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WO2010001612A1 - 冷凍装置 - Google Patents

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WO2010001612A1
WO2010001612A1 PCT/JP2009/003083 JP2009003083W WO2010001612A1 WO 2010001612 A1 WO2010001612 A1 WO 2010001612A1 JP 2009003083 W JP2009003083 W JP 2009003083W WO 2010001612 A1 WO2010001612 A1 WO 2010001612A1
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WO
WIPO (PCT)
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compressor
refrigerant
heat exchanger
oil
refrigeration
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2009/003083
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
阪江覚
竹上雅章
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
Publication of WO2010001612A1 publication Critical patent/WO2010001612A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B31/00Compressor arrangements
    • F25B31/002Lubrication
    • F25B31/004Lubrication oil recirculating arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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    • F25B2400/061Several compression cycles arranged in parallel the capacity of the first system being different from the second
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    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration apparatus that includes a refrigerant circuit to which a plurality of usage-side heat exchangers are connected, and in which the refrigerant circuit performs a refrigeration cycle in which the refrigerant evaporates at different temperatures between a part of the usage-side heat exchangers and the rest. Is.
  • a refrigeration apparatus including a refrigerant circuit that performs a refrigeration cycle is known.
  • This type of refrigeration apparatus is widely used in, for example, a refrigerator for cooling a refrigerator that stores food or the like, an air conditioner that performs indoor air conditioning, and the like.
  • the refrigerant circuit of the refrigeration apparatus disclosed in Patent Document 1 includes a plurality of compressors and an oil separator that separates refrigeration oil from refrigerant discharged from each compressor.
  • the refrigerating machine oil separated from the discharged refrigerant in the oil separator is supplied to the compression chamber in the compression stroke of each compressor.
  • Patent Document 2 discloses a refrigeration apparatus provided with an indoor unit and a refrigeration unit.
  • a first cooling / freezing operation and a second cooling / freezing operation are performed.
  • both the indoor heat exchanger of the indoor unit and the refrigeration heat exchanger of the refrigeration unit operate as an evaporator.
  • three compressors are connected to the refrigerant circuit of the refrigeration apparatus. The first compressor sucks the refrigerant evaporated in the refrigeration heat exchanger. The second compressor sucks the refrigerant evaporated in the refrigeration heat exchanger in the first cooling / freezing operation, and sucks the refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger in the second cooling / freezing operation.
  • the third compressor sucks the refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger. Further, in the first cooling refrigeration operation and the second cooling refrigeration operation, the evaporation temperature of the refrigerant in the indoor heat exchanger becomes higher than the evaporation temperature of the refrigerant in the refrigeration heat exchanger.
  • the evaporation temperature of the refrigerant in the indoor heat exchanger of the indoor unit is higher than the evaporation temperature of the refrigerant in the refrigeration heat exchanger of the refrigeration unit.
  • the first compressor sucks the refrigerant evaporated exclusively in the refrigeration heat exchanger, while the second compressor absorbs the refrigerant evaporated in the refrigeration heat exchanger and the refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger.
  • One of these is selectively inhaled.
  • a passage communicating with the compression chamber during the compression stroke is formed in each of the first compressor and the second compressor.
  • the internal pressure of the compression chamber in a state communicating with this passage is higher in the value of the second compressor having a higher suction refrigerant pressure than in the second compressor having a lower suction refrigerant pressure.
  • the present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a compressor that sucks refrigerant exclusively from a heat exchanger having a low refrigerant evaporation temperature and a refrigerant from a heat exchanger having a different refrigerant evaporation temperature.
  • the refrigeration oil is reliably supplied to both compressors to improve the reliability of the refrigeration apparatus.
  • the first invention includes a first compressor (14a), a second compressor (14b), a heat source side heat exchanger (15), a first usage side heat exchanger (64a, 64b), and a second usage side heat.
  • a refrigeration apparatus including a refrigerant circuit (4) to which an exchanger (54) is connected and performing a refrigeration cycle by circulating the refrigerant in the refrigerant circuit (4) is an object.
  • the first compressor (14a) always sucks the refrigerant evaporated in the first use side heat exchanger (64a, 64b), while the second compressor (14b) Takes in the refrigerant evaporated in the first use side heat exchanger (64a, 64b), and the refrigerant in which the second compressor (14b) evaporates in the second use side heat exchanger (54).
  • the evaporating temperature of the refrigerant in the second use side heat exchanger (54) is the first use.
  • An oil separation mechanism that separates refrigerating machine oil from refrigerant discharged from the first compressor (14a) and the second compressor (14b) while becoming higher than the refrigerant evaporation temperature in the side heat exchangers (64a, 64b) (36) and the refrigerating machine oil separated from the discharged refrigerant in the oil separation mechanism (36), the first compressor (14a) and the second compressor (14b)
  • An oil return passage (47) that feeds back to the compressor, and the oil return passage (47) constantly supplies refrigerating machine oil to the compression chamber (73a) during the compression stroke of the first compressor (14a).
  • Refrigerating machine oil is supplied to the compression chamber (73b) during the compression stroke of the second compressor (14b) during one operation, and refrigerant is sucked into the second compressor (14b) during the second operation.
  • both the first compressor (14a) and the second compressor (14b) are connected in the first use side heat exchanger (64a, 64b). Inhale the evaporated refrigerant. That is, during the first operation, the first compressor (14a) and the second compressor (14b) suck and compress the refrigerant having the same pressure. Further, during this first operation, the refrigeration oil separated from the refrigerant discharged by the oil separation mechanism (36) flows through the oil return passage (47), and the compression chamber (in the compression stroke of the first compressor (14a) ( 73a) and the compression chamber (73b) in the compression stroke of the second compressor (14b).
  • the first compressor (14a) sucks the refrigerant evaporated in the first use side heat exchanger (64a, 64b),
  • the compressor (14b) sucks the refrigerant evaporated in the second usage side heat exchanger (54).
  • the refrigerant evaporation temperature in the second usage-side heat exchanger (54) is the refrigerant evaporation temperature in the first usage-side heat exchanger (64a, 64b). Higher than.
  • the pressure of the refrigerant sucked by the second compressor (14b) becomes higher than the pressure of the refrigerant sucked by the first compressor (14a).
  • the refrigeration oil separated from the refrigerant discharged by the oil separation mechanism (36) flows through the oil return passage (47) and is supplied to the first compressor (14a) and the second compressor (14b). Is done.
  • the refrigeration oil supplied to the first compressor (14a) flows into the compression chamber (73a) during the compression stroke of the first compressor (14a).
  • the refrigerating machine oil supplied to the second compressor (14b) is mixed with the low-pressure refrigerant sucked into the second compressor (14b), and together with the low-pressure refrigerant, the compression chamber (73b ).
  • the refrigerant circuit (4) is connected to the compression chamber (73a) in the compression stroke of the first compressor (14a) and connected to the first compressor ( 14a) is connected to the first injection pipe (30a) for supplying the intermediate pressure refrigerant to the compression chamber (73b) in the compression stroke of the second compressor (14b) and connected to the second compressor (14b).
  • An injection circuit (30) having a second injection pipe (30b) for supplying a pressurized refrigerant is provided, and the oil return passage (47) always supplies refrigerating machine oil to the refrigerant flowing through the first injection pipe (30a).
  • the refrigerating machine oil is supplied to the refrigerant flowing through the second injection pipe (30b) during the second operation.
  • the refrigerant circuit (4) is provided with an injection circuit (30).
  • Refrigerating machine oil is supplied from the oil separation mechanism (36) to the refrigerant flowing through the first injection pipe (30a) through the oil return passage (47) during both the first operation and the second operation.
  • This refrigerating machine oil flows into the compression chamber (73a) during the compression stroke of the first compressor (14a) together with the intermediate pressure refrigerant flowing through the first injection pipe (30a).
  • refrigeration oil is supplied from the oil separation mechanism (36) through the oil return passage (47) to the refrigerant flowing through the second injection pipe (30b).
  • This refrigeration oil flows into the compression chamber (73b) during the compression stroke of the second compressor (14b) together with the intermediate pressure refrigerant flowing through the second injection pipe (30b).
  • the injection circuit (30) is disposed upstream of the first injection pipe (30a) and the second injection pipe (30b) to expand the high-pressure refrigerant.
  • an expansion mechanism (67) for converting to an intermediate pressure refrigerant for converting to an intermediate pressure refrigerant.
  • the intermediate pressure refrigerant is supplied to both the first compressor (14a) and the second compressor (14b).
  • the intermediate pressure refrigerant is supplied to the first compressor (14a) and the supply of the intermediate pressure refrigerant to the second compressor (14b) is stopped.
  • the injection circuit (30) of the third invention performs different operations during the first operation and during the second operation. That is, during the first operation, the injection circuit (30) supplies the intermediate-pressure refrigerant flowing out from the expansion mechanism (67) to both the first compressor (14a) and the second compressor (14b). On the other hand, during the second operation, the injection circuit (30) causes the intermediate pressure refrigerant flowing out of the expansion mechanism (67) to flow into the first compressor of the first compressor (14a) and the second compressor (14b). Supply only to (14a).
  • a cooling heat exchanger that cools at least the high-pressure refrigerant supplied to the first usage-side heat exchanger (64a, 64b) by exchanging heat with the intermediate-pressure refrigerant flowing out of the expansion mechanism (67). (17) is provided.
  • the cooling circuit (17) is provided in the injection circuit (30).
  • the intermediate-pressure refrigerant flowing out of the expansion mechanism (67) exchanges heat with the high-pressure refrigerant when passing through the cooling heat exchanger (17), and then the first injection pipe (30a ) And the second injection pipe (30b).
  • the high-pressure refrigerant cooled in the cooling heat exchanger (17) is supplied to the first usage-side heat exchanger (64a, 64b) and is used to cool an object such as air.
  • the refrigerant circuit (4) includes the first usage side heat exchanger (64a, 64b) and the second usage side heat exchanger.
  • the oil return passage (47) includes a third compressor (14c) that sucks only the refrigerant evaporated in the second use side heat exchanger (54). Supplies the refrigerating machine oil separated from the refrigerant in the oil separation mechanism (36) to the refrigerant sucked into the third compressor (14c).
  • the third compressor is operated during the operation in which the refrigerant evaporates in both the first usage side heat exchanger (64a, 64b) and the second usage side heat exchanger (54).
  • (14c) sucks and compresses only the refrigerant evaporated in the second usage side heat exchanger (54).
  • the refrigerating machine oil separated from the discharged refrigerant in the oil separation mechanism (36) is supplied to the refrigerant sucked into the third compressor (14c) through the oil return passage (47).
  • the refrigerant evaporates in both the first usage side heat exchanger (64a, 64b) and the second usage side heat exchanger (54).
  • the oil return passageway (47) includes a compression chamber (73a) during the compression stroke of the first compressor (14a) and a compression chamber (73b) during the compression stroke of the second compressor (14b). ) And the refrigerant sucked into the third compressor (14c). Further, when the refrigerant evaporates in both the first usage side heat exchanger (64a, 64b) and the second usage side heat exchanger (54) during the second operation, the oil return passage (47) Refrigerating machine oil is supplied to the compression chamber (73a) during the compression stroke of the compressor (14a) and the refrigerant sucked into each of the second compressor (14b) and the third compressor (14c).
  • the first compressor (14a) sucks the refrigerant evaporated in the first use side heat exchanger (64a, 64b), and the first compressor Refrigerating machine oil is supplied from the oil separation mechanism (36) to the compression chamber (73a) during the compression stroke of (14a).
  • the supply location of the refrigerating machine oil from the oil separation mechanism (36) to the second compressor (14b) is changed between the first operation and the second operation. That is, during the first operation in which the second compressor (14b) sucks the refrigerant evaporated in the first use side heat exchanger (64a, 64b), the compression chamber in the compression stroke of the second compressor (14b).
  • the pressure of the refrigerant sucked into the second compressor (14b) is lower than the internal pressure of the compression chamber (73b) during the compression stroke of the second compressor (14b). For this reason, when refrigeration oil is supplied from the oil separation mechanism (36) to the low-pressure refrigerant sucked into the second compressor (14b), the compression chamber in the compression stroke of the second compressor (14b). The pressure difference between the oil separation mechanism (36) and the supply point of the refrigerating machine oil to the second compressor (14b) is larger than when the refrigerating machine oil is supplied from the oil separation mechanism (36) to (73b). .
  • the oil separation mechanism can be used even during the second operation in which the pressure of the refrigerant sucked by the second compressor (14b) is higher than the pressure of the refrigerant sucked by the first compressor (14a).
  • the amount of refrigerating machine oil supplied to the second compressor (14b) from the oil separation mechanism (36) is ensured by ensuring a pressure difference between the refrigerating machine oil supply position for (36) and the second compressor (14b). It can be secured sufficiently.
  • the oil separation mechanism (36) Both the flow rate of the refrigerating machine oil supplied to 14a) and the flow rate of the refrigerating machine oil supplied from the oil separation mechanism (36) to the second compressor (14b) can be sufficiently secured. As a result, troubles such as seizure of the first compressor (14a) and the second compressor (14b) can be prevented and the reliability of the refrigeration apparatus (1) can be improved.
  • the injection pipe (30a, 30b) for supplying the intermediate pressure refrigerant to each compressor (14a, 14b) is supplied from the oil separation mechanism (36) to each compressor (14a, 14b). It can be used as a route for guiding.
  • the injection circuit (30) supplies the intermediate pressure refrigerant to both the first compressor (14a) and the second compressor (14b) during the first operation, and during the second operation.
  • the intermediate pressure refrigerant is supplied to the first compressor (14a), and the supply of the refrigerant to the second compressor (14b) is stopped.
  • the first compressor (14a) sucks the refrigerant evaporated in the first usage side heat exchanger (64a, 64b), and the second compressor (14b) is in the second usage side heat exchanger (54).
  • the intermediate pressure refrigerant flowing out of the expansion mechanism (67) is supplied to both the first compressor (14a) and the second compressor (14b) during the second operation of sucking the evaporated refrigerant.
  • the internal pressure of the compression chamber (73b) during the compression stroke of the second compressor (14b) is higher than the internal pressure of the compression chamber (73a) during the compression stroke of the first compressor (14a).
  • the pressure of the refrigerant flowing out of the expansion mechanism (67) must be set to a value higher than the internal pressure of the compression chamber (73b) during the compression stroke of the second compressor (14b). That is, in this case, the pressure of the refrigerant flowing out from the expansion mechanism (67) becomes a value significantly higher than the internal pressure of the compression chamber (73a) during the compression stroke of the first compressor (14a). Therefore, in this case, the flow rate of the intermediate pressure refrigerant supplied to the first compressor (14a) becomes excessive.
  • the injection circuit (30) of the third invention supplies the refrigerant only to the first compressor (14a) of the first compressor (14a) and the second compressor (14b) during the second operation.
  • the supply of the refrigerant to the second compressor (14b) is stopped. Therefore, according to the third aspect of the present invention, compared with the case where the intermediate pressure refrigerant is supplied to both the first compressor (14a) and the second compressor (14b) during the second operation, the second operation is performed during the second operation. It becomes possible to set the pressure of the intermediate pressure refrigerant supplied to the first compressor (14a) to a low value, and to set the flow rate of the intermediate pressure refrigerant supplied to the first compressor (14a) to an appropriate value. Is possible.
  • a cooling heat exchanger (17) is provided in the injection circuit (30), and the high-pressure refrigerant cooled in the cooling heat exchanger (17) is transferred to the first use side heat exchanger (64a, 64b). Supplied.
  • the amount of heat increases.
  • the lower the temperature of the intermediate pressure refrigerant that exchanges heat with the high-pressure refrigerant in the cooling heat exchanger (17) the higher the pressure that is supplied from the cooling heat exchanger (17) to the first usage-side heat exchanger (64a, 64b).
  • the enthalpy of the refrigerant is low.
  • the refrigerant absorbs heat from an object such as air in the first usage side heat exchanger (64a, 64b). The amount of heat to be increased.
  • the intermediate pressure refrigerant is supplied to both the first compressor (14a) and the second compressor (14b) during the second operation.
  • the pressure of the intermediate pressure refrigerant supplied from the expansion mechanism (67) to the first compressor (14a) during the second operation can be set to a low value.
  • the intermediate pressure refrigerant supplied from the expansion mechanism (67) to the cooling heat exchanger (17) It is possible to lower the temperature of Therefore, according to the fourth aspect of the present invention, the enthalpy of the high-pressure refrigerant supplied from the cooling heat exchanger (17) to the first usage-side heat exchanger (64a, 64b) during the second operation can be lowered. In the first usage-side heat exchanger (64a, 64b), it is possible to increase the amount of heat that the refrigerant absorbs from the object such as air.
  • the oil return passage (47) Supplies the refrigerating machine oil to the compression chamber (73a) during the compression stroke of the first compressor (14a), and at the same time, the refrigerating machine oil becomes a refrigerant sucked into the second compressor (14b) and the third compressor (14c). Supply. That is, for the second compressor (14b) and the third compressor (14c) whose refrigerant pressure is higher than that of the first compressor (14a), the refrigerant sucked into the compressors (14b, 14c).
  • the oil return passageway (47) supplies refrigerating machine oil. Therefore, according to the present invention, it is possible to sufficiently ensure the supply amount of the refrigerating machine oil to each of the first compressor (14a), the second compressor (14b), and the third compressor (14c).
  • FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram illustrating a schematic configuration of a refrigeration apparatus.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a fluid machine provided in the compressor.
  • FIG. 3 is a refrigerant circuit diagram showing the flow of the refrigerant during the cooling operation.
  • FIG. 4 is a refrigerant circuit diagram showing a refrigerant flow during heating operation.
  • FIG. 5 is a refrigerant circuit diagram showing a refrigerant flow during the refrigeration operation.
  • FIG. 6 is a refrigerant circuit diagram showing a refrigerant flow when the second compressor sucks the refrigerant evaporated in the internal heat exchanger during the cooling and cooling operation.
  • FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram illustrating a schematic configuration of a refrigeration apparatus.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a fluid machine provided in the compressor.
  • FIG. 3 is a refrigerant circuit diagram showing the flow
  • FIG. 7 is a refrigerant circuit diagram showing a refrigerant flow when the second compressor sucks the refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger during the cooling and cooling operation.
  • FIG. 8 is a Mollier diagram (pressure-enthalpy diagram) showing a refrigeration cycle performed in the refrigerant circuit during the cooling and cooling operation.
  • FIG. 9 is a refrigerant circuit diagram showing the flow of the refrigerant during the first cooling / heating operation.
  • FIG. 10 is a refrigerant circuit diagram showing the flow of the refrigerant during the second cooling / heating operation.
  • FIG. 11 is a refrigerant circuit diagram showing the flow of the refrigerant during the third cooling / heating operation.
  • FIG. 12 is a refrigerant circuit diagram illustrating a schematic configuration of a refrigeration apparatus according to Modification 1 of the embodiment.
  • FIG. 13 is a refrigerant circuit diagram illustrating a schematic configuration of a refrigeration apparatus according to Modification 3 of the embodiment.
  • FIG. 14 is a refrigerant circuit diagram illustrating a schematic configuration of a refrigeration apparatus according to Modification 4 of the embodiment and a flow of refrigerant when the second compressor sucks refrigerant evaporated in the internal heat exchanger.
  • FIG. 15 is a refrigerant circuit diagram illustrating a schematic configuration of a refrigeration apparatus according to Modification 4 of the embodiment and a flow of refrigerant when the second compressor sucks refrigerant evaporated by indoor heat exchange.
  • FIG. 16 is a refrigerant circuit diagram illustrating a schematic configuration of a refrigeration apparatus according to Modification 5 of the embodiment.
  • This embodiment is a refrigeration apparatus (1) according to the present invention.
  • the refrigeration apparatus (1) is provided in a convenience store, for example. As shown in FIG. 1, the refrigeration apparatus (1) includes an outdoor unit (10) installed outside the room, an indoor unit (50) that air-conditions the store space, and two internal units ( 60a, 60b) and a booster unit (80).
  • the two internal units (60a, 60b) are composed of a refrigeration unit (60a) and a refrigeration unit (60b).
  • the outdoor unit (10) has an outdoor circuit (11), the indoor unit (50) has an indoor circuit (52), the refrigeration unit (60a) has a first internal circuit (61a), and a refrigeration unit (60b). Is provided with a second internal circuit (61b), and the booster unit (80) is provided with a booster circuit (81).
  • an outdoor circuit (11), an indoor circuit (52), a first internal circuit (61a), a second internal circuit (61b), and a booster circuit (81) are connected to four connecting pipes.
  • a refrigerant circuit (4) for performing a vapor compression refrigeration cycle is configured.
  • the first internal circuit (61a) and the second internal circuit (61b) are connected in parallel.
  • the second internal circuit (61b) and the booster circuit (81) are connected in series.
  • the four connecting pipes (2a, 2b, 3a, 3b) are the first liquid side connecting pipe (2a), the second liquid side connecting pipe (2b), the first gas side connecting pipe (3a), and the second gas. Consists of side connecting piping (3b).
  • One end of the first liquid side communication pipe (2a) is connected to the first liquid side shut-off valve (111) of the outdoor circuit (11), and the other end is connected to the indoor circuit (52).
  • One end of the second liquid side connecting pipe (2b) is connected to the second liquid side shut-off valve (112) of the outdoor circuit (11), and the other end is bifurcated to be connected to the first internal circuit (61a) and the second circuit. 2 It is connected to the internal circuit (61b).
  • the first gas side communication pipe (3a) has one end connected to the first gas side closing valve (113) of the outdoor circuit (11) and the other end connected to the indoor circuit (52).
  • One end of the second gas side communication pipe (3b) is connected to the second gas side shut-off valve (114) of the outdoor circuit (11), and the other end is bifurcated to connect the first internal circuit (61a) and the second 2 It is connected to the internal circuit (61b).
  • the second internal circuit (61b) and the booster circuit (81) are connected by a connection gas pipe (5).
  • the outdoor circuit (11) is provided with a compressor unit (40), an outdoor heat exchanger (15), and a receiver (16).
  • the compressor unit (40) includes a first compressor (14a) having a variable operating capacity, a second compressor (14b) having a fixed operating capacity, and a third compressor (14c) having a fixed operating capacity. I have.
  • the discharge sides of these compressors (14a, 14b, 14c) are connected to each other, and the suction side of these compressors (14a, 14b, 14c) is connected to a third four-way switching valve (33) described later. ) Are connected to each other.
