JP2006098050A - Refrigeration air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、冷蔵庫、空調機等のような冷媒を用いてそれを凝縮して蒸発させることにより低温または高温を発生する装置(以下、総称して「冷凍空調装置」と呼ぶ)の冷媒配管内壁(特に凝縮器の配管の内壁)、熱交換器冷媒回路内等におけるスラッジ付着を抑制することに関し、冷凍空調装置の運転信頼性の向上に関するものである。 The present invention relates to an inner wall of a refrigerant pipe of a device that generates a low temperature or a high temperature by condensing and evaporating a refrigerant such as a refrigerator or an air conditioner (hereinafter collectively referred to as a “refrigeration air conditioner”). The present invention relates to the improvement of the operation reliability of the refrigeration air conditioner with respect to the suppression of sludge adhesion (especially the inner wall of the pipe of the condenser), the heat exchanger refrigerant circuit, and the like.
従来の冷凍空調装置の冷媒回路のフローシートの一例を図11(a)に示す。図において、1は圧縮機、2は凝縮器、3は絞り要素(例えばノズル、ニードルバルブ等)、4は蒸発器、5はスラッジを捕捉するスラッジ分離器であり、この回路内を冷媒が蒸発/凝縮を繰り返して循環し、それによって、低温または高温を発生させる。スラッジ分離器5は、例えば、細かい金網などを内蔵したフィルタ、例えば特開平9−145203号公報に開示された冷媒と接触する表面に金属加工油の皮膜を形成したスラッジキャッチャー等で構成される。
An example of a flow sheet of a refrigerant circuit of a conventional refrigeration air conditioner is shown in FIG. In the figure, 1 is a compressor, 2 is a condenser, 3 is a throttle element (for example, a nozzle, needle valve, etc.), 4 is an evaporator, and 5 is a sludge separator that captures sludge, and the refrigerant evaporates in this circuit. / Condensation is cycled repeatedly, thereby generating low or high temperatures. The
次に、冷媒の流れを図によって説明する。図11(a)中、矢印が冷媒の流れを示す。圧縮機1で高温高圧まで圧縮された冷媒ガスは凝縮器2に流入し、空気等と熱交換して液化し、高温高圧の冷媒液となる。冷媒液は、絞り要素3によって減圧されて低温低圧の気液二相状態の冷媒となり、蒸発器4に流入後、空気と熱交換してガス化して低温を発生し、その後、圧縮機1へ戻る。冷凍機油(または潤滑油)は、圧縮機1から高温高圧の冷媒ガスと共に吐出され、凝縮器2において液化した冷媒液中へ一部溶解しながら冷媒と共に移動し、絞り要素3、蒸発器4へ流入する。蒸発器4において、冷凍機油はガス化する冷媒液から一部分離されて冷媒液および冷媒ガスと共に移動し、最終的に冷媒ガスと共に圧縮機1へ戻される。
Next, the flow of the refrigerant will be described with reference to the drawings. In FIG. 11A, the arrows indicate the refrigerant flow. The refrigerant gas compressed to high temperature and high pressure by the
凝縮器2における冷凍機油の冷媒液への溶解特性は、冷媒と冷凍機油の組み合わせに応じた相互溶解特性により決まる。例えば、ハイドロクロロフルオロカーボン系の冷媒の代わりに最近用いられてきたハイドロフルオロカーボン系の冷媒と鉱油、ハード型アルキルベンゼン油等の合成油からなる冷凍機油の組み合わせでは、相互溶解度が低下する。即ち、相互溶解度が低下するほど、凝縮器2内で冷凍機油が全て冷媒液に溶解する位置が下流側に移動する。
The dissolution characteristic of the refrigerator oil in the refrigerant liquid in the
一般に、冷凍機油の劣化は、温度が高いほど進行が早く、例えば圧縮機1内の摩擦熱で高温になる摺動部で多く生じる。また、冷凍機油中に添加される添加剤も同様に熱劣化する。そのような劣化物は、一般にスラッジと呼ばれ、冷媒および冷凍機油中に浮遊または溶解して存在する。ポリエステル油、ポリエーテル油等は、熱安定性および水分や空気に対する化学安定性が低く、このような油を用いる場合、スラッジの発生が多くなる。これらのスラッジは、圧縮機1から冷媒ガスおよび冷凍機油と共に吐出され、凝縮器2、絞り要素3へと流入する。絞り要素3は流路断面積が小さい毛細管、ニードル弁等で構成されるためスラッジによる流路閉塞を起こし易い。ニードル弁の場合は、流路断面積が大きく変化するため流れに淀みが発生し、スラッジが付着しやすい状況となる。このような状況になると、流路抵抗が増大して冷媒の循環量が低下し、冷凍能力が低下する。このため、スラッジ分離器5でスラッジを捕捉し、絞り要素3へのスラッジ流出を防止している。
In general, the deterioration of refrigerating machine oil progresses faster as the temperature is higher, and occurs more frequently at, for example, a sliding portion that becomes hot due to frictional heat in the
次に、スラッジが配管内壁に付着する過程を説明する。図11(b)は、凝縮器2における冷媒液、冷凍機油およびスラッジの挙動を模式的に示したグラフである。グラフにおいて、横軸は凝縮器2の冷媒配管内の位置を表し、図中、A点は凝縮器入口、B点は凝縮器出口である。縦軸は冷凍機油またはスラッジの冷媒液に対する流量割合である。線10および11は、それぞれ冷凍機油およびスラッジの冷媒液に対する飽和濃度、曲線12および13は、それぞれ冷凍機油およびスラッジの冷媒液に対する流量割合を示す。
Next, a process in which sludge adheres to the inner wall of the pipe will be described. FIG. 11B is a graph schematically showing the behavior of the refrigerant liquid, the refrigerating machine oil, and the sludge in the
従って、矢印で示す差14および15は、それぞれ冷媒液に未溶解の冷凍機油およびスラッジの冷媒液に対する流量割合を意味し、またC点(全ての冷凍機油が冷媒液に溶解する点)における矢印で示す差16は、冷媒液に対するスラッジの析出割合である、即ち、16に対応する量のスラッジが析出する。尚、10〜16を用いて説明しているスラッジは、冷凍機油に溶解性を有するスラッジである。 Therefore, the differences 14 and 15 indicated by the arrows mean the flow rate ratios of the refrigerating machine oil and sludge not dissolved in the refrigerant liquid to the refrigerant liquid, respectively, and the arrows at point C (the point where all the refrigerating machine oil dissolves in the refrigerant liquid). The difference 16 indicated by is the sludge deposition rate with respect to the refrigerant liquid, that is, the amount of sludge corresponding to 16 is deposited. In addition, the sludge currently demonstrated using 10-16 is a sludge which has solubility to refrigerating machine oil.
凝縮器入口(A点)において、圧縮機から吐出された冷媒ガスと冷凍機油が流入する。冷凍機油中には、浮遊した固形スラッジや溶解したスラッジが含まれている。冷凍機油は、一般的に、その固有の物性故に冷媒配管の壁との相互作用が強く、特にスラッジおよび冷媒液より強く、その結果、冷媒配管内壁に沿って流動する傾向にある。 At the condenser inlet (point A), the refrigerant gas discharged from the compressor and the refrigerating machine oil flow. The refrigerator oil contains suspended solid sludge and dissolved sludge. Refrigerating machine oil generally has a strong interaction with the wall of the refrigerant pipe due to its inherent physical properties, particularly stronger than sludge and refrigerant liquid, and as a result, tends to flow along the inner wall of the refrigerant pipe.
圧縮された冷媒ガスは、凝縮器中で凝縮を開始して冷媒液相を生成する。冷媒ガスが冷媒液に相変化するに従って、冷媒液の割合が増加し、この冷媒液に冷凍機油およびスラッジが溶解していく。従って、冷凍機油およびスラッジの冷媒液に対する流量割合12および13が共に急激に低下していく。この時、冷凍機油およびスラッジは共に冷媒液に溶解するが、以下のように飽和濃度より多い分だけは、未溶解の状態で残る:
(冷凍機油)
(未溶解冷凍機油量14)=(冷凍機油量12)−(冷凍機油飽和濃度10)
(スラッジ)
(未溶解スラッジ量15)=(スラッジ量13)−(スラッジ飽和濃度11)。
The compressed refrigerant gas starts condensing in the condenser to generate a refrigerant liquid phase. As the refrigerant gas undergoes a phase change to the refrigerant liquid, the ratio of the refrigerant liquid increases, and refrigeration oil and sludge are dissolved in the refrigerant liquid. Accordingly, the
(Refrigerator oil)
(Undissolved refrigerator oil amount 14) = (Refrigerator oil amount 12) − (Refrigerator oil saturation concentration 10)
(Sludge)
(Undissolved sludge amount 15) = (sludge amount 13) − (sludge saturation concentration 11).
