JP6417966B2

JP6417966B2 - Refrigeration cycle equipment

Info

Publication number: JP6417966B2
Application number: JP2015012507A
Authority: JP
Inventors: 尾形　豪太; 豪太尾形; 浩也長谷川; 西嶋　春幸; 春幸西嶋; 佳之横山; 光一川畑
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-01-26
Filing date: 2015-01-26
Publication date: 2018-11-07
Anticipated expiration: 2035-01-26
Also published as: JP2016138677A

Description

本発明は、冷凍サイクル装置に関するものである。 The present invention relates to a refrigeration cycle apparatus.

冷凍サイクル内を循環する冷媒には、圧縮機の潤滑用のオイルが含まれている。冷媒中のオイルは、冷凍サイクルの性能に関しては弊害である。このため、従来の冷凍サイクル装置では、その弊害を取り除くために、オイルセパレータが採用されている。このオイルセパレータによって、圧縮機吐出後の冷媒からオイルを分離させ、分離したオイルを圧縮機に戻すことで、圧縮機以外のサイクル機能品には、極力、オイルを流さないというようなことが行われている（例えば、特許文献１参照）。 The refrigerant circulating in the refrigeration cycle contains oil for lubricating the compressor. The oil in the refrigerant is harmful for the performance of the refrigeration cycle. For this reason, the conventional refrigeration cycle apparatus employs an oil separator in order to remove the adverse effects. With this oil separator, oil is separated from the refrigerant discharged from the compressor, and the separated oil is returned to the compressor, so that the oil does not flow as much as possible to cycle function products other than the compressor. (For example, refer to Patent Document 1).

その一方で、近年、冷媒の乾き度によって、熱交換器、特に、蒸発器での熱伝達率が最も高くなるときのオイルレートが異なることがわかってきた。換言すると、熱交換器に流入する冷媒のオイルレートが低いときの方が、オイルレートが高いときよりも、常に、熱交換器での熱伝達率が高いわけではなく、冷媒の乾き度によっては、オイルレートが高いときの方が、オイルレートが低いときよりも、熱交換器での熱伝達率が高い場合があることがわかってきた（例えば、非特許文献１参照）。 On the other hand, in recent years, it has been found that the oil rate at which the heat transfer coefficient in the heat exchanger, in particular, the evaporator, becomes highest depends on the dryness of the refrigerant. In other words, the heat transfer rate in the heat exchanger is not always higher when the oil rate of the refrigerant flowing into the heat exchanger is lower than when the oil rate is high, depending on the dryness of the refrigerant. It has been found that the heat transfer rate in the heat exchanger may be higher when the oil rate is higher than when the oil rate is low (see, for example, Non-Patent Document 1).

なお、ここでいうオイルレートとは、冷凍サイクルを冷媒が循環しているときに、熱交換器に流入する冷媒のオイル含有率（オイル循環率）である。オイル含有率は、オイルを含む冷媒全体流量に対するオイル流量の質量割合である。 The oil rate referred to here is the oil content (oil circulation rate) of the refrigerant flowing into the heat exchanger when the refrigerant is circulating in the refrigeration cycle. The oil content is a mass ratio of the oil flow rate to the entire refrigerant flow rate including oil.

特開２０１０−８５０６７号公報JP 2010-85067 A

「低GWP冷媒R-1234yfの水平細管内沸騰熱伝達における潤滑油の影響」、日本冷凍空調学会年次大会公演論文集、２０１１．０９．１３発行"Effect of lubricating oil on boiling heat transfer in horizontal narrow tube of low GWP refrigerant R-1234yf", Annual Conference of the Japan Society of Refrigerating and Air Conditioning Engineers, 2011.09.13

したがって、冷凍サイクルの最大性能を確保するためには、条件に応じて、熱交換器に流入する冷媒のオイルレートを調整することが望ましい。 Therefore, in order to ensure the maximum performance of the refrigeration cycle, it is desirable to adjust the oil rate of the refrigerant flowing into the heat exchanger according to conditions.

しかし、従来の冷凍サイクル装置は、熱交換器に流入する冷媒に対して、冷媒に含まれるオイルの含有量を増減させて、オイルレートを調整（変更）することができない。 However, the conventional refrigeration cycle apparatus cannot adjust (change) the oil rate by increasing or decreasing the content of oil contained in the refrigerant with respect to the refrigerant flowing into the heat exchanger.

なお、オイルセパレータを備える従来の冷凍サイクル装置は、熱交換器に流入する冷媒に含まれるオイルの含有量を減少させて、低いオイルレートに固定するものであり、条件に応じて、熱交換器に流入する冷媒のオイルレートを調整（変更、増減）するものではない。 In addition, the conventional refrigeration cycle apparatus provided with the oil separator reduces the content of oil contained in the refrigerant flowing into the heat exchanger and fixes it at a low oil rate. Depending on the conditions, the heat exchanger It does not adjust (change, increase or decrease) the oil rate of the refrigerant flowing into the tank.

