JP2022173639A - air conditioner - Google Patents

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refrigerant
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哲也 増田
Tetsuya Masuda
文紀 河野
Fuminori Kono
大 松井
Masaru Matsui
尚輝 前川
Naoki Maekawa
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Abstract

To suppress deterioration in performance when operation capacity of a compressor increases.SOLUTION: An air conditioner includes: a gas engine 103, a first compressor 101, a second compressor 102, an oil separator 104, an oil return pipe 105, a first branch oil return pipe 111, a second branch oil return pipe 112, a by-pass pipe 118, an oil refrigerant heat exchanger 121, and an exhaust heat recovery decompression device 120. The exhaust heat recovery decompression device 120 is opened or closed by air conditioning load of the air conditioner, and exchanges heat between oil flowing through the oil return pipe 105 and refrigerant flowing through the by-pass pipe 112 using the oil refrigerant heat exchanger 121.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、ガスエンジンにより駆動する圧縮機と、電動モータにより駆動する圧縮機を並列に搭載した空気調和装置に関する。 The present disclosure relates to an air conditioner in which a compressor driven by a gas engine and a compressor driven by an electric motor are mounted in parallel.

特許文献1は、複数圧縮機に対する均油機能を有した冷凍サイクル装置を開示する。この冷凍サイクル装置は、単一の油分離器と、油分離器に油戻し管を介して接続された複数の圧縮機と、油戻し管にそれぞれ設けられた油戻し弁と、各圧縮機の運転容量を検出し、それらの運転容量比と各油戻し弁の開度の比または各油戻し弁の開時間の比が合致するように各油戻し弁を制御する制御手段と、を備える。 Patent Literature 1 discloses a refrigeration cycle device having an oil equalizing function for multiple compressors. This refrigeration cycle device includes a single oil separator, a plurality of compressors connected to the oil separator via oil return pipes, oil return valves provided in the oil return pipes, and A control means for detecting operating capacities and controlling each oil return valve so that the operating capacity ratio and the ratio of the opening of each oil return valve or the ratio of the opening time of each oil return valve match.

特開2010-48460号公報JP-A-2010-48460

本開示は、圧縮機の運転容量が増加した場合の低能低下を防止する空気調和装置を提供する。 The present disclosure provides an air conditioner that prevents deterioration in performance when the operating capacity of the compressor increases.

本開示における空気調和装置は、ガスエンジンを駆動源とする第1圧縮機と、電動モータを駆動源とする第2圧縮機を並列に接続し、冷媒を循環させて空調を行う空気調和装置において、前記第1圧縮機および前記第2圧縮機の吐出配管の合流部より下流にオイルセパレータを備え、前記オイルセパレータの底部に接続されたオイル戻し管と、前記オイル戻し管から分岐され前記第1圧縮機の吸入管を接続する第1分岐オイル戻し管と、前記オイル戻し管から分岐され前記第2圧縮機の吸入管を接続する第2分岐オイル戻し管と、さらに、冷媒液管とアキュムレータの上流の低圧ガス管を接続するバイパス管と、を備え、前記オイル戻し管と前記バイパス管に、オイルと冷媒の熱交換を行う熱交換部を備えたことを特徴とする。 An air conditioner according to the present disclosure is an air conditioner in which a first compressor having a gas engine as a drive source and a second compressor having an electric motor as a drive source are connected in parallel to perform air conditioning by circulating a refrigerant. , an oil separator downstream from the confluence of the discharge pipes of the first compressor and the second compressor, an oil return pipe connected to the bottom of the oil separator, and the first oil return pipe branched from the oil return pipe. A first branched oil return pipe that connects the suction pipe of the compressor, a second branched oil return pipe that branches from the oil return pipe and connects the suction pipe of the second compressor, and a refrigerant liquid pipe and an accumulator. and a bypass pipe that connects an upstream low-pressure gas pipe, and the oil return pipe and the bypass pipe are provided with a heat exchange portion that exchanges heat between the oil and the refrigerant.

本開示における空気調和装置は、オイルセパレータで分離した高温高圧のオイルを、オイルと冷媒の熱交換を行う熱交換部において低温低圧の冷媒と熱交換し、圧縮機吸入管流入時のオイル温度を低下させることができる。そのため、圧縮機の吸入冷媒温度が低下し、圧縮機吸入冷媒の密度を上げる、すなわち、圧縮機の運転容量が増加した場合の性能不足を抑制することができる。 In the air conditioner according to the present disclosure, the high-temperature and high-pressure oil separated by the oil separator is heat-exchanged with the low-temperature and low-pressure refrigerant in the heat exchange unit that exchanges heat between the oil and the refrigerant, and the oil temperature when flowing into the compressor suction pipe is reduced. can be lowered. Therefore, it is possible to suppress insufficient performance when the temperature of the refrigerant sucked into the compressor is lowered and the density of the refrigerant sucked into the compressor is increased, that is, when the operating capacity of the compressor is increased.

本発明の実施の形態1の空気調和装置を示す構成図1 is a configuration diagram showing an air conditioner according to Embodiment 1 of the present invention.

