JP5606262B2 - ヒートポンプシステム - Google Patents

Description

本発明は、ヒートポンプシステムに関する。

従来、ヒートポンプシステムでは、戻し流量調整手段により、コンプレッサ（圧縮機）から吐出された冷媒に含まれるオイルをコンプレッサに還流させるようにした車両用空調装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２６７２８２号公報

上述した特許文献１の空調装置では、アキュムレータのない簡単かつ安価な構成であっても、冷媒を確実にスーパーヒート状態としてコンプレッサに戻すことのできる車両用空調装置を提供するとしている。このため、コンプレッサから吐出された冷媒からオイルを分離するオイルセパレータを設ける。このオイルセパレータで分離したオイルを前記コンプレッサに戻すオイルリターン管を、車内側熱交換器とコンプレッサとを結ぶ配管の途中に接続することにより、車内側熱交換器からの冷媒を完全に気化させるとしている。

しかしながら、特許文献１の空調装置では、起動時に急激に負荷が変動する場合、コンプレッサに吸入される冷媒を常に加熱ガスに保つことが難しいため、結局コンプレッサの手前にアキュムレータが必要である。アキュムレータの手前に、オイルセパレータで分離したオイルを環流させると、アキュムレータにオイルが溜まり、その結果コンプレッサでオイル切れをおこすおそれがある。一方、アキュムレータの後にオイルを環流させると、オイルの熱量によってコンプレッサに吸入される冷媒が加熱される。その結果、コンプレッサの吐出温度が過度に上昇するおそれがある。

本発明は上述した課題を解決するものであり、急激に負荷が変動しても冷媒を加熱ガスに保ちつつ圧縮機へオイルを環流できるヒートポンプシステムを提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明のヒートポンプシステムは、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された前記冷媒に含まれるオイルを分離するオイルセパレータと、前記オイルセパレータにより前記オイルの含有量が減少した前記冷媒の熱を放熱させる第１の熱交換器と、前記第１の熱交換器で放熱された前記冷媒の圧力を低下させる減圧部と、減圧された前記冷媒に吸熱させる第２の熱交換器と、前記オイルセパレータで分離された前記オイルの熱を放熱させ、前記第２の熱交換器で吸熱した前記冷媒を加熱する第３の熱交換器と、前記第３の熱交換器で加熱された前記冷媒から液相を分離し、前記液相を分離した後の前記冷媒を前記圧縮機に吸入させるアキュムレータと、を有し、前記第３の熱交換器で放熱された前記オイルを前記圧縮機に吸入させる流路に、前記アキュムレータで液相を分離した後の冷媒の流路を接続し、前記第３の熱交換器で放熱された前記オイルが前記アキュムレータで液相を分離した後の冷媒と共に前記圧縮機に吸入されることを特徴とする。

本発明に係るヒートポンプシステムでは、オイルがアキュムレータを通さず圧縮機へ吸入されるのでアキュムレータにオイルが溜まることがない。また、オイルの熱が第３の熱交換器で放熱されているので、オイルの熱量によって圧縮機へ吸入される冷媒が過熱され、圧縮機の吐出温度が過度に上昇するおそれが減少する。これにより、ヒートポンプシステムでは、アキュムレータとオイルセパレータが互いに干渉することなく共存させることができる。その結果、アキュムレータを有しているので、急激に負荷が変動しても冷媒を加熱ガスに保つことができる。また、オイルセパレータを有しているので、オイルが圧縮機へ環流される。その結果、圧縮機が潤滑油不足になるおそれを低減できる。さらに、第３の熱交換器がオイルの熱を放熱させ、第２の熱交換器で吸熱した冷媒を加熱することができるので、第２の熱交換器を気液二相混合で稼働することができる。気液二相混合で稼働する第２の熱交換器は、効率を高めることができる。

