JP2010112579A - Refrigerating device - Google Patents
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Abstract
【課題】多段圧縮を複数台の圧縮機で並列に行う冷凍装置において、後発の圧縮機の起動を確実に行わせるようにして、冷凍装置の信頼性を向上させる。
【解決手段】並列に接続された2台の一軸二段の圧縮機3c,3dは、前段側の圧縮要素3dm,3cnの吐出口から中間圧路7に冷媒を吐出し、中間圧路7から後段側の圧縮要素3cn,3dnの吸入口に冷媒を吸込む。この圧縮機3c,3dの一方が既に起動しているときに、停止している方の後段側の圧縮要素3cn,3dnの吐出口と吸入口を均圧するための均圧路として、油分離機構21,22を設ける。この油分離機構21,22は、油分離器21a,22aと減圧機構21b,21bと油戻し管21c,22cにより、吐出路3bと中間圧路7を接続する。
【選択図】図1In a refrigeration apparatus in which multistage compression is performed in parallel by a plurality of compressors, the reliability of the refrigeration apparatus is improved by surely starting the subsequent compressor.
SOLUTION: Two uniaxial two-stage compressors 3c and 3d connected in parallel discharge refrigerant from the discharge ports of the compression elements 3dm and 3cn on the front stage to the intermediate pressure path 7, and from the intermediate pressure path 7 The refrigerant is sucked into the suction ports of the compression elements 3cn and 3dn on the rear stage side. When one of the compressors 3c, 3d has already been started, an oil separation mechanism is used as a pressure equalization path for equalizing the discharge port and the suction port of the downstream compression element 3cn, 3dn. 21 and 22 are provided. The oil separation mechanisms 21 and 22 connect the discharge passage 3b and the intermediate pressure passage 7 through oil separators 21a and 22a, pressure reduction mechanisms 21b and 21b, and oil return pipes 21c and 22c.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、多段圧縮式冷凍サイクルを行う冷凍装置に関し、特に、多段圧縮を複数台の圧縮機で並列に行う冷凍装置に関する。 The present invention relates to a refrigeration apparatus that performs a multistage compression refrigeration cycle, and more particularly to a refrigeration apparatus that performs multistage compression in parallel with a plurality of compressors.
従来より、多段圧縮式冷凍サイクルを行う冷凍装置の1つとして、特許文献1に示されるような、二段圧縮式冷凍サイクルを行う空気調和装置がある。この空気調和装置は、主として、直列に接続された2つの圧縮要素を有する圧縮機と、室外熱交換器と、膨張弁と、室内熱交換器とを有している。
上述の空気調和装置においては、圧縮機の前段側の圧縮要素から吐出された冷媒が圧縮機の後段側の圧縮要素に吸入されてさらに圧縮されるため、圧縮機の後段側の圧縮要素から吐出される冷媒の温度が高くなり、例えば、冷媒の放熱器として機能する室外熱交換器において、熱源としての空気や水と冷媒との間の温度差が大きくなってしまい、室外熱交換器における放熱ロスが大きくなることから、高い運転効率が得られにくいという問題がある。 In the air conditioning apparatus described above, the refrigerant discharged from the compression element on the front stage side of the compressor is sucked into the compression element on the rear stage side of the compressor and further compressed, so that the refrigerant is discharged from the compression element on the rear stage side of the compressor. For example, in an outdoor heat exchanger that functions as a refrigerant radiator, the temperature difference between air or water as a heat source and the refrigerant becomes large, and heat is radiated in the outdoor heat exchanger. Since the loss increases, there is a problem that high operating efficiency is difficult to obtain.
この問題に対して、前段側の圧縮要素から吐出されて後段側の圧縮要素に吸入される冷媒の冷却器として機能する中間冷却器を、前段側の圧縮要素から吐出された冷媒を後段側の圧縮要素に吸入させるための中間冷媒管に設けることで、後段側の圧縮要素に吸入される冷媒の温度を低くし、その結果、後段側の圧縮要素から吐出される冷媒の温度を低くして、室外熱交換器における放熱ロスを小さくすることが考えられる。このような中間冷却器を用いる場合、特に、圧縮機構の能力を大きくする必要があるときに、多段の圧縮機を複数並列につなぎ、しかも中間冷媒管を共通化することがある。 To solve this problem, an intermediate cooler that functions as a refrigerant cooler that is discharged from the compression element on the front stage and sucked into the compression element on the rear stage is used. By providing it in the intermediate refrigerant pipe to be sucked into the compression element, the temperature of the refrigerant sucked into the latter-stage compression element is lowered, and as a result, the temperature of the refrigerant discharged from the latter-stage compression element is lowered. It is conceivable to reduce the heat dissipation loss in the outdoor heat exchanger. When such an intercooler is used, particularly when it is necessary to increase the capacity of the compression mechanism, a plurality of multistage compressors may be connected in parallel, and the intermediate refrigerant pipe may be shared.
しかし、複数の多段圧縮機を並列に接続しかつ、中間冷媒管を共通化した場合において、圧縮能力の要求に応じて運転する圧縮機の台数を変更可能に構成すると、後発の圧縮機の起動時に後段側の圧縮要素において圧縮要素の吸入口と吐出口の圧力差のために、後発の圧縮機の起動が困難になるという問題が生じる。 However, when multiple multistage compressors are connected in parallel and the intermediate refrigerant pipe is shared, if the number of compressors to be operated can be changed according to the demand for compression capacity, the start of the later compressor Occasionally, there is a problem that it is difficult to start the subsequent compressor due to the pressure difference between the suction port and the discharge port of the compression element in the compression element on the rear stage side.
本発明の課題は、多段圧縮を複数台の圧縮機で並列に行う冷凍装置において、後発の圧縮機の起動を確実に行わせるようにして、圧縮機構の信頼性を向上させることにある。 An object of the present invention is to improve the reliability of a compression mechanism by surely starting a subsequent compressor in a refrigeration apparatus that performs multistage compression in parallel with a plurality of compressors.
第1発明に係る冷凍装置は、圧縮機構と、膨張機構と、熱源側熱交換器と、利用側熱交換器と、中間圧路と、第1均圧路とを備えている。圧縮機構は、吸入路と、吐出路と、第1圧縮部と、第2圧縮部とを含んでいる。第1圧縮部は、第1低圧圧縮要素と第1高圧圧縮要素とを有し、第1低圧圧縮要素と第1高圧圧縮要素が同一の駆動源で駆動される。第2圧縮部は、第2低圧圧縮要素と第2高圧圧縮要素とを有し、第2低圧圧縮要素と第2高圧圧縮要素が同一の駆動源で駆動される。吸入路から吸入された冷媒は、第1低圧圧縮要素と第2低圧圧縮要素で圧力を高められる。そして、第1高圧圧縮要素と第2高圧圧縮要素は、第1低圧圧縮要素と第2低圧圧縮要素よりもさらに冷媒の圧力を高めて吐出路から吐出する。その際、第2圧縮部は、第1圧縮部より後に起動することが可能である。ここで、「第1圧縮部」及び「第2圧縮部」は、複数の圧縮要素が一体に組み込まれた圧縮機や、単一の圧縮要素が組み込まれた圧縮機及び/又は複数の圧縮要素が組み込まれた圧縮機を複数台接続したものを含む構成を意味している。 The refrigeration apparatus according to the first invention includes a compression mechanism, an expansion mechanism, a heat source side heat exchanger, a use side heat exchanger, an intermediate pressure path, and a first pressure equalization path. The compression mechanism includes a suction path, a discharge path, a first compression section, and a second compression section. The first compression unit includes a first low pressure compression element and a first high pressure compression element, and the first low pressure compression element and the first high pressure compression element are driven by the same drive source. The second compression unit includes a second low-pressure compression element and a second high-pressure compression element, and the second low-pressure compression element and the second high-pressure compression element are driven by the same drive source. The refrigerant sucked from the suction path is increased in pressure by the first low pressure compression element and the second low pressure compression element. And a 1st high pressure compression element and a 2nd high pressure compression element raise the pressure of a refrigerant | coolant further than a 1st low pressure compression element and a 2nd low pressure compression element, and it discharges from a discharge path. At that time, the second compression unit can be activated after the first compression unit. Here, the “first compression unit” and the “second compression unit” are a compressor in which a plurality of compression elements are integrated, a compressor in which a single compression element is integrated, and / or a plurality of compression elements. Means a configuration including a plurality of connected compressors.
膨張機構は、圧縮機構の吐出路から送られる冷媒を減圧して吸入路に戻す。膨張機構と圧縮機構の吸入路との間及び膨張機構と圧縮機構の吐出路との間のうちの一方に熱源側熱交換器が設けられ、他方に利用側熱交換器が設けられる。熱源側熱交換器及び利用側熱交換器は、膨張機構と圧縮機構の吐出路との間に設けられたものが冷媒の冷却器として機能し、膨張機構と圧縮機構の吸入路との間に設けられたものが冷媒の加熱器として機能する。 The expansion mechanism decompresses the refrigerant sent from the discharge path of the compression mechanism and returns it to the suction path. A heat source side heat exchanger is provided between one of the expansion mechanism and the suction path of the compression mechanism and between the expansion mechanism and the discharge path of the compression mechanism, and the use side heat exchanger is provided on the other. As for the heat source side heat exchanger and the use side heat exchanger, those provided between the expansion mechanism and the discharge path of the compression mechanism function as a refrigerant cooler, and between the expansion mechanism and the suction path of the compression mechanism. The provided one functions as a refrigerant heater.
中間圧路は、第1低圧圧縮要素の吐出口及び第2低圧圧縮要素の吐出口から吐出された冷媒を、第1高圧圧縮要素の吸入口及び第2高圧圧縮要素の吸入口に戻す。第1均圧路は、中間圧路と第2高圧圧縮要素の吐出口との間に設けられる。第1均圧路は、第2圧縮部の停止時において、中間圧路と第2高圧圧縮要素の吐出口とを均圧にし得る。 The intermediate pressure path returns the refrigerant discharged from the discharge port of the first low pressure compression element and the discharge port of the second low pressure compression element to the suction port of the first high pressure compression element and the suction port of the second high pressure compression element. The first pressure equalizing path is provided between the intermediate pressure path and the discharge port of the second high-pressure compression element. The first pressure equalization path can equalize the intermediate pressure path and the discharge port of the second high-pressure compression element when the second compression unit is stopped.
本発明によれば、第1均圧路によって、第2圧縮部の停止時において、中間圧路と第2高圧圧縮要素の吐出口とを均圧にできる。それにより、第1圧縮部が第2圧縮部に先駆けて運転され、そのため、圧縮機構の吐出路と中間圧路との間に圧力差が生じている場合であっても、第2圧縮部の第2高圧圧縮要素の吐出口と中間圧路の圧力差がほとんどなくなる。その結果、第1圧縮部を駆動した後に第2圧縮部を駆動する場合、第2低圧圧縮要素と同一の駆動源により駆動される第2高圧圧縮要素の吸入口と吐出口との間に圧力差が生じるのを第1均圧路によって防ぎ、後発の第2圧縮部の駆動の妨げになる、圧力差により生じる力を抑制することができる。 According to the present invention, the first pressure equalization path can equalize the intermediate pressure path and the discharge port of the second high pressure compression element when the second compression unit is stopped. As a result, the first compression unit is operated prior to the second compression unit. Therefore, even when a pressure difference is generated between the discharge path and the intermediate pressure path of the compression mechanism, The pressure difference between the discharge port of the second high-pressure compression element and the intermediate pressure path is almost eliminated. As a result, when the second compression unit is driven after the first compression unit is driven, the pressure between the suction port and the discharge port of the second high pressure compression element driven by the same drive source as the second low pressure compression element It is possible to prevent the difference from being generated by the first pressure equalizing path, and to suppress the force generated by the pressure difference that hinders the driving of the subsequent second compression section.
第2発明に係る冷凍装置は、第1発明の冷凍装置であって、中間圧路と第1低圧圧縮要素の吸入口との間に設けられた第2均圧路をさらに備えている。第2均圧路は、第2圧縮部の停止時において、中間圧路と第1低圧圧縮要素の吸入口とを均圧にし得る。 A refrigeration apparatus according to a second aspect of the present invention is the refrigeration apparatus according to the first aspect of the present invention, further comprising a second pressure equalization path provided between the intermediate pressure path and the suction port of the first low-pressure compression element. The second pressure equalization path can equalize the intermediate pressure path and the suction port of the first low-pressure compression element when the second compression unit is stopped.
本発明によれば、第2均圧路によって、第2圧縮部の停止時において、中間圧路と第2低圧圧縮要素の吸入口とを均圧にできる。それにより、第1圧縮部が第2圧縮部に先駆けて運転され、そのため、圧縮機構の吸入路と中間圧路との間に圧力差が生じている場合であっても、第2圧縮部の第2低圧圧縮要素の吸入口と中間圧路の圧力差がほとんどなくなる。その結果、第1圧縮部を駆動した後に第2圧縮部を駆動する場合、第2圧縮部の第2低圧圧縮要素の吸入口と吐出口との間に圧力差が生じるのを、第2均圧路によって防ぎ、後発の第2圧縮部の駆動の妨げとなる力をさらに小さくすることができる。 According to the present invention, the second pressure equalizing path can equalize the intermediate pressure path and the suction port of the second low-pressure compression element when the second compression unit is stopped. As a result, the first compression unit is operated prior to the second compression unit. Therefore, even when a pressure difference is generated between the suction path and the intermediate pressure path of the compression mechanism, The pressure difference between the suction port of the second low-pressure compression element and the intermediate pressure path is almost eliminated. As a result, when the second compression unit is driven after the first compression unit is driven, a pressure difference is generated between the suction port and the discharge port of the second low-pressure compression element of the second compression unit. This can be prevented by the pressure path, and the force that hinders the driving of the subsequent second compression section can be further reduced.
第3発明に係る冷凍装置は、第1発明または第2発明の冷凍装置であって、第1均圧路が油分離器と減圧機構と油戻し管とにより構成されている。油分離器は、吐出路に介挿されて第2高圧圧縮要素の吐出口に接続される。油戻し管は、油分離器及び中間圧路に接続される。減圧機構は、油戻し管を流れる流体を減圧する。 A refrigeration apparatus according to a third aspect of the present invention is the refrigeration apparatus of the first or second aspect, wherein the first pressure equalizing path is composed of an oil separator, a pressure reducing mechanism, and an oil return pipe. The oil separator is inserted in the discharge passage and connected to the discharge port of the second high-pressure compression element. The oil return pipe is connected to the oil separator and the intermediate pressure path. The decompression mechanism decompresses the fluid flowing through the oil return pipe.
本発明によれば、油分離器と減圧機構と油戻し管によって、中間圧路と第2高圧圧縮要素との間の均圧を第2圧縮部の停止時に行え、かつ第2高圧圧縮要素の吐出口から吐出される油を中間圧路に戻すことができる。 According to the present invention, the oil separator, the pressure reducing mechanism, and the oil return pipe can perform pressure equalization between the intermediate pressure path and the second high pressure compression element when the second compression unit is stopped, and the second high pressure compression element Oil discharged from the discharge port can be returned to the intermediate pressure path.
第4発明に係る冷凍装置は、第1発明から第3発明のいずれかの冷凍装置であって、中間圧路と第1高圧圧縮要素の吐出口との間に設けられた第3均圧路をさらに備えている。第3均圧路は、第1圧縮部の停止時において、中間圧路と第1高圧圧縮要素の吐出口とを均圧にし得る。そして、第1圧縮部は、第2圧縮部より後に起動可能である。 A refrigeration apparatus according to a fourth invention is the refrigeration apparatus according to any one of the first to third inventions, and is a third pressure equalizing path provided between the intermediate pressure path and the discharge port of the first high-pressure compression element. Is further provided. The third pressure equalization path can equalize the intermediate pressure path and the discharge port of the first high pressure compression element when the first compression unit is stopped. The first compression unit can be activated after the second compression unit.
