JP2019128061A - Controller, condensing unit, refrigeration device and control method - Google Patents

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村上 健一
Kenichi Murakami
健一 村上
章夫 川西
Akio Kawanishi
章夫 川西
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Abstract

To provide a controller capable of preventing excessive capacity of a refrigerant circuit in oil return operation.SOLUTION: A controller 30 is configured to, in oil return operation in which the rotational frequencies of compressors 11, 12 which a refrigerant circuit comprises are increased to return to the compressors 11, 12 refrigeration oil discharged together with refrigerant from the compressors 11, 12, perform control of returning part of the discharged refrigerant to the compressors 11, 12 so as not to circulate through the refrigerant circuit, according to change of the capacity of the refrigerant circuit due to increase of the rotational frequencies of the compressors 11, 12. Further, in the oil return operation, the controller is configured to perform control to open valves SVHG1, 2 provided in a hot gas bypass connecting between the discharge side and suction side of the compressors 11, 12 with the rotational frequencies increased.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、制御装置、コンデンシングユニット、冷凍装置、及び制御方法に関する。   The present invention relates to a control device, a condensing unit, a refrigeration device, and a control method.

コンデンシングユニットの圧縮機には、潤滑のため冷凍機油が封入されている。この冷凍機油は、冷媒とともに圧縮機から吐出され、オイルセパレータによって捕捉されると、冷媒と分離され圧縮機へ回収される。圧縮機へ回収される冷凍機油の量が足りなくなると、圧縮機に焼き付き等の不具合が生じるため適切な量の冷凍機油が回収されるよう冷凍機油の戻し運転を行う必要がある。油戻し運転は、例えば、圧縮機の回転数を上げることによって行われる(例えば、特許文献1)。   Refrigerating machine oil is enclosed in the compressor of the condensing unit for lubrication. The refrigeration oil is discharged from the compressor together with the refrigerant, and when it is captured by the oil separator, it is separated from the refrigerant and recovered to the compressor. When the amount of refrigerating machine oil recovered to the compressor is insufficient, problems such as seizure of the compressor occur, and it is necessary to perform a refrigerating machine oil return operation so that an appropriate amount of refrigerating machine oil is recovered. The oil return operation is performed, for example, by increasing the rotation speed of the compressor (for example, Patent Document 1).

特開2008−107060号公報JP 2008-107060 A

ところで、油戻し運転で、圧縮機の回転数を上昇させると、それだけ多くの冷媒が循環することになり、例えば、コンデンシングユニットにおいては冷却能力が過多となることがある。すると、冷媒回路で計測される温度や圧力などの値が、運転上の許容範囲閾値を超えてしまい、運転停止に至るなどの不都合が生じる可能性がある。   By the way, if the number of revolutions of the compressor is increased in the oil return operation, more refrigerant will be circulated, and for example, in the condensing unit, the cooling capacity may become excessive. Then, values such as temperature and pressure measured by the refrigerant circuit may exceed the operation allowable threshold value, which may cause inconveniences such as an operation stop.

そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできる制御装置、コンデンシングユニット、冷凍装置、及び制御方法を提供することを目的としている。   Then, this invention aims at providing the control apparatus, condensing unit, freezing apparatus, and control method which can solve the above-mentioned subject.

本発明の一態様は、冷媒回路が備える圧縮機の回転数を上昇させることによって、前記圧縮機から冷媒とともに吐出された冷凍機油を前記圧縮機に戻す油戻し運転において、当該圧縮機の回転数の上昇による前記冷媒回路の能力の変化に応じて、前記吐出された冷媒の一部を前記冷媒回路を循環させずに前記圧縮機へ戻す制御を行う制御装置である。   According to one aspect of the present invention, in the oil return operation for returning the refrigeration oil discharged together with the refrigerant from the compressor to the compressor by increasing the rotation speed of the compressor included in the refrigerant circuit, the rotation speed of the compressor The control device performs control to return a part of the discharged refrigerant to the compressor without circulating through the refrigerant circuit in accordance with a change in the capacity of the refrigerant circuit due to an increase in the pressure.

本発明の一態様における前記制御装置は、前記油戻し運転において、回転数を上昇させた前記圧縮機の吐出側と吸入側とを接続するホットガスバイパスに設けられた弁を開に制御する。   The control device according to one aspect of the present invention controls, in the oil return operation, a valve provided in a hot gas bypass that connects the discharge side and the suction side of the compressor whose rotational speed has been increased to open.

本発明の一態様における前記制御装置は、前記油戻し運転において、前記圧縮機の吸入側の圧力が所定の閾値以下となると、前記ホットガスバイパスに設けられた弁を開に制御する。   The control device according to one aspect of the present invention controls, in the oil return operation, the valve provided in the hot gas bypass to be open when the pressure on the suction side of the compressor becomes equal to or less than a predetermined threshold.

本発明の一態様における前記制御装置は、前記油戻し運転において、前記圧縮機の吸入側の圧力が所定の範囲の圧力となるよう前記ホットガスバイパスに設けられた弁の開閉を制御する。   The control device according to one aspect of the present invention controls the opening and closing of a valve provided in the hot gas bypass so that the pressure on the suction side of the compressor becomes a pressure within a predetermined range in the oil return operation.

本発明の一態様は、圧縮機の吐出側と吸入側とを接続するホットガスバイパスと、前記ホットガスバイパスを流れる前記冷媒の流量を制御する弁と、上記の何れかに記載の制御装置と、を備えるコンデンシングユニットである。   One aspect of the present invention includes a hot gas bypass that connects a discharge side and a suction side of a compressor, a valve that controls a flow rate of the refrigerant that flows through the hot gas bypass, and the control device according to any one of the above. , A condensing unit.

本発明の一態様は、上記のコンデンシングユニットと、利用側熱交換器を有するショーケースと、を備える冷凍装置である。   One aspect of the present invention is a refrigeration system including the condensing unit described above and a showcase having a use side heat exchanger.

本発明の一態様は、冷媒回路が備える圧縮機の回転数を上昇させることによって、前記圧縮機から冷媒とともに吐出された冷凍機油を前記圧縮機に戻す油戻し運転において、当該圧縮機の回転数の上昇による前記熱源機の能力の変化に応じて、前記吐出された冷媒の一部を、前記冷媒回路を循環させずに前記圧縮機へ戻す制御を行う制御方法である。   According to one aspect of the present invention, in the oil return operation for returning the refrigeration oil discharged together with the refrigerant from the compressor to the compressor by increasing the rotation speed of the compressor included in the refrigerant circuit, the rotation speed of the compressor This is a control method for performing control to return a part of the discharged refrigerant to the compressor without circulating the refrigerant circuit in accordance with a change in the capacity of the heat source device due to the rise in the temperature.

本発明によれば、油戻し運転中の冷媒循環量の過度な増加を抑え、冷媒回路を安定した運転状態に制御することができる。   According to the present invention, it is possible to suppress an excessive increase in the refrigerant circulation amount during the oil return operation, and to control the refrigerant circuit to a stable operating state.

本発明の一実施形態における冷媒回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the refrigerant circuit in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における制御装置のブロック図である。It is a block diagram of a control device in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態における油戻し運転時の制御について説明する図である。It is a figure explaining control at the time of oil return operation in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態における油戻し運転時の制御の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the control at the time of the oil return driving | operation in one Embodiment of this invention.

<実施形態>
以下、本発明の一実施形態における油戻し運転について、図1〜図4を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態における冷媒回路の一例を示す図である。
図1にコンデンシングユニット1とショーケース2を含む冷凍装置100を示す。コンデンシングユニット1は、圧縮機11,12と、アキュムレータ3と、オイルセパレータ61,62と、ガスクーラ51,52と、オイルポット71,72と、中圧レシーバ9と、過冷却コイル10と、制御装置30とを主に備えている。ショーケース2は、膨張弁81、利用側熱交換器(蒸発器)80を備えている。本実施形態の冷媒回路は、圧縮機11,12、ガスクーラ51,52、膨張弁81、利用側熱交換器80、それらを接続する配管などを含んで構成される。
Embodiment
Hereinafter, the oil return operation in an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 1 is a view showing an example of a refrigerant circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 1 shows a refrigeration system 100 including a condensing unit 1 and a showcase 2. The condensing unit 1 controls the compressors 11 and 12, the accumulators 3, the oil separators 61 and 62, the gas coolers 51 and 52, the oil pots 71 and 72, the medium pressure receiver 9, and the supercooling coil 10. The apparatus 30 is mainly provided. The showcase 2 includes an expansion valve 81 and a utilization side heat exchanger (evaporator) 80. The refrigerant circuit of the present embodiment includes compressors 11 and 12, gas coolers 51 and 52, an expansion valve 81, a use-side heat exchanger 80, piping that connects them, and the like.

