JP6777215B1 - 熱源ユニット及び冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸発温度が異なる複数の利用ユニットを備える冷凍装置において、蒸発温度の高い方の利用ユニットの能力を確保する。【解決手段】蒸発温度が異なる第１利用ユニット（60）と第２利用ユニット（50）とを有する利用回路（51，61）に接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（6）を構成する熱源ユニットであって、該熱源ユニットの熱源回路（11）は、第１減圧機構（14）を備える主流路（M）と、主流路（M）の端部に接続され、第１利用ユニット（60）に連通する第１分岐流路（o8）と、主流路（M）の端部に接続され、第２利用ユニット（50）に連通する第２分岐流路（o6）と、第１分岐流路（o8）に設けられる第２減圧機構（18）とを備える。【選択図】図１

Description

本開示は、熱源ユニット及び冷凍装置に関する。

従来より、冷媒を圧縮する圧縮要素を備えて冷凍サイクルを行う冷凍装置が知られている。この冷凍装置は、室内を冷暖房する空調機や、食品等を貯蔵する冷蔵庫等の冷却機として広く利用されている。この種の冷凍装置では、室外に設置される室外ユニットに、蒸発温度が異なる複数の利用ユニット（例えば、冷蔵・冷凍用のショーケースなどの冷設ユニット及び、空調用の室内機などの空調ユニット）、が並列に接続される。この冷凍装置は、例えばコンビニエンスストア等に設置され、１つの冷凍装置を設置するだけで、店内の空調とショーケース等の冷却を行うことができる（特許文献１参照）。

特開２０１９−６６１５８号公報

上記のように蒸発温度が異なる複数の利用ユニットを備える冷凍装置には、圧縮要素の吐出圧力と吸入圧力との間の中間圧となる部分に冷媒を導入するインジェクション回路を備えて、冷凍サイクルを行う冷凍装置がある。このような冷凍装置では、室外ユニット内の冷媒回路において、室外膨張弁で減圧された冷媒の一部をインジェクション回路に流入させて用いる場合がある。この場合、吐出圧力と吸入圧力との中間の圧力の冷媒を導入することによって、冷凍装置の効率が向上する。しかし、室外ユニット内で冷媒の圧力を中間の圧力まで低下させると、蒸発温度が高い方の利用ユニットの蒸発圧力と中間の圧力との差圧が小さくなる。このことにより、室外ユニットの冷媒は、蒸発温度の高い方の利用ユニットへ流れづらくなり、利用ユニットの冷却能力を確保できなくなるという問題が生じる。

本開示の目的は、蒸発温度が異なる複数の利用ユニットを備える冷凍装置において、蒸発温度の高い方の利用ユニットの能力を確保することである。

第１の態様は、第１利用ユニット（60）と該第１利用ユニット（60）よりも冷媒の蒸発温度が高い第２利用ユニット（50）とを有する利用ユニット（50，60）の利用回路（51，61）に接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（6）を構成する熱源回路（11）と、前記熱源回路（11）を制御する制御部（100）とを備える熱源ユニットである。

前記熱源回路（11）は、第１圧縮部（22，23）と、前記第１圧縮部（22，23）で圧縮した冷媒を更に圧縮する第２圧縮部（21）とを有する前記圧縮要素（C）と、放熱器（13）と、第１減圧機構（14）と、前記放熱器（13）の下流側に接続され、前記第１減圧機構（14）を備える主流路（M）と、前記主流路（M）の端部に接続され、前記第１利用ユニット（60）に連通する第１分岐流路（o8）と、前記端部に接続され、前記第２利用ユニット（50）に連通する第２分岐流路（o6）と、一端が前記主流路（M）に接続され、他端が前記第１圧縮部（22，23）及び前記第２圧縮部（21）の間に接続され、前記第１減圧機構（14）で減圧された冷媒が流入する中間インジェクション回路（49）と、前記第１分岐流路（o8）に設けられる第２減圧機構（18）とを備える。

第１の態様では、熱源ユニットの冷媒は、第２利用ユニット（50）へ流れ易くなり、第２利用ユニット（50）の冷却能力を確保できる。

第２の態様は、第１の態様において、前記熱源回路（11）は、気液分離器（15）を備え、前記中間インジェクション回路（49）は、前記気液分離器（15）に接続される第１冷媒配管（37）を備え、前記第１冷媒配管（37）は、前記気液分離器（15）内のガス冷媒が前記気液分離器（15）から、前記第１圧縮部（22，23）と前記第２圧縮部（21）との間の流路に流入するように構成される。

第２の態様では、気液分離器（15）に貯留するガス冷媒を、中間インジェクション回路（49）を介して第１圧縮部（22，23）と前記第２圧縮部（21）との間に導入できる。

第３の態様は、第１または第２の態様において、前記熱源回路（11）は、前記第２減圧機構（18）による減圧後の冷媒の圧力を検知または推定する圧力取得部（48）を備え、前記第２減圧機構（18）は、開度が調節可能な弁であり、前記圧力取得部（48）で取得する圧力が目標圧力となるように前記制御部（100）により制御される。

第３の態様では、第１利用ユニット（60）に供給する冷媒の圧力を目標圧力に調節することができる。

第４の態様は、第１から第３の態様の何れか１つの態様において、
前記熱源回路（11）は、前記第１減圧機構（14）と前記第２減圧機構（18）との間に接続される冷却熱交換器（16）を備え、前記冷却熱交換器（16）は、前記熱源回路（11）の液冷媒が流れる液管に接続される第１流路（16a）と、前記液管から分流し、減圧された冷媒が流れる第２流路（16b）とを有し、前記第２流路（16b）の冷媒によって、前記第１流路（16a）の冷媒を冷却するように構成され、前記第２流路（16b）は、前記中間インジェクション回路（49）を構成する。

第４の態様では、冷却熱交換器（16）の第２流路（16b）の冷媒は、第１流路（16a）の冷媒から吸熱して蒸発し、中間インジェクション回路（49）を流通する。このことにより、第２流路（16b）の冷媒を、第１圧縮部（22，23）と第２圧縮部（21）との間の流路に導入できる。

第５の態様は、第４の態様において、
前記制御部（100）は、前記第２減圧機構（18）を流出した冷媒が液状態となるように前記冷却熱交換器（16）の冷却能力を制御する。

第５の態様では、第１利用ユニット（60）の入口と出口との間の冷媒のエンタルピー差を大きくすることができる。

第６の態様は、第１から第５の態様の何れか１つの態様において、
前記第１利用ユニット（60）は冷凍設備の庫内を冷却する冷設ユニットであり、前記第２利用ユニット（50）は室内を空調する空調ユニットである。

第７の態様は、第１から第６の態様の何れか１つの態様において、
前記制御部（100）は、冷媒を前記圧縮要素（C）で臨界圧力以上まで圧縮し、前記第１減圧機構（14）で亜臨界圧力まで減圧する冷凍サイクルを行うように前記冷媒回路（6）を制御する。

第７の態様では、臨界圧力以上まで圧縮した冷媒を第１減圧機構で亜臨界圧力まで減圧できる。このことにより、亜臨界域の冷媒の気相成分を第１圧縮部（22，23）と第２圧縮部（21）との間の流路に導入できる。

第８の態様は、第１から第７の何れか１つの態様において、前記冷媒は二酸化炭素である。

第９の態様は、第１から第８の何れか１つの態様において、
前記第１分岐流路（o8）における前記第２減圧機構（18）の下流側の部分を、前記利用ユニット（50，60）から前記圧縮要素（C）へ向けて冷媒が流れる低圧ガス管（20）に接続する接続配管（83）と、
前記接続配管（83）に設けられた補助弁（19）とを備える。

第９の態様では、液管（o8）と低圧ガス管（20）を繋ぐ接続配管（83）に補助弁（19）が設けられる。補助弁（19）が開いた状態では、熱源ユニット（10）を利用ユニット（60）に接続する液側の連絡配管が、接続配管（83）を介して低圧ガス管（20）と連通する。そのため、中間ユニット（80）の第２室外膨張弁（18）が閉じた状態において、液側の連絡配管の内圧の過度な上昇が抑えられ、その結果、液側の連絡配管の破損と、利用ユニット（60）の破損とを回避できる。

第１０の態様は、第１から第９の何れか１つの態様において、前記熱源ユニットは、主熱源ユニット（10a）と、該主熱源ユニット（10a）と分離された補助ユニット（10b,80）とを含み、補助ユニット（10b,80）は前記第２減圧機構（18）を備える。

第１０の態様では、第２減圧機構（18）を備える補助ユニット（10b,80）を、主熱源ユニット（10a）と別体とすることができる。このことにより、既設の主熱源ユニット（10a）に補助ユニット（10b,80）を接続し、第１〜第８の態様の効果を実現できる。

第１１の態様は、第１から第１０の態様の何れか１つの態様の熱源ユニット（10）と、第１利用ユニット（60）と該第１利用ユニット（60）よりも冷媒の蒸発温度が高い第２利用ユニット（50）とを備える利用回路（51，61）を有する利用ユニット（50，60）とを備え、前記熱源ユニット（10）の前記熱源回路（11）と前記利用ユニット（50，60）の前記利用回路（51，61）とが接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（6）が構成される。

図１は、実施形態１に係る冷凍装置の配管系統図である。 図２は、コントローラと各種のセンサと各種の機器との関係を示すフローチャートである。 図３は、冷設運転の冷媒の流れを示した図１相当図である。 図４は、冷房運転の冷媒の流れを示した図１相当図である。 図５は、冷房/冷設運転の冷媒の流れを示した図１相当図である。 図６は、暖房運転の冷媒の流れを示した図１相当図である。 図７は、暖房/冷設運転の冷媒の流れを示した図１相当図である。 図８は、従来の冷凍装置のＰ−ｈ線図である。 図９は、従来の冷凍装置のＰ−ｈ線図において、一部の圧力を変化させた図８に相当する図である。 図１０は、実施形態１における第２減圧機構の制御を示したフローチャートである。 図１１は、第１圧縮機の起動制御を示したフローチャートである。 図１２は、実施形態１に係る冷凍装置のＰ−ｈ線図である。 図１３は、実施形態１の変形例に係る冷凍装置の配管系統図である。 図１４は、実施形態２における第２減圧機構の制御を示したフローチャートである。 図１５は、実施形態３に係る冷凍装置の配管系統図である。 図１６は、実施形態３のコントローラが行う第２室外膨張弁の制御を示したフロー図である。 図１７は、実施形態３のコントローラによって制御される補助弁の開度と出口圧力センサの計測値との関係を示すグラフである。 図１８は、実施形態３の変形例のコントローラによって制御される補助弁の開度と出口圧力センサの計測値との関係を示すグラフである。 図１９は、実施形態４に係る冷凍装置の配管系統図である。 図２０は、実施形態４における中間ユニットの構成機器と液圧コントローラの関係を示すブロック図である。 図２１は、実施形態４の変形例１における中間ユニットの構成機器と液圧コントローラの関係を示すブロック図である。

以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、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。

《実施形態１》
〈全体構成〉
実施形態１に係る冷凍装置（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。

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、庫内の空気を冷却する第１利用ユニット（60）（冷設ユニット）と、室内の空調を行う第２利用ユニット（50）（空調ユニット）と、コントローラ（100）とを備える。図１では、１つの空調ユニット（50）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（50）を有してもよい。図１では、１つの冷設ユニット（60）を図示している。冷凍装置（1）は、並列に接続される２つ以上の冷設ユニット（60）を有してもよい。これらのユニット（10,50,60）が４本の連絡配管（2,3,4,5）によって接続されることで、冷媒回路（6）が構成される。

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）、及び第２ガス連絡配管（5）で構成される。第１液連絡配管（2）及び第１ガス連絡配管（3）は、空調ユニット（50）に対応する。第２液連絡配管（4）及び第２ガス連絡配管（5）は、冷設ユニット（60）に対応する。

冷媒回路（6）では、冷媒が循環することで冷凍サイクルが行われる。本実施形態の冷媒回路（6）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ように構成される。