  • Electric power is supplied to the electric motor provided in the first compressor (14a) via an inverter.
  • the operating capacity of the first compressor (14a) can be adjusted by changing the output frequency of the inverter.
  • the electric motors provided in the second compressor (14b) and the third compressor (14c) are always operated at a constant rotational speed, and their operation capacities are constant.
  • the second compressor (14b) and the third compressor (14c) may be compressors with variable operating capacity.
  • the first compressor (14a) constitutes an in-compartment compressor that sucks the refrigerant evaporated in the in-compartment units (60a, 60b).
  • the third compressor (14c) constitutes an indoor compressor that sucks the refrigerant evaporated in the indoor unit (50) during the cooling operation.
  • the second compressor (14b) operates as an internal compressor when a later-described third four-way switching valve (33) is in the first state, and the third four-way switching valve (33) Operates as an indoor compressor when in 2 states. That is, the second compressor (14b) can operate as both an in-compartment compressor and an indoor compressor.
  • Each of the first compressor (14a), the second compressor (14b), and the third compressor (14c) is a fully-enclosed and high-pressure dome type scroll compressor.
  • Each of the compressors (14a to 14c) includes a scroll type fluid machine (82) as shown in FIG. Although not shown, each of the compressors (14a to 14c) includes an electric motor for driving the fluid machine (82).
  • a plurality of compression chambers (73a to 73c) are formed between the wrap (75) of the fixed scroll (83) and the wrap (76) of the movable scroll (84).
  • the movable scroll (84) performs a revolving motion, the refrigerant is sucked into the compression chambers (73a to 73c) and compressed.
  • the refrigerant is sucked into the compression chamber (73) and compressed through the suction port (98) communicating with the suction pipe (57), and is compressed in the compression chambers (73a to 73c).
  • the compressed refrigerant is discharged to the discharge port (93) communicating with the discharge pipe (56).
  • the fluid machine (82) is formed with an intermediate port (99) communicating with an injection pipe (30a, 30b, 30c) described later.
  • the intermediate port (99) opens into the compression chambers (73a to 73c) during the compression stroke, which are blocked from both the suction port (98) and the discharge port (93).
  • refrigeration oil is stored at the bottom of the casing of each compressor (14a to 14c).
  • the refrigerating machine oil is supplied to a sliding portion such as a fluid machine (82), and a part thereof is discharged from the discharge pipe (56) together with the refrigerant.
  • the refrigerant evaporation temperature in the internal units (60a, 60b) is set to a value lower than the refrigerant evaporation temperature in the indoor unit (50). For this reason, the internal pressure (that is, the compression chambers (73a, 73b, 73c), 73a, 73b, 73c) during the compression stroke communicating with the intermediate ports (99a, 99b, 99c) in each compressor (14a-14c).
  • the pressure of the refrigerant present in 73c) is higher in the indoor unit (50) where the refrigerant evaporating temperature is higher than the value in the compressor that sucks the refrigerant evaporated in the internal unit (60a, 60b) where the refrigerant evaporating temperature is low.
  • the value in the compressor that sucks the refrigerant evaporated in the above becomes higher.
  • the first discharge pipe (56a) of the first compressor (14a), the second discharge pipe (56b) of the second compressor (14b), and the third discharge pipe (56c) of the third compressor (14c) are 1 It is connected to the discharge junction pipe (21).
  • the discharge junction pipe (21) is connected to the first four-way switching valve (31).
  • a discharge branch pipe (22) branches off from the discharge junction pipe (21).
  • the discharge branch pipe (22) is connected to the second four-way switching valve (32).
  • Each discharge pipe (56) has an oil separator (37a, 37b, 37c), high pressure switch (39a, 39b, 39c) and check valve (CV1, CV2, CV3) in order from the compressor (14) side. And are arranged.
  • Each high pressure switch (39) is configured to urgently stop the compressor (14) when the pressure is abnormally high.
  • Each check valve (CV1, CV2, CV3) is configured to prohibit the flow of refrigerant toward the compressor (14). Details of the oil separators (37a, 37b, 37c) will be described later.
  • the first suction pipe (57a) of the first compressor (14a) is connected to the second gas side shut-off valve (114).
  • the second suction pipe (57b) of the second compressor (14b) is connected to the third four-way switching valve (33).
  • the third suction pipe (57c) of the third compressor (14c) is connected to the second four-way switching valve (32).
  • a first suction branch pipe (58a) branches off from the first suction pipe (57a).
  • a second suction branch pipe (58b) branches off from the third suction pipe (57c).
  • the first suction branch pipe (58a) and the second suction branch pipe (58b) are both connected to the third four-way switching valve (33).
  • check valves (CV7, CV8) for prohibiting the flow of refrigerant from the third four-way switching valve (33) side are respectively provided in the first suction branch pipe (58a) and the second suction branch pipe (58b). Are provided one by one.
  • the outdoor heat exchanger (15) is a cross fin type fin-and-tube heat exchanger.
  • the outdoor heat exchanger (15) constitutes a heat source side heat exchanger.
  • An outdoor fan (23) that sends outdoor air to the outdoor heat exchanger (15) is provided in the vicinity of the outdoor heat exchanger (15). In the outdoor heat exchanger (15), heat is exchanged between the refrigerant and the outdoor air.
  • the gas side of the outdoor heat exchanger (15) is connected to the first four-way selector valve (31).
  • the liquid side of the outdoor heat exchanger (15) is connected to the top of the receiver (16) via the first liquid pipe (24).
  • the first liquid pipe (24) is provided with a check valve (CV9) that prohibits the flow of refrigerant toward the outdoor heat exchanger (15).
  • the receiver (16) is configured in a vertically long sealed container shape.
  • the receiver (16) is for storing high-pressure liquid refrigerant.
  • a gas vent pipe (48) provided with an openable / closable fourth electromagnetic valve (SV4) is connected to the top of the receiver (16).
  • One end of the second liquid pipe (25) is connected to the bottom of the receiver (16).
  • the other end of the second liquid pipe (25) branches into a first branch pipe (26) and a second branch pipe (27).
  • the first branch pipe (26) is connected to the first liquid side stop valve (111).
  • the first branch pipe (26) communicates with the indoor circuit (52) through the first liquid side communication pipe (2a).
  • the first branch pipe (26) is provided with a check valve (CV10) that prohibits the flow of refrigerant toward the second liquid pipe (25).
  • the third branch pipe (28) is provided with a check valve (CV11) that prohibits the flow of the refrigerant toward the first branch pipe (26).
  • the second branch pipe (27) is connected to the second liquid side stop valve (112).
  • the second branch pipe (27) communicates with the internal circuits (61a, 61b) through the second liquid side communication pipe (2b).
  • the second branch pipe (27) is provided with a cooling heat exchanger (17).
  • the second branch pipe (27) is connected to the fourth branch pipe (29) and a main injection pipe (30d) of an injection circuit (30) described later.
  • the fourth branch pipe (29) is branched from between the cooling heat exchanger (17) and the second liquid side shut-off valve (112).
  • the fourth branch pipe (29) is connected to the second branch pipe (27) at the opposite end of the outdoor heat exchanger (15) and the check valve (CV9) in the first liquid pipe (24).
  • the fourth branch pipe (29) is provided with a first outdoor expansion valve (66) constituted by an electronic expansion valve having a variable opening.
  • the outdoor circuit (11) is provided with an injection circuit (30).
  • the injection circuit (30) includes a first injection pipe (30a), a second injection pipe (30b), a third injection pipe (30c), and a main injection pipe (30d), and constitutes an injection passage. Yes.
  • the main injection pipe (30d) is connected to the second branch pipe (27).
  • One end of each of the three injection tubes (30a to 30c) is connected to the main injection tube (30d).
  • the first injection pipe (30a) is connected to the intermediate port (99a) of the first compressor (14a), and the second injection pipe (30b) is connected to the intermediate port (99b) of the second compressor (14b).
  • the injection pipe (30c) is connected to the intermediate port (99c) of the third compressor (14c).
  • the main injection pipe (30d) is provided with a second outdoor expansion valve (67) and a cooling heat exchanger (17) in order from the second branch pipe (27) side.
  • the second outdoor expansion valve (67) is an electronic expansion valve having a variable opening.
  • the second outdoor expansion valve (67) is an expansion mechanism that expands the high-pressure refrigerant that has flowed into the main injection pipe (30d) from the second branch pipe (27) into an intermediate-pressure refrigerant.
  • a gas vent pipe (48) is connected to the main injection pipe (30d) at a position downstream of the cooling heat exchanger (17).
  • the cooling heat exchanger (17) is a so-called plate heat exchanger, and includes a first flow path (17a) and a second flow path (17b).
  • the first flow path (17a) is connected to the second branch pipe (27), and the second flow path (17b) is connected to the main injection pipe (30d).
  • the cooling heat exchanger (17) includes a high-pressure refrigerant flowing from the second branch pipe (27) to the first flow path (17a) and an intermediate pressure flowing from the main injection pipe (30d) to the second flow path (17b). Heat exchange with refrigerant.
  • the high-pressure refrigerant flowing through the first flow path (17a) is cooled by the intermediate pressure refrigerant flowing through the second flow path (17b).
  • Each injection pipe (30a, 30b, 30c) has a check valve (CV4, CV5, CV6) and solenoid valve (SV1, SV2, SV3) in order from the compressor (14a, 14b, 14c) side. Is provided.
  • the check valves (CV4, CV5, CV6) prohibit the flow of refrigerant from the compressor (14a, 14b, 14c) side.
  • the solenoid valve (SV1, SV2, SV3) stops the compressor (14a, 14b, 14c) to which the injection pipe (30a, 30b, 30c) provided with the solenoid valve (SV1, SV2, SV3) is connected. When it is closed.
  • the first four-way switching valve (31) has a first port (P1) connected to the discharge junction pipe (21) and a second port (P2) connected to the fourth port (P4) of the second four-way switching valve (32).
  • the third port (P3) is connected to the outdoor heat exchanger (15), and the fourth port (P4) is connected to the first gas side shut-off valve (113).
  • the second four-way selector valve (32) has a first port (P1) connected to the discharge branch pipe (22), a second port (P2) connected to the third suction pipe (57c), and a fourth port (P4). Are connected to the second port (P2) of the first four-way selector valve (31), respectively.
  • the third port (P3) of the second four-way selector valve (32) is sealed.
  • the third four-way selector valve (33) has a first port (P1) connected to the discharge junction pipe (21) and a second port (P2) connected to the second suction pipe (57b). ), The third port (P3) is connected to the second suction branch pipe (58b), and the fourth port (P4) is connected to the first suction branch pipe (58a).
  • the first port (P1) and the third port (P3) communicate with each other, and the second port (P2) and the fourth port (P4) ) Communicate with each other (the state indicated by the solid line in FIG. 1), the first port (P1) and the fourth port (P4) communicate with each other, the second port (P2) and the third port (P3) Are switched to a second state (state indicated by a broken line in FIG. 1) in communication with each other.
  • the oil separators (37a, 37b, 37c) are provided one by one in the discharge pipes (56a-56c) of the compressors (14a-14c).
  • the refrigerant discharged from each compressor (14a to 14c) (that is, the discharged refrigerant) includes gas refrigerant and refrigeration oil that is in the form of mist (that is, fine droplets).
  • Each oil separator (37) is configured to separate the refrigerant discharged from each compressor (14a to 14c) into gas refrigerant and refrigeration oil.
  • these three oil separators (37a, 37b, 37c) constitute an oil separation mechanism (36).
  • An oil return circuit (47) is connected to the three oil separators (37a, 37b, 37c) constituting the oil separation mechanism (36).
  • the oil return circuit (47) includes a first oil return pipe (42), a second oil return pipe (43), a third oil return pipe (44), a fourth oil return pipe (45), and a three-way switch. And an oil return passage.
  • first oil return pipe (42) One end of the first oil return pipe (42) is connected to the first oil separator (37a) of the first discharge pipe (56a).
  • the other ends of the first oil return pipe (42) are a first branch pipe (42a) connected to the first injection pipe (30a) and a second branch pipe (42b) connected to the second injection pipe (30b). ).
  • a check valve (CV12) for prohibiting the flow of refrigeration oil returning to the first oil separator (37a) in order from the first oil separator (37a) side;
  • a capillary tube (41a) for reducing the pressure of the high-pressure refrigeration oil to an intermediate pressure.
  • the refrigerating machine oil separated by the first oil separator (37a) is supplied to the intermediate pressure compression chamber (73a) of the first compressor (14a) through the first oil return pipe (42).
  • a fourth oil return pipe (45) is connected to the third oil separator (37c) of the third discharge pipe (56c).
  • the other end of the fourth oil return pipe (45) is connected to a second oil return pipe (43) described later.
  • a check valve (CV14) for prohibiting the flow of refrigeration oil returning to the third oil separator (37c) in order from the third oil separator (37c) side,
  • a capillary tube (41c) for reducing the high pressure refrigerating machine oil to an intermediate pressure.
  • the refrigerating machine oil separated by the third oil separator (37c) flows into the third suction pipe (57c) through the fourth oil return pipe (45) and is compressed together with the refrigerant flowing through the third suction pipe (57c). Inhaled into the machine (14c).
  • One end of the second oil return pipe (43) is connected to the second oil separator (37b) of the second discharge pipe (56b).
  • the other end of the second oil return pipe (43) is connected to the third suction pipe (57c).
  • a check valve (CV13) for prohibiting the flow of refrigeration oil returning to the second oil separator (37b) side in order from the second oil separator (37b) side;
  • a capillary tube (41b) for reducing the high pressure refrigerating machine oil to an intermediate pressure and a three-way switching valve (46) are provided in the second oil return pipe (43), the upstream part of the three-way selector valve (46) is an upstream pipe (43a), and the downstream part of the three-way selector valve (46) is a downstream pipe (43b). It has become.
  • the third oil return pipe (44) is connected to the three-way switching valve (46).
  • the other end of the third oil return pipe (44) is connected downstream of the capillary tube (41a) in the first oil return pipe (42).
  • the three-way selector valve (46) includes a first state in which the upstream pipe (43a) communicates with the downstream pipe (43b) and a second state in which the upstream pipe (43a) communicates with the third oil return pipe (44). Switch to state.
  • the three-way switching valve (46) constitutes an oil switching mechanism.
  • the outdoor unit (10) is provided with various sensors.
  • the discharge junction pipe (21) is provided with a discharge pressure sensor (18).
  • Each discharge pipe (56) is provided with a discharge temperature sensor (48a, 48b, 48c).
  • the first suction pipe (57a) is provided with a first suction pressure sensor (19a) and a first suction temperature sensor (20a).
  • the third suction pipe (57c) is provided with a second suction pressure sensor (19b) and a second suction temperature sensor (20b).
  • the second branch pipe (27) is provided with a liquid temperature sensor (72).
  • the injection circuit (30) is provided with an injection pressure sensor (77) and an injection temperature sensor (74). The detection values of these sensors are input to a controller (110) described later.
  • an indoor expansion valve (53) and an indoor heat exchanger (54) are provided in order from the liquid side end to the gas side end.
  • the indoor expansion valve (53) is an electronic expansion valve whose opening degree can be adjusted.
  • the indoor heat exchanger (54) is a cross-fin type fin-and-tube heat exchanger.
  • the indoor heat exchanger (54) constitutes a second usage side heat exchanger.
  • An indoor fan (55) that sends indoor air to the indoor heat exchanger (54) is provided in the vicinity of the indoor heat exchanger (54). In the indoor heat exchanger (54), heat is exchanged between the refrigerant and the room air.
  • the indoor unit (50) performs an ice melting operation for melting frost attached to the indoor heat exchanger (54) only when a predetermined condition is satisfied.
  • the predetermined condition is, for example, a condition that the detection value of the heat exchanger temperature sensor (121) that measures the surface temperature of the indoor heat exchanger (54) is lower than a predetermined value (for example, 0 ° C.).
  • the indoor expansion valve (53) is set to the closed state, and the operation of the indoor fan (55) is continued.
  • the indoor expansion valve (53) is controlled so that frost does not adhere to the indoor heat exchanger (54), but frost has adhered to the indoor heat exchanger (54).
  • an ice melting operation is performed as an emergency operation.
  • each internal expansion valve (63a, 63b) and the internal heat exchanger ( 64a, 64b) is an electronic expansion valve whose opening degree can be adjusted.
  • Each of the internal heat exchangers (64a, 64b) is a cross-fin type fin-and-tube heat exchanger.
  • the internal heat exchangers (64a, 64b) provided in the internal circuits (61a, 61b) constitute a first usage-side heat exchanger.
  • an ice melting operation for melting frost attached to the internal heat exchanger (64) is performed periodically (for example, every 3 hours).
  • the internal expansion valve (63) is set to the closed state, and the operation of the internal fan (65) is continued.
  • heating means such as an electric heater, for the heating of the ice adhering to the internal heat exchanger (64).
  • frost adheres to the internal heat exchanger (64) during operation. For this reason, the ice melting operation is periodically performed.
  • the booster circuit (81) is provided with a booster compressor (86) having a variable operation capacity.
  • the discharge pipe (78) of the booster compressor (86) is provided with an oil separator (87), a high pressure switch (88), and a check valve (CV15) in order from the booster compressor (86) side.
  • An oil return pipe (92) provided with a capillary tube (91) is connected to the oil separator (87).
  • the booster circuit (81) is provided with a bypass pipe (95) that bypasses the booster compressor (86).
  • the bypass pipe (95) is provided with a check valve (CV16).
  • the outdoor unit (10) is provided with a controller (110) that controls the operation of the refrigerant circuit (4) by controlling the operating capacity of the compressor unit (40), the four-way switching valve (31 to 33), and the like. It has been.
  • the controller (110) performs a predetermined control operation based on the measured values of various sensors (48a to 48c,%) Provided in the refrigerant circuit (4).
  • the controller (110) also performs control operations on the injection circuit (30) and the oil return circuit (47). The control operation performed by the controller (110) will be described later.
  • the refrigeration apparatus (1) is configured to be able to set seven types of operation modes. Specifically, in this refrigeration system (1), ⁇ i> cooling operation that only cools the indoor unit (50), ⁇ ii> heating operation that only heats the indoor unit (50), and ⁇ iii> refrigeration.
  • Refrigeration operation that only cools the inside of the refrigerator with the unit (60a) and the refrigeration unit (60b); ⁇ iv> Indoor unit (50) together with the cooling of the refrigerator with the refrigeration unit (60a) and the refrigeration unit (60b) Cooling and cooling operation for cooling in the room, ⁇ v> Cooling in the refrigerator with the refrigeration unit (60a) and refrigeration unit (60b) and the indoor unit (50) without using the outdoor heat exchanger (15)
  • the third cooling and heating operation that is performed when the heating capacity of the indoor unit (50) is insufficient can be executed.
  • the degree of superheat of the indoor expansion valve (53) is controlled such that the degree of superheat of the refrigerant at the outlet of the indoor heat exchanger (54) becomes a predetermined value (5 ° C.), for example.
  • Each internal expansion valve (63a, 63b) is set to a closed state.
  • a vapor compression refrigeration cycle in which the outdoor heat exchanger (15) serves as a condenser and the indoor heat exchanger (54) serves as an evaporator is performed.
  • the refrigerant discharged from the third compressor (14c) is condensed in the outdoor heat exchanger (15), and flows into the indoor circuit (52) through the receiver (16).
  • the indoor circuit (52) the refrigerant flowing in is depressurized by the indoor expansion valve (53), and then absorbs heat from the indoor air by the indoor heat exchanger (54) and evaporates.
  • the indoor air cooled by the refrigerant is supplied to the store space.
  • the refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (54) flows into the third suction pipe (57c) through the first gas side communication pipe (3a), and is then sucked into the third compressor (14c) and compressed. Is done.
  • coolant in an indoor heat exchanger (54) is set, for example to 5 degreeC.
  • ⁇ Heating operation> In the heating operation, as shown in FIG. 4, the third four-way switching valve (31) is set to the second state and the second four-way switching valve (32) is set to the first state.
  • the compressor (14c) is operated.
  • the second compressor (14b) In the heating operation, when the heating capacity is insufficient, the second compressor (14b) is also operated. At that time, the third four-way selector valve (33) is set to the second state.
  • the first compressor (14a) is always stopped.
  • the opening of the indoor expansion valve (53) is controlled such that the degree of supercooling of the refrigerant at the outlet of the indoor heat exchanger (54) becomes a predetermined value (5 ° C.), for example.
  • a predetermined value 5 ° C.
  • Each internal expansion valve (63a, 63b) is set to a closed state.
  • a vapor compression refrigeration cycle is performed in which the indoor heat exchanger (54) serves as a condenser and the outdoor heat exchanger (15) serves as an evaporator.
  • the refrigerant discharged from the third compressor (14c) flows into the indoor circuit (52), dissipates heat to the indoor air in the indoor heat exchanger (54), and condenses.
  • the room air heated by the refrigerant is supplied to the store space.
  • the refrigerant condensed in the indoor heat exchanger (54) is reduced in pressure by the first outdoor expansion valve (66), then evaporated in the outdoor heat exchanger (15), sucked into the third compressor (14c) and discharged again. Is done.
  • ⁇ Refrigeration operation> In the refrigeration operation, as shown in FIG. 5, the first compressor (14a) is operated with the first four-way switching valve (31) set to the first state. In the refrigeration operation, when the cooling capacity in the warehouse is insufficient, the second compressor (14b) is also operated. At that time, the third four-way selector valve (33) is set to the first state, and the second compressor (14b) operates as the internal compressor. The third compressor (14c) is always stopped.
  • each internal expansion valve (63a, 63b) is determined by the degree of superheat of the refrigerant flowing out of the corresponding internal heat exchanger (64a, 64b) at a predetermined target value (for example, 5 ° C. ). This point is the same also in the operation
  • the indoor expansion valve (53) is set in a closed state.
  • a vapor compression refrigeration cycle is performed in which the outdoor heat exchanger (15) serves as a condenser and each of the internal heat exchangers (64a, 64b) serves as an evaporator.
  • the refrigerant discharged from the first compressor (14a) is condensed in the outdoor heat exchanger (15).
  • the refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger (15) is distributed to the first internal circuit (61a) and the second internal circuit (61b) via the receiver (16).
  • the inflowing refrigerant is depressurized by the internal expansion valve (63a), and then absorbs heat from the internal air by the internal heat exchanger (64a) to evaporate.
