(57)【要約】  冷凍装置（１００）は、冷媒が循環する冷媒回路を備える。冷媒回路は、圧縮機（１）、熱源側熱交換器（２）、補助熱交換器（３）、第１減圧部（４）、利用側熱交換器（５）、第２減圧部（６）、および流路切替部を含む。流路切替部は、第１状態と第２状態とを切り替える。第１状態では、熱源側熱交換器（２）および補助熱交換器（３）が第１凝縮器として作用し、利用側熱交換器（５）が第１蒸発器として作用し、かつ冷媒が圧縮機（１）、第１凝縮器、第１減圧部（４）、および第１蒸発器を順に流れる。第２状態では、利用側熱交換器（５）が第２凝縮器として作用し、補助熱交換器（３）が第２蒸発器として作用し、かつ冷媒が圧縮機（１）、第２凝縮器、第２減圧部（６）、および第２蒸発器を順に流れる。
2020044386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が循環する冷媒回路を備え、
前記冷媒回路が、圧縮機、熱源側熱交換器、第１減圧部、利用側熱交換器、第２減圧部、補助熱交換器、および流路切替部を含み、
前記流路切替部は、
前記熱源側熱交換器および前記補助熱交換器が第１凝縮器として作用し、前記利用側熱交換器が第１蒸発器として作用し、かつ冷媒が前記圧縮機、前記第１凝縮器、前記第１減圧部、および前記第１蒸発器を順に流れる第１状態と、
前記利用側熱交換器が第２凝縮器として作用し、前記補助熱交換器が第２蒸発器として作用し、かつ冷媒が前記圧縮機、前記第２凝縮器、前記第２減圧部、および前記第２蒸発器を順に流れる第２状態とを切り替えるように設けられている、冷凍装置。
【請求項２】
前記第１状態では、前記補助熱交換器が前記熱源側熱交換器よりも前記冷媒回路における上流側に配置される、請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記冷媒回路は、
前記圧縮機の吐出口と前記利用側熱交換器との間を、前記補助熱交換器、前記熱源側熱交換器、および前記第１減圧部を介して接続する第１流路、
前記圧縮機の吐出口と前記利用側熱交換器との間を、前記補助熱交換器、前記熱源側熱交換器、および前記第１減圧部を介さずに接続する第２流路、
前記利用側熱交換器と前記圧縮機の吸入口との間を、前記第２減圧部および前記補助熱交換器を介して接続する第３流路、および、
前記利用側熱交換器と前記圧縮機の吸入口との間を、前記第２減圧部および前記補助熱交換器を介さずに接続する第４流路を含み、
前記流路切替部は、
前記第１流路と前記第２流路とを切り替える第１流路切替部および前記第３流路と前記第４流路とを切り替える第２流路切替部を有し、
前記第１流路切替部は、前記第１状態では前記第１流路を形成し、かつ前記第２状態では前記第２流路を形成し、
前記第２流路切替部は、前記第１状態では前記第４流路を形成し、かつ前記第２状態では前記第３流路を形成する、請求項２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記第１状態では、前記熱源側熱交換器が前記補助熱交換器よりも前記冷媒回路における上流側に配置される、請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記第１状態では、前記熱源側熱交換器および前記補助熱交換器が並列に接続される、請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項６】
熱媒体が循環する熱媒体回路をさらに備え、
前記熱源側熱交換器は、前記冷媒回路を循環する冷媒と前記熱媒体回路を循環する熱媒体との間の熱交換を行うように設けられている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷凍装置。
【請求項７】
冷媒が循環するエコノマイザ回路をさらに備え、
前記エコノマイザ回路は、前記圧縮機および前記熱源側熱交換器を含み、
前記エコノマイザ回路は、前記熱源側熱交換器で凝縮された冷媒の一部を前記圧縮機に戻すエコノマイザ流路をさらに含み、
前記第２状態では、前記熱源側熱交換器および前記利用側熱交換器が前記第２凝縮器として作用し、
前記熱源側熱交換器に送風する第１ファンと、前記補助熱交換器に送風する第２ファンとをさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の冷凍装置。
【請求項８】
前記熱源側熱交換器および前記補助熱交換器を内部に収容している第１筐体をさらに備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の冷凍装置。
【請求項９】
前記第１筐体は、さらに前記圧縮機、前記第１減圧部および前記第２減圧部を内部に収容しており、
前記利用側熱交換器を内部に収容している第２筐体をさらに備える、請求項８に記載の冷凍装置。
【請求項１０】
圧縮機、熱源側熱交換器、第１減圧部、利用側熱交換器、第２減圧部、補助熱交換器、および流路切替部を含み、冷媒が循環する冷媒回路を備える冷凍装置の一部を構成する熱源側ユニットであって、
前記圧縮機、前記熱源側熱交換器、前記補助熱交換器、前記第２減圧部、および前記流路切替部を含む前記冷媒回路の一部と、
前記冷媒回路の一部から前記冷媒回路の他の一部に流出する流出口と、
前記冷媒回路の他の一部から前記冷媒回路の一部に流入する流入口とを備え、
前記流路切替部は、
前記熱源側熱交換器および前記補助熱交換器が第１凝縮器として作用し、かつ冷媒が前記流入口、前記圧縮機、前記第１凝縮器、および前記流出口を順に流れる第１状態と、
前記補助熱交換器が第１蒸発器として作用し、かつ冷媒が前記流入口、前記第２減圧部、前記第１蒸発器、前記圧縮機、および前記流出口を順に流れる第２状態とを切り替える、熱源側ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍装置および熱源側ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蒸発器（利用側熱交換器）による冷却運転と該蒸発器に対する除霜運転とが切り替えられる冷凍装置が知られている。【０００３】
特開２００６−３３６９６７号公報には、除霜運転時に、圧縮機から吐出された高温冷媒が除霜対象の熱交換器に供給される冷凍装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３３６９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しがしながら、上記冷凍装置では、除霜運転時に圧縮機から除霜対象の熱交換器に供給された冷媒は、該熱交換器から流出した後、他の熱交換器を流れることなく圧縮機に吸入される。そのため、上記冷凍装置では、除霜対象の熱交換器に供給する熱量を制限する必要があり、除霜効率を高めることは困難であった。【０００６】
本発明の主たる目的は、従来の冷凍装置と比べて除霜効率の高い冷凍装置および該冷凍装置の一部を構成する熱源側ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る冷凍装置は、冷媒が循環する冷媒回路を備える。冷媒回路が、圧縮機、熱源側熱交換器、第１減圧部、利用側熱交換器、第２減圧部、補助熱交換器、および流路切替部を含む。流路切替部は、熱源側熱交換器および補助熱交換器が第１凝縮器として作用し、利用側熱交換器が第１蒸発器として作用し、かつ冷媒が圧縮機、第１凝縮器、第１減圧部、および第１蒸発器を順に流れる第１状態と、利用側熱交換器が第２凝縮器として作用し、補助熱交換器が第２蒸発器として作用し、かつ冷媒が圧縮機、第２凝縮器、第２減圧部、および第２蒸発器を順に流れる第２状態とを切り替える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第２状態において補助熱交換器が蒸発器として作用するため、従来の冷凍装置と比べて除霜効率の高い冷凍装置および該冷凍装置の一部を構成する熱源側ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係る冷凍装置および熱源側ユニットを示す図である。
【図２】図１に示される冷凍装置および熱源側ユニットの第１状態を示す図である。
【図３】図１に示される冷凍装置および熱源側ユニットの第２状態を示す図である。
【図４】実施の形態２に係る冷凍装置および熱源側ユニットを示す図である。
【図５】図４に示される冷凍装置および熱源側ユニットの第１状態を示す図である。
【図６】図４に示される冷凍装置および熱源側ユニットの第２状態を示す図である。
【図７】実施の形態３に係る冷凍装置および熱源側ユニットを示す図である。
【図８】図７に示される冷凍装置および熱源側ユニットの第１状態を示す図である。
【図９】図７に示される冷凍装置および熱源側ユニットの第２状態を示す図である。
【図１０】実施の形態４に係る冷凍装置および熱源側ユニットを示す図である。
【図１１】図１１に示される冷凍装置および熱源側ユニットの第１状態を示す図である。
【図１２】図１１に示される冷凍装置および熱源側ユニットの第２状態を示す図である。
【図１３】実施の形態４に係る冷凍装置および熱源側ユニットの変形例を示す図である。
【図１４】実施の形態１に係る冷凍装置および熱源側ユニットの他の変形例を示す図である。
【図１５】実施の形態１に係る冷凍装置および熱源側ユニットのさらに他の変形例の第１状態を示す図である。
【図１６】図１５に示される冷凍装置および熱源側ユニットの第２状態を示す図である。
【図１７】図１５および図１６に示される冷凍装置および熱源側ユニットの変形例の第１状態を示す図である。
【図１８】実施の形態１に係る冷凍装置および熱源側ユニットのさらに他の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則として繰り返さない。
【００１１】
実施の形態１．
図１〜図３に示されるように、実施の形態１に係る冷凍装置１００は、冷媒が循環する冷媒回路を備える。冷媒回路は、圧縮機１、熱源側熱交換器２、補助熱交換器３、第１減圧部４、利用側熱交換器５、第２減圧部６、複数の流路切替部、および複数の整流部を含む。冷凍装置１００は、第１ファン７、第２ファン８、および第３ファン９をさらに備える。冷媒は、特に制限されるものではないが、例えば地球温暖化係数（ＧＷＰ）が低い冷媒であり、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２およびＣＯ２からなる群から選択される少なくとも１つを含む。冷媒は、上記群から選択される少なくとも１つを含んだ混合冷媒であってもよい。
【００１２】
圧縮機１は、冷媒が吸入される吸入口１Ａと、冷媒が吐出される吐出口１Ｂとを有している。圧縮機１は、例えば回転数がインバータ制御されるインバータ圧縮機である。熱源側熱交換器２、補助熱交換器３および利用側熱交換器５は、例えば冷媒と空気との間の熱交換を行うように設けられている。熱源側熱交換器２は、冷媒が流出入する第１流出入部２Ａおよび第２流出入部２Ｂを有している。補助熱交換器３は、冷媒が流出入する第３流出入部３Ａおよび第４流出入部３Ｂを有している。利用側熱交換器５は、冷媒が流出入する第５流出入部５Ａおよび第６流出入部５Ｂを有している。第１減圧部４および第２減圧部６は、例えば開度を調整できる電子膨張弁である。なお、第１減圧部４および第２減圧部６は、開度を調整できない毛細管であってもよい。
【００１３】
利用側熱交換器５は、冷凍装置１００が冷却対象とする空間の内部、例えば冷凍庫内に配置される。圧縮機１、熱源側熱交換器２、補助熱交換器３、第１減圧部４、および第２減圧部６は、上記空間の外部、例えば冷凍庫外に配置される。第１ファン７は、熱源側熱交換器２に冷凍庫外の空気を供給する。第２ファン８は、補助熱交換器３に冷凍庫外の空気を供給する。第３ファン９は、利用側熱交換器５に冷凍庫内の空気を供給する。