本発明は上記点に鑑みて、熱交換器に流入する冷媒のオイル含有率を調整できる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the refrigerating-cycle apparatus which can adjust the oil content rate of the refrigerant | coolant which flows in into a heat exchanger in view of the said point.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
吸入した冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を吐出する圧縮機（２）と、
圧縮機吐出後の冷媒を放熱させる放熱器（３）と、
放熱器から流出の冷媒を減圧させる減圧器（４）と、
減圧器から流出の冷媒を蒸発させ、蒸発後の冷媒を圧縮機に吸入させる蒸発器（５）と、
放熱器と蒸発器の少なくとも一方に流入する冷媒に対して、冷媒に含まれるオイルの含有量を増減させて、オイル含有率を調整する調整装置（６、７、８）とを備え、
調整装置は、圧縮機と放熱器との間に配置され、圧縮機吐出後の冷媒からオイルを分離させ、分離後の冷媒を放熱器に流入させるとともに、分離後のオイルを放熱器の冷媒流れ下流側かつ圧縮機吸入側の冷媒に戻すオイルセパレータ（６）と、圧縮機吐出後の冷媒を、オイルセパレータを迂回させて、放熱器に導くバイパス流路（７）と、バイパス流路を流れる冷媒の流量を調整する冷媒流量調整弁（８）とを有して構成され、
冷媒流量調整弁の弁開度を制御する制御装置（９）を備え、
制御装置は、蒸発器に流入する冷媒の乾き度を求め、求めた乾き度に応じて弁開度を制御することを特徴としている。 In order to achieve the above object, in the invention described in claim 1,
A compressor (2) for compressing the sucked refrigerant and discharging the compressed refrigerant;
A radiator (3) for radiating the refrigerant discharged from the compressor;
A decompressor (4) for decompressing the refrigerant flowing out of the radiator;
An evaporator (5) for evaporating the refrigerant flowing out of the decompressor and sucking the evaporated refrigerant into the compressor;
An adjusting device (6, 7, 8 ) for adjusting the oil content by increasing or decreasing the content of oil contained in the refrigerant with respect to the refrigerant flowing into at least one of the radiator and the evaporator ;
The adjusting device is arranged between the compressor and the radiator, separates the oil from the refrigerant discharged from the compressor, flows the separated refrigerant into the radiator, and flows the separated oil into the refrigerant flow of the radiator. The oil separator (6) that returns to the refrigerant on the downstream side and the compressor suction side, the bypassed flow path (7) that bypasses the oil separator and bypasses the refrigerant after discharge of the compressor to the radiator, and the bypass flow path. A refrigerant flow rate adjusting valve (8) for adjusting the flow rate of the refrigerant,
A control device (9) for controlling the opening of the refrigerant flow rate adjustment valve;
Controller determines the dryness of the refrigerant flowing into the evaporator is characterized that you control the valve opening in response to the determined dryness degree.

これによれば、調整装置によって、放熱器と蒸発器の少なくとも一方に流入する冷媒のオイル含有率を調整できる。このため、条件に応じて、オイルの含有率を調整して、放熱器や蒸発器での熱伝達率を向上させることができ、冷凍サイクルの最大性能を確保することが可能となる。 According to this, the oil content rate of the refrigerant | coolant which flows in at least one of a radiator and an evaporator can be adjusted with an adjustment apparatus. For this reason, the content rate of oil can be adjusted according to conditions, the heat transfer rate in a heat radiator and an evaporator can be improved, and it becomes possible to ensure the maximum performance of a refrigerating cycle.

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

第１実施形態における冷凍サイクル装置の全体構成を示す図である。It is a figure showing the whole refrigeration cycle device composition in a 1st embodiment. オイルレートが高い場合と低い場合のそれぞれにおける冷媒の乾き度と熱伝達率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the dryness of a refrigerant | coolant, and a heat transfer rate in each when the oil rate is high and low. 第１実施形態における冷媒流量調整弁の制御に用いられる制御マップである。It is a control map used for control of the refrigerant | coolant flow control valve in 1st Embodiment. 第２実施形態における冷媒流量調整弁の制御に用いられる制御マップである。It is a control map used for control of the refrigerant | coolant flow control valve in 2nd Embodiment. 第３実施形態における冷凍サイクル装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the refrigerating-cycle apparatus in 3rd Embodiment. 第４実施形態における冷凍サイクル装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the refrigerating-cycle apparatus in 4th Embodiment.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other will be described with the same reference numerals.

（第１実施形態）
図１に示す本実施形態の冷凍サイクル装置１は、車両用空調装置に適用されるものである。 (First embodiment)
The refrigeration cycle apparatus 1 of the present embodiment shown in FIG. 1 is applied to a vehicle air conditioner.

冷凍サイクル装置１は、圧縮機２と、凝縮器３と、膨張弁４と、蒸発器５と、オイルセパレータ６と、バイパス流路７と、冷媒流量調整弁８と、ＥＣＵ９とを備えている。 The refrigeration cycle apparatus 1 includes a compressor 2, a condenser 3, an expansion valve 4, an evaporator 5, an oil separator 6, a bypass flow path 7, a refrigerant flow rate adjustment valve 8, and an ECU 9. .

圧縮機２、凝縮器３、膨張弁４および蒸発器５が、順に、配管を介して、接続されることで、蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成されている。圧縮機２は、吸入した冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を吐出するものである。凝縮器３は、圧縮機２吐出後の冷媒を、車室外空気（外気）との熱交換によって放熱させて凝縮させる放熱用の熱交換器（放熱器）である。膨張弁４は、凝縮器３から流出の冷媒を減圧させる減圧器である。蒸発器５は、膨張弁４から流出の冷媒を、車室内への送風空気との熱交換によって蒸発させ、蒸発後の冷媒を圧縮機２に吸入させる吸熱用の熱交換器である。 The compressor 2, the condenser 3, the expansion valve 4 and the evaporator 5 are connected in order via a pipe, whereby a vapor compression refrigeration cycle is configured. The compressor 2 compresses the sucked refrigerant and discharges the compressed refrigerant. The condenser 3 is a heat exchanger (radiator) for radiating heat to dissipate and condense the refrigerant discharged from the compressor 2 by heat exchange with outside air (outside air). The expansion valve 4 is a decompressor that decompresses the refrigerant flowing out of the condenser 3. The evaporator 5 is a heat exchanger for heat absorption in which the refrigerant flowing out of the expansion valve 4 is evaporated by heat exchange with the blown air into the vehicle compartment, and the evaporated refrigerant is sucked into the compressor 2.