また、本発明の望ましい態様として、ヒートポンプシステムは、前記第３の熱交換器で加熱された前記冷媒の温度を計測する温度センサと、前記温度センサが計測した前記冷媒の温度から過熱度を求め、得られた前記過熱度に応じて前記減圧部を制御する制御装置と、をさらに含むことが好ましい。このヒートポンプシステムによれば、圧縮機に吸入される冷媒が加熱される過熱度を制御できる。その結果、圧縮機の吐出温度が過度に上昇するおそれが低減される。

本発明によれば、急激に負荷が変動しても冷媒を加熱ガスに保ちつつオイルを環流できる。

図１は、実施形態１に係るヒートポンプシステムの概略図である。 図２は、実施形態２に係るヒートポンプシステムの構成図である。 図３は、制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。 図４は、実施形態３に係るヒートポンプシステムの構成図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

（実施形態１）
図１は、本実施形態に係るヒートポンプシステムの概略図である。図１に示すように、本実施形態のヒートポンプシステム１は、圧縮機１１と、オイルセパレータ１２と、アキュムレータ１３と、キャピラリー１４と、膨張弁２０と、熱交換器２１、２２、２３と、冷媒流路１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄ、１５Ｅ、１５Ｆ、１５Ｇと、オイル流路１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃとを有している。

例えば、本実施形態のヒートポンプシステム１では、ヒートポンプシステムが給湯装置として説明する。給湯装置では、熱交換器２１が室外熱交換器とされ、熱交換器２２が室内熱交換器とされる。例えば、冷媒は二酸化炭素（ＣＯ_２）である。冷媒は、その他冷媒をもちいてもよく、限定するものではない。

圧縮機１１は、熱交換器２１で熱を吸熱した冷媒を圧縮して機械的に加圧した後、熱交換器２２へ吐出する装置である。圧縮機１１は、回転している羽根の遠心力を利用して冷媒を放射状に飛散させディフューザで減速させることで冷媒を圧縮させることができる。又は、圧縮機１１は、シリンダ内でピストンにより冷媒を圧縮する方式もとることができる。また、圧縮機１１は、冷媒を円筒シリンダ内で偏心ロータを回転させ仕切り空間を押し潰すことで圧縮させる方式や渦巻き状のスクロールを組み合わせて偏心旋回することで圧縮する方式、その他公知の方式で圧縮することができる。

オイルセパレータ１２は、圧縮機１１が吐出した冷媒中に含有する圧縮機１１の潤滑油（オイル）を冷媒から分離する油分離器である。オイルセパレータ１２は、冷媒中に含有するミスト状のオイルを分離板等で滴下させ液状とし、オイルを所定量貯留できる。または、オイルセパレータ１２は、冷媒を密閉容器の胴壁内面に沿って螺旋運動させるように導入するサイクロン方式の油分離器としてもよい。この螺旋運動の過程で冷媒は胴壁内面に衝突し、この中にミスト状で含まれるオイルが分離され、胴壁内面をつたって落下し、オイルが油分離器の底部に貯留される。

アキュムレータ１３は、熱交換器２１で熱を吸熱した冷媒を液冷媒（液相）と気体の冷媒（気相）とに分離して、液相を分離した後の冷媒を圧縮機１１に吸入させる装置である。アキュムレータ１３により、圧縮機１１へ吸入される冷媒は、加熱ガスを主とすることができる。キャピラリー１４は、オイルの流量調整絞り管である。

膨張弁２０は、冷媒を断熱膨張させて冷媒の圧力を減圧させる減圧部である。熱交換器２１は、減圧された冷媒に熱を吸熱させる蒸発器として作用する。熱交換器２２は、圧縮機１１により圧縮された冷媒の熱を放熱させる放熱器として作用する。

熱交換器２３は、熱交換器２１からアキュムレータ１３へ流れる冷媒とオイルの熱を熱交換し、オイルの熱を放熱させると共に冷媒を加熱する熱交換器である。例えば、熱交換器２３は、オイルが内側の管であり、冷媒が外側の管を流れる２重管熱交換器である。熱交換器２３では、冷媒の流れ方向とオイルの流れ方向とが対向流となっていることが望ましい。対向流とすると、冷媒とオイルとの熱交換が効率よく行われる。