【００１４】
複数の流路切替部は、冷媒回路内の冷媒の循環経路を切り替えて、後述する第１状態と第２状態とを切り替えるように設けられている。複数の流路切替部は、例えば第１流路切替部および第２流路切替部を含む。第１流路切替部１０Ａは、例えば第１開閉弁１１、第２開閉弁１２、第５開閉弁１５および第６開閉弁１６を有している。第２流路切替部１０Ｂは、例えば第３開閉弁１３および第４開閉弁１４を有している。なお、第１流路切替部は、４つの開閉弁に替えて２つの三方弁を有していてもよい。第２流路切替部は、２つの開閉弁に替えて１つの三方弁を有していてもよい。
【００１５】
冷媒回路は、圧縮機１の吐出口１Ｂと利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａとの間を接続する第１流路および第２流路と、利用側熱交換器５の第６流出入部５Ｂと圧縮機１の吸入口１Ａとの間を接続する第３流路および第４流路とを有している。
【００１６】
第１流路は、圧縮機１の吐出口１Ｂと利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａとの間を補助熱交換器３および熱源側熱交換器２を介して接続する。第１流路では、圧縮機１の吐出口１Ｂ、補助熱交換器３、熱源側熱交換器２、第１減圧部４、および利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａが順に直列に接続される。第１流路には、第１流路を開閉する第１開閉弁１１および第５開閉弁１５が配置されている。第１開閉弁１１は、圧縮機１の吐出口１Ｂと補助熱交換器３の第３流出入部３Ａとの間に配置されている。第５開閉弁１５は、熱源側熱交換器２の第２流出入部２Ｂと第１減圧部４との間であって、かつ圧縮機１の吐出口１Ｂと第１減圧部４との間に配置されている。
【００１７】
第２流路は、圧縮機１の吐出口１Ｂと利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａとの間を補助熱交換器３および熱源側熱交換器２を介さずに接続する。第２流路では、圧縮機１の吐出口１Ｂおよび利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａが直列に接続される。第２流路には、第２流路を開閉する第２開閉弁１２および第６開閉弁１６が配置されている。第２開閉弁１２は、圧縮機１の吐出口１Ｂと利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａとの間に配置されている。第６開閉弁１６は、熱源側熱交換器２の第２流出入部２Ｂと利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａとの間であって、かつ圧縮機１の吐出口１Ｂと利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａとの間に配置されている。
【００１８】
第１流路および第２流路は、冷媒が分流または合流する第１分岐点、第２分岐点、第５分岐点、および第６分岐点を有している。第１流路および第２流路において、第１分岐点、第２分岐点、第５分岐点、および第６分岐点は順に直列に接続されている。第１分岐点は、第１流路において補助熱交換器３の第３流出入部３Ａよりも上流側に配置されている。第２分岐点は、第１流路において熱源側熱交換器２の第２流出入部２Ｂよりも下流側かつ第１減圧部４よりも上流側に配置されている。第５分岐点は、第１流路において第２分岐点よりも下流側かつ第１減圧部４よりも上流側に配置されている。第６分岐点は、第１流路において第１減圧部４よりも下流側に配置されている。
【００１９】
第１流路および第２流路は、第１分岐点と第２分岐点との間を並列に接続し、かつ第５分岐点と第６分岐点との間を並列に接続している。第１流路および第２流路は、圧縮機１の吐出口１Ｂと第１分岐点との間を共通の管路で接続しており、かつ第６分岐点と利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａとの間を共通の管路で接続している。
【００２０】
異なる観点から言えば、第２流路は、第１流路から分岐された第１バイパス流路および第２バイパス流路を有している。第１バイパス流路は、第１分岐点と第２分岐点との間を接続する。第２バイパス流路は、第５分岐点と第６分岐点との間を接続する。これにより、第１バイパス流路は補助熱交換器３および熱源側熱交換器２をバイパスする。第２バイパス流路は第１減圧部４をバイパスする。第１流路切替部１０Ａは、第１流路と第１バイパス流路とを切り替えるように設けられている。第３流路切替部１０Ｃは、第１流路と第２バイパス流路とを切り替えるように設けられている。第２流路は、第１流路切替部１０Ａおよび第３流路切替部１０Ｃによって、第１流路が閉止されかつ第１バイパス流路および第２バイパス流路が開放されることにより、形成される。
【００２１】
図１〜図３に示されるように、第１流路および第２流路は、共通の管路で構成された、第１共通流路Ｃ１、第２共通流路Ｃ２、および第５共通流路Ｃ５を有している。さらに、第１流路は、第２流路とは異なる管路で構成された第１非共通流路Ｌ１および第５非共通流路Ｌ５を有している。第２流路は、第１流路とは異なる管路で構成された第２非共通流路Ｌ２および第６非共通流路Ｌ６を有している。
【００２２】
第１共通流路Ｃ１の一端は圧縮機１の吐出口１Ｂに接続されている。第１共通流路Ｃ１の他端は第１分岐点に接続されている。第１共通流路Ｃ１は、圧縮機１の吐出口１Ｂと第１流路切替部１０Ａとの間に配置されている。
【００２３】
第２共通流路Ｃ２の一端は第２分岐点に接続されている。第２共通流路Ｃ２の他端は第５分岐点に接続されている。第２共通流路Ｃ２は、第１流路において熱源側熱交換器２の第２流出入部２Ｂと第１減圧部４との間に配置される。
【００２４】
第５共通流路Ｃ５の一端は第６分岐点に接続されている。第５共通流路Ｃ５の他端は利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａに接続されている。第５共通流路Ｃ５は、第１流路において第１減圧部４と利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａとの間に配置されている。
【００２５】
第１非共通流路Ｌ１および第２非共通流路Ｌ２は、第１共通流路Ｃ１と第２共通流路Ｃ２との間を互いに並列に接続している。第１非共通流路Ｌ１および第２非共通流路Ｌ２の各一端は、第１分岐点に接続されている。第１非共通流路Ｌ１および第２非共通流路Ｌ２の各他端は、第２分岐点に接続されている。第２非共通流路Ｌ２が、上記第１バイパス流路を構成している。
【００２６】
第５非共通流路Ｌ５および第６非共通流路Ｌ６は、第２共通流路Ｃ２と第５共通流路Ｃ５との間を互いに並列に接続している。第５非共通流路Ｌ５および第６非共通流路Ｌ６の各一端は、第５分岐点に接続されている。第５非共通流路Ｌ５および第６非共通流路Ｌ６の各他端は、第６分岐点に接続されている。第６非共通流路Ｌ６が、上記第２バイパス流路を構成している。
【００２７】
第１流路では、第１共通流路Ｃ１、第１非共通流路Ｌ１、第２共通流路Ｃ２、第５非共通流路Ｌ５、および第５共通流路Ｃ５が直列に接続されている。第２流路では、第１共通流路Ｃ１、第２非共通流路Ｌ２、第２共通流路Ｃ２、第６非共通流路Ｌ６、および第５共通流路Ｃ５が直列に接続されている。
【００２８】
第１非共通流路Ｌ１は、補助熱交換器３および熱源側熱交換器２を含む。第５非共通流路Ｌ５は、第１減圧部４を含む。つまり、第１流路は、圧縮機１の吐出口１Ｂと利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａとの間を、補助熱交換器３、熱源側熱交換器２、および第１減圧部４を介して接続する。第１非共通流路Ｌ１は、第１開閉弁１１をさらに含む。第５非共通流路Ｌ５は、第５開閉弁１５をさらに含む。つまり、第１開閉弁１１および第５開閉弁１５が開放されたときに、冷媒は第１流路を流通する。
【００２９】
第２非共通流路Ｌ２は、補助熱交換器３および熱源側熱交換器２を含まない。第６非共通流路Ｌ６は、第１減圧部４を含まない。つまり、第２流路は、圧縮機１の吐出口１Ｂと利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａとの間を、補助熱交換器３、熱源側熱交換器２、および第１減圧部４を介さずに接続する。第２非共通流路Ｌ２は、第２開閉弁１２を含む。第６非共通流路Ｌ６は、第６開閉弁１６を含む。つまり、第２開閉弁１２および第６開閉弁１６が開放されたときに、冷媒は第２流路を流通する。
【００３０】
第３流路は、利用側熱交換器５の第６流出入部５Ｂと圧縮機１の吸入口１Ａとの間を第２減圧部６および補助熱交換器３を介して接続する。第３流路では、利用側熱交換器５の第６流出入部５Ｂ、第２減圧部６、補助熱交換器３、および圧縮機１の吸入口１Ａが順に直列に接続される。第３流路には、第３流路を開閉する第３開閉弁１３が配置されている。第３開閉弁１３は、補助熱交換器３の第４流出入部３Ｂと圧縮機１の吸入口１Ａとの間に配置されている。
【００３１】
第４流路は、利用側熱交換器５の第６流出入部５Ｂと圧縮機１の吸入口１Ａとの間を第２減圧部６および補助熱交換器３を介さずに接続する。第４流路では、利用側熱交換器５の第６流出入部５Ｂおよび圧縮機１の吸入口１Ａが直列に接続される。第４流路には、第４流路を開閉する第４開閉弁１４が配置されている。第４開閉弁１４は、利用側熱交換器５の第６流出入部５Ｂと圧縮機１の吸入口１Ａとの間に配置されている。
【００３２】
第３流路および第４流路は、冷媒が分流または合流する第３分岐点および第４分岐点を有している。第３流路および第４流路において、第３分岐点および第４分岐点は順に直列に接続されている。第３分岐点は、第３流路において第２減圧部６よりも上流側に配置されている。第４分岐点は、第３流路において補助熱交換器３の第４流出入部３Ｂよりも下流側に配置されている。
【００３３】
第３流路および第４流路は、第３分岐点と第４分岐点との間を並列に接続している。第３流路および第４流路は、利用側熱交換器５の第６流出入部５Ｂと第３分岐点との間を共通の管路で接続しており、かつ第４分岐点と圧縮機１の吸入口１Ａとの間を共通の管路で接続している。
【００３４】
異なる観点から言えば、第４流路は、第３流路から分岐された第３バイパス流路を有している。第３バイパス流路の一端は第３分岐点に接続されており、第３バイパス流路の他端は第４分岐点に接続されている。第２流路切替部１０Ｂは、第３流路と第３バイパス流路とを切り替えるように設けられている。第４流路は、第２流路切替部１０Ｂによって、第３流路が閉止されかつ第３バイパス流路が開放されることにより、形成される。
【００３５】
図１〜図３に示されるように、第３流路および第４流路は、共通の管路で構成された第３共通流路Ｃ３および第４共通流路Ｃ４を有している。さらに、第３流路は、第４流路とは異なる管路で構成された第３非共通流路Ｌ３を有している。第４流路は、第３流路とは異なる管路で構成された第４非共通流路Ｌ４を有している。
【００３６】
第３共通流路Ｃ３の一端は利用側熱交換器５の第６流出入部５Ｂに接続されている。すなわち、第３共通流路Ｃ３は、利用側熱交換器５を介して第５共通流路Ｃ５と接続されている。第３共通流路Ｃ３の他端は第３分岐点に接続されている。第３共通流路Ｃ３は、第３流路において利用側熱交換器５の第６流出入部５Ｂと第２減圧部６との間に配置されている。
【００３７】
