KR102099665B1 - Refrigeration cycle oil return circuit and oil return method - Google Patents

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Abstract

토출 가스 온도가 높아지는 R32 냉매를 이용한 경우여도, 압축기 내의 오일 온도의 상승을 억제하여, R410A 냉매 대비 동등한 허용 운전 범위 내지 조건을 확보할 수 있음과 함께, 오일 순환율의 증대나 냉동 사이클의 능력이나 성능에 대한 영향을 억제한다. 저압 하우징 타입의 압축기(2)를 구비하고, R32 냉매가 충전된 냉동 사이클(1)과, 압축기의 토출 회로(13A)에 마련한 오일 분리기(3)와, 오일 분리기에 의하여 분리된 오일을 압축기의 하우징 내부의 오일 저류부로 복귀시키는 오일 복귀 회로(31)를 구비하며, 오일 복귀 회로는, 오일을 하우징 내의 오일 저류부로 직접 복귀시키는 직접 회로(32)와, 오일 냉각기(37)에 의하여 냉각하여 복귀시키는 냉각 회로(35)의 병렬 회로로 되어 있고, 냉매의 토출 온도, 압축기 내의 오일 온도 또는 오일 점도의 하나를 검출하며, 그것이 임곗값을 초과했을 때, 오일 복귀 회로를 직접 회로로부터 냉각 회로로 전환하고, 오일 온도를 소정 온도 이하로 냉각하여 복귀시키는 오일 온도 제어부(42)를 구비하고 있다.Even when an R32 refrigerant having a higher discharge gas temperature is used, it is possible to suppress an increase in the oil temperature in the compressor, thereby ensuring an equivalent allowable operating range or condition compared to the R410A refrigerant, and to increase the oil circulation rate or the ability of the refrigeration cycle. Suppress the effect on performance. A compressor 2 having a low-pressure housing type, a refrigeration cycle 1 filled with R32 refrigerant, an oil separator 3 provided in a discharge circuit 13A of the compressor, and oil separated by the oil separator are provided to the compressor. It has an oil return circuit (31) for returning to the oil reservoir inside the housing, and the oil return circuit is cooled by a direct circuit (32) for returning oil directly to the oil reservoir in the housing and an oil cooler (37). It is a parallel circuit of the cooling circuit 35, and detects one of the refrigerant discharge temperature, the oil temperature in the compressor, or the oil viscosity, and when it exceeds the threshold, the oil return circuit is switched from the direct circuit to the cooling circuit. And an oil temperature control unit 42 that cools and returns the oil temperature below a predetermined temperature.

Figure R1020177022335
Figure R1020177022335

Description

냉동 사이클의 오일 복귀 회로 및 오일 복귀 방법Refrigeration cycle oil return circuit and oil return method

본 발명은, 지구 온난화 계수(이하, GWP라고 함)가 낮은 R32 냉매 또는 R32 냉매 리치(rich)의 혼합 냉매(이하, 간단히 R32 냉매라고 함)를 이용한 냉동 사이클의 오일 복귀 회로 및 오일 복귀 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an oil return circuit and an oil return method of a refrigeration cycle using an R32 refrigerant with a low global warming coefficient (hereinafter referred to as GWP) or a mixed refrigerant of an R32 refrigerant rich (hereinafter simply referred to as R32 refrigerant). It is about.

R32 냉매는, 오존 파괴 계수(ODP)가 제로이고, 또한 GWP가 R410A 냉매에 비하여, 약 1/3 정도가 낮은 점에서, 환경 부하의 저감에 기여할 수 있는 것이며, R410A 냉매의 대체 냉매로서 이용되고 있다. 그러나, R32 냉매는, R410A 냉매에 비하여 토출 가스 온도가 10~20℃ 정도 상승하고, 흡입 압력과 토출 압력의 압력비가 높아질수록 토출 가스 온도가 상승하는 경향이 있어, 오일 분리기로부터의 복귀 오일에 의하여 압축기 내의 오일 온도가 상승한다. 이에 따라 오일 점도가 저하되는 점에서, R410A 냉매 대비로 허용 운전 범위 내지 조건을 제한해야 했다.The R32 refrigerant has a zero ozone depletion coefficient (ODP) and a GWP of about one-third lower than that of the R410A refrigerant, which can contribute to reducing the environmental load, and is used as an alternative refrigerant for the R410A refrigerant. have. However, the R32 refrigerant has a tendency that the discharge gas temperature increases by about 10 to 20 ° C compared to the R410A refrigerant, and the discharge gas temperature tends to increase as the pressure ratio between the suction pressure and the discharge pressure increases, due to return oil from the oil separator. The oil temperature in the compressor rises. Accordingly, from the point that the oil viscosity is lowered, the allowable operating range or conditions had to be limited in comparison to the R410A refrigerant.

특허문헌 1에는, 압축기의 토출 회로에 오일 분리기를 마련하여, 냉방 시에는, 압축기로부터 토출된 오일을 포함하는 냉매를 그대로 오일 분리기로부터 제1 바이패스 유로를 통하여 냉각기에 의하여 냉각한 후, 압축기의 하우징 내로 복귀시키고, 거기에서 오일을 분리하여 냉매만을 제2 바이패스 유로를 거쳐 응축기에 순환시킴으로써, 압축기 내의 오일 온도 상승을 억제하는 것이 기재되어 있다.In Patent Document 1, an oil separator is provided in the discharge circuit of the compressor, and when cooling, the refrigerant containing the oil discharged from the compressor is directly cooled from the oil separator through the first bypass channel through a cooler, and then the compressor It is described to suppress the rise in oil temperature in the compressor by returning into the housing, separating the oil therefrom and circulating only the refrigerant through the second bypass flow path to the condenser.

난방 시에는, 오일 분리기에 의하여 냉매와 오일을 분리하고, 냉매를 응축기에 순환시켜 난방에 제공함과 함께, 오일을 제1 바이패스 유로, 냉각기를 거쳐 냉각한 후, 압축기로 복귀시킴으로써, 오일 온도의 상승과 난방 능력의 저하를 억제하도록 하고 있다.At the time of heating, the refrigerant is separated from the oil by an oil separator, the refrigerant is circulated to the condenser to provide heating, and after cooling the oil through a first bypass flow path and a cooler, it is returned to the compressor, thereby returning the oil temperature. It is intended to suppress the rise and decrease of heating capacity.

한편, R410A 냉매 등을 이용한 냉동 사이클에 있어서는, 종래부터, 압축기의 토출 회로에 오일 분리기를 마련하여, 오일 분리기로 냉매 가스 중에 포함되는 오일을 분리한 후, 냉매를 응축기에 순환시키도록 한 것이, 특허문헌 2-5에 의하여 제공되고 있다.On the other hand, in a refrigeration cycle using a refrigerant such as R410A, conventionally, an oil separator is provided in the discharge circuit of the compressor, and the oil contained in the refrigerant gas is separated by the oil separator, and then the refrigerant is circulated in the condenser. It is provided by patent document 2-5.

이들에 있어서는, 분리한 오일을 오일 복귀 회로에 의하여 압축기 또는 압축기의 흡입 회로로 복귀시키도록 한 것, 혹은 그 오일 복귀 회로 중에 오일 냉각기를 마련하여, 필요에 따라 오일을 냉각하여 압축기측으로 복귀시키도록 하고 있다.In these, the separated oil is returned to the compressor or the suction circuit of the compressor by the oil return circuit, or an oil cooler is provided in the oil return circuit to cool the oil as necessary to return it to the compressor side. Doing.

일본 공개특허공보 2014-85104호Japanese Patent Application Publication No. 2014-85104 일본 공개특허공보 평6-337171호Japanese Patent Application Publication No. Hei 6-337171 일본 공개특허공보 평11-83204호Japanese Patent Application Publication No. Hei 11-83204 일본 공개특허공보 2005-214515호Japanese Patent Application Publication No. 2005-214515 일본 공개특허공보 2006-170570호Japanese Patent Application Publication No. 2006-170570

그러나, 상기 특허문헌 1의 것은, 압축기의 하우징 내를 고압 분위기로 할뿐만 아니라, 오일 분리 기능을 갖는 것으로 해야 하고, 다이렉트 석션, 다이렉트 디스차지 구조의 압축기로 해야 한다. 또한, 제1 바이패스 유로 및 제2 바이패스 유로를 각각 비교적 직경이 큰 고압 가스 배관으로 해야 하고, 압축기 구조나 그 주위의 배관 구조가 복잡화, 고비용화됨과 함께, 저압 하우징 타입의 압축기를 이용한 냉동 사이클에는 적용할 수 없는 등의 과제가 있었다.However, the thing of the patent document 1 should not only make the inside of a compressor housing a high pressure atmosphere, but also should have an oil separation function, and should be a compressor with a direct suction and direct discharge structure. In addition, the first bypass flow path and the second bypass flow path should be respectively high pressure gas piping with a relatively large diameter, and the compressor structure or the piping structure around it is complicated and expensive, and refrigeration using a low pressure housing type compressor is performed. There were problems such as not being applicable to cycles.

