CN100334407C - 制冷装置 - Google Patents

Abstract

本发明的制冷装置，使主制冷剂回路中流动的制冷剂的一部分旁通成向压缩机的吸入侧返回的状态、并能使用该旁通后的制冷剂将主制冷剂回路中流动的制冷剂作成过冷却状态，可提高在主制冷剂回路中流动的制冷剂的过冷却度。空调装置(1)，具有：主制冷剂回路(10)；对压缩机(21)的排出温度进行检测的温度传感器(Td)；使主制冷剂回路(10)中流动的制冷剂的一部分从主制冷剂回路(10)分支并向压缩机(21)的吸入侧返回的旁通制冷剂回路(41)；对在旁通制冷剂回路(41)中流动的制冷剂的流量进行调节的旁通用膨胀阀(42)；利用在旁通制冷剂回路(41)中流动的制冷剂将在主制冷剂回路(10)中流动的制冷剂进行冷却的冷却器(27)；对冷却器(27)出口的制冷剂的过热度进行检测的温度传感器(Tsh)；根据由温度传感器(Tsh)检测出的过热度、将旁通用膨胀阀(42)控制成旁通制冷剂回路(41)中流动的制冷剂的过热度成为规定的值的控制部(60)。该规定的值，根据由温度传感器(Td)检测出的排出温度，被设定成压缩机(21)不进行湿运转那样的值。

Description

制冷装置

技术领域

本发明涉及制冷装置，尤其涉及构成为能使主制冷剂回路中流动的制冷剂的一部分旁通成向压缩机的吸入侧返回的状态、并使用该旁通后的制冷剂将主制冷剂回路中流动的制冷剂作成过冷却状态的制冷装置。

背景技术

以往的作为具有蒸气压缩式的制冷剂回路的制冷装置之一，具有能构成为使主制冷剂回路中流动的制冷剂的一部分旁通成向压缩机的吸入侧返回的状态、并使用该旁通后的制冷剂将主制冷剂回路中流动的制冷剂作成过冷却状态的空调装置。这样的空调装置，具有：包括压缩机、热源侧热交换器和利用侧热交换器的主制冷剂回路；以使从热源侧热交换器向利用侧热交换器输送的制冷剂的一部分从主制冷剂回路进行分支而返回压缩机的吸入侧的状态与主制冷剂回路连接的旁通制冷剂回路；设置在旁通制冷剂回路中、对在旁通制冷剂回路中流动的制冷剂的流量进行调节的旁通用膨胀机构；利用从旁通用膨胀机构的出口向压缩机的吸入侧返回的制冷剂、用于对从主制冷剂回路的热源侧热交换器向利用侧热交换器输送的制冷剂进行冷却的冷却器；设置在旁通制冷剂回路中、对冷却器的出口侧的制冷剂的过热度进行检测的过热度检测机构；根据由过热度检测机构检测出的过热度、将旁通用膨胀机构控制成旁通制冷剂回路中流动的制冷剂的过热度成为规定的过热度以上状态的膨胀机构控制装置。

在这样的空调装置中，在制冷运转时，使从主制冷剂回路的热源侧热交换器向利用侧热交换器输送的液态制冷剂的一部分，利用旁通用膨胀机构一边进行流量调节、一边从主制冷剂回路进行分支并通过旁通制冷剂回路向压缩机的吸入侧返回。并且，从旁通制冷剂回路的旁通用膨胀机构的出口向压缩机的吸入侧流动的制冷剂，通过冷却器，与从热源侧热交换器向利用侧热交换器输送的液态制冷剂进行热交换。这里，通过旁通用膨胀机构的制冷剂，由于成为比从主制冷剂回路的热源侧热交换器向利用侧热交换器输送的制冷剂的温度低，故能将从主制冷剂回路的热源侧热交换器向利用侧热交换器输送的液态制冷剂进行冷却而被加热。这里，旁通用膨胀机构，由于利用膨胀机构控制装置被控制成使由过热度检测机构检测出的旁通制冷剂回路侧的冷却器出口的制冷剂的过热度成为规定的过热度以上的状态，故旁通制冷剂回路中流动的制冷剂、在通过冷却器后、并在被加热至规定的过热度以上后，成为向压缩机的吸入侧返回的状态。又，在冷却器中被冷却后的主制冷剂回路中流动的制冷剂，被冷却至与在冷却器中的旁通制冷剂回路中流动的制冷剂之间的交换热量相应的过冷却状态。这样，在该空调装置中，能进行使主制冷剂回路中流动的制冷剂成为过冷却状态的过热度控制(例如，参照专利文献1)。

[专利文献1]日本专利特开平7-4756号公报

但是，在上述那样的空调装置中，由于具有根据由过热度检测机构检测出的过热度、将旁通用膨胀机构控制成从主制冷剂回路进行旁通并通过冷却器的制冷剂的过热度成为规定值以上的膨胀机构控制装置，故通过冷却器并向压缩机的吸入侧返回的制冷剂，就在具有规定值以上的过热度的状态下向主制冷剂回路的压缩机的吸入侧返回。因此，在主制冷剂回路的压缩机的吸入侧流动的制冷剂，即使在使从旁通制冷剂回路通过冷却器后的制冷剂返回并合流后也成为足够的过热状态的场合、并进一步通过增加旁通制冷剂回路中流动的制冷剂的流量而促进冷却器中的热交换并能增大主制冷剂回路中流动的制冷剂的过冷却度的场合，通过冷却器并向压缩机的吸入侧返回的制冷剂也始终成为具有规定值以上的过热度的状态，由于能对旁通用膨胀机构进行运转控制，故不能增大主制冷剂回路中流动的制冷剂的过冷却度。

