CN106415153A - 制冷循环装置 - Google Patents

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Abstract

制冷循环装置(100)构成为制冷剂热交换器(20)设置于制冷剂容器(5)的内部，通过制冷剂热交换器(20)，使在旁通回路(31)中流动的制冷剂和存积于制冷剂容器(5)的内部的制冷剂进行热交换。

Description

制冷循环装置
技术领域
本发明涉及具备制冷剂容器的制冷循环装置。
背景技术
以往已知具备贮液器(receiver)的制冷循环装置。
作为这样的装置，公开了“一种如下结构的热泵，该热泵在室外热交换器与贮液器之间配置膨胀阀，并且在该贮液器与室内热交换器之间作为不同于贮液器的单元而夹设过冷却器，使从该过冷却器的下部延伸设置的旁通回路与该过冷却器的传热管连通”(例如，参照专利文献1)。
另外，公开了“一种制冷空调装置，该制冷空调装置将压缩机、四通阀、室内热交换器、第1减压装置、室外热交换器连接成环状，从上述室内热交换器供给热能，其中，该制冷空调装置在上述室内热交换器与第1减压装置之间设置中压贮液器，并具备第1内部热交换器，该第1内部热交换器使上述中压贮液器内的制冷剂和上述室外热交换器与上述压缩机之间的制冷剂进行热交换，具备使上述室内热交换器与上述第1减压装置之间的制冷剂一部分旁通并喷射到上述压缩机内的压缩室的喷射回路，在该喷射回路中具备第2减压装置以及使由该第2减压装置减压的制冷剂和上述室内热交换器与上述第1减压装置之间的制冷剂进行热交换的第2内部热交换器，并在上述喷射回路中的上述第2内部热交换器与上述压缩机之间具备制冷剂加热用热源”(例如，参照专利文献2)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-283583号公报(参照[0015]～[0021]段等)
专利文献2：日本特开2006-112753号公报(参照图1等)
发明内容
发明要解决的课题
在如专利文献1所记载的技术中，使贮液器和过冷却器作为不同的单元构成。因此，设置空间变大，成本也会增加。
专利文献1的图1～图8中记载了从膨胀阀45向贮液器流入的流入管端部配置于贮液器上部，同时流出管端部配置于贮液器下端。因此，若由于冷热的切换而使制冷剂的流动方向逆转，位于贮液器上部的流入管64端部变成制冷剂的流出部，则过剩的制冷剂会积存于贮液器内，导致发生制冷剂不足。
另外，由于构成为在贮液器内流入流出的制冷剂与通过传热管60的制冷剂形成逆流(counter currents)，因此，向传热管60流入的流入位置需要设置得比贮液器流入管51的端部低，会受到结构上的制约。
在如专利文献2所记载的技术中，仅能够在制冷或制热时利用第2内部热交换器，利用条件有限。
另外，由于第2内部热交换器与制冷剂容器分开配置，因此也存在部件数量增加、难以确保设置空间这样的问题。
并且，由于在第2内部热交换器将饱和液体冷却，因此蒸发器入口干度大大下降，与没有第2内部热交换器的情况相比，蒸发器内的制冷剂量增加。
本发明是为了解决上述的问题而完成的，其目的在于提供一种具备制冷剂容器的制冷循环装置，其提高循环效率，并且可实现低成本化、节省空间。
用于解决课题的手段
本发明的制冷循环装置具有：制冷剂回路，其利用配管连接压缩机、制冷剂流路切换装置、第1热交换器、第1减压装置、制冷剂容器、第2减压装置、第2热交换器；以及旁通回路，其将存积于所述制冷剂容器的内部的制冷剂的至少一部分经由第3减压装置、制冷剂热交换器引导到所述压缩机的吸入侧，所述制冷剂热交换器设置在所述制冷剂容器的内部，并构成为使在所述旁通回路中流动的制冷剂和存积于所述制冷剂容器的内部的制冷剂进行热交换。
发明效果
根据本发明的制冷循环装置，通过使存积于制冷剂容器的制冷剂的一部分旁通，在低压侧流动的制冷剂的流量减少，能够抑制低压侧的压力损失，循环效率提高。另外，根据本发明的制冷循环装置，将制冷剂热交换器配置在制冷剂容器内，因此，不需要用于设置套管(double pipe)的空间，可实现低成本化、节省空间。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的制冷循环装置的回路结构的一个例子的概略回路图。
图2是本发明的实施方式1的制冷循环装置的制冷运转时的p－h图。
图3是表示本发明的实施方式1的制冷循环装置的回路结构的其他一个例子的概略回路图。
图4是本发明的实施方式1的制冷循环装置的变形例的制冷运转时的p－h图。
图5是表示本发明的实施方式2的制冷循环装置的回路结构的一个例子的概略回路图。
图6是表示本发明的实施方式2的制冷循环装置的制冷运转时的p－h图的关系的图。
图7是表示本发明的实施方式2的制冷循环装置的制冷运转时的p－h图的关系的图。
图8是表示本发明的实施方式2的制冷循环装置所执行的膨胀阀3的控制处理的流程的流程图。
图9是表示本发明的实施方式2的制冷循环装置的制冷运转时的p－h图的关系的图。
图10是表示本发明的实施方式2的制冷循环装置的回路结构的其他一个例子的概略回路图。
图11是本发明的实施方式2的制冷循环装置的变形例的制冷运转时的p－h图。
图12示出了本发明的实施方式3的制冷循环装置的回路结构的一个例子，是表示制热运转时的制冷剂的流动的概略回路图。
图13示出了本发明的实施方式3的制冷循环装置的回路结构的一个例子，是表示制热除霜运转时的制冷剂的流动的概略回路图。
图14是表示制冷剂容器的结构的一个例子的概略结构图。
具体实施方式
以下，根据附图说明本发明的实施方式。此外，包括图1在内的以下附图中，各构成构件的大小关系有时与实际情况不同。另外，包括图1在内的以下附图中，标注相同符号的结构是相同或与其相当的结构，这在说明书全文中通用。并且，说明书全文表示的构成要素的形态只是示例，并不限定于这些记载。
实施方式1.