本実施形態の冷凍サイクル装置１に用いられる冷媒と圧縮機２の潤滑用のオイルとしては、後述の図２に示す現象が起きるものであれば、一般的な冷媒とオイルが採用可能である。例えば、冷媒としてＲ−１２３４ｙｆを用い、オイルとしてポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）を用いることができる。 As the refrigerant used for the refrigeration cycle apparatus 1 of the present embodiment and the oil for lubricating the compressor 2, general refrigerants and oils can be used as long as the phenomenon shown in FIG. For example, R-1234yf can be used as the refrigerant, and polyalkylene glycol (PAG) can be used as the oil.

オイルセパレータ６は、圧縮機２と凝縮器３との間に配置されている。具体的には、オイルセパレータ６は、冷媒入口６ａと、冷媒出口６ｂと、オイル出口６ｃとを有し、冷媒入口６ａが圧縮機２の冷媒吐出口側に接続され、冷媒出口６ｂが凝縮器３の冷媒入口側に接続され、オイル出口６ｃが蒸発器５の冷媒流れ下流側かつ圧縮機２の冷媒吸入口側に接続されている。オイルセパレータ６は、圧縮機２吐出後の冷媒からオイルを分離させ、分離後の冷媒を凝縮器３に流入させるとともに、分離後のオイルを蒸発器５の冷媒流れ下流側かつ圧縮機２吸入側の冷媒に戻すものである。また、オイルセパレータ６としては、一般的な構成のものが採用可能であり、例えば、遠心分離型のものを採用できる。 The oil separator 6 is disposed between the compressor 2 and the condenser 3. Specifically, the oil separator 6 has a refrigerant inlet 6a, a refrigerant outlet 6b, and an oil outlet 6c, the refrigerant inlet 6a is connected to the refrigerant outlet side of the compressor 2, and the refrigerant outlet 6b is a condenser. 3 is connected to the refrigerant inlet side, and the oil outlet 6 c is connected to the refrigerant flow downstream side of the evaporator 5 and the refrigerant inlet side of the compressor 2. The oil separator 6 separates the oil from the refrigerant discharged from the compressor 2 and causes the separated refrigerant to flow into the condenser 3, and the separated oil flows into the refrigerant flow downstream side of the evaporator 5 and the suction side of the compressor 2. Return to the refrigerant. The oil separator 6 can be of a general configuration, for example, a centrifugal separator.

バイパス流路７は、圧縮機２吐出後の冷媒を、オイルセパレータ６を迂回させて、凝縮器３に導く冷媒流路である。冷媒流量調整弁８は、バイパス流路７を流れる冷媒の流量を調整するものである。冷媒流量調整弁８としては、例えば、電磁式の開閉弁を採用できる。 The bypass flow path 7 is a refrigerant flow path that guides the refrigerant discharged from the compressor 2 to the condenser 3 by bypassing the oil separator 6. The refrigerant flow rate adjustment valve 8 adjusts the flow rate of the refrigerant flowing through the bypass flow path 7. As the refrigerant flow rate adjustment valve 8, for example, an electromagnetic on-off valve can be adopted.

冷媒流量調整弁８を開ければ、オイルセパレータ６に流入する冷媒が減少するため、分離できるオイル量が減る。このため、凝縮器３および蒸発器５に流入するオイル量が増え、オイルレート（オイル含有率）を増やすことができる。 If the refrigerant flow rate adjustment valve 8 is opened, the refrigerant flowing into the oil separator 6 decreases, so that the amount of oil that can be separated decreases. For this reason, the oil amount which flows into the condenser 3 and the evaporator 5 increases, and an oil rate (oil content rate) can be increased.

一方、冷媒流量調整弁８を閉じれば、オイルセパレータ６に流入する冷媒が増加し、分離できるオイル量が増える。このため、凝縮器３および蒸発器５に流入するオイル量が減り、凝縮器３および蒸発器５に流入する冷媒のオイルレートを減らすことができる。 On the other hand, if the refrigerant flow rate adjustment valve 8 is closed, the refrigerant flowing into the oil separator 6 increases and the amount of oil that can be separated increases. For this reason, the amount of oil flowing into the condenser 3 and the evaporator 5 is reduced, and the oil rate of the refrigerant flowing into the condenser 3 and the evaporator 5 can be reduced.

したがって、本実施形態では、オイルセパレータ６、バイパス流路７および冷媒流量調整弁８が、冷媒に含まれるオイルの含有量を増減させて、オイルレートを調整する調整装置を構成している。 Therefore, in the present embodiment, the oil separator 6, the bypass flow path 7, and the refrigerant flow rate adjustment valve 8 constitute an adjustment device that adjusts the oil rate by increasing or decreasing the content of oil contained in the refrigerant.

ＥＣＵ９は、冷媒流量調整弁８の弁開度を制御する電子制御装置である。ＥＣＵ９は、凝縮器３および蒸発器５に流入する冷媒のオイルレートを増大させるために、冷媒流量調整弁８の弁開度を増大させる側に弁開度を変更し、オイルレートを減少させるために、冷媒流量調整弁８の弁開度を減少させる側に弁開度を変更する制御を行うものである。本実施形態では、冷媒流量調整弁８として開閉弁を用いているので、ＥＣＵ９は、オイルレートを増大させるために、冷媒流量調整弁８を開弁状態（弁開度：最大）とし、オイルレートを減少させるために、冷媒流量調整弁８を閉弁状態（弁開度：０）とする開閉制御を行う。 The ECU 9 is an electronic control device that controls the valve opening degree of the refrigerant flow rate adjustment valve 8. In order to increase the oil rate of the refrigerant flowing into the condenser 3 and the evaporator 5, the ECU 9 changes the valve opening to the side that increases the valve opening of the refrigerant flow rate adjustment valve 8, and decreases the oil rate. In addition, control for changing the valve opening to the side of decreasing the valve opening of the refrigerant flow rate adjusting valve 8 is performed. In the present embodiment, since an on-off valve is used as the refrigerant flow rate adjustment valve 8, the ECU 9 opens the refrigerant flow rate adjustment valve 8 (valve opening: maximum) and increases the oil rate in order to increase the oil rate. In order to reduce the flow rate, open / close control is performed to close the refrigerant flow rate adjustment valve 8 (valve opening: 0).