发明内容

本发明的目的在于，在构成为能使主制冷剂回路中流动的制冷剂的一部分旁通成向压缩机的吸入侧返回的状态、并使用该旁通后的制冷剂将主制冷剂回路中流动的制冷剂作成过冷却状态的制冷装置中，能提高主制冷剂回路中流动的制冷剂的过冷却度。

第1技术方案的制冷装置，具有：包括压缩机、热源侧热交换器和利用侧热交换器的主制冷剂回路；设置在所述主制冷剂回路中、对所述压缩机的排出侧的制冷剂的排出温度进行检测的排出温度检测机构；以使从所述热源侧热交换器向所述利用侧热交换器输送的制冷剂的一部分从所述主制冷剂回路进行分支而返回所述压缩机的吸入侧的状态，而与所述主制冷剂回路连接的旁通制冷剂回路；设置在所述旁通制冷剂回路中、对在所述旁通制冷剂回路中流动的制冷剂的流量进行调节的旁通用膨胀机构；利用从所述旁通用膨胀机构的出口向所述压缩机的吸入侧返回的制冷剂、对从所述主制冷剂回路的所述热源侧热交换器向所述利用侧热交换器输送的制冷剂进行冷却用的冷却器；设置在所述旁通回路中、用于计算所述冷却器的出口侧的制冷剂的过热度、对所述冷却器的出口侧的制冷剂温度进行检测的过热度检测机构；根据利用所述过热度检测机构检测出的制冷剂温度而计算出的过热度、将所述旁通用膨胀机构控制成所述旁通制冷剂回路中流动的制冷剂的过热度成为规定的过热度状态的膨胀机构控制装置，所述规定的过热度的值根据由所述排出温度检测机构检测出的排出温度，在所述压缩机不进行湿运转的范围内变小。

在该制冷装置中，在制冷运转时，从主制冷剂回路的热源侧热交换器向利用侧热交换器输送的液态制冷剂的一部分，利用旁通用膨胀机构一边进行流量调节、一边从主制冷剂回路进行分支并通过旁通制冷剂回路而向压缩机的吸入侧返回。并且，从旁通制冷剂回路的旁通用膨胀机构的出口向压缩机的吸入侧流动的制冷剂，通过冷却器，与从热源侧热交换器向利用侧热交换器输送的液态制冷剂进行热交换。这里，通过旁通用膨胀机构后的制冷剂，由于成为比从主制冷剂回路的热源侧热交换器向利用侧热交换器输送的制冷剂的温度低，故能将从主制冷剂回路的热源侧热交换器向利用侧热交换器输送的液态制冷剂进行冷却而被加热。这里，旁通用膨胀机构，由于利用膨胀机构控制装置与以往同样地被控制成使由过热度检测机构检测出的旁通制冷剂回路侧的冷却器出口的制冷剂的过热度成为规定的过热度的状态，故旁通制冷剂回路中流动的制冷剂、在通过冷却器后、并在被加热至规定的过热度后，成为向压缩机的吸入侧返回的状态。又，在冷却器中被冷却后的主制冷剂回路中流动的制冷剂，被冷却至与在冷却器中的旁通制冷剂回路中流动的制冷剂之间的交换热量相应的过冷却状态。但是，在该制冷装置中的膨胀机构控制装置，根据由排出温度检测机构检测出的压缩机的排出温度，将旁通制冷剂回路中流动的制冷剂的过热度在压缩机不进行湿运转的范围中对过热度的值进行设定而成为能对旁通用膨胀机构进行控制的状态。

由此，在主制冷剂回路的压缩机的吸入侧流动的制冷剂即使与从旁通制冷剂回路通过冷却器后的制冷剂返回并合流后仍成为足够的过热状态的场合，通过在压缩机不进行湿运转的范围中使过热度的规定值减小，使旁通制冷剂回路中流动的制冷剂的流量增加，能促进冷却器中的热交换而提高主制冷剂回路中流动的制冷剂的过冷却度。

第2技术方案的制冷装置，在第1技术方案的制冷装置中，膨胀机构控制装置，在由排出温度检测机构检测出的排出温度为大于等于规定的值的情况下场合，将旁通用膨胀机构控制成比规定的值小的状态。

在该制冷装置中，膨胀机构控制装置，在由排出温度检测机构检测出的排出温度为比规定的值小的场合，在压缩机不进行湿运转的范围中对旁通制冷剂回路中流动的制冷剂的过热度进行控制，但在由排出温度检测机构检测出的排出温度为规定的值以上的场合，将旁通用膨胀机构控制成由排出温度检测机构检测出的排出温度为比规定的值小来代替旁通制冷剂回路中流动的制冷剂的过热度控制。

由此，通过对旁通制冷剂回路中流动的制冷剂的过热度进行控制，一边进行使主制冷剂回路中流动的制冷剂的过冷却度提高的运转、一边能进行防止压缩机的过热运转的运转。又，由于不需要另外设置用于防止压缩机的过热运转的制冷剂回路，故也能有利于降低成本。