冷媒流路１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄ、１５Ｅ、１５Ｆ、１５Ｇは、ヒートポンプシステム１の冷媒を循環させる流路系である。冷媒流路１５Ａは、圧縮機１１からオイルセパレータ１２へ冷媒を搬送する流路である。冷媒流路１５Ｂは、オイルセパレータ１２から熱交換器２２へ冷媒を搬送する流路である。冷媒流路１５Ｃは、熱交換器２２から膨張弁２０へ冷媒を搬送する流路である。冷媒流路１５Ｄは、膨張弁２０から熱交換器２１へ冷媒を搬送する流路である。冷媒流路１５Ｅは、熱交換器２１から熱交換器２３へ冷媒を搬送する流路である。冷媒流路１５Ｆは、熱交換器２３からアキュムレータ１３へ冷媒を搬送する流路である。冷媒流路１５Ｇは、アキュムレータ１３から圧縮機１１へ冷媒を搬送する流路である。

オイル流路１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃは、オイルセパレータ１２から熱交換器２３を介して圧縮機１１へオイルを循環する流路系である。オイル流路１６Ａは、オイルセパレータ１２から熱交換器２３へオイルを搬送する流路である。オイル流路１６Ｂは、熱交換器２３からキャピラリー１４へオイルを搬送する流路である。オイル流路１６Ｃは、キャピラリー１４から圧縮機１１へオイルを吸入させるために接続点１７で冷媒流路１５Ｇと接続する流路である。

次に、熱交換器２１が室外熱交換器とされ、熱交換器２２が室内熱交換器とされる給湯装置を例に、ヒートポンプシステム１の動作を説明する。圧縮機１１で圧縮された冷媒は、冷媒流路１５Ａを経由しオイルセパレータ１２へ吐出される。圧縮により昇圧された冷媒の二酸化炭素は、超臨界状態となっている。

オイルセパレータ１２では、冷媒に含まれるミスト状のオイルが分離板又は螺旋運動の過程で胴壁内面等により滴下させられ液状となる。オイルセパレータ１２によりオイル含有量が減少した冷媒は、冷媒流路１５Ｂを経由し熱交換器２２へ搬送される。熱交換器２２は、例えば、低温の湯水と高温の湯水とが層をなした状態で貯えられている貯湯タンク（図示せず）と接続されている。湯水が貯湯タンクと熱交換器２２との間で循環する。熱交換器２２では冷媒の熱が放熱され、冷媒と低温の湯水とが熱交換することで、低温の湯水が高温の湯水となる。

熱交換器２２で放熱された冷媒は、冷媒流路１５Ｃを経由し膨張弁２０へ搬送される。膨張弁２０では、冷媒が断熱膨張され、冷媒の圧力が減圧される。したがって、膨張弁２０が放熱された冷媒の圧力を減圧させる減圧部となっている。

減圧された冷媒は、冷媒流路１５Ｄを経由し熱交換器２１へ搬送される。熱交換器２１では、減圧された冷媒を外気（室外空気）から吸熱して蒸発させ気体の冷媒とする。例えば熱交換器２１には、電動ファンにより外気が送風される。

熱を吸熱した冷媒は、冷媒流路１５Ｅを経由し熱交換器２３へ搬送される。熱交換器２３へは、オイルセパレータ１２で回収されたオイルがオイル流路１６Ａを介して搬送されている。搬送されるオイルは、例えば１００℃の高温となっている。熱交換器２３ではオイルと冷媒と熱交換し、オイルの熱量により冷媒が加熱される。例えば熱交換器２３では、オイルが６０℃に減温される。

熱交換器２３において加熱された冷媒は、冷媒流路１５Ｆを経由しアキュムレータ１３へ搬送される。アキュムレータ１３では、流入する冷媒を気液分離する。本実施形態のヒートポンプシステム１では、システム起動時に液リッチな冷媒がアキュムレータ１３に来たとしても、アキュムレータで液冷媒と気体の冷媒に気液分離するため、圧縮機１１に液冷媒（液相）が吸入されることはない。

