JP2024145993A - Refrigeration equipment - Google Patents
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Abstract
Description
冷凍装置に関する。 Regarding refrigeration equipment.
特許文献1(特開2016-128734号公報)に記載のように、二酸化炭素を冷媒として使用し、低段側圧縮機と高段側圧縮機とからなる二段圧縮機構を有する冷凍装置が知られている。この冷凍装置は、対象空間に設置される冷媒の蒸発器の吸熱作用によって、対象空間の空気を冷却するために用いられる。 As described in Patent Document 1 (JP Patent Publication 2016-128734 A), a refrigeration system is known that uses carbon dioxide as a refrigerant and has a two-stage compression mechanism consisting of a low-stage compressor and a high-stage compressor. This refrigeration system is used to cool the air in a target space by the heat absorption effect of a refrigerant evaporator installed in the target space.
対象空間の設定温度と外気温度との差が大きい環境で上述の冷凍装置を使用する場合、対象空間の温度と外気温度との差が小さく高い冷凍能力が必要となるプルダウン運転時に、高圧側の冷媒の圧力を高く維持する必要がある。しかし、気液分離器内の冷媒の圧力は冷媒の臨界圧力より低くする必要があるため、冷媒の蒸発温度が高いプルダウン運転時には低段側圧縮機の圧縮比が小さくなり、冷凍能力が低下するおそれがある。 When using the above-mentioned refrigeration equipment in an environment where there is a large difference between the set temperature of the target space and the outside air temperature, it is necessary to maintain a high pressure of the refrigerant on the high pressure side during pull-down operation, when the difference between the temperature of the target space and the outside air temperature is small and high refrigeration capacity is required. However, since the pressure of the refrigerant in the gas-liquid separator needs to be lower than the critical pressure of the refrigerant, the compression ratio of the low-stage compressor becomes smaller during pull-down operation when the evaporation temperature of the refrigerant is high, and there is a risk of a decrease in refrigeration capacity.
第1観点の冷凍装置は、第1圧縮機と第2圧縮機と第1熱交換器と膨張機構と第2熱交換器とが順次接続される冷媒回路を備える。第1熱交換器は、第1圧縮機又は第2圧縮機によって圧縮された冷媒の放熱器として機能する。第2熱交換器は、膨張機構によって減圧された冷媒の吸熱器として機能する。冷媒回路は、気液分離器又は第3熱交換器と、第1流路と、第2流路と、第3流路と、を有する。気液分離器は、膨張機構によって減圧された気液二相状態の冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離する。第3熱交換器は、第1熱交換器で放熱された後に減圧機構によって減圧された冷媒と、第1熱交換器で放熱された後であって膨張機構によって減圧される前の冷媒と、の間の熱交換を行う。第1流路は、気液分離器又は第3熱交換器と、第2圧縮機の吸入側と、を接続する。第2流路は、第1圧縮機の吐出側と、第2圧縮機の吸入側と、を接続する。第3流路は、第1圧縮機の吐出側と、第2圧縮機の吐出側と、を接続する。第1流路は、気液分離器内のガス冷媒、又は、減圧機構で減圧され第3熱交換器で熱交換された冷媒を、第2圧縮機の吸入側に導く。第2流路は、第1圧縮機から吐出された冷媒を、第2圧縮機の吸入側に導く。第3流路は、第1圧縮機から吐出された冷媒が第2流路を流れていない状態において、第1圧縮機から吐出された冷媒を、第2圧縮機の吐出側に導く。 The refrigeration device of the first aspect includes a refrigerant circuit in which a first compressor, a second compressor, a first heat exchanger, an expansion mechanism, and a second heat exchanger are sequentially connected. The first heat exchanger functions as a radiator of the refrigerant compressed by the first compressor or the second compressor. The second heat exchanger functions as a heat absorber of the refrigerant decompressed by the expansion mechanism. The refrigerant circuit has a gas-liquid separator or a third heat exchanger, a first flow path, a second flow path, and a third flow path. The gas-liquid separator separates the refrigerant in a gas-liquid two-phase state decompressed by the expansion mechanism into liquid refrigerant and gas refrigerant. The third heat exchanger exchanges heat between the refrigerant decompressed by the decompression mechanism after heat dissipation in the first heat exchanger and the refrigerant after heat dissipation in the first heat exchanger and before decompression by the expansion mechanism. The first flow path connects the gas-liquid separator or the third heat exchanger to the suction side of the second compressor. The second flow path connects the discharge side of the first compressor and the suction side of the second compressor. The third flow path connects the discharge side of the first compressor and the discharge side of the second compressor. The first flow path guides the gas refrigerant in the gas-liquid separator, or the refrigerant that has been depressurized by the decompression mechanism and heat exchanged in the third heat exchanger, to the suction side of the second compressor. The second flow path guides the refrigerant discharged from the first compressor to the suction side of the second compressor. The third flow path guides the refrigerant discharged from the first compressor to the discharge side of the second compressor when the refrigerant discharged from the first compressor is not flowing through the second flow path.
第1観点の冷凍装置は、低段側圧縮機及び高段側圧縮機を用いる二段圧縮運転、及び、低段側圧縮機のみを用いる単段圧縮運転を行うことができる。この冷凍装置は、対象空間の温度と外気温度との差が小さいプルダウン運転時に単段圧縮運転を行うことで、低段側圧縮機の圧縮比を確保して高圧側の冷媒の圧力を高く維持することができる。従って、第1観点の冷凍装置は、プルダウン運転時の能力低下を抑制することができる。 The refrigeration apparatus of the first aspect can perform two-stage compression operation using a low-stage compressor and a high-stage compressor, and single-stage compression operation using only the low-stage compressor. By performing single-stage compression operation during pull-down operation when the difference between the temperature of the target space and the outside air temperature is small, this refrigeration apparatus can ensure the compression ratio of the low-stage compressor and maintain a high pressure for the high-pressure side refrigerant. Therefore, the refrigeration apparatus of the first aspect can suppress a decrease in capacity during pull-down operation.
第2観点の冷凍装置は、第1観点の冷凍装置であって、冷媒回路を第1状態と第2状態との間で切り替える制御部をさらに備える。第1状態では、第1圧縮機から吐出された冷媒は、第2流路を流れて、第1流路を流れるガス冷媒と合流して第2圧縮機に吸入される。第2状態では、第1圧縮機から吐出された冷媒は、第2流路を流れることなく第3流路を流れて、第2圧縮機から吐出された冷媒と合流する。冷媒回路は、第2流路に設けられる第1弁と、第3流路に設けられる逆止弁である第2弁と、をさらに有する。制御部は、第1状態の時に第1弁を開け、第2状態の時に第1弁を閉じる。 The refrigeration device of the second aspect is the refrigeration device of the first aspect, further comprising a control unit that switches the refrigerant circuit between a first state and a second state. In the first state, the refrigerant discharged from the first compressor flows through the second flow path, merges with the gas refrigerant flowing through the first flow path, and is sucked into the second compressor. In the second state, the refrigerant discharged from the first compressor flows through the third flow path without flowing through the second flow path, and merges with the refrigerant discharged from the second compressor. The refrigerant circuit further includes a first valve provided in the second flow path, and a second valve that is a check valve provided in the third flow path. The control unit opens the first valve in the first state, and closes the first valve in the second state.
第2観点の冷凍装置は、二段圧縮運転を行う状態と、単段圧縮運転を行う状態との間の切り替えを、冷媒回路に設けられる弁の開閉制御により行うことができる。 The refrigeration device of the second aspect can switch between a state in which two-stage compression operation is performed and a state in which single-stage compression operation is performed by controlling the opening and closing of a valve provided in the refrigerant circuit.
第3観点の冷凍装置は、第2観点の冷凍装置であって、制御部は、冷媒回路が第2状態である時に、第1圧縮機に吸入される冷媒の温度が第1値まで低下し、かつ、第1圧縮機から吐出された冷媒の温度が第2値まで上昇した場合に、冷媒回路を第2状態から第1状態に切り替える。 The refrigeration device of the third aspect is the refrigeration device of the second aspect, and the control unit switches the refrigerant circuit from the second state to the first state when the temperature of the refrigerant sucked into the first compressor drops to a first value and the temperature of the refrigerant discharged from the first compressor rises to a second value while the refrigerant circuit is in the second state.
第3観点の冷凍装置は、単段圧縮運転を行う状態において、低段側圧縮機の負荷が増加すると、二段圧縮運転を行う状態に移行する。従って、第3観点の冷凍装置は、低段側圧縮機の負荷を低減して、低段側圧縮機の信頼性の低下を抑制することができる。 The refrigeration apparatus of the third aspect transitions to a state of two-stage compression operation when the load on the low-stage compressor increases during single-stage compression operation. Therefore, the refrigeration apparatus of the third aspect can reduce the load on the low-stage compressor and suppress a decrease in the reliability of the low-stage compressor.
第4観点の冷凍装置は、第2観点又は第3観点の冷凍装置であって、制御部は、冷媒回路が第1状態である時に、第1圧縮機に吸入される冷媒の温度が第3値まで上昇した場合、又は、第1圧縮機の回転数が第2圧縮機の回転数を下回った場合に、冷媒回路を第1状態から第2状態に切り替える。 The refrigeration device of the fourth aspect is the refrigeration device of the second or third aspect, and the control unit switches the refrigerant circuit from the first state to the second state when the temperature of the refrigerant sucked into the first compressor rises to a third value or when the rotation speed of the first compressor falls below the rotation speed of the second compressor while the refrigerant circuit is in the first state.
第4観点の冷凍装置は、二段圧縮運転を行う状態において、高段側圧縮機の負荷が増加すると、単段圧縮運転を行う状態に移行する。従って、第4観点の冷凍装置は、高段側圧縮機の負荷を低減して、高段側圧縮機の信頼性の低下を抑制することができる。 The refrigeration apparatus of the fourth aspect transitions to a state of single-stage compression operation when the load on the high-stage compressor increases during two-stage compression operation. Therefore, the refrigeration apparatus of the fourth aspect can reduce the load on the high-stage compressor and suppress a decrease in the reliability of the high-stage compressor.
