ｂを閉じ、過冷却用絞り手段３９ａを開くことによって、過冷却用圧縮機から吐出された高温の過冷却用冷媒をバイパスさせることで、適切なタイミングで確実に過冷却用冷凍サイクル３で排熱されることなく、この熱を全て空調用冷凍サイクル１の蒸発熱源に利用するように動作を制御することができ、省エネとなる。
【００５３】
なお、通常、空調用冷凍サイクル１の蒸発温度は、暖房モード運転中は外気温度より数度程度低い温度となり、冷房モード運転中は２０℃以上の差が生じ、運転停止中は外気温度と同程度の温度となる。従って、冷媒冷媒熱交換器４１ａまたは４１ｂに空調用冷媒の蒸発温度検出手段を設け、その検出値と、外気温度と、を過冷却用冷凍サイクル３の制御装置に送信されるようにシステムを構成すれば、空調用冷凍サイクル１の制御装置と通信することなく、空調用冷凍サイクル１の運転状態を推定することが出来るので、より安価に省エネを実現することが出来る。
【００５４】
図６は、図１に示す冷凍サイクル装置から、空調用冷媒配管１０ｃと、空調用絞り手段１９ｃとを取り除いた冷凍サイクル装置を示しており、この冷凍サイクル装置においても本発明による省エネ効果を得ることが出来る。
【００５５】
空調用冷凍サイクル１が暖房モードの場合、図１、図６ともに冷媒冷媒熱交換器４１ａを流れる冷媒が空調用絞り手段１９ａから空調用絞り手段１９ｂの方向に向かって流れるが、空調用冷凍サイクル１が冷房モードの場合、図１においては暖房モードと同じく空調用絞り手段１９ａから空調用絞り手段１９ｂの方向に向かって流れるのに対し、図６においては反対に空調用絞り手段１９ｂから空調用絞り手段１９ａの方向に向かって流れる。
【００５６】
図６に示す冷凍サイクル装置では空調用冷媒配管１０ｃと空調用絞り手段１９ｃを除く分だけ原材料費低減を図ることが出来、また空調用冷凍サイクルと接続する配管施工工事の工程が減少し、工事コスト低減も図ることが出来るので、より安価に省エネを実現することが出来る。
【００５７】
図７は図６に示す冷凍サイクル装置から、空調用冷媒配管１０の内、空調用絞り手段１５ｃを通り、空調用冷媒配管１０ａ、１０ｂと並列に配置される部分と、空調用絞り手段１５ｃと、を取り除いた冷凍サイクルを示しており、この冷凍サイクル装置においても図６と同様の効果を得ることが出来る。
【００５８】
空調用冷凍サイクル１が暖房モードの場合、図６においては空調用絞り手段１９ａと空調用絞り手段１５ｃとを調節することで空調用冷媒配管１０ａを循環する冷媒循環量を調節することが出来るが、図７においては、全ての冷媒が空調用冷媒配管１０ａを循環することになる。
【００５９】
図７に示す冷凍サイクル装置では、空調用絞り手段１５ｃを削減することが出来るので、より安価に省エネを実現することが出来る。
【００６０】
実施の形態２．
図８と図１０から図１４は本発明の実施の形態２を示す冷凍サイクル装置を示している。まずは図８を用いて、冷凍サイクルの構成および動作について説明する。図８に示すように、冷凍サイクル装置は、空調用冷凍サイクル１と、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２と、過冷却用冷凍サイクル３とから構成されており、空調用冷凍サイクル１と冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２とは冷媒冷媒熱交換器４１ａで、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２と過冷却用冷凍サイクル３とは冷媒冷媒熱交換器５１で、双方の冷媒が混じることなく熱交換を行うように構成している。
【００６１】
空調用冷媒が循環する空調用冷凍サイクル１は、室内空調を行う主回路と、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２と熱交換を行う分岐回路によって構成し、室内空調を行う主回路は、空調用圧縮機１１と、空調用室外熱交換器１２と、空調用受液器１４と、空調用絞り手段１５ａ、１５ｂ、１５ｃと、空調用室内熱交換器１７ａ、１７ｂと、を空調用冷媒配管１０で接続することにより構成し、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２と熱交換を行う分岐回路は、冷媒冷媒熱交換器４１ａと、空調用絞り手段１９ａ、１９ｂ、１９ｃと、を空調用冷媒配管１０ａ、１０ｂ、１０ｃによって接続することにより構成している。
【００６２】
空調用冷凍サイクルが冷房モード場合、空調用圧縮機１１を出た空調用冷媒は、四方弁１８から空調用室外熱交換器１２に向かい、当該空調用室外熱交換器１２にて空調用室外送風機１３の作用によって室外空気に放熱し、空調用絞り手段１５ｃにて膨張して中間圧冷媒となり、更に空調用絞り手段１５ａ、１５ｂにて膨張して低温低圧冷媒となり、空調用室内送風機１６ａ、１６ｂの作用によって空調用室内熱交換器１７ａ、１７ｂにて吸熱し室内に冷熱を供給するとともに、空調用絞り手段１５ｃを出た空調用冷媒の一部が空調用冷媒配管１０ａから分岐し、空調用絞り手段１９ａによって低温低圧冷媒となり、冷媒冷媒熱交換器４１ａにて冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２を流れる高温の冷蔵用または冷凍用冷媒と熱交換をして蒸発し、空調用冷媒配管１０ｃを通って空調用圧縮機１１へ戻る。この時、空調用絞り手段１９ｂは閉じ、空調用絞り手段１９ｃは開いており、分岐回路への流量は空調用絞り手段１９ａの開度によって調節している。
【００６３】
空調用冷凍サイクルが暖房モードの場合、空調用圧縮機１1を出た空調用冷媒は、四方弁１８から空調用室内熱交換器１７ａ、１７ｂに向かい、当該空調用室内熱交換器１７ａ、１７ｂにて空調用室内送風機１６ａ、１６ｂの作用によって室内に温熱を供給し、空調用絞り手段１５ａ、１５ｂにて膨張して中間圧冷媒となり、更に空調用絞り手段１５ｃにて低温低圧冷媒となり、空調用室外送風機１３の作用によって空調用室外熱交換器１２にて吸熱して蒸発するとともに、空調用絞り手段１５ａ、１５ｂを出た空調用冷媒の一部が空調用冷媒配管１０ａから分岐し、空調用絞り手段１９ａによって低温低圧冷媒となり、冷媒冷媒熱交換器４１ａにて冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２を流れる高温の冷蔵用または冷凍用冷媒と熱交換をして蒸発し、空調用冷媒配管１０ｂを通って空調用絞り手段１５ｃを通過した空調用冷媒と合流する。この時、空調用絞り手段１９ｃは閉じ、空調用絞り手段１９ｂは開いており、分岐回路への流量は空調用絞り手段１９ａの開度によって調節している。
【００６４】
冷蔵用または冷凍用冷媒が循環する冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２は、冷蔵用または冷凍用圧縮機２１と、冷蔵用または冷凍用室外熱交換器２２と、冷蔵用または冷凍用受液器２４と、冷媒冷媒熱交換器４１ａと、冷媒冷媒熱交換器５１と、冷蔵用または冷凍用絞り手段２５ａ、２５ｂと、冷蔵用または冷凍用室内熱交換器２７ａ、２７ｂと、を冷蔵用または冷凍用冷媒配管２０で接続することにより構成している。
【００６５】
冷蔵用または冷凍用圧縮機２１を出た冷蔵用または冷凍用冷媒は、冷蔵用または冷凍用室外熱交換器２２にて冷蔵用または冷凍用室外送風機２３の作用によって室外空気に放熱し、冷媒冷媒熱交換器４１ａにて空調用冷凍サイクル１を流れる低温の空調用冷媒と熱交換をして過冷却度を増加させ、更に冷媒冷媒熱交換器５１にて過冷却用冷凍サイクル３を流れる低温の過冷却用冷媒と熱交換をして過冷却度を増加させ、冷蔵用または冷凍用絞り手段２５ａ、２５ｂにて膨張して低温低圧冷媒となり、冷蔵用または冷凍用室内送風機２６ａ、２６ｂの作用によって冷蔵用または冷凍用室内熱交換器２７ａ、２７ｂにて吸熱し室内に冷熱を供給する。
【００６６】
過冷却用冷媒が循環する過冷却用冷凍サイクル３は、過冷却用圧縮機３１と、過冷却用室外熱交換器３２と、過冷却用受液器３４と、過冷却用絞り手段３５と、冷媒冷媒熱交換器５１と、を過冷却用冷媒配管３０で接続することにより構成している。
【００６７】
