JP2010107141A - Refrigerating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷凍装置、特に、冷媒の循環方向を切り換え可能な冷媒回路を有する冷凍装置に関する。 The present invention relates to a refrigeration apparatus, and more particularly, to a refrigeration apparatus having a refrigerant circuit capable of switching a refrigerant circulation direction.
従来より、冷媒の循環方向を切り換え可能な冷媒回路を有する冷凍装置として、四路切換弁を用いて冷媒回路内の冷媒の循環方向を切り換えることによって、冷房と暖房とを切り換えることが可能な空気調和装置がある。このような空気調和装置において、冷媒は、圧縮機の圧縮動作によって冷媒回路内を循環することになる。 Conventionally, as a refrigeration apparatus having a refrigerant circuit capable of switching the refrigerant circulation direction, air that can be switched between cooling and heating by switching the refrigerant circulation direction in the refrigerant circuit using a four-way switching valve. There is a harmony device. In such an air conditioner, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit by the compression operation of the compressor.
また、特許文献1には、冷媒回路を構成する圧縮機において、インタークーラを設けることで圧縮行程中の冷媒を冷却する構成を採用して、これにより、圧縮行程における圧縮動力を小さくする内容が記載されている。
上述の冷房と暖房とを切り換えることが可能な空気調和装置において、特許文献1に記載の圧縮機の圧縮行程中の冷媒を冷却する構成を採用すると、冷媒の循環方向が冷房及び暖房のいずれの状態においても圧縮動力が小さくなるため、この点においては有利である。
In the above-described air conditioner capable of switching between cooling and heating, when the configuration for cooling the refrigerant in the compression stroke of the compressor described in
しかし、圧縮行程中の冷媒が室外空気や冷却水によって冷却されると、暖房のような加熱能力が必要とされる冷媒の循環状態において、圧縮仕事で生じた熱を有効に利用できないという問題が生じることになる。 However, when the refrigerant in the compression stroke is cooled by outdoor air or cooling water, there is a problem that heat generated by the compression work cannot be effectively used in the circulation state of the refrigerant that requires a heating capability such as heating. Will occur.
本発明の課題は、冷媒の循環方向を切り換え可能な冷媒回路を有する冷凍装置において、加熱能力が必要とされる冷媒の循環状態においても、圧縮機構の圧縮行程中の冷媒を冷却しながら、圧縮仕事で生じた熱を有効に利用できるようにすることにある。 An object of the present invention is to provide a refrigeration apparatus having a refrigerant circuit capable of switching the refrigerant circulation direction, while cooling the refrigerant during the compression stroke of the compression mechanism, even in the refrigerant circulation state where heating capacity is required. The purpose is to make effective use of heat generated by work.
第1の発明にかかる冷凍装置は、冷媒を圧縮する圧縮機構と熱源側熱交換器と利用側熱交換器と冷媒循環方向切換機構とを有する冷媒回路と、第1熱媒体冷却器と第2熱媒体冷却器と熱媒体冷却器切換機構と圧縮機構冷却器とを有する熱媒体回路とを備えている。冷媒循環方向切換機構は、熱源側熱交換器を圧縮機構において圧縮された冷媒の放熱を行う放熱器として機能させ、かつ、利用側熱交換器を熱源側熱交換器において放熱した冷媒を蒸発させる蒸発器として機能させる第1冷媒循環状態と、利用側熱交換器を圧縮機構において圧縮された冷媒の放熱を行う放熱器として機能させ、かつ、熱源側熱交換器を利用側熱交換器において放熱した冷媒を蒸発させる蒸発器として機能させる第2冷媒循環状態とを切り換える機構である。第1熱媒体冷却器は、冷媒回路から分離される熱媒体又は冷媒回路を流れる冷媒とは別の熱媒体を冷媒回路に起因しない冷却源によって冷却する冷却器である。第2熱媒体冷却器は、熱媒体を冷媒回路に起因する冷却源によって冷却する冷却器である。熱媒体冷却器切換機構は、第1冷媒循環状態である場合に第1熱媒体冷却器を使用する第1熱媒体冷却状態と、第2冷媒循環状態である場合に第2熱媒体冷却器を使用する第2熱媒体冷却状態とを切り換える機構である。圧縮機構冷却器は、第1熱媒体冷却器又は第2熱媒体冷却器において冷却された熱媒体によって圧縮機構を流れる冷媒を冷却する冷却器である。ここで、「冷媒回路に起因する冷却源」とは、冷媒回路を流れる冷媒、及び、ドレン水や蓄熱材のような冷媒回路を流れる冷媒との熱交換によって熱媒体を冷却する能力を有するものを意味し、「冷媒回路に起因しない冷却源」とは、室外空気や冷却水のような冷媒回路を流れる冷媒とは無関係に熱媒体を冷却する能力を有するものを意味する。 A refrigeration apparatus according to a first aspect of the present invention includes a refrigerant circuit having a compression mechanism for compressing refrigerant, a heat source side heat exchanger, a use side heat exchanger, and a refrigerant circulation direction switching mechanism, a first heat medium cooler, and a second heat medium cooler. A heat medium circuit having a heat medium cooler, a heat medium cooler switching mechanism, and a compression mechanism cooler is provided. The refrigerant circulation direction switching mechanism causes the heat source side heat exchanger to function as a heat radiator that radiates heat of the refrigerant compressed in the compression mechanism, and evaporates the refrigerant that has radiated heat in the heat source side heat exchanger. A first refrigerant circulation state that functions as an evaporator, a use-side heat exchanger that functions as a radiator that radiates heat of the refrigerant compressed in the compression mechanism, and a heat source-side heat exchanger that radiates heat in the use-side heat exchanger This is a mechanism for switching the second refrigerant circulation state to function as an evaporator for evaporating the refrigerant. The first heat medium cooler is a cooler that cools a heat medium separated from the refrigerant circuit or a heat medium different from the refrigerant flowing through the refrigerant circuit by a cooling source that does not originate from the refrigerant circuit. A 2nd heat carrier cooler is a cooler which cools a heat carrier with the cooling source resulting from a refrigerant circuit. The heat medium cooler switching mechanism includes a first heat medium cooling state in which the first heat medium cooler is used when the first refrigerant circulation state is set, and a second heat medium cooler when the second refrigerant circulation state is set. This is a mechanism for switching between the second heat medium cooling state to be used. The compression mechanism cooler is a cooler that cools the refrigerant flowing through the compression mechanism with the heat medium cooled in the first heat medium cooler or the second heat medium cooler. Here, the “cooling source due to the refrigerant circuit” has the ability to cool the heat medium by heat exchange with the refrigerant flowing through the refrigerant circuit and the refrigerant circuit flowing through the refrigerant circuit such as drain water or heat storage material. The “cooling source not caused by the refrigerant circuit” means one having the ability to cool the heat medium irrespective of the refrigerant flowing through the refrigerant circuit such as outdoor air or cooling water.
この冷凍装置では、冷媒循環方向切換機構が第1冷媒循環状態である場合には、圧縮機構において圧縮された冷媒は、主として、熱源側熱交換器及び利用側熱交換器の順に冷媒回路内を循環し、冷媒回路から分離される熱媒体又は冷媒回路を流れる冷媒とは別の熱媒体は、熱媒体冷却器切換機構が第1熱媒体冷却状態になるため、第1熱媒体冷却器において、冷媒回路に起因しない冷却源によって冷却された後に、圧縮機構冷却器において、圧縮機構を流れる冷媒を冷却するように熱媒体回路を循環する。また、冷媒循環方向切換機構が第2冷媒循環状態である場合には、圧縮機構において圧縮された冷媒は、主として、利用側熱交換器及び熱源側熱交換器の順に冷媒回路内を循環し、冷媒回路から分離される熱媒体又は冷媒回路を流れる冷媒とは別の熱媒体は、熱媒体冷却器切換機構が第2熱媒体冷却状態になるため、第2熱媒体冷却器において、冷媒回路に起因する冷却源によって冷却された後に、圧縮機構冷却器において、圧縮機構を流れる冷媒を冷却するように熱媒体回路を循環する。すなわち、冷媒循環方向切換機構が第2冷媒循環状態である場合には、加熱能力が必要とされるところ、冷媒循環方向切換機構が第1冷媒循環状態である場合と同様に、冷媒回路から分離される熱媒体又は冷媒回路を流れる冷媒とは別の熱媒体を冷媒回路に起因しない冷却源によって冷却すると、単に室外に放熱する等のように放熱ロスとなってしまうが、この冷凍装置では、冷媒循環方向切換機構が第2冷媒循環状態である場合には、冷媒回路から分離される熱媒体又は冷媒回路を流れる冷媒とは別の熱媒体を冷媒回路に起因する冷却源によって冷却し、放熱ロスが生じるのを抑えることができる。 In this refrigeration apparatus, when the refrigerant circulation direction switching mechanism is in the first refrigerant circulation state, the refrigerant compressed in the compression mechanism mainly passes through the refrigerant circuit in the order of the heat source side heat exchanger and the usage side heat exchanger. Since the heat medium cooler switching mechanism is in the first heat medium cooling state, the heat medium that circulates and is separated from the heat medium that is circulated or separated from the refrigerant circuit or the refrigerant circuit flows in the first heat medium cooler, After being cooled by a cooling source not caused by the refrigerant circuit, in the compression mechanism cooler, the heat medium circuit is circulated so as to cool the refrigerant flowing through the compression mechanism. Further, when the refrigerant circulation direction switching mechanism is in the second refrigerant circulation state, the refrigerant compressed in the compression mechanism mainly circulates in the refrigerant circuit in the order of the use side heat exchanger and the heat source side heat exchanger, The heat medium separated from the refrigerant circuit or the heat medium different from the refrigerant flowing in the refrigerant circuit is in the second heat medium cooling state in the second heat medium cooler because the heat medium cooler switching mechanism is in the second heat medium cooling state. After being cooled by the resulting cooling source, in the compression mechanism cooler, the heat medium circuit is circulated to cool the refrigerant flowing through the compression mechanism. That is, when the refrigerant circulation direction switching mechanism is in the second refrigerant circulation state, heating capacity is required. However, the refrigerant circulation direction switching mechanism is separated from the refrigerant circuit as in the case where the refrigerant circulation direction switching mechanism is in the first refrigerant circulation state. When a heat medium different from the refrigerant flowing through the heat medium or the refrigerant circuit is cooled by a cooling source that does not originate from the refrigerant circuit, a heat dissipation loss occurs such as simply radiating heat to the outside. When the refrigerant circulation direction switching mechanism is in the second refrigerant circulation state, the heat medium separated from the refrigerant circuit or a heat medium different from the refrigerant flowing through the refrigerant circuit is cooled by a cooling source originating from the refrigerant circuit, and heat is dissipated. Loss can be prevented from occurring.
これにより、この冷凍装置では、冷媒循環方向切換機構が第2冷媒循環状態である場合においても、圧縮機構の圧縮行程中の冷媒を冷却しながら、圧縮仕事で生じた熱を有効に利用することができる。 Thereby, in this refrigeration apparatus, even when the refrigerant circulation direction switching mechanism is in the second refrigerant circulation state, the heat generated by the compression work is effectively used while cooling the refrigerant during the compression stroke of the compression mechanism. Can do.
第2の発明にかかる冷凍装置は、第1の発明にかかる冷凍装置において、熱源側熱交換器は、室外空気によって冷媒の放熱又は蒸発を行う熱交換器であり、冷媒回路に起因する冷却源は、熱源側熱交換器において発生するドレン水である。 The refrigeration apparatus according to a second aspect of the present invention is the refrigeration apparatus according to the first aspect of the present invention, wherein the heat source side heat exchanger is a heat exchanger that radiates or evaporates the refrigerant by outdoor air, and is a cooling source caused by the refrigerant circuit Is drain water generated in the heat source side heat exchanger.
この冷凍装置では、冷媒循環方向切換機構が第2冷媒循環状態である場合には、圧縮機構において圧縮された冷媒は、主として、利用側熱交換器及び熱源側熱交換器の順に冷媒回路内を循環し、冷媒回路から分離される熱媒体又は冷媒回路を流れる冷媒とは別の熱媒体は、熱媒体冷却器切換機構が第2熱媒体冷却状態になるため、第2熱媒体冷却器において、熱源側熱交換器において発生するドレン水によって冷却された後に、圧縮機構冷却器において、圧縮機構を流れる冷媒を冷却する。すなわち、この冷凍装置では、冷媒循環方向切換機構が第2冷媒循環状態である場合には、冷媒回路から分離される熱媒体又は冷媒回路を流れる冷媒とは別の熱媒体を熱源側熱交換器において発生するドレン水によって冷却し、加熱されたドレン水の熱を、熱源側熱交換器やそのドレンパンにおけるドレン水の凍結防止や結晶成長を抑制することに利用して、放熱ロスが生じるのを抑えることができる。 In this refrigeration apparatus, when the refrigerant circulation direction switching mechanism is in the second refrigerant circulation state, the refrigerant compressed in the compression mechanism mainly passes through the refrigerant circuit in the order of the use side heat exchanger and the heat source side heat exchanger. In the second heat medium cooler, the heat medium that circulates and is separated from the refrigerant circuit or the refrigerant that flows through the refrigerant circuit has a heat medium cooler switching mechanism in the second heat medium cooling state. After being cooled by the drain water generated in the heat source side heat exchanger, the refrigerant flowing through the compression mechanism is cooled in the compression mechanism cooler. That is, in this refrigeration device, when the refrigerant circulation direction switching mechanism is in the second refrigerant circulation state, the heat medium separated from the refrigerant circuit or a heat medium different from the refrigerant flowing through the refrigerant circuit is used as the heat source side heat exchanger. The heat of the heated drain water is used to prevent freezing of the drain water in the heat source side heat exchanger and its drain pan and to suppress crystal growth, thereby reducing heat dissipation. Can be suppressed.
これにより、この冷凍装置では、冷媒循環方向切換機構が第2冷媒循環状態である場合においても、圧縮機構の圧縮行程中の冷媒を冷却しながら、圧縮仕事で生じた熱を有効に利用することができる。特に、この冷凍装置では、熱源側熱交換器やそのドレンパンにおけるドレン水の凍結防止や結晶成長を抑制することが可能になるという利点がある。 Thereby, in this refrigeration apparatus, even when the refrigerant circulation direction switching mechanism is in the second refrigerant circulation state, the heat generated by the compression work is effectively used while cooling the refrigerant during the compression stroke of the compression mechanism. Can do. In particular, this refrigeration apparatus has an advantage that it is possible to prevent freezing of the drain water in the heat source side heat exchanger and its drain pan and to suppress crystal growth.
第3の発明にかかる冷凍装置は、第1の発明にかかる冷凍装置において、冷媒回路に起因する冷却源は、熱源側熱交換器内の冷媒である。 A refrigeration apparatus according to a third aspect is the refrigeration apparatus according to the first aspect, wherein the cooling source resulting from the refrigerant circuit is a refrigerant in the heat source side heat exchanger.
この冷凍装置では、冷媒循環方向切換機構が第2冷媒循環状態である場合には、圧縮機構において圧縮された冷媒は、主として、利用側熱交換器及び熱源側熱交換器の順に冷媒回路内を循環し、冷媒回路から分離される熱媒体又は冷媒回路を流れる冷媒とは別の熱媒体は、熱媒体冷却器切換機構が第2熱媒体冷却状態になるため、第2熱媒体冷却器において、熱源側熱交換器内の冷媒によって冷却された後に、圧縮機構冷却器において、圧縮機構を流れる冷媒を冷却する。すなわち、この冷凍装置では、冷媒循環方向切換機構が第2冷媒循環状態である場合には、冷媒回路から分離される熱媒体又は冷媒回路を流れる冷媒とは別の熱媒体を熱源側熱交換器内の冷媒によって冷却し、熱源側熱交換器内の冷媒の加熱によって、熱源側熱交換器における蒸発負荷を小さくすることに利用して、放熱ロスが生じるのを抑えることができる。 In this refrigeration apparatus, when the refrigerant circulation direction switching mechanism is in the second refrigerant circulation state, the refrigerant compressed in the compression mechanism mainly passes through the refrigerant circuit in the order of the use side heat exchanger and the heat source side heat exchanger. In the second heat medium cooler, the heat medium that circulates and is separated from the refrigerant circuit or the refrigerant that flows through the refrigerant circuit has a heat medium cooler switching mechanism in the second heat medium cooling state. After being cooled by the refrigerant in the heat source side heat exchanger, the refrigerant flowing through the compression mechanism is cooled in the compression mechanism cooler. That is, in this refrigeration device, when the refrigerant circulation direction switching mechanism is in the second refrigerant circulation state, the heat medium separated from the refrigerant circuit or a heat medium different from the refrigerant flowing through the refrigerant circuit is used as the heat source side heat exchanger. It is possible to suppress the occurrence of heat radiation loss by cooling with the refrigerant in the heat source and using the heat in the heat source side heat exchanger to reduce the evaporation load in the heat source side heat exchanger.
これにより、この冷凍装置では、冷媒循環方向切換機構が第2冷媒循環状態である場合においても、圧縮機構の圧縮行程中の冷媒を冷却しながら、圧縮仕事で生じた熱を有効に利用することができる。特に、この冷凍装置では、熱源側熱交換器における蒸発負荷を小さくすることが可能になるという利点がある。 Thereby, in this refrigeration apparatus, even when the refrigerant circulation direction switching mechanism is in the second refrigerant circulation state, the heat generated by the compression work is effectively used while cooling the refrigerant during the compression stroke of the compression mechanism. Can do. In particular, this refrigeration apparatus has an advantage that the evaporation load in the heat source side heat exchanger can be reduced.
第4の発明にかかる冷凍装置は、第1の発明にかかる冷凍装置において、冷媒回路に起因する冷却源は、熱源側熱交換器と圧縮機構との間を流れる冷媒である。 A refrigeration apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the refrigeration apparatus according to the first aspect of the present invention, wherein the cooling source resulting from the refrigerant circuit is a refrigerant flowing between the heat source side heat exchanger and the compression mechanism.
この冷凍装置では、冷媒循環方向切換機構が第2冷媒循環状態である場合には、圧縮機構において圧縮された冷媒は、主として、利用側熱交換器及び熱源側熱交換器の順に冷媒回路内を循環し、冷媒回路から分離される熱媒体又は冷媒回路を流れる冷媒とは別の熱媒体は、熱媒体冷却器切換機構が第2熱媒体冷却状態になるため、第2熱媒体冷却器において、熱源側熱交換器内の冷媒によって冷却された後に、圧縮機構冷却器において、圧縮機構を流れる冷媒を冷却する。すなわち、この冷凍装置では、冷媒循環方向切換機構が第2冷媒循環状態である場合には、冷媒回路から分離される熱媒体又は冷媒回路を流れる冷媒とは別の熱媒体を熱源側熱交換器と圧縮機構との間を流れる冷媒によって冷却し、熱源側熱交換器と圧縮機構との間を流れる冷媒の加熱によって、放熱ロスが生じるのを抑えることができる。 In this refrigeration apparatus, when the refrigerant circulation direction switching mechanism is in the second refrigerant circulation state, the refrigerant compressed in the compression mechanism mainly passes through the refrigerant circuit in the order of the use side heat exchanger and the heat source side heat exchanger. In the second heat medium cooler, the heat medium that circulates and is separated from the refrigerant circuit or the refrigerant that flows through the refrigerant circuit has a heat medium cooler switching mechanism in the second heat medium cooling state. After being cooled by the refrigerant in the heat source side heat exchanger, the refrigerant flowing through the compression mechanism is cooled in the compression mechanism cooler. That is, in this refrigeration device, when the refrigerant circulation direction switching mechanism is in the second refrigerant circulation state, the heat medium separated from the refrigerant circuit or a heat medium different from the refrigerant flowing through the refrigerant circuit is used as the heat source side heat exchanger. It is possible to suppress a heat radiation loss from being generated by heating the refrigerant flowing between the heat source side heat exchanger and the compression mechanism.
これにより、この冷凍装置では、冷媒循環方向切換機構が第2冷媒循環状態である場合においても、圧縮機構の圧縮行程中の冷媒を冷却しながら、圧縮仕事で生じた熱を有効に利用することができる。 Thereby, in this refrigeration apparatus, even when the refrigerant circulation direction switching mechanism is in the second refrigerant circulation state, the heat generated by the compression work is effectively used while cooling the refrigerant during the compression stroke of the compression mechanism. Can do.
第5の発明にかかる冷凍装置は、第1の発明にかかる冷凍装置において、熱源側熱交換器は、室外空気によって冷媒の放熱又は蒸発を行う熱交換器であり、冷媒回路に起因する冷却源は、蓄熱材である。 The refrigeration apparatus according to a fifth aspect of the invention is the refrigeration apparatus according to the first aspect of the invention, wherein the heat source side heat exchanger is a heat exchanger that radiates or evaporates the refrigerant by outdoor air, and is a cooling source caused by the refrigerant circuit Is a heat storage material.
この冷凍装置では、冷媒循環方向切換機構が第2冷媒循環状態である場合には、圧縮機構において圧縮された冷媒は、主として、利用側熱交換器及び熱源側熱交換器の順に冷媒回路内を循環し、冷媒回路から分離される熱媒体又は冷媒回路を流れる冷媒とは別の熱媒体は、熱媒体冷却器切換機構が第2熱媒体冷却状態になるため、第2熱媒体冷却器において、熱源側熱交換器内の冷媒によって冷却された後に、圧縮機構冷却器において、圧縮機構を流れる冷媒を冷却する。すなわち、この冷凍装置では、冷媒循環方向切換機構が第2冷媒循環状態である場合には、冷媒回路から分離される熱媒体又は冷媒回路を流れる冷媒とは別の熱媒体を蓄熱材によって冷却し、蓄熱材の加熱により蓄えられた熱を、熱源側熱交換器の除霜用の熱源として利用して、放熱ロスが生じるのを抑えることができる。 In this refrigeration apparatus, when the refrigerant circulation direction switching mechanism is in the second refrigerant circulation state, the refrigerant compressed in the compression mechanism mainly passes through the refrigerant circuit in the order of the use side heat exchanger and the heat source side heat exchanger. In the second heat medium cooler, the heat medium that circulates and is separated from the refrigerant circuit or the refrigerant that flows through the refrigerant circuit has a heat medium cooler switching mechanism in the second heat medium cooling state. After being cooled by the refrigerant in the heat source side heat exchanger, the refrigerant flowing through the compression mechanism is cooled in the compression mechanism cooler. That is, in this refrigeration apparatus, when the refrigerant circulation direction switching mechanism is in the second refrigerant circulation state, the heat medium separated from the refrigerant circuit or the heat medium different from the refrigerant flowing through the refrigerant circuit is cooled by the heat storage material. The heat stored by the heating of the heat storage material can be used as a heat source for defrosting the heat source side heat exchanger, so that a heat dissipation loss can be suppressed.
これにより、この冷凍装置では、冷媒循環方向切換機構が第2冷媒循環状態である場合においても、圧縮機構の圧縮行程中の冷媒を冷却しながら、圧縮仕事で生じた熱を有効に利用することができる。特に、この冷凍装置では、熱源側熱交換器の除霜用の熱源として使用することが可能になるという利点がある。 Thereby, in this refrigeration apparatus, even when the refrigerant circulation direction switching mechanism is in the second refrigerant circulation state, the heat generated by the compression work is effectively used while cooling the refrigerant during the compression stroke of the compression mechanism. Can do. In particular, this refrigeration apparatus has an advantage that it can be used as a heat source for defrosting the heat source side heat exchanger.
第6の発明にかかる冷凍装置は、第1〜第5の発明のいずれかにかかる冷凍装置において、冷媒回路は、圧縮機構において圧縮された冷媒中から冷凍機油を分離する油分離機構をさらに有しており、冷媒回路から分離される熱媒体は、油分離機構において分離された冷凍機油である。 A refrigeration apparatus according to a sixth invention is the refrigeration apparatus according to any one of the first to fifth inventions, wherein the refrigerant circuit further has an oil separation mechanism for separating the refrigeration oil from the refrigerant compressed in the compression mechanism. The heat medium separated from the refrigerant circuit is refrigeration oil separated in the oil separation mechanism.
この冷凍装置では、冷媒回路から分離される熱媒体を使用して、冷媒循環方向切換機構が第2冷媒循環状態である場合においても、圧縮機構の圧縮行程中の冷媒を冷却しながら、圧縮仕事で生じた熱を有効に利用している。 In this refrigeration apparatus, a compression medium is used while cooling the refrigerant during the compression stroke of the compression mechanism using the heat medium separated from the refrigerant circuit, even when the refrigerant circulation direction switching mechanism is in the second refrigerant circulation state. The heat generated in is effectively used.
第7の発明にかかる冷凍装置は、第6の発明のいずれかにかかる冷凍装置において、熱媒体は、圧縮機構冷却器において圧縮機構を流れる冷媒を冷却した後に冷媒回路の圧縮機構と油分離機構との間の位置に戻される。 A refrigeration apparatus according to a seventh invention is the refrigeration apparatus according to any of the sixth inventions, wherein the heat medium cools the refrigerant flowing through the compression mechanism in the compression mechanism cooler and then the compression mechanism and the oil separation mechanism of the refrigerant circuit To the position between.
この冷凍装置では、油分離機構において分離された冷凍機油を圧縮機構と油分離機構との間に戻すように熱媒体回路を循環させているため、冷媒回路の圧縮機構から離れた部分に冷凍機油が分布しにくくなり、熱媒体回路を循環する冷凍機油の流量が安定し、これにより、安定した圧縮機構冷却器の冷却能力を得ることができる。 In this refrigeration apparatus, since the heat medium circuit is circulated so that the refrigeration oil separated in the oil separation mechanism is returned between the compression mechanism and the oil separation mechanism, the refrigeration oil is provided in a portion away from the compression mechanism of the refrigerant circuit. Is less likely to be distributed, and the flow rate of the refrigerating machine oil circulating in the heat medium circuit is stabilized, whereby a stable cooling capacity of the compression mechanism cooler can be obtained.
第8の発明にかかる冷凍装置は、第1〜第5の発明のいずれかにかかる冷凍装置において、熱媒体回路は、冷媒回路を流れる冷媒とは別の熱媒体が循環する閉回路である。 A refrigeration apparatus according to an eighth invention is the refrigeration apparatus according to any one of the first to fifth inventions, wherein the heat medium circuit is a closed circuit in which a heat medium different from the refrigerant flowing through the refrigerant circuit circulates.
この冷凍装置では、熱媒体回路が冷媒回路を流れる冷媒とは別の熱媒体が循環する閉回路であるため、熱媒体回路を循環する熱媒体の流量が安定し、これにより、安定した圧縮機構冷却器の冷却能力を得ることができる。 In this refrigeration apparatus, since the heat medium circuit is a closed circuit in which a heat medium different from the refrigerant flowing in the refrigerant circuit circulates, the flow rate of the heat medium that circulates in the heat medium circuit is stabilized, thereby providing a stable compression mechanism. The cooling capacity of the cooler can be obtained.
第9の発明にかかる冷凍装置は、第1〜第8の発明のいずれかにかかる冷凍装置において、冷媒回路に封入される冷媒は、二酸化炭素である。 A refrigeration apparatus according to a ninth aspect is the refrigeration apparatus according to any one of the first to eighth aspects, wherein the refrigerant enclosed in the refrigerant circuit is carbon dioxide.
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。 As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
第1、第4、第6及び第9の発明では、冷媒循環方向切換機構が第2冷媒循環状態である場合においても、圧縮機構の圧縮行程中の冷媒を冷却しながら、圧縮仕事で生じた熱を有効に利用することができる。 In the first, fourth, sixth and ninth inventions, even when the refrigerant circulation direction switching mechanism is in the second refrigerant circulation state, the refrigerant is generated by compression work while cooling the refrigerant during the compression stroke of the compression mechanism. Heat can be used effectively.
第2の発明では、特に、熱源側熱交換器やそのドレンパンにおけるドレン水の凍結防止や結晶成長を抑制することが可能になるという利点がある。 The second invention is particularly advantageous in that it is possible to prevent freezing of the drain water in the heat source side heat exchanger and its drain pan and to suppress crystal growth.
第3の発明では、特に、熱源側熱交換器における蒸発負荷を小さくすることが可能になるという利点がある。 In the third invention, there is an advantage that the evaporation load in the heat source side heat exchanger can be particularly reduced.
第5の発明では、特に、熱源側熱交換器の除霜用の熱源として使用することが可能になるという利点がある。 The fifth aspect of the invention has an advantage that it can be used as a heat source for defrosting the heat source side heat exchanger.
第7及び第8の発明では、安定した圧縮機構冷却器の冷却能力を得ることができる。 In the seventh and eighth inventions, a stable cooling capability of the compression mechanism cooler can be obtained.
以下、図面に基づいて、本発明にかかる冷凍装置の実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of a refrigeration apparatus according to the present invention will be described based on the drawings.
(1)空気調和装置の構成
図1は、本発明の一実施形態にかかる冷凍装置としての空気調和装置1の概略構成図である。空気調和装置1は、主として、室外ユニット2と室内ユニット5と、室外ユニット2と室内ユニット5とを接続する液冷媒連絡管6及びガス冷媒連絡管7とを備えており、冷房運転と暖房運転を切り換え可能な冷媒回路10を構成している。また、冷媒回路10には、冷媒として二酸化炭素が、また、冷凍機油としてポリアルキレングリコール(PAG)が封入されている。そして、空気調和装置1は、臨界圧力を超える圧力まで冷媒を圧縮する超臨界冷凍サイクルを行うようになっている。
