JP6024341B2 - Refrigeration equipment - Google Patents

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Description

本発明は、空気調和装置、特に、圧縮機と放熱器と膨張機と蒸発器とが接続されることによって構成される冷媒回路を備えた冷凍装置に関する。   The present invention relates to an air conditioner, and more particularly to a refrigeration apparatus including a refrigerant circuit configured by connecting a compressor, a radiator, an expander, and an evaporator.

従来より、特許文献1(特開2011−214778号公報)に示すような、圧縮機と放熱器と膨張機と蒸発器とが接続されることによって構成される冷媒回路を備えた冷凍装置がある。ここで、膨張機は、流入した冷媒を膨張させて動力を発生させる膨張要素と、運転開始時に電動機として駆動される力行駆動がなされた後に膨張要素で発生した動力によって発電機として駆動される回生駆動がなされる発電機とを有している。   Conventionally, there is a refrigeration apparatus including a refrigerant circuit configured by connecting a compressor, a radiator, an expander, and an evaporator as shown in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2011-214778). . Here, the expander is an expansion element that expands the refrigerant that has flowed in to generate power, and a regenerative drive that is driven as a generator by the power generated by the expansion element after being driven as a motor at the start of operation. And a generator to be driven.

上記の冷凍装置では、運転開始時において、圧縮機の吐出圧力が上昇するまで、すなわち、冷媒回路の高低差圧が付くまで時間がかかる。このため、膨張機の上流側と下流側との間の差圧が付くまでの時間もかかることになる。そして、膨張機の上流側と下流側との間の差圧が小さいと、膨張機を力行駆動から回生駆動に移行することができないため、膨張機の力行駆動が継続することになる。特に、外気温度が低い条件(例えば、外気温度が−20℃程度)では、圧縮機の吐出圧力が上昇しにくくなるため、膨張機の力行駆動が長時間にわたって継続することになる。このような膨張機の長時間の力行駆動が運転開始毎に何度も繰り返されると、冷凍装置の消費電力、すなわち、ランニングコストが大きくなり、冷凍装置の性能が低下する。   In the above-described refrigeration apparatus, it takes time until the discharge pressure of the compressor rises at the start of operation, that is, until the pressure difference in the refrigerant circuit is applied. For this reason, it takes time until a differential pressure is applied between the upstream side and the downstream side of the expander. If the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the expander is small, the expander cannot be shifted from the power running drive to the regenerative drive, and therefore the power running drive of the expander is continued. In particular, under conditions where the outside air temperature is low (for example, the outside air temperature is about −20 ° C.), the discharge pressure of the compressor is unlikely to increase, so that the power running drive of the expander continues for a long time. If such a long-time power running drive of the expander is repeated many times each time the operation is started, the power consumption of the refrigeration apparatus, that is, the running cost increases, and the performance of the refrigeration apparatus decreases.

本発明の課題は、圧縮機と放熱器と膨張機と蒸発器とが接続されることによって構成される冷媒回路を備えた冷凍装置において、膨張機の力行駆動の時間を短縮して、消費電力が大きくなること、並びに、冷凍装置の性能の低下を抑えることにある。   An object of the present invention is to provide a refrigeration apparatus having a refrigerant circuit configured by connecting a compressor, a radiator, an expander, and an evaporator, and shortening the time required for powering the expander to reduce power consumption. Is to suppress the decrease in the performance of the refrigeration apparatus.

第1の観点にかかる冷凍装置は、圧縮機と放熱器と膨張機と蒸発器とが接続されることによって構成される冷媒回路を備えた冷凍装置である。ここで、膨張機は、流入した冷媒を膨張させて動力を発生させる膨張要素と、運転開始時に電動機として駆動される力行駆動がなされた後に膨張要素で発生した動力によって発電機として駆動される回生駆動がなされる発電機とを有している。そして、この冷凍装置では、冷媒回路が、膨張機の下流側から圧縮機の吸入側に冷媒をバイパスさせる吸入戻し管をさらに有しており、運転開始時に、吸入戻し管に設けられた吸入戻し弁を開けて膨張機を起動している。   A refrigeration apparatus according to a first aspect is a refrigeration apparatus including a refrigerant circuit configured by connecting a compressor, a radiator, an expander, and an evaporator. Here, the expander is an expansion element that expands the refrigerant that has flowed in to generate power, and a regenerative drive that is driven as a generator by the power generated by the expansion element after being driven as a motor at the start of operation. And a generator to be driven. In this refrigeration apparatus, the refrigerant circuit further includes a suction return pipe that bypasses the refrigerant from the downstream side of the expander to the suction side of the compressor, and the suction return pipe provided in the suction return pipe at the start of operation. The expander is activated by opening the valve.

ここでは、運転開始時の膨張機の力行駆動時において、吸入戻し管を通じて膨張機の下流側から圧縮機の吸入側に冷媒をバイパスさせるため、膨張機の下流側における冷媒の圧力が低下する。このため、運転開始時において、膨張機の上流側と下流側との間の差圧を大きくすることができ、膨張機が速やかに力行駆動から回生駆動に移行する。   Here, since the refrigerant is bypassed from the downstream side of the expander to the suction side of the compressor through the suction return pipe during the power running drive of the expander at the start of operation, the pressure of the refrigerant on the downstream side of the expander decreases. For this reason, at the start of operation, the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the expander can be increased, and the expander quickly shifts from power running drive to regenerative drive.

これにより、ここでは、膨張機の力行駆動の時間を短縮することができるようになり、消費電力が大きくなること、並びに、冷凍装置の性能の低下を抑えることができる。   Thereby, here, it becomes possible to shorten the power running time of the expander, and it is possible to suppress the increase in power consumption and the decrease in the performance of the refrigeration apparatus.

また、ここでは、冷媒回路が、膨張機の下流側に冷媒を一時的に貯留するレシーバと、レシーバの下部から液冷媒を導出するレシーバ出口管とをさらに有しており、吸入戻し管が、レシーバの上部からガス冷媒を導出するようにレシーバに接続されている。 Further, here, the refrigerant circuit further includes a receiver that temporarily stores the refrigerant on the downstream side of the expander, and a receiver outlet pipe that draws out the liquid refrigerant from the lower part of the receiver, and the suction return pipe, It is connected to the receiver so as to derive the gas refrigerant from the upper part of the receiver.

ここでは、吸入戻し管がレシーバの上部から冷媒を導出するように設けられているため、運転開始時の膨張機の力行駆動時において、できるだけガス状態の冷媒を圧縮機の吸入側に戻すとともに、膨張機の下流側の冷媒の圧力を冷凍サイクルの低圧付近まで低下させることができる。   Here, since the suction return pipe is provided so as to lead out the refrigerant from the upper part of the receiver, at the time of powering driving of the expander at the start of operation, the refrigerant in the gas state is returned to the suction side of the compressor as much as possible. The pressure of the refrigerant on the downstream side of the expander can be reduced to near the low pressure of the refrigeration cycle.

これにより、ここでは、運転開始時の膨張機の力行駆動時において、圧縮機の吸入側に大量の液冷媒が戻ることを抑えつつ、膨張機の上流側と下流側との間の差圧を大きくすることができる。   As a result, during the power running drive of the expander at the start of operation, the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the expander is reduced while suppressing a large amount of liquid refrigerant from returning to the suction side of the compressor. Can be bigger.

また、ここでは、冷媒回路が、レシーバ出口管を流れる冷媒と、吸入戻し管を流れる冷媒との熱交換を行う熱回収熱交換器をさらに有している。 Here, the refrigerant circuit further includes a heat recovery heat exchanger that performs heat exchange between the refrigerant flowing through the receiver outlet pipe and the refrigerant flowing through the suction return pipe.

ここでは、吸入戻し管を流れる冷媒が、冷凍サイクルの低圧まで減圧されて熱回収熱交換器において熱交換を行った後に圧縮機の吸入側に戻すことができる。   Here, the refrigerant flowing through the suction return pipe can be reduced to the low pressure of the refrigeration cycle and returned to the suction side of the compressor after heat exchange in the heat recovery heat exchanger.

これにより、ここでは、運転開始時の膨張機の力行駆動時において、圧縮機の吸入側に液冷媒が戻ることを抑えつつ、膨張機の上流側と下流側との間の差圧を大きくすることができる。   Thereby, here, during the power running of the expander at the start of operation, the liquid refrigerant is prevented from returning to the suction side of the compressor, and the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the expander is increased. be able to.

また、ここでは、膨張機の力行駆動時に、吸入戻し弁を40〜60%の開度(全開状態を開度100%とする)に設定し、膨張機が力行駆動から回生駆動に移行した時に、熱回収熱交換器の吸入戻し管側の出口における冷媒が過熱状態になるように、吸入戻し弁の開度を制御する。そして、熱回収熱交換器の吸入戻し管側の出口における冷媒が過熱状態になったことを確認した後に、膨張機の下流側における冷媒の圧力と圧縮機の吸入側における冷媒の圧力との間の差圧に基づいて、吸入戻し弁の開度を制御している。 Also, here, when the expander is driven by power, the opening of the suction return valve is set to 40 to 60% (the fully open state is set to 100%), and the expander shifts from power running to regenerative drive. The opening degree of the suction return valve is controlled so that the refrigerant at the outlet on the suction return pipe side of the heat recovery heat exchanger is overheated. Then, after confirming that the refrigerant at the outlet on the suction return pipe side of the heat recovery heat exchanger is overheated, between the refrigerant pressure on the downstream side of the expander and the refrigerant pressure on the suction side of the compressor The opening degree of the suction return valve is controlled based on the differential pressure.

ここでは、運転開始時の膨張機の力行駆動時において、吸入戻し弁を40〜60%の開度に設定しているため、蒸発器側への冷媒の循環を維持しつつ、吸入戻し管を通じて膨張機の下流側から圧縮機の吸入側にバイパスされるガス冷媒の流量を確保することができる。しかも、膨張機を力行駆動から回生駆動に移行した後の膨張機の回生駆動時(通常運転時)においては、熱回収熱交換器の吸入戻し管側の出口における冷媒が過熱状態になるように吸入戻し弁の開度を制御するため、吸入戻し管を通じて圧縮機の吸入側に液冷媒が戻ることを確実に抑えることができる。   Here, since the opening of the suction return valve is set to 40 to 60% during powering driving of the expander at the start of operation, the circulation of the refrigerant to the evaporator side is maintained and the suction return pipe is passed through. The flow rate of the gas refrigerant bypassed from the downstream side of the expander to the suction side of the compressor can be ensured. In addition, during the regenerative drive of the expander after shifting the expander from power running drive to regenerative drive (during normal operation), the refrigerant at the outlet on the suction return pipe side of the heat recovery heat exchanger is overheated. Since the opening degree of the suction return valve is controlled, it is possible to reliably suppress the liquid refrigerant from returning to the suction side of the compressor through the suction return pipe.

これにより、ここでは、運転開始時の膨張機の力行駆動時において、冷媒回路全体の冷媒の循環を行いつつ、膨張機の上流側と下流側との間の差圧を大きくすることができ、しかも、通常運転時においては、吸入戻し管を通じて圧縮機の吸入側に液冷媒が戻ることを確実に抑えることができる。   Thereby, at the time of powering driving of the expander at the start of operation, the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the expander can be increased while circulating the refrigerant in the entire refrigerant circuit, In addition, during normal operation, the liquid refrigerant can be reliably prevented from returning to the suction side of the compressor through the suction return pipe.

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。   As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

第1の観点にかかる冷凍装置では、膨張機の力行駆動の時間を短縮することができるようになり、消費電力が大きくなること、並びに、冷凍装置の性能の低下を抑えることができる。また、運転開始時の膨張機の力行駆動時において、圧縮機の吸入側に大量の液冷媒が戻ることを抑えつつ、膨張機の上流側と下流側との間の差圧を大きくすることができる。また、運転開始時の膨張機の力行駆動時において、圧縮機の吸入側に液冷媒が戻ることを抑えつつ、膨張機の上流側と下流側との間の差圧を大きくすることができる。また、運転開始時の膨張機の力行駆動時において、冷媒回路全体の冷媒の循環を行いつつ、膨張機の上流側と下流側との間の差圧を大きくすることができ、しかも、通常運転時においては、吸入戻し管を通じて圧縮機の吸入側に液冷媒が戻ることを確実に抑えることができる。 In the refrigeration apparatus according to the first aspect, it is possible to shorten the time for powering driving of the expander, and it is possible to suppress an increase in power consumption and a decrease in performance of the refrigeration apparatus. In addition, during the power running drive of the expander at the start of operation, it is possible to increase the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the expander while suppressing a large amount of liquid refrigerant from returning to the suction side of the compressor. it can. Further, at the time of powering driving of the expander at the start of operation, it is possible to increase the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the expander while suppressing the liquid refrigerant from returning to the suction side of the compressor. In addition, during the power running drive of the expander at the start of operation, the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the expander can be increased while circulating the refrigerant in the entire refrigerant circuit, and the normal operation In some cases, it is possible to reliably prevent the liquid refrigerant from returning to the suction side of the compressor through the suction return pipe.

本発明にかかる冷凍装置の一実施形態としての空気調和装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the air conditioning apparatus as one Embodiment of the freezing apparatus concerning this invention. 圧縮機及び膨張機の電源回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the power supply circuit structure of a compressor and an expander. 空気調和装置の制御構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control structure of an air conditioning apparatus. 起動制御を行わない場合の運転開始時の膨張機の力行駆動時における冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図である。It is the pressure-enthalpy diagram in which the refrigerating cycle at the time of the power running drive of the expander at the time of the start of operation when not performing start control is illustrated. 膨張機を使用する運転の開始時における起動制御のフローチャートである。It is a flowchart of starting control at the time of the start of the operation | movement which uses an expander. 起動制御を行う場合の運転開始時の膨張機の力行駆動時における冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図である。It is the pressure-enthalpy diagram in which the refrigerating cycle at the time of the power running drive of the expander at the time of the start of operation in the case of performing start control is shown 本発明にかかる冷凍装置の変形例としての空気調和装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the air conditioning apparatus as a modification of the freezing apparatus concerning this invention.

以下、本発明にかかる冷凍装置の一実施形態としての空気調和装置の実施形態及びその変形例について、図面に基づいて説明する。尚、本発明にかかる冷凍装置の具体的な構成は、下記の実施形態及びその変形例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変更可能である。   Hereinafter, an embodiment of an air-conditioning apparatus as an embodiment of a refrigeration apparatus according to the present invention and a modification thereof will be described based on the drawings. In addition, the specific structure of the freezing apparatus concerning this invention is not restricted to the following embodiment and its modification, It can change in the range which does not deviate from the summary of invention.

(1)空気調和装置の構成
<全体>
図1は、本発明にかかる冷凍装置の一実施形態としての空気調和装置1の概略構成図である。空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことによって、建物等の室内の冷房及び暖房を行うことが可能な装置である。空気調和装置1は、主として、室外ユニット2と、複数(ここでは、2台)の室内ユニット6a、6bとが接続されることによって構成されている。ここで、室外ユニット2と室内ユニット6a、6bとは、液冷媒連絡管7及びガス冷媒連絡管8を介して接続されている。すなわち、空気調和装置1の蒸気圧縮式の冷媒回路10は、室外ユニット2と、室内ユニット6a、6bとが冷媒連絡管7、8を介して接続されることによって構成されている。また、冷媒回路10は、超臨界域で作動する冷媒(ここでは、二酸化炭素)を使用した単段圧縮式冷凍サイクルによって、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うことができるように構成されている。
(1) Configuration of air conditioner <Overall>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air-conditioning apparatus 1 as an embodiment of a refrigeration apparatus according to the present invention. The air conditioner 1 is a device capable of cooling and heating a room such as a building by performing a vapor compression refrigeration cycle. The air conditioner 1 is mainly configured by connecting an outdoor unit 2 and a plurality (here, two) of indoor units 6a and 6b. Here, the outdoor unit 2 and the indoor units 6 a and 6 b are connected via a liquid refrigerant communication tube 7 and a gas refrigerant communication tube 8. That is, the vapor compression refrigerant circuit 10 of the air conditioner 1 is configured by connecting the outdoor unit 2 and the indoor units 6 a and 6 b via the refrigerant communication pipes 7 and 8. The refrigerant circuit 10 is configured to be able to switch between cooling operation and heating operation by a single-stage compression refrigeration cycle using a refrigerant (here, carbon dioxide) that operates in a supercritical region. Yes.

<室内ユニット>
室内ユニット6a、6bは、建物等の室内に設置されている。室内ユニット6a、6bは、冷媒連絡管7、8を介して、互いが並列に接続されるとともに室外ユニット2に接続されており、室外ユニット2との間で冷媒回路10を構成している。尚、ここでは、室内ユニット6a、6bが2台だけであるが、1台だけであってもよいし、また、3台以上の室内ユニットが並列に接続されていてもよい。
<Indoor unit>
The indoor units 6a and 6b are installed in a room such as a building. The indoor units 6 a and 6 b are connected to each other in parallel and connected to the outdoor unit 2 via the refrigerant communication pipes 7 and 8, and constitute a refrigerant circuit 10 with the outdoor unit 2. Here, there are only two indoor units 6a and 6b, but only one indoor unit may be used, or three or more indoor units may be connected in parallel.