過冷却用圧縮機３１を出た過冷却用冷媒は、過冷却用室外熱交換器３２にて過冷却用室外送風機３３の作用によって室外空気に放熱し、過冷却用絞り手段３５にて膨張して低温低圧冷媒となり、冷媒冷媒熱交換器５１にて冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２を流れる高温の冷蔵用または冷凍用冷媒と熱交換をして蒸発し、過冷却用圧縮機３１へ戻る。
【００６８】
なお、図８においては、空調用絞り手段１９ｂ、１９ｃは、空調用冷媒配管１０ｂ、１０ｃの流路切替手段として用いているので、より安価な流路切替手段を用いても省エネは大きく悪化はしないので、電磁弁や逆止弁を用いて構成してもよい。また、暖房時に空調用絞り手段１５ａ、１５ｂを出た空調用冷媒の一部が空調用冷媒配管１０ａから分岐するとしたが、空調用絞り手段１５ｃを全閉にすることで空調用冷媒の全部を空調用冷媒配管１０ａに流してもよい。また空調用絞り手段１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１９ａ、冷蔵用または冷凍用絞り手段２５ａ、２５ｂ、過冷却用絞り手段３５は、毛細管等の安価な冷媒流量調節手段、あるいは電子膨張弁による緻密な流量制御手段のいずれを使用してもよい。
【００６９】
また、空調用圧縮機１１、冷蔵用または冷凍用圧縮機２１、過冷却用圧縮機３１は、レシプロ、ロータリー、スクロール、スクリューなどの各種タイプのいずれのものを用いてもよく、回転数可変可能のものでも、回転数固定のものでも構わない。
【００７０】
また、空調用冷凍サイクル１と冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２と過冷却用冷凍サイクル３の内部を流れる冷媒はどんなものでもよく、二酸化炭素、炭化水素、ヘリウム、のような自然冷媒、ＨＦＣ４１０Ａ、ＨＦＣ４０７Ｃ、ＨＦＣ４０４Ａなどの代替冷媒など塩素を含まない冷媒、もしくは既存の製品に使用されているＲ２２、Ｒ１３４ａなどのフロン系冷媒のいずれでもよい。
【００７１】
また、空調用冷凍サイクル１と冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２と過冷却用冷凍サイクル３、とはそれぞれ独立した冷媒回路になっており、内部を流れる冷媒は同じ種類のものでもよいし、別の種類のものでも構わないが、それぞれ混ざることなく冷媒冷媒熱交換器４１ａ、５１にて互いに熱交換をして流れている。
【００７２】
また、空調用室外熱交換器１２、冷蔵用または冷凍用室外熱交換器２２、過冷却用室外熱交換器３２においてそれぞれの冷媒が空気から吸熱する場合を示しているが、これに限るものではなく、水、冷媒、ブライン等から吸熱するように構成してもよい。また、空調用室外送風機１３、冷蔵用または冷凍用室外送風機２３、過冷却用室外送風機３３はポンプ等でもよい。また、図８は空調用室内熱交換器と、冷蔵用または冷凍用室内熱交換器とがそれぞれ２台の場合の構成例であるが３台以上の複数でもあるいは１台でもよくそれぞれの台数が異なってもよく、またそれぞれの室内機の容量が大から小まで異なっていても、全てが同一容量でもよい。また、空調用冷凍サイクル１、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２、過冷却用冷凍サイクル３において余剰冷媒をそれぞれ受液器によって貯蔵する場合を示したが、これに限るものではなく、それぞれの冷凍サイクルにおいて放熱器となる熱交換器にて貯蔵してもよい。
【００７３】
空調用冷凍サイクル１、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２、過冷却用冷凍サイクル３を、Ｐ−ｈ線図中に示したものを図９に示す。図９（ａ）は冷房モードのＰ−ｈ線図、図９（ｂ）は暖房モードのＰ−ｈ線図を表す。図９において、本発明による冷凍サイクル装置のＰ−ｈ線図を実線で示し、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクルが空調用冷凍サイクルとも過冷却用冷凍サイクルとも熱交換しない場合のＰ−ｈ線図を点線で、空調機が冷蔵用または冷凍用冷凍サイクルと熱交換しない場合のＰ−ｈ線図を二点鎖線で示す。
【００７４】
図９からわかるように、本発明による冷凍サイクル装置において、冷蔵用または冷凍用絞り手段２５ａ、２５ｂ入口の冷媒の温度が、熱交換を行わずに単独で運転した場合よりもΔＴｃ２だけ低下し、冷蔵用または冷凍用室内熱交換器２６ａ、２６ｂの入口側と出口側ではこの温度差分だけ冷媒のエンタルピー差Δｈが増加し、冷蔵用または冷凍用室内熱交換器２６ａ、２６ｂにおける単位冷媒流量あたりの冷媒の吸熱量、いわゆる冷凍効果、が増加し、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２の冷凍能力が増加する。
【００７５】
また、この時、同じ冷蔵用または冷凍用熱負荷に対する冷蔵用または冷凍用冷媒の循環量が低減され、冷蔵用または冷凍用冷媒の循環に用いられる動力が少なくて済むので、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２のＣＯＰが、熱交換を行わずに単独で運転する場合よりも高くなり、省エネとなる。また、冷媒循環量が減ることにより配管での圧損が減るため、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２の配管サイズを小さくすることができ施工性が向上するとともに、配管での熱損失が低減され省エネとなる。
【００７６】
また、過冷却用冷凍サイクル３は、冷蔵用または冷凍用絞り手段２５ａ、２５ｂの出口が二相となるように運転するために通常、蒸発温度が冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２の蒸発温度よりも高くなる。また図８のように過冷却用冷凍サイクル３、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２ともに外気による空冷熱交換器により放熱器を構成した場合、凝縮温度は同程度となるので、過冷却用冷凍サイクル３のＣＯＰは、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクルが熱交換を行わずに単独で運転する場合のＣＯＰよりも高くなる。
【００７７】
また、空調用冷凍サイクル１は、冷房モードの場合は、蒸発温度は最低でも0℃以上で使用されることが多く、物品冷却用で使用される冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２の蒸発温度は、冷蔵用途で−１０℃程度、冷凍用途で−４０℃程度、で使用されることが多いため、蒸発温度は空調用冷凍サイクル１の方が冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２よりも高くなる。また、図８のように空調用冷凍サイクル１、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２ともに外気による空冷熱交換器により放熱器を構成した場合、凝縮温度は同程度となるので、空調用冷凍サイクル１のＣＯＰは、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクルが熱交換を行わずに単独で運転する場合のＣＯＰよりも高くなる。
【００７８】
また、空調用冷凍サイクル１が冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２の過冷却度を増加させるときに受け取る温熱は、空調用冷凍サイクル１が冷房モードの場合は冷熱負荷となって空調用圧縮機における機械入力を要するが、暖房モードの場合は蒸発器の熱源となるので、蒸発温度の上昇、若しくは蒸発器用送風機入力の低減へと繋がるので、空調用冷凍サイクル１、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２ともに、熱交換を行わない場合よりもＣＯＰが高くなる。
【００７９】
従って、本発明による冷凍サイクル装置のＣＯＰは、空調用冷凍サイクルが冷房モードであるか暖房モードであるかによらず、空調用冷凍サイクルと冷蔵用または冷凍用冷凍サイクルが熱交換を行わずにそれぞれ単独で運転する場合のＣＯＰよりも高くなり、省エネとなる。
