WO2022097201A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

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WO2022097201A1
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oil
heat exchanger
decompression
compressor
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PCT/JP2020/041211
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良太 湯浅
宗希 石山
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三菱電機株式会社
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    • F25B2700/2117—Temperatures of an evaporator

Definitions

  • This disclosure relates to a refrigeration cycle device.
  • Patent Document 1 describes that the refrigerating machine oil is separated above the refrigerant in an oil separator provided on the outlet side of the condenser and returned to the compressor via a capillary tube.
  • Installing the oil separator on the outlet side of the condenser rather than on the discharge side of the compressor has the effect of preventing deterioration of refrigeration cycle performance due to discharge pressure loss.
  • the temperature of the refrigerant flowing into the oil separator is too high, the refrigerant and the refrigerating machine oil will not be sufficiently separated in the oil separator. In this case, the refrigerant flows out to the oil return path from the oil separator to the compressor, and the recovery efficiency of the refrigerating machine oil is lowered.
  • An object of the present disclosure is to provide a refrigerating cycle apparatus capable of improving the recovery efficiency of refrigerating machine oil.
  • the present disclosure is a refrigeration cycle apparatus, which is a compressor, a first heat exchanger, a second heat exchanger, a first decompression device, an oil separator, a compressor, a first heat exchanger, and oil.
  • the first circulation path for circulating the refrigerant in the order of the separator, the first decompression device, and the second heat exchanger, the oil return path connecting the oil separator and the suction side of the compressor, and the oil return path are provided.
  • a second decompression device and a control device for controlling the first decompression device and the second decompression device are provided, and the control device is used when the refrigerant flowing in the first circulation path and the refrigerating machine oil are separated by the oil separator.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the structure of the refrigerating cycle apparatus which concerns on Embodiment 1. (normal mode). It is a figure which shows the structure of the refrigerating cycle apparatus which concerns on Embodiment 1. (oil recovery mode). It is a graph which shows the relationship between the separation temperature of a refrigerating machine oil, and the saturation dissolution rate. It is a figure which shows the structure of the oil separator which functions as a liquid-liquid separator. It is a ph diagram which shows the state change of the refrigerant of the refrigerating cycle apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. It is a flowchart which shows the control which switches between a normal mode and an oil recovery mode at the time of startup.
  • FIG. It is a ph diagram which shows the state change of the refrigerant of the refrigerating cycle apparatus which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. It is a figure which shows the structure of the refrigerating cycle apparatus which concerns on Embodiment 4 (oil recovery mode).
  • Embodiment 1. 1 and 2 are diagrams showing the configuration of the refrigeration cycle apparatus 100 according to the first embodiment.
  • the solid arrows shown in FIGS. 1 and 2 indicate the direction in which the refrigerant flows.
  • the dashed arrows shown in FIGS. 1 and 2 indicate the direction in which the refrigerating machine oil flows.
  • FIG. 1 shows the flow of the refrigerant and the refrigerating machine oil when the refrigerating cycle device 100 is operating in the normal mode.
  • FIG. 2 shows the flow of the refrigerant and the refrigerating machine oil when the refrigerating cycle device 100 is operating in the oil recovery mode.
  • the refrigerating cycle device 100 includes a refrigerant circuit 10 and a control device 80 that controls the refrigerant circuit 10.
  • the refrigerant circuit 10 connects the compressor 1, the first heat exchanger 2, the oil separator 3, the first decompression device 4, the second heat exchanger 5, and the second decompression device 7.
  • a refrigerant pipe 60 is provided.
  • the pipe connecting between the oil separator 3 and the second decompression device 7 is referred to as an oil return pipe 61.
  • FIGS. 1 are designated with reference numerals a, b, c, and d indicating the positions of the refrigerant pipes 60.
  • Refrigerant such as Freon circulates in the refrigerant circuit 10.
  • Ammonia, carbon dioxide, propane or the like may be used as a refrigerant other than chlorofluorocarbons.
  • the first circulation path for circulating the refrigerant is the path for circulating the refrigerant in the order of the compressor 1, the first heat exchanger 2, the oil separator 3, the first decompression device 4, the second heat exchanger 5, and the compressor 1. It is configured.
  • An oil return path is configured by a path from the oil separator 3 to the compressor 1 via the oil return pipe 61 and the second decompression device 7.
  • the compressor 1 circulates the refrigerant in the refrigerant circuit 10 by increasing the pressure of the sucked refrigerant and then discharging the refrigerant.
  • Refrigerating machine oil is sealed in the compressor 1.
  • the refrigerating machine oil plays a role of lubricating action, sealing action, rust preventive action, etc. for the compressor 1.
  • a first temperature sensor 51 for detecting the discharge temperature of the refrigerant is provided on the discharge side of the compressor 1.
  • the first heat exchanger 2 exchanges heat between the refrigerant flowing inside the first heat exchanger 2 and the outside air.
  • a high-temperature, high-pressure gas refrigerant flows into the first heat exchanger 2 from the compressor 1. Therefore, the first heat exchanger 2 functions as a condenser.
  • the first heat exchanger 2 is provided with a second temperature sensor 52 that detects the condensation temperature of the refrigerant.
  • the first pressure reducing device 4 is provided with a pressure reducing valve (not shown) for adjusting the degree of pressure reduction, and has a function of adjusting the opening degree of the pressure reducing valve.
  • the first pressure reducing device 4 adjusts the flow rate and pressure of the refrigerant by adjusting the opening degree of the pressure reducing valve. As the opening degree of the pressure reducing valve of the first pressure reducing device 4 becomes smaller, the pressure reducing effect becomes higher.
  • the second heat exchanger 5 exchanges heat between the refrigerant flowing inside the second heat exchanger 5 and the outside air.
  • a low-temperature, low-pressure liquid refrigerant flows from the first decompression device 4 to the second heat exchanger 5. Therefore, the second heat exchanger 5 functions as an evaporator.
  • the second heat exchanger 5 is provided with a third temperature sensor 53 that detects the evaporation temperature of the refrigerant.
  • the oil separator 3 has a function of returning the refrigerating machine oil to the compressor 1 when the refrigerant and the refrigerating machine oil are separated in the oil separator 3.
  • the compressor 1 discharges the high-pressure refrigerant gas
  • a part of the refrigerating machine oil sealed in the compressor 1 is discharged together with the high-pressure refrigerant gas.
  • An oil separator 3 is used to separate the refrigerating machine oil discharged from the compressor 1 from the refrigerant and return it to the compressor 1.
  • the oil separator 3 guides the refrigerant to the first decompression device 4, while guiding the refrigerating machine oil to the second decompression device 7 via the oil return pipe 61.
  • the control device 80 includes a control board 81.
  • a processor 82 and a memory 83 are mounted on the control board 81.
  • the processor 82 executes an operating system and application program stored in the memory 83.
  • the processor 82 executes an application program and refers to various data stored in the memory 83.
  • the memory 83 stores the detection values of the first temperature sensor 51, the second temperature sensor 52, and the third temperature sensor 53 provided in the refrigerant circuit 10.
  • the memory 83 includes, for example, a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and a flash memory.
  • the flash memory stores the operating system and application programs.
  • the control device 80 determines the separation status of the refrigerant flowing through the refrigerant pipe 60 and the refrigerating machine oil based on the detection values of the first temperature sensor 51, the second temperature sensor 52, and the third temperature sensor 53. Specifically, in the control device 80, the temperature of the refrigerant in the oil separator 3 is the separation temperature of the refrigerating machine oil based on the detection values of the first temperature sensor 51, the second temperature sensor 52, and the third temperature sensor 53. Determine if it is as follows.
  • the control device 80 determines that the temperature of the refrigerant in the oil separator 3 is equal to or lower than the separation temperature of the refrigerating machine oil
  • the control device 80 controls the opening degree of the pressure reducing valve between the first decompression device 4 and the second decompression device 7. By doing so, the operation mode of the refrigerating cycle apparatus 100 is switched from the normal mode to the oil recovery mode. In the oil recovery mode, the refrigerating machine oil separated into the upper layer of the refrigerant in the oil separator 3 is returned to the compressor 1 via the second decompression device 7.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the separation temperature of the refrigerating machine oil and the saturated dissolution rate.
  • the saturated dissolution rate of the refrigerating machine oil with respect to the refrigerant is determined by the type of the refrigerant and the type of the refrigerating machine oil.
  • FIG. 3 shows the relationship between the separation temperature of the refrigerating machine oil and the saturated dissolution rate when the refrigerating machine oil and the refrigerant used in the present embodiment are targeted.
  • the saturated dissolution rate of the refrigerating machine oil with respect to the refrigerant decreases.
  • the separation temperature with respect to the saturated dissolution rate can be obtained.
  • the separation temperature of the refrigerating machine oil is specified in advance with reference to the graph shown in FIG.
  • the separation temperature data is stored in the memory 83 of the control device 80.
  • the control device 80 determines whether the operation mode of the refrigerating cycle device 100 is the normal mode or the oil recovery mode by using the data of the separation temperature stored in the memory 83.
  • ⁇ Normal mode> The normal mode will be described with reference to FIG.
  • the compressor 1, the first heat exchanger 2, the second heat exchanger 5, the first decompression device 4, and the second are set so that the discharge temperature and pressure correspond to the target capacity of the refrigeration cycle device 100.
  • This mode controls the decompression device 7 and the like.
  • the refrigerant circulates in the order of the compressor 1, the first heat exchanger 2, the oil separator 3, the first decompression device 4, and the second heat exchanger 5.
  • control device 80 adjusts the opening degree of the pressure reducing valve of the first pressure reducing device 4 so that the discharge temperature and pressure correspond to the target capacity of the refrigerating cycle device 100.
  • the control device 80 lowers the opening degree of the pressure reducing valve of the second pressure reducing device 7 so that the amount of the refrigerant flowing from the oil separator 3 into the oil return pipe 61 is reduced. As a result, the degree of decompression of the second decompression device 7 becomes high. Desirably, the control device 80 reduces the opening degree of the pressure reducing valve of the second pressure reducing device 7 so that the oil return path from the oil return pipe 61 to the compressor 1 via the second pressure reducing device 7 is blocked. That is, the opening degree of the pressure reducing valve of the second pressure reducing device 7 is set to 0%. This makes it possible to prevent the refrigerant from flowing to the compressor 1 via the oil return path.
  • the opening degree of the pressure reducing valve of the second pressure reducing device 7 may be such that a part of the refrigerant can be prevented from flowing into the oil return path.
  • the oil recovery mode is a mode in which the refrigerating machine oil separated into the upper layer of the refrigerant in the oil separator 3 is returned to the compressor 1 via the oil return pipe 61.
  • the opening degree of the pressure reducing valve of the first pressure reducing device 4 is lower than that in the normal mode, while the opening degree of the pressure reducing valve of the second pressure reducing device 7 is higher than in the normal mode.
  • the degree of decompression of the first decompression device 4 is higher than that in the normal mode, while the degree of decompression of the second decompression device 7 is lower.
  • the second pressure reducing device 7 sets the opening degree of the pressure reducing valve to 100%.
  • the opening degree of the pressure reducing valve of the second pressure reducing device 7 does not necessarily have to be increased to 100%, and the opening degree may be such that the inflow of refrigerating machine oil from the oil separator 3 to the oil return pipe 61 is promoted.
  • the first decompression device 4 lowers the opening degree of the pressure reducing valve, so that the decompression effect of the first decompression device 4 is enhanced as compared with the normal mode.
  • the temperature of the refrigerant flowing from the first heat exchanger 2 into the oil separator 3 is lowered.
  • the temperature of the refrigerant mixed with the refrigerating machine oil can be more reliably lowered to the separation temperature of the refrigerating machine oil.
  • the separation of the refrigerant and the refrigerating machine oil is promoted. Therefore, the recovery efficiency of the refrigerating machine oil can be improved.
  • the degree of opening degree of the pressure reducing valve of the first pressure reducing device 4 in the oil recovery mode can be appropriately determined in consideration of the effect of lowering the temperature of the refrigerant.
  • the inflow of the refrigerating machine oil from the oil separator 3 toward the oil return pipe 61 can be promoted, and the refrigerating machine oil is mixed. It is possible to make sure that the temperature of the refrigerant is lower than the separation temperature of the refrigerating machine oil.
  • the pressure reducing device 7 may be configured by a solenoid valve that changes the oil return pipe 61 into an open state and a closed state.
  • the refrigerating machine oil separated in the upper layer of the refrigerant in the oil separator 3 returns to the compressor 1 via the second decompression device 7.
  • the refrigerant in the oil separator 3 is decompressed in the first decompression device 4 and flows into the second heat exchanger 5.
  • the refrigerant flowing into the second heat exchanger 5 exchanges heat with the outside air and then returns to the compressor 1.
  • FIG. 4 is a diagram showing the structure of an oil separator 3 that functions as a liquid-liquid separator.
  • the oil separator 3 has a main body 31 in which the refrigerant and the refrigerating machine oil are stored.
  • the main body 31 is provided with a first pipe 32, a second pipe 33, and a third pipe 34 that communicate with the main body 31.
  • the first pipe 32 is connected to a refrigerant pipe 60 extending from the first heat exchanger 2 to the oil separator 3.
  • the second pipe 33 is connected to the refrigerant pipe 60 extending from the first decompression device 4 to the oil separator 3.
  • the third pipe 34 is connected to the refrigerant pipe 60 extending from the second decompression device 7 to the oil separator 3.
  • the first pipe 32 is provided below the main body 31. Therefore, when the liquid refrigerant and the refrigerating machine oil flow into the main body 31 from the first pipe 32, the refrigerant and the refrigerating machine oil are separated due to the density difference between the refrigerant and the refrigerating machine oil. As a result, the boundary surface 41 between the refrigerant and the refrigerating machine oil is formed in the main body 31. The refrigerating machine oil is separated into the upper layer of the refrigerant. Since the third pipe 34 is provided above the main body 31, the refrigerating machine oil separated in the upper layer of the refrigerant can be guided to the second decompression device 7.
