WO2018020566A9 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

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temperature
compressor
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宗希 石山
航祐 田中
裕輔 島津
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三菱電機株式会社
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    • F25B31/002—Lubrication
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/25—Control of valves
    • F25B2600/2515—Flow valves

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration cycle apparatus, and particularly to prevention of freezing of drain water generated in an evaporator.
  • Refrigerator oil is present in the compressor of the refrigeration cycle apparatus in order to ensure the lubricity of the compressor.
  • gas refrigerant is output from the compressor to the refrigerant circuit.
  • a liquid mixture of the liquid refrigerant and the refrigerating machine oil is taken out to the refrigerant circuit.
  • most of the refrigerating machine oil taken out from the compressor to the refrigerant circuit as a mixed liquid is collected by an oil separator provided on the discharge side of the compressor and returned to the compressor.
  • Patent Document 1 discloses a refrigeration apparatus that can effectively reduce the power of a compressor.
  • an apparatus is disclosed that releases heat of refrigeration oil into a drain pan when the refrigeration oil separated by the oil separator is returned to the compressor. Thereby, freezing of drain water in the drain pan provided under the outdoor heat exchanger is suppressed, and drain water can be appropriately discharged from the drain pan.
  • a heating-side cooler configured to release heat of oil from the refrigeration oil separated from the refrigerant by the oil separator into the drain pan.
  • An object of the present invention is to provide a refrigeration cycle apparatus capable of preventing the drain water in the drain pan from being frozen while suppressing a decrease in performance during normal operation.
  • the refrigerant circulates to the compressor, the condenser, the expansion valve, and the evaporator.
  • the refrigeration cycle apparatus includes a drain pan, a temperature detector, an oil separator, an oil return path, and a valve.
  • the drain pan is configured to receive drain water in which moisture in the air is condensed in the evaporator.
  • the temperature detector is configured to detect a temperature related to the temperature of the drain water.
  • the oil separator is provided between the compressor and the condenser, and is configured to separate the refrigerant and the refrigerating machine oil.
  • the oil return path is arranged at least partially in the drain pan and configured to return the refrigeration oil separated in the oil separator to the suction port of the compressor.
  • the valve adjusts the flow rate of the refrigeration oil in the oil return path.
  • a valve is comprised so that an opening degree may change according to the output of a temperature detector.
  • Refrigerator oil can be stored in the oil separator.
  • FIG. 5 is a ph diagram showing a state in which high-temperature refrigeration oil flows into the suction port of the compressor. It is a wave form diagram for demonstrating the state of the transient oil exhaustion which arises in a compressor. It is a flowchart which shows an example of the control which the control apparatus 61 performs.
  • FIG. 3 is a ph diagram showing a change in the state of refrigerant in the refrigeration cycle apparatus of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of control executed by a control device 62 according to Embodiment 2. It is a figure which shows the structure of the refrigerating-cycle apparatus 103 which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. 2 is a diagram showing a physical arrangement relationship of an oil-air heat exchanger 11, an evaporator 5, and a drain pan 50.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of control executed by a control device 63 according to Embodiment 3. It is a figure which shows the structure of the refrigerating-cycle apparatus 104 which concerns on Embodiment 4.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of control executed by a control device 63 according to Embodiment 3. It is a figure which shows the structure of the refrigerating-cycle apparatus 104 which concerns on Embodiment 4.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of control executed by a control device 63 according to Embodiment 3. It is a figure which shows
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the refrigerant circulates in the order of the compressor 1, the condenser 3, the expansion valve 4, and the evaporator 5.
  • the refrigeration cycle apparatus 101 includes a drain pan 50, a temperature detector 51, a temperature detector 52, an oil separator 2, an oil return path 71, a regulating valve 8, and a control device 61.
  • the oil separator 2 is provided between the discharge port (point A) of the compressor 1 and the condenser 3 and is configured to separate the refrigerant and the refrigerating machine oil (hereinafter also simply referred to as “oil”).
  • the oil return path 71 is configured to return the oil separated in the oil separator 2 to the suction port (point F) of the compressor 1.
  • the drain pan 50 is configured to receive drain water in which water in the air is condensed in the evaporator 5.
  • the refrigeration cycle apparatus 101 is characterized in that a temperature detector 51 is provided and the flow rate of oil in the oil return path 71 is adjusted by the control valve 8 according to the output of the temperature detector 51.
  • a temperature detector 51 is provided and the flow rate of oil in the oil return path 71 is adjusted by the control valve 8 according to the output of the temperature detector 51.
  • FIG. 2 is a diagram showing a study example in which the oil return path does not pass through the drain pan.
  • the oil return path 507 is provided with a pressure reducing device 508 between the point G and the point H in order to limit the oil flow rate in the oil return path 507.
  • the oil return path 507 is disposed without passing through a drain pan (not shown), and is shorter and has a smaller heat release than the oil return path 71 of FIG. Note that the same reference numerals are given to the same components as those in FIG. 1, and the description thereof will be omitted in FIG.
  • frost formation occurs in the outdoor evaporator.
  • the refrigeration cycle apparatus When the outside air is low temperature and high humidity, frost formation occurs in the outdoor evaporator.
  • the refrigeration cycle apparatus When the outside air is low temperature and high humidity, frost formation occurs in the outdoor evaporator.
  • the refrigeration cycle apparatus When the outside air is low temperature and high humidity, frost formation occurs in the outdoor evaporator.
  • the refrigeration cycle apparatus When the outside air is low temperature and high humidity, frost formation occurs in the outdoor evaporator.
  • a defrosting operation also called defrost
  • drain water generated by defrosting in the evaporator may also freeze. If the drain water collected in the drain pan freezes, drainage from the drain pan is hindered, ice may grow, and the evaporator may freeze from below. The ice block generated in the lower part of the evaporator is called “root ice”. Then, the ventilation resistance of the evaporator 5 increases and the capacity
  • defrosting operation may occur frequently.
  • the heating operation hot water supply operation
  • FIG. 3 is a ph diagram illustrating a state in which high-temperature oil flows into the suction port of the compressor.
  • points A to H correspond to the states of the refrigerant in the pipes at points A to H in FIG.
  • Hot oil from the oil separator 2 flows in the order of points G, H, and F, thereby changing the state of the refrigerant at the input of the compressor at point F so as to increase the degree of superheat. This increases the compressor input (refrigerant enthalpy difference).
  • the stability of the lubricant film on the friction surface is better as the viscosity becomes higher.
  • the oil film formation becomes insufficient due to the decrease in viscosity, and the lubricity is lowered.
  • the oxidation of the oil proceeds at a high temperature, which may reduce the reliability.
  • FIG. 4 is a waveform diagram for explaining a state of transient oil depletion occurring in the compressor. If the amount of oil filled is small, transient oil depletion as shown in FIG. 4 may occur when the compressor is started or when the defrost is completed. Such an operation that is likely to run out of refrigeration oil in the compressor 1 such as when the compressor is started or when the defrost is completed is hereinafter referred to as “oil depleting operation”. In order to prevent insufficient lubrication during the oil-depleted operation, it is necessary to enclose an excessive amount of refrigerating machine oil in the refrigerant circuit during the normal operation, which reduces the efficiency during the normal operation.
  • the feature of the refrigeration cycle apparatus 101 of the first embodiment is that the temperature detector 51, the oil return path 71, and the regulating valve 8 are provided.
  • the temperature detector 51 is configured to detect a temperature related to the temperature of the drain water. Specifically, the temperature detector 51 detects the surface temperature of the drain pan 50. The temperature detector 51 may detect the temperature of the drain water in the drain pan 50.
  • the oil return path 71 is configured to dissipate the heat of the passing oil to the drain water in the drain pan 50.
  • the oil return path 71 includes the oil return pipe 7 and the oil-water heat exchanger 6.
  • the adjusting valve 8 adjusts the oil flow rate in the oil return path 71.
  • the regulating valve 8 is configured so that the opening degree changes according to the output of the temperature detector 51.
  • a part of the oil return path 71 is disposed in the drain pan 50.
  • a part of the oil return path 71 functions as a heating means for the drain pan 50
  • the drain pan 50 also functions as a cooling means for the oil flowing through the oil return path 71.
  • the control device 61 adjusts the oil return amount and the heat exchange amount by the adjustment valve 8 according to the operating conditions.
  • “normal operation” indicates an operation when the refrigeration cycle is stabilized after the compressor is started.
  • the “oil depletion operation” refers to an operation that causes the oil in the compressor 1 to be taken out of the compressor 1 and causes a compressor failure due to poor lubrication of the compressor 1 as described above.
  • the operation at the time of starting or switching from the defrost operation to the heating operation corresponds to the “oil depletion operation”.
  • the “drain freeze prevention circuit” refers to an oil return circuit that passes through the oil-water heat exchanger 6 in the following embodiment.
  • the refrigeration cycle apparatus 101 of the present embodiment includes at least a compressor 1, an oil separator 2, a condenser 3 (high-pressure side heat exchanger), an expansion valve 4, and an evaporator 5 (low-pressure side).
  • Heat exchanger oil-water heat exchanger 6, oil return pipe 7, and regulating valve 8 are connected by piping.
  • a four-way valve may be provided between the low pressure line (point E) and the high pressure line (point B) so that the refrigerant flow can be reversed during the defrosting operation.
  • a drain pan 50 is installed below the evaporator 5. As shown by the arrows in FIG. 1, in the refrigeration cycle apparatus 101, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 1 flows into the condenser 3, and the low-temperature and low-pressure refrigerant that has passed through the expansion valve 4 passes through the evaporator 5. Flow into.
  • the oil separator 2 is connected between the discharge port (point A) of the compressor 1 and the condenser 3 by a pipe (point B).
  • the oil return pipe 7 is installed at the bottom of the oil separator 2.
  • the oil-water heat exchanger 6 is connected between the oil return pipe 7 (point G) and the regulating valve 8 (point H).
  • the regulating valve 8 is connected between the low pressure pipe (point F) connecting the compressor 1 and the evaporator 5 and the oil-water heat exchanger 6 (point H).
