(57)【要約】【課題】熱源ユニット（10）と利用ユニット（60）とが連絡配管（2,3）で接続されて構成された冷媒回路（4）を備える冷凍装置（1）において、運転効率を低下させることなく利用ユニット（60）における冷却能力を確実に得る。【解決手段】利用側膨張弁（63）の開度を調節する開度制御手段（52）が、圧縮機（14）の運転容量の増加が制限されている状態で利用ユニット（60）の冷却能力の増加が必要なときは、圧縮機（14）の吐出冷媒の温度を低下させるために利用側膨張弁（63）の開度を拡大する吐出温度低下動作を行う。これにより、圧縮機（14）が吸入する冷媒の過熱度が減少するので、圧縮機（14）の吐出冷媒の温度が低下して、圧縮機（14）の運転容量を増加させることが可能になる。【選択図】図１
2007232250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（14）を有する熱源ユニット（10）と、対象物を冷却するための冷却熱交換器（64）と、開度可変の利用側膨張弁（63）とを有する利用ユニット（60）とが連絡配管（2,3）で接続されて構成された冷媒回路（4）と、
上記圧縮機（14）の運転容量を調節する容量制御手段（51）と、
上記利用側膨張弁（63）の開度を調節する開度制御手段（52）とを備える冷凍装置であって、
上記圧縮機（14）の吐出冷媒の温度を検出する吐出温度検出手段（38）を備え、
上記容量制御手段（51）は、上記吐出温度検出手段（38）の検出値が基準値を上回る状態では上記圧縮機（14）の運転容量を増加させることを制限するように構成される一方、
上記開度制御手段（52）は、上記利用ユニット（60）の冷却能力の増加が必要なときに上記吐出温度検出手段（38）の検出値が基準値を上回る状態であれば、上記圧縮機（14）の吐出冷媒の温度を低下させるために上記利用側膨張弁（63）の開度を拡大する吐出温度低下動作を行うように構成されていることを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記冷媒回路（4）では、上記熱源ユニット（10）に対して複数の利用ユニット（60）が連絡配管（2,3）で並列に接続されて、
上記開度制御手段（52）は、上記利用ユニット（60）の利用側膨張弁（63）の開度を個別に調節すると共に、上記吐出温度低下動作では冷却能力の増加が必要な利用ユニット（60）の利用側膨張弁（63）の開度のみを拡大することを特徴とする冷凍装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
上記開度制御手段（52）の吐出温度低下動作では、冷却能力の増加が必要な利用ユニット（60）の冷却熱交換器（64）から流出する冷媒が湿り状態になるように該利用ユニット（60）の利用側膨張弁（63）の開度が拡大されることを特徴とする冷凍装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１つにおいて、
上記利用ユニット（60）は、上記冷却熱交換器（64）における冷媒の蒸発温度を検出する蒸発温度検出手段（67）を備え、
上記開度制御手段（52）は、上記吐出温度低下動作によって利用側膨張弁（63）の開度を拡大した利用ユニット（60）について、冷却する対象物に対する設定温度と蒸発温度検出手段（67）の検出値との差が所定値を下回ると、該利用ユニット（60）の利用側膨張弁（63）の開度を運転状態に応じて設定した上限値以下の範囲に制限する開度制限動作を行うことを特徴とする冷凍装置。
【請求項５】
請求項４において、
上記開度制御手段（52）が開度制限動作を行っている状態で上記吐出温度検出手段（38）の検出値が基準値を上回るときに、上記圧縮機（14）に液冷媒を送り込む液インジェクション動作を行う液インジェクション制御手段（53）を備えていることを特徴とする冷凍装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１つにおいて、
上記圧縮機（14）は、高圧ドーム型のスクロール圧縮機であることを特徴とする冷凍装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１つにおいて、
上記冷媒回路（4）で循環する冷媒にＲ４１０Ａが用いられていることを特徴とする冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱源ユニットと利用ユニットとが連絡配管で接続されて構成された冷媒回路を備える冷凍装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、熱源ユニットと利用ユニットとが連絡配管で接続されて構成された冷媒回路を備え、その冷媒回路で熱源ユニットの熱交換器が凝縮器となって利用ユニットの熱交換器が蒸発器となる冷却運転を行う冷凍装置が知られている。この種の冷凍装置では、一般的に、いわゆる液バックによる圧縮機の損傷を防止するために蒸発器から流出する冷媒が過熱状態になるように蒸発器の上流の膨張弁の開度が調節される。この種の冷凍装置の一例が特許文献１に開示されている。
【０００３】
具体的に、特許文献１の図１には、利用ユニットである３台の室内ユニットが熱源ユニットである室外ユニットに対して連絡配管で並列に接続された空気調和装置が示されている。室外ユニットには、圧縮機や室外熱交換器が設けられている。各室内ユニットには、室内膨張弁や室内熱交換器が設けられている。この冷凍装置では、各室内ユニットの庫内温度が設定温度になるように、圧縮機の運転容量や各室内ユニットの室内膨張弁の開度が調節される。
【特許文献１】特開２００４−３４０４３０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、従来の冷凍装置では、利用ユニットの冷却能力を増加させようとしても、圧縮機の吐出冷媒の温度が許容値に近い状態まで上昇していると、冷却能力を増加させることができない場合がある。具体的に、この種の冷凍装置では、圧縮機を保護するために、通常は圧縮機の吐出冷媒の温度に対して基準値が設けられている。この基準値は上記許容値よりも少し小さい値に設定されている。そして、圧縮機の運転容量を増加させると圧縮機の吐出冷媒の温度も上昇するので、圧縮機の吐出冷媒の温度が基準値を上回る状態では、圧縮機の運転容量を増加させることが制限されるようにしている。このため、圧縮機の吐出冷媒の温度が高い状態になっていると、圧縮機の運転容量が最大運転容量に達していないのに運転容量を増加させることができず、利用ユニットの冷却能力を増加させることができない。
【０００５】
また、圧縮機に液冷媒を送り込む液インジェクションを行うと、圧縮機の吐出冷媒の温度が下がるので、圧縮機の運転容量を増加させることが可能になる。しかし、液インジェクションでは、圧縮機に冷媒を供給する分だけ利用ユニット側への冷媒の供給量が減少する。このため、圧縮機の運転容量の増加分が利用ユニットの冷却能力の増加分としてそのまま反映されず、運転効率の低下を招く虞がある。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、熱源ユニットと利用ユニットとが連絡配管で接続されて構成された冷媒回路を備える冷凍装置において、運転効率を低下させることなく利用ユニットにおける冷却能力を確実に得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、圧縮機（14）を有する熱源ユニット（10）と、対象物を冷却するための冷却熱交換器（64）と、開度可変の利用側膨張弁（63）とを有する利用ユニット（60）とが連絡配管（2,3）で接続されて構成された冷媒回路（4）と、上記圧縮機（14）の運転容量を調節する容量制御手段（51）と、上記利用側膨張弁（63）の開度を調節する開度制御手段（52）とを備える冷凍装置（1）を前提とする。