第４共通流路Ｃ４の一端は第４分岐点に接続されている。第４共通流路Ｃ４の他端は圧縮機１の吸入口１Ａに接続されている。第４共通流路Ｃ４は、第２流路切替部１０Ｂと圧縮機１の吸入口１Ａとの間に配置されている。
【００３８】
第３非共通流路Ｌ３および第４非共通流路Ｌ４は、第３共通流路Ｃ３と第４共通流路Ｃ４との間を互いに並列に接続している。第４非共通流路Ｌ４が、上記第３バイパス流路を構成している。第３流路では、第３共通流路Ｃ３、第３非共通流路Ｌ３、第４共通流路Ｃ４が直列に接続されている。第４流路では、第３共通流路Ｃ３、第４非共通流路Ｌ４、第４共通流路Ｃ４が直列に接続されている。
【００３９】
第３非共通流路Ｌ３は、第２減圧部６および補助熱交換器３を含む。第３流路は、利用側熱交換器５の第６流出入部５Ｂと圧縮機１の吸入口１Ａとの間を、第２減圧部６および補助熱交換器３を介して接続する。第４非共通流路Ｌ４は、第２減圧部６および補助熱交換器３を含まない。第４流路は、利用側熱交換器５の第６流出入部５Ｂと圧縮機１の吸入口１Ａとの間を、第２減圧部６および補助熱交換器３を介さずに接続する。第３非共通流路Ｌ３は、第３開閉弁１３をさらに含む。第４非共通流路Ｌ４は、第４開閉弁１４をさらに含む。つまり、第３開閉弁１３が開放されたときに冷媒は第３流路を流通し、第４開閉弁１４が開放されたときに冷媒は第４流路を流通する。
【００４０】
図２に示されるように、第１状態では、第１開閉弁１１、第４開閉弁１４および第５開閉弁１５が開放され、第２開閉弁１２、第３開閉弁１３および第６開閉弁１６が閉止される。図３に示されるように、第２状態では、第１開閉弁１１、第４開閉弁１４、および第５開閉弁１５が閉止され、第２開閉弁１２、第３開閉弁１３、および第６開閉弁１６が開放される。
【００４１】
第１流路の第１非共通流路Ｌ１および第３流路の第３非共通流路Ｌ３は、補助熱交換器３を共通して含む。すなわち、第１非共通流路Ｌ１および第３非共通流路Ｌ３は、補助熱交換器３を含む第６共通流路Ｃ６を有している。
【００４２】
冷媒回路は、冷媒を整流する複数の整流部をさらに含む。複数の整流部は、第１整流部１７、第２整流部１８、および第３整流部１９を有する。
【００４３】
第１整流部１７は、第３非共通流路Ｌ３において、第２減圧部６と補助熱交換器３の第３流出入部３Ａとの間、具体的には第２減圧部６と第６共通流路Ｃ６との間に配置されている。第１整流部１７は、第２減圧部６から補助熱交換器３の第３流出入部３Ａに向かう冷媒を通し、その逆方向への冷媒の流通を制限する。
【００４４】
第２整流部１８は、第１非共通流路Ｌ１において、補助熱交換器３の第４流出入部３Ｂと熱源側熱交換器２の第１流出入部２Ａの間、具体的には第６共通流路Ｃ６と熱源側熱交換器２の第１流出入部２Ａとの間に配置されている。第２整流部１８は、補助熱交換器３の第４流出入部３Ｂから熱源側熱交換器２の第１流出入部２Ａに向かう冷媒を通し、その逆方向への冷媒の流通を制限する。
【００４５】
第３整流部１９は、第１非共通流路Ｌ１において、熱源側熱交換器２の第２流出入部２Ｂと上記第２分岐点との間に配置されている。第３整流部１９は、熱源側熱交換器２の第２流出入部２Ｂから第２共通流路Ｃ２に向かう冷媒を通し、その逆方向への冷媒の流通を制限する。
【００４６】
冷凍装置１００は、冷却対象とする空間の外部に配置される熱源側ユニット２００および減圧ユニット３００と、冷却対象とする空間の内部に配置される利用側ユニット４００とを備える。熱源側ユニット２００は、例えば減圧ユニット３００と別体として構成されている。熱源側ユニット２００は、第１筐体に収容されている。減圧ユニット３００は、第５筐体に収容されている。第１筐体は、熱源側ユニット２００の外郭を成している。第５筐体は、減圧ユニット３００の外郭を成している。第１筐体は、圧縮機１、熱源側熱交換器２、補助熱交換器３、および第２減圧部６を含む上記冷媒回路の一部と、第１ファン７および第２ファン８とを内部に収容している。第５筐体は、第１減圧部４を含む上記冷媒回路の一部を内部に収容している。第１流路および第２流路の各一部、第３流路、および第４流路は、第１筐体の内部に配置されている。第１流路および第２流路の他の一部は、第５筐体の内部に配置されている。
【００４７】
利用側ユニット４００は、図示しない第２筐体を備えている。第２筐体は、利用側ユニット４００の外郭を成している。第２筐体は、利用側熱交換器５を含む上記冷媒回路の他の一部と、第３ファン９とを内部に収容している。第１筐体の内部に配置された上記冷媒回路の一部と、第２筐体の内部に配置された上記冷媒回路の他の一部とは、２本の配管を介して接続されている。
【００４８】
熱源側ユニット２００は、例えば第１ユニット５００、第２ユニット６００を備え、各ユニットが互いに着脱可能に接続された接続体として構成されている。第１ユニット５００は、例えば圧縮機１、熱源側熱交換器２、および第１ファン７を含む。第２ユニット６００は、補助熱交換器３、第２ファン８、第１流路切替部１０Ａ、第２流路切替部１０Ｂ、第１整流部１７、第２整流部１８、および第３整流部１９を含む。減圧ユニット３００は、第１減圧部４および第３流路切替部１０Ｃを含む。
【００４９】
第１ユニット５００は、第１共通流路Ｃ１の一部を成す第１配管２１０Ａ、第１非共通流路Ｌ１の一部を成す第２配管２１０Ｂおよび第３配管２１０Ｃ、および第４共通流路Ｃ４の一部を成す第４配管２１０Ｄの計４本の配管を介して、第２ユニット６００に接続されている。第２ユニット６００は、第２共通流路Ｃ２の一部を成す配管を介して、減圧ユニット３００に接続されている。第２ユニット６００は、第３共通流路Ｃ３の一部を成す配管を介して、利用側ユニット４００に接続されている。減圧ユニット３００は、第５共通流路Ｃ５の一部を成す配管を介して、利用側ユニット４００に接続されている。第１ユニット５００および第２ユニット６００は、例えば隣接して配置されているが、離間して配置されていてもよい。
【００５０】
第１ユニット５００は、例えば図示しない第３筐体をさらに含む。第２ユニット６００は、図示しない第４筐体をさらに含む。減圧ユニット３００は、例えば図示しない第５筐体をさらに含む。第３筐体は、圧縮機１、熱源側熱交換器２、および第１ファン７を内部に収容している。第４筐体は、補助熱交換器３、第２減圧部６、第２ファン８、第１流路切替部１０Ａ、第２流路切替部１０Ｂ、第１整流部１７、第２整流部１８、および第３整流部１９を内部に収容している。第５筐体は、第１減圧部４および第３流路切替部１０Ｃを内部に収容している。第３筐体および第４筐体は、第１筐体の内部に収容されている。
【００５１】
＜冷凍装置の動作＞
冷凍装置１００は、蒸発器として作用する利用側熱交換器５によって冷却対象とする空間を冷却する冷却運転と、該冷却運転により利用側熱交換器５に付着した霜を融解除去する除霜運転とを切り替える。冷凍装置１００が冷却運転しているとき、冷媒回路は図２に示される第１状態とされる。冷凍装置１００が除霜運転しているとき、冷媒回路は図３に示される第２状態とされる。第１状態と第２状態との切り替えは、複数の流路切替部によって行われる。
【００５２】
図２に示されるように、第１状態では、第１開閉弁１１、第４開閉弁１４、および第５開閉弁１５が開放され、第２開閉弁１２、第３開閉弁１３、および第６開閉弁１６が閉止される。これにより、第１状態では、冷媒は、第１流路および第４流路を流れ、第２流路および第３流路を流れない。つまり、第１状態では、冷媒は圧縮機１、補助熱交換器３、熱源側熱交換器２、第１減圧部４、および利用側熱交換器５を順に流れ、熱源側熱交換器２および補助熱交換器３が第１凝縮器として作用し、利用側熱交換器５が第１蒸発器として作用する。その結果、冷媒回路が第１状態とされているときに、冷凍装置１００は冷却対象とする空間を冷却することができる。
【００５３】
図３に示されるように、第２状態では、第２開閉弁１２、第３開閉弁１３、および第６開閉弁１６が開放され、第１開閉弁１１、第４開閉弁１４、および第５開閉弁１５が閉止される。これにより、第２状態では、冷媒は、第２流路および第３流路を流れ、第１流路および第４流路を流れない。つまり、第２状態では、冷媒は圧縮機１、利用側熱交換器５、第２減圧部６、および補助熱交換器３を順に流れ、利用側熱交換器５が第２凝縮器として作用し、補助熱交換器３が第２蒸発器として作用する。つまり、冷媒回路が第２状態とされているときに、冷凍装置１００は利用側熱交換器５を除霜することができる。なお、第２ファン８は、第１状態および第２状態において、補助熱交換器３に十分な空気を供給する。一方、第１ファン７は、例えば第２状態において駆動停止される。または第２状態での第１ファン７の回転速度は、第１状態のそれと比べて低下される。
【００５４】
第３開閉弁１３および第１整流部１７は、第１状態において圧縮機１から吐出された冷媒が第６共通流路Ｃ６から第３流路へ流出することを防止する。第２整流部１８は、第１状態から第２状態への切り替え時に熱源側熱交換器２の第１流出入部２Ａよりも上流側にある高圧の液相冷媒が圧縮機１に吸入されることを防止する。第３整流部１９は、第２状態において圧縮機１から吐出された冷媒が第２流路から第１非共通流路Ｌ１に流出することを防止する。
【００５５】
第１状態から第２状態への切り替え、および第２状態から第１状態への切り替えは、例えば定期的に行われる。第１状態から第２状態への切り替えは、例えば直前の第２状態から第１状態への切り替え時からの経過時間が予め定められた時間に達したときに行われる。また、第１状態から第２状態への切り替えは、利用側熱交換器５において霜の付着が検出されたときに行われてもよい。例えば着霜の検出が検出装置によって行われる場合には、検出装置から出力された制御信号に基づいて複数の流路切替部が切り替えられることにより、第１状態から第２状態への切り替えが行われてもよい。例えば着霜の検出が作業者によって行われる場合には、作業者が入力した制御信号に基づいて複数の流路切替部が切り替えられることにより、第１状態から第２状態への切り替えが行われてもよい。
【００５６】
第２状態から第１状態への切り替えは、例えば利用側熱交換器５の第６流出入部５Ｂの冷媒温度（出口管温度）が予め定められた温度以上になったときに行われる。
【００５７】
＜作用効果＞
冷凍装置１００は、冷媒が循環する冷媒回路を備える。冷媒回路は、圧縮機１、熱源側熱交換器２、補助熱交換器３、第１減圧部４、利用側熱交換器５、第２減圧部６、および流路切替部を含む。流路切替部は、第１状態と第２状態とを切り替える。第１状態では、熱源側熱交換器２および補助熱交換器３が第１凝縮器として作用し、利用側熱交換器５が第１蒸発器として作用し、かつ冷媒が圧縮機１、第１凝縮器、第１減圧部４、および第１蒸発器を順に流れる。第２状態では、利用側熱交換器５が第２凝縮器として作用し、補助熱交換器３が第２蒸発器として作用し、かつ冷媒が圧縮機１、第２凝縮器、第２減圧部６、および第２蒸発器を順に流れる。
【００５８】
冷凍装置１００が除霜運転する時には冷媒回路が第２状態とされ、補助熱交換器３は蒸発器として作用する。そのため、除霜運転時に利用側熱交換器のみを流れ他の熱交換器を流れないように設けられた従来の冷凍装置とは異なり、冷凍装置１００では冷凍サイクルを利用した除霜運転が行われる。その結果、冷凍装置１００の除霜運転は上記従来の冷凍装置のそれと比べて高効率化されており、冷凍装置１００の除霜運転時間は上記従来の冷凍装置のそれと比べて短縮される。
【００５９】
さらに、冷凍装置１００が冷却運転する時には冷媒回路が第１状態とされ、補助熱交換器３は熱源側熱交換器２とともに第１凝縮器として作用する。そのため、補助熱交換器を備えない従来の冷凍装置と比べて、冷凍装置１００では冷却運転時の第１凝縮器の熱交換量が多くされ得る。この場合、冷凍装置１００の冷却運転は、上記従来の冷凍装置のそれと比べて、高効率化されている。さらに、冷凍装置１００の冷却運転時の消費電力は、上記従来の冷凍装置のそれと比べて、低減化されている。
