JP4454323B2 - Refrigeration system - Google Patents
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Description
本発明は、冷媒の吐出量の異なる複数の圧縮機を備える冷凍システムに関する。 The present invention relates to a refrigeration system including a plurality of compressors having different refrigerant discharge amounts.
近年、コンビニエンスストア等の店舗の室内空調を行う空調系統部と、店舗内に設けられた冷却貯蔵設備としての冷蔵ケース及び冷凍ケース等の冷却を行う冷却系統部とを備える冷凍システムが提案されている(例えば、特許文献1)。 In recent years, a refrigeration system has been proposed that includes an air conditioning system that performs indoor air conditioning of a store such as a convenience store, and a cooling system that cools a refrigeration case and a refrigeration case as a cooling storage facility provided in the store. (For example, Patent Document 1).
冷凍ケースでの冷媒の蒸発圧力は、冷蔵ケースでの冷媒の蒸発圧力に比べて低いため、一の冷媒回路によって冷蔵ケースと冷凍ケースを冷却する場合には、冷凍ケース後の冷媒圧力を冷蔵ケース後の冷媒圧力まで昇圧させて、冷蔵ケース後の冷媒と合流させる必要がある。そのため、冷却系統部には、冷媒循環を主たる役割とする冷却用圧縮機(第1の圧縮機)と、冷凍ケース後の冷媒圧力を昇圧させるための昇圧用圧縮機(第2の圧縮機)とを設けることが考えられる。
しかしながら、昇圧用圧縮機は冷却用圧縮機に比べて出力が小さく、冷媒の吐出量が少ないため、この冷媒に混じって機外に流出するオイル量も少ない。従って、冷凍システムの運転を継続するにつれて、出力の大きい冷却用圧縮機から流出するオイルが、偏って、出力の小さい昇圧用圧縮機の内部に溜まるという問題がある。 However, since the boosting compressor has a smaller output and a smaller refrigerant discharge amount than the cooling compressor, the amount of oil that flows out of the apparatus when mixed with the refrigerant is small. Therefore, as the operation of the refrigeration system is continued, there is a problem that the oil flowing out from the cooling compressor having a large output is biased and accumulates in the boosting compressor having a small output.
そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、吐出量の大きい圧縮機からのオイルが吐出量の少ない圧縮機の内部に偏って溜まることを解消可能な冷凍システムを提供することを目的としている。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a refrigeration system capable of eliminating the accumulation of oil from a compressor having a large discharge amount in a compressor having a small discharge amount. The purpose is that.
上述課題を解決するため、本発明は、第1の圧縮機と、この第1の圧縮機に直列或いは並列に接続されると共に、当該第1の圧縮機に比べて冷媒の吐出量の少ない第2の圧縮機と、この第2の圧縮機の冷媒吐出側に接続されるオイルセパレータとを備え、前記第2の圧縮機は、密閉容器の上側にモータを、下側に圧縮要素を収納する構成とし、これら圧縮要素とモータとの間に、前記密閉容器内部に高圧状態で貯留されたオイルを前記オイルセパレータに排出するオイル排出経路を接続するとともに、前記オイルセパレータと前記第2の圧縮機の吸込側との間を細管で接続したことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention is a first compressor and a first compressor which is connected in series or in parallel to the first compressor and has a smaller refrigerant discharge amount than the first compressor. 2 and an oil separator connected to the refrigerant discharge side of the second compressor. The second compressor houses a motor on the upper side of the hermetic container and a compression element on the lower side. An oil discharge path for discharging oil stored in a high-pressure state inside the sealed container to the oil separator is connected between the compression element and the motor, and the oil separator and the second compressor are connected. It is characterized in that it is connected to the suction side by a thin tube .
この場合において、前記オイル排出経路が第2の圧縮機の内部に貯留されるオイルの貯留上限位置に接続されている構成としても良い。 In this case, the oil discharge path may be connected to a storage upper limit position of oil stored in the second compressor.
さらに、冷凍ケース及び冷蔵ケースを含む冷却貯蔵設備のケース内冷却を行う冷却系統部を備え、この冷却系統部に第1の圧縮機、第2の圧縮機、並びにオイル排出経路を備えた構成としても良い。 In addition, a cooling system part that cools the inside of the cooling storage facility including the refrigeration case and the refrigeration case is provided, and the cooling system part includes a first compressor, a second compressor, and an oil discharge path. Also good.
また、この場合において、前記冷却系統部が冷凍ケース及び冷蔵ケース以外に室外ユニットとブースタユニットとを含み、室外ユニットに第1の圧縮機を設け、ブースタユニットに第2の圧縮機及びオイル排出経路を設けた構成としても良い。 In this case, the cooling system unit includes an outdoor unit and a booster unit in addition to the freezing case and the refrigeration case, the first unit is provided in the outdoor unit, and the second compressor and the oil discharge path are provided in the booster unit. It is good also as a structure which provided.
さらに、前記第1の圧縮機は、冷媒循環を主たる役割とする冷却用圧縮機であり、前記第2の圧縮機は、冷凍ケースを経た冷媒の圧力を、冷蔵ケースを経た冷媒圧力まで昇圧させるための昇圧用圧縮機である構成としても良い。 Furthermore, the first compressor is a cooling compressor whose main role is refrigerant circulation, and the second compressor boosts the pressure of the refrigerant passing through the refrigeration case to the refrigerant pressure passing through the refrigeration case. It is good also as a structure which is a compressor for pressure | voltage rise for this.
