(57)【要約】【課題】多段圧縮の冷媒回路を有する冷凍装置において、前段側圧縮機の回転数と後段側圧縮機の回転数とのアンバランスによる前段側圧縮機における冷凍機油の不足を抑えて、前段側圧縮機の信頼性を向上させる。【解決手段】冷凍装置（１）は、冷媒の放熱を行う冷媒放熱器（２３、５１）と、冷媒放熱器において放熱した冷媒を蒸発させる冷媒蒸発器（７１、６１、５１、２３）と、前段側圧縮機（８１、１１）と、後段側圧縮機（１１、２１ａ、２１ｂ）と、制御部（５）とを有している。前段側圧縮機（８１、１１）は、冷媒蒸発器（７１、６１、５１、２３）において蒸発した冷媒を吸入して圧縮する。後段側圧縮機（１１、２１ａ、２１ｂ）は、前段側圧縮機（８１、１１）から吐出された冷媒を吸入して圧縮して冷媒放熱器（２３、５１）に送る。制御部（５）は、後段側圧縮機（１１、２１ａ、２１ｂ）の回転数を一時的に大きくする制御を行う。【選択図】図１６
2012073003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒の放熱を行う冷媒放熱器（２３、５１）と、
前記冷媒放熱器において放熱した冷媒を蒸発させる冷媒蒸発器（７１、６１、５１、２３）と、
前記冷媒蒸発器において蒸発した冷媒を吸入して圧縮する前段側圧縮機（８１、１１）と、
前記前段側圧縮機から吐出された冷媒を吸入して圧縮して前記冷媒放熱器に送る後段側圧縮機（１１、２１ａ、２１ｂ）と、
前記後段側圧縮機の回転数を一時的に大きくする制御を行う制御部（５）と、
を備えた冷凍装置（１）。
【請求項２】
前記制御部（５）は、前記後段側圧縮機（１１、２１ａ、２１ｂ）の回転数を一時的に大きくする制御を、前記後段側圧縮機の回転数が前記前段側圧縮機（８１、１１）の回転数よりも小さい場合に行う、
請求項１に記載の冷凍装置（１）。
【請求項３】
前記後段側圧縮機（２１ａ、２１ｂ）は、複数台並列に接続されており、
前記制御部（５）は、前記複数台の後段側圧縮機の回転数をすべて同一の回転数にする、
請求項２に記載の冷凍装置（１）。
【請求項４】
前記後段側圧縮機（２１ａ、２１ｂ）は、複数台並列に接続されており、
前記制御部（５）は、前記複数台の後段側圧縮機のうちの一部について、回転数を一時的に大きくする制御を行い、前記複数台の後段側圧縮機の残りについては、前記複数台の後段側圧縮機全体に要求される運転容量の不足分に相当する回転数にする制御を行い、所定時間経過するごとに、前記複数台の後段側圧縮機のうち回転数を大きくする後段側圧縮機を変更する制御を行う、
請求項１に記載の冷凍装置（１）。
【請求項５】
前記制御部（５）は、前記複数台の後段側圧縮機（２１ａ、２１ｂ）のうちの一部について、前記前段側圧縮機（１１）の回転数と同じ回転数にする制御を行い、前記複数台の後段側圧縮機の残りについては、前記複数台の後段側圧縮機全体に要求される運転容量に相当する回転数である必要回転数から前記複数台の後段側圧縮機のうちの一部について設定された回転数を差し引いた回転数にする制御を行う、
請求項４に記載の冷凍装置（１）。
【請求項６】
前記冷媒蒸発器は、低段側熱交換器（７１）と、前記低段側熱交換器よりも高い蒸発温度で冷媒を蒸発させる中段側熱交換器（６１）と、前記中段側熱交換器よりも高い蒸発温度で冷媒を蒸発させる高段側熱交換器（５１、２３）とを有している、
請求項３〜５のいずれか１項に記載の冷凍装置（１）。
【請求項７】
前記低段側熱交換器（７１）において蒸発した冷媒を吸入して圧縮する低段側圧縮機（８１）をさらに備えており、
前記前段側圧縮機は、前記低段側圧縮機から吐出された冷媒と前記中段側熱交換器（６１）において蒸発した冷媒とが合流した冷媒を吸入して圧縮する中段側圧縮機（１１）であり、
前記後段側圧縮機は、前記中段側圧縮機から吐出された冷媒と前記高段側熱交換器（５１、２３）において蒸発した冷媒とが合流した冷媒を吸入して圧縮する高段側圧縮機（２１ａ、２１ｂ）である、
請求項６に記載の冷凍装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍装置、特に、多段圧縮の冷媒回路を有する冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特許文献１（特開２０１０−１２１８３３号公報）に示す冷凍装置がある。この冷凍装置は、主として、冷蔵用圧縮機と、空調用圧縮機と、冷蔵／空調兼用圧縮機と、ブースタ圧縮機と、室外熱交換器と、室内熱交換器と、冷蔵熱交換器と、冷凍熱交換器とを有している。冷凍熱交換器は、冷却運転時に最も低い蒸発温度で冷媒を蒸発させて冷凍庫内の冷却を行う熱交換器である。冷蔵熱交換器は、冷却運転時に冷凍熱交換器よりも高い蒸発温度で冷媒を蒸発させて冷蔵庫内の冷却を行う熱交換器である。室内熱交換器は、暖房運転時に冷媒の放熱を行うことで室内の暖房を行い、冷房運転時に冷蔵熱交換器よりも高い蒸発温度で冷媒を蒸発させて室内の冷房を行う熱交換器である。室外熱交換器は、冷房運転時に冷媒の放熱を行い、暖房運転時に冷蔵熱交換器よりも高い蒸発温度で冷媒を蒸発させる熱交換器である。ブースタ圧縮機は、冷凍熱交換器において蒸発した冷媒を吸入して圧縮する圧縮機である。冷蔵用圧縮機は、冷蔵熱交換器において蒸発した冷媒及びブースタ圧縮機から吐出された冷媒を吸入して圧縮する圧縮機である。空調用圧縮機は、室内熱交換器や室外熱交換器において蒸発した冷媒を吸入して圧縮する圧縮機である。冷蔵／空調兼用圧縮機は、運転状況に応じて、冷蔵用圧縮機として機能したり、又は、空調用圧縮機として機能する圧縮機である。そして、冷蔵用圧縮機及び空調用圧縮機から吐出された冷媒は合流するようになっている。すなわち、この冷凍装置では、主として、ブースタ圧縮機及び冷蔵用圧縮機（運転状況に応じて、冷蔵用圧縮機として機能する冷蔵／空調兼用圧縮機も含む）による２段圧縮と空調用圧縮機（運転状況に応じて、空調用圧縮機として機能する冷蔵／空調兼用圧縮機も含む）による単段圧縮とを並列的に組み合わせることによって、冷凍、冷蔵及び空調という異なる蒸発温度で冷媒を蒸発させる３つの熱交換器に冷媒を供給する冷媒回路が構成されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のような２段圧縮の冷媒回路を有する冷凍装置では、前段側圧縮機としてのブースタ圧縮機よりも後段側圧縮機としての冷蔵用圧縮機（冷蔵用圧縮機として機能する冷蔵／空調兼用圧縮機も含む）の運転台数が多くなる運転があり、このような運転においては、前段側圧縮機の回転数よりも後段側圧縮機の回転数が小さい状態になりやすい。
【０００４】
このため、前段側圧縮機から冷媒とともに吐出される冷凍機油の量が、後段側圧縮機から冷媒とともに吐出される冷凍機油の量よりも多くなりやすく、その結果、後段側圧縮機における冷凍機油が多くなるとともに、前段側圧縮機における冷凍機油の量が少なくなり、前段側圧縮機における潤滑不足等が生じるおそれがある。
【０００５】
このように、多段圧縮の冷媒回路を有する冷凍装置では、前段側圧縮機の回転数と後段側圧縮機の回転数とのアンバランスによる前段側圧縮機における冷凍機油の不足が生じて、前段側圧縮機の信頼性が低下するおそれがある。
【０００６】
本発明の課題は、多段圧縮の冷媒回路を有する冷凍装置において、前段側圧縮機の回転数と後段側圧縮機の回転数とのアンバランスによる前段側圧縮機における冷凍機油の不足を抑えて、前段側圧縮機の信頼性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の観点にかかる冷凍装置は、冷媒放熱器と、冷媒蒸発器と、前段側圧縮機と、後段側圧縮機と、制御部とを有している。冷媒放熱器は、冷媒の放熱を行う熱交換器である。冷媒蒸発器は、冷媒放熱器において放熱した冷媒を蒸発させる熱交換器である。前段側圧縮機は、冷媒蒸発器において蒸発した冷媒を吸入して圧縮する圧縮機である。後段側圧縮機は、前段側圧縮機から吐出された冷媒を吸入して圧縮して冷媒放熱器に送る圧縮機である。制御部は、後段側圧縮機の回転数を一時的に大きくする制御を行う。
【０００８】
この冷凍装置では、多段圧縮の構成において、後段側圧縮機の回転数を一時的に大きくすることによって、後段側圧縮機から吐出される冷凍機油の量が一時的に多くなるようにしている。
【０００９】
このため、この冷凍装置では、冷媒放熱器、冷媒蒸発器、前段側圧縮機の順に、冷媒とともに循環する冷凍機油の量を一時的に多くすることができ、後段側圧縮機から前段側圧縮機に冷凍機油を送ることができる。これにより、前段側圧縮機の回転数と後段側圧縮機の回転数とのアンバランスによる前段側圧縮機における冷凍機油の不足を抑えて、前段側圧縮機の信頼性を向上させることができる。
【００１０】
第２の観点にかかる冷凍装置は、第１の観点にかかる冷凍装置において、制御部が、後段側圧縮機の回転数を一時的に大きくする制御を、後段側圧縮機の回転数が前段側圧縮機の回転数よりも小さい場合に行う。
【００１１】
この冷凍装置では、後段側圧縮機の回転数を一時的に大きくする制御を、後段側圧縮機の回転数が前段側圧縮機の回転数よりも小さい場合のみに行うことによって、後段側圧縮機の回転数を一時的に大きくする制御を行う頻度を少なくしつつ、前段側圧縮機の回転数と後段側圧縮機の回転数とのアンバランスによる前段側圧縮機における冷凍機油の不足を抑えることができる。
【００１２】
第３の観点にかかる冷凍装置は、第２の観点にかかる冷凍装置において、後段側圧縮機が、複数台並列に接続されている。制御部は、複数台の後段側圧縮機の回転数をすべて同一の回転数にする。
【００１３】
この冷凍装置では、複数台の後段側圧縮機から冷媒とともに吐出される冷凍機油の量を均等にして、後段側圧縮機間における冷凍機油の量の偏りを生じにくくすることができる。
【００１４】
第４の観点にかかる冷凍装置は、第１の観点にかかる冷凍装置において、後段側圧縮機が、複数台並列に接続されている。制御部は、複数台の後段側圧縮機のうちの一部について、回転数を一時的に大きくする制御を行い、複数台の後段側圧縮機の残りについては、複数台の後段側圧縮機全体に要求される運転容量の不足分に相当する回転数にする制御を行い、所定時間経過するごとに、複数台の後段側圧縮機のうち回転数を大きくする後段側圧縮機を変更する制御を行う。
【００１５】
この冷凍装置では、複数台の後段側圧縮機のうちの一部について、回転数を一時的に大きくする制御を行うとともに、複数台の後段側圧縮機の残りについては、複数台の後段側圧縮機全体に要求される運転容量の不足分に相当する回転数にする制御を行うようにしているため、複数台の後段側圧縮機全体に要求される運転容量を維持しつつ、前段側圧縮機の回転数と後段側圧縮機の回転数とのアンバランスによる前段側圧縮機における冷凍機油の不足を抑えることができる。しかも、所定時間経過するごとに、複数台の後段側圧縮機のうち回転数を大きくする後段側圧縮機を変更する制御を行うようにしているため、複数台の後段側圧縮機間における冷凍機油の量の偏りも生じにくくすることができる。
【００１６】
第５の観点にかかる冷凍装置は、第４の観点にかかる冷凍装置において、制御部が、複数台の後段側圧縮機のうちの一部について、前段側圧縮機の回転数と同じ回転数にする制御を行い、複数台の後段側圧縮機の残りについては、複数台の後段側圧縮機全体に要求される運転容量に相当する回転数である必要回転数から複数台の後段側圧縮機のうちの一部について設定された回転数を差し引いた回転数にする制御を行う。
【００１７】
この冷凍装置では、複数台の後段側圧縮機のうちの一部について、前段側圧縮機の回転数と同じ回転数にするようにしているため、後段側圧縮機から冷媒とともに吐出される冷凍機油の量を前段側圧縮機から冷媒とともに吐出される冷凍機油の量と均等にすることができ、これにより、前段側圧縮機の回転数と後段側圧縮機の回転数とのアンバランスによる前段側圧縮機における冷凍機油の不足を効果的に抑えることができる。
【００１８】
第６の観点にかかる冷凍装置は、第３〜第５の観点のいずれかにかかる冷凍装置において、冷媒蒸発器が、低段側熱交換器と、低段側熱交換器よりも高い蒸発温度で冷媒を蒸発させる中段側熱交換器と、中段側熱交換器よりも高い蒸発温度で冷媒を蒸発させる高段側熱交換器とを有している。
【００１９】
この冷凍装置では、冷媒蒸発器が異なる蒸発温度で冷媒を蒸発させる３つの熱交換器から構成されているため、前段側圧縮機に吸入される冷媒の流量と後段側圧縮機に吸入される冷媒の流量が異なる場合があり、これにより、前段側圧縮機の回転数と後段側圧縮機の回転数とのアンバランスが生じやすいところ、上記の制御によって、前段側圧縮機における冷凍機油の不足を抑えることができる。