また、空調用冷凍サイクル１が電源ＯＦＦやサーモオフ、または冷媒や油を交換するリプレースや機器の交換や修理を行うメンテナンスなどにより運転を停止している場合においても、過冷却用冷凍サイクル３との熱交換によって、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２の過冷却度を増加させることができるので、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２が熱交換を行わずに単独で運転する場合よりも冷凍効果、ＣＯＰともに大きい運転を維持することが出来、省エネとなる。
【００８０】
また、外気温度が高く、空調負荷も高い場合であって、空調用冷凍サイクル１の蒸発温度が高い場合、従来の空調用冷凍サイクルと冷蔵用または冷凍用冷凍サイクルのみにより構成される冷凍サイクル装置においては冷蔵用または冷凍用冷凍サイクルの過冷却度を充分に増加させることが出来なかったが、本発明による冷凍サイクル装置では、過冷却用冷凍サイクル３との熱交換によって、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２の過冷却度を増加させることが出来るので、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクルが熱交換を行わずに単独で運転する場合よりも省エネとなる。
【００８１】
図１０は、図８に示す冷凍サイクル装置に加えて、冷蔵用または冷凍用室外熱交換器２２を迂回するように並列に配置される冷蔵用または冷凍用冷媒配管２０ａと、冷蔵用または冷凍用冷媒配管２０ａと冷蔵用または冷凍用室外熱交換器２２に流れる冷蔵用または冷凍用冷媒の分配を制御する冷蔵用または冷凍用絞り手段２９ａ、２９ｂと、冷蔵用または冷凍用受液器２４の上流で冷蔵用または冷凍用室外熱交換器２２を迂回した冷蔵用または冷凍用冷媒の放熱器として機能するように配置された空調用冷媒と冷蔵用または冷凍用冷媒が熱交換を行う冷媒冷媒熱交換器４１ｂと、を備えることを特徴とする冷凍サイクル装置を示している。
【００８２】
図１０において、冷蔵用または冷凍用絞り手段２９ｂを開き、冷蔵用または冷凍用絞り手段２９ａを閉じた状態での空調用冷凍サイクル１、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２、過冷却用冷凍サイクル３との基本的な動作は図８と同様なので省略する。
【００８３】
図１０において、空調用冷凍サイクル１が暖房運転を行う場合であって、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２の冷蔵用または冷凍用絞り手段２９ｂを閉じ、冷蔵用または冷凍用絞り手段２９ａを開いた場合、図８の冷凍サイクル装置では冷蔵用または冷凍用室外熱交換器２２において外気に放熱していた温熱を放熱しないで全て、冷媒冷媒熱交換器４１ｂを介して空調用冷凍サイクル１の蒸発熱源として利用できるので、図８に示す冷凍サイクル装置よりも更に、空調用冷凍サイクル１の蒸発温度の上昇、若しくは蒸発器用送風機入力の低減を実現でき、以ってＣＯＰが向上し、省エネが実現できる。
【００８４】
図１１は、図１０に示す冷凍サイクル装置から、冷蔵用または冷凍用受液器２４と冷媒冷媒熱交換器４１ｂとを取り除いた冷凍サイクル装置を示している。
【００８５】
図１１において、冷蔵用または冷凍用絞り手段２９ｂを開き、冷蔵用または冷凍用絞り手段２９ａを閉じた状態での空調用冷凍サイクル１、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２、過冷却用冷凍サイクル３の基本的な動作は、余剰冷媒を受液器ではなく放熱器に貯蔵する点以外は、図８と同様なので省略する。
【００８６】
図１１において、空調用冷凍サイクル１が暖房運転を行う場合であって、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２の冷蔵用または冷凍用絞り手段２９ｂを閉じ、冷蔵用または冷凍用絞り手段２９ａを開いた場合、図８の冷凍サイクル装置では冷蔵用または冷凍用室外熱交換器２２において外気に放熱していた温熱を、冷媒冷媒熱交換器４１ａを介して空調用冷凍サイクル１の蒸発熱源として利用できるので、図８に示す冷凍サイクル装置よりも更に、空調用冷凍サイクル１の蒸発温度の上昇、若しくは蒸発器用送風機入力の低減を実現でき、以ってＣＯＰが向上し、省エネが実現できる。
【００８７】
また、図１１においては、図１０のような受液器がないため、受液器の上流に放熱器としての冷媒冷媒熱交換器と、受液器の下流に過冷却度を増加させるための冷媒冷媒熱交換器と、を配置するような構成にする必要がないため、冷媒冷媒熱交換器の数を減ずることが出来るので、より安価に省エネを実現することが出来る。
【００８８】
図１２は、図８に示す冷凍サイクル装置に加えて、空調用室外熱交換器１２を迂回するように並列に配置される空調用冷媒配管１０ｄと、空調用冷媒配管１０ｄと空調用室外熱交換器１２に流れる空調用冷媒の分配を制御する空調用絞り手段１９ｄ、１９ｅと、を備えることを特徴とする冷凍サイクル装置を示している。
【００８９】
図１２において、空調用絞り手段１９ｅを開き、空調用絞り手段１９ｄを閉じた状態は、図８に示す冷凍サイクル装置と実質的に同一なので、基本的な動作の説明は省略する。
【００９０】
図１２に示す空調用冷凍サイクル１が、空調用絞り手段１９ｅを開き、空調用絞り手段１９ｄを閉じた状態で、暖房運転を行う場合、冷媒冷媒熱交換器４１ａにおける熱交換量が空調用冷凍サイクル１の必要とする蒸発熱量以下ならば、空調用室外熱交換器１２が蒸発器として機能しなくてはならないので、蒸発温度が外気の温度よりも低い必要があるが、逆に冷媒冷媒熱交換器４１ａにおける熱交換量が空調用冷凍サイクル１の必要とする蒸発熱量以上ならば、空調用室外熱交換器１２が蒸発器として機能する必要がないため、蒸発温度を外気温度よりも高くすることが出来る。
しかし、この場合、空調用室外熱交換器１２が放熱器として機能してしまい、蒸発温度増加を阻害する方向に働く。
このような場合、図１２において、空調用冷凍サイクル１の空調用絞り手段１９ｅを閉じ、空調用絞り手段１９ｄを開いた場合、空調用冷媒が空調用室外熱交換器１２にて外気と熱交換を行うことがないため、図８に示す冷凍サイクル装置よりも更に、空調用冷凍サイクル１の蒸発温度の上昇、若しくは蒸発器用送風機入力の低減を実現でき、以ってＣＯＰが向上し、省エネが実現できる。
【００９１】
なお、図１２は、図８に示す冷凍サイクル装置に加えて、空調用室外熱交換器１２を迂回するように並列に配置される空調用冷媒配管１０ｄと、空調用冷媒配管１０ｄと空調用室外熱交換器１２に流れる空調用冷媒の分配を制御する空調用絞り手段１９ｄ、１９ｅと、を備えたものであるが、図１０や図１１に示す冷凍サイクル装置に対して、同様に空調用室外熱交換器１２を迂回する回路を加えてもよく、この場合も同様の効果が期待できるのは当然である。
【００９２】
また、図８と図１０から図１４においては冷媒冷媒熱交換器４１ａを冷媒冷媒熱交換器５１の上流側に配置したが、下流側に配置しても同様の効果が得られ、冷蔵用または冷凍用室外熱交換器を出た冷蔵用または冷凍用冷媒が、過冷却用冷凍サイクル３により冷却されて、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２の過冷却度が増加し、空調用冷凍サイクル１により更に冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２の過冷却度が増加して、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクルの冷凍効果が増加する。この時、同じ冷蔵用または冷凍用熱負荷に対する冷蔵用または冷凍用冷媒の循環量が低減され、冷蔵用または冷凍用冷媒の循環に用いられる動力が少なくて済むので、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２のＣＯＰが、熱交換を行わずに単独で運転する場合よりも高くなり、省エネとなる。また、冷媒循環量が減ることにより配管での圧損が減るため、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２の配管サイズを小さくすることができ施工性が向上するとともに、配管での熱損失が低減され省エネとなる。
【００９３】
