JP2010078164A - Refrigeration and air conditioning device - Google Patents

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JP2010078164A
JP2010078164A JP2008243555A JP2008243555A JP2010078164A JP 2010078164 A JP2010078164 A JP 2010078164A JP 2008243555 A JP2008243555 A JP 2008243555A JP 2008243555 A JP2008243555 A JP 2008243555A JP 2010078164 A JP2010078164 A JP 2010078164A
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Kumar Dotto Oshitto
クマール ドット オシット
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Fujitsu General Ltd
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Fujitsu General Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a refrigeration and air conditioning device capable of continuing a heating/cooling operation without causing shortage of lubricant in each compressor. <P>SOLUTION: The compressor 1, a four-way valve 2, an indoor heat exchanger 3, a first expansion valve 4, and an outdoor heat exchanger 5 are successively connected, and the compressor 1 is constituted as a multistage compressor by connecting a first compressor 1a, a second compressor 1b and a third compressor 1c in series. The first compressor 1a includes a first bypass passage 14 having a third solenoid opening/closing valve 17 in parallel therewith, the second compressor 1b includes a second bypass passage 15 having a forth solenoid opening/closing valve 18 in parallel therewith, and connected with the first bypass passage 14, and the third compressor 1c includes a third bypass passage 16 having a fifth solenoid opening/closing valve 19 in parallel therewith and connected with the second bypass passage 15. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、多段圧縮機と、同多段圧縮機に中間圧の冷媒をインジェクションするインジェクション回路を備えた冷凍空調装置に関する。   The present invention relates to a multi-stage compressor and a refrigerating and air-conditioning apparatus provided with an injection circuit for injecting an intermediate pressure refrigerant into the multi-stage compressor.

従来の冷凍空調装置は、例えば図4で示すように、低段側圧縮機40aと高段側圧縮機40bとを直列に接続するとともに、室外熱交換器41と、中間冷却器42と、第一電磁開閉弁43と、第一膨張弁44と室内熱交換器45とを順次接続し、また、中間冷却器42と、低段側圧縮機40aと高段側圧縮機40bとの間には、インジェクション配管46を接続しており、室外熱交換器41と中間冷却器42との間から分岐し、中間冷却器42に接続されるバイパス路47には、第二電磁開閉弁48と第二膨張弁49が設けられている。更に、低段側圧縮機40aには、これと並列に逆止弁51を備えたバイパス路50が設けられ、高段側圧縮機40bには、これと並列に逆止弁53を備えたバイパス路52が設けられている。   For example, as shown in FIG. 4, the conventional refrigeration air conditioner connects a low-stage compressor 40a and a high-stage compressor 40b in series, an outdoor heat exchanger 41, an intercooler 42, One electromagnetic on-off valve 43, a first expansion valve 44, and an indoor heat exchanger 45 are sequentially connected, and between the intermediate cooler 42, the low-stage compressor 40a, and the high-stage compressor 40b. The injection pipe 46 is connected, branches from between the outdoor heat exchanger 41 and the intermediate cooler 42, and is connected to the bypass passage 47 connected to the intermediate cooler 42 with a second electromagnetic on-off valve 48 and a second An expansion valve 49 is provided. Further, the low-stage compressor 40a is provided with a bypass passage 50 provided with a check valve 51 in parallel therewith, and the high-stage compressor 40b is provided with a bypass provided with a check valve 53 in parallel therewith. A path 52 is provided.

低段側圧縮機40a及び高段側圧縮機40bで圧縮された高温高圧の冷媒は、室外熱交換器41に流入し、熱を放出して凝縮する。凝縮した冷媒は中間冷却器42で冷却された後、第一膨張弁44で減圧され、室内熱交換器45に流入して熱を吸収して蒸発し、蒸発した冷媒は低段側圧縮機40aに還流するようになっている。また、中間冷却器42で冷却された冷媒は、インジェクション配管46を介して低段側圧縮機40aで圧縮された高温の冷媒と合流し、高段側圧縮機40bで圧縮された後、室外熱交換器41で凝縮し、凝縮した冷媒の一部はバイパス路47の第二膨張弁49により減圧されて、中間冷却器42で過冷却状態まで冷却されるようになっている。これにより、被冷却物を超低温度まで冷却することができるようになっている。   The high-temperature and high-pressure refrigerant compressed by the low-stage compressor 40a and the high-stage compressor 40b flows into the outdoor heat exchanger 41, releases heat, and condenses. The condensed refrigerant is cooled by the intermediate cooler 42 and then depressurized by the first expansion valve 44, and flows into the indoor heat exchanger 45 to absorb heat and evaporate. The evaporated refrigerant is the low-stage compressor 40a. To reflux. The refrigerant cooled by the intermediate cooler 42 joins the high-temperature refrigerant compressed by the low-stage compressor 40a via the injection pipe 46 and is compressed by the high-stage compressor 40b, and then the outdoor heat A part of the refrigerant condensed by the exchanger 41 is decompressed by the second expansion valve 49 of the bypass passage 47 and cooled to the supercooled state by the intermediate cooler 42. As a result, the object to be cooled can be cooled to an extremely low temperature.

被冷却物を比較的、高い温度範囲で冷却しようとすると、低段側圧縮機40a及び高段側圧縮機40bを同時に稼働している場合には、高段側圧縮機40bへの冷媒循環量が多い為、同高段側圧縮機40bへの負荷が高くなり、構成部品等に支障が発生する虞がある。そのような場合、バイパス路52の逆止弁53を開放し、同バイパス路52に冷媒を流して高段側圧縮機40bを迂回するようになっている。同様に、バイパス路50の逆止弁51を開放した場合には、低段側圧縮機40aを迂回して冷媒が流れるようになっている。   When the object to be cooled is to be cooled in a relatively high temperature range, if the low-stage compressor 40a and the high-stage compressor 40b are simultaneously operated, the refrigerant circulation amount to the high-stage compressor 40b Therefore, the load on the high-stage compressor 40b is increased, and there is a possibility that trouble may occur in the component parts. In such a case, the check valve 53 of the bypass passage 52 is opened, and the refrigerant flows through the bypass passage 52 to bypass the high-stage compressor 40b. Similarly, when the check valve 51 of the bypass passage 50 is opened, the refrigerant flows around the low-stage compressor 40a.

しかしながら、低段側圧縮機40a及び高段側圧縮機40bを同時に稼働させた場合、あるいは低段側圧縮機40a、高段側圧縮機40bのいずれかを稼働させた場合においても、圧縮機内部の構成部品を潤滑する潤滑油が冷媒回路内に流出してしまい、構成部品としての軸受等に焼付等の不具合が発生する虞があった。これを防ぐには、冷暖房運転を中止し、潤滑油回収運転等を行う必要があり、対応が求められていた。
特開平4−76357号(2頁、図1)
However, when the low-stage compressor 40a and the high-stage compressor 40b are operated simultaneously, or when either the low-stage compressor 40a or the high-stage compressor 40b is operated, the inside of the compressor Lubricating oil that lubricates these components flows out into the refrigerant circuit, and there is a risk that problems such as seizure may occur in bearings or the like as the components. In order to prevent this, it is necessary to stop the air-conditioning operation and perform the recovery operation of the lubricating oil, and a response has been demanded.
JP-A-4-76357 (2 pages, FIG. 1)

本発明は、上記問題点に鑑み、各圧縮機が潤滑油不足を招くことなく冷暖房運転を継続することのできる冷凍空調装置を提供することを目的とする。
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a refrigerating and air-conditioning apparatus in which each compressor can continue a cooling / heating operation without causing a shortage of lubricating oil.

本発明は、第一圧縮手段と、第二圧縮手段と、第三圧縮手段とを直列に連結した圧縮機構と、四方弁と、利用側熱交換器と、第一減圧手段と、熱源側熱交換器とを順次接続してなり、前記第一圧縮手段、前記第二圧縮手段及び前記第三圧縮手段に、夫々これと並列に、開閉手段を備えたバイパス路を設けてなる構成となっている。   The present invention includes a compression mechanism in which a first compression means, a second compression means, and a third compression means are connected in series, a four-way valve, a use side heat exchanger, a first pressure reduction means, and a heat source side heat. The first and second compression means, the third compression means and the third compression means are each provided in parallel with a bypass path provided with an opening / closing means. Yes.

