JP2016048132A - Steam compression type refrigeration cycle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steam compression type refrigeration cycle employing an injection system, capable of reducing power consumption of a compressor.SOLUTION: A steam compression type refrigeration cycle can switch between an injection operation and a non-injection operation, and opens a second valve 15A in starting the injection operation. Consequently, damage of a second compressor 9B due to a liquid compressor is suppressed, and a steam compression type refrigeration cycle 1 employing an injection system capable of reducing consumption power of a first compressor 9A and the second compressor 9B can be obtained.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、低温側の熱を高温側に移動させる蒸気圧縮式冷凍サイクルに関する。   The present invention relates to a vapor compression refrigeration cycle that moves heat on a low temperature side to a high temperature side.

一般的な、蒸気圧縮式冷凍サイクルでは、凝縮器等の高圧熱交換器にて気相冷媒を冷却して液化(凝縮)しているので、凝縮器には液相冷媒が滞留し易い。凝縮器に多量の液相冷媒が滞留すると、循環冷媒量が減少するので、十分な冷凍能力を得ることができない場合がある。そこで、例えば特許文献1に記載の発明では、蒸気圧縮式冷凍サイクル(圧縮機)の起動時に準備運転を実行している。   In a general vapor compression refrigeration cycle, since the gas-phase refrigerant is cooled and liquefied (condensed) by a high-pressure heat exchanger such as a condenser, the liquid-phase refrigerant tends to stay in the condenser. If a large amount of liquid-phase refrigerant accumulates in the condenser, the amount of circulating refrigerant decreases, so that sufficient refrigeration capacity may not be obtained. Therefore, for example, in the invention described in Patent Document 1, the preparatory operation is executed when the vapor compression refrigeration cycle (compressor) is started.

特開2007−78242号JP 2007-78242 A

ところで、圧縮行程途中に中間圧冷媒を注入すると、圧縮機の消費動力を低減することができる。このため、外気温度が高い状態で冷熱を利用する場合等の高圧冷媒の圧力が高くなる場合に、インジェクション運転を用いると特に有効である。   By the way, if the intermediate pressure refrigerant is injected during the compression stroke, the power consumption of the compressor can be reduced. For this reason, it is particularly effective to use the injection operation when the pressure of the high-pressure refrigerant is high, such as when using cold heat with a high outside air temperature.

しかし、冬等の外気温度が低い状態では高圧側冷媒の圧力が低くなるので、インジェクション運転が有効とならない場合がある。すなわち、高圧側冷媒の圧力が低くなると、圧縮行程途中に中間圧冷媒を注入することにより見込まれる消費動力の低減量により、中間圧冷媒を注入することにより必要とされる消費動力の方が大きくなる場合が発生する。   However, when the outside air temperature is low, such as in winter, the pressure of the high-pressure side refrigerant is low, so the injection operation may not be effective. That is, when the pressure of the high-pressure side refrigerant is reduced, the consumption power required by injecting the intermediate pressure refrigerant is larger due to the reduction in power consumption expected by injecting the intermediate pressure refrigerant in the middle of the compression stroke. A case occurs.

本発明は、上記点に鑑み、圧縮機の消費動力を更に低減可能なインジェクション方式の蒸気圧縮式冷凍サイクルを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide an injection-type vapor compression refrigeration cycle that can further reduce power consumption of a compressor.

本発明は、上記目的を達成するために、低温側の熱を高温側に移動させる蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいて、高温側の冷媒を冷却する高圧熱交換器(3)と、低温側の冷媒を加熱・蒸発させる低圧熱交換器(7)と、高圧熱交換器(3)から流出した高圧冷媒を減圧・膨張させる第1減圧器(5A)と、第1減圧器(5A)にて減圧された中間圧冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する気液分離器(11)と、気液分離器(11)にて分離された液相冷媒を減圧・膨張させて低圧熱交換器(7)に供給する第2減圧器(5B)と、低圧熱交換器(7)側から気相冷媒を吸引して圧縮するとともに、圧縮された冷媒を高圧熱交換器(3)側に吐出する第1圧縮機(9A)と、気液分離器(11)から気相冷媒を吸引して圧縮するとともに、圧縮された冷媒を第1圧縮機(9A)の吐出側に吐出する第2圧縮機(9B)と、第2圧縮機(9B)の作動を制御するインジェクション制御部(21)であって、第2圧縮機(9B)を稼働させるインジェクション運転と第2圧縮機(9B)を停止させる非インジェクション運転とを切替制御可能なインジェクション制御部(21)と、非インジェクション運転からインジェクション運転に移行するときに、第2圧縮機(9B)内に存在する液相冷媒が高圧熱交換器(3)側に供給されることを抑止する供給抑制システム(15A、21)とを備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides a high-pressure heat exchanger (3) for cooling a high-temperature side refrigerant and a low-temperature side refrigerant in a vapor compression refrigeration cycle that moves low-temperature side heat to a high temperature side. The pressure is reduced by the low pressure heat exchanger (7) to be heated and evaporated, the first pressure reducer (5A) for reducing and expanding the high pressure refrigerant flowing out from the high pressure heat exchanger (3), and the first pressure reducer (5A). The gas-liquid separator (11) that separates the intermediate pressure refrigerant into the gas-phase refrigerant and the liquid-phase refrigerant, and the low-pressure heat exchanger by decompressing and expanding the liquid-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator (11) The second pressure reducer (5B) supplied to (7) and the low-pressure heat exchanger (7) side suck in and compress the gas-phase refrigerant and discharge the compressed refrigerant to the high-pressure heat exchanger (3) side. The gas-phase refrigerant is sucked and compressed from the first compressor (9A) and the gas-liquid separator (11) and compressed. A second compressor (9B) for discharging the refrigerant to the discharge side of the first compressor (9A), and an injection control unit (21) for controlling the operation of the second compressor (9B), When switching from the non-injection operation to the injection operation, the injection control unit (21) capable of switching between the injection operation for operating the compressor (9B) and the non-injection operation for stopping the second compressor (9B), It is provided with the supply suppression system (15A, 21) which suppresses that the liquid phase refrigerant which exists in a 2nd compressor (9B) is supplied to the high pressure heat exchanger (3) side.

これにより、本発明では、インジェクション運転と非インジェクション運転とを切り替えることが可能であるので、圧縮機の消費動力を更に低減可能なインジェクション方式の蒸気圧縮式冷凍サイクルを得ることができる。   Thereby, in the present invention, since it is possible to switch between the injection operation and the non-injection operation, an injection-type vapor compression refrigeration cycle capable of further reducing the power consumption of the compressor can be obtained.

すなわち、圧縮行程途中に中間圧冷媒を注入することにより見込まれる消費動力の低減量により、中間圧冷媒を注入することにより必要とされる消費動力の方が大きくなる場合には、インジェクション運転から非インジェクション運転に切り替えることにより、消費動力を低減でき得る。   That is, when the consumption power required by injecting the intermediate pressure refrigerant becomes larger due to the reduction in power consumption expected by injecting the intermediate pressure refrigerant in the middle of the compression stroke, the injection operation is not performed. By switching to injection operation, power consumption can be reduced.

ところで、本発明に係る非インジェクション運転においては、第2圧縮機(9B)が停止しているので、第2圧縮機(9B)が停止したときに残存していた気相冷媒が凝縮して液化してしまう可能性がある。   By the way, in the non-injection operation according to the present invention, since the second compressor (9B) is stopped, the gas phase refrigerant remaining when the second compressor (9B) is stopped is condensed and liquefied. There is a possibility that.

