JP2013257121A

JP2013257121A - 冷凍装置

Info

Publication number: JP2013257121A
Application number: JP2012135087A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Nakagawa; 昌彦中川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-06-14
Filing date: 2012-06-14
Publication date: 2013-12-26

Abstract

【課題】室外ユニットへの油戻り量が低減しないようにすることを可能とする冷凍装置を提供することを目的としている。
【解決手段】第１絞り装置と蒸発器との間の冷媒配管に接続され、第１絞り装置から流出する冷媒を液冷媒とガス冷媒に分離する気液分離器と、一方が気液分離器に接続され、他方が蒸発器の下流側に接続されたバイパス回路とを有し、気液分離器で分離されたガス冷媒をバイパス回路を介して蒸発器の下流側に流し、気液分離器で分離された液冷媒を蒸発器に流す。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷凍装置に関するものである。

従来の空気調和装置には、放熱器から流出する冷媒を過冷却させる過冷却熱交換器、この過冷却熱交換器から流出した冷媒を減圧させる絞り装置、及びこの絞り装置から流出した冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離する気液分離器を備えた室外ユニットを有するものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の技術は、気液分離器で分離したガス冷媒を、過冷却熱交換器側に供給し、当該ガス冷媒と放熱器から流出する冷媒とを熱交換させた後に、圧縮機の吸入側に流すように冷媒回路を構成している。
すなわち、特許文献１に記載の技術では、室外ユニット内において、気液分離器側と圧縮機の吸入側とが過冷却熱交換器を介して接続され、室内ユニットの蒸発器をバイパスするような冷媒回路の構成となっている。

特開平９−３１０９２５号公報（たとえば、段落［００１０］〜［００１２］及び図１参照）

特許文献１に記載の技術は、室外ユニットに備えられた気液分離器によって液冷媒とガス冷媒とに分離し、液冷媒のみを室内ユニット側に供給するようにしているため、室外ユニット側から室内ユニット側に供給される冷媒量が減少する。ここで、室外ユニット側から室内ユニット側に供給される冷媒量が減少すると、その分、室内ユニットと室外ユニットとを接続する冷媒配管内の圧力の低下が起こる。
このように、室外ユニット側から室内ユニット側へ供給される冷媒量の減少により、室内ユニットと室外ユニットとを接続する冷媒配管内の圧力の低下が起こると、冷凍機油の流動性が損なわれてしまい、室内ユニット側から室外ユニット側に冷凍機油が戻らず、たとえば圧縮機の摺動部材の摩耗を抑制できなくなってしまう。

すなわち、特許文献１に記載の技術は、室外ユニットと室内ユニットとを接続する冷媒配管における冷凍機油の流動性が低く、室内ユニット側から室外ユニット側への油戻り量が低減してしまい、たとえば圧縮機の摺動部材などが摩耗してしまう可能性があった。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、室外ユニットへの油戻り量が低減しないようにすることを可能とする冷凍装置を提供することを目的としている。

本発明に係る冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、第１絞り装置、及び蒸発器を冷媒配管で接続した冷凍サイクルを有する冷凍装置において、第１絞り装置と蒸発器との間の冷媒配管に接続され、第１絞り装置から流出する冷媒を液冷媒とガス冷媒に分離する気液分離器と、一方が気液分離器に接続され、他方が蒸発器の下流側に接続されたバイパス回路とを有し、気液分離器で分離されたガス冷媒をバイパス回路を介して蒸発器の下流側に流し、気液分離器で分離された液冷媒を蒸発器に流すものである。

本発明に係る冷凍装置によれば、上記構成を有しているため、室外ユニットへの油戻り量が低減することが抑制される。

本発明の実施の形態１に係る冷凍装置の冷媒回路構成の一例である。本発明の実施の形態２に係る冷凍装置の冷媒回路構成の一例である。本発明の実施の形態３に係る冷凍装置の冷媒回路構成の一例である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る冷凍装置３００の冷媒回路構成の一例である。
冷凍装置３００は、室内ユニット２００側から室外ユニット１００側への油戻り量が低減してしまうことを抑制する改良が加えられたものである。

［構成説明］
冷凍装置３００は、たとえば冷蔵庫などに該当するものであり、たとえば室内などに設置され、庫内に食品などの貯蔵品を載置する空間を有する室内ユニット２００と、室外などに設置され、室内ユニット２００と液配管３及びガス配管６を介して接続された室外ユニット１００とを有している。
なお、本実施の形態１では、冷凍装置３００が冷蔵庫である場合を一例に説明するが、たとえばヒートポンプ装置などに採用してもよい。また、冷凍装置３００は、庫内の容量がたとえば１０００リットル程度の業務用のものであってもよい。