【００２０】
第７の観点にかかる冷凍装置は、第６の観点にかかる冷凍装置において、低段側熱交換器において蒸発した冷媒を吸入して圧縮する低段側圧縮機をさらに有している。前段側圧縮機は、低段側圧縮機から吐出された冷媒と中段側熱交換器において蒸発した冷媒とが合流した冷媒を吸入して圧縮する中段側圧縮機である。後段側圧縮機は、中段側圧縮機から吐出された冷媒と高段側熱交換器において蒸発した冷媒とが合流した冷媒を吸入して圧縮する高段側圧縮機である。
【００２１】
この冷凍装置では、３段圧縮の構成が採用されているため、各圧縮機間の回転数のアンバランスが生じやすいところ、上記の制御によって、前段側圧縮機における冷凍機油の不足を抑えることができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００２３】
第１の観点にかかる冷凍装置では、冷媒放熱器、冷媒蒸発器、前段側圧縮機の順に、冷媒とともに循環する冷凍機油の量を一時的に多くすることができ、後段側圧縮機から前段側圧縮機に冷凍機油を送ることができる。これにより、前段側圧縮機の回転数と後段側圧縮機の回転数とのアンバランスによる前段側圧縮機における冷凍機油の不足を抑えて、前段側圧縮機の信頼性を向上させることができる。
【００２４】
第２の観点にかかる冷凍装置では、後段側圧縮機の回転数を一時的に大きくする制御を行う頻度を少なくしつつ、前段側圧縮機の回転数と後段側圧縮機の回転数とのアンバランスによる前段側圧縮機における冷凍機油の不足を抑えることができる。
【００２５】
第３の観点にかかる冷凍装置では、複数台の後段側圧縮機から冷媒とともに吐出される冷凍機油の量を均等にして、後段側圧縮機間における冷凍機油の量の偏りを生じにくくすることができる。
【００２６】
第４の観点にかかる冷凍装置では、複数台の後段側圧縮機全体に要求される運転容量を維持しつつ、前段側圧縮機の回転数と後段側圧縮機の回転数とのアンバランスによる前段側圧縮機における冷凍機油の不足を抑えることができる。しかも、複数台の後段側圧縮機間における冷凍機油の量の偏りも生じにくくすることができる。
【００２７】
第５の観点にかかる冷凍装置では、後段側圧縮機から冷媒とともに吐出される冷凍機油の量を前段側圧縮機から冷媒とともに吐出される冷凍機油の量と均等にすることができ、これにより、前段側圧縮機の回転数と後段側圧縮機の回転数とのアンバランスによる前段側圧縮機における冷凍機油の不足を効果的に抑えることができる。
【００２８】
第６及び第７の観点にかかる冷凍装置では、前段側圧縮機の回転数と後段側圧縮機の回転数とのアンバランスが生じやすいところ、上記の制御によって、前段側圧縮機における冷凍機油の不足を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態にかかる冷凍装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる冷凍装置の制御ブロック図である。
【図３】冷房運転時における冷凍装置内の冷媒の流れを示す図である。
【図４】冷房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図である。
【図５】暖房運転時における冷凍装置内の冷媒の流れを示す図である。
【図６】暖房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図である。
【図７】冷蔵冷凍運転時における冷凍装置内の冷媒の流れを示す図である。
【図８】冷蔵冷凍運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図である。
【図９】冷房冷却運転時における冷凍装置内の冷媒の流れを示す図である。
【図１０】冷房冷却運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図である。
【図１１】第１暖房冷却運転時（暖房能力が余る場合）における冷凍装置内の冷媒の流れを示す図である。
【図１２】第１暖房冷却運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図である。
【図１３】第２暖房冷却運転時（冷却能力が余る場合）における冷凍装置内の冷媒の流れを示す図である。
【図１４】第２暖房冷却運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図である。
【図１５】第１の回転数制御を示すフローチャートである。
【図１６】第２の回転数制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明にかかる冷凍装置について、図面に基づいて説明する。
【００３１】
（１）冷凍装置の構成
図１は、本発明の一実施形態にかかる冷凍装置１の概略構成図である。冷凍装置１は、例えば、コンビニエンスストアに設置されており、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことによって、店内空間の空気調和及び庫内の冷却を行う装置である。冷凍装置１は、主として、室外ユニット２０と、店内空間の空気調和を行う室内ユニット５０と、庫内を冷却する冷蔵ユニット６０及び冷凍ユニット７０と、冷凍ユニット７０に接続されるブースタユニット８０とを有している。
【００３２】
室外ユニット２０には、室外回路２０ａが設けられている。室内ユニット５０には、室内回路５０ａが設けられている。冷蔵ユニット６０には、冷蔵回路６０ａが設けられている。冷凍ユニット７０には、冷凍回路７０ａが設けられている。ブースタユニット８０には、ブースタ回路８０ａが設けられている。冷凍装置１では、室外回路２０ａ、室内回路５０ａ、冷蔵回路６０ａ、冷凍回路７０ａ及びブースタ回路８０ａを４つの冷媒連絡管２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂで接続することによって、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路１ａが構成されている。冷蔵回路６０ａと冷凍回路７０ａとは、並列に接続されている。冷凍回路７０ａとブースタ回路８０ａとは、直列に接続されている。冷媒回路１ａには、冷媒として二酸化炭素が充填されている。
【００３３】
４つの冷媒連絡管２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂは、第１液冷媒連絡管２ａと、第２液冷媒連絡管２ｂと、第１ガス冷媒連絡管３ａと、第２ガス冷媒連絡管３ｂとから構成されている。第１液冷媒連絡管２ａは、その一端が室外回路２０ａの第１液側閉鎖弁４６に接続され、その他端が室内回路５０ａの室内膨張弁５２に接続されている。第２液冷媒連絡管２ｂは、その一端が室外回路２０ａの第２液側閉鎖弁４７に接続され、その他端が２つに分岐して冷蔵回路６０ａの冷蔵膨張弁６２とブースタ回路８０ａの液側閉鎖弁９８に接続されている。第１ガス冷媒連絡管３ａは、その一端が室外回路２０ａの第１ガス側閉鎖弁４８に接続され、その他端が室内回路５０ａの室内熱交換器５１に接続されている。第２ガス冷媒連絡管３ｂは、その一端が室外回路２０ａの第２ガス側閉鎖弁４９に接続され、その他端が２つに分岐して冷蔵回路６０ａの冷蔵熱交換器６１とブースタ回路８０ａのガス側閉鎖弁９９に接続されている。冷凍回路７０ａとブースタ回路８０ａとの間は、第３液冷媒連絡管２ｃ及び第３ガス冷媒連絡管３ｃによって接続されている。第３液冷媒連絡管２ｃは、その一端がブースタ回路８０ａの第２過冷却熱交換器９１に接続され、その他端が冷凍回路７０ａの冷凍膨張弁７２に接続されている。第３ガス冷媒連絡管３ｃは、その一端がブースタ回路８０ａの低段側圧縮機８１に接続され、その他端が冷凍回路７０ａの冷凍熱交換器７１に接続されている。
【００３４】
＜室外ユニット＞
室外ユニット２０は、主として、中段側圧縮機１１と、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂと、室外熱交換器２３と、レシーバ２４と、第１過冷却熱交換器２５と、２つの四路切換弁２６ａ、２６ｂとを有している。
【００３５】
中段側圧縮機１１は、運転容量を可変できる圧縮機である。圧縮機１１は、ケーシング内に図示しない圧縮要素及び圧縮要素を回転駆動する圧縮機モータ１２が収容されており、冷凍機油を溜める空間を有する密閉型圧縮機である。圧縮機モータ１２は、図示しないインバータ装置を介して電力が供給されるようになっており、インバータ装置の出力周波数（すなわち、回転数）を変化させることによって、運転容量を可変できるようになっている。中段側圧縮機１１は、後述の低段側圧縮機８１から吐出された冷媒と後述の冷蔵熱交換器６１において蒸発した冷媒とが合流した冷媒を吸入して圧縮する圧縮機である。
【００３６】
中段側圧縮機１１の中段側吐出管１３には、油分離器１４が設けられている。中段側吐出管１３の他端は、第１高段側吸入管１３ａと第２高段側吸入管１３ｂとに分岐されており、それぞれ高段側圧縮機２１ａ、２１ｂに接続されている。油分離器１４には、キャピラリチューブ１５ａが設けられた油戻し管１５の一端側が接続されている。油戻し管１５の他端は、中段側圧縮機１１の吸入側に油分離器１４で分離された冷凍機油を戻すように、中段側圧縮機１１の中段側吸入管４０に接続されている。中段側吸入管４０は、第２ガス側閉鎖弁４９に接続されている。中段側吸入管４０からは、第１ガス冷媒分岐管１６が分岐しており、その他端が後述の第１インジェクション管２８を介して中段側吐出管１３に接続されている。第１ガス冷媒分岐管１６には、中段側吐出管１３側への冷媒の流れのみを許容する逆止弁１６ａが設けられている。
【００３７】
高段側圧縮機２１ａ、２１ｂは、いずれも運転容量を可変できる圧縮機である。高段側圧縮機２１ａ、２１ｂは、ケーシング内に図示しない圧縮要素及び圧縮要素を回転駆動する圧縮機モータ２２ａ、２２ｂが収容されており、冷凍機油を溜める空間を有する密閉型圧縮機である。圧縮機モータ２２ａ、２２ｂは、図示しないインバータ装置を介して電力が供給されるようになっており、インバータ装置の出力周波数（すなわち、回転数）を変化させることによって、運転容量を可変できるようになっている。第１高段側圧縮機２１ａと第２高段側圧縮機２１ｂとは、並列に接続されている。高段側圧縮機２１ａ、２１ｂは、中段側圧縮機１１から吐出された冷媒と後述の室内熱交換器５１や室外熱交換器２３において蒸発した冷媒とが合流した冷媒を吸入して圧縮する圧縮機である。
【００３８】
第１高段側圧縮機２１ａの第１高段側吐出管３０ａ、及び、第２高段側圧縮機２１ｂの第２高段側吐出管３０ｂは、１つの吐出合流管３１に接続されている。吐出合流管３１の各高段側吐出管３０ａ、３０ｂが接続される側とは反対側には、第１四路切換弁２６ａが接続されている。また、吐出合流管３１には、第２四路切換弁２６ｂに接続される吐出分岐管３１ａが第２高段側吐出管３０ｂを介して接続されている。
【００３９】
各高段側吐出管３０ａ、３０ｂには、油分離器２３ａ、２３ｂが設けられている。これにより、各高段側圧縮機２１ａ、２１ｂから吐出された冷媒は、各高段側吐出管３０ａ、３０ｂを通じて各油分離器２３ａ、２３ｂに流入し、各油分離器２３ａ、２３ｂにおいて冷媒中から冷凍機油が分離される。油分離器２３ａ、２３ｂは、密閉容器によって構成されており、各高段側圧縮機２１ａ、２１ｂから吐出された冷媒中から冷凍機油を分離する機器である。第１油分離器２３ａには、キャピラリチューブ２５ａが設けられた第１油戻し管２４ａの一端側が接続されている。第１油戻し管２４ａの他端は、第２高段側圧縮機２１ｂの吸入側に第１油分離器２３ａで分離された冷凍機油を戻すように、第２高段側圧縮機２１ｂの第２高段側吸入管１３ｂに接続されている。第２油分離器２３ｂには、キャピラリチューブ２５ｂが設けられた第２油戻し管２４ｂの一端側が接続されている。第２油戻し管２４ｂの他端は、第１高段側圧縮機２１ａの吸入側に第２油分離器２３ｂで分離された冷凍機油を戻すように、第１高段側圧縮機２１ａの第２高段側吸入管１３ａに接続されている。
【００４０】
第１高段側吸入管１３ａ、１３ｂは、中段側吐出管１３に接続されている。中段側吐出管１３には、第３高段側吸入管１３ｃが接続されている。第３高段側吸入管１３ｃは、第２四路切換弁２６ｂに接続されている。
【００４１】
