JP7590660B2 - 熱源ユニット、熱源システム、および冷凍装置 - Google Patents

Description

本開示は、熱源ユニット、熱源システム、および冷凍装置に関するものである。

特許文献１には、熱源ユニットと利用側ユニットとを備えた冷凍装置が開示されている。この冷凍装置は、熱源ユニットと利用側ユニットの間で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う。

特開２０２１－５５９１９号公報

熱源ユニットの圧縮機には、潤滑油（冷凍機油）が貯留される。圧縮機に貯留された潤滑油の一部は、圧縮された冷媒と共に圧縮機から吐出され、熱源ユニットから流出する。そのため、熱源ユニットは、熱源ユニットから流出した潤滑油を圧縮機へ戻すための油回収動作を行う。

油回収動作としては、圧縮機の回転速度を強制的に引き上げる動作が例示される。圧縮機の回転速度を引き上げると、熱源ユニットと利用側ユニットの間を循環する冷媒の流量が増加し、熱源ユニットの外部に滞留している潤滑油が、冷媒と共に熱源ユニットの圧縮機に吸入される。

油回収動作において圧縮機の回転速度を引き上げると、利用側ユニットの冷却能力が増加する。そのため、油回収動作中には、冷却負荷に対して冷却能力が過剰となり、利用側ユニットが休止状態になる場合がある。油回収動作中に利用側ユニットが休止状態になると、圧縮機を停止させて油回収動作を中断しなければならない。

従って、従来の冷凍装置では、熱源ユニットの外部から圧縮機へ回収される潤滑油の量が少なくなり、圧縮機に貯留された潤滑油の量が不足して圧縮機が潤滑不良によって損傷するおそれがある。

本開示の目的は、熱源ユニットの圧縮機に貯留された潤滑油の量を確保し、圧縮機の信頼性を高めることにある。

本開示の第１の態様は、対象物を冷却する利用側ユニット（70）に接続され、該利用側ユニット（70）との間で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う熱源ユニット（10）であって、圧縮機（21）と、該圧縮機（21）を制御する制御器（131）とを備える。この態様において、上記制御器（131）は、冷凍サイクルの低圧に基づいて上記圧縮機（21）の回転速度を調節する調節動作と、冷凍サイクルの低圧が基準圧力を下回るという停止条件が成立すると上記圧縮機（21）を停止させる停止動作と、上記停止動作によって上記圧縮機（21）が停止した時点から待機時間が経過するまで上記圧縮機（21）の起動を禁止する待機動作と、上記熱源ユニット（10）から冷媒と共に流出した上記圧縮機（21）の潤滑油を該圧縮機（21）へ戻すために、上記圧縮機（21）の回転速度を基準速度以上にする油回収動作とを行う。この態様では、上記油回収動作の実行中に上記停止条件が成立して上記圧縮機（21）が停止した場合の上記待機時間が、上記調節動作の実行中に上記停止条件が成立して上記圧縮機（21）が停止した場合の上記待機時間よりも長い。

熱源ユニット（10）の圧縮機（21）が停止している間は、利用側ユニット（70）が対象物を冷却しない。そのため、圧縮機（21）が停止している時間が長いほど、次に圧縮機（21）が起動したときの利用側ユニット（70）の冷却負荷が大きくなるため、次に圧縮機（21）を起動した後の圧縮機（21）の回転速度が高くなる。

第１の態様では、油回収動作の実行中に停止条件が成立して圧縮機（21）が停止した場合の待機時間が、調節動作の実行中に停止条件が成立して圧縮機（21）が停止した場合の待機時間よりも長い。そのため、調節動作の実行中に停止条件が成立して圧縮機（21）が停止した場合は、油回収動作の実行中に停止条件が成立して圧縮機（21）が停止した場合に比べて、次に圧縮機（21）が起動したときの利用側ユニット（70）の冷却負荷が大きくなり、再起動後の圧縮機（21）の回転速度が高くなる。その結果、熱源ユニット（10）と利用側ユニット（70）の間を循環する冷媒の流量が多くなり、熱源ユニット（10）の外部から冷媒と共に熱源ユニット（10）に戻る潤滑油の量が多くなる。従って、この態様によれば、熱源ユニット（10）の圧縮機（21）に貯留された潤滑油の量を確保でき、圧縮機（21）の信頼性が向上する。

本開示の第２の態様は、上記第１の態様において、上記制御器（131）は、上記油回収動作の実行中に上記利用側ユニット（70）に対象物の冷却を継続させる継続信号を出力する。

第２の態様では、制御器（131）が継続信号を出力すると、油回収動作の実行中に利用側ユニット（70）が対象物の冷却を継続する。そのため、利用側ユニット（70）が対象物の冷却を中止することに起因する油回収動作の中断が回避され、油回収動作の実行中に熱源ユニット（10）の外部から冷媒と共に熱源ユニット（10）に戻る潤滑油の量が増加する。

本開示の第３の態様は、上記第２の態様の熱源ユニット（10）と、上記利用側ユニット（70）に設けられた電子膨張弁（73）を駆動する駆動ユニット（150）とを備える熱源システム（200）である。この態様において、上記駆動ユニット（150）は、一対の端子（152）を有し、一対の上記端子（152）が互いに導通状態であるときに上記電子膨張弁（73）の開度を調節し、一対の上記端子（152）が互いに非導通状態であるときに上記電子膨張弁（73）を全閉状態にするドライバ（151）と、一対の上記端子（152）を互いに接続する電気回路（153）に設けられ、上記利用側ユニット（70）の出力信号を受けて作動する第１継電器（161）と、上記電気回路（153）において上記第１継電器（161）と並列に配置され、上記熱源ユニット（10）の上記継続信号を受けて作動する第２継電器（162）とを備える。

第３の態様では、駆動ユニット（150）のドライバ（151）によって、利用側ユニット（70）の電子膨張弁（73）の開度が制御される。ドライバ（151）の動作は、利用側ユニット（70）の出力信号を受けて作動する第１継電器（161）の状態と、熱源ユニット（10）の上記継続信号を受けて作動する第２継電器（162）の状態とに応じて変化する。

本開示の第４の態様は、上記第１又は第２の態様の熱源ユニット（10）、又は上記第３の態様の熱源システム（200）と、上記熱源ユニット（10）に接続されて対象物を冷却する利用側ユニット（70）とを備える冷凍装置である。

第４の態様では、第１～第３のいずれか一つの態様の熱源ユニット（10）と、利用側ユニット（70）とが、冷凍装置（1）に設けられる。

図１は、実施形態１の冷凍装置の配管系統図である。 図２は、流路切換機構の構成図である。 図３は、冷凍装置の構成機器と制御システムの接続関係を表したブロック図である。 図４は、駆動ユニットの構成を示すブロック図である。 図５は、冷凍装置の配管系統図であり、冷設運転の冷媒の流れを示している。 図６は、冷凍装置の配管系統図であり、冷房運転の冷媒の流れを示している。 図７は、冷凍装置の配管系統図であり、冷房冷設運転の冷媒の流れを示している。 図８は、冷凍装置の配管系統図であり、暖房運転の冷媒の流れを示している。 図９は、冷凍装置の配管系統図であり、第１暖房冷設運転の冷媒の流れを示している。 図１０は、冷凍装置の配管系統図であり、第２暖房冷設運転の冷媒の流れを示している。 図１１は、冷凍装置の配管系統図であり、第３暖房冷設運転の冷媒の流れを示している。 室外コントローラによる第１圧縮機の制御に用いられる第１圧縮機の運転周波数と吸入圧力の関係を示す図である。 図１３は、実施形態２の冷凍装置の配管系統図である。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

《実施形態１》
実施形態１の冷凍装置（1）は、冷却対象の冷却と、室内の空調とを同時に行う。ここでいう冷却対象は、冷蔵庫、冷凍庫、ショーケースなどの設備内の空気を含む。以下では、このような設備を冷設と称する。

（１）全体構成
図１に示すように、冷凍装置（1）は、室外に設置される熱源ユニット（10）と、室内を空調する空調ユニット（60）と、庫内の空気を冷却する冷設ユニット（70）とを備える。図１では、１つの空調ユニット（60）を図示している。冷凍装置（1）は、並列に接続される２つ以上の空調ユニット（60）を有してもよい。図１では、１つの冷設ユニット（70）を図示している。冷凍装置（1）は、並列に接続される２つ以上の冷設ユニット（70）を有してもよい。

冷凍装置（1）は、熱源ユニット（10）、空調ユニット（60）、および冷設ユニット（70）を接続する４本の連絡配管（2,3,4,5）を備える。冷凍装置（1）では、熱源ユニット（10）、空調ユニット（60）、および冷設ユニット（70）がこれらの連絡配管（2,3,4,5）で接続されることで、冷媒回路（6）が構成される。

冷媒回路（6）は、充填された冷媒を含む。冷媒回路（6）は、冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う。本実施形態の冷媒は二酸化炭素である。冷媒回路（6）は、冷媒が臨界圧力以上となる冷凍サイクルを行う。冷媒は二酸化炭素以外の自然冷媒であってもよい。

（１－１）連絡配管
４本の連絡配管（2,3,4,5）は、第１液連絡配管（2）、第１ガス連絡配管（3）、第２液連絡配管（4）、および第２ガス連絡配管（5）で構成される。第１液連絡配管（2）および第１ガス連絡配管（3）は、空調ユニット（60）に対応する。第２液連絡配管（4）および第２ガス連絡配管（5）は、冷設ユニット（70）に対応する。