また、前記第二圧縮手段の吸込側と、前記利用側熱交換器と前記第一減圧手段の間とを第二減圧手段を備えた第一インジェクション配管で接続するとともに、前記第一圧縮手段の吸込側と、前記第二減圧手段と前記第二圧縮手段の吸込側の間とを、第三減圧手段を備えた第二インジェクション配管で接続してなる構成となっている。   Further, the suction side of the second compression means, and the use side heat exchanger and the first pressure reduction means are connected by a first injection pipe provided with a second pressure reduction means, and the first compression means The suction side and the second pressure reducing means and the suction side of the second compression means are connected by a second injection pipe provided with a third pressure reducing means.

請求項1記載の発明によれば、複数の圧縮機に、夫々これと並列に、開閉手段を備えたバイパス路を設け、同バイパス路を適宜切換えることにより、圧縮機の潤滑油不足を招くことなく冷暖房運転を継続できるようになっている。また、圧縮機を適宜選択して稼働させることによりエネルギ効率の向上した運転を行えるようになっている。   According to the first aspect of the present invention, a plurality of compressors are provided with bypass passages provided with opening / closing means in parallel with each of the compressors, and the bypass passages are switched as appropriate to cause a shortage of lubricating oil in the compressors. The air-conditioning operation can be continued. Moreover, the operation | movement which improved energy efficiency can be performed now by selecting and operating a compressor suitably.

請求項2記載の発明によれば、インジェクション配管が第二減圧手段を備えた第一インジェクション配管と、第二減圧手段の下流側から分岐され第三減圧手段を備えた第二インジェクション配管とからなることにより、直列に連結された各圧縮手段に夫々適切な圧力に調整されたインジェクション冷媒が供給されることとなり、圧縮機構からの吐出温度を高くすることなく、また、圧縮機構からの吐出冷媒量を増加させることができるようになっている。また、第一インジェクション配管と、同第一インジェクション配管から分岐した第二インジェクション配管とから冷媒がインジェクションされることにより、圧縮機1aの吸込口あるいは圧縮機1bの吸込口のどちらか一方にのみインジェクションした場合と比較し、吐出される冷媒の温度上昇を、より抑制できる一方、吐出冷媒量を増大させることができるようになっており、また、低圧側にインジェクションされる冷媒を高圧側から分岐させ、第二膨張弁で減圧された冷媒を第三膨張弁で減圧することにより、同第三膨張弁を小型化することができるようになっている。   According to invention of Claim 2, injection piping consists of 1st injection piping provided with the 2nd pressure reduction means, and 2nd injection piping which branched from the downstream of the 2nd pressure reduction means and was equipped with the 3rd pressure reduction means. As a result, the injection refrigerant adjusted to an appropriate pressure is supplied to each of the compression means connected in series, and without increasing the discharge temperature from the compression mechanism, the amount of refrigerant discharged from the compression mechanism Can be increased. Further, the refrigerant is injected from the first injection pipe and the second injection pipe branched from the first injection pipe, so that only one of the suction port of the compressor 1a or the suction port of the compressor 1b is injected. Compared with the case where the temperature is increased, the temperature rise of the discharged refrigerant can be further suppressed, while the amount of discharged refrigerant can be increased, and the refrigerant injected to the low pressure side is branched from the high pressure side. The third expansion valve can be downsized by reducing the pressure of the refrigerant decompressed by the second expansion valve with the third expansion valve.

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail as examples based on the attached drawings.

図1は本発明による冷凍空調装置の第一実施例を示す冷媒回路図であり、図2はそのP−h線図であり、図3は第二実施例を示す冷媒回路図である。   FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram showing a first embodiment of a refrigerating and air-conditioning apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a Ph diagram thereof, and FIG. 3 is a refrigerant circuit diagram showing a second embodiment.

本発明による冷凍空調装置の第一実施例は、図1(A)で示すように、圧縮機構としての多段圧縮機1と、冷房運転及び暖房運転の切換を行う四方弁2と、利用側熱交換器としての室内熱交換器3と、減圧手段としての第一膨張弁4と、熱源側熱交換器としての室外熱交換器5とを順次接続して冷媒回路を構成している。   As shown in FIG. 1A, a first embodiment of a refrigeration air conditioner according to the present invention includes a multistage compressor 1 as a compression mechanism, a four-way valve 2 for switching between cooling operation and heating operation, and use side heat. An indoor heat exchanger 3 as an exchanger, a first expansion valve 4 as a pressure reducing means, and an outdoor heat exchanger 5 as a heat source side heat exchanger are sequentially connected to constitute a refrigerant circuit.

圧縮機構としての多段圧縮機1は、圧縮手段としての第一圧縮機1aと第二圧縮機1bと第三圧縮機1cとを直列に連結して構成され、第一圧縮機1aの吐出側と第二圧縮機1bの吸込側は連結管1dにより連結され、第二圧縮機1bの吐出側と第三圧縮機1cの吸込側は連結管1eにより夫々連結されている。第一圧縮機1aで圧縮された冷媒を連結管1dにより第二圧縮機1bに流入させて圧縮し、更に連結管1eにより第三圧縮機1cに流入させて、より高圧となるよう圧縮することにより、圧縮差圧の大きい単段圧縮機を用いることなく、必要な圧縮差圧を得ることができるようになっており、これにより、広い外気温度範囲に対応して運転を行うことができるとともに、吐出温度を上昇させることなく冷媒を圧縮することができるようになっており、また、暖房能力及び冷房能力を向上させることができるようになっている。尚、この実施例では、圧縮機構の圧縮手段として第一圧縮機1a、第二圧縮機1b及び第三圧縮機1cを用いて説明しているが、圧縮手段としては、これに限定されるものでなく、単一の圧縮機に内蔵される、第一圧縮室、第二圧縮室及び第三圧縮室で構成しても良い。また、必要に応じて能力の異なる圧縮機を組み合わせてもよい。   A multistage compressor 1 as a compression mechanism is configured by connecting a first compressor 1a, a second compressor 1b, and a third compressor 1c as compression means in series, and a discharge side of the first compressor 1a. The suction side of the second compressor 1b is connected by a connecting pipe 1d, and the discharge side of the second compressor 1b and the suction side of the third compressor 1c are connected by a connecting pipe 1e, respectively. The refrigerant compressed by the first compressor 1a is caused to flow into the second compressor 1b through the connecting pipe 1d and compressed, and further through the connecting pipe 1e into the third compressor 1c to be compressed to a higher pressure. Therefore, it is possible to obtain the necessary compression differential pressure without using a single-stage compressor having a large compression differential pressure, and thus it is possible to operate corresponding to a wide outside air temperature range. The refrigerant can be compressed without increasing the discharge temperature, and the heating capacity and the cooling capacity can be improved. In this embodiment, the first compressor 1a, the second compressor 1b and the third compressor 1c are described as the compression means of the compression mechanism. However, the compression means is limited to this. Instead, the first compression chamber, the second compression chamber, and the third compression chamber may be included in a single compressor. Moreover, you may combine the compressor from which capability differs as needed.

室内熱交換器3と第一膨張弁4の間からは、第一電磁開閉弁12を備えた暖房時用インジェクション配管6が分岐され、第一膨張弁4と室外熱交換器5との間からは、第二電磁開閉弁13を備えた冷房時用インジェクション配管7が分岐されており、これらは合流して、第二圧縮機1bと第三圧縮機1cとを結ぶ連結管1eに至る第二膨張弁10を備えた、第一インジェクション配管8に接続されている。また、同第一インジェクション配管8の第二膨張弁10下流側からは、第一圧縮機1aと第二圧縮機1bとを結ぶ連結管1dに接続される第三膨張弁11を備えた第二インジェクション配管9が分岐されている。   From between the indoor heat exchanger 3 and the first expansion valve 4, a heating injection pipe 6 having a first electromagnetic on-off valve 12 is branched, and from between the first expansion valve 4 and the outdoor heat exchanger 5. Is branched by a cooling injection pipe 7 provided with a second electromagnetic on-off valve 13, which joins to a connecting pipe 1e connecting the second compressor 1b and the third compressor 1c. It is connected to a first injection pipe 8 provided with an expansion valve 10. A second expansion valve 11 is connected to a connecting pipe 1d connecting the first compressor 1a and the second compressor 1b from the downstream side of the second expansion valve 10 of the first injection pipe 8. The injection pipe 9 is branched.

