WO2024014027A1 - 冷凍システム - Google Patents

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WO2024014027A1
WO2024014027A1 PCT/JP2023/005804 JP2023005804W WO2024014027A1 WO 2024014027 A1 WO2024014027 A1 WO 2024014027A1 JP 2023005804 W JP2023005804 W JP 2023005804W WO 2024014027 A1 WO2024014027 A1 WO 2024014027A1
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WO
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oil
compressor
pressure
low
line
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PCT/JP2023/005804
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English (en)
French (fr)
Inventor
寿幸 石田
航平 松本
峰正 大村
Original Assignee
三菱重工業株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B43/00Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • F25B43/02Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat for separating lubricants from the refrigerant

Definitions

  • a refrigeration system equipped with multiple compressors has a structure in which each compressor is connected by an oil equalizing pipe.
  • Oil equalizing pipes connected to multiple compressors supply refrigeration oil from the compressor with a large amount of refrigeration oil to the compressor with a small amount of refrigeration oil, thereby reducing the amount of refrigeration oil in each compressor. The amount of oil is evened out.
  • Patent Document 1 in a refrigeration system in which two multi-stage compressors each having a high-pressure compression element and a low-pressure compression element are connected in parallel, there is a structure having an oil return pipe as an oil equalizing pipe to suppress unevenness of the oil level.
  • the oil return pipe of Patent Document 1 returns refrigerating machine oil discharged from one compressor to the suction side of the other compressor.
  • the present disclosure provides a refrigeration system that can stably supply oil to all compressors in a plurality of compressor units.
  • a refrigeration system includes a plurality of compressor units and an oil equalizing pipe that connects the plurality of compressor units to each other, and each compressor unit includes a low-pressure compressor that compresses refrigerant, and a low-pressure compressor that compresses a refrigerant.
  • a high-pressure compressor that compresses compressed refrigerant; an oil separator that separates lubricating oil from the refrigerant compressed by the high-pressure compressor; and an oil tank that stores the lubricating oil separated by the oil separator;
  • a main oil line is connected to an oil tank and discharges the oil stored in the oil tank, and the main oil line and the low pressure compressor are connected to each other to discharge the oil flowing through the main oil line.
  • the oil equalizing pipe connects the main oil lines in different compressor units to each other, and each compressor unit has a low pressure valve disposed on the low pressure oil line and a high pressure valve disposed on the high pressure oil line. It also has.
  • oil can be stably supplied to all compressors in a plurality of compressor units.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a refrigeration system according to a first embodiment of the present disclosure. It is a diagram showing a schematic configuration of a refrigeration system according to a second embodiment of the present disclosure.
  • the refrigeration system 1 includes a plurality of (two in this embodiment) compressor units 2 that compress refrigerant.
  • the refrigeration system 1 circulates refrigerant compressed by a compressor unit 2 between a cooling supply target such as an indoor unit, for example.
  • the refrigerant is, for example, carbon dioxide (CO2).
  • CO2 carbon dioxide
  • the refrigerant may be other than carbon dioxide.
  • the refrigeration system 1 includes a condenser 8 that condenses the refrigerant compressed by the compressor unit 2, an evaporator 9 that evaporates the recovered refrigerant, an oil equalization pipe 10, and a control unit 200. It is mainly equipped with. Moreover, in the refrigeration system 1, the plurality of compressor units 2 are connected in parallel. Therefore, the plurality of compressor units 2 can be operated not only under the same operating conditions but also under different operating conditions at the same time.
  • the refrigeration system 1 includes a first compressor unit 2A and a second compressor unit 2B as the plurality of compressor units 2.
  • the first compressor unit 2A and the second compressor unit 2B have the same configuration. Therefore, the first compressor unit 2A and the second compressor unit 2B are hereinafter simply referred to as compressor unit 2 and will be explained.
  • the compressor unit 2 of this embodiment includes a low pressure compressor 3, an intercooler 4, a high pressure compressor 5, an oil separator 6, an oil tank 7, a main oil line 70, a low pressure oil line 30, and a high pressure It mainly includes an oil line 50, a low pressure valve 39, and a high pressure valve 59.
  • the refrigerant flows from the low-pressure compressor 3 toward the oil separator 6.
  • the side where the low pressure compressor 3 is arranged with respect to the intercooler 4 is the upstream side
  • the side where the high pressure compressor 5 is arranged with respect to the intercooler 4. is the downstream side.
  • the low-pressure compressor 3 compresses the gas refrigerant supplied from the evaporator 9 in multiple stages (two stages in this embodiment).
  • the low-pressure compressor 3 is a two-stage compressor that includes a low-pressure rotary compression mechanism 31 and a low-pressure scroll compression mechanism 32 in series.
  • the low-pressure rotary compression mechanism 31 compresses gas refrigerant supplied from the outside of the low-pressure compressor 3.
  • the low-pressure scroll compression mechanism 32 further compresses the refrigerant compressed by the low-pressure rotary compression mechanism 31.
  • the refrigerant compressed by the low-pressure scroll compression mechanism 32 is sent to the intercooler 4.
  • the low pressure compressor 3 further includes a low pressure oil level sensor (oil sensor) 33.
  • the low pressure oil level sensor 33 is a sensor that can measure the amount of oil (refrigerating machine oil) stored inside the low pressure compressor 3.
  • the low pressure oil level sensor 33 detects the height of the oil level inside the casing (not shown) of the low pressure compressor 3.
  • the low-pressure oil level sensor 33 issues a signal to the control unit 200 when the oil level reaches the detectable range or goes out of the detectable range.
  • the intercooler 4 is arranged between the low pressure compressor 3 and the high pressure compressor 5. Intercooler 4 is arranged downstream of low-pressure compressor 3 in the refrigerant flow direction. The intercooler 4 cools the refrigerant compressed by the low pressure compressor 3. In this embodiment, the intercooler 4 is, for example, an air-cooled type.
  • the high-pressure compressor 5 is disposed on the downstream side of the intercooler 4 in the refrigerant flow direction.
  • the high-pressure compressor 5 further compresses the gas refrigerant, which has been compressed by the low-pressure compressor 3 and then cooled by the intercooler 4, in multiple stages (in this embodiment, two stages).
  • the high-pressure compressor 5 is a two-stage compressor that includes a high-pressure rotary compression mechanism 51 and a high-pressure scroll compression mechanism 52 in series.
  • the high-pressure rotary compression mechanism 51 compresses refrigerant supplied from the outside of the high-pressure compressor 5.
  • the high-pressure scroll compression mechanism 52 further compresses the refrigerant compressed by the high-pressure rotary compression mechanism 51.
  • the refrigerant compressed by the high-pressure rotary compression mechanism 51 is sent to the oil separator 6. Furthermore, the high-pressure compressor 5 further includes a high-pressure oil level sensor (oil sensor) 53.
  • the high-pressure oil level sensor 53 is a sensor that can measure the amount of oil (refrigerating machine oil) stored inside the high-pressure compressor 5.