本発明によれば、第3均圧路によって、第1圧縮部の停止時において、中間圧路と第1高圧圧縮要素の吐出口とを均圧にできる。それにより、第2圧縮部が第1圧縮部に先駆けて運転され、そのため、圧縮機構の吐出路と中間圧路との間に圧力差が生じている場合であっても、第1圧縮部の第1高圧圧縮要素の吐出口と中間圧路の圧力差がほとんどなくなる。その結果、第2圧縮部を駆動した後に第1圧縮部を駆動する場合、第1圧縮部の第1高圧圧縮要素の吸入口と吐出口との間に圧力差が生じるのを、第3均圧路によって防ぎ、後発の第1圧縮部の駆動の妨げになる力を取り除くことができる。 According to the present invention, the third pressure equalizing path can equalize the intermediate pressure path and the discharge port of the first high pressure compression element when the first compression unit is stopped. As a result, the second compression unit is operated prior to the first compression unit. Therefore, even when a pressure difference is generated between the discharge path and the intermediate pressure path of the compression mechanism, The pressure difference between the discharge port of the first high-pressure compression element and the intermediate pressure path is almost eliminated. As a result, when the first compression unit is driven after the second compression unit is driven, a pressure difference is generated between the suction port and the discharge port of the first high-pressure compression element of the first compression unit. A force that hinders driving of the later-described first compression section can be removed by the pressure path.
第5発明に係る冷凍装置は、第1発明から第4発明のいずれかの冷凍装置であって、中間圧路に介挿された中間冷却器と、注入路とをさらに備える。中間冷却器は、第1高圧圧縮要素の吸入口及び第2高圧圧縮要素の吸入口に戻す冷媒を冷却する。注入路は、膨張機構で減圧される前の冷媒を分岐して中間冷却器と第1高圧圧縮要素の吸入口との間の中間圧路に注入する。 A refrigeration apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the refrigeration apparatus according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, further comprising an intermediate cooler interposed in the intermediate pressure path and an injection path. The intermediate cooler cools the refrigerant returned to the suction port of the first high-pressure compression element and the suction port of the second high-pressure compression element. The injection path branches the refrigerant before being decompressed by the expansion mechanism and injects it into the intermediate pressure path between the intermediate cooler and the suction port of the first high-pressure compression element.
本発明によれば、中間冷却器によって第1高圧圧縮要素及び第2高圧圧縮要素の吸入口に戻される冷媒の冷却ができるのに加え、膨張機構で減圧される前の冷媒を注入路から注入することによって外部に熱を捨てることなく熱の受け渡しを行って冷媒を冷却することができる。 According to the present invention, the refrigerant returned to the suction ports of the first high pressure compression element and the second high pressure compression element can be cooled by the intermediate cooler, and the refrigerant before being decompressed by the expansion mechanism is injected from the injection path. By doing so, heat can be transferred and the refrigerant can be cooled without throwing away heat.
第1発明の冷凍装置では、第1圧縮部が起動している状態において第1圧縮部よりも後から第2圧縮部を起動する場合に、後発の第2圧縮部を安定して確実に起動でき、冷凍装置の信頼性を向上することができる。 In the refrigeration apparatus according to the first aspect of the invention, when the second compression unit is activated after the first compression unit in a state where the first compression unit is activated, the subsequent second compression unit is stably and reliably activated. This can improve the reliability of the refrigeration apparatus.
第2発明の冷凍装置では、第1圧縮部に遅れて第2圧縮部を起動する場合に第2圧縮部の起動を妨げる力をさらに小さく抑えられるので、圧縮機構の能力の切り換えをスムーズに行うことができる。 In the refrigeration apparatus according to the second aspect of the present invention, when the second compression unit is activated behind the first compression unit, the force that hinders the activation of the second compression unit can be further reduced, so that the compression mechanism can be switched smoothly. be able to.
第3発明の冷凍装置では、第1均圧路が油を分離するための機構を兼ねるので、冷凍装
置の信頼性向上のために冷凍装置の構造が複雑化するのを抑えることができる。
In the refrigeration apparatus of the third aspect of the invention, the first pressure equalization path also serves as a mechanism for separating the oil, so that the structure of the refrigeration apparatus can be prevented from becoming complicated in order to improve the reliability of the refrigeration apparatus.
第4発明の冷凍装置では、第1圧縮部を先発にして第2圧縮部を後発にする場合も、第2圧縮部を先発にして第1圧縮部を後発にする場合も、後発の方を安定して確実に起動できるので、第1圧縮部と第2圧縮部の先発後発の入れ換えが可能になることから冷凍装置の運転が柔軟に行える。 In the refrigeration apparatus according to the fourth aspect of the invention, whether the first compression unit is the first and the second compression unit is the second generation, or the second compression unit is the first and the first compression unit is the second generation, the later one is used. Since it can start stably and reliably, since it becomes possible to replace the first and second compressors with the first and second compressors, the operation of the refrigeration apparatus can be performed flexibly.
第5発明の冷凍装置では、第1圧縮部と第2圧縮部の並列運転が可能な圧縮機構において、一台の中間冷却器と一つの注入路で圧縮機構から吐出される冷媒温度を低くできるので、冷却機能を付加するためのコストを抑えつつ冷凍装置の運転効率を向上させることができる。 In the refrigeration apparatus according to the fifth aspect of the present invention, in the compression mechanism in which the first compression unit and the second compression unit can be operated in parallel, the refrigerant temperature discharged from the compression mechanism can be lowered by one intermediate cooler and one injection path. Therefore, it is possible to improve the operation efficiency of the refrigeration apparatus while suppressing the cost for adding the cooling function.
(1)空気調和装置の基本構成
図1は、本発明の一実施形態に係る空気調和装置の概略構成図である。空気調和装置1は、冷房運転が可能となるように構成された冷媒回路2を有し、超臨界域で作動する冷媒(ここでは、二酸化炭素)を使用して二段圧縮式冷凍サイクルを行う装置である。
(1) Basic Configuration of Air Conditioner FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air conditioner according to an embodiment of the present invention. The air conditioner 1 includes a
空気調和装置1の冷媒回路2は、主として、圧縮機構3と、熱源側熱交換器4と、膨張機構5と、利用側熱交換器6と、中間冷却器7dとを有している。中間冷却器7dは中間圧路7に設けられている。
The
圧縮機構3は、本実施形態において、吸入路3a、吐出路3b、及び2つの圧縮要素で冷媒を二段圧縮する2台の圧縮機3c,3dから構成されている。2台の圧縮機3c,3dは、並列に接続されており、それぞれ、一つのケーシング3ca,3da内に、一台の圧縮機駆動モータ3cb,3dbと、一つの駆動軸3cc,3dcと、2つの圧縮要素3cm,3cn,3dm,3dnとが収容された密閉式構造となっている。圧縮機駆動モータ3cb,3dbは、それぞれ駆動軸3cc,3dcに連結されている。そして、この駆動軸3cc,3dcは、2つの圧縮要素3cm,3cn及び2つの圧縮要素3dm,3dnにそれぞれ連結されている。すなわち、圧縮機3cは、2つの圧縮要素3cm,3cnが単一の駆動軸3ccに連結されており、2つの圧縮要素3cm,3cnがともに圧縮機駆動モータ3cbによって回転駆動される、いわゆる一軸二段圧縮構造となっている。同様に、圧縮機3dは、2つの圧縮要素3dm,3dnが単一の駆動軸3dcに連結されており、2つの圧縮要素3dm,3dnがともに圧縮機駆動モータ3dbによって回転駆動される一軸二段圧縮構造となっている。圧縮要素3cm,3cn,3dm,3dnは、本実施形態において、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素である。
In this embodiment, the
圧縮機3cは、吸入路3aの吸入母管3aaから分岐された吸入枝管3abの他端に圧縮要素3cmの吸入口を接続し、吐出路3bの吐出母管3baに合流する吐出枝管3bbの一端に圧縮要素3cnの吐出口を接続している。また、圧縮機3cは、中間圧路7の吐出側中間母管7cに合流する吐出側中間枝管7aの一端に前段側の圧縮要素3cmの吐出口を接続し、中間圧路7の吸入側中間母管7eから分岐する吸入側中間枝管7fの他端に後段側の圧縮要素3cnの吸入口を接続している。同様に、圧縮機3dは、吸入路3aの吸入母管3aaから分岐された吸入枝管3acの他端に圧縮要素3dmの吸入口を接続し、吐出路3bの吐出母管3baに合流する吐出枝管3bcの一端に圧縮要素3dnの吐出口を接続している。また、中間圧路7の吐出側中間母管7cに合流する吐出側中間枝管7bの一端に前段側の圧縮要素3dmの吐出口を接続し、中間圧路7の吸入側中間母管7eから分岐する吸入側中間枝管7fの他端に後段側の圧縮要素3cnの吸入口を接続している。
The
圧縮機構3は、このような圧縮機3c,3dの構成により、一つの吸入路3aから吸入された冷媒を、前段側の2つの圧縮要素3cm,3dmで分けて吸入し、前段側の圧縮要素3cm,3dmで圧縮した冷媒をさらに後段側の2つの圧縮要素3cn,3dnで圧縮して後に、2つの圧縮要素3cn,3dnで圧縮された冷媒を合わせて一つの吐出路3bから吐出する。圧縮機構3は、吸入路3aから吸入して吐出路3bから吐出する過程で、吸入路3aから吸入した冷媒を二つの圧縮要素3cm,3dmで圧縮した後に二つの圧縮要素3cm,3dmの吐出口から一つの中間圧路7に合わせて吐出し、圧縮要素3cm,3dmから吐出されて中間圧路7で合流した冷媒を分けて、圧縮要素3cn,3dnの吸入口からそれぞれ吸入する。
The
このように、圧縮機構3は、本実施形態において、4つの圧縮要素3cm,3cn,3dm,3dnを有しており、圧縮要素3cm,3dmは互いに並列に接続されまた、圧縮要素3cn,3dnは互いに並列に接続されている。そして、これらの圧縮要素3cm,3cn,3dm,3dnのうちの前段側の圧縮要素3cm,3dmで中間圧に圧縮された冷媒を後段側の圧縮要素3cn,3dnでさらに高い圧力に順次圧縮するように構成されている。
Thus, in this embodiment, the
圧縮機構3に接続される中間圧路7は、その一端側において、圧縮要素3cmの吐出口に一端を接続している吐出側中間枝管7aの他端が、油分離機構25と逆止機構27を介して吐出側中間母管7cの一端側に接続される。また、中間圧路7は、その一端側において、圧縮要素3dmの吐出口に一端を接続している吐出側中間枝管7bの他端が、油分離機構26と逆止機構28を介して吐出側中間母管7cの一端側に接続される。一方、中間圧路7は、その他端側において、圧縮要素3cnの吸入口に他端を接続している吸入側中間枝管7fの一端が吸入側中間母管7eの他端側に接続されるとともに、圧縮要素3dnの吸入口に他端を接続している吸入側中間枝管7gの一端が吸入側中間母管7eの他端側に接続される。そして、吸入側中間枝間7f,7gに同じ圧力の冷媒が流れる。
The
中間圧路7には、中間冷却器7dが設けられており、中間冷却器7dの一端は吐出側中間母管7cの他端に接続され、中間冷却器7dの他端は、吸入側中間母管7eの一端に接続されている。中間冷却器7dは、前段側の圧縮要素3cm,3dmの吐出口から吐出されて圧縮要素3cn,3dnの吸入口に吸入される冷媒の冷却器として機能する熱交換器である。なお、ここでは図示しないが、中間冷却器7dには、中間冷却器7dを流れる冷媒と熱交換を行う冷却源としての水や空気が供給されるようになっている。このように、中間冷却器7dは、冷媒回路2を循環する冷媒を用いたものではないという意味で、外部熱源を用いた冷却器ということができる。
The