なお、冷媒冷媒熱交換器４１ａと冷媒冷媒熱交換器５１の内、上流側の冷媒冷媒熱交換器で冷蔵用または冷凍用冷媒を冷却し過ぎ、下流側の冷媒冷媒熱交換器の蒸発温度よりも下がった場合、本発明の目的とは逆に冷蔵用または冷凍用冷媒の方に温熱が流れ込んでしまい、省エネに反する結果となるので、より蒸発温度の低い冷媒と熱交換する冷媒冷媒熱交換器を下流側に配置する方が確実に省エネとなる。
【００９４】
また、空調用冷凍サイクル１が外気温度や空調負荷によって蒸発温度の下限値に制約が加えられ、一般的に０℃以下になることは少ないのに対し、過冷却用冷凍サイクル３は、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２の有する冷蔵用または冷凍用絞り手段２５ａ、２５ｂの出口が二相であれば何度まで下げても良いので、過冷却用冷凍サイクル３の蒸発温度の方が空調用冷凍サイクル１の蒸発温度よりも低くすることができる。
【００９５】
従って、過冷却用冷凍サイクル３と熱交換を行う冷媒冷媒熱交換器４１ａの方を空調用冷凍サイクル１と熱交換を行う冷媒冷媒熱交換器５１の下流側に配置する方が、より確実に省エネになる。
【００９６】
また、空調用冷凍サイクル１を制御する制御装置と、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２を制御する制御装置と、過冷却用冷凍サイクル３を制御する制御装置とが、それぞれ通信手段を備えて有線または無線による通信により、相互の情報をやりとりすることができれば、連携して制御を行うことが可能となるため、より高度な、より安定性の増した、省エネシステムが構築できる。
【００９７】
例えば、図８と図１０から図１２に示す冷凍サイクル装置において、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２の運転状態が冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２の制御装置から過冷却用冷凍サイクル３の制御装置に送信されるようにシステムを構成すれば、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２のＯＮ／ＯＦＦに合わせて過冷却用冷凍サイクル３のＯＮ／ＯＦＦタイミングを制御でき、無駄な運転が無くなり、省エネとなる。
【００９８】
また、図８と図１０から図１２に示す冷凍サイクル装置において、例えば外気温度が低い場合、空調用冷凍サイクル１が暖房モードで稼働中に、過冷却用冷凍サイクル３を稼動すると、過冷却用冷凍サイクル３の蒸発温度が大幅に低下し、過冷却用冷凍サイクル３のＣＯＰが低下し、システム全体のＣＯＰも低下する場合がある。また、冷媒冷媒熱交換器４１ａを冷媒冷媒熱交換器５１の下流側に配置した場合において、空調用冷凍サイクル１が暖房モードで稼働中、過冷却用冷凍サイクル３を稼動すると、冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２の排熱を空調用冷凍サイクル１の上流側で過冷却用冷凍サイクル３が回収し外気に放熱するので、システムＣＯＰが低下する。
【００９９】
このような場合、空調用冷凍サイクル１の運転状態が空調用冷凍サイクル１の制御装置から過冷却用冷凍サイクル３の制御装置に送信されるようにシステムを構成すれば、空調用冷凍サイクル１が暖房モードとなった時に、過冷却用冷凍サイクル３の運転を、適切なタイミングで確実に停止させることが出来、省エネとなる。
【０１００】
なお、冷媒冷媒熱交換器４１ａまたは４１ｂに空調用冷媒の蒸発温度検出手段を設けその検出値と、外気温度と、を過冷却用冷凍サイクル３の制御装置に送信されるようにシステムを構成すれば、空調用冷凍サイクル１の制御装置と通信することなく、空調用冷凍サイクル１の運転状態を推定することが出来、より安価に省エネを実現することが出来ることは前述と同様である。
【０１０１】
また、図１０または図１１に示す冷凍サイクル装置において、空調用冷凍サイクル１の運転モードが冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２の制御装置に送信されるようにシステムを構成すれば、空調用冷凍サイクル１が暖房モードとなった時に、冷蔵用または冷凍用絞り手段２９ｂを閉じ、冷蔵用または冷凍用絞り手段２９ａを開くことによって、冷蔵用または冷凍用圧縮機から吐出された高温の冷蔵用または冷凍用冷媒をバイパスさせることで、適切なタイミングで確実に冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２で排熱されることなく、この熱を全て空調用冷凍サイクル１の蒸発熱源に利用するように動作を制御することが出来、省エネとなる。
【０１０２】
なお、冷媒冷媒熱交換器４１ａまたは４１ｂに空調用冷媒の蒸発温度検出手段を設け、その検出値と、外気温度と、を冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル２の制御装置に送信されるようにシステムを構成すれば、空調用冷凍サイクル１の制御装置と通信することなく、空調用冷凍サイクル１の運転状態を推定することが出来るので、より安価に省エネを実現することが出来ることは前述と同様である。
【０１０３】
図１３は、図８に示す冷凍サイクル装置から、空調用冷媒配管１０ｃと、空調用絞り手段１９ｃとを取り除いた冷凍サイクル装置を示しており、この冷凍サイクル装置においても図８と同様の効果を得ることが出来る。
【０１０４】
空調用冷凍サイクル１が暖房モードの場合、図８、図１３ともに冷媒冷媒熱交換器４１ａを流れる冷媒が空調用絞り手段１９ａから空調用絞り手段１９ｂの方向に向かって流れるが、空調用冷凍サイクル１が冷房モードの場合、図８においては暖房モードと同じく空調用絞り手段１９ａから空調用絞り手段１９ｂの方向に向かって流れるのに対し、図１３においては反対に空調用絞り手段１９ｂから空調用絞り手段１９ａの方向に向かって流れる。
【０１０５】
図６に示す冷凍サイクル装置では空調用冷媒配管１０ｃと空調用絞り手段１９ｃを除く分だけ原材料費低減を図ることが出来、また空調用冷凍サイクルと接続する配管施工工事の工程が減少し、工事コスト低減も図ることが出来るので、より安価に省エネを実現することが出来る。
【０１０６】
図１４は図１３に示す冷凍サイクル装置から、空調用冷媒配管１０の内、空調用絞り手段１５ｃを通り、空調用冷媒配管１０ａ、１０ｂと並列に配置される部分と、空調用絞り手段１５ｃと、を取り除いた冷凍サイクルを示しており、この冷凍サイクル装置においても図１３と同様の効果を得ることが出来る。
【０１０７】
空調用冷凍サイクル１が暖房モードの場合、図１３においては空調用絞り手段１９ａと空調用絞り手段１５ｃとを調節することで空調用冷媒配管１０ａを循環する冷媒循環量を調節することが出来るが、図１４においては、全ての冷媒が空調用冷媒配管１０ａを循環することになる。
【０１０８】
図１４に示す冷凍サイクル装置では、空調用絞り手段１５ｃを削減することが出来るので、より安価に省エネを実現することが出来る。
【０１０９】
実施の形態３．
図１５は本発明の実施の形態３を示す冷凍サイクル装置を示している。図１５は、高段側の冷凍サイクルが空調用冷凍サイクルから冷蔵用または冷凍用冷凍サイクルに変更されている点で、図１と異なっている。図１５において、冷凍サイクルの構成および動作について説明する。図１５に示すように、冷凍サイクル装置は、第一の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル８と、第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９と、過冷却用冷凍サイクル３とから構成されており、第一の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル８と過冷却用冷凍サイクル３とは冷媒冷媒熱交換器４１ａで、第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９と過冷却用冷凍サイクル３とは冷媒冷媒熱交換器５１で、双方の冷媒が混じることなく熱交換を行うように構成している。
【０１１０】