冷凍装置３００は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機１と、冷媒を凝縮させる凝縮器２（放熱器）と、冷媒を減圧させる第１絞り装置４及び第２絞り装置１２と、液冷媒とガス冷媒とに分離する気液分離器１１と、冷媒を蒸発させる蒸発器５と、蒸発器５をバイパスするバイパス回路２１０とを有している。
冷凍装置３００は、冷媒温度を検出する温度センサー及び圧力センサー（図示省略）などの各種センサーが搭載されるとともに、これらのセンサーの検出結果に基づいて圧縮機１の回転数などを制御する制御装置９０を有している。

（室外ユニット１００）
室外ユニット１００は、圧縮機１、及び圧縮機１と吐出配管７を介して接続された凝縮器２を搭載している。室外ユニット１００は、液配管３及びガス配管６を介して室内ユニット２００に接続されている。また、室外ユニット１００には、凝縮器２に空気を供給し、当該供給した空気と凝縮器２を流れる冷媒とを熱交換させる送風機（図示省略）が搭載されている。

（液配管３、ガス配管６及び吐出配管７）
液配管３は、凝縮器２の冷媒流出側から第１絞り装置４及び気液分離器１１を介して蒸発器５の冷媒流入側までを接続する配管である。液配管３のうち、凝縮器２から気液分離器１１までの部分には、気液２相冷媒が流れる。また、液配管３のうち、気液分離器１１から蒸発器５までの部分には、液冷媒が流れる。
ガス配管６は、蒸発器５の冷媒流出側から圧縮機１の冷媒吸入側までを接続する配管である。ガス配管６には、蒸発器５で蒸発したガス冷媒、及びバイパス回路２１０からガス配管６に合流するガス冷媒が流れる。
吐出配管７は、圧縮機１の吐出側と凝縮器２の冷媒吸入側とを接続する配管である。吐出配管７には、圧縮機１で圧縮された高温・高圧のガス冷媒が流れる。

（圧縮機１及び凝縮器２）
圧縮機１は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にして吐出するものである。圧縮機１は、冷媒吐出側が吐出配管７を介して凝縮器２に接続され、冷媒吸入側がガス配管６に接続されている。なお、圧縮機１は、たとえばインバーター圧縮機などで構成するとよい。
凝縮器２は、圧縮機１から吐出された冷媒と空気との間で熱交換を行わせるものである。凝縮器２は、一方が液配管３に接続され、他方が圧縮機１の冷媒吐出側に吐出配管７を介して接続されている。なお、凝縮器２は、たとえば、凝縮器２を流れる冷媒とフィンを通過する空気との間で熱交換ができるようなプレートフィンアンドチューブ型熱交換器で構成するとよい。

（室内ユニット２００）
室内ユニット２００は、第１絞り装置４、第２絞り装置１２、蒸発器５、及び気液分離器１１を搭載している。室内ユニット２００には、蒸発器５をバイパスし、気液分離器１１とガス配管６とを接続するバイパス回路２１０が設けられている。また、室内ユニット２００には、蒸発器５に空気を供給し、当該供給した空気と蒸発器５を流れる冷媒とを熱交換させて庫内に供給する送風機（図示省略）が搭載されている。

（第１絞り装置４及び第２絞り装置１２）
第１絞り装置４は、冷媒を膨張させるためのものであり、一方が液配管３に接続され、他方が気液分離器１１側に接続されている。
第２絞り装置１２は、バイパス回路２１０に設けられ、バイパス回路２１０を流れるガス冷媒の冷媒量を調整するものである。第２絞り装置１２は、一方がバイパス回路２１０を介してガス配管６に接続され、他方がバイパス回路２１０を介して気液分離器１１に接続されている。なお、第１絞り装置４及び第２絞り装置１２は、たとえば開度が可変である電子膨張弁や、キャピラリーチューブなどで構成するとよい。