第3技术方案的制冷装置，在第1或第2技术方案的制冷装置中，冷却器，是具有流路的热交换器，在该流路中使主制冷剂回路侧流动的制冷剂与旁通制冷剂回路侧流动的制冷剂相对地进行流动。

在该制冷装置中，由于冷却器是具有流路的热交换器，在该流路中使主制冷剂回路侧流动的制冷剂与旁通制冷剂回路侧流动的制冷剂相对地流动，故成为能将主制冷剂回路侧流动的制冷剂冷却至比旁通制冷剂回路侧流动的制冷剂的出口温度低的温度。

由此，能有效地利用旁通制冷剂回路中流动的制冷剂的冷热、进一步提高在主制冷剂回路中流动的制冷剂的过冷却度。

第4技术方案的制冷装置，在第1～第3技术方案中的任何1项制冷装置中，主制冷剂回路，通过利用液态制冷剂连接配管和气态制冷剂连接配管将包括压缩机、热源侧热交换器和冷却器在内的热源单元；包括利用侧热交换器在内的利用单元进行连接来构成。利用单元，具有与利用侧热交换器的液态制冷剂连接配管侧进行连接、对在利用单元内流动的制冷剂的流量进行调节的利用侧膨胀机构。

在该制冷装置中，在制冷运转时，在热源侧热交换器中被冷凝的制冷剂，在冷却器中成为过冷却状态后，通过液态制冷剂连接配管向利用单元输送，在利用单元内膨胀。

由此，即使在液态制冷剂连接配管为长配管的场合或在将利用单元设置在比热源单元更高处的场合，也能防止在液态制冷剂连接配管内流动的制冷剂减压蒸发而成为二相流的情况，能抑制流过利用单元的利用侧膨胀机构时的异常声响等。

第5技术方案的制冷装置，在第4技术方案的制冷装置中，利用单元具有多台，并通过液态制冷剂连接配管和气态制冷剂连接配管并联地与热源单元连接着。

在该制冷装置中，通过液态制冷剂连接配管和气态制冷剂连接配管相对热源单元并联地连接着多个利用单元，在制冷运转时，在热源侧热交换器中被冷凝后的制冷剂，在冷却器中成为过冷却状态后，通过液态制冷剂连接配管向利用单元进行分支。

由此，能防止在液态制冷剂连接配管内流动的制冷剂减压蒸发而成为二相流的情况，能防止在利用单元之间的制冷剂的偏流。

附图的简单说明

图1是作为本发明的制冷装置的一实施形态的空调装置的概略制冷剂回路图。

图2是表示冷却器的概略结构的剖视图。

图3是空调装置的控制方框图。

图4是表示制冷运转时的空调装置的制冷循环的莫里尔热力学线图。

图5是表示在冷却器中的主制冷剂回路侧流动的制冷剂与旁通制冷剂回路侧流动的制冷剂进行热交换状态的交换热量-温度线图。

图6是表示在旁通制冷剂回路中流动的制冷剂的流量与旁通制冷剂回路中流动的制冷剂的过热度的值(tSHa)和主制冷剂回路中流动的制冷剂的过冷却度的值(tSCa)的关系的线图。

[符号的说明]

1-空调装置

2-热源单元

5-利用单元

6-液态制冷剂连接配管

7-气态制冷剂连接配管

10-主制冷剂回路

21-压缩机

23-热源侧热交换器

27-冷却器

41-旁通制冷剂回路

42-旁通用膨胀阀

51-利用侧膨胀阀

52-利用侧热交换器

60-控制部

Td-高压制冷剂温度传感器

Tsh-冷却器出口旁通制冷剂温度传感器

td-排出温度

tdx-上限排出温度

tSHa-实测过热度

tSHs-目标过热度

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的制冷装置的实施形态进行说明。

(1)空调装置的结构

图1是为本发明的制冷装置的一实施形态的空调装置1的概略制冷剂回路图。空调装置1，例如，是使用于大楼等的制冷制暖的装置，具有：1台热源单元2；与其并联地连接的多台(在本实施形态中为2台)的利用单元5；将热源单元2与利用单元5连接用的液态制冷剂连接配管6和气态制冷剂连接配管7。

(2)利用单元的结构

利用单元5，主要由利用侧膨胀阀51(利用侧膨胀机构)、利用侧热交换器52、和与它们连接的配管构成。在本实施形态中，利用侧膨胀阀51，是用于进行制冷剂压力的调节及制冷剂流量的调节等的、与利用侧热交换器52的液态侧连接的电动膨胀阀。在本实施形态中，利用侧热交换器52，是交叉翅片管式的热交换器，是与室内的空气进行热交换用的设备。在本实施形态中，利用单元5，具有将室内的空气向单元内取入、送出用的室内风扇53，能使室内的空气与利用侧热交换器52中流动的制冷剂进行热交换。

(3)热源单元的结构

热源单元2，主要由压缩机21、四通切换阀22、热源侧热交换器23、热源侧膨胀阀24、桥接回路25、储罐26、冷却器27、旁通制冷剂回路41、液态侧开闭阀28、气态侧开闭阀29、和将它们连接的制冷剂配管构成。