(本開示の基礎となった知見等)
発明者らが本開示に想到するに至った当時、圧縮機は、その運転中において圧縮機用の潤滑油の一部を冷媒とともに吐出しており、この吐出された潤滑油が圧縮機に戻らなければ、摺動部を潤滑する圧縮機内の油量が徐々に減少して動作不良を引き起こすことから、従来、圧縮機から吐出された潤滑油を冷媒と分離するためのオイルセパレータ、およびオイルセパレータで分離した潤滑油を圧縮機に戻すための油戻し回路が設ける技術があった。
ここで、ガスエンジンを駆動源とする圧縮機を利用した空気調和装置は、事務所ビルや大型店舗で利用されるため、運転容量の大きい圧縮機を複数並列に接続して用いられる場合もある。従来の技術のように、複数の圧縮機を並列に接続した冷凍サイクル装置においては、複数圧縮機に対する均油機能が必要となる。
(Knowledge, etc. on which this disclosure is based)
At the time when the inventors arrived at the present disclosure, the compressor discharged part of the lubricating oil for the compressor together with the refrigerant during its operation, and the discharged lubricating oil returned to the compressor. Without it, the amount of oil in the compressor that lubricates the sliding parts gradually decreases, causing malfunction. There was a technology to provide an oil return circuit for returning the separated lubricating oil to the compressor.
Here, since air conditioners using compressors driven by gas engines are used in office buildings and large stores, there are cases where multiple compressors with large operating capacities are connected in parallel and used. . In a refrigeration cycle apparatus in which a plurality of compressors are connected in parallel, as in the conventional technology, an oil equalization function is required for the plurality of compressors.

しかしながら、従来の技術のように、圧縮機の運転容量に応じて油戻し弁を制御した場合、運転容量が大きく、油戻し量が多くなった場合、圧縮機の吸入冷媒が、戻りオイルから受熱し、吸入冷媒の密度が低下する、すなわち冷媒循環量が低下し、所望の能力が発揮できないという課題を発明者らは発見し、その課題を解決するために、本開示の主題を構成するに至った。
そこで、本開示は、圧縮機の運転容量が増加した場合の低能低下を防止する空気調和装置を提供する。
However, when the oil return valve is controlled according to the operating capacity of the compressor as in the conventional technology, when the operating capacity is large and the amount of oil returned is large, the refrigerant sucked into the compressor receives heat from the return oil. However, the inventors discovered the problem that the density of the sucked refrigerant is reduced, that is, the refrigerant circulation amount is reduced, and the desired performance cannot be exhibited. Arrived.
Accordingly, the present disclosure provides an air conditioner that prevents deterioration in performance when the operating capacity of the compressor increases.

以下、図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が必要以上に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. However, more detailed description than necessary may be omitted. For example, detailed descriptions of well-known matters or redundant descriptions of substantially the same configurations may be omitted. This is to avoid the following description from becoming more redundant than necessary and to facilitate understanding by those skilled in the art.
It should be noted that the accompanying drawings and the following description are provided to allow those skilled in the art to fully understand the present disclosure and are not intended to limit the claimed subject matter thereby.

(実施の形態1)
[1-1.構成]
図1は、本発明の第1の実施の形態における空気調和装置300の構成を示すものである。
図1において、空気調和装置は、室外ユニット100と、室内ユニット200とを備えており、室外ユニット100と室内ユニット200とは、ユニット配管で接続されている。
(Embodiment 1)
[1-1. Constitution]
FIG. 1 shows the configuration of an air conditioner 300 according to the first embodiment of the invention.
In FIG. 1, the air conditioner includes an outdoor unit 100 and an indoor unit 200. The outdoor unit 100 and the indoor unit 200 are connected by unit piping.

室外ユニット100は、ガスエンジン103を駆動源とする第1圧縮機101と、電動モータを駆動源とする第2圧縮機102とを備えており、第1圧縮機101と、第2圧縮機102とは並列に接続されている。また、第1圧縮機101は、第2圧縮機102よりも容量が大きいものが選定されている。 The outdoor unit 100 includes a first compressor 101 driven by a gas engine 103 and a second compressor 102 driven by an electric motor. are connected in parallel. Also, the first compressor 101 is selected to have a larger capacity than the second compressor 102 .

室外ユニット100は、オイルセパレータ104と、四方弁106と、室外熱交換器107と、減圧装置109と、アキュムレータ110と、ラジエータ116と、排熱回収熱交換器119と、排熱回収減圧装置120とを備えている。 The outdoor unit 100 includes an oil separator 104, a four-way valve 106, an outdoor heat exchanger 107, a pressure reducing device 109, an accumulator 110, a radiator 116, an exhaust heat recovery heat exchanger 119, and an exhaust heat recovery pressure reducing device 120. and