（蒸発器５）
蒸発器５は、気液分離器１１で分離された液冷媒と、空気との間で熱交換を行わせるものである。すなわち、蒸発器５には、気液分離器１１で液冷媒とガス冷媒とに分離された冷媒のうちの液冷媒の方が供給される。この蒸発器５は、一方が気液分離器１１側に接続され、他方がガス配管６に接続されている。なお、蒸発器５は、凝縮器２と同様に、たとえば、蒸発器５を流れる冷媒とフィンを通過する空気との間で熱交換ができるようなプレートフィンアンドチューブ型熱交換器で構成するとよい。

（気液分離器１１）
気液分離器１１は、冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離するものであり、第１絞り装置４側と、蒸発器５側と、バイパス回路２１０とに接続されている。より詳細には、気液分離器１１は、第１絞り装置４から流出する気液２相冷媒が供給され、液冷媒とガス冷媒とに分離する。そして、気液分離器１１は、気液分離器１１から蒸発器５に液冷媒を供給し、気液分離器１１からバイパス回路２１０にガス冷媒を供給するように、蒸発器５及びバイパス回路２１０に接続されている。

（バイパス回路２１０）
バイパス回路２１０は、一方が気液分離器１１に接続され、他方がガス配管６に接続されている。なお、バイパス回路２１０とガス配管６との接続位置は、室内ユニット２００内となっている。また、バイパス回路２１０には、第２絞り装置１２が設けられており、気液分離器１１から流出するガス冷媒が流れる量が調整可能となっている。
冷凍装置３００は、このバイパス回路２１０を設け、冷凍装置３００の冷却能力にあまり寄与しないガス冷媒を蒸発器５に供給しないようにしている分、冷却能力の向上を実現することができるようになっている。

（制御装置９０）
制御装置９０は、図示省略の温度センサー及び圧力センサーなどの検出結果に基づいて、圧縮機１の回転数（運転／停止含む）、凝縮器２や蒸発器５に付設される図示省略の送風機の回転数（運転／停止含む）、第１絞り装置４及び第２絞り装置１２の開度などを制御するものである。
制御装置９０は、高圧側の冷媒圧力及び低圧側の冷媒圧力と、第１絞り装置４の冷媒流入側（上流側）の冷媒温度とに基づいて乾き度を算出している。
乾き度の算出方法について、より詳細には次の通りである。制御装置９０は、低圧側の冷媒圧力に基づいて飽和ガスエンタルピ（ｈ_G）及び飽和液エンタルピ（ｈ_L）を算出し、高圧側の冷媒圧力と第１絞り装置４の冷媒流入側の温度（入口温度）とに基づいて第１絞り装置４の冷媒流出側のエンタルピ（ｈ₁）を算出する。また、制御装置９０は、算出した飽和ガスエンタルピ（ｈ_G）、飽和液エンタルピ（ｈ_L）、及び第１絞り装置４の冷媒流出側のエンタルピ（ｈ₁）と、下記の式（１）とに基づいて乾き度Ｘを算出する。
乾き度Ｘ＝（ｈ₁−ｈ_L）／（ｈ_G−ｈ_L）…（１）
そして、制御装置９０は、当該乾き度の値に基づいて気液分離器１１内の液冷媒量が一定レベルに保たれるように第２絞り装置１２の開度を制御して、気液分離器１１からバイパス回路２１０を介してガス配管６に流入する冷媒の流量調整をしている。制御装置９０は、たとえばマイコンなどで構成されるものである。

本実施の形態１に係る冷凍装置３００では、気液分離器１１から蒸発器５の冷媒流出側のガス配管６側へ、冷媒を供給するようにしているが、それに限定されるものではない。たとえば、「第２絞り装置１２の冷媒流出側のバイパス回路２１０を流れる冷媒」と、「第１絞り装置４の冷媒流入側の液配管３を流れる冷媒」とを熱交換させるように、配管同士を密着させるように構成したり、冷媒−冷媒熱交換器（過冷却熱交換器）を設けてもよい。これにより、第１絞り装置４の冷媒流入側における過冷却量を増加させることができ、冷凍能力を向上させることができる。

本実施の形態１に係る冷凍装置３００は、第１絞り装置４を室内ユニット２００側に設けているが、それに限定されるものではない。たとえば、第１絞り装置４を室外ユニット１００側に設けてもよい。これにより、液配管３のうち気液２相状態の冷媒が流れる部分が増加する分、冷凍サイクル内の必要冷媒量を削減することができ、環境性の向上に寄与することだけでなく、圧縮機１の圧力容器の容積削減など、冷凍装置３００の製品コストの削減にも寄与することができる。