压缩机21，在本实施形态中，是电机驱动的涡旋式的压缩机，是将吸入后的制冷剂气体进行压缩用的设备。

四通切换阀22，是在对制冷运转与制暖运转进行切换时、对制冷剂的流动方向进行切换用的阀，在制冷运转时能使压缩机21的排出侧与热源侧热交换器23的气态侧连接、并使压缩机21的吸入侧与气态侧开闭阀29连接(参照图1中的四通切换阀22的实线)，在制暖运转时能使压缩机21的排出侧与气态侧开闭阀29连接并使压缩机21的吸入侧与热源侧热交换器23的气态侧连接(参照图1中的四通切换阀22的虚线)。

热源侧热交换器23，在本实施形态中，是交叉翅片管式的热交换器，是将空气作为热源而与制冷剂进行热交换用的设备。在本实施形态中，热源单元2，具有将室外的空气向单元内取入、送出用的室外风扇30，能进行室外的空气与热源侧热交换器23中流动的制冷剂的热交换。

热源侧膨胀阀24，在本实施形态中，是对在热源侧热交换器23与利用侧热交换器52之间流动的制冷剂的流量进行调节等用的电动膨胀阀。

储罐26，是将在热源侧热交换器23与利用侧热交换器52之间流动的制冷剂暂时储存用的容器。储罐26，在容器上部具有入口，在容器下部具有出口。储罐26的入口通过桥接回路25与热源侧膨胀阀24和液态侧开闭阀28连接。又，储罐26的出口通过冷却器27和桥接回路25与热源侧膨胀阀24和液态侧开闭阀28连接着。

桥接回路25，是由在热源侧膨胀阀24与储罐26之间连接的4个单向阀25a～25d构成的回路，即使在热源侧热交换器23与利用侧热交换器52之间流动的制冷剂从热源侧热交换器23侧向储罐26流入的场合及从利用侧热交换器52侧向储罐26流入的场合的任1个场合中，都能从制冷剂从储罐26的入口向储罐26内流入，并且，具有使制冷剂从储罐26的出口向热源侧热交换器23与利用侧热交换器52之间返回的功能。具体地说，单向阀25a连接成将从利用侧热交换器52向热源侧热交换器23流动的制冷剂导向储罐26的入口的状态。单向阀25b连接成将从热源侧热交换器23向利用侧热交换器52流动的制冷剂导向储罐26的入口的状态。单向阀25c连接成将从储罐26的出口通过冷却器27流动的制冷剂向利用侧热交换器52侧流动的状态。单向阀25d连接成将从储罐26的出口通过冷却器27流动的制冷剂向热源侧热交换器23侧流动的状态。由此，在热源侧热交换器23与利用侧热交换器52之间流动制冷剂，始终从储罐26的入口流入、并从储罐26的出口流出而成为返回热源侧热交换器23和利用侧热交换器52之间的状态。

液态侧开闭阀28和气态侧开闭阀29，分别与液态制冷剂连接配管6和气态制冷剂连接配管7连接着。液态制冷剂连接配管6，将利用单元5的利用侧膨胀阀51与热源单元2的液态侧开闭阀28之间连接着。气态制冷剂连接配管7，将利用单元5的利用侧热交换器52的气态侧与热源单元2的气态侧开闭阀29之间连接着。

另外，将上述说明的利用侧膨胀阀51、利用侧热交换器52、压缩机21、四通切换阀22、热源侧热交换器23、热源侧膨胀阀24、桥接回路25、储罐26、液态侧开闭阀28和气态侧开闭阀29依次地连接的制冷剂回路作为空调装置1的主制冷剂回路10。

接着，对冷却器27和旁通制冷剂回路41进行说明。

冷却器27，在本实施形态中，是双层管式的热交换器，是为了对在热源侧热交换器23中被冷凝并送至利用侧热交换器52的制冷剂进行冷却而设置的。冷却器27，在本实施形态中，连接在储罐26与桥接回路25之间。

旁通制冷剂回路41，被与主制冷剂回路10连接成使从热源侧热交换器23向利用侧热交换器52输送的制冷剂的一部分从主制冷剂回路10分支地返回压缩机21的吸入侧。具体地说，旁通制冷剂回路41，具有：从使储罐26的出口与桥接回路25的单向阀25d连接的回路部分进行分支并与冷却器27的入口连接的分支回路41a；为了从冷却器27的出口向压缩机21的吸入侧返回、而连接成与压缩机21的吸入管31合流的合流回路41b。并且，在分支回路41a中，设有对在旁通制冷剂回路41中流动的制冷剂的流量进行调节用的旁通用膨胀阀42(旁通用膨胀机构)。这里，旁通用膨胀阀42，是对在冷却器27中流动的制冷剂的流量进行调节用的电动膨胀阀。由此，在主制冷剂回路10中流动的制冷剂，在冷却器27中，被从旁通用膨胀阀42的出口向压缩机21的吸入管31返回的制冷剂所冷却。

又，冷却器27，是具有使制冷剂回路10侧流动的制冷剂与旁通制冷剂回路41侧流动的制冷剂相对地流动的流路的热交换器。具体地说，冷却器27，如图2所示，具有：一端与储罐26连接且另一端与桥接回路25连接、使在主制冷剂回路侧流动的制冷剂通过的第1管部27a；覆盖第1管部27a的外周地配置的、一端与旁通用膨胀阀42连接且另一端与压缩机21的吸入管31连接、使在旁通制冷剂回路侧流动的制冷剂通过的第2管部27b。并且，第1管部27a的与储罐26连接的一侧的入口侧端部27c，被配置成与第2管部27b的与吸入管31连接的一侧的出口侧端部27d对应的状态。又，第1管部27a的与桥接回路25连接的一侧的出口侧端部27e，被配置成与第2管部27b的与旁通用膨胀阀24连接的一侧的入口侧端部27f对应的状态。由此，由于成为在主制冷剂回路侧流动的制冷剂(参照图2中的箭头F₁)与在旁通制冷剂回路侧流动的制冷剂(参照图2中的箭头F₂)相对地流动的状态，故能将在主制冷剂回路10中流动的制冷剂冷却至比在旁通制冷剂回路41中流动的制冷剂的出口温度低的温度。

