JP2006090644A - Refrigerating apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a refrigerating apparatus capable of attaining high COP while balancing the mass flow of a refrigerant passing through a compressor and the mass flow of a refrigerant passing through an expander. <P>SOLUTION: A gas-liquid separator 40 is provided with an internal heat exchanging part comprising a heat exchanger tube 50 through which the refrigerant sucked into the expander 12 flows. In air-conditioning operation, the refrigerant flowing through the heat exchanger tube 50, and a liquid refrigerant stored in a liquid storage part 41 of the gas-liquid separator 40 exchange heat. As a result, the density de of the refrigerant sucked into the expander 12 is increased to balance the refrigerant mass flow Mc of the compressor 11 and the refrigerant mass flow Me of the expander 12. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、冷媒を圧縮して蒸気圧縮式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、冷媒回路の膨張機構を構成する膨張機が圧縮機に機械的に連結された冷凍装置に関するものである。   The present invention relates to a refrigeration apparatus including a refrigerant circuit that compresses refrigerant and performs a vapor compression refrigeration cycle, and more particularly, to a refrigeration apparatus in which an expander constituting an expansion mechanism of the refrigerant circuit is mechanically connected to the compressor. Is.

従来より、冷媒回路で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷凍装置が知られており、空調機などに広く利用されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, refrigeration apparatuses that perform a refrigeration cycle by circulating refrigerant in a refrigerant circuit are widely used in air conditioners and the like.

例えば特許文献1の冷凍装置は、冷媒回路に膨張機構と圧縮機構とが接続されている。上記膨張機構は、スクロール型の流体機械から成る膨張機で構成されている。一方、上記圧縮機構は、ロータリー型の流体機械から成る圧縮機で構成されている。これら膨張機及び圧縮機は、回転軸によって機械的に連結されている。そして、膨張機で冷媒が膨張すると、冷媒の膨張動力が回転軸を介して圧縮機の回転動力に変換される。つまり、この冷凍装置は、膨張機で得られた動力(膨張動力)を圧縮機の駆動動力として利用することで、エネルギー効率の高い冷凍サイクル、すなわち高COPでの冷凍サイクルの実現化を図るようにしている。   For example, in the refrigeration apparatus of Patent Document 1, an expansion mechanism and a compression mechanism are connected to a refrigerant circuit. The expansion mechanism is composed of an expander composed of a scroll type fluid machine. On the other hand, the compression mechanism is composed of a compressor composed of a rotary type fluid machine. These expander and compressor are mechanically connected by a rotating shaft. Then, when the refrigerant expands in the expander, the expansion power of the refrigerant is converted into the rotation power of the compressor via the rotation shaft. In other words, this refrigeration apparatus uses the power (expansion power) obtained by the expander as drive power for the compressor, thereby realizing a highly energy-efficient refrigeration cycle, that is, a refrigeration cycle at a high COP. I have to.

ところが、特許文献1の冷凍装置においては、冷媒回路が閉回路であること、及び膨張機と圧縮機との回転数が同じ回転数となることを理由に、圧縮機の動力回収効率が低下し、高COPの冷凍サイクルを達成することが困難となる。この点について以下に説明する。   However, in the refrigeration apparatus of Patent Document 1, the power recovery efficiency of the compressor decreases because the refrigerant circuit is a closed circuit and the rotation speeds of the expander and the compressor are the same. It is difficult to achieve a high COP refrigeration cycle. This will be described below.

閉回路となる冷媒回路においては、膨張機を通過する冷媒の質量流量Meと圧縮機を通過する冷媒の質量流量Mcとは等しくなる。ここで、Me=Ve×de(Ve:膨張機を通過する冷媒の体積循環量、de:膨張機の冷媒吸入密度)、Mc=Vc×dc(Vc:圧縮機を通過する冷媒の体積循環量、dc:圧縮機の冷媒吸入密度)の関係式が成り立つ。また、体積循環量(Vc、Ve)は、各流体機械のシリンダ容積×各流体機械の回転数によって定まる。   In the refrigerant circuit serving as a closed circuit, the mass flow rate Me of refrigerant passing through the expander is equal to the mass flow rate Mc of refrigerant passing through the compressor. Here, Me = Ve × de (Ve: volume circulation amount of refrigerant passing through the expander, de: refrigerant suction density of the expander), Mc = Vc × dc (Vc: volume circulation amount of the refrigerant passing through the compressor) , Dc: refrigerant intake density of the compressor). The volume circulation amount (Vc, Ve) is determined by the cylinder volume of each fluid machine × the rotation speed of each fluid machine.

ここで、膨張機の質量流量Meと圧縮機の質量流量Mcとは等しいため、上式より、Ve/Vc=de/dcの関係が成り立つ。なお、Ve/Vcは、膨張機と圧縮機の回転数が同じであるため、各流体機械のシリンダ容積によって定まる固定値となる。したがって、この冷凍装置では、密度比(de/dc)に基づいて各流体機械のシリンダ容積を設計することで、膨張機と圧縮機の冷媒質量流量Me、Mcをバランスさせることができる。   Here, since the mass flow rate Me of the expander is equal to the mass flow rate Mc of the compressor, the relationship Ve / Vc = de / dc is established from the above equation. Note that Ve / Vc is a fixed value determined by the cylinder volume of each fluid machine since the rotation speeds of the expander and the compressor are the same. Therefore, in this refrigeration system, the refrigerant mass flow rates Me and Mc of the expander and the compressor can be balanced by designing the cylinder volume of each fluid machine based on the density ratio (de / dc).

ところが、この種の冷凍装置を空調機などに用いる場合には、その使用条件によって上記密度比(de/dc)を一定に保つことが困難な場合がある。具体的に、例えば冷房運転と暖房運転とを切り換えて行う空調機において、冷房運転は、暖房運転と比較すると、利用側熱交換器(蒸発器)における冷媒の蒸発圧力が高くなるため、圧縮機の冷媒吸入密度dcが上昇する。その結果、圧縮機を通過する冷媒の質量流量Mcに対して膨張機を通過する冷媒の質量流量Meが小さくなり、膨張機と圧縮機の冷媒質量流量をバランスできなくなる。したがって、この冷凍装置において、所望の冷凍サイクルを行うことが困難となるという問題があった。   However, when this type of refrigeration apparatus is used in an air conditioner or the like, it may be difficult to keep the density ratio (de / dc) constant depending on the use conditions. Specifically, for example, in an air conditioner that switches between a cooling operation and a heating operation, the cooling operation has a higher evaporation pressure of the refrigerant in the use side heat exchanger (evaporator) than the heating operation. The refrigerant suction density dc increases. As a result, the mass flow rate Me of the refrigerant passing through the expander becomes smaller than the mass flow rate Mc of the refrigerant passing through the compressor, and the refrigerant mass flow rates of the expander and the compressor cannot be balanced. Therefore, this refrigeration apparatus has a problem that it is difficult to perform a desired refrigeration cycle.

この問題に対しては、特許文献2に開示されているように、冷媒回路に膨張機をバイパスするバイパス配管を設けるという対策が提案されている。つまり、膨張機を通過する冷媒の質量流量Meが圧縮機を通過する冷媒の質量流量Mcに対して小さい場合には、放熱後の冷媒の一部をバイパス管へ導入することで、膨張機をバイパスさせるようにし、冷媒回路全体としての質量流量のバランスを図るようにしている。
特開平2001−107881号公報 特開平2001−116371号公報
For this problem, as disclosed in Patent Document 2, a countermeasure has been proposed in which a bypass pipe for bypassing the expander is provided in the refrigerant circuit. That is, when the mass flow rate Me of the refrigerant passing through the expander is smaller than the mass flow rate Mc of the refrigerant passing through the compressor, a part of the refrigerant after heat dissipation is introduced into the bypass pipe, Bypassing is performed so that the mass flow rate of the refrigerant circuit as a whole is balanced.
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-107881 JP-A-2001-116371

しかし、特許文献2の冷凍装置では、冷媒の一部が膨張機をバイパスするため、膨張機では、バイパスさせた冷媒の内部エネルギー分だけ膨張動力が減少することになる。したがって、圧縮機の回収動力も減少し、冷凍装置のCOPが低下してしまうという問題が生じる。   However, in the refrigeration apparatus of Patent Document 2, since a part of the refrigerant bypasses the expander, in the expander, the expansion power is reduced by the amount of internal energy of the bypassed refrigerant. Therefore, the recovery power of the compressor is also reduced, resulting in a problem that the COP of the refrigeration apparatus is lowered.

本発明は、このような問題点に鑑みて創案されたものであり、その目的は、圧縮機を通過する冷媒の質量流量と、膨張機を通過する冷媒の質量流量とのバランスを図りながら、高COPを達成可能な冷凍装置を提供することである。   The present invention was devised in view of such problems, and its purpose is to balance the mass flow rate of the refrigerant passing through the compressor and the mass flow rate of the refrigerant passing through the expander, It is to provide a refrigeration apparatus that can achieve a high COP.

本発明は、膨張機で膨張された冷媒と膨張機に吸入される冷媒とを熱交換させる内部熱交換器を有する気液分離器を用いるようにしたものである。   The present invention uses a gas-liquid separator having an internal heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant expanded in the expander and the refrigerant sucked into the expander.

具体的に、第1の発明は、圧縮機(11)、熱源側熱交換器(21)、膨張機(12)、及び利用側熱交換器(22)が接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路(10)を備え、上記圧縮機(11)と膨張機(12)とが機械的に連結され該膨張機(12)の膨張動力を回収する冷凍装置を前提としている。そして、この冷凍装置は、膨張機(12)で膨張された冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離して一時的に貯留する気液分離器(40)を備え、上記気液分離器(40)が、該気液分離器(40)で分離された液冷媒と、膨張機(12)に吸入される冷媒とを熱交換させる内部熱交換部(50)を備えているものである。   Specifically, the first invention is a refrigerant circuit that performs a refrigeration cycle by connecting a compressor (11), a heat source side heat exchanger (21), an expander (12), and a use side heat exchanger (22). (10) is provided, and the compressor (11) and the expander (12) are mechanically connected to each other, and a refrigeration apparatus that recovers expansion power of the expander (12) is assumed. The refrigeration apparatus includes a gas-liquid separator (40) that separates the refrigerant expanded by the expander (12) into a liquid refrigerant and a gas refrigerant and temporarily stores the refrigerant, and the gas-liquid separator (40 ) Includes an internal heat exchange section (50) for exchanging heat between the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator (40) and the refrigerant sucked into the expander (12).

上記第1の発明では、冷媒回路(10)に気液分離器(40)が設けられる。気液分離器(40)は、膨張機(12)で膨張された後の気液二相状態の冷媒を、ガス冷媒と液冷媒とに分離する。また、気液分離器(40)には、内部熱交換部(50)が設けられる。内部熱交換部(50)は、膨張機(12)に吸入される冷媒と気液分離器(40)に貯留された液冷媒とを熱交換させる。   In the said 1st invention, a gas-liquid separator (40) is provided in a refrigerant circuit (10). The gas-liquid separator (40) separates the gas-liquid two-phase refrigerant after being expanded by the expander (12) into a gas refrigerant and a liquid refrigerant. In addition, the gas-liquid separator (40) is provided with an internal heat exchange section (50). The internal heat exchange unit (50) exchanges heat between the refrigerant sucked into the expander (12) and the liquid refrigerant stored in the gas-liquid separator (40).

ここで、膨張機(12)に吸入される冷媒は、膨張機(12)で膨張された後の液冷媒よりも高温となるため、内部熱交換部(50)では、膨張機(12)に吸入される冷媒が冷却される。このため、膨張機(12)の吸入冷媒密度deを大きくすることができる。したがって、例えば冷房運転時において、圧縮機(11)を通過する冷媒の質量流量Mcが大きくなった場合にも、これに追随させて膨張機(12)に吸入される冷媒を冷却することで、膨張機(12)を通過する冷媒の質量流量Meを大きくし、両者の冷媒質量流量McとMeとをバランスさせることができる。   Here, since the refrigerant sucked into the expander (12) has a higher temperature than the liquid refrigerant after being expanded in the expander (12), the internal heat exchange unit (50) The refrigerant sucked is cooled. For this reason, the suction refrigerant density de of the expander (12) can be increased. Therefore, for example, during the cooling operation, even when the mass flow rate Mc of the refrigerant passing through the compressor (11) increases, by cooling the refrigerant sucked into the expander (12) following this, The refrigerant mass flow rate Me passing through the expander (12) can be increased to balance the refrigerant mass flow rates Mc and Me.

第2の発明は、第1の発明の冷凍装置において、運転条件に応じて内部熱交換部(50)における冷媒の熱交換量を変更する熱交換量調整機構(60)を備えているものである。ここで、「熱交換量調整機構」は、運転条件に応じて熱交換量を微調整できるという意味に加え、熱交換量を実質的にゼロにするか所定値にするかの2段階の調整(ON/OFF制御)できるという意味を含むものである。   According to a second aspect of the present invention, the refrigeration apparatus of the first aspect includes a heat exchange amount adjustment mechanism (60) that changes the heat exchange amount of the refrigerant in the internal heat exchange section (50) according to operating conditions. is there. Here, the “heat exchange amount adjustment mechanism” means that the heat exchange amount can be finely adjusted according to the operating conditions, and two-step adjustment of whether the heat exchange amount is substantially zero or a predetermined value. This means that (ON / OFF control) can be performed.

上記第2の発明では、膨張機(12)に吸入される冷媒と、気液分離器(40)で分離された液冷媒との熱交換量が、運転条件に応じて熱交換量調整機構(60)によって変更される。このため、運転条件の変化によって膨張機(12)の冷媒質量流量Meが圧縮機(11)の冷媒質量流量Mcよりも大きくなった場合に、内部熱交換部(50)における熱交換量を調整することで、膨張機(12)の冷媒質量流量Meと圧縮機(11)の冷媒質量流量Mcとを等量とすることができる。   In the second aspect of the invention, the heat exchange amount between the refrigerant sucked into the expander (12) and the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator (40) is a heat exchange amount adjusting mechanism ( 60) modified by. For this reason, when the refrigerant mass flow rate Me of the expander (12) becomes larger than the refrigerant mass flow rate Mc of the compressor (11) due to the change of the operating condition, the heat exchange amount in the internal heat exchange unit (50) is adjusted. Thus, the refrigerant mass flow rate Me of the expander (12) and the refrigerant mass flow rate Mc of the compressor (11) can be made equal.

第3の発明は、第1又は第2の発明の冷凍装置において、気液分離器(40)が、分離された液冷媒が貯留する液貯留部(41)と、該液貯留部(41)に隣接するとともに膨張機(12)に吸入される冷媒が流通する伝熱管(50)とを備え、上記伝熱管(50)が、上記液貯留部(41)内の液冷媒と該伝熱管(50)内の冷媒とを熱交換させる内部熱交換部を構成しているものである。   According to a third invention, in the refrigeration apparatus of the first or second invention, the gas-liquid separator (40) includes a liquid storage part (41) for storing the separated liquid refrigerant, and the liquid storage part (41). And a heat transfer pipe (50) through which the refrigerant sucked into the expander (12) flows, and the heat transfer pipe (50) includes the liquid refrigerant in the liquid storage section (41) and the heat transfer pipe ( 50) This constitutes an internal heat exchanging section for exchanging heat with the refrigerant inside.

上記第3の発明では、気液分離器(40)に内部熱交換部としての伝熱管(50)が設けられる。この伝熱管(50)は、液貯留部(41)と隣接するようにして配置される。このため、膨張機(12)に吸入される冷媒は、伝熱管(50)を流通する際、伝熱管(50)の外表面に貯留された液冷媒によって冷却される。したがって、膨張機(12)の吸入冷媒密度deを確実に大きくすることができる。   In the third invention, the gas-liquid separator (40) is provided with the heat transfer tube (50) as an internal heat exchange section. The heat transfer tube (50) is arranged so as to be adjacent to the liquid reservoir (41). For this reason, the refrigerant sucked into the expander (12) is cooled by the liquid refrigerant stored on the outer surface of the heat transfer tube (50) when flowing through the heat transfer tube (50). Therefore, the suction refrigerant density de of the expander (12) can be reliably increased.