本発明では、吐出量の大きい圧縮機からのオイルが吐出量の少ない圧縮機の内部に偏って溜まることを防止できる。 In the present invention, it is possible to prevent oil from a compressor having a large discharge amount from being biased and accumulated inside the compressor having a small discharge amount.
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態の冷凍システム1のシステム構成を示す図である。この冷凍システム1は、例えばコンビニエンスストアの店舗内2(室内)の室内空調と、そこに設置されている冷却貯蔵設備としての冷蔵ケース3や冷凍ケース4のケース内冷却とを実現するものである。なお、冷蔵ケース3は、ケース内が冷蔵温度(+3℃〜+10℃)に冷却され、飲料や冷蔵食品が陳列され、冷凍ケース4は、ケース内が冷凍温度(−10℃〜−20℃)に冷却され、冷凍食品や冷菓などが陳列されるものである。
FIG. 1 is a diagram illustrating a system configuration of a
冷凍システム1は、店舗内2の空調を行う空調系統部6と、冷蔵ケース3や冷凍ケース4のケース内冷却を行う冷却系統部8とを備えている。この空調系統部6は、店舗内2の天井などに設置された室内ユニット11と、店舗外に設置された室外ユニット12とを備えている。この室内ユニット11と室外ユニット12との間には空調用冷媒回路7が配管構成されている。この空調用冷媒回路7は、室内ユニット11内に設置された利用側熱交換器27と、室外ユニット12内に設置された熱源側熱交換器16と、空調用圧縮機13A、13Bとにより冷暖房サイクルを行うものである。
The
空調用圧縮機13Aはインバータ制御用の圧縮機であり、空調用圧縮機13Bは、定速運転用の圧縮機である。これら空調用圧縮機13A、13Bは、並列接続されて各空調用圧縮機13A及び13Bの吐出側が逆止弁5A、5Bを介して合流され、オイルセパレータ10を介して四方弁14の一方の入口に接続される。また、四方弁14の一方の出口は熱源側熱交換器16の入口に接続されている。この熱源側熱交換器16は、多数の並列配管から成る流路抵抗の比較的小さい入口側16Aとこれらが少数の並列配管若しくは単数の配管に集約される出口側16Bとで構成されている。そして、この熱源側熱交換器16の出口側16Bの出口は、並列接続された逆止弁5Cと膨張弁17とを介して膨張弁18の入口に接続され、膨張弁18の出口は室内ユニット11に渡り、利用側熱交換器27の入口に接続されている。
The
利用側熱交換器27の出口は、室外ユニット12に渡り、四方弁14の他方の入口に接続され、四方弁14の他方の出口は逆止弁5Dを介してアキュムレータ23に接続されている。そして、このアキュムレータ23の出口が空調用圧縮機13A、13Bの吸込側に接続されている。なお、逆止弁5Dはアキュムレータ23側が順方向とされている。また、膨張弁17と18の間の配管は膨張弁19の入口に接続され、膨張弁19の出口はカスケード熱交換器21の空調側通路21Aの入口に接続されている。このカスケード熱交換器21の空調側通路21Aの出口はアキュムレータ23を介して空調用圧縮機13A、13Bの吸込側に接続されている。
The outlet of the use
室外側空調コントローラ26は、汎用のマイクロコンピュータで構成され、外気温や冷媒圧力に基づいて室外ユニット12側の空調系統部6の機器を制御するものである。また、室内側空調コントローラ28は、汎用のマイクロコンピュータで構成され、リモートコントローラ(不図示)から送信されて受信部(不図示)を介して入力したユーザ指示に基づいて室内ユニット11側の機器を制御したり、室外側空調コントローラ26にユーザ指示に応じた情報などをデータ通信したりするものである。また、送風機24は、熱源側熱交換器16に外気を送風する送風機であり、送風機15は、利用側熱交換器27に室内空気を送る送風機である。
The outdoor
一方、冷却系統部8は、冷却貯蔵設備としての冷蔵ケース3や冷凍ケース4と、室外ユニット12との間に渡って設けられた冷却用冷媒回路9とを備えている。この冷却用冷媒回路9は、冷蔵ケース3に設けられた冷蔵用蒸発器43、冷凍ケース4に設けられた冷凍用蒸発器49、室外ユニット12内に設置された凝縮器(熱交換器)38及び冷却用圧縮機37(第1の圧縮機)及び昇圧用圧縮機54(第2の圧縮機)により冷凍サイクルを行うものである。
On the other hand, the cooling system unit 8 includes a
冷却用圧縮機37は、冷媒循環を主たる役割とするものであり、この冷却用圧縮機37の吐出側は、オイルセパレータ31を介して四方弁39の一方の入口に接続され、この四方弁39の一方の出口が凝縮器38の入口に接続されている。この凝縮器38は多数の並列配管から成る流路抵抗の比較的小さい入口側38Aとこれらが少数の並列配管若しくは単数の配管に集約される出口側38Bとで構成されている。そして、この凝縮器38の出口側38Bの出口はレシーバータンク36の入口に接続され、このレシーバータンク36の出口が四方弁41の一方の入口に接続されている。すなわち、レシーバータンク36は凝縮器38の冷媒下流側に接続されている。
The
また、四方弁41の一方の出口はカスケード熱交換器21のケース側通路21Bの入口に接続されている。尚、カスケード熱交換器21は、内部に構成された空調側通路21Aとケース側通路21Bをそれぞれ通過する冷媒を相互に熱交換させるものであり、これによって空調用冷媒回路7の低圧側と冷却用冷媒回路9の高圧側とは熱的に連結される。
One outlet of the four-