【０００８】
そして、この冷凍装置（1）は、上記圧縮機（14）の吐出冷媒の温度を検出する吐出温度検出手段（38）を備え、上記容量制御手段（51）は、上記吐出温度検出手段（38）の検出値が基準値を上回る状態では上記圧縮機（14）の運転容量を増加させることを制限するように構成される一方、上記開度制御手段（52）は、上記利用ユニット（60）の冷却能力の増加が必要なときに上記吐出温度検出手段（38）の検出値が基準値を上回る状態であれば、上記圧縮機（14）の吐出冷媒の温度を低下させるために上記利用側膨張弁（63）の開度を拡大する吐出温度低下動作を行うように構成されている。
【０００９】
第１の発明では、吐出温度検出手段（38）の検出値が基準値を上回る状態であれば、容量制御手段（51）が圧縮機（14）の運転容量を増加させないように制限する。そして、この圧縮機（14）の運転容量の増加が制限されている状態で利用ユニット（60）の冷却能力の増加が必要なときは、開度制御手段（52）が利用側膨張弁（63）の開度を拡大する吐出温度低下動作を行う。利用側膨張弁（63）の開度を拡大すると、冷却熱交換器（64）における冷媒の蒸発圧力が高くなって冷媒が蒸発しにくくなるので、その冷却熱交換器（64）から流出する冷媒は過熱度が低下する、又は過熱状態から湿り状態になる。さらに、圧縮機（14）が吸入する冷媒も過熱度が低下する、又は過熱状態から湿り状態になるので、圧縮機（14）の吐出冷媒の温度が低下する。そして、開度制御手段（52）の吐出温度低下動作によって圧縮機（14）の吐出冷媒の温度が基準値以下まで低下すると、圧縮機（14）の運転容量を増加させることが可能になる。
【００１０】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記冷媒回路（4）では、上記熱源ユニット（10）に対して複数の利用ユニット（60）が連絡配管（2,3）で並列に接続されて、上記開度制御手段（52）は、上記利用ユニット（60）の利用側膨張弁（63）の開度を個別に調節すると共に、上記吐出温度低下動作では冷却能力の増加が必要な利用ユニット（60）の利用側膨張弁（63）の開度のみを拡大する。
【００１１】
第２の発明では、開度制御手段（52）が、吐出温度低下動作において複数の利用ユニット（60）のうち冷却能力の増加が必要な利用ユニット（60）の利用側膨張弁（63）の開度のみを拡大する。従って、吐出温度低下動作が行われると、利用側膨張弁（63）の開度を拡大した利用ユニット（60）へ流入する冷媒の割合が増加する。
【００１２】
第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、上記開度制御手段（52）の吐出温度低下動作では、冷却能力の増加が必要な利用ユニット（60）の冷却熱交換器（64）から流出する冷媒が湿り状態になるように該利用ユニット（60）の利用側膨張弁（63）の開度が拡大される。
【００１３】
第３の発明では、開度制御手段（52）が、冷却能力の増加が必要な利用ユニット（60）の冷却熱交換器（64）から流出する冷媒が湿り状態になるように、吐出温度低下動作において該利用ユニット（60）の利用側膨張弁（63）の開度を拡大する。つまり、利用ユニット（60）の冷却熱交換器（64）から流出する冷媒は、ガス冷媒と液冷媒とが混在する気液二相状態になる。
【００１４】
第４の発明は、上記第１乃至第３の何れか１つの発明において、上記利用ユニット（60）は、上記冷却熱交換器（64）における冷媒の蒸発温度を検出する蒸発温度検出手段（67）を備え、上記開度制御手段（52）は、上記吐出温度低下動作によって利用側膨張弁（63）の開度を拡大した利用ユニット（60）について、冷却する対象物に対する設定温度と蒸発温度検出手段（67）の検出値との差が所定値を下回ると、該利用ユニット（60）の利用側膨張弁（63）の開度を運転状態に応じて設定した上限値以下の範囲に制限する開度制限動作を行う。
【００１５】
第４の発明では、上記吐出温度低下動作によって利用側膨張弁（63）の開度を拡大した利用ユニット（60）について、冷却する対象物に対する設定温度と蒸発温度検出手段（67）の検出値との差が所定値を下回ると、開度制御手段（52）が開度制限動作を行う。開度制限動作では、利用側膨張弁（63）の開度を拡大した利用ユニット（60）の利用側膨張弁（63）について開度の上限値が設定され、その利用側膨張弁（63）の開度が上限値以下の範囲に制限される。ここで、利用側膨張弁（63）の開度を拡大すると、冷却熱交換器（64）の冷媒の流通量が増加するので、利用ユニット（60）の冷却能力が増加する。ところが、利用側膨張弁（63）の開度の拡大に伴い、冷却熱交換器（64）における冷媒の蒸発温度が上昇するので、利用ユニット（60）の設定温度と冷媒の蒸発温度との差が小さくなる。このため、利用側膨張弁（63）の開度がある程度に達するまでは利用ユニット（60）の冷却能力が増加するが、それ以上開度が大きくなると利用ユニット（60）の冷却能力が却って低下してしまう。この第４の発明では、利用ユニット（60）の設定温度と蒸発温度検出手段（67）の検出値との差が所定値を下回ると利用側膨張弁（63）の開度を上限値以下の範囲に制限することで、利用ユニット（60）の冷却能力が低下する状態にならないようにしている。
【００１６】
第５の発明は、上記第４の発明において、上記開度制御手段（52）が開度制限動作を行っている状態で上記吐出温度検出手段（38）の検出値が基準値を上回るときに、上記圧縮機（14）に液冷媒を送り込む液インジェクション動作を行う液インジェクション制御手段（53）を備えている。
【００１７】
第５の発明では、開度制御手段（52）が開度制限動作を行っている状態で、吐出温度検出手段（38）の検出値が基準値を上回るために圧縮機（14）の運転容量を増加させることが制限されているときに、圧縮機（14）に液冷媒を送り込む液インジェクション動作が行われる。液インジェクション動作が行われると、圧縮機（14）の吐出冷媒の温度が低下する。すなわち、この第５の発明では、開度制限動作によって吐出温度低下動作を行うことができないときに、液インジェクション動作を行って圧縮機（14）の吐出冷媒の温度を低下させて、圧縮機（14）の運転容量を増加させることが可能になるようにしている。
【００１８】
第６の発明は、上記第１乃至第５の何れか１つの発明において、上記圧縮機（14）は、高圧ドーム型のスクロール圧縮機である。
【００１９】
第６の発明では、熱源ユニット（10）の圧縮機（14）が高圧ドーム型のスクロール圧縮機で構成されている。ここで、低圧ドーム型の圧縮機では、冷凍機油が貯留されたドーム内へ吸入冷媒が流入する。そして、湿り状態の冷媒がドーム内へ流入すると、液冷媒が冷凍機油に溶け込み冷凍機油の粘度が低下するので、圧縮機では潤滑不良の状態になってしまう。高圧ドーム型であれば、圧縮後の冷媒がドーム内に流入するので、冷凍機油に溶け込む冷媒量はさほど多くなく冷凍機油の粘度が適正な状態に維持される。また、スクロール圧縮機は、例えばロータリ圧縮機などの他の機構の圧縮機に比べて、液圧縮に対して強いという特性がある。つまり、この第５の発明では、熱源ユニット（10）の圧縮機（14）として、湿り状態の冷媒に対する耐久性が高い高圧ドーム型のスクロール圧縮機が用いられている。
【００２０】