上述の通り、本実施形態の冷凍サイクル装置１は、ＥＣＵ９が冷媒流量調整弁８の開閉制御を行うことで、凝縮器３と蒸発器５に流入する冷媒に含まれるオイルの含有量を増減させて、オイルレートを調整（変更、増減）できる。このため、冷媒の条件に応じて、オイルレートを調整して、凝縮器３や蒸発器５での熱伝達率を向上させることができ、冷凍サイクルの最大性能を確保することが可能となる。 As described above, the refrigeration cycle apparatus 1 of the present embodiment increases or decreases the content of oil contained in the refrigerant flowing into the condenser 3 and the evaporator 5 by the ECU 9 performing opening / closing control of the refrigerant flow rate adjustment valve 8. The oil rate can be adjusted (changed, increased or decreased). For this reason, the oil rate can be adjusted according to the condition of the refrigerant to improve the heat transfer coefficient in the condenser 3 and the evaporator 5, and the maximum performance of the refrigeration cycle can be ensured.

次に、本実施形態の冷凍サイクル装置１のＥＣＵ９が行うオイルレートの調整制御について説明する。 Next, oil rate adjustment control performed by the ECU 9 of the refrigeration cycle apparatus 1 of the present embodiment will be described.

まず、図２に、オイルレートが高い場合と低い場合のそれぞれについての冷媒の乾き度と熱伝達率の関係を示す。なお、縦軸の熱伝達率は、沸騰熱伝達における熱伝達率である。 First, FIG. 2 shows the relationship between the dryness of the refrigerant and the heat transfer coefficient when the oil rate is high and when the oil rate is low. The heat transfer coefficient on the vertical axis is the heat transfer coefficient in boiling heat transfer.

図２に示すように、乾き度が所定値ｘ１よりも低い側の第１範囲Ａ１内では、オイルレートが低い場合よりも高い場合の方が、熱伝達率が高くなる。一方、乾き度が所定値ｘ１よりも高い側の第２範囲Ａ２内では、オイルレートが高い場合よりも低い場合の方が、熱伝達率が高くなる。 As shown in FIG. 2, in the first range A1 where the dryness is lower than the predetermined value x1, the heat transfer rate is higher when the oil rate is higher than when the oil rate is low. On the other hand, in the second range A2 on the side where the dryness is higher than the predetermined value x1, the heat transfer rate is higher when the oil rate is lower than when the oil rate is high.

そこで、ＥＣＵ９は、蒸発器５に流入する冷媒の乾き度（乾き状態）に応じて、蒸発器５での熱伝達率が高くなるように、オイルレートを調整する。 Then, ECU9 adjusts an oil rate so that the heat transfer rate in the evaporator 5 may become high according to the dryness (dry state) of the refrigerant | coolant which flows into the evaporator 5. FIG.

本実施形態の冷凍サイクル装置１は、図１に示すように、凝縮器３から流出の冷媒の圧力、温度をそれぞれ検出する第１圧力センサ１１、温度センサ１２と、膨張弁４から流出の冷媒の圧力を検出する第２圧力センサ１３とを備えている。これらのセンサ１１、１２、１３の検出結果がＥＣＵ９に入力されるようになっている。ＥＣＵ９は、これらのセンサ１１、１２、１３の検出結果より、蒸発器５に流入する冷媒の乾き度を求めることができる。具体的には、凝縮器３から流出の冷媒の圧力Ｐ１、温度Ｔ１より、その冷媒状態におけるエンタルピｈ１と、膨張弁４から流出の冷媒のエンタルピｈ２が求められる（ｈ２＝ｈ１）。そして、膨張弁４から流出の冷媒の圧力Ｐ２とエンタルピｈ２より、モリエル線図から蒸発器５に流入する冷媒（蒸発器５の入口冷媒）の乾き度が求められる。 As shown in FIG. 1, the refrigeration cycle apparatus 1 of the present embodiment includes a first pressure sensor 11 and a temperature sensor 12 that detect the pressure and temperature of refrigerant flowing out of the condenser 3, and refrigerant flowing out of the expansion valve 4. And a second pressure sensor 13 for detecting the pressure. The detection results of these sensors 11, 12, and 13 are input to the ECU 9. The ECU 9 can obtain the dryness of the refrigerant flowing into the evaporator 5 from the detection results of these sensors 11, 12, and 13. Specifically, the enthalpy h1 in the refrigerant state and the enthalpy h2 of the refrigerant flowing out from the expansion valve 4 are obtained from the pressure P1 and the temperature T1 of the refrigerant flowing out from the condenser 3 (h2 = h1). The dryness of the refrigerant flowing into the evaporator 5 (the inlet refrigerant of the evaporator 5) is obtained from the Mollier diagram from the pressure P2 and the enthalpy h2 of the refrigerant flowing out from the expansion valve 4.

ＥＣＵ９は、求めた乾き度と、図２に示すオイルレート毎における乾き度と熱伝達率の関係から予め定めておいた乾き度と弁開度の関係とに基づいて、弁開度を決定する。 The ECU 9 determines the valve opening based on the obtained dryness and the relationship between the dryness and the valve opening determined in advance from the relationship between the dryness and the heat transfer coefficient for each oil rate shown in FIG. .