室外熱交換器２３は、例えば、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器からなる。室外熱交換器２３の近傍には、室外熱交換器２３に室外空気を送るための室外ファン２７が設けられている。室外ファン２７によって室外熱交換器２３に対して室外空気を送風することにより、室外熱交換器２３では、冷媒と室外空気との間で熱交換が行われる。室外ファン２７は、室外ファンモータ２７ａによって回転駆動されるようになっている。これにより、室外熱交換器２３は、冷媒の放熱器や冷媒の蒸発器として機能するようになっている。
【００４２】
室外熱交換器２３は、そのガス側が第１四路切換弁２６ａに接続され、その液側が第１液冷媒管３２を介してレシーバ２４の入口に接続されている。第１液冷媒管３２には、室外熱交換器２３側から順に、室外熱交換器２３からレシーバ２４への冷媒の流れのみを許容する逆止弁３２ａと、第１液冷媒管３２を流れる冷媒を飽和圧力付近まで減圧する第１室外膨張弁３３が設けられている。第１室外膨張弁３３は、電動膨張弁からなる。第１液冷媒管３２には、逆止弁３２ａをバイパスする第１液冷媒分岐管３４が設けられている。第１液冷媒分岐管３４には、室外熱交換器２３側への冷媒の流れのみを許容する逆止弁３４ａが設けられている。尚、第１室外膨張弁３３は、常にレシーバ２４の入口側に配置されているため、後述の各種運転において、臨界圧力を超える冷媒が第１液冷媒管３２に流入したとしても、冷媒を臨界圧力よりも低い飽和圧力まで減圧させることができ、これにより、レシーバ２４に冷媒を液状態で溜めて冷媒回路１ａに生じる余剰冷媒の変動を吸収することができる。
【００４３】
レシーバ２４は、密閉容器によって構成されており、室内熱交換器５１や室外熱交換器２３で放熱した冷媒が一時的に溜められるように構成されている。また、レシーバ２４の出口には、後述の第２液冷媒管３５の一端が接続されている。
【００４４】
第２液冷媒管３５は、その一端がレシーバ２４の出口に接続されており、その他端が第２液側閉鎖弁４７に接続されている。第２液冷媒管３５には、第１過冷却熱交換器２５が設けられている。第２液冷媒管３５からは、第２液冷媒分岐管３６、第３液冷媒分岐管３７、及び、第１インジェクション管２８が分岐している。
【００４５】
第２液冷媒分岐管３６は、第２液冷媒管３５の第１過冷却熱交換器２５と第２液側閉鎖弁４７との間から分岐している。第２液冷媒分岐管３６は、第２液冷媒管３５に接続されている側とは反対側が、第１液冷媒管３２における室外熱交換器２３と逆止弁３２ａとの間に接続されている。第２液冷媒分岐管３６には、第２室外膨張弁３８が設けられている。第２室外膨張弁３８は、電動膨張弁からなる。
【００４６】
第３液冷媒分岐管３７は、第２液冷媒管３５のレシーバ２４と第１過冷却熱交換器２５との間から分岐している。第３液冷媒分岐管３７は、第２液冷媒管３５に接続されている側とは反対側が、第１液側閉鎖弁４６に接続されている。第３液冷媒分岐管３７には、第１液側閉鎖弁４６側への冷媒の流れのみを許容する逆止弁３７ａが設けられている。第３液冷媒分岐管３７において、逆止弁３７ａと第１液側閉鎖弁４６との間から、第４液冷媒分岐管３９が分岐している。第３液冷媒分岐管３９は、その他端が第１液冷媒管３２の逆止弁３２ａとレシーバ２４との間に接続されている。第４液冷媒分岐管３９には、レシーバ２４側への冷媒の流れのみを許容する逆止弁３９ａが設けられている。
【００４７】
第１インジェクション管２８は、第２液冷媒管３５のレシーバ２４と第１過冷却熱交換器２５との間から分岐している。第１インジェクション管２８は、第２液冷媒管３５と接続されている側とは反対側が中段側吐出管１３に接続されている。第１インジェクション管２８には、第２液冷媒管３５側から順に、第２液冷媒管３５を流れる冷媒を中段側吐出管１３ならびに高段側吸入管１３ａ、１３ｂを流れる冷媒の圧力付近まで冷凍機油を減圧する第１インジェクション膨張弁２９と、第２液冷媒管３５との間で熱交換を行う第１過冷却熱交換器２５とが設けられている。第１インジェクション膨張弁２９は、電動膨張弁からなる。
【００４８】
第１過冷却熱交換器２５は、例えば、プレート熱交換器からなる。第１過冷却熱交換器２５は、第１インジェクション管２８を流れる冷媒と第２液冷媒管３５を流れる冷媒との間で熱交換を行うように構成されている。これにより、第１過冷却熱交換器２５は、第２液冷媒管３５を流れる冷媒を第１インジェクション管２８を流れる冷媒によって冷却するようになっている。
【００４９】
第１四路切換弁２６ａは、第１ポートＰ１が吐出合流管３１に、第２ポートＰ２が第２四路切換弁２６ｂの第４ポートＰ４に、第３ポートＰ３が室外熱交換器２３のガス側に接続された第１ガス冷媒管４１に、第４ポートＰ４が第１ガス側閉鎖弁４９に接続された第２ガス冷媒管４２に、それぞれ接続されている。
【００５０】
第２四路切換弁２６ｂは、第１ポートＰ１が吐出分岐管３１ａを介して吐出合流管３１に、第２ポートＰ２が第３高段側吸入管１３ｃに、第４ポートＰ４が第１四路切換弁２６ａの第２ポートＰ２に、それぞれ接続されている。第２四路切換弁２６ｂの第３ポートＰ３は、閉塞された閉鎖ポートとなっている。
【００５１】
第１、第２四路切換弁２６ａ、２６ｂは、それぞれ、第１ポートＰ１と第３ポートＰ３とが互いに連通して第２ポートＰ２と第４ポートＰ４とが互いに連通する第１切換状態（図１に実線で示す状態）と、第１ポートＰ１と第４ポートＰ４とが互いに連通して第２ポートＰ２と第３ポートＰ３とが互いに連通する第２切換状態（図１に破線で示す状態）との間で切換可能に構成されている。
【００５２】
＜室内ユニット＞
室内ユニット５０は、主として、室内熱交換器５１と、室内膨張弁５２とを有している。
【００５３】
室内熱交換器５１は、例えば、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器からなる。室内熱交換器５１の近傍には、室内熱交換器５１に室内空気を送るための室内ファン５３が設けられている。室内ファン５３によって室内熱交換器５１に対して室内空気を送風することにより、室内熱交換器５１では、冷媒と室内空気との間で熱交換が行われる。室内ファン５３は、室内ファンモータ５３ａによって回転駆動されるようになっている。これにより、室内熱交換器５１は、冷媒の放熱器や冷媒の蒸発器として機能するようになっている。
【００５４】
室内膨張弁５２は、室内回路５０ａを流れる冷媒を減圧する弁である。室内膨張弁５２は、電動膨張弁からなる。
【００５５】
＜冷蔵ユニット＞
冷蔵ユニット６０は、主として、冷蔵熱交換器６１と、冷蔵膨張弁６２とを有している。
【００５６】
冷蔵熱交換器６１は、例えば、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器からなる。冷蔵熱交換器６１の近傍には、冷蔵熱交換器６１に庫内空気を送るための冷蔵庫内ファン６３が設けられている。冷蔵庫内ファン６３によって冷蔵熱交換器６１に対して庫内空気を送風することにより、冷蔵熱交換器６１では、冷媒と庫内空気との間で熱交換が行われる。冷蔵庫内ファン６３は、冷蔵庫内ファンモータ６３ａによって回転駆動されるようになっている。これにより、冷蔵熱交換器６１は、冷媒の蒸発器として機能するようになっている。
【００５７】
冷蔵膨張弁６２は、冷蔵回路６０ａを流れる冷媒を減圧する弁である。冷蔵膨張弁６２は、電動膨張弁からなる。
【００５８】
＜冷凍ユニット＞
冷凍ユニット７０は、主として、冷凍熱交換器７１と、冷凍膨張弁７２とを有している。
【００５９】
冷凍熱交換器７１は、例えば、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器からなる。冷凍熱交換器７１の近傍には、冷凍熱交換器７１に庫内空気を送るための冷凍庫内ファン７３が設けられている。冷凍庫内ファン７３によって冷凍熱交換器７１に対して庫内空気を送風することにより、冷凍熱交換器７１では、冷媒と庫内空気との間で熱交換が行われる。冷凍庫内ファン７３は、冷凍庫内ファンモータ７３ａによって回転駆動されるようになっている。これにより、冷凍熱交換器７１は、冷媒の蒸発器として機能するようになっている。
【００６０】
冷凍膨張弁７２は、冷凍回路７０ａを流れる冷媒を減圧する弁である。冷凍膨張弁７２は、電動膨張弁からなる。
【００６１】
＜ブースタユニット＞
ブースタユニット８０は、主として、低段側圧縮機８１と、第２過冷却熱交換器９１とを有している。
【００６２】
低段側圧縮機８１は、ケーシング内に図示しない圧縮要素及び圧縮要素を回転駆動する圧縮機モータ８２が収容されており、冷凍機油を溜める空間を有する密閉型圧縮機である。圧縮機モータ８２は、図示しないインバータ装置を介して電力が供給されるようになっており、インバータ装置の出力周波数（すなわち、回転数）を変化させることによって、運転容量を可変できるようになっている。低段側圧縮機８１は、冷凍熱交換器７１において蒸発した冷媒を吸入して圧縮する圧縮機である。
【００６３】
低段側圧縮機８１の吐出管８３には、低段側圧縮機８１側から順に、油分離器８４及び逆止弁８５が設けられている。吐出管８３の他端は、ガス側閉鎖弁９９に接続されている。逆止弁８５は、ガス側閉鎖弁９９側への冷媒の流れのみを許容するように設けられている。油分離器８４には、キャピラリチューブ８６ａが設けられた油戻し管８６の一端側が接続されている。油戻し管８６の他端は、低段側圧縮機８１の吸入側に油分離器８４で分離された冷凍機油を戻すように、低段側圧縮機８１の吸入管８７に接続されている。
【００６４】
液側閉鎖弁９８には、第３液冷媒管９２が接続されている。第３液冷媒管９２は、第３液冷媒連絡管２ｃに接続されている。第３液冷媒管９２には、第２過冷却熱交換器９１が設けられている。第３液冷媒管９２からは、第２インジェクション管９３が分岐している。
【００６５】
第２インジェクション管９３は、第３液冷媒管９２の液側閉鎖弁９８と第２過冷却熱交換器９１との間から分岐している。第２インジェクション管９３は、第３液冷媒管９２と接続されている側とは反対側が吐出管８３に接続されている。第２インジェクション管９３には、第３液冷媒管９２側から順に、第３液冷媒管９２を流れる冷媒を吐出管８３を流れる冷媒の圧力付近まで冷凍機油を減圧する第２インジェクション膨張弁９４と、第３液冷媒管９２との間で熱交換を行う第２過冷却熱交換器９１とが設けられている。第２インジェクション膨張弁９４は、電動膨張弁からなる。第３液冷媒管９２からは、第５液冷媒分岐管９５が分岐しており、その他端が吸入管８７に接続されている。第５液冷媒分岐管９５は、第２インジェクション管９３の第２インジェクション膨張弁９４の上流側から分岐している。第５液冷媒分岐管９５には、低段側吸入膨張弁９６が設けられている。低段側吸入膨張弁９６は、電動膨張弁からなる。
【００６６】
第２過冷却熱交換器９１は、例えば、二重管式熱交換器からなる。第２過冷却熱交換器９１は、第２過冷却熱交換器９１は、第２インジェクション管９３を流れる冷媒と第３液冷媒管９２を流れる冷媒との間で熱交換を行うように構成されている。これにより、第２過冷却熱交換器９１は、第３液冷媒管９２を流れる冷媒を第２インジェクション管９３を流れる冷媒によって冷却するようになっている。
【００６７】
＜制御部＞
冷凍装置１には、室外ユニット２０、室内ユニット５０、冷蔵ユニット６０、冷凍ユニット７０及びブースタユニット８０を構成する各部の動作を制御する制御部５が設けられている。制御部５は、ここでは図示しないが、室外ユニット２０、室内ユニット５０、冷蔵ユニット６０、冷凍ユニット７０及びブースタユニット８０に設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有する各ユニットの制御部が伝送線を介して接続されることによって構成されている。制御部５は、図２に示すように、図示しない各種センサ等の検出信号を受けて、各種機器及び弁１２、２２ａ、２２ｂ、２６ａ、２６ｂ、２７ａ、２９、３３、３８、５２、５３ａ、６２、６３ａ、７２、７３ａ、８２、９４、９６を制御するようになっている。ここで、図２は、冷凍装置１の制御ブロック図である。
【００６８】
（２）冷凍装置の基本動作