圧縮機11,12は、冷媒を圧縮し、圧縮した高圧冷媒を冷媒回路に供給する。圧縮機11は、1段目の第一段圧縮部11aと、2段目の第二段圧縮部11bと、を有する2段圧縮機である。圧縮機12は、1段目の第一段圧縮部12aと、2段目の第二段圧縮部12bと、を有する2段圧縮機である。コンデンシングユニット1において、圧縮機11と圧縮機12は、並列に設けられている。また、後述するように圧縮機11と圧縮機12は、オイルポット71、オイルポット72、均油管73を介して冷凍機油が移動可能なように互いに接続されている。本実施形態の冷媒には、例えば、COが用いられる。CO冷媒は、高圧と低圧の圧力差が大きく、圧縮機効率の向上のため二段圧縮構造が採用されている。また、性能・効率向上のため、圧縮機11,12の第二段圧縮部11b,12bに、中間圧力(中圧)の冷媒を供給するガスインジェクション機構(後述)が採用されている。圧縮機11の吐出側には、温度センサTho−D1が設けられ、圧縮機12の吐出側には、温度センサTho−D2が設けられる。 The compressors 11 and 12 compress the refrigerant and supply the compressed high-pressure refrigerant to the refrigerant circuit. The compressor 11 is a two-stage compressor having a first-stage first-stage compression section 11a and a second-stage second-stage compression section 11b. The compressor 12 is a two-stage compressor having a first-stage first-stage compression section 12a and a second-stage second-stage compression section 12b. In the condensing unit 1, the compressor 11 and the compressor 12 are provided in parallel. As will be described later, the compressor 11 and the compressor 12 are connected to each other through the oil pot 71, the oil pot 72, and the oil equalizing pipe 73 so that the refrigeration oil can move. For example, CO 2 is used as the refrigerant of the present embodiment. The CO 2 refrigerant has a large pressure difference between the high pressure and the low pressure, and a two-stage compression structure is adopted to improve the compressor efficiency. Further, in order to improve the performance and efficiency, a gas injection mechanism (described later) for supplying a refrigerant at an intermediate pressure (intermediate pressure) is employed in the second stage compression sections 11b and 12b of the compressors 11 and 12. On the discharge side of the compressor 11, a temperature sensor Th-D1 is provided, and on the discharge side of the compressor 12, a temperature sensor Th-D2 is provided.

圧縮機11の吐出側の吐出管MP01には、ホットガスバイパス管BP11が接続される。ホットガスバイパス管BP11には、ストレーナ131、電磁弁SVHG1、キャピラリチューブ141が設けられ、負荷側から戻った冷媒の流路である戻り配管MP13に接続される。これらホットガスバイパス管BP11、ストレーナ131、電磁弁SVHG1、キャピラリチューブ141を含む流路をホットガスバイパスと呼ぶ。ホットガスバイパスにおける冷媒の流れは、電磁弁SVHG1の開閉により制御される。つまり、制御装置30が電磁弁SVHG1を開くと、圧縮機11の吐出側と吸入側が連通し、冷媒がホットガスバイパスを流れる。同様に圧縮機12の吐出側の吐出管MP02には、ホットガスバイパス管BP12が接続される。ホットガスバイパス管BP12には、ストレーナ132、電磁弁SVHG2、キャピラリチューブ142が設けられホットガスバイパスを構成し、戻り配管MP13に接続される。圧縮機12側のホットガスバイパスにおける冷媒の流れも圧縮機11側と同様に、電磁弁SVHG2の開閉により制御される。電磁弁SVHG1,SVHG2は、例えば、圧縮機11,12の起動前にそれらの吸入側と吐出側を均圧にするために開とされ、起動後には閉とされることが多い。従ってコンデンシングユニット1の運転中は、圧縮機11,12が吐出した冷媒は、ホットガスバイパスを流れずに吐出管MP01,MP02を流れる。   A hot gas bypass pipe BP11 is connected to the discharge pipe MP01 on the discharge side of the compressor 11. The hot gas bypass pipe BP11 is provided with a strainer 131, a solenoid valve SVHG1, and a capillary tube 141, and is connected to a return pipe MP13 which is a refrigerant flow path returning from the load side. A flow path including the hot gas bypass pipe BP11, the strainer 131, the solenoid valve SVHG1 and the capillary tube 141 is called a hot gas bypass. The flow of the refrigerant in the hot gas bypass is controlled by opening and closing the solenoid valve SVHG1. That is, when the control device 30 opens the solenoid valve SVHG1, the discharge side and the suction side of the compressor 11 communicate with each other, and the refrigerant flows through the hot gas bypass. Similarly, a hot gas bypass pipe BP12 is connected to the discharge pipe MP02 on the discharge side of the compressor 12. A strainer 132, a solenoid valve SVHG2, and a capillary tube 142 are provided in the hot gas bypass pipe BP12 to form a hot gas bypass, which is connected to the return pipe MP13. The flow of the refrigerant in the hot gas bypass on the side of the compressor 12 is also controlled by the opening and closing of the solenoid valve SVHG 2 as on the side of the compressor 11. The electromagnetic valves SVHG1 and SVHG2 are often opened, for example, before the compressors 11 and 12 are started to equalize their suction side and discharge side, and are often closed after the start. Therefore, during operation of the condensing unit 1, the refrigerant discharged from the compressors 11 and 12 flows through the discharge pipes MP01 and MP02 without flowing through the hot gas bypass.

吐出管MP01を流れる冷媒は、オイルセパレータ61へ供給される。オイルセパレータ61では、冷媒と冷媒に溶け込んだ冷凍機油とが分離され、冷媒は、逆止弁CV1を経由してガス管MP10へと流れる。また、オイルセパレータ61の底部とオイルポット71の側面は、油戻し管RP11で連通している。オイルセパレータ61で分離された冷凍機油は、油戻し管RP11を通ってオイルポット71へ戻される。油戻し管RP11にはストレーナ121が設けられ、ストレーナ121の下流側で油戻し管RP11は2つの流路に分かれる。一方の流路の配管には、キャピラリチューブ151と電磁弁SV−OIL1が設けられ、他方の流路の配管には、キャピラリチューブ161が設けられる。オイルポット71へ戻される冷凍機油の量は、電磁弁SV−OIL1の開閉により調整される。   The refrigerant flowing through the discharge pipe MP01 is supplied to the oil separator 61. In the oil separator 61, the refrigerant and the refrigerating machine oil dissolved in the refrigerant are separated, and the refrigerant flows to the gas pipe MP10 via the check valve CV1. The bottom of the oil separator 61 and the side surface of the oil pot 71 are communicated with each other via an oil return pipe RP11. The refrigerating machine oil separated by the oil separator 61 is returned to the oil pot 71 through the oil return pipe RP11. The oil return pipe RP11 is provided with a strainer 121, and at the downstream side of the strainer 121, the oil return pipe RP11 is divided into two flow paths. The capillary tube 151 and the solenoid valve SV-OIL 1 are provided in the piping of one flow passage, and the capillary tube 161 is provided in the piping of the other flow passage. The amount of refrigerating machine oil returned to the oil pot 71 is adjusted by opening and closing the solenoid valve SV-OIL1.

また、オイルポット71の上部と圧縮機11の第一段圧縮部11aの吐出側とは配管により連通されている。油戻し管RP11から流入する冷凍機油とは別に、圧縮機11の動作中、冷凍機油は、第一段圧縮部11aの吐出側の連通管からもオイルポット71に流入する。また、オイルポット71の底部は、配管により圧縮機11の底部と連通している。オイルポット71の下方に溜った冷凍機油は、底部の配管を通じて圧縮機11に戻される。   Moreover, the upper part of the oil pot 71 and the discharge side of the first stage compression part 11a of the compressor 11 are connected by piping. Apart from the refrigerating machine oil flowing in from the oil return pipe RP11, during the operation of the compressor 11, the refrigerating machine oil also flows into the oil pot 71 from the discharge side communication pipe of the first stage compression unit 11a. Further, the bottom of the oil pot 71 communicates with the bottom of the compressor 11 through a pipe. The refrigerating machine oil accumulated below the oil pot 71 is returned to the compressor 11 through the piping at the bottom.

また、オイルポット71には、レベルスイッチ71aが設けられる。レベルスイッチ71aは、オイルポット71内の油面の高さを検出する。レベルスイッチ71aは、油面が所定の高さまで低下すると、油面の低下を示す信号を制御装置30に出力する。   The oil pot 71 is provided with a level switch 71a. The level switch 71a detects the height of the oil level in the oil pot 71. When the oil level is lowered to a predetermined height, the level switch 71a outputs a signal indicating the drop in the oil level to the control device 30.