また、多段圧縮機1にバイパス路を夫々追加して、各圧縮機の個別運転を可能としている。第一圧縮機1aには、これと並列に第三電磁開閉弁17を備えた第一バイパス路14が設けられ、第二圧縮機1bには、これと並列に第四電磁開閉弁18を備え、第一バイパス路14と連結された第二バイパス路15が設けられ、また、第三圧縮機1cには、これと並列に第五電磁開閉弁19を備え、第二バイパス路15と連結された第三バイパス路16が設けられている。また、第一圧縮機1aから第三圧縮機1cまで最大圧縮容量が異なるようになっている。   Moreover, a bypass path is added to the multistage compressor 1 to enable individual operation of each compressor. The first compressor 1a is provided with a first bypass passage 14 provided with a third electromagnetic on-off valve 17 in parallel therewith, and the second compressor 1b is provided with a fourth electromagnetic on-off valve 18 in parallel therewith. The second bypass passage 15 connected to the first bypass passage 14 is provided, and the third compressor 1c is provided with a fifth electromagnetic on-off valve 19 in parallel therewith and connected to the second bypass passage 15. A third bypass 16 is provided. Further, the maximum compression capacity is different from the first compressor 1a to the third compressor 1c.

次に、暖房運転時の冷媒の流れについて説明する。第一圧縮機1aと第二圧縮機1bと第三圧縮機1cは全て稼働され、また、図1(B)に示すように、第一電磁開閉弁12は開放状態となるが、第二電磁開閉弁13は閉鎖状態となる。   Next, the flow of the refrigerant during the heating operation will be described. The first compressor 1a, the second compressor 1b, and the third compressor 1c are all operated, and as shown in FIG. 1B, the first electromagnetic on-off valve 12 is opened, but the second electromagnetic The on-off valve 13 is closed.

多段圧縮機1から吐出された高温高圧の冷媒は、実線の矢印で示すように、四方弁2を介して室内熱交換器3に流入し、同室内熱交換器3で、周囲を流れる空気と熱交換して熱を放出し凝縮する。放出された熱で加熱された空気は図示しない送風ファンにより送出されて室内を暖房するようになっている。室内熱交換器3で凝縮した冷媒は続いて第一膨張弁4で減圧されて低温低圧となり室外熱交換器5に流入し、周囲の熱を吸収して蒸発し、蒸発した冷媒は多段圧縮機1に還流するようになっている。   The high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the multistage compressor 1 flows into the indoor heat exchanger 3 through the four-way valve 2 as indicated by solid arrows, and the indoor heat exchanger 3 Heat exchanges to release heat and condense. The air heated by the released heat is sent out by a blower fan (not shown) to heat the room. The refrigerant condensed in the indoor heat exchanger 3 is subsequently depressurized by the first expansion valve 4 to become a low temperature and low pressure, flows into the outdoor heat exchanger 5, absorbs ambient heat and evaporates, and the evaporated refrigerant is a multistage compressor. 1 to reflux.

また、室内熱交換器3から流出した冷媒の一部は、第一電磁開閉弁12が開放されていることにより暖房時用インジェクション配管6に流入し、第二膨張弁10で減圧され温度が低下した後、第一インジェクション配管8により連結管1eにインジェクションされるようになっている。また、第二膨張弁10で減圧された冷媒の一部は、第二インジェクション配管9に分岐し、第三膨張弁11により更に減圧されて低温となり、連結管1dにインジェクションされるようになっている。連結管1eにインジェクションされた冷媒は、第二圧縮機1bから吐出された冷媒と合流し、連結管1dにインジェクションされた冷媒は、第一圧縮機1aから吐出された冷媒と合流して、夫々混合することにより冷媒温度を低下させ、次段の圧縮機で圧縮された後、吐出されることにより第二圧縮機1bと第三圧縮機1cからの冷媒吐出量を増大させることができるようになっている。これにより多段圧縮機1から吐出される冷媒温度の上昇を防止しながら、吐出冷媒量を増大させることができるようになっている。   Further, a part of the refrigerant flowing out of the indoor heat exchanger 3 flows into the heating injection pipe 6 due to the opening of the first electromagnetic on-off valve 12, and is depressurized by the second expansion valve 10 to lower the temperature. After that, the first injection pipe 8 is injected into the connecting pipe 1e. Further, a part of the refrigerant depressurized by the second expansion valve 10 branches to the second injection pipe 9, is further depressurized by the third expansion valve 11, becomes low temperature, and is injected into the connecting pipe 1d. Yes. The refrigerant injected into the connecting pipe 1e merges with the refrigerant discharged from the second compressor 1b, and the refrigerant injected into the connecting pipe 1d merges with the refrigerant discharged from the first compressor 1a, respectively. The refrigerant temperature is lowered by mixing, and after being compressed by the compressor of the next stage, the refrigerant discharged from the second compressor 1b and the third compressor 1c can be increased by being discharged. It has become. As a result, the amount of refrigerant discharged can be increased while preventing an increase in the temperature of the refrigerant discharged from the multistage compressor 1.

上記した暖房運転時の冷媒の流れを図2のP−h線図を用いて説明する。P−h線図の横軸は比エンタルピであり、縦軸は圧力である。また、インジェクション回路には気液分離器が用いられるのが通常であるので、図1の冷媒回路において、第一インジェクション配管8からの第二インジェクション配管9の分岐点には、図示はしていないが第一気液分離器が設けられ、第二インジェクション配管9の第三膨張弁11の下流側にも図示しない第二気液分離器が設けられているものとする。また、同第二気液分離器で分離された液冷媒は図示しない膨張弁により減圧され、室外熱交換器5の上流側に接続されるものとする。   The refrigerant flow during the heating operation described above will be described with reference to the Ph diagram of FIG. The horizontal axis of the Ph diagram is specific enthalpy and the vertical axis is pressure. Further, since a gas-liquid separator is usually used for the injection circuit, the branching point of the second injection pipe 9 from the first injection pipe 8 is not shown in the refrigerant circuit of FIG. It is assumed that a first gas-liquid separator is provided, and a second gas-liquid separator (not shown) is also provided downstream of the third expansion valve 11 of the second injection pipe 9. The liquid refrigerant separated by the second gas-liquid separator is decompressed by an expansion valve (not shown) and connected to the upstream side of the outdoor heat exchanger 5.

第一圧縮機1aに流入した低温低圧のガス冷媒は、状態Aから状態Bまで圧縮された後、後述する第二インジェクション配管9を介して連結管1dにインジェクションされる状態Nで示すインジェクション冷媒と混合され、温度が低下し状態Cになる。温度が低下した冷媒は、第二圧縮機1bにより更に圧縮され状態Dに移行した後、後述する第一インジェクション配管8を介して連結管1eにインジェクションされる、状態Nのインジェクション冷媒よりも高圧の状態Pのインジェクション冷媒と混合し、温度が低下して状態Eとなって第三圧縮機1cに吸入されるようになっている。   The low-temperature and low-pressure gas refrigerant that has flowed into the first compressor 1a is compressed from the state A to the state B, and then injected into the connecting pipe 1d via the second injection pipe 9 described later, As a result, the temperature drops to state C. The refrigerant whose temperature has been lowered is further compressed by the second compressor 1b and shifted to the state D, and then injected into the connecting pipe 1e via the first injection pipe 8 to be described later, and has a higher pressure than the injection refrigerant in the state N. The refrigerant is mixed with the injection refrigerant in the state P, and the temperature is lowered to the state E so as to be sucked into the third compressor 1c.