〈熱源ユニット〉
熱源ユニット（10）は、室外ファン（12）と、室外回路（11）とを有する。室外回路（11）では、圧縮要素（C）、流路切換機構（30）、室外熱交換器（13）、第１室外膨張弁（14）、気液分離器（15）が順に接続され、さらに冷却熱交換器（16）、及び中間冷却器（17）を有する。

〈圧縮要素〉
圧縮要素（C）は、冷媒を圧縮する。圧縮要素（C）は、第１圧縮機（21）、第２圧縮機（22）、及び第３圧縮機（23）を有する。圧縮要素（C）は、第１圧縮部（22，23）で圧縮した冷媒を、第２圧縮部（21）でさらに圧縮する二段圧縮式に構成される。第１圧縮部（22，23）は、低段側圧縮機を構成する第２圧縮機（22）及び第３圧縮機（23）である。第２圧縮部（21）は、高段側圧縮機を構成する第１圧縮機（21）である。第２圧縮機（22）及び第３圧縮機（23）は、互いに並列に接続される。第１圧縮機（21）及び第２圧縮機（22）は、直列に接続される。第１圧縮機（21）及び第３圧縮機（23）は、直列に接続される。第１圧縮機（21）は第１圧縮部を構成し、第２圧縮機（22）及び第３圧縮機（23）は第２圧縮部を構成する。第１圧縮機（21）、第２圧縮機（22）、及び第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。第１圧縮機（21）、第２圧縮機（22）、及び第３圧縮機（23）は、運転周波数、ないし回転数が調節可能な可変容量式に構成される。

第１圧縮機（21）には、第１吸入管（21a）及び第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）及び第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）及び第３吐出管（23b）が接続される。第１吸入管（21a）は、第１圧縮部（22，23）と第２圧縮部（21）との間の中間圧力部を構成する。

第２吸入管（22a）は、冷設ユニット（60）に連通する。第２圧縮機（22）は、冷設ユニット（60）に対応する冷設側圧縮機である。第３吸入管（23a）は、空調ユニット（50）に連通する。第３圧縮機（23）は、空調ユニット（50）に対応する室内側圧縮機である。

〈流路切換機構〉
流路切換機構（30）は、冷媒の流路を切り換える。流路切換機構（30）は、第１配管（31）、第２配管（32）、第３配管（33）、第４配管（34）、第１三方弁（TV1）、及び第２三方弁（TV2）を有する。第１配管（31）の流入端と、第２配管（32）の流入端とは、第１吐出管（21b）に接続する。第１配管（31）及び第２配管（32）は、圧縮要素（C）の吐出圧が作用する配管である。第３配管（33）の流出端と、第４配管（34）の流出端とは、第３圧縮機（23）の第３吸入管（23a）に接続する。第３配管（33）及び第４配管（34）は、圧縮要素（C）の吸入圧が作用する配管である。

第１三方弁（TV1）は、第１ポート（P1）、第２ポート（P2）、及び第３ポート（P3）を有する。第１三方弁（TV1）の第１ポート（P1）は、高圧流路である第１配管（31）の流出端に接続する。第１三方弁（TV1）の第２ポート（P2）は、低圧流路である第３配管（33）の流入端に接続する。第１三方弁（TV1）の第３ポート（P3）は、室内ガス側流路（35）に接続する。

第２三方弁（TV2）は、第１ポート（P1）、第２ポート（P2）、及び第３ポート（P3）を有する。第２三方弁（TV2）の第１ポート（P1）は、高圧流路である第２配管（32）の流出端に接続する。第２三方弁（TV2）の第２ポート（P2）は、低圧流路である第４配管（34）の流入端に接続する。第２三方弁（TV2）の第３ポート（P3）は、室外ガス側流路（36）に接続する。

第１三方弁（TV1）及び第２三方弁（TV2）は、電動式の三方弁である。各三方弁（TV1,TV2）は、第１状態（図１の実線で示す状態）と第２状態（図１の破線で示す状態）とにそれぞれ切り換わる。第１状態の各三方弁（TV1,TV2）では、第１ポート（P1）と第３ポート（P3）とが連通し、且つ第２ポート（P2）が閉鎖される。第２状態の各三方弁（TV1,TV2）では、第２ポート（P2）と第３ポート（P3）とが連通し、第１ポート（P1）が閉鎖される。

〈室外熱交換器〉
室外熱交換器（13）は、熱源熱交換器を構成している。室外熱交換器（13）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（13）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。

室外熱交換器（13）のガス端には、室外ガス側流路（36）が接続される。室外熱交換器（13）の液端には、室外流路（O）が接続される。

〈室外流路〉
室外流路（O）は、室外第１管（o1）、室外第２管（o2）、室外第３管（o3）、室外第４管（o4）、室外第５管（o5）、室外第６管（o6）、室外第７管（o7）、及び室外第８管（o8）を含む。室外第１管（o1）の一端は、室外熱交換器（13）の液端に接続される。室外第１管（o1）の他端には、室外第２管（o2）の一端、及び室外第３管（o3）の一端がそれぞれ接続される。室外第２管（o2）の他端は、気液分離器（15）の頂部に接続される。室外第４管（o4）の一端は、気液分離器（15）の底部に接続される。室外第４管（o4）の他端には、室外第５管（o5）の一端、及び室外第３管（o3）の他端がそれぞれ接続される。室外第５管（o5）の他端には、室外第６管（o6）の一端、及び室外第８管（o8）の一端がそれぞれ接続される。室外第８管（o8）の他端は、第２液連絡配管（4）に接続する。室外第６管（o6）の他端は、第１液連絡配管（2）に接続する。室外第７管（o7）の一端は、室外第６管（o6）の途中に接続する。室外第7管（o7）の他端は、室外第２管（o2）の途中に接続する。

〈減圧機構〉
熱源回路（11）は、第１減圧機構（14）及び第２減圧機構（18）を有する。第１〜第２減圧機構（14，18）は、利用ユニット（50，60）へ流出する冷媒を減圧する。

第１減圧機構（14）は、第１室外膨張弁（14）である。第１室外膨張弁（14）は、コントローラ（100）からのパルス信号によりパルスモータが駆動されて開度が調整される電子膨張弁である。第１室外膨張弁（14）は、室外第１管（o1）に接続される。

第２減圧機構（18）は、第２室外膨張弁（18）である。第２室外膨張弁（18）は、コントローラ（100）からのパルス信号によりパルスモータが駆動されて開度が調整される電子膨張弁である。第２室外膨張弁（18）は、室外第8管（o8）に接続される。

〈気液分離器〉
気液分離器（15）は、冷媒を貯留する容器を構成している。気液分離器（15）は、第１室外膨張弁（14）の下流に備える。気液分離器（15）では、冷媒がガス冷媒と液冷媒とに分離される。気液分離器（15）の頂部には、室外第２管（o2）の他端と、後述するガス抜き管（37）の一端が接続される。

〈主流路、第１分岐流路、第２分岐流路〉
室外回路（11）は、主流路（M）、第１分岐流路（o8）及び第２分岐流路（o6）を有する。主流路（M）は、室外第１管（o1）、室外第２管（o2）、気液分離器（15）、室外第４管（o4）及び室外第５管（o5）により構成される。主流路（M）のうち室外第１管（o1）には、第１室外膨張弁（14）が接続される。

第１分岐流路（o8）の一端は、主流路（M）の端部に接続される。第１分岐流路（o8）の他端は冷設ユニット（60）に連通するように第２液連絡配管（4）が接続される閉鎖弁に接続される。具体的に、第１分岐流路（o8）は室外第８管（o8）である。室外第８管（o8）には、第２室外膨張弁（18）が接続される。

第２分岐流路（o6）の一端は、主流路（M）の端部に接続される。第２分岐流路（o6）の他端は、空調ユニット（50）に連通するように第１液連絡配管（2）が接続される閉鎖弁に接続される。具体的に、第２分岐流路（o6）は室外第６管（o6）である。

〈中間インジェクション回路〉
室外回路（11）は中間インジェクション回路（49）を備える。中間インジェクション回路（49）は、中間インジェクション回路（49）を流通する冷媒が第１圧縮部（22，23）と第２圧縮部（21）との間の中間圧力部に供給されるように構成される。中間インジェクション回路（49）は、第１冷媒配管（37）及びインジェクション管（38）を備える。

インジェクション管（38）の一端は、室外第５管（o5）の途中に接続される。インジェクション管（38）の他端は、第１圧縮機（21）の第１吸入管（21a）に接続される。インジェクション管（38）には、減圧弁（40）が設けられる。減圧弁（40）は、開度が可変な膨張弁である。

第１冷媒配管（37）は、気液分離器（15）に接続されるガス抜き管（37）である。ガス抜き管（37）は、気液分離器（15）のガス冷媒が気液分離器（15）から、第１圧縮部（22，23）と第２圧縮部（21）との間の流路に流入するように構成される。具体的に、ガス抜き管（37）の一端は、気液分離器（15）の頂部に接続される。ガス抜き管（37）の他端は、インジェクション管（38）の途中に接続される。ガス抜き管（37）には、ガス抜き弁（39）が接続される。ガス抜き弁（39）は、開度が可変な電子膨張弁である。

〈冷却熱交換器〉
室外回路（11）は、冷却熱交換器（16）を備える。冷却熱交換器(16）は、気液分離器（15）で分離された冷媒（主として液冷媒）を冷却する過冷却熱交換器（16）である。過冷却熱交換器（16）は、気液分離器（15）と第２室外膨張弁（18）との間に接続される。過冷却熱交換器（16）は、高圧側流路である第１流路（16a）と、低圧側流路である第２流路（16b）とを有する。過冷却熱交換器（16）では、第１流路（16a）を流れる高圧冷媒と、第２流路（16b）を流れる減圧された冷媒とが熱交換する。

過冷却熱交換器（16）では、第１流路（16a）を流れる冷媒が冷却される。第１流路（16a）は、熱源回路（11）の液冷媒が流れる液管である室外第４管（o4）の途中に接続される。

第２流路（16b）は、第１流路（16a）を流れる冷媒を冷却する冷媒が流れる流路である。第２流路（16b）は、中間インジェクション回路（49）に含まれる。具体的に、第２流路（16b）は、インジェクション管（38）における、減圧弁（40）の下流側に接続される。第２流路（16b）には、第１流路（16a）から分流し、減圧弁（40）で減圧された冷媒が流れる。

〈中間冷却器〉
中間冷却器（17）は、中間流路（41）に接続される。中間流路（41）の一端は、第２圧縮機（22）の第２吐出管（22b）、及び第３圧縮機（23）の第３吐出管（23b）に接続される。中間流路（41）の他端は、第１圧縮機（21）の第１吸入管（21a）に接続される。換言すると、中間流路（41）の他端は、圧縮要素（C）の中間圧力部に接続される。

中間冷却器（17）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（17）の近傍には、冷却ファン（17a）が配置される。中間冷却器（17）は、その内部を流れる冷媒と、冷却ファン（17a）が搬送する室外空気とを熱交換させる。

〈油分離回路〉
室外回路（11）は、油分離回路（42）を含む。油分離回路（42）は、油分離器（43）と、第１油戻し管（44）と、第２油戻し管（45）と、第３油戻し管（46）とを有する。油分離器（43）は、第１圧縮機（21）の第１吐出管（21b）に接続される。油分離器（43）は、圧縮要素（C）から吐出された冷媒中から油を分離する。第１油戻し管（44）の流入端は、油分離器（43）に連通する。第１油戻し管（44）の流出端は、第２圧縮機（22）の第２吸入管（22a）に接続される。第２油戻し管（45）の流入端は、油分離器（43）に連通する。第２油戻し管（45）の流出端は、中間流路（41）の流入端に接続する。第３油戻し管（46）は、主戻し管（46a）、冷設側分岐管（46b）、及び室内側分岐管（46c）を有する。主戻し管（46a）の流入端は、油分離器（43）に連通する。主戻し管（46a）の流出端には、冷設側分岐管（46b）の流入端と、室内側分岐管（46c）の流入端とが接続される。冷設側分岐管（46b）の流出端は、第２圧縮機（22）のケーシング内の油溜まりに連通する。室内側分岐管（46c）の流出端は、第３圧縮機（23）のケーシング内の油溜まりに連
通する。