油分離機構25,26は、圧縮要素3cm,3dmから吐出される冷媒に混じって吐出される冷凍機油を冷媒から分離して圧縮機構3の吸入路3aへ戻す機構である。この油分離機構25,26は、主として、冷媒に混じって吐出される冷凍機油を冷媒から分離する油分離器25a,26aと、冷媒から分離された冷凍機油を圧縮機構3の吸入路3aに戻す油戻し管25c,26cと、油戻し管25c,26cを流れる冷凍機油を減圧する減圧機構25b,26bとを有している。油分離器21aと減圧機構21bと油戻し管21cは、この順で吐出側中間枝管7aから吸入枝管3acへと接続されている。また、油分離器22aと減圧機構22bと油戻し管22cは、この順で吐出側中間枝管7bから吸入枝管3abへと接続されている。それにより、吐出側中間枝管7a,7bと吸入枝管3ab,3bcとは、油分離機構25,26によって、いわゆるたすき掛けの状態に接続されている。減圧機構25b,26bは、本実施形態において、キャピラリチューブが使用されている。
The
本実施形態において、吐出側中間枝管7a,7bと吸入枝管3ab,3bcとが、油分離機構25,26によって、たすき掛けの状態に接続されているため、圧縮要素3cm内に溜まった冷凍機油の量と圧縮要素3dm内に溜まった冷凍機油の量との間に生じた偏りに起因して圧縮要素3cmから吐出される冷媒中の冷凍機油の量と圧縮要素3dnから吐出される冷媒中の冷凍機油の量との間に偏りが生じた場合であっても、圧縮要素3cm,3dmのうち冷凍機油の量が少ない方に冷凍機油が多く戻ることになり、圧縮要素3cm,3dm内に溜まった冷凍機油の量の偏りが解消されるようになっている。
In the present embodiment, the discharge side
逆止機構27,28は、油分離器25a,26aの吐出口と吐出側中間母管7cとの間に接続され、圧縮要素3cm,3dmの吐出口から吐出側中間母管7cへの冷媒の流れを許容し、かつ、吐出側中間母管7cから圧縮要素3cm,3dmの吐出口への冷媒の流れを遮断するための機構であり、本実施形態において、逆止弁が使用されている。
The
このため、圧縮機3c,3dのいずれか一方が停止中であっても、運転中の圧縮機の前段側の圧縮要素から吐出された冷媒が中間圧路7を通じて、停止中の圧縮機の前段側の圧縮要素の吐出側に達するということが生じないため、運転中の圧縮機の前段側の圧縮要素から吐出された冷媒が、停止中の圧縮機の前段側の圧縮要素内を通じて圧縮機構3の吸入側に抜けて停止中の圧縮機の冷凍機油が流出するということが生じなくなり、これにより、停止中の圧縮機を起動する際の冷凍機油の不足が生じにくくなっている。なお、圧縮機3c,3d間に運転の優先順位を設けている場合(例えば、圧縮機3cを優先的に運転する圧縮機とする場合)には、上述の停止中の圧縮機に該当することがあるのは、圧縮機3dに限られることになるため、この場合には、圧縮機3dに対応する逆止機構28だけを設けるようにしてもよい。
For this reason, even if either one of the
一方、圧縮機構3から吐出された冷媒を熱源側熱交換器4に送るための吐出路3bには、油分離機構21,22と逆止機構23,24とが設けられている。吐出枝管3bbは、圧縮機3cの圧縮要素3cnの吐出口に一端を接続し、油分離機構21と逆止機構23を介して吐出母管3baの一端側に他端を接続している。また、吐出枝管3bcは、圧縮機3dの圧縮要素3dnの吐出口に一端を接続し、油分離機構22と逆止機構24を介して吐出母管3baの一端側に他端を接続している。そして、吐出母管3baの他端は熱源側熱交換器4に接続している。これにより、圧縮機3cから吐出された冷媒と圧縮機3dから吐出された冷媒は、それぞれ別々に油分離機構21,22と逆止機構23,24を通過して吐出母管3baで合流し、放熱器としての熱源側熱交換器4に入る。
On the other hand,
油分離機構21,22は、圧縮機3c,3dのから吐出される冷媒に混じって吐出される冷凍機油を冷媒から分離して圧縮要素3cn,3dnへ戻す機構である。この油分離機構21,22は、主として、冷媒に混じって吐出される冷凍機油を冷媒から分離する油分離器21a,22aと、冷媒から分離された冷凍機油を圧縮要素3cn,3dnの吸入口に接続されている中間路7に戻す油戻し管21c,22cと、油戻し管21c,22cを流れる冷凍機油を減圧する減圧機構21b,22bとを有している。油分離器21aが吐出路3に介挿され、油分離器21aと減圧機構21bと油戻し管21cは、この順で吐出枝管3bbから吸入側中間枝管7gへと接続されている。また、油分離器22aが吐出路3に介挿され、油分離器22aと減圧機構22bと油戻し管22cは、この順で吐出枝管3bcから吸入側中間枝管7fへと接続されている。それにより、吐出枝管3bb,3bcと吸入側中間枝管7f,7gとは、油分離機構21,22によって、いわゆるたすき掛けの状態に接続されている。減圧機構21b,22bは、本実施形態において、キャピラリチューブが使用されている。逆止機構23,24は、油分離器21a,22aの吐出口と吐出母管3baとの間に接続され、圧縮機構3の吐出路3bから熱源側熱交換器4への冷媒の流れを許容し、かつ、熱源側熱交換器4から圧縮機構3の吐出路3bへの冷媒の流れを遮断するための機構であり、本実施形態において、逆止弁が使用されている。
The
本実施形態において、吐出側中間枝管7a,7bと吸入枝管3ab,3bcとが、油分離機構25,26によって、たすき掛けの状態に接続されているため、圧縮要素3cn内に溜まった冷凍機油の量と圧縮要素3dn内に溜まった冷凍機油の量との間に生じた偏りに起因して圧縮要素3cnから吐出される冷媒中の冷凍機油の量と圧縮要素3dnから吐出される冷媒中の冷凍機油の量との間に偏りが生じた場合であっても、圧縮要素3cn,3dnのうち冷凍機油の量が少ない方に冷凍機油が多く戻ることになり、圧縮要素3cn,3dn内に溜まった冷凍機油の量の偏りが解消されるようになっている。
In the present embodiment, since the discharge side
熱源側熱交換器4は、冷媒の放熱器として機能する熱交換器である。熱源側熱交換器4は、その一端が圧縮機構3の吐出路3bに接続されており、その他端が膨張機構5の一端に接続されている。なお、ここでは図示しないが、熱源側熱交換器4には、熱源側熱交換器4を流れる冷媒と熱交換を行う冷却源として水や空気が供給されるようになっている。
The heat source
膨張機構5は、放熱器としての熱源側熱交換器4から蒸発器としての利用側熱交換器6に送られる冷媒を減圧する機構であり、本実施形態において、熱源側熱交換器4において冷却された高圧の冷媒を利用側熱交換器6に送る前に冷凍サイクルにおける低圧付近まで減圧する。また、本実施形態において、膨張機構5には、電動膨張弁が使用されている。膨張機構5は、その一端が熱源側熱交換器4に接続され、その他端が利用側熱交換器6に接続されている。
The
利用側熱交換器6は、冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。利用側熱交換器6は、その一端が膨張機構5に接続されており、その他端が圧縮機構3の吸入路3aに接続されている。なお、ここでは図示しないが、利用側熱交換器6には、利用側熱交換器6を流れる冷媒と熱交換を行う加熱源としての水や空気が供給されるようになっている。
The use
さらに、空気調和装置1は、ここでは図示しないが、圧縮機構3、膨張機構5等の空気調和装置1を構成する各部の動作を制御する制御部を有している。
Furthermore, although not shown here, the air conditioner 1 has a control unit that controls the operation of each part of the air conditioner 1 such as the
(2)空気調和装置の動作
次に、本実施形態の空気調和装置1の動作について、図1〜図3を用いて説明する。ここで、図2は、冷房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図であり、図3は、冷房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図である。なお、以下の冷房運転における運転制御は、上述の制御部(図示せず)によって行われる。また、以下の説明において、「高圧」とは、冷凍サイクルにおける高圧(すなわち、図2、図3の点D、D’、Eにおける圧力)を意味し、「低圧」とは、冷凍サイクルにおける低圧(すなわち、図2、図3の点A、Fにおける圧力)を意味し、「中間圧」とは、冷凍サイクルにおける中間圧(すなわち、図2、図3の点B、Cにおける圧力)を意味している。
(2) Operation | movement of an air conditioning apparatus Next, operation | movement of the air conditioning apparatus 1 of this embodiment is demonstrated using FIGS. 1-3. 2 is a pressure-enthalpy diagram illustrating the refrigeration cycle during the cooling operation, and FIG. 3 is a temperature-entropy diagram illustrating the refrigeration cycle during the cooling operation. In addition, the operation control in the following cooling operation is performed by the above-described control unit (not shown). In the following description, “high pressure” means high pressure in the refrigeration cycle (that is, pressure at points D, D ′, and E in FIGS. 2 and 3), and “low pressure” means low pressure in the refrigeration cycle. (Ie, pressure at points A and F in FIGS. 2 and 3), and “intermediate pressure” means intermediate pressure in the refrigeration cycle (ie, pressure at points B and C in FIGS. 2 and 3). is doing.
<冷房運転>
冷房運転時においては、膨張機構5が開度調節される。この冷媒回路2の状態において、低圧の冷媒(図1〜図3の点A参照)は、吸入路3aから圧縮機構3に吸入され、まず、圧縮要素3cm,3dmによって中間圧力まで圧縮された後に、中間圧路7に吐出される(図1〜図3の点B参照)。そして、この圧縮機構3から吐出された中間圧の冷媒は、油分離機構25,26を構成する油分離器25a,26aに流入し、冷媒中の冷凍機油が分離される。また、油分離器25a,26aにおいて中間圧の冷媒から分離された冷凍機油は、油分離機構25,26を構成する油戻し管25c,26cに流入し、油戻し管25c,26cに設けられた減圧機構25b,26bで減圧された後に吸入路3aの吸入枝管3ac,3abに戻されて、再び、圧縮機構3に吸入される。
<Cooling operation>
During the cooling operation, the opening degree of the
この前段側の圧縮要素3cm,3dmから吐出された中間圧の冷媒は、中間冷却器7dにおいて、冷却源としての水や空気と熱交換を行うことで冷却される(図1〜図3の点C参照)。この中間冷却器7dにおいて冷却された冷媒は、次に、圧縮要素3cm,3dmの後段側に接続された圧縮要素3cn,3dnに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮機構3から吐出路3bに吐出される(図1〜図3の点D参照)。ここで、圧縮機構3から吐出された高圧の冷媒は、圧縮要素3cm,3cn,3dm,3dnによる二段圧縮動作によって、臨界圧力(すなわち、図2に示される臨界点CPにおける臨界圧力Pcp)を超える圧力まで圧縮されている。そして、この圧縮機構3から吐出された高圧の冷媒は、油分離機構21,22を構成する油分離器21a,22aに流入し、冷媒中の冷凍機油が分離される。また、油分離器21a,22aにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、油分離機構21,22を構成する油戻し管21c,22cに流入し、油戻し管21c,22cに設けられた減圧機構21b,22bで減圧された後に中間圧路7の吸入側中間枝管7g,7fに戻されて、再び、圧縮機構3に吸入される。
The intermediate pressure refrigerant discharged from the
次に、油分離機構21,22において冷凍機油が分離された後の高圧の冷媒は、逆止機構23,24を通じて、冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器4に送られる。そして、熱源側熱交換器4に送られた高圧の冷媒は、熱源側熱交換器4において、冷却源としての水や空気と熱交換を行って冷却される(図1〜図3の点E参照)。そして、熱源側熱交換器4において冷却された高圧の冷媒は、膨張機構5によって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器6に送られる(図1〜図3の点F参照)。そして、利用側熱交換器6に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、利用側熱交換器6において、加熱源としての水や空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる(図1〜図3の点A参照)。そして、この利用側熱交換器6において加熱された低圧の冷媒は、再び、圧縮機構3に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。
Next, the high-pressure refrigerant after the refrigerating machine oil is separated in the
このように、空気調和装置1では、圧縮要素3cm,3dmから吐出された冷媒を圧縮要素3cn,3dnに吸入させるための中間圧路7に中間冷却器7dを設けることによって、中間冷却器7dを冷却器として機能する状態にしているため、中間冷却器7dを設けなかった場合(この場合には、図2、図3において、点A→点B→点D’→点E→点Fの順で冷凍サイクルが行われる)に比べて、圧縮要素3cm,3dmの後段側の圧縮要素3cn,3dnに吸入される冷媒の温度が低下し(図3の点B、C参照)、圧縮要素3cn,3dnから吐出される冷媒の温度も低下することになる(図3の点D、D’参照)。このため、この空気調和装置1では、高圧の冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器4において、中間冷却器7dを設けなかった場合に比べて、冷却源としての水や空気と冷媒との温度差を小さくすることが可能になり、放熱ロスを小さくできることから、運転効率を向上させることができる。
Thus, in the air conditioning apparatus 1, the intermediate cooler 7d is provided by providing the intermediate cooler 7d in the
以上の説明は、圧縮機構3において、圧縮機3c,3dが並列して同時に運転されている場合である。例えば、冷凍負荷が変化し、圧縮機構3の圧縮機3c,3dの一方のみで運転していたものが、両方の圧縮機3c,3dを駆動することが必要になる場合がある。このような場合に例えば、圧縮機3cを先発で運転しているとすると、もし油分離機構22がなければ、圧縮機3dの圧縮要素3dnの吸入口の圧力が中間圧になるため、圧縮要素3dnの吐出口の圧力よりも高くなり、始動時に大きな負荷が掛かってしまい起動が難しくなる。油分離機構22があることによって、圧縮機3cに遅れて圧縮機3dを運転する場合、圧縮要素3dnの吐出口と吸入口が油分離機構22により均圧される。このように油分離機構22が均圧路として機能することにより、圧縮機3cを先発で運転し、圧縮機3dを後発で無理なく起動することが可能になる。また、油分離機構21が設けられていることから、圧縮機3dを先発で運転し、圧縮機3cを後発で運転することができる。それにより、圧縮機構3に要求される能力が圧縮機構3の運転中に変化して圧縮機3c,3dの運転台数を変更しなければならない場合にも対応が可能になることから、圧縮機構3の柔軟な運転が可能になる。
The above description is a case where in the
(3)変形例1
上述の一実施形態においては、二段圧縮式冷凍サイクルを用いて冷房運転が可能な空気調和装置について説明したが、この構成に加えて、冷房運転と暖房運転を切り換える切換機構を設けることにより、冷房運転と暖房運転とを切換可能に構成することができる。
(3) Modification 1
In the above-described embodiment, the air conditioner capable of cooling operation using the two-stage compression refrigeration cycle has been described, but in addition to this configuration, by providing a switching mechanism that switches between cooling operation and heating operation, The cooling operation and the heating operation can be switched.
