JP2013257121A - Refrigerating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷凍装置に関するものである。 The present invention relates to a refrigeration apparatus.
従来の空気調和装置には、放熱器から流出する冷媒を過冷却させる過冷却熱交換器、この過冷却熱交換器から流出した冷媒を減圧させる絞り装置、及びこの絞り装置から流出した冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離する気液分離器を備えた室外ユニットを有するものが提案されている(たとえば、特許文献1参照)。 In a conventional air conditioner, a supercooling heat exchanger that supercools refrigerant flowing out from a radiator, a throttling device that depressurizes refrigerant flowing out from the supercooling heat exchanger, and a refrigerant flowing out from the throttling device are liquidated. One having an outdoor unit including a gas-liquid separator that separates into a refrigerant and a gas refrigerant has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載の技術は、気液分離器で分離したガス冷媒を、過冷却熱交換器側に供給し、当該ガス冷媒と放熱器から流出する冷媒とを熱交換させた後に、圧縮機の吸入側に流すように冷媒回路を構成している。
すなわち、特許文献1に記載の技術では、室外ユニット内において、気液分離器側と圧縮機の吸入側とが過冷却熱交換器を介して接続され、室内ユニットの蒸発器をバイパスするような冷媒回路の構成となっている。
The technique described in
That is, in the technique described in
特許文献1に記載の技術は、室外ユニットに備えられた気液分離器によって液冷媒とガス冷媒とに分離し、液冷媒のみを室内ユニット側に供給するようにしているため、室外ユニット側から室内ユニット側に供給される冷媒量が減少する。ここで、室外ユニット側から室内ユニット側に供給される冷媒量が減少すると、その分、室内ユニットと室外ユニットとを接続する冷媒配管内の圧力の低下が起こる。
このように、室外ユニット側から室内ユニット側へ供給される冷媒量の減少により、室内ユニットと室外ユニットとを接続する冷媒配管内の圧力の低下が起こると、冷凍機油の流動性が損なわれてしまい、室内ユニット側から室外ユニット側に冷凍機油が戻らず、たとえば圧縮機の摺動部材の摩耗を抑制できなくなってしまう。
The technology described in
As described above, when the pressure in the refrigerant pipe connecting the indoor unit and the outdoor unit decreases due to the decrease in the amount of refrigerant supplied from the outdoor unit side to the indoor unit side, the fluidity of the refrigerating machine oil is impaired. Therefore, the refrigeration oil does not return from the indoor unit side to the outdoor unit side, and for example, wear of the sliding member of the compressor cannot be suppressed.
すなわち、特許文献1に記載の技術は、室外ユニットと室内ユニットとを接続する冷媒配管における冷凍機油の流動性が低く、室内ユニット側から室外ユニット側への油戻り量が低減してしまい、たとえば圧縮機の摺動部材などが摩耗してしまう可能性があった。
That is, the technique described in
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、室外ユニットへの油戻り量が低減しないようにすることを可能とする冷凍装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a refrigeration apparatus that can prevent the amount of oil returned to the outdoor unit from being reduced.
本発明に係る冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、第1絞り装置、及び蒸発器を冷媒配管で接続した冷凍サイクルを有する冷凍装置において、第1絞り装置と蒸発器との間の冷媒配管に接続され、第1絞り装置から流出する冷媒を液冷媒とガス冷媒に分離する気液分離器と、一方が気液分離器に接続され、他方が蒸発器の下流側に接続されたバイパス回路とを有し、気液分離器で分離されたガス冷媒をバイパス回路を介して蒸発器の下流側に流し、気液分離器で分離された液冷媒を蒸発器に流すものである。 A refrigerating apparatus according to the present invention is a refrigerating apparatus having a refrigerating cycle in which a compressor, a condenser, a first throttling device, and an evaporator are connected by a refrigerant pipe, and a refrigerant pipe between the first throttling apparatus and the evaporator. A gas-liquid separator connected to separate the refrigerant flowing out from the first throttle device into a liquid refrigerant and a gas refrigerant; and a bypass circuit in which one is connected to the gas-liquid separator and the other is connected to the downstream side of the evaporator; The gas refrigerant separated by the gas-liquid separator is caused to flow downstream of the evaporator via a bypass circuit, and the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator is caused to flow to the evaporator.
