JPWO2011039851A1 - Heat source unit and refrigeration air conditioner - Google Patents
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Abstract
タンクの有効利用等をはかり、効率の良い回収等を行うことができる熱源側ユニット及び冷凍空気調和装置を提供する。圧縮機101及び熱源側熱交換器104を有し、負荷側絞り装置202と負荷側熱交換器201との配管接続により冷媒回路を形成する熱源側ユニット100であって、冷媒回路の洗浄により不足した冷凍機油を圧縮機101に送って補充するためのオイルタンク110を、さらに冷媒回路に設けるものである。Provided are a heat source side unit and a refrigeration air conditioner capable of effectively utilizing a tank and performing efficient recovery and the like. A heat source side unit 100 having a compressor 101 and a heat source side heat exchanger 104, and forming a refrigerant circuit by pipe connection between the load side expansion device 202 and the load side heat exchanger 201, which is insufficient due to washing of the refrigerant circuit An oil tank 110 for supplying the refrigerating machine oil to the compressor 101 for replenishment is further provided in the refrigerant circuit.
Description
本発明は熱源側ユニット及び冷凍空気調和装置に関するものである。特に空気調和装置を設置する際、既設の冷媒配管を洗浄、異物等の回収を行うことができるものに関する。 The present invention relates to a heat source side unit and a refrigeration air conditioner. In particular, the present invention relates to an apparatus that can clean an existing refrigerant pipe and collect foreign matter when installing an air conditioner.
従来から、いわゆるセパレート型の冷凍サイクル装置である冷凍空気調和装置をビル等の建物に設置する場合、既設の冷媒配管(以下、既設配管という)を利用した設置を行うことがある。例えば、除去する熱源側ユニット、負荷側ユニットを新しい熱源側ユニット(室外ユニット)、負荷側ユニット(室内ユニット)を置き換えて(リプレースして)、既設配管に接続して装置の設置を行う。このような設置では、冷媒配管を新しく交換しなくてすむため、冷媒配管の交換作業に要する手間、費用及び時間を削減することができる。また、熱源側ユニット及び負荷側ユニットをリプレースするだけなので、冷凍空気調和装置が設置されている建物等に対して大幅な工事が不要となり、冷凍空気調和装置の信頼性が向上することになる。 Conventionally, when a refrigeration air conditioner, which is a so-called separate refrigeration cycle apparatus, is installed in a building such as a building, installation using existing refrigerant piping (hereinafter referred to as existing piping) may be performed. For example, the heat source side unit to be removed and the load side unit are replaced (replaced) with a new heat source side unit (outdoor unit) and a load side unit (indoor unit), and connected to the existing piping to install the apparatus. In such an installation, it is not necessary to newly replace the refrigerant pipe, so that labor, cost, and time required for the refrigerant pipe replacement work can be reduced. Moreover, since only the heat source side unit and the load side unit are replaced, a large construction is not required for a building or the like where the refrigeration air conditioner is installed, and the reliability of the refrigeration air conditioner is improved.
上記のように既設配管を利用する場合、冷凍空気調和装置においては、通常、熱源側ユニット及び負荷側ユニットをリプレースした後に、既設配管内に残留している古い冷凍機油(鉱油)、その劣化物等の異物(以下、異物等)の回収を行う(たとえば、特許文献1参照)。
When using the existing pipe as described above, in the refrigeration air conditioner, the old refrigerating machine oil (mineral oil) remaining in the existing pipe after replacing the heat source side unit and the load side unit is usually deteriorated. Or the like (hereinafter, referred to as
上記のような冷凍空気調和装置においては、例えば冷媒を循環させる冷媒回路に、新たな冷媒を循環させるようにし、既設配管に残留している異物等を冷媒で押し流して洗浄して回収を行う(以下、異物等の洗浄、回収のための運転を回収運転という)。このため、押し流した異物等をフィルタ、重力分離等により捕捉して回収する回収器(回収タンク)が必要となる。また、回収運転において足りなくなった、新たな冷凍機油(以下、冷凍機油という)を補充するためのオイルタンクも必要となる。 In the refrigeration air conditioning apparatus as described above, for example, a new refrigerant is circulated in a refrigerant circuit that circulates the refrigerant, and foreign substances remaining in the existing piping are washed away by the refrigerant to be recovered ( Hereinafter, the operation for cleaning and collecting foreign substances is referred to as the recovery operation). For this reason, a collecting device (collecting tank) that captures and collects the washed-out foreign matters by a filter, gravity separation or the like is required. In addition, an oil tank for replenishing new refrigeration oil (hereinafter referred to as refrigeration oil) that has become insufficient in the recovery operation is also required.
以上のような回収器、オイルタンクは、熱源側ユニット内において、大きな容積を占める手段であるが、例えば回収運転後も、次の熱源側ユニットに置き換えるまで、熱源側ユニット内に置いておくことが多い。ここで、オイルタンクは、冷媒回路とは独立して設けられており、従来、冷媒回路にある油分離器(オイルセパレータ)とは別に圧縮機に冷凍機油を補充するための配管接続等を行っていた。 The recovery unit and oil tank as described above occupy a large volume in the heat source side unit. For example, after the recovery operation, the recovery unit and the oil tank should remain in the heat source side unit until the next heat source side unit is replaced. There are many. Here, the oil tank is provided independently of the refrigerant circuit, and conventionally, piping connection for refilling the compressor oil to the compressor is performed separately from the oil separator (oil separator) in the refrigerant circuit. It was.