（２）熱源ユニット
熱源ユニット（10）は、熱源回路（11）と室外ファン（12）とを有する。熱源回路（11）は、圧縮部（20）、室外熱交換器（24）、および気液分離器（25）を有する。熱源回路（11）は、第１室外膨張弁（26）および第２室外膨張弁（27）を有する。熱源回路（11）は、さらに過冷却熱交換器（28）および中間冷却器（29）を有する。

熱源回路（11）は、４つの閉鎖弁（13,14,15,16）を有する。４つの閉鎖弁は、第１ガス閉鎖弁（13）、第１液閉鎖弁（14）、第２ガス閉鎖弁（15）、および第２液閉鎖弁（16）で構成される。

第１ガス閉鎖弁（13）には、第１ガス連絡配管（3）が接続される。第１液閉鎖弁（14）には、第１液連絡配管（2）が接続される。第２ガス閉鎖弁（15）には、第２ガス連絡配管（5）が接続される。第２液閉鎖弁（16）には、第２液連絡配管（4）が接続される。

熱源ユニット（10）は、流路切換機構（30）を有する。図１などの冷媒回路の配管系統図では、流路切換機構（30）の詳細の図示を省略している。流路切換機構（30）は、冷媒回路（6）の冷媒の流路を切り換える。流路切換機構（30）の詳細は後述する。

（２－１）圧縮部
圧縮部（20）は、冷媒を圧縮する。圧縮部（20）は、第１圧縮機（21）、第２圧縮機（22）、および第３圧縮機（23）を有する。

第１圧縮機（21）は、冷設ユニット（70）に対応する冷設圧縮機である。第１圧縮機（21）は、第１圧縮要素の一例である。第２圧縮機（22）は、空調ユニット（60）に対応する空調圧縮機である。第２圧縮機（22）は、第２圧縮要素の一例である。第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）は、低段側の圧縮機である。第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）は、並列に接続される。

第３圧縮機（23）は、高段側の圧縮機である。第３圧縮機（23）は、第１圧縮機（21）と直列に接続される。第３圧縮機（23）は、第２圧縮機（22）と直列に接続される。

第１圧縮機（21）、第２圧縮機（22）、および第３圧縮機（23）は、モータによって圧縮機構が駆動される回転式圧縮機である。例えば、第１圧縮機（21）、第２圧縮機（22）、および第３圧縮機（23）は、全密閉型のスクロール圧縮機である。これらの各圧縮機（21,22,23）の内部には、潤滑油が貯留される。各圧縮機（21,22,23）において、内部に貯留された潤滑油は、圧縮機構や軸受け等の摺動部分に供給され、摺動部分を潤滑する。また、各圧縮機（21,22,23）において、圧縮機構へ供給された潤滑油の一部は、圧縮された冷媒と共に圧縮機（21,22,23）から吐出される。

第１圧縮機（21）、第２圧縮機（22）、および第３圧縮機（23）は、それぞれの運転容量が変更可能である。第１圧縮機（21）、第２圧縮機（22）、および第３圧縮機（23）のそれぞれのモータには、図外のインバータ装置から交流が供給される。インバータ装置の出力周波数を変更すると、各圧縮機（21,22,23）のモータの回転速度が変化し、その結果、各圧縮機（21,22,23）の運転容量が変化する。インバータ装置の出力周波数は、圧縮機の運転周波数である。

第１圧縮機（21）には、第１吸入管（21a）および第１吐出管（21b）が接続される。第２圧縮機（22）には、第２吸入管（22a）および第２吐出管（22b）が接続される。第３圧縮機（23）には、第３吸入管（23a）および第３吐出管（23b）が接続される。

（２－２）中間流路
熱源回路（11）は、中間流路（18）を含む。中間流路（18）は、第１圧縮機（21）および第２圧縮機（22）の吐出部と、第３圧縮機（23）の吸入部とを繋ぐ。中間流路（18）は、第１吐出管（21b）、第２吐出管（22b）、および第３吸入管（23a）を含む。

（２－３）室外熱交換器および室外ファン
室外熱交換器（24）は、熱源側熱交換器の一例である。室外熱交換器（24）は、フィン・アンド・チューブ型の空気熱交換器である。室外ファン（12）は、室外熱交換器（24）の近傍に配置される。室外ファン（12）は、室外空気を搬送する。室外熱交換器は、その内部を流れる冷媒と、室外ファン（12）が搬送する室外空気とを熱交換させる。

（２－４）液側流路
熱源回路（11）は、液側流路（40）を含む。液側流路（40）は、室外熱交換器（24）の液側端と、２つの液閉鎖弁（14,16）との間に設けられる。液側流路（40）は、第１から第５までの管（40a,40b,40c,40d,40e）を含む。

第１管（40a）の一端は、室外熱交換器（24）の液側端に接続する。第１管（40a）の他端は、気液分離器（25）の頂部に接続する。第２管（40b）の一端は、気液分離器（25）の底部に接続する。第２管（40b）の他端は、第２液閉鎖弁（16）に接続する。第３管（40c）の一端は、第２管（40b）の中途部に接続する。第３管（40c）の他端は、第１液閉鎖弁（14）に接続する。第４管（40d）の一端は、第１管（40a）における第１室外膨張弁（26）と気液分離器（25）の間に接続する。第４管（40d）の他端は、第３管（40c）の中途部に接続する。第５管（40e）の一端は、第１管（40a）における室外熱交換器（24）と第１室外膨張弁（26）の間に接続する。第５管（40e）の他端は、第２管（40b）における気液分離器（25）と第３管（40c）の接続部との間に接続する。

（２－５）室外膨張弁
第１室外膨張弁（26）は、第１管（40a）に設けられる。第１室外膨張弁（26）は、第１管（40a）において、室外熱交換器（24）の液側端と、第４管（40d）の接続部との間に設けられる。第２室外膨張弁（27）は、第５管（40e）に設けられる。

第１室外膨張弁（26）および第２室外膨張弁（27）は、その開度が調節可能な膨張弁である。第１室外膨張弁（26）および第２室外膨張弁（27）は、弁体と、弁体を駆動するステッピングモータとを備えた電子膨張弁である。

（２－６）気液分離器
気液分離器（25）は、冷媒を貯留する密閉容器である。気液分離器（25）は、冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離する。気液分離器（25）の内部には、ガス層と液層とが形成される。ガス層は、気液分離器（25）の頂部側に形成される。液層は気液分離器（25）の底部側に形成される。

（２－７）ガス抜き管
熱源回路（11）は、ガス抜き管（41）を有する。ガス抜き管（41）の一端は、気液分離器（25）の頂部に接続する。ガス抜き管（41）の他端は、中間流路（18）に接続する。ガス抜き管（41）は、気液分離器（25）内のガス冷媒を中間流路（18）に送る。

ガス抜き管（41）には、ガス抜き弁（42）が設けられる。ガス抜き弁（42）は、その開度が調節可能な膨張弁である。ガス抜き弁（42）は、弁体と、弁体を駆動するステッピングモータとを備えた電子膨張弁である。

（２－８）過冷却熱交換器
過冷却熱交換器（28）は、高圧側流路である第１流路（28a）と、低圧側流路である第２流路（28b）とを有する。過冷却熱交換器（28）は、第１流路（28a）の冷媒と、第２流路（28b）の冷媒とを熱交換する。言い換えると、過冷却熱交換器（28）は、第２流路（28b）を流れる冷媒により、第１流路（28a）を流れる冷媒を冷却する。

第２流路（28b）は、インジェクション流路（43）の一部を構成する。インジェクション流路（43）は、上流流路（44）と下流流路（45）とを含む。

上流流路（44）の一端は、第３管（40c）における第４管（40d）の接続部によりも上流側に接続する。上流流路（44）の他端は、第２流路（28b）の流入端に接続する。上流流路（44）には、過冷却側減圧弁であるインジェクション弁（46）が設けられる。インジェクション弁（46）は、その開度が調節可能な膨張弁である。インジェクション弁（46）は、弁体と、弁体を駆動するステッピングモータとを備えた電子膨張弁である。

下流流路（45）の一端は、第２流路（28b）の流出端に接続する。下流流路（45）の他端は、中間流路（18）に接続する。

（２－９）中間冷却器
中間冷却器（29）は、中間流路（18）に設けられる。中間冷却器（29）は、フィン・アンド・チューブ型の空気熱交換器である。中間冷却器（29）の近傍には、冷却ファン（29a）が配置される。中間冷却器（29）は、その内部を流れる冷媒と、冷却ファン（29a）が搬送する室外空気とを熱交換させる。

（２－１０）油分離回路
熱源回路（11）は、油分離回路を含む。油分離回路は、油分離器（50）と、第１油戻し管（51）と、第２油戻し管（52）とを有する。

油分離器（50）は、第３吐出管（23b）に接続される。油分離器（50）は、圧縮部（20）から吐出された冷媒中から油を分離する。第１油戻し管（51）および第２油戻し管（52）の流入端は、油分離器（50）に連通する。第１油戻し管（51）の流出端は、中間流路（18）に接続する。第１油戻し管（51）には、第１油量調節弁（53）が設けられる。

