CN110709649A - 制冷循环装置 - Google Patents

Abstract

本发明所涉及的制冷循环装置是具备将压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器以及储能器通过配管串联连接而成并使非共沸制冷剂循环的制冷剂回路的制冷循环装置，具备：回油管，使存积于储能器的液体状的制冷剂中的制冷机油向压缩机返回；回油调整器，具有开闭阀，被设置于回油管上，并控制从储能器流向压缩机的制冷机油的量；以及除霜控制机构，当使制冷剂在制冷剂回路中循环而进行蒸发器的除霜的除霜运转开始时，进行使回油调整器处于关闭状态、并从开始除霜运转起到预先设定的待机设定时间后使回油调整器打开的控制。

Description

制冷循环装置

技术领域

本发明涉及制冷循环装置。特别涉及使用非共沸制冷剂作为制冷剂的装置中的除霜(defrost)。

背景技术

在制冷循环装置中，存在一种进行使从压缩机排出的气体(gas)状的制冷剂(热气)通过带有霜的蒸发器的除霜运转，来进行除霜的方法。例如，提出了一种在压缩机与蒸发器之间设置有热气旁通配管的制冷循环装置(例如，参照专利文献1)。而且，在除霜运转时，使从压缩机排出的热气经由热气旁通配管直接流入蒸发器。此时，进行基于所排出的制冷剂的排出过热度和排出压力的控制。

专利文献1：日本特开2014-119122号公报

这里，在制冷循环装置中，例如有时将混合有多种制冷剂的非共沸制冷剂用于制冷剂回路。非共沸制冷剂由于各制冷剂的沸点不同，所以难以获得高的排出温度。因此，在进行基于热气的除霜时，很难大量确保除霜所涉及的热量(除霜热量)，存在较费时间这一课题。

发明内容

本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于，提供一种实现将基于热气的除霜运转的时间缩短的制冷循环装置。

本发明所涉及的制冷循环装置是具备将压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器以及储能器通过配管串联连接而成并使非共沸制冷剂循环的制冷剂回路的制冷循环装置，具备：回油管，使存积于储能器的液体状的制冷剂中的制冷机油向压缩机返回；回油调整器，具有开闭阀，被设置于回油管上，控制从储能器流向压缩机的制冷机油的量；以及除霜控制机构，当使制冷剂在制冷剂回路中循环而进行蒸发器的除霜的除霜运转开始时，进行使回油调整器为关闭状态、并从开始除霜运转起到预先设定的待机设定时间后使回油调整器打开的控制。

根据本发明的制冷循环装置，由于在使用了混合有沸点不同的多种制冷剂的非共沸制冷剂的制冷剂回路中，当进行除霜运转时，除霜控制机构进行从开始除霜运转起在待机设定时间的期间预先关闭回油调整器、若经过待机设定时间则打开回油调整器的控制，所以能够积极地在储能器8贮存液体制冷剂。此时，由于将非共沸制冷剂中的排出温度较低的制冷剂作为液体制冷剂较多地残留于储能器，并使排出温度较高的制冷剂较多地从压缩机排出而能够较多地确保除霜热量，所以能够缩短除霜时间。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的制冷循环装置100的结构的图。

图2是对本发明的实施方式1的制冷循环装置100中的控制所涉及的处理的顺序进行说明的图。

图3是表示本发明的实施方式2所涉及的制冷循环装置100的结构的图。

图4是对本发明的实施方式4的制冷循环装置100中的控制所涉及的处理的顺序进行说明图。

图5是表示本发明的实施方式5所涉及的制冷循环装置100的结构的图。

图6是对本发明的实施方式5中的除霜运转时的回油调整器10的控制所涉及的处理的顺序进行说明的图。

具体实施方式

以下，一边参照附图一边对本发明的实施方式进行说明。这里，在以下的附图中，标注了相同的附图标记的部件是相同或与其相当的部件，这种情况在以下记载的实施方式的全文中是共通的。另外，说明书全文所示的构成要素的形态仅仅是例示，并不限定于这些记载。特别是构成要素的组合并不仅限定于各实施方式中的组合，能够将在其他实施方式中记载的构成要素适当地用于另外的实施方式。而且，对于温度、压力等的高低，尤其不是以与绝对的值的关系来决定高低，而是在系统、装置等中的状态、动作等中相对地决定。另外，对于用尾标区别等的多个同种设备等，特别是在无需进行区别、确定的情况下，有时会省略尾标等来进行记载。

实施方式1

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的制冷循环装置100的结构的图。基于图1，对制冷循环装置100的设备结构等进行说明。制冷循环装置100利用使制冷剂循环的制冷循环(热泵循环)，来进行对象空间的制冷、对象物的冷却等。在制冷循环装置100中，压缩机1、冷凝器4a、4b、膨胀阀6以及蒸发器7通过配管连接，构成制冷剂回路。这里，制冷剂回路并不限定于图1的结构。另外，蒸发器7被内置于冷却器壳体(未图示)。

