(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源側圧縮機構（2D）と熱源側熱交換器（4）とを有する熱源側ユニット（1A）と、
上記熱源側ユニット（1A）に冷媒循環可能に接続され、冷媒を熱源側圧縮機構（2D）と共に２段圧縮する利用側圧縮機構（53）と利用側熱交換器（51）とを有する利用側ユニット（1D）と、
上記利用側熱交換器（51）が冷却する対象温度が所定の下限温度（Tb）に低下すると利用側圧縮機構（53）を停止して冷却運転を休止し、対象温度が所定の上限温度（Ta）に上昇すると利用側圧縮機構（53）を駆動させて冷却運転を再開させる運転制御手段（83）と、
上記運転制御手段（83）が利用側圧縮機構（53）の運転を再開させた後に該利用側圧縮機構（53）の容量を予め設定された通常容量（F1）にまで次第に増大させる容量制御手段（81）とを備えていることを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記利用側圧縮機構（53）が所定の長時間以上に停止した後に起動した際に、上記容量制御手段（81）に代わり上記通常容量（F1）よりも大きい上限容量（F2）にまで利用側圧縮機構（53）の容量を次第に増大させる起動容量制御手段（82）を備えていることを特徴とする冷凍装置。
【請求項３】
請求項２において、
上記利用側圧縮機構（53）に異常が発生したときに、該利用側圧縮機構（53）の異常発生前の容量よりも小さい所定の補正容量に容量制御手段（81）の通常容量（F1）及び起動容量制御手段（82）の上限容量（F2）を変更する補正手段（84）を備えていることを特徴とする冷凍装置。
【請求項４】
請求項２において、
上記利用側圧縮機構（53）が起動してから所定の短時間以内に停止した際に、該利用側圧縮機構（53）の停止前の容量よりも小さい所定の補正容量に容量制御手段（81）の通常容量（F1）及び起動容量制御手段（82）の上限容量（F2）を変更する補正手段（84）を備えていることを特徴とする冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱源側圧縮機構と共に冷媒を２段圧縮し且つ運転容量が可変である利用側圧縮機構を有する冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、冷凍サイクルを行う冷凍装置は、室内を冷暖房する空調機や、食品等を貯蔵する冷蔵庫等の冷却機として広く利用されている。この冷凍装置には、ＷＯ９８／４５６５１に開示されているように、空調と冷蔵の両方を行うものがある。この種の冷凍装置は、例えば、空調熱交換器及び冷蔵熱交換器などの複数の利用側熱交換器を備え、コンビニエンスストア等に設置されている。この冷凍装置は、１つの冷凍装置を設置するだけで、店内の空調とショーケース等の冷却との両方を行うことができる。
【０００３】
ところで、食品等を冷凍貯蔵する場合には、冷却対象物をより低温に冷却する必要があるため、冷媒を相当低い圧力にまで減圧しなければならない。そこで、従来の冷凍装置は、室外圧縮機及び室外熱交換器を有する室外ユニットと、冷蔵熱交換器を有する冷蔵ユニットとに加え、ブースタ圧縮機及び冷凍熱交換器を有する冷凍ユニットを設け、２元式冷凍サイクルを形成するようにしていた。
【０００４】
一方、このような冷凍ユニットにおける冷凍負荷が変動すると、ブースタ圧縮機に吸入される冷媒の圧力もそれに伴って変化する。そこで、ブースタ圧縮機の吸入側に低圧冷媒圧力を検出するための低圧センサを設け、この低圧センサの出力に基づいてブースタ圧縮機を容量制御することが、広く行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、冷凍ユニットにおける冷凍負荷は、その変動が比較的小さいため、その冷凍ユニットのブースタ圧縮機を容量制御する場合、室外圧縮機ほどきめ細かく容量制御する必要がない。しかしながら、上記従来のものでは、ブースタ圧縮機の容量を制御する目的で、低圧センサを設けるようにしているため、その分コストが高くなるのは避けられない。
【０００６】
そこで、低圧センサを設けないようにして、冷凍負荷に関係なく一定容量で圧縮機を運転することが考えられるが、この場合には、冷凍装置のＣＯＰが低下するという問題が生ずる。
【０００７】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、冷凍装置のブースタ圧縮機の運転容量を、低圧センサ等を用いずに適切に制御することにより、コストを低減すると共に、冷凍装置のＣＯＰの向上を図ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明では、通常運転時には、圧縮機の運転容量を第１の設定容量まで運転制御可能とする一方、起動運転時には、圧縮機の運転容量を上記第１の設定容量よりも大きい第２の設定容量で運転制御するようにした。
【０００９】
具体的に、第１の発明は、熱源側圧縮機構（2D）と熱源側熱交換器（4）とを有する熱源側ユニット（1A）と、上記熱源側ユニット（1A）に冷媒循環可能に接続され、冷媒を熱源側圧縮機構（2D）と共に２段圧縮する利用側圧縮機構（53）と利用側熱交換器（51）とを有する利用側ユニット（1D）と、上記利用側熱交換器（51）が冷却する対象温度が所定の下限温度（Tb）に低下すると利用側圧縮機構（53）を停止して冷却運転を休止し、対象温度が所定の上限温度（Ta）に上昇すると利用側圧縮機構（53）を駆動させて冷却運転を再開させる運転制御手段（83）と、上記運転制御手段（83）が利用側圧縮機構（53）の運転を再開させた後に該利用側圧縮機構（53）の容量を予め設定された通常容量（F1）にまで次第に増大させる容量制御手段（81）とを備えている。
【００１０】
上記第１の発明によると、熱源側ユニット（1A）の熱源側圧縮機構（2D）から吐出された高圧冷媒は、熱源側熱交換器（4）に流れて凝縮する。凝縮した液冷媒は、膨張した後、利用側ユニット（1D）の利用側熱交換器（51）に流れて蒸発する。この利用側熱交換器（51）を流れる冷媒は、利用側圧縮機構（53）により吸引されるので、利用側ユニット（1D）における冷却対象は相当低温に冷却される。そして、この利用側圧縮機構（53）から吐出した冷媒は、熱源側圧縮機構（2D）に戻り、この循環を繰り返す。
【００１１】
このとき、利用側圧縮機構（53）は、通常運転時に、容量制御手段（81）により運転制御される。容量制御手段（81）は、利用側圧縮機構（53）の容量を、例えば零から予め設定された通常容量（F1）まで変化させながら制御する。
【００１２】
また、上記第１の発明では、起動容量制御手段（82）による運転制御によって、利用側熱交換器（51）は冷却対象を冷却する。そして、冷却対象の温度が所定の下限温度（Tb）に低下すると、運転制御手段（83）により利用側圧縮機構（53）が一旦停止され、冷却運転は休止する。この冷却運転の休止により冷却対象の温度が上昇し、その温度が所定の上限温度（Ta）に上昇すると、利用側圧縮機構（53）は、上記運転制御手段（83）により再び駆動される。
【００１３】
また、上記第１の発明では、利用側圧縮機構（53）の運転を再開する容量制御手段（81）は、その利用側圧縮機構（53）の容量を例えば零から通常容量（F1）まで段階的に増大させる。このことにより、上記所定の上限温度（Ta）と下限温度（Tb）との間で、冷却対象の温度低下が比較的緩やかに行われるため、利用側圧縮機構（53）の休止及び駆動の切り換えが頻繁に行われることはない。
【００１４】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記利用側圧縮機構（53）が所定の長時間以上に停止した後に起動した際に、上記容量制御手段（81）に代わり上記通常容量（F1）よりも大きい上限容量（F2）にまで利用側圧縮機構（53）の容量を次第に増大させる起動容量制御手段（82）を備えるものである。
【００１５】
ところで、所定の長時間以上に停止した後に起動する起動運転時には、冷凍負荷が比較的大きくなっている。そこで、上記第２の発明では、この起動運転時に、上記容量制御手段（81）に代わって起動容量制御手段（82）により利用側圧縮機構（53）が運転制御される。起動容量制御手段（82）は、利用側圧縮機構（53）の容量を、上記通常容量（F1）よりも大きい上限容量（F2）に制御する。その結果、冷却対象は、起動運転時に起動容量制御手段（82）によって効果的に素早く冷却される。
【００１６】
第３の発明は、上記第２の発明において、上記利用側圧縮機構（53）に異常が発生したときに、該利用側圧縮機構（53）の異常発生前の容量よりも小さい所定の補正容量に容量制御手段（81）の通常容量（F1）及び起動容量制御手段（82）の上限容量（F2）を変更する補正手段（84）を備えている。
