JP5606262B2 - Heat pump system - Google Patents
Heat pump system Download PDFInfo
- Publication number
- JP5606262B2 JP5606262B2 JP2010234825A JP2010234825A JP5606262B2 JP 5606262 B2 JP5606262 B2 JP 5606262B2 JP 2010234825 A JP2010234825 A JP 2010234825A JP 2010234825 A JP2010234825 A JP 2010234825A JP 5606262 B2 JP5606262 B2 JP 5606262B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant
- heat exchanger
- oil
- heat
- compressor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Description
本発明は、ヒートポンプシステムに関する。 The present invention relates to a heat pump system.
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)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a heat pump system, a vehicle air conditioner is known in which oil contained in refrigerant discharged from a compressor (compressor) is returned to the compressor by a return flow rate adjusting unit (see, for example, Patent Document 1). ).
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。 The air conditioner disclosed in Patent Document 1 described above provides a vehicle air conditioner that can reliably return the refrigerant to the compressor in a superheat state even with a simple and inexpensive configuration without an accumulator. For this reason, an oil separator that separates oil from the refrigerant discharged from the compressor is provided. By connecting an oil return pipe that returns the oil separated by the oil separator to the compressor in the middle of a pipe connecting the vehicle inner heat exchanger and the compressor, the refrigerant from the vehicle inner heat exchanger is completely vaporized. Yes.
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。 However, in the air conditioner of Patent Document 1, it is difficult to always maintain the refrigerant sucked into the compressor in the heated gas when the load fluctuates suddenly at the time of start-up, so an accumulator is eventually required before the compressor. If the oil separated by the oil separator is circulated before the accumulator, the oil accumulates in the accumulator, and as a result, the compressor may run out of oil. On the other hand, when the oil is circulated after the accumulator, the refrigerant sucked into the compressor is heated by the amount of heat of the oil. As a result, the compressor discharge temperature may increase excessively.
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。 The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a heat pump system that can circulate oil to a compressor while keeping the refrigerant in a heated gas even when the load fluctuates rapidly.
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。 In order to achieve the above-described object, the heat pump system of the present invention includes a compressor that compresses a refrigerant, an oil separator that separates oil contained in the compressed refrigerant, and the content of the oil by the oil separator. A first heat exchanger that dissipates the reduced heat of the refrigerant; a decompression unit that reduces the pressure of the refrigerant dissipated by the first heat exchanger; and a second that causes the decompressed refrigerant to absorb heat. A heat exchanger, a third heat exchanger that radiates heat of the oil separated by the oil separator and heats the refrigerant that has absorbed heat by the second heat exchanger, and the third heat exchanger. And an accumulator that separates the liquid phase from the refrigerant heated in step and sucks the refrigerant after the liquid phase is separated into the compressor , and radiates heat in the third heat exchanger. The compression Refrigerant to be allowed passage inhalation connects the flow passage of the refrigerant after separating the liquid phase in the accumulator, after the third of the oil that is radiated by the heat exchanger were separated liquid phase in said accumulator And sucked into the compressor.
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。 In the heat pump system according to the present invention, since oil is sucked into the compressor without passing through the accumulator, the oil does not accumulate in the accumulator. Moreover, since the heat of oil is radiated by the third heat exchanger, the refrigerant sucked into the compressor is overheated by the amount of heat of the oil, and the possibility that the discharge temperature of the compressor is excessively increased is reduced. Thereby, in the heat pump system, the accumulator and the oil separator can coexist without interfering with each other. As a result, since the accumulator is provided, the refrigerant can be kept in the heated gas even if the load fluctuates rapidly. Further, since the oil separator is provided, the oil is circulated to the compressor. As a result, the risk that the compressor will run out of lubricating oil can be reduced. Furthermore, since the third heat exchanger can dissipate the heat of the oil and heat the refrigerant that has absorbed heat by the second heat exchanger, the second heat exchanger is operated by gas-liquid two-phase mixing. Can do. A second heat exchanger operating with gas-liquid two-phase mixing can increase efficiency.
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。 As a desirable mode of the present invention, the heat pump system obtains the degree of superheat from the temperature sensor that measures the temperature of the refrigerant heated by the third heat exchanger, and the temperature of the refrigerant measured by the temperature sensor. And a control device that controls the decompression unit according to the obtained degree of superheat. According to this heat pump system, the degree of superheat at which the refrigerant sucked into the compressor is heated can be controlled. As a result, the possibility that the discharge temperature of the compressor will rise excessively is reduced.
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。 According to the present invention, oil can be circulated while keeping the refrigerant in the heated gas even if the load fluctuates rapidly.
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。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments (embodiments) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the contents described in the following embodiments. The constituent elements described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Furthermore, the constituent elements described below can be appropriately combined.
(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。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram of a heat pump system according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the heat pump system 1 of this embodiment includes a
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(CO2)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。
For example, in the heat pump system 1 of the present embodiment, the heat pump system will be described as a hot water supply device. In the hot water supply apparatus, the
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
Next, the operation of the heat pump system 1 will be described using a hot water supply device in which the
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。
In the
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。
The refrigerant radiated by the
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。
The decompressed refrigerant is conveyed to the
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。
The refrigerant that has absorbed heat is conveyed to the
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。
The refrigerant heated in the
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。
The refrigerant is conveyed from the
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。
The refrigerant discharged from the
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。
In the heat pump system 1 of the present embodiment, the
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。
For this reason, in the heat pump system 1, the oil is sucked into the
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。
In the heat pump system 1 of the present embodiment, the
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。
Moreover, as a modification, an intercooler (intercooler) that performs heat exchange between the refrigerant supplied from the
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。 The heat pump system 1 is not limited to a hot water supply device, and may be applied to an air conditioner, a refrigeration device, a cooling device, and a heating device.