オイルセパレータ104は、第1圧縮機101、第2圧縮機102の吐出配管合流部の下流に設置されており、圧縮機の吐出冷媒ガスに含まれるオイルを分離する。オイルセパレータ104で分離されたオイルは、オイルセパレータ104の底部に接続された油戻し管105により第1圧縮機101、第2圧縮機102の吸入配管に戻される。
四方弁106は冷房と暖房で冷凍サイクルを切替えるためのものである。室外熱交換器107は、室外ファン108により冷房時は冷媒の熱を外部へ放熱し、暖房時は外気の熱を吸熱する。減圧装置109は冷媒の圧力、流量を調節する。アキュムレータ110は、並列に接続された第1圧縮機101の吸入配管111、第2圧縮機102の吸入配管112、の分岐点上流の低圧ガス管115に接続され、第1圧縮機101、第2圧縮機102にガス冷媒を供給する。
The oil separator 104 is installed downstream of the confluence of the discharge pipes of the first compressor 101 and the second compressor 102, and separates the oil contained in the refrigerant gas discharged from the compressors. The oil separated by the oil separator 104 is returned to the suction pipes of the first compressor 101 and the second compressor 102 through an oil return pipe 105 connected to the bottom of the oil separator 104 .
The four-way valve 106 is for switching the refrigerating cycle between cooling and heating. The outdoor heat exchanger 107 radiates the heat of the refrigerant to the outside during cooling by the outdoor fan 108, and absorbs the heat of the outside air during heating. A decompression device 109 adjusts the pressure and flow rate of the refrigerant. The accumulator 110 is connected to a low-pressure gas pipe 115 upstream of the branch point of the suction pipe 111 of the first compressor 101 and the suction pipe 112 of the second compressor 102, which are connected in parallel. Gas refrigerant is supplied to the compressor 102 .

ラジエータ116は、室外熱交換器107の風下側に配置され、室外ファン108によりエンジン冷却水の放熱を行う。排熱回収熱交換器119、排熱回収減圧装置120は、冷媒液管117と低圧ガス管115を連結するバイパス管118に設置され、暖房時、冷媒はエンジン冷却水からも吸熱できる構成となっている。 The radiator 116 is arranged on the leeward side of the outdoor heat exchanger 107 and uses the outdoor fan 108 to radiate the heat of the engine cooling water. The exhaust heat recovery heat exchanger 119 and the exhaust heat recovery pressure reduction device 120 are installed in the bypass pipe 118 that connects the refrigerant liquid pipe 117 and the low pressure gas pipe 115, and during heating, the refrigerant can also absorb heat from the engine cooling water. ing.

また、油戻し管105は、オイルセパレータ104の底面に一端を接続され、他端は分岐されて、一方が第1圧縮機101の吸入配管111に接続される第1分岐オイル戻し管113と、他方は第2圧縮機102の吸入配管112に接続される第2分岐オイル戻し管114とで構成される。 Also, the oil return pipe 105 has one end connected to the bottom surface of the oil separator 104, the other end is branched, and one end is connected to the suction pipe 111 of the first compressor 101, a first branched oil return pipe 113; The other is composed of a second branch oil return pipe 114 connected to the suction pipe 112 of the second compressor 102 .

さらに、油戻し管105とバイパス管118には、戻しオイルと、バイパス管118を通過する冷媒の熱交換を行う熱交換部としてのオイル冷媒熱交換器121が設置されている。 Further, an oil-refrigerant heat exchanger 121 is installed between the oil return pipe 105 and the bypass pipe 118 as a heat exchange unit that exchanges heat between the return oil and the refrigerant passing through the bypass pipe 118 .

室内ユニット200は、室内熱交換器201、室内送風ファン202と、冷媒を膨張させる室内機減圧装置203とを備えている。
図1において、室内ユニット200は、1台のみ設置されているが、室外ユニット100に対し、複数台並列に設置されてもよい。
The indoor unit 200 includes an indoor heat exchanger 201, an indoor blower fan 202, and an indoor unit pressure reducing device 203 that expands the refrigerant.
Although only one indoor unit 200 is installed in FIG. 1 , a plurality of units may be installed in parallel with the outdoor unit 100 .

[1-2.動作]
次に、室外ユニット100、室内ユニット200の動作について図1を用い、冷房運転、暖房運転およびそれぞれの運転状態において、求められる負荷の大きさに分けて説明する。
[1-2. motion]
Next, the operation of the outdoor unit 100 and the indoor unit 200 will be described with reference to FIG. 1, divided into required load magnitudes in cooling operation, heating operation, and each operating state.

(冷房運転低負荷時)
冷房運転の低負荷時においては、電動モータを駆動源とする第2圧縮機102のみが駆動される。排熱回収減圧装置120は閉じられる。四方弁106は点線に冷媒を流すように設定される。
第2圧縮機102で圧縮された高温高圧の冷媒はオイルセパレータ104に流入する。オイルセパレータ104にて、オイルが分離された純度の高いガス冷媒は、四方弁106を通り、室外熱交換器107に入る。ガス冷媒は、室外熱交換器107にて外気と熱交換して放熱したのち凝縮し、高圧の液冷媒となって減圧装置109を通り、室内ユニット200に供給される。
(at low cooling load)
During low-load cooling operation, only the second compressor 102 driven by the electric motor is driven. The exhaust heat recovery decompression device 120 is closed. The four-way valve 106 is set to allow coolant to flow along the dotted line.
The high-temperature, high-pressure refrigerant compressed by the second compressor 102 flows into the oil separator 104 . The high-purity gas refrigerant from which the oil is separated by the oil separator 104 passes through the four-way valve 106 and enters the outdoor heat exchanger 107 . The gas refrigerant exchanges heat with the outside air in the outdoor heat exchanger 107 , radiates heat, is condensed, becomes a high-pressure liquid refrigerant, and is supplied to the indoor unit 200 through the decompression device 109 .