  • the inside air cooled by the refrigerant is supplied to the inside of the refrigerated showcase.
  • the inflowing refrigerant is depressurized by the internal expansion valve (63b), and then absorbs heat from the internal air by the internal heat exchanger (64b) to evaporate.
  • the internal air cooled by the refrigerant is supplied into the freezer showcase.
  • the refrigerant evaporated in the internal heat exchanger (64b) is compressed by the booster compressor (86).
  • the refrigerant evaporated in the internal heat exchanger (64a) of the first internal circuit (61a) and the refrigerant compressed by the booster compressor (86) are sucked into the first compressor (14a) after merging. And compressed.
  • the evaporation temperature of the refrigerant in the internal heat exchanger (64a) is set to, for example, ⁇ 5 ° C.
  • the evaporation temperature of the refrigerant in the internal heat exchanger (64b) is set to, for example, ⁇ 30 ° C. Is set.
  • the first four-way switching valve (31) and the second four-way switching valve (32) are both set to the first state, and the first compressor (14a) and the third compressor (14c) ) Is performed.
  • the second compressor (14b) may be operated or stopped depending on the operation state.
  • a vapor compression refrigeration cycle is performed in which the outdoor heat exchanger (15) serves as a condenser, and the indoor heat exchanger (54) and the internal heat exchangers (64a, 64b) serve as evaporators.
  • the refrigerant circuit (4) performs a first operation in which the second compressor (14b) sucks the refrigerant evaporated in the internal heat exchangers (64a, 64b).
  • the refrigerant discharged from each of the first compressor (14a), the second compressor (14b), and the third compressor (14c) flows into the outdoor heat exchanger (15). Condensed. Then, the refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger (15) passes through the receiver (16) and then flows into the first flow path (17a) of the cooling heat exchanger (17), and passes through the second flow path (17b). It is cooled by the flowing refrigerant. A part of the refrigerant flowing out from the first flow path (17a) of the cooling heat exchanger (17) flows into the injection circuit (30), and the rest of the refrigerant flows in the first internal circuit (61a) and the second internal circuit. (61b) and the indoor circuit (52).
  • the refrigerant distributed to the first internal circuit (61a) and the second internal circuit (61b) flows in the same manner as the refrigeration operation and returns to the outdoor circuit (11). That is, the refrigerant evaporated in the internal heat exchanger (64a) of the first internal circuit (61a) flows into the second gas side communication pipe (3b), and the internal heat of the second internal circuit (61b). The refrigerant evaporated in the exchanger (64b) is compressed by the booster compressor (86) and then flows into the second gas side communication pipe (3b).
  • a part of the refrigerant flowing through the second gas side communication pipe (3b) passes through the first suction pipe (57a) and then is sucked into the first compressor (14a) and compressed, and the rest is filled in the second suction pipe (57b). ) Is taken into the second compressor (14b) and compressed.
  • the refrigerant distributed to the indoor circuit (52) flows in the same manner as the cooling operation, returns to the outdoor circuit (11), and is sucked into the third compressor (14c) and compressed.
  • the cooling capacity in the internal units (60a, 60b) is excessive with respect to the cooling load, and the cooling capacity in the indoor unit (50) is insufficient with respect to the cooling load.
  • the third four-way selector valve (33) is set to the second state, and the operation of the second compressor (14b) is continued.
  • the refrigerant circuit (4) performs a second operation in which the second compressor (14b) sucks the refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (54).
  • the refrigerant discharged from each of the first compressor (14a), the second compressor (14b), and the third compressor (14c) flows in the same manner as in the operation state shown in FIG.
  • the first internal circuit (61a), the second internal circuit (61b), and the indoor circuit (52) are distributed.
  • the refrigerant distributed to the first internal circuit (61a) and the second internal circuit (61b) passes through the second gas-side connecting pipe (3b) as in the operation state shown in FIG.
  • the first compressor (14a) is sucked and compressed.
  • the refrigerant flowing into the indoor circuit (52) returns to the outdoor circuit (11) through the first gas-side connecting pipe (3a) as in the operation state shown in FIG. After passing through (57b), it is sucked into the second compressor (14b) and compressed, and the remainder passes through the third suction pipe (57c) and is sucked into the third compressor (14c) and compressed.
  • the indoor heat exchanger (54), the internal heat exchanger (64a) of the refrigeration unit (60a), and the internal heat exchanger (64b) of the refrigeration unit (60b) ) And the refrigerant evaporating temperature are set to different values.
  • the evaporation temperature of the refrigerant in the indoor heat exchanger (54) is set to 5 ° C.
  • the evaporation temperature of the refrigerant in the internal heat exchanger (64a) of the refrigeration unit (60a) is set to ⁇ 5 ° C.
  • the evaporation temperature of the refrigerant in the internal heat exchanger (64b) of the refrigeration unit (60b) is set to ⁇ 30 ° C.
  • the refrigerant evaporating pressure LP0 in the internal heat exchanger (64b) of the refrigeration unit (60b) is the lowest, and then the internal heat exchange of the refrigeration unit (60a).
  • the refrigerant evaporation pressure LP1 in the condenser (64a) is low, and the refrigerant evaporation pressure LP2 in the indoor heat exchanger (54) is the highest.
  • each compression chamber (73a to 73c) is uniquely determined corresponding to the position of the movable scroll (84). .
  • the internal pressure of the compression chambers (73a to 73c) during the compression stroke in communication with the intermediate ports (99a to 99c) increases as the pressure of the refrigerant sucked into the compression chambers (73a to 73c) increases.
  • the internal pressure (that is, the intermediate pressure MP2) of the compression chamber (73c) communicating with the intermediate port (99c) in the third compressor (14c) that sucks the refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (54) is Higher than the internal pressure (ie, intermediate pressure MP1) of the compression chamber (73a) communicating with the intermediate port (99a) in the first compressor (14a) that sucks the refrigerant evaporated in the internal heat exchanger (64a, 64b) Value.
  • the first four-way selector valve (31) is set to the second state and the second four-way selector valve (32) is set to the first state.
  • the first compressor (14a) is operated.
  • the second compressor (14b) is also operated.
  • the third four-way selector valve (33) is set to the first state.
  • a vapor compression refrigeration cycle is performed in which the indoor heat exchanger (54) serves as a condenser and each of the internal heat exchangers (64a, 64b) serves as an evaporator.
  • the cooling capacity (evaporation heat amount) of the refrigeration unit (60a) and the refrigeration unit (60b) balances with the heating capacity (condensation heat amount) of the indoor unit (50), and 100% heat is obtained. Recovery is performed.
  • the refrigerant discharged from the first compressor (14a) dissipates heat to the indoor air and condenses in the indoor heat exchanger (54).
  • the refrigerant condensed in the indoor heat exchanger (54) is distributed to the first internal circuit (61a) and the second internal circuit (61b), respectively.
  • the refrigerant distributed to the first internal circuit (61a) and the second internal circuit (61b) flows in the same flow as in the refrigeration operation, and is sucked into the first compressor (14a) and discharged again. .
  • the second cooling / heating operation is performed by switching the second four-way switching valve (32) to the second state as shown in FIG. 10 when the heating capacity is surplus during the first cooling / heating operation.
  • the outdoor heat exchanger (15) operates as a condenser.
  • the setting during the second cooling / air-heating operation is basically the same as the first cooling / air-heating operation except for the second four-way switching valve (32).
  • the second cooling / heating operation a part of the refrigerant discharged from the first compressor (14a) flows into the outdoor heat exchanger (15).
  • the refrigerant flowing in dissipates heat to the outdoor air and condenses.
  • the refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger (15) merges with the refrigerant condensed in the indoor heat exchanger (54) and is distributed to the first internal circuit (61a) and the second internal circuit (61b), respectively.
  • the In the second cooling / heating operation the cooling capacity (evaporation heat amount) of the refrigeration unit (60a) and the refrigeration unit (60b) is not balanced with the heating capacity (condensation heat amount) of the indoor unit (50). Is released in the outdoor heat exchanger (15).
  • ⁇ Third cooling and heating operation when the heating capacity is insufficient during the first cooling and heating operation, the second four-way switching valve (32) is set to the first state and the first outdoor side is set as shown in FIG. This is done by operating the third compressor (14c) with the expansion valve (66) set to the open state.
  • a vapor compression refrigeration cycle is performed in which the indoor heat exchanger (54) serves as a condenser and the internal heat exchanger (64a, 64b) and the outdoor heat exchanger (15) serve as an evaporator. Is called.
  • the refrigerant condensed in the indoor heat exchanger (54) is not only supplied to the first internal circuit (61a) and the second internal circuit (61b) but also to the outdoor heat exchanger (15). Distributed.
  • the refrigerant distributed to the outdoor heat exchanger (15) is depressurized by the first outdoor expansion valve (66), evaporated by the outdoor heat exchanger (15), and sucked into the third compressor (14c). It is discharged again.
  • the cooling capacity (heat evaporation amount) of the refrigeration unit (60a) and the refrigeration unit (60b) and the heating capacity (condensation heat amount) of the indoor unit (50) are not balanced, and insufficient evaporation. Heat is absorbed by the outdoor heat exchanger (15).
  • ⁇ Injection operation> an injection operation for supplying intermediate pressure refrigerant to the compression chambers (73a to 73c) during the compression stroke of the compressors (14a to 14c) is performed.
  • the injection operation performed by the injection circuit (30) during the cooling and cooling operation will be described.
  • the first compressor (14a) and the second compressor (14b) suck the refrigerant evaporated in the internal heat exchangers (64a, 64b) of the refrigeration unit (60a) and the refrigeration unit (60b).
  • the third compressor (14c) sucks the refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (54) of the indoor unit (50).
  • the first solenoid valve (SV1) and the second solenoid valve (SV2) are opened, the third solenoid valve (SV3) is closed, and the second outdoor expansion is performed.
  • the opening degree of the valve (67) is adjusted.
  • the high-pressure liquid refrigerant that has flowed into the main injection pipe (37d) from the second branch pipe (27) expands into an intermediate-pressure refrigerant in a gas-liquid two-phase state when passing through the second outdoor expansion valve (67). .
  • the intermediate pressure refrigerant flowing out of the second outdoor expansion valve (67) absorbs heat from the high-pressure refrigerant flowing into the second flow path (17b) of the cooling heat exchanger (17) and flowing through the first flow path (17a).
  • the first compressor (14a) sucks the refrigerant evaporated in the internal heat exchangers (64a, 64b) of the refrigeration unit (60a) and the refrigeration unit (60b), and the indoor unit (50)
  • the refrigerant evaporated in the heat exchanger (54) is sucked into the second compressor (14b) and the third compressor (14c).
  • the first solenoid valve (SV1) is opened, the second solenoid valve (SV2) and the third solenoid valve (SV3) are closed, and the second outdoor expansion is performed.
  • the opening degree of the valve (67) is adjusted.
  • the high-pressure liquid refrigerant that has flowed into the main injection pipe (37d) from the second branch pipe (27) expands when passing through the second outdoor expansion valve (67), as in the operation state shown in FIG. It becomes a pressure refrigerant and then absorbs heat from the high-pressure refrigerant in the first flow path (17a) while passing through the second flow path (17b) of the cooling heat exchanger (17).
  • coolant which flowed out from the cooling heat exchanger (17) flows in into a 1st injection pipe (30a), and flows in into the compression chamber (73a) in the compression stroke in a 1st compressor (14a).
  • the first compressor (14a) and the second compressor (14b) suck the refrigerant evaporated in the internal heat exchangers (64a, 64b) of the refrigeration unit (60a) and the refrigeration unit (60b).
  • the third compressor (14c) sucks the refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (54) of the indoor unit (50).
  • the three-way selector valve (46) of the oil return circuit (47) is set to the first state. That is, the three-way selector valve (46) is in a state where the upstream pipe (43a) of the second oil return pipe (43) communicates with the third oil return pipe (44) and is blocked from the downstream pipe (43b).
  • the refrigeration oil is separated from the refrigerant discharged from the first compressor (14a), and this refrigeration oil flows from the first oil separator (37a) into the first oil return pipe (42). .
  • the second oil separator (37b) the refrigeration oil is separated from the refrigerant discharged from the second compressor (14b), and this refrigeration oil is fed from the second oil separator (37b) to the second oil return pipe (43). It flows into the upstream piping (43a).
  • the refrigeration oil that has flowed out of the second oil separator (37b) flows from the upstream pipe (43a) through the three-way switching valve (46) into the third oil return pipe (44), and then returns to the first oil return.
  • the refrigerating machine oil that has flowed into the first branch pipe (42a) is supplied to the intermediate pressure refrigerant flowing through the first injection pipe (30a), and the compression chamber (in the compression stroke in the first compressor (14a) together with the intermediate pressure refrigerant ( 73a).
  • the refrigeration oil that has flowed into the second branch pipe (42b) is supplied to the intermediate pressure refrigerant flowing through the second injection pipe (30b), and is compressed along with the intermediate pressure refrigerant during the compression stroke in the second compressor (14b). Flows into chamber (73b).
  • the refrigeration oil is separated from the refrigerant discharged from the third compressor (14c), and this refrigeration oil flows from the third oil separator (37c) into the fourth oil return pipe (45). .
  • the refrigeration oil that has flowed out of the third oil separator (37c) flows from the fourth oil return pipe (45) to the downstream pipe (43b) of the second oil return pipe (43). Thereafter, the refrigeration oil flowing through the downstream pipe (43b) is supplied to the low-pressure refrigerant flowing through the third suction pipe (57c), and is sucked into the third compressor (14c) together with the low-pressure refrigerant.
  • the first compressor (14a) sucks the refrigerant evaporated in the internal heat exchangers (64a, 64b) of the refrigeration unit (60a) and the refrigeration unit (60b), and the indoor unit (50)
  • the refrigerant evaporated in the heat exchanger (54) is sucked into the second compressor (14b) and the third compressor (14c).
  • the three-way selector valve (46) of the oil return circuit (47) is set to the second state. That is, the three-way switching valve (46) is in a state where the upstream pipe (43a) of the second oil return pipe (43) communicates with the downstream pipe (43b) and is blocked from the third oil return pipe (44).
  • the refrigeration oil is separated from the refrigerant discharged from the first compressor (14a), and this refrigeration oil flows from the first oil separator (37a) into the first oil return pipe (42). . Thereafter, the refrigerating machine oil flowing through the first oil return pipe (42) flows into the first branch pipe (42a) and is supplied to the intermediate pressure refrigerant flowing through the first injection pipe (30a). It flows into the compression chamber (73a) during the compression stroke in the compressor (14a).
  • the refrigeration oil is separated from the refrigerant discharged from the second compressor (14b), and this refrigeration oil is upstream from the second oil separator (37b) to the second oil return pipe (43). It flows into the pipe (43a).
  • the refrigeration oil that has flowed out of the second oil separator (37b) flows from the upstream pipe (43a) through the three-way switching valve (46) into the downstream pipe (43b).
  • the third oil separator (37c) the refrigeration oil is separated from the refrigerant discharged from the third compressor (14c), and this refrigeration oil is transferred from the third oil separator (37c) to the fourth oil return pipe (45).
  • the temperature of the refrigerating machine oil separated from the discharged refrigerant by the oil separator (37a to 37c) is about the same as the temperature of the discharged refrigerant, and is higher than the temperature of the refrigerant drawn into the compressor (14a to 14c). . For this reason, when the refrigerating machine oil separated from the refrigerant discharged by the oil separator (37a to 37c) is sucked into the compressor (14a to 14c) together with the low-pressure refrigerant, the temperature of the low-pressure refrigerant supplies the refrigerating machine oil.
  • the density of the low-pressure refrigerant decreases and the mass of the refrigerant sucked into the compressors (14a to 14c) decreases. Therefore, considering only that the refrigeration oil is returned to the compressor (14a-14c), the refrigeration oil separated from the refrigerant discharged by the oil separator (37a-37c) is in the compression stroke of the compressor (14a-14c). It is desirable to return to the compression chamber (73a to 73c).
  • the pressure of the refrigerant sucked by the compressors (14a to 14c) may be different.
  • the pressure of the refrigerant sucked into the first compressor (14a) is higher than the pressure of the refrigerant sucked into the second compressor (14b) and the third compressor (14c).
  • the internal pressure of the compression chambers (73b, 73c) communicating with the intermediate pressure ports (99b, 99c) in the second compressor (14b) and the third compressor (14c) In 14a) the pressure is higher than the internal pressure of the compression chamber (73a) communicating with the intermediate pressure port (99a).
  • the refrigeration oil is distributed to the compression chambers (73a to 73c) during the compression stroke in each compressor (14a to 14c), it flows into the compression chamber (73a) of the first compressor (14a) having a low internal pressure.
  • the amount of refrigerating machine oil to be increased increases, and the amount of refrigerating machine oil flowing into the compression chambers (73b, 73c) of the second compressor (14b) and the third compressor (14c) having a high internal pressure decreases.
  • the oil return circuit (47) of the present embodiment fixes the supply point of the refrigeration oil to the first compressor (14a) and the third compressor (14c), while the refrigeration oil to the second compressor (14b). Change the supply location. Specifically, during the cooling and cooling operation shown in FIGS. 6 and 7, the oil return circuit (47) exclusively sucks the refrigerant evaporated in the internal heat exchangers (64a, 64b). For the third compressor (14c) that supplies refrigerant oil to the compression chamber (73a) during the compression stroke and sucks the refrigerant evaporated exclusively in the indoor heat exchanger (54), the refrigerator oil Is supplied together with the low-pressure refrigerant sucked into the third compressor (14c).
  • the oil return circuit (47) includes the second compressor (14b ) Supply refrigeration oil to the low-pressure refrigerant sucked into As a result, the supply amount of refrigeration oil to the second compressor (14b) is ensured.
  • the oil return circuit (47) Refrigerating machine oil is supplied to the compression chamber (73b) during the compression stroke in the machine (14b). As a result, the amount of refrigerant sucked into the second compressor (14b) is ensured.
  • the pressure of the refrigerant sucked by the compressors (14a to 14c) may be different.
  • the pressure of the refrigerant sucked into the first compressor (14a) is higher than the pressure of the refrigerant sucked into the second compressor (14b) and the third compressor (14c).
  • the internal pressure of the compression chambers (73b, 73c) communicating with the intermediate pressure ports (99b, 99c) in the second compressor (14b) and the third compressor (14c) In 14a) the pressure is higher than the internal pressure of the compression chamber (73a) communicating with the intermediate pressure port (99a).
  • the pressure of the intermediate pressure refrigerant flowing out from the second outdoor expansion valve (67) is set to In the two compressors (14b) and the third compressor (14c), it is necessary to set a value higher than the internal pressure of the compression chambers (73b, 73c) communicating with the intermediate pressure ports (99b, 99c).
  • the oil return circuit (47) of the present embodiment fixes the supply point of the refrigerating machine oil to the first compressor (14a) and the third compressor (14c), while the second compressor Change the refrigeration oil supply location for (14b). For this reason, refrigeration oil can be reliably supplied to the compressor even when the supply of the intermediate pressure refrigerant to the compressor that sucks the refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (54) is stopped. Further, since the intermediate pressure refrigerant is supplied only to the compressor that sucks the refrigerant evaporated in the internal heat exchanger (64a, 74b), the intermediate in the second flow path (17b) of the cooling heat exchanger (17). The evaporation temperature of the pressure refrigerant can be set to a low value, and the high-pressure refrigerant flowing through the first flow path (17a) can be sufficiently cooled.
  • the controller (110) determines whether or not the refrigerant is injected through the injection circuit (30) into the compressor that sucks the refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (54).
  • the controller (110) determines whether or not the refrigerant is injected through the injection circuit (30) into the compressor that sucks the refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (54).
  • the third compressor (14c) sucks the refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (54) will be described as an example.
  • the controller (110) performs the injection operation based on the measured value of the discharge temperature sensor (48c) of the third discharge pipe (56c) (that is, the temperature of the refrigerant discharged from the third compressor (14c)). Control.
  • the temperature of the refrigerant discharged from the third compressor (14c) can be estimated from, for example, the measured value of the second suction pressure sensor (19b).
  • the controller (110) needs to lower the temperature of the refrigerant discharged from the third compressor (14c) when the temperature of the refrigerant discharged from the third compressor (14c) is equal to or higher than a predetermined reference value.
  • a predetermined reference value Judge that there is, open the third solenoid valve (SV3).
  • the controller (110) controls the opening degree of the second outdoor expansion valve (67) so that the intermediate-pressure refrigerant is supplied to the third compressor (14c) through the injection circuit (30).
  • the controller (110) determines that the measured value of the injection pressure sensor (77) (that is, the pressure of the intermediate pressure refrigerant flowing out of the second outdoor expansion valve (67)) is the value of the second suction pressure sensor (19b).
  • the opening degree of the second outdoor expansion valve (67) is controlled to be higher by a predetermined value than the internal pressure of the compression chamber (73c) during the compression stroke of the third compressor (14c) estimated from the measured value. .
  • the controller (110) when the temperature of the refrigerant discharged from the third compressor (14c) is smaller than the reference value, the controller (110) does not need to lower the temperature of the refrigerant discharged from the third compressor (14c). Judgment is made and the third solenoid valve (SV3) is closed. Further, the controller (110) is configured to supply the intermediate pressure refrigerant through the injection circuit (30) to the compressor (14a, 14b) that sucks the refrigerant evaporated in the internal heat exchanger (64a, 64b). The opening degree of the two outdoor expansion valves (67) is controlled.
  • the controller (110) determines that the measured value of the injection pressure sensor (77) is equal to or lower than the internal pressure of the compression chamber (73c) during the compression stroke of the third compressor (14c), and the first suction pressure sensor (19a ),
  • the opening degree of the second outdoor expansion valve (67) is set to be higher by a predetermined value than the internal pressure of the compression chamber (73a) during the compression stroke of the first compressor (14a) estimated from the measured value of Control.
  • the controller (110) is a refrigerant in which the pressure of the refrigerant that has passed through the second outdoor expansion valve (67) is evaporated by the internal heat exchanger (64a, 64b) while the third compressor (14c) is stopped.
  • the opening degree of the second outdoor expansion valve (67) is controlled so as to be higher by a predetermined value than the internal pressure of the compression chamber (73) during the compression stroke of the compressor (14a, 14b).