【００６０】
なお、冷凍装置１００が除霜運転時には、蒸発器として作用する補助熱交換器３に霜が付着する場合がある。
【００６１】
これに対し、冷凍装置１００の第１状態では、補助熱交換器３が熱源側熱交換器２よりも冷媒回路における上流側に配置される。つまり、冷凍装置１００では、第１状態において圧縮機１から吐出された気相冷媒（ホットガス）が補助熱交換器３に供給される。そのため、冷凍装置１００は、除霜運転時に補助熱交換器３に付着した霜を冷却運転時に効率的に除去することができる。
【００６２】
さらに、冷凍装置１００では、第１状態において補助熱交換器３で凝縮された冷媒が熱源側熱交換器２に供給される。そのため、圧縮機１から吐出された冷媒が熱源側熱交換器２に供給される場合と比べて、冷凍装置１００では第１ユニット５００の内部の温度上昇が抑制される。その結果、冷凍装置１００では、例えば第１ユニット５００の内部の温度が圧縮機１の回転数を制御する制御部に不具合を生じさせる程度に上昇することが抑制される。
【００６３】
さらに、冷凍装置１００では、第１状態において圧縮機１から吐出された冷媒が補助熱交換器３に供給されるため、第１状態での第２ユニット６００の内部の温度は比較的高い温度とされる。そのため、第１状態から第２状態に切り替えられた後に、補助熱交換器３は比較的高温の環境下で蒸発器として作用する。その結果、補助熱交換器３は比較的高効率で冷媒を蒸発させることができる。
【００６４】
さらに、冷凍装置１００では、第６開閉弁１６を含む第６非共通流路Ｌ６が設けられているため、後述する図１４に示される冷凍装置１０５と比べて、第１流路における第１減圧部４の配置の自由度が高い。そのため、冷凍装置１００では、第１減圧部４を利用側熱交換器５の近くに配置することにより、第１状態での冷媒の圧力損失が低減され得る。
【００６５】
さらに、冷凍装置１００では、熱源側熱交換器２および補助熱交換器３が、第１筐体の内部に収容されている。そのため、冷凍装置１００が冷却運転しているとき、第１筐体内において熱源側熱交換器２および補助熱交換器３の周囲の温度は比較的高温になっている。そのため、冷凍装置１００が冷却運転から除霜運転に切り替えられた後の補助熱交換器３は、第１筐体内の比較的高温とされた環境下で、蒸発器として作用する。そのため、冷媒は、補助熱交換器３において効率良く蒸発する。その結果、冷凍装置１００の除霜効率は、熱源側熱交換器２および補助熱交換器３が１つの筐体内に収容されていない冷凍装置１００のそれと比べて、高められている。
【００６６】
実施の形態２．
図４〜図６に示されるように、実施の形態２に係る冷凍装置１０１は、基本的には実施の形態１に係る冷凍装置１００と同様の構成を備えるが、第１状態において熱源側熱交換器２が補助熱交換器３よりも冷媒回路における上流側に配置される点で異なる。
【００６７】
冷凍装置１０１の冷媒回路は、冷凍装置１００の第１流路および第２流路に替えて、第５流路および第６流路を有している。第５流路および第６流路は、圧縮機１の吐出口１Ｂと利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａとの間を接続する。冷凍装置１０１において利用側熱交換器５の第６流出入部５Ｂと圧縮機１の吸入口１Ａとの間は、冷凍装置１００と同様に、第３流路および第４流路によって接続されている。
【００６８】
第５流路は、圧縮機１の吐出口１Ｂと利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａとの間を補助熱交換器３および熱源側熱交換器２を介して接続する。第５流路では、圧縮機１の吐出口１Ｂ、熱源側熱交換器２、補助熱交換器３、第１減圧部４、および利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａが順に直列に接続される。第５流路には、第５流路を開閉する第７開閉弁２１および第５開閉弁１５が配置されている。第７開閉弁２１は、熱源側熱交換器２の第２流出入部２Ｂと補助熱交換器３の第３流出入部３Ａとの間に配置されている。
【００６９】
第６流路は、圧縮機１の吐出口１Ｂと利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａとの間を補助熱交換器３および熱源側熱交換器２を介さずに接続する。第６流路では、圧縮機１の吐出口１Ｂおよび利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａが直列に接続される。第６流路には、第６流路を開閉する第８開閉弁２２および第６開閉弁１６が配置されている。第８開閉弁２２は、圧縮機１の吐出口１Ｂと利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａとの間に配置されている。
【００７０】
第５流路および第６流路は、冷媒が分流または合流する第７分岐点、第８分岐点、上記第５分岐点、および上記第６分岐点を有している。第５流路および第６流路において、第７分岐点、第８分岐点、第５分岐点、および第６分岐点は順に直列に接続されている。第７分岐点は、第１流路において熱源側熱交換器２の第１流出入部２Ａよりも上流側に配置されている。第８分岐点は、第１流路において補助熱交換器３の第４流出入部３Ｂよりも下流側かつ第１減圧部４よりも上流側に配置されている。
【００７１】
第５流路および第６流路は、第７分岐点と第８分岐点との間を並列に接続し、かつ第５分岐点と第６分岐点との間を並列に接続している。第５流路および第６流路は、圧縮機１の吐出口１Ｂと第７分岐点との間を共通の管路で接続しており、かつ第６分岐点と利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａとの間を共通の管路で接続している。
【００７２】
異なる観点から言えば、第６流路は、第５流路から分岐された第４バイパス流路および上記第２バイパス流路を有している。第４バイパス流路の一端は第７分岐点に接続されている。第４バイパス流路の他端は第８分岐点に接続されている。これにより、第４バイパス流路は、熱源側熱交換器２および補助熱交換器３をバイパスする。第８開閉弁２２は、第４バイパス流路を開閉する。第６流路は、第７開閉弁２１および第５開閉弁１５によって第５流路が閉止され、第８開閉弁２２および第６開閉弁１６によって第４バイパス流路および第２バイパス流路が開放されることにより、形成される。
【００７３】
図４〜図６に示されるように、第５流路および第６流路の各一部は共通の管路で構成されており、各残部が異なる管路で構成されている。第５流路および第６流路は、共通の管路で構成された、第７共通流路Ｃ７、第８共通流路Ｃ８、および第５共通流路Ｃ５を有している。さらに、第５流路は、第６流路とは異なる管路で構成された第７非共通流路Ｌ７および第５非共通流路Ｌ５を有している。第６流路は、第５流路とは異なる管路で構成された第８非共通流路Ｌ８および第６非共通流路Ｌ６を有している。
【００７４】
第７共通流路Ｃ７の一端は圧縮機１の吐出口１Ｂに接続されている。第７共通流路Ｃ７の他端は第７分岐点に接続されている。
【００７５】
第８共通流路Ｃ８の一端は第８分岐点に接続されている。第８共通流路Ｃ８の他端は第５分岐点に接続されている。
【００７６】
第７非共通流路Ｌ７および第８非共通流路Ｌ８は、第７共通流路Ｃ７と第８共通流路Ｃ８との間を互いに並列に接続している。第５非共通流路Ｌ５および第６非共通流路Ｌ６は、第８共通流路Ｃ８と第５共通流路Ｃ５との間を互いに並列に接続している。第５流路では、第７共通流路Ｃ７、第７非共通流路Ｌ７、第８共通流路Ｃ８、第５非共通流路Ｌ５、および第５共通流路Ｃ５が直列に接続されている。第６流路では、第７共通流路Ｃ７、第８非共通流路Ｌ８、第８共通流路Ｃ８、第６非共通流路Ｌ６、および第５共通流路Ｃ５が直列に接続されている。
【００７７】
第７非共通流路Ｌ７は、熱源側熱交換器２および補助熱交換器３を含む。第５非共通流路Ｌ５は、第１減圧部４を含む。つまり、第５流路は、圧縮機１の吐出口１Ｂと利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａとの間を、熱源側熱交換器２、補助熱交換器３、および第１減圧部４を介して接続する。第７非共通流路Ｌ７は、第７開閉弁２１および第５開閉弁１５をさらに含む。つまり、第７開閉弁２１および第５開閉弁１５が開放されたときに、冷媒は第５流路を流通する。
【００７８】
第８非共通流路Ｌ８は、熱源側熱交換器２および補助熱交換器３を含まない。第８非共通流路Ｌ８は、上記第４バイパス流路を構成している。つまり、第６流路は、圧縮機１の吐出口１Ｂと利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａとの間を、熱源側熱交換器２、補助熱交換器３、および第１減圧部４を介さずに接続する。第８非共通流路Ｌ８は、第８開閉弁２２および第６開閉弁１６をさらに含む。つまり、第８開閉弁２２および第６開閉弁１６が開放されたときに、冷媒は第６流路を流通する。
【００７９】
図４〜図６に示されるように、第７開閉弁２１、第８開閉弁２２、第５開閉弁１５、および第６開閉弁１６は、第５流路と第６流路とを切り替えるように設けられている第４流路切替部２０Ａを構成している。
【００８０】
第１状態では、第７開閉弁２１、第５開閉弁１５、および第４開閉弁１４が開放され、第８開閉弁２２、第６開閉弁１６、および第３開閉弁１３が閉止される。第２状態では、第７開閉弁２１、第５開閉弁１５、および第４開閉弁１４が閉止され、第８開閉弁２２、第６開閉弁１６、および第３開閉弁１３が開放される。
【００８１】
第５流路の第７非共通流路Ｌ７および第３流路の第３非共通流路Ｌ３は、補助熱交換器３を共通して含む。すなわち、第７非共通流路Ｌ７および第３非共通流路Ｌ３は、補助熱交換器３を含む第９共通流路Ｃ９を有している。
【００８２】
冷媒回路は、冷媒を整流する複数の整流部をさらに含む。複数の整流部は、第１整流部１７および第４整流部２３を有する。
【００８３】
第４整流部２３は、第７非共通流路Ｌ７において、補助熱交換器３の第４流出入部３Ｂと上記第８分岐点との間、具体的には第９共通流路Ｃ９と上記第８分岐点との間に配置されている。第４整流部２３は、補助熱交換器３の第４流出入部３Ｂから第８共通流路Ｃ８に向かう冷媒を通し、その逆方向への冷媒の流通を制限する。
【００８４】
第３開閉弁１３、第４開閉弁１４、第５開閉弁１５、第６開閉弁１６、第１整流部１７、第７開閉弁２１、第８開閉弁２２、および第４整流部２３は、熱源側ユニット２０１の内部、具体的には第２ユニット６０１の内部に配置されている。
【００８５】
冷凍装置１０１では、第１ユニット５０１および第２ユニット６０１が、第７非共通流路Ｌ７を成す第５配管２１０Ｅ、第８非共通流路Ｌ８を成す第６配管２１０Ｆ、および第４共通流路Ｃ４を成す第４配管２１０Ｄの計３本の配管を介して接続されている。
【００８６】
＜冷凍装置の動作＞
上述のように、冷凍装置１０１は、複数の流路切替部によって、図５に示される第１状態と、図６に示される第２状態とが切り替えられる。
【００８７】
図５に示されるように、第１状態では、第７開閉弁２１、第４開閉弁１４、および第５開閉弁１５が開放され、第８開閉弁２２、第３開閉弁１３、および第６開閉弁１６が閉止される。これにより、冷媒は、第５流路および第４流路を流れ、第６流路および第３流路を流れない。つまり、第１状態では、冷媒は圧縮機１、熱源側熱交換器２、補助熱交換器３、第１減圧部４、および利用側熱交換器５を順に流れる。熱源側熱交換器２および補助熱交換器３が第１凝縮器として作用し、利用側熱交換器５が第１蒸発器として作用する。その結果、第１状態では、冷凍装置１０１は冷却対象とする空間を冷却する。
【００８８】