カスケード熱交換器21のケース側通路21Bの出口は、四方弁39の他方の入口に接続されており、この四方弁39の他方の出口は四方弁41の他方の入口に接続されている。そして、この四方弁41の他方の出口は室外ユニット12から出て室内2(店内)に入り分岐する。分岐した一方の配管は電磁弁46及び膨張弁44を介して冷蔵用蒸発器43の入口に接続されている。他方は電磁弁52及び膨張弁51を介して冷凍用蒸発器49の入口に接続されている。
The outlet of the
冷凍用蒸発器49の出口は、逆止弁30を介して昇圧用圧縮機54の吸込側に接続されている(逆止弁30は昇圧用圧縮機54側が順方向)。この昇圧用圧縮機54は、冷凍ケース4を経た冷媒の圧力を、冷蔵ケース3を経た冷媒圧力まで昇圧させるためのものであり、冷却用圧縮機37よりも出力の小さく、冷媒の吐出量が少ない圧縮機である。そのため、この冷媒に混じって機外に流出するオイル量も少ない。この昇圧用圧縮機54の吐出側は、オイルセパレータ45を介して四方弁42の一方の入口に接続され、四方弁42の一方の出口は冷蔵用蒸発器43の出口側に接続された後、冷却用圧縮機37の吸込側に接続されている。すなわち、昇圧用圧縮機54と冷却用圧縮機37とは、冷媒回路上、直列に接続される。また、四方弁42の他方の入口は、昇圧用圧縮機54の入口側の管路に接続され、四方弁42の他方の出口は逆止弁61を介してカスケード熱交換器21のケース側通路21Bの入口側の管路に合流されている。なお、逆止弁61はカスケード熱交換器21側が順方向とされている。
The outlet of the
上記構成では、冷却系統部8の各構成部品のうち、昇圧用圧縮機54、逆止弁30、オイルセパレータ45及び四方弁42が、冷却用圧縮機37を収納する室外ユニット12とは別ユニットのブースタユニット22に収納されている。このブースタユニット22は、コンビニエンスストアの外壁や地面等の任意の位置に配置されている。また、ブースタユニット22に収納された四方弁42は、それを切り換えることにより、冷蔵用蒸発器43及び冷凍用蒸発器49から出た冷媒(冷却用冷媒)を、冷却系統部8の各圧縮機(冷却用圧縮機37或いは昇圧用圧縮機54)を経由せずに、カスケード熱交換器21の入口に導くバイパス経路を形成可能に構成されている。これによれば、冷却用圧縮機37及び昇圧用圧縮機54の一方が故障した場合、四方弁42を切り換えることにより、冷蔵用蒸発器43及び冷凍用蒸発器49から流出した冷媒は、故障していない圧縮機を経由してカスケード熱交換器21の入口に導くことができる。
In the above configuration, among the components of the cooling system section 8, the boosting
室外側冷却コントローラ32は、汎用のマイクロコンピュータで構成され、外気温や冷媒圧力に基づいて室外ユニット12側の冷却系統部8の機器を制御するものである。また、冷蔵ケースコントローラ50は、汎用のマイクロコンピュータで構成され、冷蔵用貯蔵設備(冷蔵ケース3)のケース内温度に基づいて冷却系統部8の機器を制御するものである。また、冷凍ケースコントローラ55は、汎用のマイクロコンピュータで構成され、冷凍用貯蔵設備(冷凍ケース4)のケース内温度に基づいて冷却系統部8の機器を制御するものである。また、送風機35は、凝縮器38に外気を送風する送風機であり、送風機20は、凝縮器38に冷蔵ケース3のケース内空気を送る送風機であり、送風機25は、冷凍用蒸発器49に冷凍ケース4のケース内空気を送る送風機である。
The outdoor
この冷凍システム1は、主コントローラ56を有している。主コントローラ56は、汎用のマイクロコンピュータで構成され、室外側空調コントローラ26、室内側空調コントローラ28、室外側冷却コントローラ32、冷蔵ケースコントローラ50及び冷凍ケースコントローラ55とデータ通信することにより、冷凍システム1全体の制御を行うものである。なお、この冷凍システム1においては、空調用冷媒回路7と冷却用冷媒回路9とでは異なる冷媒が用いられ、例えば、空調用冷媒回路7にはR410Aが用いられ、冷却用冷媒回路9にはR410Aより沸点が高いR404Aが用いられる。このように、この冷凍システム1は、各冷媒回路に最適な冷媒をそれぞれ用いることができるので、回路設計の自由度を高くすることができる。
The
次に、この冷凍システム1が、例えば、室内2の冷房及び冷蔵ケース3、冷凍ケース4の冷却を行う場合における冷凍システム1の動作について説明する。
Next, the operation of the
まず、主コントローラ56は上記運転をする場合、最適運転パターンに関するデータを室外側空調コントローラ-26、室内側空調コントローラ-28、室外側冷却コントローラ32、冷蔵ケースコントローラ50、及び、冷凍ケースコントローラ55に送信する。
First, when the main controller 56 performs the above operation, data on the optimum operation pattern is transferred to the outdoor air conditioning controller-26, the indoor air conditioning controller-28, the
この主コントローラ56からの送信データに基づき、室外側空調コントローラ-26は、図1に示すように、四方弁14の前記一方の入口を一方の出口に、他方の入口を他方の出口に連通させる。また、膨張弁17は全開とする。そして、空調用圧縮機13A、13Bを運転する。尚、室外側空調コントローラ-26は空調用圧縮機13Aの運転周波数を調整して能力制御するものとする。
Based on the transmission data from the main controller 56, the outdoor air-
