JP2016125749A - Refrigeration unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷凍装置に関する。 The present invention relates to a refrigeration apparatus.
従来から、多段圧縮冷凍サイクルを行い、各段圧縮機に対してそれぞれに油分離器が設けられた冷凍装置がある。 Conventionally, there is a refrigeration apparatus that performs a multi-stage compression refrigeration cycle and is provided with an oil separator for each stage compressor.
例えば、特許文献1(特開2014−211293号公報)には、4つの圧縮機が直列に接続された4段圧縮冷凍サイクルを行う冷凍装置であって、各段圧縮機の間および最上段の圧縮機の吐出側にそれぞれ油分離器が設けられている。そして、最上段より下段の圧縮機の吐出側に設けられた油分離器は、分離した冷凍機油をより上段の圧縮機の吸入側に戻すように構成されている。また、最上段の圧縮機の吐出側に設けられた油分離器は、分離した冷凍機油を最も下段の圧縮機の吸入側に戻すように構成されている。 For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-212293) discloses a refrigeration apparatus that performs a four-stage compression refrigeration cycle in which four compressors are connected in series, and is provided between each stage compressor and the uppermost stage. An oil separator is provided on each discharge side of the compressor. The oil separator provided on the discharge side of the compressor below the uppermost stage is configured to return the separated refrigeration oil to the suction side of the compressor on the upper stage. The oil separator provided on the discharge side of the uppermost compressor is configured to return the separated refrigeration oil to the suction side of the lowermost compressor.
ここで、特に、最上段と最下段の圧縮機の間に設けられた油分離器では、分離した冷凍機油を戻す戻し先との間で圧力差を十分に確保することが困難になり、冷凍機油が内部に溜まり込んでしまうおそれがある。 Here, in particular, in the oil separator provided between the uppermost and lowermost compressors, it becomes difficult to ensure a sufficient pressure difference with the return destination to which the separated refrigeration oil is returned. Machine oil may accumulate inside.
このように油分離器内に冷凍機油が溜まり込んでしまうと、圧縮機の摺動部分を円滑に駆動させることが困難になるおそれがある。 If refrigeration oil accumulates in the oil separator in this way, it may be difficult to smoothly drive the sliding portion of the compressor.
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、複数段圧縮冷凍サイクルにおいて冷凍機油の枯渇を抑制することが可能な冷凍装置を提供することにある。 This invention is made | formed in view of the point mentioned above, The subject of this invention is providing the refrigeration apparatus which can suppress exhaustion of refrigerator oil in a multistage compression refrigeration cycle.
第1観点に係る冷凍装置は、冷媒回路と、中間油分離器と、を備えている。冷媒回路は、低段側圧縮部と、高段側圧縮部と、放熱器と、減圧部と、蒸発器と、が接続されることで構成されている。高段側圧縮部は、低段側圧縮部で圧縮された冷媒をさらに圧縮する。放熱器は、冷媒の熱を放熱させる。蒸発器は、冷媒を蒸発させる。中間油分離器は、低段側圧縮部の吐出側と高段側圧縮部の吸入側との間に配置され、通過する冷媒に同伴される冷凍機油を分離することが可能に構成されている。中間油分離器は、本体容器と、導入管と、下方油戻し管と、流出管と、上方油戻し管と、を有している。導入管は、低段側圧縮部から吐出された冷媒を本体容器の内部空間に導く。下方油戻し管は、本体容器で分離した冷凍機油を高段側圧縮部の吸入側に導くために本体容器の内部空間の下方から外部へ伸び出している。流出管は、冷媒を高段側圧縮部の吸入側に導くために本体容器の内部空間であって下方油戻し管の上端よりも上方の位置から外部へ伸び出している。上方油戻し管は、本体容器の内部空間における下方油戻し管の上端より上方であって流出管の下端よりも下方の高さ位置から伸びており、流出管に合流している。 The refrigeration apparatus according to the first aspect includes a refrigerant circuit and an intermediate oil separator. The refrigerant circuit is configured by connecting a low-stage compression section, a high-stage compression section, a radiator, a decompression section, and an evaporator. The high stage compression unit further compresses the refrigerant compressed by the low stage compression unit. The radiator dissipates the heat of the refrigerant. The evaporator evaporates the refrigerant. The intermediate oil separator is disposed between the discharge side of the low-stage compression unit and the suction side of the high-stage compression unit, and is configured to be able to separate the refrigerating machine oil accompanying the passing refrigerant. . The intermediate oil separator has a main body container, an introduction pipe, a lower oil return pipe, an outflow pipe, and an upper oil return pipe. The introduction pipe guides the refrigerant discharged from the lower stage compression section to the internal space of the main body container. The lower oil return pipe extends from the lower part of the inner space of the main body container to the outside in order to guide the refrigerating machine oil separated in the main body container to the suction side of the higher stage compression section. The outflow pipe extends to the outside from a position above the upper end of the lower oil return pipe in the internal space of the main body container in order to guide the refrigerant to the suction side of the higher stage compression section. The upper oil return pipe extends from a height position above the upper end of the lower oil return pipe in the internal space of the main body container and below the lower end of the outflow pipe, and joins the outflow pipe.
ここで、上方油戻し管と流出管との合流位置は、中間油分離器の本体容器の内部であってもよいし、中間油分離器の本体容器の外部であってもよいが、外部の方が冷凍機油の汲み上げ効果が高い点でより好ましい。 Here, the joining position of the upper oil return pipe and the outflow pipe may be inside the main body container of the intermediate oil separator or outside the main body container of the intermediate oil separator. This is more preferable in that the effect of pumping refrigeration oil is high.
この冷凍装置では、中間油分離器の本体容器の内部の冷媒圧力と冷凍機油の戻し先である高段側圧縮部の吸入側の冷媒圧力との差圧が十分に確保されずに下方油戻し管を介した冷凍機油の搬送を十分に行えない状況であっても、上方油戻し管によって吸入された冷凍機油を流出管を流れる冷媒に合流させることで中間油分離器外部へ送り出すことが可能になる。これにより、冷凍機油の溜まり込みを抑制させることが可能になる。 In this refrigeration system, the lower oil return is not achieved because a sufficient differential pressure between the refrigerant pressure inside the main body container of the intermediate oil separator and the refrigerant pressure on the suction side of the high-stage compression unit that is the return destination of the refrigeration oil is not secured. Even in situations where the refrigeration oil cannot be sufficiently conveyed through the pipe, it is possible to send the refrigeration oil sucked by the upper oil return pipe to the outside of the intermediate oil separator by joining the refrigerant flowing through the outflow pipe. become. Thereby, it becomes possible to suppress the accumulation of refrigerating machine oil.
第2観点に係る冷凍装置は、第1観点に係る冷凍装置であって、流出管の内径は、上方油戻し管の内径よりも大きい。 The refrigeration apparatus according to the second aspect is the refrigeration apparatus according to the first aspect, wherein the inner diameter of the outflow pipe is larger than the inner diameter of the upper oil return pipe.
この冷凍装置では、中間油分離器内に流入した冷媒は、より大きな内径を有する流出管を介することで比較的勢いよく外部に流れていく。そして、内径が流出管よりも小さな上方油戻し管は、中間油分離器において分離された冷凍機油をベンチュリー効果により汲み上げ、流出管を流れる冷媒に合流させ、中間油分離器外部に送り出すことが可能になる。このように、内径が流出管よりも小さな上方油戻し管は、より効率的に冷凍機油を汲み上げることが可能になる。 In this refrigeration apparatus, the refrigerant that has flowed into the intermediate oil separator flows relatively vigorously through the outflow pipe having a larger inner diameter. And the upper oil return pipe whose inner diameter is smaller than the outflow pipe can pump the refrigeration oil separated in the intermediate oil separator by the venturi effect, join the refrigerant flowing through the outflow pipe, and send it out of the intermediate oil separator become. Thus, the upper oil return pipe having an inner diameter smaller than the outflow pipe can pump the refrigeration oil more efficiently.
第3観点に係る冷凍装置は、第1観点または第2観点に係る冷凍装置であって、冷媒回路は、切換弁と、冷媒の熱を放熱させる中間冷却器と、をさらに有している。切換弁は、冷房運転と暖房運転とを切り換えて冷媒回路に実行させることが可能である。冷房運転では、低段側圧縮部から吐出された冷媒が、中間油分離器と中間冷却器とを介して高段側圧縮部の吸入側に導かれる。暖房運転では、低段側圧縮部から吐出された冷媒が、中間油分離器を介しつつ中間冷却器を介さずに高段側圧縮部の吸入側に導かれる。 The refrigeration apparatus according to the third aspect is the refrigeration apparatus according to the first aspect or the second aspect, and the refrigerant circuit further includes a switching valve and an intercooler that radiates heat of the refrigerant. The switching valve can switch the cooling operation and the heating operation to be executed by the refrigerant circuit. In the cooling operation, the refrigerant discharged from the low-stage compression unit is guided to the suction side of the high-stage compression unit via the intermediate oil separator and the intermediate cooler. In the heating operation, the refrigerant discharged from the low-stage compression unit is guided to the suction side of the high-stage compression unit via the intermediate oil separator and not through the intermediate cooler.
この冷凍装置では、冷房運転時は、中間冷却器を用いることでサイクル効率を高めることが可能になる。また、冷房運転時は、冷媒が中間冷却器を通過する際に冷媒の圧力損失が生じるため、中間油分離器の本体容器の内部の冷媒圧力と冷凍機油の戻し先である高段側圧縮部の吸入側の冷媒圧力との差圧が十分に確保されやすいため、中間油分離器において分離された冷凍機油を高段側圧縮部の吸入側に送りやすい。これに対して、暖房運転時では、低段側圧縮部から吐出された冷媒は、中間油分離器を介しつつ中間冷却器を介さずに高段側圧縮部の吸入側に導かれるため、冷房運転時のような中間冷却器通過時の圧力損失が生じない。このため、暖房運転時には冷房運転時と比較して、中間油分離器の本体容器の内部の冷媒圧力と冷凍機油の戻し先である高段側圧縮部の吸入側の冷媒圧力との差圧を十分に確保することが難しい。このように、暖房運転時において上記差圧の確保が困難な場合であっても、この冷凍装置では、上方油戻し管を有しているため、冷凍機油の溜まり込みを抑制させることが可能になる。 In this refrigeration apparatus, it is possible to increase cycle efficiency by using an intercooler during cooling operation. Further, during cooling operation, the refrigerant pressure loss occurs when the refrigerant passes through the intermediate cooler, so the refrigerant pressure inside the intermediate container of the intermediate oil separator and the high-stage compression unit that is the return destination of the refrigeration oil Since it is easy to ensure a sufficient differential pressure from the refrigerant pressure on the suction side, the refrigerating machine oil separated in the intermediate oil separator is easily sent to the suction side of the high-stage compression section. In contrast, during heating operation, the refrigerant discharged from the low-stage compression unit is guided to the suction side of the high-stage compression unit through the intermediate oil separator and not through the intermediate cooler. No pressure loss occurs when passing through the intermediate cooler during operation. For this reason, compared with the cooling operation during heating operation, the differential pressure between the refrigerant pressure inside the main body container of the intermediate oil separator and the refrigerant pressure on the suction side of the high-stage compression unit that is the return destination of the refrigeration oil is increased. It is difficult to secure enough. Thus, even if it is difficult to ensure the above-mentioned differential pressure during heating operation, this refrigeration apparatus has an upper oil return pipe, so that accumulation of refrigeration oil can be suppressed. Become.
第4観点に係る冷凍装置は、第3観点に係る冷凍装置であって、下方油戻し管は、本体容器の内部空間の下方から外部へ伸び出した後、流路抵抗体を介して高段側圧縮部の吸入側に接続されている。流路抵抗体による冷媒の通過抵抗は、流出管から高段側圧縮部の吸入側までの冷媒の通過抵抗より大きい。 The refrigeration apparatus according to the fourth aspect is the refrigeration apparatus according to the third aspect, wherein the lower oil return pipe extends from the lower side of the internal space of the main body container to the outside, and then is placed in a higher stage via the flow path resistor. It is connected to the suction side of the side compression section. The passage resistance of the refrigerant by the flow path resistor is larger than the passage resistance of the refrigerant from the outflow pipe to the suction side of the high-stage compression unit.
この冷凍装置では、主として冷凍機油が流れる下方油戻し管には、流出管から高段側圧縮部の吸入側までの冷媒の通過抵抗より大きな通過抵抗である流路抵抗体が設けられている。このため、冷房運転時に冷凍機油だけでなく多くの冷媒が下方油戻し管を流れてしまい、中間冷却器を通過できないことにより生じる性能低下を抑制することが可能になる。 In this refrigeration apparatus, the lower oil return pipe through which the refrigeration oil flows mainly is provided with a flow path resistor having a passage resistance larger than the passage resistance of the refrigerant from the outflow pipe to the suction side of the high-stage compression section. For this reason, not only the refrigerating machine oil but also a large amount of refrigerant flows through the lower oil return pipe during the cooling operation, and it is possible to suppress the performance degradation caused by the inability to pass through the intermediate cooler.