第4の発明は、第3の発明の冷凍装置において、冷媒回路(10)の冷媒の循環方向を換えて冷却運転と加熱運転とを切り換えて行うための冷媒切換機構(31,33)を備え、熱交換量調整機構(60)は、冷却運転時にだけ内部熱交換部(50)における冷媒の熱交換を行わせるものである。   According to a fourth invention, in the refrigeration apparatus of the third invention, there is provided a refrigerant switching mechanism (31, 33) for switching between the cooling operation and the heating operation by changing the refrigerant circulation direction of the refrigerant circuit (10). The heat exchange amount adjusting mechanism (60) causes the refrigerant to exchange heat in the internal heat exchange section (50) only during the cooling operation.

上記第4の発明では、冷媒回路(10)に冷媒切換機構(31,33)が設けられる。この冷媒切換機構(31,33)は、冷媒の循環方向を切り換えることにより、利用側熱交換器(22)が蒸発器となる冷房運転と、利用側熱交換器(21)が放熱器となる暖房運転とが切換えられる。   In the fourth aspect of the invention, the refrigerant switching mechanism (31, 33) is provided in the refrigerant circuit (10). The refrigerant switching mechanism (31, 33) switches the refrigerant circulation direction so that the use side heat exchanger (22) serves as an evaporator and the use side heat exchanger (21) serves as a radiator. The heating operation can be switched.

ここで、熱交換量調整機構(60)は、冷房運転時にだけ内部熱交換部(50)での冷媒の熱交換を行わせる。このため、膨張機(12)の冷媒質量流量Meが圧縮機(11)の冷媒質量流量Mcよりも小さくなりやすい冷房運転時において、膨張機(12)の吸入冷媒密度deを増大させ、膨張機(12)の冷媒質量流量Meと圧縮機(11)の冷媒質量流量Mcとを等量とすることができる。   Here, the heat exchange amount adjustment mechanism (60) causes heat exchange of the refrigerant in the internal heat exchange unit (50) only during the cooling operation. For this reason, during the cooling operation in which the refrigerant mass flow rate Me of the expander (12) tends to be smaller than the refrigerant mass flow rate Mc of the compressor (11), the suction refrigerant density de of the expander (12) is increased. The refrigerant mass flow rate Me of (12) and the refrigerant mass flow rate Mc of the compressor (11) can be made equal.

一方、暖房運転時には、膨張機(12)の吸入冷媒密度deと圧縮機(11)の吸入冷媒密度dcとの密度比に応じて膨張機(12)及び圧縮機(11)のシリンダ容積比を設計することで、膨張機(12)の冷媒質量流量Meと圧縮機(11)の冷媒質量流量MCとを等量とすることができる。したがって、熱交換量調整機構(60)によって内部熱交換部(50)での冷媒の熱交換を行う必要はない。   On the other hand, during the heating operation, the cylinder volume ratio of the expander (12) and the compressor (11) is set according to the density ratio between the suction refrigerant density de of the expander (12) and the suction refrigerant density dc of the compressor (11). By designing, the refrigerant mass flow rate Me of the expander (12) and the refrigerant mass flow rate MC of the compressor (11) can be made equal. Therefore, it is not necessary to perform heat exchange of the refrigerant in the internal heat exchange section (50) by the heat exchange amount adjustment mechanism (60).

第5の発明は、第3又は第4の発明の冷凍装置において、熱交換量調整機構(60)は、冷媒を伝熱管(50)をバイパスさせて膨張機(12)に吸入させるバイパス管(46)と、伝熱管(50)を流通する冷媒流量を調整する第1電動弁(36)と、上記バイパス管(46)の冷媒流量を調整する第2電動弁(37)とで構成されているものである。   According to a fifth aspect of the present invention, in the refrigeration apparatus of the third or fourth aspect, the heat exchange amount adjusting mechanism (60) bypasses the heat transfer pipe (50) and sucks the refrigerant into the expander (12). 46), a first motor-operated valve (36) that adjusts the flow rate of refrigerant flowing through the heat transfer pipe (50), and a second motor-operated valve (37) that adjusts the refrigerant flow rate of the bypass pipe (46). It is what.

上記第5の発明では、第1,第2電動弁(36,37)の開度調整により、伝熱管(50)における冷媒の熱交換量が調整される。具体的に、例えば第1電動弁(36)が全開され、第2電動弁(37)が全閉されると、伝熱管(50)に流れる冷媒流量が最大となり、伝熱管(50)における冷媒の熱交換量も最大に調整される。一方、例えば第1電動弁(36)が全閉され、第2電動弁(37)が全開されると、伝熱管(50)に流れる冷媒流量が実質的にゼロとなり、伝熱管(50)における冷媒の熱交換量もゼロとなる。以上のように、第1,第2電動弁(36,37)の開度を所定開度に調整することで、伝熱管(50)における熱交換量をゼロから最大値までの間で調整できる。したがって、運転条件に応じた冷媒の熱交換を行うことができ、膨張機(12)の冷媒質量流量Meと圧縮機(11)の冷媒質量流量Mcとを等量とすることができる。   In the fifth aspect of the invention, the heat exchange amount of the refrigerant in the heat transfer tube (50) is adjusted by adjusting the opening degree of the first and second motor operated valves (36, 37). Specifically, for example, when the first motor-operated valve (36) is fully opened and the second motor-operated valve (37) is fully closed, the flow rate of the refrigerant flowing through the heat transfer tube (50) becomes maximum, and the refrigerant in the heat transfer tube (50). The amount of heat exchange is adjusted to the maximum. On the other hand, for example, when the first motor-operated valve (36) is fully closed and the second motor-operated valve (37) is fully opened, the flow rate of the refrigerant flowing through the heat transfer tube (50) becomes substantially zero, and the heat transfer tube (50) The heat exchange amount of the refrigerant is also zero. As described above, the heat exchange amount in the heat transfer tube (50) can be adjusted from zero to the maximum value by adjusting the opening degree of the first and second motor operated valves (36, 37) to a predetermined opening degree. . Therefore, heat exchange of the refrigerant according to the operating conditions can be performed, and the refrigerant mass flow rate Me of the expander (12) and the refrigerant mass flow rate Mc of the compressor (11) can be made equal.

第6の発明は、第4の発明の冷凍装置において、熱交換量調整機構(60)は、四路切換弁(32)で構成されているものである。   According to a sixth invention, in the refrigeration apparatus of the fourth invention, the heat exchange amount adjusting mechanism (60) is constituted by a four-way switching valve (32).

上記第6の発明では、熱交換量調整機構(60)としての四路切換弁(32)の切換によって冷媒の流れが変更される。このため、例えば冷房運転時には、伝熱管(50)に冷媒を流すように四路切換弁(32)を切り換える一方、暖房運転時には、伝熱管(50)に冷媒を流さないように四路切換弁(32)を切り換えることで、両運転時において、膨張機(12)の冷媒質量流量Meと圧縮機(11)の冷媒質量流量Mcとを等量とすることができる。   In the sixth aspect of the invention, the refrigerant flow is changed by switching the four-way switching valve (32) as the heat exchange amount adjusting mechanism (60). Therefore, for example, during the cooling operation, the four-way switching valve (32) is switched so that the refrigerant flows through the heat transfer tube (50), while during the heating operation, the four-way switching valve is set so as not to flow the refrigerant through the heat transfer tube (50). By switching (32), the refrigerant mass flow rate Me of the expander (12) and the refrigerant mass flow rate Mc of the compressor (11) can be made equal in both operations.

第7の発明は、第4の発明の冷凍装置において、熱交換量調整機構(60)が、冷媒を伝熱管(50)をバイパスさせて膨張機(12)に吸入させるバイパス管(46)と、伝熱管(50)の冷媒の流通を許容又は禁止する第1電磁開閉弁(34)と、上記バイパス管(46)の冷媒の流通を許容又は禁止する第2電磁開閉弁(35)とで構成されているものである。   According to a seventh invention, in the refrigeration apparatus of the fourth invention, the heat exchange amount adjusting mechanism (60) includes a bypass pipe (46) for allowing the refrigerant to be sucked into the expander (12) by bypassing the heat transfer pipe (50). The first electromagnetic on-off valve (34) that allows or prohibits the refrigerant flow in the heat transfer pipe (50) and the second electromagnetic on-off valve (35) that allows or prohibits the refrigerant flow in the bypass pipe (46). It is configured.

上記第7の発明では、第1,第2電磁開閉弁(34,35)の開閉によって伝熱管(50)における冷媒の流れが変更される。具体的に、例えば冷房運転時には、第1電磁開閉弁(34)を開の状態とし、第2電磁開閉弁(35)を閉の状態とすることで、伝熱管(50)に冷媒を流通させ、該伝熱管(50)で冷媒の熱交換を行わせることができる。一方、例えば暖房運転時には、第1電磁開閉弁(34)を閉の状態とし、第2電磁開閉弁(35)を開の状態とすることで、冷媒をバイパス管(46)に流通させる一方、伝熱管(50)に冷媒を流通させないようにできる。つまり、この状態では、伝熱管(50)で冷媒の熱交換を行わせないようにできる。したがって、両運転時において、膨張機(12)の冷媒質量流量Meと圧縮機(11)の冷媒質量流量Mcとを等量とすることができる。   In the seventh aspect of the invention, the refrigerant flow in the heat transfer tube (50) is changed by opening and closing the first and second electromagnetic on-off valves (34, 35). Specifically, for example, during cooling operation, the first electromagnetic on-off valve (34) is opened, and the second electromagnetic on-off valve (35) is closed, thereby allowing the refrigerant to flow through the heat transfer tube (50). The heat transfer of the refrigerant can be performed by the heat transfer tube (50). On the other hand, for example, during the heating operation, the first electromagnetic on-off valve (34) is closed and the second electromagnetic on-off valve (35) is opened, thereby allowing the refrigerant to flow through the bypass pipe (46). It is possible to prevent the refrigerant from flowing through the heat transfer tube (50). That is, in this state, heat exchange of the refrigerant can be prevented from being performed by the heat transfer tube (50). Therefore, during both operations, the refrigerant mass flow rate Me of the expander (12) and the refrigerant mass flow rate Mc of the compressor (11) can be made equal.

第8の発明は、第4の発明の冷凍装置において、熱交換量調整機構(60)は、配管と逆止弁(81,82,83,84)との組み合わせにより構成されているものである。   According to an eighth aspect of the present invention, in the refrigeration apparatus of the fourth aspect, the heat exchange amount adjusting mechanism (60) is configured by a combination of a pipe and a check valve (81, 82, 83, 84). .

上記第8の発明では、熱交換量調整機構(60)としての所定の配管経路と逆止弁(81,82,83,84)が設けられる。このため、例えば冷房運転時には、伝熱管(50)に冷媒を流れるようにし、暖房運転時には、伝熱管(50)に冷媒を流さないよう逆止弁(81,82,83,84)及び配管経路を設けることで、両運転時において、膨張機(12)の冷媒質量流量Meと圧縮機(11)の冷媒質量流量Mcとを等量とすることができる。   In the eighth aspect of the invention, the predetermined piping path and the check valves (81, 82, 83, 84) are provided as the heat exchange amount adjusting mechanism (60). For this reason, for example, a check valve (81, 82, 83, 84) and a piping path are set so that the refrigerant flows through the heat transfer pipe (50) during the cooling operation, and the refrigerant does not flow through the heat transfer pipe (50) during the heating operation. By providing this, the refrigerant mass flow rate Me of the expander (12) and the refrigerant mass flow rate Mc of the compressor (11) can be equalized during both operations.

第9の発明は、第1から第8の発明の冷凍装置において、冷媒回路(10)には、気液分離器(40)のガス冷媒を圧縮機(11)の吸入側に送る第1インジェクション配管(44)と、該第1インジェクション配管(44)の冷媒流量を調整するガス制御弁(38)を備えているものである。   According to a ninth invention, in the refrigeration apparatus of the first to eighth inventions, the refrigerant circuit (10) includes a first injection for sending the gas refrigerant of the gas-liquid separator (40) to the suction side of the compressor (11). A pipe (44) and a gas control valve (38) for adjusting the refrigerant flow rate of the first injection pipe (44) are provided.

上記第9の発明では、気液分離器(40)で分離されたガス冷媒を第1インジェクション配管(44)を経由して圧縮機(11)の吸入側に送ることができる。したがって、必要に応じて、いわゆるガスインジェクションを行うことができ、また、そのガスインジェクション量をガス制御弁(38)の開度変更により調整することができる。   In the ninth aspect of the invention, the gas refrigerant separated by the gas-liquid separator (40) can be sent to the suction side of the compressor (11) via the first injection pipe (44). Therefore, so-called gas injection can be performed as necessary, and the amount of gas injection can be adjusted by changing the opening of the gas control valve (38).

第10の発明は、第1から第9のいずれか1の発明の冷凍装置において、冷媒回路(10)には、気液分離器(40)の液冷媒を圧縮機(11)の吸入側に送る第2インジェクション配管(48)と、該第2インジェクション配管(48)の冷媒流量を調整する液制御弁(39)を備えているものである。   A tenth aspect of the invention is the refrigeration apparatus according to any one of the first to ninth aspects of the invention, wherein the refrigerant refrigerant (40) is supplied with the liquid refrigerant of the gas-liquid separator (40) to the suction side of the compressor (11). A second injection pipe (48) to be sent and a liquid control valve (39) for adjusting the refrigerant flow rate of the second injection pipe (48) are provided.

上記第10の発明では、気液分離器(40)で分離された液冷媒を第2インジェクション配管(48)を経由して圧縮機(11)の吸入側に送ることができる。したがって、必要に応じて、いわゆる液インジェクションを行うことができ、また、その液インジェクション量を液制御弁(39)の開度変更により調整することができる。   In the tenth aspect of the invention, the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator (40) can be sent to the suction side of the compressor (11) via the second injection pipe (48). Therefore, if necessary, so-called liquid injection can be performed, and the amount of liquid injection can be adjusted by changing the opening of the liquid control valve (39).

第11の発明は、第1から第10のいずれか1の発明の冷凍装置において、冷媒回路(10)には、複数の利用側熱交換器(22a,22b,22c)が並列に接続され、上記各利用側熱交換器(22a,22b,22c)に流入する冷媒流量をそれぞれ調整する複数の流量調整弁(61a,61b,61c)を備えているものである。   An eleventh aspect of the invention is the refrigeration apparatus according to any one of the first to tenth aspects of the invention, wherein the refrigerant circuit (10) has a plurality of use side heat exchangers (22a, 22b, 22c) connected in parallel, A plurality of flow rate adjusting valves (61a, 61b, 61c) for adjusting the flow rates of the refrigerant flowing into the use side heat exchangers (22a, 22b, 22c) are provided.

上記第11の発明は、冷媒回路(10)に複数の利用側熱交換器(22a,22b,22c)が設けられる。すなわち、この冷凍装置では、複数の利用側熱交換器(22a,22b,22c)で同時に冷却(冷房)あるいは加熱(暖房)を行うことが可能となる。また、各利用側熱交換器(22a,22b,22c)に対応する複数の流量調整弁(61a,61b,61c)の開度を調整することにより、利用側熱交換器(22a,22b,22c)に流入する冷媒流量を個別に調整することができる。   In the eleventh aspect of the invention, the refrigerant circuit (10) is provided with a plurality of use side heat exchangers (22a, 22b, 22c). That is, in this refrigeration apparatus, it is possible to simultaneously perform cooling (cooling) or heating (heating) with a plurality of usage-side heat exchangers (22a, 22b, 22c). In addition, by adjusting the openings of the plurality of flow rate adjustment valves (61a, 61b, 61c) corresponding to the respective use side heat exchangers (22a, 22b, 22c), the use side heat exchangers (22a, 22b, 22c) ) Can be individually adjusted.