한편, 하우징 내가 저압 분위기하로 되어 있는 저압 하우징 타입의 압축기를 이용한 것에서는, 특허문헌 2-5에 나타내는 바와 같이, 오일 분리기에 의하여 분리한 오일만을 오일 복귀 회로를 통하여 압축기측으로 복귀시킬 수 있다. 이때, 오일을 압축기의 흡입 회로로 복귀시킴으로써, 저압 냉매 가스로 오일을 냉각하여, 오일 온도를 낮춰 압축기를 복귀시킬 수 있다. 그러나, 이 경우, 오일과 냉매 가스가 재혼합하여, 압축기 내에서 다시 분리해야 하고, 오일의 분리 효율이 저하됨으로써 오일 상승, 즉 오일 순환율이 증대되게 되는 등의 과제가 있다.On the other hand, in the case of using a low-pressure housing type compressor in which the housing is in a low-pressure atmosphere, as shown in Patent Document 2-5, only oil separated by an oil separator can be returned to the compressor side through an oil return circuit. At this time, by returning the oil to the suction circuit of the compressor, the oil can be cooled with a low pressure refrigerant gas, and the oil temperature can be lowered to return the compressor. However, in this case, there are problems such as re-mixing of the oil and the refrigerant gas to be separated again in the compressor, and the oil separation efficiency is increased by increasing the oil separation efficiency.

또, 오일 복귀 회로 중에 오일 냉각기를 마련하여, 거기에서 냉각한 오일을 직접 압축기 하우징의 오일 저류부로 복귀시키도록 한 것도 제안되고 있지만, 이 경우, 오일 냉각기에 의하여 항상 오일이 냉각되기 때문에, 오일 냉각기에서의 냉열원으로서 냉매를 이용한 것에서는, 냉동 사이클의 능력이나 성능에 영향을 미치게 되는 등의 과제가 있다.In addition, it has been proposed to provide an oil cooler in the oil return circuit so that the cooled oil is returned directly to the oil reservoir of the compressor housing. In this case, since the oil is always cooled by the oil cooler, the oil cooler In the case of using a refrigerant as a cold heat source in, there are problems such as affecting the ability and performance of the refrigeration cycle.

본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 토출 가스 온도가 높아지는 R32 냉매를 이용한 경우여도, 압축기 내의 오일 온도의 상승을 억제하여, R410A 냉매 대비 동등한 허용 운전 범위 내지 조건을 확보할 수 있음과 함께, 오일 순환율의 증대나 냉동 사이클의 능력이나 성능에 대한 영향을 억제할 수 있는 냉동 사이클의 오일 복귀 회로 및 오일 복귀 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of such circumstances, and even when an R32 refrigerant having a high discharge gas temperature is used, it is possible to suppress an increase in the oil temperature in the compressor and secure an equivalent allowable operating range or condition compared to the R410A refrigerant. In addition, an object of the present invention is to provide an oil return circuit and an oil return method for a refrigeration cycle that can suppress an increase in the oil circulation rate or an effect on the ability or performance of the refrigeration cycle.

상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 냉동 사이클의 오일 복귀 회로 및 오일 복귀 방법은 이하의 수단을 채용한다.In order to solve the above problems, the oil return circuit and oil return method of the refrigeration cycle of the present invention employ the following means.

즉, 본 발명에 관한 냉동 사이클의 오일 복귀 회로는, 오일 저류부를 갖는 하우징 내부가 저압 분위기로 되어 있는 압축기를 구비하고, 그 사이클 내에 R32 냉매 내지 R32 리치의 혼합 냉매가 충전된 냉동 사이클과, 상기 압축기로부터의 토출 회로에 마련된 오일 분리기와, 상기 오일 분리기에 의하여 분리된 오일을 감압하여 상기 하우징 내의 상기 오일 저류부로 복귀시키는 오일 복귀 회로를 구비하며, 상기 오일 복귀 회로는, 상기 오일을 상기 오일 분리기로부터 상기 오일 저류부로 직접 복귀시키는 직접 회로와, 오일 냉각기에 의하여 냉각하여 복귀시키는 냉각 회로의 병렬 회로로 되어 있고, 상기 압축기 내부의 오일 점도를, 상기 냉동 사이클의 흡입 회로에 있어서의 상기 냉매의 압력과, 상기 오일 저류부에 있어서의 오일 온도의 검출값에 근거하여 산출하며, 그것이 미리 설정되어 있는 임곗값을 하회하였을 때, 상기 오일 복귀 회로를 상기 직접 회로로부터 상기 냉각 회로로 전환하고, 복귀 오일의 온도를 소정 온도 이하로 냉각하여 복귀시키는 오일 온도 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다. That is, the oil return circuit of the refrigeration cycle according to the present invention includes a refrigeration cycle in which the inside of a housing having an oil reservoir has a compressor in a low pressure atmosphere, and a mixed refrigerant of R32 refrigerant to R32 rich is filled in the cycle. And an oil return circuit provided in the discharge circuit from the compressor, and an oil return circuit for reducing the oil separated by the oil separator and returning the oil to the oil reservoir in the housing, wherein the oil return circuit includes the oil. It consists of a parallel circuit of a direct circuit for returning directly from the oil reservoir to the oil reservoir and a cooling circuit for cooling and returning by the oil cooler, and the pressure of the refrigerant in the suction circuit of the refrigeration cycle is set to the oil viscosity inside the compressor. And based on the detected value of the oil temperature in the oil reservoir. And an oil temperature control unit that switches the oil return circuit from the direct circuit to the cooling circuit when it falls below a preset threshold, and cools and returns the temperature of the return oil to a predetermined temperature or less. It is characterized by.

본 발명에 의하면, 압축기로부터의 토출 회로에 마련되어 있는 오일 분리기에 의하여 분리된 오일을 감압하여 하우징 내의 오일 저류부로 복귀시키는 오일 복귀 회로를 구비하고, 그 오일 복귀 회로가, 오일을 오일 분리기로부터 오일 저류부로 직접 복귀시키는 직접 회로와, 오일 냉각기에 의하여 냉각하여 복귀시키는 냉각 회로의 병렬 회로로 되어, 압축기 내부의 오일 점도를, 냉동 사이클의 흡입 회로에 있어서의 냉매의 압력과, 오일 저류부에 있어서의 오일 온도의 검출값에 근거하여 산출하며, 그것이 미리 설정되어 있는 임곗값을 하회하였을 때, 오일 복귀 회로를 직접 회로로부터 냉각 회로로 전환하고, 복귀 오일의 온도를 소정 온도 이하로 냉각하여 복귀시키는 오일 온도 제어부를 구비하기 때문에, R32 냉매 내지 R32 리치의 혼합 냉매를 이용함으로써 토출 가스 온도가 상승하는 경우가 있어도, 압축기 내부의 오일 점도를, 냉동 사이클의 흡입 회로에 있어서의 상기 냉매의 압력과, 오일 저류부에 있어서의 오일 온도의 검출값에 근거하여 산출하고, 그것이 미리 설정되어 있는 임곗값을 하회하였을 때, 오일 복귀 회로를 직접 회로로부터 냉각 회로로 전환하여 오일을 오일 냉각기에 의하여 냉각하며, 소정 온도 이하로 냉각하여 압축기의 하우징 내의 오일 저류부로 복귀시킴으로써, 압축기 내부의 오일 온도 상승을 규정값 이하로 제한할 수 있다. 따라서, 압축기 내부의 오일 온도의 상승을 억제하여, R410A 냉매 대비 동등한 허용 운전 범위 내지 조건을 확보할 수 있다. 또, 오일 분리기에 의하여 분리된 오일을 직접 하우징 내의 오일 저류부로 복귀시킬 수 있기 때문에, 냉매 가스와의 재혼합을 방지하여, 오일 상승에 의한 오일 순환율의 증대를 억제할 수 있음과 함께, 필요 시에만 오일을 냉각하면 되어, 냉동 사이클의 능력이나 성능에 대한 영향을 최소화할 수 있다.According to the present invention, an oil return circuit is provided for returning oil separated by an oil separator provided in the discharge circuit from the compressor to the oil reservoir in the housing by depressurizing, and the oil return circuit stores oil from the oil separator. It consists of a parallel circuit of a direct circuit that returns directly to the negative and a cooling circuit that cools and returns by the oil cooler, so that the oil viscosity inside the compressor is the pressure of the refrigerant in the suction circuit of the refrigeration cycle and the oil reservoir. The oil is calculated based on the detected value of the oil temperature, and when it falls below a preset threshold value, the oil return circuit is switched from the direct circuit to the cooling circuit, and the oil returned by cooling the temperature of the return oil to a predetermined temperature or less Since a temperature control unit is provided, a mixed refrigerant of R32 refrigerant to R32 rich is used. Even if the discharge gas temperature may increase, the oil viscosity inside the compressor is calculated based on the pressure of the refrigerant in the suction circuit of the refrigeration cycle and the detected value of the oil temperature in the oil reservoir, and When the preset threshold value is lowered, the oil return circuit is switched from a direct circuit to a cooling circuit to cool the oil by an oil cooler, cool to a predetermined temperature or less, and return to the oil reservoir in the compressor housing, thereby The oil temperature rise of can be limited to below a specified value. Therefore, by suppressing an increase in the oil temperature inside the compressor, it is possible to secure an equivalent allowable operating range or condition compared to the R410A refrigerant. In addition, since the oil separated by the oil separator can be directly returned to the oil reservoir in the housing, it is possible to prevent remixing with the refrigerant gas and suppress an increase in the oil circulation rate due to oil rise. Cooling the oil is only necessary to minimize the impact on the performance or performance of the refrigeration cycle.