  • the second pipe 33 is provided in the main body 31 at a position higher than that of the first pipe 32. The liquid refrigerant separated below the refrigerating machine oil is guided to the first decompression device 4 via the second pipe 33.
  • FIG. 5 is a ph diagram showing a change in the state of the refrigerant of the refrigerating cycle apparatus according to the first embodiment.
  • the horizontal axis of FIG. 5 shows the specific enthalpy.
  • the vertical axis of FIG. 5 shows the pressure.
  • L1 indicates a saturated liquid line and a saturated steam line of the refrigerant
  • L2 and L3 indicate changes in the state of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 10.
  • Reference numerals a to d indicate the states of the refrigerant at the positions of the reference numerals a to d shown in the refrigerant circuit 10 of FIG.
  • the reference numerals b'and c' indicate the state of the refrigerant at the positions of the reference numerals b'and the reference numeral c'shown in the refrigerant circuit 10 of FIG.
  • the refrigerating cycle apparatus 100 operates in the refrigerating cycle of reference numeral a ⁇ b ⁇ c ⁇ d ⁇ a shown in FIG.
  • the opening degree of the pressure reducing valve of the first pressure reducing device 4 is lowered, so that the temperature of the refrigerant flowing from the first heat exchanger 2 into the oil separator 3 is lowered. Further, the opening degree of the pressure reducing valve of the second pressure reducing device 7 is increased. Therefore, in the oil recovery mode, the refrigerating cycle apparatus 100 operates in the refrigerating cycle of reference numeral a ⁇ b' ⁇ c' ⁇ d ⁇ a.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a control for switching between a normal mode and an oil recovery mode at startup.
  • the control device 80 switches the operation mode of the refrigeration cycle device 100 between the normal mode and the oil recovery mode by executing the control according to FIG. 6 when the refrigeration cycle device 100 is started.
  • the control device 80 acquires the discharge temperature Td of the compressor 1 from the first temperature sensor 51 (step S100). Next, the control device 80 acquires the condensation temperature CT of the first heat exchanger 2 from the second temperature sensor 52 (step S101). Next, the control device 80 acquires the evaporation temperature ET of the second heat exchanger 5 from the third temperature sensor 53 (step S102).
  • the control device 80 calculates the discharge SH (Super Heat) (step S103).
  • the discharge SH is calculated by calculating "discharge temperature Td-condensation temperature CT".
  • the control device 80 determines whether or not the discharge SH is lower than the determination value (step S104).
  • the determination value for determining the degree of discharge SH can be appropriately set, and for example, the determination value may be set to 10 ° C. It can be estimated that the larger the discharge SH is, the higher the degree of overheating of the refrigerant is, and the temperature of the refrigerant is equal to or higher than the separation temperature of the refrigerating machine oil. On the contrary, for example, when the discharge SH is lower than the determination value, it can be estimated that the temperature of the refrigerant is lower than the separation temperature of the refrigerating machine oil.
  • step S106 when it is determined in step S104 that the discharge SH is lower than the determination value, the control device 80 operates in the oil recovery mode (step S106).
  • the control device 80 controls the first decompression device 4 and the second decompression device 7 with an opening degree determined according to the oil recovery mode.
  • the refrigerating machine oil separated from the refrigerant by the oil separator 3 is efficiently recovered in the compressor 1.
  • the flow of control of the oil recovery mode will be described later with reference to FIG.
  • step S104 when the control device 80 determines that the discharge SH is equal to or higher than the determination value, the control device 80 determines whether or not the evaporation temperature ET is equal to or lower than the oil separation temperature (step S105).
  • the oil separation temperature used for the determination as described with reference to FIG. 3, it is preferable to determine a reference saturated dissolution rate in advance and adopt a value corresponding to the saturated dissolution rate.
  • the control device 80 determines in step S105 that the evaporation temperature ET is equal to or lower than the oil separation temperature
  • the control device 80 operates in the oil recovery mode (step S106).
  • step S107 when it is determined in step S104 that the evaporation temperature ET exceeds the oil separation temperature, the control device 80 operates in the normal mode (step S107). The flow of control in the normal mode will be described later with reference to FIG.
  • step S104 it may be determined whether or not the discharge temperature Td of the compressor 1 is lower than the determination value, instead of determining whether or not the discharge SH is lower than the determination value.
  • the magnitude of the determination value to be compared with the discharge temperature Td is made different from the magnitude of the determination value to be compared with the ejection SH.
  • the flowchart shown in FIG. 6 discloses a control for operating in the oil recovery mode when the discharge SH is lower than the determination value or the evaporation temperature ET is equal to or lower than the oil separation temperature at the time of starting.
  • the oil recovery mode may be operated, and if the discharge SH is the determination value or more, the operation may be performed in the normal mode.
  • the operation may be performed in the oil recovery mode, and when the evaporation temperature ET exceeds the oil separation temperature, the operation may be performed in the normal mode.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a control for switching between the normal mode and the oil recovery mode during operation.
  • the control device 80 sets the operation mode of the refrigerating cycle device 100 into a normal mode and an oil recovery mode by executing the control based on FIG. 7 while the refrigerating cycle device 100 has finished starting and continues to operate. Switch between.
  • the control device 80 acquires the evaporation temperature ET of the second heat exchanger 5 from the third temperature sensor 53 (step S200).
  • the control device 80 determines whether or not the evaporation temperature ET is equal to or lower than the oil separation temperature (step S201).
  • the oil separation temperature used for the determination as described with reference to FIG. 3, it is preferable to determine a reference saturated dissolution rate in advance and adopt a value corresponding to the saturated dissolution rate.
  • the control device 80 determines in step S201 that the evaporation temperature ET is equal to or lower than the oil separation temperature
  • the control device 80 operates in the oil recovery mode (step S202). Details of the control of the oil recovery mode will be described later with reference to FIG.
  • the control device 80 operates in the normal mode (step S203). Details of the control in the normal mode will be described later with reference to FIG.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the control of the normal mode.
  • the control device 80 controls the first decompression device 4 and the second decompression device 7 as follows. First, the control device 80 adjusts the opening degree of the pressure reducing valve of the first pressure reducing device 4 so that the discharge temperature and pressure correspond to the target capacity of the refrigerating cycle device 100 (step S300).
  • the control device 80 reduces the opening degree of the pressure reducing valve of the second pressure reducing device 7 to the first opening degree (step S301).
  • the first opening degree is an opening degree required to reduce the inflow amount of the refrigerant flowing from the oil separator 3 into the oil return pipe 61 per unit time.
  • the first opening degree is 0%.
  • the control device 80 realizes the normal mode by controlling the first decompression device 4 and the second decompression device 7 as in steps S300 and S301.
  • the control device 80 may execute step S301 before step S300.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the control of the oil recovery mode.
  • the control device 80 controls the first decompression device 4 and the second decompression device 7 as follows.
  • the control device 80 reduces the opening degree of the pressure reducing valve of the first pressure reducing device 4 to the third opening degree (step S400).
  • the third opening degree is smaller than the opening degree of the first decompression device 4 in the normal mode.
  • control device 80 raises the opening degree of the pressure reducing valve of the second pressure reducing device 7 to a second opening degree larger than the first opening degree (step S401). This promotes the inflow of refrigerating machine oil from the oil separator 3 toward the oil return pipe 61.
  • the second opening degree is 100%.
  • the control device 80 realizes the oil recovery mode by controlling the first decompression device 4 and the second decompression device 7 as in steps S400 and S401.
  • the control device 80 may execute step S401 before step S400.
  • the refrigerating cycle apparatus 100 is operated in the normal mode when it is considered that the refrigerating machine oil is not separated from the refrigerant, and the refrigerating machine oil is separated from the refrigerant. If it is considered to be in a state, operate in oil recovery mode.
  • the control device 80 may realize the oil recovery mode only in step S401 without executing step 400. That is, by controlling the second decompression device 7 as in step S401, the refrigerating machine oil can flow from the oil separator 3 toward the oil return pipe 61, and the oil recovery mode can be realized.
  • the refrigerating cycle device 100 controls the oil return pipe 61 to be closed or almost closed by adjusting the degree of depressurization of the first decompression device 4 and the second decompression device 7.
  • the refrigerating cycle device 100 adjusts the degree of depressurization of the first decompression device 4 and the second decompression device 7 so that the oil return path is substantially set. Adjustable to closed or almost closed normal mode. As a result, in the normal mode, it is possible to adjust so that the refrigerant does not flow from the oil separator 3 to the compressor 1 via the oil return pipe 61. As a result, a sufficient amount of refrigerant can be sent to the second heat exchanger 5.
  • the refrigeration cycle device 100 can be adjusted to a state in which the oil return path from the oil return pipe 61 to the compressor 1 is open.
  • the refrigeration cycle device 100 compresses from the oil return pipe 61 by adjusting the degree of decompression of the first decompression device 4 and the second decompression device 7 when the refrigerant and the refrigerating machine oil are separated by the oil separator 3. Open the return oil route to the machine 1.
  • Embodiment 2 In the second embodiment, the refrigeration cycle apparatus 200 equipped with the third heat exchanger 8 will be described.
  • FIG. 10 is a diagram showing the configuration of the refrigeration cycle apparatus 200 according to the second embodiment.
  • FIG. 10 shows the flow of the refrigerant and the refrigerating machine oil when the refrigerating cycle device 200 is operating in the oil recovery mode.
  • the refrigeration cycle device 200 includes a refrigerant circuit 20 and a control device 80.
  • the refrigerant circuit 20 includes a third heat exchanger 8 in addition to the configuration of the refrigerant circuit 10.
  • the third heat exchanger 8 includes a refrigerant pipe 60 flowing between the outlet b of the first heat exchanger 2 and the oil separator 3, an outlet g of the second decompression device 7, and a position h in front of the compressor 1.
  • the third heat exchanger 8 is the refrigerant of the refrigerant pipe 60 flowing between the first heat exchanger 2 and the oil separator 3 and the refrigerant of the refrigerant pipe 60 flowing between the second decompression device 7 and the compressor 1. Exchange heat with. Therefore, the third heat exchanger 8 is an internal heat exchanger that exchanges heat between the refrigerants flowing in the refrigerant circuit 20.
  • the opening degree of the pressure reducing valve of the first decompression device 4 is lower than that in the normal mode, and the decompression of the second decompression device 7 is performed, as in the refrigeration cycle device 100 according to the first embodiment.
  • the valve opening is higher than in normal mode.
  • the degree of decompression of the first decompression device 4 is higher than that of the normal mode, and the degree of decompression of the second decompression device 7 is lower than that of the normal mode.
  • the operation of the third heat exchanger 8 will be described with reference to FIG.
  • FIG. 11 is a ph diagram showing a change in the state of the refrigerant of the refrigerating cycle apparatus according to the second embodiment.
  • Reference numerals a to h indicate the states of the refrigerant at the positions of the reference numerals a to h shown in the refrigerant circuit 20 of FIG.
  • the third heat exchanger 8 is provided at the position shown in FIG. Therefore, in the section between the outlet b of the first heat exchanger 2 and the inlet e of the oil separator 3, and the section between the outlet g of the second decompression device 7 and the outlet h of the third heat exchanger 8. Heat exchange of the refrigerant is performed. Therefore, in the oil return pipe 61, the state of the refrigerant changes as e ⁇ g ⁇ h shown in FIG.
  • the state of the refrigerant changes as e ⁇ c ⁇ f shown in FIG.
  • the refrigerant that has flowed into the second heat exchanger 5 merges with the refrigerant that has flowed through the third heat exchanger 8 at position d, and then returns to the compressor 1.
  • the broken line that crosses b and e and the broken line that crosses g and h indicate that heat exchange is performed between the sections b to e and the sections g to h.
  • the refrigerant flowing out from the outlet b of the first heat exchanger 2 is cooled by the third heat exchanger 8 before flowing into the inlet e of the oil separator 3. Therefore, the temperature of the refrigerant flowing from the first heat exchanger 2 into the oil separator 3 is further lowered, and the degree of separation of the refrigerating machine oil from the refrigerant is improved. According to the second embodiment, the degree of separation of the refrigerating machine oil in the oil separator 3 can be improved, so that the refrigerating machine oil can be recovered more efficiently by the compressor 1.
  • the refrigerating cycle apparatus 200 according to the second embodiment can be operated in the normal mode by executing the same control as the refrigerating cycle apparatus 100 according to the first embodiment, and further, the operation mode can be set to the normal mode. It is possible to switch between the mode and the oil recovery mode.
  • Embodiment 3 In the third embodiment, the refrigeration cycle device 300 equipped with the four-way valve 11 will be described with respect to the refrigeration cycle device 200 according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram showing the configuration of the refrigeration cycle apparatus 300 according to the third embodiment.
  • the refrigeration cycle device 300 includes a refrigerant circuit 30 and a control device 80.
  • the refrigerant circuit 30 includes a four-way valve 11 in addition to the configuration of the refrigerant circuit 20 according to the second embodiment.
  • the four-way valve 11 is provided on the discharge side of the compressor 1.
  • the refrigerant circuit 30 includes a fourth temperature sensor 54 in addition to the configuration of the refrigerant circuit 20.
  • the four-way valve 11 replaces the connection destination of the discharge port of the compressor 1 with the connection destination of the suction port of the compressor 1. By switching the connection method of the four-way valve 11, the heat exchanger connected to the discharge side of the compressor 1 can be switched between the second heat exchanger 5 and the first heat exchanger 2.
  • FIG. 12 shows an example in which the second heat exchanger 5 is connected to the discharge side of the compressor 1. Since the second heat exchanger 5 is connected to the discharge side of the compressor 1, the refrigerant flows in the direction toward the first decompression device 4 via the compressor 1 and the second heat exchanger 5. This constitutes a second circulation path for circulating the refrigerant in the order of the compressor 1, the second heat exchanger 5, the first decompression device 4, the oil separator 3, the first heat exchanger 2, and the compressor 1. Therefore, the first heat exchanger 2 functions as an evaporator, and the second heat exchanger 5 functions as a condenser.