第5観点に係る冷凍装置は、第1観点から第4観点のいずれかに係る冷凍装置であって、高段油分離器をさらに備えている。高段油分離器は、高段側圧縮部の吐出側に設けられ、通過する冷媒に同伴される冷凍機油を分離することが可能に構成されている。高段油分離器は、中間油分離器の上方油戻し管に対応する構造を有していない。 The refrigeration apparatus according to the fifth aspect is the refrigeration apparatus according to any one of the first to fourth aspects, and further includes a high stage oil separator. The high stage oil separator is provided on the discharge side of the high stage side compression unit, and is configured to be able to separate the refrigerating machine oil accompanied by the refrigerant passing therethrough. The high stage oil separator does not have a structure corresponding to the upper oil return pipe of the intermediate oil separator.
例えば、当該高段油分離器は、本体容器と流入管と流出管と下方油戻し管のそれぞれに対応する構成を備えるが、上方油戻し管は備えない。 For example, the high-stage oil separator has a configuration corresponding to each of the main body container, the inflow pipe, the outflow pipe, and the lower oil return pipe, but does not have an upper oil return pipe.
この冷凍装置では、低段側圧縮部から吐出される冷媒を通過させる中間油分離器と、高段側圧縮部から吐出される冷媒を通過させる高段油分離器と、の種類を分けることにより、中間油分離器における冷凍機油の溜まり込みを抑制することが可能になるとともに、高段油分離器については構成を簡素化させることができる。 In this refrigeration apparatus, the intermediate oil separator that allows the refrigerant discharged from the low-stage compression section to pass through and the high-stage oil separator that allows the refrigerant discharged from the high-stage compression section to pass through can be divided into different types. In addition, it is possible to suppress the accumulation of refrigeration oil in the intermediate oil separator, and the configuration of the high stage oil separator can be simplified.
第6観点に係る冷凍装置は、第1観点から第5観点のいずれかに係る冷凍装置であって、下段油分離器をさらに備えている。低段側圧縮部は、低段側の第1低段側圧縮部と、第1低段側圧縮部で圧縮された冷媒をさらに圧縮する第2低段側圧縮部と、を有している。下段油分離器は、第1低段側圧縮部の吐出側と第2低段側圧縮部の吸入側との間に配置され、通過する冷媒に同伴される冷凍機油を分離することが可能に構成されている。下段油分離器は、下段本体容器と、下段導入管と、下段下方油戻し管と、下段流出管と、下段上方油戻し管と、を有している。下段導入管は、第1低段側圧縮部から吐出された冷媒を下段本体容器の内部空間に導く。下段下方油戻し管は、下段本体容器で分離した冷凍機油を第2低段側圧縮部の吸入側に導くために下段本体容器の内部空間の下方から外部へ伸び出している。下段流出管は、冷媒を第2低段側圧縮部の吸入側に導くために下段本体容器の内部空間であって下段下方油戻し管の上端よりも上方の位置から外部へ伸び出している。下段上方油戻し管は、下段本体容器の内部空間における下段下方油戻し管の上端より上方であって下段流出管の下端よりも下方の高さ位置から伸びており、下段流出管に合流している。 A refrigeration apparatus according to a sixth aspect is the refrigeration apparatus according to any one of the first to fifth aspects, further comprising a lower oil separator. The low-stage compression section has a first low-stage compression section on the low-stage side and a second low-stage compression section that further compresses the refrigerant compressed by the first low-stage compression section. . The lower oil separator is disposed between the discharge side of the first low-stage compression unit and the suction side of the second low-stage compression unit, and can separate the refrigerating machine oil accompanying the refrigerant passing therethrough. It is configured. The lower oil separator includes a lower main body container, a lower inlet pipe, a lower lower oil return pipe, a lower outlet pipe, and a lower upper oil return pipe. The lower stage introduction pipe guides the refrigerant discharged from the first lower stage compression section to the internal space of the lower stage main body container. The lower lower oil return pipe extends from the lower part of the inner space of the lower main body container to the outside in order to guide the refrigerating machine oil separated in the lower main body container to the suction side of the second lower stage compression section. The lower outlet pipe extends from a position above the upper end of the lower lower oil return pipe in the internal space of the lower main body container to guide the refrigerant to the suction side of the second lower-stage compression section. The lower upper oil return pipe extends from a height above the upper end of the lower lower oil return pipe in the internal space of the lower main body container and below the lower end of the lower outlet pipe, and joins the lower outlet pipe. Yes.
この冷凍装置では、第1低段側圧縮部、第2低段側圧縮部、高段側圧縮部の3つの圧縮部を有して構成される冷凍装置においても、冷凍機油の溜まり込みを抑制することが可能になる。 In this refrigeration apparatus, the accumulation of refrigerating machine oil is suppressed even in a refrigeration apparatus configured with three compression sections, a first low-stage compression section, a second low-stage compression section, and a high-stage compression section. It becomes possible to do.
第7観点に係る冷凍装置は、第1観点から第6観点のいずれかに係る冷凍装置であって、高段側圧縮部と低段側圧縮部とは、駆動源が共通である。ここで、駆動源が共通である場合としては、例えば、駆動軸が共通であり、高段側圧縮部と低段側圧縮部のいずれも当該共通の駆動軸によって駆動され、高段側圧縮部と低段側圧縮部とが別個独立に自在に駆動することができない場合等をいう。 The refrigeration apparatus according to the seventh aspect is the refrigeration apparatus according to any one of the first to sixth aspects, and the high-stage compression unit and the low-stage compression unit share a drive source. Here, as a case where the drive source is common, for example, the drive shaft is common, and both the high-stage compression unit and the low-stage compression unit are driven by the common drive shaft, and the high-stage compression unit And the lower stage compression section cannot be independently and freely driven.
この冷凍装置では、高段側圧縮部と低段側圧縮部の駆動源が共通であることによりそれぞれの吐出圧力や吸入圧力を個別に制御することができない構造であり、高段側圧縮部と低段側圧縮部の駆動状態を独立に制御して冷凍機油の溜まり込みを抑制できない場合であっても、油分離器内の冷凍機油の溜まり込みを抑制することができる。 This refrigeration apparatus has a structure in which the discharge pressure and the suction pressure cannot be individually controlled due to the common drive source of the high-stage compression section and the low-stage compression section. Even if it is a case where the drive state of a low stage compression part cannot be controlled independently and the accumulation of refrigerating machine oil cannot be suppressed, the accumulation of refrigerating machine oil in the oil separator can be suppressed.
第1観点に係る冷凍装置では、冷凍機油の溜まり込みを抑制させることが可能になる。 In the refrigeration apparatus according to the first aspect, accumulation of refrigeration oil can be suppressed.
第2観点に係る冷凍装置では、内径が流出管よりも小さな上方油戻し管は、より効率的に冷凍機油を汲み上げることが可能になる。 In the refrigeration apparatus according to the second aspect, the upper oil return pipe whose inner diameter is smaller than the outflow pipe can pump the refrigeration oil more efficiently.
第3観点に係る冷凍装置では、暖房運転時において差圧の確保が困難な場合であっても、冷凍機油の溜まり込みを抑制させることが可能になる。 In the refrigeration apparatus according to the third aspect, it is possible to suppress accumulation of refrigeration oil even when it is difficult to ensure the differential pressure during heating operation.
第4観点に係る冷凍装置では、冷房運転時に中間冷却器を通過できないことにより生じる性能低下を抑制することが可能になる。 In the refrigeration apparatus according to the fourth aspect, it is possible to suppress performance degradation caused by the inability to pass through the intermediate cooler during cooling operation.
第5観点に係る冷凍装置では、中間油分離器における冷凍機油の溜まり込みを抑制することが可能になるとともに、高段油分離器については構成を簡素化させることができる。 In the refrigeration apparatus according to the fifth aspect, it is possible to suppress the accumulation of refrigeration oil in the intermediate oil separator, and the configuration of the high stage oil separator can be simplified.
第6観点に係る冷凍装置では、第1低段側圧縮部、第2低段側圧縮部、高段側圧縮部の3つの圧縮部を有して構成される冷凍装置においても、冷凍機油の溜まり込みを抑制することが可能になる。 In the refrigeration apparatus according to the sixth aspect, even in the refrigeration apparatus configured to include three compression units, the first low-stage compression unit, the second low-stage compression unit, and the high-stage compression unit, It becomes possible to suppress accumulation.
第7観点に係る冷凍装置では、高段側圧縮部と低段側圧縮部の駆動状態を独立に制御して冷凍機油の溜まり込みを抑制できない場合であっても、油分離器内の冷凍機油の溜まり込みを抑制することができる。 In the refrigeration apparatus according to the seventh aspect, the refrigeration oil in the oil separator can be controlled even when the drive states of the high-stage compression section and the low-stage compression section cannot be controlled independently to suppress the accumulation of refrigeration oil. The accumulation of can be suppressed.
本発明の一実施形態に係る冷凍装置である空気調和装置1について、以下、図面を参照しながら説明する。 An air conditioner 1 that is a refrigeration apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(1)空気調和装置の構成
図1、図5および図7は、空気調和装置1の概略構成図である。このうち、図6は、冷房運転時において冷媒回路を循環する冷媒の流れを表しており、図7は、暖房運転時において冷媒回路を循環する冷媒の流れを表している。
(1) Configuration of Air Conditioner FIG. 1, FIG. 5 and FIG. 7 are schematic configuration diagrams of the air conditioner 1. Among these, FIG. 6 represents the flow of the refrigerant circulating through the refrigerant circuit during the cooling operation, and FIG. 7 represents the flow of the refrigerant circulating through the refrigerant circuit during the heating operation.
空気調和装置1は、超臨界状態の二酸化炭素冷媒を使用して四段圧縮冷凍サイクルを行う冷凍装置である。空気調和装置1は、熱源ユニットである室外ユニット11と、利用ユニットである複数の室内ユニット12、13(第1室内ユニット12および第2室内ユニット13を含む)とが、液冷媒連絡配管14およびガス冷媒連絡配管15によって結ばれた装置であり、冷房運転サイクルと暖房運転サイクルとが切り換わる冷媒回路を有する。図5、図7において、冷媒回路の配管に沿って示す矢印が、冷媒の流れを表している。
The air conditioner 1 is a refrigeration apparatus that performs a four-stage compression refrigeration cycle using a carbon dioxide refrigerant in a supercritical state. The air conditioner 1 includes an outdoor unit 11 that is a heat source unit, and a plurality of
空気調和装置1の冷媒回路は、主として、四段圧縮機20、四路切換弁群25(第1〜第4四路切換弁26〜29)、室外熱交換器40、第1室外膨張弁47、第2室外膨張弁48、ブリッジ回路49、エコノマイザ回路50、液ガス熱交回路60、膨張機構70、分離ガス配管80、レシーバ81、過冷却回路90、第1室内熱交換器12a、第2室内熱交換器13a、第1室内膨張弁12b、第2室内膨張弁13bおよび制御部7を備えている。なお、室外熱交換器40は、第1室外熱交換器41、第2室外熱交換器42、第3室外熱交換器43および第4室外熱交換器44から構成されている。
The refrigerant circuit of the air conditioner 1 mainly includes a four-
以下、冷媒回路の各構成要素を詳細に説明する。 Hereinafter, each component of the refrigerant circuit will be described in detail.
(1−1)四段圧縮機
四段圧縮機20は、密閉容器内に、第1圧縮部21、第2圧縮部22、第3圧縮部23、第4圧縮部24および圧縮機駆動モータ(図示せず)が収容された、密閉式の圧縮機である。圧縮機駆動モータは、共通の駆動軸を介して、4つの圧縮部21〜24を駆動する。すなわち、四段圧縮機20は、4つの圧縮部21〜24が単一の駆動軸に連結された一軸四段の圧縮構造を有している。四段圧縮機20では、第1圧縮部21、第2圧縮部22、第3圧縮部23および第4圧縮部24が、この順番で直列に配管接続される。第1圧縮部21は、第1吸入管21aから冷媒を吸い込み、第1吐出管21bへと冷媒を吐出する。なお、第1吸入管21aには、流れる冷媒の吸入圧力を検出するための吸入圧力センサ21pが設けられている。第2圧縮部22は、第2吸入管22aから冷媒を吸い込み、第2吐出管22bへと冷媒を吐出する。第3圧縮部23は、第3吸入管23aから冷媒を吸い込み、第3吐出管23bへと冷媒を吐出する。第4圧縮部24は、第4吸入管24aから冷媒を吸い込み、第4吐出管24bへと冷媒を吐出する。なお、第4吐出管24bには、流れる冷媒の吐出圧力を検出する吐出圧力センサ24pが設けられている。
(1-1) Four-stage compressor The four-
第1圧縮部21は、最下段の圧縮機構であり、冷媒回路を流れる最も低圧の冷媒を圧縮する。第2圧縮部22は、第1圧縮部21によって圧縮された冷媒を吸い込んで圧縮する。第3圧縮部23は、第2圧縮部22によって圧縮された冷媒を吸い込んで圧縮する。第4圧縮部24は、最上段の圧縮機構であり、第3圧縮部23によって圧縮された冷媒を吸い込んで圧縮する。第4圧縮部24によって圧縮され第4吐出管24bへと吐出された冷媒は、冷媒回路を流れる最も高圧の冷媒となる。
The
なお、本実施形態において、各圧縮部21〜24は、ロータリー式やスクロール式などの容積式の圧縮機構である。また、圧縮機駆動モータは、制御部7によってインバータ制御される。 In addition, in this embodiment, each compression parts 21-24 are positive displacement type compression mechanisms, such as a rotary type and a scroll type. The compressor drive motor is inverter-controlled by the control unit 7.