また、回収器は冷媒回路と並列に接続された別系統の配管上に設けられる。ここで、例えば外気温度が低い場合、冷媒の寝込みが回収器に生じ、回収器に冷媒が必要以上に溜まってしまうことがある。このような状態で、冷媒回路において冷媒が不足していると判断して冷媒を補充すると、冷媒の充填量が不用意に多くなることがあった。この結果、冷媒を過剰に充填してしまうことでコストアップしたり、余剰な冷媒が多くなることでアキュムレータから冷媒があふれてしまい、圧縮機への液戻りが過多となり、圧縮機が破損等する可能性があった。 In addition, the recovery unit is provided on a separate pipe connected in parallel with the refrigerant circuit. Here, for example, when the outside air temperature is low, the stagnation of the refrigerant occurs in the collector, and the refrigerant may accumulate more than necessary in the collector. In such a state, if it is determined that the refrigerant is insufficient in the refrigerant circuit and the refrigerant is replenished, the amount of refrigerant charged may increase carelessly. As a result, the refrigerant is excessively charged to increase the cost, or the excessive refrigerant increases, the refrigerant overflows from the accumulator, the liquid returns to the compressor excessively, and the compressor is damaged. There was a possibility.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、タンクの有効利用等をはかり、効率の良い回収等を行うことができ、また冷媒量を適正にすることができる熱源側ユニット及び冷凍空気調和装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. The heat source side can be used for efficient use of a tank, perform efficient recovery, etc., and can make the amount of refrigerant appropriate. An object is to provide a unit and a refrigeration air conditioner.
本発明に係る熱源側ユニットは、圧縮機及び熱源側熱交換器を有し、絞り装置と負荷側熱交換器との配管接続により冷媒回路を形成する熱源側ユニットであって、冷媒回路の洗浄により不足した冷凍機油を圧縮機に送って補充するためのオイルタンクを、さらに冷媒回路に設ける。また、オイルタンクと回収器とを耐圧性のある仕切りをはさんで一体形成しているものとする。 A heat source side unit according to the present invention is a heat source side unit that includes a compressor and a heat source side heat exchanger, and forms a refrigerant circuit by pipe connection between the expansion device and the load side heat exchanger. The refrigerant circuit is further provided with an oil tank for sending the refrigerating machine oil deficient due to the above to the compressor for replenishment. Further, it is assumed that the oil tank and the recovery device are integrally formed with a pressure-resistant partition.
本発明によれば、冷媒回路にオイルタンクを設けて冷媒を通過させるようにしたので、冷媒回路を簡素化することができ、工作性を高め、製造コストを低減することができる。また、圧縮機が吐出する冷媒の脈動をオイルタンクにおいて低減等することができる。さらに、オイルタンクと回収器とを一体形成することで、回収器の温度低下を防ぎ、回収器における冷媒の寝込みを防止することができる。このため、回収運転により減った冷媒量を精度良く判定し、適量の冷媒を補充することができる。したがって、余剰な冷媒が圧縮機に液戻りしてしまうリスクを低減し、信頼性の高いシステムとすることができる。 According to the present invention, since the oil tank is provided in the refrigerant circuit to allow the refrigerant to pass therethrough, the refrigerant circuit can be simplified, the workability can be improved, and the manufacturing cost can be reduced. Further, the pulsation of the refrigerant discharged from the compressor can be reduced in the oil tank. Furthermore, by integrally forming the oil tank and the recovery device, it is possible to prevent a temperature drop of the recovery device and to prevent the refrigerant from stagnation in the recovery device. For this reason, it is possible to accurately determine the amount of refrigerant reduced by the recovery operation and replenish an appropriate amount of refrigerant. Therefore, the risk that excess refrigerant returns to the compressor can be reduced, and a highly reliable system can be obtained.
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1に係る冷凍空気調和装置の構成図である。本実施の形態は冷凍サイクル(ヒートポンプサイクル)装置である冷凍空気調和装置について説明する。図1の冷凍空気調和装置は、熱源側ユニット(室外機)100と負荷側ユニット(室内機)200とを備え、これらが冷媒配管で連結されて冷媒回路(以下、冷媒回路という)を構成して冷媒を循環させている。冷媒配管のうち、気体の冷媒(ガス冷媒)が流れる配管をガス配管300とし、液体の冷媒(液冷媒。気液二相冷媒の場合もある)が流れる配管を液配管400とする。本実施の形態では、熱源側ユニット(室外機)100及び負荷側ユニット(室内機)200は、リプレースした後の新しいユニットであるものとする。また、ガス配管300及び液配管400が既設配管であるものとする。ここで、圧力の高低については、基準となる圧力(数値)との関係により定められているものではない。例えば圧縮機101の加圧、各絞り装置(流量制御装置)の開閉状態(開度)の制御等により、冷媒回路内において、相対的な高低に基づいて表すものであるとする。温度に関しても同じであるものとする。
FIG. 1 is a configuration diagram of a refrigeration air conditioning apparatus according to
冷媒回路内を循環させる冷媒については、非共沸混合冷媒(R407C等)、擬似共沸混合冷媒(R410A、R404A等)、単一冷媒(R22、R134a等)、自然冷媒(二酸化炭素、プロパン等)等を用いることができる。ここで、リプレース前後の冷媒の種類は同じでもよいし、異なっていてもよい。 As for the refrigerant circulating in the refrigerant circuit, non-azeotropic refrigerant mixture (R407C etc.), pseudo azeotropic refrigerant mixture (R410A, R404A etc.), single refrigerant (R22, R134a etc.), natural refrigerant (carbon dioxide, propane etc.) ) Etc. can be used. Here, the types of refrigerant before and after the replacement may be the same or different.