冷媒は、アキュムレータ１３から冷媒流路１５Ｇを経由し圧縮機１１へ搬送される。また、オイルが熱交換器２３からオイル流路１６Ｂを介してキャピラリー１４へ供給される。キャピラリー１４でオイルの流量が調整された上で、オイルがオイル流路１６Ｃ、接続点１７、冷媒流路１５Ｇを経由し圧縮機１１へ搬送される。

圧縮機１１から吐出された冷媒は、実線矢印で示すように、室内熱交換器となる熱交換器２２へ入り、貯湯タンクから送られる湯水と熱交換することにより冷却される。この冷媒は、膨張弁２０により減圧膨張し、気液二相混合となることが好ましい。この気液二相混合の冷媒は、室外熱交換器である熱交換器２１に入り、電動ファンによって送られる空気と熱交換することにより、蒸発し気体の冷媒となる。本実施形態のヒートポンプシステム１では、冷媒が熱交換器２１の全域において気液二相混合であることが、熱交換器２１の効率を高めるために好ましい。冷媒が熱交換器２１の出口において気液二相混合であっても熱交換器２３により、冷媒は加熱され、液相を後工程で低減することができる。冷媒は、アキュムレータ１３を介して液相が分離し、加熱ガスの状態で圧縮機１１に吸入され、圧縮機１１で再び圧縮される。

本実施形態のヒートポンプシステム１では、冷媒を圧縮する圧縮機１１と、圧縮された冷媒に含まれるオイルを分離するオイルセパレータ１２と、オイルセパレータ１２によりオイルの含有量が減少した冷媒の熱を放熱させる第１の熱交換器となる熱交換器２２と、熱交換器２２で放熱された冷媒の圧力を低下させる減圧部である膨張弁２０と、減圧された冷媒に吸熱させる第２の熱交換器となる熱交換器２１と、オイルセパレータ１２で分離されて圧縮機１１に吸入されるオイルの熱を放熱させ、熱交換器２１で吸熱した冷媒を加熱する第３の熱交換器である熱交換器２３と、熱交換器２３で加熱された冷媒から液相を分離し、液相を分離した後の冷媒を圧縮機１１に吸入させるアキュムレータ１３と、を有する。そして、本実施形態のヒートポンプシステム１では、熱交換器２３で放熱されたオイルがアキュムレータ１３で液相を分離した後の冷媒と共に圧縮機１１に吸入される。

このためヒートポンプシステム１では、オイルがアキュムレータ１３を通さず圧縮機１１へ吸入されるのでアキュムレータ１３にオイルが溜まることがない。また、オイルの熱が第３の熱交換器２３で放熱されているので、オイルの熱量によって圧縮機１１へ吸入される冷媒が過熱され、圧縮機１１の吐出温度が過度に上昇するおそれが減少する。その結果、室外気温が低い条件で圧縮機１１の吐出温度が過度に上昇するおそれを低減できる。また、ヒートポンプシステム１では、アキュムレータ１３とオイルセパレータ１２が互いに干渉することなく共存させることができる。その結果、アキュムレータ１３を有しているので、急激に負荷が変動しても冷媒を加熱ガスに保つことができる。また、オイルセパレータ１２を有しているので、オイルが圧縮機１１へ環流される。圧縮機１１の潤滑油であるオイルが循環されるので、圧縮機１１が潤滑油不足になるおそれを低減できる。

本実施形態のヒートポンプシステム１では、熱交換器２３がオイルの熱を放熱させ、熱交換器２１で吸熱した冷媒を加熱することができるので、熱交換器２１を気液二相混合で稼働することができる。蒸発器としての熱交換器２１は、気液二相混合で稼働する方が気相単独で稼働するよりも高い効率で稼働できる。

