(57)【要約】【課題】膨張弁の比較的簡単な制御でショーケースの庫内の過冷却や蒸発器への過着霜及び圧縮機への液バック防止、圧縮機の起動／停止回数の低減などを実現することができる冷凍装置を提供する。【解決手段】低段側圧縮機２１、低段側ガスクーラ２３、低段側膨張弁３４、低段側蒸発器３６を備えた低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂを備える。低段側膨張弁３４を制御する制御装置５７を備える。この制御装置５７は、低段側蒸発器３６の冷媒出口温度と冷媒入口温度から当該低段側蒸発器３６における冷媒過熱度を算出し、この冷媒過熱度、又は、庫内温度の何れかに基づき、選択的に低段側膨張弁の弁開度を制御する。【選択図】図１
2016099013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、放熱器、膨張弁及び蒸発器を備えた冷媒回路を有し、前記蒸発器によりショーケースの陳列室内を冷却する冷凍装置において、
前記陳列室内の温度である庫内温度を検出する庫内温度検出手段と、
前記蒸発器の冷媒入口温度を検出する冷媒入口温度検出手段と、
前記蒸発器の冷媒出口温度を検出する冷媒出口温度検出手段と、
前記各温度検出手段の出力に基づき、前記膨張弁を制御する制御装置とを備え、
該制御装置は、前記蒸発器の冷媒出口温度と冷媒入口温度から当該蒸発器における冷媒過熱度を算出し、該冷媒過熱度、又は、前記庫内温度の何れかに基づき、選択的に前記膨張弁の弁開度を制御することを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記庫内温度が所定の第１の温度以上である場合、前記蒸発器における冷媒過熱度に基づき、当該冷媒過熱度が所定の目標過熱度となるよう前記膨張弁を制御すると共に、
前記庫内温度が前記第１の温度より低くなった場合、前記庫内温度に基づき、当該庫内温度が所定の目標庫内温度となるよう前記膨張弁を制御することを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記庫内温度に基づいて前記膨張弁を制御している状態で、前記庫内温度が前記第１の温度より高い所定の第２の温度以上に上昇した場合、前記蒸発器における冷媒過熱度に基づく前記膨張弁の制御に復帰することを特徴とする請求項２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記第２の温度は、前記目標庫内温度であることを特徴とする請求項３に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記庫内温度に基づき、当該庫内温度が所定の目標庫内温度となるよう前記膨張弁を制御すると共に、
前記庫内温度が前記目標庫内温度より高い所定の第３の温度以上に上昇し、且つ、前記蒸発器における冷媒過熱度が所定の第１の冷媒過熱度以下に低下した場合、当該蒸発器における冷媒過熱度に基づき、該冷媒過熱度が所定の目標過熱度となるよう前記膨張弁を制御することを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記蒸発器の除霜運転終了後、前記庫内温度に基づく前記膨張弁の制御に復帰することを特徴とする請求項５に記載の冷凍装置。
【請求項７】
前記冷媒回路は、前記圧縮機の冷媒吸込側に接続されたアキュムレータを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちの何れかに記載の冷凍装置。
【請求項８】
前記冷媒回路は、相互に並列接続された複数の前記膨張弁及び前記蒸発器の直列回路を備え、各直列回路が複数の前記ショーケースにそれぞれ設けられ、前記圧縮機から前記各蒸発器にそれぞれ前記膨張弁を介して冷媒を供給することを特徴とする請求項１乃至請求項７のうちの何れかに記載の冷凍装置。
【請求項９】
前記各蒸発器の出口側にはそれぞれ開閉弁が設けられ、
前記制御装置は、前記庫内温度が前記第１の温度より低い所定の第４の温度以下に低下した場合、前記開閉弁を閉じることを特徴とする請求項８に記載の冷凍装置。
【請求項１０】
前記冷媒回路である低段側冷媒回路と、該低段側冷媒回路とは独立した高段側冷媒回路とを備え、前記高段側冷媒回路の蒸発器により、前記低段側冷媒回路の高圧側冷媒を冷却することを特徴とする請求項１乃至請求項９のうちの何れかに記載の冷凍装置。
【請求項１１】
前記冷媒回路は、冷媒として二酸化炭素を使用することを特徴とする請求項１乃至請求項１０のうちの何れかに記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機、放熱器、膨張弁及び蒸発器を備えた冷媒回路の前記蒸発器により、ショーケースの陳列室内を冷却して成る冷凍装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えばコンビニエンスストアやスーパーマーケット等の店舗には、陳列室内にて商品を冷却しながら陳列販売するショーケースが複数台設置されている。各ショーケースには陳列室内を冷却するための蒸発器が設置され、この蒸発器には店外等に設置された冷凍機ユニットの圧縮機から冷媒が膨張弁を介して分配供給される構成とされていた。
【０００３】
この場合、圧縮機の制御は低圧側の圧力に基づいて行われ、ショーケースの蒸発器入口側の膨張弁の弁開度は、蒸発器における冷媒過熱度に基づいて制御されていた。この冷媒過熱度による膨張弁の制御は、圧縮機が液冷媒を吸い込まないように行われるものであり（所謂液バック防止）、更に圧縮機の吸込側にはアキュムレータと称されるタンクを設けて、この液バックを阻止していた。
【０００４】
また、各ショーケースの蒸発器出口側には電磁弁（開閉弁）が設けられ、庫内温度が目標とする庫内温度まで低下した場合、この電磁弁を閉じる。そして、全ての電磁弁が閉じられて低圧側の圧力が低下したとき、圧縮機は停止される制御とされていた。
【０００５】
また、近年の地球環境問題からこの種ショーケースにおいても二酸化炭素が冷媒として使用されるようになってきているが、この二酸化炭素を圧縮するためには比較的大型の圧縮機が必要となる。そこで、それぞれ独立した冷媒閉回路を構成する高段側冷媒回路と低段側冷媒回路とをカスケード接続し、高段側冷媒回路の冷媒を蒸発させて低段側冷媒回路の高圧側冷媒を過冷却することにより、低段側冷媒回路の蒸発器で所要の冷凍能力を得る冷凍装置も開発されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−９１０７４号公報
【特許文献２】特開２０００−２０５６７２号公報
【特許文献３】特開平１１−２８１２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、従来の如く庫内温度で電磁弁を閉じた場合、冷媒圧力が大きく変化する。特に、二酸化炭素を冷媒として使用する場合にはこれが顕著となるため、アキュムレータを大型化しない限り、高圧カットなどの安全装置が働いて圧縮機が強制停止に陥ると云う問題があった。一方、係る電磁弁を使用しない場合には、膨張弁で庫内温度を制御する必要があるが、従来では蒸発器における冷媒過熱度で膨張弁は制御されていたため、庫内温度が目標とする庫内温度以下になっても冷却を継続してしまう。
【０００８】
そこで、庫内温度に基づいて膨張弁の弁開度を制御すると、例えば複数のショーケースが圧縮機に接続される場合、冷媒の流れに偏りが生じてしまう可能性があり、圧縮機への液バックの原因となる。また、蒸発器に着霜が生じた場合は熱交換効率が低下するため、庫内温度で膨張弁を制御すると、膨張弁はより冷媒を蒸発器に流す方向に制御されることになる。それにより、蒸発器の着霜は更に成長する方向となるため、蒸発器に過着霜が生じる原因となる危険性があった。
【０００９】
他方、前記特許文献３の如く庫内温度と蒸発器における冷媒過熱度の双方を加味して膨張弁の制御を行うと、制御が極めて複雑になると共に、庫内の過冷却と圧縮機の液バック、蒸発器への過着霜などの問題を解決する制御を実現することは、現実的には極めて困難であった。