第７の発明は、上記第１乃至第６の何れか１つの発明において上記冷媒回路（4）で循環する冷媒にＲ４１０Ａが用いられている。
【００２１】
第７の発明では、冷媒回路（4）で循環する冷媒としてＲ４１０Ａが用いられている。ここで、冷媒Ｒ４１０Ａは、他の冷媒（例えばＲ２２）に比べて圧縮機（14）の吐出冷媒の温度が高くなるという特性がある。つまり、この冷媒Ｒ４１０Ａを用いる冷凍装置（1）の場合は、運転中に圧縮機（14）の運転容量を増加させることが制限されやすい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明では、利用ユニット（60）の冷却能力を増加させようとしても圧縮機（14）の運転容量を増加させることが制限されている場合に、吐出温度低下動作を行って圧縮機（14）の吐出冷媒の温度を低下させることで、圧縮機（14）の運転容量を増加させることが可能になるようにしている。すなわち、従来では利用ユニット（60）側への冷媒の供給量が減少する液インジェクションを行うことなしでは、圧縮機（14）の運転容量を増加させることができなかったものが、利用ユニット（60）側への冷媒の供給量が減少しない吐出温度低下動作を行うことで、圧縮機（14）の運転容量を増加させることが可能になる。従って、圧縮機（14）の吐出冷媒の温度が基準値以下まで低下した後に圧縮機（14）の運転容量を増加させると、その運転容量の増加分に応じて利用ユニット（60）側への冷媒の流通量が増加すると共に利用ユニット（60）の冷却能力が増加するので、運転効率を低下させることなく利用ユニット（60）における冷却能力を確実に得ることができる。
【００２３】
また、第２の発明では、冷却能力の増加が必要な利用ユニット（60）の利用側膨張弁（63）の開度のみを吐出温度低下動作において拡大することで、その冷却能力の増加が必要な利用ユニット（60）へ流入する冷媒の割合が増加するようにしている。従って、圧縮機（14）の吐出冷媒の温度が基準値以下まで低下した後に圧縮機（14）の運転容量を増加させると、冷却能力の増加が必要な利用ユニット（60）の冷媒の流通量が増加しやすくなる。よって、圧縮機（14）の運転容量の増加をできる限り抑えて、冷却能力を増加させる利用ユニット（60）を所定の冷却能力に調節することができるので、冷凍装置（1）の運転効率を向上させることができる。
【００２４】
また、第３の発明では、開度制御手段（52）による吐出温度低下動作において、利用ユニット（60）の冷却熱交換器（64）から流出する冷媒が気液二相状態になるようにしている。従って、冷却熱交換器（64）においてガス冷媒よりも熱伝達率が高い気液二相の冷媒が流通する範囲が拡大するので、冷却熱交換器（64）における熱交換量が多くなり、利用ユニット（60）の冷却能力を増加させることができる。
【００２５】
また、第４の発明では、利用ユニット（60）の設定温度と蒸発温度検出手段（67）の検出値との差が所定値を下回ると開度制御手段（52）が開度制限動作を行うことで、利用ユニット（60）の冷却能力が低下する状態にならないようにしている。つまり、吐出温度低下動作を行って利用ユニット（60）の冷却能力を増加させようとしているのに、利用ユニット（60）の設定温度と冷媒の蒸発温度との差が小さくなりすぎて冷却能力が低下することがないようにしている。従って、利用ユニット（60）における冷却能力の制御を適正に行うことができる。
【００２６】
また、第５の発明では、圧縮機（14）の運転容量を増加させることが制限されている状態で吐出温度低下動作を行うことができないときに、液インジェクション動作を行って圧縮機（14）の運転容量を増加させることが可能になるようにしている。従って、圧縮機（14）の運転容量を増加させることが制限されて吐出温度低下動作を行うことができない状態でも、利用ユニット（60）における冷却能力を増加させることが可能になるので、利用ユニット（60）における冷却能力をさらに確実に得ることができる。
【００２７】
また、第６の発明では、熱源ユニット（10）の圧縮機（14）が、湿り状態の冷媒に対する耐久性が高い高圧ドーム型のスクロール圧縮機で構成されている。ここで、吐出温度低下動作によって利用側膨張弁（63）の開度を拡大させてゆけば、圧縮機（14）が吸入する冷媒の過熱度が徐々に低下し、その冷媒が気液二相の湿り状態になってその乾き度が徐々に減少してゆく。そして、利用側膨張弁（63）の開度を拡大するほど、圧縮機（14）への負担が大きくなる。この第６の発明では、湿り状態の冷媒に対する耐久性が高い高圧ドーム型のスクロール圧縮機を使用しているので、他の機構の圧縮機に比べて利用側膨張弁（63）をより大きい開度にまで拡大することができる。従って、利用ユニット（60）における冷却能力をさらに確実に得ることができる。
【００２８】
また、第７の発明では、冷媒回路（4）で循環する冷媒として、圧縮機（14）の運転容量を増加させることが制限されやすいＲ４１０Ａが用いられている。従って、この冷媒Ｒ４１０Ａを使用する冷凍装置（1）の場合は特に、利用ユニット（60）側への冷媒の流通量が減少させずに圧縮機（14）の吐出冷媒の温度を低下させることができる吐出温度低下動作が有効になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３０】
〈冷凍装置の全体構成〉
図１は、この実施形態に係る冷凍装置（1）の概略構成図である。この冷凍装置（1）は、１台の庫外ユニット（10）と、第１庫内ユニット（60a）と、第２庫内ユニット（60b）とを備えるマルチタイプの低温用の冷凍装置である。この冷凍装置（1）は、冷蔵倉庫内の冷却を行うように構成されている。
【００３１】
庫外ユニット（10）には庫外回路（11）が設けられている。第１庫内ユニット（60a）には第１庫内回路（61a）が設けられ、第２庫内ユニット（60b）には第２庫内回路（61b）が設けらている。この冷凍装置（1）では、庫外回路（11）に対して各庫内回路（61a,61b）を液側連絡配管（2）及びガス側連絡配管（3）で並列に接続することによって、蒸気圧縮冷凍サイクルを行う冷媒回路（4）が構成されている。この冷凍装置（1）では、冷媒回路（4）に冷媒としてＲ４１０Ａが充填されている。なお、ここに示した冷媒の種類は、単なる一例である。
【００３２】
庫外回路（11）の端部には第１閉鎖弁（12）及び第２閉鎖弁（13）がそれぞれ設けられている。第１閉鎖弁（12）には、液側連絡配管（2）の一端が接続されている。この液側連絡配管（2）の他端は２つに分岐しており、一方が第１庫内回路（61a）の液側端に接続され、他方が第２庫内回路（61b）の液側端に接続されている。第２閉鎖弁（13）には、ガス側連絡配管（3）の一端が接続されている。このガス側連絡配管（3）の他端は２つに分岐しており、一方が第１庫内回路（61a）のガス側端に接続され、他方が第２庫内回路（61b）のガス側端に接続されている。
【００３３】
《庫外ユニット》
庫外ユニット（10）の庫外回路（11）には、２台の圧縮機（14a,14b）、庫外熱交換器（15）、レシーバ（16）、過冷却熱交換器（17）、第１庫外膨張弁（18）、第２庫外膨張弁（19）、四路切換弁（20）、及び油分離器（33）が設けられている。２台の圧縮機（14a,14b）は、互いに並列に接続された第１圧縮機（14a）及び第２圧縮機（14b）で構成されている。
【００３４】
第１圧縮機（14a）及び第２圧縮機（14b）は共に、全密閉の高圧ドーム型のスクロール圧縮機として構成されている。第１圧縮機（14a）には、インバータを介して電力が供給される。この第１圧縮機（14a）は、インバータの出力周波数を変化させて電動機の回転速度を変更することによって、その容量が変更可能となっている。一方、第２圧縮機（14b）は、電動機が常に一定の回転速度で運転されるものであって、その容量が変更不能となっている。