また、変形例として、ヒートポンプシステム１の熱交換器２１から供給される冷媒と、熱交換器２２から供給される冷媒と、を熱交換するインタークーラ（中間冷却器）をもちいる場合がある。インタークーラ（中間冷却器）は、熱交換器２１から供給される冷媒を加熱し、熱交換器２２から供給される冷媒を冷却する。この場合、熱交換器２３は、加熱し液相を低減できるので、インタークーラと同様の効果があり、インタークーラが不要になるか、又はインタークーラの熱容量を小さくすることができる。

ヒートポンプシステム１は、給湯装置に限定されず、空気調和装置、冷凍装置、冷房装置、暖房装置に適用してもよい。

（実施形態２）
図２は、実施形態２に係るヒートポンプシステムの構成図である。本実施形態に係るヒートポンプシステム２は、熱交換器２１とアキュムレータ１３との間の冷媒の過熱度を検知して、アキュムレータ１３に流入する冷媒の過熱度を制御することに特徴がある。次の説明においては、実施形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

図２に示すヒートポンプシステム２は、実施形態１で説明したヒートポンプシステム１の構成と、さらに、制御装置４１と、温度センサ４２と、圧力センサ４３とを有している。

制御装置４１は、パーソナル・コンピュータやワークステーション、あるいはマイコン（制御用コンピュータ）等のコンピュータシステムで実行することによって実現することもできる。制御装置４１は、ＣＰＵ及びＲＡＭやＲＯＭ等から構成されてプログラムやデータが格納される記憶部（図示せず）を少なくとも有している。制御装置４１は、膨張弁２０と、温度センサ４２と、圧力センサ４３とに接続されている。

温度センサ４２は、冷媒の温度を測定できる計測器である。圧力センサ４３は、冷媒の圧力を測定できる計測器である。温度センサ４２と、圧力センサ４３とは、冷媒流路１５Ｆの冷媒の温度及び圧力を計測する。言い換えると、温度センサ４２と、圧力センサ４３とは、熱交換器２３で加熱された冷媒の温度及び圧力をアキュムレータ１３へ冷媒が供給される前に計測している。なお、圧力センサ４３は冷媒流路１５Ｆの圧力が容易に推定できるようであれば、冷媒流路１５Ｆ以外の場所（たとえば冷媒流路１５Ｅ）に取り付けても良い。

ヒートポンプシステム２は、制御装置４１により膨張弁２０の開閉が制御される。図３は、制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。図３に示すように、制御装置４１がヒートポンプシステム２の制御を開始する。まず、制御装置４１は、温度センサ４２及び圧力センサ４３に温度データと圧力データとを計測させる（ステップＳ１）。次に、制御装置４１は、温度センサ４２と圧力センサ４３とから温度データ及び圧力データが入力され制御装置４１内の記憶部に記憶する。制御装置４１は、記憶した温度データと圧力データとから過熱度を算出する（ステップＳ２）。過熱度は、温度センサ４２により計測される冷媒の過熱蒸気の温度と、圧力センサ４３により計測される圧力から換算する圧力飽和温度との差である。

次に、制御装置４１は、予め記憶している基準過熱度と算出した過熱度とを比較し、制御の要否について判断する（ステップＳ３）。制御不要の場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、制御装置４１は、ステップＳ１へ動作を戻し、温度センサ４２及び圧力センサ４３が温度データ及び圧力データを計測する。制御不要の判断を具体的に説明すると、基準過熱度と、算出した過熱度とが等しい場合には制御不要と判断する。制御要の場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、制御装置４１は、膨張弁２０を制御する（ステップＳ４）。具体的には、基準過熱度より、算出した過熱度が高い場合には、制御装置４１が膨張弁２０の開度を開けて基準過熱度へ近づける制御を行う。逆に、基準過熱度より、算出した過熱度が低い場合には、制御装置４１が膨張弁２０の開度を絞り基準過熱度へ近づける制御を行う。制御装置４１は、膨張弁２０を制御した後動作を終了する。なお、制御装置４１は、必要があれば、ヒートポンプシステム２の制御を再度開始する。