(1) Configuration of Air Conditioner FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an
<室内ユニット>
室内ユニット5は、液冷媒連絡管6及びガス冷媒連絡管7を介して室外ユニット2に接続されており、冷媒回路10の一部を構成している。
<Indoor unit>
The
室内ユニット5は、主として、冷媒回路10の一部を構成する室内側冷媒回路10aを有している。この室内側冷媒回路10aは、主として、利用側熱交換器としての室内熱交換器51を有している。
The
室内熱交換器51は、冷房運転時には、熱源側熱交換器としての室外熱交換器24(後述)において放熱した冷媒を室内の熱負荷を処理すること(すなわち、室内の熱負荷を輸送する加熱媒体としての室内空気等と熱交換させること)によって蒸発させる蒸発器として機能し、暖房運転時には、圧縮機構としての圧縮機21(後述)において圧縮された冷媒を室内の熱負荷を処理すること(すなわち、室内の熱負荷を輸送する冷却媒体としての室内空気等と熱交換させること)によって放熱させる放熱器として機能することが可能な熱交換器である。室内熱交換器51は、その液側が液冷媒連絡管6に接続され、そのガス側がガス冷媒連絡管7に接続されている。
During the cooling operation, the
また、室内ユニット5は、室内ユニット5を構成する各部の動作を制御する室内側制御部52を有している。そして、室内側制御部52は、室内ユニット5の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、室内ユニット5を個別に操作するためのリモコン(図示せず)との間で制御信号等のやりとりを行ったり、室外ユニット2との間で伝送線8aを介して制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
The
<室外ユニット>
室外ユニット2は、液冷媒連絡管6及びガス冷媒連絡管7を介して室内ユニット5に接続されており、室内ユニット5の間で冷媒回路10を構成している。
<Outdoor unit>
The
室外ユニット2は、主として、冷媒回路10の一部を構成する室外側冷媒回路10bを有している。この室外側冷媒回路10bは、主として、圧縮機構としての圧縮機21と、油分離機構としての油分離器22と、冷媒循環方向切換機構としての冷媒循環方向切換弁23と、熱源側熱交換器としての室外熱交換器24と、膨張機構としての室外膨張弁25とを有している。
The
圧縮機21は、冷媒を圧縮するために設けられた単段圧縮型の容積式圧縮機であり、主として、圧縮要素21aと、圧縮要素21aを駆動する圧縮機モータ21bとを有している。圧縮要素21aは、ロータリ型やスクロール型の圧縮要素である。圧縮機モータ21bは、インバータにより、運転周波数(すなわち、回転速度)が可変できるようになっている。
The
油分離器22は、圧縮機21において圧縮された冷媒中から冷凍機油を分離する機構であり、圧縮機21の吐出と冷媒循環方向切換弁23との間に設けられている。油分離器22としては、種々の型式のものが使用可能であるが、本実施形態では、略円筒形状の密閉容器の下部に冷凍機油の出口が形成され、略円筒形状の密閉容器の上部に冷媒の出口が形成され、そして、冷凍機油の出口と冷媒の出口との中間部に圧縮機21において圧縮された冷媒の入口が形成された型式が使用されている。
The
冷媒循環方向切換弁23は、冷媒回路10における冷媒の流れの方向を切り換えるために設けられた四路切換弁であり、冷房運転時には、室外熱交換器24を圧縮機21において圧縮された冷媒の放熱器として機能させ、かつ、室内熱交換器51を室外熱交換器24において放熱した冷媒の蒸発器として機能させる第1冷媒循環状態にするために、圧縮機21の吐出と室外熱交換器24のガス側端とを接続するとともに圧縮機21の吸入とガス冷媒連絡管7とを接続し(図1の冷媒循環方向切換弁23の実線を参照)、暖房運転時には、室内熱交換器51を圧縮機21において圧縮された冷媒の放熱器として機能させ、かつ、室外熱交換器24を室内熱交換器51において放熱した冷媒の蒸発器として機能させる第2冷媒循環状態にするために、圧縮機21の吐出とガス冷媒連絡管7とを接続するとともに圧縮機21の吸入と室外熱交換器24のガス側とを接続することが可能である(図1の冷媒循環方向切換弁23の破線を参照)。
The refrigerant circulation
室外熱交換器24は、冷房運転時には、圧縮機21において圧縮された冷媒を冷却媒体としての室外空気と熱交換させることによって放熱させる放熱器として機能し、暖房運転時には、室内熱交換器51において放熱した冷媒を加熱媒体としての室外空気と熱交換させることによって蒸発させる蒸発器として機能することが可能な熱交換器である。室外熱交換器24は、そのガス側が冷媒循環方向切換弁23に接続され、その液側が室外膨張弁25に接続されている。
The
室外膨張弁25は、室外熱交換器24と室内熱交換器51との間を流れる冷媒の減圧等を行うために、室外熱交換器24の液側に接続された電動膨張弁である。
The
また、室外ユニット2は、冷媒回路10から分離される熱媒体が流れる熱媒体回路11を有している。熱媒体回路11は、油分離器22において冷媒中から分離される冷凍機油が、冷媒回路10から分離される熱媒体として循環する回路であり、主として、熱媒体循環管41を有している。
The
熱媒体循環管41は、その一端が油分離器22の冷凍機油出口に接続され、その他端が冷媒回路10の圧縮機21と油分離器22との間の位置に接続されており、主として、油分離器22の冷凍機油出口から延びる第1熱媒体合流管41aと、第1熱媒体合流管41aを2つに分岐する第1及び第2熱媒体分岐管41b、41cと、第1及び第2熱媒体分岐管41b、41cを合流する第2熱媒体合流管41dとを有している。
One end of the heat
第1熱媒体分岐管41bには、第1熱媒体冷却器42が設けられている。
A first
第1熱媒体冷却器42は、冷媒回路10から分離される冷凍機油を冷媒回路10に起因しない冷却源によって冷却する冷却器である。ここで、「冷媒回路に起因しない冷却源」とは、室外空気や冷却水のような冷媒回路10を流れる冷媒とは無関係に熱媒体を冷却する能力を有するものを意味し、第1熱媒体冷却器42として、例えば、室外空気を冷媒回路10に起因しない冷却源として用いて、第1熱媒体分岐管41bを流れる冷凍機油を冷却する熱交換器を使用することができる。
The first
第2熱媒体分岐管41cには、第2熱媒体冷却器43が設けられている。
A second
第2熱媒体冷却器43は、冷媒回路10から分離される冷凍機油を冷媒回路10に起因する冷却源によって冷却する冷却器である。ここで、「冷媒回路に起因する冷却源」とは、冷媒回路10を流れる冷媒、及び、冷媒回路10を流れる冷媒との熱交換によって熱媒体を冷却する能力を有するものを意味し、第2熱媒体冷却器43として、例えば、熱源側熱交換器としての室外熱交換器24内の冷媒を冷媒回路10に起因する冷却源として用いて、第2熱媒体分岐管41cを流れる冷凍機油を冷却する熱交換器に使用することができる。
The second
第1熱媒体合流管41aと第1及び第2熱媒体分岐管41b、41cとの分岐部には、熱媒体冷却器切換機構としての熱媒体冷却器切換弁44が設けられており、冷房運転時(すなわち、冷媒循環方向切換弁23が第1冷媒循環状態である場合)には、第1熱媒体分岐管41bを第1熱媒体合流管41aに接続しかつ第2熱媒体分岐管41cを第1熱媒体合流管41aに接続しない(ここでは、第2熱媒体分岐管41cを熱媒体管41eを介して圧縮機21の吸入側に接続する)ようにして、第1熱媒体冷却器42を使用する第1熱媒体冷却状態(図1の熱媒体冷却器切換弁44の実線を参照)と、暖房運転時(すなわち、冷媒循環方向切換弁23が第2冷媒循環状態である場合)には、第2熱媒体分岐管41cを第1熱媒体合流管41aに接続しかつ第1熱媒体分岐管41bを第1熱媒体合流管41aに接続しない(ここでは、第1熱媒体分岐管41bを熱媒体管41eを介して圧縮機21の吸入側に接続する)ようにして、第2熱媒体冷却器43を使用する第2油冷却状態(図1の熱媒体冷却器切換弁44の破線を参照)とを切り換えることができるようになっている。
A heat medium
第1熱媒体分岐管41bの第1熱媒体冷却器42の出口側には、第1熱媒体合流管41aから第2熱媒体合流管41dに向かう冷凍機油の流れのみを許容する第1逆止弁45が設けられている。第2熱媒体分岐管41cの第2熱媒体冷却器43の出口側には、第1熱媒体合流管41aから第2熱媒体合流管41dに向かう冷凍機油の流れのみを許容する第2逆止弁46が設けられている。
On the outlet side of the first
第2熱媒体合流管41dには、熱媒体ポンプ47と圧縮機構冷却器48とが設けられている。
A
熱媒体ポンプ47は、熱媒体回路11内の冷凍機油を循環させるポンプであり、主として、冷凍機油の昇圧を行う昇圧要素47aと、昇圧要素47aを駆動するポンプモータ47bとを有している。ポンプモータ47bは、インバータにより、運転周波数(すなわち、回転速度)が可変できるようになっている。
The
圧縮機構冷却器48は、第1熱媒体冷却器42又は第2熱媒体冷却器43において冷却された冷凍機油によって圧縮機21を流れる冷媒を冷却する冷却器である。本実施形態において、圧縮機構冷却器48は、熱媒体ポンプ47の下流側に設けられている。
The compression mechanism cooler 48 is a cooler that cools the refrigerant flowing through the
さらに、室外ユニット2には、各種のセンサが設けられている。具体的には、室外ユニット2には、圧縮機21の吸入温度を検出する吸入温度センサ26と、圧縮機21の吐出温度を検出する吐出温度センサ27とが設けられている。本実施形態において、吸入温度センサ26及び吐出温度センサ27は、サーミスタからなる。また、室外ユニット2は、室外ユニット2を構成する各部の動作を制御する室外側制御部28を有している。そして、室外側制御部28は、室外ユニット2の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、室内ユニット5の室内側制御部52との間で伝送線8aを介して制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。すなわち、室内側制御部52と室外側制御部28と制御部28、52間を接続する伝送線8aとによって、空気調和装置1全体の運転制御を行う制御部8が構成されている。
Furthermore, the
制御部8は、各種センサ26、27の検出信号等に基づいて各種機器21(具体的には、圧縮機モータ21b)、23、25、44、47(具体的には、ポンプモータ47b)等を制御するようになっている。
Based on the detection signals of the
<冷媒連絡管>
冷媒連絡管6、7は、空気調和装置1を設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管である。液冷媒連絡管6は、室外ユニット2及び室内ユニット5に接続されており、冷房運転時には、室外ユニット2を通過した冷媒を室内ユニット5に送り、暖房運転時には、室内ユニット5を通過した冷媒を室外ユニット2に送る冷媒管である。ガス冷媒連絡管7は、室外ユニット2及び室内ユニット5に接続されており、冷房運転時には、室内ユニット5を通過した冷媒を室外ユニット2に送り、暖房運転時には、室外ユニット2を通過した冷媒を室内ユニット5に送る冷媒管である。
<Refrigerant communication pipe>
The
(2)空気調和装置の動作
次に、本実施形態の空気調和装置1の動作について、図1を用いて説明する。
(2) Operation | movement of an air conditioning apparatus Next, operation | movement of the
<冷房運転>
冷房運転時は、冷媒循環方向切換機構としての冷媒循環方向切換弁23が図1の実線で示される第1冷媒循環状態とされる。膨張機構としての室外膨張弁25は、開度調節される。また、熱媒体冷却器切換機構としての熱媒体冷却器切換弁44が図1の実線で示される第1熱媒体冷却状態とされる。
<Cooling operation>
During the cooling operation, the refrigerant circulation