(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。
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a configuration diagram of a heat pump system according to the second embodiment. The heat pump system 2 according to the present embodiment is characterized in that it detects the degree of superheat of the refrigerant between the
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。
The heat pump system 2 illustrated in FIG. 2 includes the configuration of the heat pump system 1 described in the first embodiment, a
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。
The
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。
The temperature sensor 42 is a measuring instrument that can measure the temperature of the refrigerant. The
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。
In the heat pump system 2, the
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。
Next, the
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。
In the present embodiment, the temperature sensor 42 and the
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。
The heat pump system 2 of the present embodiment obtains the degree of superheat from the temperature sensor 42 that measures the temperature of the refrigerant heated by the
(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。
(Embodiment 3)
FIG. 4 is a configuration diagram of a heat pump system according to the third embodiment. The heat pump system 3 according to the present embodiment has a four-
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。
The heat pump system 3 illustrated in FIG. 4 includes the configuration of the heat pump system 1 described in the first embodiment, and further includes a four-
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。
The four-
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。
During the heating operation, the refrigerant discharged from the
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。
In the heat pump system 3 of the present embodiment, similarly to the heat pump system 1, the
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。 As described above, the heat pump system according to the present invention is suitable for circulating oil while keeping the refrigerant in the heated gas even when the load fluctuates rapidly.
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
1, 2, 3
Claims (2)
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。 A compressor for compressing the refrigerant;
An oil separator for separating oil contained in the compressed refrigerant;
A first heat exchanger that dissipates heat of the refrigerant whose oil content is reduced by the oil separator;
A pressure reducing unit that reduces the pressure of the refrigerant radiated by the first heat exchanger;
A second heat exchanger that absorbs heat from the decompressed refrigerant;
A third heat exchanger that radiates heat of the oil separated by the oil separator and heats the refrigerant that has absorbed heat by the second heat exchanger;
An accumulator that separates a liquid phase from the refrigerant heated by the third heat exchanger, and sucks the refrigerant after the liquid phase is separated into the compressor;
The refrigerant flow path after the liquid phase is separated by the accumulator is connected to the flow path for sucking the oil radiated by the third heat exchanger into the compressor, and the third heat exchanger The heat pump system, wherein the radiated oil is sucked into the compressor together with the refrigerant after the liquid phase is separated by the accumulator.
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。 A temperature sensor for measuring the temperature of the refrigerant heated by the third heat exchanger;
A control device for determining the degree of superheat from the temperature of the refrigerant measured by the temperature sensor, and controlling the decompression unit according to the obtained degree of superheat;
The heat pump system according to claim 1, further comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010234825A JP5606262B2 (en) | 2010-10-19 | 2010-10-19 | Heat pump system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010234825A JP5606262B2 (en) | 2010-10-19 | 2010-10-19 | Heat pump system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012087985A JP2012087985A (en) | 2012-05-10 |
JP5606262B2 true JP5606262B2 (en) | 2014-10-15 |
Family
ID=46259788
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010234825A Expired - Fee Related JP5606262B2 (en) | 2010-10-19 | 2010-10-19 | Heat pump system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5606262B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015121594A1 (en) * | 2015-12-11 | 2017-06-29 | Hanon Systems | Device for separating oil of a refrigerant-oil mixture in a refrigerant circuit and arrangement with the device and a heat exchanger for cooling the oil |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4195523B2 (en) * | 1998-04-14 | 2008-12-10 | 三菱重工業株式会社 | Air conditioner refrigerant circuit |
JP4608971B2 (en) * | 2004-07-07 | 2011-01-12 | 三菱電機株式会社 | heat pump |
JP4815281B2 (en) * | 2006-06-26 | 2011-11-16 | 東芝キヤリア株式会社 | Air conditioner |
JP2008128259A (en) * | 2006-11-16 | 2008-06-05 | Tokai Rubber Ind Ltd | Elastic coupling and its manufacturing process |
JP5326479B2 (en) * | 2008-02-06 | 2013-10-30 | ダイキン工業株式会社 | Air conditioner |
-
2010
- 2010-10-19 JP JP2010234825A patent/JP5606262B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012087985A (en) | 2012-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10544971B2 (en) | Method for controlling a vapour compression system with an ejector | |
JP6278132B2 (en) | Heat pump cycle | |
JP6008206B2 (en) | Refrigeration cycle equipment | |
KR20130059450A (en) | Refrigeration circuit | |
JP2006071268A (en) | Refrigerating plant | |
JP2008057807A (en) | Refrigerating cycle, and air conditioner and refrigerator using the same | |
US12018867B2 (en) | Refrigeration apparatus | |
JP2010236706A (en) | Air conditioner | |
US7726151B2 (en) | Variable cooling load refrigeration cycle | |
WO2017221300A1 (en) | Air conditioner | |
JP5606262B2 (en) | Heat pump system | |
JP6638168B2 (en) | Refrigerant circuit of air conditioner and air conditioner | |
JP2008096072A (en) | Refrigerating cycle device | |
JP2008082674A (en) | Supercooling device | |
CN108027178B (en) | Heat pump | |
EP3999791B1 (en) | Chiller system with multiple compressors | |
EP3217117A1 (en) | Air-conditioning/hot-water supply system | |
JP2007240054A (en) | Cold system | |
JP2009036508A (en) | Supercooling system | |
JP2007205595A (en) | Air conditioner | |
WO2024204176A1 (en) | Refrigeration device | |
JP5193450B2 (en) | Supercooling device | |
JP2008082676A (en) | Supercooling device | |
JP2008082677A (en) | Supercooling device | |
JP2009024998A (en) | Supercooling device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130711 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140131 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140212 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140411 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140729 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140826 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5606262 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |