JP2015169347A - Heat pump device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、一般的には、ヒートポンプ装置に関し、より特定的には、ヒートポンプサイクルを構成する冷凍回路上に下段側圧縮機および高段側圧縮機を備える2段圧縮式のヒートポンプ装置に関する。 The present invention generally relates to a heat pump device, and more particularly to a two-stage compression heat pump device including a lower stage compressor and a higher stage compressor on a refrigeration circuit constituting a heat pump cycle.
従来のヒートポンプ装置に関して、たとえば、特開平4−80545号公報には、吹き出し温度が低い場合または外気温度が高い場合に、単段圧縮運転を可能にして、エネルギ効率が高い冷凍サイクルを実現することを目的とした、ヒートポンプ式空気調和機が開示されている(特許文献1)。 Regarding a conventional heat pump device, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-80545 discloses that a single-stage compression operation can be performed when the blowing temperature is low or the outside air temperature is high, thereby realizing a refrigeration cycle with high energy efficiency. A heat pump type air conditioner for the purpose is disclosed (Patent Document 1).
特許文献1に開示されたヒートポンプ式空気調和機は、第1圧縮部および第2圧縮部の2つの圧縮機構を有する圧縮装置と、単段圧縮運転および2段圧縮運転を切り換え制御する制御部とを備える。 A heat pump air conditioner disclosed in Patent Document 1 includes a compression device having two compression mechanisms, a first compression unit and a second compression unit, and a control unit that controls switching between single-stage compression operation and two-stage compression operation. Is provided.
また、特開2001−235246号公報には、単段圧縮運転および2段圧縮運転の切り換え機構を簡素化して、低コスト化および回路の簡素化を可能にし、同時に切り換え制御も容易に行なうことを目的とした、冷凍装置が開示されている(特許文献2)。 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2001-235246 discloses that the switching mechanism between the single-stage compression operation and the two-stage compression operation is simplified to enable cost reduction and circuit simplification, and at the same time, the switching control is easily performed. An intended refrigeration apparatus is disclosed (Patent Document 2).
特許文献2に開示された冷凍装置では、単段圧縮運転および2段圧縮運転の切り換えを四路切り換え弁により行なう。
In the refrigeration apparatus disclosed in
また、特開2001−56157号公報には、2段圧縮冷凍サイクルの高段圧縮機における冷凍機油の貯留量を確保し、トラブルを回避して信頼性を向上させることを目的とした、冷凍装置が開示されている(特許文献3)。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-56157 discloses a refrigeration apparatus that aims to secure a storage amount of refrigeration oil in a high-stage compressor of a two-stage compression refrigeration cycle, avoid troubles, and improve reliability. Is disclosed (Patent Document 3).
特許文献3に開示された冷凍装置は、2段圧縮式冷凍サイクルを行なう低段圧縮機および高段圧縮機と、第1膨張弁および第2膨張弁の間で中間圧の冷媒を気液分離する気液分離器と、その気液分離器と、低段圧縮機および高段圧縮機の間を接続する第1吐出管との間を接続するインジェクション管とを備える。気液分離器内におけるインジェクション管の内部管路は、J字状に形成されており、湾曲した下部には油孔が形成されている。気液分離器に貯留する冷凍機油は、その油孔からインジェクション管に流入し、ガス冷媒とともに高段圧縮機に送られる。 The refrigeration apparatus disclosed in Patent Document 3 gas-liquid separates intermediate pressure refrigerant between a low-stage compressor and a high-stage compressor that perform a two-stage compression refrigeration cycle, and a first expansion valve and a second expansion valve. And a gas-liquid separator, and an injection pipe that connects the gas-liquid separator and a first discharge pipe that connects the low-stage compressor and the high-stage compressor. The internal pipe line of the injection pipe in the gas-liquid separator is formed in a J shape, and an oil hole is formed in the curved lower part. The refrigerating machine oil stored in the gas-liquid separator flows into the injection pipe through the oil hole and is sent to the high stage compressor together with the gas refrigerant.
上述の特許文献に開示されるように、ヒートポンプサイクルを構成する冷凍回路上に低段側圧縮機および高段側圧縮機を備えた2段圧縮式のヒートポンプ装置が知られている。 As disclosed in the above-mentioned patent document, a two-stage compression heat pump apparatus including a low-stage compressor and a high-stage compressor on a refrigeration circuit constituting a heat pump cycle is known.
2段圧縮の特徴として、外気温が低いとき、つまり凝縮側と蒸発側との圧縮比が大きいときに、効率がよいことが挙げられる。しかしながら、凝縮側と蒸発側との圧縮比が大きくない場合に2段圧縮を用いると、1段圧縮を用いた場合と比較して効率が低下してしまう。そこで、このような問題を解決するための手段として、1段圧縮および2段圧縮を条件により切り替える方式が利用されている。 A characteristic of the two-stage compression is that the efficiency is good when the outside air temperature is low, that is, when the compression ratio between the condensation side and the evaporation side is large. However, when the two-stage compression is used when the compression ratio between the condensation side and the evaporation side is not large, the efficiency is reduced as compared with the case where the one-stage compression is used. Therefore, as a means for solving such a problem, a method of switching between one-stage compression and two-stage compression depending on conditions is used.
1段圧縮および2段圧縮を切り替え可能なヒートポンプ装置においては、蒸発圧力が低くて高圧縮比の運転が要求される加熱(暖房)運転時に2段圧縮が用いられる一方、逆サイクルとなる冷却(冷房)運転または除霜運転時には、熱源側熱交換器における冷媒圧力に対応する冷媒温度は必ずしも外気温に追従する必要がないため、一般的に1段圧縮よりも2段圧縮が用いられる。このとき、高段側圧縮機は停止しており、使用用途がない。 In a heat pump device that can switch between one-stage compression and two-stage compression, two-stage compression is used during heating (heating) operation in which the evaporation pressure is low and operation at a high compression ratio is required, while cooling that is in a reverse cycle ( During the cooling) operation or the defrosting operation, the refrigerant temperature corresponding to the refrigerant pressure in the heat source side heat exchanger does not necessarily follow the outside air temperature, and therefore, generally two-stage compression is used rather than one-stage compression. At this time, the high stage compressor is stopped and has no intended use.
一方、ヒートポンプ装置において、冷却運転と加熱運転とを切り替えて運転するためには、一度運転を停止し、そのあと逆サイクルで運転を再開する必要がある。たとえば、夏に冷房と給湯とを同時に行なうといった要求があるが、冷却運転と加熱運転とを同時に行なうことはできない。 On the other hand, in order to switch between a cooling operation and a heating operation in a heat pump device, it is necessary to stop the operation once and then restart the operation in a reverse cycle. For example, there is a demand for simultaneous cooling and hot water supply in summer, but the cooling operation and the heating operation cannot be performed simultaneously.
そこでこの発明の1つの目的は、上記の課題を解決することであり、2段圧縮のための低段側圧縮機および高段側圧縮機を活かして、冷却運転および加熱運転の同時運転を可能にするヒートポンプ装置を提供することである。 Accordingly, one object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, and it is possible to simultaneously perform a cooling operation and a heating operation by utilizing a low-stage compressor and a high-stage compressor for two-stage compression. It is to provide a heat pump device.
次に、2段圧縮式のヒートポンプ装置では、高段側圧縮機における冷媒の吸い込み温度および吐出温度が上昇し、圧縮機の動作範囲を超えるという問題がある。このような問題を解決する手段として、低段側圧縮機および高段側圧縮機間の管路と、利用側熱交換器(凝縮器)および熱源側熱交換器(蒸発器)間の管路とを接続するようにインジェクション管路を設け、利用側熱交換器および熱源側熱交換器間の管路を流通する冷媒の一部を、インジェクション管路を通じて低段側圧縮機および高段側圧縮機間の管路に注入する方法がある。この場合、高段側圧縮機における冷媒の吸い込み温度を低下させて、信頼性を保った運転を実現することができる。 Next, in the two-stage compression heat pump device, there is a problem that the refrigerant suction temperature and the discharge temperature in the high-stage compressor rise and exceed the operating range of the compressor. As means for solving such problems, a pipe line between the low-stage compressor and the high-stage compressor, and a pipe line between the use side heat exchanger (condenser) and the heat source side heat exchanger (evaporator) An injection pipe is provided to connect the two and a part of the refrigerant flowing through the pipe between the use side heat exchanger and the heat source side heat exchanger, and the low stage side compressor and the high stage side compression are passed through the injection pipe. There is a method of injecting into the pipeline between machines. In this case, it is possible to reduce the refrigerant suction temperature in the high-stage compressor and realize operation with reliability.
一方、ヒートポンプ装置に用いられる圧縮機では、そのシリンダ内に貯留する冷凍機油を用いて圧縮機構や軸受け等の潤滑を行なう。しかしながら、インジェクション管路を通じて低段側圧縮機および高段側圧縮機間の管路に注入される冷媒量によっては、高段側圧縮機に液冷媒が過度に供給される場合が起こり得る。この場合、高段側圧縮機における圧縮工程に伴って高段側圧縮機のシリンダ内の冷凍機油が液冷媒と一緒に吐出され易くなり、シリンダ内の冷凍機油が急激に減少するおそれがある。 On the other hand, in a compressor used in a heat pump apparatus, a compressor mechanism and a bearing are lubricated using refrigerating machine oil stored in the cylinder. However, depending on the amount of refrigerant injected into the pipe line between the low stage side compressor and the high stage side compressor through the injection pipe line, the liquid refrigerant may be excessively supplied to the high stage side compressor. In this case, the refrigerating machine oil in the cylinder of the high stage side compressor is likely to be discharged together with the liquid refrigerant along with the compression process in the high stage side compressor, and the refrigerating machine oil in the cylinder may be rapidly reduced.
そこでこの発明の別の目的は、上記の課題を解決することであり、高段側圧縮機における冷凍機油の油量を適正に保つヒートポンプ装置を提供することである。 Therefore, another object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide a heat pump device that keeps the amount of refrigeration oil in a high-stage compressor appropriately.
この発明の1つの局面に従ったヒートポンプ装置は、ヒートポンプサイクルを構成する冷凍回路上に設けられ、冷媒および熱源の間で熱交換を行なう熱源側熱交換器と、冷凍回路上に設けられ、冷媒および利用流体の間で熱交換を行なう第1利用側熱交換器と、冷凍回路上に設けられ、第1利用側熱交換器における加熱運転時に熱源側熱交換器から送られる冷媒を圧縮し、第1利用側熱交換器における冷却運転時に第1利用側熱交換器から送られる冷媒を圧縮する低段側圧縮機と、冷凍回路上に設けられ、低段側圧縮機から送られる冷媒を圧縮する高段側圧縮機と、高段側圧縮機の吐出側の冷凍回路から分岐する分岐回路上に設けられ、冷媒および利用流体の間で熱交換を行なう第2利用側熱交換器とを備える。第1利用側熱交換器における冷却運転および第2利用側熱交換器における加熱運転の同時運転時、第1利用側熱交換器から送られる冷媒の一部が高段側圧縮機に導かれるとともに、高段側圧縮機により圧縮された冷媒が分岐回路を通じて第2利用側熱交換器に送られる。 A heat pump device according to one aspect of the present invention is provided on a refrigeration circuit that constitutes a heat pump cycle, and is provided on a heat source side heat exchanger that performs heat exchange between the refrigerant and the heat source, and on the refrigeration circuit. A first use side heat exchanger that exchanges heat between the use fluids, and a refrigerant that is provided on the refrigeration circuit and that is sent from the heat source side heat exchanger during heating operation in the first use side heat exchanger, A low-stage compressor that compresses refrigerant sent from the first use-side heat exchanger during the cooling operation in the first use-side heat exchanger, and a refrigerant that is provided on the refrigeration circuit and that is sent from the low-stage compressor are compressed. A high-stage compressor, and a second usage-side heat exchanger that is provided on a branch circuit that branches from the discharge-side refrigeration circuit of the high-stage compressor and that exchanges heat between the refrigerant and the utilization fluid. . During simultaneous operation of the cooling operation in the first usage-side heat exchanger and the heating operation in the second usage-side heat exchanger, a part of the refrigerant sent from the first usage-side heat exchanger is guided to the high stage compressor. The refrigerant compressed by the high stage side compressor is sent to the second usage side heat exchanger through the branch circuit.
