JP2011190948A - 冷凍サイクル装置および冷凍サイクル装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】冷凍サイクル装置の省エネルギー化を図るとともに、圧縮機の信頼性を確保する。
【解決手段】冷凍サイクル装置は、第１の圧縮機１０１と、第１の圧縮機１０１と並列に配置された第２の圧縮機１０２と、放熱器１０３と、第１の圧縮機１０１と一軸で直結された膨張機１０４と、気液分離器１０５と、気液分離器１０５の下部に接続され液冷媒を取り込んで第１の圧縮機１０１と第２の圧縮機１０２にガス冷媒を吐出する蒸発器１０６と、気液分離器１０５の上部と第２の圧縮機１０２を第１の流量制御弁１０７を介して接続する第１の圧縮機インジェクション回路１０８と、気液分離器１０５の下部と第１の圧縮機インジェクション回路１０８を第２の流量制御弁１０９を介し、気液分離器１０５と第１の流量制御弁１０７の間で接続する液バイパス回路１１０とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷凍サイクル装置および冷凍サイクル装置の制御方法に関する。特に、膨張機と気液分離器を設け、気液分離器で分離されたガス冷媒と液冷媒を混合させて圧縮機にインジェクションする冷凍サイクル装置に関する。

従来より、冷凍サイクル装置の効率を向上させるための技術が提案されている。

図７は、特許文献１に開示されている冷凍サイクル装置である。膨張機２３を軸によって連結した第１圧縮機２１と、第１圧縮機２１と並列に容量可変型の第２圧縮機２２を設けている。第２圧縮機２２の回転数を調整することによって、目標値の高圧に制御して成績係数（以下、ＣＯＰと記載する）の向上を図るものである。すなわち、冷凍サイクル装置の高圧の値が目標値よりも高く、第１圧縮機２１と第２圧縮機２２の両方が運転されている場合、第１圧縮機２１と第２圧縮機２２の押しのけ量の合計値が理想とする値よりも過大であると判断する。そこで、コントローラ５０により、第２の圧縮機２２の回転速度を低下させてその押しのけ量を低減させることにより、膨張機２３に流入する冷媒流量を落とす。それによって、高圧が目標値に近くなるようにバランスする。

また、特許文献２には、内部熱交換器の熱交換量を調整することによって、膨張機流入冷媒密度と圧縮機流入冷媒密度の比を制御することで、高効率化を図る冷凍サイクル装置が開示されている。

特開２００４−２１２００６号公報 特開２００６−７１２５７号公報

しかしながら、上述のような並列に設けた圧縮機の回転数を制御してＣＯＰの向上を図る場合、２つの圧縮機の回転数差が大きくなることで圧縮機内の油面のバランスが崩れてしまう。特に運転条件が大きく変わるような冷凍サイクル装置の場合、２つの圧縮機の回転数差を大きくする必要があるため、期待するほどの高効率運転ができない。

また、上述のような内部熱交換量を調整する方法では、膨張機流入冷媒密度と圧縮機流入冷媒密度が同時に変化するため、それぞれを個別に制御することが難しい。

さらに、冷房運転時のように密度比を小さくする必要がある場合は、内部熱交換によって放熱器出口の温度が大きく低下して比エンタルピ値が低下するため、蒸発熱交換量が非常に大きくなり蒸発温度が低下する。すなわち、圧縮機の所要動力が増大するため、蒸発器の伝熱面積を大きくするなどの対応を行わないと、冷凍サイクル装置のＣＯＰは向上しない。