図６に示されるように、第２状態では、第８開閉弁２２、第３開閉弁１３、および第６開閉弁１６が開放され、第７開閉弁２１、第４開閉弁１４、および第５開閉弁１５が閉止される。これにより、冷媒は、第６流路および第３流路を流れ、第５流路および第４流路を流れない。つまり、第２状態では、冷媒は圧縮機１、利用側熱交換器５、第２減圧部６、および補助熱交換器３を順に流れる。その結果、第２状態では、利用側熱交換器５が第２凝縮器として作用し、補助熱交換器３が第２蒸発器として作用する。つまり、第２状態が実現されているときに、冷凍装置１０１は利用側熱交換器５を除霜する。
【００８９】
第３開閉弁１３および第１整流部１７は、第１状態において圧縮機１から吐出された冷媒が第９共通流路Ｃ９から第３流路へ流出することを防止する。第４整流部２３は、第２状態において圧縮機１から吐出された冷媒が第６流路から第３非共通流路Ｌ３に流出することを防止する。
【００９０】
＜作用効果＞
冷凍装置１０１は、冷凍装置１００と基本的に同様の構成を備えるため、冷凍装置１００と同様の効果を奏することができる。
【００９１】
さらに、冷凍装置１０１では、第１状態において圧縮機１の吐出口１Ｂと熱源側熱交換器２の第１流出入部２Ａとが開閉弁等を介せずに直接接続される。そのため、冷凍装置１０１では、第１状態における圧縮機１の吐出口１Ｂと凝縮器との間の冷媒回路上での最短距離が、冷凍装置１００のそれと比べて、短くされ得る。この場合、冷凍装置１０１において気相冷媒が流れる配管の長さは、冷凍装置１００において気相冷媒が流れる配管の長さと比べて、短くなる。このような冷凍装置１０１では、冷却運転時の冷媒の圧力損失が冷凍装置１００のそれと比べて低減されている。
【００９２】
さらに、冷凍装置１０１では、第１ユニット５０１および第２ユニット６０１が、第７非共通流路Ｌ７を成す第５配管２１０Ｅ、第８非共通流路Ｌ８を成す第６配管２１０Ｆ、および第４共通流路Ｃ４を成す第４配管２１０Ｄの計３本の配管を介して接続されている。つまり、冷凍装置１０１において第１ユニット５０１と第２ユニット６０１とを接続する配管の本数は、冷凍装置１００において第１ユニット５００と第２ユニット６００とを接続する配管の本数と比べて少ない。そのため、熱源側ユニット２０１の組立性は、熱源側ユニット２００のそれと比べて高い。
【００９３】
実施の形態３．
図７〜図９に示されるように、実施の形態３に係る冷凍装置１０２は、実施の形態１に係る冷凍装置１００と基本的に同様の構成を備えるが、第１状態において熱源側熱交換器２と補助熱交換器３とが互いに並列に接続される点で異なる。
【００９４】
冷凍装置１０２の冷媒回路は、冷凍装置１００の第１流路および第２流路に替えて、第７流路および第８流路を有している。第７流路および第８流路は、圧縮機１の吐出口１Ｂと利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａとの間を接続する。冷凍装置１０２において利用側熱交換器５の第６流出入部５Ｂと圧縮機１の吸入口１Ａとの間は、冷凍装置１００と同様に、第３流路および第４流路によって接続されている。
【００９５】
第７流路は、熱源側熱交換器２を介して圧縮機１の吐出口１Ｂと利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａとの間を接続し、かつ補助熱交換器３を介して圧縮機１の吐出口１Ｂと利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａとの間を接続する。第７流路では、圧縮機１の吐出口１Ｂ、熱源側熱交換器２、第１減圧部４、および利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａが順に直列に接続され、かつ圧縮機１の吐出口１Ｂ、補助熱交換器３、第１減圧部４、および利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａが直列に接続される。言い換えると、第７流路では、熱源側熱交換器２と補助熱交換器３とが互いに並列に接続される。
【００９６】
第７流路には、第７流路を開閉する第９開閉弁３１、第１０開閉弁３２、および第５開閉弁１５が配置されている。第９開閉弁３１は、熱源側熱交換器２の第２流出入部２Ｂと第１減圧部４との間に配置されている。第１０開閉弁３２は、圧縮機１の吐出口１Ｂと補助熱交換器３の第３流出入部３Ａとの間に配置されている。
【００９７】
第８流路は、圧縮機１の吐出口１Ｂと利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａとの間を熱源側熱交換器２および補助熱交換器３を介さずに接続する。第８流路では、圧縮機１の吐出口１Ｂおよび利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａが順に直列に接続される。
【００９８】
第８流路には、第８流路を開閉する第１１開閉弁３３および第６開閉弁１６が配置されている。第１１開閉弁３３は、圧縮機１の吐出口１Ｂと利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａ補助熱交換器３の第３流出入部３Ａとの間に配置されている。
【００９９】
第７流路および第８流路は、冷媒が分流または合流する第９分岐点、第１０分岐点、上記第５分岐点、第１１分岐点、第１２分岐点、および上記第６分岐点を有している。第７流路および第８流路において、第９分岐点、第１０分岐点、第５分岐点、および第６分岐点は順に直列に接続されている。第７流路では、第９分岐点、第１２分岐点、第１０分岐点、第５分岐点、および第６分岐点が順に直列に接続されており、かつ第９分岐点、第１１分岐点、第１２分岐点、第１０分岐点、第５分岐点、および第６分岐点が順に直列に接続されている。
【０１００】
第９分岐点は、第７流路において熱源側熱交換器２の第１流出入部２Ａおよび補助熱交換器３の第３流出入部３Ａよりも上流側に配置されている。第１０分岐点は、第７流路において熱源側熱交換器２の第２流出入部２Ｂおよび補助熱交換器３の第４流出入部３Ｂよりも下流側かつ第１減圧部４よりも上流側に配置されている。第１１分岐点は、第７流路において第９分岐点よりも下流側かつ補助熱交換器３の第３流出入部３Ａよりも上流側に配置されている。第１２分岐点は、第７流路において熱源側熱交換器２の第２流出入部２Ｂおよび補助熱交換器３の第４流出入部３Ｂよりも下流側かつ第１０分岐点よりも上流側に配置されている。
【０１０１】
異なる観点から言えば、第８流路は、第７流路から分岐された第７バイパス流路および上記第２バイパス流路を有している。第７バイパス流路の一端は第１１分岐点に接続されている。第７バイパス流路の他端は第１０分岐点に接続されている。これにより、第７バイパス流路は、補助熱交換器３および熱源側熱交換器２をバイパスする。第１１開閉弁３３は、第７バイパス流路を開閉する。第８流路は、第９開閉弁３１、第１０開閉弁３２、および第５開閉弁１５によって第７流路が閉止され、第１１開閉弁３３および第６開閉弁１６によって第７バイパス流路および第２バイパス流路が開放されることにより、形成される。
【０１０２】
図７〜図９に示されるように、第７流路および第８流路の各一部は共通の管路で構成されており、各残部が異なる管路で構成されている。第７流路および第８流路は、共通の管路で構成された、第１０共通流路Ｃ１０、第１１共通流路Ｃ１１、第１２共通流路Ｃ１２、および第５共通流路Ｃ５を有している。さらに、第７流路は、第８流路とは異なる管路で構成された第９非共通流路Ｌ９、第１０非共通流路Ｌ１０および第５非共通流路Ｌ５を有している。第８流路は、第７流路とは異なる管路で構成された第１１非共通流路Ｌ１１および第６非共通流路Ｌ６を有している。
【０１０３】
第１０共通流路Ｃ１０の一端は、圧縮機１の吐出口１Ｂに接続されている。第１０共通流路Ｃ１０の他端は、第９非共通流路Ｌ９および第１１共通流路Ｃ１１の各一端、すなわち第９分岐点に接続されている。第１０共通流路Ｃ１０は、第７流路において圧縮機１の吐出口１Ｂと熱源側熱交換器２の第１流出入部２Ａとの間、かつ圧縮機１の吐出口１Ｂと補助熱交換器３の第３流出入部３Ａとの間に配置されている。
【０１０４】
第１１共通流路Ｃ１１の一端は、第１０共通流路Ｃ１０の上記他端および第９非共通流路Ｌ９の上記一端に接続されている。第１１共通流路Ｃ１１の他端は、第１０非共通流路Ｌ１０および第１１非共通流路Ｌ１１の各一端、すなわち第１１分岐点に接続されている。第１１共通流路Ｃ１１は、第７流路において圧縮機１の吐出口１Ｂと補助熱交換器３の第３流出入部３Ａとの間に配置されている。
【０１０５】
第１２共通流路Ｃ１２の一端は、第９非共通流路Ｌ９、第１０非共通流路Ｌ１０、および第１１非共通流路Ｌ１１の各他端、すなわち第１０分岐点に接続されている。第１２共通流路Ｃ１２の他端は、第５非共通流路Ｌ５および第６非共通流路Ｌ６の上記第５分岐点に接続されている。第１２共通流路Ｃ１２は、第７流路において熱源側熱交換器２の第２流出入部２Ｂと第１減圧部４との間、かつ補助熱交換器３の第４流出入部３Ｂと第１減圧部４との間に配置されている。
【０１０６】
第９非共通流路Ｌ９、第１０非共通流路Ｌ１０、および第１１非共通流路Ｌ１１は、第１０共通流路Ｃ１０と第１２共通流路Ｃ１２との間を互いに並列に接続している。さらに、第１０非共通流路Ｌ１０および第１１非共通流路Ｌ１１は、第１１共通流路Ｃ１１と第１２共通流路Ｃ１２との間を互いに並列に接続している。第５非共通流路Ｌ５および第６非共通流路Ｌ６は、第１２共通流路Ｃ１２と第５共通流路Ｃ５との間を互いに並列に接続している。第７流路では、第１０共通流路Ｃ１０、第９非共通流路Ｌ９、第１２共通流路Ｃ１２、第５非共通流路Ｌ５、および第５共通流路Ｃ５が直列に接続されているとともに、第１０共通流路Ｃ１０、第１１共通流路Ｃ１１、第１０非共通流路Ｌ１０、第１２共通流路Ｃ１２、第５非共通流路Ｌ５、および第５共通流路Ｃ５が直列に接続されている。第８流路では、第１０共通流路Ｃ１０、第１１共通流路Ｃ１１、第１１非共通流路Ｌ１１、第１２共通流路Ｃ１２、第６非共通流路Ｌ６、および第５共通流路Ｃ５が直列に接続されている。
【０１０７】
第９非共通流路Ｌ９は、熱源側熱交換器２を含む。第１０非共通流路Ｌ１０は、補助熱交換器３を含む。つまり、第７流路は、圧縮機１の吐出口１Ｂと利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａとの間を、熱源側熱交換器２および第１減圧部４を介して接続するとともに、補助熱交換器３および第１減圧部４を介して接続する。
【０１０８】
第１１非共通流路Ｌ１１は、熱源側熱交換器２および補助熱交換器３を含まない。第１１非共通流路Ｌ１１は、上記第７バイパス流路を構成している。つまり、第８流路は、圧縮機１の吐出口１Ｂと利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａとの間を、熱源側熱交換器２、補助熱交換器３、および第１減圧部４を介さずに接続する。
【０１０９】
第９非共通流路Ｌ９は、第９開閉弁３１をさらに含む。第１０非共通流路Ｌ１０は、第１０開閉弁３２をさらに含む。第１１非共通流路Ｌ１１は、第１１開閉弁３３をさらに含む。
【０１１０】
第７流路の第９非共通流路Ｌ９および第１０非共通流路Ｌ１０は、共通の管路で構成された第１３共通流路Ｃ１３を有している。第１３共通流路Ｃ１３の一端は、第９非共通流路Ｌ９および第１０非共通流路Ｌ１０の合流部分である第１２分岐点に接続されている。第１３共通流路Ｃ１３の他端は、第１０分岐点に接続されている。第９開閉弁３１は、例えば第１３共通流路Ｃ１３上に設けられている。
【０１１１】
図７〜図９に示されるように、第９開閉弁３１、第１０開閉弁３２、第１１開閉弁３３、第５開閉弁１５、および第６開閉弁１６は、第７流路と第８流路とを切り替えるように設けられている第５切替部を構成している。