第5観点の冷凍装置は、第2乃至第4観点のいずれか1つの冷凍装置であって、制御部は、冷媒回路を第1状態と第2状態と第3状態との間で切り替える。第3状態では、第2圧縮機に冷媒が吸入されず、かつ、第1圧縮機から吐出された冷媒は、第2流路を流れることなく第3流路を流れる。冷媒回路は、第1流路に設けられる第3弁をさらに有する。制御部は、第1状態又は第2状態の時に第3弁を開け、第3状態の時に第3弁を閉じる。 The refrigeration device of the fifth aspect is the refrigeration device of any one of the second to fourth aspects, in which the control unit switches the refrigerant circuit between a first state, a second state, and a third state. In the third state, no refrigerant is drawn into the second compressor, and the refrigerant discharged from the first compressor flows through the third flow path without flowing through the second flow path. The refrigerant circuit further has a third valve provided in the first flow path. The control unit opens the third valve in the first state or the second state, and closes the third valve in the third state.
第5観点の冷凍装置は、単段圧縮運転を行う状態において、気液分離器内のガス冷媒を高段側圧縮機で圧縮するガス抜き運転を行う状態と行わない状態との間の切り替えを、冷媒回路に設けられる弁の開閉制御により行うことができる。 In the refrigeration device of the fifth aspect, when performing single-stage compression operation, switching between a state in which degassing operation is performed, in which the gas refrigerant in the gas-liquid separator is compressed by the high-stage compressor, and a state in which degassing operation is not performed can be performed by controlling the opening and closing of a valve provided in the refrigerant circuit.
第6観点の冷凍装置は、第5観点の冷凍装置であって、制御部は、第1圧縮機及び第2圧縮機の起動時において、第3状態、第2状態及び第1状態の順で、冷媒回路を切り替える。 The refrigeration device of the sixth aspect is the refrigeration device of the fifth aspect, in which the control unit switches the refrigerant circuit in the order of the third state, the second state, and the first state when the first compressor and the second compressor are started.
第6観点の冷凍装置は、起動時において、高圧側の冷媒の量が少ない時にはガス抜き運転を行わず、高圧側の冷媒の量が増加するとガス抜き運転を開始する制御を行う。従って、第6観点の冷凍装置は、高段側圧縮機の負荷を低減して、能力低下を抑制することができる。 The refrigeration system of the sixth aspect performs control so that, at startup, degassing operation is not performed when the amount of refrigerant on the high-pressure side is small, and degassing operation is started when the amount of refrigerant on the high-pressure side increases. Therefore, the refrigeration system of the sixth aspect can reduce the load on the high-pressure side compressor and suppress a decrease in capacity.
第7観点の冷凍装置は、第1乃至第6観点のいずれか1つの冷凍装置であって、冷媒回路は、気液分離器を有し、かつ、第4流路をさらに有する。第4流路は、気液分離器と第1流路とを接続する。第4流路は、気液分離器内の冷凍機油を、気液分離器内の液冷媒と共に、第1流路を経由させて第2圧縮機の吸入側に導く。 The refrigeration device of the seventh aspect is the refrigeration device of any one of the first to sixth aspects, in which the refrigerant circuit has a gas-liquid separator and further has a fourth flow path. The fourth flow path connects the gas-liquid separator and the first flow path. The fourth flow path guides the refrigeration oil in the gas-liquid separator, together with the liquid refrigerant in the gas-liquid separator, to the suction side of the second compressor via the first flow path.
第7観点の冷凍装置は、高圧側圧縮機内の冷凍機油の不足を抑制することができる。 The refrigeration system of the seventh aspect can prevent a shortage of refrigeration oil in the high-pressure compressor.
第8観点の冷凍装置は、第1乃至第7観点のいずれか1つの冷凍装置であって、冷媒回路は、第5流路をさらに有する。第5流路は、第2圧縮機の吐出側と第2圧縮機の吸入側とを接続する。第5流路は、第2圧縮機から吐出された冷凍機油を、第2圧縮機の吸入側に導く。第5流路には、冷媒と冷凍機油との混合物から冷凍機油を分離するための油分離器が設けられる。 The refrigeration device of an eighth aspect is the refrigeration device of any one of the first to seventh aspects, in which the refrigerant circuit further has a fifth flow path. The fifth flow path connects the discharge side of the second compressor to the suction side of the second compressor. The fifth flow path guides the refrigeration oil discharged from the second compressor to the suction side of the second compressor. The fifth flow path is provided with an oil separator for separating the refrigeration oil from a mixture of the refrigerant and the refrigeration oil.
第8観点の冷凍装置は、高圧側圧縮機内の冷凍機油の不足を抑制することができる。 The refrigeration system of the eighth aspect can prevent a shortage of refrigeration oil in the high-pressure compressor.
第9観点の冷凍装置は、第1乃至第8観点のいずれか1つの冷凍装置であって、冷媒回路は、気液分離器を有し、かつ、第4熱交換器をさらに有する。第4熱交換器は、気液分離器内のガス冷媒を、第1熱交換器で放熱された後であって膨張機構によって減圧される前の冷媒と熱交換させて加熱する。 The refrigeration device of the ninth aspect is the refrigeration device of any one of the first to eighth aspects, in which the refrigerant circuit has a gas-liquid separator and further has a fourth heat exchanger. The fourth heat exchanger heats the gas refrigerant in the gas-liquid separator by exchanging heat with the refrigerant after heat dissipation in the first heat exchanger and before pressure reduction by the expansion mechanism.
第9観点の冷凍装置は、高段側圧縮機の吸入冷媒の過熱度を上昇させて、放熱器の温度と外気温度との差を大きくすることで、放熱器の性能を高く保つことができる。また、第9観点の冷凍装置は、膨張機構で減圧された冷媒の乾き度を低下させて、低段側圧縮機に吸入される冷媒の不足を抑えることで、圧縮機の信頼性の低下を抑制することができる。 The refrigeration apparatus of the ninth aspect can maintain high performance of the radiator by increasing the degree of superheat of the refrigerant sucked into the high-stage compressor and increasing the difference between the temperature of the radiator and the outside air temperature. The refrigeration apparatus of the ninth aspect can also suppress a decrease in the reliability of the compressor by reducing the dryness of the refrigerant decompressed by the expansion mechanism and suppressing a shortage of refrigerant sucked into the low-stage compressor.