本発明に係る冷凍装置によれば、上記構成を有しているため、室外ユニットへの油戻り量が低減することが抑制される。 Since the refrigeration apparatus according to the present invention has the above-described configuration, the amount of oil return to the outdoor unit is suppressed from being reduced.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る冷凍装置300の冷媒回路構成の一例である。
冷凍装置300は、室内ユニット200側から室外ユニット100側への油戻り量が低減してしまうことを抑制する改良が加えられたものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an example of a refrigerant circuit configuration of a
The
[構成説明]
冷凍装置300は、たとえば冷蔵庫などに該当するものであり、たとえば室内などに設置され、庫内に食品などの貯蔵品を載置する空間を有する室内ユニット200と、室外などに設置され、室内ユニット200と液配管3及びガス配管6を介して接続された室外ユニット100とを有している。
なお、本実施の形態1では、冷凍装置300が冷蔵庫である場合を一例に説明するが、たとえばヒートポンプ装置などに採用してもよい。また、冷凍装置300は、庫内の容量がたとえば1000リットル程度の業務用のものであってもよい。
[Description of configuration]
The
In the first embodiment, the case where the
冷凍装置300は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機1と、冷媒を凝縮させる凝縮器2(放熱器)と、冷媒を減圧させる第1絞り装置4及び第2絞り装置12と、液冷媒とガス冷媒とに分離する気液分離器11と、冷媒を蒸発させる蒸発器5と、蒸発器5をバイパスするバイパス回路210とを有している。
冷凍装置300は、冷媒温度を検出する温度センサー及び圧力センサー(図示省略)などの各種センサーが搭載されるとともに、これらのセンサーの検出結果に基づいて圧縮機1の回転数などを制御する制御装置90を有している。
The
The
(室外ユニット100)
室外ユニット100は、圧縮機1、及び圧縮機1と吐出配管7を介して接続された凝縮器2を搭載している。室外ユニット100は、液配管3及びガス配管6を介して室内ユニット200に接続されている。また、室外ユニット100には、凝縮器2に空気を供給し、当該供給した空気と凝縮器2を流れる冷媒とを熱交換させる送風機(図示省略)が搭載されている。
(Outdoor unit 100)
The
(液配管3、ガス配管6及び吐出配管7)
液配管3は、凝縮器2の冷媒流出側から第1絞り装置4及び気液分離器11を介して蒸発器5の冷媒流入側までを接続する配管である。液配管3のうち、凝縮器2から気液分離器11までの部分には、気液2相冷媒が流れる。また、液配管3のうち、気液分離器11から蒸発器5までの部分には、液冷媒が流れる。
ガス配管6は、蒸発器5の冷媒流出側から圧縮機1の冷媒吸入側までを接続する配管である。ガス配管6には、蒸発器5で蒸発したガス冷媒、及びバイパス回路210からガス配管6に合流するガス冷媒が流れる。
吐出配管7は、圧縮機1の吐出側と凝縮器2の冷媒吸入側とを接続する配管である。吐出配管7には、圧縮機1で圧縮された高温・高圧のガス冷媒が流れる。
(
The
The gas pipe 6 is a pipe connecting the refrigerant outflow side of the
The
(圧縮機1及び凝縮器2)
圧縮機1は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にして吐出するものである。圧縮機1は、冷媒吐出側が吐出配管7を介して凝縮器2に接続され、冷媒吸入側がガス配管6に接続されている。なお、圧縮機1は、たとえばインバーター圧縮機などで構成するとよい。
凝縮器2は、圧縮機1から吐出された冷媒と空気との間で熱交換を行わせるものである。凝縮器2は、一方が液配管3に接続され、他方が圧縮機1の冷媒吐出側に吐出配管7を介して接続されている。なお、凝縮器2は、たとえば、凝縮器2を流れる冷媒とフィンを通過する空気との間で熱交換ができるようなプレートフィンアンドチューブ型熱交換器で構成するとよい。
(
The
The
(室内ユニット200)
