JP2017129320A

JP2017129320A - 冷凍装置

Info

Publication number: JP2017129320A
Application number: JP2016009615A
Authority: JP
Inventors: 齊藤　信; Makoto Saito; 信齊藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-01-21
Filing date: 2016-01-21
Publication date: 2017-07-27

Abstract

【課題】高圧側の圧縮部の負荷が低減される、複数の圧縮部を有する圧縮機を備えた冷凍装置を提供する。【解決手段】冷凍装置１は、熱源ユニット１ａ、放熱ユニット１ｂおよび冷却ユニット１ｃを備えている。熱源ユニット１ａは、二段圧縮機８、油分離器１１、レシーバ１２、エコノマイザ１３および油冷却器１７を備えている。冷媒回路から分岐して、エコノマイザ膨張弁１４およびエコノマイザ１３を経て、低段圧縮部９と高段圧縮部１０との間の中間圧流路に繋がっているインジェクション配管１５が設けられている。油冷却器１７では、冷媒回路を流れる冷媒によって冷凍機油が冷却される。冷凍機油は、返油配管１６によって、油分離器１１から油冷却器１７に送られて冷却された後、二段圧縮機８に戻される。【選択図】図１

Description

本発明は冷凍装置に関し、特に、複数の圧縮部を有する圧縮機を備えた冷凍装置に関するものである。

従来、低圧段側圧縮機と高圧段側圧縮機とを有する二段圧縮機を備えた冷凍装置がある（特許文献１）。この種の冷凍装置では、高圧段側圧縮機から吐出する冷媒の吐出温度を下げるために、冷媒とともに吐出する冷凍機油の温度を下げて、その温度が下げられた冷凍機油を低圧段側圧縮機と高圧段側圧縮機とに戻すことが行われている。

従来の冷凍装置では、冷凍機油は、冷媒回路から分岐させた冷媒によって冷却される。冷凍機油を冷却した冷媒は、低圧段側圧縮機と高圧段側圧縮機との間の中間圧流路に戻されることになる。このような従来の冷凍装置では、冷媒としてＲ４０４Ａが使用されている。

特開平７−１９０５２０号公報

近年、省エネルギ化を図るために、冷媒を変更することが求められている。Ｒ４０４Ａの場合には、Ｒ４１０Ａに変更することが求められている。

しかしながら、冷媒としてＲ４１０Ａを使用した冷凍装置では、Ｒ４０４Ａを使用した場合に比べて、二段圧縮機（高圧段側圧縮機）から吐出する冷媒の吐出温度が上がりやすいという傾向がある。このため、吐出する冷媒の温度を下げるために、冷媒回路から、より多くの冷媒を分岐させて、冷媒とともに吐出する冷凍機油の温度を下げる必要がある。

その分岐させた冷媒は、低圧段側圧縮機と高圧段側圧縮機との間の中間圧流路に戻される。その結果、冷媒としてＲ４０４Ａを使用した冷凍装置と比べて、高圧段側圧縮機の負荷が増えるという問題があった。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、高圧側の圧縮部の負荷が低減される、複数の圧縮部を有する圧縮機を備えた冷凍装置を提供することである。

本発明に係る冷凍装置は、冷媒が、圧縮機、油分離器、凝縮器、レシーバ、エコノマイザ、第１膨張部および冷却器の順に循環する冷媒回路を備えた冷凍装置であって、油冷却器と返油配管とインジェクション配管とを備えている。圧縮機は、冷媒を順次圧縮する複数の圧縮部を有する。油冷却器は、冷媒回路における、凝縮器とレシーバとの間を接続する第１配管に設けられ、油分離器において分離された冷凍機油と第１配管を流れる冷媒との間で熱交換を行うことによって、冷凍機油を冷却する。返油配管は、油分離器から油冷却器を経て圧縮機に繋がっている。インジェクション配管は、冷媒回路における、エコノマイザと第１膨張部との間を接続する第２配管から分岐し、第２膨張部およびエコノマイザを経て、複数の圧縮部における中間圧流路に繋がっている。

本発明に係る冷凍装置によれば、圧縮機から吐出した冷凍機油は、返油配管を流れ、油冷却器において、冷媒回路を流れる冷媒によって冷却された後、複数の圧縮部における中間圧流路に戻される。これにより、冷媒回路から分岐させた冷媒によって冷凍機油を冷却させる場合と比べて、中間圧よりも高い高圧側の圧縮部の負荷を低減することができる。

実施の形態に係る冷凍装置の構成を示す冷媒回路を含む図である。同実施の形態において、冷凍装置の動作を説明するための図である。同実施の形態において、冷凍装置のＰ−ｈ線図を示すグラフである。比較例に係る冷凍装置の構成を示す冷媒回路を含む図である。比較例に係る冷凍装置の動作を説明するための図である。同実施の形態において、分岐される冷媒の量の評価結果を示す図である。

実施の形態に係る冷凍装置について説明する。図１に、冷凍装置の冷媒回路を示す。図１に示すように、冷凍装置１は、熱源ユニット１ａ、放熱ユニット１ｂおよび冷却ユニット１ｃを備えている。冷媒回路には、冷媒として、Ｒ４１０Ａが封入されている。また、熱源ユニット１ａ、放熱ユニット１ｂおよび冷却ユニット１ｃは、互いに距離を隔てて配置されている。

熱源ユニット１ａは、二段圧縮機８、油分離器１１、レシーバ１２、エコノマイザ１３および油冷却器１７を備えている。熱源ユニット１ａは、たとえば、屋内に設置されている。二段圧縮機８は、低段圧縮部９と高段圧縮部１０とを備えている。油分離器１１では、二段圧縮機８から吐出する冷媒に含まれる冷凍機油が分離される。レシーバ１２では、冷媒回路内に封入された冷媒の余剰分が貯留される。

エコノマイザ１３では、冷媒回路から分岐させた冷媒によって、冷媒回路を流れる冷媒が冷却される。高圧の液冷媒は、エコノマイザ膨張弁１４によって減圧される。また、冷媒回路から分岐して、エコノマイザ膨張弁１４およびエコノマイザ１３を経て、二段圧縮機８における低段圧縮部９と高段圧縮部１０との間の中間圧流路に繋がっているインジェクション配管１５が設けられている。分岐させた冷媒は、そのインジェクション配管１５を流れて、二段圧縮機８に戻される。

油冷却器１７では、冷媒回路を流れる高圧の液冷媒によって冷凍機油が冷却される。冷凍機油は、返油配管１６によって、油分離器１１から油冷却器１７に送られる。油冷却器１７において冷却された冷凍機油は、二段圧縮機８に戻される。また、油冷却器１７に対して、バイパス管１８とバイパス量調整弁１９が並列に設けられている。

バイパス量調整弁１９によりバイパス管１８を流れる冷媒の量を調整することによって、油冷却器１７における液冷媒と冷凍機油との熱交換が調整される。バイパス管１８を流れる冷媒の量は、温度センサ４によって検知される冷媒の温度に基づき、制御部２によって調整される。温度センサ４は、油冷却器１７の入り口側（放熱ユニット１ｂ側）に設けられている。

放熱ユニット１ｂは、空冷凝縮器２４および放熱ファン２５を備えている。放熱ユニット１ｂは、たとえば、屋外に設置されている。放熱ユニット１ｂは、接続配管３ａ、３ｂによって熱源ユニット１ａと接続されている。接続配管３ａは、二段圧縮機８（油分離器１１）と空冷凝縮器２４とを接続している。接続配管８ｂは、空冷凝縮器２４と油冷却器１７とを接続している。接続配管３ａから送られた高温のガス冷媒は、空冷凝縮器２４において外気と熱交換される。熱交換された冷媒は液冷媒となり、接続配管３ｂを流れて油冷却器１７へ送られる。