-第1実施形態-
(1)冷凍装置100の構成
図1に示されるように、冷凍装置100は、熱源ユニット2と、利用ユニット3と、液側冷媒連絡配管6と、ガス側冷媒連絡配管7と、リモコン8と、制御部70と、を備える。冷凍装置100では、熱源ユニット2と利用ユニット3とが、液側冷媒連絡配管6及びガス側冷媒連絡配管7を介して接続されることで、冷媒が循環する冷媒回路10が構成される。
-First embodiment-
1, the
冷凍装置100では、冷媒回路10内に封入される冷媒が、圧縮され、凝縮され、減圧され、蒸発された後に、再び圧縮される、という蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。冷凍装置100は、冷凍サイクルを循環する冷媒の蒸発により、対象空間の空気を冷却する。冷凍装置100は、例えば、海上コンテナに取り付けられ、コンテナ内部の対象空間の空気を冷却する。
The
冷凍装置100は、複数台の利用ユニット3を備えてもよい。この場合、1台の熱源ユニット2に対して複数台の利用ユニット3が並列に接続されることで、冷媒回路10が構成される。
The
冷媒回路10内に封入される冷媒は、二酸化炭素(R744)である。二酸化炭素は、フッ素含有冷媒と比較して地球温暖化係数(GWP)が小さい、不燃性の自然冷媒である。冷媒回路10では、冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、その圧力が臨界圧力より大きい超臨界状態にある。
The refrigerant sealed in the
(1-1)熱源ユニット2
熱源ユニット2は、対象空間の外部の空間に設置される。熱源ユニット2は、例えば、屋外に設置される。図1に示されるように、熱源ユニット2は、第1圧縮機21と、第1アキュームレータ21bと、第2圧縮機22と、第2アキュームレータ22bと、熱源側熱交換器23と、熱源側ファン24と、第1熱源側膨張弁25aと、第2熱源側膨張弁25bと、気液分離器26と、中間熱交換器27と、液側閉鎖弁28と、ガス側閉鎖弁29と、ガス抜き弁41と、第1遮断弁43と、第2遮断弁44と、を有する。
(1-1)
The
熱源ユニット2は、冷媒回路10を循環する冷媒が流れる配管である第1配管51~第6配管56及びバイパス配管59を有する。第1配管51は、ガス側閉鎖弁29と、第1圧縮機21の吸入側とを接続する。第2配管52は、第1圧縮機21の吐出側と、第2圧縮機22の吸入側とを接続する。第3配管53は、第2圧縮機22の吐出側と、熱源側熱交換器23の入口側とを接続する。第4配管54は、熱源側熱交換器23の出口側と、気液分離器26の入口側とを接続する。第5配管55は、気液分離器26の液出口側と、液側閉鎖弁28とを接続する。第6配管56は、気液分離器26のガス出口側と、第2配管52とを接続する。バイパス配管59は、第2配管52と、第3配管53とを接続する。
The
第1圧縮機21及び第2圧縮機22は、冷凍装置100の圧縮機構を構成し、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を高圧の冷媒になるまで圧縮する。冷凍装置100が後述する二段圧縮運転を行う場合、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、第1圧縮機21によって圧縮されて中間圧の冷媒となる。中間圧の冷媒は、第2圧縮機22によって圧縮されて高圧の冷媒となる。冷凍サイクルにおける中間圧は、低圧と高圧との間の圧力である。冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、その圧力が臨界圧力より小さい状態にある。第1圧縮機21及び第2圧縮機22は、ロータリ式又はスクロール式等の容積可変型の圧縮要素がそれぞれ第1圧縮機モータ21a及び第2圧縮機モータ22aによって回転駆動される密閉構造を有する。第1圧縮機モータ21a及び第2圧縮機モータ22aは、インバータにより運転周波数(第1圧縮機21及び第2圧縮機22の回転数)の制御が可能である。
The
第1アキュームレータ21bは、第1配管51に設けられる。第2アキュームレータ22bは、第2配管52に設けられる。第1アキュームレータ21b及び第2アキュームレータ22bは、冷媒回路10における余剰冷媒を液冷媒として一時的に貯留することが可能な冷媒容器である。
The
熱源側熱交換器23は、冷凍サイクルにおける高圧の冷媒の放熱器(凝縮器)として機能するガスクーラーである。
The heat source
熱源側ファン24は、対象空間外部の空気(外気等)を熱源側熱交換器23に供給し、熱源側熱交換器23において冷媒と熱交換させた後に、熱源ユニット2の外部に排出するための空気流れを生じさせる。熱源側ファン24は、熱源側ファンモータ24aによって回転駆動される。
The heat
第1熱源側膨張弁25aは、第4配管54に設けられる。第2熱源側膨張弁25bは、第5配管55に設けられる。第1熱源側膨張弁25a及び第2熱源側膨張弁25bは、冷凍装置100の膨張機構を構成し、冷凍サイクルにおける高圧の冷媒を低圧の冷媒になるまで減圧する。冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、第1熱源側膨張弁25aによって減圧されて中間圧の冷媒となる。中間圧の冷媒は、第2熱源側膨張弁25bによって減圧されて低圧の冷媒となる。第1熱源側膨張弁25a及び第2熱源側膨張弁25bは、制御部70による制御により開度を調節可能な電動膨張弁である。
The first heat source
気液分離器26は、第1熱源側膨張弁25aで減圧されて気液二相状態となった冷媒を、液冷媒とガス冷媒とに分離するための容器である。第1熱源側膨張弁25aを通過した気液二相状態の冷媒は、気液分離器26の入口側から、気液分離器26に流入する。気液分離器26で分離されたガス冷媒は、気液分離器26のガス出口側から流出する。気液分離器26で分離された液冷媒は、気液分離器26の液出口側から流出する。
The gas-
中間熱交換器27は、熱源側熱交換器23で放熱された後であって第1熱源側膨張弁25aによって減圧される前の冷媒と、気液分離器26のガス出口側から流出したガス冷媒と、の間の熱交換を行う。第1熱源側膨張弁25aによって減圧される前の冷媒は、中間熱交換器27での熱交換によって放熱する。気液分離器26のガス出口側から流出したガス冷媒は、中間熱交換器27での熱交換によって加熱される。
The
液側閉鎖弁28は、液側冷媒連絡配管6との接続部分に配置される手動弁である。
The liquid
ガス側閉鎖弁29は、ガス側冷媒連絡配管7との接続部分に配置される手動弁である。
The gas
ガス抜き弁41は、第6配管56に設けられる。ガス抜き弁41は、気液分離器26と中間熱交換器27との間に設けられる。ガス抜き弁41は、第6配管56を流れるガス冷媒の量を調整する。ガス抜き弁41は、制御部70による制御により開度を調節可能な電動膨張弁である。
The
第1遮断弁43は、第2配管52に設けられる。図1に示されるように、第2配管52では、第1圧縮機21の吐出側から第2圧縮機22の吸入側に向かって、バイパス配管59との接続部、第1遮断弁43、及び、第6配管56との接続部が順に設けられる。第1遮断弁43は、制御部70による制御により開度を調節可能な電動膨張弁である。第1遮断弁43は、閉じられている間、第1圧縮機21の吐出側から第2圧縮機22の吸入側に向かう冷媒の流れを遮断する。
The
第2遮断弁44は、バイパス配管59に設けられる。第2遮断弁44は、逆止弁である。第2遮断弁44は、第2配管52から第3配管53へ向かう冷媒の流れを許容する。第2遮断弁44は、第3配管53から第2配管52へ向かう冷媒の流れを遮断する。第2遮断弁44は、制御部70による制御により開度を調節可能な電動膨張弁であってもよい。
The
熱源ユニット2は、熱源ユニット2を構成する各部品の動作を制御する熱源ユニット制御部20を有する。熱源ユニット制御部20は、制御部70を構成する。熱源ユニット制御部20は、例えば、CPU及びメモリ等を含むマイクロコンピュータである。熱源ユニット制御部20は、利用ユニット3の利用ユニット制御部30と通信線を介して接続され、制御信号等の送受信を行う。
The
また、熱源ユニット2は、第1温度センサ61~第5温度センサ65をさらに有する。
The
第1温度センサ61は、第3配管53に取り付けられる。第1温度センサ61は、例えば、熱源側熱交換器23の入口の近傍に取り付けられる。第1温度センサ61は、熱源側熱交換器23の入口における冷媒の温度である第1温度を測定する。第1温度は、実質的に、熱源側熱交換器23に流入して熱源側熱交換器23において熱交換される前の冷媒の温度と等しい。
The
第2温度センサ62は、屋外に設置される。第2温度センサ62は、例えば、熱源ユニット2のケーシングの外表面に取り付けられる。第2温度センサ62は、熱源側熱交換器23において冷媒と熱交換される空気の温度である第2温度を測定する。第2温度は、実質的に、外気温度と等しい。
The
第3温度センサ63は、対象空間に設置される。第3温度センサ63は、例えば、利用ユニット3のケーシングの外表面に取り付けられる。第3温度センサ63は、利用ユニット3が設置される対象空間の温度である第3温度を測定する。
The
第4温度センサ64は、第1配管51に取り付けられる。第4温度センサ64は、例えば、第1圧縮機21の吸入側の近傍に取り付けられる。第4温度センサ64は、第1圧縮機21に吸入される冷媒の温度である第4温度を測定する。第4温度は、実質的に、冷媒の蒸発温度と等しい。
The
第5温度センサ65は、第2配管52に取り付けられる。第5温度センサ65は、例えば、第1圧縮機21の吐出側の近傍に取り付けられる。第5温度センサ65は、第1圧縮機21から吐出された冷媒の温度である第5温度を測定する。
The
(1-2)利用ユニット3
利用ユニット3は、対象空間内に設置される。図1に示されるように、利用ユニット3は、利用側熱交換器31と、利用側ファン32と、を有する。
(1-2)
The
利用側熱交換器31は、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒の吸熱器(蒸発器)として機能する。利用側熱交換器31の入口側から延びる配管は、液側冷媒連絡配管6と接続される。利用側熱交換器31の出口側から延びる配管は、ガス側冷媒連絡配管7と接続される。これにより、冷媒回路10において、第1圧縮機21と、第2圧縮機22と、熱源側熱交換器23と、第1熱源側膨張弁25aと、第2熱源側膨張弁25bと、利用側熱交換器31と、が順次接続されて、冷媒の循環流路が形成される。