这里，使用非共沸制冷剂作为制冷剂。非共沸制冷剂是混合了沸点不同的多个制冷剂而得到的制冷剂。多个制冷剂在制冷剂回路内的压力不同。压力较低的低压制冷剂由于比热比较小，所以与压力较高的高压制冷剂相比排出温度较低。因此，包括低压制冷剂的非共沸制冷剂与单一的高压制冷剂相比排出温度较低。这里，非共沸制冷剂可以具有可燃性，也可以不具有可燃性。非共沸混合制冷剂例如是R407C或R448A。非共沸混合制冷剂是R32、R125、R134a、R1234yf以及CO₂的混合制冷剂。也可以是满足R32的比例XR32(wt％)为33＜XR32＜39的条件、R125的比例XR125(wt％)为27＜XR125＜33的条件、R134a的比例XR134a(wt％)为11＜XR134a＜17的条件、R1234yf的比例XR1234yf(wt％)为11＜XR1234yf＜17的条件、CO₂的比例XCO₂(wt％)为3＜XCO₂＜9的条件、以及XR32、XR125、XR134a、XR1234yf及XCO₂的总和为100的全部条件的制冷剂。

＜压缩机1和油分离器2＞

压缩机1吸入制冷剂，并压缩所吸入的制冷剂而使其成为高温和高压的状态来排出。例如，具有变频电路，并具有通过控制压缩机1所具有的马达的转速而进行容量控制的结构。这里，在压缩机1中，因所吸入的气体制冷剂的隔热压缩引起的排出温度变得像比热比大的制冷剂那样高。油分离器2具有将与从压缩机1排出的气体状的制冷剂(气体制冷剂)一起被排出的制冷机油从气体制冷剂中分离的功能。而且，在油分离器2中被分离出的制冷机油从与压缩机1连接的毛细管(未图示)返回至压缩机1。

＜冷凝器4a、4b和蒸发器7＞

冷凝器4a和冷凝器4b例如在由冷凝器风扇5a和冷凝器风扇5b等供给的空气与制冷剂之间进行热交换，来将制冷剂冷凝液化。冷凝器4a和冷凝器4b经由止回阀3与油分离器2的排出侧连接。这里，在图1中，对两台冷凝器4a和冷凝器4b并联连接设置的情况进行了例示，但只要具有1台以上冷凝器即可。膨胀阀6成为将制冷剂减压而使其膨胀的节流装置(流量控制装置)。另外，蒸发器7在空气与制冷剂之间进行热交换，将制冷剂蒸发气化。送风风扇7a向蒸发器7输送空气，促进蒸发器7中的热交换。

＜储能器8＞

储能器8贮存从蒸发器7流出的液体状的制冷剂即液体制冷剂。储能器8通过配管连接在蒸发器7与压缩机1的吸入侧之间。因此，通过了储能器8的气体状的气体制冷剂被吸引至压缩机1而被压缩。另外，在储能器8的底部侧连接有回油管9。回油管9是使存积于储能器8的液体制冷剂中的制冷机油返回至压缩机1的配管。此时，不仅包含制冷机油，还包含少量的液体制冷剂。在回油管9上配置有回油调整器10。回油调整器10具有开闭阀，例如基于除霜控制机构30的指示来进行回油管9的开通或截断。若回油调整器10开通，则存积于储能器8的制冷机油和少量的液体制冷剂经由回油管9返回至压缩机1。

＜热气旁通回路＞

并且，制冷循环装置100具备热气旁通配管11、流量调整器12以及除霜控制机构30。热气旁通配管11是连接于压缩机1与蒸发器7之间并成为热气旁通流路的配管。热气旁通配管11在除霜运转时使从压缩机1排出的高温高压的气体制冷剂不经由冷凝器4a和冷凝器4b而直接向蒸发器7流入。

＜流量调整器12＞

流量调整器12调整在热气旁通配管11中流动的制冷剂的流量。流量调整器12例如具有并联连接的第1开闭阀12a和第2开闭阀12b。而且，通过第1开闭阀12a与第2开闭阀12b的开闭的组合，来调整在热气旁通配管11中流动的制冷剂的流量。具体而言，打开了第1开闭阀12a时的制冷剂的流量大于打开了第2开闭阀12b时流动的流量。因此，在打开了第1开闭阀12a并且关闭了第2开闭阀12b的情况下，第1制冷剂流量在热气旁通配管11中流动。另一方面，在打开了第1开闭阀12a与第2开闭阀12b双方时，比第1制冷剂流量多的第2制冷剂流量在热气旁通配管11中流动。

这里，在图1中，对流量调整器12由第1开闭阀12a和第2开闭阀12b构成的情况进行例示，但只要能够调整在热气旁通配管11中流动的制冷剂流量即可，其结构任意。例如，流量调整器12也可以由能够多级调整制冷剂流量的3个以上开闭阀构成。另外，也可以由能够连续调整开度的一个以上电动阀构成。

另外，成为流量调整阀的针阀13与第1开闭阀12a串联连接。针阀13相对于第1开闭阀12a被配置于蒸发器7侧。针阀13进行开度的调节以便不发生向压缩机1的制冷剂回液。例如，根据设置场所等，通过手动设定为规定的开度，以便在除霜控制时流动规定的流量的制冷剂。由此，能够基于设置场所的配管的长度等来调整开度，以便成为与现场状况对应的制冷剂流量。因此，能够缩短除霜运转的时间。这里，在图1中，对针阀13仅设置于第1开闭阀12a的后段的情况进行了例示，但也可以在第2开闭阀12b的后段也设置针阀13。另外，也可以仅在第2开闭阀12b的后段设置针阀13。