또한, 본 발명의 냉동 사이클의 오일 복귀 회로는, 상기의 냉동 사이클의 오일 복귀 회로에 있어서, 상기 압축기는, 밀폐형 또는 개방형 중 어느 하나의 저압 하우징 타입의 스크롤 압축기로 되어 있고, 그 하우징 내부의 상기 오일 저류부에 PVE 오일, POE 오일, PAG 오일 중 어느 하나, 혹은 그들을 주성분으로 하는 혼합 오일이 충전되어 있다.Further, in the oil return circuit of the refrigeration cycle of the present invention, in the oil return circuit of the refrigeration cycle, the compressor is a low-pressure housing type scroll compressor of either a closed type or an open type, and the inside of the housing The oil reservoir is filled with either PVE oil, POE oil, or PAG oil, or a mixed oil containing them as a main component.

본 발명에 의하면, 냉동 사이클측으로부터의 저압 냉매 가스를 하우징 내에 빨아들이며, 그 냉매를 흡입하고 압축하여, 토출 챔버에 토출하는 구성으로 된 R410A 냉매용의 밀폐형 또는 개방형의 저압 하우징 타입의 스크롤 압축기를 그대로 적용할 수 있다.Advantageous Effects of Invention According to the present invention, a closed or open type low pressure housing type scroll compressor for R410A refrigerant, which is configured to suck low pressure refrigerant gas from the refrigeration cycle side into the housing, suck and compress the refrigerant, and discharge it to the discharge chamber. Can be applied as is.

이 경우, 그 냉매에 적응한 PVE 오일(폴리바이닐에터계 오일), POE 오일(폴리올에스터계 오일), PAG 오일(폴리알킬렌글라이콜계 오일) 또는 그들의 혼합 오일을 충전함으로써, R32 냉매 내지 R32 리치의 혼합 냉매를 이용한 냉동 사이클을 구성하고, 그 냉동 사이클을 R410A 냉매 대비 동등한 허용 운전 범위 내지 조건을 확보하여 운전할 수 있다.In this case, by filling the PVE oil (polyvinyl ether-based oil), POE oil (polyol-ester-based oil), PAG oil (polyalkylene glycol-based oil), or a mixture oil thereof adapted to the refrigerant, R32 refrigerant to R32 rich A refrigeration cycle using a mixed refrigerant of is configured, and the refrigeration cycle can be operated by securing an equivalent allowable operating range or conditions compared to the R410A refrigerant.

따라서, 압축기 내의 오일 온도 상승에 의한 오일 점도의 저하에 기인하는 윤활 불량 등을 확실히 해소할 수 있다. 또, 압축기가 개방형 압축기로 되어 있는 경우에 있어서는, 메커니컬 시일 또는 립 시일에 의한 샤프트 시일부에서의 슬라이딩부 온도의 상승에 따른 오일의 슬러지화를 억제하고, 냉매 누출을 방지할 수 있는 등의 효과를 나타낸다.Therefore, it is possible to reliably eliminate lubricating defects and the like caused by a decrease in oil viscosity due to an increase in the oil temperature in the compressor. In addition, in the case where the compressor is an open compressor, effects such as suppressing sludge of oil due to an increase in the temperature of the sliding portion at the shaft seal portion by a mechanical seal or lip seal, and preventing refrigerant leakage, etc. Indicates.

또한, 본 발명에 관한 냉동 사이클의 오일 복귀 방법은, 저압 하우징 타입의 압축기를 구비하고, 그 사이클 내에 R32 냉매 내지 R32 리치의 혼합 냉매가 충전된 냉동 사이클의 상기 압축기의 토출 회로에 오일 분리기를 마련하여, 그 오일 분리기에 의하여 분리된 오일을 오일 복귀 회로를 통하여 상기 압축기의 하우징 내의 오일 저류부로 복귀시키는 냉동 사이클의 오일 복귀 방법에 있어서, 상기 압축기 내부의 오일 점도를, 상기 냉동 사이클의 흡입 회로에 있어서의 상기 냉매의 압력과, 상기 오일 저류부에 있어서의 오일 온도의 검출값에 근거하여 산출하고, 그 산출값이 미리 설정되어 있는 임곗값을 하회하였을 때, 상기 오일 복귀 회로에 마련되어 있는 오일 냉각기에 의하여 복귀 오일의 온도를 소정 온도 이하로 냉각하여 복귀시킴으로써, 상기 압축기 내부의 오일 온도 상승을 규정값 이하로 제한하는 것을 특징으로 한다. In addition, the oil return method of the refrigeration cycle according to the present invention includes a low pressure housing type compressor, and an oil separator is provided in the discharge circuit of the compressor of the refrigeration cycle in which the mixed refrigerant of R32 refrigerant to R32 rich is filled in the cycle. In the oil return method of the refrigeration cycle for returning the oil separated by the oil separator to the oil reservoir in the housing of the compressor through an oil return circuit, the oil viscosity inside the compressor is applied to the suction circuit of the refrigeration cycle. The oil cooler provided in the oil return circuit when calculating based on the pressure of the refrigerant in the air and the detected value of the oil temperature in the oil reservoir, and when the calculated value falls below a preset threshold value. By returning the temperature of the return oil by cooling below a predetermined temperature, the pressure It characterized in that for limiting the oil temperature rise in the group to be below a prescribed value.

본 발명에 의하면, 압축기의 토출 회로에 마련되어 있는 오일 분리기에 의하여 분리된 오일을 오일 복귀 회로를 통하여 압축기의 하우징 내의 오일 저류부로 복귀시키는 냉동 사이클의 오일 복귀 방법에 있어서, 압축기 내부의 오일 점도를, 냉동 사이클의 흡입 회로에 있어서의 냉매의 압력과, 오일 저류부에 있어서의 오일 온도의 검출값에 근거하여 산출하고, 그 산출값이 미리 설정되어 있는 임곗값을 하회하였을 때, 오일 복귀 회로에 마련되어 있는 오일 냉각기에 의하여 복귀 오일의 온도를 소정 온도 이하로 냉각하여 복귀시킴으로써, 압축기 내부의 오일 온도 상승을 규정값 이하로 제한하도록 하고 있기 때문에, R32 냉매 내지 R32 리치의 혼합 냉매를 이용함으로써 토출 가스 온도가 상승하는 경우가 있어도, 압축기 내부의 오일 점도를, 냉동 사이클의 흡입 회로에 있어서의 냉매의 압력과, 오일 저류부에 있어서의 오일 온도의 검출값에 근거하여 산출하고, 그 산출값이 미리 설정되어 있는 임곗값을 하회하였을 때, 오일 복귀 회로에 마련되어 있는 오일 냉각기에 의하여 복귀 오일의 온도를 소정 온도 이하로 냉각하여 압축기의 하우징 내의 오일 저류부로 복귀시킴으로써, 압축기 내부의 오일 온도 상승을 규정값 이하로 제한할 수 있다.According to the present invention, in the oil return method of the refrigeration cycle to return the oil separated by the oil separator provided in the discharge circuit of the compressor to the oil reservoir in the housing of the compressor through the oil return circuit, the oil viscosity inside the compressor, It is calculated based on the pressure of the refrigerant in the suction circuit of the refrigeration cycle and the detected value of the oil temperature in the oil reservoir, and when the calculated value falls below a preset threshold, it is provided in the oil return circuit. Since the temperature of the return oil is cooled and returned to a predetermined temperature or less by the oil cooler, the rise of the oil temperature inside the compressor is limited to a prescribed value or less. Even if may increase, the oil viscosity inside the compressor is It is calculated based on the pressure value of the refrigerant in the suction circuit of the claw and the detected value of the oil temperature in the oil reservoir, and when the calculated value falls below a preset threshold value, the oil return circuit is provided. By cooling the temperature of the return oil to a predetermined temperature or less by the oil cooler and returning it to the oil reservoir in the housing of the compressor, it is possible to limit the increase in oil temperature inside the compressor to a prescribed value or less.

따라서, 압축기 내부의 오일 온도의 상승을 억제하여, R410A 냉매 대비 동등한 허용 운전 범위 내지 조건을 확보할 수 있다. 또, 오일 분리기에 의하여 분리된 오일을 직접 하우징 내의 오일 저류부로 복귀시킬 수 있기 때문에, 냉매 가스와의 재혼합을 방지하여, 오일 상승에 의한 오일 순환율의 증대를 억제할 수 있음과 함께, 필요 시에만 오일을 냉각하면 되어, 냉동 사이클의 능력이나 성능에 대한 영향을 최소화할 수 있다.Therefore, by suppressing an increase in the oil temperature inside the compressor, it is possible to secure an equivalent allowable operating range or condition compared to the R410A refrigerant. In addition, since the oil separated by the oil separator can be directly returned to the oil reservoir in the housing, it is possible to prevent remixing with the refrigerant gas and suppress an increase in the oil circulation rate due to oil rise. Cooling the oil is only necessary to minimize the impact on the performance or performance of the refrigeration cycle.