【００３５】
第１圧縮機（14a）の吐出側には第１吐出管（21a）の一端が接続され、第２圧縮機（14b）の吐出側には第２吐出管（21b）の一端が接続されている。第１吐出管（21a）には逆止弁（CV1）が設けられ、第２吐出管（21b）には逆止弁（CV2）が設けられている。これらの吐出管（21a,21b）の他端は、吐出合流管（21）を介して四路切換弁（20）の第１ポート（P1）に接続されている。これらの逆止弁（CV1,CV2）は、各圧縮機（14a,14b）から吐出合流管（21）へ向かう冷媒の流れのみを許容する弁である。
【００３６】
第１圧縮機（14a）の吸入側には第１吸入管（22a）の一端が接続され、第２圧縮機（14b）の吸入側には第２吸入管（22b）の一端が接続されている。これらの吸入管（22a,22b）の他端は、吸入合流管（22）を介して四路切換弁（20）の第２ポート（P2）に接続されている。
【００３７】
吐出合流管（21）には、油分離器（33）が設けられている。この油分離器（33）は、各圧縮機（14a,14b）の吐出冷媒から冷凍機油を分離するためのものである。油分離器（33）には油戻し管（34）の一端が接続されている。油戻し管（34）の他端は、第１吸入管（22a）に接続する第１油戻し管（34a）と第２吸入管（22b）に接続する第２油戻し管（34b）とに分岐している。各油戻し管（34a,34b）には、電磁弁（SV1,SV2）がそれぞれ設けられている。
【００３８】
庫外熱交換器（15）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器として構成されている。庫外熱交換器（15）の近傍には、庫外ファン（23）が設けられている。庫外熱交換器（15）は、図示していないが、伝熱管が複数パスに配列されており、冷媒配管が分岐して各パスの伝熱管に接続されている。そして、この庫外熱交換器（15）では、庫外ファン（23）によって送られる庫外空気と伝熱管を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。庫外熱交換器（15）の一端は四路切換弁（20）の第３ポート（P3）に接続されている。庫外熱交換器（15）の他端は、第１液管（24）を介してレシーバ（16）の頂部に接続されている。第１液管（24）には、レシーバ（16）へ向かう冷媒の流れのみを許容する逆止弁（CV3）が設けられている。
【００３９】
過冷却熱交換器（17）は、高圧側流路（17a）と低圧側流路（17b）とを備え、各流路（17a,17b）を流れる冷媒同士を熱交換させるものである。この過冷却熱交換器（17）は、例えばプレート熱交換器により構成されている。
【００４０】
高圧側流路（17a）の流入端は、冷媒配管を介してレシーバ（16）の底部に接続されている。また、高圧側流路（17a）の流出端は、第２液管（25）を介して第１閉鎖弁（12）に接続されている。第２液管（25）には、液側連絡配管（2）へ向かう冷媒の流れのみを許容する逆止弁（CV4）が設けられている。
【００４１】
一方、低圧側流路（17b）の流入端には、逆止弁（CV4）の上流側で第２液管（25）から分岐した第１分岐管（26）が接続されている。第１分岐管（26）には、第１庫外膨張弁（18）が設けられている。この第１庫外膨張弁（18）は、開度を調節可能な電子膨張弁として構成されている。また、低圧側流路（17b）の流出端には、ガスインジェクション管（30）の一端が接続されている。ガスインジェクション管（30）の他端は、第１庫外膨張弁（18）の下流側で第１分岐管（26）から分岐した液インジェクション管（31）と合流して吸入合流管（22）に接続されている。液インジェクション管（31）には電磁弁（SV3）が設けられている。
【００４２】
レシーバ（16）は、上述したように庫外熱交換器（15）と過冷却熱交換器（17）との間に配置され、庫外熱交換器（15）で凝縮した高圧冷媒を一時的に貯留できるようになっている。レシーバ（16）の頂部には、ガス抜き配管（27）の一端が接続されている。ガス抜き配管（27）は、逆止弁（CV5）が設けられ、他端が第２吐出管（21b）に接続されている。この逆止弁（CV5）は、第２吐出管（21b）へ向かう冷媒の流れのみを許容する弁である。
【００４３】
第２液管（25）における逆止弁（CV4）と第１閉鎖弁（12）との間には、第２分岐管（28）の一端が接続されている。第２分岐管（28）の他端は、第１液管（24）における逆止弁（CV3）とレシーバ（16）との間に接続されている。第２分岐管（28）には、レシーバ（16）へ向かう冷媒の流れのみを許容する逆止弁（CV6）が設けられている。
【００４４】
第１液管（24）と第２液管（25）との間には、レシーバ（16）及び過冷却熱交換器（17）をバイパスする第３分岐管（29）が接続されている。第３分岐管（29）は、第１液管（24）においては庫外熱交換器（15）と逆止弁（CV3）との間に接続され、第２液管（25）においては過冷却熱交換器（17）と第１分岐管（26）との接続部との間に接続されている。この第３分岐管（29）には、第２庫外膨張弁（19）が設けられている。第２庫外膨張弁（19）は、開度が調節可能な電子膨張弁として構成されている。
【００４５】
四路切換弁（20）は、第１ポート（P1）が吐出合流管（21）に、第２ポート（P2）が吸入合流管（22）に、第３ポート（P3）が庫外熱交換器（15）に、第４ポート（P4）が第２閉鎖弁（13）にそれぞれ接続されている。この四路切換弁（20）は、第１ポート（P1）と第３ポート（P3）が互いに連通して第２ポート（P2）と第４ポート（P4）が互いに連通する第１状態（図１に実線で示す状態）と、第１ポート（P1）と第４ポート（P4）が互いに連通して第２ポート（P2）と第３ポート（P3）が互いに連通する第２状態（図１に破線で示す状態）とに切り換え可能となっている。
【００４６】
庫外回路（11）には、各種のセンサや圧力スイッチが設けられている。具体的に、吸入合流管（22）には吸入温度センサ（35）が設けられている。第１吸入管（22a）と第２吸入管（22b）との合流箇所（吸入合流管（22）の下流端）には、吸入圧力センサ（36）が設けられている。各吐出管（21a,21b）には、高圧圧力スイッチ（37a,37b）と吐出温度検出手段である吐出温度センサ（38a,38b）とが設けられている。各高圧圧力スイッチ（37a,37b）は、吐出圧力を検出し、異常高圧時に保護装置として冷凍装置（1）を緊急停止させるものである。第１吐出管（21a）と第２吐出管（21b）との合流箇所（吐出合流管（21）の上流端）には、吐出圧力センサ（43）が設けられている。庫外熱交換器（15）の第２液管（25）には、液温度センサ（45）が設けられている。庫外ファン（23）の近傍には、庫外温度センサ（44）が設けられている。
【００４７】
《庫内ユニット》
２つの庫内ユニット（60a,60b）は同様に構成されている。以下では第１庫内ユニット（60a）について説明し、第２庫内ユニット（60b）についての説明は省略する。第１庫内ユニット（60a）の第１庫内回路（61a）では、その液側端からガス側端へ向かって順に、ドレンパン加熱用配管（62a）、庫内膨張弁（63a）、及び庫内熱交換器（64a）が設けられている。
【００４８】
庫内膨張弁（63a）は、開度が調節可能な電子膨張弁であって、利用側膨張弁を構成している。また、庫内熱交換器（64a）は、庫内空気を冷媒と熱交換させて対象物を冷却するためのもので、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器として構成されている。この庫内熱交換器（64a）の近傍には、庫内ファン（65a）が設けられている。庫内熱交換器（64a）は、図示していないが、伝熱管が複数パスに配列されており、冷媒配管が分岐して各パスの伝熱管に接続されている。そして、この庫内熱交換器（64a）では、庫内ファン（65a）によって送られる庫内空気と伝熱管を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。
【００４９】
また、庫内熱交換器（64a）の下方には、ドレンパン加熱用配管（62a）が配設されたドレンパン（66a）が設けられている。このドレンパン（66a）は、庫内熱交換器（64a）の表面から落下する霜や結露水を回収するものである。ドレンパン（66a）では、回収した霜や結露水が凍結して生成される氷塊をドレンパン加熱用配管（62a）を流通する冷媒の熱を利用して融解する。
【００５０】
また、第１庫内回路（61a）には、３つの温度センサが設けられている。具体的に、庫内熱交換器（64a）の伝熱管には、蒸発温度検出手段である蒸発温度センサ（67a）が設けられている。第１庫内回路（61a）におけるガス側端の近傍には、ガス温度センサ（68a）が設けられている。庫内ファン（65a）の近傍には、庫内温度センサ（69a）が設けられている。
【００５１】
《冷凍装置の制御部の構成》
この冷凍装置（1）は、庫外ユニット（10）に設けられて圧縮機（14a,14b）、四路切換弁（20）、各庫外膨張弁（18,19）、及び各電磁弁（SV1〜SV3）などの制御を行う庫外ユニット制御部（55）と、各庫内ユニット（60a,60b）に設けられて庫内膨張弁（63a,63b）及び庫内ファン（65a,65b）などの制御を行う庫内ユニット制御部（56a,56b）とを備えている。庫外ユニット制御部（55）と各庫内ユニット制御部（56a,56b）とは電気回線で接続されている（図示省略）。
【００５２】
庫外ユニット制御部（55）は、容量制御手段である容量制御部（51）と、液インジェクション制御手段である液インジェクション制御部（53）とを備えている。容量制御部（51）は、各庫内ユニット（60a,60b）で必要な冷却能力が得られるように、圧縮機（14a,14b）の運転容量を制御する。具体的に、容量制御部（51）は、必要となる運転容量が第１圧縮機（14a）の最大運転容量以下の場合は、第１圧縮機（14a）のみを運転させて第１圧縮機（14a）の運転容量を制御する。必要となる運転容量が第１圧縮機（14a）の最大運転容量を上回る場合は、第１圧縮機（14a）と第２圧縮機（14b）とを両方運転させて、第１圧縮機（14a）の運転容量を制御する。
【００５３】
また、容量制御部（51）は、吐出温度センサ（38a,38b）の検出値が基準値（例えば１００℃）を上回る状態では圧縮機（14a,14b）の運転容量を増加させることを制限するように構成されている。また、容量制御部（51）は、吐出温度センサ（38a,38b）の検出値と吐出圧力センサ（43）の検出値とから検出される各圧縮機（14a,14b）の吐出冷媒の過熱度が、所定値（例えば１０℃）以下にならないように圧縮機（14a,14b）の運転容量を制御するように構成されている。吐出冷媒の過熱度が所定値以上になるように制御するのは、圧縮機（14a,14b）のドーム内の冷凍機油が圧縮後の冷媒によって希釈されないようにするためである。
【００５４】
液インジェクション制御部（53）は、後述する開度制御手段（52）が開度制限動作を行っている状態で吐出温度センサ（38a,38b）の検出値が基準値を上回るときに、圧縮機（14a,14b）に液冷媒を送り込む液インジェクション動作を実行するように構成されている。液インジェクション制御部（53）は、第１庫外膨張弁（18）の開度が適宜調節しながら電磁弁（SV3）を開口することにより液インジェクション動作を実行する。
【００５５】
各庫内ユニット制御部（56a,56b）は、それぞれが開度制御部（52a,52b）を備えている。これらの開度制御部（52a,52b）は、開度制御手段を構成している。各開度制御部（52a,52b）は、庫内膨張弁（63a,63b）の開度をそれぞれ調節する。各開度制御部（52a,52b）は、自身が設けられている庫内ユニット（60a,60b）の冷却能力の増加が必要なときに、吐出温度センサ（38a,38b）の検出値が基準値を上回る状態であれば、庫内膨張弁（63a,63b）の開度を拡大する吐出温度低下動作を行うように構成されている。また、各開度制御部（52a,52b）は、後述する湿り制御中に、庫内の設定温度と蒸発温度センサ（67a,67b）の検出値との差が所定値（例えば８℃）を下回ると、庫内膨張弁（63a,63b）の開度を運転状態に応じて設定した上限値以下の範囲に制限する開度制限動作を行うように構成されている。吐出温度低下動作及び開度制限動作についての詳細は後述する。
【００５６】
−冷凍装置の運転動作−
以下に、本実施形態の冷凍装置（1）の運転動作について説明する。この冷凍装置（1）では、冷却運転とデフロスト運転とが実行可能になっており、庫外ユニット制御部（55）による四路切換弁（20）の切り換えによって冷却運転とデフロスト運転との切り換えが行われる。
【００５７】
<冷却運転>
冷却運転時には、四路切換弁（20）が第１状態に設定される。また、第１庫外膨張弁（18）の開度が適宜調節される一方、第２庫外膨張弁（19）が全閉状態となる。庫内回路（61）では、庫内膨張弁（63）の開度が適宜調節される。各電磁弁（SV1〜SV3）は、運転状態に応じて開閉される。そして、この状態で圧縮機（14a,14b）を運転すると、冷媒回路（4）では庫外熱交換器（15）が凝縮器となって各庫内熱交換器（64）が蒸発器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。冷媒回路（4）では、図１に実線の矢印で示した方向に冷媒が循環する。
【００５８】
具体的に、圧縮機（14a,14b）が運転されると、圧縮機（14a,14b）は低圧圧力のガス冷媒を吸入し、所定の圧力に圧縮して吐出する。圧縮機（14a,14b）から吐出された高圧圧力のガス冷媒は、各吐出管（21a,21b）を経て吐出合流管（21）の油分離器（33）に流入する。油分離器（33）では、流入した冷媒から冷凍機油が分離される。分離された冷凍機油は、油分離器（33）の底部に貯留される。この油分離器（33）の底部の冷凍機油は、庫外ユニット制御部（55）が電磁弁（SV1,SV2）を開口すると、油戻し管（34）から吸入管（22a,22b）を経て、圧縮機（14a,14b）に吸入される。
【００５９】
油分離器（33）から流出した冷媒は、四路切換弁（20）を経て庫外熱交換器（15）へ流入する。庫外熱交換器（15）では、流入した冷媒が庫外空気と熱交換して凝縮する。そして、凝縮した冷媒は、第１液管（24）を通ってレシーバ（16）に流入する。レシーバ（16）では、流入した液冷媒が一時的に貯留される。
【００６０】
レシーバ（16）から流出した冷媒は、過冷却熱交換器（17）の高圧側流路（17a）を通過し、第２液管（25）へ流入する。第２液管（25）では、冷媒の一部が第１分岐管（26）へ流入して第１庫外膨張弁（18）で減圧される。残りの冷媒は、液側連絡配管（2）へ流入する。
【００６１】
第１庫外膨張弁（18）で減圧された冷媒は、液インジェクション管（31）の電磁弁（SV3）が閉状態なら各圧縮機（14a,14b）へのガスインジェクションに用いられ、電磁弁（SV3）が開状態なら各圧縮機（14a,14b）への液インジェクションに用いられる。ガスインジェクションを行う場合は、過冷却熱交換器（17）において各室内回路（61a,61b）へ向かう冷媒を過冷却することができる。液インジェクションを行う場合は、圧縮機（14a,14b）の吐出冷媒の温度を下げることができる。
【００６２】
具体的に、液インジェクション管（31）の電磁弁（SV3）が閉状態の場合は、第１庫外膨張弁（18）で減圧された冷媒が過冷却熱交換器（17）の低圧側流路（17b）を流通する。その際、過冷却熱交換器（17）では、高圧側流路（17a）を流れる高圧冷媒と低圧側流路（17b）を流れる低圧冷媒との間で熱交換が行われる。その結果、高圧側流路（17a）を流れる冷媒が過冷却される一方、低圧側流路（17b）を流れる冷媒が蒸発する。低圧側流路（17b）で蒸発したガス冷媒は、ガスインジェクション管（30）から吸入合流管（22）を経て圧縮機（14a,14b）に吸入される。
【００６３】
一方、電磁弁（SV3）が開状態の場合は、第１庫外膨張弁（18）で減圧された液冷媒（厳密には気液二相の冷媒）が、低圧側流路（17b）より圧力損失の少ない液インジェクション管（31）へ多く流れ込む。そして、吸入合流管（22）を経て圧縮機（14a,14b）に吸入される。なお、ガスインジェクション管（30）又は液インジェクション管（31）を流通して圧縮機（14a,14b）へ送られるガス冷媒又は液冷媒の量、すなわちインジェクション量は第１庫外膨張弁（18）の開度によって調整される。
【００６４】
液側連絡配管（2）へ流入した冷媒は、各庫内回路（61a,61b）に分配される。庫内回路（61a,61b）へ流入した冷媒は、ドレンパン加熱用配管（62a,62b）を流通する。ドレンパン（66a,66b）では、ドレンパン加熱用配管（62a,62b）を流れる冷媒によって庫内熱交換器（64a,64b）の表面から落ちた霜や結露水が凍結して生成される氷塊が融解される。その際に、ドレンパン加熱用配管（62a,62b）を流れる冷媒は、その霜や氷塊によって冷却されてされに過冷却される。
【００６５】
ドレンパン加熱用配管（62a,62b）を流出した冷媒は、庫内膨張弁（63a,63b）を通過して減圧されてから、庫内熱交換器（64a,64b）へ流入する。庫内熱交換器（64a,64b）では、流入した冷媒が庫内空気と熱交換して蒸発する。その結果、冷蔵倉庫の庫内空気が冷却される。
【００６６】
各庫内熱交換器（64a,64b）で蒸発した冷媒はガス側連絡配管（3）に流入して、庫外回路（11）へ流入する。庫外回路（11）へ流入した冷媒は、四路切換弁（20）を経て吸入合流管（22）へ流入し、圧縮機（14a,14b）に吸入される。
【００６７】
<デフロスト運転>
この冷凍装置（1）では、冷凍運転中に庫内熱交換器（64a,64b）が着霜した場合に、霜を除去するためにデフロスト運転を行なう。デフロスト運転時は、各庫内熱交換器（64a,64b）の除霜が同時に行われる。
【００６８】
デフロスト運転時の庫外回路（11）では、四路切換弁（20）が第２状態に設定される。また、第１庫外膨張弁（18）が全閉状態となる一方、第２庫外膨張弁（19）の開度が適宜調節される。庫内回路（61a,61b）では、庫内膨張弁（63a,63b）が全開状態となる。そして、この状態で圧縮機（14a,14b）を運転すると、冷媒回路（4）では庫外熱交換器（15）が蒸発器となって各庫内熱交換器（64）が凝縮器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。冷媒回路（4）では、図１に破線の矢印で示した方向に冷媒が循環する。
【００６９】
<冷却能力の制御>
この冷凍装置（1）では、各庫内ユニット（60a,60b）に対して庫内の設定温度がそれぞれ設定されている。冷却運転中は、各庫内ユニット（60a,60b）の庫内温度センサ（69a,69b）の検出値が設定温度に近づくように各庫内ユニット（60a,60b）の冷却能力が調節されている。各庫内ユニット（60a,60b）の冷却能力の調節は、庫外ユニット制御部（55）による圧縮機（14a,14b）の運転容量の調節、及び開度制御部（52a,52b）による庫内膨張弁（63a,63b）の開度の調節などによって行われる。
【００７０】
冷却運転は、庫外ユニット制御部（55）が圧縮機（14a,14b）を起動させることにより開始される。冷却運転が開始されると、容量制御部（51）が、各庫内ユニット（60a,60b）において必要となる冷却能力に基づいて圧縮機（14a,14b）の運転容量を制御すると共に、開度制御部（52a,52b）が各庫内ユニット（60a,60b）に対して過熱制御を行う。過熱制御では、各庫内熱交換器（64a,64b）から流出する冷媒が過熱状態になるように、例えばガス温度センサ（68）の検出値と蒸発温度センサ（67）の検出値との差から検出される過熱度が目標値（例えば５℃）になるように、各開度制御部（52a,52b）が庫内膨張弁（63a,63b）の開度をそれぞれ調節する。庫内膨張弁（63a,63b）の開度は、例えばガス温度センサ（68）及び蒸発温度センサ（67）から検出される過熱度に基づくフィードバック制御によって調節される。なお、各庫内ユニット（60a,60b）の冷却能力は、過冷却熱交換器（17）における冷媒の過冷却量によっても調節される。過冷却熱交換器（17）における冷媒の過冷却量は、庫外ユニット制御部（55）が第１庫外膨張弁（18）の開度を制御することによって調節される。
【００７１】
過熱制御中は、容量制御部（51）が、所定の時間間隔（例えば１０秒間隔）で庫内ユニット（60a,60b）のぞれぞれについての冷却能力の増減を判断する。容量制御部（51）は、例えば第１庫内ユニット（60a）について以下の式１の条件が成立する場合に、その第１庫内ユニット（60a）の冷却能力の増加が必要であると判断し、式２の条件が成立していれば圧縮機（14a,14b）の吐出冷媒の温度が許容値（例えば１１５℃）を上回る虞がないと判断して圧縮機（14a,14b）の運転容量を増加させる。なお、第２庫内ユニット（60b）について以下の式１の条件が成立する場合も同様である。
【００７２】
式１：Ｔset−１＜Ｔr
式２：Ｔd≦１００
上記式１、式２において、Ｔsetは庫内ユニット（60a,60b）の設定温度、Ｔrは庫内温度センサ（69a,69b）の検出値、Ｔdは吐出ガス温度センサ（38a,38b）の検出値の高い方をそれぞれ表している。
【００７３】
第１庫内ユニット（60a）の冷却能力を増加させるために圧縮機（14a,14b）の運転容量が増加すると、冷媒回路（4）の冷媒の循環量が増加する。各開度制御部（52a）は、圧縮機（14a,14b）の運転容量の増加後も、ガス温度センサ（68）及び蒸発温度センサ（67）から検出される過熱度が目標値となるように各庫内膨張弁（63a,63b）の開度を制御する。
【００７４】
また、第１庫内ユニット（60a）について以下の式３の条件及び式４の条件が共に成立し、式５の条件及び式６の条件が共に成立すると、第１庫内ユニット（60a）の開度制御部（52a）が、吐出温度低下動作を行って庫内膨張弁（63a）の開度を拡大する。その際、開度制御部（52a）は、庫内熱交換器（64a）から流出する冷媒が湿り状態になるように庫内膨張弁（63a）の開度を設定する。なお、この実施形態では、冷却能力の増加が必要な第１庫内ユニット（60a）に対してのみ吐出温度低下動作が行われる。つまり、冷却能力の増加が必要な第１庫内ユニット（60a）の庫内膨張弁（63a）の開度のみが拡大される。
【００７５】
式３：Ｔset−１＜Ｔr＜Ｔset＋５
式４：Ｔset＜５
式５：Ｔd＞１００