次に、室内ユニット6a、6bの構成について説明する。尚、室内ユニット6aと室内ユニット6bとは同様の構成であるため、ここでは、室内ユニット6aの構成だけを説明し、室内ユニット6bの構成については、室内ユニット6aの各部を示す添字「a」を「b」に読み替えるものとして、説明を省略する。   Next, the configuration of the indoor units 6a and 6b will be described. Since the indoor unit 6a and the indoor unit 6b have the same configuration, only the configuration of the indoor unit 6a will be described here. For the configuration of the indoor unit 6b, the suffix “a” indicating each part of the indoor unit 6a. Is replaced with “b”, and the description is omitted.

室内ユニット6a、は、主として、室内膨張弁61aと、室内熱交換器62aとを有している。   The indoor unit 6a mainly has an indoor expansion valve 61a and an indoor heat exchanger 62a.

−室内膨張弁−
室内膨張弁61aは、冷房運転時には液冷媒連絡管7を介して室外ユニット2から送られた冷媒を冷凍サイクルの低圧になるまで減圧し、暖房運転時には室内熱交換器62aを通過した冷凍サイクルの高圧の冷媒の循環量を調節する膨張弁である。ここでは、室内膨張弁61aとして、電動膨張弁が使用されている。室内膨張弁61aは、室内熱交換器62aの液側の端部に接続された室内ユニット液冷媒管63aに設けられている。室内ユニット6aは、室内ユニット液冷媒管63aの室内膨張弁61aの液側の端部に近い側の端部が、液冷媒連絡管7に接続されている。
-Indoor expansion valve-
The indoor expansion valve 61a depressurizes the refrigerant sent from the outdoor unit 2 through the liquid refrigerant communication pipe 7 during the cooling operation until the low pressure of the refrigeration cycle, and during the heating operation, the indoor expansion valve 61a passes through the indoor heat exchanger 62a. It is an expansion valve that adjusts the circulation amount of the high-pressure refrigerant. Here, an electric expansion valve is used as the indoor expansion valve 61a. The indoor expansion valve 61a is provided in the indoor unit liquid refrigerant pipe 63a connected to the liquid side end of the indoor heat exchanger 62a. In the indoor unit 6 a, the end of the indoor unit liquid refrigerant pipe 63 a near the liquid end of the indoor expansion valve 61 a is connected to the liquid refrigerant communication pipe 7.

−室内熱交換器−
室内熱交換器62aは、冷房運転時には室内膨張弁61aによって減圧された冷凍サイクルの低圧の冷媒を蒸発させ、暖房運転時には圧縮機21によって圧縮された冷凍サイクルの高圧の冷媒を放熱させる熱交換器である。室内熱交換器62aは、室内膨張弁61aのガス側の端部に接続されている。室内熱交換器62aは、ここでは、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、室内空気を加熱源又は冷却源として、冷凍サイクルの低圧の冷媒の蒸発又は冷凍サイクルの高圧の冷媒の放熱を行うようになっている。室内熱交換器62aの液側の端部は、室内ユニット液冷媒管63aに接続されており、室内熱交換器62bのガス側の端部は、室内ユニットガス冷媒管64aに接続されている。室内ユニット6aは、室内ユニットガス冷媒管64aの室内熱交換器62aのガス側の端部から遠い側の端部が、ガス冷媒連絡管8に接続されている。尚、ここでは、室内熱交換器62aとして、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器を採用しているが、他の型式の熱交換器であってもよい。
-Indoor heat exchanger-
The indoor heat exchanger 62a evaporates the low-pressure refrigerant of the refrigeration cycle decompressed by the indoor expansion valve 61a during the cooling operation, and radiates the high-pressure refrigerant of the refrigeration cycle compressed by the compressor 21 during the heating operation. It is. The indoor heat exchanger 62a is connected to the end of the indoor expansion valve 61a on the gas side. Here, the indoor heat exchanger 62a is a cross-fin type fin-and-tube heat exchanger composed of heat transfer tubes and a large number of fins, and the indoor air is used as a heating source or a cooling source for the refrigeration cycle. Evaporation of the low-pressure refrigerant or heat dissipation of the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle is performed. The liquid-side end of the indoor heat exchanger 62a is connected to the indoor unit liquid refrigerant pipe 63a, and the gas-side end of the indoor heat exchanger 62b is connected to the indoor unit gas refrigerant pipe 64a. In the indoor unit 6 a, the end of the indoor unit gas refrigerant pipe 64 a far from the end of the indoor heat exchanger 62 a on the gas side is connected to the gas refrigerant communication pipe 8. Here, a cross fin type fin-and-tube heat exchanger is adopted as the indoor heat exchanger 62a, but other types of heat exchangers may be used.

そして、室内熱交換器62aの加熱源又は冷却源としての室内空気は、室内ファン65aによって供給されるようになっている。室内ファン65aは、ここでは、室内ファン用電動機66aによって回転駆動される遠心ファンや多翼ファン等である。   And the indoor air as a heating source or cooling source of the indoor heat exchanger 62a is supplied by the indoor fan 65a. Here, the indoor fan 65a is a centrifugal fan, a multiblade fan, or the like that is rotationally driven by the indoor fan electric motor 66a.

このように、室内熱交換器62a、62bは、ここでは、冷媒の蒸発器又は放熱器として機能する熱交換器を構成している。   In this way, the indoor heat exchangers 62a and 62b constitute a heat exchanger that functions as a refrigerant evaporator or a radiator.

−室内側制御部等−
また、室内ユニット6aは、室内ユニット6aを構成する各部の動作を制御する室内側制御部67aを有している。そして、室内側制御部67aは、室内ユニット6aの制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有している。これにより、室内側制御部67aは、室内ユニット6aを個別に操作するためのリモコン(図示せず)との間で制御信号等のやりとりを行ったり、他の室内ユニット6b及び室外ユニット2との間で伝送線91を介して制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
-Indoor control unit-
Moreover, the indoor unit 6a has the indoor side control part 67a which controls operation | movement of each part which comprises the indoor unit 6a. And the indoor side control part 67a has the microcomputer, memory, etc. which were provided in order to control the indoor unit 6a. As a result, the indoor control unit 67a exchanges control signals and the like with a remote controller (not shown) for individually operating the indoor unit 6a, and communicates with the other indoor units 6b and the outdoor unit 2. Control signals and the like can be exchanged via the transmission line 91 between them.

<室外ユニット>
室外ユニット2は、建物等の室外に設置されている。室外ユニット2は、液冷媒連絡管7及びガス冷媒連絡管8を介して、室内ユニット6a、6bに接続されており、室内ユニット6a、6bとの間で冷媒回路10を構成している。尚、ここでは、室外ユニット2が1台だけであるが、2台以上の室外ユニットが並列に接続されていてもよい。
<Outdoor unit>
The outdoor unit 2 is installed outside a building or the like. The outdoor unit 2 is connected to the indoor units 6a and 6b via the liquid refrigerant communication tube 7 and the gas refrigerant communication tube 8, and constitutes a refrigerant circuit 10 with the indoor units 6a and 6b. Here, only one outdoor unit 2 is provided, but two or more outdoor units may be connected in parallel.

室外ユニット2は、主として、圧縮機21と、第1切換機構22と、室外熱交換器23と、第2室外膨張弁25を含むブリッジ回路24と、膨張機38と、第1室外膨張弁28と、レシーバ29と、熱回収熱交換器30と、吸入戻し管31とを有している。   The outdoor unit 2 mainly includes a compressor 21, a first switching mechanism 22, an outdoor heat exchanger 23, a bridge circuit 24 including a second outdoor expansion valve 25, an expander 38, and a first outdoor expansion valve 28. And a receiver 29, a heat recovery heat exchanger 30, and a suction return pipe 31.

−圧縮機−
圧縮機21は、ここでは、1つの圧縮要素で冷媒を単段圧縮する圧縮機から構成されている。圧縮機21は、ケーシング(図示せず)内に、圧縮要素21aと、圧縮機用電動機21cと、駆動軸21dとが収容された密閉式構造となっている。圧縮機用電動機21cは、駆動軸21dに連結されている。そして、駆動軸21dは、圧縮要素21aに連結されている。圧縮要素21aは、ここでは、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素である。そして、圧縮機21は、吸入冷媒管41から冷凍サイクルの低圧の冷媒を吸入し、この吸入された低圧の冷媒を圧縮要素21aによって冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮して、吐出冷媒管43に吐出するように構成されている。ここで、吸入冷媒管41は、冷凍サイクルの低圧の冷媒を、圧縮要素21aに吸入させるための冷媒管である。また、吐出冷媒管43は、圧縮機21(ここでは、圧縮要素21a)から吐出された冷媒を第1切換機構22に送るための冷媒管である。
−Compressor−
Here, the compressor 21 is composed of a compressor that single-stage compresses the refrigerant with one compression element. The compressor 21 has a sealed structure in which a compression element 21a, a compressor motor 21c, and a drive shaft 21d are accommodated in a casing (not shown). The compressor motor 21c is connected to the drive shaft 21d. The drive shaft 21d is connected to the compression element 21a. Here, the compression element 21a is a volumetric compression element such as a rotary type or a scroll type. Then, the compressor 21 sucks the low-pressure refrigerant of the refrigeration cycle from the suction refrigerant pipe 41, compresses the sucked low-pressure refrigerant to the high pressure of the refrigeration cycle by the compression element 21a, and puts it into the discharge refrigerant pipe 43. It is comprised so that it may discharge. Here, the suction refrigerant pipe 41 is a refrigerant pipe for sucking the low-pressure refrigerant of the refrigeration cycle into the compression element 21a. The discharge refrigerant pipe 43 is a refrigerant pipe for sending the refrigerant discharged from the compressor 21 (here, the compression element 21a) to the first switching mechanism 22.

また、冷媒回路10には、圧縮機21の圧縮要素21a等の摺動部を潤滑するための冷凍機油が冷媒とともに封入されている。この冷凍機油の大部分は、圧縮機21のケーシング(図示せず)内に溜まっているが、冷凍機油の一部は、圧縮機21の圧縮要素21aから冷媒に同伴して吐出冷媒管43に吐出されることで、圧縮機21外に持ち出されることがある。これに対して、吐出冷媒管43には、高圧側油分離機構45が設けられている。高圧側油分離機構45は、圧縮要素21aから吐出される高圧の冷媒に同伴する冷凍機油を冷媒から分離して圧縮機21へ戻す機構であり、主として、高圧側油分離器45aと、高圧側油戻し管45bとを有している。高圧側油分離器45aは、圧縮要素21aから吐出される高圧の冷媒に同伴する冷凍機油を冷媒から分離する油分離器である。高圧側油戻し管45bは、高圧側油分離器45bに接続されており、高圧の冷媒から分離された冷凍機油を圧縮要素21aの吸入側に送る冷媒管である。高圧側油戻し管45bには、高圧側油戻し管45bを流れる冷凍機油を減圧するキャピラリチューブ等からなる高圧側減圧機構45cが設けられている。   The refrigerant circuit 10 is filled with refrigerating machine oil for lubricating a sliding portion such as the compression element 21a of the compressor 21 together with the refrigerant. Most of the refrigerating machine oil is collected in a casing (not shown) of the compressor 21, but a part of the refrigerating machine oil is accompanied by refrigerant from the compression element 21 a of the compressor 21 to the discharge refrigerant pipe 43. By being discharged, it may be taken out of the compressor 21. On the other hand, the discharge refrigerant pipe 43 is provided with a high-pressure side oil separation mechanism 45. The high-pressure side oil separation mechanism 45 is a mechanism that separates the refrigeration oil accompanying the high-pressure refrigerant discharged from the compression element 21a from the refrigerant and returns it to the compressor 21, and mainly includes the high-pressure side oil separator 45a and the high-pressure side oil separator 45a. And an oil return pipe 45b. The high-pressure side oil separator 45a is an oil separator that separates refrigeration oil accompanying the high-pressure refrigerant discharged from the compression element 21a from the refrigerant. The high-pressure side oil return pipe 45b is connected to the high-pressure side oil separator 45b and is a refrigerant pipe that sends the refrigeration oil separated from the high-pressure refrigerant to the suction side of the compression element 21a. The high pressure side oil return pipe 45b is provided with a high pressure side pressure reducing mechanism 45c made of a capillary tube or the like for reducing the pressure of the refrigerating machine oil flowing through the high pressure side oil return pipe 45b.

このように、圧縮機21は、ここでは、駆動軸21dに連結された圧縮要素21aを有している。そして、圧縮機21は、低圧の冷媒を単一の圧縮要素21aによって高圧になるまで圧縮する単段圧縮構造を構成している。   Thus, the compressor 21 has the compression element 21a connected with the drive shaft 21d here. The compressor 21 constitutes a single-stage compression structure that compresses the low-pressure refrigerant by the single compression element 21a until the pressure becomes high.

−第1切換機構−
第1切換機構22は、冷媒回路10内における冷媒の流れの方向を切り換えるための機構である。第1切換機構22は、冷房運転時には、室外熱交換器23を圧縮機21によって圧縮された高圧の冷媒の放熱器として、かつ、室内熱交換器62a、62bを室外熱交換器23において放熱した低圧の冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転状態への切り換えを行うことができる。すなわち、第1切換機構22は、圧縮機21の吐出側と室外熱交換器23のガス側の端部とを接続するとともに、圧縮機21の吸入側と室内熱交換器62a、62bのガス側の端部とを接続することができる(図1の第1切換機構22の実線を参照)。また、第1切換機構22は、暖房運転時には、室内熱交換器62a、62bを圧縮機21によって圧縮された高圧の冷媒の放熱器として、かつ、室外熱交換器23を室内熱交換器62a、62bにおいて放熱した低圧の冷媒の蒸発器として機能させる暖房運転状態への切り換えを行うことができる。すなわち、第1切換機構22は、圧縮機21の吐出側と室内熱交換器62a、62bのガス側の端部とを接続するとともに、圧縮機21の吸入側と室外熱交換器23のガス側の端部とを接続することができる(図1の第1切換機構22の破線を参照)。第1切換機構22は、ここでは、四路切換弁からなり、圧縮機21の吸入側(ここでは、吸入冷媒管41)、圧縮機21の吐出側(ここでは、吐出冷媒管43)、室外熱交換器23のガス側の端部(ここでは、室外ユニット第1ガス冷媒管46)、及び、室内熱交換器62a、62bのガス側の端部(ここでは、室外ユニット第2ガス冷媒管47)に接続された四路切換弁である。ここで、室外ユニット第1ガス冷媒管46は、第1切換機構22と室外熱交換器23のガス側の端部とを接続する冷媒管である。室外ユニット第2ガス冷媒管47は、ガス冷媒連絡管8及び室内ユニットガス冷媒管64a、64bを介して、第1切換機構22と室内熱交換器62a、62bのガス側の端部とを接続する冷媒管である。尚、第1切換機構22は、四路切換弁に限定されるものではなく、例えば、複数の電磁弁を組み合わせる等によって、上記と同様の冷媒の流れの方向を切り換える機能を有するように構成したものであってもよい。
-First switching mechanism-
The first switching mechanism 22 is a mechanism for switching the direction of refrigerant flow in the refrigerant circuit 10. During the cooling operation, the first switching mechanism 22 radiates heat from the outdoor heat exchanger 23 as a radiator for the high-pressure refrigerant compressed by the compressor 21 and the indoor heat exchangers 62a and 62b in the outdoor heat exchanger 23. It is possible to switch to a cooling operation state that functions as an evaporator for low-pressure refrigerant. That is, the first switching mechanism 22 connects the discharge side of the compressor 21 and the gas side end of the outdoor heat exchanger 23, and the suction side of the compressor 21 and the gas side of the indoor heat exchangers 62 a and 62 b. (See the solid line of the first switching mechanism 22 in FIG. 1). Further, during the heating operation, the first switching mechanism 22 uses the indoor heat exchangers 62a and 62b as a radiator for the high-pressure refrigerant compressed by the compressor 21, and the outdoor heat exchanger 23 as the indoor heat exchanger 62a, Switching to the heating operation state in which the low-pressure refrigerant radiated in 62b functions as an evaporator can be performed. That is, the first switching mechanism 22 connects the discharge side of the compressor 21 and the gas side ends of the indoor heat exchangers 62a and 62b, and also connects the suction side of the compressor 21 and the gas side of the outdoor heat exchanger 23. (See the broken line of the first switching mechanism 22 in FIG. 1). Here, the first switching mechanism 22 is composed of a four-way switching valve, and includes a suction side (here, a suction refrigerant pipe 41) of the compressor 21, a discharge side (here, a discharge refrigerant pipe 43) of the compressor 21, and an outdoor unit. The gas-side end of the heat exchanger 23 (here, the outdoor unit first gas refrigerant pipe 46) and the gas-side ends of the indoor heat exchangers 62a and 62b (here, the outdoor unit second gas refrigerant pipe). 47) is a four-way switching valve. Here, the outdoor unit first gas refrigerant pipe 46 is a refrigerant pipe that connects the first switching mechanism 22 and the gas-side end of the outdoor heat exchanger 23. The outdoor unit second gas refrigerant pipe 47 connects the first switching mechanism 22 and the gas side ends of the indoor heat exchangers 62a and 62b via the gas refrigerant communication pipe 8 and the indoor unit gas refrigerant pipes 64a and 64b. This is a refrigerant pipe. The first switching mechanism 22 is not limited to a four-way switching valve, and is configured to have the same function of switching the refrigerant flow direction as described above, for example, by combining a plurality of electromagnetic valves. It may be a thing.