＜除霜控制机构30＞

除霜控制机构30控制流量调整器12的动作。除霜控制机构30例如具有控制装置31、存储装置32以及计时装置33。控制装置31是基于被输入的温度等数据来进行运算、判断等处理，从而控制压缩机1、回油调整器10等制冷循环装置100的设备的装置。另外，存储装置32是存储控制装置31进行处理所需要的数据的装置。而且，计时装置33是进行控制装置31的判断所需要的计时的计时器等装置。

这里，控制装置31例如由具有CPU(Central Processing Unit：中央处理器)等控制运算处理装置的微型计算机等构成。而且，存储装置32具有将控制装置31进行的处理顺序作为程序的数据。控制运算处理装置基于程序的数据执行处理来实现控制。但是并不限定于此，也可以由专用设备(硬件)构成各装置。

除霜控制机构30例如在通常冷却运转时使第1开闭阀12a与第2开闭阀12b双方关闭，以使制冷剂不在热气旁通配管11中流动。另一方面，当在除霜运转中除霜控制机构30进行的热气除霜控制时，基于通过热气旁通配管11的制冷剂的流量来控制第1开闭阀12a和第2开闭阀12b。例如，使第1开闭阀12a打开并且使第2开闭阀12b关闭，或使第1开闭阀12a与第2开闭阀12b双方打开。

这里，除霜控制机构30在热气除霜控制时进行以下控制：根据制冷剂状态检测机构20检测到的压缩机1的排出过热度SH和压缩机1的吸入压力Pin，来调整流量调整器12，从而调整在热气旁通配管11中流动的制冷剂流量。另外，在实施方式1中，对于回油调整器10，在开始除霜运转时预先设为使其关闭的状态，并在待机设定时间后进行使其打开的控制。

＜制冷剂状态检测机构20＞

制冷剂状态检测机构20检测从压缩机1排出的制冷剂的排出过热度SH和压缩机1的吸入压力Pin。制冷剂状态检测机构20具备排出温度传感器20a、吸入压力传感器20b以及高压温度传感器20c。排出温度传感器20a检测压缩机1排出的制冷剂的排出制冷剂温度。另外，吸入压力传感器20b检测压缩机1所吸入的制冷剂的吸入压力Pin。而且，高压温度传感器20c检测从油分离器2流出的制冷剂温度。另外，除霜控制机构30还作为制冷剂状态检测机构的一部分发挥功能。除霜控制机构30运算排出温度传感器20a检测到的排出制冷剂温度与高压温度传感器20c检测到的高压侧温度的差值，并检测为排出过热度SH。

＜储能器液体滞留量手段＞

作为使液体制冷剂滞留于储能器8的手段，除霜控制机构30在从除霜开始起到变为待机设定时间为止的期间使回油调整器10关闭。

＜除霜运转时的动作＞

这里，参照图1对除霜运转时的制冷循环装置100中的制冷剂的流动进行说明。首先，从压缩机1出来的制冷剂在油分离器2中被分离为制冷剂和油。从油分离器2流出的气体制冷剂分支为经由止回阀3向冷凝器4a和冷凝器4b侧流动的制冷剂、和向热气旁通配管11侧流动的制冷剂。这里，在通常冷却运转时流量调整器12关闭，使得制冷剂不通过热气旁通配管11。在除霜运转时，打开流量调整器12。根据控制，将第1开闭阀12a与第2开闭阀12b的至少一方打开。关于控制的详细内容将后述。

其后，在流量调整器12中流动的制冷剂通过蒸发器7内部。此时，通过制冷剂与附着于蒸发器7的霜的热交换来将霜溶化。由于在蒸发器7内将霜溶化了的制冷剂的一部分冷凝，所以在储能器8中被气液分离。离开了储能器8的气体制冷剂被向压缩机1吸入。另一方面，通过打开回油调整器10，使得存积于储能器8的液体制冷剂逐渐向压缩机1返回。

在蒸发器7中流动的制冷剂量越多，则为了除霜而供给的热量越多。因此，将附着于蒸发器7的霜溶化的时间变短。然而，若在蒸发器7中流动的制冷剂过多，则在蒸发器7内从气体制冷剂冷凝为液体制冷剂的制冷剂会大量流入至储能器8内。若超过能够存积于储能器8内的液体制冷剂的允许量，则液体制冷剂向压缩机1流入，成为压缩机1故障的原因。

这里，在非共沸制冷剂等混合制冷剂的情况下，对于被存积于储能器8内的液体制冷剂而言，容易蒸发的制冷剂先蒸发。例如，在以相同的压力条件存在液体制冷剂的情况下，由于高压制冷剂的蒸发温度较低，所以高压制冷剂比低压制冷剂先蒸发。因此，在制冷剂回路内循环的制冷剂的组成成为高压制冷剂变多的富高压制冷剂。由于沸点较高的高压制冷剂变多，所以压缩机1排出的制冷剂的排出温度容易上升。带有霜的蒸发器7与制冷剂的温度差扩大，成为除霜热量的蒸发器7中的制冷剂与霜的热交换量增加。

＜除霜运转时的热气除霜控制＞

图2是对本发明的实施方式1的制冷循环装置100中的控制所涉及的处理的顺序进行说明的图。由除霜控制机构30进行除霜运转时的热气除霜控制的处理。基于图1和图2来对制冷循环装置100的除霜控制机构30进行的热气除霜控制进行说明。