【００１７】
上記第３の発明によると、利用側圧縮機構（53）に異常が発生したときに、補正手段（84）は、上記通常容量（F1）及び上限容量（F2）を、異常発生前の容量よりも小さい所定の補正容量にそれぞれ変更する。
【００１８】
そして、通常運転時に、容量制御手段（81）は、利用側圧縮機構（53）の容量を上記補正容量まで変化させながら制御する。一方、起動運転時に、起動容量制御手段（82）は、利用側圧縮機構（53）の容量を上記補正容量に制御する。したがって、利用側圧縮機構（53）に異常が発生した場合に、その容量が小さく変更されるため、該利用側圧縮機構（53）の運転は安全に行われる。
【００１９】
第４の発明は、上記第２の発明において、上記利用側圧縮機構（53）が起動してから所定の短時間以内に停止した際に、該利用側圧縮機構（53）の停止前の容量よりも小さい所定の補正容量に容量制御手段（81）の通常容量（F1）及び起動容量制御手段（82）の上限容量（F2）を変更する補正手段（84）を備えている。
【００２０】
上記第４の発明によると、利用側圧縮機構（53）が起動してから所定の短時間以内に停止した際に、補正手段（84）は、上記通常容量（F1）及び上限容量（F2）を、その停止前の利用側圧縮機構（53）の容量よりも小さい所定の補正容量にそれぞれ変更する。
【００２１】
そして、通常運転時に、容量制御手段（81）は、利用側圧縮機構（53）の容量を上記補正容量まで変化させながら制御する。一方、起動運転時に、起動容量制御手段（82）は、利用側圧縮機構（53）の容量を上記補正容量に制御する。したがって、停止する前の起動期間が比較的短時間である場合には、冷凍負荷が比較的小さいため、冷却対象は、小さく変更された補正容量により充分かつ適切に冷却される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態に係る冷凍装置（1）は、コンビニエンスストアに設けられ、ショーケースの冷却と店内の冷暖房とを行うためのものである。
【００２４】
上記冷凍装置（1）は、熱源側ユニットである室外ユニット（1A）と、この室外ユニット（1A）に冷媒循環可能に接続される利用側ユニットとしての室内ユニット（1B）、冷蔵ユニット（1C）及び冷凍ユニット（1D）とを有し、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（1E）を備えている。この冷媒回路（1E）は、冷蔵・冷凍用の第１系統側回路と、空調用の第２系統側回路とを備えている。上記冷媒回路（1E）は、冷房サイクルと暖房サイクルとに切り換わるように構成されている。
【００２５】
上記室内ユニット（1B）は、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うように構成され、例えば、売場などに設置される。また、上記冷蔵ユニット（1C）は、冷蔵用のショーケースに設置されて該ショーケースの庫内空気を冷却する。上記冷凍ユニット（1D）は、冷凍用のショーケースに設置されて該ショーケースの庫内空気を冷却する。
【００２６】
〈室外ユニット〉
上記室外ユニット（1A）は、熱源側圧縮機構と熱源側熱交換器とを有している。上記熱源側圧縮機構は、第１圧縮機としてのインバータ圧縮機（2A）と、第２圧縮機としての第１ノンインバータ圧縮機（2B）と、第３圧縮機としての第２ノンインバータ圧縮機（2C）とから構成されている。一方、上記熱源側熱交換器は、室外熱交換器（4）により構成されている。また、室外ユニット（1A）は、第１四路切換弁（3A）、第２四路切換弁（3B）及び第３四路切換弁（3C）を備えている。
【００２７】
上記各圧縮機（2A，2B，2C）は、例えば、密閉型の高圧ドーム型スクロール圧縮機で構成されている。上記インバータ圧縮機（2A）は、電動機がインバータ制御されて容量が段階的又は連続的に可変となる可変容量圧縮機である。上記第１ノンインバータ圧縮機（2B）及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）は、電動機が常に一定回転数で駆動する定容量圧縮機である。
【００２８】
上記インバータ圧縮機（2A）と第１ノンインバータ圧縮機（2B）と第２ノンインバータ圧縮機（2C）は、この冷凍装置（1）の圧縮機構（2D，2E）を構成し、該圧縮機構（2D，2E）は、第１系統の圧縮機構（2D）と第２系統の圧縮機構（2E）とから構成されている。具体的に、圧縮機構（2D，2E）は、運転時に、上記インバータ圧縮機（2A）と第１ノンインバータ圧縮機（2B）とが第１系統の圧縮機構（2D）を構成し且つ第２ノンインバータ圧縮機（2C）が第２系統の圧縮機構（2E）を構成する場合と、上記インバータ圧縮機（2A）が第１系統の圧縮機構（2D）を構成し且つ第１ノンインバータ圧縮機（2B）と第２ノンインバータ圧縮機（2C）とが第２系統の圧縮機構（2E）を構成する場合とがある。つまり、インバータ圧縮機（2A）が冷蔵・冷凍用の第１系統側回路に、第２ノンインバータ圧縮機（2C）が空調用の第２系統側回路に固定的に用いられる一方、第１ノンインバータ圧縮機（2B）は第１系統側回路と第２系統側回路に切り換えて用いることができるようになっている。
【００２９】
上記インバータ圧縮機（2A）、第１ノンインバータ圧縮機（2B）及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）の各吐出管（5a，5b，5c）は、１つの高圧ガス管（吐出配管）（8）に接続され、該高圧ガス管（8）が第１四路切換弁（3A）の１つのポートに接続されている。上記インバータ圧縮機（2A）の吐出管（5a）、第１ノンインバータ圧縮機（2B）の吐出管（5b）、及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吐出管（5c）には、それぞれ逆止弁（7）が設けられている。
【００３０】
上記室外熱交換器（4）のガス側端部は、室外ガス管（9）によって第１四路切換弁（3A）の１つのポートに接続されている。上記室外熱交換器（4）の液側端部には、液ラインである液管（10）の一端が接続されている。該液管（10）の途中には、レシーバ（14）が設けられ、液管（10）の他端は、第１連絡液管（11）と第２連絡液管（12）とに分岐されている。
【００３１】
尚、上記室外熱交換器（4）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であって、熱源ファンである室外ファン（4F）が近接して配置されている。
【００３２】
上記第１四路切換弁（3A）の１つのポートには、連絡ガス管（17）が接続されている。上記第１四路切換弁（3A）の１つのポートは、接続管（18）によって第２四路切換弁（3B）の１つのポートに接続されている。該第２四路切換弁（3B）の１つのポートは、補助ガス管（19）によって第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吐出管（5c）に接続されている。また、第２四路切換弁（3B）の１つのポートは、第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吸入管（6c）が接続されている。尚、上記第２四路切換弁（3B）の１つのポートは、閉塞された閉鎖ポートに構成されている。つまり、上記第２四路切換弁（3B）は、三路切換弁であってもよい。
【００３３】
上記第１四路切換弁（3A）は、高圧ガス管（8）と室外ガス管（9）とが連通し且つ接続管（18）と連絡ガス管（17）とが連通する第１状態（図１実線参照）と、高圧ガス管（8）と連絡ガス管（17）とが連通し、且つ接続管（18）と室外ガス管（9）とが連通する第２状態（図１破線参照）とに切り換わるように構成されている。
【００３４】
また、上記第２四路切換弁（3B）は、補助ガス管（19）と閉鎖ポートとが連通し、且つ接続管（18）と第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吸入管（6c）とが連通する第１状態（図１実線参照）と、補助ガス管（19）と接続管（18）とが連通し、且つ接続管（18）と閉塞ポートとが連通する第２状態（図１破線参照）とに切り換わるように構成されている。
【００３５】
上記インバータ圧縮機（2A）の吸入管（6a）は、第１系統側回路の低圧ガス管（15）に接続されている。第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吸入管（6c）は、第１，第２四路切換弁（3A，3B）を介して第２系統側回路の低圧ガス管（連絡ガス管（17）及び室外ガス管（9））に接続されている。また、第１ノンインバータ圧縮機（2B）の吸入管（6b）は、後述の第３四路切換弁（3C）を介してインバータ圧縮機（2A）の吸入管（6a）及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吸入管（6c）に接続されている。
