特許 7436932 冷凍サイクルシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-14

(45)【発行日】2024-02-22

(54)【発明の名称】冷凍サイクルシステム

(51)【国際特許分類】

   F25B 47/02 20060101AFI20240215BHJP

   F25B 7/00 20060101ALI20240215BHJP

   F25B 1/00 20060101ALI20240215BHJP

【ＦＩ】

F25B47/02 550A

F25B47/02 550F

F25B47/02 550Q

F25B47/02 550R

F25B47/02 550P

F25B7/00 D

F25B1/00 101E

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2022566935

(86)(22)【出願日】2021-11-30

(86)【国際出願番号】 JP2021043881

(87)【国際公開番号】W WO2022118841

(87)【国際公開日】2022-06-09

【審査請求日】2023-06-01

(31)【優先権主張番号】P 2020199793

(32)【優先日】2020-12-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000002853

【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー

(72)【発明者】

【氏名】井吉 悠太

(72)【発明者】

【氏名】山野井 喜記

(72)【発明者】

【氏名】佐伯 久美子

【審査官】五十嵐 公輔

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１２／１２８２２９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－１０９４０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平７－１２０１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－６５２４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－５８０４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－１５０２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２５Ｂ ４７／０２

Ｆ２５Ｂ ７／００

Ｆ２５Ｂ １／００

Ｆ２５Ｂ １３／００

Ｆ２４Ｆ １１／４１－１１／４３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１冷媒が循環する回路であって、第１圧縮機（７１）と、カスケード熱交換器（３５）と、第１熱交換器（７４）と、前記第１冷媒の流路を切り換える第１切換部（７２）と、を有する第１回路（５ａ）と、
第２冷媒が循環する回路であって、第２圧縮機（２１）と、前記カスケード熱交換器（３５）と、第２熱交換器（５２ａ、５２ｂ、５２ｃ）と、を有する第２回路（１０）と、
前記第２熱交換器を流れる前記第２冷媒と熱交換する熱媒体を供給する供給部（５３ａ、５３ｂ、５３ｃ）と、
を備え、
前記第１圧縮機、前記カスケード熱交換器、前記第１熱交換器の順に前記第１冷媒を循環させつつ、前記第２圧縮機、前記第２熱交換器、前記カスケード熱交換器の順に前記第２冷媒を循環させながら、前記供給部を運転させる第１運転を行っている際に、第１条件を満たした場合に、前記供給部を停止させるか又は前記供給部による前記熱媒体の供給量を低下させて前記第２圧縮機を運転させる第２運転を行い、
前記第２運転を行った後に、前記第１圧縮機、前記第１熱交換器、前記カスケード熱交換器の順に前記第１冷媒を循環させる第３運転を行う、
冷凍サイクルシステム（１）。

【請求項2】

前記第２運転では、前記第２圧縮機、前記第２熱交換器、前記カスケード熱交換器の順に前記第２冷媒を循環させる、
請求項１に記載の冷凍サイクルシステム。

【請求項3】

前記第２回路は、前記第２冷媒の流路を切り換える第２切換部（２２）を有しており、
前記第２運転では、前記第２圧縮機、前記カスケード熱交換器、前記第２熱交換器の順に前記第２冷媒を循環させる、
請求項１に記載の冷凍サイクルシステム。

【請求項4】

前記第２回路は、前記第２熱交換器と前記カスケード熱交換器との間と、前記第２圧縮機の吸入流路と、を接続するバイパス回路（４６、４８）と、前記第２冷媒の流路を切り換える第２切換部（２２）と、を有しており、
前記第２運転では、前記カスケード熱交換器を通過した前記第２冷媒の少なくとも一部が、前記バイパス回路を介して前記第２圧縮機の前記吸入流路に向けて流れる、
請求項１に記載の冷凍サイクルシステム。

【請求項5】

前記第２運転では、前記第１圧縮機、前記カスケード熱交換器、前記第１熱交換器の順に前記第１冷媒を循環させる、
請求項１から４のいずれか１項に記載の冷凍サイクルシステム。

【請求項6】

前記第２運転を行っている際に、前記第２回路における前記第２冷媒の高圧冷媒の圧力若しくは前記第２圧縮機から吐出される前記第２冷媒の吐出温度が所定条件を満たした場合、又は、前記第２運転が所定時間行われた場合に、前記第３運転を行う、
請求項１から５のいずれか１項に記載の冷凍サイクルシステム。

【請求項7】

前記第２回路は、前記第２熱交換器と前記カスケード熱交換器との間と、前記第２圧縮機の吸入流路と、を接続するバイパス回路（４６、４８）を有しており、
前記第３運転では、前記カスケード熱交換器を通過した前記第２冷媒の少なくとも一部が、前記バイパス回路を介して前記第２圧縮機の前記吸入流路に向けて流れる、
請求項１に記載の冷凍サイクルシステム。

【請求項8】

前記カスケード熱交換器を通過した前記第２冷媒の少なくとも一部を前記バイパス回路を介して前記第２圧縮機の前記吸入流路に向けて流し始めると同時又はそれ以降に、前記第１圧縮機、前記第１熱交換器、前記カスケード熱交換器の順に前記第１冷媒を循環させることで前記第３運転を開始させる、
請求項７に記載の冷凍サイクルシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷凍サイクルシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、一次側の冷媒回路と二次側の冷媒回路とをカスケード熱交換器を介して接続させた二元冷凍装置が知られている。このような二元冷凍装置では、暖房サイクルが行われている際に一次側の冷媒回路の蒸発器に付着した霜を融解させるために、デフロスト運転が行われる。

【0003】

例えば、特許文献１（特開２０１４－１０９４０５号公報）に記載の装置には、一次側の冷媒回路と二次側の冷媒回路において暖房サイクルを行うことで、水回路を流れる水を二次側の熱交換器において加熱する水加熱システムが開示されている。ここでは、デフロスト運転を行う前に、水回路における水の流れと二次側の冷媒回路における冷媒の流れを止めて一次側の冷媒回路を運転させることにより、カスケード熱交換器に蓄熱させている。このようにして蓄熱させた後に、一次側の冷媒回路を逆サイクルに切り換えてデフロスト運転を行うことで、十分な霜の融解が可能になるとされている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

以上の特許文献１に記載の装置では、一次側の冷媒回路以外の箇所において熱を蓄積することについては、なんら検討されていない。

【課題を解決するための手段】

【0005】

第１観点に係る冷凍サイクルシステムは、第１冷媒が循環する回路であって、第１回路と、第２回路と、供給部を備えている。第１回路は、第１冷媒が循環する回路である。第１回路は、第１圧縮機と、カスケード熱交換器と、第１熱交換器と、第１切換部と、を有する。第１切換部は、第１冷媒の流路を切り換える。第２回路は、第２冷媒が循環する回路である。第２回路は、第２圧縮機と、カスケード熱交換器と、第２熱交換器と、を有している。供給部は、第２熱交換器を流れる第２冷媒と熱交換する熱媒体を供給する。冷凍サイクルシステムは、第１運転を行っている際に第１条件を満たした場合に、第２運転を行う。冷凍サイクルシステムは、第２運転を行った後に第３運転を行う。第１運転では、第１圧縮機、カスケード熱交換器、第１熱交換器の順に第１冷媒を循環させ、第２圧縮機、第２熱交換器、カスケード熱交換器の順に第２冷媒を循環させながら、供給部を運転させる。第２運転では、供給部を停止させるか又は供給部による熱媒体の供給量を低下させて第２圧縮機を運転させる。第３運転では、第１圧縮機、第１熱交換器、カスケード熱交換器の順に第１冷媒を循環させる。

【0006】

ここで、カスケード熱交換器は、第１冷媒と第２冷媒との間で熱交換を行わせるものであってよい。また、第２熱交換器は、第２冷媒と熱媒体との間で熱交換を行わせるものであってよい。

【0007】

また、冷凍サイクルシステムは、第１運転、第２運転、および第３運転を実行させるための制御部を備えるものであってよい。

【0008】

また、第２運転において供給部による熱媒体の供給量を低下させることは、第１運転時の供給部による熱媒体の供給量と比べて低下させることであってよい。

【0009】

また、第１冷媒の流れる流路の第１運転と第３運転との切り換えは、第１切換部により行われてもよい。

【0010】

また、第１条件は、特に限定されるものではなく、例えば、第１熱交換器に所定の着霜が生じていることに関する条件であって、第３運転が開始される前に満たされる条件であってよい。

【0011】

なお、第１運転から第２運転にかけて、第２圧縮機は、運転状態が継続されていてもよい。

【0012】

この冷凍サイクルシステムでは、第３運転を行う前に第２運転が行われることで、第２圧縮機が運転しており、供給部が停止または熱媒体の供給量が低下されるため、第２熱交換器における第２冷媒からの放熱量を小さくすることができる。このため、第３運転時には、第２運転時に第２回路に蓄熱された熱を利用して第１熱交換器に付着した霜を融解させることができる。

【0013】

第２観点に係る冷凍サイクルシステムは、第１観点に係る冷凍サイクルシステムにおいて、第２運転では、第２圧縮機、第２熱交換器、カスケード熱交換器の順に第２冷媒が循環する。

【0014】

この冷凍サイクルシステムでは、第２運転時における第２熱交換器の温度の低下を抑制することができる。

【0015】

第３観点に係る冷凍サイクルシステムは、第１観点に係る冷凍サイクルシステムにおいて、第２回路は、第２冷媒の流路を切り換える第２切換部を有している。第２運転では、第２圧縮機、カスケード熱交換器、第２熱交換器の順に第２冷媒が循環する。

【0016】

この冷凍サイクルシステムでは、第２冷媒を用いてカスケード熱交換器に熱を蓄えさせることが可能になる。

【0017】

第４観点に係る冷凍サイクルシステムは、第１観点に係る冷凍サイクルシステムにおいて、第２回路は、バイパス回路と、第２切換部と、を有している。バイパス回路は、第２熱交換器とカスケード熱交換器との間と、第２圧縮機の吸入流路と、を接続する。第２切換部は、第２冷媒の流路を切り換える。第２運転では、カスケード熱交換器を通過した第２冷媒の少なくとも一部が、バイパス回路を介して第２圧縮機の吸入流路に向けて流れる。

【0018】

なお、第２運転は、第２圧縮機からカスケード熱交換器に向けて第２冷媒が流れる運転であってよい。

【0019】

この冷凍サイクルシステムでは、第２運転時における第２熱交換器の温度の低下を抑制させながら、第２冷媒を用いてカスケード熱交換器に熱を蓄えさせることが可能になる。

【0020】

第５観点に係る冷凍サイクルシステムは、第１観点から第４観点のいずれかに係る冷凍サイクルシステムにおいて、第２運転では、第１圧縮機、カスケード熱交換器、第１熱交換器の順に第１冷媒を循環させる。

【0021】

この冷凍サイクルシステムでは、第２運転時において第１冷媒を用いてカスケード熱交換器に熱を蓄えさせることが可能になる。

【0022】

第６観点に係る冷凍サイクルシステムは、第１観点から第５観点のいずれかに係る冷凍サイクルシステムにおいて、第２運転を行っている際に、第２回路における第２冷媒の高圧冷媒の圧力若しくは第２圧縮機から吐出される第２冷媒の吐出温度が所定条件を満たした場合、又は、第２運転が所定時間行われた場合に、第３運転を行う。

【0023】

この冷凍サイクルシステムでは、第２回路における蓄熱量を所定量確保した状態で第３運転を開始することが可能になる。

【0024】

第７観点に係る冷凍サイクルシステムは、第１観点に係る冷凍サイクルシステムにおいて、第２回路は、バイパス回路を有している。バイパス回路は、第２熱交換器とカスケード熱交換器との間と、第２圧縮機の吸入流路と、を接続する。第３運転では、カスケード熱交換器を通過した第２冷媒の少なくとも一部が、バイパス回路を介して第２圧縮機の吸入流路に向けて流れる。

【0025】

この冷凍サイクルシステムでは、第３運転時に、カスケード熱交換器において第２冷媒の熱によって第１冷媒を加熱することができる。そして、第１回路では、このようにして加熱された第１冷媒を第１圧縮機によりさらに加熱して第１熱交換器に供給することができる。これにより、第１熱交換器に付着した霜を効率的に融解させることが可能になる。

【0026】

第８観点に係る冷凍サイクルシステムは、第７観点に係る冷凍サイクルシステムにおいて、カスケード熱交換器を通過した第２冷媒の少なくとも一部を、バイパス回路を介して第２圧縮機の吸入流路に向けて流し始めると同時又はそれ以降に、第１圧縮機、第１熱交換器、カスケード熱交換器の順に第１冷媒を循環させることで第３運転を開始させる。

【0027】

この冷凍サイクルシステムでは、カスケード熱交換器において第１冷媒が第２冷媒によって十分に加熱されないままで、第１冷媒が第１圧縮機を介して第１熱交換器に送られることを抑制することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】冷凍サイクルシステムの概略構成図である。

【図2】冷凍サイクルシステムの概略機能ブロック構成図である。

【図3】冷凍サイクルシステムの冷房運転における動作（冷媒の流れ）を示す図である。

【図4】冷凍サイクルシステムの暖房運転における動作（冷媒の流れ）を示す図である。

【図5】冷凍サイクルシステムの冷暖同時運転（冷房主体）における動作（冷媒の流れ）を示す図である。

【図6】冷凍サイクルシステムの冷暖同時運転（暖房主体）における動作（冷媒の流れ）を示す図である。

【図7】冷凍サイクルシステムの起動制御フローチャートである。

【図8】冷凍サイクルシステムの第２蓄熱運転における動作（冷媒の流れ）を示す図である。

【図9】冷凍サイクルシステムのデフロスト運転における動作（冷媒の流れ）を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