［冷凍装置３００の冷媒動作について］
図１を参照しながら、同図で示される冷媒回路を流れる冷媒の動作について説明する。
圧縮機１によって圧縮され吐出された気体の冷媒は、凝縮器２へ流入する。この凝縮器２に流入した気体の冷媒は、凝縮器２に付設された送風機から供給される空気と熱交換を実施して凝縮し、凝縮器２から流出する。この凝縮器２から流出した冷媒は、第１絞り装置４に流入し、この第１絞り装置４によって膨張され減圧される。減圧された冷媒は、気液分離器１１に流入し、液冷媒とガス冷媒とに分離させられる。

気液分離器１１で分離させられた液冷媒は、蒸発器５に流入する。この蒸発器５に流入した液冷媒は、蒸発器５に付設された送風機から供給される空気と熱交換を実施して蒸発し、蒸発器５から流出する。
一方、気液分離器１１で分離させられたガス冷媒は、バイパス回路２１０に流入する。バイパス回路２１０に流入したガス冷媒の流量は、制御装置９０によって算出された乾き度に基づいて第２絞り装置１２の開度が制御されることで調整されている。これにより、気液分離器１１内の液冷媒量が一定レベルに保つことができる。

蒸発器５から流出した冷媒とバイパス回路２１０から流出した冷媒とは、合流した後に、室内ユニット２００から流出する。そして、室内ユニット２００から流出した冷媒は、ガス配管６を流れ、圧縮機１に吸引される。

［実施の形態１に係る冷凍装置３００の有する効果］
本実施の形態１に係る冷凍装置３００は、気液分離器１１に流入したガス冷媒を、蒸発器５の冷媒流出側にバイパスさせる冷媒回路構成を有している。このため、従来の室外ユニット内でガス冷媒をバイパスさせる冷媒回路構成と比較すると、冷凍装置３００はガス配管６内の冷媒圧力を上昇させることができる。そして、ガス配管６内の冷媒圧力を上昇させることができると、ガス配管６内の冷媒流速が上昇し、油を押し流そうとするせん断力が増加するため、冷凍機油の流動性が向上する。
すなわち、本実施の形態１に係る冷凍装置３００は、冷凍機油の流動性を向上させることができ、ガス配管６内の冷凍機油が、室内ユニット２００側から室外ユニット１００側に戻りやすくなり、たとえば圧縮機１の摺動部材の摩耗を抑制することができる。

実施の形態２．
図２は、実施の形態２に係る冷凍装置３０１の冷媒回路構成の一例である。なお、実施の形態２では、実施の形態１に対する相違点を中心に説明するものとする。
実施の形態２に係る冷凍装置３０１は、実施の形態１の第１絞り装置４の位置を室内ユニット２００側から室外ユニット１００側とするとともに、室内ユニット２００に第３絞り装置１３が設けられている点で、実施の形態１に係る冷凍装置３００の構成とは異なっている。

（第３絞り装置１３）
第３絞り装置１３は、一方が気液分離器１１に接続され、他方が蒸発器５に設けられている。なお、第３絞り装置１３は、第１絞り装置４及び第２絞り装置１２とともに、たとえば開度が可変である電子膨張弁や、キャピラリーチューブなどで構成するとよい。

このように、第３絞り装置１３が設けられることによって、目標とする庫内温度を得るために必要な蒸発圧力まで減圧させることが可能であるとともに、流動性が低減している冷媒が流れる部分が少なくなっている。より詳細には、冷凍装置３０１のうち、冷媒圧力が低く流動性が低減している冷媒が流れる部分、すなわち返油能力が低減している冷媒が流れる部分を、第３絞り装置１３から蒸発器５までの部分としたということである。

実施の形態２に係る冷凍装置３０１では、凝縮器２で液化された冷媒を第１絞り装置４で減圧させるが、この第１絞り装置４における減圧量（制御目標値）は、たとえば室外ユニット１００の周囲温度相当の圧力としている。しかしながら、この周囲温度相当の圧力の冷媒が蒸発器５に供給されても、冷凍装置３０１の目標庫内温度が低く設定されるため、減圧量が足りずに冷凍装置３０１の目標庫内温度を得ることができない。
そこで、冷凍装置３０１では第３絞り装置１３が設けられており、制御装置９０が第３絞り装置１３の開度を調整することにより、冷凍装置３０１の目標とする庫内温度を得るために必要な蒸発圧力（蒸発器５の目標蒸発温度）まで減圧させている。