図4は変形例1に係る空気調和装置の概略構成図である。空気調和装置1Aは、図4に示されるように、上述の一実施形態の冷媒回路2(図1参照)の構成に冷房運転と暖房運転とを切換可能にするための切換機構8、レシーバ9及びブリッジ回路10が加わり、膨張機構5に代えて第1膨張機構5a及び第2膨張機構5bが設けられた冷媒回路2Aを備えて構成される。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an air conditioner according to the first modification. As shown in FIG. 4, the air conditioner 1 </ b> A includes a
切換機構8は、冷媒回路2A内における冷媒の流れの方向を切り換えるための機構である。冷房運転時には、熱源側熱交換器4を圧縮機構3から吐出される冷媒の放熱器として、かつ、利用側熱交換器6を熱源側熱交換器4において冷却された冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機構3の吐出路3bと熱源側熱交換器4の一端とを接続するとともに圧縮機3の吸入路3aと利用側熱交換器6の他端とを接続する(図4の切換機構8の実線を参照、以下、この切換機構8の状態を「冷却運転状態」という)。一方、暖房運転時には、利用側熱交換器6を圧縮機構3から吐出される冷媒の放熱器として、かつ、熱源側熱交換器4を利用側熱交換器6において冷却された冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機構3の吐出路3bと利用側熱交換器6の他端とを接続するとともに圧縮機構3の吸入路3aと熱源側熱交換器4の一端とを接続する(図4の切換機構8の破線を参照、以下、この切換機構8の状態を「加熱運転状態」という)。
The
本変形例において、切換機構8は、圧縮機構3の吸入路3a、圧縮機構3の吐出路3b、熱源側熱交換器4及び利用側熱交換器6に接続された四路切換弁である。なお、切換機構8は、四路切換弁に限定されるものではなく、例えば、複数の電磁弁を組み合わせる等によって、上述と同様の冷媒の流れの方向を切り換える機能を有するように構成したものであってもよい。
In the present modification, the
このように、切換機構8は、圧縮機構3、熱源側熱交換器4、第1膨張機構5a、レシーバ9、第2膨張機構5b、利用側熱交換器6の順に冷媒を循環させる冷却運転状態と、圧縮機構3、利用側熱交換器6、第1膨張機構5a、レシーバ9、第2膨張機構5b、熱源側熱交換器4の順に冷媒を循環させる加熱運転状態とを切り換えることができるように構成されている。
Thus, the
ブリッジ回路10は、熱源側熱交換器4と利用側熱交換器6との間に設けられており、レシーバ9の入口に接続されるレシーバ入口管9a、及びレシーバ9の出口に接続されるレシーバ出口管9bに接続されている。ブリッジ回路10は、本変形例において、4つの逆止弁10a、10b、10c、10dを有している。そして、入口逆止弁10aは、熱源側熱交換器4からレシーバ入口管9aへの冷媒の流通のみを許容する逆止弁である。入口逆止弁10bは、利用側熱交換器6からレシーバ入口管9aへの冷媒の流通のみを許容する逆止弁である。すなわち、入口逆止弁10a、10bは、熱源側熱交換器4及び利用側熱交換器6の一方からレシーバ入口管9aに冷媒を流通させる機能を有している。出口逆止弁10cは、レシーバ出口管9bから利用側熱交換器6への冷媒の流通のみを許容する逆止弁である。出口逆止弁10dは、レシーバ出口管9bから熱源側熱交換器4への冷媒の流通のみを許容する逆止弁である。すなわち、出口逆止弁10c、10dは、レシーバ出口管9bから熱源側熱交換器4及び利用側熱交換器6の他方に冷媒を流通させる機能を有している。
The
第1膨張機構5aは、レシーバ入口管9aに設けられた冷媒を減圧する機構であり、本変形例において、電動膨張弁が使用されている。また、本変形例において、第1膨張機構5aは、冷房運転時には、レシーバ9を介して利用側熱交換器6に送る前に、熱源側熱交換器4において冷却された高圧の冷媒を冷媒の飽和圧力付近まで減圧し、暖房運転時には、レシーバ9を介して熱源側熱交換器4に送る前に、利用側熱交換器6において冷却された高圧の冷媒を冷媒の飽和圧力付近まで減圧する。
The
レシーバ9は、冷房運転と暖房運転との間で冷媒回路2Aにおける冷媒の循環量が異なる等の運転状態に応じて発生する余剰冷媒を溜めることができるように、第1膨張機構5aで減圧された後の冷媒を一時的に溜めるために設けられた容器である。そのため、レシーバ9の入口がレシーバ入口管9aに接続されており、その出口がレシーバ出口管9bに接続されている。また、レシーバ9には、レシーバ9内から冷媒を抜き出して圧縮機構3の吸入路3a(すなわち、圧縮機構3の前段側の圧縮要素3cm,3dmの吸入口)に戻すことが可能な吸入戻し管30が接続されている。この吸入戻し管30には、吸入戻し開閉弁30aが設けられている。吸入戻し開閉弁30aは、本変形例において、電磁弁である。
The
第2膨張機構5bは、レシーバ出口管9bに設けられた冷媒を減圧する機構であり、本変形例において、電動膨張弁が使用されている。また、本変形例において、第2膨張機構5bは、冷房運転時には、レシーバ9を介して利用側熱交換器6に送る前に、第1膨張機構5aによって減圧された冷媒を冷凍サイクルにおける低圧になるまでさらに減圧し、暖房運転時には、レシーバ9を介して熱源側熱交換器4に送る前に、第1膨張機構5aによって減圧された冷媒を冷凍サイクルにおける低圧になるまでさらに減圧する。
The
このように、本変形例では、ブリッジ回路10、レシーバ9、レシーバ入口管9a及びレシーバ出口管9bによって、切換機構8を冷却運転状態にしている際には、熱源側熱交換器4において冷却された高圧の冷媒を、ブリッジ回路10の入口逆止弁10a、レシーバ入口管9aの第1膨張機構5a、レシーバ9、レシーバ出口管9bの第2膨張機構5b及びブリッジ回路10の出口逆止弁10cを通じて、利用側熱交換器6に送ることができるようになっている。また、切換機構8を加熱運転状態にしている際には、利用側熱交換器6において冷却された高圧の冷媒を、ブリッジ回路10の入口逆止弁10b、レシーバ入口管9aの第1膨張機構5a、レシーバ9、レシーバ出口管9bの第2膨張機構5b及びブリッジ回路10の出口逆止弁10dを通じて、熱源側熱交換器4に送ることができるようになっている。
Thus, in this modification, when the
次に、本変形例の空気調和装置1の動作について、図2〜図6を用いて説明する。ここで、図5は、暖房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図であり、図6は、暖房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図である。ここで、冷房運転時の冷凍サイクルについては、図2〜図4を用いて説明するものとする。また、以下の冷房運転及び暖房運転における運転制御は、上述の実施形態における制御部(図示せず)によって行われる。また、以下の説明において、「高圧」とは、冷凍サイクルにおける高圧(すなわち、図2、図3の点D、D’、Eにおける圧力や図5、図6の点D、D’、Fにおける圧力)を意味し、「低圧」とは、冷凍サイクルにおける低圧(すなわち、図2、図3の点A、Fにおける圧力や図5、図6の点A、Eにおける圧力)を意味し、「中間圧」とは、冷凍サイクルにおける中間圧(すなわち、図2、図3、図5、図6の点B、C、C’における圧力)を意味している。 Next, operation | movement of the air conditioning apparatus 1 of this modification is demonstrated using FIGS. Here, FIG. 5 is a pressure-enthalpy diagram illustrating the refrigeration cycle during the heating operation, and FIG. 6 is a temperature-entropy diagram illustrating the refrigeration cycle during the heating operation. Here, the refrigeration cycle during the cooling operation will be described with reference to FIGS. In addition, operation control in the following cooling operation and heating operation is performed by the control unit (not shown) in the above-described embodiment. In the following description, “high pressure” means high pressure in the refrigeration cycle (that is, pressure at points D, D ′, and E in FIGS. 2 and 3 and points D, D ′, and F in FIGS. 5 and 6). "Low pressure" means low pressure in the refrigeration cycle (that is, pressure at points A and F in FIGS. 2 and 3 and pressure at points A and E in FIGS. 5 and 6), “Intermediate pressure” means an intermediate pressure in the refrigeration cycle (that is, pressure at points B, C, and C ′ in FIGS. 2, 3, 5, and 6).
<冷房運転>
冷房運転時は、切換機構8が図4の実線で示される冷却運転状態とされる。また、第1膨張機構5a及び第2膨張機構5bは、開度調節される。
<Cooling operation>
During the cooling operation, the
この冷媒回路2Aの状態において、吸入路3aから圧縮機構3に吸入される低圧の冷媒(図2〜図4の点A参照)を、熱源側熱交換器4において冷却された高圧の冷媒(図2〜図4の点E参照)にするまでの過程の説明は、一実施形態の冷媒回路2と同じであることから省略する。
In the state of the
熱源側熱交換器4において冷却された高圧の冷媒は、ブリッジ回路10の入口逆止弁10aを通じてレシーバ入口管9aに流入し、第1膨張機構5aによって飽和圧力付近まで減圧されてレシーバ9内に一時的に溜められる(図4の点I参照)。そして、レシーバ9内に溜められた冷媒は、レシーバ出口管9bに送られて、第2膨張機構5bによって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、ブリッジ回路10の出口逆止弁10cを通じて、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器6に送られる(図2〜図4の点F参照)。そして、利用側熱交換器6に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱源としての水や空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる(図2〜図4の点A参照)。そして、この利用側熱交換器6において加熱された低圧の冷媒は、切換機構8を経由して、再び、圧縮機構3に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。
The high-pressure refrigerant cooled in the heat source
このように、空気調和装置1Aでは、上述の実施形態と同様に、高圧の冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器4において、中間冷却器7dを設けなかった場合に比べて、冷却源としての水や空気と冷媒との温度差を小さくすることが可能になり、運転効率を向上させることができる。
As described above, in the
また、冷房運転時に、圧縮機構3において、圧縮機3c,3dの一方を先発させ、他方を後発で運転することができるのは、一実施形態と同様であり、圧縮機構3の柔軟な運転が可能になる。
Further, during the cooling operation, in the
<暖房運転>
暖房運転時は、切換機構8が図4の破線で示される加熱運転状態とされる。また、第1膨張機構5a及び第2膨張機構5bは、開度調節される。
<Heating operation>
During the heating operation, the
この冷媒回路2Aの状態において、低圧の冷媒(図4〜図6の点A参照)は、吸入路3aから圧縮機構3に吸入され、まず、圧縮要素3cm,3dmによって中間圧力まで圧縮された後に、中間圧路7に吐出される(図4〜図6の点B参照)。そして、この圧縮機構3から吐出された中間圧の冷媒は、油分離機構25,26を構成する油分離器25a,26aに流入し、冷媒中の冷凍機油が分離される。また、油分離器25a,26aにおいて中間圧の冷媒から分離された冷凍機油は、油分離機構25,26を構成する油戻し管25c,26cに流入し、油戻し管25c,26cに設けられた減圧機構25b,26bで減圧された後に吸入路3aの吸入枝管3ac,3abに戻されて、再び、圧縮機構3に吸入される。この前段側の圧縮要素3cm,3dmから吐出された中間圧の冷媒は、中間冷却器7dにおいて、冷却源としての水や空気と熱交換を行うことで冷却される(図4〜図6の点C参照)。この中間冷却器7dにおいて冷却された冷媒は、次に、圧縮要素3cm,3dmの後段側に接続された圧縮要素3cn,3dnに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮機構3から吐出路3bに吐出される(図4〜図6の点D参照)。
In the state of the
ここで、圧縮機構3から吐出された高圧の冷媒は、冷房運転時と同様、圧縮要素3cm,3cn,3dm,3dnによる二段圧縮動作によって、臨界圧力(すなわち、図5に示される臨界点CPにおける臨界圧力Pcp)を超える圧力まで圧縮されている。そして、この圧縮機構3から吐出された高圧の冷媒は、油分離機構21,22を構成する油分離器21a,22aに流入し、冷媒中の冷凍機油が分離される。また、油分離器21a,22aにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、油分離機構21,22を構成する油戻し管21c,22cに流入し、油戻し管21c,22cに設けられた減圧機構21b,22bで減圧された後に圧縮要素3d,3cの吸入口に戻されて、再び、圧縮機構3に吸入される。
Here, the high-pressure refrigerant discharged from the
次に、油分離機構21,22において冷凍機油が分離された後の高圧の冷媒は、逆止機構23,24及び切換機構8を通じて、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器6に送られて、冷却源としての水や空気と熱交換を行って冷却される(図4〜図6の点F参照)。そして、利用側熱交換器6において冷却された高圧の冷媒は、ブリッジ回路10の入口逆止弁10bを通じてレシーバ入口管9aに流入し、第1膨張機構5aによって飽和圧力付近まで減圧されてレシーバ9内に一時的に溜められる(図4の点I参照)。そして、レシーバ9内に溜められた冷媒は、レシーバ出口管9bに送られて、第2膨張機構5bによって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、ブリッジ回路10の出口逆止弁10dを通じて、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器4に送られる(図4〜図6の点E参照)。そして、熱源側熱交換器4に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱源としての水や空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる(図4〜図6の点A参照)。そして、この熱源側熱交換器4において加熱された低圧の冷媒は、切換機構8を経由して、再び、圧縮機構3に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。
Next, the high-pressure refrigerant after the refrigerating machine oil is separated in the
空気調和装置1Aにおいて、暖房運転時に、圧縮機構3において、圧縮機3c,3dの一方を先発させ、他方を後発で運転することができるのは、冷房運転時と同様であり、圧縮機構3の柔軟な運転が可能になっている。
In the
(4)変形例2
変形例1の空気調和装置1Aにおいては、前段側の圧縮要素3cm,3dmから吐出された中間圧の冷媒は、暖房運転時において冷房運転時と同様に中間冷却器7dを通過させたが、暖房運転時においては冷房運転時とは異なり、中間冷却器7dを通過せずに(すなわち、冷却されることなく)、バイパスを通過するように構成してもよい。
(4)
In the
図7は変形例2に係る空気調和装置の概略構成図である。本変形例の空気調和装置1Bの冷媒回路2Bは、図7に示されるように変形例1の冷媒回路2A(図4参照)の構成に、中間冷却器バイパス管7i、中間冷却器開閉弁7h、及び中間冷却器バイパス開閉弁7jを加えて構成される。冷房運転時においては、冷媒が中間冷却器7dを通過するようにするために、中間冷却器開閉弁7hを開き、中間冷却器バイパス開閉弁7jを閉じる。一方、暖房運転時においては、冷媒が中間冷却器バイパス管7iを通過するように、中間冷却器開閉弁7hを閉じ、中間冷却器バイパス開閉弁7jを開く。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an air-conditioning apparatus according to
暖房運転時においては冷房運転時とは異なり、中間冷却器7dを通過せずに(すなわち、冷却されることなく)、中間冷却器バイパス管7iを通過するため(図7〜図9の点C参照)、圧縮要素3cm,3dmの後段側に接続された圧縮要素3cn,3dnに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮機構3から吐出路3bに吐出されるようになる(図4〜図9の点D参照)。
Unlike the cooling operation, the heating operation passes through the intermediate
このように、切換機構8を加熱運転状態にした暖房運転において、中間冷却器バイパス管によって、中間冷却器7dを冷却器として機能しない状態にしているため、中間冷却器7dだけを設けた場合や上述の冷房運転と同様に中間冷却器7dを冷却器として機能させた場合(この場合には、図5、図6において、点A→点B→点C’→点D’→点F→点Eの順で冷凍サイクルが行われる)に比べて、圧縮機構3から吐出される冷媒の温度の低下が抑えられる(図6の点D、D’参照)。このため、この空気調和装置1では、中間冷却器7dだけを設けた場合や上述の冷房運転と同様に中間冷却器7dを冷却器として機能させた場合に比べて、外部への放熱を抑え、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器6に供給される冷媒の温度の低下を抑えることが可能になり、図8の点Dと点Fとのエンタルピ差と点D’と点Fとのエンタルピ差との差分に相当する加熱能力の低下を抑えて、運転効率の低下を防ぐことができる。
In this way, in the heating operation in which the
(5)変形例3
上述の変形例2においては、二段圧縮式冷凍サイクルを用いて冷房運転と暖房運転とを行い、暖房運転時に中間冷却器を機能させない空気調和装置について説明したが、変形例1の構成(図7参照)に加えて、インジェクション管及びエコノマイザ熱交換器を設けることにより、中間圧インジェクションを行うように構成することができる。
(5)
In the above-described
図10は変形例3に係る空気調和装置の概略構成図である。空気調和装置1Cは、図10に示されるように、上述の変形例2の冷媒回路2B(図7参照)の構成にインジェクション管11及びエコノマイザ熱交換器12が設けられた冷媒回路2Cを備えて構成される。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of an air-conditioning apparatus according to
インジェクション管11は、熱源側熱交換器4と利用側熱交換器6との間を流れる冷媒を分岐して圧縮機構3の後段側の圧縮要素3cn,3dnに戻す機能を有している。インジェクション管11は、レシーバ入口管9aを流れる冷媒を分岐して後段側の圧縮要素3cn,3dnの吸入側に戻すように設けられている。より具体的には、インジェクション管11は、レシーバ入口管9aの第1膨張機構5aの上流側の位置(すなわち、切換機構8を冷却運転状態にしている際には、熱源側熱交換器4と第1膨張機構5aとの間)から冷媒を分岐して中間圧路7の中間冷却器7dの下流側の位置に戻すように設けられている。また、このインジェクション管11には、開度制御が可能なインジェクション開閉弁11aが設けられている。そして、インジェクション開閉弁11aは、本変形例において、電動膨張弁である。
The
エコノマイザ熱交換器12は、熱源側熱交換器4と利用側熱交換器6との間を流れる冷媒とインジェクション管11を流れる冷媒(より具体的には、インジェクション開閉弁11aにおいて中間圧付近まで減圧された後の冷媒)との熱交換を行う熱交換器である。本変形例において、エコノマイザ熱交換器12は、レシーバ入口管9aの第1膨張機構5aの上流側の位置(すなわち、切換機構8を冷却運転状態にしている際には、熱源側熱交換器4と第1膨張機構5aとの間)を流れる冷媒とインジェクション管11を流れる冷媒との熱交換を行うように設けられており、また、両冷媒が対向するように流れる流路を有している。また、本変形例において、エコノマイザ熱交換器12は、インジェクション管11がレシーバ入口管9aから分岐されている位置よりも下流側に設けられている。このため、熱源側熱交換器4と利用側熱交換器6との間を流れる冷媒は、レシーバ入口管9aにおいて、エコノマイザ熱交換器12にて熱交換される前にインジェクション管11に分岐され、その後に、エコノマイザ熱交換器12において、インジェクション管11を流れる冷媒と熱交換を行うことになる。
The
このように、本変形例では、切換機構8を冷却運転状態にしている際には、熱源側熱交換器4において冷却された高圧の冷媒を、ブリッジ回路10の入口逆止弁10a、エコノマイザ熱交換器12、レシーバ入口管9aの第1膨張機構5a、レシーバ9、レシーバ出口管9bの第2膨張機構5b及びブリッジ回路10の出口逆止弁10cを通じて、利用側熱交換器6に送ることができるようになっている。また、切換機構8を加熱運転状態にしている際には、利用側熱交換器6において冷却された高圧の冷媒を、ブリッジ回路10の入口逆止弁10b、エコノマイザ熱交換器12、レシーバ入口管9aの第1膨張機構5a、レシーバ9、レシーバ出口管9bの第2膨張機構5b及びブリッジ回路10の出口逆止弁10dを通じて、熱源側熱交換器4に送ることができるようになっている。
As described above, in this modification, when the
さらに、本変形例において、中間圧路7又は圧縮機構3には、中間圧路7を流れる冷媒の圧力を検出する中間圧力センサ13が設けられている。エコノマイザ熱交換器12のインジェクション管11側の出口には、エコノマイザ熱交換器12のインジェクション管11側の出口における冷媒の温度を検出するエコノマイザ出口温度センサ14が設けられている。
Furthermore, in this modification, the
次に、本変形例の空気調和装置1の動作について、図10〜図14を用いて説明する。ここで、図11は、冷房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図であり、図12は、冷房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図であり、図13は、暖房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図であり、図14は、暖房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図である。また、以下の冷房運転及び暖房運転における運転制御は、上述の実施形態における制御部(図示せず)によって行われる。また、以下の説明において、「高圧」とは、冷凍サイクルにおける高圧(すなわち、図11、図12の点D、D’、E、Hにおける圧力や図13、図14の点D、D’、F、Hにおける圧力)を意味し、「低圧」とは、冷凍サイクルにおける低圧(すなわち、図11、14の点A、Fにおける圧力や図13、図14の点A、Eにおける圧力)を意味し、「中間圧」とは、冷凍サイクルにおける中間圧(すなわち、図11〜図14の点B、C、G、J、Kにおける圧力)を意味している。 Next, operation | movement of the air conditioning apparatus 1 of this modification is demonstrated using FIGS. Here, FIG. 11 is a pressure-enthalpy diagram illustrating the refrigeration cycle during the cooling operation, FIG. 12 is a temperature-entropy diagram illustrating the refrigeration cycle during the cooling operation, and FIG. FIG. 14 is a pressure-enthalpy diagram illustrating a refrigeration cycle during heating operation, and FIG. 14 is a temperature-entropy diagram illustrating a refrigeration cycle during heating operation. In addition, operation control in the following cooling operation and heating operation is performed by the control unit (not shown) in the above-described embodiment. In the following description, “high pressure” means high pressure in the refrigeration cycle (that is, pressure at points D, D ′, E, and H in FIGS. 11 and 12, and points D, D ′, and FIGS. 13 and 14). "Pressure at F and H)" and "low pressure" means low pressure in the refrigeration cycle (that is, pressure at points A and F in FIGS. 11 and 14 and pressure at points A and E in FIGS. 13 and 14). The “intermediate pressure” means the intermediate pressure in the refrigeration cycle (that is, the pressure at points B, C, G, J, and K in FIGS. 11 to 14).