  • the controller (110) is configured to supply the refrigerant that has passed through the second outdoor expansion valve (67) while the compressor (14a, 14b) that sucks the refrigerant evaporated in the internal heat exchanger (64a, 64b) is stopped.
  • the opening degree of the second outdoor expansion valve (67) is controlled so that the pressure is higher by a predetermined value than the internal pressure of the compression chamber (73c) during the compression stroke of the third compressor (14c).
  • the control operation performed by the controller (110) during the oil return operation will be described.
  • the return destination of the refrigeration oil from the second oil separator (37b) is the suction side of the second compressor (14b) and the compression chamber (73) during the compression stroke of the second compressor (14b). It is judged which one to use.
  • the controller (110) performs control operations on the second outdoor expansion valve (67) and the third four-way switching valve (33).
  • the controller (110) is configured such that when the third four-way selector valve (33) is set to the first state, that is, the second compressor (14b) is an internal heat exchanger (64a, 64b).
  • the third four-way selector valve (33) is set to the first state, that is, the second compressor (14b) is an internal heat exchanger (64a, 64b).
  • the refrigeration oil separated from the refrigerant discharged by the second oil separator (37b) returns to the compression chamber (73b) during the compression stroke of the second compressor (14b).
  • the three-way selector valve (46) is set to the second state.
  • the controller (110) sucks the refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (54) when the third four-way selector valve (33) is set to the second state, that is, the second compressor (14b).
  • the three-way selector valve (46) is in the first state so that the refrigeration oil separated by the second oil separator (37b) is supplied to the refrigerant sucked into the second compressor (14b).
  • the pressure of the refrigerant that has passed through the second outdoor expansion valve (67) is equal to or lower than the internal pressure of the compression chamber (73b) during the compression stroke of the second compressor (14b), the second oil separation is performed.
  • the controller (110) if the pressure of the refrigerant that has passed through the second outdoor expansion valve (67) is higher than the internal pressure of the compression chamber (73b) during the compression stroke of the second compressor (14b), Since the refrigeration oil separated by the second oil separator (37b) can be returned to the compression chamber (73b) during the compression stroke of the second compressor (14b), the three-way selector valve (46) is in the second state. Set to.
  • the first compressor (14a) sucks the refrigerant evaporated in the internal heat exchangers (64a, 64b), and is compressed during the compression stroke of the first compressor (14a).
  • Refrigerating machine oil is supplied from the oil separation mechanism (36) to the chamber (73).
  • the supply location of the refrigerating machine oil from the oil separation mechanism (36) to the second compressor (14b) is changed between the first operation and the second operation.
  • the compression chamber (73b) during the compression stroke of the second compressor (14b) Is supplied with refrigeration oil from the oil separation mechanism (36), and the second compressor (14b) is in the second operation of sucking the refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (54).
  • Refrigerating machine oil is supplied from the oil separation mechanism (36) to the low-pressure refrigerant sucked into (14b).
  • the pressure of the refrigerant sucked into the second compressor (14b) is lower than the pressure of the refrigerant existing in the compression chamber (73) during the compression stroke of the second compressor (14b). For this reason, when refrigeration oil is supplied from the oil separation mechanism (36) to the low-pressure refrigerant sucked into the second compressor (14b), the compression chamber in the compression stroke of the second compressor (14b). The pressure difference between the oil separation mechanism (36) and the supply point of the refrigerating machine oil to the second compressor (14b) is larger than when the refrigerating machine oil is supplied from the oil separation mechanism (36) to (73b). .
  • the oil separation is performed even during the second operation in which the pressure of the refrigerant sucked by the second compressor (14b) is higher than the pressure of the refrigerant sucked by the first compressor (14a).
  • the amount of refrigerating machine oil supplied from the oil separation mechanism (36) to the second compressor (14b) by ensuring the pressure difference between the mechanism (36) and the refrigerating machine oil supply point to the second compressor (14b). can be secured sufficiently.
  • the injection pipe (30a, 30b) for supplying intermediate pressure refrigerant to each compressor (14a, 14b) is refrigerated from the oil separation mechanism (36) to each compressor (14a, 14b). It can be used as a route for guiding machine oil.
  • the injection circuit (30) supplies intermediate pressure refrigerant to both the first compressor (14a) and the second compressor (14b) during the first operation, and the second operation during the second operation.
  • the intermediate pressure refrigerant is supplied to the first compressor (14a), and the supply of the refrigerant to the second compressor (14b) is stopped.
  • the first compressor (14a) sucks the refrigerant evaporated in the internal heat exchanger (64a, 64b), and the second compressor (14b) sucks the refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (54).
  • the intermediate pressure refrigerant flowing out of the expansion mechanism (67) is supplied to both the first compressor (14a) and the second compressor (14b) during the second operation.
  • the internal pressure of the compression chamber (73b) during the compression stroke of the second compressor (14b) is higher than the internal pressure of the compression chamber (73a) during the compression stroke of the first compressor (14a).
  • the pressure of the refrigerant flowing out of the expansion mechanism (67) must be set to a value higher than the internal pressure of the compression chamber (73b) during the compression stroke of the second compressor (14b). That is, in this case, the pressure of the refrigerant flowing out from the expansion mechanism (67) becomes a value significantly higher than the internal pressure of the compression chamber (73a) during the compression stroke of the first compressor (14a). Therefore, in this case, the flow rate of the intermediate pressure refrigerant supplied to the first compressor (14a) becomes excessive.
  • the injection circuit (30) of the present embodiment supplies the refrigerant only to the first compressor (14a) of the first compressor (14a) and the second compressor (14b) during the second operation.
  • the supply of the refrigerant to the second compressor (14b) is stopped. Therefore, according to this embodiment, compared with the case where intermediate pressure refrigerant is supplied to both the first compressor (14a) and the second compressor (14b) during the second operation, the first compression is performed during the second operation.
  • the pressure of the intermediate pressure refrigerant supplied to the compressor (14a) can be set to a low value, and the flow rate of the intermediate pressure refrigerant supplied to the first compressor (14a) can be set to an appropriate value. It becomes.
  • a cooling heat exchanger (17) is provided in the injection circuit (30), and the high-pressure refrigerant cooled in the cooling heat exchanger (17) is supplied to the internal heat exchangers (64a, 64b). .
  • the lower the temperature of the intermediate pressure refrigerant that exchanges heat with the high-pressure refrigerant in the cooling heat exchanger (17) the higher the pressure of the high-pressure refrigerant supplied from the cooling heat exchanger (17) to the internal heat exchanger (64a, 64b).
  • Enthalpy is low. Therefore, the lower the temperature of the intermediate pressure refrigerant supplied from the expansion mechanism (67) to the cooling heat exchanger (17), the more heat is absorbed by the refrigerant from the internal air in the internal heat exchanger (64a, 64b). Become.
  • the second operation is performed during the second operation. It becomes possible to set the pressure of the intermediate pressure refrigerant supplied from the two outdoor expansion valves (67) to the first compressor (14a) to a low value.
  • the pressure of the intermediate pressure refrigerant flowing out from the second outdoor expansion valve (67) becomes lower, the temperature of the intermediate pressure refrigerant also becomes lower, so that the second outdoor expansion valve (67) goes to the cooling heat exchanger (17). It is possible to lower the temperature of the supplied intermediate pressure refrigerant.
  • the enthalpy of the high-pressure refrigerant supplied from the cooling heat exchanger (17) to the internal heat exchanger (64a, 64b) during the second operation can be lowered, and the internal heat In the exchangers (64a, 64b), it is possible to increase the amount of heat that the refrigerant absorbs from the internal air.
  • the oil return circuit (47) is the first compressor.
  • the refrigeration oil is supplied to the refrigerant drawn into the second compressor (14b) and the third compressor (14c) at the same time as the refrigeration oil is supplied to the compression chamber (73a) during the compression stroke of (14a). That is, with respect to the second compressor (14b) and the third compressor (14c), in which the pressure of the refrigerant sucked is higher than that of the first compressor (14a), the refrigerant sucked into the compressors (14b, 14c).
  • the oil return circuit (47) supplies the refrigerating machine oil. Therefore, according to this embodiment, it is possible to sufficiently ensure the amount of refrigeration oil supplied to each of the first compressor (14a), the second compressor (14b), and the third compressor (14c). .
  • three injection pipes (30a, 30b, 30c) are connected to the main injection pipe (30d) at one location, but the first injection pipe is connected to the main injection pipe (30d).
  • (30a) and the second injection pipe (30b) are connected at one point, and the third injection is upstream of the connection position of the first injection pipe (30a) and the second injection pipe (30b) to the main injection pipe (30d).
  • the first oil return pipe (42) may be connected to the downstream side of the third injection pipe with respect to the main injection pipe (30d).
  • the refrigerating machine oil separated from the refrigerant discharged by the first oil separator (37a) and the second oil separator (37b) enters the compression chamber (73c) during the compression stroke of the third compressor (14c). It will not return.
  • the controller (110) is configured to control the three-way switching valve (46) in conjunction with the state of the third four-way switching valve (33). Specifically, when the third four-way switching valve (33) is set to the first state, the controller (110) always sets the three-way switching valve (46) to the second state, When the path switching valve (33) is set to the second state, the three-way switching valve (46) is always set to the first state.