また好ましくは、ヒートポンプ装置は、第1利用側熱交換器および熱源側熱交換器の間の冷凍回路上に設けられ、冷媒を気相と液相とに分離する気液分離器と、第1利用側熱交換器および気液分離器の間の冷凍回路上に設けられ、冷媒を減圧する第1減圧装置と、気液分離器および熱源側熱交換器の間の冷凍回路上に設けられ、冷媒を減圧する第2減圧装置とをさらに備える。分岐回路は、気液分離器で分離された気相の冷媒の一部を、低段側圧縮機および高段側圧縮機の間の冷凍回路に導くインジェクション回路に接続される。 Preferably, the heat pump device is provided on a refrigeration circuit between the first usage-side heat exchanger and the heat source-side heat exchanger, and a gas-liquid separator that separates the refrigerant into a gas phase and a liquid phase; Provided on a refrigeration circuit between the use side heat exchanger and the gas-liquid separator, provided on the refrigeration circuit between the gas-liquid separator and the heat source side heat exchanger; And a second decompression device for decompressing the refrigerant. The branch circuit is connected to an injection circuit that guides a part of the gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator to a refrigeration circuit between the low-stage compressor and the high-stage compressor.
また好ましくは、ヒートポンプ装置は、分岐回路上に設けられ、第2利用側熱交換器から送られる冷媒を減圧する第3減圧装置をさらに備える。 Preferably, the heat pump device further includes a third decompression device that is provided on the branch circuit and decompresses the refrigerant sent from the second usage-side heat exchanger.
また好ましくは、第3減圧装置は、分岐回路を形成する管路を遮断する機能を有する。
また好ましくは、分岐回路は、低段側圧縮機の吐出側の冷凍回路に接続される。
Preferably, the third pressure reducing device has a function of blocking a pipe line forming the branch circuit.
Preferably, the branch circuit is connected to a refrigeration circuit on the discharge side of the low stage compressor.
この発明の別の局面に従ったヒートポンプ装置は、冷媒および熱源の間で熱交換を行なう熱源側熱交換器と、冷媒および利用流体との間で熱交換を行なう利用側熱交換器と、熱源側熱交換器から送られる冷媒を圧縮する低段側圧縮機と、冷凍機油を収容するシリンダを有し、低段側圧縮機から送られる冷媒をシリンダ内で圧縮する高段側圧縮機と、利用側熱交換器から送られる冷媒を減圧する第1減圧装置と、第1減圧装置から送られる冷媒を気相と液相とに分離する気液分離器と、気液分離器の液相側に接続され、気液分離器から送られる冷媒を減圧する第2減圧装置と、気液分離器の気相側に接続され、気液分離器から送られる冷媒を、低段側圧縮機と高段側圧縮機との間の管路上に導くインジェクション管路と、シリンダ内の冷凍機油が予め定められた油量以上となるように、第2減圧装置における減圧比および高段側圧縮機の吐出流量の少なくともいずれか一方を制御する制御部とを備える。 A heat pump device according to another aspect of the present invention includes a heat source side heat exchanger that exchanges heat between a refrigerant and a heat source, a use side heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and a use fluid, and a heat source. A low-stage compressor that compresses the refrigerant sent from the side heat exchanger, a cylinder that stores refrigeration oil, and a high-stage compressor that compresses the refrigerant sent from the low-stage compressor in the cylinder; A first decompression device for decompressing the refrigerant sent from the use side heat exchanger, a gas-liquid separator for separating the refrigerant sent from the first decompression device into a gas phase and a liquid phase, and a liquid phase side of the gas-liquid separator Is connected to the gas phase side of the gas-liquid separator, and the refrigerant sent from the gas-liquid separator is connected to the low-stage compressor. Injection pipe leading to the pipe line between the compressor and the compressor oil in the cylinder As a predetermined amount of oil above, and a control unit for controlling at least one of the delivery rate of the pressure reduction ratio and the high-stage compressor of the second pressure reducing device.
また好ましくは、ヒートポンプ装置は、第1減圧装置と気液分離器との間の管路上に設けられ、冷媒の温度T1を検出する第1温度検出部と、低段側圧縮機と高段側圧縮機との間の管路上に設けられ、インジェクション管路を流れる冷媒が合流した後の冷媒の温度T2を検出する第2温度検出部とをさらに備える。制御部は、第1温度検出部で検出された冷媒の温度T1と、第2温度検出部で検出された冷媒の温度T2との比較に基づいて、シリンダ内の冷凍機油の油量が適正であるか否かを判定する。 Preferably, the heat pump device is provided on a pipe line between the first pressure reducing device and the gas-liquid separator, and includes a first temperature detection unit that detects a refrigerant temperature T1, a low-stage compressor, and a high-stage side. And a second temperature detection unit that is provided on a pipe line between the compressor and that detects a temperature T2 of the refrigerant after the refrigerant flowing through the injection pipe merges. Based on the comparison between the refrigerant temperature T1 detected by the first temperature detection unit and the refrigerant temperature T2 detected by the second temperature detection unit, the control unit determines that the amount of refrigerating machine oil in the cylinder is appropriate. It is determined whether or not there is.
また好ましくは、制御部は、第2温度検出部で検出された冷媒の温度T2が第1温度検出部で検出された冷媒の温度T1と等しくなる状態が、予め定められた時間だけ続いた場合に、シリンダ内の冷凍機油の油量が適正でないと判定する。 Preferably, the control unit is configured such that the state in which the refrigerant temperature T2 detected by the second temperature detection unit is equal to the refrigerant temperature T1 detected by the first temperature detection unit continues for a predetermined time. In addition, it is determined that the amount of refrigerating machine oil in the cylinder is not appropriate.
また好ましくは、ヒートポンプ装置は、第1減圧装置と気液分離器との間の管路上に設けられ、冷媒の温度T1を検出する第1温度検出部と、高段側圧縮機と利用側熱交換器との間の管路上に設けられ、冷媒の温度T3および圧力Pをそれぞれ検出する第3温度検出部および圧力検出部とをさらに備える。制御部は、p(圧力)−h(比エンタルピ)線図において、第1温度検出部で検出された冷媒の温度T1から定まる中間圧力線と、第3温度検出部および圧力検出部で検出された冷媒の温度T3および圧力Pから定まる点を通る等エントロピ線との交点から、比エンタルピH´を特定し、比エンタルピH´と、中間圧線上における飽和蒸気の比エンタルピHとの比較に基づいて、シリンダ内の冷凍機油の油量が適正であるか否かを判定する。 Preferably, the heat pump device is provided on a pipe line between the first pressure reducing device and the gas-liquid separator, and includes a first temperature detection unit that detects a refrigerant temperature T1, a high-stage compressor, and use-side heat. A third temperature detection unit and a pressure detection unit that are provided on a pipe line to the exchanger and detect the temperature T3 and the pressure P of the refrigerant, respectively. In the p (pressure) -h (specific enthalpy) diagram, the control unit is detected by the intermediate pressure line determined from the refrigerant temperature T1 detected by the first temperature detection unit, the third temperature detection unit, and the pressure detection unit. The specific enthalpy H ′ is specified from the intersection with the isentropic line passing through the point determined from the temperature T3 and the pressure P of the refrigerant, and based on the comparison between the specific enthalpy H ′ and the specific enthalpy H of the saturated vapor on the intermediate pressure line Then, it is determined whether or not the amount of refrigerating machine oil in the cylinder is appropriate.
また好ましくは、ヒートポンプ装置は、低段側圧縮機と高段側圧縮機との間の管路であって、インジェクション管路を流れる冷媒が合流した後の冷媒が流れる管路上に設けられ、液冷媒を貯留するためのバッファ部をさらに備える。バッファ部は、液冷媒とともに貯留された冷凍機油を高段側圧縮機に戻す戻し管路を有する。 Preferably, the heat pump device is a pipe line between the low-stage compressor and the high-stage compressor, and is provided on a pipe through which the refrigerant flows after the refrigerant flowing through the injection pipe flows. A buffer unit for storing the refrigerant is further provided. The buffer unit has a return line for returning the refrigeration oil stored together with the liquid refrigerant to the high stage compressor.
この発明の1つの局面に従えば、2段圧縮のための低段側圧縮機および高段側圧縮機を活かして、冷却運転および加熱運転の同時運転を可能にするヒートポンプ装置を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, there is provided a heat pump device that enables simultaneous operation of cooling operation and heating operation using a low-stage compressor and a high-stage compressor for two-stage compression. it can.
また、この発明の別の局面に従えば、高段側圧縮機における冷凍機油の油量を適正に保つヒートポンプ装置を提供することができる。 Moreover, according to another situation of this invention, the heat pump apparatus which keeps the oil quantity of the refrigerating machine oil in a high stage side compressor appropriately can be provided.
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings referred to below, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals.
(実施の形態1)
図1は、この発明の実施の形態1におけるヒートポンプ装置において、加熱運転(2段圧縮)時の冷媒流れを示す回路図である。図2は、この発明の実施の形態1におけるヒートポンプ装置において、加熱運転(1段圧縮)時の冷媒流れを示す回路図である。図3は、この発明の実施の形態1におけるヒートポンプ装置において、冷却運転時の冷媒流れを示す回路図である。図4は、この発明の実施の形態1におけるヒートポンプ装置において、冷却運転および加熱運転の同時運転時の冷媒流れを示す回路図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a circuit diagram showing a refrigerant flow during heating operation (two-stage compression) in the heat pump apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram showing a refrigerant flow during heating operation (one-stage compression) in the heat pump apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 3 is a circuit diagram showing the refrigerant flow during the cooling operation in the heat pump apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 4 is a circuit diagram showing the refrigerant flow during the simultaneous operation of the cooling operation and the heating operation in the heat pump device according to Embodiment 1 of the present invention.