本発明は、これらの課題を解決し、冷凍サイクル装置の省エネルギー化を図るとともに、圧縮機の信頼性を確保することを目的とする。

一つの本発明は、冷媒を昇圧する第１の圧縮機と、第１の圧縮機と並列に配置され、冷媒を昇圧する第２の圧縮機と、第１の圧縮機と第２の圧縮機に接続され、冷媒を冷却する放熱器と、放熱器に接続され、さらに第１の圧縮機と一軸で直結された、冷媒を減圧膨張する膨張機と、膨張機に接続され、液冷媒とガス冷媒とを分離する気液分離器と、気液分離器の下部に接続され液冷媒を取り込み、第１の圧縮機と第２の圧縮機に接続されガス冷媒を送り出す蒸発器と、気液分離器の上部と第２の圧縮機を、第１の流量制御弁を介して接続する第１の圧縮機インジェクション回路と、気液分離器の下部と、第１の圧縮機インジェクション回路の気液分離器と第１の流量制御弁との間を、第２の流量制御弁を介して接続する液バイパス回路とを有する冷凍サイクル装置である。

かかる構成によって、２つの圧縮機の回転数差が過大になることを防ぎ、２つの圧縮機内の油面のバランスを保ちながら高効率な運転を実現することができる。

他の本発明は、第１の圧縮機インジェクション回路の気液分離器と第１の流量制御弁の間と、第１の圧縮機を、第３の流量制御弁を介して接続する第２の圧縮機インジェクション回路を、さらに設けた冷凍サイクル装置である。

かかる構成によって、第１の圧縮機の吸入冷媒温度を低下させて、第１の圧縮機の吐出温度が過大になることを防止することができるので、２つの圧縮機の信頼性を確保することができる。

本発明によれば、冷凍サイクル装置の省エネルギー化を図るとともに、圧縮機の信頼性を確保することができる。

本発明の実施の形態１の冷凍サイクル装置の構成図である。 本発明の実施の形態１の冷凍サイクル装置が行う処理のフローチャートである。 本発明の実施の形態１の他の冷凍サイクル装置の構成図である。 本発明の実施の形態１のまた他の冷凍サイクル装置の構成図である。 本発明の実施の形態２の冷凍サイクル装置の構成図である。 本発明の実施の形態２の冷凍サイクル装置が行う処理のフローチャートである。 従来の冷凍サイクル装置を示す図である。

以下、本発明の実施の形態である冷凍サイクル装置について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の冷凍サイクル装置の構成図である。

冷凍サイクル装置は、冷媒を昇圧する第１の圧縮機１０１と、この第１の圧縮機１０１と並列に設けられた第２の圧縮機１０２と、第１の圧縮機１０１及び第２の圧縮機１０２で昇圧された冷媒を冷却する放熱器１０３と、冷媒を減圧膨張する膨張機１０４と、液冷媒とガス冷媒を分離する気液分離器１０５と、気液分離器１０５から流出した冷媒を加熱する蒸発器１０６とを、順次、冷媒配管で接続している。なお、第１の圧縮機１０１の回転軸は膨張機１０４と一軸で連結している。

そして、蒸発器１０６から第１の圧縮機１０１を接続する冷媒配管を分岐し、気液分離器１０５の上部と第１の流量制御弁１０７を介して接続する第１の圧縮機インジェクション回路１０８を設けている。さらに、第１の圧縮機インジェクション回路１０８を気液分離器１０５と第１の流量制御弁との間に設けた分岐点と、気液分離器１０５の底部と蒸発器の出口側を接続する冷媒配管の分岐点とを、第２の流量制御弁１０９を介して接続する液バイパス回路１１０を設けている。

また、制御手段として、第１の圧縮機１０１の回転数を制御する第１の圧縮機の回転数制御手段１１１と、第２の圧縮機１０２の回転数を制御する第２の圧縮機の回転数制御手段１１２とを設けている。

さらに、検出手段として、第１の圧縮機１０１の吸入温度を検出する第１の圧縮機の吸入温度検出手段１１３と、第２の圧縮機１０２の吸入温度を検出する第２の圧縮機の吸入温度検出手段１１４を設けている。

コントローラ１１５は、第１の圧縮機の吸入温度検出手段１１３、ならびに、第２の圧縮機の吸入温度検出手段１１４の検出するデータに基づき、第１の圧縮機の回転数制御手段１１１と第２の圧縮機の回転数制御手段１１２により、第１の圧縮機１０１と第２の圧縮機１０２の回転数を制御する。なお、第１の圧縮機の回転数制御手段１１１と、第２の圧縮機の回転数制御手段１１２はインバータなどで構成すればよい。

