JP2007162992A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高段側圧縮機構と凝縮器とを備えた熱源側回路に対して、低段側圧縮機構と蒸発器を備えた利用側回路が複数台並列に接続されて２段圧縮冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えた冷凍装置において、蒸発器の除霜の際に得た冷熱を他の蒸発器の冷却に利用する熱回収を行い、適切な除霜運転を行うことである。
【解決手段】冷凍装置（10）は、室外回路（40）に対し、第１及び第２利用側回路（140,141）が並列接続された冷媒回路（20）と、第１除霜部（260）を備えたコントローラ（250）とを備えている。第１除霜部（260）は、第１利用側回路（140）の圧縮機（101,102）のみを運転し、冷媒が圧縮機（101,102）を吐出した後、バイパス管（139）を流れて第２冷却熱交換器（93）で凝縮し、第１冷却熱交換器（83）で蒸発する冷凍サイクルを行って除霜運転を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、２段圧縮冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えた冷凍装置に関し、特に蒸発器の除霜運転対策に係るものである。

従来より、２段圧縮冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えた冷凍装置が知られており、食品等を貯蔵する冷蔵庫や冷凍庫等の冷却機として広く利用されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１の冷凍装置は、コンビニエンスストア等の冷凍庫内の空気を冷却する冷凍装置であって、低段側圧縮機、高段側圧縮機、室外熱交換器、及び冷却熱交換器が順に接続された冷媒回路を備えている。この冷凍装置では、冷却熱交換器を蒸発器とし、室外熱交換器を凝縮器として、上記低段側圧縮機及び高段側圧縮機を運転して冷媒を２段階に圧縮する２段圧縮冷凍サイクルの冷却運転が行われる。これにより、冷却熱交換器における冷媒の蒸発温度を比較的低くすることができる。この冷却運転が長時間継続すると、冷却熱交換器に霜が付着して冷却能力が低下する。そこで、例えば、特許文献２に示すように、電気ヒータにより加熱した空気を冷却熱交換器に供給して除霜が行われる。

一方、このような冷凍装置において、高段側圧縮機から吐出した冷媒を冷却熱交換器に供給して、冷却熱交換器の除霜運転を行うようにしたものがある。この冷凍装置の冷媒回路では、高段側圧縮機と室外熱交換器とを備える室外回路に対して、低段側圧縮機と冷却熱交換器とを備える冷却回路が２台並列に接続されている。この冷凍装置の除霜運転では、各低段側圧縮機を停止する一方、高段側圧縮機のみを駆動して、高段側圧縮機の吐出冷媒が、冷却熱交換器に流れて凝縮した後に室外熱交換器で蒸発して、冷媒が冷媒回路を冷却運転と逆サイクルに循環する。この逆サイクルの除霜運転は、冷却熱交換器の内部から霜を加温するので、電気ヒータによる除霜に比べて除霜時間の短縮化を図ることができると共に、加熱した空気が冷凍庫内へ流入することないので、庫内温度の上昇を招来することがない（特願２００５−２００２４０）。
特開２００２−２２８２９７号公報 特開平０９−３２４９７８号公報

しかしながら、上記冷却回路が並列に接続された冷媒回路を備え、逆サイクルの除霜運転を行う冷凍装置では、一方の冷却熱交換器の除霜中には、他方の冷却熱交換器で冷却を行う必要があっても冷却を行うことができないという問題点があった。また、逆サイクルの除霜運転では、冷媒が冷却熱交換器の除霜を行って得た冷熱を室外熱交換器で室外に捨ててしまうことになり、この冷熱を有効に利用することができないという問題点があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、熱源側回路に対して、利用側回路が複数台並列に接続されて２段圧縮冷凍サイクルを行う冷凍装置において、蒸発器の除霜で得た冷熱を他の蒸発器における冷却に利用して熱回収を行うことにより省エネルギー化を図ると共に、各蒸発器に対応した適切な除霜運転を行うことを目的とする。

第１の発明は、高段側圧縮機構（41,42,43）と凝縮器（44）とを備えた熱源側回路（11）に対して、低段側圧縮機構（101,102,121,122,201,202）と蒸発器（83,93,183）を備えた利用側回路（140,141,142）が複数台並列に接続され、２段圧縮冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）と、上記各低段側圧縮機構（101,102,121,122,201,202）の吐出側と吸入側とに接続され、連通遮断自在なバイパス通路（119,139,219）と、少なくとも１台の上記利用側回路（140,141,142）を除霜回路とし、少なくとも１台の上記利用側回路（140,141,142）を冷却回路とし、上記除霜回路の低段側圧縮機構及び上記高段側圧縮機構（41,42,43）を停止すると共に、上記冷却回路の低段側圧縮機構を駆動し、冷媒が上記除霜回路の低段側圧縮機構をバイパス通路を介してバイパスして各利用側回路（140,141,142）の間で冷媒を循環させ、上記除霜回路の蒸発器で冷媒を凝縮させて除霜を行う第１除霜手段（260）とを備えている。

この第１の発明では、上記第１除霜手段（260）により、上記冷却回路の低段側圧縮機構から吐出した冷媒が、上記除霜回路の低段側圧縮機構をバイパス通路を介して吐出側から吸入側へバイパスし、除霜回路の蒸発器で凝縮した後に冷却回路の蒸発器で蒸発する。これにより、除霜回路の蒸発器の除霜を行う共に、この除霜の際に冷媒が得た冷熱を、冷却回路の蒸発器における冷却に利用して熱回収を行う。

第２の発明は、第１の発明において、上記第１除霜手段（260）は、上記除霜回路の総数が、上記冷却回路の総数以下となるように除霜を行う。

この第２の発明では、除霜回路の総数以上の冷却回路の低段側圧縮機構から吐出した冷媒が、上記除霜回路の蒸発器を流れて、除霜回路の蒸発器の除霜を短時間で確実に行う。

第３の発明は、第１の発明において、上記第１除霜手段（260）は、上記除霜回路の総数が、上記冷却回路の総数以上となるように除霜を行う。

この第３の発明では、冷却回路の総数以上の除霜回路の蒸発器で冷熱を得た冷媒が、上記冷却回路の蒸発器を流れて、冷却回路の蒸発器における冷却を確実に行う。

第４の発明は、第１の発明において、全ての利用側回路（140,141,142）から除霜要求があると、上記第１除霜手段（260）に代わり、全ての利用側回路（140,141,142）の低段側圧縮機構（101,102,121,122,201,202）を停止すると共に、高段側圧縮機構（41,42,43）を駆動し、冷媒が各利用側回路（140,141,142）の低段側圧縮機構（101,102,121,122,201,202）をバイパス通路（119,139,219）を介してバイパスして各利用側回路（140,141,142）と熱源側回路（11）との間で冷媒を循環させ、全ての利用側回路（140,141,142）の蒸発器（83,93,183）で冷媒を凝縮させて除霜を行う第２除霜手段（270）を備えている。

この第４の発明では、第２除霜手段（270）を備えているので、全ての利用側回路（140,141,142）から除霜要求があった場合は、高段側圧縮機構（41,42,43）から吐出した冷媒を全ての利用側回路（140,141,142）の蒸発器（83,93,183）に供給して凝縮させ、該蒸発器（83,93,183）を確実に除霜する。

上記第１の発明によれば、上記冷却回路の低段側圧縮機構から吐出した冷媒が、上記除霜回路の低段側圧縮機構をバイパス通路を介して吐出側から吸入側へバイパスし、除霜回路の蒸発器で凝縮した後に冷却回路の蒸発器で蒸発するようにしたために、除霜回路の蒸発器の除霜が行うことができると共に、冷媒が該除霜回路の蒸発器で得た冷熱を、冷却回路の蒸発器における冷却に利用して熱回収を行うことができる。このようにして、並列接続された各利用側回路（140,141,142）の各蒸発器（83,93,183）で除霜及び冷却を同時に行うことができると共に、省エネルギー化を図ることができる。

また、上記第２の発明によれば、除霜回路の総数以上の冷却回路の低段側圧縮機構から吐出した冷媒が、上記除霜回路の蒸発器を流れるので、除霜回路の蒸発器の除霜を短時間で行うことができる。また、着霜量が多い場合であっても、確実に除霜を行うことができるので、除霜の信頼性が向上する。

また、上記第３の発明によれば、冷却回路の総数以上の除霜回路の蒸発器で冷熱を得た冷媒が、上記冷却回路の蒸発器を流れるので、冷却回路の蒸発器における冷却を確実に行うことができる。

また、上記第４の発明によれば、全ての利用側回路（140,141,142）から除霜要求があると、上記第１除霜手段（260）に代わり、各利用側回路（140,141,142）と熱源側回路（11）との間で冷媒を循環させて除霜を行う第２除霜手段（270）を備えるようにしたために、全ての利用側回路（140,141,142）から除霜要求があった場合は、高段側圧縮機構（41,42,43）から吐出した冷媒を、全ての利用側回路（140,141,142）の蒸発器（83,93,183）に供給して、上記蒸発器（83,93,183）を確実に除霜することができる。