  • the high-pressure oil level sensor 53 detects the height of the oil level inside the casing (not shown) of the high-pressure compressor 5.
  • the high-pressure oil level sensor 53 issues a signal to the control unit 200 when the position of the oil level reaches the detectable range or goes out of the detectable range.
  • the oil separator 6 is disposed on the downstream side of the high-pressure compressor 5 in the refrigerant flow direction.
  • the oil separator 6 separates oil (refrigerating machine oil) contained in the refrigerant from the refrigerant compressed by the high-pressure compressor 5.
  • the refrigerant that has passed through the oil separator 6 is sent to a condenser 8 that is disposed downstream of the compressor unit 2 in the flow direction.
  • the oil tank 7 is arranged on the downstream side of the oil separator 6 in the refrigerant flow direction.
  • the oil separated by the oil separator 6 is discharged into an oil tank 7.
  • the oil tank 7 stores oil sent from the oil separator 6.
  • the main oil line 70 is a pipe connected to the oil tank 7.
  • the main oil line 70 is connected to the bottom of the oil tank 7 and discharges the oil stored in the oil tank 7 to the outside of the oil tank 7.
  • the main oil line 70 is directly connected to the bottom of the oil tank 7.
  • the low pressure oil line 30 is a pipe that connects the main oil line 70 and the low pressure compressor 3.
  • the low pressure oil line 30 sends oil flowing through the main oil line 70 to the low pressure compressor 3.
  • Low pressure oil line 30 is directly connected to main oil line 70.
  • the high-pressure oil line 50 is a pipe that connects the main oil line 70 and the high-pressure compressor 5.
  • the low pressure oil line 30 sends oil flowing through the main oil line 70 to the high pressure compressor 5.
  • High pressure oil line 50 is directly connected to main oil line 70.
  • the low pressure oil line 30, the high pressure oil line 50, and the main oil line 70 are connected at a connection position C.
  • the low pressure valve 39 is arranged in the low pressure oil line 30.
  • the low pressure valve 39 is capable of switching the opening degree of the low pressure oil line 30 based on a signal from the control unit 200.
  • the low pressure valve 39 of this embodiment is an on-off valve that can be switched between a fully open state in which oil flowing through the low pressure oil line 30 is allowed to flow toward the low pressure compressor 3 and a fully closed state in which the oil is not allowed to flow.
  • the low pressure valve 39 is disposed on the downstream side in the flow direction (a position close to the low pressure compressor 3) with respect to the connection position C.
  • the high pressure valve 59 is arranged in the high pressure oil line 50.
  • the high pressure valve 59 is capable of switching the opening degree of the high pressure oil line 50 based on a signal from the control unit 200.
  • the high-pressure valve 59 of this embodiment is an on-off valve that can be switched between a fully open state that allows oil flowing through the high-pressure oil line 50 to flow toward the high-pressure compressor 5 and a fully closed state that prevents the oil from flowing.
  • the high-pressure valve 59 is disposed on the downstream side in the flow direction (a position close to the high-pressure compressor 5) with respect to the connection position C.
  • the condenser 8 is a condenser that condenses the refrigerant compressed by the compressor unit 2.
  • the condenser 8 is disposed on the downstream side of the oil separator 6 in the refrigerant flow direction. In this embodiment, only one capacitor 8 is disposed for each of the plurality of compressor units 2.
  • the condenser 8 is, for example, an air-cooled heat exchanger that exchanges heat between external air and a refrigerant.
  • the high-temperature, high-pressure gas refrigerant generated by the high-pressure compressor 5 passes through the condenser 8 and is condensed to become a high-temperature, high-pressure liquid refrigerant.
  • the refrigerant condensed in the condenser 8 is sent to the evaporator 9 via a receiver (not shown), an expansion valve (not shown), and the like.
  • the evaporator 9 is an evaporator that generates a low-temperature, low-pressure gas refrigerant to be supplied to the compressor unit 2.
  • the evaporator 9 is disposed upstream of the low-pressure compressor 3 in the refrigerant flow direction.
  • the evaporator 9 is arranged separately for the plurality of compressor units 2. That is, two evaporators 9 in this embodiment are arranged, the same number as the compressor units 2.
  • the evaporator 9 is, for example, an air-cooled heat exchanger that exchanges heat between external air and a refrigerant.
  • the low-temperature, low-pressure liquid refrigerant that has passed through the expansion valve etc.
  • the low-temperature, low-pressure gas refrigerant is supplied to the low-pressure compressor 3 of the compressor unit 2 .
  • the oil equalizing pipe 10 connects the plurality of compressor units 2 to each other. Specifically, the oil equalizing pipe 10 connects the main oil lines 70 in different compressor units 2 to each other between the connection position C and the oil tank 7. Therefore, the oil equalizing pipe 10 of this embodiment connects the main oil line 70 of the first compressor unit 2A and the main oil line 70 of the second compressor unit 2B. A first end (one end) of the oil equalizing pipe 10 is connected between a connection position C in the first compressor unit 2A and the oil tank 7. The second end (the end opposite to the first end) of the oil equalizing pipe 10 is connected between the connection position C in the second compressor unit 2B and the oil tank 7.
  • the oil equalizing pipe 10 is located downstream in the flow direction with respect to the oil tank 7 with respect to the first compressor unit 2A and the second compressor unit 2B, and with respect to the low pressure oil line 30 and the high pressure oil line 50. Connected on the upstream side in the flow direction.
  • the oil equalizing pipe 10 of this embodiment is a pipe that extends linearly with the same diameter.
  • the control unit 200 adjusts the opening degrees of the low pressure valve 39 and the high pressure valve 59 based on information from the low pressure oil level sensor 33 and the high pressure oil level sensor 53.
  • the control unit 200 of this embodiment collectively controls the first compressor unit 2A and the second compressor unit 2B. Specifically, the control unit 200 controls the low pressure oil level sensor 33 and high pressure oil level sensor 53 of the first compressor unit 2A, and the low pressure oil level sensor 33 and high pressure oil level sensor 53 of the second compressor unit 2B. Information on the position of the oil level in each compressor is acquired as information on the low pressure oil level sensor 33 and the high pressure oil level sensor 53.
  • the control unit 200 sets the low pressure valve 39 and high pressure valve 59 corresponding to the compressor in which the sensor that sent the information is disposed to either a fully open state or a fully closed state.
  • "corresponding" means that the low pressure oil level sensor 33 or the high pressure oil level sensor 53 that sent the information is arranged.
  • control unit 200 responds to signals sent from the low-pressure oil level sensor 33 and the high-pressure oil level sensor 53 when the oil level reaches the detectable range or goes out of the detectable range. Based on this information, information on the oil level positions inside the low-pressure compressor 3 and high-pressure compressor 5 is acquired. If the obtained oil level position information is information indicating that the oil level position has reached the detectable range, the control unit 200 causes the corresponding low pressure valve 39 or high pressure valve 59 to be fully closed. Send instructions. If the obtained oil level position information is information that indicates that the oil level position is out of the detectable range, the control unit 200 instructs the corresponding low pressure valve 39 or high pressure valve 59 to be fully open. send.
