JP2020060354A - Refrigerator and chiller mounted with the same - Google Patents

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Abstract

To provide a refrigerator capable of securing an amount of oil in a compressor without increasing the amount of the oil to be filled therein and curbing a phenomenon that a coolant is returned from an oil separator to the compressor and to provide a chiller mounted with the refrigerator.SOLUTION: A refrigerator comprises: a compressor 10 which compresses a coolant; a condenser 12 which condenses the coolant compressed by the compressor 10; first coolant piping P1 which connects the compressor 10 and the condenser 12; second coolant piping P2 which is branched from the first coolant piping P1 at a branching section 40 and converged thereto again at a section downstream the branching section 40; an oil separator 18 which is installed on the second coolant piping P2 and separates oil from the coolant; oil return piping P6 which returns the oil separated by the oil separator 18 to the compressor 10; an on-off valve 20 which is installed on the oil return piping P6; and a control section 30 which switches between opening and closing of the on-off valve 20 in accordance with a loading state of the compressor 10.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、冷凍機およびそれを備えたチラー装置に関する。   The present invention relates to a refrigerator and a chiller device including the refrigerator.

一般に、冷凍機の冷媒回路が備える圧縮機の内部には、摺動部分の摩耗を抑制するために潤滑用のオイルが充填される。充填されたオイルの一部は、圧縮機から吐出される冷媒とともに冷媒回路に吐出される。このとき、摺動部分を適切に潤滑させるために、圧縮機内のオイルの量を制御する必要がある。また、圧縮機から吐出される冷媒に多量のオイルが含まれてしまうと、熱交換器での熱交換の効率低下を招いてしまう。この対応として、冷媒回路にオイルセパレータを設けて、冷媒に含まれたオイルを回収した後に圧縮機へ戻すことがある。   Generally, the inside of a compressor included in a refrigerant circuit of a refrigerator is filled with lubricating oil in order to suppress wear of sliding parts. Part of the filled oil is discharged into the refrigerant circuit together with the refrigerant discharged from the compressor. At this time, it is necessary to control the amount of oil in the compressor in order to properly lubricate the sliding portion. In addition, if the refrigerant discharged from the compressor contains a large amount of oil, the efficiency of heat exchange in the heat exchanger is reduced. To cope with this, an oil separator may be provided in the refrigerant circuit to collect the oil contained in the refrigerant and then return it to the compressor.

オイルを圧縮機へ戻す構成の一例として、特許文献1には、2台の圧縮機を備えた冷媒回路において、その2台の圧縮機に対して設けられた1つのオイルセパレータが記載されている。オイルセパレータに溜まった油は、2本のオイル回収配管を介して各圧縮機へ戻される。また、2本のオイル回収配管のうち一のオイル回収配管には開閉弁が設けられており、この開閉弁を各圧縮機の運転周波数と比較して開閉することが記載されている。   As an example of a configuration for returning oil to the compressor, Patent Literature 1 describes one oil separator provided for the two compressors in a refrigerant circuit including two compressors. . The oil collected in the oil separator is returned to each compressor via two oil recovery pipes. Further, it is described that one of the two oil recovery pipes is provided with an opening / closing valve, and the opening / closing valve is opened / closed by comparing with the operating frequency of each compressor.

また、特許文献2には、2台の圧縮機を備えた冷媒回路において、その2台の圧縮機に対して設けられた1つのオイルセパレータが記載されている。オイルセパレータに溜まった油は、2本のオイル回収配管を介して各圧縮機へ戻される。また、2本のオイル回収配管には電動弁が設けられており、各電動弁を各圧縮機の運転周波数に応じて開度調整することが記載されている。   Further, Patent Document 2 describes one oil separator provided for two compressors in a refrigerant circuit including two compressors. The oil collected in the oil separator is returned to each compressor via two oil recovery pipes. Further, it is described that an electric valve is provided in the two oil recovery pipes, and the opening degree of each electric valve is adjusted according to the operating frequency of each compressor.

特開昭64−58970号公報JP-A-64-58970 特開2013−108649号公報JP, 2013-108649, A

例えばチラー設備のように冷媒回路の経路長さが短い場合、圧縮機から冷媒とともに吐出されたオイルは比較的早く圧縮機へ戻るため、前述したようなオイルセパレータを省略することができる場合がある。   For example, if the path length of the refrigerant circuit is short, such as in a chiller system, the oil discharged from the compressor together with the refrigerant returns to the compressor relatively quickly, so the oil separator as described above may be omitted. .

しかし、オイルセパレータを省略すると冷媒にオイルが含まれてしまう。特に、圧縮機が高速回転しているような過負荷状態においては、圧縮機から吐出する冷媒に含まれるオイルの量が増える傾向にある。冷媒に含まれるオイルが多量になると、熱交換器での熱交換の効率低下を招いてしまう。そのうえ、圧縮機でのオイル不足を補うために充填するオイルを増量させる必要が生じる。   However, if the oil separator is omitted, the refrigerant contains oil. In particular, in an overloaded state in which the compressor is rotating at high speed, the amount of oil contained in the refrigerant discharged from the compressor tends to increase. When the amount of oil contained in the refrigerant is large, the efficiency of heat exchange in the heat exchanger is reduced. In addition, it is necessary to increase the amount of oil to be filled in order to make up for the lack of oil in the compressor.

一方、オイルセパレータを設けた場合、オイルセパレータから圧縮機へオイルを戻す際に、そのオイルに一部の冷媒が含まれることがある。その冷媒は冷凍仕事を行わずに圧縮機へ戻されるので、圧縮機の仕事に対して損失となる。   On the other hand, when the oil separator is provided, when the oil is returned from the oil separator to the compressor, the oil may contain a part of the refrigerant. The refrigerant is returned to the compressor without performing refrigeration work, which is a loss to the work of the compressor.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、充填するオイルを増量させることなく圧縮機内のオイル量を確保するとともに、冷媒がオイルセパレータから圧縮機へ戻ってしまう現象を抑制することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and secures the amount of oil in the compressor without increasing the amount of oil to be filled, and suppresses the phenomenon that the refrigerant returns from the oil separator to the compressor. The purpose is to

上記課題を解決するために、本発明の冷凍機およびそれを備えたチラー装置は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の一態様に係る冷凍機は、冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、前記圧縮機と前記凝縮器とを接続する第1冷媒配管と、該第1冷媒配管から分岐部にて分岐して前記分岐部の下流で再び前記第1冷媒配管に合流する第2冷媒配管と、該第2冷媒配管に設けられるとともに冷媒中のオイルを分離するオイルセパレータと、該オイルセパレータによって分離されたオイルを前記圧縮機へ戻す油戻し配管と、前記油戻し配管に設けられた開閉弁と、前記圧縮機の負荷状態に応じて前記開閉弁の開閉を切り換える制御部とを備えている。
In order to solve the above-mentioned subject, the refrigerator of the present invention and the chiller device provided with it have adopted the following means.
That is, a refrigerator according to an aspect of the present invention includes a compressor that compresses a refrigerant, a condenser that condenses the refrigerant compressed by the compressor, and a first refrigerant that connects the compressor and the condenser. A pipe, a second refrigerant pipe branched from the first refrigerant pipe at a branch portion and joined again to the first refrigerant pipe downstream of the branch portion, and an oil in the refrigerant provided in the second refrigerant pipe An oil separator for separating the oil separator, an oil return pipe for returning the oil separated by the oil separator to the compressor, an on-off valve provided in the oil return pipe, and the on-off valve according to a load state of the compressor And a control unit for switching between opening and closing.