  • the oil separated by the oil separator 2 passes through the oil return pipe 7, the oil-water heat exchanger 6, and the regulating valve 8 to the low pressure pipe (point F) connected to the suction port of the compressor 1. Returned.
  • the oil discharged from the oil return pipe 7 passes through the oil-water heat exchanger 6 while dissipating heat to the drain water in the oil pan 50.
  • the high-pressure oil that has passed through the oil-water heat exchanger 6 is depressurized by the regulating valve 8.
  • the low-pressure and low-temperature oil decompressed by the regulating valve 8 flows into the low-pressure pipe (point I) and joins the low-temperature and low-pressure refrigerant passing through the low-pressure pipe (point E) discharged from the evaporator 5 (point F). Join at.
  • the combined low-temperature and low-pressure refrigerant and oil are sucked into the compressor 1.
  • the temperature detector 51 and the temperature detector 52 are installed in the refrigerant circuit in which the refrigerant and oil circulate.
  • the temperature detector 52 detects the outside air temperature (for example, in the heating operation, the temperature of the fluid (outside air) flowing outside the evaporator 5 is detected).
  • the temperature detector 51 detects the surface temperature of the drain pan 50. Furthermore, you may install the temperature detector which detects the liquid piping temperature of the evaporator 5.
  • the control device 61 calculates the freezing determination temperature of the drain water calculated based on the detection value detected by the detection unit described above, and each actuator is operated according to the freezing determination temperature and the current operating condition of the refrigeration cycle apparatus 101. (For example, the frequency of the compressor 1, the opening degree of the regulating valve 8, etc.) are controlled.
  • the freezing determination temperature can be set to 0 ° C., but the freezing determination temperature may be appropriately determined experimentally.
  • the control device 61 increases the oil return amount when the temperature detector 51 detects that the surface temperature T1 of the drain pan 50 is lower than the freezing determination temperature. Further, when the control device 61 detects that the operation state of the refrigeration cycle apparatus 101 is an oil depletion operation (for example, at the time of starting operation or at the end of defrosting), the control device 61 increases the amount of oil return. The increase in the amount of oil return can be realized, for example, by increasing the opening degree of the regulating valve 8.
  • control device 61 is a case where the temperature detector 51 detects that the surface temperature T1 of the drain pan 50 is equal to or higher than the freezing determination temperature, and the operation state of the refrigeration cycle apparatus 101 is an oil depletion operation (for example, If it is not at the start of operation or at the end of defrosting, the oil return amount is decreased and the oil amount in the oil separator 2 is increased.
  • the reduction in the oil return amount can be realized by, for example, reducing the opening degree of the regulating valve 8.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of control executed by the control device 61.
  • the processing of this flowchart is called from the main routine and executed at regular time intervals or whenever a predetermined condition is satisfied.
  • control device 61 detects operating conditions. Since the control device 61 performs control of the refrigeration cycle apparatus 101 such as control of the compressor 1, the current operating state of the refrigeration cycle apparatus 101 is, for example, when the compressor is activated or from the defrost operation. It is possible to detect whether or not it is in an oil-depleted operation state such as when switching.
  • step S2 the control device 61 determines whether or not the operation state of the refrigeration cycle apparatus 101 corresponds to an oil depletion operation (for example, at the time of starting the compressor or switching from the defrost operation). When it corresponds to the oil exhaustion operation (YES in S2), the process proceeds to step S3, and when it does not correspond (NO in S2), the process proceeds to step S4.
  • an oil depletion operation for example, at the time of starting the compressor or switching from the defrost operation.
  • step S4 the control device 61 detects the surface temperature T1 of the drain pan 50 with the temperature detector 51, and determines whether or not the surface temperature T1 is higher than the freezing determination temperature. If the surface temperature T1 is higher than the freezing determination temperature (YES in S4), the process proceeds to step S5. If the surface temperature T1 is equal to or lower than the freezing determination temperature (NO in S4), the process proceeds to step S3.
  • step S3 the control device 61 increases the opening degree of the regulating valve 8 to increase the oil return amount.
  • step S4 the control device 61 reduces the oil return amount by reducing the opening of the regulating valve 8.
  • control device 61 increases the opening degree of the regulating valve 8 when the surface temperature T1 of the drain pan 50 is lower than the freezing determination temperature.
  • control device 61 reduces the opening of the regulating valve 8 when the surface temperature T1 of the drain pan 50 is equal to or higher than the freezing determination temperature and in a normal operation where the possibility of oil exhaustion is low.
  • step S3 or step S4 When the processing of step S3 or step S4 is completed, control is returned to the main routine in step S6.
  • FIG. 6 is a ph diagram showing a change in state of the refrigerant in the refrigeration cycle apparatus of the first embodiment.
  • States A to I in FIG. 6 indicate refrigerant states corresponding to points A to I in FIG. 1, respectively.
  • the flow of refrigerant and oil will be described with reference to FIG.
  • the high-pressure and high-temperature gas refrigerant and oil (state A) discharged from the compressor 1 flow into the oil separator 2.
  • the gas refrigerant and oil are separated in the oil separator 2, the gas refrigerant (state B) flows into the condenser 3, and the oil flows into the oil return pipe 7.
  • the high-pressure and high-temperature oil (state G) that has passed through the oil return pipe 7 flows into the oil-water heat exchanger 6 and enters the state H while dissipating heat to the drain water in the drain pan 50.
  • the oil (state H) that has passed through the oil-water heat exchanger 6 is depressurized by the regulating valve 8 (state I).
  • the oil (state I) flows into the low-pressure pipe between the compressor 1 and the evaporator 5 and merges with the refrigerant discharged from the evaporator 5 (state E) to become a mixed refrigerant (state F). Inhaled.
  • the oil return amount is increased by increasing the opening of the regulating valve 8.
  • the amount of oil return is reduced by reducing the opening of the regulating valve 8, and the oil is retained in the oil separator 2.
  • the following effects can be obtained. (1) By suppressing freezing of the drain pan 50, it is possible to avoid a decrease in the performance of the evaporator and to suppress a decrease in comfort due to a prolonged defrosting time. In addition, by suppressing the freezing of drain water, drainage is improved and a reduction in the size of the drain pan can be expected. (2) By dissipating high-temperature and high-pressure refrigerating machine oil, it is possible to suppress the reduction in lubricity in the compressor due to a decrease in the viscosity of the refrigerating machine oil, and also to suppress the oxidation of the refrigerating machine oil. Can be improved.
  • the regulating valve 8 that can adjust the flow rate of the oil return path 71 is provided.
  • a flow rate adjusting mechanism is provided in which a bypass path that does not pass through the oil-water heat exchanger 6 is provided and the distribution is suitable for environmental conditions and operating conditions. Is installed.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the refrigeration cycle apparatus 102 according to the second embodiment.
  • refrigeration cycle apparatus 102 includes an oil return path 72 instead of oil return path 71 in the configuration of refrigeration cycle apparatus 101 of the first embodiment, and includes control apparatus 62 instead of control apparatus 61. Including.
  • the oil return path 72 includes the flow rate adjusting mechanism 9, the oil-water heat exchanger 6, the bypass path 20, and the junction 10.
  • the control device 62 controls the adjustment valve 8, the flow rate adjustment mechanism 9, and the compressor 1.
  • the oil-water heat exchanger 6 is configured to radiate the heat of the oil passing therethrough to the drain water in the drain pan 50.
  • the bypass path 20 is configured to flow the oil by bypassing the oil-water heat exchanger 6.
  • the flow rate adjusting mechanism 9 of the refrigeration cycle apparatus 102 is configured to change the ratio between the flow rate of oil passing through the heat exchange unit 6 and the flow rate of oil passing through the bypass path 20.
  • the flow rate adjusting mechanism 9 may have any configuration as long as the amount of oil passing through the oil-water heat exchanger 6 and the bypass path 20 can be adjusted.
  • the flow rate adjusting mechanism 9 can have a configuration in which a flow rate adjusting valve is provided at each branch destination of a pipe branch, or a configuration in which a four-way valve, a three-way valve, or the like is disposed at a branch portion.
  • the flow rate adjusting mechanism 9 includes a flow rate adjusting valve 9A and a flow rate adjusting valve 9B.
  • the flow rate adjusting valve 9A is disposed between the branch point from the oil return pipe 7 and the oil-water heat exchanger 6.
  • the flow rate adjusting valve 9 ⁇ / b> B is disposed between the branch point from the oil return pipe 7 and the bypass path 20. Note that the flow rate adjusting mechanism 9 may be provided in the junction 10.
  • the oil is returned to the compressor by passing through an “oil exhaustion suppression circuit” as a return oil circuit.
  • the “oil depletion suppression circuit” refers to the shortest oil return circuit through which oil passes from the discharge port to the suction port of the compressor 1 in the following embodiment.
  • the bypass path 20 that flows directly into the compressor from the oil separator corresponds to the “oil depletion suppression circuit”.
  • the control device 62 calculates the freezing determination temperature based on the outputs of the temperature detectors 51 and 52. Based on the calculated freezing determination temperature and the operating conditions of the refrigeration cycle apparatus 102, the control device 62 controls the control parameters of each actuator (for example, the frequency of the compressor 1, the opening of the adjusting valve 8, the flow rate adjusting valve 9A, Each opening degree of 9B, etc.) is controlled.
  • each actuator for example, the frequency of the compressor 1, the opening of the adjusting valve 8, the flow rate adjusting valve 9A, Each opening degree of 9B, etc.
  • the mixture of high-temperature and high-pressure gas refrigerant and oil discharged from the compressor 1 flows into the oil separator 2 and is separated into gas refrigerant and oil.
  • the gas refrigerant (point B) flows from the oil separator 2 into the condenser 3, while the oil flows from the oil separator 2 into the oil return pipe 7.
  • the oil (point G) discharged from the oil return pipe 7 flows into the flow rate adjusting mechanism 9 and enters the bypass path 20 (oil depletion suppression circuit) and the oil-water heat exchanger 6 (drain freezing prevention circuit). Distributed.
