JPWO2016194186A1 - Refrigeration cycle apparatus and air conditioner - Google Patents
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Abstract
冷媒と非相容の冷凍機油を用いた場合に、圧縮機の油濃度低下、油枯渇を防止する。冷媒回路と、圧縮機1と四方弁2の間にて分岐されアキュムレータ700に接続されるバイパス経路9と、を備え、アキュムレータ700の内部には、高さ位置が異なる複数の返油機構710a、710bを有すると共に圧縮機1に繋がる流入管720が設けられ、冷凍機油が冷媒と非相容の特性を有し、バイパス経路9のアキュムレータ700の内部での出口9aは、複数の返油機構710a、710bのうちで最も低い位置にある返油機構710aの高さと最も高い位置にある返油機構710bの高さとの間の高さ位置に設けられる。When refrigerant oil that is incompatible with refrigerant is used, the oil concentration of the compressor is reduced and oil exhaustion is prevented. A refrigerant circuit, and a bypass path 9 branched between the compressor 1 and the four-way valve 2 and connected to the accumulator 700. The accumulator 700 includes a plurality of oil return mechanisms 710a having different height positions, An inflow pipe 720 that has 710b and is connected to the compressor 1 is provided, and the refrigerating machine oil has an incompatible characteristic with the refrigerant. , 710b is provided at a height position between the height of the oil return mechanism 710a at the lowest position and the height of the oil return mechanism 710b at the highest position.
Description
本発明は、冷凍サイクル装置および空気調和装置に関し、特に冷凍機油として冷媒と非相容のものを用い、圧縮機の油濃度低下、油枯渇を防止する冷凍サイクル装置および空気調和装置に関する。 The present invention relates to a refrigeration cycle apparatus and an air conditioner, and more particularly to a refrigeration cycle apparatus and an air conditioner that use a refrigerant that is incompatible with a refrigerant as a refrigeration oil to prevent a decrease in oil concentration and oil depletion in a compressor.
冷媒と非相容の冷凍機油を用いた場合には、アキュムレータ内部に発生する冷媒量によっては返油機構から返油できないことがある。 When refrigerant oil that is incompatible with the refrigerant is used, the oil return mechanism may not be able to return oil depending on the amount of refrigerant generated inside the accumulator.
返油機構から返油できない問題を改善するために、アキュムレータ内部の上部のオイル戻し孔の大きさを下部のオイル戻し孔の大きさよりも大きく形成する技術が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。 In order to improve the problem that oil cannot be returned from the oil return mechanism, a technique has been proposed in which the size of the upper oil return hole inside the accumulator is made larger than the size of the lower oil return hole (for example, Patent Document 1). reference).
ここで、多室型空気調和機などの運転パターンによっては、封入冷媒量が多いシステムが用いられる。特許文献1記載の技術では、所定の返油位置から所定の油濃度の冷凍機油を返すことができない場合があり、圧縮機に必要な油濃度の確保が困難であった。
Here, depending on the operation pattern of a multi-room air conditioner or the like, a system with a large amount of enclosed refrigerant is used. In the technique described in
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、冷媒と非相容の冷凍機油を用いた場合に、圧縮機の油濃度低下、油枯渇を防止する冷凍サイクル装置および空気調和装置を提供することを目的とする。 The present invention is intended to solve the above-described problems, and provides a refrigeration cycle apparatus and an air conditioner that prevent a decrease in oil concentration and oil depletion of a compressor when a refrigerant oil that is incompatible with a refrigerant is used. The purpose is to do.