空調用圧縮機13A、13Bが運転されると、これら空調用圧縮機13A、13Bの吐出側から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁14を経て熱源側熱交換器16の入口側16Aに入る。この熱源側熱交換器16には送風機24により外気が通風されており、冷媒はここで放熱し、凝縮液化する。すなわち、この場合、熱源側熱交換器16は凝縮器として機能する。この液冷媒は熱源側熱交換器16の入口側16Aから出口側16Bを経て当該出口側16Bから出る。そして、膨張弁17を通過した後、分岐する。分岐した一方は膨張弁18に至り、そこで絞られて低圧とされた後(減圧)、利用側熱交換器27に流入し、そこで蒸発する。
When the air-
この利用側熱交換器27には送風機15により室内2(店内)の空気が通風されており、冷媒の蒸発による吸熱作用で室内2の空気は冷却される。これにより、室内2(店内)の冷房が行われる。利用側熱交換器27を出た低温のガス冷媒は、四方弁14、逆止弁5D、アキュムレータ23を順次経て空調用圧縮機13A、13Bの吸込側に吸い込まれる循環を繰り返す。
The air in the room 2 (inside the store) is ventilated by the
室内側空調コントローラ-28は利用側熱交換器27の温度やこれら利用側熱交換器27に吸い込まれる空気温度に基づき、室内2(店内)の温度を予め設定された設定温度とするよう利用側熱交換器27に通風する送風機15を制御する。室内側空調コントローラ-28からの情報は主コントローラ56に送信されており、室外側空調コントローラ-26はこの情報に基づいて空調用圧縮機13A、13Bの運転を制御する。
The indoor side air conditioning controller-28 uses the temperature of the use
逆止弁5Cを通過して分岐した冷媒の他方は膨張弁19に至り、そこで絞られて低圧とされた後(減圧)、カスケード熱交換器21の空調側通路21Aに流入し、そこで蒸発する。係る空調用冷媒回路7の冷媒の蒸発による吸熱作用でカスケード熱交換器21は冷却され、低温となる。カスケード熱交換器21を出た低温のガス冷媒はアキュムレータ23を経て空調用圧縮機13A、13Bの吸込側に吸い込まれる循環を繰り返す。
The other refrigerant branched after passing through the check valve 5C reaches the expansion valve 19, where it is throttled to a low pressure (decompression), and then flows into the air
室外側空調コントローラ-26は、室内2(店内)の温度が遠隔操作装置(リモコン)を用いて使用者により設定された設定温度となるように、室温、利用側熱交換器27の出入口の冷媒温度、或いは、利用側熱交換器27の温度に基づいて空調用圧縮機13Aの運転周波数や膨張弁18の開度を調整する。また、室外側空調コントローラ-26は、カスケード熱交換器21のケース側通路21Bの入口温度TC1と出口温度TC2の差が予め設定された設定温度差(例えば20℃)となるように、膨張弁19の弁開度を調整して過冷却制御を行う。
The outdoor air conditioning controller -26 is a room temperature, refrigerant at the entrance / exit of the use
また、室内側空調コントローラ-28は、利用側熱交換器27の温度や利用側熱交換器27に吸い込まれる空気温度に基づき、室内2(店内)の温度を予め設定された設定温度とするよう利用側熱交換器27に通風する送風機15を制御する。
Further, the indoor side air conditioning controller-28 sets the temperature of the room 2 (in the store) to a preset temperature based on the temperature of the use
一方、室外側冷却コントローラ32は、冷却系統部8の冷却用冷媒回路9の四方弁39の前記一方の入口を一方の出口に連通させ、他方の入口を他方の出口に連通させる。また、四方弁41の前記一方の入口を一方の出口に連通させ、他方の入口を他方の出口に連通させる。そして、冷却用圧縮機37及び昇圧用圧縮機54を運転する。冷却用圧縮機37から吐出された高温高圧のガス冷媒は、オイルセパレータ31にてオイルを分離された後、四方弁39を経て凝縮器38の入口側38Aに入る。この凝縮器38にも送風機35により外気が通風されており、凝縮器38に流入した冷媒はそこで放熱し、凝縮していく。なお、電磁弁47は全開とされる。
On the other hand, the outdoor
この凝縮器38の入口側38Aを通過した冷媒は出口側38Bに至り、そこから出ていく。凝縮器38から出た冷媒はレシーバータンク36の入口側から当該レシーバータンク36内に入り、そこに一旦貯留されて気/液が分離される。分離された液冷媒はレシーバータンク36の出口から出て四方弁41を通過した後、カスケード熱交換器21のケース側通路21Bに入る。このケース側通路21Bに入った冷却用冷媒回路9の冷媒は、前述の如き空調用冷媒回路7の冷媒の蒸発によって低温となっているカスケード熱交換器21によって冷却され、さらに過冷却状態が増す。より具体的には、上記したように室外側空調コントローラ-26により予め定めた設定温度差(例えば20℃)だけ冷却される。なお、凝縮器38の直後にレシーバータンク36を配置しているので、過冷却時の熱損失を無くすことができるようになると共に、冷媒量の調整も行うことができる。