図1から図4を参照して、本実施の形態におけるヒートポンプ装置10は、その回路構成として、冷凍回路21、インジェクション回路22、1段圧縮切り替え回路26および分岐回路24を有する。これらの回路には、冷媒として、たとえばR410Aが封入されている。
1 to 4, heat pump device 10 in the present embodiment includes a
冷凍回路21は、環状に延びて、ヒートポンプサイクルを構成している。冷凍回路21の経路上には、第1利用側(室内側)熱交換器33および熱源側(室外側)熱交換器37が設けられている。第1利用側熱交換器33は、ヒートポンプサイクルを循環する冷媒と、利用流体(水または空気)との間で熱交換を行なう。熱源側熱交換器37は、ヒートポンプサイクルを循環する冷媒と、熱源(外気)との間で熱交換を行なう。
The
冷凍回路21の経路上には、第1減圧装置34、気液分離器35および第2減圧装置36がさらに設けられている。
On the path of the
第1減圧装置34、気液分離器35および第2減圧装置36は、第1利用側熱交換器33と熱源側熱交換器37との間に設けられている。第1利用側熱交換器33から熱源側熱交換器37に向かう冷凍回路21の経路上において、第1減圧装置34、気液分離器35および第2減圧装置36は挙げた順に並んでいる。すなわち、気液分離器35は、第1利用側熱交換器33と熱源側熱交換器37との間に設けられている。第1減圧装置34は、第1利用側熱交換器33と気液分離器35との間に設けられている。第2減圧装置36は、気液分離器35と熱源側熱交換器37との間に設けられている。
The
図1中に示す加熱運転(2段圧縮)時の冷媒流れを想定して冷凍回路21の構成を説明すると、第1減圧装置34は、第1利用側熱交換器33から送られた冷媒を減圧する。第1減圧装置34は、第1利用側熱交換器33における冷媒の過冷却を制御するための減圧装置として設けられている。
The configuration of the
気液分離器35は、第1減圧装置34から送られた冷媒を気相状態の冷媒と液相状態の冷媒(液冷媒)とに分離する。気液分離器35は、気相状態の冷媒が配置される気相冷媒空間35aと、液相状態の冷媒が配置される液相冷媒空間35bとを有する。
The gas-
第2減圧装置36は、配管を通じて気液分離器35の液相冷媒空間35bに接続されている。第2減圧装置36は、気液分離器35から送られた液冷媒を減圧する。第2減圧装置36は、熱源側熱交換器37における冷媒の過熱度と、後述するインジェクション回路22によるインジェクション冷媒量とを制御するための減圧装置として設けられている。本実施の形態では、第1減圧装置34および第2減圧装置36として、膨張弁が用いられている。
The
冷凍回路21の経路上には、低段側圧縮機31および高段側圧縮機32がさらに設けられている。
On the path of the
低段側圧縮機31および高段側圧縮機32は、熱源側熱交換器37と第1利用側熱交換器33との間に設けられている。冷凍回路21の経路上において、低段側圧縮機31および高段側圧縮機32は、第1利用側熱交換器33および熱源側熱交換器37を挟んで、第1減圧装置34、気液分離器35および第2減圧装置36の反対側に設けられている。熱源側熱交換器37から第1利用側熱交換器33に向かう冷凍回路21の経路上において、低段側圧縮機31および高段側圧縮機32は挙げた順に並んでいる。すなわち、低段側圧縮機31は、熱源側熱交換器37と高段側圧縮機32との間に設けられている。高段側圧縮機32は、低段側圧縮機31と利用側熱交換器33との間に設けられている。
The low
低段側圧縮機31は、熱源側熱交換器37から送られた低圧の冷媒を中間圧まで圧縮する低圧側の圧縮機として設けられている。高段側圧縮機32は、低段側圧縮機31から送られた中間圧の冷媒をさらに高圧に圧縮する高圧側の圧縮機として設けられている。
The low-
本実施の形態では、低段側圧縮機31が、冷媒の吐出容量を制御可能な可変容量タイプの圧縮機(たとえば、回転数を変更可能なインバータ仕様の圧縮機)であり、高段側圧縮機32が、回転数が一定速タイプの圧縮機である。なお、低段側圧縮機31および高段側圧縮機32の少なくともいずれか一方が、可変容量タイプであればよく、回転数が一定速の低段側圧縮機31と可変容量の高段側圧縮機32との組み合わせや、可変容量の低段側圧縮機31と可変容量の高段側圧縮機32との組み合わせであってもよい。低段側圧縮機31が容量可変タイプである場合、高負荷時における運転可能範囲が広がる。
In the present embodiment, the low-
冷凍回路21の経路上には、加熱(暖房)運転および冷却(冷房)運転の切り換えを可能とするための四方弁44がさらに設けられている。
A four-
四方弁44は、加熱運転時、低段側圧縮機31および高段側圧縮機32(一段圧縮運転時の場合、低段側圧縮機31のみ)により吐出された冷媒を利用側熱交換器33に導き、冷却運転時、低段側圧縮機31により吐出された冷媒を熱源側熱交換器37に導くように冷媒流れを制御する。
The four-
冷凍回路21の経路上には、第1二方弁41がさらに設けられている。第1二方弁41は、高段側圧縮機32および第1利用側熱交換器33の間の冷凍回路21に設けられている。第1二方弁41は、高段側圧縮機32および第1利用側熱交換器33の間の冷凍回路21における冷媒流れを許容または遮断する開閉弁として設けられている。
A first two-
インジェクション回路22は、気液分離器35の気相冷媒空間35aに分離された冷媒の一部を、低段側圧縮機31と高段側圧縮機32との間の冷凍回路21(合流位置28)に導くように設けられている。
The
より具体的には、インジェクション回路22は、その両端が、気液分離器35の気相冷媒空間35aと、低段側圧縮機31と高段側圧縮機32との間の冷凍回路21とにそれぞれ繋がるように設けられている。インジェクション回路22の冷媒入り口は、気液分離器35の気相冷媒空間35aに接続され、インジェクション回路22の冷媒出口(合流位置28)は、低段側圧縮機31と高段側圧縮機32との間の冷凍回路21に接続されている。
More specifically, both ends of the
インジェクション回路22の経路上には、第2二方弁43が設けられている。第2二方弁43は、インジェクション回路22における冷媒流れを許容または遮断する開閉弁として設けられている。
A second two-
1段圧縮切り替え回路26は、2段圧縮の加熱運転から1段圧縮の加熱運転への切り替えを可能とするように設けられている。
The one-stage
より具体的には、1段圧縮切り替え回路26は、1段圧縮の加熱運転時、低段側圧縮機31から吐出された冷媒を、高段側圧縮機32を迂回させて第1利用側熱交換器33に直接、導くように設けられている。1段圧縮切り替え回路26は、その両端が、第1二方弁41および第1利用側熱交換器33の間の冷凍回路21と、第2二方弁43および合流位置28の間のインジェクション回路22とにそれぞれ繋がるように設けられている。
More specifically, the first-stage
1段圧縮切り替え回路26の経路上には、第3二方弁42が設けられている。第3二方弁42は、1段圧縮切り替え回路26における冷媒流れを許容または遮断する開閉弁として設けられている。
A third two-
分岐回路24は、高段側圧縮機32の吐出側の冷凍回路21から分岐するように設けられている。分岐回路24は、インジェクション回路22に接続されている。より具体的には、分岐回路24は、高段側圧縮機32および第1二方弁41の間の冷凍回路21から分岐するように設けられている。分岐回路24は、気液分離器35および第2二方弁43の間のインジェクション回路22に接続されている。
The
分岐回路24の経路上には、第2利用側熱交換器38および第3減圧装置39が設けられている。第2利用側熱交換器38は、分岐回路24の、冷凍回路21からの分岐位置と、第3減圧装置39との間に設けられている。第3減圧装置39は、第2利用側熱交換器38と、分岐回路24の、インジェクション回路22への接続位置との間に設けられている。
On the path of the
第2利用側熱交換器38は、ヒートポンプサイクルを循環する冷媒と、利用流体(水または空気)との間で熱交換を行なう。第3減圧装置39は、第2利用側熱交換器38から送られる冷媒を減圧する。第3減圧装置39は、分岐回路24を形成する管路を遮断する機能を有する。すなわち、第3減圧装置39は、減圧装置としての機能と、分岐回路24における冷媒流れを遮断可能な開閉弁としての機能とを併せ持つ。
The second usage-
本実施の形態におけるヒートポンプ装置10では、第1利用側熱交換器33による加熱運転(2段圧縮)と、第1利用側熱交換器33による加熱運転(1段圧縮)と、第1利用側熱交換器33による冷却運転(除霜運転)と、第1利用側熱交換器33による冷却運転および第2利用側熱交換器38による加熱運転の同時運転との4つの運転モードが選択可能である。
In the heat pump device 10 according to the present embodiment, the heating operation (two-stage compression) by the first usage-
なお、冷却運転および加熱運転の同時運転の代表的な例としては、第1利用側熱交換器33において冷房を行ない、第2利用側熱交換器38において給湯を行なう組み合わせが挙げられるが、本発明はこのような組み合わせに限られるものではない。
A typical example of the simultaneous operation of the cooling operation and the heating operation is a combination in which cooling is performed in the first usage-
最初に、図1中に示す加熱運転(2段圧縮)時の冷媒流れについて説明する。このとき、第1二方弁41、第2二方弁43、第3二方弁42および第3減圧装置39は、それぞれ、開状態、開状態、閉状態および閉状態に制御される。
First, the refrigerant flow during the heating operation (two-stage compression) shown in FIG. 1 will be described. At this time, the first two-
本運転モードでは、高段側圧縮機32から吐出されたガス冷媒は、第1利用側熱交換器33に流入し、凝縮した高温の液冷媒となる。このとき、冷媒から利用流体への放熱によって利用流体が加熱される。高温の液冷媒が第1減圧装置34を通過することによって、冷媒の圧力、温度が低下する。
In this operation mode, the gas refrigerant discharged from the high-
次に、冷媒は、気液分離器35に流入して、気相と液相とに分離される。分離された液冷媒が第2減圧装置36を通過することによって、冷媒の圧力、温度がさらに低下する。次に、冷媒が熱源側熱交換器37を通過することによって、冷媒は外気から吸熱して蒸発する。冷媒は、低段側圧縮機31に流入して、中間圧力まで圧縮される。
Next, the refrigerant flows into the gas-
一方、気液分離器35の気相冷媒空間35aに分離された冷媒(インジェクション冷媒)の一部は、インジェクション回路22を通って、低段側圧縮機31から吐出された冷媒と合流位置28において合流する。インジェクション冷媒の温度は、低段側圧縮機31から吐出された冷媒の温度よりも低いため、インジェクション冷媒合流後の冷媒温度は、低下する。
On the other hand, a part of the refrigerant (injection refrigerant) separated into the gas-
加熱運転時、外気温が低温になって蒸発圧力が低下すると圧縮比が大きくなるが、低段側圧縮機31における圧縮工程の後であって、高段側圧縮機32による圧縮工程の前の段階で、中間圧の冷媒にインジェクション冷媒を注入して冷媒流量を増大させることによって、吐出温度を異常に上昇させることなく加熱能力を確保することができる。
During the heating operation, the compression ratio increases when the outside air temperature becomes low and the evaporation pressure decreases, but after the compression step in the low-
続いて、上記の加熱運転(2段圧縮)時の冷媒流れの説明をもとに、図2中に示す加熱運転(1段圧縮)時の冷媒流れについて説明する。このとき、第1二方弁41、第2二方弁43、第3二方弁42および第3減圧装置39は、それぞれ、閉状態、閉状態、開状態および閉状態に制御される。
Next, the refrigerant flow during the heating operation (one-stage compression) shown in FIG. 2 will be described based on the description of the refrigerant flow during the heating operation (two-stage compression). At this time, the first two-
本運転モードでは、低段側圧縮機31から吐出された冷媒が、合流位置28からインジェクション回路22および1段圧縮切り替え回路26を順に通って、第1利用側熱交換器33に向かう。これにより、低段側圧縮機31から吐出された冷媒が高段側圧縮機32を迂回して第1利用側熱交換器33に直接、流入する。
In the present operation mode, the refrigerant discharged from the low-
続いて、上記の加熱運転(2段圧縮)時の冷媒流れの説明をもとに、図3中に示す冷却運転時の冷媒流れについて説明する。このとき、第1二方弁41、第2二方弁43、第3二方弁42および第3減圧装置39は、それぞれ、閉状態、閉状態、開状態および閉状態に制御される。
Next, the refrigerant flow during the cooling operation shown in FIG. 3 will be described based on the description of the refrigerant flow during the heating operation (two-stage compression). At this time, the first two-
本運転モードでは、低段側圧縮機31から吐出された冷媒が、熱源側熱交換器37、第2減圧装置36、気液分離器35、第1減圧装置34および第1利用側熱交換器33を順に流れる。第1利用側熱交換器33において、利用流体から冷媒への吸熱によって利用流体が冷却される。第1利用側熱交換器33から流出した冷媒は、1段圧縮切り替え回路26およびインジェクション回路22を順に通り、再び低段側圧縮機31に向かう。
In this operation mode, the refrigerant discharged from the low-
続いて、上記の加熱運転(2段圧縮)時の冷媒流れの説明をもとに、図4中に示す冷却運転および加熱運転の同時運転時の冷媒流れについて説明する。このとき、第1二方弁41、第2二方弁43、第3二方弁42および第3減圧装置39は、それぞれ、閉状態、閉状態、開状態および開状態に制御される。
Next, the refrigerant flow during the simultaneous operation of the cooling operation and the heating operation shown in FIG. 4 will be described based on the description of the refrigerant flow during the heating operation (two-stage compression). At this time, the first two-
本運転モードでは、第1利用側熱交換器33における冷却運転のための冷却流れは、図3中に示す冷却運転時の冷媒流れと同じである。
In this operation mode, the cooling flow for the cooling operation in the first usage-
さらに、第1利用側熱交換器33から流出した冷媒の一部が合流位置28で分岐して、高段側圧縮機32に向かう。高段側圧縮機32により圧縮された冷媒は、分岐回路24を通って第2利用側熱交換器38に流入する。第2利用側熱交換器38において、冷媒から利用流体への放熱によって利用流体が加熱される。第2利用側熱交換器38から流出した冷媒は、第3減圧装置39を通過して減圧される。冷媒は、分岐回路24からインジェクション回路22を通って、冷凍回路21上の気液分離器35に戻される。
Furthermore, a part of the refrigerant that has flowed out of the first use
このように構成された、この発明の実施の形態1におけるヒートポンプ装置10によれば、冷却運転および加熱運転の同時運転時、第1利用側熱交換器33における蒸発工程で冷媒が得た熱量と、高段側圧縮機32による圧縮工程で冷媒が得た熱量とを利用して、第2利用側熱交換器38による加熱運転を行なう。これにより、2段圧縮のための低段側圧縮機31および高段側圧縮機32を活かして、冷却運転および加熱運転の同時運転を実現することができる。
According to the heat pump device 10 according to Embodiment 1 of the present invention configured as described above, the amount of heat obtained by the refrigerant in the evaporation step in the first usage-
(実施の形態2)
図5は、この発明の実施の形態2におけるヒートポンプ装置において、冷却運転および加熱運転の同時運転時の冷媒流れを示す回路図である。本実施の形態におけるヒートポンプ装置は、実施の形態1におけるヒートポンプ装置10と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a circuit diagram showing the refrigerant flow during the simultaneous operation of the cooling operation and the heating operation in the heat pump apparatus according to
図5を参照して、本実施の形態では、分岐回路24が、低段側圧縮機31の吐出側の冷凍回路21に接続されている。分岐回路24は、低段側圧縮機31および四方弁44の間の冷凍回路21に接続されている。
Referring to FIG. 5, in the present embodiment,
このような構成においては、冷却運転および加熱運転の同時運転時、分岐回路24において第3減圧装置39から流出した冷媒は、低段側圧縮機31から吐出された冷媒と合流して冷凍回路21に戻される。本実施の形態では、低段側圧縮機31および高段側圧縮機32が、第1利用側熱交換器33と熱源側熱交換器37との間の冷凍回路21上で並列に設けられている。このため、第2利用側熱交換器38における利用流体送り用のファンまたはポンプを停止するなどして、第2利用側熱交換器38を流れる冷媒と利用流体との間で熱交換を行なわなければ、第1利用側熱交換器33における冷却能力や除霜能力を向上させることができる。
In such a configuration, during the simultaneous operation of the cooling operation and the heating operation, the refrigerant that has flowed out of the
このように構成された、この発明の実施の形態2におけるヒートポンプ装置によれば、実施の形態1に記載の効果を同様に奏することができる。 According to the heat pump device in the second embodiment of the present invention configured as described above, the effects described in the first embodiment can be similarly obtained.