【００１０】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、膨張弁の比較的簡単な制御でショーケースの庫内の過冷却や蒸発器への過着霜及び圧縮機への液バック防止、圧縮機の起動／停止回数の低減などを実現することができる冷凍装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明の冷凍装置は、圧縮機、放熱器、膨張弁及び蒸発器を備えた冷媒回路を有し、蒸発器によりショーケースの陳列室内を冷却するものであって、陳列室内の温度である庫内温度を検出する庫内温度検出手段と、蒸発器の冷媒入口温度を検出する冷媒入口温度検出手段と、蒸発器の冷媒出口温度を検出する冷媒出口温度検出手段と、各温度検出手段の出力に基づき、膨張弁を制御する制御装置とを備え、この制御装置は、蒸発器の冷媒出口温度と冷媒入口温度から当該蒸発器における冷媒過熱度を算出し、この冷媒過熱度、又は、庫内温度の何れかに基づき、選択的に膨張弁の弁開度を制御することを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明の冷凍装置は、上記発明において制御装置は、庫内温度が所定の第１の温度以上である場合、蒸発器における冷媒過熱度に基づき、当該冷媒過熱度が所定の目標過熱度となるよう膨張弁を制御すると共に、庫内温度が第１の温度より低くなった場合、庫内温度に基づき、当該庫内温度が所定の目標庫内温度となるよう膨張弁を制御することを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明の冷凍装置は、上記発明において制御装置は、庫内温度に基づいて膨張弁を制御している状態で、庫内温度が第１の温度より高い所定の第２の温度以上に上昇した場合、蒸発器における冷媒過熱度に基づく膨張弁の制御に復帰することを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明の冷凍装置は、上記発明において第２の温度は、目標庫内温度であることを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明の冷凍装置は、請求項１の発明において制御装置は、庫内温度に基づき、当該庫内温度が所定の目標庫内温度となるよう膨張弁を制御すると共に、庫内温度が目標庫内温度より高い所定の第３の温度以上に上昇し、且つ、蒸発器における冷媒過熱度が所定の第１の冷媒過熱度以下に低下した場合、当該蒸発器における冷媒過熱度に基づき、この冷媒過熱度が所定の目標過熱度となるよう膨張弁を制御することを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明の冷凍装置は、上記発明において制御装置は、蒸発器の除霜運転終了後、庫内温度に基づく膨張弁の制御に復帰することを特徴とする。
【００１７】
請求項７の発明の冷凍装置は、上記各発明において冷媒回路は、圧縮機の冷媒吸込側に接続されたアキュムレータを備えることを特徴とする。
【００１８】
請求項８の発明の冷凍装置は、上記各発明において冷媒回路は、相互に並列接続された複数の膨張弁及び蒸発器の直列回路を備え、各直列回路が複数のショーケースにそれぞれ設けられ、圧縮機から各蒸発器にそれぞれ膨張弁を介して冷媒を供給することを特徴とする。
【００１９】
請求項９の発明の冷凍装置は、上記発明において各蒸発器の出口側にはそれぞれ開閉弁が設けられ、制御装置は、庫内温度が第１の温度より低い所定の第４の温度以下に低下した場合、開閉弁を閉じることを特徴とする。
【００２０】
請求項１０の発明の冷凍装置は、上記各発明において前記冷媒回路である低段側冷媒回路と、この低段側冷媒回路とは独立した高段側冷媒回路とを備え、高段側冷媒回路の蒸発器により、低段側冷媒回路の高圧側冷媒を冷却することを特徴とする。
【００２１】
請求項１１の発明の冷凍装置は、上記各発明において冷媒回路は、冷媒として二酸化炭素を使用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、圧縮機、放熱器、膨張弁及び蒸発器を備えた冷媒回路を有し、蒸発器によりショーケースの陳列室内を冷却する冷凍装置において、陳列室内の温度である庫内温度を検出する庫内温度検出手段と、蒸発器の冷媒入口温度を検出する冷媒入口温度検出手段と、蒸発器の冷媒出口温度を検出する冷媒出口温度検出手段と、各温度検出手段の出力に基づき、膨張弁を制御する制御装置とを備え、この制御装置が、蒸発器の冷媒出口温度と冷媒入口温度から当該蒸発器における冷媒過熱度を算出し、この冷媒過熱度、又は、庫内温度の何れかに基づき、選択的に膨張弁の弁開度を制御するようにしたので、例えば、請求項２の発明の如く制御装置が、庫内温度が所定の第１の温度以上である場合、蒸発器における冷媒過熱度に基づき、当該冷媒過熱度が所定の目標過熱度となるよう膨張弁を制御することにより、圧縮機への液バックや蒸発器への過着霜を防止することができる。一方、庫内温度が第１の温度より低くなった場合は、庫内温度に基づいて当該庫内温度が所定の目標庫内温度となるよう膨張弁を制御することにより、陳列室が過冷却されることを防止することができる。
【００２３】
即ち、本発明によれば係る簡単な制御の切り換えにより、圧縮機への液バックと蒸発器の過着霜、陳列室内の過冷却の全てを円滑に解消することができるようになる。また、陳列室内の過冷却が膨張弁により解消されることで、従来の如く蒸発器への冷媒供給を遮断する電磁弁の開閉による冷媒回路の圧力変動を回避することができるようになり、例えば請求項７の発明の如く設けられたアキュムレータの容量が小さく、請求項１１の如く二酸化炭素を冷媒として使用する場合にも、圧縮機の起動・停止回数を削減して安定した陳列室内の冷却を実現することができるようになるものである。
【００２４】
この場合、請求項３の発明の如く制御装置が、庫内温度に基づいて膨張弁を制御している状態で、庫内温度が第１の温度より高い所定の第２の温度以上に上昇した場合、蒸発器における冷媒過熱度に基づく膨張弁の制御に復帰するようにすれば、陳列室内の過冷却の危険性が解消した段階で蒸発器における冷媒過熱度による制御に円滑に復帰できるようになる。特に、請求項４の発明の如く第２の温度を、目標庫内温度とすれば、陳列室内を目標庫内温度に円滑に制御することが可能となる。
【００２５】
他方、請求項１の発明において請求項５の発明の如く制御装置が庫内温度に基づき、当該庫内温度が所定の目標庫内温度となるよう膨張弁を制御することで、同様に陳列室内の過冷却の防止と圧縮機の起動・停止回数の削減を図ることができるようになる。その状態で、庫内温度が目標庫内温度より高い所定の第３の温度以上に上昇し、且つ、蒸発器における冷媒過熱度が所定の第１の冷媒過熱度以下に低下した場合は、当該蒸発器における冷媒過熱度に基づき、この冷媒過熱度が所定の目標過熱度となるよう膨張弁を制御するようにすれば、庫内温度による膨張弁の制御で蒸発器に着霜が生じ、熱交換効率が低下して庫内温度が上昇しているにも拘わらず、蒸発器における冷媒過熱度が低下していることで蒸発器に着霜したことを的確に判定し、以後は蒸発器における冷媒過熱度に基づいた膨張弁の制御に移行できるようになる。
【００２６】
これにより、比較的簡単な制御の切り換えで蒸発器への過着霜と庫内温度の更なる上昇を抑制することが可能となる。この場合、請求項６の発明の如く制御装置が、蒸発器の除霜運転終了後、庫内温度に基づく膨張弁の制御に復帰するようにすれば、蒸発器の除霜後に円滑に庫内温度に基づく膨張弁の制御状態に復帰することができるようになる。
【００２７】
以上のことは請求項８の発明の如く冷媒回路が、相互に並列接続された複数の膨張弁及び蒸発器の直列回路を備え、各直列回路が複数のショーケースにそれぞれ設けられ、圧縮機から各蒸発器にそれぞれ膨張弁を介して冷媒を供給する冷凍装置において特に有効であり、請求項９の発明の如く各蒸発器の出口側にはそれぞれ開閉弁が設けられ、制御装置が、庫内温度が第１の温度より低い所定の第４の温度以下に低下した場合に開閉弁を閉じるときに、冷媒回路のより一層冷媒回路内の圧力変動を抑制することができるようになる。
【００２８】
特に、本発明によれば膨張弁の制御の切り換えで圧縮機の液バックや蒸発器の過着霜、陳列室内の過冷却や冷媒回路の圧力変動を防止若しくは抑制することができるので、請求項９の発明の如き電磁弁を廃止することも可能となる。
【００２９】
また、特に請求項１１の発明の如く二酸化炭素を冷媒として使用する場合に、請求項１０の発明の如き所謂二段冷凍装置の低段側冷媒回路に本発明を提供することで、極めて有効なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明を適用した一実施例の冷凍装置の冷媒回路図である。
【図２】図１の冷凍装置の高段側冷媒回路の各部の圧力分布を示す図である。
【図３】図１の冷凍装置の高段側冷媒回路の高段側圧縮機の制御に係る制御装置のフローチャートである。
【図４】図１の冷凍装置の制御装置による高段側冷媒回路の低圧側圧力の目標値の算出動作を説明するための図である。
【図５】図１の冷凍装置の制御装置による低段側冷媒回路の圧力調整用膨張弁の制御フローチャートである。
【図６】図１の冷凍装置の制御装置による低段側冷媒回路の高圧側圧力の目標値の算出動作を説明するための図である。
【図７】図１の冷凍装置の制御装置による低段側膨張弁の弁開度制御を説明するタイミングチャートである（実施例１）。
【図８】従来のホットアンドコールドタイプのショーケースのオールホットへの切換時の制御を説明する図である。
【図９】図１の冷凍装置のホットアンドコールドタイプのショーケースのオールホットへの切換時の制御の一例を説明する図である。
【図１０】図１の冷凍装置のホットアンドコールドタイプのショーケースのオールホットへの切換時の制御の他の例を説明する図である。
【図１１】図１の冷凍装置のホットアンドコールドタイプのショーケースのオールホットへの切換時の制御のもう一つの他の例を説明する図である。
【図１２】もう一つの従来のホットアンドコールドタイプのショーケースのオールホットへの切換時の制御を説明する図である。
【図１３】図１の冷凍装置のホットアンドコールドタイプのショーケースのオールホットへの切換時の制御の更にもう一つの他の例を説明する図である。
【図１４】図１の冷凍装置のホットアンドコールドタイプのショーケースのオールホットへの切換時の制御の更にもう一つの他の例を説明する図である。