更に、
(冷凍機油の飽和濃度10)>(スラッジの飽和濃度11)、
即ち、冷凍機油と比較してスラッジが冷媒液にそれほど溶解し得ず、また、
(未溶解冷凍機油量14)<(未溶解スラッジ量15)、
即ち、冷媒液に溶解せずに析出し得る量は、冷凍機油よりスラッジの方が多い場合、冷媒液とは独立して存在する冷凍機油相(即ち、冷媒液に溶解しきれないで別の液相として存在する冷凍機油相)中でスラッジは高濃度で濃縮された状態で溶解している。
Furthermore,
(Saturated concentration of refrigerating machine oil 10)> (saturated concentration of sludge 11),
That is, sludge cannot be dissolved so much in the refrigerant liquid as compared with refrigeration oil,
(Undissolved refrigerating machine oil amount 14) <(Undissolved sludge amount 15),
That is, when the amount of sludge that can be precipitated without dissolving in the refrigerant liquid is larger in the sludge than in the refrigeration oil, the refrigerating machine oil phase that exists independently of the refrigerant liquid (that is, it cannot be completely dissolved in the refrigerant liquid, The sludge is dissolved in a concentrated state in a refrigerator oil phase that exists as a liquid phase.
しなしながら、全ての冷凍機油が冷媒液に溶解する点(C点)に達すると、冷凍機油相は独立して存在し得ず、それに溶解していたスラッジは、冷媒液に対するスラッジ析出割合16だけ析出し、微細な固形状あるいは高粘度液状の析出スラッジとなり冷媒配管の内壁面に残されて付着する。この時、析出スラッジのバインダー作用により、周りに浮遊している固形スラッジも巻き込まれて付着する。以上の現象を繰り返すことにより、冷凍機油中に溶解していたスラッジが配管内壁に付着して、大きなスラッジに成長して最終的に流路閉塞をもたらし得る。また、非常に大きく成長したスラッジは、冷媒液の流れの剪断力により剥離され、大きな粒子となって浮遊して流れることも有り得る。 However, when the point at which all the refrigerating machine oil dissolves in the refrigerant liquid (point C) is reached, the refrigerating machine oil phase cannot exist independently, and the sludge dissolved therein has a sludge deposition ratio of 16 to the refrigerant liquid. It precipitates only and becomes a fine solid or high-viscosity liquid precipitation sludge, which remains on the inner wall surface of the refrigerant pipe and adheres. At this time, solid sludge floating around is also caught and adhered by the binder action of the precipitated sludge. By repeating the above phenomenon, the sludge dissolved in the refrigerating machine oil adheres to the inner wall of the pipe, and grows into a large sludge, which eventually leads to blockage of the flow path. In addition, sludge that grows very large is peeled off by the shearing force of the flow of the refrigerant liquid, and may float and flow as large particles.
冷媒液に対して上述のような飽和濃度の関係を持つスラッジは多く、例えば冷凍機油に添加される添加剤の熱劣化に由来するスラッジはその一例である。このスラッジの場合、劣化が進行するほど、高粘度液状、固形状となり、冷媒液に対する飽和濃度も減少する。 There are many sludges having a saturation concentration relationship as described above with respect to the refrigerant liquid. For example, sludge derived from thermal deterioration of an additive added to refrigerating machine oil is one example. In the case of this sludge, as the deterioration progresses, it becomes a highly viscous liquid and solid, and the saturation concentration with respect to the refrigerant liquid also decreases.
更に、冷凍機油中から析出するスラッジが少しでも存在すると、そのバインダー作用により浮遊する固形スラッジを巻き込み、また、析出後にスラッジが内壁に付着すると、機器の運転時間が経過すると共に大きな付着物に成長する。 Furthermore, if there is any sludge that precipitates from the refrigerating machine oil, solid sludge that floats due to the binder action is involved, and if the sludge adheres to the inner wall after precipitation, it grows into a large deposit as the operating time of the device elapses. To do.
尚、先に説明したように挙動する固形スラッジおよび油中に溶解するスラッジは、圧縮機から吐出されるスラッジに限らず、冷媒配管材料との反応による反応生成物およびゴミは固形スラッジとして、また、残存加工油等は油中に溶解するスラッジとして、同様な挙動をすると考えられる。 The solid sludge that behaves as described above and the sludge that dissolves in the oil are not limited to sludge discharged from the compressor, and reaction products and dust generated by the reaction with the refrigerant pipe material are solid sludge. Residual processing oil or the like is considered to behave similarly as sludge dissolved in oil.
以上のように、冷凍機油中から析出するスラッジは大きな付着物(またはスラッジ成長物)に成長し、最終的には流路閉塞を招き得る。また、大きく成長したスラッジが剥離して生成する剥離粒子によるスラッジ分離器の目詰まりにより、流路抵抗が増大して冷媒の循環量が低下し、冷凍能力が低下する。即ち、スラッジ分離器を使用しても、その目詰まりが比較的早い時期に生じることになる。 As described above, the sludge deposited from the refrigerating machine oil grows into a large deposit (or sludge growth product) and can eventually lead to blockage of the flow path. In addition, clogging of the sludge separator due to exfoliated particles generated by exfoliating sludge that has grown greatly increases the flow path resistance, reduces the circulation amount of the refrigerant, and reduces the refrigerating capacity. That is, even when a sludge separator is used, the clogging occurs at a relatively early time.
この発明は、上述のような問題点を解消するためになされたもので、冷蔵庫、空調機等の冷凍空調装置を構成する冷媒配管内にスラッジが付着することを抑制し、それによって、冷凍空調装置の運転信頼性を向上することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and suppresses sludge from adhering to the refrigerant piping constituting the refrigerating and air-conditioning apparatus such as a refrigerator and an air conditioner. The purpose is to improve the operation reliability of the device.
この発明は、第1の要旨の1つの態様において、圧縮機、凝縮器、絞り要素および蒸発器により構成された冷媒回路を備えた冷凍空調装置において、冷凍機油を凝縮器の入口または途中に追加する制御手段を有することを特徴とする冷凍空調装置を提供する。この冷凍空調装置では、制御手段は、凝縮器内を流れる冷凍機油の量が、冷媒液に溶解し得る冷凍機油の量より多くなるようにするのが好ましい。 In one aspect of the first aspect of the present invention, in the refrigerating and air-conditioning apparatus including the refrigerant circuit configured by the compressor, the condenser, the throttle element, and the evaporator, the refrigerating machine oil is added to the inlet or the middle of the condenser. There is provided a refrigerating and air-conditioning apparatus characterized by having a control means. In this refrigeration air conditioner, the control means preferably makes the amount of the refrigeration oil flowing in the condenser larger than the amount of the refrigeration oil that can be dissolved in the refrigerant liquid.
更に、この発明は、第1の要旨の別の態様において、圧縮機、凝縮器、絞り要素および蒸発器により構成された冷媒回路を備えた冷凍空調装置の運転方法を提供し、この方法は、凝縮器内を流れる冷凍機油の量が、凝縮器内を流れる冷媒液に溶解し得る冷凍機油の量より多くなるように制御することを特徴とする。 Furthermore, in another aspect of the first aspect, the present invention provides a method for operating a refrigeration air conditioner including a refrigerant circuit configured by a compressor, a condenser, a throttle element, and an evaporator. Control is performed so that the amount of refrigerating machine oil flowing in the condenser is larger than the amount of refrigerating machine oil that can be dissolved in the refrigerant liquid flowing in the condenser.
この発明は、第2の要旨の1つの態様において、圧縮機、凝縮器、絞り要素および蒸発器により構成された冷媒回路を備えた冷凍空調装置において、冷凍機油を凝縮器の入り口または途中に追加する制御手段を有することを特徴とするにおいて、制御手段は、凝縮器内を流れる冷凍機油の量が、冷媒液に溶解し得る冷凍機油の量より一時的に多くなるようにすることを特徴とする冷凍空調装置を提供する。 In one aspect of the second aspect of the present invention, in a refrigerating and air-conditioning apparatus including a refrigerant circuit constituted by a compressor, a condenser, a throttle element, and an evaporator, refrigerating machine oil is added to the inlet or in the middle of the condenser. The control means is characterized in that the amount of refrigerating machine oil flowing in the condenser is temporarily larger than the amount of refrigerating machine oil that can be dissolved in the refrigerant liquid. A refrigeration air conditioner is provided.