ここで、図３に、本実施形態において、ＥＣＵ９が用いる制御マップを示す。図３の制御マップは、上記した乾き度と弁開度との関係を表している。乾き度が所定値ｘ１よりも低い場合、上述の通り、オイルレートが高い方が熱伝達率が高いことから、冷媒流量調整弁８を開状態とする。一方、乾き度が所定値ｘ１よりも高い場合、上述の通り、オイルレートが低い方が熱伝達率が高いことから、冷媒流量調整弁８を閉状態とする。 Here, FIG. 3 shows a control map used by the ECU 9 in the present embodiment. The control map in FIG. 3 represents the relationship between the dryness and the valve opening. When the dryness is lower than the predetermined value x1, as described above, the higher the oil rate, the higher the heat transfer coefficient, so the refrigerant flow rate adjustment valve 8 is opened. On the other hand, when the dryness is higher than the predetermined value x1, as described above, the lower the oil rate, the higher the heat transfer coefficient, so the refrigerant flow rate adjustment valve 8 is closed.

ＥＣＵ９は、図３に示す制御マップを用いて、求めた乾き度から冷媒流量調整弁８の開閉を決定する。具体的には、ＥＣＵ９は、乾き度が所定値ｘ１よりも低い場合に、オイルレートを増大させるために、冷媒流量調整弁８を開弁状態とするとともに、乾き度が所定値ｘ１よりも高い場合に、オイルレートを減少させるために、冷媒流量調整弁８を閉弁状態とする。 The ECU 9 determines opening / closing of the refrigerant flow rate adjustment valve 8 from the obtained dryness using the control map shown in FIG. Specifically, when the dryness is lower than the predetermined value x1, the ECU 9 opens the refrigerant flow rate adjustment valve 8 and increases the dryness higher than the predetermined value x1 in order to increase the oil rate. In this case, the refrigerant flow rate adjustment valve 8 is closed to reduce the oil rate.

これにより、蒸発器５に流入する冷媒のオイルレートを、蒸発器５での熱伝達率が高くなるように、調整することができる。したがって、本実施形態の冷凍サイクル装置１によれば、蒸発器５での熱伝達率を向上でき、冷凍サイクル装置１のサイクル性能を向上できる。 Thereby, the oil rate of the refrigerant | coolant which flows in into the evaporator 5 can be adjusted so that the heat transfer rate in the evaporator 5 may become high. Therefore, according to the refrigeration cycle apparatus 1 of the present embodiment, the heat transfer coefficient in the evaporator 5 can be improved, and the cycle performance of the refrigeration cycle apparatus 1 can be improved.

なお、本実施形態では、冷媒流量調整弁８として、開閉弁を用いたが、弁開度を全開から全閉の間において任意の開度に変更可能なものを用いてもよい。この場合では、ＥＣＵ９は、乾き度が所定値ｘ１よりも低い場合に、オイルレートを増大させるために、冷媒流量調整弁８の弁開度を増大させる側に弁開度を変更するとともに、乾き度が所定値ｘ１よりも高い場合に、オイルレートを減少させるために、冷媒流量調整弁８の弁開度を減少させる側に弁開度を変更する制御を行えばよい。すなわち、乾き度が所定値ｘ１よりも低い場合と高い場合とを比較したとき、乾き度が所定値ｘ１よりも低い場合の方が弁開度が大きく、高い場合の方が弁開度が低くなるように、冷媒流量調整弁８の弁開度を制御すればよい。 In the present embodiment, an on-off valve is used as the refrigerant flow rate adjusting valve 8, but a valve opening degree that can be changed to an arbitrary opening degree between fully open and fully closed may be used. In this case, when the dryness is lower than the predetermined value x1, the ECU 9 changes the valve opening to the side that increases the valve opening of the refrigerant flow rate adjustment valve 8 and increases the oil rate. When the degree is higher than the predetermined value x1, in order to reduce the oil rate, control may be performed to change the valve opening to the side of decreasing the valve opening of the refrigerant flow rate adjustment valve 8. That is, when comparing the case where the dryness is lower than the predetermined value x1 and the case where the dryness is high, the valve opening is larger when the dryness is lower than the predetermined value x1, and the valve opening is lower when the dryness is high. Thus, the valve opening degree of the refrigerant flow rate adjustment valve 8 may be controlled.

（第２実施形態）
本実施形態は、第１実施形態に対して、ＥＣＵ９が行うオイルレートの調整制御を変更したものである。 (Second Embodiment)
In the present embodiment, the oil rate adjustment control performed by the ECU 9 is changed with respect to the first embodiment.

本実施形態では、冷媒流量調整弁８として、弁開度を全開から全閉の間において任意の開度に変更可能なものを用いている。 In the present embodiment, the refrigerant flow rate adjustment valve 8 that can change the valve opening to any opening between fully open and fully closed is used.

ＥＣＵ９は、冷媒流量調整弁８の弁開度を、乾き度に応じて、蒸発器５での熱伝達率が最も高くなるように予め設定された弁開度に制御する。 The ECU 9 controls the valve opening degree of the refrigerant flow rate adjusting valve 8 to a valve opening degree set in advance so that the heat transfer coefficient in the evaporator 5 becomes the highest according to the dryness.

具体的には、図４に示すように、図２に示すようなオイルレート毎における乾き度と熱伝達率の関係から、乾き度と熱伝達率が最も高くなる最適オイルレートとの関係を導きだし（図４の下側）、乾き度と最適オイルレートとなる弁開度との関係を予め定めておく（図４の上側）。 Specifically, as shown in FIG. 4, from the relationship between the dryness and the heat transfer coefficient for each oil rate as shown in FIG. 2, the relationship between the dryness and the optimum oil rate at which the heat transfer coefficient is the highest is derived. However, the relationship between the degree of dryness and the valve opening that provides the optimum oil rate is predetermined (upper side in FIG. 4).