第12の発明は、第1から第11のいずれか1の発明の冷凍装置において、冷媒回路(10)の冷媒として二酸化炭素が用いられているものである。   According to a twelfth aspect, in the refrigeration apparatus according to any one of the first to eleventh aspects, carbon dioxide is used as a refrigerant in the refrigerant circuit (10).

上記第12の発明では、冷媒回路(10)に冷媒として二酸化炭素が充填される。この二酸化炭素は、他の冷媒と比較して、冷凍サイクルの高低差圧を大きくすることができるため、膨張機(12)で得られる冷媒の膨張動力を増大させることができる。   In the twelfth aspect of the invention, the refrigerant circuit (10) is filled with carbon dioxide as a refrigerant. Since this carbon dioxide can increase the differential pressure of the refrigeration cycle as compared with other refrigerants, the expansion power of the refrigerant obtained by the expander (12) can be increased.

上記第1の発明によれば、気液分離器(40)で分離された液冷媒と、膨張機(12)に吸入される冷媒とを内部熱交換部(50)で熱交換させることにより、膨張機(12)の吸入冷媒密度de、すなわち質量流量Meを増大できるようにしている。したがって、内部熱交換部(50)において、所定の熱交換量で冷媒の熱交換を行うことにより、圧縮機(11)と膨張機(12)の冷媒質量流量(MeとMc)をバランスさせることができ、この冷凍装置で所望の冷凍サイクルを行うことができる。   According to the first aspect of the invention, the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator (40) and the refrigerant sucked into the expander (12) are heat-exchanged by the internal heat exchanging part (50). The suction refrigerant density de, that is, the mass flow rate Me of the expander (12) can be increased. Accordingly, the refrigerant mass flow rate (Me and Mc) of the compressor (11) and the expander (12) is balanced by performing heat exchange of the refrigerant with a predetermined heat exchange amount in the internal heat exchange section (50). A desired refrigeration cycle can be performed with this refrigeration apparatus.

ここで本発明は、特許文献2のように、冷媒の一部を膨張機からバイパスさせることなく、冷媒質量流量MeとMcをバランスさせることができる。すなわち、特許文献2の冷凍装置では、膨張機の膨張動力が低下してCOPも低下してしまうが、本発明では、全ての冷媒を膨張機(12)に導入できるため、このようなCOPの低下を回避することができる。   Here, like this patent document 2, this invention can balance refrigerant | coolant mass flow rate Me and Mc, without bypassing a part of refrigerant | coolant from an expander. That is, in the refrigeration apparatus of Patent Document 2, the expansion power of the expander decreases and the COP also decreases. However, in the present invention, all the refrigerant can be introduced into the expander (12). A decrease can be avoided.

また、本発明では、気液分離器(40)で分離した液冷媒と膨張機(12)に吸入される冷媒とを熱交換させている。ここで、同じ種類の冷媒において、液状態の冷媒は、二相状態の冷媒、あるいはガス状態の冷媒と比較して熱通過率が高いため、内部熱交換部(50)における熱交換率を向上させることができる。したがって、膨張機(12)に吸入される冷媒を効果的に冷却でき、その結果、内部熱交換部(50)及び気液分離器(40)をコンパクトに設計することができる。   In the present invention, the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator (40) and the refrigerant sucked into the expander (12) are subjected to heat exchange. Here, in the same type of refrigerant, the liquid refrigerant has a higher heat transfer rate than the two-phase refrigerant or the gas refrigerant, so the heat exchange rate in the internal heat exchanger (50) is improved. Can be made. Therefore, the refrigerant sucked into the expander (12) can be effectively cooled, and as a result, the internal heat exchange part (50) and the gas-liquid separator (40) can be designed compactly.

さらに、本発明では、気液分離器(40)が内部熱交換部(50)を兼用しているため、気液分離器(40)と内部熱交換部(50)とを個別に設ける場合と比較して、冷凍装置のコンパクト化を図ることができる。   Furthermore, in the present invention, since the gas-liquid separator (40) also serves as the internal heat exchange part (50), the gas-liquid separator (40) and the internal heat exchange part (50) are provided separately. In comparison, the refrigeration apparatus can be made compact.

また、本発明では、気液分離器(40)で分離した液冷媒を所定の配管や熱交換器に搬送することができる。このため、例えば二相状態の冷媒が配管や熱交換器を流通する場合と比較して、配管中の圧力損失を低減できる。また、二相状態の冷媒が配管や熱交換器を流通すると、冷媒通過音が騒音となりやすくなるが、本発明では、これを防止することができる。   Moreover, in this invention, the liquid refrigerant isolate | separated with the gas-liquid separator (40) can be conveyed to predetermined piping or a heat exchanger. For this reason, the pressure loss in piping can be reduced compared with the case where the refrigerant | coolant of a two-phase state distribute | circulates piping or a heat exchanger, for example. In addition, when the two-phase refrigerant flows through the pipe or the heat exchanger, the refrigerant passing sound is likely to be noise, but this can be prevented in the present invention.

上記第2の発明によれば、熱交換量調整機構(60)を設けることで、運転条件に応じて内部熱交換部(50)の熱交換量を調整できるようにしている。したがって、この冷凍装置において、運転条件の変化に追随して、圧縮機(11)と膨張機(12)の冷媒質量流量(MeとMc)とをバランスさせることができる。   According to the second aspect of the invention, the heat exchange amount adjusting mechanism (60) is provided so that the heat exchange amount of the internal heat exchange section (50) can be adjusted according to the operating conditions. Therefore, in this refrigeration apparatus, the refrigerant mass flow rates (Me and Mc) of the compressor (11) and the expander (12) can be balanced following the change in operating conditions.

上記第3の発明によれば、気液分離器(40)の液貯留部(41)に伝熱管(50)を設けることにより、伝熱管(50)内を流通する膨張機(12)の吸入冷媒と、気液分離器(40)で分離された液冷媒とを確実に熱交換できるようにしている。このため、膨張機(12)の吸入冷媒密度を確実に増加させて、圧縮機(11)と膨張機(12)の冷媒質量流量(MeとMc)をバランスさせることができる。   According to the third aspect of the present invention, the suction of the expander (12) flowing through the heat transfer tube (50) is provided by providing the heat transfer tube (50) in the liquid storage part (41) of the gas-liquid separator (40). Heat can be reliably exchanged between the refrigerant and the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator (40). For this reason, the refrigerant | coolant mass flow rate (Me and Mc) of a compressor (11) and an expander (12) can be made to increase reliably, and the refrigerant | coolant mass flow rate (Me and Mc) of an expander (12) can be balanced.

上記第4の発明によれば、膨張機(12)の冷媒質量流量Meが圧縮機(11)の冷媒質量流量Mcよりも小さくなりやすい冷房運転時にだけ、内部熱交換部(50)での冷媒の熱交換を行うようにしている。したがって、冷房運転時において、確実に圧縮機(11)と膨張機(12)の冷媒質量流量(MeとMc)とをバランスさせることができる。   According to the fourth aspect of the invention, the refrigerant in the internal heat exchanger (50) is only in the cooling operation when the refrigerant mass flow rate Me of the expander (12) is likely to be smaller than the refrigerant mass flow rate Mc of the compressor (11). Heat exchange. Therefore, it is possible to reliably balance the refrigerant mass flow rates (Me and Mc) of the compressor (11) and the expander (12) during the cooling operation.

一方、暖房運転時には、膨張機(12)の吸入冷媒密度deと圧縮機(11)の吸入冷媒密度dcとの密度比に応じて膨張機(12)及び圧縮機(11)のシリンダ容積比を設計することで、圧縮機(11)と膨張機(12)の冷媒質量流量(MeとMc)とをバランスさせることができる。   On the other hand, during the heating operation, the cylinder volume ratio of the expander (12) and the compressor (11) is set according to the density ratio between the suction refrigerant density de of the expander (12) and the suction refrigerant density dc of the compressor (11). By designing, the refrigerant mass flow rates (Me and Mc) of the compressor (11) and the expander (12) can be balanced.

上記第5の発明によれば、熱交換量調整機構(60)として、第1,第2電動弁(36,37)及びバイパス管(46)を設けている。そして、第1,第2電動弁(36,37)の開度を所定開度に調整することで、伝熱管(50)における冷媒の熱交換量を調整できるようにしている。したがって、運転条件に応じて圧縮機(11)と膨張機(12)の冷媒質量流量(MeとMc)とを高精度にバランスさせることができる。   According to the fifth aspect, the first and second motor operated valves (36, 37) and the bypass pipe (46) are provided as the heat exchange amount adjusting mechanism (60). And the heat exchange amount of the refrigerant | coolant in a heat exchanger tube (50) can be adjusted now by adjusting the opening degree of a 1st, 2nd motor operated valve (36,37) to a predetermined opening degree. Therefore, the refrigerant mass flow rates (Me and Mc) of the compressor (11) and the expander (12) can be balanced with high accuracy according to the operating conditions.

また、第1電動弁(36)を全開状態とすると同時に第2電動弁(37)を全閉状態とすることで、冷房運転時だけ冷媒を伝熱管(50)に流し、冷媒の熱交換を行うことができる。したがって、第3の発明の作用効果を得ることができる。   Also, by setting the first motor-operated valve (36) to the fully open state and the second motor-operated valve (37) to the fully-closed state, the refrigerant flows through the heat transfer pipe (50) only during the cooling operation, and heat exchange of the refrigerant is performed. It can be carried out. Therefore, the effect of the third invention can be obtained.

上記第6の発明によれば、熱交換量調整機構(60)として、四路切換弁(32)を設けている。そして、四路切換弁(32)の切換によって、伝熱管(50)に冷媒を流す状態と、冷媒を流さない状態とに冷媒の流れを変更できるようにしている。このため、四路切換弁(32)の切換によって冷房運転時だけ冷媒を伝熱管(50)に流し、冷媒の熱交換を行うことができる。したがって、第3の発明の作用効果を容易に得ることができる。   According to the sixth aspect of the invention, the four-way switching valve (32) is provided as the heat exchange amount adjusting mechanism (60). Then, by switching the four-way switching valve (32), the refrigerant flow can be changed between a state in which the refrigerant flows through the heat transfer pipe (50) and a state in which the refrigerant does not flow. For this reason, the refrigerant can flow through the heat transfer tube (50) only during the cooling operation by switching the four-way switching valve (32), and heat exchange of the refrigerant can be performed. Therefore, the operational effects of the third invention can be easily obtained.

上記第7の発明によれば、熱交換量調整機構(60)として、第1,第2電磁開閉弁(34,35)及びバイパス管(46)を設けている。そして、第1電磁開閉弁(34)を開の状態とすると同時に第2電磁開閉弁(35)を閉の状態とすることで、冷房運転時だけ冷媒を伝熱管(50)に流し、冷媒の熱交換を行うことができるようにしている。したがって、第3の発明の作用効果を得ることができる。   According to the seventh aspect of the invention, the first and second electromagnetic on-off valves (34, 35) and the bypass pipe (46) are provided as the heat exchange amount adjusting mechanism (60). Then, by opening the first electromagnetic on-off valve (34) and at the same time closing the second electromagnetic on-off valve (35), the refrigerant flows through the heat transfer tube (50) only during the cooling operation. Heat exchange can be performed. Therefore, the effect of the third invention can be obtained.

上記第8の発明によれば、熱交換量調整機構(60)として、所定の配管経路と逆止弁(81,82,83,84)を設けている。このため、これらの配管経路と逆止弁(81,82,83,84)との組み合わせによって、冷房運転時にだけ伝熱管(50)に冷媒を流す一方、暖房運転時には伝熱管(50)に冷媒を流さないようにできる。したがって、冷媒切換手段(31)による冷媒の循環方向の切換制御のみで第3の発明を実現することができる。   According to the eighth aspect of the invention, the predetermined piping path and the check valves (81, 82, 83, 84) are provided as the heat exchange amount adjusting mechanism (60). For this reason, the combination of these piping paths and check valves (81, 82, 83, 84) allows the refrigerant to flow through the heat transfer pipe (50) only during cooling operation, while the refrigerant flows into the heat transfer pipe (50) during heating operation. Can be avoided. Therefore, the third aspect of the invention can be realized only by switching control of the refrigerant circulation direction by the refrigerant switching means (31).

上記第9の発明によれば、気液分離器(40)で分離されたガス冷媒を圧縮機(11)の吸入側に送り、ガスインジェクションを行うことができる。したがって、圧縮機(11)の吸入冷媒の過熱度を調整し、この冷凍装置において最適な冷凍サイクル制御を行うことができる。   According to the ninth aspect, the gas refrigerant separated by the gas-liquid separator (40) can be sent to the suction side of the compressor (11) for gas injection. Therefore, the degree of superheat of the refrigerant sucked in the compressor (11) can be adjusted, and optimal refrigeration cycle control can be performed in this refrigeration apparatus.

上記第10の発明によれば、気液分離器(40)で分離された液冷媒を圧縮機(11)の吸入側に送り、液インジェクションを行うことができる。したがって、第9の発明と同様の効果を得ることができる。また、第9の発明のガスインジェクションと本発明の液インジェクションを組み合わせることで、一層細かい冷凍サイクル制御を行うことができる。   According to the tenth aspect of the invention, the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator (40) can be sent to the suction side of the compressor (11) to perform liquid injection. Therefore, the same effect as in the ninth invention can be obtained. Further, by combining the gas injection of the ninth invention and the liquid injection of the present invention, finer refrigeration cycle control can be performed.

また、本発明によれば、膨張機(12)より流出した冷媒に含まれる冷凍機油を、気液分離器(40)で分離された液冷媒とともに圧縮機(11)の吸入側に戻すことができる。   Further, according to the present invention, the refrigeration oil contained in the refrigerant flowing out from the expander (12) can be returned to the suction side of the compressor (11) together with the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator (40). it can.

上記第11の発明によれば、複数の利用側熱交換器(22a,22b,22c)を設けることで、この冷凍装置を、いわゆるマルチタイプの空調機などに利用できる。また、各利用側熱交換器(22a,22b,22c)に流入する冷媒流量を各流量調整弁(61a,61b,61c)で調整できるため、各利用側熱交換器(22a,22b,22c)の冷却(冷房)能力などを個別に調整することができる。   According to the eleventh aspect of the invention, by providing a plurality of use side heat exchangers (22a, 22b, 22c), this refrigeration apparatus can be used for a so-called multi-type air conditioner or the like. In addition, the flow rate of the refrigerant flowing into each use side heat exchanger (22a, 22b, 22c) can be adjusted by each flow control valve (61a, 61b, 61c), so each use side heat exchanger (22a, 22b, 22c) The cooling (cooling) capacity of each can be adjusted individually.

ここで、各利用側熱交換器(22a,22b,22c)へは気液分離器(40)で分離した液冷媒を送ることができるため、例えば二相状態の冷媒と比較して上記流量調整弁(61a,61b,61c)における流量調整を容易に行うことができる。同時に、比較的長くなる配管での冷媒の圧力損失や冷媒通過音による騒音を低減できる。   Here, since the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator (40) can be sent to each use-side heat exchanger (22a, 22b, 22c), for example, the above flow rate adjustment compared to the refrigerant in the two-phase state The flow rate can be easily adjusted in the valves (61a, 61b, 61c). At the same time, it is possible to reduce noise due to refrigerant pressure loss and refrigerant passage noise in relatively long pipes.

上記第12の発明によれば、冷媒回路(10)の冷媒として二酸化炭素を用いることで、他の冷媒と比較して、冷凍サイクルの高低差圧を大きくすることができる。したがって、膨張機(12)の回収動力を向上させることができ、この冷凍装置のCOPを一層向上させることができる。   According to the twelfth aspect, by using carbon dioxide as the refrigerant in the refrigerant circuit (10), the differential pressure in the refrigeration cycle can be increased compared to other refrigerants. Therefore, the recovery power of the expander (12) can be improved, and the COP of the refrigeration apparatus can be further improved.