第２油戻し管（52）の流出側は、第１分岐管（52a）と第２分岐管（52b）とに分離する。第１分岐管（52a）は、第１圧縮機（21）の油貯留部に接続する。第２分岐管（52b）は、第２圧縮機（22）の油貯留部に接続する。第１分岐管（52a）には、第２油量調節弁（54）が設けられる。第２分岐管（52b）には、第３油量調節弁（55）が設けられる。

（２－１１）バイパス管
熱源回路（11）は、第１バイパス管（56）、第２バイパス管（57）、および第３バイパス管（58）を有する。第１バイパス管（56）は、第１圧縮機（21）に対応する。第２バイパス管（57）は、第２圧縮機（22）に対応する。第３バイパス管（58）は、第３圧縮機（23）に対応する。

具体的には、第１バイパス管（56）は、第１吸入管（21a）と第１吐出管（21b）とを直に繋ぐ。第２バイパス管（57）は、第２吸入管（22a）と第２吐出管（22b）とを直に繋ぐ。第３バイパス管（58）は、第３吸入管（23a）と第３吐出管（23b）とを直に繋ぐ。

（２－１２）逆止弁
熱源回路（11）は、複数の逆止弁を有する。複数の逆止弁は、第１から第１２までの逆止弁（CV1～CV12）を含む。これらの逆止弁（CV1～CV12）は、図１の矢印方向の冷媒の流れを許容し、その逆方向の冷媒の流れを禁止する。

第１逆止弁（CV1）および第２逆止弁（CV2）は、詳細は後述する流路切換機構（30）に設けられる。

第３逆止弁（CV3）は、第３吐出管（23b）に設けられる。第４逆止弁（CV4）は、第１管（40a）に設けられる。第５逆止弁（CV5）は、第３管（40c）に設けられる。第６逆止弁（CV6）は、第４管（40d）に設けられる。第７逆止弁（CV7）は、第５管（40e）に設けられる。第８逆止弁（CV8）は、第１バイパス管（56）に設けられる。第９逆止弁（CV9）は、第２バイパス管（57）に設けられる。第１０逆止弁（CV10）は、第３バイパス管（58）に設けられる。第１１逆止弁（CV11）は、第１吐出管（21b）に設けられる。第１２逆止弁（CV12）は、第２吐出管（22b）に設けられる。

（３）空調ユニット
空調ユニット（60）は、室内に設置されて空気調和を行う。空調ユニット（60）は、室内回路（61）と室内ファン（62）とを有する。室内回路（61）の液側端には、第１液連絡配管（2）が接続される。室内回路（61）のガス側端には、第１ガス連絡配管（3）が接続される。

室内回路（61）は、液側端からガス側端に向かって順に、室内膨張弁（63）および室内熱交換器（64）を有する。室内膨張弁（63）は、その開度が調節可能な膨張弁である。室内膨張弁（63）は、弁体と、弁体を駆動するステッピングモータとを備えた電子膨張弁である。

室内熱交換器（64）は、フィン・アンド・チューブ型の空気熱交換器である。室内ファン（62）は、室内熱交換器（64）の近傍に配置される。室内ファン（62）は、室内空気を搬送する。室内熱交換器（64）は、その内部を流れる冷媒と、室内ファン（62）が搬送する室内空気とを熱交換させる。

空調ユニット（60）は、室内温度センサ（65）を備える。室内温度センサ（65）は、空調ユニット（60）内の空気流路における室内熱交換器（64）の上流に配置され、空調ユニット（60）に吸い込まれた空気（室内空気）の温度を計測する。

（４）冷設ユニット
冷設ユニット（70）は、庫内を冷却する利用側ユニットの一例である。冷設ユニット（70）の具体例としては、冷蔵ショーケースが挙げられる。冷設ユニット（70）は、冷設回路（71）と冷設ファン（72）とを有する。冷設回路（71）の液側端には、第２液連絡配管（4）が接続される。冷設回路（71）のガス側端には、第２ガス連絡配管（5）が接続される。

冷設回路（71）は、液側端からガス側端に向かって順に、冷設膨張弁（73）および冷設熱交換器（74）を有する。冷設膨張弁（73）は、その開度が調節可能な膨張弁である。冷設膨張弁（73）は、弁体と、弁体を駆動するステッピングモータとを備えた電子膨張弁である。

冷設熱交換器（74）は、フィン・アンド・チューブ型の空気熱交換器である。冷設ファン（72）は、冷設熱交換器（74）の近傍に配置される。冷設ファン（72）は、庫内空気を搬送する。冷設熱交換器（74）は、その内部を流れる冷媒と、冷設ファン（72）が搬送する庫内空気とを熱交換させる。冷設熱交換器（74）の蒸発温度は、室内熱交換器（64）の蒸発温度よりも低い。

冷設ユニット（70）は、庫内温度センサ（75）を備える。庫内温度センサ（75）は、冷設ユニット（70）内の空気流路における冷設熱交換器（74）の上流に配置され、冷設熱交換器（74）へ向かって流れる空気（庫内空気）の温度を計測する。

冷設ユニット（70）は、入口冷媒温度センサ（76）と、出口冷媒温度センサ（77）とを備える。入口冷媒温度センサ（76）および出口冷媒温度センサ（77）は、冷設回路（71）に取り付けられる。入口冷媒温度センサ（76）は、冷設膨張弁（73）と冷設熱交換器（74）の間に配置され、冷設熱交換器（74）へ流入する冷媒の温度を計測する。出口冷媒温度センサ（77）は、冷設熱交換器（74）のガス側端付近に配置され、冷設熱交換器（74）から流出した冷媒の温度を計測する。

（５）流路切換機構
流路切換機構（30）は、熱源回路（11）に設けられる。図１および図２に示すように、流路切換機構（30）は、第１ポート（P1）、第２ポート（P2）、第３ポート（P3）、第４ポート（P4）、切換第１流路（31）、切換第２流路（32）、切換第３流路（33）、および切換第４流路（34）を有する。切換第１流路（31）には、第１開閉機構（81）が設けられ、切換第２流路（32）には、第２開閉機構（82）が設けられ、切換第３流路（33）には、第３開閉機構（83）が設けられ、切換第４流路（34）には、第４開閉機構（84）が設けられる。

（５－１）ポート
第１ポート（P1）は、第１圧縮機（21）の吐出部、および第２圧縮機（22）の吐出部と繋がる。第１圧縮機（21）の吐出部は、第１吐出ライン（L1）を介して第１ポート（P1）と繋がる。第１吐出ライン（L1）は、一端が第１圧縮機（21）の吐出部と接続し、他端が第１ポート（P1）と接続する流路である。言い換えると、第１吐出ライン（L1）は、第１圧縮機（21）の吐出部から第１ポート（P1）までに亘る流路である。

第２圧縮機（22）の吐出部は、第２吐出ライン（L2）を介して第１ポート（P1）と繋がる。第２吐出ライン（L2）は、一端が第２圧縮機（22）の吐出部と接続し、他端が第１ポート（P1）と接続する流路である。言い換えると、第２吐出ライン（L2）は、第２圧縮機（22）の吐出部から第１ポート（P1）までに亘る流路である。

第２ポート（P2）は、第２圧縮機（22）の吸入部と繋がる。第２ポート（P2）は、第１圧縮機（21）の吸入部と繋がらない。第２ポート（P2）は、吸入ライン（L3）を介して第２圧縮機（22）の吸入部と繋がる。吸入ライン（L3）は、一端が第２圧縮機（22）の吸入部と接続し、他端が第２ポート（P2）と接続する流路である。言い換えると、吸入ライン（L3）は、第２圧縮機（22）の吸入部から第２ポート（P2）までに亘る流路である。

第３ポート（P3）は、室内熱交換器（64）のガス端部と繋がる。第３ポート（P3）は、第１ガスライン（L4）を介して室内熱交換器（64）のガス端部と繋がる。第１ガスライン（L4）は、一端が室内熱交換器（64）に接続し、他端が第３ポート（P3）と接続する流路である。言い換えると、第１ガスライン（L4）は、室内熱交換器（64）のガス端部から第３ポート（P3）に亘る流路である。

第４ポート（P4）は、室外熱交換器（24）のガス端部と繋がる。第４ポート（P4）は、第２ガスライン（L5）を介して室外熱交換器（24）のガス端部と繋がる。第２ガスライン（L5）は、一端が室外熱交換器（24）のガス端部に接続し、他端が第４ポート（P4）に接続する。第２ガスライン（L5）は、室外熱交換器（24）のガス端部から第４ポート（P4）までに亘る流路である。

第１吐出ライン（L1）、第２吐出ライン（L2）、吸入ライン（L3）、第１ガスライン（L4）、および第２ガスライン（L5）は、配管や、配管に接続される要素機器も含む流路を意味する。

（５－２）流路
図１において模式的に示すように、切換第１流路（31）、切換第２流路（32）、切換第３流路（33）、および切換第４流路（34）は、ブリッジ状に接続される。切換第１流路（31）は、第１ポート（P1）と第３ポート（P3）とを連通する。切換第２流路（32）は、第１ポート（P1）と第４ポート（P4）とを連通する。切換第３流路（33）は、第２ポート（P2）と第３ポート（P3）とを連通する。切換第４流路（34）は、第２ポート（P2）と第４ポート（P4）とを連通する。切換第１流路（31）および切換第２流路（32）は、高圧圧力が作用する高圧側流路である。言い換えると、切換第１流路（31）および切換第２流路（32）は、圧縮部（20）の吐出圧力が作用する吐出側流路である。切換第３流路（33）および切換第４流路（34）は、低圧圧力が作用する低圧側流路である。切換第３流路（33）および切換第４流路（34）は、圧縮部（20）の吸入圧力が作用する吸入側流路である。