  • the refrigeration cycle apparatus 300 In the normal mode, the refrigeration cycle apparatus 300 according to the third embodiment has a compressor 1, a first heat exchanger 2, a second heat exchanger 5, and a second heat exchanger so as to have a discharge temperature and a target pressure corresponding to the target capacity. 1 Controls the decompression device 4, the second decompression device 7, and the like. However, as shown in FIG. 12, when the second heat exchanger 5 is connected to the discharge side of the compressor 1, the circulation direction of the refrigerant is opposite to that of the refrigeration cycle device 100 according to the first embodiment.
  • the refrigerant discharged from the compressor 1 flows into the second heat exchanger 5 together with the refrigerating machine oil.
  • the refrigerant condensed in the second heat exchanger 5 flows into the first decompression device 4, is depressurized, and then flows into the oil separator 3. Therefore, the gas-liquid two-phase refrigerant and the refrigerating machine oil flow from the first decompression device 4 into the oil separator 3.
  • the oil separator 3 functions as a gas-liquid separator that separates the liquid refrigerant and the gaseous refrigerant.
  • the function of the oil separator 3 as a gas-liquid separator will be described with reference to FIG.
  • FIG. 13 is a diagram showing the structure of the oil separator 3 that functions as a gas-liquid separator.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant and the refrigerating machine oil flow from the first decompression device 4 into the main body 31 of the oil separator 3 via the second pipe 33.
  • the gaseous refrigerant moves above the main body 31.
  • the liquid refrigerant and refrigerating machine oil move below the main body 31. Therefore, the gaseous refrigerant and the liquid refrigerant are separated by the oil separator 3.
  • the boundary surface 42 between the gaseous refrigerant and the liquid refrigerant is formed in the main body 31.
  • the boundary surface 42 shown is conceptual, and in reality, a gaseous refrigerant and a liquid refrigerant are mixed at the boundary.
  • the gaseous refrigerant that has moved above the main body 31 is guided from the third pipe 34 to the second decompression device 7 via the oil return pipe 61 shown in FIG. Therefore, the oil return pipe 61 functions as a gas injection circuit.
  • the liquid refrigerant that has moved below the main body 31 is guided to the third heat exchanger 8 via the first pipe 32.
  • the operation of the third heat exchanger 8 will be described again with reference to FIG.
  • the gaseous refrigerant separated by the oil separator 3 is cooled by being depressurized by the second decompression device 7.
  • the cooled refrigerant passes through the third heat exchanger 8 and then returns to the compressor 1.
  • a fourth temperature sensor 54 is provided at the outlet portion of the third heat exchanger 8.
  • the temperature of the refrigerant at the outlet portion of the third heat exchanger 8 is detected by the fourth temperature sensor 54.
  • the detected refrigerant temperature is input to the control device 80.
  • the liquid refrigerant separated by the oil separator 3 flows into the third heat exchanger 8 before flowing into the first heat exchanger 2. Therefore, in the third heat exchanger 8, the refrigerant directed from the oil separator 3 to the first heat exchanger 2 is cooled by the refrigerant directed from the second decompression device 7 to the compressor 1. As a result, when the refrigerant flowing from the oil separator 3 to the first heat exchanger 2 contains a slightly gaseous refrigerant, the refrigerant directed from the second decompression device 7 to the compressor 1 uses the gaseous refrigerant. Moisten.
  • the control device 80 adjusts the opening degree of the pressure reducing valve of the second pressure reducing device 7 based on the temperature detected by the fourth temperature sensor 54, and controls the temperature of the refrigerant from the second pressure reducing device 7 to the compressor 1. .. As a result, the degree of cooling of the refrigerant from the oil separator 3 to the first heat exchanger 2 is adjusted. As a result, the state of the refrigerant flowing from the oil separator 3 to the first heat exchanger 2 can be controlled to an ideal state in the refrigeration cycle.
  • FIG. 14 is a ph diagram showing a change in the state of the refrigerant of the refrigerating cycle apparatus according to the third embodiment.
  • Reference numerals a to j indicate the states of the refrigerant at the positions of the reference numerals a to j shown in the refrigerant circuit 30 of FIG.
  • the compressor 1 discharges a high-temperature and high-pressure refrigerant to its discharge side f.
  • a part of the refrigerating machine oil is discharged from the compressor 1 together with the refrigerant.
  • the refrigerant discharged from the compressor 1 to the discharge side f flows into the second heat exchanger 5 that functions as a condenser.
  • the refrigerant transitions from f to c shown in FIG.
  • the refrigerant is depressurized by flowing into the first decompression device 4.
  • the refrigerant transitions to the state i shown in FIG. 14, and becomes a gas-liquid two-phase state.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant flows into the oil separator 3 functioning as a gas-liquid separator together with the refrigerating machine oil.
  • the oil separator 3 the gas-state refrigerant is separated into the upper layer, and the liquid-state refrigerant is separated into the lower layer.
  • the refrigerating machine oil that has flowed into the oil separator 3 is separated into the lower layer of the oil separator 3 together with the liquid-state refrigerant.
  • the gas-state refrigerant separated in the upper layer of the oil separator 3 exits the oil separator 3 and flows into the second decompression device 7, and is depressurized.
  • the gas-state refrigerant separated in the upper layer of the oil separator 3 transitions from the state j shown in FIG. 14 to the state g.
  • the refrigerant that has transitioned to the state of g goes to the third heat exchanger 8.
  • the liquid-state refrigerant separated into the lower layer of the oil separator 3 leaves the oil separator 3 and heads for the third heat exchanger 8.
  • the refrigerant at this time is in the state of j shown in FIG.
  • the state of the former refrigerant changes from g to h
  • the state of the latter refrigerant changes from e to b.
  • the refrigerant in the state of h goes to the compressor 1.
  • the refrigerant in the state b goes to the first heat exchanger 2 that functions as an evaporator.
  • the third heat exchanger 8 can improve the heat transfer performance of the first heat exchanger 2 by changing the state of the refrigerant toward the first heat exchanger 2 from e to b.
  • the refrigerant discharged from the first heat exchanger 2 is in the state of a shown in FIG.
  • the first heat exchanger 2 when the connection of the four-way valve 11 is switched so that the first heat exchanger 2 is connected to the discharge side of the compressor 1, the first heat exchanger 2 functions as a condenser.
  • the second heat exchanger 5 functions as an evaporator. Since the flow of the refrigerant and the refrigerating machine oil in this case has already been described with reference to FIG. 10, the description will not be repeated here. Further, since the operation of the refrigerant circuit 30 including the third heat exchanger 8 is the same as the operation of the refrigerant circuit 20 described with reference to FIG. 10, the description thereof will not be repeated here.
  • the refrigeration cycle device 300 causes the oil separator 3 to function as a liquid-liquid separator that separates the refrigerating machine oil and the liquid refrigerant, as in the second embodiment.
  • Embodiment 4 the refrigeration cycle device 400 equipped with the third decompression device 12 will be described with respect to the refrigeration cycle device 300 according to the third embodiment.
  • the function of the oil separator 3 is a liquid-liquid separator by exchanging the connection destination of the discharge port of the compressor 1 and the connection destination of the suction port of the compressor 1 with the four-way valve 11. And the gas-liquid separator.
  • the oil separator 3 functions as a liquid-liquid separator regardless of the mode of switching the four-way valve 11.
  • the fourth embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
  • FIG. 15 is a diagram showing the configuration of the refrigeration cycle apparatus 400 according to the fourth embodiment.
  • the refrigeration cycle device 400 includes a refrigerant circuit 40 and a control device 80.
  • the refrigerant circuit 40 includes a third decompression device 12 in addition to the configuration of the refrigerant circuit 30.
  • the third decompression device 12 is provided in the middle of the refrigerant pipe 60 connecting the oil separator 3 and the first heat exchanger 2. More specifically, the third decompression device 12 is located between the oil separator 3 and the third heat exchanger 8.
  • FIG. 15 shows an example in which the second heat exchanger 5 is connected to the discharge side of the compressor 1 by the four-way valve 11. Since the second heat exchanger 5 is connected to the discharge side of the compressor 1, the refrigerant flows in the direction toward the first decompression device 4 via the compressor 1 and the second heat exchanger 5. As a result, the first heat exchanger 2 functions as an evaporator, and the second heat exchanger 5 functions as a condenser.
  • the third decompression device 12 is located on the downstream side of the oil separator 3 in the direction in which the refrigerant flows and on the upstream side of the first heat exchanger 2 that functions as an evaporator.
  • the arrangement of the third decompression device 12 is the same as the arrangement of the first decompression device 4 of the refrigeration cycle device 100 (see FIG. 1) according to the first embodiment. That is, in the refrigerant circuit 10 shown in FIG. 1, the first decompression device 4 is located downstream of the oil separator 3 in the direction in which the refrigerant flows and upstream of the second heat exchanger 5 functioning as an evaporator. do.
  • the second heat exchanger (condenser) 5 the oil separator 3, the third decompression device 12, and the first heat in the refrigerant circuit 40 are ignored.
  • Refrigerant flows in the order of the exchanger (evaporator) 2, and in the refrigerant circuit 10, the first heat exchanger (condenser) 2, the oil separator 3, the first decompression device 4, and the second heat exchanger (evaporator) ) It will be more easily understood that the flow of the refrigerant corresponds to the order of 5.
  • the refrigerant circuit 10 and the refrigerant circuit 40 are common in that the oil separator 3 and the suction side of the compressor 1 are connected via the second decompression device 7.
  • the refrigerating cycle apparatus 400 shown in FIG. 15 recovers oil as in the refrigerating cycle apparatus 100 (see FIG. 2) according to the first embodiment when the refrigerant flows as shown in the figure.
  • the mode is feasible.
  • the pressure reducing effect of the first pressure reducing device 4 is adjusted to a negligible degree, and the opening degree of the pressure reducing valve of the second pressure reducing device 7 is adjusted.
  • the oil recovery mode can be realized by adjusting the opening degree of the pressure reducing valve of the third pressure reducing device 12.
  • the opening degree of the pressure reducing valve of the first pressure reducing device 4, the second pressure reducing device 7, and the third pressure reducing device 12 is adjusted by the control device 80 of the refrigerating cycle device 400.
  • the opening degree of the pressure reducing valve of the third pressure reducing device 12 may be adjusted according to the opening degree of the pressure reducing valve of the first pressure reducing device 4 for realizing the oil recovery mode according to the first embodiment.
  • the opening degree of the pressure reducing valve of the second pressure reducing device 7 may be adjusted according to the opening degree of the pressure reducing valve of the second pressure reducing device 7 for realizing the oil recovery mode according to the first embodiment.
  • the opening degree of the pressure reducing valve of the first pressure reducing device 4 in the oil recovery mode may be set so that the degree of the depressurization can be ignored, and it is not always necessary to adjust the opening degree to the maximum opening degree. The flow of control of the oil recovery mode will be described later with reference to FIG.
  • the refrigerating cycle device 400 shown in FIG. 15 can realize a normal mode as in the refrigerating cycle device 100 (see FIG. 1) according to the first embodiment when the refrigerant flows as shown in the drawing.
  • the pressure reducing effect of the first pressure reducing device 4 is adjusted to a negligible degree, and the opening degree of the pressure reducing valve of the third pressure reducing device 12 is adjusted.
  • the opening degree of the pressure reducing valve of the second pressure reducing device 7 can be adjusted to realize the normal mode.
  • the opening degree of the pressure reducing valve of the first pressure reducing device 4, the second pressure reducing device 7, and the third pressure reducing device 12 is adjusted by the control device 80 of the refrigerating cycle device 400.
  • the opening degree of the pressure reducing valve of the third pressure reducing device 12 may be adjusted according to the opening degree of the pressure reducing valve of the first pressure reducing device 4 for realizing the normal mode according to the first embodiment.
  • the opening degree of the pressure reducing valve of the second pressure reducing device 7 may be adjusted according to the opening degree of the pressure reducing valve of the second pressure reducing device 7 for realizing the normal mode according to the first embodiment.
  • the opening degree of the pressure reducing valve of the first pressure reducing device 4 in the normal mode may be set so that the degree of the depressurization can be ignored, and it is not always necessary to adjust the opening degree to the maximum opening degree. The flow of control in the normal mode will be described later with reference to FIG.
  • the refrigerating cycle device 400 shown in FIG. 15 can switch the operation mode between the normal mode and the oil recovery mode as in the refrigerating cycle device 100 according to the first embodiment when the refrigerant flows as shown in the drawing.
  • the control flow for the refrigerating cycle apparatus 400 to switch the operation mode between the normal mode and the oil recovery mode is based on the control flow shown in FIGS. 6 and 7.
  • the temperature detected by the second temperature sensor 52 is the evaporation temperature ET of the first heat exchanger 2 functioning as an evaporator
  • the temperature detected by the third temperature sensor 53 is the condenser.
  • It is a condensation temperature CT of the second heat exchanger 5 that functions as. Therefore, when the refrigerating cycle apparatus 400 executes the control according to the flowchart of FIG. 6 or FIG. 7, the condensation temperature CT is acquired from the detection value of the third temperature sensor 53 in step S101, and the condensation temperature CT is acquired from the detection value of the third temperature sensor 53, and in steps S102 and S200. , The evaporation temperature ET is acquired from the detection value of the second temperature sensor 52.
  • FIG. 16 is a flowchart showing the control of the normal mode.
  • this flowchart relates to the control of the normal mode when the second heat exchanger 5 is connected to the discharge side of the compressor 1 as shown in FIG.
  • the control device 80 When the refrigerating cycle device 400 in the state where the second heat exchanger 5 is connected to the discharge side of the compressor 1 is operated in the normal mode, the control device 80 has the first decompression device 4, the second decompression device 7, and the control device 80.
  • the third decompression device 12 is controlled as follows. First, the control device 80 maximizes (100%) the opening degree of the pressure reducing valve of the first pressure reducing device 4 (step S500). As a result, the decompression effect of the first decompression device 4 becomes negligible.
  • the control device 80 reduces the opening degree of the pressure reducing valve of the second pressure reducing device 7 to the first opening degree (step S501).
  • the first opening degree is an opening degree required to reduce the amount of the refrigerant flowing into the oil return pipe 61 from the oil separator 3.