室内ユニット200に入った高圧の液冷媒は、室内機減圧装置203にて減圧され、気液2相状態となって、室内熱交換器201に流入する。気液2相状態の冷媒は、室内熱交換器201にて、空調対象となっている空間の空気と熱交換して吸熱したのち蒸発し、ガス冷媒となって室内ユニット200から流出する。
室内ユニット200から流出したガス冷媒は、再度室外ユニット100に戻る。室外ユニット100に流入したガス冷媒は四方弁106、アキュムレータ110、第2圧縮機102の吸入配管112を通って、第2圧縮機102に戻り、上記過程を繰り返す。
また、オイルセパレータ104で分離された潤滑油は、オイル戻し管105、第2分岐オイル戻し管114を通って第2圧縮機102の吸入配管112に戻され、上記過程を繰り返す。
The high-pressure liquid refrigerant that has entered the indoor unit 200 is decompressed by the indoor unit decompression device 203 , becomes a gas-liquid two-phase state, and flows into the indoor heat exchanger 201 . The gas-liquid two-phase refrigerant exchanges heat with the air in the space to be air-conditioned in the indoor heat exchanger 201 , absorbs heat, evaporates, and flows out of the indoor unit 200 as a gas refrigerant.
The gas refrigerant that has flowed out of the indoor unit 200 returns to the outdoor unit 100 again. The gas refrigerant that has flowed into the outdoor unit 100 passes through the four-way valve 106, the accumulator 110, and the suction pipe 112 of the second compressor 102, returns to the second compressor 102, and repeats the above process.
Also, the lubricating oil separated by the oil separator 104 is returned to the suction pipe 112 of the second compressor 102 through the oil return pipe 105 and the second branched oil return pipe 114, and the above process is repeated.

(冷房運転中負荷時)
冷房運転の中負荷時においては、ガスエンジン103を駆動源とする第1圧縮機101が駆動される。排熱回収減圧装置116は閉じられる。四方弁105は点線に冷媒を流すように設定される。
第1圧縮機101で圧縮された高温高圧の冷媒はオイルセパレータ104に流入する。オイルセパレータ104にて、オイルが分離された純度の高いガス冷媒は、四方弁106を通り、室外熱交換器107に入る。ガス冷媒は、室外熱交換器107にて外気と熱交換して放熱したのち凝縮し、高圧の液冷媒となって減圧装置109を通り、室内ユニット200に供給される。
(At load during cooling operation)
During medium load in cooling operation, the first compressor 101 driven by the gas engine 103 is driven. The exhaust heat recovery decompression device 116 is closed. The four-way valve 105 is set so that the coolant flows along the dotted line.
The high-temperature and high-pressure refrigerant compressed by the first compressor 101 flows into the oil separator 104 . The high-purity gas refrigerant from which the oil is separated by the oil separator 104 passes through the four-way valve 106 and enters the outdoor heat exchanger 107 . The gas refrigerant exchanges heat with the outside air in the outdoor heat exchanger 107 , radiates heat, is condensed, becomes a high-pressure liquid refrigerant, and is supplied to the indoor unit 200 through the decompression device 109 .

室内ユニット200に入った高圧の液冷媒は、室内機減圧装置203にて減圧され、気液2相状態となって、室内熱交換器201に流入する。気液2相状態の冷媒は、室内熱交換器201にて、空調対象となっている空間の空気と熱交換して吸熱したのち蒸発し、ガス冷媒となって室内ユニット200から流出する。
室内ユニット200から流出したガス冷媒は、再度室外ユニット100に戻る。室外ユニット100に流入したガス冷媒は四方弁106、アキュムレータ110を通って、第1圧縮機101に戻り、上記過程を繰り返す。
The high-pressure liquid refrigerant that has entered the indoor unit 200 is decompressed by the indoor unit decompression device 203 , becomes a gas-liquid two-phase state, and flows into the indoor heat exchanger 201 . The gas-liquid two-phase refrigerant exchanges heat with the air in the space to be air-conditioned in the indoor heat exchanger 201 , absorbs heat, evaporates, and flows out of the indoor unit 200 as a gas refrigerant.
The gas refrigerant that has flowed out of the indoor unit 200 returns to the outdoor unit 100 again. The gas refrigerant that has flowed into the outdoor unit 100 passes through the four-way valve 106 and the accumulator 110, returns to the first compressor 101, and repeats the above process.

また、オイルセパレータ104で分離された潤滑油は、オイル戻し管105、第1分岐オイル戻し管113を通って第1圧縮機101の吸入配管111に戻され、上記過程を繰り返す。
なお、ガスエンジン103で生じた排熱は、図示しないエンジン冷却水とポンプにより、ラジエータ114へ運ばれ、外気と熱交換し、再びガスエンジン103に戻る。
The lubricating oil separated by the oil separator 104 is returned to the suction pipe 111 of the first compressor 101 through the oil return pipe 105 and the first branched oil return pipe 113, and the above process is repeated.
Exhaust heat generated by the gas engine 103 is carried to the radiator 114 by engine cooling water and a pump (not shown), exchanges heat with the outside air, and returns to the gas engine 103 again.