また、詳細は割愛するが、本実施形態の四段圧縮機20の第3圧縮部23および第4圧縮部24は、例えば、軸心方向視の図2や側断面の図3に示すようにして構成されていてもよい。すなわち、固定されたシリンダ121に対して一体化物であるピストン122が共通の駆動源からの作用を受けて偏心回転運動することで、2つの被圧縮空間において同時に圧縮が行われるように構成されていてもよい。このような圧縮機では、シリンダ121とピストン122の間の内側の隙間とシリンダ121とピストン122の間の外側の隙間とを別個独立に調節することができず、圧縮比を別個独立に調節することができない構成となっている。なお、当該圧縮機の具体的な構造は、例えば、特許第4962585号に記載されている(当該文献の全ての内容は、参考として本明細書に組み込まれる)。このような駆動源は、第1圧縮部21、第2圧縮部22、第3圧縮部23、第4圧縮部24において共通していることが好ましい。
Although details are omitted, the
(1−2)油分離器
第1吐出管21b、第2吐出管22b、第3吐出管23bおよび第4吐出管24bの下流側端部には、それぞれ第1油分離器31、第2油分離器32、第3油分離器33、第4油分離器34が設けられている。第1〜第4油分離器31、32、33、34は、冷媒回路を循環する冷媒に含まれる潤滑油としての冷凍機油を分離して、特定の場所に戻すことが可能である。
(1-2) Oil separator The
第1油分離器31は、図4に示すように、第1本体容器31a、第1下方油戻し管31b、第1上方油戻し管31dを有している。第1本体容器31aは、流入してきた冷媒と冷凍機油を分離することが可能である。
As shown in FIG. 4, the
第1本体容器31aの上方には、略水平方向に延びた第1吐出管21bが偏心位置に接続されている。第1下方油戻し管31bは、第1本体容器31aの下端近傍から下方に向けて外部に伸び出している。第1下方油戻し管31bは、第1本体容器31aの内部側の端部とは反対側の端部が、第2吸入管22aの途中に接続されている。また、第1下方油戻し管31bの途中には、流路抵抗体としての第1キャピラリーチューブ31cが設けられている。当該第1キャピラリーチューブ31cの流路の大きさ(流路抵抗)は、空気調和装置1が冷房運転を行う際に、冷媒の流れすぎを抑制しつつ冷凍機油を十分に通過させることができるように設計されている。なお、第1キャピラリーチューブ31cによる冷媒の通過抵抗は、冷房運転時においても暖房運転時においても、第1流出管21cから第2圧縮部22の吸入側までの冷媒の通過抵抗より大きくなるように設計されている。また、第1本体容器31a内部のうち、第1下方油戻し管31bの上端よりも上方であり第1吐出管21bの端部よりも下方の位置から上方に向けて第1流出管21cが伸び出している。第1流出管21cは、一端が第1本体容器31aの中央近傍に位置しており、他端が後述する第1四路切換弁26のポートの1つに接続されている。第1上方油戻し管31dは、第1本体容器31aの内部のうち、第1下方油戻し管31bの上端よりも上方であり第1流出管21cの下端よりも下方の位置から、径方向外側に向けて伸び出している。第1上方油戻し管31dは、第1本体容器31aの径方向外側の外部まで伸びた後、上方に向けて第1本体容器31aの上方まで伸び、第1流出管21c側に折れ曲がって、第1本体容器31aの上方で第1流出管21cと合流している。ここで、第1流出管21cの内径は、第1上方油戻し管31dの内径よりも大きく構成されており、特に限定されないが、例えば、第1流出管21cの内径が第1上方油戻し管31dの内径の2倍以上となるように構成されていてもよい。
A
また、第2油分離器32も、図4に示す第1油分離器31と同様であり、詳細な図示は省略する。第2油分離器32は、第2本体容器32a、第2下方油戻し管32b、第2上方油戻し管32dを有している。第2本体容器32aの上方には、略水平方向に延びた第2吐出管22bが偏心位置に接続されている。第2下方油戻し管32bは、第2本体容器32aの下端近傍から下方に向けて外部に伸び出している。第2下方油戻し管32bは、第2本体容器32aの内部側の端部とは反対側の端部が、第3吸入管23aの途中に接続されている。また、第2下方油戻し管32bの途中には、流路抵抗体としての第2キャピラリーチューブ32cが設けられている。当該第2キャピラリーチューブ32cの流路の大きさ(流路抵抗)についても、空気調和装置1が冷房運転を行う際に、冷媒の流れすぎを抑制しつつ冷凍機油を十分に通過させることができるように設計されている。なお、第2キャピラリーチューブ32cによる冷媒の通過抵抗は、冷房運転時においても暖房運転時においても、第2流出管22cから第3圧縮部23の吸入側までの冷媒の通過抵抗より大きくなるように設計されている。また、第2本体容器32a内部のうち、第2下方油戻し管32bの上端よりも上方であり第2吐出管22bの端部よりも下方の位置から上方に向けて第2流出管22cが伸び出している。第2流出管22cは、一端が第2本体容器32aの中央近傍に位置しており、他端が後述する第2四路切換弁27のポートの1つに接続されている。第2上方油戻し管32dは、第2本体容器32aの内部のうち、第2下方油戻し管32bの上端よりも上方であり第2流出管22cの下端よりも下方の位置から、径方向外側に向けて伸び出している。第2上方油戻し管32dは、第2本体容器32aの径方向外側の外部まで伸びた後、上方に向けて第2本体容器32aの上方まで伸び、第2流出管22c側に折れ曲がって、第2本体容器32aの上方で第2流出管22cと合流している。ここで、第2流出管22cの内径は、第2上方油戻し管32dの内径よりも大きく構成されており、特に限定されないが、例えば、第2流出管22cの内径が第2上方油戻し管32dの内径の2倍以上となるように構成されていてもよい。
The second oil separator 32 is also the same as the
また、第3油分離器33も、図4に示す第1油分離器31と同様であり、詳細な図示は省略する。第3油分離器33は、第3本体容器33a、第3下方油戻し管33b、第3上方油戻し管33dを有している。第3本体容器33aの上方には、略水平方向に延びた第3吐出管23bが偏心位置に接続されている。第3下方油戻し管33bは、第3本体容器33aの下端近傍から下方に向けて外部に伸び出している。第3下方油戻し管33bは、第3本体容器33aの内部側の端部とは反対側の端部が、第4吸入管24aの途中に接続されている。また、第3下方油戻し管33bの途中には、流路抵抗体としての第3キャピラリーチューブ33cが設けられている。当該第3キャピラリーチューブ33cの流路の大きさ(流路抵抗)についても、空気調和装置1が冷房運転を行う際に、冷媒の流れすぎを抑制しつつ冷凍機油を十分に通過させることができるように設計されている。なお、第3キャピラリーチューブ331cによる冷媒の通過抵抗は、冷房運転時においても暖房運転時においても、第3流出管23cから第4圧縮部24の吸入側までの冷媒の通過抵抗より大きくなるように設計されている。また、第3本体容器33a内部のうち、第3下方油戻し管33bの上端よりも上方であり第3吐出管23bの端部よりも下方の位置から上方に向けて第3流出管23cが伸び出している。第3流出管23cは、一端が第3本体容器33aの中央近傍に位置しており、他端が後述する第3四路切換弁28のポートの1つに接続されている。第3上方油戻し管33dは、第3本体容器33aの内部のうち、第3下方油戻し管33bの上端よりも上方であり第3流出管23cの下端よりも下方の位置から、径方向外側に向けて伸び出している。第3上方油戻し管33dは、第3本体容器33aの径方向外側の外部まで伸びた後、上方に向けて第3本体容器33aの上方まで伸び、第3流出管23c側に折れ曲がって、第3本体容器33aの上方で第3流出管23cと合流している。ここで、第3流出管23cの内径は、第3上方油戻し管33dの内径よりも大きく構成されており、特に限定されないが、例えば、第3流出管23cの内径が第3上方油戻し管33dの内径の2倍以上となるように構成されていてもよい。
The third oil separator 33 is also the same as the
第4油分離器34は、第1〜第3油分離器31〜33とは異なる構造を有している。第4油分離器34は、第4本体容器34a、第4下方油戻し管34bを有しているが、第1〜第3上方油戻し管31d〜33dに対応する構成は有していない。第4本体容器34aの上方には、略水平方向に延びた第4吐出管24bが偏心位置に接続されている。第4下方油戻し管34bは、第4本体容器34aの下端近傍から下方に向けて外部に伸び出している。第4下方油戻し管34bは、第4本体容器34aの内部側の端部とは反対側の端部が、第1吸入管21aの途中に接続されている。また、第4下方油戻し管34bの途中には、流路抵抗体としての第4キャピラリーチューブ34cが設けられている。当該第4キャピラリーチューブ34cの流路の大きさ(流路抵抗)についても、空気調和装置1が冷房運転を行う際に、主として冷媒以外の冷凍機油を流すことができるように設計されている。また、第4本体容器34a内部のうち、第4下方油戻し管34bの上端よりも上方であり第4吐出管24bの端部よりも下方の位置から上方に向けて第4流出管24cが伸び出している。第4流出管24cは、一端が第4本体容器34aの中央近傍に位置しており、他端が後述する第4四路切換弁29のポートの1つに接続されている。
The
以上の構成により、各第1〜第4油分離器31、32、33、34において冷媒から分離された潤滑油としての冷凍機油は、四段圧縮機20へと戻される。
With the above configuration, the refrigerating machine oil as the lubricating oil separated from the refrigerant in each of the first to
(1−3)四路切換弁群
四路切換弁群25は、第1四路切換弁26、第2四路切換弁27、第3四路切換弁28および第4四路切換弁29によって構成されている。四路切換弁群25は、冷媒回路内における冷媒の流れの方向を切り換えて、冷房運転サイクルと暖房運転サイクルを切り換えるために設けられている。
(1-3) Four-way switching valve group The four-way switching
第1四路切換弁26の4つのポートは、第1流出管21c、第2吸入管22a、第1配管41a、および、第1液ガス吸入管26aと接続されている。第1配管41aは、第1四路切換弁26と第1室外熱交換器41とを結ぶ配管である。この第1配管41aには、通過する冷媒温度を検知するための第3温度センサ41tが設けられている。
The four ports of the first four-
第1液ガス吸入管26aは、暖房運転時には低圧冷媒を第1吸入管21aまで導く配管である。
The first liquid
第2四路切換弁27は、第2流出管22c、第3吸入管23a、第2配管42a、および、第1接続配管41dと接続されている。第2配管42aは、第2四路切換弁27と第2室外熱交換器42とを結ぶ配管である。第1接続配管41dは、第1室外熱交換器41の第1配管41a側とは反対側の第5配管41bに対して接続されている。
The second four-
第3四路切換弁28は、第3流出管23c、第4吸入管24a、第3配管43a、および、第2接続配管42dと接続されている。第3配管43aは、第3四路切換弁28と第3室外熱交換器43とを結ぶ配管である。第2接続配管42dは、第2室外熱交換器42の第2配管42a側とは反対側の第6配管42bに対して接続されている。
The third four-
第4四路切換弁29は、第4流出管24c、ガス冷媒連絡配管15、第4配管44a、および、低圧冷媒配管19と接続されている。第4配管44aは、第4四路切換弁29と第4室外熱交換器44とを結ぶ配管である。この第4配管44aには、通過する冷媒温度を検知するための第2温度センサ44t2が設けられている。低圧冷媒配管19は、液ガス熱交換器61のうち第1吸入管21a側とは反対側に対して接続されている。
The fourth four-
四路切換弁群25は、制御部7によって切換制御されることで、冷房運転時には、図5に示すように、四段圧縮機20によって圧縮された冷媒の熱を放熱させる放熱器(冷媒の冷却器)として室外熱交換器40(第1〜第4室外熱交換器41〜44)を機能させ、かつ、膨張機構70および第1室内膨張弁12b、第2室内膨張弁13bを通過して膨張した冷媒の蒸発器(冷媒の加熱器)として第1室内熱交換器12a、第2室内熱交換器13aを機能させる切換状態となる。ここで、冷房運転時には、第1〜第4室外熱交換器41〜44は、冷媒流れ方向に対して互いに直列に接続された状態になる。
The four-way switching
また、四路切換弁群25は、制御部7によって切換制御されることで、暖房運転時には、図7に示すように、四段圧縮機20によって圧縮された冷媒の熱を放熱させる放熱器(冷媒の冷却器)として第1室内熱交換器12a、第2室内熱交換器13aを機能させ、かつ、膨張機構70および第1室外膨張弁47、第2室外膨張弁48を通過して膨張した冷媒の蒸発器(冷媒の冷却器)として室外熱交換器40(第1〜第4室外熱交換器41〜44)を機能させる切換状態となる。ここで、暖房運転時には、第1〜第3室外熱交換器41〜43と、第4室外熱交換器44とは、冷媒流れ方向に対して互いに並列に接続された状態になり、第1〜第3室外熱交換器41〜43は冷媒流れ方向において互いに直列に接続された状態になる。
Further, the four-way switching