The user-
利用側ファン32は、対象空間の空気を利用側熱交換器31に供給し、利用側熱交換器31において冷媒と熱交換させた後に、対象空間に排出するための空気流れを生じさせる。利用側ファン32は、利用側ファンモータ32aによって回転駆動される。
The user-
利用ユニット3は、利用ユニット3を構成する各部品の動作を制御する利用ユニット制御部30を有する。利用ユニット制御部30は、制御部70を構成する。利用ユニット制御部30は、例えば、CPU及びメモリ等を含むマイクロコンピュータである。利用ユニット制御部30は、熱源ユニット2の熱源ユニット制御部20と通信線を介して接続され、制御信号等の送受信を行う。
The
(1-3)リモコン8
リモコン8は、冷凍装置100のユーザが、冷凍装置100に各種指示を入力するための入力装置として機能する。ユーザは、例えば、リモコン8を操作して、対象空間の設定温度及び設定湿度を調整する。リモコン8は、冷凍装置100の運転状態、及び、所定の報知情報を表示するための表示装置としても機能する。リモコン8は、熱源ユニット制御部20及び利用ユニット制御部30と通信線を介して接続され、相互に信号の送受信を行う。
(1-3)
The
(1-4)制御部70
冷凍装置100では、熱源ユニット制御部20と利用ユニット制御部30とが通信線を介して接続されることで、冷凍装置100の動作を制御するハードウェアである制御部70が構成される。制御部70による制御は、熱源ユニット制御部20及び利用ユニット制御部30が一体的に動作することにより実現される。
(1-4)
In the
図2に示されるように、制御部70は、熱源ユニット2に含まれるアクチュエータと電気的に接続される。熱源ユニット2に含まれるアクチュエータは、具体的には、第1圧縮機モータ21a、第2圧縮機モータ22a、熱源側ファンモータ24a、第1熱源側膨張弁25a、第2熱源側膨張弁25b、ガス抜き弁41、及び、第1遮断弁43である。制御部70は、第1温度センサ61~第5温度センサ65、リモコン8、及び、利用ユニット3に含まれるアクチュエータとも電気的に接続される。利用ユニット3に含まれるアクチュエータは、具体的には、利用側ファンモータ32aである。
As shown in FIG. 2, the
図2に示されるように、制御部70は、記憶部71と、通信部72と、アクチュエータ制御部74と、表示制御部75と、を有する。これらの各要素は、制御部70の特定の機能を実現する。制御部70は、ROM、RAM及びフラッシュメモリ等に記憶された制御プログラムを実行することで、これらの機能を実行する。
As shown in FIG. 2, the
記憶部71は、制御部70の他の要素からの依頼を受けて、所定の情報を所定の記憶領域に格納する。所定の情報とは、例えば、制御部70が実行する演算の結果、及び、リモコン8に入力されるコマンドである。
The
通信部72は、制御部70に接続される各機器と、信号の送受信を行うための通信インターフェースとして機能する。通信部72は、アクチュエータ制御部74からの依頼を受けて、指定されたアクチュエータに所定の信号を送信する。通信部72は、リモコン8等から出力された信号を受信して、所定の記憶領域に格納するよう記憶部71に依頼する。また、通信部72は、第1温度センサ61~第5温度センサ65によって測定された温度を、第1温度センサ61~第5温度センサ65から受信する。
The
アクチュエータ制御部74は、制御プログラムに基づいて、冷凍装置100に含まれる各アクチュエータの動作を制御する。具体的には、アクチュエータ制御部74は、第1圧縮機21の回転数、第2圧縮機22の回転数、熱源側ファン24の回転数、第1熱源側膨張弁25aの開度、第2熱源側膨張弁25bの開度、利用側ファン32の回転数、ガス抜き弁41の開度、及び、第1遮断弁43の開度をリアルタイムに制御する機能を有する。
The
表示制御部75は、表示装置としてのリモコン8の動作を制御する機能部である。表示制御部75は、冷凍装置100の運転状態及び状況に係る情報等をユーザに通知するために、リモコン8に所定の情報を出力させる。例えば、表示制御部75は、設定温度等をリモコン8のディスプレイに表示させる。
The
(2)冷凍装置100の動作
次に、図3及び図4に示されるモリエル線図を用いて、冷凍装置100の冷媒回路10を循環する冷媒の状態の変化について説明する。図3及び図4には、冷媒の飽和液線L1、乾き飽和蒸気線L2および臨界点CPが描かれている。臨界点CPは、飽和液線L1および乾き飽和蒸気線L2の高圧側の端点である。臨界点CPより高圧の冷媒は、超臨界状態にある。
(2) Operation of the
冷凍装置100の運転中、冷媒回路10は、第1状態及び第2状態のいずれか1つの状態をとる。第1状態では、ガス抜き弁41は閉じられ、第1遮断弁43は開けられている。第2状態では、ガス抜き弁41は開けられ、第1遮断弁43は閉じられている。
During operation of the
図3は、冷媒回路10が第1状態をとる時のモリエル線図である。第1状態は、冷凍装置100が二段圧縮運転を行う状態である。二段圧縮運転は、利用側熱交換器31で熱交換されたガス冷媒を第1圧縮機21及び第2圧縮機22で圧縮する運転である。
Figure 3 is a Mollier diagram when the
二段圧縮運転時には、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、低段側の第1圧縮機21、及び、高段側の第2圧縮機22によって順に圧縮されて、冷凍サイクルにおける高圧の冷媒となる。具体的には、二段圧縮運転時において、第1圧縮機21は、第1配管51を流れる低圧の冷媒を吸入して圧縮し、中間圧の冷媒を第2配管52に吐出する。第2配管52に吐出された中間圧の冷媒は、第1遮断弁43を通過する。第2圧縮機22は、第2配管52を流れる中間圧の冷媒を吸入して圧縮し、高圧の冷媒を第3配管53に吐出する。
During two-stage compression operation, the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle is compressed in sequence by the
図4は、冷媒回路10が第2状態をとる時のモリエル線図である。第2状態は、冷凍装置100が単段圧縮/ガス抜き運転を行う状態である。単段圧縮/ガス抜き運転時には、単段圧縮運転及びガス抜き運転が行われる。単段圧縮運転は、利用側熱交換器31で熱交換されたガス冷媒を第1圧縮機21で圧縮する運転である。ガス抜き運転は、気液分離器26で分離されたガス冷媒を第2圧縮機22で圧縮する運転である。
Figure 4 is a Mollier diagram when the
単段圧縮運転時には、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、第1圧縮機21によって圧縮されて、冷凍サイクルにおける高圧の冷媒となる。具体的には、第1圧縮機21は、第1配管51を流れる低圧の冷媒を吸入して圧縮し、高圧の冷媒を第2配管52に吐出する。第2配管52に吐出された高圧の冷媒は、第1遮断弁43を通過できずに、バイパス配管59に流入する。バイパス配管59に流入した高圧の冷媒は、第2遮断弁44を通過して、第3配管53に流入する。
During single-stage compression operation, the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle is compressed by the
ガス抜き運転時には、冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第2圧縮機22によって圧縮されて、冷凍サイクルにおける高圧の冷媒となる。具体的には、第2圧縮機22は、気液分離器26から第6配管56を介して第2配管52に流入した中間圧のガス冷媒を吸入して圧縮し、高圧の冷媒を第3配管53に吐出する。
During degassing operation, the intermediate pressure refrigerant in the refrigeration cycle is compressed by the
単段圧縮/ガス抜き運転時には、単段圧縮運転によって第1圧縮機21から吐出された高圧の冷媒、及び、ガス抜き運転によって第2圧縮機22から吐出された高圧の冷媒は、第3配管53において合流する。第3配管53で合流した冷媒は、熱源側熱交換器23に流入する。
During single-stage compression/degassing operation, the high-pressure refrigerant discharged from the
(2-1)第1状態における冷媒の状態の変化
図3に示されるように、熱源ユニット2において、冷媒回路10を流れる低圧の冷媒は、第1圧縮機21において圧縮されて中間圧の冷媒となる(P1→P2)。第1圧縮機21から吐出された中間圧の冷媒は、第2配管52を通過する際にわずかに放熱する(P2→P3)。その後、中間圧の冷媒は、第2圧縮機22において圧縮されて高圧の冷媒となる(P3→P4)。第2圧縮機22から吐出された高圧の冷媒は、熱源側熱交換器23に流入する。熱源側熱交換器23に流入した高圧の冷媒は、外気と熱交換されて放熱する(P4→P5)。
(2-1) Change in state of refrigerant in the first state As shown in Fig. 3, in the
熱源側熱交換器23で放熱した冷媒は、第1熱源側膨張弁25aで減圧されて、中間圧の冷媒となる(P5→P6)。第1熱源側膨張弁25aで減圧されて気液二相状態となった冷媒は、気液分離器26に流入して、液冷媒とガス冷媒とに分離される(P6→P7,P8)。気液分離器26で分離された液冷媒は、第2熱源側膨張弁25bでさらに減圧されて、低圧の冷媒となる(P7→P9)。第2熱源側膨張弁25bで減圧された液冷媒は、液側閉鎖弁28及び液側冷媒連絡配管6を通過して利用ユニット3に流入して、利用側熱交換器31に流入する。利用側熱交換器31に流入した低圧の液冷媒は、利用ユニット3が設置される対象空間の空気と熱交換されて吸熱してガス冷媒となる(P9→P1)。利用側熱交換器31で吸熱した冷媒は、ガス側冷媒連絡配管7を通過して、ガス側閉鎖弁29から熱源ユニット2に流入する。熱源ユニット2に流入した低圧の冷媒は、第1圧縮機21に吸入される。
The refrigerant that has released heat in the heat source
(2-2)第2状態における冷媒の状態の変化
図4に示されるように、熱源ユニット2において、冷媒回路10を流れる低圧の冷媒は、第1圧縮機21において圧縮されて高圧の冷媒となる(P1→P2)。気液分離器26で分離されたガス冷媒であって、中間熱交換器27において加熱された中間圧の冷媒は、第2圧縮機22において圧縮されて高圧の冷媒となる(P3→P4)。第1圧縮機21及び第2圧縮機22から吐出された高圧の冷媒は、合流して熱源側熱交換器23に流入する。熱源側熱交換器23に流入した高圧の冷媒は、外気と熱交換されて放熱する(P2,P4→P5)。
(2-2) Change in state of refrigerant in the second state As shown in Fig. 4, in the