【０１１２】
第１状態では、第９開閉弁３１、第１０開閉弁３２、第５開閉弁１５、および第３開閉弁１３が開放され、第１１開閉弁３３、第６開閉弁１６、および第４開閉弁１４が閉止される。第２状態では、第９開閉弁３１、第１０開閉弁３２、第５開閉弁１５、および第３開閉弁１３が閉止され、第１１開閉弁３３、第６開閉弁１６、および第４開閉弁１４が開放される。
【０１１３】
第７流路の第９非共通流路Ｌ９および第３流路の第３非共通流路Ｌ３は、補助熱交換器３を共通して含む。すなわち、第９非共通流路Ｌ９および第３非共通流路Ｌ３は、補助熱交換器３を含む第１４共通流路Ｃ１４を有している。
【０１１４】
冷媒回路は、冷媒を整流する複数の整流部をさらに含む。複数の整流部は、第１整流部１７、第５整流部３４、および第６整流部３５を有する。
【０１１５】
第５整流部３４は、第１０非共通流路Ｌ１０において、補助熱交換器３の第４流出入部３Ｂと第９非共通流路Ｌ９および第１０非共通流路Ｌ１０の上記合流部分との間に配置されている。第５整流部３４は、補助熱交換器３の第４流出入部３Ｂから第１３共通流路Ｃ１３に向かう冷媒を通し、その逆方向への冷媒の流通を制限する。
【０１１６】
第６整流部３５は、第９非共通流路Ｌ９において、熱源側熱交換器２の第２流出入部２Ｂと上記第１１分岐点との間に配置されている。第６整流部３５は、少なくとも、熱源側熱交換器２の第２流出入部２Ｂから第１２共通流路Ｃ１２に向かう冷媒を通し、その逆方向への冷媒の流通を制限する。第６整流部３５は、例えば第１３共通流路Ｃ１３上に設けられている。第６整流部３５は、熱源側熱交換器２の第２流出入部２Ｂから第１２共通流路Ｃ１２に向かう冷媒、および補助熱交換器３の第４流出入部３Ｂから第１２共通流路Ｃ１２に向かう冷媒を通し、各逆方向への冷媒の流通を制限する。
【０１１７】
第９開閉弁３１、第１０開閉弁３２、第１１開閉弁３３、第５開閉弁１５、第６開閉弁１６、第３開閉弁１３、第４開閉弁１４、第１整流部１７、第５整流部３４、および第６整流部３５は、熱源側ユニット２０２の内部、具体的には第２ユニット６０２の内部に配置されている。
【０１１８】
冷凍装置１０２では、第１ユニット５０２および第２ユニット６０２が、第１０非共通流路Ｌ１０を成す第８配管２１０Ｈ、第９非共通流路Ｌ９を成す第９配管２１０Ｉ、および第４共通流路Ｃ４を成す第１０配管２１０Ｊの計３本の配管を介して接続されている。
【０１１９】
＜冷凍装置の動作＞
上述のように、冷凍装置１０２は、複数の流路切替部によって、図８に示される第１状態と、図９に示される第２状態とが切り替えられる。
【０１２０】
図８に示されるように、第１状態では、第９開閉弁３１、第１０開閉弁３２、第５開閉弁１５、および第３開閉弁１３が開放され、第１１開閉弁３３、第６開閉弁１６、および第４開閉弁１４が閉止される。これにより、冷媒は、第７流路および第４流路を流れ、第８流路および第３流路を流れない。つまり、第１状態では、冷媒は圧縮機１、熱源側熱交換器２、第１減圧部４、および利用側熱交換器５を順に流れるとともに、圧縮機１、補助熱交換器３、第１減圧部４、および利用側熱交換器５を順に流れる。熱源側熱交換器２および補助熱交換器３が第３凝縮器として作用し、利用側熱交換器５が第３蒸発器として作用する。その結果、第１状態では、冷凍装置１０２は冷却対象とする空間を冷却する。
【０１２１】
図９に示されるように、第２状態では、第９開閉弁３１、第１０開閉弁３２、第５開閉弁１５、および第３開閉弁１３が閉止され、第１１開閉弁３３、第６開閉弁１６、および第４開閉弁１４が開放される。これにより、冷媒は、第８流路および第３流路を流れ、第７流路および第４流路を流れない。つまり、第２状態では、冷媒は圧縮機１、利用側熱交換器５、第２減圧部６、および補助熱交換器３を順に流れる。その結果、第２状態では、利用側熱交換器５が第２凝縮器として作用し、補助熱交換器３が第２蒸発器として作用する。つまり、第２状態が実現されているときに、冷凍装置１０２は利用側熱交換器５を除霜する。
【０１２２】
＜作用効果＞
冷凍装置１０２は、冷凍装置１００と基本的に同様の構成を備えるため、冷凍装置１００と同様の効果を奏することができる。
【０１２３】
さらに、冷凍装置１０２では、冷媒回路が第１状態とされているときに熱源側熱交換器２および補助熱交換器３が圧縮機１の吐出口１Ｂに対して並列に接続されている。そのため、冷凍装置１０２では、冷凍装置１００，１０１と比べて、冷却運転時の冷媒の圧力損失が低減されている。
【０１２４】
さらに、冷凍装置１０２では、第１ユニット５０２および第２ユニット６０２が、３本の配管を介して接続されている。そのため、冷凍装置１０２において第１ユニット５０２と第２ユニット６０２とを接続する配管の本数は、冷凍装置１００において第１ユニット５００と第２ユニット６００とを接続する配管の本数と比べて少ない。そのため、熱源側ユニット２０２の組立性は、熱源側ユニット２００のそれと比べて高い。
【０１２５】
実施の形態４．
図１０〜図１２に示されるように、実施の形態４に係る冷凍装置１０３は、実施の形態１に係る冷凍装置１００と基本的に同様の構成を備えるが、熱媒体が循環する熱媒体回路をさらに備え、熱源側熱交換器２が冷媒回路を循環する冷媒と熱媒体回路を循環する熱媒体との間の熱交換を行うように設けられている点で異なる。
【０１２６】
熱媒体回路は、熱源側ユニット２０３の内部、具体的には第１ユニット５０３の内部に配置されている。熱媒体回路を循環する熱媒体は、例えば冷媒である。冷凍装置１０３は、いわゆる二元冷凍装置として構成されており、上記冷媒回路が低温側回路、熱媒体回路が高温側回路を成している。熱媒体回路は、高温側圧縮機５１、高温側凝縮器５２、高温側減圧部５３、および高温側蒸発器として作用する熱源側熱交換器２を含む。上記熱媒体は、高温側圧縮機５１、高温側凝縮器５２、高温側減圧部５３、および熱源側熱交換器２を順に流れる。第２ユニット６００、減圧ユニット３００、および利用側ユニット４００の各々は、冷凍装置１００の第２ユニット６００、減圧ユニット３００、および利用側ユニット４００の各々と同様の構成を備えている。
【０１２７】
高温側圧縮機５１は、熱源側熱交換器２において蒸発した熱媒体を圧縮して吐出する。高温側凝縮器５２では、高温側圧縮機５１から吐出された熱媒体と空気との間の熱交換が行われる。第１ユニット５０３の内部には、第１ユニット５００における第１ファン７に替えて、高温側凝縮器５２に冷凍庫外の空気を供給する第４ファン５４が配置されている。高温側減圧部５３は、例えば電子膨張弁である。
【０１２８】
熱源側熱交換器２は、例えばプレート式熱交換器である。熱源側熱交換器２は、熱媒体が流出入する第７流出入部２Ｃおよび第８流出入部２Ｄをさらに有している。第７流出入部２Ｃは、高温側減圧部５３を介して高温側凝縮器５２に接続されている。第８流出入部２Ｄは、高温側圧縮機５１の吸入口に接続されている。
【０１２９】
第１ユニット５０３および第２ユニット６００は、例えば同一の筐体内に収容されている。この場合、補助熱交換器３および高温側凝縮器５２は、例えば一体として設けられていてもよい。異なる観点から言えば、１つの熱交換器の一部領域が補助熱交換器３を構成し、かつ当該１つの熱交換器の他の領域が高温側凝縮器５２を構成していてもよい。
【０１３０】
＜冷凍装置の動作＞
冷凍装置１０３では、複数の流路切替部によって、図１１に示される第１状態と、図１２に示される第２状態とが切り替えられる。図１１および図１２に示されるように、冷凍装置１０３における第１状態と第２状態との切り替えは、冷凍装置１００における第１１状態と第２状態との切り替えと同様に行われる。
【０１３１】
図１１に示されるように、冷媒回路が第１状態にあるときに、冷媒回路内の冷媒および熱媒体回路内の熱媒体の各々が冷凍サイクルを繰り返す。第１状態では、冷媒は圧縮機１、補助熱交換器３、熱源側熱交換器２、第１減圧部４、および利用側熱交換器５を順に流れ、熱媒体は高温側圧縮機５１、高温側凝縮器５２、高温側減圧部５３、および熱源側熱交換器２を順に流れる。これにより、第１状態では、熱源側熱交換器２において冷媒と熱媒体との間の熱交換が行われて、冷媒が凝縮し、かつ熱媒体が蒸発する。その結果、第１状態では熱源側熱交換器２および補助熱交換器３が第１凝縮器として作用し、利用側熱交換器５が第１蒸発器として作用し、冷凍装置１０３は冷却対象とする空間を冷却することができる。
【０１３２】
図１２に示されるように、冷媒回路が第２状態にあるときに、冷媒回路内の冷媒のみが該冷媒回路内を循環して冷凍サイクルを繰り返し、熱媒体回路内の熱媒体は該熱媒体回路内を循環せず冷凍サイクルを繰り返さない。つまり、冷媒回路が第２状態にあるときに、冷凍装置１０３は、冷凍装置１００と同様に動作して、利用側熱交換器５を除霜する。
【０１３３】
＜作用効果＞
冷凍装置１０３は、冷凍装置１００と基本的に同様の構成を備えるため、冷凍装置１００と同様の効果を奏することができる。
【０１３４】
さらに、冷凍装置１０３では、二元冷凍装置として構成されているため、単一の冷凍サイクルで作動している冷凍装置と比べて冷却効率が高められている。異なる観点から言えば、冷凍装置１０３では補助熱交換器３が冷媒回路において凝縮器として作用するため、冷凍装置１０３の冷却効率は、補助熱交換器３を備えない従来の二元冷凍装置のそれと比べて、高められている。さらに、冷凍装置１０３では、上記従来の二元冷凍装置と比べて、除霜効率が高められている。
＜変形例＞
図１３に示される冷凍装置１０４は、図１０〜図１２に示される冷凍装置１０３の変形例である。冷凍装置１０４は、冷凍装置１０３と基本的に同様の構成を備えるが、上記熱媒体回路を循環する熱媒体が水またはブライン等である点で異なる。冷凍装置１０４における熱媒体は、熱媒体回路を循環するときに相変化しない。熱媒体回路は、図１０〜図１２に示される高温側圧縮機５１に替えてポンプ５５を有し、かつ高温側凝縮器５２に替えて熱交換器５６を有している。ポンプ５５は、熱媒体回路内において熱媒体を循環させる。熱交換器５６は、熱媒体回路内を循環する熱媒体と冷凍庫外の空気との間の熱交換を行うように設けられている。補助熱交換器３は、上述のように、冷媒回路を循環する冷媒と冷凍庫外の空気との間の熱交換を行うように設けられている。そのため、冷凍装置１０４においても、冷凍装置１００と同様に、第１状態と第２状態とが実現される。その結果、冷凍装置１０４は、冷凍装置１００と同様の効果を奏することができる。
【０１３５】
また、補助熱交換器３が冷媒回路を循環する冷媒と熱媒体回路を循環する冷媒との間の熱交換を行うように設けられている場合、除霜運転時の補助熱交換器３では、熱媒体が利用側熱交換器５で凝縮された冷媒と熱交換して凍結するおそれがある。これに対し、冷凍装置１０４では、利用側熱交換器５で凝縮された冷媒が熱源側熱交換器２に供給されないため、除霜運転時においても熱媒体の凍結が抑制されている。なお、冷凍装置１０４においても、冷凍装置１００と同様に、利用側熱交換器５に対する除霜運転によって補助熱交換器３に霜が付着し得るが、この霜は冷却運転によって融解除去され得る。
【０１３６】
冷凍装置１０３，１０４の冷媒回路は、冷凍装置１０１または冷凍装置１０２の冷媒回路と同様の構成を備えていてもよい。冷凍装置１０３，１０４の熱媒体回路は、冷凍装置１０１または冷凍装置１０２の熱源側熱交換器２を含んでいてもよい。
【０１３７】