また、コントローラ１１５は、第２の圧縮機１０２の吸入温度Ｔ２を評価基準とし、第１の圧縮機インジェクション回路１０８の第１の流量調整弁の開度を制御する。それによって、第２の圧縮機１０２に吸引する冷媒温度を調整し、第２の圧縮機１０２で発生する液圧縮を防止する。

以下に、コントローラ１１５の動作を説明する。第１の圧縮機１０１の吸入冷媒密度をＤ１（ｋｇ／ｍ^３）、吸入容積をＶ１（ｃｃ）、回転数をＨ１（Ｈｚ）とし、第２の圧縮機１０２の吸入冷媒密度をＤ２（ｋｇ／ｍ^３）、吸入容積をＶ２（ｃｃ）、回転数をＨ２（Ｈｚ）とし、膨張機吸入冷媒密度をＤ３（ｋｇ／ｍ^３）、吸入容積をＶ３（ｃｃ）、回転数をＨ３（Ｈｚ）とすると、以下の（数１）の関係が成り立つ。

（表１）と（表２）は、冷凍サイクル装置を運転した場合に（数１）が成立するような値の一例である。

コントローラ１１５は、（表１）の運転条件では第１の圧縮機１０１と第２の圧縮機１０２が同一の回転数となるが、（表２）の運転条件のように（表１）に比べて密度比が大きくなる場合、第２の圧縮機１０２の回転数が８４（Ｈｚ）となり、第１の圧縮機１０１の６０（Ｈｚ）よりも大きくなるように制御する。

この場合、第１の圧縮機１０１と第２の圧縮機１０２との回転数差が大きくなり、それぞれの圧縮機から吐出されるオイル量が変わるため、圧縮機底面に滞留する油面の偏りが生じる。

実施の形態１では、第２の圧縮機１０２の回転数そのものは変えずに、第２の圧縮機１０２に流入する冷媒密度を大きくすることで、油面のバランスを保ちながら最適な冷凍サイクル装置の運転を実現することができる。

実施の形態１の冷凍サイクル装置において、コントローラ１１５が行う制御の内容を、図２を用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態１の冷凍サイクル装置が行う処理のフローチャートである。

コントローラ１１５は、第１の圧縮機１０１と第２の圧縮機１０２との回転数差Ｈｍ（Ｈｚ）を評価基準として２つの圧縮機のオイル量の偏りを調整する。また、第２の圧縮機１０２の吸入温度Ｔ２を評価基準とし、第１の圧縮機インジェクション回路１０８の第１の流量調整弁１０７の開度を制御し、第２の圧縮機１０２に吸引される冷媒温度を調整して第２の圧縮機１０２で発生する液圧縮を防止する。

まず、ユーザがコントローラ１１５に要求負荷を入力する。ここで、要求負荷とは、冷凍サイクル装置が冷房装置である場合、ユーザが希望する室内温度に応じた冷凍サイクル装置の負荷のことである。

ここで、コントローラ１１５の記憶部（図示せず）は、予め、要求負荷に対応づけて、第１の圧縮機１０１の第１の設定回転数（Ｈｚ）、第２の圧縮機１０２の第２の設定回転数（Ｈｚ）、第１の圧縮機１０１と第２の圧縮機１０２との設定回転数差Ｈｘ（Ｈｚ）、第１の流量制御弁１０７の設定開度、そして、第２の圧縮機１０２の吸入する冷媒の設定吸入冷媒温度Ｔｘ（℃）を格納している。

コントローラ１１５は、まず、この記憶部から要求負荷に応じた第１設定回転数と第２設定回転数を読み出し、第１の圧縮機１０１と第２の圧縮機１０２を駆動させ、冷凍サイクル運転を開始する。次に、ステップＳ２０１に進み、記憶部から要求負荷に応じた設定開度を読み出して第１の流量制御弁１０７を開き、気液分離器１０５からのガス冷媒を第２の圧縮機１０２にインジェクションする。