図２に示すように、切換第１流路（31）は、互いに並列な２つ以上の第１分流路（31a）を有する。本例の切換第１流路（31）は、７つの第１分流路（31a）を有する。本例の切換第２流路（32）は、互いに並列な２つ以上の第２分流路（32a）を有する。切換第２流路（32）は、７つの第２分流路（32a）を有する。切換第３流路（33）は、互いに並列な第３分流路（33a）を有する。本例の切換第３流路（33）は、４つの第３分流路（33a）を有する。切換第４流路（34）は、１つの流路によって構成される。

（５－３）開閉機構
第１開閉機構（81）は、複数の第１開閉弁（V1）を有する。切換第１流路（31）には、２つ以上の第１開閉弁（V1）が並列に設けられる。本例の切換第１流路（31）には、７つの第１開閉弁（V1）が設けられる。各第１分流路（31a）のそれぞれには、第１開閉弁（V1）が１つずつ設けられる。複数の第１開閉弁（V1）は、第１膨張弁（91）と第１電磁開閉弁（92）とを含む。第１膨張弁（91）の数は１つであり、第１電磁開閉弁（92）の数は６つである。第１膨張弁（91）は、開度が可変な電子膨張弁である。

第２開閉機構（82）は、複数の第２開閉弁（V2）を有する。切換第２流路（32）には、２つ以上の第２開閉弁（V2）が並列に設けられる。本例の切換第２流路（32）には、７つの第２開閉弁（V2）が設けられる。各第２分流路（32a）のそれぞれには、第２開閉弁（V2）が１つずつ設けられる。複数の第２開閉弁（V2）は、第２膨張弁（93）と第２電磁開閉弁（94）とを含む。第２膨張弁（93）の数は１つであり、第２電磁開閉弁（94）の数は６つである。第２膨張弁（93）は、開度が可変な電子膨張弁である。

第３開閉機構（83）は、複数の第３開閉弁（V3）を有する。切換第２流路（32）には、２つ以上の第３開閉弁（V3）が並列に設けられる。本例の切換第３流路（33）には、４つの第３開閉弁（V3）が設けられる。各第３分流路（33a）のそれぞれには、第３開閉弁（V3）が１つずつ設けられる。これらの第３開閉弁（V3）は、電磁開閉弁である。

第４開閉機構（84）は、１つの第４開閉弁（V4）を有する。切換第４流路（34）には、第４開閉弁（V4）が設けられる。第４開閉弁（V4）は、電磁開閉弁である。

第１開閉弁（V1）、第２開閉弁（V2）、第３開閉弁（V3）、および第４開閉弁（V4）は、図３に示すように単に開閉弁（V）と述べる場合がある。

（５－５）逆止弁
流路切換機構（30）は、逆止弁（CV1,CV2）を有する。具体的には、切換第４流路（34）には、第１逆止弁（CV1）が設けられる。切換第１流路（31）には、第２逆止弁（CV2）が設けられる。

第１逆止弁（CV1）は、切換第４流路（34）において、第２ポート（P2）から第４ポート（P4）へ向かう冷媒の流れを制限する。厳密には、第１逆止弁（CV1）は、切換第４流路（34）において、第４ポート（P4）から第２ポート（P2）へ向かう冷媒の流れを許容し、第２ポート（P2）から第４ポート（P4）へ向かう冷媒の流れを禁止する。第１逆止弁（CV1）は、切換第４流路（34）において、開閉弁（V）よりも第２ポート（P2）寄りに設けられる。

第２逆止弁（CV2）は、切換第１流路（31）において、第３ポート（P3）から第１ポート（P1）へ向かう冷媒の流れを制限する。厳密には、第２逆止弁（CV2）は、切換第１流路（31）において、第１ポート（P1）から第３ポート（P3）へ向かう冷媒の流れを許容し、第３ポート（P3）から第１ポート（P1）へ向かう冷媒の流れを禁止する。第２逆止弁（CV2）は、切換第１流路（31）における主流路（31b）に設けられる。主流路（31b）は、複数の第１分流路（31a）の端部が接続された流路である。第２逆止弁（CV2）は、切換第１流路（31）において、開閉弁（V）よりも第３ポート（P3）寄りに設けられる。

（６）センサ
図１に示すように、熱源ユニット（10）は、複数のセンサを有する。複数のセンサは、冷媒の圧力を検出する冷媒圧力センサと、冷媒の温度を検出する冷媒温度センサと、空気の温度を検出する空気温度センサとを含む。

冷媒圧力センサは、高圧圧力センサ（101）、中間圧力センサ（102）、第１吸入圧力センサ（103）、第２吸入圧力センサ（104）、および液側圧力センサ（105）を含む。高圧圧力センサ（101）は、第３吐出管（23b）に設けられる。高圧圧力センサ（101）は、圧縮部（20）の吐出側の冷媒の圧力、言い換えると冷媒回路（6）の高圧圧力を検出する。中間圧力センサ（102）は、第３吸入管（23a）に設けられる。中間圧力センサ（102）は、低段側の圧縮機と高段側の圧縮機の間の冷媒の圧力、言い換えると冷媒回路（6）の中間圧力を検出する。第１吸入圧力センサ（103）は、第１吸入管（21a）に設けられる。第１吸入圧力センサ（103）は、第１圧縮機（21）の吸入側の冷媒の圧力を検出する。第２吸入圧力センサ（104）は、第２吸入管（22a）に設けられる。第２吸入圧力センサ（104）は、第２圧縮機（22）の吸入側の冷媒の圧力を検出する。

液側圧力センサ（105）は、液側流路（40）に設けられる。具体的には、液側圧力センサ（105）は、第２管（40b）に設けられる。液側圧力センサ（105）は、気液分離器（25）の内圧に相当する圧力を検出する。液側圧力センサ（105）は、第１流路（28a）内の冷媒の圧力に相当する圧力を検出する。

冷媒温度センサは、第１吐出温度センサ（111）、第１吸入温度センサ（112）、第２吐出温度センサ（113）、第２吸入温度センサ（114）、第３吐出温度センサ（115）、第３吸入温度センサ（116）、液側温度センサ（117）、およびインジェクション側温度センサ（118）、熱源側温度センサ（119）を含む。第１吐出温度センサ（111）は、第１吐出管（21b）に設けられ、第１圧縮機（21）から吐出される冷媒の温度を検出する。第１吸入温度センサ（112）は、第１吸入管（21a）に設けられ、第１圧縮機（21）に吸入される冷媒の温度を検出する。第２吐出温度センサ（113）は、第２吐出管（22b）に設けられ、第２圧縮機（22）から吐出される冷媒の温度を検出する。第２吸入温度センサ（114）は、第２吸入管（22a）に設けられ、第２圧縮機（22）に吸入される冷媒の温度を検出する。第３吐出温度センサ（115）は、第３吐出管（23b）に設けられ、第３圧縮機（23）から吐出される冷媒の温度を検出する。第３吸入温度センサ（116）は、第３吸入管（23a）に設けられ、第３圧縮機（23）に吸入される冷媒の温度を検出する。

液側温度センサ（117）は、液側流路（40）に設けられる。具体的には、液側温度センサ（117）は、液側流路（40）における過冷却熱交換器（28）の第１流路（28a）の流出側に設けられる。より具体的には、液側温度センサ（117）は、液側流路（40）における、第１流路（28a）の流出端と、インジェクション流路（43）の流入端との間に設けられる。液側温度センサ（117）は、第１流路（28a）を流出した冷媒の温度を検出する。

インジェクション側温度センサ（118）は、インジェクション流路（43）の下流流路（45）に設けられる。言い換えると、インジェクション側温度センサ（118）は、過冷却熱交換器（28）の第２流路（28b）の流出側に設けられる。インジェクション側温度センサ（118）は、第２流路（28b）を流出した冷媒の温度を検出する。

熱源側温度センサ（119）は、室外熱交換器（24）の伝熱管に設けられる。熱源側温度センサ（119）は、室外熱交換器（24）における液側端部に設けられる。熱源側温度センサ（119）は、室外熱交換器（24）の液側端部の冷媒の温度を検出する。

空気温度センサは、外気温度センサ（121）を含む。外気温度センサ（121）は、室外空気の温度を検出する。

（７）制御システム
図３に示すように、冷凍装置（1）は、室外コントローラ（131）と、室内コントローラ（132）と、冷設コントローラ（133）と、駆動ユニット（150）とを有する。室外コントローラ（131）、室内コントローラ（132）、冷設コントローラ（133）、及び駆動ユニット（150）は、冷凍装置の構成機器を制御する制御システム（130）を構成する。また、駆動ユニット（150）は、熱源ユニット（10）と共に熱源システム（200）を構成する。

図１に示すように、室外コントローラ（131）は、熱源ユニット（10）に設けられる。室内コントローラ（132）は、空調ユニット（60）に設けられる。冷設コントローラ（133）は、冷設ユニット（70）に設けられる。駆動ユニット（150）は、冷設ユニット（70）の近傍に設けられる。