또한, 본 발명의 냉동 사이클의 오일 복귀 방법은, 상기의 냉동 사이클의 오일 복귀 방법에 있어서, 상기 오일 복귀 회로가, 상기 오일을 상기 오일 분리기로부터 상기 오일 저류부로 직접 복귀시키는 직접 회로와, 오일 냉각기에 의하여 냉각하여 복귀시키는 냉각 회로의 병렬 회로로 되어 있으며, 상기 압축기 내부에 있어서의 상기 오일의 점도의 상기 산출값이 상기 임곗값을 하회하였을 때, 상기 오일 복귀 회로를 상기 직접 회로로부터 상기 냉각 회로로 전환하고, 상기 오일 냉각기에 의하여 복귀 오일의 온도를 소정 온도 이하로 냉각하여 복귀시키는 것을 특징으로 한다.In addition, in the oil returning method of the refrigeration cycle of the present invention, in the oil returning method of the refrigeration cycle, the oil return circuit includes an integrated circuit for returning the oil directly from the oil separator to the oil reservoir, and an oil cooler. It is a parallel circuit of a cooling circuit that cools and returns by, and when the calculated value of the viscosity of the oil in the compressor falls below the threshold value, the oil return circuit is connected to the cooling circuit from the direct circuit. It is characterized in that it is switched to, and cooled and returned to a temperature below a predetermined temperature by the oil cooler.

본 발명에 의하면, 오일 복귀 회로가, 오일을 오일 분리기로부터 오일 저류부로 직접 복귀시키는 직접 회로와, 오일 냉각기에 의하여 냉각하여 복귀시키는 냉각 회로의 병렬 회로로 되어 있으며, 압축기 내부에 있어서의 오일의 점도의 산출값이 임곗값을 하회하였을 때, 오일 복귀 회로를 직접 회로로부터 냉각 회로로 전환하고, 오일 냉각기에 의하여 복귀 오일의 온도를 소정 온도 이하로 냉각하여 복귀시키기 때문에, 압축기 내부에 있어서의 오일 점도의 산출값이 임곗값 이상일 때는, 직접 회로를 통하여 오일 분리기로부터 직접 오일 저류부로 오일을 복귀시키고, 상기 산출값이 임곗값을 하회하였을 때는, 냉각 회로의 오일 냉각기에 의하여 오일을 소정 온도 이하로 냉각하여 오일 저류부로 복귀시킬 수 있다. 따라서, 압축기 내부의 오일 온도 상승을 확실히 규정값 이하로 제한할 수 있음과 함께, 필요 시에만 오일 냉각기에 의하여 오일을 냉각하면 되어, 냉동 사이클의 능력이나 성능에 대한 영향을 최소화할 수 있다.According to the present invention, the oil return circuit comprises a parallel circuit of a direct circuit for returning oil directly from an oil separator to an oil reservoir, and a cooling circuit for cooling and returning oil by an oil cooler, and the viscosity of the oil in the compressor. Since the oil return circuit is switched from the direct circuit to the cooling circuit when the calculated value of? Falls below the threshold value, and the temperature of the return oil is cooled and returned below a predetermined temperature by the oil cooler, the oil viscosity in the compressor When the calculated value of is above the threshold value, the oil is returned to the oil reservoir directly from the oil separator through the direct circuit, and when the calculated value is below the threshold value, the oil is cooled to below a predetermined temperature by the oil cooler of the cooling circuit. Can be returned to the oil reservoir. Therefore, it is possible to reliably limit the temperature rise of the oil inside the compressor to a prescribed value or less, and to cool the oil by the oil cooler only when necessary, it is possible to minimize the influence on the ability or performance of the refrigeration cycle.

본 발명의 냉동 사이클의 오일 복귀 회로 및 오일 복귀 방법에 의하면, R32 냉매 내지 R32 리치의 혼합 냉매를 이용함으로써 토출 가스 온도가 상승하는 경우가 있어도, 압축기 내부에 있어서의 오일의 점도를 검출하고, 그것이 미리 설정되어 있는 임곗값을 하회하였을 때, 오일 복귀 회로를 직접 회로로부터 냉각 회로로 전환하여 오일을 오일 냉각기에 의하여 냉각하며, 소정 온도 이하로 냉각하여 압축기의 하우징 내의 오일 저류부로 복귀시킴으로써, 압축기 내부의 오일 온도 상승을 규정값 이하로 제한할 수 있기 때문에, 압축기 내부의 오일 온도 상승을 억제하여, R410A 냉매 대비 동등한 허용 운전 범위 내지 조건을 확보할 수 있다. 또, 오일 분리기에 의하여 분리된 오일을 직접 압축기 내부의 오일 저류부로 복귀시킬 수 있기 때문에, 냉매 가스와의 재혼합을 방지하여, 오일 상승에 의한 오일 순환율의 증대를 억제할 수 있음과 함께, 필요 시에만 오일을 냉각하면 되어, 냉동 사이클의 능력이나 성능에 대한 영향을 최소화할 수 있다.According to the oil return circuit and oil return method of the refrigeration cycle of the present invention, even when the discharge gas temperature is increased by using a mixed refrigerant of R32 refrigerant to R32 rich, the viscosity of the oil in the compressor is detected, and When the preset threshold value is lowered, the oil return circuit is switched from a direct circuit to a cooling circuit to cool the oil by an oil cooler, cool to a predetermined temperature or less, and return to the oil reservoir in the compressor housing, thereby Since the oil temperature rise of can be limited to a prescribed value or less, the oil temperature rise inside the compressor can be suppressed to ensure an equivalent allowable operating range or condition compared to the R410A refrigerant. In addition, since the oil separated by the oil separator can be directly returned to the oil reservoir inside the compressor, it is possible to prevent re-mixing with the refrigerant gas and suppress an increase in the oil circulation rate due to oil rise. The oil needs to be cooled only when necessary, minimizing the impact on the performance or performance of the refrigeration cycle.

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도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 냉동 사이클의 오일 복귀 회로를 포함하는 냉매 회로도이다.
도 2는 상기 냉동 사이클에 적용하는 저압 하우징 타입의 압축기의 종단면도이다.1 is a refrigerant circuit diagram including an oil return circuit of a refrigeration cycle according to an embodiment of the present invention.
2 is a longitudinal sectional view of a low pressure housing type compressor applied to the refrigeration cycle.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 대하여, 도 1 및 도 2를 이용하여 설명한다.Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

도 1에는, 본 발명의 일 실시형태에 관한 냉동 사이클의 오일 복귀 회로를 포함하는 냉매 회로도가 나타나 있고, 도 2에는, 그 냉동 사이클에 적용하는 저압 하우징 타입의 압축기의 종단면도가 나타나 있다.1 shows a refrigerant circuit diagram including an oil return circuit of a refrigeration cycle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a longitudinal cross-sectional view of a low pressure housing type compressor applied to the refrigeration cycle.

여기에서의 냉동 사이클(1)은, 냉매로서 R32 냉매 내지 R32 리치의 혼합 냉매(이하, 간단히 R32 냉매라고 함)가 충전된 것이며, 사방 전환 밸브(4)를 구비하고, 냉매 순환 방향을 전환함으로써 냉난방이 가능한 히트 펌프 사이클로 되어 있는데, 냉동 또는 히트 펌프의 단독 사이클로 한 것이어도 된다.The refrigeration cycle 1 here is filled with a mixed refrigerant of R32 refrigerant to R32 rich (hereinafter, simply referred to as R32 refrigerant) as a refrigerant, provided with a four-way switching valve 4 and switching the refrigerant circulation direction. It is a heat pump cycle capable of heating and cooling, but may be a single cycle of refrigeration or heat pump.

냉동 사이클(1)은, 저압 하우징 타입의 압축기(2)와, 압축기(2)의 토출 회로(13A) 중에 마련되어 있는 오일 분리기(3)와, 냉매 순환 방향을 전환하는 사방 전환 밸브(4)와, 송풍기(5)가 부설되어 있는 실외측 열교환기(6)와, 난방용 전자 팽창 밸브(7)와, 리시버(8)와, 냉방용 전자 팽창 밸브(9)와, 송풍기(10)가 부설되어 있는 실내측 열교환기(11)와, 압축기(2)의 흡입 회로(13B) 중에 마련된 어큐뮬레이터(12)를 냉매 배관(13)에 의하여 순차 접속한 폐쇄 사이클의 냉매 회로에 의하여 구성되어 있다.The refrigeration cycle 1 includes a low pressure housing type compressor 2, an oil separator 3 provided in the discharge circuit 13A of the compressor 2, and a four-way switching valve 4 for switching the refrigerant circulation direction. , The outdoor heat exchanger (6) with a blower (5), an electromagnetic expansion valve (7) for heating, a receiver (8), an electromagnetic expansion valve (9) for cooling, and a blower (10) are provided. The indoor heat exchanger (11) and the accumulator (12) provided in the suction circuit (13B) of the compressor (2) are constituted by a closed cycle refrigerant circuit that is sequentially connected by a refrigerant pipe (13).

