JP4258030B2 - Refrigerant circulation device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
冷媒として例えば一部にHFC(ハイドロフルオロカーボン)系冷媒、冷凍機油としてアルキルベンゼン系等の油を使用する様な冷媒に溶解しにくい冷凍機油を使用する冷媒循環装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の、冷媒としてHFC(ハイドロフルオロカーボン)系冷媒、冷凍機油としてアルキルベンゼン系の油を使用する冷媒循環システムの一例を図8に示す。1は冷媒ガスを圧縮する圧縮機、2は冷媒の流れ方向を切り替える機能を有する四方弁であり、3は圧縮機1から吐出された高圧冷媒ガスを凝縮させる凝縮器、4は蒸発器、5は減圧装置、80は冷媒量調整機能を有するアキュムレータである。この冷媒循環システムで使用するアルキルベンゼン系の油はHFC(ハイドロフルオロカーボン)系冷媒に対して、凝縮圧力および凝縮温度条件下における液冷媒への冷凍機油の重量溶解率が0.5〜7%の溶解性を有し、かつ、蒸発圧力および蒸発温度条件下における液冷媒への重量溶解率が0〜2%の非相溶性もしくは微弱な溶解性を有するとともに、その比重量が−20℃〜+60℃の温度域において、同一温度とその飽和蒸気圧下における液冷媒の比重量よりも、小さな値となる。
【0003】
次に、冷凍機油の挙動について説明する。圧縮機1により圧縮された高圧冷媒ガスは、凝縮器3に吐出される。この際、冷媒との重量比で言うと0.3〜2.0%程度の冷凍機油が冷媒と共に圧縮機1から吐出される。冷媒ガスの流れる凝縮器3の管径は、冷媒ガス流速が冷凍機油を下流へ搬送するのに十分な流速を確保するよう設定されている。凝縮器3の出口付近では大部分の冷媒は液化し管内流速は著しく低下するが、冷凍機油は凝縮液冷媒に対し弱い溶解性を有するので、液冷媒に溶解して減圧装置5から搬送される。減圧装置5の下流域では冷媒の温度と圧力は著しく低下し、冷凍機油は液冷媒に対し非相溶性もしくは微弱な溶解性に転じる。
【0004】
しかし、減圧装置5の下流域で生じる液冷媒の一部のガス化により冷媒流速は急激に増加し、続く蒸発器4の管径は冷媒ガス流速が冷凍機油を下流へ搬送するのに十分な流速を確保するよう設定されているため、冷凍機油はアキュムレータ80へ搬送される。冷凍機油は液冷媒より比重が小さく、蒸発圧力および蒸発温度条件下において、液冷媒への溶解性が無いかもしくは微弱なため、アキュムレータ80内で冷凍機油は液冷媒の上方に分離層を形成する。アキュムレータ内にあって冷媒を外部へ導く導出管81には、アキュムレータ下端80aからの高さが異なる複数の油戻し穴82a、82b、82c、82dが設けられており、アキュムレータ80内の冷凍機油はこれらの油戻し穴を通り圧縮機1へ戻る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来の、冷媒としてHFC(ハイドロフルオロカーボン)系冷媒、冷凍機油としてアルキルベンゼン系の油を使用する様な冷媒循環システムは以上のように構成されているが、アキュムレータ80内に多量の余剰冷媒が貯留され液冷媒層の液面が高くなった場合において、以下のような問題があった。まず、液冷媒層の液面が高くなると導出管81の複数個の油戻し穴から液冷媒が吸い込まれるため、圧縮機1に多量の液冷媒が戻り、圧縮室内に非圧縮性の液冷媒が供給されることによる圧縮室内の急激な圧力上昇を引き起こしたり、また圧縮室から吐出された液冷媒が圧縮機密閉容器内に溜まることにより、冷凍機油に代わって液冷媒が潤滑要素部へ供給されて圧縮機1の軸受、圧縮要素摺動部の焼き付き等、信頼性の低下を招くおそれがあった。次に、圧縮機1に多量の液冷媒が戻らないよう油戻し穴の径を小さく設定すると、冷凍機油も同様に戻らずアキュムレータ80内に多量に溜まってしまい、圧縮機1内の冷凍機油が枯渇するおそれがある上、回路内のゴミ、不純物等が油戻し穴につまりやすくなるおそれがあった。
【0006】
この発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、圧縮機に多量の液冷媒を戻すことなく余剰液冷媒を貯留でき、かつ冷凍機油を確実に圧縮機に戻すことで、信頼性の高い冷媒循環装置を提供することを目的とする。また、この発明は簡単な構成で安価な信頼性の高い装置を得ることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明に関わる冷媒循環装置は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、この圧縮機から吐出された高圧冷媒ガスを凝縮させる凝縮器と、この凝縮器にて凝縮された液冷媒を減圧する減圧装置と、この減圧装置で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、これらを順次接続し冷媒回路を形成する冷媒配管と、凝縮圧力および凝縮温度条件下における液冷媒への重量溶解率が弱溶解性を有し、かつ、蒸発圧力および蒸発温度条件における液冷媒への重量溶解率が非溶解性もしくは弱溶解性を有する冷凍機油と、を備え、減圧装置が、冷凍機油の冷媒への溶解限界が冷媒とともに圧縮機から吐出された冷凍機油の冷媒との重量比である油循環率未満とならない範囲に圧力を低下させる第一の減圧装置と、この第一の減圧装置の下流に配置され冷媒を蒸発圧力まで減圧させる第二の減圧装置とに分割されて構成されるとともに、これら二つの減圧装置の間に冷媒回路の余剰冷媒を貯留する液溜容器が接続され、液溜容器に冷媒とともに第一の減圧装置を通過して搬入された冷凍機油が、冷媒から分離することなく冷媒に溶解したまま液溜容器から流出し、冷媒配管を通って第二の減圧装置および蒸発器を通過して、圧縮機まで搬送されるものである。
【0010】
またこの発明に関わる冷媒循環装置は、前記蒸発器の配管径が、蒸発器を流れる冷媒の流速が液溜容器から流出した冷凍機油を下流へ搬送できる流速となるように設定されたものである。
【0014】
またこの発明に関わる冷媒循環装置は、冷凍機油が凝縮圧力及び凝縮温度条件下における液冷媒への重量溶解率が0.5−7%の弱溶解性を有し、かつ、蒸発圧力及び蒸発温度条件における液冷媒への重量溶解率が0−2%の非溶解性もしくは弱溶解性を有するものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下、本発明に対応する実施の形態1を図1、図2に基づいて説明する。図1は空調機に適用される冷媒循環装置の一例であり、図1において1は冷媒ガスを圧縮する圧縮機、4は圧縮機1から吐出された高圧冷媒ガスを凝縮させる室外熱交換器、3は室内熱交換器、5は減圧装置、6は余剰冷媒を貯留する液溜容器である。また、図2は液溜容器の構造を示したもので、7は液溜容器本体、8は入口配管で容器の下側に接続しており、9は出口配管で容器の上側に接続している。16、17は室内及び室外熱交換器用の送風機である。
【0016】
次に冷媒および冷凍機油の挙動を冷媒が矢印の向きに流れる場合について説明する。圧縮機1により圧縮された高圧冷媒ガスが、冷媒との重量比で2.0%の冷凍機油と共に吐出され冷媒を凝縮する凝縮器である室外熱交換器4へ入る。冷凍機油は十分な流速を持った冷媒ガスによって搬送され、室外熱交換器4の出口付近では液化した液冷媒中に一部は溶解し、残りは油滴となって冷媒とともに液溜容器6へ搬送される。流路面積が大きくなる液溜容器本体部7では液冷媒の流速が低下し、油滴となった冷凍機油は冷媒よりも比重が小さく容器上方に浮き上がる。しかし、冷凍機油が浮き上がる方向は図の矢印の如く冷媒の流れと同じで、容器本体部7は起動直後(5分程度)を除いては通常満液状態のため、容器内に滞留することなく出口配管9から容器外へ搬送される。従って、冷凍機油が液溜容器本体7内に溜まることはなく、減圧装置5まで搬送される。減圧装置5によって必要な圧力まで減圧されて液冷媒の一部がガス化することにより、液で存在する冷媒量が減少するため、ガス化した液冷媒に溶解していた冷凍機油は分離して油滴となる。しかし、液冷媒の一部のガス化により冷媒流速は急激に増加し、続く冷媒を蒸発させる蒸発器である室内熱交換器3の管径は冷媒ガス流速が冷凍機油を下流へ搬送するのに十分な流速を確保するよう設定されているため、冷凍機油は室内熱交換器内を搬送され圧縮機1に戻る。このように、圧縮機から流出した冷凍機油を確実に圧縮機に戻すことができ、圧縮要素部の正常な潤滑およびシール機能が維持されるため、圧縮機の信頼性の高い装置が得られる。また、構造が簡単で生産性、コストパフォーマンスに優れ、ゴミの詰まりなどによる性能低下も起こさない。
【0017】
実施の形態2.