本態様に係る冷凍機によれば、第1冷媒配管によって冷媒を圧縮機から凝縮器へ導くとともに、第2冷媒配管によって一部の冷媒をオイルセパレータへ導くことができる。また、例えば圧縮機が通常運転時の負荷状態(以下「通常負荷状態」という。)またはそれよりも低負荷状態のときに油戻し配管に設けられた開閉弁を閉状態とし、圧縮機が通常負荷状態よりも過負荷状態のときに開閉弁を開状態とすることができる。このとき、例えば第1冷媒配管の径を第2冷媒配管の径以上とすることで、いずれの負荷状態であっても、大部分の冷媒が第1冷媒配管によって圧縮機から凝縮器へ導かれ、第2冷媒配管によってオイルセパレータへ導かれる冷媒はそれに比べて少量にすることができる。
オイルセパレータで分離されたオイルには、圧縮機によって圧縮された冷媒がわずかに含まれることがある。つまり、そのままオイルを圧縮機へ戻すと、油戻し配管を介してオイルセパレータから圧縮機へ圧縮された冷媒が不可避的に戻されることになる。この不可避的に戻される冷媒は、凝縮器で熱交換をしないため圧縮機の仕事に対して損失となる。しかし、開閉弁によって油戻し配管を遮断した場合、一部の冷媒がオイルセパレータから圧縮機へ戻ってしまう現象が抑制されるので、圧縮機の仕事に対する損失を抑制できる。このとき、通常負荷状態または低負荷状態では圧縮機から吐出されるオイル(冷媒に含まれて吐出されるオイル)が少量であるため、開閉弁によって油戻し配管を遮断してオイルを圧縮機へ戻さないこととしても圧縮機への影響(例えばオイル不足)は無視できる。一方、通常負荷状態よりも過負荷状態のときには、圧縮機から吐出されるオイルが多量である。このため、開閉弁によって油戻し配管を遮断してしまうと圧縮機ではオイル不足が発生する。しかし、例えば通常負荷状態よりも過負荷状態のときに油戻し配管に設けられた開閉弁を開状態とすることで、オイルセパレータに溜められたオイルを圧縮機へ戻すことができるので圧縮機内のオイル量を確保できる。このため、過負荷状態のときに発生する圧縮機でのオイル不足を補うために、圧縮機に充填するオイルを増量させる必要がなくなる。
また、仮に冷媒の全量がオイルセパレータを経由する場合、短時間でオイルセパレータにオイルが溜まるので、そのオイルを減らすために、オイルをオイルセパレータから圧縮機へ頻繁に戻す必要がある。これに対して、第1冷媒配管を介して大部分の冷媒を圧縮機から凝縮器へ導くこととし、オイルセパレータへ導かれる冷媒をそれに比べて少量とすることで、オイルセパレータにオイルが溜まるまでに要する時間を長くすることができる。つまり、オイルセパレータに溜められたオイルを減らすために、オイルをオイルセパレータから圧縮機へ戻す頻度を低減できる。これによって、冷媒がオイルセパレータから圧縮機へ戻ってしまう現象の頻度を低減できるので、圧縮機の仕事に対する損失を抑制できる。
According to the refrigerator of the present aspect, the first refrigerant pipe can guide the refrigerant from the compressor to the condenser, and the second refrigerant pipe can guide a part of the refrigerant to the oil separator. In addition, for example, when the compressor is in a load state during normal operation (hereinafter referred to as “normal load state”) or a load state lower than that, the on-off valve provided in the oil return pipe is closed and the compressor is normally operated. The on-off valve can be opened when the load is overloaded rather than the load. At this time, for example, by setting the diameter of the first refrigerant pipe to be equal to or larger than the diameter of the second refrigerant pipe, most of the refrigerant is guided from the compressor to the condenser by the first refrigerant pipe under any load condition. The amount of the refrigerant introduced to the oil separator by the second refrigerant pipe can be reduced compared to that.
The oil separated by the oil separator may slightly contain the refrigerant compressed by the compressor. That is, when the oil is returned to the compressor as it is, the compressed refrigerant is inevitably returned from the oil separator to the compressor through the oil return pipe. This unavoidably returned refrigerant is a loss to the work of the compressor because it does not exchange heat in the condenser. However, when the oil return pipe is shut off by the opening / closing valve, a phenomenon in which some of the refrigerant returns from the oil separator to the compressor is suppressed, so that the loss of the work of the compressor can be suppressed. At this time, since the amount of oil discharged from the compressor (the oil contained in the refrigerant and discharged) is small in a normal load state or a low load state, the oil return pipe is shut off by the opening / closing valve to send the oil to the compressor. Even if it is not returned, the effect on the compressor (for example, oil shortage) can be ignored. On the other hand, when the overload state is higher than the normal load state, a large amount of oil is discharged from the compressor. For this reason, if the on-off valve shuts off the oil return pipe, an oil shortage occurs in the compressor. However, for example, by opening the open / close valve provided in the oil return pipe when the load is overloaded rather than the normal load, it is possible to return the oil accumulated in the oil separator to the compressor. The amount of oil can be secured. Therefore, it is not necessary to increase the amount of oil to be filled in the compressor in order to compensate for the lack of oil in the compressor that occurs during an overload condition.
Further, if the entire amount of the refrigerant passes through the oil separator, the oil will be accumulated in the oil separator in a short time. Therefore, in order to reduce the oil, it is necessary to frequently return the oil from the oil separator to the compressor. On the other hand, most of the refrigerant is introduced from the compressor to the condenser through the first refrigerant pipe, and the amount of the refrigerant introduced to the oil separator is smaller than that, so that the oil is collected in the oil separator. The time required for can be extended. That is, in order to reduce the amount of oil accumulated in the oil separator, the frequency of returning the oil from the oil separator to the compressor can be reduced. As a result, the frequency of the phenomenon in which the refrigerant returns from the oil separator to the compressor can be reduced, so that the loss of the work of the compressor can be suppressed.

また、本発明の一態様に係る冷凍機において、前記制御部は、前記圧縮機が通常運転時の負荷状態またはそれよりも低負荷状態のときに前記開閉弁を閉状態とさせ、前記圧縮機が通常運転時の負荷状態よりも過負荷状態のときに前記開閉弁を開状態とさせる。   Further, in the refrigerator according to an aspect of the present invention, the control unit closes the on-off valve when the compressor is in a load state during normal operation or a load state lower than that, and the compressor The open / close valve is opened when the load is overloaded rather than the load during normal operation.

本態様に係る冷凍機によれば、圧縮機から吐出されるオイルが少量である通常負荷状態またはそれよりも低負荷状態の場合、油戻し配管に設けられた開閉弁を閉状態とすることができるので、一部の冷媒がオイルセパレータから圧縮機へ戻ってしまう現象が抑制され圧縮機の仕事に対する損失を抑制できる。一方、圧縮機から吐出されるオイルが多量である通常負荷状態それよりも過負荷状態の場合、開閉弁を開状態とすることができるので、オイルセパレータに溜められたオイルを圧縮機へ戻すことができ、圧縮機内のオイル量を確保できる。   According to the refrigerator of the present aspect, in the case of a normal load state in which the amount of oil discharged from the compressor is small or a load state lower than that, it is possible to close the on-off valve provided in the oil return pipe. Therefore, the phenomenon that some of the refrigerant returns from the oil separator to the compressor is suppressed, and the loss of the work of the compressor can be suppressed. On the other hand, when the amount of oil discharged from the compressor is large, it is possible to open the open / close valve in the case of an overload condition than that in the normal load condition. Therefore, the amount of oil in the compressor can be secured.