图1是表示本发明的实施方式1的制冷循环装置100的回路结构的一个例子的概略回路图。图2是制冷循环装置100的制冷运转时的p－h图。根据图1和图2，说明制冷循环装置100的结构及动作。该制冷循环装置100设置于例如一般的房屋、大楼、公寓等，通过进行蒸气压缩式的制冷循环运转，使用于其所设置的室内等空调对象区域的制冷、制热。
＜制冷循环装置100的结构＞
制冷循环装置100具有压缩机1、第1热交换器2、膨胀阀(减压装置)3、第2热交换器4、制冷剂容器(贮液器)5，这些部件由配管连接而形成制冷剂回路(以下，称为主回路30)。此外，如图1所示，也可以构成为在压缩机1的排出侧设置制冷剂流路切换装置6，从而能够对制冷剂的流动进行切换。
压缩机1吸入制冷剂，将该制冷剂压缩而使其成为高温、高压的状态并排出。压缩机1例如可以是由利用变换器控制频率的电机来驱动的容积式压缩机等。
第1热交换器2设置在压缩机1的排出侧，在从压缩机1供给的高温高压的制冷剂与热介质(例如，空气、水等)之间进行热交换，使制冷剂冷凝液化或蒸发气化。第1热交换器2并不特别限定其形式，例如可以由包括传热管和多个翅片的交叉翅片式的翅片管型热交换器构成。
膨胀阀3在制冷剂容器5的前后至少设置有两个。
膨胀阀(第1减压装置)3a设置在发挥冷凝器的作用的第1热交换器2的下游侧，对制冷剂进行减压而使其膨胀。该膨胀阀3a可以由能够控制开度改变的阀、例如电子式膨胀阀等构成。
膨胀阀(第2减压装置)3b设置在发挥蒸发器的作用的第2热交换器4的上游侧，对制冷剂进行减压而使其膨胀。该膨胀阀3b可以由能够控制开度改变的阀、例如电子式膨胀阀等构成。
第2热交换器4设置在压缩机1的吸入侧，在从膨胀阀3供给的低温低压、高压的制冷剂与热介质(例如，空气、水等)之间进行热交换，使制冷剂蒸发气化或冷凝液化。第2热交换器4并不限定其形式，例如可以由包括传热管和多个翅片的交叉翅片式的翅片管型热交换器构成。
制冷剂流路切换装置6对制热运转时的制冷剂的流动的方向和制冷运转时的热源侧制冷剂的流动的方向进行切换。在制冷运转时，制冷剂流路切换装置6如实线箭头所示地切换成将压缩机1的排出侧和第1热交换器2的气体侧连接，使第1热交换器2发挥冷凝器的作用，使第2热交换器4发挥蒸发器的作用。在制热运转时，制冷剂流路切换装置6如虚线箭头所示地切换成将压缩机1的排出侧和第2热交换器4连接，使第1热交换器2发挥蒸发器的作用，使第2热交换器4发挥冷凝器的作用。
制冷剂容器5设置在膨胀阀3a与膨胀阀3b之间，用于存积制冷剂。配管(第1配管)51和配管(第2配管)52连通地设置于制冷剂容器5。配管51根据制冷剂的流动而发挥流入配管或流出配管的作用。配管52也根据制冷剂的流动而发挥流出配管或流入配管的作用。如图1所示，配管51在制冷剂容器5的内部的端部以及配管52在制冷剂容器5的内部的端部都配置在制冷剂容器5的下方(比制冷剂容器5的中心靠下侧)。
另外，将存积于制冷剂容器5的内部的制冷剂的至少一部分导出的分支管21的一端侧以连通的方式设置于制冷剂容器5。分支管21的另一端设置成将从制冷剂热交换器20流出的制冷剂连接于第2热交换器4与压缩机1之间的合流部25。
在分支管21设置有膨胀阀(第3减压装置)3c，该膨胀阀(第3减压装置)3c对从制冷剂容器5流出的制冷剂进行减压。
并且，在制冷剂容器5的内部设置有制冷剂热交换器20，该制冷剂热交换器20使由膨胀阀3c减压的制冷剂和制冷剂容器5的内部的制冷剂进行热交换。