本実施の形態の熱源側ユニット100は、圧縮機101、油分離器102、四方弁103、熱源側熱交換器104、熱源側ファン105、アキュムレータ106、熱源側絞り装置(膨張弁)107、第2の熱源側絞り装置(膨張弁)133、開閉弁134、冷媒供給用開閉弁108、冷媒充填ポート開閉弁109、オイルタンク110、冷媒間熱交換器113、並びに逆止弁114及び115を冷媒回路上に有している。また、冷媒回路と別系統で回収器111、キャピラリチューブ112が接続される。そして、熱源側制御装置120を冷媒回路上の各機器(手段)を制御するために有している。オイルタンク110と回収器111は、銅製の鏡板等を介して、一体に形成されている。
The heat
圧縮機101は、インバータ回路、圧縮機モータ等で構成される。インバータ回路により圧縮機モータの回転速度(圧縮機101の運転周波数)を制御して、冷凍サイクルに用いる冷媒を圧縮して冷媒配管内を循環させる。また、油分離器102は、冷媒に混じって圧縮機101から吐出された潤滑油となる冷凍機油を冷媒と分離するものである。そして、分離した冷凍機油を油配管116によりオイルタンク110に流し、オイルタンク110を介して圧縮機101に戻すようにして返油の経路を一元化する。
The
四方弁103は、熱源側制御装置120からの指示に基づいて冷房運転時と暖房運転時とによって冷媒の流れを切り換える。また、熱源側熱交換器104は、冷媒と空気(室外の空気)との熱交換を行う。例えば、暖房運転時においては蒸発器として機能し、低圧の冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒を蒸発させ、気化させる。また、冷房運転時においては凝縮器として機能し、四方弁103側から流入した圧縮機101において圧縮された冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒を凝縮して液化させる。熱源側熱交換器104には、冷媒と空気との熱交換を効率よく行うため、熱源側ファン105が設けられている。熱源側ファン105もインバータ回路を有してファンモータの運転周波数を任意に変化させてファンの回転速度を細かく変化させるようにしてもよい。
The four-
アキュムレータ106は例えば液体の余剰冷媒を溜めておく手段である。本実施の形態では、異物等を分離する役割も果たす。熱源側絞り装置107は、例えば主として液冷媒が流れる配管から主としてガス冷媒が流れる配管に流す冷媒の流量、圧力調整を行う。さらに第2の熱源側絞り装置133は、主として、冷房時には、液配管400の耐圧に応じて、下流側圧力センサ(図示せず)の検知に基づく飽和値によって圧力調整を行う。また、暖房時にはアキュムレータ106への液バック量を、圧縮機101の吐出過熱度によって調整する。
The
オイルタンク110には、冷凍機油が充填されており、例えば、回収運転時において圧縮機101から冷媒に混入して吐出された冷凍機油が、回収器111内に留まって戻らず、足りなくなった場合に圧縮機101に補充する。ここで、本実施の形態では、冷媒流入管口110A及び冷媒流出管口110Bを有し、冷媒回路上の、特に油分離器102(圧縮機101)と四方弁103(四方弁103がない場合には熱源側熱交換器104)との間にオイルタンク110を設ける(直列に配管接続する)ようにしている。また、本実施の形態では、1つの筐体を鏡板等で仕切って2つの空間を形成し、一方の空間をオイルタンク110とし、他方の空間を回収器111とする。特に図示していないが、出荷時にオイルタンク110から冷凍機油が漏れないように開閉弁を設けている。オイルタンク110等の詳細については後述する。
The oil tank 110 is filled with refrigerating machine oil. For example, when the refrigerating machine oil mixed and discharged from the
回収器111はフィルタ、重力により異物を降下(沈殿)させるための十分な空間等を有しており、冷媒と共に運ばれ、アキュムレータ106の底部に溜まった異物等を回収し、回収時に異物等と共に流れた冷媒をアキュムレータ106に戻す。このため、アキュムレータ106との間で、冷媒回路と異なる回収用回路を回収用配管117により形成している。また、回収用配管117には回収用開閉弁118を設け、例えば回収器111に異物等を回収させるとき以外は閉止させて異物等が漏れないようにしている。
The collecting device 111 has a filter, sufficient space for lowering (sedimenting) foreign matter by gravity, and is carried along with the refrigerant to collect the foreign matter and the like accumulated at the bottom of the
キャピラリチューブ(毛細管)112は、オイルタンク110から圧縮機101の吸入側に油を送るための油配管116において、オイルタンク110から圧縮機101に送る冷凍機油の量を調整するものである。ここで、キャピラリチューブ112の代わりに電磁弁、流量調整装置等を用いて冷凍機油の量を調整してもよい。また、キャピラリチューブ112と電磁弁とを並列に配置し、洗浄直後等のように冷凍機油が不足している状態において、電磁弁を開放して圧縮機101に冷凍機油を供給できるようにしてもよい。
The capillary tube (capillary tube) 112 adjusts the amount of refrigerating machine oil sent from the oil tank 110 to the
冷媒間熱交換器113は、液配管400を流入出する冷媒とガス配管300を流入出する冷媒との間で熱交換を行う。特に本実施の形態では、気体又は液体の単相の冷媒よりも気液二相冷媒の方が配管洗浄効果が高いことから、回収運転時において、熱交換により気液二相冷媒を液配管400、ガス配管300に通過させるようにする。また、通常の冷房運転時においては、負荷側ユニット200に送り出す液冷媒と負荷側ユニット200側からの冷媒とを熱交換し、液冷媒を過冷却する。そして、逆止弁114、115は、通常の暖房運転時に、負荷側ユニット200から流入する冷媒が冷媒間熱交換器113を通過しないようにバイパスさせるために設けている。
The
また、冷媒供給用開閉弁108は、開放することで、圧縮機101吐出側から吸入側への冷媒の流れを形成し、外部(冷媒ボンベ等)から冷媒を充填する供給口となる冷媒充填ポートから圧縮機101吸入側に冷媒を流すようにするための弁である。冷媒充填ポート開閉弁109は冷媒充填ポートから供給を行い、冷媒充填させるための弁である。