  • the oil separator (37d) of this modification is provided in the discharge junction pipe (21).
  • One end of a first oil return pipe (42) is connected to the oil separator (37d).
  • the first oil return pipe (42) is provided with a check valve (CV17) and a capillary tube (41d) in order from the oil separator (37d) side.
  • the check valve (CV17) prevents the flow in the direction toward the oil separator (37d).
  • the first oil return pipe (42) is branched into a first branch pipe (42a) and a second branch pipe (42b) on the downstream side of the capillary tube (41d).
  • the first oil return pipe (42) is connected to the first injection pipe (30a), and the second branch pipe (42b) is connected to the second injection pipe (30b).
  • the second branch pipe (42b) is provided with a solenoid valve (SV5).
  • the second oil return pipe (43) is connected between the check valve (CV17) and the capillary tube (41d) in the first oil return pipe (42).
  • the other end of the second oil return pipe (43) is connected to the third suction pipe (57c).
  • the second oil return pipe (43) is provided with a capillary tube (41e).
  • the first compressor (14a) sucks the refrigerant evaporated in the internal heat exchangers (64a, 64b) and the second compressor (14b) receives the indoor heat exchanger (54 ),
  • the indoor unit (50) performs the cooling operation as shown in FIG.
  • the supply position for the second compressor (14b) is switched.
  • the refrigerating machine oil separated from the discharged refrigerant by the second oil separator (37b) is supplied to the third suction pipe (57c ) And is sucked together with the low-pressure refrigerant into the second compressor (14b).
  • the refrigerating machine oil separated from the refrigerant discharged by the second oil separator (37b) is supplied to the second injection pipe.
  • (30b) is supplied to the intermediate pressure refrigerant and flows into the compression chamber (73b) during the compression stroke of the second compressor (14b) together with the intermediate pressure refrigerant.
  • the inlet side of the third oil return pipe (44) may be connected to the second oil separator (37b) instead of the second oil return pipe (43). That is, the second oil return pipe (43) and the third oil return pipe (44) may be connected to the second oil separator (37b).
  • the first solenoid valve (49a) is provided in the second oil return pipe (43)
  • the second solenoid valve (49b) is provided in the third oil return pipe (44).
  • the compressor (14) may be of a type other than the scroll compressor (rotary compressor, swing compressor, etc.).
  • the refrigeration apparatus (1) may be configured to perform a supercritical cycle in which the high pressure of the refrigeration cycle is set to a value higher than the critical pressure of the refrigerant.
  • a heat exchanger that serves as a condenser operates as a gas cooler.
  • the present invention is useful for a refrigeration apparatus provided with oil separation means for separating refrigeration oil from refrigerant discharged from the compression mechanism and an oil return passage for returning the refrigeration oil of the oil separation means to the compression mechanism. is there.
  • Refrigeration equipment Refrigerant circuit 14a 1st compressor 14b 2nd compressor 14c 3rd compressor 17 Cooling heat exchanger 30 Injection circuit 30a 1st injection pipe 30b 2nd injection pipe 36 Oil separation mechanism 47 Oil return circuit (oil return) aisle) 54 Indoor heat exchanger (second-use-side heat exchanger) 64a, 64b Inside heat exchanger (first use side heat exchanger) 67 Second outdoor expansion valve (expansion mechanism) 73a, 73b Compression chamber

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Abstract

 冷媒回路(4)には、第1圧縮機(14a)と第2圧縮機(14b)とが設けられる。第1圧縮機(14a)は、庫内熱交換器(64a)で蒸発した冷媒を吸入する。一方、第3四路切換弁(33)を切り換えることによって、第2圧縮機(14b)は、庫内熱交換器(64a)で蒸発した冷媒を吸入する状態と、室内熱交換器(54)で蒸発した冷媒を吸入する状態とに切り換わる。第2油分離器(37b)で吐出冷媒から分離された冷凍機油は、第2圧縮機(14b)が庫内熱交換器(64a)で蒸発した冷媒を吸入する場合は第2インジェクション管(30b)へ供給され、第2圧縮機(14b)が室内熱交換器(54)で蒸発した冷媒を吸入する場合は第3吸入管(57c)へ供給される。

Description

冷凍装置
 本発明は、複数の利用側熱交換器が接続された冷媒回路を備え、利用側熱交換器のうちの一部と残りで冷媒が異なる温度で蒸発する冷凍サイクルを冷媒回路が行う冷凍装置に関するものである。
 従来より、冷凍サイクルを行う冷媒回路を備える冷凍装置が知られている。この種の冷凍装置は、例えば、食品等を貯蔵する冷蔵庫を冷却するための冷凍機や、室内の空調を行う空調機などに広く利用されている。
 特許文献1に開示された冷凍装置の冷媒回路には、複数の圧縮機と、各圧縮機の吐出冷媒から冷凍機油を分離する油分離器とが設けられている。そして、油分離器において吐出冷媒から分離された冷凍機油は、各圧縮機における圧縮行程中の圧縮室へ供給される。
 また、特許文献2には、室内ユニットと冷蔵ユニットとが設けられた冷凍装置が開示されている。この冷凍装置は、第1冷房冷凍運転と第2冷房冷凍運転とが行われる。この第1冷房冷凍運転及び第2冷房冷凍運転では、室内ユニットの室内熱交換器と冷蔵ユニットの冷蔵熱交換器の両方が、蒸発器として動作する。また、この冷凍装置の冷媒回路には、三つの圧縮機が接続されている。第1圧縮機は、冷蔵熱交換器で蒸発した冷媒を吸入する。第2圧縮機は、第1冷房冷凍運転では冷蔵熱交換器で蒸発した冷媒を吸入し、第2冷房冷凍運転では室内熱交換器で蒸発した冷媒を吸入する。第3圧縮機は、室内熱交換器で蒸発した冷媒を吸入する。また、第1冷房冷凍運転及び第2冷房冷凍運転では、室内熱交換器における冷媒の蒸発温度が、冷蔵熱交換器における冷媒の蒸発温度よりも高くなる。
特開2007-178052号公報 特開2007-78338号公報
 特許文献2に開示されているような冷凍装置において、特許文献1に開示されているように油分離器で吐出冷媒から分離された冷凍機油を圧縮機における圧縮行程中の圧縮室へ供給する場合は、以下で説明するような問題が生じる。
 上述したように、特許文献2に開示された冷凍装置では、室内ユニットの室内熱交換器における冷媒の蒸発温度が冷蔵ユニットの冷蔵熱交換器における冷媒の蒸発温度よりも高くなっている。また、この冷凍装置において、第1圧縮機は、専ら冷蔵熱交換器で蒸発した冷媒を吸入する一方、第2圧縮機は、冷蔵熱交換器で蒸発した冷媒と室内熱交換器で蒸発した冷媒の何れか一方を選択的に吸入する。そして、第1圧縮機が冷蔵熱交換器で蒸発した冷媒を吸入し、且つ第2圧縮機が室内熱交換器で蒸発した冷媒を吸入する状態では、第2圧縮機へ吸入される冷媒の圧力が、第1圧縮機へ吸入される冷媒の圧力よりも高くなる。
 一方、第1圧縮機と第2圧縮機のそれぞれには、圧縮行程中の圧縮室に連通する通路が形成されている。そして、この通路に連通する状態における圧縮室の内圧は、吸入冷媒の圧力が高い第2圧縮機における値の方が、吸入冷媒の圧力が低い第2圧縮機における値よりも高くなる。このため、吐出冷媒から分離された冷凍機油を第1圧縮機及び第2圧縮機の圧縮行程中の圧縮室へ同時に供給すると、圧縮室の内圧が低い第1圧縮機へ冷凍機油が偏って流入することとなり、圧縮室の内圧が高い第2圧縮機へ供給される冷凍機油の量が不足するおそれがあった。
 本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷媒の蒸発温度が低い熱交換器から専ら冷媒を吸入する圧縮機と、冷媒の蒸発温度の異なる熱交換器から冷媒を切り換えて吸入する圧縮機とが混在する冷凍装置において、両方の圧縮機へ確実に冷凍機油を供給して冷凍装置の信頼性を向上させることにある。
 第1の発明は、第1圧縮機(14a)、第2圧縮機(14b)、熱源側熱交換器(15)、第1利用側熱交換器(64a,64b)、及び第2利用側熱交換器(54)が接続された冷媒回路(4)を備え、該冷媒回路(4)で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷凍装置を対象とする。そして、上記冷媒回路(4)では、上記第1圧縮機(14a)が上記第1利用側熱交換器(64a,64b)で蒸発した冷媒を常に吸入する一方、上記第2圧縮機(14b)が上記第1利用側熱交換器(64a,64b)で蒸発した冷媒を吸入する第1動作と、上記第2圧縮機(14b)が上記第2利用側熱交換器(54)で蒸発した冷媒を吸入する第2動作とが切り換え可能となっており、上記第2動作中の冷媒回路(4)では、上記第2利用側熱交換器(54)での冷媒の蒸発温度が上記第1利用側熱交換器(64a,64b)での冷媒の蒸発温度よりも高くなる一方、上記第1圧縮機(14a)及び上記第2圧縮機(14b)の吐出冷媒から冷凍機油を分離する油分離機構(36)と、上記油分離機構(36)において吐出冷媒から分離された冷凍機油を上記第1圧縮機(14a)及び上記第2圧縮機(14b)へ送り返す油戻し通路(47)とを備え、上記油戻し通路(47)は、上記第1圧縮機(14a)の圧縮行程中の圧縮室(73a)に冷凍機油を常に供給する一方、上記第1動作中には上記第2圧縮機(14b)の圧縮行程中の圧縮室(73b)に冷凍機油を供給し、上記第2動作中には上記第2圧縮機(14b)へ吸入される冷媒に冷凍機油を供給するものです。
 第1の発明において、第1動作中の冷媒回路(4)では、第1圧縮機(14a)と第2圧縮機(14b)の両方が、第1利用側熱交換器(64a,64b)において蒸発した冷媒を吸入する。つまり、第1動作中において、第1圧縮機(14a)と第2圧縮機(14b)は、同じ圧力の冷媒を吸入して圧縮する。また、この第1動作中において、油分離機構(36)で吐出冷媒から分離された冷凍機油は、油戻し通路(47)を流れ、第1圧縮機(14a)の圧縮行程中の圧縮室(73a)と、第2圧縮機(14b)の圧縮行程中の圧縮室(73b)とに供給される。
 一方、第1の発明において、第2動作中の冷媒回路(4)では、第1圧縮機(14a)が第1利用側熱交換器(64a,64b)において蒸発した冷媒を吸入し、第2圧縮機(14b)が第2利用側熱交換器(54)において蒸発した冷媒を吸入する。また、第2動作中の冷媒回路(4)では、第2利用側熱交換器(54)での冷媒の蒸発温度が、第1利用側熱交換器(64a,64b)での冷媒の蒸発温度よりも高くなっている。このため、第2動作中において、第2圧縮機(14b)が吸入する冷媒の圧力は、第1圧縮機(14a)が吸入する冷媒の圧力よりも高くなる。この第2動作中において、油分離機構(36)で吐出冷媒から分離された冷凍機油は、油戻し通路(47)を流れて第1圧縮機(14a)と第2圧縮機(14b)に供給される。その際、第1圧縮機(14a)へ供給される冷凍機油は、第1圧縮機(14a)の圧縮行程中の圧縮室(73a)へ流入する。一方、第2圧縮機(14b)へ供給される冷凍機油は、第2圧縮機(14b)へ吸入される低圧冷媒と混合されて、低圧冷媒と共に第2圧縮機(14b)の圧縮室(73b)へ流入する。
 第2の発明は、上記第1の発明において、上記冷媒回路(4)には、上記第1圧縮機(14a)の圧縮行程中の圧縮室(73a)に接続して該第1圧縮機(14a)へ中間圧冷媒を供給する第1インジェクション管(30a)と、上記第2圧縮機(14b)の圧縮行程中の圧縮室(73b)に接続して該第2圧縮機(14b)へ中間圧冷媒を供給する第2インジェクション管(30b)とを備えたインジェクション回路(30)が設けられ、上記油戻し通路(47)は、上記第1インジェクション管(30a)を流れる冷媒に冷凍機油を常に供給し、上記第2動作中に上記第2インジェクション管(30b)を流れる冷媒に冷凍機油を供給するものである。
 第2の発明では、冷媒回路(4)にインジェクション回路(30)が設けられる。第1動作中と第2動作中の何れにおいても、第1インジェクション管(30a)を流れる冷媒には、油戻し通路(47)を通じて油分離機構(36)から冷凍機油が供給される。この冷凍機油は、第1インジェクション管(30a)を流れる中間圧冷媒と共に、第1圧縮機(14a)の圧縮行程中の圧縮室(73a)へ流入する。また、第1動作中には、第2インジェクション管(30b)を流れる冷媒に対して、油戻し通路(47)を通じて油分離機構(36)から冷凍機油が供給される。この冷凍機油は、第2インジェクション管(30b)を流れる中間圧冷媒と共に、第2圧縮機(14b)の圧縮行程中の圧縮室(73b)へ流入する。
 第3の発明は、上記第2の発明において、上記インジェクション回路(30)は、上記第1インジェクション管(30a)及び上記第2インジェクション管(30b)の上流側に配置され、高圧冷媒を膨張させて中間圧冷媒にする膨張機構(67)を備え、上記第1動作中には上記第1圧縮機(14a)と上記第2圧縮機(14b)の両方へ中間圧冷媒を供給し、上記第2動作中には上記第1圧縮機(14a)へ中間圧冷媒を供給して上記第2圧縮機(14b)に対する中間圧冷媒の供給を停止するものである。
 第3の発明のインジェクション回路(30)は、第1動作中と第2動作中とで異なる動作を行う。つまり、第1動作中において、インジェクション回路(30)は、膨張機構(67)から流出した中間圧冷媒を、第1圧縮機(14a)と第2圧縮機(14b)の両方へ供給する。一方、第2動作中において、インジェクション回路(30)は、膨張機構(67)から流出した中間圧冷媒を、第1圧縮機(14a)と第2圧縮機(14b)のうちの第1圧縮機(14a)だけに供給する。
 第4の発明は、上記第3の発明において、上記インジェクション回路(30)における上記膨張機構(67)の下流側で且つ上記第1インジェクション管(30a)及び上記第2インジェクション管(30b)の上流側には、少なくとも上記第1利用側熱交換器(64a,64b)へ供給される高圧冷媒を、上記膨張機構(67)から流出した中間圧冷媒と熱交換させることによって冷却する冷却熱交換器(17)が設けられるものである。
 第4の発明では、インジェクション回路(30)に冷却熱交換器(17)が設けられる。この発明のインジェクション回路(30)において、膨張機構(67)から流出した中間圧冷媒は、冷却熱交換器(17)を通過する際に高圧冷媒と熱交換し、その後に第1インジェクション管(30a)や第2インジェクション管(30b)へ流入する。冷却熱交換器(17)において冷却された高圧冷媒は、第1利用側熱交換器(64a,64b)へ供給され、空気等の対象物を冷却するために利用される。
 第5の発明は、上記第1~第4の何れか一つの発明において、上記冷媒回路(4)は、上記第1利用側熱交換器(64a,64b)と上記第2利用側熱交換器(54)の両方で冷媒が蒸発する運転中に、該第2利用側熱交換器(54)で蒸発した冷媒だけを吸入する第3圧縮機(14c)を備え、上記油戻し通路(47)は、上記油分離機構(36)において冷媒から分離された冷凍機油を、上記第3圧縮機(14c)へ吸入される冷媒に供給するものである。
 第5の発明の冷媒回路(4)では、第1利用側熱交換器(64a,64b)と第2利用側熱交換器(54)の両方で冷媒が蒸発する運転中において、第3圧縮機(14c)が第2利用側熱交換器(54)で蒸発した冷媒だけを吸入して圧縮する。油分離機構(36)において吐出冷媒から分離された冷凍機油は、第3圧縮機(14c)へ吸入される冷媒に対して、油戻し通路(47)を通じて供給される。第1動作中には、第1利用側熱交換器(64a,64b)と第2利用側熱交換器(54)の両方で冷媒が蒸発する。この第1動作中において、油戻し通路(47)は、第1圧縮機(14a)の圧縮行程中の圧縮室(73a)と、第2圧縮機(14b)の圧縮行程中の圧縮室(73b)と、第3圧縮機(14c)へ吸入される冷媒とに対して冷凍機油を供給する。また、第2動作中に第1利用側熱交換器(64a,64b)と第2利用側熱交換器(54)の両方で冷媒が蒸発する場合において、油戻し通路(47)は、第1圧縮機(14a)の圧縮行程中の圧縮室(73a)と、第2圧縮機(14b)と第3圧縮機(14c)のそれぞれへ吸入される冷媒とに対して冷凍機油を供給する。
 本発明では、第1動作中と第2動作中の何れにおいても、第1圧縮機(14a)が第1利用側熱交換器(64a,64b)で蒸発した冷媒を吸入し、第1圧縮機(14a)の圧縮行程中の圧縮室(73a)に対して油分離機構(36)から冷凍機油が供給される。一方、第2圧縮機(14b)に対する油分離機構(36)からの冷凍機油の供給箇所は、第1動作中と第2動作中とで変更される。つまり、第2圧縮機(14b)が第1利用側熱交換器(64a,64b)で蒸発した冷媒を吸入する第1動作中には、第2圧縮機(14b)の圧縮行程中の圧縮室(73b)に対して油分離機構(36)から冷凍機油が供給され、第2圧縮機(14b)が第2利用側熱交換器(54)で蒸発した冷媒を吸入する第2動作中には、第2圧縮機(14b)へ吸入される低圧冷媒に対して油分離機構(36)から冷凍機油が供給される。
 ここで、第2圧縮機(14b)へ吸入される冷媒の圧力は、第2圧縮機(14b)の圧縮行程中の圧縮室(73b)の内圧よりも低い。このため、第2圧縮機(14b)へ吸入される低圧冷媒に対して油分離機構(36)から冷凍機油が供給される場合には、第2圧縮機(14b)の圧縮行程中の圧縮室(73b)に対して油分離機構(36)から冷凍機油が供給される場合に比べ、油分離機構(36)と第2圧縮機(14b)に対する冷凍機油の供給箇所との圧力差が拡大する。
 このため、本発明によれば、第2圧縮機(14b)が吸入する冷媒の圧力が第1圧縮機(14a)が吸入する冷媒の圧力よりも高くなる第2動作中においても、油分離機構(36)と第2圧縮機(14b)に対する冷凍機油の供給箇所との圧力差を確保することによって、油分離機構(36)から第2圧縮機(14b)へ供給される冷凍機油の量を充分に確保することができる。従って、本発明によれば、第1圧縮機(14a)と第2圧縮機(14b)が互いに異なる圧力の冷媒を吸入する場合であっても、油分離機構(36)から第1圧縮機(14a)へ供給される冷凍機油の流量と、油分離機構(36)から第2圧縮機(14b)へ供給される冷凍機油の流量の両方を充分に確保することができる。その結果、第1圧縮機(14a)及び第2圧縮機(14b)の焼き付き等のトラブルを未然に防ぐことができ、冷凍装置(1)の信頼性を向上させることができる。
 第2の発明では、各圧縮機(14a,14b)へ中間圧冷媒を供給するためのインジェクション管(30a,30b)を、油分離機構(36)から各圧縮機(14a,14b)へ冷凍機油を導くための経路として利用することができる。
 第3の発明において、インジェクション回路(30)は、第1動作中には第1圧縮機(14a)と第2圧縮機(14b)の両方へ中間圧冷媒を供給し、第2動作中には第1圧縮機(14a)へ中間圧冷媒を供給して第2圧縮機(14b)への冷媒の供給を停止する。
 ここで、第1圧縮機(14a)が第1利用側熱交換器(64a,64b)で蒸発した冷媒を吸入し、第2圧縮機(14b)が第2利用側熱交換器(54)で蒸発した冷媒を吸入する第2動作中において、膨張機構(67)から流出した中間圧冷媒を第1圧縮機(14a)と第2圧縮機(14b)の両方へ供給する場合を仮定する。この場合には、第2圧縮機(14b)の圧縮行程中の圧縮室(73b)の内圧が第1圧縮機(14a)圧縮行程中の圧縮室(73a)の内圧よりも高くなっているため、膨張機構(67)から流出する冷媒の圧力を、第2圧縮機(14b)の圧縮行程中の圧縮室(73b)の内圧よりも高い値に設定しなければならない。つまり、この場合には、膨張機構(67)から流出する冷媒の圧力が、第1圧縮機(14a)の圧縮行程中の圧縮室(73a)の内圧よりも大幅に高い値になってしまう。そのため、この場合には、第1圧縮機(14a)へ供給される中間圧冷媒の流量が過剰になる。
 それに対し、第3の発明のインジェクション回路(30)は、第2動作中において、第1圧縮機(14a)と第2圧縮機(14b)のうち第1圧縮機(14a)だけに冷媒を供給し、第2圧縮機(14b)への冷媒の供給を停止している。従って、この第3の発明によれば、第2動作中に第1圧縮機(14a)と第2圧縮機(14b)の両方へ中間圧冷媒を供給する場合に比べ、第2動作中に第1圧縮機(14a)へ供給される中間圧冷媒の圧力を低い値に設定することが可能となり、第1圧縮機(14a)へ供給される中間圧冷媒の流量を適正な値に設定することが可能となる。
 第4の発明では、インジェクション回路(30)に冷却熱交換器(17)が設けられ、冷却熱交換器(17)において冷却された高圧冷媒が第1利用側熱交換器(64a,64b)へ供給される。