この冷媒回路10及び熱媒体回路11の状態において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、圧縮機構としての圧縮機21に吸入されて、圧縮要素21aによって冷媒の臨界圧力よりも高い圧力まで圧縮されて、冷凍サイクルにおける高圧の冷媒として吐出される。この圧縮機21から吐出された高圧の冷媒は、油分離機構としての油分離器22に送られる。この高圧の冷媒は、油分離器22において冷凍機油が分離される。冷凍機油が分離された後の高圧の冷媒は、冷媒出口から冷媒循環方向切換弁23を通じて熱源側熱交換器としての室外熱交換器24に送られ、冷却媒体としての室外空気と熱交換を行うことによって放熱する。この室外熱交換器24において放熱した高圧の冷媒は、室外膨張弁25によって減圧されて、冷凍サイクルにおける低圧の気液二相状態の冷媒となる。この低圧の気液二相状態の冷媒は、液冷媒連絡管6を通じて室外ユニット2から室内ユニット5に送られる。この室内ユニット5に送られた冷媒は、利用側熱交換器としての室内熱交換器51に送られ、加熱媒体としての室内空気等と熱交換を行うことによって蒸発する。この室内熱交換器51において蒸発した低圧の冷媒は、ガス冷媒連絡管7を通じて室内ユニット5から室外ユニット2に送られる。この室外ユニット2に送られた低圧の冷媒は、冷媒循環方向切換弁23を通じて圧縮機21に再び吸入される。
In the state of the
このような冷房運転時において、油分離器22において分離された冷凍機油は、冷媒回路10から分離される熱媒体として、熱媒体回路11に流入する。そして、この熱媒体回路11に流入した冷凍機油は、第1熱媒体冷却器42において、冷媒回路10に起因しない冷却源としての室外空気によって冷却され、熱媒体ポンプ47によって昇圧されて、圧縮機構冷却器48に送られる。この圧縮機構冷却器48に送られた冷凍機油は、圧縮機構冷却器48において圧縮機21を流れる冷媒を冷却した後に、冷媒回路10の圧縮機21と油分離器22との間の位置に戻される。これにより、圧縮機21では、圧縮行程中の冷媒が冷却されて、圧縮機21内の圧縮行程が等温圧縮に近づくようになり、圧縮動力を小さくすることができる。
During such cooling operation, the refrigerating machine oil separated in the
また、このとき、吸入温度センサ26及び吐出温度センサ27によって検出される圧縮機21の吸入温度及び吐出温度に基づいて熱媒体ポンプ47の運転容量を制御(ここでは、ポンプモータ47bの運転周波数を制御)することによって、圧縮行程中の冷媒の冷却度合いを調節するようにしてもよい。例えば、圧縮機21の吐出温度から吸入温度を差し引いた温度差が所定温度差以上になった場合には、ポンプモータ47bの運転周波数を増加させることで、熱媒体回路11を循環する冷凍機油の流量を増加させて、圧縮行程中の冷媒の冷却を確実に促進することができる。
At this time, the operation capacity of the
<暖房運転時>
暖房運転時は、冷媒循環方向切換弁23が図1の破線で示される第2冷媒循環状態とされる。室外膨張弁25は、開度調節される。熱媒体冷却器切換弁44が図1の破線で示される第2熱媒体冷却状態とされる。
<During heating operation>
During the heating operation, the refrigerant circulation
この冷媒回路10及び熱媒体回路11の状態において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、圧縮機21に吸入されて、圧縮要素21aによって冷媒の臨界圧力よりも高い圧力まで圧縮されて、冷凍サイクルにおける高圧の冷媒として吐出される。この圧縮機21から吐出された高圧の冷媒は、油分離器22に送られる。この高圧の冷媒は、油分離器22において冷凍機油が分離される。冷凍機油が分離された後の高圧の冷媒は、冷媒出口から冷媒循環方向切換弁23及びガス冷媒連絡管7を通じて室外ユニット2から室内ユニット5に送られる。この室内ユニット5に送られた冷媒は、室内熱交換器51において冷却媒体としての室内空気等と熱交換を行うことによって放熱する。この室内交換器51において放熱した高圧の冷媒は、液冷媒連絡管6を通じて室内ユニット5から室外ユニット2に送られる。この室外ユニット2に送られた冷媒は、室外膨張弁25において減圧されて、冷凍サイクルにおける低圧の気液二相状態の冷媒となる。この室外膨張弁25において低圧になった冷媒は、室外熱交換器24に送られ、加熱媒体としての室外空気と熱交換を行うことによって蒸発する。また、室外熱交換器24内の冷媒は、後述のように、第2熱媒体冷却器43において、熱媒体回路11を流れる冷凍機油によって加熱される。この室外熱交換器24において蒸発し、また、第2熱媒体冷却器43において加熱された低圧の冷媒は、冷媒循環方向切換弁23を通じて圧縮機21に再び吸入される。
In the state of the
このような暖房運転時において、油分離器22において分離された冷凍機油は、冷媒回路10から分離される熱媒体として、熱媒体回路11に流入する。そして、この熱媒体回路11に流入した冷凍機油は、第2熱媒体冷却器43において、冷媒回路10に起因する冷却源としての室外熱交換器24内の冷媒によって冷却され、熱媒体ポンプ47によって昇圧されて、圧縮機構冷却器48に送られる。この圧縮機構冷却器48に送られた冷凍機油は、圧縮機構冷却器48において圧縮機21を流れる冷媒を冷却した後に、冷媒回路10の圧縮機21と油分離器22との間の位置に戻される。これにより、圧縮機21では、圧縮行程中の冷媒が冷却されて、圧縮機21内の圧縮行程が等温圧縮に近づくようになり、圧縮動力を小さくすることができる。しかも、上述のように、室外熱交換器24内の冷媒は、第2熱媒体冷却器43において、熱媒体回路11を流れる冷凍機油によって加熱されるため、圧縮仕事で生じた熱を室外熱交換器24における蒸発負荷を小さくすることに利用していることになる。
During such heating operation, the refrigerating machine oil separated in the
また、このとき、冷房運転時と同様に、吸入温度センサ26及び吐出温度センサ27によって検出される圧縮機21の吸入温度及び吐出温度に基づいて熱媒体ポンプ47の運転容量を制御(ここでは、ポンプモータ47bの運転周波数を制御)することによって、圧縮行程中の冷媒の冷却度合いを調節するようにしてもよい。例えば、圧縮機21の吐出温度から吸入温度を差し引いた温度差が所定温度差以上になった場合には、ポンプモータ47bの運転周波数を増加させることで、熱媒体回路11を循環する冷凍機油の流量を増加させて、圧縮行程中の冷媒の冷却を確実に促進することができる。
At this time, similarly to the cooling operation, the operation capacity of the
(3)空気調和装置の特徴
本実施形態の空気調和装置1には、以下のような特徴がある。
(3) Features of the air conditioner The
<A>
本実施形態の空気調和装置1では、冷媒循環方向切換機構としての冷媒循環方向切換弁23が第1冷媒循環状態である場合には、圧縮機構としての圧縮機21において圧縮された冷媒は、主として、熱源側熱交換器としての室外熱交換器24及び利用側熱交換器としての室内熱交換器51の順に冷媒回路10内を循環し、油分離機構としての油分離器22において分離された冷媒回路10から分離される熱媒体としての冷凍機油は、熱媒体冷却器切換機構としての熱媒体冷却器切換弁44が第1熱媒体冷却状態になるため、第1熱媒体冷却器42において、冷媒回路10に起因しない冷却源によって冷却された後に、圧縮機構冷却器48において、圧縮機21を流れる冷媒を冷却するように熱媒体回路11を循環する。また、冷媒循環方向切換弁23が第2冷媒循環状態である場合には、圧縮機21において圧縮された冷媒は、主として、室内熱交換器51及び室外熱交換器24の順に冷媒回路10内を循環し、油分離器22において分離された冷凍機油は、熱媒体冷却器切換弁44が第2熱媒体冷却状態になるため、第2熱媒体冷却器43において、冷媒回路10に起因する冷却源(ここでは、室外熱交換器24内の冷媒)によって冷却された後に、圧縮機構冷却器48において、圧縮機21を流れる冷媒を冷却するように熱媒体回路11を循環する。すなわち、冷媒循環方向切換弁23が第2冷媒循環状態である場合には、加熱能力が必要とされるところ、冷媒循環方向切換弁23が第1冷媒循環状態である場合と同様に、油分離器22において分離された冷凍機油を冷媒回路10に起因しない冷却源によって冷却すると、単に室外に放熱する等のように放熱ロスとなってしまうが、この空気調和装置1では、冷媒循環方向切換弁23が第2冷媒循環状態である場合には、油分離器22において分離された冷凍機油を冷媒回路10に起因する冷却源によって冷却し、放熱ロスが生じるのを抑えることができる。
<A>
In the
これにより、本実施形態の空気調和装置1では、冷媒循環方向切換弁23が第2冷媒循環状態である場合においても、圧縮機21の圧縮行程中の冷媒を冷却しながら、圧縮仕事で生じた熱を有効に利用することができる。
Thereby, in the
特に、本実施形態の空気調和装置1では、第2熱媒体冷却器43において、冷媒回路10に起因する冷却源として、室外熱交換器24内の冷媒を使用しているため、室外熱交換器24内の冷媒が加熱されて、室外熱交換器24における蒸発負荷を小さくすることが可能になるという利点がある。
In particular, in the
<B>
本実施形態の空気調和装置1では、油分離器22において分離された冷凍機油を圧縮機21と油分離器22との間に戻すように熱媒体回路11を循環させているため、冷媒回路10の圧縮機21から離れた部分に冷凍機油が分布しにくくなり、熱媒体回路11を循環する冷凍機油の流量が安定し、これにより、安定した圧縮機構冷却器48の冷却能力を得ることができる。
<B>
In the
(4)変形例1
上述の実施形態において、圧縮機構としての圧縮機21に圧縮機構冷却器48を組み込むようにしてもよい。
(4)
In the above-described embodiment, the compression mechanism cooler 48 may be incorporated in the
例えば、圧縮機21の圧縮要素21aをスクロール型の圧縮要素とする場合には、図2〜図4に示されるような構造を採用することができる。ここで、図2は、圧縮機構冷却器48が組み込まれた圧縮機21の圧縮要素21a付近を示す縦断面図であり、図3は、図2のI−I断面図であり、図4は、図2のII−II断面図である。
For example, when the
圧縮要素21aは、圧縮機21のケーシング(図示せず)の内部に収容されており、主として、可動スクロール61と、可動スクロール61に噛合する固定スクロール62とを有している。可動スクロール61の鏡板61aの内部及び鏡板61aに立設するラップ61bの内部には、両スクロール61、62によって形成された圧縮室63に隣接するように熱媒体流路64が形成されている。また、固定スクロール62の鏡板62aの内部及び鏡板62aに立設するラップ62bの内部にも圧縮室63に隣接するように熱媒体流路65が形成されている。そして、熱媒体流路64、65は、第2熱媒体合流管41dの熱媒体ポンプ47の吐出側の部分に接続されることで、圧縮機構冷却器48を構成している。尚、ここでは、圧縮機構冷却器48を構成する熱媒体流路がスクロール61、62の両方に形成されているが、例えば、固定スクロール62のみに形成する等のように、スクロール61、62の一方に形成するようにしてもよい。
The
これにより、本変形例の空気調和装置1では、圧縮要素21a内において圧縮行程中にある冷媒の冷却を確実に行うことができる。
Thereby, in the
(5)変形例2
上述の実施形態及び変形例1では、冷媒循環方向切換機構としての冷媒循環方向切換弁23が第2冷媒循環状態である場合においても、圧縮機構としての圧縮機21の圧縮行程中の冷媒を冷却しながら、圧縮仕事で生じた熱を有効に利用できるようにするために、第2熱媒体冷却器43において、冷媒回路10に起因する冷却源として、熱源側熱交換器としての室外熱交換器24内の冷媒を使用しているが、これに代えて、室外熱交換器24と圧縮機21の間を流れる冷媒を使用してもよい。
(5)
In the above-described embodiment and
例えば、図5に示されるように、第2熱媒体冷却器43を、冷媒循環方向切換弁23と圧縮機21の吸入側とを接続する吸入管29に設けることができる。
For example, as shown in FIG. 5, the second
次に、図5を用いて、本変形例の動作について説明する。 Next, the operation of this modification will be described with reference to FIG.
冷房運転時は、冷媒循環方向切換弁23が図5の実線で示される第1冷媒循環状態とされる。膨張機構としての室外膨張弁25は、開度調節される。また、熱媒体冷却器切換機構としての熱媒体冷却器切換弁44が図5の実線で示される第1熱媒体冷却状態とされ、この冷媒回路10及び熱媒体回路11の状態において、上述の実施形態及び変形例1と同様の動作が行われる(ここでは、冷房運転時の動作の詳細な説明を省略する)。
During the cooling operation, the refrigerant circulation
暖房運転時は、冷媒循環方向切換弁23が図5の破線で示される第2冷媒循環状態とされる。室外膨張弁25は、開度調節される。熱媒体冷却器切換弁44が図5の破線で示される第2熱媒体冷却状態とされる。
During the heating operation, the refrigerant circulation
この冷媒回路10及び熱媒体回路11の状態において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、圧縮機21に吸入されて、圧縮要素21aによって冷媒の臨界圧力よりも高い圧力まで圧縮されて、冷凍サイクルにおける高圧の冷媒として吐出される。この圧縮機21から吐出された高圧の冷媒は、油分離器22に送られる。この高圧の冷媒は、油分離器22において冷凍機油が分離される。冷凍機油が分離された後の高圧の冷媒は、冷媒出口から冷媒循環方向切換弁23及びガス冷媒連絡管7を通じて室外ユニット2から室内ユニット5に送られる。この室内ユニット5に送られた冷媒は、室内熱交換器51において冷却媒体としての室内空気等と熱交換を行うことによって放熱する。この室内交換器51において放熱した高圧の冷媒は、液冷媒連絡管6を通じて室内ユニット5から室外ユニット2に送られる。この室外ユニット2に送られた冷媒は、室外膨張弁25において減圧されて、冷凍サイクルにおける低圧の気液二相状態の冷媒となる。この室外膨張弁25において低圧になった冷媒は、室外熱交換器24に送られ、加熱媒体としての室外空気と熱交換を行うことによって蒸発する。この室外熱交換器24において蒸発した低圧の冷媒は、冷媒循環方向切換弁23を通じて吸入管29に送られ、第2熱媒体冷却器43において加熱された後に、圧縮機21に再び吸入される。
In the state of the
このような暖房運転時において、油分離器22において分離された冷凍機油は、冷媒回路10から分離される熱媒体として、熱媒体回路11に流入する。そして、この熱媒体回路11に流入した冷凍機油は、第2熱媒体冷却器43において、冷媒回路10に起因する冷却源としての室外熱交換器24と圧縮機21の間を流れる冷媒によって冷却され、熱媒体ポンプ47によって昇圧されて、圧縮機構冷却器48に送られる。この圧縮機構冷却器48に送られた冷凍機油は、圧縮機構冷却器48において圧縮機21を流れる冷媒を冷却した後に、冷媒回路10の圧縮機21と油分離器22との間の位置に戻される。これにより、圧縮機21では、圧縮行程中の冷媒が冷却されて、圧縮機21内の圧縮行程が等温圧縮に近づくようになり、圧縮動力を小さくすることができる。
During such heating operation, the refrigerating machine oil separated in the
このように、本変形例の空気調和装置1では、上述の実施形態及び変形例1と同様に、冷媒循環方向切換弁23が第2冷媒循環状態である場合には、加熱能力が必要とされるところ、冷媒循環方向切換弁23が第1冷媒循環状態である場合と同様に、油分離器22において分離された冷凍機油を冷媒回路10に起因しない冷却源によって冷却すると、単に室外に放熱する等のように放熱ロスとなってしまうが、この空気調和装置1では、冷媒循環方向切換弁23が第2冷媒循環状態である場合には、油分離器22において分離された冷凍機油を冷媒回路10に起因する冷却源(ここでは、室外熱交換器24と圧縮機21の間を流れる冷媒)によって冷却し、放熱ロスが生じるのを抑えることができ、これにより、冷媒循環方向切換弁23が第2冷媒循環状態である場合においても、圧縮機21の圧縮行程中の冷媒を冷却しながら、圧縮仕事で生じた熱を有効に利用することができる。
As described above, in the
(6)変形例3
上述の実施形態及び変形例1では、冷媒循環方向切換機構としての冷媒循環方向切換弁23が第2冷媒循環状態である場合においても、圧縮機構としての圧縮機21の圧縮行程中の冷媒を冷却しながら、圧縮仕事で生じた熱を有効に利用できるようにするために、第2熱媒体冷却器43において、冷媒回路10に起因する冷却源として、熱源側熱交換器としての室外熱交換器24内の冷媒を使用しているが、これに代えて、室外熱交換器24において発生するドレン水(すなわち、室外熱交換器24における室外空気と冷媒との熱交換の際に、室外空気中の水分が結露することによって発生するドレン水)を使用してもよい。
(6) Modification 3
In the above-described embodiment and
例えば、図6に示されるように、第2熱媒体冷却器43を、室外熱交換器24の下部に一体に設けたり、室外熱交換器24において発生するドレン水を受けるドレンパン30に設けて、室外熱交換器24において発生するドレン水が供給されるようにすることができる。
For example, as shown in FIG. 6, the second
次に、図6を用いて、本変形例の動作について説明する。 Next, the operation of this modification will be described with reference to FIG.
冷房運転時は、冷媒循環方向切換弁23が図6の実線で示される第1冷媒循環状態とされる。膨張機構としての室外膨張弁25は、開度調節される。また、熱媒体冷却器切換機構としての熱媒体冷却器切換弁44が図6の実線で示される第1熱媒体冷却状態とされ、この冷媒回路10及び熱媒体回路11の状態において、上述の実施形態及び変形例1と同様の動作が行われる(ここでは、冷房運転時の動作の詳細な説明を省略する)。
During the cooling operation, the refrigerant circulation
暖房運転時は、冷媒循環方向切換弁23が図6の破線で示される第2冷媒循環状態とされる。室外膨張弁25は、開度調節される。熱媒体冷却器切換弁44が図6の破線で示される第2熱媒体冷却状態とされる。
During the heating operation, the refrigerant circulation
この冷媒回路10及び熱媒体回路11の状態において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、圧縮機21に吸入されて、圧縮要素21aによって冷媒の臨界圧力よりも高い圧力まで圧縮されて、冷凍サイクルにおける高圧の冷媒として吐出される。この圧縮機21から吐出された高圧の冷媒は、油分離器22に送られる。この高圧の冷媒は、油分離器22において冷凍機油が分離される。冷凍機油が分離された後の高圧の冷媒は、冷媒出口から冷媒循環方向切換弁23及びガス冷媒連絡管7を通じて室外ユニット2から室内ユニット5に送られる。この室内ユニット5に送られた冷媒は、室内熱交換器51において冷却媒体としての室内空気等と熱交換を行うことによって放熱する。この室内交換器51において放熱した高圧の冷媒は、液冷媒連絡管6を通じて室内ユニット5から室外ユニット2に送られる。この室外ユニット2に送られた冷媒は、室外膨張弁25において減圧されて、冷凍サイクルにおける低圧の気液二相状態の冷媒となる。この室外膨張弁25において低圧になった冷媒は、室外熱交換器24に送られ、加熱媒体としての室外空気と熱交換を行うことによって蒸発する。この室外熱交換器24において蒸発した低圧の冷媒は、冷媒循環方向切換弁23を通じて圧縮機21に再び吸入される。
In the state of the
このような暖房運転時において、油分離器22において分離された冷凍機油は、冷媒回路10から分離される熱媒体として、熱媒体回路11に流入する。そして、この熱媒体回路11に流入した冷凍機油は、第2熱媒体冷却器43において、冷媒回路10に起因する冷却源としての室外熱交換器24において発生するドレン水によって冷却され、熱媒体ポンプ47によって昇圧されて、圧縮機構冷却器48に送られる。この圧縮機構冷却器48に送られた冷凍機油は、圧縮機構冷却器48において圧縮機21を流れる冷媒を冷却した後に、冷媒回路10の圧縮機21と油分離器22との間の位置に戻される。これにより、圧縮機21では、圧縮行程中の冷媒が冷却されて、圧縮機21内の圧縮行程が等温圧縮に近づくようになり、圧縮動力を小さくすることができる。しかも、室外熱交換器24において発生したドレン水は、第2熱媒体冷却器43において、熱媒体回路11を流れる冷凍機油によって加熱されるため、圧縮仕事で生じた熱を、室外熱交換器24やそのドレンパン30におけるドレン水の凍結防止や結晶成長を抑制することに利用していることになる。
During such heating operation, the refrigerating machine oil separated in the
このように、本変形例の空気調和装置1では、上述の実施形態及び変形例1と同様に、冷媒循環方向切換弁23が第2冷媒循環状態である場合には、加熱能力が必要とされるところ、冷媒循環方向切換弁23が第1冷媒循環状態である場合と同様に、油分離器22において分離された冷凍機油を冷媒回路10に起因しない冷却源によって冷却すると、単に室外に放熱する等のように放熱ロスとなってしまうが、この空気調和装置1では、冷媒循環方向切換弁23が第2冷媒循環状態である場合には、油分離器22において分離された冷凍機油を冷媒回路10に起因する冷却源(ここでは、室外熱交換器24において発生するドレン水)によって冷却し、放熱ロスが生じるのを抑えることができ、これにより、冷媒循環方向切換弁23が第2冷媒循環状態である場合においても、圧縮機21の圧縮行程中の冷媒を冷却しながら、圧縮仕事で生じた熱を有効に利用することができる。特に、本変形例の空気調和装置1では、第2熱媒体冷却器43において、冷媒回路10に起因する冷却源として、室外熱交換器24において発生するドレン水を使用しているため、加熱されたドレン水の熱によって、室外熱交換器24やそのドレンパン30におけるドレン水の凍結防止や結晶成長を抑制することが可能になるという利点がある。
As described above, in the
(7)変形例4
上述の実施形態及び変形例1では、冷媒循環方向切換機構としての冷媒循環方向切換弁23が第2冷媒循環状態である場合においても、圧縮機構としての圧縮機21の圧縮行程中の冷媒を冷却しながら、圧縮仕事で生じた熱を有効に利用できるようにするために、第2熱媒体冷却器43において、冷媒回路10に起因する冷却源として、熱源側熱交換器としての室外熱交換器24内の冷媒を使用しているが、これに代えて、蓄熱材を使用してもよい。
(7) Modification 4
In the above-described embodiment and
例えば、図7に示されるように、第2熱媒体冷却器43を、蓄熱材43aによって冷凍機油を冷却する熱交換器とすることができる。この第2熱媒体冷却器43は、蓄熱材43aに蓄えられた熱によって室外熱交換器24と圧縮機21との間を流れる冷媒(ここでは、冷媒循環方向切換弁23と圧縮機21の吸入側とを接続する吸入管29を流れる冷媒)を加熱することができるように構成されている。すなわち、第2熱媒体冷却器43は、第2熱媒体分岐管41cを流れる冷凍機油が通過する流路と、吸入管29を流れる冷媒が通過する流路との間に蓄熱材43aが介在した構造を有している。また、吸入管29には、第2熱媒体冷却器43をバイパスするバイパス冷媒管31が設けられている。そして、このバイパス冷媒管31には、バイパス冷媒管31への冷媒の流入を制御するバイパス弁32が設けられており、また、吸入管29には、第2熱媒体冷却器43への冷媒の流入を制御するデフロスト弁33が設けられている。
For example, as FIG. 7 shows, the 2nd heat carrier cooler 43 can be used as the heat exchanger which cools refrigeration oil with the
次に、図7を用いて、本変形例の動作について説明する。 Next, the operation of this modification will be described with reference to FIG.
冷房運転時は、冷媒循環方向切換弁23が図7の実線で示される第1冷媒循環状態とされる。膨張機構としての室外膨張弁25は、開度調節される。また、熱媒体冷却器切換機構としての熱媒体冷却器切換弁44が図7の実線で示される第1熱媒体冷却状態とされ、この冷媒回路10及び熱媒体回路11の状態において、上述の実施形態及び変形例1と同様の動作が行われる(ここでは、冷房運転時の動作の詳細な説明を省略する)。
During the cooling operation, the refrigerant circulation
暖房運転時は、冷媒循環方向切換弁23が図7の破線で示される第2冷媒循環状態とされる。室外膨張弁25は、開度調節される。熱媒体冷却器切換弁44が図7の破線で示される第2熱媒体冷却状態とされる。また、バイパス弁32は、開状態とされ、デフロスト弁33は、閉状態とされており、吸入管29を流れる冷媒と蓄熱材43aとの熱交換は行われない状態になっている。
During the heating operation, the refrigerant circulation
この冷媒回路10及び熱媒体回路11の状態において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、圧縮機21に吸入されて、圧縮要素21aによって冷媒の臨界圧力よりも高い圧力まで圧縮されて、冷凍サイクルにおける高圧の冷媒として吐出される。この圧縮機21から吐出された高圧の冷媒は、油分離器22に送られる。この高圧の冷媒は、油分離器22において冷凍機油が分離される。冷凍機油が分離された後の高圧の冷媒は、冷媒出口から冷媒循環方向切換弁23及びガス冷媒連絡管7を通じて室外ユニット2から室内ユニット5に送られる。この室内ユニット5に送られた冷媒は、室内熱交換器51において冷却媒体としての室内空気等と熱交換を行うことによって放熱する。この室内交換器51において放熱した高圧の冷媒は、液冷媒連絡管6を通じて室内ユニット5から室外ユニット2に送られる。この室外ユニット2に送られた冷媒は、室外膨張弁25において減圧されて、冷凍サイクルにおける低圧の気液二相状態の冷媒となる。この室外膨張弁25において低圧になった冷媒は、室外熱交換器24に送られ、加熱媒体としての室外空気と熱交換を行うことによって蒸発する。この室外熱交換器24において蒸発した低圧の冷媒は、冷媒循環方向切換弁23及びバイパス冷媒管31を通じて圧縮機21に再び吸入される。
In the state of the
このような暖房運転時において、油分離器22において分離された冷凍機油は、冷媒回路10から分離される熱媒体として、熱媒体回路11に流入する。そして、この熱媒体回路11に流入した冷凍機油は、第2熱媒体冷却器43において、冷媒回路10に起因する冷却源としての蓄熱材43aによって冷却され、熱媒体ポンプ47によって昇圧されて、圧縮機構冷却器48に送られる。この圧縮機構冷却器48に送られた冷凍機油は、圧縮機構冷却器48において圧縮機21を流れる冷媒を冷却した後に、冷媒回路10の圧縮機21と油分離器22との間の位置に戻される。これにより、圧縮機21では、圧縮行程中の冷媒が冷却されて、圧縮機21内の圧縮行程が等温圧縮に近づくようになり、圧縮動力を小さくすることができる。しかも、第2熱媒体冷却器43の蓄熱材43aは、熱媒体回路11を流れる冷凍機油によって加熱されるため、圧縮仕事で生じた熱を蓄えることになり、室外熱交換器24の除霜用の熱源として利用されることになる。具体的には、室外熱交換器24の着霜が生じた際には、一時的に、冷媒循環方向切換弁23を第1冷媒循環状態に切り換えることで、冷房運転と同様の運転を行い、室外熱交換器24に圧縮機21から吐出される高温高圧の冷媒を通過させて、除霜運転を行うが、この際に、バイパス弁32を閉止し、かつ、デフロスト弁33を開けることで、吸入管29を流れる冷媒を蓄熱材43aによって加熱することで、圧縮機21から吐出される冷媒の温度をできる限り高温にして、室外熱交換器24の除霜を促進することができる。
During such heating operation, the refrigerating machine oil separated in the
このように、本変形例の空気調和装置1では、上述の実施形態及び変形例1と同様に、冷媒循環方向切換弁23が第2冷媒循環状態である場合には、加熱能力が必要とされるところ、冷媒循環方向切換弁23が第1冷媒循環状態である場合と同様に、油分離器22において分離された冷凍機油を冷媒回路10に起因しない冷却源によって冷却すると、単に室外に放熱する等のように放熱ロスとなってしまうが、この空気調和装置1では、冷媒循環方向切換弁23が第2冷媒循環状態である場合には、油分離器22において分離された冷凍機油を冷媒回路10に起因する冷却源(ここでは、蓄熱材43a)によって冷却し、放熱ロスが生じるのを抑えることができ、これにより、冷媒循環方向切換弁23が第2冷媒循環状態である場合においても、圧縮機21の圧縮行程中の冷媒を冷却しながら、圧縮仕事で生じた熱を有効に利用することができる。特に、本変形例の空気調和装置1では、冷媒回路10に起因する冷却源として、蓄熱材43aを使用しているため、蓄熱材43aに蓄えられた熱によって、室外熱交換器24の除霜用の熱源として使用することが可能になるという利点がある。
As described above, in the
(8)変形例5
上述の実施形態及び変形例1では、圧縮機構冷却器48の冷却源として、油分離機構22において分離された冷凍機油のような冷媒回路10から分離される熱媒体を使用しているが、これに代えて、冷媒回路10を流れる冷媒とは別の熱媒体を使用してもよい。
(8)
In the above-described embodiment and
例えば、図8に示されるように、上述の実施形態における冷媒回路10に接続された熱媒体回路11に代えて、冷媒回路10を流れる冷媒とは別の熱媒体が循環する閉回路からなる熱媒体回路111を採用することができる。この熱媒体回路111は、冷媒回路10と接続されておらず、かつ、熱媒体管41eが第2熱媒体分岐管41c(ここでは、第2熱媒体分岐管41cの第2熱媒体冷却器43と第2逆止弁46との間の部分)に接続されていることを除いては、上述の実施形態及び変形例1の熱媒体回路11と同様の構成を有している。尚、熱媒体回路111は、冷媒回路10との接続がない独立した閉回路であることから、熱媒体としては、例えば、冷媒や油、水等のような種々の媒体を使用することが可能である。また、本変形例では、油分離器22の油出口は、キャピラリチューブ34を通じて圧縮機21の吸入側に接続されている。
For example, as shown in FIG. 8, instead of the
このような本変形例の空気調和装置1においては、上述の実施形態及び変形例1とは異なり、冷媒回路10から独立して熱媒体が熱媒体回路111内を循環するという違いはあるものの、冷房運転時(すなわち、冷媒循環方向切換機構としての冷媒循環方向切換弁23が第1冷媒循環状態である場合)には、熱媒体は、熱媒体冷却器切換機構としての熱媒体冷却器切換弁44が第1熱媒体冷却状態になるため、第1熱媒体冷却器42において、冷媒回路10に起因しない冷却源によって冷却された後に、圧縮機構冷却器48において、圧縮機21を流れる冷媒を冷却するように熱媒体回路111を循環し、また、暖房運転時(すなわち、冷媒循環方向切換弁23が第2冷媒循環状態である場合)には、熱媒体は、熱媒体冷却器切換弁44が第2熱媒体冷却状態になるため、第2熱媒体冷却器43において、冷媒回路10に起因する冷却源(ここでは、室外熱交換器24内の冷媒)によって冷却された後に、圧縮機構冷却器48において、圧縮機21を流れる冷媒を冷却するように熱媒体回路11を循環することになる。
In such an
これにより、本変形例の空気調和装置1では、上述の実施形態及び変形例1と同様に、冷媒循環方向切換弁23が第2冷媒循環状態である場合においても、圧縮機21の圧縮行程中の冷媒を冷却しながら、圧縮仕事で生じた熱を有効に利用することができる。しかも、本変形例の空気調和装置1では、熱媒体回路111が冷媒回路10を流れる冷媒とは別の熱媒体が循環する閉回路であるため、熱媒体回路111を循環する熱媒体の流量が安定し、これにより、安定した圧縮機構冷却器48の冷却能力を得ることができる。
Thereby, in the
(9)変形例6
上述の変形例2では、圧縮機構冷却器48の冷却源として、油分離機構22において分離された冷凍機油のような冷媒回路10から分離される熱媒体を使用しているが、これに代えて、冷媒回路10を流れる冷媒とは別の熱媒体を使用してもよい。
(9)
In the second modification described above, a heat medium separated from the
例えば、図9に示されるように、上述の変形例2における冷媒回路10に接続された熱媒体回路11に代えて、冷媒回路10を流れる冷媒とは別の熱媒体が循環する閉回路からなる熱媒体回路111を採用することができる。この熱媒体回路111は、冷媒回路10と接続されておらず、かつ、熱媒体管41eが第2熱媒体分岐管41c(ここでは、第2熱媒体分岐管41cの第2熱媒体冷却器43と第2逆止弁46との間の部分)に接続されていることを除いては、上述の変形例2の熱媒体回路11と同様の構成を有している。尚、熱媒体回路111は、冷媒回路10との接続がない独立した閉回路であることから、熱媒体としては、例えば、冷媒や油、水等のような種々の媒体を使用することが可能である。また、本変形例では、油分離器22の油出口は、キャピラリチューブ34を通じて圧縮機21の吸入側に接続されている。
For example, as shown in FIG. 9, instead of the
このような本変形例の空気調和装置1においては、上述の変形例2とは異なり、冷媒回路10から独立して熱媒体が熱媒体回路111内を循環するという違いはあるものの、冷房運転時(すなわち、冷媒循環方向切換機構としての冷媒循環方向切換弁23が第1冷媒循環状態である場合)には、熱媒体は、熱媒体冷却器切換機構としての熱媒体冷却器切換弁44が第1熱媒体冷却状態になるため、第1熱媒体冷却器42において、冷媒回路10に起因しない冷却源によって冷却された後に、圧縮機構冷却器48において、圧縮機21を流れる冷媒を冷却するように熱媒体回路111を循環し、また、暖房運転時(すなわち、冷媒循環方向切換弁23が第2冷媒循環状態である場合)には、熱媒体は、熱媒体冷却器切換弁44が第2熱媒体冷却状態になるため、第2熱媒体冷却器43において、冷媒回路10に起因する冷却源(ここでは、室外熱交換器24と圧縮機21の間を流れる冷媒)によって冷却された後に、圧縮機構冷却器48において、圧縮機21を流れる冷媒を冷却するように熱媒体回路11を循環することになる。
In the
これにより、本変形例の空気調和装置1では、上述の変形例2と同様に、冷媒循環方向切換弁23が第2冷媒循環状態である場合においても、圧縮機21の圧縮行程中の冷媒を冷却しながら、圧縮仕事で生じた熱を有効に利用することができる。しかも、本変形例の空気調和装置1では、熱媒体回路111が冷媒回路10を流れる冷媒とは別の熱媒体が循環する閉回路であるため、熱媒体回路111を循環する熱媒体の流量が安定し、これにより、安定した圧縮機構冷却器48の冷却能力を得ることができる。
Thereby, in the
(10)変形例7
上述の変形例3では、圧縮機構冷却器48の冷却源として、油分離機構22において分離された冷凍機油のような冷媒回路10から分離される熱媒体を使用しているが、これに代えて、冷媒回路10を流れる冷媒とは別の熱媒体を使用してもよい。
(10)
In the above-described modification 3, the heat medium separated from the
例えば、図10に示されるように、上述の変形例3における冷媒回路10に接続された熱媒体回路11に代えて、冷媒回路10を流れる冷媒とは別の熱媒体が循環する閉回路からなる熱媒体回路111を採用することができる。この熱媒体回路111は、冷媒回路10と接続されておらず、かつ、熱媒体管41eが第2熱媒体分岐管41c(ここでは、第2熱媒体分岐管41cの第2熱媒体冷却器43と第2逆止弁46との間の部分)に接続されていることを除いては、上述の変形例3の熱媒体回路11と同様の構成を有している。尚、熱媒体回路111は、冷媒回路10との接続がない独立した閉回路であることから、熱媒体としては、例えば、冷媒や油、水等のような種々の媒体を使用することが可能である。また、本変形例では、油分離器22の油出口は、キャピラリチューブ34を通じて圧縮機21の吸入側に接続されている。
For example, as shown in FIG. 10, instead of the
このような本変形例の空気調和装置1においては、上述の変形例3とは異なり、冷媒回路10から独立して熱媒体が熱媒体回路111内を循環するという違いはあるものの、冷房運転時(すなわち、冷媒循環方向切換機構としての冷媒循環方向切換弁23が第1冷媒循環状態である場合)には、熱媒体は、熱媒体冷却器切換機構としての熱媒体冷却器切換弁44が第1熱媒体冷却状態になるため、第1熱媒体冷却器42において、冷媒回路10に起因しない冷却源によって冷却された後に、圧縮機構冷却器48において、圧縮機21を流れる冷媒を冷却するように熱媒体回路111を循環し、また、暖房運転時(すなわち、冷媒循環方向切換弁23が第2冷媒循環状態である場合)には、熱媒体は、熱媒体冷却器切換弁44が第2熱媒体冷却状態になるため、第2熱媒体冷却器43において、冷媒回路10に起因する冷却源(ここでは、室外熱交換器24において発生するドレン水)によって冷却された後に、圧縮機構冷却器48において、圧縮機21を流れる冷媒を冷却するように熱媒体回路11を循環することになる。
In the
これにより、本変形例の空気調和装置1では、上述の変形例3と同様に、冷媒循環方向切換弁23が第2冷媒循環状態である場合においても、圧縮機21の圧縮行程中の冷媒を冷却しながら、圧縮仕事で生じた熱を有効に利用することができる。しかも、本変形例の空気調和装置1では、熱媒体回路111が冷媒回路10を流れる冷媒とは別の熱媒体が循環する閉回路であるため、熱媒体回路111を循環する熱媒体の流量が安定し、これにより、安定した圧縮機構冷却器48の冷却能力を得ることができる。
Thereby, in the
(11)変形例8
上述の変形例4では、圧縮機構冷却器48の冷却源として、油分離機構22において分離された冷凍機油のような冷媒回路10から分離される熱媒体を使用しているが、これに代えて、冷媒回路10を流れる冷媒とは別の熱媒体を使用してもよい。
(11)
In the above-described modification 4, the heat medium separated from the