  • the gas refrigerant supplied to the high-pressure compressor 5 flows through the high-pressure rotary compression mechanism 51 and the high-pressure scroll compression mechanism 52 in this order, and is compressed in two stages.
  • the gas refrigerant compressed by the high-pressure compressor 5 is sent to an oil separator 6, where oil contained in the gas refrigerant is separated.
  • the gas refrigerant from which the oil has been separated is sent to the condenser 8 and supplied to the refrigerant supply target.
  • the refrigerant that has undergone heat exchange with the refrigerant supply target is returned to the compressor unit 2 and sent to the evaporator 9 via a receiver (not shown), an expansion valve (not shown), and the like.
  • the refrigerant sent to the evaporator 9 evaporates and becomes a low-temperature, low-pressure gas refrigerant.
  • the low-temperature, low-pressure gas refrigerant is again supplied to the low-pressure compressor 3 of the compressor unit 2. In this way, refrigerant is circulated in the refrigeration system 1 to the compressor unit 2.
  • the oil separated by the oil separator 6 is sent to the oil tank 7 and stored there.
  • the oil sent to the oil tank 7 is returned to the low pressure compressor 3 through the main oil line 70 and the low pressure oil line 30 only when the low pressure valve 39 is fully open.
  • a portion of the oil passing through the main oil line 70 is returned to the high-pressure compressor 5 through the main oil line 70 and the high-pressure oil line 50 only when the high-pressure valve 59 is fully open.
  • the oil passing through the main oil line 70 is sent to another main oil line 70 through the oil equalizing pipe 10. That is, a part of the oil passing through the main oil line 70 of the first compressor unit 2A is sent to the main oil line 70 of the second compressor unit 2B through the oil equalizing pipe 10. Further, a part of the oil passing through the main oil line 70 of the second compressor unit 2B is sent to the main oil line 70 of the first compressor unit 2A through the oil equalizing pipe 10.
  • the main oil line 70 of the first compressor unit 2A and the main oil line 70 of the second compressor unit 2B are connected by the oil equalizing pipe 10. Therefore, the oil accumulated in the oil tank 7 of the first compressor unit 2A can flow not only into the main oil line 70 of the first compressor unit 2A but also into the main oil line 70 of the second compressor unit 2B. Similarly, the oil accumulated in the oil tank 7 of the second compressor unit 2B can flow not only into the main oil line 70 of the second compressor unit 2B but also into the main oil line 70 of the first compressor unit 2A. .
  • a low pressure valve 39 is arranged in the low pressure oil line 30, and a high pressure valve 59 is arranged in the high pressure oil line 50. Therefore, the amount (flow state) of oil flowing into the low pressure compressor 3 from the main oil line 70 and the low pressure oil line 30 can be adjusted by the low pressure valve 39. Similarly, the amount (flow state) of oil flowing into the high-pressure compressor 5 from the main oil line 70 and the high-pressure oil line 50 can be adjusted by the high-pressure valve 59. With these, oil stored in different oil tanks 7 can be supplied to any compressor by switching the opening degrees of the low pressure valve 39 and the high pressure valve 59.
  • the control unit 200 also switches the opening degrees of the low pressure valve 39 and the high pressure valve 59 based on the oil level position information from the low pressure oil level sensor 33 and high pressure oil level sensor 53 of each compressor unit 2. There is. Therefore, if there is a low-pressure compressor 3 or a high-pressure compressor 5 that lacks oil in each compressor unit 2, oil is supplied to the low-pressure compressor 3 or high-pressure compressor 5 that lacks oil.
  • the low pressure valve 39 and high pressure valve 59 can be opened automatically.
  • the low-pressure compressor 3 or high-pressure compressor 5 in which an excessive amount of oil has accumulated is The low pressure valve 39 and the high pressure valve 59 for supplying can be automatically closed. In this way, the amount of oil in each compressor can be automatically adjusted by the control unit 200. Therefore, in the plurality of compressor units 2, oil can be supplied to all the compressors so that the amount of oil stored therein is approximately uniform.
  • the refrigeration system 1B of the second embodiment further includes an adjustment on-off valve 101 disposed in the middle of the oil equalizing pipe 10.
  • the adjustment on-off valve 101 is capable of switching the opening degree of the oil equalizing pipe 10 based on a signal from the control section 200B.
  • the adjustment on-off valve 101 of this embodiment is an on-off valve that can be switched between a fully open state that allows oil to flow through the oil equalizing pipe 10 and a fully closed state that prevents it from flowing.
  • the control unit 200B of the second embodiment adjusts the opening degree of not only the low pressure valve 39 and the high pressure valve 59 but also the adjustment valve 101 based on the information of the low pressure oil level sensor 33 and the high pressure oil level sensor 53.
  • the control unit 200B receives information from the low-pressure oil level sensor 33 and high-pressure oil level sensor 53 of the first compressor unit 2A and the low-pressure oil level sensor 33 and high-pressure oil level sensor 53 of the second compressor unit 2B in each compressor. Obtain information on oil level position. Based on the acquired oil level position information, the control unit 200B provides information on the total amount of oil in the low-pressure compressor 3 and high-pressure compressor 5 in the first compressor unit 2A and the second compressor unit.
  • the control unit 200B causes the adjustment valve 101 to be fully open when the amount of oil in either compressor unit 2 is small or excessive, based on the information on the amount of oil in each compressor unit 2 as a whole. send instructions to do so. Further, when the amount of oil in all the compressor units 2 is appropriate, the control section 200B sends an instruction to the adjustment on-off valve 101 to be in a fully closed state.
  • the configurations other than the compressor unit 2 are not limited in any way, and the configurations can be changed as appropriate.
  • the low pressure compressor 3 and the low pressure compressor 3 are not limited to being two-stage compressors.
  • the low pressure compressor 3 and the high pressure compressor 5 may be multi-stage compressors with three or more stages, or may be single-stage compressors with only one stage.
  • the low pressure compressor 3 and the high pressure compressor 5 are not limited to having a structure including a rotary compression mechanism and a scroll compression mechanism.
  • the low pressure compressor 3 and the high pressure compressor 5 may have only a rotary compression mechanism in multiple stages, or may have only a scroll compression mechanism in multiple stages.
  • the compressor unit 2 and the refrigeration systems 1 and 1B include a receiver (not shown) that recovers liquid refrigerant from the refrigerant condensed in the condenser 8, and a receiver that adiabatically expands and depressurizes the liquid refrigerant recovered by the receiver.
  • an expansion valve (not shown) which is an expander that converts the refrigerant into a gas-liquid two-phase state by evaporating a part of the liquid; It may further include an economizer (not shown), which is a device for separating the liquid phase and the liquid phase.
  • the low pressure valve 39 and the high pressure valve 59 are not limited to being on/off valves or electromagnetic valves.