室内ユニット200は、第1絞り装置4、第2絞り装置12、蒸発器5、及び気液分離器11を搭載している。室内ユニット200には、蒸発器5をバイパスし、気液分離器11とガス配管6とを接続するバイパス回路210が設けられている。また、室内ユニット200には、蒸発器5に空気を供給し、当該供給した空気と蒸発器5を流れる冷媒とを熱交換させて庫内に供給する送風機(図示省略)が搭載されている。
(Indoor unit 200)
The
(第1絞り装置4及び第2絞り装置12)
第1絞り装置4は、冷媒を膨張させるためのものであり、一方が液配管3に接続され、他方が気液分離器11側に接続されている。
第2絞り装置12は、バイパス回路210に設けられ、バイパス回路210を流れるガス冷媒の冷媒量を調整するものである。第2絞り装置12は、一方がバイパス回路210を介してガス配管6に接続され、他方がバイパス回路210を介して気液分離器11に接続されている。なお、第1絞り装置4及び第2絞り装置12は、たとえば開度が可変である電子膨張弁や、キャピラリーチューブなどで構成するとよい。
(First diaphragm device 4 and second diaphragm device 12)
The first expansion device 4 is for expanding the refrigerant, and one is connected to the
The
(蒸発器5)
蒸発器5は、気液分離器11で分離された液冷媒と、空気との間で熱交換を行わせるものである。すなわち、蒸発器5には、気液分離器11で液冷媒とガス冷媒とに分離された冷媒のうちの液冷媒の方が供給される。この蒸発器5は、一方が気液分離器11側に接続され、他方がガス配管6に接続されている。なお、蒸発器5は、凝縮器2と同様に、たとえば、蒸発器5を流れる冷媒とフィンを通過する空気との間で熱交換ができるようなプレートフィンアンドチューブ型熱交換器で構成するとよい。
(Evaporator 5)
The
(気液分離器11)
気液分離器11は、冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離するものであり、第1絞り装置4側と、蒸発器5側と、バイパス回路210とに接続されている。より詳細には、気液分離器11は、第1絞り装置4から流出する気液2相冷媒が供給され、液冷媒とガス冷媒とに分離する。そして、気液分離器11は、気液分離器11から蒸発器5に液冷媒を供給し、気液分離器11からバイパス回路210にガス冷媒を供給するように、蒸発器5及びバイパス回路210に接続されている。
(Gas-liquid separator 11)
The gas-
(バイパス回路210)
バイパス回路210は、一方が気液分離器11に接続され、他方がガス配管6に接続されている。なお、バイパス回路210とガス配管6との接続位置は、室内ユニット200内となっている。また、バイパス回路210には、第2絞り装置12が設けられており、気液分離器11から流出するガス冷媒が流れる量が調整可能となっている。
冷凍装置300は、このバイパス回路210を設け、冷凍装置300の冷却能力にあまり寄与しないガス冷媒を蒸発器5に供給しないようにしている分、冷却能力の向上を実現することができるようになっている。
(Bypass circuit 210)
One of the
The
(制御装置90)
制御装置90は、図示省略の温度センサー及び圧力センサーなどの検出結果に基づいて、圧縮機1の回転数(運転/停止含む)、凝縮器2や蒸発器5に付設される図示省略の送風機の回転数(運転/停止含む)、第1絞り装置4及び第2絞り装置12の開度などを制御するものである。
制御装置90は、高圧側の冷媒圧力及び低圧側の冷媒圧力と、第1絞り装置4の冷媒流入側(上流側)の冷媒温度とに基づいて乾き度を算出している。
乾き度の算出方法について、より詳細には次の通りである。制御装置90は、低圧側の冷媒圧力に基づいて飽和ガスエンタルピ(hG )及び飽和液エンタルピ(hL )を算出し、高圧側の冷媒圧力と第1絞り装置4の冷媒流入側の温度(入口温度)とに基づいて第1絞り装置4の冷媒流出側のエンタルピ(h1 )を算出する。また、制御装置90は、算出した飽和ガスエンタルピ(hG )、飽和液エンタルピ(hL )、及び第1絞り装置4の冷媒流出側のエンタルピ(h1 )と、下記の式(1)とに基づいて乾き度Xを算出する。
乾き度X=(h1 −hL )/(hG −hL )…(1)
そして、制御装置90は、当該乾き度の値に基づいて気液分離器11内の液冷媒量が一定レベルに保たれるように第2絞り装置12の開度を制御して、気液分離器11からバイパス回路210を介してガス配管6に流入する冷媒の流量調整をしている。制御装置90は、たとえばマイコンなどで構成されるものである。
(Control device 90)