このように、第1切換機構22は、ここでは、圧縮機21、室外熱交換器23、室内熱交換器62a、62bの順に冷媒を循環させる冷房運転状態と、圧縮機21、室内熱交換器62a、62b、室外熱交換器23の順に冷媒を循環させる暖房運転状態と、を切り換える機構を構成している。   As described above, the first switching mechanism 22 includes the cooling operation state in which the refrigerant is circulated in the order of the compressor 21, the outdoor heat exchanger 23, and the indoor heat exchangers 62a and 62b, the compressor 21, and the indoor heat exchanger. The mechanism which switches between the heating operation state which circulates a refrigerant | coolant in order of 62a, 62b, and the outdoor heat exchanger 23 is comprised.

−室外熱交換器−
室外熱交換器23は、冷房運転時には圧縮機21によって圧縮された冷凍サイクルの高圧の冷媒を放熱させ、暖房運転時には第2室外膨張弁25によって減圧された冷凍サイクルの低圧の冷媒を蒸発させる熱交換器である。室外熱交換器23のガス側の端部は、室外ユニット第1ガス冷媒管46を介して、第1切換機構22に接続されており、室外熱交換器23の液側の端部は、室外ユニット液冷媒管48に接続されている。ここで、室外ユニット液冷媒管48は、液冷媒連絡管7、及び、室内膨張弁61a、62を含む室内ユニット液冷媒管63a、63bを介して、室外熱交換器23の液側の端部と室内熱交換器62a、62bの液側の端部とを接続する冷媒管である。室外熱交換器23は、ここでは、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、室外空気を冷却源又は加熱源として、冷凍サイクルの高圧の冷媒の放熱又は冷凍サイクルの低圧の冷媒の蒸発を行うようになっている。尚、ここでは、室外熱交換器23として、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器を採用しているが、他の型式の熱交換器であってもよい。
-Outdoor heat exchanger-
The outdoor heat exchanger 23 dissipates heat of the high-pressure refrigerant of the refrigeration cycle compressed by the compressor 21 during the cooling operation, and evaporates the low-pressure refrigerant of the refrigeration cycle decompressed by the second outdoor expansion valve 25 during the heating operation. It is an exchanger. The end of the outdoor heat exchanger 23 on the gas side is connected to the first switching mechanism 22 via the outdoor unit first gas refrigerant pipe 46, and the end of the outdoor heat exchanger 23 on the liquid side is connected to the outdoor The unit liquid refrigerant pipe 48 is connected. Here, the outdoor unit liquid refrigerant pipe 48 is connected to the liquid refrigerant communication pipe 7 and the indoor unit liquid refrigerant pipes 63a and 63b including the indoor expansion valves 61a and 62. And a refrigerant pipe connecting the liquid side ends of the indoor heat exchangers 62a and 62b. Here, the outdoor heat exchanger 23 is a cross-fin type fin-and-tube heat exchanger composed of heat transfer tubes and a large number of fins, and the outdoor air is used as a cooling source or a heating source for the refrigeration cycle. The heat release of the high-pressure refrigerant or the evaporation of the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle is performed. Here, as the outdoor heat exchanger 23, a cross-fin type fin-and-tube heat exchanger is adopted, but other types of heat exchangers may be used.

そして、室外熱交換器23の冷却源又は加熱源としての室外空気は、室外ファン55によって供給されるようになっている。室外ファン35は、ここでは、室外ファン用電動機36によって回転駆動される遠心ファンや多翼ファン等である。   The outdoor air as a cooling source or heating source for the outdoor heat exchanger 23 is supplied by an outdoor fan 55. Here, the outdoor fan 35 is a centrifugal fan, a multiblade fan, or the like that is rotationally driven by the outdoor fan electric motor 36.

このように、室外熱交換器51は、ここでは、室外空気を熱源として、冷媒の放熱器又は蒸発器として機能する熱交換器を構成している。   As described above, the outdoor heat exchanger 51 forms a heat exchanger that functions as a refrigerant radiator or an evaporator using outdoor air as a heat source.

−ブリッジ回路−
ブリッジ回路24は、室外ユニット液冷媒管48に設けられており、レシーバ29の入口に接続されたレシーバ入口管49、及び、レシーバ29の出口に接続されたレシーバ出口管50に接続されている。ブリッジ回路24は、ここでは、3つの逆止弁24a、24b、24cと、第2室外膨張弁25とを有している。そして、入口逆止弁24aは、室外熱交換器23からレシーバ入口管49への冷媒の流通のみを許容する逆止弁である。入口逆止弁24bは、室内熱交換器62a、62bからレシーバ入口管49への冷媒の流通のみを許容する逆止弁である。すなわち、入口逆止弁24a、24bは、室外熱交換器23及び室内熱交換器62a、62bの一方からレシーバ入口管49に冷媒を流通させる機能を有している。出口逆止弁24cは、レシーバ出口管50から室内熱交換器62a、62bへの冷媒の流通のみを許容する逆止弁である。第2室外膨張弁25は、冷房運転時には全閉され、暖房運転時にはレシーバ出口管50から室外熱交換器23へ冷媒を流通させる際に冷媒を冷凍サイクルの低圧になるまで減圧する膨張弁である。ここでは、第2室外膨張弁25として、電動膨張弁が使用されている。すなわち、出口逆止弁24c及び第2室外膨張弁25は、レシーバ出口管50から室外熱交換器23及び室内熱交換器62a、62bの他方にレシーバ入口管49に冷媒を流通させる機能を有している。ここで、レシーバ入口管49は、ブリッジ回路24の入口逆止弁24a、24bの出口側の端部とレシーバ29の入口との間を接続している。また、レシーバ出口管50は、ブリッジ回路24の出口逆止弁24c及び第2室外膨張弁25の入口側の端部とレシーバ29の出口との間を接続している。
-Bridge circuit-
The bridge circuit 24 is provided in the outdoor unit liquid refrigerant pipe 48 and is connected to a receiver inlet pipe 49 connected to the inlet of the receiver 29 and a receiver outlet pipe 50 connected to the outlet of the receiver 29. Here, the bridge circuit 24 includes three check valves 24 a, 24 b and 24 c and a second outdoor expansion valve 25. The inlet check valve 24 a is a check valve that allows only the refrigerant to flow from the outdoor heat exchanger 23 to the receiver inlet pipe 49. The inlet check valve 24 b is a check valve that allows only the refrigerant to flow from the indoor heat exchangers 62 a and 62 b to the receiver inlet pipe 49. That is, the inlet check valves 24a and 24b have a function of circulating the refrigerant from one of the outdoor heat exchanger 23 and the indoor heat exchangers 62a and 62b to the receiver inlet pipe 49. The outlet check valve 24c is a check valve that allows only refrigerant to flow from the receiver outlet pipe 50 to the indoor heat exchangers 62a and 62b. The second outdoor expansion valve 25 is an expansion valve that is fully closed during the cooling operation, and that reduces the refrigerant to the low pressure of the refrigeration cycle when the refrigerant flows from the receiver outlet pipe 50 to the outdoor heat exchanger 23 during the heating operation. . Here, an electric expansion valve is used as the second outdoor expansion valve 25. That is, the outlet check valve 24c and the second outdoor expansion valve 25 have a function of circulating the refrigerant from the receiver outlet pipe 50 to the other of the outdoor heat exchanger 23 and the indoor heat exchangers 62a and 62b through the receiver inlet pipe 49. ing. Here, the receiver inlet pipe 49 connects between the outlet end portions of the inlet check valves 24 a and 24 b of the bridge circuit 24 and the inlet of the receiver 29. The receiver outlet pipe 50 connects between the outlet check valve 24 c of the bridge circuit 24 and the inlet side end of the second outdoor expansion valve 25 and the outlet of the receiver 29.

−膨張機−
膨張機38は、ここでは、1つの膨張要素で冷媒を膨張する膨張機から構成されており、レシーバ入口管49に設けられている。膨張機38は、その一端がブリッジ回路24を介して室外熱交換器23に接続され、その他端がレシーバ29の入口に接続されている。膨張機38は、ケーシング(図示せず)内に、膨張要素38aと、膨張機用発電機38bと、出力軸38cとが収容された密閉式構造となっている。膨張機用発電機38bは、出力軸38cに連結されている。そして、出力軸38cは、膨張要素38aに連結されている。膨張要素38aは、ここでは、ロータリ式やスクロール式等の容積式の膨張要素である。そして、膨張機38は、レシーバ入口管49の上流部分から冷凍サイクルの高圧の冷媒を流入させ、この流入した高圧の冷媒を膨張要素38aによって膨張させて、レシーバ入口管49の下流部分に流出させるように構成されている。ここで、膨張要素38aにおける冷媒の膨張は、等エントロピ的な膨張であるため、膨張要素38aにおいて動力が発生することになる。そして、この膨張要素38aにおいて発生した動力によって、膨張機用発電機38bが回転駆動されて発電が行われる。すなわち、膨張機用発電機38bは発電機として駆動される回生駆動がなされるようになっている。但し、冷房運転や暖房運転の運転開始時においては、膨張機38の上流側と下流側との間の差圧が小さいために、膨張要素38aにおける冷媒の膨張による動力を十分に得ることができない。このため、膨張機用発電機38bは、冷房運転や暖房運転の運転開始時に、電動機として駆動される力行駆動がなされるようになっている。また、ここでは図示しないが、膨張機38と圧縮機21との間には、冷凍機油をやりとりするための油配管が設けられており、膨張機38の膨張要素38a等の摺動部の潤滑がなされるようになっている。
-Expander-
Here, the expander 38 includes an expander that expands the refrigerant with one expansion element, and is provided in the receiver inlet pipe 49. One end of the expander 38 is connected to the outdoor heat exchanger 23 via the bridge circuit 24, and the other end is connected to the inlet of the receiver 29. The expander 38 has a sealed structure in which an expansion element 38a, an expander generator 38b, and an output shaft 38c are accommodated in a casing (not shown). The expander generator 38b is connected to the output shaft 38c. The output shaft 38c is connected to the expansion element 38a. Here, the expansion element 38a is a positive displacement type expansion element such as a rotary type or a scroll type. The expander 38 causes the high-pressure refrigerant of the refrigeration cycle to flow from the upstream portion of the receiver inlet pipe 49, expands the high-pressure refrigerant that has flowed in by the expansion element 38 a, and flows out to the downstream portion of the receiver inlet pipe 49. It is configured as follows. Here, since expansion of the refrigerant in the expansion element 38a is isentropic expansion, power is generated in the expansion element 38a. Then, the power generated in the expansion element 38a rotates the expander generator 38b to generate power. That is, the expander generator 38b is regeneratively driven as a generator. However, since the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the expander 38 is small at the start of the cooling operation or heating operation, sufficient power cannot be obtained due to the expansion of the refrigerant in the expansion element 38a. . For this reason, the power generator 38b for the expander is driven by a power running that is driven as an electric motor at the start of the cooling operation or the heating operation. Although not shown here, an oil pipe for exchanging refrigerating machine oil is provided between the expander 38 and the compressor 21, and lubrication of sliding parts such as the expansion element 38a of the expander 38 is provided. Has been made.

このように、膨張機38は、ここでは、運転開始時には、膨張機用発電機38bを電動機として駆動させる力行駆動を行いつつ膨張要素38aにおいて冷媒の膨張を行い、その後に、膨張要素38aにおける冷媒の膨張で発生した動力によって膨張機用発電機38bを発電機として駆動させる回生駆動に移行するように構成されている。   As described above, the expander 38 here expands the refrigerant in the expansion element 38a while performing powering driving to drive the expander generator 38b as an electric motor at the start of operation, and thereafter, the refrigerant in the expansion element 38a. It is configured to shift to regenerative driving in which the expander generator 38b is driven as a generator by the power generated by the expansion.

−第1室外膨張弁−
第1室外膨張弁28は、膨張機38をバイパスするようにレシーバ入口管49に設けられた冷媒を減圧する膨張弁である。ここでは、第1室外膨張弁28として、電動膨張弁が使用されている。第1室外膨張弁28は、その一端がブリッジ回路24を介して、室外熱交換器23に接続され、その他端がレシーバ29の入口に接続されている。そして、第1室外膨張弁28は、膨張機38を使用しない運転において使用される。すなわち、第1室外膨張弁28は、膨張機38を使用しない冷房運転時には、室外熱交換器23において放熱した冷媒をレシーバ29に送る前に減圧する。また、第1室外膨張弁28は、膨張機38を使用しない暖房運転時には、室内熱交換器62a、62bにおいて放熱した冷媒をレシーバ29に送る前に減圧する。
-First outdoor expansion valve-
The first outdoor expansion valve 28 is an expansion valve that depressurizes the refrigerant provided in the receiver inlet pipe 49 so as to bypass the expander 38. Here, an electric expansion valve is used as the first outdoor expansion valve 28. One end of the first outdoor expansion valve 28 is connected to the outdoor heat exchanger 23 via the bridge circuit 24, and the other end is connected to the inlet of the receiver 29. The first outdoor expansion valve 28 is used in an operation that does not use the expander 38. That is, the first outdoor expansion valve 28 decompresses the refrigerant radiated in the outdoor heat exchanger 23 before sending it to the receiver 29 during the cooling operation without using the expander 38. Moreover, the 1st outdoor expansion valve 28 decompresses the refrigerant | coolant thermally radiated in the indoor heat exchangers 62a and 62b before sending to the receiver 29 at the time of the heating operation which does not use the expander 38.

−レシーバ−
レシーバ29は、冷房運転と暖房運転との間で冷媒回路10における冷媒量が異なることが原因となって発生する余剰冷媒を溜めることができるように、膨張機38及び第1室外膨張弁28の下流側、すなわち、膨張機38又は第1室外膨張弁28によって減圧された後の冷媒を一時的に溜めるために設けられた容器である。レシーバ29の入口は、レシーバ入口管49に接続されており、レシーバ29の出口は、レシーバ29の下部から冷媒を導出するレシーバ出口管50に接続されている。
-Receiver-
The receiver 29 can store the excess refrigerant generated due to the difference in the refrigerant amount in the refrigerant circuit 10 between the cooling operation and the heating operation, so that the expander 38 and the first outdoor expansion valve 28 can be stored. It is a container provided in order to temporarily store the refrigerant on the downstream side, that is, after being decompressed by the expander 38 or the first outdoor expansion valve 28. The inlet of the receiver 29 is connected to a receiver inlet pipe 49, and the outlet of the receiver 29 is connected to a receiver outlet pipe 50 that extracts the refrigerant from the lower part of the receiver 29.

−熱回収熱交換器、吸入戻し管−
熱回収熱交換器30は、レシーバ出口管50に設けられており、冷房運転や暖房運転時にレシーバ29において気液分離された液冷媒をさらに放熱させる熱交換器である。熱回収熱交換器30は、ここでは、二重管型熱交換器やプレート型熱交換器からなり、放熱側流路30aを流れる冷媒と蒸発側流路30bを流れる冷媒とが熱交換するようになっている。放熱側流路30aには、レシーバ出口管50を流れる冷媒が流れるようになっている。蒸発側流路30bには、ここでは、レシーバ29の上部から冷媒を導出するようにレシーバ29に接続された吸入戻し管31を流れる冷媒が流れるようになっている。すなわち、熱回収熱交換器30は、吸入戻し管31を流れる冷媒によってレシーバ出口管50を流れる冷媒の放熱を行わせる熱交換器となっている。
-Heat recovery heat exchanger, suction return pipe-
The heat recovery heat exchanger 30 is provided in the receiver outlet pipe 50 and is a heat exchanger that further dissipates heat from the liquid refrigerant separated in the receiver 29 during cooling operation or heating operation. Here, the heat recovery heat exchanger 30 is composed of a double-pipe heat exchanger or a plate heat exchanger, so that heat is exchanged between the refrigerant flowing in the heat radiation side flow path 30a and the refrigerant flowing in the evaporation side flow path 30b. It has become. The refrigerant flowing through the receiver outlet pipe 50 flows through the heat radiation side flow path 30a. Here, the refrigerant flowing through the suction return pipe 31 connected to the receiver 29 flows through the evaporation side flow path 30b so that the refrigerant is led out from the upper part of the receiver 29. That is, the heat recovery heat exchanger 30 is a heat exchanger that releases heat of the refrigerant flowing through the receiver outlet pipe 50 by the refrigerant flowing through the suction return pipe 31.