そして、液相冷媒が第2圧縮機(9B)に存在したままであると、第2圧縮機(9B)を起動したとき、つまり非インジェクション運転からインジェクション運転に移行したときに、第2圧縮機(9B)にて液圧縮による過圧縮が発生し、第2圧縮機(9B)が損傷する可能性がある。   If the liquid refrigerant remains in the second compressor (9B), when the second compressor (9B) is started, that is, when the non-injection operation is shifted to the injection operation, the second compressor In (9B), overcompression occurs due to liquid compression, and the second compressor (9B) may be damaged.

これに対して、本発明では、非インジェクション運転からインジェクション運転に移行するときに、第2圧縮機(9B)内に存在する液相冷媒が高圧熱交換器(3)側に供給されることを抑止するので、第2圧縮機(9B)にて過圧縮が発生することを抑制できる。したがって、第2圧縮機(9B)の損傷を抑制できる。   On the other hand, in the present invention, when shifting from the non-injection operation to the injection operation, the liquid refrigerant present in the second compressor (9B) is supplied to the high-pressure heat exchanger (3) side. Since it suppresses, it can suppress that overcompression generate | occur | produces in a 2nd compressor (9B). Therefore, damage to the second compressor (9B) can be suppressed.

つまり、本発明では、インジェクション運転と非インジェクション運転とを切替可能として圧縮機の消費動力を更に低減しつつ、第2圧縮機(9B)の損傷を抑制でき得る。
なお、本発明は、以下のように構成してもよい。
That is, in the present invention, it is possible to switch between the injection operation and the non-injection operation to further reduce the power consumption of the compressor, and it is possible to suppress damage to the second compressor (9B).
The present invention may be configured as follows.

供給抑制システム(15A、21)は、非インジェクション運転からインジェクション運転に移行したときに、気液分離器(11)から低圧熱交換器(7)までの冷媒回路と第2圧縮機(9B)の吐出側と連通させる連通回路(15)を有して構成されていてもよい。なお、本例に係る前記「冷媒回路」には、気液分離器(11)の流入側、及び低圧熱交換器(7)の流出側も含まれる。   When the supply suppression system (15A, 21) shifts from the non-injection operation to the injection operation, the refrigerant circuit from the gas-liquid separator (11) to the low-pressure heat exchanger (7) and the second compressor (9B) A communication circuit (15) that communicates with the discharge side may be provided. The “refrigerant circuit” according to this example includes the inflow side of the gas-liquid separator (11) and the outflow side of the low-pressure heat exchanger (7).

これにより、第2圧縮機(9B)内の液相冷媒は、高圧熱交換器(3)側に供給されることなく、中間圧側又は低圧側に供給される。したがって、第2圧縮機(9B)にて過圧縮が発生することを抑制できる。   Thereby, the liquid phase refrigerant in the second compressor (9B) is supplied to the intermediate pressure side or the low pressure side without being supplied to the high pressure heat exchanger (3) side. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of overcompression in the second compressor (9B).

供給抑制システム(15A、21)は、高圧冷媒にて第2圧縮機(9B)内の液相冷媒を直接的又は間接的に加熱する構成としてもよい。これにより、第2圧縮機(9B)内の液相冷媒を気化させることが可能となる。したがって、第2圧縮機(9B)内に存在する液相冷媒が高圧熱交換器(3)側に供給されることを抑制できる。   The supply suppression system (15A, 21) may be configured to directly or indirectly heat the liquid refrigerant in the second compressor (9B) with a high-pressure refrigerant. Thereby, the liquid phase refrigerant in the second compressor (9B) can be vaporized. Therefore, it can suppress that the liquid phase refrigerant | coolant which exists in a 2nd compressor (9B) is supplied to the high pressure heat exchanger (3) side.

供給抑制システム(15A、21)は、第1圧縮機(9A)から吐出された高圧冷媒を第2圧縮機(9B)の吸入側に供給する構成、又は第1圧縮機(9A)で発生した熱を第2圧縮機(9B)に直接的又は間接的に供給する構成としてもよい。これにより、第2圧縮機(9B)内の液相冷媒を気化させることが可能となる。   The supply suppression system (15A, 21) is configured to supply the high-pressure refrigerant discharged from the first compressor (9A) to the suction side of the second compressor (9B), or generated in the first compressor (9A). The heat may be directly or indirectly supplied to the second compressor (9B). Thereby, the liquid phase refrigerant in the second compressor (9B) can be vaporized.

因みに、上記各手段等の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記各手段等の括弧内の符号に示された具体的手段等に限定されるものではない。   Incidentally, the reference numerals in parentheses for each of the above means are examples showing the correspondence with the specific means described in the embodiments described later, and the present invention is indicated by the reference numerals in the parentheses of the above respective means. It is not limited to specific means.

本発明の第1実施形態に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルの模式図である。1 is a schematic diagram of a vapor compression refrigeration cycle according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御系のブロック図である。1 is a block diagram of a control system of a vapor compression refrigeration cycle according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルの模式図である。It is a schematic diagram of the vapor compression refrigeration cycle which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御系のブロック図である。It is a block diagram of a control system of a vapor compression refrigeration cycle according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルの模式図である。It is a schematic diagram of the vapor compression refrigeration cycle which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルの模式図である。It is a schematic diagram of the vapor compression refrigeration cycle which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルの模式図である。It is a schematic diagram of the vapor compression refrigeration cycle which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御系のブロック図である。It is a block diagram of the control system of the vapor compression refrigeration cycle which concerns on 5th Embodiment of this invention.

以下に説明する「発明の実施形態」は実施形態の一例を示すものである。つまり、特許請求の範囲に記載された発明特定事項等は、下記の実施形態に示された具体的手段や構造等に限定されるものではない。   The “embodiment of the invention” described below shows an example of the embodiment. In other words, the invention specific items described in the claims are not limited to the specific means and structures shown in the following embodiments.

本実施形態は、サーバ室の冷房を行う空調装置用の蒸気圧縮式冷凍サイクルに本発明を適用したものである。サーバ室には、ICT機器や非常用電源装置(バッテリー)等の電気機器が設置されている。   In the present embodiment, the present invention is applied to a vapor compression refrigeration cycle for an air conditioner that cools a server room. In the server room, electrical devices such as an ICT device and an emergency power supply (battery) are installed.

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。なお、少なくとも符号を付して説明した部材又は部位は、「複数」や「2つ以上」等の断りをした場合を除き、少なくとも1つ設けられている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that at least one member or part described with at least a reference numeral is provided, except for cases where “plural”, “two or more” and the like are omitted.

(第1実施形態)
1.蒸気圧縮式冷凍サイクルの構成
本実施形態に係る蒸気圧縮式冷凍サイクル1は、図1に示すように、高圧熱交換器3、第1減圧器5A、第2減圧器5B、低圧熱交換器7、第1圧縮機9A、第2圧縮機9B、及び気液分離器11等を備えている。
(First embodiment)
1. Configuration of Vapor Compression Refrigeration Cycle As shown in FIG. 1, a vapor compression refrigeration cycle 1 according to this embodiment includes a high pressure heat exchanger 3, a first pressure reducer 5A, a second pressure reducer 5B, and a low pressure heat exchanger 7. The first compressor 9A, the second compressor 9B, and the gas-liquid separator 11 are provided.