第一の冷蔵用または冷凍用冷媒が循環する第一の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル８は、第一の冷蔵用または冷凍用圧縮機８１と、第一の冷蔵用または冷凍用室外熱交換器８２と、第一の冷蔵用または冷凍用受液器８４と、冷媒冷媒熱交換器４１ａと、第一の冷蔵用または冷凍用絞り手段８５ａ、８５ｂと、第一の冷蔵用または冷凍用室内熱交換器８７ａ、８７ｂと、を第一の冷蔵用または冷凍用冷媒配管８０で接続することにより構成している。
【０１１１】
第一の冷蔵用または冷凍用圧縮機８１を出た第一の冷蔵用または冷凍用冷媒は、第一の冷蔵用または冷凍用室外熱交換器８２にて第一の冷蔵用または冷凍用室外送風機８３の作用によって室外空気に放熱し、第一の冷蔵用または冷凍用絞り手段８５ａ、８５ｂにて膨張して低温低圧冷媒となり、第一の冷蔵用または冷凍用室内送風機８６ａ、８６ｂの作用によって第一の冷蔵用または冷凍用室内熱交換器８７ａ、８７ｂにて吸熱し室内に冷熱を供給する。一方、第一の冷蔵用または冷凍用室外熱交換器８２を出た第一の冷蔵用または冷凍用冷媒の一部は分岐し、第一の冷蔵用または冷凍用絞り手段８９ａによって低温低圧になり、冷媒冷媒熱交換器４１ａにて過冷却用冷凍サイクル３を流れる高温の過冷却用冷媒と熱交換をして蒸発し、第一の冷蔵用または冷凍用冷媒配管８０ｂを通って、第一の冷蔵用または冷凍用室内熱交換器８７ａ、８７ｂを通過した第一の冷蔵用または冷凍用冷媒と合流する。この時、分岐回路への流量は第一の冷蔵用または冷凍用絞り手段８９ａの開度によって調節している。
【０１１２】
第二の冷蔵用または冷凍用冷媒が循環する第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９は、第二の冷蔵用または冷凍用圧縮機９１と、第二の冷蔵用または冷凍用室外熱交換器９２と、第二の冷蔵用または冷凍用受液器９４と、冷媒冷媒熱交換器５１と、第二の冷蔵用または冷凍用絞り手段９５ａ、９５ｂと、第二の冷蔵用または冷凍用室内熱交換器９７ａ、９７ｂと、を第二の冷蔵用または冷凍用冷媒配管９０で接続することにより構成している。
【０１１３】
第二の冷蔵用または冷凍用圧縮機９１を出た第二の冷蔵用または冷凍用冷媒は、第二の冷蔵用または冷凍用室外熱交換器９２にて第二の冷蔵用または冷凍用室外送風機９３の作用によって室外空気に放熱し、冷媒冷媒熱交換器５１にて過冷却用冷凍サイクル３を流れる低温の過冷却用冷媒と熱交換をして過冷却度を増加させ、第二の冷蔵用または冷凍用絞り手段９５ａ、９５ｂにて膨張して低温低圧冷媒となり、第二の冷蔵用または冷凍用室内送風機９６ａ、９６ｂの作用によって第二の冷蔵用または冷凍用室内熱交換器９７ａ、９７ｂにて吸熱し室内に冷熱を供給する。
【０１１４】
過冷却用冷媒が循環する過冷却用冷凍サイクル３は、過冷却用圧縮機３１と、過冷却用室外熱交換器３２と、過冷却用受液器３４と、冷媒冷媒熱交換器４１ａと、過冷却用絞り手段３５と、冷媒冷媒熱交換器５１と、を過冷却用冷媒配管３０で接続することにより構成している。
【０１１５】
過冷却用圧縮機３１を出た過冷却用冷媒は、過冷却用室外熱交換器３２にて過冷却用室外送風機３３の作用によって室外空気に放熱し、冷媒冷媒熱交換器４１ａにて第一の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル８を流れる低温の第一の冷蔵用または冷凍用冷媒と熱交換をして過冷却度を増加させ、過冷却用絞り手段３５にて膨張して低温低圧冷媒となり、冷媒冷媒熱交換器５１にて第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９を流れる高温の第二の冷蔵用または冷凍用冷媒と熱交換をして蒸発し、過冷却用圧縮機３１へ戻る。
【０１１６】
なお、第一の冷蔵用または冷凍用絞り手段８５ａ、８５ｂ、８９ａ、第二の冷蔵用または冷凍用絞り手段９５ａ、９５ｂ、過冷却用絞り手段３５は、毛細管等の安価な冷媒流量調節手段、あるいは電子膨張弁による緻密な流量制御手段のいずれを使用してもよい。
【０１１７】
また、第一の冷蔵用または冷凍用圧縮機８１、第二の冷蔵用または冷凍用圧縮機９１、過冷却用圧縮機３１は、レシプロ、ロータリー、スクロール、スクリューなどの各種タイプのいずれのものを用いてもよく、回転数可変可能のものでも、回転数固定のものでも構わない。
【０１１８】
また、第一の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル８と第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９と過冷却用冷凍サイクル３の内部を流れる冷媒はどんなものでもよく、二酸化炭素、炭化水素、ヘリウム、のような自然冷媒、ＨＦＣ４１０Ａ、ＨＦＣ４０７Ｃ、ＨＦＣ４０４Ａなどの代替冷媒など塩素を含まない冷媒、もしくは既存の製品に使用されているＲ２２、Ｒ１３４ａなどのフロン系冷媒のいずれでもよい。
【０１１９】
また、第一の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル８と第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９と過冷却用冷凍サイクル３、とはそれぞれ独立した冷媒回路になっており、内部を流れる冷媒は同じ種類のものでもよいし、別の種類のものでも構わないが、それぞれ混ざることなく冷媒冷媒熱交換器４１ａ、５１にて互いに熱交換をして流れている。
【０１２０】
また、図１５においては、第一の冷蔵用または冷凍用室外熱交換器８２、第二の冷蔵用または冷凍用室外熱交換器９２、過冷却用室外熱交換器３２においてそれぞれの冷媒が空気から吸熱する場合を示しているが、これに限るものではなく、水、冷媒、ブライン等から吸熱するように構成してもよい。また、第一の冷蔵用または冷凍用室外送風機８３、第二の冷蔵用または冷凍用室外送風機９３、過冷却用室外送風機３３はポンプ等でもよい。また、図１５は第一の冷蔵用または冷凍用室内熱交換器と、第二の冷蔵用または冷凍用室内熱交換器とがそれぞれ２台の場合の構成例であるが３台以上の複数でもあるいは１台でもよくそれぞれの台数が異なってもよく、またそれぞれの室内機の容量が大から小まで異なっていても、全てが同一容量でもよい。また、第一の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル８、第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９、過冷却用冷凍サイクル３において余剰冷媒をそれぞれ受液器によって貯蔵する場合を示したが、これに限るものではなく、冷凍サイクルにおいて放熱器となる熱交換器にて貯蔵することとして受液器を取り除いてもよい。
【０１２１】
本発明による冷凍サイクル装置において、それぞれの冷凍サイクルが以上のように動作することで、第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９の過冷却度が増加し、冷凍効果が増加することにより、冷凍能力を増加させることが出来る。またこの時、同じ第二の冷蔵用または冷凍用熱負荷に対する第二の冷蔵用または冷凍用冷媒の循環量が低減されるので第二の冷蔵用または冷凍用冷媒の循環に用いられる動力が少なくて済む。このため、第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９のＣＯＰが、熱交換を行わずに単独で運転する場合よりも高くなり、省エネとなる。また、冷媒循環量が減ることにより配管での圧損が減るため、第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９の配管サイズを小さくすることができ施工性が向上するとともに、配管での熱損失が低減され省エネとなる。
【０１２２】
また、過冷却用冷凍サイクル３は、第一の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル８との熱交換により、熱交換が無い場合よりも過冷却度が増加し、冷凍能力を増加させることが出来るので、第一の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル８との熱交換がない場合よりも省エネとなる。
【０１２３】