続いて、コントローラ１１５は、ステップＳ２０２に進み、第１の圧縮機１０１と第２の圧縮機１０２の回転数差Ｈｍ（Ｈｚ）と、記憶部から読み出した設定回転数差Ｈｘ（Ｈｚ）（例えば９０Ｈｚ）とを比較する。

ここで、設定周回転数差Ｈｘとは、この値よりも少なければ、２つの圧縮機のオイル量のアンバランスが起こる危険性は少ないと判断できるしきい値の一例であり、外気温度または要求負荷に応じて決定することができる。

（１）Ｈｍ≧Ｈｘの場合
コントローラ１１５は、ステップ２０２で、第１の圧縮機１０１と第２の圧縮機１０２との回転数差Ｈｍ（Ｈｚ）が、設定回転数差Ｈｘ（Ｈｚ）以上の場合は、第１の圧縮機１０１と第２の圧縮機１０２とのオイル量のアンバランスが起こる危険性があると判断し、ステップＳ２０３に進む。

ステップＳ２０３では、第２の圧縮機１０２の吸入温度Ｔ２（℃）と設定吸入温度Ｔｘ（℃）とを比較する。

ここで、設定吸入温度Ｔｘとは、この値以上であれば、冷媒の液減縮が起こる危険性は少ないと判断できるしきい値の一例であり、外気温度または要求負荷に応じて決定することができる。

すなわち、コントローラ１１５が第２の圧縮機１０２の吸入温度Ｔ２（℃）を検知するのは、第１の圧縮機インジェクション回路１０８からの冷媒吸入により吸入温度Ｔ２（℃）が下がり、液圧縮が発生することを防止するためである。液圧縮が発生すると第２の圧縮機１０２の信頼性が低下してしまう。

そのため、予め液圧縮が発生しない設定吸入温度Ｔｘを、冷凍サイクルで使用する冷媒の乾き度から設定しておけばよい。

コントローラ１１５は、ステップＳ２０３でＴ２≧Ｔｘの場合、第２の圧縮機１０２で吸入される冷媒の吸入温度Ｔ２では液圧縮は発生しないと判断し、ステップＳ２０４に進み、第２の流量制御弁１０９を開いた後、ステップＳ２０１に戻る。

ステップＳ２０３でＴ２＜Ｔｘの場合は、ステップＳ２０５に進み、第２の流量制御弁１０９を閉じる。そして、ステップＳ２０６に進み、第２の圧縮機１０２の回転数を増加させた後、ステップＳ２０１に戻る。Ｔ２＜ＴＸの状態では、液圧縮が発生する可能性があるため、第２の圧縮機１０２の回転数を増加させ、第２の圧縮機１０２を介して循環する冷媒量を増加させることで液圧縮を防止する。

（２）Ｈｍ＜Ｈｘの場合
コントローラ１１５は、第１の圧縮機１０１と第２の圧縮機１０２との回転数差Ｈｍ（Ｈｚ）が、設定回転数差Ｈｘ（Ｈｚ）よりも小さい場合、２つの圧縮機のオイル量のアンバランスを引き起こす危険領域に達していないと判断し、そのままステップＳ２０１に戻る。

ここで、ステップＳ２０５において第２の圧縮機１０２の回転数を増加させる理由を以下に説明する。

第２の流量制御弁１０９を開くと、第２の圧縮機１０２に吸入される液冷媒の量が増えるため、第２の圧縮機１０２の吸入温度が低下し、液圧縮の危険性が生じる。そこで、コントローラ１１５は、第２の圧縮機１０２の回転数を増加させて、第１の圧縮機１０１と第２の圧縮機１０２との回転数差Ｈｍ（Ｈｚ）を小さくすることで、液圧縮の発生を抑制し、信頼性を確保する。

以上のように、第２の流量制御弁１０９を開いて、気液分離器１０５から液冷媒をインジェクションすることによって、第２の圧縮機１０２の吸入冷媒密度を大きくし、見かけ上の第２の圧縮機１０２の回転数を高くすることができる。そのため、実際に第２の圧縮機１０２の回転数を大きくすることなく、高効率な冷凍サイクル装置の運転を実現することができる。

