CN101313184A - 冷冻装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷冻装置。在制冷剂回路(15)中设置有低级侧油分离器(26)和高级侧油分离器(36)，低级侧油分离器(26)从低级侧压缩机(21)的喷出制冷剂中分离出冷冻机油并使该冷冻机油返回低级侧压缩机(21)的吸入侧，高级侧油分离器(36)从高级侧压缩机(31)的喷出制冷剂中分离出冷冻机油并使该冷冻机油返回高级侧压缩机(31)的吸入侧。低级侧油分离器(26)的油分离率被设定成低于高级侧油分离器(36)的油分离率。

Description

冷冻装置

技术领域

本发明关于一种包括制冷剂回路的冷冻装置，特别是涉及该冷冻装置的压缩机的回油技术，该制冷剂回路具有气液分离器，并在该制冷剂回路中进行双级压缩双级膨胀制冷循环。

背景技术

迄今为止，通过在制冷剂回路中进行制冷循环来实现室内的制冷和供暖的冷冻装置已为众所周知。

在专利文献1中公开了该种空调装置。该空调装置包括制冷剂回路，在该制冷剂回路中连接有高级侧压缩机、室内热交换器、膨胀阀、室外热交换器以及低级侧压缩机。还有，在制冷剂回路中连接有用来切换制冷剂流路的四通转换阀和电磁阀等。并且，在制冷剂回路中还连接有气液分离器，该气液分离器将气液两相状态的制冷剂分离为液态制冷剂和气态制冷剂。

在该空调装置的供暖运转中，在高级侧压缩机中已被压缩了的制冷剂被送向室内热交换器。在室内热交换器中，制冷剂向室内空气放热后凝结。其结果是能够进行室内供暖。在室内热交换器中已经凝结了的制冷剂在第一膨胀阀被减压到中间压力以后，流入气液分离器。在气液分离器中，成为中间压力的气液两相状态的制冷剂被分离成液态制冷剂和气态制冷剂。在气液分离器中分离出来的液态制冷剂在第二膨胀阀减至低压后，被送向室外热交换器。在室外热交换器中，制冷剂从室外空气中吸热后蒸发。在室外热交换器中已经蒸发了的制冷剂在低级侧压缩机中被压缩后，进而被送向高级侧压缩机的吸入侧。该制冷剂与在所述气液分离器中分离出来的气态制冷剂混合后，在高级侧压缩机中被进一步压缩。

如上所述，在该制冷剂回路中进行所谓的双级压缩双级膨胀制冷循环，该双级压缩双级膨胀制冷循环为进行用两个膨胀阀对高压制冷剂进行减压的双级膨胀、和用两台压缩机对低压制冷剂进行压缩的双级压缩，进而使从中间压力的气液分离器中分离出来的制冷剂被吸入高级侧压缩机。

专利文献1：日本专利公开2001-56159号公报

此外，在所述高级侧压缩机和低级侧压缩机中，为了实现压缩机构等的各滑动部的润滑而使用了冷冻机油，该压缩机构用来对制冷剂进行压缩。具体来说，在各压缩机的机壳内形成有储存冷冻机油的积油层，该冷冻机油被油泵进行泵送，将该冷冻机油供给到压缩机构的驱动轴周围和各滑动部，该油泵被设置在驱动轴的下端部。已被供给到压缩机构内的冷冻机油与制冷剂一起从各压缩机喷出，并在制冷剂回路中进行循环。其后，冷冻机油与制冷剂一起被吸入各压缩机，从而再次被用于压缩机构等的润滑。

然而，如所述专利文献1所示当一边使用气液分离器一边进行双级压缩双级膨胀制冷循环时，则产生向高级侧压缩机返回的回油量不足的问题。具体来说，在气液分离器中如上所述由于气液两相状态的制冷剂被分离成液态制冷剂和气态制冷剂，因而冷冻机油几乎都溶入到液态制冷剂中。因此，气液分离器内的大部分冷冻机油被吸入低级侧压缩机。另一方面，由于在利用气液分离器分离出来的气态制冷剂中几乎不含有冷冻机油，所以返回高级侧压缩机的回油量相对地比返回低级侧压缩机的回油量少。其结果是在高级侧压缩机中冷冻机油逐渐减少，从而伴随润滑油不足而有可能致使各滑动部的滑动损失增大或在各滑动部出现烧焦的现象。