本発明の構成および作用効果についてまとめて説明すると、以下のとおりである。なお、発明の構成に実施の形態1〜2に記載の参照番号を付すが、これは一例である。 It is as follows when the structure and effect of this invention are demonstrated collectively. In addition, although the reference number as described in Embodiment 1-2 is attached | subjected to the structure of invention, this is an example.
この発明の1つの局面に従ったヒートポンプ装置は、ヒートポンプサイクルを構成する冷凍回路(21)上に設けられ、冷媒および熱源の間で熱交換を行なう熱源側熱交換器(37)と、冷凍回路(21)上に設けられ、冷媒および利用流体の間で熱交換を行なう第1利用側熱交換器(33)と、冷凍回路(21)上に設けられ、第1利用側熱交換器(33)における加熱運転時に熱源側熱交換器(37)から送られる冷媒を圧縮し、第1利用側熱交換器(33)における冷却運転時に第1利用側熱交換器(33)から送られる冷媒を圧縮する低段側圧縮機(31)と、冷凍回路(21)上に設けられ、低段側圧縮機(31)から送られる冷媒を圧縮する高段側圧縮機(32)と、高段側圧縮機(32)の吐出側の冷凍回路(21)から分岐する分岐回路(24)上に設けられ、冷媒および利用流体の間で熱交換を行なう第2利用側熱交換器(38)とを備える。第1利用側熱交換器(33)における冷却運転および第2利用側熱交換器(38)における加熱運転の同時運転時、第1利用側熱交換器(33)から送られる冷媒の一部が高段側圧縮機(32)に導かれるとともに、高段側圧縮機(32)により圧縮された冷媒が分岐回路(24)を通じて第2利用側熱交換器(38)に送られる。 A heat pump device according to one aspect of the present invention is provided on a refrigeration circuit (21) constituting a heat pump cycle, and a heat source side heat exchanger (37) for exchanging heat between a refrigerant and a heat source, and a refrigeration circuit. (21) provided on the first usage side heat exchanger (33) for exchanging heat between the refrigerant and the used fluid, and the first usage side heat exchanger (33) provided on the refrigeration circuit (21). The refrigerant sent from the heat source side heat exchanger (37) during the heating operation in) is compressed, and the refrigerant sent from the first use side heat exchanger (33) during the cooling operation in the first use side heat exchanger (33). A low-stage compressor (31) that compresses, a high-stage compressor (32) that is provided on the refrigeration circuit (21) and compresses refrigerant sent from the low-stage compressor (31), and a high-stage side Branch from refrigeration circuit (21) on discharge side of compressor (32) That is provided to the branch circuit (24) on, comprising a second use-side heat exchanger for performing heat exchange between the refrigerant and utilize fluid and (38). During the simultaneous operation of the cooling operation in the first usage side heat exchanger (33) and the heating operation in the second usage side heat exchanger (38), a part of the refrigerant sent from the first usage side heat exchanger (33) The refrigerant, which is guided to the high stage compressor (32) and compressed by the high stage compressor (32), is sent to the second usage side heat exchanger (38) through the branch circuit (24).
このように構成されたヒートポンプ装置によれば、第1利用側熱交換器における冷却運転および第2利用側熱交換器における加熱運転の同時運転時、第1利用側熱交換器における蒸発工程で冷媒が得た熱量と、高段側圧縮機による圧縮工程で冷媒が得た熱量とを利用して、第2利用側熱交換器における加熱運転を行なう。これにより、2段圧縮のための低段側圧縮機および高段側圧縮機を活かして、冷却運転および加熱運転の同時運転を可能にしたヒートポンプ装置を実現することができる。 According to the heat pump device configured as described above, the refrigerant is used in the evaporation step in the first usage-side heat exchanger during the simultaneous operation of the cooling operation in the first usage-side heat exchanger and the heating operation in the second usage-side heat exchanger. The heating operation in the second usage side heat exchanger is performed using the amount of heat obtained and the amount of heat obtained by the refrigerant in the compression step by the high stage side compressor. Thereby, the heat pump apparatus which enabled simultaneous operation of cooling operation and heating operation using the low-stage side compressor and the high-stage side compressor for the two-stage compression can be realized.
また好ましくは、ヒートポンプ装置は、第1利用側熱交換器(33)および熱源側熱交換器(37)の間の冷凍回路(21)上に設けられ、冷媒を気相と液相とに分離する気液分離器(35)と、第1利用側熱交換器(33)および気液分離器(35)の間の冷凍回路(21)上に設けられ、冷媒を減圧する第1減圧装置(34)と、気液分離器(35)および熱源側熱交換器(37)の間の冷凍回路(21)上に設けられ、冷媒を減圧する第2減圧装置(36)とをさらに備える。分岐回路(24)は、気液分離器(35)で分離された気相の冷媒の一部を、低段側圧縮機(31)および高段側圧縮機(32)の間の冷凍回路(21)に導くインジェクション回路(22)に接続される。 Preferably, the heat pump device is provided on the refrigeration circuit (21) between the first use side heat exchanger (33) and the heat source side heat exchanger (37), and separates the refrigerant into a gas phase and a liquid phase. Gas-liquid separator (35), a first decompression device (35) provided on the refrigeration circuit (21) between the first usage-side heat exchanger (33) and the gas-liquid separator (35), and decompresses the refrigerant. 34) and a second decompression device (36) provided on the refrigeration circuit (21) between the gas-liquid separator (35) and the heat source side heat exchanger (37) and decompressing the refrigerant. The branch circuit (24) converts a part of the gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator (35) into a refrigeration circuit (31) between the low-stage compressor (31) and the high-stage compressor (32). 21) to the injection circuit (22) leading to 21).
このように構成されたヒートポンプ装置によれば、第1利用側熱交換器における冷却運転および第2利用側熱交換器における加熱運転の同時運転時、第2利用側熱交換器から送られる冷媒をインジェクション回路を通じて冷凍回路に戻す。 According to the heat pump device configured as described above, the refrigerant sent from the second usage-side heat exchanger is supplied at the same time as the cooling operation in the first usage-side heat exchanger and the heating operation in the second usage-side heat exchanger. Return to the refrigeration circuit through the injection circuit.
また好ましくは、ヒートポンプ装置は、分岐回路(24)上に設けられ、第2利用側熱交換器(38)から送られる冷媒を減圧する第3減圧装置(39)をさらに備える。 Preferably, the heat pump device further includes a third decompression device (39) provided on the branch circuit (24) and decompressing the refrigerant sent from the second usage side heat exchanger (38).
このように構成されたヒートポンプ装置によれば、第1利用側熱交換器における冷却運転および第2利用側熱交換器における加熱運転の同時運転時、第3減圧装置における冷媒の減圧比を制御することによって、第2利用側熱交換器に流入する冷媒量を調整することができる。 According to the heat pump device configured as described above, the refrigerant decompression ratio in the third decompression device is controlled during the simultaneous operation of the cooling operation in the first usage-side heat exchanger and the heating operation in the second usage-side heat exchanger. Thus, the amount of refrigerant flowing into the second usage side heat exchanger can be adjusted.
また好ましくは、第3減圧装置(39)は、分岐回路(24)を形成する管路を遮断する機能を有する。 Also preferably, the third pressure reducing device (39) has a function of blocking a pipe line forming the branch circuit (24).
このように構成されたヒートポンプ装置によれば、ヒートポンプ装置における運転状況に応じて、分岐回路における冷媒流れを遮断することができる。 According to the heat pump device configured as described above, it is possible to block the refrigerant flow in the branch circuit according to the operation state of the heat pump device.
また好ましくは、分岐回路(24)は、低段側圧縮機(31)の吐出側の冷凍回路(21)に接続される。 Also preferably, the branch circuit (24) is connected to the refrigeration circuit (21) on the discharge side of the low stage compressor (31).
このように構成されたヒートポンプ装置によれば、第1利用側熱交換器における冷却運転および第2利用側熱交換器における加熱運転の同時運転時、第2利用側熱交換器から送られる冷媒を低段側圧縮機の吐出側の冷凍回路に戻す。また、第2利用側熱交換器と利用流体との間で熱交換が実施されなければ、並列接続された高段側圧縮機および低段側圧縮機による圧縮工程によって、第1利用側熱交換器における冷却能力を向上させることができる。 According to the heat pump device configured as described above, the refrigerant sent from the second usage-side heat exchanger is supplied at the same time as the cooling operation in the first usage-side heat exchanger and the heating operation in the second usage-side heat exchanger. Return to the refrigeration circuit on the discharge side of the low-stage compressor. Further, if heat exchange is not performed between the second usage-side heat exchanger and the usage fluid, the first usage-side heat exchange is performed by a compression process using a high-stage compressor and a low-stage compressor connected in parallel. The cooling capacity in the vessel can be improved.
(実施の形態3)
図6は、この発明の実施の形態3におけるヒートポンプ装置を示す回路図である。図6を参照して、本実施の形態におけるヒートポンプ装置60は、代表的には、ヒートポンプ式給湯機やヒートポンプ式暖房機に適用される。ヒートポンプ装置60は、その回路構成として、冷凍回路21およびインジェクション回路22を有する。冷凍回路21およびインジェクション回路22には、冷媒として、たとえばR410Aが封入されている。
(Embodiment 3)
FIG. 6 is a circuit diagram showing a heat pump device according to Embodiment 3 of the present invention. Referring to FIG. 6, heat pump device 60 in the present embodiment is typically applied to a heat pump hot water heater or a heat pump heater. The heat pump device 60 includes a
冷凍回路21は、環状に延びて、ヒートポンプサイクルを構成している。冷凍回路21の経路上には、利用側(室内側)熱交換器33および熱源側(室外側)熱交換器37が設けられている。利用側熱交換器33は、ヒートポンプサイクルを循環する冷媒と、利用流体(水または空気)との間で熱交換を行なう。熱源側熱交換器37は、ヒートポンプサイクルを循環する冷媒と、熱源(外気)との間で熱交換を行なう。
The
冷凍回路21の経路上には、第1減圧装置34、気液分離器35および第2減圧装置36がさらに設けられている。
On the path of the
第1減圧装置34、気液分離器35および第2減圧装置36は、利用側熱交換器33と熱源側熱交換器37との間に設けられている。利用側熱交換器33から熱源側熱交換器37に向かう冷凍回路21の経路上において、第1減圧装置34、気液分離器35および第2減圧装置36は挙げた順に並んでいる。すなわち、気液分離器35は、利用側熱交換器33と熱源側熱交換器37との間に設けられている。第1減圧装置34は、利用側熱交換器33と気液分離器35との間に設けられている。第2減圧装置36は、気液分離器35と熱源側熱交換器37との間に設けられている。
The
第1減圧装置34は、利用側熱交換器33から送られた冷媒を減圧する。第1減圧装置34は、利用側熱交換器33における冷媒の過冷却を制御するための減圧装置として設けられている。
The
気液分離器35は、第1減圧装置34から送られた冷媒を気相状態の冷媒と液相状態の冷媒(液冷媒)とに分離する。気液分離器35は、気相状態の冷媒が配置される気相冷媒空間35aと、液相状態の冷媒が配置される液相冷媒空間35bとを有する。
The gas-
第2減圧装置36は、配管を通じて気液分離器35の液相冷媒空間35bに接続されている。第2減圧装置36は、気液分離器35から送られた液冷媒を減圧する。第2減圧装置36は、熱源側熱交換器37における冷媒の過熱度と、後述するインジェクション回路22よるインジェクション冷媒量とを制御するための減圧装置として設けられている。本実施の形態では、第1減圧装置34および第2減圧装置36として、膨張弁が用いられている。
The
冷凍回路21の経路上には、低段側圧縮機31および高段側圧縮機32がさらに設けられている。
On the path of the
低段側圧縮機31および高段側圧縮機32は、熱源側熱交換器37と利用側熱交換器33との間に設けられている。冷凍回路21の経路上において、低段側圧縮機31および高段側圧縮機32は、利用側熱交換器33および熱源側熱交換器37を挟んで、第1減圧装置34、気液分離器35および第2減圧装置36の反対側に設けられている。熱源側熱交換器37から利用側熱交換器33に向かう冷凍回路21の経路上において、低段側圧縮機31および高段側圧縮機32は挙げた順に並んでいる。すなわち、低段側圧縮機31は、熱源側熱交換器37と高段側圧縮機32との間に設けられている。高段側圧縮機32は、低段側圧縮機31と利用側熱交換器33との間に設けられている。
The low
低段側圧縮機31は、熱源側熱交換器37から送られた低圧の冷媒を中間圧まで圧縮する低圧側の圧縮機として設けられている。高段側圧縮機32は、低段側圧縮機31から送られた中間圧の冷媒をさらに高圧に圧縮する高圧側の圧縮機として設けられている。
The low-
本実施の形態では、低段側圧縮機31および高段側圧縮機32が、冷媒の吐出容量を制御可能な可変容量タイプの圧縮機(たとえば、回転数を変更可能なインバータ仕様の圧縮機)である。
In the present embodiment, the low-
圧縮機のシリンダ内には、圧縮機構や軸受け等の潤滑を行なうための冷凍機油(潤滑油)が収容されている。 Refrigerating machine oil (lubricating oil) for lubricating a compression mechanism, a bearing and the like is accommodated in a cylinder of the compressor.