また、第１の圧縮機１０１と第２の圧縮機１０２との回転数差を抑制し、第１の圧縮機１０１と第２の圧縮機１０２から吐出するオイル量の差を抑制することで、それぞれの圧縮機の底部に滞留するオイル量のバランスをとり、圧縮機の信頼性を確保することができる。

図３は、本発明の実施の形態１の他の冷凍サイクル装置の構成図である。

液バイパス回路１１０は、図３に示すように、第１の圧縮機インジェクション回路１０８の気液分離器１０５と第１の流量制御弁１０７の間と、蒸発器１０６の入口とを、第２の流量制御弁１０９を介して接続してもよい。かかる構成によって、気液分離器に新たな分岐菅を設けることがないので、より安全かつ低コスト化を図ることができる。

図４は、本発明の実施の形態１のまた他の冷凍サイクル装置の構成図である。

液バイパス回路１１０は、図４に示すように、第１の圧縮機インジェクション回路１０８の気液分離器１０５と第１の流量制御弁１０７の間と、放熱器１０３の出口とを、第２の流量制御弁１０９を介して接続してもよい。かかる構成によって、より密度の高い冷媒を圧縮機に流入させることができるので、回転数の差をさらに小さくすることができる。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２の冷凍サイクル装置の構成図である。

実施の形態１と異なる点は、第１の圧縮機インジェクション回路１０８と第１の圧縮機１０１の入口を第３の流量制御弁１１６を介して接続する第２の圧縮機インジェクション回路１１７と、第１の圧縮機の吐出温度検出手段１１８を設けたことである。

なお、実施の形態１と同一の部分は説明を省略する。

次に、実施の形態２の冷凍サイクル装置において、コントローラ１１５が行う制御の内容を説明する。

図６は、本発明の実施の形態２の冷凍サイクル装置が行う処理のフローチャートである。

コントローラ１１５は、第１の圧縮機１０１と第２の圧縮機１０２との回転数差Ｈｍ（Ｈｚ）を評価基準として２つの圧縮機のオイル量の偏りを調整する。また、第１の圧縮機１０１の吸入温度Ｔ１、第２の圧縮機１０２の吸入温度Ｔ２を評価基準とし、第１の圧縮機インジェクション回路１０８の第１の流量調整弁１０７の開度と第２の流量制御弁１０９の開度を制御する。それによって、第２の圧縮機１０２が吸引する冷媒温度を調整して第２の圧縮機１０２で発生する液圧縮を防止する。

さらに、第２の圧縮機インジェクション回路１１７の第３の流量制御弁１１６の開度と第２の流量制御弁１０９の開度を制御し、第１の圧縮機１０１が吸引する冷媒温度を調整して第１の圧縮機１０１で発生する液圧縮を防止する。

以下に、コントローラ１１５の動作を説明する。ここで、実施の形態１と同様に、第１の圧縮機１０１の吸入冷媒密度をＤ１（ｋｇ／ｍ^３）、吸入容積をＶ１（ｃｃ）、回転数をＨ１（Ｈｚ）とし、第２の圧縮機１０２の吸入冷媒密度をＤ２（ｋｇ／ｍ^３）、吸入容積をＶ２（ｃｃ）、回転数をＨ２（Ｈｚ）とし、膨張機吸入冷媒密度をＤ３（ｋｇ／ｍ^３）、吸入容積をＶ３（ｃｃ）、回転数をＨ３（Ｈｚ）とすると、（数１）の関係が成り立つ。