以下、本発明に対応する実施の形態2を図2、図3に基づいて説明する。図3は空調機に適用される冷媒循環装置の一例であり、図3において1は冷媒ガスを圧縮する圧縮機、2は冷媒の流れ方向を切り替える機能を持つ四方弁、18は室内機と室外機を接続する延長配管、3は室内熱交換器、4は室外熱交換器、5は減圧装置、6は余剰冷媒を貯留する液溜容器である。また、図2は液溜容器の構造を示したもので、7は液溜容器本体、8は入口配管で容器の下側に接続しており、9は出口配管で容器の上側に接続している。
【0018】
次に室内機にて暖房を行う冷媒および冷凍機油の挙動を冷媒が矢印の向きに流れる場合について説明する。圧縮機1により圧縮された高圧冷媒ガスが、冷媒との重量比で2.0%の冷凍機油と共に吐出され四方弁2を通って凝縮器である室内熱交換器3へ入る。冷凍機油は十分な流速を持った冷媒ガスによって搬送され、室内熱交換器3の出口付近では液化した液冷媒中に一部は溶解し、残りは油滴となって冷媒とともに液溜容器6へ搬送される。流路面積が大きくなる液溜容器本体部7では液冷媒の流速が低下し、油滴となった冷凍機油は冷媒よりも比重が小さく容器上方に浮き上がる。しかし、冷凍機油が浮き上がる方向は図の矢印の如く冷媒の流れと同じで、容器本体部7は起動直後(5分程度)を除いては通常満液状態のため、容器内に滞留することなく出口配管9から容器外へ搬送される。従って、冷凍機油が液溜容器本体7内に溜まることはなく、減圧装置5まで搬送される。減圧装置5によって必要な圧力まで減圧されて液冷媒の一部がガス化することにより、液で存在する冷媒量が減少するため、ガス化した液冷媒に溶解していた冷凍機油は分離して油滴となる。しかし、液冷媒の一部のガス化により冷媒流速は急激に増加し、続く蒸発器である室外交換器4の管径は冷媒ガス流速が冷凍機油を下流へ搬送するのに十分な流速を確保するよう設定されているため、冷凍機油は室外熱交換器内を搬送され圧縮機1に戻る。
【0019】
暖房の場合一般に室内熱交換器を室外熱交換器に比べ小さくしているから冷媒量が冷房に比べ少なくて済むので余剰冷媒が発生しやすい。
一方、四方弁2を切り換えることによって冷媒を逆方向に流し室内機にて冷房を行う場合、室外、室内熱交換器の凝縮と蒸発の役割が変わり、減圧装置5で減圧されて一部ガス化して液とガスが混合された冷媒が出口配管9から容器本体部7に流れ込むが、冷媒は容器の上から下へ流れるため、液冷媒が滞留することなく入口配管8から容器外へ搬送される。このため冷媒量を多く使う冷房の場合、液溜容器としての機能は無くなるがこの必要性もなく、冷媒とともに搬送される冷凍機油も容器内に滞留すること無く搬送される。このため、圧縮機1から吐出された冷凍機油はサイクル中に滞留せず圧縮機1に戻る。
【0020】
以上により、流れ方向によって必要冷媒量が異なる場合でも、余剰冷媒を貯留することができるため、流れ方向によらず効率的な運転ができ、かつ、圧縮機から流出した冷凍機油を確実に圧縮機に戻すことができ、圧縮要素部の正常な潤滑およびシール機能が維持されるため、圧縮機の信頼性の高い装置が得られる。
【0021】
実施の形態3.