インジェクション回路22は、冷媒が流通可能なインジェクション管路23から構成されている。インジェクション回路22は、気液分離器35の気相冷媒空間35aに配置された冷媒を、低段側圧縮機31と高段側圧縮機32との間の冷凍回路21(合流位置28)に導くように設けられている。
The
より具体的には、インジェクション回路22は、その両端が、気液分離器35の気相冷媒空間35aと、低段側圧縮機31と高段側圧縮機32との間の冷凍回路21とにそれぞれ繋がるように設けられている。インジェクション回路22の冷媒入り口は、気液分離器35の気相冷媒空間35aに接続され、インジェクション回路22の冷媒出口(合流位置28)は、低段側圧縮機31と高段側圧縮機32との間の冷凍回路21に接続されている。
More specifically, both ends of the
冷凍回路21の経路上には、バッファ部61およびバッファ部62がさらに設けられている。バッファ部61およびバッファ部62は、液冷媒を貯留可能なアキュムレータにより構成されている。バッファ部61は、冷凍回路21の経路上において、熱源側熱交換器37と低段側圧縮機31との間に設けられている。バッファ部62は、冷凍回路21の経路上において、低段側圧縮機31と高段側圧縮機32との間に設けられている。バッファ部62は、合流位置28と高段側圧縮機32との間に設けられている。バッファ部61およびバッファ部62は、それぞれ、低段側圧縮機31および高段側圧縮機32に液冷媒が浸入して圧縮機の信頼性が低下することを防ぐために設けられている。
A
バッファ部62には、液冷媒とともにアキュムレータに貯留された冷凍機油を高段側圧縮機32のシリンダ内に戻すための戻し管路が設けられている。その戻し管路は、冷凍機油の比重が冷媒の比重よりも大きい場合、アキュムレータの底部に接続され、冷凍機油の比重が冷媒の比重よりも小さい場合、アキュムレータの底部から鉛直上方向に離れた位置に接続されている。
The
図7は、図6中のヒートポンプ装置によるヒートポンプサイクルを示すモリエル線図である。 FIG. 7 is a Mollier diagram showing a heat pump cycle by the heat pump apparatus in FIG. 6.
モリエル線図はP−h線図ともいわれ、縦軸を圧力[MPa]、横軸を比エンタルピ[kJ/kg]としている。モリエル線図は、冷凍サイクルに用いる冷媒の圧力や比エンタルピ、温度、相状態、エンタルピ、比体積などの冷媒固有の特性を示す図である。図7中に示すA〜Hの冷媒状態は、それぞれ、図6中のA〜Hにおける冷媒状態に対応する。 The Mollier diagram is also called a Ph diagram, and the vertical axis represents pressure [MPa] and the horizontal axis represents specific enthalpy [kJ / kg]. The Mollier diagram is a diagram showing characteristics unique to the refrigerant such as the pressure, specific enthalpy, temperature, phase state, enthalpy, and specific volume of the refrigerant used in the refrigeration cycle. The refrigerant states A to H shown in FIG. 7 correspond to the refrigerant states A to H in FIG. 6, respectively.
図6および図7を参照して、まず、高段側圧縮機32から吐出されたガス冷媒(状態A)は、利用側熱交換器(凝縮器)33に流入し、凝縮した高温の液冷媒(状態B)となる。この高温の液冷媒が第1減圧装置34を通過することによって、冷媒の圧力、温度が低下する(状態C)。
6 and 7, first, the gas refrigerant (state A) discharged from the high-
次に、冷媒は、気液分離器35へ流入して、気相と液相とに分離される。分離された液冷媒(状態D)が第2減圧装置36を通過することによって、冷媒の圧力、温度がさらに低下する(状態E)。次に、冷媒が熱源側熱交換器(蒸発器)37を通過することによって、冷媒は外気から吸熱して蒸発する(状態F)。状態Fの冷媒は、低段側圧縮機31に流入して、中間圧力まで圧縮される(状態G)。
Next, the refrigerant flows into the gas-
一方、気液分離器35の気相冷媒空間35aに分離された冷媒(インジェクション冷媒)は、インジェクション回路22を通って、合流位置28において低段側圧縮機31から吐出された冷媒と合流する。インジェクション冷媒の温度は、低段側圧縮機31から吐出された冷媒の温度よりも低いため、インジェクション冷媒合流後の冷媒温度は、低下する(状態H)。
On the other hand, the refrigerant (injection refrigerant) separated into the gas-
加熱運転時、外気温が低温となって蒸発圧力が低下すると圧縮比が大きくなるが、低段側圧縮機31による圧縮工程の後であって、高段側圧縮機32による圧縮工程の前の段階で、中間圧の冷媒にインジェクション冷媒を注入して冷媒流量を増大させることによって、吐出温度を異常に上昇させることなく加熱(暖房)能力を確保することができる。このように、インジェクション冷媒による効果によって、たとえば、外気温が−20℃程度の極低温であっても、十分な加熱能力を得ることができる。
During the heating operation, when the outside air temperature is low and the evaporation pressure is reduced, the compression ratio increases, but after the compression step by the low-
ヒートポンプ装置60は、制御部50と、第1温度検出部としての温度検出部71と、第2温度検出部としての温度検出部72とを有する。
The heat pump device 60 includes a
温度検出部71は、第1減圧装置34と気液分離器35との間に設けられている。温度検出部71は、第1減圧装置34の吐出位置に設けられている。温度検出部71は、第1減圧装置34から吐出され、気液分離器35に流入する冷媒の温度T1を検出する。温度検出部72は、低段側圧縮機31と高段側圧縮機32との間に設けられている。温度検出部72は、高段側圧縮機32と合流位置28との間に設けられている。温度検出部72は、バッファ部62と合流位置28との間に設けられている。温度検出部72は、低段側圧縮機31から吐出された冷媒であって、インジェクション回路22を流れる冷媒が合流した後の冷媒の温度T2を検出する。温度検出部72は、高段側圧縮機32の吸い込み位置における冷媒の温度T2を検出する。
The
ヒートポンプ装置60においては、制御部50が、高段側圧縮機32のシリンダ内の冷凍機油が予め定められた油量以上となるように、第2減圧装置36における減圧比および高段側圧縮機32の吐出流量の少なくともいずれか一方を制御する(以下、第2減圧装置36における減圧比および高段側圧縮機32の吐出流量の少なくともいずれか一方の制御を、油量減少の回避制御ともいう)。
In the heat pump device 60, the
特に本実施の形態では、制御部50は、温度検出部71で検出された冷媒の温度T1と、温度検出部72で検出された冷媒の温度T2との比較に基づいて、高段側圧縮機32のシリンダ内の冷凍機油の油量が適正であるか否かを判定し、適正でないと判定した場合に、油量減少の回避制御を行なう。制御部50は、温度検出部71で検出された冷媒の温度T1と、温度検出部72で検出された冷媒の温度T2との差に基づいて、高段側圧縮機32のシリンダ内の冷凍機油の油量が適正であるか否かを判定し、適正でないと判定した場合に、油量減少の回避制御を行なう。
In particular, in the present embodiment, the
続いて、高段側圧縮機32のシリンダ内の冷凍機油量の制御方法について具体的に説明する。まず、圧縮機の回転数は、加熱能力を最も直接的に調整できる操作量であるため、可変容量タイプの低段側圧縮機31の回転数を負荷に応じて制御する。たとえば、使用者が設定した目標加熱温度または装置内に予め設定された目標加熱温度と、測定された加熱温度との偏差に応じて、低段側圧縮機31の回転数を増減する。
Then, the control method of the amount of refrigeration oil in the cylinder of the high
図8は、図6中のヒートポンプ式装置において、高段側圧縮機のシリンダ内の冷凍機油量の制御方法のフローチャートを示す図である。図中に示す制御フローは、制御部50にて実行する。
FIG. 8 is a diagram showing a flowchart of a method for controlling the amount of refrigerating machine oil in the cylinder of the high-stage compressor in the heat pump apparatus shown in FIG. The control flow shown in the figure is executed by the
高段側圧縮機32のシリンダ内の冷凍機油量が適正であるか否かを判定するため、まず、温度検出部71により第1減圧装置34と気液分離器35との間の冷媒の温度T1を検出し、温度検出部72により高段側圧縮機32の吸い込み位置の冷媒の温度T2を検出する。検出された温度T1および温度T2を制御部50に格納する(S101)。
In order to determine whether or not the amount of refrigeration oil in the cylinder of the high-
次に、高段側圧縮機32の吸い込み位置における目標冷媒温度T2SPを決定する(S102)。 Next, to determine a target refrigerant temperature T2 SP at the suction position of the high-stage compressor 32 (S102).
冷凍回路21上において、温度検出部71が設けられた第1減圧装置34と気液分離器35との間の冷媒は、気液二相状態である。また、温度検出部71が設けられた位置と温度検出部72が設けられた位置との間には減圧装置が存在しておらず、両者の位置の冷媒圧力は同一である。さらに、冷媒が、飽和蒸気状態から気液二相状態までの間にあるとき、気相と液相との割合によって冷媒の乾き度は変化するが、冷媒の温度は変化しない。このため、高段側圧縮機32に液冷媒が過度に流入するのを防ぎながら加熱能力を向上したい場合には、目標冷媒温度T2SP=T1に設定すればよい。
On the
ここでは、高段側圧縮機32の吸い込み位置における液冷媒量が高段側圧縮機32のシリンダ内の冷凍機油が減少する状態とならないように、目標冷媒温度T2SP=T1+α(αは任意に定めた値)に設定する(S102)。一例を挙げれば、αは5℃である。αは、0℃を超え10℃以下の値であることが好ましく、0℃を超え5℃以下の値であることがさらに好ましい。圧縮機を安全に動作させるためにはαをより大きく設定し、加熱能力を高めるためにはαをより小さく設定すればよい。その程度は、実験による信頼性評価により決定すればよい。
Here, the target refrigerant temperature T2 SP = T1 + α (α is arbitrarily set so that the amount of liquid refrigerant at the suction position of the high-
次に、温度T2と目標冷媒温度T2SPとを比較する(S103)。T2<T2SPの関係を満たすとき、高段側圧縮機32の吸い込み位置における冷媒が目標とする状態よりも飽和蒸気側にシフトしており、このため、バッファ部62および高段側圧縮機32に対して液冷媒が過度に供給されていると判断される。
Then, comparing the temperature T2 and the target refrigerant temperature T2 SP (S103). When satisfying the relationship of T2 <T2 SP, as compared with the state refrigerant at the suction position of the high-
バッファ部62に貯留される液冷媒量が過剰となると、アキュムレータ内部で冷媒が激しく流動するため、バッファ部62から高段側圧縮機32に冷凍機油が戻り難くなる。また、バッファ部62における液冷媒量がさらに増加して、バッファ部62から戻し管路を通じて高段側圧縮機32に液冷媒が供給されると、高段側圧縮機32における圧縮工程に伴って、高段側圧縮機32のシリンダ内の冷凍機油が液冷媒と一緒に吐出され易くなる。このため、制御部50は、T2<T2SPの関係を満たすとき、高段側圧縮機32のシリンダ内の冷凍機油量が適正でないと判定して、油量減少の回避制御を行なう(S104)。
If the amount of liquid refrigerant stored in the
一方、S103においてT2≧T2SPの関係を満たすとき、続くS105のステップを実行する。 On the other hand, when satisfying the relationship of T2 ≧ T2 SP in S103, it executes the subsequent step S105.