Based on the detection results of a temperature sensor and a pressure sensor (not shown), the
The
It is as follows in detail about the calculation method of a dryness. The
Degree of dryness X = (h 1 −h L ) / (h G −h L ) (1)
Then, the
本実施の形態1に係る冷凍装置300では、気液分離器11から蒸発器5の冷媒流出側のガス配管6側へ、冷媒を供給するようにしているが、それに限定されるものではない。たとえば、「第2絞り装置12の冷媒流出側のバイパス回路210を流れる冷媒」と、「第1絞り装置4の冷媒流入側の液配管3を流れる冷媒」とを熱交換させるように、配管同士を密着させるように構成したり、冷媒−冷媒熱交換器(過冷却熱交換器)を設けてもよい。これにより、第1絞り装置4の冷媒流入側における過冷却量を増加させることができ、冷凍能力を向上させることができる。
In the
本実施の形態1に係る冷凍装置300は、第1絞り装置4を室内ユニット200側に設けているが、それに限定されるものではない。たとえば、第1絞り装置4を室外ユニット100側に設けてもよい。これにより、液配管3のうち気液2相状態の冷媒が流れる部分が増加する分、冷凍サイクル内の必要冷媒量を削減することができ、環境性の向上に寄与することだけでなく、圧縮機1の圧力容器の容積削減など、冷凍装置300の製品コストの削減にも寄与することができる。
In the
[冷凍装置300の冷媒動作について]
図1を参照しながら、同図で示される冷媒回路を流れる冷媒の動作について説明する。
圧縮機1によって圧縮され吐出された気体の冷媒は、凝縮器2へ流入する。この凝縮器2に流入した気体の冷媒は、凝縮器2に付設された送風機から供給される空気と熱交換を実施して凝縮し、凝縮器2から流出する。この凝縮器2から流出した冷媒は、第1絞り装置4に流入し、この第1絞り装置4によって膨張され減圧される。減圧された冷媒は、気液分離器11に流入し、液冷媒とガス冷媒とに分離させられる。
[Refrigerant operation of refrigeration apparatus 300]
The operation of the refrigerant flowing through the refrigerant circuit shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
The gaseous refrigerant compressed and discharged by the
気液分離器11で分離させられた液冷媒は、蒸発器5に流入する。この蒸発器5に流入した液冷媒は、蒸発器5に付設された送風機から供給される空気と熱交換を実施して蒸発し、蒸発器5から流出する。
一方、気液分離器11で分離させられたガス冷媒は、バイパス回路210に流入する。バイパス回路210に流入したガス冷媒の流量は、制御装置90によって算出された乾き度に基づいて第2絞り装置12の開度が制御されることで調整されている。これにより、気液分離器11内の液冷媒量が一定レベルに保つことができる。
The liquid refrigerant separated by the gas-
On the other hand, the gas refrigerant separated by the gas-
蒸発器5から流出した冷媒とバイパス回路210から流出した冷媒とは、合流した後に、室内ユニット200から流出する。そして、室内ユニット200から流出した冷媒は、ガス配管6を流れ、圧縮機1に吸引される。
The refrigerant flowing out of the
[実施の形態1に係る冷凍装置300の有する効果]
本実施の形態1に係る冷凍装置300は、気液分離器11に流入したガス冷媒を、蒸発器5の冷媒流出側にバイパスさせる冷媒回路構成を有している。このため、従来の室外ユニット内でガス冷媒をバイパスさせる冷媒回路構成と比較すると、冷凍装置300はガス配管6内の冷媒圧力を上昇させることができる。そして、ガス配管6内の冷媒圧力を上昇させることができると、ガス配管6内の冷媒流速が上昇し、油を押し流そうとするせん断力が増加するため、冷凍機油の流動性が向上する。
すなわち、本実施の形態1に係る冷凍装置300は、冷凍機油の流動性を向上させることができ、ガス配管6内の冷凍機油が、室内ユニット200側から室外ユニット100側に戻りやすくなり、たとえば圧縮機1の摺動部材の摩耗を抑制することができる。
[Effects of
The
That is, the
実施の形態2.
