JP5895683B2 - Refrigeration equipment - Google Patents
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Description
本発明は、冷凍装置、特に圧縮機に吸入される冷媒を貯留するための冷媒容器を備える冷凍装置に関する。 The present invention relates to a refrigeration apparatus, and more particularly to a refrigeration apparatus including a refrigerant container for storing refrigerant sucked into a compressor.
従来、空気調和装置や給湯装置等の冷凍装置には、アキュームレータが設けられているものがある。アキュームレータは、圧縮機の吸入側に設けられ、冷凍装置の蒸発器から圧縮機に戻される冷媒を一時的に溜めて圧縮機に液冷媒が吸入されるのを抑制する役割を果たす。 Conventionally, some refrigeration apparatuses such as an air conditioner and a hot water supply apparatus are provided with an accumulator. The accumulator is provided on the suction side of the compressor and plays a role of temporarily storing the refrigerant returned to the compressor from the evaporator of the refrigeration apparatus and suppressing the liquid refrigerant from being sucked into the compressor.
冷凍装置の圧縮機では、圧縮機内に溜められている冷凍機油の一部が、圧縮されたガス冷媒と共に圧縮機外へと吐出される油上がりの問題がある。そして、アキュームレータを有する冷凍装置では、ガス冷媒と共に圧縮機外へと吐出された冷凍機油は、冷凍回路を循環して圧縮機に戻る前に液冷媒と一緒にアキュームレータに溜まる。 In the compressor of the refrigerating apparatus, there is a problem of rising oil that a part of the refrigerating machine oil stored in the compressor is discharged to the outside of the compressor together with the compressed gas refrigerant. In the refrigeration apparatus having the accumulator, the refrigeration oil discharged to the outside of the compressor together with the gas refrigerant is accumulated in the accumulator together with the liquid refrigerant before returning to the compressor through the refrigeration circuit.
このようなアキュームレータでは、特許文献1(特開2004−263995号公報)に記載されているように、ガス冷媒を圧縮機へと導くための導出管の最下部に、冷凍機油が圧縮機へと戻るような油戻し穴が形成されている。そして、冷凍機油と液冷媒が二層分離しても、特許文献1の冷凍装置では、ホットガスによる撹拌を行うことで最下部にある油戻し穴を介して圧縮機へと冷凍機油を戻している。 In such an accumulator, as described in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-263395), refrigerating machine oil is supplied to the compressor at the lowermost part of the outlet pipe for guiding the gas refrigerant to the compressor. An oil return hole is formed so as to return. Even if the refrigeration oil and the liquid refrigerant are separated into two layers, the refrigeration apparatus of Patent Document 1 returns the refrigeration oil to the compressor through the oil return hole at the bottom by stirring with hot gas. Yes.
しかし、このような撹拌を行って冷凍機油を圧縮機に戻すには時間が掛かる。もし、十分な撹拌が行われないままに急速に冷凍機油を戻そうとすると、多くの液冷媒が最下部の油戻し穴から圧縮機に供給されて湿り運転となり、圧縮機において液圧縮が生じる恐れがある。 However, it takes time to perform such agitation to return the refrigeration oil to the compressor. If refrigerating machine oil is quickly returned without sufficient agitation, a large amount of liquid refrigerant is supplied to the compressor from the bottom oil return hole, resulting in a wet operation, and liquid compression occurs in the compressor. There is a fear.
本発明の課題は、圧縮機に戻る液冷媒を抑制する一方、多くの冷凍機油を速やかに圧縮機に戻すことである。 An object of the present invention is to suppress a liquid refrigerant that returns to the compressor, while quickly returning a large amount of refrigeration oil to the compressor.
本発明の第1観点に係る冷凍装置は、圧縮機と圧縮機の前段に設けられている蒸発器とを備え、圧縮機で用いられる冷凍機油と圧縮機及び蒸発器を含む冷凍回路を循環する冷媒とが混在したときに下方の冷媒リッチ層と上方の油リッチ層とに二層分離し得る環境で運転される冷凍装置であって、蒸発器と圧縮機の吸入口との間に配置され、冷媒を内部空間に貯留する冷媒容器と、圧縮機の吸入口に冷媒を導くため冷媒容器の内部空間に差し込まれ、内部空間のガス冷媒を吸い込む吸込口と冷凍装置の定常運転時における冷媒容器の液面レベルよりも上でかつ吸込口よりも下の位置に形成されている油戻し穴とを有する配管と、所定の条件が満たされたときに、油戻し穴の位置よりも上でかつ吸込口の位置よりも下に冷媒容器の液面レベルを強制的に上げて液面レベル近傍の冷凍機油を配管の油戻し穴を介して圧縮機の吸入口に移動させる油戻し運転を自動で行う制御装置と、をさらに備える。 A refrigerating apparatus according to a first aspect of the present invention includes a compressor and an evaporator provided in the front stage of the compressor, and circulates a refrigerating machine oil used in the compressor, a refrigerating circuit including the compressor and the evaporator. A refrigeration system operated in an environment where two layers can be separated into a lower refrigerant-rich layer and an upper oil-rich layer when refrigerant is mixed, and is disposed between an evaporator and a suction port of a compressor. A refrigerant container for storing the refrigerant in the internal space; a refrigerant container that is inserted into the internal space of the refrigerant container to guide the refrigerant to the suction port of the compressor and sucks the gas refrigerant in the internal space; A pipe having an oil return hole formed at a position above the liquid level and below the suction port, and above a position of the oil return hole when a predetermined condition is satisfied, and Strengthen the liquid level of the refrigerant container below the suction port position Further comprising to a control device which performs automatically the oil-return operation for moving refrigerating machine oil in the liquid surface level adjacent to the suction port of the compressor through the oil return holes in the pipe is raised, the.
第1観点に係る冷凍装置では、冷媒容器内で冷媒と冷凍機油とが二層分離して下方の冷媒リッチ層と上方の油リッチ層とが存在しているときに、液面レベルを強制的に上げて、油戻し穴から油リッチ層の冷凍機油を圧縮機の吸入口に戻すことができる。 In the refrigeration apparatus according to the first aspect, the liquid level is forced when the refrigerant and the refrigerating machine oil are separated into two layers in the refrigerant container and the lower refrigerant rich layer and the upper oil rich layer exist. And the oil rich layer of refrigeration oil can be returned to the compressor inlet through the oil return hole.
また、第1観点の冷凍装置においては、冷凍回路において蒸発器の前段に設けられている膨張機構と膨張機構の前段かつ圧縮機の後段に設けられている凝縮器とをさらに備え、制御装置は、油戻し運転において冷媒容器の液面レベルを強制的に上げるために、凝縮器の前段側の過冷却度が冷凍装置の定常運転時の過冷却度の目標値よりも低い値になるように制御する。 Further, the refrigeration apparatus according to the first aspect further includes an expansion mechanism provided at the front stage of the evaporator in the refrigeration circuit, and a condenser provided at the front stage of the expansion mechanism and at the rear stage of the compressor. In order to forcibly raise the liquid level of the refrigerant container in the oil return operation, the degree of supercooling on the front side of the condenser is set to a value lower than the target value of the degree of supercooling during steady operation of the refrigeration system. Control.