第１油戻し管（44）には、第１油量調節弁（47a）が接続される。第２油戻し管（45）には、第２油量調節弁（47b）が接続される。冷設側分岐管（46b）には、第３油量調節弁（47c）が接続される。室内側分岐管（46c）には、第４油量調節弁（47d）が接続される。

油分離器（43）で分離された油は、第１油戻し管（44）を介して第２圧縮機（22）に戻される。油分離器（43）で分離された油は、第２油戻し管（45）を介して第３圧縮機（23）に戻される。油分離器（43）で分離された油は、第３油戻し管（46）を介して、第２圧縮機（22）及び第３圧縮機（23）の各ケーシング内の油溜まりに戻される。

〈逆止弁〉
室外回路（11）は、第１逆止弁（CV1）、第２逆止弁（CV2）、第３逆止弁（CV3）、第４逆止弁（CV4）、第５逆止弁（CV5）、第６逆止弁（CV6）、及び第７逆止弁（CV7）を有する。第１逆止弁（CV1）は、第１吐出管（21b）に接続される。第２逆止弁（CV2）は、第２吐出管（22b）に接続される。第３逆止弁（CV3）は、第３吐出管（23b）に接続される。第４逆止弁（CV4）は、室外第２管（o2）に接続される。第５逆止弁（CV5）は、室外第３管（o3）に接続される。第６逆止弁（CV6）は、室外第６管（o6）に接続される。第７逆止弁（CV7）は、室外第７管（o7）に接続される。これらの逆止弁（CV1〜CV7）は、図１に示す矢印方向の冷媒の流れを許容し、この矢印と反対方向の冷媒の流れを禁止する。

〈冷設ユニット〉
冷設ユニット（60）は、庫内を冷却する第１利用ユニット（60）である。冷設ユニット（60）は、冷設ファン（62）と冷設回路（61）とを有する。冷設回路（61）の液端には、第２液連絡配管（4）が接続される。冷設回路（61）のガス端には、第２ガス連絡配管（5）が接続される。

冷設回路（61）は、液端からガス端に向かって順に、冷設膨張弁（63）及び冷設熱交換器（64）を有する。冷設膨張弁（63）は、第２利用膨張弁である。冷設膨張弁（63）は、開度が可変な電子膨張弁で構成される。

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

〈空調ユニット〉
空調ユニット（50）は、屋内に設置される第２利用ユニット（50）である。空調ユニット（50）は、冷設ユニット（60）よりも冷媒の蒸発温度が高い。空調ユニット（50）は、室内ファン（52）と、室内回路（51）とを有する。室内回路（51）の液端には、第１液連絡配管（2）が接続される。室内回路（51）のガス端には、第１ガス連絡配管（3）が接続される。

室内回路（51）は、液端からガス端に向かって順に、室内膨張弁（53）及び室内熱交換器（54）を有する。室内膨張弁（53）は、第１利用膨張弁である。室内膨張弁（53）は、開度が可変な電子膨張弁である。

室内熱交換器（54）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（52）は、室内熱交換器（54）の近傍に配置される。室内ファン（52）は、室内空気を搬送する。室内熱交換器（54）は、その内部を流れる冷媒と、室内ファン（52）が搬送する室内空気とを熱交換させる。

〈センサ〉
冷凍装置（1）は、各種のセンサを有する。各種のセンサは、高圧圧力センサ（71）、中間圧圧力センサ（72）、第１低圧圧力センサ（73）、第２低圧圧力センサ（74）、二相冷媒圧力センサ（75）、及び圧力取得部（48）を含む。

高圧圧力センサ（71）は、第１圧縮機（21）の吐出冷媒の圧力（高圧圧力（HP））を検出する。中間圧圧力センサ（72）は、中間流路（41）の冷媒の圧力、換言すると、第１圧縮機（21）と、第２圧縮機（22）及び第３圧縮機（23）との間の冷媒の圧力（中間圧力（MP））を検出する。第１低圧圧力センサ（73）は、第２圧縮機（22）に吸入される吸入冷媒の圧力（第１低圧圧力（LP1））を検出する。第２低圧圧力センサ（74）は、第３圧縮機（23）に吸入される吸入冷媒の圧力（第２低圧圧力（LP2））を検出する。二相冷媒圧力センサ（75）は、気液分離器（15）の液冷媒の圧力（二相冷媒圧力（RP））を検出する。

本実施形態の圧力取得部は、出口圧力センサ（48）である。出口圧力センサ（48）は、室外第８管（o8）において、第２室外膨張弁（18）による減圧後の圧力（出口圧力（SP））を検知する。

他のセンサが検出する物理量として、高圧冷媒の温度、低圧冷媒の温度、中間圧冷媒の温度、室外熱交換器（13）の冷媒の温度、冷設熱交換器（64）の冷媒の温度、室外空気の温度、及び庫内空気の温度など挙げられる。

〈コントローラ〉
コントローラ（100）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。コントローラ（100）は、各種のセンサの検出信号に基づいて、冷凍装置（1）の各種の機器を制御する。

図２に示すように、制御部であるコントローラ（100）は、熱源ユニット（10）に設けられた室外コントローラ（101）と、空調ユニット（50）に設けられた室内コントローラ（102）と、冷設ユニット（60）に設けられた冷設コントローラ（103）とを有する。室外コントローラ（101）は、室内コントローラ（102）及び冷設コントローラ（103）と通信可能である。コントローラ（100）は、出口圧力センサ（48）、高圧圧力センサ（71）などの各種の圧力センサ、及び各種の温度センサ等と通信線で接続されている。コントローラ（100）は、第１室外膨張弁（14）、第２室外膨張弁（18）などを含む冷媒回路（6）の構成部品と通信線で接続されている。

室外コントローラ（101）は、出口圧力センサ（48）で取得する圧力が目標圧力となるように、第２室外膨張弁（18）を制御する。目標圧力とは、冷設ユニット（60）の設計圧力より低い圧力である。

室外コントローラ（101）は、冷媒を圧縮要素（C）で臨界圧力以上まで圧縮するように制御する。室外コントローラ（101）は、二相冷媒圧力（RP）が亜臨界圧力まで減圧するように第１室外膨張弁（14）を制御する。

室外コントローラ（101）は、過冷却熱交換器（16）の冷却能力を制御する。具体的に、室外コントローラ（101）は、第２室外膨張弁（18）を流出した冷媒が液状態を維持するように、減圧弁（40）を制御する。

−運転動作−
冷凍装置（1）の運転動作について詳細に説明する。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、及びデフロスト運転を含む。

冷設運転では、冷設ユニット（60）が運転され、空調ユニット（50）は停止する。冷房運転では、冷設ユニット（60）が停止し、空調ユニット（50）が冷房を行う。冷房/冷設運転では、冷設ユニット（60）が運転され、空調ユニット（50）が冷房を行う。暖房運転では、冷設ユニット（60）が停止し、空調ユニット（50）が暖房を行う。暖房/冷設運転では、冷設ユニット（60）が運転され、空調ユニット（50）が暖房を行う。デフロスト運転では、冷設ユニット（60）が運転され、室外熱交換器（13）の表面の霜を融かす動作が行われる。暖房/冷設運転は、空調ユニット（50）の必要な暖房能力が比較的大きい条件下で実行される。

〈冷設運転〉
図３に示す冷設運転では、第１三方弁（TV1）が第２状態、第２三方弁（TV2）が第１状態となる。第１室外膨張弁（14）及び第２室外膨張弁（18）が所定開度で開放され、冷設膨張弁（63）の開度が過熱度制御により調節される。室内膨張弁（53）が全閉状態となり、減圧弁（40）の開度が適宜調節される。室外ファン（12）、冷却ファン（17a）、及び冷設ファン（62）が運転され、室内ファン（52）は停止する。第１圧縮機（21）及び第２圧縮機（22）が運転され、第３圧縮機（23）は停止する。冷設運転では、室外熱交換器（13）が放熱器となり、冷設熱交換器（64）が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。

図３に示すように、第２圧縮機（22）で圧縮された冷媒は、中間冷却器（17）で冷却された後、第１圧縮機（21）に吸入される。第１圧縮機（21）で圧縮された冷媒は、室外熱交換器（13）で放熱された後、第１室外膨張弁（14）により減圧され、第２圧力（臨界圧力）より低い冷媒となる。この冷媒は、気液分離器（15）を流れ、過冷却熱交換器（16）で冷却される。過冷却熱交換器（16）で冷却された冷媒は、第２室外膨張弁（18）により減圧される。減圧された冷媒は、冷設膨張弁（63）で減圧された後、冷設熱交換器（64）で蒸発する。この結果、庫内空気が冷却される。冷却熱交換器（16）で蒸発した冷媒は、第２圧縮機（22）に吸入され、再び圧縮される。

〈冷房運転〉
図４に示す冷房運転では、第１三方弁（TV1）が第２状態、第２三方弁（TV2）が第１状態となる。第１室外膨張弁（14）が所定開度で開放され、第２室外膨張弁（18）及び冷設膨張弁（63）が全閉状態となる。室内膨張弁（53）、及び減圧弁（40）の開度が適宜調節される。室外ファン（12）、冷却ファン（17a）、及び室内ファン（52）が運転され、冷設ファン（62）は停止する。第１圧縮機（21）及び第３圧縮機（23）が運転され、第２圧縮機（22）は停止する。冷房運転では、室外熱交換器（13）が放熱器となり、室内熱交換器（54）が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。

図４に示すように、第３圧縮機（23）で圧縮された冷媒は、中間冷却器（17）で冷却された後、第１圧縮機（21）に吸入される。第１圧縮機（21）で圧縮された冷媒は、室外熱交換器（13）で放熱し、気液分離器（15）を流れ、過冷却熱交換器（16）で冷却される。冷却熱交換器（16）で冷却された冷媒は、室内膨張弁（53）で減圧された後、室内熱交換器（54）で蒸発する。この結果、室内空気が冷却される。室内熱交換器（54）で蒸発した冷媒は、第３圧縮機（23）に吸入され、再び圧縮される。

〈冷房/冷設運転〉
図５に示す冷房/冷設運転では、第１三方弁（TV1）が第２状態、第２三方弁（TV2）が第１状態となる。第１室外膨張弁（14）及び第２室外膨張弁（18）が所定開度で開放される。冷設膨張弁（63）、室内膨張弁（53）、及び減圧弁（40）の開度が適宜調節される。室外ファン（12）、冷却ファン（17a）、冷設ファン（62）、及び室内ファン（52）が運転される。第１圧縮機（21）、第２圧縮機（22）、及び第３圧縮機（23）が運転される。冷房/冷設運転では、室外熱交換器（13）で放熱器となり、冷設熱交換器（64）及び室内熱交換器（54）が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。

図５に示すように、第２圧縮機（22）及び第３圧縮機（23）でそれぞれ圧縮された冷媒は、中間冷却器（17）で冷却された後、第１圧縮機（21）に吸入される。第１圧縮機（21）で圧縮された冷媒は、室外熱交換器（13）で放熱された後、第１室外膨張弁（14）により減圧され、第２圧力（臨界圧力）より低い冷媒となる。この冷媒は、気液分離器（15）を流れ、過冷却熱交換器（16）で冷却される。過冷却熱交換器（16）で冷却された冷媒は、室外第８管（o8）と室外第６管（o6）とに分流する。室外第６管（o6）に分流した冷媒は、空調ユニット（50）に流入する。室内膨張弁（53）で減圧された冷媒は、室内熱交換器（54）で蒸発する。室内熱交換器（54）で蒸発した冷媒は、第３圧縮機（23）に吸入され、再び圧縮される。室外第８管（o8）に流入した冷媒は、第２室外膨張弁（18）により減圧される。この冷媒は、冷設膨張弁（63）で減圧された後、冷設熱交換器（64）で蒸発する。冷設熱交換器（64）で蒸発した冷媒は、第２圧縮機（22）に吸入され、再び圧縮される。