高圧熱交換器3は、第1圧縮機9A及び第2圧縮機9Bのうち少なくとも一方から吐出された高圧の冷媒(以下、吐出冷媒ともいう。)を冷却する。つまり、高圧熱交換器3は、室外空気と吐出冷媒とを熱交換して、吐出冷媒を冷却する。   The high-pressure heat exchanger 3 cools a high-pressure refrigerant (hereinafter also referred to as a discharge refrigerant) discharged from at least one of the first compressor 9A and the second compressor 9B. That is, the high-pressure heat exchanger 3 cools the discharged refrigerant by exchanging heat between the outdoor air and the discharged refrigerant.

なお、本実施形態では、吐出冷媒の圧力は、冷媒の臨界圧力より小さい。このため、気相状態の吐出冷媒は、高圧熱交換器3にて冷却されて凝縮(液化)する。
第1減圧器5Aは、高圧熱交換器3から流出した高圧冷媒を減圧・膨張させる。第1減圧器5Aにて減圧された冷媒(以下、中間圧冷媒という。)は、気液分離器11にて気相冷媒と気相冷媒とに分離される。
In this embodiment, the pressure of the discharged refrigerant is smaller than the critical pressure of the refrigerant. For this reason, the discharged refrigerant in the gas phase is cooled and condensed (liquefied) by the high-pressure heat exchanger 3.
The first decompressor 5A decompresses and expands the high-pressure refrigerant that has flowed out of the high-pressure heat exchanger 3. The refrigerant decompressed by the first decompressor 5 </ b> A (hereinafter referred to as “intermediate pressure refrigerant”) is separated into a gas-phase refrigerant and a gas-phase refrigerant by the gas-liquid separator 11.

気液分離器11は、気相冷媒と液相冷媒との密度差を利用して冷媒を分離する。このため、気液分離器11の下方側に液相冷媒が溜まり、かつ、気液分離器11の上方側に気相冷媒が溜まる。   The gas-liquid separator 11 separates the refrigerant using the density difference between the gas-phase refrigerant and the liquid-phase refrigerant. For this reason, liquid-phase refrigerant accumulates on the lower side of the gas-liquid separator 11, and gas-phase refrigerant accumulates on the upper side of the gas-liquid separator 11.

因みに、高圧熱交換器3から流出する冷媒の過冷却度は、過冷却器等を備えている場合等を除き、通常、小さい。このため、第1減圧器5Aにて減圧された冷媒は、気液二相状態となる。   Incidentally, the degree of supercooling of the refrigerant flowing out from the high-pressure heat exchanger 3 is usually small except when a supercooler or the like is provided. For this reason, the refrigerant decompressed by the first decompressor 5A is in a gas-liquid two-phase state.

第2減圧器5Bは、気液分離器11にて分離された液相冷媒を減圧・膨張させて低圧熱交換器7に供給する。低圧熱交換器7は、第2減圧器5Bにて減圧された低圧の液相冷媒を蒸発させる。つまり、低圧熱交換器7では、第2減圧器5Bにて減圧された冷媒を室内に供給される空気にて加熱することにより、主に液相冷媒を蒸発(気化)させて当該空気を冷却する。   The second decompressor 5B decompresses and expands the liquid-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 11 and supplies it to the low-pressure heat exchanger 7. The low pressure heat exchanger 7 evaporates the low pressure liquid phase refrigerant decompressed by the second decompressor 5B. That is, in the low-pressure heat exchanger 7, the refrigerant decompressed by the second decompressor 5B is heated by the air supplied to the room, thereby mainly evaporating (vaporizing) the liquid-phase refrigerant and cooling the air. To do.

第1圧縮機9Aは、低圧熱交換器7側から流出した冷媒を吸引して圧縮するとともに、圧縮された冷媒を高圧熱交換器3側に吐出する。第2圧縮機9Bは、気液分離器11から気相冷媒を吸引して圧縮するとともに、圧縮された冷媒を第1圧縮機9Aの吐出側に吐出する。   The first compressor 9A sucks and compresses the refrigerant flowing out from the low pressure heat exchanger 7 side, and discharges the compressed refrigerant to the high pressure heat exchanger 3 side. The second compressor 9B sucks and compresses the gas-phase refrigerant from the gas-liquid separator 11, and discharges the compressed refrigerant to the discharge side of the first compressor 9A.

第1アキュムレータ17Aは、低圧熱交換器7から流出する冷媒から気相冷媒を分離抽出して気相冷媒を第1圧縮機9Aの吸入側に供給する。第2アキュムレータ17Bは、気液分離器11から第2圧縮機9Bに供給される冷媒から気相冷媒を分離抽出して気相冷媒を第2圧縮機9Bの吸入側に供給する。   The first accumulator 17A separates and extracts the gas-phase refrigerant from the refrigerant flowing out from the low-pressure heat exchanger 7, and supplies the gas-phase refrigerant to the suction side of the first compressor 9A. The second accumulator 17B separates and extracts the gas-phase refrigerant from the refrigerant supplied from the gas-liquid separator 11 to the second compressor 9B, and supplies the gas-phase refrigerant to the suction side of the second compressor 9B.

第1バルブ19は、後述する非インジェクション運転時に、第1圧縮機9Aの吐出側と第2圧縮機9Bの吐出側とが連通することを阻止する。本実施形態に係る第1バルブ19は、第1圧縮機9Aから吐出された高圧の冷媒が第2圧縮機9Bに逆流することを規制する逆止弁にて構成されている。   The first valve 19 prevents the discharge side of the first compressor 9A and the discharge side of the second compressor 9B from communicating during a non-injection operation described later. The first valve 19 according to the present embodiment is configured by a check valve that restricts the high-pressure refrigerant discharged from the first compressor 9A from flowing back to the second compressor 9B.

連通回路15は、気液分離器11から低圧熱交換器7までの冷媒回路と第2圧縮機9Bと連通させる。本実施形態に係る連通回路15は、気液分離器11の下部側、つまり、「気液分離器11の液相側と第2減圧器5Bとの間」と「第2圧縮機9Bの吐出側」とを連通させる。   The communication circuit 15 makes the refrigerant circuit from the gas-liquid separator 11 to the low pressure heat exchanger 7 communicate with the second compressor 9B. The communication circuit 15 according to the present embodiment is provided on the lower side of the gas-liquid separator 11, that is, “between the liquid phase side of the gas-liquid separator 11 and the second decompressor 5B” and “the discharge of the second compressor 9B. "Side".

連通回路15には第2バルブ15Aが設けられている。第2バルブ15Aは、連通回路15の連通状態を調節する。第1送風機3Aは、高圧熱交換器3に冷却用空気(室外空気)を送風する。第2送風機7Aは、低圧熱交換器7に室内空気を送風する。   The communication circuit 15 is provided with a second valve 15A. The second valve 15 </ b> A adjusts the communication state of the communication circuit 15. The first blower 3 </ b> A blows cooling air (outdoor air) to the high-pressure heat exchanger 3. The second blower 7 </ b> A blows room air to the low-pressure heat exchanger 7.