（１）冷凍サイクルシステムの構成
図１は、冷凍サイクルシステム１の概略構成図である。図２は、冷凍サイクルシステム１の概略機能ブロック構成図である。

【0030】

冷凍サイクルシステム１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、ビル等の室内の冷暖房に使用される装置である。

【0031】

冷凍サイクルシステム１は、蒸気圧縮式の一次側冷媒回路５ａ（第１回路に相当）と蒸気圧縮式の二次側冷媒回路１０（第２回路に相当）とからなる二元冷媒回路を有しており、二元冷凍サイクルを行う。一次側冷媒回路５ａには、冷媒として、例えば、Ｒ３２（第１冷媒に相当）等が封入されている。二次側冷媒回路１０には、冷媒として、例えば、二酸化炭素（第２冷媒に相当）が封入されている。一次側冷媒回路５ａと二次側冷媒回路１０とは、後述するカスケード熱交換器３５を介して、熱的に接続されている。

【0032】

冷凍サイクルシステム１は、一次側ユニット５と、熱源ユニット２と、複数の分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃと、複数の利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃと、が互いに配管を介して接続されて構成されている。一次側ユニット５と熱源ユニット２とは、一次側第１連絡管１１１および一次側第２連絡管１１２により接続されている。熱源ユニット２と複数の分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃとは、二次側第２連絡管９と二次側第１連絡管８と二次側第３連絡管７の３つの冷媒連絡管により接続されている。複数の分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃと複数の利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃとは、第１接続管１５ａ、１５ｂ、１５ｃおよび第２接続管１６ａ、１６ｂ、１６ｃにより接続されている。一次側ユニット５は、本実施形態では、１台である。熱源ユニット２は、本実施形態では、１台である。複数の利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃは、本実施形態では、第１利用ユニット３ａと、第２利用ユニット３ｂと、第３利用ユニット３ｃと、の３台である。複数の分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃは、本実施形態では、第１分岐ユニット６ａと、第２分岐ユニット６ｂと、第３分岐ユニット６ｃと、の３台である。

【0033】

そして、冷凍サイクルシステム１では、各利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃが個別に冷房運転または暖房運転を行うことが可能になっており、暖房運転を行う利用ユニットから冷房運転を行う利用ユニットに冷媒を送ることで利用ユニット間において熱回収を行うことが可能になるように構成されている。具体的には、本実施形態では、冷房運転と暖房運転とを同時に行う冷房主体運転や暖房主体運転を行うことで、熱回収が行われる。また、冷凍サイクルシステム１では、上記の熱回収（冷房主体運転や暖房主体運転）も考慮した複数の利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ全体の熱負荷に応じて、熱源ユニット２の熱負荷をバランスさせるように構成されている。

【0034】

（２）一次側冷媒回路
一次側冷媒回路５ａは、一次側圧縮機７１（第１圧縮機に相当）と、一次側切換機構７２と、一次側熱交換器７４（第１熱交換器に相当）と、一次側膨張弁７６と、第１液閉鎖弁１０８と、一次側第１連絡管１１１と、第２液閉鎖弁１０６と、第１接続配管１１５と、二次側冷媒回路１０と共有しているカスケード熱交換器３５と、第２接続配管１１３と、第２ガス閉鎖弁１０７と、一次側第２連絡管１１２と、第１ガス閉鎖弁１０９と、を有している。

【0035】

一次側圧縮機７１は、一次側の冷媒を圧縮するための機器であり、例えば、圧縮機モータ７１ａをインバータ制御することで運転容量を可変することが可能なスクロール型等の容積式圧縮機からなる。

【0036】

カスケード熱交換器３５を一次側の冷媒の蒸発器として機能させる場合には、一次側切換機構７２は、一次側圧縮機７１の吸入側とカスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂのガス側とを接続する第５接続状態となる（図１の一次側切換機構７２の実線を参照）。また、一次側切換機構７２は、カスケード熱交換器３５を一次側の冷媒の放熱器として機能させる場合には、一次側圧縮機７１の吐出側とカスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂのガス側とを接続する第６接続状態となる（図１の一次側切換機構７２の破線を参照）。このように、一次側切換機構７２は、一次側冷媒回路５ａ内における冷媒の流路を切り換えることが可能な機器であり、例えば、四路切換弁からなる。そして、一次側切換機構７２の切り換え状態を変更することによって、カスケード熱交換器３５を一次側の冷媒の蒸発器または放熱器として機能させることが可能になっている。

【0037】

カスケード熱交換器３５は、一次側の冷媒であるＲ３２等の冷媒と、二次側の冷媒である二酸化炭素等の冷媒と、の間で互いに混合させることなく熱交換を行わせるための機器である。カスケード熱交換器３５は、例えば、プレート型熱交換器からなる。カスケード熱交換器３５は、二次側冷媒回路１０に属する二次側流路３５ａと、一次側冷媒回路５ａに属する一次側流路３５ｂと、を有している。二次側流路３５ａは、そのガス側が第３熱源配管２５を介して二次側切換機構２２に接続され、その液側が第４熱源配管２６を介して熱源側膨張弁３６に接続されている。一次側流路３５ｂは、そのガス側が、第２接続配管１１３、第２ガス閉鎖弁１０７、一次側第２連絡管１１２、第１ガス閉鎖弁１０９、一次側切換機構７２を介して一次側圧縮機７１に接続され、その液側が、第１接続配管１１５を介して第２液閉鎖弁１０６に接続されている。

【0038】

一次側熱交換器７４は、一次側の冷媒と屋外空気との熱交換を行うための機器である。一次側熱交換器７４のガス側は、一次側切換機構７２から延びる配管に接続されている。一次側熱交換器７４の液側は、第１液閉鎖弁１０８に接続されている。一次側熱交換器７４は、例えば、多数の伝熱管およびフィンによって構成されたフィン・アンド・チューブ型熱交換器からなる。

【0039】

一次側膨張弁７６は、一次側熱交換器７４の液側と第１液閉鎖弁１０８との間の部分に設けられている。一次側膨張弁７６は、一次側冷媒回路５ａを流れる一次側の冷媒の流量の調節等を行う、開度調節が可能な電動膨張弁である。

【0040】

一次側第１連絡管１１１は、第１液閉鎖弁１０８と第２液閉鎖弁１０６を接続する配管であり、一次側ユニット５と熱源ユニット２を接続している。

【0041】

一次側第２連絡管１１２は、第１ガス閉鎖弁１０９と第２ガス閉鎖弁１０７を接続する配管であり、一次側ユニット５と熱源ユニット２を接続している。

【0042】

第１接続配管１１５は、第２液閉鎖弁１０６とカスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂの液側とを接続する配管であり、熱源ユニット２に設けられている。

【0043】

第２接続配管１１３は、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂのガス側と第２ガス閉鎖弁１０７とを接続する配管であり、熱源ユニット２に設けられている。

【0044】

第１ガス閉鎖弁１０９は、一次側第２連絡管１１２と一次側切換機構７２との間に設けられている。

【0045】

（３）二次側冷媒回路
二次側冷媒回路１０は、複数の利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃと、複数の分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃと、熱源ユニット２と、が互いに接続されて構成されている。各利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃは、対応する分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃと、１対１に接続されている。具体的には、利用ユニット３ａと分岐ユニット６ａとは第１接続管１５ａおよび第２接続管１６ａを介して接続され、利用ユニット３ｂと分岐ユニット６ｂとは第１接続管１５ｂおよび第２接続管１６ｂを介して接続され、利用ユニット３ｃと分岐ユニット６ｃとは第１接続管１５ｃおよび第２接続管１６ｃを介して接続されている。また、各分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃは、熱源ユニット２と、３つの連絡管である二次側第３連絡管７と二次側第１連絡管８と二次側第２連絡管９とを介して接続されている。具体的には、熱源ユニット２から延び出した二次側第３連絡管７と二次側第１連絡管８と二次側第２連絡管９とは、それぞれ複数に分岐して、各分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃに接続されている。

【0046】

二次側第１連絡管８には、運転状態に応じて、気液二相状態の冷媒とガス状態の冷媒とのいずれかの冷媒が流れる。なお、第２冷媒の種類によっては、二次側第１連絡管８には、運転状態に応じて超臨界状態の冷媒が流れる。二次側第２連絡管９には、運転状態に応じて、気液二相状態の冷媒とガス状態の冷媒とのいずれかの冷媒が流れる。二次側第３連絡管７には、運転状態に応じて、気液二相状態の冷媒と液状態の冷媒とのいずれかの冷媒が流れる。なお、第２冷媒の種類によっては、二次側第３連絡管７には、運転状態に応じて超臨界状態の冷媒が流れる。

【0047】

二次側冷媒回路１０は、熱源回路１２と、分岐回路１４ａ、１４ｂ、１４ｃと、利用回路１３ａ、１３ｂ、１３ｃと、が互いに接続されて構成されている。

【0048】

熱源回路１２は、主として、二次側圧縮機２１（第２圧縮機に相当）と、二次側切換機構２２（第２切換部に相当）と、第１熱源配管２８と、第２熱源配管２９と、吸入流路２３と、吐出流路２４と、第３熱源配管２５と、第４熱源配管２６と、第５熱源配管２７と、カスケード熱交換器３５と、熱源側膨張弁３６と、第３閉鎖弁３１と、第１閉鎖弁３２と、第２閉鎖弁３３と、二次側アキュムレータ３０と、油分離器３４と、油戻し回路４０と、二次側レシーバ４５と、バイパス回路４６（バイパス回路に相当）と、バイパス膨張弁４６ａと、過冷却熱交換器４７と、過冷却回路４８（バイパス回路に相当）と、過冷却膨張弁４８ａと、を有している。

【0049】

二次側圧縮機２１は、二次側の冷媒を圧縮するための機器であり、例えば、圧縮機モータ２１ａをインバータ制御することで運転容量を可変することが可能なスクロール型等の容積式圧縮機からなる。なお、二次側圧縮機２１は、運転時の負荷に応じて、負荷が大きいほど運転容量が大きくなるように制御される。

【0050】

二次側切換機構２２は、二次側冷媒回路１０の接続状態、特に、熱源回路１２内における冷媒の流路を切り換えることが可能な機構である。本実施形態では、二次側切換機構２２は、環状の流路に二方弁である切換弁２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄが４つ並んで設けられて構成されている。なお、二次側切換機構２２としては、これに変えて、複数の三路切換弁を組合せたものを用いてもよい。二次側切換機構２２は、吐出流路２４と第３熱源配管２５とを接続する流路に設けられた第１切換弁２２ａと、吐出流路２４と第１熱源配管２８とを接続する流路に設けられた第２切換弁２２ｂと、吸入流路２３と第３熱源配管２５とを接続する流路に設けられた第３切換弁２２ｃと、吸入流路２３と第１熱源配管２８とを接続する流路に設けられた第４切換弁２２ｄと、を有している。本実施形態において、第１切換弁２２ａと、第２切換弁２２ｂと、第３切換弁２２ｃと、第４切換弁２２ｄと、はそれぞれ開状態と閉状態とが切り換えられる電磁弁である。

【0051】

二次側切換機構２２は、カスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の放熱器として機能させる場合には、第１切換弁２２ａを開状態として二次側圧縮機２１の吐出側とカスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａのガス側とを接続しつつ、第３切換弁２２ｃを閉状態とする第１接続状態とする。また、二次側切換機構２２は、カスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の蒸発器として機能させる場合には、第３切換弁２２ｃを開状態として二次側圧縮機２１の吸入側とカスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａのガス側とを接続しつつ、第１切換弁２２ａを閉状態とする第２接続状態とする。また、二次側切換機構２２は、二次側圧縮機２１から吐出される二次側の冷媒を二次側第１連絡管８に送る場合には、第２切換弁２２ｂを開状態として二次側圧縮機２１の吐出側と二次側第１連絡管８とを接続しつつ、第４切換弁２２ｄを閉状態とする第３接続状態とする。また、二次側切換機構２２は、二次側第１連絡管８を流れる冷媒を二次側圧縮機２１に吸入させる場合には、第４切換弁２２ｄを開状態として二次側第１連絡管８と二次側圧縮機２１の吸入側とを接続しつつ、第２切換弁２２ｂを閉状態とする第４接続状態とする。

【0052】

カスケード熱交換器３５は、上述の通り、一次側の冷媒であるＲ３２等の冷媒と、二次側の冷媒である二酸化炭素等の冷媒と、の間で互いに混合させることなく熱交換を行わせるための機器である。なお、カスケード熱交換器３５は、二次側冷媒回路１０の二次側の冷媒が流れる二次側流路３５ａと、一次側冷媒回路５ａの一次側の冷媒が流れる一次側流路３５ｂと、を有することで、一次側ユニット５と熱源ユニット２とで共有されている。なお、本実施形態では、カスケード熱交換器３５は、熱源ユニット２の図示しない熱源ケーシングの内部に配置されている。カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂのガス側は、第２接続配管１１３と第２ガス閉鎖弁１０７を経て、一次側第２連絡管１１２まで延びている。カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂの液側は、第１接続配管１１５と第２液閉鎖弁１０６を経て、図示しない熱源ケーシング外の一次側第１連絡管１１１まで延びている。

【0053】

熱源側膨張弁３６は、カスケード熱交換器３５を流れる二次側の冷媒の流量の調節等を行うために、カスケード熱交換器３５の液側に接続された開度調節が可能な電動膨張弁である。熱源側膨張弁３６は、第４熱源配管２６に設けられている。