  • the oil flowing into the oil-water heat exchanger 6 passes through the oil-water heat exchanger 6 while releasing heat to the drain water.
  • the oil passing through the oil-water heat exchanger 6 has the same flow as in the first embodiment, and the state of the refrigerant changes in the same manner as the change described in FIG.
  • the oil discharged from the flow rate adjusting mechanism 9 to the bypass path 20 joins with the oil that has passed through the oil-water heat exchanger 6 at the junction 10 (point H).
  • the oil merged at the merge section 10 is depressurized by the regulating valve 8 (point I).
  • the low-pressure and low-temperature oil decompressed by the regulating valve 8 flows into the low-pressure pipe (point I) and joins the low-temperature and low-pressure refrigerant passing through the low-pressure pipe (point E) discharged from the evaporator 5 (point F). Join at.
  • the combined low-temperature and low-pressure refrigerant and oil are sucked into the compressor 1.
  • the control device 62 calculates the freezing determination temperature of the drain water calculated based on the detection values detected by the detection units 51 and 52, and according to the freezing determination temperature and the current operating condition of the refrigeration cycle apparatus 102,
  • the actuator for example, the frequency of the compressor 1, the opening degree of the adjusting valve 8 and the flow rate adjusting mechanism 9, etc.
  • T2 the frequency of the compressor 1, the opening degree of the adjusting valve 8 and the flow rate adjusting mechanism 9, etc.
  • the freezing determination temperature can be set to 0 ° C., but the freezing determination temperature may be appropriately determined experimentally.
  • the control device 62 controls the flow rate adjusting mechanism 9 so that the flow rate of the oil in the oil-water heat exchanger 6 is increased when the surface temperature T1 of the drain pan 50 is lower than the freezing determination temperature of the drain water. For example, the control device 62 increases the opening degree of the flow rate adjustment valve 9B while decreasing the opening degree of the flow rate adjustment valve 9A.
  • the control device 62 detects that the operation state of the refrigeration cycle device 102 is an oil depletion operation (for example, an operation at the start of operation or at the end of defrost), the flow rate of the bypass path 20 is increased.
  • the flow rate adjusting mechanism 9 is controlled.
  • the control device 62 increases the opening degree of the flow rate adjusting valve 9A while decreasing the opening degree of the flow rate adjusting valve 9B.
  • the control device 62 is a case where the temperature detector 51 detects that the surface temperature T1 of the drain pan 50 is equal to or higher than the freezing determination temperature, and the operation state of the refrigeration cycle apparatus 102 is an oil depletion operation (for example, When the operation is not started or when the defrost is finished, the opening of the regulating valve 8 is reduced and the opening of the flow regulating valves 9A, 9B is increased. That is, the control device 62 reduces the oil return amount by reducing the opening of the regulating valve 8 in normal operation, and the oil separator 2, the bypass path 20 (oil depletion suppression circuit), and the oil-water heat exchange. Oil is retained in each of the vessels 6 (drain freeze prevention circuit).
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of control executed by the control device 62 according to the second embodiment. The processing of this flowchart is called from the main routine and executed at regular time intervals or whenever a predetermined condition is satisfied.
  • control device 62 detects operating conditions. Since the control device 62 performs control of the refrigeration cycle apparatus 102 such as control of the compressor 1, the current operating state of the refrigeration cycle apparatus 102 is, for example, when the compressor is activated, or from the defrost operation. It is possible to detect whether or not it is in an oil-depleted operation state such as when switching.
  • step S12 the control device 62 determines whether or not the operation state of the refrigeration cycle apparatus 102 corresponds to an oil depletion operation (for example, at the time of starting the compressor or switching from the defrost operation). If the operation corresponds to the oil exhaustion operation (YES in S12), the process proceeds to step S13, and if not (NO in S12), the process proceeds to step S14.
  • an oil depletion operation for example, at the time of starting the compressor or switching from the defrost operation.
  • step S14 the control device 62 detects the surface temperature T1 of the drain pan 50 with the temperature detector 51, and determines whether the surface temperature T1 is lower than the freezing determination temperature. If surface temperature T1 is equal to or lower than the freezing determination temperature (NO in S14), the process proceeds to step S15. If surface temperature T1 is higher than the freezing determination temperature (YES in S14), the process proceeds to step S16.
  • step S13 the control device 62 decreases the opening degree of the flow rate adjusting valve 9B while increasing the opening degree of the flow rate adjusting valve 9A. As a result, the ratio of the oil passing through the oil-water heat exchanger 6 out of the oil passing through the oil return path 72 is reduced.
  • step S15 the control device 62 decreases the opening degree of the flow rate adjusting valve 9A while increasing the opening degree of the flow rate adjusting valve 9B. As a result, the proportion of the oil passing through the oil-water heat exchanger 6 in the oil passing through the oil return path 72 increases.
  • step S16 the opening degree of the flow rate adjusting valves 9A, 9B is fully opened, while the opening degree of the adjusting valve 8 is reduced.
  • the control device 62 reduces the amount of oil return by reducing the opening of the regulating valve 8, and the oil separator 2, the bypass path 20 (oil depletion suppression circuit), and the oil-water heat exchanger 6. Oil is retained in each (drain freeze prevention circuit).
  • control is returned to the main routine in step S17.
  • the same effect as the refrigeration cycle apparatus 101 according to the first embodiment can be obtained.
  • the flow rate adjusting valves 9A and 9B and the adjusting valve 8 can more precisely control the heat release amount for preventing drain pan freezing and the oil return amount for preventing oil depletion of the compressor. Can be further improved.
  • Embodiment 3 In the second embodiment, when the oil is returned from the oil separator 2 to the compressor 1, a bypass path that does not pass through the oil-water heat exchanger 6 is provided. In Embodiment 3, the oil is returned from the oil separator 2 to the compressor 1 via an oil-air heat exchanger instead of the bypass path.
  • FIG. 9 is a diagram showing a configuration of the refrigeration cycle apparatus 103 according to the third embodiment.
  • refrigeration cycle apparatus 103 includes an oil return circuit 73 in place of oil return circuit 72 in the configuration of refrigeration cycle apparatus 102 shown in FIG. 7.
  • the oil return circuit 73 includes a branch path 20A, an oil-air heat exchanger 11, a temperature detector 53, and a control device 63 in place of the bypass route 20 and the control device 62 in the configuration of the oil return circuit 72. .
  • the branch path 20A returns the oil from the oil separator 2 to the compressor 1 via the oil-air heat exchanger 11.
  • the oil-water heat exchanger 6 is configured to dissipate the heat of the passing oil to the drain water in the drain pan 50.
  • the oil-air heat exchanger 11 is arranged between the evaporator 5 and the drain pan 50 and is configured to dissipate heat of the oil bypassing the oil-water heat exchanger 6 to the evaporator 5. Is done.
  • the control device 63 receives the outputs from the temperature detectors 51 to 53 and controls the regulating valve 8 and the flow rate regulating mechanism 9.
  • the flow rate adjusting mechanism 9 is configured to change the ratio between the flow rate of oil passing through the oil-water heat exchanger 6 and the flow rate of oil passing through the oil-air heat exchanger 11.
  • FIG. 10 is a diagram showing a physical arrangement relationship of the oil-air heat exchanger 11, the evaporator 5, and the drain pan 50.
  • the oil-air heat exchanger 11 is installed in the lower part of the evaporator 5.
  • the refrigerant from the point D in FIG. 9 passes through a plurality of branched refrigerant pipes in the evaporator 5 as shown in FIG. 10 and then merges after passing through the evaporator 5 and from point E to point F in FIG. It flows toward.
  • the oil from the point G in FIG. 9 passes through the oil pipe of the oil-air heat exchanger 11 as shown in FIG. 10 and flows toward the point H in FIG.
  • the refrigerant piping in the evaporator 5 and the oil piping of the oil-air heat exchanger 11 are embedded above and below common fins.
  • the air cooled by the fins around the evaporator 5 causes condensation in the fins, which becomes drain water and flows downward through the fins. Then, when it reaches the vicinity of the oil pipe of the oil-air heat exchanger 11, it is warmed by the high temperature oil.
  • the drain water may freeze at the lower end of the fin before the droplet of drain water falls from the fin to the drain pan 50. is there. When this frozen drain water grows, it becomes so-called root ice.
  • the oil return circuit passing through the oil-air heat exchanger 11 is also referred to as an “icing prevention circuit”.
  • the oil-air heat exchanger 11 functions as an anti-icing circuit that prevents the drain water from freezing before falling into the drain pan 50.
  • the high-temperature and high-pressure oil discharged from the flow rate adjusting mechanism 9 flows into the oil-air heat exchanger 11 (freezing prevention circuit) and dissipates heat to the drain water staying at the lower end of the evaporator 5 while oil-air heat. Pass through the exchanger 11.
  • the temperature detector 51 detects the surface temperature T1 of the drain pan 50
  • the temperature detector 52 detects the outside air temperature T2
  • the temperature detector 53 detects the liquid piping temperature T3 of the evaporator 5. Is detected.
  • the control device 63 calculates the freezing determination temperature of the drain water based on the outputs of the temperature detectors 51 to 53. And the control apparatus 63 controls the adjustment valve 8 and the flow volume adjustment mechanism 9 according to each freezing determination temperature and an operating condition. For example, when the liquid piping temperature T3 of the evaporator 5 is lower than the specified temperature, the control device 63 increases the oil flow rate of the oil-air heat exchanger 11 (freezing suppression circuit). In order to increase the oil flow rate of the oil-air heat exchanger 11, for example, the control device 63 increases the opening degree of the flow rate adjustment valve 9A on the icing suppression circuit side and increases the opening degree of the other flow rate adjustment valve 9B. Make it smaller.
  • High-temperature and high-pressure gas refrigerant and oil discharged from the compressor 1 flow into the oil separator 2 and are separated into gas refrigerant and oil.