圧縮機12側の構成も同様である。圧縮機12が吐出した冷媒は、吐出管MP02を通ってオイルセパレータ62へ至り、オイルセパレータ62で分離された冷媒は、逆止弁CV2を経由してガス管MP10へと流れる。分離された冷凍機油は、油戻し管RP12に設けられたストレーナ122、キャピラリチューブ152、キャピラリチューブ162、弁SV−OIL2を通過してオイルポット72に戻される。また、冷凍機油は、圧縮機12の第二段圧縮部12bの吐出側からオイルポット72に流入する。オイルポット72に供給された冷凍機油は、底部の配管を通じて圧縮機12に戻される。また、オイルポット72に設けられたレベルスイッチ72aは、オイルポット72における油面の低下を検出すると、油面の低下を制御装置30に通知する。   The configuration on the compressor 12 side is the same. The refrigerant discharged by the compressor 12 passes through the discharge pipe MP02 to reach the oil separator 62, and the refrigerant separated by the oil separator 62 flows to the gas pipe MP10 via the check valve CV2. The separated refrigeration oil passes through the strainer 122, the capillary tube 152, the capillary tube 162, and the valve SV-OIL2 provided in the oil return pipe RP12, and is returned to the oil pot 72. Further, the refrigerating machine oil flows into the oil pot 72 from the discharge side of the second stage compression unit 12 b of the compressor 12. The refrigerating machine oil supplied to the oil pot 72 is returned to the compressor 12 through the piping at the bottom. In addition, when the level switch 72a provided in the oil pot 72 detects a drop in oil level in the oil pot 72, the level switch 72a notifies the control device 30 of the drop in oil level.

また、オイルポット71とオイルポット72は、均油管73を介して接続されている。均油管73は、各オイルポット71,72に貯留される油量の偏りをなくすために設けられる。均油管73の一方の端は、オイルポット71の側面のレベルスイッチ71aが設けられた高さ(油面の低下を検出する高さ)より高く、油戻し管RP11の接続位置より低い位置に接続され、他の端は、オイルポット72の側面のレベルスイッチ72aが設けられた高さより高く、油戻し管RP21の接続位置より低い位置に接続されている。   The oil pot 71 and the oil pot 72 are connected via an oil equalizing pipe 73. The oil equalizing pipe 73 is provided in order to eliminate unevenness in the amount of oil stored in the oil pots 71 and 72. One end of the oil equalizing pipe 73 is higher than the height at which the level switch 71a on the side of the oil pot 71 is provided (the height for detecting a drop in the oil level) and is connected to a position lower than the connection position of the oil return pipe RP11. The other end is connected to a position higher than the height at which the level switch 72a on the side surface of the oil pot 72 is provided and lower than the connection position of the oil return pipe RP21.

圧縮機11,12によって吐出された高温高圧の冷媒は、ガス管MP10を通って、並列に設けられたガスクーラ51,52に供給される。ガスクーラ51,52に供給された冷媒は、ファン41,42によって送り込まれる空気との熱交換により凝縮される。CO冷媒の場合は冷却される。ガス管MP10におけるガスクーラ51,52の上流側には、温度センサTho−G1と高圧計測用の圧力センサPSHが設けられる。 The high-temperature and high-pressure refrigerant discharged by the compressors 11 and 12 is supplied to the gas coolers 51 and 52 provided in parallel through the gas pipe MP10. The refrigerant supplied to the gas coolers 51 and 52 is condensed by heat exchange with the air sent by the fans 41 and 42. In the case of CO 2 refrigerant, it is cooled. On the upstream side of the gas coolers 51 and 52 in the gas pipe MP10, a temperature sensor Th-G1 and a pressure sensor PSH for high pressure measurement are provided.

ガスクーラ51,52で冷却あるいは凝縮された冷媒は、気液2相管MP11に設けられたストレーナ111を通過して、中圧レシーバ9の入口側に設けられた膨張弁EEVGによって、CO冷媒の場合は、例えば6Mpa程度の中圧に降圧されて中圧レシーバ9へ供給される。気液2相管MP11におけるガスクーラ51,52の下流側には温度センサTho−G2が設けられ、中圧レシーバ9の入口側には温度センサTho−Mが設けられる。 Cooling or condensed refrigerant in the gas cooler 51 passes through a strainer 111 provided in the gas-liquid two Icahn MP11, by the expansion valve EEVG provided on the inlet side of the intermediate-pressure receiver 9, the CO 2 refrigerant In this case, the pressure is reduced to, for example, about 6 MPa and supplied to the medium pressure receiver 9. A temperature sensor Tho-G2 is provided downstream of the gas coolers 51 and 52 in the gas-liquid two-phase pipe MP11, and a temperature sensor Tho-M is provided on the inlet side of the intermediate pressure receiver 9.

また、気液2相管MP11における膨張弁EEVGの上流側では、冷却後あるいは凝縮後の冷媒を、圧縮機11,12へ戻す液バイパス管BP21,22が接続されている。液バイパス管BP21には、膨張弁EEV−LB1が設けられ、制御装置30は、膨張弁EEV−LB1の開度を制御することにより、液バイパス管BP21へ流入する冷媒量を調整する。同様に液バイパス管BP22には、膨張弁EEV−LB2が設けられ、制御装置30は、膨張弁EEV−LB2の開度を制御することにより、液バイパス管BP22へ流入する冷媒量を調整する。液バイパス管BP21は、後述するインジェクション管IP11と接続し、液バイパス管BP22はインジェクション管IP12と接続する。膨張弁EEV−LB1は、圧縮機11の吐出側の温度が所定の温度以上となったときに制御装置30により開とされる。膨張弁EEV−LB1が開くことにより、ガスクーラ51,52で熱交換を行って圧縮機11の吐出側よりも低温となった冷媒が、液バイパス管BP21およびインジェクション管IP11を通して圧縮機11の中圧部(第二段圧縮部11bの吸入側)へと供給され、圧縮機11の吐出側における過度な温度上昇を抑制する。膨張弁EEV−LB2、液バイパス管BP22についても同様である。   Further, on the upstream side of the expansion valve EEVG in the gas-liquid two-phase pipe MP11, liquid bypass pipes BP21 and 22 for returning the cooled or condensed refrigerant to the compressors 11 and 12 are connected. The liquid bypass pipe BP21 is provided with an expansion valve EEV-LB1, and the control device 30 adjusts the amount of refrigerant flowing into the liquid bypass pipe BP21 by controlling the opening degree of the expansion valve EEV-LB1. Similarly, the liquid bypass pipe BP22 is provided with an expansion valve EEV-LB2, and the control device 30 adjusts the amount of refrigerant flowing into the liquid bypass pipe BP22 by controlling the opening degree of the expansion valve EEV-LB2. The liquid bypass pipe BP21 is connected to an injection pipe IP11 described later, and the liquid bypass pipe BP22 is connected to the injection pipe IP12. The expansion valve EEV-LB1 is opened by the control device 30 when the temperature on the discharge side of the compressor 11 becomes equal to or higher than a predetermined temperature. When the expansion valve EEV-LB1 is opened, the refrigerants which perform heat exchange with the gas coolers 51 and 52 and become lower temperature than the discharge side of the compressor 11 are medium pressure of the compressor 11 through the liquid bypass pipe BP21 and the injection pipe IP11. Part (the suction side of the second-stage compression unit 11b) and suppresses an excessive temperature rise on the discharge side of the compressor 11. The same applies to the expansion valve EEV-LB2 and the liquid bypass pipe BP22.