熱源側熱交換器23で放熱した冷媒は、中間熱交換器27において、気液分離器26で分離されたガス冷媒と熱交換されてさらに放熱する(P5→P6)。その後、中間熱交換器27で放熱した冷媒は、第1熱源側膨張弁25aで減圧されて、中間圧の冷媒となる(P6→P7)。第1熱源側膨張弁25aで減圧されて気液二相状態となった冷媒は、気液分離器26に流入して、液冷媒とガス冷媒とに分離される(P7→P8,P9)。気液分離器26で分離された液冷媒は、第2熱源側膨張弁25bでさらに減圧されて、低圧の冷媒となる(P8→P10)。第2熱源側膨張弁25bで減圧された液冷媒は、液側閉鎖弁28及び液側冷媒連絡配管6を通過して利用ユニット3に流入して、利用側熱交換器31に流入する。利用側熱交換器31に流入した低圧の液冷媒は、利用ユニット3が設置される対象空間の空気と熱交換されて吸熱してガス冷媒となる(P10→P1)。利用側熱交換器31で吸熱した冷媒は、ガス側冷媒連絡配管7を通過して、ガス側閉鎖弁29から熱源ユニット2に流入する。熱源ユニット2に流入した低圧の冷媒は、第1圧縮機21に吸入される。
The refrigerant that has dissipated heat in the heat source
気液分離器26で分離されたガス冷媒は、第6配管56を流れ、ガス抜き弁41を通過する際にわずかに減圧する(P9→P11)。減圧したガス冷媒は、中間熱交換器27において、第1熱源側膨張弁25aで減圧される前の冷媒と熱交換して加熱され、第2圧縮機22に吸入される(P11→P3)。
The gas refrigerant separated in the gas-
(3)冷凍装置100の制御
制御部70は、冷凍装置100の運転中、第1温度センサ61~第5温度センサ65から取得した第1温度~第5温度の少なくとも1つに基づいて、冷媒回路10の状態をリアルタイムで制御する。
(3) Control of the
冷凍装置100が起動した直後は、冷媒回路10は第2状態にあり、冷凍装置100は単段圧縮/ガス抜き運転を行う。冷凍装置100の起動時には、プルダウン運転が行われる。プルダウン運転とは、冷凍装置100の対象空間の温度と外気温度との差が小さく、対象空間の温度を対象空間の設定温度まで下げるために高い冷凍能力が必要となる運転である。プルダウン運転の開始時には、例えば、対象空間の温度と外気温度との差はゼロである。
Immediately after the
制御部70は、冷凍装置100が単段圧縮/ガス抜き運転を行っている時において、所定の第1条件が満たされた場合に、冷媒回路10を第2状態から第1状態に切り替える。これにより、冷凍装置100は、単段圧縮/ガス抜き運転を停止して、二段圧縮運転を開始する。制御部70は、ガス抜き弁41を閉じて、第1遮断弁43を開けることで、冷媒回路10を第2状態から第1状態に切り替える。第1条件とは、第1圧縮機21に吸入される冷媒の温度が第1値まで低下し、かつ、第1圧縮機21から吐出された冷媒の温度が第2値まで上昇した場合に満たされる。制御部70は、第1圧縮機21に吸入される冷媒の温度として、第4温度センサ64によって測定される第4温度を用いる。制御部70は、第1圧縮機21から吐出された冷媒の温度として、第5温度センサ65によって測定される第5温度を用いる。
When the
制御部70は、冷凍装置100が二段圧縮運転を行っている時において、所定の第2条件が満たされた場合に、冷媒回路10を第1状態から第2状態に切り替える。これにより、冷凍装置100は、二段圧縮運転を停止して、単段圧縮/ガス抜き運転を開始する。制御部70は、ガス抜き弁41を開けて、第1遮断弁43を閉じることで、冷媒回路10を第1状態から第2状態に切り替える。第2条件とは、第1圧縮機21に吸入される冷媒の温度が第3値まで上昇した場合、又は、第1圧縮機21の回転数が第2圧縮機22の回転数を下回った場合に満たされる。制御部70は、第1圧縮機21に吸入される冷媒の温度として、第4温度センサ64によって測定される第4温度を用いる。制御部70は、第1圧縮機21及び第2圧縮機22の回転数をアクチュエータ制御部74から取得する。
When the
(4)冷凍装置100の効果
(4-1)
従来、冷媒として二酸化炭素が循環する冷凍サイクルを備える冷凍装置が用いられている。この冷凍装置は、外気温度が高い環境で使用される場合、冷凍サイクルの放熱器に流入する冷媒の温度及び圧力を高くするため、二段圧縮機構が採用される。また、この冷凍装置は、外気温度と、対象空間の設定温度との差が大きい環境で使用される場合、気液分離器を備えることが好ましい。この場合、気液分離器内の冷媒の圧力は、冷媒の臨界点(31.1℃,7.38MPa)での圧力よりも低くする必要がある。そのため、二段圧縮機構及び気液分離器を有し、かつ、二酸化炭素を冷媒として用いる冷凍装置は、冷媒の蒸発温度が高いプルダウン運転時において、低段側圧縮機の望ましい圧縮比が小さくなり、冷凍能力が不足するおそれがある。
(4) Effects of the refrigeration device 100 (4-1)
Conventionally, a refrigeration device equipped with a refrigeration cycle in which carbon dioxide is circulated as a refrigerant has been used. When this refrigeration device is used in an environment where the outside air temperature is high, a two-stage compression mechanism is adopted in order to increase the temperature and pressure of the refrigerant flowing into the radiator of the refrigeration cycle. In addition, when this refrigeration device is used in an environment where the difference between the outside air temperature and the set temperature of the target space is large, it is preferable to include a gas-liquid separator. In this case, the pressure of the refrigerant in the gas-liquid separator needs to be lower than the pressure at the critical point of the refrigerant (31.1°C, 7.38 MPa). Therefore, in a refrigeration device having a two-stage compression mechanism and a gas-liquid separator and using carbon dioxide as a refrigerant, the desired compression ratio of the low-stage compressor becomes smaller during pull-down operation in which the evaporation temperature of the refrigerant is high, and there is a risk of insufficient refrigeration capacity.
本実施形態の冷凍装置100は、二段圧縮運転、及び、単段圧縮/ガス抜き運転を行うことができる。冷凍装置100の制御部70は、ガス抜き弁41及び第1遮断弁43を制御することで、二段圧縮運転を行う第1状態と、単段圧縮/ガス抜き運転を行う第2状態とを相互に切り替えることができる。
The
冷凍装置100のプルダウン運転時には、高い冷凍能力が必要となるため、冷凍サイクルの高圧側の冷媒の圧力を高く維持する必要がある。冷凍装置100は、プルダウン運転時に単段圧縮/ガス抜き運転を行うことで、図4に示されるように、第1圧縮機21の圧縮比を十分に確保することができる。そのため、冷凍装置100は、プルダウン運転時において、冷凍サイクルの高圧側の冷媒の圧力を高く維持することができる。
When the
従って、冷凍装置100は、プルダウン運転時において、低段側の第1圧縮機21の圧縮比を十分に確保できないことによる冷凍能力の低下を抑制することができる。
Therefore, the
(4-2)
制御部70は、冷媒回路10が第2状態である時において、第1圧縮機21の負荷が増加すると、冷凍装置100が単段圧縮/ガス抜き運転を行う第2状態から、冷凍装置100が二段圧縮運転を行う第1状態に切り替える。制御部70は、上述の第1条件が満たされたと判定した場合、第2状態から第1状態への切り替えを行う。第1条件は、第1圧縮機21に吸入される冷媒の温度(冷媒の蒸発温度)が所定値まで低下し、かつ、第1圧縮機21から吐出される冷媒の温度が所定値まで上昇した場合に満たされる。
(4-2)
When the load on the
制御部70は、第1圧縮機21に吸入される冷媒の温度として、第4温度センサ64によって測定される第4温度を用いてもよい。制御部70は、第1圧縮機21から吐出される冷媒の温度として、第5温度センサ65によって測定される第5温度を用いてもよい。この場合、制御部70は、単段圧縮/ガス抜き運転時に第1条件が満たされたことを検知すると、ガス抜き弁41及び第1遮断弁43を制御して、第2状態から第1状態への切り替えを行う。これにより、冷凍装置100は、単段圧縮/ガス抜き運転を停止して二段圧縮運転を開始する。
The
冷凍装置100がプルダウン運転時に単段圧縮/ガス抜き運転を行うと、冷媒の蒸発温度が低下して、第1圧縮機21の圧縮比が大きくなり、冷凍サイクルの高圧側の冷媒の温度(第1圧縮機21から吐出される冷媒の温度)が高くなる。その結果、第1圧縮機21の負荷が大きくなり、第1圧縮機21の信頼性が低下するおそれがある。冷凍装置100は、単段圧縮/ガス抜き運転の実行時に、第1圧縮機21の圧縮比が十分に大きくなり、第1圧縮機21から吐出される冷媒の温度が十分に高くなったと判断すると、単段圧縮/ガス抜き運転を停止して二段圧縮運転を開始する。
When the
従って、冷凍装置100は、単段圧縮/ガス抜き運転の実行時において、低段側の第1圧縮機21の負荷を低減して、第1圧縮機21の信頼性の低下を抑制することができる。これにより、冷凍装置100は、第1圧縮機21を有効活用できるため、容量が小さい第1圧縮機21を採用することができ、コスト及び消費電力を低減することができる。
Therefore, when performing single-stage compression/gas venting operation, the
(4-3)
制御部70は、冷媒回路10が第1状態である時において、第2圧縮機22の負荷が増加すると、冷凍装置100が二段圧縮運転を行う第1状態から、冷凍装置100が単段圧縮/ガス抜き運転を行う第2状態に切り替える。制御部70は、上述の第2条件が満たされたと判定した場合、第1状態から第2状態への切り替えを行う。第2条件は、第1圧縮機21に吸入される冷媒の温度(冷媒の蒸発温度)が所定値まで上昇し、又は、第1圧縮機21の回転数が第2圧縮機22の回転数を下回った場合に満たされる。