【0054】

第３閉鎖弁３１、第１閉鎖弁３２および第２閉鎖弁３３は、外部の機器・配管（具体的には、連絡管７、８および９）との接続口に設けられた弁である。具体的には、第３閉鎖弁３１は、熱源ユニット２から引き出される二次側第３連絡管７に接続されている。第１閉鎖弁３２は、熱源ユニット２から引き出される二次側第１連絡管８に接続されている。第２閉鎖弁３３は、熱源ユニット２から引き出される二次側第２連絡管９に接続されている。

【0055】

第１熱源配管２８は、第１閉鎖弁３２と二次側切換機構２２とを接続する冷媒配管である。具体的には、第１熱源配管２８は、第１閉鎖弁３２と、二次側切換機構２２のうちの第２切換弁２２ｂと第４切換弁２２ｄとの間の部分と、を接続している。

【0056】

吸入流路２３は、二次側切換機構２２と二次側圧縮機２１の吸入側とを連絡する流路である。具体的には、吸入流路２３は、二次側切換機構２２のうちの第３切換弁２２ｃと第４切換弁２２ｄとの間の部分と、二次側圧縮機２１の吸入側と、を接続している。吸入流路２３の途中には、二次側アキュムレータ３０が設けられている。

【0057】

第２熱源配管２９は、第２閉鎖弁３３と吸入流路２３の途中とを接続する冷媒配管である。なお、本実施形態では、第２熱源配管２９は、吸入流路２３のうち、二次側切換機構２２における第２切換弁２２ｂと第４切換弁２２ｄの間の部分と、二次側アキュムレータ３０と、の間の部分である接続箇所において、吸入流路２３に接続されている。

【0058】

吐出流路２４は、二次側圧縮機２１の吐出側と二次側切換機構２２とを接続する冷媒配管である。具体的には、吐出流路２４は、二次側圧縮機２１の吐出側と、二次側切換機構２２のうちの第１切換弁２２ａと第２切換弁２２ｂとの間の部分と、を接続している。

【0059】

第３熱源配管２５は、二次側切換機構２２とカスケード熱交換器３５のガス側とを接続する冷媒配管である。具体的には、第３熱源配管２５は、二次側切換機構２２のうちの第１切換弁２２ａと第３切換弁２２ｃとの間の部分と、カスケード熱交換器３５における二次側流路３５ａのガス側端部とを接続している。

【0060】

第４熱源配管２６は、カスケード熱交換器３５の液側（ガス側とは反対側、二次側切換機構２２が設けられている側とは反対側）と、二次側レシーバ４５と、を接続する冷媒配管である。具体的には、第４熱源配管２６は、カスケード熱交換器３５における二次側流路３５ａの液側端部（ガス側とは反対側の端部）と、二次側レシーバ４５とを接続している。

【0061】

二次側レシーバ４５は、二次側冷媒回路１０における余剰冷媒を貯留する冷媒容器である。二次側レシーバ４５からは、第４熱源配管２６と、第５熱源配管２７と、バイパス回路４６と、が延びだしている。

【0062】

バイパス回路４６は、二次側レシーバ４５内部の上方の領域である気相領域と、吸入流路２３と、を接続する冷媒配管である。具体的には、バイパス回路４６は、吸入流路２３のうち二次側切換機構２２と二次側アキュムレータ３０との間に接続されている。バイパス回路４６には、バイパス膨張弁４６ａが設けられている。バイパス膨張弁４６ａは、開度調節により二次側レシーバ４５内から二次側圧縮機２１の吸入側に導く冷媒の量を調節可能な電動膨張弁である。

【0063】

第５熱源配管２７は、二次側レシーバ４５と第３閉鎖弁３１とを接続する冷媒配管である。

【0064】

過冷却回路４８は、第５熱源配管２７の一部と、吸入流路２３と、を接続する冷媒配管である。具体的には、過冷却回路４８は、吸入流路２３のうち二次側切換機構２２と二次側アキュムレータ３０との間に接続されている。なお、本実施形態においては、過冷却回路４８は、二次側レシーバ４５と過冷却熱交換器４７との間から分岐するように延びている。

【0065】

過冷却熱交換器４７は、第５熱源配管２７に属する流路を流れる冷媒と、過冷却回路４８に属する流路を流れる冷媒と、で熱交換を行わせる熱交換器である。本実施形態においては、第５熱源配管２７のうち、過冷却回路４８が分岐している箇所と、第３閉鎖弁３１と、の間に設けられている。過冷却膨張弁４８ａは、過冷却回路４８における第５熱源配管２７からの分岐箇所と、過冷却熱交換器４７と、の間に設けられている。過冷却膨張弁４８ａは、過冷却熱交換器４７に対して減圧された冷媒を供給するものであり、開度調節可能な電動膨張弁である。

【0066】

二次側アキュムレータ３０は、二次側の冷媒を溜めることが可能な容器であり、二次側圧縮機２１の吸入側に設けられている。

【0067】

油分離器３４は、吐出流路２４の途中に設けられている。油分離器３４は、二次側の冷媒に伴って二次側圧縮機２１から吐出された冷凍機油を二次側の冷媒から分離して、二次側圧縮機２１に戻すための機器である。

【0068】

油戻し回路４０は、油分離器３４と吸入流路２３とを接続するように設けられている。油戻し回路４０は、油分離器３４から延び出た流路が、吸入流路２３のうち二次側アキュムレータ３０と二次側圧縮機２１の吸入側との間の部分に合流するように延びた油戻し流路４１を有している。油戻し流路４１の途中には、油戻しキャピラリーチューブ４２と油戻し開閉弁４４とが設けられている。油戻し開閉弁４４が開状態に制御されることで、油分離器３４において分離された冷凍機油は、油戻し流路４１の油戻しキャピラリーチューブ４２を通過して、二次側圧縮機２１の吸入側に戻される。ここで、本実施形態では、油戻し開閉弁４４は、二次側冷媒回路１０において二次側圧縮機２１が運転状態の場合には、開状態を所定時間維持し閉状態を所定時間維持することを繰り返すことにより、油戻し回路４０を通じた冷凍機油の返油量が制御される。なお、油戻し開閉弁４４は、本実施形態では開閉制御される電磁弁であるが、開度調節が可能な電動膨張弁としつつ油戻しキャピラリーチューブ４２を省略した構成としてもよい。

【0069】

以下、利用回路１３ａ、１３ｂ、１３ｃについて説明するが、利用回路１３ｂ、１３ｃは利用回路１３ａと同様の構成であるため、利用回路１３ｂ、１３ｃについては、利用回路１３ａの各部を示す符号の添字「ａ」の代わりに、「ｂ」または「ｃ」の添字を付すものとして各部の説明を省略する。

【0070】

利用回路１３ａは、主として、利用側熱交換器５２ａ（第２熱交換器に相当）と、第１利用配管５７ａと、第２利用配管５６ａと、利用側膨張弁５１ａと、を有している。

【0071】

利用側熱交換器５２ａは、冷媒と室内空気との熱交換を行うための機器であり、例えば、多数の伝熱管およびフィンによって構成されたフィン・アンド・チューブ型熱交換器からなる。なお、複数の利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃは、二次側切換機構２２と吸入流路２３とカスケード熱交換器３５に対して互いに並列に接続されている。

【0072】

第２利用配管５６ａは、その一端が第１利用ユニット３ａの利用側熱交換器５２ａの液側（ガス側とは反対側）に接続されている。第２利用配管５６ａの他端は、第２接続管１６ａに接続されている。第２利用配管５６ａの途中には、上述した利用側膨張弁５１ａが設けられている。

【0073】

利用側膨張弁５１ａは、利用側熱交換器５２ａを流れる冷媒の流量の調節等を行う、開度調節が可能な電動膨張弁である。利用側膨張弁５１ａは、第２利用配管５６ａに設けられている。

【0074】

第１利用配管５７ａは、その一端が第１利用ユニット３ａの利用側熱交換器５２ａのガス側に接続されている。本実施形態では、第１利用配管５７ａは、利用側熱交換器５２ａの利用側膨張弁５１ａ側とは反対側に接続されている。第１利用配管５７ａは、その他端が、第１接続管１５ａに接続されている。

【0075】

以下、分岐回路１４ａ、１４ｂ、１４ｃについて説明するが、分岐回路１４ｂ、１４ｃは分岐回路１４ａと同様の構成であるため、分岐回路１４ｂ、１４ｃについては、分岐回路１４ａの各部を示す符号の添字「ａ」の代わりに、「ｂ」または「ｃ」の添字を付すものとして各部の説明を省略する。

【0076】

分岐回路１４ａは、主として、合流配管６２ａと、第１分岐配管６３ａと、第２分岐配管６４ａと、第１調節弁６６ａと、第２調節弁６７ａと、第３分岐配管６１ａと、を有している。

【0077】

合流配管６２ａは、その一端が第１接続管１５ａに接続されている。合流配管６２ａの他端には、第１分岐配管６３ａと第２分岐配管６４ａが分岐して接続されている。

【0078】

第１分岐配管６３ａは、合流配管６２側とは反対側が、二次側第１連絡管８に接続されている。第１分岐配管６３ａには、開閉可能な第１調節弁６６ａが設けられている。なお、ここでは、第１調節弁６６ａとして、開度調節が可能な電動膨張弁を採用しているが、開閉のみが可能な電磁弁等を採用してもよい。

【0079】

第２分岐配管６４ａは、合流配管６２側とは反対側が、二次側第２連絡管９に接続されている。第２分岐配管６４ａには、開閉可能な第２調節弁６７ａが設けられている。なお、ここでは、第２調節弁６７ａとして、開度調節が可能な電動膨張弁を採用しているが、開閉のみが可能な電磁弁等を採用してもよい。

【0080】

第３分岐配管６１ａは、その一端が第２接続管１６ａに接続されている。第３分岐配管６１ａは、その他端が二次側第３連絡管７に接続されている。

【0081】

そして、第１分岐ユニット６ａは、後述の冷房運転を行う際には、第１調節弁６６ａおよび第２調節弁６７ａを開けた状態にすることで、以下のように機能することができる。第１分岐ユニット６ａは、二次側第３連絡管７を通じて第３分岐配管６１ａに流入する冷媒を、第２接続管１６ａに送る。なお、第２接続管１６ａを通じて第１利用ユニット３ａの第２利用配管５６ａを流れる冷媒は、利用側膨張弁５１ａを通じて、第１利用ユニット３ａの利用側熱交換器５２ａに送られる。そして、利用側熱交換器５２ａに送られた冷媒は、室内空気との熱交換によって蒸発した後、第１利用配管５７ａを介して、第１接続管１５ａを流れる。第１接続管１５ａを流れた冷媒は、第１分岐ユニット６ａの合流配管６２ａに送られる。合流配管６２ａを流れた冷媒は、第１分岐配管６３ａと第２分岐配管６４ａに分岐して流れる。第１分岐配管６３ａにおいて第１調節弁６６ａを通過した冷媒は、二次側第１連絡管８に送られる。第２分岐配管６４ａにおいて第２調節弁６７ａを通過した冷媒は、二次側第２連絡管９に送られる。

【0082】

また、第１分岐ユニット６ａは、後述の冷房主体運転を行う際と暖房主体運転を行う際に、第１利用ユニット３ａにおいて室内を冷房する場合には、第１調節弁６６ａを閉じた状態にしつつ第２調節弁６７ａを開けた状態にすることで、以下のように機能することができる。第１分岐ユニット６ａは、二次側第３連絡管７を通じて第３分岐配管６１ａに流入する冷媒を、第２接続管１６ａに送る。なお、第２接続管１６ａを通じて第１利用ユニット３ａの第２利用配管５６ａを流れる冷媒は、利用側膨張弁５１ａを通じて、第１利用ユニット３ａの利用側熱交換器５２ａに送られる。そして、利用側熱交換器５２ａに送られた冷媒は、室内空気との熱交換によって蒸発した後、第１利用配管５７ａを介して、第１接続管１５ａを流れる。第１接続管１５ａを流れた冷媒は、第１分岐ユニット６ａの合流配管６２ａに送られる。合流配管６２ａを流れた冷媒は、第２分岐配管６４ａに流れて第２調節弁６７ａを通過した後、二次側第２連絡管９に送られる。

【0083】

また、第１分岐ユニット６ａは、後述の暖房運転を行う際には、第２調節弁６７ａを後述するように運転状況に応じて開状態か閉状態にし、かつ、第１調節弁６６ａを開けた状態にすることで、次のように機能することができる。第１分岐ユニット６ａでは、二次側第１連絡管８を通じて第１分岐配管６３ａに流入する冷媒が、第１調節弁６６ａを通過して、合流配管６２ａに送られる。合流配管６２ａを流れた冷媒は、第１接続管１５ａを介して、利用ユニット３ａの第１利用配管５７ａを流れて、利用側熱交換器５２ａに送られる。そして、利用側熱交換器５２ａに送られた冷媒は、室内空気との熱交換によって放熱した後、第２利用配管５６ａに設けられた利用側膨張弁５１ａを通過する。第２利用配管５６ａを通過した冷媒は、第２接続管１６ａを介して、第１分岐ユニット６ａの第３分岐配管６１ａを流れた後、二次側第３連絡管７に送られる。

【0084】

また、第１分岐ユニット６ａは、後述の冷房主体運転を行う際と暖房主体運転を行う際に、第１利用ユニット３ａにおいて室内を暖房する場合には、第２調節弁６７ａを閉状態にし、かつ、第１調節弁６６ａを開けた状態にすることで、次のように機能することができる。第１分岐ユニット６ａでは、二次側第１連絡管８を通じて第１分岐配管６３ａに流入する冷媒が、第１調節弁６６ａを通過して、合流配管６２ａに送られる。合流配管６２ａを流れた冷媒は、第１接続管１５ａを介して、利用ユニット３ａの第１利用配管５７ａを流れて、利用側熱交換器５２ａに送られる。そして、利用側熱交換器５２ａに送られた冷媒は、室内空気との熱交換によって放熱した後、第２利用配管５６ａに設けられた利用側膨張弁５１ａを通過する。第２利用配管５６ａを通過した冷媒は、第２接続管１６ａを介して、第１分岐ユニット６ａの第３分岐配管６１ａを流れた後、二次側第３連絡管７に送られる。