中圧レシーバ9は、膨張弁EEVGで膨張された気液二相状態の冷媒を、気相の冷媒であるガス冷媒と液相の冷媒である液冷媒とに分離する。中圧レシーバ9には、液冷媒の液面が上限に達したかどうかを検出する中圧レシーバレベルスイッチ9aが設けられている。中圧レシーバ9の上部にはインジェクション管IP10が接続され、ガス冷媒を送出する。インジェクション管IP10には圧力センサPSM1が設けられる。インジェクション管IP10によって送出されたガス冷媒は、2つの流路(インジェクション管IP11,12)に分岐される。インジェクション管IP11には、膨張弁EEV−INJ1が設けられ、制御装置30は、膨張弁EEV−INJ1の開度を制御することにより、インジェクション管IP11へ流入する冷媒の圧力を制御する。膨張弁EEV−INJ1の圧縮機11側には逆止弁CV3が設けられ、インジェクション管IP11へ流入した中圧のガス冷媒は、圧縮機11の中圧部に供給される。インジェクション管IP11から供給された中圧のガス冷媒は、第二段圧縮部11bによって再圧縮される。これにより、冷凍サイクルのCOP(Coefficient Of Performance)を向上させることができる(ガスインジェクション機構)。インジェクション管IP11における圧縮機11との接続部の手前側には、温度センサTho−INJ1、圧力センサPSM21が設けられる。   The intermediate pressure receiver 9 separates the gas-liquid two-phase refrigerant expanded by the expansion valve EEVG into a gas refrigerant that is a gas-phase refrigerant and a liquid refrigerant that is a liquid-phase refrigerant. The medium pressure receiver 9 is provided with a medium pressure receiver level switch 9a that detects whether the liquid level of the liquid refrigerant has reached the upper limit. An injection pipe IP10 is connected to the upper part of the intermediate pressure receiver 9, and gas refrigerant is sent out. The injection pipe IP10 is provided with a pressure sensor PSM1. The gas refrigerant sent out by the injection pipe IP10 is branched into two flow paths (injection pipes IP11 and 12). An expansion valve EEV-INJ1 is provided in the injection pipe IP11, and the control device 30 controls the pressure of the refrigerant flowing into the injection pipe IP11 by controlling the opening degree of the expansion valve EEV-INJ1. A check valve CV3 is provided on the compressor 11 side of the expansion valve EEV-INJ1, and the medium-pressure gas refrigerant flowing into the injection pipe IP11 is supplied to the intermediate pressure portion of the compressor 11. The medium-pressure gas refrigerant supplied from the injection pipe IP11 is recompressed by the second-stage compression unit 11b. Thereby, COP (Coefficient Of Performance) of a refrigerating cycle can be improved (gas injection mechanism). A temperature sensor Tho-INJ1 and a pressure sensor PSM21 are provided on the front side of the connection portion of the injection pipe IP11 with the compressor 11.

インジェクション管IP12には、膨張弁EEV−INJ2、逆止弁CV4が設けられ、制御装置30は、膨張弁EEV−INJ2の開度を制御することにより、インジェクション管IP12へ流入する冷媒の圧力を制御する。インジェクション管IP12へ流入した中圧のガス冷媒は、圧縮機12の中圧部に供給されて再圧縮される。インジェクション管IP12における圧縮機12との接続部の手前側には、温度センサTho−INJ2、圧力センサPSM22が設けられる。   The injection pipe IP12 is provided with an expansion valve EEV-INJ2 and a check valve CV4, and the control device 30 controls the pressure of the refrigerant flowing into the injection pipe IP12 by controlling the opening degree of the expansion valve EEV-INJ2. To do. The medium-pressure gas refrigerant flowing into the injection pipe IP12 is supplied to the intermediate-pressure portion of the compressor 12 and recompressed. A temperature sensor Tho-INJ2 and a pressure sensor PSM22 are provided on the front side of the connection portion of the injection pipe IP12 with the compressor 12.

一方、中圧レシーバ9内で分離された液冷媒は、液管MP12を流れ、ストレーナ14を通過して、過冷却コイル10で冷却される。過冷却コイル10の上流側では、液管MP12に過冷却管MP12Aが接続され、中圧レシーバ9から流出した液冷媒の一部は、過冷却管MP12Aに分岐する。分岐した液冷媒は、過冷却コイル用の膨張弁EEVSCにより減圧されて低温となり、過冷却コイル10において、液管MP12を流れる液冷媒(負荷側へ供給される冷媒)を冷却する。過冷却管MP12Aに分岐した冷媒は、過冷却コイル10を通過するとアキュムレータ3へと流れる。過冷却管MP12Aには、温度センサTho−SCが設けられる。   On the other hand, the liquid refrigerant separated in the medium pressure receiver 9 flows through the liquid pipe MP 12, passes through the strainer 14, and is cooled by the supercooling coil 10. On the upstream side of the supercooling coil 10, the supercooling pipe MP12A is connected to the liquid pipe MP12, and a part of the liquid refrigerant flowing out from the intermediate pressure receiver 9 branches to the supercooling pipe MP12A. The branched liquid refrigerant is decompressed by the expansion valve EEVSC for the subcooling coil and becomes low temperature, and the subcooling coil 10 cools the liquid refrigerant flowing through the liquid pipe MP12 (the refrigerant supplied to the load side). The refrigerant branched into the supercooling pipe MP12A flows to the accumulator 3 after passing through the supercooling coil 10. The supercooling pipe MP12A is provided with a temperature sensor Th-SC.

液管MP12を流れる冷媒は、過冷却コイル10で冷却された後、コンデンシングユニット1から流れ出て、接続配管82を通じて外部の負荷(ショーケース2)に供給される。ショーケース2は、膨張弁81、利用側熱交換器80を備える。コンデンシングユニット1から供給された冷媒は、膨張弁81で減圧され、利用側熱交換器80において熱交換を行い、対象物を冷却する。熱交換後の冷媒は、接続配管83を通じてコンデンシングユニット1へ戻る。コンデンシングユニット1では、負荷側から戻った冷媒は、戻り配管MP13を通じてアキュムレータ3へと流れる。戻り配管MP13におけるアキュムレータ3の手前側には、温度センサTho−S、低圧計測用の圧力センサPSLが設けられている。   The refrigerant flowing through the liquid pipe MP12 is cooled by the subcooling coil 10, and then flows out from the condensing unit 1 and is supplied to the external load (showcase 2) through the connection pipe 82. The showcase 2 includes an expansion valve 81 and a use side heat exchanger 80. The refrigerant supplied from the condensing unit 1 is decompressed by the expansion valve 81, and heat exchange is performed in the use side heat exchanger 80 to cool the object. The refrigerant after the heat exchange returns to the condensing unit 1 through the connection pipe 83. In the condensing unit 1, the refrigerant returned from the load side flows to the accumulator 3 through the return pipe MP13. A temperature sensor Tho-S and a pressure sensor PSL for low pressure measurement are provided on the front side of the accumulator 3 in the return pipe MP13.

アキュムレータ3は、圧縮機11,12に供給される冷媒の気液分離を行う。アキュムレータ3で分離されたガス冷媒の一部は、吸入管MP14を通過して、圧縮機11に付設されたアキュムレータ21へ供給される。アキュムレータ21でさらに気相だけが抽出されたガス冷媒は、圧縮機11の第一段圧縮部11aの吸入側に供給される。同様にアキュムレータ3で分離されたガス冷媒の残りは、吸入管MP15を通過して、圧縮機12に付設されたアキュムレータ22へ供給され、圧縮機12の第一段圧縮部12aの吸入側に供給される。
また、コンデンシングユニット1には、外部の温度を計測する温度センサTho−Aが設けられる。
The accumulator 3 performs gas-liquid separation of the refrigerant supplied to the compressors 11 and 12. Part of the gas refrigerant separated by the accumulator 3 passes through the suction pipe MP14 and is supplied to the accumulator 21 attached to the compressor 11. The gas refrigerant from which only the gas phase has been extracted by the accumulator 21 is supplied to the suction side of the first stage compression unit 11 a of the compressor 11. Similarly, the remainder of the gas refrigerant separated by the accumulator 3 passes through the suction pipe MP15, is supplied to the accumulator 22 attached to the compressor 12, and is supplied to the suction side of the first stage compression section 12a of the compressor 12 Is done.
In addition, the condensing unit 1 is provided with a temperature sensor Tho-A that measures an external temperature.

制御装置30は、圧力センサPSL、温度センサTho−R等の各センサ、電磁弁EEVGなどの各種弁、圧縮機11,12等の機器と接続されており、各センサによる計測値を取得し、圧縮機11,12の回転数や膨張弁EEVG等の開閉を調整し、コンデンシングユニット1を運転する。例えば、制御装置30は、圧力センサPSLの計測する圧力を監視しながら、圧縮機11,12から冷媒とともに吐出された冷凍機油を回収するために油戻し運転を行う。次に制御装置30が備える油戻し運転の機能について図2を用いて説明する。   The control device 30 is connected to each sensor such as the pressure sensor PSL and the temperature sensor Th-R, various valves such as the electromagnetic valve EEVG, and devices such as the compressors 11 and 12, and obtains a measurement value by each sensor. The condensing unit 1 is operated by adjusting the rotation speed of the compressors 11 and 12 and the opening and closing of the expansion valve EEVG and the like. For example, the control device 30 performs an oil return operation in order to collect the refrigeration oil discharged together with the refrigerant from the compressors 11 and 12 while monitoring the pressure measured by the pressure sensor PSL. Next, the function of the oil return operation with which the control apparatus 30 is provided is demonstrated using FIG.