また、第1観点に係る冷凍装置では、過冷却度の目標値を強制的に下げることで液面レベルを大幅に上げることができるので、油戻し穴の位置を定常運転時の液面レベルよりも十分に上に設けることができ、定常運転時に油戻し穴から液冷媒が配管に入るのを十分に防ぐことができる。 Further, in the refrigeration apparatus according to the first aspect, the liquid level can be significantly increased by forcibly lowering the target value of the degree of supercooling, so that the position of the oil return hole is higher than the liquid level during steady operation. The liquid refrigerant can be sufficiently prevented from entering the pipe from the oil return hole during steady operation.
本発明の第2観点に係る冷凍装置は、第1観点の冷凍装置において、制御装置は、冷凍装置の運転開始から所定時間が経過することを所定の条件とする。 Refrigeration system according to a second aspect of the present invention is the refrigeration apparatus of the first view point, the control device that the predetermined time has elapsed since the start of operation of the refrigeration system with predetermined conditions.
第2観点に係る冷凍装置では、所定時間が経過する毎に定期的に油戻し運転を行わせることができる。 In the refrigeration apparatus according to the second aspect, the oil return operation can be periodically performed every time a predetermined time elapses.
本発明の第3観点に係る冷凍装置は、第1観点又は第2観点の冷凍装置において、配管は、冷凍装置の定常運転時における冷媒容器の液面レベルよりも下の所定の位置に形成され、油戻し穴よりも開口面積の小さい他の油戻し穴をさらに有する。 In the refrigeration apparatus according to the third aspect of the present invention, in the refrigeration apparatus according to the first aspect or the second aspect , the pipe is formed at a predetermined position below the liquid level of the refrigerant container during steady operation of the refrigeration apparatus. And another oil return hole having an opening area smaller than that of the oil return hole.
第3観点に係る冷凍装置では、二層分離しないときには他の油戻し穴を用いて油戻しが行えるので、二層分離しないときの、液面レベルを強制的に上げる制御を省くことができる。 In the refrigeration apparatus according to the third aspect, when the two-layer separation is not performed, the oil return can be performed using another oil return hole, so that it is possible to omit the control for forcibly increasing the liquid level when the two-layer separation is not performed.
本発明の第4観点に係る冷凍装置は、第3観点の冷凍装置において、制御装置は、冷凍装置の運転開始から所定時間が経過すること及び冷媒容器の周囲の温度が所定温度以下になることを所定の条件とする。 In the refrigeration apparatus according to the fourth aspect of the present invention, in the refrigeration apparatus according to the third aspect , the control device is configured such that a predetermined time elapses from the start of operation of the refrigeration apparatus and that the temperature around the refrigerant container is equal to or lower than the predetermined temperature. Is a predetermined condition.
第4観点に係る冷凍装置では、所定温度を二層分離し得る温度に設定することで、二層分離したときに液面レベルを上げて油戻し運転を行わせることができる。 In the refrigeration apparatus according to the fourth aspect , by setting the predetermined temperature to a temperature at which two layers can be separated, the oil level operation can be performed by raising the liquid level when the two layers are separated.
第1観点に係る冷凍装置では、油戻し穴の位置よりも上でかつ吸込口の位置よりも下に冷媒容器の液面レベルを強制的に上げて、定常運転時における冷媒容器の液面レベルよりも上でかつ吸込口よりも下の位置に形成されている油戻し穴から油リッチ層の冷凍機油を圧縮機の吸入口に戻すことができるので、圧縮機に戻る液冷媒を抑制する一方、多くの冷凍機油を速やかに圧縮機に戻すことができる。 In the refrigeration apparatus according to the first aspect, the liquid level of the refrigerant container is forcibly raised above the position of the oil return hole and below the position of the suction port, so that the liquid level of the refrigerant container during steady operation Since the refrigeration oil in the oil-rich layer can be returned to the suction port of the compressor from the oil return hole formed above and below the suction port, the liquid refrigerant returning to the compressor is suppressed. Many refrigeration oils can be quickly returned to the compressor.
また、第1観点に係る冷凍装置では、圧縮機に液冷媒の戻る制御が容易になる。 Further, in the refrigeration apparatus according to the first aspect, the control of returning the liquid refrigerant to the compressor becomes easy.
第2観点に係る冷凍装置では、定期的に油戻し運転が行え、冷凍機油が不足しないようにすることができる。 In the refrigeration apparatus according to the second aspect, the oil return operation can be performed periodically, and the refrigerating machine oil can be prevented from being insufficient.
第3観点に係る冷凍装置では、液面レベルを強制的に上げる制御を省くことができ、空気調和を行う運転を中断する回数を減らして熱交換を効率良く行わせることができる。 In the refrigeration apparatus according to the third aspect, the control for forcibly increasing the liquid level can be omitted, and the number of times of interrupting the air conditioning operation can be reduced to efficiently perform heat exchange.
第4観点に係る冷凍装置では、二層分離したときに液面レベルを上げて油戻し運転を行わせることができ、空気調和を行う運転を中断する回数を減らしながら冷凍機油が不足しないように油戻し運転を行わせることができる。 In the refrigeration apparatus according to the fourth aspect , when the two layers are separated, the liquid level can be raised and the oil return operation can be performed, so that the refrigeration oil does not run short while reducing the number of times of interrupting the air conditioning operation. Oil return operation can be performed.
以下、図面に基づいて、本発明に係る冷凍装置として空気調和装置を例に挙げ、空気調和装置の一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of an air conditioner will be described with reference to the drawings, taking an air conditioner as an example of a refrigeration apparatus according to the present invention.