すなわち、四路切換弁群25は、冷媒回路の構成要素として四段圧縮機20、室外熱交換器40、膨張機構70および第1室内熱交換器12a、第2室内熱交換器13aのみに着目すると、四段圧縮機20、室外熱交換器40、膨張機構70、第1室内熱交換器12a、第2室内熱交換器13aの順に冷媒を循環させる冷房運転サイクルと、四段圧縮機20、第1室内熱交換器12a、第2室内熱交換器13a、膨張機構70、室外熱交換器40の順に冷媒を循環させる暖房運転サイクルとを切り換える役割を果たす。
That is, the four-way switching
(1−4)室外熱交換器およびインタークーラ管
室外熱交換器40は、上述のように、第1室外熱交換器41、第2室外熱交換器42、第3室外熱交換器43および第4室外熱交換器44から構成されている。冷房運転時には、第1〜第3室外熱交換器41〜43が、圧縮途中の冷媒(中間圧冷媒)を冷やすインタークーラとして機能し、第4室外熱交換器44が、最も高圧の冷媒を冷やすガスクーラ(冷媒の熱を放熱する放熱器)として機能する。第4室外熱交換器44は、第1〜第3室外熱交換器41〜43よりも容量が大きい。また、暖房運転時には、第1〜第4室外熱交換器41〜44の全てが、低圧の冷媒の蒸発器(加熱器)として機能する。
(1-4) Outdoor heat exchanger and intercooler tube As described above, the
第1〜第4室外熱交換器41〜44は、並列に配置され、1つの室外熱交換器40として一体化されている。この室外熱交換器40には、内部を流れる冷媒と熱交換を行う冷却源あるいは加熱源として、水や空気が供給される。ここでは、室外熱交換器40に、図示しない送風ファンから空気(外気)が供給される。
The first to fourth
また、第1室外熱交換器41の第1配管41aとは反対側には、第5配管41bが接続されている。第5配管41bからは、第1接続配管41dとは別に、第2吸入管22aに接続された第1インタークーラ管41cが分岐して伸びている。第2室外熱交換器42の第2配管42aとは反対側には、第6配管42bが接続されている。第6配管42bの途中からは、第2接続配管42dとは別に、第3吸入管23aに接続された第2インタークーラ管42cが分岐して伸びている。第3室外熱交換器43の第3配管43aとは反対側には、第7配管43bが接続されている。第7配管43bには、第1室外膨張弁47が途中に設けられている共通配管47aが接続されている。また、第7配管43bからは、共通配管47aとは別に、第4吸入管24aに接続された第3インタークーラ管43cが分岐して伸びている。
A
第1インタークーラ管41c、第2インタークーラ管42cおよび第3インタークーラ管43cには、図1に示すように、それぞれ、第1インタークーラ用逆止弁、第2インタークーラ用逆止弁および第3インタークーラ用逆止弁が設けられている(参照符号は省略)。
As shown in FIG. 1, the
なお、第4室外熱交換器44の第4配管44aとは反対側には、第8配管44bが接続されている。第8配管44bは、後述するブリッジ回路49のうちの第2室外膨張弁48と第3逆止弁49cとの間に接続されている。
An
(1−5)第1室外膨張弁と第2室外膨張弁
第1室外膨張弁47は、共通配管47aの途中に設けられている。共通配管47aは、後述する過冷却熱交換器91を流出した過冷却冷媒が流れる過冷却冷媒配管84と合流し、ブリッジ回路49の第2室外膨張弁48と第1逆止弁49aとの間に接続される。
(1-5) First outdoor expansion valve and second outdoor expansion valve The first
冷房運転時は、制御部7の制御によって、第1室外膨張弁47、第2室外膨張弁48は閉じられる。暖房運転時は、制御部7の制御によって、第1室外膨張弁47、2室外膨張弁48は、ブリッジ回路49から第1〜第4室外熱交換器41〜44への冷媒の流れが偏流しないように開度調整が為され、それぞれ膨張機構としての役割も果たす。
During the cooling operation, the first
(1−6)ブリッジ回路
ブリッジ回路49は、第1逆止弁49a、第2逆止弁49b、第3逆止弁49c、および、第2室外膨張弁48が順に接続され、第1逆止弁49aと第2室外膨張弁48とが接続された回路を構成している。第1逆止弁49aは、第2室外膨張弁48側とは反対側に向かう冷媒流れのみを許容する。第3逆止弁49cは、第2室外膨張弁48側とは反対側に向かう冷媒流れのみを許容する。第2逆止弁49bは、第1逆止弁49a側に向かう冷媒流れは許容せず、第3逆止弁49c側に向かう冷媒流れのみを許容する。
(1-6) Bridge Circuit The
ブリッジ回路49の第1逆止弁49aと第2室外膨張弁48との間には、共通配管47aと、過冷却冷媒配管84と、が合流した配管が接続されている。ブリッジ回路49の第3逆止弁49cと第2室外膨張弁48との間には、第4室外熱交換器44から延びた第8配管44bが接続されている。ブリッジ回路49の第1逆止弁49aと第2逆止弁49bとの間には、第1、第2室内ユニット12、13から伸び出している液冷媒連絡配管14が接続されている。ブリッジ回路49の第2逆止弁49bと第3逆止弁49cとの間には、エコノマイザ回路50のエコノマイザ熱交換器51側に向けて延びる冷媒配管が接続されている。
Between the
(1−7)エコノマイザ回路50
エコノマイザ回路50は、ブリッジ回路49の第2逆止弁49bと第3逆止弁49cとの間の部分と、液ガス熱交換器61もしくは膨張機構70と、の間に設けられている。エコノマイザ回路50は、エコノマイザ熱交換器51と、エコノマイザインジェクション配管53と、エコノマイザ膨張弁52を有している。
(1-7)
The
エコノマイザインジェクション配管53は、ブリッジ回路49の第2逆止弁49bと第3逆止弁49cとの間の部分とエコノマイザ熱交換器51の手前の部分との間から分岐して延びだしており、第2インタークーラ管42cの第2インタークーラ用逆止弁の下流側に接続されている。
The
エコノマイザ膨張弁52は、エコノマイザインジェクション配管53の途中であって、分岐後にエコノマイザ熱交換器51に流入する前の部分に設けられている。
The
エコノマイザ熱交換器51は、ブリッジ回路49から液ガス熱交換器61もしくは膨張機構70に向かう臨界圧力を超えた高圧の冷媒と、エコノマイザインジェクション配管53に分岐してエコノマイザ膨張弁52で膨張させた中間圧の冷媒と、の間で熱交換を行わせる。
The
このエコノマイザ膨張弁52において膨張し、エコノマイザ熱交換器51で蒸発した冷媒は、第2インタークーラ管42cを流れる冷媒と合流することで、第3吸入管23aから第3圧縮部23へ吸い込まれる冷媒を冷やす。
The refrigerant expanded in the
(1−8)液ガス熱交回路
液ガス熱交回路60は、エコノマイザ熱交換器51と膨張機構70の間に設けられており、液ガス熱交換器61と、第1液ガス開閉弁62および第2液ガス開閉弁63を有している。
(1-8) Liquid-gas heat exchange circuit The liquid-gas
液ガス熱交換器61は、ブリッジ回路49から膨張機構70にと向かう臨界圧力を超えた高圧の冷媒と、過冷却インジェクション配管93を流れる低圧冷媒と低圧冷媒配管19を流れる低圧冷媒とが合流点65で合流した低圧冷媒である合流冷媒と、の間で熱交換を行わせる。なお、液ガス熱交換器61は、内部熱交換器と称してもよい。合流点65で合流した低圧冷媒である合流冷媒は、液ガス熱交換器61を通過した後に第1吸入管21aを流れる。この第1吸入管21aには、上述した第1液ガス吸入管26aが接続されている。
In the liquid
なお、過冷却インジェクション配管93を流れる低圧冷媒と低圧冷媒配管19を流れる低圧冷媒とが合流点65で合流した後に液ガス熱交換器61に向かって流れている合流冷媒の冷媒温度を検出する合流冷媒温度センサ64tが、液ガス熱交換器61の低圧冷媒入口側に設けられている。
In addition, the low-pressure refrigerant | coolant which flows through the supercooling injection piping 93, and the low-pressure refrigerant | coolant which flows through the low pressure refrigerant | coolant piping 19 join at the
第2液ガス開閉弁63は、液ガス熱交換器61の一端側と他端側とを接続する冷媒配管の途中に設けられた開閉弁である。
The second liquid gas on-off
第1液ガス開閉弁62は、エコノマイザ熱交換器51と液ガス熱交換器61との間であって、液ガス熱交換器61の一端側と他端側とを接続する冷媒配管の接続位置よりも液ガス熱交換器61側に設けられた開閉弁である。
The first liquid gas on-off
冷房運転時には、液ガス熱交換器61での熱交換を行わせるために、制御部7は、第1液ガス開閉弁62を開状態にしつつ第2液ガス開閉弁63を閉状態にして、エコノマイザ熱交換器51を通過してきた冷媒を液ガス熱交換器61に流す。他方、暖房運転時には、液ガス熱交換器61での熱交換を行わせないために、制御部7は、第1液ガス開閉弁62を閉状態にしつつ第2液ガス開閉弁63を開状態にして、エコノマイザ熱交換器51を通過してきた冷媒を、液ガス熱交換器61を通過させることなく、膨張機構70に送る。
During the cooling operation, in order to perform heat exchange in the liquid
(1−9)膨張機構
膨張機構70は、エコノマイザ熱交換器51もしくは液ガス熱交換器61から流れてきた高圧の冷媒を減圧・膨張させ、気液二相状態の中間圧の冷媒をレシーバ81へと流す。すなわち、冷房運転時には、膨張機構70は、高圧冷媒のガスクーラ(放熱器)として機能する室外の第4室外熱交換器44から、低圧冷媒の蒸発器として機能する第1、第2室内熱交換器12a、13aに送られる冷媒を減圧する。また、暖房運転時には、膨張機構70は、高圧冷媒の放熱器として機能する第1、第2室内熱交換器12a、13aから、低圧冷媒の蒸発器として機能する室外熱交換器40に送られる冷媒を減圧する。
(1-9) Expansion Mechanism The
膨張機構70は、膨張機71と第3室外膨張弁72とが並列に接続されることで構成されている。膨張機71は、冷媒の減圧過程の絞り損失を有効な仕事(エネルギー)として回収する役割を果たす。
The
なお、膨張機構70とレシーバ81との間には、冷媒の温度を中間温度センサ70tが設けられている。この中間温度センサ70tは、中間圧力の飽和温度を検知するため、制御部7は、当該中間温度センサ70tの検出温度から相当飽和圧力である中間圧力を把握することができる。
An
(1−10)レシーバ
レシーバ81は、膨張機構70を出た気液二相状態の中間圧の冷媒を、天井面から内部空間に流入させ、液冷媒とガス冷媒とに分離する。
(1-10) Receiver The
レシーバ81において分離された液冷媒は、レシーバ81の下方から延び出している液冷媒出口管83を介して、過冷却回路90に送られる。
The liquid refrigerant separated in the
レシーバ81において分離されたガス冷媒は、レシーバ81の上方から延び出している分離ガス配管80を介して、後述する過冷却回路90の過冷却インジェクション配管93を流れる冷媒に合流させられる。この分離ガス配管80の途中には、分離ガス膨張弁82が設けられている。分離ガス配管80を流れる冷媒は、レシーバ81において液冷媒が分離されたガス冷媒であって、分離ガス膨張弁82によって減圧されることで低圧のガスリッチな冷媒となった後、過冷却インジェクション配管93に送られる。
The gas refrigerant separated in the
(1−11)過冷却回路
過冷却回路90は、レシーバ81と、ブリッジ回路49の第1逆止弁49aと第2室外膨張弁48との間の部分と、の間に設けられている。過冷却回路90は、過冷却熱交換器91と、過冷却インジェクション配管93と、過冷却膨張弁92と、を有している。
(1-11) Supercooling Circuit
レシーバ81から延びている液冷媒出口管83を流れた冷媒は、過冷却熱交換器91に向かう冷媒と、分流して過冷却インジェクション配管93を流れる冷媒とに分けられる。過冷却インジェクション配管93は、液冷媒出口管83の途中から分岐して、合流点65において低圧冷媒配管19と接続されている。過冷却インジェクション配管93の途中であって、液冷媒出口管83から分岐した部分と、分離ガス配管80が接続されている部分と、の間に過冷却膨張弁92が設けられている。
The refrigerant that has flowed through the liquid
冷房運転時には、制御部7が過冷却膨張弁92および分離ガス膨張弁82の制御を行って、過冷却インジェクション配管93の過冷却膨張弁92で減圧されて気液二相状態となった冷媒と、分離ガス配管80の分離ガス膨張弁82において減圧された冷媒と、を合流させ、過冷却インジェクション配管93を流れて過冷却熱交換器91に流入させる。過冷却熱交換器91では、過冷却インジェクション配管93を流れる低圧のガス冷媒と、液冷媒出口管83から送られてきて過冷却冷媒配管84へと進んでいく中間圧の液冷媒と、の間で熱交換を行わせる。過冷却熱交換器91から過冷却冷媒配管84へと流れていく冷媒は、過冷却度が増した状態となっている。過冷却冷媒配管84には、通過する冷媒の温度を検出するための過冷却温度センサ90tが設けられている。過冷却インジェクション配管93を流れる冷媒であって、過冷却熱交換器91を通過した後の冷媒は、過熱が付いた状態となっており、低圧冷媒配管19の合流点65に向けて送られる。