以下、本発明に対応する実施の形態3を図4に基づいて説明する。図4は空調機に適用される冷媒循環装置の一例であり、図4において1は冷媒ガスを圧縮する圧縮機、2は冷媒の流れ方向を切り替える機能を持つ四方弁、4は室外熱交換器、16は室内送風機、3は室内熱交換器、17は室外送風機、5aおよび5bは減圧装置、6は余剰冷媒を貯留する液溜容器である。
【0022】
次に冷媒および冷凍機油の挙動について説明する。圧縮機1により圧縮された高圧冷媒ガスは、冷媒との重量比で例えば1.0%の冷凍機油と共に吐出され四方弁2を通って凝縮器である室内熱交換器3へ入る。冷凍機油は十分な流速を持った冷媒ガスによって搬送され、室内熱交換器3の出口付近では液化した液冷媒中に完全に溶解する。ただし、アルキルベンゼン系油は、凝縮圧力および凝縮温度条件下での冷凍機油の冷媒への溶解限界は1.5%程度である。そして、冷媒とともに減圧装置5bを通過し液溜容器6へ搬送される。減圧装置5aでの圧力と温度の低下を溶解限界が1%未満にならない範囲に設定することにより、冷凍機油は液溜容器6内で冷媒から分離すること無く、冷媒に溶解したまま容器外へ搬送される。したがって、冷凍機油は液溜容器6内に溜まることなく、減圧装置5bまで搬送される。減圧装置5bでは必要な圧力まで減圧されて温度が急激に低下するため、冷凍機油の液冷媒への溶解限界が0.5%に減少し、液冷媒中に溶解しきれない冷凍機油は分離して油滴となる。さらに、室外熱交換器4では大半の冷媒がガス化して液状態で存在する冷媒量が減少するため、溶解できなくなった冷凍機油が分離する。しかし、減圧装置をでた後では冷媒のガス化により冷媒の流速は分離した冷凍機油を下流へ搬送するために十分な流速になるため、冷凍機油は圧縮機1まで搬送される。また、四方弁2によって逆方向に流した場合も同様である。
【0023】
一般に冷媒回路に液だめ部を設けると例えばハイドロフルオロカーボンを使用した冷媒に溶解しにくい冷凍機油、例えばHFC系冷媒に対して凝縮圧力及び凝縮温度条件下における液冷媒への重量溶解率が0.5−7.0%、また蒸発圧力及び蒸発温度条件下における液冷媒への重量溶解率が0−2.0%の非溶解性もしくは微弱な溶解性を有する冷凍機油、アルキルベンゼン、鉱油、エステル油、エーテル油、等を使用すると、冷媒の移動速度が遅くなる液だめ部、すなわち余剰冷媒を貯留するための液だめ容器を有する冷媒回路において、この容器内に冷媒と一緒に混合してきた油が溜まることになる。
冷媒への油の重量溶解率は先ず冷媒と油の種類によって変化する。例えばHFC系冷媒である液冷媒R407CへのHAB油である冷凍機油アルキルベンゼン(粘度グレードVG=8−32)の溶解率、及び油循環率と圧縮機周波数の関係では、凝縮温度範囲の液冷媒に対し1.0−4.0wt%の溶解率を示すが、蒸発温度範囲の液冷媒に対しては0.2−1.8wt%の微小な溶解率となる。この溶解率は各種の冷媒と各種の油の組み合わせにより変化する。
一般には圧縮機から冷媒とともに流出する冷凍機油の冷媒との重量比である油循環率は
0.3−2.0wt%程度の値となり圧縮機周波数の上昇と共に増加する傾向にある。
冷媒回路内にはこの油循環率で示される量の冷凍機油が循環しており、特に液だめ容器内に溜まりやすく、容器内の液冷媒中にはその温度における溶解率の範囲内で冷凍機油が溶解している。しかし冷媒が存在する箇所での運転条件において油循環率が液冷媒への冷凍機油の溶解率を上回った場合、循環する冷凍機油の量は液冷媒への許容溶解量を超えてしまうため、冷凍機油は液冷媒と分離し、例えば液だめ容器内で油滴或いは油層の状態となり、液だめ容器内に溜まり、圧縮機に戻らないことになる。これに対し、例えば容器内の液冷媒の温度をサーミスタで検知し、冷媒の温度が油の溶解に必要な温度より低くなった場合に減圧装置5aを閉じる方向へ動かして設定することにより、油を溶解させることが出来る。
もちろん減圧装置として制御可能な電動式膨張弁のようなものでなく、キャピラリチューブを使用し各種運転状況において液だめ容器内にて温度の下限や圧力の下限を一定値に抑えるようにはじめから設定しておいても良い。
【0024】
以上の説明はHFC系冷媒を例として説明したがこれに限られることが無く、HC系冷媒を使用しても冷媒に溶けにくい冷凍機油を使う場合には同様な効果を生ずることは明らかである。
圧縮機の運転周波数が低い場合、凝縮温度が低下し、冷凍機油の冷媒への溶解度が低下するが、同時に圧縮機から吐出される冷凍機油の量も減少するために、循環する冷凍機油は液溜め容器6で全て冷媒に溶解することが出来る。
以上により、冷房、暖房のどちらの流れ方向においても余剰冷媒を液溜めに溜めることが出来るため、効率的な運転を行うことが出来、かつ、液溜め容器に冷凍機油が滞留すること無く圧縮機に戻すことが出来るため、圧縮機の信頼性の高い装置を得ることが出来る。
特に、複数の室内機を持ち、冷房・暖房の各運転状態で室内機の運転台数により必要冷媒量が大きく変化するマルチタイプの空調装置に有効である。
【0025】
実施の形態4.
以下本発明に対する実施の形態4を、図4、図5、図6に基づいて説明する。図5は液溜容器の構造を表し、液溜容器10の下面から入口配管11、出口配管12が容器内に挿入されており、容器の上方に向かって開口している。また、入口配管11、出口配管12の容器内への入り込み長さは5mmで配管の外径はともに9.52mmである。
【0026】
次に冷媒および冷凍機油の挙動について説明する。圧縮機1により圧縮された高圧冷媒ガスは、定常時には冷媒との重量比で例えば1.0%の冷凍機油と共に吐出され四方弁2を通って凝縮器である室内熱交換器3へ入る。冷凍機油は十分な流速を持った冷媒ガスによって搬送され、室内熱交換器3の出口付近では液化した液冷媒中に完全に溶解する。これに対して、圧縮機1の起動時には一時的に2%以上の冷凍機油が冷媒ガスとともに吐出される場合がある。この場合、室内熱交換器3で液冷媒に溶解されなかった冷凍機油は油滴となって液冷媒とともに液溜容器6に搬送される。ただし、凝縮圧力および凝縮温度条件下での冷凍機油の冷媒への溶解限界は1.5%程度である。入口配管11から容器10に流れ込んだ液冷媒は容器10内で流速が低下するため、液冷媒とともに容器内に流入した油滴は浮き上がって油層14を形成する。そして、運転状態が安定し冷凍機油の吐出量が容器10での圧力および温度条件下での冷凍機油の冷媒への溶解量以下まで減少すると、油層14の油が容器内の冷媒13に溶解し、徐々に油層14の厚さが減少する。圧縮機起動後の油層14の厚さの変化を図6に示す。この際、容器10内の液冷媒10内には冷凍機油の溶解濃度に分布が生じ、油層14に近いほど濃度が高くなる。これに対して、容器の下部に設けた入口配管11は油層14の方向に向かって下から上へ開口しているため、流れ込んだ冷媒の流速は油層14の下面を打ち、油層14は冷媒13と攪拌され、同時に冷媒13も攪拌される。このため、油層14に接する冷媒13での冷凍機油の濃度が減少し、油層14の冷凍機油の冷媒13への溶解が促進される。溶解した油は、容器の下部に設けた出口配管から冷媒とともに容器外へ搬送され圧縮機に戻る。
なお冷媒より重い油を使用しても、上記の説明の構成や攪拌動作により、油を冷媒に溶解させることが出来、圧縮機への油の戻りに有効であることは当然である。
【0027】
実施の形態5.