温度検出部71および温度検出部72による冷媒温度の検出後からt秒間、待機する(S105)。その後、温度T1および温度T2を測定し(S101)、S102以降のステップを繰り返す。
After the refrigerant temperature is detected by the
上記のS102に示すステップにおいて、冷媒が気相状態から飽和蒸気状態に変化する場合、同じ圧力でも冷媒温度は変化するため、その状態の変化を検知することができる。しかしながら、冷媒温度は飽和蒸気状態から気液二相状態になっても変化しないため、高段側圧縮機32の吸い込み位置における冷媒の温度は、インジェクション回路22からの液冷媒の流入にもかかわらず変化しない。このような場合に、T2SP(T1)=T2の状態が予め定めた時間β秒だけ続いた時に、飽和蒸気状態を超えて気液二相状態になっていると判断する方法がある。T2SP(T1)=T2の状態がβ秒だけ続いた時には、バッファ部62から戻し管路を通じて高段側圧縮機32に液冷媒が供給される可能性が高くなる。この場合、冷凍機油が液冷媒と一緒に高段側圧縮機32から吐出されて、急激な冷凍機油量の減少を招くおそれがあるため、より程度の大きい油量減少の回避制御が必要となる。一例を挙げれば、βは30秒である。
In the step shown in S102, when the refrigerant changes from a gas phase state to a saturated vapor state, the refrigerant temperature changes even at the same pressure, so that the change in the state can be detected. However, since the refrigerant temperature does not change even when the saturated vapor state changes to the gas-liquid two-phase state, the refrigerant temperature at the suction position of the high-
すなわち、本実施の形態におけるヒートポンプ装置60においては、インジェクション冷媒の温度T1と、高段側圧縮機32の吸い込み位置における冷媒の温度T2とを比較して、熱源側熱交換器37の過熱度が取れている状況であれば、適正なインジェクション状態であると判断する。一方、熱源側熱交換器37の過熱度が取れなくなった状況になるか、そのような状況が一定時間続くようであれば、バッファ部62および高段側圧縮機32に対して液冷媒が過度に供給されているとみなして、油量減少の回避制御を行なう。
That is, in the heat pump device 60 according to the present embodiment, the degree of superheat of the heat source
制御部50による油量減少の回避制御について説明する。制御部50は、高段側圧縮機32のシリンダ内の冷凍機油量が適正でないと判定した場合、第2減圧装置36の開度を大きくする(第2減圧装置36における冷媒の減圧比を小さくする)。これにより、インジェクション冷媒の流量が減少し、高段側圧縮機32の吸い込み位置における冷媒の状態が過熱ガス側にシフトする。このため、バッファ部62および高段側圧縮機32への液冷媒の過度な供給を抑えることができる。
The avoidance control of the oil amount decrease by the
また、制御部50は、高段側圧縮機32のシリンダ内の冷凍機油量が適正でないと判定した場合、高段側圧縮機32の回転数を小さくする(高段側圧縮機32における冷媒の吐出流量を小さくする)。これにより、高段側圧縮機32における圧縮工程に伴って高段側圧縮機32のシリンダ内の冷凍機油が液冷媒と一緒に流出する現象が起こり難くなる。
In addition, when the
これら油量減少の回避制御を行なうことによって、高段側圧縮機32のシリンダ内の冷凍機油量を適正に保つことができる。これにより、圧縮機の負荷の大小に関わらず、適切な量のインジェクション冷媒に保持して、安全な運転を行なうことができる。
By performing avoidance control of these oil amount reductions, the amount of refrigerating machine oil in the cylinder of the high-
なお、バッファ部62および高段側圧縮機32への液冷媒の過度な供給が進行しており、早急な油量減少の回避制御が必要であれば、第2減圧装置36の開度調整のステップ数をより大きい値に設定すればよい。また、バッファ部62および高段側圧縮機32への液冷媒の過度な供給をより確実に防ぎたい場合には、S102に示すステップにおいて、αをより大きい値に設定すればよい。
If excessive supply of the liquid refrigerant to the
次に、本実施の形態におけるヒートポンプ装置60において、高段側圧縮機32のシリンダ内の冷凍機油量が適正に保たれる理由について説明する。
Next, the reason why the amount of refrigerating machine oil in the cylinder of the high-
インジェクション冷媒の供給は、加熱側の冷媒流量を増加させて加熱能力を増加させる作用があり、また、圧縮機の運転圧力比の限界をより大きくする。加熱側の冷媒流量を増加させるためには、気相状態のインジェクション冷媒よりも、液相状態のインジェクション冷媒の方が有効である。しかしながら、液相状態のインジェクション冷媒を過度に供給すると、COP(Coefficient Of Performance)の悪化と、液圧縮による圧縮機の信頼性の低下とを招く懸念がある。すなわち、インジェクション冷媒中の液相の割合が多すぎると、バッファ部62および高段側圧縮機32に液冷媒が過度に供給される。この場合、バッファ部62から高段側圧縮機32に冷凍機油が戻り難くなる現象および高段側圧縮機32のシリンダ内の冷凍機油が液冷媒と一緒に吐出され易くなる現象の少なくともいずれか一方が生じている可能性が高くなる。
The supply of the injection refrigerant has the effect of increasing the heating capacity by increasing the refrigerant flow rate on the heating side, and further increases the limit of the operating pressure ratio of the compressor. In order to increase the refrigerant flow rate on the heating side, the liquid phase injection refrigerant is more effective than the gas phase injection refrigerant. However, if the liquid phase injection refrigerant is excessively supplied, there is a concern that COP (Coefficient Of Performance) is deteriorated and the reliability of the compressor is reduced due to liquid compression. That is, when the ratio of the liquid phase in the injection refrigerant is too large, the liquid refrigerant is excessively supplied to the
そこで、本実施の形態におけるヒートポンプ装置60においては、温度検出部71で検出された冷媒温度T1と、温度検出部72で検出された冷媒温度T2との比較に基づき、容易に判断可能なインジェクション冷媒の状態変化を検知することによって、高段側圧縮機32のシリンダ内の冷凍機油の油量が適正であるか否かを判定する。凝縮温度や蒸発温度、圧縮機の回転数が同条件である場合、ヒートポンプサイクルの能力を決定付ける最大の要因は、高段側圧縮機32の吸い込み圧力であるといえる(図6中の状態H)。本実施の形態では、高段側圧縮機32のシリンダ内の冷凍機油量を適正に保ちながら、インジェクション冷媒の流量を増やすことで、加熱側の冷媒流量を増大させ、加熱能力を増加できる。このため、高段側圧縮機32の冷凍機油量を仕様範囲内に収めつつ、従前と同等以上の加熱能力を実現することができる。
Therefore, in the heat pump device 60 according to the present embodiment, an injection refrigerant that can be easily determined based on a comparison between the refrigerant temperature T1 detected by the
また、本実施の形態では、新たな装置を設けることなく、高段側圧縮機32のシリンダ内の冷凍機油の油量が適正であるか否かを判定するため、ヒートポンプ装置60を簡易な構成にできる。
Moreover, in this Embodiment, in order to determine whether the oil quantity of the refrigerating machine oil in the cylinder of the high
なお、インジェクション回路22の経路上に減圧装置を設け、この減圧装置における減圧比の制御によって、油量減少の回避制御を行なってもよい。この場合、温度検出部71は、減圧装置による減圧後の冷媒の温度を検出可能なように設けられる。
It should be noted that a decompression device may be provided on the path of the
このように構成された、この発明の実施の形態3におけるヒートポンプ装置60によれば、高段側圧縮機32における冷凍機油の油量を適正に保つことによって、信頼性の高い運転を実現することができる。
According to the heat pump device 60 according to the third embodiment of the present invention configured as described above, a highly reliable operation can be realized by appropriately maintaining the amount of refrigeration oil in the
(実施の形態4)
図9は、この発明の実施の形態4におけるヒートポンプ装置を示す回路図である。本実施の形態におけるヒートポンプ装置は、実施の形態3におけるヒートポンプ装置60と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
(Embodiment 4)
FIG. 9 is a circuit diagram showing a heat pump device according to Embodiment 4 of the present invention. The heat pump device in the present embodiment basically has the same structure as that of the heat pump device 60 in the third embodiment. Hereinafter, the description of the overlapping structure will not be repeated.
図4を参照して、本実施の形態におけるヒートポンプ装置は、温度検出部71に加えて、第3温度検出部としての温度検出部76と、圧力検出部77とをさらに有する。
Referring to FIG. 4, the heat pump apparatus in the present embodiment further includes a
温度検出部76は、高段側圧縮機32と利用側熱交換器33との間に設けられている。温度検出部76は、高段側圧縮機32の吐出位置に設けられている。温度検出部76は、高段側圧縮機32から吐出され、利用側熱交換器33に流入する冷媒の温度T3を検出する。圧力検出部77は、高段側圧縮機32と利用側熱交換器33との間に設けられている。圧力検出部77は、高段側圧縮機32の吐出位置に設けられている。圧力検出部77は、高段側圧縮機32から吐出され、利用側熱交換器33に流入する冷媒の圧力Pを検出する。
The
図10は、図9中のヒートポンプ装置において、高段側圧縮機のシリンダ内の冷凍機油量の制御方法のフローチャートを示す図である。図11は、図9中のヒートポンプ装置において実行される制御を説明するためのモリエル線図である。 FIG. 10 is a diagram showing a flowchart of a method for controlling the amount of refrigerating machine oil in the cylinder of the high-stage compressor in the heat pump apparatus in FIG. 9. FIG. 11 is a Mollier diagram for explaining the control executed in the heat pump apparatus in FIG. 9.
図9から図11を参照して、本実施の形態では、まず、温度検出部71により第1減圧装置34と気液分離器35との間の冷媒の温度T1を検出し、温度検出部76および圧力検出部77により高段側圧縮機32の吐出側の冷媒の温度T3および圧力Pを検出する。検出された温度T1、温度T3および圧力Pを制御部50に格納する(S201)。
With reference to FIG. 9 to FIG. 11, in the present embodiment, first, the
次に、第1減圧装置34と気液分離器35との間の冷媒の温度T1を、冷媒が気液二相状態であるところの温度とみなし、冷媒の物性値を用いてこの温度T1から中間圧力線301(D→C→H→G)をp−h線図上に定める。また、温度T3および圧力Pから定まる点A´を通る等エントロピ線X´をp−h線図上に定める。中間圧力線301と等エントロピ線X´との交点が、現在のサイクルにおいての高段側圧縮機32の吸い込み位置における比エンタルピH´であり、中間圧力線301と冷媒の飽和蒸気線302との交点が、飽和蒸気状態の冷媒の比エンタルピHである(S202)。
Next, the temperature T1 of the refrigerant between the first
この場合に、p−h線図上に定められた等エントロピ線X´が、飽和蒸気状態の冷媒の比エンタルピHを通る等エントロピ線Xに重なり、H´=Hの関係を満たすとき、高段側圧縮機32の吸い込み位置における冷媒が飽和蒸気状態にある。p−h線図上に定められた等エントロピ線X´が等エントロピ線Xよりも飽和蒸気線302の外側にシフトしており(図11中の等エントロピ線X´1)、H´>Hの関係を満たすとき、高段側圧縮機32の吸い込み位置における冷媒が過熱ガス状態にある。p−h線図上に定められた等エントロピ線X´が等エントロピ線Xよりも飽和蒸気線302の内側にシフトしており(図11中の等エントロピ線X´2)、H´<Hの関係を満たすとき、高段側圧縮機32の吸い込み位置における冷媒が気液二相状態であって、液相が多い状態にある。
In this case, when the isentropic line X ′ determined on the ph diagram overlaps the isentropic line X passing through the specific enthalpy H of the refrigerant in the saturated vapor state and satisfies the relationship of H ′ = H, The refrigerant at the suction position of the
次に、制御部50は、H´と、H+α(αは任意に定めた値)とを比較する(S203)。H+α≦H´の関係を満たすとき、圧縮機吐出部において過熱度を確保しつつ問題無く動作が行われていると判断する。H+α>H´の関係を満たすとき、制御部50は、Hと、H´とを比較する(S204)。H−H´≧0(H≧H´)の関係を満たすとき、バッファ部62および高段側圧縮機32に対して液冷媒が過度に供給されている。このとき、高段側圧縮機32のシリンダ内の冷凍機油量が適正でないと判定して、油量減少の回避制御を行なう(S205)。
Next, the
S203のステップでH+α≦H´の関係を満たすとき、S204のステップでH−H´<0(H<H´)の関係を満たすとき、およびS205のステップの各ステップの後、t秒間、待機する(S206)。その後、温度T1,T3および圧力P1を測定し(S201)、S202以降のステップを繰り返すことによって、高段側圧縮機32のシリンダ内の冷凍機油量を適正に保つ。
Wait for t seconds after satisfying the relationship of H + α ≦ H ′ in step S203, satisfying the relationship of H−H ′ <0 (H <H ′) in step S204, and after each step of step S205. (S206). Thereafter, the temperatures T1 and T3 and the pressure P1 are measured (S201), and the steps after S202 are repeated to keep the amount of refrigeration oil in the cylinder of the high-
このように本実施の形態では、温度検出部71で検出された冷媒の温度T1、温度検出部76で検出された冷媒の温度T3および圧力検出部77で検出された圧力Pに基づき、インジェクション冷媒の状態変化を検知することによって、高段側圧縮機32のシリンダ内の冷凍機油の油量が適正であるか否かを判定する。
Thus, in the present embodiment, the injection refrigerant is based on the refrigerant temperature T1 detected by the
このように構成された、この発明の実施の形態4におけるヒートポンプ装置によれば、実施の形態3に記載の効果を同様に得ることができる。 According to the heat pump device configured as described above in the fourth embodiment of the present invention, the effects described in the third embodiment can be obtained in the same manner.