另外，空调装置1，具有：设置在各部分的压力传感器及温度传感器等的传感器类；根据这些传感器类检测出的信号对各设备进行控制而进行制冷运转或制暖运转等的空调运转用的控制部60(参照图3)。接着，对传感器类及控制部60进行说明。

(4)传感器类及控制部

首先，使用图1对设置在空调装置1中的压力传感器和温度传感器等的传感器类进行说明。

在压缩机21的吸入管31上，设有对在压缩机21的吸入侧流动的低压的气态制冷剂的压力进行检测用的低压制冷剂压力传感器LP。在压缩机21的排出管32上，设有对在压缩机21的排出侧流动的高压的气态制冷剂的压力进行检测用的高压制冷剂压力传感器HP。又，在压缩机21的排出管32上，设有对高压的气态制冷剂的压力过分上升进行检测用的高压压力开关HPS。

并且，在压缩机21的排出管32上，设有对压缩机21的排出侧的制冷剂的排出温度进行检测用的高压制冷剂温度传感器Td(排出温度检测机构)。又，在热源单元2的室外风扇30的空气吸入口，设有对室外空气的温度进行检测用的外气温度传感器Ta。在热源侧热交换器23上，设有对在制冷运转时与制冷剂的冷凝温度相当、并在制暖运转时与制冷剂的蒸发温度相当的制冷剂的温度进行检测用的热源侧热交换温度传感器Tb。又，在旁通制冷剂回路41的合流回路41b中，设有对在冷却器27的出口侧的旁通制冷剂回路41中流动的制冷剂的过热度进行检测用的冷却器出口旁通制冷剂温度传感器Tsh(过热度检测机构)。又，在利用单元5的室内风扇53的空气吸入口，设有对室内空气的温度进行检测用的室内温度传感器Tr。在利用侧热交换器52上，设有对在制冷运转时与蒸发温度相当、并在制暖运转时与冷凝温度相当的制冷剂的温度进行检测用的利用侧热交换温度传感器Tn。

接着，对控制部60进行说明。控制部60，主要由微机构成，如图3所示，连接成能接受上述已说明的压力传感器LP、HP及温度传感器Td、Ta、Tb、Tsh、Tr的输入信号，并根据这些输入信号能对各种设备及阀类21、22、24、30、42、51、53进行控制地连接着。并且，该控制部60，对各种设备及阀类进行控制而进行制冷运转或制暖运转，并且，还具有作为对在旁通制冷剂回路41中所设置的旁通用膨胀阀42进行控制的旁通用膨胀阀控制装置的功能。具体地说，控制部60的旁通用膨胀阀控制装置，使用冷却器27和旁通制冷剂回路41，使在主制冷剂回路10中流动的制冷剂的一部分旁通成通过旁通制冷剂回路41向压缩机21的吸入管31返回的状态，在冷却器27中使该旁通后的制冷剂与在主制冷剂回路10中流动的制冷剂进行热交换，故具有使主制冷剂回路10中流动的制冷剂成为过冷却状态的过热度控制的功能。又，控制部60的旁通用膨胀阀控制装置，具有防止压缩机21的排出侧的制冷剂在排出温度过分高的状态下进行运转(以下称作过热运转)的过热运转防止控制的功能。

并且，控制部60，在进行过热度控制时，根据在利用冷却器出口旁通制冷剂温度传感Tsh检测出的旁通制冷剂回路41中流动的制冷剂的过热度的值(以下作为实测过热度tSHa)，将旁通用膨胀阀42的开度控制成旁通制冷剂回路41中流动的制冷剂的实测过热度tSHa成为规定的过热度的值(以下作为目标过热度tSHs)。在本实施形态中，实测过热度tSHa，是从利用冷却器出口旁通制冷剂温度传感器Tsh所检测出的旁通制冷剂回路41中流动的制冷剂的温度值减去根据低压制冷剂压力传感器LP检测出的低压气体制冷剂的压力值所算出的制冷剂的饱和温度值后的值。并且，目标过热度tSHs的值，根据由高压制冷剂温度传感器Td所检测出的高压气体制冷剂的排出温度的值(以下作为实测排出温度td)，被设定成不会成为将液态制冷剂向压缩机2 1吸入的运转(以下称作湿运转)的值。该目标过热度tSHs的值，在本实施形态中，使实测排出温度td可向规定的排出温度的值(以下作为目标排出温度tds)靠近地进行变更。具体地说，目标过热度tSHs，可如下地变更：在实测排出温度td比目标排出温度tds高的场合变小，在实测排出温度td比目标排出温度tds低的场合变大。另外，目标排出温度tds，被设定成比压缩机21进行湿运转时的排出温度的值(以下作为下限排出温度tdm)稍微高的温度值。