この発明の別の実施形態を図7を用いて説明する。図7は本発明の一実施例を示す冷媒循環装置の概略構成を示す図で、図7において1は冷媒ガスを圧縮する圧縮機、2は冷媒の流れ方向を切り替える機能を持つ四方弁で暖房運転の位置、4は圧縮機1から吐出された高圧冷媒ガスを凝縮させる室外熱交換器、16は室内送風機、3は室内熱交換器、17は室外送風機、5aおよび5bは減圧装置、6は余剰冷媒を貯留する液溜容器、18は室内機と室外機を接続する延長配管、19は圧力検知手段、20は室内熱交換器の出口温度を検知する温度検知手段、21は室外熱交換器の入口温度を検知する温度検知手段、22は圧縮機吸入温度を検知する温度検知手段、23は19から22の検知手段の検知データに基づき減圧装置15a,15bの開口面積を制御する演算・制御装置である。
【0028】
本発明における冷媒循環装置において、減圧装置15aと15bがある開口面積に制御され液溜め容器6には液冷媒が溜り、その溜まった液面が安定した状態を保っているとする。この時減圧装置15aと15bの間の液溜め容器を含む流路内の冷媒圧力は凝縮圧力と蒸発圧力の間の圧力、いわば中圧となっており液溜め容器6内に溜まった液冷媒は飽和液状態となっている。
【0029】
なお、圧縮機吸入冷媒過熱度は圧縮機吸入冷媒温度検知手段22及び室外熱交換器入口温度検知手段21がそれぞれ検知した温度からその偏差値を、演算・制御装置23が演算して求める。なお、この偏差値を過熱度と呼ぶ。
また、室内熱交換器出口過冷却度は、圧力検知手段19が検知した圧力と対応した冷媒の飽和温度と室内熱交換器出口冷媒温度検知手段20が検知した検知温度との差を、演算・制御装置23が演算して求める。なお、この偏差値を過冷却度と呼ぶ。
なお、室内熱交換器出口冷媒の過冷却度に相当する過冷却特性を検知する過冷却検知手段としては、室内熱交換器出口冷媒温度を検知する検知手段20と、圧力検知手段19が検知した圧力と対応した冷媒の飽和温度に相当する室内熱交換器中央付近の温度を検知する室内外熱交換器中央温度検知手段(図示せず)との組み合わせからなり、室内熱交換器中央付近の冷媒温度と室内熱交換器出口冷媒温度との偏差値を過冷却度としても良い。
また、圧縮機冷媒の吸入冷媒の過熱度に相当する過熱特性値を検知する過熱度検知手段としては、室外熱交換器出口冷媒温度を検知する室外熱交換器出口温度検知手段(図示せず)と、室外熱交換器入口冷媒温度を検知する室外熱交換器入口温度検出手段21との組み合わせからなり、この室外熱交換器の出入口温度の偏差値を過熱度としてもよい。
【0030】
ここで、高圧側減圧装置15aを絞ると減圧装置15aの出口では圧力が下がり、冷媒は気・液二相の状態となって液溜め容器6へ流入する。このとき、液溜め容器6では重力の作用により、ガス冷媒は上部に、液冷媒は下部に分離される為、液溜め容器6の入口管・出口管ともに液溜め容器の下部に配置しておけば、減圧装置15bへは常に液冷媒のみが送られる。また、冷媒の気・液二相化により、気化した冷媒が液溜め容器6内の液冷媒を減少させ、液面を低下させる。
そして、液溜め容器6から冷凍サイクル中に放出された液冷媒は室内熱交換器3の出口に溜まるため、冷凍サイクルにおける過冷却度が大きくなる。
このため、液溜容器6内の冷媒の温度が低下し、冷凍機油の冷媒への溶解度は減少する。
また、逆に、高圧側減圧装置15aを開くと、絞った場合の逆の変化が起き、液面が上昇するとともに、液溜容器6内の冷媒の温度が上昇し、冷凍機油の冷媒への溶解度は増加する。このように運転状況や周囲環境により設定される目標値、すなわち外気温度や室内の設定温度に応じて、空調機の性能をフルに発揮できるように設定された過冷却度の目標設定値に応じて高圧側弁装置の開口面積を増減させればよい。
このように、高圧側減圧装置15aを制御することにより過冷却度および液溜め容器内の冷媒の温度を制御することが出来る。
【0031】
実施の形態6.
一方、低圧側減圧装置15bを開くと、高圧側減圧装置15aの出口では圧力が下がり、冷媒は気・液二相の状態となって液溜め容器6へ流入する。このとき、液溜め容器6では重力の作用により、ガス冷媒は上部に、液冷媒は下部に分離される為、液溜め容器6の入口管・出口管ともに液溜め容器の下部に配置しておけば、減圧装置15bへは常に液冷媒のみが送られる。また、冷媒の気・液二相化により、気化した冷媒が液溜め容器6内の液冷媒を減少させ、液面を低下させる。
そして、低圧側減圧装置15bの出口での冷媒流量が増加するため、圧縮機吸入での過熱度が低下する。
逆に、低圧側減圧装置15bを絞ると、圧縮機吸入での過熱度が増加する。このように運転状況や周囲環境により設定される目標値、すなわち外気温度や室内の設定温度に応じて、空調機の性能をフルに発揮できるように設定された過過熱度の目標設定値に応じて低圧側弁装置の開口面積を増減させればよい。
このように、低圧側減圧装置15bを制御し、圧縮機吸入での過熱度、すなわち乾き度を最適な値に制御するこで、利用できる圧力と温度を一層拡大することが出来、効率の良い装置とすることができ、エネルギーの少ない運転状態を保つことが出来る。
【0032】
実施の形態7.
さらに、高圧側減圧装置15aと低圧側減圧装置15bを連動して制御することにより、過冷却度と過熱度を同時に所定の値に制御することで入力エネルギーが小さい状態の運転状態を保つことが出来る。これは与えられた条件で最小のエネルギーの運転となり得る。
【0033】
実施の形態8.
以下にこの発明の別の実施の形態を、図5、図7に基づいて説明する。減圧装置15a、15bとして図7に示すようにマイコンにより制御される電動式膨張弁を使用する。そして、液溜容器部の圧力と温度の状態が飽和状態になるように制御し、この状態から、入口側膨張弁15aの開口面積を小さく、出口側膨張弁15bの開口面積を大きくするように制御すると図5に示す入口配管11を通過する冷媒の状態が飽和液から気液二相状態へと変化する。このため、入口配管11から気泡が発生し、発生した気泡は容器内の冷媒13中を上昇しながら、冷媒13を攪拌し、油層14に到達すると油層14と冷媒13を攪拌する。
この状態を続けると容器内に溜める冷媒量が減少するため、ある時間経過後に膨張弁15a,15bの開口面積を入口配管11での冷媒の状態が過冷却液となるように制御する。
このように容器内に気泡を発生させ、気泡により冷媒13および油層14を攪拌することにより、滞留した冷凍機油の冷媒への溶解を促進する。なお、気泡を発生させて攪拌する説明をしたが、圧力変化に伴う流速の変化によって攪拌させてもよい。この制御は運転中例えば一定時間毎や所定の圧縮機運転時間毎のように適宜実施してもよいし、油が容器内に溜まったことを容器の高さ方向の温度を検出して行ってもよい。
なおこの冷媒に与える変化として、減圧装置で行うことを説明したが入り口配管の出口部に切り換え回路を設けオリフィスによる圧力変化を繰り返し与えるなどの各種方法により冷媒の状態を変化させても良い。
【0034】
実施の形態9.
以下に別の発明の実施の形態を図5、図7に基づいて説明する。減圧装置15a、15bとして図7に示すようにマイコンにより制御される電動式膨張弁を使用する。そして、液溜容器部の圧力と温度の状態が飽和状態になるように制御する。この状態から、入口側膨張弁15aの開口面積を小さく、出口側膨張弁の開口面積を大きくするように制御すると図5に示す入口配管11を通過する冷媒の状態が飽和液から気液二相状態へと変化する。この状態では容器内の冷媒13は徐々に減少し、冷媒13が無くなるまでこの状態を継続する。その後、再度冷媒を貯留する為に入り口配管11での冷媒の状態が過冷却液となるように膨張弁を制御する。冷媒13の液面が無くなることにより油層14は出口配管12から容器外へ搬送される。そして、冷凍機油を容器外へ搬送したところで、容器に冷媒を貯留するための制御を行う。この制御を圧縮機の起動後の容器内に油層厚さが厚い条件の時に1度行うことにより、容器内に滞留した冷凍機油を容器外に搬送し、圧縮機に返すことができる。直江鬼面の有無については容器の高さ方向の温度を検知することなどにより行うことが出来る。
【0035】
以上のようにこの発明では冷媒へ溶解しにくい油を使用して、かつ、液だめ容器であるレシーバーやアキュムレーター、ヘッダーなとを冷媒回路に設けても容器内に油を滞留させない、回路や制御方法が可能となる。この結果液だめ容器内に多量の油を溜めることなく確実に圧縮機へ戻すことが出来、圧縮機内の正常な潤滑やシール機能が維持できる都道時に冷媒回路内の余剰冷媒を貯めて負荷状態に適した性能を確実に維持できる。さらに装置の冷媒の流れる方向に応じて余剰冷媒を貯めることができ、装置の能力をフルに活用できると共にフレキシブルな運転が可能となり、また圧縮機によけいな冷媒を流さずに済み圧縮機の信頼性を向上させることが出来る。
【0036】
また本発明は冷媒の流れ方向に関係なく、油を溜めずに液冷媒を液だめに溜めたり、液だめから空にすることが出来、圧縮機の信頼性を維持したまま起動時や負荷状態の変化に対応して最適な運転状態を設定できる。さらに一時的に油が液だめ容器内に滞留しても、急速に圧縮機へ戻すことも、また運転性能へ影響を与えず徐々に油を冷媒に溶解させて滞留量を減少させることも可能である。流入する冷媒の速度を利用して容器内の冷媒を攪拌して冷媒への溶解を促進でき圧縮機の信頼性を損なわずに変油を確実に出来る。
なお液だめ容器を狭く深い形にして攪拌しやすい構造としても良い。
【0037】
さらに容器へ流入する冷媒の流速が遅く、攪拌効果が小さい場合には容器内の冷媒の状態を変化させて油の冷媒への溶解を促進することもできる。
【0038】
【発明の効果】
この発明に関わる冷媒循環装置は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、この圧縮機から吐出された高圧冷媒ガスを凝縮させる凝縮器と、この凝縮器にて凝縮された液冷媒を減圧する減圧装置と、この減圧装置で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、これらを順次接続し冷媒回路を形成する冷媒配管と、凝縮圧力および凝縮温度条件下における液冷媒への重量溶解率が弱溶解性を有し、かつ、蒸発圧力および蒸発温度条件における液冷媒への重量溶解率が非溶解性もしくは弱溶解性を有する冷凍機油と、を備え、減圧装置が、冷凍機油の冷媒への溶解限界が冷媒とともに圧縮機から吐出された冷凍機油の冷媒との重量比である油循環率未満とならない範囲に圧力を低下させる第一の減圧装置と、この第一の減圧装置の下流に配置され冷媒を蒸発圧力まで減圧させる第二の減圧装置とに分割されて構成されるとともに、これら二つの減圧装置の間に冷媒回路の余剰冷媒を貯留する液溜容器が接続され、液溜容器に冷媒とともに第一の減圧装置を通過して搬入された冷凍機油が、冷媒から分離することなく冷媒に溶解したまま液溜容器から流出し、冷媒配管を通って第二の減圧装置および蒸発器を通過して、圧縮機まで搬送されるようにしたので、第一の減圧装置を液溜容器内にて冷凍機油が冷媒から分離することなく冷媒に溶解するように設定することで、液溜容器内に冷凍機油が溜まることがなく、冷凍機油を確実に圧縮機に戻すことができ、圧縮機の信頼性を高めることが出来る。
【0041】
またこの発明に関わる冷媒循環装置は、蒸発器の配管径が、蒸発器を流れる冷媒の流速が液溜容器から流出した冷凍機油を下流へ搬送できる流速となるように設定されるので、蒸発器で大半の冷媒がガス化して溶解できなくなった冷凍機油が分離するが、ガス化した冷媒の流速が分離した冷凍機油を下流へ搬送するために十分な流速になることで冷凍機油を確実に圧縮機まで搬送することができ、圧縮機の信頼性を高めることが出来る。
【0049】
またこの発明に関わる冷媒循環装置は、冷媒に対する所定の条件下で非溶解性もしくは弱溶解性を有する冷凍機油を使用しても、冷凍機油を確実に圧縮機に戻すことができるので、圧縮機の高い信頼性が得られるとともに、メインテナンスの容易な装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1を示す冷媒循環装置の概念図である。
【図2】 この発明の実施の形態1及び2を示す液溜容器の概念図である。
【図3】 この発明の別の実施の形態を示す冷媒循環装置の概念図である。
【図4】 この発明の別の実施の形態を示す冷媒循環装置の概念図である。
【図5】 この発明の別の実施の形態を示す液溜容器の概念図である。
【図6】 この発明の起動後の液溜容器内の油の滞留状態の変化を表す図である。
【図7】 この発明の別の実施の形態を示す冷媒循環装置の概念図である。
【図8】 従来の冷媒循環システムを表す図である。
【符号の説明】
1 圧縮機、 2 四方弁、 3 室内熱交換器、 4 室外熱交換器、 5減圧装置、 5a 前段減圧装置、 5b 後段減圧装置、 6 液溜容器、7 液溜容器、 8 液溜容器入口配管、 9 液溜容器出口配管、 10 液溜容器、 11 液溜容器入口配管、 12 液溜容器出口配管、 13 冷媒、 14 冷凍機油、 15a 前段側電動膨張弁、 15b 後段側電動膨張弁、 16 室内送風機、 17室外送風機、 80 アキュムレータ、 81 導出管、 82 油戻し穴。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
For example, the present invention relates to a refrigerant circulation apparatus that uses a refrigerating machine oil that is difficult to dissolve in a refrigerant, for example, an HFC (hydrofluorocarbon) type refrigerant as a refrigerant and an alkylbenzene oil as a refrigerating machine oil.
[0002]
[Prior art]
An example of a conventional refrigerant circulation system using an HFC (hydrofluorocarbon) refrigerant as a refrigerant and an alkylbenzene oil as a refrigerating machine oil is shown in FIG. 1 is a compressor for compressing refrigerant gas, 2 is a four-way valve having a function of switching the flow direction of refrigerant, 3 is a condenser for condensing high-pressure refrigerant gas discharged from the
[0003]
Next, the behavior of refrigeration oil will be described. The high-pressure refrigerant gas compressed by the compressor 1 is discharged to the
[0004]
However, due to the gasification of a part of the liquid refrigerant generated in the downstream region of the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
A conventional refrigerant circulation system using an HFC (hydrofluorocarbon) refrigerant as a refrigerant and an alkylbenzene oil as a refrigerating machine oil is configured as described above, but a large amount of excess refrigerant is stored in the
[0006]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and can store excess liquid refrigerant without returning a large amount of liquid refrigerant to the compressor and reliably return the refrigeration oil to the compressor. It aims at providing a highly reliable refrigerant circulation device. Another object of the present invention is to obtain an inexpensive and highly reliable apparatus with a simple configuration.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The refrigerant circulation device according to the present invention includes a compressor that compresses and discharges the refrigerant, a condenser that condenses the high-pressure refrigerant gas discharged from the compressor, and a liquid refrigerant condensed by the condenser. Press A pressure reducing device, an evaporator for evaporating the refrigerant depressurized by the pressure reducing device, a refrigerant pipe that sequentially connects them to form a refrigerant circuit, and a weight dissolution rate in a liquid refrigerant under condensing pressure and condensing temperature conditions. It has weak solubility, and its weight dissolution rate in liquid refrigerant under evaporation pressure and evaporation temperature conditions is insoluble or weakly soluble Cold With freezer oil The Prepared, The decompressor is Refrigeration oil of Refrigerant To Dissolution The limit was discharged from the compressor along with the refrigerant Refrigerator oil refrigerant A first pressure reducing device that reduces the pressure within a range that does not become less than the oil circulation rate, and a second pressure reducing device that is arranged downstream of the first pressure reducing device and depressurizes the refrigerant to the evaporation pressure. In addition to being divided, the surplus refrigerant in the refrigerant circuit is stored between these two decompression devices. Liquid reservoir Is connected to the liquid storage container through the first decompression device together with the refrigerant. Brought in Refrigerating machine oil remains dissolved in refrigerant without separation from refrigerant Leaked from ,cold Through the medium pipe Second It passes through the decompression device and the evaporator and is conveyed to the compressor.
[0010]
The refrigerant circulation device according to the present invention is the above-mentioned Evaporator The pipe diameter of the refrigerant is set so that the flow rate of the refrigerant flowing through the evaporator becomes a flow rate at which the refrigerating machine oil flowing out of the liquid storage container can be conveyed downstream. .
[0014]
Ma The In the refrigerant circulation device according to the present invention, refrigeration oil is used. To liquid refrigerant under condensing pressure and condensing temperature conditions Heavy Volume dissolution rate is 0.5-7% Weakness of It has solubility, and has a non-solubility or weak solubility with a weight dissolution rate of 0-2% in a liquid refrigerant under conditions of evaporation pressure and evaporation temperature.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
A first embodiment corresponding to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 is an example of a refrigerant circulation device applied to an air conditioner. In FIG. 1, 1 is a compressor that compresses refrigerant gas, 4 is an outdoor heat exchanger that condenses high-pressure refrigerant gas discharged from the
[0016]
Next, the behavior of the refrigerant and the refrigerating machine oil will be described when the refrigerant flows in the direction of the arrow. The high-pressure refrigerant gas compressed by the compressor 1 is discharged together with 2.0% refrigerant oil by weight with respect to the refrigerant, and enters the
[0017]
A second embodiment corresponding to the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 3 shows an example of a refrigerant circulation device applied to an air conditioner. In FIG. 3, 1 is a compressor for compressing refrigerant gas, 2 is a four-way valve having a function of switching the flow direction of refrigerant, 18 is an indoor unit and an outdoor unit. An extension pipe for connecting the machine, 3 is an indoor heat exchanger, 4 is an outdoor heat exchanger, 5 is a decompression device, and 6 is a liquid storage container for storing excess refrigerant. FIG. 2 shows the structure of a liquid storage container. 7 is a liquid storage container body, 8 is an inlet pipe connected to the lower side of the container, and 9 is an outlet pipe connected to the upper side of the container. Yes.
[0018]
Next, the behavior of the refrigerant that heats the indoor unit and the refrigeration oil will be described when the refrigerant flows in the direction of the arrow. The high-pressure refrigerant gas compressed by the compressor 1 is discharged together with 2.0% refrigeration oil by weight with respect to the refrigerant, passes through the four-
[0019]
In the case of heating, since the indoor heat exchanger is generally smaller than the outdoor heat exchanger, the amount of refrigerant is smaller than that of cooling, so that excess refrigerant is likely to be generated.
On the other hand, when the refrigerant is caused to flow in the reverse direction by switching the four-
[0020]
As described above, even when the required amount of refrigerant varies depending on the flow direction, the surplus refrigerant can be stored, so that efficient operation can be performed regardless of the flow direction, and the refrigeration oil flowing out from the compressor can be reliably Since the normal lubrication and sealing function of the compression element portion is maintained, a highly reliable apparatus for the compressor can be obtained.
[0021]
A third embodiment corresponding to the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 4 is an example of a refrigerant circulation device applied to an air conditioner. In FIG. 4, 1 is a compressor for compressing refrigerant gas, 2 is a four-way valve having a function of switching the flow direction of refrigerant, and 4 is an outdoor heat exchanger. , 16 is an indoor blower, 3 is an indoor heat exchanger, 17 is an outdoor blower, 5a and 5b are decompression devices, and 6 is a reservoir for storing excess refrigerant.
[0022]
Next, the behavior of the refrigerant and the refrigerating machine oil will be described. The high-pressure refrigerant gas compressed by the compressor 1 is discharged together with, for example, 1.0% refrigeration oil in a weight ratio with respect to the refrigerant, passes through the four-
[0023]
In general, when a liquid reservoir is provided in a refrigerant circuit, for example, a refrigerating machine oil that is difficult to dissolve in a refrigerant using hydrofluorocarbon, such as an HFC refrigerant, has a weight dissolution rate of 0.5 in a liquid refrigerant under condensation pressure and condensation temperature conditions. -7.0%, a refrigerating machine oil having an insoluble or weak solubility of 0 to 2.0% by weight in a liquid refrigerant under conditions of evaporation pressure and temperature, alkylbenzene, mineral oil, ester oil, When ether oil or the like is used, in the refrigerant circuit having a liquid reservoir portion where the moving speed of the refrigerant becomes slow, that is, a liquid reservoir container for storing excess refrigerant, oil mixed with the refrigerant is collected in the container. It will be.
The weight dissolution rate of oil in the refrigerant first varies depending on the type of refrigerant and oil. For example, the refrigerating machine oil alkylbenzene (viscosity grade VG = 8-32), the HAB oil, is dissolved in the liquid refrigerant R407C, which is an HFC refrigerant, and the relationship between the oil circulation rate and the compressor frequency is the liquid refrigerant in the condensation temperature range. On the other hand, it shows a dissolution rate of 1.0 to 4.0 wt%, but it is a minute dissolution rate of 0.2 to 1.8 wt% for liquid refrigerant in the evaporation temperature range. This dissolution rate varies depending on the combination of various refrigerants and various oils.