図2は、実施の形態2に係る冷凍装置301の冷媒回路構成の一例である。なお、実施の形態2では、実施の形態1に対する相違点を中心に説明するものとする。
実施の形態2に係る冷凍装置301は、実施の形態1の第1絞り装置4の位置を室内ユニット200側から室外ユニット100側とするとともに、室内ユニット200に第3絞り装置13が設けられている点で、実施の形態1に係る冷凍装置300の構成とは異なっている。
FIG. 2 is an example of a refrigerant circuit configuration of the
In the
(第3絞り装置13)
第3絞り装置13は、一方が気液分離器11に接続され、他方が蒸発器5に設けられている。なお、第3絞り装置13は、第1絞り装置4及び第2絞り装置12とともに、たとえば開度が可変である電子膨張弁や、キャピラリーチューブなどで構成するとよい。
(Third diaphragm device 13)
One of the
このように、第3絞り装置13が設けられることによって、目標とする庫内温度を得るために必要な蒸発圧力まで減圧させることが可能であるとともに、流動性が低減している冷媒が流れる部分が少なくなっている。より詳細には、冷凍装置301のうち、冷媒圧力が低く流動性が低減している冷媒が流れる部分、すなわち返油能力が低減している冷媒が流れる部分を、第3絞り装置13から蒸発器5までの部分としたということである。
Thus, by providing the
実施の形態2に係る冷凍装置301では、凝縮器2で液化された冷媒を第1絞り装置4で減圧させるが、この第1絞り装置4における減圧量(制御目標値)は、たとえば室外ユニット100の周囲温度相当の圧力としている。しかしながら、この周囲温度相当の圧力の冷媒が蒸発器5に供給されても、冷凍装置301の目標庫内温度が低く設定されるため、減圧量が足りずに冷凍装置301の目標庫内温度を得ることができない。
そこで、冷凍装置301では第3絞り装置13が設けられており、制御装置90が第3絞り装置13の開度を調整することにより、冷凍装置301の目標とする庫内温度を得るために必要な蒸発圧力(蒸発器5の目標蒸発温度)まで減圧させている。
In the
Therefore, the
また、制御装置90には、室内ユニット200側から室外ユニット100側に、冷凍機油を高効率に戻すことができるようなガス配管6内の圧力及び温度の設定値が、予め記憶されている。すなわち、制御装置90は、この予め設定されたガス配管6内の圧力及び温度の設定値に基づいて、第2絞り装置12の開度を調整し、十分な返油能力の確保が可能となっている。
The
[実施の形態2に係る冷凍装置301の有する効果]
実施の形態2に係る冷凍装置301は、実施の形態1に係る冷凍装置300の有する効果を奏することに加えて以下の効果を奏する。
[Effects of
The
実施の形態2に係る冷凍装置301は、「返油能力が低減している冷媒が流れる部分の減少」を図り、冷凍機油の流動性を向上させ、ガス配管6内の冷凍機油を、室内ユニット200側から室外ユニット100側に戻りやすくしている。
The
実施の形態2に係る冷凍装置301は、第3絞り装置13の開度を目標庫内温度を得るために必要な蒸発圧力に基づいて調整しているが、その一方で第2絞り装置12の開度を予め設定されたガス配管6内の圧力及び温度の設定値に基づいて調整しているため、「十分な返油能力の確保」が可能となっている。
The
実施の形態2に係る冷凍装置301は、返油能力が低減している冷媒が流れる部分を、第3絞り装置13から蒸発器5までの部分としているので、たとえば冷凍装置301が超低温用途(たとえば、庫内温度が−50[℃]程度)である場合においても、冷凍機油の流動性を向上させ、ガス配管6内の冷凍機油を、室内ユニット200側から室外ユニット100側に戻りやすくすることを可能としている。
In the
本実施の形態2に係る冷凍装置301は、第1絞り装置4を室外ユニット100内に設け、第1絞り装置4を通過する冷媒圧力を室外ユニット100の周囲温度相当圧力となるように調整し、この周囲温度相当圧力の冷媒を第3絞り装置13で目標庫内温度を得るために必要な蒸発圧力まで減圧させるようにしている。
このように、第1絞り装置4で目標庫内温度を得るために必要な蒸発圧力まで減圧させないようにしているので、たとえば液配管3の周囲に断熱施工がなされていないような場合であっても、液配管3の結露を抑制しつつ、冷凍サイクルに封入する冷媒量を削減することが可能となる。
In the
As described above, since the first expansion device 4 does not reduce the pressure to the evaporating pressure necessary to obtain the target internal temperature, for example, there is no heat insulation around the
本実施の形態2に係る冷凍装置301は、上述のように第1絞り装置4で目標庫内温度を得るために必要な蒸発圧力まで減圧させないようにしているので、液配管3内の冷媒圧力が、第1絞り装置4を設けていない場合に比べて低くなる。このため、室外ユニット100を、使用冷媒の異なる製品に置き換える場合においても、冷媒圧力が配管の耐圧強度以下となるように制御すれば、既設の液配管3を流用することが容易となる。
In the
実施の形態3.