例えば、図11に示されるように、上述の変形例4における冷媒回路10に接続された熱媒体回路11に代えて、冷媒回路10を流れる冷媒とは別の熱媒体が循環する閉回路からなる熱媒体回路111を採用することができる。この熱媒体回路111は、冷媒回路10と接続されておらず、かつ、熱媒体管41eが第2熱媒体分岐管41c(ここでは、第2熱媒体分岐管41cの第2熱媒体冷却器43と第2逆止弁46との間の部分)に接続されていることを除いては、上述の変形例2の熱媒体回路11と同様の構成を有している。尚、熱媒体回路111は、冷媒回路10との接続がない独立した閉回路であることから、熱媒体としては、例えば、冷媒や油、水等のような種々の媒体を使用することが可能である。また、本変形例では、油分離器22の油出口は、キャピラリチューブ34を通じて圧縮機21の吸入側に接続されている。
For example, as shown in FIG. 11, instead of the
このような本変形例の空気調和装置1においては、上述の変形例4とは異なり、冷媒回路10から独立して熱媒体が熱媒体回路111内を循環するという違いはあるものの、冷房運転時(すなわち、冷媒循環方向切換機構としての冷媒循環方向切換弁23が第1冷媒循環状態である場合)には、熱媒体は、熱媒体冷却器切換機構としての熱媒体冷却器切換弁44が第1熱媒体冷却状態になるため、第1熱媒体冷却器42において、冷媒回路10に起因しない冷却源によって冷却された後に、圧縮機構冷却器48において、圧縮機21を流れる冷媒を冷却するように熱媒体回路111を循環し、また、暖房運転時(すなわち、冷媒循環方向切換弁23が第2冷媒循環状態である場合)には、熱媒体は、熱媒体冷却器切換弁44が第2熱媒体冷却状態になるため、第2熱媒体冷却器43において、冷媒回路10に起因する冷却源(ここでは、蓄熱材43a)によって冷却された後に、圧縮機構冷却器48において、圧縮機21を流れる冷媒を冷却するように熱媒体回路11を循環することになる。
In the
これにより、本変形例の空気調和装置1では、上述の変形例4と同様に、冷媒循環方向切換弁23が第2冷媒循環状態である場合においても、圧縮機21の圧縮行程中の冷媒を冷却しながら、圧縮仕事で生じた熱を有効に利用することができる。しかも、本変形例の空気調和装置1では、熱媒体回路111が冷媒回路10を流れる冷媒とは別の熱媒体が循環する閉回路であるため、熱媒体回路111を循環する熱媒体の流量が安定し、これにより、安定した圧縮機構冷却器48の冷却能力を得ることができる。
Thereby, in the
(12)他の実施形態
以上、本発明の実施形態及びその変形例について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
(12) Other Embodiments Although the embodiments of the present invention and the modifications thereof have been described with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments and the modifications thereof. Changes can be made without departing from the scope of the invention.
<A>
上述の実施形態及びその変形例では、室内ユニット5は1台であったが、複数台であってもよい。
<A>
In the above-described embodiment and its modification, the number of
<B>
上述の変形例1では、圧縮機21は、スクロール型の圧縮機であったが、これに限定されず、ロータリ型等の他の型式の圧縮機であってもよい。また、上述の実施形態及びその変形例では、1台の圧縮機21が設けられているが、2台以上の圧縮機が並列に接続されていてもよい。
<B>
In the first modification described above, the
<C>
上述の実施形態及びその変形例では、冷媒循環方向切換弁23や油冷却器切換弁45として四路切換弁を採用しているが、複数の電磁弁等を組み合わせることで冷媒循環方向切換弁23や油冷却器切換弁45と同様の機能を得るようにしてもよい。また、上述の第1実施形態の変形例13におけるバイパス弁32及びデフロスト弁33に代えて、三方弁等を採用してもよい。
<C>
In the above-described embodiment and its modification, a four-way switching valve is employed as the refrigerant circulation
<D>
上述の実施形態及びその変形例では、単段圧縮型の圧縮機構としての圧縮機21を有する冷媒回路10を備えた空気調和装置1に対して、圧縮機構冷却器48等を有する熱媒体回路11、111を設けたが、これに限定されず、2段圧縮型等の多段圧縮型の圧縮機構としての圧縮機を有する冷媒回路を備えた空気調和装置に対して、圧縮機構冷却器等を有する熱媒体回路を設けるようにしてもよい。
<D>
In the above-described embodiment and its modification, the
本発明を利用すれば、冷媒の循環方向を切り換え可能な冷媒回路を有する冷凍装置において、加熱能力が必要とされる冷媒の循環状態においても、圧縮機構の圧縮行程中の冷媒を冷却しながら、圧縮仕事で生じた熱を有効に利用することができる。 By utilizing the present invention, in a refrigeration apparatus having a refrigerant circuit capable of switching the refrigerant circulation direction, while cooling the refrigerant during the compression stroke of the compression mechanism, even in the refrigerant circulation state where heating capacity is required, The heat generated by the compression work can be used effectively.
1 空気調和装置(冷凍装置)
10 冷媒回路
11、111 熱媒体回路
21 圧縮機(圧縮機構)
22 油分離器(油分離機構)
23 冷媒循環方向切換弁(冷媒循環方向切換機構)
24 室外熱交換器(熱源側熱交換器)
42 第1熱媒体冷却器
43 第2熱媒体冷却器
43a 蓄熱材
44 熱媒体冷却器切換弁(熱媒体冷却器切換機構)
48 圧縮機構冷却器
51 室内熱交換器(利用側熱交換器)
1 Air conditioning equipment (refrigeration equipment)
10
22 Oil separator (oil separation mechanism)
23 Refrigerant circulation direction switching valve (refrigerant circulation direction switching mechanism)
24 Outdoor heat exchanger (heat source side heat exchanger)
42 1st
48 Compression mechanism cooler 51 Indoor heat exchanger (use side heat exchanger)
Claims (9)
前記冷媒回路から分離される熱媒体又は前記冷媒回路を流れる冷媒とは別の熱媒体を前記冷媒回路に起因しない冷却源によって冷却する第1熱媒体冷却器(42)と、前記熱媒体を前記冷媒回路に起因する冷却源によって冷却する第2熱媒体冷却器(43)と、前記第1冷媒循環状態である場合に前記第1熱媒体冷却器を使用する第1熱媒体冷却状態と前記第2冷媒循環状態である場合に前記第2熱媒体冷却器を使用する第2熱媒体冷却状態とを切り換える熱媒体冷却器切換機構(44)と、前記第1熱媒体冷却器又は前記第2熱媒体冷却器において冷却された熱媒体によって前記圧縮機構を流れる冷媒を冷却する圧縮機構冷却器(48)とを有する熱媒体回路(11、111)と、
を備えた冷凍装置(1)。 The compression mechanism (21) for compressing the refrigerant, the heat source side heat exchanger (24), the use side heat exchanger (51), and the heat source side heat exchanger perform heat dissipation of the refrigerant compressed in the compression mechanism. A first refrigerant circulating state that functions as a radiator and functions as an evaporator that evaporates the refrigerant that has radiated heat in the heat source side heat exchanger and the usage side heat exchanger are compressed in the compression mechanism. A refrigerant circulation direction switching mechanism that switches between a second refrigerant circulation state that functions as a radiator that radiates the refrigerant and that causes the heat source side heat exchanger to function as an evaporator that evaporates the refrigerant that has radiated heat in the use side heat exchanger. A refrigerant circuit (10) having (23);
A first heat medium cooler (42) for cooling a heat medium separated from the refrigerant circuit or a heat medium different from the refrigerant flowing in the refrigerant circuit by a cooling source not originating from the refrigerant circuit; and A second heat medium cooler (43) that cools by a cooling source originating from the refrigerant circuit; a first heat medium cooling state that uses the first heat medium cooler when the first refrigerant circulation state; A heat medium cooler switching mechanism (44) for switching between the second heat medium cooler using the second heat medium cooler when the two refrigerant circulation states are present, and the first heat medium cooler or the second heat A heat medium circuit (11, 111) having a compression mechanism cooler (48) for cooling the refrigerant flowing through the compression mechanism by the heat medium cooled in the medium cooler;
A refrigeration apparatus (1).
前記冷媒回路(10)に起因する冷却源は、前記熱源側熱交換器において発生するドレン水である、
請求項1に記載の冷凍装置(1)。 The heat source side heat exchanger (24) is a heat exchanger that radiates or evaporates refrigerant by outdoor air,
The cooling source resulting from the refrigerant circuit (10) is drain water generated in the heat source side heat exchanger.
The refrigeration apparatus (1) according to claim 1.
前記冷媒回路(10)に起因する冷却源は、蓄熱材(43a)である、
請求項1に記載の冷凍装置(1)。 The heat source side heat exchanger (24) is a heat exchanger that radiates or evaporates refrigerant by outdoor air,
The cooling source resulting from the refrigerant circuit (10) is a heat storage material (43a).
The refrigeration apparatus (1) according to claim 1.
前記冷媒回路から分離される熱媒体は、前記油分離機構において分離された冷凍機油である、
請求項1〜5のいずれかに記載の冷凍装置(1)。 The refrigerant circuit (10) further includes an oil separation mechanism (22) that separates refrigeration oil from the refrigerant compressed in the compression mechanism (21).
The heat medium separated from the refrigerant circuit is refrigeration oil separated in the oil separation mechanism,
The refrigeration apparatus (1) according to any one of claims 1 to 5.
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