このように、熱回収熱交換器30は、ここでは、レシーバ出口管50を流れる冷媒と、吸入戻し管31を流れる冷媒との熱交換を行う熱交換器を構成している。   Thus, the heat recovery heat exchanger 30 here constitutes a heat exchanger that performs heat exchange between the refrigerant flowing through the receiver outlet pipe 50 and the refrigerant flowing through the suction return pipe 31.

吸入戻し管31は、ここでは、第1吸入戻し管31aと、合流吸入戻し管31cとを有している。第1吸入戻し管31aは、レシーバ29の上部から冷媒を抜き出す冷媒管である。また、合流吸入戻し管31cは、吸入冷媒管41に合流している。そして、第1吸入戻し管31aには、熱回収熱交換器30の蒸発側流路30bの入口寄りの部分に、第1吸入戻し弁31dが設けられている。第1吸入戻し弁31dは、吸入戻し管31aを流れる冷媒を冷凍サイクルの低圧になるまで減圧する開度制御が可能な膨張弁である。ここでは、第1吸入戻し弁31dとして、電動膨張弁が使用されている。   Here, the suction return pipe 31 has a first suction return pipe 31a and a merging suction return pipe 31c. The first suction return pipe 31 a is a refrigerant pipe that extracts the refrigerant from the upper part of the receiver 29. Further, the merged suction return pipe 31 c merges with the suction refrigerant pipe 41. The first suction return pipe 31a is provided with a first suction return valve 31d near the inlet of the evaporation side flow path 30b of the heat recovery heat exchanger 30. The first suction return valve 31d is an expansion valve capable of opening control for reducing the pressure of the refrigerant flowing through the suction return pipe 31a until the refrigerant reaches a low pressure in the refrigeration cycle. Here, an electric expansion valve is used as the first suction return valve 31d.

このように、吸入戻し管31は、ここでは、膨張機38の下流側から圧縮機21の吸入側に冷媒をバイパスさせる冷媒管を構成している。また、吸入戻し管31は、レシーバ29の上部から冷媒を導出するようにレシーバ29に接続されている。さらに、吸入戻し管31には、吸入戻し弁31dが設けられている。   In this manner, the suction return pipe 31 constitutes a refrigerant pipe that bypasses the refrigerant from the downstream side of the expander 38 to the suction side of the compressor 21. The suction return pipe 31 is connected to the receiver 29 so as to lead the refrigerant from the upper part of the receiver 29. Further, the suction return pipe 31 is provided with a suction return valve 31d.

−室外側制御部等−
また、室外ユニット2には、各種のセンサが設けられている。具体的には、吸入戻し管31の合流吸入戻し管31cには、第1吸入戻し弁31dによって減圧された後で、かつ、熱回収熱交換器30の蒸発側流路30bに流入する前の吸入戻し管31を流れる冷媒の温度である吸入戻し飽和温度Tsh1を検出する飽和温度センサ54が設けられている。また、吸入戻し管31の合流吸入戻し管31cには、熱回収熱交換器30の蒸発側流路30bを出た後の吸入戻し管31を流れる冷媒の温度である吸入戻し出口温度Tsh2を検出する出口温度センサ55が設けられている。また、膨張機38の下流側には、膨張機38の下流側における冷媒の圧力Pexを検出する出口圧力センサ57が設けられている。さらに、圧縮機21の吸入側における冷媒の圧力Psを検出する吸入圧力センサ58が設けられている。
-Outdoor control unit, etc.-
The outdoor unit 2 is provided with various sensors. Specifically, the combined suction return pipe 31c of the suction return pipe 31 is decompressed by the first suction return valve 31d and before flowing into the evaporation side flow path 30b of the heat recovery heat exchanger 30. A saturation temperature sensor 54 that detects a suction return saturation temperature Tsh1 that is the temperature of the refrigerant flowing through the suction return pipe 31 is provided. Further, the combined suction return pipe 31c of the suction return pipe 31 detects a suction return outlet temperature Tsh2, which is the temperature of the refrigerant flowing through the suction return pipe 31 after exiting the evaporation side flow path 30b of the heat recovery heat exchanger 30. An outlet temperature sensor 55 is provided. Further, an outlet pressure sensor 57 that detects the refrigerant pressure Pex on the downstream side of the expander 38 is provided on the downstream side of the expander 38. Further, a suction pressure sensor 58 for detecting the refrigerant pressure Ps on the suction side of the compressor 21 is provided.

また、室外ユニット2は、室外ユニット2を構成する各部の動作を制御する室外側制御部37を有している。そして、室外側制御部37は、室外ユニット2の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有している。これにより、室外側制御部37は、室内側制御部67a、67bとの間で伝送線91を介して制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。   The outdoor unit 2 also has an outdoor control unit 37 that controls the operation of each unit constituting the outdoor unit 2. And the outdoor side control part 37 has a microcomputer, memory, etc. which were provided in order to control the outdoor unit 2. FIG. Thereby, the outdoor side control part 37 can exchange a control signal etc. via the transmission line 91 between indoor side control parts 67a and 67b.

<冷媒連絡管>
冷媒連絡管7、8は、空気調和装置1を建物等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管であり、設置場所や室外ユニットと室内ユニットとの組み合わせ等の設置条件に応じて種々の長さや管径を有するものが使用される。
<Refrigerant communication pipe>
Refrigerant communication pipes 7 and 8 are refrigerant pipes constructed on site when the air conditioner 1 is installed at an installation location such as a building, and installation conditions such as the installation location and a combination of an outdoor unit and an indoor unit. Those having various lengths and tube diameters are used.

以上のように、室外ユニット2と、室内ユニット6a、6bと、冷媒連絡管7、8とが接続されることによって、空気調和装置1の冷媒回路10が構成されている。空気調和装置1は、上記のように、主として、圧縮機21、放熱器又は蒸発器としての室外熱交換器23、膨張機38、蒸発器又は放熱器としての室内熱交換器62a、62bとが接続されることによって構成される冷媒回路10を有している。尚、ここでは、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うことが可能な冷媒回路10を例として挙げているが、これに限定されるものではなく、冷房運転のみや暖房運転のみを行うことが可能な冷媒回路であってもよい。   As described above, the refrigerant circuit 10 of the air conditioner 1 is configured by connecting the outdoor unit 2, the indoor units 6 a and 6 b, and the refrigerant communication pipes 7 and 8. As described above, the air conditioner 1 mainly includes the compressor 21, the outdoor heat exchanger 23 as a radiator or an evaporator, the expander 38, and the indoor heat exchangers 62a and 62b as an evaporator or a radiator. It has the refrigerant circuit 10 comprised by connecting. Here, the refrigerant circuit 10 that can be switched between the cooling operation and the heating operation is described as an example, but the present invention is not limited to this, and only the cooling operation or the heating operation can be performed. A possible refrigerant circuit may be used.

<電源回路、制御部>
空気調和装置1を構成する圧縮機21及び膨張機38(より具体的には、圧縮機用電動機21c及び膨張機用発電機38b)は、図2に示すような電源回路を介して商用電源に接続されている。電源回路は、主として、第1コンバータ92と、インバータ93と、第2コンバータ94とを有している。第1コンバータ92は、商用電源からな交流電力を直流電力に変換してインバータ93に供給する電気回路である。第2コンバータ94は、膨張機38(膨張機用発電機38b)で発電された交流電力を直流電力に変換してインバータ93に供給する電気回路である。インバータ93は、コンバータ93、94からの直流電力を交流電力に変換して圧縮機21(圧縮機用電動機21c)に供給する電気回路である。また、電源回路の第2コンバータ94と膨張機38(膨張機用発電機38b)との間には、膨張機38(膨張機用発電機38b)からの交流電流の電流値Igを検出する電流センサ95が設けられている。
<Power supply circuit, control unit>
The compressor 21 and the expander 38 (more specifically, the compressor motor 21c and the expander generator 38b) constituting the air conditioner 1 are connected to a commercial power supply via a power supply circuit as shown in FIG. It is connected. The power supply circuit mainly includes a first converter 92, an inverter 93, and a second converter 94. The first converter 92 is an electric circuit that converts AC power from a commercial power source into DC power and supplies it to the inverter 93. The second converter 94 is an electric circuit that converts AC power generated by the expander 38 (expander generator 38 b) into DC power and supplies it to the inverter 93. The inverter 93 is an electric circuit that converts DC power from the converters 93 and 94 into AC power and supplies the AC power to the compressor 21 (compressor motor 21c). Further, between the second converter 94 of the power supply circuit and the expander 38 (expander generator 38b), a current for detecting the current value Ig of the alternating current from the expander 38 (expander generator 38b). A sensor 95 is provided.

空気調和装置1は、室内側制御部67a、67bと室外側制御部37とから構成される制御部9によって、室外ユニット2及び室内ユニット6a、6bの各機器の制御を行うことができるようになっている。すなわち、室内側制御部67a、67bと室外側制御部37との間を接続する伝送線91とによって、冷房運転や暖房運転を含む空気調和装置1全体の運転制御を行う制御部9が構成されている。   The air conditioner 1 can control each device of the outdoor unit 2 and the indoor units 6a and 6b by the control unit 9 including the indoor side control units 67a and 67b and the outdoor side control unit 37. It has become. That is, the control part 9 which performs operation control of the whole air conditioning apparatus 1 including air_conditionaing | cooling operation and heating operation is comprised by the transmission line 91 which connects between indoor side control part 67a, 67b and the outdoor side control part 37. ing.

制御部9は、図3に示すように、各種センサ54、55、95等の検出信号を受けることができるように接続されるとともに、これらの検出信号等に基づいて各種機器及び弁21、22、25、28、31d、35、38、61a、61b、65a、65b等を制御することができるように接続されている。   As shown in FIG. 3, the control unit 9 is connected so that it can receive detection signals from various sensors 54, 55, 95, etc., and various devices and valves 21, 22 based on these detection signals. 25, 28, 31d, 35, 38, 61a, 61b, 65a, 65b, etc., are connected so as to be controlled.

(2)空気調和装置の動作及び制御
次に、膨張機38を使用する運転時の空気調和装置1の動作及び制御について、図1〜図6を用いて説明する。ここで、図4は、起動制御を行わない場合の運転開始時の膨張機38の力行駆動時における冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図である。図5は、膨張機38を使用する運転の開始時における起動制御のフローチャートである。図6は、起動制御を行う場合の運転開始時の膨張機38の力行駆動時における冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図である。尚、以下に説明する空気調和装置1の動作及び制御は、制御部9によって行われる。
(2) Operation and Control of Air Conditioner Next, the operation and control of the air conditioner 1 during operation using the expander 38 will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 4 is a pressure-enthalpy diagram illustrating a refrigeration cycle during powering driving of the expander 38 at the start of operation when start control is not performed. FIG. 5 is a flowchart of activation control at the start of operation using the expander 38. FIG. 6 is a pressure-enthalpy diagram illustrating a refrigeration cycle during powering driving of the expander 38 at the start of operation when performing start-up control. In addition, operation | movement and control of the air conditioning apparatus 1 demonstrated below are performed by the control part 9. FIG.

<膨張機を使用する冷房運転>
膨張機38を使用する冷房運転時は、第1切換機構22が図1の実線で示される冷房運転状態に切り換えられる。また、第1切換機構22が冷房運転状態に切り換えられるため、第2室外膨張弁25が全閉される。さらに、ここでは、膨張機38を使用する運転を行うため、第1室外膨張弁28が全閉される。
<Cooling operation using an expander>
During the cooling operation using the expander 38, the first switching mechanism 22 is switched to the cooling operation state indicated by the solid line in FIG. Further, since the first switching mechanism 22 is switched to the cooling operation state, the second outdoor expansion valve 25 is fully closed. Further, here, in order to perform the operation using the expander 38, the first outdoor expansion valve 28 is fully closed.

この冷媒回路10の状態において、冷凍サイクルの低圧の冷媒は、吸入冷媒管41から圧縮機21に吸入され、まず、圧縮要素21aによって圧縮されて、圧縮機21から吐出冷媒管43に吐出される。ここで、圧縮機21から吐出された高圧の冷媒は、圧縮要素21aによる圧縮動作によって、臨界圧力(すなわち、図4及び図6に示される臨界点CPにおける臨界圧力Pcp)を超える圧力まで圧縮されている。そして、この圧縮要素21aから吐出された高圧の冷媒は、高圧側油分離器45aに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、高圧側油分離器45aにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、高圧側油戻し管45bに流入し、高圧側油戻し管45bに設けられた高圧側減圧機構45cで減圧された後に、圧縮要素21aの吸入側(すなわち、吸入冷媒管41)に送られる。次に、高圧側油分離器45aにおいて冷凍機油が分離された後の高圧の冷媒は、第1切換機構22を通じて、冷媒の放熱器として機能する室外熱交換器23に送られる。   In the state of the refrigerant circuit 10, the low-pressure refrigerant of the refrigeration cycle is sucked into the compressor 21 from the suction refrigerant pipe 41, first compressed by the compression element 21 a, and discharged from the compressor 21 to the discharge refrigerant pipe 43. . Here, the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 21 is compressed to a pressure exceeding the critical pressure (that is, the critical pressure Pcp at the critical point CP shown in FIGS. 4 and 6) by the compression operation by the compression element 21a. ing. The high-pressure refrigerant discharged from the compression element 21a flows into the high-pressure side oil separator 45a, and the accompanying refrigeration oil is separated. The refrigerating machine oil separated from the high-pressure refrigerant in the high-pressure side oil separator 45a flows into the high-pressure side oil return pipe 45b and is decompressed by the high-pressure side pressure reducing mechanism 45c provided in the high-pressure side oil return pipe 45b. Then, it is sent to the suction side of the compression element 21a (that is, the suction refrigerant pipe 41). Next, the high-pressure refrigerant after the refrigerating machine oil is separated in the high-pressure side oil separator 45 a is sent to the outdoor heat exchanger 23 that functions as a refrigerant radiator through the first switching mechanism 22.

この室外熱交換器23に送られた高圧の冷媒は、室外熱交換器23において、室外ファン35によって供給される室外空気と熱交換を行うことで放熱する。   The high-pressure refrigerant sent to the outdoor heat exchanger 23 radiates heat by exchanging heat with outdoor air supplied by the outdoor fan 35 in the outdoor heat exchanger 23.

この室外熱交換器23において放熱した高圧の冷媒は、ブリッジ回路24の入口逆止弁24aを通じてレシーバ入口管49に流入し、膨張機38に流入する。   The high-pressure refrigerant that has radiated heat in the outdoor heat exchanger 23 flows into the receiver inlet pipe 49 through the inlet check valve 24 a of the bridge circuit 24 and then flows into the expander 38.

この膨張機38に流入した高圧の冷媒は、膨張要素38aによって膨張した後に、膨張機38から流出する。そして、膨張要素38aにおける冷媒の膨張によって発生した動力によって、膨張機用発電機38bが回転駆動されて発電が行われる。すなわち、膨張機用発電機38bは、発電機として駆動される回生駆動がなされる。そして、膨張機用発電機38bにおいて発電された電力は、電源回路(図2参照)を介して、圧縮機21の圧縮機用電動機21cに供給される。これにより、商用電源から圧縮機用電動機21cに供給される駆動電力を削減することができる。   The high-pressure refrigerant that has flowed into the expander 38 expands by the expansion element 38 a and then flows out from the expander 38. The expander generator 38b is rotationally driven by the power generated by the expansion of the refrigerant in the expansion element 38a to generate power. That is, the expander generator 38b is regeneratively driven to be driven as a generator. Then, the electric power generated by the expander generator 38b is supplied to the compressor motor 21c of the compressor 21 via the power supply circuit (see FIG. 2). Thereby, the driving power supplied from the commercial power source to the compressor motor 21c can be reduced.

膨張機38において膨張した冷媒は、レシーバ29に流入して、ガス冷媒と液冷媒とに気液分離される。そして、レシーバ29において気液分離されたガス冷媒は、吸入戻し管31の第1吸入戻し管31aに送られ、レシーバ29において気液分離された液冷媒は、レシーバ出口管50に送られる。   The refrigerant expanded in the expander 38 flows into the receiver 29 and is gas-liquid separated into a gas refrigerant and a liquid refrigerant. The gas refrigerant separated in the receiver 29 is sent to the first suction return pipe 31 a of the suction return pipe 31, and the liquid refrigerant separated in the receiver 29 is sent to the receiver outlet pipe 50.