 ここで、第1利用側熱交換器(64a,64b)へ供給される高圧冷媒のエンタルピが低いほど、第1利用側熱交換器(64a,64b)において冷媒が空気等の対象物から吸熱する熱量は多くなる。一方、冷却熱交換器(17)で高圧冷媒と熱交換する中間圧冷媒の温度が低くなるほど、冷却熱交換器(17)から第1利用側熱交換器(64a,64b)へ供給される高圧冷媒のエンタルピは低くなる。従って、膨張機構(67)から冷却熱交換器(17)へ供給される中間圧冷媒の温度が低くなるほど、第1利用側熱交換器(64a,64b)において冷媒が空気等の対象物から吸熱する熱量が多くなる。
 一方、上記第3の発明について述べた通り、この第4の発明においても、第2動作中に第1圧縮機(14a)と第2圧縮機(14b)の両方へ中間圧冷媒を供給する場合に比べ、第2動作中に膨張機構(67)から第1圧縮機(14a)へ供給される中間圧冷媒の圧力を低い値に設定することが可能となる。そして、膨張機構(67)から流出する中間圧冷媒の圧力が低くなると、その中間圧冷媒の温度も低くなるため、膨張機構(67)から冷却熱交換器(17)へ供給される中間圧冷媒の温度を低くすることが可能となる。従って、この第4の発明によれば、第2動作中に冷却熱交換器(17)から第1利用側熱交換器(64a,64b)へ供給される高圧冷媒のエンタルピを引き下げることが可能となり、第1利用側熱交換器(64a,64b)において冷媒が空気等の対象物から吸熱する熱量を増加させることが可能となる。
 第5の発明では、第2動作中に第1利用側熱交換器(64a,64b)と第2利用側熱交換器(54)の両方で冷媒が蒸発する場合において、油戻し通路(47)は、第1圧縮機(14a)の圧縮行程中の圧縮室(73a)へ冷凍機油を供給すると同時に、第2圧縮機(14b)及び第3圧縮機(14c)へ吸入される冷媒に冷凍機油を供給する。つまり、第1圧縮機(14a)に比べて吸入する冷媒の圧力が高い第2圧縮機(14b)及び第3圧縮機(14c)については、それら圧縮機(14b,14c)へ吸入される冷媒に対して油戻し通路(47)が冷凍機油を供給している。従って、この発明によれば、第1圧縮機(14a)、第2圧縮機(14b)、及び第3圧縮機(14c)のそれぞれに対する冷凍機油の供給量を、充分に確保することができる。
図1は、冷凍装置の概略構成を示す冷媒回路図である。 図2は、圧縮機に設けられた流体機械の概略構成を示す横断面図である。 図3は、冷房運転時の冷媒の流れを表す冷媒回路図である。 図4は、暖房運転時の冷媒の流れを表す冷媒回路図である。 図5は、冷蔵冷凍運転時の冷媒の流れを表す冷媒回路図である。 図6は、冷却冷房運転時に第2圧縮機が庫内熱交換器で蒸発した冷媒を吸入する場合の冷媒の流れを表す冷媒回路図である。 図7は、冷却冷房運転時に第2圧縮機が室内熱交換器で蒸発した冷媒を吸入する場合の冷媒の流れを表す冷媒回路図である。 図8は、冷却冷房運転時の冷媒回路において行われる冷凍サイクルを示すモリエル線図(圧力-エンタルピ線図)である。 図9は、第1冷却暖房運転時の冷媒の流れを表す冷媒回路図である。 図10は、第2冷却暖房運転時の冷媒の流れを表す冷媒回路図である。 図11は、第3冷却暖房運転時の冷媒の流れを表す冷媒回路図である。 図12は、実施形態の変形例1の冷凍装置の概略構成を示す冷媒回路図である。 図13は、実施形態の変形例3の冷凍装置の概略構成を示す冷媒回路図である。 図14は、実施形態の変形例4の冷凍装置の概略構成と、第2圧縮機が庫内熱交で蒸発した冷媒を吸入する場合の冷媒の流れとを示す冷媒回路図である。 図15は、実施形態の変形例4の冷凍装置の概略構成と、第2圧縮機が室内熱交で蒸発した冷媒を吸入する場合の冷媒の流れとを示す冷媒回路図である。 図16は、実施形態の変形例5の冷凍装置の概略構成を示す冷媒回路図である。
 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。
 本実施形態は、本発明に係る冷凍装置(1)である。冷凍装置(1)は、例えばコンビニエンスストアに設けられる。冷凍装置(1)は、図1に示すように、室外に設置される室外ユニット(10)と、店内空間を空調する室内ユニット(50)と、庫内を冷却する2台の庫内ユニット(60a,60b)と、ブースタユニット(80)とを備えている。2台の庫内ユニット(60a,60b)は、冷蔵ユニット(60a)と冷凍ユニット(60b)とから構成されている。
 室外ユニット(10)には室外回路(11)が、室内ユニット(50)には室内回路(52)が、冷蔵ユニット(60a)には第1庫内回路(61a)が、冷凍ユニット(60b)には第2庫内回路(61b)が、ブースタユニット(80)にはブースタ回路(81)がそれぞれ設けられている。この冷凍装置(1)では、室外回路(11)、室内回路(52)、第1庫内回路(61a)、第2庫内回路(61b)、及びブースタ回路(81)を4本の連絡配管(2a,2b,3a,3b)で接続することによって、蒸気圧縮冷凍サイクルを行う冷媒回路(4)が構成されている。第1庫内回路(61a)と第2庫内回路(61b)は並列に接続されている。また、第2庫内回路(61b)とブースタ回路(81)は直列に接続されている。
 4本の連絡配管(2a,2b,3a,3b)は、第1液側連絡配管(2a)、第2液側連絡配管(2b)、第1ガス側連絡配管(3a)、及び第2ガス側連絡配管(3b)から構成されている。第1液側連絡配管(2a)は、一端が室外回路(11)の第1液側閉鎖弁(111)に接続され、他端が室内回路(52)に接続されている。第2液側連絡配管(2b)は、一端が室外回路(11)の第2液側閉鎖弁(112)に接続され、他端が二手に分岐して第1庫内回路(61a)と第2庫内回路(61b)に接続されている。第1ガス側連絡配管(3a)は、一端が室外回路(11)の第1ガス側閉鎖弁(113)に接続され、他端が室内回路(52)に接続されている。第2ガス側連絡配管(3b)は、一端が室外回路(11)の第2ガス側閉鎖弁(114)に接続され、他端が二手に分岐して第1庫内回路(61a)と第2庫内回路(61b)に接続されている。なお、第2庫内回路(61b)とブースタ回路(81)との間は、接続ガス管(5)によって接続されている。
  〈室外ユニット〉
 室外回路(11)には、圧縮機ユニット(40)、室外熱交換器(15)、及びレシーバ(16)が設けられている。圧縮機ユニット(40)は、運転容量が可変の第1圧縮機(14a)と、運転容量が固定の第2圧縮機(14b)と、運転容量が固定の第3圧縮機(14c)とを備えている。圧縮機ユニット(40)では、これらの圧縮機(14a,14b,14c)の吐出側が互いに接続され、これらの圧縮機(14a,14b,14c)の吸入側が後述する第3四路切換弁(33)を介して互いに接続されている。
 第1圧縮機(14a)に設けられた電動機には、インバータを介して電力が供給される。第1圧縮機(14a)は、インバータの出力周波数を変化させることによって、その運転容量を調節可能となっている。一方、第2圧縮機(14b)及び第3圧縮機(14c)は、それぞれに設けられた電動機が常に一定の回転速度で運転されるものであって、その運転容量が一定となっている。なお、第2圧縮機(14b)や第3圧縮機(14c)が運転容量が可変の圧縮機であってもよい。
 第1圧縮機(14a)は、庫内ユニット(60a,60b)で蒸発した冷媒を吸入する庫内用圧縮機を構成している。第3圧縮機(14c)は、冷房運転時に室内ユニット(50)で蒸発した冷媒を吸入する室内用圧縮機を構成している。また、第2圧縮機(14b)は、後述する第3四路切換弁(33)が第1状態のときに庫内用圧縮機として動作し、その第3四路切換弁(33)が第2状態のときに室内用圧縮機として動作する。つまり、第2圧縮機(14b)は、庫内用圧縮機と室内用圧縮機のどちらとしても動作可能である。
 第1圧縮機(14a)、第2圧縮機(14b)、及び第3圧縮機(14c)のそれぞれは、全密閉型で且つ高圧ドーム型のスクロール圧縮機である。各圧縮機(14a~14c)は、図2に示すようなスクロール式の流体機械(82)を備えている。また、図示しないが、各圧縮機(14a~14c)は、流体機械(82)を駆動するための電動機を備えている。
 この流体機械(82)では、固定スクロール(83)のラップ(75)と可動スクロール(84)のラップ(76)の間に複数の圧縮室(73a~73c)が形成されている。可動スクロール(84)が公転運動を行うと、圧縮室(73a~73c)へ冷媒が吸入されて圧縮される。具体的に、流体機械(82)では、吸入管(57)に連通する吸入ポート(98)を通って冷媒が圧縮室(73)へ吸い込まれて圧縮され、圧縮室(73a~73c)内で圧縮された冷媒が吐出管(56)に連通する吐出ポート(93)へ吐出される。また、この流体機械(82)には、後述するインジェクション管(30a,30b,30c)に連通する中間ポート(99)が形成されている。中間ポート(99)は、吸入ポート(98)と吐出ポート(93)の両方から遮断された圧縮行程中の圧縮室(73a~73c)に開口している。また、図示しないが、各圧縮機(14a~14c)のケーシングの底部には、冷凍機油が貯留されている。冷凍機油は、流体機械(82)等の摺動部に供給され、その一部が冷媒と共に吐出管(56)から吐出される。
 なお、この冷凍装置(1)では、庫内ユニット(60a,60b)における冷媒の蒸発温度の方が、室内ユニット(50)における冷媒の蒸発温度よりも低い値に設定されている。このため、各圧縮機(14a~14c)における中間ポート(99a,99b,99c)に連通する圧縮行程中の圧縮室(73a,73b,73c)の内圧(即ち、その圧縮室(73a,73b,73c)に存在する冷媒の圧力)は、冷媒の蒸発温度が低い庫内ユニット(60a,60b)で蒸発した冷媒を吸入する圧縮機における値よりも、冷媒の蒸発温度が高い室内ユニット(50)で蒸発した冷媒を吸入する圧縮機における値の方が高くなる。
 第1圧縮機(14a)の第1吐出管(56a)、第2圧縮機(14b)の第2吐出管(56b)及び第3圧縮機(14c)の第3吐出管(56c)は、1本の吐出合流管(21)に接続されている。吐出合流管(21)は、第1四路切換弁(31)に接続されている。吐出合流管(21)からは吐出分岐管(22)が分岐している。吐出分岐管(22)は、第2四路切換弁(32)に接続されている。
 各吐出管(56)には、圧縮機(14)側から順に、油分離器(37a,37b,37c)と高圧圧力スイッチ(39a,39b,39c)と逆止弁(CV1,CV2,CV3)とが配置されている。各高圧圧力スイッチ(39)は、異常高圧時に圧縮機(14)を緊急停止させるように構成されている。各逆止弁(CV1,CV2,CV3)は、圧縮機(14)へ向かう冷媒の流れを禁止するように構成されている。なお、油分離器(37a,37b,37c)についての詳細は後述する。
 第1圧縮機(14a)の第1吸入管(57a)は、第2ガス側閉鎖弁(114)に接続されている。第2圧縮機(14b)の第2吸入管(57b)は、第3四路切換弁(33)に接続されている。第3圧縮機(14c)の第3吸入管(57c)は、第2四路切換弁(32)に接続されている。第1吸入管(57a)からは、第1吸入分岐管(58a)が分岐している。第3吸入管(57c)からは、第2吸入分岐管(58b)が分岐している。第1吸入分岐管(58a)及び第2吸入分岐管(58b)は、共に第3四路切換弁(33)に接続されている。また、第1吸入分岐管(58a)及び第2吸入分岐管(58b)のそれぞれには、第3四路切換弁(33)側からの冷媒の流れを禁止する逆止弁(CV7,CV8)が一つずつ設けられている。
 室外熱交換器(15)は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。室外熱交換器(15)は、熱源側熱交換器を構成している。室外熱交換器(15)の近傍には、室外熱交換器(15)に室外空気を送る室外ファン(23)が設けられている。室外熱交換器(15)では、冷媒と室外空気との間で熱交換が行われる。
 室外熱交換器(15)のガス側は、第1四路切換弁(31)に接続されている。室外熱交換器(15)の液側は、第1液管(24)を介してレシーバ(16)の頂部に接続されている。第1液管(24)には、室外熱交換器(15)へ向かう冷媒の流れを禁止する逆止弁(CV9)が設けられている。
 レシーバ(16)は、縦長の密閉容器状に構成されている。レシーバ(16)は、高圧の液冷媒を貯留するためのものである。レシーバ(16)の頂部には、第1液管(24)に加えて、開閉自在の第4電磁弁(SV4)が設けられたガス抜き管(48)が接続されている。また、レシーバ(16)の底部には、第2液管(25)の一端が接続されている。第2液管(25)の他端は、第1分岐管(26)と第2分岐管(27)とに分岐している。
 第1分岐管(26)は、第1液側閉鎖弁(111)に接続されている。第1分岐管(26)は、第1液側連絡配管(2a)を通じて室内回路(52)に連通している。第1分岐管(26)には、第2液管(25)へ向かう冷媒の流れを禁止する逆止弁(CV10)が設けられている。第1分岐管(26)からは、第1液管(24)における逆止弁(CV9)とレシーバ(16)の間に接続された第3分岐管(28)が分岐している。第3分岐管(28)には、第1分岐管(26)へ向かう冷媒の流れを禁止する逆止弁(CV11)が設けられている。
 第2分岐管(27)は、第2液側閉鎖弁(112)に接続されている。第2分岐管(27)は、第2液側連絡配管(2b)を通じて各庫内回路(61a,61b)に連通している。第2分岐管(27)には冷却熱交換器(17)が設けられている。第2分岐管(27)には、第4分岐管(29)と、後述するインジェクション回路(30)の主インジェクション管(30d)とが接続されている。
 第4分岐管(29)は、冷却熱交換器(17)と第2液側閉鎖弁(112)の間から分岐している。第4分岐管(29)は、第2分岐管(27)に接続されている方とは逆端が第1液管(24)における室外熱交換器(15)と逆止弁(CV9)の間に接続されている。第4分岐管(29)には、開度可変の電子膨張弁により構成された第1室外膨張弁(66)が設けられている。
 室外回路(11)には、インジェクション回路(30)が設けられている。インジェクション回路(30)は、第1インジェクション管(30a)と、第2インジェクション管(30b)と、第3インジェクション管(30c)と、主インジェクション管(30d)とを備え、インジェクション通路を構成している。上述したように、主インジェクション管(30d)は、第2分岐管(27)に接続されている。三つのインジェクション管(30a~30c)は、それぞれの一端が主インジェクション管(30d)に接続されている。そして、第1インジェクション管(30a)は第1圧縮機(14a)の中間ポート(99a)に、第2インジェクション管(30b)は第2圧縮機(14b)の中間ポート(99b)に、第3インジェクション管(30c)は第3圧縮機(14c)の中間ポート(99c)に、それぞれ接続されている。
 主インジェクション管(30d)には、第2分岐管(27)側から順番に、第2室外膨張弁(67)と冷却熱交換器(17)とが設けられている。第2室外膨張弁(67)は開度可変の電子膨張弁である。第2室外膨張弁(67)は、第2分岐管(27)から主インジェクション管(30d)に流入した高圧冷媒を膨張させて中間圧冷媒にする膨張機構である。また、主インジェクション管(30d)には、冷却熱交換器(17)の下流の位置にガス抜き管(48)が接続されている。
 冷却熱交換器(17)は、いわゆるプレート式熱交換器であって、第1流路(17a)と、第2流路(17b)とを備えている。第1流路(17a)は第2分岐管(27)に接続され、第2流路(17b)は主インジェクション管(30d)に接続されている。冷却熱交換器(17)は、第2分岐管(27)から第1流路(17a)へ流入した高圧冷媒と、主インジェクション管(30d)から第2流路(17b)へ流入した中間圧冷媒とを熱交換させる。そして、この冷却熱交換器(17)では、第1流路(17a)を流通する高圧冷媒が第2流路(17b)を流通する中間圧冷媒によって冷却される。
 各インジェクション管(30a,30b,30c)には、圧縮機(14a,14b,14c)側から順番に、逆止弁(CV4,CV5,CV6)と、電磁弁(SV1,SV2,SV3)とが設けられている。逆止弁(CV4,CV5,CV6)は、圧縮機(14a,14b,14c)側からの冷媒の流れを禁止する。また、電磁弁(SV1,SV2,SV3)は、その電磁弁(SV1,SV2,SV3)が設けられたインジェクション管(30a,30b,30c)が接続する圧縮機(14a,14b,14c)が停止されるときに、閉鎖される。
 第1四路切換弁(31)は、第1ポート(P1)が吐出合流管(21)に、第2ポート(P2)が第2四路切換弁(32)の第4ポート(P4)に、第3ポート(P3)が室外熱交換器(15)に、第4ポート(P4)が第1ガス側閉鎖弁(113)にそれぞれ接続されている。また、第2四路切換弁(32)は、第1ポート(P1)が吐出分岐管(22)に、第2ポート(P2)が第3吸入管(57c)に、第4ポート(P4)が第1四路切換弁(31)の第2ポート(P2)にそれぞれ接続されている。第2四路切換弁(32)の第3ポート(P3)は、封止されている。また、第3四路切換弁(33)は、第1ポート(P1)が吐出合流管(21)に接続された高圧管(120)に、第2ポート(P2)が第2吸入管(57b)に、第3ポート(P3)が第2吸入分岐管(58b)に、第4ポート(P4)が第1吸入分岐管(58a)にそれぞれ接続されている。
 第1~第3の各四路切換弁(31,32,33)は、第1ポート(P1)と第3ポート(P3)が互いに連通して第2ポート(P2)と第4ポート(P4)が互いに連通する第1状態(図1に実線で示す状態)と、第1ポート(P1)と第4ポート(P4)が互いに連通して第2ポート(P2)と第3ポート(P3)が互いに連通する第2状態(図1に破線で示す状態)とに切り換わる。
 本実施形態では、上述したように、各圧縮機(14a~14c)の吐出管(56a~56c)には、油分離器(37a,37b,37c)が一つずつ設けられている。各圧縮機(14a~14c)から吐出された冷媒(即ち、吐出冷媒)には、ガス冷媒と、ミスト状(即ち、微細な液滴状)となった冷凍機油とが含まれている。そして、各油分離器(37)は、各圧縮機(14a~14c)の吐出冷媒をガス冷媒と冷凍機油に分離するように構成されている。室外回路(11)では、これら三つの油分離器(37a,37b,37c)が油分離機構(36)を構成している。
 油分離機構(36)を構成する三つの油分離器(37a,37b,37c)には、油戻し回路(47)が接続されている。油戻し回路(47)は、第1油戻し管(42)と、第2油戻し管(43)と第3油戻し管(44)と、第4油戻し管(45)と、三路切換弁(46)とを備え、油戻し通路を構成している。
 第1吐出管(56a)の第1油分離器(37a)には、第1油戻し管(42)の一端が接続されている。第1油戻し管(42)の他端は、第1インジェクション管(30a)に接続された第1分岐配管(42a)と、第2インジェクション管(30b)に接続された第2分岐配管(42b)に分岐している。第1油戻し管(42)には、第1油分離器(37a)側から順番に、第1油分離器(37a)側へ戻る冷凍機油の流れを禁止する逆止弁(CV12)と、高圧の冷凍機油を中間圧に減圧するキャピラリーチューブ(41a)とが設けられている。第1油分離器(37a)で分離された冷凍機油は、第1油戻し管(42)を通じて第1圧縮機(14a)の中間圧の圧縮室(73a)へ供給される。
 第3吐出管(56c)の第3油分離器(37c)には、第4油戻し管(45)の一端が接続されている。第4油戻し管(45)の他端は、後述する第2油戻し管(43)に接続されている。第4油戻し管(45)には、第3油分離器(37c)側から順番に、第3油分離器(37c)側へ戻る冷凍機油の流れを禁止する逆止弁(CV14)と、高圧の冷凍機油を中間圧に減圧するキャピラリーチューブ(41c)とが設けられている。第3油分離器(37c)で分離された冷凍機油は、第4油戻し管(45)を通じて第3吸入管(57c)に流入し、第3吸入管(57c)を流れる冷媒と共に第3圧縮機(14c)へ吸入される。
 第2吐出管(56b)の第2油分離器(37b)には、第2油戻し管(43)の一端が接続されている。第2油戻し管(43)の他端は、第3吸入管(57c)に接続されている。第2油戻し管(43)には、第2油分離器(37b)側から順番に、第2油分離器(37b)側へ戻る冷凍機油の流れを禁止する逆止弁(CV13)と、高圧の冷凍機油を中間圧に減圧するキャピラリーチューブ(41b)と、三路切換弁(46)とが設けられている。第2油戻し管(43)は、三路切換弁(46)の上流側の部分が上流側配管(43a)となり、三路切換弁(46)の下流側の部分が下流側配管(43b)となっている。
 三路切換弁(46)には、第3油戻し管(44)の一端が接続されている。第3油戻し管(44)の他端は、第1油戻し管(42)におけるキャピラリーチューブ(41a)の下流に接続されている。三路切換弁(46)は、上流側配管(43a)が下流側配管(43b)に連通する第1状態と、上流側配管(43a)が第3油戻し管(44)に連通する第2状態とに切り換わる。この三路切換弁(46)は、油用切換機構を構成している。
 室外ユニット(10)には、各種のセンサが設けられている。具体的に、吐出合流管(21)には、吐出圧力センサ(18)が設けられている。各吐出管(56)には、吐出温度センサ(48a,48b,48c)が設けられている。第1吸入管(57a)には、第1吸入圧力センサ(19a)及び第1吸入温度センサ(20a)が設けられている。第3吸入管(57c)には、第2吸入圧力センサ(19b)及び第2吸入温度センサ(20b)が設けられている。第2分岐管(27)には、液温度センサ(72)が設けられている。インジェクション回路(30)にはインジェクション用圧力センサ(77)及びインジェクション用温度センサ(74)が設けられている。これらのセンサの検出値は、後述するコントローラ(110)に入力される。
  〈室内ユニット〉
 室内回路(52)では、その液側端からガス側端へ向かって順に、室内膨張弁(53)と室内熱交換器(54)とが設けられている。室内膨張弁(53)は、開度が調節可能な電子膨張弁である。また、室内熱交換器(54)は、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る。室内熱交換器(54)は、第2利用側熱交換器を構成している。室内熱交換器(54)の近傍には、室内熱交換器(54)に室内空気を送る室内ファン(55)が設けられている。室内熱交換器(54)では、冷媒と室内空気との間で熱交換が行われる。
 なお、室内ユニット(50)では、所定の条件が成立する場合のみ室内熱交換器(54)に付着した霜を融解させるための氷融解動作が行われる。所定の条件は、例えば室内熱交換器(54)の表面の温度を計測する熱交換器温度センサ(121)の検出値が所定値(例えば0℃)を下回るという条件である。氷融解動作では、室内膨張弁(53)が閉状態に設定されて、室内ファン(55)の運転が継続される。この室内ユニット(50)では、室内熱交換器(54)に霜が付着しないように室内膨張弁(53)の制御が行われるが、室内熱交換器(54)に霜が付着してしまった場合には、緊急時の動作として氷融解動作が行われる。
  〈冷蔵ユニット、冷凍ユニット〉
 第1庫内回路(61a)及び第2庫内回路(61b)のそれぞれでは、その液側端からガス側端へ向かって順に、庫内膨張弁(63a,63b)と庫内熱交換器(64a,64b)とが設けられている。各庫内膨張弁(63a,63b)は、開度が調節可能な電子膨張弁である。各庫内熱交換器(64a,64b)は、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る。各庫内回路(61a,61b)に設けられた庫内熱交換器(64a,64b)は、第1利用側熱交換器を構成している。各庫内熱交換器(64a,64b)の近傍には、庫内熱交換器(64a,64b)に庫内空気を送る庫内ファン(65a,65b)が設けられている。各庫内熱交換器(64a,64b)では、冷媒と庫内空気との間で熱交換が行われる。
 なお、冷蔵ユニット(60a)及び冷凍ユニット(60b)では、庫内熱交換器(64)に付着した霜を融解させるための氷融解動作が定期的に(例えば3時間置きに)行われる。氷融解動作では、庫内膨張弁(63)が閉状態に設定されて、庫内ファン(65)の運転が継続される。なお、庫内熱交換器(64)に付着した氷の加熱に電気ヒータ等の加熱手段を用いてもよい。冷蔵ユニット(60a)及び冷凍ユニット(60b)では、冷媒の蒸発温度が低いので、運転に伴って庫内熱交換器(64)に霜が付着してゆく。このため、氷融解動作が定期的に行われる。
  〈ブースタユニット〉
 ブースタ回路(81)には、運転容量が可変のブースタ圧縮機(86)が設けられている。ブースタ圧縮機(86)の吐出管(78)には、ブースタ圧縮機(86)側から順に、油分離器(87)、高圧圧力スイッチ(88)、逆止弁(CV15)が設けられている。油分離器(87)には、キャピラリーチューブ(91)が設けられた油戻し管(92)が接続されている。また、ブースタ回路(81)には、ブースタ圧縮機(86)をバイパスするバイパス管(95)が設けられている。バイパス管(95)には、逆止弁(CV16)が設けられている。
  〈コントローラ〉
 室外ユニット(10)には、圧縮機ユニット(40)の運転容量や、四路切換弁(31~33)等を制御することによって冷媒回路(4)の動作を制御するコントローラ(110)が設けられている。このコントローラ(110)は、冷媒回路(4)に設けられた各種のセンサ(48a~48c,…)の計測値に基づいて所定の制御動作を行う。また、コントローラ(110)は、インジェクション回路(30)や、油戻し回路(47)に対する制御動作も行う。コントローラ(110)が行う制御動作については、後述する。
   -運転動作-