During the cooling operation, the control unit 7 controls the
暖房運転時には、制御部7は、過冷却膨張弁92を閉止状態とするため、過冷却インジェクション配管93のうち液冷媒出口管83と接続されている部分と分離ガス配管80と接続されている部分との間には冷媒が流れないが、レシーバ81の液冷媒出口管83を流れる中間圧の液冷媒と、分離ガス膨張弁82で減圧された低圧冷媒とが、過冷却熱交換器91において熱交換を行うことになる。
During the heating operation, the control unit 7 closes the
(1−12)室内熱交換器
第1室内熱交換器12aは、第1室内ユニット12に設けられている。第2室内熱交換器13aは、第2室内ユニット13に設けられている。
(1-12) Indoor Heat Exchanger The first
第1室内熱交換器12aおよび第2室内熱交換器13aは、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能し、暖房運転時には冷媒の冷却器として機能する。これらの第1室内熱交換器12aおよび第2室内熱交換器13aには、内部を流れる冷媒と熱交換を行う冷房対象あるいは暖房対象として、水や空気が流される。ここでは、第1室内熱交換器12aおよび第2室内熱交換器13aに、図示しない各室内送風ファンからの室内空気が流れ、冷却あるいは加熱された空調空気が室内へと供給される。なお、各室内送風ファンの風量は、空調対象空間で要求される負荷処理のために、個別に風量が制御される。
The first
第1室内熱交換器12aの一端は第1室内膨張弁12bに接続されている。第2室内熱交換器13aの一端は第2室内膨張弁13bに接続されている。第1室内熱交換器12aの他端および第2室内熱交換器13aの他端は合流しており、当該合流した部分はガス冷媒連絡配管15に接続されている。
One end of the first
(1−13)室内膨張弁
第1室内膨張弁12bは、第1室内ユニット12に設けられている。この第1室内膨張弁12bは、第1室内熱交換器12aに流す冷媒の量を調整したり冷媒の減圧・膨張を行ったりする。第1室内膨張弁12bは、液冷媒連絡配管14と第1室内熱交換器12aとの間に配置されている。
(1-13) Indoor Expansion Valve The first
第2室内膨張弁13bは、第2室内ユニット13に設けられている。この第2室内膨張弁13bは、第2室内熱交換器13aに流す冷媒の量を調整したり冷媒の減圧・膨張を行ったりする。第2室内膨張弁13bは、液冷媒連絡配管14と第2室内熱交換器13aとの間に配置されている。
The second
(1−14)制御部
制御部7は、室外ユニット11および第1室内ユニット12、第2室内ユニット13の電子部品が実装された各制御基板が通信線で結ばれて構成されているもので、四段圧縮機20の圧縮機駆動モータや四路切換弁群25、各膨張弁12b,13b,47,48,52,72,82,92等と接続される。この制御部7は、外部から入力された室内設定温度、図示しない温度センサや圧力センサの計測値などの情報に基づいて、圧縮機駆動モータの回転数制御や膨張弁開度の調節や室内送風ファンや室外送風ファンの風量調節などを行う。
(1-14) Control Unit The control unit 7 is configured by connecting each control board on which electronic components of the outdoor unit 11, the first
制御部7は、冷房運転モード、暖房運転モードを有しており、いずれかの運転を選択的に行う。 The control unit 7 has a cooling operation mode and a heating operation mode, and selectively performs one of the operations.
(2)空気調和装置の動作
空気調和装置1の動作について、図5〜図8を参照しながら説明する。
(2) Operation of Air Conditioner The operation of the air conditioner 1 will be described with reference to FIGS.
図6および図8は、それぞれ、冷房運転、暖房運転における冷凍サイクルの圧力−エンタルピ線図(p−h線図)である。これらの各図において、上に凸の一点鎖線で示す曲線は、冷媒の飽和液線および乾き飽和蒸気線である。また、各図において、冷凍サイクル上の英文字が付された点は、それぞれ、図5および図7において同じ英文字で表される点における冷媒の圧力およびエンタルピを表している。例えば、図5の点Bにおける冷媒は、図6の点Bにおける圧力およびエンタルピの状態になっている。なお、空気調和装置1の冷房運転、暖房運転における各運転制御は、制御部7によって行われる。 6 and 8 are pressure-enthalpy diagrams (ph diagrams) of the refrigeration cycle in the cooling operation and the heating operation, respectively. In each of these drawings, the curves indicated by the one-dot chain line that protrudes upward are the saturated liquid line and the dry saturated vapor line of the refrigerant. Moreover, in each figure, the point which the English letter on the refrigerating cycle was attached | subjected represents the pressure and enthalpy of the refrigerant | coolant in the point represented by the same alphabetical character in FIG. For example, the refrigerant at point B in FIG. 5 is in the state of pressure and enthalpy at point B in FIG. In addition, each operation control in the cooling operation and the heating operation of the air conditioner 1 is performed by the control unit 7.
(2−1)冷房運転モード時の動作
冷房運転時は、四路切換弁群25が図5で示す接続状態に切り換えられ、図5に示す冷媒配管に沿った矢印の方向に、冷媒が、四段圧縮機20、室外熱交換器40、膨張機構70、第1室内熱交換器12a、第2室内熱交換器13aの順に冷媒回路内を循環する。以下、冷房運転時における空気調和装置1の動作について、図5および図6を参照しながら説明する。
(2-1) Operation in the cooling operation mode During the cooling operation, the four-way switching
第1吸入管21aから四段圧縮機20に吸い込まれる低圧のガス冷媒(点A)は、第1圧縮部21で圧縮されて、第1吐出管21bへと吐出される(点B)。吐出された冷媒は第1吐出管21bを介して第1油分離器31の第1本体容器31aに流入する。冷媒に同伴されていた冷凍機油は、第1本体容器31a内で分離されて下方に集まり、第1下方油戻し管31bを介して第2吸入管22aの途中に送られる。ここで、第1下方油戻し管31bの途中に設けられている第1キャピラリーチューブ31cの流路の大きさ(流路抵抗)は、冷房運転を行う際に主として冷媒以外の冷凍機油を流すことができるように小さく設計されているため、第1本体容器31a内の冷媒は第1下方油戻し管31b側に過剰に流れることが抑制され、主として第1流出管21c側に流れる。第1流出管21cを流れた冷媒は、第1四路切換弁26を通過し、インタークーラ(中間冷却器)として機能する第1室外熱交換器41で冷却された後、第1インタークーラ管41cを介して第2吸入管22aに流れ込む(点C)。このように、冷房運転時は、インタークーラ(中間冷却器)として機能する第1室外熱交換器41に冷媒が流れる際に圧力損失が生じるため、第1本体容器31a内と、第2吸入管22aとで圧力差を十分に確保しやすく、第1本体容器31a内で分離された冷凍機油は第1下方油戻し管31bを介して第2吸入管22aに戻しやすくなっている。したがって、冷房運転時には、第1本体容器31a内に冷凍機油が多く溜まり込む状態になりにくく、第1上方油戻し管31dの下側端部の高さ位置まで冷凍機油が溜まりにくく、第1上方油戻し管31dが冷凍機油のみを直接吸い上げる状態は避けることができている。
The low-pressure gas refrigerant (point A) sucked into the four-
第2吸入管22aから第2圧縮部22に吸い込まれた冷媒は、圧縮されて第2吐出管22bに吐出される(点D)。吐出された冷媒は、第2吐出管22bを介して第2油分離器32の第2本体容器32aに流入する。冷媒に同伴されていた冷凍機油は、第2本体容器32a内で分離されて下方に集まり、第2下方油戻し管32bを介して第3吸入管23aの途中に送られる。ここで、第1下方油戻し管31bと同様に、第2本体容器32a内の冷媒は、第2下方油戻し管32b側に過剰に流れることが抑制され、主として第2流出管22c側に流れる。なお、第2油分離器32の状態は、上記第1油分離器31と同様である。また、第2本体容器32a内と、第3吸入管23aとで圧力差を十分に確保しやすい点も同様である。第2流出管22cを流れた冷媒は、第2四路切換弁27を通過し、インタークーラ(中間冷却器)として機能する第2室外熱交換器42で冷却された後、第2インタークーラ管42cを流れる(点E)。第2インタークーラ管42cを流れる冷媒は、エコノマイザ熱交換器51において熱交換されてインジェクション配管53を流れてくる中間圧の冷媒(点L)と合流した後、第3吸入管23aに流れ込む(点F)。
The refrigerant sucked into the
第3吸入管23aから第3圧縮部23に吸い込まれた冷媒は、圧縮されて第3吐出管23bに吐出される(点G)。吐出された冷媒は、第3吐出管23bを介して第3油分離器33の第3本体容器33aに流入する。冷媒に同伴されていた冷凍機油は、第3本体容器33a内で分離されて下方に集まり、第3下方油戻し管33bを介して第4吸入管24aの途中に送られる。ここで、第1下方油戻し管31bと同様に、第3本体容器33a内の冷媒は、第3下方油戻し管33b側に過剰に流れることが抑制され、主として第3流出管23c側に流れる。なお、第3油分離器33の状態は、上記第1、第2油分離器31、32と同様である。また、第3本体容器33a内と、第4吸入管24aとで圧力差を十分に確保しやすい点も同様である。第3流出管23cを流れた冷媒は、第3四路切換弁28を通過し、インタークーラとして機能する第3室外熱交換器43で冷却された後、第3インタークーラ管43cを介して第4吸入管24aに流れ込む(点H)。
The refrigerant sucked into the
第4吸入管24aから第4圧縮部24に吸い込まれた冷媒は、圧縮されて第4吐出管24bに吐出される(点I)。吐出された高圧の冷媒は、第4吐出管24bを介して第4油分離器34の第4本体容器34aに流入する。冷媒に同伴されていた冷凍機油は、第4本体容器34a内で分離されて下方に集まり、第4下方油戻し管34bを介して第1吸入管21aの途中に送られる。第4本体容器34aと第1吸入管21aとの間は十分な差圧が確保されているため、第4本体容器34aで捕らえられた冷凍機油は四段圧縮機20に戻りやすく、他の部分への流出を抑制できている。なお、第4圧縮部24から吐出された高圧の冷媒は、臨界圧力を超えた超臨界状態となっている。この超臨界状態の冷媒は、第4流出管24cと第4四路切換弁29を通過し、ガスクーラとして機能する第4室外熱交換器44で冷却され、ブリッジ回路49の第3逆止弁49cを通ってエコノマイザ熱交換器51へと流れていく(点J)。
The refrigerant sucked into the
ブリッジ回路49の第3逆止弁49cを通過した高圧冷媒は、その一部がエコノマイザインジェクション配管53に分岐して流れて、エコノマイザ膨張弁52において減圧される。エコノマイザ膨張弁52において超臨界状態から臨界圧力以下の圧力まで減圧されて気液二相状態となった中間圧冷媒(点K)は、エコノマイザ熱交換器51において、他の一部の冷媒(ブリッジ回路49から液ガス熱交換器61に向かう臨界圧力を超えている高圧冷媒(点J))と熱交換し、中間圧のガス冷媒(点L)となる。この中間圧のガス冷媒(点L)は、上述のようにインジェクション配管53から第2インタークーラ管42cへと流れ込む。
A part of the high-pressure refrigerant that has passed through the
ここで、制御部7は、冷房運転時には液ガス熱交回路60に冷媒を流し、液ガス熱交換器61での熱交換を行わせるために、第1液ガス開閉弁62を開状態にし、第2液ガス開閉弁63を閉状態にしている。
Here, the control unit 7 opens the first liquid gas on-off