The refrigerant supply opening / closing valve 108 opens to form a refrigerant flow from the discharge side of the
熱源側制御装置120は、例えばマイクロコンピュータ等からなる。負荷側制御装置204と有線又は無線通信することができ、例えば、冷凍空気調和装置内の各種検出手段(センサ)の検知に係るデータに基づいて、インバータ回路制御による圧縮機101の運転周波数制御等、冷凍空気調和装置に係る各手段を制御して冷凍空気調和装置全体の動作制御を行う。
The heat source
吐出温度センサ130、吐出圧力センサ131は、圧縮機101が吐出する冷媒の温度、圧力を検出する温度検出手段である。また、熱源側熱交換温度センサ132は、本実施の形態では特に、熱源側熱交換器104が凝縮器として機能する際、凝縮に係る冷媒の温度を検出する温度検出手段となる。
The
一方、負荷側ユニット200は、負荷側熱交換器201、負荷側絞り装置(膨張弁)202、負荷側ファン203及び負荷側制御装置204で構成される。負荷側熱交換器201は冷媒と空気との熱交換を行う。例えば、暖房運転時においては凝縮器として機能し、ガス配管300から流入した冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒を凝縮させて液化(又は気液二相化)させ、液配管400側に流出させる。一方、冷房運転時においては蒸発器として機能し、負荷側絞り装置202により低圧状態にされた冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒に空気の熱を奪わせて蒸発させて気化させ、ガス配管300側に流出させる。また、負荷側ユニット200には、熱交換を行う空気の流れを調整するための負荷側ファン203が設けられている。この負荷側ファン203の運転速度は、例えば利用者の設定により決定される。負荷側絞り装置202は、開度を変化させることで、冷媒の流量を調整し、負荷側熱交換器201内における冷媒の圧力を調整するために設ける。
On the other hand, the
また、負荷側制御装置210もマイクロコンピュータ等からなり、例えば熱源側制御装置120と有線又は無線通信することができる。熱源側制御装置120からの指示、居住者等からの指示に基づいて、例えば室内が所定の温度となるように、負荷側ユニット200の各装置(手段)を制御する。また、負荷側ユニット200に設けられた検知手段の検知に係るデータを含む信号を送信する。負荷側熱交換温度センサ220は本実施の形態では特に、負荷側熱交換器201が凝縮器として機能する際、凝縮に係る冷媒の温度を検出する温度検出手段となる。
The load-
本実施の形態は、冷媒回路に(直列に)オイルタンク110を設けるようにしたものである。特に圧縮機101と四方弁103との間に設けるようにし、圧縮機101における往復運動、回転による周期的運動等の吐出特性により、圧縮機101から吐出する冷媒の脈動を低減する等ためのマフラーとして機能させるようにする。従来、冷媒回路の冷媒配管の一部を拡張、特別な装置を設ける等により、冷媒の脈動を低減等させるようにすることがあるが、本実施の形態では、回収運転後に内部が空間を有することとなるオイルタンク110を用いるようにする。
In the present embodiment, an oil tank 110 is provided in a refrigerant circuit (in series). In particular, a muffler is provided between the
ここで、例えば、オイルタンク110内部の容積が小さすぎると、低減可能な周波数帯域が狭くなる等により、マフラーとしての機能を果たせなくなってしまう。そこで、本実施の形態においては、低減等可能な周波数帯域を広げるために、内部の容積が2リットル以上となるようにオイルタンク110を構成する。 Here, for example, if the volume inside the oil tank 110 is too small, the frequency band that can be reduced becomes narrow, and the function as a muffler cannot be performed. Therefore, in the present embodiment, the oil tank 110 is configured so that the internal volume becomes 2 liters or more in order to widen a frequency band that can be reduced or the like.
また、オイルタンク110には、回収運転開始時において、例えば出荷前に冷凍機油が既に封入されている。本実施の形態では、オイルタンク110内をガス冷媒が通過するため、例えば、冷媒流出口と冷凍機油の油面との距離が近いと、流入する冷媒の流れ等により油面が波立ち、冷媒に混じって冷凍機油が冷媒流出口から大量に流出する可能性がある。また、冷媒流入口についても、冷凍機油の油面との距離が近いと、例えばガス冷媒が油面を波立たせる可能性がある。 The oil tank 110 is already filled with refrigerating machine oil, for example, before shipment at the start of the recovery operation. In this embodiment, since the gas refrigerant passes through the oil tank 110, for example, when the distance between the refrigerant outlet and the oil level of the refrigerating machine oil is short, the oil level undulates due to the flow of the flowing refrigerant, etc. A large amount of refrigeration oil may flow out from the refrigerant outlet. In addition, if the refrigerant inlet is close to the oil level of the refrigerating machine oil, for example, the gas refrigerant may cause the oil level to ripple.