また、制御装置９０には、室内ユニット２００側から室外ユニット１００側に、冷凍機油を高効率に戻すことができるようなガス配管６内の圧力及び温度の設定値が、予め記憶されている。すなわち、制御装置９０は、この予め設定されたガス配管６内の圧力及び温度の設定値に基づいて、第２絞り装置１２の開度を調整し、十分な返油能力の確保が可能となっている。

［実施の形態２に係る冷凍装置３０１の有する効果］
実施の形態２に係る冷凍装置３０１は、実施の形態１に係る冷凍装置３００の有する効果を奏することに加えて以下の効果を奏する。

実施の形態２に係る冷凍装置３０１は、「返油能力が低減している冷媒が流れる部分の減少」を図り、冷凍機油の流動性を向上させ、ガス配管６内の冷凍機油を、室内ユニット２００側から室外ユニット１００側に戻りやすくしている。

実施の形態２に係る冷凍装置３０１は、第３絞り装置１３の開度を目標庫内温度を得るために必要な蒸発圧力に基づいて調整しているが、その一方で第２絞り装置１２の開度を予め設定されたガス配管６内の圧力及び温度の設定値に基づいて調整しているため、「十分な返油能力の確保」が可能となっている。

実施の形態２に係る冷凍装置３０１は、返油能力が低減している冷媒が流れる部分を、第３絞り装置１３から蒸発器５までの部分としているので、たとえば冷凍装置３０１が超低温用途（たとえば、庫内温度が−５０［℃］程度）である場合においても、冷凍機油の流動性を向上させ、ガス配管６内の冷凍機油を、室内ユニット２００側から室外ユニット１００側に戻りやすくすることを可能としている。

本実施の形態２に係る冷凍装置３０１は、第１絞り装置４を室外ユニット１００内に設け、第１絞り装置４を通過する冷媒圧力を室外ユニット１００の周囲温度相当圧力となるように調整し、この周囲温度相当圧力の冷媒を第３絞り装置１３で目標庫内温度を得るために必要な蒸発圧力まで減圧させるようにしている。
このように、第１絞り装置４で目標庫内温度を得るために必要な蒸発圧力まで減圧させないようにしているので、たとえば液配管３の周囲に断熱施工がなされていないような場合であっても、液配管３の結露を抑制しつつ、冷凍サイクルに封入する冷媒量を削減することが可能となる。

本実施の形態２に係る冷凍装置３０１は、上述のように第１絞り装置４で目標庫内温度を得るために必要な蒸発圧力まで減圧させないようにしているので、液配管３内の冷媒圧力が、第１絞り装置４を設けていない場合に比べて低くなる。このため、室外ユニット１００を、使用冷媒の異なる製品に置き換える場合においても、冷媒圧力が配管の耐圧強度以下となるように制御すれば、既設の液配管３を流用することが容易となる。

実施の形態３．
図３は、実施の形態３に係る冷凍装置３０２の冷媒回路構成の一例である。なお、実施の形態３では、実施の形態１、２に対する相違点を中心に説明するものとする。
実施の形態３に係る冷凍装置３０２は、たとえば室内ユニット２００の設置スペースの制約が厳しいなどの事情により、室内ユニット２００を小型化した際にも、実施の形態１、２に係る冷凍装置３００、３０１のように、冷凍機油の流動性を向上させることができ、ガス配管６内の冷凍機油が、室内ユニット２００側から室外ユニット１００側に戻りやすく構成したものである。

冷凍装置３０２には、圧縮機１の内部の油面低下を検知する油面検知手段３０が設けられている。また、冷凍装置３０２には、実施の形態１、２の気液分離器１１及び第２絞り装置１２の代わりに、気液分離器３１及び第１絞り装置４の最大弁口径よりも大きい弁口径の開閉弁１４が設けられている。さらに、冷凍装置３０２には、バイパス回路２１０の代わりに、開閉弁１４が接続されたバイパス回路２２０が設けられている。

（油面検知手段３０）
油面検知手段３０は、圧縮機１の底部油溜まりの油面の高さ位置を検知して、圧縮機１内の油（冷凍機油）の量を検出するものである。油面検知手段３０は、制御装置９０に接続されている。これにより、制御装置９０は、油面検知手段３０の検出結果に基づいて開閉弁１４の開度を調整することができるようになっている。なお、制御装置９０には、後述するように、開閉弁１４を開く「所定時間」が設定されている。
油面検知手段３０は、たとえば、圧縮機１の底部油溜まりに設けられる電極を有し、当該電極に、冷凍機油が接触することによる静電容量の変化から油面を検知する静電容量式のものを採用するとよい。