また、過冷却用冷凍サイクル３は、第二の冷蔵用または冷凍用絞り手段９５ａ、９５ｂの出口が二相となるように運転するために通常、蒸発温度が第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９の蒸発温度よりも高くなる。また図１５のように過冷却用冷凍サイクル３、第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９ともに外気による空冷熱交換器により放熱器を構成した場合、凝縮温度は同程度となるので、過冷却用冷凍サイクル３のＣＯＰは、第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクルが熱交換を行わずに単独で運転する場合のＣＯＰよりも高くなる。
【０１２４】
また、図１５のように第一の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル８、第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９ともに外気による空冷熱交換器により放熱器を構成した場合、凝縮温度は同程度となるので、第一の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル８の蒸発温度が第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９よりも高いように構成した場合、第一の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル８のＣＯＰは、第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９が熱交換を行わずに単体で運転する場合のＣＯＰよりも高くなる。
【０１２５】
従って、本発明による冷凍サイクル装置のＣＯＰは、第一の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクルと第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクルが熱交換を行わずにそれぞれ単独で運転する場合のＣＯＰよりも高くなり、省エネとなる。
【０１２６】
また、第一の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル８が電源ＯＦＦやサーモオフ、または冷媒や油を交換するリプレースや機器の交換や修理を行うメンテナンスなどにより運転を停止している場合においても、過冷却用冷凍サイクル３との熱交換によって、第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９の過冷却度を増加させることができるので、第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９が熱交換を行わずに単独で運転する場合よりも冷凍効果、ＣＯＰともに大きい運転を維持することが出来、省エネとなる。
【０１２７】
実施の形態４．
図１６は本発明の実施の形態４を示す冷凍サイクル装置を示している。図１６は、高段側の冷凍サイクルが空調用冷凍サイクルから冷蔵用または冷凍用冷凍サイクルに変更されている点で、図８と異なっている。図１６において、冷凍サイクルの構成および動作について説明する。図１６に示すように、冷凍サイクル装置は、第一の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル８と、第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９と、過冷却用冷凍サイクル３とから構成されており、第一の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル８と第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９とは冷媒冷媒熱交換器４１ａで、第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９と過冷却用冷凍サイクル３とは冷媒冷媒熱交換器５１で、双方の冷媒が混じることなく熱交換を行うように構成している。
【０１２８】
第一の冷蔵用または冷凍用冷媒が循環する第一の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル８は、第一の冷蔵用または冷凍用圧縮機８１と、第一の冷蔵用または冷凍用室外熱交換器８２と、第一の冷蔵用または冷凍用受液器８４と、冷媒冷媒熱交換器４１ａと、第一の冷蔵用または冷凍用絞り手段８５ａ、８５ｂと、第一の冷蔵用または冷凍用室内熱交換器８７ａ、８７ｂと、を第一の冷蔵用または冷凍用冷媒配管８０で接続することにより構成している。
【０１２９】
第一の冷蔵用または冷凍用圧縮機８１を出た第一の冷蔵用または冷凍用冷媒は、第一の冷蔵用または冷凍用室外熱交換器８２にて第一の冷蔵用または冷凍用室外送風機８３の作用によって室外空気に放熱し、第一の冷蔵用または冷凍用絞り手段８５ａ、８５ｂにて膨張して低温低圧冷媒となり、第一の冷蔵用または冷凍用室内送風機８６ａ、８６ｂの作用によって第一の冷蔵用または冷凍用室内熱交換器８７ａ、８７ｂにて吸熱し室内に冷熱を供給する。一方、第一の冷蔵用または冷凍用室外熱交換器８２を出た第一の冷蔵用または冷凍用冷媒の一部は分岐し、第一の冷蔵用または冷凍用絞り手段８９ａによって低温低圧冷媒となり、冷媒冷媒熱交換器４１ａにて第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９を流れる高温の第二の冷蔵用または冷凍用冷媒と熱交換をして蒸発し、第一の冷蔵用または冷凍用冷媒配管８０ｂを通って第一の冷蔵用または冷凍用室内熱交換器８７ａ、８７ｂを通過した第一の冷蔵用または冷凍用冷媒と合流する。この時、分岐回路への流量は第一の冷蔵用または冷凍用絞り手段８９ａの開度によって調節している。
【０１３０】
第二の冷蔵用または冷凍用冷媒が循環する第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９は、第二の冷蔵用または冷凍用圧縮機９１と、第二の冷蔵用または冷凍用室外熱交換器９２と、第二の冷蔵用または冷凍用受液器９４と、冷媒冷媒熱交換器４１ａと、冷媒冷媒熱交換器５１と、第二の冷蔵用または冷凍用絞り手段９５ａ、９５ｂと、第二の冷蔵用または冷凍用室内熱交換器９７ａ、９７ｂと、を第二の冷蔵用または冷凍用冷媒配管９０で接続することにより構成している。
【０１３１】
第二の冷蔵用または冷凍用圧縮機９１を出た第二の冷蔵用または冷凍用冷媒は、第二の冷蔵用または冷凍用室外熱交換器９２にて第二の冷蔵用または冷凍用室外送風機９３の作用によって室外空気に放熱し、冷媒冷媒熱交換器４１ａにて第一の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル８を流れる低温の第一の冷蔵用または冷凍用冷媒と熱交換をして過冷却度を増加させ、更に冷媒冷媒熱交換器５１にて過冷却用冷凍サイクル３を流れる低温の過冷却用冷媒と熱交換をして過冷却度を増加させ、第二の冷蔵用または冷凍用絞り手段９５ａ、９５ｂにて膨張して低温低圧冷媒となり、第二の冷蔵用または冷凍用室内送風機９６ａ、９６ｂの作用によって第二の冷蔵用または冷凍用室内熱交換器９７ａ、９７ｂにて吸熱し室内に冷熱を供給する。
【０１３２】
過冷却用冷媒が循環する過冷却用冷凍サイクル３は、過冷却用圧縮機３１と、過冷却用室外熱交換器３２と、過冷却用受液器３４と、過冷却用絞り手段３５と、冷媒冷媒熱交換器５１と、を過冷却用冷媒配管３０で接続することにより構成している。
【０１３３】
過冷却用圧縮機３１を出た過冷却用冷媒は、過冷却用室外熱交換器３２にて過冷却用室外送風機３３の作用によって室外空気に放熱し、過冷却用絞り手段３５にて膨張して低温低圧冷媒となり、冷媒冷媒熱交換器５１にて第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９を流れる高温の第二の冷蔵用または冷凍用冷媒と熱交換をして蒸発し、過冷却用圧縮機３１へ戻る。
【０１３４】
なお、第一の冷蔵用または冷凍用絞り手段８５ａ、８５ｂ、８９ａ、第二の冷蔵用または冷凍用絞り手段９５ａ、９５ｂ、過冷却用絞り手段３５は、毛細管等の安価な冷媒流量調節手段、あるいは電子膨張弁による緻密な流量制御手段のいずれを使用してもよい。