The refrigerant that has passed through the
このカスケード熱交換器21にて過冷却された冷媒は四方弁39、四方弁41を順次通過した後に分岐し、一方は電磁弁46を通過して膨張弁44に至り、そこで絞られた後(減圧)、冷蔵用蒸発器43に流入し、そこで蒸発する。冷蔵用蒸発器43には送風機20により冷蔵ケース3のケース内空気がそれぞれ通風・循環されており、冷媒の蒸発による吸熱作用でケース内空気は冷却される。これにより、冷蔵ケース3のケース内冷却が行われる。冷蔵用蒸発器43を出た低温のガス冷媒は、昇圧用圧縮機54のオイルセパレータ45の出口側に至る。
The refrigerant supercooled in the
カスケード熱交換器21を出て分岐した冷媒の他方は電磁弁52を通過して膨張弁51に至り、そこで絞られた後(減圧)、冷凍用蒸発器49に流入し、そこで蒸発する。この冷凍用蒸発器49にも送風機25により冷凍ケース4のケース内空気が通風・循環されており、冷媒の蒸発による吸熱作用でケース内空気は冷却され、冷凍ケース4のケース内冷却が行われる。
The other refrigerant branched out of the
冷凍用蒸発器49を出た低温のガス冷媒は、分岐され、一方は逆止弁30を経て昇圧用圧縮機54に至り、そこで、圧縮されて冷蔵用蒸発器43の出口側の圧力まで昇圧された後、昇圧用圧縮機54から吐出され、オイルセパレータ45でオイルを分離された後、四方弁42を介して冷蔵用蒸発器43からの冷媒と合流する。この合流した冷媒は圧縮機37の吸込側に吸い込まれる循環を繰り返す。また他方は、四方弁42、逆止弁61を介してカスケード熱交換器21に流入する。
The low-temperature gas refrigerant that has exited the freezing
冷蔵ケースコントローラ50は、冷蔵ケース3のケース内温度若しくは冷蔵用蒸発器43を経た吐出冷気温度或いは冷蔵用蒸発器43への吸込冷気温度と、冷蔵用蒸発器43の出口側の冷媒温度、或いは、冷蔵用蒸発器43の温度とに基づいて各膨張弁44の弁開度をそれぞれ制御する。これにより、冷蔵ケース3のケース内を前述した冷蔵温度に冷却維持しながら、適正な過熱度(過熱度一定)とする。
The
また、冷凍ケースコントローラ55は、冷凍ケース4のケース内温度若しくは冷凍用蒸発器49を経た吐出冷気温度或いは冷凍用蒸発器49への吸込冷気温度と、冷凍用蒸発器49の出口側の冷媒温度、或いは、冷凍用蒸発器49の温度とに基づいて膨張弁51の弁開度を制御する。これにより、冷凍ケース4のケース内を前述した冷凍温度に冷却維持しながら、適正な過熱度(過熱度一定)とする。
Further, the refrigeration case controller 55 is configured such that the temperature inside the case of the
冷却用圧縮機37の運転周波数は吸込側の圧力(冷却用冷媒回路9の低圧圧力)に基づいて制御される。そして、各膨張弁44、51の全てが全閉となった場合には停止されると共に、何れかが開放されているときは運転される。
The operating frequency of the cooling
このように、カスケード熱交換器21の空調側通路21Aを流れる空調用冷媒回路7の低圧側冷媒によって冷却用冷媒回路9の高圧側冷媒を過冷却することができるので、冷蔵ケース3や冷凍ケース4の蒸発器43、49における冷却能力と冷却用冷媒回路9の運転効率が改善される。なお、この場合、冷却用冷媒回路9の高圧側の冷媒は、凝縮器38を介してカスケード熱交換器21のケース側通路21Bに流すので、空調用冷媒回路7の過熱度も適正範囲に維持できる。
Thus, since the high-pressure side refrigerant of the cooling refrigerant circuit 9 can be supercooled by the low-pressure side refrigerant of the air-
また、冷却用冷媒回路9の冷凍用蒸発器49から出た冷媒の圧力は、その蒸発温度が低くなることから冷蔵用蒸発器43を出た冷媒より低くなるが、冷蔵用蒸発器43から出た冷媒と合流させる以前に昇圧用圧縮機54により圧縮されて昇圧されるので、冷蔵ケース3と冷凍ケース4のケース内を各蒸発器43、49によりそれぞれ円滑に冷却しながら、冷却用冷媒回路9の冷却用圧縮機37に吸い込まれる冷媒の圧力を調整して支障無く運転を行うことができるようになる。
Further, the pressure of the refrigerant exiting from the freezing
図2は室外ユニット12の外観を示す斜視図であり、図3は室外ユニット12の上面パネル12Aを取り外した状態での上面図である。室外ユニット12は、空調系統部6のうち、室内ユニット11に設置される部品以外の空調系統側構成部品(空調用圧縮機13A、13B、アキュムレータ23、オイルセパレータ10、熱源側熱交換器16、送風機24、室外側空調コントローラ-26等)と、冷却系統部8のうち、冷蔵ケース3、冷凍ケース4及びブースタユニット22に配置される部品以外の冷却系統側構成部品(圧縮機37、オイルセパレータ31、レシーバータンク36、凝縮器38、送風機35、室外側冷却コントローラ32等)とが配置されている。
2 is a perspective view showing the appearance of the