又，控制部60，在成为比实测排出温度td过分高的温度值(以下作为上限排出温度tdx)以上的场合，通过过热运转防止控制，能将旁通用膨胀阀42的开度控制成比该上限排出温度tdx小的状态。并且，当实测排出温度td的值恢复至比上限排出温度tdx低的温度时，控制部60再次进行过热度控制。

即，控制部60，进行控制的条件不同，但即使在进行过热度控制时及过热运转防止控制时的任1个中，都具有对旁通用膨胀阀42的开度进行控制的功能。即，控制部60，在从比下限排出温度tdm高的温度至比上限排出温度tdx低的温度的温度范围中进行过热度控制，在上限排出温度tdx以上的温度范围中进行过热运转防止控制。

这样，旁通制冷剂回路41，具有将主制冷剂回路10中流动的制冷剂作成过冷却状态的功能和防止压缩机2 1的过热运转的功能这2种功能。

(5)空调装置的动作

接着，使用图1和图4～图6对空调装置1的制冷运转时的动作进行说明。这里，图4是表示制冷运转时的空调装置1的制冷循环的莫里尔热力学线图。图5是表示在冷却器27中的主制冷剂回路10侧流动的制冷剂与旁通制冷剂回路41侧流动的制冷剂进行热交换状态的交换热量-温度线图。图6是表示在旁通制冷剂回路41中流动的制冷剂的流量与旁通制冷剂回路41中流动的制冷剂的过热度的值(tSHa)和主制冷剂回路10中流动的制冷剂的过冷却度的值(tSCa)的关系的线图。

在制冷运转时，四通切换阀22成为图1的实线所示的状态、即压缩机21的排出侧与热源侧热交换器23的气态侧连接、且压缩机21的吸入侧与气态侧开闭阀29进行连接的状态。又，液态侧开闭阀28、气态侧开闭阀29被作成打开，利用侧膨胀阀51的开度被调节成使制冷剂减压的状态。热源侧膨胀阀24被打开。旁通用膨胀阀42的开度利用控制部60的旁通用膨胀阀控制装置进行调节。

在该主制冷剂回路10和旁通制冷剂回路41的状态下，当使热源单元2的室外风扇30、压缩机21、及利用单元5的室内风扇53起动时，低压的气态制冷剂从吸入管31被吸入至压缩机21并从压力ps压缩至压力pd(参照图4的点A和点B)。然后，被压缩的气态制冷剂，经过四通切换阀22向热源侧热交换器23输送，与外气进行热交换而被冷凝，被冷却至制冷剂的饱和温度或被过冷却至比饱和温度稍微低的温度(参照图4的点C)。该冷凝后的制冷剂，通过热源侧膨胀阀24和桥接回路25的单向阀25b而向储罐26流入。并且，该液态制冷剂暂时储存在储罐26中后，向冷却器27流入，与旁通制冷剂回路41侧流动的制冷剂进行热交换而进一步被冷却，成为过冷却状态(参照图4的点D和过冷却度tSCa)。并且，成为过冷却状态的制冷剂，经过桥接回路25的单向阀25c、液态侧开闭阀28和液态制冷剂连接配管6，向利用单元5输送。并且，被送往利用单元5的制冷剂，在利用侧膨胀阀51中减压后(参照图4的点E)，由利用侧热交换器52与室内空气进行热交换而进行蒸发(参照图4的点A)。该蒸发后的气态制冷剂，经过气态制冷剂连接配管7、气态侧开闭阀29和四通切换阀22，再次被吸入至压缩机21中。

这时，储罐26中所存储的制冷剂液体的一部分，一边被旁通用膨胀阀42进行流量调节、一边从主制冷剂回路10进行分支并通过旁通制冷剂回路41而返回至压缩机21的吸入管31中。这里，通过旁通用膨胀阀42的制冷剂，利用减压至压力ps附近而使其一部分蒸发。并且，从旁通制冷剂回路41的旁通用膨胀阀42的出口向压缩机21的吸入管31流动的制冷剂，通过冷却器27并与从主制冷剂回路10的热源侧热交换器23向利用侧热交换器52输送的液态制冷剂进行热交换。这里，通过旁通用膨胀阀42后的制冷剂的温度(参照图5的温度tVi)，由于成为比从主制冷剂回路10的热源侧热交换器23向利用侧热交换器52输送的制冷剂的温度(参照图4和图5的tMi)低，故如图4和图5所示，使从主制冷剂回路10的热源侧热交换器23向利用侧热交换器52所输送的液态制冷剂冷却至温度tMo，并被加热至温度tVo。