図2は、本発明の一実施形態における制御装置のブロック図である。
制御装置30は、例えばマイコン等のコンピュータ装置である。図示するように制御装置30は、センサ情報取得部31と、タイマ32と、記憶部33と、油戻し運転制御部34と、を備えている。なお、制御装置30は、コンデンシングユニット1に関して種々の制御を行うが、本明細書では油戻し運転以外の制御に関する機能の説明を省略する。
FIG. 2 is a block diagram of a control device in an embodiment of the present invention.
The control device 30 is, for example, a computer device such as a microcomputer. As illustrated, the control device 30 includes a sensor information acquisition unit 31, a timer 32, a storage unit 33, and an oil return operation control unit 34. In addition, although the control apparatus 30 performs various control regarding the condensing unit 1, description of the function regarding control other than an oil return driving | operation is abbreviate | omitted in this specification.

センサ情報取得部31は、各センサから計測値を取得する。例えば、センサ情報取得部31は、低圧計測用の圧力センサPSLから、圧縮機11,12の吸入側における冷媒圧力の計測値を取得する。圧力センサPSLが計測する圧力は、冷媒回路において、冷媒が低圧になったときの圧力である。
タイマ32は、時刻を計測する。
記憶部33は、センサ情報取得部31が取得した圧力の計測値や油戻し運転に必要なパラメータの値など種々の情報を記憶する。また、記憶部33は、制御装置30の機能を実現する各種プログラムを記憶する。
The sensor information acquisition unit 31 acquires measurement values from each sensor. For example, the sensor information acquisition unit 31 acquires the measured value of the refrigerant pressure on the suction side of the compressors 11 and 12 from the pressure sensor PSL for low pressure measurement. The pressure measured by the pressure sensor PSL is the pressure when the refrigerant becomes low pressure in the refrigerant circuit.
The timer 32 measures time.
The storage unit 33 stores various information such as a pressure measurement value acquired by the sensor information acquisition unit 31 and a parameter value necessary for the oil return operation. In addition, the storage unit 33 stores various programs that realize the functions of the control device 30.

油戻し運転制御部34は、油戻し運転を実行する。例えば、油戻し運転制御部34は、タイマ32が計測する時刻に基づいて、圧縮機11,12の運転時間が所定時間に到達すると油戻し運転を開始する。あるいは、油戻し運転制御部34は、圧縮機11,12から吐出された冷凍機油の量を計算し、計算した油量が所定の閾値以上となると油戻し運転を開始する。また、油戻し運転制御部34は、油戻し運転を開始して所定の時間が経過すると、油戻し運転を終了する。油戻し運転制御部34は、圧縮機制御部341と、低圧監視部342と、弁制御部343とを備えている。   The oil return operation control unit 34 executes the oil return operation. For example, the oil return operation control unit 34 starts the oil return operation when the operation time of the compressors 11, 12 reaches a predetermined time based on the time measured by the timer 32. Alternatively, the oil return operation control unit 34 calculates the amount of refrigeration oil discharged from the compressors 11 and 12, and starts the oil return operation when the calculated oil amount is equal to or more than a predetermined threshold value. Further, the oil return operation control unit 34 starts the oil return operation and ends the oil return operation when a predetermined time passes. The oil return operation control unit 34 includes a compressor control unit 341, a low pressure monitoring unit 342, and a valve control unit 343.

圧縮機制御部341は、油戻し運転中の圧縮機11,12の回転数を制御する。具体的には、例えば、圧縮機11について油戻し運転を行う場合であれば、圧縮機制御部341は、圧縮機11の回転数を上昇させ、冷媒の流速がフラッディング速度となるよう高速化する。冷媒の流速がフラッディング速度以上となると、冷媒回路の各配管に付着、滞留している冷凍機油を圧縮機11,12に戻すことができる。
低圧監視部342は、圧力センサPSLが計測した圧力(以下、低圧と記載)が、所定の目標値とどの程度乖離しているか、あるいは、低圧が所定の下限値に到達するかどうかを監視する。
The compressor control unit 341 controls the number of rotations of the compressors 11 and 12 during the oil return operation. Specifically, for example, in the case of performing the oil return operation for the compressor 11, the compressor control unit 341 increases the rotational speed of the compressor 11, and speeds up the flow rate of the refrigerant to become the flooding speed. . When the flow rate of the refrigerant becomes equal to or higher than the flooding speed, the refrigerating machine oil adhering to and staying in each pipe of the refrigerant circuit can be returned to the compressors 11 and 12.
The low pressure monitoring unit 342 monitors how far the pressure measured by the pressure sensor PSL (hereinafter referred to as low pressure) deviates from a predetermined target value or whether the low pressure reaches a predetermined lower limit value. .

弁制御部343は、油戻し運転中に、低圧監視部342が監視する低圧が所定の下限値に到達しそうになると、電磁弁SVHG1,SVHG2のうち少なくとも一方を開き、一部の冷媒をホットガスバイパス管BP11,12へ導き、冷媒回路を循環する冷媒量を抑制する。より具体的には、弁制御部343は、圧縮機11が油戻し運転中(回転数が上昇中)であれば、電磁弁SVHG1を開に制御する。あるいは、圧縮機12が油戻し運転中であれば、弁制御部343は、電磁弁SVHG2を開に制御する。なお、油戻し運転制御部34は、制御装置30が備えるCPU(Central Processing Unit、中央処理装置)が、記憶部33からプログラムを読み出して実行することで実現される機能である。   When the low pressure monitored by the low pressure monitoring unit 342 is likely to reach a predetermined lower limit value during the oil return operation, the valve control unit 343 opens at least one of the solenoid valves SVHG1 and SVHG2, and some of the refrigerant is hot gas. It leads to bypass pipes BP11 and 12, and suppresses the amount of refrigerant circulating in the refrigerant circuit. More specifically, the valve control unit 343 controls the electromagnetic valve SVHG1 to be open when the compressor 11 is in the oil return operation (the rotation speed is increasing). Alternatively, if the compressor 12 is in the oil return operation, the valve control unit 343 controls the solenoid valve SVHG2 to be open. The oil return operation control unit 34 is a function realized when a CPU (Central Processing Unit) provided in the control device 30 reads out and executes a program from the storage unit 33.

次に図3を用いて圧縮機11を例として本実施形態の油戻し運転について説明する。
図3は、本発明の一実施形態における油戻し運転時の制御について説明する図である。
図3(a)に圧縮機11の回転数の変化を、図3(b)に電磁弁SVHG1の開閉の変化を、図3(c)に低圧の変化をそれぞれ示す。図3(a)の縦軸は回転数、図3(b)の縦軸は開度、図3(c)の縦軸は圧力を示す。また、図3(a)〜図3(c)の各グラフの横軸は時間を示し、各グラフの同じ位置は同じ時刻を示している。
Next, the oil return operation of the present embodiment will be described by taking the compressor 11 as an example using FIG. 3.
FIG. 3 is a view for explaining control at the time of oil return operation in the embodiment of the present invention.
FIG. 3 (a) shows the change in the rotational speed of the compressor 11, FIG. 3 (b) shows the change in opening / closing of the solenoid valve SVHG1, and FIG. 3 (c) shows the change in low pressure. The vertical axis in FIG. 3 (a) indicates the rotational speed, the vertical axis in FIG. 3 (b) indicates the opening degree, and the vertical axis in FIG. 3 (c) indicates the pressure. Moreover, the horizontal axis of each graph of Fig.3 (a)-FIG.3 (c) shows time, and the same position of each graph has shown the same time.

(時刻t0〜t1)
油戻し運転を行っていないとき、制御装置30は、負荷に応じた回転数X1(例えば、50rps)で圧縮機11を駆動する(図3(a))。上述のとおり、コンデンシングユニット1の運転中、電磁弁SVHG1は閉じられている(図3(b))。このとき、制御装置30は、低圧が負荷に応じた所定の目標値となるよう圧縮機11の回転数等を制御する(図3(c))。ここで、ショーケース2の冷却対象が冷蔵(例えば、冷媒の温度が−10℃程度)の場合、低圧の目標値は相対的に高く、冷却対象が冷凍(例えば、冷媒の温度が−45℃程度)の場合、低圧の目標値は相対的に低く設定される。
(Time t0 to t1)
When the oil return operation is not performed, the control device 30 drives the compressor 11 at a rotational speed X1 (for example, 50 rps) corresponding to the load (FIG. 3A). As described above, the solenoid valve SVHG1 is closed during the operation of the condensing unit 1 (FIG. 3B). At this time, the control device 30 controls the rotation speed and the like of the compressor 11 so that the low pressure becomes a predetermined target value corresponding to the load (FIG. 3C). Here, when the cooling target of the showcase 2 is refrigerated (for example, the temperature of the refrigerant is about −10 ° C.), the low pressure target value is relatively high, and the cooling target is frozen (for example, the temperature of the refrigerant is −45 ° C.). In the case of degree), the low pressure target value is set relatively low.