冷却ユニット１ｃは、電磁弁２０、主膨張弁２１、冷却器２２および冷却用ファン２３を備えている。冷却ユニット１ｃは、冷凍庫等に設置される。冷却ユニット１ｃは、接続配管３ｃ、３ｄによって熱源ユニット１ａと接続されている。接続配管３ｃは、エコノマイザ１３と電磁弁２０とを接続している。接続配管３ｄは、冷却器２２と二段圧縮機８とを接続している。冷却用ファン２３は、冷凍庫内の空気と冷却器２２を流れる冷媒との熱交換を調整する。実施の形態に係る冷凍装置１は、上記のように構成される。

次に、上述した冷凍装置１の冷却運転について説明する。図２に、冷凍装置１における冷媒の流れと冷凍機油の流れとを示す。図３に、冷凍装置１の冷凍サイクルのＰ−ｈ線図を示す。また、そのＰ−ｈ線図には、冷凍装置における各点（Ａ点〜Ｊ点）における冷媒の状態がプロットされている。

図２および図３に示すように、二段圧縮機８から、高温高圧のガス状の冷媒（ガス冷媒）が吐出する（Ｃ点）。ガス冷媒は、油分離器１１へ流れ込む。油分離器１１では、冷媒とともに吐出した冷凍機油が回収される。二段圧縮機８から吐出するガス冷媒の温度は、たとえば、約８０℃〜９０℃程度である。分離された冷凍機油の温度も、約８０℃〜９０℃程度である。

吐出したガス冷媒は、接続配管３ａを流れて放熱ユニット１ｂに流れ込む（矢印Ｙ１）。放熱ユニット１ｂでは、空冷凝縮器２４において、流れ込んだ冷媒と放熱ファン２５によって送り込まれた空気との間で熱交換が行われて、高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高圧の液状の冷媒（液冷媒）になる。冷媒の熱は、外気に放出される。

放熱ユニット１ｂから送り出された高圧の液冷媒（Ｄ点）は、接続配管３ｂを流れて熱源ユニット１ａに戻る（矢印Ｙ２）。熱源ユニット１ａに戻った液冷媒は、油冷却器１７を流れる。油冷却器１７では、油分離器１１において分離された冷凍機油が、冷媒によって冷却される。なお、冷凍機油の冷却については後述する。

油冷却器１７を流れた冷媒は、レシーバ１２に流れ込む。レシーバ１２では、冷凍回路に封入された余剰分の冷媒が貯留されるため、液冷媒とガス冷媒との共存状態である。このため、レシーバ１２に流れ込む前（Ｅ点）では、飽和液となる。また、油冷却器１７に流れ込む前、すなわち、高温の冷凍機油によって加熱される前（Ｄ点）の液冷媒は、過冷却液になっている。

レシーバ１２から送り出された液冷媒は、エコノマイザ１３に送られる。エコノマイザ１３では、冷媒回路から分岐させた高圧の液冷媒を減圧させた中圧の冷媒によって、冷媒回路を流れる冷媒が冷却される。高圧の液冷媒は、エコノマイザ膨張弁１４によって減圧される（Ｈ点）。

分岐させた冷媒は、エコノマイザ１３において高圧液冷媒と熱交換が行われる（Ｉ点）。熱交換が行われた冷媒は、インジェクション配管１５を流れた後、二段圧縮機８における低段圧縮部９と高段圧縮部１０との間の中間圧流路に戻される（矢印Ｙ５）。

エコノマイザ１３によって冷却された冷媒は過冷却液になる（Ｆ点）。過冷却液となった冷媒は、熱源ユニット１ａから接続配管３ｃを流れて冷却ユニット１ｃへ送り込まれる（矢印Ｙ３）。冷却ユニット１ｃに送り込まれた高圧の液冷媒は、電磁弁２０を経て主膨張弁２１によって減圧されて、低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒となる（Ｇ点）。

低圧の二相状態の冷媒は、冷却器２２において、冷却対象とされる冷凍庫内の空気と熱交換される。熱交換によって液冷媒は蒸発し、二相状態の冷媒は、単相の低圧のガス冷媒となる。ここで、冷凍庫内の温度が、たとえば、−３０℃である場合には、冷媒の蒸発温度は、約−４０℃程度になる。