发明内容

本发明是鉴于所述问题点的发明，其目的在于：在具有中间压力制冷剂的气液分离器并进行双级压缩双级膨胀制冷循环的冷冻装置中，可以解决高级侧压缩机回油量不足的问题。

(解决课题的方法)

第一发明以下记所述的冷冻装置为前提，即该冷冻装置包括制冷剂回路15，该制冷剂回路15具有低级侧压缩机21、高级侧压缩机31和中间压力制冷剂的气液分离器33，在制冷剂回路15中进行双级压缩双级膨胀制冷循环。并且，其特征在于：在该冷冻装置的制冷剂回路15中设置有低级侧油分离部件26、27、28和高级侧油分离部件36、37、38，低级侧油分离部件26、27、28使从所述低级侧压缩机21的喷出制冷剂中分离出来的冷冻机油返回该低级侧压缩机21的吸入侧，高级侧油分离部件36、37、38使从所述高级侧压缩机31的喷出制冷剂中分离出来的冷冻机油返回该高级侧压缩机31的吸入侧，所述低级侧油分离部件26、27、28的油分离率被设定成低于所述高级侧油分离部件36、37、38的油分离率。

在第一发明的冷冻装置的制冷剂回路15中，中间压力制冷剂在气液分离器33被分离为液态制冷剂和气态制冷剂，并且在该制冷剂回路15中进行双级压缩双级膨胀制冷循环。

具体来说，在该制冷剂回路中，在高级侧压缩机31中被压缩成高压的制冷剂在例如室内热交换器等中凝结，然后被减至中间压力以后流入气液分离器33。在气液分离器33中，成为中间压力的气液两相状态的制冷剂被分离为液态制冷剂和气态制冷剂。在气液分离器33中分离出来的液态制冷剂随后被减至低压后，在例如室外热交换器中蒸发。然后，制冷剂在低级侧压缩机21中被压缩到中间压力。低级侧压缩机21的喷出制冷剂被送向高级侧压缩机31的吸入侧。该制冷剂与在气液分离器33中分离出来的达到饱和状态的气态制冷剂混合以后，被吸入高级侧压缩机31中进一步进行压缩。

还有，在制冷剂回路15中，油分离部件被分别设置在低级侧压缩机21的喷出侧和高级侧压缩机31的喷出侧。低级侧油分离部件26、27、28将冷冻机油从低级侧压缩机21的喷出制冷剂中分离出来，并使该冷冻机油返回低级侧压缩机21的吸入侧。另一方面，高级侧油分离部件36、37、38将冷冻机油从高级侧压缩机31的喷出制冷剂中分离出来，并使该冷冻机油返回高级侧压缩机31的吸入侧。其结果是可在各压缩机21、31内确保一定量的冷冻机油。

另一方面，当进行所述双级压缩双级膨胀制冷循环时，流入气液分离器33的制冷剂中的冷冻机油几乎都被送往低级侧压缩机21，所以被送往高级侧压缩机31的冷冻机油的量略微出现不足。

于是，在本发明中，使低级侧油分离部件26、27、28的油分离率低于高级侧油分离部件36、37、38的油分离率。这样一来，与通过低级侧油分离部件26、27、28的制冷剂一起被送向高级侧压缩机31吸入侧的冷冻机油的量相对增加。并且，从高级侧油分离部件36、37、38返回高级侧压缩机31吸入侧的冷冻机油的量相对增加。因此，即使在从气液分离器33吸入到高级侧压缩机31的气态制冷剂中不含有冷冻机油，也可容易确保返回到低级侧压缩机21和高级侧压缩机31的回油量之间的平衡，还能够解决高级侧压缩机31回油量不足的问题。

第二发明是在第一发明的基础上的发明，其特征在于：所述高级侧油分离部件包括多个油分离器36a、36b，该多个油分离器36a、36b串联连接在所述高级侧压缩机31的喷出侧，所述低级侧油分离部件包括油分离器26，该油分离器26连接在所述低级侧压缩机21的喷出侧，且该油分离器26的数量比所述高级侧压缩机31的油分离器36a、36b少。

在第二发明中，高级侧压缩机31的喷出制冷剂通过油分离器36a、36b后而使得冷冻机油被分离出来，该油分离器36a、36b的数量比低级侧油分离器26多。其结果是能够容易地使低级侧油分离部件的油分离率低于高级侧油分离部件的油分离率。