(1)空気調和装置の構成の概要
図1は、本発明の一実施形態に係る空気調和装置の構成の概略を示す冷凍回路図である。空気調和装置10は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことによって、冷却運転としての冷房運転及び加熱運転としての暖房運転を行うことが可能な冷凍装置である。空気調和装置10は、例えば室外に設置される熱源側ユニット20と、例えば室内に設置される利用側ユニット30とを備える。熱源側ユニット20と利用側ユニット40とが液側冷媒連絡配管12及びガス側冷媒連絡配管13により接続されることによって、冷媒の循環する冷凍回路11が構成されている。そして、空気調和装置10内には冷媒が封入されており、後述のように、冷媒が圧縮され、冷却され、減圧され、加熱・蒸発された後に、再び圧縮されるという冷凍サイクル運転が行われるようになっている。冷媒には、例えばR32などが用いられる。また、空気調和装置10を構成する各種の機器は、制御装置15によって制御される。制御装置15は、熱源側ユニット20に配置されている熱源側制御部16と利用側ユニット40に配置されている利用側制御部17とを含んでおり、これら熱源側制御部16と利用側制御部17とが通信線14によって互いに接続されている。
(1) Outline of Configuration of Air Conditioner FIG. 1 is a refrigeration circuit diagram showing an outline of a configuration of an air conditioner according to an embodiment of the present invention. The
(1−1)利用側ユニット
利用側ユニット40は、冷凍回路11の一部を構成する利用側冷媒回路40aを有し、利用側熱交換器42は利用側冷媒回路40aに含まれる。利用側ユニット40は、さらに、利用側ファン44を有している。利用側ファン44は、利用側熱交換器42に供給する空気の風量を可変することが可能なファンであり、DCファンモータ等からなる利用側ファンモータ44aによって回転駆動される。利用側ファン44により利用側ユニット40内に空気が取り込まれて利用側熱交換器42に送風され、利用側熱交換器42における冷媒と利用側ユニット40内に取り込まれた空気との熱交換が促進される。利用側ファン44では、利用側熱交換器42に送風するために利用側ファンモータ44aにより例えば遠心ファンや多翼ファン等が駆動される。
(1-1) Usage Side Unit The
また、利用側ユニット40には、利用側制御部17、利用側液管温度センサ45、利用側ガス管温度センサ46及び利用側環境温度センサ47が設けられている。利用側液管温度センサ45、利用側ガス管温度センサ46及び利用側環境温度センサ47で測定された温度についてのデータは、利用側制御部17に送信される。
Further, the
(1−1−1)利用側熱交換器
利用側熱交換器42は、クロスフィン型の熱交換器であり、図2に示されている伝熱フィン421を通過する空気と伝熱管423の内部を流れる冷媒との間で熱交換を行わせる。この機能により、利用側熱交換器42は、冷房運転時には、冷媒の蒸発器として機能して利用側ユニット40内に取り込まれた空気を冷却し、暖房運転時には、冷媒の凝縮器として機能して利用側ユニット40内に取り込まれた空気を加熱する。図2において、伝熱フィン421は、薄いアルミニウム製の平板であり、一枚の伝熱フィン421には複数の貫通孔が形成されている。伝熱管423は、伝熱フィン421の貫通孔に挿入される直管423aと、隣り合う直管423aの端部同士を連結する第1U字管423b及び第2U字管423cとから成る。
(1-1-1) Use side heat exchanger The use
直管423aは、伝熱フィン421の貫通孔に挿入された後、拡管機によって拡管加工され、伝熱フィン421と密着する。直管423aと第1U字管423bとは一体に形成されており、第2U字管423cは、直管423aが伝熱フィン421の貫通孔に挿入され拡管加工された後、溶接などによって直管423aの端部に連結される。
The
(1−2)熱源側ユニット
熱源側ユニット20は、冷凍回路11の一部を構成する熱源側冷媒回路20aを有している。この熱源側冷媒回路20aには、圧縮機21と四路切換弁22と熱源側熱交換器23と膨張機構24と冷媒貯留タンク50と液側閉鎖弁26とガス側閉鎖弁27と気液分離器28とこれらの機器を接続する熱源側ユニット冷媒配管31とが含まれる。熱源側ユニット20は、熱源側熱交換器23に対面するように配置され、空気と冷媒との熱交換を促進するため熱源側ファン35を有している。熱源側ファン35は、ユニット内に空気を吸入して熱源側熱交換器23において冷媒と熱交換させ、熱交換後の空気をユニット外に排出する。この熱源側ファン35は、熱源側熱交換器23に供給する空気の風量を可変することが可能な送風ファンであり、例えば、DCファンモータ等からなる熱源側ファンモータ35aによって駆動されるプロペラファン等である。
(1-2) Heat Source Side Unit The heat
また、熱源側ユニット20には、熱交換器出入口温度センサ32、熱交換器温度センサ33、環境温度センサ34、吐出圧力センサ36、吐出温度センサ37、吸入圧力センサ38及び吸入温度センサ39が設けられている。熱交換器出入口温度センサ32、熱交換器温度センサ33、環境温度センサ34、吐出温度センサ37及び吸入温度センサ39には、例えばサーミスタが用いられる。そして、これらの温度センサ32〜34,37,38で測定された温度に関するデータは熱源側制御部16に送信される。
Further, the heat
(1−2−1)圧縮機
圧縮機21は、気液分離器28を介してガス冷媒を吸入し、吸入したガス冷媒を、冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮して吐出側から吐出する。気液分離器28は、圧縮機21にガス冷媒を供給するために液冷媒を貯留する機能を有する容器である。換言すれば、この気液分離器28は、圧縮機21に付属するアキュームレータである。圧縮機21は、圧縮機ケーシング21a内に、圧縮機用モータ21bと、駆動軸21cと、圧縮要素21dとが収容された密閉式構造を有している。圧縮機用モータ21bは、駆動軸21cを介して圧縮要素21dを駆動する。例えばインバータにより圧縮機用モータ21bの回転数が制御され、圧縮機21は、運転容量を可変することができるよう構成されている。圧縮機21の圧縮機ケーシング21a内の下方部分には、圧縮要素21d等の潤滑性を良好に保つための冷凍機油が貯留されている。
(1-2-1) Compressor The
(1−2−2)四路切換弁
四路切換弁22は、冷凍回路11内における冷媒の流れ方向を切り換えるための機構である。四路切換弁22は、冷房運転時に、圧縮機21の吐出側と熱源側熱交換器23のガス側とを接続すると共に圧縮機21の吸入側とガス側閉鎖弁27とを気液分離器28及び冷媒貯留タンク50を介して接続する。つまり、冷房運転時には、四路切換弁22は、熱源側制御部16により制御されて図1の実線状態になる。また、四路切換弁22は、暖房運転時に、圧縮機21の吐出側とガス側閉鎖弁27とを接続すると共に圧縮機21の吸入側と熱源側熱交換器23のガス側とを接続する。つまり、暖房運転時には、四路切換弁22は、熱源側制御部16により制御されて図1の点線状態になる。
(1-2-2) Four-way switching valve The four-
(1−2−3)熱源側熱交換器
熱源側熱交換器23は、熱源側ユニット20の外部から取り込んだ空気と内部を流れる冷媒との間で熱交換を行わせる。ここでは熱源側熱交換器23として、いわゆる積層型の熱交換器が用いられている。熱源側熱交換器23の容量が利用側熱交換器42の容量よりも小さくなるので、冷凍回路11内の冷媒量が低減される。なお、冷房運転時に余剰冷媒が発生するが、その余剰冷媒は冷媒貯留タンク50に収容されるので、冷媒制御に支障をきたすことは防止される。
(1-2-3) Heat source side heat exchanger The heat source
図3において、熱源側熱交換器23は、扁平管231、波形フィン233及びヘッダ235を有している。扁平管231は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で成形されており、伝熱面となる平面部231aと、冷媒が流れる複数の内部流路(図示省略)を有している。扁平管231は、平面部231aを上下に向けた状態で複数段配列されている。