次に、冷凍装置１の基本動作について、図３〜図１４を用いて説明する。ここで、図３は、冷房運転時における冷凍装置１内の冷媒の流れを示す図である。図４は、冷房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図である。図５は、暖房運転時における冷凍装置１内の冷媒の流れを示す図である。図６は、暖房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図である。図７は、冷蔵冷凍運転時における冷凍装置１内の冷媒の流れを示す図である。図８は、冷蔵冷凍運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図である。図９は、冷房冷却運転時における冷凍装置１内の冷媒の流れを示す図である。図１０は、冷房冷却運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図である。図１１は、第１暖房冷却運転時（暖房能力が余る場合）における冷凍装置１内の冷媒の流れを示す図である。図１２は、第１暖房冷却運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図である。図１３は、第２暖房冷却運転時（冷却能力が余る場合）における冷凍装置１内の冷媒の流れを示す図である。図１４は、第２暖房冷却運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図である。尚、以下の運転制御は、制御部５によって行われる。
【００６９】
＜冷房運転＞
冷房運転では、図３に示すように、第１四路切換弁２６ａ及び第２四路切換弁２６ｂがともに第１切換状態に設定された状態で、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂの運転が行われる。中段側圧縮機１１及び低段側圧縮機８１は常に停止している。
【００７０】
冷房運転中は、室内膨張弁５２の開度が制御される。冷蔵膨張弁６２及び冷凍膨張弁７２は、閉状態に設定される。冷房運転では、室外熱交換器２３が冷媒の放熱器として機能し、室内熱交換器５１が冷媒の蒸発器として機能する蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。
【００７１】
具体的には、冷房運転では、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂから吐出された高圧の冷媒（図３、４における点Ｂ参照）が、吐出合流管３１や第１ガス冷媒管４１を通じて室外熱交換器２３に送られる。ここで、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂから吐出された高圧の冷媒中に含まれる冷凍機油は、油分離器２３ａ、２３ｂにおいて分離され、油戻し管２４ａ、２４ｂを通じて高段側圧縮機２１ａ、２１ｂに戻される。高段側圧縮機２１ａ、２１ｂから吐出された冷媒は、その臨界圧力Ｐｃｐ（図４参照）よりも高い圧力まで圧縮されている。
【００７２】
室外熱交換器２３に送られた高圧の冷媒は、室外熱交換器２３において室外空気と熱交換を行うことによって放熱し（図３、４における点Ｃ参照）、第１液冷媒管３２を通じて第１室外膨張弁３３に送られる。第１室外膨張弁３３に送られた高圧の冷媒は、第１室外膨張弁３３において飽和圧力付近まで減圧されて、レシーバ２４に送られる。レシーバ２４に送られた冷媒は、レシーバ２４に一時的に溜められた後に（図３、４における点Ｄ参照）、第２液冷媒管３５や第３液冷媒分岐管３７を通じて第１液冷媒連絡管２ａに送られる。
【００７３】
第１液冷媒連絡管２ａに送られた冷媒は、室内回路５０ａに送られる。室内回路５０ａに送られた冷媒は、室内膨張弁５２において減圧された後に（図３、４における点Ｅ参照）、室内熱交換器５１において室内空気と熱交換を行うことによって蒸発する。ここで、室内熱交換器５１における冷媒の蒸発温度は、冷房に適した温度（例えば、５℃）に設定されているため、室内膨張弁５２は、この蒸発温度に見合う圧力（空調用の低圧）になるように減圧することになる。室内熱交換器５１において冷却された室内空気は、室内ファン５３によって店内空間へ供給される。室内熱交換器５１において蒸発した空調用の低圧の冷媒は、第１ガス冷媒連絡管３ａを通じて室外回路２０ａに送られる。
【００７４】
室外回路２０ａに送られた空調用の低圧の冷媒は、第３高段側吸入管１３ｃ及び高段側吸入管１３ａ、１３ｂを通じて高段側圧縮機２１ａ、２１ｂに送られて（図３、４における点Ａ参照）、再び、吸入されて圧縮される。
【００７５】
＜暖房運転＞
暖房運転では、図５に示すように、第１四路切換弁２６ａが第２切換状態に設定されて第２四路切換弁２６ｂが第１切換状態に設定された状態で、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂの運転が行われる。中段側圧縮機１１及び低段側圧縮機８１は常に停止している。
【００７６】
暖房運転中は、室内膨張弁５２の開度が制御される。冷蔵膨張弁６２及び冷凍膨張弁７２は、閉状態に設定される。暖房運転では、室内熱交換器５１が冷媒の放熱器として機能し、室外熱交換器２３が冷媒の蒸発器として機能する蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。
【００７７】
具体的には、暖房運転では、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂから吐出された高圧の冷媒（図５、６における点Ｂ参照）が、吐出合流管３１や第２ガス冷媒管４２を通じて第１ガス冷媒連絡管３ａに送られる。ここで、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂから吐出された高圧の冷媒中に含まれる冷凍機油は、油分離器２３ａ、２３ｂにおいて分離され、油戻し管２４ａ、２４ｂを通じて高段側圧縮機２１ａ、２１ｂに戻される。高段側圧縮機２１ａ、２１ｂから吐出された冷媒は、その臨界圧力Ｐｃｐ（図６参照）よりも高い圧力まで圧縮されている。
【００７８】
第１ガス冷媒連絡管３ａに送られた高圧の冷媒は、室内回路５０ａに送られる。室内回路５０ａに送られた高圧の冷媒は、室内熱交換器５１において室内空気と熱交換を行うことによって放熱する（図５、６における点Ｅ参照）。室内熱交換器５１において加熱された室内空気は、室内ファン５３によって店内空間へ供給される。室内熱交換器５１において放熱した高圧の冷媒は、室内膨張弁５２において減圧された後に、第１液冷媒連絡管２ａに送られる。
【００７９】
第１液冷媒連絡管２ａに送られた冷媒は、室外回路２０ａに送られる。室外回路２０ａに送られた冷媒は、第４液冷媒分岐管３９や第１液冷媒管３２を通じてレシーバ２４に送られる。レシーバ２４に送られた冷媒は、レシーバ２４に一時的に溜められた後に（図５、６における点Ｄ参照）、第２液冷媒管３５や第２液冷媒分岐管３６を通じて第２室外膨張弁３８に送られる。第２室外膨張弁３８に送られた冷媒は、第２室外膨張弁３８において減圧された後に（図５、６における点Ｃ参照）、室外熱交換器２３において室外空気と熱交換を行うことによって蒸発する。ここで、室外熱交換器２３における冷媒の蒸発温度は、室外空気よりも低い温度（例えば、５℃）に設定されているため、第２室外膨張弁３８は、この蒸発温度に見合う圧力（空調用の低圧）になるように減圧することになる。室外熱交換器２３において蒸発した空調用の低圧の冷媒は、第３高段側吸入管１３ｃ及び高段側吸入管１３ａ、１３ｂを通じて高段側圧縮機２１ａ、２１ｂに送られて（図５、６における点Ａ参照）、再び、吸入されて圧縮される。
【００８０】
＜冷蔵冷凍運転＞
冷蔵冷凍運転では、図７に示すように、第１四路切換弁２６ａが第１切換状態に設定された状態で、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂ、中段側圧縮機１１及び低段側圧縮機８１の運転が行われる。
【００８１】
冷蔵冷凍運転中は、冷蔵膨張弁６２及び冷凍膨張弁７２の開度が制御される。室内膨張弁５２は、閉状態に設定される。冷蔵冷凍運転では、室外熱交換器２３が冷媒の放熱器として機能し、冷蔵熱交換器６１及び冷凍熱交換器７１が冷媒の蒸発器として機能する蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。
【００８２】
具体的には、冷蔵冷凍運転では、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂから吐出された高圧の冷媒（図７、８における点Ｂ参照）が、吐出合流管３１や第１ガス冷媒管４１を通じて室外熱交換器２３に送られる。ここで、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂから吐出された高圧の冷媒中に含まれる冷凍機油は、油分離器２３ａ、２３ｂにおいて分離され、油戻し管２４ａ、２４ｂを通じて高段側圧縮機２１ａ、２１ｂに戻される。高段側圧縮機２１ａ、２１ｂから吐出された冷媒は、その臨界圧力Ｐｃｐ（図８参照）よりも高い圧力まで圧縮されている。
【００８３】
室外熱交換器２３に送られた高圧の冷媒は、室外熱交換器２３において室外空気と熱交換を行うことによって放熱し（図７、８における点Ｃ参照）、第１液冷媒管３２を通じて第１室外膨張弁３３に送られる。第１室外膨張弁３３に送られた高圧の冷媒は、第１室外膨張弁３３において飽和圧力付近まで減圧されて、レシーバ２４に送られる。レシーバ２４に送られた冷媒は、レシーバ２４に一時的に溜められた後に（図７、８における点Ｄ参照）、第２液冷媒管３５に送られる。第２液冷媒管３５に送られた冷媒は、第１インジェクション管２８を流れる冷媒と、第２液冷媒管３５を流れる冷媒とに分岐される。第１インジェクション管２８に分岐された冷媒は、第１インジェクション膨張弁２９に送られて、中段側吐出管１３及び高段側吸入管１３ａ、１３ｂを流れる冷媒の圧力（空調用の低圧）付近まで減圧される（図７における点Ｈ参照）。第１インジェクション膨張弁２９において減圧された冷媒は、第１過冷却熱交換器２５において、第２液冷媒管３５を流れる冷媒と熱交換を行うことによって蒸発する。第１過冷却熱交換器２５において蒸発した第１インジェクション管２８を流れる冷媒は、中段側吐出管１３に送られる。第１過冷却熱交換器２５において冷却された第２液冷媒管３５を流れる冷媒（図７、８における点Ｇ参照）は、第２液冷媒連絡管２ｂに送られる。第２液冷媒連絡管２ｂに送られた冷媒は、冷蔵回路６０ａに送られる冷媒と、ブースタ回路８０ａに送られる冷媒とに分岐される。
【００８４】
冷蔵回路６０ａに送られた冷媒は、冷蔵膨張弁６２において減圧された後に（図７、８における点Ｉ参照）、冷蔵熱交換器６１において庫内空気と熱交換を行うことによって蒸発する。ここで、冷蔵熱交換器６１における冷媒の蒸発温度は、冷蔵に適した温度（例えば、−５℃）に設定されているため、冷蔵膨張弁６２は、この蒸発温度に見合う圧力（冷蔵用の低圧）になるように減圧することになる。冷蔵熱交換器６１において冷却された庫内空気は、冷蔵庫内ファン６３によって庫内へ供給される。冷蔵熱交換器６１において蒸発した冷蔵用の低圧の冷媒は、第２ガス冷媒連絡管３ｂに送られる。
【００８５】
ブースタ回路８０ａに送られた冷媒は、第３液冷媒管９２に送られる。第３液冷媒管９２に送られた冷媒は、第２インジェクション管９３を流れる冷媒と、第３液冷媒管９２を流れる冷媒とに分岐される。第２インジェクション管９３に分岐された冷媒は、第２インジェクション膨張弁９４に送られて、吐出管８３（すなわち、中段側吸入管４０）を流れる冷媒の圧力（冷蔵用の低圧）付近まで減圧される（図７における点Ｋ参照）。第２インジェクション膨張弁９４において減圧された冷媒は、第２過冷却熱交換器９１において、第３液冷媒管９２を流れる冷媒と熱交換を行うことによって蒸発する。第２過冷却熱交換器９１において蒸発した第２インジェクション管９３を流れる冷媒は、吐出管８３に送られる。第２過冷却熱交換器９１において冷却された第３液冷媒管９２を流れる冷媒（図７、８における点Ｊ参照）は、第３液冷媒連絡管２ｃに送られる。
【００８６】
第３液冷媒連絡管２ｃに送られた冷媒は、冷凍回路７０ａに送られる。冷凍回路７０ａに送られた冷媒は、冷凍膨張弁７２において減圧された後に（図７、８における点Ｌ参照）、冷凍熱交換器７１において庫内空気と熱交換を行うことによって蒸発する（図７、８における点Ｍ参照）。ここで、冷凍熱交換器７１における冷媒の蒸発温度は、冷凍に適した温度（例えば、−３０℃）に設定されているため、冷凍膨張弁７２は、この蒸発温度に見合う圧力（冷凍用の低圧）になるように減圧することになる。冷凍熱交換器７１において冷却された庫内空気は、冷凍庫内ファン７３によって庫内へ供給される。冷凍熱交換器７１において蒸発した冷凍用の低圧の冷媒は、第３ガス冷媒連絡管３ｃを通じてブースタ回路８０ａに送られる。