制冷循环装置100具备旁通回路31，该旁通回路31经由分支管21、膨胀阀3c以及制冷剂热交换器20，使存积于制冷剂容器5的内部的制冷剂的至少一部分在第2热交换器4与压缩机1之间的合流部25合流。此外，将分支管21中的连接膨胀阀3c和制冷剂热交换器20的部分称为分支管中间部22，将分支管21中的连接制冷剂热交换器20和合流部25的部分称为合流配管23。
另外，制冷循环装置100具有对构成制冷循环装置100的各设备的动作进行控制的控制装置50。而且，控制装置50具有为了进行制冷循环装置100的控制而设置的微型计算机、存储器等。控制装置50能够在其与用于分别操作制冷循环装置100的遥控器(未图示)之间进行控制信号等的交换。
＜制冷循环装置100的动作＞
以制冷运转为例说明制冷循环装置100的动作的概要。在图1中，用实线箭头表示制冷运转时的制冷剂的流动。图2所示的A～I(包括m、n、o)与图1所示的A～I(包括m、n、o)的位置处的制冷剂的状态相对应。
(主回路30的制冷剂的流动)
由压缩机1压缩成排出气体(B)而流出的高温高压的气体制冷剂通过制冷剂配管而到达第1热交换器2的入口(C)。流入第1热交换器2的高温高压的气体制冷剂在第1热交换器2被冷却，成为高温高压的液体制冷剂(D)，向膨胀阀3a流入。由膨胀阀3a减压而变为中压的制冷剂从制冷剂容器5的配管51向制冷剂容器5的内部流入(E)。
在制冷剂容器5的内部，通过分支管21使在制冷剂热交换器20中流动的低温制冷剂与制冷剂容器5的内部的中温制冷剂进行热交换，成为饱和液体，经由配管52而从制冷剂容器5流出(F)。从制冷剂容器5流出的制冷剂由膨胀阀3b再进行减压，向第2热交换器4流入(G)。流入第2热交换器4的低温制冷剂在第2热交换器4被加热，以干度高的状态流出(H)。之后，经由制冷剂配管而向压缩机1的吸入部(A)流入。
(旁通回路31的制冷剂的流动)
制冷剂容器5的内部的制冷剂的一部分经由分支管21从制冷剂容器5流出(m)。该制冷剂由膨胀阀3c减压，成为低温制冷剂(n)。之后，流入到设置于制冷剂容器5的内部的制冷剂热交换器20，由于其与制冷剂容器5的内部的中温制冷剂的温度差而进行热交换并被加热(o)。然后，该制冷剂经由合流配管23而与主回路30的制冷剂(I)合流。
在此，对制冷剂容器5进行详细说明。
存积于制冷剂容器5的内部的制冷剂成为液体部和气体部的两相的状态，也就是说成为饱和状态。液体部积存于制冷剂容器5的下部，因此，将配管51或配管52中的作为流出管的端部配置在制冷剂容器5的下方。
此外，在将制冷剂容器5用于制冷及制热这双方的情况下，优选将配管51和配管52的端部配置在制冷剂容器5的下方且使高度一致。由此，即使不清楚冷热的必要制冷剂量差，存积于制冷剂容器5的内部的制冷剂的量也不会进一步积存，能够进行正常的运转，设计也变得容易。
在此，对制冷剂热交换器20进行详细说明。
制冷剂热交换器20具备供制冷剂在内部流动的传热管。作为用于制冷剂热交换器20的传热管，可以使用一般的圆管、或者在圆管表面施加突起等的加工来提高传热面积、传热系数的管。另外，也可以使用表面积大的扁平形状的传热管。
此外，传热管的配置既可以在制冷剂容器5的圆周方向上层叠，也可以在垂直方向上层叠。
如上，制冷循环装置100设有旁通回路31，从而能够使制冷剂的一部分旁通到压缩机1的吸入侧。因此，根据制冷循环装置100，在低压侧(膨胀阀3至压缩机1之间)流动的制冷剂的流量减少，能够抑制低压侧压力损失，循环效率提高。