まず、ユーザがコントローラ１１５に要求負荷を入力する。要求負荷の意味は、実施の形態１と同様である。

ここで、コントローラ１１５の記憶部は、予め、要求負荷に対応づけて、第１の圧縮機１０１の第１設定回転数（Ｈｚ）、第２の圧縮機１０２の第２設定回転数（Ｈｚ）、第１の圧縮機１０１と第２の圧縮機１０２との設定回転数差Ｈｘ（Ｈｚ）、第１の流量制御弁１０７の第１設定開度、第２の流量制御弁１０９の第２設定開度、第３の流量制御弁１１６の第３設定開度、ならびに、第１の圧縮機１０１から吐出する冷媒の設定吐出温度Ｔｄｘ（℃）、第２の圧縮機１０２の吸入する冷媒の設定吸入冷媒温度Ｔｘ（℃）を格納している。

コントローラ１１５は、記憶部から要求負荷に応じた第１設定回転数、第２設定回転数を読み出し、第１の圧縮機１０１と第２の圧縮機１０２を駆動させ、冷凍サイクル運転を開始する。

次に、ステップＳ３０１に進み、コントローラ１１５の記憶部から第１設定開度を読みだして第１の流量制御弁１０７を開き、気液分離器１０５からのガス冷媒を第２の圧縮機１０２にインジェクションする。

続いて、ステップＳ３０２に進み、第１の圧縮機１０１と第２の圧縮機１０２の回転数差Ｈｍ（Ｈｚ）と記憶部から読み出した設定回転数差Ｈｘ（Ｈｚ）（例えば９０Ｈｚ）とを比較する。

（１）Ｈｍ≧Ｈｘの場合
コントローラ１１５は、ステップ３０２で、第１の圧縮機１０１と第２の圧縮機１０２との回転数差Ｈｍ（Ｈｚ）が、設定回転数差Ｈｘ（Ｈｚ）以上の場合は、第１の圧縮機１０１と第２の圧縮機１０２とのオイル量のアンバランスが起こる危険性があると判断し、ステップＳ３０３に進む。

ステップＳ３０３では、第２の圧縮機１０２の吸入温度Ｔ２（℃）と設定吸入温度Ｔｘ（℃）とを比較する。

ここで、コントローラ１１５が第２の圧縮機１０２の吸入温度Ｔ２（℃）を検知するのは、第１の圧縮機インジェクション回路１０８からの冷媒吸入により吸入温度Ｔ２（℃）が下がり、液圧縮が発生することを防止するためである。液圧縮が発生すると第２の圧縮機１０２の信頼性が低下してしまう。

そのため、予め液圧縮が発生しない設定吸入温度Ｔｘを、冷凍サイクルで使用する冷媒の乾き度から設定しておけばよい。

コントローラ１１５は、Ｔ２≧Ｔｘの場合、第２の圧縮機１０２の吸入される冷媒の吸入温度Ｔ２では液圧縮は発生しないと判断し、ステップＳ３０４に進む。そして、第２の流量制御弁１０９を開いた後、ステップＳ３０１に戻る。

Ｔ２＜Ｔｘの場合は、ステップＳ３０５に進み、第２の流量制御弁１０９を閉じ、さらにステップＳ３０６に進む。そして、第２の圧縮機１０２の回転数を増加させた後ステップＳ３０１に戻る。

（２）Ｈｍ＜Ｈｘの場合
コントローラ１１５は、第１の圧縮機１０１と第２の圧縮機１０２との回転数差Ｈｍ（Ｈｚ）が、設定回転数差Ｈｘ（Ｈｚ）よりも小さい場合は、２つの圧縮機のオイル量のアンバランスを引き起こす危険領域に達していないと判断し、ステップＳ３０７に進む。

そして、第１の圧縮機１０１の吐出温度Ｔｄ（℃）と記憶部から読みだした設定吐出温度Ｔｄｘ（℃）（例えば１２０℃）とを比較する。

ここで、設定吐出温度Ｔｄｘとは、例えば、ユーザが希望する任意の設定温度である。（正しいでしょうか？→必要ないですか？）
コントローラ１１５は、Ｔｄ≧Ｔｄｘの場合、ステップＳ３０８に進み、第１の圧縮機１０１の吸入温度Ｔ１（℃）と記憶部から読みだした設定吸入温度Ｔｘ（℃）とを比較する。Ｔ１≧Ｔｘの場合はステップＳ３０９に進み、第３の流量制御弁１１６を開いた後、ステップＳ３０１に戻る。