【００８７】
ブースタ回路８０ａに送られた冷凍用の低圧の冷媒は、吸入管８７に送られる。吸入管８７に送られた冷凍用の低圧の冷媒は、低段側圧縮機８１に吸入されて、中段側吸入管４０を流れる冷蔵用の低圧付近まで圧縮される（図７、８における点Ｎ参照）。ここで、低段側圧縮機８１から吐出された冷媒中に含まれる冷凍機油は、油分離器８４において分離され、油戻し管８６を通じて低段側圧縮機８１の吸入管８７に戻される。低段側圧縮機８１から吐出された冷蔵用の低圧の冷媒は、第２インジェクション管９３を流れる冷媒と合流して、第２ガス冷媒連絡管３ｂに送られる。
【００８８】
第２ガス冷媒連絡管３ｂに送られた冷蔵用の低圧の冷媒は、冷蔵回路６０ａから第２ガス冷媒連絡管３ｂに送られた冷蔵用の低圧の冷媒と合流した後に、室外回路２０ａに送られる。室外回路２０ａに送られた冷蔵用の低圧の冷媒（図７、８における点Ｘ参照）は、中段側吸入管４０に送られる。中段側吸入管４０に送られた冷蔵用の低圧の冷媒は、中段側圧縮機１１に吸入されて、中段吐出管１３及び高段側吸入管２１ａ、２１ｂを流れる空調用の低圧付近まで圧縮される（図７、８における点Ｙ参照）。ここで、中段側圧縮機１１から吐出された冷媒中に含まれる冷凍機油は、油分離器１４において分離され、油戻し管１５を通じて中段側圧縮機１１の中段側吸入管４０に戻される。中段側圧縮機１１から吐出された空調用の低圧の冷媒は、中段側吐出管１３に送られる。中段側吐出管１３に送られた空調用の低圧の冷媒は、第１インジェクション管２８を流れる冷媒と合流した後に、高段側吸入管１３ａ、１３ｂを通じて高段側圧縮機２１ａ、２１ｂに送られて（図７、８における点Ａ参照）、再び、吸入されて圧縮される。
【００８９】
＜冷房冷却運転＞
冷房冷却運転では、図９に示すように、第１四路切換弁２６ａ及び第２四路切換弁２６ｂがともに第１切換状態に設定された状態で、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂ、中段側圧縮機１１及び低段側圧縮機８１の運転が行われる。
【００９０】
冷房冷却運転中は、室内膨張弁５２、冷蔵膨張弁６２及び冷凍膨張弁７２の開度が制御される。冷房冷却運転では、室外熱交換器２３が冷媒の放熱器として機能し、室内熱交換器５１、冷蔵熱交換器６１及び冷凍熱交換器７１が蒸発器として機能する蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。
【００９１】
具体的には、冷房冷却運転では、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂから吐出された高圧の冷媒（図９、１０における点Ｂ参照）が、吐出合流管３１や第１ガス冷媒管４１を通じて室外熱交換器２３に送られる。ここで、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂから吐出された高圧の冷媒中に含まれる冷凍機油は、油分離器２３ａ、２３ｂにおいて分離され、油戻し管２４ａ、２４ｂを通じて高段側圧縮機２１ａ、２１ｂに戻される。高段側圧縮機２１ａ、２１ｂから吐出された冷媒は、その臨界圧力Ｐｃｐ（図１０参照）よりも高い圧力まで圧縮されている。
【００９２】
室外熱交換器２３に送られた高圧の冷媒は、室外熱交換器２３において室外空気と熱交換を行うことによって放熱し（図９、１０における点Ｃ参照）、第１液冷媒管３２を通じて第１室外膨張弁３３に送られる。第１室外膨張弁３３に送られた高圧の冷媒は、第１室外膨張弁３３において飽和圧力付近まで減圧されて、レシーバ２４に送られる。レシーバ２４に送られた冷媒は、レシーバ２４に一時的に溜められた後に（図９、１０における点Ｄ参照）、第２液冷媒管３５に送られる。第２液冷媒管３５に送られた冷媒は、第３液冷媒分岐管３７を流れる冷媒と、第１インジェクション管２８を流れる冷媒と、第２液冷媒管３５を流れる冷媒とに分岐される。第３液冷媒分岐管３７に分岐された冷媒は、第１液冷媒連絡管２ａに送られる。第１インジェクション管２８に分岐された冷媒は、第１インジェクション膨張弁２９に送られて、中段側吐出管１３及び高段側吸入管１３ａ、１３ｂを流れる冷媒の圧力（空調用の低圧）付近まで減圧される（図９における点Ｈ参照）。第１インジェクション膨張弁２９において減圧された冷媒は、第１過冷却熱交換器２５において、第２液冷媒管３５を流れる冷媒と熱交換を行うことによって蒸発する。第１過冷却熱交換器２５において蒸発した第１インジェクション管２８を流れる冷媒は、中段側吐出管１３に送られる。第１過冷却熱交換器２５において冷却された第２液冷媒管３５を流れる冷媒（図９、１０における点Ｇ参照）は、第２液冷媒連絡管２ｂに送られる。第２液冷媒連絡管２ｂに送られた冷媒は、冷蔵回路６０ａに送られる冷媒と、ブースタ回路８０ａに送られる冷媒とに分岐される。
【００９３】
第１液冷媒連絡管２ａに送られた冷媒は、室内回路５０ａに送られる。室内回路５０ａに送られた冷媒は、室内膨張弁５２において減圧された後に（図９、１０における点Ｅ参照）、室内熱交換器５１において室内空気と熱交換を行うことによって蒸発する。ここで、室内熱交換器５１における冷媒の蒸発温度は、冷房に適した温度（例えば、５℃）に設定されているため、室内膨張弁５２は、この蒸発温度に見合う圧力（空調用の低圧）になるように減圧することになる。室内熱交換器５１において冷却された室内空気は、室内ファン５３によって店内空間へ供給される。室内熱交換器５１において蒸発した空調用の低圧の冷媒は、第１ガス冷媒連絡管３ａを通じて室外回路２０ａに送られる。
【００９４】
冷蔵回路６０ａに送られた冷媒は、冷蔵膨張弁６２において減圧された後に（図９、１０における点Ｉ参照）、冷蔵熱交換器６１において庫内空気と熱交換を行うことによって蒸発する。ここで、冷蔵熱交換器６１における冷媒の蒸発温度は、冷蔵に適した温度（例えば、−５℃）に設定されているため、冷蔵膨張弁６２は、この蒸発温度に見合う圧力（冷蔵用の低圧）になるように減圧することになる。冷蔵熱交換器６１において冷却された庫内空気は、冷蔵庫内ファン６３によって庫内へ供給される。冷蔵熱交換器６１において蒸発した冷蔵用の低圧の冷媒は、第２ガス冷媒連絡管３ｂに送られる。
【００９５】
ブースタ回路８０ａに送られた冷媒は、第３液冷媒管９２に送られる。第３液冷媒管９２に送られた冷媒は、第２インジェクション管９３を流れる冷媒と、第３液冷媒管９２を流れる冷媒とに分岐される。第２インジェクション管９３に分岐された冷媒は、第２インジェクション膨張弁９４に送られて、吐出管８３（すなわち、中段側吸入管４０）を流れる冷媒の圧力（冷蔵用の低圧）付近まで減圧される（図９における点Ｋ参照）。第２インジェクション膨張弁９４において減圧された冷媒は、第２過冷却熱交換器９１において、第３液冷媒管９２を流れる冷媒と熱交換を行うことによって蒸発する。第２過冷却熱交換器９１において蒸発した第２インジェクション管９３を流れる冷媒は、吐出管８３に送られる。第２過冷却熱交換器９１において冷却された第３液冷媒管９２を流れる冷媒（図９、１０における点Ｊ参照）は、第３液冷媒連絡管２ｃに送られる。
【００９６】
第３液冷媒連絡管２ｃに送られた冷媒は、冷凍回路７０ａに送られる。冷凍回路７０ａに送られた冷媒は、冷凍膨張弁７２において減圧された後に（図９、１０における点Ｌ参照）、冷凍熱交換器７１において庫内空気と熱交換を行うことによって蒸発する（図９、１０における点Ｍ参照）。ここで、冷凍熱交換器７１における冷媒の蒸発温度は、冷凍に適した温度（例えば、−３０℃）に設定されているため、冷凍膨張弁７２は、この蒸発温度に見合う圧力（冷凍用の低圧）になるように減圧することになる。冷凍熱交換器７１において冷却された庫内空気は、冷凍庫内ファン７３によって庫内へ供給される。冷凍熱交換器７１において蒸発した冷凍用の低圧の冷媒は、第３ガス冷媒連絡管３ｃを通じてブースタ回路８０ａに送られる。
【００９７】
ブースタ回路８０ａに送られた冷凍用の低圧の冷媒は、吸入管８７に送られる。吸入管８７に送られた冷凍用の低圧の冷媒は、低段側圧縮機８１に吸入されて、中段側吸入管４０を流れる冷蔵用の低圧付近まで圧縮される（図９、１０における点Ｎ参照）。ここで、低段側圧縮機８１から吐出された冷媒中に含まれる冷凍機油は、油分離器８４において分離され、油戻し管８６を通じて低段側圧縮機８１の吸入管８７に戻される。低段側圧縮機８１から吐出された冷蔵用の低圧の冷媒は、第２インジェクション管９３を流れる冷媒と合流して、第２ガス冷媒連絡管３ｂに送られる。
【００９８】
室外回路２０ａに送られた空調用の低圧の冷媒は、第３高段側吸入管１３ｃ送られる。
【００９９】
第２ガス冷媒連絡管３ｂに送られた冷蔵用の低圧の冷媒は、冷蔵回路６０ａから第２ガス冷媒連絡管３ｂに送られた冷蔵用の低圧の冷媒と合流した後に、室外回路２０ａに送られる。室外回路２０ａに送られた冷蔵用の低圧の冷媒（図９、１０における点Ｘ参照）は、中段側吸入管４０に送られる。中段側吸入管４０に送られた冷蔵用の低圧の冷媒は、中段側圧縮機１１に吸入されて、中段吐出管１３及び高段側吸入管２１ａ、２１ｂを流れる空調用の低圧付近まで圧縮される（図９、１０における点Ｙ参照）。ここで、中段側圧縮機１１から吐出された冷媒中に含まれる冷凍機油は、油分離器１４において分離され、油戻し管１５を通じて中段側圧縮機１１の中段側吸入管４０に戻される。中段側圧縮機１１から吐出された空調用の低圧の冷媒は、中段側吐出管１３に送られる。中段側吐出管１３に送られた空調用の低圧の冷媒は、第１インジェクション管２８を流れる冷媒及び第３高段側吸入管１３ｃを流れる冷媒と合流した後に、高段側吸入管１３ａ、１３ｂを通じて高段側圧縮機２１ａ、２１ｂに送られて（図９、１０における点Ａ参照）、再び、吸入されて圧縮される。
【０１００】
＜第１暖房冷却運転（暖房能力が余る場合）＞
第１暖房冷却運転では、図１１に示すように、第１四路切換弁２６ａ及び第２四路切換弁２６ｂが第２切換状態に設定された状態で、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂ、中段側圧縮機１１及び低段側圧縮機８１の運転が行われる。
【０１０１】
第１暖房冷却運転中は、室内膨張弁５２、冷蔵膨張弁６２及び冷凍膨張弁７２の開度が制御される。第１暖房冷却運転では、室内熱交換器５１及び室外熱交換器２３が冷媒の放熱器として機能し、冷蔵熱交換器６１及び冷凍熱交換器７１が冷媒の蒸発器として機能する蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。
【０１０２】
具体的には、第１暖房冷却運転では、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂから吐出された高圧の冷媒（図１１、１２における点Ｂ参照）が、吐出分岐管３１ａを流れる冷媒と、吐出合流管３１を流れる冷媒とに分岐される。吐出分岐管３１ａに分岐された高圧の冷媒は、第１ガス冷媒管４１を通じて室外熱交換器２３に送られる。吐出合流管３１に分岐された高圧の冷媒は、第２ガス冷媒管４２を通じて第１ガス冷媒連絡管３ａに送られる。ここで、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂから吐出された高圧の冷媒中に含まれる冷凍機油は、油分離器２３ａ、２３ｂにおいて分離され、油戻し管２４ａ、２４ｂを通じて高段側圧縮機２１ａ、２１ｂに戻される。高段側圧縮機２１ａ、２１ｂから吐出された冷媒は、その臨界圧力Ｐｃｐ（図１２参照）よりも高い圧力まで圧縮されている。
【０１０３】
室外熱交換器２３に送られた高圧の冷媒は、室外熱交換器２３において室外空気と熱交換を行うことによって放熱し（図１１、１２における点Ｃ参照）、第１液冷媒管３２を通じて第１室外膨張弁３３に送られる。
【０１０４】
第１ガス冷媒連絡管３ａに送られた高圧の冷媒は、室内回路５０ａに送られる。室内回路５０ａに送られた高圧の冷媒は、室内熱交換器５１において室内空気と熱交換を行うことによって放熱する（図１１、１２における点Ｅ参照）。室内熱交換器５１において加熱された室内空気は、室内ファン５３によって店内空間へ供給される。室内熱交換器５１において放熱した高圧の冷媒は、室内膨張弁５２において減圧された後に、第１液冷媒連絡管２ａに送られる。