ＥＣＵ９は、蒸発器５に流入する冷媒の乾き度と、乾き度と熱伝達率が最も高くなる最適オイルレートとの関係を用いて予め定められた乾き度と最適オイルレートとなる弁開度の関係（図４の上側）とに基づいて、冷媒流量調整弁８の弁開度を決定する。 The ECU 9 uses a relationship between the dryness of the refrigerant flowing into the evaporator 5 and the relationship between the dryness and the optimum oil rate at which the heat transfer coefficient is the highest. Based on the relationship (upper side in FIG. 4), the opening degree of the refrigerant flow rate adjustment valve 8 is determined.

これによっても、蒸発器５に流入する冷媒のオイルレートを、蒸発器５での熱伝達率が高くなるように、調整することができる。したがって、本実施形態も第１実施形態と同じ効果を奏する。
（第３実施形態）
本実施形態は、凝縮器３の性能向上を図ったものである。 Also by this, the oil rate of the refrigerant flowing into the evaporator 5 can be adjusted so that the heat transfer coefficient in the evaporator 5 becomes high. Therefore, this embodiment also has the same effect as the first embodiment.
(Third embodiment)
In the present embodiment, the performance of the condenser 3 is improved.

図５に示すように、本実施形態では、オイルセパレータ６のオイル出口６ｃが膨張弁４と蒸発器５の間に接続されている。このため、本実施形態のオイルセパレータ６は、分離後のオイルを膨張弁４の冷媒流れ下流側かつ蒸発器５の冷媒流れ上流側の冷媒に戻すようになっている。 As shown in FIG. 5, in this embodiment, the oil outlet 6 c of the oil separator 6 is connected between the expansion valve 4 and the evaporator 5. For this reason, the oil separator 6 of the present embodiment returns the separated oil to the refrigerant on the downstream side of the refrigerant flow of the expansion valve 4 and on the upstream side of the refrigerant flow of the evaporator 5.

これにより、本実施形態では、凝縮器３と蒸発器５のうち凝縮器３のみに流入する冷媒のオイルレートを調整することができる。したがって、本実施形態は、凝縮器３での熱伝達率が高くなるように、オイルレートを調整したい場合に有効なものである。 Thereby, in this embodiment, the oil rate of the refrigerant | coolant which flows in only the condenser 3 among the condenser 3 and the evaporator 5 can be adjusted. Therefore, this embodiment is effective when it is desired to adjust the oil rate so that the heat transfer coefficient in the condenser 3 is increased.

なお、本実施形態のオイルセパレータ６は、分離後のオイルを膨張弁４の冷媒流れ下流側かつ圧縮機２吸入側の冷媒に戻すようになっていたが、分離後のオイルを凝縮器３の冷媒流れ下流側かつ圧縮機２吸入側の冷媒に戻すようになっていてもよい。 The oil separator 6 according to the present embodiment returns the separated oil to the refrigerant on the downstream side of the refrigerant flow of the expansion valve 4 and the refrigerant on the suction side of the compressor 2. You may return to the refrigerant | coolant of the refrigerant | coolant flow downstream and the compressor 2 suction | inhalation side.

（第４実施形態）
本実施形態は、第１実施形態に対して、オイルレートを調整する調整装置の構成を変更したものである。 (Fourth embodiment)
In the present embodiment, the configuration of the adjusting device that adjusts the oil rate is changed with respect to the first embodiment.

図６に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置１は、第１実施形態の冷凍サイクル装置１において、バイパス流路７に替えて、第２オイル流路２２を追加したものである。 As shown in FIG. 6, the refrigeration cycle apparatus 1 of the present embodiment is obtained by adding a second oil passage 22 in place of the bypass passage 7 in the refrigeration cycle apparatus 1 of the first embodiment.

本実施形態の冷凍サイクル装置１は、第１オイル流路２１と第２オイル流路２２とを備えている。１オイル流路２１は、一端がオイルセパレータ６のオイル出口６ｃに接続され、他端が蒸発器５と圧縮機２の間に接続されており、オイルセパレータ６で分離後のオイルを蒸発器５の冷媒流れ下流側かつ圧縮機２吸入側の冷媒に戻すオイル流路である。第２オイル流路２２は、一端が第１オイル流路２１の途中に設けられた分岐点に接続され、他端が膨張弁４と蒸発器５との間に接続されており、オイルセパレータ６で分離後のオイルを膨張弁４の冷媒流れ下流側かつ蒸発器５の冷媒流れ上流側の冷媒に戻すオイル流路である。 The refrigeration cycle apparatus 1 according to the present embodiment includes a first oil passage 21 and a second oil passage 22. One oil flow path 21 has one end connected to the oil outlet 6 c of the oil separator 6 and the other end connected between the evaporator 5 and the compressor 2, and the oil separated by the oil separator 6 is removed from the evaporator 5. This is an oil passage that returns to the refrigerant on the downstream side of the refrigerant flow and on the suction side of the compressor 2. The second oil passage 22 has one end connected to a branch point provided in the middle of the first oil passage 21 and the other end connected between the expansion valve 4 and the evaporator 5. The oil flow path returns the separated oil to the refrigerant on the downstream side of the refrigerant flow of the expansion valve 4 and on the upstream side of the refrigerant flow of the evaporator 5.