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。

《発明の実施形態１》
本実施形態の実施形態１は、図１に示す冷凍装置（10）であって、２つの冷凍庫内の冷却運転を行うものである。

図１に示すように、本実施形態の冷凍装置（10）は、室外ユニット（11）と第１冷凍ユニット（12）と第２冷凍ユニット（13）と第１ブースタユニット（14）と第２ブースタユニット（15）と冷凍装置の運転動作を制御するコントローラ（250）とを備えている。室外ユニット（11）は、屋外に設置される一方、残りのユニット（12,13,14,15）は、屋内に設置されている。また、上記第１冷凍ユニット（12）及び上記第２冷凍ユニット（13）は２つの冷凍庫内に、それぞれ設けられている。

室外ユニット（11）には室外回路（40）が、第１冷凍ユニット（12）には第１冷凍回路（80）が、第２冷凍ユニット（13）には第２冷凍回路（90）が、第１ブースタユニット（14）には、第１ブースタ回路（100）が、第２ブースタユニット（15）には、第２ブースタ回路（120）がそれぞれ設けられている。この冷凍装置（10）では、これらの回路（40,80,90,100,120）を配管で接続することによって、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）が構成されている。

上記第１冷凍回路（80）及び第１ブースタ回路（100）は、互いに直列に接続されて第１利用側回路（140）を構成している。上記第２冷凍回路（90）及び第２ブースタ回路（120）は、互いに直列に接続されて第２利用側回路（141）を構成している。上記第１利用側回路（140）及び第２利用側回路（141）は、上記室外回路（40）に対して並列に接続されている。このようにして、上記室外回路（40）は、熱源側回路に構成される一方、第１及び第２利用側回路（140,141）は複数の利用側回路に構成されている。

具体的に、室外回路（40）の液側端及びガス側端には、第１閉鎖弁（21）及び第２閉鎖弁（22）が、第１ブースタ回路（100）の端部には第３閉鎖弁（23）が、第２ブースタ回路（120）の端部には第４閉鎖弁（24）がそれぞれ設けられている。上記第１閉鎖弁（21）には、液連絡配管（31）の一端が接続されている。この液連絡配管（31）の他端は２つに分岐しており、分岐した一方が第１冷凍回路（80）の端部に、他方が第２冷凍回路（90）の端部にそれぞれ接続されている。上記第２閉鎖弁（22）には、ガス連絡配管（32）の一端が接続されている。このガス連絡配管（32）の他端は２つに分岐しており、分岐した一方が上記第３閉鎖弁（23）に、他方が第４閉鎖弁（24）にそれぞれ接続されている。

〈室外ユニット〉
室外ユニット（11）の室外回路（40）には、第１可変容量圧縮機（41）、第１固定容量圧縮機（42）、第２固定容量圧縮機（43）、室外熱交換器（44）、レシーバ（45）、過冷却熱交換器（46）、第１室外膨張弁（47）、第２室外膨張弁（48）、及び四路切換弁（49）が設けられている。

上記第１可変容量圧縮機（41）、第１固定容量圧縮機（42）、及び第２固定容量圧縮機（43）は、何れも全密閉型で高圧ドーム型のスクロール圧縮機であり、高段側圧縮機構に構成されている。第１可変容量圧縮機（41）は、インバータを介して電力が供給され、該インバータの出力周波数を変化させて圧縮機モータの回転速度を変更することにより、容量可変に構成されている。一方、第１固定容量圧縮機（42）及び第２固定容量圧縮機（43）は、圧縮機モータが常に一定の回転速度で運転されるものであって、容量固定に構成されている。

第１可変容量圧縮機（41）の吸入側には第１吸入管（61）が、第１固定容量圧縮機（42）の吸入側には第２吸入管（62）の一端が、第２固定容量圧縮機（43）の吸入側には第３吸入管（63）の一端がそれぞれ接続されている。これらの吸入管（61,62,63）の他端は、高段側吸入管（64）を介して四路切換弁（49）に接続されている。

上記第１可変容量圧縮機（41）の吐出側には第１吐出管（65）が、第１固定容量圧縮機（42）の吐出側には第２吐出管（66）が、第２固定容量圧縮機（43）の吐出側には第３吐出管（67）がそれぞれ接続されている。これらの吐出管（65,66,67）の他端は、高段側吐出管（68）を介して上記四路切換弁（49）に接続されている。

上記室外熱交換器（44）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って、凝縮器に構成されている。室外熱交換器（44）の近傍には、室外ファン（50）が設けられている。この室外熱交換器（44）では、上記室外ファン（50）が送風する室外空気と冷媒との間で熱交換が行われる。室外熱交換器（44）の一端は、第５閉鎖弁（25）を介して四路切換弁（49）に接続されている。一方、室外熱交換器（44）の他端は、第１液管（71）を介してレシーバ（45）の頂部に接続されている。

上記過冷却熱交換器（46）は、高圧側流路（46a）と低圧側流路（46b）とを備え、各流路（46a,46b）を流れる冷媒同士を熱交換させるものである。この過冷却熱交換器（46）は、例えばプレート熱交換器により構成されている。

上記高圧側流路（46a）の流入端は、レシーバ（45）の底部に接続されている。また、上記高圧側流路（46a）の流出端は、第２液管（72）を介して上記第１閉鎖弁（21）に接続されている。一方、上記低圧側流路（46b）の流入端は、第１分岐管（73）を介して上記第２液管（72）の途中に接続されている。また、上記低圧側流路（46b）の流出端は、上記高段側吸入管（64）に接続されている。

上記第２液管（72）には、上記第１分岐管（73）の接続部と第１閉鎖弁（21）との間に第２分岐管（74）の一端が接続され、該第２分岐管（74）の他端は、上記第１液管（71）における室外熱交換器（44）とレシーバ（45）との間に接続されている。

上記第１分岐管（73）には、上記第１室外膨張弁（47）が設けられている。該第１室外膨張弁（47）は、開度が調節可能な電子膨張弁で構成されている。また、第１分岐管（73）には、上記第１室外膨張弁（47）の上流側に第３分岐管（75）の一端が接続され、該第３分岐管（75）の他端は、上記第１液管（71）における第２分岐管（74）の接続部と室外熱交換器（44）との間に接続されている。上記第３分岐管（75）には、上記第２室外膨張弁（48）が設けられている。該第２室外膨張弁（48）は、開度が調節可能な電子膨張弁で構成されている。

上記四路切換弁（49）は、第１のポートが高段側吐出管（68）に、第２のポートが高段側吸入管（64）に、第３のポートが室外熱交換器（44）に、第４のポートが第２閉鎖弁（22）にそれぞれ接続されている。該四路切換弁（49）は、第１のポートと第３のポートが互いに連通して第２のポートと第４のポート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のポートと第４のポートが互いに連通して第２のポートと第３ポートが互いに連通する第２状態（図１に破線で示す状態）とに切り換え可能に構成されている。

また、室外回路（20）には、高段側油分離器（56）及び３つの油戻し管（57,58,59）も設けられている。

高段側油分離器（56）は、高段側吐出管（68）に設けられ、高段側圧縮機構を構成する各圧縮機（41,42,43）の吐出冷媒から冷凍機油を分離するためのものである。高段側油分離器（56）には、第１油戻し管（57）の一端が接続され、該第１油戻し管（57）の他端は、第１吸入管（61）に接続されている。上記第１油戻し管（57）には、電磁弁（SV-1）が設けられている。また、上記第１油戻し管（57）には、電磁弁（SV-1）の上流側に第２油戻し管（58）の一端が接続され、該第２油戻し管（58）の他端は、第２吸入管（61b）に接続されている。さらに、上記第１油戻し管（57）には、高段側油分離器（56）と第２油戻し管（58）との間には、第３油戻し管（59）の一端が接続され、該第３油戻し管（59）の他端は、第３吸入管（63）に接続されている。上記第３油戻し管（59）には、電磁弁（SV-3）が設けられている。これらの各電磁弁（SV-1,SV-2.SV-3）を開くと、高段側油分離器（56）で分離された冷凍機油が、各圧縮機（41,42,43）の吸入側に送り返される。

室外回路（40）には、各種のセンサや圧力スイッチも設けられている。具体的に、上記高段側吸入管（64）には第１吸入温度センサ（151）と第１吸入圧力センサ（152）が設けられている。上記第１吐出管（65）には、第１高圧圧力スイッチ（153）と第１吐出温度センサ（154）と第１吐出圧力センサ（155）が設けられている。上記第２吐出管（66）には、第２高圧圧力スイッチ（156）と第２吐出温度センサ（157）とが設けられている。上記第３吐出管（67）には、第３高圧圧力スイッチ（158）と第３吐出温度センサ（159）とが設けられている。上記室外熱交換器（44）の室外ファン（50）の近傍には、外気温度センサ（160）が設けられている。上記第２液管（72）には、液温度センサ（161）が設けられている。