より具体的には、室外ユニット12では、図3に示すように、正面側から見て左側に送風機24が配置され、この送風機24の周囲に送風機24以外の空調系統側構成部品が配置されると共に、正面側から見て右側に送風機35が配置され、この送風機35の周囲に送風機35以外の冷却系統側構成部品が配置されている。ここで、送風機24と送風機35との間の正面側の空間には、下方略左側に空調用圧縮機13A、13Bが配置され、下方右側に圧縮機37が設置されると共に、上方左側に室外側空調コントローラ-26、上方右側に室外側冷却コントローラ32が配置されている。すなわち、室外ユニット12には、空調系統側構成部品と冷却系統側構成部品とが左右に振り分けて配置され、このように各系統側構成部品を左右に振り分けて配置することによって、空調系統側と冷却系統側の組み立てやメンテナンスを容易に行うことができ、また、空調系統側の配管長と冷却系統側の配管長を短くすることが可能となる。
More specifically, in the
ところで、上述のように、昇圧用圧縮機54は、冷却用圧縮機37に比べて出力が小さいため、冷媒の吐出量が少なく、従って、冷媒に混じって機外に流出するオイル量が少ない。そのため、冷凍システム1において、冷却系統部8の運転を継続するにつれて、吐出量の大きい冷却用圧縮機37から吐出されたオイルは、吐出量の小さい昇圧用圧縮機54の内部に溜まってしまう傾向にある。上記構成では、昇圧用圧縮機54は、その内部に貯留されたオイルを排出可能な構成とされている。
By the way, as described above, since the boosting
次に、昇圧用圧縮機54の内部に貯留されたオイルを排出する構成について説明する。
Next, a configuration for discharging the oil stored in the boosting
図4は、昇圧用圧縮機54と、この昇圧用圧縮機54に接続される周辺機器の構成を示した概略図である。昇圧用圧縮機54は、この昇圧用圧縮機54内部にオイルを高圧状態で貯留するものであり、本実施形態ではロータリーコンプレッサである。この図において、昇圧用圧縮機54は、密閉容器81を備え、この密閉容器81内部の上側にモータ82、下側にこのモータ82で回転駆動される圧縮要素83が収納されている。密閉容器81は、予め2分割されたものにモータ82と、圧縮要素83とを収納した後に、高周波溶着などによって密閉される。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the boosting
モータ82は、密閉容器81の内壁に固定された固定子84と、この固定子84の内側に回転軸86を中心にして回転自在に支持されたロータ85とを備える。そして、固定子84には、ロータ85に回転磁界を与える固定子巻線87が設けられている。
The
圧縮要素83は、中間仕切板88で仕切られた第1のロータリー用シリンダ89及び第2のロータリー用シリンダ90を備えている。各シリンダ89、90には回転軸86で回転駆動される偏心部91、92が取り付けられており、これら偏心部91、92は偏心位置がお互いに180度位相がずれている。
The compression element 83 includes a first
第1のロータリー用シリンダ89及び第2のロータリー用シリンダ90は、これらの各シリンダ89、90内を回転する第1のローラ93、第2のローラ94を備える。これらの各ローラ93、94は、それぞれ偏心部91、92の回転でシリンダ89、90内を回転する。
The first
符号95、96は、それぞれ第1の枠体、第2の枠体であり、第1の枠体95は、中間仕切板88との間にシリンダ89の閉じた圧縮空間を形成し、第2の枠体96は、同様に中間仕切板88との間にシリンダ90の閉じた圧縮空間を形成している。これら第1の枠体95、第2の枠体96は、それぞれ回転軸86の下部を回転自在に軸支する軸受部97、98を備えている。また、第1の枠体95、第2の枠体96には、これらの第1の枠体95、第2の枠体96を覆うように、吐出マフラー99、100が取り付けられている。この吐出マフラー99は、第1の枠体95に設けられた吐出孔(図示せず)を通じて、シリンダ89と連通されており、同様に、吐出マフラー100も第2の枠体96に設けられた吐出孔(図示せず)を通じて、シリンダ90と連通されている。符号101は、密閉容器81の外部に設けられたバイパス管であり、吐出マフラー100の内部に連通している。
また、密閉容器81の上部には、各シリンダ89、90にて圧縮した冷媒を吐出するための吐出管102が設けられており、この吐出管102は、オイルセパレータ45に接続されている。また、密閉容器81の側面には、この密閉容器81(昇圧用圧縮機54)の内部に貯留されたオイルを、昇圧用圧縮機54の吐出側に排出するためのオイル排出管103(オイル排出経路)が接続されている。このオイル排出管103は、昇圧用圧縮機54の内部に貯留されるオイルの貯留上限位置に接続されており、この貯留上限位置とは、昇圧用圧縮機54内のオイルが、当該貯留上限位置を超えて貯留された場合には、昇圧用圧縮機54の運転に支障をきたすことが想定される位置をいう。本実施形態では、オイル排出管103は、モータ82と圧縮要素83との間に設けられ、密閉容器81内に貯留されたオイルのレベルがモータ82に達することを防止している。また、このオイル排出管103は、昇圧用圧縮機54とオイルセパレータ45との間で、吐出管102に接続されている。そのため、密閉容器81内に貯留されたオイルレベルが、オイルの貯留上限位置まで上昇すると、オイル排出管103を通じて吐出管102に排出される。
Further, a
また、密閉容器81の側面下方には、冷凍用蒸発器49にて蒸発した低圧の冷媒を吸入するための吸入管104、105が設けられており、この吸入管104、105は、それぞれシリンダ89、90へ接続されている。また、この吸入管104、105には、オイルセパレータ45の内部に貯留されたオイルを昇圧用圧縮機54に供給するための細管(キャピラリチューブ)106が設けられている。また、密閉容器81の上部には、この密閉容器81の外部から固定子84の固定子巻線87へ電力を供給するための密閉ターミナル107が設けられている。なお、この密閉ターミナル107と固定子巻線87とを繋ぐリード線については、図示を省略する。