(冷房高負荷時)
冷房運転の高負荷時においては、ガスエンジン103を駆動源とする第1圧縮機101、および電動モータを駆動源とする第2圧縮機102の両方が駆動される。排熱回収減圧装置116は開かれる。四方弁106は点線に冷媒を流すように設定される。
第1圧縮機101および第2圧縮機102で圧縮された高温高圧の冷媒は、オイルセパレータ104に流入する。オイルセパレータ104に流入した冷媒は、オイルが分離された純度の高いガス冷媒となり、四方弁106を通り、室外熱交換器107に入る。ガス冷媒は、室外熱交換器107にて外気と熱交換して放熱したのち凝縮し、高圧の液冷媒となって減圧装置109を通り、室内ユニット200に供給される。
(at high cooling load)
During high-load cooling operation, both the first compressor 101 driven by the gas engine 103 and the second compressor 102 driven by the electric motor are driven. The exhaust heat recovery decompression device 116 is opened. The four-way valve 106 is set to allow coolant to flow along the dotted line.
The high-temperature, high-pressure refrigerant compressed by the first compressor 101 and the second compressor 102 flows into the oil separator 104 . The refrigerant that has flowed into the oil separator 104 becomes a high-purity gas refrigerant from which the oil has been separated, passes through the four-way valve 106 , and enters the outdoor heat exchanger 107 . The gas refrigerant exchanges heat with the outside air in the outdoor heat exchanger 107 , radiates heat, is condensed, becomes a high-pressure liquid refrigerant, and is supplied to the indoor unit 200 through the decompression device 109 .

室内ユニット200に入った高圧の液冷媒は、室内機減圧装置203にて減圧され、気液2相状態となって、室内熱交換器201に流入する。気液2相状態の冷媒は、室内熱交換器201にて、空調対象となっている空間の空気と熱交換して吸熱したのち蒸発し、ガス冷媒となって室内ユニット200から流出する。
室内ユニット200から流出したガス冷媒は、再度室外ユニット100に戻る。室外ユニット100に流入したガス冷媒は四方弁106、アキュムレータ110を通った後分岐され、第1圧縮機の吸入管111を通って第1圧縮機101に、第2圧縮機の吸入管112を通って第2圧縮機102に戻り、上記過程を繰り返す。
The high-pressure liquid refrigerant that has entered the indoor unit 200 is decompressed by the indoor unit decompression device 203 , becomes a gas-liquid two-phase state, and flows into the indoor heat exchanger 201 . The gas-liquid two-phase refrigerant exchanges heat with the air in the space to be air-conditioned in the indoor heat exchanger 201 , absorbs heat, evaporates, and flows out of the indoor unit 200 as a gas refrigerant.
The gas refrigerant that has flowed out of the indoor unit 200 returns to the outdoor unit 100 again. The gas refrigerant that has flowed into the outdoor unit 100 passes through the four-way valve 106 and the accumulator 110, then branches, passes through the suction pipe 111 of the first compressor to the first compressor 101, and passes through the suction pipe 112 of the second compressor. to return to the second compressor 102 and repeat the above process.

また、オイルセパレータ104で分離された潤滑油は、オイル戻し管105を通り、一部は第1分岐オイル戻し管113、第1圧縮機101の吸入配管111を通って、第1圧縮機101に、残りは第2分岐オイル戻し管114、第2圧縮機102の吸入配管112を通って、第2圧縮機102に戻り、上記過程を繰り返す。 In addition, the lubricating oil separated by the oil separator 104 passes through the oil return pipe 105, and part of it passes through the first branch oil return pipe 113 and the suction pipe 111 of the first compressor 101 to the first compressor 101. , the rest passes through the second branched oil return pipe 114 and the suction pipe 112 of the second compressor 102, returns to the second compressor 102, and repeats the above process.

なお、ガスエンジン103で生じた排熱は、図示しないエンジン冷却水とポンプにより、ラジエータ116へ運ばれ、外気と熱交換し、再びガスエンジン103に戻る。
この際、排熱回収減圧装置120が開かれているため、オイルセパレータ104で分離された高温高圧の潤滑油は、オイル戻し管105を通る際、オイル冷媒熱交換器121において、排熱回収減圧装置120にて減圧され、低温低圧となった冷媒と熱交換し、中温高圧になって第1圧縮機101、および第2圧縮機102に戻される。また、排熱回収減圧装置120にて減圧され、低温低圧となった冷媒は、中温低圧となって第1圧縮機101、および第2圧縮機102に戻される。
Exhaust heat generated by the gas engine 103 is carried to the radiator 116 by engine cooling water and a pump (not shown), exchanges heat with the outside air, and returns to the gas engine 103 again.
At this time, since the exhaust heat recovery decompression device 120 is open, the high-temperature and high-pressure lubricating oil separated by the oil separator 104 passes through the oil-refrigerant heat exchanger 121 while passing through the oil-refrigerant heat exchanger 121. The refrigerant is decompressed in the device 120 and exchanges heat with the low-temperature, low-pressure refrigerant. In addition, the low-temperature, low-pressure refrigerant decompressed by the exhaust heat recovery decompression device 120 is returned to the first compressor 101 and the second compressor 102 as medium-temperature, low-pressure refrigerant.