図3は、実施の形態3に係る冷凍装置302の冷媒回路構成の一例である。なお、実施の形態3では、実施の形態1、2に対する相違点を中心に説明するものとする。
実施の形態3に係る冷凍装置302は、たとえば室内ユニット200の設置スペースの制約が厳しいなどの事情により、室内ユニット200を小型化した際にも、実施の形態1、2に係る冷凍装置300、301のように、冷凍機油の流動性を向上させることができ、ガス配管6内の冷凍機油が、室内ユニット200側から室外ユニット100側に戻りやすく構成したものである。
FIG. 3 is an example of a refrigerant circuit configuration of the
The
冷凍装置302には、圧縮機1の内部の油面低下を検知する油面検知手段30が設けられている。また、冷凍装置302には、実施の形態1、2の気液分離器11及び第2絞り装置12の代わりに、気液分離器31及び第1絞り装置4の最大弁口径よりも大きい弁口径の開閉弁14が設けられている。さらに、冷凍装置302には、バイパス回路210の代わりに、開閉弁14が接続されたバイパス回路220が設けられている。
The
(油面検知手段30)
油面検知手段30は、圧縮機1の底部油溜まりの油面の高さ位置を検知して、圧縮機1内の油(冷凍機油)の量を検出するものである。油面検知手段30は、制御装置90に接続されている。これにより、制御装置90は、油面検知手段30の検出結果に基づいて開閉弁14の開度を調整することができるようになっている。なお、制御装置90には、後述するように、開閉弁14を開く「所定時間」が設定されている。
油面検知手段30は、たとえば、圧縮機1の底部油溜まりに設けられる電極を有し、当該電極に、冷凍機油が接触することによる静電容量の変化から油面を検知する静電容量式のものを採用するとよい。
(Oil level detecting means 30)
The oil level detection means 30 detects the amount of oil (refrigeration oil) in the
The oil level detection means 30 has, for example, an electrode provided in the bottom oil reservoir of the
(気液分離器31)
気液分離器31は、液冷媒を貯留し、ガス冷媒を吐出するものである。すなわち、実施の形態3に係る気液分離器31は、実施の形態1、2の気液分離器11とは異なり、液冷媒については貯留し、ガス冷媒を吐出するものである。気液分離器31は、一方がガス配管6を介して蒸発器5側及びバイパス回路220に接続され、他方がガス配管6を介して圧縮機1の吸入側に接続されている。また、気液分離器31は、図示は省略しているが、気液分離器31内に貯留された冷凍機油を圧縮機1内に戻すための油戻し管が接続されている。
(Gas-liquid separator 31)
The gas-
(開閉弁14)
開閉弁14は、バイパス回路220に設けられ、バイパス回路220を流れる冷媒量を調整するものである。開閉弁14は、一方がバイパス回路220を介して液配管3の第1絞り装置4の上流側に接続され、他方がバイパス回路220を介してガス配管6に接続されている。
(Open / close valve 14)
The on-off
なお、バイパス回路220の流路抵抗と、絞り装置4に接続された液配管3の流路抵抗とが等しい場合には、以下に説明するように、開閉弁14の弁口径を以下のようにするとよい。すなわち、開閉弁14の弁口径は、実施の形態1、2の第1絞り装置4の最大弁口径よりも大きく設定されている。これにより、バイパス回路220側の流路抵抗の方が絞り装置4側の流路抵抗よりも小さくなり、第1絞り装置4側に流れる冷媒量よりも、バイパス回路220側に供給される冷媒量の方が多くなる。すなわち、液配管3を流れる冷媒は、主に、開閉弁14によって減圧され、気液2相状態となってガス配管6に流れ込む。
When the flow path resistance of the
また、バイパス回路220及び液配管3の長さや配管径が異なる等によって、バイパス回路220の流路抵抗と、絞り装置4に接続された液配管3の流路抵抗とが等しくない場合には、開閉弁14及びバイパス回路220の流路抵抗の方が、液配管3及び第1絞り装置4の流路抵抗よりも小さくなるように、開閉弁14の弁口径を設定すればよい。
Further, when the flow path resistance of the
[冷凍装置302の動作について]
次に、動作について説明する。
制御装置90は、油面検知手段30の検出結果に基づいて、圧縮機1の冷凍機油の油面の低下を検知すると、開閉弁14が一時的に開く制御を行う。なお、開閉弁14の弁口径は、第1絞り装置4の口径よりも大きいので、液配管3を流れる冷媒は主にバイパス回路220を流れ、開閉弁14にて減圧され、気液2相状態となってガス配管6に流れ込む。すなわち、主にガス冷媒が流れるガス配管6に、気液2相冷媒を供給するということである。
[Operation of Refrigeration Apparatus 302]
Next, the operation will be described.