エコノマイザ膨張弁52を出た中間圧冷媒と熱交換をし、更に温度が下がった状態でエコノマイザ熱交換器51を出た高圧冷媒(点M)は、開状態の第1液ガス開閉弁62を通過して、液ガス熱交換器61を流れ、膨張機構70へと流れていく(点N)。液ガス熱交換器61では、エコノマイザ熱交換器51を通過した臨界圧力を超えている高圧冷媒(点M)が、低圧冷媒配管19から第1吸入管21aへと流れる低圧冷媒と過冷却インジェクション配管93を流れる低圧冷媒とが合流した合流冷媒と、の間で熱交換によって冷却され、温度が下がった高圧冷媒(点N)となる。
The high-pressure refrigerant (point M) that has exchanged heat with the intermediate pressure refrigerant that has exited the
液ガス熱交換器61を出た高圧冷媒(点N)は、2つに分岐され、一方が膨張機構70の膨張機71に向けて流れ、他方が膨張機構70の第3室外膨張弁72に向けて流れる。第3室外膨張弁72では、超臨界状態から臨界圧力以下の圧力まで減圧されることで、中間圧冷媒(点O1)となる。また、膨張機71においても、超臨界状態から臨界圧力以下の圧力まで減圧されることで、中間圧冷媒(点O2)となる。これら中間圧冷媒(点O1)と中間圧冷媒(点O2)は、合流した後にレシーバ81の内部空間へと流れ込む(点P)。このレシーバ81に流れ込んだ気液二相状態の中間圧冷媒は、レシーバ81の内部空間において液冷媒とガス冷媒とに分離される。
The high-pressure refrigerant (point N) exiting the liquid
レシーバ81で分離された液冷媒(点Q)は、液冷媒出口管83を流れる。液冷媒出口管83を流れる冷媒の一部は、過冷却熱交換器91を通過して過冷却状態となり(点W)、過冷却冷媒配管84やブリッジ回路49の第1逆止弁49aを通って、液冷媒連絡配管14を介して、第1室内膨張弁12b、第2室内膨張弁13bへと送られる。液冷媒出口管83を流れる冷媒の他の一部は、過冷却熱交換器91に流入する前に、分岐して、過冷却インジェクション配管93を流れる。過冷却インジェクション配管93を流れる冷媒は、過冷却膨張弁92において減圧されて気液二相状態の低圧冷媒となる(点R)。
The liquid refrigerant (point Q) separated by the
レシーバ81で分離されたガス冷媒(点S)は、分離ガス配管80を流れる。分離ガス配管80を流れる冷媒は、途中の分離ガス膨張弁82で減圧され低圧冷媒(点T)となる。分離ガス膨張弁82で減圧された低圧冷媒(点T)は、さらに分離ガス配管80を流れて、過冷却インジェクション配管93のうち、過冷却膨張弁92よりも下流側であって過冷却熱交換器91よりも上流側の部分に合流する(点U)。
The gas refrigerant (point S) separated by the
過冷却熱交換器91では、レシーバ81で分離された液冷媒(点Q)は、分離ガス配管80を介して過冷却インジェクション配管93に合流した気液二相状態の低圧冷媒(点U)との間で熱交換することで冷却され、冷却されることによって過冷却度が付いた状態になる(点W)。他方で、分離ガス配管80を介して過冷却インジェクション配管93に合流した気液二相状態の低圧冷媒(点U)は、過冷却熱交換器91において、レシーバ81で分離された液冷媒(点Q)によって加熱される(点V、なお、点Vは過熱が付いた状態を例示しているが、運転条件や過渡的な状況によっては湿り状態になる場合がある。)。
In the
液冷媒連絡配管14から第1室内ユニット12、第2室内ユニット13に流入した冷媒は、第1室内膨張弁12bや第2室内膨張弁13bを通過するときに膨張し、気液二相の低圧冷媒(点X)となって第1室内熱交換器12aや第2室内熱交換器13aに流れ込む。この低圧冷媒は、第1室内熱交換器12aや第2室内熱交換器13aで室内空気から熱を奪い、過熱のついた低圧のガス冷媒(点Y)になる。第1室内ユニット12や第2室内ユニット13を出た低圧冷媒は、ガス冷媒連絡配管15および第4四路切換弁29を経て低圧冷媒配管19へと流れていく。
The refrigerant flowing into the first
第1室内ユニット12や第2室内ユニット13から戻ってきて低圧冷媒配管19を流れる低圧冷媒(点Y)と、過冷却インジェクション配管93から流れてくる低圧冷媒(点V)とは、合流点65で合流し(点Z)、液ガス熱交換器61の低圧側を通って第1吸入管21aから四段圧縮機20へと戻っていく。なお、ここで、液ガス熱交換器61では、四段圧縮機20の第1吸入管21aに向かう低圧冷媒(点Z)と、エコノマイザ熱交換器51を通過した後に膨張機構70へと向かう高圧冷媒(点M)との間で熱交換が行われる。
The low-pressure refrigerant (point Y) that returns from the first
以上のように冷媒が冷媒回路内を循環することにより、空気調和装置1は冷房運転サイクルを行う。 As described above, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit, whereby the air conditioner 1 performs the cooling operation cycle.
(2−2)暖房運転モード時の動作
暖房運転時は、四路切換弁群25の接続状態に切り換えられ、図7に示す冷媒配管に沿った矢印の方向に、冷媒が、四段圧縮機20、第1室内熱交換器12a、第2室内熱交換器13a、膨張機構70、室外熱交換器40の順に冷媒回路内を循環する。以下、暖房運転時における空気調和装置1の動作について、図7および図8を参照しながら説明する。
(2-2) Operation in the heating operation mode During the heating operation, the four-way switching
第1吸入管21aから四段圧縮機20に吸い込まれる低圧のガス冷媒(点A)は、第1圧縮部21で圧縮されて、第1吐出管21bに吐出される(点B)。吐出された冷媒は、第1吐出管21bを介して第1油分離器31の第1本体容器31aに流入する。第1本体容器31aに流入した冷媒は、第1流出管21c側に流れる。第1流出管21cを流れた冷媒は、第1四路切換弁26を通過し、第1室外熱交換器41を介することなく第2吸入管22aに流れ込む(点C)。ここで、第1本体容器31a内で分離されて下方に集まった冷凍機油は、第1下方油戻し管31bを介して第2吸入管22aの途中に送られる。ただし、第1下方油戻し管31bの途中に設けられている第1キャピラリーチューブ31cの流路の大きさ(流路抵抗)は、冷房運転を行う際に主として冷媒以外の冷凍機油を流すことができるように小さく設計されており、しかも暖房運転時にはインタークーラ(中間冷却器)として機能する第1室外熱交換器41に冷媒が流れないために圧力損失も生じないことから第1本体容器31a内と第2吸入管22aとで圧力差を十分に確保することができず、第1油分離器31で分離された冷凍機油は、第1下方油戻し管31bを流れにくい。このため、第1本体容器31a内に冷凍機油が溜まることがある。このように第1本体容器31a内に冷凍機油が溜まったとしても、冷凍機油の油面が第1上方油戻し管31dの入口高さ近傍まで達すると、冷凍機油は第1上方油戻し管31dのベンチュリー効果によって吸い上げられ、第1四路切換弁26および第2吸入管22aを介して第2圧縮部22に送ることが可能になる。これにより、暖房運転時においても、第1本体容器31a内に冷凍機油が溜まり込み過ぎてしまう状況を避けることができている。
The low-pressure gas refrigerant (point A) sucked into the four-
第2吸入管22aから第2圧縮部22に吸い込まれた冷媒は、圧縮されて第2吐出管22bに吐出される(点D)。吐出された冷媒は、第2吐出管22bを介して第2油分離器32の第2本体容器32aに流入する。第2本体容器32aに流入した冷媒は、第2流出管22c側に流れる。第2流出管22cを流れた冷媒は、第2四路切換弁27を通過し、第2室外熱交換器42を介することなく第3吸入管23aを流れる。なお、第3吸入管23aには、エコノマイザ熱交換器51において熱交換されてインジェクション配管53を流れてくる中間圧の冷媒(点L)も流れ込んでくるため、冷媒の温度が下がる(点F)。ここで、第2本体容器32a内で分離されて下方に集まった冷凍機油は、第2下方油戻し管32bを介して第3吸入管23aの途中に送られる。ここで、上記第1油分離器31と同様に、第2下方油戻し管32bの途中に設けられている第2キャピラリーチューブ32cの流路の大きさ(流路抵抗)は、冷房運転を行う際に主として冷媒以外の冷凍機油を流すことができるように小さく設計されており、しかも暖房運転時にはインタークーラ(中間冷却器)として機能する第2室外熱交換器42に冷媒が流れないために圧力損失も生じないことから第2本体容器32a内と第3吸入管23aとで圧力差を十分に確保することができず、第2油分離器32で分離された冷凍機油は、第2下方油戻し管32bを流れにくい。このため、第2本体容器32a内に冷凍機油が溜まることがある。このように第2本体容器32a内に冷凍機油が溜まったとしても、冷凍機油の油面が第2上方油戻し管32dの入口高さ近傍まで達すると、冷凍機油は第2上方油戻し管32dのベンチュリー効果によって吸い上げられ、第2四路切換弁27および第3吸入管23aを介して第3圧縮部23に送ることが可能になる。これにより、暖房運転時においても、第2本体容器32a内に冷凍機油が溜まり込み過ぎてしまう状況を避けることができている。
The refrigerant sucked into the
第3吸入管23aから第3圧縮部23に吸い込まれた冷媒は、圧縮されて第3吐出管23bに吐出される(点G)。吐出された冷媒は、第3吐出管23bを介して第3油分離器33の第3本体容器33aに流入する。第3本体容器33aに流入した冷媒は、第3流出管23c側に流れる。第3流出管23cを流れた冷媒は、第3四路切換弁28を通過し、第3室外熱交換器43を介することなく第4吸入管24aに流れ込む(点H)。ここで、第3本体容器33a内で分離されて下方に集まった冷凍機油は、第3下方油戻し管33bを介して第4吸入管24aの途中に送られる。ここで、上記第1、第2油分離器31、32と同様に、第3下方油戻し管33bの途中に設けられている第3キャピラリーチューブ33cの流路の大きさ(流路抵抗)は、冷房運転を行う際に主として冷媒以外の冷凍機油を流すことができるように小さく設計されており、しかも暖房運転時にはインタークーラ(中間冷却器)として機能する第3室外熱交換器43に冷媒が流れないために圧力損失も生じないことから第3本体容器33a内と第4吸入管24aとで圧力差を十分に確保することができず、第3油分離器33で分離された冷凍機油は、第3下方油戻し管33bを流れにくい。このため、第3本体容器33a内に冷凍機油が溜まることがある。このように第3本体容器33a内に冷凍機油が溜まったとしても、冷凍機油の油面が第3上方油戻し管33dの入口高さ近傍まで達すると、冷凍機油は第3上方油戻し管33dのベンチュリー効果によって吸い上げられ、第3四路切換弁28および第4吸入管24aを介して第4圧縮部24に送ることが可能になる。これにより、暖房運転時においても、第3本体容器33a内に冷凍機油が溜まり込み過ぎてしまう状況を避けることができている。
The refrigerant sucked into the
第4吸入管24aから第4圧縮部24に吸い込まれた冷媒は、圧縮されて第4吐出管24bに吐出される(点I)。吐出された高圧の冷媒は、第4吐出管24bを介して第4油分離器34の第4本体容器34aに流入する。冷媒に同伴されていた冷凍機油は、第4本体容器34a内で分離されて下方に集まり、第4下方油戻し管34bを介して第1吸入管21aの途中に送られる。第4本体容器34aと第1吸入管21aとの間は十分な差圧が確保されているため、第4本体容器34aで捕らえられた冷凍機油は四段圧縮機20に戻りやすく、他の部分への流出を抑制できている。なお、第4圧縮部24から吐出された高圧の冷媒は、臨界圧力を超えた超臨界状態となっている。この超臨界状態の冷媒は、第4四路切換弁29を通過し、ガス冷媒連絡配管15を介して第1室内ユニット12や第2室内ユニット13に流入する(点Y)。
The refrigerant sucked into the
ガス冷媒連絡配管15から第1室内ユニット12や第2室内ユニット13に入った高圧冷媒は、冷媒の放熱器として機能する第1室内熱交換器12aや第2室内熱交換器13aで室内空気に放熱し、室内空気を暖める。第1室内熱交換器12aや第2室内熱交換器13aでの熱交換によって温度が下がった高圧冷媒(点X)は、第1室内膨張弁12bや第2室内膨張弁13bを通過する際にわずかに減圧され、液冷媒連絡配管14を通って室外ユニット11のブリッジ回路49へと流れる。ブリッジ回路49では、第2逆止弁49bを通過して、エコノマイザ熱交換器51へ向かう(点J)。
The high-pressure refrigerant that has entered the first
ブリッジ回路49の第2逆止弁49bを通過した高圧冷媒(点J)は、その一部がエコノマイザインジェクション配管53に分岐して流れて、エコノマイザ膨張弁52において減圧される。エコノマイザ膨張弁52において減圧されて気液二相状態となった中間圧冷媒(点K)は、エコノマイザ熱交換器51において、他の一部の冷媒(ブリッジ回路49から液ガス熱交換器61に向かう高圧冷媒(点J))と熱交換し、中間圧のガス冷媒(点L)となる。この中間圧のガス冷媒(点L)は、上述のようにインジェクション配管53から第2インタークーラ管42cへと流れ込む。
Part of the high-pressure refrigerant (point J) that has passed through the