In addition,
次に、昇圧用圧縮機54の内部に貯留されたオイルの排出動作について説明する。
Next, the operation of discharging the oil stored in the boosting
冷凍用蒸発器49にて蒸発された冷媒は、昇圧用圧縮機54の吸入管104、105を通じて、第1のロータリー用シリンダ89及び第2のロータリー用シリンダ90内に導かれ、このシリンダ89、90内を第1のローラ93、第2のローラ94が回転することによって圧縮される。この圧縮された冷媒は、吐出マフラー99、100及びバイパス管101を通じて密閉容器81の内部に放出され、この密閉容器81内は高圧状態となる。
The refrigerant evaporated in the freezing
密閉容器81の内部に放出された冷媒は、密閉容器81内に設けられた固定子巻線87の隙間を通じて、吐出管102まで至り、この吐出管102を通じてオイルセパレータ45に流入する。この場合、固定子巻線87は、吐出される冷媒が固定子巻線87の隙間を通過することによって冷却されている。
The refrigerant released into the sealed
この場合、昇圧用圧縮機54に流入したオイルの一部は、吐出管102を通じて流出するが、昇圧用圧縮機54の冷媒の吐出量は、冷却用圧縮機37の吐出量に比べて少ないため、冷媒に混じって昇圧用圧縮機54外に流出するオイル量も少ない。そのため、昇圧用圧縮機54に流入したオイルは、この昇圧用圧縮機54の内部に貯留されていく。
In this case, part of the oil that has flowed into the boosting
密閉容器81内のオイルレベルが、オイル排出管103の位置に達していない場合には、密閉容器81内に放出された冷媒は、吐出管102及びオイル排出管103を通じてオイルセパレータ45へと流出する。この場合、固定子巻線87を通過する冷媒量が不足すると、固定子巻線87が冷却不良となるため、吐出管102及びオイル排出管103の径は、固定子巻線87を十分に冷却できるように調整されている。
When the oil level in the sealed
また、密閉容器81内のオイルレベルが、オイル排出管103の位置まで達した場合には、オイルが冷媒とともにオイル排出管103を通じて密閉容器81から排出され、吐出管102に合流してオイルセパレータ45へと送られる。この場合、吐出管102を流れる冷媒の圧力は、冷媒が固定子巻線87の隙間を通過する際の圧力損失によって、わずかに低下している。そのため、密閉容器81内の圧力の方が、この圧力損出分だけ高く、密閉容器81内の冷媒圧力と、吐出管102を流れる冷媒圧力との圧力差を利用することによって、密閉容器81内に貯留されたオイルを、昇圧用圧縮機54の吐出側に位置するオイルセパレータ45へ排出することが可能となる。
When the oil level in the sealed
なお、オイルセパレータ45内に貯留されたオイルは、キャピラリチューブ106を通じて昇圧用圧縮機54の吸入管104、105に戻される。
The oil stored in the
一般に、冷媒の吐出量が多い圧縮機は、少ない圧縮機に比べて機外へ排出されるオイル量が多いため、本実施形態では、冷媒の吐出量の少ない昇圧用圧縮機54にオイル排出管103を設ける構成としているが、冷媒の吐出量の少ない圧縮機の方がオイルの排出量が多い場合には、オイルの排出量の少ない圧縮機にオイル排出管は設けられる。
In general, since a compressor with a large refrigerant discharge amount has a larger amount of oil discharged to the outside than a compressor with a small refrigerant amount, in this embodiment, an oil discharge pipe is connected to the
本実施形態によれば、冷却用圧縮機37と、冷却用圧縮機37に比べて冷媒吐出量の少ない昇圧用圧縮機54とを直列に接続し、この昇圧用圧縮機54にオイル排出管103を設けたことにより、このオイル排出管103を通じて昇圧用圧縮機54の内部に高圧状態で貯留されたオイルを排出することができ、冷媒の吐出量の大きい冷却用圧縮機37からのオイルが吐出量の少ない昇圧用圧縮機54の内部に偏って溜まることを防止できる。
According to the present embodiment, the cooling
また、このオイル排出管103は、昇圧用圧縮機54のオイルの貯蔵上限位置に設けられるために、この貯蔵上限位置を超えて昇圧用圧縮機54内にオイルが溜まることが防止される。更に、このオイル排出管103は、モータ82と圧縮要素83との間に接続されているため、このモータ82がオイルと接触することによって、昇圧用圧縮機54の運転に支障をきたすことを防止できる。
Further, since the
また、室外ユニット12に冷却用圧縮機37を設け、ブースタユニット22に昇圧用圧縮機54及びオイル排出管103を設けた構成とすることにより、従来のように、これらの各圧縮機37、54を均油管で接続することなく、冷媒吐出量の少ない昇圧用圧縮機54の内部に偏ってオイルが溜まること防止できる。
Further, by providing the