【００３６】
具体的に、インバータ圧縮機（2A）の吸入管（6a）には、分岐管（6d）が分岐接続されている。この分岐管（6d）の他端は、逆止弁（7）を介して第３四路切換弁（3C）の第１ポート（P1）に接続されている。また、第１ノンインバータ圧縮機（2B）の吸入管（6b）は、第３四路切換弁（3C）の第２ポート（P2）に接続されている。そして、第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吸入管（6c）には、分岐管（6e）が分岐接続されている。この分岐管（6e）の他端は、逆止弁（7）を介して第３四路切換弁（3C）の第３ポート（P3）に接続されている。また、第３四路切換弁（3C）の第４ポート（P4）には、後述するレシーバ（14）からのガス抜き管（28）の分岐管（28a）が接続されている。上記分岐管（6d，6e）に設けられている逆止弁（7）は、第３四路切換弁（3C）へ向かう冷媒流れのみを許容するものである。
【００３７】
そして、上記第３四路切換弁（3C）は、第１ポート（P1）と第２ポート（P2）が連通し、第３ポート（P3）と第４ポート（P4）が連通する第１の状態（図１実線参照）と、第１ポート（P1）と第４ポート（P4）が連通し、第２ポート（P2）と第３ポート（P3）が連通する第２の状態（図１破線参照）とに切り換え可能に構成されている。
【００３８】
上記各吐出管（5a，5b，5c）と高圧ガス管（8）と室外ガス管（9）とは、冷房運転時の高圧ガスライン（1L）を構成している。一方、上記低圧ガス管（15）と第１系統の圧縮機構（2D）の各吸入管（6a，6b）とは、第１の低圧ガスライン（1M）を構成している。また、上記連絡ガス管（17）と第２系統の圧縮機構（2E）の吸入管（6c）とは、冷房運転時の第２の低圧ガスライン（1N）を構成している。
【００３９】
上記第１連絡液管（11）と第２連絡液管（12）と連絡ガス管（17）と低圧ガス管（15）とは、室外ユニット（1A）から外部に延長され、室外ユニット（1A）内にはこれらに対応して閉鎖弁（20）がそれぞれ設けられている。さらに、上記第２連絡液管（12）は、液管（10）からの分岐側端部に逆止弁（7）が設けられ、レシーバ（14）から第２連絡液管（12）の閉鎖弁（20）へ向かって冷媒が流れるように構成されている。
【００４０】
上記液管（10）には、レシーバ（14）をバイパスする補助液管（25）が接続されている。該補助液管（25）は、主として暖房時に冷媒が流れ、膨張機構である室外膨張弁（26）が設けられている。上記液管（10）における室外熱交換器（4）とレシーバ（14）との間には、レシーバ（14）に向かう冷媒流れのみを許容する逆止弁（7）が設けられている。該逆止弁（7）は、液管（10）における補助液管（25）の接続部とレシーバ（14）との間に位置している。
【００４１】
上記液管（10）には、その逆止弁（7）とレシーバ（14）との間で、分岐液管（36）が分岐接続されている。この分岐液管（36）の他端は、上記第２液管（12）における閉鎖弁（20）と逆止弁（7）との間に接続されている。分岐液管（36）には、第２液管（12）からレシーバ（14）へ向かう冷媒流れを許容する逆止弁（7）が設けられている。
【００４２】
そして、上記補助液管（25）と低圧ガス管（15）との間には、リキッドインジェクション管（27）が接続されている。該リキッドインジェクション管（27）には、電磁弁（SV6）が設けられている。また、上記レシーバ（14）の上部とインバータ圧縮機（2A）の吐出管（5a）との間には、ガス抜き管（28）が接続されている。該ガス抜き管（28）には、レシーバ（14）から吐出管（5a）に向かう冷媒流れのみを許容する逆止弁（7）が設けられている。また、上述したように、このガス抜き管（28）の分岐管（28a）は上記第３四路切換弁（3C）の第４ポート（P4）に接続されている。
【００４３】
上記高圧ガス管（8）には、オイルセパレータ（30）が設けられている。該オイルセパレータ（30）には、油戻し管（31）の一端が接続されている。該油戻し管（31）は、他端が第１油戻し管（31a）と第２油戻し管（31b）に分岐している。第１油戻し管（31a）は、電磁弁（SV0）が設けられ、インバータ圧縮機（2A）の吸入管（6a）に接続されている。また、第２油戻し管（31b）は、電磁弁（SV4）が設けられ、第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吸入管（6c）の分岐管（6e）に接続されている。
【００４４】
上記インバータ圧縮機（2A）のドーム（油溜まり）と第１ノンインバータ圧縮機（2B）の吸入管（6b）との間には、第１均油管（32）が接続されている。上記第１ノンインバータ圧縮機（2B）のドームと第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吸入管（6c）との間には、第２均油管（33）が接続されている。上記第２ノンインバータ圧縮機（2C）のドームとインバータ圧縮機（2A）の吸入管（6a）との間には、第３均油管（34）が接続されている。第１均油管（32）、第２均油管（33）、及び第３均油管（34）には、それぞれ、開閉機構として電磁弁（SV1，SV2，SV3）が設けられている。
【００４５】
〈室内ユニット〉
上記室内ユニット（1B）は、利用側熱交換器である室内熱交換器（41）と膨張機構である室内膨張弁（42）とを備えている。上記室内熱交換器（41）のガス側は、連絡ガス管（17）が接続されている。一方、上記室内熱交換器（41）の液側は、室内膨張弁（42）を介して第２連絡液管（12）が接続されている。尚、上記室内熱交換器（41）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であって、利用側ファンである室内ファン（43）が近接して配置されている。
【００４６】
〈冷蔵ユニット〉
上記冷蔵ユニット（1C）は、冷却熱交換器である利用側熱交換器としての冷蔵熱交換器（45）と膨張機構である冷蔵膨張弁（46）とを備えている。上記冷蔵熱交換器（45）の液側は、電磁弁（7a）及び冷蔵膨張弁（46）を介して第１連絡液管（11）が接続されている。一方、上記冷蔵熱交換器（45）のガス側は、低圧ガス管（15）が接続されている。
【００４７】
上記冷蔵熱交換器（45）は、第１系統の圧縮機構（2D）の吸込側に連通する一方、上記室内熱交換器（41）は、冷房運転時に第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吸込側に連通している。上記冷蔵熱交換器（45）の冷媒圧力（蒸発圧力）は室内熱交換器（41）の冷媒圧力（蒸発圧力）より低くなる。この結果、上記冷蔵熱交換器（45）の冷媒蒸発温度は、例えば、−１０℃となり、室内熱交換器（41）の冷媒蒸発温度は、例えば、＋５℃となって冷媒回路（1E）が異温度蒸発の回路を構成している。
【００４８】
尚、上記冷蔵膨張弁（46）は、感温式膨張弁であって、感温筒が冷蔵熱交換器（45）のガス側に取り付けられている。上記冷蔵熱交換器（45）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であって、冷却ファンである冷蔵ファン（47）が近接して配置されている。
【００４９】
〈冷凍ユニット〉
上記冷凍ユニット（1D）は、冷却熱交換器である利用側熱交換器としての冷凍熱交換器（51）と、膨張機構である冷凍膨張弁（52）と、冷凍圧縮機である利用側圧縮機構としてのブースタ圧縮機（53）とを備えている。ブースタ圧縮機（53）は、電動機がインバータ制御されて容量が段階的又は連続的に可変となる可変容量圧縮機である。
【００５０】
ところで、第１連絡液管（11）には、分岐液管（13）が分岐接続されている。この分岐液管（13）の他端は、上記冷凍熱交換器（51）の液側に接続されている。また、分岐液管（13）には、電磁弁（7b）及び冷凍膨張弁（52）がそれぞれ設けられている。
【００５１】
上記冷凍熱交換器（51）のガス側とブースタ圧縮機（53）の吸込側とは、接続ガス管（54）によって接続されている。該ブースタ圧縮機（53）の吐出側には、低圧ガス管（15）より分岐した分岐ガス管（16）が接続されている。該分岐ガス管（16）には、逆止弁（7）が設けられる一方、この逆止弁（7）とブースタ圧縮機（53）との間にはオイルセパレータ（55）が設けられている。このオイルセパレータ（55）と接続ガス管（54）との間には、キャピラリチューブ（56）を有する油戻し管（57）が接続されている。
【００５２】
また、上記ブースタ圧縮機（53）の吸込側である接続ガス管（54）と、ブースタ圧縮機（53）の吐出側である分岐ガス管（16）の逆止弁（7）の下流側（つまり、低圧ガス管（15）側）との間には、逆止弁（7）を有するバイパス管（59）が接続されている。該バイパス管（59）は、ブースタ圧縮機（53）が故障等により停止した場合に、該ブースタ圧縮機（53）をバイパスして冷媒が流れるように構成されている。
【００５３】
上記ブースタ圧縮機（53）は、冷凍熱交換器（51）の冷媒蒸発温度を冷蔵熱交換器（45）の冷媒蒸発温度よりも低くする目的で、冷媒を第１系統の圧縮機構（2D）と共に２段圧縮するように構成されている。上記冷凍熱交換器（51）の冷媒蒸発温度は、例えば、−４０℃に設定されている。
【００５４】
尚、上記冷凍膨張弁（52）は、感温式膨張弁であって、感温筒が冷蔵熱交換器（45）のガス側に取り付けられている。上記冷凍熱交換器（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であって、冷却ファンである冷凍ファン（58）が近接して配置されている。
【００５５】
また、この実施形態では、バイパス管（59）と分岐ガス管（16）との合流部と、オイルセパレータ（55）との間に逆止弁（7）を設けるようにしているが、この場合、冷凍装置（1）の停止時において、圧縮機構（2A,2B,2C）の吸入側圧力と、ブースタ圧縮機（53）の吐出側圧力との差圧により、そのブースタ圧縮機（53）の吐出側圧力が低下して、該ブースタ圧縮機（53）の吸入側圧力よりも低くなる虞れがある。その結果、起動時に、ブースタ圧縮機（53）に大きなストレスが加わって不具合が生じる虞れがある。
【００５６】
これに対して、図１４に拡大して示すように、バイパス管（59）と分岐ガス管（16）との合流部よりも下流側に逆止弁（7）を設けるようにしてもよい。このようにすることにより、ブースタ圧縮機（53）の吸入側から吐出側へ向かって冷媒が流通できるようになる。その結果、このブースタ圧縮機（53）の吐出側圧力が吸入側圧力よりも低くなるのを防止して、ブースタ圧縮機（53）の起動に不具合が生じないようにすることができる。
【００５７】
〈制御系統〉
上記冷媒回路（1E）には、各種センサ及び各種スイッチが設けられている。上記室外ユニット（1A）の高圧ガス管（8）には、高圧冷媒圧力を検出する圧力検出手段である高圧圧力センサ（61）と、高圧冷媒温度を検出する温度検出手段である吐出温度センサ（62）とが設けられている。上記第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吐出管（5c）には、高圧冷媒温度を検出する温度検出手段である吐出温度センサ（63）が設けられている。また、上記インバータ圧縮機（2A）、第１ノンインバータ圧縮機（2B）及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）の各吐出管（5a，5b，5c）には、それぞれ、高圧冷媒圧力が所定値になると開く圧力スイッチ（64）が設けられている。
【００５８】
上記インバータ圧縮機（2A）及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）の各吸入管（6a，6c）には、低圧冷媒圧力を検出する圧力検出手段である低圧圧力センサ（65，66）と、低圧冷媒温度を検出する温度検出手段である吸入温度センサ（67，68）とが設けられている。
【００５９】
上記室外熱交換器（4）には、室外熱交換器（4）における冷媒温度である蒸発温度又は凝縮温度を検出する温度検出手段である室外熱交換センサ（69）が設けられている。また、上記室外ユニット（1A）には、室外空気温度を検出する温度検出手段である外気温センサ（70）が設けられている。
【００６０】
上記室内熱交換器（41）には、室内熱交換器（41）における冷媒温度である凝縮温度又は蒸発温度を検出する温度検出手段である室内熱交換センサ（71）が設けられると共に、ガス側にガス冷媒温度を検出する温度検出手段であるガス温センサ（72）が設けられている。また、上記室内ユニット（1B）には、室内空気温度を検出する温度検出手段である室温センサ（73）が設けられている。また、上記冷蔵ユニット（1C）には、冷蔵用のショーケース内の庫内温度を検出する温度検出手段である冷蔵温度センサ（74）が設けられている。
【００６１】
そして、上記冷凍ユニット（1D）には、冷凍用のショーケース内の庫内温度を検出する温度検出手段である冷凍温度センサ（75）が設けられている。また、ブースタ圧縮機（53）の吐出側には、吐出冷媒圧力が所定値になると開く圧力スイッチ（64）が設けられている。さらに、ブースタ圧縮機（53）には、該ブースタ圧縮機（53）におけるインバータの出力電流の異常を検出する検出手段である異常電流センサ（78）が設けられている。
【００６２】
上記第２連絡液管（12）における閉鎖弁（20）と逆止弁（7）との間には、該第２連絡液管（12）における冷媒温度を検出する温度検出手段である液温センサ（76）が設けられている。
【００６３】
上記各種センサ及び各種スイッチの出力信号は、制御手段であるコントローラ（80）に入力される。このコントローラ（80）は、冷媒回路（1E）の運転を制御し、後述する８種類の運転モードを切り換えて制御するように構成されている。そして、該コントローラ（80）は、運転時に、インバータ圧縮機（2A）の起動、停止及び容量制御や、第１ノンインバータ圧縮機（2B）及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）の起動及び停止、さらには室外膨張弁（26）及び室内膨張弁（42）の開度調節などに関して制御を行うとともに、各四路切換弁（3A，3B，3C）の切り換えや、油戻し管（31a，31b）、均油管（32，33，34）及びリキッドインジェクション管（27）の電磁弁（SV0，SV1，SV2，SV3，SV4，SV6）についての開閉操作なども行う。
【００６４】
上記コントローラ（80）は、圧縮機構（2D，2E）の運転容量の制御を、冷媒回路（1E）における低圧圧力の目標値に基づいて行う。この目標値は、圧縮機構（2D，2E）の運転容量の変化に応じて連続的または段階的に変化するように定められており、具体的には、上記運転容量の変化に伴う圧力損失の変化を加味して上記目標値が定められている。
【００６５】
また、コントローラ（80）は、低圧圧力の目標値を上下にシフトさせて運転制御を行うことが可能に構成されている。具体的には、上記コントローラ（80）は、冷媒回路（1E）の配管長に応じて低圧圧力の目標値を変化させたり、省エネ運転や急冷運転などの装置の運転状態に応じて低圧圧力の目標値を変化させたりすることができるように構成されている。
【００６６】
そして、本発明の特徴として、図２に示すように、上記コントローラ（80）は、容量制御部（81）と起動容量制御部（82）と運転制御部（83）と補正部（84）とを備えている。容量制御部（81）は、所定の長時間（例えば３０分間）未満の停止期間後における運転時である通常運転時に、ブースタ圧縮機（53）を予め設定された第１の所定容量（F1）（例えば、F1＝１５０Hz）まで運転制御可能に構成されている。本実施形態では、この第１の所定容量（F1）が通常容量となっている。
【００６７】
一方、起動容量制御部（82）は、ブースタ圧縮機（53）が所定の長時間（例えば３０分間）以上に停止した後に起動した際（つまり、起動運転時）に、上記容量制御部（81）に代わり上記第１の所定容量（F1）よりも大きい第２の所定容量（F2）（例えば、F2＝２００Hz）でブースタ圧縮機（53）を運転制御するように構成されている。本実施形態では、この第２の所定容量（F2）が上限容量となっている。
【００６８】
運転制御部（83）は、ブースタ圧縮機（53）が冷却する対象温度である冷凍用ショーケースの庫内温度が、所定の下限温度（Tb）に低下すると、ブースタ圧縮機（53）を停止して冷却運転を休止し、上記庫内温度が所定の上限温度（Ta）に上昇すると、ブースタ圧縮機（53）を駆動させて冷却運転を再開させるように構成されている。さらに、その冷却運転の再開時に、再開信号を出力するようにしている。尚、上限温度（Ta）及び下限温度（Tb）は、これら各温度の中間温度が、庫内の適正温度となるように設定されている。
【００６９】
すなわち、容量制御部（81）は、運転制御部（83）が冷却運転を再開させた再開信号に基づき、起動容量制御部（82）に代わりブースタ圧縮機（53）を第１の所定容量（F1）まで運転制御可能に構成されている。そして、容量制御部（81）は、ブースタ圧縮機（53）の運転再開後に該ブースタ圧縮機（53）の容量を、所定の初期容量として例えば零から、段階的に第１の所定容量まで増大可能に構成されている。