  • the gas refrigerant (point B) flows from the oil separator 2 into the condenser 3, while the oil flows from the oil separator 2 into the oil return pipe 7.
  • the oil (point G) that has passed through the oil return pipe 7 flows into the flow rate adjusting mechanism 9 and is distributed to the branch path 20A (freezing suppression circuit) and the oil-water heat exchanger 6 (drain freezing prevention circuit).
  • the oil flowing into the oil-water heat exchanger 6 passes through the oil-water heat exchanger 6 while radiating heat to the drain water in the drain pan 50.
  • the oil passing through the oil-air heat exchanger 11 from the branch path 20A is cooled while dissipating heat to the air and drain water flowing down through the fins.
  • the oil merged at the merge section 10 is depressurized by the regulating valve 8 (point I).
  • the low-pressure and low-temperature oil decompressed by the regulating valve 8 flows into the low-pressure pipe (point I) and joins the low-temperature and low-pressure refrigerant passing through the low-pressure pipe (point E) discharged from the evaporator 5 (point F). Join at.
  • the combined low-temperature and low-pressure refrigerant and oil are sucked into the compressor 1.
  • the controller 63 increases the oil flow rate of the shortest oil return circuit included in the oil return path 73.
  • the flow rate of the path passing through the oil-water heat exchanger 6 So that the opening degree of the flow rate adjusting valves 9A, 9B is controlled. 9 may be added to the configuration shown in FIG. 9, and a flow rate adjusting valve for the bypass route may be further added to the flow rate adjusting mechanism 9. In this case, the shortest oil return circuit becomes a bypass route.
  • the control device 63 increases the oil flow rate of the oil-water heat exchanger 6 (drain freeze prevention circuit).
  • the oil flow rate of the oil-air heat exchanger 11 (freezing suppression circuit) is increased.
  • control device 63 reduces the oil return amount by reducing the opening of the adjustment valve 8 and causes oil to stay in each of the oil separator 2 and each oil return circuit.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of control executed by the control device 63 according to the third embodiment. The processing of this flowchart is called from the main routine and executed at regular time intervals or whenever a predetermined condition is satisfied.
  • control device 63 detects operating conditions. Since the control device 63 performs control of the refrigeration cycle apparatus 103 such as control of the compressor 1, the current operating state of the refrigeration cycle apparatus 103 is, for example, when the compressor is activated, or from the defrost operation. It is possible to detect whether or not it is in an oil-depleted operation state such as when switching.
  • step S22 the control device 63 determines whether or not the operation state of the refrigeration cycle apparatus 103 corresponds to an oil exhaustion operation (for example, at the time of starting the compressor or switching from the defrost operation). When it corresponds to the oil exhaustion operation (YES in S22), the process proceeds to step S23, and when it does not correspond (NO in S22), the process proceeds to step S24.
  • an oil exhaustion operation for example, at the time of starting the compressor or switching from the defrost operation.
  • step S24 the control device 63 detects the liquid pipe temperature T3 of the evaporator 5 with the temperature detector 53, and determines whether or not the liquid pipe temperature T3 is lower than the freezing determination temperature. If the liquid piping temperature T3 is equal to or lower than the freezing determination temperature (NO in S24), the process proceeds to step S25. If the liquid piping temperature T3 is higher than the freezing determination temperature (YES in S24), the process proceeds to step S26. .
  • step S25 the control device 63 decreases the opening degree of the flow rate adjusting valve 9B while increasing the opening degree of the flow rate adjusting valve 9A. As a result, the proportion of oil passing through the oil-air heat exchanger 11 that prevents freezing of the evaporator 5 among the oil passing through the oil return path 73 increases.
  • step S26 the control device 63 detects the surface temperature T1 of the drain pan 50 with the temperature detector 51, and determines whether or not the surface temperature T1 is lower than the freezing determination temperature. If surface temperature T1 is equal to or lower than the freezing determination temperature (NO in S26), the process proceeds to step S27. If surface temperature T1 is higher than the freezing determination temperature (YES in S26), the process proceeds to step S28.
  • step S27 the control device 63 decreases the opening degree of the flow rate adjusting valve 9A while increasing the opening degree of the flow rate adjusting valve 9B. As a result, the proportion of the oil passing through the oil-water heat exchanger 6 in the oil passing through the oil return path 73 increases.
  • step S28 the opening degree of the flow regulating valves 9A and 9B is fully opened, while the opening degree of the regulating valve 8 is reduced.