本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、四方弁、熱源側熱交換器、絞り装置、利用側熱交換器を順次配管で接続し、前記四方弁から戻る冷媒および冷凍機油を貯留するアキュムレータを有する冷媒回路と、前記圧縮機と前記四方弁の間にて分岐され前記アキュムレータに接続されるバイパス経路と、を備え、前記アキュムレータの内部には、高さ位置が異なる複数の返油機構を有すると共に前記圧縮機に繋がる流入管が設けられ、冷凍機油が冷媒と非相容の特性を有し、前記バイパス経路の前記アキュムレータの内部での出口は、前記複数の返油機構のうちで最も低い位置にある返油機構の高さと最も高い位置にある返油機構の高さとの間の高さ位置に設けられるものである。 The refrigeration cycle apparatus according to the present invention includes a compressor, a four-way valve, a heat source side heat exchanger, a throttling device, and a use side heat exchanger that are sequentially connected by piping, and an accumulator that stores refrigerant and refrigeration oil returning from the four-way valve. A refrigerant circuit having a bypass path that is branched between the compressor and the four-way valve and connected to the accumulator. The accumulator includes a plurality of oil return mechanisms having different height positions. In addition, an inflow pipe connected to the compressor is provided, the refrigerating machine oil has a characteristic that is incompatible with the refrigerant, and the outlet of the bypass path inside the accumulator is the lowest among the plurality of oil return mechanisms It is provided at a height position between the height of the oil return mechanism at the position and the height of the oil return mechanism at the highest position.
本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、バイパス経路のアキュムレータの内部での出口は、複数の返油機構のうちで最も低い位置にある返油機構の高さと最も高い位置にある返油機構の高さとの間の高さ位置に設けられる。このため、圧縮機と繋がるバイパス経路からアキュムレータ内部に高温高圧冷媒を流入させ強制対流させ、冷凍機油と冷媒との界面を波立たせ、油濃度分布を均一化する。したがって、冷媒と非相容の冷凍機油を用いた場合に、圧縮機の油濃度低下、油枯渇を防止することができる。 According to the refrigeration cycle apparatus according to the present invention, the outlet inside the accumulator of the bypass path includes the height of the oil return mechanism at the lowest position and the oil return mechanism at the highest position among the plurality of oil return mechanisms. It is provided at a height position between the heights. For this reason, the high-temperature and high-pressure refrigerant flows into the accumulator from the bypass path connected to the compressor to cause forced convection, and the interface between the refrigerating machine oil and the refrigerant is made rippled to make the oil concentration distribution uniform. Therefore, when the refrigerant oil which is incompatible with the refrigerant is used, it is possible to prevent the oil concentration of the compressor from being lowered and the oil exhaustion.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一のまたはこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。
さらに、明細書全文に表れている構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In addition, in each figure, what attached | subjected the same code | symbol is the same or it corresponds, and this is common in the whole text of a specification.
Furthermore, the form of the constituent elements appearing in the whole specification is merely an example, and is not limited to these descriptions.
実施の形態1.
(空気調和装置の冷媒回路)
図1は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置100の冷媒回路を示す図である。
空気調和装置100は、圧縮機1、四方弁2、熱源側熱交換器3、第1切換弁4、第1絞り装置5a、5b、5c、利用側熱交換器6a、6b、6c、を順次配管で接続している冷媒回路を備える。
(Refrigerant circuit of air conditioner)
FIG. 1 is a diagram illustrating a refrigerant circuit of the air-
The
また、空気調和装置100は、四方弁2から戻る冷媒および冷凍機油を貯留するアキュムレータ700を有する。