首先，在判断为需要除霜运转时、或在定期进行除霜运转时，使通常冷却运转结束(步骤ST1)。然后，通过抽吸(pump down)运转，进行规定时间的将残留于制冷剂回路内的制冷剂封入至冷凝器等的制冷剂回收(步骤ST2)。在制冷剂回收完成至后，使抽吸运转停止(步骤ST3)。此时，除霜控制机构30使回油调整器10的阀关闭而成为关闭状态。其后，使除霜运转开始(步骤ST10)。

若开始除霜运转，则除霜控制机构30使流量调整器12的第1开闭阀12a打开(步骤ST11)。第1制冷剂流量的制冷剂在热气旁通配管11中流动。

另外，与除霜运转的开始一起，除霜控制机构30以与以下的步骤分开的工序开始回油调整器10所涉及的计时(步骤ST11A)。然后，判断是否经过了预先决定的待机设定时间(步骤ST12A)。若判断为经过了待机设定时间，则打开回油调整器10的阀(步骤ST13A)。通过将回油调整器10的阀关闭至经过待机设定时间为止，使低压制冷剂的比例较多的液体制冷剂不向压缩机1返回，并且存积于储能器8，能够在从压缩机1排出的制冷剂中增多高压制冷剂的比例，与通常运转时的非共沸制冷剂的排出温度相比提高排出温度。

另外，制冷剂状态检测机构20检测压缩机1的排出过热度SH和吸入压力Pin(步骤ST12)。通过除霜控制机构30运算排出温度传感器20a检测到的排出制冷剂温度与高压温度传感器20c检测到的高压侧温度的差值，来检测排出过热度SH。另外，吸入压力Pin由吸入压力传感器20b检测。

然后，除霜控制机构30判断排出过热度SH大于设定过热度SHref并且吸入压力Pin小于设定压力Pref的期间是否持续了规定期间t1(步骤ST13)。这里，设定过热度SHref和设定压力Pref被预先存储于除霜控制机构30的存储装置32。另外，在实施方式1中，规定期间t1例如被设定为10秒。除霜控制机构30控制为持续将流量调整器12的第1开闭阀12a侧打开并将第2开闭阀12b关闭的状态下的除霜运转，直到变为满足步骤ST13中的条件为止。

在满足步骤ST13中的条件的情况下、即在图2中步骤ST13为是的情况下，除霜控制机构30使第2开闭阀12b打开(步骤ST14)。于是，在热气旁通配管11中流动的制冷剂的流量与仅打开第1开闭阀12a的情况相比变多。因此，能够实现除霜时间的缩短。

在步骤ST14的状态下，检测压缩机1的排出过热度SH和吸入压力Pin(步骤ST15)。然后，在除霜控制机构30中判断排出过热度SH为设定过热度SHref以下的期间、或吸入压力Pin为设定压力Pref以上的期间是否持续了规定期间t2(步骤ST16)。在实施方式1中，规定期间t2例如被设定为3秒。进行将流量调整器12的第1开闭阀12a与第2开闭阀12b双方打开的状态下的除霜运转直到满足步骤ST16的条件为止。即，在步骤ST16为否的情况下的路径中反复进行流程。

另一方面，在满足步骤ST16的条件的情况下、即在步骤ST16为是的情况下，判断为是产生向压缩机1回液的可能性的状态，并通过除霜控制机构30将第2开闭阀12b关闭(步骤ST17)。即，由于存在除霜所使用的制冷剂大量向储能器8内流入，并超过储能器8能够气液分离的允许量而向压缩机1返回液体制冷剂的担忧，所以关闭第2开闭阀12b，减少用于除霜的制冷剂的量。其后，进行上述的将第1开闭阀12a打开并关闭第2开闭阀12b的状态下的除霜运转(步骤ST12、ST13)。

对于除霜运转而言，在从上述的ST11到ST17为止的流程中由除霜控制机构30进行控制，反复进行该流程直至达到除霜运转停止条件为止。除霜运转停止条件是规定部位的温度上升至规定的温度以上。在实施方式1中，例如在蒸发器7的出口温度变为25℃以上的情况下停止除霜运转。这里，除霜运转停止条件能够根据制冷循环装置100的规格适当地设定。

这样，通过根据排出过热度SH和吸入压力Pin来调整在热气旁通配管11中流动的制冷剂流量，能够实现除霜运转的期间的缩短，并且能够可靠地防止向压缩机1的回液。即，在蒸发器7内流动的制冷剂量越多且制冷剂温度越高，则除霜热量也越多。因此，将附着于蒸发器7内部的霜溶化的时间也越短。然而，若向蒸发器7流动的制冷剂过多，则在蒸发器7内从气体冷凝为液体的液体制冷剂会大量进入至储能器8，导致超过能够在储能器8中气液分离的允许量，大量的液体制冷剂向压缩机1返回而成为压缩机1的故障的原因。在打开流量调整器12并且制冷剂在热气旁通配管11中流动的情况下，由于在制冷剂回路中流动的制冷剂循环量增加，所致导致向蒸发器7流动的制冷剂流量也变多。

在以往的制冷循环装置的情况下，不像图1所示的吸入压力传感器20b那样检测压缩机1的吸入侧的压力，而是检测压缩机1的排出侧的压力。而且，除霜控制机构30控制第1开闭阀12a和第2开闭阀12b的开闭，从而控制向蒸发器7流入的热气的量。该情况下，由于即使压缩机1的吸入压力Pin上升，只要压缩机1的排出压力Pout不上升，也不从打开第1开闭阀12a与第2开闭阀12b双方的状态切换为仅打开第1开闭阀12a的状态，所以导致除霜时向压缩机1的回液量增加。