 冷凍装置(1)が行う運転動作について説明する。この冷凍装置(1)は、7種類の運転モードを設定可能に構成されている。具体的に、この冷凍装置(1)では、<i>室内ユニット(50)の冷房のみを行う冷房運転と、<ii>室内ユニット(50)の暖房のみを行う暖房運転と、<iii>冷蔵ユニット(60a)と冷凍ユニット(60b)での庫内の冷却のみを行う冷蔵冷凍運転と、<iv>冷蔵ユニット(60a)及び冷凍ユニット(60b)での庫内の冷却と共に室内ユニット(50)での冷房を行う冷却冷房運転と、<v>室外熱交換器(15)を用いずに、冷蔵ユニット(60a)及び冷凍ユニット(60b)での庫内の冷却と室内ユニット(50)での暖房とを行う第1冷却暖房運転と、<vi>第1冷却暖房運転を行うと室内ユニット(50)の暖房能力が余るときに行う第2冷却暖房運転と、<vii>第1冷却暖房運転を行うと室内ユニット(50)の暖房能力が不足するときに行う第3冷却暖房運転とが実行可能となっている。
  〈冷房運転〉
 冷房運転では、図3に示すように、第1四路切換弁(31)及び第2四路切換弁(32)が共に第1状態に設定された状態で、第3圧縮機(14c)の運転が行われる。冷房運転では、冷房能力が不足する場合に、第2圧縮機(14b)の運転も行われる。その際、第3四路切換弁(33)が第2状態に設定されて、第2圧縮機(14b)が室内用圧縮機として動作する。第1圧縮機(14a)は常に停止している。
 冷房運転中は、室内膨張弁(53)の開度が、例えば室内熱交換器(54)の出口の冷媒の過熱度が所定値(5℃)になるように過熱度制御される。この点は、以下の冷房を行う運転でも同じである。各庫内膨張弁(63a,63b)は閉状態に設定される。冷房運転では、室外熱交換器(15)が凝縮器となって室内熱交換器(54)が蒸発器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。
 具体的に、冷房運転では、第3圧縮機(14c)から吐出された冷媒が、室外熱交換器(15)で凝縮し、レシーバ(16)を経て室内回路(52)に流入する。室内回路(52)では、流入した冷媒が、室内膨張弁(53)で減圧された後に、室内熱交換器(54)で室内空気から吸熱して蒸発する。冷媒によって冷却された室内空気は店内空間へ供給される。室内熱交換器(54)で蒸発した冷媒は、第1ガス側連絡配管(3a)を通って第3吸入管(57c)へ流入し、その後に第3圧縮機(14c)に吸入されて圧縮される。なお、室内熱交換器(54)での冷媒の蒸発温度は、例えば5℃に設定される。
  〈暖房運転〉
 暖房運転では、図4に示すように、第1四路切換弁(31)が第2状態に設定されて第2四路切換弁(32)が第1状態に設定された状態で、第3圧縮機(14c)の運転が行われる。暖房運転では、暖房能力が不足する場合には、第2圧縮機(14b)の運転も行われる。その際、第3四路切換弁(33)は第2状態に設定される。第1圧縮機(14a)は常に停止している。
 暖房運転中は、室内膨張弁(53)の開度が、例えば室内熱交換器(54)の出口の冷媒の過冷却度が所定値(5℃)になるように制御される。この点は、以下の暖房を行う運転でも同じである。各庫内膨張弁(63a,63b)は閉状態に設定される。暖房運転では、室内熱交換器(54)が凝縮器となって室外熱交換器(15)が蒸発器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。
 具体的に、第3圧縮機(14c)から吐出された冷媒は、室内回路(52)に流入して、室内熱交換器(54)で室内空気に放熱して凝縮する。冷媒によって加熱された室内空気は店内空間へ供給される。室内熱交換器(54)で凝縮した冷媒は、第1室外膨張弁(66)で減圧された後に室外熱交換器(15)で蒸発し、第3圧縮機(14c)に吸入されて再び吐出される。
  〈冷蔵冷凍運転〉
 冷蔵冷凍運転では、図5に示すように、第1四路切換弁(31)が第1状態に設定された状態で、第1圧縮機(14a)の運転が行われる。冷蔵冷凍運転では、庫内の冷却能力が不足する場合には、第2圧縮機(14b)の運転も行われる。その際、第3四路切換弁(33)が第1状態に設定されて、第2圧縮機(14b)が庫内用圧縮機として動作する。第3圧縮機(14c)は常に停止している。
 冷蔵冷凍運転中において、各庫内膨張弁(63a,63b)の開度は、対応する庫内熱交換器(64a,64b)から流出する冷媒の過熱度が所定の目標値(例えば、5℃)となるように制御される。この点は、以下の庫内の冷却を行う運転でも同じである。また、室内膨張弁(53)は閉状態に設定される。冷蔵冷凍運転では、室外熱交換器(15)が凝縮器となって各庫内熱交換器(64a,64b)が蒸発器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。
 具体的に、冷蔵冷凍運転では、第1圧縮機(14a)から吐出された冷媒が、室外熱交換器(15)で凝縮する。そして、室外熱交換器(15)で凝縮した冷媒は、レシーバ(16)を経て、第1庫内回路(61a)及び第2庫内回路(61b)にそれぞれ分配される。
 第1庫内回路(61a)では、流入した冷媒が、庫内膨張弁(63a)で減圧された後に、庫内熱交換器(64a)で庫内空気から吸熱して蒸発する。冷媒によって冷却された庫内空気は、冷蔵ショーケースの庫内へ供給される。
 第2庫内回路(61b)では、流入した冷媒が、庫内膨張弁(63b)で減圧された後に、庫内熱交換器(64b)で庫内空気から吸熱して蒸発する。冷媒によって冷却された庫内空気は、冷凍ショーケースの庫内へ供給される。この庫内熱交換器(64b)で蒸発した冷媒は、ブースタ圧縮機(86)によって圧縮される。そして、第1庫内回路(61a)の庫内熱交換器(64a)で蒸発した冷媒と、ブースタ圧縮機(86)によって圧縮された冷媒とは、合流後に第1圧縮機(14a)に吸入されて圧縮される。
 なお、冷蔵冷凍運転では、庫内熱交換器(64a)での冷媒の蒸発温度が例えば-5℃に設定され、庫内熱交換器(64b)での冷媒の蒸発温度が例えば-30℃に設定される。
  〈冷却冷房運転〉
 冷却冷房運転では、第1四路切換弁(31)及び第2四路切換弁(32)が共に第1状態に設定された状態で、第1圧縮機(14a)及び第3圧縮機(14c)の運転が行われる。また、冷却冷房運転中において、第2圧縮機(14b)は、運転状況によって運転される場合と停止する場合とがある。冷却冷房運転では、室外熱交換器(15)が凝縮器となって室内熱交換器(54)及び各庫内熱交換器(64a,64b)が蒸発器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。
 先ず、第2圧縮機(14b)が運転されている場合の冷却冷房運転について、図7を参照しながら説明する。この図7に示す運転状態において、冷媒回路(4)は、第2圧縮機(14b)が庫内熱交換器(64a,64b)で蒸発した冷媒を吸入する第1動作を行う。
 図7に示す運転状態において、第1圧縮機(14a)と第2圧縮機(14b)と第3圧縮機(14c)のそれぞれから吐出された冷媒は、室外熱交換器(15)へ流入して凝縮する。そして、室外熱交換器(15)で凝縮した冷媒は、レシーバ(16)を通過後に冷却熱交換器(17)の第1流路(17a)へ流入し、その第2流路(17b)を流れる冷媒によって冷却される。冷却熱交換器(17)の第1流路(17a)から流出した冷媒は、その一部がインジェクション回路(30)へ流入し、残りが第1庫内回路(61a)、第2庫内回路(61b)、及び室内回路(52)に分配される。
 第1庫内回路(61a)及び第2庫内回路(61b)に分配された冷媒は、冷蔵冷凍運転と同様に流れて室外回路(11)へ戻ってくる。つまり、第1庫内回路(61a)の庫内熱交換器(64a)で蒸発した冷媒は、第2ガス側連絡配管(3b)へ流入し、第2庫内回路(61b)の庫内熱交換器(64b)で蒸発した冷媒は、ブースタ圧縮機(86)で圧縮された後に第2ガス側連絡配管(3b)へ流入する。第2ガス側連絡配管(3b)を流れる冷媒は、その一部が第1吸入管(57a)を通過後に第1圧縮機(14a)に吸入されて圧縮され、残りが第2吸入管(57b)を通過後に第2圧縮機(14b)に吸入されて圧縮される。一方、室内回路(52)に分配された冷媒は、冷房運転と同様に流れて室外回路(11)へ戻り、第3圧縮機(14c)に吸入されて圧縮される。
 この図7に示す運転状態において、庫内ユニット(60a,60b)における冷却能力が冷却負荷に対して過剰であり、且つ室内ユニット(50)における冷房能力が冷房負荷と均衡している場合は、第2圧縮機(14b)が停止させられる。
 一方、図7に示す運転状態において、庫内ユニット(60a,60b)における冷却能力が冷却負荷に対して過剰であり、且つ室内ユニット(50)における冷房能力が冷房負荷に対して不足している場合は、図6に示すように、第3四路切換弁(33)が第2状態に設定され、第2圧縮機(14b)の運転が継続される。
 そこで、次に、図6に示す運転状態について説明する。この運転状態において、冷媒回路(4)は、第2圧縮機(14b)が室内熱交換器(54)で蒸発した冷媒を吸入する第2動作を行う。
 図6に示す運転状態において、第1圧縮機(14a)と第2圧縮機(14b)と第3圧縮機(14c)のそれぞれから吐出された冷媒は、図7に示す運転状態と同様に流れ、第1庫内回路(61a)と第2庫内回路(61b)と室内回路(52)に分配される。第1庫内回路(61a)及び第2庫内回路(61b)に分配された冷媒は、図7に示す運転状態と同様に第2ガス側連絡配管(3b)を通って室外回路(11)へ戻り、第1吸入管(57a)を通過後に第1圧縮機(14a)に吸入されて圧縮される。一方、室内回路(52)へ流入した冷媒は、図7に示す運転状態と同様に第1ガス側連絡配管(3a)を通って室外回路(11)へ戻り、その一部が第2吸入管(57b)を通過後に第2圧縮機(14b)に吸入されて圧縮され、残りが第3吸入管(57c)を通過後に第3圧縮機(14c)に吸入されて圧縮される。
 冷却冷房運転中の冷媒回路(4)では、室内熱交換器(54)と、冷蔵ユニット(60a)の庫内熱交換器(64a)と、冷凍ユニット(60b)の庫内熱交換器(64b)とのそれぞれにおける冷媒の蒸発温度が、互いに異なる値に設定されている。例えば、室内熱交換器(54)での冷媒の蒸発温度は5℃に設定され、冷蔵ユニット(60a)の庫内熱交換器(64a)での冷媒の蒸発温度は-5℃に設定され、冷凍ユニット(60b)の庫内熱交換器(64b)での冷媒の蒸発温度は-30℃に設定される。つまり、図8のモリエル線図に示すように、冷凍ユニット(60b)の庫内熱交換器(64b)における冷媒の蒸発圧力LP0が最も低く、その次に冷蔵ユニット(60a)の庫内熱交換器(64a)における冷媒の蒸発圧力LP1が低く、室内熱交換器(54)における冷媒の蒸発圧力LP2が最も高くなる。
 また、各圧縮機(14a~14c)に設けられたスクロール式の流体機械(82)では、可動スクロール(84)の位置に対応して各圧縮室(73a~73c)の容積が一義的に決まる。このため、中間ポート(99a~99c)と連通状態にある圧縮行程中の圧縮室(73a~73c)の内圧は、圧縮室(73a~73c)へ吸入される冷媒の圧力が高いほど高くなり、圧縮室(73a~73c)へ吸入される冷媒の圧力が低いほど低くなる。このため、室内熱交換器(54)で蒸発した冷媒を吸入する第3圧縮機(14c)において中間ポート(99c)と連通する圧縮室(73c)の内圧(即ち、中間圧MP2)は、各庫内熱交換器(64a,64b)で蒸発した冷媒を吸入する第1圧縮機(14a)において中間ポート(99a)と連通する圧縮室(73a)の内圧(即ち、中間圧MP1)よりも高い値となる。
  〈第1冷却暖房運転〉
 第1冷却暖房運転では、図9に示すように、第1四路切換弁(31)が第2状態に設定されて第2四路切換弁(32)が第1状態に設定された状態で、第1圧縮機(14a)の運転が行われる。第1冷却暖房運転では、庫内の冷却能力が不足する場合に、第2圧縮機(14b)の運転も行われる。その際、第3四路切換弁(33)が第1状態に設定される。第1冷却暖房運転では、室内熱交換器(54)が凝縮器となって各庫内熱交換器(64a,64b)が蒸発器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。第1冷却暖房運転中は、冷蔵ユニット(60a)と冷凍ユニット(60b)との冷却能力(蒸発熱量)と、室内ユニット(50)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。
 具体的に、第1圧縮機(14a)から吐出された冷媒は、室内熱交換器(54)で室内空気に放熱して凝縮する。室内熱交換器(54)で凝縮した冷媒は、第1庫内回路(61a)及び第2庫内回路(61b)にそれぞれ分配される。第1庫内回路(61a)及び第2庫内回路(61b)に分配された冷媒は、冷蔵冷凍運転と同様の流れで流通し、第1圧縮機(14a)に吸入されて再び吐出される。
  〈第2冷却暖房運転〉
 第2冷却暖房運転は、第1冷却暖房運転の際に暖房能力が余っている場合に、図10に示すように、第2四路切換弁(32)を第2状態に切り換えることによって行われる。第2冷却暖房運転では、室外熱交換器(15)が凝縮器として動作する。第2冷却暖房運転時の設定は、第2四路切換弁(32)以外は、基本的に第1冷却暖房運転と同じである。
 第2冷却暖房運転では、第1圧縮機(14a)から吐出した冷媒の一部が、室外熱交換器(15)に流入する。室外熱交換器(15)では、流入した冷媒が室外空気に放熱して凝縮する。室外熱交換器(15)で凝縮した冷媒は、室内熱交換器(54)で凝縮した冷媒と合流して、第1庫内回路(61a)及び第2庫内回路(61b)にそれぞれ分配される。第2冷却暖房運転では、冷蔵ユニット(60a)と冷凍ユニット(60b)との冷却能力(蒸発熱量)と、室内ユニット(50)の暖房能力(凝縮熱量)とはバランスせずに、余る凝縮熱が室外熱交換器(15)で放出される。
  〈第3冷却暖房運転〉
 第3冷却暖房運転は、第1冷却暖房運転の際に暖房能力が不足する場合に、図11に示すように、第2四路切換弁(32)を第1状態に設定すると共に第1室外膨張弁(66)を開状態に設定した状態で、第3圧縮機(14c)の運転を行うことによって行われる。第3冷却暖房運転では、室内熱交換器(54)が凝縮器となって各庫内熱交換器(64a,64b)及び室外熱交換器(15)が蒸発器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。
 第3冷却暖房運転では、室内熱交換器(54)で凝縮した冷媒が、第1庫内回路(61a)及び第2庫内回路(61b)だけでなく、室外熱交換器(15)側へ分配される。室外熱交換器(15)に分配された冷媒は、第1室外膨張弁(66)で減圧された後に室外熱交換器(15)で蒸発して、第3圧縮機(14c)に吸入されて再び吐出される。第3冷却暖房運転では、冷蔵ユニット(60a)と冷凍ユニット(60b)との冷却能力(蒸発熱量)と、室内ユニット(50)の暖房能力(凝縮熱量)とはバランスせずに、不足する蒸発熱が室外熱交換器(15)で吸熱される。
  〈インジェクション動作〉
 本実施形態では、圧縮機(14a~14c)の圧縮行程中の圧縮室(73a~73c)に中間圧冷媒を供給するインジェクション動作が行われる。ここでは、冷却冷房運転中にインジェクション回路(30)が行うインジェクション動作について説明する。
 先ず、図7に示す運転状態におけるインジェクション動作について説明する。この運転状態では、冷蔵ユニット(60a)及び冷凍ユニット(60b)の庫内熱交換器(64a,64b)において蒸発した冷媒を第1圧縮機(14a)及び第2圧縮機(14b)が吸入し、室内ユニット(50)の室内熱交換器(54)において蒸発した冷媒を第3圧縮機(14c)が吸入する。
 この図7に示す運転状態において、インジェクション回路(30)では、第1電磁弁(SV1)及び第2電磁弁(SV2)が開放され、第3電磁弁(SV3)が閉鎖され、第2室外膨張弁(67)の開度調節が行われる。第2分岐管(27)から主インジェクション管(37d)へ流入した高圧の液冷媒は、第2室外膨張弁(67)を通過する際に膨張して気液二相状態の中間圧冷媒となる。第2室外膨張弁(67)から流出した中間圧冷媒は、冷却熱交換器(17)の第2流路(17b)へ流入して第1流路(17a)を流れる高圧冷媒から吸熱して蒸発する。冷却熱交換器(17)から流出した中間圧冷媒は、その一部が第1インジェクション管(30a)へ流入し、残りが第2インジェクション管(30b)へ流入する。そして、第1インジェクション管(30a)から第1圧縮機(14a)へ流入した中間圧冷媒は、中間圧ポート(99a)を通って圧縮行程中の圧縮室(73a)へ流入する。一方、第2インジェクション管(30b)から第2圧縮機(14b)へ流入した中間圧冷媒は、中間圧ポート(99b)を通って圧縮行程中の圧縮室(73b)へ流入する。
 次に、図6に示す運転状態におけるインジェクション動作について説明する。この運転状態では、冷蔵ユニット(60a)及び冷凍ユニット(60b)の庫内熱交換器(64a,64b)において蒸発した冷媒を第1圧縮機(14a)が吸入し、室内ユニット(50)の室内熱交換器(54)において蒸発した冷媒を第2圧縮機(14b)及び第3圧縮機(14c)が吸入する。
 この図6に示す運転状態において、インジェクション回路(30)では、第1電磁弁(SV1)が開放され、第2電磁弁(SV2)及び第3電磁弁(SV3)が閉鎖され、第2室外膨張弁(67)の開度調節が行われる。第2分岐管(27)から主インジェクション管(37d)へ流入した高圧の液冷媒は、図7に示す運転状態と同様に、第2室外膨張弁(67)を通過する際に膨張して中間圧冷媒となり、その後に冷却熱交換器(17)の第2流路(17b)を通過する間に第1流路(17a)の高圧冷媒から吸熱する。そして、冷却熱交換器(17)から流出した中間圧冷媒は、第1インジェクション管(30a)へ流入し、第1圧縮機(14a)における圧縮行程中の圧縮室(73a)へ流入する。
 なお、この冷凍装置(1)では、例えば冷房運転のように室内熱交換器(54)で蒸発した冷媒を吸入する圧縮機(14b,14c)だけが運転しているときには、これらの圧縮機(14b,14c)における圧縮行程中の圧縮室(73b,73c)に中間圧冷媒を供給するインジェクション動作が行われる。また、例えば冷蔵冷凍運転中のように庫内熱交換器(64a,64b)で蒸発した冷媒を吸入する圧縮機(14a,14b)だけが運転しているときには、これらの圧縮機(14a,14b)における圧縮行程中の圧縮室(73a,73b)に中間圧冷媒を供給するインジェクション動作が行われる。
  〈油戻し動作〉
 本実施形態では、各油分離器(37a~37c)において吐出冷媒から分離された冷凍機油を各圧縮機(14a~14c)へ送り返す油戻し動作が行われる。ここでは、冷却冷房運転中に油戻し回路(47)が行う油戻し動作について説明する。
 先ず、図7に示す運転状態における油戻し動作について説明する。この運転状態では、冷蔵ユニット(60a)及び冷凍ユニット(60b)の庫内熱交換器(64a,64b)において蒸発した冷媒を第1圧縮機(14a)及び第2圧縮機(14b)が吸入し、室内ユニット(50)の室内熱交換器(54)において蒸発した冷媒を第3圧縮機(14c)が吸入する。
 この図7に示す運転状態では、油戻し回路(47)の三路切換弁(46)が第1状態に設定される。つまり、三路切換弁(46)は、第2油戻し管(43)の上流側配管(43a)が第3油戻し管(44)に連通して下流側配管(43b)から遮断される状態に設定される。
 第1油分離器(37a)では第1圧縮機(14a)の吐出冷媒から冷凍機油が分離され、この冷凍機油が第1油分離器(37a)から第1油戻し管(42)へ流入する。一方、第2油分離器(37b)では第2圧縮機(14b)の吐出冷媒から冷凍機油が分離され、この冷凍機油が第2油分離器(37b)から第2油戻し管(43)の上流側配管(43a)へ流入する。第2油分離器(37b)から流出した冷凍機油は、上流側配管(43a)から三路切換弁(46)を通って第3油戻し管(44)へ流入し、その後に第1油戻し管(42)へ流入して第1油分離器(37a)から流出した冷凍機油と合流する。その後、第1油戻し管(42)を流れる冷凍機油は、その一部が第1分岐配管(42a)へ流入し、残りが第2分岐配管(42b)へ流入する。
 第1分岐配管(42a)へ流入した冷凍機油は、第1インジェクション管(30a)を流れる中間圧冷媒に供給され、この中間圧冷媒と共に第1圧縮機(14a)における圧縮行程中の圧縮室(73a)へ流入する。一方、第2分岐配管(42b)へ流入した冷凍機油は、第2インジェクション管(30b)を流れる中間圧冷媒に供給され、この中間圧冷媒と共に第2圧縮機(14b)における圧縮行程中の圧縮室(73b)へ流入する。
 第3油分離器(37c)では第3圧縮機(14c)の吐出冷媒から冷凍機油が分離され、この冷凍機油が第3油分離器(37c)から第4油戻し管(45)へ流入する。第3油分離器(37c)から流出した冷凍機油は、第4油戻し管(45)から第2油戻し管(43)の下流側配管(43b)へ流入する。その後、下流側配管(43b)を流れる冷凍機油は、第3吸入管(57c)を流れる低圧冷媒に供給され、この低圧冷媒と共に第3圧縮機(14c)へ吸入される。
 次に、図6に示す運転状態における油戻し動作について説明する。この運転状態では、冷蔵ユニット(60a)及び冷凍ユニット(60b)の庫内熱交換器(64a,64b)において蒸発した冷媒を第1圧縮機(14a)が吸入し、室内ユニット(50)の室内熱交換器(54)において蒸発した冷媒を第2圧縮機(14b)及び第3圧縮機(14c)が吸入する。
 この図6に示す運転状態では、油戻し回路(47)の三路切換弁(46)が第2状態に設定される。つまり、三路切換弁(46)は、第2油戻し管(43)の上流側配管(43a)が下流側配管(43b)に連通して第3油戻し管(44)から遮断される状態に設定される。
 第1油分離器(37a)では第1圧縮機(14a)の吐出冷媒から冷凍機油が分離され、この冷凍機油が第1油分離器(37a)から第1油戻し管(42)へ流入する。その後、第1油戻し管(42)を流れる冷凍機油は、第1分岐配管(42a)へ流入して第1インジェクション管(30a)を流れる中間圧冷媒に供給され、この中間圧冷媒と共に第1圧縮機(14a)における圧縮行程中の圧縮室(73a)へ流入する。
 第2油分離器(37b)では第2圧縮機(14b)の吐出冷媒から冷凍機油が分離され、この冷凍機油が第2油分離器(37b)から第2油戻し管(43)の上流側配管(43a)へ流入する。第2油分離器(37b)から流出した冷凍機油は、上流側配管(43a)から三路切換弁(46)を通って下流側配管(43b)へ流入する。一方、第3油分離器(37c)では第3圧縮機(14c)の吐出冷媒から冷凍機油が分離され、この冷凍機油が第3油分離器(37c)から第4油戻し管(45)へ流入し、その後に下流側配管(43b)へ流入して第2油分離器(37b)から流出した冷凍機油と合流する。下流側配管(43b)を流れる冷凍機油は、第3吸入管(57c)を流れる低圧冷媒に供給され、その一部が低圧冷媒と共に第2圧縮機(14b)へ、残りが低圧冷媒と共に第3圧縮機(14c)へそれぞれ吸入される。
 ところで、油分離器(37a~37c)で吐出冷媒から分離された冷凍機油を低圧冷媒と共に圧縮機(14a~14c)に吸入させる場合には、低圧冷媒に混入される冷凍機油の体積の分だけ圧縮機(14a~14c)へ吸入される冷媒の体積が減少してしまい、その結果、圧縮機(14a~14c)に接続する蒸発器を流れる冷媒の流量が減少してしまう。また、油分離器(37a~37c)で吐出冷媒から分離された冷凍機油の温度は、吐出冷媒の温度と同程度であり、圧縮機(14a~14c)へ吸入される冷媒の温度よりも高い。このため、油分離器(37a~37c)で吐出冷媒から分離された冷凍機油を低圧冷媒と共に圧縮機(14a~14c)に吸入させる場合には、低圧冷媒の温度が冷凍機油を供給することによって上昇し、その結果、低圧冷媒の密度が低下して圧縮機(14a~14c)へ吸入される冷媒の質量が減少してしまう。従って、冷凍機油を圧縮機(14a~14c)へ戻すことだけを考えると、油分離器(37a~37c)で吐出冷媒から分離した冷凍機油は、圧縮機(14a~14c)における圧縮行程中の圧縮室(73a~73c)へ戻すのが望ましい。
 ところが、本実施形態の圧縮機ユニット(40)では、圧縮機(14a~14c)によって吸入する冷媒の圧力が異なる場合がある。例えば、図6に示す運転状態では、第2圧縮機(14b)及び第3圧縮機(14c)へ吸入される冷媒の圧力よりも、第1圧縮機(14a)へ吸入される冷媒の圧力が低くなる。そして、この運転状態では、第2圧縮機(14b)及び第3圧縮機(14c)において中間圧ポート(99b,99c)に連通する圧縮室(73b,73c)の内圧が、第1圧縮機(14a)において中間圧ポート(99a)に連通する圧縮室(73a)の内圧よりも高くなる。このため、冷凍機油を各圧縮機(14a~14c)における圧縮行程中の圧縮室(73a~73c)へ分配しようとすると、内圧の低い第1圧縮機(14a)の圧縮室(73a)へ流入する冷凍機油の量が多くなり、内圧の高い第2圧縮機(14b)及び第3圧縮機(14c)の圧縮室(73b,73c)へ流入する冷凍機油の量が少なくなってしまう。
 そこで、本実施形態の油戻し回路(47)は、第1圧縮機(14a)及び第3圧縮機(14c)に対する冷凍機油の供給箇所を固定する一方、第2圧縮機(14b)に対する冷凍機油の供給箇所を変更する。具体的に、図6及び図7に示す冷却冷房運転中において、油戻し回路(47)は、専ら庫内熱交換器(64a,64b)で蒸発した冷媒を吸入する第1圧縮機(14a)に対しては、圧縮行程中の圧縮室(73a)へ冷凍機油を供給し、専ら室内熱交換器(54)で蒸発した冷媒を吸入する第3圧縮機(14c)に対しては、冷凍機油を第3圧縮機(14c)へ吸入される低圧冷媒と共に供給する。一方、第2圧縮機(14b)が室内熱交換器(54)で蒸発した冷媒を吸入する運転状態(図6に示す運転状態)において、油戻し回路(47)は、第2圧縮機(14b)へ吸入される低圧冷媒に冷凍機油を供給する。その結果、第2圧縮機(14b)に対する冷凍機油の供給量が確保される。また、第2圧縮機(14b)が庫内熱交換器(64a,64b)で蒸発した冷媒を吸入する運転状態(図7に示す運転状態)において、油戻し回路(47)は、第2圧縮機(14b)における圧縮行程中の圧縮室(73b)に冷凍機油を供給する。その結果、第2圧縮機(14b)へ吸入される冷媒の量が確保される。