2.蒸気圧縮式冷凍サイクルの制御
2.1 制御系の構成
第1圧縮機9A、第2圧縮機9B、第1減圧器5A、第2減圧器5B及び第2バルブ15A等の作動は、図2に示すように、制御装置21により制御されている。制御装置21は、CPU、ROM及びRAM等を有するマイクロコンピュータにて構成されている。
2. 2. Control of Vapor Compression Refrigeration Cycle 2.1 Control System Configuration The operations of the first compressor 9A, the second compressor 9B, the first decompressor 5A, the second decompressor 5B, the second valve 15A, etc. are shown in FIG. As shown, it is controlled by the control device 21. The control device 21 is configured by a microcomputer having a CPU, a ROM, a RAM, and the like.

第1圧縮機9A等の制御を実行するためのプログラム(ソフトウェア)は、ROM等の不揮発性記憶部に予め記憶されている。第1圧縮機9A等の制御が実行される際には、当該プログラムが読み込まれてCPUにて実行される。   A program (software) for executing control of the first compressor 9A and the like is stored in advance in a nonvolatile storage unit such as a ROM. When the control of the first compressor 9A and the like is executed, the program is read and executed by the CPU.

制御装置21には、第1吐出圧センサS1、第2吐出圧センサS2、中間圧センサS3、低圧温度センサS4、蒸発温度センサS5、外気温度センサS6、及び室内温度センサS7からの検出信号が入力されている。   The control device 21 receives detection signals from the first discharge pressure sensor S1, the second discharge pressure sensor S2, the intermediate pressure sensor S3, the low pressure temperature sensor S4, the evaporation temperature sensor S5, the outside air temperature sensor S6, and the indoor temperature sensor S7. Have been entered.

第1吐出圧センサS1は、第1圧縮機9Aの吐出冷媒の圧力(以下、第1吐出圧Pd1という。)を検出する。第2吐出圧センサS2は、第2圧縮機9Bの吐出冷媒の圧力(以下、第2吐出圧Pd2という。)を検出する。なお、本実施形態に係る制御装置21は、第1吐出圧センサS1が検出した冷媒圧力を、高圧熱交換器3内の冷媒圧力とみなしている。   The first discharge pressure sensor S1 detects the pressure of refrigerant discharged from the first compressor 9A (hereinafter referred to as first discharge pressure Pd1). The second discharge pressure sensor S2 detects the pressure of the refrigerant discharged from the second compressor 9B (hereinafter referred to as the second discharge pressure Pd2). The control device 21 according to the present embodiment regards the refrigerant pressure detected by the first discharge pressure sensor S1 as the refrigerant pressure in the high-pressure heat exchanger 3.

中間圧センサS3は、第2圧縮機9Bの吸入側冷媒圧力、つまり中間圧冷媒の圧力を検出する。低圧温度センサS4は、低圧熱交換器7の冷媒出口側の冷媒温度を検出する。蒸発温度センサS5は、低圧熱交換器7の温度、つまり低圧熱交換器7での冷媒蒸発温度を検出する。   The intermediate pressure sensor S3 detects the suction side refrigerant pressure of the second compressor 9B, that is, the pressure of the intermediate pressure refrigerant. The low-pressure temperature sensor S <b> 4 detects the refrigerant temperature on the refrigerant outlet side of the low-pressure heat exchanger 7. The evaporation temperature sensor S5 detects the temperature of the low-pressure heat exchanger 7, that is, the refrigerant evaporation temperature in the low-pressure heat exchanger 7.

外気温度センサS6は、高圧熱交換器3に供給される冷却用空気、つまり外気の温度を検出する。室内温度センサS7はサーバ室内の空気の温度を検出する。本実施形態に係る室内温度センサS7は、低圧熱交換器7側に吸い込まれる室内空気の温度を検出する。   The outside air temperature sensor S6 detects the temperature of the cooling air supplied to the high-pressure heat exchanger 3, that is, the outside air. The room temperature sensor S7 detects the temperature of the air in the server room. The room temperature sensor S7 according to the present embodiment detects the temperature of the room air sucked into the low pressure heat exchanger 7 side.

なお、低圧温度センサS4及び蒸発温度センサS5は、低圧熱交換器7の冷媒出口側の冷媒過熱度、つまり低圧熱交換器7での冷却負荷(熱負荷)を検出するためのセンサである。したがって、蒸発温度センサS5に代えて、低圧熱交換器7での蒸発圧力を検出してもよい。   The low-pressure temperature sensor S4 and the evaporation temperature sensor S5 are sensors for detecting the degree of refrigerant superheat on the refrigerant outlet side of the low-pressure heat exchanger 7, that is, the cooling load (heat load) in the low-pressure heat exchanger 7. Therefore, instead of the evaporation temperature sensor S5, the evaporation pressure in the low-pressure heat exchanger 7 may be detected.

2.2 第1圧縮機の制御
制御装置21は、低圧熱交換器7にて必要な冷凍能力(冷房能力)が発生するように、第1圧縮機9Aの回転数を制御する。具体的には、制御装置21は、室内温度(室内温度センサS7の検出温度)が予め設定された温度範囲(例えば、10℃〜30℃)となるように、第1圧縮機9Aの作動を制御する。
2.2 Control of First Compressor The control device 21 controls the rotation speed of the first compressor 9 </ b> A so that a necessary refrigeration capacity (cooling capacity) is generated in the low-pressure heat exchanger 7. Specifically, the control device 21 operates the first compressor 9A so that the room temperature (the temperature detected by the room temperature sensor S7) falls within a preset temperature range (for example, 10 ° C. to 30 ° C.). Control.

なお、室内温度を低下させる際には、制御装置21は、第1圧縮機9Aの回転数を増大させて低圧熱交換器7で発生する冷凍能力を増大させる。このとき、制御装置21は、少なくとも低圧熱交換器7の表面温度が露点より高くなるまで第2送風機7Aの送風量を増大させる。   When the room temperature is lowered, the control device 21 increases the refrigerating capacity generated in the low-pressure heat exchanger 7 by increasing the rotation speed of the first compressor 9A. At this time, the control device 21 increases the amount of air blown by the second blower 7A until at least the surface temperature of the low-pressure heat exchanger 7 becomes higher than the dew point.

つまり、第1圧縮機9Aの回転数が増大すると、蒸発温度が低下して低圧熱交換器7の表面温度が露点以下となる可能性がある。表面温度が露点以下となると、低圧熱交換器7で発生する冷凍能力の多くが、空気中の蒸気を凝縮させるために消費される。このため、室内温度を低下させるに必要な消費電力が大きくなる。   That is, when the rotation speed of the first compressor 9A increases, the evaporation temperature may decrease and the surface temperature of the low-pressure heat exchanger 7 may become the dew point or lower. When the surface temperature falls below the dew point, much of the refrigeration capacity generated in the low-pressure heat exchanger 7 is consumed to condense the vapor in the air. For this reason, the power consumption required for lowering the room temperature increases.

そこで、本実施形態では、第1圧縮機9Aの回転数を増大させた場合には、第2送風機7Aの送風量、つまり低圧熱交換器7の熱負荷を増大させて顕熱比(SHF)が予め設定された値(例えば、0.95)以上となるようにしている。   Therefore, in the present embodiment, when the rotation speed of the first compressor 9A is increased, the air flow rate of the second blower 7A, that is, the heat load of the low-pressure heat exchanger 7 is increased to increase the sensible heat ratio (SHF). Becomes a preset value (for example, 0.95) or more.