第三发明是在第一发明的基础上的发明，其特征在于：在所述高级侧压缩机31的机壳内部形成有冷冻机油的积油层，在所述制冷剂回路15中设置有回油管51，该回油管51的一端连接在高级侧压缩机31的机壳上，并且该一端的端口位于所述积油层的规定高度，该回油管51的另一端连接在低级侧压缩机21的吸入侧。

在第三发明中，为了使高级侧压缩机31的积油层的油面保持一定，从而设置了回油管51。也就是，当设定成低级侧油分离部件26、27、28的油分离率低于高级侧油分离部件36、37、38的油分离率时，在高级侧压缩机31机壳内的积油层中储存的冷冻机油量则有可能逐渐增加，不过在本发明中高级侧压缩机31内多余的冷冻机油可经由回油管51返回低级侧压缩机21。其结果是能够确实地避免高级侧压缩机31内的各构成部件浸在冷冻机油中。

第四发明是在第一发明的基础上的发明，其特征在于：在所述高级侧压缩机31的机壳内部形成有冷冻机油的积油层，在所述制冷剂回路15中设置有回油管51，该回油管51的一端连接在高级侧压缩机31的机壳上，并且该一端的端口位于所述积油层的规定高度，该回油管51的另一端连接在所述气液分离器33的液态制冷剂的流出侧。

在第四发明中，在高级侧压缩机31的积油层中所储存的多余的冷冻机油被送向气液分离器33的液体流出侧。其后，该冷冻机油与制冷剂一起被吸入低级侧压缩机21。其结果是能够确实地避免高级侧压缩机31内的各构成部件浸在冷冻机油中。

第五发明是在第四发明的基础上的发明，其特征在于：所述制冷剂回路15是用管道将室外机组20、室内机组40和选择(option)机组30彼此连接起来而构成的，该室外机组20具有所述低级侧压缩机21及室外热交换器22，该室内机组40具有室内热交换器41，该选择机组30具有所述高级侧压缩机31、气液分离器33及回油管51。

在第五发明中，通过在室外机组20及室内机组40上连接选择机组30，从而构成了第四发明的制冷剂回路15。在此，假如像第三发明所示的那样，当将在高级侧压缩机31上连接的回油管51的流出侧与低级侧压缩机21的吸入侧进行连接时，因为有必要将选择机组30侧的回油管51连接在室外机组20侧，所以需要安装回油管51的连接管道，从而导致制冷剂回路15的复杂化、管道施工的繁杂化。

另一方面，在本发明中使高级侧压缩机31内多余的冷冻机油经由回油管51被送到气液分离器33的液体流出侧为止的制冷剂的流动路径全部在选择机组30内。由此，可以实现制冷剂回路15的简单化及管道施工的便利化，并且在不改变原有室外机组20的情况下，就能够构成进行双级压缩双级膨胀制冷循环的冷冻装置。

根据本发明，通过设定使得高级侧油分离部件36、37、38的油分离率高于低级侧油分离部件26、27、28的油分离率，从而能够消除在使用了气液分离器33的双级压缩双级膨胀制冷循环中出现的高级侧压缩机31回油量不足的问题。因此，能够确实地时高级侧压缩机31的各滑动部进行润滑，从而能够避免在各滑动部出现烧焦和磨损的现象、或者压缩效率随着滑动损失增大而降低的问题。

在所述第二发明中，使低级侧油分离器26的数量少于高级侧油分离器36a、36b的数量。其结果是能够容易且确实地设定成低级侧油分离部件26、27、28的油分离率低于高级侧油分离部件36a、36b、37、38的油分离率。

还有，在所述第三发明及第四发明中，使在高级侧压缩机31的积油层中储存的多余的冷冻机油返回低级侧压缩机21的吸入侧。其结果是能够确实地防止伴随高级侧压缩机31内的油面上升而产生的各构成部件浸在冷冻机油中的问题。

进而，在第五发明中分别使室外机组20、室内机组40和选择机组30实现机组化。因此，通过在由原有的室外机组20及室内机组40构成的、用一台压缩机21进行单级压缩式制冷循环的分体(separate)式冷冻装置的基础上增加所述选择机组30，从而可以构成能够进行双级压缩双级膨胀制冷循环的冷冻装置。