低圧のガス冷媒は、接続配管３ｄを流れて、熱源ユニット１ａに戻される（矢印Ｙ４）。熱源ユニット１ａに戻された低圧のガス冷媒（Ａ点）は、二段圧縮機８に流れ込み、圧縮されて高温高圧のガス冷媒となって、二段圧縮機８から吐出する。以下、このサイクルが繰り返されることで、冷却対象とされる冷凍庫内の温度が所定の温度に維持されることになる。

次に、冷凍装置１の冷凍機油を冷却する動作について説明する。二段圧縮機８から冷媒とともに吐出した冷凍機油は、油分離器１１において、冷媒と分離される。油分離器１１において分離された冷凍機油の温度は、たとえば、約８０℃〜９０℃程度である。冷凍機油は、返油配管１６を流れて油冷却器１７に送り込まれる（矢印Ｙ６）。

油冷却器１７では、送り込まれた冷凍機油と空冷凝縮器２４から送り出された冷媒との間で熱交換が行われる。熱交換が行われることで、冷凍機油の温度は、たとえば、約５０℃程度にまで冷却される。冷却された冷凍機油は、返油配管１６を流れて二段圧縮機８に戻されることになる。

上述した冷凍装置１では、二段圧縮機から吐出した冷凍機油が冷媒回路を流れる冷媒によって冷却されて、二段圧縮機に戻される。これにより、冷媒として、Ｒ４１０Ａを使用した場合に、二段圧縮機の高段圧縮部の負荷を軽減することができる。このことについて、比較例に係る冷凍装置と比べて説明する。

図４に示すように、比較例に係る冷凍装置１０１（冷媒回路）は、二段圧縮機１０８、油分離回収器１１１、凝縮器１２４、エコノマイザ１１３、第１膨張弁１２０、蒸発器１２２、第２膨張弁１１４および油クーラ１１７を備えている。冷媒回路には、冷媒として、Ｒ４１０Ａが封入されている。

また、冷媒回路から分岐させた冷媒を、第２膨張弁１１４およびエコノマイザ１１３を経て、二段圧縮機１０８（中間圧流路）に戻すエコノマイザ配管１１５が設けられている。さらに、油分離回収器１１１において分離された冷凍機油を、油クーラ１１７を経て、二段圧縮機１０８に戻す返油配管１１６が設けられている。

次に、比較例に係る冷凍装置１０１の冷却運転について説明する。図５に、冷凍装置１０１における冷媒の流れと冷凍機油の流れとを示す。図５に示すように、二段圧縮機１０８から吐出した高温高圧の冷媒（ガス冷媒）は、油分離回収器１１１へ流れ込む（矢印ＹＹ１）。

油分離回収器１１１では、冷媒とともに吐出した冷凍機油が回収される。二段圧縮機１０８から吐出するガス冷媒と分離された冷凍機油の温度は、たとえば、約８０℃〜９０℃程度である。冷凍機油と分離されたガス冷媒は、凝縮器１２４に流れ込む（矢印ＹＹ１）。凝縮器１２４では、流れ込んだ冷媒と空気との間で熱交換が行われて、高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高圧の液状の冷媒（液冷媒）になる。

凝縮器１２４から送り出された高圧の液冷媒は、エコノマイザ１１３に送られる。エコノマイザ１１３では、冷媒回路から分岐された高圧の液冷媒を減圧させた中圧の冷媒によって、冷媒回路を流れる冷媒が冷却される。分岐された高圧の液冷媒は、第２膨張弁１１４によって減圧されて、低圧の冷媒になる。

その低圧の冷媒は、エコノマイザ１１３において高圧の液冷媒と熱交換が行われる。熱交換が行われた低圧の冷媒は、エコノマイザ配管１１５を流れた後、二段圧縮機１０８における低段圧縮部１０９と高段圧縮部１１０との間の中間圧流路に戻される（矢印ＹＹ５）。

一方、エコノマイザ１１３によって冷却された冷媒は、第１膨張弁１２０によって減圧されて、低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒となる（矢印ＹＹ３）。低圧の二相状態の冷媒は、蒸発器１２２において、たとえば、空気と熱交換される。熱交換によって液冷媒は蒸発し、二相状態の冷媒は、単相の低圧のガス冷媒となる。