そこで、本実施の形態では、必要となる冷凍機油の充填量よりもオイルタンク110の内部容積を十分に大きくする。また、オイルタンク110は円筒形状とし、冷媒をその円筒形状の接線方向に沿うように流入させる。これにより、冷媒の流入により液面が波立つことを防止する効果が得られる。そして、初期状態(回収運転開始時)においても、オイルタンク110内の冷凍機油の油面と冷媒流入管口110A及び冷媒流出管口110Bとの間に十分な距離(空間)ができるようにするため、冷媒流入管及び冷媒流出管をオイルタンク110の上面となる位置に設けるようにする。ここで、距離としては、例えば冷媒流入管口110A、冷媒流出管口110Bの径の3倍以上あることが望ましい。さらに、円筒形状であるオイルタンク110の径は、冷媒流入管口110A、冷媒流出管口110Bの径の8倍以上であることが望ましい。このことにより、油面が多少波立って油滴が発生しても、重力の影響(自重)で降下してしまうため、冷凍機油の流出を防止することができる。
Therefore, in the present embodiment, the internal volume of the oil tank 110 is made sufficiently larger than the required refrigerating machine oil filling amount. The oil tank 110 has a cylindrical shape, and allows the refrigerant to flow along the tangential direction of the cylindrical shape. Thereby, the effect which prevents that a liquid level swells by inflow of a refrigerant | coolant is acquired. Even in the initial state (at the start of the recovery operation), a sufficient distance (space) is provided between the oil level of the refrigerating machine oil in the oil tank 110 and the refrigerant
そして、本実施の形態の冷凍空気調和装置では、圧縮機101と四方弁103との間にオイルタンク110を設けることで、回収運転中でも負荷側ユニット200において暖房、冷房のいずれも行うことができる。
In the refrigeration air conditioner of the present embodiment, by providing the oil tank 110 between the
また、本実施の形態では、1つの筐体内に2つの空間を形成し、一方をオイルタンク110とし、他方を回収器111とすることで、オイルタンク110内の熱を回収器111に伝えるようにする。回収器111は、基本的にガス配管300及び液配管400を通過後の冷媒が通過する冷媒配管に並列して設けられる。そのため、冷媒の温度が低く、さらに外気温度も低いと冷媒の寝込みが生じることがある。そこで、前述したように、圧縮機101からの高温の冷媒がオイルタンク110を通過することにより、同じ筐体内の回収器111に熱が伝わるようにして回収器111を暖めることで冷媒の寝込みを防止することができる。これにより、冷媒をいつも適正な状態にして運転することができる。また、冷媒量を精度良く判定することで、冷媒を過剰供給することもなくなるので、例えばアキュムレータ106に溜まる余剰冷媒を少なくし、圧縮機101への液戻りを生じるリスクを低減し、信頼性の高いシステムを得ることができる。
Further, in the present embodiment, two spaces are formed in one housing, and one is the oil tank 110 and the other is the recovery device 111 so that the heat in the oil tank 110 is transmitted to the recovery device 111. To. The collector 111 is basically provided in parallel with the refrigerant pipe through which the refrigerant after passing through the
ここで、油分離器102とオイルタンク110との関係について説明する。油分離器102とオイルタンク110とは、共に冷凍機油を圧縮機101に送り込むものである。オイルタンク110は回収運転に用いるものであるため、それぞれ独立した配管で冷凍機油を圧縮機101に送るようにしていた。
Here, the relationship between the
本実施の形態では、油分離器102とオイルタンク110との間に油配管116を接続し、分離器102が冷媒から分離した冷凍機油については、オイルタンク110に送るようにする。このため、回収運転中だけでなく、通常運転においてもオイルタンク110からキャピラリチューブ112を介して冷凍機油が圧縮機101に供給されることになる。このため、配管を少なくし、簡素化を図ることができる。また、オイルタンク110内に一時的に冷凍機油を貯留しておくこともできる。なお、油分離器102を廃止し、オイルタンク110でのみ冷凍機油を分離して溜めておくようにしてもよい。この場合、冷凍機油の分離効率が低下することが懸念されるが、あらかじめ分離効率が悪くなり、冷媒回路を循環してしまう(持ち出される)冷凍機油の量を測定し、冷凍機油を多く充填しておくことで、信頼性を確保することができる。
In the present embodiment, an
図2は回収運転を含むリプレースに係る手順を表す図である。まず、冷凍空気調和装置の更新を開始する(STEP1)。既設の熱源側ユニット100等を撤去する(STEP2)。新しいユニットを据え付ける(STEP3)。新しいユニットにガス配管300、液配管400を接続する(STEP4)。液配管400、ガス配管300、負荷側ユニット200について真空引きを行った後、負荷側ユニット200分の冷媒を充填する(STEP5)。そして、熱源側ユニット100と液配管400及びガス配管300との間にある開閉弁(図示せず)を開放して回収運転を行う(STEP6)。回収用開閉弁118を閉止し、冷暖房運転の試運転を行った後(STEP7)、更新を完了する(STEP8)。
FIG. 2 is a diagram illustrating a procedure related to replacement including recovery operation. First, update of the refrigeration air conditioner is started (STEP 1). The existing
次に、STEP6の回収運転について説明する。まず、負荷側ユニット200において冷房を行いながら回収運転する場合の動作制御について、冷媒の流れに基づいて説明する。回収運転に係る動作制御は熱源側制御装置120が行うものとする。
Next, the recovery operation of
圧縮機101を吐出した高温・高圧のガス冷媒は、油分離器102、オイルタンク110、四方弁103を介して、熱源側熱交換器104に至り凝縮・液化する。凝縮・液化した液冷媒は、冷媒間熱交換器113で冷却されて過冷却した冷媒となって逆止弁114を介して液配管400に流れる。
The high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the
液配管400に流れた気液二相冷媒は、液配管400内の異物等を冷媒の流れで剥ぎ取りながら負荷側ユニット200に流れる。負荷側ユニット200に流れた異物等を含む冷媒は、負荷側絞り装置202で低圧まで絞られ、負荷側熱交換器201で周囲より熱を奪い、一部の液冷媒が蒸発して空調対象空間を冷房するとともに、気液二相冷媒となって負荷側ユニット200から流出し、ガス配管300に流れる。
The gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed to the