 ところで、本実施形態の圧縮機ユニット(40)では、圧縮機(14a~14c)によって吸入する冷媒の圧力が異なる場合がある。例えば、図6に示す運転状態では、第2圧縮機(14b)及び第3圧縮機(14c)へ吸入される冷媒の圧力よりも、第1圧縮機(14a)へ吸入される冷媒の圧力が低くなる。そして、この運転状態では、第2圧縮機(14b)及び第3圧縮機(14c)において中間圧ポート(99b,99c)に連通する圧縮室(73b,73c)の内圧が、第1圧縮機(14a)において中間圧ポート(99a)に連通する圧縮室(73a)の内圧よりも高くなる。このため、圧縮機ユニット(40)を構成する全ての圧縮機(14a~14c)へ中間圧冷媒を供給するには、第2室外膨張弁(67)から流出する中間圧冷媒の圧力を、第2圧縮機(14b)及び第3圧縮機(14c)において中間圧ポート(99b,99c)に連通する圧縮室(73b,73c)の内圧よりも高い値に設定する必要がある。
 一方、第2室外膨張弁(67)から流出する中間圧冷媒の圧力が高くなると、冷却熱交換器(17)の第2流路(17b)における中間圧冷媒の蒸発温度が高くなり、その第1流路(17a)から流出する高圧液冷媒の温度が上昇してしまう。このため、圧縮機ユニット(40)を構成する全ての圧縮機(14a~14c)へ中間圧冷媒を供給する場合は、冷却熱交換器(17)から庫内熱交換器(64a,74b)へ供給される冷媒のエンタルピが上昇し、庫内熱交換器(64a,74b)において冷媒が吸熱する熱量の減少を招くおそれがある。
 また、圧縮機ユニット(40)を構成する全ての圧縮機(14a~14c)について、圧縮行程中の圧縮室(73a~73c)へ常に油分離器(37a~37c)から冷凍機油を供給する場合には、圧縮機(14a~14c)へ供給される冷凍機油の量を確保する必要があるため、例え一部の圧縮機に対して中間圧冷媒を供給する必要が無くなっても、全ての圧縮機(14a~14c)に対して中間圧冷媒を供給し続けなければならない。
 それに対し、本実施形態の油戻し回路(47)は、上述したように、第1圧縮機(14a)及び第3圧縮機(14c)に対する冷凍機油の供給箇所を固定する一方、第2圧縮機(14b)に対する冷凍機油の供給箇所を変更する。このため、室内熱交換器(54)で蒸発した冷媒を吸入する圧縮機に対する中間圧冷媒の供給を停止した状態でも、その圧縮機に対して冷凍機油を確実に供給することができる。また、庫内熱交換器(64a,74b)で蒸発した冷媒を吸入する圧縮機だけに対して中間圧冷媒を供給するため、冷却熱交換器(17)の第2流路(17b)における中間圧冷媒の蒸発温度を低い値に設定することができ、その第1流路(17a)を流れる高圧冷媒を充分に冷却することが可能となる。
   -コントローラの制御動作-
 コントローラ(110)の制御動作について説明する。ここでは、インジェクション回路(30)のインジェクション動作中にコントローラ(110)が行う制御動作と、油戻し回路(47)の油戻し動作中にコントローラ(110)が行う制御動作とについて説明する。
 先ず、インジェクション動作中にコントローラ(110)が行う制御動作を説明する。この制御動作において、コントローラ(110)では、室内熱交換器(54)で蒸発した冷媒を吸入する圧縮機に対し、インジェクション回路(30)を通じて冷媒を注入するか否かが判断される。ここでは、室内熱交換器(54)で蒸発した冷媒を第3圧縮機(14c)が吸入する場合を例に説明する。
 この場合において、コントローラ(110)は、第3吐出管(56c)の吐出温度センサ(48c)の計測値(即ち、第3圧縮機(14c)の吐出冷媒の温度)に基づいて、インジェクション動作を制御する。なお、第3圧縮機(14c)の吐出冷媒の温度は、例えば第2吸入圧力センサ(19b)の計測値から推測することも可能である。
 具体的に、コントローラ(110)は、第3圧縮機(14c)の吐出冷媒の温度が所定の基準値以上の場合には、第3圧縮機(14c)の吐出冷媒の温度を低下させる必要があると判断して、第3電磁弁(SV3)を開く。また、コントローラ(110)は、第3圧縮機(14c)にインジェクション回路(30)を通じて中間圧冷媒が供給されるように、第2室外膨張弁(67)の開度を制御する。この場合、コントローラ(110)は、インジェクション用圧力センサ(77)の計測値(即ち、第2室外膨張弁(67)から流出した中間圧冷媒の圧力)が、第2吸入圧力センサ(19b)の計測値から推測される第3圧縮機(14c)の圧縮行程中の圧縮室(73c)の内圧よりも所定の値だけ高くなるように、第2室外膨張弁(67)の開度を制御する。
 一方、コントローラ(110)は、第3圧縮機(14c)の吐出冷媒の温度が上記基準値よりも小さい場合には、第3圧縮機(14c)の吐出冷媒の温度を低下させる必要がないと判断して、第3電磁弁(SV3)を閉じる。また、コントローラ(110)は、庫内熱交換器(64a,64b)で蒸発した冷媒を吸入する圧縮機(14a,14b)にインジェクション回路(30)を通じて中間圧冷媒が供給されるように、第2室外膨張弁(67)の開度を制御する。この場合、コントローラ(110)は、インジェクション用圧力センサ(77)の計測値が、第3圧縮機(14c)の圧縮行程中の圧縮室(73c)の内圧以下で、第1吸入圧力センサ(19a)の計測値から推測される第1圧縮機(14a)の圧縮行程中の圧縮室(73a)の内圧よりも所定の値だけ高くなるように、第2室外膨張弁(67)の開度を制御する。
 なお、コントローラ(110)は、第3圧縮機(14c)の停止中は、第2室外膨張弁(67)を通過した冷媒の圧力が、庫内熱交換器(64a,64b)で蒸発した冷媒を吸入する圧縮機(14a,14b)の圧縮行程中の圧縮室(73)の内圧よりも所定の値だけ高くなるように、第2室外膨張弁(67)の開度を制御する。また、コントローラ(110)は、庫内熱交換器(64a,64b)で蒸発した冷媒を吸入する圧縮機(14a,14b)の停止中は、第2室外膨張弁(67)を通過した冷媒の圧力が、第3圧縮機(14c)の圧縮行程中の圧縮室(73c)の内圧よりも所定の値だけ高くなるように、第2室外膨張弁(67)の開度を制御する。
 続いて、油戻し動作中にコントローラ(110)が行う制御動作を説明する。油戻し動作では、第2油分離器(37b)からの冷凍機油の戻し先を第2圧縮機(14b)の吸入側と第2圧縮機(14b)の圧縮行程中の圧縮室(73)とのどちらにするのかが判断される。コントローラ(110)は、第2室外膨張弁(67)と第3四路切換弁(33)に対する制御動作を行う。
 具体的に、コントローラ(110)は、第3四路切換弁(33)が第1状態に設定されている場合、つまり第2圧縮機(14b)が庫内熱交換器(64a,64b)で蒸発した冷媒を吸入する場合には、第2油分離器(37b)で吐出冷媒から分離された冷凍機油が第2圧縮機(14b)の圧縮行程中の圧縮室(73b)に戻るように、三路切換弁(46)を第2状態に設定する。
 一方、コントローラ(110)は、第3四路切換弁(33)が第2状態に設定されている場合、つまり第2圧縮機(14b)が室内熱交換器(54)で蒸発した冷媒を吸入する場合には、第2油分離器(37b)で分離された冷凍機油が第2圧縮機(14b)へ吸入される冷媒に供給されるように、三路切換弁(46)を第1状態に設定する。そうするのは、第2室外膨張弁(67)を通過した冷媒の圧力が第2圧縮機(14b)の圧縮行程中の圧縮室(73b)の内圧以下になっていると、第2油分離器(37b)で分離された冷凍機油を第2圧縮機(14b)の中間圧の圧縮室(73)に戻すことができないからである。また、コントローラ(110)は、第2室外膨張弁(67)を通過した冷媒の圧力が第2圧縮機(14b)の圧縮行程中の圧縮室(73b)の内圧よりも高くなっていれば、第2油分離器(37b)で分離された冷凍機油を第2圧縮機(14b)の圧縮行程中の圧縮室(73b)に戻すことができるので、三路切換弁(46)を第2状態に設定する。
   -実施形態の効果-
 本実施形態の冷媒回路(4)では、第1圧縮機(14a)が庫内熱交換器(64a,64b)で蒸発した冷媒を吸入し、第1圧縮機(14a)の圧縮行程中の圧縮室(73)に対して油分離機構(36)から冷凍機油が供給される。一方、第2圧縮機(14b)に対する油分離機構(36)からの冷凍機油の供給箇所は、第1動作中と第2動作中とで変更される。つまり、第2圧縮機(14b)が庫内熱交換器(64a,64b)で蒸発した冷媒を吸入する第1動作中には、第2圧縮機(14b)の圧縮行程中の圧縮室(73b)に対して油分離機構(36)から冷凍機油が供給され、第2圧縮機(14b)が室内熱交換器(54)で蒸発した冷媒を吸入する第2動作中には、第2圧縮機(14b)へ吸入される低圧冷媒に対して油分離機構(36)から冷凍機油が供給される。
 ここで、第2圧縮機(14b)へ吸入される冷媒の圧力は、第2圧縮機(14b)の圧縮行程中の圧縮室(73)内に存在する冷媒の圧力よりも低い。このため、第2圧縮機(14b)へ吸入される低圧冷媒に対して油分離機構(36)から冷凍機油が供給される場合には、第2圧縮機(14b)の圧縮行程中の圧縮室(73b)に対して油分離機構(36)から冷凍機油が供給される場合に比べ、油分離機構(36)と第2圧縮機(14b)に対する冷凍機油の供給箇所との圧力差が拡大する。
 このため、本実施形態によれば、第2圧縮機(14b)が吸入する冷媒の圧力が第1圧縮機(14a)が吸入する冷媒の圧力よりも高くなる第2動作中においても、油分離機構(36)と第2圧縮機(14b)に対する冷凍機油の供給箇所との圧力差を確保することによって、油分離機構(36)から第2圧縮機(14b)へ供給される冷凍機油の量を充分に確保することができる。従って、本実施形態によれば、第1圧縮機(14a)と第2圧縮機(14b)が互いに異なる圧力の冷媒を吸入する場合であっても、油分離機構(36)から第1圧縮機(14a)へ供給される冷凍機油の流量と、油分離機構(36)から第2圧縮機(14b)へ供給される冷凍機油の流量の両方を充分に確保することができる。その結果、第1圧縮機(14a)及び第2圧縮機(14b)の焼き付き等のトラブルを未然に防ぐことができ、冷凍装置(1)の信頼性を向上させることができる。
 また、本実施形態では、各圧縮機(14a,14b)へ中間圧冷媒を供給するためのインジェクション管(30a,30b)を、油分離機構(36)から各圧縮機(14a,14b)へ冷凍機油を導くための経路として利用することができる。
 本実施形態において、インジェクション回路(30)は、第1動作中には第1圧縮機(14a)と第2圧縮機(14b)の両方へ中間圧冷媒を供給し、第2動作中には第1圧縮機(14a)へ中間圧冷媒を供給して第2圧縮機(14b)への冷媒の供給を停止する。
 ここで、第1圧縮機(14a)が庫内熱交換器(64a,64b)で蒸発した冷媒を吸入し、第2圧縮機(14b)が室内熱交換器(54)で蒸発した冷媒を吸入する第2動作中において、膨張機構(67)から流出した中間圧冷媒を第1圧縮機(14a)と第2圧縮機(14b)の両方へ供給する場合を仮定する。この場合には、第2圧縮機(14b)の圧縮行程中の圧縮室(73b)の内圧が第1圧縮機(14a)圧縮行程中の圧縮室(73a)の内圧よりも高くなっているため、膨張機構(67)から流出する冷媒の圧力を、第2圧縮機(14b)の圧縮行程中の圧縮室(73b)の内圧よりも高い値に設定しなければならない。つまり、この場合には、膨張機構(67)から流出する冷媒の圧力が、第1圧縮機(14a)の圧縮行程中の圧縮室(73a)の内圧よりも大幅に高い値になってしまう。そのため、この場合には、第1圧縮機(14a)へ供給される中間圧冷媒の流量が過剰になる。
 それに対し、本実施形態のインジェクション回路(30)は、第2動作中において、第1圧縮機(14a)と第2圧縮機(14b)のうち第1圧縮機(14a)だけに冷媒を供給し、第2圧縮機(14b)への冷媒の供給を停止している。従って、本実施形態によれば、第2動作中に第1圧縮機(14a)と第2圧縮機(14b)の両方へ中間圧冷媒を供給する場合に比べ、第2動作中に第1圧縮機(14a)へ供給される中間圧冷媒の圧力を低い値に設定することが可能となり、第1圧縮機(14a)へ供給される中間圧冷媒の流量を適正な値に設定することが可能となる。
 本実施形態では、インジェクション回路(30)に冷却熱交換器(17)が設けられ、冷却熱交換器(17)において冷却された高圧冷媒が庫内熱交換器(64a,64b)へ供給される。
 ここで、庫内熱交換器(64a,64b)へ供給される高圧冷媒のエンタルピが低いほど、庫内熱交換器(64a,64b)において冷媒が庫内空気から吸熱する熱量は多くなる。一方、冷却熱交換器(17)で高圧冷媒と熱交換する中間圧冷媒の温度が低くなるほど、冷却熱交換器(17)から庫内熱交換器(64a,64b)へ供給される高圧冷媒のエンタルピは低くなる。従って、膨張機構(67)から冷却熱交換器(17)へ供給される中間圧冷媒の温度が低くなるほど、庫内熱交換器(64a,64b)において冷媒が庫内空気から吸熱する熱量が多くなる。
 一方、上述した通り、本実施形態では、第2動作中に第1圧縮機(14a)と第2圧縮機(14b)の両方へ中間圧冷媒を供給する場合に比べ、第2動作中に第2室外膨張弁(67)から第1圧縮機(14a)へ供給される中間圧冷媒の圧力を低い値に設定することが可能となる。そして、第2室外膨張弁(67)から流出する中間圧冷媒の圧力が低くなると、その中間圧冷媒の温度も低くなるため、第2室外膨張弁(67)から冷却熱交換器(17)へ供給される中間圧冷媒の温度を低くすることが可能となる。従って、本実施形態によれば、第2動作中に冷却熱交換器(17)から庫内熱交換器(64a,64b)へ供給される高圧冷媒のエンタルピを引き下げることが可能となり、庫内熱交換器(64a,64b)において冷媒が庫内空気から吸熱する熱量を増加させることが可能となる。
 本実施形態では、第2動作中に庫内熱交換器(64a,64b)と室内熱交換器(54)の両方で冷媒が蒸発する場合において、油戻し回路(47)は、第1圧縮機(14a)の圧縮行程中の圧縮室(73a)へ冷凍機油を供給すると同時に、第2圧縮機(14b)及び第3圧縮機(14c)へ吸入される冷媒に冷凍機油を供給する。つまり、第1圧縮機(14a)に比べて吸入する冷媒の圧力が高い第2圧縮機(14b)及び第3圧縮機(14c)については、それら圧縮機(14b,14c)へ吸入される冷媒に対して油戻し回路(47)が冷凍機油を供給している。従って、本実施形態によれば、第1圧縮機(14a)、第2圧縮機(14b)、及び第3圧縮機(14c)のそれぞれに対する冷凍機油の供給量を、充分に確保することができる。
   -実施形態の変形例1-
 実施形態の変形例1について説明する。この変形例1では、図12に示すように、第1油戻し管(42)が主インジェクション管(30d)に接続されている。
 なお、この変形例では、主インジェクション管(30d)に対して3つのインジェクション管(30a,30b,30c)が1箇所で接続されているが、主インジェクション管(30d)に対して第1インジェクション管(30a)と第2インジェクション管(30b)を1箇所で接続し、主インジェクション管(30d)に対する第1インジェクション管(30a)及び第2インジェクション管(30b)の接続位置の上流側に第3インジェクション管(30c)を接続すると共に、主インジェクション管(30d)に対する第3インジェクション管の下流側に第1油戻し管(42)を接続してもよい。これにより、第1油分離器(37a)及び第2油分離器(37b)で吐出冷媒から分離された冷凍機油が、第3圧縮機(14c)の圧縮行程中の圧縮室(73c)へは戻らなくなる。
   -実施形態の変形例2-
 実施形態の変形例2について説明する。この変形例2では、コントローラ(110)が、第3四路切換弁(33)の状態に連動して、三路切換弁(46)を制御するように構成されている。具体的に、コントローラ(110)は、第3四路切換弁(33)が第1状態に設定されている場合には三路切換弁(46)を常に第2状態に設定し、第3四路切換弁(33)が第2状態に設定されている場合には三路切換弁(46)を常に第1状態に設定する。
   -実施形態の変形例3-
 実施形態の変形例3について説明する。この変形例3では、図13に示すように、油分離機構(36)が一つの油分離器(37d)によって構成される。
 本変形例の油分離器(37d)は、吐出合流管(21)に設けられる。この油分離器(37d)には、第1油戻し管(42)の一端が接続されている。第1油戻し管(42)には、油分離器(37d)側から順に、逆止弁(CV17)とキャピラリチューブ(41d)とが設けられている。逆止弁(CV17)は、油分離器(37d)へ向かう方向の流れを阻止する。第1油戻し管(42)は、キャピラリチューブ(41d)の下流側において、第1分岐配管(42a)と第2分岐配管(42b)とに分岐している。第1油戻し管(42)は第1インジェクション管(30a)に、第2分岐配管(42b)は第2インジェクション管(30b)に、それぞれ接続されている。また、第2分岐配管(42b)には、電磁弁(SV5)が設けられている。
 第1油戻し管(42)における逆止弁(CV17)とキャピラリチューブ(41d)の間には、第2油戻し管(43)の一端が接続されている。第2油戻し管(43)の他端は、第3吸入管(57c)に接続されている。また、第2油戻し管(43)には、キャピラリチューブ(41e)が設けられる。
 本変形例の油戻し回路(47)において、第2分岐配管(42b)の電磁弁(SV5)が開かれると、第1圧縮機(14a)及び第2圧縮機(14b)の圧縮行程中の圧縮室(73a,73b)へ油分離器(37d)から冷凍機油が供給され、第3圧縮機(14c)へ吸入される低圧冷媒に油分離器(37d)から冷凍機油が供給される。また、この油戻し回路(47)において、第2分岐配管(42b)の電磁弁(SV5)が閉じられると、第1圧縮機(14a)の圧縮行程中の圧縮室(73a)へ油分離器(37d)から冷凍機油が供給され、第2圧縮機(14b)及び第3圧縮機(14c)へ吸入される低圧冷媒に油分離器(37d)から冷凍機油が供給される。
   -実施形態の変形例4-
 実施形態の変形例4について説明する。この変形例4では、図14に示すように、冷媒回路(4)から第3圧縮機(14c)が省略され、第1圧縮機(14a)及び第2圧縮機(14b)が圧縮機ユニット(40)を構成する。本変形例の冷凍装置(1)において、第1圧縮機(14a)と第2圧縮機(14b)の両方が庫内熱交換器(64a,64b)で蒸発した冷媒を吸入する運転状態では、同図に示すように、室内ユニット(50)が冷房運転を休止する。一方、この冷凍装置(1)において、第1圧縮機(14a)が庫内熱交換器(64a,64b)で蒸発した冷媒を吸入し且つ第2圧縮機(14b)が室内熱交換器(54)で蒸発した冷媒を吸入する運転状態では、図15に示すように、室内ユニット(50)が冷房運転を行う。
   -実施形態の変形例5-
 上記実施形態の油戻し回路(47)では、図16に示すように、三路切換弁(46)に代えて、第2油戻し管(43)における第3油戻し管(44)の接続箇所の下流に配置される第1電磁弁(49a)と、第3油戻し管(44)に配置される第2電磁弁(49b)とが設けられていてもよい。本変形例の油戻し回路(47)では、三路切換弁(46)ではなく、第1電磁弁(49a)及び第2電磁弁(49b)が油用切換機構を構成する。
 本変形例の油戻し回路(47)では、第1電磁弁(49a)及び第2電磁弁(49b)を操作することによって、第2油分離器(37b)で吐出冷媒から分離された冷凍機油の第2圧縮機(14b)に対する供給位置が切り換えられる。第1電磁弁(49a)が開放されて第2電磁弁(49b)が閉鎖された状態において、第2油分離器(37b)で吐出冷媒から分離された冷凍機油は、第3吸入管(57c)を流れる低圧冷媒に供給され、この低圧冷媒と共に第2圧縮機(14b)へ吸入される。一方、第1電磁弁(49a)が閉鎖されて第2電磁弁(49b)が開放された状態において、第2油分離器(37b)で吐出冷媒から分離された冷凍機油は、第2インジェクション管(30b)を流れる中間圧冷媒に供給され、この中間圧冷媒と共に第2圧縮機(14b)の圧縮行程中の圧縮室(73b)へ流入する。
 また、上記実施形態について、第3油戻し管(44)の入口側が、第2油戻し管(43)ではなく、第2油分離器(37b)に接続されていてもよい。つまり、第2油分離器(37b)に第2油戻し管(43)と第3油戻し管(44)をそれぞれ接続してもよい。この場合には、第2油戻し管(43)に第1電磁弁(49a)が設けられ、第3油戻し管(44)に第2電磁弁(49b)が設けられる。
   -その他の実施形態-
 上記実施形態について、圧縮機(14)がスクロール圧縮機以外のタイプ(ロータリ式圧縮機、スイング圧縮機等)であってもよい。
 また、上記実施形態について、冷凍装置(1)が、冷凍サイクルの高圧が冷媒の臨界圧力よりも高い値に設定される超臨界サイクルを行うように構成されていてもよい。この場合、冷凍サイクルの高圧が冷媒の臨界圧力よりも低い値に設定される通常の冷凍サイクルでは凝縮器となる熱交換器が、ガスクーラとして動作する。
 なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
 以上説明したように、本発明は、圧縮機構の吐出冷媒から冷凍機油を分離する油分離手段と、油分離手段の冷凍機油を圧縮機構へ戻す油戻し通路とが設けられた冷凍装置について有用である。
  1  冷凍装置
  4   冷媒回路
 14a  第1圧縮機
 14b  第2圧縮機
 14c  第3圧縮機
 17  冷却熱交換器
 30  インジェクション回路
 30a  第1インジェクション管
 30b  第2インジェクション管
 36  油分離機構
 47  油戻し回路(油戻し通路)
 54  室内熱交換器(第2利用側熱交換器)
 64a,64b  庫内熱交換器(第1利用側熱交換器)
 67  第2室外膨張弁(膨張機構)
 73a,73b  圧縮室

Claims (5)

  1.  第1圧縮機(14a)、第2圧縮機(14b)、熱源側熱交換器(15)、第1利用側熱交換器(64a,64b)、及び第2利用側熱交換器(54)が接続された冷媒回路(4)を備え、該冷媒回路(4)で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷凍装置であって、
     上記冷媒回路(4)では、上記第1圧縮機(14a)が上記第1利用側熱交換器(64a,64b)で蒸発した冷媒を常に吸入する一方、上記第2圧縮機(14b)が上記第1利用側熱交換器(64a,64b)で蒸発した冷媒を吸入する第1動作と、上記第2圧縮機(14b)が上記第2利用側熱交換器(54)で蒸発した冷媒を吸入する第2動作とが切り換え可能となっており、
     上記第2動作中の冷媒回路(4)では、上記第2利用側熱交換器(54)での冷媒の蒸発温度が上記第1利用側熱交換器(64a,64b)での冷媒の蒸発温度よりも高くなる一方、
     上記第1圧縮機(14a)及び上記第2圧縮機(14b)の吐出冷媒から冷凍機油を分離する油分離機構(36)と、
     上記油分離機構(36)において吐出冷媒から分離された冷凍機油を上記第1圧縮機(14a)及び上記第2圧縮機(14b)へ送り返す油戻し通路(47)とを備え、
     上記油戻し通路(47)は、上記第1圧縮機(14a)の圧縮行程中の圧縮室(73a)に冷凍機油を常に供給する一方、上記第1動作中には上記第2圧縮機(14b)の圧縮行程中の圧縮室(73b)に冷凍機油を供給し、上記第2動作中には上記第2圧縮機(14b)へ吸入される冷媒に冷凍機油を供給する
    ことを特徴とする冷凍装置。
  2.  請求項1において、
     上記冷媒回路(4)には、上記第1圧縮機(14a)の圧縮行程中の圧縮室(73a)に接続して該第1圧縮機(14a)へ中間圧冷媒を供給する第1インジェクション管(30a)と、上記第2圧縮機(14b)の圧縮行程中の圧縮室(73b)に接続して該第2圧縮機(14b)へ中間圧冷媒を供給する第2インジェクション管(30b)とを備えたインジェクション回路(30)が設けられ、
     上記油戻し通路(47)は、上記第1インジェクション管(30a)を流れる冷媒に冷凍機油を常に供給し、上記第2動作中に上記第2インジェクション管(30b)を流れる冷媒に冷凍機油を供給する
    ことを特徴とする冷凍装置。
  3.  請求項2において、
     上記インジェクション回路(30)は、
      上記第1インジェクション管(30a)及び上記第2インジェクション管(30b)の上流側に配置され、高圧冷媒を膨張させて中間圧冷媒にする膨張機構(67)を備え、
      上記第1動作中には上記第1圧縮機(14a)と上記第2圧縮機(14b)の両方へ中間圧冷媒を供給し、上記第2動作中には上記第1圧縮機(14a)へ中間圧冷媒を供給して上記第2圧縮機(14b)に対する中間圧冷媒の供給を停止する
    ことを特徴とする冷凍装置。
  4.  請求項3において、
     上記インジェクション回路(30)における上記膨張機構(67)の下流側で且つ上記第1インジェクション管(30a)及び上記第2インジェクション管(30b)の上流側には、少なくとも上記第1利用側熱交換器(64a,64b)へ供給される高圧冷媒を、上記膨張機構(67)から流出した中間圧冷媒と熱交換させることによって冷却する冷却熱交換器(17)が設けられている
    ことを特徴とする冷凍装置。
  5.  請求項1乃至4の何れか一つにおいて、
     上記冷媒回路(4)は、上記第1利用側熱交換器(64a,64b)と上記第2利用側熱交換器(54)の両方で冷媒が蒸発する運転中に、該第2利用側熱交換器(54)で蒸発した冷媒だけを吸入する第3圧縮機(14c)を備え、
     上記油戻し通路(47)は、上記油分離機構(36)において冷媒から分離された冷凍機油を、上記第3圧縮機(14c)へ吸入される冷媒に供給する
    ことを特徴とする冷凍装置。
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