(4-3)
When the load on the
制御部70は、第1圧縮機21に吸入される冷媒の温度として、第4温度センサ64によって測定される第4温度を用いてもよい。この場合、制御部70は、二段圧縮運転時に第2条件が満たされたことを検知すると、ガス抜き弁41及び第1遮断弁43を制御して、第1状態から第2状態への切り替えを行う。これにより、冷凍装置100は、二段圧縮運転を停止して単段圧縮/ガス抜き運転を開始する。
The
冷凍装置100が二段圧縮運転を行っている間、第1圧縮機21に吸入される冷媒の温度(冷媒の蒸発温度)が徐々に上昇することがある。気液分離器26内の冷媒の圧力(中間圧の冷媒の圧力)は、冷媒の臨界圧力(7.38MPa)より低くする必要があるため、高くても7MPa程度に抑える必要がある。そのため、二段圧縮運転時に冷媒の蒸発温度が上昇すると、第1圧縮機21の圧縮比が低下するおそれがある。冷凍装置100は、二段圧縮運転の実行時に、第1圧縮機21に吸入される冷媒の温度が十分に高くなったと判断すると、二段圧縮運転を停止して単段圧縮/ガス抜き運転を開始する。
While the
従って、冷凍装置100は、低段側の第1圧縮機21の圧縮比を十分に確保して、冷凍能力の低下を抑制することができる。
Therefore, the
また、冷凍装置100が二段圧縮運転を行っている間、第1圧縮機21の回転数が第2圧縮機22の回転数を下回り、第2圧縮機22の負荷が過剰になることがある。この場合、第2圧縮機22にガス抜き運転を実行させることで、第2圧縮機22の負荷を低減することができる。冷凍装置100は、二段圧縮運転の実行時に、第1圧縮機21の回転数が第2圧縮機22の回転数を下回ったと判断すると、二段圧縮運転を停止して単段圧縮/ガス抜き運転を開始する。
In addition, while the
従って、冷凍装置100は、二段圧縮運転の実行時において、高段側の第2圧縮機22の負荷を低減して、第2圧縮機22の信頼性の低下を抑制することができる。これにより、冷凍装置100は、第2圧縮機22を有効活用できるため、容量が小さい第2圧縮機22を採用することができ、コスト及び消費電力を低減することができる。
Therefore, when performing two-stage compression operation, the
(4-4)
冷凍装置100は、単段圧縮/ガス抜き運転の実行時において、中間熱交換器27を用いて、熱源側熱交換器23の出口における冷媒を、気液分離器26で分離されたガス冷媒との熱交換により冷却する。これにより、第1熱源側膨張弁25aを通過して減圧された冷媒の乾き度が低下する。
(4-4)
When the single-stage compression/degassing operation is performed, the
従って、冷凍装置100は、低段側の第1圧縮機21に吸入される冷媒の不足を抑制することができる。
Therefore, the
(4-5)
冷凍装置100は、外気温度、及び、対象空間の温度に応じて、単段圧縮/ガス抜き運転又は二段圧縮運転を行うか判断することができる。制御部70は、外気温度として、第2温度センサ62によって測定される第2温度を用いてもよい。制御部70は、対象空間の温度として、第3温度センサ63によって測定される第3温度を用いてもよい。この場合、制御部70は、冷凍装置100の起動時において、第2温度が所定値以上であり、かつ、第2温度と第3温度との差が所定値以下の場合に、プルダウン運転として単段圧縮/ガス抜き運転を開始する。また、制御部70は、冷凍装置100の起動時において、第2温度が所定値未満であるか、又は、第2温度と第3温度との差が所定値より大きい場合に、プルダウン運転のための二段圧縮運転を開始する。
(4-5)
The
従って、冷凍装置100は、低段側の第1圧縮機21の負荷と、高段側の第2圧縮機22の負荷とのバランスを考慮してプルダウン運転を行うことで、冷凍能力の低下を抑制することができる。
Therefore, the
―第2実施形態―
本実施形態の冷凍装置100の基本的な構成及び動作は、第1実施形態の冷凍装置100と同じである。以下、本実施形態の冷凍装置100と、第1実施形態の冷凍装置100との相違点を中心に説明する。
-Second embodiment-
The basic configuration and operation of the
(1)冷凍装置100の構成
本実施形態の冷凍装置100は、第1実施形態と同様に、図1に示される構成を有する。本実施形態の冷凍装置100の制御部70は、第1実施形態と同様に、図2に示される構成を有する。
(1) Configuration of
(2)冷凍装置100の動作
冷凍装置100の運転中、冷媒回路10は、第1状態、第2状態及び第3状態のいずれか1つの状態をとる。第1状態は、第1実施形態と同様に、冷凍装置100が図3に示される二段圧縮運転を行う状態である。第2状態は、第1実施形態と同様に、冷凍装置100が図4に示される単段圧縮/ガス抜き運転を行う状態である。
(2) Operation of the
図5は、冷媒回路10が第3状態をとる時のモリエル線図である。図5には、冷媒の飽和液線L1、乾き飽和蒸気線L2および臨界点CPが描かれている。臨界点CPは、飽和液線L1および乾き飽和蒸気線L2の高圧側の端点である。第3状態は、冷凍装置100が単段圧縮運転を行う状態である。第3状態では、ガス抜き運転は行われない。第3状態では、ガス抜き弁41及び第1遮断弁43は閉じられている。
Figure 5 is a Mollier diagram when the
次に、第3状態における冷媒の状態の変化について説明する。 Next, we will explain the change in the state of the refrigerant in the third state.
熱源ユニット2において、冷媒回路10を流れる低圧の冷媒は、第1圧縮機21において圧縮されて高圧の冷媒となる(P1→P2)。第1圧縮機21から吐出された高圧の冷媒は、熱源側熱交換器23に流入する。熱源側熱交換器23に流入した高圧の冷媒は、外気と熱交換されて放熱する(P2→P3)。
In the
熱源側熱交換器23で放熱した冷媒は、第1熱源側膨張弁25aで減圧されて、中間圧の冷媒となる(P3→P4)。第1熱源側膨張弁25aで減圧されて気液二相状態となった冷媒は、気液分離器26に流入して、液冷媒とガス冷媒とに分離される(P4→P5,P6)。気液分離器26で分離された液冷媒は、第2熱源側膨張弁25bでさらに減圧されて、低圧の冷媒となる(P5→P7)。第2熱源側膨張弁25bで減圧された液冷媒は、液側閉鎖弁28及び液側冷媒連絡配管6を通過して利用ユニット3に流入して、利用側熱交換器31に流入する。利用側熱交換器31に流入した低圧の液冷媒は、利用ユニット3が設置される対象空間の空気と熱交換されて吸熱してガス冷媒となる(P7→P1)。利用側熱交換器31で吸熱した冷媒は、ガス側冷媒連絡配管7を通過して、ガス側閉鎖弁29から熱源ユニット2に流入する。熱源ユニット2に流入した低圧の冷媒は、第1圧縮機21に吸入される。
The refrigerant that has released heat in the heat source
(3)冷凍装置100の制御
制御部70は、第1圧縮機21及び第2圧縮機22の起動時において、第3状態、第2状態及び第1状態の順で、冷媒回路10の状態を切り替える。具体的には、制御部70は、冷凍装置100が起動時に、単段圧縮運転、単段圧縮/ガス抜き運転、及び、二段圧縮運転をこの順番で行うように、ガス抜き弁41及び第1遮断弁43を制御する。制御部70は、冷凍装置100が単段圧縮運転を行っている状態において、ガス抜き弁41を開ける制御を行うことで、単段圧縮運転を停止して、単段圧縮/ガス抜き運転を開始する。
(3) Control of the
(4)冷凍装置100の効果
冷凍装置100が起動した直後は、冷凍サイクルの高圧側の冷媒の量が少ないため、気液分離器26内のガス冷媒の量が少ない。そのため、冷凍装置100は、起動時において冷凍サイクルの高圧側の冷媒の量が少ない時にはガス抜き運転を行わず、起動後に所定時間が経過して冷凍サイクルの高圧側の冷媒の量が所定量まで増加するとガス抜き運転を開始する。これにより、冷凍装置100は、ガス抜き運転による第2圧縮機22の負荷を低減して、冷凍能力の低下を抑制することができる。
(4) Effects of the
―第3実施形態―
本実施形態の冷凍装置200の基本的な構成及び動作は、第1実施形態の冷凍装置100と同じである。以下、本実施形態の冷凍装置200と、第1実施形態の冷凍装置100との相違点を中心に説明する。
-Third embodiment-
The basic configuration and operation of the
(1)冷凍装置200の構成
冷凍装置200と、第1実施形態の冷凍装置100との主な相違点は、熱源ユニット2及び制御部70である。
(1) Configuration of
冷凍装置200の熱源ユニット2は、図6に示されるように、第1実施形態の冷凍装置100の熱源ユニット2であって、第7配管57と、液インジェクション弁42と、油戻し配管58と、油分離器60と、がさらに追加された構成を有する。
As shown in FIG. 6, the
第7配管57は、冷媒回路10を循環する冷媒が流れる配管である。第7配管57は、第5配管55と、第6配管56とを接続する。第7配管57の一端は、気液分離器26と第2熱源側膨張弁25bとの間において第5配管55に接続される。第7配管57の他端は、第2配管52との接続部と、中間熱交換器27との間において第6配管56に接続される。
The
液インジェクション弁42は、第7配管57に設けられる。液インジェクション弁42は、第7配管57を流れる液冷媒の量を調整する。液インジェクション弁42は、制御部70による制御により開度を調節可能な電動膨張弁である。
The
油戻し配管58は、冷媒回路10を循環する冷媒が流れる配管である。油戻し配管58は、第2配管52と、第3配管53とを接続する。油戻し配管58の一端は、第6配管56との接続部と、第2圧縮機22との間において第2配管52に接続される。油戻し配管58の他端は、バイパス配管59との接続部と、熱源側熱交換器23との間において第3配管53に接続される。
The
油分離器60は、油戻し配管58に設けられる。油分離器60は、冷媒と冷凍機油との混合物から冷凍機油を分離する。
The
図7に示されるように、制御部70のアクチュエータ制御部74は、第1圧縮機21の回転数、第2圧縮機22の回転数、熱源側ファン24の回転数、第1熱源側膨張弁25aの開度、第2熱源側膨張弁25bの開度、利用側ファン32の回転数、ガス抜き弁41の開度、液インジェクション弁42の開度、及び、第1遮断弁43の開度をリアルタイムに制御する機能を有する。
As shown in FIG. 7, the
(2)冷凍装置200の動作