  • control is returned to the main routine in step S29.
  • the same effect as that of the refrigeration cycle apparatus 102 of Embodiment 2 can be obtained. Furthermore, the oil-air heat exchanger 11 below the evaporator 5 warms the drain water before dropping into the drain pan 50, thereby suppressing freezing at the bottom of the evaporator 5 and improving the performance of the refrigeration cycle apparatus 103. Can be made.
  • Embodiment 4 In Embodiments 1 to 3, the operation mode of the refrigeration cycle apparatus that is likely to cause oil exhaustion in the compressor is detected and controlled as oil exhaustion operation. In the fourth embodiment, a detection unit that more directly detects oil depletion in the compressor is provided.
  • FIG. 12 is a diagram showing a configuration of the refrigeration cycle apparatus 104 according to the fourth embodiment.
  • refrigeration cycle apparatus 104 includes a control device 64 instead of control device 63 in addition to sensor 54 in the configuration of refrigeration cycle apparatus 103 in FIG. 9.
  • the sensor 54 detects a shortage of oil in the compressor 1.
  • the control device 64 adjusts the opening degree of the valve 8 according to the output of the temperature detector 51 and the output of the sensor 54.
  • the senor 54 is provided in the compressor 1 and detects oil exhaustion in the compressor 1.
  • the sensor 54 for example, a liquid level detection sensor that detects the level of oil in the compressor 1 or an oil concentration sensor that detects the oil concentration in the refrigerant can be used.
  • the control device 64 determines whether or not the oil depletion operation is executed in step S22 of FIG. 11 based on the detection value P1 detected by the sensor 54.
  • Other control is the same as that of the third embodiment described with reference to FIG. 11, and therefore description thereof will not be repeated.
  • the sensor 54 may be incorporated in the configuration of the first embodiment. In this case, the sensor 54 is added to FIG. 1, and the output of the sensor 54 may be used for the determination in step S2 of FIG. Further, the sensor 54 may be incorporated in the configuration of the second embodiment. In this case, the sensor 54 is added to FIG. 7, and the output of the sensor 54 may be used for the determination in step S12 of FIG.
  • the same effect as in the first, second and third embodiments can be obtained.
  • the drain pan 50 is easy to generate
  • the corrosion can be suppressed by adding an additive capable of suppressing corrosion to the refrigerant or using electrolyzed water containing active oxygen species.

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Abstract

冷凍サイクル装置（１０１）は、蒸発器（５）において空気中の水分が凝縮したドレン水を受けるように構成されるドレンパン（５０）と、ドレン水の温度に関連する温度を検出するように構成される温度検出器（５１）と、圧縮機（１）と凝縮器（３）との間に設けられ、冷媒と冷凍機油とを分離するように構成される油分離器（２）と、油分離器（２）において分離された冷凍機油を圧縮機（１）の吸入口に戻すように構成され、かつ、通過する冷凍機油の熱をドレンパン（５０）内のドレン水に放熱するように構成される返油経路（７１）と、返油経路（７１）の冷凍機油の流量を調整する弁（８）とを備える。弁（８）は、温度検出器（５１）の出力に応じて開度が変化するように構成される。このような構成によって、通常運転時における性能低下を抑えつつ、ドレンパン（５０）内のドレン水の凍結を防止することができる。

Description

冷凍サイクル装置
　この発明は、冷凍サイクル装置に関し、特に蒸発器に生じるドレン水の氷結防止に関する。
　冷凍サイクル装置の圧縮機内には、圧縮機の潤滑性を確保するために冷凍機油が存在する。圧縮機の運転が開始されると、圧縮機からガス冷媒が冷媒回路へ出力される。このガス冷媒の流れとともに、液冷媒と冷凍機油との混合液が冷媒回路へ持ち出される。そして、混合液として圧縮機から冷媒回路へ持ち出された冷凍機油の多くは、圧縮機の吐出側に設けられた油分離器で回収され、圧縮機に戻される。
　特開２０１０－３２１９６号公報（特許文献１）は、圧縮機の動力を効果的に低減できる冷凍装置を開示している。この文献において第４の発明の冷凍装置として、油分離器で分離した冷凍機油を圧縮機に戻す際に冷凍機油の熱をドレンパン内に放出する装置が記載されている。これにより、室外熱交換器の下側に設けられたドレンパン内のドレン水の凍結が抑制され、ドレンパン内からドレン水を適切に排出できる。
特開２０１０－３２１９６号公報
　上記特開２０１０－３２１９６号公報に開示された冷凍装置では、油分離器で冷媒と分離した冷凍機油からドレンパン内に油の熱を放出するように構成される暖房側クーラが設けられる。しかし、油分離器で分離した冷凍機油を圧縮機に戻す際に冷凍機油の量を制御することはできず、圧縮機起動時やデフロスト終了時等に生じる圧縮機における過渡的な冷凍機油の枯渇を抑制することができない。
　また、冷凍機油の量を制御しない場合には、冷凍機油の過渡的な枯渇を防ぐために余裕をもった量の冷凍機油を冷媒回路内に封入しておく必要がある。この場合、通常運転時においては圧縮機の必要トルクが余剰油によって増加し、冷凍サイクル装置の性能が低下する。
　この発明の目的は、通常運転時における性能低下を抑えつつ、ドレンパン内のドレン水の凍結を防止することができる冷凍サイクル装置を提供することである。
　この発明に係る冷凍サイクル装置では、冷媒が、圧縮機、凝縮器、膨張弁、および蒸発器に循環する。冷凍サイクル装置は、ドレンパンと、温度検出器と、油分離器と、返油経路と、弁とを備える。ドレンパンは、蒸発器において空気中の水分が凝縮したドレン水を受けるように構成される。温度検出器は、ドレン水の温度に関連する温度を検出するように構成される。油分離器は、圧縮機と凝縮器との間に設けられ、冷媒と冷凍機油とを分離するように構成される。返油経路は、ドレンパン内に少なくとも一部が配置され、油分離器において分離された冷凍機油を圧縮機の吸入口に戻すように構成される。弁は、返油経路の冷凍機油の流量を調整する。弁は、温度検出器の出力に応じて開度が変化するように構成される。
　本発明によれば、弁の開度がドレンパンの温度に応じて変化するため、必要な場合には返油量が多くなり冷凍機油の不足を抑制し、通常時は余剰の冷凍機油が生じないように油分離器に冷凍機油をためておくことができる。
　したがって、通常運転時における性能低下を抑えつつ、ドレンパン内のドレン水の凍結を防止することができる。
本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の構成を示した図である。 返油経路がドレンパンを通らない構成である検討例を示す図である。 高温の冷凍機油が圧縮機の吸入口に流入した状態を示すｐ－ｈ線図である。 圧縮機に生じる過渡的な油枯渇の状態を説明するための波形図である。 制御装置６１が実行する制御の一例を示すフローチャートである。 実施の形態１の冷凍サイクル装置の冷媒の状態変化を示すｐ－ｈ線図である。 実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１０２の構成を示す図である。 実施の形態２に係る制御装置６２が実行する制御の一例を示すフローチャートである。 実施の形態３に係る冷凍サイクル装置１０３の構成を示す図である。 油－空気熱交換器１１、蒸発器５、ドレンパン５０の物理的な配置関係を示す図である。 実施の形態３に係る制御装置６３が実行する制御の一例を示すフローチャートである。 実施の形態４に係る冷凍サイクル装置１０４の構成を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成を適宜組合わせることは出願当初から予定されている。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
　［実施の形態１］
　図１は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の構成を示した図である。図１に示す冷凍サイクル装置１０１では、冷媒が、圧縮機１、凝縮器３、膨張弁４、および蒸発器５の順に循環する。冷凍サイクル装置１０１は、ドレンパン５０と、温度検出器５１と、温度検出器５２と、油分離器２と、返油経路７１と、調整弁８と、制御装置６１とを含む。