In FIG. 3, the heat source
波形フィン233は、波形に折り曲げられたアルミニウム製またはアルミニウム合金製のフィンである。波形フィン233は、上下に隣接する扁平管231に挟まれた通風空間に配置され、谷部および山部が扁平管231の平面部231aと接触している。なお、谷部と山部と平面部231aとはロウ付け溶接されている。
The
ヘッダ235は、上下方向に複数段配列された扁平管231の両端に連結されている。ヘッダ235は、扁平管231を支持する機能と、冷媒を扁平管231の内部流路に導く機能と、内部流路から出てきた冷媒を集合させる機能とを有している。
The
熱源側熱交換器23の正面視において、右側のヘッダ235の入口235aから流入した冷媒は、最上段の扁平管231の各内部流路へほぼ均等に分配され左側のヘッダ235に向って流れる。左側のヘッダ235に達した冷媒は、2段目の扁平管231の各内部流路へ均等に分配され右側のヘッダ235へ向って流れる。以降、奇数段目の扁平管231内の冷媒は、左側のヘッダ235へ向って流れ、偶数段目の扁平管231内の冷媒は、右側のヘッダ235に向って流れる。そして、最下段で且つ偶数段目の扁平管231内の冷媒は、右側のヘッダ235に向って流れ、右側のヘッダ235で集合し出口235bから流出する。
In the front view of the heat source
熱源側熱交換器23が蒸発器として機能するとき、扁平管231内を流れる冷媒は、波形フィン233を介して通風空間を流れる空気流から吸熱する。熱源側熱交換器23が凝縮器として機能するときは、扁平管231内を流れる冷媒は、波形フィン233を介して通風空間を流れる空気流へ放熱する。
When the heat source
本実施形態では、熱源側熱交換器23を上記のような積層型熱交換器としたことによって、熱源側熱交換器23の容量が、利用側熱交換器42の容量よりも小さくなっている。これは、熱源側熱交換器と利用側熱交換器とが共にクロスフィン型熱交換器である組合せに対して、熱源側熱交換器だけを同等の熱交換性能を有する積層型熱交換器に替えたとき、熱源側熱交換器容量/利用側熱交換器容積比が1.0を下回るからである。つまり、積層型熱交換器(熱源側熱交換器23)の容量がクロスフィン型の従来の熱源側熱交換器の容積に比べて小さくなるだけでなく、それに接続されているクロスフィン型の利用側熱交換器42の容量よりも小さくなる。それゆえ、冷房運転時に余剰冷媒が発生する。そこで、本実施形態の冷凍回路11では、その余剰冷媒を冷媒貯留タンク50に収容している。なお、熱源側熱交換器容量/利用側熱交換器容積比が0.3〜0.9のときに、余剰冷媒を収容する冷媒貯留タンク50を用いることが好ましいが、熱源側熱交換器容量/利用側熱交換器容積比が1.0の場合でも冷媒貯留タンク50を用いることによって、安定した冷媒制御が可能となる。
In the present embodiment, the capacity of the heat source
(1−2−4)膨張機構
膨張機構24は、冷媒圧力や冷媒流量の調節を行うために、熱源側熱交換器23と液側閉鎖弁26との間の熱源側ユニット冷媒配管31に配置される。膨張機構24は、制御装置15の指令に応じて開度が調整される電動弁である。
(1-2-4) Expansion Mechanism The
(1−2−5)閉鎖弁及び冷媒連絡配管
液側閉鎖弁26及びガス側閉鎖弁27は、手動で開け閉めする手動弁であり、それぞれ、液側冷媒連絡配管12及びガス側冷媒連絡配管13に接続されている。液側冷媒連絡配管12は、利用側ユニット40の利用側熱交換器42の液側と熱源側ユニット20の液側閉鎖弁26との間を接続している。ガス側冷媒連絡配管13は、利用側ユニット40の利用側熱交換器42のガス側と熱源側ユニット20のガス側閉鎖弁27との間を接続している。
(1-2-5) Shut-off valve and refrigerant communication pipe The liquid-side shut-off
(1−2−6)冷媒貯留タンク並びに入口配管及び出口配管
図4は、冷媒貯留タンクの概略構成を示す概念図である。冷媒貯留タンク50は、図1に示されているように、圧縮機21の冷媒流れ上流側に配置され、特に圧縮機21に付属する気液分離器28の上流側に配置され、圧縮機21に吸入される冷媒の気液分離や一時的な貯留を行うことが可能な容器である。冷媒貯留タンク50には、図2に示すように、入口配管51と、出口配管52とが差し込まれている。
(1-2-6) Refrigerant storage tank, inlet piping, and outlet piping FIG. 4 is a conceptual diagram showing a schematic configuration of the refrigerant storage tank. As shown in FIG. 1, the
冷媒貯留タンク50は、上下方向に延びる縦円筒形状の容器であり、円筒状の胴部50aと、胴部50aの上下方向の開口部を閉じる椀形の上椀部50b及び下椀部50cとからなる。そして、冷媒貯留タンク50の内部空間Sには、四路切換弁22を通過した冷媒が入口配管51を通って流入する。冷媒貯留タンク50は、液冷媒が内部空間Sの下方部分に貯留されるとともにガス冷媒が内部空間Sの上方部分に貯留されることによって、気液二相状態の冷媒がガス冷媒と液冷媒とに分離されるように構成されている。この分離されたガス冷媒が出口配管52を通って圧縮機21に付属している気液分離器28に流出する。気液分離器28は、例えば従来と同様の油戻し穴を備えており、油戻し運転を行わなくても油戻しが可能な構成を有している。
The
入口配管51は、四路切換弁22から冷媒貯留タンク50に延びる配管である。入口配管51は、上椀部50bを下方に向かって貫通して内部空間Sに差し込まれている。そして、入口配管51の流入口51aは、冷媒貯留タンク50の内部空間Sの上部空間に位置するように配置されている。定常運転時には、この内部空間Sの上部空間はガス冷媒で満たされており、正常な状態では流入口51aまでは液冷媒が到達しない。従って、この流入口51aから内部空間Sに流入した気液二層状態の冷媒の中の液冷媒が内部空間Sの下方に落ちる一方、気液二層状態の冷媒の中のガス冷媒が内部空間Sの上部空間に広がる。
The inlet pipe 51 is a pipe that extends from the four-
出口配管52は、冷媒貯留タンク50から気液分離器28に延びる配管である。出口配管52は、上椀部50bを下方から上方に向かって貫通して内部空間Sから冷媒貯留タンク50の外部に向かって延びており、内部空間SでU字型に曲がっている。そして、出口配管52の吸込口52aは、その開口を上方に向けて、冷媒貯留タンク50の内部空間Sの上部空間に位置するように配置されている。定常運転時には、この内部空間Sの上部空間はガス冷媒で満たされており、正常な状態では吸込口52aまでは液冷媒が到達しない。従って、この吸込口52aから外部に流出する冷媒は、気液二層状態の冷媒から分離されたガス冷媒のみになる。
The
出口配管52には、油戻し穴52bが設けられている。この油戻し穴52bは、吸込口52aよりも長さL1だけ下方に下がった位置よりも上に設けられている。すなわち、油戻し穴52bは、一般的なアキュームレータの出口管に形成される、圧縮機21の停止時の液冷媒戻り防止などの役割を担う均圧穴とは異なる穴である。均圧穴は、アキュームレータ内の圧力とその下流側配管内の圧力のバランスをとる役目を果たし、その個数や開口径を調整することによって下流側配管内を流れるガス冷媒の流量を調整するものであるから、液冷媒が到達することのない極めて高い位置に配置されるものである。従って、後述するように油戻しの時に液冷媒が到達する位置に配置されている油戻し穴52bは均圧穴とは異なるものであって、図示を省略しているが均圧穴は油戻し穴52bとは別に設けられるものである。
The