冷房能力を低下させる際には、制御装置21は、第1圧縮機9Aの回転数を低下させて低圧熱交換器7で発生する冷凍能力を低下させるとともに、低下した冷凍能力に応じて第2送風機7Aの送風量を低下させる。   When the cooling capacity is reduced, the control device 21 reduces the number of revolutions of the first compressor 9A to reduce the refrigeration capacity generated in the low-pressure heat exchanger 7 and changes the second according to the reduced refrigeration capacity. The air volume of the blower 7A is reduced.

2.3 第2圧縮機の制御
制御装置21は、低圧熱交換器7での熱負荷の大きさ及び外気温度に基づいて、第2圧縮機9Bを稼働させるインジェクション運転と第2圧縮機9Bを停止させる非インジェクション運転とを切替制御する。
2.3 Control of the second compressor The control device 21 controls the injection operation for operating the second compressor 9B and the second compressor 9B based on the size of the heat load in the low-pressure heat exchanger 7 and the outside air temperature. Switching control is performed for non-injection operation to be stopped.

つまり、夏場のように熱負荷が大きく、外気温度も高い場合には、制御装置21はインジェクション運転を実行する。逆に、冬場のように熱負荷が小さく、外気温度も低い場合には、制御装置21は非インジェクション運転を実行する。   That is, when the heat load is large and the outside air temperature is high as in summer, the control device 21 executes the injection operation. Conversely, when the heat load is small and the outside air temperature is low, such as in winter, the control device 21 performs a non-injection operation.

具体的には、本実施形態では、外気温度が予め決められた温度(以下、第1外気温度という。)以上となった場合、及び室内温度が予め決められた温度(以下、第1室内温度という。)以上のなった場合のうちいずれかの場合にインジェクション運転が実行される。   Specifically, in the present embodiment, when the outside air temperature is equal to or higher than a predetermined temperature (hereinafter referred to as a first outside temperature), and when the room temperature is determined in advance (hereinafter referred to as a first room temperature). The injection operation is executed in any of the above cases.

本実施形態では、外気温度が予め決められた温度(以下、第2外気温度という。)より低くなった場合、及び室内温度が予め決められた温度(以下、第2室内温度という。)より低くなった場合のうちいずれかの場合に非インジェクション運転が実行される。   In the present embodiment, when the outside air temperature is lower than a predetermined temperature (hereinafter referred to as a second outside air temperature), and when the room temperature is lower than a predetermined temperature (hereinafter referred to as a second room temperature). In any case, the non-injection operation is executed.

なお、第1外気温度と第2外気温度とは、同一の温度及び異なる温度のうちいずれであってもよい。第1室内温度と第2室内温度とは、同一の温度及び異なる温度のうちいずれであってもよい。   The first outside air temperature and the second outside air temperature may be either the same temperature or different temperatures. The first indoor temperature and the second indoor temperature may be either the same temperature or different temperatures.

インジェクション運転の実行時においては、制御装置21は、中間圧冷媒に含まれる気相冷媒量と第2圧縮機9Bの吸引冷媒量とが同一となるように第2圧縮機9Bの回転数を制御する。これにより、低圧熱交換器7に流入する冷媒に含まれる気相冷媒を減らして、低圧熱交換器7で発生する冷凍能力を大きくする。   At the time of execution of the injection operation, the control device 21 controls the rotation speed of the second compressor 9B so that the gas-phase refrigerant amount contained in the intermediate-pressure refrigerant and the suction refrigerant amount of the second compressor 9B are the same. To do. Thereby, the gaseous-phase refrigerant | coolant contained in the refrigerant | coolant which flows in into the low voltage | pressure heat exchanger 7 is reduced, and the refrigerating capacity which generate | occur | produces in the low voltage | pressure heat exchanger 7 is enlarged.

2.2 第1減圧器の制御について
第1減圧器5Aは可変絞り装置にて構成されている。可変絞り装置は、絞り開度を変更調節する電気式のアクチュエータ(図示せず。)を有する。制御装置21は、上記アクチュエータの作動を制御して第1減圧器5Aの絞り開度を変更する。
2.2 Control of the first pressure reducer The first pressure reducer 5A is constituted by a variable throttle device. The variable throttle device has an electric actuator (not shown) that changes and adjusts the throttle opening. The control device 21 controls the operation of the actuator to change the throttle opening of the first decompressor 5A.

すなわち、制御装置21は、第1吐出圧センサS1及び中間圧センサS3からの検出信号を利用して第1減圧器5Aの絞り開度を制御する。このとき、制御装置21は、第1減圧器5Aから流出する冷媒の湿り度(液相冷媒の割合)が大きくなるように絞り開度を制御する。   That is, the control device 21 controls the throttle opening of the first pressure reducer 5A using detection signals from the first discharge pressure sensor S1 and the intermediate pressure sensor S3. At this time, the control device 21 controls the throttle opening so that the wetness (ratio of the liquid phase refrigerant) of the refrigerant flowing out from the first pressure reducer 5A is increased.

2.3 第2減圧器の制御について
第2減圧器5Bは、可変絞り装置(図示せず。)にて構成されている。可変絞り装置は、絞り開度を変更調節する電気式のアクチュエータ(図示せず。)を有する。制御装置21は、上記アクチュエータの作動を制御して第2減圧器5Bの絞り開度を変更する。具体的には、制御装置21は、低圧熱交換器7の冷媒出口側の冷媒過熱度が、0以上の値であって予め設定された所定の値となるように第2減圧器5Bの絞り開度を制御する。
2.3 Control of Second Pressure Reducer The second pressure reducer 5B is configured by a variable throttle device (not shown). The variable throttle device has an electric actuator (not shown) that changes and adjusts the throttle opening. The control device 21 controls the operation of the actuator to change the throttle opening of the second decompressor 5B. Specifically, the control device 21 restricts the second decompressor 5B so that the refrigerant superheat degree on the refrigerant outlet side of the low-pressure heat exchanger 7 is a value not less than 0 and a predetermined value set in advance. Control the opening.

2.4 第2バルブの制御
制御装置21は、非インジェクション運転時には第2バルブ15Aを閉じ、かつ、非インジェクション運転からインジェクション運転に移行したときには、移行制御モードにて第2バルブ15Aを制御する。
2.4 Control of Second Valve The control device 21 closes the second valve 15A during the non-injection operation, and controls the second valve 15A in the transition control mode when the non-injection operation is shifted to the injection operation.

移行制御モードでは、第2圧縮機9Bの起動と同時、又は第2圧縮機9Bの起動後、予め設定された時間が経過した時に第2バルブ15Aが開かれる。第2バルブ15Aの開度は、予め設定された圧力損失が発生する一定の開度である。   In the transition control mode, the second valve 15A is opened simultaneously with the start of the second compressor 9B or when a preset time has elapsed after the start of the second compressor 9B. The opening degree of the second valve 15A is a certain opening degree at which a preset pressure loss occurs.

そして、移行制御モードが終了すると、第2バルブ15Aが閉じられる。移行制御モードが終了するタイミングは、第2圧縮機9Bが起動した時から所定時間(以下、終了時間という。)が経過した時である。   When the transition control mode ends, the second valve 15A is closed. The timing at which the transition control mode ends is when a predetermined time (hereinafter referred to as an end time) has elapsed since the start of the second compressor 9B.

終了時間は、第2圧縮機9Bを起動した時に第2圧縮機9B内に存在する液相冷媒を排出する必要な時間に基づいて決定される。なお、本実施形態に係る終了時間は、予め設定された固定の時間であって、ROM等の不揮発性記憶部に予め記憶されている。   The end time is determined based on the time required to discharge the liquid refrigerant present in the second compressor 9B when the second compressor 9B is started. The end time according to the present embodiment is a fixed time set in advance and is stored in advance in a nonvolatile storage unit such as a ROM.