　油分離器２は、圧縮機１の吐出口（点Ａ）と凝縮器３との間に設けられ、冷媒と冷凍機油（以下、単に「油」とも称する。）とを分離するように構成される。返油経路７１は、油分離器２において分離された油を圧縮機１の吸入口（点Ｆ）に戻すように構成される。ドレンパン５０は、蒸発器５において空気中の水分が凝縮したドレン水を受けるように構成される。
　冷凍サイクル装置１０１は、温度検出器５１を設け、返油経路７１の油の流量を温度検出器５１の出力に応じて調節弁８によって調整する点が特徴である。このような温度検出器５１と返油経路７１と調節弁８とが無い構成の場合には、以下に説明するような問題点がある。
　図２は、返油経路がドレンパンを通らない構成である検討例を示す図である。図２の構成では、返油経路５０７は、返油経路５０７の油の流量を制限するために、減圧装置５０８が点Ｇと点Ｈの間に設けられている。返油経路５０７は、図示しないドレンパンを通過せずに配設されており、図１の返油経路７１と比較すると、短くかつ放熱量も少ない。なお、図１と共通する構成には同一の符号を付してあるので、これらについては図２では説明を省略する。
　外気が低温かつ高湿度である場合には、室外の蒸発器に着霜現象が生じる。冷凍サイクル装置は、蒸発器に着霜すると、必要に応じて図示しない四方弁を切り替えるなどして冷媒の循環方向を一時的に逆転させる除霜運転（デフロストともいう）を行なう。低温下では、蒸発器における除霜により発生したドレン水も凍結する恐れがある。ドレンパンに溜まったドレン水が凍結すると、ドレンパンからの排水が妨げられ、氷が成長し蒸発器が下側から凍結することがある。このように蒸発器の下部に生じる氷塊は、「根氷」と呼ばれる。すると、蒸発器５の通風抵抗が増加し、冷凍サイクル装置（空気調和機や給湯機）の能力が低下する。
　また、ドレンパンの凍結が発生すると、頻繁に除霜運転が発生することがあり、除霜運転中は暖房運転（給湯運転）が休止されるので、室内暖房の快適性が低下したり、貯湯温度が低下したりするおそれがある。
　さらに、高温な油を吸入配管に流入させることによる問題もある。図３は、高温の油が圧縮機の吸入口に流入した状態を示すｐ－ｈ線図である。図３において、点Ａ～点Ｈは、それぞれ図２の点Ａ～点Ｈの配管中の冷媒の状態に対応する。油分離器２から高温の油は、点Ｇ、Ｈ、Ｆの順に流れることにより、過熱度を増加させるように点Ｆの圧縮機の入力の冷媒の状態を変化させる。これは圧縮機の入力（冷媒のエンタルピ差）を増加させる。
　また、摩擦面での潤滑剤の膜の安定性は高粘度のものほど良好であるが、油が高温となると、粘度が低下することによって油膜形成が不十分となり潤滑性が低下する。また高温により油の酸化が進行し、信頼性が低下するおそれもある。
　また、図２の構成では、油分離器２から油と一緒に冷媒の一部も圧縮機１に戻される。このため熱交換器である凝縮器３や蒸発器５に流れる冷媒量は減少するのでその分圧縮機１の回転速度を増加させなくてはならなくなる。したがって、返油経路５０７を設けることにより、冷凍サイクル装置５０１は本来の効率は低下する。
　図４は、圧縮機に生じる過渡的な油枯渇の状態を説明するための波形図である。油の封入量が少ないと、圧縮機起動時やデフロスト終了時等に図４に示すような過渡的な油枯渇が生じることがある。このような、圧縮機起動時やデフロスト終了時の運転のように圧縮機１において冷凍機油が不足する可能性が高い運転を以下、「油枯渇運転（oil　depleting　operation）」という。油枯渇運転時の潤滑不足を防ぐために、通常運転時には余剰となる量の冷凍機油を冷媒回路に封入しておく必要があり、通常運転時の効率が下がる。
　以上の対策として、温度検出器５１と返油経路７１と調整弁８とを設けた点が実施の形態１の冷凍サイクル装置１０１の特徴である。再び図１を参照して、温度検出器５１は、ドレン水の温度に関連する温度を検出するように構成される。具体的には、温度検出器５１はドレンパン５０の表面温度を検出する。なお、温度検出器５１は、ドレンパン５０内のドレン水の温度を検出しても良い。
　返油経路７１は、通過する油の熱をドレンパン５０内のドレン水に放熱するように構成される。返油経路７１は、返油管７と、油－水熱交換器６とを含む。調整弁８は、返油経路７１の油の流量を調整する。調整弁８は、温度検出器５１の出力に応じて開度が変化するように構成される。
　冷凍サイクル装置１０１では、ドレンパン５０に返油経路７１の一部を配置する。これにより返油経路７１の一部がドレンパン５０の加熱手段として機能し、ドレンパン５０が返油経路７１を流れる油の冷却手段としても機能する。そして、制御装置６１は、調整弁８によって、返油量や熱交換量を運転条件に応じて調整する。
　なお、以下の実施の形態において、「通常運転」とは、圧縮機起動後、冷凍サイクルが安定したときの運転を示す。また、「油枯渇運転」とは、上述したように、圧縮機１内の油が圧縮機１の外に持ち出されて、圧縮機１の潤滑不良などによる圧縮機故障の要因となる運転を示す。例えば、起動時やデフロスト運転から暖房運転に切り替え時の運転が、「油枯渇運転」に該当する。「ドレン凍結防止回路」とは、以下の実施の形態において、油－水熱交換器６を通る返油回路を示す。
　以下に冷媒の流れについて詳細に説明する。
　図１に示すように、本実施の形態の冷凍サイクル装置１０１は、少なくとも、圧縮機１、油分離器２、凝縮器３（高圧側熱交換器）、膨張弁４、蒸発器５（低圧側熱交換器）、油－水熱交換器６、返油管７、および調整弁８を配管で接続した構成を有する。好ましくは、除霜運転時に冷媒の流れを逆転させられるように低圧管路（点Ｅ）と高圧管路（点Ｂ）との間に四方弁を設けてもよい。
　蒸発器５の下方側には、ドレンパン５０が設置される。図１の矢印に示すように、冷凍サイクル装置１０１において、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒は、凝縮器３に流入し、膨張弁４を通過した低温低圧の冷媒は、蒸発器５に流入する。
　油分離器２は、圧縮機１の吐出口（点Ａ）と凝縮器３の間に配管（点Ｂ）によって接続される。返油管７は、油分離器２の底部に設置される。油－水熱交換器６は返油管７（点Ｇ）と調整弁８（点Ｈ）の間に接続される。調整弁８は、圧縮機１と蒸発器５とを接続する低圧配管（点Ｆ）と油－水熱交換器６（点Ｈ）との間に接続される。
　圧縮機１から吐出された高温高圧なガス冷媒と油の混合物は、油分離器２に流入し、ガス冷媒と油とに分離される。ガス冷媒は油分離器２から凝縮器３に流入する一方、油は油分離器２から返油管７に流入する。このように、油分離器２で分離された油は、返油管７、油－水熱交換器６、調整弁８を経由し圧縮機１の吸入口に接続される低圧配管（点Ｆ）に戻される。
　その際に、返油管７から放出された油は、オイルパン５０内のドレン水に放熱しながら油－水熱交換器６を通過する。油－水熱交換器６を通過した高圧な油は、調整弁８によって減圧される。調整弁８によって減圧された低圧低温な油は、低圧配管（点Ｉ）に流入し、蒸発器５から放出された低圧配管（点Ｅ）を通過する低温低圧な冷媒と合流部（点Ｆ）で合流する。合流した低温低圧な冷媒と油は、圧縮機１に吸入される。
　このように冷媒と油が循環する冷媒回路に対して、温度検出器５１と温度検出器５２とが設置される。温度検出器５２は、外気温度を検出する（例えば、暖房運転では、蒸発器５の外部を流れる流体（外気）の温度を検知する）。温度検出器５１は、ドレンパン５０の表面温度を検出する。さらに、蒸発器５の液配管温度を検出する温度検出器を設置しても良い。
　制御装置６１は、以上の検出部より検出された検出値により算出されたドレン水の凍結判定温度を演算し、この凍結判定温度と冷凍サイクル装置１０１の現在の運転条件とに応じて、各アクチュエータ（例えば、圧縮機１の周波数や調整弁８の開度等）を制御する。
　例えばＴ２＜０℃のときに、凍結判定温度を０℃に設定することができるが、適宜実験的に凍結判定温度を定めても良い。
　たとえば、制御装置６１は、温度検出器５１によってドレンパン５０の表面温度Ｔ１が凍結判定温度未満であること検知した場合、返油量を増加させる。また、制御装置６１は、冷凍サイクル装置１０１の運転状態が、油枯渇運転（例えば、運転起動時やデフロスト終了時）であることを検知した場合、返油量を増加させる。返油量の増加は、例えば、調整弁８の開度を大きくすることによって実現できる。
　一方、制御装置６１は、温度検出器５１によってドレンパン５０の表面温度Ｔ１が凍結判定温度以上であることを検知した場合であって、かつ、冷凍サイクル装置１０１の運転状態が油枯渇運転（例えば、運転起動時やデフロスト終了時）ではない場合、返油量を低下させ、油分離器２内の油量を増加させる。返油量の低下は、例えば、調整弁８の開度を小さくすることによって実現できる。
　図５は、制御装置６１が実行する制御の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。図１、図５を参照して、ステップＳ１において、制御装置６１は、運転条件の検知を行なう。制御装置６１は、圧縮機１の制御等の冷凍サイクル装置１０１の制御を行なっているので、現在の冷凍サイクル装置１０１の運転状態が、たとえば、圧縮機起動時であることや、デフロスト運転からの切り替え時であることなど油枯渇運転状態であるか否かを検知することができる。
　ステップＳ２において、制御装置６１は、冷凍サイクル装置１０１の運転状態が、油枯渇運転（例えば、圧縮機起動時やデフロスト運転からの切り替え時）に該当するか否かを判断する。油枯渇運転に該当する場合（Ｓ２でＹＥＳ）、ステップＳ３に処理が進められ、該当しない場合（Ｓ２でＮＯ）ステップＳ４に処理が進められる。
　ステップＳ４では、制御装置６１は、ドレンパン５０の表面温度Ｔ１を温度検出器５１によって検出し、表面温度Ｔ１が凍結判定温度よりも高いか否かを判断する。表面温度Ｔ１が凍結判定温度よりも高い場合（Ｓ４でＹＥＳ）、ステップＳ５に処理が進められ、表面温度Ｔ１が凍結判定温度以下である場合（Ｓ４でＮＯ）ステップＳ３に処理が進められる。
　ステップＳ３では、制御装置６１は、調整弁８の開度を大きくして返油量を増加させる。一方、ステップＳ４では、制御装置６１は、調整弁８の開度を小さくして返油量を減少させる。
　すなわち、制御装置６１は、ドレンパン５０の表面温度Ｔ１が凍結判定温度未満の場合、調整弁８の開度を大きくする。一方、制御装置６１は、ドレンパン５０の表面温度Ｔ１が凍結判定温度以上の場合であって、かつ油枯渇の可能性が低い通常運転の場合に、調整弁８の開度を小さくする。
　ステップＳ３またはステップＳ４の処理が終了すると、ステップＳ６において制御はメインルーチンに戻される。
　次に、図１に示す冷凍サイクル装置のエンタルピの変化について説明する。図６は、実施の形態１の冷凍サイクル装置の冷媒の状態変化を示すｐ－ｈ線図である。図６の状態Ａ～状態Ｉは、それぞれ図１の点Ａ～点Ｉに対応する冷媒状態を示す。
　冷媒と油の流れについて、図６を参照して説明する。圧縮機１から吐出された高圧高温のガス冷媒と油（状態Ａ）は油分離器２に流入する。油分離器２内でガス冷媒と油は分離され、ガス冷媒（状態Ｂ）は凝縮器３に流入し、油は返油管７に流入する。
　返油管７を通過した高圧高温の油（状態Ｇ）は油－水熱交換器６に流入し、ドレンパン５０内のドレン水に放熱しながら状態Ｈとなる。油－水熱交換器６を通過した油（状態Ｈ）は、調整弁８によって減圧される（状態Ｉ）。油（状態Ｉ）は圧縮機１と蒸発器５の間の低圧配管に流入し、蒸発器５から放出された冷媒（状態Ｅ）と合流し、混合冷媒（状態Ｆ）となって圧縮機１に吸入される。
　油枯渇運転では、調整弁８の開度を大きくすることによって返油量を大きくする。一方、通常運転では、調整弁８の開度を小さくすることによって、返油量を低下させ、油分離器２に油を滞留させる。放熱済みの状態Ｉの油を状態Ｅの冷媒と合流させることによって、返油による加熱の影響が低減され、圧縮機の入力（冷媒のエンタルピ差）が増加することが抑制される。