(暖房低負荷時)
暖房運転の低負荷時においては、電動モータを駆動源とする第2圧縮機102のみが駆動される。排熱回収減圧装置120は閉じられる。四方弁106は実線に冷媒を流すように設定される。
第2圧縮機102で圧縮された高温高圧の冷媒はオイルセパレータ104に流入する。オイルセパレータ104にて、オイルが分離された純度の高いガス冷媒は、四方弁106を通り室内ユニット200に供給される。
(at low heating load)
During low-load heating operation, only the second compressor 102 driven by the electric motor is driven. The exhaust heat recovery decompression device 120 is closed. The four-way valve 106 is set to allow the coolant to flow along the solid line.
The high-temperature, high-pressure refrigerant compressed by the second compressor 102 flows into the oil separator 104 . The high-purity gas refrigerant from which the oil is separated by the oil separator 104 is supplied to the indoor unit 200 through the four-way valve 106 .

室内ユニット200に入った高温高圧のガス冷媒は、室内熱交換器201に流入し、空調対象となっている空間の空気と熱交換して放熱したのち凝縮し、液冷媒となって室内機減圧装置203を通って室内ユニット200から流出する。
室内ユニット200から流出した液冷媒は、再度室外ユニット100に戻る。室外ユニット100に流入した液冷媒は、減圧装置109にて減圧され、気液2相状態となって室外熱交換器107に流入する。気液2相状態の冷媒は、室外熱交換器107で外気と熱交換して吸熱したのち蒸発し、ガス冷媒となり、四方弁106、アキュムレータ110を通って、第2圧縮機102に戻り、上記過程を繰り返す。
The high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has entered the indoor unit 200 flows into the indoor heat exchanger 201, exchanges heat with the air in the space to be air-conditioned, releases heat, condenses, becomes liquid refrigerant, and depressurizes the indoor unit. It flows out of the indoor unit 200 through the device 203 .
The liquid refrigerant that has flowed out of the indoor unit 200 returns to the outdoor unit 100 again. The liquid refrigerant that has flowed into the outdoor unit 100 is decompressed by the decompression device 109 and enters the outdoor heat exchanger 107 in a gas-liquid two-phase state. The gas-liquid two-phase refrigerant exchanges heat with the outside air in the outdoor heat exchanger 107, absorbs heat, evaporates, becomes a gaseous refrigerant, passes through the four-way valve 106 and the accumulator 110, returns to the second compressor 102, and returns to the second compressor 102. repeat the process.

また、オイルセパレータ104で分離された潤滑油は、オイル戻し管105、第2分岐オイル戻し管114を通って第2圧縮機102の吸入配管112に戻され、上記過程を繰り返す。 Also, the lubricating oil separated by the oil separator 104 is returned to the suction pipe 112 of the second compressor 102 through the oil return pipe 105 and the second branched oil return pipe 114, and the above process is repeated.

(暖房中負荷時)
暖房運転の中負荷時においては、ガスエンジン103を駆動源とする第1圧縮機101が駆動される。排熱回収減圧装置116は閉じられる。四方弁106は実線に冷媒を流すように設定される。
第1圧縮機101で圧縮された高温高圧の冷媒はオイルセパレータ104に流入する。オイルセパレータ104にて、オイルが分離された純度の高いガス冷媒は、四方弁106を通り室内ユニット200に供給される。
(During heating load)
During medium-load heating operation, the first compressor 101 driven by the gas engine 103 is driven. The exhaust heat recovery decompression device 116 is closed. The four-way valve 106 is set to allow the coolant to flow along the solid line.
The high-temperature and high-pressure refrigerant compressed by the first compressor 101 flows into the oil separator 104 . The high-purity gas refrigerant from which the oil is separated by the oil separator 104 is supplied to the indoor unit 200 through the four-way valve 106 .

室内ユニット200に入った高温高圧のガス冷媒は、室内熱交換器201に流入し、空調対象となっている空間の空気と熱交換して放熱したのち凝縮し、液冷媒となって室内機減圧装置203を通って室内ユニット200から流出する。
室内ユニット200から流出した液冷媒は、再度室外ユニット100に戻る。室外ユニット100に流入した液冷媒は、減圧装置109にて減圧され、気液2相状態となって室外熱交換器107に流入する。気液2相状態の冷媒は、外気と熱交換して吸熱したのち蒸発し、ガス冷媒となる。その後、四方弁106、アキュムレータ110を通って、第1圧縮機101に戻り、上記過程を繰り返す。
The high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has entered the indoor unit 200 flows into the indoor heat exchanger 201, exchanges heat with the air in the space to be air-conditioned, releases heat, condenses, becomes liquid refrigerant, and depressurizes the indoor unit. It flows out of the indoor unit 200 through the device 203 .
The liquid refrigerant that has flowed out of the indoor unit 200 returns to the outdoor unit 100 again. The liquid refrigerant that has flowed into the outdoor unit 100 is decompressed by the decompression device 109 and enters the outdoor heat exchanger 107 in a gas-liquid two-phase state. The gas-liquid two-phase refrigerant exchanges heat with the outside air, absorbs heat, and then evaporates to become a gas refrigerant. After that, it returns to the first compressor 101 through the four-way valve 106 and the accumulator 110, and repeats the above process.