【０１３５】
また、第一の冷蔵用または冷凍用圧縮機８１、第二の冷蔵用または冷凍用圧縮機９１、過冷却用圧縮機３１は、レシプロ、ロータリー、スクロール、スクリューなどの各種タイプのいずれのものを用いてもよく、回転数可変可能のものでも、回転数固定のものでも構わない。
【０１３６】
また、第一の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル８と第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９と過冷却用冷凍サイクル３の内部を流れる冷媒はどんなものでもよく、二酸化炭素、炭化水素、ヘリウム、のような自然冷媒、ＨＦＣ４１０Ａ、ＨＦＣ４０７Ｃ、ＨＦＣ４０４Ａなどの代替冷媒など塩素を含まない冷媒、もしくは既存の製品に使用されているＲ２２、Ｒ１３４ａなどのフロン系冷媒のいずれでもよい。
【０１３７】
また、第一の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル８と第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９と過冷却用冷凍サイクル３、とはそれぞれ独立した冷媒回路になっており、内部を流れる冷媒は同じ種類のものでもよいし、別の種類のものでも構わないが、それぞれ混ざることなく冷媒冷媒熱交換器４１ａ、５１にて互いに熱交換をして流れている。
【０１３８】
なお、図１６においては、第一の冷蔵用または冷凍用室外熱交換器８２、第二の冷蔵用または冷凍用室外熱交換器９２、過冷却用室外熱交換器３２においてそれぞれの冷媒が空気から吸熱する場合を示しているが、これに限るものではなく、水、冷媒、ブライン等から吸熱するように構成してもよい。また、第一の冷蔵用または冷凍用室外送風機８３、第二の冷蔵用または冷凍用室外送風機９３、過冷却用室外送風機３３はポンプ等でもよい。また、図１６は第一の冷蔵用または冷凍用室内熱交換器と、第二の冷蔵用または冷凍用室内熱交換器とがそれぞれ２台の場合の構成例であるが３台以上の複数でもあるいは１台でもよくそれぞれの台数が異なってもよく、またそれぞれの室内機の容量が大から小まで異なっていても、全てが同一容量でもよい。また、第一の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル８、第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９、過冷却用冷凍サイクル３において余剰冷媒をそれぞれ受液器によって貯蔵する場合を示したが、これに限るものではなく、冷凍サイクルにおいて放熱器となる熱交換器にて貯蔵することとして受液器を取り除いてもよい。
【０１３９】
本発明による冷凍サイクル装置において、それぞれの冷凍サイクルが以上のように動作することで、第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９の過冷却度が増加し、冷凍効果が増加することにより、冷凍能力を増加させることが出来る。またこの時、同じ第二の冷蔵用または冷凍用熱負荷に対する第二の冷蔵用または冷凍用冷媒の循環量が低減されるので第二の冷蔵用または冷凍用冷媒の循環に用いられる動力が少なくて済む。このため、第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９のＣＯＰが、熱交換を行わずに単独で運転する場合よりも高くなり、省エネとなる。また、冷媒循環量が減ることにより配管での圧損が減るため、第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９の配管サイズを小さくすることができ施工性が向上する。また、配管サイズを小さくすることができ施工性が向上するとともに、配管での熱損失が低減され省エネとなる。
【０１４０】
また、過冷却用冷凍サイクル３は、第二の冷蔵用または冷凍用絞り手段９５ａ、９５ｂの出口が二相となるように運転するために通常、蒸発温度が第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９の蒸発温度よりも高くなる。また図１６のように過冷却用冷凍サイクル３、第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９ともに外気による空冷熱交換器により放熱器を構成した場合、凝縮温度は同程度となるので、過冷却用冷凍サイクル３のＣＯＰは、第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクルが熱交換を行わずに単体で運転する場合のＣＯＰよりも高くなる。
【０１４１】
また、図１６のように第一の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル８、第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９ともに外気による空冷熱交換器により放熱器を構成した場合、凝縮温度は同程度となるので、第一の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル８の蒸発温度が第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９よりも高いように構成した場合、第一の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル８のＣＯＰは、第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９が熱交換を行わずに単体で運転する場合のＣＯＰよりも高くなる。
【０１４２】
従って、本発明による冷凍サイクル装置のＣＯＰは、第一の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクルと第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクルが熱交換を行わずにそれぞれ単独で運転する場合のＣＯＰよりも高くなり、省エネとなる。
【０１４３】
また、第一の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル８が電源ＯＦＦやサーモオフ、または冷媒や油を交換するリプレースや機器の交換や修理を行うメンテナンスなどにより運転を停止している場合においても、過冷却用冷凍サイクル３との熱交換によって、第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９の過冷却度を増加させることができるので、第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９が熱交換を行わずに単独で運転する場合よりも冷凍効果、ＣＯＰともに大きい運転を維持することが出来、省エネとなる。
【０１４４】
また、図１６においては冷媒冷媒熱交換器４１ａを冷媒冷媒熱交換器５１の上流側に配置したが、下流側に配置しても同様の効果が期待できる。また、実施の形態２で示した通り、より蒸発温度の低い冷媒と熱交換を行う冷媒冷媒熱交換器を下流に配置することにより確実に省エネを実現することが出来る。
【０１４５】
実施の形態５．
図１７は、本発明の実施の形態５を示す冷凍サイクル装置を示している。過冷却用冷凍サイクル筐体３００は、図１７の二点鎖線で囲まれた領域内の各機器を同一の筐体内に収納する部分を示している。過冷却用冷凍サイクル筐体３００をこのように構成することにより、汎用の空調用冷凍サイクル１と汎用の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９とを用いて本発明による冷凍サイクル装置を構成することが出来、専用の空調用冷凍サイクルや冷蔵用または冷凍用冷凍サイクルに対する開発投資を抑止できると共に、既設の空調用冷凍サイクルと冷蔵用または冷凍用冷凍サイクルとを用いて本発明による冷凍サイクル装置を構成することが出来、省エネを実現することが出来る。
【０１４６】
実施の形態６．