〈暖房運転〉
図６に示す暖房運転では、第１三方弁（TV1）が第１状態、第２三方弁（TV2）が第２状態となる。室内膨張弁（53）が所定開度で開放され、第２室外膨張弁（18）及び冷設膨張弁（63）が全閉状態となる。第１室外膨張弁（14）、及び減圧弁（40）の開度が適宜調節される。室外ファン（12）、及び室内ファン（52）が運転され、冷却ファン（17a）、及び冷設ファン（62）が停止する。第１圧縮機（21）及び第３圧縮機（23）が運転され、第２圧縮機（22）は停止する。暖房運転では、室内熱交換器（54）が放熱器となり、室外熱交換器（13）が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。

図６に示すように、第３圧縮機（23）で圧縮された冷媒は、中間冷却器（17）を通過した後、第１圧縮機（21）に吸入される。第１圧縮機（21）で圧縮された冷媒は、室内熱交換器（54）で放熱する。この結果、室内空気が加熱される。室内熱交換器（54）で放熱した冷媒は、気液分離器（15）を流れ、冷却熱交換器（16）で冷却される。冷却熱交換器（16）で冷却された冷媒は、第１室外膨張弁（14）で減圧された後、室外熱交換器（13）で蒸発する。室外熱交換器（13）で蒸発した冷媒は、第３圧縮機（23）に吸入され、再び圧縮される。

〈暖房/冷設運転〉
図７に示す暖房/冷設運転では、第１三方弁（TV1）が第１状態、第２三方弁（TV2）が第２状態となる。室内膨張弁（53）が所定開度で開放される。冷設膨張弁（63）、第１室外膨張弁（14）、第２室外膨張弁（18）、及び減圧弁（40）の開度が適宜調節される。室外ファン（12）、冷設ファン（62）、及び室内ファン（52）が運転される。冷却ファン（17a）は停止する。第１圧縮機（21）、第２圧縮機（22）、及び第３圧縮機（23）が運転される。暖房/冷設運転では、室内熱交換器（54）が放熱器となり、冷設熱交換器（64）及び室外熱交換器（13）が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。

図７に示すように、第２圧縮機（22）及び第３圧縮機（23）でそれぞれ圧縮された冷媒は、中間冷却器（17）を通過した後、第１圧縮機（21）に吸入される。第１圧縮機（21）で圧縮された冷媒は、室内熱交換器（54）で放熱する。この結果、室内空気が加熱される。室内熱交換器（54）で放熱した冷媒は、気液分離器（15）を流れ、冷却熱交換器（16）で冷却される。冷却熱交換器（16）で冷却された冷媒の一部は、第１室外膨張弁（14）で減圧された後、室外熱交換器（13）で蒸発する。室外熱交換器（13）で蒸発した冷媒は、第３圧縮機（23）に吸入され、再び圧縮される。

冷却熱交換器（16）で冷却された冷媒の残りは、第２室外膨張弁（18）により減圧される。この冷媒は、冷設熱交換器（64）で蒸発する。この結果、庫内空気が冷却される。冷設熱交換器（64）で蒸発した冷媒は、第２圧縮機（22）に吸入され、再び圧縮される。

〈デフロスト運転〉
デフロスト運転では、図４に示す冷房運転と同じ動作が行われる。デフロスト運転では、第２圧縮機（22）及び第１圧縮機（21）で圧縮された冷媒が、室外熱交換器（13）で放熱する。この結果、室外熱交換器（13）の表面の霜が内部から加熱される。室外熱交換器（13）の除霜に利用された冷媒は、室内熱交換器（54）で蒸発した後、第２圧縮機（22）に吸入され、再び圧縮される。

−空調ユニットと冷設ユニットとを備える冷凍装置の課題−
空調ユニットと冷設ユニットとを備え、冷媒を二酸化炭素とする二段圧縮式の冷媒回路を備える冷凍装置の冷房／冷設の冷凍サイクルの概略について図８及び図９を参照して説明する。

圧縮要素（C）により圧縮された冷媒は高圧圧力（HP）となる。この高圧冷媒は室外熱交換器（13）を通過する際に放熱した後、第１室外膨張弁（14）により減圧される。この減圧後の冷媒の圧力は二相冷媒圧力（RP）となる。二相冷媒圧力（RP）の冷媒は、気液分離器（15）で液冷媒とガス冷媒とに分離し、液冷媒が過冷却熱交換器（16）により過冷却される。過冷却状態の液冷媒は、冷設ユニット（60）と空調ユニット（50）とに分流する。冷設熱交換器（64）へ向かう液冷媒は、冷設膨張弁（63）により減圧され、第１低圧圧力（LP1）となる。室内熱交換器（54）へ向かう液冷媒は、室内膨張弁（53）により減圧され、第２低圧圧力（LP2）となる。第１低圧圧力（LP1）となった冷媒は、第２圧縮機（22）に吸入される。第２低圧圧力（LP2）となった冷媒は、第３圧縮機（23）に吸入される。第２圧縮機（22）及び第３圧縮機（23）により圧縮された冷媒は、インジェクション管（38）を流通する冷媒と合流して、中間圧力（MP）となる。この中間圧力（MP）は、中間インジェクション回路（49）の減圧弁（40）により調節される。

ここで、図８に示すように、例えば、高圧圧力（HP）を９．０ＭＰａ、二相冷媒圧力（RP）を６．５ＭＰａ、中間圧力（MP）を５．０ＭＰａ、第１低圧圧力（LP1）を２．５ＭＰａ、及び第２低圧圧力（LP2）を３．８ＭＰａとする。冷設ユニット（60）の設計圧力を６．０ＭＰａとしたとき、冷設膨張弁（63）に流入する冷媒の二相冷媒圧力（RP）を６．０ＭＰａ（設計圧力）より下げる必要がある。しかし、二相冷媒圧力（RP）及び中間圧力（MP）の両方を設計圧力より下げると、図９に示すように、高段側の第２圧縮部（21）の圧縮比が低段側の第１圧縮部（22，23）の圧縮比に比べ大きくなり、第２圧縮部（21）への負担が大きくなるという問題が生じる。言い換えると、後述するように、第１圧縮部（22，23）と第２圧縮部（21）のバランスが崩れる。

さらに、室内膨張弁（53）及び冷設膨張弁（63）に流入する冷媒は、液状態であることが望ましい。冷媒は、一部が気化してしまうと、各膨張弁（53，63）から各熱交換器（54，64）へ流れる冷媒が偏流する場合があるからである。そのため、本実施形態では、気液分離器（15）から流出した冷媒は、液状態を維持するために、過冷却熱交換器（16）において過冷却状態にされる。過冷却熱交換器（16）では、第１流路（16a）を流れる冷媒が、第１流路（16a）の上流側と下流側で例えば１０℃低下するように、減圧弁（40）を制御することにより第２流路（16b）に流入する冷媒を１．５ＭＰａ（１０℃相当）減圧する。このように、過冷却熱交換器（16）の冷却能力を確保するために、二相冷媒圧力（RP）と中間圧力（MP）との差圧を、１．５ＭＰａに設定する。その結果、例えば、図９に示すように二相冷媒圧力（RP）を冷設ユニットの設計圧力（６．０ＭＰａ）より低い５．５ＭＰａに設定すると、中間圧力（MP）は４．０ＭＰａになる。中間圧力（MP）が４．０ＭＰａまで低下すると、空調ユニット（50）の第２低圧圧力（LP2）が３．８ＭＰａであるため、中間圧力（MP）と第２低圧圧力（LP2）との差圧が小さくなる。このため、第３圧縮機（23）に吸入される冷媒の循環量が少なくなるため、空調ユニット（50）の空調能力を確保できないという問題が生じる。

一方、中間圧力（MP）と第２低圧圧力（LP2）との差圧を十分確保するために、中間圧力（MP）を高く設定すると、それに伴い二相冷媒圧力（RP）も高くなる。その結果、二相冷媒圧力（RP）は冷設ユニットの設計圧力（６．０ＭＰａ）を超えてしまう。

本実施形態の冷凍装置（1）は、このような課題を考慮し、二相冷媒圧力（RP）を低下させることなく、空調ユニット（50）の能力を確保しながら冷房／冷設運転を行う。具体的に、冷設ユニット（60）の第２液連絡配管（4）に連通する室外第８管（o8）に第２室外膨張弁（18）及び出口圧力センサ（48）を設ける。コントローラ（100）は、出口圧力センサ（48）に検知される圧力が、冷設ユニット（60）の設計圧力より低い目標圧力となるように、第２室外膨張弁（18）（第２減圧機構）を制御する。このことで、中間圧力（MP）を下げずに空調ユニット（50）の冷媒の循環量を確保し、出口圧力（SP）を下げることで冷設ユニット（60）の設計圧力に対応させる。

第２室外膨張弁（18）の制御の一例について、図１０を参照しながら具体的に説明する。ここでは、冷設ユニット（60）の設計圧力を６．０ＭＰａとする。目標圧力は、５．０ＭＰａ以上６．０ＭＰａ未満とする。冷房／冷設運転を行っている状態（図５の状態）を基準に説明する。

ステップST1では、室外コントローラ（101）は、冷設ユニット（60）が運転を開始するかを判定する。具体的に、室外コントローラ（101）が、冷設コントローラ（103）から冷設ユニット（60）の運転要求を受信すると、ステップST2に移行する。室外コントローラ（101）が、冷設コントローラ（103）から冷設ユニット（60）の運転要求を受信しない場合、図１１の第１圧縮機（21）の起動制御（A）に移行する。

ステップST2では、室外コントローラ（101）は、気液分離器の二相冷媒圧力（RP）が所定の圧力より高いかを判定する。この所定の圧力は、冷媒が二酸化炭素である場合、冷媒が気体と液体とに分離可能な圧力（７．０ＭＰａ）である。二相冷媒圧力（RP）が所定の圧力（７．０ＭＰａ）より高い場合、ステップST3に移行する。二相冷媒圧力（RP）が所定の圧力（７．０ＭＰａ）以下である場合、ステップST4に移行する。

ステップST3では、室外コントローラ（101）は、ガス抜き弁（39）を開放する。このことにより、気液分離器（15）の二相冷媒圧力（RP）は低下する。気液分離器（15）内のガス冷媒は、ガス抜き管（37）を流通して、中間圧力部（21a）に導入される。

ステップST4では、室外コントローラ（101）は、第２室外膨張弁（18）を所定の開度に調節する。この所定の開度は、例えば、２４０ｐｌｓ（パルス）である。なお、第２室外膨張弁（18）の開度が全開のとき、４８０ｐｌｓである。２４０ｐｌｓは半分の開度である。

ステップST5では、出口圧力センサ（48）は、冷設ユニットに流出する冷媒の出口圧力（SP）を検知する。具体的に、出口圧力センサ（48）は、第２室外膨張弁（18）により減圧された冷媒の圧力を検知する。出口圧力（SP）が、目標圧力（５．０ＭＰａ以上６．０ＭＰａ未満）であれば、室外コントローラ（101）は本制御を終了し、そのままメインの制御フロー（図示せず）に戻す。出口圧力（SP）が目標圧力（５．０ＭＰａ以上６．０ＭＰａ未満）でない場合、ステップST6へ移行する。

ステップST6では、室外コントローラ（101）は、出口圧力（SP）が５．０ＭＰａ未満であるかを判定する。出口圧力（SP）が５．０ＭＰａ未満である場合、ステップST7へ移行する。出口圧力（SP）が５．０ＭＰａ未満でない場合、ステップST9へ移行する。

ステップST7では、室外コントローラ（101）は、第２室外膨張弁（18）が所定の開度以上であるかを判定する。この所定の開度とは、例えば４８０ｐｌｓ（全開）である。第２室外膨張弁（18）が全開である場合、ステップST5に移行する。ステップST5では、室外コントローラ（101）は、出口圧力（SP）が目標圧力（５．０ＭＰａ以上６．０ＭＰａ未満）にあるかを再び判定する。実際には、ステップST4にて第２室外膨張弁（18）の開度は２４０ｐｌｓに設定されている。そのため、第２室外膨張弁（18）の開度は４８０ｐｌｓより小さいので、ステップST8に移行する。