  • the first opening degree is 0%.
  • control device 80 adjusts the opening degree of the pressure reducing valve of the first pressure reducing device 4 so that the discharge temperature and pressure correspond to the target capacity of the refrigerating cycle device 400 (step S502).
  • the control device 80 realizes the normal mode by controlling the first decompression device 4, the second decompression device 7, and the third decompression device 12 as in steps S500 to S502.
  • the order in which the control device 80 executes steps S500 to S502 may be changed to any order.
  • FIG. 17 is a flowchart showing the control of the oil recovery mode.
  • this flowchart relates to the control of the oil recovery mode when the second heat exchanger 5 is connected to the discharge side of the compressor 1 as shown in FIG.
  • the control device 80 When the control device 80 operates the refrigeration cycle device 400 in a state where the second heat exchanger 5 is connected to the discharge side of the compressor 1 in the oil recovery mode, the first decompression device 4, the second decompression device 7, and the control device 80 And the third decompression device 12 is controlled as follows. First, the control device 80 maximizes (100%) the opening degree of the pressure reducing valve of the first pressure reducing device 4 (step S600). As a result, the decompression effect of the first decompression device 4 becomes negligible.
  • control device 80 raises the opening degree of the pressure reducing valve of the second pressure reducing device 7 to a second opening degree larger than the first opening degree (step S601). This promotes the inflow of refrigerating machine oil from the oil separator 3 toward the oil return pipe 61.
  • the second opening degree is 100%.
  • the control device 80 reduces the opening degree of the pressure reducing valve of the third pressure reducing device 12 to the third opening degree (step S602).
  • the third opening degree is smaller than the opening degree of the first decompression device 4 in the normal mode.
  • the control device 80 realizes the oil recovery mode by controlling the first decompression device 4, the second decompression device 7, and the third decompression device 12 as in steps S600 to S602.
  • the order in which the control device 80 executes steps S600 to S602 is not limited to the order shown in FIG. 17, and any step may be executed before the other steps.
  • the control device 80 may realize the oil recovery mode without executing step 602. That is, by controlling the first decompression device 4 and the second decompression device 7 as in steps S600 and S601, the refrigerating machine oil can be flowed from the oil separator 3 toward the oil return pipe 61, and the oil recovery mode Can be realized.
  • the refrigerating cycle device 400 has substantially the same configuration as the refrigerating cycle device 200 shown in FIG. 10, except that the refrigerating cycle device 400 includes the fourth temperature sensor 54. Therefore, in the refrigeration cycle device 400, when the first heat exchanger 2 is connected to the discharge side of the compressor 1, the control device 80 controls the opening degree of the pressure reducing valve of the third pressure reducing device 12 to the maximum. Similar to the refrigeration cycle device 200 shown in FIG. 10, the operation mode is set to the normal mode and the oil by adjusting the opening degree of the pressure reducing valve of the first pressure reducing device 4 and the opening degree of the pressure reducing valve of the second pressure reducing device 7. It is possible to switch to the recovery mode.
  • the outside air temperature Tout may be acquired instead of the evaporation temperature ET or in addition to the evaporation temperature ET.
  • the outside air temperature Tout means the temperature of the outside air in contact with the heat exchanger functioning as an evaporator.
  • the temperature of the outside air in contact with the second heat exchanger 5 corresponds to the outside air temperature Tout.
  • the temperature of the refrigerant is increased by comparing the outside air temperature Tout with the reference value in step S105 of FIG. 6 and step S201 of FIG. It may be determined whether or not it is below the oil separation temperature. Normally, the outside air temperature Tout is considered to be higher than the evaporation temperature ET. Therefore, when determining "outside air temperature Tout ⁇ reference value?" Instead of "evaporation temperature ET ⁇ oil separation temperature?", The "reference value” is a "constant value" with respect to the "oil separation temperature". It may be the added value.
  • the "constant value” can be derived from the relationship between the outside air temperature and the evaporation temperature.
  • the relationship between the outside air temperature and the evaporation temperature can be specified by operating a refrigeration cycle device provided with a sensor for detecting the condensation temperature and a sensor for detecting the outside air temperature, and acquiring the detection values of both sensors.
  • step S104 of FIG. 6 it may be estimated whether or not the temperature of the refrigerant is lower than the separation temperature of the refrigerating machine oil by determining the discharge temperature Td as the reference value instead of the discharge SH.
  • the condensation temperature CT may be calculated from the detection value of the pressure sensor provided on the discharge side of the compressor 1.
  • the evaporation temperature ET may be calculated from the detected value of the pressure sensor provided on the suction side of the compressor 1.
  • step S104 ⁇ Modification 5>
  • step S104 ⁇ Modification 5>
  • step S104 the process proceeds to step S107 to operate in the normal mode.
  • step S107 the process immediately proceeds from step S103 to step S105.
  • step S106 When it is determined to be YES in step S105, it is operated in the oil recovery mode (step S106), and when it is determined to be NO in step S105, it is operated in the normal mode (step S107).
  • the refrigeration cycle device (100-400) includes a compressor (1), a first heat exchanger (2), a second heat exchanger (5), a first decompression device (4), and an oil separator ( 3), the first to circulate the refrigerant in the order of the compressor (1), the first heat exchanger (2), the oil separator (3), the first decompression device (4), and the second heat exchanger (5).
  • An oil return path (61) connecting the circulation path, the oil separator (3) and the suction side of the compressor (1), a second decompression device (7) provided in the return path, and a first decompression device.
  • a control device (80) for controlling the device (4) and the second decompression device (7) is provided, and the control device (80) uses an oil separator (3) for the refrigerant flowing in the first circulation path and the refrigerating machine oil.
  • the operation mode is changed to the oil recovery mode (S106 in FIG. 6 and S202 in FIG. 7) in which the oil return path (61) is opened. ) Is configured.
  • control device (80) adjusts the degree of decompression of the second decompression device (7) when the refrigerant flowing in the first circulation path and the refrigerating machine oil are not separated by the oil separator (3).
  • the operation mode is configured to be set to the normal mode (S107 in FIG. 6 and S203 in FIG. 7) in which the oil return path is closed.
  • control device suppresses the inflow of the refrigerant from the oil separator to the first decompression device and separates the oil in the oil recovery mode (S106 in FIG. 6 and S202 in FIG. 7) as compared with the normal mode.
  • the degree of decompression of the first decompression device is adjusted so that the temperature of the refrigerant flowing into the vessel is lowered.
  • control device adjusts the degree of depressurization of the first decompression device (4) and the second decompression device (7) so as to block the oil return path (61) in the first circulation path. It is configured so that it can be circulated.
  • a first temperature sensor (51) for detecting the temperature of the refrigerant flowing on the discharge side of the compressor (1) is further provided, and the control device (80) is when the refrigeration cycle device (100 to 400) is started. Using the temperature detected by the first temperature sensor (51), it is determined whether or not the operation mode is set to the oil recovery mode (S106 in FIG. 6, S202 in FIG. 7).
  • a second temperature sensor (52) for detecting the temperature of the refrigerant flowing through the first heat exchanger (2) is further provided, and the control device includes the temperature detected by the first temperature sensor (51) and the second temperature sensor. Based on the degree of superheat calculated from the temperature detected by (52), it is determined whether or not the operation mode is set to the oil recovery mode (S106 in FIG. 6) (S104 in FIG. 6).
  • control device (80) further comprises a third temperature sensor (53) that detects the temperature of the refrigerant flowing through the second heat exchanger (5) or the temperature of the outside air in contact with the second heat exchanger (5). , It is determined whether or not the operation mode is set to the oil recovery mode (S202 in FIG. 7) by using the temperature detected by the third temperature sensor (53) during the operation of the refrigeration cycle device (100 to 400). (S201 in FIG. 7).
  • heat is generated between the refrigerant flowing between the first heat exchanger (2) and the oil separator (3) and the refrigerant flowing between the second decompressing device (7) and the compressor (1).
  • a third heat exchanger (8) is further provided.
  • the four-way valve (11) is further provided, and the four-way valve (11) switches the direction in which the refrigerant circulates between the first circulation path and the second circulation path, and in the second circulation path, the compressor (1),.
  • the refrigerant circulates in the order of the second heat exchanger (5), the first decompressor (4), the oil separator (3), and the first heat exchanger (2), and the oil separator (3) circulates in the second circulation.
  • the gaseous refrigerant is returned to the compressor (1) via the oil return path (61).
  • a four-way valve (11) is further provided with a third decompression device (12) provided in the path of the refrigerant flowing between the oil separator (3) and the first heat exchanger (2), and the four-way valve is further provided.
  • the direction in which the refrigerant circulates is switched between the first circulation path and the second circulation path, and in the second circulation path, the compressor (1), the second heat exchanger (5), and the first decompression device (1). 4), the oil separator (3), and the first heat exchanger (2) circulate in this order, and in the control device (80), the refrigerant flowing in the second circulation path and the refrigerating machine oil are in the oil separator (3).
  • the operation mode is set to the oil recovery mode by adjusting the degree of decompression of the first decompression device (4) and the second decompression device (7) at the time of separation.
  • control device (80) adjusts the degree of decompression of the first decompression device (1) to suppress the inflow of the refrigerant from the oil separator (3) to the first decompression device (4).
  • the oil recovery mode (S106 in FIG. 6) Set to S202) in FIG. 7.
  • control device (80) is an oil separator (3) that separates the refrigerant and the refrigerating machine oil by adjusting the degree of decompression of the first decompression device (1) and the second decompression device (7). ),
  • the operation mode is set to the oil recovery mode in which the oil return path is open.
  • 1 Compressor 2 1st heat exchanger, 3 oil separator, 4 1st decompression device, 5 2nd heat exchanger, 7 2nd decompression device, 8 3rd heat exchanger, 10, 20, 30 refrigerant circuit, 11 four-way valve, 12 third decompression device, 31 main body, 32 first pipe, 33 second pipe, 34 third pipe, 41 boundary surface, 42 boundary surface, 51 first temperature sensor, 52 second temperature sensor, 53 3rd temperature sensor, 54 4th temperature sensor, 60 refrigerant pipe, 61 oil return pipe, 80 control device, 81 control board, 82 processor, 83 memory, 100, 200, 300 refrigeration cycle device.