这里，在实施方式1所涉及的制冷循环装置100中，在向压缩机1的回液较多的情况下，压缩机1的吸入压力Pin逐渐增加，且排出过热度SH逐渐减少。鉴于此，在吸入压力Pin变为设定压力Pref以上并且排出过热度SH变为设定过热度SHref以下的期间经过了规定期间的情况下，关闭第2开闭阀12b。通过关闭第2开闭阀12b，使得热气旁通配管11的制冷剂流量减少，向压缩机1的回液量减少。由此，能够防止因向压缩机1回液而引起的故障等。这里，规定期间例如被设定为3秒。

另外，在除霜时向压缩机1的回液量较少的情况下，压缩机1的吸入压力Pin减少，排出过热度SH增加。而且，在吸入压力Pin变得低于设定压力Pref并且排出过热度SH变得高于设定过热度SHref的期间经过了规定期间的情况下，作为即使增加制冷剂循环量也不会发生向压缩机1回液的状态而打开第2开闭阀12b。这样，由于制冷剂回路中的制冷剂循环量增加，所以向蒸发器7流动的制冷剂量增加而能够在短时间内进行除霜。

另外，通过使压缩机1的吸入压力Pin低于设定压力Pref而能够减少向压缩机1的液体返回量的理由如下所述。作为在除霜运转时用于热气制冷剂的冷凝的热源为下述3种。

i)冷却器壳体(包括现场配管)的显热

ii)结霜的显热

iii)结霜的潜热

通过设定压力Pref的设定并将压缩机1的吸入压力饱和温度保持为0℃以下，使得仅与小于0℃的物质的热交换量被用于热气制冷剂的冷凝。因此，对于上述i)～iii)能够进一步细化，

i)－1冷却器壳体的显热(－40℃～0℃)

i)－2冷却器壳体的显热(0℃～+20℃)

ii)－1结霜的显热(－40℃～0℃)

ii)－2结霜的显热(0℃～+20℃)

iii)结霜的潜热

但是，对于上述记载的温度而言，是从库内－40℃开始除霜并在壳体温度为+20℃时完成除霜的情况的例子。在上述中热气的冷凝所使用的热量仅为i)－1和ii)－1，其他的热量未被用于热气的冷凝，因此与以往相比，能够减少热气的冷凝量。

如以上那样，根据实施方式1的制冷循环装置100，由于在使用了混合有低压制冷剂与高压制冷剂的非共沸制冷剂的制冷剂回路中，当进行蒸发器7的除霜时，除霜控制机构30进行以下的控制：从开始除霜运转起，在待机设定时间的期间关闭回油调整器10，积极地在储能器8贮存液体制冷剂，若经过待机设定时间，则打开回油调整器10，所以能够将非共沸制冷剂中的低压制冷剂作为液体制冷剂较多地残留于储能器8，使排出温度较高的高压制冷剂较多地从压缩机1排出。因此，能够缩短除霜时间。

实施方式2

图3是表示本发明的实施方式2所涉及的制冷循环装置100的结构的图。在图3中，对于标注了与图1相同的附图标记的设备等进行与在实施方式1中说明的动作相同的动作。

＜系统截断阀40＞

在图3的制冷循环装置100中，在冷凝器4b的流入侧配置有系统截断阀40。通过系统截断阀40的开闭，能够选择使制冷剂向冷凝器4b流通或截断。这里，在图3中，例示了仅在一部分的冷凝器4b侧设置有系统截断阀40的情况，但并不限定于此。也可以在所有的冷凝器4a和冷凝器4b设置系统截断阀40，并且由除霜控制机构30选择要关闭的系统截断阀40。

除霜控制机构30在通常冷却运转时打开系统截断阀40，使制冷剂通过多个冷凝器4a和冷凝器4b来进行冷却运转。另外，在除霜运转时，除霜控制机构30在上述的图2的步骤ST11中使系统截断阀40关闭，来截断制冷剂向冷凝器4b的流通。

通过如实施方式2的制冷循环装置100那样在冷凝器4的流入侧配置系统截断阀40，使得实施方式2的制冷循环装置100在除霜运转时使制冷剂向热气旁通配管11流通，并且通过截断制冷剂向冷凝器4b的流通而使冷凝温度高于通常冷却运转时，能够缩短除霜时间。

实施方式3

在上述的实施方式1和实施方式2中，并没有特别提及，但例如也可以构成为：在步骤ST10中，当开始除霜运转时，除霜控制机构30停止所有的冷凝器风扇5。通过在除霜运转中停止冷凝器风扇5，来减少冷凝器4中的热交换量，由此能够减少在冷凝器4侧流动的制冷剂的量。

实施方式4

图4是对本发明的实施方式4的制冷循环装置100中的控制所涉及的处理的顺序进行说明的图。实施方式4的制冷循环装置100的设备等的结构与在实施方式1中说明的图1相同。

实施方式4的制冷循环装置100相对于实施方式1～实施方式3的制冷循环装置100，除霜控制机构30能够在除霜运转时控制压缩机1的运转频率。以下，以与实施方式1等不同的点为中心进行说明。