ここで、冷凍機油の混ざった液冷媒の液面レベルと油戻し穴52bの高さとの関係について図5及び図6を用いて説明する。図5に符号LLsで示されている位置が定常運転時の液面レベルである。ここでは、油戻しの際の運転を非定常時運転(以下油戻し運転という)とし、それ以外の空気調和装置10が正常に運転されているときの運転を定常時運転として区別する。定常時の液面レベルLLsは、空気調和装置10の定常運転時に冷媒貯留タンク50の内部空間Sに貯留される液冷媒の最高の液面レベルで定義される。従って、空気調和装置10の正常な運転の場合には、定常時の液面レベルLLs以下になることはあっても、液面レベルLLsを超えることはない。定常時の液面レベルLLsは、空気調和装置10の運転条件を種々設定して予め実験などを行うことにより決定される。例えば、冷凍回路11内において、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器23又は利用側熱交換器42で蒸発しきれなかった冷媒が多く存在するような温調条件で決定される。例えば、暖房運転を行っている場合の環境温度が低い温度であるような所定の条件を用いて運転した空気調和装置10の冷媒貯留タンク50の液面レベルに基づいて決定される。
Here, the relationship between the liquid level of the liquid refrigerant mixed with refrigerating machine oil and the height of the
なお、デフロスト運転時や起動運転時に一時的に冷媒貯留タンク50の液冷媒の液面レベルが高くなるような空気調和装置10にあって、そのときに油戻し穴から液冷媒が気液分離器28の方に流出してもよい場合には、このようなデフロスト運転や起動運転を定常運転から除外して定常運転を定義してもよい。
In the
油戻し運転時の液面レベルLLaは、図6に示されているように、油戻し穴52bよりも高い位置にある。図6において符号LLbで示したレベルは、油戻し運転時に油リッチ層と冷媒リッチ層との境界面のレベルの一例である。油リッチ層と冷媒リッチ層の境界面は、例えばR32など肉眼で視認できる場合もあるが、判別し難い場合もある。また、境界面の液面レベルLLbは冷凍機油の量によっても変化する。図6に示されている境界面のレベルLLbは、油リッチ層と冷媒リッチ層が比較的明確に分離してかつ冷凍機油を戻すのに好ましい位置にある場合の例である。 As shown in FIG. 6, the liquid level LLa during the oil return operation is higher than the oil return hole 52b. 6 is an example of the level of the boundary surface between the oil rich layer and the refrigerant rich layer during the oil return operation. The boundary surface between the oil-rich layer and the refrigerant-rich layer may be visible with the naked eye, such as R32, but may be difficult to distinguish. Further, the liquid level LLb at the boundary surface also varies depending on the amount of refrigerating machine oil. The level LLb at the boundary surface shown in FIG. 6 is an example in the case where the oil rich layer and the refrigerant rich layer are relatively clearly separated and are in a preferable position for returning the refrigeration oil.
油戻し穴52bと定常時の液面レベルLLsと油戻し運転時の液面レベルLLaと境界面のレベルLLbの関係を吸込口52aの高さを基準に比較すると次のようになる。つまり、吸込口52aから油戻し運転時の液面レベルLLaまでの長さL3<吸込口52aから油戻し穴51bまでの長さL1<吸込口52aから定常時の液面レベルLLsまでの長さL2、の関係が成り立つように設定されている。そして、好ましくは、図6に示されているように、吸込口52aから油戻し穴51bまでの長さL1<吸込口52aから境界面のレベルLLbまでの長さL4、の関係が成り立つことである。ただし、液バックが起こらないように、油戻し運転時の液面レベルLLaは、吸込口52aよりも高くなることがないように設定されている。
The relationship between the
(2)制御装置
空気調和装置10における空気調和の動作を正しく効率よく行わせるために、熱源側ユニット20及び利用側ユニット40は、それぞれの機器の中に組み込まれた熱源側制御部16及び利用側制御部17によって制御される。図7に示されているように、制御装置15を構成する熱源側制御部16と利用側制御部17とは、通信線14を介して互いに接続されて相互にデータの送受信を行っている。熱源側制御部16及び利用側制御部17は、CPU(中央演算処理装置)やメモリや周辺回路などを含んで構成されている。
(2) Control device In order to perform the air conditioning operation correctly and efficiently in the
熱源側ユニット20の熱源側熱交換器23の周囲には、熱交換器出入口温度センサ32及び熱交換器温度センサ33が設けられ、熱源側ユニット20の空気の吸込口側には、内部に流入する空気の温度(すなわち、熱源側ユニット20が置かれている環境温度)を検出する環境温度センサ34が設けられている。熱交換器温度センサ33では、熱源側熱交換器23の内部の冷媒の温度が測定される。熱源側熱交換器23の出入口に設けられている熱交換器出入口温度センサ32では、熱源側熱交換器23から利用側ユニット40へと流れる冷媒の温度が測定される。また、圧縮機21の吐出側の冷媒配管には、圧縮機吐出圧力を検出する吐出圧力センサ36と、圧縮機吐出温度を検出する吐出温度センサ37とが設けられている。圧縮機21の吸入側の冷媒配管には、圧縮機21の吸入圧力を検出する吸入圧力センサ38と、圧縮機21に吸入されるガス冷媒の温度を検出する吸入温度センサ39とが設けられている。吸入圧力センサ38及び吐出圧力センサ36などで測定された冷媒の圧力のデータは熱源側制御部16に送信される。
A heat exchanger inlet /
さらに、熱源側制御部16には、圧縮機21の圧縮機用モータ21b、四路切換弁22、膨張機構24及び熱源側ファンモータ35aが接続されている。この熱源側制御部16により、例えば圧縮機用モータ21bや熱源側ファンモータ35aの回転数やそれらの運転・停止が制御され、四路切換弁22の切換えが制御され、膨張機構24の開度が制御される。
Further, a
利用側ユニット40には、利用側熱交換器42の出入口の冷媒の温度を測定するための利用側液管温度センサ45と利用側ガス管温度センサ46が設けられ、利用側ユニット40の環境温度を測定するための利用側環境温度センサ47が設けられている。これらの温度センサ45〜47で測定された温度のデータは、利用側制御部17に送信される。また、利用側制御部17には、利用側ファン44の利用側ファンモータ44a、風向調節機構48及び表示部49などが接続されている。この利用側制御部17により、例えば利用側ファンモータ44aの回転数や運転・停止が制御される。風向調節機構48が利用側ユニット40に設けられた風向調節板(図示省略)などの角度を変更することにより、利用側ユニット40の吹出口から吹き出される調和空気の向きが調節される。利用側制御部17は、各種の表示を行うため表示部49に対して表示を指示する制御信号を出力する。
The usage-
(3)空気調和装置の運転
次に、本実施形態に係る空気調和装置1の基本的な動作について説明する。なお、以下に説明する各種運転における制御は制御装置15によって行われる。
(3) Operation of Air Conditioner Next, the basic operation of the air conditioner 1 according to the present embodiment will be described. Control in various operations described below is performed by the