3.本実施形態に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルの特徴
本実施形態では、インジェクション運転と非インジェクション運転とを切り替えることが可能であるので、第1圧縮機9A及び第2圧縮機9Bの消費動力を更に低減可能なインジェクション方式の蒸気圧縮式冷凍サイクル1を得ることができる。
3. Features of Vapor Compression Refrigeration Cycle According to this Embodiment In this embodiment, since it is possible to switch between injection operation and non-injection operation, the power consumption of the first compressor 9A and the second compressor 9B is further reduced. A possible injection-type vapor compression refrigeration cycle 1 can be obtained.

すなわち、圧縮行程途中に中間圧冷媒を注入することにより見込まれる消費動力の低減量により、中間圧冷媒を注入することにより必要とされる消費動力の方が大きくなる場合には、インジェクション運転から非インジェクション運転に切り替えることにより、消費動力を低減でき得る。   That is, when the consumption power required by injecting the intermediate pressure refrigerant becomes larger due to the reduction in power consumption expected by injecting the intermediate pressure refrigerant in the middle of the compression stroke, the injection operation is not performed. By switching to injection operation, power consumption can be reduced.

ところで、非インジェクション運転時に気相冷媒が凝縮して液化してし、インジェクション運転を開始する際に、第2圧縮機9Bにて液圧縮による過圧縮が発生し、第2圧縮機9Bが損傷する可能性がある。   By the way, the gas-phase refrigerant is condensed and liquefied at the time of non-injection operation, and when the injection operation is started, overcompression occurs due to liquid compression in the second compressor 9B, and the second compressor 9B is damaged. there is a possibility.

これに対して、本発明では、移行制御モード時に第2バルブ15Aが開くので、第2圧縮機9B内の液相冷媒は、高圧熱交換器3側に供給されることなく、中間圧側又は低圧側に供給される。したがって、第2圧縮機9Bにて過圧縮が発生することを抑制できる。   On the other hand, in the present invention, since the second valve 15A is opened in the transition control mode, the liquid-phase refrigerant in the second compressor 9B is not supplied to the high-pressure heat exchanger 3 side, and the intermediate-pressure side or low-pressure side is supplied. Supplied to the side. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of overcompression in the second compressor 9B.

つまり、第2バルブ15Aは、非インジェクション運転からインジェクション運転に移行するときに、第2圧縮機9B内に存在する液相冷媒が高圧熱交換器3側に供給されることを抑止する供給抑制システムとして機能する。したがって、第2圧縮機9Bの損傷を抑制できる。   That is, the second valve 15A is a supply suppression system that suppresses the liquid-phase refrigerant present in the second compressor 9B from being supplied to the high-pressure heat exchanger 3 side when shifting from the non-injection operation to the injection operation. Function as. Therefore, damage to the second compressor 9B can be suppressed.

以上により、本実施形態では、インジェクション運転と非インジェクション運転とを切替可能として圧縮機の消費動力を更に低減しつつ、第2圧縮機9Bの損傷を抑制でき得る。   As described above, in the present embodiment, it is possible to switch between the injection operation and the non-injection operation to further reduce the power consumption of the compressor, and to suppress damage to the second compressor 9B.

(第2実施形態)
本実施形態に係る連通回路15は、第2圧縮機9Bの吸入側、及び第2圧縮機9Bに設けられたドレンポートのうち少なくとも一方に接続されている。ドレンポートは、第2圧縮機9B内の液相冷媒を排出するための排出口である。
(Second Embodiment)
The communication circuit 15 according to the present embodiment is connected to at least one of the suction side of the second compressor 9B and the drain port provided in the second compressor 9B. The drain port is a discharge port for discharging the liquid phase refrigerant in the second compressor 9B.

ポンプ15Bは、連通回路15に設けられて、第2圧縮機9B側から気液分離器11側に液相冷媒等を流通させる。制御装置21は、図4に示すように、第2バルブ15Aとポンプ15Bとを連動制御する。   The pump 15B is provided in the communication circuit 15, and circulates liquid phase refrigerant or the like from the second compressor 9B side to the gas-liquid separator 11 side. As shown in FIG. 4, the control device 21 controls the second valve 15A and the pump 15B in conjunction with each other.

すなわち、制御装置21は、第2圧縮機9Bを起動した時に、移行制御モードを実行する。本実施形態に係る移行制御モードでは、第2バルブ15Aが開かれると同時に、ポンプ15Bも起動される。これにより、第2圧縮機9B内の液相冷媒は、高圧熱交換器3側に供給されることなく、中間圧側又は低圧側に供給される。   That is, the control device 21 executes the transition control mode when starting the second compressor 9B. In the transition control mode according to the present embodiment, the second valve 15A is opened and the pump 15B is also activated at the same time. Thereby, the liquid phase refrigerant in the second compressor 9B is supplied to the intermediate pressure side or the low pressure side without being supplied to the high pressure heat exchanger 3 side.

そして、移行制御モードが終了すると、制御装置21は、第2バルブ15Aを閉じるとともに、ポンプ15Bを停止させる。
(第3実施形態)
本実施形態及び第4実施形態は、第1圧縮機9Aで発生した熱を第2圧縮機9Bに直接的又は間接的に供給することにより、第2圧縮機9Bで発生した液相冷媒を直接的又は間接的に加熱し、液相冷媒が高圧熱交換器3側に供給されることを抑制するものである。
When the transition control mode ends, the control device 21 closes the second valve 15A and stops the pump 15B.
(Third embodiment)
In the present embodiment and the fourth embodiment, the liquid phase refrigerant generated in the second compressor 9B is directly supplied by directly or indirectly supplying the heat generated in the first compressor 9A to the second compressor 9B. The liquid phase refrigerant is suppressed from being supplied to the high-pressure heat exchanger 3 side.

すなわち、本実施形態では、図5及び図6に示すように、第1圧縮機9Aで発生した熱を第2圧縮機9Bに伝達するヒートパイプ25を設けたものである。ヒートパイプ25は、銅やアルミニウム等の熱伝導率の高い金属性とすることが望ましい。   That is, in this embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, a heat pipe 25 that transmits heat generated in the first compressor 9 </ b> A to the second compressor 9 </ b> B is provided. The heat pipe 25 is desirably made of a metal having high thermal conductivity such as copper or aluminum.

図5に係るヒートパイプ25は、第1圧縮機9Aと第2圧縮機9Bと直接的に連結する方式である。図5に係るヒートパイプ25は、第1圧縮機9Aの吐出側冷媒配管を介して第1圧縮機9Aと第2圧縮機9Bと間接的に連結する方式である。   The heat pipe 25 according to FIG. 5 is a method of directly connecting the first compressor 9A and the second compressor 9B. The heat pipe 25 according to FIG. 5 is a system in which the first compressor 9A and the second compressor 9B are indirectly connected via the discharge side refrigerant pipe of the first compressor 9A.