また、室外回路（40）には、一方向の冷媒の流通を許容しつつ、この方向とは逆の冷媒の流通を禁止する複数の逆止弁も設けられている。具体的に、上記第１吐出管（65）には、逆止弁（CV-1）が、上記第２吐出管（66）には、逆止弁（CV-2）が、上記第３吐出管（67）には、逆止弁（CV-3）がそれぞれ設けられている。また、上記第１液管（71）における第３分岐管（75）の接続部と第２分岐管（74）の接続部との間には、逆止弁（CV-4）が設けられている。上記第２液管（72）における第１分岐管（73）の接続部と第２分岐管（74）の接続部との間には、逆止弁（CV-5）が設けられている。上記第２分岐管（74）には、逆止弁（CV-6）が設けられている。なお、これらの逆止弁（CV-1,CV-2,…）は、図１の逆止弁を示す記号に付した矢印の方向への冷媒の流通だけを許容するように構成されている。

〈第１冷凍ユニット〉
上記第１冷凍ユニット（12）の第１冷凍回路（80）では、その液側端からガス側端へ向かって順に、第１ドレンパンヒータ（81）、第１室内膨張弁（82）、及び第１冷却熱交換器（83）が設けられている。

上記第１冷却熱交換器（83）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って、第１利用側回路（140）の蒸発器に構成されている。上記第１室内膨張弁（82）は、開度が調節可能な電子膨張弁で構成されている。上記第１冷却熱交換器（83）の近傍には、第１庫内ファン（84）が設けられている。第１冷却熱交換器（83）では、第１庫内ファン（84）が送風する庫内空気と冷媒との間で熱交換が行われる。また、第１冷却熱交換器（83）の下方には、第１ドレンパン（85）が設けられている。この第１ドレンパン（85）は、第１冷却熱交換器（83）の表面から落下する霜や結露水を回収するものである。

上記第１ドレンパンヒータ（81）は、上記第１ドレンパン（85）の底面に沿うようにして配設された冷媒配管で構成されている。この第１ドレンパンヒータ（81）は、第１ドレンパン（85）に回収された霜や、第１ドレンパン（85）内の液滴が凍結して生成される氷塊を、冷媒の熱を利用して融解させるものである。

また、第１冷凍回路（80）には、３つの温度センサが設けられている。具体的に、第１冷却熱交換器（83）の伝熱管には、第１蒸発温度センサ（162）が設けられている。第１冷凍回路（80）におけるガス側端の近傍には、第１ガス温度センサ（163）が設けられている。第１庫内ファン（84）の近傍には、第１庫内温度センサ（164）が設けられている。

〈第２冷凍ユニット〉
上記第２冷凍ユニット（13）の第２冷凍回路（90）は、上記第１冷凍回路（80）と同様の構成である。即ち、上記第２冷凍回路（90）には、第２ドレンパンヒータ（91）、第２室内膨張弁（92）、第２冷却熱交換器（93）が設けられている。上記第２冷却熱交換器（93）は、第２利用側回路（141）の蒸発器に構成されている。また、上記第２冷凍ユニット（13）には、上記第１冷凍ユニット（12）と同様にして、第２庫内ファン（94）及び第２ドレンパン（95）が設けられている。また、第２冷凍回路（90）には、上記第１冷凍回路（80）と同様にして、第２蒸発温度センサ（165）、第２ガス温度センサ（166）、及び第２庫内温度センサ（167）が設けられている。

〈第１ブースタユニット〉
上記第１ブースタユニット（14）の第１ブースタ回路（100）は、第１ブースタ連絡管（33）を介して上記第１冷凍回路（80）のガス側端と接続されている。この第１ブースタ回路（100）には、第２可変容量圧縮機（101）及び第３固定容量圧縮機（102） が設けられている。

上記第２可変容量圧縮機（101）及び第３固定容量圧縮機（102）は、何れも全密閉型で高圧ドーム型のスクロール圧縮機であり、第１利用側回路（140）の低段側圧縮機構に構成されている。第２可変容量圧縮機（101）には、インバータを介して電力が供給され、インバータの出力周波数を変化させて圧縮機モータの回転速度を変更することにより、容量可変に構成されている。一方、第３固定容量圧縮機（102）は、圧縮機モータが常に一定の回転速度で運転されるものであって、容量固定に構成されている。

第２可変容量圧縮機（101）の吸入側には第４吸入管（111）の一端が、第３固定容量圧縮機（102）の吸入側には第５吸入管（112）の一端がそれぞれ接続されている。これらの吸入管（111,112）の他端は、第１低段側吸入管（113）を介して上記第１ブースタ連絡管（33）と接続されている。

第２可変容量圧縮機（101）の吐出側には第４吐出管（114）の一端が、第３固定容量圧縮機（102）の吐出側には第５吐出管（115）の一端がそれぞれ接続されている。これらの吐出管（114,115）の他端は、第１低段側吐出管（116）を介して上記第３閉鎖弁（23）と接続されている。

第１ブースタ回路（100）には、第１低段側油分離器（26）と第１低段側油戻し管（27）、第１油排出管（117）、第１油供給管（28）、第１逃がし管（118）、及び第１バイパス管（119）も設けられている。

第１低段側油分離器（26）は、第１低段側吐出管（116）に設けられ、第２可変容量圧縮機（101）及び第３固定容量圧縮機（102）の吐出冷媒から冷凍機油を分離するためのものである。第１低段側油分離器（26）には、第１低段側油戻し管（27）の一端が接続され、該第１低段側油戻し管（27）の他端は、第１低段側吸入管（113）に接続されている。上記第１油戻し管（27）には、電磁弁（SV-5）が設けられている。該電磁弁（SV-5）を開くと、低段側油分離器（26）で分離された冷凍機油が、第１低段側吸入管（113）を流れ、第２可変容量圧縮機（101）及び第３固定容量圧縮機（102）の吸入側に送り返される。

上記第１油排出管（117）は、一端が第２可変容量圧縮機（101）の油排出口に接続され、他端が上記第１低段側吐出管（116）に接続されている。第１油排出管（117）には、電磁弁（SV-6）が設けられている。この電磁弁（SV-6）は、第２可変容量圧縮機（101）内の冷凍機油が過剰となる場合に開状態となる。その結果、この冷凍機油は、上記第１油排出管（117）を介して室外回路（40）側へ流れ込み、上記第１可変容量圧縮機（41）や第１，第２固定容量圧縮機（42,43）に吸入される。また、この第１油排出管（117）には、電磁弁（SV-6）の上流に、第１油供給管（28）の一端が接続し、該油供給管（28）の他端は、第５吸入管（112）に接続されている。該第１油供給管（28）には、電磁弁（SV-7）が設けられている。該電磁弁（SV-7）が開くと、第３固定容量圧縮機（102）の吸入側に冷凍機油が供給される。

上記第１逃がし管（118）は、一端が第１低段側吸入管（113）に接続され、他端が第１低段側吐出管（116）に接続されている。この第１逃がし管（118）は、冷凍装置（10）の冷却運転中に、第ブースタ回路（100）が室外回路（40）より高圧となる逆差圧状態になって、第２可変容量圧縮機（101）及び第３固定容量圧縮機（102）の運転が停止する際等に、第１低段側吸入管（113）を流れる冷媒を第１低段側吐出管（116）を介して室外回路（40）側へ送り込み、上記第１可変容量圧縮機（41）や第１，第２固定容量圧縮機（42,43）に吸入させるものである。

上記第１バイパス管（119）は、一端が上記第１低段側吸入管（113）に接続される一方、他端が第１低段側吐出管（116）に接続されている。また、上記第１バイパス管（119）には、電磁弁（SV-4）が設けられている。このようにして、上記第１バイパス管（119）は、低段側圧縮機構を構成する第２可変容量圧縮機（101）や第３固定容量圧縮機（102）をバイパスし、電磁弁（SV-4）の開閉により、連通遮断自在なバイパス通路に構成されている。

また、第１ブースタ回路（100）には、各種のセンサや圧力スイッチも設けられている。具体的に、上記第１低段側吸入管（113）には第２吸入温度センサ（168）が設けられている。また、上記第１低段側吸入管（113）には、配管を介して該第２吸入圧力センサ（169）が接続されている。該第２吸入圧力センサ（169）を配管を介して設けるのは、冷却熱交換器（83）を流れた低温の冷媒が第１低段側吸入管（113）に流入して、上記第２吸入圧力センサ（169）が破損することを防止するためである。上記第４吐出管（114）には、第４高圧圧力スイッチ（170）と第４吐出温度センサ（171）とが設けられている。上記第５吐出管（115）には、第５高圧圧力スイッチ（172）と第５吐出温度センサ（173）とが設けられている。上記第１低段側吐出管（116）には、第２吐出圧力センサ（174）が設けられている。

また、第１ブースタ回路（100）には、複数の逆止弁も設けられている。具体的に、上記第４吐出管（114）には逆止弁（CV-7）が、上記第５吐出管（115）には逆止弁（CV-8）が、上記第１逃がし管（118）には、逆止弁（CV-9）がそれぞれ設けられている。
なお、これらの逆止弁（CV-7,CV-8,CV-9）は、図１の逆止弁を示す記号に付した矢印の方向への冷媒の流通だけを許容するように構成されている。