第１オイル流路２１には、第１オイル流路２１を流れるオイルの流量を調整する第１オイル流量調整弁２３が設けられている。第２オイル流路２２には、第２オイル流路２２を流れるオイルの流量を調整する第２オイル流量調整弁２４が設けられている。したがって、本実施形態では、第１、第２オイル流量調整弁２３、２４が、第１、第２オイル流路を流れるオイルの流量を調整するオイル流量調整装置を構成している。第１、第２オイル流量調整弁２３、２４としては、例えば、電磁式の開閉弁が用いられる。 The first oil flow path 21 is provided with a first oil flow rate adjustment valve 23 that adjusts the flow rate of oil flowing through the first oil flow path 21. The second oil flow path 22 is provided with a second oil flow rate adjustment valve 24 that adjusts the flow rate of oil flowing through the second oil flow path 22. Therefore, in the present embodiment, the first and second oil flow rate adjusting valves 23 and 24 constitute an oil flow rate adjusting device that adjusts the flow rate of oil flowing through the first and second oil flow paths. As the first and second oil flow rate adjusting valves 23 and 24, for example, electromagnetic on-off valves are used.

第１オイル流量調整弁２３を閉じて、第２オイル流量調整弁２４を開けば、オイルセパレータ６で分離後のオイルが蒸発器５に流入する。このため、蒸発器５に流入するオイル量が増え、蒸発器５に流入する冷媒のオイルレートを増やすことができる。 If the first oil flow rate adjustment valve 23 is closed and the second oil flow rate adjustment valve 24 is opened, the oil separated by the oil separator 6 flows into the evaporator 5. For this reason, the amount of oil flowing into the evaporator 5 increases, and the oil rate of the refrigerant flowing into the evaporator 5 can be increased.

一方、第１オイル流量調整弁２３を開いて、第２オイル流量調整弁２４を閉じれば、オイルセパレータ６で分離後のオイルが蒸発器５に流入せずに、蒸発器５の冷媒流れ下流側の冷媒に流入する。このため、蒸発器５に流入するオイル量が減り、蒸発器５に流入する冷媒のオイルレートを減らすことができる。 On the other hand, if the first oil flow rate adjustment valve 23 is opened and the second oil flow rate adjustment valve 24 is closed, the oil separated by the oil separator 6 does not flow into the evaporator 5, and the refrigerant flow downstream of the evaporator 5. Flows into the refrigerant. For this reason, the amount of oil flowing into the evaporator 5 is reduced, and the oil rate of the refrigerant flowing into the evaporator 5 can be reduced.

したがって、本実施形態では、オイルセパレータ６、第１、第２オイル流路２１、２２、第１、第２オイル流量調整弁２３、２４が、冷媒に含まれるオイルの含有量を増減させて、オイルレートを調整する調整装置を構成している。 Therefore, in this embodiment, the oil separator 6, the first and second oil flow paths 21 and 22, the first and second oil flow rate adjustment valves 23 and 24 increase or decrease the oil content contained in the refrigerant, An adjustment device for adjusting the oil rate is configured.

第１、第２オイル流量調整弁２３、２４の弁開度は、ＥＣＵ９によって制御される。ＥＣＵ９は、蒸発器５に流入する冷媒のオイルレートを増大させるために、第１オイル流量調整弁２３の弁開度を減少させる側に変更させるとともに、第２オイル流量調整弁２４の弁開度を増大させる側に弁開度を変更する。また、ＥＣＵ９は、蒸発器５に流入する冷媒のオイルレートを減少させるために、第１オイル流量調整弁２３の弁開度を増大させる側に変更させるとともに、第２オイル流量調整弁２４の弁開度を減少させる側に弁開度を変更する。本実施形態では、第１、第２オイル流量調整弁２３、２４として開閉弁を用いているので、ＥＣＵ９は、オイルレートを増大させるために、第１オイル流量調整弁２３を閉弁状態、第２オイル流量調整弁２４を開弁状態とし、オイルレートを減少させるために、第１オイル流量調整弁２３を開弁状態、第２オイル流量調整弁２４を閉弁状態とする開閉制御を行う。 The valve openings of the first and second oil flow rate adjusting valves 23 and 24 are controlled by the ECU 9. In order to increase the oil rate of the refrigerant flowing into the evaporator 5, the ECU 9 changes the valve opening degree of the first oil flow rate adjustment valve 23 to the side that decreases the valve opening degree of the second oil flow rate adjustment valve 24. The valve opening is changed to the side that increases. In addition, the ECU 9 changes the valve opening of the first oil flow rate adjustment valve 23 to increase the valve opening of the first oil flow rate adjustment valve 23 in order to reduce the oil rate of the refrigerant flowing into the evaporator 5. Change the valve opening to the side to decrease the opening. In this embodiment, since the on-off valves are used as the first and second oil flow rate adjusting valves 23, 24, the ECU 9 closes the first oil flow rate adjusting valve 23 in order to increase the oil rate. 2 In order to reduce the oil rate by opening the oil flow rate adjustment valve 24, the first oil flow rate adjustment valve 23 is opened and the second oil flow rate adjustment valve 24 is closed.

以上の説明のように、本実施形態の冷凍サイクル装置１は、ＥＣＵ９が第１、第２オイル流量調整弁２３、２４の開閉制御を行うことで、凝縮器３と蒸発器５のうち蒸発器５のみに流入する冷媒に含まれるオイルの含有量を増減させて、オイルレートを調整（変更、増減）できる。 As described above, in the refrigeration cycle apparatus 1 according to the present embodiment, the ECU 9 performs opening / closing control of the first and second oil flow rate adjusting valves 23, 24, whereby the evaporator 3 of the condenser 3 and the evaporator 5 is controlled. The oil rate can be adjusted (changed, increased or decreased) by increasing or decreasing the content of oil contained in the refrigerant flowing into only the refrigerant.