冷媒は、第三圧縮機1cに流入して更に圧縮された後、状態Fとなり室内熱交換器3に流入し、熱を放出して凝縮することにより圧力一定でエンタルピーが減少し、液相冷媒の状態Gに移行するようになっている。状態Gに移行した液相冷媒は第一膨張弁4で減圧されて低温低圧となり状態Iに移行し、室外熱交換器5で周囲の熱を吸収して蒸発しガス冷媒となった状態Aで、第一圧縮機1aに還流するようになっている。また、室内熱交換器3で凝縮し、状態Gに移行した冷媒の一部は、暖房時用インジェクション配管6へ流入し、第二膨張弁10で減圧され状態Hとなった後、第一気液分離器でガス冷媒と液冷媒とに分離され、分離され状態Pとなったガス冷媒は連結管1eにインジェクションされ、分離され状態Jとなった液冷媒は、第二インジェクション配管9に流入するようになっている。   After the refrigerant flows into the third compressor 1c and is further compressed, the refrigerant enters the state F, flows into the indoor heat exchanger 3, releases heat, and condenses to reduce the enthalpy at a constant pressure. The state G is shifted to. The liquid phase refrigerant that has shifted to the state G is depressurized by the first expansion valve 4 to become a low temperature and a low pressure, and then shifts to the state I. The first compressor 1a is refluxed. A part of the refrigerant condensed in the indoor heat exchanger 3 and shifted to the state G flows into the heating injection pipe 6 and is decompressed by the second expansion valve 10 to be in the state H. The gas refrigerant separated into the gas refrigerant and the liquid refrigerant by the liquid separator and separated into the state P is injected into the connecting pipe 1e, and the liquid refrigerant separated into the state J flows into the second injection pipe 9. It is like that.

第二インジェクション配管9に流入した冷媒は第三膨張弁11により実線J→Kで示すように減圧され、第二気液分離器によりガス冷媒と液冷媒とに分離されるようになっている。分離され状態Nとなったガス冷媒は連結管1dにインジェクションされ、分離され状態Lとなった液冷媒は、図示しない膨張弁により状態Mまで減圧され、第一膨張弁4と室外熱交換器5との間を流れる冷媒と合流するようになっている。   The refrigerant flowing into the second injection pipe 9 is decompressed by the third expansion valve 11 as indicated by the solid line J → K, and is separated into gas refrigerant and liquid refrigerant by the second gas-liquid separator. The gas refrigerant separated into the state N is injected into the connecting pipe 1d, and the liquid refrigerant separated into the state L is decompressed to the state M by an expansion valve (not shown), and the first expansion valve 4 and the outdoor heat exchanger 5 are discharged. It merges with the refrigerant flowing between the two.

第一インジェクション配管8と、同第一インジェクション配管8から分岐した第二インジェクション配管9とから多段圧縮機1に冷媒がインジェクションされることにより、どちらか一方にのみインジェクションした場合と比較し、多段圧縮機1から吐出される冷媒の温度上昇を、より抑制できる一方、吐出冷媒量を増大させることができるようになっている。また、低圧側にインジェクションされる冷媒を高圧側から分岐させ、第二膨張弁10で減圧された冷媒を第三膨張弁11で減圧することにより、第三膨張弁11を小型化することができるようになっている。   The refrigerant is injected into the multistage compressor 1 from the first injection pipe 8 and the second injection pipe 9 branched from the first injection pipe 8, so that the multistage compression is performed as compared with the case where the refrigerant is injected into only one of them. While the temperature rise of the refrigerant discharged from the machine 1 can be further suppressed, the amount of discharged refrigerant can be increased. Further, the third expansion valve 11 can be reduced in size by branching the refrigerant injected to the low pressure side from the high pressure side and reducing the refrigerant decompressed by the second expansion valve 10 by the third expansion valve 11. It is like that.

また、第二膨張弁10で減圧され、中間圧となった冷媒が第一インジェクション配管8により、第二圧縮機1bと第三圧縮機1cを繋ぐ連結管1eにインジェクションされる一方、第二膨張弁10で減圧された冷媒の一部が第二インジェクション配管9に分岐し、第三膨張弁11により更に減圧されて低圧となり、第一圧縮機1aと第二圧縮機1bとを繋ぐ連結管1dにインジェクションされることにより、夫々、適正な圧力に調整された冷媒が多段圧縮機1にインジェクションされることとなり、多段圧縮機1での圧縮工程に支障を生じさせることなく、円滑な運転を行えるようになっている。   In addition, the refrigerant that has been decompressed by the second expansion valve 10 and has become an intermediate pressure is injected by the first injection pipe 8 into the connecting pipe 1e that connects the second compressor 1b and the third compressor 1c, while the second expansion is performed. A part of the refrigerant depressurized by the valve 10 branches to the second injection pipe 9 and is further depressurized by the third expansion valve 11 to become a low pressure, and the connecting pipe 1d connecting the first compressor 1a and the second compressor 1b. Are injected into the multi-stage compressor 1, respectively, so that smooth operation can be performed without causing any trouble in the compression process in the multi-stage compressor 1. It is like that.

次に、冷房運転時の冷媒の流れについて説明する。四方弁2は点線側に切換えられ、図1(B)に示すように、第一電磁開閉弁12は閉鎖状態となるが、第二電磁開閉弁13は開放状態となる。   Next, the flow of the refrigerant during the cooling operation will be described. The four-way valve 2 is switched to the dotted line side, and as shown in FIG. 1 (B), the first electromagnetic on-off valve 12 is closed, but the second electromagnetic on-off valve 13 is open.

多段圧縮機1から吐出された高温高圧の冷媒は、破線の矢印で示すように、四方弁2を介して室外熱交換器5に流入し、熱を放出して凝縮する。凝縮した冷媒は続いて膨張弁4で減圧されて低温低圧となり室内熱交換器3で蒸発し、多段圧縮機1に還流するようになっている。   The high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the multistage compressor 1 flows into the outdoor heat exchanger 5 through the four-way valve 2 as shown by the broken arrow, and releases heat to condense. The condensed refrigerant is subsequently depressurized by the expansion valve 4 to become a low temperature and a low pressure, evaporates in the indoor heat exchanger 3, and returns to the multistage compressor 1.

また、室外熱交換器5から流出した冷媒は、第二電磁開閉弁13が開放される一方、第一電磁開閉弁12が閉鎖されていることにより冷房時用インジェクション配管7を介して第一インジェクション配管8に流入し、第二膨張弁10で減圧された後、連結管1eにインジェクションされるようになっている。また、第二膨張弁10で減圧された冷媒の一部は、第二インジェクション配管9に流入し、第三膨張弁11により更に減圧されて低圧となり、連結管1dにインジェクションされるようになっている。   The refrigerant flowing out of the outdoor heat exchanger 5 is first injected through the cooling injection pipe 7 by opening the second electromagnetic switching valve 13 and closing the first electromagnetic switching valve 12. After flowing into the pipe 8 and being depressurized by the second expansion valve 10, it is injected into the connecting pipe 1e. Further, a part of the refrigerant decompressed by the second expansion valve 10 flows into the second injection pipe 9 and further decompressed by the third expansion valve 11 to become a low pressure, and is injected into the connecting pipe 1d. Yes.

冷房運転においても、第一インジェクション配管8と第二インジェクション配管9からインジェクションされた冷媒と、第一圧縮機1a及び第二圧縮機1bで圧縮された冷媒とが合流して、多段圧縮機1からの吐出冷媒の温度上昇を防止する一方、吐出冷媒量を増大させることができるようになっている。   Also in the cooling operation, the refrigerant injected from the first injection pipe 8 and the second injection pipe 9 and the refrigerant compressed by the first compressor 1a and the second compressor 1b merge to form the multistage compressor 1. While the temperature rise of the discharged refrigerant is prevented, the discharged refrigerant amount can be increased.

図3(B)に示すように、第一圧縮機1aから第三圧縮機1cまで全て稼働させる場合は、第三電磁開閉弁17、第四電磁開閉弁18及び第五電磁開閉弁19は全て閉鎖されるようになっており、冷暖房運転における冷媒の流れは、第一実施例と同様となる。第一圧縮機1aから第三圧縮機1cまで全て稼働させ、また、インジェクション運転を行うことにより、暖房運転においては、例えば、外気温が−10°C以下に低下するような寒冷地においても充分な暖房能力が得られるようになっている。   As shown in FIG. 3B, when all of the first compressor 1a to the third compressor 1c are operated, the third electromagnetic on-off valve 17, the fourth electromagnetic on-off valve 18, and the fifth electromagnetic on-off valve 19 are all The refrigerant flow in the air conditioning operation is the same as in the first embodiment. By operating all of the first compressor 1a to the third compressor 1c and performing the injection operation, the heating operation is sufficient even in a cold region where the outside air temperature drops to -10 ° C or lower, for example. Heating capacity can be obtained.