特に本実施の形態では、気液二相状態の冷媒に占める液相の割合を、比エンタルピを通じて特定することが可能であるため、液圧縮運転が行われていることを精度よく検知することができ、冷凍機油の過剰な流出を効果的に防ぐことができる。 In particular, in this embodiment, since the ratio of the liquid phase in the gas-liquid two-phase refrigerant can be specified through specific enthalpy, it is possible to accurately detect that the liquid compression operation is being performed. It is possible to effectively prevent excessive spillage of the refrigerating machine oil.
また、本実施の形態では、圧力検出部77を新たに追加しているが、ヒートポンプ装置が給湯機である場合には、利用側熱交換器(凝縮器)33はプレート熱交換器である。この場合、圧力検出部77を用いなくても、同様の箇所に温度検出部を設け、実験により温度と圧力との相関性を特定すれば、圧力検出部77を用いた場合と同様の効果を得ることができる。
Moreover, in this Embodiment, although the
(実施の形態5)
図12は、この発明の実施の形態5におけるヒートポンプ装置を示す回路図である。本実施の形態におけるヒートポンプ装置は、実施の形態3におけるヒートポンプ装置と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
(Embodiment 5)
FIG. 12 is a circuit diagram showing a heat pump device according to Embodiment 5 of the present invention. The heat pump device according to the present embodiment basically has the same structure as that of the heat pump device according to the third embodiment. Hereinafter, the description of the overlapping structure will not be repeated.
図12を参照して、本実施の形態におけるヒートポンプ装置は、温度検出部71および温度検出部72に加えて、第4温度検出部としての温度検出部81をさらに有する。温度検出部81は、インジェクション回路22上に設けられている。温度検出部81は、インジェクション回路22を流れる冷媒の温度T4を検出する。
Referring to FIG. 12, the heat pump device in the present embodiment further includes a
第2減圧装置36の開度の制御方法は、図8中のフローチャートに示すものと基本的には同じである。しかしながら、第1減圧装置34から吐出される冷媒は、外気温が低い場合に配管が冷やされたり、インジェクション回路22を流れる冷媒と冷凍回路21を流れる冷媒との間で熱交換を行なうための内部熱交換器を設けたサイクルにおいては、インジェクション冷媒との熱交換によって過冷却状態になったりして、液冷媒状態になる可能性がある。このとき、温度検出部71で検出された冷媒温度を、高段側圧縮機32の吸い込み位置での冷媒温度とみなすことが困難となる。そのような場合であっても、本実施の形態では、インジェクション回路22を流れる冷媒の温度を検出する温度検出部81を設けることによって、インジェクション回路22を流れる冷媒温度T4と、第1減圧装置34の吐出側の冷媒温度T1とを比較して、気液二相状態の冷媒温度を判断する。
The control method of the opening degree of the
すなわち、T4=T1の関係を満たす場合、いずれの検出位置における冷媒も気液二相状態であるため、図8中のS102のステップにおいてT1またはT4を利用する。T1>T4の関係を満たすとき、インジェクション回路22を流れる冷媒が過冷却状態の可能性があるため、図8中のS102のステップにおいてT1を利用する。T1<T4の関係を満たすとき、外気温や内部熱交換器の影響により、第1減圧装置34の後の冷媒が過冷却されて液冷媒状態である可能性があるため、図8中のS102のステップにおいてT4を利用する。
That is, when the relationship of T4 = T1 is satisfied, since the refrigerant at any detection position is in the gas-liquid two-phase state, T1 or T4 is used in step S102 in FIG. When the relationship of T1> T4 is satisfied, the refrigerant flowing through the
このように構成された、この発明の実施の形態5におけるヒートポンプ装置によれば、実施の形態3に記載の効果を同様に奏することができる。 According to the heat pump device in the fifth embodiment of the present invention configured as described above, the effect described in the third embodiment can be similarly obtained.
本発明の構成および作用効果についてまとめて説明すると、以下のとおりである。なお、発明の構成に実施の形態3〜5に記載の参照番号を付すが、これは一例である。 It is as follows when the structure and effect of this invention are demonstrated collectively. In addition, although the reference number as described in Embodiment 3-5 is attached | subjected to the structure of invention, this is an example.
この発明の別の局面に従ったヒートポンプ装置は、冷媒および熱源の間で熱交換を行なう熱源側熱交換器(37)と、冷媒および利用流体との間で熱交換を行なう利用側熱交換器(33)と、熱源側熱交換器(37)から送られる冷媒を圧縮する低段側圧縮機(31)と、冷凍機油を収容するシリンダを有し、低段側圧縮機(31)から送られる冷媒をシリンダ内で圧縮する高段側圧縮機(32)と、利用側熱交換器(33)から送られる冷媒を減圧する第1減圧装置(34)と、第1減圧装置(34)から送られる冷媒を気相と液相とに分離する気液分離器(35)と、気液分離器(35)の液相側に接続され、気液分離器(35)から送られる冷媒を減圧する第2減圧装置(36)と、気液分離器(35)の気相側に接続され、気液分離器(35)から送られる冷媒を、低段側圧縮機(31)と高段側圧縮機(32)との間の管路上に導くインジェクション管路(23)と、シリンダ内の冷凍機油が予め定められた油量以上となるように、第2減圧装置(36)における減圧比および高段側圧縮機(32)の吐出流量の少なくともいずれか一方を制御する制御部(50)とを備える。 A heat pump device according to another aspect of the present invention includes a heat source side heat exchanger (37) that exchanges heat between a refrigerant and a heat source, and a use side heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and a use fluid. (33), a low stage compressor (31) that compresses the refrigerant sent from the heat source side heat exchanger (37), and a cylinder that stores the refrigeration oil, and is sent from the low stage compressor (31). A high-stage compressor (32) that compresses the refrigerant to be produced in the cylinder, a first decompressor (34) that decompresses the refrigerant sent from the use-side heat exchanger (33), and a first decompressor (34). A gas-liquid separator (35) that separates the refrigerant to be sent into a gas phase and a liquid phase, and is connected to the liquid phase side of the gas-liquid separator (35), and the refrigerant sent from the gas-liquid separator (35) is decompressed. Connected to the gas phase side of the second pressure reducing device (36) and the gas-liquid separator (35), An injection pipe (23) for leading the refrigerant sent from (35) onto a pipe line between the low-stage compressor (31) and the high-stage compressor (32), and refrigeration oil in the cylinder are determined in advance. A control unit (50) for controlling at least one of the pressure reduction ratio in the second pressure reducing device (36) and the discharge flow rate of the high stage compressor (32) so as to be equal to or greater than the amount of oil obtained.
このように構成されたヒートポンプ装置によれば、第2減圧装置における減圧比を制御することにより、インジェクション管路を通じて低段側圧縮機と高段側圧縮機との間の管路に合流する冷媒の流量を抑え、また、高段側圧縮機の吐出流量を制御することにより、高段側圧縮機から吐出される冷媒の流量を抑える。これにより、高段側圧縮機における圧縮工程に伴ってシリンダ内の冷凍機油が液冷媒と一緒に流出する現象を防ぎ、高段側圧縮機における冷凍機油の油量を適正に保つことができる。 According to the heat pump device configured as described above, the refrigerant that joins the pipe line between the low-stage side compressor and the high-stage side compressor through the injection pipe line by controlling the pressure reduction ratio in the second pressure reducing apparatus. Further, the flow rate of the refrigerant discharged from the high stage compressor is suppressed by controlling the discharge flow rate of the high stage compressor. Thereby, the phenomenon that the refrigeration oil in the cylinder flows out together with the liquid refrigerant along with the compression process in the high stage compressor can be prevented, and the oil amount of the refrigeration oil in the high stage compressor can be kept appropriate.
また好ましくは、ヒートポンプ装置は、第1減圧装置(34)と気液分離器(35)との間の管路上に設けられ、冷媒の温度T1を検出する第1温度検出部(71)と、低段側圧縮機(31)と高段側圧縮機(32)との間の管路上に設けられ、インジェクション管路(23)を流れる冷媒が合流した後の冷媒の温度T2を検出する第2温度検出部(72)とをさらに備える。制御部(50)は、第1温度検出部(71)で検出された冷媒の温度T1と、第2温度検出部(72)で検出された冷媒の温度T2との比較に基づいて、シリンダ内の冷凍機油の油量が適正であるか否かを判定する。 Preferably, the heat pump device is provided on a pipe line between the first decompression device (34) and the gas-liquid separator (35), and detects a temperature T1 of the refrigerant, a first temperature detection unit (71), A second is provided on a pipe line between the low-stage compressor (31) and the high-stage compressor (32), and detects a refrigerant temperature T2 after the refrigerant flowing through the injection pipe (23) merges. And a temperature detector (72). Based on the comparison between the refrigerant temperature T1 detected by the first temperature detector (71) and the refrigerant temperature T2 detected by the second temperature detector (72), the controller (50) It is determined whether or not the amount of the refrigerating machine oil is appropriate.
また好ましくは、制御部(50)は、第2温度検出部(72)で検出された冷媒の温度T2が第1温度検出部(71)で検出された冷媒の温度T1と等しくなる状態が、予め定められた時間だけ続いた場合に、シリンダ内の冷凍機油の油量が適正でないと判定する。 Preferably, the controller (50) is configured such that the refrigerant temperature T2 detected by the second temperature detector (72) is equal to the refrigerant temperature T1 detected by the first temperature detector (71). When it lasts only for the predetermined time, it determines with the oil quantity of the refrigerating machine oil in a cylinder not being appropriate.
また好ましくは、ヒートポンプ装置は、第1減圧装置(34)と気液分離器(35)との間の管路上に設けられ、冷媒の温度T1を検出する第1温度検出部(71)と、高段側圧縮機(32)と利用側熱交換器(33)との間の管路上に設けられ、冷媒の温度T3および圧力Pをそれぞれ検出する第3温度検出部(76)および圧力検出部(77)とをさらに備える。制御部(50)は、p(圧力)−h(比エンタルピ)線図において、第1温度検出部(71)で検出された冷媒の温度T1から定まる中間圧力線と、第3温度検出部(76)および圧力検出部(77)で検出された冷媒の温度T3および圧力Pから定まる点を通る等エントロピ線との交点から、比エンタルピH´を特定し、比エンタルピH´と、中間圧線上における飽和蒸気の比エンタルピHとの比較に基づいて、シリンダ内の冷凍機油の油量が適正であるか否かを判定する。 Preferably, the heat pump device is provided on a pipe line between the first decompression device (34) and the gas-liquid separator (35), and detects a temperature T1 of the refrigerant, a first temperature detection unit (71), A third temperature detection unit (76) and a pressure detection unit provided on a pipe line between the high stage compressor (32) and the use side heat exchanger (33) and detecting the temperature T3 and the pressure P of the refrigerant, respectively. (77). In the p (pressure) -h (specific enthalpy) diagram, the controller (50) includes an intermediate pressure line determined from the refrigerant temperature T1 detected by the first temperature detector (71), and a third temperature detector ( 76) and the specific enthalpy H ′ from the intersection with the isentropic line passing through the point determined from the refrigerant temperature T3 and the pressure P detected by the pressure detector (77), and the specific enthalpy H ′ and the intermediate pressure line Whether or not the amount of the refrigerating machine oil in the cylinder is appropriate is determined based on the comparison with the specific enthalpy H of the saturated steam at.