図１４に示される冷凍装置１０５は、図１〜図３に示される冷凍装置１００の変形例である。冷凍装置１０５では、第２流路が１つのバイパス流路のみ、すなわち第２非共通流路Ｌ２のみを有している。異なる観点から言えば、冷凍装置１０５では、第１流路および第２流路が第２共通流路Ｃ２、上記第２分岐点、および上記第５分岐点を有していない。この場合、第２非共通流路Ｌ２の一端は、冷凍装置１００におけるそれと同様に、上記第１分岐点に接続されている。第２非共通流路Ｌ２の他端は、第１流路において第１減圧部４よりも下流側かつ利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａよりも上流側に接続されている。第２非共通流路Ｌ２は、補助熱交換器３、熱源側熱交換器２および第１減圧部４をバイパスするように、設けられている。冷凍装置１０５では、第６開閉弁１６が不要とされる。
【０１３８】
なお、冷凍装置１０１，１０２，１０３，１０４も、冷凍装置１０５と同様の変形例を採ることが出来る。
【０１３９】
図１５および図１６に示される冷凍装置１０６は、図１〜図３に示される冷凍装置１００の変形例である。冷凍装置１０６は、冷媒が循環するエコノマイザ回路をさらに備える。エコノマイザ回路は、圧縮機１、熱源側熱交換器２、エコノマイザ流路６０、エコノマイザ熱交換器６１、エコノマイザ減圧部６２、第５バイパス流路６３、および第１２開閉弁６４を含む。
【０１４０】
圧縮機１は、例えば低圧部と、高圧部と、低圧部と高圧部との間に配置された中間圧部とを含む。エコノマイザ流路６０は、冷媒回路の上記第１流路から分岐されている。エコノマイザ流路６０の一端は、熱源側熱交換器２の第２流出入部２Ｂと上記第２分岐点との間に接続されている。エコノマイザ流路６０の他端は、例えば圧縮機１の中間圧部に接続されている。これにより、エコノマイザ回路は、熱源側熱交換器２で凝縮された冷媒の一部を圧縮機１の上記中間圧部に流入させる。エコノマイザ減圧部６２は、熱源側熱交換器２で凝縮された後エコノマイザ流路に流入した冷媒を減圧する。エコノマイザ熱交換器６１は、エコノマイザ減圧部６２により減圧された冷媒と、熱源側熱交換器２で凝縮された後利用側熱交換器５に向かって流れる冷媒との間の熱交換を行うように設けられている。エコノマイザ回路は、熱源側ユニット２０６に含まれている。圧縮機１、熱源側熱交換器２、エコノマイザ流路６０、エコノマイザ熱交換器６１、およびエコノマイザ減圧部６２は、第１ユニット５０６に含まれている。
【０１４１】
第５バイパス流路６３は、第１流路において第１開閉弁１１、補助熱交換器３および第２整流部１８をバイパスするように設けられている。第５バイパス流路６３の一端は、第１非共通流路Ｌ１において第１分岐点と第１開閉弁１１との間に接続されている。第５バイパス流路６３の他端は、第１非共通流路Ｌ１において第２整流部１８と熱源側熱交換器２の第１流出入部２Ａとの間に接続されている。第１２開閉弁６４は、第５バイパス流路６３を開閉する。第５バイパス流路６３および第１２開閉弁６４は、第２ユニット６０６に含まれている。
【０１４２】
エコノマイザ回路は、圧縮機１の吐出口１Ｂと第５バイパス流路６３の上記一端との間に位置する部分、および第５バイパス流路６３の上記他端とエコノマイザ流路６０の上記一端との間に位置する部分を、上記冷媒回路の第１流路と共有している。
【０１４３】
異なる観点から言えば、冷凍装置１０６の冷媒回路は、エコノマイザ流路６０および第５バイパス流路６３をさらに含む。冷媒回路が第１状態にあるときには、第１共通流路Ｃ１、第１非共通流路Ｌ１において第１分岐点とエコノマイザ流路６０の上記一端との間に位置する部分、およびエコノマイザ流路６０が、エコノマイザ回路を構成する。冷媒回路が第２状態にあるときには、第１共通流路Ｃ１、第１非共通流路Ｌ１において第１分岐点と第５バイパス流路６３の上記一端との間に位置する部分および第５バイパス流路６３の上記他端とエコノマイザ流路６０の上記一端との間に位置する部分、第５バイパス流路６３、ならびにエコノマイザ流路６０が、エコノマイザ回路を構成する。なお、冷凍装置１０６のエコノマイザ回路は、熱源側熱交換器２で凝縮された冷媒の一部を圧縮機１に戻すように構成されていればよい。エコノマイザ流路６０の他端は、圧縮機１の低圧部または吸入口１Ａに接続されていてもよい。また、冷凍装置１０６における圧縮機１の構成は、特に限られるものではなく、例えば多段圧縮機であってもよいし、例えば単段圧縮機であってもよい。
【０１４４】
図１５に示されるように、冷凍装置１０６が冷却運転しているとき、第１開閉弁１１、第４開閉弁１４および第５開閉弁１５が開放され、第２開閉弁１２、第３開閉弁１３、第６開閉弁１６、および第１２開閉弁６４が閉止される。これにより、圧縮機１から吐出された冷媒は、第１凝縮器としての熱源側熱交換器２、補助熱交換器３、第１減圧部４、および第１蒸発器としての利用側熱交換器５を順に流れるとともに、圧縮機１から吐出された冷媒の残部が熱源側熱交換器２、およびエコノマイザ流路６０を順に流れる。その結果、冷凍装置１０６の冷却運転は、エコノマイザ回路が活かされることにより、上記従来の冷凍装置のそれと比べてさらに高効率化されている。
【０１４５】
図１６に示されるように、冷凍装置１０６が除霜運転しているとき、第２開閉弁１２、第３開閉弁１３、第６開閉弁１６、および第１２開閉弁６４が開放され、第１開閉弁１１、第４開閉弁１４および第５開閉弁１５が閉止される。これにより、冷凍装置１０６が除霜運転しているとき、圧縮機１から吐出された冷媒の一部が、第２凝縮器としての利用側熱交換器５、第２減圧部６、および第２蒸発器としての補助熱交換器３を順に流れる同時に、圧縮機１から吐出された冷媒の残部が第５バイパス流路６３、熱源側熱交換器２、およびエコノマイザ流路６０を順に流れる。つまり、冷凍装置１００〜１０５の冷媒回路が第２状態にあるときに、熱源側熱交換器２は凝縮器として作用しないのに対し、冷凍装置１０６の冷媒回路が第２状態にあるときに、熱源側熱交換器２は凝縮器として作用する。冷凍装置１０６の除霜運転では、利用側熱交換器５において除霜に利用される熱量を多くするために、熱源側熱交換器２での熱交換量が補助熱交換器３での熱交換量と比べて少なくされるのが好ましい。そのため、冷凍装置１０６が除霜運転しているときの第１ファン７の回転速度は、冷凍装置１０６が除霜運転しているときの第２ファン８の回転速度、および冷凍装置１０６が冷却運転しているときの第１ファン７の回転速度およびと比べて少なくされるのが好ましい。
【０１４６】
冷凍装置１０６が除霜運転するときに冷媒は第１流路およびエコノマイザ流路６０を流れるが、熱源側熱交換器２での熱交換量が十分に少なくされていることにより、利用側熱交換器５において除霜に利用される熱量は十分に多い。また、冷凍装置１００の除霜運転も、除霜運転時に利用側熱交換器のみを流れ他の熱交換器を流れないように設けられた従来の冷凍装置とは異なり、冷凍サイクルが利用される。その結果、冷凍装置１０６の除霜運転は上記従来の冷凍装置のそれと比べて高効率化されている。
【０１４７】
図１７に示されるように、冷凍装置１０６のエコノマイザ回路は、第１２開閉弁６４に替えて、キャピラリ管６５を含んでいてもよい。キャピラリ管６５は、第５バイパス流路６３に配置されている。キャピラリ管６５における冷媒の圧力損失は、補助熱交換器３における冷媒の圧力損失と比べて、高い。キャピラリ管６５は、冷媒回路が上記第１状態とされているときに、第５バイパス流路６３を流れる冷媒の流量が冷凍装置１０６の冷却性能に影響を与えないような流量となるように、言い換えると、第５バイパス流路６３を流れる冷媒の流量が冷凍装置１０６の冷却性能に影響を与え得る最少流量未満となるように設けられている。この場合、キャピラリ管６５は、第１開閉弁１１が開放されたときには第５バイパス流路６３内の冷媒の流れを実質的に遮断し、第１開閉弁１１が閉止されたときには第５バイパス流路６３内に冷媒を流通させる。これにより、キャピラリ管６５を備える冷凍装置１０６は、第１２開閉弁６４を備える冷凍装置１０６と同様の効果を奏することができる。なお、冷凍装置１０１〜１０５も、冷凍装置１０６と同様の変形例を採ることが出来る。
【０１４８】
図１８に示される冷凍装置１０７は、図１〜図３に示される冷凍装置１００の変形例である。冷凍装置１０７では、複数の圧縮機１が第１流路および第２流路において互いに並列に接続されている。さらに、複数の熱源側熱交換器２が第１流路において互いに並列に接続されている。このような冷凍装置１０７も、冷凍装置１００と基本的に同様の構成を備えるため、冷凍装置１００と同様の効果を奏することができる。なお、冷凍装置１０１〜１０６も、冷凍装置１０７と同様の変形例を採ることが出来る。
【０１４９】
冷凍装置１００〜１０７において、減圧ユニット３００は第１筐体の外部に配置されていてもよい。減圧ユニット３００は、例えば利用側ユニット４００とともに、冷却対象とする空間内に配置されていてもよい。また、減圧ユニット３００は利用側ユニット４００と一体として構成されていてもよい。
【０１５０】
また、冷凍装置１００〜１０７において、熱源側ユニット２００〜２０７は減圧ユニット３００を備えていてもよい。減圧ユニット３００は、例えば、熱源側ユニット２００〜２０７において第１ユニット５００〜５０７および第２ユニット６００〜６０５と一体または別体として構成され、第１筐体の内部に配置されている。
【０１５１】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、上述の実施の形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は上述の実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。
【符号の説明】
【０１５２】
１  圧縮機、１Ａ  吸入口、１Ｂ  吐出口、２  熱源側熱交換器、２Ａ  第１流出入部、２Ｂ  第２流出入部、２Ｃ  第７流出入部、２Ｄ  第８流出入部、３  補助熱交換器、３Ａ  第３流出入部、３Ｂ  第４流出入部、４  第１減圧部、５  利用側熱交換器、５Ａ  第５流出入部、５Ｂ  第６流出入部、６  第２減圧部、７  第１ファン、８  第２ファン、９  第３ファン、１０Ａ  第１流路切替部、１０Ｂ  第２流路切替部、１０Ｃ  第３流路切替部、１１  第１開閉弁、１２  第２開閉弁、１３  第３開閉弁、１４  第４開閉弁、１５  第５開閉弁、１６  第６開閉弁、１７  第１整流部、１８  第２整流部、１９  第３整流部、２０Ａ  第４流路切替部、２１  第７開閉弁、２２  第８開閉弁、２３  第４整流部、３１  第９開閉弁、３２  第１０開閉弁、３３  第１１開閉弁、３４  第５整流部、３５  第６整流部、５１  高温側圧縮機、５２  高温側凝縮器、５３  高温側減圧部、５４  第４ファン、５５  ポンプ、５６  熱交換器、６０  エコノマイザ流路、６１  エコノマイザ熱交換器、６２  エコノマイザ減圧部、６３  第５バイパス流路、６４  第１２開閉弁、６５  キャピラリ管、１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７  冷凍装置、２００，２０１，２０２  熱源側ユニット、２１０Ａ  第１配管、２１０Ｂ  第２配管、２１０Ｃ  第３配管、２１０Ｄ  第４配管、２１０Ｅ  第５配管、２１０Ｆ  第６配管、２１０Ｈ  第８配管、２１０Ｉ  第９配管、２１０Ｊ  第１０配管、３００  利用側ユニット、４００，４０１，４０２，４０３  第１ユニット、５００，５０１，５０２，５０３  第２ユニット、６００  第３ユニット。
【図１】
2020044386.tif 000003
【図２】
2020044386.tif 000004
【図３】
2020044386.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020044386.tif 000007
【図６】
2020044386.tif 000008
【図７】
2020044386.tif 000009
【図８】
2020044386.tif 000010
【図９】