另外，根据制冷循环装置100，由于将制冷剂热交换器20配置在制冷剂容器5的内部，因此不需要用于设置套管的空间，可实现低成本化、节省空间。
并且，根据制冷循环装置100，制冷及制热双方都可得到相同的效果。
另外，根据制冷循环装置100，由于制冷剂容器5的下游侧的膨胀阀入口干度达到饱和液体，因此与以往技术相比，蒸发器内的制冷剂量减少，结果，封入制冷剂量不用很多。
此外，即使是排出温度在制冷循环100运转过程中升高的情况下，通过使液体状态的制冷剂向压缩机1的吸入侧旁通，也能够抑制排出温度上升。
另外，在压缩机1采用高压壳体的情况下，若排出温度低，则制冷剂进一步积存于冷冻机油，冷冻机油的粘度下降，引起润滑不良。与此相对，在制冷循环装置100中，通过制冷剂热交换器20而成为过热气体的制冷剂被吸到压缩机1的吸入侧，因此能够抑制排出温度下降。结果，即使将如R1234yf、丙烷那样排出温度低的制冷剂用于制冷循环装置100，也能够防止可靠性下降。
[制冷循环装置100的变形例]
图3是表示制冷循环装置100的回路结构的其他一个例子的概略回路图。图4是制冷循环装置100的变形例的制冷运转时的p－h图。根据图3和图4，说明制冷循环装置100的变形例。在图3中，用实线箭头表示制冷运转时的制冷剂的流动。图4所示的A～I(包括A’、X、m、n、o)与图3所示的A～I(包括A’、X、m、n、o)的位置处的制冷剂的状态相对应。
＜制冷循环装置100的变形例的结构＞
如图3所示，在制冷循环装置100的变形例中，使压缩机1为多级结构或喷射压缩机，将合流配管23连接到低级侧压缩机1a与高级侧压缩机1b之间，或者连接于压缩机1的喷射口。也就是说，在使压缩机1为多级结构的情况下，旁通回路31的合流配管23与低级侧压缩机1a的排出侧合流，向高级侧压缩机1b吸入。另外，在使压缩机1为喷射压缩机的情况下，旁通回路31的合流配管23与压缩机1的喷射口连接，向压缩机1的中间压部吸入。
＜制冷循环装置100的变形例的动作＞
(主回路30的制冷剂的流动)
从低级侧压缩机1a排出的制冷剂(A’)与在制冷剂容器5的内部被加热并流出的制冷剂(o)合流(X)，向高级侧压缩机1b吸入并被压缩。由高级侧压缩机1b压缩成排出气体(B)而流出的高温高压的气体制冷剂通过制冷剂配管而到达第1热交换器2的入口(C)。流入第1热交换器2的高温高压的气体制冷剂在第1热交换器2被冷却，成为高温高压的液体制冷剂(D)，向膨胀阀3a流入。由膨胀阀3a减压而变为中压的制冷剂从制冷剂容器5的配管51向制冷剂容器5的内部流入(E)。
在制冷剂容器5的内部，通过分支管21使在制冷剂热交换器20中流动的低温制冷剂与制冷剂容器5的内部的中温制冷剂进行热交换，成为饱和液体，经由配管52而从制冷剂容器5流出(F)。从制冷剂容器5流出的制冷剂由膨胀阀3b再进行减压，向第2热交换器4流入(G)。流入第2热交换器4的低温制冷剂在第2热交换器4被加热，以干度高的状态流出(H)。之后，经由制冷剂配管而向低级侧压缩机1a的吸入部(A)流入。
(旁通回路31的制冷剂的流动)
制冷剂容器5的内部的制冷剂的一部分经由分支管21从制冷剂容器5流出(m)。该制冷剂由膨胀阀3c减压，成为低温制冷剂(n)。之后，流入到设置于制冷剂容器5的内部的制冷剂热交换器20，由于其与制冷剂容器5的内部的中温制冷剂的温度差而进行热交换并被加热(o)。然后，该制冷剂经由合流配管23而与主回路30的制冷剂(A’)合流。
这样的结构也能够发挥与图1和图2中说明的制冷循环装置100相同的效果。
实施方式2.