在此，由于使高级侧压缩机31内的多余的冷冻机油返回到气液分离器33为止的制冷剂的流动路径全部被收纳在所述选择机组30中，所以能够实现回油管51的管道简单化。因此，当在原有的室外机组20及室内机组40的基础上增设选择机组30时，能够实现该管道施工的简便化。

附图说明

图1是表示实施例一所涉及的冷冻装置的制冷剂回路的管道系统图。

图2是表示制冷运转时制冷剂流动的管道系统图。

图3是表示供暖运转时制冷剂流动的管道系统图。

图4是表示实施例一的变形例所涉及的冷冻装置之制冷剂回路的管道系统图。

图5是表示实施例二所涉及的冷冻装置的制冷剂回路的管道系统图。

图6是表示实施例二的变形例所涉及的冷冻装置之制冷剂回路的管道系统图。

符号说明

10空调装置(冷冻装置)

15制冷剂回路

20室外机组

21低级侧压缩机

22室外热交换器

26低级侧油分离器(低级侧油分离部件)

30选择机组

31高级侧压缩机

36高级侧油分离器(高级侧油分离部件)

40室内机组

41室内热交换器

具体实施方式

下面，根据附图对本发明的实施例进行详细说明。

《发明的实施例一》

关于本发明的实施例一进行说明。实施例一的冷冻装置构成能够进行制冷运转和供暖运转的热泵式空调装置10。如图1所示，该空调装置10包括设置在室外的室外机组20、构成增设用机组的选择机组30以及设置在室内的室内机组40。所述室外机组20构成热源侧机组，通过第一连接管道11及第二连接管道12与选择机组30连接。还有，室内机组40构成利用侧机组，通过第三连接管道13及第四连接管道14与选择机组30连接。其结果是在该空调装置10中构成了制冷剂回路15，并且在该制冷剂回路15中制冷剂循环从而进行蒸汽压缩式制冷循环。

此外，选择机组30构成了原有的分体式空调装置的增能(power up)机组。具体来说，原有的空调装置是在由室外机组20和室内机组40构成的制冷剂回路中进行单级压缩式制冷循环的装置，而与此相对通过在所述室外机组20及室内机组40之间连接选择机组30，从而在该空调装置10的制冷剂回路15中能够进行下文所详细叙述的双级压缩双级膨胀制冷循环。

<室外机组>

在所述室外机组20中设置有低级侧压缩机21、室外热交换器22、室外侧膨胀阀25以及四通转换阀23。

所述低级侧压缩机21由高压圆顶型的可变容量式涡旋压缩机构成。所述室外热交换器22是热源侧的热交换器，由横向肋片管(cross fin andtube)式热交换器构成。在室外热交换器22的附近设置有室外风扇24。室外风扇24将室外空气送往室外热交换器22。所述室外侧膨胀阀25由能够进行开度调节的电子膨胀阀构成。

所述四通转换阀23具有四个端口(port)，即第一至第四端口。在四通转换阀23中，第一端口与低级侧压缩机21的喷出管21a连接，第二端口与低级侧压缩机21的吸入管21b连接。还有，在四通转换阀23中，第三端口通过室外热交换器22及室外侧膨胀阀25与第二连接管道12连接，第四端口与第一连接管道11连接。该四通转换阀23被构成为能够在下记所述的两种状态之间进行转换，一种状态是在使第一端口和第三端口连通的同时使第二端口和第四端口连通，另一种状态是在使第一端口和第四端口连通的同时使第二端口和第三端口连通。

还有，在室外机组20中，低级侧油分离器26被设置在低级侧压缩机21的喷出管21a上。第一油分离管27的一端连接在该低级侧油分离器26上，且分离出来的冷冻机油流经第一油分离管27。第一油分离管27的另一端与低级侧压缩机21的吸入管21b连接。还有，在第一油分离管27上连接有第一毛细管(capillary tube)28，该第一毛细管28对返回吸入侧的冷冻机油进行减压。如上所述，低级侧油分离器26、第一油分离管27以及第一毛细管28构成使从低级侧压缩机21的喷出制冷剂中分离出来的冷冻机油返回该低级侧压缩机21吸入侧的低级侧油分离部件。

<选择机组>

在所述选择机组30中设置有高级侧压缩机31、三通转换阀32、气液分离器33以及选择侧膨胀阀34。所述高级侧压缩机31由高压圆顶型的可变容量式涡旋压缩机构成。

所述三通转换阀32具有三个端口，即第一至第三端口。在三通转换阀32中，第一端口与高级侧压缩机31的喷出管31a连接，第二端口与高级侧压缩机31的吸入管31b连接，第三端口与第一连接管道11连接。该三通转换阀32被构成为能够在下记所述的两种状态之间进行转换，一种状态为使第一端口和第三端口连通，另一种状态为使第二端口和第三端口连通。

所述气液分离器33是将气液两相状态的制冷剂分离为液态制冷剂和气态制冷剂的装置。具体来说，气液分离器33由圆筒状的密封容器构成，在该气液分离器33的下部形成有液态制冷剂储存部，并且在该液态制冷剂储存部的上侧形成有气态制冷剂储存部。在气液分离器33上分别连接有第一管33a和第二管33b，第一管33a贯通该气液分离器33的壳体部并面向气态制冷剂储存部，第二管33b贯通该气液分离器33的壳体部并面向液态制冷剂储存部。还有，在气液分离器33上还连接有第三管33c，该第三管33c贯通该气液分离器33的顶部并面向气态制冷剂储存部。

第一管33a的流入端和第二管33b的流出端分别与主管道35连接，该主管道35从第二连接管道12延伸至第四连接管道14。还有，在第一管33a上设置有所述选择侧膨胀阀34。该选择侧膨胀阀34由能够进行开度调节的电子膨胀阀构成。另一方面，第三管33c的流出端与高级侧压缩机31的吸入管31b连接。

在选择机组30中还设置有能够进行开关转换的电磁阀、和控制制冷剂流动的止回阀。具体来说，在所述主管道35中，电磁阀SV被设置在第一管33a的连接部和第二管33b的连接部之间。还有，在所述第二管33b上设置有第一止回阀CV-1，在高级侧压缩机31的喷出管31a上设置有第二止回阀CV-2。此外，第一、第二止回阀CV-1、CV-2分别仅允许图1箭头所示方向的制冷剂流过。

还有，在选择机组30中，高级侧油分离器36被设置在高级侧压缩机31的喷出管31a上。第二油分离管37的一端连接在该高级侧油分离器36上，分离出来的冷冻机油流经该第二油分离管37。第二油分离管37的另一端与高级侧压缩机31的吸入管31b连接。还有，在第二油分离管37上连接有第二毛细管38，该第二毛细管38对返回吸入侧的冷冻机油进行减压。如上所述，高级侧油分离器36、第二油分离管37以及第二毛细管38构成使从高级侧压缩机31的喷出制冷剂中分离出来的冷冻机油返回该高级侧压缩机31吸入侧的高级侧油分离部件。

<室内机组>

在室内机组40中设置有室内热交换器41以及室内侧膨胀阀42。室内热交换器41是利用侧的热交换器，由横向肋片管式热交换器构成。在室内热交换器41的附近设置有室内风扇43。室内风扇43将室内空气送往室内热交换器41。所述室内侧膨胀阀42由能够进行开度调节的电子膨胀阀构成。

<油分离器的性能>

本发明的特征是将室外机组20的低级侧油分离部件的油分离率(从喷出制冷剂中分离出来的冷冻机油的比例)设定得比选择机组30的高级侧油分离部件的油分离率低。具体来说，所述低级侧油分离器26由油分离率比较低的旋风(cyclone)式油分离器构成，该油分离率约为90％。另一方面所述高级侧油分离器36由油分离率比较高的除雾(demister)式油分离器构成，该油分离率约为95％。因此，在该制冷剂回路15中，与低级侧压缩机21相比，高级侧压缩机31更积极地从喷出制冷剂中回收冷冻机油并使该冷冻机油返回该高级侧压缩机31的吸入侧。

-运转动作-

下面，关于实施例一的空调装置10的运转动作进行说明。

<制冷运转>

在制冷运转中，四通转换阀23以及三通转换阀32被设定为图2所示的状态，电磁阀SV被设定成开启状态。还有，室外侧膨胀阀25被设定为全开状态，选择侧膨胀阀34被设定为全闭状态，并且室内侧膨胀阀42的开度根据运转条件而被适当调节。而且，在该制冷运转中低级侧压缩机21运转，而高级侧压缩机31处于停止状态。也就是，在处于制冷运转时的制冷剂回路15中，仅在低级侧压缩机21中对制冷剂进行压缩，进行单级压缩式制冷循环。

室外机组20的低级侧压缩机21的喷出制冷剂流经室外热交换器22。在室外热交换器22中，高压制冷剂向室外空气放热后凝结。在室外热交换器22中已经凝结了的制冷剂经由选择机组30的主管道35被送往室内机组40。

已经流入室内机组40的制冷剂在通过室内侧膨胀阀42时被减至低压。被减压后的低压制冷剂流经室内热交换器41。在室内热交换器41中，制冷剂从室内空气中吸热后蒸发。其结果是室内空气被冷却，从而对室内进行了制冷。在室内热交换器41中已经蒸发了的制冷剂被送往室外机组20。已经流入室外机组20的制冷剂被吸入低级侧压缩机21。

还有，在该制冷运转时，利用低级侧油分离器26从低级侧压缩机21的喷出制冷剂中分离出冷冻机油。该冷冻机油流经第一油分离管27，并在第一毛细管28减压后，被吸入低级侧压缩机21。其结果是从低级侧压缩机21中喷出的冷冻机油被再次送回低级侧压缩机21。由此，能够避免向低级侧压缩机21内的各滑动部提供的冷冻机油出现不足。

<供暖运转>

在供暖运转中，四通转换阀23以及三通转换阀32被设定为图3所示的状态，电磁阀SV被设定成关闭状态。还有，室内侧膨胀阀42、选择侧膨胀阀34以及室外侧膨胀阀25的开度根据运转条件而被适当调节。还有，在该供暖运转时，低级侧压缩机21以及高级侧压缩机31分别进行运转。

选择机组30的高级侧压缩机31的喷出制冷剂流经室内机组40的室内热交换器41。在室内热交换器41中，高压制冷剂向室内空气放热后凝结。其结果是室内空气被加热，从而对室内进行了供暖。在室内热交换器41中已经凝结了的制冷剂在室内侧膨胀阀42以及选择侧膨胀阀34中被减压而成为中间压力以后，经由第一管33a流入气液分离器33。

在气液分离器33中，成为中间压力的气液两相状态的制冷剂被分离为气态制冷剂和液态制冷剂。分离出的饱和状态的气态制冷剂被送向高级侧压缩机31的吸入侧。另一方面，被分离出来的液态制冷剂从第二管33b流出。该制冷剂在通过室外机组20的室外侧膨胀阀25时被减至低压。已经成为低压的制冷剂流经室外热交换器22。在室外热交换器22中，制冷剂从室外空气中吸热后蒸发。在室外热交换器22中已经蒸发了的制冷剂被吸入低级侧压缩机21。

在低级侧压缩机21中，已经成为低压的制冷剂被压缩到中间压力。已经成为中间压力的制冷剂被再次送向选择机组30。已经流入选择机组30的制冷剂与用气液分离器33分离出来的气态制冷剂混合后，被吸入高级侧压缩机31。

如上所述，在供暖运转中进行双级压缩双级膨胀制冷循环，该双级压缩双级膨胀制冷循环为分两个阶段使高压制冷剂进行膨胀，并且分两个阶段对低压制冷剂进行压缩，同时用气液分离器33将处于中间压力的气液两相状态的制冷剂分离为气态制冷剂和液态制冷剂，并使分离后的气态制冷剂返回高级侧压缩机31。

另一方面，如上所述当利用气液分离器来进行双级压缩双级膨胀制冷循环时，如果是以往的空调装置则在高级侧压缩机中产生冷冻机油不足的问题。也就是，在气液分离器中，制冷剂中的冷冻机油几乎都溶入液态制冷剂，并且在气态制冷剂中基本不含有冷冻机油。由此，流过气液分离器的制冷剂中的冷冻机油几乎都被送往低级侧压缩机。其结果是与低级侧压缩机相比，返回高级侧压缩机的冷冻机油量相对地略微出现不足。因此，在以往的空调装置中，伴随着高级侧压缩机各滑动部的润滑不良，而有可能导致在各滑动部出现滑动损失增大、烧焦、磨损等问题。

在本实施例的空调装置10中，为了解决所述问题而设定为低级侧油分离器26的油分离率低于高级侧油分离器36的油分离率。

具体来说，从气液分离器33中分离出来的液态制冷剂在含有很多冷冻机油的状态下被吸入低级侧压缩机21，不过用低级侧油分离器26从该低级侧压缩机21的喷出制冷剂中分离出来的冷冻机油的量比高级侧油分离器36少。因此，经由第一油分离管27返回低级侧压缩机21的冷冻机油量相对减少，并且与制冷剂一起通过低级侧油分离器26的冷冻机油量相对增加。由此，在随后被送往高级侧压缩机31的制冷剂中的冷冻机油的量也增加。

相反地用高级侧油分离器36分离出来的冷冻机油的量比低级侧油分离器26多。因此，经由第二油分离管37返回高级侧压缩机31的冷冻机油的量也相对增加，并且与制冷剂一起通过高级侧油分离器36的冷冻机油的量相对增加。

如上所途，在本实施例的空调装置10中，积极地使冷冻机油返回高级侧压缩机31。因此，在供暖运转时即使进行双级压缩双级膨胀制冷循环，也可以避免高级侧压缩机31内的冷冻机油出现不足。

一实施例一的效果一

在所述实施例一中，通过用旋风式油分离器构成低级侧油分离器26，并由除雾式油分离器构成高级侧油分离器36，从而可设定为低级侧油分离部件26、27、28的油分离率低于高级侧油分离部件36、37、38的油分离率。由此，能够消除在以双级压缩双级膨胀制冷循环来进行供暖运转时所出现的高级侧压缩机31回油量不足的问题。因此，能够确实地对高级侧压缩机31的各滑动部进行润滑，并能够避免在各滑动部出现烧焦和磨损的现象、或者压缩效率随着滑动损失增大而降低的问题。

<实施例一的变形例>

如图4所示，本变形例是高级侧油分离部件的结构不同于实施例一的示例。具体来说，在本变形例中，在高级侧压缩机31的喷出管31a上设置有两个高级侧油分离器36a、36b。所述这些油分离器36a、36b分别由旋风式油分离器构成。已经用各油分离器36a、36b分离出来的冷冻机油在第二油分离管37汇合后返回高级侧压缩机31的吸入侧。

另一方面，在低级侧压缩机21的喷出管21a上，与所述实施例一同样设置有一台低级侧油分离器26。此外，在本变形例中，各个高级侧油分离器36a、36b与低级侧油分离器26分别具有同等性能。

在本变形例中，由于油分离器的数量不同，使得低级侧油分离部件的油分离率比高级侧油分离部件低。由此，与实施例一同样能够消除在双级压缩双级膨胀制冷循环中所出现的高级侧压缩机31回油量不足的问题。

《发明的实施例二》

如图5所示，实施例二所涉及的冷冻装置是在所述实施例一的空调装置10的制冷剂回路15上增设了高级侧压缩机31的回油管51的示例。该回油管51的一端连接在高级侧压缩机31的机壳壳体部上，并且该一端的端口位于在该机壳内所形成的积油层的规定高度。另一方面，回油管51的另一端连接在室外机组20的低级侧压缩机21的吸入管21b上。还有，在回油管51上设置有第三毛细管52。

如上所述，高级侧油分离部件36、37、38的油分离率比低级侧油分离部件26、27、28的油分离率高。由此，在所述供暖运转中，高级侧压缩机31的冷冻机油被过多地储存起来，而使得积油层的油面逐渐升高，有可能导致高级侧压缩机31的各构成部件浸在冷冻机油中。为了避免这个问题，在实施例二中使储存在高级侧压缩机31中的多余的冷冻机油返回低级侧压缩机21的吸入侧。

具体来说，当高级侧压缩机31内的冷冻机油过多，且该油面的高度上升至规定高度时，多余的冷冻机油流入回油管51。该冷冻机油在第三毛细管52减压后，被吸入低级侧压缩机21。其结果是可以避免高级侧压缩机31内的油面高度过度上升。另一方面，由于积极地使油返回高级侧压缩机31，所以高级侧压缩机31内的冷冻机油没有出现不足，因而在高级侧压缩机31中总可以确保所规定的油面高度。

<实施例二的变形例>

如图6所示，本变形例是回油管51的连接位置不同于所述实施例二的示例。具体来说，在本变形例二中，回油管51的另一端连接在气液分离器33的第二管33b的流出端一侧。因此，从高级侧压缩机31流向回油管51的多余的冷冻机油与从第二管33b流出的制冷剂混合。并且，包含该冷冻机油的制冷剂在经由室外热交换器22后，被吸入低级侧压缩机21。

在本变形例中，与所述实施例二不同，由于回油管51被收纳在选择机组30内，所以可以容易进行管道施工。也就是，在所述实施例二中，由于选择机组30侧的回油管51与室外机组20侧的吸入管21b连接，所以在选择机组30和室外机组20之间需要安装连接管道，而与此相对，在本变形例中则不需要设置所述连接管道。还有，在本变形例中，当在原有的室外机组20上连接选择机组30时，也没有必要修改室外机组20侧的管道。也就是，在本变形例中由于高级侧压缩机31、气液分离器33以及回油管51全部被收纳在选择机组30内，所以能够使对选择机组30进行增设、更换等的施工实现简单化，同时还能发挥使高级侧压缩机31内的多余的冷冻机油返回低级侧压缩机21侧的作用。

《其他的实施例》

也可以将所述实施例设定为下述结构。

在所述实施例中，通过在室外机组20以及室内机组40之间连接选择机组30从而构成了制冷剂回路15。不过，所述选择机组30和室外机组20并不一定是独立的机组(separate unit)，也可以用一体型的室外机组来构成所述选择机组30和室外机组20。

还有，在所述实施例中，虽然作为油分离部件使用了旋风式和除雾式油分离器，不过也可以采用金属丝网式等其他式样的油分离器。

而且，在所述实施例中，虽然在利用侧的室内热交换器41中用制冷剂对空气进行加热或冷却，不过也可以用例如板式热交换器等构成室内热交换器，并在该室内热交换器中用制冷剂对水进行加热或冷却。

此外，所述实施例是本质上理想的示例，不过并没有意图对本发明、本发明的适用物或者它的用途范围进行限定。

(产业上的利用可能性)

如上述说明所示，本发明对于使用气液分离器进行双级压缩双级膨胀制冷循环的冷冻装置中的高级侧压缩机的回油技术来说是有用的。

Claims (5)

1.一种冷冻装置，包括制冷剂回路，该制冷剂回路具有低级侧压缩机、高级侧压缩机和中间压力制冷剂的气液分离器，在该制冷剂回路中进行双级压缩双级膨胀制冷循环，其特征在于：

在所述制冷剂回路中设置有低级侧油分离部件和高级侧油分离部件，该低级侧油分离部件使从所述低级侧压缩机的喷出制冷剂中分离出来的冷冻机油返回该低级侧压缩机的吸入侧，该高级侧油分离部件使从所述高级侧压缩机的喷出制冷剂中分离出来的冷冻机油返回该高级侧压缩机的吸入侧，

所述低级侧油分离部件的油分离率被设定成低于所述高级侧油分离部件的油分离率。

2.根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于：

所述高级侧油分离部件包括多个油分离器，该多个油分离器串联连接在所述高级侧压缩机的喷出侧，

所述低级侧油分离部件包括油分离器，该油分离器连接在所述低级侧压缩机的喷出侧，且该油分离器的数量比所述高级侧压缩机的油分离器少。

3.根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于：

在所述高级侧压缩机的机壳内部形成有冷冻机油的积油层，

在所述制冷剂回路中设置有回油管，该回油管的一端连接在高级侧压缩机的机壳上，并且该一端的端口位于所述积油层的规定高度，该回油管的另一端连接在低级侧压缩机的吸入侧。

4.根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于：

在所述高级侧压缩机的机壳内部形成有冷冻机油的积油层，

在所述制冷剂回路中设置有回油管，该回油管的一端连接在高级侧压缩机的机壳上，并且该一端的端口位于所述积油层的规定高度，该回油管的另一端连接在所述气液分离器的液态制冷剂的流出侧。

5.根据权利要求4所述的冷冻装置，其特征在于：

所述制冷剂回路是用管道将室外机组、室内机组和选择机组彼此连接起来而构成的，该室外机组具有所述低级侧压缩机及室外热交换器，该室内机组具有室内热交换器，该选择机组具有所述高级侧压缩机、气液分离器及回油管。

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