When the
これにより、ガス配管6内に滞留していた冷凍機油は、ガス冷媒と液冷媒の界面を浮遊する形で洗い流されるようにして、室内ユニット200側から室外ユニット100側に流入する。そして、室外ユニット100側に流入した冷凍機油は、気液分離器31及び気液分離器31と圧縮機1とを接続する油戻し管(図示省略)を介して圧縮機1内に戻される。
ここで、開閉弁14を開く時間であって制御装置90に設定される「所定時間」は、気液分離器31が満液とならない程度の時間とするとよい。これにより、圧縮機1が液バックにより損傷してしまうことを防止することができる。
Thereby, the refrigerating machine oil staying in the gas pipe 6 flows from the
Here, the “predetermined time” that is the time for opening the on-off
また、制御装置90は、「所定時間」だけ開閉弁14の弁を開いても、圧縮機1の油面が回復しない(上昇しない)と判定した場合には、蒸発器5の送風機を一時的に停止させる(ON/OFF制御)などして、蒸発器5内に滞留した冷凍機油を気液分離器31に戻すように制御を行う。
なお、制御装置90は、圧縮機1の油面の回復の判定にあたり、たとえば、「開閉弁14の弁を開いてから予め設定される時間だけ経過」した後に、「予め設定される油面の高さ位置まで油面が上昇」した場合には、油面が回復したと判断するとよい。
Further, if the
In determining whether the oil level of the
このように、実施の形態3では、室内ユニット200内のバイパス回路220の開閉や蒸発器5に付設される送風機のON/OFF制御を行うことで、ガス冷媒が流れるガス配管6に対して、一時的に気液2相冷媒を流して冷凍機油を洗い流すようにしている。これにより、実施の形態1、2のように室内ユニット200内に気液分離器11を搭載したような大型のユニットを設けることが厳しいような設置条件であっても、冷凍機油の流動性を向上させ、ガス配管6内の冷凍機油を、室内ユニット200側から室外ユニット100側に戻りやすくすることが可能としている。
As described above, in the third embodiment, the opening and closing of the
[実施の形態3に係る冷凍装置302の有する効果]
実施の形態3に係る冷凍装置302は、実施の形態1に係る冷凍装置300の有する効果を奏することに加えて以下の効果を奏する。
[Effects of
The
実施の形態3に係る冷凍装置302は、気液分離器31が室内ユニット200に搭載される構成となっている分、室内ユニット200の小型化を図ることができる。
The
1 圧縮機、2 凝縮器、3 液配管、4 第1絞り装置、5 蒸発器、6 ガス配管、7 吐出配管、11 気液分離器、12 第2絞り装置、13 第3絞り装置、14 開閉弁、30 油面低下検知手段、31 気液分離器、90 制御装置、100 室外ユニット、200 室内ユニット、210、220 バイパス回路、300、301、302 冷凍装置。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記第1絞り装置と前記蒸発器との間の前記冷媒配管に接続され、前記第1絞り装置から流出する冷媒を液冷媒とガス冷媒に分離する気液分離器と、
一方が前記気液分離器に接続され、他方が前記蒸発器の下流側に接続されたバイパス回路とを有し、
前記気液分離器で分離されたガス冷媒を前記バイパス回路を介して前記蒸発器の下流側に流し、前記気液分離器で分離された液冷媒を前記蒸発器に流す
ことを特徴とする冷凍装置。 In a refrigeration apparatus having a refrigeration cycle in which a compressor, a condenser, a first expansion device, and an evaporator are connected by a refrigerant pipe,
A gas-liquid separator connected to the refrigerant pipe between the first expansion device and the evaporator, and separating the refrigerant flowing out of the first expansion device into liquid refrigerant and gas refrigerant;
One having a bypass circuit connected to the gas-liquid separator and the other connected to the downstream side of the evaporator;
A gas refrigerant separated by the gas-liquid separator is caused to flow downstream of the evaporator via the bypass circuit, and a liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator is caused to flow to the evaporator. apparatus.