図３に示すように、室外コントローラ（131）、室内コントローラ（132）、及び冷設コントローラ（133）のそれぞれは、制御基板上に搭載されたマイクロコンピュータと、該マイクロコンピュータを動作させるためのソフトウエアを格納するメモリディバイス（具体的には半導体メモリ）とを含む。

室外コントローラ（131）は、室内コントローラ（132）と通信可能である。室外コントローラ（131）と室内コントローラ（132）の間では、信号やデータなどの送受信が行われる。一方、室外コントローラ（131）は、冷設コントローラ（133）と通信しない。室外コントローラ（131）と冷設コントローラ（133）の間において、信号やデータなどの送受信は行われない。

（７－１）室外コントローラ
室外コントローラ（131）には、熱源ユニット（10）に設けられた各センサの計測値が入力される。室外コントローラ（131）は、熱源ユニット（10）に設けられた機器を制御する。例えば、室外コントローラ（131）は、第１圧縮機（21）、第２圧縮機（22）、および第３圧縮機（23）の運転容量を調節する。また、室外コントローラ（131）は、各膨張弁（26,27,63）の開度を調節する。また、室外コントローラ（131）は、流路切換機構（30）を構成する弁を制御することによって、流路切換機構（30）の状態を切り換える。

室外コントローラ（131）は、駆動ユニット（150）に対して、許可信号と継続信号とを出力する。許可信号は、冷設ユニット（70）の運転を許可する信号である。継続信号は、冷設ユニット（70）の運転を継続させる信号である。

（７－２）室内コントローラ
室内コントローラ（132）には、室内温度センサ（65）の計測値が入力される。室内コントローラ（132）は、空調ユニット（60）に設けられた機器を制御する。例えば、室外コントローラ（131）は、室内ファン（62）の回転速度と、室内膨張弁（63）の開度とを調節する。

（７－３）冷設コントローラ
冷設コントローラ（133）には、庫内温度センサ（75）、入口冷媒温度センサ（76）、および出口冷媒温度センサ（77）の計測値が入力される。冷設コントローラ（133）は、冷設ユニット（70）に設けられた機器を制御する。例えば、冷設コントローラ（133）は、冷設ファン（72）の回転速度を調節する。

冷設コントローラ（133）は、駆動ユニット（150）に対して、指令信号と要求信号とを出力する。指令信号は、冷設膨張弁（73）の開度調節を指示する信号である。要求信号は、冷設ユニット（70）が庫内空気の冷却を要求する信号である。

（７－４）駆動ユニット
図４に示すように、駆動ユニット（150）は、ドライバ（151）と、第１継電器（161）と、第２継電器（162）と、第３継電器（163）とを備える。

ドライバ（151）は、冷設膨張弁（73）のステッピングモータに対して、パルス信号を出力する。ドライバ（151）は、冷設コントローラ（133）が出力した指令信号を受けると、所定数のパルスを含むパルス信号を出力する。冷設膨張弁（73）において、ドライバが出力したパルス信号を受けてステッピングモータが回転すると、弁体が移動し、冷設膨張弁（73）の開度が変化する。

ドライバ（151）は、一対の信号端子（152）を備える。ドライバ（151）は、一対の信号端子（152）が互いに導通状態である場合に、冷設膨張弁（73）に対して、指令信号に基づいたパルス信号を出力するように構成される。また、ドライバ（151）は、一対の信号端子（152）が互いに非導通状態である場合に、冷設膨張弁（73）に対して、冷設膨張弁（73）を全閉状態にするパルス信号を出力するように構成される。

ドライバ（151）の各信号端子（152）には、接続用回路（153）が接続される。一対の信号端子（152）の一方には接続用回路（153）の一端が、他方には接続用回路（153）の他端が、それぞれ接続する。接続用回路（153）は、一対の信号端子（152）を互いに接続する電気回路である。

第１継電器（161）、第２継電器（162）、および第３継電器（163）は、接続用回路（153）に設けられる。接続用回路（153）において、第１継電器（161）と第２継電器（162）は、並列に接続される。また、接続用回路（153）において、第３継電器（163）は、第１継電器（161）および第２継電器（162）と直列に接続される。

第１継電器（161）、第２継電器（162）、および第３継電器（163）は、それぞれが導通状態（短絡状態）と非導通状態（開放状態）とに切り換わる。第１継電器（161）と第２継電器（162）の少なくとも一方が導通状態であり、且つ第３継電器（163）が導通状態である場合は、ドライバ（151）の一対の信号端子（152）が、互いに導通状態になる。一方、第１継電器（161）と第２継電器（162）の両方が非導通状態である場合、または第３継電器（163）が非導通状態である場合は、ドライバ（151）の一対の信号端子（152）が、互いに非導通状態になる。

第１継電器（161）は、冷設コントローラ（133）が出力する要求信号に基づいて作動する。第１継電器（161）は、要求信号が入力される場合に導通状態になり、要求信号が入力されない場合に非導通状態になる。

第２継電器（162）は、室外コントローラ（131）が出力する継続信号に基づいて作動する。第２継電器（162）は、継続信号が入力される場合に導通状態になり、継続信号が入力されない場合に非導通状態になる。

第３継電器（163）は、室外コントローラ（131）が出力する許可信号に基づいて作動する。第３継電器（163）は、許可信号が入力される場合に導通状態になり、許可信号が入力されない場合に非導通状態になる。

（８）運転動作
冷凍装置（1）の運転動作について説明する。冷凍装置（1）の運転は、冷設運転、冷房運転、冷房冷設運転、暖房運転、暖房冷設運転を含む。暖房冷設運転は、第１暖房冷設運転、第２暖房冷設運転、第３暖房冷設運転を含む。これらの各運転では、冷媒回路（6）において冷媒が循環し、冷凍サイクルが行われる。

各運転の概要について図５～図１１を参照しながら説明する。なお、図中において、冷媒が流れを破線矢印で示すとともに冷媒の流れる流路を太くしている。図中において、放熱器として機能する熱交換器にハッチングを付し、蒸発器として機能する熱交換器にドットを付している。

（８－１）冷設運転
図５に示す冷設運転では、熱源ユニット（10）及び冷設ユニット（70）が作動し、空調ユニット（60）が休止する。熱源ユニット（10）では、第１圧縮機（21）及び第３圧縮機（23）が作動し、第２圧縮機（22）が休止する。

冷設運転では、室外熱交換器（24）が放熱器として機能し、室内熱交換器（64）が休止し、冷設熱交換器（74）が蒸発器として機能する。

熱源ユニット（10）から冷設ユニット（70）へ供給された冷媒は、冷設膨張弁（73）を通過する際に減圧され、冷設熱交換器（74）において庫内空気から吸熱して蒸発し、その後に第１圧縮機（21）へ吸入される。冷設ユニット（70）は、冷却した空気を庫内空間へ吹き出す。第３圧縮機（23）は、第１圧縮機（21）が吐出した冷媒を吸入して圧縮する。

（８－２）冷房運転
図６に示す冷房運転では、熱源ユニット（10）及び空調ユニット（60）が作動し、冷設ユニット（70）が休止する。熱源ユニット（10）では、第２圧縮機（22）及び第３圧縮機（23）が作動し、第１圧縮機（21）が休止する。

冷房運転では、室外熱交換器（24）が放熱器として機能し、室内熱交換器（64）が蒸発器として機能し、冷設熱交換器（74）が休止する。

熱源ユニット（10）から空調ユニット（60）へ供給された冷媒は、室内膨張弁（63）を通過する際に減圧され、室内熱交換器（64）において室内空気から吸熱して蒸発し、その後に第２圧縮機（22）へ吸入される。空調ユニット（60）は、冷却した空気を庫内空間へ吹き出す。第３圧縮機（23）は、第２圧縮機（22）が吐出した冷媒を吸入して圧縮する。

（８－３）冷房冷設運転
図７に示す冷房冷設運転では、熱源ユニット（10）、冷設ユニット（70）、及び空調ユニット（60）が作動する。熱源ユニット（10）では、第１圧縮機（21）、第２圧縮機（22）、及び第３圧縮機（23）が作動する。

冷設冷設運転では、室外熱交換器（24）が放熱器として機能し、室内熱交換器（64）および冷設熱交換器（74）が蒸発器として機能する。

冷設冷設運転では、冷設運転と同様に、冷設熱交換器（74）において蒸発した冷媒が第１圧縮機（21）へ吸入され、冷設ユニット（70）が冷却した空気を庫内空間へ吹き出す。また、冷房運転と同様に、室内熱交換器（64）において蒸発した冷媒が第２圧縮機（22）へ吸入され、空調ユニット（60）が冷却した空気を庫内空間へ吹き出す。第３圧縮機（23）は、第１圧縮機（21）が吐出した冷媒と、第２圧縮機（22）が吐出した冷媒とを吸入し、吸入した冷媒を圧縮する。

（８－４）暖房運転
図８に示す暖房運転では、熱源ユニット（10）及び空調ユニット（60）が作動し、冷設ユニット（70）が休止する。熱源ユニット（10）では、第２圧縮機（22）及び第３圧縮機（23）が作動し、第１圧縮機（21）が休止する。