なお、図5及び図6では、第1圧縮機9Aで発生した熱が、常に第2圧縮機9Bに伝達される構成であるが、本実施形態はこれに限定されるものではない。
例えば、ヒートパイプ25を可動式として第2圧縮機9Bに第1圧縮機9Aで発生した熱を伝達する場合と伝達しない場合とを切替可能とし、移行制御モード時にのみ熱を伝達する構成としてもよい。
5 and 6, the heat generated in the first compressor 9A is always transmitted to the second compressor 9B, but the present embodiment is not limited to this.
For example, the heat pipe 25 may be movable so that the heat generated in the first compressor 9A can be switched to the second compressor 9B between the case where the heat is transmitted and the case where the heat is not transmitted, and the heat is transmitted only in the transition control mode. Good.

また、第1圧縮機9Aで発生した熱を第2圧縮機9Bに送る送風機を設けてもよい。つまり、移行制御モード時にのみ、第1圧縮機9Aにて加熱された空気を第2圧縮機9Bに供給することにより、第2圧縮機9Bを加熱してもよい。   Moreover, you may provide the air blower which sends the heat which generate | occur | produced in 9 A of 1st compressors to the 2nd compressor 9B. That is, only in the transition control mode, the second compressor 9B may be heated by supplying the air heated by the first compressor 9A to the second compressor 9B.

(第4実施形態)
本実施形態は、図7に示すように、第1圧縮機9Aから吐出された高温の吐出冷媒にて第2圧縮機9Bのハウジングを加熱するものである。加熱回路27は、第1圧縮機9Aから吐出された高温冷媒を第2圧縮機9Bのハウジングに導いて、当該高温冷媒と第2圧縮機9B内の液相冷媒とを熱交換させる。
(Fourth embodiment)
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the housing of the second compressor 9B is heated by the high-temperature discharged refrigerant discharged from the first compressor 9A. The heating circuit 27 guides the high-temperature refrigerant discharged from the first compressor 9A to the housing of the second compressor 9B, and causes heat exchange between the high-temperature refrigerant and the liquid-phase refrigerant in the second compressor 9B.

切替バルブ27Aは、高温冷媒を加熱回路27に流通させる場合と、高温冷媒を加熱回路27に流通させない場合とを切り替えるバルブであって、その作動は、制御装置21により制御される。   The switching valve 27 </ b> A is a valve that switches between a case where the high-temperature refrigerant is circulated through the heating circuit 27 and a case where the high-temperature refrigerant is not circulated through the heating circuit 27, and the operation thereof is controlled by the control device 21.

制御装置21は、移行制御モード時には高温冷媒を加熱回路27に流通させる。そして、移行制御モードが終了後すると、制御装置21は、高温冷媒を加熱回路27に流通させることなく高圧熱交換器3側に流通させる。   The control device 21 causes the high-temperature refrigerant to flow through the heating circuit 27 in the transition control mode. Then, after the transition control mode is completed, the control device 21 causes the high-temperature refrigerant to flow to the high-pressure heat exchanger 3 side without causing the heating circuit 27 to flow.

なお、本実施形態及び第3実施形態では、第2圧縮機9B内にある液相冷媒を加熱したが、本実施形態等はこれに限定されるものではない。例えば、第2圧縮機9Bの吐出口から高圧熱交換器3に至る冷媒配管を高圧冷媒又は第1圧縮機9Aで発生した熱により加熱してもよい。   In addition, in this embodiment and 3rd Embodiment, although the liquid phase refrigerant | coolant in the 2nd compressor 9B was heated, this embodiment etc. are not limited to this. For example, the refrigerant pipe extending from the discharge port of the second compressor 9B to the high pressure heat exchanger 3 may be heated by the high pressure refrigerant or the heat generated by the first compressor 9A.

(第5実施形態)
本実施形態に係る制御装置21は、低圧熱交換器7から室内に供給される吹出空気の温度が予め設定された温度範囲となるように第1圧縮機9Aの作動を制御する。このため、図8に示すように、制御装置21には、吹出空気の温度を検出する吹出温度センサS8からの出力信号が入力される。
(Fifth embodiment)
The control device 21 according to the present embodiment controls the operation of the first compressor 9A so that the temperature of the blown air supplied from the low-pressure heat exchanger 7 into the room falls within a preset temperature range. For this reason, as shown in FIG. 8, the output signal from the blowing temperature sensor S8 that detects the temperature of the blown air is input to the control device 21.

そして、本実施形態においては、第2送風機7Aの送風量は、室内温度(室内温度センサS7の検出温度)と吹出空気温度(吹出温度センサS8の検出温度)との差に基づいて制御される。   In the present embodiment, the amount of air blown by the second blower 7A is controlled based on the difference between the room temperature (the detected temperature of the room temperature sensor S7) and the blown air temperature (the detected temperature of the blown temperature sensor S8). .

なお、図8は、第1実施形態に本発明を適用したものであるが、本実施形態に係る第1圧縮機9A及び第2送風機7Aの制御手法は、第2〜第4実施形態に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルにも適用可能である。   FIG. 8 shows the application of the present invention to the first embodiment, but the control method of the first compressor 9A and the second blower 7A according to the present embodiment is related to the second to fourth embodiments. It can also be applied to a vapor compression refrigeration cycle.

(その他の実施形態)
上述の実施形態では、第1圧縮機9Aと第2圧縮機9Bとは、冷媒流れに対して並列に配置されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、第1圧縮機9Aと第2圧縮機9Bとは、冷媒流れに対して直列に配置してもよい。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the first compressor 9A and the second compressor 9B are arranged in parallel to the refrigerant flow, but the present invention is not limited to this, and the first compressor 9A. And the second compressor 9B may be arranged in series with respect to the refrigerant flow.

なお、第1圧縮機9Aと第2圧縮機9Bとを冷媒流れに対して直列に配置した場合には、非インジェクション運転時に第1圧縮機9Aから吐出された冷媒を、第2圧縮機9Bを迂回させて高圧熱交換器3に導く迂回路を設ける必要がある。   In addition, when the first compressor 9A and the second compressor 9B are arranged in series with respect to the refrigerant flow, the refrigerant discharged from the first compressor 9A during the non-injection operation is used as the second compressor 9B. It is necessary to provide a bypass route that bypasses and leads to the high-pressure heat exchanger 3.

上述の実施形態では、第1圧縮機9Aと第2圧縮機9Bとが独立した圧縮機であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、インジェクションポートを備える1台の圧縮機等にて構成してもよい。なお、圧縮機の形式は、不問である。つまり、レシプロ方式、ロータリ方式、ベーン方式及びスクロール方式等のいずれの方式であってもよい。   In the above-described embodiment, the first compressor 9A and the second compressor 9B are independent compressors, but the present invention is not limited to this, and a single compressor provided with an injection port or the like. You may comprise. The format of the compressor is not questioned. That is, any method such as a reciprocating method, a rotary method, a vane method, a scroll method, or the like may be used.

上述の実施形態では、第2アキュムレータ17Bを設けたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、気液分離器11から第2圧縮機9Bに至る冷媒通路における圧力損失は小さい場合や当該冷媒通路で冷却が小さい場合等、当該冷媒通路にて気相冷媒が凝縮(液化)するおそれが無い場合には、第2アキュムレータ17Bを廃止してもよい。   In the above-described embodiment, the second accumulator 17B is provided, but the present invention is not limited to this. For example, when the pressure loss in the refrigerant passage from the gas-liquid separator 11 to the second compressor 9B is small or when the cooling is small in the refrigerant passage, the gas phase refrigerant may be condensed (liquefied) in the refrigerant passage. If not, the second accumulator 17B may be eliminated.