这里，旁通用膨胀阀42，利用控制部60的过热度控制，并根据由冷却器出口旁通制冷剂温度传感器Tsh所检测出的实测过热度tSHa，将开度控制成在旁通制冷剂回路41中流动的制冷剂的实测过热度tSHa成为目标过热度tSHs的状态。因此，旁通制冷剂回路41中流动的制冷剂，在通过冷却器27后，并被加热至目标过热度tSHs后，成为向压缩机21的吸入管31返回的状态。并且，目标过热度tSHs的值，根据由高压制冷剂温度传感器Td所检测出的高压气态制冷剂的排出温度值td，可改变成使压缩机21不进行湿运转的目标排出温度tds的状态。由此，在主制冷剂回路10的压缩机21的吸入管31中流动的制冷剂，即使在从旁通制冷剂回路41通过冷却器27后的制冷剂返回并合流后、也成为足够的过热状态的场合，即在排出温度td的值比目标排出温度tds高的场合，通过减小目标过热度tSHs的值，使旁通用膨胀阀42的开度增大并使旁通制冷剂回路41中流动的制冷剂的流量增加。于是，如图6所示，由于成为当实测过热度tSHa减小时实测过冷却度tSCa增大的关系，故促进冷却器27中的热交换并使主制冷剂回路10中流动的制冷剂的过冷却度增高。反之，在排出温度td的值比目标排出温度tds低而可能产生湿运转的场合，通过使目标过热度tSHs的值增大，减小旁通用膨胀阀42的开度并使旁通制冷剂回路41中流动的制冷剂的流量减少，可抑制在冷却器27中的热交换且成为使在主制冷剂回路10中流动的制冷剂的过冷却度tSCa减小的状态。通过进行这样的旁通用膨胀阀42的过热度控制，使旁通制冷剂回路41中流动的制冷剂的流量增加，促进在冷却器27中的热交换而能使主制冷剂回路10中流动的制冷剂的过冷却度tSCa提高。

但是，根据空调装置1的运转条件，存在由高压制冷剂温度传感器Td所检测出的高压气态制冷剂的排出温度值td成为上限排出温度tdx以上的情况。在这样的场合，旁通用膨胀阀42，其进行过热度控制的控制部60的旁通用膨胀阀控制装置进行过热运转防止控制。即，将旁通用膨胀阀42的开度控制成比其上限排出温度tdx小的状态。由此，压缩机21的吸入侧的制冷剂温度降低，排出温度值td恢复至比上限排出温度tdx低的温度。该场合，旁通用膨胀阀42，由于被控制成排出温度值td比检测出上限排出温度tdx时的开度大的开度，故在冷却器27中继续使主制冷剂回路10侧流动的制冷剂继续进行过冷却的运转。并且，当排出温度值td恢复至比上限排出温度tdx低的温度时，控制部60的旁通用膨胀阀控制装置，再次被切换成进行过热度控制的状态。

(6)空调装置的特征

本实施形态的空调装置1具有以下那样的特征。

(A)

在以往的过热度控制中，在主制冷剂回路10的压缩机21的吸入侧流动的制冷剂，即使在从旁通制冷剂回路41通过冷却器27后的制冷剂返回并合流后、仍成为足够的过热状态的场合，如图6所示，由于未进行根据空调装置1的运转中的排出温度td的控制，故出于对湿运转的担忧而无法将目标过热度tSHs’作成本实施形态的目标过热度tSHs那样的小的值。因此，如图4所示，只能使在冷却器27中冷却后的主制冷剂回路10中流动的制冷剂的过冷却度提高至比在本实施形态中所获得的过冷却度tSCa小的过冷却度tSCa’。

但是，在本实施形态的空调装置1中，作为旁通用膨胀阀控制装置的控制部60，根据由高压制冷剂温度传感器Td所检测出的压缩机21的排出温度td使旁通制冷剂回路41中流动的制冷剂的过热度tSHa在压缩机21不进行湿运转的范围中(具体地说，td接近于高于下限排出温度tdm的温度即目标过热度tds)对目标过热度tSHs的值进行设定并能控制旁通用膨胀阀41。由此，在压缩机21不进行湿运转的范围中、通过使目标过热度tSHs的值减小，使旁通制冷剂回路41中流动的制冷剂的流量增加至比以往的过热度控制中的流量f’大的流量f，促进冷却器27中的热交换并能提高主制冷剂回路10中流动的制冷剂的过冷却度。

(B)

在本实施形态的空调装置1中，作为旁通用膨胀阀控制装置的控制部60，在由高压制冷剂温度传感器Td检测出的排出温度td比规定的值(具体地说，是上限排出温度tdx)小的场合，在压缩机21不进行湿运转的范围中，对在旁通制冷剂回路41中流动的制冷剂的过热度tSHa进行控制，而在由高压制冷剂温度传感器Td检测出的排出温度td为上限排出温度tdx以上的值的场合，将旁通用膨胀阀42控制成由高压制冷剂温度传感器Td检测出的排出温度td比上限排出温度tdx小的状态，以代替在旁通制冷剂回路41中流动的制冷剂的过热度控制。

由此，通过对在旁通制冷剂回路41中流动的制冷剂的过热度tSHa进行控制，能一边进行使主制冷剂回路10中流动的制冷剂的过冷却度tSCa提高的运转、一边能进行防止压缩机21的过热运转的运转。又，由于不需要另外设置用于防止压缩机21的过热运转的制冷剂回路，故也能有利于降低成本。

(C)

在本实施形态的空调装置1中，由于冷却器27是具有流路的热交换器，在该流路中使主制冷剂回路10侧流动的制冷剂与旁通制冷剂回路41侧流动的制冷剂相对地流动，故成为能将主制冷剂回路10侧流动的制冷剂冷却至比旁通制冷剂回路41侧流动的制冷剂的出口温度tVo低的温度tMo。

由此，能有效地利用旁通制冷剂回路41中流动的制冷剂的冷热、进一步提高在主制冷剂回路10中流动的制冷剂的过冷却度tSCa。

(D)

在本实施形态的空调装置1中，在制冷运转时，在热源侧热交换器23中被冷凝的制冷剂，在冷却器27中成为过冷却状态后，通过液态制冷剂连接配管6向利用单元5输送，在利用单元5内膨胀。