【００７０】
補正部（84）は、ブースタ圧縮機（53）に、例えばインバータの出力電流等の異常が発生したときに、該ブースタ圧縮機（53）の異常発生前の容量よりも小さい所定の補正容量に容量制御部（81）の第１の所定容量（F1）及び起動容量制御部（82）の第２の所定容量（F2）を変更するように構成されている。
【００７１】
さらに、上記補正部（84）は、ブースタ圧縮機（53）が起動してから所定の短時間（例えば、３分間）以内に停止した際に、ブースタ圧縮機（53）の停止前の容量よりも小さい所定の補正容量に容量制御部（81）の第１の所定容（F1）量及び起動容量制御部（82）の第２の所定容量（F2）を変更するように構成されている。
【００７２】
−運転動作−
次に、上記冷凍装置（1）が行う運転動作について各運転毎に説明する。本実施形態では、例えば８種類の運転モードを設定することができるように構成されている。具体的には、[１]室内ユニット（1B）の冷房のみを行う冷房運転、[２]冷蔵ユニット（1C）と冷凍ユニット（1D）の冷却のみを行う冷凍運転、[３]室内ユニット（1B）の冷房と冷蔵ユニット（1C）及び冷凍ユニット（1D）の冷却とを同時に行う第１冷房冷凍運転、[４]第１冷房冷凍運転時の室内ユニット（1B）の冷房能力が不足した場合の運転である第２冷房冷凍運転、[５]室内ユニット（1B）の暖房のみを行う暖房運転、[６]室内ユニット（1B）の暖房と冷蔵ユニット（1C）及び冷凍ユニット（1D）の冷却を室外熱交換器（4）を用いずに熱回収運転で行う第１暖房冷凍運転、[７]第１暖房冷凍運転時に室内ユニット（1B）の暖房能力が余る暖房の能力過剰運転である第２暖房冷凍運転、そして[８]第１暖房冷凍運転時に室内ユニット（1B）の暖房能力が不足する暖房の能力不足運転である第３暖房冷凍運転が可能に構成されている。
【００７３】
以下、個々の運転の動作について具体的に説明する。
【００７４】
〈冷房運転〉
この冷房運転は、室内ユニット（1B）の冷房のみを行う運転である。この冷房運転時は、図６に示すように、インバータ圧縮機（2A）が第１系統の圧縮機構（2D）を構成し、第１ノンインバータ圧縮機（2B）と第２ノンインバータ圧縮機（2C）とが第２系統の圧縮機構（2E）を構成する。そして、上記第２系統の圧縮機構（2E）である第１ノンインバータ圧縮機（2B）及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）のみを駆動する。
【００７５】
また、図６の実線で示すように、第１四路切換弁（3A）及び第２四路切換弁（3B）はそれぞれ第１の状態に切り換わり、第３四路切換弁（3C）は第２の状態に切り換わる。また、室外膨張弁（26）、冷蔵ユニット（1C）の電磁弁（7a）及び冷凍ユニット（1D）の電磁弁（7b）は閉鎖している。
【００７６】
この状態において、第１ノンインバータ圧縮機（2B）及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）から吐出した冷媒は、第１四路切換弁（3A）から室外ガス管（9）を経て室外熱交換器（4）に流れて凝縮する。凝縮した液冷媒は、液管（10）を流れ、レシーバ（14）を経て第２連絡液管（12）を流れ、さらに室内膨張弁（42）を経て室内熱交換器（41）に流れて蒸発する。蒸発したガス冷媒は、連絡ガス管（17）から第１四路切換弁（3A）及び第２四路切換弁（3B）を経て第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吸入管（6c）を流れる。この低圧のガス冷媒の一部は第２ノンインバータ圧縮機（2C）に戻り、ガス冷媒の他の一部は第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吸入管（6c）から分岐管（6e）に分流し、第３四路切換弁（3C）を通って第１ノンインバータ圧縮機（2B）に戻る。冷媒が以上の循環を繰り返すことで、店内の冷房が行われる。
【００７７】
なお、この運転状態では、室内の冷房負荷に応じて、第１ノンインバータ圧縮機（2B）と第２ノンインバータ圧縮機（2C）の起動と停止や、室内膨張弁（42）の開度などがコントローラ（80）により制御される。圧縮機（2B、2C）は１台のみを運転することも可能である。
【００７８】
〈冷凍運転〉
冷凍運転は、冷蔵ユニット（1C）と冷凍ユニット（1D）の冷却のみを行う運転である。この冷凍運転時は、図７に示すように、インバータ圧縮機（2A）と第１ノンインバータ圧縮機（2B）とが第１系統の圧縮機構（2D）を構成し、第２ノンインバータ圧縮機（2C）が第２系統の圧縮機構（2E）を構成する。そして、上記第１系統の圧縮機構（2D）であるインバータ圧縮機（2A）及び第１ノンインバータ圧縮機（2B）を駆動すると共に、ブースタ圧縮機（53）も駆動する。一方、第２ノンインバータ圧縮機（2C）は停止している。
【００７９】
また、図７の実線で示すように、第１四路切換弁（3A）及び第２四路切換弁（3B）は第１の状態に切り換わり、第３四路切換弁（3C）も第１の状態に切り換わる。さらに、冷蔵ユニット（1C）の電磁弁（7a）及び冷凍ユニット（1D）の電磁弁（7b）が開口される一方、室外膨張弁（26）及び室内膨張弁（42）が閉鎖している。
【００８０】
この状態において、インバータ圧縮機（2A）及び第１ノンインバータ圧縮機（2B）から吐出した冷媒は、第１四路切換弁（3A）から室外ガス管（9）を経て室外熱交換器（4）に流れて凝縮する。凝縮した液冷媒は、液管（10）を流れ、レシーバ（14）を経て第１連絡液管（11）を流れ、一部が冷蔵膨張弁（46）を経て冷蔵熱交換器（45）に流れて蒸発する。
【００８１】
一方、第１連絡液管（11）を流れる他の液冷媒は、分岐液管（13）を流れ、冷凍膨張弁（52）を経て冷凍熱交換器（51）に流れて蒸発する。この冷凍熱交換器（51）で蒸発したガス冷媒は、ブースタ圧縮機（53）に吸引されて圧縮され、分岐ガス管（16）に吐出される。
【００８２】
上記冷蔵熱交換器（45）で蒸発したガス冷媒とブースタ圧縮機（53）から吐出したガス冷媒とは、低圧ガス管（15）で合流し、インバータ圧縮機（2A）及び第１ノンインバータ圧縮機（2B）に戻る。冷媒が以上の循環を繰り返すことで、冷蔵用ショーケースと冷凍用ショーケースの庫内が冷却される。
【００８３】
上記冷凍熱交換器（51）における冷媒圧力は、ブースタ圧縮機（53）で吸引されるので、冷蔵熱交換器（45）における冷媒圧力より低圧となる。この結果、例えば、上記冷凍熱交換器（51）における冷媒温度（蒸発温度）が−４０℃となり、上記冷蔵熱交換器（45）における冷媒温度（蒸発温度）が−１０℃となる。
【００８４】
この冷凍運転時には、例えば低圧圧力センサ（65）が検出する低圧冷媒圧力（LP）に基づいて第１ノンインバータ圧縮機（2B）の起動と停止やインバータ圧縮機（2A）の起動、停止または容量制御を行い、冷凍負荷に応じた運転を行う。
【００８５】
例えば、圧縮機構（2D）の容量を増大する制御は、まず第１ノンインバータ圧縮機（2B）が停止した状態でインバータ圧縮機（2A）を駆動する。インバータ圧縮機（2A）が最大容量に上昇した後にさらに負荷が増大すると、第１ノンインバータ圧縮機（2B）を駆動すると同時にインバータ圧縮機（2A）を最低容量に減少させる。その後、さらに負荷が増加すると、第１ノンインバータ圧縮機（2B）を起動したままでインバータ圧縮機（2A）の容量を上昇させる。圧縮機容量の減少制御では、この増大制御と逆の動作が行われる。
【００８６】
また、上記冷蔵膨張弁（46）及び冷凍膨張弁（52）の開度は、感温筒による過熱度制御が行われる。この点は、以下の各運転でも同じである。
【００８７】
≪ブースタ圧縮機の容量制御≫
次に、この冷凍運転におけるブースタ圧縮機（53）の容量制御について、図３のフローチャートと、図４及び図５のタイムチャートとをそれぞれ参照して説明する。
【００８８】
まず、図３のステップ（S1）において、冷凍ユニットが運転中であるか否かが判断される。このとき、冷凍運転がまだ開始されておらず、冷凍ユニットが運転中でない場合、又は所定の長時間（例えば３０分間）以上停止している場合には、ＮＯと判断されてステップ（S2）へ進む。ステップ（S2）では、ブースタ圧縮機（53）の次の起動が、所定の長時間（例えば３０分間）以上の停止期間経過後の起動であるときに、コントローラ（80）の起動容量制御部（82）は、ブースタ圧縮機（53）の容量（つまり、最高周波数）（ｆmax）を第２の所定容量（F2）に設定する。第２の所定容量（F2）は、例えば２００Hzとする。そして、この起動開始から運転制御部（83）による運転の休止（サーモオフ）までの期間である起動運転時に、起動容量制御部（82）は、ブースタ圧縮機（53）を第２の所定容量（F2＝２００Hz）で運転制御する。そして、このステップ（S2）の後、リターンする。