また、オイルセパレータ104で分離された潤滑油は、オイル戻し管105、第1分岐オイル戻し管113を通って第1圧縮機101の吸入配管111に戻され、上記過程を繰り返す。 The lubricating oil separated by the oil separator 104 is returned to the suction pipe 111 of the first compressor 101 through the oil return pipe 105 and the first branched oil return pipe 113, and the above process is repeated.

(暖房高負荷)
暖房運転の高負荷時においては、ガスエンジン103を駆動源とする第1圧縮機101、および電動モータを駆動源とする第2圧縮機102が駆動される。排熱回収減圧装置116は開かれる。四方弁106は実線に冷媒を流すように設定される。
第1圧縮機101および第2圧縮機102で圧縮された高温高圧の冷媒は、オイルセパレータ104に流入する。オイルセパレータ104に流入した冷媒は、オイルが分離された純度の高いガス冷媒となり、四方弁106を通り、室内ユニット200に供給される。
(heating high load)
During high-load heating operation, the first compressor 101 driven by the gas engine 103 and the second compressor 102 driven by the electric motor are driven. The exhaust heat recovery decompression device 116 is opened. The four-way valve 106 is set to allow the coolant to flow along the solid line.
The high-temperature, high-pressure refrigerant compressed by the first compressor 101 and the second compressor 102 flows into the oil separator 104 . The refrigerant that has flowed into the oil separator 104 becomes high-purity gas refrigerant from which the oil is separated, passes through the four-way valve 106 , and is supplied to the indoor unit 200 .

室内ユニット200に入った高温高圧のガス冷媒は、室内熱交換器201に流入し、空調対象となっている空間の空気と熱交換して放熱したのち凝縮し、液冷媒となって室内機減圧装置203を通って室内ユニット200から流出する。
室内ユニット200から流出した液冷媒は、再度室外ユニット100に戻る。室外ユニット100に流入した液冷媒は、一部がバイパス管118に流入する。バイパス管118に流入しなかった残りの液冷媒は、減圧装置109にて減圧され、気液2相状態となって室外熱交換器107に流入する。気液2相状態の冷媒は、外気と熱交換して吸熱したのち蒸発し、低温低圧のガス冷媒となる。その後四方弁106、アキュムレータ110、を通り、一部は第1圧縮機101の吸入管111を通って、第1圧縮機101に戻り、残りは第2圧縮機102の吸入配管112を通って第2圧縮機102に戻る。
The high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has entered the indoor unit 200 flows into the indoor heat exchanger 201, exchanges heat with the air in the space to be air-conditioned, releases heat, condenses, becomes liquid refrigerant, and depressurizes the indoor unit. It flows out of the indoor unit 200 through the device 203 .
The liquid refrigerant that has flowed out of the indoor unit 200 returns to the outdoor unit 100 again. Part of the liquid refrigerant that has flowed into the outdoor unit 100 flows into the bypass pipe 118 . The remaining liquid refrigerant that has not flowed into the bypass pipe 118 is decompressed by the decompression device 109 and enters the outdoor heat exchanger 107 in a gas-liquid two-phase state. The gas-liquid two-phase refrigerant exchanges heat with the outside air, absorbs heat, and then evaporates to become a low-temperature, low-pressure gas refrigerant. After that, it passes through the four-way valve 106 and the accumulator 110, part of it passes through the suction pipe 111 of the first compressor 101 and returns to the first compressor 101, and the rest passes through the suction pipe 112 of the second compressor 102 to the second compressor. 2 Return to compressor 102 .

この際、排熱回収減圧装置116が開かれているため、オイルセパレータ104で分離された高温高圧の潤滑油は、オイル戻し管105を通る際、オイル冷媒熱交換器121において、排熱回収減圧装置116にて減圧され、低温低圧となった冷媒と熱交換し、中温高圧になって第1圧縮機101、および第2圧縮機102に戻される。また、排熱回収減圧装置116にて減圧され、低温低圧となった冷媒は、中温低圧となった後、排熱回収熱交換器115にてエンジン冷却水と熱交換し、高温低圧のガス冷媒となって第1圧縮機101、および第2圧縮機102に戻される。 At this time, since the exhaust heat recovery decompression device 116 is open, the high-temperature and high-pressure lubricating oil separated by the oil separator 104 passes through the oil-refrigerant heat exchanger 121 while passing through the oil return pipe 105. The refrigerant is decompressed by the device 116 and exchanges heat with the low-temperature and low-pressure refrigerant, and is returned to the first compressor 101 and the second compressor 102 after becoming medium-temperature and high-pressure. In addition, the refrigerant depressurized by the exhaust heat recovery decompression device 116 and reduced to a low temperature and low pressure is reduced to a medium temperature and low pressure, and then heat-exchanged with the engine cooling water by the exhaust heat recovery heat exchanger 115 to obtain a high temperature and low pressure gas refrigerant. , and is returned to the first compressor 101 and the second compressor 102 .