(3−1)冷房運転
冷房運転時は、四路切換弁22が図1の実線で示される状態、すなわち、利用側ユニット40においては、圧縮機21の吐出側が熱源側熱交換器23のガス側に接続され、かつ、圧縮機21の吸入側がガス側閉鎖弁27及びガス側冷媒連絡配管13を介して利用側熱交換器42のガス側に接続された状態となっている。冷房運転時、液側閉鎖弁26及びガス側閉鎖弁27は開状態にされ、利用側ユニット40の膨張機構24は、利用側熱交換器42の出口(すなわち、利用側熱交換器42のガス側)における冷媒の過熱度が所定の過熱度目標値になるように開度調節される。例えば、利用側ユニット40の利用側熱交換器42の出口における冷媒の過熱度は、利用側ガス管温度センサ46により検出される冷媒温度値から利用側液管温度センサ45により検出される冷媒温度値(蒸発温度に対応)を差し引くことによって検出される。この空気調和装置10の状態で、圧縮機21、熱源側ファン35及び利用側ファン44が駆動されており、低圧のガス冷媒は、圧縮機21に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となる。その後、高圧のガス冷媒は、四路切換弁22を経由して熱源側熱交換器23に送られて、熱源側ファン35によって供給される空気と熱交換され、凝縮されて高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、膨張機構24によって圧縮機21の吸入圧力近くまで減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となる。
(3-1) Cooling Operation During the cooling operation, the four-
そして、低圧の気液二相状態の冷媒は、熱源側ユニット20から液側閉鎖弁26及び液側冷媒連絡配管12を経由して利用側ユニット40に送られる。低圧の気液二相状態の冷媒は、利用側ユニット40の利用側熱交換器42に入り、利用側熱交換器42において空気と熱交換され、蒸発させられて低圧のガス冷媒となる。
Then, the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant is sent from the heat
この低圧のガス冷媒は、ガス側冷媒連絡配管13を経由して熱源側ユニット20に送られ、ガス側閉鎖弁27及び四路切換弁22を経由して、再び、圧縮機21に吸入される。その際、冷凍回路11において余った冷媒は、冷媒貯留タンク50に貯留される。さらに、冷媒貯留タンク50から気液分離器28に送られた低圧のガス冷媒にまだ液冷媒が混じっている場合には、気液分離器28でガス冷媒が分離されて圧縮機21に送られる。
This low-pressure gas refrigerant is sent to the heat
(3−2)暖房運転
暖房運転時は、四路切換弁22が図1の破線で示される状態、すなわち、圧縮機21の吐出側がガス側閉鎖弁27及びガス側冷媒連絡配管13を介して利用側熱交換器42のガス側に接続され、かつ、圧縮機21の吸入側が熱源側熱交換器23のガス側に接続された状態となっている。そのため、液側閉鎖弁26及びガス側閉鎖弁27は、開状態にされている。膨張機構24は、利用側熱交換器42の出口における冷媒の過冷却度が所定の過冷却度目標値になるように開度調節されるようになっている。利用側熱交換器42の出口における冷媒の過冷却度は、吐出圧力センサ36により検出される圧縮機21の吐出圧力が凝縮温度に対応する飽和温度値に換算され、この冷媒の飽和温度値から利用側液管温度センサ45により検出される冷媒温度値が差し引かれることによって検出される。
(3-2) Heating Operation During the heating operation, the four-
冷凍回路11において、まず、低圧のガス冷媒が圧縮機21に吸入されて圧縮され、高圧のガス冷媒となり、高圧のガス冷媒が四路切換弁22、ガス側閉鎖弁27及びガス側冷媒連絡配管13を経由して利用側ユニット40に送られる。利用側ユニット40に送られた高圧のガス冷媒は、利用側熱交換器42において空気と熱交換され、凝縮されて高圧の液冷媒となる。この高圧の液冷媒は、液側冷媒連絡配管12及び液側閉鎖弁26を経由して熱源側ユニット20に送られる。
In the
熱源側ユニット20では、高圧の液冷媒が膨張機構24を通過する際に、膨張機構24の弁開度に応じて減圧される。この膨張機構24を通過した冷媒は、熱源側熱交換器23に流入する。そして、熱源側熱交換器23に流入した低圧の気液二相状態の冷媒は、熱源側ファン35によって供給される空気と熱交換され、蒸発して低圧のガス冷媒となる。この低圧のガス冷媒は、四路切換弁22を経由して、再び、圧縮機21に吸入される。その際、四路切換弁22から冷媒貯留タンク50及び気液分離器28を経由して圧縮機21に送られる。
In the heat
(3−3)油戻し運転
制御装置15は、定期的に油戻し運転を行わせるために、例えば熱源側制御部16のタイマー16a(図7参照)に基づいて油戻し運転を行うタイミングを決定する。熱源側制御部16は、運転開始からの時間を計測し、予め設定されている所定時間が経過すると、制御装置15は、油戻し運転を行うための制御に切り換える。
(3-3) Oil Return Operation The
上述の冷房運転や暖房運転は定常運転であり、図5に示されているように、冷房運転時や暖房運転時の冷媒貯留タンク50の液冷媒の液面は液面レベルLLs以下である。油戻し運転は非定常運転であり、図6に示されているように、制御装置15によって運転条件が変更されることにより冷媒貯留タンク50の液冷媒の液面が上昇する。具体的には、制御装置15の制御によって、冷媒貯留タンク50の液冷媒が液面レベルLLaまで上昇し、液冷媒の液面レベルが油戻し穴52bの位置よりも上でかつ吸込口52aの位置よりも下にある状態になる。それにより、液面レベルLLaと液面レベルLLbとの間にある油リッチ層に油戻し穴52bが面し、液冷媒の戻りを少なくしながら多くの冷凍機油を気液分離器28に出口配管52を経て送ることができる。
The above-described cooling operation or heating operation is a steady operation, and as shown in FIG. 5, the liquid level of the liquid refrigerant in the
このような冷媒貯留タンク50の液面レベルの上昇を行わせるには、制御装置15が例えば次のような制御を行う。図6に示されているような油リッチ層と冷媒リッチ層に分離させるのは、例えば冷媒がR32であれば熱源側ユニット20の環境温度が低い場合が主になるので、暖房時の油戻し運転の制御について説明する。暖房時にはユーザーがリモートコントローラ(図示省略)を用いて利用側制御部17に暖房運転を指示しているので、空気調和装置10では起動後すぐに暖房運転が開始される。暖房運転開始後、熱源側制御部16のタイマー16aが所定時間になると、制御装置15は、暖房運転を停止して油戻し運転に切り換える。暖房運転では、利用側熱交換器42の出口における冷媒の過冷却度が所定の過冷却度目標値になるように膨張機構24が開度調節されていたが、油戻し運転では暖房運転時に用いられていた所定の過冷却度目標値が小さな値に変更される。ここで、暖房時の所定の過冷却度目標値を暖房過冷却度目標値Thといい、油戻し運転時の所定の過冷却度目標値を油戻し過冷却度目標値Toというものとし、Th>Toの関係が成り立っているものとする。
In order to increase the liquid level of the
油戻し過冷却度目標値Toが暖房過冷却度目標値Thよりも小さくなるため、利用側熱交換器42の内部に滞留する液冷媒は暖房運転時に比べて油戻し運転時の方が少なくなる。そのため、油戻し運転時に利用側熱交換器42に滞留できなくなった液冷媒は、冷凍回路11の他の部分すなわち冷媒貯留タンク50に溜まることになる。油戻し運転時に制御装置15が過冷却度目標値を暖房過冷却度目標値Thから油戻し過冷却度目標値Toに切り換えることにより、冷媒貯留タンク50の液冷媒の量が増えて液面が液面レベルLLsから液面レベルLLaに変化する。油戻し過冷却度目標値Toに切り換えてからタイマー16aが油戻し運転の時間の終了を計測するまで、制御装置15は油戻し運転を継続する。