ステップST8では、室外コントローラ（101）は、第２室外膨張弁（18）の開度を現在の開度から大きくする。具体的に、室外コントローラ（101）は、第２室外膨張弁（18）の開度を現在の開度から２ｐｌｓ相当分大きくする。その後、ステップST5に移行する。ステップST5では、室外コントローラ（101）は、出口圧力（SP）が目標圧力（５．０ＭＰａ以上６．０ＭＰａ未満）にあるかを再び判定する。

ステップST9では、出口圧力（SP）が、６．０ＭＰａ以上の状態である。室外コントローラ（101）は、第２室外膨張弁（18）の開度が所定の開度より小さいかを判定する。この所定の開度とは、例えば１００ｐｌｓである。第２室外膨張弁（18）の開度が、１００ｐｌｓ未満であれば、ステップST10に移行する。第２室外膨張弁（18）の開度が１００ｐｌｓ以上であれば、ステップST11に移行する。

ステップST11では、室外コントローラ（101）は、第２室外膨張弁（18）の開度を現在の開度から小さくする。具体的に、室外コントローラ（101）は、第２室外膨張弁（18）の開度を現在の開度から２ｐｌｓ相当分小さくする。その後、ステップST5に移行する。ステップST5では、室外コントローラ（101）は、出口圧力（SP）が目標圧力（５．０ＭＰａ以上６．０ＭＰａ未満）にあるかを再び判定する。

ステップST11では、室外コントローラ（101）は、第２圧縮機（22）の運転を停止する。室外コントローラ（101）は、に第２圧縮機（22）の運転がＯＦＦである旨の信号を冷設コントローラ（103）に送信する。この信号を受信した冷設コントローラ（103）は、冷設ユニット（60）の運転を停止させる。その後、第１圧縮機（21）の起動制御（A）に移行する。

第１圧縮機（21）の起動制御（A）について図１１を用いて説明する。室外コントローラ（101）は、第１圧縮機（21）の起動制御を開始する。ステップST21において、室外コントローラ（101）は、第２室外膨張弁（18）の開度を所定の開度に設定する。この所定の開度は、例えば１００ｐｌｓである。

ステップST22では、室外コントローラ（101）は、二相冷媒圧力（RP）が冷設ユニット（60）の設計圧力（６．０ＭＰａ）より大きいかを判定する。二相冷媒圧力（RP）が設計圧力（６．０ＭＰａ）より大きい場合、ステップST23に移行する。二相冷媒圧力（RP）が設計圧力（６．０ＭＰａ）以下であれば、二相冷媒圧力（RP）は十分低下しているので、室外コントローラ（101）は、第１圧縮機（21）の起動制御（A）を終了し、そのままメインの制御フロー（図示せず）に戻す。

ステップST23では、気液分離器（15）内の圧力が高いため、室外コントローラ（101）は、第１圧縮機（21）を運転する。第１圧縮機（21）が運転されると、気液分離器（15）のガス冷媒は第１圧縮機（21）に吸入される。このことにより、気液分離器（15）の圧力が低下する。室外コントローラ（101）は、本制御を終了して、メインの制御フロー（図示せず）に戻す。

−実施形態１の効果−
本実施形態では、熱源ユニット（10）は、第１利用ユニット（60）と該第１利用ユニット（60）よりも冷媒の蒸発温度が高い第２利用ユニット（50）とを有する利用ユニット（50，60）の利用回路（51，61）に接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（6）を構成する熱源回路（11）と、前記熱源回路（11）を制御する制御部（100）とを備える。前記熱源回路（11）は、第１圧縮部（22，23）と、前記第１圧縮部（22，23）で圧縮した冷媒を更に圧縮する第２圧縮部（21）とを有する前記圧縮要素（C）と、放熱器（13）と、第１減圧機構（14）と、前記放熱器（13）の下流側に接続され、前記第１減圧機構（14）を備える主流路（M）と、前記主流路（M）の端部に接続され、前記第１利用ユニット（60）に連通する第１分岐流路（o8）と、前記端部に接続され、前記第２利用ユニット（50）に連通する第２分岐流路（o6）と、一端が前記主流路（M）に接続され、他端が前記第１圧縮部（22，23）及び前記第２圧縮部（21）の間に接続され、前記第１減圧機構（14）で減圧された冷媒が流入する中間インジェクション回路（49）と、前記第１分岐流路（o8）に設けられる第２減圧機構（18）とを備える。

この構成では、空調ユニット（50）に流入する冷媒の圧力は、第１室外膨張弁（14）により調節される。一方、冷設ユニット（60）に流入する冷媒の圧力は、第１室外膨張弁（14）及び第２室外膨張弁（18）により調節される。このことにより、例えば、図１２に示すように、冷設ユニット（60）の設計圧力を６．０ＭＰａとした場合、第２室外膨張弁（18）によって、冷設ユニット（60）に供給される冷媒を目標圧力（出口圧力（SP））である５．５ＭＰａに調整できる。そのため、第１室外膨張弁（14）により二相冷媒圧力（RP）を目標圧力にまで下げる必要がない。このことにより、中間圧力（MP）も低下しないため、第２低圧圧力（LP2）と中間圧力（MP）との差圧を十分確保できる。その結果、熱源ユニット（10）から空調ユニット（50）へ冷媒が流れやすくなり、空調ユニット（50）の冷房能力を確保できる。

加えて、中間圧力（MP）を低下させる必要がないため、第２圧縮部（21）の冷媒の圧縮比が第１圧縮部（22，23）の冷媒の圧縮比より大きくなることが抑制される。このことにより、第２圧縮部（第１圧縮機（21））への負担を軽減できる。

加えて、減圧弁（40）により減圧された冷媒は中間インジェクション回路（49）を介して第１圧縮部（22，23）と前記第２圧縮部（21）との間に導入できる。その結果、第１圧縮部（22，23）と第２圧縮部（21）の圧縮比のバランスが崩れることを抑制できる。

本実施形態では、前記熱源回路（室外回路（11））は、前記第２減圧機構（第２室外膨張弁（18））による減圧後の冷媒の圧力を検知または推定する圧力取得部（48）を備える。前記第２減圧機構（18）は、開度が調節可能な弁であり、前記圧力取得部（48）で取得する圧力が目標圧力となるように前記制御部（100）により制御される。

この構成では、冷設ユニット（60）に供給する冷媒の圧力を目標圧力に調節できる。そのため、冷設ユニット（60）に合わせて目標圧力を自由に設定できる。このことにより、熱源ユニット（10）を多種類の冷設ユニット（60）に対応させることができる。

本実施形態では、前記熱源回路（室外回路（11））は、気液分離器（15）を備える。前記中間インジェクション回路（49）は、前記気液分離器（15）に接続される第１冷媒配管（37）を備える。前記第１冷媒配管（37）は、前記気液分離器（15）内のガス冷媒が前記気液分離器（15）から、前記第１圧縮部（22，23）と前記第２圧縮部（21）との間の流路に流入するように構成される。

この構成では、ガス抜き管（37）により気液分離器（15）と中間圧力部（21a）とが連通する。このことにより、気液分離器（15）内の圧力が高くなったとき、気液分離器（15）内のガス冷媒を中間圧力部（21a）に流入させることができる。このことにより、気液分離器（15）内の圧力を下げることができる。また、気液分離器（15）内の圧力を下げることにより、気液分離器（15）内に冷媒が流入しやすくなる。

本実施形態では、前記熱源回路（11）は、前記第１減圧機構（14）と前記第２減圧機構（18）との間に接続される冷却熱交換器（16）を備える。前記冷却熱交換器（16）は、前記熱源回路（11）の液冷媒が流れる液管に接続される第１流路（16a）と、前記液管から分流し、減圧された冷媒が流れる第２流路（16b）とを有し、前記第２流路（16b）の冷媒によって、前記第１流路（16a）の冷媒を冷却するように構成される。前記第２流路（16b）は、前記中間インジェクション回路（49）を構成する。

この構成では、第１流路（16a）を流通した冷媒は減圧弁（40）に減圧されて第２流路（16b）に流入する。このことにより、過冷却熱交換器（16）において、第２流路（16b）の冷媒により、第１流路（16a）の冷媒を冷却できる。

本実施形態では、前記制御部（コントローラ（100））は、前記第２減圧機構（18）を流出した冷媒が液状態となるように前記冷却熱交換器（16）の冷却能力を制御する。

この構成では、室外コントローラ（101）は、第２室外膨張弁（18）を流出する冷媒が液状態となるように減圧弁（40）を制御する。このことにより、冷設熱交換器（64）の入口と出口との間の冷媒のエンタルピー差を大きくできる。その結果、冷設ユニット（60）の冷却能力を大きくできる。

加えて、冷設ユニット（60）に供給される冷媒のガス化を抑えることができる。その結果、冷設ユニット（60）の冷設膨張弁（63）から冷設熱交換器（64）へ流れる冷媒が偏流することを抑制でき、ひいては冷設熱交換器（64）における冷媒の蒸発能力の低下を抑制できる。

本実施形態では、前記制御部（100）は、冷媒を前記圧縮要素（C）で臨界圧力以上まで圧縮し、前記第１減圧機構（14）で亜臨界圧力まで減圧する冷凍サイクルを行うように前記冷媒回路（6）を制御する。

この構成では、第１室外膨張弁（14）により膨張され温度が低下した冷媒は気液分離器に流入する。このことにより、例えば外気温度が高くても、気液分離器内の圧力上昇が抑えられ、冷媒は気液分離器に流入しやすくなる。

−実施形態１の変形例−
図１３に示すように、実施形態１の熱源ユニット（10）は、主熱源ユニット（10a）と、該主熱源ユニット（10a）と分離された補助ユニット（10b）とを含み、補助ユニット（10b）は第２室外膨張弁（18）を備えていてもよい。このことにより、第２室外膨張弁（18）を備える補助ユニット（10b）を、主熱源ユニット（10a）と別体とすることができる。補助ユニット（10b）は、さらに出口圧力センサ（48）を含んでいてもよい。

《実施形態２》
実施形態２について説明する。実施形態２の冷凍装置（1）は、実施形態１の冷凍装置（1）において、コントローラ（100）が行う第２室外膨張弁（18）の制御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、実施形態１の冷凍装置（1）と異なる点を説明する。

本実施形態の第２室外膨張弁（18）の制御では、圧力取得部（48）は、各種の式により算出された第２室外膨張弁（18）の出側の冷媒圧力を推定する。この圧力取得部（48）が推定した第２室外膨張弁（18）の出側の冷媒圧力の値に基づいて、第２室外膨張弁（18）は制御される。

本実施形態の第２室外膨張弁（18）の制御について、図１４を参照しながら説明する。上記実施形態と同様に、冷設ユニット（60）の第１圧力（設計圧力）は６．０ＭＰａとする。第１圧力より低い圧力（目標圧力）は、５．０ＭＰａ以上６．０ＭＰａ未満とする。冷房／冷設運転を行っている状態（図５の状態）を基準に説明する。

ステップST31では、室外コントローラ（101）は、冷設ユニット（60）が運転を開始するかを判定する。具体的に、室外コントローラ（101）が、冷設コントローラ（103）から冷設ユニット（60）の運転要求を受信すると、ステップST32に移行する。

ステップST32では、室外コントローラ（101）は、二相冷媒圧力（RP）が所定の圧力より高いかを判定する。この所定の圧力は、例えば、冷媒が二酸化炭素である場合、冷媒が気体と液体とに分離可能な圧力（７．０ＭＰａ）である。二相冷媒圧力（RP）が所定の圧力（７．０ＭＰａ）より高い場合、ステップST33に移行する。二相冷媒圧力（RP）が所定の圧力（７．０ＭＰａ）以下である場合、ステップST34に移行する。

ステップST33では、第２圧力が所定の圧力（７．０ＭＰａ）よりも高いので、室外コントローラ（101）は、ガス抜き弁（39）を開放する。このことにより、気液分離器（15）の二相冷媒圧力（RP）は低下する。気液分離器（15）内のガス冷媒は、ガス抜き管（37）を流通し、中間圧力部（21a）に導入される。