【００８９】
一方、ステップ（S1）で冷凍ユニットが運転中であって、ＹＥＳと判断された場合には、ステップ（S3）へ移行する。ステップ（S3）では、ブースタ圧縮機（53）に異常が発生していないか否かが判断される。その結果、異常電流センサ（78）によって異常が検出されない場合には、ステップ（S4）へ進む。
【００９０】
ステップ（S4）では、ブースタ圧縮機（53）の運転が休止（サーモオフ）しているか否かが判断される。その結果、ブースタ圧縮機（53）の運転が継続されており（サーモオン）、ＮＯと判断された場合には、ステップ（S5）へ移行する。
【００９１】
ステップ（S5）では、ブースタ圧縮機（53）の容量（ｆmax）が第１の所定容量（F1）以上であるか否かを判断する。第１の所定容量（F1）は、例えば１５０Hzとする。その結果、起動運転時であり容量（ｆmax）が２００Hzである場合や、通常運転時であり容量（ｆmax）が１５０Hzに達している場合には、ＹＥＳと判断し、その容量（ｆmax）を変化させずにリターンする。
【００９２】
一方、ステップ（S5）において、通常運転時であり容量（ｆmax）が１５０Hz未満である場合には、ステップ（S6）へ進む。ステップ（S6）では、現在の容量（ｆmax）を１０分毎に１０Hzずつ増大させる。その後、リターンする。このようにして、容量制御部（81）は、通常運転時に、容量（ｆmax）を、所定時間経過毎に所定の大きさずつ段階的に増大させて第１の所定容量（F1）まで変化させる。
【００９３】
ところで、上記ステップ（S3）において、異常電流センサ（78）によりブースタ圧縮機（53）の異常が検出され、ＹＥＳと判断された場合には、ステップ（S7）へ進む。ステップ（S7）では、補正部（84）は、第１の所定容量（F1）及び第２の所定容量（F2）を、その異常発生前の容量（ｆmax）よりも、例えば１０Hz小さい所定の補正容量にそれぞれ変更する。その後、上記ステップ（S4）へ移行する。
【００９４】
また、上記ステップ（S4）において、ブースタ圧縮機（53）の運転が休止（サーモオフ）しており、ＹＥＳと判断された場合には、ステップ（S8）へ移行する。ステップ（S8）では、そのブースタ圧縮機（53）の停止（サーモオフ）が、起動（サーモオン）してから所定の短時間である例えば３分間以内の停止であるか否かが判断される。その結果、その停止が起動して３分以内のものであって、ＹＥＳと判断された場合には、ステップ（S9）へ移行する。
【００９５】
ステップ（S9）では、補正部（84）は、第１の所定容量（F1）及び第２の所定容量（F2）を、その停止前の容量（ｆmax）よりも、例えば１０Hz小さい所定の補正容量にそれぞれ変更する。その後、上記ステップ（S5）へ移る。
【００９６】
一方、上記ステップ（S8）において、ブースタ圧縮機（53）の停止が、起動してから３分よりも長い時間の経過後の停止であって、ＮＯと判断された場合には、第１の所定容量及び第２の所定容量を変更しないで、リターンする。
【００９７】
ここで、図４及び図５を参照して、上述の処理制御に対応する圧縮機ブースタ圧縮機（53）の周波数（つまり容量（ｆmax））の時間変化と、冷凍ユニット（1D）の庫内温度の時間変化とのそれぞれについて説明する。
【００９８】
図中において、実線は、図３のステップ（S1）からステップ（S6）までの処理制御が行われた場合を示している。また、破線は、ステップ（S7）の異常発生時の処理制御が行われた場合を示している。
【００９９】
まず、時間（t0）において、３０分以上の停止後の起動が行われる。この際、起動容量制御部（82）により、ブースタ圧縮機（53）の最高周波数である容量（ｆmax）は、２００Hz（F2）に設定される。その後、実際の容量は増大して、最高周波数である２００Hzに達すると共に、冷凍ユニット（1D）の庫内温度が低下する。
【０１００】
そして、時間（t1）において、庫内温度が下限温度（Tb）に達すると、起動容量制御部（82）によるブースタ圧縮機（53）の運転は、運転制御部（83）により一旦休止される（サーモオフ）。その後、運転休止に伴って庫内温度は徐々に上昇し、時間（t2）で庫内温度が上限温度（Ta）に達すると、運転制御部（83）によってブースタ圧縮機（53）の運転は再開される（サーモオン）。このとき、ブースタ圧縮機（53）の容量（ｆmax）は、容量制御部（81）によって零から１０分毎に１０Hzずつ段階的に１５０Hzまで増大する。
【０１０１】
その後、時間（t3）において、庫内温度が再び下限温度（Tb）に達すると、運転制御部（83）によりブースタ圧縮機（53）の運転が休止される。その後、時間（t4）において、庫内温度が上昇して再び上限温度（Ta）に達すると、運転制御部（83）によって容量制御部（81）によるブースタ圧縮機（53）の運転が再開される。このようにして、ブースタ圧縮機（53）が運転制御されて、庫内温度が所定の温度範囲に維持される。
【０１０２】
ところで、例えば、時間（t2）と時間（t3）との間の時間（t5）において、容量（ｆmax）が１２０Hzになってからブースタ圧縮機（53）に異常が発生した場合、補正部（84）は、第１の所定容量（F1）及び第２の所定容量（F2）を、その異常発生前の１２０Hzよりも１０Hz小さい１１０Hzにそれぞれ変更する。そして、この１１０Hzに変更された第１の所定容量（F1）及び第２の所定容量（F2）に基づいて、ブースタ圧縮機（53）は運転制御される。
【０１０３】
このブースタ圧縮機（53）の容量制御は、ブースタ圧縮機（53）が運転される以下の各運転でも同様に行われる。
【０１０４】
〈第１冷房冷凍運転〉
この第１冷房冷凍運転は、室内ユニット（1B）の冷房と冷蔵ユニット（1C）及び冷凍ユニット（1D）の冷却とを同時に行う運転である。この第１冷房冷凍運転時は、図８に示すように、インバータ圧縮機（2A）と第１ノンインバータ圧縮機（2B）とが第１系統の圧縮機構（2D）を構成し、第２ノンインバータ圧縮機（2C）が第２系統の圧縮機構（2E）を構成する。そして、上記インバータ圧縮機（2A）、第１ノンインバータ圧縮機（2B）及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）を駆動すると共に、ブースタ圧縮機（53）も駆動する。
【０１０５】
また、第１四路切換弁（3A）、第２四路切換弁（3B）及び第３四路切換弁（3C）は、図８の実線で示すように、それぞれ第１の状態に切り換わる。さらに、冷蔵ユニット（1C）の電磁弁（7a）及び冷凍ユニット（1D）の電磁弁（7b）が開口される一方、室外膨張弁（26）は閉鎖している。
【０１０６】
この状態において、インバータ圧縮機（2A）と第１ノンインバータ圧縮機（2B）と第２ノンインバータ圧縮機（2C）から吐出した冷媒は、高圧ガス管（8）で合流し、第１四路切換弁（3A）から室外ガス管（9）を経て室外熱交換器（4）に流れて凝縮する。凝縮した液冷媒は、液管（10）を流れ、レシーバ（14）を経て第１連絡液管（11）と第２連絡液管（12）とに分かれて流れる。
【０１０７】
上記第２連絡液管（12）を流れる液冷媒は、室内膨張弁（42）を経て室内熱交換器（41）に流れて蒸発する。蒸発したガス冷媒は、連絡ガス管（17）から第１四路切換弁（3A）及び第２四路切換弁（3B）を経て吸入管（6c）を流れて第２ノンインバータ圧縮機（2C）に戻る。
【０１０８】
一方、上記第１連絡液管（11）を流れる液冷媒の一部が冷蔵膨張弁（46）を経て冷蔵熱交換器（45）に流れて蒸発する。また、上記第１連絡液管（11）を流れる他の液冷媒は、分岐液管（13）を流れ、冷凍膨張弁（52）を経て冷凍熱交換器（51）に流れて蒸発する。この冷凍熱交換器（51）で蒸発したガス冷媒は、ブースタ圧縮機（53）に吸引されて圧縮され、分岐ガス管（16）に吐出される。
【０１０９】
上記冷蔵熱交換器（45）で蒸発したガス冷媒とブースタ圧縮機（53）から吐出されたガス冷媒とは、低圧ガス管（15）で合流し、インバータ圧縮機（2A）及び第１ノンインバータ圧縮機（2B）に戻る。
【０１１０】
冷媒が以上のように循環を繰り返すことにより、店内が冷房されると同時に、冷蔵用ショーケースと冷凍用ショーケースの庫内が冷却される。
【０１１１】
〈第２冷房冷凍運転〉
第２冷房冷凍運転は、上記第１冷房冷凍運転時の室内ユニット（1B）の冷房能力が不足した場合の運転である。この第２冷房冷凍運転時の設定は、図９に示すように、基本的に第１冷房冷凍運転時と同様であるが、第３四路切換弁（3C）が第２の状態に切り換わる点で第１冷房冷凍運転と異なる。
【０１１２】