【図１５】図１の冷凍装置の低段側圧縮機の制御の他の例を説明するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図１は本発明を適用した一実施例の冷凍装置１の冷媒回路図である。
【実施例１】
【００３２】
実施例の冷凍装置１は、コンビニエンスストアやスーパーマーケット等の店舗に設置された複数台のショーケース２（２Ａ、２Ｂ。実施例では全部で四台）に、店外に設置された冷凍機ユニット３から冷媒を供給するものであり、一台の高段側冷媒回路４と、この高段側冷媒回路４とは独立した複数（実施例では二系統）の低段側冷媒回路（本発明の冷媒回路）６Ａ、６Ｂとから構成されている。
【００３３】
この実施例の高段側冷媒回路４は、スクロール圧縮機から成る高段側圧縮機７と、この高段側圧縮機７の吐出配管８から分岐した分岐配管９Ａ、９Ｂにそれぞれ接続されて相互に並列となる第１及び第２の（複数の）高段側ガスクーラ（放熱器）１１Ａ、１１Ｂと、第１の高段側ガスクーラ１１Ａの出口配管１２Ａと第２の高段側ガスクーラ１１Ｂの出口配管１２Ｂとの合流点の下流に接続された高段側膨張弁１３と、この高段側膨張弁１３の出口配管５９に接続された第１の高段側蒸発器（本発明の蒸発器）１６Ａと、この第１の高段側蒸発器１６Ａの出口配管１７Ａに接続された第２の高段側蒸発器（本発明の蒸発器）１６Ｂとを備えており、この第２の高段側蒸発器１６Ｂの出口配管１７Ｂが高段側圧縮機７の吸込配管１８に接続されて冷凍サイクルが構成されている。この高段側冷媒回路４には、二酸化炭素が冷媒として所定量封入されている。尚、５８は、出口配管１７Ｂに取り付けられて第２の高段側蒸発器１６Ｂを出た冷媒の温度を検出する温度センサである。
【００３４】
一方、低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂは何れも同一の構成である。即ち、実施例の低段側冷媒回路６Ａ（低段側冷媒回路６Ｂも同様）は、これもスクロール圧縮機から成る低段側圧縮機（本発明の圧縮機）２１と、この低段側圧縮機２１の吐出配管２２に接続された第１の低段側ガスクーラ（本発明の放熱器）２３と、その出口配管２４に接続されて第１の低段側ガスクーラ２３の冷媒下流側となる第２の低段側ガスクーラ（本発明の放熱器）２６と、この第２の低段側ガスクーラ２６の出口配管２７に接続された過冷却用熱交換器２８と、この過冷却用熱交換器２８の出口配管２９に接続された圧力調整用膨張弁３１と、この圧力調整用膨張弁３１の出口配管３２から分岐した分岐配管３３Ａ、３３Ｂにそれぞれ接続された低段側膨張弁（本発明の膨張弁）３４、３４と、各低段側膨張弁３４、３４の出口側にそれぞれ接続された低段側蒸発器（本発明の蒸発器）３６、３６とを備えている。
【００３５】
これら低段側膨張弁３４及び低段側蒸発器３６の直列回路が実施例では二つ相互に並列に接続されており、各直列回路が二台（複数）のショーケース２（２Ａ、２Ｂ）内にそれぞれ設置されるものである。そして、各ショーケース２（２Ａ、２Ｂ）内の低段側蒸発器３６の出口側にはそれぞれ電磁弁（本発明の開閉弁）３７が接続され、各電磁弁３７の出口配管３８が合流された後、入口配管４２を経てアキュムレータ３９に接続され、このアキュムレータ３９の出口側が低段側圧縮機２１の吸込配管４１に接続されて冷凍サイクルが構成されている。アキュムレータ３９は所定容量を有するタンクである。また、各低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂにも、二酸化炭素が冷媒として所定量封入されている。
【００３６】
そして、高段側冷媒回路４の第１の高段側蒸発器１６Ａと低段側冷媒回路６Ａの過冷却用熱交換器２８とが熱交換関係に設けられて第１のカスケード熱交換器４３Ａが構成され、高段側冷媒回路４の第２の高段側蒸発器１６Ｂと低段側冷媒回路６Ｂの過冷却用熱交換器２８とが熱交換関係に設けられて第２のカスケード熱交換器４３Ｂが構成されている。これにより、高段側冷媒回路４の第１の高段側蒸発器１６Ａ及び第２の高段側蒸発器１６Ｂにより、低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂの過冷却用熱交換器２８を流れる高圧側冷媒を冷却する。また、上記分岐配管３３Ａ、３３Ｂと出口配管３８が冷凍機ユニット３から各ショーケース２（２Ａ、２Ｂ）に渡る配管となる。
【００３７】
図中、４４は各低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂの低段側圧縮機２１の吐出配管２２に取り付けられた圧力センサであり、低段側圧縮機２１から吐出された高圧側冷媒の圧力を検出する。図中５６は、高段側圧縮機７の吐出配管８に取り付けられて高段側圧縮機７の吐出圧力（高段側冷媒回路４の高圧側圧力）を検出する圧力センサであり、５８は出口配管１７Ｂに取り付けられて高段側圧縮機７の吸込圧力（高段側冷媒回路４の低圧側圧力）を検出する圧力センサである。
【００３８】
図中５１、５２は第１及び第２のガスクーラ用送風機であり、第１のガスクーラ用送風機５１は各高段側ガスクーラ１１Ａ、１１Ｂと第１の低段側ガスクーラ２３に通風してそれらを空冷し、第２のガスクーラ用送風機５２は第２の低段側ガスクーラ２６に通風して空冷する。また、図中５３は外気温度を検出する温度センサである。
【００３９】
更に、図中４８は冷凍機ユニット３側の制御装置であり、各センサ４４、５３、５６、５８等の出力に基づいて高段側冷媒回路４の高段側圧縮機７の運転周波数、高段側膨張弁１３の弁開度、低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂの低段側圧縮機２１の運転周波数、圧力調整用膨張弁３１の弁開度、各ガスクーラ用送風機５１、５２の運転を制御する。
【００４０】
また、各ショーケース２（２Ａ、２Ｂ）にもショーケース側の制御装置（本発明の制御装置）５７が設けられている。更に、ショーケース２（２Ａ、２Ｂ）の低段側蒸発器３６の冷媒入口側には、この低段側蒸発器３６の冷媒入口温度を検出する冷媒入口温度センサ（冷媒入口温度検出手段）４６が取り付けられ、低段側蒸発器３６の冷媒出口側には、この低段側蒸発器３６の冷媒出口温度を検出する冷媒出口温度センサ（冷媒出口温度検出手段）４７が取り付けられている。
【００４１】
図中６１はショーケース２（２Ａ、２Ｂ）の陳列室内の温度である庫内温度を検出する庫内温度センサ（庫内温度検出手段）である。図中６２は低段側蒸発器３６と熱交換した冷気を各ショーケース２（２Ａ、２Ｂ）の陳列室内に循環するための冷気循環用送風機であり、制御装置５７はこれら各センサ４６、４７、６１等の出力に基づいて低段側膨張弁３４の弁開度、電磁弁３７の開閉、冷気循環用送風機６２の運転を制御する。
【００４２】
ここで、図中２Ａで示すショーケースは、実施例では陳列室内を冷却して使用する状態と、加熱して使用する状態を切り換えることができる所謂ホットアンドコールドタイプのショーケースであり、陳列室内に架設された棚等に当該陳列室内を加熱する電気ヒータ６３が設けられている。更に、２Ｂで示すショーケースは、商品の納出の際に作業者が陳列室の後側に構成されたストックルームに入って作業する所謂ウィークインタイプのショーケースであり、このショーケース２Ｂにはウォークインタイマを制御するためのスイッチ６４が設けられている。そして、これら電気ヒータ６３はショーケース２Ａの制御装置５７で制御され、スイッチ６４はショーケース２Ｂの制御装置５７に接続されている。
【００４３】
尚、ショーケース２側の制御装置５７と冷凍機ユニット３の制御装置４８は、店舗に設けられる統合制御装置ＳＭ（図１０に示す）により集中制御され、互いに連携して動作するものである。
【００４４】
（１）高段側冷媒回路４の動作
以上の構成で、制御装置４８により高段側冷媒回路４の高段側圧縮機７、低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂの低段側圧縮機２１、各ガスクーラ用送風機５１、５２が運転されると、高段側圧縮機７で圧縮された高温高圧の冷媒（二酸化炭素）が吐出配管８に吐出され、分岐配管９Ａ、９Ｂに分流された後、各高段側ガスクーラ１１Ａ、１１Ｂに流入する。各高段側ガスクーラ１１Ａ、１１Ｂに流入した冷媒は、ガスクーラ用送風機５１により超臨界状態で冷却され、温度が低下する。
【００４５】
第１の高段側ガスクーラ１１Ａ及び第２の高段側ガスクーラ１１Ｂで冷却された冷媒は、出口配管１２Ａ、１２Ｂを経て合流した後、高段側膨張弁１３に流入し、そこで絞られた後（減圧）、第１のカスケード熱交換器４３Ａを構成する第１の高段側蒸発器１６Ａに流入して蒸発し、第１の低段側冷媒回路６Ａの過冷却用熱交換器２８を流れる冷媒を冷却する（過冷却）。
【００４６】
この第１の高段側蒸発器１６Ａを出た冷媒は、出口配管１７Ａを経て第２のカスケード熱交換器４３Ｂを構成する第２の高段側蒸発器１６Ｂに流入して蒸発し、第２の低段側冷媒回路６Ｂの過冷却用熱交換器２８を流れる冷媒を冷却する（過冷却）。そして、この第２の高段側蒸発器１６Ｂを出た冷媒は、出口配管１７Ｂを経て吸込配管１８から高段側圧縮機７に吸い込まれる循環を繰り返す。
【００４７】