本実施形態では、過熱度を算出するために、温度センサ４２及び圧力センサ４３に温度データと圧力データとを計測させた。他の変形例としては、圧力センサ４３を省略し、熱交換器２１の蒸発圧力飽和温度を計測する他の温度センサを設けて、他の温度センサにより計測される出口温度を上述した圧力飽和温度と見なして、過熱度を算出してもよい。

本実施形態のヒートポンプシステム２は、熱交換器２３で加熱された冷媒の温度を計測する温度センサ４２と、温度センサ４２が計測した冷媒の温度から過熱度を求め、得られた過熱度に応じて減圧部である膨張弁２０を制御する制御装置４１とをさらに含む。このヒートポンプシステム２によれば、圧縮機１１に吸入される冷媒が加熱される過熱度を制御できる。その結果、圧縮機１１の吐出温度が過度に上昇するおそれが低減される。

（実施形態３）
図４は、実施形態３に係るヒートポンプシステムの構成図である。本実施形態に係るヒートポンプシステム３は、四方弁３１を有し、熱交換器２１と熱交換器２２との役割を交代可能とすることに特徴がある。次の説明においては、実施形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

図４に示すヒートポンプシステム３は、実施形態１で説明したヒートポンプシステム１の構成と、さらに、四方弁３１と、冷媒流路１５Ｈと、冷媒流路１５Ｉとを有している。

四方弁３１は、四方向の配管を系統ごとに切り替えるための接続弁である。例えば、ヒートポンプシステム３が空気調和装置である場合、四方弁３１の系統切り替えにより、冷房運転時と暖房運転時で蒸発器と凝縮器の流れを逆転することができる。本実施形態のヒートポンプシステム３では、四方弁３１が圧縮機１１の吐出側に冷媒流路１５Ｈで接続される。四方弁３１には、圧縮機１１の吸入側となる冷媒流路１５Ｉが接続されている。図４に示す四方弁３１は、実線で示す系統（四方弁内流路３２ａ及び四方弁内流路３２ｃ）と、点線で示す系統（四方弁内流路３２ｂ及び四方弁内流路３２ｄ）とを有している。実線で示す系統の場合、冷媒流路１５Ｈが四方弁内流路３２ａを介して冷媒流路１５Ｂと接続し、冷媒流路１５Ｅが四方弁内流路３２ｃを介して冷媒流路１５Ｉと接続している。点線で示す系統に切り替わると、冷媒流路１５Ｈが四方弁内流路３２ｂを介して冷媒流路１５Ｅと接続し、冷媒流路１５Ｂが四方弁内流路３２ｄを介して冷媒流路１５Ｉと接続している。

暖房運転時、圧縮機１１から吐出された冷媒は、実線矢印で示すように、四方弁３１を経て室内熱交換器となる熱交換器２２へ入り、室内ファンによって送られる空気と熱交換することにより凝縮して液冷媒となる。このため、熱交換器２２は、凝縮器として作用する。この液冷媒は、膨張弁２０により減圧膨張し、気液二相混合となる。この気液二相混合の冷媒は、室外熱交換器である熱交換器２１に入り、室外ファンによって送られる空気と熱交換することにより、蒸発し、気体となる。このため、熱交換器２１は、蒸発器として作用する。この気体となった冷媒は、四方弁３１、熱交換器２３、アキュムレータ１３を介して圧縮機１１に吸入され、圧縮機１１で再び圧縮される。冷房運転時には、四方弁３１を切り替えることにより、破線矢印で示すように冷媒が循環する。圧縮機１１から吐出された冷媒は、破線矢印で示すように、四方弁３１を経て室内熱交換器となる熱交換器２１へ入り、室内ファンによって送られる空気と熱交換することにより凝縮して液冷媒となる。このため、熱交換器２１は、凝縮器として作用する。この液冷媒は、膨張弁２０により減圧膨張し、気液二相混合となる。この気液二相混合の冷媒は、室外熱交換器である熱交換器２２に入り、室外ファンによって送られる空気と熱交換することにより、蒸発し、気体となる。このため、熱交換器２２は、蒸発器として作用する。この気体となった冷媒は、四方弁３１、熱交換器２３、アキュムレータ１３を介して圧縮機１１に吸入され、圧縮機１１で再び圧縮される。