なお、本実施形態では、第２オイル流路２２の一端が第１オイル流路２１に設けられた分岐点に接続されていたが、第１、第２オイル流路２１、２２のそれぞれに、オイルセパレータ６で分離後のオイルが流れる構成であれば、第１、第２オイル流路２１、２２の接続関係は問わない。第２オイル流路２２がオイルセパレータ６のオイル出口６ｃに接続され、第１オイル流路２１の一端が第２オイル流路２２に設けられた分岐点に接続されていてもよい。また、オイルセパレータ６に２つのオイル出口が設けられ、その一方に第１オイル流路２１が接続され、その他方に第２オイル流路２２が接続されていてもよい。 In the present embodiment, one end of the second oil passage 22 is connected to a branch point provided in the first oil passage 21, but each of the first and second oil passages 21 and 22 As long as the oil separated by the oil separator 6 flows, the connection relationship between the first and second oil passages 21 and 22 does not matter. The second oil passage 22 may be connected to the oil outlet 6 c of the oil separator 6, and one end of the first oil passage 21 may be connected to a branch point provided in the second oil passage 22. The oil separator 6 may be provided with two oil outlets, one of which is connected to the first oil passage 21 and the other is connected to the second oil passage 22.

また、本実施形態では、第１、第２オイル流量調整弁２３、２４としてそれぞれ開閉弁を用いたが、第１、第２オイル流量調整弁２３、２４の替わりに、三方弁を用いてもよい。また、第１、第２オイル流量調整弁２３、２４として開閉弁を用いる替わりに、弁開度を全開から全閉の間において任意の開度に変更可能なものを用いてもよい。
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、下記のように、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。 In the present embodiment, on-off valves are used as the first and second oil flow rate adjusting valves 23 and 24, respectively, but a three-way valve may be used instead of the first and second oil flow rate adjusting valves 23 and 24. Good. Further, instead of using on-off valves as the first and second oil flow rate adjusting valves 23, 24, valves that can change the valve opening to any opening between fully open and fully closed may be used.
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified within the scope described in the claims as follows.

（１）本発明の冷凍サイクル装置は、上記各実施形態で説明した構成の冷凍サイクル装置に限らず、エジェクタ式や二段圧縮式等のあらゆる冷凍サイクル装置に、適用が可能である。 (1) The refrigeration cycle apparatus of the present invention can be applied not only to the refrigeration cycle apparatus having the configuration described in the above embodiments, but also to any refrigeration cycle apparatus such as an ejector type or a two-stage compression type.

（２）上記各実施形態では、オイルセパレータ６として、遠心分離型ものを用いたが他のものを用いてもよい。他のオイルセパレータとしては、衝突型、濾過型のものが挙げられる。 (2) Although the centrifugal separator is used as the oil separator 6 in the above embodiments, other oil separators may be used. Other oil separators include collision type and filtration type.

（３）上記各実施形態では、オイルセパレータ６は、圧縮機２と別体のものであったが、オイルセパレータ６は、圧縮機２の内部に設けられていてもよい。この場合においても、オイルセパレータ６から分離されたオイルを、圧縮機２の内部の冷媒に戻すようになっていればよい。 (3) In each of the above embodiments, the oil separator 6 is separate from the compressor 2, but the oil separator 6 may be provided inside the compressor 2. Even in this case, it is sufficient that the oil separated from the oil separator 6 is returned to the refrigerant inside the compressor 2.

（４）上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。 (4) The above embodiments are not irrelevant to each other, and can be combined as appropriate unless the combination is clearly impossible. In each of the above-described embodiments, it is needless to say that elements constituting the embodiment are not necessarily essential unless explicitly stated as essential and clearly considered essential in principle. Yes.

１冷凍サイクル装置
２圧縮機
３凝縮器（放熱器）
４膨張弁（減圧器）
５蒸発器
６オイルセパレータ（調整装置）
７バイパス流路（調整装置）
８冷媒流量調整弁（調整装置）
９ＥＣＵ（制御装置） 1 Refrigeration cycle equipment 2 Compressor 3 Condenser (radiator)
4 Expansion valve (pressure reducer)
5 Evaporator 6 Oil separator (regulator)
7 Bypass channel (regulator)
8 Refrigerant flow rate adjustment valve (regulator)
9 ECU (control device)

Claims

A compressor (2) for compressing the sucked refrigerant and discharging the compressed refrigerant;
A radiator (3) for radiating heat from the refrigerant discharged from the compressor;
A decompressor (4) for decompressing refrigerant flowing out of the radiator;
An evaporator (5) for evaporating the refrigerant flowing out of the decompressor and sucking the evaporated refrigerant into the compressor;
An adjustment device (6, 7, 8 ) for adjusting the oil content by increasing or decreasing the content of oil contained in the refrigerant with respect to the refrigerant flowing into at least one of the radiator and the evaporator ;
The adjusting device is
It is arrange | positioned between the said compressor and the said heat radiator, isolate | separates oil from the refrigerant | coolant after discharge of the said compressor, and makes the refrigerant | coolant after isolation | separation flow into the said heat radiator, and uses the oil after isolation | separation as the refrigerant of the said heat radiator An oil separator (6) for returning to the refrigerant on the downstream side of the flow and the suction side of the compressor;
A bypass flow path (7) for guiding the refrigerant discharged from the compressor to the heat radiator by bypassing the oil separator;
A refrigerant flow rate adjustment valve (8) for adjusting the flow rate of the refrigerant flowing through the bypass flow path,
A control device (9) for controlling the opening of the refrigerant flow rate adjustment valve;
Wherein the control device obtains the dryness of the refrigerant flowing into the evaporator, the refrigeration cycle apparatus characterized that you control the valve opening in response to the determined dryness degree.

The controller changes the valve opening to the side that increases the valve opening to increase the oil content, and reduces the valve opening to reduce the oil content. The refrigeration cycle apparatus according to claim 1 , wherein the valve opening is changed.

The refrigeration cycle apparatus according to claim 1 or 2 , wherein the oil separator returns the separated oil to a refrigerant on a downstream side of a refrigerant flow of the evaporator and a refrigerant on a suction side of the compressor.