〈第２ブースタユニット〉
上記第２ブースタユニット（15）の第２ブースタ回路（120）は、第２ブースタ連絡管（34）を介して上記第２冷凍回路（90）のガス側端と接続されている。この第２ブースタ回路（120）は、上記第１ブースタ回路（100）と同様の構成である。即ち、第２ブースタ回路（120）には、上記第１ブースタ回路（100）と同様にして、第３可変容量圧縮機（121）及び第４固定容量圧縮機（122）が設けられ、これらの圧縮機（121,122）が、第２利用側回路（141）の低段側圧縮機構に構成されている。

また、第２ブースタ回路（120）には、上記第１ブースタ回路（100）と同様にして、第６吸入管（131）、第７吸入管（132）、第２低段側吸入管（133）、第６吐出管（134）、第７吐出管（135）、第２低段側吐出管（136）、第２低段側油分離器（36）、第２低段側油戻し管（37）、第２油排出管（137）、第２油供給管（38）、第２逃がし管（138）、及び第２バイパス管（139）が設けられている。該第２バイパス管（139）は、第２利用側回路（141）のバイパス通路に構成されている。第２低段側油戻し管（37）には電磁弁（SV-9）が、第２油供給管（38）には電磁弁（SV-11）が、上記第２油排出管（137）には電磁弁（SV-10）が、第２バイパス管（139）には電磁弁（SV-8）がそれぞれ設けられている。

また、第２ブースタ回路（120）には、上記第１ブースタ回路（100）と同様にして、各種のセンサや圧力スイッチも設けられている。具体的に、上記第２低段側吸入管（133）には、第３吸入温度センサ（175）が設けられる一方、配管を介して第３吸入圧力センサ（176）が設けられている。上記第６吐出管（134）には、第６高圧圧力スイッチ（177）と第６吐出温度センサ（178）とが設けられている。上記第７吐出管（135）には、第７高圧圧力スイッチ（179）と第７吐出温度センサ（180）とが設けられている。上記第２低段側吐出管（136）には、第３吐出圧力センサ（181）が設けられている。

また、第２ブースタ回路（120）には、複数の逆止弁も設けられている。具体的に、上記第６吐出管（134）には逆止弁（CV-10）が、上記第７吐出管（135）には逆止弁（CV-11）が、上記第２逃がし管（138）には、逆止弁（CV-12）がそれぞれ設けられ、図１の矢印の方向への冷媒の流通だけを許容するように構成されている。

〈コントローラ〉
上記コントローラ（250）は、上記冷媒回路（20）に設けられた各種の弁の切換や開度調節等を行って、上記冷凍装置（10）の運転動作の制御を行うものである。また、上記コントローラ（100）は、第１除霜部（260）と第２除霜部（270）とを備えている。

第１除霜部（260）は、冷却運転中に、上記第１利用側回路（140）及び第２利用側回路（141）の何れか一方から除霜要求があると、冷却運転を停止して、除霜要求があった利用側回路を除霜回路とし、他方の利用側回路を冷却回路とし、除霜回路の冷却熱交換器を除霜する第１除霜運転を行うものであって、第１除霜手段に構成されている。具体的に、第１除霜部（260）は、除霜回路の低段側圧縮機及び上記高段側圧縮機を停止すると共に、上記冷却回路の低段側圧縮機を駆動し、冷媒が上記除霜回路の低段側圧縮機構をバイパス通路を介してバイパスして各利用側回路の間で冷媒を循環させ、除霜回路の蒸発器で冷媒を凝縮させて除霜を行う。

また、第２除霜部（270）は、冷却運転中に、全ての利用側回路（140,141）の冷却熱交換器（83,93）から除霜要求があると、冷却運転を停止して、全ての冷却熱交換器（83,93）を除霜する第２除霜運転を行うものであって、第２除霜手段に構成されている。具体的に、上記第２除霜部（270）は、上記第１除霜部（260）に代わり、全ての利用側回路（140,141）の圧縮機（101,102,121,122）を停止すると共に、室外ユニット（11）の圧縮機（41,42,43）を駆動し、冷媒が各利用側回路（140,141,142）の圧縮機（101,102,121,122）をバイパス通路（119,139）を介してバイパスして各利用側回路（140,141）と室外回路（40）との間で冷媒を循環させ、利用側回路（140,141）の蒸発器で冷媒を凝縮させて除霜を行う。

なお、除霜要求は、例えば、各冷却熱交換器（83,93）の着霜量が所定量以上になると行われる。該着霜量は、各蒸発温度センサ（162,165）等の情報から検知される。

−運転動作−
以下に、本実施形態の冷凍装置（10）の運転動作について説明する。上記冷凍装置（10）は、第１冷凍ユニット（12）及び第２冷凍ユニット（13）の庫内の冷却を行う冷却運転と、第１除霜部（250）による第１除霜運転と、第２除霜部（260）による第２除霜運転とが行われる。

〈冷却運転〉
冷却運転では、図２に示すように、室外回路（40）の四路切換弁（49）が第１状態に設定される。また、第２室外膨張弁（48）が全閉状態となる一方、第１室外膨張弁（47）の開度が適宜調節される。また、室外回路（40）の電磁弁（SV-1,2,3）は適宜開閉される。第１冷凍回路（80）では、第１室内膨張弁（82）の開度が適宜調節される。第２冷凍回路（90）では、第２室内膨張弁（92）の開度が適宜調節される。第１ブースタ回路（100）では、電磁弁（SV-4）が閉の状態に設定される一方、電磁弁（SV-5,6,7）が適宜開閉される。第２ブースタ回路（120）では、電磁弁（SV-8）が閉の状態に設定される一方、電磁弁（SV-9,10,11）が適宜開閉される。

冷却運転では、室外回路（40）の各圧縮機（41,42,43）、第１ブースタ回路（100）の各圧縮機（101,102）、及び第２ブースタ回路（120）の各圧縮機（121,122）がそれぞれ運転される。その結果、冷媒回路（20）では、冷媒が、室外熱交換器（44）で凝縮し、各冷却熱交換器（83,93）で蒸発する２段圧縮冷凍サイクルが行われる。

第１可変容量圧縮機（41）及び第１，第２固定容量圧縮機（42,43）から吐出された冷媒は、高段側吐出管（68）から四路切換弁（49）を通過して室外熱交換器（44）を流れる。室外熱交換器（44）では、冷媒が室外空気に放熱して凝縮する。

室外熱交換器（44）で凝縮した冷媒は、第１液管（71）、レシーバ（45）、及び過冷却熱交換器（46）の高圧側流路（46a）を通過し、第２液管（72）へ流入する。第２液管（72）を流れる冷媒は、一部が第１分岐管（73）へ分配され、残りが液連絡配管（31）へ流入する。

第１分岐管（73）を流れる冷媒は、第１室外膨張弁（47）を通過して減圧され、過冷却熱交換器（46）の低圧側流路（46b）を流通する。過冷却熱交換器（46）では、上記高圧側流路（46a）を流れる高圧冷媒と、低圧側流路（46b）を流れる低圧冷媒とが熱交換して、低圧側流路（46b）を流れる冷媒の蒸発熱として奪われ、高圧側流路（46a）を流れる冷媒が過冷却される。低圧側流路（46b）で蒸発した冷媒は、高段側吸入管（64）へ流入する。

上記液連絡配管（31）へ流入した冷媒は、第１冷凍回路（80）と第２冷凍回路（90）とに分配される。

第１冷凍回路（80）へ流入した冷媒は、第１ドレンパンヒータ（81）を通過して、上記第１ドレンパン（85）に付着した霜や、氷塊を融解し、この融解による融解熱により更に過冷却される。

第１ドレンパンヒータ（81）を流出した冷媒は、第１室内膨張弁（82）を通過して膨張し、第１冷却熱交換器（83）を流通する。第１冷却熱交換器（83）では、冷媒が冷凍庫内の空気から吸熱して蒸発する。その結果、第１冷凍ユニット（12）の庫内空気が冷却され、庫内温度が例えば−２０℃に保たれる。

第１冷却熱交換器（83）で蒸発した冷媒は、第１ブースタ連絡管（33）を介して第１ブースタ回路（100）に流入し、第１低段側吸入管（113）を経由して第２可変容量圧縮機（101）及び第３固定容量圧縮機（102）に吸入される。各圧縮機（101,102）で圧縮された冷媒は、第１低段側吐出管（116）を経由してガス連絡配管（32）に流入する。

一方、第２冷凍回路（90）へ流入した冷媒は、第２ドレンパンヒータ（91）を通過して、上記第１ドレンパン（95）に付着した霜や、氷塊を融解し、この融解による融解熱により更に過冷却される。

第２ドレンパンヒータ（91）を流出した冷媒は、第２室内膨張弁（92）を通過して膨張し、第２冷却熱交換器（93）を流通する。第２冷却熱交換器（93）では、冷媒が冷凍庫内の空気から吸熱して蒸発する。その結果、第２冷凍ユニット（13）の庫内空気が冷却され、この庫内温度が例えば−２０℃に保たれる。