在实施方式4中，除霜控制机构30能够在除霜运转时进行使压缩机1的运转频率f增减的控制。除霜控制机构30在除霜运转开始时仅打开第1开闭阀12a，并且以预先设定的初始运转频率f0使压缩机1动作。而且，除霜控制机构30在使热气旁通配管11中的制冷剂流量恒定的状态下基于排出过热度SH和吸入压力Pin使运转频率f增减。

＜除霜运转时的热气除霜控制＞

接下来，参照图1和图4，对实施方式4的制冷循环装置100中的动作例进行说明。这里，图4的直到步骤ST20中的热气除霜开始为止的工序是与图2的直到热气除霜开始为止的工序(步骤ST1～ST3)相同的工序。在开始了热气除霜控制时，打开流量调整器12的第1开闭阀12a(步骤ST21)，制冷剂向热气旁通配管11流动。此时，在制冷剂状态检测机构20中检测压缩机1的排出过热度SH和吸入压力Pin(步骤ST22)。

对于除霜控制机构30而言，在除霜控制机构30中判断排出过热度SH为设定过热度SHref以下、或吸入压力Pin为设定压力Pref以下的期间是否持续了规定期间t3(步骤ST23)。设定过热度SHref和设定压力Pref被预先存储于除霜控制机构30。在步骤ST23的条件持续了规定期间t3的情况(步骤ST23为是的情况)下，使压缩机运转频率减少(步骤ST24)。在实施方式4中，规定期间t3例如被设定为3秒。而且，除霜控制机构30控制为持续将流量调整器12的第1开闭阀12a侧打开并且关闭第2开闭阀12b的状态下的除霜运转，直到满足步骤ST23的条件为止。

而且，在除霜控制机构30中判定排出过热度SH大于设定过热度SHref并且吸入压力Pin大于设定压力Pref的期间是否持续了规定期间t4(步骤ST25)。在实施方式4中，规定期间t4例如被设定为10秒。在不满足步骤ST25的条件的情况下、即在步骤ST25中为否的情况下，再次从步骤ST21反复进行。在满足步骤ST25的条件的情况下、即在步骤ST25中为是的情况下，除霜控制机构30进行压缩机1的运转频率f与压缩机1的最大运转频率fmax的对比(步骤ST26)，在压缩机1的运转频率f能够增速的情况下、即在步骤ST26中为是的情况下，控制为增速规定频率量(步骤ST27)。然后，再次从步骤ST21重复进行流程。若使压缩机1的运转频率f增加，则压缩机1的吸入压力Pin减少，排出过热度SH也减少。这里，在压缩机1的运转频率f为最大运转频率fmax的情况(步骤ST26为否的情况)下不进行增速，打开第2开闭阀12b(步骤ST28)。

在该状态下，检测压缩机1的排出过热度SH和吸入压力Pin(步骤ST29)。然后，判断排出过热度SH大于设定过热度SHref并且吸入压力Pin大于设定压力Pref的期间是否持续了规定期间t5(步骤ST30)。在实施方式4中，t5例如被设定为10秒。在满足上述条件的情况下、即在步骤ST30中为是的情况下，使压缩机1的运转频率f增速规定量(步骤ST31)。若使压缩机1的运转频率f增加，则压缩机1的吸入压力Pin减少，排出过热度SH也减少。在使压缩机1增速直后，重复进行从步骤ST28起的流程。这里，在已经达到最大运转频率fmax的情况下，持续最大运转频率fmax下的运转，反复进行从步骤ST28起的流程。

在不满足步骤ST30的条件的情况下、即在步骤ST30中为否的情况下，除霜控制机构30判断排出过热度SH为设定过热度SHref以下、或吸入压力Pin为设定压力Pref以下的期间是否持续了规定期间t6(步骤ST32)。在实施方式4中，规定期间t6例如被设定为3秒。在步骤ST32中为否的情况下，判断为尚未发生向压缩机1的回液，再次重复进行从ST28起的流程。在步骤ST32中为是的情况下，判定压缩机1的运转频率f是否最小(步骤ST33)。在压缩机1的运转频率f未达到最小运转频率fmin的情况下，减少压缩机运转频率(步骤ST34)。然后，反复进行从步骤ST28起的流程直到压缩机1的运转频率f达到最小运转频率fmin为止。另一方面，在运转频率f达到最小运转频率fmin的情况下，关闭第2开闭阀12b(步骤ST35)。

即，在打开了第1开闭阀12a与第2开闭阀12b双方的状态下，进行基于压缩机1的运转频率f的增减的制冷剂循环量的控制(步骤ST29～ST35)。然后，在产生了向压缩机1回液的可能性时，关闭第2开闭阀12b，再次在仅打开第1开闭阀12a的状态下进行热气除霜控制(步骤ST21～ST35)。

在从上述的步骤ST21到步骤ST35的流程中通过除霜控制机构30控制除霜运转，直至达到除霜运转停止条件为止反复进行其流程。除霜运转停止条件是规定部位的温度上升至规定的温度以上。在实施方式4中也与实施方式1相同，例如在蒸发器7的出口温度变为25℃以上的情况下停止除霜运转。这里，除霜运转停止条件能够根据制冷循环装置100的规格适当地设定。

这样，由于在除霜运转时，通过进行又流量调整器12对在热气旁通配管11中流动的制冷剂流量的控制、和被压缩机1吸入的制冷剂吸入量的控制双方，能够以最大限度的能力在不发生向压缩机1的回液状态的范围内进行热气除霜，所以能够进一步缩短除霜时间，并且能够可靠地防止向压缩机1的回液。