图5是表示本发明的实施方式2的制冷循环装置200的回路结构的一个例子的概略回路图。图6和图7是表示制冷循环装置200的制冷运转时的p－h图的关系的图。根据图5～图7，对制冷循环装置200进行说明。此外，在实施方式2中以其与实施方式1的不同点为中心进行说明，对于与实施方式1相同的部分，标注相同符号并省略说明。另外，与实施方式1相同的构成部分适用的变形例也同样适用于本实施方式2。
制冷循环装置200与实施方式1的制冷循环装置100相同地设置于例如大楼、公寓等，通过进行蒸气压缩式的制冷循环运转，使用于其所设置的空调对象区域的制冷、制热。另外，制冷循环装置200使用膨胀阀3来调节制冷剂容器5的内部压力。
＜制冷循环装置200的结构＞
制冷循环装置200的基本结构与实施方式1的制冷循环装置100的结构相同。
此外，制冷循环装置200具有第1压力传感器(高压压力检测单元)55、第2压力传感器(低压压力检测单元)56、第3压力传感器(中压压力检测单元)57。
第1压力传感器55设置在压缩机1的排出口至制冷剂容器5的上游侧的膨胀阀3a的入口之间，对从压缩机1排出的制冷剂的压力(高压压力)进行检测。
第2压力传感器56设置在制冷剂容器5的下游侧的膨胀阀3b的出口至压缩机1的吸入部之间，对吸入压缩机1的制冷剂的压力(低压压力)进行检测。
第3压力传感器57设置在制冷剂容器5的上游侧的膨胀阀3a的出口至制冷剂容器5的下游侧的膨胀阀3b的入口之间，对在这之间流动的制冷剂的压力(中压压力)进行检测。
此外，也可以对配管的两相部温度进行检测，将检测出的温度转换成压力来进行利用。
由第1压力传感器55、第2压力传感器56和第3压力传感器57检测出的压力信息发送到控制装置50。
在制冷剂容器5的上游侧的膨胀阀3a的开度超过规定值时，控制装置50进行改变膨胀阀3c的目前的开度的控制，以便增大膨胀阀3的前后的压差。
＜制冷循环装置200的动作＞
(膨胀阀3的开度与压差的关系)
利用Cv值这一无量纲数将流体的流量与膨胀阀3的前后的压差的关系表示为式(1)。
【数1】
在此，M是流量[gal/min]，G是比重，ΔP是膨胀阀3的前后的压差[psi]。
Cv值定义为“在阀(膨胀阀)的特定的开度下，压力差为1lb/in2[6.895kPa]时流过阀的60゜F(约15.5℃)温度的水的流量为USgal/min(1USgal＝3.785L)所表示的数值(无量纲)”。
一般而言，在进行阀(膨胀阀)的选定时，根据流体规格求出Cv值，与阀制造商示出的Cv值进行对比，从而确定阀的种类、口径。也就是说，Cv值的对比是进行阀的选定时使用的简便的方法之一。
根据式(1)，若求出流体的流量M、比重G、前后压差ΔP，则可求出Cv值。
也就是说，若压差ΔP变小，则用于流过相同流量的Cv值、也就是说膨胀阀的开度变大。但是，膨胀阀的开度设有上限，若到上限以上，则无法适当地控制膨胀阀。
反之，若压差ΔP增大过多，则用于流过相同流量的Cv值变小。但是，膨胀阀的开度设有下限，若到下限值以下，则同样无法适当地控制膨胀阀。
(膨胀阀3的压差和第1热交换器2的出口过冷却度(过冷度))
如图6所示，在制冷剂容器5的内部没有设置制冷剂热交换器20的情况下，当第1热交换器2的出口过冷却度小时，若制冷剂容器5为饱和状态，则制冷剂容器5的上游侧的膨胀阀3a的压差变小，制冷剂容器5的下游侧的膨胀阀3b的压差变大。
另一方面，如图7所示，在制冷剂容器5的内部没有设置制冷剂热交换器20的情况下，当第1热交换器2的出口过冷却度大时，若制冷剂容器5为饱和状态，则制冷剂容器5的上游侧的膨胀阀3a的压差变大，制冷剂容器5的下游侧的膨胀阀3b的压差变小。
这样，中压、也就是说制冷剂容器5的内部的压力根据第1热交换器2的出口过冷却度而变化，因此对膨胀阀3的压差带来影响。
(通过制冷循环装置200确保膨胀阀3的压差)
即使第1热交换器2的出口过冷却度小，通过调节制冷剂热交换器20的交换热量，也能够降低中压。具体而言，若增大制冷剂热交换器20的交换热量，则中间压力下降，若交换热量减小，则中间压力上升。因此，在制冷循环装置200中，通过控制膨胀阀3c的开度，调节制冷剂容器5的内部的制冷剂热交换器20的交换热量。
＜膨胀阀3的控制处理的流程＞
图8是表示制冷循环装置200所执行的膨胀阀3的控制处理的流程的流程图。图9是表示制冷循环装置200的制冷运转时的p－h图的关系的图。根据图8和图9，对制冷循环装置200所执行的膨胀阀3的控制处理的流程进行说明。