2020044386.tif 000011
【図１０】
2020044386.tif 000012
【図１１】
2020044386.tif 000013
【図１２】
2020044386.tif 000014
【図１３】
2020044386.tif 000015
【図１４】
2020044386.tif 000016
【図１５】
2020044386.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年1月20日(2021.1.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が循環する冷媒回路を備え、
前記冷媒回路が、圧縮機、熱源側熱交換器、第１減圧部、利用側熱交換器、第２減圧部、補助熱交換器、および流路切替部を含み、
前記流路切替部は、
前記熱源側熱交換器および前記補助熱交換器が第１凝縮器として作用し、前記利用側熱交換器が第１蒸発器として作用し、かつ冷媒が前記圧縮機、前記第１凝縮器、前記第１減圧部、および前記第１蒸発器を順に流れる第１状態と、
前記利用側熱交換器が第２凝縮器として作用し、前記補助熱交換器が第２蒸発器として作用し、かつ冷媒が前記圧縮機、前記第２凝縮器、前記第２減圧部、および前記第２蒸発器を順に流れる第２状態とを切り替えるように設けられており、
前記利用側熱交換器を流れる冷媒の流通方向が前記第１状態および前記第２状態によらず一定である、冷凍装置。
【請求項２】
前記第１状態では、前記補助熱交換器が前記熱源側熱交換器よりも前記冷媒回路における上流側に配置される、請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記冷媒回路は、
前記圧縮機の吐出口と前記利用側熱交換器との間を、前記補助熱交換器、前記熱源側熱交換器、および前記第１減圧部を介して接続する第１流路、
前記圧縮機の吐出口と前記利用側熱交換器との間を、前記補助熱交換器、前記熱源側熱交換器、および前記第１減圧部を介さずに接続する第２流路、
前記利用側熱交換器と前記圧縮機の吸入口との間を、前記第２減圧部および前記補助熱交換器を介して接続する第３流路、および、
前記利用側熱交換器と前記圧縮機の吸入口との間を、前記第２減圧部および前記補助熱交換器を介さずに接続する第４流路を含み、
前記流路切替部は、
前記第１流路と前記第２流路とを切り替える第１流路切替部および前記第３流路と前記第４流路とを切り替える第２流路切替部を有し、
前記第１流路切替部は、前記第１状態では前記第１流路を形成し、かつ前記第２状態では前記第２流路を形成し、
前記第２流路切替部は、前記第１状態では前記第４流路を形成し、かつ前記第２状態では前記第３流路を形成する、請求項２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記第１状態では、前記熱源側熱交換器が前記補助熱交換器よりも前記冷媒回路における上流側に配置される、請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記第１状態では、前記熱源側熱交換器および前記補助熱交換器が並列に接続される、請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項６】
熱媒体が循環する熱媒体回路をさらに備え、
前記熱源側熱交換器は、前記冷媒回路を循環する冷媒と前記熱媒体回路を循環する熱媒体との間の熱交換を行うように設けられている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷凍装置。
【請求項７】
冷媒が循環するエコノマイザ回路をさらに備え、
前記エコノマイザ回路は、前記圧縮機および前記熱源側熱交換器を含み、
前記エコノマイザ回路は、前記熱源側熱交換器で凝縮された冷媒の一部を前記圧縮機に戻すエコノマイザ流路をさらに含み、
前記第２状態では、前記熱源側熱交換器および前記利用側熱交換器が前記第２凝縮器として作用し、
前記熱源側熱交換器に送風する第１ファンと、前記補助熱交換器に送風する第２ファンとをさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の冷凍装置。
【請求項８】
前記熱源側熱交換器および前記補助熱交換器を内部に収容している第１筐体をさらに備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の冷凍装置。
【請求項９】
前記第１筐体は、さらに前記圧縮機、前記第１減圧部および前記第２減圧部を内部に収容しており、
前記利用側熱交換器を内部に収容している第２筐体をさらに備える、請求項８に記載の冷凍装置。
【請求項１０】
圧縮機、熱源側熱交換器、第１減圧部、利用側熱交換器、第２減圧部、補助熱交換器、および流路切替部を含み、冷媒が循環する冷媒回路を備える冷凍装置の一部を構成する熱源側ユニットであって、
前記圧縮機、前記熱源側熱交換器、前記補助熱交換器、前記第２減圧部、および前記流路切替部を含む前記冷媒回路の一部と、
前記冷媒回路の一部から前記冷媒回路の他の一部に流出する流出口と、
前記冷媒回路の他の一部から前記冷媒回路の一部に流入する流入口とを備え、
前記流路切替部は、
前記熱源側熱交換器および前記補助熱交換器が第１凝縮器として作用し、かつ冷媒が前記流入口、前記圧縮機、前記第１凝縮器、および前記流出口を順に流れる第１状態と、
前記補助熱交換器が第１蒸発器として作用し、かつ冷媒が前記流入口、前記第２減圧部、前記第１蒸発器、前記圧縮機、および前記流出口を順に流れる第２状態とを切り替える、熱源側ユニット。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係る冷凍装置および熱源側ユニットを示す図である。
【図２】図１に示される冷凍装置および熱源側ユニットの第１状態を示す図である。
【図３】図１に示される冷凍装置および熱源側ユニットの第２状態を示す図である。
【図４】実施の形態２に係る冷凍装置および熱源側ユニットを示す図である。
【図５】図４に示される冷凍装置および熱源側ユニットの第１状態を示す図である。
【図６】図４に示される冷凍装置および熱源側ユニットの第２状態を示す図である。
【図７】実施の形態３に係る冷凍装置および熱源側ユニットを示す図である。
【図８】図７に示される冷凍装置および熱源側ユニットの第１状態を示す図である。
【図９】図７に示される冷凍装置および熱源側ユニットの第２状態を示す図である。
【図１０】実施の形態４に係る冷凍装置および熱源側ユニットを示す図である。
【図１１】図１０に示される冷凍装置および熱源側ユニットの第１状態を示す図である。
【図１２】図１０に示される冷凍装置および熱源側ユニットの第２状態を示す図である。
【図１３】実施の形態４に係る冷凍装置および熱源側ユニットの変形例を示す図である。
【図１４】実施の形態１に係る冷凍装置および熱源側ユニットの他の変形例を示す図である。
【図１５】実施の形態１に係る冷凍装置および熱源側ユニットのさらに他の変形例の第１状態を示す図である。
【図１６】図１５に示される冷凍装置および熱源側ユニットの第２状態を示す図である。
【図１７】図１５および図１６に示される冷凍装置および熱源側ユニットの変形例の第１状態を示す図である。
【図１８】実施の形態１に係る冷凍装置および熱源側ユニットのさらに他の変形例を示す図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
第５流路および第６流路は、冷媒が分流または合流する第７分岐点、第８分岐点、上記第５分岐点、および上記第６分岐点を有している。第５流路および第６流路において、第７分岐点、第８分岐点、第５分岐点、および第６分岐点は順に直列に接続されている。第７分岐点は、第５流路において熱源側熱交換器２の第１流出入部２Ａよりも上流側に配置されている。第８分岐点は、第５流路において補助熱交換器３の第４流出入部３Ｂよりも下流側かつ第１減圧部４よりも上流側に配置されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９８】
第８流路には、第８流路を開閉する第１１開閉弁３３および第６開閉弁１６が配置されている。第１１開閉弁３３は、圧縮機１の吐出口１Ｂと利用側熱交換器５の第５流出入部５Ａとの間に配置されている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３０】
＜冷凍装置の動作＞
冷凍装置１０３では、複数の流路切替部によって、図１１に示される第１状態と、図１２に示される第２状態とが切り替えられる。図１１および図１２に示されるように、冷凍装置１０３における第１状態と第２状態との切り替えは、冷凍装置１００における第１状態と第２状態との切り替えと同様に行われる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４４】
図１５に示されるように、冷凍装置１０６が冷却運転しているとき、第１開閉弁１１、第４開閉弁１４および第５開閉弁１５が開放され、第２開閉弁１２、第３開閉弁１３、第６開閉弁１６、および第１２開閉弁６４が閉止される。これにより、圧縮機１から吐出された冷媒の一部は、第１凝縮器としての熱源側熱交換器２、補助熱交換器３、第１減圧部４、および第１蒸発器としての利用側熱交換器５を順に流れるとともに、圧縮機１から吐出された冷媒の残部が熱源側熱交換器２、およびエコノマイザ流路６０を順に流れる。その結果、冷凍装置１０６の冷却運転は、エコノマイザ回路が活かされることにより、上記従来の冷凍装置のそれと比べてさらに高効率化されている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５２】
１  圧縮機、１Ａ  吸入口、１Ｂ  吐出口、２  熱源側熱交換器、２Ａ  第１流出入部、２Ｂ  第２流出入部、２Ｃ  第７流出入部、２Ｄ  第８流出入部、３  補助熱交換器、３Ａ  第３流出入部、３Ｂ  第４流出入部、４  第１減圧部、５  利用側熱交換器、５Ａ  第５流出入部、５Ｂ  第６流出入部、６  第２減圧部、７  第１ファン、８  第２ファン、９  第３ファン、１０Ａ  第１流路切替部、１０Ｂ  第２流路切替部、１０Ｃ  第３流路切替部、１１  第１開閉弁、１２  第２開閉弁、１３  第３開閉弁、１４  第４開閉弁、１５  第５開閉弁、１６  第６開閉弁、１７  第１整流部、１８  第２整流部、１９  第３整流部、２０Ａ  第４流路切替部、２１  第７開閉弁、２２  第８開閉弁、２３  第４整流部、３１  第９開閉弁、３２  第１０開閉弁、３３  第１１開閉弁、３４  第５整流部、３５  第６整流部、５１  高温側圧縮機、５２  高温側凝縮器、５３  高温側減圧部、５４  第４ファン、５５  ポンプ、５６  熱交換器、６０  エコノマイザ流路、６１  エコノマイザ熱交換器、６２  エコノマイザ減圧部、６３  第５バイパス流路、６４  第１２開閉弁、６５  キャピラリ管、１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７  冷凍装置、２００，２０１，２０２  熱源側ユニット、２１０Ａ  第１配管、２１０Ｂ  第２配管、２１０Ｃ  第３配管、２１０Ｄ  第４配管、２１０Ｅ  第５配管、２１０Ｆ  第６配管、２１０Ｈ  第８配管、２１０Ｉ  第９配管、２１０Ｊ  第１０配管、３００  減圧ユニット、４００  利用側ユニット、５００，５０１，５０２，５０３  第１ユニット、６００  第２ユニット。
【国際調査報告】
2020044386.tif 000021
2020044386.tif 000022
2020044386.tif 000023
2020044386.tif 000024