ガス配管300に流れた気液二相冷媒は、ガス配管300内の異物等も剥ぎ取りながら熱源側ユニット100に流れる。熱源側ユニット100に戻った異物等を含む気液二相冷媒は、前述したように、凝縮・液化した液冷媒との間で熱交換が行われ、完全にガス化する。そして、四方弁103、アキュムレータ106を介して、圧縮機101に吸入され、前述したように圧縮され吐出することで循環する。
The gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed to the
ここで、異物等については、アキュムレータ106内で重力等により冷媒と分離し、アキュムレータ106の底部に沈殿する。回収用開閉弁118を開くと、アキュムレータ106内部では、冷媒における動圧の一部が静圧に変る一方で、回収器111内の圧力がアキュムレータ106の圧力よりも低くなるため、差圧に従ってアキュムレータ106から回収器111への異物等の流れが発生する。これにより、アキュムレータ106内で分離された異物等は、回収用開閉弁118を介して回収用配管117を通過して回収器111に流れて回収される。
Here, the foreign matter or the like is separated from the refrigerant by gravity or the like in the
このとき、冷凍機油については、油分離器102は分離した冷凍機油を油配管116を通過させてオイルタンク110に送る。また、オイルタンク110からはキャピラリチューブ112を介して不足分の冷凍機油を圧縮機101に送る。
At this time, for the refrigerating machine oil, the
以上の動作を所定時間行わせた後、熱源側制御装置120は、液配管400を流れる冷媒が液冷媒となるように各機器を制御する。また、ガス配管300を流れる冷媒がガス冷媒となるように制御する。このようにして冷房に係る通常の運転を行う場合の冷媒の分布状態と同じになるような冷媒量調整制御を行う。
After performing the above operation for a predetermined time, the heat source
図3は回収運転中の冷媒回路への冷媒の充填に係る処理を表すフローチャートである。この処理に係る制御も熱源側制御装置120が行うものとする。前述したSTEP6に相当する回収運転を開始する(STEP11)。特に回収運転初期状態では、冷媒回路中にはあらかじめ熱源側ユニット100に充填されている冷媒と、真空引きの後に充填された負荷側ユニット200分の冷媒しか充填されていないため、冷媒が不足気味となる。そこで、吐出温度センサ130が検出した圧縮機101が吐出する冷媒の温度の値Tdがあらかじめ設定した吐出温度の上限値Tdmaxより大きい(Td>Tdmax)かどうかを判断する(STEP12)。
FIG. 3 is a flowchart showing a process related to the charging of the refrigerant into the refrigerant circuit during the recovery operation. It is assumed that the control relating to this process is also performed by the heat source
Td>Tdmaxであると判断すると、冷媒供給用開閉弁108及び冷媒充填ポート開閉弁109を開放し、冷媒を充填させる(STEP14)。一方、Td>Tdmaxでないと判断すると、冷媒供給用開閉弁108及び冷媒充填ポート開閉弁109を閉止状態にする(STEP13)。そして、異物等の回収に係る所定時間が経過したと判断するまで、上記の処理を行う(STEP15)。ここで、STEP12における判断に関し、本実施の形態では、回収器111における冷媒寝込みが生じないため、冷媒回路を循環する冷媒量の減少を防ぎ、無駄な冷媒充填を防ぐことができる。 If it is determined that Td> Tdmax, the refrigerant supply on / off valve 108 and the refrigerant charging port on / off valve 109 are opened to fill the refrigerant (STEP 14). On the other hand, if it is determined that Td> Tdmax is not satisfied, the refrigerant supply on-off valve 108 and the refrigerant charging port on-off valve 109 are closed (STEP 13). Then, the above-described processing is performed until it is determined that a predetermined time relating to the collection of foreign matters has elapsed (STEP 15). Here, regarding the determination in STEP 12, in the present embodiment, since the refrigerant stagnation does not occur in the recovery device 111, it is possible to prevent a decrease in the amount of refrigerant circulating in the refrigerant circuit and to prevent unnecessary refrigerant charging.
所定時間経過すると、熱源側制御装置120は前述した冷媒量調整制御を開始する(STEP16)。再度、定めた時間が経過したと判断するまでするまで処理を待つ(STEP17)。
When the predetermined time has elapsed, the heat source
そして、吐出圧力センサ131が検出する冷媒の吐出圧力Pdに基づいて飽和温度Tsat(Pd)を算出する(STEP18)。そして、熱源側熱交換温度センサ132が検出する熱源側熱交換器104から流出する冷媒の温度Tcoutとの差SCを算出する(STEP19)。さらに、差SCと目標値SCmを比較しSC≧SCmであると判断すると(STEP20)、冷媒供給用開閉弁108及び冷媒充填ポート開閉弁109を閉止状態にして(STEP21)、回収運転を終了する(STEP23)。SC≧SCmでない(SC<SCmである)と判断すると、冷媒供給用開閉弁108及び冷媒充填ポート開閉弁109を開放し(STEP22)、定めた時間冷媒を充填させ(STEP16)、再度STEP17以降の処理を行う。なお、所定時間以上、冷媒充填完了の条件を満たさない場合には、熱源側ユニット100、リモートコントローラ(図示せず)等が有する表示手段(図示せず)に表示させるようにしてもよい。また、冷媒充填が完了した際にも、熱源側ユニット100、リモートコントローラ等から完了を報知させるようにしてもよい。さらに、冷媒充填が完了したことを熱源側制御装置120の記憶手段(図示せず)に記憶させておき、後に確認できるようにしてもよい。この際、運転状態と共に記憶させるようにしてもよい。
Then, the saturation temperature Tsat (Pd) is calculated based on the refrigerant discharge pressure Pd detected by the discharge pressure sensor 131 (STEP 18). Then, a difference SC from the refrigerant temperature Tcout flowing out of the heat source
次に、負荷側ユニット200において暖房を行いながら回収運転する場合の動作制御について、冷媒の流れに基づいて説明する。圧縮機101を吐出した高温・高圧のガス冷媒は、油分離器102、オイルタンク110、四方弁103、冷媒間熱交換器113で気液二相冷媒となり、ガス配管300に流れた冷媒は、ガス配管300内の異物等を冷媒の流れで剥ぎ取りながら負荷側ユニット200に流れる。
Next, operation control when the recovery operation is performed while heating in the