低圧のガス冷媒は、配管を流れて二段圧縮機１０８に流れ込む（矢印ＹＹ４）。二段圧縮機１０８に流れ込んだ低圧のガス冷媒は、再び圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって、二段圧縮機１０８から吐出する。以下、このサイクルが繰り返される。

次に、冷凍装置１０１の冷凍機油を冷却する動作について説明する。二段圧縮機１０８から冷媒とともに吐出した冷凍機油は、油分離回収器１１１において、冷媒と分離される。冷凍機油は、返油配管１１６を流れて油クーラ１１７に送り込まれる（矢印ＹＹ６）。

油クーラ１１７では、送り込まれた冷凍機油と、エコノマイザ１１３を経た冷媒との間で熱交換が行われる。熱交換された冷凍機油は、返油配管１１６を流れて二段圧縮機１０８に戻される。

すでに述べたように、冷凍装置では、省エネルギ化を図るために、冷媒を変更することが求められており、Ｒ４０４ＡからＲ４１０Ａに変更することが求められている。冷媒としてＲ４１０Ａを使用した場合には、Ｒ４０４Ａを使用した場合に比べて、冷媒の吐出温度が高くなることが知られている。このため、冷媒（Ｒ４１０Ａ）とともに吐出する冷凍機油の吐出温度も、Ｒ４０４Ａを使用した場合に比べて高くなり、たとえば、約８０℃〜９０℃程度になる。

比較例に係る冷凍装置１０１では、吐出して分離された冷凍機油は、油クーラ１１７において冷却されて、二段圧縮機１０８に戻される。油クーラ１１７では、冷凍機油と冷媒回路から分岐させた冷媒とを熱交換させることによって、冷凍機油が冷却される。このため、冷凍機油の吐出温度が高くなると、冷凍機油の温度を所望の温度にまで冷却するには、冷凍機油と熱交換させる冷媒の量を増やす必要がある。すなわち、冷媒回路から分岐させる冷媒の量を増やす必要がある。

ここで、図２および図５に示すように、冷媒回路から分岐させる前の冷媒の量を「１＋α」とし、分岐させる冷媒の量を「α」とし、分岐させた後の冷媒回路を流れる冷媒の量を「１」とする。なお、「α」は、分岐させた冷媒が、低段圧縮部１０９、９と高段圧縮部１１０、１０との間の中間圧流路に戻されることから、中間インジェクション量比（％）と称する。

発明者は、種々の条件について中間インジェクション量比を評価した。その評価結果として、冷凍機油の吐出温度を８３℃とした場合において、冷媒の蒸発温度が−３０℃、−４０℃および−５０℃の場合のαの量を図６に示す。図６に示すように、比較例に係る冷凍装置では、蒸発温度が−３０℃の場合には、αは３０％になり、蒸発温度が−４０℃の場合には、αは５６％になり、蒸発温度が−５０℃の場合には、αは１００％になることがわかった。

一方、実施の形態に係る冷凍装置１について、比較例に係る冷凍装置１０１と同様に、中間インジェクション量比を評価した。図６に示すように、蒸発温度が−３０℃の場合には、αは２０％になり、蒸発温度が−４０℃の場合には、αは３３％になり、蒸発温度が−５０℃の場合には、αは５８％になることがわかった。

比較例に係る冷凍装置１０１では、冷媒回路から分岐させた冷媒によって冷凍機油が冷却される。このため、冷媒の変更（Ｒ４０４Ａ→Ｒ４１０Ａ）に伴って、冷凍機油の吐出温度が高くなると、冷凍機油を冷却するために、冷媒回路から分岐させる冷媒の量が増えてしまい、低段圧縮部１０９と高段圧縮部１１０との間の中間圧流路に戻される冷媒の量が増加する。このため、高段圧縮部１１０の負荷が増えることになる。