【０１０５】
第１液冷媒連絡管２ａに送られた冷媒は、室外回路２０ａに送られる。室外回路２０ａに送られた冷媒は、第４液冷媒分岐管３９を通じて第１液冷媒管３２に送られて、室外熱交換器２３において放熱した冷媒と合流し、第１室外膨張弁３３に送られる。第１室外膨張弁３３に送られた高圧の冷媒は、第１室外膨張弁３３において飽和圧力付近まで減圧されて、レシーバ２４に送られる。レシーバ２４に送られた冷媒は、レシーバ２４に一時的に溜められた後に（図１１、１２における点Ｄ参照）、第２液冷媒管３５に送られる。第２液冷媒管３５に送られた冷媒は、第１インジェクション管２８を流れる冷媒と、第２液冷媒管３５を流れる冷媒とに分岐される。第１インジェクション管２８に分岐された冷媒は、第１インジェクション膨張弁２９に送られて、中段側吐出管１３及び高段側吸入管１３ａ、１３ｂを流れる冷媒の圧力（空調用の低圧）付近まで減圧される（図１１における点Ｈ参照）。第１インジェクション膨張弁２９において減圧された冷媒は、第１過冷却熱交換器２５において、第２液冷媒管３５を流れる冷媒と熱交換を行うことによって蒸発する。第１過冷却熱交換器２５において蒸発した第１インジェクション管２８を流れる冷媒は、中段側吐出管１３に送られる。第１過冷却熱交換器２５において冷却された第２液冷媒管３５を流れる冷媒（図１１、１２における点Ｇ参照）は、第２液冷媒連絡管２ｂに送られる。第２液冷媒連絡管２ｂに送られた冷媒は、冷蔵回路６０ａに送られる冷媒と、ブースタ回路８０ａに送られる冷媒とに分岐される。
【０１０６】
冷蔵回路６０ａに送られた冷媒は、冷蔵膨張弁６２において減圧された後に（図１１、１２における点Ｉ参照）、冷蔵熱交換器６１において庫内空気と熱交換を行うことによって蒸発する。ここで、冷蔵熱交換器６１における冷媒の蒸発温度は、冷蔵に適した温度（例えば、−５℃）に設定されているため、冷蔵膨張弁６２は、この蒸発温度に見合う圧力（冷蔵用の低圧）になるように減圧することになる。冷蔵熱交換器６１において冷却された庫内空気は、冷蔵庫内ファン６３によって庫内へ供給される。冷蔵熱交換器６１において蒸発した冷蔵用の低圧の冷媒は、第２ガス冷媒連絡管３ｂに送られる。
【０１０７】
ブースタ回路８０ａに送られた冷媒は、第３液冷媒管９２に送られる。第３液冷媒管９２に送られた冷媒は、第２インジェクション管９３を流れる冷媒と、第３液冷媒管９２を流れる冷媒とに分岐される。第２インジェクション管９３に分岐された冷媒は、第２インジェクション膨張弁９４に送られて、吐出管８３（すなわち、中段側吸入管４０）を流れる冷媒の圧力付近まで減圧される（図１１における点Ｋ参照）。第２インジェクション膨張弁９４において減圧された冷媒は、第２過冷却熱交換器９１において、第３液冷媒管９２を流れる冷媒と熱交換を行うことによって蒸発する。第２過冷却熱交換器９１において蒸発した第２インジェクション管９３を流れる冷媒は、吐出管８３に送られる。第２過冷却熱交換器９１において冷却された第３液冷媒管９２を流れる冷媒（図１１、１２における点Ｊ参照）は、第３液冷媒連絡管２ｃに送られる。
【０１０８】
第３液冷媒連絡管２ｃに送られた冷媒は、冷凍回路７０ａに送られる。冷凍回路７０ａに送られた冷媒は、冷凍膨張弁７２において減圧された後に（図１１、１２における点Ｌ参照）、冷凍熱交換器７１において庫内空気と熱交換を行うことによって蒸発する（図１１、１２における点Ｍ参照）。ここで、冷凍熱交換器７１における冷媒の蒸発温度は、冷凍に適した温度（例えば、−３０℃）に設定されているため、冷凍膨張弁７２は、この蒸発温度に見合う圧力（冷凍用の低圧）になるように減圧することになる。冷凍熱交換器７１において冷却された庫内空気は、冷凍庫内ファン７３によって庫内へ供給される。冷凍熱交換器７１において蒸発した冷凍用の低圧の冷媒は、第３ガス冷媒連絡管３ｃを通じてブースタ回路８０ａに送られる。
【０１０９】
ブースタ回路８０ａに送られた冷凍用の低圧の冷媒は、吸入管８７に送られる。吸入管８７に送られた冷凍用の低圧の冷媒は、低段側圧縮機８１に吸入されて、中段側吸入管４０を流れる冷蔵用の低圧付近まで圧縮される（図１１、１２における点Ｎ参照）。ここで、低段側圧縮機８１から吐出された冷媒中に含まれる冷凍機油は、油分離器８４において分離され、油戻し管８６を通じて低段側圧縮機８１の吸入管８７に戻される。低段側圧縮機８１から吐出された冷蔵用の低圧の冷媒は、第２インジェクション管９３を流れる冷媒と合流して、第２ガス冷媒連絡管３ｂに送られる。
【０１１０】
第２ガス冷媒連絡管３ｂに送られた冷蔵用の低圧の冷媒は、冷蔵回路６０ａから第２ガス冷媒連絡管３ｂに送られた冷蔵用の低圧の冷媒と合流した後に、室外回路２０ａに送られる。室外回路２０ａに送られた冷蔵用の低圧の冷媒は、室外回路２０ａに送られた冷蔵用の低圧の冷媒（図１１、１２における点Ｘ参照）は、中段側吸入管４０に送られる。中段側吸入管４０に送られた冷蔵用の低圧の冷媒は、中段側圧縮機１１に吸入されて、中段吐出管１３及び高段側吸入管２１ａ、２１ｂを流れる空調用の低圧付近まで圧縮される（図１１、１２における点Ｙ参照）。ここで、中段側圧縮機１１から吐出された冷媒中に含まれる冷凍機油は、油分離器１４において分離され、油戻し管１５を通じて中段側圧縮機１１の中段側吸入管４０に戻される。中段側圧縮機１１から吐出された空調用の低圧の冷媒は、中段側吐出管１３に送られる。中段側吐出管１３に送られた空調用の低圧の冷媒は、第１インジェクション管２８を流れる冷媒と合流した後に、高段側吸入管１３ａ、１３ｂを通じて高段側圧縮機２１ａ、２１ｂに送られて（図１１、１２における点Ａ参照）、再び、吸入されて圧縮される。
【０１１１】
＜第２暖房冷却運転（冷却能力が余る場合）＞
第２暖房冷却運転では、図１３に示すように、第１四路切換弁２６ａが第２切換状態に設定されて第２四路切換弁２６ｂが第１切換状態に設定された状態で、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂ、中段側圧縮機１１及び低段側圧縮機８１の運転が行われる。
【０１１２】
第２暖房冷却運転中は、室内膨張弁５２、冷蔵膨張弁６２及び冷凍膨張弁７２の開度が制御される。第２暖房冷却運転では、室内熱交換器５１が冷媒の放熱器として機能し、室外熱交換器２３、冷蔵熱交換器６１及び冷凍熱交換器７１が冷媒の蒸発器として機能する蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。
【０１１３】
具体的には、第２暖房冷却運転では、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂから吐出された高圧の冷媒（図１３、１４における点Ｂ参照）が、吐出合流管３１や第２ガス冷媒管４２を通じて第１ガス冷媒連絡管３ａに送られる。ここで、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂから吐出された高圧の冷媒中に含まれる冷凍機油は、油分離器２３ａ、２３ｂにおいて分離され、油戻し管２４ａ、２４ｂを通じて高段側圧縮機２１ａ、２１ｂに戻される。高段側圧縮機２１ａ、２１ｂから吐出された冷媒は、その臨界圧力Ｐｃｐ（図１４参照）よりも高い圧力まで圧縮されている。
【０１１４】
第１ガス冷媒連絡管３ａに送られた高圧の冷媒は、室内回路５０ａに送られる。室内回路５０ａに送られた高圧の冷媒は、室内熱交換器５１において室内空気と熱交換を行うことによって放熱する（図１３、１４における点Ｅ参照）。室内熱交換器５１において加熱された室内空気は、室内ファン５３によって店内空間へ供給される。室内熱交換器５１において放熱した高圧の冷媒は、室内膨張弁５２において減圧された後に、第１液冷媒連絡管２ａに送られる。
【０１１５】
第１液冷媒連絡管２ａに送られた冷媒は、室外回路２０ａに送られる。室外回路２０ａに送られた冷媒は、第４液冷媒分岐管３９や第１液冷媒管３２を通じてレシーバ２４に送られる。レシーバ２４に送られた冷媒は、レシーバ２４に一時的に溜められた後に（図１３、１４における点Ｄ参照）、第２液冷媒管３５に送られる。第２液冷媒管３５に送られた冷媒は、第１インジェクション管２８を流れる冷媒と、第２液冷媒管３５を流れる冷媒とに分岐される。第１インジェクション管２８に分岐された冷媒は、第１インジェクション膨張弁２９に送られて、中段側吐出管１３及び高段側吸入管１３ａ、１３ｂを流れる冷媒の圧力（空調用の低圧）付近まで減圧される（図１３における点Ｈ参照）。第１インジェクション膨張弁２９において減圧された冷媒は、第１過冷却熱交換器２５において、第２液冷媒管３５を流れる冷媒と熱交換を行うことによって蒸発する。第１過冷却熱交換器２５において蒸発した第１インジェクション管２８を流れる冷媒は、中段側吐出管１３に送られる。第１過冷却熱交換器２５において冷却された第２液冷媒管３５を流れる冷媒（図１３、１４における点Ｇ参照）は、第２液冷媒分岐管３６を流れる冷媒と、第２液冷媒管３５を流れる冷媒とに分岐される。
【０１１６】
第２液冷媒分岐管３６に分岐された冷媒は、第２室外膨張弁３８に送られる。第２室外膨張弁３８に送られた冷媒は、第２室外膨張弁３８において減圧された後に（図１３、１４における点Ｃ参照）、室外熱交換器２３において室外空気と熱交換を行うことによって蒸発する。ここで、室外熱交換器２３における冷媒の蒸発温度は、室外空気よりも低い温度（例えば、５℃）に設定されているため、第２室外膨張弁３８は、この蒸発温度に見合う圧力（空調用の低圧）になるように減圧することになる。室外熱交換器２３において蒸発した空調用の低圧の冷媒は、第３高段側吸入管１３ｃ送られる。
【０１１７】
第２液冷媒管３５を流れる冷媒は、第２液冷媒連絡管２ｂに送られる。第２液冷媒連絡管２ｂに送られた冷媒は、冷蔵回路６０ａに送られる冷媒と、ブースタ回路８０ａに送られる冷媒とに分岐される。
【０１１８】
冷蔵回路６０ａに送られた冷媒は、冷蔵膨張弁６２において減圧された後に（図１３、１４における点Ｉ参照）、冷蔵熱交換器６１において庫内空気と熱交換を行うことによって蒸発する。ここで、冷蔵熱交換器６１における冷媒の蒸発温度は、冷蔵に適した温度（例えば、−５℃）に設定されているため、冷蔵膨張弁６２は、この蒸発温度に見合う圧力（冷蔵用の低圧）になるように減圧することになる。冷蔵熱交換器６１において冷却された庫内空気は、冷蔵庫内ファン６３によって庫内へ供給される。冷蔵熱交換器６１において蒸発した冷蔵用の低圧の冷媒は、第２ガス冷媒連絡管３ｂに送られる。
【０１１９】
ブースタ回路８０ａに送られた冷媒は、第３液冷媒管９２に送られる。第３液冷媒管９２に送られた冷媒は、第２インジェクション管９３を流れる冷媒と、第３液冷媒管９２を流れる冷媒とに分岐される。第２インジェクション管９３に分岐された冷媒は、第２インジェクション膨張弁９４に送られて、吐出管８３（すなわち、中段側吸入管４０）を流れる冷媒の圧力付近まで減圧される（図１３における点Ｋ参照）。第２インジェクション膨張弁９４において減圧された冷媒は、第２過冷却熱交換器９１において、第３液冷媒管９２を流れる冷媒と熱交換を行うことによって蒸発する。第２過冷却熱交換器９１において蒸発した第２インジェクション管９３を流れる冷媒は、吐出管８３に送られる。第２過冷却熱交換器９１において冷却された第３液冷媒管９２を流れる冷媒（図１３、１４における点Ｊ参照）は、第３液冷媒連絡管２ｃに送られる。
【０１２０】
第３液冷媒連絡管２ｃに送られた冷媒は、冷凍回路７０ａに送られる。冷凍回路７０ａに送られた冷媒は、冷凍膨張弁７２において減圧された後に（図１３、１４における点Ｌ参照）、冷凍熱交換器７１において庫内空気と熱交換を行うことによって蒸発する（図１３、１４における点Ｍ参照）。ここで、冷凍熱交換器７１における冷媒の蒸発温度は、冷凍に適した温度（例えば、−３０℃）に設定されているため、冷凍膨張弁７２は、この蒸発温度に見合う圧力（冷凍用の低圧）になるように減圧することになる。冷凍熱交換器７１において冷却された庫内空気は、冷凍庫内ファン７３によって庫内へ供給される。冷凍熱交換器７１において蒸発した冷凍用の低圧の冷媒は、第３ガス冷媒連絡管３ｃを通じてブースタ回路８０ａに送られる。
【０１２１】
ブースタ回路８０ａに送られた冷凍用の低圧の冷媒は、吸入管８７に送られる。吸入管８７に送られた冷凍用の低圧の冷媒は、低段側圧縮機８１に吸入されて、中段側吸入管４０を流れる冷蔵用の低圧付近まで圧縮される（図１３、１４における点Ｎ参照）。ここで、低段側圧縮機８１から吐出された冷媒中に含まれる冷凍機油は、油分離器８４において分離され、油戻し管８６を通じて低段側圧縮機８１の吸入管８７に戻される。低段側圧縮機８１から吐出された冷蔵用の低圧の冷媒は、第２インジェクション管９３を流れる冷媒と合流して、第２ガス冷媒連絡管３ｂに送られる。