The
空気調和装置100は、圧縮機1と四方弁2の間から分岐されて第2切換弁8を経由し、アキュムレータ700に接続されるバイパス経路9を備える。
The
空気調和装置100は、アキュムレータ700内部に、高さ位置が異なる複数の返油機構710a、710bを有すると共に圧縮機1に繋がる流入管720を備える。
空気調和装置100の冷媒回路には、冷媒と、この冷媒と非相容の特性をもつ冷凍機油と、が封入されている。The
The refrigerant circuit of the
(冷房モードのサイクル)
続いて空気調和装置100の冷房運転時のサイクルについて説明する。
四方弁2は熱源側熱交換器3側に冷媒を流通させるように流路を切り替える。圧縮機1にて圧縮された高温高圧のガス冷媒は、四方弁2を経由して熱源側熱交換器3に流入する。熱源側熱交換器3に流入した冷媒は、熱源側熱交換器3にて凝縮され高圧の液冷媒となり、第1絞り装置5a、5b、5cにより膨張されて低圧の二相冷媒となり、利用側熱交換器6a、6b、6cに流入する。利用側熱交換器6a、6b、6cにて蒸発された二相の冷媒は、四方弁2、アキュムレータ700を経由して圧縮機1に流入する。(Cooling mode cycle)
Next, the cycle during the cooling operation of the
The four-
(暖房モードのサイクル)
続いて空気調和装置100の暖房運転時のサイクルについて説明する。
四方弁2は利用側熱交換器6a、6b、6cに冷媒を流通させるように流路を切り替える。圧縮機1にて圧縮された高温高圧のガス冷媒は、四方弁2を経由して利用側熱交換器6a、6b、6cに流入する。利用側熱交換器6a、6b、6cに流入した冷媒は、利用側熱交換器6a、6b、6cにて凝縮され高圧の液冷媒となり、第1絞り装置5a、5b、5cにより膨張され低圧の二相冷媒となり、熱源側熱交換器3に流入する。熱源側熱交換器3にて蒸発された二相の冷媒は、四方弁2、アキュムレータ700を経由して圧縮機1に流入する。(Heating mode cycle)
Then, the cycle at the time of the heating operation of the
The four-
(返油機構)
図1に基づいて返油機構710a、710bについて説明する。
複数の返油機構710a、710bは、流入管720に設けられており、アキュムレータ700の内部に発生する余剰冷媒量と流入管720を通過する冷媒流量とに応じて適切な返油量を圧縮機1に戻す。
返油機構710aは、複数の返油機構710a、710bのうちで最も低い位置にある返油機構である。
返油機構710bは、複数の返油機構710a、710bのうちで最も高い位置にある返油機構である。(Oil return mechanism)
The
The plurality of
The
The
ここで、実施の形態1では、返油機構として代表的なオリフィス穴について記載したが、膨張弁やキャピラリーチューブを用いてもよい。また、返油機構710a、710bの2つだけでなく、その間にさらに多数の返油機構を有していてもよい。
Here, in
(バイパス経路)
図1に基づいてバイパス経路9について説明する。
バイパス経路9は、圧縮機1と四方弁2との間にて分岐されてアキュムレータ700に接続される。バイパス経路9は、アキュムレータ700の底面からアキュムレータ700内部に上方に延びる。(Bypass route)
The bypass path 9 will be described with reference to FIG.
The bypass path 9 is branched between the
バイパス経路9のアキュムレータ700内部での出口9aは、複数の返油機構710a、710bのうちで最も低い位置にある返油機構710aと最も高い位置にある返油機構710bとの間の平均高さの位置に設けられる。そして、バイパス経路9の出口9aは、アキュムレータ700の内部にて上向きに開口している。
The
なお、バイパス経路9の出口9aは、上記平均高さの位置ではなく、複数の返油機構710a、710bのうちで最も低い位置にある返油機構710aの高さと最も高い位置にある返油機構710bの高さとの間の高さ位置に設けられるものであってもよい。
また、バイパス経路9は、アキュムレータ700内部に側面から入り込み、出口9aがアキュムレータ700の内部にて上向きに開口しているものであってもよい。It should be noted that the
Alternatively, the bypass path 9 may enter the
バイパス経路9上の第2切換弁8が開となると、圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒は第2切換弁8を通過し、バイパス経路9を流れる間で生じた圧力損失により高温低圧のガス冷媒となり、アキュムータ700内部に流入する。
When the
(アキュムレータ内部の油濃度分布)
図2に基づいてアキュムレータ700内部の油濃度の分布について説明する。
図2は、本発明の実施の形態1に係るアキュムレータ700内部の油濃度分布を示す図である。
冷凍機油が冷媒と非相容なものであり、密度が冷媒より低い場合のアキュムレータ700の内部の油濃度分布を説明する。
アキュムレータ700の内部に余剰冷媒が発生した場合は、密度の低い冷凍機油が冷媒より上部に滞留することになる。冷媒と冷凍機油との界面を境に、下部の油濃度が低く上部の油濃度が高くなる。アキュムレータ700から圧縮機1に戻す油量には許容できる返油濃度が決められており、許容値よりも低ければ圧縮機1の油枯渇が発生する。
冷媒と冷凍機油との界面は、複数の返油機構710a、710bのうちで最も低い位置にある返油機構710aと最も高い位置にある返油機構710bとの間の位置に位置する。また、冷媒と冷凍機油の界面は、バイパス経路9の出口9aの高さ位置よりも上に位置する。
なお、上記では、冷凍機油の密度が冷媒より低い場合について説明したが、高い場合は逆に下部の油濃度が高く上部が低くなる。(Oil concentration distribution inside the accumulator)
The oil concentration distribution inside the
FIG. 2 is a diagram showing an oil concentration distribution inside the
The oil concentration distribution inside the
When surplus refrigerant is generated inside the
The interface between the refrigerant and the refrigerating machine oil is located at a position between the lowest
In the above description, the case where the density of the refrigerating machine oil is lower than that of the refrigerant has been described. However, when the density is high, the oil concentration in the lower part is high and the upper part is low.