ここで、図２は係る高段側冷媒回路４の各部の圧力分布を示している。図中の菱形は圧力センサ５８が検出する高段側圧縮機７の吸込圧力Ｐｓ（低圧側圧力）の目標値、四角は圧力センサ５６が検出する高段側圧縮機７の吐出圧力Ｐｄ（高圧側圧力）の目標値、三角は高段側圧縮機７の圧縮比、丸は高段側冷媒回路４に封入された冷媒量を示している。
【００４８】
従来高段側冷媒回路４の低圧側圧力（高段側圧縮機７の吸込圧力Ｐｓ）の目標値は、例えば４ＭＰａ固定としており、この目標値となるように高段側圧縮機７の運転周波数を制御していたため、外気温度の変化に伴って変動する最適冷媒封入量の影響を受けていた。特に、実施例の高段側冷媒回路４には高段側圧縮機７の冷媒吸込側にアキュムレータを設けていないので、この影響は顕著であり、高段側圧縮機７が最適な圧縮比条件で運転できなくなり、効率が悪化していた。
【００４９】
一方、図２のように高段側圧縮機７の吸込圧力Ｐｓ（低圧側圧力）の目標値を外気温度に応じて適正に設定することで、高段側圧縮機７の圧縮機を最適な比率（２．１〜２．２）に維持することができることが分かる。そこで、制御装置４８は温度センサ５３が検出する外気温度Ｔａに応じて高段側冷媒回路４の低圧側圧力の目標値（高段側圧縮機７の吸込圧力Ｐｓの目標値）を適切に設定して高段側圧縮機７を制御する。以下にその具体的な制御方法を説明する。
【００５０】
（１−１）高段側圧縮機７の制御
図３は高段側冷媒回路４の高段側圧縮機７の制御に係る制御装置４８のフローチャートを示している。制御装置４８は図３のステップＳ１で低段側冷媒回路６Ａ又は６Ｂの低段側圧縮機２１が運転され、その運転周波数が所定の値（例えば４０Ｈｚ）以上となっており、且つ、温度センサ５３が検出する外気温度Ｔａが所定の温度（例えば＋１５℃）以上であるか否か判断する。そして、何れかの低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂの低段側圧縮機２１の運転周波数が所定の値（４０Ｈｚ）以上となっており、且つ、温度センサ５３が検出する外気温度Ｔａが＋１５℃以上である場合、ステップＳ２で高段側膨張弁１３を起動時の開度に設定する。
【００５１】
次に、ステップＳ３で第１のガスクーラ用送風機５１を起動し、所定時間（例えば２分）待ち、２分経過後、ステップＳ４で温度センサ５３により外気温度Ｔａを検知し、そのときの外気温度Ｔａに基づいて高段側圧縮機７の起動時の運転周波数を演算する。この場合制御装置４８は、例えば外気温度Ｔａが３５℃以上の場合、高段側圧縮機７の起動時の運転周波数を７５Ｈｚとし、３５℃＞Ｔａ≧３０℃の場合は６５Ｈｚ、３０℃＞Ｔａ≧２５℃の場合は５５Ｈｚ、２５℃＞Ｔａ≧２０℃の場合は４５Ｈｚ、２０℃＞Ｔａ≧１５℃の場合は３５Ｈｚという具合に、外気温度Ｔａが高い程高くする方向で高段側圧縮機７の起動時の運転周波数を算出する。
【００５２】
そして、ステップＳ５で高段側圧縮機７を起動し、ステップＳ４で演算した起動時の運転周波数まで運転周波数を上昇させる。そして、ステップＳ６で所定時間（例えば５分）待機し、ステップＳ７で高段側冷媒回路４の低圧側圧力の目標値（高段側圧縮機７の吸込圧力Ｐｓの目標値）の設定を行う。
【００５３】
この場合、制御装置４８はステップＳ４で温度センサ５３により検知した外気温度Ｔａとそのときの高段側冷媒回路４の最適な低圧側圧力との関係を示す情報を予め保有している。ここで、本発明において高段側冷媒回路４の低圧側圧力の最適値とは、前述した図２において高段側圧縮機７の圧縮比が最適な値（２．１〜２．２）となる高段側冷媒回路４の低圧側圧力を意味する。図４の近似式（ｙ＝０．０５２５ｘ＋２．６１５５。Ｒ2（決定係数）＝０．９９９４）はこの高段側冷媒回路４の最適な低圧側圧力と外気温度との関係を示す情報である。図４の横軸（ｘ）は外気温度、縦軸（ｙ）は高段側冷媒回路４の低圧側圧力（高段側圧縮機７の吸込圧力）の最適値であり、この近似式は予め実験により求めておく。例えば、外気温度（ｘ）＝＋３０℃の環境では、低圧側圧力の最適値（ｙ）＝４．２ＭＰａ程となることが分かる。
【００５４】
制御装置４８はステップＳ７でこの近似式を用い、外気温度Ｔａからそのときの高段側冷媒回路４の最適な低圧側圧力（低圧側圧力の最適値）を算出して、当該算出した低圧側圧力を目標値として設定する。例えば、外気温度Ｔａが＋２０℃のときの目標値（最適な低圧側圧力）は３．７ＭＰａ程となり、＋３０℃のときの目標値は前述した４．２ＭＰａ程となる。但し、制御装置４８は外気温度Ｔａが＋１５℃以下のときは目標値を３．５ＭＰａに固定し、＋３５℃以上のときは４．７ＭＰａに固定する。そして、高段側冷媒回路４の低圧側圧力の制御を開始する。
【００５５】
この場合制御装置４８は、ステップＳ８で先ず高段側圧縮機７の停止判定を行う。この停止判定の手順は以下の通りである。即ち、（条件１）高段側圧縮機７が最低運転周波数である状態が所定時間（例えば１０分）継続しており、且つ、第１及び第２の高段側ガスクーラ１１Ａ、１１Ｂの温度（別途温度センサで検出する。外気温度でも代用可能）が所定の温度（例えば＋１０℃）以下であること、（条件２）低段側圧縮機２１が２台共停止していること、（条件３）各ショーケース２（２Ａ、２Ｂ）の低段側蒸発器３６の除霜時、のうちの何れかの条件が成立している場合、制御装置４８は高段側圧縮機７を停止させるものと判定する。
【００５６】
ステップＳ８で高段側圧縮機７を停止させると判定した場合、制御装置４８はステップＳ９に進み、所定の停止工程に入る。そして、ステップＳ１０で所定時間（例えば１０分）待機した後、スタートに戻る。以後、ステップＳ１で再び外気温度Ｔａが所定の温度（例えば＋１５℃）以上となり、且つ、何れかの低段側冷媒回路６、６Ａの低段側圧縮機２１が運転されてその運転周波数が所定の値（例えば４０Ｈｚ）以上となった場合、制御装置４８はステップＳ２以降に進んで高段側圧縮機７を再起動させることになる。
【００５７】
一方、ステップＳ８で高段側圧縮機７を停止させる判定条件が成立していない場合、制御装置４８はステップＳ１１に進んで圧力センサ５８により、高段側冷媒回路４の低圧側圧力を検知する。そして、ステップＳ７で設定した低圧側圧力の目標値とステップＳ１１で検知した現在の低圧側圧力をステップＳ１２で比較し、それらの差（目標値−現在値）の絶対値が所定の小さい値（例えば０．１ＭＰａ）以内であるか否か判断する。そして、差が０．１以内であればステップＳ１３に進み、高段側圧縮機７の運転周波数の変更指示無しとする（運転周波数を変更しない）。
【００５８】
一方、低圧側圧力の目標値と現在の低圧側圧力との差の絶対値が０．１より大きい場合、制御装置４８はステップＳ１２からステップＳ１４に進む。このステップＳ１４では、現在の低圧側圧力（現在値）が目標値より低いか否か判断し、現在の低圧側圧力（現在値）がステップＳ７で設定した目標値より低い場合、ステップＳ１５に進んで高段側圧縮機７の運転周波数を所定ステップ減少させる。逆に、ステップＳ１４で現在の低圧側圧力（現在値）が目標値以上である場合、ステップＳ１６に進んで高段側圧縮機７の運転周波数を所定ステップ増加させる。
【００５９】
以上のステップＳ１２〜ステップＳ１６までの処理は低圧側圧力の目標値と現在値との偏差に基づくＰＩＤ制御で実現される。このようにして制御装置４８は、高段側冷媒回路４の低圧側圧力をステップＳ７で設定した目標値に制御する。
【００６０】
次に、制御装置４８はステップＳ１７に進み、所定時間（例えば３０ｓｅｃ）待機する。その後、ステップＳ１８で温度センサ５３により外気温度Ｔａを検知し、ステップＳ７で高段側冷媒回路４の低圧側圧力の目標値を設定したときの外気温度Ｔａと、ステップＳ１８で検知した外気温度（現行外気温度）との差（設定外気温度−現行外気温度）の絶対値が所定の小さい値（例えば、２Ｋ）以内か否かをステップＳ１９で判断する。そして、差の絶対値が２Ｋ以内であった場合、ステップＳ２０に進んで高段側冷媒回路４の低圧側圧力の目標値を現在の値に維持し（現状維持）、ステップＳ８に戻る。
【００６１】
ステップＳ１９で差の絶対値が２Ｋより大きかった場合、制御装置４８はステップＳ２１に進み、高段側冷媒回路４の低圧側圧力の目標値を更新する。この場合も制御装置４８は、図４の近似式を用い、ステップＳ１８で検知した外気温度Ｔａからそのときの高段側冷媒回路４の最適な低圧側圧力（低圧側圧力の最適値）を算出して、当該算出した低圧側圧力を目標値として設定し（更新）、ステップＳ８に戻る。
【００６２】
このように、外気温度Ｔａに応じて高段側冷媒回路４の低圧側圧力（高段側圧縮機７の吸込圧力Ｐｓ）の目標値を適切に設定し、係る目標値となるように高段側圧縮機７の運転周波数を制御するようにしたので、外気温度の変化に伴って変動する最適冷媒封入量の影響を排除し、実施例のようにアキュムレータを設けていない場合にも、高段側冷媒回路４の高段側圧縮機７を高効率で運転制御することができるようになる。
【００６３】
（２）低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂの動作