なお、図３に示されるＰ−ｈ線図に、図５に示されるＡＡ点、ＪＪ点、ＩＩ点、ＢＢ点、ＣＣ点、ＤＤ点における冷媒の状態がそれぞれプロットされている。比較例に係る冷凍装置１０１では、冷凍機油は、ＩＩ点を流れる冷媒によって冷却される。また、ＤＤ点と、エコノマイザ１１３に流入する前のＥ点に相当する点とは、ほぼ一致する。

これに対して、実施の形態に係る冷凍装置１では、冷媒回路を流れる冷媒によって冷凍機油が冷却される。すなわち、図３に示されるＤ点からＥ点へ冷媒が流れる間に、冷凍機油が冷却される。このため、比較例に係る冷凍装置１０１と比べて、冷媒回路から分岐させる冷媒の量は大幅に減少する。つまり、図３に示されるＩＩ点を流れる冷媒の量からＩ点を流れる冷媒の量に減少させることができる。

これにより、冷媒回路から分岐させて、低段圧縮部９と高段圧縮部１０との間の中間圧流路に戻される冷媒の量を減少させることができる。その結果、図３に示されるＢ点からＣ点に流れる冷媒の量が減少し、二段圧縮機８の高段圧縮部１０の負荷を抑えることができることが判明した。

また、実施の形態に係る冷凍装置１では、空冷凝縮器２４（放熱ユニット１ｂ）から送り出される冷媒は、所定の過冷却度を有する状態となる。冷凍機油を冷却する冷媒は、放熱ユニット１ｂにおいて過冷却液となった状態（Ｄ点）から、過冷却分の熱量が放熱されて飽和液（Ｅ点）になるまで加熱される。

一般に、空冷凝縮器の放熱特性は、外気温度と凝縮温度との差の１／２程度の過冷却度で流出するように流量調整されるのが最も効率のよい状態とされる。このため、一般的な高圧レシーバ回路で運用するよりも効率の良い運転を行うことができる。

また、接続配管３ｂの圧力損失が大きい場合には、空冷凝縮器２４から送り出される冷媒の過冷却度が過大となって、本来の放熱性能を十分発揮できなくなる場合も想定される。そのような場合には、バイパス量調整弁１９によって油冷却器１７を流れる液冷媒の流量を減少させることで、冷凍機油を冷却する量を少なくし、空冷凝縮器２４から送り出される冷媒の過冷却度が小さくなるように調整する。

また、外気温度が低く、凝縮温度と吐出温度との双方が低くなってしまうケースでも、冷凍機油を冷却する量を少なくして、吐出温度を所定温度にまで上昇させ、放熱特性が下がらないようにする。すなわち、バイパス量調整弁１９は、二段圧縮機８から吐出する冷媒の温度が所定温度、たとえば、約９０℃程度の一定の吐出温度になるように、冷凍機油を冷却する量を調整する機能を有している。

一方、エコノマイザ膨張弁１４では、エコノマイザ１３の低圧側の出口（Ｉ点）の過熱度が一定になるように、たとえば、１０（Ｋ）程度になるように、エコノマイザ膨張弁１４の開度が調整される。これにより、分岐させた液冷媒を、二段圧縮機８における低段圧縮部９と高段圧縮部１０との間の中間圧流路に不要に戻してしまうこともない。また、エコノマイザ１３の低圧側の冷媒の過熱度が過大になり、高圧側の出口（Ｆ点）を十分に冷却できない不具合も抑制することができる。

このように、実施の形態に係る冷凍装置１では、分離された冷凍機油は、レシーバ１２の上流側の設けられた油冷却器１７において、冷媒回路の冷媒と熱交換される。これにより、冷媒回路から分岐させた冷媒（中間圧インジェクション冷媒）によって、冷凍機油を冷却する必要がない。これにより、中間圧インジェクション冷媒の量が増大して、成績係数（ＣＯＰ：Coefficient Of Performance）が悪化するのを阻止することができる。また、中間圧インジェクション冷媒の量が増大しないことで、蒸発温度が−３０℃以下の条件下で使用されるような低温用の冷凍システムにも適用することができる。