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Abstract

冷凍サイクル装置（１００）は、圧縮機（１）と、第１熱交換器（２）と、第２熱交換器（５）と、第１減圧装置（４）と、油分離器（３）と、圧縮機（１）、第１熱交換器（２）、油分離器（３）、第１減圧装置（４）、第２熱交換器（５）の順に冷媒を循環させる第１循環経路と、油分離器（３）と圧縮機（１）の吸入側とを接続する返油経路と、返油経路に設けられた第２減圧装置（７）と、第１減圧装置（４）および第２減圧装置（７）を制御する制御装置（８０）とを備える。制御装置（８０）は、第１循環経路を流れる冷媒と冷凍機油とが油分離器（３）で分離しているときに、第１減圧装置（４）および第２減圧装置（７）の減圧の程度を調整することにより、運転モードを返油経路（６１）が開放された油回収モード（図６のＳ１０６、図７のＳ２０２）に設定するように構成されている。

Description

冷凍サイクル装置
　本開示は、冷凍サイクル装置に関する。
　冷媒とともに圧縮機から吐出された冷凍機油を冷媒と分離する油分離器を備えた冷凍サイクル装置が従来から知られている。たとえば、特許文献１には、凝縮器の出口側に設けた油分離器内で冷凍機油を冷媒の上方に分離させ、毛細管を介して圧縮機に戻すことが記載されている。
特開平０８－０８６５１９号公報
　油分離器を圧縮機の吐出側に設けるよりも凝縮器の出口側に設けた方が吐出圧損による冷凍サイクルの性能低下を防止できるという効果がある。しかし、油分離器に流入する冷媒の温度が高過ぎる場合には、油分離器内で冷媒と冷凍機油とが十分に分離しない。この場合、油分離器から圧縮機に向かう返油経路に冷媒が流出することになり、冷凍機油の回収効率が低くなる。
　本開示の目的は、冷凍機油の回収効率を向上し得る冷凍サイクル装置を提供することである。
　本開示は、冷凍サイクル装置であって、圧縮機と、第１熱交換器と、第２熱交換器と、第１減圧装置と、油分離器と、圧縮機、第１熱交換器、油分離器、第１減圧装置、第２熱交換器の順に冷媒を循環させる第１循環経路と、油分離器と圧縮機の吸入側とを接続する返油経路と、返油経路に設けられた第２減圧装置と、第１減圧装置および第２減圧装置を制御する制御装置とを備え、制御装置は、第１循環経路を流れる冷媒と冷凍機油とが油分離器で分離しているときに、第１減圧装置および第２減圧装置の減圧の程度を調整することにより、運転モードを返油経路が開放された油回収モードに設定するように構成されている。
　本開示によれば、冷凍機油の回収効率を向上し得る冷凍サイクル装置を提供できる。
実施の形態１に関わる冷凍サイクル装置の構成を示す図である（通常モード）。 実施の形態１に関わる冷凍サイクル装置の構成を示す図である（油回収モード）。 冷凍機油の分離温度と飽和溶解率との関係を示すグラフである。 液液分離器として機能する油分離器の構造を示す図である。 実施の形態１に関わる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。 起動時に通常モードと油回収モードとを切り替える制御を示すフローチャートである。 運転中に通常モードと油回収モードとを切り替える制御を示すフローチャートである。 通常モードの制御を示すフローチャートである。 油回収モードの制御を示すフローチャートである。 実施の形態２に関わる冷凍サイクル装置の構成を示す図である（油回収モード）。 実施の形態２に関わる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３に関わる冷凍サイクル装置の構成を示す図である。 気液分離器として機能する油分離器の構造を示す図である。 実施の形態３に関わる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４に関わる冷凍サイクル装置の構成を示す図である（油回収モード）。 実施の形態４に関わる通常モードの制御を示すフローチャートである。 実施の形態４に関わる油回収モードの制御を示すフローチャートである。
　以下、本開示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。なお、図中同一また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および図２は、実施の形態１に関わる冷凍サイクル装置１００の構成を示す図である。図１および図２に示された実線の矢印は、冷媒が流れる方向を表している。図１および図２に示された破線の矢印は、冷凍機油が流れる方向を表している。図１は、冷凍サイクル装置１００が通常モードで運転しているときの冷媒および冷凍機油の流れを示している。図２は、冷凍サイクル装置１００が油回収モードで運転しているときの冷媒および冷凍機油の流れを示している。
　図１に基づいて、冷凍サイクル装置１００の回路構成および動作について説明する。冷凍サイクル装置１００は、冷媒回路１０と、冷媒回路１０を制御する制御装置８０とを備える。
　＜冷媒回路１０の構成＞
　冷媒回路１０は、圧縮機１と、第１熱交換器２と、油分離器３と、第１減圧装置４と、第２熱交換器５と、第２減圧装置７と、それらを接続する冷媒配管６０とを備える。冷媒配管６０のうち、油分離器３と第２減圧装置７との間を接続する配管を返油管６１と称する。説明の便宜を図るため、図１には、冷媒配管６０の各々の位置を示す符号ａ、ｂ、ｃ、およびｄが付されている。
　冷媒回路１０にはフロンなどの冷媒が循環する。フロン以外の冷媒として、アンモニア、二酸化炭素、プロパンなどを用いてもよい。圧縮機１、第１熱交換器２、油分離器３、第１減圧装置４、第２熱交換器５、圧縮機１の順に冷媒を循環させる経路によって、冷媒を循環させる第１循環経路が構成されている。油分離器３から返油管６１および第２減圧装置７を経て圧縮機１に戻る経路によって、返油経路が構成されている。
　圧縮機１は、吸入した冷媒の圧力を高めてからその冷媒を吐出することで、冷媒回路１０内で冷媒を循環させる。圧縮機１には冷凍機油が封入されている。冷凍機油は、圧縮機１に対して、潤滑作用、密封作用、および防錆作用などの役割を果たす。圧縮機１の吐出側には冷媒の吐出温度を検出する第１温度センサ５１が設けられている。
　第１熱交換器２は、第１熱交換器２の内部を流れる冷媒と外気との間での熱交換を行う。圧縮機１から第１熱交換器２には、高温、高圧のガス冷媒が流入する。したがって、第１熱交換器２は凝縮器として機能する。第１熱交換器２には冷媒の凝縮温度を検出する第２温度センサ５２が設けられている。
　第１減圧装置４は、減圧の程度を調整する減圧弁（図示省略）を備え、減圧弁の開度を調整する機能を有する。第１減圧装置４は、減圧弁の開度を調節することによって、冷媒の流量および圧力を調節する。第１減圧装置４の減圧弁の開度が小さくなるにつれて、減圧効果が高くなる。
　第２熱交換器５は、第２熱交換器５の内部を流れる冷媒と外気との間での熱交換を行う。第１減圧装置４から第２熱交換器５には、低温、低圧の液冷媒が流入する。したがって、第２熱交換器５は、蒸発器として機能する。第２熱交換器５には、冷媒の蒸発温度を検出する第３温度センサ５３が設けられている。
　油分離器３は、冷媒と冷凍機油とが油分離器３内で分離しているときに、冷凍機油を圧縮機１へ戻す機能を有する。一般的に、圧縮機１が高圧冷媒ガスを吐出するときに、圧縮機１に封入された冷凍機油の一部が高圧冷媒ガスとともに吐出される。圧縮機１から吐出した冷凍機油を冷媒と分離して圧縮機１へ戻すために、油分離器３が用いられる。油分離器３は、冷媒を第１減圧装置４へ案内する一方、冷凍機油を返油管６１を介して第２減圧装置７へ案内する。
　＜制御装置８０の構成＞
　制御装置８０は、制御基板８１を備える。制御基板８１には、プロセッサ８２と、メモリ８３とが搭載されている。プロセッサ８２は、メモリ８３に格納されたオペレーティングシステムおよびアプリケーションプログラムを実行する。プロセッサ８２は、アプリケーションプログラムを実行するとともに、メモリ８３に格納されている各種のデータを参照する。メモリ８３には、冷媒回路１０に設けられた第１温度センサ５１、第２温度センサ５２、および第３温度センサ５３の各々の検出値が格納される。
　メモリ８３は、たとえば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）と、フラッシュメモリとを含んで構成される。フラッシュメモリには、オペレーティングシステムとアプリケーションプログラムとが格納されている。
　制御装置８０は、第１温度センサ５１、第２温度センサ５２、および第３温度センサ５３の検出値に基づいて、冷媒配管６０を流れる冷媒と冷凍機油との分離状況を判定する。具体的には、制御装置８０は、第１温度センサ５１、第２温度センサ５２、および第３温度センサ５３の検出値に基づいて、油分離器３内の冷媒の温度が冷凍機油の分離温度以下になっているか否かを判定する。
　制御装置８０は、油分離器３内の冷媒の温度が冷凍機油の分離温度以下になっていると判定した場合、第１減圧装置４と第２減圧装置７との減圧弁の開度を制御することによって、冷凍サイクル装置１００の運転モードを通常モードから油回収モードに切り替える。油回収モードでは、油分離器３内で冷媒の上層に分離した冷凍機油が第２減圧装置７を介して圧縮機１に戻される。
　＜冷凍機油の分離温度と飽和溶解率との関係＞
　図３は、冷凍機油の分離温度と飽和溶解率との関係を示すグラフである。冷媒に対する冷凍機油の飽和溶解率は、冷媒の種類および冷凍機油の種類によって定まる。図３は、本実施の形態で使用する冷凍機油と冷媒とを対象としたときの、冷凍機油の分離温度と飽和溶解率との関係を示す。一般的には、冷媒の温度が低くなるにつれて冷媒に対する冷凍機油の飽和溶解率は低くなる。図３に示すように、基準とする飽和溶解率を定めれば、その飽和溶解率に対する分離温度が求められる。
　本実施の形態１では、図３に示すグラフを参考にして、冷凍機油の分離温度を予め特定する。分離温度のデータは、制御装置８０のメモリ８３に格納される。制御装置８０は、メモリ８３に格納された分離温度のデータを用いて、冷凍サイクル装置１００の運転モードを通常モードとするか油回収モードとするかを決定する。
　＜通常モード＞
　図１を参照して、通常モードを説明する。通常モードは、冷凍サイクル装置１００の目標能力に対応した吐出温度および圧力となるように、圧縮機１、第１熱交換器２、第２熱交換器５、第１減圧装置４、および第２減圧装置７などを制御するモードである。実施の形態１における通常モードでは、圧縮機１、第１熱交換器２、油分離器３、第１減圧装置４、第２熱交換器５の順に冷媒が循環する。
　通常モードにおいて、制御装置８０は、冷凍サイクル装置１００の目標能力に対応した吐出温度および圧力となるように、第１減圧装置４の減圧弁の開度を調整する。
　通常モードにおいて、制御装置８０は、油分離器３から返油管６１に流入する冷媒の量が減少するように第２減圧装置７の減圧弁の開度を下げる。その結果、第２減圧装置７の減圧の程度が高くなる。望ましくは、制御装置８０は、返油管６１から第２減圧装置７を介して圧縮機１に向かう返油経路が閉塞するように、第２減圧装置７の減圧弁の開度を下げる。つまり、第２減圧装置７の減圧弁の開度を０％とする。これにより、冷媒が返油経路を介して圧縮機１へ流れることを阻止できる。その結果、油分離器３を介して第２熱交換器５へ供給される冷媒量が減少してしまうことを防止できる。なお、第２減圧装置７の減圧弁の開度を必ずしも０％まで下げる必要はなく、冷媒の一部が返油経路に流れ込むことを防止できる程度の開度とすればよい。
　＜油回収モード＞
　図２を参照して、油回収モードを説明する。油回収モードは、油分離器３内で冷媒の上層に分離する冷凍機油を返油管６１を介して圧縮機１に戻すモードである。油回収モードにおいて、第１減圧装置４の減圧弁の開度は通常モードのときよりも下がる一方、第２減圧装置７の減圧弁の開度は通常モードのときよりも上がる。その結果、通常モードのときよりも、第１減圧装置４の減圧の程度が高くなる一方、第２減圧装置７の減圧の程度が低くなる。
　これにより、油分離器３から返油管６１に向かう冷凍機油の流入が促進される。望ましくは、第２減圧装置７は、減圧弁の開度を１００％とする。ただし、第２減圧装置７の減圧弁の開度は必ずしも１００％まで上げる必要はなく、油分離器３から返油管６１に向かう冷凍機油の流入が促進される程度の開度であればよい。
　油回収モードにおいて、第１減圧装置４が減圧弁の開度を下げることによって、通常モードのときよりも第１減圧装置４による減圧効果が高まる。その結果、第１熱交換器２から油分離器３に流入する冷媒の温度が下がる。これにより、冷凍機油が混入した冷媒の温度を冷凍機油の分離温度まで、より確実に下げた状態とすることができる。その結果、冷媒と冷凍機油との分離が促進される。よって、冷凍機油の回収効率を高めることができる。油回収モードにおける第１減圧装置４の減圧弁の開度の程度は、冷媒の温度を低下させる効果を考慮して、適宜定めることができる。
　本実施の形態１によれば、第１減圧装置４の減圧の程度を調整することによって、油分離器３から返油管６１に向かう冷凍機油の流入を促進させることができるとともに、冷凍機油が混入した冷媒の温度を冷凍機油の分離温度よりも確実に下げた状態とすることができる。なお、減圧装置７は、返油管６１を開放状態と閉鎖状態とに変化させる電磁弁により構成してもよい。
　油分離器３において冷媒の上層に分離した冷凍機油は、第２減圧装置７を介して、圧縮機１に戻る。一方、油分離器３内の冷媒は、第１減圧装置４において減圧され、第２熱交換器５に流入する。第２熱交換器５に流入した冷媒は、外気と熱交換した後、圧縮機１へ戻る。
　＜油分離器の構造＞
　図４は、液液分離器として機能する油分離器３の構造を示す図である。油分離器３は、冷媒および冷凍機油が溜まる本体部３１を有する。本体部３１には、本体部３１と連通する第１配管３２、第２配管３３、および第３配管３４が設けられている。第１配管３２は、第１熱交換器２から油分離器３に延びる冷媒配管６０に接続される。第２配管３３は、第１減圧装置４から油分離器３に延びる冷媒配管６０に接続される。第３配管３４は、第２減圧装置７から油分離器３に延びる冷媒配管６０に接続される。
　第１配管３２は、本体部３１の下方に設けられている。このため、第１配管３２から本体部３１に液状の冷媒と冷凍機油とが流入した場合、冷媒と冷凍機油との密度差により、冷媒と冷凍機油とが分離する。その結果、本体部３１内に冷媒と冷凍機油との境界面４１が形成される。冷凍機油は冷媒の上層に分離される。本体部３１の上方には、第３配管３４が設けられているため、冷媒の上層に分離された冷凍機油を第２減圧装置７へ案内できる。第２配管３３は、第１配管３２よりも高い位置で本体部３１に設けられている。冷凍機油の下方に分離された液状の冷媒は第２配管３３を介して第１減圧装置４へ案内される。