In general, the oil circulation rate, which is the weight ratio of refrigeration oil flowing out of the compressor together with the refrigerant, is
It becomes a value of about 0.3-2.0 wt% and tends to increase with an increase in the compressor frequency.
The amount of refrigerating machine oil indicated by this oil circulation rate circulates in the refrigerant circuit, and in particular, the refrigerating machine oil easily accumulates in the liquid reservoir, and the refrigerating machine oil in the liquid refrigerant in the container is within the range of the dissolution rate at that temperature. Is dissolved. However, if the oil circulation rate exceeds the dissolution rate of the refrigeration oil in the liquid refrigerant under the operating conditions where the refrigerant is present, the amount of refrigeration oil circulating will exceed the allowable dissolution amount in the liquid refrigerant. The machine oil is separated from the liquid refrigerant, and becomes, for example, an oil droplet or an oil layer in the liquid reservoir, and accumulates in the liquid reservoir and does not return to the compressor. On the other hand, for example, the temperature of the liquid refrigerant in the container is detected by a thermistor, and when the temperature of the refrigerant becomes lower than the temperature necessary for dissolving the oil, the
Of course, it is not like an electric expansion valve that can be controlled as a pressure reducing device, but it is set from the beginning to use a capillary tube to keep the lower limit of temperature and lower limit of pressure in the reservoir in various operating situations. You can keep it.
[0024]
Although the above description has been given by taking the HFC refrigerant as an example, the present invention is not limited to this, and it is obvious that the same effect is produced when using refrigeration oil that is hardly soluble in the refrigerant even if the HC refrigerant is used. .
When the operating frequency of the compressor is low, the condensation temperature decreases and the solubility of the refrigeration oil in the refrigerant decreases, but at the same time the amount of refrigeration oil discharged from the compressor also decreases. All can be dissolved in the refrigerant in the
As described above, surplus refrigerant can be accumulated in the liquid reservoir in both the cooling and heating flow directions, so that efficient operation can be performed and the compressor oil is not retained in the liquid reservoir. Therefore, a highly reliable device of the compressor can be obtained.
In particular, the present invention is effective for a multi-type air conditioner having a plurality of indoor units and in which the required refrigerant amount varies greatly depending on the number of indoor units operated in each cooling and heating operation state.
[0025]
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4, 5, and 6. FIG. FIG. 5 shows the structure of the liquid storage container. An
[0026]
Next, the behavior of the refrigerant and the refrigerating machine oil will be described. The high-pressure refrigerant gas compressed by the compressor 1 is discharged together with, for example, 1.0% refrigerating machine oil in a weight ratio with respect to the refrigerant, and passes through the four-
Even if oil heavier than the refrigerant is used, the oil can be dissolved in the refrigerant by the above-described configuration and stirring operation, and it is natural that the oil returns to the compressor.
[0027]
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a refrigerant circulation apparatus showing an embodiment of the present invention. In FIG. 7, 1 is a compressor for compressing refrigerant gas, and 2 is a four-way valve having a function of switching the flow direction of refrigerant. Operation position, 4 is an outdoor heat exchanger for condensing the high-pressure refrigerant gas discharged from the
[0028]
In the refrigerant circulation device according to the present invention, it is assumed that the
[0029]
Note that the degree of superheat of the refrigerant sucked by the compressor is obtained by the calculation /
The degree of subcooling at the outlet of the indoor heat exchanger is calculated by calculating the difference between the saturation temperature of the refrigerant corresponding to the pressure detected by the
In addition, as the supercooling detection means for detecting the supercooling characteristic corresponding to the degree of supercooling of the refrigerant at the outlet of the indoor heat exchanger, the detection means 20 for detecting the refrigerant temperature at the outlet of the indoor heat exchanger and the pressure detection means 19 detected. Refrigerant in the vicinity of the center of the indoor heat exchanger, comprising a combination with an indoor / outdoor heat exchanger central temperature detecting means (not shown) that detects the temperature in the vicinity of the center of the indoor heat exchanger corresponding to the saturation temperature of the refrigerant corresponding to the pressure. A deviation value between the temperature and the indoor heat exchanger outlet refrigerant temperature may be set as the degree of supercooling.
Further, as the superheat degree detecting means for detecting the superheat characteristic value corresponding to the superheat degree of the suction refrigerant of the compressor refrigerant, an outdoor heat exchanger outlet temperature detecting means (not shown) for detecting the outdoor heat exchanger outlet refrigerant temperature. And the outdoor heat exchanger inlet temperature detection means 21 for detecting the refrigerant temperature at the inlet of the outdoor heat exchanger, and the deviation value of the inlet / outlet temperature of the outdoor heat exchanger may be set as the degree of superheat.
[0030]
Here, when the high-pressure
And since the liquid refrigerant | coolant discharge | released during the refrigerating cycle from the
For this reason, the temperature of the refrigerant | coolant in the
Conversely, when the high-pressure side
In this way, the degree of supercooling and the temperature of the refrigerant in the liquid reservoir can be controlled by controlling the high-pressure side
[0031]
On the other hand, when the low pressure side
And since the refrigerant | coolant flow volume in the exit of the low voltage | pressure side
On the other hand, when the low-pressure side
In this way, by controlling the low-pressure side
[0032]
Embodiment 7 FIG.
Further, by controlling the high pressure side
[0033]
Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As the
If this state is continued, the amount of refrigerant stored in the container decreases, so that the opening area of the
In this way, bubbles are generated in the container, and the refrigerant 13 and the
As the change to be applied to the refrigerant, the description has been made with the decompression device. However, the state of the refrigerant may be changed by various methods such as providing a switching circuit at the outlet of the inlet pipe and repeatedly applying the pressure change by the orifice.
[0034]
Embodiment 9 FIG.
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. As the
[0035]
As described above, in the present invention, oil that does not easily dissolve in the refrigerant is used, and even if a receiver, accumulator, or header that is a reservoir is provided in the refrigerant circuit, the oil does not stay in the container. A control method is possible. As a result, it can be reliably returned to the compressor without accumulating a large amount of oil in the sump container, and the surplus refrigerant in the refrigerant circuit can be stored in a load state when normal lubrication and sealing functions in the compressor can be maintained. The performance suitable for can be reliably maintained. Furthermore, it is possible to store surplus refrigerant according to the direction of refrigerant flow in the equipment, making full use of the capacity of the equipment, enabling flexible operation, and eliminating the need for unnecessary refrigerant flow through the compressor. Can be improved.
[0036]
In addition, the present invention can store liquid refrigerant in a liquid reservoir without storing oil, or empty from the liquid reservoir regardless of the flow direction of the refrigerant. The optimal operating state can be set in response to changes in Furthermore, even if the oil temporarily stays in the sump container, it can be quickly returned to the compressor, or the oil can be gradually dissolved in the refrigerant without affecting the operating performance to reduce the amount of residence. It is. Utilizing the speed of the refrigerant flowing in, the refrigerant in the container is agitated to promote dissolution in the refrigerant, and oil change can be ensured without impairing the reliability of the compressor.