<冷房運転>
冷房運転時は、切換機構8が図10の実線で示される冷却運転状態とされる。また、第1膨張機構5a及び第2膨張機構5bは、開度調節される。また、インジェクション開閉弁11aも、開度調節される。より具体的には、本変形例において、インジェクション開閉弁11aは、エコノマイザ熱交換器12のインジェクション管11側の出口における冷媒の過熱度が目標値になるように開度調節される、いわゆる過熱度制御がなされるようになっている。本変形例において、エコノマイザ熱交換器12のインジェクション管11側の出口における冷媒の過熱度は、中間圧力センサ13により検出される中間圧を飽和温度に換算し、エコノマイザ出口温度センサ14により検出される冷媒温度からこの冷媒の飽和温度値を差し引くことによって得られる。また、中間冷却器7dが機能する状態にするために、中間冷却器開閉弁7hが開けられ、中間冷却器バイパス開閉弁7jが閉じられる。
<Cooling operation>
During the cooling operation, the
この冷媒回路2Cの状態において、低圧の冷媒(図10〜図12の点A参照)は、吸入路3aから圧縮機構3に吸入され、まず、圧縮要素3cm,3dmによって中間圧力まで圧縮された後に、中間圧路7に吐出される(図10〜図12の点B参照)。この前段側の圧縮要素3cm,3dmから吐出された中間圧の冷媒は、中間冷却器7dにおいて、冷却源としての水や空気と熱交換を行うことで冷却される(図10〜図12の点C参照)。この中間冷却器7dにおいて冷却された冷媒は、インジェクション管11から後段側の圧縮機構3dに戻される冷媒(図10〜図12の点K参照)と合流することでさらに冷却される(図10〜図12の点G参照)。
In the state of the refrigerant circuit 2C, low-pressure refrigerant (see point A in FIGS. 10 to 12) is sucked into the
次に、インジェクション管11から戻る冷媒と合流した(すなわち、エコノマイザ熱交換器12による中間圧インジェクションが行われた)中間圧の冷媒は、圧縮要素3cm,3dmの後段側に接続された圧縮要素3cn,3dnに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮機構3の吐出路3bに吐出される(図10〜図12の点D参照)。ここで、圧縮機構3から吐出された高圧の冷媒は、低圧側の圧縮要素3cm,3dmと高圧側の圧縮要素3cn,3dnによる二段圧縮動作によって、臨界圧力(すなわち、図11に示される臨界点CPにおける臨界圧力Pcp)を超える圧力まで圧縮されている。
Next, the intermediate pressure refrigerant that merged with the refrigerant returning from the injection pipe 11 (that is, subjected to intermediate pressure injection by the economizer heat exchanger 12) is compressed to the compression element 3cn connected to the downstream side of the compression elements 3cm and 3dm. , 3dn and further compressed, and discharged to the
圧縮機構3から吐出された高圧の冷媒は、油分離機構21,22を構成する油分離器21a,22aに流入し、冷媒中の冷凍機油が分離される。また、油分離器21a,22aにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、油分離機構21,22を構成する油戻し管21c,22cに流入し、油戻し管21c,22cに設けられた減圧機構21b,22bで減圧された後に圧縮要素3cn,3dnの吸入口に戻されて、再び、圧縮機構3に吸入される。
The high-pressure refrigerant discharged from the
次に、油分離機構21,22において冷凍機油が分離された後の高圧の冷媒は、逆止機構23,24及び切換機構8を通じて、冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器4に送られる。そして、熱源側熱交換器4に送られた高圧の冷媒は、熱源側熱交換器4において、冷却源としての水や空気と熱交換を行って冷却される(図10〜図12の点E参照)。そして、熱源側熱交換器4において冷却された高圧の冷媒は、ブリッジ回路10の入口逆止弁10aを通じてレシーバ入口管9aに流入し、その一部がインジェクション管11に分岐される。そして、インジェクション管11を流れる冷媒は、インジェクション開閉弁11aにおいて中間圧付近まで減圧された後に、エコノマイザ熱交換器12に送られる(図10〜図12の点J参照)。
Next, the high-pressure refrigerant after the refrigerating machine oil is separated in the
また、インジェクション管11に分岐された後の冷媒は、エコノマイザ熱交換器12に流入し、インジェクション管11を流れる冷媒と熱交換を行って冷却される(図10〜図12の点H参照)。一方、インジェクション管11を流れる冷媒は、放熱器としての熱源側熱交換器4において冷却された高圧の冷媒と熱交換を行って加熱されて(図10〜図12の点K参照)、上述のように、前段側の圧縮要素3cm,3dmから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、エコノマイザ熱交換器12において冷却された高圧の冷媒は、第1膨張機構5aによって飽和圧力付近まで減圧されてレシーバ9内に一時的に溜められる(図10の点I参照)。そして、レシーバ9内に溜められた冷媒は、レシーバ出口管9bに送られて、第2膨張機構5bによって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、ブリッジ回路10の出口逆止弁10cを通じて、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器6に送られる(図10〜図12の点F参照)。そして、利用側熱交換器6に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱源としての水や空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる(図10〜図12の点A参照)。そして、この利用側熱交換器6において加熱された低圧の冷媒は、切換機構8を経由して、再び、圧縮機構3に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。
Moreover, the refrigerant | coolant after branching to the injection pipe |
そして、本変形例の構成においては、上述の変形例2と同様、切換機構8を冷却運転状態にした冷房運転において、中間冷却器7dを冷却器として機能する状態にしていることから、中間冷却器7dを設けなかった場合に比べて、熱源側熱交換器4における放熱ロスを小さくできるようになっている。
In the configuration of this modified example, as in the above-described modified example 2, in the cooling operation in which the
しかも、本変形例の構成では、インジェクション管11及びエコノマイザ熱交換器12を設けて熱源側熱交換器4から膨張機構5a、5bに送られる冷媒を分岐して後段側の圧縮要素3cn,3dnに戻すようにしているため、中間冷却器7dのような外部への放熱を行うことなく、後段側の圧縮要素3cn,3dnに吸入される冷媒の温度をさらに低く抑えることができる(図12の点C、G参照)。これにより、圧縮機構3から吐出される冷媒の温度がさらに低く抑えられ(図12の点D、D’参照)、インジェクション管11を設けていない場合に比べて、運転効率をさらに向上させることができる。
Moreover, in the configuration of the present modification, the
また、冷房運転時に、圧縮機構3において、圧縮機3c,3dの一方を先発させ、他方を後発で運転することができるのは、一実施形態と同様であり、圧縮機構3の柔軟な運転が可能になっている。
Further, during the cooling operation, in the
<暖房運転>
暖房運転時は、切換機構8が図10の破線で示される加熱運転状態とされる。また、第1膨張機構5a及び第2膨張機構5bは、開度調節される。また、インジェクション開閉弁11aは、上述の冷房運転と同様の開度調節がなされる。そして、中間圧路7の中間冷却器開閉弁7hが閉められ、中間冷却器バイパス管7iの中間冷却器バイパス開閉弁7jが開けられることによって、中間冷却器7dが冷却器として機能しない状態とされる。
<Heating operation>
During the heating operation, the
この冷媒回路2Cの状態において、低圧の冷媒(図10、図13、図14の点A参照)は、吸入路3aから圧縮機構3に吸入され、まず、圧縮要素3cm,3dmによって中間圧力まで圧縮された後に、中間圧路7に吐出される(図10、図13、図14の点B参照)。この前段側の圧縮要素3cm,3dmから吐出された中間圧の冷媒は、冷房運転時とは異なり、中間冷却器7dを通過せずに(すなわち、冷却されることなく)、中間冷却器バイパス管7iを通過して(図10、図13、図14の点C参照)、インジェクション管11から後段側の圧縮機構3dに戻される冷媒(図10、図13、図14の点K参照)と合流することで冷却される(図10、図13、図14の点G参照)。次に、インジェクション管11から戻る冷媒と合流した中間圧の冷媒は、圧縮要素3cm,3dmの後段側に接続された圧縮要素3cn,3dnに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮機構3から吐出路3bに吐出される(図10、図13、図14の点D参照)。ここで、圧縮機構3から吐出された高圧の冷媒は、冷房運転時と同様、圧縮要素3cm,3cn,3dm,3dnによる二段圧縮動作によって、臨界圧力(すなわち、図13に示される臨界点CPにおける臨界圧力Pcp)を超える圧力まで圧縮されている。そして、この圧縮機構3から吐出された高圧の冷媒は、油分離機構21,22を構成する油分離器21a,22aに流入し、冷媒中の冷凍機油が分離される。また、油分離器21a,22aにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、油分離機構21,22を構成する油戻し管21c,22cに流入し、油戻し管21c,22cに設けられた減圧機構21b,22bで減圧された後に圧縮要素3cn,3dnの吸入口に戻されて、再び、圧縮機構3に吸入される。次に、油分離機構21,22において冷凍機油が分離された後の高圧の冷媒は、逆止機構23,24及び切換機構8を通じて、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器6に送られて、冷却源としての水や空気と熱交換を行って冷却される(図10、図13、図14の点F参照)。そして、利用側熱交換器6において冷却された高圧の冷媒は、ブリッジ回路10の入口逆止弁10bを通じてレシーバ入口管9aに流入し、その一部がインジェクション管11に分岐される。そして、インジェクション管11を流れる冷媒は、インジェクション開閉弁11aにおいて中間圧付近まで減圧された後に、エコノマイザ熱交換器12に送られる(図10、図13、図14の点J参照)。また、インジェクション管11に分岐された後の冷媒は、エコノマイザ熱交換器12に流入し、インジェクション管11を流れる冷媒と熱交換を行って冷却される(図10、図13、図14の点H参照)。一方、インジェクション管11を流れる冷媒は、放熱器としての熱源側熱交換器4において冷却された高圧の冷媒と熱交換を行って加熱されて(図10、図13、図14の点K参照)、上述のように、前段側の圧縮要素3cm,3dmから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、エコノマイザ熱交換器12において冷却された高圧の冷媒は、第1膨張機構5aによって飽和圧力付近まで減圧されてレシーバ9内に一時的に溜められる(図10の点I参照)。そして、レシーバ9内に溜められた冷媒は、レシーバ出口管9bに送られて、第2膨張機構5bによって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、ブリッジ回路10の出口逆止弁10dを通じて、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器4に送られる(図10、図13、図14の点E参照)。そして、熱源側熱交換器4に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱源としての水や空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる(図10、図13、図14の点A参照)。そして、この熱源側熱交換器4において加熱された低圧の冷媒は、切換機構8を経由して、再び、圧縮機構3に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。
In the state of the refrigerant circuit 2C, low-pressure refrigerant (see point A in FIGS. 10, 13, and 14) is sucked into the
そして、本変形例の構成においては、上述の変形例2と同様、切換機構8を加熱運転状態にした暖房運転において、中間冷却器7dだけを設けた場合や上述の冷房運転と同様に中間冷却器7dを冷却器として機能させた場合に比べて、外部への放熱を抑え、加熱能力の低下を抑えて、運転効率の低下を防ぐことができるようになっている。
In the configuration of this modified example, as in the above-described modified example 2, in the heating operation in which the
しかも、本変形例の構成では、冷房運転時と同様に、インジェクション管11及びエコノマイザ熱交換器12を設けて熱源側熱交換器4から膨張機構5a、5bに送られる冷媒を分岐して後段側の圧縮要素3cn,3dnに戻すようにしているため、中間冷却器7dのような外部への放熱を行うことなく、後段側の圧縮要素3cn,3dnに吸入される冷媒の温度をさらに低く抑えることができる(図14の点B、G参照)。これにより、圧縮機構3から吐出される冷媒の温度がさらに低く抑えられ(図14の点D、D’参照)、インジェクション管11を設けていない場合に比べて、運転効率をさらに向上させることができる。
In addition, in the configuration of the present modification, the
また、冷房運転及び暖房運転に共通する利点として、本変形例の構成では、エコノマイザ熱交換器12として、熱源側熱交換器4又は利用側熱交換器6から膨張機構5a、5bに送られる冷媒とインジェクション管11を流れる冷媒とが対向するように流れる流路を有する熱交換器を採用しているため、エコノマイザ熱交換器12における熱源側熱交換器4又は利用側熱交換器6から膨張機構5a、5bに送られる冷媒とインジェクション管11を流れる冷媒との温度差を小さくすることができ、高い熱交換効率を得ることができる。
Further, as an advantage common to the cooling operation and the heating operation, in the configuration of this modification, as the
そして、エコノマイザ熱交換器12による中間圧インジェクションは、冷凍サイクルにおける中間圧が臨界圧力付近まで上昇した条件においても使用可能であることから、上述の実施形態及びその変形例における冷媒回路2、2A、2B(図1、図7、図10参照)のように、1つの利用側熱交換器6を有する構成では、超臨界域で作動する冷媒を使用する場合に、特に、有利であると考えられる。
And, since the intermediate pressure injection by the
また、本変形例においても、上述の変形例1と同様、切換機構8を加熱運転状態にした暖房運転時にも、中間冷却器バイパス管7iを通じて前段側の圧縮要素3cm,3dmから吐出された冷媒を後段側の圧縮要素3cn,3dnに吸入させるようにしているため、切換機構8を加熱運転状態にしている際における中間冷却器7dから外部への放熱ロスを防ぐことができ、これにより、切換機構8を加熱運転状態にした暖房運転時には、冷媒の放熱器としての利用側熱交換器6における加熱能力の低下を抑えることができるようになる。
Also in the present modified example, similarly to the above-described modified example 1, during the heating operation in which the
また、空気調和装置1Cにおいて、暖房運転時に、圧縮機構3において、圧縮機3c,3dの一方を先発させ、他方を後発で運転することができるのは、冷房運転時と同様であり、圧縮機構3の柔軟な運転が可能になっている。
In the air conditioner 1C, during the heating operation, in the
(6)変形例4
なお、変形例3では採用していないが、エコノマイザ熱交換器12のインジェクション管11側の入口に温度センサを設けて、この温度センサにより検出される冷媒温度をエコノマイザ出口温度センサ14により検出される冷媒温度から差し引くことによって、エコノマイザ熱交換器12のインジェクション管11側の出口における冷媒の過熱度を得るようにしてもよい。また、インジェクション開閉弁11aの開度調節は、過熱度制御に限られるものではなく、例えば、冷媒回路2Cにおける冷媒循環量等に応じて所定開度だけ開けるようにするものであってもよい。
(6)
Although not adopted in the third modification, a temperature sensor is provided at the inlet of the
(7)変形例5
上述の変形例3においては、二段圧縮式冷凍サイクルを用いた冷房運転と暖房運転の際に中間圧インジェクションを行う空気調和装置について説明したが、変形例3の構成(図10参照)に加えて、互いに並列に接続された複数の利用側熱交換器を設けることにより、複数の空調空間の空調負荷に応じた冷房や暖房を行うように構成することができる。
(7)
In the above-described
図15は変形例5に係る空気調和装置の概略構成図である。空気調和装置1Dは、図15に示されるように、上述の変形例3の冷媒回路2C(図10参照)の構成に加えてレシーバ9を気液分離器として機能させて中間圧インジェクションを行うことができるようにするために、レシーバ9にインジェクション管15を接続するようにして、冷房運転時には、エコノマイザ熱交換器12による中間圧インジェクションを行い、暖房運転時には、気液分離器としてのレシーバ9による中間圧インジェクションを行うことを可能にした冷媒回路1Dを備えて構成される。
FIG. 15 is a schematic configuration diagram of an air-conditioning apparatus according to