【0085】

このような機能は、第１分岐ユニット６ａだけでなく、第２分岐ユニット６ｂ、第３分岐ユニット６ｃも同様に有している。このため、第１分岐ユニット６ａ、第２分岐ユニット６ｂ、第３分岐ユニット６ｃは、ぞれぞれ、各利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃについて、冷媒の蒸発器として機能させるか、または、冷媒の放熱器として機能させるか、を個別に切り換えることが可能になっている。

【0086】

（４）一次側ユニット
一次側ユニット５は、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃや分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃが配置された空間とは異なる空間や屋上等に設置されている。

【0087】

一次側ユニット５は、上述の一次側冷媒回路５ａの一部と、一次側ファン７５と、各種センサと、一次側制御部７０と、を図示しない一次側ケーシング内に有して構成されている。

【0088】

一次側ユニット５は、一次側冷媒回路５ａの一部として、一次側圧縮機７１と、一次側切換機構７２と、一次側熱交換器７４と、一次側膨張弁７６と、第１液閉鎖弁１０８と、第１ガス閉鎖弁１０９と、を有している。

【0089】

一次側ファン７５は、一次側ユニット５内に設けられており、屋外空気を一次側熱交換器７４に導いて、一次側熱交換器７４を流れる一次側の冷媒と熱交換させた後に、屋外に排出させる、という空気流れを生じさせる。一次側ファン７５は、一次側ファンモータ７５ａによって駆動される。

【0090】

また、一次側ユニット５には、各種のセンサが設けられている。具体的には、一次側熱交換器７４を通過する前の屋外空気の温度を検出する外気温度センサ７７と、一次側圧縮機７１から吐出された一次側の冷媒の圧力を検出する一次側吐出圧力センサ７８と、一次側圧縮機７１に吸入される一次側の冷媒の圧力を検出する一次側吸入圧力センサ７９と、一次側圧縮機７１に吸入される一次側の冷媒の温度を検出する一次側吸入温度センサ８１と、一次側熱交換器７４を流れる冷媒の温度を検出する一次側熱交温度センサ８２と、が設けられている。

【0091】

一次側制御部７０は、一次側ユニット５内に設けられている各部７１（７１ａ）、７２、７５（７５ａ）、７６の動作を制御する。そして、一次側制御部７０は、一次側ユニット５の制御を行うために設けられたＣＰＵやマイクロコンピュータ等のプロセッサとメモリを有しており、リモコン（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行うことや、熱源側制御部２０や分岐ユニット制御部６０ａ、６０ｂ、６０ｃや利用側制御部５０ａ、５０ｂ、５０ｃとの間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。

【0092】

（５）熱源ユニット
熱源ユニット２は、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃや分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃが配置された空間とは異なる空間や屋上等に設置されている。

【0093】

熱源ユニット２は、連絡管７、８、９を介して分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃに接続されており、二次側冷媒回路１０の一部を構成している。また、熱源ユニット２は、一次側第１連絡管１１１および一次側第２連絡管１１２を介して、一次側ユニット５と接続されており、一次側冷媒回路５ａの一部を構成している。

【0094】

熱源ユニット２は、主として、上述した熱源回路１２と、各種センサと、熱源側制御部２０と、一次側冷媒回路５ａの一部を構成する第２液閉鎖弁１０６、第１接続配管１１５、第２接続配管１１３、および、第２ガス閉鎖弁１０７とを、図示しない熱源ケーシング内に有して構成されている。

【0095】

熱源ユニット２には、二次側圧縮機２１の吸入側における二次側の冷媒の圧力を検出する二次側吸入圧力センサ３７と、二次側圧縮機２１の吐出側における二次側の冷媒の圧力を検出する二次側吐出圧力センサ３８と、二次側圧縮機２１の吐出側における二次側の冷媒の温度を検出する二次側吐出温度センサ３９と、二次側圧縮機２１の吸入側における二次側の冷媒の温度を検出する二次側吸入温度センサ８８と、カスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａと熱源側膨張弁３６との間を流れる二次側の冷媒の温度を検出する二次側カスケード温度センサ８３と、二次側レシーバ４５から過冷却熱交換器４７との間を流れる二次側の冷媒の温度を検出するレシーバ出口温度センサ８４と、バイパス回路４６におけるバイパス膨張弁４６ａの下流側を流れる二次側の冷媒の温度を検出するバイパス回路温度センサ８５と、過冷却熱交換器４７と第３閉鎖弁３１との間を流れる二次側の冷媒の温度を検出する過冷却出口温度センサ８６と、過冷却回路４８における過冷却熱交換器４７の出口を流れる二次側の冷媒の温度を検出する過冷却回路温度センサ８７と、が設けられている。

【0096】

熱源側制御部２０は、熱源ユニット２に設けられた各部２１（２１ａ）、２２、３６、４４、４６ａ、４８ａの動作を制御する。熱源側制御部２０は、熱源ユニット２の制御を行うために設けられたＣＰＵやマイクロコンピュータ等のプロセッサとメモリを有しており、一次側ユニット５の一次側制御部７０や利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの利用側制御部５０ａ、５０ｂ、５０ｃや分岐ユニット制御部６０ａ、６０ｂ、６０ｃとの間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。

【0097】

（６）利用ユニット
利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃは、ビル等の室内の天井に埋め込みや吊り下げ等、または、室内の壁面に壁掛け等により設置されている。

【0098】

利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃは、連絡管７、８、９を介して熱源ユニット２に接続されている。

【0099】

利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃは、二次側冷媒回路１０の一部を構成する利用回路１３ａ、１３ｂ、１３ｃを有している。

【0100】

以下、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの構成について説明する。なお、第２利用ユニット３ｂおよび第３利用ユニット３ｃは、第１利用ユニット３ａと同様の構成であるため、ここでは、第１利用ユニット３ａの構成のみ説明し、第２利用ユニット３ｂおよび第３利用ユニット３ｃの構成については、それぞれ、第１利用ユニット３ａの各部を示す符号の添字「ａ」の代わりに、「ｂ」または「ｃ」の添字を付して、各部の説明を省略する。

【0101】

第１利用ユニット３ａは、主として、上述の利用回路１３ａと、室内ファン５３ａ（供給部に相当）と、利用側制御部５０ａと、各種センサと、を有している。なお、室内ファン５３ａは、室内ファンモータ５４ａを有している。

【0102】

室内ファン５３ａは、ユニット内に室内空気を吸入して、利用側熱交換器５２ａを流れる冷媒と熱交換させた後に、供給空気として室内に供給する空気流れを生じさせる。室内ファン５３ａは、室内ファンモータ５４ａによって駆動される。

【0103】

利用ユニット３ａには、利用側熱交換器５２ａの液側における冷媒の温度を検出する液側温度センサ５８ａが設けられている。また、利用ユニット３ａには、室内から取り込まれた空気であって、利用側熱交換器５２ａを通過する前の空気の温度である室内温度を検出する室内温度センサ５５ａが設けられている。

【0104】

利用側制御部５０ａは、利用ユニット３ａを構成する各部５１ａ、５３ａ（５４ａ）の動作を制御する。そして、利用側制御部５０ａは、利用ユニット３ａの制御を行うために設けられたＣＰＵやマイクロコンピュータ等のプロセッサとメモリを有しており、リモコン（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行うことや、熱源側制御部２０や分岐ユニット制御部６０ａ、６０ｂ、６０ｃや一次側ユニット５の一次側制御部７０との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。

【0105】

なお、第２利用ユニット３ｂは、利用回路１３ｂ、室内ファン５３ｂ、利用側制御部５０ｂ、室内ファンモータ５４ｂを有している。第３利用ユニット３ｃは、利用回路１３ｃ、室内ファン５３ｃ、利用側制御部５０ｃ、室内ファンモータ５４ｃを有している。

【0106】

（７）分岐ユニット
分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃは、ビル等の室内の天井裏の空間等に設置されている。

【0107】

分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃは、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃと１対１に対応しつつ接続されている。分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃは、連絡管７、８、９を介して熱源ユニット２に接続されている。

【0108】

次に、分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃの構成について説明する。なお、第２分岐ユニット６ｂおよび第３分岐ユニット６ｃは、第１分岐ユニット６ａと同様の構成であるため、ここでは、第１分岐ユニット６ａの構成のみ説明し、第２分岐ユニット６ｂおよび第３分岐ユニット６ｃの構成については、それぞれ、第１分岐ユニット６ａの各部を示す符号の添字「ａ」の代わりに、「ｂ」または「ｃ」の添字を付して、各部の説明を省略する。

【0109】

第１分岐ユニット６ａは、主として、上述の分岐回路１４ａと、分岐ユニット制御部６０ａと、を有している。

【0110】

分岐ユニット制御部６０ａは、分岐ユニット６ａを構成する各部６６ａ、６７ａの動作を制御する。そして、分岐ユニット制御部６０ａは、分岐ユニット６ａの制御を行うために設けられたＣＰＵやマイクロコンピュータ等のプロセッサとメモリを有しており、リモコン（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行うことや、熱源側制御部２０や利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃや一次側ユニット５の一次側制御部７０との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。

【0111】

なお、第２分岐ユニット６ｂは、分岐回路１４ｂと分岐ユニット制御部６０ｂを有している。第３分岐ユニット６ｃは、分岐回路１４ｃと分岐ユニット制御部６０ｃを有している。

【0112】

（８）制御部
冷凍サイクルシステム１では、上述の熱源側制御部２０、利用側制御部５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、分岐ユニット制御部６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、一次側制御部７０が、有線または無線を介して相互に通信可能に接続されることで、制御部８０を構成している。したがって、この制御部８０は、各種センサ３７、３８、３９、８３、８４、８５、８６、８７、８８、７７、７８、７９、８１、８２、５８ａ、５８ｂ、５８ｃ等の検出情報および図示しないリモコン等から受け付けた指示情報等に基づいて、各部２１（２１ａ）、２２、３６、４４、４６ａ、４８ａ、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５３ａ、５３ｂ、５３ｃ（５４ａ、５４ｂ、５４ｃ）、６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６７ａ、６７ｂ、６７ｃ、７１（７１ａ）、７２、７５（７５ａ）、７６の動作を制御する。

【0113】

（９）冷凍サイクルシステムの動作
次に、冷凍サイクルシステム１の動作について、図３～図６を用いて説明する。

【0114】

冷凍サイクルシステム１の冷凍サイクル運転は、主として、冷房運転と、暖房運転と、冷房主体運転と、暖房主体運転と、に分けることができる。なお、暖房運転と暖房主体運転が行われている場合には、所定条件を満たすことで、後述の蓄熱運転およびデフロスト運転が行われる。

【0115】

ここで、冷房運転は、利用側熱交換器が冷媒の蒸発器として機能する運転を行う利用ユニットだけが存在し、利用ユニット全体の蒸発負荷に対してカスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の放熱器として機能させる冷凍サイクル運転である。

【0116】

暖房運転は、利用側熱交換器が冷媒の放熱器として機能する運転を行う利用ユニットだけが存在し、利用ユニット全体の放熱負荷に対してカスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の蒸発器として機能させる冷凍サイクル運転である。

【0117】

冷房主体運転は、利用側熱交換器が冷媒の蒸発器として機能する運転を行う利用ユニットと、利用側熱交換器が冷媒の放熱器として機能する運転を行う利用ユニットと、を混在させる運転である。冷房主体運転は、利用ユニット全体の熱負荷のうち蒸発負荷が主体である場合に、この利用ユニット全体の蒸発負荷に対してカスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の放熱器として機能させる冷凍サイクル運転である。

【0118】

暖房主体運転は、利用側熱交換器が冷媒の蒸発器として機能する運転を行う利用ユニットと、利用側熱交換器が冷媒の放熱器として機能する運転を行う利用ユニットと、を混在させる運転である。暖房主体運転は、利用ユニット全体の熱負荷のうち放熱負荷が主体である場合に、この利用ユニット全体の放熱負荷に対してカスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の蒸発器として機能させる冷凍サイクル運転である。

【0119】

なお、これらの冷凍サイクル運転を含む冷凍サイクルシステム１の動作は、上記の制御部８０によって行われる。

【0120】

（９－１）冷房運転
冷房運転では、例えば、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃの全てが冷媒の蒸発器として機能する運転を行い、カスケード熱交換器３５が二次側の冷媒の放熱器として機能する運転を行う。この冷房運転では、冷凍サイクルシステム１の一次側冷媒回路５ａおよび二次側冷媒回路１０は、図３に示すように構成される。なお、図３の一次側冷媒回路５ａに付された矢印および二次側冷媒回路１０に付された矢印は、冷房運転時の冷媒の流れを示している。

【0121】

具体的には、一次側ユニット５においては、一次側切換機構７２を第５接続状態に切り換えることによって、カスケード熱交換器３５を一次側の冷媒の蒸発器として機能させるようになっている。なお、一次側切換機構７２の第５接続状態は、図３の一次側切換機構７２において実線で示す接続状態である。これにより、一次側ユニット５では、一次側圧縮機７１から吐出された一次側の冷媒は、一次側切換機構７２を通過して、一次側熱交換器７４において一次側ファン７５から供給される外気と熱交換を行うことで凝縮する。一次側熱交換器７４において凝縮した一次側の冷媒は、一次側膨張弁７６において減圧された後、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂを流れて蒸発し、一次側切換機構７２を介して、一次側圧縮機７１に吸入される。