（気液分離器３１）
気液分離器３１は、液冷媒を貯留し、ガス冷媒を吐出するものである。すなわち、実施の形態３に係る気液分離器３１は、実施の形態１、２の気液分離器１１とは異なり、液冷媒については貯留し、ガス冷媒を吐出するものである。気液分離器３１は、一方がガス配管６を介して蒸発器５側及びバイパス回路２２０に接続され、他方がガス配管６を介して圧縮機１の吸入側に接続されている。また、気液分離器３１は、図示は省略しているが、気液分離器３１内に貯留された冷凍機油を圧縮機１内に戻すための油戻し管が接続されている。

（開閉弁１４）
開閉弁１４は、バイパス回路２２０に設けられ、バイパス回路２２０を流れる冷媒量を調整するものである。開閉弁１４は、一方がバイパス回路２２０を介して液配管３の第１絞り装置４の上流側に接続され、他方がバイパス回路２２０を介してガス配管６に接続されている。

なお、バイパス回路２２０の流路抵抗と、絞り装置４に接続された液配管３の流路抵抗とが等しい場合には、以下に説明するように、開閉弁１４の弁口径を以下のようにするとよい。すなわち、開閉弁１４の弁口径は、実施の形態１、２の第１絞り装置４の最大弁口径よりも大きく設定されている。これにより、バイパス回路２２０側の流路抵抗の方が絞り装置４側の流路抵抗よりも小さくなり、第１絞り装置４側に流れる冷媒量よりも、バイパス回路２２０側に供給される冷媒量の方が多くなる。すなわち、液配管３を流れる冷媒は、主に、開閉弁１４によって減圧され、気液２相状態となってガス配管６に流れ込む。

また、バイパス回路２２０及び液配管３の長さや配管径が異なる等によって、バイパス回路２２０の流路抵抗と、絞り装置４に接続された液配管３の流路抵抗とが等しくない場合には、開閉弁１４及びバイパス回路２２０の流路抵抗の方が、液配管３及び第１絞り装置４の流路抵抗よりも小さくなるように、開閉弁１４の弁口径を設定すればよい。

［冷凍装置３０２の動作について］
次に、動作について説明する。
制御装置９０は、油面検知手段３０の検出結果に基づいて、圧縮機１の冷凍機油の油面の低下を検知すると、開閉弁１４が一時的に開く制御を行う。なお、開閉弁１４の弁口径は、第１絞り装置４の口径よりも大きいので、液配管３を流れる冷媒は主にバイパス回路２２０を流れ、開閉弁１４にて減圧され、気液２相状態となってガス配管６に流れ込む。すなわち、主にガス冷媒が流れるガス配管６に、気液２相冷媒を供給するということである。

これにより、ガス配管６内に滞留していた冷凍機油は、ガス冷媒と液冷媒の界面を浮遊する形で洗い流されるようにして、室内ユニット２００側から室外ユニット１００側に流入する。そして、室外ユニット１００側に流入した冷凍機油は、気液分離器３１及び気液分離器３１と圧縮機１とを接続する油戻し管（図示省略）を介して圧縮機１内に戻される。
ここで、開閉弁１４を開く時間であって制御装置９０に設定される「所定時間」は、気液分離器３１が満液とならない程度の時間とするとよい。これにより、圧縮機１が液バックにより損傷してしまうことを防止することができる。

また、制御装置９０は、「所定時間」だけ開閉弁１４の弁を開いても、圧縮機１の油面が回復しない（上昇しない）と判定した場合には、蒸発器５の送風機を一時的に停止させる（ＯＮ／ＯＦＦ制御）などして、蒸発器５内に滞留した冷凍機油を気液分離器３１に戻すように制御を行う。
なお、制御装置９０は、圧縮機１の油面の回復の判定にあたり、たとえば、「開閉弁１４の弁を開いてから予め設定される時間だけ経過」した後に、「予め設定される油面の高さ位置まで油面が上昇」した場合には、油面が回復したと判断するとよい。