負荷側ユニット200に流れた異物等を含む冷媒は、負荷側熱交換器201で周囲に放熱し、凝縮して空調対象空間を暖房するとともに、負荷側絞り装置202で中間圧まで絞られ、異物等を含む気液二相冷媒となって負荷側ユニット200から流出し、液配管400に流れる。液配管400に流れた気液二相冷媒は、液配管400内の異物等も剥ぎ取りながら熱源側ユニット100に流れる。
The refrigerant containing foreign matter and the like that has flowed into the load-
熱源側ユニット100に戻った異物等を含む気液二相冷媒は、逆止弁115を介して一部が熱源側熱交換器104に流入し、残りは冷媒間熱交換器113、開閉弁134を流れ、アキュムレータ106の冷媒流入側(上流側)に流れる。熱源側熱交換器104において蒸発・気化した冷媒は、四方弁103、アキュムレータ106を介して、圧縮機101に吸入され、前述したように圧縮され吐出することで循環する。冷媒間熱交換器113に流れた気液二相冷媒は、圧縮機101が吐出した高温、高圧のガス冷媒と熱交換して蒸発し、開閉弁134を介してアキュムレータ106の冷媒流入側に流れる。以上の動作を所定時間行わせた後、暖房に係る通常の運転を行う場合の冷媒の分布状態と同じになるような冷媒量調整制御を行う。
A part of the gas-liquid two-phase refrigerant including foreign matter and the like that has returned to the heat
このとき、前述したように、アキュムレータ106内で分離された異物等は、回収用開閉弁118を介して回収用配管117を通過して回収器111に流れて回収される。また、冷凍機油についてもオイルタンク110から不足分の冷凍機油が圧縮機101に送られる。
At this time, as described above, the foreign matter or the like separated in the
また、負荷側ユニット200において暖房を行っている場合に関する冷媒の充填に係る処理についても、基本的には図3に基づいて説明した処理と同じである。ただ、温度Tcoutについては、負荷側熱交換温度センサ220が検出する負荷側熱交換器201から流出する冷媒の温度を温度Tcoutとする。そして、負荷側ユニット200を複数台設置している場合は、負荷側熱交換温度センサ220が検出した温度の平均値を温度Tcoutとする。
Further, the processing related to the charging of the refrigerant in the case where heating is performed in the load-
以上のようにして、既設配管を利用して新たなユニットを更新設置する場合に、既設配管の形状が壁や天井に埋設された状態でも、正しく冷媒量を判断し冷媒を充填することができるようになるため、施工時間を短縮することができる。また、冷房、暖房を問わず冷媒量の判定ができるため、既設を問わず冷媒量に対する信頼性を向上させることができる。 As described above, when a new unit is renewed and installed using existing piping, the amount of refrigerant can be correctly determined and the refrigerant can be charged even when the shape of the existing piping is embedded in a wall or ceiling. Therefore, the construction time can be shortened. Further, since the refrigerant amount can be determined regardless of whether it is cooling or heating, the reliability with respect to the refrigerant amount can be improved regardless of the existing installation.
以上のように、実施の形態1の冷凍空気調和装置によれば、回収運転時において、圧縮機101に補充するための冷凍機油を貯留するオイルタンク110を、冷媒回路に直列的に設け、圧縮機101が吐出するガス冷媒を通過させるようにしたので、オイルタンク110内部の空間で冷媒を攪乱させて、圧縮機101の吐出特性により生じる冷媒の脈動を低減させるマフラーとすることができる。これにより、熱源側ユニット100の他の機器、負荷側ユニット200等に冷媒の脈動が伝達しないので、冷媒の脈動により装置(配管、機器)に発生する振動、音等を低減することができ、破損の防止、長寿命化による信頼性が向上した装置を得ることができる。そして、オイルタンク110をマフラーにすることで、大きな空間を有するオイルタンク110を有効利用し、マフラーを廃止することで、熱源側ユニット100の容積低減、小型化、材料削減によるコスト低減をはかることができる。また、配管を簡素化できるので、生産性を高めることができる。
As described above, according to the refrigeration air conditioning apparatus of
また、運転状態にかかわらず、圧縮機101が吐出するガス冷媒が通過する位置にオイルタンク110を設けるようにしたので、回収運転時に、負荷側ユニット200が冷房を行っていても暖房を行っていても、冷媒の脈動を低減することができる。さらに、オイルタンクの大きさを所定の大きさ(例えば2リットル)以上とすることで、脈動に係る幅広い周波数、波長に対応して、冷媒の脈動を低減させることができる。そして、冷媒流入管及び冷媒流出管をオイルタンク110の上面となる位置に設け、オイルタンク110に貯留している冷凍機油の油面が最も高い位置にあるとき(通常、回収運転開始時より前の段階)でも、冷媒流入管口110A及び冷媒流出管口110Bと油面の間に十分な距離(空間)ができるようにしたので、油面位置の過度の変動及び冷媒流出管口110Bからの流出を防止することができる。そのため、圧縮機101における冷凍機油の不足を防止し、信頼性の高い冷凍空気調和装置を得ることができる。また、空間を確保するためにオイルタンク110内部の容積が大きくなるため、冷媒の脈動低減効果をさらに高めることができる。
Further, since the oil tank 110 is provided at a position through which the gas refrigerant discharged from the
また、回収運転中又は通常の空調運転中にオイルタンク110を通過するガス冷媒の熱を回収器111に伝えるようにし、回収器111を加熱することで、回収器111への冷媒の寝込みを防止することができる。このため、冷媒回路内の冷媒量の不足判断を高精度に行い、不用意に多くの冷媒の充填を防ぐことができる。このため、コスト低減、環境保全をはかることができる。 Further, the heat of the gas refrigerant passing through the oil tank 110 is transmitted to the recovery device 111 during the recovery operation or normal air-conditioning operation, and the recovery device 111 is heated to prevent the refrigerant from stagnation in the recovery device 111. can do. For this reason, the shortage of the amount of refrigerant in the refrigerant circuit can be determined with high accuracy, and inadvertent charging of a large amount of refrigerant can be prevented. For this reason, cost reduction and environmental conservation can be achieved.