압축기(2)는, 도 2에 나타나는 바와 같이, 밀폐형 전동 스크롤 압축기(2)로 되어 있다. 이 밀폐형 전동 스크롤 압축기(2)는, 외각(外殼)을 구성하는 밀폐 구조로 된 세로로 긴 원통 형상의 하우징(14)을 구비하고, 그 하우징(14) 내부의 상방부에, 스크롤 압축 기구(15)가 장착된 압축기로 되어 있다. 스크롤 압축 기구(15)는, 공지와 같이, 한 쌍의 고정 스크롤(16) 및 선회 스크롤(17)을 구비하고, 하우징(14) 내에 고정 설치된 베어링 부재(18)를 통하여 장착되어 있다. 이 스크롤 압축 기구(15)에 의하여 압축된 고압 냉매 가스는, 토출 챔버(19) 내로 토출되고, 토출관(20)을 통하여 냉동 사이클(1)측의 토출 회로(13A)로 송출되는 구성으로 되어 있다.As shown in Fig. 2, the compressor 2 is a hermetic electric scroll compressor 2. This hermetic electric scroll compressor (2) is provided with a vertically elongated cylindrical housing (14) in a closed structure constituting an outer shell, and in the upper portion inside the housing (14), a scroll compression mechanism ( 15) is equipped with a compressor. The scroll compression mechanism 15 is provided with a pair of fixed scrolls 16 and orbiting scrolls 17 as is known, and is mounted through a bearing member 18 fixedly installed in the housing 14. The high-pressure refrigerant gas compressed by the scroll compression mechanism 15 is discharged into the discharge chamber 19 and sent through the discharge pipe 20 to the discharge circuit 13A on the refrigeration cycle 1 side. have.

하우징(14) 내에는, 스크롤 압축 기구(15)의 하부에, 고정자(22) 및 회전자(23)로 이루어지는 모터(21)가 고정 설치되어 있다. 모터(21)의 회전자(23)에는, 구동축(24)이 일체로 결합되고, 그 구동축(24)의 상단에 마련되어 있는 크랭크 핀이, 스크롤 압축 기구(15)의 선회 스크롤(17)의 배면에 대하여 드라이브 부시, 선회 베어링을 통하여 연결됨으로써, 스크롤 압축 기구(15)가 구동 가능하게 되어 있다.In the housing 14, a motor 21 composed of a stator 22 and a rotor 23 is fixed to the lower portion of the scroll compression mechanism 15. The drive shaft 24 is integrally coupled to the rotor 23 of the motor 21, and the crank pin provided on the upper end of the drive shaft 24 is the rear surface of the orbiting scroll 17 of the scroll compression mechanism 15. On the other hand, by being connected via a drive bush and a slewing bearing, the scroll compression mechanism 15 can be driven.

구동축(24)의 상단측은 베어링 부재(18)에 의하여 지지되고, 하단부는 하우징(14) 내의 하방부에 설치된 베어링 부재(25)에 의하여 지지되어 있다. 이 구동축(24)의 하단부와 베어링 부재(25)의 사이에 급유 펌프(26)가 마련되어, 하우징(14)의 내바닥부의 오일 저류부(27)에 충전되어 있는 윤활유(오일)를 구동축(24) 내에 마련되어 있는 급유 구멍(28)을 통하여 스크롤 압축 기구(15)의 슬라이딩부에 급유 가능한 구성으로 되어 있다. 이러한 급유 기구를 구비한 밀폐형 전동 스크롤 압축기(2)는 잘 알려진 것이다.The upper end side of the drive shaft 24 is supported by the bearing member 18, and the lower end is supported by the bearing member 25 provided in the lower portion in the housing 14. An oil supply pump 26 is provided between the lower end of the drive shaft 24 and the bearing member 25 to drive the lubricant (oil) filled in the oil reservoir 27 of the inner bottom of the housing 14 to the drive shaft 24 It is configured to be able to lubricate the sliding portion of the scroll compression mechanism 15 through the lubrication hole 28 provided in). The hermetic electric scroll compressor 2 with such a refueling mechanism is well known.

또한, 압축기(2)는 상기와 같이 밀폐형 전동 스크롤 압축기(2)일 필요는 없고, 하우징 내부에 오일 저류부를 갖는 개방형의 스크롤 압축기여도 되며, 혹은 스크롤 압축기 이외의 타형식의 압축기여도 된다.Further, the compressor 2 need not be the hermetic electric scroll compressor 2 as described above, and may be an open scroll compressor having an oil reservoir inside the housing, or may be a compressor of another type other than the scroll compressor.

하우징(14) 내의 오일 저류부(27)에 충전되는 윤활유(오일)는, R32 냉매에 대하여 적응성을 갖는 PVE 오일(폴리바이닐에터계 오일), POE 오일(폴리올에스터계 오일), PAG 오일(폴리알킬렌글라이콜계 오일) 혹은 그들을 주성분으로 하는 혼합 오일로 되어 있고, 40℃에서의 점도가 20~150cP 정도인 오일이 이용된다.The lubricating oil (oil) filled in the oil reservoir 27 in the housing 14 is PVE oil (polyvinyl ether-based oil), POE oil (polyol ester-based oil), PAG oil (poly) having adaptability to R32 refrigerant. Alkylene glycol-based oil) or a mixed oil containing them as a main component, and an oil having a viscosity of about 20 to 150 cP at 40 ° C is used.

본 실시형태에 있어서는, 모터(21)와 스크롤 압축 기구(15)의 사이의 공간부로 개구되도록 흡입관(29)이 하우징(14)의 외주부에 마련되어 있으며, 이 흡입관(29)을 통하여 냉동 사이클(1)측의 흡입 회로(13B)와 접속되도록 되어 있다. 이로써, 상기 밀폐형 전동 스크롤 압축기(2)는, 하우징(14) 내가 저압 분위기가 되는 저압 하우징형의 압축기(2)로 되어 있다.In this embodiment, the suction pipe 29 is provided in the outer periphery of the housing 14 so as to open to the space between the motor 21 and the scroll compression mechanism 15, and the refrigeration cycle (1) is provided through the suction pipe 29. ) Is connected to the suction circuit 13B on the side. In this way, the hermetic electric scroll compressor 2 is a low pressure housing type compressor 2 in which the housing 14 becomes a low pressure atmosphere.

밀폐형 전동 스크롤 압축기(2)의 하우징(14)에는, 도 1에 나타나는 바와 같이, 냉동 사이클(1)측의 토출 회로(13A) 중에 마련되어 있는 오일 분리기(3)에 의하여 분리된 오일을 압축기(2)측의 오일 저류부(27)로 복귀시키기 위한 오일 복귀 회로(31)가 접속되어 있다. 이 오일 복귀 회로(31)는, 오일 분리기(3)에 의하여 분리된 오일을 전자 밸브(33), 감압 및 유량 조정용 캐필러리 튜브(34)를 통하여 직접 오일 저류부(27)로 복귀시키는 직접 회로(32)와, 그 직접 회로(32)와 병렬로 접속되고, 오일 분리기(3)로부터의 오일을 전자 밸브(36), 오일 냉각기(37), 감압 및 유량 조정용 캐필러리 튜브(38)를 통하여 오일 저류부(27)로 복귀시키는 냉각 회로(35)의 병렬 회로에 의하여 구성되어 있다.In the housing 14 of the hermetic electric scroll compressor 2, as shown in FIG. 1, the oil separated by the oil separator 3 provided in the discharge circuit 13A on the refrigeration cycle 1 side is compressed by the compressor 2 The oil return circuit 31 for returning to the oil reservoir 27 on the) side is connected. The oil return circuit 31 directly returns oil separated by the oil separator 3 to the oil reservoir 27 directly through a solenoid valve 33, a capillary tube 34 for pressure reduction and flow adjustment. The circuit 32 and its direct circuit 32 are connected in parallel, and the oil from the oil separator 3 is provided with a solenoid valve 36, an oil cooler 37, a capillary tube 38 for pressure reduction and flow adjustment. It is constituted by a parallel circuit of the cooling circuit 35 that returns to the oil reservoir 27 through.

상기 오일 냉각기(37)에 의하여 오일을 냉각하는 냉열원으로서는, 냉동 사이클(1)의 냉매 회로 내를 순환하고 있는 고압액 냉매, 팽창 밸브에 의하여 감압된 기액 2상 냉매, 저압 가스 냉매 등의 일부를 이용하고, 냉매와의 열교환에 의하여 냉각하는 냉매 냉각 방식 혹은 실외측 열교환기(6)에 부설되어 있는 송풍기(5)를 이용하여 공랭에 의하여 냉각하는 공랭 방식 등을 채용하는 것이 가능하다.As a cold heat source for cooling the oil by the oil cooler 37, a part of a high pressure liquid refrigerant circulating in the refrigerant circuit of the refrigeration cycle 1, a gas-phase two-phase refrigerant reduced by an expansion valve, a low pressure gas refrigerant, etc. It is possible to employ a refrigerant cooling method for cooling by heat exchange with a refrigerant, or an air cooling method for cooling by air cooling using the blower 5 attached to the outdoor heat exchanger 6.

또한, 상기 오일 복귀 회로(31)는, 압축기(2)의 하우징(14) 내부에서의 오일 온도 상승을 규정값 이하로 제한하기 때문에, 냉매의 토출 온도, 압축기(2) 내의 오일 온도 또는 오일 점도 중 적어도 어느 하나를 검출하고, 검출된 토출 온도 또는 오일 온도가 미리 설정되어 있는 임곗값을 초과했을 때, 또는 검출된 오일 점도가 미리 설정되어 있는 임곗값을 하회하였을 때, 오일 복귀 회로(31)를 직접 회로(32)로부터 냉각 회로(35)로 전환하며, 복귀 오일의 온도를 소정 온도 이하로 냉각하여 오일 저류부(27)로 복귀시킬 수 있는 구성으로 되어 있다.In addition, since the oil return circuit 31 limits the rise of the oil temperature inside the housing 14 of the compressor 2 to a prescribed value or less, the discharge temperature of the refrigerant, the oil temperature in the compressor 2 or the oil viscosity When at least one of the above is detected, and the detected discharge temperature or oil temperature exceeds a preset threshold, or when the detected oil viscosity falls below a preset threshold, the oil return circuit 31 Is switched from the direct circuit 32 to the cooling circuit 35, and the temperature of the return oil is cooled to a predetermined temperature or less to return to the oil reservoir 27.

즉, 오일 복귀 회로(31)는, 냉동 사이클(1)의 토출 회로(13A)에 마련되어 있는 토출 온도 센서(39)의 검출값, 압축기(2)의 하우징 바닥부에 마련되어 있는 오일 온도 센서(40)의 검출값 중 적어도 어느 하나가, 미리 설정되어 있는 임곗값을 초과했을 때, 또는 냉동 사이클(1)의 흡입 회로(13B)에 마련된 저압 압력 센서(41)와 오일 온도 센서(40)의 검출값에 근거하여 산출되는 오일 점도가 미리 설정되어 있는 임곗값을 하회하였을 때, 전자 밸브(33, 36)를 개폐 제어하고, 오일 복귀 회로(31)를 직접 회로(32)로부터 냉각 회로(35)로 전환하는 오일 온도 제어부(42)를 구비하며, 오일 분리기(3)로부터의 복귀 오일을 오일 냉각기(37)에 의하여 소정 온도 이하로 냉각하여 복귀시키는 구성으로 되어 있다.That is, the oil return circuit 31 includes detection values of the discharge temperature sensor 39 provided in the discharge circuit 13A of the refrigeration cycle 1 and oil temperature sensor 40 provided in the bottom of the housing of the compressor 2. ) When at least one of the detected values exceeds a predetermined threshold value, or the low pressure pressure sensor 41 and the oil temperature sensor 40 provided in the suction circuit 13B of the refrigeration cycle 1 are detected. When the oil viscosity calculated based on the value falls below a predetermined threshold, the solenoid valves 33 and 36 are opened and closed to control the oil return circuit 31 from the direct circuit 32 to the cooling circuit 35 It is provided with an oil temperature control unit 42 to switch to, and is configured to cool the return oil from the oil separator 3 to a predetermined temperature or less by the oil cooler 37 to return.

이상에 설명한 구성에 의하여, 본 실시형태에 의하면, 이하의 작용 효과를 나타낸다.According to the configuration described above, according to the present embodiment, the following operational effects are exhibited.

상기 냉동 사이클(1)에 있어서는, 압축기(2)로부터 토출된 고온 고압의 냉매 가스를 사방 전환 밸브(4)에 의하여 실외측 열교환기(6)측으로 순환시켜, 실외측 열교환기(6)를 응축기, 실내측 열교환기(11)를 증발기로서 기능시킴으로써 냉방 운전을 행하고, 고온 고압의 냉매 가스를 사방 전환 밸브(4)에 의하여 실내측 열교환기(11)측으로 순환시켜, 실내측 열교환기(11)를 응축기, 실외측 열교환기(6)를 증발기로서 기능시킴으로써, 난방 운전을 행할 수 있다.In the refrigeration cycle (1), the high-temperature and high-pressure refrigerant gas discharged from the compressor (2) is circulated to the outdoor heat exchanger (6) side by the four-way switching valve (4) to condense the outdoor heat exchanger (6). , Cooling operation is performed by functioning the indoor heat exchanger (11) as an evaporator, and the high-temperature and high-pressure refrigerant gas is circulated to the indoor heat exchanger (11) by the four-way switching valve (4), and the indoor heat exchanger (11) By operating the condenser and the outdoor heat exchanger 6 as an evaporator, heating operation can be performed.

그 동안, 압축기(2)로부터의 토출 냉매 가스 중에 포함되는 오일은, 토출 회로(13A) 중에 마련되어 있는 오일 분리기(3)에 의하여 분리되어, 오일 복귀 회로(31)를 통하여 저압 하우징 타입으로 된 밀폐형 전동 스크롤 압축기(2)의 오일 저류부(27)로 복귀된다.In the meantime, the oil contained in the discharge refrigerant gas from the compressor 2 is separated by the oil separator 3 provided in the discharge circuit 13A, and is sealed in a low-pressure housing type through the oil return circuit 31. It returns to the oil reservoir 27 of the electric scroll compressor 2.

오일 복귀 회로(31)는, 오일을 직접 오일 저류부(27)로 복귀시키는 직접 회로(32)와, 오일 냉각기(37)에 의하여 냉각하여 오일 저류부(27)로 복귀시키는 냉각 회로(35)의 병렬 회로로 되어 있다. 이로 인하여, 압축기(2)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도가 상승하여, 압축기(2) 내부의 오일 온도가 미리 설정되어 있는 임곗값을 초과할 가능성이 있는 경우, 그것을 검출하여 오일 복귀 회로(31)를 직접 회로(32)로부터 냉각 회로(35)로 전환하고, 복귀 오일을 오일 냉각기(37)에 의하여 소정 온도 이하로 냉각하여 오일 저류부(27)로 복귀시킬 수 있다.The oil return circuit 31 includes a direct circuit 32 for returning oil directly to the oil reservoir 27, and a cooling circuit 35 for cooling by the oil cooler 37 and returning it to the oil reservoir 27. It is made of a parallel circuit. For this reason, when the discharge temperature of the refrigerant discharged from the compressor 2 rises and there is a possibility that the oil temperature inside the compressor 2 exceeds a preset threshold, the oil return circuit 31 is detected to detect it. Can be switched from the direct circuit 32 to the cooling circuit 35, and the return oil can be cooled to below the predetermined temperature by the oil cooler 37 to be returned to the oil reservoir 27.

즉, 압축기(2)로부터 토출되는 냉매의 토출 온도, 압축기(2) 내부의 오일 온도 혹은 오일 점도 중 적어도 어느 하나를 오일 온도 제어부(42)가 토출 온도 센서(39), 오일 온도 센서(40) 및 저압 압력 센서(41)의 검출값에 근거하여 검출하고, 검출된 토출 온도 또는 오일 온도가 미리 설정되어 있는 임곗값을 초과했을 때, 또는 검출된 오일 점도가 미리 설정되어 있는 임곗값을 하회하였을 때, 전자 밸브(33)를 개방으로부터 폐쇄, 전자 밸브(36)를 폐쇄로부터 개방으로 하며, 오일 복귀 회로(31)를 직접 회로(32)로부터 냉각 회로(35)로 전환하고, 복귀 오일의 온도를 소정 온도 이하로 냉각하여 오일 저류부(27)로 복귀시킴으로써, 압축기(2) 내부의 오일 온도 상승을 규정값 이하로 제한하도록 기능한다.That is, the at least one of the discharge temperature of the refrigerant discharged from the compressor (2), the oil temperature inside the compressor (2), or the oil viscosity, the oil temperature control unit (42) discharge temperature sensor (39), oil temperature sensor (40) And a detection based on the detection values of the low pressure pressure sensor 41, and when the detected discharge temperature or oil temperature exceeds a preset threshold value, or the detected oil viscosity falls below a preset threshold value. At this time, the solenoid valve 33 is closed from open, the solenoid valve 36 is closed from open, the oil return circuit 31 is switched from the direct circuit 32 to the cooling circuit 35, and the temperature of the return oil By cooling to below a predetermined temperature and returning to the oil reservoir 27, it functions to limit the increase in the oil temperature inside the compressor 2 to a prescribed value or less.

여기에서, 상기 임곗값의 설정예에 대하여 설명한다.Here, an example of setting the threshold value will be described.

냉매와 냉동기 오일의 조합을 R410A/PVE 오일 A, R32/PVE 오일 B로 한 경우, 예를 들면 HP/LP=3.8/1.8[MPa], SH=10[deg]일 때,When the combination of refrigerant and freezer oil is R410A / PVE oil A, R32 / PVE oil B, for example, when HP / LP = 3.8 / 1.8 [MPa], SH = 10 [deg],

(1) 냉매의 토출 온도는, R410A에서는 85℃, R32에서는 100℃가 되므로, 임곗값을 예를 들면 90℃로 설정한다.(1) Since the discharge temperature of the refrigerant is 85 ° C in R410A and 100 ° C in R32, the threshold value is set to, for example, 90 ° C.

(2) 압축기 내 오일 온도는, R410A에서는 70℃, R32에서는 85℃가 되므로, 임곗값을 예를 들면 75℃로 설정한다.(2) Since the oil temperature in the compressor is 70 ° C in R410A and 85 ° C in R32, the threshold value is set to 75 ° C, for example.

(3) 오일 점도는, R410A/PVE 오일 A에서는 8mm2/s, R32/PVE 오일 B에서는 6mm2/s가 되므로, 임곗값을 예를 들면 7.5mm2/s로 설정한다.(3) Since the oil viscosity is 8 mm2 / s in R410A / PVE oil A and 6 mm2 / s in R32 / PVE oil B, the threshold value is set to 7.5 mm2 / s, for example.