更に、この発明は、第2の要旨の別の態様において、圧縮機、凝縮器、絞り要素および蒸発器により構成された冷媒回路を備えた冷凍空調装置の運転方法を提供し、この方法は、冷凍機油の追加の制御手段を用いて、凝縮器内を流れる冷凍機油の量が冷媒液に溶解し得る冷凍機油の量より一時的に多くなるようにすることを特徴とする。 Furthermore, in another aspect of the second aspect, the present invention provides a method for operating a refrigeration air conditioner including a refrigerant circuit constituted by a compressor, a condenser, a throttle element, and an evaporator. Using the additional control means for the refrigerating machine oil, the amount of the refrigerating machine oil flowing in the condenser is temporarily made larger than the amount of the refrigerating machine oil that can be dissolved in the refrigerant liquid.
そのような制御手段として、圧縮機と凝縮器との間に、冷凍機油を溜める油溜容器を設け、油溜容器に含まれる冷凍機油は、凝縮器の入口または途中に接続した油注入管およびその注入管の途中に設けられた弁を介して凝縮器に追加される。この追加は、弁の開閉を制御するコントローラにより実施する。この油溜容器は、独立した容器ではなく、圧縮機の高圧空間内に冷凍機油を溜める油溜部であってもよい。 As such a control means, an oil sump container for refrigerating machine oil is provided between the compressor and the condenser, and the refrigerating machine oil contained in the oil sump container has an oil injection pipe connected to the inlet or in the middle of the condenser, and It is added to the condenser via a valve provided in the middle of the injection pipe. This addition is performed by a controller that controls the opening and closing of the valve. This oil reservoir is not an independent container, but may be an oil reservoir that stores refrigeration oil in the high-pressure space of the compressor.
この発明の第2の要旨において使用する別の制御手段として、回転機により駆動される圧縮機であって、回転機が常用回転数を超えた場合に単位冷媒流量当たりの冷凍機油の吐出量が増加する油吐出特性を有する圧縮機を使用し、圧縮機の回転数を調整する回転数調整手段および回転数調整手段を制御するコントローラを用いて冷凍機油の追加を制御する。 Another control means used in the second aspect of the present invention is a compressor driven by a rotating machine, and the amount of refrigerating machine oil discharged per unit refrigerant flow rate when the rotating machine exceeds the normal rotational speed. The compressor having an increasing oil discharge characteristic is used, and the addition of the refrigerating machine oil is controlled using a rotation speed adjusting means for adjusting the rotation speed of the compressor and a controller for controlling the rotation speed adjusting means.
この発明は、第3の要旨の1つの態様において、圧縮機、凝縮器、絞り要素および蒸発器により構成された冷媒回路を備えた冷凍空調装置において、凝縮器を第1凝縮器と第2凝縮器で構成し、それらの間に液溜容器を備え、この液溜容器は、凝縮器において凝縮して生成する冷媒液に冷凍機油が実質的に全て溶解する部位またはその近傍に存在することを特徴とする冷凍空調装置を提供する。尚、ここで、「近傍」とは、冷凍機油が実質的に全て溶解する丁度その部位にある必要がないことを意味し、冷凍空調装置の運転に差し支えない範囲でその部位からずれていてもよいことを意図する。 In one aspect of the third aspect of the present invention, in the refrigerating and air-conditioning apparatus including the refrigerant circuit including the compressor, the condenser, the throttle element, and the evaporator, the condenser is the first condenser and the second condenser. And a liquid storage container between them, and the liquid storage container is present at or near a site where substantially all the refrigerating machine oil is dissolved in the refrigerant liquid condensed and generated in the condenser. A refrigerating and air-conditioning apparatus is provided. Here, “near” means that the refrigerating machine oil does not need to be located at the position where all of the refrigerating machine oil is substantially dissolved. Intended to be good.
この発明は、第3の要旨の別の態様において、圧縮機、凝縮器、絞り要素および蒸発器により構成された冷媒回路を備えた冷凍空調装置の運転方法を提供し、凝縮器を第1凝縮器と第2凝縮器で構成し、それらの間に液溜容器を備え、第1凝縮器から液溜容器に供給されるストリームは、冷媒液相とは別に独立した冷凍機油相を含み、液溜容器において冷凍機油相が実質的に全て冷媒液に溶解するように、第1凝縮器および第2凝縮器の凝縮量を調節することを特徴とする。 In another aspect of the third aspect, the present invention provides a method for operating a refrigeration air conditioner including a refrigerant circuit configured by a compressor, a condenser, a throttle element, and an evaporator, and the condenser is first condensed. And the second condenser is provided with a liquid storage container therebetween, and the stream supplied from the first condenser to the liquid storage container includes a refrigerating machine oil phase independent of the refrigerant liquid phase, The amount of condensation of the first condenser and the second condenser is adjusted so that substantially all of the refrigerator oil phase is dissolved in the refrigerant liquid in the storage container.
尚、この冷凍空調装置およびその運転方法において、ハイドロフルオロカーボン系の冷媒と鉱油、ハード型アルキルベンゼン油等の合成油からなる冷凍機油の組み合わせを使用するのが特に好ましい。 In the refrigerating and air-conditioning apparatus and its operation method, it is particularly preferable to use a combination of a hydrofluorocarbon refrigerant and a refrigerating machine oil made of a synthetic oil such as mineral oil or hard alkylbenzene oil.
この発明において、冷媒液に対して限られた溶解度を有する油を冷凍機油として用いる。常套の冷凍空調装置において使用されている冷凍機油は、通常そのような溶解特性を有するので、常套の冷凍機油をこの発明においても使用できる。特に好ましい組み合わせとして、ハイドロフルオロカーボン系の冷媒と鉱油、ハード型アルキルベンゼン油等の合成油から成る冷凍機油を例示できる。 In the present invention, oil having limited solubility in the refrigerant liquid is used as the refrigerating machine oil. Since the refrigerating machine oil used in the conventional refrigerating and air-conditioning apparatus usually has such dissolution characteristics, the conventional refrigerating machine oil can also be used in the present invention. A particularly preferred combination is a refrigerating machine oil composed of a hydrofluorocarbon refrigerant and a synthetic oil such as mineral oil or hard alkylbenzene oil.
また、この発明において、冷凍空調装置は、先に説明し、また、以下に詳細に説明する凝縮器に関連するこの発明の特徴を除いては、冷蔵庫、空調機等に使用されている冷凍機のような常套の冷凍空調装置に用いられているものであってよい。 In the present invention, the refrigerating and air-conditioning apparatus is a refrigerating machine used in a refrigerator, an air conditioner, etc., except for the features of the present invention related to the condenser described above and described in detail below. It may be used for a conventional refrigeration air conditioner.
この発明の第1の要旨においては、凝縮器において、独立した冷凍機油の液相(即ち、冷媒液の相とは別の液相)が凝縮器の入口から出口まで常に存在することになる。凝縮器において冷凍機油の独立した液相が存在する場合、冷媒液に溶解し切れないスラッジは、存在する冷凍機油相に溶解することができ、スラッジの析出が防止される。更に、冷凍機油相にスラッジが溶解しきれずに析出する場合であっても、先に説明したように、冷凍機油相は配管内壁に沿って移動する傾向があるので、配管内壁は冷凍機油相によりコーティングされることになり、析出したスラッジは配管内壁に付着しにくいことになる。 In the first aspect of the present invention, in the condenser, the liquid phase of the independent refrigerating machine oil (that is, the liquid phase different from the refrigerant liquid phase) always exists from the inlet to the outlet of the condenser. When an independent liquid phase of refrigerating machine oil exists in the condenser, sludge that cannot be completely dissolved in the refrigerant liquid can be dissolved in the existing refrigerating machine oil phase, and sludge precipitation is prevented. Furthermore, even if sludge is not completely dissolved in the refrigeration oil phase, the refrigeration oil phase tends to move along the inner wall of the pipe as described above. It will be coated, and the deposited sludge will hardly adhere to the inner wall of the pipe.
この発明の第2の要旨においては、凝縮器において、一時的に独立した冷凍機油相が存在することになる。この場合、先と同様に、独立した相としての冷凍機油相は、配管内壁に沿って流れるので、配管内壁に付着したスラッジを溶解させ、また、剥離させることができる。 In the second aspect of the present invention, the condenser has a temporarily independent refrigerator oil phase. In this case, similarly to the above, the refrigerator oil phase as an independent phase flows along the inner wall of the pipe, so that sludge adhering to the inner wall of the pipe can be dissolved and separated.