また、実施の形態に係る冷凍装置１では、空冷凝縮器２４の出口側（下流側）に冷媒の過冷却域が形成される。このため、空冷凝縮器２４の出口側において冷媒が飽和液になるように運転する場合よりも、冷媒を高効率で放熱させることができる。このとき、冷媒に過冷却度をつけるための減圧装置が不要になるので、高圧の冷媒の圧力をほとんど低下させずに冷却ユニット１ｃに送り込むことができる。これにより、接続配管３ｃの圧力損失が大きい場合においても、主膨張弁２１の前後（上流側と下流側）において、十分な差圧を確保することができる。

また、冷却熱源とされる液冷媒の温度は、凝縮温度より常に数℃低い程度の温度である。このため、外気温度が極端に異なる条件下においても、二段圧縮機８に戻される冷凍機油の温度の変化は小さい。これにより、冷凍機油の温度が極端に低下して、冷凍機油を二段圧縮機８に戻す回路の流動抵抗が増大してしまい、戻される冷凍機油の量が不足するのを阻止することができる。

さらに、比較例に係る冷凍装置１０１では、二段圧縮機１０８に戻される冷凍機油だけで吐出ガス温度が十分に冷却されてしまうような場合には、分岐される冷媒の量が低下してしまう。このため、エコノマイザ１１３が十分機能せず、性能が悪化する状況が想定される。一方、実施の形態に係る冷凍装置１では、そのような状況をも回避することができる。

なお、上述した冷凍装置１の圧縮機として、低段圧縮部９と高段圧縮部１０とを有する二段圧縮機８を例に挙げて説明した。圧縮機としては、二段圧縮機に限られず、三段以上の圧縮部を有する圧縮機についても適用することが可能である。

今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、複数の圧縮部を有する圧縮機を備えた冷凍装置に有効に利用される。

１冷凍装置、１ａ熱源ユニット、１ｂ放熱ユニット、１ｃ冷却ユニット、２制御部、３ａ、３ｂ、３ｃ，３ｄ接続配管、４温度センサ、８二段圧縮機、９低段圧縮部、１０高段圧縮部、１１油分離器、１２レシーバ、１３エコノマイザ、１４エコノマイザ膨張弁、１５インジェクション配管、１６返油配管、１７油冷却器、１８バイパス管、１９バイパス量調整弁、２０電磁弁、２１主膨張弁、２２冷却器、２３冷却用ファン、２４空冷凝縮器、２５放熱ファン、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４、Ｙ５、Ｙ６矢印。

Claims

冷媒が、圧縮機、油分離器、凝縮器、レシーバ、エコノマイザ、第１膨張部および冷却器の順に循環する冷媒回路を備えた冷凍装置であって、
前記圧縮機は、前記冷媒を順次圧縮する複数の圧縮部を有し、
前記冷媒回路における、前記凝縮器と前記レシーバとの間を接続する第１配管に設けられ、前記油分離器において分離された冷凍機油と前記第１配管を流れる前記冷媒との間で熱交換を行うことによって、前記冷凍機油を冷却する油冷却器と、
前記油分離器から前記油冷却器を経て前記圧縮機に繋がる返油配管と、
前記冷媒回路における、前記エコノマイザと前記第１膨張部との間を接続する第２配管から分岐し、第２膨張部および前記エコノマイザを経て、前記複数の圧縮部における中間圧流路に繋がるインジェクション配管と
を備えた、冷凍装置。
前記油冷却器に対して並列に接続されたバイパス配管と、
前記バイパス配管に流れる前記冷媒の量を調整する流量調整部と
を備えた、請求項１記載の冷凍装置。
前記流量調整部は、前記凝縮器から送り出される前記冷媒の過冷却度に応じて調整される、請求項２記載の冷凍装置。
前記圧縮機、前記油分離器、前記油冷却器、前記返油配管、前記レシーバ、前記エコノマイザおよび前記インジェクション配管は、熱源ユニットとされ、
前記凝縮器は放熱ユニットとされ、
前記第１膨張部および前記冷却器は冷却ユニットされた、請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷凍装置。
前記熱源ユニットと前記放熱ユニットとは、距離を隔てて配置された、請求項４記載の冷凍装置。