第1吸入戻し管31aに送られたガス冷媒は、第1吸入戻し弁31dによって低圧まで減圧された後に、合流吸入戻し管31cに送られて、熱回収熱交換器30の蒸発側流路30bに送られる。また、レシーバ出口管50を流れる液冷媒は、熱回収熱交換器30の放熱側流路30aに流入し、合流吸入戻し管31cを流れる低圧の冷媒と熱交換を行って放熱する。一方、合流吸入戻し管31cを流れる低圧の冷媒は、熱回収熱交換器30の放熱側流路30aを流れる液冷媒と熱交換を行って蒸発して、吸入冷媒管41を流れる低圧の冷媒に合流することになる。膨張機38が力行駆動から回収駆動に移行した直後には、第1吸入戻し弁31dは、熱回収熱交換器30の吸入戻し管31側の出口における冷媒(すなわち、熱回収熱交換器30の蒸発側流路30bの出口における冷媒)が過熱状態になるように開度制御される(吸入戻し弁による過熱度制御)。ここでは、吸入戻し出口温度Tsh2から吸入戻し飽和温度Tsh1を差し引くことによって吸入戻し過熱度SHを得る。尚、吸入戻し飽和温度Tsh1は、飽和温度センサ54によって検出される温度値に限定されるものではなく、圧縮機21の吸入側における冷媒の圧力を検出する圧力センサを設けている場合には、この圧力値を飽和温度に読み替えて吸入戻し飽和温度Tsh1として使用してもよい。そして、熱回収熱交換器30の吸入戻し管31側の出口における冷媒が過熱状態になっていること(例えば、吸入戻し過熱度SHが所定の過熱度値になっていること)を確認できた後に、第1吸入戻し弁31dは、膨張機38の下流側における冷媒の圧力Pexと圧縮機21の吸入側における冷媒の圧力Psとの間の差圧ΔPに基づいて、第1吸入戻し弁31dの開度を制御する(吸入戻し弁による差圧制御)。例えば、差圧ΔPが所定の目標差圧になるように、第1吸入戻し弁31dの開度を制御することができる。これにより、液冷媒連絡管7の長さが長い場合であっても、レシーバ29を出た液冷媒が室内ユニット6a、6bまで送るための差圧が確保されるとともに、膨張機38の上流側と下流側との間の差圧を大きくすることができる。   The gas refrigerant sent to the first suction return pipe 31a is depressurized to a low pressure by the first suction return valve 31d, and then sent to the combined suction return pipe 31c to be sent to the evaporation side channel 30b of the heat recovery heat exchanger 30. Sent to. Further, the liquid refrigerant flowing through the receiver outlet pipe 50 flows into the heat radiation side flow path 30a of the heat recovery heat exchanger 30 and radiates heat by exchanging heat with the low-pressure refrigerant flowing through the combined suction return pipe 31c. On the other hand, the low-pressure refrigerant flowing through the combined suction return pipe 31c evaporates by exchanging heat with the liquid refrigerant flowing through the heat radiation side flow path 30a of the heat recovery heat exchanger 30 to become low-pressure refrigerant flowing through the suction refrigerant pipe 41. Will join. Immediately after the expander 38 shifts from the power running drive to the recovery drive, the first suction return valve 31d is a refrigerant at the outlet on the suction return pipe 31 side of the heat recovery heat exchanger 30 (that is, the heat recovery heat exchanger 30). The opening degree is controlled so that the refrigerant at the outlet of the evaporation side flow path 30b is overheated (superheat degree control by the suction return valve). Here, the suction return superheat degree SH is obtained by subtracting the suction return saturation temperature Tsh1 from the suction return outlet temperature Tsh2. The suction return saturation temperature Tsh1 is not limited to the temperature value detected by the saturation temperature sensor 54. When a pressure sensor for detecting the refrigerant pressure on the suction side of the compressor 21 is provided, This pressure value may be read as the saturation temperature and used as the suction return saturation temperature Tsh1. Then, it was confirmed that the refrigerant at the outlet of the heat recovery heat exchanger 30 on the suction return pipe 31 side is in an overheated state (for example, the suction return superheat degree SH is a predetermined superheat degree value). Later, the first suction return valve 31d is based on the differential pressure ΔP between the refrigerant pressure Pex on the downstream side of the expander 38 and the refrigerant pressure Ps on the suction side of the compressor 21. Is controlled (differential pressure control by suction return valve). For example, the opening degree of the first suction return valve 31d can be controlled so that the differential pressure ΔP becomes a predetermined target differential pressure. Thereby, even when the length of the liquid refrigerant communication pipe 7 is long, a differential pressure for the liquid refrigerant that has exited the receiver 29 to be sent to the indoor units 6a and 6b is secured, and the upstream side of the expander 38 And the pressure difference between the downstream side can be increased.

この熱回収熱交換器30において放熱した液冷媒は、ブリッジ回路24の出口逆止弁24c及び液冷媒連絡管7を通じて、室内膨張弁61a、61bに送られて、室内膨張弁61a、61bによって減圧されて低圧の冷媒となり、冷媒の蒸発器として機能する室内熱交換器62a、62bに送られる。   The liquid refrigerant dissipated in the heat recovery heat exchanger 30 is sent to the indoor expansion valves 61a and 61b through the outlet check valve 24c of the bridge circuit 24 and the liquid refrigerant communication pipe 7, and decompressed by the indoor expansion valves 61a and 61b. As a result, the refrigerant becomes a low-pressure refrigerant and is sent to the indoor heat exchangers 62a and 62b that function as an evaporator of the refrigerant.

この室内熱交換器62a、62bに送られた低圧の冷媒は、室内熱交換器62a、62bにおいて、室内ファン65a、65bによって供給される室内空気と熱交換を行うことで蒸発する。   The low-pressure refrigerant sent to the indoor heat exchangers 62a and 62b evaporates by exchanging heat with the indoor air supplied by the indoor fans 65a and 65b in the indoor heat exchangers 62a and 62b.

この室内熱交換器62a、62bにおいて蒸発した低圧の冷媒は、ガス冷媒連絡管8及び第1切換機構22を通じて、吸入冷媒管41に送られ、吸入戻し管31から送られる低圧の冷媒と合流した後に、再び、圧縮機21に吸入される。   The low-pressure refrigerant evaporated in the indoor heat exchangers 62a and 62b is sent to the suction refrigerant pipe 41 through the gas refrigerant communication pipe 8 and the first switching mechanism 22, and merged with the low-pressure refrigerant sent from the suction return pipe 31. Later, it is sucked into the compressor 21 again.

<膨張機を使用する暖房運転>
膨張機38を使用する暖房運転時は、第1切換機構22が図1の破線で示される暖房運転状態に切り換えられる。また、第1切換機構22が暖房運転状態に切り換えられるため、第2室外膨張弁25が開度調節される。さらに、ここでは、膨張機38を使用する運転を行うため、第1室外膨張弁28が全閉される。
<Heating operation using an expander>
During the heating operation using the expander 38, the first switching mechanism 22 is switched to the heating operation state indicated by the broken line in FIG. Further, since the first switching mechanism 22 is switched to the heating operation state, the opening degree of the second outdoor expansion valve 25 is adjusted. Further, here, in order to perform the operation using the expander 38, the first outdoor expansion valve 28 is fully closed.

この冷媒回路10の状態において、冷凍サイクルの低圧の冷媒は、吸入冷媒管41から圧縮機21に吸入され、まず、圧縮要素21aによって圧縮されて、圧縮機21から吐出冷媒管43に吐出される。ここで、圧縮機21から吐出された高圧の冷媒は、圧縮要素21aによる圧縮動作によって、臨界圧力(すなわち、図4及び図6に示される臨界点CPにおける臨界圧力Pcp)を超える圧力まで圧縮されている。そして、この圧縮要素21aから吐出された高圧の冷媒は、高圧側油分離器45aに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、高圧側油分離器45aにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、高圧側油戻し管45bに流入し、高圧側油戻し管45bに設けられた高圧側減圧機構45cで減圧された後に、圧縮要素21aの吸入側(すなわち、吸入冷媒管41)に送られる。次に、高圧側油分離器45aにおいて冷凍機油が分離された後の高圧の冷媒は、第1切換機構22及びガス冷媒連絡管8を通じて、冷媒の放熱器として機能する室内熱交換器62a、62bに送られる。   In the state of the refrigerant circuit 10, the low-pressure refrigerant of the refrigeration cycle is sucked into the compressor 21 from the suction refrigerant pipe 41, first compressed by the compression element 21 a, and discharged from the compressor 21 to the discharge refrigerant pipe 43. . Here, the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 21 is compressed to a pressure exceeding the critical pressure (that is, the critical pressure Pcp at the critical point CP shown in FIGS. 4 and 6) by the compression operation by the compression element 21a. ing. The high-pressure refrigerant discharged from the compression element 21a flows into the high-pressure side oil separator 45a, and the accompanying refrigeration oil is separated. The refrigerating machine oil separated from the high-pressure refrigerant in the high-pressure side oil separator 45a flows into the high-pressure side oil return pipe 45b and is decompressed by the high-pressure side pressure reducing mechanism 45c provided in the high-pressure side oil return pipe 45b. Then, it is sent to the suction side of the compression element 21a (that is, the suction refrigerant pipe 41). Next, the high-pressure refrigerant after the refrigerating machine oil is separated in the high-pressure side oil separator 45a passes through the first switching mechanism 22 and the gas refrigerant communication pipe 8, and the indoor heat exchangers 62a and 62b function as a refrigerant radiator. Sent to.

この室内熱交換器62a、62bに送られた高圧の冷媒は、室内熱交換器62a、62bにおいて、室内ファン65a、65bによって供給される室内空気と熱交換を行うことで放熱する。   The high-pressure refrigerant sent to the indoor heat exchangers 62a and 62b radiates heat by exchanging heat with indoor air supplied by the indoor fans 65a and 65b in the indoor heat exchangers 62a and 62b.

この室内熱交換器62a、62bにおいて放熱した高圧の冷媒は、室内膨張弁61a、61bを通過した後に、液冷媒連絡管7及びブリッジ回路24の入口逆止弁24bを通じてレシーバ入口管49に流入し、膨張機38に流入する。   The high-pressure refrigerant radiated in the indoor heat exchangers 62a and 62b flows into the receiver inlet pipe 49 through the liquid refrigerant communication pipe 7 and the inlet check valve 24b of the bridge circuit 24 after passing through the indoor expansion valves 61a and 61b. And flows into the expander 38.

この膨張機38に流入した高圧の冷媒は、冷房運転時と同様に、膨張要素38aによって膨張した後に、膨張機38から流出する。そして、膨張要素38aにおける冷媒の膨張によって発生した動力によって、膨張機用発電機38bが回転駆動されて発電が行われる。すなわち、膨張機用発電機38bは、発電機として駆動される回生駆動がなされる。そして、膨張機用発電機38bにおいて発電された電力は、電源回路(図2参照)を介して、圧縮機21の圧縮機用電動機21cに供給される。これにより、商用電源から圧縮機用電動機21cに供給される駆動電力を削減することができる。   The high-pressure refrigerant that has flowed into the expander 38 flows out of the expander 38 after being expanded by the expansion element 38a, as in the cooling operation. The expander generator 38b is rotationally driven by the power generated by the expansion of the refrigerant in the expansion element 38a to generate power. That is, the expander generator 38b is regeneratively driven to be driven as a generator. Then, the electric power generated by the expander generator 38b is supplied to the compressor motor 21c of the compressor 21 via the power supply circuit (see FIG. 2). Thereby, the driving power supplied from the commercial power source to the compressor motor 21c can be reduced.

膨張機38において膨張した冷媒は、レシーバ29に流入して、ガス冷媒と液冷媒とに気液分離される。そして、レシーバ29において気液分離されたガス冷媒は、吸入戻し管31の第1吸入戻し管31aに送られ、レシーバ29において気液分離された液冷媒は、レシーバ出口管50に送られる。   The refrigerant expanded in the expander 38 flows into the receiver 29 and is gas-liquid separated into a gas refrigerant and a liquid refrigerant. The gas refrigerant separated in the receiver 29 is sent to the first suction return pipe 31 a of the suction return pipe 31, and the liquid refrigerant separated in the receiver 29 is sent to the receiver outlet pipe 50.

第1吸入戻し管31aに送られたガス冷媒は、第1吸入戻し弁31dによって低圧まで減圧された後に、合流吸入戻し管31cに送られて、熱回収熱交換器30の蒸発側流路30bに送られる。また、レシーバ出口管50を流れる液冷媒は、熱回収熱交換器30の放熱側流路30aに流入し、合流吸入戻し管31cを流れる低圧の冷媒と熱交換を行って放熱する。一方、合流吸入戻し管31cを流れる低圧の冷媒は、熱回収熱交換器30の放熱側流路30aを流れる液冷媒と熱交換を行って蒸発して、吸入冷媒管41を流れる低圧の冷媒に合流することになる。このとき(すなわち、暖房運転の回生駆動時において)、冷房運転の回生駆動時と同様に、吸入戻し弁による過熱度制御と差圧制御が行われる。   The gas refrigerant sent to the first suction return pipe 31a is depressurized to a low pressure by the first suction return valve 31d, and then sent to the combined suction return pipe 31c to be sent to the evaporation side channel 30b of the heat recovery heat exchanger 30. Sent to. Further, the liquid refrigerant flowing through the receiver outlet pipe 50 flows into the heat radiation side flow path 30a of the heat recovery heat exchanger 30 and radiates heat by exchanging heat with the low-pressure refrigerant flowing through the combined suction return pipe 31c. On the other hand, the low-pressure refrigerant flowing through the combined suction return pipe 31c evaporates by exchanging heat with the liquid refrigerant flowing through the heat radiation side flow path 30a of the heat recovery heat exchanger 30 to become low-pressure refrigerant flowing through the suction refrigerant pipe 41. Will join. At this time (that is, at the time of regenerative driving in the heating operation), the superheat degree control and the differential pressure control by the suction return valve are performed as in the regenerative driving of the cooling operation.

そして、熱回収熱交換器30の放熱側流路30aを通過した液冷媒は、ブリッジ回路24の第2室外膨張弁25に送られて低圧まで減圧された後に、冷媒の蒸発器として機能する室外熱交換器23に送られる。   Then, the liquid refrigerant that has passed through the heat radiation side flow path 30a of the heat recovery heat exchanger 30 is sent to the second outdoor expansion valve 25 of the bridge circuit 24 and depressurized to a low pressure, and then the outdoor functioning as an evaporator of the refrigerant. It is sent to the heat exchanger 23.

この室外熱交換器23に送られた低圧の冷媒は、室外熱交換器23において、室外ファン35によって供給される室外空気と熱交換を行うことで蒸発する。そして、そして、この室外熱交換器23において蒸発した低圧の冷媒は、第1切換機構22を通じて、吸入冷媒管41に送られ、吸入戻し管31から送られる低圧の冷媒と合流した後に、再び、圧縮機21に吸入される。   The low-pressure refrigerant sent to the outdoor heat exchanger 23 evaporates by exchanging heat with outdoor air supplied by the outdoor fan 35 in the outdoor heat exchanger 23. Then, the low-pressure refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger 23 is sent to the suction refrigerant pipe 41 through the first switching mechanism 22 and joined with the low-pressure refrigerant sent from the suction return pipe 31, and then again. It is sucked into the compressor 21.

<膨張機を使用する運転の開始時における起動制御>
上記のような膨張機38を使用する冷房運転や暖房運転の開始時においては、圧縮機21の吐出圧力が上昇するまで、すなわち、冷媒回路10の高低差圧が付くまで時間がかかる。このため、膨張機38の上流側と下流側との間の差圧が付くまでの時間もかかることになる。例えば、吸入戻し管31の第1吸入戻し弁31dを閉止した状態で冷房運転や暖房運転を開始すると、図4に示すように、圧縮機21の吐出圧力が上昇するまでは、膨張機38の上流側と下流側との間の差圧が小さい運転状態になる。そして、膨張機38の上流側と下流側との間の差圧が小さいと、膨張機38の膨張機用発電機38bにおける電流値Igが、第2コンバータ94から膨張機用発電機38bに向かって電流が流れるマイナス電流の状態を脱することができず、膨張機用発電機38bから第2コンバータ94に向かって電流が流れるプラス電流の状態になりにくい。このため、膨張機38を力行駆動から回生駆動に移行することができず、膨張機38の力行駆動が継続することになる。特に、外気温度が低い条件(例えば、外気温度が−20℃程度)では、圧縮機21の吐出圧力が上昇しにくくなるため、膨張機38の力行駆動が長時間にわたって継続することになる。このような膨張機38の長時間の力行駆動が運転開始毎に何度も繰り返されると、空気調和装置1の消費電力、すなわち、ランニングコストが大きくなり、空気調和装置1の性能が低下する。
<Startup control at the start of operation using the expander>
At the start of the cooling operation or heating operation using the expander 38 as described above, it takes time until the discharge pressure of the compressor 21 increases, that is, until the high and low differential pressure of the refrigerant circuit 10 is applied. For this reason, it takes time until the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the expander 38 is applied. For example, when the cooling operation or the heating operation is started with the first suction return valve 31d of the suction return pipe 31 closed, as shown in FIG. 4, until the discharge pressure of the compressor 21 rises, The operating state is such that the differential pressure between the upstream side and the downstream side is small. When the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the expander 38 is small, the current value Ig in the expander generator 38b of the expander 38 is directed from the second converter 94 to the expander generator 38b. Therefore, it is difficult to escape from the negative current state in which the current flows, and the positive current state in which the current flows from the expander generator 38b toward the second converter 94 is unlikely. For this reason, the expander 38 cannot be shifted from the power running drive to the regenerative drive, and the power running drive of the expander 38 is continued. In particular, under conditions where the outside air temperature is low (for example, the outside air temperature is about −20 ° C.), the discharge pressure of the compressor 21 is unlikely to increase, so that the power running drive of the expander 38 continues for a long time. If such a long-time power running drive of the expander 38 is repeated many times each time the operation is started, the power consumption of the air conditioner 1, that is, the running cost increases, and the performance of the air conditioner 1 decreases.