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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

《発明の実施形態1》
実施形態1の冷凍装置は、空調機(1)に適用されるものである。この空調機(1)は、室内の冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うように構成されている。
Embodiment 1 of the Invention
The refrigeration apparatus of Embodiment 1 is applied to an air conditioner (1). The air conditioner (1) is configured to perform switching between indoor cooling operation and heating operation.

図1に示すように、空調機(1)は、冷媒回路(10)を備えている。冷媒回路(10)では、冷媒が循環することで蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。この冷媒回路(10)には、冷媒として二酸化炭素(CO2)が充填されている。 As shown in FIG. 1, the air conditioner (1) includes a refrigerant circuit (10). In the refrigerant circuit (10), a refrigerant is circulated to perform a vapor compression refrigeration cycle. The refrigerant circuit (10) is filled with carbon dioxide (CO 2 ) as a refrigerant.

また、冷媒回路(10)には、圧縮機(11)、膨張機(12)、室外熱交換器(21)、室内熱交換器(22)、気液分離器(40)、第1四路切換弁(31)、及び第2四路切換弁(32)が接続されている。   The refrigerant circuit (10) includes a compressor (11), an expander (12), an outdoor heat exchanger (21), an indoor heat exchanger (22), a gas-liquid separator (40), and a first four-way The switching valve (31) and the second four-way switching valve (32) are connected.

圧縮機(11)及び膨張機(12)は、それぞれ固有のシリンダ容積を有するロータリピストン型の流体機械により構成されている。上記圧縮機(11)と膨張機(12)とは、モータ(13)の回転軸によって互いに連結されている。圧縮機(11)は、膨張機(12)における冷媒の膨張により得られた動力(膨張動力)と、モータ(13)へ通電して得られる動力との両方によって回転駆動される。この際、上記圧縮機(11)及び膨張機(12)は、互いに回転軸と連結しているため、それぞれの回転速度が常に等しくなる。したがって、冷媒回路(10)において、膨張機(12)を通過する冷媒の体積循環量Veと圧縮機(11)を通過する冷媒の体積循環量Vcとの比率(Ve/Vc)は、各流体機械(11,12)のシリンダ容積比によって定まる固定値となっている。このシリンダ容積比は、上記Ve/Vcの比と、この空調機(1)の暖房時における膨張機(12)の吸入冷媒密度deと圧縮機(11)の吸入冷媒密度dcとの密度比de/dcとが等量となる、すなわち、膨張機(12)を通過する冷媒の質量流量Meと圧縮機(11)を通過する冷媒の質量流量Mcとが等量となるように設計されている。   The compressor (11) and the expander (12) are each constituted by a rotary piston type fluid machine having a unique cylinder volume. The compressor (11) and the expander (12) are connected to each other by the rotating shaft of the motor (13). The compressor (11) is rotationally driven by both power (expansion power) obtained by expansion of the refrigerant in the expander (12) and power obtained by energizing the motor (13). At this time, since the compressor (11) and the expander (12) are connected to the rotation shaft, their rotational speeds are always equal. Accordingly, in the refrigerant circuit (10), the ratio (Ve / Vc) between the volume circulation amount Ve of the refrigerant passing through the expander (12) and the volume circulation amount Vc of the refrigerant passing through the compressor (11) is determined by each fluid. It is a fixed value determined by the cylinder volume ratio of the machine (11, 12). This cylinder volume ratio is the ratio of the above-mentioned Ve / Vc and the density ratio de between the suction refrigerant density de of the expander (12) and the suction refrigerant density dc of the compressor (11) when the air conditioner (1) is heated. / Dc is equal, that is, the mass flow rate Me of the refrigerant passing through the expander (12) and the mass flow rate Mc of the refrigerant passing through the compressor (11) are designed to be equal. .

室外熱交換器(21)及び室内熱交換器(22)は、いわゆるクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器で構成されている。上記室外熱交換器(21)へは、図外のファンによって室外空気が送風される。この室外熱交換器(21)では、室外空気と冷媒との間で熱交換が行われる。一方、室内熱交換器(22)へは、図外のファンによって室内空気が送風される。この室内熱交換器(22)では、室内空気と冷媒との間で熱交換が行われる。   The outdoor heat exchanger (21) and the indoor heat exchanger (22) are so-called cross fin type fin-and-tube heat exchangers. Outdoor air is blown to the outdoor heat exchanger (21) by a fan (not shown). In the outdoor heat exchanger (21), heat is exchanged between the outdoor air and the refrigerant. On the other hand, indoor air is blown to the indoor heat exchanger (22) by a fan (not shown). In the indoor heat exchanger (22), heat is exchanged between the indoor air and the refrigerant.

膨張機(12)の吐出側には気液分離器(40)が接続されている。上記気液分離器(40)は、膨張機(12)で膨張された2相状態の冷媒を、液冷媒とガス冷媒とに分離する密閉容器である。気液分離器(40)の内部には、分離した液冷媒が貯留する液貯留部(41)が下部の空間に形成され、分離したガス冷媒が貯留するガス貯留部(42)が上部の空間に形成されている。   A gas-liquid separator (40) is connected to the discharge side of the expander (12). The gas-liquid separator (40) is a sealed container that separates the two-phase refrigerant expanded by the expander (12) into liquid refrigerant and gas refrigerant. Inside the gas-liquid separator (40), a liquid storage part (41) for storing the separated liquid refrigerant is formed in the lower space, and a gas storage part (42) for storing the separated gas refrigerant is the upper space. Is formed.

気液分離器(40)の液貯留部(41)には、分離液管(43)が接続されている一方、気液ガス貯留部(42)には、分離ガス管(44)が接続されている。上記分離液管(43)は、気液分離器(40)で分離した液冷媒を第2四路切換弁(32)へ送る配管である。上記分離ガス管(44)は、気液分離器(40)で分離したガス冷媒を圧縮機(11)の吸入側に送る、いわゆるガスインジェクション配管(第1インジェクション配管)である。この分離ガス管(44)には、圧縮機(11)の吸入側に送るガス冷媒の流量を調整するガス制御弁(38)が設けられている。   A separation liquid pipe (43) is connected to the liquid storage part (41) of the gas-liquid separator (40), while a separation gas pipe (44) is connected to the gas-liquid gas storage part (42). ing. The separation liquid pipe (43) is a pipe that sends the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator (40) to the second four-way switching valve (32). The separation gas pipe (44) is a so-called gas injection pipe (first injection pipe) that sends the gas refrigerant separated by the gas-liquid separator (40) to the suction side of the compressor (11). The separation gas pipe (44) is provided with a gas control valve (38) for adjusting the flow rate of the gas refrigerant sent to the suction side of the compressor (11).

また、気液分離器(40)には、液貯留部(41)と隣接するようにして該気液分離器(40)の内部を貫通する伝熱管(50)が設けられている。この伝熱管(50)の一端は、室外熱交換器(21)の一端と接続し、他端は第2四路切換弁(32)と接続している。そして、伝熱管(50)は、液貯留部(41)内の液冷媒と該伝熱管内の冷媒とを熱交換させる内部熱交換部を構成している。   The gas-liquid separator (40) is provided with a heat transfer tube (50) penetrating the inside of the gas-liquid separator (40) so as to be adjacent to the liquid reservoir (41). One end of the heat transfer tube (50) is connected to one end of the outdoor heat exchanger (21), and the other end is connected to the second four-way switching valve (32). And the heat exchanger tube (50) comprises the internal heat exchange part which heat-exchanges the liquid refrigerant in a liquid storage part (41), and the refrigerant | coolant in this heat exchanger tube.

第1四路切換弁(31)及び第2四路切換弁(32)は、それぞれ第1から第4までのポートを備えている。第1四路切換弁(31)は、第1ポートが圧縮機(11)の吐出側と接続し、第2ポートが室外熱交換器(21)の他端と接続し、第3ポートが圧縮機(11)の吸入側と接続し、第4ポートが室内熱交換器(22)の一端と接続している。一方、第2四路切換弁(32)は、第1ポートが分離液管(43)を介して気液分離器(40)の液貯留部(41)と接続し、第2ポートが気液分離器(40)の伝熱管(50)と接続し、第3ポートが膨張機(12)の吸入側と接続し、第4ポートが室内熱交換器(22)の他端と接続している。   The first four-way selector valve (31) and the second four-way selector valve (32) each have first to fourth ports. The first four-way selector valve (31) has a first port connected to the discharge side of the compressor (11), a second port connected to the other end of the outdoor heat exchanger (21), and a third port compressed. The fourth port is connected to one end of the indoor heat exchanger (22). On the other hand, in the second four-way selector valve (32), the first port is connected to the liquid storage part (41) of the gas-liquid separator (40) via the separation liquid pipe (43), and the second port is gas-liquid. Connected to heat transfer pipe (50) of separator (40), third port connected to suction side of expander (12), and fourth port connected to other end of indoor heat exchanger (22) .

上記第1,第2四路切換弁(31,32)は、第1ポートと第2ポートとを連通させると同時に第3ポートと第4ポートとを連通させる第1状態(図1の実線で示す状態)と、第1ポートと第4ポートとを連通させると同時に第2ポートと第3ポートとを連通させる第2状態(図1の破線で示す状態)とに切換可能に構成されている。   The first and second four-way selector valves (31, 32) are in a first state (in the solid line in FIG. 1) in which the first port and the second port are in communication with each other and the third port and the fourth port are in communication. And a second state (state indicated by a broken line in FIG. 1) in which the first port and the fourth port are communicated with each other and the second port and the third port are in communication with each other. .

そして、第1四路切換弁(31)は、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うために冷媒の循環方向を切り換える冷媒切換機構を構成している。一方、第2四路切換弁(32)は、内部熱交換部(50)における冷媒の熱交換量を変更する熱交換量調整機構(60)を構成し、空調機(1)の冷房運転時だけ伝熱管(50)における冷媒の熱交換をさせる。   The first four-way switching valve (31) constitutes a refrigerant switching mechanism that switches the refrigerant circulation direction in order to switch between the cooling operation and the heating operation. On the other hand, the second four-way selector valve (32) constitutes a heat exchange amount adjusting mechanism (60) for changing the heat exchange amount of the refrigerant in the internal heat exchange section (50), and during the cooling operation of the air conditioner (1) Only let the refrigerant exchange heat in the heat transfer tube (50).

−運転動作−
次に、実施形態1の空調機(1) の冷房運転時及び暖房運転時の動作について説明する。
-Driving action-
Next, the operation | movement at the time of air_conditionaing | cooling operation and heating operation of the air conditioner (1) of Embodiment 1 is demonstrated.

(冷房運転)
図2に示すように、冷房運転時には、第1四路切換弁(31)が第1状態に、第2四路切換弁(32)が第2状態に設定される。この状態でモータ(13)に通電すると、冷媒回路(10)で冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。その際、室外熱交換器(21)が放熱器となり、室内熱交換器(22)が蒸発器となる。また、冷凍サイクルの高圧圧力は、冷媒である二酸化炭素の臨界圧力よりも高く設定される。
(Cooling operation)
As shown in FIG. 2, during the cooling operation, the first four-way switching valve (31) is set to the first state, and the second four-way switching valve (32) is set to the second state. When the motor (13) is energized in this state, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (10) to perform a refrigeration cycle. At that time, the outdoor heat exchanger (21) serves as a radiator, and the indoor heat exchanger (22) serves as an evaporator. The high pressure of the refrigeration cycle is set higher than the critical pressure of carbon dioxide, which is a refrigerant.

圧縮機(11)からは、超臨界状態の高圧冷媒が吐出される。この高圧冷媒は、第1四路切換弁(31)を通って室外熱交換器(21)へ流入する。室外熱交換器(21)では、高圧冷媒が室外空気へ放熱する。   From the compressor (11), a supercritical high-pressure refrigerant is discharged. This high-pressure refrigerant flows into the outdoor heat exchanger (21) through the first four-way switching valve (31). In the outdoor heat exchanger (21), the high-pressure refrigerant radiates heat to the outdoor air.

室外熱交換器(21)で放熱した高圧冷媒は、気液分離器(40)の伝熱管(50)を流通する。この際、高圧冷媒は、気液分離器(40)の液貯留部(41)に貯留された液冷媒と熱交換して冷却される。伝熱管(50)を流出した高圧冷媒は、第2四路切換弁(32)を通って膨張機(12)へ流入する。膨張機(12)では、高圧冷媒が膨張し、この高圧冷媒の内部エネルギーが圧縮機(11)の回転動力に変換される。膨張機(12)での膨張により、高圧冷媒は圧力が低下し、超臨界状態から気液二層状態に変化する。   The high-pressure refrigerant radiated by the outdoor heat exchanger (21) flows through the heat transfer tube (50) of the gas-liquid separator (40). At this time, the high-pressure refrigerant is cooled by exchanging heat with the liquid refrigerant stored in the liquid storage section (41) of the gas-liquid separator (40). The high-pressure refrigerant that has flowed out of the heat transfer tube (50) flows into the expander (12) through the second four-way switching valve (32). In the expander (12), the high-pressure refrigerant expands, and the internal energy of the high-pressure refrigerant is converted into the rotational power of the compressor (11). Due to the expansion in the expander (12), the pressure of the high-pressure refrigerant decreases and changes from a supercritical state to a gas-liquid two-layer state.

膨張機(12)で減圧された低圧冷媒は、気液分離器(40)の容器内に流入する。気液分離器(40)では、気液二相状態の低圧冷媒が液冷媒とガス冷媒とに分離される。液貯留部(41)に貯留された低圧液冷媒は、伝熱管(50)を流通する高圧冷媒と熱交換して加熱される。一方、ガス貯留部(42)に貯留された低圧ガス冷媒は、ガス制御弁(38)が所定開度で適宜開放されることで、分離ガス管(44)を経由して圧縮機(11)の吸込側に戻される。   The low-pressure refrigerant decompressed by the expander (12) flows into the container of the gas-liquid separator (40). In the gas-liquid separator (40), the low-pressure refrigerant in the gas-liquid two-phase state is separated into liquid refrigerant and gas refrigerant. The low-pressure liquid refrigerant stored in the liquid storage part (41) is heated by exchanging heat with the high-pressure refrigerant flowing through the heat transfer tube (50). On the other hand, the low-pressure gas refrigerant stored in the gas storage part (42) is opened by the gas control valve (38) at a predetermined opening as appropriate, so that the compressor (11) passes through the separation gas pipe (44). It is returned to the suction side.

液貯留部(41)の低圧液冷媒は、分離液管(43)、第2四路切換弁(32)を通過した後、室内熱交換器(22)に流入する。室内熱交換器(22)では、低圧冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。この際、低圧冷媒で冷却された室内空気が室内に供給される。室内熱交換器(22)で蒸発した低圧冷媒は、第1四路切換弁(31)を通過して圧縮機(11)に吸入される。   The low-pressure liquid refrigerant in the liquid storage part (41) flows into the indoor heat exchanger (22) after passing through the separation liquid pipe (43) and the second four-way switching valve (32). In the indoor heat exchanger (22), the low-pressure refrigerant absorbs heat from the indoor air and evaporates. At this time, room air cooled by the low-pressure refrigerant is supplied into the room. The low-pressure refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (22) passes through the first four-way switching valve (31) and is sucked into the compressor (11).

(暖房運転)
図3に示すように、暖房運転時には、第1四路切換弁(31)が第2状態に、第2四路切換弁(32)が第1状態に設定される。この状態でモータ(13)に通電すると、冷媒回路(10)で冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。その際、室内熱交換器(22)が放熱器となり、室外熱交換器(21)が蒸発器となる。また、冷凍サイクルの高圧圧力は、冷房運転時と同様に、冷媒である二酸化炭素の臨界圧力よりも高く設定される。
(Heating operation)
As shown in FIG. 3, during the heating operation, the first four-way selector valve (31) is set to the second state, and the second four-way selector valve (32) is set to the first state. When the motor (13) is energized in this state, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (10) and a refrigeration cycle is performed. At that time, the indoor heat exchanger (22) serves as a radiator, and the outdoor heat exchanger (21) serves as an evaporator. The high pressure of the refrigeration cycle is set higher than the critical pressure of carbon dioxide, which is a refrigerant, as in the cooling operation.

圧縮機(11)からは、超臨界状態の高圧冷媒が吐出される。この高圧冷媒は、第1四路切換弁(31)を通って室内熱交換器(22)へ流入する。室内熱交換器(22)では、高圧冷媒が室内空気へ放熱する。この際、高圧冷媒で加熱された室内空気が室内に供給される。   From the compressor (11), a supercritical high-pressure refrigerant is discharged. This high-pressure refrigerant flows into the indoor heat exchanger (22) through the first four-way switching valve (31). In the indoor heat exchanger (22), the high-pressure refrigerant radiates heat to the room air. At this time, room air heated by the high-pressure refrigerant is supplied into the room.

室内熱交換器(22)で放熱した高圧冷媒は、第2四路切換弁(32)を通って膨張機(12)へ流入する。膨張機(12)では、高圧冷媒が膨張し、この高圧冷媒の内部エネルギーが圧縮機(11)の回転動力に変換される。膨張機(12)での膨張により、高圧冷媒は圧力が低下し、超臨界状態から気液二層状態に変化する。   The high-pressure refrigerant radiated by the indoor heat exchanger (22) flows into the expander (12) through the second four-way switching valve (32). In the expander (12), the high-pressure refrigerant expands, and the internal energy of the high-pressure refrigerant is converted into the rotational power of the compressor (11). Due to the expansion in the expander (12), the pressure of the high-pressure refrigerant decreases and changes from a supercritical state to a gas-liquid two-layer state.

膨張機(12)で減圧された低圧冷媒は、気液分離器(40)の容器内に流入する。気液分離器(40)では、気液二相状態の低圧冷媒が液冷媒とガス冷媒とに分離される。液貯留部(41)に貯留された低圧液冷媒は、分離液管(43)及び第2四路切換弁(32)を通った後、伝熱管(50)を流通する。この際、液貯留部(41)の液冷媒と伝熱管(50)内の液冷媒とは、実質的に等温となるため、ほとんど熱交換されない。   The low-pressure refrigerant decompressed by the expander (12) flows into the container of the gas-liquid separator (40). In the gas-liquid separator (40), the low-pressure refrigerant in the gas-liquid two-phase state is separated into liquid refrigerant and gas refrigerant. The low-pressure liquid refrigerant stored in the liquid storage section (41) flows through the heat transfer pipe (50) after passing through the separation liquid pipe (43) and the second four-way switching valve (32). At this time, the liquid refrigerant in the liquid storage section (41) and the liquid refrigerant in the heat transfer tube (50) are substantially isothermal, so that almost no heat is exchanged.

伝熱管(50)を流出した低圧冷媒は、室外熱交換器(21)に流入する。室外熱交換器(21)では、低圧冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室内熱交換器(22)で蒸発した低圧冷媒は、第1四路切換弁(31)を通過して圧縮機(11)に吸入される。   The low-pressure refrigerant that has flowed out of the heat transfer tube (50) flows into the outdoor heat exchanger (21). In the outdoor heat exchanger (21), the low-pressure refrigerant absorbs heat from the outdoor air and evaporates. The low-pressure refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (22) passes through the first four-way switching valve (31) and is sucked into the compressor (11).

−実施形態1の効果−
上記実施形態1によれば、気液分離器(40)に内部熱交換部として伝熱管(50)を設けている。そして、第2四路切換弁(32)の切換によって、伝熱管(50)を流通して膨張機(12)に吸入される冷媒と、気液分離器(40)で分離された液冷媒とを冷房運転時だけ熱交換させるようにしている。このため、冷房運転時において、膨張機(12)に吸入される冷媒を冷却でき、膨張機(12)の吸入冷媒密度deを増大させることができる。その結果、従来の冷凍装置の冷房運転時には、上述した理由により圧縮機(11)の冷媒質量流量Mcが膨張機(12)の冷媒質量流量Meよりも大きくなってしまうのに対し、本実施形態では、膨張機の冷媒質量流量Meを大きくできるため、両者McとMeとをバランスさせることができる。したがって、この冷凍装置で所望の冷凍サイクルを行うことができる。
-Effect of Embodiment 1-
According to the first embodiment, the gas-liquid separator (40) is provided with the heat transfer tube (50) as an internal heat exchange unit. And by the switching of the second four-way switching valve (32), the refrigerant flowing through the heat transfer tube (50) and sucked into the expander (12), and the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator (40) Heat is exchanged only during cooling operation. For this reason, during the cooling operation, the refrigerant sucked into the expander (12) can be cooled, and the sucked refrigerant density de of the expander (12) can be increased. As a result, during the cooling operation of the conventional refrigeration apparatus, the refrigerant mass flow rate Mc of the compressor (11) becomes larger than the refrigerant mass flow rate Me of the expander (12) for the reason described above. Then, since the refrigerant | coolant mass flow rate Me of an expander can be enlarged, both Mc and Me can be balanced. Therefore, a desired refrigeration cycle can be performed with this refrigeration apparatus.

ここで、本実施形態では、特許文献2のように、冷媒の一部を膨張機からバイパスさせることなく、冷媒質量流量MeとMcをバランスさせている。このため、特許文献2の冷凍装置では、膨張機の膨張動力が低下してCOPも低下してしまうのに対し、本実施形態では、全ての冷媒を膨張機(12)に導入できるため、このようなCOPの低下を回避することができる。   Here, in this embodiment, as in Patent Document 2, the refrigerant mass flow rates Me and Mc are balanced without bypassing a part of the refrigerant from the expander. For this reason, in the refrigeration apparatus of Patent Document 2, the expansion power of the expander decreases and the COP also decreases, whereas in the present embodiment, all the refrigerant can be introduced into the expander (12). Such a decrease in COP can be avoided.

また、上記実施形態では、気液分離器(40)で分離した液冷媒と膨張機(12)に吸入される冷媒とを熱交換させている。ここで、同種の冷媒において、液状態の冷媒は、二相状態の冷媒、あるいはガス状態の冷媒と比較して熱通過率が高いため、内部熱交換部(50)における熱交換率を向上させることができる。したがって、膨張機(12)に吸入される冷媒を効果的に冷却でき、その結果、内部熱交換部(50)をコンパクトに設計することができる。   Moreover, in the said embodiment, the liquid refrigerant isolate | separated with the gas-liquid separator (40) and the refrigerant | coolant suck | inhaled by the expander (12) are heat-exchanged. Here, in the same kind of refrigerant, the liquid refrigerant has a higher heat transfer rate than the two-phase refrigerant or the gas refrigerant, so that the heat exchange rate in the internal heat exchange section (50) is improved. be able to. Therefore, the refrigerant sucked into the expander (12) can be effectively cooled, and as a result, the internal heat exchange part (50) can be designed compactly.

さらに、上記実施形態では、気液分離器(40)が内部熱交換部(50)を兼用しているため、気液分離器(40)と内部熱交換部(50)とを個別に設ける場合と比較して、冷凍装置のコンパクト化を図ることができる。   Furthermore, in the above embodiment, since the gas-liquid separator (40) also serves as the internal heat exchanger (50), the gas-liquid separator (40) and the internal heat exchanger (50) are provided separately. Compared to the above, the refrigeration apparatus can be made compact.

さらに、上記実施形態では、気液分離器(40)で分離されたガス冷媒を圧縮機(11)の吸入側に送り、いわゆるガスインジェクションを行えるようにしている。したがって、圧縮機(11)の吸入冷媒の過熱度を調整し、この冷凍装置において最適な冷凍サイクルの制御を行うことができる。   Furthermore, in the above embodiment, the gas refrigerant separated by the gas-liquid separator (40) is sent to the suction side of the compressor (11) so that so-called gas injection can be performed. Therefore, the superheat degree of the refrigerant sucked in the compressor (11) can be adjusted, and the optimum refrigeration cycle can be controlled in this refrigeration apparatus.

<実施形態1の変形例>
次に、実施形態1の変形例の冷凍装置について説明する。この変形例の冷凍装置は、空調機(1)の利用側熱交換器である室内熱交換器が複数設けられているものである。つまり、この変形例の冷凍装置は、マルチタイプの空調機に適用されるものである。以下に、実施形態1と異なる点について説明する。
<Modification of Embodiment 1>
Next, the refrigeration apparatus of the modification of Embodiment 1 is demonstrated. The refrigeration apparatus of this modification is provided with a plurality of indoor heat exchangers that are use side heat exchangers of the air conditioner (1). That is, the refrigeration apparatus of this modification is applied to a multi-type air conditioner. Hereinafter, differences from the first embodiment will be described.

この変形例の冷媒回路(10)には、第1から第3までの室内熱交換器(22a,22b,22c)が並列に接続されている。各室内熱交換器(22a,22b,22c)には、図示しないファンがそれぞれ設けられており、各室内熱交換器(22a,22b,22c)へは、対応するファンによって室内空気がそれぞれ送風されている。また、冷媒回路(10)には、各室内熱交換器(22a,22b,22c)に対応する第1から第3までの流量調整弁(61a,61b,61c)が設けられている。各流量調整弁(61a,61b,61c)は、各室内熱交換器(22a,22b,22c)に分岐して流入する冷媒流量をそれぞれ調整可能に構成されている。なお、この変形例の運転動作は、各冷媒が複数の室内熱交換器(22a,22b,22c)に分岐して流入し、再び合流すること以外は、実施形態1と同様となっている。   First to third indoor heat exchangers (22a, 22b, 22c) are connected in parallel to the refrigerant circuit (10) of this modification. Each indoor heat exchanger (22a, 22b, 22c) is provided with a fan (not shown), and indoor air is blown to each indoor heat exchanger (22a, 22b, 22c) by the corresponding fan. ing. The refrigerant circuit (10) is provided with first to third flow rate adjustment valves (61a, 61b, 61c) corresponding to the indoor heat exchangers (22a, 22b, 22c). Each flow rate adjustment valve (61a, 61b, 61c) is configured to be able to adjust the flow rate of refrigerant flowing into each indoor heat exchanger (22a, 22b, 22c). The operation of this modification is the same as that of the first embodiment except that each refrigerant branches and flows into the plurality of indoor heat exchangers (22a, 22b, 22c) and merges again.

この変形例においても、冷房運転時に伝熱管(50)で冷媒の熱交換を行うことにより、膨張機(12)に吸入される冷媒を冷却し、膨張機(12)の吸入冷媒密度deを増大させることができる。したがって、圧縮機(11)と膨張機(12)の冷媒質量流量(McとMe)をバランスさせることができ、冷媒回路(10)において所望の冷凍サイクルを行うことができる。   Also in this modification, the refrigerant sucked into the expander (12) is cooled by exchanging the heat of the refrigerant in the heat transfer tube (50) during the cooling operation, and the sucked refrigerant density de of the expander (12) is increased. Can be made. Therefore, the refrigerant mass flow rates (Mc and Me) of the compressor (11) and the expander (12) can be balanced, and a desired refrigeration cycle can be performed in the refrigerant circuit (10).

また、この変形例では、複数の室内熱交換器(22a,22b,22c)を設けることで、この冷凍装置を、いわゆるマルチタイプの空調機(1)に適用できる。さらに、各室内熱交換器(22a,22b,22c)に流入する冷媒流量を各流量調整弁(61a,61b,61c)で調整できるため、各室内熱交換器(22a,22b,22c)の冷房能力や暖房能力を個別に調整することができる。ここで、各室内熱交換器(22a,22b,22c)へは気液分離器(40)で分離した液冷媒を送ることができるため、例えば二相状態、あるいはガス状態の冷媒と比較して上記流量調整弁(61a,61b,61c)における流量調整を容易に行うことができる。   Moreover, in this modification, by providing a plurality of indoor heat exchangers (22a, 22b, 22c), this refrigeration apparatus can be applied to a so-called multi-type air conditioner (1). Furthermore, since the flow rate of the refrigerant flowing into each indoor heat exchanger (22a, 22b, 22c) can be adjusted by each flow regulating valve (61a, 61b, 61c), the cooling of each indoor heat exchanger (22a, 22b, 22c) Capacity and heating capacity can be adjusted individually. Here, since the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator (40) can be sent to each indoor heat exchanger (22a, 22b, 22c), for example, compared with a refrigerant in a two-phase state or a gas state It is possible to easily adjust the flow rate in the flow rate adjustment valves (61a, 61b, 61c).

また、このマルチタイプでは、室内熱交換器(22a,22b,22c)と室外熱交換器(21)との間の連絡配管が長くなりやすいため、仮に二相状態の冷媒が連絡配管を流れると、冷媒の圧力損失が増大しやすく、この際に生じる冷媒通過音が騒音となりやすくなる。一方、本実施形態では、気液分離器(40)で分離した液冷媒を連絡配管に流通させることができるため、上述したような圧力損失や騒音を効果的に低減することができる。   In this multi-type, the connecting pipe between the indoor heat exchanger (22a, 22b, 22c) and the outdoor heat exchanger (21) tends to be long, so if two-phase refrigerant flows through the connecting pipe The pressure loss of the refrigerant tends to increase, and the refrigerant passing sound generated at this time tends to be noise. On the other hand, in this embodiment, since the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator (40) can be circulated through the connection pipe, the pressure loss and noise as described above can be effectively reduced.

《発明の実施形態2》
次に、実施形態2の冷凍装置について説明する。実施形態2の冷凍装置は、実施形態1の冷凍装置と冷媒回路(10)の構成が異なるものである。以下に、実施形態1と異なる点について説明する。
<< Embodiment 2 of the Invention >>
Next, the refrigeration apparatus of Embodiment 2 will be described. The refrigeration apparatus of Embodiment 2 is different from the refrigeration apparatus of Embodiment 1 in the configuration of the refrigerant circuit (10). Hereinafter, differences from the first embodiment will be described.

図5に示すように、冷媒回路(10)には、実施形態1と同様、圧縮機(11)、膨張機(12)、室外熱交換器(21)、室内熱交換器(22)、気液分離器(40)、第1四路切換弁(31)、及び第2四路切換弁(33)が接続されている。   As shown in FIG. 5, the refrigerant circuit (10) includes a compressor (11), an expander (12), an outdoor heat exchanger (21), an indoor heat exchanger (22), an air heater, as in the first embodiment. A liquid separator (40), a first four-way switching valve (31), and a second four-way switching valve (33) are connected.

実施形態1と異なり、実施形態2の気液分離器(40)では、伝熱管(50)の一端が膨張機(12)の吸入側と接続し、他端は液流入管(45)を介して第2四路切換弁(33)と接続している。この液流入管(45)には、伝熱管(50)を流通する冷媒の流通を許容又は禁止する第1電磁開閉弁(34)が設けられている。また、液流入管(45)において、第1電磁開閉弁(34)と第2四路切換弁(33)との間には、バイパス管(46)の一端が接続されている。バイパス管(46)の他端は、膨張機(12)の吸入側と接続している。つまり、バイパス管(46)は、冷媒を伝熱管(50)をバイパスさせて膨張機(12)に吸入させるものである。また、バイパス管(46)には、該バイパス管(46)の冷媒の流通を許容又は禁止する第2電磁開閉弁(35)が設けられている。以上のような構成において、バイパス管(46)及び第1,第2電磁開閉弁(34,35)は、伝熱管(50)における冷媒の熱交換量を変更する熱交換量調整機構(60)を構成し、空調機(1)の冷房運転時だけ伝熱管(50)における冷媒の熱交換をさせる。   Unlike Embodiment 1, in the gas-liquid separator (40) of Embodiment 2, one end of the heat transfer tube (50) is connected to the suction side of the expander (12), and the other end is connected via the liquid inflow tube (45). Connected to the second four-way selector valve (33). The liquid inflow pipe (45) is provided with a first electromagnetic on-off valve (34) that allows or prohibits the refrigerant flowing through the heat transfer pipe (50). In the liquid inflow pipe (45), one end of a bypass pipe (46) is connected between the first electromagnetic on-off valve (34) and the second four-way switching valve (33). The other end of the bypass pipe (46) is connected to the suction side of the expander (12). That is, the bypass pipe (46) causes the refrigerant to be sucked into the expander (12) by bypassing the heat transfer pipe (50). The bypass pipe (46) is provided with a second electromagnetic on-off valve (35) that allows or prohibits the refrigerant flow in the bypass pipe (46). In the configuration as described above, the bypass pipe (46) and the first and second electromagnetic on-off valves (34, 35) include a heat exchange amount adjustment mechanism (60) that changes the heat exchange amount of the refrigerant in the heat transfer pipe (50). The heat exchange of the refrigerant in the heat transfer tube (50) is performed only during the cooling operation of the air conditioner (1).

また、実施形態1と異なり、第1四路切換弁(31)は、第1ポートが圧縮機(11)の吐出側と接続し、第2ポートが室外熱交換器(21)の一端と接続し、第3ポートが圧縮機(11)の吸入側と接続し、第4ポートが室内熱交換器(22)の一端と接続している。一方、第2四路切換弁(33)は、第1ポートが分離液管(43)を介して気液分離器(40)の液貯留部(41)と接続し、第2ポートが室外熱交換器(21)の他端と接続し、第3ポートが液流入管(45)を介して気液分離器(40)の伝熱管(50)と接続し、第4ポートが室内熱交換器(22)の他端と接続している。   Also, unlike the first embodiment, the first four-way selector valve (31) has a first port connected to the discharge side of the compressor (11) and a second port connected to one end of the outdoor heat exchanger (21). The third port is connected to the suction side of the compressor (11), and the fourth port is connected to one end of the indoor heat exchanger (22). On the other hand, in the second four-way selector valve (33), the first port is connected to the liquid storage part (41) of the gas-liquid separator (40) via the separation liquid pipe (43), and the second port is the outdoor heat. The other port of the exchanger (21) is connected, the third port is connected to the heat transfer pipe (50) of the gas-liquid separator (40) via the liquid inflow pipe (45), and the fourth port is the indoor heat exchanger. It is connected to the other end of (22).

これら第1,第2四路切換弁(31,33)は、実施形態1と同様に、第1と第2の状態に切換可能に構成されている。そして、第1,第2四路切換弁(31,33)は、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うために冷媒の循環方向を切り換える冷媒切換機構を構成している。   These first and second four-way switching valves (31, 33) are configured to be switchable between the first and second states, as in the first embodiment. The first and second four-way switching valves (31, 33) constitute a refrigerant switching mechanism that switches the refrigerant circulation direction in order to switch between the cooling operation and the heating operation.

−運転動作−
次に、実施形態2の空調機(1) の冷房運転時及び暖房運転時の動作について説明する。
-Driving action-
Next, the operation | movement at the time of air_conditionaing | cooling operation and heating operation of the air conditioner (1) of Embodiment 2 is demonstrated.

(冷房運転)
図6に示すように、冷房運転時には、第1四路切換弁(31)が第1状態に、第2四路切換弁(33)が第2状態に設定される。また、第1電磁開閉弁(34)が開の状態となり、第2電磁開閉弁(35)が閉の状態となる。この状態でモータ(13)に通電すると、冷媒回路(10)で冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。その際、室外熱交換器(21)が放熱器となり、室内熱交換器(22)が蒸発器となる。また、冷凍サイクルの高圧圧力は、冷媒である二酸化炭素の臨界圧力よりも高く設定される。
(Cooling operation)
As shown in FIG. 6, during the cooling operation, the first four-way switching valve (31) is set to the first state, and the second four-way switching valve (33) is set to the second state. Further, the first electromagnetic open / close valve (34) is opened, and the second electromagnetic open / close valve (35) is closed. When the motor (13) is energized in this state, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (10) to perform a refrigeration cycle. At that time, the outdoor heat exchanger (21) serves as a radiator, and the indoor heat exchanger (22) serves as an evaporator. The high pressure of the refrigeration cycle is set higher than the critical pressure of carbon dioxide, which is a refrigerant.

圧縮機(11)からは、超臨界状態の高圧冷媒が吐出される。この高圧冷媒は、第1四路切換弁(31)を通って室外熱交換器(21)へ流入する。室外熱交換器(21)では、高圧冷媒が室外空気へ放熱する。   From the compressor (11), a supercritical high-pressure refrigerant is discharged. This high-pressure refrigerant flows into the outdoor heat exchanger (21) through the first four-way switching valve (31). In the outdoor heat exchanger (21), the high-pressure refrigerant radiates heat to the outdoor air.

室外熱交換器(21)で放熱した高圧冷媒は、第2四路切換弁(33)、液流入管(45)を通過した後、伝熱管(50)を流通する。この際、高圧冷媒は、気液分離器(40)の液貯留部(41)に貯留された液冷媒と熱交換して冷却される。伝熱管(50)を流出した高圧冷媒は、膨張機(12)へ流入する。膨張機(12)では、高圧冷媒が膨張し、この高圧冷媒の内部エネルギーが圧縮機(11)の回転動力に変換される。膨張機(12)での膨張により、高圧冷媒は圧力が低下し、超臨界状態から気液二層状態に変化する。   The high-pressure refrigerant radiated by the outdoor heat exchanger (21) passes through the second four-way switching valve (33) and the liquid inflow pipe (45) and then flows through the heat transfer pipe (50). At this time, the high-pressure refrigerant is cooled by exchanging heat with the liquid refrigerant stored in the liquid storage section (41) of the gas-liquid separator (40). The high-pressure refrigerant that has flowed out of the heat transfer tube (50) flows into the expander (12). In the expander (12), the high-pressure refrigerant expands, and the internal energy of the high-pressure refrigerant is converted into the rotational power of the compressor (11). Due to the expansion in the expander (12), the pressure of the high-pressure refrigerant decreases and changes from a supercritical state to a gas-liquid two-layer state.

膨張機(12)で減圧された低圧冷媒は、気液分離器(40)の容器内に流入する。気液分離器(40)では、気液二相状態の低圧冷媒が液冷媒とガス冷媒とに分離される。液貯留部(41)に貯留された低圧液冷媒は、伝熱管(50)を流通する高圧冷媒と熱交換して加熱される。一方、ガス貯留部(42)に貯留された低圧ガス冷媒は、ガス制御弁(38)が所定開度で適宜開放されることで、分離ガス管(44)を経由して圧縮機(11)の吸込側に戻される。   The low-pressure refrigerant decompressed by the expander (12) flows into the container of the gas-liquid separator (40). In the gas-liquid separator (40), the low-pressure refrigerant in the gas-liquid two-phase state is separated into liquid refrigerant and gas refrigerant. The low-pressure liquid refrigerant stored in the liquid storage part (41) is heated by exchanging heat with the high-pressure refrigerant flowing through the heat transfer tube (50). On the other hand, the low-pressure gas refrigerant stored in the gas storage part (42) is opened by the gas control valve (38) at a predetermined opening as appropriate, so that the compressor (11) passes through the separation gas pipe (44). It is returned to the suction side.

液貯留部(41)の低圧液冷媒は、分離液管(43)、第2四路切換弁(33)を通過した後、室内熱交換器(22)に流入する。室内熱交換器(22)では、低圧冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。この際、低圧冷媒で冷却された室内空気が室内に供給される。室内熱交換器(22)で蒸発した低圧冷媒は、第1四路切換弁(31)を通過して圧縮機(11)に吸入される。   The low-pressure liquid refrigerant in the liquid storage part (41) flows into the indoor heat exchanger (22) after passing through the separation liquid pipe (43) and the second four-way switching valve (33). In the indoor heat exchanger (22), the low-pressure refrigerant absorbs heat from the indoor air and evaporates. At this time, room air cooled by the low-pressure refrigerant is supplied into the room. The low-pressure refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (22) passes through the first four-way switching valve (31) and is sucked into the compressor (11).

(暖房運転)
図7に示すように、暖房運転時には、第1四路切換弁(31)が第2状態に、第2四路切換弁(33)が第1状態に設定される。また、第1電磁開閉弁(34)が閉の状態となり、第2電磁開閉弁(35)が開の状態となる。この状態でモータ(13)に通電すると、冷媒回路(10)で冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。その際、室内熱交換器(22)が放熱器となり、室外熱交換器(21)が蒸発器となる。また、冷凍サイクルの高圧圧力は、冷房運転時と同様に、冷媒である二酸化炭素の臨界圧力よりも高く設定される。
(Heating operation)
As shown in FIG. 7, during the heating operation, the first four-way selector valve (31) is set to the second state, and the second four-way selector valve (33) is set to the first state. Further, the first electromagnetic on-off valve (34) is closed, and the second electromagnetic on-off valve (35) is opened. When the motor (13) is energized in this state, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (10) and a refrigeration cycle is performed. At that time, the indoor heat exchanger (22) serves as a radiator, and the outdoor heat exchanger (21) serves as an evaporator. The high pressure of the refrigeration cycle is set higher than the critical pressure of carbon dioxide, which is a refrigerant, as in the cooling operation.

圧縮機(11)からは、超臨界状態の高圧冷媒が吐出される。この高圧冷媒は、第1四路切換弁(31)を通って室内熱交換器(22)へ流入する。室内熱交換器(22)では、高圧冷媒が室内空気へ放熱する。この際、高圧冷媒で加熱された室内空気が室内に供給される。   From the compressor (11), a supercritical high-pressure refrigerant is discharged. This high-pressure refrigerant flows into the indoor heat exchanger (22) through the first four-way switching valve (31). In the indoor heat exchanger (22), the high-pressure refrigerant radiates heat to the room air. At this time, room air heated by the high-pressure refrigerant is supplied into the room.

室内熱交換器(22)で放熱した高圧冷媒は、第2四路切換弁(33)、バイパス管(46)を通って膨張機(12)へ流入する。膨張機(12)では、高圧冷媒が膨張し、この高圧冷媒の内部エネルギーが圧縮機(11)の回転動力に変換される。膨張機(12)での膨張により、高圧冷媒は圧力が低下し、超臨界状態から気液二層状態に変化する。   The high-pressure refrigerant radiated by the indoor heat exchanger (22) flows into the expander (12) through the second four-way switching valve (33) and the bypass pipe (46). In the expander (12), the high-pressure refrigerant expands, and the internal energy of the high-pressure refrigerant is converted into the rotational power of the compressor (11). Due to the expansion in the expander (12), the pressure of the high-pressure refrigerant decreases and changes from a supercritical state to a gas-liquid two-layer state.

膨張機(12)で減圧された低圧冷媒は、気液分離器(40)の容器内に流入する。気液分離器(40)では、気液二相状態の低圧冷媒が液冷媒とガス冷媒とに分離される。この際、伝熱管(50)には冷媒が流通していないため、液貯留部(41)の液冷媒は熱交換されない。   The low-pressure refrigerant decompressed by the expander (12) flows into the container of the gas-liquid separator (40). In the gas-liquid separator (40), the low-pressure refrigerant in the gas-liquid two-phase state is separated into liquid refrigerant and gas refrigerant. At this time, since the refrigerant does not flow through the heat transfer tube (50), the liquid refrigerant in the liquid reservoir (41) is not heat-exchanged.

液貯留部(41)の低圧液冷媒は、分離液管(43)、第2四路切換弁(33)を通過した後、室外熱交換器(21)に流入する。室外熱交換器(21)では、低圧冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器(21)で蒸発した低圧冷媒は、第1四路切換弁(31)を通過して圧縮機(11)に吸入される。   The low-pressure liquid refrigerant in the liquid storage part (41) flows into the outdoor heat exchanger (21) after passing through the separation liquid pipe (43) and the second four-way switching valve (33). In the outdoor heat exchanger (21), the low-pressure refrigerant absorbs heat from the outdoor air and evaporates. The low-pressure refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger (21) passes through the first four-way switching valve (31) and is sucked into the compressor (11).

−実施形態2の効果−
上記実施形態2においては、第1,第2電磁開閉弁(34,35)の状態を切り換えることにより、冷房運転時にだけ伝熱管(50)で冷媒の熱交換を行うようにしている。そして、冷房運転時において、膨張機(12)の吸入冷媒密度deを増大させるようにしている。したがって、圧縮機(11)と膨張機(12)の冷媒質量流量(McとMe)をバランスさせることができ、冷媒回路(10)において所望の冷凍サイクルを行うことができる。
-Effect of Embodiment 2-
In the second embodiment, the state of the first and second electromagnetic opening / closing valves (34, 35) is switched, so that the heat exchange of the refrigerant is performed by the heat transfer tube (50) only during the cooling operation. During the cooling operation, the suction refrigerant density de of the expander (12) is increased. Therefore, the refrigerant mass flow rates (Mc and Me) of the compressor (11) and the expander (12) can be balanced, and a desired refrigeration cycle can be performed in the refrigerant circuit (10).

<実施形態2の変形例>
次に、実施形態2の変形例の冷凍装置について説明する。この変形例1の冷凍装置は、実施形態2の第1,第2電磁開閉弁(34,35)に換えて、第1,第2電動弁(36,37)を設けるようにしたものである。以下に、実施形態2と異なる点について説明する。
<Modification of Embodiment 2>
Next, a refrigeration apparatus according to a modification of the second embodiment will be described. The refrigeration apparatus of Modification 1 is provided with first and second motor-operated valves (36, 37) instead of the first and second electromagnetic on-off valves (34, 35) of the second embodiment. . Hereinafter, differences from the second embodiment will be described.

図8に示すように、この変形例の冷媒回路(10)において、液流入管(45)には、開度可変な第1電動弁(36)が設けられている。この第1電動弁(36)は、伝熱管(50)を流通する冷媒流量を調整可能に構成されている。また、バイパス管(46)には、開度可変な第2電動弁(37)が設けられている。この第2電動弁(37)は、バイパス管(46)の冷媒流量を調整可能に構成されている。そして、バイパス管(46)及び第1,第2電動弁(36,37)は、伝熱管(50)における冷媒の熱交換量を変更する熱交換量調整機構(60)を構成している。   As shown in FIG. 8, in the refrigerant circuit (10) of this modification, the liquid inflow pipe (45) is provided with a first motor-operated valve (36) having a variable opening. This 1st motor operated valve (36) is comprised so that adjustment of the refrigerant | coolant flow volume which distribute | circulates a heat exchanger tube (50) is possible. The bypass pipe (46) is provided with a second motor-operated valve (37) having a variable opening. This 2nd motor operated valve (37) is comprised so that adjustment of the refrigerant | coolant flow rate of a bypass pipe (46) is possible. The bypass pipe (46) and the first and second motor operated valves (36, 37) constitute a heat exchange amount adjusting mechanism (60) that changes the heat exchange amount of the refrigerant in the heat transfer pipe (50).

この変形例では、第1,第2電動弁(36,37)の開度を調整することにより、伝熱管(50)を流れる冷媒の流量を調整し、伝熱管(50)での冷媒の熱交換量を調整することができる。したがって、運転条件に応じて圧縮機(11)と膨張機(12)の冷媒質量流量(MeとMc)とを高精度にバランスさせることができる。   In this modification, the flow rate of the refrigerant flowing through the heat transfer tube (50) is adjusted by adjusting the opening degree of the first and second motor operated valves (36, 37), and the heat of the refrigerant in the heat transfer tube (50) is adjusted. The exchange amount can be adjusted. Therefore, the refrigerant mass flow rates (Me and Mc) of the compressor (11) and the expander (12) can be balanced with high accuracy according to the operating conditions.

また、第1電動弁(36)を全開状態とすると同時に第2電動弁(37)を全閉状態とすることで、冷房運転時だけ冷媒を伝熱管(50)に流し、冷媒の熱交換を行うことができる。   Also, by setting the first motor-operated valve (36) to the fully open state and the second motor-operated valve (37) to the fully-closed state, the refrigerant flows through the heat transfer pipe (50) only during the cooling operation, and heat exchange of the refrigerant is performed. It can be carried out.