　＜ｐ－ｈ線図＞
　図５は、実施の形態１に関わる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５の横軸は比エンタルピーを示している。図５の縦軸は圧力を示している。図５中、Ｌ１は、冷媒の飽和液線および飽和蒸気線を示し、Ｌ２，Ｌ３は、冷媒回路１０を循環する冷媒の状態変化を示す。符号ａ～ｄは、図１の冷媒回路１０に示した符号ａ～ｄの位置における冷媒の状態を示す。符号ｂ’および符号ｃ’は、図２の冷媒回路１０に示した符号ｂ’および符号ｃ’の位置における冷媒の状態を示す。
　通常モードにおいて、冷凍サイクル装置１００は、図５に示す符号ａ→ｂ→ｃ→ｄ→ａの冷凍サイクルで運転する。一方、油回収モードでは、第１減圧装置４の減圧弁の開度が下がるため、第１熱交換器２から油分離器３に流入する冷媒の温度が下がる。また、第２減圧装置７の減圧弁の開度が上がる。このため、油回収モードにおいて、冷凍サイクル装置１００は、符号ａ→ｂ’→ｃ’→ｄ→ａの冷凍サイクルで運転する。
　＜フローチャート＞
　図６は、起動時に通常モードと油回収モードとを切り替える制御を示すフローチャートである。制御装置８０は、冷凍サイクル装置１００を起動するときに、図６に基づく制御を実行することによって、冷凍サイクル装置１００の運転モードを通常モードと油回収モードとの間で切り替える。
　制御装置８０は、冷凍サイクル装置１００を起動したときに、第１温度センサ５１より、圧縮機１の吐出温度Ｔｄを取得する（ステップＳ１００）。次に、制御装置８０は、第２温度センサ５２より第１熱交換器２の凝縮温度ＣＴを取得する（ステップＳ１０１）。次に、制御装置８０は、第３温度センサ５３より第２熱交換器５の蒸発温度ＥＴを取得する（ステップＳ１０２）。
　次に、制御装置８０は、吐出ＳＨ（Ｓｕｐｅｒ　Ｈｅａｔ）を算出する（ステップＳ１０３）。吐出ＳＨは、「吐出温度Ｔｄ－凝縮温度ＣＴ」を計算することによって算出される。次に、制御装置８０は、吐出ＳＨが判定値よりも低いか否かを判定する（ステップＳ１０４）。吐出ＳＨの程度を判定するための判定値は適宜設定することができるが、たとえば、判定値を１０℃とすることが考えられる。吐出ＳＨが大きいほど冷媒の過熱度合いが高く、冷媒の温度が冷凍機油の分離温度以上であると推定できる。逆に、たとえば、吐出ＳＨが判定値よりも低い場合、冷媒の温度が冷凍機油の分離温度よりも低いと推定できる。
　そこで、制御装置８０は、ステップＳ１０４において、吐出ＳＨが判定値よりも低いと判定した場合、油回収モードで運転する（ステップＳ１０６）。制御装置８０は、油回収モードにおいて、油回収モードに応じて定めた開度で第１減圧装置４と第２減圧装置７とを制御する。これにより、油分離器３で冷媒と分離された冷凍機油が効率的に圧縮機１に回収される。油回収モードの制御のフローは図８を用いて後述する。
　一方、ステップＳ１０４において、制御装置８０は、吐出ＳＨが判定値以上であると判定した場合、蒸発温度ＥＴが油分離温度以下か否かを判定する（ステップＳ１０５）。判定に用いる油分離温度としては、図３を用いて説明したとおり、予め基準とする飽和溶解率を定め、その飽和溶解率に対応する値を採用するとよい。制御装置８０は、ステップＳ１０５において、蒸発温度ＥＴが油分離温度以下であると判定した場合、油回収モードで運転する（ステップＳ１０６）。一方、制御装置８０は、ステップＳ１０４において、蒸発温度ＥＴが油分離温度を超えると判定した場合、通常モードで運転する（ステップＳ１０７）。通常モードの制御のフローは図８を用いて後述する。
　なお、ステップＳ１０４において、吐出ＳＨが判定値よりも低いか否かを判定することに変えて、圧縮機１の吐出温度Ｔｄが判定値よりも低いか否かを判定してもよい。この場合、吐出温度Ｔｄと比較する判定値の大きさは、吐出ＳＨと比較する判定値の大きさと異ならせる。
　図６に示すフローチャートは、起動時において、吐出ＳＨが判定値よりも低いか、または、蒸発温度ＥＴが油分離温度以下の場合に、油回収モードで運転する制御を開示する。しかしながら、起動時において、吐出ＳＨが判定値よりも低い場合に、油回収モードで運転し、吐出ＳＨが判定値以上の場合に通常モードで運転するようにしてもよい。あるいは、起動時において、蒸発温度ＥＴが油分離温度以下の場合に、油回収モードで運転し、蒸発温度ＥＴが油分離温度を超える場合に通常モードで運転するようにしてもよい。
　図７は、運転中に通常モードと油回収モードとを切り替える制御を示すフローチャートである。制御装置８０は、冷凍サイクル装置１００の起動を終えて運転を継続しているときに、図７に基づく制御を実行することによって、冷凍サイクル装置１００の運転モードを通常モードと油回収モードとの間で切り替える。
　まず、制御装置８０は、第３温度センサ５３より第２熱交換器５の蒸発温度ＥＴを取得する（ステップＳ２００）。次に、制御装置８０は、蒸発温度ＥＴが油分離温度以下か否かを判定する（ステップＳ２０１）。判定に用いる油分離温度としては、図３を用いて説明したとおり、予め基準とする飽和溶解率を定め、その飽和溶解率に対応する値を採用するとよい。制御装置８０は、ステップＳ２０１において、蒸発温度ＥＴが油分離温度以下と判定した場合、油回収モードで運転する（ステップＳ２０２）。油回収モードの制御の詳細は図９を用いて後述する。一方、ステップＳ２０１において、蒸発温度ＥＴが油分離温度を超えると判定した場合、制御装置８０は、通常モードで運転する（ステップＳ２０３）。通常モードの制御の詳細は図８を用いて後述する。
　＜通常モードの制御フロー＞
　図８は、通常モードの制御を示すフローチャートである。制御装置８０は、冷凍サイクル装置１００を通常モードで運転する場合、第１減圧装置４および第２減圧装置７を次のように制御する。まず、制御装置８０は、冷凍サイクル装置１００の目標能力に対応した吐出温度および圧力となるように第１減圧装置４の減圧弁の開度を調整する（ステップＳ３００）。
　次に、制御装置８０は、第２減圧装置７の減圧弁の開度を第１開度に下げる（ステップＳ３０１）。第１開度は、油分離器３から返油管６１に流入する冷媒の単位時間当たりの流入量を減少させるために必要な開度である。たとえば、第１開度は０％である。
　制御装置８０は、ステップＳ３００およびＳ３０１のとおり、第１減圧装置４および第２減圧装置７を制御することにより、通常モードを実現する。なお、制御装置８０は、ステップＳ３００よりも先にステップＳ３０１を実行してもよい。
　＜油回収モードの制御フロー＞
　図９は、油回収モードの制御を示すフローチャートである。制御装置８０は、冷凍サイクル装置１００を油回収モードで運転する場合、第１減圧装置４および第２減圧装置７を次のように制御する。まず、制御装置８０は、第１減圧装置４の減圧弁の開度を第３開度に下げる（ステップＳ４００）。第３開度は、通常モードでの第１減圧装置４の開度よりも小さい開度である。第１減圧装置４が減圧弁の開度を下げることによって、通常モードのときよりも第１減圧装置４による減圧効果が高まる。その結果、第１熱交換器２から油分離器３に流入する冷媒の温度を下げることができる。
　次に、制御装置８０は、第２減圧装置７の減圧弁の開度を第１開度よりも大きい第２開度に上げる（ステップＳ４０１）。これにより、油分離器３から返油管６１に向かう冷凍機油の流入が促進される。たとえば、第２開度は１００％である。
　制御装置８０は、ステップＳ４００およびＳ４０１のとおり、第１減圧装置４および第２減圧装置７を制御することにより、油回収モードを実現する。なお、制御装置８０は、ステップＳ４００よりも先にステップＳ４０１を実行してもよい。
　以上、説明したとおり、実施の形態１に関わる冷凍サイクル装置１００は、冷凍機油が冷媒と分離していない状態と考えられる場合には、通常モードで運転し、冷凍機油が冷媒と分離している状態と考えられる場合には、油回収モードで運転する。なお、制御装置８０は、ステップ４００を実行することなく、ステップＳ４０１のみで油回収モードを実現してもよい。すなわち、ステップＳ４０１のとおりに第２減圧装置７を制御することで、油分離器３から返油管６１に向かって冷凍機油を流入させることができ、油回収モードを実現できる。
　冷凍サイクル装置１００は、通常モードにおいては、第１減圧装置４および第２減圧装置７の減圧の程度を調整することにより、返油管６１を閉塞またはほぼ閉塞した状態に制御する。冷凍サイクル装置１００は、冷媒と冷凍機油とが油分離器３で分離していないときに、第１減圧装置４および第２減圧装置７の減圧の程度を調整することにより、返油経路がほぼ閉鎖またはほぼ閉鎖された通常モードに調整可能である。これにより、通常モードにおいては、返油管６１を介して油分離器３から圧縮機１へ冷媒が流れ込まないように調整可能である。その結果、十分な量の冷媒を第２熱交換器５へ送り込むことができる。
　一方、冷凍サイクル装置１００は、油回収モードにおいては、返油管６１から圧縮機１に向かう返油経路を開放した状態に調整可能である。冷凍サイクル装置１００は、冷媒と冷凍機油とが油分離器３で分離しているときに、第１減圧装置４および第２減圧装置７の減圧の程度を調整することにより、返油管６１から圧縮機１に向かう返油経路を開放した状態にする。これにより、油回収モードにおいては、返油管６１を介して油分離器３から圧縮機１へ向かう冷凍機油の流量が多くなる状態に調整可能である。その結果、冷凍機油を効率的に圧縮機１で回収できる。
　実施の形態２．
　実施の形態２では、第３熱交換器８を搭載した冷凍サイクル装置２００について説明する。
　図１０は、実施の形態２に関わる冷凍サイクル装置２００の構成を示す図である。特に、図１０は、冷凍サイクル装置２００が油回収モードで運転しているときの冷媒および冷凍機油の流れを示している。冷凍サイクル装置２００は、冷媒回路２０と制御装置８０とを備える。冷媒回路２０は、冷媒回路１０の構成に加えて、第３熱交換器８を備えている。第３熱交換器８は、第１熱交換器２の出口ｂと油分離器３との間を流れる冷媒配管６０と、第２減圧装置７の出口ｇと圧縮機１の手前の位置ｈとの間を流れる冷媒配管６０との間に設けられている。第３熱交換器８は、第１熱交換器２と油分離器３との間を流れる冷媒配管６０の冷媒と、第２減圧装置７と圧縮機１との間を流れる冷媒配管６０の冷媒との間で熱を交換させる。したがって、第３熱交換器８は、冷媒回路２０内を流れる冷媒同士で熱交換を行わせる内部熱交換器である。
　冷凍サイクル装置２００において、油回収モードでは、実施の形態１に関わる冷凍サイクル装置１００と同様に、第１減圧装置４の減圧弁の開度が通常モードよりも下がり、第２減圧装置７の減圧弁の開度が通常モードよりも上がる。その結果、油回収モードでは、第１減圧装置４の減圧の程度が通常モードよりも高められ、第２減圧装置７の減圧の程度が通常モードよりも低くなる。ここで、図１１を参照して、第３熱交換器８の作用を説明する。
　＜ｐ－ｈ線図＞
　図１１は、実施の形態２に関わる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。符号ａ～ｈは、図１０の冷媒回路２０に示した符号ａ～ｈの位置における冷媒の状態を示す。実施の形態２に関わる冷凍サイクル装置２００では、第３熱交換器８が図１０に示す位置に設けられている。このため、第１熱交換器２の出口ｂと油分離器３の入口ｅとの間の区間と、第２減圧装置７の出口ｇと第３熱交換器８の出口ｈとの区間で、冷媒の熱交換が行われる。このため、返油管６１では、図１１に示すｅ→ｇ→ｈと冷媒の状態が変化する。
　また、油分離器３から第１減圧装置４に向かう冷媒配管６０では図１１に示すｅ→ｃ→ｆと冷媒の状態が変化する。第２熱交換器５に流入した冷媒は、第３熱交換器８を経て流れ込んだ冷媒と位置ｄで合流した後に圧縮機１に戻る。図１１において、ｂとｅとを掛け渡す破線と、ｇとｈとを掛け渡す破線とは、区間ｂ～ｅと、区間ｇ～ｈとの間で熱交換が行われることを示す。
　第１熱交換器２の出口ｂから流出した冷媒は、油分離器３の入口ｅに流入する前に、第３熱交換器８により冷却される。このため、第１熱交換器２から油分離器３に流入する冷媒の温度がより低下し、冷媒に対する冷凍機油の分離度合いが向上する。実施の形態２によれば、油分離器３における冷凍機油の分離度合いを向上させることができるため、冷凍機油をより効率的に圧縮機１で回収することができる。
　なお、実施の形態２に関わる冷凍サイクル装置２００は、実施の形態１に関わる冷凍サイクル装置１００と同様の制御を実行することによって、通常モードでの運転が可能であり、さらに、運転モードを通常モードと油回収モードとに切り替えることが可能である。
　実施の形態３．
　実施の形態３では、実施の形態２に関わる冷凍サイクル装置２００に対して、四方弁１１を搭載した冷凍サイクル装置３００について説明する。
　図１２は、実施の形態３に関わる冷凍サイクル装置３００の構成を示す図である。冷凍サイクル装置３００は、冷媒回路３０と制御装置８０とを備える。冷媒回路３０は、実施の形態２に関わる冷媒回路２０の構成に加えて、四方弁１１を備えている。四方弁１１は、圧縮機１の吐出側に設けられている。さらに、冷媒回路３０は、冷媒回路２０の構成に加えて、第４温度センサ５４を備えている。四方弁１１は、圧縮機１の吐出口の接続先と圧縮機１の吸入口の接続先とを入れ替える。四方弁１１の接続の仕方を切り替えることにより、圧縮機１の吐出側に接続する熱交換器を第２熱交換器５と第１熱交換器２とに切り替えることができる。
　図１２には、圧縮機１の吐出側に第２熱交換器５が接続されている例が示されている。圧縮機１の吐出側に第２熱交換器５が接続されているため、冷媒は、圧縮機１、第２熱交換器５を経て第１減圧装置４に向かう方向に流れる。これにより、圧縮機１、第２熱交換器５、第１減圧装置４、油分離器３、第１熱交換器２、圧縮機１の順に冷媒を循環させる第２循環経路が構成される。したがって、第１熱交換器２は蒸発器として機能し、第２熱交換器５は凝縮器として機能する。
　実施の形態３に関わる冷凍サイクル装置３００は、通常モードにおいて、目標能力に対応した吐出温度および目標圧力となるように、圧縮機１、第１熱交換器２、第２熱交換器５、第１減圧装置４、および第２減圧装置７などを制御する。ただし、図１２のとおり、圧縮機１の吐出側に第２熱交換器５が接続されている場合、冷媒の循環方向が実施の形態１に関わる冷凍サイクル装置１００と逆になる。
　圧縮機１から吐出された冷媒は冷凍機油とともに第２熱交換器５に流入する。第２熱交換器５で凝縮された冷媒は、第１減圧装置４に流入し、減圧された後に油分離器３に流入する。このため、第１減圧装置４から油分離器３には、気液二相の冷媒および冷凍機油が流入する。このことき、油分離器３は、液状の冷媒とガス状の冷媒とを分離する気液分離器として機能する。図１３を参照して、油分離器３の気液分離器としての機能を説明する。