そこで、ここでは、冷房運転や暖房運転の運転開始時に、吸入戻し管31に設けられた第1吸入戻し弁31dを開けて膨張機38を起動するようにしている。以下、膨張機38を使用する運転の開始時における起動制御について、図4〜図6を用いて詳細に説明する。   Therefore, here, at the start of the cooling operation or the heating operation, the first suction return valve 31d provided in the suction return pipe 31 is opened to start the expander 38. Hereinafter, the startup control at the start of the operation using the expander 38 will be described in detail with reference to FIGS.

膨張機38を使用する冷房運転や暖房運転の開始指令がなされると、まず、制御部9は、ステップST1において、第1吸入戻し弁31dの開度を所定開度MVsに設定して固定する。ここで、所定開度は、40%〜60%の開度(全開状態を開度100%とする)である。   When an instruction to start the cooling operation or the heating operation using the expander 38 is made, the control unit 9 first sets and fixes the opening degree of the first suction return valve 31d to the predetermined opening degree MVs in step ST1. . Here, the predetermined opening is an opening of 40% to 60% (the fully open state is set to 100% of the opening).

次に、制御部9は、ステップST2において、上記のように、第1吸入戻し弁31dを開けた状態で、圧縮機21を駆動し、膨張機38を力行駆動する。すると、運転開始時の膨張機38の力行駆動時において、吸入戻し管31を通じて膨張機38の下流側から圧縮機21の吸入側に冷媒をバイパスさせるため、図6に示すように、膨張機の下流側における冷媒の圧力が低下することになる。このため、運転開始時において、圧縮機21の吐出圧力が上昇するまでであっても、膨張機38の上流側と下流側との間の差圧を大きくすることができる。これにより、膨張機38の膨張機用発電機38bにおける電流値Igが、第2コンバータ94から膨張機用発電機38bに向かって電流が流れるマイナス電流の状態を脱して、膨張機用発電機38bから第2コンバータ94に向かって電流が流れるプラス電流の状態になりやすくなる。   Next, in step ST2, the control unit 9 drives the compressor 21 and power-drives the expander 38 with the first suction return valve 31d opened as described above. Then, at the time of powering driving of the expander 38 at the start of operation, the refrigerant is bypassed from the downstream side of the expander 38 to the suction side of the compressor 21 through the suction return pipe 31. Therefore, as shown in FIG. The pressure of the refrigerant on the downstream side will decrease. For this reason, even when the discharge pressure of the compressor 21 rises at the start of operation, the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the expander 38 can be increased. As a result, the current value Ig in the expander generator 38b of the expander 38 deviates from the negative current state in which current flows from the second converter 94 toward the expander generator 38b, and the expander generator 38b. It becomes easy to be in a positive current state in which a current flows from the first to the second converter 94.

そして、制御部9は、ステップST3において、膨張機38の膨張機用発電機38bにおける電流値Igがプラス電流の状態になっていることを示す所定の閾電流値Igs以上なったと判定すると、ステップST4において、膨張機38を回生駆動に移行し、第1吸入戻し弁31dを上記の過熱度制御と差圧制御に移行する。   When the control unit 9 determines in step ST3 that the current value Ig in the expander generator 38b of the expander 38 is equal to or greater than a predetermined threshold current value Igs indicating that the current value Ig is in a positive current state, In ST4, the expander 38 is shifted to regenerative drive, and the first suction return valve 31d is shifted to the superheat degree control and the differential pressure control.

このような膨張機38を使用する運転の開始時における起動制御によって、膨張機38の力行駆動の時間を短縮することができるようになり、空気調和装置1の消費電力を低減して、性能を向上させることができる。   The start-up control at the start of the operation using the expander 38 makes it possible to shorten the time of powering drive of the expander 38, reduce the power consumption of the air conditioner 1, and improve the performance. Can be improved.

また、膨張機38の下流側から圧縮機21の吸入側に冷媒をバイパスさせる冷媒管であれば、吸入戻し管として使用可能であるが、ここでは、吸入戻し管31(第1吸入戻し管31a)がレシーバ29の上部から冷媒を導出するように設けられている。このため、運転開始時の膨張機38の力行駆動時において、できるだけガス状態の冷媒を圧縮機21の吸入側に戻すことができるようになっている。これにより、ここでは、運転開始時の膨張機38の力行駆動時において、圧縮機21の吸入側に液冷媒が戻ることを抑えつつ、膨張機38の上流側と下流側との間の差圧を大きくすることができる。   Further, any refrigerant pipe that bypasses the refrigerant from the downstream side of the expander 38 to the suction side of the compressor 21 can be used as the suction return pipe, but here, the suction return pipe 31 (the first suction return pipe 31a). ) Is provided so as to lead out the refrigerant from the upper part of the receiver 29. For this reason, the refrigerant in the gaseous state can be returned to the suction side of the compressor 21 as much as possible during the power running of the expander 38 at the start of operation. Thereby, here, the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the expander 38 is suppressed while the liquid refrigerant is prevented from returning to the suction side of the compressor 21 during the power running drive of the expander 38 at the start of operation. Can be increased.

また、ここでは、吸入戻し管31(第1吸入戻し管31a)を流れる冷媒が、熱回収熱交換器30において熱交換を行って加熱された後に、圧縮機31の吸入側に戻すことができる。これにより、ここでは、運転開始時の膨張機38の力行駆動時において、圧縮機21の吸入側に液冷媒が戻ることを抑えつつ、膨張機38の上流側と下流側との間の差圧を大きくすることができる。   Further, here, the refrigerant flowing through the suction return pipe 31 (first suction return pipe 31a) can be returned to the suction side of the compressor 31 after being heated by heat exchange in the heat recovery heat exchanger 30. . Thereby, here, the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the expander 38 is suppressed while the liquid refrigerant is prevented from returning to the suction side of the compressor 21 during the power running drive of the expander 38 at the start of operation. Can be increased.

さらに、ここでは、運転開始時の膨張機38の力行駆動時において、第1吸入戻し弁31dを40〜60%の開度に設定しているため、蒸発器(冷房運転時においては室内熱交換器62a、62b、暖房運転時においては室外熱交換器23)側への冷媒の循環を維持しつつ、吸入戻し管31を通じて膨張機38の下流側から圧縮機21の吸入側にバイパスされる冷媒の流量を確保することができる。しかも、膨張機38を力行駆動から回生駆動に移行した後の膨張機38の回生駆動時(通常の冷房運転時や暖房運転時)においては、圧縮機21の吸入側に過熱状態の冷媒を戻すことができるため、吸入戻し管31を通じて圧縮機21の吸入側に液冷媒が戻ることを確実に抑えることができる。これにより、ここでは、運転開始時の膨張機38の力行駆動時において、冷媒回路10全体の冷媒の循環を行いつつ、膨張機38の上流側と下流側との間の差圧を大きくすることができ、しかも、通常運転時においては、吸入戻し管31を通じて圧縮機21の吸入側に液冷媒が戻ることを確実に抑えることができる。   Further, here, since the opening of the first suction return valve 31d is set to 40 to 60% during the power running drive of the expander 38 at the start of operation, the evaporator (the indoor heat exchange during the cooling operation) is set. During the heating operation, the refrigerant is bypassed from the downstream side of the expander 38 to the suction side of the compressor 21 through the suction return pipe 31 while maintaining the circulation of the refrigerant to the outdoor heat exchanger 23) side. Can be ensured. In addition, during the regenerative drive of the expander 38 after the expander 38 has been switched from power running drive to regenerative drive (during normal cooling operation or heating operation), the superheated refrigerant is returned to the suction side of the compressor 21. Therefore, it is possible to reliably suppress the liquid refrigerant from returning to the suction side of the compressor 21 through the suction return pipe 31. Thereby, here, during the power running drive of the expander 38 at the start of operation, the refrigerant pressure in the entire refrigerant circuit 10 is circulated and the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the expander 38 is increased. In addition, during normal operation, it is possible to reliably prevent the liquid refrigerant from returning to the suction side of the compressor 21 through the suction return pipe 31.

(3)変形例
上記実施形態においては、単段圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路10を有する空気調和装置1に対して本発明を適用した例を説明したが、図7に示すような二段圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路110を有する空気調和装置101に対して本発明を適用してもよい。
(3) Modification In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to the air conditioner 1 having the refrigerant circuit 10 that performs a single-stage compression refrigeration cycle has been described. You may apply this invention with respect to the air conditioning apparatus 101 which has the refrigerant circuit 110 which performs a compression-type refrigeration cycle.

以下、本変形例の空気調和装置101について、上記実施形態の空気調和装置1と異なる構成を中心に説明する。   Hereinafter, the air conditioning apparatus 101 of the present modification will be described focusing on a configuration different from the air conditioning apparatus 1 of the above embodiment.

空気調和装置101は、主として、室外ユニット102と、複数(ここでは、2台)の室内ユニット6a、6bとが接続されることによって構成されている。ここで、室外ユニット102と室内ユニット6a、6bとは、液冷媒連絡管7及びガス冷媒連絡管8を介して接続されている。すなわち、空気調和装置1の蒸気圧縮式の冷媒回路110は、室外ユニット102と、室内ユニット6a、6bとが冷媒連絡管7、8を介して接続されることによって構成されている。また、冷媒回路110は、超臨界域で作動する冷媒(ここでは、二酸化炭素)を使用した二段圧縮式冷凍サイクルによって、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うことができるように構成されている。   The air conditioner 101 is mainly configured by connecting an outdoor unit 102 and a plurality of (here, two) indoor units 6a and 6b. Here, the outdoor unit 102 and the indoor units 6 a and 6 b are connected via a liquid refrigerant communication tube 7 and a gas refrigerant communication tube 8. That is, the vapor compression refrigerant circuit 110 of the air conditioner 1 is configured by connecting the outdoor unit 102 and the indoor units 6 a and 6 b via the refrigerant communication pipes 7 and 8. The refrigerant circuit 110 is configured to be able to switch between cooling operation and heating operation by a two-stage compression refrigeration cycle using a refrigerant (here, carbon dioxide) that operates in a supercritical region. Yes.

<室内ユニット>
室内ユニット6a、6bは、建物等の室内に設置されている。室内ユニット6a、6bは、冷媒連絡管7、8を介して、互いが並列に接続されるとともに室外ユニット102に接続されており、室外ユニット102との間で冷媒回路110を構成している。尚、室内ユニット6a、6bの構成は、上記実施形態の室内ユニット6a、6bと同じであるため、ここでは説明を省略する。
<Indoor unit>
The indoor units 6a and 6b are installed in a room such as a building. The indoor units 6 a and 6 b are connected to each other in parallel and connected to the outdoor unit 102 via the refrigerant communication tubes 7 and 8, and constitute a refrigerant circuit 110 with the outdoor unit 102. In addition, since the structure of the indoor units 6a and 6b is the same as the indoor units 6a and 6b of the said embodiment, description is abbreviate | omitted here.

<室外ユニット>
室外ユニット102は、建物等の室外に設置されている。室外ユニット102は、液冷媒連絡管7及びガス冷媒連絡管8を介して、室内ユニット6a、6bに接続されており、室内ユニット6a、6bとの間で冷媒回路110を構成している。尚、ここでは、室外ユニット102が1台だけであるが、2台以上の室外ユニットが並列に接続されていてもよい。
<Outdoor unit>
The outdoor unit 102 is installed outside a building or the like. The outdoor unit 102 is connected to the indoor units 6a and 6b via the liquid refrigerant communication tube 7 and the gas refrigerant communication tube 8, and constitutes a refrigerant circuit 110 with the indoor units 6a and 6b. Here, only one outdoor unit 102 is provided, but two or more outdoor units may be connected in parallel.

室外ユニット102は、主として、圧縮機121と、第1切換機構22と、室外熱交換器23と、第2室外膨張弁25を含むブリッジ回路24と、エコノマイザ熱交換器26と、インジェクション管27と、膨張機38と、第1室外膨張弁28と、レシーバ29と、熱回収熱交換器30と、吸入戻し管31と、中間熱交換器32と、第2切換機構33とを有している。尚、第1切換機構22、室外熱交換器23、第2室外膨張弁25を含むブリッジ回路24、膨張機38、第1室外膨張弁28、レシーバ29、熱回収熱交換器30、及び、室外側制御部37の構成は、上記実施形態の室外ユニット2のものと同じであるため、ここでは説明を省略する。   The outdoor unit 102 mainly includes a compressor 121, a first switching mechanism 22, an outdoor heat exchanger 23, a bridge circuit 24 including a second outdoor expansion valve 25, an economizer heat exchanger 26, and an injection pipe 27. , An expander 38, a first outdoor expansion valve 28, a receiver 29, a heat recovery heat exchanger 30, a suction return pipe 31, an intermediate heat exchanger 32, and a second switching mechanism 33. . The first switching mechanism 22, the outdoor heat exchanger 23, the bridge circuit 24 including the second outdoor expansion valve 25, the expander 38, the first outdoor expansion valve 28, the receiver 29, the heat recovery heat exchanger 30, and the room Since the structure of the outer side control part 37 is the same as that of the outdoor unit 2 of the said embodiment, description is abbreviate | omitted here.

−圧縮機−
圧縮機121は、ここでは、2つの圧縮要素で冷媒を二段圧縮する圧縮機から構成されている。圧縮機121は、ケーシング(図示せず)内に、低段圧縮要素21aと、高段圧縮要素21bと、圧縮機用電動機21cと、駆動軸21dとが収容された密閉式構造となっている。圧縮機用電動機21cは、駆動軸21dに連結されている。そして、駆動軸21dは、2つの圧縮要素21a、21bに連結されている。すなわち、圧縮機121は、低段圧縮要素21a及び高段圧縮要素21bが単一の駆動軸21dに連結されており、2つの圧縮要素21a、21bがともに圧縮機用電動機21cによって回転駆動される、いわゆる一軸二段圧縮構造となっている。圧縮要素21a、21bは、ここでは、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素である。そして、圧縮機121は、吸入冷媒管41から冷凍サイクルの低圧の冷媒を吸入し、この吸入された低圧の冷媒を低段圧縮要素21aによって冷凍サイクルの中間圧になるまで圧縮して、中間冷媒管42に吐出するように構成されている。そして、圧縮機121は、中間冷媒管42から冷凍サイクルの中間圧の冷媒を再度吸入し、この吸入された中間圧の冷媒を高段圧縮要素21bによって冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮して、吐出冷媒管43に吐出するように構成されている。ここで、吸入冷媒管41は、冷凍サイクルの低圧の冷媒を、低段圧縮要素21aに吸入させるための冷媒管である。中間冷媒管42は、低段圧縮要素21aから吐出された冷凍サイクルの中間圧の冷媒を、高段圧縮要素21bに吸入させるための冷媒管である。また、吐出冷媒管43は、圧縮機121(ここでは、高段圧縮要素21b)から吐出された冷媒を第1切換機構22に送るための冷媒管である。
−Compressor−
Here, the compressor 121 is composed of a compressor that compresses the refrigerant in two stages with two compression elements. The compressor 121 has a sealed structure in which a low-stage compression element 21a, a high-stage compression element 21b, a compressor motor 21c, and a drive shaft 21d are accommodated in a casing (not shown). . The compressor motor 21c is connected to the drive shaft 21d. The drive shaft 21d is connected to the two compression elements 21a and 21b. That is, in the compressor 121, the low-stage compression element 21a and the high-stage compression element 21b are connected to a single drive shaft 21d, and the two compression elements 21a and 21b are both rotationally driven by the compressor motor 21c. It has a so-called uniaxial two-stage compression structure. Here, the compression elements 21a and 21b are volumetric compression elements such as a rotary type and a scroll type. The compressor 121 sucks the low-pressure refrigerant of the refrigeration cycle from the suction refrigerant pipe 41 and compresses the sucked low-pressure refrigerant to the intermediate pressure of the refrigeration cycle by the low-stage compression element 21a. It is configured to discharge to the tube 42. Then, the compressor 121 sucks again the intermediate-pressure refrigerant of the refrigeration cycle from the intermediate refrigerant pipe 42, compresses the sucked intermediate-pressure refrigerant to the high pressure of the refrigeration cycle by the high-stage compression element 21b, It is configured to discharge to the discharge refrigerant pipe 43. Here, the suction refrigerant pipe 41 is a refrigerant pipe for sucking the low-pressure refrigerant of the refrigeration cycle into the low-stage compression element 21a. The intermediate refrigerant pipe 42 is a refrigerant pipe for allowing the high-stage compression element 21b to suck the refrigerant having an intermediate pressure of the refrigeration cycle discharged from the low-stage compression element 21a. The discharge refrigerant pipe 43 is a refrigerant pipe for sending the refrigerant discharged from the compressor 121 (here, the high-stage compression element 21b) to the first switching mechanism 22.