この発明の第3の要旨においては、凝縮器の途中に設けた液溜容器において、少なくとも冷媒液に溶解しきれない量に実質的に等しい量のスラッジを析出させ、その後は、スラッジが実質的に析出しないようになる。その結果、液溜容器より下流の凝縮器においては、液溜において析出したスラッジが冷媒液に溶解することがあっても、新たなスラッジの析出は実質的に防止される。 In the third aspect of the present invention, in a liquid reservoir provided in the middle of the condenser, an amount of sludge substantially equal to at least the amount that cannot be dissolved in the refrigerant liquid is deposited. Will not precipitate. As a result, in the condenser downstream from the liquid reservoir, even if sludge deposited in the liquid reservoir may be dissolved in the refrigerant liquid, the precipitation of new sludge is substantially prevented.
次に添付図面を参照して、この発明を更に詳細に説明する。
実施の形態1.
この発明の第1の要旨の実施の形態について図1を参照して説明する。図1(a)は、本発明の冷凍空調装置の冷媒回路の模式的フローシートである。図1(a)のフローシートは、図11(a)と実質的に同様であり(即ち、1は圧縮機、2は凝縮器、3は絞り要素、4は蒸発器である)、実質的に同じ要素には同じ符号を付している(他のフローシートにおいても同様である)。尚、スラッジ分離機は図1(a)では示していないが、必要に応じて設けても設けなくてもよい(他の態様においても同様である)。
The present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
An embodiment of the first aspect of the present invention will be described with reference to FIG. Fig.1 (a) is a typical flow sheet of the refrigerant circuit of the refrigerating and air-conditioning apparatus of the present invention. The flow sheet of FIG. 1 (a) is substantially the same as FIG. 11 (a) (ie, 1 is a compressor, 2 is a condenser, 3 is a throttle element, 4 is an evaporator) and is substantially The same elements are denoted by the same reference numerals (the same applies to other flow sheets). Although the sludge separator is not shown in FIG. 1A, it may or may not be provided as necessary (the same applies to other aspects).
また、図1(b)には、図1(a)に示す態様の凝縮器2における冷媒液、冷凍機油およびスラッジの挙動を説明したグラフを示すが、このグラフの見方は、基本的には先に図11(b)を参照した説明と同様であるので、同じ内容については説明を省略する。但し、この態様では、グラフから明らかなように、凝縮器中の冷凍機油の流量条件は、冷媒液に対して、
(冷凍機油の流量割合12)>(冷凍機油の飽和濃度10)
となるように維持されている。
FIG. 1B shows a graph illustrating the behavior of the refrigerant liquid, the refrigerating machine oil, and the sludge in the
(Flow rate ratio 12 of refrigerating machine oil)> (saturation concentration 10 of refrigerating machine oil)
To be maintained.
次に、図1(a)に示す態様の動作について説明する。冷媒、冷凍機油、スラッジの流れについては、凝縮器2内で起こる動作のみ説明し、その他の部分では、図11を参照した説明と実質的に同様であるため説明を省略する(他の態様についても同様である)。
Next, the operation of the aspect shown in FIG. Regarding the flow of the refrigerant, the refrigerating machine oil, and the sludge, only the operation that occurs in the
凝縮器入口(A点)において、圧縮機から吐出された冷媒ガスと冷凍機油が流入する。冷凍機油中には、浮遊した固形スラッジおよび溶解したスラッジが含まれている。尚、上述のように、一般的に冷凍機油は冷媒配管内壁に沿って流動し易い。 At the condenser inlet (point A), the refrigerant gas discharged from the compressor and the refrigerating machine oil flow. Refrigerating machine oil contains suspended solid sludge and dissolved sludge. As described above, generally, refrigeration oil easily flows along the inner wall of the refrigerant pipe.
凝縮器2において、入口(A点)から出口(B点)に向かって冷媒ガスが冷媒液に相変化するにつれて、凝縮器中の冷媒液の量が増え、従って、冷媒液の割合が増加する。その結果、冷凍機油およびスラッジの冷媒液に対する流量割合(曲線12および13)が共に低下する。この時、冷凍機油およびスラッジは共に冷媒液に溶解していくが、飽和量より多い分に相当する冷凍機油およびスラッジ(14および15)だけが冷媒液に溶解せずに残る。
In the
この実施の形態においては、冷媒液に対して
(冷凍機油の流量割合12)>(冷凍機油の飽和濃度10)
が維持されているため、凝縮器出口(B点)においても、
(冷媒液に未溶解の冷凍機油の流量割合14、12−10)>0
となる。従って、凝縮器全体にわたって冷凍機油相が未溶解のまま冷媒配管の内壁面に沿って独立した液相として存在して移動していく状態が維持される。
In this embodiment, (refrigerating machine oil flow rate ratio 12)> (refrigerating machine oil saturation concentration 10) with respect to the refrigerant liquid
Is maintained at the condenser outlet (point B),
(Flow rate ratio of refrigerating machine oil not dissolved in refrigerant liquid 14, 12-10)> 0
It becomes. Therefore, the state where the refrigerating machine oil phase is present as an independent liquid phase along the inner wall surface of the refrigerant pipe while being undissolved is maintained throughout the condenser.
その結果、凝縮器出口(B点)において
(冷却液に未溶解のスラッジの流量割合15)>0
であっても、即ち、冷媒液に未溶解のままであり、冷媒配管の内壁面に残され得るようなスラッジが存在するとしても、内壁面を冷凍機油相が冷媒液に未溶解のまま、即ち、独立した液相として流動しているため、スラッジは内壁面に付着しないで、冷凍機油と共に絞り要素3に流入する。また、冷凍機油に溶解し得るスラッジは、少なくとも一部分が独立した液相として存在する冷凍機油相に溶解できる。
As a result, at the condenser outlet (point B) (flow rate ratio 15 of sludge not dissolved in the coolant)> 0
Even if there is sludge that remains undissolved in the refrigerant liquid and can remain on the inner wall surface of the refrigerant pipe, the refrigerator oil phase remains undissolved in the refrigerant liquid on the inner wall surface, That is, since it flows as an independent liquid phase, the sludge does not adhere to the inner wall surface and flows into the
このように、この態様では、スラッジの付着が防止され、また、独立した冷凍機油相中にスラッジが溶解することにより、析出するスラッジの量が減少する。
従って、従来例のように、全ての冷凍機油が冷媒液に溶解し、油中に溶解していたスラッジが冷媒配管の内壁面上で析出して微細な固形状あるいは高粘度液状の析出スラッジが付着したり、同時に周りに浮遊している固形スラッジも巻き込んで大きな付着物に成長することもない。
Thus, in this aspect, adhesion of sludge is prevented, and the amount of sludge that precipitates is reduced by dissolving the sludge in the independent refrigerator oil phase.
Therefore, as in the conventional example, all the refrigerating machine oil is dissolved in the refrigerant liquid, and the sludge dissolved in the oil is deposited on the inner wall surface of the refrigerant pipe to form a fine solid or high viscosity liquid precipitated sludge. It does not adhere to the solid sludge that is floating around it and grows into a large deposit.
尚、上述のように冷媒配管の内壁面に付着しないで挙動する固形スラッジおよび冷凍機油中に溶解するスラッジは、圧縮機から吐出されるスラッジに限らず、冷媒配管材料との反応による反応生成物およびゴミは固形スラッジとして、また、残存加工油等は冷凍機油中に溶解するスラッジとしてとして、同様な挙動をすると考えられる。 As described above, the solid sludge that does not adhere to the inner wall surface of the refrigerant pipe and the sludge that dissolves in the refrigerating machine oil are not limited to the sludge discharged from the compressor, but are reaction products resulting from the reaction with the refrigerant pipe material. In addition, it is considered that the waste and the waste behave as a solid sludge, and the remaining processed oil or the like behaves as a sludge that dissolves in the refrigerating machine oil.
従って、従来例のように、凝縮器において冷媒の配管内壁面でスラッジが大きく成長して流路抵抗が増大し、冷媒の循環量の低下により冷凍能力が低下することは抑制され、長期に亘り、安定した冷凍空調装置の運転を行うことができる。更に、凝縮器2と絞り要素3との間に細かい金網を内蔵したフィルタなどからなるスラッジ分離器を備えた場合でも、大きく成長したスラッジ粒子が配管内壁から剥離して、それによりフィルターが急速に目詰まりを起こすことは大きく減少し、長期にわたる運転信頼性を確保することができる。
Therefore, as in the conventional example, sludge grows greatly on the inner wall surface of the refrigerant pipe in the condenser and the flow path resistance increases, and it is suppressed that the refrigerating capacity is reduced due to a decrease in the circulation amount of the refrigerant. The operation of a stable refrigeration air conditioner can be performed. Furthermore, even when a sludge separator composed of a filter with a fine wire mesh is provided between the
実施の形態2.