第２冷却熱交換器（93）で蒸発した冷媒は、第２ブースタ連絡管（34）を介して第２ブースタ回路（120）に流入し、第２低段側吸入管（133）を経由して第３可変容量圧縮機（121）及び第４固定容量圧縮機（122）に吸入される。各圧縮機（121,122）で圧縮された冷媒は、第２低段側吐出管（136）を経由してガス連絡配管（32）に流入する。

ガス連絡配管（32）で合流した冷媒は、四路切換弁（49）を通過して高段側吸入管（64）へ流入し、この冷媒に、過冷却熱交換器（46）の低圧側流路（46b）で蒸発した冷媒が合流して、第１可変容量圧縮機（41）及び第１，第２固定容量圧縮機（42,43）に吸入される。

〈第１除霜運転〉
次に、上記第１除霜運転について、第２利用側回路（141）から除霜要求があった場合を例示して説明する。つまり、該第２利用回路（141）を除霜回路とし、第１利用側回路（140）を冷却回路として第１除霜運転を行う場合について説明する。

第２利用側回路（141）を除霜回路とする第１除霜運転では、図３に示すように、室外回路（40）の四路切換弁（49）は、第１状態に設定され、第２室外膨張弁（48）及び第１室外膨張弁（47）全閉状態に設定される。また、室外回路（40）の電磁弁（SV-1,2,3）は閉の状態に設定される。第１冷凍回路（80）では、第１室内膨張弁（82）の開度が適宜調節される。第２冷凍回路（90）では、第２室内膨張弁（92）が全開状態に設定される。第１ブースタ回路（100）では、電磁弁（SV-4）が閉の状態に設定される一方、（SV-5,6,7）が適宜開閉される。第２ブースタ回路（120）では、電磁弁（SV-8）が開の状態に設定される一方、電磁弁（SV-9,10,11）が閉の状態に設定される。

この第１除霜運転では、室外回路（40）の各圧縮機（41,42,43）及び第２ブースタ回路（120）の各圧縮機（121,122）がそれぞれ停止される一方、第１ブースタ回路（100）の各圧縮機（101,102）がそれぞれ運転される。その結果、冷媒回路（20）では、冷媒が、第２冷却熱交換器（93）で凝縮し、第１冷却熱交換器（83）で蒸発する冷凍サイクルが行われる。

第１ブースタ回路（100）において、第２可変容量圧縮機（101）及び第３固定容量圧縮機（102）から吐出された冷媒は、第１低段側吐出管（116）からガス連絡配管（32）へ流れ、第２ブースタ回路（120）へ流入する。

第２ブースタ回路（120）へ流入した冷媒は、第２低段側吐出管（136）の途中から第２バイパス管（139）を介して第２低段側吸入管（133）へ流れる。つまり、第２ブースタ回路（120）に流入した冷媒は、第２バイパス管（139）を流れて、停止状態の第３可変容量圧縮機（121）及び第４固定容量圧縮機（122）を吐出側から吸入側へとバイパスする。その後、冷媒は、第２ブースタ連絡管（34）を介して第２冷凍回路（90）へ流入する。

第２冷凍回路（90）へ流入した冷媒は、第２冷却熱交換器（93）を流れる。第２冷却熱交換器（93）では、表面の付着した霜が内側から加熱されて融解する一方、冷媒はこの霜に融解熱を奪われて凝縮する。つまり、冷媒は、第２冷却熱交換器（93）を流れる際に、この霜から冷熱を得る。そして、第２冷却熱交換器（93）で凝縮した冷媒は、全開状態の第２室内膨張弁（92）を通過した後、第２ドレンパンヒータ（91）を流れる。その結果、この冷媒によって第２ドレンパン（95）の近傍が加熱され、第２ドレンパン（95）内の霜や氷塊が融解する。一方、第２ドレンパンヒータ（91）を流れる冷媒は、第２ドレンパン（95）内の霜や氷塊から冷熱を得る。その後、第２冷凍回路（90）を通過した冷媒は、液連絡配管（31）へ流れ、第１冷凍回路（80）に流入する。つまり、除霜回路である第２冷凍回路（90）において、冷媒は、第２冷却熱交換器（93）を流れて除霜を行うと共に、この除霜により冷熱を得て、第１冷凍回路（80）に流入する。

第１冷凍回路（80）へ流入した冷媒は、第１ドレンパンヒータ（81）を通過して、上記第１ドレンパン（85）に付着した霜や、氷塊を融解する。

第１ドレンパンヒータ（81）を流出した冷媒は、第１室内膨張弁（82）を通過して膨張し、第１冷却熱交換器（83）を流れる。第１冷却熱交換器（83）では、冷媒が冷凍庫内の空気から吸熱して蒸発する。つまり、第１冷却熱交換器（83）では、冷媒が第２冷却熱交換器（93）の除霜の際に得た冷熱を、庫内空気の冷却に利用して熱回収を行う。その結果、第１冷凍ユニット（12）の庫内空気が冷却され、この庫内温度が例えば−２０℃に保たれる。

第１冷却熱交換器（83）で蒸発した冷媒は、第１ブースタ連絡管（33）を介して第１ブースタ回路（100）に流入し、第１低段側吸入管（113）を経由して第２可変容量圧縮機（101）及び第３固定容量圧縮機（102）に吸入される。

なお、第１利用側回路（140）から除霜要求があった場合は、第１利用側回路（140）を除霜回路とし、第２利用側回路（141）を冷却回路（141）とし、第１冷却熱交換器（83）の除霜を行う。この場合、冷媒回路（20）では、第１冷凍回路（80）の第１室内膨張弁（82）が全開状態に設定され一方、第２冷凍回路（90）の第２室内膨張弁（92）の開度が適宜調節される。また、第１ブースタ回路（100）では、電磁弁（SV-4）が開の状態に設定される一方、電磁弁（SV-5,6,7）が閉の状態に設定される。第２ブースタ回路（120）では、電磁弁（SV-8）が閉の状態に設定される一方、電磁弁（SV-9,10,11）が適宜開閉される。また、室外回路（40）の各圧縮機（41,42,43）及び第１ブースタ回路（100）の各圧縮機（101,102）がそれぞれ停止される一方、第２ブースタ回路（120）の各圧縮機（121,122）が運転される。その結果、冷媒回路（20）では、冷媒が、第１冷却熱交換器（83）で凝縮し、第２冷却熱交換器（93）で蒸発する冷凍サイクルが行われる。

〈第２除霜運転〉
上記第２除霜運転では、図４に示すように、室外回路（40）の四路切換弁（49）が第２状態に設定される。また、第１室外膨張弁（47）が全閉状態となる一方、第２室外膨張弁（48）の開度が適宜調節される。また、第１冷凍回路（80）の第１室内膨張弁（82）及び第２冷凍回路（90）の第２室内膨張弁（92）が全開状態となる。第１ブースタ回路（100）では、電磁弁（SV-5,6,7）が閉の状態に設定され、電磁弁（SV-4）が開の状態に設定される。第２ブースタ回路（120）では、電磁弁（SV-9,10,11）が閉の状態に設定され、電磁弁（SV-8）が開の状態に設定される。

第２除霜運転では、室外回路（40）の各圧縮機（41,42,43）が運転される一方、第１ブースタ回路（100）の各圧縮機（101,102）及び第２ブースタ回路（120）の各圧縮機（121,122）が停止状態となる。その結果、冷媒回路（20）では、冷媒が、室外熱交換器（44）で蒸発し、各冷却熱交換器（83,93）で凝縮する冷凍サイクルが行われる。

第１可変容量圧縮機（41）及び第１，第２固定容量圧縮機（42,43）から吐出された冷媒は、高段側吐出管（68）から四路切換弁（49）を通ってガス連絡配管（32）へ流入する。上記ガス連絡配管（32）へ流入した冷媒は、第１ブースタ回路（100）と第２ブースタ回路（120）とに分配される。

第１ブースタ回路（100）へ流入した冷媒は、第１低段側吐出管（116）の途中から第１バイパス管（119）を介して第１低段側吸入管（113）へ流れ、第１冷凍回路（80）へ流入する。つまり、第１ブースタ回路（100）に流入した冷媒は、停止状態の第２可変容量圧縮機（101）及び第３固定容量圧縮機（102）を吐出側から吸入側へバイパスする。

第１冷凍回路（80）では、冷媒が、第１冷却熱交換器（83）を流れて、その表面の霜を内側から加熱して融解する一方、冷媒はこの霜に融解熱を奪われて凝縮する。第１冷却熱交換器（83）で凝縮した冷媒は、全開状態の第１室内膨張弁（82）を通過した後、第１ドレンパンヒータ（81）を流れ、第１ドレンパン（85）内の霜や氷塊が融解する。その後、第１冷凍回路（80）を通過した冷媒は液連絡配管（31）へ流入する。

一方、第２ブースタ回路（120）へ流入した冷媒は、第２低段側吐出管（136）の途中から第２バイパス管（139）を経由して第２低段側吸入管（133）を通過し、第２冷凍回路（90）へ流入する。つまり、第２ブースタ回路（120）に流入した冷媒は、停止状態の第３可変容量圧縮機（121）及び第４固定容量圧縮機（122）を吐出側から吸入側へバイパスする。