また、本発明の一態様に係る冷凍機において、前記第1冷媒配管は、前記第2冷媒配管と同径以上の配管径とされている。   In the refrigerator according to one aspect of the present invention, the first refrigerant pipe has a pipe diameter equal to or larger than that of the second refrigerant pipe.

本態様に係る冷凍機によれば、第1冷媒配管に流れる冷媒の量を第2冷媒配管に流れる冷媒の量以上とすることができる。つまり、冷媒流れの主流を第1冷媒配管側とすることができる。   According to the refrigerator of this aspect, the amount of the refrigerant flowing through the first refrigerant pipe can be made equal to or more than the amount of the refrigerant flowing through the second refrigerant pipe. That is, the main flow of the refrigerant flow can be on the first refrigerant pipe side.

また、本発明の一態様に係る冷凍機において、前記第1冷媒配管の前記分岐部での流れ方向を切り換え可能な切換手段を備え、前記制御部は、前記開閉弁が閉状態のとき冷媒を前記第2冷媒配管側へ導かないように前記切換手段を制御し、前記開閉弁が開状態のとき冷媒を前記第2冷媒配管側へ導くように前記切換手段を制御する。   Further, in the refrigerator according to an aspect of the present invention, a switching unit capable of switching a flow direction at the branch portion of the first refrigerant pipe is provided, and the control unit supplies the refrigerant when the opening / closing valve is in a closed state. The switching means is controlled so as not to be guided to the second refrigerant piping side, and the switching means is controlled so as to guide the refrigerant to the second refrigerant piping side when the on-off valve is in the open state.

本態様に係る冷凍機によれば、制御部によって冷媒の全量をオイルセパレータへ導くか、またはバイパスさせるかを切換手段によって切り換えることができ、開閉弁が開状態のとき冷媒を第2冷媒配管側へ導くようにして、開閉弁が閉状態のとき冷媒を第2冷媒配管側へ導かないようにする。これによって、開閉弁が閉状態のとき(すなわち、通常負荷状態以下であって、オイルセパレータから圧縮機へオイルを戻さないとき)は、冷媒の全量がオイルセパレータをバイパスする。このため、オイルセパレータにオイルが溜まらないので、オイルを定期的にオイルセパレータから圧縮機へ戻す必要がなくなり、冷媒がオイルセパレータから圧縮機へ戻ってしまう現象の頻度をより低減できる。
一方、開閉弁が開状態のとき(すなわち、過負荷状態であって、オイルセパレータから圧縮機へオイルを戻すとき)は、冷媒の全量がオイルセパレータへ導かれる。これによって、短時間でオイルセパレータにオイルを溜めることができる。このため、圧縮機内に必要なオイル量を短時間で確保できる。また、圧縮機から吐出されるオイルが多量である過負荷状態であっても、冷媒に含まれるオイルをオイルセパレータによって分離できるので、下流に設置された熱交換器(例えば凝縮器)での熱交換の効率低下を抑制できる。
なお、切換手段としては、例えば第1冷媒配管の分岐部に設けた三方弁や、分岐部と合流部との間の第1冷媒配管、および分岐部とオイルセパレータとの間の第2冷媒配管に設けた2つの開閉弁がある。
In the refrigerator according to this aspect, the control unit can switch whether to guide the entire amount of the refrigerant to the oil separator or to bypass the refrigerant, and when the on-off valve is in the open state, the refrigerant is on the second refrigerant pipe side. So that the refrigerant is not guided to the second refrigerant pipe side when the on-off valve is closed. Thus, when the on-off valve is in the closed state (that is, when the load is under the normal load state and the oil is not returned from the oil separator to the compressor), the entire amount of the refrigerant bypasses the oil separator. For this reason, since the oil does not collect in the oil separator, it is not necessary to periodically return the oil from the oil separator to the compressor, and the frequency of the phenomenon that the refrigerant returns from the oil separator to the compressor can be further reduced.
On the other hand, when the open / close valve is in the open state (that is, when the oil is returned from the oil separator to the compressor in the overload state), the entire amount of the refrigerant is guided to the oil separator. As a result, the oil can be collected in the oil separator in a short time. Therefore, the amount of oil required in the compressor can be secured in a short time. In addition, even in an overloaded state in which a large amount of oil is discharged from the compressor, the oil contained in the refrigerant can be separated by the oil separator, so the heat in the heat exchanger (for example, a condenser) installed downstream is reduced. It is possible to suppress a decrease in exchange efficiency.
The switching means may be, for example, a three-way valve provided at a branch portion of the first refrigerant pipe, a first refrigerant pipe between the branch portion and the joining portion, and a second refrigerant pipe between the branch portion and the oil separator. There are two on-off valves installed in.

また、本発明の一態様に係る冷凍機において、前記油戻し配管は、前記開閉弁の上流側と下流側とを接続するバイパス配管を備えている。   Further, in the refrigerator according to the aspect of the present invention, the oil return pipe includes a bypass pipe that connects the upstream side and the downstream side of the on-off valve.

本態様に係る冷凍機において、油戻し配管は開閉弁の上流側と下流側とを接続するバイパス配管を備えている。これによって、開閉弁をバイパスする回路が形成される。バイパス配管を、例えばオイルのみが流れる程度の配管径とすることで、オイルのみをオイルセパレータから圧縮機へ戻すことができる。このため、オイルを定期的にオイルセパレータから圧縮機へ戻す頻度を低減できる。   In the refrigerator according to this aspect, the oil return pipe includes a bypass pipe that connects the upstream side and the downstream side of the on-off valve. This forms a circuit that bypasses the on-off valve. By setting the bypass pipe to a pipe diameter such that only oil flows, only oil can be returned from the oil separator to the compressor. Therefore, the frequency of returning the oil from the oil separator to the compressor on a regular basis can be reduced.

また、前記制御部は、前記圧縮機の回転数が所定回転数以下のとき前記圧縮機は通常運転時の負荷状態またはそれよりも低負荷状態であると判断し、前記所定回転数を超えたとき前記圧縮機は通常運転時の負荷状態よりも過負荷状態であると判断する。   Further, the control unit determines that the compressor is in a load state during normal operation or a load state lower than that when the rotation speed of the compressor is equal to or lower than a predetermined rotation speed, and exceeds the predetermined rotation speed. At this time, it is determined that the compressor is in an overload state rather than a load state during normal operation.

制御部によって、圧縮機の負荷状態を圧縮機の回転数から取得できる。   The control unit can acquire the load state of the compressor from the rotation speed of the compressor.

また、前記制御部は、前記圧縮機の吸入側と吐出側の圧力差が所定圧力以下のとき前記圧縮機は通常運転時の負荷状態またはそれよりも低負荷状態であると判断し、前記所定圧力を超えたとき前記圧縮機は通常運転時の負荷状態よりも過負荷状態であると判断する。   Further, the control unit determines that the compressor is in a load state during normal operation or a load state lower than that when the pressure difference between the suction side and the discharge side of the compressor is less than or equal to a predetermined pressure, and the predetermined When the pressure is exceeded, it is determined that the compressor is in an overload state rather than a load state during normal operation.