由此，即使在液态制冷剂连接配管6为长配管的场合或在将利用单元5设置在比热源单元2更高处的场合，也可防止在液态制冷剂连接配管6内流动的制冷剂减压蒸发而成为二相流，能减小通过利用单元5的利用侧膨胀阀51时的异常声响等。

又，在热源侧热交换器23中被冷凝后的制冷剂，在冷却器27中成为过冷却状态后，由于通过液态制冷剂连接配管6被分支成多个(本实施形态中为2个)的利用单元5，故能防止在利用单元5之间的制冷剂的偏流。

(7)变形例1

在上述实施形态中，在控制部60进行过热运转防止控制时，作为进行过热运转防止控制的条件，保持原状地使用由高压制冷剂温度传感器Td检测出的排出温度td的值，而为了进一步提高控制精度，也可以设定压缩机21的排出侧的过热度的上限值，将该值作为进行过热运转防止控制的条件来使用。这里，压缩机21的排出侧的过热度，是从由高压制冷剂温度传感器Td检测出的排出温度td的值减去根据高压制冷剂压力传感器HP检测出的高压气态制冷剂的压力值所算出的制冷剂的饱和温度值后的值。

(8)变形例2

在上述实施形态中，在控制部60进行过热度控制时，使目标过热度tSHs的值可变地成为使由高压制冷剂温度传感器Td检测出的排出温度td的值接近于目标排出温度tds的状态，但也可以使目标过热度tSHs的值与排出温度td的值的关系函数化。由此，能提高过热度控制的稳定性。

(9)其它的实施形态

以上，根据附图对本发明的实施形态作了说明，而具体的结构不限于这些实施形态，在不脱离发明的宗旨的范围内可进行变更。

例如，在所述实施形态中，将制暖制冷可切换运转的空调装置作为例子进行了说明，但不限于此，也可适用于制冷专用的空调装置或制冷制暖可同时运转的空调装置等的其它的空调装置及制冷装置。

产业上的可利用性

利用本发明，在构成为可使主制冷剂回路中流动的制冷剂的一部分旁通成向压缩机的吸入侧返回的状态、并利用该旁通后的制冷剂能将主制冷剂回路中流动的制冷剂作成过冷却状态的制冷装置中，能提高主制冷剂回路中流动的制冷剂的过冷却度。

Claims (5)

1、一种制冷装置(1)，其特征在于，具有：

包括压缩机(21)、热源侧热交换器(23)和利用侧热交换器(52)的主制冷剂回路(10)；

设置在所述主制冷剂回路中、对所述压缩机的排出侧的制冷剂的排出温度(td)进行检测的排出温度检测机构(Td)；

以使从所述热源侧热交换器向所述利用侧热交换器输送的制冷剂的一部分从所述主制冷剂回路进行分支而返回所述压缩机的吸入侧的状态，而与所述主制冷剂回路连接的旁通制冷剂回路(41)；

设置在所述旁通制冷剂回路中、对在所述旁通制冷剂回路中流动的制冷剂的流量进行调节的旁通用膨胀机构(42)；

利用从所述旁通用膨胀机构的出口向所述压缩机的吸入侧返回的制冷剂、对从所述主制冷剂回路的所述热源侧热交换器向所述利用侧热交换器输送的制冷剂进行冷却用的冷却器(27)；

设置在所述旁通回路中、用于计算所述冷却器的出口侧的制冷剂的过热度(tSHa)、对所述冷却器的出口侧的制冷剂温度进行检测的过热度检测机构(Tsh)；

根据利用所述过热度检测机构检测出的制冷剂温度而计算出的过热度(tSHa)、将所述旁通用膨胀机构控制成所述旁通制冷剂回路中流动的制冷剂的过热度成为规定的过热度(tSHs)状态的膨胀机构控制装置(60)，

所述规定的过热度的值(tSHs)根据由所述排出温度检测机构检测出的排出温度(td)，在所述压缩机(21)不进行湿运转的范围内变小。

2、如权利要求1所述的制冷装置(1)，其特征在于，所述膨胀机构控制装置(60)，在由所述排出温度检测机构(Td)检测出的排出温度(td)为大于等于规定的值(tdx)的情况下，将所述旁通用膨胀机构(42)控制成比所述规定的值小。

3、如权利要求1或2所述的制冷装置(1)，其特征在于，所述冷却器(27)是具有流路的热交换器，在该流路中使主制冷剂回路侧流动的制冷剂与旁通制冷剂回路侧流动的制冷剂相对地进行流动。

4、如权利要求1或2所述的制冷装置(1)，其特征在于，

所述主制冷剂回路(10)，通过利用液态制冷剂连接配管(6)和气态制冷剂连接配管(7)，将包括所述压缩机(21)、所述热源侧热交换器(23)和所述冷却器(27)在内的热源单元(2)和包括所述利用侧热交换器(52)的利用单元(5)连接起来而构成的，

所述利用单元，具有与所述利用侧热交换器的所述液态制冷剂连接配管侧进行连接、对在所述利用单元内流动的制冷剂的流量进行调节的利用侧膨胀机构(51)。

5、如权利要求1所述的制冷装置(1)，其特征在于，所述旁通制冷剂回路(41)与所述主制冷剂回路(10)连接成将从所述热源侧热交换器(23)的入口侧向所述利用侧热交换器(52)输送的制冷剂的一部分从所述冷却器(27)的入口侧分支的状态。

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