【０１２２】
第２ガス冷媒連絡管３ｂに送られた冷蔵用の低圧の冷媒は、冷蔵回路６０ａから第２ガス冷媒連絡管３ｂに送られた冷蔵用の低圧の冷媒と合流した後に、室外回路２０ａに送られる。室外回路２０ａに送られた冷蔵用の低圧の冷媒は、室外回路２０ａに送られた冷蔵用の低圧の冷媒（図１３、１４における点Ｘ参照）は、中段側吸入管４０に送られる。中段側吸入管４０に送られた冷蔵用の低圧の冷媒は、中段側圧縮機１１に吸入されて、中段吐出管１３及び高段側吸入管２１ａ、２１ｂを流れる空調用の低圧付近まで圧縮される（図１３、１４における点Ｙ参照）。ここで、中段側圧縮機１１から吐出された冷媒中に含まれる冷凍機油は、油分離器１４において分離され、油戻し管１５を通じて中段側圧縮機１１の中段側吸入管４０に戻される。中段側圧縮機１１から吐出された空調用の低圧の冷媒は、中段側吐出管１３に送られる。中段側吐出管１３に送られた空調用の低圧の冷媒は、第１インジェクション管２８を流れる冷媒及び第３高段側吸入管１３ｃを流れる冷媒と合流した後に、高段側吸入管１３ａ、１３ｂを通じて高段側圧縮機２１ａ、２１ｂに送られて（図１３、１４における点Ａ参照）、再び、吸入されて圧縮される。
【０１２３】
（３）中段側圧縮機における冷凍機油の不足を抑えるための制御
冷凍装置１では、上記の冷蔵冷凍運転や冷房冷却運転、第１及び第２暖房冷却運転のように、低段側圧縮機８１、中段側圧縮機１１及び高段側圧縮機２１ａ、２１ｂによる多段圧縮動作（ここでは、３段圧縮）が行われる場合がある。また、冷凍装置１では、冷凍、冷蔵及び空調という異なる蒸発温度で冷媒を蒸発させる３つの熱交換器５１、６１、７１、２３を有しているため、冷凍、冷蔵及び空調の各要求負荷に応じて、各圧縮機８１、１１、２１ａ、２１ｂに要求される運転容量が異なるものとなる。このため、冷凍装置１においては、各圧縮機８１、１１、２１ａ、２１ｂを冷凍、冷蔵及び空調の各要求負荷に応じて異なる回転数で運転することになる。
【０１２４】
ところで、各圧縮機８１、１１、２１ａ、２１ｂから吐出される冷媒中には、冷凍機油が同伴する。このような冷凍機油は、各圧縮機８１、１１、２１ａ、２１ｂの吐出管８３、１３、３０ａ、３０ｂに設けられた油分離器８４、１４、２３ａ、２３ｂにおいて冷媒中から分離され、各圧縮機８１、１１、２１ａ、２１ｂに戻されるようになっている。しかし、冷凍機油は、油分離器８４、１４、２３ａ、２３ｂにおいて完全に冷媒中から分離されるわけではないため、冷凍機油の一部は、各圧縮機８１、１１、２１ａ、２１ｂから吐出された冷媒とともに、冷媒回路１ａ内を循環することになる。そして、各圧縮機８１、１１、２１ａ、２１ｂから冷媒とともに吐出される冷凍機油の量は、圧縮機の回転数が大きいほど多くなるため、各圧縮機８１、１１、２１ａ、２１ｂを異なる回転数で運転する場合には、各圧縮機８１、１１、２１ａ、２１ｂから吐出される冷凍機油の量が異なることになる。このため、前段側圧縮機（冷凍装置１では、低段側圧縮機８１や中段側圧縮機１１）の回転数が大きく、かつ、後段側圧縮機（冷凍装置１では、中段側圧縮機１１や後段側圧縮機２１ａ、２１ｂ）の回転数が小さい場合には、前段側圧縮機の回転数と後段側圧縮機の回転数とのアンバランスによる前段側圧縮機における冷凍機油の不足が生じて、前段側圧縮機の信頼性が低下するおそれがある。冷凍装置１では、特に、中段側圧縮機１１が１台設けられているのに対して、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂが複数台（ここでは、２台）並列に設けられているため、前段側圧縮機としての中段側圧縮機１１の回転数に比べて後段側圧縮機としての高段側圧縮機２１ａ、２１ｂの回転数が小さくなりやすく、中段側圧縮機１１における冷凍機油の不足が生じやすい。
【０１２５】
そこで、冷凍装置１では、後段側圧縮機としての高段側圧縮機２１ａ、２１ｂの回転数を一時的に大きくする回転数制御を行うようにしている。このような高段側圧縮機２１ａ、２１ｂの回転数制御としては、第１の回転数制御と第２の回転数制御とがある。尚、各圧縮機における回転数制御は、各圧縮機におけるインバータ装置の出力周波数を変化させることによって行われる。
【０１２６】
＜第１の回転数制御＞
図１５に第１の回転数制御のフローチャートを示す。第１の回転数制御は、後段側圧縮機としての高段側圧縮機２１ａ、２１ｂの回転数が前段側圧縮機としての中段側圧縮機１１の回転数よりも小さい場合に、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂの回転数を一時的に大きくする制御である。
【０１２７】
具体的には、まず、ステップＳ１において、通常の能力制御が行われている状態（すなわち、冷凍、冷蔵及び空調の各要求負荷に応じて、各圧縮機８１、１１、２１ａ、２１ｂの運転容量が制御されている状態）において、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂの回転数ＲＨが中段側圧縮機１１の回転数ＲＬよりも小さいかどうかを判定する。ここでは、回転数ＲＨから回転数ＲＬを差し引いた値（＝ＲＨ−ＲＬ）が所定の回転数差ΔＲＳよりも大きいかどうかを判定する。そして、ステップＳ１の判定条件を満たす場合には、ステップＳ２の処理に移行する。
【０１２８】
次に、ステップＳ２において、ステップＳ１の判定条件の状態（ＲＨ−ＲＬ＞ΔＲＳ）が所定時間Ｔ１（例えば、数分から数十分）以上継続しているかどうかを判定する。そして、ステップＳ２の判定条件を満たす場合には、ステップＳ３の処理に移行し、ステップＳ２の判定条件を満たさない場合には、ステップＳ１の処理に戻る。
【０１２９】
次に、ステップＳ３において、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂの回転数ＲＨに加算回転数ΔＲｃを加えることによって、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂの回転数ＲＨを大きくする。このとき、第１高段側圧縮機２１ａの回転数ＲＨ１と第２高段側圧縮機２１ｂの回転数ＲＨ２とが同一の回転数になるように大きくすることが好ましい。
【０１３０】
そして、ステップＳ４において、所定時間Ｔ２（例えば、数分から数十分）経過した後に、通常の能力制御に戻る（ステップＳ５）。
【０１３１】
＜第２の回転数制御＞
図１６に第２の回転数制御のフローチャートを示す。第２の回転数制御は、複数台（ここでは、２台）の後段側圧縮機としての高段側圧縮機２１ａ、２１ｂのうちの一部について、回転数を一時的に大きくする制御を行うとともに、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂの残りについては、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂ全体に要求される運転容量の不足分に相当する回転数にする制御を行い、所定時間経過するごとに、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂのうち回転数を大きくする高段側圧縮機２１ａ、２１ｂを変更する制御を行うものである。
【０１３２】
具体的には、まず、ステップＳ１１において、第１高段側圧縮機２１ａの回転数ＲＨ１を中段側圧縮機１１の回転数ＲＬと同じ回転数ＲＬにし、第２高段側圧縮機２１ｂの回転数ＲＨ２を高段側圧縮機２１ａ、２１ｂ全体に要求される運転容量に相当する回転数である必要回転数から第１高段側圧縮機２１ａに設定された回転数ＲＨ１（＝ＲＬ）を差し引いた回転数（＝必要回転数−ＲＨ１）にする。
【０１３３】
そして、ステップＳ１２において、所定時間Ｔ３（例えば、数分から数十分）経過した後に、ステップＳ１３の処理に移行する。
【０１３４】
次に、ステップＳ１３において、ステップＳ１１とは逆に、第２高段側圧縮機２１ｂの回転数ＲＨ２を中段側圧縮機１１の回転数ＲＬと同じ回転数ＲＬにし、第１高段側圧縮機２１ａの回転数ＲＨ１を高段側圧縮機２１ａ、２１ｂ全体に要求される運転容量に相当する回転数である必要回転数から第２高段側圧縮機２１ｂに設定された回転数ＲＨ２（＝ＲＬ）を差し引いた回転数（＝必要回転数−ＲＨ２）にする。
【０１３５】
そして、ステップＳ１４において、所定時間Ｔ４（例えば、数分から数十分）経過した後に、ステップＳ１１の処理に戻る。
【０１３６】
（４）冷凍装置の特徴
以上に説明した冷凍装置１には、以下のような特徴がある。
【０１３７】
＜Ａ＞
冷凍装置１は、多段圧縮の構成において、後段側圧縮機としての高段側圧縮機２１ａ、２１ｂの回転数を一時的に大きくすることによって、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂから吐出される冷凍機油の量が一時的に多くなるようにしている。
【０１３８】
このため、冷凍装置１では、冷媒放熱器としての室外熱交換器２３や室内熱交換器５１、冷媒蒸発器としての冷凍熱交換器７１や冷蔵熱交換器６１、室内熱交換器５１、室外熱交換器２３、前段側圧縮機としての中段側圧縮機１１の順に、冷媒とともに循環する冷凍機油の量を一時的に多くすることができ、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂから中段側圧縮機１１に冷凍機油を送ることができる。これにより、中段側圧縮機１１の回転数と高段側圧縮機２１ａ、２１ｂの回転数とのアンバランスによる中段側圧縮機１１における冷凍機油の不足を抑えて、中段側圧縮機１１の信頼性を向上させることができる。
【０１３９】
特に、冷凍装置１では、冷媒蒸発器が異なる蒸発温度で冷媒を蒸発させる３つの熱交換器、すなわち、低段側熱交換器としての冷凍熱交換器７１と、冷凍熱交換器７１よりも高い蒸発温度で冷媒を蒸発させる中段側熱交換器としての冷蔵熱交換器６１と、冷蔵熱交換器６１よりも高い蒸発温度で冷媒を蒸発させる高段側熱交換器としての室内熱交換器５１や室外熱交換器２３から構成されているため、中段側圧縮機１１に吸入される冷媒の流量と高段側圧縮機２１ａ、２１ｂに吸入される冷媒の流量が異なる場合があり、これにより、中段側圧縮機１１の回転数と高段側圧縮機２１ａ、２１ｂの回転数とのアンバランスが生じやすいところ、上記の回転数制御によって、中段側圧縮機１１における冷凍機油の不足を抑えることができる。
【０１４０】
また、冷凍装置１では、３段圧縮の構成、すなわち、低段側圧縮機８１、低段側圧縮機８１から吐出された冷媒と冷蔵熱交換器６１において蒸発した冷媒とが合流した冷媒を吸入して圧縮する中段側圧縮機１１、及び、中段側圧縮機１１から吐出された冷媒と室内熱交換器５１や室外熱交換器２３において蒸発した冷媒とが合流した冷媒を吸入して圧縮する高段側圧縮機２１ａ、２１ｂからなる構成が採用されているため、各圧縮機間の回転数のアンバランスが生じやすいところ、上記の回転数制御によって、中段側圧縮機１１における冷凍機油の不足を抑えることができる。
【０１４１】
＜Ｂ＞
冷凍装置１は、後段側圧縮機としての高段側圧縮機２１ａ、２１ｂの回転数を一時的に大きくする制御を、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂの回転数が前段側圧縮機としての中段側圧縮機１１の回転数よりも小さい場合に行うようにしている（第１の回転数制御）。
【０１４２】
このため、冷凍装置１では、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂの回転数を一時的に大きくする制御を行う頻度を少なくしつつ、中段側圧縮機１１の回転数と高段側圧縮機２１ａ、２１ｂの回転数とのアンバランスによる中段側圧縮機１１における冷凍機油の不足を抑えることができる。
【０１４３】
しかも、第１の回転数制御においては、複数台（ここでは、２台）の高段側圧縮機２１ａ、２１ｂの回転数をすべて同一の回転数にしている。
【０１４４】
このため、冷凍装置１では、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂから冷媒とともに吐出される冷凍機油の量を均等にして、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂ間における冷凍機油の量の偏りを生じにくくすることができる。