Since the oil return supercooling degree target value To is smaller than the heating supercooling degree target value Th, the liquid refrigerant staying inside the use
油戻し運転時には、冷媒貯留タンク50から油リッチ層の液冷媒が気液分離器28に流れ込むことになる。この気液分離器28においても貯留される液冷媒の上方に冷凍機油がさらに多く含まれるようになるから、液冷媒で満たされる気液分離器28の空間内の比較的上方に油戻し穴を設けておくことで、より多くの冷凍機油を気液分離器28から圧縮機21に戻すことができる。
During the oil return operation, the liquid refrigerant in the oil rich layer flows from the
(4)変形例
以上、本発明の一実施形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で例えば以下のように変更可能である。
(4) Modifications Although one embodiment of the present invention has been described above, the specific configuration is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as follows, for example, without departing from the scope of the invention. It is.
(4−1)変形例A
上記実施形態では、暖房時の油戻し運転について説明したが、冷房時においても暖房時の油戻し運転と同様に、制御装置15によって運転条件を変更し、冷媒貯留タンク50の液冷媒の液面レベルを上昇させるようにすることもできる。
(4-1) Modification A
In the above embodiment, the oil return operation during heating has been described. However, in the same manner as the oil return operation during heating, the operation conditions are changed by the
しかし、冷房運転時には、暖房運転時と異なって熱源側ユニット20の環境温度が低くならないため例えば冷媒にR32を用いた場合に油リッチ層と冷媒リッチ層の二層に分離しないことが予想される。そこで、冷房運転時には従来と同様に油戻しが行えるように、従来と同様に油戻し穴52b以外の油戻し穴を出口配管52に設けるようにしてもよい。
However, during the cooling operation, unlike the heating operation, the environmental temperature of the heat
図8に示されているように、変形例Aに係る冷媒貯留タンク50Aの出口配管52Aには、常時油戻し穴52c(他の油戻し穴)が形成されている。常時油戻し穴52cは、冷媒貯留タンク50の内部空間Sの下部に液冷媒と共に貯留された冷凍機油を圧縮機21へ戻すための穴である。圧縮機21(圧縮機用モータ21b)の暖房時の運転において、常時油戻し穴52cを介して多くの液冷媒が圧縮機21へと戻され、圧縮機21の湿り運転が生じることが懸念される。そこで、常時油戻し穴52cの直径を、油戻し運転の際に用いられる油戻し穴52bよりも小さくして開口面積を小さく形成し、かつ従来の一般的な油戻し穴よりも小さく形成することが好ましい。
As shown in FIG. 8, an
(4−2)変形例B
上記変形例Aでは、暖房時に暖房運転の開始後、熱源側制御部16のタイマー16aが所定時間の経過を計測する毎に制御装置15が油戻し運転を行わせる場合について説明したが、制御装置15に油戻し運転を行わせる条件はこのような場合に限られるものではない。例えば、圧縮機21を備える熱源側ユニット20の環境温度つまり冷媒貯留タンク50Aの周囲の温度が所定温度以下になることを条件に加えることができる。
(4-2) Modification B
In the modification A, the case where the
例えば冷媒にR32を用いた場合に冷媒リッチ層と油リッチ層とに二層分離する温度を所定温度とすれば、冷媒貯留タンク50Aの周囲の温度が所定温度以下になると図6に示されているような状態が出現する。冷媒貯留タンク50Aに貯留されている冷媒が二層分離していなければ、図8に示されている常時油戻し穴52cによって油戻しを行えばよい。
For example, when R32 is used as the refrigerant and the temperature at which the refrigerant-rich layer and the oil-rich layer are separated into two layers is a predetermined temperature, the temperature around the
そこで、環境温度センサ34によって環境温度が所定温度以下になったことが検出されると、制御装置15は、タイマー16aによって所定温度以下になってからの時間経過を計測する。まず、空気調和装置10の始動時に環境温度センサ34が所定温度以下であることを検出すると、油戻し運転が行われる。暖房運転が開始されてから所定時間が経過する毎に再度環境温度センサ34による環境温度の監視が始まる。その後、環境温度が所定温度以下になっている状態のまま所定時間を経過する毎に油戻し運転が行われる。それにより、油リッチ層を使って油戻しが行えるので、油戻しを早く行わせることができる。しかも、油リッチ層を使って油戻しをすることにより、液冷媒が圧縮機21に戻るのを抑制することができる。
Therefore, when the
(4−3)変形例C
上記実施形態では、冷媒貯留タンク50の後段に気液分離器28を設けているが、この気液分離器28を取り除くことも可能である。
(4-3) Modification C
In the above embodiment, the gas-
(5)特徴
上記実施形態で説明した空気調和装置10は、暖房運転において、圧縮機21と圧縮機21の前段に設けられている熱源側熱交換器23(蒸発器)とを備え、圧縮機21で用いられる冷凍機油と圧縮機21及び熱源側熱交換器23を含む冷凍回路11を循環する冷媒とが混在したときに下方の冷媒リッチ層と上方の油リッチ層とに二層分離し得る環境で運転される冷凍装置である。空気調和装置10は、冷媒貯留タンク50(冷媒容器)と出口配管52と制御装置15とを備えている。冷媒貯留タンク50は、熱源側熱交換器23と圧縮機21の吸入口との間に配置され、冷媒を内部空間Sに貯留する。出口配管52は、圧縮機21の吸入口に冷媒を導くため冷媒貯留タンク50の内部空間Sに差し込まれ、内部空間Sのガス冷媒を吸い込む吸込口52aと空気調和装置10(冷凍装置)の定常運転時における冷媒貯留タンク50の液面レベルLLsよりも上でかつ吸込口52aよりも下の位置に形成されている油戻し穴52bとを有する。
(5) Features The air-
制御装置15は、タイマー16aが所定時間の経過を検出するごとに(所定の条件が満たされたときに)、油戻し穴52bの位置よりも上でかつ吸込口52aの位置よりも下に冷媒貯留タンク50の液面を液面レベルLLaまで強制的に上げて液面レベルLLa近傍の冷凍機油を出口配管52の油戻し穴52bを介して圧縮機21の吸入口に移動させる油戻し運転を自動で行う。
Whenever the
その結果、冷媒貯留タンク50内で冷媒と冷凍機油とが二層分離して下方の冷媒リッチ層と上方の油リッチ層とが存在しているときに、液面を液面レベルLLaまで強制的に上げて、油戻し穴52bから油リッチ層の冷凍機油を圧縮機21の吸入口に戻すことができる。それにより、圧縮機21に戻る液冷媒を抑制する一方、多くの冷凍機油を速やかに圧縮機21に戻すことができる。
As a result, when the refrigerant and the refrigerating machine oil are separated into two layers in the