制御部によって、圧縮機の負荷状態を圧縮機の吸入側と吐出側の圧力差から取得できる。   The control unit can obtain the load state of the compressor from the pressure difference between the suction side and the discharge side of the compressor.

また、本発明の一態様に係るチラー設備は、前述の冷凍機を備えている。   A chiller facility according to one aspect of the present invention includes the above-mentioned refrigerator.

本発明に係る冷凍機およびそれを備えたチラー装置によれば、充填するオイルを増量させることなく圧縮機内のオイル量を確保するとともに、冷媒がオイルセパレータから圧縮機へ戻ってしまう現象を抑制できる。   According to the refrigerator and the chiller device including the same according to the present invention, it is possible to secure the amount of oil in the compressor without increasing the amount of oil to be filled, and suppress the phenomenon that the refrigerant returns from the oil separator to the compressor. .

本発明の第1実施形態に係る冷凍機の冷媒回路を示した図である。It is the figure which showed the refrigerant circuit of the refrigerator which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る冷凍機の冷媒回路を示した図である。It is the figure which showed the refrigerant circuit of the refrigerator which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る冷凍機の冷媒回路の変形例を示した図である。It is the figure which showed the modification of the refrigerant circuit of the refrigerator which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

以下に、本発明の一実施形態に係る冷凍機について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態の冷凍機は、例えば、チラー設備に採用される冷凍機である。   A refrigerator according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The refrigerator of the present embodiment is, for example, a refrigerator used in a chiller facility.

〔第1実施形態〕
まず、本発明の第1実施形態に係る冷凍機について説明する。
[First Embodiment]
First, the refrigerator according to the first embodiment of the present invention will be described.

図1には、本実施形態に係る冷凍機の冷媒回路が示されている。冷凍機の冷媒回路は、冷媒を圧縮する圧縮機10と、冷媒を凝縮する凝縮器12と、冷媒を膨張させる膨張弁14と、冷媒を蒸発させる蒸発器16と、圧縮機10から吐出された冷媒に含まれるオイルを分離するオイルセパレータ18とを備えている。この冷媒回路は、これらの機器が冷媒配管P1、冷媒配管P2、冷媒配管P3、冷媒配管P4、冷媒配管P5、油戻し配管P6によって接続される。また、冷凍機は、各機器と通信可能とされ各機器を制御できる制御部30を備えている。   FIG. 1 shows a refrigerant circuit of a refrigerator according to this embodiment. The refrigerant circuit of the refrigerator is discharged from the compressor 10 that compresses the refrigerant, the condenser 12 that condenses the refrigerant, the expansion valve 14 that expands the refrigerant, the evaporator 16 that evaporates the refrigerant, and the compressor 10. And an oil separator 18 for separating oil contained in the refrigerant. In the refrigerant circuit, these devices are connected by a refrigerant pipe P1, a refrigerant pipe P2, a refrigerant pipe P3, a refrigerant pipe P4, a refrigerant pipe P5, and an oil return pipe P6. In addition, the refrigerator includes a control unit 30 that can communicate with each device and control each device.

圧縮機10は、蒸発器16から導かれた冷媒を圧縮する装置である。圧縮機10には、摺動部の潤滑のために予めオイルが充填されている。圧縮機10の吐出口は、第1冷媒配管P1を介して凝縮器12の冷媒入口に接続されている。   The compressor 10 is a device that compresses the refrigerant introduced from the evaporator 16. The compressor 10 is previously filled with oil for lubrication of the sliding portion. The discharge port of the compressor 10 is connected to the refrigerant inlet of the condenser 12 via the first refrigerant pipe P1.

凝縮器12は、圧縮機10で圧縮した冷媒を熱交換によって凝縮させる熱交換器である。凝縮器12の冷媒出口は、冷媒配管P3を介して膨張弁14の冷媒入口に接続されている。   The condenser 12 is a heat exchanger that condenses the refrigerant compressed by the compressor 10 by heat exchange. The refrigerant outlet of the condenser 12 is connected to the refrigerant inlet of the expansion valve 14 via the refrigerant pipe P3.

膨張弁14は、凝縮器12で凝縮した冷媒を膨張させる装置である。膨張弁14の冷媒出口は、冷媒配管P4を介して蒸発器16の冷媒入口に接続されている。   The expansion valve 14 is a device that expands the refrigerant condensed in the condenser 12. The refrigerant outlet of the expansion valve 14 is connected to the refrigerant inlet of the evaporator 16 via a refrigerant pipe P4.

蒸発器16は、膨張弁14で膨張した冷媒を熱交換によって蒸発させる熱交換器である。蒸発器16の冷媒出口は、冷媒配管P5を介して圧縮機10の吸入口に接続されている。   The evaporator 16 is a heat exchanger that evaporates the refrigerant expanded by the expansion valve 14 by heat exchange. The refrigerant outlet of the evaporator 16 is connected to the inlet of the compressor 10 via a refrigerant pipe P5.

第1冷媒配管P1には、その途中に第2冷媒配管P2が接続されている。第1冷媒配管P1と第2冷媒配管P2との接続部は分岐部40とされる。分岐部40で第1冷媒配管P1から分岐された第2冷媒配管P2は、分岐部40よりも下流側の合流部42にて第1冷媒配管P1に再び接続される。なお、第1冷媒配管P1の配管径は、第2冷媒配管P2の配管径以上とされることが好ましい。   A second refrigerant pipe P2 is connected to the first refrigerant pipe P1 in the middle thereof. The connecting portion between the first refrigerant pipe P1 and the second refrigerant pipe P2 is a branch portion 40. The second refrigerant pipe P2 branched from the first refrigerant pipe P1 at the branch portion 40 is connected again to the first refrigerant pipe P1 at the joining portion 42 on the downstream side of the branch portion 40. In addition, it is preferable that the pipe diameter of the first refrigerant pipe P1 be equal to or larger than the pipe diameter of the second refrigerant pipe P2.

第2冷媒配管P2には、その途中にオイルセパレータ18が設けられている。第2冷媒配管P2は、オイルセパレータ18の上流側と下流側とで上流側第2冷媒配管P2A,下流側第2冷媒配管P2Bとに分けられる。これからの説明において、オイルセパレータ18の上流側と下流側とで第2冷媒配管P2の区別が必要な場合は、「上流側第2冷媒配管P2A」または「下流側第2冷媒配管P2B」という用語を使用する。一方、区別が必要ない場合は、単に「第2冷媒配管P2」という用語を使用する。   An oil separator 18 is provided in the middle of the second refrigerant pipe P2. The second refrigerant pipe P2 is divided into an upstream second refrigerant pipe P2A and a downstream second refrigerant pipe P2B on the upstream side and the downstream side of the oil separator 18. In the following description, when it is necessary to distinguish the second refrigerant pipe P2 between the upstream side and the downstream side of the oil separator 18, the term "upstream second refrigerant pipe P2A" or "downstream second refrigerant pipe P2B" is used. To use. On the other hand, when the distinction is not necessary, the term “second refrigerant pipe P2” is simply used.

オイルセパレータ18は、圧縮機10から吐出された冷媒に含まれるオイルを冷媒から分離する装置である。オイルセパレータ18の出口は、油戻し配管P6を介して圧縮機10に接続されている。油戻し配管P6には、開閉弁20が設けられている。   The oil separator 18 is a device that separates the oil contained in the refrigerant discharged from the compressor 10 from the refrigerant. The outlet of the oil separator 18 is connected to the compressor 10 via an oil return pipe P6. An on-off valve 20 is provided in the oil return pipe P6.