この発明の第2の要旨の実施の形態について説明する。図2は、本発明の冷凍空調装置の冷媒回路の模式的フローシートである。図2のフローシートは、図1(a)と実質的に同様であり(即ち、1は圧縮機、2は凝縮器、3は絞り要素、4は蒸発器である)、同じ要素には同じ符号を付している。異なる点は、凝縮器2を流れる冷凍機油の冷媒液に対する流量割合を、一時的に冷凍機油の冷媒液に対する飽和濃度以上とする制御手段22を有する点である。
An embodiment of the second aspect of the present invention will be described. FIG. 2 is a schematic flow sheet of the refrigerant circuit of the refrigerating and air-conditioning apparatus of the present invention. The flow sheet of FIG. 2 is substantially similar to FIG. 1 (a) (ie, 1 is a compressor, 2 is a condenser, 3 is a throttling element, 4 is an evaporator), and the same elements are the same. The code | symbol is attached | subjected. The difference is that it has a control means 22 that temporarily sets the flow rate ratio of the refrigerating machine oil flowing through the
冷媒の基本的な流れについては実施の形態1と同様あるため、説明を省略する。ここでは、図2およびその運転フローチャートである図3を参照しながら、制御手段22の制御動作を説明する。 Since the basic flow of the refrigerant is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted. Here, the control operation of the control means 22 will be described with reference to FIG. 2 and FIG. 3 which is an operation flowchart thereof.
最初に、ステップ31において圧縮機1の運転開始命令を出し、冷凍空調装置の常用の運転条件で運転を開始する。即ち、図11(b)を参照して説明した、従来例の冷凍空調装置と同様の運転を実施する。換言すれば、凝縮器では、冷媒液に対して
(冷凍機油の流量割合12)<(冷凍機油の飽和濃度10)
となる状態が生じる運転を実施する。この運転では、先に説明したように、冷凍機油中に溶解していたスラッジが析出して、配管内壁に付着していく傾向がある。
First, in step 31, an operation start command for the
Carry out an operation that causes a condition to occur. In this operation, as described above, the sludge dissolved in the refrigerating machine oil tends to precipitate and adhere to the inner wall of the pipe.
次に、装置の運転を開始して時間ΔT1後に、ステップ32において、制御手段22によって冷凍機油を凝縮器に追加して、冷凍機油の冷媒液に対する流量割合を増加させる。ここで、凝縮器中の冷凍機油の流量条件は、冷媒液に対して
(冷凍機油の流量割合12)>(冷凍機油の飽和濃度10)
となるようにする。この場合、凝縮器内において冷媒液に溶解しきれない冷凍機油が存在するため、この冷凍液は、独立した液相として凝縮器において存在し、配管内壁に沿って移動する。従って、この運転では、配管内壁にスラッジが既に付着している場合、そのスラッジが独立した冷凍機油相に溶解したり、スラッジが剥離する傾向にある。
Next, after time ΔT1 from the start of the operation of the apparatus, in
To be. In this case, since there is refrigerating machine oil that cannot be completely dissolved in the refrigerant liquid in the condenser, the frozen liquid exists in the condenser as an independent liquid phase and moves along the inner wall of the pipe. Therefore, in this operation, when sludge has already adhered to the inner wall of the pipe, the sludge tends to dissolve in the independent refrigerating machine oil phase or peel off.
その後、ステップ33において、冷凍機油を追加してから時間ΔT2後に、冷凍機油の流量条件を元に戻す。従って、凝縮器内では、冷凍機油の独立した液相が存在しないようになる。
Thereafter, in
上述の時間ΔT1およびΔT2は、以下のように選択するのが好ましい:
常用の運転条件では、従来例と同様、冷凍機油中に溶解するスラッジは濃縮され、全ての冷凍機油が冷媒液に溶解する冷媒配管の内壁面で析出し微細な固形状あるいは高粘度液状に付着する傾向にある。スラッジの過度の析出および付着・成長は、冷凍空調装置の運転に支障をきたすので、スラッジが大きく成長する前に、付着・成長したスラッジを除去する必要がある。
The aforementioned times ΔT1 and ΔT2 are preferably selected as follows:
Under normal operating conditions, as in the conventional example, sludge that dissolves in refrigeration oil is concentrated, and all refrigeration oil deposits on the inner wall surface of the refrigerant piping that dissolves in the refrigerant liquid and adheres to a fine solid or highly viscous liquid. Tend to. Excessive sludge deposition and adhesion / growth hinder the operation of the refrigeration air conditioner. Therefore, it is necessary to remove the sludge that has adhered / grown before the sludge grows greatly.
そこで、凝縮器に冷凍機油を追加することによって、一時的に冷凍機油の流量条件を冷媒液に対して
(冷凍機油の流量割合12)>(冷凍機油の飽和濃度10)
とすれば、凝縮器の配管内壁に付着した析出スラッジは冷凍機油に再溶出すると共に容易に剥離させることができる。従って、時間ΔT1とは、析出スラッジがある程度の大きさまで成長するまでの時間であり、時間ΔT2とは、その析出して成長したスラッジを冷凍機油相に再溶出・剥離できるまでの時間である。即ち、冷凍空調装置の運転に支障が出ない程度まで、時間ΔT1の間、スラッジの付着を許容し、その後、時間ΔT2をかけて付着したスラッジを除去する。
Therefore, by adding the refrigerating machine oil to the condenser, the flow rate condition of the refrigerating machine oil is temporarily set to the refrigerant liquid (the refrigerating machine oil flow rate ratio 12)> (the refrigerating machine oil saturation concentration 10).
If so, the precipitated sludge adhering to the inner wall of the condenser can be re-eluted into the refrigerating machine oil and easily separated. Therefore, the time ΔT1 is the time until the precipitated sludge grows to a certain size, and the time ΔT2 is the time until the sludge that has precipitated and grown can be re-eluted and separated into the refrigerator oil phase. That is, the sludge is allowed to adhere for a time ΔT1 to the extent that does not hinder the operation of the refrigerating and air-conditioning apparatus, and then, the sludge that has adhered over the time ΔT2 is removed.
制御手段22により凝縮器に追加する冷凍機油の量は、発生するスラッジの種類および量、存在する冷媒の種類および量、既に存在する冷凍機油の種類および量等に応じて、当業者が適当に選択できる。例えば、トライ・アンド・エラー法によって、独立した冷凍機油相が存在するように加える冷凍機油の量を決定することができる。 The amount of refrigerating machine oil added to the condenser by the control means 22 depends on the type and amount of generated sludge, the type and quantity of refrigerant present, the type and amount of refrigerating machine oil already present, and the like by those skilled in the art. You can choose. For example, the amount of refrigeration oil added can be determined by a tri-and-error method so that there is an independent refrigeration oil phase.
尚、一時的に増えた冷凍機油は、時間ΔT2経過後に、回収するのが好ましく、一般的に冷凍空調装置において用いられる方法で実施してよい。例えば、圧縮機の下流に設けた適当な容器に気液分離機、例えばデミスター、ミストセパレータなどによって回収することができる。また、この気液分離機により回収して容器に溜められた冷凍機油を、ΔT1およびΔT2に基づくコントローラからの命令によって、弁を介して凝縮器に追加し、冷凍機油を再使用できる。 In addition, it is preferable to collect | recover the refrigeration oil which increased temporarily after time (DELTA) T2 progress, and you may implement by the method generally used in a refrigerating air conditioner. For example, it can be recovered in a suitable container provided downstream of the compressor by a gas-liquid separator such as a demister, mist separator or the like. Further, the refrigerating machine oil collected by the gas-liquid separator and stored in the container can be added to the condenser via a valve by a command from the controller based on ΔT1 and ΔT2, and the refrigerating machine oil can be reused.