　図１３は、気液分離器として機能する油分離器３の構造を示す図である。第１減圧装置４から油分離器３の本体部３１には、第２配管３３を介して気液二相の冷媒および冷凍機油が流入する。ガス状の冷媒は本体部３１の上方に移動する。液状の冷媒および冷凍機油は本体部３１の下方に移動する。このため、ガス状の冷媒と液状の冷媒とが油分離器３で分離する。その結果、本体部３１内にガス状の冷媒と液状の冷媒との境界面４２が形成される。なお、図示する境界面４２は概念的なものであり、実際にはその境界にガス状の冷媒と液状の冷媒とが混在することになる。本体部３１の上方に移動したガス状の冷媒は、第３配管３４から図１２に示す返油管６１を経て、第２減圧装置７に案内される。したがって、返油管６１は、ガスインジェクション回路として機能する。本体部３１の下方に移動した液状の冷媒は、第１配管３２を介して、第３熱交換器８に案内される。
　再び、図１２を参照して、第３熱交換器８の作用を説明する。油分離器３で分離されたガス状の冷媒は、第２減圧装置７により減圧されることによって冷却される。冷却された冷媒は第３熱交換器８を通った後に圧縮機１に戻る。第３熱交換器８の出口部分には第４温度センサ５４が設けられている。第４温度センサ５４によって第３熱交換器８の出口部分の冷媒の温度が検出される。検出された冷媒の温度は制御装置８０に入力される。
　一方、油分離器３で分離された液状の冷媒は、第１熱交換器２に流入する前に第３熱交換器８に流入する。このため、第３熱交換器８では、第２減圧装置７から圧縮機１に向かう冷媒によって、油分離器３から第１熱交換器２に向かう冷媒が冷却される。その結果、油分離器３から第１熱交換器２に向かう冷媒に僅かにガス状の冷媒が含まれていた場合、第２減圧装置７から圧縮機１に向かう冷媒がそのガス状の冷媒を湿らせる。
　制御装置８０は、第４温度センサ５４が検出した温度に基づいて、第２減圧装置７の減圧弁の開度を調整し、第２減圧装置７から圧縮機１に向かう冷媒の温度を制御する。これにより、油分離器３から第１熱交換器２に向かう冷媒を冷却する程度を調整する。その結果、油分離器３から第１熱交換器２に向かう冷媒の状態を冷凍サイクルにおける理想的な状態に制御することができる。
　＜ｐ－ｈ線図＞
　図１４は、実施の形態３に関わる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。符号ａ～ｊは、図１２の冷媒回路３０に示した符号ａ～ｊの位置における冷媒の状態を示す。図１２の冷媒回路３０において、圧縮機１は、その吐出側ｆに高温高圧の冷媒を吐出する。なお、圧縮機１からは冷媒とともに冷凍機油の一部が吐出される。圧縮機１からその吐出側ｆに吐出された冷媒は、凝縮器として機能する第２熱交換器５に流入する。これによって、冷媒は、図１４に示すｆからｃの状態に遷移する。
　さらに、冷媒は、第１減圧装置４に流入することで減圧される。その結果、冷媒は、図１４に示すｉの状態に遷移し、気液二相の状態となる。気液二相の冷媒は、気液分離器として機能する油分離器３に冷凍機油とともに流入する。油分離器３内では、ガス状態の冷媒が上層に分離され、液状態の冷媒が下層に分離される。なお、油分離器３に流入した冷凍機油は、液状態の冷媒とともに油分離器３の下層に分離される。
　油分離器３の上層に分離されたガス状態の冷媒は、油分離器３を出て第２減圧装置７に流入し、減圧される。これによって、油分離器３の上層に分離されたガス状態の冷媒は、図１４に示すｊの状態からｇの状態に遷移する。ｇの状態に遷移した冷媒は、第３熱交換器８に向かう。一方、油分離器３の下層に分離された液状態の冷媒は、油分離器３を出て第３熱交換器８に向かう。このときの冷媒は、図１４に示すｊの状態にある。
　ｇの状態にある冷媒と、ｅの状態にある冷媒とは、第３熱交換器８において熱交換を行う。その結果、前者の冷媒の状態がｇからｈに遷移し、後者の冷媒の状態がｅからｂに遷移する。ｈの状態の冷媒は、圧縮機１に向かう。一方、ｂの状態の冷媒は、蒸発器として機能する第１熱交換器２に向かう。第３熱交換器８は、第１熱交換器２に向かう冷媒の状態をｅからｂに遷移させることによって、第１熱交換器２の伝熱性能を向上させることができる。なお、第１熱交換器２から排出された冷媒は、図１４に示すａの状態となる。
　なお、実施の形態３において、圧縮機１の吐出側に第１熱交換器２が接続されるように四方弁１１の接続を切り替えた場合、第１熱交換器２が凝縮器として機能し、第２熱交換器５が蒸発器として機能する。この場合の冷媒および冷凍機油の流れは、既に図１０を用いて説明したとおりであるので、ここではその説明を繰り返さない。また、第３熱交換器８を含めた冷媒回路３０の動作も、図１０を用いて説明した冷媒回路２０の動作と同様であるので、ここでは、その説明を繰り返さない。なお、冷凍サイクル装置３００は、実施の形態２と同様に油分離器３を冷凍機油と液状の冷媒とを分離する液液分離器として機能させる。
　実施の形態４．
　実施の形態４では、実施の形態３に関わる冷凍サイクル装置３００に対して、第３減圧装置１２を搭載した冷凍サイクル装置４００について説明する。先に説明した冷凍サイクル装置３００は、四方弁１１で圧縮機１の吐出口の接続先と圧縮機１の吸入口の接続先とを入れ替えることによって、油分離器３の機能が液液分離器と気液分離器とに変化する。これに対して、実施の形態４に関わる冷凍サイクル装置４００は、四方弁１１の切り替えの態様にかかわらず、油分離器３は液液分離器として機能する。以下、図面を参照して実施の形態４を詳細に説明する。
　図１５は、実施の形態４に関わる冷凍サイクル装置４００の構成を示す図である。冷凍サイクル装置４００は、冷媒回路４０と制御装置８０とを備える。冷媒回路４０は、冷媒回路３０の構成に加えて第３減圧装置１２を備えている。第３減圧装置１２は、油分離器３と第１熱交換器２との間を繋ぐ冷媒配管６０の途中に設けられている。より詳細には、第３減圧装置１２は、油分離器３と第３熱交換器８との間に位置している。
　＜圧縮機１の吐出側に第２熱交換器５が接続されている場合＞
　図１５には、四方弁１１によって圧縮機１の吐出側に第２熱交換器５が接続されている例が示されている。圧縮機１の吐出側に第２熱交換器５が接続されているため、冷媒は、圧縮機１、第２熱交換器５を経て第１減圧装置４に向かう方向に流れる。これにより、第１熱交換器２は蒸発器として機能し、第２熱交換器５は凝縮器として機能する。第３減圧装置１２は、油分離器３よりも冷媒の流れる方向の下流側でかつ蒸発器として機能する第１熱交換器２よりも上流側に位置する。この第３減圧装置１２の配置は、実施の形態１に関わる冷凍サイクル装置１００（図１参照）の第１減圧装置４の配置と共通する。すなわち、図１に示す冷媒回路１０において、第１減圧装置４は、油分離器３よりも冷媒の流れる方向の下流側でかつ蒸発器として機能する第２熱交換器５よりも上流側に位置する。
　比較のため、仮に、図１５に示す第１減圧装置４を無視した場合、冷媒回路４０において、第２熱交換器（凝縮器）５、油分離器３、第３減圧装置１２、第１熱交換器（蒸発器）２の順に冷媒が流れることと、冷媒回路１０において、第１熱交換器（凝縮器）２、油分離器３、第１減圧装置４、第２熱交換器（蒸発器）５の順に冷媒が流れることとが対応していることがなお一層、容易に理解されるであろう。さらに、油分離器３と圧縮機１の吸入側とが、第２減圧装置７を経て接続されている点で冷媒回路１０と冷媒回路４０とは共通している。
　これらの回路構成から理解されるとおり、図１５に示す冷凍サイクル装置４００は、図示のとおりに冷媒が流れるとき、実施の形態１に関わる冷凍サイクル装置１００（図２参照）と同様に、油回収モードを実現可能である。
　具体的には、第１減圧装置４の減圧弁の開度を最大にすることで第１減圧装置４の減圧効果を無視できる程度に調整するとともに、第２減圧装置７の減圧弁の開度と第３減圧装置１２の減圧弁の開度とを調整することによって、油回収モードを実現できる。第１減圧装置４、第２減圧装置７、および第３減圧装置１２の減圧弁の開度は、冷凍サイクル装置４００の制御装置８０が調整する。
　第３減圧装置１２の減圧弁の開度は、実施の形態１に関わる油回収モードを実現するための第１減圧装置４の減圧弁の開度に準じて調整するとよい。第２減圧装置７の減圧弁の開度は、実施の形態１に関わる油回収モードを実現するための第２減圧装置７の減圧弁の開度に準じて調整するとよい。なお、油回収モードにおける第１減圧装置４の減圧弁の開度は、その減圧の程度を無視できる程度のものとすることができればよく、必ずしも最大開度に調整する必要はない。油回収モードの制御のフローは図１７を用いて後述する。
　さらに、図１５に示す冷凍サイクル装置４００は、図示のとおりに冷媒が流れるとき、実施の形態１に関わる冷凍サイクル装置１００（図１参照）と同様に、通常モードを実現可能である。
　具体的には、第１減圧装置４の減圧弁の開度を最大にすることで第１減圧装置４の減圧効果を無視できる程度に調整するとともに、第３減圧装置１２の減圧弁の開度と第２減圧装置７の減圧弁の開度とを調整することによって、通常モードを実現できる。第１減圧装置４、第２減圧装置７、および第３減圧装置１２の減圧弁の開度は、冷凍サイクル装置４００の制御装置８０が調整する。
　第３減圧装置１２の減圧弁の開度は、実施の形態１に関わる通常モードを実現するための第１減圧装置４の減圧弁の開度に準じて調整するとよい。第２減圧装置７の減圧弁の開度は、実施の形態１に関わる通常モードを実現するための第２減圧装置７の減圧弁の開度に準じて調整するとよい。なお、通常モードにおける第１減圧装置４の減圧弁の開度は、その減圧の程度を無視できる程度のものとすることができればよく、必ずしも最大開度に調整する必要はない。通常モードの制御のフローは図１６を用いて後述する。
　図１５に示す冷凍サイクル装置４００は、図示のとおりに冷媒が流れるとき、実施の形態１に関わる冷凍サイクル装置１００と同様に、運転モードを通常モードと油回収モードとに切り替え可能である。冷凍サイクル装置４００が運転モードを通常モードと油回収モードとに切り替えるための制御フローは、図６および図７に示す制御フローに準じる。
　ただし、冷凍サイクル装置４００において、第２温度センサ５２が検出する温度は、蒸発器として機能する第１熱交換器２の蒸発温度ＥＴであり、第３温度センサ５３が検出する温度は、凝縮器として機能する第２熱交換器５の凝縮温度ＣＴである。このため、図６または図７のフローチャートに準じた制御を冷凍サイクル装置４００が実行する場合、ステップＳ１０１では、第３温度センサ５３の検出値から凝縮温度ＣＴを取得し、ステップＳ１０２およびステップＳ２００では、第２温度センサ５２の検出値から蒸発温度ＥＴを取得する。
　＜通常モードの制御フロー（実施の形態４）＞
　図１６は、通常モードの制御を示すフローチャートである。特に、このフローチャートは、図１５に示すように圧縮機１の吐出側に第２熱交換器５が接続されている場合の通常モードの制御に関する。
　制御装置８０は、圧縮機１の吐出側に第２熱交換器５が接続されている状態の冷凍サイクル装置４００を通常モードで運転する場合、第１減圧装置４、第２減圧装置７、および第３減圧装置１２を次のように制御する。まず、制御装置８０は、第１減圧装置４の減圧弁の開度を最大（１００％）にする（ステップＳ５００）。これにより、第１減圧装置４の減圧効果が無視できる状態になる。
　次に、制御装置８０は、第２減圧装置７の減圧弁の開度を第１開度に下げる（ステップＳ５０１）。第１開度は、油分離器３から返油管６１に流入する冷媒の量を減少させるために必要な開度である。たとえば、第１開度は０％である。
　次に、制御装置８０は、冷凍サイクル装置４００の目標能力に対応した吐出温度および圧力となるように第１減圧装置４の減圧弁の開度を調整する（ステップＳ５０２）。
　制御装置８０は、ステップＳ５００～Ｓ５０２のとおり、第１減圧装置４、第２減圧装置７、および第３減圧装置１２を制御することにより、通常モードを実現する。制御装置８０がステップＳ５００～Ｓ５０２を実行する順序をいずれの順序に変更してもよい。
　＜油回収モードの制御フロー（実施の形態４）＞
　図１７は、油回収モードの制御を示すフローチャートである。特に、このフローチャートは、図１５に示すように圧縮機１の吐出側に第２熱交換器５が接続されている場合の油回収モードの制御に関する。
　制御装置８０は、圧縮機１の吐出側に第２熱交換器５が接続されている状態の冷凍サイクル装置４００を油回収モードで運転する場合、第１減圧装置４、第２減圧装置７、および第３減圧装置１２を次のように制御する。まず、制御装置８０は、第１減圧装置４の減圧弁の開度を最大（１００％）にする（ステップＳ６００）。これにより、第１減圧装置４の減圧効果が無視できる状態になる。
　次に、制御装置８０は、第２減圧装置７の減圧弁の開度を第１開度よりも大きい第２開度に上げる（ステップＳ６０１）。これにより、油分離器３から返油管６１に向かう冷凍機油の流入が促進される。たとえば、第２開度は１００％である。
　次に、制御装置８０は、第３減圧装置１２の減圧弁の開度を第３開度に下げる（ステップＳ６０２）。第３開度は、通常モードでの第１減圧装置４の開度よりも小さい開度である。第３減圧装置１２が減圧弁の開度を下げることによって、通常モードのときよりも第３減圧装置１２による減圧効果が高まる。その結果、第２熱交換器５から油分離器３に流入する冷媒の温度を下げることができる。
　制御装置８０は、ステップＳ６００～Ｓ６０２のとおり、第１減圧装置４、第２減圧装置７、および第３減圧装置１２を制御することにより、油回収モードを実現する。制御装置８０がステップＳ６００～Ｓ６０２を実行する順序は、図１７に示す順序に限られず、いずれのステップを他のステップよりも先に実行してもよい。また、制御装置８０は、ステップ６０２を実行することなく、油回収モードを実現してもよい。すなわち、ステップＳ６００、Ｓ６０１のとおりに第１減圧装置４と第２減圧装置７とを制御することで、油分離器３から返油管６１に向かって冷凍機油を流入させることができ、油回収モードを実現できる。
　＜圧縮機１の吐出側に第１熱交換器２が接続されている場合＞
　再び、図１５を参照して、圧縮機１の吐出側に第１熱交換器２が接続されている場合の冷凍サイクル装置４００の動作を説明する。破線で示すように、四方弁１１によって圧縮機１の吐出側に第１熱交換器２が接続されている場合、圧縮機１、第１熱交換器２、第３減圧装置１２、油分離器３、第２熱交換器５の順に冷媒が流れる。その結果、第１熱交換器２が凝縮器として機能し、第２熱交換器５が蒸発器として機能する。この場合の冷凍サイクル装置４００と、図１０に示す冷凍サイクル装置２００とを比較する。このとき、冷凍サイクル装置４００が第３減圧装置１２および第４温度センサ５４を備えている点を除いて、冷凍サイクル装置４００と冷凍サイクル装置２００とは共通していることがわかる。