前記バイパス回路を流れる冷媒流量を調整する第2絞り装置が設けられ、
前記第2絞り装置の開度を、
前記気液分離器内の液冷媒の量に基づいて制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の冷凍装置。 In the bypass circuit,
A second expansion device is provided for adjusting the flow rate of the refrigerant flowing through the bypass circuit;
The opening degree of the second throttle device is
It controls based on the quantity of the liquid refrigerant in the said gas-liquid separator. The refrigeration apparatus of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
前記気液分離器で分離された液冷媒は、
前記第3絞り装置によって前記蒸発器の目標蒸発温度に対応する圧力まで減圧される
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の冷凍装置。 A third throttle device connected to the refrigerant pipe between the gas-liquid separator and the evaporator and depressurizing the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator;
The liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator is
The refrigeration apparatus according to claim 1 or 2, wherein the pressure is reduced to a pressure corresponding to a target evaporation temperature of the evaporator by the third expansion device.
少なくとも前記蒸発器が設けられた室内ユニットとを有する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の冷凍装置。 An outdoor unit provided with at least the compressor and the condenser;
The refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising an indoor unit provided with at least the evaporator.
前記第1絞り装置が設けられた
ことを特徴とする請求項4に記載の冷凍装置。 In the outdoor unit,
The refrigeration apparatus according to claim 4, wherein the first expansion device is provided.
前記室内ユニットは、
前記圧縮機の冷媒吸入側に接続され、前記室内ユニット側から前記室外ユニット側に流入した冷媒を液冷媒とガス冷媒に分離し、当該ガス冷媒を前記圧縮機に供給し、前記液冷媒を貯留する気液分離器と、
一方が前記第1絞り装置の上流側に接続され、他方が前記蒸発器の下流側に接続されて前記第1絞り装置及び前記蒸発器をバイパスするバイパス回路と、
前記バイパス回路に接続されて設けられ、前記第1絞り装置の最大弁口径よりも大きい弁口径を有する開閉弁と、
を有する
ことを特徴とする冷凍装置。 An outdoor unit provided with at least the compressor and the condenser, and at least the evaporator and the first, having a refrigeration cycle in which a compressor, a condenser, a first expansion device, and an evaporator are connected by refrigerant piping. In a refrigeration apparatus having an indoor unit provided with a throttle device,
The indoor unit is
The refrigerant that is connected to the refrigerant suction side of the compressor and that flows into the outdoor unit from the indoor unit side is separated into liquid refrigerant and gas refrigerant, the gas refrigerant is supplied to the compressor, and the liquid refrigerant is stored. A gas-liquid separator,
A bypass circuit in which one is connected to the upstream side of the first throttle device and the other is connected to the downstream side of the evaporator to bypass the first throttle device and the evaporator;
An on-off valve provided connected to the bypass circuit and having a valve diameter larger than the maximum valve diameter of the first throttle device;
A refrigeration apparatus comprising:
前記油面検知手段の検出結果に基づいて前記開閉弁の開閉を制御する制御装置とを有し、
前記制御装置は、
前記油面検知手段の検出結果から冷凍機油の油面の高さが所定値以上であると判定したとき、前記開閉弁を閉状態とし、
前記油面検知手段の検出結果から冷凍機油の油面の高さが所定値未満であると判定したとき、前記開閉弁を開状態とし、前記第1絞り装置の上流側の冷媒が前記蒸発器の下流側に流れるようにしている
ことを特徴とする請求項6に記載の冷凍装置。 Oil level detection means for detecting the oil level height of the refrigerating machine oil stored in the compressor,
A control device that controls opening and closing of the on-off valve based on a detection result of the oil level detection means,
The controller is
When it is determined from the detection result of the oil level detection means that the oil level of the refrigerating machine oil is a predetermined value or more, the on-off valve is closed,
When it is determined from the detection result of the oil level detection means that the oil level height of the refrigerating machine oil is less than a predetermined value, the on-off valve is opened, and the refrigerant on the upstream side of the first expansion device is the evaporator. The refrigeration apparatus according to claim 6, wherein the refrigeration apparatus flows to the downstream side of the refrigeration unit.
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