一方、第１の低段側冷媒回路６Ａ（第２の低段側冷媒回路６Ｂも同様）の低段側圧縮機２１で圧縮された高温高圧の冷媒（二酸化炭素）は吐出配管２２に吐出され、第１の低段側ガスクーラ２３に流入する。この第１の低段側ガスクーラ２３に流入した冷媒は、ガスクーラ用送風機５１により超臨界状態で冷却され、温度が低下した後、出口配管２４を経て次に第２の低段側ガスクーラ２６に流入する。この第２の低段側ガスクーラ２６に流入した冷媒は、ガスクーラ用送風機５２により超臨界状態で冷却され、温度が更に低下した後、出口配管２７を経て第１のカスケード熱交換器４３Ａ（第２の低段側冷媒回路６Ｂの場合は第２のカスケード熱交換器４３Ｂ）を構成する過冷却用熱交換器２８に流入する。
【００６４】
この過冷却用熱交換器２８に流入した冷媒は、第１の高段側蒸発器１６Ａ（第２の低段側冷媒回路６Ｂの場合は第２の高段側蒸発器１６Ｂ）内で蒸発する高段側冷媒回路４の冷媒により冷却（過冷却）されて更に温度が低下した後、出口配管２９を経て圧力調整用膨張弁３１に至る。
【００６５】
この圧力調整用膨張弁３１で低段側冷媒回路６Ａ（６Ｂ）の高圧側冷媒は絞られ、出口配管３２を経て分岐配管３３Ａ、３３Ｂに分流し、冷凍機ユニット３から出て各ショーケース２（２Ａ、２Ｂ）に入る。分岐配管３３Ａ、３３Ｂを流れる冷媒は各ショーケース２（２Ａ、２Ｂ）の低段側膨張弁３４に至り、そこで絞られた後、低段側蒸発器３６に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で各ショーケース２（２Ａ、２Ｂ）の陳列室内は所定の温度に冷却される。
【００６６】
そして、これらショーケース２（２Ａ、２Ｂ）の低段側蒸発器３６を出た冷媒は、電磁弁３７（ショーケース２（２Ａ、２Ｂ）を冷却する場合、電磁弁３７は開放されているものとする）、出口配管３８を経て合流し、入口配管４２からアキュムレータ３９に流入する。アキュムレータ３９に流入した冷媒はそこで気液分離され、ガス冷媒が吸込配管４１を経て低段側圧縮機２１に吸い込まれる循環を繰り返す。
【００６７】
制御装置４８は、圧力センサ５６が検出する高段側冷媒回路４の高圧側圧力に基づいて膨張弁１３の弁開度を後述する低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂの圧力調整用膨張弁３１の制御と同様に制御することにより、高段側冷媒回路４の高圧側圧力を適正な値（高段側冷媒回路４の高圧側圧力の目標値）に制御する。
【００６８】
このように、各カスケード熱交換器４３Ａ、４３Ｂの高段側蒸発器１６Ａ、１６Ｂにおいて高段側冷媒回路４の冷媒を蒸発させ、過冷却用熱交換器２８を流れる各低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂの高圧側冷媒を過冷却することにより、二酸化炭素を冷媒として使用する場合にも、各冷媒回路４、６Ａ、６Ｂの圧縮機７、２１として比較的大型（大能力）の圧縮機を使用すること無く、各ショーケース２（２Ａ、２Ｂ）の低段側蒸発器３６において所要の冷却能力を得ることが可能となる。
【００６９】
また、低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂの低段側蒸発器３６を出た冷媒は、当該低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂの高圧側冷媒と熱交換すること無く、低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂの低段側圧縮機２１に吸い込まれる構成とされているので、特に外気温度が高くなる夏期等に、低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂの高圧側圧力の異常上昇を防止することができるようになると共に、低段側圧縮機２１に密度の濃い冷媒を吸い込ませることができるので、効率も向上することになる。
【００７０】
この場合、低段側圧縮機２１の吸込側にはアキュムレータ３９が設けられているので、低段側圧縮機２１への液バックは防止される。また、アキュムレータ３９は液溜めとして機能するので、低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂに十分な量の二酸化炭素冷媒を封入することが可能となる。
【００７１】
また、カスケード熱交換器４３Ａ、４３Ｂは、低段側ガスクーラ２６を出た冷媒を過冷却するので、低段側ガスクーラ２４、２６で冷却された低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂの二酸化炭素冷媒をカスケード熱交換器４３Ａ、４３Ｂにて更に過冷却することになり、更なる冷却能力を改善を図ることができるようになる。
【００７２】
更に、この実施例では二系統の低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂと、各低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂにそれぞれ設けられた二つのカスケード熱交換器４３Ａ、４３Ｂを備えているので、一つの高段側冷媒回路４にて二系統（複数）の低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂの高圧側冷媒を過冷却することができるようになる。
【００７３】
また、高段側冷媒回路４の各高段側蒸発器１６Ａ、１６Ｂを出た冷媒を、当該高段側冷媒回路４の高圧側冷媒と熱交換させること無く、高段側冷媒回路４の高段側圧縮機７に吸い込ませているので、特に外気温度が高くなる夏期等に、高段側冷媒回路４の高圧側圧力の異常上昇を防止することができるようになる。また、高段側圧縮機７に密度の濃い冷媒を吸い込ませることができるので、効率も向上する。
【００７４】
（２−１）圧力調整用膨張弁３１の制御
次に、図５及び図６を参照しながら、制御装置４８による各低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂの圧力調整用膨張弁３１の弁開度制御について説明する。尚、前述した如く高段側冷媒回路４の制御装置４８も、圧力センサ５６が検出する高段側冷媒回路４の高圧側圧力に基づいて膨張弁１３の弁開度を、ここで説明する低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂの圧力調整用膨張弁３１の制御と同様に制御することにより、高段側冷媒回路４の高圧側圧力を適正な値（高段側冷媒回路４の高圧側圧力の目標値）に制御するものとする。実施例で制御装置４８は、外気温度に基づいて低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂの最適な高圧側圧力を算出し、それを目標値として各圧力調整用膨張弁３１の弁開度を制御する。即ち、制御装置４８は図５のフローチャートのステップＳ２２で圧力調整用膨張弁３１の弁開度を所定の起動時開度に設定する。次に、ステップＳ２３で低段側圧縮機２１を起動し、ステップＳ２４で所定時間（例えば１０分）待機する。次に、ステップＳ２５で、温度センサ５３が検出する外気温度Ｔａを検知し、ステップＳ２６でこの外気温度Ｔａに基づき、低段側冷媒回路６Ａ（６Ｂ）の高圧側圧力の目標値を設定する。
【００７５】
この場合、制御装置４８は外気温度Ｔａとそのときの低段側冷媒回路６Ａ（６Ｂ）の最適な高圧側圧力との関係を示す情報を予め保有している。ここで、本発明において高圧側圧力の最適値とは、効率ＣＯＰが最大、若しくは、それに近い値となる低段側冷媒回路６Ａ（６Ｂ）の高圧側圧力を意味する。図６中の近似式（ｙ＝０．１３４７ｘ＋５．４１３２。Ｒ2（決定係数）＝０．９８４６）はこの低段側冷媒回路６Ａ（６Ｂ）の最適な高圧側圧力と外気温度との関係を示す情報である。図６の横軸（ｘ）は外気温度、縦軸（ｙ）は当該冷凍装置１の低段側冷媒回路６Ａ（６Ｂ）の高圧側圧力（低段側圧縮機２１の吐出された高圧側冷媒の圧力）の最適値であり、この近似式は予め実験により求めておく。例えば、外気温度（ｘ）＝＋３８℃の環境では、高圧側圧力の最適値（ｙ）＝１０．５ＭＰａとなることが分かる。
【００７６】
制御装置４８はステップＳ２６でこの近似式を用い、外気温度Ｔａからそのときの最適な高圧側圧力（高圧側圧力の最適値）を算出して、当該算出した高圧側圧力を目標値として設定する。例えば、外気温度＋２０℃のときの目標値（最適な高圧側圧力）は８．１ＭＰａ程となり、＋３０℃のときの目標値は９．５ＭＰａ程となる。但し、制御装置４８は外気温度Ｔａが＋８℃以下のときは目標値を６．５ＭＰａに固定し（スクロールの転覆防止の為）、＋４０℃以上のときは１０．８ＭＰａに固定する。また、低段側圧縮機２１の吐出温度（別途温度センサで検出する）が所定の高い値（例えば１１８℃）以上に上昇し、その状態が所定時間（例えば３分）継続した場合、高圧側圧力の目標値を０．１ＭＰａ下げる。
【００７７】
次に、制御装置４８はステップＳ２７で圧力センサ４４が検出する現在の高圧側圧力を検知する。次に、ステップＳ２８で前記目標値（最適な高圧側圧力）と現在の高圧側圧力（現在値）との差（目標値−現在値）の絶対値（ａｂｓ）が所定値（例えば０．１ＭＰａ）以下か否か判断し、差が所定値以下である（差が無いか、小さい）場合には、ステップＳ２９に進んで圧力調整用膨張弁３１の弁開度の変更する指示を行わないこととする（圧力調整用膨張弁３１の弁開度は維持される）。
【００７８】