図１８は、本発明の実施の形態６を示す冷凍サイクル装置を示している。過冷却用冷凍サイクル筐体３００は、図１８の二点鎖線で囲まれた領域内の各機器を同一の筐体内に収納する部分を示している。過冷却用冷凍サイクル筐体３００をこのように構成することにより、汎用の空調用冷凍サイクル１と汎用の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル９とを用いて本発明による冷凍サイクル装置を構成することが出来、専用の空調用冷凍サイクルや冷蔵用または冷凍用冷凍サイクルに対する開発投資を抑止できると共に、既設の空調用冷凍サイクルと冷蔵用または冷凍用冷凍サイクルとを用いて本発明による冷凍サイクル装置を構成することが出来、省エネを実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】実施の形態１を示す冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。
【図２】実施の形態１に係る冷凍空調装置の動作を示すＰ−ｈ線図である。
【図３】実施の形態１を示す別の冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。
【図４】実施の形態１を示す別の冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。
【図５】実施の形態１を示す別の冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。
【図６】実施の形態１を示す別の冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。
【図７】実施の形態１を示す別の冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。
【図８】実施の形態２を示す冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。
【図９】実施の形態２に係る冷凍空調装置の動作を示すＰ−ｈ線図である。
【図１０】実施の形態２を示す別の冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。
【図１１】実施の形態２を示す別の冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。
【図１２】実施の形態２を示す別の冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。
【図１３】実施の形態２を示す別の冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。
【図１４】実施の形態２を示す別の冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。
【図１５】実施の形態３を示す冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。
【図１６】実施の形態４を示す冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。
【図１７】実施の形態５を示す冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。
【図１８】実施の形態６を示す冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。
【符号の説明】
【０１４８】
１  空調用冷凍サイクル、２  冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル、３  過冷却用冷凍サイクル、８  第一の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル、９  第二の冷蔵用または冷凍用冷凍サイクル、１０  空調用冷媒配管、１０ａ  空調用冷媒配管、１０ｂ  空調用冷媒配管、１０ｃ  空調用冷媒配管、１０ｄ  空調用冷媒配管、１１  空調用圧縮機、１２  空調用室外熱交換器、１３  空調用室外送風機、１４  空調用受液器、１５ａ  空調用絞り手段、１５ｂ  空調用絞り手段、１５ｃ  空調用絞り手段、１６ａ  空調用室内送風機、１６ｂ  空調用室内送風機、１７ａ  空調用室内熱交換器、１７ｂ  空調用室内熱交換器、１８  空調用四方弁、１９ａ  空調用絞り手段  １９ｂ  空調用絞り手段、１９ｃ  空調用絞り手段、１９ｄ  空調用絞り手段、１９ｅ  空調用絞り手段、２０  冷蔵用または冷凍用冷媒配管、２０ａ  冷蔵用または冷凍用冷媒配管、２１  冷蔵用または冷凍用圧縮機、２２  冷蔵用または冷凍用室外熱交換器、２３  冷蔵用または冷凍用室外送風機、２４  冷蔵用または冷凍用受液器、２５ａ  冷蔵用または冷凍用絞り手段、２５ｂ  冷蔵用または冷凍用絞り手段、２６ａ  冷蔵用または冷凍用室内送風機、２６ｂ  冷蔵用または冷凍用室内送風機、２７ａ  冷蔵用または冷凍用室内熱交換器、２７ｂ  冷蔵用または冷凍用室内熱交換器、２９ａ  冷蔵用または冷凍用絞り手段、２９ｂ  冷蔵用または冷凍用絞り手段、３０  過冷却用冷媒配管、３０ａ  過冷却用冷媒配管、３１  過冷却用圧縮機、３２  過冷却用室外熱交換器、３３  過冷却用室外送風機、３４  過冷却用受液器、３５  過冷却用絞り手段、３９ａ  過冷却用絞り手段、３９ｂ  過冷却用絞り手段、４１ａ  冷媒冷媒熱交換器、４１ｂ  冷媒冷媒熱交換器、５１  冷媒冷媒熱交換器、８０  第一の冷蔵用または冷凍用冷媒配管、８０ａ  第一の冷蔵用または冷凍用冷媒配管、８０ｂ  第一の冷蔵用または冷凍用冷媒配管、８１  第一の冷蔵用または冷凍用圧縮機、８２  第一の冷蔵用または冷凍用室外熱交換器、８３  第一の冷蔵用または冷凍用室外送風機、８４  第一の冷蔵用または冷凍用受液器、８５ａ  第一の冷蔵用または冷凍用絞り手段、８５ｂ  第一の冷蔵用または冷凍用絞り手段、８６ａ  第一の冷蔵用または冷凍用室内送風機、８６ｂ  第一の冷蔵用または冷凍用室内送風機、８７ａ  第一の冷蔵用または冷凍用室内熱交換器、８７ｂ  第一の冷蔵用または冷凍用室内熱交換器、８９ａ  第一の冷蔵用または冷凍用絞り手段、９０  第二の冷蔵用または冷凍用冷媒配管、９０ａ  第二の冷蔵用または冷凍用冷媒配管、９０ｂ  第二の冷蔵用または冷凍用冷媒配管、９１  第二の冷蔵用または冷凍用圧縮機、９２  第二の冷蔵用または冷凍用室外熱交換器、９３  第二の冷蔵用または冷凍用室外送風機、９４  第二の冷蔵用または冷凍用受液器、９５ａ  第二の冷蔵用または冷凍用絞り手段、９５ｂ  第二の冷蔵用または冷凍用絞り手段、９６ａ  第二の冷蔵用または冷凍用室内送風機、９６ｂ  第二の冷蔵用または冷凍用室内送風機、９７ａ  第二の冷蔵用または冷凍用室内熱交換器、９７ｂ  第二の冷蔵用または冷凍用室内熱交換器、９９ａ  第二の冷蔵用または冷凍用絞り手段、３００  過冷却用冷凍サイクル筐体、６０１  接続用バルブ、６０２  接続用バルブ、６０３  接続用バル��、６０４  接続用バルブ、６０５  接続用バルブ、６０６  接続用バルブ、６０７  接続用バルブ、６０８  接続用バルブ、６０９  接続用バルブ、６１０  接続用バルブ、６１１  接続用バルブ、６１２  接続用バルブ。
【図１】
0004794511.tif 000002
【図２】
0004794511.tif 000003
【図３】
0004794511.tif 000004
【図４】
0004794511.tif 000005
【図５】
0004794511.tif 000006
【図６】
0004794511.tif 000007
【図７】
0004794511.tif 000008
【図８】
0004794511.tif 000009
【図９】
0004794511.tif 000010
【図１０】
0004794511.tif 000011
【図１１】
0004794511.tif 000012
【図１２】
0004794511.tif 000013
【図１３】
0004794511.tif 000014
【図１４】
0004794511.tif 000015
【図１５】
0004794511.tif 000016
【図１６】
0004794511.tif 000017
【図１７】
0004794511.tif 000018
【図１８】
0004794511.tif 000019