制御部30は、上述した各機器と通信可能、かつ、制御を実行できる装置であり、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをCPUがRAM等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ROMやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等である。   The control unit 30 is a device capable of communicating with the above-described devices and executing control, and includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and a computer-readable device. It is composed of various storage media. A series of processes for realizing various functions are stored in a storage medium or the like in the form of a program as an example, and the CPU reads the program into a RAM or the like to execute information processing / arithmetic processing. As a result, various functions are realized. The program is installed in a ROM or other storage medium in advance, provided in a state of being stored in a computer-readable storage medium, or delivered via wired or wireless communication means. Etc. may be applied. The computer-readable storage medium is a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like.

次に、冷媒回路における冷媒の流れについて説明する。
圧縮機10によって圧縮された冷媒は、第1冷媒配管P1へ導かれる。分岐部40に到達した冷媒は、その一部が上流側第2冷媒配管P2Aを流通してオイルセパレータ18へ導かれる。一方、残りの冷媒は、そのまま第1冷媒配管P1を流通して凝縮器12へ導かれる。
Next, the flow of the refrigerant in the refrigerant circuit will be described.
The refrigerant compressed by the compressor 10 is guided to the first refrigerant pipe P1. A part of the refrigerant reaching the branch portion 40 flows through the upstream second refrigerant pipe P2A and is guided to the oil separator 18. On the other hand, the remaining refrigerant flows through the first refrigerant pipe P1 as it is and is guided to the condenser 12.

このとき、前述のように第1冷媒配管P1の配管径を第2冷媒配管P2の配管径以上とすることで、凝縮器12へ導かれる冷媒の量を、上流側第2冷媒配管P2A(すわなちオイルセパレータ18)へ導かれる冷媒の量よりも多量とすることができる。つまり、冷媒の主流を第2冷媒配管P2側ではなく第1冷媒配管P1側にすることができる。   At this time, as described above, by setting the pipe diameter of the first refrigerant pipe P1 to be equal to or larger than the pipe diameter of the second refrigerant pipe P2, the amount of the refrigerant guided to the condenser 12 is set to the upstream side second refrigerant pipe P2A ( That is, the amount of the refrigerant introduced to the oil separator 18) can be made larger. That is, the main flow of the refrigerant can be on the first refrigerant pipe P1 side instead of the second refrigerant pipe P2 side.

凝縮器12へ導かれた冷媒は、凝縮器12によって熱交換されて凝縮する。凝縮器12で凝縮した冷媒は、第3冷媒配管P3を流通して膨張弁14へ導かれる。   The refrigerant guided to the condenser 12 is heat-exchanged and condensed by the condenser 12. The refrigerant condensed in the condenser 12 flows through the third refrigerant pipe P3 and is guided to the expansion valve 14.

膨張弁14へ導かれた冷媒は、膨張弁14によって膨張する。膨張弁14によって膨張した冷媒は、第4冷媒配管P4を流通して蒸発器16へ導かれる。   The refrigerant guided to the expansion valve 14 expands by the expansion valve 14. The refrigerant expanded by the expansion valve 14 flows through the fourth refrigerant pipe P4 and is guided to the evaporator 16.

蒸発器16へ導かれた冷媒は、蒸発器16によって熱交換されて蒸発する。ここで冷媒と熱交換した熱媒体(例えば水)がチラー水として供給される。蒸発器16で蒸発した冷媒は、第5冷媒配管P5を流通して再び圧縮機10へ導かれる。   The refrigerant guided to the evaporator 16 is heat-exchanged by the evaporator 16 and evaporated. Here, the heat medium (for example, water) that has exchanged heat with the refrigerant is supplied as chiller water. The refrigerant evaporated in the evaporator 16 flows through the fifth refrigerant pipe P5 and is guided to the compressor 10 again.

上流側第2冷媒配管P2Aを流通してオイルセパレータ18へ導かれた冷媒は、オイルセパレータ18によって、含まれているオイルが分離される。分離されたオイルはオイルセパレータ18の下部に溜まる。なお、一般に、圧縮機10の負荷状態が通常運転時の負荷状態(以下「通常負荷状態」と言う。)または通常負荷状態よりも低負荷状態では圧縮機10から吐出されるオイル(冷媒に含まれて吐出されるオイル)は少量とされる。一方、通常負荷状態よりも過負荷状態では圧縮機10から吐出されるオイルは多量とされる。換言すると、圧縮機10の負荷が高くなるにつれて圧縮機10から吐出されるオイルは増量する。   The contained oil is separated from the refrigerant introduced into the oil separator 18 through the upstream second refrigerant pipe P2A. The separated oil collects in the lower part of the oil separator 18. In general, when the load state of the compressor 10 is a load state during normal operation (hereinafter referred to as “normal load state”) or a load state lower than the normal load state, the oil discharged from the compressor 10 (included in the refrigerant) A small amount of oil is discharged. On the other hand, the amount of oil discharged from the compressor 10 is larger in the overload state than in the normal load state. In other words, the oil discharged from the compressor 10 increases as the load on the compressor 10 increases.

オイルが取り除かれた冷媒は、上流側第2冷媒配管P2Aを流通して合流部42で第1冷媒配管P1に合流する。合流した冷媒は、オイルセパレータ18を経由せずに第1冷媒配管P1を流通する冷媒とともに凝縮器12へ導かれる。   The refrigerant from which the oil is removed flows through the upstream second refrigerant pipe P2A and joins the first refrigerant pipe P1 at the joining portion 42. The combined refrigerant is guided to the condenser 12 together with the refrigerant flowing through the first refrigerant pipe P1 without passing through the oil separator 18.

一方、オイルセパレータ18の下部に溜められたオイルは、油戻し配管P6を介して圧縮機10へ戻すことができる。このオイルには、圧縮機10によって圧縮された冷媒が分離されずにわずかに含まれることがある。   On the other hand, the oil stored in the lower part of the oil separator 18 can be returned to the compressor 10 via the oil return pipe P6. The oil may contain a small amount of the refrigerant compressed by the compressor 10 without being separated.

次に、油戻し配管P6に設けられた開閉弁20の制御について説明する。   Next, control of the on-off valve 20 provided in the oil return pipe P6 will be described.

開閉弁20は、圧縮機10の負荷状態に応じて制御部30によって制御(例えば、開閉)される。圧縮機10の負荷状態は、例えば、チラー設備にて設定された水温や外気温等に応じて変化する。   The opening / closing valve 20 is controlled (for example, opened / closed) by the control unit 30 according to the load state of the compressor 10. The load state of the compressor 10 changes depending on, for example, the water temperature set in the chiller facility, the outside air temperature, and the like.

次に、開閉弁20の制御について詳細に説明する。
圧縮機10の負荷状態が通常負荷状態または通常負荷状態よりも低負荷状態であるとき開閉弁20は閉状態とされる。つまり、油戻し配管P6は遮断された状態となり、オイルは圧縮機10へ戻されない。反対に、圧縮機10の負荷状態が通常負荷状態よりも過負荷状態であるとき開閉弁20は開状態とされる。つまり、油戻し配管P6は遮断されていない状態となり、オイルを圧縮機10へ戻すことができる。
Next, the control of the on-off valve 20 will be described in detail.
The on-off valve 20 is closed when the load state of the compressor 10 is the normal load state or the load state lower than the normal load state. That is, the oil return pipe P6 is shut off, and the oil is not returned to the compressor 10. On the contrary, when the load condition of the compressor 10 is more overloaded than the normal load condition, the on-off valve 20 is opened. That is, the oil return pipe P6 is not shut off, and the oil can be returned to the compressor 10.