次に、ステップＳ３０で所定時間（例えば、３０秒）待機した後、ステップＳ３１で再度温度センサ５３が検出する外気温度Ｔａを検知する。そして、ステップＳ３２で前記目標値を設定したときの外気温度（ステップＳ２５における外気温度。設定外気温度）と、現在の外気温度Ｔａ（ステップＳ３１で検知した現行外気温度）との差（設定外気温度−現行外気温度）が所定値（例えば、プラスマイナス２Ｋ）の範囲以内か否か判断する。そして、差が所定値（プラスマイナス２Ｋ）以内である場合は、ステップＳ３３で高圧側圧力の目標値を維持し、ステップＳ２７に戻る。
【００７９】
ステップＳ３２で差（設定外気温度−現行外気温度）が所定値以内では無かった場合、制御装置４８はステップＳ３４に進んで図６の近似式を用い、再度そのときの外気温度Ｔａ（現行外気温度）における最適な高圧側圧力を算出し、当該算出した高圧側圧力を目標値として設定（更新）する。そして、ステップＳ２７に戻る。このようにして制御装置４８は外気温度Ｔａの変化に追従して低段側冷媒回路６Ａ（６Ｂ）の高圧側圧力の目標値を更新していく。
【００８０】
一方、ステップＳ２８で前記目標値と現在の高圧側圧力（現在値）との差（目標値−現在値）の絶対値が所定値（０．１ＭＰａ）以下では無かった場合（差が大きい）、制御装置４８はステップＳ３５に進んで、差（目標値−現在値）が所定値（例えば、０．１ＭＰａ）より大きいか否か判断する。
【００８１】
そして、現在の高圧側圧力（現在値）が低く、差（目標値−現在値）が所定値（０．１ＭＰａ）より大きい場合、制御装置４８はステップＳ３６に進んで圧力調整用膨張弁３１の弁開度を所定パルス（ｘｘｐｌｓ）閉める。これにより、低段側冷媒回路６Ａ（６Ｂ）の高圧側冷媒は、カスケード熱交換器４３Ａ（４３Ｂ）の過冷却用熱交換器２８を出たところでより堰き止められるかたちとなるので、低段側冷媒回路６Ａ（６Ｂ）の高圧側圧力は上昇する。
【００８２】
一方、現在の低段側冷媒回路６Ａ（６Ｂ）の高圧側圧力（現在値）が高く、差（目標値−現在値）が所定値（０．１ＭＰａ）以下である場合、制御装置４８はステップＳ３７に進んで圧力調整用膨張弁３１の弁開度を所定パルス（ｘｘｐｌｓ）開く。これにより、カスケード熱交換器４３Ａ（４３Ｂ）の過冷却用熱交換器２８を出た低段側冷媒回路６Ａ（６Ｂ）の高圧側冷媒は、より流れ易くなるので、低段側冷媒回路６Ａ（６Ｂ）の高圧側圧力は低下する。
【００８３】
以上を繰り返して制御装置４８は圧力調整用膨張弁３１により低段側冷媒回路６Ａ（６Ｂ）の高圧側圧力を最適な値に制御する。即ち、低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂの高圧側圧力を調整するための圧力調整用膨張弁３１を設け、制御装置４８により低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂの高圧側圧力に基づき、最適な当該高圧側圧力を目標値として圧力調整用膨張弁３１を制御するようにしたので、低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂの高圧側冷媒の比エンタルピ差を確保し、冷却能力の向上と効率の改善を図ることができるようになる。
【００８４】
特に、制御装置４８に外気温度Ｔａとそのときの最適な高圧側圧力との関係を示す情報（近似式）を予め保有させておき、外気温度に基づいて高圧側圧力の目標値を算出するようにしたので、圧力調整用膨張弁３１により円滑に低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂの高圧側圧力を最適な値に制御することが可能となる。
【００８５】
（２−２）低段側膨張弁３４の制御
次に、図７を参照しながら、制御装置５７による各ショーケース２（２Ａ、２Ｂ）の低段側膨張弁３４の弁開度制御について説明する。図７は制御装置５７による低段側膨張弁３４の制御の様子を示すタイミングチャートであり、最上段はショーケース２（ショーケース２Ａ、２Ｂも同様）の庫内温度センサ６１が検出する陳列室内の温度である現在の庫内温度ＰＴ、上から二段目は低段側蒸発器３６における冷媒過熱度ＰＳＨ、上から三段目は低段側膨張弁３４の弁開度、最下段は電磁弁３７の開閉状態をそれぞれ示している。
【００８６】
尚、制御装置５７は冷媒出口温度センサ４７が検出する低段側蒸発器３６の冷媒出口温度と冷媒入口温度センサ４６が検出する低段側蒸発器３６の冷媒入口温度から、それらの差（冷媒出口温度−冷媒入口温度）である現在の冷媒過熱度ＰＳＨを算出する。また、制御装置５７には各ショーケース２（２Ａ、２Ｂ）の庫内温度の目標値である目標庫内温度ＳＴ（例えば＋５℃。本発明における第２の温度）が設定されており、更に実施例では目標庫内温度ＳＴより１Ｋ低い温度（ディファレンシャル）を第１の温度Ｔ１、４Ｋ低い温度をサーモオフ温度ＴＯＦＦ（第４の温度）として設定している。また、低段側蒸発器３６における冷媒過熱度の目標値である目標過熱度ＳＳＨ（例えば５Ｋ）も設定されているものとする。
【００８７】
今、庫内温度センサ６１が検出する庫内温度ＰＴが目標庫内温度ＳＴより高い状態であるものとすると、制御装置５７は前述の如く算出した低段側蒸発器３６における現在の冷媒過熱度ＰＳＨと目標過熱度ＳＳＨに基づいて低段側膨張弁３４の弁開度を制御する。この場合、制御装置５７は目標過熱度ＳＳＨと冷媒過熱度ＰＳＨとの偏差ｅに基づくＰＩＤ制御によって冷媒過熱度ＰＳＨが目標過熱度ＳＳＨとなるように低段側膨張弁３４の弁開度（制御量）を制御する。これにより、低段側圧縮機２１への液バックが防止される。
【００８８】
この状態から庫内温度ＰＴが低下していき、前述した第１の温度Ｔ１より低くなった場合、制御装置５７は庫内温度センサ６１が検出する庫内温度ＰＴに基づいて低段側膨張弁３４の弁開度を制御する状態に切り換える。この場合、制御装置５７は目標庫内温度ＳＴと現在の庫内温度ＰＴとの偏差ｅに基づくＰＩＤ制御によって庫内温度ＰＴが目標庫内温度ＳＴとなるように低段側膨張弁３４の弁開度（制御量）を制御する。
【００８９】
これにより、庫内温度ＰＴは上昇に転じる。尚、制御装置５７は庫内温度ＰＴが前述したサーモオフ温度ＴＯＦＦまで低下した場合、電磁弁３７を閉じて陳列室内の商品の凍結を防止するものであるが、制御装置５７は庫内温度ＰＴが第１の温度Ｔ１を下回った時点から庫内温度ＰＴと目標庫内温度ＳＴに基づく低段側膨張弁３４の制御に切り換えるので、陳列室内が過冷却されてしまう不都合が防止されると共に、電磁弁３７が閉じられる状況も抑制されることになる（実施例では閉じられない）。
【００９０】
この庫内温度ＰＴと目標庫内温度ＳＴに基づく制御では、低段側膨張弁３４の弁開度は徐々に低下（絞る）していくことになる。それにより、低段側蒸発器３６に流入する冷媒量は減少するので、庫内温度ＰＴは上昇していき、やがて目標庫内温度ＳＴまで上昇する。制御装置５７は庫内温度ＰＴが目標庫内温度ＳＴ以上に上昇した時点で、低段側膨張弁３４の弁開度を、低段側蒸発器３６における冷媒過熱度に基づいて制御する状態に復帰する。
【００９１】
このように、各ショーケース２（２Ａ、２Ｂ）の制御装置５７は、庫内温度ＰＴが第１の温度Ｔ１以上である場合、低段側蒸発器３６における冷媒過熱度ＰＳＨに基づき、当該冷媒過熱度ＰＳＨが目標過熱度ＳＳＨとなるよう低段側膨張弁３４を制御するので、低段側圧縮機２１への液バックや低段側蒸発器３６への過着霜を防止することができる。一方、庫内温度ＰＴが第１の温度Ｔ１より低くなった場合は、庫内温度ＰＴに基づいて当該庫内温度ＰＴが目標庫内温度ＳＴとなるよう低段側膨張弁３４を制御するので、陳列室が過冷却されることを防止することができる。
【００９２】
即ち、係る簡単な制御の切り換えにより、低段側圧縮機２１への液バックと低段側蒸発器３６の過着霜、陳列室内の過冷却の全てを円滑に解消することができるようになる。また、陳列室内の過冷却が低段側膨張弁３４により解消されることで、電磁弁３７の開閉による低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂの圧力変動を回避することができるようになる。これにより、アキュムレータ３９の容量が小さく、二酸化炭素を冷媒として使用する場合にも、低段側圧縮機２１が高圧カットなどの安全装置（図示せず）によって強制停止されてしまう不都合を抑制し、低段側圧縮機２１の起動・停止回数を削減して安定した陳列室内の冷却を実現することができるようになる。
【００９３】
この場合、制御装置５７は庫内温度ＰＴに基づいて低段側膨張弁３４を制御している状態で、庫内温度ＰＴが目標庫内温度ＳＴ（第１の温度Ｔ１より高い所定の第２の温度）以上に上昇した場合、低段側蒸発器３６における冷媒過熱度ＰＳＨに基づく低段側膨張弁３４の制御に復帰するので、陳列室内の過冷却の危険性が解消した段階で低段側蒸発器３６における冷媒過熱度ＰＳＨによる制御に円滑に復帰できるようになる。特に、この復帰温度（第２の温度）を目標庫内温度ＳＴにしているので、陳列室内を目標庫内温度ＳＴに円滑に制御することが可能となる。
【００９４】
（３）ショーケース２Ａの制御
前述した如くショーケース２Ａは電気ヒータ６３を備えたホットアンドコールドタイプのショーケースであり、切替スイッチ６６（図８他）の操作によって陳列室内を加熱して使用する状態（オールホット）に切り替えられた場合、ショーケース２Ａの制御装置５７は低段側膨張弁３４及び電磁弁３７を閉じて低段側蒸発器３６への冷媒供給を停止し、電気ヒータ６３を発熱させて陳列室内を加熱（加温）することになる。