《発明の実施形態3》
次に、実施形態3の冷凍装置について説明する。実施形態3の冷凍装置は、実施形態1の冷凍装置と冷媒回路(10)の構成が異なるものである。以下に、実施形態1と異なる点について説明する。
<< Embodiment 3 of the Invention >>
Next, the refrigeration apparatus of Embodiment 3 will be described. The refrigeration apparatus of Embodiment 3 is different from the refrigeration apparatus of Embodiment 1 in the configuration of the refrigerant circuit (10). Hereinafter, differences from the first embodiment will be described.

実施形態3の冷媒回路(10)には、図9に示すように、実施形態1の第1四路切換弁と同様にして、四路切換弁(31)が設けられている一方、実施形態1の第2四路切換弁(32)は設けられていない。四路切換弁(31)は、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うために冷媒の循環方向を切り換える冷媒切換機構を構成している。   As shown in FIG. 9, the refrigerant circuit (10) of the third embodiment is provided with a four-way switching valve (31) in the same manner as the first four-way switching valve of the first embodiment. One second four-way selector valve (32) is not provided. The four-way switching valve (31) constitutes a refrigerant switching mechanism that switches the circulation direction of the refrigerant in order to switch between the cooling operation and the heating operation.

一方、本実施形態では、室外熱交換器(21)と室内熱交換器(22)とが第1配管(71)によって接続されている。第1配管(71)には、室外熱交換器(21)寄りの第1逆止弁(81)と、室内熱交換器(22)寄りの第2逆止弁(82)とが設けられている。第1配管(71)において、室外熱交換器(21)と第1逆止弁(81)との間には、液流入管(45)の一端が接続されている。この液流入管(45)の他端は伝熱管(50)の一端と接続されている。伝熱管(50)の他端は、膨張機(12)の吸入側と接続されている。また、液流入管(45)には、第3逆止弁(83)が設けられている。   On the other hand, in this embodiment, the outdoor heat exchanger (21) and the indoor heat exchanger (22) are connected by the first pipe (71). The first pipe (71) is provided with a first check valve (81) near the outdoor heat exchanger (21) and a second check valve (82) near the indoor heat exchanger (22). Yes. In the first pipe (71), one end of a liquid inflow pipe (45) is connected between the outdoor heat exchanger (21) and the first check valve (81). The other end of the liquid inflow pipe (45) is connected to one end of the heat transfer pipe (50). The other end of the heat transfer tube (50) is connected to the suction side of the expander (12). The liquid inflow pipe (45) is provided with a third check valve (83).

本実施形態の分離液管(43)は、一端が気液分離器(40)の液貯留部(41)に接続され、他端は第1配管(71)における第1逆止弁(81)と第2逆止弁(82)との間に接続されている。また、第1配管(71)において、第2逆止弁(82)と室内熱交換器(22)との間には、第2配管(72)の一端が接続されている。第2配管(72)の他端は、膨張機(12)の吸入側と気液分離器(40)との間の配管に接続されている。この第2配管(72)には、第4逆止弁(84)が設けられている。   One end of the separation liquid pipe (43) of this embodiment is connected to the liquid storage part (41) of the gas-liquid separator (40), and the other end is a first check valve (81) in the first pipe (71). And the second check valve (82). In the first pipe (71), one end of the second pipe (72) is connected between the second check valve (82) and the indoor heat exchanger (22). The other end of the second pipe (72) is connected to a pipe between the suction side of the expander (12) and the gas-liquid separator (40). The second pipe (72) is provided with a fourth check valve (84).

上記第1逆止弁(81)は、第1配管(71)における分離液管(43)の接続部から液流入管(45)の接続部へ向かう冷媒の流通のみを許容する。上記第2逆止弁(82)は、第1配管(71)における分離液管(43)の接続部から第2配管(72)の接続部へ向かう冷媒の流通のみを許容する。上記第3逆止弁(83)は、第1配管(71)から伝熱管(50)へ向かう冷媒の流通のみを許容する。上記第4逆止弁(84)は、第1配管(71)から膨張機(12)の吸入側へ向かう冷媒の流通のみを許容する。   The first check valve (81) only allows the refrigerant to flow from the connection portion of the separation liquid pipe (43) to the connection portion of the liquid inflow pipe (45) in the first pipe (71). The second check valve (82) only allows the refrigerant to flow from the connection portion of the separation liquid pipe (43) to the connection portion of the second pipe (72) in the first pipe (71). The third check valve (83) only allows the refrigerant to flow from the first pipe (71) to the heat transfer pipe (50). The fourth check valve (84) only allows the refrigerant to flow from the first pipe (71) toward the suction side of the expander (12).

以上のように、第1配管(71)、第2配管(72)、液流入管(45)、及び伝熱管(50)を連結し、この回路に逆止弁(81,82,83,84)を設けることにより、本実施形態の冷媒回路(10)では、いわゆるブリッジ回路と類似の回路が構成されている。そして、この回路は、伝熱管(50)における冷媒の熱交換量を変更する熱交換量調整機構(60)を構成し、空調機(1)の冷房運転時だけ伝熱管(50)における冷媒の熱交換をさせる。   As described above, the first pipe (71), the second pipe (72), the liquid inflow pipe (45), and the heat transfer pipe (50) are connected, and the check valve (81, 82, 83, 84) is connected to this circuit. In the refrigerant circuit (10) of the present embodiment, a circuit similar to a so-called bridge circuit is configured. This circuit constitutes a heat exchange amount adjusting mechanism (60) for changing the heat exchange amount of the refrigerant in the heat transfer tube (50), and the refrigerant flow in the heat transfer tube (50) is only during the cooling operation of the air conditioner (1). Let the heat exchange.

−運転動作−
次に、実施形態3の空調機(1) の冷房運転時及び暖房運転時の動作について説明する。
-Driving action-
Next, the operation | movement at the time of air_conditionaing | cooling operation and heating operation of the air conditioner (1) of Embodiment 3 is demonstrated.

(冷房運転)
図10に示すように、冷房運転時には、四路切換弁(31)が第1状態に設定される。この状態でモータ(13)に通電すると、冷媒回路(10)で冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。その際、室外熱交換器(21)が放熱器となり、室内熱交換器(22)が蒸発器となる。また、冷凍サイクルの高圧圧力は、冷媒である二酸化炭素の臨界圧力よりも高く設定される。
(Cooling operation)
As shown in FIG. 10, during the cooling operation, the four-way selector valve (31) is set to the first state. When the motor (13) is energized in this state, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (10) to perform a refrigeration cycle. At that time, the outdoor heat exchanger (21) serves as a radiator, and the indoor heat exchanger (22) serves as an evaporator. The high pressure of the refrigeration cycle is set higher than the critical pressure of carbon dioxide, which is a refrigerant.

圧縮機(11)からは、超臨界状態の高圧冷媒が吐出される。この高圧冷媒は、四路切換弁(31)を通って室外熱交換器(21)へ流入する。室外熱交換器(21)では、高圧冷媒が室外空気へ放熱する。   From the compressor (11), a supercritical high-pressure refrigerant is discharged. This high-pressure refrigerant flows into the outdoor heat exchanger (21) through the four-way switching valve (31). In the outdoor heat exchanger (21), the high-pressure refrigerant radiates heat to the outdoor air.

室外熱交換器(21)で放熱した高圧冷媒は、液流入管(45)の第3逆止弁(83)を通過して伝熱管(50)を流通する。この際、高圧冷媒は、気液分離器(40)の液貯留部(41)に貯留された液冷媒と熱交換して冷却される。伝熱管(50)を流出した高圧冷媒は、膨張機(12)へ流入する。膨張機(12)では、高圧冷媒が膨張し、この高圧冷媒の内部エネルギーが圧縮機(11)の回転動力に変換される。膨張機(12)での膨張により、高圧冷媒は圧力が低下し、超臨界状態から気液二層状態に変化する。   The high-pressure refrigerant radiated by the outdoor heat exchanger (21) passes through the third check valve (83) of the liquid inflow pipe (45) and flows through the heat transfer pipe (50). At this time, the high-pressure refrigerant is cooled by exchanging heat with the liquid refrigerant stored in the liquid storage section (41) of the gas-liquid separator (40). The high-pressure refrigerant that has flowed out of the heat transfer tube (50) flows into the expander (12). In the expander (12), the high-pressure refrigerant expands, and the internal energy of the high-pressure refrigerant is converted into the rotational power of the compressor (11). Due to the expansion in the expander (12), the pressure of the high-pressure refrigerant decreases and changes from a supercritical state to a gas-liquid two-layer state.

膨張機(12)で減圧された低圧冷媒は、気液分離器(40)の容器内に流入する。この際、気液二相状態の低圧冷媒は、液冷媒とガス冷媒とに分離される。液貯留部(41)に貯留された低圧液冷媒は、伝熱管(50)を流通する高圧冷媒と熱交換して加熱される。一方、ガス貯留部(42)に貯留された低圧ガス冷媒は、ガス制御弁(38)が所定開度で適宜開放されることで、分離ガス管(44)を経由して圧縮機(11)の吸込側に戻される。   The low-pressure refrigerant decompressed by the expander (12) flows into the container of the gas-liquid separator (40). At this time, the low-pressure refrigerant in the gas-liquid two-phase state is separated into liquid refrigerant and gas refrigerant. The low-pressure liquid refrigerant stored in the liquid storage part (41) is heated by exchanging heat with the high-pressure refrigerant flowing through the heat transfer tube (50). On the other hand, the low-pressure gas refrigerant stored in the gas storage part (42) is opened by the gas control valve (38) at a predetermined opening as appropriate, so that the compressor (11) passes through the separation gas pipe (44). It is returned to the suction side.

液貯留部(41)の低圧液冷媒は、分離液管(43)を経由して第1配管(71)の第2逆止弁(82)を通過し、室内熱交換器(22)に流入する。室内熱交換器(22)では、低圧冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。この際、低圧冷媒で冷却された室内空気が室内に供給される。室内熱交換器(22)で蒸発した低圧冷媒は、四路切換弁(31)を通過して圧縮機(11)に吸入される。   The low-pressure liquid refrigerant in the liquid reservoir (41) passes through the second check valve (82) of the first pipe (71) via the separation liquid pipe (43) and flows into the indoor heat exchanger (22). To do. In the indoor heat exchanger (22), the low-pressure refrigerant absorbs heat from the indoor air and evaporates. At this time, room air cooled by the low-pressure refrigerant is supplied into the room. The low-pressure refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (22) passes through the four-way switching valve (31) and is sucked into the compressor (11).

(暖房運転)
図11に示すように、暖房運転時には、四路切換弁(31)が第2状態に設定される。この状態でモータ(13)に通電すると、冷媒回路(10)で冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。その際、室内熱交換器(22)が放熱器となり、室外熱交換器(21)が蒸発器となる。また、冷凍サイクルの高圧圧力は、冷房運転時と同様に、冷媒である二酸化炭素の臨界圧力よりも高く設定される。
(Heating operation)
As shown in FIG. 11, during the heating operation, the four-way selector valve (31) is set to the second state. When the motor (13) is energized in this state, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (10) and a refrigeration cycle is performed. At that time, the indoor heat exchanger (22) serves as a radiator, and the outdoor heat exchanger (21) serves as an evaporator. The high pressure of the refrigeration cycle is set higher than the critical pressure of carbon dioxide, which is a refrigerant, as in the cooling operation.

圧縮機(11)からは、超臨界状態の高圧冷媒が吐出される。この高圧冷媒は、四路切換弁(31)を通って室内熱交換器(22)へ流入する。室内熱交換器(22)では、高圧冷媒が室内空気へ放熱する。この際、高圧冷媒で加熱された室内空気が室内に供給される。   From the compressor (11), a supercritical high-pressure refrigerant is discharged. This high-pressure refrigerant flows into the indoor heat exchanger (22) through the four-way switching valve (31). In the indoor heat exchanger (22), the high-pressure refrigerant radiates heat to the room air. At this time, room air heated by the high-pressure refrigerant is supplied into the room.

室内熱交換器(22)で放熱した高圧冷媒は、第1配管(71)を経由して第2配管(72)の第4逆止弁(84)を通過し、膨張機(12)へ流入する。膨張機(12)では、高圧冷媒が膨張し、この高圧冷媒の内部エネルギーが圧縮機(11)の回転動力に変換される。膨張機(12)での膨張により、高圧冷媒は圧力が低下し、超臨界状態から気液二層状態に変化する。   The high-pressure refrigerant radiated by the indoor heat exchanger (22) passes through the first check valve (84) of the second pipe (72) via the first pipe (71) and flows into the expander (12). To do. In the expander (12), the high-pressure refrigerant expands, and the internal energy of the high-pressure refrigerant is converted into the rotational power of the compressor (11). Due to the expansion in the expander (12), the pressure of the high-pressure refrigerant decreases and changes from a supercritical state to a gas-liquid two-layer state.

膨張機(12)で減圧された低圧冷媒は、気液分離器(40)の容器内に流入する。気液分離器(40)では、気液二相状態の低圧冷媒が液冷媒とガス冷媒とに分離される。この際、伝熱管(50)には冷媒が流通していないため、液貯留部(41)の液冷媒はほとんど熱交換されない。   The low-pressure refrigerant decompressed by the expander (12) flows into the container of the gas-liquid separator (40). In the gas-liquid separator (40), the low-pressure refrigerant in the gas-liquid two-phase state is separated into liquid refrigerant and gas refrigerant. At this time, since the refrigerant does not flow through the heat transfer tube (50), the liquid refrigerant in the liquid storage section (41) is hardly subjected to heat exchange.

液貯留部(41)の低圧液冷媒は、分離液管(43)を経由して第1配管(72)の第1逆止弁(81)を通過し、室外熱交換器(21)に流入する。室外熱交換器(21)では、低圧冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器(21)で蒸発した低圧冷媒は、四路切換弁(31)を通過して圧縮機(11)に吸入される。   The low-pressure liquid refrigerant in the liquid reservoir (41) passes through the first check valve (81) of the first pipe (72) via the separation liquid pipe (43) and flows into the outdoor heat exchanger (21). To do. In the outdoor heat exchanger (21), the low-pressure refrigerant absorbs heat from the outdoor air and evaporates. The low-pressure refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger (21) passes through the four-way switching valve (31) and is sucked into the compressor (11).

−実施形態3の効果−
上記実施形態3においては、所定の配管経路と逆止弁(81,82,83,84)の組み合わせによって、冷房運転時にだけ伝熱管(50)で冷媒の熱交換を行うようにしている。そして、冷房運転時において、膨張機(12)の吸入冷媒密度deを増大させるようにしている。したがって、圧縮機(11)と膨張機(12)の冷媒質量流量(McとMe)をバランスさせることができ、冷媒回路(10)において所望の冷凍サイクルを行うことができる。
-Effect of Embodiment 3-
In Embodiment 3 described above, the heat exchange of the refrigerant is performed by the heat transfer pipe (50) only during the cooling operation by the combination of the predetermined piping path and the check valve (81, 82, 83, 84). During the cooling operation, the suction refrigerant density de of the expander (12) is increased. Therefore, the refrigerant mass flow rates (Mc and Me) of the compressor (11) and the expander (12) can be balanced, and a desired refrigeration cycle can be performed in the refrigerant circuit (10).

ここで、本実施形態では、四路切換弁(31)の切換制御のみで冷房運転と暖房運転との切換に応じて伝熱管(50)での冷媒の熱交換の有無を切り換えることができる。このため、冷媒回路(10)における制御動作を容易に行うことができる。   Here, in this embodiment, the presence or absence of heat exchange of the refrigerant in the heat transfer tube (50) can be switched according to the switching between the cooling operation and the heating operation only by the switching control of the four-way switching valve (31). For this reason, the control operation in the refrigerant circuit (10) can be easily performed.