ステップST34では、室外コントローラ（101）は、第２室外膨張弁（18）を所定の開度に調整する。この所定の開度は、例えば、２４０ｐｌｓである。

ステップST35では、室外コントローラ（101）は、第２圧縮機（22）に吸入される冷媒状態（冷媒流量、第１低圧圧力（LP1）、第２圧縮機（22）の吸入側の冷媒温度）から冷媒密度（ρ）を算出する。

ステップST36では、室外コントローラ（101）は、第２圧縮機（22）の回転数より、第２圧縮機（22）の冷媒循環量（G1）を算出する。具体的に、冷媒循環量（G1）＝圧縮機押しのけ量（V）×冷媒密度（ρ）×圧縮機体積効率（ηv）×回転数（n1）／３６００／１０６により表わされる。

ステップST37では、室外コントローラ（101）は、必要とする減圧量（ΔP）を算出する。具体的に、減圧量（ΔP）＝二相冷媒圧力（RP）−（６．０Ｍｐａ＋α）により表わされる。ここでαは任意の数字である。

ステップST38では、室外コントローラ（101）は、必要とする第２室外膨張弁（18）のＣｖ値を算出する。Ｃｖ値は、第２室外膨張弁（18）を全開にしたとき、単位時間あたりに通過する冷媒流量を示す。具体的に、Ｃｖ値＝冷媒循環量（G1）×（係数／冷媒密度（ρ）／減圧量（ΔP））０．５×１０３により表わされる。Ｃｖ値は、要するに、第２室外膨張弁（18）における冷媒の流れやすさを示す指標である。

ステップST39では、室外コントローラ（101）は、第２室外膨張弁（18）の現在の開度を示すｐｌｓからＣｖ値を算出する。この時のＣｖ値をＣｖ1とする。

ステップST40では、室外コントローラ（101）は、Ｃｖ値からＣｖ1を引いた値が−０．２以上かつ０．２以下であるか否かを判定する。Ｃｖ値からＣｖ1を引いた値が−０．２以上かつ０．２以下であるである場合、室外コントローラ（101）は、出口圧力（SP）が目標圧力であると推定する。室外コントローラ（101）は、本制御を終了し、そのままメインの制御フロー（図示せず）に戻す。Ｃｖ値からＣｖ1を引いた値が−０．２以上かつ０．２以下でない場合、ステップST41に移行する。

以上、ステップST35〜ST40では、室外コントローラ（101）は、Ｃｖ値とＣｖ１を算出する。以下のステップでは、室外コントローラ（101）は、第２室外膨張弁（18）の開度を設定する。

ステップST41では、室外コントローラ（101）は、Ｃｖ値からＣｖ1を引いた値が−０．２未満であるか否かを判定する。Ｃｖ値からＣｖ1を引いた値が−０．２未満である場合、室外コントローラ（101）は、出口圧力（SP）が目標圧力であると推定しない。この場合、ステップST42に移行する。

ステップST42では、室外コントローラ（101）は、第２室外膨張弁（18）の開度を現在の開度から小さくする。具体的に、室外コントローラ（101）は、第２室外膨張弁（18）の開度を現在の開度からさらに２ｐｌｓ相当分小さくする。その後、ステップST35に移行する。ステップST35では、室外コントローラ（101）は、出口圧力（SP）を再び算出する。

ステップST41において、Ｃｖ値からＣｖ1を引いた値が−０．２未満でない場合、室外コントローラ（101）は、Ｃｖ値からＣｖ1を引いた値は０．２より大きいと判定する。

ステップST43では、室外コントローラ（101）は、第２室外膨張弁（18）の開度を現在の開度から大きくする。具体的に、室外コントローラ（101）は、第２室外膨張弁（18）の開度を現在の開度からさらに２ｐｌｓ相当分大きくする。その後、ステップST35に移行する。ステップST35では、室外コントローラ（101）は、出口圧力（SP）を再び算出する。

本実施形態においても、第１室外膨張弁（14）を制御して、二相冷媒圧力（RP）を目標圧力にまで低下させる必要がない。このため、中間圧力（MP）も低下しないため、中間圧力（MP）と第２低圧圧力（LP2）との差圧を十分確保できる。さらに、第１圧縮部（22，23）と第２圧縮部（21）との冷媒の圧縮比のバランスが崩れることを抑制できる。

《実施形態３》
実施形態３の冷凍装置（1）は、実施形態１の冷凍装置（1）において、熱源ユニット（10）とコントローラ（100）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、実施形態１の冷凍装置（1）と異なる点を説明する。

〈熱源ユニットの圧縮要素〉
図１５に示すように、本実施形態の圧縮要素（C）は、第２バイパス管（24b）と、第３バイパス管（24c）とを備える。第２バイパス管（24b）は、第２圧縮機（22）をバイパスして冷媒を流すための配管である。第２バイパス管（24b）は、一端が第２吸入管 （22a）に接続し、他端が第２吐出管 （22b）に接続する。第３バイパス管（24c）は、第３圧縮機（23）をバイパスして冷媒を流すための配管である。第３バイパス管（24c）は、一端が第３吸入管（23a）に接続し、他端が第３吐出管（23b）に接続する。

第２バイパス管（24b）には、第８逆止弁（CV8）が設けられる。第３バイパス管（24c）には、第９逆止弁（CV9）が設けられる。これらの逆止弁（CV8,CV9）は、図１５に示す矢印方向の冷媒の流れを許容し、この矢印と反対方向の冷媒の流れを禁止する。

〈熱源ユニットの室外回路〉
図１５に示すように、本実施形態の冷凍装置（1）では、熱源ユニット（10）の室外回路（11）に接続配管（83）と補助弁（19）とが設けられる。

接続配管（83）の一端は、室外第８管（o8）における第２室外膨張弁（18）よりも第２液連絡配管（4）側の部分に接続される。本実施形態の接続配管（83）の一端は、室外第８管（o8）における出口圧力センサ（48）よりも第２液連絡配管（4）側の部分に接続する。なお、接続配管（83）の一端は、室外第８管（o8）における第２室外膨張弁（18）と出口圧力センサ（48）の間に接続してもよい。

接続配管（83）の他端は、室外回路（11）の低圧ガス管（20）に接続される。低圧ガス管（20）は、室外回路（11）において第２吸入管 （22a）を第２ガス連絡配管（5）に接続する配管である。

補助弁（19）は、接続配管（83）に設けられる。補助弁（19）は、開度可変の調節弁である。本実施形態の補助弁（19）は、弁体を駆動するパルスモータを備えた電子膨張弁である。

〈コントローラ〉
本実施形態のコントローラ（100）では、室外コントローラ（101）が補助弁（19）の制御を行う。また、本実施形態の室外コントローラ（101）が行う第２室外膨張弁（18）の制御は、実施形態１の室外コントローラ（101）が行う制御と異なる。

−室外コントローラの制御動作−
室外コントローラ（101）が行う第２室外膨張弁（18）と補助弁（19）の制御について説明する。

室外コントローラ（101）は、冷設ユニット（60）の冷設回路（61）の冷媒圧力を、冷設回路（61）が許容できる冷媒圧力以下に保つために、第２室外膨張弁（18）及び補助弁（19）を制御する。冷設回路（61）が許容できる冷媒圧力が、冷設ユニット（60）の設計圧力Ｐｕである。本実施形態の冷設ユニット（60）の設計圧力Ｐｕは、６ＭＰａである（Ｐｕ＝６ＭＰａ）。なお、室外コントローラ（101）の制御動作の説明に示す圧力の値は、単なる一例である。

ここで、冷設ユニット（60）が作動状態である場合、出口圧力センサ（48）の計測値は、冷設回路（61）の入り口における冷媒の圧力よりも若干高くなる。第２液連絡配管（4）を流れる間に、冷媒の圧力が次第に低下するからである。一方、本実施形態の液圧コントローラ（85）は、以下で説明するように、出口圧力センサ（48）の計測値である出口圧力ＳＰが冷設ユニット（60）の設計圧力Ｐｕよりも低くなるように、第２室外膨張弁（18）及び補助弁（19）の開度を制御する。従って、液圧コントローラ（85）が第２室外膨張弁（18）及び補助弁（19）を制御することによって、冷設ユニット（60）の冷設回路（61）へ流入する冷媒の圧力は、冷設ユニット（60）の設計圧力Ｐｕ未満に保たれる。

〈第２室外膨張弁の制御〉
室外コントローラ（101）が第２室外膨張弁（18）の開度を制御する動作について、図１６のフロー図を参照しながら説明する。室外コントローラ（101）は、図１６のフロー図に示す制御動作を、所定の時間（例えば、３０秒）毎に繰り返し行う。

ステップST51の処理において、室外コントローラ（101）は、出口圧力センサ（48）の計測値である出口圧力ＳＰを読み込み、この出口圧力ＳＰを第１基準圧力ＰＬ１と比較する。第１基準圧力ＰＬ１は、冷設ユニット（60）の設計圧力Ｐｕよりも低い（ＰＬ１＜Ｐｕ）。本実施形態の第１基準圧力ＰＬ１は、４．５ＭＰａである。

ステップST51の処理において、出口圧力ＳＰが第１基準圧力ＰＬ１以下である場合（ＳＰ≦ＰＬ１）、室外コントローラ（101）は、ステップST52の処理を行う。一方、出口圧力ＳＰが第１基準圧力ＰＬ１を上回る場合（ＳＰ＞ＰＬ１）、室外コントローラ（101）は、ステップST53の処理を行う。

ステップST52の処理において、室外コントローラ（101）は、第２室外膨張弁（18）を全開状態にする。つまり、ステップST52の処理において、室外コントローラ（101）は、第２室外膨張弁（18）の開度を最大値に設定する。

ステップST53の処理において、室外コントローラ（101）は、出口圧力ＳＰを第２基準圧力ＰＬ２と比較する。第２基準圧力ＰＬ２は、冷設ユニット（60）の設計圧力Ｐｕよりも低く、第１基準圧力ＰＬ１よりも高い（ＰＬ１＜ＰＬ２＜Ｐｕ）。本実施形態の第２基準圧力ＰＬ２は、５．２ＭＰａである。

ステップST53の処理において、出口圧力ＳＰが第２基準圧力ＰＬ２以上である場合（ＰＬ２≦ＳＰ）、室外コントローラ（101）は、ステップST54の処理を行う。一方、出口圧力ＳＰが第２基準圧力ＰＬ２を下回る場合（ＳＰ＜ＰＬ２）、室外コントローラ（101）は、ステップST55の処理を行う。

ステップST54の処理において、室外コントローラ（101）は、第２室外膨張弁（18）を全閉状態にする。つまり、ステップST54の処理において、室外コントローラ（101）は、第２室外膨張弁（18）の開度を実質的にゼロに設定する。

ステップST55の処理において、室外コントローラ（101）は、第２室外膨張弁（18）の開度を出口圧力ＳＰに応じて調節する。具体的に、室外コントローラ（101）は、出口圧力ＳＰが第３基準圧力ＰＬ３となるように第２室外膨張弁（18）の開度を調節するＰＩＤ制御を行う。第３基準圧力ＰＬ３は、第１基準圧力ＰＬ１よりも高く、第２基準圧力ＰＬ２よりも低い（ＰＬ１＜ＰＬ３＜ＰＬ２）。本実施形態の第３基準圧力ＰＬ３は、４．８ＭＰａである。なお、室外コントローラ（101）は、ＰＩＤ制御以外の制御方式を用いて第２室外膨張弁（18）の開度を調節してもよい。

上記の説明の通り、室外コントローラ（101）は、出口圧力ＳＰが第２基準圧力ＰＬ２以下となるように、第２室外膨張弁（18）の開度を調節する。その結果、第２液連絡配管（4）を通じて熱源ユニット（10）から作動状態の冷設ユニット（60）へ供給される冷媒の圧力は、冷設ユニット（60）の設計圧力Ｐｕよりも低い圧力に保たれる。

〈補助弁の制御〉
室外コントローラ（101）が補助弁（19）の開度を制御する動作について、図１７を参照しながら説明する。

室外コントローラ（101）は、出口圧力センサ（48）の計測値である出口圧力ＳＰを、所定の時間（例えば、１秒）毎に読み込む。そして、室外コントローラ（101）は、補助弁（19）の開度を、出口圧力ＳＰに応じた開度に設定する。