　ここで、圧縮機１の吐出側に第１熱交換器２が接続されているときの冷凍サイクル装置４００において、第３減圧装置１２の減圧弁の開度を最大にしたときを考える。このとき、冷凍サイクル装置４００は、冷凍サイクル装置４００が第４温度センサ５４を備えている点を除けば、図１０に示す冷凍サイクル装置２００と実質的に同じ構成となる。したがって、冷凍サイクル装置４００は、圧縮機１の吐出側に第１熱交換器２が接続されている場合、制御装置８０が第３減圧装置１２の減圧弁の開度を最大に制御した上で、図１０に示す冷凍サイクル装置２００と同様に、第１減圧装置４の減圧弁の開度と第２減圧装置７の減圧弁の開度とを調整することによって、運転モードを通常モードと油回収モードとに切り替えることが可能である。
　＜変形例１＞
　図６のステップＳ１０２および図７のステップＳ２００において、蒸発温度ＥＴに変えて、または蒸発温度ＥＴに加えて、外気温度Ｔｏｕｔを取得してもよい。ここで、外気温度Ｔｏｕｔは、蒸発器として機能する熱交換器に接する外気の温度を意味する。図１に示す冷凍サイクル装置１００においては、第２熱交換器５に接する外気の温度が外気温度Ｔｏｕｔに該当する。たとえば、第２熱交換器５の図示しないファンの吸い込み口に対して設けた温度センサによって、外気温度Ｔｏｕｔを検出することが考えられる。
　図６のステップＳ１０２および図７のステップＳ２００において、外気温度Ｔｏｕｔを取得した場合、図６のステップＳ１０５および図７のステップＳ２０１において、外気温度Ｔｏｕｔを基準値と比較することによって、冷媒の温度が油分離温度以下であるか否かを判定してもよい。通常、外気温度Ｔｏｕｔは、蒸発温度ＥＴよりも高いと考えられる。このため、「蒸発温度ＥＴ≦油分離温度？」に変えて、「外気温度Ｔｏｕｔ≦基準値？」を判定する場合、「基準値」は、「油分離温度」に対して「一定値」を加えた値とすればよい。ここで、「一定値」は、外気温度と蒸発温度との関係から導くことができる。外気温度と蒸発温度との関係は、凝縮温度を検出するセンサと外気温度を検出するセンサを設けた冷凍サイクル装置を稼働させ、両センサの検出値を取得することによって特定することができる。
　＜変形例２＞
　図６のステップＳ１０４において、吐出ＳＨに変えて、吐出温度Ｔｄを基準値と判定することによって、冷媒の温度が冷凍機油の分離温度よりも低いか否かを推定してもよい。
　＜変形例３＞
　圧縮機１の吐出側に設けた圧力センサの検出値から、凝縮温度ＣＴを算出してもよい。
　＜変形例４＞
　圧縮機１の吸入側に設けた圧力センサの検出値から、蒸発温度ＥＴを算出してもよい。
　＜変形例５＞
　図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１０４およびステップＳ１０５のうちのいずれか一方のみを判定するものとしてもよい。たとえば、ステップＳ１０４でＮＯと判定した場合に、ステップＳ１０７に進んで通常モードで運転する。あるいは、ステップＳ１０３から直ちにステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５でＹＥＳと判定したときには油回収モードで運転し（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０５でＮＯと判定したときには通常モードで運転する（ステップＳ１０７）。
　（まとめ）
　以下に、本実施の形態を総括する。
　本開示は、冷凍サイクル装置（１００～４００）に関する。冷凍サイクル装置（１００～４００）は、圧縮機（１）と、第１熱交換器（２）と、第２熱交換器（５）と、第１減圧装置（４）と、油分離器（３）と、圧縮機（１）、第１熱交換器（２）、油分離器（３）、第１減圧装置（４）、第２熱交換器（５）の順に冷媒を循環させる第１循環経路と、油分離器（３）と圧縮機（１）の吸入側とを接続する返油経路（６１）と、返油経路に設けられた第２減圧装置（７）と、第１減圧装置（４）および第２減圧装置（７）を制御する制御装置（８０）とを備え、制御装置（８０）は、第１循環経路を流れる冷媒と冷凍機油とが油分離器（３）で分離しているときに、第２減圧装置（７）の減圧の程度を調整することにより、運転モードを返油経路（６１）が開放された油回収モード（図６のＳ１０６、図７のＳ２０２）に設定するように構成されている。
　このような構成とすることにより、冷媒と冷凍機油とが油分離器で分離しているときに冷凍機油が回収されるため、冷凍機油の回収効率を向上し得る冷凍サイクル装置を提供できる。
　好ましくは、制御装置（８０）は、第１循環経路を流れる冷媒と冷凍機油とが油分離器（３）で分離していないときに、第２減圧装置（７）の減圧の程度を調整することにより、運転モードを返油経路が閉鎖された通常モード（図６のＳ１０７、図７のＳ２０３）に設定するように構成されている。
　このような構成とすることにより、冷媒と冷凍機油とが油分離器で分離していないときに通常モードで運転されるため、第１熱交換器と第２熱交換器とを経由して循環する冷媒の量が減少することを防止できる。
　好ましくは、制御装置は、通常モードと比較して油回収モード（図６のＳ１０６、図７のＳ２０２）において、油分離器から第１減圧装置への冷媒の流入量が抑制されるとともに油分離器に流入する冷媒の温度が下がるよう、第１減圧装置の減圧の程度を調整する。
　このような構成とすることにより、冷媒と冷凍機油との分離を促進することができる。
　好ましくは、制御装置は、第１減圧装置（４）および第２減圧装置（７）の減圧の程度を調整することにより、返油経路（６１）を閉塞した状態で冷媒を第１循環経路で循環させることが可能に構成されている。
　好ましくは、圧縮機（１）の吐出側を流れる冷媒の温度を検出する第１温度センサ（５１）をさらに備え、制御装置（８０）は、冷凍サイクル装置（１００～４００）を起動したときに、第１温度センサ（５１）が検出した温度を用いて、運転モードを油回収モード（図６のＳ１０６、図７のＳ２０２）に設定するか否かを判定する。
　好ましくは、第１熱交換器（２）を流れる冷媒の温度を検出する第２温度センサ（５２）をさらに備え、制御装置は、第１温度センサ（５１）が検出した温度と第２温度センサ（５２）が検出した温度とから演算した過熱度に基づいて、運転モードを油回収モード（図６のＳ１０６）に設定するか否かを判定する（図６のＳ１０４）。
　好ましくは、第２熱交換器（５）を流れる冷媒の温度または第２熱交換器（５）に接する外気の温度を検出する第３温度センサ（５３）をさらに備え、制御装置（８０）は、冷凍サイクル装置（１００～４００）の運転中に、第３温度センサ（５３）が検出した温度を用いて、運転モードを油回収モード（図７のＳ２０２）に設定するか否かを判定する（図７のＳ２０１）。
　好ましくは、第１熱交換器（２）と油分離器（３）との間を流れる冷媒と、第２減圧装置（７）と圧縮機（１）との間を流れる冷媒との間で熱を交換させる第３熱交換器（８）をさらに備える。
　好ましくは、四方弁（１１）をさらに備え、四方弁（１１）は、冷媒が循環する方向を第１循環経路と第２循環経路とに切り替え、第２循環経路では、圧縮機（１）、第２熱交換器（５）、第１減圧装置（４）、油分離器（３）、第１熱交換器（２）の順に冷媒が循環し、油分離器（３）は、第２循環経路で冷媒が循環しているとき、ガス状の冷媒を返油経路（６１）を介して圧縮機（１）に戻す。
　好ましくは、四方弁（１１）と、油分離器（３）と第１熱交換器（２）との間を流れる冷媒の経路に設けた第３減圧装置（１２）とをさらに備え、四方弁（１１）は、冷媒が循環する方向を第１循環経路と第２循環経路とに切り替え、第２循環経路では、圧縮機（１）、第２熱交換器（５）、第１減圧装置（４）、油分離器（３）、第１熱交換器（２）の順に冷媒が循環し、制御装置（８０）は、第２循環経路を流れる冷媒と冷凍機油とが油分離器（３）で分離しているときに、第１減圧装置（４）および第２減圧装置（７）の減圧の程度を調整することにより、運転モードを油回収モードに設定するように構成されている。
　好ましくは、制御装置（８０）は、第１減圧装置（１）の減圧の程度を調整して油分離器（３）から第１減圧装置（４）への冷媒の流入量を抑制するとともに、第２減圧装置（７）の減圧の程度を調整して油分離器（３）から返油経路（６１）への冷凍機油の流入量を増加させることにより、油回収モード（図６のＳ１０６、図７のＳ２０２）に設定する。
　好ましくは、制御装置（８０）は、第１減圧装置（１）および第２減圧装置（７）の減圧の程度を調整することにより、冷媒と冷凍機油とを分離させている油分離器（３）に対して返油経路が開放された油回収モードに運転モードを設定するように構成されている。
　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。本開示の範囲は、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およ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　第１熱交換器、３　油分離器、４　第１減圧装置、５　第２熱交換器、７　第２減圧装置、８　第３熱交換器、１０，２０，３０　冷媒回路、１１　四方弁、１２　第３減圧装置、３１　本体部、３２　第１配管、３３　第２配管、３４　第３配管、４１　境界面、４２　境界面、５１　第１温度センサ、５２　第２温度センサ、５３　第３温度センサ、５４　第４温度センサ、６０　冷媒配管、６１　返油管、８０　制御装置、８１　制御基板、８２　プロセッサ、８３　メモリ、１００，２００，３００　冷凍サイクル装置。

Claims (9)

  1. 　冷凍サイクル装置であって、
    　圧縮機と、
    　第１熱交換器と、
    　第２熱交換器と、
    　第１減圧装置と、
    　油分離器と、
    　前記圧縮機、前記第１熱交換器、前記油分離器、前記第１減圧装置、前記第２熱交換器の順に冷媒を循環させる第１循環経路と、
    　前記油分離器と前記圧縮機の吸入側とを接続する返油経路と、
    　前記返油経路に設けられた第２減圧装置と、
    　前記第１減圧装置および前記第２減圧装置を制御する制御装置とを備え、
    　前記制御装置は、前記第１循環経路を流れる前記冷媒と冷凍機油とが前記油分離器で分離しているときに、前記第２減圧装置の減圧の程度を調整することにより、運転モードを前記返油経路が開放された油回収モードに設定するように構成されている、冷凍サイクル装置。
  2. 　前記制御装置は、前記第１循環経路を流れる前記冷媒と前記冷凍機油とが前記油分離器で分離していないときに、前記第２減圧装置の減圧の程度を調整することにより、前記運転モードを前記返油経路が閉鎖された通常モードに設定するように構成されている、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
  3. 　前記制御装置は、前記油回収モードにおいて、前記通常モードと比較して前記油分離器から前記第１減圧装置への前記冷媒の流入量が抑制されるとともに前記油分離器に流入する前記冷媒の温度が下がるよう、前記第１減圧装置の減圧の程度を調整する、請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
  4. 　前記圧縮機の吐出側を流れる前記冷媒の温度を検出する第１温度センサをさらに備え、
    　前記制御装置は、前記冷凍サイクル装置を起動したときに、前記第１温度センサが検出した温度を用いて、前記運転モードを前記油回収モードに設定するか否かを判定する、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
  5. 　前記第１熱交換器を流れる前記冷媒の温度を検出する第２温度センサをさらに備え、
    　前記制御装置は、前記第１温度センサが検出した温度と前記第２温度センサが検出した温度とから演算した過熱度に基づいて、前記運転モードを前記油回収モードに設定するか否かを判定する、請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
  6. 　前記第２熱交換器を流れる前記冷媒の温度または前記第２熱交換器に接する外気の温度を検出する第３温度センサをさらに備え、
    　前記制御装置は、前記冷凍サイクル装置の運転中に、前記第３温度センサが検出した温度を用いて、前記運転モードを前記油回収モードに設定するか否かを判定する、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
  7. 　前記第１熱交換器と前記油分離器との間を流れる前記冷媒と、前記第２減圧装置と前記圧縮機との間を流れる前記冷媒との間で熱を交換させる第３熱交換器をさらに備える、請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
  8. 　四方弁をさらに備え、
    　前記四方弁は、前記冷媒が循環する方向を前記第１循環経路と第２循環経路とに切り替え、
    　前記第２循環経路では、前記圧縮機、前記第２熱交換器、前記第１減圧装置、前記油分離器、前記第１熱交換器の順に前記冷媒が循環し、
    　前記油分離器は、前記第２循環経路で前記冷媒が循環しているとき、ガス状の前記冷媒を前記返油経路を介して前記圧縮機に戻す、請求項１～請求項７のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
  9. 　四方弁と、
    　前記油分離器と前記第１熱交換器との間を流れる前記冷媒の経路に設けた第３減圧装置とをさらに備え、
    　前記四方弁は、前記冷媒が循環する方向を前記第１循環経路と第２循環経路とに切り替え、
    　前記第２循環経路では、前記圧縮機、前記第２熱交換器、前記第１減圧装置、前記油分離器、前記第３減圧装置、前記第１熱交換器の順に前記冷媒が循環し、
    　前記制御装置は、前記第２循環経路を流れる前記冷媒と前記冷凍機油とが前記油分離器で分離しているときに、前記第１減圧装置および前記第２減圧装置の減圧の程度を調整することにより、前記運転モードを前記油回収モードに設定するように構成されている、請求項１～請求項７のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
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