상기와 같이, 냉매의 토출 온도, 압축기 내 오일 온도, 오일 점도의 임곗값을 설정하고, 오일 온도 제어부(42)를 통하여 토출 온도 또는 오일 온도의 검출값이 임곗값을 초과했을 때, 또는 오일 점도의 검출값이 임곗값을 하회하였을 때, 오일 복귀 회로(31)를 직접 회로(32)로부터 냉각 회로(35)로 전환하며, 복귀 오일을 오일 냉각기(37)에 의하여 냉각하여, 온도를 15deg 정도 저하시켜 오일 저류부(27)로 복귀시키도록 제어함으로써, 오일 온도를 R410A 냉매의 경우와 동등 온도까지 저감시켜, 오일 점도를 R410A 냉매 대비로 동등 정도로 할 수 있고, R410A 냉매 대비 동등한 허용 운전 범위 내지 조건을 확보할 수 있다.As described above, the threshold values of the discharge temperature of the refrigerant, the oil temperature in the compressor, and the oil viscosity are set, and when the detected value of the discharge temperature or the oil temperature exceeds the threshold value through the oil temperature control unit 42, or the oil viscosity When the detected value of is below the threshold value, the oil return circuit 31 is switched from the direct circuit 32 to the cooling circuit 35, and the return oil is cooled by the oil cooler 37, so that the temperature is about 15 deg. By lowering and controlling to return to the oil reservoir 27, the oil temperature can be reduced to a temperature equivalent to that of the R410A refrigerant, making the oil viscosity equivalent to that of the R410A refrigerant, and the equivalent allowable operating range compared to the R410A refrigerant. Conditions can be secured.

오일의 점도는, 압력 및 온도에 의하여 정해지는 냉매에 대한 용해도에 의존하는 것이 알려져 있으며, 상기와 같이 오일 온도 센서(40) 및 저압 압력 센서(41)에 의하여 온도 및 압력을 계측하고, 그 온도를 파라미터로 한 압력/용해도 특성 도면 등으로부터 용해도를 구함으로써 파악할 수 있다.It is known that the viscosity of the oil depends on the solubility in the refrigerant determined by pressure and temperature, and the temperature and pressure are measured by the oil temperature sensor 40 and the low pressure pressure sensor 41 as described above. It can be grasped by obtaining the solubility from a pressure / solubility characteristic drawing or the like, which is a parameter.

이상과 같이, R410A 냉매 대신에 R32 냉매를 이용함으로써, 압축기(2)로부터 토출되는 냉매의 토출 가스 온도가 상승하는 경우가 있어도, 냉매의 토출 온도, 압축기(2) 내의 오일 온도 또는 오일 점도 중 적어도 어느 하나를 검출하고, 검출된 토출 온도 또는 오일 온도가 미리 설정되어 있는 임곗값을 초과했을 때, 또는 검출된 오일 점도가 미리 설정되어 있는 임곗값을 하회하였을 때, 오일 복귀 회로(31)를 오일 분리기(3)로부터 압축기(2)의 오일 저류부(27)로 직접 오일을 복귀시키는 직접 회로(32)로부터, 오일 냉각기(37)에 의하여 오일을 냉각하여 오일 저류부(27)로 복귀시키는 냉각 회로(35)측으로 전환하여 오일을 오일 냉각기(37)에 의하여 냉각하며, 소정 온도 이하로 냉각하여 압축기(2)의 하우징(14) 내의 오일 저류부(27)로 복귀시킴으로써, 압축기(2) 내의 오일 온도 상승을 규정값 이하로 제한할 수 있다.As described above, by using the R32 refrigerant instead of the R410A refrigerant, even if the discharge gas temperature of the refrigerant discharged from the compressor 2 may increase, at least the discharge temperature of the refrigerant, the oil temperature in the compressor 2, or the oil viscosity When either one is detected and the detected discharge temperature or oil temperature exceeds a predetermined threshold value, or when the detected oil viscosity falls below a preset threshold value, the oil return circuit 31 is oiled. Cooling to cool the oil by the oil cooler 37 and return it to the oil reservoir 27 from the direct circuit 32 for returning oil directly from the separator 3 to the oil reservoir 27 of the compressor 2 By switching to the circuit 35 side, the oil is cooled by the oil cooler 37, cooled to a predetermined temperature or less, and returned to the oil reservoir 27 in the housing 14 of the compressor 2, so that the oil in the compressor 2Working temperature rise can be restricted to be below a prescribed value.

따라서, 압축기(2) 내의 오일 온도의 상승을 억제하여, R410A 냉매 대비 동등한 허용 운전 범위 내지 조건을 확보할 수 있다. 또, 오일 분리기(3)에 의하여 분리된 오일을 직접 압축기(2)의 하우징(14) 내의 오일 저류부(27)로 복귀시킬 수 있기 때문에, 냉매 가스와의 재혼합을 방지하여, 오일 상승에 의한 오일 순환율의 증대를 억제할 수 있음과 함께, 필요 시에만 오일을 냉각하면 되어, 냉동 사이클(1)의 능력이나 성능에 대한 영향을 최소화할 수 있다.Therefore, by suppressing the increase in the oil temperature in the compressor 2, it is possible to secure an equivalent allowable operating range or condition compared to the R410A refrigerant. In addition, since the oil separated by the oil separator 3 can be directly returned to the oil reservoir 27 in the housing 14 of the compressor 2, it is possible to prevent remixing with the refrigerant gas and to increase the oil. It is possible to suppress the increase in the oil circulation rate, and to cool the oil only when necessary, it is possible to minimize the influence on the ability or performance of the refrigeration cycle (1).

압축기(2)가 밀폐형 또는 개방형 중 어느 하나의 저압 하우징 타입의 스크롤 압축기(2)로 되어 있고, 그 하우징(14) 내의 오일 저류부(27)에 PVE 오일, POE 오일, PAG 오일 중 어느 하나의 오일 혹은 그들을 주성분으로 하는 혼합 오일을 충전한 것으로 되어 있다. 이로 인하여, 냉동 사이클(1)측으로부터의 저압 냉매 가스를 하우징(14) 내에 빨아들이며, 그 냉매를 흡입하고 압축하여, 토출 챔버(19)에 토출하는 구성의 R410A 냉매용의 밀폐형 또는 개방형의 저압 하우징 타입의 스크롤 압축기(2)를 그대로 적용하고, 그 냉매에 적응한 PVE 오일, POE 오일, PAG 오일 또는 그들의 혼합 오일을 충전함으로써, R32 냉매를 이용한 냉동 사이클(1)을 구성하여, 그 냉동 사이클(1)을 R410A 냉매 대비 동등한 허용 운전 범위 내지 조건을 확보하여 운전할 수 있다.The compressor 2 is a scroll compressor 2 of a low pressure housing type, either closed or open, and any one of PVE oil, POE oil, and PAG oil is applied to the oil reservoir 27 in the housing 14. It is filled with oil or a mixed oil containing them as a main component. For this reason, the sealed or open type low pressure for the R410A refrigerant is configured to suck the low pressure refrigerant gas from the refrigeration cycle (1) side into the housing (14), suck the refrigerant and compress it, and discharge it to the discharge chamber (19). By applying the housing type scroll compressor 2 as it is and filling PVE oil, POE oil, PAG oil, or a mixed oil thereof adapted to the refrigerant, a refrigeration cycle 1 using the R32 refrigerant is formed, and the refrigeration cycle (1) can be operated by securing the equivalent allowable operating range or conditions compared to the R410A refrigerant.

이로써, 압축기(2) 내의 오일 온도 상승에 의한 오일 점도의 저하에 기인하는 윤활 불량 등의 우려를 확실히 해소할 수 있다. 특히, 압축기(2)가 개방형 압축기로 되어 있는 경우에 있어서는, 메커니컬 시일 또는 립 시일에 의한 샤프트 시일부에서의 슬라이딩부 온도의 상승에 따른 오일의 슬러지화를 억제하고, 냉매 누출을 방지할 수 있는 등의 효과도 기대할 수 있다.In this way, concerns such as poor lubrication due to a decrease in oil viscosity due to an increase in the oil temperature in the compressor 2 can be surely eliminated. In particular, in the case where the compressor 2 is an open type compressor, it is possible to suppress sludge of oil due to an increase in the temperature of the sliding portion at the shaft seal portion by a mechanical seal or a lip seal, and to prevent refrigerant leakage. The effect of the back can also be expected.

또한, 오일 복귀 회로(31)를, 오일 분리기(3)에 의하여 분리한 오일을 오일 분리기(3)로부터 오일 저류부(27)로 직접 복귀시키는 직접 회로(32)와, 오일 냉각기(37)에 의하여 냉각하여 복귀시키는 냉각 회로(35)의 병렬 회로로 되어 있으며, 냉매의 토출 온도, 압축기(2) 내의 오일 온도 중 적어도 어느 하나의 검출값이 임곗값을 초과했을 때, 또는 오일 점도의 검출값이 임곗값을 하회하였을 때, 오일 복귀 회로(31)를 직접 회로(32)로부터 냉각 회로(35)로 전환함으로써, 오일 냉각기(37)에 의하여 복귀 오일의 온도를 소정 온도 이하로 냉각하여 복귀시키도록 하고 있기 때문에, 압축기(2) 내부의 오일 온도 상승을 확실히 규정값 이하로 제한할 수 있음과 함께, 필요 시에만 오일 냉각기(37)에 의하여 오일을 냉각하면 되어, 냉동 사이클(1)의 능력이나 성능에 대한 영향을 최소화할 수 있다.In addition, the oil return circuit 31, the oil separated by the oil separator (3) to the oil separator (3) and the direct circuit (32) for returning directly to the oil reservoir (27) and the oil cooler (37) It is a parallel circuit of the cooling circuit 35 to cool and return by, and when the detection value of at least one of the discharge temperature of the refrigerant and the oil temperature in the compressor 2 exceeds a threshold value, or a detection value of the oil viscosity When the threshold value is lowered, the oil return circuit 31 is switched from the direct circuit 32 to the cooling circuit 35, whereby the oil cooler 37 cools the temperature of the return oil to a predetermined temperature or less to recover it. Since the oil temperature rise inside the compressor 2 can be reliably limited to a prescribed value or less, the oil can be cooled by the oil cooler 37 only when necessary, and the capability of the refrigeration cycle 1 Or performance impact Can be minimized.