出口圧力ＳＰが第４基準圧力ＰＬ４よりも低い場合（ＳＰ＜ＰＬ４）、室外コントローラ（101）は、補助弁（19）を全閉状態にする。言い換えると、この場合、室外コントローラ（101）は、補助弁（19）の開度を実質的にゼロに設定する。第４基準圧力ＰＬ４は、第２基準圧力ＰＬ２よりも高く、設計圧力Ｐｕよりも低い（ＰＬ２＜ＰＬ４＜Ｐｕ）。本実施形態の第４基準圧力ＰＬ４は、５．４ＭＰａである。

出口圧力ＳＰが第５基準圧力ＰＬ５以上の場合（ＰＬ５＜ＳＰ）、室外コントローラ（101）は、補助弁（19）を全開状態にする。言い換えると、この場合、室外コントローラ（101）は、補助弁（19）の開度を最大値に設定する。第５基準圧力ＰＬ５は、第４基準圧力ＰＬ４よりも高く、設計圧力Ｐｕよりも低い（ＰＬ４＜ＰＬ５＜Ｐｕ）。本実施形態の第５基準圧力ＰＬ５は、５．８ＭＰａである。

出口圧力ＳＰが第４基準圧力ＰＬ４以上で且つ第５基準圧力ＰＬ５以下の場合（ＰＬ４≦ＳＰ≦ＰＬ５）、室外コントローラ（101）は、補助弁（19）の開度を、出口圧力ＳＰに比例した値に設定する。

具体的に、室外コントローラ（101）は、補助弁（19）の開度を、出口圧力ＳＰと第４基準圧力ＰＬ４の差（ＳＰ−ＰＬ４）に比例した値に設定する。また、室外コントローラ（101）は、補助弁（19）の開度を、出口圧力ＳＰが第４基準圧力ＰＬ４と等しい（ＳＰ＝ＰＬ４）ときに実質的にゼロにする一方、出口圧力ＳＰが第５基準圧力ＰＬ５と等しい（ＳＰ＝ＰＬ５）ときに最大にする。

上述したように、出口圧力ＳＰが第２基準圧力ＰＬ２以上である場合（ＰＬ２≦ＳＰ）、室外コントローラ（101）は、第２室外膨張弁（18）を全閉状態にする。一方、第４基準圧力ＰＬ４は、第２基準圧力ＰＬ２よりも高い（ＰＬ２＜ＰＬ４）。従って、室外コントローラ（101）は、第２室外膨張弁（18）を閉じても出口圧力ＳＰが第２基準圧力ＰＬ２よりも高いときに、補助弁（19）を開く。

−第２液連絡配管と冷設ユニットの冷設膨張弁に作用する冷媒圧力−
冷設ユニット（60）が作動状態である場合、室外コントローラ（101）は、出口圧力センサ（48）の計測値である出口圧力ＳＰが第２基準圧力ＰＬ２以下となるように、第２室外膨張弁（18）の開度を調節する。従って、冷設ユニット（60）が作動状態である場合、冷設膨張弁（63）に作用する冷媒圧力は、冷設ユニット（60）の設計圧力Ｐｕよりも低い圧力に保たれる。

一方、庫内空気の温度が設定温度範囲に入ると、冷設コントローラ（103）は、冷設膨張弁（63）を閉じ、冷設ユニット（60）を作動状態から冷却休止状態に切り換える。冷設膨張弁（63）が閉じると、第２液連絡配管（4）の冷媒圧力が上昇し、その結果、出口圧力センサ（48）の計測値である出口圧力ＳＰが上昇する。そして、出口圧力ＳＰが第２基準圧力ＰＬ２以上にまで上昇すると、室外コントローラ（101）が第２室外膨張弁（18）を閉じる。なお、冷凍装置（1）に複数台の冷設ユニット（60）が設けられている場合は、全ての冷設ユニット（60）が冷却休止状態になると、出口圧力ＳＰが上昇する。

このように、冷設ユニット（60）が冷却休止状態になると、冷設ユニット（60）の冷設膨張弁（63）と熱源ユニット（10）の第２室外膨張弁（18）とが閉状態になる。この状態では、冷媒回路（6）のうち冷設膨張弁（63）と第２室外膨張弁（18）の間の部分に、冷媒が閉じ込められる。そして、第２液連絡配管（4）の周囲の気温が比較的高い場合は、冷媒回路（6）のうち冷設膨張弁（63）と第２室外膨張弁（18）の間の部分に閉じ込められた冷媒の圧力が上昇する。そのため、何の対策も講じなければ、冷設膨張弁（63）に作用する冷媒圧力が冷設ユニット（60）の設計圧力Ｐｕを上回るおそれがある。

これに対し、本実施形態の中間ユニット（80）では、室外コントローラ（101）が補助弁（19）の開度を制御する。具体的に、室外コントローラ（101）は、出口圧力ＳＰが第４基準圧力ＰＬ４を上回ると、補助弁（19）を開く。補助弁（19）が開くと、第２液連絡配管（4）に存在する冷媒の一部が、接続配管（83）を通って低圧ガス管（20）へと流出し、その結果、第２液連絡配管（4）の冷媒圧力が低下する。

このように、本実施形態の冷凍装置（1）では、冷設ユニット（60）が冷却休止状態になった場合でも、冷設ユニット（60）の冷設膨張弁（63）に作用する冷媒圧力が、冷設ユニット（60）の設計圧力Ｐｕよりも低い圧力に保たれる。

ここで、補助弁（19）が開くのは、原則として、冷設ユニット（60）が冷却休止状態になって第２圧縮機（22）が停止しているときである。そして、第１圧縮機（21）及び第３圧縮機（23）が作動中に補助弁（19）が開くと、第２液連絡配管（4）に存在する冷媒は、第１圧縮機（21）によって吸引される。具体的に、第２液連絡配管（4）に存在する冷媒は、低圧ガス管（20）と第２バイパス管（24b）を順に通過し、その後に第３圧縮機（23）から吐出された冷媒と合流し、続いて中間冷却器（17）を通過した後に第１圧縮機（21）へ吸い込まれる。

なお、全ての圧縮機（21,22,23）が停止している状態において、室外コントローラ（101）が補助弁（19）を開く場合もある。その場合は、第１圧縮機（21）を起動させ、第２液連絡配管（4）に存在する冷媒を第１圧縮機（21）に吸引させてもよい。その場合、第２液連絡配管（4）に存在する冷媒は、中間冷却器（17）を通過する間に実質的にガス単相状態となってから第１圧縮機（21）に吸い込まれる。

−実施形態３の効果−
本実施形態の熱源ユニット（10）は、接続配管（83）と、補助弁（19）とを備える。接続配管（83）は、第２室外膨張弁（18）が設けられた室外第８管（o8）における第２室外膨張弁（18）の下流側の部分を、冷設ユニット（60）から圧縮要素（C）へ向けて冷媒が流れる低圧ガス管（20）に接続する。補助弁（19）は、接続配管（83）に設けられる。

ここで、冷設ユニット（60）に設けられた冷設膨張弁（63）と第２室外膨張弁（18）の両方が閉じた状態では、熱源ユニット（10）を冷設ユニット（60）に接続する第２液連絡配管（4）に冷媒が封じ込められた状態となる。第２液連絡配管（4）の周囲の気温が高いときにこの状態に陥ると、第２液連絡配管（4）の内圧が上昇し、第２液連絡配管（4）と冷設ユニット（60）が破損するおそれがある。

一方、本実施形態の熱源ユニット（10）では、室外第８管（o8）と低圧ガス管（20）を繋ぐ接続配管（83）に補助弁（19）が設けられる。補助弁（19）が開いた状態では、熱源ユニット（10）を冷設ユニット（60）に接続する第２液連絡配管（4）が、接続配管（83）を介して低圧ガス管（20）と連通する。そのため、冷設ユニット（60）の冷設膨張弁（63）と熱源ユニット（10）の第２室外膨張弁（18）との両方が閉じた状態において、第２液連絡配管（4）の内圧の過度な上昇が抑えられ、その結果、第２液連絡配管（4）の破損と、冷設ユニット（60）の破損とを回避できる。

−実施形態３の変形例１−
本実施形態の熱源ユニット（10）において、補助弁（19）は、全閉状態と全開状態に選択的に切り換わる開閉弁であってもよい。本変形例の補助弁（19）は、弁体を駆動するソレノイドを備えた電磁弁である。

図１８に示すように、本変形例の室外コントローラ（101）は、補助弁（19）が全閉状態であるときに出口圧力センサ（48）の計測値である出口圧力ＳＰが第５基準圧力ＰＬ５に達すると（ＳＰ＝ＰＬ５になると）、補助弁（19）を全閉状態から全開状態に切り換える。また、本変形例の室外コントローラ（101）は、補助弁（19）が全開状態であるときに出口圧力ＳＰが第４基準圧力ＰＬ４に達すると（ＳＰ＝ＰＬ４になると）、補助弁（19）を全開状態から全閉状態に切り換える。なお、第４基準圧力ＰＬ４及び第５基準圧力ＰＬ５の値は、補助弁（19）が開度可変の調節弁である場合と同じである。

−実施形態３の変形例２−
本実施形態の液圧コントローラ（85）において、第４基準圧力ＰＬ４は、第２基準圧力ＰＬ２よりも若干低い値に設定されていてもよい。（ＰＬ４＜ＰＬ２）。その場合でも、第４基準圧力ＰＬ４は、第１基準圧力ＰＬ１よりも高い値に設定される（ＰＬ１＜ＰＬ４）。本変形例の中間ユニット（80）では、第２室外膨張弁（18）が全閉状態になる前に補助弁（19）が開き始めることがあり得る。

《実施形態４》
本実施形態の冷凍装置（1）は、実施形態３の熱源ユニット（10）の構成を変更したものである。ここでは、本実施形態の熱源ユニット（10）について、実施形態３の熱源ユニット（10）と異なる点を説明する。

図１９に示すように、本実施形態の熱源ユニット（10）は、主熱源ユニット（10a）と中間ユニット（80）とを備える。

主熱源ユニット（10a）は、図１５に示す実施形態３の熱源ユニット（10）から、第２室外膨張弁（18）、出口圧力センサ（48）、接続配管（83）、及び補助弁（19）を省略したものである。主熱源ユニット（10a）は、室外に設置され、第２液連絡配管（4）及び第２ガス連絡配管（5）によって冷設ユニット（60）と接続される。本実施形態の室外コントローラ（101）は、第２室外膨張弁（18）、及び補助弁（19）の制御を行わない。

本実施形態の熱源ユニット（10）において、第２室外膨張弁（18）、出口圧力センサ（48）、接続配管（83）、及び補助弁（19）は、中間ユニット（80）に設けられる。中間ユニット（80）は、主熱源ユニット（10a）とは別体に形成されたユニットである。この中間ユニット（80）は、補助ユニットを構成する。図示しないが、中間ユニット（80）は、その構成部品を収容するケーシングを備える。

中間ユニット（80）は、第２液連絡配管（4）及び第２ガス連絡配管（5）に接続される。従って、本実施形態の冷媒回路（6）では、主熱源ユニット（10a）と冷設ユニット（60）の間に中間ユニット（80）が設けられる。中間ユニット（80）は、屋内に設置される。

中間ユニット（80）は、液側配管（81）とガス側配管（82）とを更に備える。液側配管（81）は、第２液連絡配管（4）の途中に設けられる。液側配管（81）は、第２液連絡配管（4）を介して、冷設ユニット（60）の冷設回路（61）と、室外回路（11）の室外第８管（o8）とに接続する。この液側配管（81）は、室外第８管（o8）と共に第１分岐流路を構成する。ガス側配管（82）は、第２ガス連絡配管（5）の途中に設けられる。ガス側配管（82）は、第２ガス連絡配管（5）を介して、冷設ユニット（60）の冷設回路（61）と、室外回路（11）の低圧ガス管（20）とに接続する。