ここで、圧縮機10の負荷状態は以下のように判断される。
制御部30は、圧縮機10の回転数が取得可能とされ、例えば、圧縮機10の回転数は、圧縮機10を駆動する電動機の回転数を変化させるインバータ(図示せず)から取得される。このとき、圧縮機10の回転数が所定回転数以下のときに、制御部30は圧縮機10が通常負荷状態または低負荷状態であると判断する。また、圧縮機10の回転数が所定回転数を超えたときに、制御部30は圧縮機10が過負荷状態であると判断する。所定回転数とは、例えば、圧縮機10から吐出される冷媒に含まれるオイル量が全量(冷媒およびオイル)の5%程度となる回転数や、上限回転数の50%程度の回転数等である。ただし、これらの回転数は圧縮機10の仕様によって異なる。
Here, the load state of the compressor 10 is determined as follows.
The control unit 30 can acquire the rotation speed of the compressor 10. For example, the rotation speed of the compressor 10 is acquired from an inverter (not shown) that changes the rotation speed of the electric motor that drives the compressor 10. . At this time, when the rotation speed of the compressor 10 is equal to or lower than the predetermined rotation speed, the control unit 30 determines that the compressor 10 is in the normal load state or the low load state. Further, when the rotation speed of the compressor 10 exceeds the predetermined rotation speed, the control unit 30 determines that the compressor 10 is in the overload state. The predetermined rotation speed is, for example, a rotation speed at which the amount of oil contained in the refrigerant discharged from the compressor 10 is about 5% of the total amount (refrigerant and oil), a rotation speed of about 50% of the upper limit rotation speed, or the like. is there. However, these rotational speeds differ depending on the specifications of the compressor 10.

また、圧縮機10の負荷状態は以下のように判断されてもよい。
制御部30は、圧縮機10の吐出側の圧力と吸入口側の圧力が取得可能とされ、例えば、吐出側の圧力と吸入口側の圧力は、冷媒配管に設けられた圧力計(図示せず)から取得される。このとき、吐出口側と吸入口側との差圧が所定圧力以下のときに、制御部30は圧縮機10が通常負荷状態または低負荷状態であると判断する。また、差圧が所定圧力を超えたときに、制御部30は圧縮機10が過負荷状態であると判断する。所定圧力とは、例えば、圧縮機10の設計圧力比に基づく圧力や、R410冷媒(一例として)での加熱定格条件での差圧(2.0MPa〜2.2MPa)に基づく圧力等である。ただし、これらの圧力は圧縮機10の仕様によって異なる。
Moreover, the load state of the compressor 10 may be determined as follows.
The control unit 30 is capable of acquiring the pressure on the discharge side and the pressure on the suction port side of the compressor 10. For example, the pressure on the discharge side and the pressure on the suction port side are pressure gauges (not shown) provided in the refrigerant pipe. No.). At this time, when the pressure difference between the discharge port side and the suction port side is equal to or lower than the predetermined pressure, the control unit 30 determines that the compressor 10 is in the normal load state or the low load state. Further, when the differential pressure exceeds the predetermined pressure, the control unit 30 determines that the compressor 10 is in the overload state. The predetermined pressure is, for example, a pressure based on a design pressure ratio of the compressor 10 or a pressure based on a differential pressure (2.0 MPa to 2.2 MPa) under a heating rated condition for the R410 refrigerant (as an example). However, these pressures differ depending on the specifications of the compressor 10.

なお、圧縮機10の負荷状態の判断基準は前述の判断基準に限らず、熱交換器の水温や外気温に基づいて判断されてもよい。   The criterion for determining the load state of the compressor 10 is not limited to the above-described criterion, and may be determined based on the water temperature of the heat exchanger or the outside air temperature.

本実施形態においては以下の効果を奏する。
オイルセパレータ18で分離されたオイルには、圧縮機10によって圧縮された冷媒がわずかに含まれることがある。つまり、そのままオイルを圧縮機10へ戻すと、油戻し配管P6を介してオイルセパレータ18から圧縮機10へ圧縮された冷媒が不可避的に戻されることになる。この不可避的に戻される冷媒は、凝縮器12で熱交換をしないため圧縮機10の仕事に対して損失となる。しかし、開閉弁20によって油戻し配管P6を遮断した場合、一部の冷媒がオイルセパレータ18から圧縮機10へ戻ってしまう現象が抑制されるので、圧縮機10の仕事に対する損失を抑制できる。
The following effects are achieved in this embodiment.
The oil separated by the oil separator 18 may slightly contain the refrigerant compressed by the compressor 10. That is, if the oil is returned to the compressor 10 as it is, the compressed refrigerant is inevitably returned from the oil separator 18 to the compressor 10 via the oil return pipe P6. The refrigerant that is unavoidably returned does not exchange heat in the condenser 12, and thus becomes a loss for the work of the compressor 10. However, when the oil return pipe P6 is shut off by the opening / closing valve 20, a phenomenon in which some of the refrigerant returns from the oil separator 18 to the compressor 10 is suppressed, so that the loss of the work of the compressor 10 can be suppressed.

また、通常負荷状態または低負荷状態では圧縮機10から吐出されるオイル(冷媒に含まれて吐出されるオイル)が少量であるため、開閉弁20によって油戻し配管P6を遮断してオイルを圧縮機10へ戻さないこととしても圧縮機10への影響(例えばオイル不足)は無視できる。一方、過負荷状態のときには、圧縮機10から吐出されるオイルが多量である。このため、開閉弁20によって油戻し配管P6を遮断してしまうと圧縮機10ではオイル不足が発生する可能性がある。しかし、通常負荷状態よりも過負荷状態のときに油戻し配管P6に設けられた開閉弁20を開状態とすることで、オイルセパレータ18に溜められたオイルを圧縮機10へ戻すことができるので、圧縮機10内のオイル量を確保できる。このため、過負荷状態のときに発生する圧縮機10でのオイル不足を補うために、圧縮機10に充填するオイルを増量させる必要がなくなる。   Further, in a normal load state or a low load state, since the amount of oil discharged from the compressor 10 (oil contained in the refrigerant and discharged) is small, the on-off valve 20 shuts off the oil return pipe P6 to compress the oil. Even if the compressor 10 is not returned, the influence on the compressor 10 (for example, oil shortage) can be ignored. On the other hand, in the overloaded state, a large amount of oil is discharged from the compressor 10. Therefore, if the on-off valve 20 shuts off the oil return pipe P6, the compressor 10 may run out of oil. However, the oil accumulated in the oil separator 18 can be returned to the compressor 10 by opening the on-off valve 20 provided in the oil return pipe P6 when the load is overloaded rather than the normal load. Therefore, the amount of oil in the compressor 10 can be secured. Therefore, it is not necessary to increase the amount of oil to be filled in the compressor 10 in order to compensate for the lack of oil in the compressor 10 that occurs in the overloaded state.