控制装置50对膨胀阀3的开度进行判定(步骤S101)。也就是说，控制装置50在通过正常的膨胀阀3的控制而确定了开度时，开始膨胀阀3的开度的上限及下限的判定。
控制装置50对膨胀阀3a的开度是否为膨胀阀3a的开度的上限值以上进行判定(步骤S102)。
若判定为膨胀阀3a的开度在膨胀阀3a的开度的上限值以上(步骤S102；是)，则控制装置50使膨胀阀3c的开度大于目前的开度(步骤S103)。由此，如图9所示，能够使膨胀阀3a的前后压差大于目前的压差，能够调节制冷剂容器5的内部的制冷剂热交换器20的交换热量。
另一方面，若判定为膨胀阀3a的开度不在膨胀阀3a的开度的上限值以上(步骤S102；否)，则控制装置50对膨胀阀3b的开度是否为膨胀阀3b的开度的下限值以下进行判定(步骤S104)。
若判定为膨胀阀3b的开度在膨胀阀3b的开度的下限值以下(步骤S104；是)，则控制装置50使膨胀阀3c的开度小于目前的开度(步骤S105)。由此，如图9所示，能够使膨胀阀3b的前后压差大于目前的压差，能够调节制冷剂容器5的内部的制冷剂热交换器20的交换热量。
另外，若判定为膨胀阀3b的开度不在膨胀阀3b的开度的下限值以下(步骤S104；否)，则控制装置50对膨胀阀3的开度进行正常控制(步骤S106)。
如上，制冷循环装置200能够通过膨胀阀3c来调节制冷剂容器5的内部的制冷剂热交换器20的交换热量。因此，根据制冷循环装置200，不仅能够发挥与实施方式1的制冷循环装置100相同的效果，还能够使膨胀阀3a、膨胀阀3b的前后压差处于适当的状态，因此膨胀阀3的控制性提高，产品的品质也提高。
＜制冷循环装置200的变形例的结构＞
图10是表示制冷循环装置200的回路结构的其他一个例子的概略回路图。图11是制冷循环装置200的变形例的制冷运转时的p－h图。根据图10和图11，对制冷循环装置200的变形例进行说明。在图10中，用实线箭头表示制热运转时的制冷剂的流动。图11所示的A～I(包括A’、X、m、n、o)与图10所示的A～I(包括A’、X、m、n、o)的位置处的制冷剂的状态相对应。
＜制冷循环装置200的变形例的结构＞
如图10所示，在制冷循环装置200的变形例中，使压缩机1为多级结构或喷射压缩机。而且，将合流配管23连接于低级侧压缩机1a的吸入侧。另外，在制冷剂容器5的出口侧(图10的情况为配管51侧)设置内部热交换器7，使配管51在制冷剂容器5与内部热交换器7之间分支，并经由膨胀阀3d和内部热交换器7而连接到低级侧压缩机1a与高级侧压缩机1b之间。也就是说，制冷循环装置200的变形例具备旁通回路32，该旁通回路32经由配管51、膨胀阀(第4减压装置)3d以及内部热交换器7，使存积于制冷剂容器5的内部的制冷剂的至少一部分在低级侧压缩机1a与高级侧压缩机1b之间合流。
在旁通回路32中流动的制冷剂由膨胀阀3d减压，在内部热交换器7被加热，与低级侧压缩机1a的排出侧合流。
膨胀阀3d的开度被控制成可使内部热交换器7的交换热量大，使制冷剂容器5的内部的压力高。
＜制冷循环装置200的变形例的动作＞
从低级侧压缩机1a排出的制冷剂(A’)与在内部热交换器7被加热的制冷剂(q)合流(X)，向高级侧压缩机1b吸入并被压缩。由高级侧压缩机1b压缩成排出气体(B)而流出的高温高压的气体制冷剂通过制冷剂配管而到达第2热交换器4的入口(H)。流入第2热交换器4的高温高压的气体制冷剂在第2热交换器4被冷却，成为高温高压的液体制冷剂(G)，向膨胀阀3b流入。由膨胀阀3b减压而变为中压的制冷剂从制冷剂容器5的配管52向制冷剂容器5的内部流入(F)。
在制冷剂容器5的内部，通过分支管21使在制冷剂热交换器20中流动的低温制冷剂与制冷剂容器5的内部的中温制冷剂进行热交换，成为饱和液体，经由配管51而从制冷剂容器5流出的(E)。从制冷剂容器5流出的制冷剂(E)分支到旁通回路32和主回路30。流动到旁通回路32的液体制冷剂由膨胀阀3d减压，在内部热交换器7被加热(q)。然后，与低级侧压缩机1ad的排出侧(A’)合流(X)，向高级侧压缩机1b吸入。在压缩机为喷射压缩机的情况下，在内部热交换器被加热的制冷剂(q)向喷射口流入。
如上，制冷循环装置200的变形例在上游侧的膨胀阀(图10中为膨胀阀3b)的开度未达到上限的期间，通过调节膨胀阀3d而使制冷剂容器5的内部的压力上升。由此，在制冷循环装置200的变形例中，内部热交换器7的液体侧(E)与气体侧(p)之间的温度差扩大，热交换量也增加。结果，根据制冷循环装置200的变形例，在相同排出过热度(B)下，制冷剂的旁通量增加，与没有制冷剂热交换器20的情况相比，制热能力提高。
实施方式3.