[1-3.効果等]
以上のように、本実施の形態において、空気調和装置300は、ガスエンジン103と、第1圧縮機101と、第2圧縮機102と、オイルセパレータ104と、オイル戻し管105と、第1分岐オイル戻し管111と、第2分岐オイル戻し管112と、バイパス管118と、オイル冷媒熱交換器121と、排熱回収減圧装置120と、を備える。排熱回収減圧装置120は、空気調和装置の空調負荷により、開閉し、オイル戻し管105を流通するオイルとバイパス管112を流通する冷媒を、オイル冷媒熱交換器121で熱交換する構成となっている。
これにより、空気調和装置300は、空調負荷に応じてオイルセパレータ104からの戻りオイルを、バイパス管118を流通する冷媒により冷却することができる。そのため、圧縮機の吸入冷媒が戻りオイルにより受熱し温度上昇することを抑制し、圧縮機吸入冷媒の密度を上げる、すなわち、圧縮機の運転容量が増加した場合の性能不足を抑制することができる。
なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
[1-3. effects, etc.]
As described above, in the present embodiment, the air conditioner 300 includes the gas engine 103, the first compressor 101, the second compressor 102, the oil separator 104, the oil return pipe 105, the first branch An oil return pipe 111 , a second branched oil return pipe 112 , a bypass pipe 118 , an oil refrigerant heat exchanger 121 and an exhaust heat recovery pressure reducing device 120 are provided. The exhaust heat recovery decompression device 120 is configured to open and close according to the air conditioning load of the air conditioner, and to exchange heat between the oil flowing through the oil return pipe 105 and the refrigerant flowing through the bypass pipe 112 with the oil-refrigerant heat exchanger 121. ing.
As a result, the air conditioner 300 can cool the oil returned from the oil separator 104 by the refrigerant flowing through the bypass pipe 118 according to the air conditioning load. Therefore, it is possible to suppress the temperature rise of the refrigerant sucked into the compressor by receiving heat from the return oil, thereby increasing the density of the refrigerant sucked into the compressor, that is, suppressing insufficient performance when the operating capacity of the compressor increases. .
Note that the above-described embodiment is for illustrating the technology in the present disclosure, and various changes, replacements, additions, omissions, etc. can be made within the scope of the claims or equivalents thereof.

本発明にかかる空気調和装置は、空調負荷に応じて、圧縮機の駆動源を選択することで、空調負荷によらず、高効率運転をすることが可能な空気調和機として好適に利用することができる。 The air conditioner according to the present invention can be suitably used as an air conditioner capable of highly efficient operation regardless of the air conditioning load by selecting the drive source for the compressor according to the air conditioning load. can be done.

100 室外ユニット
101 第1圧縮機
102 第2圧縮機
103 ガスエンジン
104 オイルセパレータ
105 オイル戻し管
106 四方弁
107 室外熱交換器
108 室外ファン
109 室外減圧装置
110 アキュムレータ
111 第1圧縮機吸入管
112 第2圧縮機吸入管
113 第1分岐オイル戻し管
114 第2分岐オイル戻し管
115 低圧ガス管
116 ラジエータ
117 冷媒液管
118 バイパス管
119 排熱回収熱交換器
120 排熱回収減圧装置
121 オイル冷媒熱交換器
200 室内ユニット
201 室内熱交換器
202 室内ファン
203 室内減圧装置
300 空気調和装置
100 outdoor unit 101 first compressor 102 second compressor 103 gas engine 104 oil separator 105 oil return pipe 106 four-way valve 107 outdoor heat exchanger 108 outdoor fan 109 outdoor pressure reducing device 110 accumulator 111 first compressor suction pipe 112 second Compressor intake pipe 113 First branched oil return pipe 114 Second branched oil return pipe 115 Low pressure gas pipe 116 Radiator 117 Refrigerant liquid pipe 118 Bypass pipe 119 Exhaust heat recovery heat exchanger 120 Exhaust heat recovery decompression device 121 Oil refrigerant heat exchanger 200 indoor unit 201 indoor heat exchanger 202 indoor fan 203 indoor decompression device 300 air conditioner

Claims (1)

ガスエンジンを駆動源とする第1圧縮機と、電動モータを駆動源とする第2圧縮機を並列に接続し、冷媒を循環させて空調を行う空気調和装置において、
前記第1圧縮機および前記第2圧縮機の吐出配管の合流部より下流にオイルセパレータを備え、
前記オイルセパレータの底部に接続されたオイル戻し管と、
前記オイル戻し管から分岐され前記第1圧縮機の吸入管を接続する第1分岐オイル戻し管と、
前記オイル戻し管から分岐され前記第2圧縮機の吸入管を接続する第2分岐オイル戻し管と、
さらに、冷媒液管とアキュムレータの上流の低圧ガス管を接続するバイパス管と、を備え、
前記オイル戻し管と前記バイパス管に、オイルと冷媒の熱交換を行う熱交換部を備えたことを特徴とする空気調和装置。
An air conditioner that performs air conditioning by circulating a refrigerant by connecting a first compressor driven by a gas engine and a second compressor driven by an electric motor in parallel,
An oil separator is provided downstream from the confluence of the discharge pipes of the first compressor and the second compressor,
an oil return pipe connected to the bottom of the oil separator;
a first branched oil return pipe branched from the oil return pipe and connected to the suction pipe of the first compressor;
a second branch oil return pipe branched from the oil return pipe and connected to the suction pipe of the second compressor;
Furthermore, a bypass pipe connecting the refrigerant liquid pipe and the low pressure gas pipe upstream of the accumulator,
An air conditioner, wherein the oil return pipe and the bypass pipe are provided with a heat exchange part for exchanging heat between oil and refrigerant.
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