また、仮に冷媒の全量がオイルセパレータ18を経由する場合、短時間でオイルセパレータ18にオイルが溜まるので、そのオイルを減らすためにオイルをオイルセパレータ18から圧縮機10へ頻繁に戻す必要がある。これに対して、第1冷媒配管P1を介して大部分の冷媒を圧縮機10から凝縮器12へ導くこととし、オイルセパレータ18へ導かれる冷媒をそれに比べて少量とすることで、オイルセパレータ18にオイルが溜まるまでに要する時間を長くすることができる。つまり、オイルセパレータ18に溜められたオイルを減らすために、オイルをオイルセパレータ18から圧縮機10へ戻す頻度を低減できる。これによって、圧縮された冷媒がオイルセパレータ18から圧縮機10へ戻ってしまう現象の頻度を低減できるので、圧縮機10の仕事に対する損失を抑制できる。   Further, if the entire amount of the refrigerant passes through the oil separator 18, the oil will be accumulated in the oil separator 18 in a short time. Therefore, it is necessary to frequently return the oil from the oil separator 18 to the compressor 10 in order to reduce the oil. On the other hand, most of the refrigerant is introduced from the compressor 10 to the condenser 12 through the first refrigerant pipe P1, and the amount of the refrigerant introduced to the oil separator 18 is smaller than that of the oil separator 18. The time required for oil to collect can be lengthened. That is, in order to reduce the oil accumulated in the oil separator 18, the frequency of returning the oil from the oil separator 18 to the compressor 10 can be reduced. As a result, the frequency of the phenomenon in which the compressed refrigerant returns from the oil separator 18 to the compressor 10 can be reduced, so that the loss of the work of the compressor 10 can be suppressed.

〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態に係る冷凍機について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対して、分岐部40付近の形態が異なり、その他の点については同様である。したがって、第1実施形態と異なる点についてのみ説明し、その他は同一の符号を用いてその説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a refrigerator according to the second embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is different from the first embodiment in the form near the branch portion 40, and is the same in other respects. Therefore, only the points different from the first embodiment will be described, and other elements will be denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

図2には、本発明の第2実施形態に係る冷凍機の冷媒回路が示されている。
第1実施形態と異なり、分岐部40での流れ方向を切り換え可能な切換手段として、三方弁22が設けられている。
FIG. 2 shows a refrigerant circuit of a refrigerator according to the second embodiment of the present invention.
Unlike the first embodiment, a three-way valve 22 is provided as a switching unit capable of switching the flow direction at the branch section 40.

三方弁22は、圧縮機10から導かれた冷媒を、第1冷媒配管P1および上流側第2冷媒配管P2Aのいずれか一方へ導くように流れ方向を切り換えることができる。換言すると、圧縮機10から導かれた冷媒を、オイルセパレータ18(第2冷媒配管P2)をバイパスさせるか経由させるか切り換えることができる。   The three-way valve 22 can switch the flow direction so that the refrigerant introduced from the compressor 10 is introduced to either one of the first refrigerant pipe P1 and the upstream second refrigerant pipe P2A. In other words, the refrigerant introduced from the compressor 10 can be switched to bypass or pass through the oil separator 18 (second refrigerant pipe P2).

なお、切換手段が設けられている場合、第1冷媒配管P1の配管径が、第2冷媒配管P2の配管径以上である必要はない。   When the switching means is provided, the pipe diameter of the first refrigerant pipe P1 does not need to be equal to or larger than the pipe diameter of the second refrigerant pipe P2.

三方弁22は以下のように制御される。
制御部30は、開閉弁20の開閉状態が取得可能とされる。開閉弁20が閉状態のとき(すなわち圧縮機10が通常負荷状態または低負荷状態のとき)、制御部30は冷媒をオイルセパレータ18へ導かないように三方弁22を制御する。反対に、開閉弁20が開状態のとき(すなわち圧縮機10が過負荷状態のとき)、制御部30は冷媒をオイルセパレータ18へ導くように三方弁22を制御する。
The three-way valve 22 is controlled as follows.
The control unit 30 can acquire the open / closed state of the open / close valve 20. When the on-off valve 20 is in the closed state (that is, when the compressor 10 is in the normal load state or the low load state), the control unit 30 controls the three-way valve 22 so that the refrigerant is not guided to the oil separator 18. On the contrary, when the open / close valve 20 is in the open state (that is, when the compressor 10 is in the overload state), the control unit 30 controls the three-way valve 22 so as to guide the refrigerant to the oil separator 18.

なお、分岐部40での流れ方向を切り換え可能な切換手段としては、前述の三方弁22に限定されるものではなく、例えば図3に示すような2つの開閉弁24,26とされてもよい。この場合、一方の開閉弁24は分岐部40と合流部42との間の第1冷媒配管P1に設けられ、多方の開閉弁26は上流側第2冷媒配管P2Aに設けられる。   The switching means capable of switching the flow direction in the branch portion 40 is not limited to the three-way valve 22 described above, and may be two open / close valves 24 and 26 as shown in FIG. 3, for example. . In this case, the one on-off valve 24 is provided in the first refrigerant pipe P1 between the branch portion 40 and the merging portion 42, and the many on-off valves 26 are provided in the upstream second refrigerant pipe P2A.

本実施形態においては以下の効果を奏する。
開閉弁20が閉状態のとき(すなわち、圧縮機10は通常負荷状態以下であって、オイルセパレータ18から圧縮機10へオイルを戻さないとき)は、冷媒の全量がオイルセパレータ18をバイパスする。このため、オイルセパレータ18にオイルが溜まらないので、オイルを定期的にオイルセパレータ18から圧縮機10へ戻す必要がなくなり、冷媒がオイルセパレータ18から圧縮機10へ戻ってしまう現象の頻度をより低減できる。
The following effects are achieved in this embodiment.
When the on-off valve 20 is closed (that is, when the compressor 10 is under a normal load condition and oil is not returned from the oil separator 18 to the compressor 10), the entire amount of the refrigerant bypasses the oil separator 18. For this reason, since the oil does not collect in the oil separator 18, there is no need to periodically return the oil from the oil separator 18 to the compressor 10, and the frequency of the phenomenon that the refrigerant returns from the oil separator 18 to the compressor 10 is further reduced. it can.

一方、開閉弁20が開状態のとき(すなわち、圧縮機10が過負荷状態であって、オイルセパレータ18から圧縮機10へオイルを戻すとき)は、冷媒の全量がオイルセパレータ18に導かれる。これによって、短時間でオイルセパレータ18にオイルを溜めることができる。このため、圧縮機10内に必要なオイル量を短時間で確保できる。また、圧縮機10から吐出されるオイルが多量である過負荷状態であっても、冷媒に含まれるオイルをオイルセパレータ18によって分離できるので、下流に設置された凝縮器12での熱交換の効率低下を抑制できる。   On the other hand, when the on-off valve 20 is in the open state (that is, when the compressor 10 is in the overloaded state and the oil is returned from the oil separator 18 to the compressor 10), the entire amount of the refrigerant is guided to the oil separator 18. As a result, the oil can be accumulated in the oil separator 18 in a short time. Therefore, the required amount of oil can be secured in the compressor 10 in a short time. Further, even in an overloaded state in which a large amount of oil is discharged from the compressor 10, the oil contained in the refrigerant can be separated by the oil separator 18, so that the efficiency of heat exchange in the condenser 12 installed downstream is high. The decrease can be suppressed.