《その他の実施形態》
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
<< Other Embodiments >>
The present invention may be configured as follows with respect to the above embodiment.

上記実施形態では、気液分離器(40)で分離されたガス冷媒を分離ガス管(44)を経由して圧縮機(11)の吸入側に送れるようにしている。しかしながら、これに換わって、あるいはこれに加えて、気液分離器(40)で分離された液冷媒を圧縮機(11)の吸入側に送る液インジェクション配管を設けるようにしてもよい。   In the above embodiment, the gas refrigerant separated by the gas-liquid separator (40) can be sent to the suction side of the compressor (11) via the separation gas pipe (44). However, instead of this, or in addition to this, a liquid injection pipe for sending the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator (40) to the suction side of the compressor (11) may be provided.

図12は、実施形態2の冷凍装置に、上記液インジェクション配管(第2インジェクション配管)(48)を設けた一例である。この液インジェクション配管(48)は一端が、液貯留部(41)と第2四路切換弁(33)との間の配管に接続し、他端が圧縮機(11)の吸入配管と接続している。また、液インジェクション配管(48)には、該液インジェクション配管(48)の冷媒流量を調整する液制御弁(39)が設けられている。   FIG. 12 is an example in which the liquid injection pipe (second injection pipe) (48) is provided in the refrigeration apparatus of the second embodiment. One end of the liquid injection pipe (48) is connected to the pipe between the liquid reservoir (41) and the second four-way selector valve (33), and the other end is connected to the suction pipe of the compressor (11). ing. The liquid injection pipe (48) is provided with a liquid control valve (39) for adjusting the refrigerant flow rate of the liquid injection pipe (48).

以上の構成により、気液分離器(40)で分離された液冷媒を液インジェクション配管(48)を経由して圧縮機(11)の吸入側に送り、いわゆる液インジェクションを行うことができる。この際、液制御弁(39)によって液インジェクション量を調整することで、圧縮機(11)の吸入冷媒の過熱度を調整することができる。したがって、この冷凍装置で最適な冷凍サイクル制御を行うことができる。また、ガスインジェクション配管(44)によるガスインジェクションと液インジェクション配管(48)による液インジェクションを組み合わせることで、一層細かい冷凍サイクル制御を行うことができる。さらに、上記液インジェクション配管(48)は、膨張機(12)より流出した冷媒に含まれる冷凍機油を、気液分離器(40)で分離された液冷媒とともに圧縮機(11)の吸入側に戻す、いわゆる油戻し配管として利用することもできる。   With the above configuration, the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator (40) can be sent to the suction side of the compressor (11) via the liquid injection pipe (48) to perform so-called liquid injection. At this time, the degree of superheat of the refrigerant sucked in the compressor (11) can be adjusted by adjusting the liquid injection amount by the liquid control valve (39). Therefore, optimal refrigeration cycle control can be performed with this refrigeration apparatus. Further, finer refrigeration cycle control can be performed by combining gas injection through the gas injection pipe (44) and liquid injection through the liquid injection pipe (48). Further, the liquid injection pipe (48) allows the refrigerating machine oil contained in the refrigerant flowing out of the expander (12) to be introduced to the suction side of the compressor (11) together with the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator (40). It can also be used as a so-called oil return pipe.

また、上記実施形態では、圧縮機(11)及び膨張機(12)をロータリピストン型の流体機械で構成しているが、これに限らず、例えばスクロール型、スイング型、マルチベーン型などの容積式の流体機械などで構成してもよいし、これらの容積式の流体機械(ロータリピストン型も含む)を組み合わせて構成してもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the compressor (11) and the expander (12) are comprised with the rotary piston type fluid machine, it is not restricted to this, For example, volumes, such as a scroll type, a swing type, a multi-vane type, etc. It may be configured by a fluid machine of a type, or may be configured by combining these positive displacement type fluid machines (including a rotary piston type).

さらに、上記実施形態では、冷媒として二酸化炭素を用いているが、これに限らず、HFC系冷媒、HC系冷媒、水、空気、アンモニアなどの自然冷媒等を用いても良い。   Furthermore, in the above embodiment, carbon dioxide is used as the refrigerant. However, the present invention is not limited to this, and natural refrigerants such as HFC refrigerant, HC refrigerant, water, air, and ammonia may be used.

以上説明したように、本発明は、冷媒を圧縮して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路を備え、膨張機と圧縮機とが機械的に連結された冷凍装置について有用である。   As described above, the present invention is useful for a refrigeration apparatus that includes a refrigerant circuit that compresses refrigerant and performs a vapor compression refrigeration cycle, and in which an expander and a compressor are mechanically connected.

本発明の実施形態1に係る空調機の冷媒回路図である。It is a refrigerant circuit figure of the air conditioner concerning Embodiment 1 of the present invention. 実施形態1の冷房運転時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。FIG. 3 is a refrigerant circuit diagram illustrating a refrigerant flow during a cooling operation according to the first embodiment. 実施形態1の暖房運転時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。FIG. 3 is a refrigerant circuit diagram illustrating a refrigerant flow during heating operation of the first embodiment. 実施形態1の変形例に係る空調機の冷媒回路図である。FIG. 6 is a refrigerant circuit diagram of an air conditioner according to a modification of the first embodiment. 実施形態2に係る空調機の冷媒回路図である。6 is a refrigerant circuit diagram of an air conditioner according to Embodiment 2. FIG. 実施形態2の冷房運転時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。6 is a refrigerant circuit diagram illustrating a refrigerant flow during a cooling operation of Embodiment 2. FIG. 実施形態2の暖房運転時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。6 is a refrigerant circuit diagram illustrating a refrigerant flow during heating operation of Embodiment 2. FIG. 実施形態2の変形例に係る空調機の冷媒回路図である。It is a refrigerant circuit figure of the air conditioner concerning the modification of Embodiment 2. 実施形態3に係る空調機の冷媒回路図である。It is a refrigerant circuit figure of the air conditioner concerning Embodiment 3. 実施形態3の冷房運転時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。6 is a refrigerant circuit diagram illustrating a refrigerant flow during a cooling operation of Embodiment 3. FIG. 実施形態3の暖房運転時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。FIG. 6 is a refrigerant circuit diagram illustrating a refrigerant flow during heating operation of the third embodiment. 実施形態3の変形例に係る空調機の冷媒回路図である。It is a refrigerant circuit figure of the air conditioner concerning the modification of Embodiment 3.

符号の説明Explanation of symbols

(1) 空調機
(10) 冷媒回路
(11) 圧縮機
(12) 膨張機
(13) モータ
(21) 室外熱交換器(熱源側熱交換器)
(22) 室内熱交換器(利用側熱交換器、22a,22b,22c)
(31) 四路切換弁(冷媒切換機構)
(32) 四路切換弁(熱交換量調整機構)
(33) 四路切換弁(冷媒切換機構)
(34) 第1電磁開閉弁
(35) 第2電磁開閉弁
(36) 第1電動弁
(37) 第2電動弁
(38) ガス制御弁
(39) 液制御弁
(40) 気液分離器
(41) 液貯留部
(42) ガス貯留部
(44) 分離ガス管(第1インジェクション配管)
(46) バイパス管
(48) 液インジェクション配管(第2インジェクション配管)
(50) 伝熱管(内部熱交換部)
(60) 熱交換量調整機構
(61) 流量調整弁(61a,61b,61c)
(81〜84) 逆止弁
(1) Air conditioner
(10) Refrigerant circuit
(11) Compressor
(12) Expander
(13) Motor
(21) Outdoor heat exchanger (heat source side heat exchanger)
(22) Indoor heat exchanger (use side heat exchanger, 22a, 22b, 22c)
(31) Four-way switching valve (refrigerant switching mechanism)
(32) Four-way selector valve (heat exchange amount adjustment mechanism)
(33) Four-way switching valve (refrigerant switching mechanism)
(34) First solenoid valve
(35) Second solenoid valve
(36) First motor operated valve
(37) Second motor operated valve
(38) Gas control valve
(39) Fluid control valve
(40) Gas-liquid separator
(41) Liquid reservoir
(42) Gas reservoir
(44) Separation gas pipe (first injection pipe)
(46) Bypass pipe
(48) Liquid injection piping (second injection piping)
(50) Heat transfer tube (internal heat exchanger)
(60) Heat exchange adjustment mechanism
(61) Flow control valve (61a, 61b, 61c)
(81-84) Check valve

Claims (12)

圧縮機(11)、熱源側熱交換器(21)、膨張機(12)、及び利用側熱交換器(22)が接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路(10)を備え、上記圧縮機(11)と膨張機(12)とが機械的に連結され該膨張機(12)の膨張動力を回収する冷凍装置であって、
膨張機(12)で膨張された冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離して一時的に貯留する気液分離器(40)を備え、
上記気液分離器(40)は、該気液分離器(40)で分離された液冷媒と、膨張機(12)に吸入される冷媒とを熱交換させる内部熱交換部(50)を備えている冷凍装置。
A compressor (11), a heat source side heat exchanger (21), an expander (12), and a utilization side heat exchanger (22) are connected to each other, and a refrigerant circuit (10) for performing a refrigeration cycle is provided. 11) and an expander (12) are mechanically connected to each other to recover the expansion power of the expander (12),
A gas-liquid separator (40) for separating and temporarily storing the refrigerant expanded by the expander (12) into liquid refrigerant and gas refrigerant;
The gas-liquid separator (40) includes an internal heat exchange unit (50) for exchanging heat between the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator (40) and the refrigerant sucked into the expander (12). Refrigeration equipment.
請求項1に記載の冷凍装置において、
運転条件に応じて内部熱交換部(50)における冷媒の熱交換量を変更する熱交換量調整機構(60)を備えている冷凍装置。
The refrigeration apparatus according to claim 1,
A refrigeration apparatus comprising a heat exchange amount adjustment mechanism (60) that changes the heat exchange amount of the refrigerant in the internal heat exchange unit (50) according to operating conditions.
請求項1又は2に記載の冷凍装置において、
気液分離器(40)は、分離された液冷媒が貯留する液貯留部(41)と、該液貯留部(41)に隣接するとともに膨張機(12)に吸入される冷媒が流通する伝熱管(50)とを備え、
上記伝熱管(50)が、上記液貯留部(41)内の液冷媒と該伝熱管(50)内の冷媒とを熱交換させる内部熱交換部を構成している冷凍装置。
The refrigeration apparatus according to claim 1 or 2,
The gas-liquid separator (40) includes a liquid storage part (41) in which the separated liquid refrigerant is stored, and a refrigerant that is adjacent to the liquid storage part (41) and through which the refrigerant sucked into the expander (12) flows. With heat pipe (50),
The refrigeration apparatus in which the heat transfer tube (50) constitutes an internal heat exchange unit that exchanges heat between the liquid refrigerant in the liquid storage unit (41) and the refrigerant in the heat transfer tube (50).
請求項2又は3に記載の冷凍装置において、
冷媒回路(10)の冷媒の循環方向を換えて冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うための冷媒切換機構(31,33)を備え、
熱交換量調整機構(60)は、冷却運転時にだけ内部熱交換部(50)における冷媒の熱交換を行わせる冷凍装置。
The refrigeration apparatus according to claim 2 or 3,
A refrigerant switching mechanism (31, 33) for switching between a cooling operation and a heating operation by changing the circulation direction of the refrigerant in the refrigerant circuit (10);
The heat exchange amount adjusting mechanism (60) is a refrigeration apparatus that performs heat exchange of the refrigerant in the internal heat exchange section (50) only during the cooling operation.
請求項3又は4に記載の冷凍装置において、
熱交換量調整機構(60)は、冷媒を伝熱管(50)をバイパスさせて膨張機(12)に吸入させるバイパス管(46)と、伝熱管(50)を流通する冷媒流量を調整する第1電動弁(36)と、上記バイパス管(46)の冷媒流量を調整する第2電動弁(37)とで構成されている冷凍装置。
The refrigeration apparatus according to claim 3 or 4,
The heat exchange amount adjusting mechanism (60) adjusts the flow rate of the refrigerant flowing through the heat transfer pipe (50) and the bypass pipe (46) for allowing the refrigerant to bypass the heat transfer pipe (50) and sucking it into the expander (12). A refrigeration apparatus including a first motor-operated valve (36) and a second motor-operated valve (37) that adjusts the refrigerant flow rate of the bypass pipe (46).
請求項4に記載の冷凍装置において、
熱交換量調整機構(60)は、四路切換弁(32)で構成されている冷凍装置。
The refrigeration apparatus according to claim 4,
The heat exchange amount adjusting mechanism (60) is a refrigeration apparatus including a four-way switching valve (32).
請求項4に記載の冷凍装置において、
熱交換量調整機構(60)は、冷媒を伝熱管(50)をバイパスさせて膨張機(12)に吸入させるバイパス管(46)と、伝熱管(50)の冷媒の流通を許容又は禁止する第1電磁開閉弁(34)と、上記バイパス管(46)の冷媒の流通を許容又は禁止する第2電磁開閉弁(35)とで構成されている冷凍装置。
The refrigeration apparatus according to claim 4,
The heat exchange amount adjusting mechanism (60) allows or prohibits the refrigerant flow in the heat transfer pipe (50) and the bypass pipe (46) that causes the refrigerant to bypass the heat transfer pipe (50) and be sucked into the expander (12). A refrigeration system comprising a first electromagnetic on-off valve (34) and a second electromagnetic on-off valve (35) that allows or prohibits the flow of refrigerant in the bypass pipe (46).
請求項4に記載の冷凍装置において、
熱交換量調整機構(60)は、配管と逆止弁(81,82,83,84)との組み合わせにより構成されている冷凍装置。
The refrigeration apparatus according to claim 4,
The heat exchange amount adjusting mechanism (60) is a refrigeration apparatus configured by a combination of piping and check valves (81, 82, 83, 84).
請求項1から8のいずれか1に記載の冷凍装置において、
冷媒回路(10)には、気液分離器(40)のガス冷媒を圧縮機(11)の吸入側に送る第1インジェクション配管(44)と、該第1インジェクション配管(44)の冷媒流量を調整するガス制御弁(38)を備えている冷凍装置。
The refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 8,
The refrigerant circuit (10) includes a first injection pipe (44) for sending the gas refrigerant of the gas-liquid separator (40) to the suction side of the compressor (11), and a refrigerant flow rate of the first injection pipe (44). A refrigeration system comprising a gas control valve (38) to be adjusted.
請求項1から9のいずれか1に記載の冷凍装置において、
冷媒回路(10)には、気液分離器(40)の液冷媒を圧縮機(11)の吸入側に送る第2インジェクション配管(48)と、該第2インジェクション配管(48)の冷媒流量を調整する液制御弁(39)を備えている冷凍装置。
The refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 9,
In the refrigerant circuit (10), the refrigerant flow rate of the second injection pipe (48) for sending the liquid refrigerant of the gas-liquid separator (40) to the suction side of the compressor (11) and the second injection pipe (48) is set. A refrigeration system comprising a liquid control valve (39) for adjustment.
請求項1から10のいずれか1に記載の冷凍装置において、
冷媒回路(10)には、複数の利用側熱交換器(22a,22b,22c)が並列に接続され、
上記各利用側熱交換器(22a,22b,22c)に流入する冷媒流量をそれぞれ調整する複数の流量調整弁(61a,61b,61c)を備えている冷凍装置。
The refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 10,
A plurality of usage-side heat exchangers (22a, 22b, 22c) are connected in parallel to the refrigerant circuit (10),
A refrigeration apparatus comprising a plurality of flow rate adjustment valves (61a, 61b, 61c) for adjusting the flow rates of refrigerant flowing into the use side heat exchangers (22a, 22b, 22c).
請求項1から11のいずれか1に記載の冷凍装置において、
冷媒回路(10)の冷媒として二酸化炭素が用いられている冷凍装置。
The refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 11,
A refrigerating apparatus in which carbon dioxide is used as a refrigerant in the refrigerant circuit (10).
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