图12示出了本发明的实施方式3的制冷循环装置300的回路结构的一个例子，是表示制热运转时的制冷剂的流动的概略回路图。图13示出了制冷循环装置300的回路结构的一个例子，是表示制热除霜运转时的制冷剂的流动的概略回路图。根据图12和图13，对制冷循环装置300进行说明。此外，在实施方式3中以其与实施方式1、2的不同点为中心进行说明，对于与实施方式1、2相同的部分，标注相同符号并省略说明。另外，与实施方式1、2相同的构成部分适用的变形例也同样适用于本实施方式3。
制冷循环装置300与实施方式1的制冷循环装置100相同地设置于例如大楼、公寓等，通过进行蒸气压缩式的制冷循环运转，使用于其所设置的空调对象区域的制冷、制热。另外，制冷循环装置300具备能够连续制热运转的制冷剂回路。
＜制冷循环装置300的结构＞
制冷循环装置300的基本结构与实施方式1的制冷循环装置100的结构相同。
此外，制冷循环装置300在压缩机1的排出侧与第2热交换器4之间设置有开闭阀(第1开闭阀)8a，在制冷剂流路切换装置6与第2热交换器4之间设置有开闭阀(第2开闭阀)8b。
开闭阀8a、开闭阀8b被控制开闭，从而导通或不导通制冷剂。
＜制冷循环装置300的动作＞
(正常的制热运转时的制冷剂的流动)
在制冷循环装置300的正常的制热运转时，关闭开闭阀8a，打开开闭阀8b。由此，由压缩机1压缩成排出气体(B)而流出的高温高压的气体制冷剂在制冷剂配管中流动，通过制冷剂流路切换装置6和开闭阀8b而到达第2热交换器4的入口(H)。流入第2热交换器4的高温高压的气体制冷剂在第2热交换器4被冷却，成为高温高压的液体制冷剂(G)，向膨胀阀3b流入。由膨胀阀3b减压而变为中压的制冷剂从制冷剂容器5的配管52向制冷剂容器5的内部流入(F)。
在制冷剂容器5的内部，通过分支管21使在制冷剂热交换器20中流动的低温制冷剂与制冷剂容器5的内部的中温制冷剂进行热交换，成为饱和液体，经由配管51而从制冷剂容器5流出(E)。从制冷剂容器5流出的制冷剂由膨胀阀3a再进行减压，向第1热交换器2流入(D)。流入第1热交换器2的低温制冷剂在第1热交换器2被加热，以干度高的状态流出(C)。之后，经由制冷剂配管而向压缩机1的吸入部(A)流入。
由压缩机1压缩成排出气体(B)而流出的高温高压的气体制冷剂通过制冷剂配管而到达第1热交换器2的入口(C)。流入第1热交换器2的高温高压的气体制冷剂在第1热交换器2被冷却，成为高温高压的液体制冷剂(D)，向膨胀阀3a流入。由膨胀阀3a减压而变为中压的制冷剂从制冷剂容器5的配管51向制冷剂容器5的内部流入(E)。
在制冷剂容器5的内部，通过分支管21使在制冷剂热交换器20中流动的低温制冷剂与制冷剂容器5的内部的中温制冷剂进行热交换，成为饱和液体，经由配管52而从制冷剂容器5流出(F)。从制冷剂容器5流出的制冷剂由膨胀阀3b再进行减压，向第2热交换器4流入(G)。流入第2热交换器4的低温制冷剂在第2热交换器4被加热，以干度高的状态流出(H)。之后，经由制冷剂配管而向压缩机1的吸入部(A)流入。此外，旁通回路31的制冷剂的流动正如实施方式1所说明的那样。
(制热除霜运转时的制冷剂的流动)
当在外部空气温度低的条件下进行制热运转时，有时会在构成与外部空气进行热交换的第1热交换器2的翅片表面附着霜(结霜)。由于发生结霜，导致翅片之间堵塞。随着翅片之间堵塞，风量也逐渐下降。若风量下降，则制热能力会大大下降。因此，需要进行使霜融化的运转(除霜运转)。
在制冷循环装置300的制热除霜运转时，打开开闭阀8a，关闭开闭阀8b。由此，由压缩机1压缩成排出气体(B)而流出的高温高压的气体制冷剂在制冷剂配管中流动，分支成向开闭阀8a流入的制冷剂和向第1热交换器2流入的制冷剂。
向开闭阀8a流入的制冷剂在第2热交换器4散热而用作制热热源。
另一方面，向第1热交换器2流入的制冷剂用作使附着于第1热交换器2的霜融化的热源。
流出各热交换器的制冷剂流入到制冷剂容器5并合流。该制冷剂通过分支管21，由膨胀阀3c减压之后，在制冷剂热交换器20被加热，向压缩机1的吸入侧合流。
图14是表示制冷剂容器5的结构的一个例子的概略结构图。也可以使制冷剂容器5构成为如图14所示的结构。具体而言，在制冷剂容器5设置与制冷剂容器5的内部连通的气体回流配管24，在气体回流配管24设置开闭阀(第3开闭阀)8c，将气体回流配管24的一端利用配管连接于压缩机1的吸入侧。此外，气体回流配管24例如可以为与设置于一般的储液器内的U形管相同的结构。
如上，制冷循环装置300设有开闭阀8a、开闭阀8b，从而能够在继续制热运转的同时进行除霜运转。因此，根据制冷循环装置300，在除霜运转时，不用停止制热运转，因此舒适性提高。另外，在制冷循环装置300中，由于制冷剂存积于制冷剂容器5，因此能够抑制向压缩机1的液体回流。因此，根据制冷循环装置300，能够抑制可靠性的下降。
另外，通过使制冷剂容器5构成为图14所示的结构，能够使气体或干度高的制冷剂向压缩机1吸入。因此，根据具备图14所示的结构的制冷剂容器5的制冷循环装置300，能够更有效率地抑制向压缩机1的过度的液体回流。