暖房運転では、室内熱交換器（64）が放熱器として機能し、室外熱交換器（24）が蒸発器として機能し、冷設熱交換器（74）が休止する。

熱源ユニット（10）から空調ユニット（60）へ供給された冷媒は、室内熱交換器（64）において室内空気へ放熱し、第２室外膨張弁（27）を通過する際に減圧され、室外熱交換器（24）において室外空気から吸熱して蒸発し、その後に第２圧縮機（22）へ吸入される。空調ユニット（60）は、加熱した空気を庫内空間へ吹き出す。第３圧縮機（23）は、第２圧縮機（22）が吐出した冷媒を吸入して圧縮する。

（８－５）第１暖房冷設運転
図９に示す第１暖房冷設運転は、空調ユニット（60）の暖房負荷が高いときに実行される。第１暖房冷設運転では、熱源ユニット（10）、冷設ユニット（70）、及び空調ユニット（60）が作動する。熱源ユニット（10）では、第１圧縮機（21）、第２圧縮機（22）、及び第３圧縮機（23）が作動する。

第１暖房冷設運転では、室内熱交換器（64）が放熱器として機能し、室外熱交換器（24）および冷設熱交換器（74）が蒸発器として機能する。

第１暖房冷設運転では、暖房運転と同様に、熱源ユニット（10）から空調ユニット（60）へ供給された冷媒が、室内熱交換器（64）において室内空気へ放熱し、室外熱交換器（24）において蒸発した冷媒が、第２圧縮機（22）へ吸入される。空調ユニット（60）は、加熱した空気を庫内空間へ吹き出す。

また、第１暖房冷設運転では、冷設運転と同様に、冷設熱交換器（74）において蒸発した冷媒が第１圧縮機（21）へ吸入され、冷設ユニット（70）が冷却した空気を庫内空間へ吹き出す。第３圧縮機（23）は、第１圧縮機（21）が吐出した冷媒と、第２圧縮機（22）が吐出した冷媒とを吸入し、吸入した冷媒を圧縮する。

（８－６）第２暖房冷設運転
図１０に示す第２暖房冷設運転は、空調ユニット（60）の暖房負荷が過剰に高くも低くもないときに実行される。第２暖房冷設運転では、熱源ユニット（10）、冷設ユニット（70）、及び空調ユニット（60）が作動する。熱源ユニット（10）では、第１圧縮機（21）及び第３圧縮機（23）が作動し、第２圧縮機（22）が休止する。

第２暖房冷設運転では、室内熱交換器（64）が放熱器として機能し、室外熱交換器（24）が休止し、冷設熱交換器（74）が蒸発器として機能する。

熱源ユニット（10）から空調ユニット（60）へ供給された冷媒は、室内熱交換器（64）において室内空気へ放熱する。空調ユニット（60）は、加熱した空気を庫内空間へ吹き出す。空調ユニット（60）から流出した冷媒は、熱源ユニット（10）に戻り、その後に冷設ユニット（70）へ供給される。

熱源ユニット（10）から冷設ユニット（70）へ供給された冷媒は、冷設運転と同様に、冷設熱交換器（74）において蒸発し、その後に第１圧縮機（21）へ吸入される。冷設ユニット（70）は、冷却した空気を庫内空間へ吹き出す。第３圧縮機（23）は、第１圧縮機（21）が吐出した冷媒を吸入して圧縮する。

（８－７）第３暖房冷設運転
図１１に示す第３暖房冷設運転は、空調ユニット（60）の暖房負荷が低いときに実行される。第２暖房冷設運転では、熱源ユニット（10）、冷設ユニット（70）、及び空調ユニット（60）が作動する。熱源ユニット（10）では、第１圧縮機（21）及び第３圧縮機（23）が作動し、第２圧縮機（22）が休止する。

第３暖房冷設運転では、室内熱交換器（64）および室外熱交換器（24）が放熱器として機能し、冷設熱交換器（74）が蒸発器として機能する。

熱源ユニット（10）から空調ユニット（60）へ供給された冷媒は、室内熱交換器（64）において室内空気へ放熱する。空調ユニット（60）は、加熱した空気を庫内空間へ吹き出す。空調ユニット（60）から流出した冷媒は、熱源ユニット（10）に戻る。

室外熱交換器（24）において放熱した冷媒は、空調ユニット（60）から熱源ユニット（10）に戻った冷媒と共に、冷設ユニット（70）へ供給される。

熱源ユニット（10）から冷設ユニット（70）へ供給された冷媒は、冷設運転と同様に、冷設熱交換器（74）において蒸発し、その後に第１圧縮機（21）へ吸入される。冷設ユニット（70）は、冷却した空気を庫内空間へ吹き出す。第３圧縮機（23）は、第１圧縮機（21）が吐出した冷媒を吸入して圧縮する。

（９）冷設コントローラの動作
冷設コントローラ（133）が指令信号と要求信号とを出力する動作について説明する。

（９－１）指令信号
冷設コントローラ（133）は、冷設熱交換器（74）から流出した冷媒の過熱度ＳＨが、過熱度の目標範囲（例えば、５℃±１℃の範囲）となるように、指令信号を出力する。指令信号は、冷設膨張弁（73）の開度調節を指示する信号である。

冷設コントローラ（133）は、出口冷媒温度センサ（77）の計測値と入口冷媒温度センサ（76）の計測値の差を算出し、その値を冷設熱交換器（74）から流出した冷媒の過熱度ＳＨとする。算出した過熱度ＳＨが目標範囲を上回る場合、冷設コントローラ（133）は、冷設膨張弁（73）の開度を拡大するための指令信号を、駆動ユニット（150）のドライバ（151）に対して出力する。算出した過熱度ＳＨが目標範囲を下回る場合、冷設コントローラ（133）は、冷設膨張弁（73）の開度を縮小するための指令信号を、駆動ユニット（150）のドライバ（151）に対して出力する。算出した過熱度ＳＨが目標範囲に入っている場合、冷設コントローラ（133）は、指令信号を出力しない。従って、この場合は、冷設膨張弁（73）の開度が保持される。

（９－２）要求信号
冷設コントローラ（133）は、庫内温度センサ（75）の計測値に基づいて、要求信号を出力する。要求信号は、冷設ユニット（70）が庫内空気の冷却を要求する信号である。

冷設コントローラ（133）は、庫内温度センサ（75）の計測値が庫内温度の目標範囲（例えば、設定温度±０．５℃の範囲）となるように、要求信号の出力を実行し又は停止する。

冷設コントローラ（133）は、庫内温度センサ（75）の計測値が目標範囲の上限値よりも高い場合に、要求信号を出力する。冷設コントローラ（133）は、庫内温度センサ（75）の計測値が低下して目標範囲の下限値に達するまで、要求信号を出力し続ける。庫内温度センサ（75）の計測値が目標範囲の下限値を下回ると、冷設コントローラ（133）は、要求信号の出力を停止する。冷設コントローラ（133）は、庫内温度センサ（75）の計測値が上昇して目標範囲の上限値に達するまで、要求信号の出力を停止し続ける。

（１０）室外コントローラの動作
上述したように、室外コントローラ（131）は、第１圧縮機（21）、第２圧縮機（22）、および第３圧縮機（23）の制御を行う。

室外コントローラ（131）は、第２圧縮機（22）の運転容量（回転速度）を、第２圧縮機（22）が吸入する冷媒の圧力（具体的には、第２吸入圧力センサ（104）の計測値）等に基づいて調節する。室外コントローラ（131）は、第３圧縮機（23）の運転容量（回転速度）を、第３圧縮機（23）が吸入する冷媒の圧力（具体的には、中間圧力センサ（102）の計測値）等に基づいて調節する。

室外コントローラ（131）は、第１圧縮機（21）を制御する動作として、調節動作と、停止動作と、待機動作と、油回収動作とを行う。

（１０－１）調節動作
室外コントローラ（131）の調節動作は、第１吸入圧力センサ（103）の計測値ＬＰに基づいて第１圧縮機（21）の運転容量を調節する動作である。第１吸入圧力センサ（103）の計測値は、第１圧縮機（21）が吸入する冷媒の圧力を示す。従って、第１吸入圧力センサ（103）の計測値は、熱源ユニット（10）と冷設ユニット（70）の間で冷媒が循環することによって行われる冷凍サイクルの低圧である。

室外コントローラ（131）の調節動作について、図１２を参照しながら説明する。

実線で示す目標ラインは、第１吸入圧力センサ（103）の計測値ＬＰの目標値を示す。第１圧縮機（21）の運転周波数がＨｚ１以下の場合、計測値ＬＰの目標値は、ＬＰ２である。第１圧縮機（21）の運転周波数がＨｚ２以上の場合、計測値ＬＰの目標値は、ＬＰ１である。第１圧縮機（21）の運転周波数がＨｚ１からＨｚ２までの場合、計測値ＬＰの目標値は、第１圧縮機（21）の運転周波数に比例して低くなる。

目標ラインの上側に位置する破線は、上限ラインである。上限ラインは、第１吸入圧力センサ（103）の計測値ＬＰの目標範囲の上限値を示す。上限ラインは、目標ラインよりも所定値（例えば、０．１５ＭＰａ）だけ高い。

目標ラインの下側に位置する破線は、下限ラインである。下限ラインは、第１吸入圧力センサ（103）の計測値ＬＰの目標範囲の下限値を示す。下限ラインは、目標ラインよりも所定値（例えば、０．１５ＭＰａ）だけ低い。