このように、実施の形態３では、室内ユニット２００内のバイパス回路２２０の開閉や蒸発器５に付設される送風機のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことで、ガス冷媒が流れるガス配管６に対して、一時的に気液２相冷媒を流して冷凍機油を洗い流すようにしている。これにより、実施の形態１、２のように室内ユニット２００内に気液分離器１１を搭載したような大型のユニットを設けることが厳しいような設置条件であっても、冷凍機油の流動性を向上させ、ガス配管６内の冷凍機油を、室内ユニット２００側から室外ユニット１００側に戻りやすくすることが可能としている。

［実施の形態３に係る冷凍装置３０２の有する効果］
実施の形態３に係る冷凍装置３０２は、実施の形態１に係る冷凍装置３００の有する効果を奏することに加えて以下の効果を奏する。

実施の形態３に係る冷凍装置３０２は、気液分離器３１が室内ユニット２００に搭載される構成となっている分、室内ユニット２００の小型化を図ることができる。

１圧縮機、２凝縮器、３液配管、４第１絞り装置、５蒸発器、６ガス配管、７吐出配管、１１気液分離器、１２第２絞り装置、１３第３絞り装置、１４開閉弁、３０油面低下検知手段、３１気液分離器、９０制御装置、１００室外ユニット、２００室内ユニット、２１０、２２０バイパス回路、３００、３０１、３０２冷凍装置。

Claims

圧縮機、凝縮器、第１絞り装置、及び蒸発器を冷媒配管で接続した冷凍サイクルを有する冷凍装置において、
前記第１絞り装置と前記蒸発器との間の前記冷媒配管に接続され、前記第１絞り装置から流出する冷媒を液冷媒とガス冷媒に分離する気液分離器と、
一方が前記気液分離器に接続され、他方が前記蒸発器の下流側に接続されたバイパス回路とを有し、
前記気液分離器で分離されたガス冷媒を前記バイパス回路を介して前記蒸発器の下流側に流し、前記気液分離器で分離された液冷媒を前記蒸発器に流す
ことを特徴とする冷凍装置。
前記バイパス回路には、
前記バイパス回路を流れる冷媒流量を調整する第２絞り装置が設けられ、
前記第２絞り装置の開度を、
前記気液分離器内の液冷媒の量に基づいて制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
前記気液分離器と前記蒸発器との間の前記冷媒配管に接続され、前記気液分離器で分離された液冷媒を減圧させる第３絞り装置が設けられ、
前記気液分離器で分離された液冷媒は、
前記第３絞り装置によって前記蒸発器の目標蒸発温度に対応する圧力まで減圧される
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の冷凍装置。
少なくとも前記圧縮機及び前記凝縮器が設けられた室外ユニットと、
少なくとも前記蒸発器が設けられた室内ユニットとを有する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷凍装置。
前記室外ユニットには、
前記第１絞り装置が設けられた
ことを特徴とする請求項４に記載の冷凍装置。
圧縮機、凝縮器、第１絞り装置、及び蒸発器を冷媒配管で接続した冷凍サイクルを有し、少なくとも前記圧縮機及び前記凝縮器が設けられた室外ユニットと、少なくとも前記蒸発器及び前記第１絞り装置が設けられた室内ユニットとを有する冷凍装置において、
前記室内ユニットは、
前記圧縮機の冷媒吸入側に接続され、前記室内ユニット側から前記室外ユニット側に流入した冷媒を液冷媒とガス冷媒に分離し、当該ガス冷媒を前記圧縮機に供給し、前記液冷媒を貯留する気液分離器と、
一方が前記第１絞り装置の上流側に接続され、他方が前記蒸発器の下流側に接続されて前記第１絞り装置及び前記蒸発器をバイパスするバイパス回路と、
前記バイパス回路に接続されて設けられ、前記第１絞り装置の最大弁口径よりも大きい弁口径を有する開閉弁と、
を有する
ことを特徴とする冷凍装置。
前記圧縮機に貯留される冷凍機油の油面の高さを検知する油面検知手段とを有し、
前記油面検知手段の検出結果に基づいて前記開閉弁の開閉を制御する制御装置とを有し、
前記制御装置は、
前記油面検知手段の検出結果から冷凍機油の油面の高さが所定値以上であると判定したとき、前記開閉弁を閉状態とし、
前記油面検知手段の検出結果から冷凍機油の油面の高さが所定値未満であると判定したとき、前記開閉弁を開状態とし、前記第１絞り装置の上流側の冷媒が前記蒸発器の下流側に流れるようにしている
ことを特徴とする請求項６に記載の冷凍装置。