【００９５】
しかしながら、従来では図８の如く切替スイッチ６６がオールホットに切り替えられた時点で低段側膨張弁３４の弁開度を低下させ、電磁弁３７を閉じていたため、低段側冷媒回路６Ｂ内の低圧側圧力の変動が大きくなる。そのため、アキュムレータ３９の容量が小さい場合には、高圧側圧力が急激に上昇し、低段側圧縮機３４の回転数低減制御が間に合わなくなって、高圧カットなどの安全装置により低段側圧縮機２１が強制停止される。低段側圧縮機２１が強制的に停止されると過電流異常などが発生する危険性があった。
【００９６】
（３−１）高圧カット防止制御１
そこで、この実施例では図９に示す如く切換スイッチ６６の操作でショーケース２Ａがオールホットの使用状態に切り替えられた場合、ショーケース２Ａの制御装置５７は、その時点から低段側膨張弁３４の弁開度を低下させていき、所定の開度（例えば制御上の最低開度）に所定時間固定した後、全閉とする。また、電磁弁３７についても直ぐには閉じず、低段側膨張弁３４を全閉とするタイミングまで遅延させた後、閉じる。
【００９７】
これにより、低段側冷媒回路６Ｂ内の冷媒の圧力変動が抑制されるので、ショーケース２Ｂの電磁弁３７が開いている限り、低段側圧縮機２１は引き続き通常の動作範囲で運転を継続されることになる（実際には回転数が低下することになる）。
【００９８】
（３−２）高圧カット防止制御２
この場合、図１０に示す如く切替スイッチ６６がオールホットの使用状態に切り替えられた時点で、ショーケース２Ａの制御装置５７が統合制御装置ＳＭに情報を送信し、この統合制御装置ＳＭから冷凍機ユニット３の制御装置４８に係る切り替えの情報を送信してもよい。制御装置４８は切り替えの情報を受信した時点から低段側冷媒回路６Ｂの低段側圧縮機２１の回転数を低減するようにすれば、より早い時点から回転数を低減することができるようになるので、低段側冷媒回路６Ｂ内の冷媒の圧力変動をより一層抑制することが可能となる。
【００９９】
（３−３）高圧カット防止制御３
次に、図１１は低段側冷媒回路６Ｂの低段側圧縮機２１の高圧カット防止制御の更に他の例を示している。この例の場合、切換スイッチ６６の操作でショーケース２Ａがオールホットの使用状態に切り替えられた場合、ショーケース２Ａの制御装置５７は、その時点から低段側膨張弁３４の弁開度を所定の開度に固定する。また、電磁弁３７も閉じないで待機する。
【０１００】
一方、切替スイッチ６６がオールホットの使用状態に切り替えられた時点で、ショーケース２Ａの制御装置５７は前述同様に統合制御装置ＳＭに情報を送信し、この統合制御装置ＳＭから冷凍機ユニット３の制御装置４８に係る切り替えの情報を送信する。制御装置４８は切り替えの情報を受信した時点から低段側冷媒回路６Ｂの低段側圧縮機２１の回転数を徐々に低下させていき、停止する。
【０１０１】
この低段側圧縮機２１の停止情報は制御装置４８から統合制御装置ＳＭ経由でショーケース２Ａの制御装置５７に送信する。そして、制御装置５７はこの停止情報を受信した後、ショーケース２Ａの低段側膨張弁３４を全閉とし、電磁弁３７も閉じる。即ち、低段側圧縮機２１が停止するまで電磁弁３７の閉鎖を遅延する。
【０１０２】
その後、制御装置４８は低段側冷媒回路６Ｂの低段側圧縮機２１を再起動する。係る制御によれば、ショーケース２Ａをオールホットの使用状態に切り替えるときの低段側冷媒回路６Ｂの冷媒の圧力変動による低段側圧縮機２１の強制停止を確実に解消することが可能となる。
【０１０３】
（３−４）高圧カット防止制御４
次に、図１２及び図１３を用いて低段側冷媒回路６Ｂに三台のショーケース２Ａ、２Ｂ、２Ｃ（図示せず）が接続されている場合の低段側冷媒回路６Ｂの低段側圧縮機２１の高圧カット防止制御の一例を説明する。各図において３４Ａ及び３７Ａはホットアンドコールドタイプのショーケース２Ａの低段側膨張弁及び電磁弁を示し、３４Ｂは二台目のショーケース２Ｂの低段側膨張弁を示し、３７Ｃは三台目のショーケース２Ｃの電磁弁３７Ｃであるものとする。
【０１０４】
今、ショーケース２Ａと２Ｂが運転中で、ショーケース２Ｃが停止（従って電磁弁３７Ｃは閉）している状態で、切替スイッチ６６がオールホットに切り替えられ、その時点で低段側膨張弁３４の弁開度を低下させ、電磁弁３７を閉じた場合、ショーケース２Ｂは能力過剰で低段側蒸発器３６の蒸発温度が低下するため、低段側膨張弁３４Ｂの弁開度は絞り方向となる。そのため、低段側冷媒回路６Ｂ内の低圧側圧力が低下し、高圧側圧力が急激に上昇する。それにより、前述同様に低段側圧縮機３４の回転数低減制御が間に合わなくなって、高圧カットなどの安全装置により低段側圧縮機２１が強制停止され、低段側圧縮機２１の過電流異常が発生する危険性があった。
【０１０５】
そこで、図１３に示す如くショーケース２Ａの切換スイッチ６６がオールホットの使用状態に切り替えられた時点で、停止しているショーケース２Ｃの電磁弁３７Ｃを強制的に開く。また、ショーケース２Ｂの低段側膨張弁３４Ｂの弁開度も所定の大きい開度に固定とする。この場合の切り替え情報の送信はショーケース２Ａの制御装置５７から統合制御装置ＳＭを介して各ショーケース２Ｂ、２Ｃの制御装置５７に行われる。
【０１０６】
更に、前述同様に切替スイッチ６６がオールホットの使用状態に切り替えられた時点で、統合制御装置ＳＭから冷凍機ユニット３の制御装置４８にも係る切り替えの情報を送信するようにする。制御装置４８は切り替えの情報を受信した時点から低段側冷媒回路６Ｂの低段側圧縮機２１の回転数を低減するようにすれば、低段側冷媒回路６Ｂ内の冷媒の圧力変動を早い時点からより一層効果的に抑制することが可能となる。
【０１０７】
（３−５）高圧カット防止制御５
この場合、図１４に示す如くショーケース２Ａの切替スイッチ６６がオールホットの使用状態に切り替えられた時点で、制御装置５７がショーケース２Ａの低段側膨張弁３４Ａの弁開度を徐々に低減させるようにしてもよい。その場合、電磁弁３７Ａは低段側膨張弁３４Ａが全閉となってから閉じる。また、停止しているショーケース２Ｃについては同様に電磁弁３７Ｃを開ける。
【０１０８】
このようにすれば、低段側冷媒回路６Ｂの低段側圧縮機２１の回転数も緩やかに低減されるかたちとなるので、圧力変動による高圧カットはより一層効果的に解消されることになる。
【０１０９】
（４）低段側圧縮機２１の制御
次に、図１５を参照しながら低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂの低段側圧縮機２１の制御の他の例を説明する。尚、この図１５の例では目標庫内温度ＳＴより２Ｋ低い温度をサーモオフ温度ＴＯＦＦとしている。従来では庫内温度センサ６１が検出する庫内温度ＰＴがこのサーモオフ温度ＴＯＦＦまで低下した場合、当該ショーケース２（２Ａ、２Ｂ）の電磁弁３７を閉じていた（図１５左側の現状）。しかしながら、特にアキュムレータ３９の容量が比較的小さい場合、電磁弁３７を閉じることによる圧力変動が大きく、二酸化炭素を使用した場合には前述同様に高圧カットが働いて、当該低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂの低段側圧縮機２１が強制停止されてしまう問題があった。
【０１１０】
そこで、この制御例ではショーケース２（２Ａ、２Ｂ）の制御装置５７は、庫内温度センサ６１が検出する庫内温度ＰＴがサーモオフ温度ＴＯＦＦより高い所定の下限値ＴＬ（例えばサーモオフ温度ＴＯＦＦより１Ｋ高い値）を設定し、庫内温度ＰＴがこの下限値ＴＬまで低下した場合、当該ショーケース２（２Ａ、２Ｂ）に冷媒を供給する低段側圧縮機２１の運転周波数を低下させる。
【０１１１】
図１５の右側（本案）はこの制御の様子を示している。各低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂの低段側圧縮機２１は、常には所定の運転周波数で運転されている。そして、例えば低段側冷媒回路６Ａの一方のショーケース２の庫内温度ＰＴが目標庫内温度ＳＴを下回り、この目標庫内温度ＳＴより１Ｋ低い（サーモオフ温度ＴＯＦＦより１Ｋ高い）下限値ＴＬまで低下した場合、制御装置５７は低段側冷媒回路６Ａの低段側圧縮機２１の運転周波数を所定ステップずつ、例えば制御下限値まで徐々に低下させていく。これにより、庫内温度ＰＴは上昇に転ずる。
【０１１２】
その後、庫内温度ＰＴが目標庫内温度ＳＴまで上昇した時点で、制御装置５７は低段側圧縮機２１の運転周波数を再び上昇させて初期の値に復帰させる。このように、庫内温度ＰＴがサーモオフ温度ＴＯＦＦ（電磁弁３７が閉じられる温度）まで低下する以前に、低段側圧縮機２１の運転周波数を低下させるようにしたことにより、電磁弁３７が閉じられることが無くなる。これにより、電磁弁３７の閉鎖に伴う低段側圧縮機２１の強制停止の発生を未然に回避することが可能となる。
【０１１３】
（５）低段側圧縮機２１の停止／起動時の低段側膨張弁３４の制御