(時刻t1〜t3)
次に時刻t1に油戻し運転を開始する条件が成立すると、油戻し運転制御部34は、油戻し運転を開始する。具体的には、圧縮機制御部341が、圧縮機11の回転数をX2に上昇させる。圧縮機制御部341は、回転数の上昇から時間L1が経過するまでの間、圧縮機11を回転数X2で駆動する。圧縮機制御部341が、圧縮機11の回転数をX2に上昇させると、それだけ多くの冷媒が冷媒回路を循環し、冷却能力が増大する。すると、低圧監視部342が監視する低圧が、回転数をX2に上昇させた時刻t1以降、徐々に低下する。そして、低圧は、所定の下限値(異常検知値)に近づいていく。ここで、所定の下限値とは、CO冷媒の場合、三重点となる圧力(約−56℃、約0.52MPa)である。特にショーケース2の対象が冷凍の場合、蒸発温度が低く、低圧の目標値が異常検知値と大きく乖離していない為、低圧は、異常検知値に到達し易くなる。制御装置30は、低圧が、異常検知値に達すると、コンデンシングユニット1の運転を停止するよう設計されている。
(Time t1 to t3)
Next, when the condition for starting the oil return operation is satisfied at time t1, the oil return operation control unit 34 starts the oil return operation. Specifically, the compressor control unit 341 raises the rotational speed of the compressor 11 to X2. The compressor control unit 341 drives the compressor 11 at the rotation speed X2 until the time L1 elapses from the increase of the rotation speed. When the compressor control unit 341 increases the rotational speed of the compressor 11 to X2, more refrigerant circulates through the refrigerant circuit, and the cooling capacity increases. Then, the low pressure monitored by the low pressure monitoring unit 342 gradually decreases after time t1 when the rotational speed is increased to X2. Then, the low pressure approaches a predetermined lower limit value (abnormality detection value). Here, in the case of a CO 2 refrigerant, the predetermined lower limit value is a pressure (about −56 ° C., about 0.52 MPa) which is a triple point. In particular, when the object of the showcase 2 is refrigeration, the evaporation temperature is low, and the low pressure target value does not greatly deviate from the abnormality detection value. Therefore, the low pressure easily reaches the abnormality detection value. The control device 30 is designed to stop the operation of the condensing unit 1 when the low pressure reaches the malfunction detection value.

そこで、本実施形態では、低圧が異常検知値に近づいていることを検知するための閾値を設定し、低圧監視部342は、低圧がこの閾値に到達すると(時刻t2)、低圧が異常検知値に近づいていることを示す警告信号を出力する。警告信号が出力されると、弁制御部343は、電磁弁SVHG1を閉から開へ制御する(図3(b)、時刻t2)。時刻t2で電磁弁SVHG1が開となると、圧縮機11が吐出した冷媒のうちの一部が、バイパス管BP11へと分岐し、アキュムレータ3、アキュムレータ21を通じて圧縮機11へと戻される。冷媒の一部が、冷媒回路を循環することなく圧縮機11へと戻されることで、過多となった冷却能力が調整され、それに伴い圧力センサPSLが計測する低圧の低下が抑制される。これにより、油戻し運転のために圧縮機11の回転数を上昇させて、冷却能力が増大した場合でも、低圧が異常検知値に達することなく(運転停止に至ることなく)、安定してコンデンシングユニット1を運転することができる。   Therefore, in the present embodiment, a threshold for detecting that the low pressure approaches the abnormality detection value is set, and the low pressure monitoring unit 342 detects that the low pressure is the abnormality detection value when the low pressure reaches this threshold (time t2). Output a warning signal indicating that it is approaching. When the warning signal is output, the valve control unit 343 controls the solenoid valve SVHG1 from close to open (FIG. 3 (b), time t2). When the solenoid valve SVHG1 is opened at time t2, a part of the refrigerant discharged by the compressor 11 is branched to the bypass pipe BP11, and is returned to the compressor 11 through the accumulator 3 and the accumulator 21. A part of the refrigerant is returned to the compressor 11 without circulating through the refrigerant circuit, so that the excessive cooling capacity is adjusted, and accordingly, a decrease in the low pressure measured by the pressure sensor PSL is suppressed. As a result, even when the rotation speed of the compressor 11 is increased for oil return operation and the cooling capacity is increased, the low pressure does not reach the abnormal detection value (without stopping the operation), and the condensate is stabilized. Operating unit 1 can be operated.

(時刻t3〜)
油戻し運転を開始して所定時間L1が経過すると(時刻t3)、油戻し運転制御部34は、油戻し運転を終了する。つまり、圧縮機制御部341は、圧縮機11の回転数を低下させ、元の回転数X1に戻す(図3(a))。また、弁制御部343は、電磁弁SVHG1を開から閉へ制御する(図3(b))。制御装置30は、低圧が負荷に応じた所定の目標値となるよう圧縮機11の回転数等を制御する。
(Time t3-)
When the predetermined time L1 has elapsed after starting the oil return operation (time t3), the oil return operation control unit 34 ends the oil return operation. That is, the compressor control unit 341 reduces the rotational speed of the compressor 11 and returns it to the original rotational speed X1 (FIG. 3A). Further, the valve control unit 343 controls the solenoid valve SVHG1 from open to close (FIG. 3 (b)). The control device 30 controls the rotation speed and the like of the compressor 11 so that the low pressure becomes a predetermined target value corresponding to the load.

一般的に油戻し運転では、冷媒の流速が所定の流速以上となるように、圧縮機11等の回転数を上昇させて運転する。すると、冷却能力が増大し、低圧の目標値(冷凍の場合)や様々な運転条件次第では、圧縮機11の吸入側の圧力(低圧)が過度に低下し、例えば、運転停止に至る可能性がある。これに対し、本実施形態の油戻し運転によれば、能力過多となる場合にはホットガスバイパスを利用して、冷却能力を調整し、低圧に代表される冷媒回路の運転状態を許容範囲内に維持することができる。これにより、負荷が冷蔵か冷凍かに関わらず、コンデンシングユニット1の安定した運転が可能になる。また、電磁弁SVHG1の開閉制御は、低圧の値に応じて行うので、不必要に電磁弁SVHG1を開いて冷却能力を低下させることがない。なお、図3の説明では、油戻し運転が終了するまで、電磁弁SVHG1を開き続けることとしたが、例えば、電磁弁SVHG1を開くことによって、低圧が、目標値付近まで回復する等したならば、油戻し運転の終了前に電磁弁SVHG1を閉としてもよい。あるいは、低圧が、目標値を基準とする所定の範囲の圧力となるように電磁弁SVHG1の開閉を制御してもよい。または、単純に開閉を行うだけではなく、ホットガスバイパス管BP11に流量調節弁を設け、ホットガスバイパスへ分岐する冷媒の流量を調整するようにしてもよい。   Generally, in the oil return operation, the rotation speed of the compressor 11 or the like is increased so that the flow velocity of the refrigerant becomes equal to or higher than a predetermined flow velocity. Then, the cooling capacity is increased, and the pressure (low pressure) on the suction side of the compressor 11 is excessively reduced depending on the low pressure target value (in the case of refrigeration) and various operating conditions, for example, the possibility of the shutdown There is. On the other hand, according to the oil return operation of the present embodiment, when the capacity becomes excessive, the cooling capacity is adjusted using the hot gas bypass, and the operating state of the refrigerant circuit represented by the low pressure is within the allowable range. Can be maintained. Thereby, it is possible to stably operate the condensing unit 1 regardless of whether the load is refrigerated or frozen. Further, since the opening / closing control of the solenoid valve SVHG1 is performed according to the low pressure value, the solenoid valve SVHG1 is not unnecessarily opened to reduce the cooling capacity. In the description of FIG. 3, although the solenoid valve SVHG1 is kept open until the oil return operation is completed, for example, if the low pressure recovers to near the target value by opening the solenoid valve SVHG1, etc. The solenoid valve SVHG1 may be closed before the end of the oil return operation. Alternatively, the opening and closing of the solenoid valve SVHG1 may be controlled so that the low pressure becomes a pressure in a predetermined range with reference to the target value. Alternatively, instead of simply opening and closing, a flow rate adjusting valve may be provided in the hot gas bypass pipe BP11 to adjust the flow rate of the refrigerant branched to the hot gas bypass.