したがって、この第２冷房冷凍運転時においては、第１冷房冷凍運転と同様に、インバータ圧縮機（2A）、第１ノンインバータ圧縮機（2B）及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）から吐出した冷媒は、室外熱交換器（4）で凝縮し、室内熱交換器（41）と冷蔵熱交換器（45）と冷凍熱交換器（51）で蒸発する。
【０１１３】
そして、上記室内熱交換器（41）で蒸発した冷媒は、第１ノンインバータ圧縮機（2B）及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）に戻り、冷蔵熱交換器（45）及び冷凍熱交換器（51）で蒸発した冷媒は、インバータ圧縮機（2A）に戻ることになる。空調側に２台の圧縮機（2B，2C）を使うことで、冷房能力の不足が補われる。
【０１１４】
なお、第１冷房冷凍運転と第２冷房冷凍運転の具体的な切り換え制御については省略する。
【０１１５】
〈暖房運転〉
この暖房運転は、室内ユニット（1B）の暖房のみを行う運転である。この暖房運転時は、図１０に示すように、インバータ圧縮機（2A）が第１系統の圧縮機構（2D）を構成し、第１ノンインバータ圧縮機（2B）と第２ノンインバータ圧縮機（2C）とが第２系統の圧縮機構（2E）を構成する。そして、上記第２系統の圧縮機構（2E）である第１ノンインバータ圧縮機（2B）及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）のみを駆動する。
【０１１６】
また、図１０の実線で示すように、第１四路切換弁（3A）は第２の状態に切り換わり、第２四路切換弁（3B）は第１の状態に切り換わり、第３四路切換弁（3C）は第２の状態に切り換わる。一方、冷蔵ユニット（1C）の電磁弁（7a）及び冷凍ユニット（1D）の電磁弁（7b）は閉鎖している。
【０１１７】
また、上記室外膨張弁（26）の開度は、低圧圧力センサ（66）に基づく圧力相当飽和温度と吸入温度センサ（68）の検出温度によって過熱度制御される。上記室内膨張弁（42）の開度は、室内熱交換センサ（71）と液温センサ（76）の検出温度に基づいて過冷却制御される。この室外膨張弁（26）及び室内膨張弁（42）の開度制御は、以下、暖房モードで同じである。
【０１１８】
この状態において、第１ノンインバータ圧縮機（2B）及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）から吐出した冷媒は、第１四路切換弁（3A）から連絡ガス管（17）を経て室内熱交換器（41）に流れて凝縮する。凝縮した液冷媒は、第２連絡液管（12）を流れ、分岐液管（36）からレシーバ（14）に流入する。その後、上記液冷媒は、補助液管（25）の室外膨張弁（26）を経て室外熱交換器（4）に流れて蒸発する。蒸発したガス冷媒は、室外ガス管（9）から第１四路切換弁（3A）及び第２四路切換弁（3B）を経て第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吸入管（6c）を流れ、第１ノンインバータ圧縮機（2B）及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）に戻る。この循環を繰り返し、室内が暖房される。
【０１１９】
なお、冷房運転と同様、圧縮機（2B，2C）は１台で運転することも可能である。
【０１２０】
〈第１暖房冷凍運転〉
この第１暖房冷凍運転は、室外熱交換器（4）を用いず、室内ユニット（1B）の暖房と冷蔵ユニット（1C）及び冷凍ユニット（1D）の冷却を行う熱回収運転である。この第１暖房冷凍運転は、図１１に示すように、インバータ圧縮機（2A）と第１ノンインバータ圧縮機（2B）とが第１系統の圧縮機構（2D）を構成し、第２ノンインバータ圧縮機（2C）が第２系統の圧縮機構（2E）を構成する。そして、上記インバータ圧縮機（2A）及び第１ノンインバータ圧縮機（2B）を駆動すると共に、ブースタ圧縮機（53）も駆動する。上記第２ノンインバータ圧縮機（2C）は、停止している。
【０１２１】
また、図１１の実線で示すように、第１四路切換弁（3A）は第２の状態に切り換わり、第２四路切換弁（3B）及び第３四路切換弁（3C）は第１の状態に切り換わる。さらに、冷蔵ユニット（1C）の電磁弁（7a）及び冷凍ユニット（1D）の電磁弁（7b）が開口する一方、室外膨張弁（26）が閉鎖している。
【０１２２】
この状態において、インバータ圧縮機（2A）と第１ノンインバータ圧縮機（2B）から吐出した冷媒は、第１四路切換弁（3A）から連絡ガス管（17）を経て室内熱交換器（41）に流れて凝縮する。凝縮した液冷媒は、第２連絡液管（12）からレシーバ（14）を経て第１連絡液管（11）を流れる。
【０１２３】
上記第１連絡液管（11）を流れる液冷媒の一部が冷蔵膨張弁（46）を経て冷蔵熱交換器（45）に流れて蒸発する。また、上記第１連絡液管（11）を流れる他の液冷媒は、分岐液管（13）を流れ、冷凍膨張弁（52）を経て冷凍熱交換器（51）に流れて蒸発する。この冷凍熱交換器（51）で蒸発したガス冷媒は、ブースタ圧縮機（53）に吸引されて圧縮され、分岐ガス管（16）に吐出される。
【０１２４】
上記冷蔵熱交換器（45）で蒸発したガス冷媒とブースタ圧縮機（53）から吐出したガス冷媒とは、低圧ガス管（15）で合流し、インバータ圧縮機（2A）及び第１ノンインバータ圧縮機（2B）に戻る。この循環を繰り返し、店内を暖房すると同時に、冷蔵用ショーケースと冷凍用ショーケースの庫内を冷却する。つまり、冷蔵ユニット（1C）と冷凍ユニット（1D）との冷却能力（蒸発熱量）と、室内ユニット（1B）の暖房能力（凝縮熱量）とがバランスし、１００％の熱回収が行われる。
【０１２５】
〈第２暖房冷凍運転〉
この第２暖房冷凍運転は、上記第１暖房冷凍運転時に室内ユニット（1B）の暖房能力が余る暖房の能力過剰運転である。この第２暖房冷凍運転時は、図１２に示すように、インバータ圧縮機（2A）と第１ノンインバータ圧縮機（2B）とが第１系統の圧縮機構（2D）を構成し、第２ノンインバータ圧縮機（2C）が第２系統の圧縮機構（2E）を構成する。そして、上記インバータ圧縮機（2A）及び第１ノンインバータ圧縮機（2B）を駆動すると共に、ブースタ圧縮機（53）も駆動する。上記第２ノンインバータ圧縮機（2C）は、停止している。
【０１２６】
この第２暖房冷凍運転は、上記第１暖房冷凍運転時において、暖房能力が余る場合の運転であり、第２四路切換弁（3B）が図１２の実線で示すように第２の状態に切り換わっている他は、上記第１暖房冷凍運転と同じである。
【０１２７】
したがって、インバータ圧縮機（2A）と第１ノンインバータ圧縮機（2B）から吐出した冷媒の一部は、上記第１暖房冷凍運転と同様に室内熱交換器（41）に流れて凝縮する。凝縮した液冷媒は、第２連絡液管（12）から分岐液管（36）を経てレシーバ（14）へ流れ、第１連絡液管（11）を流れる。
【０１２８】
一方、上記インバータ圧縮機（2A）と第１ノンインバータ圧縮機（2B）から吐出した他の冷媒は、補助ガス管（19）から第２四路切換弁（3B）及び第１四路切換弁（3A）を経て室外ガス管（9）を流れ、室外熱交換器（4）で凝縮する。この凝縮した液冷媒は、液管（10）を流れ、第２連絡液管（12）からの液冷媒と合流してレシーバ（14）に流れ、第１連絡液管（11）を流れる。
【０１２９】
その後、上記第１連絡液管（11）を流れる液冷媒の一部が冷蔵熱交換器（45）に流れて蒸発する。また、上記第１連絡液管（11）を流れる他の液冷媒は、冷凍熱交換器（51）に流れて蒸発し、ブースタ圧縮機（53）に吸入される。上記冷蔵熱交換器（45）で蒸発したガス冷媒とブースタ圧縮機（53）から吐出したガス冷媒とは、低圧ガス管（15）で合流し、インバータ圧縮機（2A）及び第１ノンインバータ圧縮機（2B）に戻る。この循環を繰り返し、店内を暖房すると同時に、冷蔵用ショーケースと冷凍用ショーケースの庫内を冷却する。つまり、冷蔵ユニット（1C）と冷凍ユニット（1D）との冷却能力（蒸発熱量）と、室内ユニット（1B）の暖房能力（凝縮熱量）とがバランスせず、余る凝縮熱を室外熱交換器（4）で室外に放出する。
【０１３０】
〈第３暖房冷凍運転〉
この第３暖房冷凍運転は、上記第１暖房冷凍運転時に室内ユニット（1B）の暖房能力が不足する暖房の能力不足運転である。この第３暖房冷凍運転は、図１３に示すように、インバータ圧縮機（2A）と第１ノンインバータ圧縮機（2B）とが第１系統の圧縮機構（2D）を構成し、第２ノンインバータ圧縮機（2C）が第２系統の圧縮機構（2E）を構成する。そして、上記インバータ圧縮機（2A）、第１ノンインバータ圧縮機（2B）、及び第２ノンインバータ圧縮機（2C）を駆動すると共に、ブースタ圧縮機（53）も駆動する。
【０１３１】