このように構成されたヒートポンプ装置によれば、簡易な構成で、高段側圧縮機のシリンダ内の冷凍機油の油量が適正であるか否かを判定することができる。 According to the heat pump device configured as described above, it is possible to determine whether or not the amount of the refrigerating machine oil in the cylinder of the high-stage compressor is appropriate with a simple configuration.
また好ましくは、ヒートポンプ装置は、低段側圧縮機(31)と高段側圧縮機(32)との間の管路であって、インジェクション管路(23)を流れる冷媒が合流した後の冷媒が流れる管路上に設けられ、液冷媒を貯留するためのバッファ部(62)をさらに備える。バッファ部(62)は、液冷媒とともに貯留された冷凍機油を高段側圧縮機(32)に戻す戻し管路を有する。 Preferably, the heat pump device is a conduit between the low-stage compressor (31) and the high-stage compressor (32), and the refrigerant after the refrigerant flowing through the injection conduit (23) joins. Is further provided with a buffer part (62) for storing the liquid refrigerant. The buffer unit (62) has a return line for returning the refrigeration oil stored together with the liquid refrigerant to the high stage compressor (32).
このように構成されたヒートポンプ装置によれば、バッファ部に貯留された冷凍機油を戻し管路を通じて高段側圧縮機に戻すことによって、高段側圧縮機における冷凍機油の油量を適正に保つことができる。 According to the heat pump device configured as described above, the amount of refrigeration oil in the high-stage compressor is appropriately maintained by returning the refrigeration oil stored in the buffer unit to the high-stage compressor through the return pipe. be able to.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
この発明は、主に、ヒートポンプサイクルを構成する冷凍回路上に下段側圧縮機および高段側圧縮機を備える2段圧縮式のヒートポンプ装置に適用される。 The present invention is mainly applied to a two-stage compression heat pump apparatus including a lower stage compressor and a higher stage compressor on a refrigeration circuit constituting a heat pump cycle.
10,60 ヒートポンプ装置、21 冷凍回路、22 インジェクション回路、23 インジェクション管路、24 分岐回路、26 1段圧縮切り替え回路、28 合流位置、31 低段側圧縮機、32 高段側圧縮機、33 第1利用側熱交換器(利用側熱交換器)、34 第1減圧装置、35 気液分離器、35a 気相冷媒空間、35b 液相冷媒空間、36 第2減圧装置、37 熱源側熱交換器、38 第2利用側熱交換器、39 第3減圧装置、41 第1二方弁、42 第3二方弁、43 第2二方弁、44 四方弁、50 制御部、61,62 バッファ部、71,72,76,81 温度検出部、77 圧力検出部、301 中間圧力線、302 飽和蒸気線。
10, 60 heat pump device, 21 refrigeration circuit, 22 injection circuit, 23 injection pipe, 24 branch circuit, 26 1-stage compression switching circuit, 28 merging position, 31 low-stage compressor, 32 high-stage compressor, 33 1 use side heat exchanger (use side heat exchanger), 34 first decompression device, 35 gas-liquid separator, 35a gas phase refrigerant space, 35b liquid phase refrigerant space, 36 second decompression device, 37 heat source side heat exchanger , 38 Second usage side heat exchanger, 39 Third pressure reducing device, 41 First two-way valve, 42 Third two-way valve, 43 Second two-way valve, 44 Four-way valve, 50 Control unit, 61, 62
Claims (10)
前記冷凍回路上に設けられ、冷媒および利用流体の間で熱交換を行なう第1利用側熱交換器と、
前記冷凍回路上に設けられ、前記第1利用側熱交換器における加熱運転時に前記熱源側熱交換器から送られる冷媒を圧縮し、前記第1利用側熱交換器における冷却運転時に前記第1利用側熱交換器から送られる冷媒を圧縮する低段側圧縮機と、
前記冷凍回路上に設けられ、前記低段側圧縮機から送られる冷媒を圧縮する高段側圧縮機と、
前記高段側圧縮機の吐出側の前記冷凍回路から分岐する分岐回路上に設けられ、冷媒および利用流体の間で熱交換を行なう第2利用側熱交換器とを備え、
前記第1利用側熱交換器における冷却運転および前記第2利用側熱交換器における加熱運転の同時運転時、前記第1利用側熱交換器から送られる冷媒の一部が前記高段側圧縮機に導かれるとともに、前記高段側圧縮機により圧縮された冷媒が前記分岐回路を通じて前記第2利用側熱交換器に送られる、ヒートポンプ装置。 A heat source side heat exchanger that is provided on the refrigeration circuit constituting the heat pump cycle and performs heat exchange between the refrigerant and the heat source;
A first usage-side heat exchanger that is provided on the refrigeration circuit and performs heat exchange between the refrigerant and the utilization fluid;
The refrigerant is provided on the refrigeration circuit and compresses the refrigerant sent from the heat source side heat exchanger during the heating operation in the first usage side heat exchanger, and the first usage during the cooling operation in the first usage side heat exchanger. A low-stage compressor that compresses the refrigerant sent from the side heat exchanger;
A high-stage compressor that is provided on the refrigeration circuit and compresses refrigerant sent from the low-stage compressor;
A second usage-side heat exchanger provided on a branch circuit branched from the refrigeration circuit on the discharge side of the high-stage compressor, and performing heat exchange between the refrigerant and the used fluid;
During the simultaneous operation of the cooling operation in the first usage side heat exchanger and the heating operation in the second usage side heat exchanger, a part of the refrigerant sent from the first usage side heat exchanger is the high stage compressor. And the refrigerant compressed by the high stage compressor is sent to the second usage side heat exchanger through the branch circuit.
前記第1利用側熱交換器および前記気液分離器の間の前記冷凍回路上に設けられ、冷媒を減圧する第1減圧装置と、
前記気液分離器および前記熱源側熱交換器の間の前記冷凍回路上に設けられ、冷媒を減圧する第2減圧装置とをさらに備え、
前記分岐回路は、前記気液分離器で分離された気相の冷媒の一部を、前記低段側圧縮機および前記高段側圧縮機の間の前記冷凍回路に導くインジェクション回路に接続される、請求項1に記載のヒートポンプ装置。 A gas-liquid separator that is provided on the refrigeration circuit between the first use side heat exchanger and the heat source side heat exchanger, and separates the refrigerant into a gas phase and a liquid phase;
A first decompression device provided on the refrigeration circuit between the first usage-side heat exchanger and the gas-liquid separator and decompressing the refrigerant;
A second decompression device that is provided on the refrigeration circuit between the gas-liquid separator and the heat source side heat exchanger and decompresses the refrigerant;
The branch circuit is connected to an injection circuit that guides a part of the gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator to the refrigeration circuit between the low-stage compressor and the high-stage compressor. The heat pump device according to claim 1.
冷媒および利用流体との間で熱交換を行なう利用側熱交換器と、
前記熱源側熱交換器から送られる冷媒を圧縮する低段側圧縮機と、
冷凍機油を収容するシリンダを有し、前記低段側圧縮機から送られる冷媒を前記シリンダ内で圧縮する高段側圧縮機と、
前記利用側熱交換器から送られる冷媒を減圧する第1減圧装置と、
前記第1減圧装置から送られる冷媒を気相と液相とに分離する気液分離器と、
前記気液分離器の液相側に接続され、前記気液分離器から送られる冷媒を減圧する第2減圧装置と、
前記気液分離器の気相側に接続され、前記気液分離器から送られる冷媒を、前記低段側圧縮機と前記高段側圧縮機との間の管路上に導くインジェクション管路と、
前記シリンダ内の冷凍機油が予め定められた油量以上となるように、前記第2減圧装置における減圧比および前記高段側圧縮機の吐出流量の少なくともいずれか一方を制御する制御部とを備える、ヒートポンプ装置。 A heat source side heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and the heat source;
A use side heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant and the use fluid;
A low stage compressor that compresses the refrigerant sent from the heat source side heat exchanger;
A high-stage compressor having a cylinder for storing refrigerating machine oil, and compressing the refrigerant sent from the low-stage compressor in the cylinder;
A first decompression device that decompresses the refrigerant sent from the use side heat exchanger;
A gas-liquid separator that separates the refrigerant sent from the first decompression device into a gas phase and a liquid phase;
A second decompression device connected to the liquid phase side of the gas-liquid separator and decompressing the refrigerant sent from the gas-liquid separator;
An injection pipe connected to the gas phase side of the gas-liquid separator and guiding the refrigerant sent from the gas-liquid separator onto a pipe line between the low-stage compressor and the high-stage compressor;
A control unit that controls at least one of a pressure reduction ratio in the second pressure reducing device and a discharge flow rate of the high-stage compressor so that the refrigeration oil in the cylinder is equal to or greater than a predetermined amount of oil. , Heat pump device.
前記低段側圧縮機と前記高段側圧縮機との間の管路上に設けられ、前記インジェクション管路を流れる冷媒が合流した後の冷媒の温度T2を検出する第2温度検出部とをさらに備え、
前記制御部は、前記第1温度検出部で検出された冷媒の温度T1と、前記第2温度検出部で検出された冷媒の温度T2との比較に基づいて、前記シリンダ内の冷凍機油の油量が適正であるか否かを判定する、請求項1に記載のヒートポンプ装置。 A first temperature detector provided on a pipe line between the first pressure reducing device and the gas-liquid separator, and detecting a refrigerant temperature T1;
A second temperature detector provided on a pipe line between the low-stage compressor and the high-stage compressor, and detecting a temperature T2 of the refrigerant after the refrigerant flowing through the injection pipe has joined. Prepared,
The control unit is configured to provide the oil of the refrigerating machine oil in the cylinder based on the comparison between the refrigerant temperature T1 detected by the first temperature detection unit and the refrigerant temperature T2 detected by the second temperature detection unit. The heat pump device according to claim 1, wherein it is determined whether or not the amount is appropriate.
前記高段側圧縮機と前記利用側熱交換器との間の管路上に設けられ、冷媒の温度T3および圧力Pをそれぞれ検出する第3温度検出部および圧力検出部とをさらに備え、
前記制御部は、p(圧力)−h(比エンタルピ)線図において、前記第1温度検出部で検出された冷媒の温度T1から定まる中間圧力線と、前記第3温度検出部および前記圧力検出部で検出された冷媒の温度T3および圧力Pから定まる点を通る等エントロピ線との交点から、比エンタルピH´を特定し、前記比エンタルピH´と、前記中間圧線上における飽和蒸気の比エンタルピHとの比較に基づいて、前記シリンダ内の冷凍機油の油量が適正であるか否かを判定する、請求項6から8のいずれか1項に記載のヒートポンプ装置。 A first temperature detector provided on a pipe line between the first pressure reducing device and the gas-liquid separator, and detecting a refrigerant temperature T1;
A third temperature detection unit and a pressure detection unit that are provided on a pipe line between the high-stage compressor and the use-side heat exchanger and detect a refrigerant temperature T3 and a pressure P, respectively;
In the p (pressure) -h (specific enthalpy) diagram, the control unit includes an intermediate pressure line determined from the refrigerant temperature T1 detected by the first temperature detection unit, the third temperature detection unit, and the pressure detection. The specific enthalpy H ′ is identified from the intersection with the isentropic line passing through the point determined from the refrigerant temperature T3 and the pressure P detected by the section, and the specific enthalpy H ′ and the specific enthalpy of the saturated steam on the intermediate pressure line The heat pump device according to any one of claims 6 to 8, wherein whether or not the amount of the refrigerating machine oil in the cylinder is appropriate is determined based on a comparison with H.
前記バッファ部は、液冷媒とともに貯留された冷凍機油を前記高段側圧縮機に戻す戻し管路を有する、請求項6から9のいずれか1項に記載のヒートポンプ装置。 A conduit between the low-stage compressor and the high-stage compressor, which is provided on the conduit through which the refrigerant flowing after the refrigerant flowing through the injection conduit merges and stores liquid refrigerant The buffer part is further provided,
The heat pump device according to any one of claims 6 to 9, wherein the buffer unit has a return pipe that returns the refrigeration oil stored together with the liquid refrigerant to the high-stage compressor.
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