第２冷凍回路（90）では、冷媒が、第２冷却熱交換器（93）を流れて、その表面の霜を内側から加熱して融解する一方、冷媒はこの霜に融解熱を奪われて凝縮する。第２冷却熱交換器（93）で凝縮した冷媒は、全開状態の第２室内膨張弁（92）を通過した後、第２ドレンパンヒータ（91）を流れ、第２ドレンパン（95）内の霜や氷塊が融解する。その後、第２冷凍回路（90）を通過した冷媒は、液連絡配管（31）へ流入する。

液連絡配管（31）で合流した冷媒は、第２液管（72）の途中から第２分岐管（74）を経由し、レシーバ（45）、過冷却熱交換器（46）の高圧側流路（46a）を通過する。この冷媒は、第１分岐管（73）を経由して第３分岐管（75）の第２室外膨張弁（48）を通過して減圧されてから、室外熱交換器（44）を流れる。室外熱交換器（44）では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（44）で蒸発した冷媒は、四路切換弁（49）を通過して高段側吸入管（64）へ流入し、第１可変容量圧縮機（41）及び第１，第２固定容量圧縮機（42,43）に吸入される。

−実施形態１の効果−
上記実施形態１では、第１除霜部（260）が、２つの利用側回路（140,141）のうち、例えば、第２利用側回路（140）のみから除霜要求があると、第２利用側回路（141）を除霜回路とし、第１利用側回路（140）を冷却回路とする第１除霜運転を行うようにしたために、冷媒が、第２冷却熱交換器（93）で凝縮して、第１冷却熱交換器（83）で蒸発する冷凍サイクルを行って、第２冷却熱交換器（93）の除霜を行うことができると共に、この除霜で得た冷熱を、第１冷却熱交換器（83）における冷凍庫内の冷却に利用して熱回収を行うことができる。また、第１利用側回路（140）のみから除霜要求があった場合も同様に、第１冷却熱交換器（83）の除霜と、除霜で得た冷熱を利用した第２冷却熱交換器（93）における冷却とを行うことができる。このように、第１除霜部（260）により、各利用側回路（140,141）の冷却熱交換器（83,93）の状態に適した運転を行うことができると共に、除霜により得た冷熱の熱回収を行って省エネルギー化を図ることができる。

また、上記第２除霜部（270）が、全ての利用側回路（140,141）から除霜要求があると、第１除霜部（260）に代わり、上記第２除霜運転を行うようにしたために、室外回路（40）の圧縮機（41,42,43）のみを運転して、冷媒が、各冷却熱交換器（83,93）で凝縮し、室外熱交換器（44）で蒸発する冷凍サイクルを行い、各冷却熱交換器（83,93）の除霜を行うことができるので、冷却熱交換器（83,93）の要求に適した運転を行うことができる。

−実施形態１の変形例−
上記実施形態１の変形例は、上記実施形態１の第２除霜部（270）を設けずに、第１除霜部（260）による除霜のみが行われるようにしたものである。

この場合、冷却運転中に、全ての利用側回路（140,141）から着霜量に基づいて除霜要求があった場合は、上記第１除霜部（260）が、第１利用側回路（140）が除霜回路となる第１除霜運転を行い、次いで第２利用側回路（141）が除霜回路となる第１除霜転を行う。

また、利用側回路（140,141）の除霜要求を時間により制御するようにしてもよい。つまり、冷却運転が所定時間経過した後に、上記第１除霜部（260）が、第１利用側回路（140）が除霜回路となる第１除霜運転を行い、次いで、第２利用側回路（141）が除霜回路となる第１除霜転を行い、再び冷却運転を行うようにしてもよい。また、第１利用側回路（140）が除霜回路となる第１除霜運転と、第２利用側回路（141）が除霜回路となる第１除霜転との間に、冷却運転を行うようにしてもよい。

これにより、冷却熱交換器（83,93）の除霜で得た冷熱を、確実に熱回収することができる。

《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２は、上記実施形態１の冷凍装置（10）が、室外回路（40）に対して、２つ利用側回路（140,141）が並列に接続されて、２つの冷凍庫内の冷却を行うものであったのに代わり、図５に示すように、室外回路（40）に対して、３つの利用側回路（140,141,142）が並列に接続されて、３つの冷凍庫内の冷却を行うものである。

具体的に、図５に示すように、本実施形態の冷凍装置（10）は、上記実施形態１の冷凍装置（10）の各ユニット（11,12,13,14,15）及びコントローラ（250）に加えて、第３冷凍ユニット（16）及び第３ブースタユニット（17）を備えている。上記第３冷凍ユニット（16）及び第３ブースタユニット（17）は、屋内に設置されている。上記第３冷凍ユニット（16）は、３つめの冷凍庫内に設置されている。

第３冷凍ユニット（16）には第３冷凍回路（190）が、第３ブースタユニット（17）には、第３ブースタ回路（200）が、それぞれ設けられている。第３冷凍回路（190）と第３ブースタ回路（200）は、互いに直列に接続されて第３利用側回路（142）を構成している。そして、上記第１利用側回路（140）及び第２利用側回路（141）と上記第３利用側回路（142）は、上記室外回路（40）に対して並列に接続されて、複数の利用側並列回路に構成されている。

具体的に、室外回路（40）の上記第１閉鎖弁（21）には、液連絡配管（31）の一端が接続され、該液連絡配管（31）の他端は３つに分岐して、第１冷凍回路（80）の端部と、第２冷凍回路（90）の端部と、第３冷凍回路（190）の端部とに、それぞれ接続されている。また、第３ブースタ回路（200）の端部には第６閉鎖弁（29）が設けられている。室外回路（40）の第２閉鎖弁（22）には、ガス連絡配管（32）の一端が接続され、該ガス連絡配管（32）の他端は、３つに分岐し、上記第３閉鎖弁（23）と、第４閉鎖弁（24）と、第６閉鎖弁（29）とに、それぞれ接続されている。

〈第３冷凍ユニット〉
上記第３冷凍ユニット（16）の第３冷凍回路（190）は、上記第１冷凍回路（80）と同様の構成である。即ち、上記第３冷凍回路（190）には、第１冷凍回路（80）と同様にして、第３ドレンパンヒータ（145）、第３室内膨張弁（182）、第３冷却熱交換器（183）が設けられ、第３冷凍ユニット（16）には、第１冷凍ユニット（12）と同様にして、第３庫内ファン（184）及び第３ドレンパン（144）が設けられている。上記第３冷却熱交換器（183）は、第３利用側回路（142）の蒸発器に構成されている。また、第３冷凍回路（190）には、第３蒸発温度センサ（186）、第３ガス温度センサ（187）、及び第３庫内温度センサ（185）が設けられている。

〈第３ブースタユニット〉
上記第３ブースタユニット（17）の第３ブースタ回路（200）は、第３ブースタ連絡管（35）を介して上記第３冷凍回路（190）のガス側端と接続されている。この第３ブースタ回路（200）は、上記第１ブースタ回路（100）と同様の構成である。即ち、第３ブースタ回路（200）には、上記第１ブースタ回路（100）と同様にして、第４可変容量圧縮機（202）及び第５固定容量圧縮機（202）が設けられている。これらの圧縮機（201,202）が、第３利用側回路（142）の低段側圧縮機構に構成されている。

また、第３ブースタ回路（200）には、上記第１ブースタ回路（100）と同様にして、第８吸入管（211）、第９吸入管（212）、第３低段側吸入管（213）、第８吐出管（214）、第９吐出管（215）、第３低段側吐出管（216）、第３低段側油分離器（76）、第３低段側油戻し管（77）、第３油排出管（217）、第３油供給管（78）、第３逃がし管（218）、及び第３バイパス管（219）が設けられている。該第３バイパス管（219）は、第３利用側回路（142）のバイパス通路に構成されている。第３低段側油戻し管（77）には電磁弁（SV-14）が、第３油供給管（78）には電磁弁（SV-15）が、上記第３油排出管（217）には電磁弁（SV-13）が、第３バイパス管（219）には電磁弁（SV-12）がそれぞれ設けられている。

また、第３ブースタ回路（200）には、第１ブースタ回路（100）と同様にして、各種のセンサや圧力スイッチも設けられている。具体的に、上記第３低段側吸入管（213）には第４吸入温度センサ（195）と第４吸入圧力センサ（196）が設けられている。上記第８吐出管（214）には、第８高圧圧力スイッチ（191）と第８吐出温度センサ（197）とが設けられている。上記第９吐出管（215）には、第９高圧圧力スイッチ（192）と第９吐出温度センサ（193）とが設けられている。上記第３低段側吐出管（216）には、第３吐出圧力センサ（194）が設けられている。

また、第３ブースタ回路（200）には、複数の逆止弁も設けられている。具体的に、上記第８吐出管（214）には逆止弁（CV-13）が、上記第９吐出管（215）には逆止弁（CV-14）が、上記第３逃がし管（218）には、逆止弁（CV-15）がそれぞれ設けられている。