次に、低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂの低段側圧縮機２１の停止時や起動時における低段側膨張弁３４の制御例について説明する。例えば、低段側圧縮機２１を停止した時点で、低段側膨張弁３４の弁開度が制御上の最小開度であった場合、従来では低段側圧縮機２１の停止中、低段側膨張弁３４の弁開度はこの最小開度に維持されていた。そのため、低段側圧縮機２１を起動した際、低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂ内の高圧側圧力が急速に上昇し、高圧カットで低段側圧縮機２１が強制停止される場合があり、これはアキュムレータ３９の容量が比較的小さい場合に顕著であった。
【０１１４】
そこで、ショーケース２（２Ａ、２Ｂ）の制御装置５７は、前述した統合制御装置ＳＭを経由して冷凍機ユニット３の制御装置４８から低段側圧縮機２１の起動／停止の情報を受信する。そして、低段側圧縮機２１が停止した時点での低段側膨張弁３４の弁開度が所定の小さい値（最小開度又はそれに近い値）であった場合、低段側圧縮機２１が停止している待機中に、低段側膨張弁３４の弁開度を最小開度より大きい例えば中程度の値（中開度：待機開度）に拡大する。若しくは、低段側膨張弁３４が再起動されるとき、低段側膨張弁３４の弁開度を中開度（起動時開度）に拡大する。
【０１１５】
これにより、低段側圧縮機２１の再起動時における低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂの高圧側圧力が異常に上昇して低段側圧縮機２１が強制停止される不都合を未然に回避することができるようになる。
【０１１６】
（６）ショーケース２Ｂの制御
次に、ショーケース２Ｂの制御について説明する。前述した如くショーケース２Ｂは、商品の納出の際に作業者が陳列室の後側に構成されたストックルームに入って作業する所謂ウィークインタイプのショーケースである。そのためにショーケース２Ｂにはウォークインタイマを制御するためのスイッチ６４が設けられている。そして、作業者がストックルームに入る際、このスイッチ６４を押す（操作）。
【０１１７】
従来のショーケース２Ｂの制御装置５７は、スイッチ６４が押された場合、当該ショーケース２Ｂの電磁弁３７を閉じ、冷気循環用送風機６２を停止させる。そして、再度スイッチ６４が押された場合、制御装置５７は電磁弁３７を開き、冷気循環用送風機６２を起動させるものであった。
【０１１８】
このとき、スイッチ６４が最初に押された後、短時間のうちに再度スイッチ６４が押されると、電磁弁３７が短時間のうちに閉／開されるために低段側冷媒回路６Ｂの低圧側圧力が急激に低下し、所謂低圧カットの保護装置が作動して低段側圧縮機２１が強制停止されるか、低段側圧縮機２１が脱調してしまう問題があった。
【０１１９】
そこで、この例の制御装置５７は、最初にスイッチ６４が押された場合、従来同様に電磁弁３７を閉じ、冷気循環用送風機６２を停止するが、この時点から所定時間（例えば５分）以内に再度スイッチ６４が押されても、電磁弁３７を開放しないで閉じた状態を保持する。そして、所定時間が経過した後、電磁弁３７を開放する。これにより、係る低段側圧縮機２１の強制停止や脱調を未然に回避することができるようになる。
【０１２０】
但し、制御装置５７は所定時間以内に再度スイッチ６４が押された場合、その時点から冷気循環用送風機６２の運転は開始する。これにより、作業者がショーケース２Ｂが故障しているとの誤解を生じる問題が無くなる。
【実施例２】
【０１２１】
（７）低段側膨張弁３４の制御の他の実施例
次に、低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂの低段側膨張弁３４の弁開度制御に関する他の例について説明する。この実施例では各ショーケース２（２Ａ、２Ｂ）の制御装置５７は、常には庫内温度センサ６１が検出する庫内温度ＰＴに基づき、庫内温度ＰＴが図７の目標庫内温度ＳＴとなるように低段側膨張弁３４の弁開度を制御する。この場合の弁開度制御も、目標庫内温度ＳＴと現行の庫内温度ＰＴとの偏差ｅに基づくＰＩＤ制御で実行される。係る制御により、陳列室内の過冷却の防止と低段側圧縮機２１の起動・停止回数の削減を図ることができる。
【０１２２】
係る状態で、庫内温度ＰＴが目標庫内温度ＳＴより所定値（例えば１Ｋ）高い第３の温度Ｔ３（図７）以上に上昇し、且つ、そのときの低段側蒸発器３６における冷媒過熱度ＰＳＨが目標過熱度ＳＳＨ（図７）より所定値（例えば１Ｋ）低い第１の冷媒過熱度ＳＨ１（図７）以下に低下している場合、制御装置５７は低段側蒸発器３６における冷媒過熱度ＰＳＨに基づく低段側膨張弁３４の弁開度制御に移行する。
【０１２３】
この場合の弁開度制御も、目標過熱度ＳＳＨと現行の冷媒過熱度ＰＳＨとの偏差ｅに基づくＰＩＤ制御で実行され、制御装置５７は冷媒過熱度ＰＳＨが目標過熱度ＳＳＨとなるように低段側膨張弁３４の弁開度を制御する。
【０１２４】
ここで、庫内温度ＰＴに基づいて低段側膨張弁３４の弁開度を制御していると、実施例の如く複数台のショーケース２（２Ａ、２Ｂ）が低段側圧縮機２１に接続されている場合、各ショーケース２（２Ａ、２Ｂ）の低段側蒸発器３６への冷媒の流れに偏りが生じ、流れが過多となる低段側蒸発器３６から低段側圧縮機２１に液バックしてしまう危険性がある（特にアキュムレータ３９の容量が比較的小さい場合）。
【０１２５】
また、低段側蒸発器３６に着霜が生じると熱交換効率が低下するため、庫内温度ＰＴで低段側膨張弁３４の弁開度を制御していると、制御装置５７は低段側膨張弁３４により、更に冷媒を低段側蒸発器３６に流すように制御することになるので、低段側蒸発器３６の着霜は更に成長する方向となる。そのため、低段側蒸発器３６に過着霜が生じて陳列室内の冷却性能が悪化してしまう。
【０１２６】
一方、例えば上述した如く庫内温度ＰＴが目標庫内温度ＳＴより高い第３の温度Ｔ３以上に上昇し、且つ、そのときの低段側蒸発器３６における冷媒過熱度ＰＳＨが目標過熱度ＳＳＨより低い第１の冷媒過熱度ＳＨ１以下に低下している場合、低段側蒸発器３６に着霜が生じていると判断することができる。
【０１２７】
この実施例では係る条件が成立した場合、制御装置５７が低段側蒸発器３６における冷媒過熱度ＰＳＨに基づく低段側膨張弁３４の弁開度制御に移行するので、庫内温度ＰＴによる低段側膨張弁３４の弁開度制御で低段側蒸発器３６に着霜が生じ、熱交換効率が低下して庫内温度ＰＴが上昇しているにも拘わらず、低段側蒸発器３６における冷媒過熱度ＰＳＨが低下していることで低段側蒸発器３６に着霜したことを的確に判定し、以後は低段側蒸発器３６における冷媒過熱度ＰＳＨと目標過熱度ＳＳＨに基づいた低段側膨張弁３４の制御に移行できるようになる。これにより、比較的簡単な制御の切り換えで低段側蒸発器３６への過着霜と庫内温度ＰＴの更なる上昇を抑制することが可能となる。
【０１２８】
尚、ショーケース２（２Ａ、２Ｂ）の制御装置５７は、定期的に電磁弁３７を閉じ、及び／又は、低段側膨張弁３４を全閉として低段側蒸発器３６の除霜運転を行うが、この実施例の場合には、制御装置５７は係る低段側蒸発器３６の除霜運転終了後、庫内温度ＰＴに基づく低段側膨張弁３４の弁開度制御に復帰する。これにより、低段側蒸発器３６の除霜後に円滑に庫内温度ＰＴに基づく低段側膨張弁３４の弁開度制御状態に復帰することができるようになる。
【０１２９】
また、実施例では高段側冷媒回路４と低段側冷媒回路６Ａ、６Ｂとをカスケード接続した冷凍装置で本発明を説明したが、請求項１０以外の発明ではそれに限らず、実施例の低段側冷媒回路６Ａ（６Ｂ）のみの所謂単段の冷媒回路を備えた冷凍装置にも本発明は有効である。更に実施例では一台の低段側圧縮機２１から複数台のショーケース２に冷媒を供給する冷媒回路（低段側冷媒回路６Ａ等）で説明したが、請求項８、請求項９以外の発明では、ショーケースに圧縮機と蒸発器を備えて当該圧縮機から蒸発器に冷媒を供給する所謂内蔵型ケースを冷却する冷媒回路を備えた冷凍装置にも本発明は有効である。
【符号の説明】
【０１３０】
１  冷凍装置
２、２Ａ、２Ｂ  ショーケース
３  冷凍機ユニット
４  高段側冷媒回路
６Ａ、６Ｂ  低段側冷媒回路（冷媒回路）
７  高段側圧縮機
１１Ａ、１１Ｂ  高段側ガスクーラ
１３  高段側膨張弁
１６Ａ、１６Ｂ  高段側蒸発器
２１  低段側圧縮機（圧縮機）
２３、２６  低段側ガスクーラ（放熱器）
２８  過冷却熱交換器
３１  圧力調整用膨張弁
３４  低段側膨張弁（膨張弁）
３６  低段側蒸発器（蒸発器）
３７  電磁弁
３９  アキュムレータ
４８、５７  制御装置
【図１】
2016099013.tif 000003
【図２】
2016099013.tif 000004
【図３】
2016099013.tif 000005
【図４】
2016099013.tif 000006
【図５】
2016099013.tif 000007
【図６】
2016099013.tif 000008
【図７】
2016099013.tif 000009
【図８】
2016099013.tif 000010
【図９】
2016099013.tif 000011
【図１０】
2016099013.tif 000012
【図１１】
2016099013.tif 000013
【図１２】
2016099013.tif 000014
【図１３】
2016099013.tif 000015
【図１４】
2016099013.tif 000016
【図１５】
2016099013.tif 000017