如以上那样，根据实施方式4的制冷循环装置100，由于能够在除霜运转时使压缩机1的频率增减，所以与实施方式1等的制冷循环装置100相比，能够增加除霜热量，能够进一步缩短除霜时间。

实施方式5

图5是表示本发明的实施方式5所涉及的制冷循环装置100的结构的图。在图5中，标注了与图1相同的附图标记的设备等进行与在实施方式1等中说明的动作相同的动作等。液面检测传感器21是检测存积于储能器8内的液体制冷剂的液面的高度方向上的位置的液面检测装置。

对于实施方式5的制冷循环装置100而言，除霜控制机构30在除霜运转时基于液面检测传感器21检测到的储能器8的液面的位置，来进行回油调整器10的控制。

＜热气除霜时的控制＞

除霜运转时的基本动作以与在实施方式1中说明的图2所示的顺序相同的顺序进行。在实施方式5的制冷循环装置100中，除霜运转时的回油调整器10的动作不同。实施方式5的制冷循环装置100不执行在实施方式1中说明的步骤ST11A～步骤ST13A的处理而进行以下的处理。

图6是对本发明的实施方式5中的除霜运转时的回油调整器10的控制所涉及的处理的顺序进行说明的图。图6中的处理由除霜控制机构30进行。在初始状态下，回油调整器10的阀关闭。若开始除霜运转中的热气除霜控制(步骤ST10)，则基于液面检测传感器21的检测，来判断储能器8的液面的位置(步骤ST41)。

对比检测所涉及的成为储能器8的液面的位置的检测液面位置、与预先设定的设定液面位置，来判断是否为设定液面位置＜检测液面位置(步骤ST42)。若判断为是设定液面位置＜检测液面位置，则判断设定液面位置＜检测液面位置的状态是否经过了预先设定的阀打开设定时间(步骤ST43)。这里，在实施方式5中，作为阀打开设定时间而设定10秒。若设定液面位置＜检测液面位置的状态持续了阀打开设定时间，则使回油调整器10的阀打开(步骤ST44)。而且，在除霜运转的期间，返回至步骤ST41而继续处理。

另一方面，在步骤ST42中，若判断为不是设定液面位置＜检测液面位置，则判断是否为检测液面位置＜设定液面位置(步骤ST45)。若判断为是检测液面位置＜设定液面位置，则判断检测液面位置＜设定液面位置的状态是否经过了预先设定的阀关闭设定时间(步骤ST46)。这里，在实施方式5中，作为阀关闭设定时间而设定3秒。若检测液面位置＜设定液面位置的状态持续了阀关闭设定时间，则使回油调整器10的阀关闭(步骤ST47)。在回油调整器10的阀已关闭的情况下，保持关闭的状态不变。而且，在除霜运转的期间，返回至步骤ST41而继续处理。这里，在步骤ST45中，若判断为不是检测液面位置＜设定液面位置(为设定液面位置＝检测液面位置)，则不进行回油调整器10的阀的切换，返回至步骤ST41继续处理。

如以上那样，由于在实施方式5的制冷循环装置100中，设置有液面检测传感器21，所以能够精密地掌握储能器8内的液面的位置。另外，由于除霜控制机构30判断存积于储能器8的液体制冷剂的液面的位置，并基于检测液面位置来进行回油调整器10的阀的开闭控制，所以能够向储能器8内贮存富低压的液体制冷剂。而且，由于能够排出更富高压的制冷剂，所以能够提高制冷剂的排出温度。

附图标记说明

1…压缩机；2…油分离器；3…止回阀；4、4a、4b…冷凝器；5、5a、5b…冷凝器风扇；6…膨胀阀；7…蒸发器；7a…送风风扇；8…储能器；9…回油管；10…回油调整器；11…热气旁通配管；12…流量调整器；12a…第1开闭阀；12b…第2开闭阀；13…针阀；20…制冷剂状态检测机构；20a…排出温度传感器；20b…吸入压力传感器；20c…高压温度传感器；21…液面检测传感器；30…除霜控制机构；31…控制装置；32…存储装置；33…计时装置；40…系统截断阀；100…制冷循环装置。

Claims (14)

1.一种制冷循环装置，具备将压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器以及储能器通过配管串联连接而成并使非共沸的制冷剂循环的制冷剂回路，其特征在于，

所述制冷循环装置具备：

回油管，使存积于所述储能器的液体状的所述制冷剂中的制冷机油向所述压缩机返回；

回油调整器，具有开闭阀，被设置于所述回油管上，并控制从所述储能器流向所述压缩机的所述制冷机油的量；以及

除霜控制机构，当使所述制冷剂在所述制冷剂回路中循环而进行所述蒸发器的除霜的除霜运转开始时，进行使所述回油调整器为关闭状态、并从开始除霜运转起到预先设定的待机设定时间后使所述回油调整器打开的控制。

2.一种制冷循环装置，具备将压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器以及储能器通过配管串联连接而成并使非共沸的制冷剂循环的制冷剂回路，其特征在于，

所述制冷循环装置具备：

回油管，使存积于所述储能器的液体状的所述制冷剂中的制冷机油向所述压缩机返回；

回油调整器，具有开闭阀，被设置于所述回油管上，并控制从所述储能器流向所述压缩机的所述制冷机油的量；

液面检测装置，检测存积于所述储能器的液体制冷剂的液面的高度方向所涉及的位置；以及

除霜控制机构，在使所述制冷剂在所述制冷剂回路中循环而进行所述蒸发器的除霜的除霜运转中，控制所述回油调整器的动作，以使所述液面检测装置的检测所涉及的检测液面位置成为预先设定的设定液面位置。