　以上説明した実施の形態１に係る冷凍サイクル装置によれば、以下の効果が得られる。
(1)ドレンパン５０の凍結を抑制することにより、蒸発器の性能低下を避けるとともに、除霜時間の長期化による快適性低下を抑制することができる。また、ドレン水の凍結を抑制することで、排水性がよくなり、ドレンパンの小型化が期待できる。
(2)高温高圧の冷凍機油を放熱させることにより、冷凍機油の粘度低下による圧縮機における潤滑性低下を抑制することができるとともに、冷凍機油の酸化を抑制することができ、圧縮機の信頼性を向上させることができる。
(3)過渡的な圧縮機の油枯渇を抑制することによって、潤滑性能が確保でき圧縮機の信頼性を向上させることができる。
(4)通常運転時、冷媒回路内の油を油分離器に貯めることによって、余剰油を圧縮機が送出する必要が無くなり、圧縮機の効率を向上させることができる。また、余剰油による熱交換器における伝熱性能低下を抑制することができる。
(5)通常運転時、返油経路を通る冷媒量（熱交換器をバイパスする量）を減らすことができ、圧縮機の周波数をその分下げることができる。
　［実施の形態２］
　実施の形態１では、返油経路７１の流量を調整できる調整弁８を設けた。実施の形態２では、油分離器２から圧縮機１に油を戻す際に、油－水熱交換器６を経由しないバイパス経路を設け、環境条件や運転条件に適した配分とする流量調整機構を設置する。
　図７は、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１０２の構成を示す図である。図７を参照して、冷凍サイクル装置１０２は、実施の形態１の冷凍サイクル装置１０１の構成において、返油経路７１に代えて返油経路７２を含み、制御装置６１に代えて制御装置６２を含む。
　返油経路７２は、流量調整機構９と、油－水熱交換器６と、バイパス経路２０と、合流部１０とを含む。制御装置６２は、調整弁８と、流量調整機構９と、圧縮機１とを制御する。
[規則91に基づく訂正 07.09.2018]　
　油－水熱交換器６は、通過する油の熱をドレンパン５０内のドレン水に放熱するように構成される。バイパス経路２０は、油－水熱交換器６をバイパスさせて油を流すように構成される。冷凍サイクル装置１０２の流量調整機構９は、熱交換部６を通過する油の流量とバイパス経路２０を通過する油の流量との割合を変更するように構成される。
　流量調整機構９は、油－水熱交換器６とバイパス経路２０とを通過する油の量を調整できるものであればどのような構成であっても良い。例えば、流量調整機構９は、配管分岐の分岐先にそれぞれ流量調整弁を設ける構成や、分岐部に四方弁、三方弁等を配置する構成とすることができる。図７の例では、流量調整機構９は、流量調整弁９Ａと、流量調整弁９Ｂとを含む。流量調整弁９Ａは、返油管７からの分岐点と油－水熱交換器６との間に配置される。流量調整弁９Ｂは、返油管７からの分岐点とバイパス経路２０との間に配置される。なお、流量調整機構９は、合流部１０に設けても良い。
　冷凍サイクル装置１０２の他の部分の構成は、図１で説明した冷凍サイクル装置１０１の構成と同様であるので、ここでは説明は繰り返さない。
　本実施の形態では、油枯渇運転時に、返油回路として「油枯渇抑制回路」を通過させて油を圧縮機に戻す。「油枯渇抑制回路」とは、以下の実施の形態において、圧縮機１の吐出口から吸入口まで油が通る最も短い返油回路を示す。例えば、油分離器から直接圧縮機に吸入に流入されるバイパス経路２０が、「油枯渇抑制回路」に該当する。
　（弁の制御、冷媒と油の流れ）
　次に、冷凍サイクル装置１０２において実行される各種弁の制御と冷媒の流れとについて説明する。
　制御装置６２は、温度検出器５１，５２の出力に基づいて凍結判定温度を演算する。制御装置６２は、演算した凍結判定温度と、冷凍サイクル装置１０２の運転条件とに基づいて、各アクチュエータの制御パラメータ（例えば、圧縮機１の周波数や調整弁８の開度、流量調整弁９Ａ，９Ｂの各開度等）を制御する。
　圧縮機１から吐出された高温高圧なガス冷媒と油の混合物は、油分離器２に流入し、ガス冷媒と油とに分離される。ガス冷媒（点Ｂ）は、油分離器２から凝縮器３に流入する一方で、油は油分離器２から返油管７に流入する。
　その際に、返油管７から放出された油（点Ｇ）は、流量調整機構９に流入し、バイパス経路２０（油枯渇抑制回路）と油－水熱交換器６（ドレン凍結防止回路）に分配される。油－水熱交換器６に流入した油は、ドレン水に放熱しながら油－水熱交換器６を通過する。油－水熱交換器６を通過する油は、実施の形態１と同様の流れとなり、冷媒の状態も図６で説明した変化と同様に変化する。
　流量調整機構９からバイパス経路２０に放出された油は、合流部１０において、油－水熱交換器６を通過した油と合流する（点Ｈ）。合流部１０で合流した油は、調整弁８によって減圧される（点Ｉ）。
　調整弁８によって減圧された低圧低温な油は、低圧配管（点Ｉ）に流入し、蒸発器５から放出された低圧配管（点Ｅ）を通過する低温低圧な冷媒と合流部（点Ｆ）で合流する。合流した低温低圧な冷媒と油は、圧縮機１に吸入される。
　制御装置６２は、検出部５１，５２より検出された検出値により算出されたドレン水の凍結判定温度を演算し、この凍結判定温度と冷凍サイクル装置１０２の現在の運転条件とに応じて、各アクチュエータ（例えば、圧縮機１の周波数、調整弁８や流量調整機構９の開度等）を制御する。例えばＴ２＜０℃のときに、凍結判定温度を０℃に設定することができるが、適宜実験的に凍結判定温度を定めても良い。
　制御装置６２は、ドレンパン５０の表面温度Ｔ１がドレン水の凍結判定温度より低い場合、油－水熱交換器６の油の流量が大きくなるように、流量調整機構９を制御する。制御装置６２は、例えば、流量調整弁９Ｂの開度を増加させる一方で、流量調整弁９Ａの開度を減少させる。
　また、制御装置６２は、冷凍サイクル装置１０２の運転状態が油枯渇運転（例えば、運転起動時やデフロスト終了時の運転）であることを検知した場合、バイパス経路２０の流量が大きくなるように、流量調整機構９を制御する。制御装置６２は、例えば、流量調整弁９Ａの開度を増加させる一方で、流量調整弁９Ｂの開度を減少させる。
　一方、制御装置６２は、温度検出器５１によってドレンパン５０の表面温度Ｔ１が凍結判定温度以上であることを検知した場合であって、かつ、冷凍サイクル装置１０２の運転状態が油枯渇運転（例えば、運転起動時やデフロスト終了時）ではない場合、調整弁８の開度を小さくし、流量調整弁９Ａ，９Ｂの開度を大きくする。すなわち、制御装置６２は、通常運転では、調整弁８の開度を小さくすることによって、返油量を低下させ、油分離器２、バイパス経路２０（油枯渇抑制回路）および油－水熱交換器６（ドレン凍結防止回路）の各々に油を滞留させる。
　図８は、実施の形態２に係る制御装置６２が実行する制御の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。図７、図８を参照して、ステップＳ１１において、制御装置６２は、運転条件の検知を行なう。制御装置６２は、圧縮機１の制御等の冷凍サイクル装置１０２の制御を行なっているので、現在の冷凍サイクル装置１０２の運転状態が、たとえば、圧縮機起動時であることや、デフロスト運転からの切り替え時であることなど油枯渇運転状態であるか否かを検知することができる。
　ステップＳ１２において、制御装置６２は、冷凍サイクル装置１０２の運転状態が、油枯渇運転（例えば、圧縮機起動時やデフロスト運転からの切り替え時）に該当するか否かを判断する。油枯渇運転に該当する場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、ステップＳ１３に処理が進められ、該当しない場合（Ｓ１２でＮＯ）ステップＳ１４に処理が進められる。
　ステップＳ１４では、制御装置６２は、ドレンパン５０の表面温度Ｔ１を温度検出器５１によって検出し、表面温度Ｔ１が凍結判定温度よりも低いか否かを判断する。表面温度Ｔ１が凍結判定温度以下である場合（Ｓ１４でＮＯ）、ステップＳ１５に処理が進められ、表面温度Ｔ１が凍結判定温度より高い場合（Ｓ１４でＹＥＳ）ステップＳ１６に処理が進められる。
　ステップＳ１３では、制御装置６２は、流量調整弁９Ａの開度を増加させる一方で、流量調整弁９Ｂの開度を減少させる。これにより、返油経路７２を通過する油のうち油－水熱交換器６を通過する油の割合が減少する。
　ステップＳ１５では、制御装置６２は、流量調整弁９Ｂの開度を増加させる一方で、流量調整弁９Ａの開度を減少させる。これにより、返油経路７２を通過する油のうち油－水熱交換器６を通過する油の割合が増加する。
　ステップＳ１６では、流量調整弁９Ａ，９Ｂの開度を全開とする一方で、調整弁８の開度を小さくする。制御装置６２は、通常運転では、調整弁８の開度を小さくすることによって、返油量を低下させ、油分離器２、バイパス経路２０（油枯渇抑制回路）および油－水熱交換器６（ドレン凍結防止回路）の各々に油を滞留させる。
　ステップＳ１３，Ｓ１５，Ｓ１６のいずれかの処理において弁の開度が決定されると、ステップＳ１７において制御はメインルーチンに戻される。
　以上説明した実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１０２によれば、実施の形態１の冷凍サイクル装置１０１と同様な効果が得られる。さらに、流量調整弁９Ａ，９Ｂおよび調整弁８によって、ドレンパン凍結防止のための放熱量と、圧縮機の油枯渇防止のための返油量とをより細かく制御できるので、冷凍サイクル装置の信頼性を一層向上させることができる。
　［実施の形態３］
　実施の形態２では、油分離器２から圧縮機１に油を戻す際に、油－水熱交換器６を経由しないバイパス経路を設けた。実施の形態３では、バイパス経路の代わりに油－空気熱交換器を経由させて油分離器２から圧縮機１に油を戻す。
　図９は、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置１０３の構成を示す図である。図９を参照して、冷凍サイクル装置１０３は、図７に示す冷凍サイクル装置１０２の構成において、返油回路７２に代えて返油回路７３を含む。
　返油回路７３は、返油回路７２の構成において、バイパス経路２０および制御装置６２に代えて分岐経路２０Ａと、油－空気熱交換器１１と、温度検出器５３と、制御装置６３とを含む。分岐経路２０Ａは、油－空気熱交換器１１を経由させて油分離器２から圧縮機１に油を戻す。
　油－水熱交換器６は、通過する油の熱をドレンパン５０内のドレン水に放熱するように構成される。これに対し、油－空気熱交換器１１は、蒸発器５とドレンパン５０との間に配置され、油－水熱交換器６をバイパスさせた油の熱を蒸発器５に放熱するように構成される。
[規則91に基づく訂正 07.09.2018]　
　制御装置６３は、温度検出器５１～５３の出力を受け、調整弁８および流量調整機構９を制御する。流量調整機構９は、油－水熱交換器６を通過する油の流量と油－空気熱交換器１１を通過する油の流量との割合を変更するように構成される。
　冷凍サイクル装置１０３の他の部分の構成は、図７に示す冷凍サイクル装置１０２と同じであるので、説明は繰り返さない。
　図１０は、油－空気熱交換器１１、蒸発器５、ドレンパン５０の物理的な配置関係を示す図である。油－空気熱交換器１１は、蒸発器５の下部に設置される。図９の点Ｄからの冷媒は、図１０に示すように蒸発器５中の複数に分岐された冷媒配管を通り、蒸発器５を通過した後に合流して図９の点Ｅから点Ｆに向けて流れる。図９の点Ｇからの油は、図１０に示すように油－空気熱交換器１１のオイル配管を通過し、図９の点Ｈへ向けて流れる。
　好ましくは、蒸発器５中の冷媒配管と油－空気熱交換器１１のオイル配管は、共通するフィンの上下に埋め込まれる。蒸発器５周辺のフィンで冷却された空気が当該フィンにおいて結露を生じさせ、これがドレン水となってフィンを伝って下方に流れる。そして、油－空気熱交換器１１のオイル配管付近まで到達すると、高温の油によって暖められる。