  • the low pressure valve 39 and the high pressure valve 59 may be valves whose opening degrees can be adjusted arbitrarily, or may be valves whose opening degrees are adjusted manually instead of by the control units 200 and 200B.
  • the control units 200 and 200B may send instructions to appropriate the opening degrees of the valves.
  • the evaporator 9 is not limited to being arranged separately for the plurality of compressor units 2.
  • only one evaporator 9 may be disposed for a plurality of compressor units 2.
  • the capacitor 8 is not limited to only one disposed for each of the plurality of compressor units 2.
  • the capacitor 8 may be arranged separately for the plurality of compressor units 2.
  • the refrigeration system 1, 1B includes a plurality of compressor units 2 connected in parallel and an oil equalizing pipe 10 that connects the plurality of compressor units 2 to each other, and each compressor unit 2 includes a low-pressure compressor 3 that compresses refrigerant, a high-pressure compressor 5 that compresses the refrigerant compressed by the low-pressure compressor 3, and an oil separator that separates oil from the refrigerant compressed by the high-pressure compressor 5.
  • each compressor unit 2 further includes a low pressure valve 39 disposed in the low pressure oil line 30 and a high pressure valve 59 disposed in the high pressure oil line 50.
  • the main oil line 70 of one compressor unit 2 and the main oil line 70 of the other compressor unit 2 are connected to the oil equalizing pipe 10. Therefore, the oil accumulated in the oil tank 7 of one compressor unit 2 can flow not only into the main oil line 70 of that compressor unit 2 but also into the main oil line 70 of another compressor unit 2.
  • a low pressure valve 39 is arranged in the low pressure oil line 30, and a high pressure valve 59 is arranged in the high pressure oil line 50. Therefore, the amount (flow state) of oil flowing into the low pressure compressor 3 from the low pressure oil line 30 can be adjusted by the low pressure valve 39.
  • the amount of oil flowing into the high-pressure compressor 5 from the high-pressure oil line 50 can be adjusted by the high-pressure valve 59.
  • oil stored in different oil tanks 7 can be supplied to any compressor by switching the opening degrees of the low pressure valve 39 and the high pressure valve 59. Therefore, regardless of the operating status of a plurality of compressors, it is possible to stop supplying oil to a compressor with a large amount of oil, and to start supplying oil to a compressor with a low amount of oil. Thereby, oil can be stably supplied to all the compressors in the plurality of compressor units 2.
  • the refrigeration system 1, 1B is the refrigeration system 1, 1B of (1), in which the low pressure compressor 3 and the high pressure compressor 5 reduce the amount of oil stored therein. It further includes control units 200 and 200B that have a measurable oil sensor and adjust the opening degrees of the low pressure valve 39 and the high pressure valve 59 based on information from the oil sensor.
  • the refrigeration system 1 is the refrigeration system 1 or 1B of (1) or (2), and further includes an adjustment on-off valve 101 disposed in the middle of the oil equalizing pipe 10.