インジェクション管15は、レシーバ9から冷媒を抜き出して圧縮機構3の後段側の圧縮要素3cn,3dnに戻す中間圧インジェクションを行うことが可能な冷媒管であり、本変形例において、レシーバ9の上部と中間圧路7(すなわち、圧縮機構3の後段側の圧縮要素3cn,3dnの吸入側)とを接続するように設けられている。このインジェクション管15には、インジェクション開閉弁15aとインジェクション逆止機構15bとが設けられている。インジェクション開閉弁15aは、開閉動作が可能な弁であり、本変形例において、電磁弁である。インジェクション逆止機構15bは、レシーバ9から後段側の圧縮要素3cn,3dnへの冷媒の流れを許容し、かつ、後段側の圧縮要素3cn,3dnからレシーバ9への冷媒の流れを遮断するための機構であり、本変形例において、逆止弁が使用されている。なお、インジェクション管15と吸入戻し管30とは、レシーバ9側の部分が一体となっている。また、インジェクション管15とインジェクション管11とは、中間圧路7側の部分が一体となっている。また、本変形例において、利用側膨張機構5cは、電動膨張弁である。また、本変形例では、上述のように、インジェクション管11及びエコノマイザ熱交換器12を冷房運転時に使用し、インジェクション管15を暖房運転時に使用するようにしていることから、エコノマイザ熱交換器12への冷媒の流通方向を冷房運転及び暖房運転を問わず一定にする必要がないため、ブリッジ回路10を省略して、冷媒回路1Dの構成を簡単なものとしている。
The
次に、本変形例の空気調和装置1の動作について、図11、図12、図15〜図17を用いて説明する。ここで、図16は、暖房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図であり、図17は、暖房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図である。ここで、本変形例における冷房運転時の冷凍サイクルについては、図11、図12を用いて説明するものとする。なお、以下の冷房運転及び暖房運転における運転制御は、上述の実施形態における制御部(図示せず)によって行われる。また、以下の説明において、「高圧」とは、冷凍サイクルにおける高圧(すなわち、図11、図12の点D、D’、E、Hにおける圧力や図16、図17の点D、D’、Fにおける圧力)を意味し、「低圧」とは、冷凍サイクルにおける低圧(すなわち、図11、図12の点A、Fにおける圧力や図16、図17の点A、Eにおける圧力)を意味し、「中間圧」とは、冷凍サイクルにおける中間圧(すなわち、図11、図12の点B、C、G、J、Kや図16、図17の点B、C、G、I、L、Mにおける圧力)を意味している。 Next, operation | movement of the air conditioning apparatus 1 of this modification is demonstrated using FIG. 11, FIG. 12, FIG. Here, FIG. 16 is a pressure-enthalpy diagram illustrating the refrigeration cycle during the heating operation, and FIG. 17 is a temperature-entropy diagram illustrating the refrigeration cycle during the heating operation. Here, the refrigeration cycle during the cooling operation in the present modification will be described with reference to FIGS. 11 and 12. In addition, the operation control in the following cooling operation and heating operation is performed by the control unit (not shown) in the above-described embodiment. In the following description, “high pressure” means high pressure in the refrigeration cycle (that is, pressure at points D, D ′, E, and H in FIGS. 11 and 12, and points D, D ′, and FIGS. 16 and 17). "Low pressure" means low pressure in the refrigeration cycle (that is, pressure at points A and F in FIGS. 11 and 12, and pressure at points A and E in FIGS. 16 and 17). , “Intermediate pressure” means an intermediate pressure in the refrigeration cycle (ie, points B, C, G, J, K in FIGS. 11 and 12, and points B, C, G, I, L, Pressure at M).
<冷房運転>
冷房運転時は、切換機構8が図15の実線で示される冷却運転状態とされる。熱源側膨張機構としての第1膨張機構5a及び利用側膨張機構5cは、開度調節される。そして、切換機構8が冷却運転状態となるため、中間圧路7の中間冷却器開閉弁7hが開けられ、そして、中間冷却器バイパス管7iの中間冷却器バイパス開閉弁7jが閉められることによって、中間冷却器7dが冷却器として機能する状態とされる。また、切換機構8を冷却運転状態にしている際には、気液分離器としてのレシーバ9による中間圧インジェクションを行わずに、インジェクション管11を通じて、エコノマイザ熱交換器12において加熱された冷媒を後段側の圧縮要素3cn,3dnに戻すエコノマイザ熱交換器12による中間圧インジェクションを行うようにしている。より具体的には、インジェクション開閉弁15aは閉状態にされて、インジェクション開閉弁11aは、上述の変形例3と同様の開度調節がなされる。
<Cooling operation>
During the cooling operation, the
この冷媒回路1Dの状態において、低圧の冷媒(図15、図11、図12の点A参照)は、吸入路3aから圧縮機構3に吸入され、まず、圧縮要素3cm,3dmによって中間圧力まで圧縮された後に、中間圧路7に吐出される(図15、図11、図12の点B参照)。この前段側の圧縮要素3cm,3dmから吐出された中間圧の冷媒は、中間冷却器7dにおいて、冷却源としての水や空気と熱交換を行うことで冷却される(図15、図11、図12の点C参照)。この中間冷却器7dにおいて冷却された冷媒は、インジェクション管11から後段側の圧縮機構3dに戻される冷媒(図15、図11、図12の点K参照)と合流することでさらに冷却される(図15、図11、図12の点G参照)。次に、インジェクション管11から戻る冷媒と合流した(すなわち、エコノマイザ熱交換器12による中間圧インジェクションが行われた)中間圧の冷媒は、圧縮要素3cm,3dmの後段側に接続された圧縮要素3cn,3dnに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮機構3から吐出路3bに吐出される(図15、図11、図12の点D参照)。ここで、圧縮機構3から吐出された高圧の冷媒は、圧縮要素3cm,3cn,3dm,3dnによる二段圧縮動作によって、臨界圧力(すなわち、図11に示される臨界点CPにおける臨界圧力Pcp)を超える圧力まで圧縮されている。そして、この圧縮機構3から吐出された高圧の冷媒は、切換機構8を経由して、冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器4に送られて、冷却源としての水や空気と熱交換を行って冷却される(図15、図11、図12の点E参照)。そして、放熱器としての熱源側熱交換器4において冷却された高圧の冷媒は、その一部がインジェクション管11に分岐される。そして、インジェクション管11を流れる冷媒は、インジェクション開閉弁11aにおいて中間圧付近まで減圧された後に、エコノマイザ熱交換器12に送られる(図15、図11、図12の点J参照)。また、インジェクション管11に分岐された後の冷媒は、エコノマイザ熱交換器12に流入し、インジェクション管11を流れる冷媒と熱交換を行って冷却される(図15、図11、図12の点H参照)。一方、インジェクション管11を流れる冷媒は、放熱器としての熱源側熱交換器4において冷却された高圧の冷媒と熱交換を行って加熱されて(図15、図11、図12の点K参照)、上述のように、前段側の圧縮要素3cm,3dmから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、エコノマイザ熱交換器12において冷却された高圧の冷媒は、第1膨張機構5aによって飽和圧力付近まで減圧されてレシーバ9内に一時的に溜められる(図15、図11、図12の点I参照)。そして、レシーバ9内に溜められた冷媒は、利用側膨張機構5cに送られて、利用側膨張機構5cによって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器6aに送られる(図15、図11、図12の点F参照)。そして、蒸発器としての利用側熱交換器6aに送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱源としての水や空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる(図15、図11、図12の点A参照)。そして、この蒸発器としての利用側熱交換器6aにおいて加熱され蒸発した低圧の冷媒は、切換機構8を経由して、再び、圧縮機構3に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。
In the state of the refrigerant circuit 1D, a low-pressure refrigerant (see point A in FIGS. 15, 11, and 12) is sucked into the
また、冷房運転時に、圧縮機構3において、圧縮機3c,3dの一方を先発させ、他方を後発で運転することができるのは、一実施形態と同様であり、圧縮機構3の柔軟な運転が可能になっている。
Further, during the cooling operation, in the
<暖房運転>
暖房運転時は、切換機構8が図15の破線で示される加熱運転状態とされる。熱源側膨張機構としての第1膨張機構5a及び利用側膨張機構5cは、開度調節される。そして、切換機構8が加熱運転状態となるため、中間圧路7の中間冷却器開閉弁7hが閉められ、そして、中間冷却器バイパス管7iの中間冷却器バイパス開閉弁7jが開けられることによって、中間冷却器7dが冷却器として機能しない状態とされる。また、切換機構8を加熱運転状態にしている際には、エコノマイザ熱交換器12による中間圧インジェクションを行わずに、インジェクション管15を通じて、気液分離器としてのレシーバ9から冷媒を後段側の圧縮要素3cn,3dnに戻すレシーバ9による中間圧インジェクションを行うようにしている。より具体的には、インジェクション開閉弁15aが開状態にされて、インジェクション開閉弁11aが全閉状態にされる。
<Heating operation>
During the heating operation, the
この冷媒回路1Dの状態において、低圧の冷媒(図15〜図17の点A参照)は、吸入路3aから圧縮機構3に吸入され、まず、圧縮要素3cm,3dmによって中間圧力まで圧縮された後に、中間圧路7に吐出される(図15〜図17の点B参照)。この前段側の圧縮要素3cm,3dmから吐出された中間圧の冷媒は、冷房運転時とは異なり、中間冷却器7dを通過せずに(すなわち、冷却されることなく)、中間冷却器バイパス管7iを通過して(図15〜図17の点C参照)、レシーバ9からインジェクション管15を通じて後段側の圧縮機構3dに戻される冷媒(図15〜図17の点M参照)と合流することで冷却される(図15〜図17の点G参照)。次に、インジェクション管15から戻る冷媒と合流した(すなわち、気液分離器としてのレシーバ9による中間圧インジェクションが行われた)中間圧の冷媒は、圧縮要素3cm,3dmの後段側に接続された圧縮要素3cn,3dnに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮機構3から吐出路3bに吐出される(図15〜図17の点D参照)。ここで、圧縮機構3から吐出された高圧の冷媒は、冷房運転時と同様、圧縮要素3cm,3cn,3dm,3dnによる二段圧縮動作によって、臨界圧力(すなわち、図16に示される臨界点CPにおける臨界圧力Pcp)を超える圧力まで圧縮されている。そして、この圧縮機構3から吐出された高圧の冷媒は、切換機構8を経由して、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器6aに送られて、冷却源としての水や空気と熱交換を行って冷却される(図15〜図17の点F参照)。そして、放熱器としての利用側熱交換器6aにおいて冷却された高圧の冷媒は、利用側膨張機構5cによって中間圧付近まで減圧された後に、レシーバ9内に一時的に溜められるとともに気液分離が行われる(図15〜図17の点I、L、M参照)。そして、レシーバ9において気液分離されたガス冷媒は、インジェクション管15によってレシーバ9の上部から抜き出されて、上述のように、前段側の圧縮要素3cm,3dmから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、レシーバ9内に溜められた液冷媒は、第1膨張機構5aによって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器4に送られる(図15〜図17の点E参照)。そして、蒸発器としての熱源側熱交換器4に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱源としての水や空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる(図15〜図17の点A参照)。そして、この蒸発器としての熱源側熱交換器4において加熱され蒸発した低圧の冷媒は、切換機構8を経由して、再び、圧縮機構3に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。
In the state of the refrigerant circuit 1D, low-pressure refrigerant (see point A in FIGS. 15 to 17) is sucked into the
本変形例の構成においては、暖房運転時にエコノマイザ熱交換器12による中間圧インジェクションに代えて気液分離器としてのレシーバ9による中間圧インジェクションを行う点が変形例3と異なるが、その他の点については、変形例3と同様の作用効果を得ることができる。
The configuration of the present modification is different from
なお、詳細は図示しないが、上述の変形例3におけるブリッジ回路10を有する冷媒回路2C(図10参照)において、変形例5と同様に互いが並列に接続された複数(ここでは、2つ)の利用側熱交換器を設けるとともに、気液分離器としてのレシーバ9(より具体的には、ブリッジ回路10)と利用側熱交換器との間において各利用側熱交換器に対応するように利用側膨張機構を設け、レシーバ出口管9bに設けられていた第2膨張機構5bを削除し、また、ブリッジ回路10の出口逆止弁10dに代えて、暖房運転時に冷凍サイクルにおける低圧まで冷媒を減圧する第3膨張機構を設けることが考えられる。
Although not shown in detail, in the refrigerant circuit 2C (see FIG. 10) having the
そして、このような構成においても、切換機構8を冷却運転状態にする冷房運転のように、放熱器としての熱源側熱交換器4において冷却された後に熱源側膨張機構としての第1膨張機構5a以外に大幅な減圧操作が行われることなく、冷凍サイクルにおける高圧から冷凍サイクルの中間圧付近までの圧力差を利用できる条件においては、上述の変形例3と同様、エコノマイザ熱交換器12による中間圧インジェクションが有利である。
Even in such a configuration, the
しかし、切換機構8を加熱運転状態にする暖房運転のように、各利用側膨張機構が放熱器としての各利用側熱交換器において必要とされる冷凍負荷が得られるように放熱器としての各利用側熱交換器を流れる冷媒の流量を制御しており、放熱器としての各利用側熱交換器を通過する冷媒の流量が、各利用側熱交換器の下流側でかつエコノマイザ熱交換器12の上流側に設けられた利用側膨張機構の開度制御による冷媒の減圧操作によって概ね決定される条件においては、各利用側膨張機構の開度制御による冷媒の減圧の程度が、放熱器としての各利用側熱交換器を流れる冷媒の流量だけでなく、複数の放熱器としての利用側熱交換器間の流量分配の状態によって変動することになり、複数の利用側膨張機構間で減圧の程度が大きく異なる状態が生じたり、利用側膨張機構における減圧の程度が比較的大きくなったりする場合があるため、エコノマイザ熱交換器12の入口における冷媒の圧力が低くなるおそれがあり、このような場合には、エコノマイザ熱交換器12における交換熱量(すなわち、インジェクション管11を流れる冷媒の流量)が小さくなってしまい使用が困難になるおそれがある。特に、このような空気調和装置を、主として圧縮機構3、熱源側熱交換器4及びレシーバ9を含む熱源ユニットと、主として利用側熱交換器を含む利用ユニットとが連絡配管によって接続されたセパレート型の空気調和装置として構成する場合には、利用ユニット及び熱源ユニットの配置によっては、この連絡配管が非常に長くなることがあり得るため、その圧力損失による影響も加わり、エコノマイザ熱交換器12の入口における冷媒の圧力がさらに低下することになる。そして、エコノマイザ熱交換器12の入口における冷媒の圧力が低下するおそれがある場合には、気液分離器圧力が臨界圧力よりも低い圧力であれば気液分離器圧力と冷凍サイクルにおける中間圧(ここでは、中間圧路7を流れる冷媒の圧力)との圧力差が小さい条件であっても使用可能な気液分離器による中間圧インジェクションが有利である。
However, as in the heating operation in which the
また、空気調和装置1Dにおいて、暖房運転時に、圧縮機構3において、圧縮機3c,3dの一方を先発させ、他方を後発で運転することができるのは、冷房運転時と同様であり、圧縮機構3の柔軟な運転が可能になっている。
In the air conditioner 1D, during the heating operation, in the
(8)変形例6
上述の変形例5においては、二段圧縮式冷凍サイクルを用いた冷房運転と暖房運転の際に中間圧インジェクションを行うように構成して複数の空調空間の空調負荷に応じた冷房や暖房が可能な空気調和装置について説明したが、変形例5の構成(図15参照)に加えて、レシーバから各利用側膨張機構に送られる冷媒を過冷却状態にする機能を備えるようにすることができる。
(8)
In the above-described modified example 5, the intermediate pressure injection is performed during the cooling operation and the heating operation using the two-stage compression refrigeration cycle, so that the cooling and heating according to the air conditioning load of the plurality of air-conditioned spaces are possible. Although the air conditioner has been described, in addition to the configuration of the modified example 5 (see FIG. 15), it is possible to provide a function of supercooling the refrigerant sent from the receiver to each user-side expansion mechanism.