なお、第1実施形態および第2実施形態において、図3に示すように、開閉弁20の上流側と下流側とを接続するバイパス配管P7を設けてもよい。バイパス配管P7はオイルのみが流れる程度の配管径とされ、例えばキャピラリチューブなどが採用される。この場合、オイルのみをオイルセパレータ18から圧縮機10へ戻すことができる。このため、オイルを定期的にオイルセパレータ18から圧縮機10へ戻す頻度を低減できる。   In addition, in the first embodiment and the second embodiment, as shown in FIG. 3, a bypass pipe P7 that connects the upstream side and the downstream side of the on-off valve 20 may be provided. The bypass pipe P7 has a pipe diameter such that only oil flows, and a capillary tube or the like is used, for example. In this case, only oil can be returned from the oil separator 18 to the compressor 10. Therefore, the frequency of returning the oil from the oil separator 18 to the compressor 10 regularly can be reduced.

10 圧縮機
12 凝縮器
14 膨張弁
16 蒸発器
18 オイルセパレータ
20 開閉弁
22 三方弁(切換手段)
24,26 開閉弁(切換手段)
30 制御部
40 分岐部
42 合流部
P1 第1冷媒配管
P2A(P2) 上流側第2冷媒配管(第2冷媒配管)
P2B(P2) 下流側第2冷媒配管(第2冷媒配管)
P3,P4,P5 冷媒配管
P6 油戻し配管
P7 バイパス配管
10 compressor 12 condenser 14 expansion valve 16 evaporator 18 oil separator 20 on-off valve 22 three-way valve (switching means)
24,26 Open / close valve (switching means)
30 control part 40 branching part 42 merging part P1 first refrigerant pipe P2A (P2) upstream second refrigerant pipe (second refrigerant pipe)
P2B (P2) Downstream second refrigerant pipe (second refrigerant pipe)
P3, P4, P5 Refrigerant piping P6 Oil return piping P7 Bypass piping

Claims (8)

冷媒を圧縮する圧縮機と、
該圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、
前記圧縮機と前記凝縮器とを接続する第1冷媒配管と、
該第1冷媒配管から分岐部にて分岐して前記分岐部の下流で再び前記第1冷媒配管に合流する第2冷媒配管と、
該第2冷媒配管に設けられるとともに冷媒中のオイルを分離するオイルセパレータと、
該オイルセパレータによって分離されたオイルを前記圧縮機へ戻す油戻し配管と、
前記油戻し配管に設けられた開閉弁と、
前記圧縮機の負荷状態に応じて前記開閉弁の開閉を切り換える制御部と、
を備えている冷凍機。
A compressor for compressing the refrigerant,
A condenser for condensing the refrigerant compressed by the compressor,
A first refrigerant pipe connecting the compressor and the condenser;
A second refrigerant pipe branched from the first refrigerant pipe at a branch portion and joined again to the first refrigerant pipe downstream of the branch portion;
An oil separator provided in the second refrigerant pipe and for separating oil in the refrigerant;
An oil return pipe for returning the oil separated by the oil separator to the compressor,
An on-off valve provided in the oil return pipe,
A control unit that switches between opening and closing of the open / close valve according to a load state of the compressor;
Refrigerator equipped with.
前記制御部は、前記圧縮機が通常運転時の負荷状態またはそれよりも低負荷状態のときに前記開閉弁を閉状態とさせ、前記圧縮機が通常運転時の負荷状態よりも過負荷状態のときに前記開閉弁を開状態とさせる請求項1に記載の冷凍機。   The control unit closes the on-off valve when the compressor is in a load state during normal operation or a load state lower than that, and the compressor is in an overload state rather than a load state during normal operation. The refrigerator according to claim 1, wherein the on-off valve is opened at times. 前記第1冷媒配管は、前記第2冷媒配管と同径以上の配管径とされている請求項1または2に記載の冷凍機。   The refrigerator according to claim 1 or 2, wherein the first refrigerant pipe has a pipe diameter equal to or larger than that of the second refrigerant pipe. 前記第1冷媒配管の前記分岐部での流れ方向を切り換え可能な切換手段を備え、
前記制御部は、前記開閉弁が閉状態のとき冷媒を前記第2冷媒配管側へ導かないように前記切換手段を制御し、前記開閉弁が開状態のとき冷媒を前記第2冷媒配管側へ導くように前記切換手段を制御する請求項1から3のいずれかに記載の冷凍機。
A switching means capable of switching the flow direction at the branch portion of the first refrigerant pipe,
The control unit controls the switching means so that the refrigerant is not guided to the second refrigerant pipe side when the opening / closing valve is closed, and the refrigerant is directed to the second refrigerant pipe side when the opening / closing valve is open. The refrigerator according to any one of claims 1 to 3, wherein the switching means is controlled so as to be guided.
前記油戻し配管は、前記開閉弁の上流側と下流側とを接続するバイパス配管を備えている請求項1から4のいずれかに記載の冷凍機。   The refrigerator according to claim 1, wherein the oil return pipe includes a bypass pipe that connects an upstream side and a downstream side of the on-off valve. 前記制御部は、前記圧縮機の回転数が所定回転数以下のとき前記圧縮機は通常運転時の負荷状態またはそれよりも低負荷状態であると判断し、前記所定回転数を超えたとき前記圧縮機は通常運転時の負荷状態よりも過負荷状態であると判断する請求項1から5のいずれかに記載の冷凍機。   The control unit determines that the compressor is in a load state during normal operation or a load state lower than that when the rotation speed of the compressor is equal to or lower than a predetermined rotation speed, and when the rotation speed of the compressor exceeds the predetermined rotation speed, The refrigerator according to claim 1, wherein it is determined that the compressor is in an overloaded state rather than a loaded state during normal operation. 前記制御部は、前記圧縮機の吸入側と吐出側の圧力差が所定圧力以下のとき前記圧縮機は通常運転時の負荷状態またはそれよりも低負荷状態であると判断し、前記所定圧力を超えたとき前記圧縮機は通常運転時の負荷状態よりも過負荷状態であると判断する請求項1から5のいずれかに記載の冷凍機。   When the pressure difference between the suction side and the discharge side of the compressor is less than or equal to a predetermined pressure, the control unit determines that the compressor is in a load state during normal operation or a load state lower than that, and the predetermined pressure is The refrigerator according to claim 1, wherein when it exceeds, it is determined that the compressor is in an overload state rather than a load state during normal operation. 請求項1から7のいずれかに記載の冷凍機を備えているチラー設備。   Chiller equipment provided with the refrigerator according to any one of claims 1 to 7.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03115358U (en) * 1990-03-09 1991-11-28
JP2002039635A (en) * 2000-07-25 2002-02-06 Zexel Valeo Climate Control Corp Air conditioner
JP2010175189A (en) * 2009-01-30 2010-08-12 Daikin Ind Ltd Air conditioner
US20130186128A1 (en) * 2010-03-05 2013-07-25 Lg Electronics Inc. Chiller
JP2014020661A (en) * 2012-07-18 2014-02-03 Panasonic Corp Air conditioner
JP2017032163A (en) * 2015-07-29 2017-02-09 パナソニックIpマネジメント株式会社 Air conditioner

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03115358U (en) * 1990-03-09 1991-11-28
JP2002039635A (en) * 2000-07-25 2002-02-06 Zexel Valeo Climate Control Corp Air conditioner
JP2010175189A (en) * 2009-01-30 2010-08-12 Daikin Ind Ltd Air conditioner
US20130186128A1 (en) * 2010-03-05 2013-07-25 Lg Electronics Inc. Chiller
JP2014020661A (en) * 2012-07-18 2014-02-03 Panasonic Corp Air conditioner
JP2017032163A (en) * 2015-07-29 2017-02-09 パナソニックIpマネジメント株式会社 Air conditioner

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