  • oil can be stably supplied to all compressors in a plurality of compressor units.

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Abstract

冷凍システムは、並列に接続された複数の圧縮機ユニットと、複数の圧縮機ユニットを互いに繋ぐ均油管と、を備える。圧縮機ユニットは、低圧圧縮機と、高圧圧縮機と、冷媒から油を分離するオイルセパレータと、前記油を貯留するオイルタンクと、前記油を前記低圧圧縮機に送る低圧オイルラインと、前記油を前記高圧圧縮機に送る高圧オイルラインと、を有する。前記均油管は、異なる圧縮機ユニットにおけるメインオイルラインを互いに接続する。各圧縮機ユニットは、前記低圧オイルラインに配置された低圧弁と、前記高圧オイルラインに配置された高圧弁と、をさらに有する。

Description

冷凍システム
 本開示は、冷凍システムに関する。
 本願は、2022年7月14日に日本に出願された特願2022-113060号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 複数の圧縮機が備えられた冷凍システムでは、各圧縮機が均油管で接続された構造がある。複数の圧縮機に接続された均油管は、冷凍機油である油の量が多い圧縮機から冷凍機油の量が少ない圧縮機へと冷凍機油を供給することで、各圧縮機での冷凍機油の油量の均一化が図れている。
 例えば、特許文献1には、高圧圧縮要素及び低圧圧縮要素をそれぞれ有する二つの多段圧縮機を並列に接続した冷凍装置において、油面の偏りを抑えるための均油管として油戻し管を有する構造が記載されている。特許文献1の油戻し管は、一方の圧縮機から吐出された冷凍機油を、他方の圧縮機の吸入側に戻している。これにより、圧縮機内に溜まった冷凍機油の量の間に偏りが生じた場合に、一方の圧縮機から吐出された多く冷凍機油が、冷凍機油の少ない圧縮機に戻ることになる。その結果、圧縮機内に溜まった冷凍機油の量の偏りが抑制されている。
特開2011-214757号公報
 ところで、圧縮機だけでなく、オイルタンク及び圧縮機を有する圧縮機ユニットを並列に接続する場合がある。このような構造の場合、油が各圧縮機や各オイルタンクを順に循環するわけではない。そのため、各圧縮機ユニットでの圧縮機の運転状態の差によって、オイルタンクの貯蔵されている油の量に差が生じる場合がある。その結果、一部のオイルタンクで圧縮機に供給する油が不足し、複数の圧縮機ユニットを安定して継続的に運転することが難しくなってしまう。
 本開示は、複数の圧縮機ユニットにおいて、全ての圧縮機に安定的に油を供給することが可能な冷凍システムを提供する。
 本開示に係る冷凍システムは、複数の圧縮機ユニットと、複数の圧縮機ユニットを互いに繋ぐ均油管と、を備え、各圧縮機ユニットは、冷媒を圧縮する低圧圧縮機と、前記低圧圧縮機で圧縮された冷媒を圧縮する高圧圧縮機と、前記高圧圧縮機で圧縮された前記冷媒から潤滑油を分離するオイルセパレータと、前記オイルセパレータで分離された前記潤滑油を貯留するオイルタンクと、前記オイルタンクに接続されて、前記オイルタンクに貯留された前記油を排出するメインオイルラインと、前記メインオイルラインと前記低圧圧縮機とを接続して、前記メインオイルラインを流通する前記油を前記低圧圧縮機に送る低圧オイルラインと、前記メインオイルラインと前記高圧圧縮機とを接続して、前記メインオイルラインを流通する前記油を前記高圧圧縮機に送る高圧オイルラインと、を有し、前記均油管は、異なる圧縮機ユニットにおける前記メインオイルラインを互いに接続し、各圧縮機ユニットは、前記低圧オイルラインに配置された低圧弁と、前記高圧オイルラインに配置された高圧弁と、をさらに有する。
 本開示の冷凍システムによれば、複数の圧縮機ユニットにおいて、全ての圧縮機に安定的に油を供給することができる。
本開示の第一実施形態に係る冷凍システムの概略構成を示す図である。 本開示の第二実施形態に係る冷凍システムの概略構成を示す図である。
 以下、添付図面を参照して、本開示による冷凍システムを実施するための形態を説明する。しかし、本開示はこの実施形態のみに限定されるものではない。
<第一実施形態>
(冷凍システムの構成)
 図1に示すように、冷凍システム1は、冷媒を圧縮する圧縮機ユニット2を複数(本実施形態では二つ)備える。冷凍システム1は、圧縮機ユニット2で圧縮した冷媒を、例えば室内機等の冷却供給対象との間で循環する。本実施形態において、冷媒は、例えば二酸化炭素(CO2)である。なお、冷媒は、二酸化炭素以外であってもよい。
 冷凍システム1は、複数の圧縮機ユニット2の他に、圧縮機ユニット2で圧縮された冷媒を凝縮するコンデンサ8と、回収された冷媒を蒸発させるエバポレータ9と、均油管10と、制御部200とを主に備えている。また、冷凍システム1では、複数の圧縮機ユニット2は、並列に接続されている。そのため、複数の圧縮機ユニット2は、同時に、同じ運転条件だけでなく、異なる運転条件でも運転可能とされている。
 本実施形態では、冷凍システム1は、複数の圧縮機ユニット2として、第一圧縮機ユニット2Aと、第二圧縮機ユニット2Bとを備えている。第一圧縮機ユニット2A及び第二圧縮機ユニット2Bは、同一の構成となっている。そのため、第一圧縮機ユニット2A及び第二圧縮機ユニット2Bを、以下、単に圧縮機ユニット2と称して説明する。
 本実施形態の圧縮機ユニット2は、低圧圧縮機3と、インタークーラ4と、高圧圧縮機5と、オイルセパレータ6と、オイルタンク7と、メインオイルライン70と、低圧オイルライン30と、高圧オイルライン50と、低圧弁39と、高圧弁59とを主に備えている。
 圧縮機ユニット2において、冷媒は、低圧圧縮機3からオイルセパレータ6に向けて流れる。以下において、圧縮機ユニット2における冷媒の流通方向において、インタークーラ4に対して低圧圧縮機3が配置されている側を上流側、インタークーラ4に対して高圧圧縮機5が配置されている側を下流側とする。
 低圧圧縮機3は、エバポレータ9から供給されたガス冷媒を多段階(本実施形態では二段階)にわたって圧縮する。本実施形態において、低圧圧縮機3は、低圧ロータリー圧縮機構31と、低圧スクロール圧縮機構32と、を直列に備えた二段圧縮機である。低圧ロータリー圧縮機構31は、低圧圧縮機3の外部から供給されたガス冷媒を圧縮する。低圧スクロール圧縮機構32は、低圧ロータリー圧縮機構31で圧縮された冷媒をさらに圧縮する。低圧スクロール圧縮機構32で圧縮された冷媒は、インタークーラ4に送られる。また、低圧圧縮機3は、低圧油面センサ(オイルセンサ)33をさらに備えている。低圧油面センサ33は、低圧圧縮機3の内部の油(冷凍機油)の貯留量を計測可能なセンサである。低圧油面センサ33は、低圧圧縮機3のケーシング(不図示)の内部での油面の高さを検出している。低圧油面センサ33は、油面の位置が検出可能範囲に到達した際や検出可能範囲から外れた際に制御部200に信号を発する。
 インタークーラ4は、低圧圧縮機3と高圧圧縮機5との間に配置されている。インタークーラ4は、低圧圧縮機3に対して冷媒の流通方向の下流側に配置されている。インタークーラ4は、低圧圧縮機3で圧縮された冷媒を冷却する。本実施形態において、インタークーラ4は、例えば、空冷式である。