ステップ34において、システムからの圧縮機停止指令が出るまで、以上の動作を繰り返す。圧縮機停止命令が出ると、ステップ35では、冷凍機油の冷媒液に対する流量割合を増加させ、冷凍機油の流量条件を再び、冷媒液に対して
(冷凍機油の流量割合12)>(冷凍機油の飽和濃度10)
として、独立した冷凍機油の液相を再度存在させて、先の説明と同様に、凝縮器配管内壁に付着したスラッジを溶解または除去した後、ステップ36において、圧縮機を停止する。
In step 34, the above operation is repeated until a compressor stop command is issued from the system. When the compressor stop command is issued, in
Then, the liquid phase of the independent refrigerating machine oil is made to exist again, and the sludge adhering to the inner wall of the condenser pipe is dissolved or removed in the same manner as described above. Then, in
このようにすると、凝縮器2の冷媒配管の内壁面においてスラッジが大きく成長することがないため、流路抵抗が増大して冷媒循環量の低下による冷凍能力の低下がなく、長期に亘り安定した運転を行うことができる。また、冷凍機油の流量割合をスラッジの成長を抑制するのに必要な量だけ一時的に増加すれば良いため効率の良い運転ができる。更に、圧縮機停止前に冷凍機油の流量割合を増加して析出スラッジを確実に除去するため、再起動時の安定した運転が確保され、装置の運転信頼性を向上することができる。
In this way, sludge does not grow greatly on the inner wall surface of the refrigerant pipe of the
尚、この実施の形態では、凝縮器における冷凍機油の流量条件を、冷媒液に対して
(冷凍機油の流量割合12)>(冷凍機油の飽和濃度10)
とすることにより付着したスラッジを剥離させるため、冷媒に対して溶解性が実質的に無いか、あるいは微弱の溶解性がある冷凍機油において特に有効であるが、冷媒に対して溶解性がある冷凍機油についても、一時的に大量の冷凍機油を追加して、冷凍機油の冷媒液に対する流量割合を増加させてスラッジを剥離させることができ、スラッジの付着を抑制することができる。
In this embodiment, the flow rate condition of the refrigerating machine oil in the condenser is set to (refrigerant oil flow rate ratio 12)> (refrigerating machine oil saturation concentration 10) with respect to the refrigerant liquid.
In order to peel off the attached sludge, the refrigeration oil that is substantially insoluble in the refrigerant or weakly soluble in the refrigerating machine oil is effective. As for machine oil, a large amount of refrigerating machine oil can be temporarily added to increase the flow rate ratio of the refrigerating machine oil to the refrigerant liquid so that sludge can be peeled off, and adhesion of sludge can be suppressed.
実施の形態3.
次に、より具体的な制御手段22を有する第3の実施の形態について説明する。図4は、実施の形態3による冷凍空調装置のフローシートを示す。図において、41は圧縮機1と凝縮器2の途中に設けられた油溜容器(予め、冷凍機油が入れられている)、42は一方を油溜容器41の底部に、他方を凝縮器2の途中に接続した油注入管、43は油注入管の途中に設けられた弁、44は弁43を開閉するように制御信号を送るコントローラであり、これら41、42、43および44が上述の制御手段22を構成する。その他の部分は、実施の形態2と実質的に同様であるので、説明を省略する。尚、圧縮機1から凝縮器への冷媒および冷凍機油(既に存在する冷凍機油)は、油溜容器41を経由して直接凝縮器2の入口に供給される。
Next, a third embodiment having more specific control means 22 will be described. FIG. 4 shows a flow sheet of the refrigeration air conditioner according to the third embodiment. In the figure, 41 is an oil reservoir (provided in advance with refrigerating machine oil) provided in the middle of the
冷媒の基本的な流れについては、実施の形態1と同様のため、ここでは主に制御手段22の制御内容について、図5の冷凍空調装置の制御動作を示すフローチャート図により説明する。 Since the basic flow of the refrigerant is the same as that of the first embodiment, the control contents of the control means 22 will be mainly described here with reference to the flowchart of FIG. 5 showing the control operation of the refrigeration air conditioner.
最初に、ステップ51において圧縮機1の運転開始命令を出し、冷凍空調装置の運転を実施の形態2と同様に開始する。ステップ52において、圧縮機1の運転開始後、時間ΔT1後に、弁43を開き、油溜容器41内に予め入れてある冷凍機油を凝縮器2に注入する。ここで、油の注入量は、冷媒液に対して
(冷凍機油の流量割合12)>(冷凍機油の飽和濃度10)
となるようにする。弁43を開いた後、ステップ53において、時間ΔT2後に、弁43を閉める。この実施の形態においても、圧縮機の下流にて上述のように、冷凍機油を回収し、それを凝縮器に加える。時間ΔT1およびΔT2については、実施の形態2と同様のため説明を省略する。
First, in step 51, an operation start command for the
To be. After opening the
ステップ54において、システムからの圧縮機停止指令が出るまで、上述の動作を繰り返す。ステップ55では、弁43を開け、冷凍機油の流量条件を再び、凝縮器において、冷媒液に対して
(冷凍機油の流量割合12)>(冷凍機油の飽和濃度10)
とし、ステップ56において、圧縮機を停止する。
In step 54, the above operation is repeated until a compressor stop command is issued from the system. In step 55, the
In
このようにして、先に説明した実施の形態2を具体的に実施でき、同様の効果を達成できる。
尚、油注入管42を凝縮器2に接続する場所は、凝縮器2の入口であっても同様の作用、効果が得られる。特に効果が大きいのは、凝縮器においてスラッジが析出しはじめる箇所に接続するのが好ましく、一般的には、C点に対応する箇所、またはそれより少し上流側であるのが特に好ましい。
In this way, the second embodiment described above can be specifically implemented, and the same effect can be achieved.
The same action and effect can be obtained even when the
実施の形態4.
次に第4の実施の形態について説明する。図6は、実施の形態4による冷凍空調装置の模式的フローシートであり、油溜容器41を圧縮機1の高圧空間内に設けたこと以外、実施の形態3と同様である。従って、この装置の運転およびそれによる作用は、実施の形態3の場合と実質的に同様であるので、説明を省略する。本実施の形態においても、実施の形態3と同様の効果を達成できるが、それに加えて、油溜容器を圧縮機と一体化することによって、冷凍空調装置が簡素化される。
Next, a fourth embodiment will be described. FIG. 6 is a schematic flow sheet of the refrigeration air conditioner according to the fourth embodiment, which is the same as that of the third embodiment except that the oil reservoir 41 is provided in the high-pressure space of the
実施の形態5.
次に、実施の形態5について説明する。図7(a)は、実施の形態5による冷凍空調装置の模式的フローシートを示す。61は圧縮機1の回転数を調整する回転数調整手段、62は圧縮機1の回転数を増減させるように回転数調整手段に指令信号を送るコントローラである。また、圧縮機1は、電動モータなどの回転機により駆動され、図7(b)に模式的に示すように、その常用回転数を超えた回転数において、単位冷媒流量当たりの冷凍機油の吐出量が増加する油吐出特性を有している。その他は、実施の形態2と同様のため、説明を省略する。即ち、この態様では、冷凍機油の追加を制御する手段22として、回転数調整手段61およびコントローラ62を有する。
Next, a fifth embodiment will be described. FIG. 7A shows a schematic flow sheet of the refrigeration air conditioner according to the fifth embodiment. 61 is a rotation speed adjusting means for adjusting the rotation speed of the
次に、冷媒の基本的な流れについては、実施の形態1と同様のため、ここでは主に制御手段22の制御内容について、図8の冷凍空調装置の制御動作を示すフローチャート図により説明する。 Next, since the basic flow of the refrigerant is the same as that in the first embodiment, the control contents of the control means 22 will be mainly described here with reference to the flowchart of FIG. 8 showing the control operation of the refrigeration air conditioner.
最初に、ステップ71において圧縮機1の運転開始命令を出す。この命令により、冷凍空調装置の運転を実施の形態2と同様に開始する。ステップ72において、圧縮機1の運転開始後、時間ΔT1後に、圧縮機1の回転数を増加させる。圧縮機1は上述のように油吐出特性を有しているため、単位冷媒流量当たりの冷凍機油の吐出量が増加する。ここで、回転数は、凝縮器における冷凍機油の流量条件が、冷媒液に対して
(冷凍機油の流量割合12)>(冷凍機油の飽和濃度10)
となるように冷凍機油の量を一時的に増やす。
First, in step 71, an operation start command for the
Temporarily increase the amount of refrigeration oil so that
圧縮機1の回転数を増加させて時間ΔT2が経過すると、ステップ73において圧縮機1の回転数を元に戻す。時間ΔT1および時間ΔT2については、実施の形態2と同様のため説明を省略する。
When the rotation speed of the
ステップ74において、システムからの圧縮機停止指令が出るまで以上の動作を繰り返す。ステップ75では、圧縮機1の回転数を増加させ、冷凍機油の流量条件を再び、凝縮器において、冷媒液に対して
(冷凍機油の流量割合12)>(冷凍機油の飽和濃度10)とし、ステップ76において、圧縮機を停止する。
In step 74, the above operation is repeated until a compressor stop command is issued from the system. In step 75, the rotation speed of the
このように、本実施の形態においても、実施の形態3と同様の効果を達成できるが、それに加えて、付属配管部品が不要のため装置が簡素化される、という効果も得られる。 As described above, the present embodiment can achieve the same effect as that of the third embodiment, but in addition, there is also an effect that the apparatus is simplified because the attached piping parts are unnecessary.