以上、本発明を一実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば。本実施形態では、コンビニエンスストア等の店舗に適用される冷凍システムに本発明を適用する場合について述べたが、空調と、冷蔵ケース3や冷凍ケース4以外の被冷却設備の冷却とを行う冷凍システムに広く適用することができる。更に、上記実施形態で示した配管構成などは、それに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on one Embodiment, this invention is not limited to this. For example. In the present embodiment, the case where the present invention is applied to a refrigeration system applied to a store such as a convenience store has been described. However, a refrigeration system that performs air conditioning and cooling of equipment to be cooled other than the
また、本実施形態では、第1の圧縮機と第2の圧縮機とを直列に接続した構成について説明したが、これに限らず、第1の圧縮機と第2の圧縮機とを並列に接続した場合についても適用が可能である。例えば、空調系統部6において、並列に接続される空調用圧縮機13A、13Bのうち、冷媒の吐出量の少ない圧縮機にオイル排出管を設けることにより、冷媒の吐出量の大きい圧縮機からのオイルが吐出量の少ない圧縮機の内部に偏って溜まることを防止できる。
Moreover, although this embodiment demonstrated the structure which connected the 1st compressor and the 2nd compressor in series, not only this but a 1st compressor and a 2nd compressor are paralleled. The present invention can also be applied when connected. For example, in the air conditioning system 6, among the air-
また、本実施形態では、吐出管102及びオイル排出管103の径は、昇圧用圧縮機54のモータ82を十分に冷却できるように調整されているが、オイル排出管103に電動弁などを設けて、昇圧用圧縮機54内のオイルが所定量以上となった場合に、この電動弁を開放して、オイルを排出する構成としても良い。
In this embodiment, the diameters of the
また、本実施形態では、冷却用圧縮機37に比べて冷媒の吐出量の少ない昇圧用圧縮機54にオイル排出管103を備える構成しているが、冷媒の吐出量が等しい場合には、両圧縮機にオイル排出管を備える構成としても良い。
Further, in the present embodiment, the
1 冷凍システム
3 冷蔵ケース
4 冷凍ケース
6 空調系統部
8 冷却系統部
11 室内ユニット
12 室外ユニット
13A、13B 空調用圧縮機
21 カスケード熱交換器
22 ブースタユニット
37 冷却用圧縮機(第1の圧縮機)
54 昇圧用圧縮機(第2の圧縮機)
81 密閉容器
82 モータ
83 圧縮要素
103 オイル排出管(オイル排出経路)
DESCRIPTION OF
54 Compressor for pressurization (second compressor)
81 Sealed
Claims (5)
前記第2の圧縮機は、密閉容器の上側にモータを、下側に圧縮要素を収納する構成とし、これら圧縮要素とモータとの間に、前記密閉容器内部に高圧状態で貯留されたオイルを前記オイルセパレータに排出するオイル排出経路を接続するとともに、前記オイルセパレータと前記第2の圧縮機の吸込側との間を細管で接続したことを特徴とする冷凍システム。 A first compressor, a second compressor connected in series or in parallel to the first compressor, and having a smaller refrigerant discharge amount than the first compressor, and the second compression An oil separator connected to the refrigerant discharge side of the machine,
The second compressor has a configuration in which a motor is accommodated in the upper side of the hermetic container and a compression element is accommodated in the lower side, and oil stored in a high pressure state in the hermetic container is interposed between the compression element and the motor. An refrigeration system , wherein an oil discharge path for discharging to the oil separator is connected, and a thin tube is connected between the oil separator and the suction side of the second compressor .
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