この第３暖房冷凍運転は、上記第１暖房冷凍運転時において、暖房能力が不足する場合の運転で、つまり、蒸発熱量が不足している場合であり、室外膨張弁（26）の開度が制御され、第２ノンインバータ圧縮機（2C）が駆動されている点の他は、上記第１暖房冷凍運転と同じである。
【０１３２】
したがって、インバータ圧縮機（2A）と第１ノンインバータ圧縮機（2B）と第２ノンインバータ圧縮機（2C）から吐出した冷媒は、上記第１暖房冷凍運転と同様に連絡ガス管（17）を経て室内熱交換器（41）に流れて凝縮する。凝縮した液冷媒は、第２連絡液管（12）から分岐液管（36）を介してレシーバ（14）に流れる。
【０１３３】
その後、レシーバ（14）からの液冷媒の一部は、第１連絡液管（11）を流れ、該第１連絡液管（11）を流れる液冷媒の一部が冷蔵熱交換器（45）に流れて蒸発する。また、上記第１連絡液管（11）を流れる他の液冷媒は、冷凍熱交換器（51）に流れて蒸発し、ブースタ圧縮機（53）に吸入される。上記冷蔵熱交換器（45）で蒸発したガス冷媒とブースタ圧縮機（53）から吐出したガス冷媒とは、低圧ガス管（15）で合流し、インバータ圧縮機（2A）と第１ノンインバータ圧縮機（2B）に戻る。
【０１３４】
一方、上記レシーバ（14）からの他の液冷媒は、液管（10）を経て室外熱交換器（4）に流れ、蒸発する。蒸発したガス冷媒は、室外ガス管（9）を流れ、第１四路切換弁（3A）及び第２四路切換弁（3B）を経て第２ノンインバータ圧縮機（2C）の吸入管（6c）を流れ、該第２ノンインバータ圧縮機（2C）に戻る。
【０１３５】
この循環を繰り返し、店内を暖房すると同時に、冷蔵用ショーケースと冷凍用ショーケースの庫内を冷却する。つまり、冷蔵ユニット（1C）と冷凍ユニット（1D）との冷却能力（蒸発熱量）と、室内ユニット（1B）の暖房能力（凝縮熱量）とがバランスせず、不足する蒸発熱を室外熱交換器（4）から得る。
【０１３６】
−実施形態の効果−
以上説明したように、この実施形態によると、冷凍負荷が比較的大きい起動運転時に、ブースタ圧縮機（53）は、容量制御部（81）に代わって起動容量制御部（82）により運転制御されるため、その冷却対象を素早く冷却することができる。したがって、通常運転時及び起動運転時のそれぞれに必要な冷凍負荷に応じて、ブースタ圧縮機（53）を適切に運転制御することが可能となる。このため、冷凍負荷の変化とは無関係に一定容量でブースタ圧縮機（53）を運転させるものに比べて、冷凍装置（1）のＣＯＰの向上を図ることができる。
【０１３７】
そして、このような冷凍ユニット（1D）では、その負荷変動が比較的小さいため、上記容量制御部（81）及び起動容量制御部（82）を備えることにより、該ブースタ圧縮機（53）の吸入冷媒圧力を検出するための低圧センサ等を用いなくても、ブースタ圧縮機（53）の容量を充分且つ適切に制御することができる。その結果、装置全体のコストを低減させることができる。
【０１３８】
また、運転制御部（83）を設けるようにしたので、通常運転時に、対象温度を上限温度（Ta）と下限温度（Tb）との間の温度に適切に維持することができる。さらに、容量制御部（81）を、ブースタ圧縮機（53）の容量を段階的に第１の所定容量（F1）まで増大可能な構成としたので、上限温度（Ta）と下限温度（Tb）との間において、冷却対象の温度低下を比較的緩やかにして、ブースタ圧縮機（53）の休止と駆動との切り換えの頻度を低減させることができる。
【０１３９】
そのことに加えて、ブースタ圧縮機（53）に異常が発生したときに、補正部（84）は、上記第１の所定容量（F1）及び第２の所定容量（F2）を、異常発生前の容量よりも小さい所定の補正容量にそれぞれ変更するようにしたので、ブースタ圧縮機（53）に異常が発生した場合であっても、そのブースタ圧縮機（53）の運転を安全に行うことができる。
【０１４０】
さらに、ブースタ圧縮機（53）が起動してから所定の短時間以内に停止した際に、補正部（84）は、上記第１の所定容量（F1）及び第２の所定容量（F2）を、その停止前のブースタ圧縮機（53）の容量よりも小さい所定の補正容量にそれぞれ変更するようにしたので、停止する前の起動期間が比較的短時間であって冷凍負荷が比較的小さい場合に、冷却対象を、小さく変更された補正容量により充分かつ適切に冷却することができる。
【０１４１】
【発明の効果】
以上説明したように、第１の発明によると、冷媒を熱源側ユニットの熱源側圧縮機構と共に２段圧縮する利用側圧縮機構と利用側熱交換器とを有する利用側ユニットと、利用側圧縮機構を通常容量まで運転制御可能な容量制御手段とを備え、上記容量制御手段を、利用側圧縮機構の運転再開後に利用側圧縮機構の容量を段階的に通常容量まで増大可能とすることにより、冷却対象の温度低下が上限温度と下限温度との間で比較的緩やかに行われるため、利用側圧縮機構の休止及び駆動の切り換えの頻度を低減させることができる。そのことに加えて、利用側圧縮機構の容量を制御する目的で、利用側圧縮機構の吸入冷媒圧力を検出するための低圧センサが不要となるため、コストの低減を図ることができる。
【０１４２】
また、この第１の発明によると、上記利用側熱交換器が冷却する対象温度が所定の下限温度に低下すると、利用側圧縮機構を停止して冷却運転を休止し、対象温度が所定の上限温度に上昇すると、利用側圧縮機構を駆動させて冷却運転を再開させる運転制御手段を備え、容量制御手段を、起動容量制御手段に代わり利用側圧縮機構を通常容量まで運転制御可能に構成することにより、運転制御手段によって対象温度を上限温度と下限温度との間の温度に適切に維持することができる。
【０１４３】
第２の発明によると、利用側圧縮機構が所定の長時間以上に停止した後に起動した際に、容量制御手段に代わり通常容量よりも大きい上限容量で利用側圧縮機構を運転制御する起動容量制御手段とを備えることにより、利用側圧縮機構は、通常運転時及び起動運転時のそれぞれに必要な冷凍負荷に応じて適切に運転制御されるので、冷凍装置のＣＯＰの向上を図ることができる。
【０１４４】
第３の発明によると、上記利用側圧縮機構に異常が発生したときに、利用側圧縮機構の異常発生前の容量よりも小さい所定の補正容量に容量制御手段の通常容量及び起動容量制御手段の上限容量を変更する補正手段を備えることにより、利用側圧縮機に異常が発生した場合に、その容量が小さく変更されるため、利用側圧縮機構の運転を安全に行うことができる。
【０１４５】
第４の発明によると、上記利用側圧縮機構が起動してから所定の短時間以内に停止した際に、利用側圧縮機構の停止前の容量よりも小さい所定の補正容量に容量制御手段の通常容量及び起動容量制御手段の上限容量を変更する補正手段を備えることにより、停止する前の起動期間が比較的短時間である場合には、冷凍負荷が比較的小さいため、冷却対象を、小さく変更された補正容量により充分かつ適切に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態の冷媒回路を示す回路図である。
【図２】  コントローラの構成を示す説明図である。
【図３】  ブースタ圧縮機の容量制御を示すフローチャート図である。
【図４】  ブースタ圧縮機の周波数と時間との関係を示すタイムチャート図である。
【図５】  冷凍ユニットの庫内温度と時間との関係を示すタイムチャート図である。
【図６】  冷房運転時の冷媒流れを示す冷媒回路図である。
【図７】  冷凍運転時の冷媒流れを示す冷媒回路図である。
【図８】  第１冷房冷凍運転時の冷媒流れを示す冷媒回路図である。
【図９】  第２冷房冷凍運転時の冷媒流れを示す冷媒回路図である。
【図１０】  暖房運転時の冷媒流れを示す冷媒回路図である。
【図１１】  第１暖房冷凍運転時の冷媒流れを示す冷媒回路図である。
【図１２】  第２暖房冷凍運転時の冷媒流れを示す冷媒回路図である。
【図１３】  第３暖房冷凍運転時の冷媒流れを示す冷媒回路図である。
【図１４】  冷凍ユニットにおける冷媒回路のその他の態様を示す部分拡大図である。
【符号の説明】
（F1）  通常容量（第１の所定容量）
（F2）  上限容量（第２の所定容量）
（Ta）  上限温度
（Tb）  下限温度
（1）  冷凍装置
（1A）  室外ユニット（熱源側ユニット）
（1D）  冷凍ユニット（利用側ユニット）
（4）  室外熱交換器（熱源側熱交換器）
（51）  冷凍熱交換器（利用側熱交換器）
（53）  ブースタ圧縮機（利用側圧縮機構）
（81）  容量制御部（容量制御手段）
（82）  起動容量制御部（起動容量制御手段）
（83）  運転制御部（運転制御手段）
（84）  補正部（補正手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0003780955.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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