【0122】

また、熱源ユニット２においては、二次側切換機構２２を第１接続状態でかつ第４接続状態に切り換えることによって、カスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の放熱器として機能させるようになっている。なお、二次側切換機構２２の第１接続状態は、第１切換弁２２ａが開状態で第３切換弁２２ｃが閉状態となる接続状態である。二次側切換機構２２の第４接続状態は、第４切換弁２２ｄが開状態で第２切換弁２２ｂが閉状態となる接続状態である。ここで、熱源側膨張弁３６は、開度調節されている。第１～第３利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃにおいては、第１調節弁６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、および、第２調節弁６７ａ、６７ｂ、６７ｃは、開状態に制御される。これにより、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃの全てが、冷媒の蒸発器として機能する。また、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃの全てと熱源ユニット２の二次側圧縮機２１の吸入側とは、第１利用配管５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、第１接続管１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、合流配管６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、第１分岐配管６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、第２分岐配管６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、第１連絡管８および第２連絡管９を介して接続された状態になっている。また、過冷却膨張弁４８ａは、過冷却熱交換器４７の出口を第３連絡管７に向けて流れる二次側の冷媒の過冷却度が所定値になるように開度制御されている。バイパス膨張弁４６ａは、閉状態に制御される。利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃにおいては、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、開度調節されている。

【0123】

このような二次側冷媒回路１０において、二次側圧縮機２１で圧縮され吐出された二次側の高圧冷媒は、二次側切換機構２２を通じて、カスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａに送られる。カスケード熱交換器３５では、二次側流路３５ａを流れる二次側の高圧冷媒は放熱し、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂを流れる一次側の冷媒は蒸発する。カスケード熱交換器３５において放熱した二次側の冷媒は、開度調節されている熱源側膨張弁３６を通過した後、レシーバ４５に流入する。レシーバ４５から流出した冷媒の一部は、過冷却回路４８に分岐して流れ、過冷却膨張弁４８ａにおいて減圧された後に、吸入流路２３に合流する。過冷却熱交換器４７では、レシーバ４５から流出した冷媒の他の一部が、過冷却回路４８を流れる冷媒によって冷却された後、第３閉鎖弁３１を通じて、第３連絡管７に送られる。

【0124】

そして、第３連絡管７に送られた冷媒は、３つに分岐されて、各第１～第３分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃの第３分岐配管６１ａ、６１ｂ、６１ｃを通過する。その後、各第２接続管１６ａ、１６ｂ、１６ｃを流れた冷媒は、各第１～第３利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの第２利用配管５６ａ、５６ｂ、５６ｃに送られる。第２利用配管５６ａ、５６ｂ、５６ｃに送られた冷媒は、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃに送られる。

【0125】

そして、開度調節されている利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃを通過した冷媒は、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃにおいて、室内ファン５３ａ、５３ｂ、５３ｃによって供給される室内空気と熱交換を行う。これにより、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃを流れる冷媒は、蒸発し、低圧のガス冷媒となる。室内空気は、冷却されて室内に供給される。これにより、室内空間が冷房される。利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃにおいて蒸発した低圧のガス冷媒は、第１利用配管５７ａ、５７ｂ、５７ｃを流れ、第１接続管１５ａ、１５ｂ、１５ｃを流れた後、第１～第３分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃの合流配管６２ａ、６２ｂ、６２ｃに送られる。

【0126】

そして、合流配管６２ａ、６２ｂ、６２ｃに送られた低圧のガス冷媒は、第１分岐配管６３ａ、６３ｂ、６３ｃと、第２分岐配管６４ａ、６４ｂ、６４ｃと、に分岐して流れる。第１分岐配管６３ａ、６３ｂ、６３ｃにおいて第１調節弁６６ａ、６６ｂ、６６ｃを通過した冷媒は、第１連絡管８に送られる。第２分岐配管６４ａ、６４ｂ、６４ｃにおいて第２調節弁６７ａ、６７ｂ、６７ｃを通過した冷媒は、第２連絡管９に送られる。

【0127】

そして、第１連絡管８および第２連絡管９に送られた低圧のガス冷媒は、第１閉鎖弁３２、第２閉鎖弁３３、第１熱源配管２８、第２熱源配管２９、二次側切換機構２２、吸入流路２３およびアキュムレータ３０を通じて、二次側圧縮機２１の吸入側に戻される。

【0128】

このようにして、冷房運転における動作が行われる。

【0129】

（９－２）暖房運転
暖房運転では、例えば、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃの全てが冷媒の放熱器として機能する運転を行う。また、暖房運転では、カスケード熱交換器３５が二次側の冷媒の蒸発器として機能する運転を行う。暖房運転では、冷凍サイクルシステム１の一次側冷媒回路５ａおよび二次側冷媒回路１０は、図４に示すように構成される。図４の一次側冷媒回路５ａに付された矢印および二次側冷媒回路１０に付された矢印は、暖房運転時の冷媒の流れを示している。

【0130】

具体的には、一次側ユニット５においては、一次側切換機構７２を第６運転状態に切り換えることによって、カスケード熱交換器３５を一次側の冷媒の放熱器として機能させるようになっている。一次側切換機構７２の第６運転状態は、図４の一次側切換機構７２において破線で示す接続状態である。これにより、一次側ユニット５では、一次側圧縮機７１から吐出された一次側の冷媒は、一次側切換機構７２を通過して、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂを流れて凝縮する。カスケード熱交換器３５において凝縮した一次側の冷媒は、一次側膨張弁７６において減圧された後、一次側熱交換器７４において一次側ファン７５から供給される外気と熱交換を行うことで蒸発し、一次側切換機構７２を介して、一次側圧縮機７１に吸入される。

【0131】

また、熱源ユニット２においては、二次側切換機構２２を第２接続状態でかつ第３接続状態に切り換える。これにより、カスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の蒸発器として機能させるようになっている。二次側切換機構２２の第２接続状態は、第１切換弁２２ａが閉状態で第３切換弁２２ｃが開状態の接続状態である。二次側切換機構２２の第３接続状態は、第２切換弁２２ｂが開状態で第４切換弁２２ｄが閉状態の接続状態である。また、熱源側膨張弁３６は、開度調節されている。第１～第３分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃにおいては、第１調節弁６６ａ、６６ｂ、６６ｃが開状態に制御され、第２調節弁６７ａ、６７ｂ、６７ｃが閉状態に制御される。これにより、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃの全てが冷媒の放熱器として機能する。そして、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃと熱源ユニット２の二次側圧縮機２１の吐出側とは、吐出流路２４、第１熱源配管２８、第１連絡管８、第１分岐配管６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、合流配管６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、第１接続管１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、第１利用配管５７ａ、５７ｂ、５７ｃを介して接続された状態になっている。また、過冷却膨張弁４８ａおよびバイパス膨張弁４６ａは、閉状態に制御される。利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃにおいては、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、開度調節されている。

【0132】

このような二次側冷媒回路１０において、二次側圧縮機２１で圧縮され吐出された高圧冷媒は、二次側切換機構２２において開状態に制御された第２切換弁２２ｂを通じて、第１熱源配管２８に送られる。第１熱源配管２８に送られた冷媒は、第１閉鎖弁３２を通じて、第１連絡管８に送られる。

【0133】

そして、第１連絡管８に送られた高圧冷媒は、３つに分岐されて、運転中の利用ユニットである各利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの第１分岐配管６３ａ、６３ｂ、６３ｃに送られる。第１分岐配管６３ａ、６３ｂ、６３ｃに送られた高圧冷媒は、第１調節弁６６ａ、６６ｂ、６６ｃを通過し、合流配管６２ａ、６２ｂ、６２ｃを流れる。その後、第１接続管１５ａ、１５ｂ、１５ｃおよび第１利用配管５７ａ、５７ｂ、５７ｃを流れた冷媒が、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃに送られる。

【0134】

そして、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃに送られた高圧冷媒は、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃにおいて、室内ファン５３ａ、５３ｂ、５３ｃによって供給される室内空気と熱交換を行う。これにより、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃを流れる冷媒は、放熱する。室内空気は、加熱されて室内に供給される。これにより、室内空間が暖房される。利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃにおいて放熱した冷媒は、第２利用配管５６ａ、５６ｂ、５６ｃを流れて、開度調節されている利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃを通過する。その後、第２接続管１６ａ、１６ｂ、１６ｃを流れた冷媒は、各分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃの第３分岐配管６１ａ、６１ｂ、６１ｃを流れる。

【0135】

そして、第３分岐配管６１ａ、６１ｂ、６１ｃに送られた冷媒は、第３連絡管７に送られて合流する。

【0136】

そして、第３連絡管７に送られた冷媒は、第３閉鎖弁３１を通じて、熱源側膨張弁３６に送られる。熱源側膨張弁３６に送られた冷媒は、熱源側膨張弁３６において流量調節された後、カスケード熱交換器３５に送られる。カスケード熱交換器３５では、二次側流路３５ａを流れる二次側の冷媒は蒸発して低圧のガス冷媒となって二次側切換機構２２に送られ、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂを流れる一次側の冷媒は凝縮する。そして、二次側切換機構２２に送られた二次側の低圧のガス冷媒は、吸入流路２３およびアキュムレータ３０通じて、二次側圧縮機２１の吸入側に戻される。

【0137】

このようにして、暖房運転における動作が行われる。

【0138】

（９－３）冷房主体運転
冷房主体運転では、例えば、利用ユニット３ａ、３ｂの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂが冷媒の蒸発器として機能し、かつ、利用ユニット３ｃの利用側熱交換器５２ｃが冷媒の放熱器として機能する運転を行う。冷房主体運転では、カスケード熱交換器３５は、二次側の冷媒の放熱器として機能する。冷房主体運転では、冷凍サイクルシステム１の一次側冷媒回路５ａおよび二次側冷媒回路１０は、図５に示されるように構成される。図５の一次側冷媒回路５ａに付された矢印および二次側冷媒回路１０に付された矢印は、冷房主体運転時の冷媒の流れを示している。

【0139】

具体的には、一次側ユニット５においては、一次側切換機構７２を第５接続状態（図５の一次側切換機構７２の実線で示された状態）に切り換えることによって、カスケード熱交換器３５を一次側の冷媒の蒸発器として機能させるようになっている。これにより、一次側ユニット５では、一次側圧縮機７１から吐出された一次側の冷媒は、一次側切換機構７２を通過して、一次側熱交換器７４において一次側ファン７５から供給される外気と熱交換を行うことで凝縮する。一次側熱交換器７４において凝縮した一次側の冷媒は、一次側膨張弁７６において減圧された後、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂを流れて蒸発し、一次側切換機構７２を介して、一次側圧縮機７１に吸入される。

【0140】

また、熱源ユニット２においては、二次側切換機構２２を第１接続状態（第１切換弁２２ａが開状態で第３切換弁２２ｃが閉状態）でかつ第３接続状態（第２切換弁２２ｂが開状態で第４切換弁２２ｄが閉状態）に切り換えることによって、カスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の放熱器として機能させるようになっている。また、熱源側膨張弁３６は、開度調節されている。第１～第３分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃにおいては、第１調節弁６６ｃ、および、第２調節弁６７ａ、６７ｂが開状態に制御され、かつ、第１調節弁６６ａ、６６ｂ、および、第２調節弁６７ｃが閉状態に制御される。これにより、利用ユニット３ａ、３ｂの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂが冷媒の蒸発器として機能し、かつ、利用ユニット３ｃの利用側熱交換器５２ｃが冷媒の放熱器として機能する。また、利用ユニット３ａ、３ｂの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂと熱源ユニット２の二次側圧縮機２１の吸入側とが第２連絡管９を介して接続された状態になり、かつ、利用ユニット３ｃの利用側熱交換器５２ｃと熱源ユニット２の二次側圧縮機２１の吐出側とが第１連絡管８を介して接続された状態になっている。また、過冷却膨張弁４８ａは、過冷却熱交換器４７の出口を第３連絡管７に向けて流れる二次側の冷媒の過冷却度が所定値になるように開度制御されている。バイパス膨張弁４６ａは、閉状態に制御される。利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃにおいては、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、開度調節されている。

【0141】

このような二次側冷媒回路１０において、二次側圧縮機２１で圧縮され吐出された二次側の高圧冷媒は、その一部が、二次側切換機構２２、第１熱源配管２８および第１閉鎖弁３２を通じて、第１連絡管８に送られ、残りが、二次側切換機構２２および第３熱源配管２５を通じて、カスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａに送られる。

【0142】

そして、第１連絡管８に送られた高圧冷媒は、第１分岐配管６３ｃに送られる。第１分岐配管６３ｃに送られた高圧冷媒は、第１調節弁６６ｃおよび合流配管６２ｃを通じて、利用ユニット３ｃの利用側熱交換器５２ｃに送られる。

【0143】

そして、利用側熱交換器５２ｃに送られた高圧冷媒は、利用側熱交換器５２ｃにおいて、室内ファン５３ｃによって供給される室内空気と熱交換を行う。これにより、利用側熱交換器５２ｃを流れる冷媒は、放熱する。室内空気は、加熱されて室内に供給されて、利用ユニット３ｃの暖房運転が行われる。利用側熱交換器５２ｃにおいて放熱した冷媒は、第２利用配管５６ｃを流れ、利用側膨張弁５１ｃにおいて流量調節される。その後、第２接続管１６ｃを流れた冷媒は、分岐ユニット６ｃの第３分岐配管６１ｃに送られる。