式６：Ｔa＞２５
上記式６において、Ｔaは庫外温度センサ（44）の検出値を表している。具体的に、式３が成立すると、容量制御部（51）は、第１庫内ユニット（60a）の冷却能力の増加が必要であると判断する。式４が成立すると、容量制御部（51）は、庫内の設定温度が低いほど圧縮機（14a,14b）の吐出冷媒の温度が上がり易いので、圧縮機（14a,14b）の吐出冷媒の温度が許容値を上回る虞があると判断する。式５が成立すると、容量制御部（51）は、圧縮機（14a,14b）の運転容量を増加させることができないと判断する。式６の条件が成立すると、容量制御部（51）は、外気の温度が高いほど圧縮機（14a,14b）の吐出冷媒の温度が上がり易いので、圧縮機（14a,14b）の吐出冷媒の温度が許容値を上回る虞があると判断する。つまり、容量制御部（51）が第１庫内ユニット（60a）の冷却能力の増加が必要であるが圧縮機（14a,14b）の運転容量を増加させることができないと判断した場合に、開度制御部（52a）が吐出温度低下動作を行う。
【００７６】
なお、Ｔr≧Ｔset＋５となる場合も冷却能力の増加が必要であるが、この場合に庫内熱交換器（64a）から流出する冷媒が湿り状態になるように庫内膨張弁（63a）の開度を調節しようとても開度制御が安定しない虞があるため、吐出温度低下動作は行わない。Ｔr≧Ｔset＋５となる場合としては、冷凍装置（1）の起動後や、デフロスト運転から冷却運転への切り換え後など過渡的な状態の時が主に想定される。
【００７７】
吐出温度低下動作によって庫内膨張弁（63a）の開度が拡大されると、庫内熱交換器（64a）から流出する冷媒が過熱状態から湿り状態になり、圧縮機（14a,14b）が吸入する冷媒は過熱度が減少する、又は湿り状態になる。従って、圧縮機（14a,14b）の吐出冷媒の温度が低下する。そして、吐出ガス温度センサ（38a,38b）の検出値が１００℃以下になると、圧縮機（14a,14b）の運転容量を増加させることが可能になり、容量制御部（51）が圧縮機（14a,14b）の運転容量を増加させる。これにより、庫内熱交換器（64a）の冷媒流通量が増加するので、第１庫内ユニット（60a）の冷却能力が増加する。なお、庫内熱交換器（64a）から流出する冷媒が湿り状態になるようにしているので、庫内熱交換器（64a）ではガス冷媒よりも熱伝達率が高い気液二相の冷媒が流通する範囲が拡大する。従って、庫内熱交換器（64a）における熱交換量が多くなり、これによっても庫内ユニット（60a）の冷却能力が増加する。
【００７８】
過熱制御において吐出温度低下動作が行われると、開度制御部（52a）は、庫内熱交換器（64a）から流出する冷媒が湿り状態になるように庫内膨張弁（63a）の開度を調節する湿り制御を第１庫内ユニット（60a）に対して行う。湿り制御では、図２に示すフローチャートに基づいて冷凍装置（1）の制御が行われる。
【００７９】
ステップ１（ST1）では、第１庫内ユニット（60a）の冷却能力の増加が必要であるか否かと、冷却能力の増加が必要な場合に圧縮機（14a,14b）の運転容量の増加が可能であるか否かとが判断される。容量制御部（51）は、上記式３、式４、式５及び式６の条件が全て成立すると、第１庫内ユニット（60a）の冷却能力の増加が必要ではあるが、圧縮機（14a,14b）の運転容量を増加させることができないと判断してステップ２（ST2）へ移行し、それ以外の場合はステップ６（ST6）へ移行する。
【００８０】
ステップ２（ST2）では、開度制御部（52a）が、吐出温度低下動作を実行して庫内膨張弁（63a）の開度を予め設定した拡大量だけ拡大する。開度の拡大量は、運転状態に応じて変化させてもよい。庫内膨張弁（63a）の開度が拡大されると、圧縮機（14a,14b）の吐出冷媒の温度が低下する。そして、吐出ガス温度センサ（38a,38b）の検出値が１００℃以下になると、圧縮機（14a,14b）の運転容量を増加させることが可能になり、容量制御部（51）が圧縮機（14a,14b）の運転容量を増加させる。ステップ２（ST2）が終了するとステップ３（ST3）へ移行する。
【００８１】
ステップ３（ST3）では、開度制御部（52a）が開度制限動作を行うか否かが判断される。開度制御部（52a）は、以下に示す式７の条件が成立する場合はステップ４（ST4）へ移行して開度制限動作を行い、それ以外の場合はステップ１（ST1）へ移行する。式７において、Ｔeは蒸発温度センサ（67a）の検出値を表している。庫内の設定温度と蒸発温度センサ（67a）の検出値との温度差（ΔＴ）が所定値（例えばＸ＝８℃）よりも小さくなると、開度制限動作の実行が判断される。
【００８２】
式７：ΔＴ＝Ｔset−Ｔe＜Ｘ
ステップ４（ST4）では、開度制御部（52a）が開度制限動作を行う。具体的に、庫内膨張弁（63a）の開度を拡大すると、庫内熱交換器（64a）の冷媒の流通量が増加するので、第１庫内ユニット（60a）の冷却能力が増加する。ところが、庫内膨張弁（63a）の開度の拡大に伴い、庫内熱交換器（64a）における冷媒の蒸発温度が上昇するので、第１庫内ユニット（60a）の設定温度と冷媒の蒸発温度との差が小さくなる。このため、庫内膨張弁（63a）の開度がある程度に達するまでは第１庫内ユニット（60a）の冷却能力が増加するが、それ以上開度が大きくなると第１庫内ユニット（60a）の冷却能力が却って低下してしまう。この実施形態では、開度制御部（52a）が、第１庫内ユニット（60a）の設定温度と蒸発温度センサ（67a）の検出値との温度差（ΔＴ）が所定値を下回ると、第１庫内ユニット（60a）の冷却能力が低下する状態にならない開度の上限を推測し、その開度を上限値として設定する。そして、開度制御部（52a）は、上限値以下の範囲に庫内膨張弁（63a）の開度を制限する。例えば、開度制御部（52a）は、式４の条件が成立した時点の開度を上限値として設定する。なお、式４の条件が成立した時点から所定時間前の開度を上限値として設定してもよい。ステップ４（ST4）が終了するとステップ５（ST5）へ移行する。
【００８３】
ステップ５（ST5）では、液インジェクション制御部（53）が、第１圧縮機（14a）の吐出冷媒の温度を低下させるために液インジェクション動作を行う。液インジェクション動作では、液インジェクション管（31）の電磁弁（SV3）が開状態に設定されて液インジェクションが行われる。この実施形態では、圧縮機（14a,14b）の運転容量を増加させることが制限されている状態で、庫内膨張弁（63a）の開度の上限値が設定されて吐出温度低下動作を行うことができないときに、液インジェクション動作を行って圧縮機（14）の運転容量を増加させることが可能になるようにしている。ステップ５（ST5）が終了するとステップ１（ST1）へ移行する。
【００８４】
ステップ６（ST6）では、湿り制御から過熱制御へ戻すか否かの判断が行われる。開度制御部（52a）は、第１庫内ユニット（60a）についての式８及び式９の条件、庫外ユニット（10）における式１０及び式１１の条件の４つの条件のうち何れか１つでも成立する場合は湿り制御から過熱制御へ戻し、それ以外の場合は湿り制御を継続する。湿り制御を継続する場合は、ステップ１（ST1）へ移行する。また、過熱制御へ戻る場合は、開度制御部（52a）が、庫内熱交換器（64a）から流出する冷媒が過熱状態になるように庫内膨張弁（63a）の開度を調節する。
【００８５】
式８：Ｔr＜Ｔset−２ and Ｔr＞Ｔset＋６
式９：Ｔset＞５
式１０：Ｔd＜９０
式１１：Ｔa＜２４
−実施形態の効果−