3.根据权利要求2所述的制冷循环装置，其特征在于，

若判断为所述检测液面位置持续预先设定的阀打开设定时间处于比设定液面位置高的位置，则所述除霜控制机构使所述回油调整器打开，若判断为所述检测液面位置持续预先设定的阀关闭设定时间处于比所述设定液面位置低的位置，则所述除霜控制机构使所述回油调整器关闭。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的制冷循环装置，其特征在于，还具备：

热气旁通配管，从所述压缩机的排出侧直接连接到所述蒸发器；

流量调整器，与所述热气旁通配管连接并调整在所述热气旁通配管中流动的所述制冷剂的流量；以及

制冷剂状态检测机构，检测从所述压缩机排出的所述制冷剂的排出过热度和所述压缩机的吸入压力，

在通常冷却运转时所述除霜控制机构使所述流量调整器关闭，在所述除霜运转时，所述除霜控制机构控制所述流量调整器，以便当所述除霜运转开始时第1制冷剂流量的所述制冷剂在所述热气旁通配管中流动，

在所述排出过热度大于设定过热度并且所述吸入压力低于设定压力的情况下，所述除霜控制机构控制所述流量调整器，以使在所述热气旁通配管中流动的制冷剂量比所述第1制冷剂流量增加。

5.根据权利要求4所述的制冷循环装置，其特征在于，

在所述除霜运转中，当所述排出过热度为所述设定过热度以下、或所述吸入压力为所述设定压力以上的情况下，所述除霜控制机构控制所述流量调整器，以使在所述热气旁通配管中流动的制冷剂量减少至所述第1制冷剂流量。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的制冷循环装置，其特征在于，还具备：

热气旁通配管，从所述压缩机的排出侧直接连接到所述蒸发器；

流量调整器，与所述热气旁通配管连接并调整在所述热气旁通配管中流动的所述制冷剂的流量；以及

制冷剂状态检测机构，检测从所述压缩机排出的所述制冷剂的排出过热度和所述压缩机的吸入压力，

所述除霜控制机构控制所述流量调整器，以便在除霜运转开始时第1制冷剂流量的所述制冷剂在所述热气旁通配管中流动，

在所述除霜运转中，当所述排出过热度为设定过热度以下、或所述吸入压力为设定压力以下的情况下，所述除霜控制机构进行使所述压缩机的运转频率减少的控制。

7.根据权利要求6所述的制冷循环装置，其特征在于，

在所述除霜运转中，当所述排出过热度大于设定过热度并且所述吸入压力大于设定压力的情况下，所述除霜控制机构使所述压缩机的运转频率增加，

在所述压缩机的运转频率为最大运转频率的情况下，所述除霜控制机构控制所述流量调整器，以使在所述热气旁通配管中流动的制冷剂量比所述第1制冷剂流量增加。

8.根据权利要求7所述的制冷循环装置，其特征在于，

当在所述除霜运转中使在所述热气旁通配管中流动的制冷剂量比所述第1制冷剂流量增加之后，在所述排出过热度为设定过热度以下、或所述吸入压力为设定压力以下的情况下，所述除霜控制机构使所述压缩机的运转频率减少，在所述压缩机的运转频率变为最小运转频率的情况下，所述除霜控制机构控制所述流量调整器，以使在所述热气旁通配管中流动的制冷剂量减少至所述第1制冷剂流量。

9.根据权利要求4～8中任一项所述的制冷循环装置，其特征在于，

所述流量调整器由相互并联连接的多个开闭阀构成，

所述除霜控制机构通过所打开的所述开闭阀的数量来控制在所述热气旁通配管中流动的所述制冷剂的流量。

10.根据权利要求4～9中任一项所述的制冷循环装置，其特征在于，

所述流量调整器具备：

第1开闭阀，通过被打开而使所述第1制冷剂流量向所述热气旁通配管流动；和

第2开闭阀，与所述第1开闭阀并联连接，

所述除霜控制机构通过打开所述第1开闭阀并关闭所述第2开闭阀，来使所述第1制冷剂流量向所述热气旁通配管流动，

所述除霜控制机构通过打开所述第1开闭阀和所述第2开闭阀，来使在所述热气旁通配管中流动的制冷剂量比所述第1制冷剂流量增加。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的制冷循环装置，其特征在于，

还具备将在所述冷凝器中流动的所述制冷剂截断的系统截断阀，

所述冷凝器在所述制冷剂回路中并列设置多台，

所述除霜控制机构在所述除霜运转中进行使所述系统截断阀关闭的控制。

12.根据权利要求1～11中任一项所述的制冷循环装置，其特征在于，

还具备向所述冷凝器进行送风的冷凝器风扇，

所述除霜控制机构在所述除霜运转开始时进行使所述冷凝器风扇停止的控制。

13.根据权利要求10所述的制冷循环装置，其特征在于，

所述流量调整器具备与所述第1开闭阀或所述第2开闭阀串联连接的流量调整阀。

14.根据权利要求4～8中任一项所述的制冷循环装置，其特征在于，

所述流量调整器由能够连续调整开度的电动阀构成。

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