【0144】

そして、第３分岐配管６１ｃに送られた冷媒は、第３連絡管７に送られる。

【0145】

また、カスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａに送られた高圧冷媒は、カスケード熱交換器３５において、一次側流路３５ｂを流れる一次側の冷媒と熱交換を行うことによって放熱する。カスケード熱交換器３５において放熱した二次側の冷媒は、熱源側膨張弁３６において流量調節された後、レシーバ４５に流入する。レシーバ４５から流出した冷媒の一部は、過冷却回路４８に分岐して流れ、過冷却膨張弁４８ａにおいて減圧された後に、吸入流路２３に合流する。過冷却熱交換器４７では、レシーバ４５から流出した冷媒の他の一部が、過冷却回路４８を流れる冷媒によって冷却された後、第３閉鎖弁３１を通じて、第３連絡管７に送られて、利用側熱交換器５２ｃにおいて放熱した冷媒と合流する。

【0146】

そして、第３連絡管７において合流した冷媒は、２つに分岐して、分岐ユニット６ａ、６ｂの各第３分岐配管６１ａ、６１ｂに送られる。その後、第２接続管１６ａ、１６ｂを流れた冷媒は、各第１～第２利用ユニット３ａ、３ｂの第２利用配管５６ａ、５６ｂに送られる。第２利用配管５６ａ、５６ｂを流れる冷媒は、利用ユニット３ａ、３ｂの利用側膨張弁５１ａ、５１ｂを通過する。

【0147】

そして、開度調節されている利用側膨張弁５１ａ、５１ｂを通過した冷媒は、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて、室内ファン５３ａ、５３ｂによって供給される室内空気と熱交換を行う。これにより、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂを流れる冷媒は、蒸発し、低圧のガス冷媒となる。室内空気は、冷却されて室内に供給される。これにより、室内空間が冷房される。利用側熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて蒸発した低圧のガス冷媒は、第１～第２分岐ユニット６ａ、６ｂの合流配管６２ａ、６２ｂに送られる。

【0148】

そして、合流配管６２ａ、６２ｂに送られた低圧のガス冷媒は、第２調節弁６７ａ、６７ｂおよび第２分岐配管６４ａ、６４ｂを通じて、第２連絡管９に送られて合流する。

【0149】

そして、第２連絡管９に送られた低圧のガス冷媒は、第２閉鎖弁３３、第２熱源配管２９、吸入流路２３およびアキュムレータ３０を通じて、二次側圧縮機２１の吸入側に戻される。

【0150】

このようにして、冷房主体運転における動作が行われる。

【0151】

（９－４）暖房主体運転
暖房主体運転では、例えば、利用ユニット３ａ、３ｂの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂが冷媒の放熱器として機能し、かつ、利用側熱交換器５２ｃが冷媒の蒸発器として機能する運転を行う。暖房主体運転では、カスケード熱交換器３５は、二次側の冷媒の蒸発器として機能する。暖房主体運転では、冷凍サイクルシステム１の一次側冷媒回路５ａおよび二次側冷媒回路１０は、図６に示すように構成される。図６の一次側冷媒回路５ａに付された矢印および二次側冷媒回路１０に付された矢印は、暖房主体運転時の冷媒の流れを示している。

【0152】

具体的には、一次側ユニット５においては、一次側切換機構７２を第６運転状態に切り換えることによって、カスケード熱交換器３５を一次側の冷媒の放熱器として機能させるようになっている。一次側切換機構７２の第６運転状態は、図６の一次側切換機構７２において破線で示された接続状態である。これにより、一次側ユニット５では、一次側圧縮機７１から吐出された一次側の冷媒は、一次側切換機構７２を通過して、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂを流れて凝縮する。カスケード熱交換器３５において凝縮した一次側の冷媒は、一次側膨張弁７６において減圧された後、一次側熱交換器７４において一次側ファン７５から供給される外気と熱交換を行うことで蒸発し、一次側切換機構７２を介して、一次側圧縮機７１に吸入される。

【0153】

熱源ユニット２においては、二次側切換機構２２を第２接続状態でかつ第３接続状態に切り換える。二次側切換機構２２の第２接続状態は、第１切換弁２２ａが閉状態で第３切換弁２２ｃが開状態の接続状態である。二次側切換機構２２の第３接続状態は、第２切換弁２２ｂが開状態で第４切換弁２２ｄが閉状態の接続状態である。これによって、カスケード熱交換器３５を二次側の冷媒の蒸発器として機能させるようになっている。また、熱源側膨張弁３６は、開度調節されている。第１～第３分岐ユニット６ａ、６ｂ、６ｃにおいては、第１調節弁６６ａ、６６ｂ、および、第２調節弁６７ｃが開状態に制御され、かつ、第１調節弁６６ｃ、および、第２調節弁６７ａ、６７ｂが閉状態に制御される。これによって、利用ユニット３ａ、３ｂの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂは冷媒の放熱器として機能し、利用ユニット３ｃの利用側熱交換器５２ｃは冷媒の蒸発器として機能する。そして、利用ユニット３ｃの利用側熱交換器５２ｃと熱源ユニット２の二次側圧縮機２１の吸入側とは、第１利用配管５７ｃ、第１接続管１５ｃ、合流配管６２ｃ、第２分岐配管６４ｃ、および第２連絡管９を介して接続された状態になる。また、利用ユニット３ａ、３ｂの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂと熱源ユニット２の二次側圧縮機２１の吐出側とは、吐出流路２４、第１熱源配管２８、第１連絡管８、第１分岐配管６３ａ、６３ｂ、合流配管６２ａ、６２ｂ、第１接続管１５ａ、１５ｂ、第１利用配管５７ａ、５７ｂを介して接続された状態になっている。また、過冷却膨張弁４８ａおよびバイパス膨張弁４６ａは、閉状態に制御される。利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃにおいては、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、開度調節されている。

【0154】

このような二次側冷媒回路１０において、二次側圧縮機２１で圧縮され吐出された二次側の高圧冷媒は、二次側切換機構２２、第１熱源配管２８および第１閉鎖弁３２を通じて、第１連絡管８に送られる。

【0155】

そして、第１連絡管８に送られた高圧冷媒は、２つに分岐されて、運転中の利用ユニットである各第１利用ユニット３ａと第２利用ユニット３ｂにそれぞれ接続されている第１分岐ユニット６ａと第２分岐ユニット６ｂの第１分岐配管６３ａ、６３ｂに送られる。第１分岐配管６３ａ、６３ｂに送られた高圧冷媒は、第１調節弁６６ａ、６６ｂ、合流配管６２ａ、６２ｂ、および第１接続管１５ａ、１５ｂを通じて、第１利用ユニット３ａと第２利用ユニット３ｂの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂに送られる。

【0156】

そして、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂに送られた高圧冷媒は、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて、室内ファン５３ａ、５３ｂによって供給される室内空気と熱交換を行う。これにより、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂを流れる冷媒は、放熱する。室内空気は、加熱されて室内に供給される。これにより、室内空間が暖房される。利用側熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて放熱した冷媒は、第２利用配管５６ａ、５６ｂを流れ、開度調節されている利用側膨張弁５１ａ、５１ｂを通過する。その後、第２接続管１６ａ、１６ｂを流れた冷媒は、分岐ユニット６ａ、６ｂの第３分岐配管６１ａ、６１ｂを介して、第３連絡管７に送られる。

【0157】

そして、第３連絡管７に送られた冷媒は、その一部が、分岐ユニット６ｃの第３分岐配管６１ｃに送られ、残りが、第３閉鎖弁３１を通じて、熱源側膨張弁３６に送られる。

【0158】

そして、第３分岐配管６１ｃに送られた冷媒は、第２接続管１６ｃを介して、利用ユニット３ｃの第２利用配管５６ｃを流れ、利用側膨張弁５１ｃに送られる。

【0159】

そして、開度調節されている利用側膨張弁５１ｃを通過した冷媒は、利用側熱交換器５２ｃにおいて、室内ファン５３ｃによって供給される室内空気と熱交換を行う。これにより、利用側熱交換器５２ｃを流れる冷媒は、蒸発し、低圧のガス冷媒となる。室内空気は、冷却されて室内に供給される。これにより、室内空間が冷房される。利用側熱交換器５２ｃにおいて蒸発した低圧のガス冷媒は、第１利用配管５７ｃと第１接続管１５ｃを通過し、合流配管６２ｃに送られる。

【0160】

そして、合流配管６２ｃに送られた低圧のガス冷媒は、第２調節弁６７ｃおよび第２分岐配管６４ｃを通じて、第２連絡管９に送られる。

【0161】

そして、第２連絡管９に送られた低圧のガス冷媒は、第２閉鎖弁３３、第２熱源配管２９、吸入流路２３およびアキュムレータ３０を通じて、二次側圧縮機２１の吸入側に戻される。

【0162】

また、熱源側膨張弁３６に送られた冷媒は、開度調節されている熱源側膨張弁３６を通過した後、カスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａにおいて、一次側流路３５ｂを流れる一次側の冷媒と熱交換を行う。これにより、カスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａを流れる冷媒は、蒸発して低圧のガス冷媒になり、二次側切換機構２２に送られる。二次側切換機構２２に送られた低圧のガス冷媒は、吸入流路２３において利用側熱交換器５２ｃにおいて蒸発した低圧のガス冷媒と合流する。合流した冷媒は、アキュムレータ３０を介して、二次側圧縮機２１の吸入側に戻される。

【0163】

このようにして、暖房主体運転における動作が行われる。

【0164】

（１０）蓄熱運転およびデフロスト運転
冷凍サイクルシステム１では、暖房運転時または暖房主体運転時である通常運転時に所定条件を満たした場合に、蓄熱運転およびデフロスト運転が行われる。以下、蓄熱運転およびデフロスト運転について、図７のフローチャートを参照しつつ説明する。

【0165】

なお、ここでは、暖房運転または暖房主体運転が行われている状態から蓄熱運転およびデフロスト運転が行われ、その後、再度、暖房運転または暖房主体運転に復帰するまでの処理の流れ説明する。

【0166】

ステップＳ１では、制御部８０は、冷凍サイクルシステム１において暖房運転または暖房主体運転である通常運転が実行されるように、各機器を制御する。

【0167】

ステップＳ２では、制御部８０は、一次側熱交換器７４に霜が付着していることに関する所定のデフロスト条件を満たしているか否かを判断する。ここで、デフロスト条件としては、特に限定されず、例えば、外気温度が所定値以下であること、最後にデフロスト運転を完了した後から所定時間経過していること、一次側熱交換器７４の温度が所定値以下であること、一次側の冷媒の蒸発圧力または蒸発温度が所定値以下であること等の条件の少なくとも１つを用いて判断することができる。ここで、デフロスト条件を満たしている場合には、ステップＳ３に移行する。また、デフロスト条件を満たしていない場合には、ステップＳ２を繰り返す。

【0168】

ステップＳ３では、制御部８０は、蓄熱運転としての第１蓄熱運転を開始する。

【0169】

第１蓄熱運転では、制御部８０は、以下のように各種制御を行う。なお、第１蓄熱運転時の冷媒の流れは、図４に示す暖房運転と同様である。

【0170】

一次側冷媒回路５ａについては、制御部８０は、一次側切換機構７２の接続状態を通常運転時の状態に維持し、一次側ファン７５を運転状態に維持し、一次側圧縮機７１を駆動させ続ける。これにより、一次側の冷媒は、一次側圧縮機７１、カスケード熱交換器３５、一次側膨張弁７６、一次側熱交換器７４の順に流れる。また、制御部８０は、一次側圧縮機７１に吸入される冷媒の過熱度が所定値となるように、一次側膨張弁７６の弁開度を制御する。なお、制御部８０は、一次側圧縮機７１の駆動周波数を通常運転時よりも上げるように制御してもよいし、一次側圧縮機７１の駆動周波数を所定の最大周波数に制御してもよい。

【0171】

二次側冷媒回路１０については、制御部８０は、室内ファン５３ａ、５３ｂ、５３ｃを停止させる。また、制御部８０は、暖房運転から第１蓄熱運転に移行する場合には、二次側切換機構２２の接続状態を維持し、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃと第１調節弁６６ａ、６６ｂ、６６ｃを開状態に維持し、第２調節弁６７ａ、６７ｂ、６７ｃと過冷却膨張弁４８ａとバイパス膨張弁４６ａを閉状態に維持する。また、制御部８０は、暖房主体運転から第１蓄熱運転に移行する場合には、二次側切換機構２２の接続状態を維持し、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃと第１調節弁６６ａ、６６ｂ、６６ｃを開状態に制御し、第２調節弁６７ａ、６７ｂ、６７ｃと過冷却膨張弁４８ａとバイパス膨張弁４６ａを閉状態に制御する。これにより、二次側の冷媒は、二次側圧縮機２１、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、カスケード熱交換器３５の順に流れる。なお、制御部８０は、二次側圧縮機２１に吸入される冷媒の過熱度が所定値となるように、熱源側膨張弁３６の弁開度を制御する。また、二次側圧縮機２１は、駆動状態を維持してもよいし、駆動周波数を通常運転時よりも上げるように制御してもよい。

【0172】

ステップＳ４では、制御部８０は、第１蓄熱完了条件を満たしているか否かを判断する。ここで、第１蓄熱完了条件としては、特に限定されず、例えば、第１蓄熱運転の開始から所定時間が経過したこと、カスケード熱交換器３５の温度が所定値以上になったこと、二次側圧縮機２１から吐出される二次側の冷媒の圧力が所定値以上になったこと、二次側圧縮機２１から吐出される二次側の冷媒の温度が所定値以上になったこと、二次側冷媒回路１０において液冷媒が流れる所定箇所における二次側の冷媒の温度が所定値以上になったこと等の条件の少なくとも１つを用いて判断することができる。ここで、第１蓄熱完了条件を満たしている場合には、ステップＳ５に移行する。また、第１蓄熱完了条件を満たしていない場合には、ステップＳ３を繰り返す。