ここで、制御部7は、暖房運転時には液ガス熱交回路60に冷媒を流さず、液ガス熱交換器61での熱交換を行わせないために、第1液ガス開閉弁62を閉状態にし、第2液ガス開閉弁63を開状態にしている。
Here, the control unit 7 closes the first liquid gas on-off
エコノマイザ膨張弁52を出た中間圧冷媒と熱交換をし、更に温度が下がった状態でエコノマイザ熱交換器51を出た高圧冷媒(点M)は、液ガス熱交換器61を流れることなく、第2液ガス開閉弁63を通過して、膨張機構70へと流れていく(点N)。
The high pressure refrigerant (point M) that has exchanged heat with the intermediate pressure refrigerant that has exited the
膨張機構70に流入する高圧冷媒(点N)は、2つに分岐され、一方が膨張機構70の膨張機71に向けて流れ、他方が膨張機構70の第3室外膨張弁72に向けて流れる。第3室外膨張弁72では、超臨界状態から臨界圧力以下の圧力まで減圧されることで、中間圧冷媒(点O1)となる。また、膨張機71においても、超臨界状態から臨界圧力以下の圧力まで減圧されることで、中間圧冷媒(点O2)となる。これら中間圧冷媒(点O1)と中間圧冷媒(点O2)は、合流した後にレシーバ81の内部空間へと流れ込む(点P)。このレシーバ81に流れ込んだ気液二相状態の中間圧冷媒は、レシーバ81の内部空間において液冷媒とガス冷媒とに分離される。
The high-pressure refrigerant (point N) flowing into the
レシーバ81で分離された液冷媒(点Q)は、液冷媒出口管83を流れる。液冷媒出口管83を流れる冷媒は、全て、過冷却熱交換器91を通過して過冷却状態となり(点W)、過冷却冷媒配管84やブリッジ回路49を通って、室外熱交換器40へと送られる。
The liquid refrigerant (point Q) separated by the
なお、暖房運転時には、制御部7は、過冷却膨張弁92を全閉状態に制御しているため、液冷媒出口管83を流れる冷媒は、過冷却インジェクション配管93に向けて分流しない。
During the heating operation, the control unit 7 controls the
レシーバ81で分離されたガス冷媒(点S)は、分離ガス配管80を流れる。分離ガス配管80を流れる冷媒は、途中の分離ガス膨張弁82で減圧され低圧冷媒(点T)となる。分離ガス膨張弁82で減圧された低圧冷媒(点T)は、さらに分離ガス配管80を流れて、過冷却インジェクション配管93のうち、過冷却膨張弁92よりも下流側であって過冷却熱交換器91よりも上流側の部分に流れ込む(点U)。
The gas refrigerant (point S) separated by the
過冷却熱交換器91では、レシーバ81の液冷媒出口管83から流れてくる中間圧冷媒(点Q)と、分離ガス膨張弁82で減圧された低圧冷媒(点T,U)との間で熱交換が行われる。この熱交換によって、過冷却インジェクション配管93を流れる低圧冷媒(点T、U)は、蒸発して過熱のついた低圧冷媒(点V)となって、合流点65に向けて流れていく。レシーバ81の液冷媒出口管83から流れてくる中間圧冷媒(点Q)は、熱を奪われて過冷却のついた中間圧冷媒(点W)となり、過冷却冷媒配管84を介してブリッジ回路49に向けて流れていく。
In the
過冷却冷媒配管84をブリッジ回路49に向けて流れる冷媒は、一部がブリッジ回路49の手前で共通配管47aを流れるように分離し、他の一部がブリッジ回路49の第2室外膨張弁48を通過する。
The refrigerant flowing in the supercooled
共通配管47aを流れる冷媒は、第1室外膨張弁47で減圧されて低圧冷媒となり(点WX)、第7配管43bへと流れていく。第7配管43bを通過した冷媒は、第3室外熱交換器43において一部が蒸発し、第3配管43aと第3四路切換弁28と第2接続配管42dを通過して第6配管42bへと向けて流れる。第6配管42bを通過した冷媒は、第2室外熱交換器42においてさらに一部が蒸発し、第2配管42aと第2四路切換弁27と第1接続配管41dを通過して第5配管41bへと向けて流れる。第5配管41bを通過した冷媒は、第1室外熱交換器41においてさらに蒸発し、過熱のついた低圧のガス冷媒となり、第1配管41aと第1四路切換弁26と第1液ガス吸入管26aを通過して(点XY)、第1吸入管21aに合流する。すなわち、これらの第1〜第3室外熱交換器41〜43は、互いに直列に接続され、通過する冷媒を蒸発させている。
The refrigerant flowing through the
ブリッジ回路49の第2室外膨張弁48を通過して減圧された冷媒(点VW)は、第8配管44bを流れた後に第4室外熱交換器44において蒸発し、過熱のついた低圧のガス冷媒となり、第4配管44aと第4四路切換弁29を通過して低圧冷媒配管19へと向けて流れる。
The refrigerant (point VW) decompressed after passing through the second
なお、このとき、制御部7は、第1室外膨張弁47と第2室外膨張弁48の弁開度を各熱交換器の容量や圧力損失量に応じて調節することで、第4室外熱交換器44と、第1〜第3室外熱交換器41〜43と、のいずれかの熱交換器に冷媒が偏流してしまうことを抑制している。
At this time, the control unit 7 adjusts the valve openings of the first
低圧冷媒配管19を流れる低圧のガス冷媒は、過冷却インジェクション配管93を流れる低圧のガス冷媒(点V)と、合流点65において合流した後(点Z)、液ガス熱交換器61の低圧側を流れる。なお、暖房運転時には、液ガス熱交換器61の高圧側には冷媒は流れていないため、ここでの熱交換は行われない。
The low-pressure gas refrigerant flowing through the low-
液ガス熱交換器61の低圧側を通過した低圧のガス冷媒は、第1液ガス吸入管26aを流れる冷媒(点XY)と合流した後、第1吸入管21aを介して四段圧縮機20に吸入される(点A)。
The low-pressure gas refrigerant that has passed through the low-pressure side of the liquid
以上のように冷媒が冷媒回路内を循環することにより、空気調和装置1は暖房運転サイ
クルを行う。
As described above, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit, whereby the air conditioner 1 performs the heating operation cycle.
(3)空気調和装置の特徴
(3−1)
空気調和装置1では、第1〜第3油分離器31〜33において、第1〜第3上方油戻し管31d〜33dが設けられている。このため、たとえ第1〜第3本体容器31a〜33a内の冷凍機油が増大したとしても、第1〜第3上方油戻し管31d〜33dにおけるベンチュリー効果を利用して、第1〜第3流出管21c〜23cに対して冷凍機油を送り出すことが可能になっている。これにより、第1〜第3油分離器31〜33における冷凍機油の溜まり込みを抑制し、四段圧縮機20における冷凍機油の枯渇を抑制することが可能になっている。
(3) Features of the air conditioner (3-1)
In the air conditioner 1, the first to
ここで、第1〜第3上方油戻し管31d〜33dの内径は、第1〜第3流出管21c〜23cの内径よりも小さく構成されている。このため、第1〜第3流出管21c〜23cには冷媒が勢いよく流れており、第1〜第3上方油戻し管31d〜33dにおけるベンチュリー効果が得られやすい。
Here, the inner diameters of the first to third upper
(3−2)
また、空気調和装置1では、冷房運転時において第1〜第3室外熱交換器41〜43を中間冷却器として機能させるため、サイクル効率を高めることが可能になっている。そして、冷房運転時においては中間冷却器として機能する第1〜第3室外熱交換器41〜43での圧力損失分を利用して、第1〜第3下方油戻し管31b〜33bにおいて冷凍機油を効率的に戻すことが可能になっている。また、ここで、冷房運転時に第1〜第3室外熱交換器41〜43で生じる圧力損失に起因して過剰な冷媒が第1〜第3下方油戻し管31b〜33bを流れることが無いように、各第1〜第3キャピラリーチューブ31c〜33cを小さく設計することが可能になっている。これにより、冷房運転時に中間冷却器として機能する第1〜第3室外熱交換器41〜43に冷媒を効率的に流すことができ、サイクル効率を十分に高めることができている。
(3-2)
Moreover, in the air conditioning apparatus 1, since the 1st-3rd outdoor heat exchangers 41-43 function as an intermediate cooler at the time of air_conditionaing | cooling operation, it is possible to improve cycle efficiency. During the cooling operation, the first to third lower
(3−3)
また、空気調和装置1では、暖房運転時には、第1〜第3室外熱交換器41〜43に冷媒が流れないため、第1〜第3室外熱交換器41〜43での圧力損失分が生じず、差圧を利用して十分な量の冷凍機油を第1〜第3下方油戻し管31b〜33bに流すことが難しくなる。特に、冷房運転時において第1〜第3室外熱交換器41〜43で生じる圧力損失に起因して過剰な冷媒が第1〜第3下方油戻し管31b〜33bを流れることが無いように、各第1〜第3キャピラリーチューブ31c〜33cが小さく設計されているため、差圧を利用しにくい暖房運転時では、十分な量の冷凍機油を第1〜第3下方油戻し管31b〜33bに流すことが難しくなる。
(3-3)
Further, in the air conditioner 1, during the heating operation, since the refrigerant does not flow to the first to third
これに対して、上記空気調和装置1の第1〜第3油分離器31〜33では、第1〜第3上方油戻し管31d〜33dが設けられているため、たとえ第1〜第3本体容器31a〜33a内に冷凍機油が溜まったとしても、第1〜第3上方油戻し管31d〜33dにおけるベンチュリー効果を利用して、第1〜第3本体容器31a〜33a内に過剰な量の冷凍機油が溜まり込むことを抑制することができている。
On the other hand, in the first to
なお、暖房運転時において、第1〜第3上方油戻し管31d〜33dが多くの冷凍機油を吸入することがあったとしても、暖房運転時は冷媒が第1〜第3室外熱交換器41〜43に送られることなく、直ぐに上段の圧縮部に吸入されるため、第1〜第3室外熱交換器41〜43において冷凍機油が寝込んでしまうことも避けることができる。
In addition, even if the 1st-3rd upper
(3−4)
また、空気調和装置1では、第1〜第3油分離器31〜33においてのみ第1〜第3上方油戻し管31d〜33dを採用しており、第4油分離器34においては第1〜第3上方油戻し管31d〜33dに対応するような管を設けていない。
(3-4)
Further, in the air conditioner 1, the first to third upper
これにより、第1〜第3本体容器31a〜33aにおいては冷凍機油の溜まり込みを抑制しつつ、第4油分離器34から四段圧縮機20以外の他の部分への冷凍機油の流出を抑制させることが可能になっている。
Thereby, in 1st-3rd
(4)変形例
(4−1)変形例A
上記実施形態では、第1〜第3油分離器31〜33において、第1〜第3上方油戻し管31d〜33dと第1〜第3流出管21c〜23cとの接続位置が、第1〜第3本体容器31a〜33aの外部である場合を例に挙げて説明した。
(4) Modification (4-1) Modification A
In the said embodiment, in the 1st-3rd oil separators 31-33, the connection position of the 1st-3rd upper
しかし、第1〜第3上方油戻し管31d〜33dと第1〜第3流出管21c〜23cとの接続位置は、第1〜第3本体容器31a〜33aの内部であってもよい。この場合、第1〜第3流出管21c〜23cの下端からできるだけ離れた位置で第1〜第3上方油戻し管31d〜33dが合流していることが好ましい。
However, the connection positions of the first to third upper
(4−2)変形例B
上記実施形態では、4段圧縮の冷凍サイクルを行う空気調和装置1を例に挙げて説明した。
(4-2) Modification B
In the above embodiment, the air conditioner 1 that performs a four-stage compression refrigeration cycle has been described as an example.