Ｔｄ＜Ｔｄｘの場合は、ステップＳ３１０に進み、第３の流量制御弁１１６を閉じ、さらにステップＳ３１１に進む。そして、第１の圧縮機１０１の回転数を増加させた後、ステップＳ３０１に戻る。

以上のように、第３の流量制御弁１１６を開いて第１の圧縮機１０１の吸入冷媒密度を大きくすることによって、第１の圧縮機１０１の温度が異常に高くなることを防止し、さらに高効率な冷凍サイクル装置の運転を実現することができる。

本発明にかかる冷凍サイクル装置は、給湯用や空調用など、様々な用途の冷凍サイクル装置として利用することができる。

１０１ 第１の圧縮機
１０２ 第２の圧縮機
１０３ 放熱器
１０４ 膨張機
１０５ 気液分離器
１０６ 蒸発器
１０７ 第１の流量制御弁
１０８ 第１の圧縮機インジェクション回路
１０９ 第２の流量制御弁
１１０ 液バイパス回路
１１１ 第１の圧縮機の回転数制御手段
１１２ 第２の圧縮機の回転数制御手段
１１３ 第１の圧縮機の吸入温度検出手段
１１４ 第２の圧縮機の吸入温度検出手段
１１５ コントローラ
１１６ 第３の流量制御弁
１１７ 第２の圧縮機インジェクション回路
１１８ 第１の圧縮機の吐出温度検出手段

Claims (12)