(バイパス経路の作用)
バイパス経路9の第2切換弁8を開として圧縮機1の高温高圧のガス冷媒をアキュムレータ700の内部に流入させることによって、アキュムレータ700の内部の冷媒を蒸発させて余剰冷媒量を減少させて全体的に油濃度を高める。具体的には、バイパス経路9の出口9aから上方に流入した冷媒の流速により、アキュムレータ700の内部で強制対流が生じる。この強制対流は、出口9aよりも上方の冷媒と冷凍機油との界面を波立たせ、分離していた冷媒と冷凍機油とを混合し、油濃度の分布を変化させ、界面の上部と下部の油濃度差を小さくさせると共に圧縮機1の許容値を上回るようにする。(Function of bypass pathway)
By opening the
ここで、第2切換弁8を開くタイミングは、圧縮機の油濃度が低下したとき、すなわち圧縮機1から吐出された冷媒の過熱度が低下するときである。
Here, the timing of opening the
図3は、本発明の実施の形態1に係るバイパス経路9の開閉とアキュムレータ700内部の油濃度の変化との関係を示す図である。図3の(i)は、バイパス経路9が閉じているときを表す。図3の(ii)は、バイパス経路9が開くときを表す。図3の(iii)は、バイパス経路9の出口9aの高さ位置が複数の返油機構710a、710bの平均高さ位置のときを表す。
図3の(i)に示すようにバイパス経路9が閉じているとき、冷媒と冷凍機油とは非相容の関係から分離してしまい、圧縮機1の許容値を大きく下回る。
図3の(ii)に示すようにバイパス経路9が開くとき、冷媒と冷凍機油とは非相容の関係であっても、バイパス経路9の出口9aから上方に流入した冷媒の流速により、アキュムレータ700の内部で強制対流が生じる。これにより、冷媒と冷凍機油とは混合され、圧縮機1の許容値を上回るようになる。
図3の(iii)に示すようにバイパス経路9の出口9aの高さ位置が複数の返油機構710a、710bの平均高さ位置で最も冷媒と冷凍機油とは混合され、油分布が均一に近く、圧縮機1の許容値を上回り易い。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the opening / closing of the bypass path 9 and the change in the oil concentration inside the
When the bypass path 9 is closed as shown in (i) of FIG. 3, the refrigerant and the refrigerating machine oil are separated from the incompatible relationship and greatly fall below the allowable value of the
When the bypass path 9 is opened as shown in FIG. 3 (ii), even if the refrigerant and the refrigerating machine oil are incompatible, the accumulator is caused by the flow rate of the refrigerant flowing upward from the
As shown in (iii) of FIG. 3, the refrigerant and the refrigerating machine oil are most mixed in the height position of the
図4は、本発明の実施の形態1に係るバイパス経路9の出口9aの高さとアキュムレータ700内部の油濃度との関係を示す図である。
図4に示すように、バイパス経路9の出口9aの高さは、複数の返油機構710a、710bのうちで最も低い位置にある返油機構710aと最も高い位置にある返油機構710bとの間のどこに位置するかによって、アキュムレータ700内部の油濃度に対して放物線を描く。
複数の返油機構710a、710bは、アキュムレータ700の内部に余剰冷媒が発生した場合に、圧縮機1に返油できるように、アキュムレータ700の内部の冷媒と冷凍機油の界面を間に挟むように設定されている。このため、複数の返油機構710a、710bのうちで最も低い位置にある返油機構710aと最も高い位置にある返油機構710bとの間の平均高さ位置がアキュムレータ700の内部の冷媒と冷凍機油の界面に最も近づく。よって、バイパス経路9の出口9aの高さが複数の返油機構710a、710bのうちで最も低い位置にある返油機構710aと最も高い位置にある返油機構710bとの間の平均高さ位置であると、冷媒と冷凍機油との界面を出口9aから流出させるガス冷媒で強制対流させて冷媒と冷凍機油とを混合する効果が高くなる。そのため、図4に示すような放物線を描く効果が生じる。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the height of the
As shown in FIG. 4, the height of the