図4は、本発明の一実施形態における油戻し運転時の制御の一例を示すフローチャートである。
図4を用いて、図1、図2の構成を例に油戻し運転の流れについて説明する。図3では、圧縮機11の回転数を上昇させる場合を例に説明を行ったが、以下の説明では、油戻し運転中、圧縮機11および圧縮機12の回転数を上昇させる制御を行うものとする。また、センサ情報取得部31は、圧力センサPSLの計測値を所定の時間間隔で取得し、低圧監視部342に出力する。また、電磁弁SVHG1および電磁弁SVHG2は閉であるとする。また、図3で例示した回転数X2、油戻し運転を行う時間L1、低圧に対して設定された閾値等の値は記憶部33に記録されているものとする。
FIG. 4 is a flowchart showing an example of control during oil return operation according to an embodiment of the present invention.
The flow of the oil return operation will be described using FIG. 1 and FIG. 2 as an example with reference to FIG. 4. In FIG. 3, the case where the rotation speed of the compressor 11 is increased has been described as an example. However, in the following description, control for increasing the rotation speed of the compressor 11 and the compressor 12 is performed during the oil return operation. And In addition, the sensor information acquisition unit 31 acquires the measurement value of the pressure sensor PSL at a predetermined time interval and outputs it to the low pressure monitoring unit 342. Further, it is assumed that the solenoid valve SVHG1 and the solenoid valve SVHG2 are closed. In addition, it is assumed that values such as the rotation speed X2 illustrated in FIG. 3, the time L1 for performing the oil return operation, and the threshold value set for the low pressure are recorded in the storage unit 33.

まず、油戻し運転制御部34が、油戻し運転の開始条件の成立を判定する(ステップS11)。例えば、油戻し運転制御部34は、タイマ32を用いて、圧縮機11,12の運転時間(前回の油戻し運転終了から現在までの運転時間の累積)を演算する。また、油戻し運転制御部34は、前回の油戻し運転終了後の各運転におけるオイルセパレータ61,62下流の冷凍機油の吐出量を演算する。そして、演算した運転時間が所定以上で、且つ、演算した冷凍機油の吐出量が所定以上であれば、油戻し運転制御部34は、油戻し運転の開始条件が成立したと判定する。油戻し運転の開始条件が成立していない場合(ステップS11;No)、ステップS11の判定を繰り返す。   First, the oil return operation control unit 34 determines that the start condition of the oil return operation is satisfied (step S11). For example, the oil return operation control unit 34 uses the timer 32 to calculate the operation time of the compressors 11 and 12 (accumulation of the operation time from the end of the previous oil return operation to the present). In addition, the oil return operation control unit 34 calculates the discharge amount of the refrigerator oil downstream of the oil separators 61 and 62 in each operation after the previous oil return operation is completed. If the calculated operation time is equal to or greater than the predetermined value and the calculated discharge amount of the refrigerating machine oil is equal to or greater than the predetermined value, the oil return operation control unit 34 determines that the oil return operation start condition is satisfied. When the start condition of the oil return operation is not satisfied (step S11; No), the determination of step S11 is repeated.

油戻し運転の開始条件が成立した場合(ステップS11;Yes)、油戻し運転制御部34は、油戻し運転を開始する。まず、圧縮機制御部341が、圧縮機11,圧縮機12の回転数をX1からX2に上昇させる(ステップS12)。2台の圧縮機11,12の回転数を共に上昇させることで、より迅速に冷凍機油を回収することができる。また、低圧監視部342が、圧力センサPSLによる最新の計測値と低圧に対して設定された閾値とを比較し、低圧が閾値以下かどうかを判定する(ステップS13)。低圧が閾値よりも大きい場合(ステップS13;No)、圧縮機11,12を回転数X2で駆動しつつ、ステップS15の判定を行う。低圧が閾値以下の場合(ステップS13;Yes)、弁制御部343は、回転数を上昇させた圧縮機11、12のホットガスバイパスに設けられた電磁弁SVHG1および電磁弁SVHG2を開く(ステップS14)。   When the start condition of the oil return operation is satisfied (step S11; Yes), the oil return operation control unit 34 starts the oil return operation. First, the compressor control unit 341 raises the rotational speed of the compressor 11 and the compressor 12 from X1 to X2 (step S12). By increasing the rotational speeds of the two compressors 11 and 12 together, the refrigerator oil can be recovered more quickly. Further, the low pressure monitoring unit 342 compares the latest measured value by the pressure sensor PSL with the threshold set for the low pressure, and determines whether the low pressure is equal to or lower than the threshold (step S13). If the low pressure is larger than the threshold (step S13; No), the compressors 11 and 12 are driven at the rotational speed X2, and the determination in step S15 is performed. When the low pressure is less than or equal to the threshold value (step S13; Yes), the valve control unit 343 opens the electromagnetic valve SVHG1 and the electromagnetic valve SVHG2 provided in the hot gas bypass of the compressors 11 and 12 whose rotation speed has been increased (step S14). ).

次に油戻し運転制御部34が、油戻し運転の終了条件の成立を判定する(ステップS15)。例えば、油戻し運転制御部34は、タイマ32を用いて、油戻し運転の開始から所定時間(図3のL1)が経過すると、油戻し運転の終了条件が成立したと判定する。油戻し運転の終了条件が成立していない場合(ステップS15;No)、油戻し運転制御部34は、油戻し運転を継続しつつ、ステップS13からの処理を繰り返す。油戻し運転の終了条件が成立した場合(ステップS15;Yes)、弁制御部343は、ホットガスバイパス用の電磁弁SVHG1および電磁弁SVHG2を閉じる。圧縮機制御部341は、圧縮機11,圧縮機12の回転数を元の回転数X1に戻す(ステップS16)。制御装置30は、次回以降も、同様の手順で油戻し運転を行う。   Next, the oil return operation control unit 34 determines that the end condition of the oil return operation is satisfied (step S15). For example, the oil return operation control unit 34 uses the timer 32 to determine that the condition for ending the oil return operation is satisfied when a predetermined time (L1 in FIG. 3) has elapsed from the start of the oil return operation. When the end condition for the oil return operation is not satisfied (step S15; No), the oil return operation control unit 34 repeats the processing from step S13 while continuing the oil return operation. When the end condition of the oil return operation is satisfied (step S15; Yes), the valve control unit 343 closes the hot gas bypass solenoid valve SVHG1 and the solenoid valve SVHG2. The compressor control unit 341 returns the number of rotations of the compressor 11 and the compressor 12 to the original number of rotations X1 (step S16). The control device 30 performs the oil return operation in the same procedure after the next time.

このように油戻し運転中の低圧の状態に応じてホットガスバイパスを開閉することにより、ショーケース2側へ供給する冷媒量を調整し、冷却能力を制御することができる。これにより、油戻し運転中の低圧の低下による運転停止のリスクを低減することができる。   Thus, by opening and closing the hot gas bypass according to the low pressure state during the oil return operation, the amount of refrigerant supplied to the showcase 2 side can be adjusted, and the cooling capacity can be controlled. Thereby, the risk of the operation stop by the fall of the low pressure during the oil return operation can be reduced.

なお、油戻し運転における圧縮機回転数の上昇は、圧縮機11,12を同時に行っても良いし、1台ずつ順に行っても良いし、1台のみ行っても良い。何れの場合も低圧が閾値以下となると、弁制御部343が、回転数を上昇させた圧縮機側のホットガスバイパスに冷媒を流すよう制御する。また、図1では、圧縮機を2台備える冷媒回路を示したが、本実施形態の油戻し運転は、圧縮機を1台のみ備える冷媒回路や3台以上の圧縮機を備える冷媒回路に適用してもよい。また、圧縮機を複数備える冷媒回路の場合、圧縮機は直列(2台の場合、高段と低段など)に設けられていてもよい。また、図1に示す冷媒回路では、圧縮機11,12は2段圧縮機であるが、これに限定されず、1段であってもよい。   In addition, the increase in the compressor rotation speed in the oil return operation may be performed simultaneously with the compressors 11 and 12, or may be performed one by one in order, or only one. In any case, when the low pressure is equal to or lower than the threshold value, the valve control unit 343 controls the refrigerant to flow through the hot gas bypass on the compressor side where the rotation speed is increased. Moreover, in FIG. 1, although the refrigerant circuit provided with two compressors was shown, the oil return operation of this embodiment is applied to the refrigerant circuit provided with only one compressor or the refrigerant circuit provided with three or more compressors. May be. Further, in the case of a refrigerant circuit including a plurality of compressors, the compressors may be provided in series (in the case of two units, a high stage, a low stage, etc.). In the refrigerant circuit shown in FIG. 1, the compressors 11 and 12 are two-stage compressors, but are not limited to this and may be one stage.