本実施形態のヒートポンプシステム３では、ヒートポンプシステム１と同様に、冷媒を圧縮する圧縮機１１と、圧縮された冷媒に含まれるオイルを分離するオイルセパレータ１２と、オイルセパレータ１２によりオイルの含有量が減少した冷媒の熱を放熱させる第１の熱交換器と、第１の熱交換器で放熱された冷媒の圧力を低下させる減圧部である膨張弁２０と、減圧された冷媒に吸熱させる第２の熱交換器と、オイルセパレータ１２で分離されて圧縮機１１に吸入されるオイルの熱を放熱させ、第２の熱交換器で吸熱した冷媒を加熱する第３の熱交換器である熱交換器２３と、熱交換器２３で加熱された冷媒から液相を分離し、液相を分離した後の冷媒を圧縮機１１に吸入させるアキュムレータ１３と、を有する。そして、本実施形態のヒートポンプシステム３では、熱交換器２３で放熱されたオイルがアキュムレータ１３で液相を分離した後の冷媒と共に圧縮機１１に吸入される。ヒートポンプシステム３では、四方弁３１を有することにより、第１の熱交換器の役割及び第２の熱交換器の役割を熱交換器２１と熱交換器２２とに割り振り、熱交換器２１と熱交換器２２との役割を交代可能とすることができる。熱交換器２１と熱交換器２２との役割を交代しても、上述したヒートポンプシステム１と同様の効果を奏し、急激に負荷が変動しても冷媒を加熱ガスに保ちつつオイルを環流できる。

以上のように、本発明に係るヒートポンプシステムは、急激に負荷が変動しても冷媒を加熱ガスに保ちつつオイルを環流できることに適している。

１、２、３ ヒートポンプシステム
１１ 圧縮機
１２ オイルセパレータ
１３ アキュムレータ
１４ キャピラリー
１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄ、１５Ｅ、１５Ｆ、１５Ｇ、１５Ｈ、１５Ｉ 冷媒流路
１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ オイル流路
１７ 接続点
２１、２２、２３ 熱交換器
２０ 膨張弁
３１ 四方弁
３２ａ、３２ｂ、３３ｃ、３４ｄ 四方弁内流路

Claims (2)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
   圧縮された前記冷媒に含まれるオイルを分離するオイルセパレータと、
   前記オイルセパレータにより前記オイルの含有量が減少した前記冷媒の熱を放熱させる第１の熱交換器と、
   前記第１の熱交換器で放熱された前記冷媒の圧力を低下させる減圧部と、
   減圧された前記冷媒に吸熱させる第２の熱交換器と、
   前記オイルセパレータで分離された前記オイルの熱を放熱させ、前記第２の熱交換器で吸熱した前記冷媒を加熱する第３の熱交換器と、
   前記第３の熱交換器で加熱された前記冷媒から液相を分離し、前記液相を分離した後の前記冷媒を前記圧縮機に吸入させるアキュムレータと、を有し、
   前記第３の熱交換器で放熱された前記オイルを前記圧縮機に吸入させる流路に、前記アキュムレータで液相を分離した後の冷媒の流路を接続し、前記第３の熱交換器で放熱された前記オイルが前記アキュムレータで液相を分離した後の冷媒と共に前記圧縮機に吸入されることを特徴とするヒートポンプシステム。
2. 前記第３の熱交換器で加熱された前記冷媒の温度を計測する温度センサと、
   前記温度センサが計測した前記冷媒の温度から過熱度を求め、得られた前記過熱度に応じて前記減圧部を制御する制御装置と、
   をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプシステム。

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