1. 冷媒を昇圧する第１の圧縮機と、
   前記第１の圧縮機と並列に配置され、冷媒を昇圧する第２の圧縮機と、
   前記第１の圧縮機と前記第２の圧縮機に接続された放熱器と、
   前記放熱器に接続され、さらに前記第１の圧縮機と一軸で直結された、冷媒を減圧膨張する膨張機と、
   前記膨張機に接続され、液冷媒とガス冷媒とを分離する気液分離器と、
   前記気液分離器の下部に接続されて液冷媒を取り込み、前記第１の圧縮機と前記第２の圧縮機にガス冷媒を吐出する蒸発器と、
   前記気液分離器の上部と前記第２の圧縮機を、第１の流量制御弁を介して接続する第１の圧縮機インジェクション回路と、
   前記気液分離器の前記下部と、前記第１の圧縮機インジェクション回路の前記気液分離器と前記第１の流量制御弁との間を、第２の流量制御弁を介して接続する液バイパス回路と
   を有する冷凍サイクル装置。
2. 前記第２の圧縮機の回転数と、前記第１と第２の流量制御弁の開度を制御するコントローラをさらに有する請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記コントローラは、
   前記第１の流量制御弁を開け、
   前記第１の圧縮機の回転数と前記第２の圧縮機の回転数との回転数差が、所定の回転数差以上で、前記第２の圧縮機の吸入温度が所定の温度以上の場合は、前記第２の流量制御弁を開け、
   前記回転数差が前記所定の回転数差以上で、前記第２の圧縮機の吸入温度が前記所定の温度未満の場合は、前記第２の流量制御弁を閉じて前記第２の圧縮機の回転数を増加する請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
4. 冷媒を昇圧する第１の圧縮機と、
   前記第１の圧縮機と並列に配置され、冷媒を昇圧する第２の圧縮機と、
   前記第１の圧縮機と前記第２の圧縮機に接続された放熱器と、
   前記放熱器に接続され、さらに前記第１の圧縮機と一軸で直結された、冷媒を減圧膨張する膨張機と、
   前記膨張機に接続され、液冷媒とガス冷媒とを分離する気液分離器と、
   前記気液分離器の下部に接続されて液冷媒を取り込み、前記第１の圧縮機と前記第２の圧縮機にガス冷媒を吐出する蒸発器と、
   前記気液分離器の上部と前記第２の圧縮機を、第１の流量制御弁を介して接続する第１の圧縮機インジェクション回路と、
   前記第１の圧縮機インジェクション回路の前記気液分離器と前記第１の流量制御弁の間と、前記蒸発器の入口とを、第２の流量制御弁を介して接続する液バイパス回路と
   を有する冷凍サイクル装置。
5. 冷媒を昇圧する第１の圧縮機と、
   前記第１の圧縮機と並列に配置され、冷媒を昇圧する第２の圧縮機と、
   前記第１の圧縮機と前記第２の圧縮機に接続された放熱器と、
   前記放熱器に接続され、さらに前記第１の圧縮機と一軸で直結された、冷媒を減圧膨張する膨張機と、
   前記膨張機に接続され、液冷媒とガス冷媒とを分離する気液分離器と、
   前記気液分離器の下部に接続されて液冷媒を取り込み、前記第１の圧縮機と前記第２の圧縮機にガス冷媒を吐出する蒸発器と、
   前記気液分離器の上部と前記第２の圧縮機を、第１の流量制御弁を介して接続する第１の圧縮機インジェクション回路と、
   前記第１の圧縮機インジェクション回路の前記気液分離器と前記第１の流量制御弁の間と、前記放熱器の出口とを、第２の流量制御弁を介して接続する液バイパス回路と
   を有する冷凍サイクル装置。
6. 前記第１の圧縮機インジェクション回路の前記気液分離器と前記第１の流量制御弁の間と、前記第１の圧縮機を、第３の流量制御弁を介して接続する第２の圧縮機インジェクション回路を、さらに設けた請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
7. 前記第１と第２の圧縮機の回転数と、前記第１から第３の流量制御弁の開度を制御するコントローラをさらに有する請求項６に記載の冷凍サイクル装置。
8. 前記コントローラは、
   前記第１の流量制御弁を開け、
   前記回転数差が前記所定の回転数以上で、前記第２の圧縮機の前記吸入温度が前記所定の温度以上の場合は、前記第２の流量制御弁を開け、
   前記回転数差が前記所定の回転数以上で、前記第２の圧縮機の前記吸入温度が所定の温度未満の場合は、前記第２の流量制御弁を閉じて前記第１の圧縮機の回転数を増加し、
   前記回転数差が前記所定の回転数未満で、前記第１の圧縮機の前記冷媒の吐出温度が前記所定の温度以上でかつ前記第１の圧縮機の前記吸入温度が前記所定の温度以上の場合は、前記第３の流量制御弁を開け、
   前記回転数差が前記所定の回転数未満で、前記吐出温度が前記所定の温度以上でかつ前記第１の圧縮機の吸入温度が所定の温度未満の場合は、前記第３の流量制御弁を閉じて前記第２の圧縮機の回転数を増加する
   請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
9. 前記所定の回転数差は、外気温度または要求負荷に応じて決定される請求項３または８に記載の冷凍サイクル装置。
10. 前記所定の温度は、外気温度または要求負荷に応じて決定される請求項３または８に記載の冷凍サイクル装置。
11. 第１の流量制御弁を開けるステップと、
    第１の圧縮機の回転数と第２の圧縮機の回転数との回転数差が、所定の回転数差以上で、第２の圧縮機の吸入温度が所定の温度以上の場合は、第２の流量制御弁を開けるステップと、
    前記回転数差が前記所定の回転数差以上で、前記第２の圧縮機の吸入温度が前記所定の温度未満の場合は、前記第２の流量制御弁を閉じて前記第２の圧縮機の回転数を増加するステップと
    を有する冷凍サイクル装置の制御方法。
12. 前記回転数差が前記所定の回転数未満で、第１の圧縮機の前記冷媒の吐出温度が前記所定の温度以上でかつ前記第１の圧縮機の前記吸入温度が前記所定の温度以上の場合は、前記第３の流量制御弁を開けるステップと、
    前記回転数差が前記所定の回転数未満で、前記吐出温度が前記所定の温度以上でかつ前記第１の圧縮機の吸入温度が所定の温度以上の場合は、前記第１の圧縮機の回転数を増加するステップと、
    をさらに有する請求項１１の冷凍サイクル装置の制御方法。

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