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。また、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、実施形態では、コンデンシングユニット1により、冷却する場合について説明したが、一般的な空気調和機について、冷房時、暖房時を問わず、本実施形態の油戻し運転を適用してもよい。また、実施形態では、低圧の値に基づいて、ホットガスバイパスの開閉を制御する場合について説明したが、圧力の他にも、例えば、所定の位置での冷媒の温度に基づいて、ホットガスバイパスの開閉を制御してもよい。あるいは、低圧の値に関わらず油戻し運転時はホットガスバイパスを開とするようにしてもよい。   In addition, it is possible to appropriately replace the components in the above-described embodiments with known components without departing from the spirit of the present invention. Further, the technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the embodiment, the case of cooling by the condensing unit 1 has been described, but the oil return operation of the present embodiment may be applied to a general air conditioner regardless of whether it is cooling or heating. . In the embodiment, the opening and closing of the hot gas bypass is controlled based on the value of the low pressure, but the hot gas bypass is also based on the temperature of the refrigerant at a predetermined position, for example. The opening and closing may be controlled. Alternatively, the hot gas bypass may be opened during the oil return operation regardless of the low pressure value.

100・・・冷凍装置
1・・・コンデンシングユニット
2・・・ショーケース
3・・・アキュムレータ
9・・・中圧レシーバ
9a・・・中圧レシーバレベルスイッチ
10・・・過冷却コイル
11,12・・・圧縮機
11a,12a・・・第一段圧縮部
11b,12b・・・第二段圧縮部
21、22・・・アキュムレータ
30・・・制御装置
31・・・センサ情報取得部
32・・・タイマ
33・・・記憶部
34・・・油戻し運転制御部
341・・・圧縮機制御部
342・・・低圧監視部
343・・・弁制御部
41、42・・・ファン
51,52・・・ガスクーラ
61,62・・・オイルセパレータ
71,72・・・オイルポット
71a、72a・・・レベルスイッチ
73・・・均油管
80・・・利用側熱交換器
81・・・膨張弁
82、83・・・接続配管
MP01、MP02・・・吐出管
MP10・・・ガス管
MP11・・・気液2層管
MP12・・・液管
MP12A・・・過冷却管
MP13・・・戻り配管
MP14、MP15・・・吸入管
Tho−D1、Tho−D2、Tho−SC、Tho−S、Tho−G1、
Tho−G2、Tho−M、Tho−INJ1、Tho−INJ2・・・温度センサ
HSL、PSL、PSH、PSM1、PSM21、PSM22・・・圧力センサ
CV1、CV2、CV3、CV4・・・逆止弁
BP11,BP12・・・ホットガスバイパス管
SVHG1,SVHG2・・・電磁弁
111、121、122、131、132、133、14・・・ストレーナ
141、142、151、152、161、162・・・キャピラリチューブ
RP11、RP12・・・油戻し管
BP21、22・・・液バイパス管
IP10、IP11、IP12・・・インジェクション管
SV−OIL1、SV−OIL2・・・電磁弁
EEVG、EEV−LB1、EEV−LB2、EEV−INJ1、
EEV−INJ2、EEVSC・・・膨張弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Refrigeration apparatus 1 ... Condensing unit 2 ... Showcase 3 ... Accumulator 9 ... Medium pressure receiver 9a ... Medium pressure receiver level switch 10 ... Subcooling coil 11, 12 ... compressors 11a, 12a ... first stage compression section 11b, 12b ... second stage compression section 21, 22 ... accumulator 30 ... control device 31 ... sensor information acquisition section 32 · · · Timer 33 · · · storage unit 34 · · · oil return operation control unit 341 · · · compressor control unit 342 · · · low pressure monitoring unit 343 · · · valve control unit 41, 42 · · · fan 51, 52 ... Gas cooler 61, 62 ... Oil separator 71, 72 ... Oil pot 71a, 72a ... Level switch 73 ... Oil equalizing pipe 80 ... Use side heat exchanger 81 ... Expansion valve 82, 83 ... Connection piping MP01, MP02 ... Discharge pipe MP10 ... Gas pipe MP11 ... Gas-liquid two-layer pipe MP12 ... Liquid pipe MP12A ... Supercooling pipe MP13 ... Return pipe MP14, MP15 ... Inhalation pipes Tho-D1, Tho-D2, Tho-SC, Tho-S, Tho-G1,
Tho-G2, Tho-M, Tho-INJ1, Tho-INJ2 ... temperature sensor HSL, PSL, PSH, PSM1, PSM21, PSM22 ... pressure sensor CV1, CV2, CV3, CV4 ... check valve BP11 , BP12: hot gas bypass pipe SVHG1, SVHG2: solenoid valve 111, 121, 122, 131, 132, 133, 14: strainer 141, 142, 151, 152, 161, 162: capillary tube RP11, RP12: Oil return pipe BP21, 22: Liquid bypass pipe IP10, IP11, IP12: Injection pipe SV-OIL1, SV-OIL2 ... Solenoid valve EEVG, EEV-LB1, EEV-LB2, EEV-INJ1,
EEV-INJ2, EEVSC ... Expansion valve

Claims (7)

冷媒回路が備える圧縮機の回転数を上昇させることによって、前記圧縮機から冷媒とともに吐出された冷凍機油を前記圧縮機に戻す油戻し運転において、当該圧縮機の回転数の上昇による前記冷媒回路の能力の変化に応じて、前記吐出された冷媒の一部を前記冷媒回路へ循環させずに前記圧縮機へ戻す制御を行う、
制御装置。
In the oil return operation in which the refrigeration oil discharged together with the refrigerant from the compressor is returned to the compressor by increasing the number of rotations of the compressor included in the refrigerant circuit, the refrigerant circuit of the refrigerant circuit due to the increase in the number of rotations of the compressor In response to a change in capacity, control is performed to return a part of the discharged refrigerant to the compressor without circulating it to the refrigerant circuit.
Control device.
前記油戻し運転において、回転数を上昇させた前記圧縮機の吐出側と吸入側とを接続するホットガスバイパスに設けられた弁を開に制御する、
請求項1に記載の制御装置。
In the oil return operation, the valve provided in the hot gas bypass that connects the discharge side and the suction side of the compressor whose rotation speed is increased is controlled to open.
The control device according to claim 1.
前記油戻し運転において、前記圧縮機の吸入側の圧力が所定の閾値以下となると、前記ホットガスバイパスに設けられた弁を開に制御する、
請求項2に記載の制御装置。
In the oil return operation, when the pressure on the suction side of the compressor becomes a predetermined threshold value or less, the valve provided in the hot gas bypass is controlled to be opened.
The control device according to claim 2.
前記油戻し運転において、前記圧縮機の吸入側の圧力が所定の範囲の圧力となるよう前記ホットガスバイパスに設けられた弁の開閉を制御する、
請求項2または請求項3に記載の制御装置。
In the oil return operation, opening and closing of a valve provided in the hot gas bypass is controlled so that the pressure on the suction side of the compressor becomes a pressure within a predetermined range.
The control device according to claim 2 or claim 3.
圧縮機の吐出側と吸入側とを接続するホットガスバイパスと、
前記ホットガスバイパスを流れる前記冷媒の流量を制御する弁と、
請求項2から請求項4の何れか1項に記載の制御装置と、
を備えるコンデンシングユニット。
A hot gas bypass connecting the discharge side and the suction side of the compressor;
A valve for controlling the flow rate of the refrigerant flowing through the hot gas bypass;
The control device according to any one of claims 2 to 4;
Condensing unit with
請求項5に記載のコンデンシングユニットと、
利用側熱交換器を有するショーケースと、
を備える冷凍装置。
A condensing unit according to claim 5;
A showcase having a user-side heat exchanger;
A refrigeration apparatus comprising:
冷媒回路が備える圧縮機の回転数を上昇させることによって、前記圧縮機から冷媒とともに吐出された冷凍機油を前記圧縮機に戻す油戻し運転において、当該圧縮機の回転数の上昇による前記冷媒回路の能力の変化に応じて、前記吐出された冷媒の一部を前記冷媒回路へ循環させずに前記圧縮機へ戻す制御を行う、
制御方法。
In the oil return operation in which the refrigeration oil discharged together with the refrigerant from the compressor is returned to the compressor by increasing the number of rotations of the compressor included in the refrigerant circuit, the refrigerant circuit of the refrigerant circuit due to the increase in the number of rotations of the compressor In response to a change in capacity, control is performed to return a part of the discharged refrigerant to the compressor without circulating it to the refrigerant circuit.
Control method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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