下限ラインよりも下側の領域は、低下領域である。上限ラインよりも上側の領域は、上昇領域である。下限ラインと上限ラインの間の領域は、保持領域である。

調節動作において、室外コントローラ（131）は、第１吸入圧力センサ（103）の計測値ＬＰと、第１圧縮機（21）の運転周波数Ｈｚとを取得する。

取得した計測値ＬＰと運転周波数Ｈｚで表される点が図１２の低下領域に在る場合、室外コントローラ（131）は、第１圧縮機（21）の運転周波数を低下させる。第１圧縮機（21）の運転周波数が低下すると、第１圧縮機（21）が冷設ユニット（70）から吸い込む冷媒の流量が減少し、第１吸入圧力センサ（103）の計測値ＬＰが上昇する。

取得した計測値ＬＰと運転周波数Ｈｚで表される点が図１２の上昇領域に在る場合、室外コントローラ（131）は、第１圧縮機（21）の運転周波数を上昇させる。第１圧縮機（21）の運転周波数が上昇すると、第１圧縮機（21）が冷設ユニット（70）から吸い込む冷媒の流量が増加し、第１吸入圧力センサ（103）の計測値ＬＰが低下する。

取得した計測値ＬＰと運転周波数Ｈｚで表される点が図１２の保持領域に在る場合、室外コントローラ（131）は、第１圧縮機（21）の運転周波数を変更しない。

図１２の保持領域は、第１圧縮機（21）の運転周波数Ｈｚの変更頻度を抑えるために設けられる。保持領域の幅（上限ラインと下限ラインの差）が広いほど、第１圧縮機（21）の運転周波数Ｈｚの変更頻度が低くなる。

（１０－２）停止動作
室外コントローラ（131）の停止動作は、所定の停止条件が成立すると第１圧縮機（21）を停止させる動作である。停止条件は、“第１吸入圧力センサ（103）の計測値ＬＰが基準圧力（例えば、１．０ＭＰａ）を下回る”という条件である。

上述したように、室外コントローラ（131）は、冷設コントローラ（133）と通信しない。そのため、室外コントローラ（131）は、冷設ユニット（70）の運転状態に関する情報を取得できない。

一方、冷設ユニット（70）が休止状態になって冷設膨張弁（73）が全閉状態になると、第１圧縮機（21）へ吸入される冷媒の圧力が低下する。そのため、第１吸入圧力センサ（103）の計測値ＬＰが基準圧力を下回った場合は、冷設ユニット（70）が休止状態になっていると判断できる。

そこで、室外コントローラ（131）は、上述した停止条件が成立すると、第１圧縮機（21）の運転を継続させる必要が無いと判断し、第１圧縮機（21）を停止させる。

（１０－３）待機動作
室外コントローラの待機動作は、第１圧縮機（21）が停止した時点から待機時間が経過するまで第１圧縮機（21）の起動を禁止する動作である。

第１圧縮機（21）起動と停止を頻繁に繰り返すと、第１圧縮機（21）が損傷するおそれがある。そこで、起動と停止を頻繁に繰り返すことに起因する第１圧縮機（21）の損傷を防ぐため、室外コントローラ（131）は、第１圧縮機（21）が停止すると待機動作を行う。

調節動作中に停止条件が成立して第１圧縮機（21）が停止した場合、室外コントローラ（131）は、待機時間を第１時間（例えば、１分間）に設定して待機動作を行う。一方、後述する油回収動作中に停止条件が成立して第１圧縮機（21）が停止した場合、室外コントローラ（131）は、待機時間を第２時間（例えば、３分間）に設定して待機動作を行う。第２時間は、第１時間よりも長い。第２時間は、３分間以上、５分間以下であるのが望ましい。

ここで、第１圧縮機（21）の停止中は、冷設ユニット（70）において庫内空気の冷却が行われない。そのため、待機時間が長くなるほど、庫内空気の温度の上昇量が多くなる。そのため、本実施形態では、第２時間を、庫内空気の温度の上昇量が過大とならない程度の時間に設定する。

（１０－４）油回収動作
室外コントローラ（131）の油回収動作は、熱源ユニット（10）から冷媒と共に流出した第１圧縮機（21）の潤滑油を第１圧縮機（21）へ戻すために、第１圧縮機（21）の回転速度を基準速度以上にする動作である。

所定の油回収条件が成立すると、室外コントローラ（131）は、油回収動作を行う。油回収条件の一例としては、“第１圧縮機（21）の運転周波数が比較的低い状態（例えば、２０Ｈｚ以下の状態）が所定時間（例えば、２０分間）にわたって継続する”という条件が挙げられる。

油回収動作において、室外コントローラ（131）は、第１圧縮機（21）の運転周波数を、基準速度に対応した基準周波数（例えば、４０Ｈｚ）以上にまで引き上げる。第１圧縮機（21）の運転周波数を基準周波数以上にすると、第１圧縮機（21）の回転速度が基準速度以上になる。

第１圧縮機（21）の回転速度が比較的高くなると、第１圧縮機（21）が冷設ユニット（70）から吸い込む冷媒の流量が比較的多くなる。そのため、熱源ユニット（10）の外部から冷媒と共に熱源ユニット（10）に戻ってくる潤滑油の量が多くなる。冷媒と共に熱源ユニット（10）に流入した潤滑油は、冷媒と共に第１圧縮機（21）へ吸入される。その結果、第１圧縮機（21）に貯留された潤滑油の量が増加する。

（１０－５）許可信号、継続信号
室外コントローラ（131）は、駆動ユニット（150）に対して、許可信号と継続信号とを出力する。

許可信号は、冷設ユニット（70）の運転を許可する信号である。室外コントローラ（131）は、待機動作を実行していないときに許可信号を出力し、待機動作の実行中に許可信号の出力を停止する。待機動作中は第１圧縮機（21）が停止しているため、室外コントローラ（131）は、許可信号の出力を停止することによって、冷設ユニット（70）の運転を禁止する。

継続信号は、冷設ユニット（70）の運転を継続させる信号である。室外コントローラ（131）は、油回収動作の実行中に継続信号を出力し、油回収動作を実行していないときに継続信号の出力を停止する。油回収動作中に冷設ユニット（70）が休止状態になると、油回収動作が中断してしまう。そこで、室外コントローラ（131）は、油回収動作の実行中に継続信号を出力し、冷設ユニット（70）に庫内空気の冷却を継続させる。

（１１）駆動ユニットの動作
駆動ユニット（150）が冷設膨張弁（73）を駆動する動作について、図４を参照しながら説明する。

（１１－１）ドライバの動作
ドライバ（151）は、一対の信号端子（152）が導通状態である場合と非導通状態である場合とで、異なる動作を行う。

一対の信号端子（152）が互いに導通する状態（導通状態）である場合、ドライバ（151）は、冷設膨張弁（73）に対して、指令信号に基づいたパルス信号を出力する。具体的に、ドライバ（151）は、指令信号に基づいて冷設膨張弁（73）の開度を拡大し又は縮小するためのパルス信号を、冷設膨張弁（73）のステッピングモータに対して出力する。

一対の信号端子（152）が互いに互いに導通しない状態（非導通状態）である場合に、ドライバ（151）は、冷設膨張弁（73）に対して、冷設膨張弁（73）を全閉状態にするパルス信号を出力する。具体的に、ドライバ（151）は、冷設膨張弁（73）の開度を全閉状態にまで縮小するパルス信号を、冷設膨張弁（73）のステッピングモータに対して出力する。

（１１－２）冷設膨張弁の制御
第３継電器（163）は、室外コントローラ（131）が出力する許可信号に基づいて作動する。室外コントローラ（131）は、待機動作を実行していないときに許可信号を出力する。従って、第１圧縮機（21）が作動し得る状態では、室外コントローラ（131）が許可信号を出力し、第３継電器（163）が導通状態になる。

第３継電器（163）が導通状態である場合は、第１継電器（161）と第２継電器（162）の少なくとも一方が導通状態になると、ドライバ（151）の一対の信号端子（152）が互いに導通状態になり、その結果、冷設膨張弁（73）の開度が調節される。

冷設コントローラ（133）は、冷設ユニット（70）において庫内空気を冷却する必要がある場合に、要求信号を出力する。要求信号が第１継電器（161）に入力されると、第１継電器（161）が導通状態になる。そして、第１継電器（161）と第３継電器（163）のそれぞれが導通状態になると、ドライバ（151）の一対の信号端子（152）が互いに導通状態になり、その結果、冷設膨張弁（73）の開度が調節される。冷設膨張弁（73）が開いた状態では、熱源ユニット（10）と冷設ユニット（70）の間を冷媒が循環し、冷設熱交換器（74）において庫内空気が冷却される。

冷設ユニット（70）において庫内空気を冷却する必要が無い場合、冷設コントローラ（133）は、要求信号を出力しない。そのため、第１継電器（161）が非導通状態になる。このとき、第２継電器（162）が非導通状態であれば、ドライバ（151）の一対の信号端子（152）が互いに非導通状態になり、その結果、冷設膨張弁（73）が全閉状態になる。

冷設膨張弁（73）が全閉状態になると、冷設熱交換器（74）において庫内空気が冷却されず、冷設ユニット（70）が休止状態になる。また、冷設膨張弁（73）が全閉状態になると、第１圧縮機（21）へ吸入される冷媒の圧力が低下する。第１圧縮機（21）へ吸入される冷媒の圧力が低下して停止条件が成立すると、室外コントローラ（131）が停止動作を行って第１圧縮機（21）を停止させる。