また、油分離器102が分離した冷凍機油をオイルタンク110を介して圧縮機101に戻すようにしたので、油に係る配管経路を1系統とすることができ、配管の簡素化をはかることができる。このため、コスト低減、生産性の向上をはかることができる。
Further, since the refrigeration oil separated by the
実施の形態2.
上述の実施の形態では、1つの筐体内を鏡板で区切った2つの空間をオイルタンク110と回収器111としたが、オイルタンク110の熱を回収器111に伝えることができれば、これに限定するものではない。例えば、オイルタンク110と回収器111の2つのタンクを接触させて一体化するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the oil tank 110 and the recovery device 111 are defined as two spaces obtained by dividing the inside of one housing with a mirror plate. It is not a thing. For example, the two tanks of the oil tank 110 and the recovery device 111 may be brought into contact with each other to be integrated.
実施の形態3.
上述した実施の形態1では、熱源側ユニット100、負荷側ユニット200を各1台ずつ接続した冷凍空気調和装置について説明した。本発明はこれに限定するものではなく、熱源側ユニット100、負荷側ユニット200をそれぞれ複数台接続したマルチ型の冷凍空気調和装置についても適用することができる。なお、この際、回収機能を有する熱源側ユニット100を1台としてもよいし、全数台としてもよい。
また、上述の実施の形態では、負荷側ユニット200が冷暖房を行えるようにするために四方弁103を設けているが、四方弁103を有さない構成にすることもできる。このような場合には、オイルタンク110は、油分離器102(圧縮機101)と熱源側熱交換器104との間に設けるようにする。
In the above-described embodiment, the four-
また、上述の実施の形態では、負荷側ユニット200も置き換えるものとして説明したが、熱源側ユニット100だけを新しいものに置き換える場合にも適用することができる。
In the above-described embodiment, the
さらに、上述の実施の形態においては、負荷側ユニット200を配管接続した冷媒回路で回収運転を行うようにしたが、例えば、ガス配管300と液配管400との間をバイパス配管で接続して回収運転を行った後、負荷側ユニット200を配管接続するようにしてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the recovery operation is performed by the refrigerant circuit in which the
上述した実施の形態では、冷凍空気調和装置への適用について説明したが、本発明は、
例えばヒートポンプ装置、冷凍装置、冷蔵装置等、冷媒回路を構成する他の冷凍サイクル装置にも適用することができる。In the above-described embodiment, the application to the refrigeration air conditioner has been described.
For example, the present invention can be applied to other refrigeration cycle apparatuses that constitute the refrigerant circuit, such as a heat pump apparatus, a refrigeration apparatus, and a refrigeration apparatus.
100 熱源側ユニット、101 圧縮機、102 油分離器、103 四方弁、104 熱源側熱交換器、105 熱源側ファン、106 アキュムレータ、107 熱源側絞り装置、108 冷媒供給用開閉弁、109 冷媒充填ポート開閉弁、110 オイルタンク、110A 冷媒流入管口、110B 冷媒流出管口、111 回収器、112 キャピラリチューブ、113 冷媒間熱交換器、114,115 逆止弁、116 油配管、117 回収用配管、118 回収用開閉弁、120 熱源側制御装置、130 吐出温度センサ、131 吐出圧力センサ、132 熱源側熱交換温度センサ、200 負荷側ユニット、201 負荷側熱交換器、202 負荷側絞り装置、203 負荷側ファン、210 負荷側制御装置、220 負荷側熱交換温度センサ300 ガス配管、400 液配管。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記冷媒回路の洗浄により不足した冷凍機油を圧縮機に送って補充するためのオイルタンクを、さらに前記冷媒回路に設けることを特徴とする熱源側ユニット。The heat source side unit having a compressor and a heat source side heat exchanger, and forming a refrigerant circuit by piping connection between the expansion device and the load side heat exchanger,
The heat source side unit, further comprising an oil tank in the refrigerant circuit for sending and replenishing the refrigerating machine oil shortaged by washing the refrigerant circuit to the compressor.
前記油分離器が分離した冷凍機油を前記オイルタンクを介して前記圧縮機に送るための配管を、前記油分離器と前記オイルタンクとの間に接続することを特徴とする請求項1又は2記載の熱源側ユニット。An oil separator for separating the refrigerating machine oil contained in the refrigerant,
The piping for sending the refrigerating machine oil separated by the oil separator to the compressor via the oil tank is connected between the oil separator and the oil tank. The heat source side unit described.
前記回収器を前記オイルタンクに接触させる又は同じ筐体に収容して一体化させることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の熱源側ユニット。A recovery device for capturing and recovering foreign matter related to the cleaning of the refrigerant circuit;
The heat source side unit according to any one of claims 1 to 4, wherein the recovery unit is brought into contact with the oil tank or integrated in the same casing.
絞り装置及び負荷側熱交換器を有する1又は複数の負荷側ユニットと
を配管接続して構成することを特徴とする冷凍空気調和装置。One or a plurality of heat source side units according to claim 1,
A refrigeration air conditioner comprising a throttle device and one or a plurality of load side units having a load side heat exchanger connected by piping.
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