しかし、冷凍サイクルについては、4段圧縮を行うものに限定されず、例えば、2段圧縮であっても、3段圧縮であってもよい。例えば、2段圧縮の冷凍サイクルを行う空気調和装置であれば、1段目の吐出側と2段目の吸入側との間に設けられた油分離器において上方油戻し管を採用することができる。また、例えば、3段圧縮の冷凍サイクルを行う空気調和装置であれば、1段目の吐出側と2段目の吸入側との間と、2段目の吐出側と3段目の吸入側との間と、の少なくともいずれか一方に設けられた油分離器において上方油戻し管を採用することもできる。 However, the refrigeration cycle is not limited to one that performs four-stage compression, and may be, for example, two-stage compression or three-stage compression. For example, in an air conditioner that performs a two-stage compression refrigeration cycle, an upper oil return pipe may be employed in an oil separator provided between the first-stage discharge side and the second-stage suction side. it can. Further, for example, in the case of an air conditioner that performs a three-stage compression refrigeration cycle, between the first-stage discharge side and the second-stage suction side, the second-stage discharge side, and the third-stage suction side An upper oil return pipe can also be employed in an oil separator provided between at least one of the two.
1 空気調和装置(冷凍装置)
7 制御部
12a 第1室内熱交換器(蒸発器)
13a 第2室内熱交換器(蒸発器)
20 四段圧縮機
21 第1圧縮部(低段側圧縮部、第1低段側圧縮部)
21b 第1吐出管(導入管、下段導入管)
21c 第1流出管(流出管、下段流出管)
22 第2圧縮部(低段側圧縮部、高段側圧縮部、第1低段側圧縮部、第2低段側圧縮部)
22b 第2吐出管(導入管、下段導入管)
22c 第2流出管(流出管、下段流出管)
23 第3圧縮部(低段側圧縮部、高段側圧縮部、第2低段側圧縮部)
23b 第3吐出管
23c 第3流出管(流出管)
24 第4圧縮部(高段側圧縮部)
25 四路切換弁群
26 第1四路切換弁(切換弁)
27 第2四路切換弁(切換弁)
28 第3四路切換弁(切換弁)
29 第4四路切換弁
31 第1油分離器(中間油分離器、下段油分離器)
31a 第1本体容器(本体容器、下段本体容器)
31b 第1下方油戻し管(下方油戻し管、下段下方油戻し管)
31c 第1キャピラリーチューブ(流路抵抗体)
31d 第1上方油戻し管(上方油戻し管、下段上方油戻し管)
32 第2油分離器(中間油分離器、下段油分離器)
32a 第2本体容器(本体容器、下段本体容器)
32b 第2下方油戻し管(下方油戻し管、下段下方油戻し管)
32c 第2キャピラリーチューブ(流路抵抗体)
32d 第2上方油戻し管(上方油戻し管、下段上方油戻し管)
33 第3油分離器(中間油分離器)
33a 第3本体容器(本体容器)
33b 第3下方油戻し管(下方油戻し管)
33c 第3キャピラリーチューブ(流路抵抗体)
33d 第3上方油戻し管(上方油戻し管)
34 第4油分離器(高段油分離器)
40 室外熱交換器
41 第1室外熱交換器(中間冷却器)
42 第2室外熱交換器(中間冷却器)
43 第3室外熱交換器(中間冷却器)
44 第4室外熱交換器(放熱器)
47 第1室外膨張弁
48 第2室外膨張弁
49 ブリッジ回路
50 エコノマイザ回路
51 エコノマイザ熱交換器
52 エコノマイザ膨張弁
53 エコノマイザインジェクション配管
60 液ガス熱交回路
61 液ガス熱交換器
62 第1液ガス開閉弁
63 第2液ガス開閉弁
70 膨張機構(減圧部)
71 膨張機
72 膨張弁
80 分離ガス配管
81 レシーバ
82 分離ガス膨張弁
83 液冷媒出口管
90 過冷却回路
91 過冷却熱交換器
92 過冷却膨張弁
93 過冷却インジェクション配管
1 Air conditioning equipment (refrigeration equipment)
7
13a Second indoor heat exchanger (evaporator)
20 Four-
21b First discharge pipe (introducing pipe, lower introducing pipe)
21c 1st outflow pipe (outflow pipe, lower outflow pipe)
22 2nd compression part (low stage compression part, high stage compression part, 1st low stage compression part, 2nd low stage compression part)
22b Second discharge pipe (introducing pipe, lower introducing pipe)
22c 2nd outflow pipe (outflow pipe, lower stage outflow pipe)
23 3rd compression part (low stage compression part, high stage compression part, 2nd low stage compression part)
23b
24 4th compression part (high stage side compression part)
25 Four-way switching
27 Second four-way switching valve (switching valve)
28 3rd four way switching valve (switching valve)
29 4th four
31a First main body container (main body container, lower main body container)
31b First lower oil return pipe (lower oil return pipe, lower lower oil return pipe)
31c First capillary tube (flow path resistor)
31d First upper oil return pipe (upper oil return pipe, lower upper oil return pipe)
32 Second oil separator (intermediate oil separator, lower oil separator)
32a Second main body container (main body container, lower main body container)
32b Second lower oil return pipe (lower oil return pipe, lower lower oil return pipe)
32c Second capillary tube (flow path resistor)
32d Second upper oil return pipe (upper oil return pipe, lower upper oil return pipe)
33 Third oil separator (intermediate oil separator)
33a Third main body container (main body container)
33b Third lower oil return pipe (lower oil return pipe)
33c Third capillary tube (flow path resistor)
33d Third upper oil return pipe (upper oil return pipe)
34 4th oil separator (high stage oil separator)
40
42 Second outdoor heat exchanger (intercooler)
43 Third outdoor heat exchanger (intercooler)
44 4th outdoor heat exchanger (heat radiator)
47 first
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記低段側圧縮部で圧縮された冷媒をさらに圧縮する高段側圧縮部(22、23、24)、
冷媒の熱を放熱させる放熱器(44)、
減圧部(70)、および
冷媒を蒸発させる蒸発器(12a、13a)、
が接続されることで構成される冷媒回路と、
前記低段側圧縮部(21、22、23)の吐出側と前記高段側圧縮部(22、23、24)の吸入側との間に配置され、通過する冷媒に同伴される冷凍機油を分離可能な中間油分離器(31、32、33)と、
を備え、
前記中間油分離器は、
本体容器(31a、32a、33a)と、
前記低段側圧縮部から吐出された冷媒を前記本体容器の内部空間に導く導入管(21b、22b、23b)と、
前記本体容器で分離した冷凍機油を前記高段側圧縮部(22、23、24)の吸入側に導くために前記本体容器の前記内部空間の下方から外部へ伸び出している下方油戻し管(31b、32b、33b)と、
冷媒を前記高段側圧縮部(22、23、24)の吸入側に導くために前記本体容器の前記内部空間であって前記下方油戻し管の上端よりも上方の位置から外部へ伸び出している流出管(21c、22c、23c)と、
前記本体容器の前記内部空間における前記下方油戻し管の上端より上方であって前記流出管の下端よりも下方の高さ位置から伸びており、前記流出管に合流している上方油戻し管(31d、32d、33d)と、
を有している、
冷凍装置(1)。 Low-stage compression section (21, 22, 23),
A high-stage compression section (22, 23, 24) for further compressing the refrigerant compressed by the low-stage compression section,
A radiator (44) for dissipating the heat of the refrigerant,
A decompression unit (70), and evaporators (12a, 13a) for evaporating the refrigerant,
A refrigerant circuit configured by being connected,
Refrigerating machine oil that is disposed between the discharge side of the low-stage compression section (21, 22, 23) and the suction side of the high-stage compression section (22, 23, 24) and that is accompanied by the passing refrigerant. A separable intermediate oil separator (31, 32, 33);
With
The intermediate oil separator is
A body container (31a, 32a, 33a);
An introduction pipe (21b, 22b, 23b) for guiding the refrigerant discharged from the low-stage compression section to the internal space of the main body container;
A lower oil return pipe extending from the lower side of the inner space of the main body container to the outside in order to guide the refrigerating machine oil separated in the main body container to the suction side of the higher stage compression section (22, 23, 24). 31b, 32b, 33b),
In order to guide the refrigerant to the suction side of the high-stage compression section (22, 23, 24), it extends to the outside from a position in the internal space of the main body container and above the upper end of the lower oil return pipe. Outlet pipes (21c, 22c, 23c),
An upper oil return pipe extending from a height above the upper end of the lower oil return pipe in the internal space of the main body container and below the lower end of the outflow pipe and joining the outflow pipe ( 31d, 32d, 33d)
have,
Refrigeration equipment (1).
請求項1に記載の冷凍装置。 The inner diameter of the outflow pipe is larger than the inner diameter of the upper oil return pipe,
The refrigeration apparatus according to claim 1.
前記切換弁は、前記低段側圧縮部から吐出された冷媒を前記中間油分離器と前記中間冷却器とを介して前記高段側圧縮部の吸入側に導く冷房運転と、前記低段側圧縮部から吐出された冷媒を前記中間油分離器を介しつつ前記中間冷却器を介さずに前記高段側圧縮部の吸入側に導く暖房運転と、を切り換えて前記冷媒回路に実行させることが可能である、
請求項1または2に記載の冷凍装置。 The refrigerant circuit further includes an intermediate cooler (41, 42, 43) for dissipating heat of the refrigerant, and a switching valve (26, 27, 28),
The switching valve includes a cooling operation for guiding the refrigerant discharged from the low-stage compression unit to the suction side of the high-stage compression unit via the intermediate oil separator and the intermediate cooler; and the low-stage side The refrigerant circuit is switched between a heating operation in which the refrigerant discharged from the compression section is guided to the suction side of the high-stage compression section without passing through the intermediate cooler while passing through the intermediate oil separator. Is possible,
The refrigeration apparatus according to claim 1 or 2.
前記流路抵抗体による冷媒の通過抵抗は、前記流出管から前記高段側圧縮部(22、23、24)の吸入側までの冷媒の通過抵抗より大きい、
請求項3に記載の冷凍装置。 The lower oil return pipe extends from the lower side of the internal space of the main body container to the outside, and is then connected to the suction side of the higher stage compression unit via a flow path resistor (31c, 32c, 33c). And
The passage resistance of the refrigerant by the flow path resistor is larger than the passage resistance of the refrigerant from the outflow pipe to the suction side of the higher stage compression section (22, 23, 24).
The refrigeration apparatus according to claim 3.
前記高段油分離器は、前記中間油分離器の前記上方油戻し管に対応する構造を有していない、
請求項1から4のいずれか1項に記載の冷凍装置。 A high-stage oil separator (34) provided on the discharge side of the high-stage compression section and capable of separating the refrigerating machine oil accompanying the passing refrigerant;
The high stage oil separator does not have a structure corresponding to the upper oil return pipe of the intermediate oil separator.
The refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 4.
前記第1低段側圧縮部の吐出側と前記第2低段側圧縮部の吸入側との間に配置され、通過する冷媒に同伴される冷凍機油を分離可能な下段油分離器(31、32)をさらに備え、
前記下段油分離器は、
下段本体容器(31a、32a)と、
前記第1低段側圧縮部から吐出された冷媒を前記下段本体容器の内部空間に導く下段導入管(21b、22b)と、
前記下段本体容器で分離した冷凍機油を前記第2低段側圧縮部の吸入側に導くために前記下段本体容器の前記内部空間の下方から外部へ伸び出している下段下方油戻し管(31b、32b)と、
冷媒を前記第2低段側圧縮部の吸入側に導くために前記下段本体容器の前記内部空間であって前記下段下方油戻し管の上端よりも上方の位置から外部へ伸び出している下段流出管(21c、22c)と、
前記下段本体容器の前記内部空間における前記下段下方油戻し管の上端より上方であって前記下段流出管の下端よりも下方の高さ位置から伸びており、前記下段流出管に合流している下段上方油戻し管(31d、32d)と、
を有している、
請求項1から5のいずれか1項に記載の冷凍装置。 The low stage compression section (21, 22, 23) further compresses the refrigerant compressed by the first low stage compression section (21, 22) and the first low stage compression section. A second low-stage compression section (22, 23),
A lower oil separator (31, disposed between a discharge side of the first low-stage compression unit and a suction side of the second low-stage compression unit and capable of separating the refrigerating machine oil accompanying the passing refrigerant. 32),
The lower oil separator is
Lower body containers (31a, 32a);
Lower introduction pipes (21b, 22b) for guiding the refrigerant discharged from the first lower stage compression section to the internal space of the lower body container;
A lower lower oil return pipe (31b, extending from the lower side of the inner space of the lower main body container to the outside in order to guide the refrigerating machine oil separated in the lower main body container to the suction side of the second lower stage compression section 32b)
In order to guide the refrigerant to the suction side of the second lower stage compression section, the lower stage outflow extends from the position above the upper end of the lower lower oil return pipe in the inner space of the lower body container to the outside. Tubes (21c, 22c);
A lower stage extending from a height above the upper end of the lower lower oil return pipe in the internal space of the lower main body container and below the lower end of the lower outlet pipe, and joined to the lower outlet pipe Upper oil return pipes (31d, 32d);
have,
The refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 5.
請求項1から6のいずれか1項に記載の冷凍装置。 The high-stage compression unit and the low-stage compression unit have a common drive source.
The refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 6.
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