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또한, 본 발명은, 상기 실시형태에 관한 발명에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 적절히 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는, 토출 온도 센서(39), 오일 온도 센서(40), 저압 압력 센서(41)를 마련하여, 냉매의 토출 온도, 압축기(2) 내의 오일 온도 또는 오일 점도를 검출하도록 하고 있는데, 이들 센서는, 냉동 사이클(1)의 운전 제어용으로 마련되는 센서류를 유용(流用)하고, 그 검출값을 이용하여 전자 밸브(33, 36)를 제어하도록 하면 되어, 새롭게 센서를 마련할 필요는 없다.In addition, this invention is not limited to the invention which concerns on the said embodiment, A deformation | transformation can be suitably carried out in the range which does not deviate from the summary. For example, in the above embodiment, the discharge temperature sensor 39, the oil temperature sensor 40, and the low pressure pressure sensor 41 are provided to detect the discharge temperature of the refrigerant, the oil temperature in the compressor 2, or the oil viscosity. However, these sensors can use sensors provided for operation control of the refrigeration cycle 1, and use the detection values to control the solenoid valves 33 and 36, thereby providing a new sensor. There is no need to do it.

1 냉동 사이클
2 압축기(밀폐형 전동 스크롤 압축기)
3 오일 분리기
13A 토출 회로
14 하우징
27 오일 저류부
31 오일 복귀 회로
32 직접 회로
33, 36 전자 밸브
34, 38 캐필러리 튜브
35 냉각 회로
37 오일 냉각기
39 토출 온도 센서
40 오일 온도 센서
41 저압 압력 센서
42 오일 온도 제어부1 refrigeration cycle
2 Compressor (closed-type electric scroll compressor)
3 oil separator
13A discharge circuit
14 housing
27 Oil reservoir
31 Oil return circuit
32 integrated circuit
33, 36 solenoid valve
34, 38 capillary tubes
35 cooling circuit
37 oil cooler
39 Discharge temperature sensor
40 oil temperature sensor
41 Low pressure pressure sensor
42 Oil temperature control

Claims (4)

오일 저류부를 갖는 하우징 내부가 냉동 사이클의 흡입 회로와 접속됨으로써 저압 분위기로 되어 있는 압축기를 구비하고, 그 사이클 내에 R32 냉매 내지 R32 리치의 혼합 냉매가 충전된 냉동 사이클과,
상기 압축기로부터의 토출 회로에 마련된 오일 분리기와,
상기 오일 분리기에 의하여 분리된 오일을 감압하여 상기 하우징 내의 상기 오일 저류부로 복귀시키는 오일 복귀 회로를 구비하며,
상기 오일 복귀 회로는, 상기 오일을 상기 오일 분리기로부터 상기 오일 저류부로 직접 복귀시키는 직접 회로와, 오일 냉각기에 의하여 냉각하여 복귀시키는 냉각 회로의 병렬 회로로 되어 있고,
상기 압축기 내부의 오일 점도를, 상기 냉동 사이클의 흡입 회로에 있어서의 상기 냉매의 압력과, 상기 오일 저류부에 있어서의 오일 온도의 검출값에 근거하여 산출하며, 그것이 미리 설정되어 있는 임곗값을 하회하였을 때, 상기 오일 복귀 회로를 상기 직접 회로로부터 상기 냉각 회로로 전환하고, 복귀 오일의 온도를 소정 온도 이하로 냉각하여 복귀시키는 오일 온도 제어부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클의 오일 복귀 회로.A refrigeration cycle in which a housing having an oil reservoir is connected to a suction circuit of a refrigeration cycle to provide a compressor in a low-pressure atmosphere, in which a mixed refrigerant of R32 refrigerant to R32 rich is filled,
Oil separator provided in the discharge circuit from the compressor,
It is provided with an oil return circuit for reducing the oil separated by the oil separator to return to the oil reservoir in the housing,
The oil return circuit comprises a parallel circuit of a direct circuit that returns the oil directly from the oil separator to the oil reservoir and a cooling circuit that cools and returns the oil cooler.
The oil viscosity inside the compressor is calculated based on the detected value of the refrigerant pressure in the suction circuit of the refrigeration cycle and the oil temperature in the oil reservoir, which falls below a preset threshold value. And an oil temperature control unit for switching the oil return circuit from the integrated circuit to the cooling circuit, and cooling and returning the temperature of the return oil to a predetermined temperature or less. 청구항 1에 있어서,
상기 압축기는, 밀폐형 또는 개방형 중 어느 하나의 저압 하우징 타입의 스크롤 압축기로 되어 있고, 그 하우징 내부의 상기 오일 저류부에 PVE 오일, POE 오일, PAG 오일 중 어느 하나, 혹은 그들을 주성분으로 하는 혼합 오일이 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클의 오일 복귀 회로.The method according to claim 1,
The compressor is a low-pressure housing type scroll compressor of either a closed type or an open type, and any of PVE oil, POE oil, and PAG oil or a mixed oil containing them as the main component in the oil reservoir inside the housing is used. An oil return circuit for a refrigeration cycle, characterized in that it is charged. 오일 저류부를 갖는 하우징 내부가 냉동 사이클의 흡입 회로와 접속됨으로써 저압 분위기로 되어 있는 압축기를 구비하고, 그 사이클 내에 R32 냉매 내지 R32 리치의 혼합 냉매가 충전된 냉동 사이클의 상기 압축기의 토출 회로에 오일 분리기를 마련하여, 그 오일 분리기에 의하여 분리된 오일을 오일 복귀 회로를 통하여 상기 압축기의 하우징 내의 오일 저류부로 복귀시키는 냉동 사이클의 오일 복귀 방법에 있어서,
상기 압축기 내부의 오일 점도를, 상기 냉동 사이클의 흡입 회로에 있어서의 상기 냉매의 압력과, 상기 오일 저류부에 있어서의 오일 온도의 검출값에 근거하여 산출하며,
그 산출값이 미리 설정되어 있는 임곗값을 하회하였을 때, 상기 오일 복귀 회로에 마련되어 있는 오일 냉각기에 의하여 복귀 오일의 온도를 소정 온도 이하로 냉각하여 복귀시킴으로써,
상기 압축기 내부의 오일 온도 상승을 규정값 이하로 제한하는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클의 오일 복귀 방법.An oil separator is provided in the discharge circuit of the compressor of the refrigeration cycle in which the inside of the housing having the oil reservoir is connected to the intake circuit of the refrigeration cycle to provide a compressor in a low pressure atmosphere, and the mixed refrigerant of R32 refrigerant to R32 rich is filled in the cycle. In the oil return method of the refrigeration cycle to provide, to return the oil separated by the oil separator to the oil reservoir in the housing of the compressor through the oil return circuit,
The oil viscosity inside the compressor is calculated based on the detected value of the pressure of the refrigerant in the suction circuit of the refrigeration cycle and the oil temperature in the oil reservoir,
When the calculated value falls below a predetermined threshold, by returning by cooling the temperature of the return oil below a predetermined temperature by the oil cooler provided in the oil return circuit,
The oil return method of the refrigeration cycle, characterized in that to limit the oil temperature rise inside the compressor to below a specified value. 청구항 3에 있어서,
상기 오일 복귀 회로가, 상기 오일을 상기 오일 분리기로부터 상기 오일 저류부로 직접 복귀시키는 직접 회로와, 오일 냉각기에 의하여 냉각하여 복귀시키는 냉각 회로의 병렬 회로로 되어 있으며,
상기 압축기 내부에 있어서의 상기 오일의 점도의 상기 산출값이 상기 임곗값을 하회하였을 때, 상기 오일 복귀 회로를 상기 직접 회로로부터 상기 냉각 회로로 전환하고, 상기 오일 냉각기에 의하여 복귀 오일의 온도를 소정 온도 이하로 냉각하여 복귀시키는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클의 오일 복귀 방법.The method according to claim 3,
The oil return circuit comprises a parallel circuit of a direct circuit that returns the oil directly from the oil separator to the oil reservoir, and a cooling circuit that cools and returns the oil cooler.
When the calculated value of the viscosity of the oil in the compressor falls below the threshold value, the oil return circuit is switched from the direct circuit to the cooling circuit, and the temperature of the return oil is predetermined by the oil cooler. A method for returning oil in a refrigeration cycle, characterized in that it is returned to a cooling temperature below.
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