このように、第２継電器（162）が非導通状態であり、第３継電器（163）が導通状態である場合は、第１継電器（161）が導通状態になると、冷設ユニット（70）が庫内空気を冷却する作動状態になり、第１継電器（161）が非導通状態になると、冷設ユニット（70）が庫内空気を冷却しない休止状態になる。

室外コントローラ（131）は、油回収動作の実行中に継続信号を出力する。室外コントローラ（131）が継続信号を出力すると、第２継電器（162）が導通状態になる。第２継電器（162）が導通状態になると、第３継電器（163）が導通状態であれば、第１継電器（161）が非導通状態であっても、ドライバ（151）の一対の信号端子（152）が互いに導通状態になり、その結果、冷設膨張弁（73）の開度が調節される。

このように、室外コントローラ（131）が油回収動作を実行している間は、冷設コントローラ（133）が要求信号を出力していない状態においても、冷設膨張弁（73）の開度が調節され、冷設熱交換器（74）を冷媒が通過し続ける。そのため、冷設コントローラ（133）が要求信号の出力を停止しても、室外コントローラ（131）が油回収動作によって熱源ユニット（10）と冷設ユニット（70）の間で冷媒が循環し続け、熱源ユニット（10）の外部へ流出した潤滑油が冷媒と共に第１圧縮機（21）へ回収される。

上述したように、室外コントローラ（131）が油回収動作を実行している間は、冷設コントローラ（133）が要求信号を出力していない状態においても、冷設膨張弁（73）の開度調節が継続して行われる。この状態では、冷設ユニット（70）において庫内空気を冷却する必要が無いため、冷設膨張弁（73）の開度が小さくなる。

冷設膨張弁（73）の開度が非常に小さい状態が続くと、第１圧縮機（21）へ吸入される冷媒の圧力が低下して停止条件が成立する可能性がある。停止条件が成立すると、室外コントローラ（131）が停止動作を行って第１圧縮機（21）を停止させる。室外コントローラ（131）は、停止動作によって第１圧縮機（21）を停止させた後に、待機動作を行う。

（１２）実施形態の特徴
本実施形態の特徴を説明する。

（１２－１）第１の特徴
室外コントローラ（131）が油回収動作を実行中に停止条件が成立して油回収動作が中断した場合は、充分な量の潤滑油を熱源ユニット（10）の外部から第１圧縮機（21）へ回収できていない可能性がある。

そこで、本実施形態の室外コントローラ（131）は、油回収動作を実行中に停止条件が成立した場合、待機時間を第１時間から第２時間に延ばして待機動作を行う。

室外コントローラ（131）の待機動作によって第１圧縮機（21）が停止している間は、冷設ユニット（70）が庫内空気を冷却しない休止状態になる。冷設ユニット（70）の休止中は、庫内空気の温度が次第に上昇する。そのため、待機時間が長くなるほど、待機時間が経過した時点における冷設ユニット（70）の冷却負荷が大きくなる。

冷設ユニット（70）の冷却負荷が大きいほど、次に第１圧縮機（21）が起動した後における第１圧縮機（21）の回転速度が高くなる。第１圧縮機（21）の回転速度が高くなるほど、熱源ユニット（10）と冷設ユニット（70）の間を循環する冷媒の流量が多くなる。

そのため、室外コントローラ（131）が待機時間を第１時間から第２時間に延ばして待機動作を行った場合は、待機時間を第１時間に設定して待機動作を行った場合に比べて、待機時間の経過後に第１圧縮機（21）が起動した後における第１圧縮機（21）の回転速度が高くなり、熱源ユニット（10）と冷設ユニット（70）の間を循環する冷媒の流量が多くなる。その結果、熱源ユニット（10）の外部から冷媒と共に第１圧縮機（21）へ吸入される潤滑油の量が増加し、第１圧縮機（21）における潤滑油の貯留量が確保される。

従って、本実施形態によれば、熱源ユニット（10）の第１圧縮機（21）に貯留された潤滑油の量を確保でき、第１圧縮機（21）の信頼性を高めることができる。

（１２－２）第２の特徴
本実施形態の冷凍装置（1）において、室外コントローラ（131）が継続信号を出力すると、油回収動作の実行中には、冷設膨張弁（73）の開度調節が継続して行われ、冷設熱交換器（74）を冷媒が通過し続ける。そのため、冷設ユニット（70）が休止状態になって冷設膨張弁（73）が全閉状態になることに起因する油回収動作の中断を未然に防ぐことができ、油回収動作の実行中に熱源ユニット（10）の外部から冷媒と共に第１圧縮機（21）に戻る潤滑油の量を増やすことができる。

《実施形態２》
実施形態２の冷凍装置（1）は、実施形態１の冷凍装置（1）の構成を変更したものである。ここでは、本実施形態の冷凍装置（1）について、主に実施形態１の冷凍装置（1）と異なる点を説明する。

図１３に示すように、本実施形態の冷凍装置（1）では、空調ユニット（60）が省略される。本実施形態の冷凍装置（1）において、冷媒回路（6）は、熱源ユニット（10）と冷設ユニット（70）を一対の連絡配管（4,5）で接続することによって構成される。本実施形態の熱源回路（11）では、第２圧縮機（22）と、流路切換機構（30）と、液側流路（40）の第３管（40c）、第４管（40d）および第５管（40e）とが省略される。

本実施形態の室外コントローラ（131）は、実施形態１の室外コントローラ（131）と同様に、第１圧縮機（21）を対象とする調節動作、停止動作、待機動作、及び油回収動作を行う。また、本実施形態の室外コントローラ（131）は、実施形態１の室外コントローラ（131）と同様に、調節動作の実行中に停止条件が成立して第１圧縮機（21）が停止した場合に、待機動作における待機時間を第１時間に設定し、油回収動作の実行中に停止条件が成立して第１圧縮機（21）が停止した場合に、待機動作における待機時間を第１時間よりも長い第２時間に設定する。

以上、実施形態および変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態、変形例、その他の実施形態に係る要素を適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。また、明細書および特許請求の範囲の「第１」、「第２」、「第３」…という記載は、これらの記載が付与された語句を区別するために用いられており、その語句の数や順序までも限定するものではない。

以上説明したように、本開示は、熱源ユニット、熱源システム、および冷凍装置について有用である。

1 冷凍装置
10 熱源ユニット
21 第１圧縮機（圧縮機）
70 冷設ユニット（利用側ユニット）
73 冷設膨張弁（電子膨張弁）
131 室外コントローラ（制御器）
150 駆動ユニット
151 ドライバ
152 信号端子（端子）
153 接続用回路（電気回路）
161 第１継電器
162 第２継電器
200 熱源システム

Claims (3)

1. 対象物を冷却する熱交換器（74）と膨張弁（73）とを有する利用側ユニット（70）に接続され、該利用側ユニット（70）との間で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う熱源ユニット（10）であって、
   圧縮機（21）と、該圧縮機（21）を制御する制御器（131）とを備え、
   上記制御器（131）は、
   冷凍サイクルの低圧に基づいて上記圧縮機（21）の回転速度を調節する調節動作と、
   冷凍サイクルの低圧が基準圧力を下回るという停止条件が成立すると上記圧縮機（21）を停止させる停止動作と、
   上記停止動作によって上記圧縮機（21）が停止した時点から待機時間が経過するまで上記圧縮機（21）の起動を禁止する待機動作と、
   上記熱源ユニット（10）から冷媒と共に流出した上記圧縮機（21）の潤滑油を該圧縮機（21）へ戻すために、上記圧縮機（21）の回転速度を基準速度以上にする油回収動作とを行い、
   上記油回収動作の実行中に上記停止条件が成立して上記圧縮機（21）が停止した場合の上記待機時間が、上記調節動作の実行中に上記停止条件が成立して上記圧縮機（21）が停止した場合の上記待機時間よりも長く、
   上記制御器（131）は、上記油回収動作の実行中に上記利用側ユニット（70）に対象物の冷却を継続させる継続信号を出力し、
   上記制御器（131）が上記継続信号を出力することにより、対象物を冷却する必要がある場合に出力される要求信号を上記利用側ユニット（70）が出力していない状態においても、上記利用側ユニット（70）を、上記膨張弁（73）が開状態となり、上記熱交換器（74）を冷媒が通過し続ける状態に保つ
   熱源ユニット。
2. 請求項１に記載の熱源ユニット（10）と、
   上記利用側ユニット（70）に設けられた電子膨張弁（73）を駆動する駆動ユニット（150）とを備え、
   上記駆動ユニット（150）は、
   一対の端子（152）を有し、一対の上記端子（152）が互いに導通状態であるときに上記電子膨張弁（73）の開度を調節し、一対の上記端子（152）が互いに非導通状態であるときに上記電子膨張弁（73）を全閉状態にするドライバ（151）と、
   一対の上記端子（152）を互いに接続する電気回路（153）に設けられ、上記利用側ユニット（70）の出力信号を受けて作動する第１継電器（161）と、
   上記電気回路（153）において上記第１継電器（161）と並列に配置され、上記熱源ユニット（10）の上記継続信号を受けて作動する第２継電器（162）とを備える
   熱源システム。
3. 請求項１に記載の熱源ユニット（10）、又は請求項２に記載の熱源システム（200）と、
   上記熱源ユニット（10）に接続されて対象物を冷却する利用側ユニット（70）とを備える
   冷凍装置。