It is also possible to make the reservoir container narrow and deep so that it can be easily stirred.
[0037]
Further, when the flow rate of the refrigerant flowing into the container is slow and the stirring effect is small, the state of the refrigerant in the container can be changed to promote the dissolution of oil in the refrigerant.
[0038]
【The invention's effect】
The refrigerant circulation device according to the present invention includes a compressor that compresses and discharges the refrigerant, a condenser that condenses the high-pressure refrigerant gas discharged from the compressor, and a liquid refrigerant condensed by the condenser. Press A pressure reducing device, an evaporator for evaporating the refrigerant depressurized by the pressure reducing device, a refrigerant pipe that sequentially connects them to form a refrigerant circuit, and a weight dissolution rate in a liquid refrigerant under condensing pressure and condensing temperature conditions. It has weak solubility, and its weight dissolution rate in liquid refrigerant under evaporation pressure and evaporation temperature conditions is insoluble or weakly soluble Cold With freezer oil The Prepared, The decompressor is Refrigeration oil of Refrigerant To Dissolution The limit was discharged from the compressor along with the refrigerant Refrigerator oil refrigerant A first pressure reducing device that reduces the pressure within a range that does not become less than the oil circulation rate, and a second pressure reducing device that is arranged downstream of the first pressure reducing device and depressurizes the refrigerant to the evaporation pressure. In addition to being divided, the surplus refrigerant in the refrigerant circuit is stored between these two decompression devices. Liquid reservoir Is connected to the liquid storage container through the first decompression device together with the refrigerant. Brought in Refrigerating machine oil remains dissolved in refrigerant without separation from refrigerant Leaked from ,cold Through the medium pipe Second Since it was transported to the compressor through the decompression device and the evaporator, By setting the first decompression device so that the refrigerating machine oil dissolves in the refrigerant without being separated from the refrigerant in the liquid reservoir, the refrigerating machine oil does not accumulate in the liquid reservoir, Refrigerating machine oil can be reliably returned to the compressor, and the reliability of the compressor Can increase .
[0041]
Mako The refrigerant circulation device related to the invention of The pipe diameter of the evaporator should be such that the flow rate of the refrigerant flowing through the evaporator can flow the refrigerating machine oil flowing out of the liquid storage container downstream. Setting Is So The refrigerating machine oil, which has become unable to dissolve due to the gasification of most of the refrigerant in the evaporator, is separated, but the flow rate of the gasified refrigerant is sufficient to transport the separated refrigerating machine oil downstream. Refrigerating machine oil reliably compressor Transport to It is possible to improve the reliability of the compressor.
[0049]
Mako The refrigerant circulation device according to the invention is a predetermined condition for the refrigerant. Non-under Solubility or weak solubility Have Even if refrigeration oil is used, ensure that refrigeration oil is used. On the compressor Because you can return , A high reliability of the compressor can be obtained, and an apparatus that can be easily maintained can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram of a refrigerant circulation device showing Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram of a liquid reservoir
FIG. 3 is a conceptual diagram of a refrigerant circulation device showing another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a conceptual diagram of a refrigerant circulation device showing another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a conceptual diagram of a liquid reservoir container showing another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a change in the oil retention state in the liquid reservoir after activation according to the present invention.
FIG. 7 is a conceptual diagram of a refrigerant circulation device showing another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating a conventional refrigerant circulation system.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor, 2 Four-way valve, 3 Indoor heat exchanger, 4 Outdoor heat exchanger, 5 Pressure reducing device, 5a Front pressure reducing device, 5b Rear pressure reducing device, 6 Liquid storage container, 7 Liquid storage container, 8 Liquid storage container inlet piping 9 Reservoir outlet pipe, 10 Reservoir container, 11 Reservoir inlet pipe, 12 Reservoir outlet pipe, 13 Refrigerant, 14 Refrigerating machine oil, 15a Front side electric expansion valve, 15b Rear side electric expansion valve, 16 Indoor Blower, 17 outdoor fan, 80 accumulator, 81 outlet pipe, 82 oil return hole.
Claims (3)
この圧縮機から吐出された高圧冷媒ガスを凝縮させる凝縮器と、
この凝縮器にて凝縮された液冷媒を減圧する減圧装置と、
この減圧装置で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、
これらを順次接続し冷媒回路を形成する冷媒配管と、
凝縮圧力および凝縮温度条件下における液冷媒への重量溶解率が弱溶解性を有し、かつ、蒸発圧力および蒸発温度条件における液冷媒への重量溶解率が非溶解性もしくは弱溶解性を有する冷凍機油と、を備え、
前記減圧装置が、冷凍機油の冷媒への溶解限界が冷媒とともに前記圧縮機から吐出された冷凍機油の冷媒との重量比である油循環率未満とならない範囲に圧力を低下させる第一の減圧装置と、この第一の減圧装置の下流に配置され冷媒を蒸発圧力まで減圧させる第二の減圧装置と、に分割されて構成されるとともに、これら二つの減圧装置の間に前記冷媒回路の余剰冷媒を貯留する液溜容器が接続され、前記液溜容器に冷媒とともに第一の減圧装置を通過して搬入された冷凍機油が、冷媒から分離することなく冷媒に溶解したまま前記液溜容器から流出し、前記冷媒配管を通って前記第二の減圧装置および前記蒸発器を通過して、前記圧縮機まで搬送されることを特徴とする冷媒循環装置。A compressor that compresses and discharges the refrigerant;
A condenser for condensing the high-pressure refrigerant gas discharged from the compressor;
A decompression device for decompressing the liquid refrigerant condensed in the condenser;
An evaporator for evaporating the refrigerant decompressed by the decompression device;
Refrigerant piping that connects these sequentially to form a refrigerant circuit;
Refrigeration in which the weight dissolution rate in liquid refrigerant under condensation pressure and condensation temperature conditions is weakly soluble, and the weight dissolution rate in liquid refrigerant under evaporation pressure and evaporation temperature conditions is insoluble or weakly soluble With machine oil,
The pressure reducing device reduces the pressure to a range in which the solubility limit of the refrigerating machine oil in the refrigerant does not become less than the oil circulation rate which is the weight ratio of the refrigerating machine oil discharged from the compressor together with the refrigerant. And a second decompression device that is arranged downstream of the first decompression device and decompresses the refrigerant to the evaporating pressure, and is configured to be divided between these two decompression devices and surplus refrigerant in the refrigerant circuit The refrigerating machine oil that has passed through the first pressure reducing device together with the refrigerant flows out of the liquid reservoir while being dissolved in the refrigerant without being separated from the refrigerant. Then, the refrigerant circulating device is conveyed to the compressor through the second decompression device and the evaporator through the refrigerant pipe.
Priority Applications (14)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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EP97310697A EP0852324B1 (en) | 1997-01-06 | 1997-12-31 | Refrigerant circulating apparatus |
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