【0173】

ステップＳ５では、制御部８０は、第１蓄熱運転を終了させ、二次側冷媒回路１０において、均圧動作を行った後に、二次側切換機構２２を第１接続状態でかつ第４接続状態に切り換え、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃを閉状態に制御して、蓄熱運転としての第２蓄熱運転を開始する。なお、ここで、第１調節弁６６ａ、６６ｂ、６６ｃおよび第２調節弁６７ａ、６７ｂ、６７ｃを閉状態に制御してもよい。

【0174】

第２蓄熱運転では、制御部８０は、以下のように各種制御を行う。なお、第２蓄熱運転時の冷媒の流れの様子を、図８に示す。

【0175】

一次側冷媒回路５ａについては、制御部８０は、第１蓄熱運転と同じ運転を継続させる。

【0176】

二次側冷媒回路１０については、制御部８０は、室内ファン５３ａ、５３ｂ、５３ｃを停止させたまま、二次側切換機構２２を第１接続状態でかつ第４接続状態に切り換え、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、第１調節弁６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、第２調節弁６７ａ、６７ｂ、６７ｃ、および、過冷却膨張弁４８ａを閉状態に制御しつつ、バイパス膨張弁４６ａを開状態に制御しながら、二次側圧縮機２１を駆動させる。これにより、二次側の冷媒は、二次側圧縮機２１、カスケード熱交換器３５、レシーバ４５、バイパス回路４６およびバイパス膨張弁４６ａの順に流れる。なお、熱源側膨張弁３６は、全開状態に制御される。ここで、制御部８０は、二次側圧縮機２１について、二次側冷媒回路１０における高圧冷媒と低圧冷媒との差圧が所定値以上確保されるように、駆動周波数を制御する。また、制御部８０は、バイパス膨張弁４６ａの弁開度を、カスケード熱交換器３５の温度および二次側圧縮機２１の吐出冷媒の過熱度に基づいて制御する。具体的には、制御部８０は、カスケード熱交換器３５における二次側の冷媒流れが確保されてカスケード熱交換器３５の温度が所定値以上に保たれるように弁開度を上げる制御と、二次側圧縮機２１において吸入される二次側の冷媒が湿り状態とならないように、二次側圧縮機２１の吐出冷媒の過熱度が所定値以上に維持されるように弁開度を下げる制御と、を行うことにより、バイパス膨張弁４６ａの弁開度を制御する。

【0177】

ステップＳ６では、制御部８０は、第２蓄熱完了条件を満たしているか否かを判断する。ここで、第２蓄熱完了条件としては、特に限定されず、例えば、第２蓄熱運転の開始から所定時間が経過したこと、二次側圧縮機２１から吐出される二次側の冷媒の圧力が所定値以上になったこと、二次側圧縮機２１から吐出される二次側の冷媒の温度が所定値以上になったこと、一次側圧縮機７１から吐出される一次側の冷媒の圧力が所定値以上になったこと、一次側圧縮機７１から吐出される一次側の冷媒の温度が所定値以上になったこと、カスケード熱交換器３５の温度が所定値以上になったこと等の条件の少なくとも１つを用いて判断することができる。また、制御部８０は、一次側冷媒回路５ａの制御を行っている一次側制御部７０が一次側冷媒回路５ａにおいてデフロスト運転を開始する準備が完了したと判断した場合に、第２蓄熱完了条件を満たしていると判断するようにしてもよい。ここで、第２蓄熱完了条件を満たしている場合には、ステップＳ７に移行する。また、第２蓄熱完了条件を満たしていない場合には、ステップＳ５を繰り返す。

【0178】

ステップＳ７では、制御部８０は、第２蓄熱運転を終了させ、デフロスト運転を開始する。

【0179】

デフロスト運転では、制御部８０は、以下のように各種制御を行う。なお、デフロスト運転時の冷媒の流れの様子を、図９に示す。

【0180】

一次側冷媒回路５ａについては、制御部８０は、一次側冷媒回路５ａにおいて均圧動作を行った後、一次側切換機構７２を第５接続状態に切り換え、一次側ファン７５を停止状態に維持しつつ、一次側圧縮機７１を駆動させる。これにより、一次側の冷媒は、一次側圧縮機７１、一次側熱交換器７４、一次側膨張弁７６、カスケード熱交換器３５の順に流れる。また、制御部８０は、一次側圧縮機７１の吸入冷媒の過熱度が所定の過熱度に維持されるように、一次側膨張弁７６の弁開度を制御する。なお、制御部８０は、一次側圧縮機７１の駆動周波数を通常運転時よりも上げるように制御してもよいし、一次側圧縮機７１の駆動周波数を所定の最大周波数に制御してもよい。

【0181】

二次側冷媒回路１０については、制御部８０は、第２蓄熱運転時の制御を継続させる。

【0182】

ステップＳ８では、制御部８０は、デフロスト完了条件を満たしているか否かを判断する。ここで、デフロスト完了条件としては、特に限定されず、例えば、デフロスト運転の開始から所定時間が経過したこと、一次側熱交換器７４の温度が所定値以上になったこと、一次側の冷媒の凝縮圧力または凝縮温度が所定値以上になったこと等の条件の少なくとも１つを用いて判断することができる。ここで、デフロスト完了条件を満たしている場合には、ステップＳ９に移行する。また、デフロスト完了条件を満たしていない場合には、ステップＳ７を繰り返す。

【0183】

ステップＳ９では、制御部８０は、冷凍サイクルシステム１において暖房運転または暖房主体運転を復帰させるように、各機器を制御する。

【0184】

（１１）実施形態の特徴
本実施形態の冷凍サイクルシステム１では、デフロスト運転を開始する前に、蓄熱運転としての第１蓄熱運転および第２蓄熱運転を行っている。

【0185】

ここで、第１蓄熱運転では、二次側冷媒回路１０において、室内ファン５３ａ、５３ｂ、５３ｃを停止させた状態で二次側圧縮機２１を駆動させている。これにより、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃにおける二次側の冷媒の熱の放出を抑制させて、二次側冷媒回路１０において蓄熱させることを可能にしている。特に、室内ファン５３ａ、５３ｂ、５３ｃが停止した状態であるため、熱の放出が抑えられたまま利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃを通過した二次側の冷媒は、カスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａに至ることで、カスケード熱交換器３５に蓄熱させることが可能になっている。

【0186】

さらに、第２蓄熱運転では、二次側冷媒回路１０において、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃを閉じて利用回路１３ａ、１３ｂ、１３ｃに対する二次側の冷媒の供給を途絶えさせつつ、バイパス膨張弁４６ａを開けてバイパス回路４６に二次側の冷媒を流すように循環させている。これにより、二次側圧縮機２１から吐出される高温高圧冷媒をカスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａに供給してカスケード熱交換器３５に蓄熱させながら、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃの温度低下を抑えて、利用側の環境の悪化を小さく抑えることが可能になっている。

【0187】

また、第１蓄熱運転および第２蓄熱運転では、一次側冷媒回路５ａでは、一次側圧縮機７１から吐出された高温高圧の冷媒がカスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂに送られている。これによっても、カスケード熱交換器３５での蓄熱を促進させることが可能になっている。

【0188】

このように、本実施形態の冷凍サイクルシステム１では、デフロスト運転を行う前に、デフロスト運転時に一次側熱交換器７４の霜を融解させるために用いる熱を十分に蓄積させることができる。

【0189】

また、デフロスト運転時には、二次側冷媒回路１０においては、利用回路１３ａ、１３ｂ、１３ｃに対する二次側の冷媒の供給を途絶えさせつつ、二次側圧縮機２１から吐出された高温高圧の冷媒をカスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａに送ることで、カスケード熱交換器３５に熱を供給することができる。そして、一次側冷媒回路５ａにおいては、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂを流れる一次側の冷媒に、二次側の冷媒によってカスケード熱交換器３５に供給された熱を与えることができ、当該熱を得た一次側の冷媒を、さらに、一次側圧縮機７１によって加圧して、高温高圧状態となった冷媒を用いて、一次側熱交換器７４の霜を融解させることができる。これにより、一次側熱交換器７４の霜を効率的に融解させることが可能になる。したがって、デフロスト運転を行うことに伴う利用側の環境の悪化を短時間で留めることが可能になる。

【0190】

なお、上記第２蓄熱運転およびデフロスト運転時には、二次側冷媒回路１０におけるレシーバ４５のうち気相領域から延び出したバイパス回路４６に二次側の冷媒を流している。これにより、バイパス回路４６を流れる二次側の冷媒を主としてガス冷媒とすることができるため、二次側圧縮機２１が吸入する冷媒が湿り状態になることを抑制しやすくなっている。

【0191】

また、上記第２蓄熱運転およびデフロスト運転時には、カスケード熱交換器３５の温度を所定値以上に保ちつつ、二次側圧縮機２１の吐出冷媒の過熱度が所定値以上に維持されるように、バイパス膨張弁４６ａの弁開度が制御されている。ここで、仮に、カスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａにおいて二次側の冷媒の流れが停滞している状況では、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂにおいて一次側の冷媒が蒸発することで、二次側流路３５ａで停滞している二次側の冷媒の熱が奪われ続けてしまう。このため、二次側流路３５ａにおける二次側の冷媒の温度が低下し、カスケード熱交換器３５の温度も低下し、デフロスト運転により一次側熱交換器７４の霜を溶かすために用いる熱が少なくなってしまう。これに対して、バイパス膨張弁４６ａの弁開度はカスケード熱交換器３５の温度が所定値以上に保たれるように制御されるため、二次側流路３５ａにおける二次側の冷媒の停滞を抑制し、デフロスト運転のための熱を十分に確保することが可能になっている。さらに、バイパス膨張弁４６ａの弁開度は、二次側圧縮機２１において吸入される二次側の冷媒が湿り状態とならないように制御されているため、デフロスト運転のための熱を十分に確保しつつ、二次側圧縮機２１における液圧縮を抑制させることが可能になっている。

【0192】

さらに、以上の本実施形態の冷凍サイクルシステム１では、二次側冷媒回路１０において、冷媒として二酸化炭素の冷媒を用いた場合には、地球温暖化係数（ＧＷＰ）を低く抑えることができる。また、利用側において冷媒漏洩が生じたとしても、冷媒にフロンが含まれていないため、利用側においてフロンが流出することがない。

【0193】

また、以上の本実施形態の冷凍サイクルシステム１では、二元冷凍サイクルが採用されているため、二次側冷媒回路１０において十分な能力を出すことが可能となっている。

【0194】

（１２）他の実施形態
（１２－１）他の実施形態Ａ
上記実施形態では、デフロスト運転を開始する前に、蓄熱運転としての第１蓄熱運転および第２蓄熱運転を行う場合を例として挙げて説明した。

【0195】

これに対して、例えば、デフロスト運転を開始する前に行う蓄熱運転としては、第１蓄熱運転のみであってもよいし、第２蓄熱運転のみであってもよい。

【0196】

蓄熱運転として第１蓄熱運転のみを行う場合には、第１蓄熱完了条件を満たした場合に、上記実施形態におけるデフロスト運転を開始するようにしてもよい。なお、第１蓄熱運転を終了した後に、二次側冷媒回路１０において先にデフロスト運転の制御を開始した後に、一次側冷媒回路５ａにおいてデフロスト運転の制御を開始するようにしてもよい。言い換えれば、一次側冷媒回路５ａにおけるデフロスト運転の制御が二次側冷媒回路１０におけるデフロスト運転の制御よりも先に開始されないようにしてもよい。ここで、例えば、第１蓄熱完了条件を満たした場合に、二次側冷媒回路１０において二次側切換機構２２を第１接続状態でかつ第４接続状態に切り換え、一次側制御部７０が一次側冷媒回路５ａにおいてデフロスト運転を開始する準備が完了したと判断するまでの間、一次側冷媒回路５ａの一次側圧縮機７１を停止させておいてもよい。その後、一次側制御部７０が一次側冷媒回路５ａにおいてデフロスト運転を開始する準備が完了したと判断した場合に、二次側冷媒回路１０の二次側圧縮機２１を起動させ、さらにその後に、一次側冷媒回路５ａの一次側圧縮機７１を起動させるようにしてもよい。なお、一次側冷媒回路５ａにおいて均圧動作を行って、一次側切換機構７２を第５接続状態に切り換えるという処理は、第１蓄熱完了条件を満たした後に行ってもよいし、一次側制御部７０が一次側冷媒回路５ａにおいてデフロスト運転を開始する準備が完了したと判断した場合に行ってもよい。以上の制御を行うことで、カスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂが一次側の冷媒の蒸発器として機能して二次側流路３５ａが二次側の冷媒の蒸発器として機能することにより、一次側流路３５ｂを流れる一次側の冷媒が二次側流路３５ａを流れる二次側の冷媒から熱を得にくくなる、という状態を避けることができる。