 高圧圧縮機5は、インタークーラ4に対して冷媒の流通方向の下流側に配置されている。高圧圧縮機5は、低圧圧縮機3で圧縮された後にインタークーラ4で冷却されたガス冷媒をさらに多段階(本実施形態では二段階)にわたって圧縮する。本実施形態において、高圧圧縮機5は、高圧ロータリー圧縮機構51と、高圧スクロール圧縮機構52と、を直列に備えた二段圧縮機である。高圧ロータリー圧縮機構51は、高圧圧縮機5の外部から供給された冷媒を圧縮する。高圧スクロール圧縮機構52は、高圧ロータリー圧縮機構51で圧縮された冷媒をさらに圧縮する。高圧ロータリー圧縮機構51で圧縮された冷媒は、オイルセパレータ6に送られる。また、高圧圧縮機5は、高圧油面センサ(オイルセンサ)53をさらに備えている。高圧油面センサ53は、高圧圧縮機5の内部の油(冷凍機油)の貯留量を計測可能なセンサである。高圧油面センサ53は、高圧圧縮機5のケーシング(不図示)の内部での油面の高さを検出している。高圧油面センサ53は、油面の位置が検出可能範囲に到達した際や検出可能範囲から外れた際に制御部200に信号を発する。
 オイルセパレータ6は、高圧圧縮機5に対して冷媒の流通方向の下流側に配置されている。オイルセパレータ6は、高圧圧縮機5で圧縮された冷媒から、冷媒に含まれる油(冷凍機油)を分離する。オイルセパレータ6を経た冷媒は、圧縮機ユニット2に対して流通方向の下流側に配置されたコンデンサ8に送られる。
 オイルタンク7は、オイルセパレータ6に対して冷媒の流通方向の下流側に配置されている。オイルセパレータ6で分離された油は、オイルタンク7に排出される。オイルタンク7は、オイルセパレータ6から送られてきた油を貯留している。
 メインオイルライン70は、オイルタンク7と接続されている配管である。メインオイルライン70は、オイルタンク7の底部に接続され、オイルタンク7に貯留された油を、オイルタンク7の外部に排出している。メインオイルライン70は、オイルタンク7の底部に直接接続されている。
 低圧オイルライン30は、メインオイルライン70と低圧圧縮機3とを接続している配管である。低圧オイルライン30は、メインオイルライン70を流通する油を低圧圧縮機3に送る。低圧オイルライン30は、メインオイルライン70に直接接続されている。
 高圧オイルライン50は、メインオイルライン70と高圧圧縮機5とを接続している配管である。低圧オイルライン30は、メインオイルライン70を流通する油を高圧圧縮機5に送る。高圧オイルライン50は、メインオイルライン70に直接接続されている。低圧オイルライン30と高圧オイルライン50とメインオイルライン70とは、接続位置Cで接続されている。
 低圧弁39は、低圧オイルライン30に配置されている。低圧弁39は、制御部200からの信号に基づいて、低圧オイルライン30の開度を切り替え可能とされている。本実施形態の低圧弁39は、低圧オイルライン30を流通する油を低圧圧縮機3に向かって流通可能にする全開状態と流通不能にする全閉状態とに切り替え可能なオンオフ弁である。低圧弁39は、接続位置Cに対して、流通方向の下流側(低圧圧縮機3に近い位置)に配置されている。
 高圧弁59は、高圧オイルライン50に配置されている。高圧弁59は、制御部200からの信号に基づいて、高圧オイルライン50の開度を切り替え可能とされている。本実施形態の高圧弁59は、高圧オイルライン50を流通する油を高圧圧縮機5に向かって流通可能にする全開状態と流通不能にする全閉状態とに切り替え可能なオンオフ弁である。高圧弁59は、接続位置Cに対して、流通方向の下流側(高圧圧縮機5に近い位置)に配置されている。
 コンデンサ8は、圧縮機ユニット2で圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器である。コンデンサ8は、オイルセパレータ6に対して冷媒の流通方向の下流側に配置されている。本実施形態では、コンデンサ8は、複数の圧縮機ユニット2に対して一つのみが配置されている。コンデンサ8は、例えば、外部の空気と冷媒とを熱交換させる空冷式の熱交換器である。高圧圧縮機5で生成された高温高圧のガス冷媒は、コンデンサ8を通過することで凝縮され、高温高圧の液冷媒となる。コンデンサ8で凝縮された冷媒は、レシーバ(不図示)や膨張弁(不図示)等を介して、エバポレータ9に送られる。
 エバポレータ9は、圧縮機ユニット2に供給する低温低圧のガス冷媒を生成する蒸発器である。エバポレータ9は、低圧圧縮機3に対して冷媒の流通方向の上流側に配置されている。本実施形態では、エバポレータ9は、複数の圧縮機ユニット2に対して別々に配置されている。つまり、本実施形態のエバポレータ9は、圧縮機ユニット2と同数の二つ配置されている。エバポレータ9は、例えば、外部の空気と冷媒とを熱交換させる空冷式の熱交換器である。膨張弁等を通過してきた低温低圧の液冷媒は、エバポレータ9を通過する際に外部の空気と熱交換することで蒸発し、低温低圧のガス冷媒となる。低温低圧のガス冷媒は、圧縮機ユニット2の低圧圧縮機3に供給される。
 均油管10は、複数の圧縮機ユニット2を互いに繋いでいる。具体的には、均油管10は、接続位置Cとオイルタンク7との間で、異なる圧縮機ユニット2におけるメインオイルライン70を互いに接続している。したがって、本実施形態の均油管10は、第一圧縮機ユニット2Aのメインオイルライン70と第二圧縮機ユニット2Bのメインオイルライン70とを接続している。均油管10の第一端(片側の端部)は、第一圧縮機ユニット2Aにおける接続位置Cとオイルタンク7との間に接続されている。均油管10の第二端(第一端と逆側の端部)は、第二圧縮機ユニット2Bにおける接続位置Cとオイルタンク7との間に接続されている。これにより、均油管10は、第一圧縮機ユニット2A及び第二圧縮機ユニット2Bに対して、オイルタンク7に対して流通方向の下流側かつ、低圧オイルライン30及び高圧オイルライン50に対して流通方向の上流側で接続されている。本実施形態の均油管10は、同径のまま直線状に延びる配管である。
 制御部200は、低圧油面センサ33及び高圧油面センサ53の情報に基づいて、低圧弁39及び高圧弁59の開度を調整する。本実施形態の制御部200は、第一圧縮機ユニット2A及び第二圧縮機ユニット2Bをまとめて制御している。具体的には、制御部200は、第一圧縮機ユニット2Aの低圧油面センサ33及び高圧油面センサ53と、第二圧縮機ユニット2Bの低圧油面センサ33及び高圧油面センサ53から、低圧油面センサ33及び高圧油面センサ53の情報として、各圧縮機での油面の位置の情報を取得する。制御部200は、取得した油面の位置の情報に基づいて、その情報を送ってきたセンサが配置された圧縮機に対応する低圧弁39及び高圧弁59を全開状態及び全閉状態の何れかに切り替える。ここで、「対応する」とは、その情報を送ってきた低圧油面センサ33又は高圧油面センサ53が配置されていることを意味する。
 より具体的には、制御部200は、油面の位置が検出可能範囲に到達した際や検出可能範囲から外れた際に低圧油面センサ33及び高圧油面センサ53から送られてくる信号に基づいて、低圧圧縮機3及び高圧圧縮機5の内部の油面の位置の情報を取得している。取得した油面の位置の情報が油面の位置が検出可能範囲に到達したことを知らせる情報である場合には、制御部200は、対応する低圧弁39または高圧弁59に全閉状態とする指示を送る。取得した油面の位置の情報が油面の位置が検出可能範囲から外れたことを知らせる情報である場合には、制御部200は、対応する低圧弁39または高圧弁59に全開状態とする指示を送る。
(作用効果)