冷凍装置200では、気液分離器26で分離された液冷媒の一部は、冷媒回路10内の冷凍機油と共に、第7配管57に流入する。第7配管57において液インジェクション弁42を通過した冷媒及び冷凍機油は、第6配管56を流れる冷媒であって中間熱交換器27で熱交換された後の冷媒と合流する。これにより、冷媒と冷凍機油との混合物は、第7配管57及び第6配管56を経由して、第2配管52に流入する。
(2) Operation of the
また、第1圧縮機21及び第2圧縮機22から吐出されたガス冷媒の一部は、第3配管53を流れ、冷媒回路10内の冷凍機油と共に、油戻し配管58に流入する。これにより、冷媒と冷凍機油との混合物が油戻し配管58を流れる。油戻し配管58に設けられる油分離器60には、冷媒と冷凍機油との混合物が流入する。油分離器60では、冷媒と冷凍機油との混合物から冷凍機油が分離される。油分離器60で分離された冷凍機油は、油戻し配管58を流れて、第2配管52に流入する。
In addition, a portion of the gas refrigerant discharged from the
このように、冷凍装置200では、熱源ユニット2において、第1圧縮機21及び第2圧縮機22から吐出された冷媒と混合している冷凍機油が、第2圧縮機22の吸入側に戻される。
In this way, in the
(3)冷凍装置200の制御
冷凍装置200の制御部70は、第1実施形態の制御部70と同じ制御を行う。また、制御部70は、冷凍装置200の運転中、液インジェクション弁42の開度を制御して、第7配管57を流れる、冷媒と冷凍機油との混合物の量を調整する。
(3) Control of
(4)冷凍装置200の効果
冷凍装置200は、冷媒回路10を流れる冷凍機油を、第2圧縮機22の吸入側に戻すことができる。従って、冷凍装置200は、第2圧縮機22内の冷凍機油の不足を抑制することができる。
(4) Effect of the
―変形例―
(1)変形例A
第1乃至第3実施形態の冷凍装置100,200は、冷媒回路10が第1状態をとる時において、ガス抜き運転をさらに行ってもよい。言い換えると、冷凍装置100,200は、二段圧縮運転及びガス抜き運転の両方を同時に行ってもよい。この場合、制御部70は、ガス抜き弁41及び第1遮断弁43の両方を開けることで、二段圧縮運転及びガス抜き運転の両方を同時に行うことができる。
--Variations--
(1) Modification A
The
本変形例では、冷凍装置100,200が二段圧縮運転及びガス抜き運転の両方を同時に行っている間、中間熱交換器27において、気液分離器26で分離されたガス冷媒は、熱源側熱交換器23の出口における冷媒との熱交換により加熱される。中間熱交換器27において加熱された冷媒は、第2配管52に流入して、第2圧縮機22に吸入される前の冷媒と混合される。これにより、第2圧縮機22に吸入される冷媒の過熱度が上昇するので、第2圧縮機22から吐出される冷媒の温度が上昇する。そのため、冷凍装置100,200は、第1温度と第2温度との差を大きくして、熱源側熱交換器23の性能を高く保つことができる。
In this modified example, while the
(2)変形例B
(2-1)冷凍装置300の構成
第1乃至第3実施形態の冷凍装置100,200は、気液分離器26を備えなくてもよい。本変形例の冷凍装置300は、第1実施形態の冷凍装置100であって、気液分離器26を備えない。冷凍装置300と、第1実施形態の冷凍装置100との主な相違点は、熱源ユニット2及び制御部70である。
(2) Modification B
(2-1) Configuration of
図8に示されるように、熱源ユニット2は、第1圧縮機21と、第1アキュームレータ21bと、第2圧縮機22と、第2アキュームレータ22bと、熱源側熱交換器23と、熱源側ファン24と、第2熱源側膨張弁25bと、冷却器127と、液側閉鎖弁28と、ガス側閉鎖弁29と、減圧弁141と、第1遮断弁43と、第2遮断弁44と、を有する。
As shown in FIG. 8, the
熱源ユニット2は、冷媒回路10を循環する冷媒が流れる配管である第1配管51~第6配管56を有する。第1配管51~第3配管53は、第1実施形態の第1配管51~第3配管53と同じである。第4配管54の一端は、熱源側熱交換器23の出口側に接続される。第4配管54の他端は、第5配管55の一端、及び、第6配管56の一端に接続される。第5配管55は、第4配管54と、液側閉鎖弁28とを接続する。第6配管56は、第4配管54と、第2配管52とを接続する。
The
第2熱源側膨張弁25bは、第5配管55に設けられる。第2熱源側膨張弁25bは、冷凍装置300の膨張機構を構成し、冷凍サイクルにおける高圧の冷媒を低圧の冷媒になるまで減圧する。
The second heat source
減圧弁141は、第6配管56に設けられる。減圧弁141は、冷凍サイクルにおける高圧の冷媒を中間圧の冷媒になるまで減圧する。減圧弁141は、第6配管56を流れる液冷媒の量を調整する。減圧弁141は、制御部70による制御により開度を調節可能な電動膨張弁である。
The
冷却器127は、熱源側熱交換器23で放熱された後であって減圧弁141によって減圧された後の冷媒と、熱源側熱交換器23で放熱された後であって第2熱源側膨張弁25bによって減圧される前の冷媒と、の間の熱交換を行う。
The cooler 127 exchanges heat between the refrigerant after heat dissipation in the heat source
制御部70のアクチュエータ制御部74は、第1圧縮機21の回転数、第2圧縮機22の回転数、熱源側ファン24の回転数、第2熱源側膨張弁25bの開度、利用側ファン32の回転数、減圧弁141の開度、及び、第1遮断弁43の開度をリアルタイムに制御する機能を有する。
The
冷凍装置300が行うガス抜き運転では、減圧弁141で減圧されて冷却器127で熱交換により加熱された中間圧の冷媒は、第6配管56及び第2配管52を流れて第2圧縮機22に吸入される。冷凍装置300が行うガス抜き運転は、第1乃至第3実施形態の冷凍装置100,200が行うガス抜き運転と同じ効果を有する。
In the degassing operation performed by the
(2-2)冷凍装置300の動作
冷凍装置300の運転中、冷媒回路10は、第1状態及び第2状態のいずれか1つの状態をとる。第1状態は、冷凍装置300が二段圧縮運転を行う状態である。第2状態は、冷凍装置300が単段圧縮/ガス抜き運転を行う状態である。第1状態では、減圧弁141は閉じられ、第1遮断弁43は開けられている。第2状態では、減圧弁141は開けられ、第1遮断弁43は閉じられている。
(2-2) Operation of the
図9は、冷媒回路10が第2状態をとる時のモリエル線図である。図9には、冷媒の飽和液線L1、乾き飽和蒸気線L2および臨界点CPが描かれている。臨界点CPは、飽和液線L1および乾き飽和蒸気線L2の高圧側の端点である。
Figure 9 is a Mollier diagram when the
次に、第2状態における冷媒の状態の変化について説明する。 Next, we will explain the change in the state of the refrigerant in the second state.
熱源ユニット2において、冷媒回路10を流れる低圧の冷媒は、第1圧縮機21において圧縮されて高圧の冷媒となる(P1→P2)。第1圧縮機21から吐出された高圧の冷媒は、第2圧縮機22から吐出された高圧の冷媒と合流して、熱源側熱交換器23に流入する。熱源側熱交換器23に流入した高圧の冷媒は、外気と熱交換されて放熱する(P2→P3)。
In the
熱源側熱交換器23で放熱した冷媒は、第4配管54を流れた後、第5配管55及び第6配管56に分流する。第5配管55を流れる冷媒は、減圧弁141で減圧されて冷却器127に流入する(P3→P4)。第6配管56を流れる冷媒は、第2熱源側膨張弁25bで減圧される前に冷却器127に流入する。冷却器127では、減圧弁141で減圧された冷媒であって第5配管55を流れる冷媒と、第6配管56を流れる冷媒との間の熱交換が行われる。第5配管55を流れる冷媒は、熱交換により加熱される(P4→P5)。第6配管56を流れる冷媒は、熱交換により冷却される(P3→P6)。
The refrigerant that has released heat in the heat source
第6配管56を流れる冷媒は、冷却器127で冷却された後、第2熱源側膨張弁25bで減圧されて、低圧の冷媒となる(P6→P7)。第2熱源側膨張弁25bで減圧された液冷媒は、液側閉鎖弁28及び液側冷媒連絡配管6を通過して利用ユニット3に流入して、利用側熱交換器31に流入する。利用側熱交換器31に流入した低圧の液冷媒は、利用ユニット3が設置される対象空間の空気と熱交換されて吸熱してガス冷媒となる(P7→P1)。利用側熱交換器31で吸熱した冷媒は、ガス側冷媒連絡配管7を通過して、ガス側閉鎖弁29から熱源ユニット2に流入する。熱源ユニット2に流入した低圧の冷媒は、第1圧縮機21に吸入される。
The refrigerant flowing through the
第5配管55を流れる冷媒は、冷却器127で加熱された後、第2配管52を流れて、第2圧縮機22において圧縮されて高圧の冷媒となる(P5→P8)。第2圧縮機22で圧縮された冷媒は、熱源側熱交換器23に流入する前に、第1圧縮機21で圧縮された冷媒と合流する(P8→P2)。
The refrigerant flowing through the
第2実施形態及び変形例Aは、本変形例に適用可能である。第3実施形態の油戻し配管58及び油分離器60は、本変形例に適用可能である。
The second embodiment and variant A are applicable to this variant. The
(3)変形例C
第3実施形態、変形例A、及び、変形例Bの冷凍装置200は、第2圧縮機22の吐出側から吸入側に冷凍機油を戻すための第7配管57及び油戻し配管58を備える。しかし、冷凍装置200は、第7配管57及び油戻し配管58のいずれか1つのみを備えてもよい。
(3) Modification C
The
(4)変形例D
第1乃至第3実施形態、変形例A、及び、変形例Cの冷凍装置100,200は、中間熱交換器27を備えていなくてもよい。
(4) Modification D
The
(5)変形例E
第1乃至第3実施形態、及び、変形例A乃至Dにおいて、第1遮断弁43及び第2遮断弁44は、冷媒回路10の状態(第1乃至第3状態)を切り替えることができる部材であればよい。例えば、第1遮断弁43及び第2遮断弁44として、三方切替弁又は四方切替弁が用いられてもよい。
(5) Modification E
In the first to third embodiments and the modified examples A to D, the
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above, it will be understood that various changes in form and details are possible without departing from the spirit and scope of the present disclosure as set forth in the claims.