本実施形態では、庫内ユニット（60）の冷却能力を増加させようとしても圧縮機（14）の運転容量を増加させることが制限されている場合に、吐出温度低下動作を行って圧縮機（14）の吐出冷媒の温度を低下させることで、圧縮機（14）の運転容量を増加させることが可能になるようにしている。すなわち、従来では庫内ユニット（60）側への冷媒の供給量が減少する液インジェクションを行うことなしでは、圧縮機（14）の運転容量を増加させることができなかったものが、庫内ユニット（60）側への冷媒の供給量が減少しない吐出温度低下動作を行うことで、圧縮機（14）の運転容量を増加させることが可能になる。従って、圧縮機（14）の吐出冷媒の温度が基準値以下まで低下した後に圧縮機（14）の運転容量を増加させると、その運転容量の増加分に応じて庫内ユニット（60）側への冷媒の流通量が増加すると共に庫内ユニット（60）の冷却能力が増加するので、運転効率を低下させることなく庫内ユニット（60）における冷却能力を確実に得ることができる。
【００８６】
また、本実施形態では、冷却能力の増加が必要な庫内ユニット（60）の庫内膨張弁（63）の開度のみを吐出温度低下動作において拡大することで、その冷却能力の増加が必要な庫内ユニット（60）へ流入する冷媒の割合が増加するようにしている。従って、圧縮機（14）の吐出冷媒の温度が基準値以下まで低下した後に圧縮機（14）の運転容量を増加させると、冷却能力の増加が必要な庫内ユニット（60）の冷媒の流通量が増加しやすくなる。よって、圧縮機（14）の運転容量の増加をできる限り抑えて、冷却能力を増加させる庫内ユニット（60）を所定の冷却能力に調節することができるので、冷凍装置（1）の運転効率を向上させることができる。
【００８７】
また、本実施形態では、開度制御部（52）による吐出温度低下動作において、庫内ユニット（60）の庫内熱交換器（64）から流出する冷媒が気液二相状態になるようにしている。従って、庫内熱交換器（64）においてガス冷媒よりも熱伝達率が高い気液二相の冷媒が流通する範囲が拡大するので、庫内熱交換器（64）における熱交換量が多くなり、庫内ユニット（60）の冷却能力を増加させることができる。
【００８８】
なお、本実施形態の冷凍装置（1）はマルチタイプのものであり、各庫内ユニット（60a,60b）について湿り制御を行うか否かが個別に判断されている。従って、一方の庫内ユニット（60a,60b）から湿り状態の冷媒が流出しても、他方の庫内ユニット（60a,60b）からは過熱状態の冷媒が流出する場合が多く、この場合は湿り状態の冷媒は過熱状態の冷媒と混ざって圧縮機（14a,14b）に吸入される。また、庫内ユニット（60a,60b）から流出した冷媒が湿り状態であっても、圧縮機（14a,14b）の吸入側に至るまでに乾き度が上昇し、過熱状態になる場合もある。従って、圧縮機（14a,14b）における液バックの虞はほとんどない。なお、庫内ユニット（60）の数がもっと多いときは、液バックの虞がさらに少なくなる。
【００８９】
また、本実施形態では、庫内ユニット（60）の設定温度と蒸発温度センサ（67）の検出値との差が所定値を下回ると開度制御部（52）が開度制限動作を行うことで、庫内ユニット（60）の冷却能力が低下する状態にならないようにしている。つまり、吐出温度低下動作を行って庫内ユニット（60）の冷却能力を増加させようとしているのに、庫内ユニット（60）の設定温度と冷媒の蒸発温度との差が小さくなりすぎて冷却能力が低下することがないようにしている。従って、庫内ユニット（60）における冷却能力の制御を適正に行うことができる。
【００９０】
また、本実施形態では、圧縮機（14）の運転容量を増加させることが制限されている状態で吐出温度低下動作を行うことができないときに、液インジェクション動作を行って圧縮機（14）の運転容量を増加させることが可能になるようにしている。従って、圧縮機（14）の運転容量を増加させることが制限されて吐出温度低下動作を行うことができない状態でも、庫内ユニット（60）における冷却能力を増加させることが可能になるので、庫内ユニット（60）における冷却能力をさらに確実に得ることができる。
【００９１】
また、本実施形態では、庫外ユニット（10）の圧縮機（14）が、湿り状態の冷媒に対する耐久性が高い高圧ドーム型のスクロール圧縮機で構成されている。ここで、吐出温度低下動作によって庫内膨張弁（63）の開度を拡大させてゆけば、圧縮機（14）が吸入する冷媒の過熱度が徐々に低下し、その冷媒が気液二相の湿り状態になってその乾き度が徐々に減少してゆく。そして、庫内膨張弁（63）の開度を拡大するほど、圧縮機（14）への負担が大きくなる。この実施形態では、湿り状態の冷媒に対する耐久性が高い高圧ドーム型のスクロール圧縮機を使用しているので、他の機構の圧縮機に比べて庫内膨張弁（63）をより大きい開度にまで拡大することができる。従って、庫内ユニット（60）における冷却能力をさらに確実に得ることができる。
【００９２】
また、本実施形態では、冷媒回路（4）で循環する冷媒として、圧縮機（14）の運転容量を増加させることが制限されやすいＲ４１０Ａが用いられている。従って、この冷媒Ｒ４１０Ａを使用する冷凍装置（1）の場合は特に、庫内ユニット（60）側への冷媒の流通量が減少させずに圧縮機（14）の吐出冷媒の温度を低下させることができる吐出温度低下動作が有効になる。
【００９３】
（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【００９４】
本実施形態について、吐出温度低下動作を行うか否かの判断を式３と式５のみで行ってもよい。また、湿り制御から過熱制御へ戻すか否かの判断を式８と式１０のみで行ってもよい。
【００９５】
本実施形態では、過熱制御において吐出温度低下動作を行うと湿り制御へ移行していたが、１回の吐出温度低下動作で湿り制御へ移行しなくてもよい。すなわち、開度制御部（52）は、吐出温度低下動作を行う毎に各庫内熱交換器（64a,64b）から流出する冷媒の過熱度の目標値を徐々に低下させてゆき、最終的に湿り制御へ移行する。
【００９６】
また、本実施形態について、庫内ユニット（60）は３台以上であってもよいし、１台であってもよい。
【００９７】
また、本実施形態について、庫外ユニット（10）の圧縮機（14）として、他の機構の圧縮機（例えばロータリ圧縮機）を適用してもよい。
【００９８】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
以上説明したように、本発明は、熱源ユニットと利用ユニットとが連絡配管で接続されて構成された冷媒回路を備える冷凍装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の実施形態にかかる冷凍装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる冷凍装置における湿り制御中の動作の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０１】
1   冷凍装置
2   液側連絡配管（連絡配管）
3   ガス側連絡配管（連絡配管）
4   冷媒回路
10  庫外ユニット（熱源ユニット）
14  圧縮機
38  吐出温度センサ（吐出温度検出手段）
51  容量制御部（容量制御手段）
52  開度制御部（開度制御手段）
53  液インジェクション制御部（液インジェクション制御手段）
60  庫内ユニット（利用ユニット）
63  庫内膨張弁（利用側膨張弁）
64  庫内熱交換器（冷却熱交換器）
67  蒸発温度センサ（蒸発温度検出手段）
【図１】
2007232250.tif 000003
【図２】
2007232250.tif 000004