The plurality of
以上の実施の形態1によると、バイパス経路9のアキュムレータ700の内部での出口9aは、複数の返油機構710a、710bのうちで最も低い位置にある返油機構710aの高さと最も高い位置にある返油機構710bの高さとの間の高さ位置に設けられる。このように構成されると、圧縮機1と繋がるバイパス経路9からアキュムレータ700の内部に高温高圧冷媒を流入させ強制対流させ、冷凍機油と冷媒との界面を波立たせ、油濃度分布を均一化する。したがって、冷媒と非相容の冷凍機油を用いた場合に、圧縮機1の油濃度低下、油枯渇を防止することができる。
According to the first embodiment described above, the
バイパス経路9の出口9aは、複数の返油機構710a、710bのうちで最も低い位置にある返油機構710aと最も高い位置にある返油機構710bとの平均高さの位置に設けられる。このように構成されると、バイパス経路9の出口9aが最も冷凍機油と冷媒との界面に近づき、強制対流させる効果が高まる。
The
バイパス経路9の出口9aは、アキュムレータ700の内部にて上向きに開口している。このように構成されると、アキュムレータ700の内部にて出口9aよりも上方の冷凍機油と冷媒との界面に向けて、バイパス経路9から高温高圧冷媒を流入させ強制対流させることができる。
The
空気調和装置100は、圧縮機1、四方弁2、熱源側熱交換器3、第1切換弁4、第1絞り装置5a、5b、5c、利用側熱交換器6a、6b、6c、を順次配管で接続している冷媒回路を備え、四方弁2からの戻り冷媒のうちの冷凍機油を含む冷媒を貯留するアキュムレータ700を有する冷媒回路(冷凍サイクル装置)を備えた。このように構成されると、冷媒と非相容の冷凍機油を用いた場合に、圧縮機1の油濃度低下、油枯渇を防止することができる。
The
1 圧縮機、2 四方弁、3 熱源側熱交換器、4 第1切換弁、5a 第1絞り装置、5b 第1絞り装置、5c 第1絞り装置、6a 利用側熱交換器、6b 利用側熱交換器、6c 利用側熱交換器、8 第2切換弁、9 バイパス経路、9a 出口、10b 返油機構、100 空気調和装置、700 アキュムレータ、710a 返油機構、710b 返油機構、720 流入管。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記圧縮機と前記四方弁の間にて分岐されて前記アキュムレータに接続されるバイパス経路と、
を備え、
前記アキュムレータの内部には、高さ位置が異なる複数の返油機構を有すると共に前記圧縮機に繋がる流入管が設けられ、
冷凍機油が冷媒と非相容の特性を有し、
前記バイパス経路の前記アキュムレータの内部での出口は、前記複数の返油機構のうちで最も低い位置にある返油機構の高さと最も高い位置にある返油機構の高さとの間の高さ位置に設けられる冷凍サイクル装置。A compressor, a four-way valve, a heat source side heat exchanger, a throttling device, and a utilization side heat exchanger connected in order by a pipe, and a refrigerant circuit having an accumulator for storing refrigerant returning from the four-way valve and refrigerating machine oil;
A bypass path branched between the compressor and the four-way valve and connected to the accumulator;
With
Inside the accumulator, there are provided an inflow pipe connected to the compressor while having a plurality of oil return mechanisms with different height positions,
Refrigerating machine oil has characteristics that are incompatible with the refrigerant,
The outlet inside the accumulator of the bypass path is a height position between the height of the oil return mechanism at the lowest position and the height of the oil return mechanism at the highest position among the plurality of oil return mechanisms. The refrigeration cycle apparatus provided in
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