10 :冷媒回路
21 :第1圧縮機
22 :第2圧縮機
23 :熱源側熱交換器(第1熱交換器)
25a :第1熱源側膨張弁(膨張機構)
25b :第2熱源側膨張弁(膨張機構)
26 :気液分離器
27 :中間熱交換器(第4熱交換器)
31 :利用側熱交換器(第2熱交換器)
41 :ガス抜き弁(第3弁)
43 :第1遮断弁(第1弁)
44 :第2遮断弁(第2弁)
52 :第2配管(第2流路)
56 :第6配管(第1流路)
57 :第7配管(第4流路)
58 :油戻し配管(第5流路)
59 :バイパス配管(第3流路)
60 :油分離器
70 :制御部
100 :冷凍装置
127 :冷却器(第3熱交換器)
141 :減圧機構(減圧弁)
200 :冷凍装置
300 :冷凍装置
10: Refrigerant circuit 21: First compressor 22: Second compressor 23: Heat source side heat exchanger (first heat exchanger)
25a: First heat source side expansion valve (expansion mechanism)
25b: Second heat source side expansion valve (expansion mechanism)
26: Gas-liquid separator 27: Intermediate heat exchanger (fourth heat exchanger)
31: User-side heat exchanger (second heat exchanger)
41: Gas vent valve (third valve)
43: First shutoff valve (first valve)
44: Second shutoff valve (second valve)
52: Second piping (second flow path)
56: Sixth pipe (first flow path)
57: Seventh pipe (fourth flow path)
58: Oil return pipe (fifth flow path)
59: Bypass piping (third flow path)
60: Oil separator 70: Control unit 100: Refrigeration device 127: Cooler (third heat exchanger)
141: Pressure reducing mechanism (pressure reducing valve)
200: Refrigeration device 300: Refrigeration device
第6配管56を流れる冷媒は、冷却器127で加熱された後、第2配管52を流れて、第2圧縮機22において圧縮されて高圧の冷媒となる(P5→P8)。第2圧縮機22で圧縮された冷媒は、熱源側熱交換器23に流入する前に、第1圧縮機21で圧縮された冷媒と合流する(P8→P2)。
The refrigerant flowing through the
Claims (9)
前記第1熱交換器は、前記第1圧縮機又は前記第2圧縮機によって圧縮された冷媒の放熱器として機能し、
前記第2熱交換器は、前記膨張機構によって減圧された冷媒の吸熱器として機能し、
前記冷媒回路は、
気液分離器(26)又は第3熱交換器(127)と、
前記気液分離器又は前記第3熱交換器と、前記第2圧縮機の吸入側と、を接続する第1流路(56)と、
前記第1圧縮機の吐出側と前記第2圧縮機の吸入側とを接続する第2流路(52)と、
前記第1圧縮機の吐出側と前記第2圧縮機の吐出側とを接続する第3流路(59)と、
を有し、
前記気液分離器は、前記膨張機構によって減圧された気液二相状態の冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離し、
前記第3熱交換器は、前記第1熱交換器で放熱された後に減圧機構(141)によって減圧された冷媒と、前記第1熱交換器で放熱された後であって前記膨張機構によって減圧される前の冷媒と、の間の熱交換を行い、
前記第1流路は、前記気液分離器内の前記ガス冷媒、又は、前記減圧機構で減圧され前記第3熱交換器で熱交換された冷媒を、前記第2圧縮機の吸入側に導き、
前記第2流路は、前記第1圧縮機から吐出された冷媒を、前記第2圧縮機の吸入側に導き、
前記第3流路は、前記第1圧縮機から吐出された冷媒が前記第2流路を流れていない状態において、前記第1圧縮機から吐出された冷媒を、前記第2圧縮機の吐出側に導く、
冷凍装置(100)。 A refrigeration system including a refrigerant circuit (10) in which a first compressor (21), a second compressor (22), a first heat exchanger (23), an expansion mechanism (25a, 25b), and a second heat exchanger (31) are connected in sequence,
The first heat exchanger functions as a radiator of a refrigerant compressed by the first compressor or the second compressor,
The second heat exchanger functions as a heat absorber for the refrigerant decompressed by the expansion mechanism,
The refrigerant circuit includes:
A gas-liquid separator (26) or a third heat exchanger (127);
a first flow path (56) connecting the gas-liquid separator or the third heat exchanger to a suction side of the second compressor;
a second flow path (52) connecting a discharge side of the first compressor and a suction side of the second compressor;
a third flow path (59) connecting a discharge side of the first compressor and a discharge side of the second compressor;
having
The gas-liquid separator separates the refrigerant in a gas-liquid two-phase state decompressed by the expansion mechanism into a liquid refrigerant and a gas refrigerant,
The third heat exchanger performs heat exchange between the refrigerant that has been depressurized by a decompression mechanism (141) after heat dissipation in the first heat exchanger and the refrigerant that has been depressurized by the expansion mechanism after heat dissipation in the first heat exchanger,
The first flow path guides the gas refrigerant in the gas-liquid separator or the refrigerant decompressed by the decompression mechanism and heat exchanged in the third heat exchanger to a suction side of the second compressor,
The second flow path guides the refrigerant discharged from the first compressor to a suction side of the second compressor,
The third flow path guides the refrigerant discharged from the first compressor to a discharge side of the second compressor in a state in which the refrigerant discharged from the first compressor does not flow through the second flow path.
A refrigeration device (100).
前記第1状態では、前記第1圧縮機から吐出された冷媒は、前記第2流路を流れて、前記第1流路を流れる前記ガス冷媒と合流して前記第2圧縮機に吸入され、
前記第2状態では、前記第1圧縮機から吐出された冷媒は、前記第2流路を流れることなく前記第3流路を流れて、前記第2圧縮機から吐出された冷媒と合流し、
前記冷媒回路は、前記第2流路に設けられる第1弁(43)と、前記第3流路に設けられる逆止弁である第2弁(44)と、をさらに有し、
前記制御部は、前記第1状態の時に前記第1弁を開け、前記第2状態の時に前記第1弁を閉じる、
請求項1に記載の冷凍装置。 The cooling system further includes a control unit (70) that switches the refrigerant circuit between a first state and a second state,
In the first state, the refrigerant discharged from the first compressor flows through the second flow path, merges with the gas refrigerant flowing through the first flow path, and is sucked into the second compressor,
In the second state, the refrigerant discharged from the first compressor flows through the third flow path without flowing through the second flow path and merges with the refrigerant discharged from the second compressor,
The refrigerant circuit further includes a first valve (43) provided in the second flow path and a second valve (44) that is a check valve provided in the third flow path,
The control unit opens the first valve when in the first state and closes the first valve when in the second state.
2. The refrigeration system of claim 1.
請求項2に記載の冷凍装置。 the control unit switches the refrigerant circuit from the second state to the first state when a temperature of the refrigerant sucked into the first compressor drops to a first value and a temperature of the refrigerant discharged from the first compressor rises to a second value while the refrigerant circuit is in the second state.
3. The refrigeration system of claim 2.
請求項2又は3に記載の冷凍装置。 the control unit switches the refrigerant circuit from the first state to the second state when a temperature of the refrigerant sucked into the first compressor rises to a third value or when a rotation speed of the first compressor falls below a rotation speed of the second compressor while the refrigerant circuit is in the first state.
4. A refrigeration system according to claim 2 or 3.
前記第3状態では、前記第2圧縮機に冷媒が吸入されず、かつ、前記第1圧縮機から吐出された冷媒は、前記第2流路を流れることなく前記第3流路を流れ、
前記冷媒回路は、前記第1流路に設けられる第3弁(41)をさらに有し、
前記制御部は、前記第1状態又は前記第2状態の時に前記第3弁を開け、前記第3状態の時に前記第3弁を閉じる、
請求項2又は3に記載の冷凍装置。 the control unit switches the refrigerant circuit among the first state, the second state, and a third state;
In the third state, the refrigerant is not drawn into the second compressor, and the refrigerant discharged from the first compressor flows through the third flow path without flowing through the second flow path,
The refrigerant circuit further includes a third valve (41) provided in the first flow path,
The control unit opens the third valve when in the first state or the second state, and closes the third valve when in the third state.
4. A refrigeration system according to claim 2 or 3.
請求項5に記載の冷凍装置。 the control unit switches the refrigerant circuit in the third state, the second state, and the first state in this order at the start-up of the first compressor and the second compressor.
6. The refrigeration system of claim 5.
前記第4流路は、前記気液分離器内の冷凍機油を、前記気液分離器内の前記液冷媒と共に、前記第1流路を経由させて前記第2圧縮機の吸入側に導く、
請求項1から3のいずれか1項に記載の冷凍装置。 The refrigerant circuit includes the gas-liquid separator, and further includes a fourth flow path (57) connecting the gas-liquid separator and the first flow path,
The fourth flow path guides the refrigerating machine oil in the gas-liquid separator, together with the liquid refrigerant in the gas-liquid separator, through the first flow path to the suction side of the second compressor.
A refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記第5流路は、前記第2圧縮機から吐出された冷凍機油を、前記第2圧縮機の吸入側に導き、
前記第5流路には、冷媒と冷凍機油との混合物から冷凍機油を分離するための油分離器(60)が設けられる、
請求項1から3のいずれか1項に記載の冷凍装置。 The refrigerant circuit further includes a fifth flow path (58) connecting a discharge side of the second compressor and a suction side of the second compressor,
The fifth flow path guides refrigeration oil discharged from the second compressor to a suction side of the second compressor,
The fifth flow path is provided with an oil separator (60) for separating the refrigerant oil from the mixture of the refrigerant and the refrigerant oil.
A refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から3のいずれか1項に記載の冷凍装置。 The refrigerant circuit has the gas-liquid separator, and further has a fourth heat exchanger (27) that heats the gas refrigerant in the gas-liquid separator by exchanging heat with the refrigerant that has been heat-dissipated in the first heat exchanger and has not yet been decompressed by the expansion mechanism.
A refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 3.
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