【0197】

蓄熱運転として第２蓄熱運転のみを行う場合には、デフロスト条件を満たした場合に第２蓄熱運転を開始し、その後、第２蓄熱完了条件を満たした場合にデフロスト運転を開始することになる。なお、第２蓄熱完了条件を満たした場合に、上記同様、二次側冷媒回路１０において先にデフロスト運転の制御を開始した後に、一次側冷媒回路５ａにおいてデフロスト運転の制御を開始するようにしてもよい。ここで、例えば、第２蓄熱運転完了条件を満たした場合に、二次側冷媒回路１０において二次側切換機構２２の接続状態を維持しつつ、一次側制御部７０が一次側冷媒回路５ａにおいてデフロスト運転を開始する準備が完了したと判断するまでの間、一次側冷媒回路５ａの一次側圧縮機７１を停止させておいてもよい。その後、一次側制御部７０が一次側冷媒回路５ａにおいてデフロスト運転を開始する準備が完了したと判断した場合に、二次側冷媒回路１０の二次側圧縮機２１を起動させ、その後に、一次側冷媒回路５ａの一次側圧縮機７１を起動させるようにしてもよい。なお、一次側冷媒回路５ａにおいて均圧動作を行って、一次側切換機構７２を第５接続状態に切り換えるという処理は、第２蓄熱完了条件を満たした後に行ってもよいし、一次側制御部７０が一次側冷媒回路５ａにおいてデフロスト運転を開始する準備が完了したと判断した場合に行ってもよい。なお、一次側流路３５ｂを流れる一次側の冷媒が二次側流路３５ａを流れる二次側の冷媒から熱を得にくくなる、という状態を避けることができる点は、上記同様である。

【0198】

（１２－２）他の実施形態Ｂ
上記実施形態では、第２蓄熱運転およびデフロスト運転時に、バイパス回路４６に冷媒を流す場合を例として挙げて説明した。

【0199】

このバイパス回路４６は、レシーバ４５のうち気相領域から延び出した回路であるため、レシーバ４５が液状態の冷媒で満たされるまでは、二次側圧縮機２１の吸入側に向けて気相冷媒を送ることが可能である。

【0200】

ここで、例えば、第２蓄熱運転やデフロスト運転が継続されることにより、レシーバ４５内が液冷媒で満たされることに関する満液条件を満たした場合には、バイパス膨張弁４６ａを開ける代わりに、または、バイパス膨張弁４６ａを開けるのと共に、過冷却膨張弁４８ａを開けて、過冷却回路４８にも冷媒を流すようにしてもよい。

【0201】

なお、レシーバ４５内が液冷媒で満たされることに関する満液条件は、例えば、バイパス回路４６におけるバイパス膨張弁４６ａの下流側を流れる冷媒の過熱度に基づいて判断するようにしてもよい。ここで、当該過熱度は、例えば、バイパス回路温度センサ８５が検知する温度と、二次側吸入圧力センサ３７が検知する圧力から把握してもよい。

【0202】

（１２－３）他の実施形態Ｃ
上記実施形態では、第１蓄熱運転時に、室内ファン５３ａ、５３ｂ、５３ｃを停止させる場合を例に挙げて説明した。

【0203】

しかし、第１蓄熱運転としては、第１蓄熱運転時に、室内ファン５３ａ、５３ｂ、５３ｃを停止させる制御に限られず、例えば、室内ファン５３ａ、５３ｂ、５３ｃの風量を、暖房運転または暖房主体運転である通常運転時の風量よりも低下させる制御としてもよい。この場合であっても、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃからの二次側の冷媒の熱の放出が抑制される。

【0204】

（１２－４）他の実施形態Ｄ
上記実施形態では、第２蓄熱運転時およびデフロスト運転時に、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃを閉状態に制御する場合を例に挙げて説明した
これに対して、第２蓄熱運転およびデフロスト運転としては、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃを完全に閉止する制御に限られず、例えば、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃの弁開度を、暖房運転または暖房主体運転である通常運転時の弁開度よりも低下させる制御としてもよい。この場合であっても、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃに送られる二次側の冷媒の量が抑制されることにより、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃでの熱の放出が抑制される。

【0205】

なお、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃを閉止せずに開ける制御は、蓄熱運転の間やデフロスト運転開始から所定条件を満たすまでの間は行われずに、デフロスト運転開始後であって、且つ、以下に示す場合に実行されてもよい。具体的には、二次側冷媒回路１０において二次側圧縮機２１が吸入する二次側の冷媒の過熱度が所定値以下になった場合、二次側圧縮機２１から吐出した二次側の冷媒の過熱度が所定値以下になった場合、二次側冷媒回路１０における二次側の冷媒の高圧が所定値以下になった場合、二次側冷媒回路１０の液冷媒の温度が所定値以下になった場合、または、デフロスト運転開始から所定時間経過してもデフロスト運転を終了できない場合が挙げられる。

【0206】

なお、二次側冷媒回路１０における二次側の冷媒の高圧が所定値以下になっているか否かは、例えば、二次側吐出圧力センサ３８が検出する圧力に基づいて判断してもよい。また、二次側冷媒回路１０の液冷媒の温度が所定値以下になっているか否かは、例えば、レシーバ出口温度センサ８４が検出する温度に基づいて判断してもよいし、過冷却出口温度センサ８６が検出する温度に基づいて判断してもよい。

【0207】

（１２－５）他の実施形態Ｅ
上記実施形態では、蓄熱運転時に、一次側冷媒回路５ａにおいて一次側圧縮機７１から吐出された冷媒をカスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂに供給させる制御を例に挙げて説明した。

【0208】

これに対して、蓄熱運転時には、一次側圧縮機７１を停止させておいてもよい。そして、デフロスト運転を開始させることが可能な接続状態となるように均圧制御および一次側切換機構７２の切換制御を完了させて、蓄熱運転が完了するまで一次側圧縮機７１の起動を待機させるようにしてもよい。

【0209】

また、蓄熱運転時のうち、第１蓄熱運転時には上記実施形態と同様に一次側圧縮機７１を駆動させ、第２蓄熱運転時には一次側圧縮機７１を停止させて、均圧制御および一次側切換機構７２の切換制御を完了させて、蓄熱運転が完了するまで一次側圧縮機７１の起動を待機させるようにしてもよい。これにより、第２蓄熱運転時にカスケード熱交換器３５の一次側流路３５ｂと二次側流路３５ａの両方が冷媒の放熱器として機能することになる状態を避けることができ、一次側冷媒または二次側冷媒の高圧の異常上昇を抑制することができる。

【0210】

（１２－６）他の実施形態Ｆ
上記実施形態では、二次側冷媒回路１０が、バイパス回路４６および過冷却回路４８を有している場合を例に挙げて説明した。

【0211】

これに対して、二次側冷媒回路１０は、上記実施形態のバイパス回路４６や過冷却回路４８のように、カスケード熱交換器３５の二次側流路３５ａから第３連絡管７までの間を流れる冷媒を吸入流路２３にバイパスさせて流すような流路を有していなくてもよい。

【0212】

この場合には、例えば、上記実施形態において、バイパス膨張弁４６ａや過冷却膨張弁４８ａに関する制御以外の制御として、第１蓄熱運転を行った後にデフロスト運転を行うようにしてもよい。より具体的には、第１蓄熱運転を開始した後、所定の蓄熱完了条件を満たした場合に、デフロスト運転を行うようにしてもよい。

【0213】

ここでの所定の蓄熱完了条件としては、特に限定されず、例えば、第１蓄熱運転の開始から所定時間が経過したこと、二次側圧縮機２１から吐出される二次側の冷媒の圧力が所定値以上になったこと、二次側圧縮機２１から吐出される二次側の冷媒の温度が所定値以上になったこと、二次側冷媒回路１０において液冷媒が流れる所定箇所における二次側の冷媒の温度が所定値以上になったこと、カスケード熱交換器３５の温度が所定値以上になったこと等の条件の少なくとも１つを用いて判断することができる。

【0214】

また、所定の蓄熱完了条件を満たした場合に行うデフロスト運転では、制御部８０は、以下のように各種制御を行う。

【0215】

一次側冷媒回路５ａでは、制御部８０は、上記実施形態と同様に、均圧動作を行った後、一次側切換機構７２を第５接続状態に切り換え、一次側ファン７５を停止状態に維持しつつ、一次側圧縮機７１を駆動させる。また、制御部８０は、一次側圧縮機７１の吸入冷媒の過熱度が所定の過熱度に維持されるように、一次側膨張弁７６の弁開度を制御する。なお、制御部８０は、一次側圧縮機７１の駆動周波数を通常運転時よりも上げるように制御してもよいし、一次側圧縮機７１の駆動周波数を所定の最大周波数に制御してもよい。

【0216】

二次側冷媒回路１０では、制御部８０は、均圧動作を行った後に、二次側切換機構２２を第１接続状態でかつ第４接続状態に切り換え、室内ファン５３ａ、５３ｂ、５３ｃを停止させたまま、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、第１調節弁６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、および、第２調節弁６７ａ、６７ｂ、６７ｃを開状態に制御して、二次側圧縮機２１を駆動させる。なお、熱源側膨張弁３６は、全開状態に制御される。ここで、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃの弁開度は、例えば、二次側圧縮機２１が吸入する二次側の冷媒の過熱度が所定値以上となるように制御されてもよい。

【0217】

（１２－７）他の実施形態Ｇ
上記実施形態では、一次側冷媒回路５ａにおいて用いられる冷媒としてＲ３２を例示し、二次側冷媒回路１０において用いられる冷媒として二酸化炭素を例示した。

【0218】

これに対して、一次側冷媒回路５ａにおいて用いられる冷媒としては、特に限定されるものではなく、ＨＦＣ－３２、ＨＦＯ系冷媒、ＨＦＣ－３２とＨＦＯ系冷媒の混合冷媒、二酸化炭素、アンモニア、プロパン等を用いることができる。

【0219】

また、二次側冷媒回路１０において用いられる冷媒としては、特に限定されるものではなく、ＨＦＣ－３２、ＨＦＯ系冷媒、ＨＦＣ－３２とＨＦＯ系冷媒の混合冷媒、二酸化炭素、アンモニア、プロパン等を用いることができる。

【0220】

なお、ＨＦＯ系冷媒としては、例えば、ＨＦＯ－１２３４ｙｆやＨＦＯ－１２３４ｚｅ等を用いることができる。

【0221】

また、一次側冷媒回路５ａと二次側冷媒回路１０とでは、同じ冷媒が用いられていてもよいし、異なる冷媒が用いられていてもよい。

【0222】

（１２－８）他の実施形態Ｈ
上記実施形態では、二次側冷媒回路１０として、第１連絡管８と第２連絡管９と第３連絡管７を有する三管式の冷暖同時運転可能な冷媒回路を例に挙げて例示した。

【0223】

これに対して、二次側冷媒回路１０としては、冷暖同時運転可能な冷媒回路に限定されるものではなく、熱源ユニット２と利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃが２本の連絡配管を介して接続された回路であってもよい。

【0224】

（付記）
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及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。

【符号の説明】

【0225】

１ ：冷凍サイクルシステム
２ ：熱源ユニット
３ａ ：第１利用ユニット
３ｂ ：第２利用ユニット
３ｃ ：第３利用ユニット
４ ：二次側ユニット
５ ：一次側ユニット
５ａ ：一次側冷媒回路（第１回路）
７ ：液冷媒連絡管
８ ：高低圧ガス冷媒連絡管
９ ：低圧ガス冷媒連絡管
１０ ：二次側冷媒回路（第２回路）
１１ ：熱源側膨張機構
１２ ：熱源回路
１３ａ－ｃ：利用回路
２０ ：熱源側制御部
２１ ：二次側圧縮機（第２圧縮機）
２１ａ ：圧縮機モータ
２２ ：二次側切換機構（第２切換部）
２３ ：吸入流路
２４ ：吐出流路
２５ ：第３熱源配管
２６ ：第４熱源配管
２７ ：第５熱源配管
２８ ：第１熱源配管
２９ ：第２熱源配管
３０ ：アキュムレータ
３１ ：第３閉鎖弁
３２ ：第１閉鎖弁
３３ ：第２閉鎖弁
３４ ：油分離器
３５ ：カスケード熱交換器
３５ａ ：二次側流路
３５ｂ ：一次側流路
３６ ：熱源側膨張弁
３７ ：二次側吸入圧力センサ
３８ ：二次側吐出圧力センサ
３９ ：二次側吐出温度センサ
４０ ：油戻し回路
４１ ：油戻し流路
４２ ：油戻しキャピラリーチューブ
４４ ：油戻し開閉弁
４５ ：レシーバ
４６ ：バイパス回路（バイパス回路）
４６ａ ：バイパス膨張弁
４７ ：過冷却熱交換器
４８ ：過冷却回路（バイパス回路）
４８ａ ：過冷却膨張弁
５０ａ－ｃ：利用側制御部
５１ａ－ｃ：利用側膨張弁
５２ａ－ｃ：利用側熱交換器（第２熱交換器）
５３ａ－ｃ：室内ファン（供給部）
５６ａ、５６ｂ、５６ｃ：第２利用配管
５７ａ、５７ｂ、５７ｃ：第１利用配管
５８ａ、５８ｂ、５８ｃ：液側温度センサ
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ：分岐ユニット制御部
６１ａ、６１ｂ、６１ｃ：第３分岐配管
６２ａ、６２ｂ、６２ｃ：合流配管
６３ａ、６３ｂ、６３ｃ：第１分岐配管
６４ａ、６４ｂ、６４ｃ：第２分岐配管
６６ａ、６６ｂ、６６ｃ：第１調節弁
６７ａ、６７ｂ、６７ｃ：第２調節弁
７０ ：一次側制御部
７１ ：一次側圧縮機（第１圧縮機）
７２ ：一次側切換機構（第１切換部）
７４ ：一次側熱交換器（第１熱交換器）
７６ ：一次側膨張弁
７７ ：外気温度センサ
７８ ：一次側吐出圧力センサ
７９ ：一次側吸入圧力センサ
８１ ：一次側吸入温度センサ
８２ ：一次側熱交温度センサ
８３ ：二次側カスケード温度センサ
８４ ：レシーバ出口温度センサ
８５ ：バイパス回路温度センサ
８６ ：過冷却出口温度センサ
８７ ：過冷却回路温度センサ
８８ ：二次側吸入温度センサ
８０ ：制御部

【先行技術文献】

【特許文献】

【0226】

【文献】特開２０１４－１０９４０５号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】