変形例5のような構成では、冷房運転時において、第1膨張機構5aによって飽和圧力付近まで減圧されてレシーバ9内に一時的に溜められた冷媒(図15の点I参照)が、各利用側膨張機構5cに分配されるが、レシーバ9から各利用側膨張機構5cに送られる冷媒が気液二相状態であると、各利用側膨張機構5cへの分配時に偏流を生じるおそれがあるため、レシーバ9から各利用側膨張機構5cに送られる冷媒をできるだけ過冷却状態にすることが望ましいからである。
In the configuration as in the modified example 5, during the cooling operation, the refrigerant (see point I in FIG. 15) that is decompressed to near the saturation pressure by the
図18は変形例6に係る空気調和装置の概略構成図である。空気調和装置1Eは、図18に示されるように、上述の変形例5における冷媒回路1Dの構成に加えてレシーバ9と利用側膨張機構5cとの間に過冷却熱交換器16及び吸入戻し管17を設けた冷媒回路2Eを備えて構成される。
FIG. 18 is a schematic configuration diagram of an air-conditioning apparatus according to
過冷却熱交換器16は、レシーバ9から利用側膨張機構5cに送られる冷媒を冷却する熱交換器である。より具体的には、過冷却熱交換器16は、冷房運転時に、レシーバ9から利用側膨張機構5cに送られる冷媒の一部を分岐して圧縮機構3の吸入側(すなわち、蒸発器としての利用側熱交換器6aと圧縮機構3との間の吸入路3a)に戻す吸入戻し管17を流れる冷媒との熱交換を行う熱交換器であり、両冷媒が対向するように流れる流路を有している。ここで、吸入戻し管17は、放熱器としての熱源側熱交換器4から膨張機構5cに送られる冷媒を分岐して圧縮機構3の吸入側(すなわち、吸入路3a)に戻す冷媒管である。この吸入戻し管17には、開度制御が可能な吸入戻し弁17aが設けられており、過冷却熱交換器16において、レシーバ9から利用側膨張機構5cに送られる冷媒と吸入戻し弁17aにおいて低圧付近まで減圧された後の吸入戻し管17を流れる冷媒との熱交換を行うようになっている。吸入戻し弁17aは、本変形例において、電動膨張弁である。過冷却熱交換器16の吸入戻し管17側の出口には、過冷却熱交換器16の吸入戻し管17側の出口における冷媒の温度を検出する過冷却熱交出口温度センサ18が設けられている。また、吸入路3a又は圧縮機構3には、圧縮機構3の吸入側を流れる冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサ19が設けられている。
The supercooling
次に、本変形例の空気調和装置1Eの動作について、図16〜図20を用いて説明する。ここで、図19は、冷房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図であり、図20は、冷房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図である。本変形例における暖房運転時の冷凍サイクルについては、図16、図17を用いて説明するものとする。なお、以下の冷房運転及び暖房運転における運転制御は、上述の実施形態における制御部(図示せず)によって行われる。また、以下の説明において、「高圧」とは、冷凍サイクルにおける高圧(すなわち、図19、図20の点D、E、I、Rにおける圧力や図16、図17の点D、D’、Fにおける圧力)を意味し、「低圧」とは、冷凍サイクルにおける低圧(すなわち、図19、図20の点A、F、F、S’、Uにおける圧力や図16、図17の点A、Eにおける圧力)を意味し、「中間圧」とは、冷凍サイクルにおける中間圧(すなわち、図19、図20の点B、C、G、J、Kや図16、図17の点B、C、G、I、L、Mにおける圧力)を意味している。
Next, operation | movement of the
<冷房運転>
冷房運転時は、切換機構8が図18の実線で示される冷却運転状態とされる。熱源側膨張機構としての第1膨張機構5a及び利用側膨張機構5cは、開度調節される。そして、切換機構8が冷却運転状態となるため、中間圧路7の中間冷却器開閉弁7hが開けられる。中間冷却器バイパス管7iの中間冷却器バイパス開閉弁7jが閉められることによって、中間冷却器7dが冷却器として機能する状態とされる。
<Cooling operation>
During the cooling operation, the
また、切換機構8を冷却運転状態にしている際には、気液分離器としてのレシーバ9による中間圧インジェクションを行わずに、インジェクション管11を通じて、エコノマイザ熱交換器12において加熱された冷媒を後段側の圧縮要素3cn,3dnに戻すエコノマイザ熱交換器12による中間圧インジェクションを行うようにしている。より具体的には、インジェクション開閉弁15aは閉状態にされて、インジェクション開閉弁11aは、上述の変形例3と同様の開度調節がなされる。また、切換機構8を冷却運転状態にしている際には、過冷却熱交換器16を使用するため、吸入戻し弁17aについても、開度調節される。より具体的には、本変形例において、吸入戻し弁17aは、過冷却熱交換器16の吸入戻し管17側の出口における冷媒の過熱度が目標値になるように開度調節される、いわゆる過熱度制御がなされるようになっている。本変形例において、過冷却熱交換器16の吸入戻し管17側の出口における冷媒の過熱度は、吸入圧力センサ19により検出される低圧を飽和温度に換算し、過冷却熱交出口温度センサ18により検出される冷媒温度からこの冷媒の飽和温度値を差し引くことによって得られる。
Further, when the
この冷媒回路2Eの状態において、低圧の冷媒(図18〜図20の点A参照)は、吸入路3aから圧縮機構3に吸入され、まず、圧縮要素3cm,3dmによって中間圧力まで圧縮された後に、中間圧路7に吐出される(図18〜図20の点B参照)。この前段側の圧縮要素3cm,3dmから吐出された中間圧の冷媒は、中間冷却器7dにおいて、冷却源としての水や空気と熱交換を行うことで冷却される(図18〜図20の点C参照)。この中間冷却器7dにおいて冷却された冷媒は、インジェクション管11から後段側の圧縮機構3dに戻される冷媒(図18〜図20の点K参照)と合流することでさらに冷却される(図18〜図20の点G参照)。次に、インジェクション管11から戻る冷媒と合流した(すなわち、エコノマイザ熱交換器12による中間圧インジェクションが行われた)中間圧の冷媒は、圧縮要素3cm,3dmの後段側に接続された圧縮要素3cn,3dnに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮機構3から吐出路3bに吐出される(図18〜図20の点D参照)。ここで、圧縮機構3から吐出された高圧の冷媒は、圧縮要素3cm,3cn,3dm,3dnによる二段圧縮動作によって、臨界圧力(すなわち、図19に示される臨界点CPにおける臨界圧力Pcp)を超える圧力まで圧縮されている。そして、この圧縮機構3から吐出された高圧の冷媒は、切換機構8を経由して、冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器4に送られて、冷却源としての水や空気と熱交換を行って冷却される(図18〜図20の点E参照)。そして、放熱器としての熱源側熱交換器4において冷却された高圧の冷媒は、その一部がインジェクション管11に分岐される。そして、インジェクション管11を流れる冷媒は、インジェクション開閉弁11aにおいて中間圧付近まで減圧された後に、エコノマイザ熱交換器12に送られる(図18〜図20の点J参照)。また、インジェクション管11に分岐された後の冷媒は、エコノマイザ熱交換器12に流入し、インジェクション管11を流れる冷媒と熱交換を行って冷却される(図18〜図20の点H参照)。一方、インジェクション管11を流れる冷媒は、放熱器としての熱源側熱交換器4において冷却された高圧の冷媒と熱交換を行って加熱されて(図18〜図20の点K参照)、上述のように、前段側の圧縮要素3cm,3dmから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、エコノマイザ熱交換器12において冷却された高圧の冷媒は、第1膨張機構5aによって飽和圧力付近まで減圧されてレシーバ9内に一時的に溜められる(図18〜図20の点I参照)。そして、レシーバ9内に溜められた冷媒は、その一部が吸入戻し管17に分岐される。そして、吸入戻し管17を流れる冷媒は、吸入戻し弁17aにおいて低圧付近まで減圧された後に、過冷却熱交換器16に送られる(図18〜図20の点S参照)。また、吸入戻し管17に分岐された後の冷媒は、過冷却熱交換器16に流入し、吸入戻し管17を流れる冷媒と熱交換を行ってさらに冷却される(図18〜図20の点R参照)。一方、吸入戻し管17を流れる冷媒は、エコノマイザ熱交換器12において冷却された高圧の冷媒と熱交換を行って加熱されて(図18〜図20の点U参照)、圧縮機構3の吸入側(ここでは、吸入路3a)を流れる冷媒に合流することになる。この過冷却熱交換器16において冷却された冷媒は、利用側膨張機構5cに送られて、利用側膨張機構5cによって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器6aに送られる(図18〜図20の点F参照)。そして、蒸発器としての利用側熱交換器6aに送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱源としての水や空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる(図18〜図20の点A参照)。そして、この蒸発器としての利用側熱交換器6aにおいて加熱され蒸発した低圧の冷媒は、切換機構8を経由して、再び、圧縮機構3に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。
In the state of the
また、冷房運転時に、圧縮機構3において、圧縮機3c,3dの一方を先発させ、他方を後発で運転することができるのは、一実施形態と同様であり、圧縮機構3の柔軟な運転が可能になっている。
Further, during the cooling operation, in the
<暖房運転>
暖房運転時は、切換機構8が図18の破線で示される加熱運転状態とされる。熱源側膨張機構としての第1膨張機構5a及び利用側膨張機構5cは、開度調節される。そして、切換機構8が加熱運転状態となるため、中間圧路7の中間冷却器開閉弁7hが閉められ、そして、中間冷却器バイパス管7iの中間冷却器バイパス開閉弁7jが開けられることによって、中間冷却器7dが冷却器として機能しない状態とされる。また、切換機構8を加熱運転状態にしている際には、エコノマイザ熱交換器12による中間圧インジェクションを行わずに、インジェクション管15を通じて、気液分離器としてのレシーバ9から冷媒を後段側の圧縮要素3cn,3dnに戻すレシーバ9による中間圧インジェクションを行うようにしている。より具体的には、インジェクション開閉弁15aが開状態にされて、インジェクション開閉弁11aが全閉状態にされる。また、切換機構8を加熱運転状態にしている際には、過冷却熱交換器16を使用しないため、吸入戻し弁17aについても全閉状態にされる。
<Heating operation>
During the heating operation, the
この冷媒回路2Eの状態において、低圧の冷媒(図18、図16、図17の点A参照)は、吸入路3aから圧縮機構3に吸入され、まず、圧縮要素3cm,3dmによって中間圧力まで圧縮された後に、中間圧路7に吐出される(図18、図16、図17の点B参照)。この前段側の圧縮要素3cm,3dmから吐出された中間圧の冷媒は、冷房運転時とは異なり、中間冷却器7dを通過せずに(すなわち、冷却されることなく)、中間冷却器バイパス管7iを通過して(図18、図16、図17の点C参照)、レシーバ9からインジェクション管15を通じて後段側の圧縮機構3dに戻される冷媒(図18、図16、図17の点M参照)と合流することで冷却される(図18、図16、図17の点G参照)。次に、インジェクション管15から戻る冷媒と合流した(すなわち、気液分離器としてのレシーバ9による中間圧インジェクションが行われた)中間圧の冷媒は、圧縮要素3cm,3dmの後段側に接続された圧縮要素3cn,3dnに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮機構3から吐出路3bに吐出される(図18、図16、図17の点D参照)。ここで、圧縮機構3から吐出された高圧の冷媒は、冷房運転時と同様、圧縮要素3cm,3cn,3dm,3dnによる二段圧縮動作によって、臨界圧力(すなわち、図16に示される臨界点CPにおける臨界圧力Pcp)を超える圧力まで圧縮されている。そして、この圧縮機構3から吐出された高圧の冷媒は、切換機構8を経由して、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器6aに送られて、冷却源としての水や空気と熱交換を行って冷却される(図18、図16、図17の点F参照)。そして、放熱器としての利用側熱交換器6aにおいて冷却された高圧の冷媒は、利用側膨張機構5cによって中間圧付近まで減圧された後に、レシーバ9内に一時的に溜められるとともに気液分離が行われる(図18、図16、図17の点I、L、M参照)。そして、レシーバ9において気液分離されたガス冷媒は、インジェクション管15によってレシーバ9の上部から抜き出されて、上述のように、前段側の圧縮要素3cm,3dmから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、レシーバ9内に溜められた液冷媒は、第1膨張機構5aによって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器4に送られる(図18、図16、図17の点E参照)。そして、蒸発器としての熱源側熱交換器4に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱源としての水や空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる(図18、図16、図17の点A参照)。そして、この蒸発器としての熱源側熱交換器4において加熱され蒸発した低圧の冷媒は、切換機構8を経由して、再び、圧縮機構3に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。
In the state of the
そして、本変形例の構成においては、上述の変形例5と同様の作用効果が得られるとともに、冷房運転時にレシーバ9から利用側膨張機構5cへ送られる冷媒(図18〜図20の点I参照)を過冷却熱交換器16によって過冷却状態まで冷却することができるため(図19、図20点I、R参照)、各利用側膨張機構5cへの分配時に偏流を生じるおそれを少なくすることができる。
And in the structure of this modification, while the same effect as the said
また、空気調和装置1Eにおいて、暖房運転時に、圧縮機構3において、圧縮機3c,3dの一方を先発させ、他方を後発で運転することができるのは、冷房運転時と同様であり、圧縮機構3の柔軟な運転が可能になっている。
In the
(9)変形例7
なお、変形例6では採用していないが、過冷却熱交換器16の吸入戻し管17側の入口に温度センサを設けて、この温度センサにより検出される冷媒温度を過冷却熱交出口温度センサ18により検出される冷媒温度から差し引くことによって、過冷却熱交換器16の吸入戻し管17側の出口における冷媒の過熱度を得るようにしてもよい。また、吸入戻し弁17aの開度調節は、過熱度制御に限られるものではなく、例えば、冷媒回路2Eにおける冷媒循環量等に応じて所定開度だけ開けるようにするものであってもよい。
(9)
Although not adopted in the
(10)変形例8
上述の実施形態及びその変形例では、1台の一軸二段圧縮構造の圧縮機3c,3dによって、2つの圧縮要素3cm,3cn,3dm,3dnのうちの前段側の圧縮要素から吐出された冷媒を後段側の圧縮要素で順次圧縮する二段圧縮式の圧縮機構3が構成されているが、三段圧縮式等のような二段圧縮式よりも多段の圧縮機構を採用してもよいし、また、単一の圧縮要素が組み込まれた圧縮機及び/又は複数の圧縮要素が組み込まれた圧縮機を複数台直列に接続することで多段の圧縮機構を構成してもよい。また、利用側熱交換器が多数接続される場合等のように、圧縮機構の能力を大きくする必要がある場合には、多段圧縮式の圧縮機構を2系統以上並列に接続した並列多段圧縮式の圧縮機構を採用してもよい。
(10)
In the above-described embodiment and its modification, the refrigerant discharged from the preceding compression element of the two
(11)他の実施形態
以上、本発明の実施形態及びその変形例について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
(11) Other Embodiments Embodiments of the present invention and modifications thereof have been described above with reference to the drawings. However, specific configurations are not limited to these embodiments and modifications thereof, and Changes can be made without departing from the scope of the invention.