〈コントローラ〉
上記コントローラ（250）は、上記冷凍装置（10）の運転動作の制御を行うものである。また、上記コントローラ（100）は、第１除霜部（260）を備えている。

第１除霜部（260）は、３台の利用側回路（140,141,142）のうちの１台が除霜回路となり且つ２台が冷却回路となる運転を行うものである。つまり、上記第１除霜部（260）は、上記除霜回路（141）の総数が、上記冷却回路（140,142）の総数以下となるように除霜を行うものである。

−運転動作−
上記冷凍装置（10）は冷却運転と上記第１除霜部（260）による除霜運転とを行う。冷却運転は、上記実施形態１と同様に、室外回路（40）の各圧縮機（41,42,43）及び各ブースタ回路（100,120,200）の各圧縮機（101,102,121,122,201,202）がそれぞれ運転され、冷媒が室外熱交換器（44）で凝縮し、各冷却熱交換器（83,93,183）で蒸発する２段圧縮冷凍サイクルが行われる。

〈除霜運転〉
上記第１除霜部（260）は、上記冷却運転が所定時間経過する毎に３台の利用側回路（140,141,142）のうちの１台が除霜回路となり且つ２台が冷却回路となる除霜運転を行う。具体的に、上記第１除霜部（260）の除霜運転では、例えば、まず、第１利用側回路（140）が除霜回路となり且つ第２及び第３利用側回路（141,142）が冷却回路となる除霜運転が行われ、次に、第２利用側回路（141）が除霜回路となり且つ第１及び第３利用側回路（140,142）が冷却回路となる運転が行われ、第３利用側回路（142）が除霜回路となり且つ第１及び第２利用側回路（140,141）が冷却回路となる除霜運転とが行われる。ここでは、例として、第２利用側回路（141）のみが除霜回路となる運転動作を説明する。

第２利用側回路（141）のみが除霜回路となる除霜運転では、図６に示すように、室外回路（40）の四路切換弁（49）は、第１状態に設定され、第２室外膨張弁（48）及び第１室外膨張弁（47）全閉状態に設定される。また、室外回路（40）の電磁弁（SV-1,2,3）は閉の状態に設定される。また、第１冷凍回路（80）の第１室内膨張弁（82）及び第３冷凍回路（190）の第３室内膨張弁（182）の開度が適宜調節される。第２冷凍回路（90）では、第２室内膨張弁（92）が全開状態に設定される。第１ブースタ回路（100）では、電磁弁（SV-4）が閉の状態に設定される一方、（SV-5,6,7）が適宜開閉される。第２ブースタ回路（120）では、電磁弁（SV-8）が開の状態に設定される一方、電磁弁（SV-9,10,11）が閉の状態に設定される。及び電磁弁（SV-8,9,10,11）が閉の状態に設定される。第３ブースタ回路（100）では、電磁弁（SV-12）が閉の状態に設定される一方、（SV-13,14,15）が適宜開閉される。

また、室外回路（40）の各圧縮機（41,42,43）及び第２ブースタ回路（120）の各圧縮機（121,122）がそれぞれ停止される一方、第１ブースタ回路（100）及び第３ブースタ回路（200）の各圧縮機（101,102,201,202）がそれぞれ運転される。その結果、冷媒回路（20）では、冷媒が、第２冷却熱交換器（93）で凝縮し、第１及び第３冷却熱交換器（83,183）で蒸発する冷凍サイクルが行われる。

第１ブースタ回路（100）において各圧縮機（101,102）から吐出された冷媒は、第１低段側吐出管（116）を流れてガス連絡配管（32）に流入する。一方、第３ブースタ回路（200）において各圧縮機（201,202）から吐出された冷媒は、第３低段側吐出管（216）を流れてガス連絡配管（32）に流入する。ガス連絡配管（32）で合流した冷媒は、第２ブースタ回路（120）へ流入する。つまり、第２ブースタ回路（120）には、第１及び第３ブースタ回路（100,200）の圧縮機（101,102,201,202）で圧縮された冷媒が供給される。

第２ブースタ回路（120）では、冷媒が、第２低段側吐出管（136）の途中から第２バイパス管（139）を介して第２低段側吸入管（133）へ流れ、第２ブースタ連絡管（34）を介して第２冷凍回路（90）へ流入する。つまり、第２ブースタ回路（120）に流入した冷媒は、停止状態の第３可変容量圧縮機（121）及び第４固定容量圧縮機（122）を吐出側から吸入側へバイパスする。

第２冷凍回路（90）へ流入した冷媒は、第２冷却熱交換器（93）を流れた後に、全開状態の第２室内膨張弁（92）を通過し、第２ドレンパンヒータ（91）を流れて液連絡配管（31）に流入する。冷媒は、第２冷却熱交換器（93）と第２ドレンパンヒータ（91）とを流れる際に、霜や氷塊を融解して除霜を行う一方、冷熱を得る。液連絡配管（31）に流入した冷媒は、第１冷凍回路（80）と第３冷凍回路（90）に分配され、それぞれの回路に流入する。

第１冷凍回路（80）へ流入した冷媒は、第１ドレンパンヒータ（81）を通過した後、第１室内膨張弁（82）で減圧されて第１冷却熱交換器（83）を流れる。一方、第３冷凍回路（190）へ流入した冷媒は、第３ドレンパンヒータ（145）を通過した後、第３室内膨張弁（182）で減圧されて第３冷却熱交換器（183）を流れる。冷媒は各冷却熱交換器（83,183）を流れる際に、庫内空気から吸熱して蒸発し、庫内空気を冷却する。つまり、冷媒は、第２冷却熱交換器（93）の除霜で得た冷熱を、第１及び第３冷却熱交換器（83,183）における冷凍庫内の冷却に利用して熱回収を行う。

第１冷却熱交換器（83）で蒸発した冷媒は、第１ブースタ連絡管（33）を介して第１ブースタ回路（100）に流入し、各圧縮機（101,102）に吸入される。一方、第３冷却熱交換器（183）で蒸発した冷媒は、第３ブースタ連絡管（35）を介して第３ブースタ回路（200）に流入し、各圧縮機（201,202）に吸入される。

−実施形態２の効果−
本実施形態は、上記第１除霜部（260）が、上記除霜回路（141）の総数が、上記冷却回路（140,142）の総数以下となるように除霜を行うようにしたために、例えば、第２利用側回路（141）が除霜回路となる場合、第２冷却熱交換器（93）には、第１利用側回路（140）の各圧縮機（101,102）から吐出した冷媒と第３利用側回路の各圧縮機（201.202）から吐出した冷媒が供給されるので、第２冷却熱交換器（141）の除霜を短時間でかつ確実に行うことができる。これにより、除霜の信頼性が向上する。

その他の構成、作用及び効果は実施形態１と同じである。

−実施形態２の変形例１−
本実施形態は、上記実施形態２の第１除霜部（260）が、上記除霜回路（141）の総数が、上記冷却回路（140,142）の総数以下となるように除霜を行うものであったのに代わり、上記除霜回路の総数が上記冷却回路の総数以上となるように除霜を行うようにしたものである。具体的に、上記第１除霜部（260）は、３台の利用側回路（140,141,142）のうちの２台が除霜回路となり且つ１台が冷却回路となる運転を行うものである。

冷却運転が所定時間経過すると、まず、第２及び第３利用側回路（141,142）が除霜回路となり且つ第１利用側回路（140）が冷却回路となる除霜運転が行われ、次に、第１及び第３利用側回路（140,141）が除霜回路となり且つ第２利用側回路（141）が冷却回路となる運転が行われ、第１及び第２利用側回路（140,141）が除霜回路となり且つ第３利用側回路（142）が冷却回路となる除霜運転とが行われる。ここでは、例として、第１及び第３利用側回路（141,142）が除霜回路となる除霜運転について説明する。

この除霜運転では、図７に示すように、室外回路（40）、第２及び第３冷凍回路（90,180）、第２及び第３ブースタユニット（120,200）の各種の弁は、上記実施形態２と同じ状態に設定される。また、第１冷凍回路（80）の第１室内膨張弁（82）は全開状態に設定される。また、第１ブースタ回路（100）では、電磁弁（SV-4）が開の状態に設定される一方、（SV-5,6,7）が閉の状態に設定される。

また、室外回路（40）の各圧縮機（41,42,43）、第２ブースタ回路（120）の各圧縮機（121,122）、第１ブースタ回路（100）の各圧縮機（101,102）がそれぞれ停止される一方、第３ブースタ回路（200）の各圧縮機（201,202）がそれぞれ運転される。その結果、冷媒回路（20）では、冷媒が、第１及び第２冷却熱交換器（83,93）で凝縮し、第３冷却熱交換器（183）で蒸発する冷凍サイクルが行われる。

第３ブースタ回路（200）において各圧縮機（201,202）から吐出された冷媒は、第３低段側吐出管（216）を流れてガス連絡配管（32）に流入し、第１ブースタ回路（100）及び第２ブースタ回路（120）に分配される。