 上記構成の冷凍システム1では、複数の圧縮機ユニット2が並列に接続されている。各圧縮機ユニット2では、エバポレータ9で生成されたガス冷媒が低圧圧縮機3へ供給される。低圧圧縮機3へ供給されたガス冷媒は、低圧ロータリー圧縮機構31、低圧スクロール圧縮機構32の順に流れ、二段階に圧縮される。低圧圧縮機3で圧縮されたガス冷媒は、インタークーラ4へ送られて冷却される。さらに、インタークーラ4で冷却されたガス冷媒は、高圧圧縮機5へ供給される。高圧圧縮機5へ供給されたガス冷媒は、高圧ロータリー圧縮機構51、高圧スクロール圧縮機構52の順に流れ、二段階に圧縮される。高圧圧縮機5で圧縮されたガス冷媒は、オイルセパレータ6に送られて、ガス冷媒に含まれる油が分離される。油が分離されたガス冷媒は、コンデンサ8に送られて、冷媒供給対象に供給される。冷媒供給対象で熱交換を行った冷媒は、圧縮機ユニット2に戻され、レシーバ(不図示)や膨張弁(不図示)等を介して、エバポレータ9に送られる。エバポレータ9に送られた冷媒は蒸発することで、低温低圧のガス冷媒となる。低温低圧のガス冷媒は、圧縮機ユニット2の低圧圧縮機3に再び供給される。このようにして、冷媒は、冷凍システム1において、圧縮機ユニット2に循環される。
 また、オイルセパレータ6で分離された油は、オイルタンク7に送られて貯留される。オイルタンク7に送られた油は、低圧弁39が全開状態の場合のみ、メインオイルライン70及び低圧オイルライン30を通って低圧圧縮機3に戻される。また、メインオイルライン70を通る油の一部は、高圧弁59が全開状態の場合のみ、メインオイルライン70及び高圧オイルライン50を通って高圧圧縮機5に戻される。また、メインオイルライン70を通る油は、均油管10を通って別のメインオイルライン70に送られる。つまり、第一圧縮機ユニット2Aのメインオイルライン70を通る油の一部は、均油管10を通って、第二圧縮機ユニット2Bのメインオイルライン70に送られる。また、第二圧縮機ユニット2Bのメインオイルライン70を通る油の一部は、均油管10を通って、第一圧縮機ユニット2Aのメインオイルライン70に送られる。
 このように本実施形態の冷凍システム1では、第一圧縮機ユニット2Aのメインオイルライン70と第二圧縮機ユニット2Bのメインオイルライン70とが均油管10で繋がれている。そのため、第一圧縮機ユニット2Aのオイルタンク7に溜まった油は、第一圧縮機ユニット2Aのメインオイルライン70だけでなく、第二圧縮機ユニット2Bのメインオイルライン70に流れ込むことができる。同様に、第二圧縮機ユニット2Bのオイルタンク7に溜まった油は、第二圧縮機ユニット2Bのメインオイルライン70だけでなく、第一圧縮機ユニット2Aのメインオイルライン70に流れ込むことができる。加えて、各圧縮機ユニット2では、低圧オイルライン30に低圧弁39が配置され、高圧オイルライン50に高圧弁59が配置されている。そのため、メインオイルライン70及び低圧オイルライン30から低圧圧縮機3に流れ込む油の量(流通状態)を低圧弁39で調整できる。同様に、メインオイルライン70及び高圧オイルライン50から高圧圧縮機5に流れ込む油の量(流通状態)を高圧弁59で調整できる。これらによって、異なるオイルタンク7に溜められた油を、低圧弁39や高圧弁59の開度を切り替えることで、任意の圧縮機に供給することができる。したがって、複数の圧縮機の運転状況に関わらず、油の量の多い圧縮機への油の供給を止めるともに、油の少ない圧縮機への油の供給を開始することができる。これにより、複数の圧縮機ユニット2において、全ての圧縮機に安定的に油を供給することができる。
 また、制御部200によって、各圧縮機ユニット2の低圧油面センサ33及び高圧油面センサ53からの油面の位置の情報に基づいて、低圧弁39及び高圧弁59の開度が切り替えられている。そのため、各圧縮機ユニット2での油が不足している低圧圧縮機3及び高圧圧縮機5がある場合には、油が不足している低圧圧縮機3及び高圧圧縮機5に油を供給するための低圧弁39及び高圧弁59を自動的に開放することができる。同様に、各圧縮機ユニット2での油が過剰に溜まっている低圧圧縮機3及び高圧圧縮機5がある場合には、油が過剰に溜まっている低圧圧縮機3及び高圧圧縮機5に油を供給するための低圧弁39及び高圧弁59を自動的に閉塞することができる。このように、各圧縮機での油の量を制御部200によって自動的に調整できる。そのため、複数の圧縮機ユニット2において、全ての圧縮機に対して、溜めている油の量を均一に近づけるように、油を供給することができる。
<第二実施形態>
 次に、本開示に係る冷凍システム1Bの第二実施形態について説明する。なお、以下に説明する第二実施形態においては、上記第一実施形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。第二実施形態では、調整開閉弁101を有する点で第一実施形態と異なっている。
 第二実施形態の冷凍システム1Bは、均油管10の途中に配置された調整開閉弁101をさらに備えている。調整開閉弁101は、制御部200Bからの信号に基づいて、均油管10の開度を切り替え可能とされている。本実施形態の調整開閉弁101は、均油管10を流通する油を流通可能にする全開状態と流通不能にする全閉状態とに切り替え可能なオンオフ弁である。
 第二実施形態の制御部200Bは、低圧油面センサ33及び高圧油面センサ53の情報に基づいて、低圧弁39及び高圧弁59だけでなく、調整開閉弁101の開度を調整する。制御部200Bは、第一圧縮機ユニット2Aの低圧油面センサ33及び高圧油面センサ53と、第二圧縮機ユニット2Bの低圧油面センサ33及び高圧油面センサ53から、各圧縮機での油面の位置の情報を取得する。制御部200Bは、取得した油面の位置の情報に基づいて、第一圧縮機ユニット2Aでの低圧圧縮機3と高圧圧縮機5とを合わせた全体として油の量の情報及び第二圧縮機ユニット2Bでの低圧圧縮機3と高圧圧縮機5とを合わせた全体として油の量の情報を取得する。制御部200Bは、各圧縮機ユニット2の全体として油の量の情報に基づいて、何れか一方の圧縮機ユニット2での油の量が少ない又は過剰な場合に調整開閉弁101に全開状態とする指示を送る。また、全ての圧縮機ユニット2での油の量が適正である場合には、制御部200Bは、調整開閉弁101に全閉状態とする指示を送る。
(作用効果)
 上記構成の冷凍システム1Bでは、調整開閉弁101によって、均油管10で油の流通状態が切り替えられる。そのため、第一圧縮機ユニット2A及び第二圧縮機ユニット2Bの間での油の供給を停止させることができる。したがって、一つの圧縮機ユニット2のみを運転したい場合に、運転していない圧縮機ユニット2に油が供給されることを防ぐことができる。これにより、複数の圧縮機ユニット2において、一部の圧縮機ユニット2のみでも安定的に運転できる。
(その他の実施形態)
 以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
 なお、冷凍システム1、1Bにおいて、圧縮機ユニット2以外の構成については、その構成を何ら限定するものではなく、適宜構成を変更可能である。
 また、低圧圧縮機3及び低圧圧縮機3は、ニ段圧縮機であることに限定されるものではない。低圧圧縮機3及び高圧圧縮機5は、三段以上の多段圧縮機であってもよく、一段のみの単段の圧縮機であってもよい。低圧圧縮機3及び高圧圧縮機5は、ロータリー圧縮機構とスクロール圧縮機構と有する構造であることに限定されるものではない。例えば、低圧圧縮機3及び高圧圧縮機5は、ロータリー圧縮機構のみが複数段あってもよく、スクロール圧縮機構のみが複数段あってもよい。
 また、圧縮機ユニット2は、なお、冷凍システム1、1Bは、コンデンサ8で凝縮した冷媒から液冷媒を回収するレシーバ(図示無し)や、レシーバで回収された液冷媒を断熱膨張して減圧し、液体の一部を蒸発させることによって、冷媒を気液二相の状態とする膨張器である膨張弁(不図示)や、膨張弁において気液二相の状態とされた冷媒を気相と液相とに分離する装置であるエコノマイザ(不図示)をさらに備えていてもよい。