さらに、制御装置15は、過冷却度の目標値を強制的に油戻し過冷却度目標値Toまで下げることで液面を液面レベルLLaまで大幅に上げることができるので、油戻し穴52bの位置を定常運転時の液面レベルLLsよりも十分に上に設けることができ、定常運転時に油戻し穴52bから液冷媒が出口配管52に入るのを十分に防ぐことができる。
Further, the
10 空気調和装置
50 冷媒貯留タンク
51 入口配管
52 出口配管
52a 吸込口
52b 油戻し穴
S 内部空間
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記蒸発器と前記圧縮機の吸入口との間に配置され、前記冷媒を内部空間に貯留する冷媒容器(50)と、
前記圧縮機の前記吸入口に前記冷媒を導くため前記冷媒容器の内部空間に差し込まれ、前記内部空間のガス状の前記冷媒を吸い込む吸込口(52a)と前記冷凍装置の定常運転時における前記冷媒容器の液面レベルよりも上でかつ前記吸込口よりも下の位置に形成されている油戻し穴(52b)とを有する配管(52)と、
所定の条件が満たされたときに、前記油戻し穴の位置よりも上でかつ前記吸込口の位置よりも下に前記冷媒容器の液面レベルを強制的に上げて液面レベル近傍の前記冷凍機油を前記配管の前記油戻し穴を介して前記圧縮機の前記吸入口に移動させる油戻し運転を自動で行う制御装置(15)と、
前記冷凍回路において前記蒸発器の前段に設けられている膨張機構と前記膨張機構の前段かつ前記圧縮機の後段に設けられている凝縮器(42)と
をさらに備え、
前記制御装置は、前記油戻し運転において前記冷媒容器の液面レベルを強制的に上げるために、前記凝縮器の前段側の過冷却度が前記冷凍装置の定常運転時の過冷却度の目標値よりも低い値になるように制御する、冷凍装置。 A compressor (21) and an evaporator (23) provided in front of the compressor are provided, and refrigeration oil used in the compressor and a refrigeration circuit (11) including the compressor and the evaporator are circulated. A refrigeration system that is operated in an environment where two layers can be separated into a lower refrigerant-rich layer and an upper oil-rich layer when mixed with refrigerant,
A refrigerant container (50) disposed between the evaporator and the suction port of the compressor, and storing the refrigerant in an internal space;
The refrigerant that is inserted into the internal space of the refrigerant container to guide the refrigerant to the intake port of the compressor, and sucks the gaseous refrigerant in the internal space, and the refrigerant during steady operation of the refrigeration apparatus A pipe (52) having an oil return hole (52b) formed at a position above the liquid level of the container and below the suction port;
When a predetermined condition is satisfied, the liquid level of the refrigerant container is forcibly raised above the position of the oil return hole and below the position of the suction port, and the refrigeration near the liquid level is reached. A control device (15) for automatically performing an oil return operation for moving machine oil to the suction port of the compressor through the oil return hole of the pipe;
An expansion mechanism provided upstream of the evaporator in the refrigeration circuit; a condenser (42) provided upstream of the expansion mechanism and downstream of the compressor;
Further comprising
In order to forcibly raise the liquid level of the refrigerant container in the oil return operation, the control device is configured such that the degree of supercooling on the front side of the condenser is a target value of the degree of supercooling during steady operation of the refrigeration apparatus. A refrigeration system that controls to a lower value .
請求項1に記載の冷凍装置。 The control device uses the predetermined condition that a predetermined time elapses from the start of operation of the refrigeration apparatus,
The refrigeration apparatus according to claim 1 .
請求項1又は請求項2に記載の冷凍装置。 The pipe is formed at a predetermined position below a liquid level of the refrigerant container during steady operation of the refrigeration apparatus, and further includes another oil return hole (52c) having an opening area smaller than the oil return hole. Have
The refrigeration apparatus according to claim 1 or 2 .
請求項3に記載の冷凍装置。 The control device uses the predetermined condition that a predetermined time elapses from the start of operation of the refrigeration apparatus and that the temperature around the refrigerant container is equal to or lower than a predetermined temperature.
The refrigeration apparatus according to claim 3 .
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