【０１４５】
＜Ｃ＞
冷凍装置１は、複数台（ここでは、２台）の後段側圧縮機としての高段側圧縮機２１ａ、２１ｂのうちの一部について、回転数を一時的に大きくする制御を行い、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂの残りについては、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂ全体に要求される運転容量の不足分に相当する回転数にする制御を行い、所定時間経過するごとに、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂのうち回転数を大きくする高段側圧縮機２１ａ、２１ｂを変更する制御を行うようにしている（第２の回転数制御）。
【０１４６】
このため、冷凍装置１では、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂ全体に要求される運転容量を維持しつつ、中段側圧縮機１１の回転数と高段側圧縮機２１ａ、２１ｂの回転数とのアンバランスによる中段側圧縮機１１における冷凍機油の不足を抑えることができる。しかも、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂ間における冷凍機油の量の偏りも生じにくくすることができる。
【０１４７】
しかも、第２の回転数制御においては、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂのうちの一部について、中段側圧縮機１１の回転数と同じ回転数にする制御を行い、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂの残りについては、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂ全体に要求される運転容量に相当する回転数である必要回転数から高段側圧縮機２１ａ、２１ｂのうちの一部について設定された回転数を差し引いた回転数にする制御を行うようにしている。
【０１４８】
このため、冷凍装置１では、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂから冷媒とともに吐出される冷凍機油の量を中段側圧縮機１１から冷媒とともに吐出される冷凍機油の量と均等にすることができ、これにより、中段側圧縮機１１の回転数と高段側圧縮機２１ａ、２１ｂの回転数とのアンバランスによる中段側圧縮機１１における冷凍機油の不足を効果的に抑えることができる。
【０１４９】
＜Ｄ＞
冷凍装置１は、異なる蒸発温度で冷媒を蒸発させる３つの熱交換器を有する構成を前提としている。冷凍装置１は、このような３つの熱交換器として、最も低い蒸発温度で冷媒を蒸発させる低段側熱交換器としての冷凍熱交換器７１と、冷凍熱交換器７１よりも高い蒸発温度で冷媒を蒸発させる中段側熱交換器としての冷蔵熱交換器６１と、冷蔵熱交換器６１よりも高い蒸発温度で冷媒を蒸発させる高段側熱交換器としての室内熱交換器５２や室外熱交換器２３を有している。
【０１５０】
そして、冷凍装置１では、従来の２段圧縮の構成に代えて、異なる蒸発温度で冷媒を蒸発させる３つの熱交換器７１、７１、５１、２３（すなわち、低段側熱交換器、中段側熱交換器、及び、高段側熱交換器）で蒸発した冷媒の圧力に適合する３つの圧縮機８１、１１、２１ａ、２１ｂ（すなわち、低段側圧縮機、中段側圧縮機、及び、高段側圧縮機）を有する３段圧縮の構成を採用している。ここで、低段側圧縮機８１は、冷凍熱交換器７１において蒸発した冷媒を吸入して圧縮する圧縮機である。中段側圧縮機１１は、低段側圧縮機８１から吐出された冷媒と冷蔵熱交換器６１において蒸発した冷媒とが合流した冷媒を吸入して圧縮する圧縮機である。高段側圧縮機２１ａ、２１ｂは、中段側圧縮機１１から吐出された冷媒と室内熱交換器５１や室外熱交換器２３において蒸発した冷媒とが合流した冷媒を吸入して圧縮する圧縮機である。
【０１５１】
このため、冷凍装置１では、各圧縮機８１、１１、２１ａ、２１ｂにおける昇圧幅が大きくなるのが抑えられる。これにより、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂの吐出における冷媒の過熱の増大や各圧縮機における運転効率の低下が抑えられて、冷凍装置１の運転効率を向上させることができる。
【０１５２】
特に、冷凍装置１では、冷媒として二酸化炭素を使用しており、高段側圧縮機２１ａ、２１ｂによって冷媒の臨界圧力を超える圧力まで圧縮されるようになっているため、フロン等を使用する場合に比べて、低段圧縮機７１の吸入から高段圧縮機２１ａ、２１ｂの吐出までの昇圧幅が大きくなるため、３段圧縮の構成を採用することによる運転効率の向上が顕著である。
【０１５３】
また、冷凍装置１では、低段圧縮機８１、中段圧縮機１１、高段圧縮機２１ａ、２１ｂの順に処理する冷媒の流量が大きくなる構成であるところ、高段圧縮機２１ａ、２１ｂを複数台（ここでは、２台）並列に接続する構成を採用しているため、このような各圧縮機における冷媒の流量の違いに容易に適応することができる。
【０１５４】
＜Ｅ＞
冷凍装置１では、低段側熱交換器としての冷凍熱交換器７１には、液冷媒管としての第３液冷媒管２ｃから送られる冷媒を冷凍熱交換器７１における蒸発温度に対応する圧力（冷凍用の低圧）まで減圧する低段側膨張機構としての冷凍膨張弁７２が接続されている。中段側熱交換器としての冷蔵熱交換器６１には、液冷媒管としての第２液冷媒連絡管２ｂから送られる冷媒を冷蔵熱交換器６１における蒸発温度に対応する圧力（冷蔵用の低圧）まで減圧する中段側膨張機構としての冷蔵膨張弁６２が接続されている。高段側熱交換器としての室内熱交換器５１や室外熱交換器２３には、液冷媒管としての第１液冷媒連絡管２ａや第２液冷媒分岐管２ｂから送られる冷媒を室内熱交換器５１や室外熱交換器２３における蒸発温度に対応する圧力（空調用の低圧）まで減圧する高段側膨張機構としての室内膨張弁５２や第２室外膨張弁３８が接続されている。液冷媒管としての第１液冷媒管３２には、冷媒の臨界圧力よりも低く、かつ、冷媒放熱器としての室外熱交換器２３や室内熱交換器５１において放熱した冷媒を室内膨張弁５２や第２室外膨張弁３８によって減圧された冷媒の圧力よりも高い圧力まで減圧する放熱側膨張機構としての第１室外膨張弁３３と、室外膨張弁３３によって減圧された冷媒を一時的に溜めるレシーバ２４とが設けられている。
【０１５５】
このため、冷凍装置１では、室外熱交換器２３や室内熱交換器５１において放熱した冷媒が冷媒の臨界圧力を超える圧力であることから、この圧力のままでは、レシーバ２４に冷媒を液状態で溜めることができないところ、室外熱交換器２３や室内熱交換器５１において放熱した冷媒を空調用の低圧よりも高い圧力まで第１室外膨張弁３３によって減圧することで、レシーバ２４に冷媒を液状態で溜めることができる。これにより、冷媒回路１ａ内に生じる余剰冷媒の変動を吸収することができる。
【０１５６】
＜Ｆ＞
冷凍装置１では、液冷媒管としての第２液冷媒管３５に、第２液冷媒管３５を流れる冷媒の一部を中段圧縮機１１の吐出側でかつ高段圧縮機２１ａ、２１ｂの吸入側に分岐する高段側インジェクション管としての第１インジェクション管２８が接続されている。
【０１５７】
また、冷凍装置１では、液冷媒管としての第３液冷媒管９２に、第３液冷媒管９２を流れる冷媒の一部を低段圧縮機８１の吐出側でかつ中段圧縮機１１の吸入側に分岐する中段側インジェクション管としての第２インジェクション管９３が接続されている。
【０１５８】
このため、冷凍装置１では、高段圧縮機２１ａ、２１ｂの吸入に冷媒をインジェクションすることによって、また、中段圧縮機１１の吸入に冷媒をインジェクションすることによって、中段圧縮機１１の吐出や高段圧縮機２１ａ、２１ｂの吐出における冷媒の過熱を抑えて、運転効率をさらに向上させることができる。
【０１５９】
＜Ｇ＞
冷凍装置１では、液冷媒管としての第２液冷媒管３５に、第２液冷媒管３５を流れる冷媒を高段側インジェクション管としての第１インジェクション管２８を流れる冷媒によって冷却する高段側過冷却熱交換器としての第１過冷却熱交換器２５が設けられている。
【０１６０】
また、冷凍装置１では、液冷媒管としての第３液冷媒管９２に、第３液冷媒管９２を流れる冷媒を中段側インジェクション管としての第２インジェクション管９３を流れる冷媒によって冷却する中段側過冷却熱交換器としての第２過冷却熱交換器９１が設けられている。
【０１６１】
このため、冷凍装置１では、液冷媒管３５、９２を流れる冷媒を過冷却することができる。これにより、液冷媒管３５、９２から送られる各熱交換器６１、７１における単位冷媒流量当たりの冷却能力を向上させることができる。
【０１６２】
（５）他の実施形態
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、上記の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【０１６３】
＜Ａ＞
上記の実施形態においては、冷蔵膨張弁６２及び冷凍膨張弁７２として電動膨張弁を使用しているが、これに代えて、感温膨張弁を使用してもよい。
【０１６４】
＜Ｂ＞
上記の実施形態においては、前段側圧縮機としての中段側圧縮機１１の回転数と後段側圧縮機としての高段側圧縮機２１ａ、２１ｂの回転数との間のアンバランスによる中段側圧縮機１１における冷凍機油の不足を抑えるために、上記の回転数制御を適用しているが、低段側圧縮機８１の回転数と中段側圧縮機１１の回転数との間のアンバランスによる低段側圧縮機８１における冷凍機油の不足を抑える必要がある場合には、上記の回転数制御を適用してもよい。また、上記の実施形態においては、後段側圧縮機としての高段側圧縮機２１ａ、２１ｂが２台設けられているが、高段側圧縮機が１台だけ設けられている場合であっても、上記第１の回転数制御を適用可能であり、また、高段側圧縮機が３台以上の場合であっても、上記の回転数制御を適用可能である。
【０１６５】
＜Ｃ＞
上記の実施形態においては、低段側圧縮機８１、中段側圧縮機１１及び高段側圧縮機２１ａ、２１ｂによる３段圧縮の構成に対して、上記の回転数制御を適用しているが、従来の２段圧縮の構成におけるブースタ圧縮機と冷蔵用圧縮機との間の油量の偏りを減らすために、上記の回転数制御を適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１６６】
本発明は、多段圧縮の冷媒回路を有する冷凍装置に広く適用可能である。
【符号の説明】
【０１６７】
１              冷凍装置
５              制御部
１１            中段側圧縮機（前段側圧縮機、後段側圧縮機）
２１ａ、２１ｂ  高段側圧縮機（後段側圧縮機）
２３            室外熱交換器（冷媒放熱器、冷媒蒸発器、高段側熱交換器）
５１            室内熱交換器（冷媒蒸発器、冷媒放熱器、高段側熱交換器）
６１            冷蔵熱交換器（冷媒蒸発器、中段側熱交換器）
７１            冷凍熱交換器（冷媒蒸発器、低段側熱交換器）
８１            低段側圧縮機（前段側圧縮機）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１６８】
【特許文献１】特開２０１０−１２１８３３号公報
【図１】
2012073003.tif 000003
【図２】
2012073003.tif 000004
【図３】
2012073003.tif 000005
【図４】
2012073003.tif 000006
【図５】
2012073003.tif 000007
【図６】
2012073003.tif 000008
【図７】
2012073003.tif 000009
【図８】
2012073003.tif 000010
【図９】
2012073003.tif 000011
【図１０】
2012073003.tif 000012
【図１１】
2012073003.tif 000013
【図１２】
2012073003.tif 000014
【図１３】
2012073003.tif 000015
【図１４】
2012073003.tif 000016
【図１５】
2012073003.tif 000017
【図１６】
2012073003.tif 000018