実施の形態6.
次に実施の形態6について説明する。図9は、実施の形態6による冷凍空調装置の模式的フローシートを示す。図において、81は第1凝縮器、82は第2凝縮器、83は第1凝縮器81と第2凝縮器82の間に設けられた液溜容器である。
Next, a sixth embodiment will be described. FIG. 9 shows a schematic flow sheet of the refrigerating and air-conditioning apparatus according to the sixth embodiment. In the figure, reference numeral 81 denotes a first condenser, 82 denotes a second condenser, and 83 denotes a liquid reservoir provided between the first condenser 81 and the second condenser 82.
ここで、第1凝縮器81と第2凝縮器82における熱交換量の比率は、液溜容器83に流入する冷媒液および冷凍機油を含むストリームの流量条件が、凝縮器において、冷媒液に対して
(冷凍機油の流量割合12)>(冷凍機油の飽和濃度10)
となるように設定されている。即ち、独立した冷凍機油の液相の存在が維持されるように、凝縮する冷媒液の量がコントロールされている。換言すれば、冷凍空調装置の仕様から全体としての冷媒液の凝縮量が決まり、また、冷媒液と冷凍機油との間の上記溶解度の関係から、第1凝縮器における凝縮量が決まり、従って、残りを第2凝縮器にて凝縮させる。勿論、凝縮量の代わりに、あるいはそれに加えて、液溜容器の位置をずらしてもよい。更に、液溜容器83では、冷凍機油が実質的に全部冷媒液に溶解するようになっている。
Here, the ratio of the amount of heat exchange in the first condenser 81 and the second condenser 82 is such that the flow rate condition of the stream including the refrigerant liquid and the refrigerating machine oil flowing into the liquid reservoir 83 is the same as the refrigerant liquid in the condenser. (Flow rate ratio 12 of refrigerating machine oil)> (saturation concentration 10 of refrigerating machine oil)
It is set to become. That is, the amount of the refrigerant liquid to be condensed is controlled so that the existence of the liquid phase of the independent refrigerating machine oil is maintained. In other words, the amount of condensation of the refrigerant liquid as a whole is determined from the specifications of the refrigeration air conditioner, and the amount of condensation in the first condenser is determined from the relationship of the solubility between the refrigerant liquid and the refrigerating machine oil. The rest is condensed in a second condenser. Of course, the position of the liquid reservoir may be shifted instead of or in addition to the amount of condensation. Further, in the liquid reservoir 83, substantially all the refrigerating machine oil is dissolved in the refrigerant liquid.
また、図10は、液溜容器83の模式的な詳細図であり、図において、91は液溜容器、92は、その一端が液溜容器91に貯溜された冷媒液内に挿入させた流入管、93は冷媒ガスを流出する冷媒ガス流出管、94は冷媒液を流出する冷媒液流出管、95は冷媒ガス、96は冷媒液、97は冷凍機油である。図示するように、第1凝縮器81からは、冷媒液相、冷凍機油相および冷媒ガスを含むストリームが液溜容器91に流入する。尚、装置のその他の要素に関しては、実施の形態1と同様のため、説明を省略する。
FIG. 10 is a schematic detailed view of the liquid storage container 83. In the figure, 91 is a liquid storage container, and 92 is an inflow in which one end is inserted into the refrigerant liquid stored in the
次に動作について説明する。第1凝縮器81、第2凝縮器82、および液溜容器83(または91)で起こる動作のみ説明し、その他は従来例と同様のため説明を省略する。第1凝縮器81から第2凝縮器82までの冷媒液、冷凍機油およびスラッジの挙動を、従来の動作を説明した図11(b)を用いて説明する。 Next, the operation will be described. Only the operations that occur in the first condenser 81, the second condenser 82, and the liquid reservoir 83 (or 91) will be described. The behavior of the refrigerant liquid, the refrigerating machine oil, and the sludge from the first condenser 81 to the second condenser 82 will be described with reference to FIG.
凝縮器における冷凍機油の流量条件が、冷媒液に対して
(冷凍機油の流量割合12)<(冷凍機油の飽和濃度10)
の場合、冷媒液の凝縮量が増えるにつれて、独立の相として存在する冷凍機油の量が減少し、C点において全ての冷凍機油が冷媒液に溶解する。この場合、冷凍機油中に溶解していたスラッジは、16に対応する量で析出し、本来であれば、冷媒配管の内壁面に残されて付着することになる。
The flow rate condition of the refrigerating machine oil in the condenser is (refrigerating machine oil flow rate 12) <(refrigerating machine oil saturation concentration 10) with respect to the refrigerant liquid.
In this case, as the amount of refrigerant liquid condensed increases, the amount of refrigerating machine oil that exists as an independent phase decreases, and all the refrigerating machine oil dissolves in the refrigerant liquid at point C. In this case, the sludge dissolved in the refrigerating machine oil is deposited in an amount corresponding to 16, and originally remains on the inner wall surface of the refrigerant pipe and adheres thereto.
しかしながら、この実施の形態の場合、C点に液溜容器83が設けられているため、独立した冷凍機油相が存在する第1凝縮器81では、スラッジの析出が実質的に抑制され、独立した冷凍機油相が存在しないC点に位置する液溜容器83に貯溜された冷媒液中でスラッジが析出する。この析出量は、16に相当し、従って、凝縮器中において析出し得る量に実質的に等しく、これ以上のスラッジは凝縮器82においては実質的に析出しない。更に、このように冷媒液中で析出したスラッジは微細な粒子状となりやすいため、冷媒配管の内壁面で大きく成長してスラッジが付着することが少ない。その結果、凝縮器の配管の内壁には新たなスラッジが析出することがなく、また、既に生成したスラッジも付着しにくい。 However, in the case of this embodiment, since the liquid storage container 83 is provided at the point C, in the first condenser 81 in which an independent refrigerator oil phase exists, the precipitation of sludge is substantially suppressed, and the Sludge is deposited in the refrigerant liquid stored in the liquid storage container 83 located at the point C where the oil phase of the refrigerator does not exist. This amount of precipitation corresponds to 16, and is therefore substantially equal to the amount that can be deposited in the condenser, and no further sludge is substantially deposited in the condenser 82. Furthermore, since the sludge deposited in the refrigerant liquid in this way tends to become fine particles, the sludge hardly grows and adheres to the inner wall surface of the refrigerant pipe. As a result, new sludge does not deposit on the inner wall of the condenser pipe, and sludge that has already been generated is less likely to adhere.
また、冷凍機油が冷媒液に溶解する速度に対して、冷媒が凝縮して冷媒液の流量が増加する速度が大きい場合でも、例えば図10に示すように、気液二相状態の冷媒および冷凍機油を含むストリームを、流入管92より液溜容器91に貯溜された冷媒液中へ流出させて冷凍機油と冷媒液との接触面積を増加させ、冷凍機油の冷媒液中への溶解を促進させることにより、冷凍機油を液溜容器83内で冷媒液に完全に溶解させることができるため、微細な粒子状にスラッジを析出させることができる。
Further, even when the speed at which the refrigerant condenses and the flow rate of the refrigerant liquid increases relative to the speed at which the refrigerating machine oil dissolves in the refrigerant liquid, as shown in FIG. 10, for example, as shown in FIG. The stream containing the machine oil is caused to flow out from the
このようにすると、スラッジが大きく成長して流路抵抗が増大して冷媒の循環量が低下することによる冷凍能力の低下はなく、長期に亘り安定した運転を行うことができる。また、凝縮器2と絞り要素3の間に細かい金網を内蔵したフィルタなどからなるスラッジ分離器を備えた場合でも、析出したスラッジは微細な粒子状であるため、フィルターの目詰まりを起こすことなく、運転信頼性を確保することができる。
In this way, the sludge grows greatly, the flow resistance increases, and the refrigerating capacity does not decrease due to the decrease in the circulation amount of the refrigerant, so that stable operation can be performed for a long time. Further, even when a sludge separator composed of a filter with a fine wire mesh is provided between the
(発明の効果)
この発明は、第1の要旨では、冷凍空調装置またはその運転方法において、凝縮器内を流れる冷凍機油の量が、凝縮器内を流れる冷媒液に溶解し得る冷凍機油の量より多いことに特徴がある。このような特徴によって、冷凍機油相が冷媒液に溶解せずに存在することになって、凝縮器の冷媒配管の内壁面上で、油中に溶解のスラッジが内壁面上で析出してその析出スラッジがバインダー作用により固形スラッジなどを巻き込んで大きく成長することがない。また、存在する冷凍機油相にスラッジを溶解させることができる。このため、流路抵抗が増大して冷媒の循環量の低下による冷凍能力の低下はなく、長期に亘り安定した運転を行うことができる。
(The invention's effect)
This invention is characterized in that, in the first aspect, in the refrigeration air conditioner or the operation method thereof, the amount of refrigeration oil flowing in the condenser is larger than the amount of refrigeration oil that can be dissolved in the refrigerant liquid flowing in the condenser. There is. Due to such characteristics, the refrigeration oil phase is present without being dissolved in the refrigerant liquid, and sludge dissolved in the oil is deposited on the inner wall surface of the refrigerant pipe of the condenser. Precipitated sludge does not grow greatly by entraining solid sludge or the like due to the binder action. Moreover, sludge can be dissolved in the existing refrigerator oil phase. For this reason, there is no decrease in the refrigerating capacity due to an increase in flow path resistance and a decrease in the circulation amount of the refrigerant, and a stable operation can be performed over a long period of time.
この発明は、第2の要旨では、冷凍空調装置またはその運転方法において、制御手段によって、凝縮器内を流れる冷凍機油の量が冷媒液に溶解し得る冷凍機油の量より一時的に多くなるようにすることに特徴があり、そのような制御手段は、圧縮機と凝縮器との間または圧縮機の高圧空間部に設けた油溜容器、およびそれから冷凍機油を凝縮器にコントロールして追加する手段であっても、あるいは、回転機により駆動し、その回転数に応じて冷凍機油を凝縮機に追加する圧縮機、ならびに回転機の回転数を調節する手段およびそのコントローラであってもよい。 According to the second aspect of the present invention, in the second aspect, in the refrigeration air conditioner or the operation method thereof, the amount of the refrigeration oil flowing in the condenser is temporarily increased by the control means from the amount of the refrigeration oil that can be dissolved in the refrigerant liquid. Such a control means includes an oil sump container provided between the compressor and the condenser or in the high pressure space of the compressor, and then adds refrigeration oil to the condenser in a controlled manner. Alternatively, the compressor may be a compressor that is driven by a rotating machine and adds refrigeration oil to the condenser according to the number of rotations, and a unit that adjusts the number of rotations of the rotating machine and a controller thereof.
このような特徴によって、冷凍機油の冷媒液に対する流量割合を一時的に冷凍機油の冷媒液に対する飽和濃度以上にして、凝縮器の配管内壁に付着したスラッジが大きく成長する前に、スラッジを冷凍機油に再溶出させて除去できるため、冷凍機油の流量割合をスラッジの成長を抑制するのに必要な量だけ一時的に増加すれば良いため効率の良い運転ができる。特に、油溜容器または回転機の回転数に応じて冷凍機油を追加する場合、冷凍機油の追加が簡単であるので、スラッジを除去する目的を容易に達成することができる。その結果、冷媒回路が簡素化でき、小型化かつ高信頼性化を得ることができる。 With such a feature, the flow rate ratio of the refrigerating machine oil to the refrigerant liquid is temporarily made higher than the saturation concentration of the refrigerating machine oil refrigerant liquid, and the sludge is refrigerating machine oil before the sludge adhering to the inner wall of the condenser grows greatly. Since it is sufficient to temporarily increase the flow rate of the refrigerating machine oil by an amount necessary for suppressing the growth of sludge, efficient operation can be performed. In particular, when refrigerating machine oil is added according to the number of rotations of the oil reservoir or the rotating machine, the addition of the refrigerating machine oil is simple, and therefore the object of removing sludge can be easily achieved. As a result, the refrigerant circuit can be simplified, and downsizing and high reliability can be obtained.
この発明は、第3の要旨では、冷凍空調装置またはその運転装置において、凝縮器を第1凝縮器と第2凝縮器で構成し、それらの間に液溜容器を備え、この液溜容器は、凝縮器において凝縮して生成する冷媒液に冷凍機油が実質的に全て溶解する部位またはその近傍に存在し、その結果、第1凝縮器から液溜容器に供給されるストリームは独立した冷凍機油相を含み、液溜容器において冷凍機油相が冷媒液に溶解するように、第1凝縮器および第2凝縮器の凝縮量を調節することを特徴とする。このような特徴によって、冷凍機油を液溜容器内で冷媒液に完全に溶解させることができるため、冷凍機油中で微細な粒子状にスラッジを析出させることができ、冷媒配管の内壁面上でスラッジが析出して大きく成長することがなく、またフィルターの目詰まりを起こすこともなく、長期に亘り安定した運転を行うことができる。 According to a third aspect of the present invention, in the refrigerating and air-conditioning apparatus or the operating apparatus thereof, the condenser includes a first condenser and a second condenser, and a liquid storage container is provided between them. The refrigerant liquid condensed and generated in the condenser is present at or near the site where the refrigerating machine oil is substantially completely dissolved, and as a result, the stream supplied from the first condenser to the liquid reservoir is an independent refrigerating machine oil. The amount of condensation of the first condenser and the second condenser is adjusted so that the refrigerator oil phase is dissolved in the refrigerant liquid in the liquid storage container. With such a feature, the refrigerating machine oil can be completely dissolved in the refrigerant liquid in the liquid storage container, so that sludge can be deposited in fine particles in the refrigerating machine oil, and on the inner wall surface of the refrigerant pipe. Sludge does not precipitate and grows large, and it does not cause clogging of the filter, and stable operation can be performed for a long time.
1 圧縮機、 2 凝縮器、 3 絞り要素、 4 蒸発器、
5 スラッジ分離器、 10 冷凍機油の冷媒液に対する飽和濃度、
11 スラッジの冷媒液に対する飽和濃度、
12 冷凍機油の冷媒液に対する流量割合、
13 スラッジの冷媒液に対する流量割合、
14 冷媒液に未溶解の冷凍機油の冷媒液に対する流量割合、
15 冷媒液に未溶解のスラッジの冷媒液に対する流量割合、
16 冷媒液に対するスラッジの析出割合、 21 冷媒回路、
22 制御手段、 41 油溜容器、 42 油注入管、 43 弁、
44 コントローラ、 61 回転数調整手段、 62 コントローラ、
81 第1凝縮器、 82 第2凝縮器、 83 液溜容器、 91 容器、 92 流入管、 93 冷媒ガス流出管、 94 冷媒液流出管、
95 冷媒ガス、 96 冷媒液、 97 冷凍機油。
1 compressor, 2 condenser, 3 throttle element, 4 evaporator,
5 Sludge separator, 10 Saturated concentration of refrigerant oil in refrigerant oil,
11 Saturated concentration of sludge in the refrigerant liquid,
12 Flow rate ratio of refrigerant oil to refrigerant liquid,
13 Flow rate ratio of sludge to refrigerant liquid,
14 Flow rate ratio of refrigerant oil undissolved in refrigerant liquid to refrigerant liquid,
15 Flow rate ratio of the undissolved sludge in the refrigerant liquid to the refrigerant liquid,
16 Precipitation ratio of sludge to refrigerant liquid, 21 Refrigerant circuit,
22 control means, 41 oil reservoir, 42 oil injection pipe, 43 valve,
44 controller, 61 rotation speed adjusting means, 62 controller,
81 first condenser, 82 second condenser, 83 liquid reservoir, 91 container, 92 inflow pipe, 93 refrigerant gas outflow pipe, 94 refrigerant liquid outflow pipe,
95 Refrigerant gas, 96 Refrigerant liquid, 97 Refrigerating machine oil.
Claims (7)
In a refrigerating and air-conditioning apparatus having a refrigerant circuit composed of a compressor, a condenser, a throttle element, and an evaporator, the condenser is composed of a first condenser and a second condenser, and a liquid reservoir is provided therebetween. The refrigerating and air-conditioning apparatus is characterized in that the liquid storage container is present at or near a portion where the refrigerating machine oil is substantially completely dissolved in the refrigerant liquid generated by condensation in the condenser.
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CN106895612A (en) * | 2017-03-22 | 2017-06-27 | 刘焓 | A kind of condenser of built-in oil eliminator |
CN108253674A (en) * | 2017-12-08 | 2018-07-06 | 上海三菱电机·上菱空调机电器有限公司 | The switching method and system of refrigerant control are carried out by coolant piping length |
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2005
- 2005-11-10 JP JP2005326353A patent/JP2006098050A/en active Pending
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CN108253674B (en) * | 2017-12-08 | 2020-11-20 | 上海三菱电机·上菱空调机电器有限公司 | Switching method and system for controlling refrigerant according to length of refrigerant piping |
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