上述の実施形態では、第1アキュムレータ17Aを設けたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第2減圧器5Bにて低圧熱交換器7の出口における冷媒過熱度を0以上に確保できる場合、つまり過渡的な変化に対しても第2減圧器5Bが追従できる場合には、第1アキュムレータ17Aを廃止してもよい。   In the above-described embodiment, the first accumulator 17A is provided, but the present invention is not limited to this. For example, when the second pressure reducer 5B can ensure the refrigerant superheat degree at the outlet of the low pressure heat exchanger 7 to 0 or more, that is, when the second pressure reducer 5B can follow a transient change, One accumulator 17A may be abolished.

上述の実施形態に係る終了時間は予め設定された固定の時間であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、移行制御モードの起動時に、第2圧縮機9Bや外気温度等に基づいて終了時間をその都度決定してもよい。これは、第2圧縮機9Bや外気温度が低くなるほど、凝縮発生する液相冷媒量が増大するからである。   The end time according to the above-described embodiment is a fixed time set in advance, but the present invention is not limited to this. For example, when the transition control mode is started, the second compressor 9B and the outside air temperature are Etc., the end time may be determined each time. This is because the amount of liquid-phase refrigerant that is condensed increases as the second compressor 9B and the outside air temperature decrease.

上述の実施形態では、第1圧縮機9Aの回転数を制御することより高圧熱交換器3で発生する冷凍能力を制御したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えは、第2減圧器5Bの絞り開度、及び第1圧縮機9Aの回転数を調整して冷凍能力を制御する、第2送風機7Aの回転数を制御して室内に吹き出す空気の温度を制御する等してもよい。   In the above-described embodiment, the refrigerating capacity generated in the high-pressure heat exchanger 3 is controlled by controlling the rotation speed of the first compressor 9A, but the present invention is not limited to this. That is, for example, the throttle opening degree of the second decompressor 5B and the rotation speed of the first compressor 9A are adjusted to control the refrigerating capacity. The rotation speed of the second blower 7A is controlled to control the air blown into the room. The temperature may be controlled.

本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。したがって、第1〜第4実施形態に示された蒸気圧縮機式冷凍サイクルのうち、少なくとも2つの蒸気圧縮機式冷凍サイクルを組み合わせてもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiment as long as it matches the gist of the invention described in the claims. Therefore, at least two of the vapor compressor refrigeration cycles shown in the first to fourth embodiments may be combined.

1… 蒸気圧縮式冷凍サイクル 3… 高圧熱交換器 5A… 第1減圧器
5B… 第2減圧器 7… 低圧熱交換器 9A… 第1圧縮機
9B… 第2圧縮機 11… 気液分離器 19… 第1バルブ、
15…連通回路、15A…第2バルブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vapor compression refrigeration cycle 3 ... High pressure heat exchanger 5A ... 1st decompressor 5B ... 2nd decompressor 7 ... Low pressure heat exchanger 9A ... 1st compressor 9B ... 2nd compressor 11 ... Gas-liquid separator 19 ... the first valve,
15 ... Communication circuit, 15A ... Second valve

Claims (6)

低温側の熱を高温側に移動させる蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいて、
高温側の冷媒を冷却する高圧熱交換器と、
低温側の冷媒を加熱・蒸発させる低圧熱交換器と、
前記高圧熱交換器から流出した高圧冷媒を減圧・膨張させる第1減圧器と、
前記第1減圧器にて減圧された中間圧冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する気液分離器と、
前記気液分離器にて分離された液相冷媒を減圧・膨張させて前記低圧熱交換器に供給する第2減圧器と、
前記低圧熱交換器側から流出した冷媒を吸引して圧縮するとともに、圧縮された冷媒を前記高圧熱交換器側に吐出する第1圧縮機と、
前記気液分離器から気相冷媒を吸引して圧縮するとともに、圧縮された冷媒を前記第1圧縮機の吐出側に吐出する第2圧縮機と、
前記第2圧縮機の作動を制御するインジェクション制御部であって、前記第2圧縮機を稼働させるインジェクション運転と前記第2圧縮機を停止させる非インジェクション運転とを切替制御可能なインジェクション制御部と、
前記非インジェクション運転から前記インジェクション運転に移行するときに、前記第2圧縮機内に存在する液相冷媒が前記高圧熱交換器側に供給されることを抑止する供給抑制システムと
を備えることを特徴とする蒸気圧縮式冷凍サイクル。
In the vapor compression refrigeration cycle that moves the heat on the low temperature side to the high temperature side,
A high-pressure heat exchanger that cools the high-temperature refrigerant;
A low-pressure heat exchanger that heats and evaporates the refrigerant on the low temperature side;
A first decompressor for decompressing and expanding the high-pressure refrigerant flowing out of the high-pressure heat exchanger;
A gas-liquid separator that separates the intermediate-pressure refrigerant decompressed by the first decompressor into a gas-phase refrigerant and a liquid-phase refrigerant;
A second decompressor that decompresses and expands the liquid-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator and supplies the refrigerant to the low-pressure heat exchanger;
A first compressor that sucks and compresses the refrigerant flowing out from the low-pressure heat exchanger side and discharges the compressed refrigerant to the high-pressure heat exchanger side;
A second compressor that sucks and compresses the gas-phase refrigerant from the gas-liquid separator and discharges the compressed refrigerant to the discharge side of the first compressor;
An injection control unit for controlling the operation of the second compressor, the injection control unit capable of switching control between an injection operation for operating the second compressor and a non-injection operation for stopping the second compressor;
A supply suppression system that suppresses the liquid refrigerant present in the second compressor from being supplied to the high-pressure heat exchanger when the non-injection operation is shifted to the injection operation. Vapor compression refrigeration cycle.
前記供給抑制システムは、
前記非インジェクション運転から前記インジェクション運転に移行したときに、前記気液分離器から前記低圧熱交換器までの冷媒回路と前記第2圧縮機と連通させる連通回路を有して構成されていることを特徴とする請求項1に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。
The supply suppression system includes:
A communication circuit that communicates the refrigerant circuit from the gas-liquid separator to the low-pressure heat exchanger and the second compressor when the non-injection operation shifts to the injection operation. The vapor compression refrigeration cycle according to claim 1, wherein
前記連通回路は、前記第2圧縮機の吐出側と前記気液分離器の下部側とを連通させることを特徴とする請求項2に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。   The vapor compression refrigeration cycle according to claim 2, wherein the communication circuit communicates the discharge side of the second compressor and the lower side of the gas-liquid separator. 前記供給抑制システムは、
前記高圧冷媒にて前記第2圧縮機で発生した液相冷媒を直接的又は間接的に加熱することを特徴とする請求項1に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。
The supply suppression system includes:
The vapor compression refrigeration cycle according to claim 1, wherein the high-pressure refrigerant heats the liquid-phase refrigerant generated in the second compressor directly or indirectly.
前記供給抑制システムは、
前記第1圧縮機から吐出された前記高圧冷媒にて前記第2圧縮機を加熱することを特徴とする請求項4に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。
The supply suppression system includes:
The vapor compression refrigeration cycle according to claim 4, wherein the second compressor is heated by the high-pressure refrigerant discharged from the first compressor.
前記供給抑制システムは、
前記第1圧縮機で発生した熱を前記第2圧縮機に直接的又は間接的に供給することを特徴とする請求項1に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。
The supply suppression system includes:
The vapor compression refrigeration cycle according to claim 1, wherein heat generated in the first compressor is directly or indirectly supplied to the second compressor.
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