例えば、上述の実施形態及びその変形例において、利用側熱交換器6を流れる冷媒と熱交換を行う加熱源又は冷却源としての水やブラインを使用するとともに、利用側熱交換器6,6aにおいて熱交換された水やブラインと室内空気とを熱交換させる二次熱交換器を設けた、いわゆる、チラー型の空気調和装置に本発明を適用してもよい。
For example, in the above-described embodiment and its modification, water or brine is used as a heating source or a cooling source for performing heat exchange with the refrigerant flowing in the usage-
また、上述のチラータイプの空気調和装置の他の型式の冷凍装置であっても、超臨界域で作動する冷媒を冷媒として使用して多段圧縮式冷凍サイクルを行うものであれば、本発明を適用可能である。 Moreover, even if it is another type of refrigeration apparatus of the above-described chiller type air conditioner, the present invention can be used as long as it performs a multistage compression refrigeration cycle using a refrigerant operating in the supercritical region as a refrigerant. Applicable.
また、超臨界域で作動する冷媒としては、二酸化炭素に限定されず、エチレン、エタンや酸化窒素等を使用してもよい。 Further, the refrigerant operating in the supercritical region is not limited to carbon dioxide, and ethylene, ethane, nitrogen oxide, or the like may be used.
<特徴>
(a)
上述の実施形態及び変形例によれば、圧縮機3cが第1圧縮部に相当するとき、油分離機構22(第1均圧路)によって、圧縮機3d(第2圧縮部)の停止時において、中間圧路7と圧縮要素3dn(第2高圧圧縮要素)の吐出口とを均圧にできる。つまり、圧縮機3cが圧縮機3dに先駆けて運転され、そのため、圧縮機構3の吐出路3bと中間圧路7との間に圧力差が生じている場合であっても、圧縮機3d(第2圧縮部)の圧縮要素3dn(第2高圧圧縮要素)の吐出口と中間圧路7の圧力差がほとんどなくなる。それにより、圧縮機3c(第1圧縮部)を駆動した後に圧縮機3d(第2圧縮部)を駆動する場合、圧縮要素3dm(第2低圧圧縮要素)と同一の圧縮機駆動モータ3db(駆動源)により駆動される圧縮要素3dn(第2高圧圧縮要素)の吸入口と吐出口との間に圧力差が生じるのを油分離機構22(第1均圧路)によって防ぎ、後発の圧縮機3d(第2圧縮部)の駆動の妨げになる、圧力差により生じる力を抑制することができる。その結果、圧縮機3c(第1圧縮部)が起動している状態において圧縮機3cよりも後から圧縮機3d(第2圧縮部)を起動する場合に、後発の圧縮機3dを安定して確実に起動でき、冷凍装置の信頼性を向上することができる。
<Features>
(A)
According to the above-described embodiment and the modification, when the
一方、圧縮機3dが第1圧縮部で、圧縮機3cが第2圧縮部である場合には、油分離機構21が第1均圧路に相当し、圧縮要素3cnが第2高圧圧縮要素に相当する。このように、圧縮機3cと圧縮機3dを入れ替えても同様の効果を奏する。また、圧縮機3c,3dの先発後発が決まっている場合には、第1均圧路は一方のみでも効果を奏する。
On the other hand, when the
(b)
上述の実施形態及び変形例によれば、圧縮機3cが第1圧縮部に相当するとき、油分離機構26(第2均圧路)によって、圧縮機3d(第2圧縮部)の停止時において、中間圧路7と圧縮要素3dm(第2低圧圧縮要素)の吸入口とを均圧にできる。つまり、圧縮機3c(第1圧縮部)が圧縮機3d(第2圧縮部)に先駆けて運転され、そのため、圧縮機構3の吸入路3aと中間圧路7との間に圧力差が生じている場合であっても、圧縮機3d(第2圧縮部)の圧縮要素3dm(第2低圧圧縮要素)の吸入口と中間圧路7の圧力差がほとんどなくなる。それにより、圧縮機3cを駆動した後に圧縮機3dを駆動する場合、圧縮機3d(第2圧縮部)の圧縮要素3dm(第2低圧圧縮要素)の吸入口と吐出口との間に圧力差が生じるのを、油分離機構26(第2均圧路)によって防ぎ、後発の圧縮機3d(第2圧縮部)の駆動の妨げとなる力をさらに小さくすることができる。その結果、圧縮機3cに遅れて圧縮機3dを起動する場合に圧縮機3dの起動を妨げる力を小さく抑えられるので、圧縮機構3の能力の切り換えをスムーズに行うことができる。
(B)
According to the above-described embodiment and modification, when the
一方、圧縮機3dが第1圧縮部で、圧縮機3cが第2圧縮部である場合には、油分離機構25が第2均圧路に相当し、圧縮要素3cmが第2低圧圧縮要素に相当する。このように、圧縮機3cと圧縮機3dを入れ替えても同様の効果を奏する。また、圧縮機3c,3dの先発後発が決まっている場合には、第2均圧路は一方のみでも効果を奏する。
On the other hand, when the
(c)
上述の実施形態及び変形例によれば、第1均圧路が油分離機構21,22により構成され、油分離器21a,22aと油戻し管21c,22cによって、中間圧路7と圧縮要素3cn,3dn(第2高圧圧縮要素)との間の均圧を圧縮機3c,3d(第2圧縮部)の停止時に行え、かつ圧縮要素3cn,3dn(第2高圧圧縮要素)の吐出口から吐出される油を中間圧路7に戻すことができる。その結果、第1均圧路が油を分離するための機構を兼ねるので、冷凍装置の信頼性向上のために冷凍装置の構造が複雑化するのを抑えることができる。
(C)
According to the embodiment and the modification described above, the first pressure equalizing path is constituted by the
(d)
上述の実施形態及び変形例によれば、第1均圧路が油分離機構22のときは、油分離機構21が第3均圧路に相当し、第1均圧路が油分離機構21のときは、油分離機構22が第3均圧路に相当する。油分離機構21(第3均圧路)によって、圧縮機3c(第1圧縮部)の停止時において、中間圧路7と圧縮要素3cn(第1高圧圧縮要素)の吐出口とを均圧にできる。つまり、圧縮機3d(第2圧縮部)が圧縮機3c(第1圧縮部)に先駆けて運転され、そのため、圧縮機構3の吐出路3bと中間圧路7との間に圧力差が生じている場合であっても、圧縮機3cの圧縮要素3cn(第1高圧圧縮要素)の吐出口と中間圧路の圧力差がほとんどなくなる。それにより、圧縮機3d(第2圧縮部)を駆動した後に圧縮機3c(第1圧縮部)を駆動する場合、圧縮機3cの圧縮要素3cnの吸入口と吐出口との間に圧力差が生じるのを、油分離機構21によって防ぎ、後発の圧縮機3cの駆動の妨げになる力を取り除くことができる。その結果、圧縮機3cを先発にして圧縮機3dを後発にする場合も、圧縮機3dを先発にして圧縮機3cを後発にする場合も、後発の方を安定して確実に起動できるので、圧縮機3cと圧縮機3dの先発後発の入れ換えが可能になることから冷凍装置の運転が柔軟に行える。
(D)
According to the embodiment and the modification described above, when the first pressure equalization path is the
(e)
上述の変形例3から変形例8によれば、中間冷却器7dによって圧縮要素3cn,3dn(第1高圧圧縮要素及び第2高圧圧縮要素)の吸入口に戻される冷媒の冷却ができるのに加え、膨張機構5aで減圧される前の冷媒をインジェクション管11(注入路)から注入することによって外部に熱を捨てることなく熱の受け渡しを行って冷媒を冷却することができる。その結果、圧縮機3cと圧縮機3dの並列運転が可能な圧縮機構3において、一台の中間冷却器7dと一つのインジェクション管11(注入路)で圧縮機構3から吐出される冷媒温度を低くできるので、冷却機能を付加するためのコストを抑えつつ冷凍装置の運転効率を向上させることができる。
(E)
According to the third to eighth modifications described above, the refrigerant returned to the suction port of the compression elements 3cn and 3dn (the first high pressure compression element and the second high pressure compression element) can be cooled by the intermediate cooler 7d. By injecting the refrigerant before being decompressed by the
1,1A,1B.1C,1D,1E 空気調和装置(冷凍装置)
3 圧縮機構
3c,3d 圧縮機(第1圧縮部、第2圧縮部)
3cm,3cn,3dm,3dn 圧縮要素
8 切換機構
4 熱源側熱交換器
6 利用側熱交換器
7 中間圧路
7d 中間冷却器
11 インジェクション管(注入路)
21,22 油分離機構(第1均圧路、第3均圧路)
25,26 油分離機構(第2均圧路)
1, 1A, 1B. 1C, 1D, 1E Air conditioning equipment (refrigeration equipment)
3
3 cm, 3 cn, 3 dm, 3
21, 22 Oil separation mechanism (first pressure equalization path, third pressure equalization path)
25, 26 Oil separation mechanism (second pressure equalization path)
Claims (5)
前記圧縮機構の前記吐出路から送られる冷媒を減圧して前記圧縮機構の前記吸入路に戻す膨張機構(5)と、
前記膨張機構と前記圧縮機構の前記吐出路または前記吸入路との間に設けられ、冷媒の冷却器または加熱器として機能する熱源側熱交換器(4)と、
前記膨張機構と前記圧縮機構の前記吸入路または前記吐出路との間に設けられ、冷媒の加熱器または冷却器として機能する利用側熱交換器(6)と、
前記第1低圧圧縮要素の吐出口及び前記第2低圧圧縮要素の吐出口から吐出された冷媒を前記第1高圧圧縮要素の吸入口及び前記第2高圧圧縮要素の吸入口に戻す中間圧路(7)と、
前記中間圧路と前記第2高圧圧縮要素の吐出口との間に設けられ、前記第2圧縮部の停止時において、前記中間圧路と前記第2高圧圧縮要素の前記吐出口とを均圧にし得る第1均圧路(22,21)と
を備える冷凍装置。 The suction path (3a), the discharge path (3b), the first low-pressure compression element (3 cm, 3 dm) for increasing the pressure of the refrigerant sucked from the suction path, and the same drive source (3cb, A first compression section (3c, 3d) having a first high-pressure compression element (3cn, 3dn) driven by 3db) to increase the pressure of the refrigerant further than the first low-pressure compression element and discharged from the discharge passage; The second low-pressure compression element (3 dm, 3 cm) that can be activated after the first compression unit and increases the pressure of the refrigerant sucked from the suction passage, and the same drive source (3 db, 3 cb) as the second low-pressure compression element A compression mechanism including a second compression section (3d, 3c) having a second high-pressure compression element (3dn, 3cn) that is driven to increase the pressure of the refrigerant further than the second low-pressure compression element and discharge the refrigerant from the discharge passage. (3) and
An expansion mechanism (5) that decompresses the refrigerant sent from the discharge path of the compression mechanism and returns the refrigerant to the suction path of the compression mechanism;
A heat source side heat exchanger (4) provided between the expansion mechanism and the discharge path or the suction path of the compression mechanism and functioning as a refrigerant cooler or a heater;
A use-side heat exchanger (6) provided between the expansion mechanism and the suction path or the discharge path of the compression mechanism and functioning as a refrigerant heater or cooler;
An intermediate pressure path for returning the refrigerant discharged from the discharge port of the first low pressure compression element and the discharge port of the second low pressure compression element to the suction port of the first high pressure compression element and the suction port of the second high pressure compression element ( 7) and
The intermediate pressure path is provided between the intermediate pressure path and the discharge port of the second high pressure compression element, and when the second compression unit is stopped, the intermediate pressure path and the discharge port of the second high pressure compression element are equalized. And a first pressure equalizing path (22, 21).
前記第1圧縮部は、前記第2圧縮部より後に起動可能である、請求項1から3のいずれかに記載の冷凍装置。 The intermediate pressure path is provided between the intermediate pressure path and the discharge port of the first high pressure compression element, and when the first compression section is stopped, the intermediate pressure path and the discharge port of the first high pressure compression element are equalized. A third pressure equalizing path (21, 22) that can be
The refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the first compression unit can be started after the second compression unit.
前記膨張機構で減圧される前の冷媒を分岐して前記中間冷却器と前記第1高圧圧縮要素の吸入口との間の前記中間圧路に注入する注入路(11)と
をさらに備える、請求項1から4のいずれかに記載の冷凍装置。 An intermediate cooler (7d) that is inserted in the intermediate pressure path and cools the refrigerant returned to the suction port of the first high-pressure compression element and the suction port of the second high-pressure compression element;
The apparatus further comprises an injection path (11) for branching the refrigerant before being decompressed by the expansion mechanism and injecting the refrigerant into the intermediate pressure path between the intermediate cooler and the suction port of the first high-pressure compression element. Item 5. The refrigeration apparatus according to any one of Items 1 to 4.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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