 また、低圧弁39及び高圧弁59は、オンオフ弁であることや電磁弁であることに限定されるものではない。低圧弁39及び高圧弁59は、開度を任意に調整可能な弁であってもよく、制御部200、200Bではなく手動で開度を調整する弁であってもよい。低圧弁39及び高圧弁59がオンオフ弁でなく任意の開度に調整可能な弁である場合には、制御部200、200Bは、弁の開度を適切にするよう指示を送ってもよい。
 また、エバポレータ9は、複数の圧縮機ユニット2に対して別々に配置されていることに限定されるものではない。例えば、エバポレータ9は、複数の圧縮機ユニット2に対して一つのみが配置されていてもよい。
 また、コンデンサ8は、複数の圧縮機ユニット2に対して一つのみが配置されていることに限定されるものではない。例えば、コンデンサ8は、複数の圧縮機ユニット2に対して別々に配置されていてもよい。
<付記>
 各実施形態に記載の冷凍システム1、1Bは、例えば以下のように把握される。
(1)第1の態様に係る冷凍システム1、1Bは、並列に接続された複数の圧縮機ユニット2と、複数の圧縮機ユニット2を互いに繋ぐ均油管10と、を備え、各圧縮機ユニット2は、冷媒を圧縮する低圧圧縮機3と、前記低圧圧縮機3で圧縮された冷媒を圧縮する高圧圧縮機5と、前記高圧圧縮機5で圧縮された前記冷媒から油を分離するオイルセパレータ6と、前記オイルセパレータ6で分離された前記油を貯留するオイルタンク7と、前記オイルタンク7に接続されて、前記オイルタンク7に貯留された前記油を排出するメインオイルライン70と、前記メインオイルライン70と前記低圧圧縮機3とを接続して、前記メインオイルライン70を流通する前記油を前記低圧圧縮機3に送る低圧オイルライン30と、前記メインオイルライン70と前記高圧圧縮機5とを接続して、前記メインオイルライン70を流通する前記油を前記高圧圧縮機5に送る高圧オイルライン50と、を有し、前記均油管10は、異なる圧縮機ユニット2におけるメインオイルライン70を互いに接続し、各圧縮機ユニット2は、前記低圧オイルライン30に配置された低圧弁39と、前記高圧オイルライン50に配置された高圧弁59と、をさらに有する。
 これにより、一つの圧縮機ユニット2のメインオイルライン70と他の圧縮機ユニット2のメインオイルライン70とが均油管10と繋がれている。そのため、一つの圧縮機ユニット2のオイルタンク7に溜まった油は、その圧縮機ユニット2のメインオイルライン70だけでなく、他の圧縮機ユニット2のメインオイルライン70に流れ込むことができる。加えて、各圧縮機ユニット2では、低圧オイルライン30に低圧弁39が配置され、高圧オイルライン50に高圧弁59が配置されている。そのため、低圧オイルライン30から低圧圧縮機3に流れ込む油の量(流通状態)を低圧弁39で調整できる。同様に、高圧オイルライン50から高圧圧縮機5に流れ込む油の量(流通状態)を高圧弁59で調整できる。これらによって、異なるオイルタンク7に溜められた油を、低圧弁39や高圧弁59の開度を切り替えることで、任意の圧縮機に供給することができる。したがって、複数の圧縮機の運転状況に関わらず、油の量の多い圧縮機への油の供給を止めるともに、油の少ない圧縮機のへ油の供給を開始することができる。これにより、複数の圧縮機ユニット2において、全ての圧縮機に安定的に油を供給することができる。
(2)第2の態様に係る冷凍システム1、1Bは、(1)の冷凍システム1、1Bであって、前記低圧圧縮機3及び前記高圧圧縮機5は、内部の前記油の貯留量を計測可能なオイルセンサを有し、前記オイルセンサの情報に基づいて、前記低圧弁39及び前記高圧弁59の開度を調整する制御部200、200Bをさらに備える。
 これにより、各圧縮機ユニット2での油が不足している低圧圧縮機3及び高圧圧縮機5がある場合には、油が不足している低圧圧縮機3及び高圧圧縮機5に油を供給するための低圧弁39及び高圧弁59を自動的に開放することができる。同様に、各圧縮機ユニット2での油が過剰に溜まっている低圧圧縮機3及び高圧圧縮機5がある場合には、油が過剰に溜まっている低圧圧縮機3及び高圧圧縮機5に油を供給するための低圧弁39及び高圧弁59を自動的に閉塞することができる。このように、各圧縮機での油の量を制御部200,200Bによって自動的に調整できる。そのため、複数の圧縮機ユニット2において、全ての圧縮機に対して、溜めている油の量を均一に近づけるように、油を供給することができる。
(3)第3の態様に係る冷凍システム1は、(1)又は(2)の冷凍システム1、1Bであって、前記均油管10の途中に配置された調整開閉弁101をさらに備える。
 これにより、複数の圧縮機ユニット2の間での油の供給を停止させることができる。したがって、一つの圧縮機ユニット2のみを運転したい場合に、運転していない圧縮機ユニット2に油が供給されることを防ぐことができる。これにより、複数の圧縮機ユニット2において、一部の圧縮機ユニット2のみでも安定的に運転できる。
 本開示の冷凍システムによれば、複数の圧縮機ユニットにおいて、全ての圧縮機に安定的に油を供給することができる。
1、1B…冷凍システム
2…圧縮機ユニット
3…低圧圧縮機
31…低圧ロータリー圧縮機構
32…低圧スクロール圧縮機構
33…低圧油面センサ
4…インタークーラ
5…高圧圧縮機
51…高圧ロータリー圧縮機構
52…高圧スクロール圧縮機構
53…高圧油面センサ
6…オイルセパレータ
7…オイルタンク
70…メインオイルライン
30…低圧オイルライン
50…高圧オイルライン
39…低圧弁
59…高圧弁
C…接続位置
2A…第一圧縮機ユニット
2B…第二圧縮機ユニット
10…均油管
8…コンデンサ
9…エバポレータ
200、200B…制御部
101…調整開閉弁

 

Claims (3)

  1.  並列に接続された複数の圧縮機ユニットと、
     複数の圧縮機ユニットを互いに繋ぐ均油管と、を備え、
     各圧縮機ユニットは、
      冷媒を圧縮する低圧圧縮機と、
      前記低圧圧縮機で圧縮された冷媒を圧縮する高圧圧縮機と、
      前記高圧圧縮機で圧縮された前記冷媒から油を分離するオイルセパレータと、
      前記オイルセパレータで分離された前記油を貯留するオイルタンクと、
      前記オイルタンクに接続されて、前記オイルタンクに貯留された前記油を排出するメインオイルラインと、
      前記メインオイルラインと前記低圧圧縮機とを接続して、前記メインオイルラインを流通する前記油を前記低圧圧縮機に送る低圧オイルラインと、
      前記メインオイルラインと前記高圧圧縮機とを接続して、前記メインオイルラインを流通する前記油を前記高圧圧縮機に送る高圧オイルラインと、を有し、
     前記均油管は、異なる圧縮機ユニットにおける前記メインオイルラインを互いに接続し、
     各圧縮機ユニットは、前記低圧オイルラインに配置された低圧弁と、前記高圧オイルラインに配置された高圧弁と、をさらに有する冷凍システム。
  2.  前記低圧圧縮機及び前記高圧圧縮機は、内部の前記油の貯留量を計測可能なオイルセンサを有し、
     前記オイルセンサの情報に基づいて、前記低圧弁及び前記高圧弁の開度を調整する制御部をさらに備える請求項1に記載の冷凍システム。
  3.  前記均油管の途中に配置された調整開閉弁をさらに備える請求項1又は請求項2に記載の冷凍システム。
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