また、冷媒回路110には、圧縮機121の圧縮要素21a、21b等の摺動部を潤滑するための冷凍機油が冷媒とともに封入されている。この冷凍機油の大部分は、圧縮機121のケーシング(図示せず)内に溜まっているが、冷凍機油の一部は、圧縮機121の低段圧縮要素21aから冷媒に同伴して中間冷媒管42に吐出されたり、高段圧縮要素21bから冷媒に同伴して吐出冷媒管43に吐出されることで、圧縮機121外に持ち出されることがある。これに対して、中間冷媒管42には、中間圧側油分離機構44が設けられている。中間圧側油分離機構44は、低段圧縮要素21aから吐出される中間圧の冷媒に同伴する冷凍機油を冷媒から分離して圧縮機121へ戻す機構であり、主として、中間圧側油分離器44aと、中間圧側油戻し管44bとを有している。中間圧側油分離器44aは、低段圧縮要素21aから吐出される中間圧の冷媒に同伴する冷凍機油を冷媒から分離する油分離器である。中間圧側油戻し管44bは、中間圧側油分離器44bに接続されており、中間圧の冷媒から分離された冷凍機油を高段圧縮要素21bの吸入側に送る冷媒管である。中間圧側油戻し管44bには、中間圧側油戻し管44bを流れる冷凍機油を減圧するキャピラリチューブ等からなる中間圧側減圧機構44cが設けられている。また、吐出冷媒管43には、高圧側油分離機構45が設けられている。高圧側油分離機構45は、高段圧縮要素21bから吐出される高圧の冷媒に同伴する冷凍機油を冷媒から分離して圧縮機121へ戻す機構であり、主として、高圧側油分離器45aと、高圧側油戻し管45bとを有している。高圧側油分離器45aは、高段圧縮要素21bから吐出される高圧の冷媒に同伴する冷凍機油を冷媒から分離する油分離器である。高圧側油戻し管45bは、高圧側油分離器45bに接続されており、高圧の冷媒から分離された冷凍機油を高段圧縮要素21bの吸入側に送る冷媒管である。高圧側油戻し管45bには、高圧側油戻し管45bを流れる冷凍機油を減圧するキャピラリチューブ等からなる高圧側減圧機構45cが設けられている。   The refrigerant circuit 110 encloses refrigeration oil for lubricating sliding portions such as the compression elements 21a and 21b of the compressor 121 together with the refrigerant. Most of the refrigerating machine oil is collected in the casing (not shown) of the compressor 121, but a part of the refrigerating machine oil is accompanied by the refrigerant from the low-stage compression element 21a of the compressor 121 and the intermediate refrigerant pipe. In some cases, the refrigerant is discharged to 42 or is discharged from the high-stage compression element 21b to the discharge refrigerant pipe 43 along with the refrigerant. In contrast, the intermediate refrigerant pipe 42 is provided with an intermediate pressure side oil separation mechanism 44. The intermediate pressure side oil separation mechanism 44 is a mechanism that separates the refrigeration oil accompanying the intermediate pressure refrigerant discharged from the low-stage compression element 21a from the refrigerant and returns it to the compressor 121. And an intermediate pressure side oil return pipe 44b. The intermediate pressure side oil separator 44a is an oil separator that separates the refrigeration oil accompanying the intermediate pressure refrigerant discharged from the low-stage compression element 21a from the refrigerant. The intermediate pressure side oil return pipe 44b is connected to the intermediate pressure side oil separator 44b and is a refrigerant pipe that sends the refrigeration oil separated from the intermediate pressure refrigerant to the suction side of the high-stage compression element 21b. The intermediate pressure side oil return pipe 44b is provided with an intermediate pressure side pressure reducing mechanism 44c including a capillary tube for reducing the pressure of the refrigeration oil flowing through the intermediate pressure side oil return pipe 44b. The discharge refrigerant pipe 43 is provided with a high-pressure side oil separation mechanism 45. The high-pressure side oil separation mechanism 45 is a mechanism that separates the refrigeration oil accompanying the high-pressure refrigerant discharged from the high-stage compression element 21b from the refrigerant and returns it to the compressor 121, and mainly includes a high-pressure side oil separator 45a, And a high-pressure side oil return pipe 45b. The high-pressure side oil separator 45a is an oil separator that separates refrigeration oil accompanying the high-pressure refrigerant discharged from the high-stage compression element 21b from the refrigerant. The high-pressure side oil return pipe 45b is connected to the high-pressure side oil separator 45b and is a refrigerant pipe that sends refrigeration oil separated from the high-pressure refrigerant to the suction side of the high-stage compression element 21b. The high pressure side oil return pipe 45b is provided with a high pressure side pressure reducing mechanism 45c made of a capillary tube or the like for reducing the pressure of the refrigerating machine oil flowing through the high pressure side oil return pipe 45b.

このように、圧縮機121は、ここでは、単一の駆動軸21dに連結された低段圧縮要素21a及び高段圧縮要素21bを有している。そして、圧縮機121は、低圧の冷媒を低段圧縮要素21aによって中間圧になるまで圧縮し、中間圧まで圧縮された冷媒を高段圧縮要素21bによって高圧になるまで圧縮する二段圧縮を行う一軸二段圧縮構造を構成している。   As described above, the compressor 121 includes the low-stage compression element 21a and the high-stage compression element 21b that are connected to the single drive shaft 21d. The compressor 121 compresses the low-pressure refrigerant by the low-stage compression element 21a until it reaches an intermediate pressure, and performs the two-stage compression that compresses the refrigerant compressed to the intermediate pressure until the high-pressure compression element 21b reaches a high pressure. A uniaxial two-stage compression structure is configured.

−エコノマイザ熱交換器、インジェクション管−
エコノマイザ熱交換器26は、レシーバ入口管49に設けられており、室外熱交換器23又は室内熱交換器62a、62bにおいて放熱した冷媒をさらに放熱させる熱交換器である。エコノマイザ熱交換器26は、ここでは、二重管型熱交換器やプレート型熱交換器からなり、放熱側流路26aを流れる冷媒と蒸発側流路26bを流れる冷媒とが熱交換するようになっている。放熱側流路26aには、レシーバ入口管49を流れる冷媒が流れるようになっている。蒸発側流路26bには、レシーバ入口管49から分岐されたインジェクション管27を流れる冷媒が流れるようになっている。すなわち、エコノマイザ熱交換器26は、インジェクション管27を流れる冷媒によってレシーバ入口管49を流れる冷媒の放熱を行わせる熱交換器となっている。
-Economizer heat exchanger, injection pipe-
The economizer heat exchanger 26 is a heat exchanger that is provided in the receiver inlet pipe 49 and further radiates the refrigerant that has radiated heat in the outdoor heat exchanger 23 or the indoor heat exchangers 62a and 62b. Here, the economizer heat exchanger 26 is composed of a double-pipe heat exchanger or a plate heat exchanger, so that heat is exchanged between the refrigerant flowing through the heat radiation side flow path 26a and the refrigerant flowing through the evaporation side flow path 26b. It has become. The refrigerant flowing through the receiver inlet pipe 49 flows through the heat radiation side flow path 26a. The refrigerant flowing through the injection pipe 27 branched from the receiver inlet pipe 49 flows through the evaporation side flow path 26b. That is, the economizer heat exchanger 26 is a heat exchanger that releases heat of the refrigerant flowing through the receiver inlet pipe 49 by the refrigerant flowing through the injection pipe 27.

インジェクション管27は、ここでは、レシーバ入口管49のブリッジ回路24側の端部とエコノマイザ熱交換器26の放熱側流路26aとの間の部分から分岐している。尚、インジェクション管27は、エコノマイザ熱交換器26の放熱側流路26aと膨張機38(又は第1室外膨張弁28)との間の部分から分岐していてもよい。また、インジェクション管27は、中間冷媒管42の中間熱交換器32と高段圧縮要素21bとの間の部分に合流している。これにより、インジェクション管27は、室外熱交換器23又は室内熱交換器62a、62bにおいて放熱した冷媒の一部を分岐して、高段圧縮要素21bに送ることができるようになっている。そして、インジェクション管27には、エコノマイザ熱交換器26の蒸発側流路26bの入口寄りの部分に、インジェクション弁27aが設けられている。インジェクション弁27aは、インジェクション管27に分岐された冷媒を冷凍サイクルの中間圧になるまで減圧する開度制御が可能な膨張弁である。ここでは、インジェクション弁27aとして、電動膨張弁が使用されている。   Here, the injection pipe 27 branches off from a portion between the end of the receiver inlet pipe 49 on the bridge circuit 24 side and the heat radiation side flow path 26 a of the economizer heat exchanger 26. The injection pipe 27 may be branched from a portion between the heat radiation side flow path 26a of the economizer heat exchanger 26 and the expander 38 (or the first outdoor expansion valve 28). Further, the injection pipe 27 joins a portion of the intermediate refrigerant pipe 42 between the intermediate heat exchanger 32 and the high stage compression element 21b. Thereby, the injection pipe 27 can branch a part of the refrigerant radiated in the outdoor heat exchanger 23 or the indoor heat exchangers 62a and 62b and send it to the high-stage compression element 21b. The injection pipe 27 is provided with an injection valve 27 a at a portion near the inlet of the evaporation side flow path 26 b of the economizer heat exchanger 26. The injection valve 27a is an expansion valve capable of opening control for reducing the refrigerant branched to the injection pipe 27 until the refrigerant reaches an intermediate pressure in the refrigeration cycle. Here, an electric expansion valve is used as the injection valve 27a.

このように、インジェクション管27は、開度制御が可能なインジェクション弁27aを有しており、室外熱交換器23又は室内熱交換器62a、62bにおいて放熱した冷媒の一部を分岐して、高段圧縮要素21bに送る冷媒管である。   Thus, the injection pipe 27 has the injection valve 27a whose opening degree can be controlled, and a part of the refrigerant that has radiated heat in the outdoor heat exchanger 23 or the indoor heat exchangers 62a and 62b is branched. It is a refrigerant pipe sent to the stage compression element 21b.

−吸入戻し管−
吸入戻し管31は、ここでは、第1吸入戻し管31aと、第2吸入戻し管31bと、両吸入戻し管31a、31bを流れる冷媒を合流させる合流吸入戻し管31cとを有している。ここで、第1吸入戻し管31a及び合流吸入戻し管31cは、上記実施形態の空気調和装置1の第1吸入戻し管31aと同じであるため、説明を省略する。第2吸入戻し管31bは、レシーバ29の出口管50のレシーバ29の出口と熱回収熱交換器30の放熱側流路30aとの間の部分からレシーバ出口管50を流れる冷媒を分岐する冷媒管である。尚、第2吸入戻し管31bは、レシーバ29の出口管50の熱回収熱交換器30の放熱側流路30aとブリッジ回路24側の端部との間の部分から分岐していてもよい。そして、第2吸入戻し管31bには、熱回収熱交換器30の蒸発側流路30bの入口寄りの部分に、第2吸入戻し弁31eが設けられている。第2吸入戻し弁31eは、第1吸入戻し管31bを流れる冷媒を冷凍サイクルの低圧になるまで減圧する開度制御が可能な膨張弁である。ここでは、第2吸入戻し弁31eとして、電動膨張弁が使用されている。
−Suction return tube−
Here, the suction return pipe 31 includes a first suction return pipe 31a, a second suction return pipe 31b, and a combined suction return pipe 31c that joins the refrigerant flowing through the suction return pipes 31a and 31b. Here, the first suction return pipe 31a and the merging suction return pipe 31c are the same as the first suction return pipe 31a of the air conditioner 1 of the above embodiment, and thus the description thereof is omitted. The second suction return pipe 31b is a refrigerant pipe that branches the refrigerant flowing through the receiver outlet pipe 50 from a portion between the outlet of the receiver 29 of the outlet pipe 50 of the receiver 29 and the heat radiation side flow path 30a of the heat recovery heat exchanger 30. It is. The second suction return pipe 31b may be branched from a portion between the heat radiation side flow path 30a of the heat recovery heat exchanger 30 of the outlet pipe 50 of the receiver 29 and the end portion on the bridge circuit 24 side. The second suction return pipe 31b is provided with a second suction return valve 31e at a portion near the inlet of the evaporation side flow path 30b of the heat recovery heat exchanger 30. The second suction return valve 31e is an expansion valve capable of opening control for reducing the pressure of the refrigerant flowing through the first suction return pipe 31b until the refrigerant reaches a low pressure in the refrigeration cycle. Here, an electric expansion valve is used as the second suction return valve 31e.

−中間熱交換器、第2切換機構−
中間熱交換器32は、中間冷媒管42に設けられており、低段圧縮要素21aから吐出されて高段圧縮要素21bに吸入される冷凍サイクルの中間圧の冷媒の放熱器として機能する熱交換器である。中間熱交換器32は、ここでは、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、室外空気を冷却源として、冷凍サイクルの中間圧の冷媒の放熱を行うようになっている。また、中間熱交換器32は、室外熱交換器23と一体化されている。より具体的には、中間熱交換器32は、室外熱交換器23と伝熱フィンを共有することによって一体化されている。また、冷却源としての室外空気は、室外熱交換器23に室外空気を供給する室外ファン35によって供給されるようになっている。すなわち、室外ファン35は、室外熱交換器23及び中間熱交換器32の両方に室外空気を供給するようになっている。
-Intermediate heat exchanger, second switching mechanism-
The intermediate heat exchanger 32 is provided in the intermediate refrigerant pipe 42, and serves as a heat exchanger that functions as a radiator for the intermediate-pressure refrigerant in the refrigeration cycle that is discharged from the low-stage compression element 21a and sucked into the high-stage compression element 21b. It is a vessel. Here, the intermediate heat exchanger 32 is a cross-fin type fin-and-tube heat exchanger composed of heat transfer tubes and a large number of fins, and uses the outdoor air as a cooling source and the intermediate pressure of the refrigeration cycle. The refrigerant is dissipated. The intermediate heat exchanger 32 is integrated with the outdoor heat exchanger 23. More specifically, the intermediate heat exchanger 32 is integrated by sharing the heat transfer fin with the outdoor heat exchanger 23. Also, outdoor air as a cooling source is supplied by an outdoor fan 35 that supplies outdoor air to the outdoor heat exchanger 23. That is, the outdoor fan 35 supplies outdoor air to both the outdoor heat exchanger 23 and the intermediate heat exchanger 32.

また、中間冷媒管42には、中間熱交換器32をバイパスするように、中間熱交換器バイパス管51が接続されている。中間熱交換器バイパス管51は、中間熱交換器32を流れる冷媒の流量を制限する冷媒管である。そして、中間冷媒管42及び中間熱交換器バイパス管51には、第2切換機構33が設けられている。第2切換機構33は、低段圧縮要素21aから吐出された中間圧の冷媒を中間熱交換器32を通過させた後に高段圧縮要素21bに送るか、又は低段圧縮要素21aから吐出された中間圧の冷媒を中間熱交換器32を通過させずに高段圧縮要素21bに送るかを切り換える機構である。ここでは、第2切換機構33として、四路切換弁が使用されている。中間熱交換器バイパス管51には、バイパス逆止弁51aが設けられている。バイパス逆止弁51aは、第2切換機構33から高段圧縮要素21bへの冷媒の流通のみを許容する逆止弁である。また、中間冷媒管42には、中間熱交換器32の高段圧縮要素21b側の端部と中間熱交換器バイパス管51の高段圧縮要素21b側の端部との接続部分との間に、中間冷媒管逆止弁42aが設けられている。中間冷媒管逆止弁42aは、中間熱交換器32の高段圧縮要素21b側の端部から高段圧縮要素21bへの冷媒の流通のみを許容する逆止弁である。また、インジェクション管27は、中間冷媒管42の中間冷媒管逆止弁42aと高段圧縮要素21bとの間の部分に合流している。   An intermediate heat exchanger bypass pipe 51 is connected to the intermediate refrigerant pipe 42 so as to bypass the intermediate heat exchanger 32. The intermediate heat exchanger bypass pipe 51 is a refrigerant pipe that limits the flow rate of the refrigerant flowing through the intermediate heat exchanger 32. The intermediate refrigerant pipe 42 and the intermediate heat exchanger bypass pipe 51 are provided with a second switching mechanism 33. The second switching mechanism 33 passes the intermediate-pressure refrigerant discharged from the low-stage compression element 21a to the high-stage compression element 21b after passing through the intermediate heat exchanger 32, or is discharged from the low-stage compression element 21a. This is a mechanism for switching whether intermediate-pressure refrigerant is sent to the high-stage compression element 21b without passing through the intermediate heat exchanger 32. Here, a four-way switching valve is used as the second switching mechanism 33. The intermediate heat exchanger bypass pipe 51 is provided with a bypass check valve 51a. The bypass check valve 51a is a check valve that allows only the refrigerant to flow from the second switching mechanism 33 to the high-stage compression element 21b. Further, the intermediate refrigerant pipe 42 is provided between a connection portion between the end of the intermediate heat exchanger 32 on the high-stage compression element 21b side and the end of the intermediate heat exchanger bypass pipe 51 on the high-stage compression element 21b side. An intermediate refrigerant pipe check valve 42a is provided. The intermediate refrigerant pipe check valve 42a is a check valve that allows only refrigerant to flow from the end of the intermediate heat exchanger 32 on the high-stage compression element 21b side to the high-stage compression element 21b. Further, the injection pipe 27 joins a portion of the intermediate refrigerant pipe 42 between the intermediate refrigerant pipe check valve 42a and the high stage compression element 21b.