　油－空気熱交換器１１が無い構成だと、外気温が低い場合にはフィンからドレン水の液滴がドレンパン５０に落下する前に、ドレン水がフィンの下端部で凍結してしまうことがある。この凍結したドレン水が成長すると、いわゆる根氷となる。本実施の形態において油－空気熱交換器１１を通る返油回路を「氷結抑制回路」とも言う。油－空気熱交換器１１は、ドレンパン５０に落下する前のドレン水の凍結を防ぐ氷結抑制回路として働く。流量調整機構９から放出された高温高圧の油は、油－空気熱交換器１１（氷結抑制回路）に流入し、蒸発器５の下方端に滞留するドレン水に放熱しながら、油－空気熱交換器１１を通過する。
　（弁の制御、冷媒と油の流れ）
　次に、冷凍サイクル装置１０３において実行される各種弁の制御と冷媒の流れとについて説明する。
　再び図９に戻って、温度検出器５１は、ドレンパン５０の表面温度Ｔ１を検出し、温度検出器５２は、外気温度Ｔ２を検出し、温度検出器５３は、蒸発器５の液配管温度Ｔ３を検出する。
　制御装置６３は、温度検出器５１～５３の出力に基づいて、ドレン水の凍結判定温度を演算する。そして、制御装置６３は、各凍結判定温度と運転条件に応じて、調整弁８と流量調整機構９を制御する。たとえば、制御装置６３は、蒸発器５の液配管温度Ｔ３が規定温度未満の場合、油－空気熱交換器１１（氷結抑制回路）の油の流量を増加させる。油－空気熱交換器１１の油の流量を増加させるために、例えば、制御装置６３は、氷結抑制回路側の流量調整弁９Ａの開度を大きくし、他の流量調整弁９Ｂの開度を小さくする。
　圧縮機１から吐出された高温高圧なガス冷媒と油は、油分離器２に流入し、ガス冷媒と油に分離される。ガス冷媒（点Ｂ）は、油分離器２から凝縮器３に流入する一方で、油は油分離器２から返油管７に流入する。
　その際に、返油管７を通過した油（点Ｇ）は、流量調整機構９に流入し、分岐経路２０Ａ（氷結抑制回路）と油－水熱交換器６（ドレン凍結防止回路）に分配される。油－水熱交換器６に流入した油は、ドレンパン５０内のドレン水に放熱しながら油－水熱交換器６を通過する。また、分岐経路２０Ａから油－空気熱交換器１１を通過する油は、空気とフィンを伝って流れ落ちるドレン水とに放熱しながら冷却される。
　流量調整機構９から分岐経路２０Ａを経て油－空気熱交換器１１を通過した油は、合流部１０において、油－水熱交換器６を通過した油と合流する（点Ｈ）。合流部１０で合流した油は、調整弁８によって減圧される（点Ｉ）。
　調整弁８によって減圧された低圧低温な油は、低圧配管（点Ｉ）に流入し、蒸発器５から放出された低圧配管（点Ｅ）を通過する低温低圧な冷媒と合流部（点Ｆ）で合流する。合流した低温低圧な冷媒と油は、圧縮機１に吸入される。
　制御装置６３は、冷凍サイクル装置１０３の運転が油枯渇運転である場合、返油経路７３に含まれる最も短い返油回路の油の流量を大きくする。図９の例では、分岐経路２０Ａよりも油－水熱交換器６を通過する経路の方が短いので、油枯渇運転である場合には、油－水熱交換器６を通過する経路の流量が増えるように、流量調整弁９Ａ，９Ｂの開度が制御される。なお、図９に示した構成に、図７のバイパス経路２０を追加し、流量調整機構９にさらにバイパス経路用の流量調整弁を追加しても良い。この場合には、もっとも短い返油回路はバイパス経路となる。
　制御装置６３は、ドレンパン５０の表面温度Ｔ１が凍結判定温度未満の場合、油－水熱交換器６（ドレン凍結防止回路）の油の流量を大きくする。蒸発器５の液配管温度Ｔ３が凍結判定温度未満の場合、油－空気熱交換器１１（氷結抑制回路）の油の流量を大きくする。
　また通常運転では、制御装置６３は、調整弁８の開度を小さくすることで、返油量を低下させ、油分離器２や各返油回路のそれぞれに油を滞留させる。
　図１１は、実施の形態３に係る制御装置６３が実行する制御の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。図９、図１１を参照して、ステップＳ２１において、制御装置６３は、運転条件の検知を行なう。制御装置６３は、圧縮機１の制御等の冷凍サイクル装置１０３の制御を行なっているので、現在の冷凍サイクル装置１０３の運転状態が、たとえば、圧縮機起動時であることや、デフロスト運転からの切り替え時であることなど油枯渇運転状態であるか否かを検知することができる。
　ステップＳ２２において、制御装置６３は、冷凍サイクル装置１０３の運転状態が、油枯渇運転（例えば、圧縮機起動時やデフロスト運転からの切り替え時）に該当するか否かを判断する。油枯渇運転に該当する場合（Ｓ２２でＹＥＳ）、ステップＳ２３に処理が進められ、該当しない場合（Ｓ２２でＮＯ）ステップＳ２４に処理が進められる。
　ステップＳ２４では、制御装置６３は、蒸発器５の液配管温度Ｔ３を温度検出器５３によって検出し、液配管温度Ｔ３が凍結判定温度よりも低いか否かを判断する。液配管温度Ｔ３が凍結判定温度以下である場合（Ｓ２４でＮＯ）、ステップＳ２５に処理が進められ、液配管温度Ｔ３が凍結判定温度より高い場合（Ｓ２４でＹＥＳ）、ステップＳ２６に処理が進められる。
　ステップＳ２５では、制御装置６３は、流量調整弁９Ａの開度を増加させる一方で、流量調整弁９Ｂの開度を減少させる。これにより、返油経路７３を通過する油のうち蒸発器５の氷結を防止する油－空気熱交換器１１を通過する油の割合が増加する。
　ステップＳ２６では、制御装置６３は、ドレンパン５０の表面温度Ｔ１を温度検出器５１によって検出し、表面温度Ｔ１が凍結判定温度よりも低いか否かを判断する。表面温度Ｔ１が凍結判定温度以下である場合（Ｓ２６でＮＯ）、ステップＳ２７に処理が進められ、表面温度Ｔ１が凍結判定温度より高い場合（Ｓ２６でＹＥＳ）、ステップＳ２８に処理が進められる。
　ステップＳ２７では、制御装置６３は、流量調整弁９Ｂの開度を増加させる一方で、流量調整弁９Ａの開度を減少させる。これにより、返油経路７３を通過する油のうち油－水熱交換器６を通過する油の割合が増加する。
　また、ステップＳ２８では、流量調整弁９Ａ，９Ｂの開度を全開とする一方で、調整弁８の開度を小さくする。ステップＳ２３，Ｓ２５，Ｓ２７，Ｓ２８のいずれかの処理において弁の開度が決定されると、ステップＳ２９において制御はメインルーチンに戻される。
　以上説明した実施の形態３に係る冷凍サイクル装置１０３によれば、実施の形態２の冷凍サイクル装置１０２と同様な効果が得られる。さらに、蒸発器５の下部の油－空気熱交換器１１によって、ドレンパン５０に落下する前のドレン水をあたためることによって、蒸発器５の下部の氷結を抑制し、冷凍サイクル装置１０３の性能を向上させることができる。
　［実施の形態４］
　実施の形態１～３では、圧縮機内の油枯渇を発生させる可能性の高い冷凍サイクル装置の運転態様を、油枯渇運転として検出し制御を行なっていた。実施の形態４では、圧縮機内の油枯渇をもっと直接的に検出する検出部を設ける。
　図１２は、実施の形態４に係る冷凍サイクル装置１０４の構成を示す図である。図１２を参照して、冷凍サイクル装置１０４は、図９の冷凍サイクル装置１０３の構成において、制御装置６３に代えて制御装置６４を含み、加えてセンサ５４を含む。センサ５４は、圧縮機１内の油の不足を検出する。制御装置６４は、温度検出器５１の出力とセンサ５４の出力とに応じて、弁８の開度を調整する。
　より具体的には、センサ５４は、圧縮機１に設けられ圧縮機１内の油枯渇を検出する。センサ５４として、例えば、圧縮機１内の油の液面を検出する液面検出センサや、冷媒中の油濃度を検出する油濃度センサを用いることができる。
　制御装置６４は、センサ５４が検出した検出値Ｐ１に基づいて、図１１のステップＳ２２で実行される、油枯渇運転であるか否かの判定を行なう。他の制御については、図１１で説明した実施の形態３と同じであるので、説明は繰り返さない。
　なお、センサ５４を、実施の形態１の構成に組み入れても良い。この場合図１にセンサ５４を追加し、図５のステップＳ２の判定にセンサ５４の出力を用いればよい。また、センサ５４を、実施の形態２の構成に組み入れても良い。この場合図７にセンサ５４を追加し、図８のステップＳ１２の判定にセンサ５４の出力を用いればよい。
　実施の形態４においても、実施の形態１、２、３と同様の効果を得ることができる。
　なお、ドレンパン５０は、ドレン水で腐食が発生しやすいので、腐食抑制措置をとることが好ましい。例えば、腐食を抑制できる添加剤を冷媒に添加したり、活性酸素種を含む電解水を用いたりして腐食を抑制することができる。
　今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１　圧縮機、２　油分離器、３　凝縮器、４　膨張弁、５　蒸発器、６　油－水熱交換器、７　油管、８　調整弁、９　流量調整機構、９Ａ，９Ｂ　流量調整弁、１０　合流部、１１　油－空気熱交換器、２０，２９　バイパス経路、２０Ａ　分岐経路、５０　ドレンパン、５１～５３　温度検出器、５４　検出部、６１～６４　制御装置、７１～７３，５０７　油経路、１０１～１０４　冷凍サイクル装置、５０８　減圧装置。

Claims (7)

  1. [規則91に基づく訂正 07.09.2018]　
    　冷媒が、圧縮機、凝縮器、膨張弁、および蒸発器の順に循環する冷凍サイクル装置であって、
    　前記蒸発器において空気中の水分が凝縮したドレン水を受けるように構成されるドレンパンと、
    　前記ドレン水の温度に関連する温度を検出するように構成される温度検出器と、
    　前記圧縮機と前記凝縮器との間に設けられ、前記冷媒と冷凍機油とを分離するように構成される油分離器と、
    　前記ドレンパン内に少なくとも一部が配置され、前記油分離器において分離された前記冷凍機油を前記圧縮機の吸入口に戻すように構成される返油経路と、
    　前記返油経路の前記冷凍機油の流量を調整する弁とを備え、前記弁は、前記温度検出器の出力に応じて開度が変化するように構成される、冷凍サイクル装置。
  2. 　前記温度検出器は、前記ドレンパンの温度を検出し、
    　前記温度検出器の検出した温度が所定値よりも低い場合に前記弁の開度を増加させる制御部をさらに備える、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
  3. 　前記返油経路は、
    　通過する前記冷凍機油の熱を前記ドレンパン内のドレン水に放熱するように構成される熱交換部と、
    　前記熱交換部をバイパスさせて前記冷凍機油を流すように構成されるバイパス経路とを含む、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
  4. 　前記冷凍サイクル装置は、
    　前記冷凍機油の前記熱交換部を通過する流量と前記バイパス経路を通過する流量との割合を変更するように構成される流量調整機構をさらに備える、請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
  5. 　前記返油経路は、
    　通過する前記冷凍機油の熱を前記ドレンパン内のドレン水に放熱するように構成される第１熱交換部と、
    　前記蒸発器と前記ドレンパンとの間に配置され、前記第１熱交換部をバイパスさせた前記冷凍機油の熱を前記蒸発器に放熱するように構成される第２熱交換部とを含む、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
  6. 　前記冷凍サイクル装置は、
    　前記冷凍機油の前記第１熱交換部を通過する流量と前記第２熱交換部を通過する流量との割合を変更するように構成される流量調整機構をさらに備える、請求項５に記載の冷凍サイクル装置。
  7. 　前記圧縮機内の前記冷凍機油の不足を検出するセンサと、
    　前記温度検出器の出力と前記センサの出力とに応じて、前記弁の開度を調整する制御部をさらに備える、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
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