第１ブースタ回路（100）では、冷媒が、第１低段側吐出管（116）の途中から第１バイパス管（119）を経由して第１低段側吸入管（113）を通過し、第１ブースタ連絡管（33）を介して第１冷凍回路（80）へ流入する。

第１冷凍回路（80）へ流入した冷媒は、第１冷却熱交換器（83）を流れた後に、全開状態の第１室内膨張弁（82）を通過し、第１ドレンパンヒータ（81）を流れて液連絡配管（31）に流入する。冷媒は、第１冷却熱交換器（83）と第１ドレンパンヒータ（81）とを流れて付着した霜や氷塊の除霜を行う一方、冷熱を得る。

一方、第２ブースタ回路（120）では、冷媒が、第２低段側吐出管（136）の途中から第２バイパス管（139）を経由して第２低段側吸入管（133）を通過し、第２ブースタ連絡管（34）を介して第２冷凍回路（90）へ流入する。

第２冷凍回路（90）へ流入した冷媒は、第２冷却熱交換器（93）を流れた後に、全開状態の第２室内膨張弁（92）を通過し、第２ドレンパンヒータ（91）を流れて液連絡配管（31）に流入する。冷媒は、第２冷却熱交換器（93）と第２ドレンパンヒータ（91）とを流れて付着した霜の除霜を行う一方、冷熱を得る。

液連絡配管（31）で合流した冷媒は、第３冷凍回路（190）に流入する。つまり、第３冷凍回路（190）には、第１及び第２冷凍回路（80,90）の冷却熱交換器（83,93）で冷熱を得た冷媒が流入する。第３冷凍回路（190）へ流入した冷媒は、第３ドレンパンヒータ（145）を通過した後、第３室内膨張弁（182）で減圧されて第３冷却熱交換器（183）を流れる。冷媒は冷却熱交換器（183）を流れる際に、庫内空気から吸熱して蒸発し、庫内空気を冷却する。つまり、冷媒が、第１及び第２冷却熱交換器（83,93）の除霜で得た冷熱を、第３冷却熱交換器（183）における庫内空気の冷却に利用して熱回収を行う。その後、冷媒は、第３ブースタ連絡管（35）を介して第３ブースタ回路（200）に流入し、各圧縮機（201,202）に吸入される。

−実施形態２の変形例１の効果−
本実施形態では、上記第１除霜部（260）が、上記除霜回路（140,141）の総数が、上記冷却回路（142）の総数以上となるように除霜を行うようにしたために、上記冷却回路（142）の冷却熱交換器（183）には、該冷却回路（142）の総数以上の除霜回路（140,141）の蒸発器（83,93）で冷熱を得た冷媒が流れるので、冷却回路（142）の冷却熱交換器（183）における冷却を確実に行うことができる。

−実施形態２の変形例２−
実施形態２の変形例は、第１除霜部（260）が、運転状況に応じて、除霜回路の総数と、冷却回路の総数とを適宜調節するようにしたものである。

具体的に、実施形態２のように、上記除霜回路（141）の総数が、上記冷却回路（140,142）の総数以下となるように除霜を行うと、除霜回路（141）の冷却熱交換器（183）で冷媒が凝縮する凝縮圧力が上がり、冷凍サイクルの高圧が上昇する場合がある。この場合、冷却回路（140,142）の冷却熱交換器（83,183）における冷却能力が低下するおそれがある。そこで、冷凍サイクルの高圧値に基づいて、除霜回路と冷却回路の総数を適宜決定して除霜運転を行うようにしてもよい。

また、除霜運転において、除霜回路の総数が冷却回路の総数以下になる除霜優先モードと除霜回路の総数が冷却回路の総数以上になる冷却優先モードとを選択できるように構成し、冷却対象となる貯蔵物などによって何れのモードで除霜運転を行うかを適宜設定するようにしてもよい。これにより、冷却温度等を厳密に管理する必要がある場合は、冷却優先モードを選択するなどして、適切な除霜運転を行うことができる。

〈その他の実施形態〉
上記各実施形態については、以下のような構成としてもよい。

上記各実施形態の冷媒回路（20）の構成は特に限定されない。具体的に、高段側圧縮機構や低段側圧縮機構は複数の圧縮機から構成されず、１台の圧縮機から構成されていてもよい。また、冷却運転時や実施形態１の第２除霜運転時には、各高段側圧縮機（41,42,43）を全て運転するようにしているが、これらの高段側圧縮機（41,42,43）のうちの１台又は２台を運転させるようにしてもよい。

また、上記実施形態１では、室外回路（40）に対して利用側回路（140,141）が２台並列に接続されており、実施形態２では、室外回路（40）に対して利用側回路（140,141,142）が３台並列に接続されているが、室外回路（40）に接続される利用側回路（140,141,142）の台数は複数であればよく、特に限定されない。また、室外回路（40）に３台以上利用側回路が接続された冷媒回路において、上記実施形態１のように、第１除霜部（260）と第２除霜部（270）による除霜運転を行うようにしてもよい。

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、２段圧縮冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えた冷凍装置の蒸発器の除霜運転対策について有用である。

実施形態１の冷凍装置の冷媒回路を示す概略構成図である。 実施形態１の冷凍装置の冷却運転中における冷媒の流れを示す冷媒回路の概略構成図である。 実施形態１の冷凍装置の第１除霜運転中における冷媒の流れを示す冷媒回路の概略構成図である。 実施形態１の冷凍装置の第２除霜運転中における冷媒の流れを示す冷媒回路の概略構成図である。 実施形態２の冷凍装置の冷媒回路を示す概略構成図である。 実施形態２の冷凍装置の除霜運転中における冷媒の流れを示す冷媒回路の概略構成図である。 実施形態２の変形例１の除霜運転中における冷媒の流れを示す冷媒回路の概略構成図である。

符号の説明

10 冷凍装置
11 室外回路（熱源側回路）
20 冷媒回路
41 第１可変容量圧縮機（高段側圧縮機構）
42 第１固定容量圧縮機（高段側圧縮機構）
43 第２固定容量圧縮機（高段側圧縮機構）
44 室外熱交換器（凝縮器）
83 第１冷却熱交換器（蒸発器）
93 第２冷却熱交換器（蒸発器）
101 第２可変容量圧縮機（低段側圧縮機構）
102 第３固定容量圧縮機（低段側圧縮機構）
119 第１バイパス管（バイパス通路）
121 第３可変容量圧縮機（低段側圧縮機構）
122 第４固定容量圧縮機（低段側圧縮機構）
140 第１利用側回路（利用側回路）
139 第２バイパス管（バイパス通路）
141 第２利用側回路（利用側回路）
142 第３利用側回路（利用側回路）
183 第３冷却熱交換器（蒸発器）
201 第４可変容量圧縮機（低段側圧縮機構）
202 第５固定容量圧縮機（低段側圧縮機構）
219 第３バイパス管（バイパス通路）
260 第１除霜部（第１除霜手段）
270 第２除霜部（第２除霜手段）

Claims (4)

1. 高段側圧縮機構（41,42,43）と凝縮器（44）とを備えた熱源側回路（11）に対して、低段側圧縮機構（101,102,121,122,201,202）と蒸発器（83,93,183）とを備えた利用側回路（140,141,142）が複数台並列に接続され、２段圧縮冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）と、
   上記各低段側圧縮機構（101,102,121,122,201,202）の吐出側と吸入側とに接続され、連通遮断自在なバイパス通路（119,139,219）と、
   少なくとも１台の上記利用側回路（140,141,142）を除霜回路とし、少なくとも１台の上記利用側回路（140,141,142）を冷却回路とし、上記除霜回路の低段側圧縮機構及び上記高段側圧縮機構（41,42,43）を停止すると共に、上記冷却回路の低段側圧縮機構を駆動し、冷媒が上記除霜回路の低段側圧縮機構をバイパス通路を介してバイパスして各利用側回路（140,141,142）の間で冷媒を循環させ、上記除霜回路の蒸発器で冷媒を凝縮させて除霜を行う第１除霜手段（260）とを備えている
   ことを特徴とする冷凍装置。
2. 請求項１において、
   上記第１除霜手段（260）は、上記除霜回路の総数が、上記冷却回路の総数以下となるように除霜を行う
   ことを特徴とする冷凍装置。
3. 請求項１において、
   上記第１除霜手段（260）は、上記除霜回路の総数が、上記冷却回路の総数以上となるように除霜を行う
   ことを特徴とする冷凍装置。
4. 請求項１において、
   全ての利用側回路（140,141,142）から除霜要求があると、上記第１除霜手段（260）に代わり、全ての利用側回路（140,141,142）の低段側圧縮機構（101,102,121,122,201,202）を停止すると共に、高段側圧縮機構（41,42,43）を駆動し、冷媒が各利用側回路（140,141,142）の低段側圧縮機構（101,102,121,122,201,202）をバイパス通路（119,139,219）を介してバイパスして各利用側回路（140,141,142）と熱源側回路（11）との間で冷媒を循環させ、全ての利用側回路（140,141,142）の蒸発器（83,93,183）で冷媒を凝縮させて除霜を行う第２除霜手段（270）を備えている
   ことを特徴とする冷凍装置。

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