本実施形態の熱源ユニット（10）において、第２室外膨張弁（18）及び出口圧力センサ（48）は、液側配管（81）に設けられる。実施形態３の室外回路（11）と同様に、出口圧力センサ（48）は、第２室外膨張弁（18）よりも冷設ユニット（60）側に配置される。

本実施形態の熱源ユニット（10）において、接続配管（83）は、一端が液側配管（81）に接続し、他端がガス側配管（82）に接続する。接続配管（83）の一端は、液側配管（81）のうち第２室外膨張弁（18）よりも冷設ユニット（60）側の部分に接続する。本実施形態の接続配管（83）の一端は、液側配管（81）のうち出口圧力センサ（48）よりも冷設ユニット（60）側の部分に接続する。なお、接続配管（83）の一端は、液側配管（81）のうち第２室外膨張弁（18）と出口圧力センサ（48）の間の部分に接続してもよい。

本実施形態の熱源ユニット（10）において、補助弁（19）は、実施形態３の熱源ユニット（10）と同様に、接続配管（83）に設けられる。

本実施形態の中間ユニット（80）は、液圧コントローラ（85）を備える。液圧コントローラ（85）は、室外コントローラ（101）、室内コントローラ（102）、及び冷設コントローラ（103）と共に、コントローラ（100）を構成する。

図２０に示すように、液圧コントローラ（85）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バイス（具体的には半導体メモリ）とを含む。液圧コントローラ（85）は、第２室外膨張弁（18）、補助弁（19）、及び出口圧力センサ（48）と、通信線を介して電気的に接続される。

液圧コントローラ（85）は、出口圧力センサ（48）の計測値である出口圧力ＳＰに基づいて、第２室外膨張弁（18）と補助弁（19）の制御を行う。液圧コントローラ（85）が行う第２室外膨張弁（18）及び補助弁（19）の制御は、実施形態３の室外コントローラ（101）が行う第２室外膨張弁（18）及び補助弁（19）の制御と同じである。

−実施形態４の特徴−
本実施形態の中間ユニット（80）は、屋内に配置される。このため、外気温が高い夏期において、液連絡配管（4）のうち中間ユニット（80）と冷設ユニット（60）の間の部分の周囲の気温は、屋外よりも低くなる。そのため、冷設ユニット（60）の冷設膨張弁（63）と中間ユニット（80）の第２室外膨張弁（18）の両方が閉じた状態において、液連絡配管（4）のうち中間ユニット（80）と冷設ユニット（60）の間の部分の内圧の上昇が抑えられる。

また、中間ユニット（80）は、冷設ユニット（60）と同じ室内空間に配置される場合がある。通常、冷設ユニット（60）は、空調ユニット（50）によって空気調和が行われる室内空間に設置される。例えば夏期に外気温が比較的高くなったときでも、中間ユニット（80）及び冷設ユニット（60）が設置された室内空間の気温は、屋外の気温よりも低い。そのため、中間ユニット（80）を屋内に設置すれば、冷設ユニット（60）の冷設膨張弁（63）と中間ユニット（80）の第２室外膨張弁（18）の両方が閉じた状態において、液連絡配管（4）のうち中間ユニット（80）と冷設ユニット（60）の間の部分の内圧の上昇が抑えられる。

−実施形態４の変形例１−
上記実施形態の中間ユニット（80）は、圧力入力部（86）を備えていてもよい。圧力入力部（86）は、作業者が冷設ユニット（60）の設計圧力Ｐｕに関する情報を入力するために操作する部材である。圧力入力部（86）としては、ディップスイッチや、数字を入力するためのテンキーが例示される。

図２１に示すように、本変形例の中間ユニット（80）において、圧力入力部（86）は、液圧コントローラ（85）に通信線等を介して電気的に接続される。圧力入力部（86）に入力された情報は、液圧コントローラ（85）に送信され、液圧コントローラ（85）のメモリデバイスに記録される。圧力入力部（86）に入力される情報は、冷設ユニット（60）の設計圧力Ｐｕの値であってもよいし、この設計圧力Ｐｕに対応した番号などの記号であってもよい。

本変形例の液圧コントローラ（85）は、圧力入力部（86）に入力された情報に基づいて基準圧力ＰＬ１〜ＰＬ５を設定し、設定した基準圧力ＰＬ１〜ＰＬ５を用いて第２室外膨張弁（18）及び補助弁（19）の開度を制御する。

−実施形態４の変形例２−
上記実施形態の中間ユニット（80）では、液圧コントローラ（85）が省略されていてもよい。その場合は、熱源ユニット（10）の室外コントローラ（101）が、出口圧力センサ（48）の計測値に基づいて、第２室外膨張弁（18）及び補助弁（19）の開度を制御する。その場合に熱源ユニット（10）が行う制御動作は、上記実施形態の液圧コントローラ（85）が行う制御動作と同じである。

《その他の実施形態》
上記実施形態においては、以下のような構成としてもよい。

実施形態１〜２の熱源ユニット（10）において、第２減圧機構（18）は、開度調整しない機構であってもよい。この場合、第２減圧機構（18）は、キャピラリチューブでもよい。

実施形態１〜４の熱源ユニット（10）において、冷設ユニット（60）は１つに限られない。複数の冷設ユニット（60，60，…）が並列に接続された冷凍装置（1）であってもよい。

実施形態１〜４の熱源ユニット（10）において、空調ユニット（50）は１つに限られない。複数の冷設ユニット（50，50，…）が並列に接続された冷凍装置（1）であってもよい。

実施形態１〜４の熱源ユニット（10）において、冷設熱交換器（64）は、空気と冷媒とを熱交換させる空気熱交換器でなくてもよい。冷設熱交換器（64）は、例えば冷媒によって水やブラインを冷却する冷却熱交換器であってもよい。

実施形態１〜４の熱源ユニット（10）において、室内熱交換器（54）は、空気と冷媒とを熱交換させる空気熱交換器でなくてもよい。室内熱交換器（54）は、例えば冷媒によって水やブラインを加熱する加熱熱交換器であってもよい。

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、以上の実施形態および変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。以上に述べた「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、熱源ユニット及び冷凍装置について有用である。

Ｃ 圧縮要素
Ｍ 主流路
ｏ６ 室外第６管（第２分岐流路）
ｏ８ 室外第８管（第１分岐流路）
１ 冷凍装置
６ 冷媒回路
１１ 熱源回路
１３ 室外熱交換器（放熱器）
１４ 第１室外膨張弁（第１減圧機構）
１５ 気液分離器
１６ 過冷却熱交換器（冷却熱交換器）
１６ａ 第１流路
１６ｂ 第２流路
１８ 第２室外膨張弁（第２減圧機構）
１９ 補助弁
２０ 低圧ガス管
２１ 第１圧縮機（第２圧縮部）
２２ 第２圧縮機（第１圧縮部）
２３ 第３圧縮機（第１圧縮部）
３７ ガス抜き管（第１配管）
３８ インジェクション管
４８ 出口圧力センサ（圧力取得部）
４９ 中間インジェクション回路
５０ 空調ユニット（第２利用ユニット）
６０ 冷設ユニット（第１利用ユニット）
８０ 中間ユニット（補助ユニット）
８１ 液側配管（第１分岐流路）
８３ 接続配管
１０１ 室外コントローラ（制御部）

Claims (11)

1. 第１利用ユニット（60）と該第１利用ユニット（60）よりも冷媒の蒸発温度が高い第２利用ユニット（50）とを有する利用ユニット（50，60）の利用回路（51，61）に接続されて、冷凍サイクルを行う冷媒回路（6）を構成する熱源回路（11）と、前記熱源回路（11）を制御する制御部（100）とを備える熱源ユニットであって、
   前記熱源回路（11）は、
   第１圧縮部（22，23）と、前記第１圧縮部（22，23）で圧縮した冷媒を更に圧縮する第２圧縮部（21）とを有する圧縮要素（C）と、
   放熱器（13）と、
   第１減圧機構（14）と、
   放熱器の下流側に接続され、前記第１減圧機構（14）を備える主流路（M）と、
   前記主流路（M）の端部に接続され、前記第１利用ユニット（60）に連通する第１分岐流路（o8）と、
   前記端部に接続され、前記第２利用ユニット（50）に連通する第２分岐流路（o6）と、
   一端が前記主流路（M）に接続され、他端が前記第１圧縮部（22，23）及び前記第２圧縮部（21）の間に接続され、前記第１減圧機構（14）で減圧された冷媒が流入する中間インジェクション回路（49）と、
   前記第１分岐流路（o8）に設けられる第２減圧機構（18）とを備える
   ことを特徴とする熱源ユニット。
2. 請求項１において、
   前記熱源回路（11）は、気液分離器（15）を備え、
   前記中間インジェクション回路（49）は、前記気液分離器（15）に接続される第１冷媒配管（37）を備え、
   前記第１冷媒配管（37）は、前記気液分離器（15）内のガス冷媒が前記気液分離器（15）から、前記第１圧縮部（22，23）と前記第２圧縮部（21）との間の流路に流入するように構成される
   ことを特徴とする熱源ユニット。
3. 請求項１または２において、
   前記熱源回路（11）は、前記第２減圧機構（18）による減圧後の冷媒の圧力を検知または推定する圧力取得部（48）を備え、
   前記第２減圧機構（18）は、
   開度が調節可能な弁であり、前記圧力取得部（48）で取得する圧力が目標圧力となるように前記制御部（100）により制御される
   ことを特徴とする熱源ユニット。
4. 請求項１から３の何れか１つにおいて、
   前記熱源回路（11）は、前記第１減圧機構（14）と前記第２減圧機構（18）との間に接続される冷却熱交換器（16）を備え、
   前記冷却熱交換器（16）は、
   前記熱源回路（11）の液冷媒が流れる液管に接続される第１流路（16a）と、
   前記液管から分流し、減圧された冷媒が流れる第２流路（16b）とを有し、
   前記第２流路（16b）の冷媒によって、前記第１流路（16a）の冷媒を冷却するように構成され、
   前記第２流路（16b）は、前記中間インジェクション回路（49）を構成する
   ことを特徴とする熱源ユニット。
5. 請求項４において、
   前記制御部（100）は、前記第２減圧機構（18）を流出した冷媒が液状態となるように前記冷却熱交換器（16）の冷却能力を制御する
   ことを特徴とする熱源ユニット。
6. 請求項１から５の何れか１つにおいて、
   前記第１利用ユニット（60）は冷凍設備の庫内を冷却する冷設ユニットであり、前記第２利用ユニット（50）は室内を空調する空調ユニットである
   ことを特徴とする熱源ユニット。
7. 請求項１から６の何れか１つにおいて、
   前記制御部（100）は、冷媒を前記圧縮要素（C）で臨界圧力以上まで圧縮し、前記第１減圧機構（14）で亜臨界圧力まで減圧する冷凍サイクルを行うように前記冷媒回路（6）を制御する
   ことを特徴とする熱源ユニット。
8. 請求項１から７の何れか１つにおいて、
   前記冷媒は二酸化炭素である
   ことを特徴とする熱源ユニット。
9. 請求項１から８の何れか１つにおいて、
   前記第１分岐流路（o8）における前記第２減圧機構（18）の下流側の部分を、前記利用ユニット（50，60）から前記圧縮要素（C）へ向けて冷媒が流れる低圧ガス管（20）に接続する接続配管（83）と、
   前記接続配管（83）に設けられた補助弁（19）とを備える
   ことを特徴とする熱源ユニット。
10. 請求項１から９の何れか１つにおいて、
    前記熱源ユニットは、主熱源ユニット（10a）と、該主熱源ユニット（10a）と分離された補助ユニット（10b,80）とを含み、補助ユニット（10b,80）は前記第２減圧機構（18）を備える
    ことを特徴とする熱源ユニット。
11. 請求項１から１０の何れか１つの熱源ユニット（10）と、
    第１利用ユニット（60）と該第１利用ユニット（60）よりも冷媒の蒸発温度が高い第２利用ユニット（50）とを備える利用回路（51，61）を有する利用ユニット（50，60）とを備え、
    前記熱源ユニット（10）の前記熱源回路（11）と前記利用ユニット（50，60）の前記利用回路（51，61）とが接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（6）が構成される
    ことを特徴とする冷凍装置。

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