以上，虽然在实施方式中分开地说明了本发明的特征，但具体的结构并不限定于这些实施方式，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行变更。另外，也可以根据用途、目的而适当组合各实施方式的特征事项。并且，如上所述并不特别限定使用于各实施方式的制冷循环装置的制冷剂，除了示例的制冷剂之外，也能够使用例如自然制冷剂(二氧化碳(CO2)、碳氢化合物、氦等)、不含氯的代替制冷剂(HFC410A、HFC407C、HFC404A等)、或者使用于已有的产品的氟利昂类制冷剂(R22、R134a等)的制冷剂。
附图标记说明
1压缩机，1a低级侧压缩机，1b高级侧压缩机，2第1热交换器，3膨胀阀，3a膨胀阀，3b膨胀阀，3c膨胀阀，3d膨胀阀，4第2热交换器，5制冷剂容器，6制冷剂流路切换装置，7内部热交换器，8a开闭阀，8b开闭阀，20制冷剂热交换器，21分支管，22分支管中间部，23合流配管，24气体回流配管，25合流部，30主回路，31旁通回路，32旁通回路，50控制装置，51配管，52配管，55第1压力传感器，56第2压力传感器，57第3压力传感器，100制冷循环装置，200制冷循环装置，300制冷循环装置。

Claims (12)

1.一种制冷循环装置，其特征在于，所述制冷循环装置具有：
制冷剂回路，其利用配管连接压缩机、制冷剂流路切换装置、第1热交换器、第1减压装置、制冷剂容器、第2减压装置、第2热交换器；以及
旁通回路，其将存积于所述制冷剂容器的内部的制冷剂的至少一部分经由第3减压装置、制冷剂热交换器引导到所述压缩机的吸入侧，
所述制冷剂热交换器设置在所述制冷剂容器的内部，并构成为使在所述旁通回路中流动的制冷剂和存积于所述制冷剂容器的内部的制冷剂进行热交换。
2.根据权利要求1所述的制冷循环装置，其特征在于，
通过所述第1减压装置和所述第2减压装置，使存积于所述制冷剂容器的制冷剂的压力为中间压力。
3.根据权利要求1或2所述的制冷循环装置，其特征在于，
通过所述第3减压装置，调节所述制冷剂热交换器中的交换热量。
4.根据权利要求3所述的制冷循环装置，其特征在于，
在使所述第1热交换器发挥冷凝器的作用、使所述第2热交换器发挥蒸发器的作用的情况下，
在所述第1减压装置的开度为上限值以上时，使所述第3减压装置的开度大于目前的开度，使所述第1减压装置的前后压差大于目前的压差。
5.根据权利要求4所述的制冷循环装置，其特征在于，
在所述第1减压装置的开度不在上限值以上、所述第2减压装置的开度为下限值以下时，使所述第3减压装置的开度小于目前的开度，使所述第2减压装置的前后压差大于目前的压差。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的制冷循环装置，其特征在于，
在所述压缩机的排出侧与所述第2热交换器之间设置第1开闭阀，
在所述制冷剂流路切换装置与所述第2热交换器之间设置第2开闭阀，
在使所述第1热交换器发挥蒸发器的作用、使所述第2热交换器发挥冷凝器的作用的情况下，
打开所述第1开闭阀，关闭所述第2开闭阀，
使从所述压缩机排出的制冷剂流到所述第1热交换器和所述第2热交换器双方，执行所述第1热交换器的除霜运转，并在所述制冷剂容器中合流后向所述压缩机的吸入侧流动。
7.根据权利要求6所述的制冷循环装置，其特征在于，
设置与所述制冷剂容器的内部连通的气体回流配管，在所述气体回流配管设置第3开闭阀，使所述气体回流配管的一端连接于所述压缩机的吸入侧。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的制冷循环装置，其特征在于，
所述压缩机包括低级侧压缩机和高级侧压缩机。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的制冷循环装置，其特征在于，
所述压缩机包括喷射压缩机。
10.根据权利要求8所述的制冷循环装置，其特征在于，
在所述制冷剂容器与所述第1减压装置之间设置内部热交换器，
使第1配管在所述制冷剂容器与所述内部热交换器之间分支，经由第4减压装置和所述内部热交换器而连接到所述低级侧压缩机与所述高级侧压缩机之间。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的制冷循环装置，其特征在于，
将连接所述第1减压装置和所述制冷剂容器的第1配管在所述制冷剂容器的内部的端部以及连接所述第2减压装置和所述制冷剂容器的第2配管在所述制冷剂容器的内部的端部都配置在比所述制冷剂容器的中心靠下侧的位置。
12.根据权利要求11所述的制冷循环装置，其特征在于，
使所述第1配管和所述第2配管在所述制冷剂容器的内部的端部的高度一致。
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