気候が温暖な春先等においては、上記したバイパス路を組み合わせて用いることにより、エネルギ消費を節約しながら効率的な運転を行えるようになっている。図3(B)に示すように、最も低圧側の第一圧縮機1aを運転し、第二圧縮機1b及び第三圧縮機1cを停止させて冷暖房運転を行う場合は、第三電磁開閉弁17は閉鎖されるが、第四電磁開閉弁18及び第五電磁開閉弁19は開放されるようになっている。四方弁2から多段圧縮機1に還流した冷媒は、第一圧縮機1aで圧縮された後、第二圧縮機1bと第三圧縮機1cが停止され、また、第四電磁開閉弁18及び第五電磁開閉弁19が開放されていることにより、第二バイパス路15及び第三バイパス路16を介して多段圧縮機1から吐出されるようになっている。また、第一電磁開閉弁12及び第二電磁開閉弁13は閉鎖されてインジェクション運転は行われないようになっている。これにより、気候に合わせてエネルギ消費を最小限とした暖房運転あるいは冷房運転を行えるようになっている。   In early spring when the climate is warm, the above-mentioned bypass path is used in combination so that efficient operation can be performed while saving energy consumption. As shown in FIG. 3 (B), when the first compressor 1a on the lowest pressure side is operated and the second compressor 1b and the third compressor 1c are stopped to perform the cooling / heating operation, a third electromagnetic on-off valve is used. 17 is closed, but the fourth electromagnetic on-off valve 18 and the fifth electromagnetic on-off valve 19 are opened. The refrigerant recirculated from the four-way valve 2 to the multistage compressor 1 is compressed by the first compressor 1a, then the second compressor 1b and the third compressor 1c are stopped, and the fourth electromagnetic on-off valve 18 and the second Since the five electromagnetic on-off valves 19 are opened, the multistage compressor 1 is discharged through the second bypass passage 15 and the third bypass passage 16. The first electromagnetic on-off valve 12 and the second electromagnetic on-off valve 13 are closed so that the injection operation is not performed. As a result, heating operation or cooling operation with minimum energy consumption can be performed according to the climate.

更に、第二圧縮機1bを運転し、第一圧縮機1a及び第三圧縮機1cを停止させる場合は、図3(B)に示すように、第三電磁開閉弁17及び第五電磁開閉弁19は開放されるが、第四電磁開閉弁18は閉鎖されるようになっている。四方弁2から多段圧縮機1に還流した冷媒は、第一圧縮機1aが停止され、第三電磁開閉弁17が開放されていることにより、第一バイパス路14を介して第二圧縮機1bに流入し、圧縮された後、第三圧縮機1cが停止され、第五電磁開閉弁19が開放されていることにより第三バイパス路16を介して多段圧縮機1から吐出されるようになっている。同様にして、最も高圧側の第三圧縮機1cのみを運転させる場合は、第三電磁開閉弁17及び第四電磁開閉弁18は開放されるが、第五電磁開閉弁19は閉鎖されるようになっており、四方弁2から多段圧縮機1に還流した冷媒は、第一バイパス路14及び第二バイパス路15を介して第三圧縮機1cで圧縮された後、吐出されるようになっている。尚、第一圧縮機1a、第二圧縮機1bを夫々圧縮比の異なる圧縮機とし、これらを個別に運転させることにより、外気温に応じて、最もエネルギ効率の良い運転を選定することができるようにしても良い。   Furthermore, when operating the 2nd compressor 1b and stopping the 1st compressor 1a and the 3rd compressor 1c, as shown to FIG. 3 (B), the 3rd electromagnetic on-off valve 17 and the 5th electromagnetic on-off valve 19 is opened, but the fourth electromagnetic on-off valve 18 is closed. The refrigerant recirculated from the four-way valve 2 to the multistage compressor 1 is stopped by the first compressor 1a and the third electromagnetic on-off valve 17 is opened, whereby the second compressor 1b is passed through the first bypass passage 14. The third compressor 1c is stopped and the fifth electromagnetic on-off valve 19 is opened, so that the multi-stage compressor 1 is discharged through the third bypass 16 after being compressed. ing. Similarly, when operating only the third compressor 1c on the highest pressure side, the third electromagnetic on-off valve 17 and the fourth electromagnetic on-off valve 18 are opened, but the fifth electromagnetic on-off valve 19 is closed. Thus, the refrigerant recirculated from the four-way valve 2 to the multistage compressor 1 is discharged after being compressed by the third compressor 1c via the first bypass passage 14 and the second bypass passage 15. ing. In addition, the 1st compressor 1a and the 2nd compressor 1b are compressors from which compression ratio differs, respectively, By operating these individually, the most energy efficient operation | movement can be selected according to external temperature. You may do it.

また、任意の圧縮機を2台、稼働させることもできるようになっている。図1(B)に示すように、第一圧縮機1a及び第二圧縮機1bを稼働し、第三圧縮機1cを停止させる場合は、第三電磁開閉弁17と第四電磁開閉弁18は閉鎖されるが、第五電磁開閉弁19は開放されるようになっている。四方弁2から多段圧縮機1に還流した冷媒は、第一圧縮機1a及び第二圧縮機1bで圧縮された後、第三圧縮機1cが停止され、第四電磁開閉弁18が開放されていることにより、第三バイパス路16を介して多段圧縮機1から吐出されるようになっている。   In addition, two arbitrary compressors can be operated. As shown in FIG. 1B, when the first compressor 1a and the second compressor 1b are operated and the third compressor 1c is stopped, the third electromagnetic on-off valve 17 and the fourth electromagnetic on-off valve 18 are Although it is closed, the fifth electromagnetic opening / closing valve 19 is opened. The refrigerant recirculated from the four-way valve 2 to the multistage compressor 1 is compressed by the first compressor 1a and the second compressor 1b, and then the third compressor 1c is stopped and the fourth electromagnetic on-off valve 18 is opened. As a result, the multistage compressor 1 is discharged through the third bypass 16.

第二圧縮機1b及び第三圧縮機1cを稼働させ、第一圧縮機1aを停止させる場合は、、第三電磁開閉弁17は開放されるが、第四電磁開閉弁18及び第五電磁開閉弁19は閉鎖されるようになっている。四方弁2から多段圧縮機1に還流した冷媒は、第一圧縮機1aが停止され、第三電磁開閉弁17は開放されていることにより、第一バイパス路14を介して第二圧縮機1bに流入し、同第二圧縮機1bで圧縮された後、続いて第三圧縮機1cで圧縮されて更に高温高圧となり、多段圧縮機1から吐出されるようになっている。また、第一圧縮機1a及び第三圧縮機1cを稼働させ、第二圧縮機1bを停止させる場合は、第四電磁開閉弁18は開放されるが、第三電磁開閉弁17及び第五電磁開閉弁19は閉鎖されるようになっている。四方弁2から多段圧縮機1に還流した冷媒は、第一圧縮機1aで圧縮された後、第二圧縮機1bが停止され、第四電磁開閉弁18は開放されていることにより、第二バイパス路15を介して第三圧縮機1cに流入し、圧縮されて更に高温高圧となり、多段圧縮機1から吐出されるようになっている。   When the second compressor 1b and the third compressor 1c are operated and the first compressor 1a is stopped, the third electromagnetic open / close valve 17 is opened, but the fourth electromagnetic open / close valve 18 and the fifth electromagnetic open / close valve are opened. The valve 19 is closed. The refrigerant recirculated from the four-way valve 2 to the multistage compressor 1 is stopped by the first compressor 1a and the third electromagnetic on-off valve 17 is opened, whereby the second compressor 1b is connected via the first bypass passage 14. , And compressed by the second compressor 1b, and then compressed by the third compressor 1c to become a high temperature and high pressure and discharged from the multistage compressor 1. In addition, when the first compressor 1a and the third compressor 1c are operated and the second compressor 1b is stopped, the fourth electromagnetic on / off valve 18 is opened, but the third electromagnetic on / off valve 17 and the fifth electromagnetic on / off valve are opened. The on-off valve 19 is closed. The refrigerant recirculated from the four-way valve 2 to the multistage compressor 1 is compressed by the first compressor 1a, then the second compressor 1b is stopped, and the fourth electromagnetic on-off valve 18 is opened, so that the second The refrigerant flows into the third compressor 1 c via the bypass 15, is compressed, becomes a high temperature and a high pressure, and is discharged from the multistage compressor 1.

上記したように、第一圧縮機1a、第二圧縮機1b、第三圧縮機1cの稼働、停止の運転状態を外気温の状況あるいは室内温の状況に応じて行うとともに、これに対応して第一バイパス路14、第二バイパス路15、第三バイパス路16の流路の開閉を行うことにより、多段圧縮機の出力を最小出力から最大出力まで多様に変化させることができ、これにより暖房運転においては、厳寒時から比較的温暖な季節まで、エネルギ消費効率を向上させながら、成績係数(COP)の向上した運転を行えるようになっている。   As described above, the operation state of the first compressor 1a, the second compressor 1b, and the third compressor 1c is operated and stopped according to the outside air temperature state or the indoor temperature state, and correspondingly By opening and closing the flow paths of the first bypass path 14, the second bypass path 15, and the third bypass path 16, the output of the multistage compressor can be varied in various ways from the minimum output to the maximum output, thereby heating In operation, it is possible to perform an operation with an improved coefficient of performance (COP) while improving energy consumption efficiency from extremely cold to relatively warm seasons.

次に、各圧縮機での潤滑油保持効果について説明する。第一圧縮機1a、第二圧縮機1b及び第三圧縮機1cでは内部に潤滑油が貯留され、貯留された潤滑油は圧縮機内部の摺動部、駆動機構に適宜供給されるようになっている。しかしながら、冷媒が圧縮され各圧縮機から吐出されると、少量の潤滑油は冷媒に含有された状態で冷媒回路に流出してしまい、潤滑油の戻りが吹充分であると潤滑油不足を招くこととなる。潤滑油不足が生じると、摺動部に焼きつき等が発生し、運転に支障が生じることとなる。   Next, the lubricating oil retention effect in each compressor will be described. In the first compressor 1a, the second compressor 1b, and the third compressor 1c, lubricating oil is stored inside, and the stored lubricating oil is appropriately supplied to a sliding portion and a driving mechanism inside the compressor. ing. However, when the refrigerant is compressed and discharged from each compressor, a small amount of lubricating oil flows out into the refrigerant circuit in a state of being contained in the refrigerant, and if the lubricating oil is sufficiently returned, the lubricating oil is insufficient. It will be. When the lubricating oil shortage occurs, seizure or the like occurs on the sliding portion, resulting in trouble in operation.

第一圧縮機1a及び第二圧縮機1bを運転し、第三圧縮機1cを停止した場合には、第一圧縮機1a及び第二圧縮機1bから、冷媒と混在して潤滑油が冷媒回路に流出してしまい、これらの圧縮機に潤滑油が不足する虞があるが、その際、第三電磁開閉弁17を開放する一方、第四電磁開閉弁18及び第五電磁開閉弁19を閉鎖し、第二圧縮機1b及び第三圧縮機1cの運転に切換えることにより、第一バイパス路14を介して潤滑油が冷媒回路から第二圧縮機1b及び第三圧縮機1cに供給されることとなり、これら各圧縮機での潤滑油不足を防止することができるようになっており、また、第一圧縮機1aでの運転に切換えた場合には、同第一圧縮機1aのみに戻る潤滑油により潤滑油不足を防止することができるようになっている。同様にして、図1(B)に示すように種々運転を切換えることにより、各圧縮機での潤滑油不足発生を回避しながら、冷暖房運転を継続することができるようになっている。   When the first compressor 1a and the second compressor 1b are operated and the third compressor 1c is stopped, the lubricant is mixed with refrigerant from the first compressor 1a and the second compressor 1b, and the lubricating oil is supplied to the refrigerant circuit. In this case, the third electromagnetic on-off valve 17 is opened while the fourth electromagnetic on-off valve 18 and the fifth electromagnetic on-off valve 19 are closed. Then, by switching to the operation of the second compressor 1b and the third compressor 1c, the lubricating oil is supplied from the refrigerant circuit to the second compressor 1b and the third compressor 1c via the first bypass passage 14. Thus, it is possible to prevent a shortage of lubricating oil in each of these compressors, and when switching to operation with the first compressor 1a, lubrication returns only to the first compressor 1a. Oil can prevent a shortage of lubricating oil. Similarly, by switching various operations as shown in FIG. 1 (B), the cooling / heating operation can be continued while avoiding the occurrence of a lack of lubricating oil in each compressor.

また、冷房運転の際、第一圧縮機1aを単独運転し、吐出された高温高圧の冷媒を第二バイパス路15及び第三バイパス路16を介して室内熱交換器3に流入させることにより、これらバイパス路の放熱量と室内熱交換器3での放熱量とが加算され、凝縮量が増大することにより室外熱交換器5での蒸発量が増大し、冷房運転での効果が期待できるようになっている。また、暖房運転の際、第三圧縮機1cを単独運転させることにより、第一バイパス路14及び第二バイパス路15で吸熱が行われ、第三圧縮機1cに流入する冷媒の吸熱量が増大することにより、室内熱交換器3での放熱量が増大し、暖房運転での効果が期待できるようになっている。   Further, during the cooling operation, the first compressor 1a is operated alone, and the discharged high-temperature and high-pressure refrigerant is caused to flow into the indoor heat exchanger 3 through the second bypass passage 15 and the third bypass passage 16, The heat dissipation amount of these bypass passages and the heat dissipation amount in the indoor heat exchanger 3 are added, and the amount of evaporation increases in the outdoor heat exchanger 5 by increasing the condensation amount, so that the effect in the cooling operation can be expected. It has become. Further, when the third compressor 1c is operated independently during the heating operation, heat absorption is performed in the first bypass passage 14 and the second bypass passage 15, and the heat absorption amount of the refrigerant flowing into the third compressor 1c is increased. By doing so, the amount of heat radiation in the indoor heat exchanger 3 is increased, and the effect in the heating operation can be expected.

次に、第二実施例について説明する。尚、第一実施例と共通する構成については同一名称、同一番号を付与して説明する。第二実施例は図3(A)で示すように、第一圧縮機1aと第二圧縮機1bと第三圧縮機1cとを直列に連結するとともに、第一実施例で説明した第一バイパス路14、第二バイパス路15、第三バイパス路16を備えた多段圧縮機1と、冷暖房運転の切換を行う四方弁2と、室内熱交換器3と、第四膨張弁20と、第五膨張弁21と、室外熱交換器5とを順次接続してメイン回路を構成するとともに、第四膨張弁20に平行して、第六電磁開閉弁23を備えた第四バイパス路22を設け、第五膨張弁21に平行して、第七電磁開閉弁25を備えた第五バイパス路24を設けている。   Next, a second embodiment will be described. In addition, about the structure which is common in 1st Example, the same name and the same number are provided and demonstrated. In the second embodiment, as shown in FIG. 3A, the first compressor 1a, the second compressor 1b, and the third compressor 1c are connected in series, and the first bypass described in the first embodiment is used. A multistage compressor 1 having a path 14, a second bypass path 15, and a third bypass path 16, a four-way valve 2 for switching between cooling and heating operations, an indoor heat exchanger 3, a fourth expansion valve 20, and a fifth The expansion valve 21 and the outdoor heat exchanger 5 are sequentially connected to form a main circuit, and in parallel with the fourth expansion valve 20, a fourth bypass path 22 having a sixth electromagnetic on-off valve 23 is provided, In parallel with the fifth expansion valve 21, a fifth bypass path 24 including a seventh electromagnetic opening / closing valve 25 is provided.

室内熱交換器3と第四膨張弁20の間からは、第八電磁開閉弁28と、第一実施例での第三膨張弁10とを備えた、暖房運転時インジェクション用の配管26が分岐され、同配管26は、第二圧縮機1bと第三圧縮機1cとを結ぶ連結管1eに接続される第一インジェクション配管8と、第一圧縮機1aと第二圧縮機1bとを結ぶ連結管1dに接続され、第三膨張弁11を備えた第二インジェクション配管9とに分岐されている。また、配管26と、第四膨張弁20と第五膨張弁21とを結ぶ配管と、四方弁2から多段圧縮機1に還流する戻り配管30との間に、これらの配管を流れる冷媒間で熱交換を行う多重菅式冷媒間熱交換器31を設けている。また、第四膨張弁20と多重菅式冷媒間熱交換器31の間からは、第九電磁開閉弁29を備え、第八電磁開閉弁28と第三膨張弁10との間に接続される、冷房運転時インジェクション用の配管27が分岐されている。   From between the indoor heat exchanger 3 and the fourth expansion valve 20, a pipe 26 for injection during heating operation, which includes the eighth electromagnetic on-off valve 28 and the third expansion valve 10 in the first embodiment, branches. The pipe 26 is connected to the first injection pipe 8 connected to the connecting pipe 1e connecting the second compressor 1b and the third compressor 1c, and to the first compressor 1a and the second compressor 1b. It is connected to a pipe 1d and branched to a second injection pipe 9 provided with a third expansion valve 11. Further, between the pipe 26, the pipe connecting the fourth expansion valve 20 and the fifth expansion valve 21, and the return pipe 30 returning to the multistage compressor 1 from the four-way valve 2, between the refrigerant flowing through these pipes A multiple saddle type inter-refrigerant heat exchanger 31 for performing heat exchange is provided. In addition, a ninth electromagnetic on-off valve 29 is provided between the fourth expansion valve 20 and the multiple rod-type inter-refrigerant heat exchanger 31 and is connected between the eighth electromagnetic on-off valve 28 and the third expansion valve 10. The piping 27 for injection during cooling operation is branched.

次に、暖房運転時の冷媒の流れについて説明する。図3(B)に示すように、第六電磁開閉弁23及び第八電磁開閉弁28は開放状態となるが、第七電磁開閉弁25及び第九電磁開閉弁29は閉鎖状態となる。また、多段圧縮機1を構成する第一圧縮機1a、第二圧縮機1b、第三圧縮機1cは全て運転されるものとする。   Next, the flow of the refrigerant during the heating operation will be described. As shown in FIG. 3B, the sixth electromagnetic on-off valve 23 and the eighth electromagnetic on-off valve 28 are in an open state, but the seventh electromagnetic on-off valve 25 and the ninth electromagnetic on-off valve 29 are in a closed state. In addition, the first compressor 1a, the second compressor 1b, and the third compressor 1c constituting the multistage compressor 1 are all operated.

多段圧縮機1から吐出された高温高圧の冷媒は、実線の矢印で示すように、四方弁2を介して室内熱交換器3に流入し、同室内熱交換器3で熱を放出して凝縮する。放出された熱は図示しない送風ファンにより送出されて室内を暖房するようになっている。室内熱交換器3で凝縮した冷媒は続いて、第六電磁開閉弁23が開放されていることにより、流路抵抗の少ない第四バイパス路22を経由し、多重菅式冷媒間熱交換器31に流入して、同多重菅式冷媒間熱交換器31を流れる過程で、配管26と戻り配管30を流れる低温の冷媒と熱交換して冷却されるようになっている。冷却された冷媒は第七電磁開閉弁25が閉鎖されていることにより第五膨張弁21を通過し、同第五膨張弁21で減圧されて、更に低温低圧の過冷却状態の冷媒となって室外熱交換器5に流入するようになっており、同室外熱交換器5で周囲の熱を吸収して蒸発したガス状態の冷媒は四方弁2を介して多段圧縮機1に還流するようになっている。   The high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the multistage compressor 1 flows into the indoor heat exchanger 3 through the four-way valve 2 as shown by the solid arrows, and releases heat in the indoor heat exchanger 3 to condense. To do. The released heat is sent out by a blower fan (not shown) to heat the room. The refrigerant condensed in the indoor heat exchanger 3 is then opened via the fourth bypass path 22 having a low flow path resistance due to the opening of the sixth electromagnetic on-off valve 23. In the process of flowing through the multi-cup type inter-refrigerant heat exchanger 31, heat is exchanged with the low-temperature refrigerant flowing through the pipe 26 and the return pipe 30 to be cooled. The cooled refrigerant passes through the fifth expansion valve 21 when the seventh electromagnetic on-off valve 25 is closed, and is depressurized by the fifth expansion valve 21 to become a low-temperature and low-pressure supercooled refrigerant. The refrigerant flows into the outdoor heat exchanger 5, and the gaseous refrigerant evaporated by absorbing ambient heat in the outdoor heat exchanger 5 is returned to the multistage compressor 1 through the four-way valve 2. It has become.

多重菅熱交換器31では、室内熱交換器3から流出し第五膨張弁21を経て室外熱交換器5に流入する冷媒を、配管26に流入し第三膨張弁10により減圧されて低温低圧となった冷媒と、室外熱交換器5から四方弁2を経て多段圧縮機1に還流する戻り配管30を流れる低温低圧の冷媒とで熱交換することにより、効率的に冷却して過冷却状態の冷媒とすることができるようになっている。   In the multiple heat exchanger 31, the refrigerant flowing out of the indoor heat exchanger 3 and flowing into the outdoor heat exchanger 5 through the fifth expansion valve 21 flows into the pipe 26 and is decompressed by the third expansion valve 10 to be cooled at low temperature and low pressure. The heat exchange between the refrigerant thus obtained and the low-temperature and low-pressure refrigerant flowing through the return pipe 30 flowing back to the multistage compressor 1 from the outdoor heat exchanger 5 through the four-way valve 2 allows efficient cooling and supercooling. It can be used as a refrigerant.

また、室内熱交換器3から流出した凝縮冷媒の一部は、第八電磁開閉弁28が開放されていることにより配管26に流入し、第三膨張弁10で減圧されて低温低圧となった後、多重菅式冷媒間熱交換器31でメイン回路を流れる冷媒を冷却することにより、温度が上昇して中間圧の冷媒となり、第一インジェクション配管8により、第二圧縮機1bと第三圧縮機1cとを繋ぐ連結管1eにインジェクションされるようになっている。また、第三膨張弁10で減圧された冷媒の一部は、第二インジェクション配管9に分岐し、第四膨張弁11により更に減圧されて、第一インジェクション配管8を流れる冷媒より低圧となり、第一圧縮機1aと第二圧縮機1bとを繋ぐ連結管1dにインジェクションされるようになっている。   In addition, a part of the condensed refrigerant flowing out of the indoor heat exchanger 3 flows into the pipe 26 due to the opening of the eighth electromagnetic on-off valve 28 and is decompressed by the third expansion valve 10 to become low temperature and low pressure. Thereafter, the refrigerant flowing through the main circuit is cooled by the multi-heated inter-refrigerant heat exchanger 31, so that the temperature rises to become an intermediate pressure refrigerant. It is injected into a connecting pipe 1e that connects the machine 1c. Further, a part of the refrigerant decompressed by the third expansion valve 10 branches to the second injection pipe 9, further decompressed by the fourth expansion valve 11, becomes a lower pressure than the refrigerant flowing through the first injection pipe 8, It is injected into a connecting pipe 1d that connects the first compressor 1a and the second compressor 1b.

第一実施例で説明したように、第一インジェクション配管8と第二インジェクション配管9とから多段圧縮機1に冷媒をインジェクションすることにより、多段圧縮機1から吐出される高温高圧の冷媒量が増大し、これに伴い室内熱交換器3での冷媒凝縮量が増大することにより暖房能力が大きく強化されるようになっている。   As described in the first embodiment, the amount of high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the multistage compressor 1 is increased by injecting refrigerant from the first injection pipe 8 and the second injection pipe 9 into the multistage compressor 1. As a result, the amount of refrigerant condensed in the indoor heat exchanger 3 is increased, so that the heating capacity is greatly enhanced.

次に、冷房運転時の冷媒の流れについて説明する。四方弁2は点線側に切換えられ、図3(B)に示すように、第七電磁開閉弁25及び第九電磁開閉弁29は開放状態となるが、第六電磁開閉弁23及び第八電磁開閉弁28は閉鎖状態となる。   Next, the flow of the refrigerant during the cooling operation will be described. The four-way valve 2 is switched to the dotted line side, and as shown in FIG. 3B, the seventh electromagnetic on-off valve 25 and the ninth electromagnetic on-off valve 29 are opened, but the sixth electromagnetic on-off valve 23 and the eighth electromagnetic on-off valve The on-off valve 28 is closed.

多段圧縮機1から吐出された高温高圧の冷媒は、破線の矢印で示すように、四方弁2を介して室外熱交換器5に流入し、熱を放出して凝縮する。凝縮した冷媒は、第七電磁開閉弁25が開放されていることにより、流路抵抗の少ない第五バイパス路24を経由し、多重菅式冷媒間熱交換器31で、配管26と戻り配管30を流れる低温の冷媒と熱交換して冷却され、冷却された冷媒は第六電磁開閉弁23が閉鎖されていることにより第四膨張弁20で減圧されて室内熱交換器3に流入するようになっている。同室内熱交換器3で周囲の熱を吸収して蒸発したガス状態の冷媒は四方弁2を介して多段圧縮機1に還流するようになっている。また、室内熱交換器3の周囲を流れる冷却された空気は、図示しない送風ファンにより室内に送出されて冷房運転が行われるようになっている。   The high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the multistage compressor 1 flows into the outdoor heat exchanger 5 through the four-way valve 2 as shown by the broken arrow, and releases heat to condense. The condensed refrigerant passes through the fifth bypass path 24 having a low flow path resistance by opening the seventh electromagnetic on-off valve 25, and is connected to the pipe 26 and the return pipe 30 in the multi-type inter-refrigerant heat exchanger 31. The refrigerant is cooled by exchanging heat with a low-temperature refrigerant flowing through the refrigerant, and the cooled refrigerant is decompressed by the fourth expansion valve 20 and flows into the indoor heat exchanger 3 by closing the sixth electromagnetic on-off valve 23. It has become. The refrigerant in the gas state that has absorbed and evaporated the ambient heat in the indoor heat exchanger 3 is refluxed to the multistage compressor 1 via the four-way valve 2. The cooled air flowing around the indoor heat exchanger 3 is sent out indoors by a blower fan (not shown) to perform a cooling operation.

また、多重菅式冷媒間熱交換器31から流出したメイン回路の冷媒は、第九電磁開閉弁29が開放される一方、第八電磁開閉弁28が閉鎖されていることにより、配管27を介して配管26に流入し、第二膨張弁10で減圧されて低温低圧となった後、多重菅式冷媒間熱交換器31で熱交換して温度が上昇した中間圧の冷媒となって、第一インジェクション配管8により連結管1eにインジェクションされるようになっている。また、第三膨張弁10で減圧された冷媒の一部は、第二インジェクション配管9に流入し、第四膨張弁11により更に減圧されて低圧となり、連結管1dにインジェクションされるようになっている。   In addition, the refrigerant in the main circuit that has flowed out of the multiple saddle-type inter-refrigerant heat exchanger 31 passes through the pipe 27 because the ninth electromagnetic on-off valve 29 is opened and the eighth electromagnetic on-off valve 28 is closed. The refrigerant flows into the pipe 26 and is depressurized by the second expansion valve 10 to become a low temperature and low pressure. One injection pipe 8 is adapted to inject the connecting pipe 1e. Further, a part of the refrigerant decompressed by the third expansion valve 10 flows into the second injection pipe 9 and further decompressed by the fourth expansion valve 11 to become a low pressure, and is injected into the connecting pipe 1d. Yes.

上記したように、第二実施例においては暖房運転において、多重菅式冷媒間熱交換器31でメイン回路を流れる冷媒を冷却させ、過冷却状態となった冷媒を室外熱交換器5で吸熱させることにより、単位流量当たりの蒸発エンタルピが増加し、室外熱交換器5での吸熱量が増大するようになっている。これに伴い、室内熱交換器3での凝縮量と放熱量とが増大して、暖房能力をより強化できるようになっている。また、冷媒間での熱交換を多重菅式冷媒間熱交換器31で一括して行うことにより、冷媒間での熱交換効率を向上させながら冷媒回路の簡素化も行えるようになっている。尚、外気温に応じて多段圧縮機1に備えられた複数のバイパス路を切換えることにより、第一実施例で説明したように、エネルギ消費を節約した効率的な運転と、各圧縮機での潤滑油不足を招くことなく、冷暖房運転を継続することができるようになっている。   As described above, in the second embodiment, in the heating operation, the refrigerant flowing through the main circuit is cooled by the multi-heated inter-refrigerant heat exchanger 31 and the refrigerant in the subcooled state is absorbed by the outdoor heat exchanger 5. As a result, the evaporation enthalpy per unit flow rate increases, and the amount of heat absorbed by the outdoor heat exchanger 5 increases. Accordingly, the amount of condensation and the amount of heat release in the indoor heat exchanger 3 are increased, and the heating capacity can be further enhanced. In addition, by performing heat exchange between the refrigerants in a lump using the multi-type inter-refrigerant heat exchanger 31, the refrigerant circuit can be simplified while improving the heat exchange efficiency between the refrigerants. In addition, as described in the first embodiment, by switching a plurality of bypass passages provided in the multistage compressor 1 according to the outside air temperature, an efficient operation that saves energy consumption, The cooling and heating operation can be continued without causing a shortage of lubricating oil.

本発明の第一実施例における冷媒回路図である。It is a refrigerant circuit figure in the 1st example of the present invention. 第一実施例におけるP−h線図である。It is a Ph diagram in the first embodiment. 本発明の第二実施例における冷媒回路図である。It is a refrigerant circuit figure in the 2nd example of the present invention. 従来のインジェクション回路を備えた冷媒回路図である。It is a refrigerant circuit diagram provided with the conventional injection circuit.

符号の説明Explanation of symbols

1 多段圧縮機
1a 第一圧縮機
1b 第二圧縮機
1c 第三圧縮機
1d 連結管
1e 連結管
2 四方弁
3 室内熱交換器
4 第一膨張弁
5 室外熱交換器
6 暖房時用インジェクション配管
7 冷房時用インジェクション配管
8 第一インジェクション配管
9 第二インジェクション配管
10 第二膨張弁
11 第三膨張弁
12 第一電磁開閉弁
13 第二電磁開閉弁
14 第一バイパス路
15 第二バイパス路
16 第三バイパス路
17 第三電磁開閉弁
18 第四電磁開閉弁
19 第五電磁開閉弁
20 第四膨張弁
21 第五膨張弁
22 第四バイパス路
23 第六電磁開閉弁
24 第五バイパス路
25 第七電磁開閉弁
26 配管
27 配管
28 第八電磁開閉弁
29 第九電磁開閉弁
30 戻り配管
31 多重菅式冷媒間熱交換器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multistage compressor 1a 1st compressor 1b 2nd compressor 1c 3rd compressor 1d Connection pipe 1e Connection pipe 2 Four-way valve 3 Indoor heat exchanger 4 1st expansion valve 5 Outdoor heat exchanger 6 Heating injection pipe 7 Injection pipe for cooling 8 First injection pipe 9 Second injection pipe 10 Second expansion valve 11 Third expansion valve 12 First electromagnetic on-off valve 13 Second electromagnetic on-off valve 14 First bypass path 15 Second bypass path 16 Third Bypass passage 17 Third electromagnetic on-off valve 18 Fourth electromagnetic on-off valve 19 Fifth electromagnetic on-off valve 20 Fourth expansion valve 21 Fifth expansion valve 22 Fourth bypass passage 23 Sixth electromagnetic on-off valve 24 Fifth bypass passage 25 Seventh electromagnetic On-off valve 26 Piping 27 Piping 28 Eighth electromagnetic on-off valve 29 Ninth electromagnetic on-off valve 30 Return pipe 31 Multi-type refrigerant heat exchanger

Claims (2)

第一圧縮手段と、第二圧縮手段と、第三圧縮手段とを直列に連結した圧縮機構と、四方弁と、利用側熱交換器と、第一減圧手段と、熱源側熱交換器とを順次接続してなり、少なくとも前記第一圧縮手段と前記第三圧縮手段とに、夫々これと並列に、開閉手段を備えたバイパス路を設けてなることを特徴とする冷凍空調装置。   A compression mechanism in which a first compression means, a second compression means, and a third compression means are connected in series, a four-way valve, a use side heat exchanger, a first pressure reduction means, and a heat source side heat exchanger. A refrigerating and air-conditioning apparatus comprising a bypass path provided with an opening / closing means in parallel with at least the first compression means and the third compression means. 前記第二圧縮手段の吸込側と、前記利用側熱交換器と前記第一減圧手段の間とを第二減圧手段を備えた第一インジェクション配管で接続するとともに、前記第一圧縮手段の吸込側と、前記第二減圧手段と前記第二圧縮手段の吸込側の間とを、第三減圧手段を備えた第二インジェクション配管で接続してなることを特徴とする請求項1に記載の冷凍空調装置。   The suction side of the first compression means is connected to the suction side of the second compression means and between the use side heat exchanger and the first pressure reduction means by a first injection pipe provided with a second pressure reduction means. The refrigerating and air-conditioning according to claim 1, wherein the second pressure reducing means and the suction side of the second compressing means are connected by a second injection pipe provided with a third pressure reducing means. apparatus.
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