また、中間冷媒管42の中間熱交換器32の低段圧縮要素21a側の部分には、第2切換機構33を介して、第1中間熱交換器戻し管52が接続されている。また、中間冷媒管42の中間熱交換器32の高段圧縮要素21b側の端部と中間冷媒管逆止弁42aとの間の部分には、第2中間熱交換器戻し管53が接続されている。第1中間熱交換器戻し管52は、中間熱交換器32を通じて低段圧縮要素21aから吐出された中間圧の冷媒を高段圧縮要素21bに吸入させる中間熱交放熱状態(図7の第2切換機構33の実線を参照)に第2切換機構33を切り換えている際に、圧縮機121の吸入側(ここでは、吸入冷媒管41)と中間熱交換器32の低段圧縮要素21a側の端部との接続を遮断し、中間熱交換器バイパス管51を通じて低段圧縮要素21aから吐出された中間圧の冷媒を高段圧縮要素21bに吸入させる中間熱交蒸発状態(図7の第2切換機構33の破線を参照)に第2切換機構33を切り換えている際に、圧縮機21の吸入側(ここでは、吸入冷媒管41)と中間熱交換器32の低段圧縮要素21a側の端部とを接続する冷媒管である。また、第2中間熱交換器戻し管53は、第2切換機構33を中間熱交蒸発状態に切り換え、かつ、第1切換機構22を暖房運転状態に切り換えている際に、室内熱交換器62a、62bと室外熱交換器23との間(ここでは、レシーバ出口管50のブリッジ回路24との接続部分)と中間熱交換器32の高段圧縮要素21b側の端部とを接続する冷媒管である。第2中間熱交換器戻し管53には、電動膨張弁からなる中間熱交換器戻し弁53aが設けられており、第2切換機構33を中間熱交蒸発状態に切り換えている際に開けられる。これにより、レシーバ29から室外熱交換器23に送られる冷媒の一部は、中間熱交換器戻し管53に分岐され、中間熱交換器戻し弁53aによって冷凍サイクルの低圧まで減圧された後に、中間熱交換器32において蒸発し、室外熱交換器22において蒸発した冷媒と吸入冷媒管41で合流する。これにより、中間熱交換器32は、第1切換機構22を冷房運転状態に切り換えている際に、第2切換機構33を中間熱交放熱状態に切り換えるとともに中間熱交換器戻し弁53aを全閉することによって、低段圧縮要素21aから吐出されて高段圧縮要素21bに吸入される冷凍サイクルの中間圧の冷媒の放熱器として機能するようになっている。また、中間熱交換器32は、第1切換機構22を暖房運転状態に切り換えている際に、第2切換機構33を中間熱交蒸発状態に切り換えるとともに中間熱交換器戻し弁53aを開けることによって、室外空気を加熱源として、室外熱交換器23と並列の冷媒の蒸発器として機能するようになっている。   A first intermediate heat exchanger return pipe 52 is connected to a portion of the intermediate refrigerant pipe 42 on the low-stage compression element 21 a side of the intermediate heat exchanger 32 via a second switching mechanism 33. A second intermediate heat exchanger return pipe 53 is connected to a portion between the end of the intermediate refrigerant pipe 42 on the high-stage compression element 21b side of the intermediate heat exchanger 32 and the intermediate refrigerant pipe check valve 42a. ing. The first intermediate heat exchanger return pipe 52 is in an intermediate heat exchange heat dissipation state in which the intermediate-pressure refrigerant discharged from the low-stage compression element 21a through the intermediate heat exchanger 32 is sucked into the high-stage compression element 21b (second state in FIG. 7). When the second switching mechanism 33 is switched to the switching mechanism 33 (see the solid line), the suction side of the compressor 121 (here, the suction refrigerant pipe 41) and the low-stage compression element 21a side of the intermediate heat exchanger 32 are An intermediate heat exchange vaporization state in which the intermediate pressure refrigerant discharged from the low-stage compression element 21a through the intermediate heat exchanger bypass pipe 51 is sucked into the high-stage compression element 21b through the intermediate heat exchanger bypass pipe 51 (second state of FIG. When the second switching mechanism 33 is switched to the broken line of the switching mechanism 33), the suction side (here, the suction refrigerant pipe 41) of the compressor 21 and the low-stage compression element 21a side of the intermediate heat exchanger 32 are switched. It is a refrigerant pipe which connects an end. Further, the second intermediate heat exchanger return pipe 53 switches the indoor heat exchanger 62a when the second switching mechanism 33 is switched to the intermediate heat exchange evaporation state and the first switching mechanism 22 is switched to the heating operation state. , 62b and the outdoor heat exchanger 23 (here, the connection portion of the receiver outlet pipe 50 to the bridge circuit 24) and the end of the intermediate heat exchanger 32 on the high-stage compression element 21b side. It is. The second intermediate heat exchanger return pipe 53 is provided with an intermediate heat exchanger return valve 53a composed of an electric expansion valve, and is opened when the second switching mechanism 33 is switched to the intermediate heat exchange evaporation state. Thereby, a part of the refrigerant sent from the receiver 29 to the outdoor heat exchanger 23 is branched to the intermediate heat exchanger return pipe 53, and after being depressurized to the low pressure of the refrigeration cycle by the intermediate heat exchanger return valve 53a, The refrigerant evaporated in the heat exchanger 32 and merged with the refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger 22 through the suction refrigerant pipe 41. Thereby, the intermediate heat exchanger 32 switches the second switching mechanism 33 to the intermediate heat exchange heat dissipation state and fully closes the intermediate heat exchanger return valve 53a when the first switching mechanism 22 is switched to the cooling operation state. By doing so, it functions as a radiator for the intermediate-pressure refrigerant of the refrigeration cycle that is discharged from the low-stage compression element 21a and sucked into the high-stage compression element 21b. Further, the intermediate heat exchanger 32 switches the second switching mechanism 33 to the intermediate heat exchange evaporation state and opens the intermediate heat exchanger return valve 53a when the first switching mechanism 22 is switched to the heating operation state. The outdoor air functions as a refrigerant evaporator in parallel with the outdoor heat exchanger 23, using outdoor air as a heat source.

このように、中間熱交換器32は、ここでは、室外空気を熱源として、低段圧縮要素21aの吐出側と高段圧縮要素21bの吸入側との間に接続されており、低段圧縮要素21aによって中間圧まで圧縮された冷媒の放熱器として機能する熱交換器である。また、中間熱交換器32は、ここでは、冷媒回路110に中間熱交換器バイパス管51、第2切換機構33及び中間熱交換器戻し管52、53を設けることによって、第1切換機構22を冷房運転状態に切り換えている際に、低段圧縮要素21aによって中間圧まで圧縮された冷媒の放熱器として機能し、第1切換機構22を暖房運転状態に切り換えている際に、室内熱交換器62a、62bにおいて放熱した冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。   Thus, the intermediate heat exchanger 32 is connected here between the discharge side of the low-stage compression element 21a and the suction side of the high-stage compression element 21b using outdoor air as a heat source. It is a heat exchanger that functions as a radiator for the refrigerant compressed to an intermediate pressure by 21a. In addition, the intermediate heat exchanger 32 includes the first switching mechanism 22 by providing the refrigerant circuit 110 with the intermediate heat exchanger bypass pipe 51, the second switching mechanism 33, and the intermediate heat exchanger return pipes 52 and 53. When switching to the cooling operation state, it functions as a radiator of the refrigerant compressed to the intermediate pressure by the low-stage compression element 21a, and when switching the first switching mechanism 22 to the heating operation state, the indoor heat exchanger It is a heat exchanger that functions as an evaporator for the refrigerant that has dissipated heat in 62a and 62b.

<冷媒連絡管>
冷媒連絡管7、8は、空気調和装置101を建物等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管であり、設置場所や室外ユニットと室内ユニットとの組み合わせ等の設置条件に応じて種々の長さや管径を有するものが使用される。
<Refrigerant communication pipe>
Refrigerant communication pipes 7 and 8 are refrigerant pipes constructed on site when air conditioning apparatus 101 is installed at an installation location such as a building, and installation conditions such as the installation location and a combination of outdoor units and indoor units. Those having various lengths and tube diameters are used.

以上のように、室外ユニット102と、室内ユニット6a、6bと、冷媒連絡管7、8とが接続されることによって、空気調和装置101の冷媒回路110が構成されている。空気調和装置101は、上記のように、主として、圧縮機121、放熱器又は蒸発器としての室外熱交換器23、膨張機38、蒸発器又は放熱器としての室内熱交換器62a、62bとが接続されることによって構成される冷媒回路110を有している。   As described above, the refrigerant circuit 110 of the air-conditioning apparatus 101 is configured by connecting the outdoor unit 102, the indoor units 6a and 6b, and the refrigerant communication tubes 7 and 8. As described above, the air conditioner 101 mainly includes the compressor 121, the outdoor heat exchanger 23 as a radiator or an evaporator, the expander 38, and indoor heat exchangers 62a and 62b as an evaporator or a radiator. It has the refrigerant circuit 110 comprised by connecting.

<電源回路、制御部>
空気調和装置101を構成する圧縮機121及び膨張機38(より具体的には、圧縮機用電動機21c及び膨張機用発電機38b)は、上記実施形態の空気調和装置1と同様に、図2に示すような電源回路を介して商用電源に接続されている。
<Power supply circuit, control unit>
The compressor 121 and the expander 38 (more specifically, the compressor motor 21c and the expander generator 38b) constituting the air conditioner 101 are similar to those of the air conditioner 1 of the above embodiment, as shown in FIG. It is connected to a commercial power supply through a power supply circuit as shown in FIG.

空気調和装置101は、上記実施形態の空気調和装置1と同様に、室内側制御部67a、67bと室外側制御部37とから構成される制御部9によって、室外ユニット102及び室内ユニット6a、6bの各機器の制御を行うことができるようになっている。   As with the air conditioner 1 of the above embodiment, the air conditioner 101 includes the outdoor unit 102 and the indoor units 6a and 6b by the control unit 9 including the indoor side control units 67a and 67b and the outdoor side control unit 37. It is possible to control each device.

<作用効果>
以上のような構成を有する本変形例の空気調和装置101においても、上記実施形態の空気調和装置1と同様に、膨張機38を使用する運転の開始時において、膨張機38の力行駆動が長時間にわたって継続することによって、消費電力が大きくなること、並びに、冷凍装置の性能が低下するという問題がある。これに対して、上記実施形態の空気調和装置1と同様の起動制御を行うことによって、この問題を解決することができる。
<Effect>
Also in the air conditioner 101 of the present modification having the above-described configuration, the power running drive of the expander 38 is long at the start of the operation using the expander 38, as in the air conditioner 1 of the above embodiment. By continuing over time, there are problems that the power consumption increases and the performance of the refrigeration apparatus decreases. On the other hand, this problem can be solved by performing start-up control similar to the air conditioning apparatus 1 of the said embodiment.

本発明は、圧縮機と放熱器と膨張機と蒸発器とが接続されることによって構成される冷媒回路を備えた冷凍装置に対して、広く適用可能である。   The present invention can be widely applied to a refrigeration apparatus including a refrigerant circuit configured by connecting a compressor, a radiator, an expander, and an evaporator.

1 空気調和装置(冷凍装置)
10、110 冷媒回路
21、121 圧縮機
23 室外熱交換器(放熱器、蒸発器)
29 レシーバ
30 熱回収熱交換器
31 吸入戻し管
31d 第1吸入戻し弁(吸入戻し弁)
38 膨張機
38a 膨張要素
38b 膨張機用発電機(発電機)
50 レシーバ出口管
62a、62b 室内熱交換器(蒸発器、放熱器)
1 Air conditioning equipment (refrigeration equipment)
10, 110 Refrigerant circuit 21, 121 Compressor 23 Outdoor heat exchanger (heat radiator, evaporator)
29 Receiver 30 Heat recovery heat exchanger 31 Suction return pipe 31d First suction return valve (suction return valve)
38 expander 38a expansion element 38b expander generator (generator)
50 Receiver outlet pipe 62a, 62b Indoor heat exchanger (evaporator, radiator)

特開2011−214778号公報JP 2011-214778 A

Claims (1)

圧縮機(21、121)と放熱器(23、62a、62b)と膨張機(38)と蒸発器(62a、62b、23)とが接続されることによって構成される冷媒回路(10、110)を備えた冷凍装置において、
前記膨張機は、流入した冷媒を膨張させて動力を発生させる膨張要素(38a)と、運転開始時に電動機として駆動される力行駆動がなされた後に前記膨張要素で発生した動力によって発電機として駆動される回生駆動がなされる発電機(38b)とを有しており、
前記冷媒回路は、前記膨張機の下流側から前記圧縮機の吸入側に冷媒をバイパスさせる吸入戻し管(31)をさらに有しており、
前記運転開始時に、前記吸入戻し管に設けられた吸入戻し弁(31d)を開けて前記膨張機を起動
前記冷媒回路は、前記膨張機の下流側に冷媒を一時的に貯留するレシーバ(29)と、前記レシーバの下部から冷媒を導出するレシーバ出口管(50)とをさらに有しており、
前記吸入戻し管は、前記レシーバの上部から冷媒を導出するように前記レシーバに接続されており、
前記冷媒回路は、前記レシーバ出口管を流れる冷媒と、前記吸入戻し管を流れる冷媒との熱交換を行う熱回収熱交換器(30)をさらに有しており、
前記膨張機の前記力行駆動時に、前記吸入戻し弁を40〜60%の開度(全開状態を開度100%とする)に設定し、
前記膨張機が前記力行駆動から前記回生駆動に移行した時に、前記熱回収熱交換器の前記吸入戻し管側の出口における冷媒が過熱状態になるように、前記吸入戻し弁の開度を制御し、
前記熱回収熱交換器の前記吸入戻し管側の出口における冷媒が過熱状態になったことを確認した後に、前記膨張機の下流側における冷媒の圧力と前記圧縮機の吸入側における冷媒の圧力との間の差圧に基づいて、前記吸入戻し弁の開度を制御する、
冷凍装置(1、101)。
Refrigerant circuit (10, 110) configured by connecting compressor (21, 121), radiator (23, 62a, 62b), expander (38) and evaporator (62a, 62b, 23) In a refrigeration apparatus comprising:
The expander is driven as a generator by an expansion element (38a) that expands the refrigerant that has flowed in to generate power, and a power running drive that is driven as an electric motor at the start of operation, and then the power generated by the expansion element. And a regenerator (38b) that is regeneratively driven.
The refrigerant circuit further includes a suction return pipe (31) for bypassing the refrigerant from the downstream side of the expander to the suction side of the compressor,
At the start of operation, start the expander by opening the intake return valve provided in the intake return tube (31d),
The refrigerant circuit further includes a receiver (29) for temporarily storing the refrigerant on the downstream side of the expander, and a receiver outlet pipe (50) for deriving the refrigerant from the lower part of the receiver.
The suction return pipe is connected to the receiver so as to draw refrigerant from the top of the receiver;
The refrigerant circuit further includes a heat recovery heat exchanger (30) for performing heat exchange between the refrigerant flowing through the receiver outlet pipe and the refrigerant flowing through the suction return pipe.
At the time of the power running drive of the expander, the suction return valve is set to an opening of 40 to 60% (a fully opened state is set to an opening of 100%),
When the expander shifts from the power running drive to the regenerative drive, the opening degree of the suction return valve is controlled so that the refrigerant at the outlet on the suction return pipe side of the heat recovery heat exchanger is overheated. ,
After confirming that the refrigerant at the outlet on the suction return pipe side of the heat recovery heat exchanger is overheated, the refrigerant pressure on the downstream side of the expander and the refrigerant pressure on the suction side of the compressor Controlling the opening of the suction return valve based on the differential pressure between
Refrigeration equipment (1, 101).
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