CN112654823B - 热源装置以及制冷循环装置 - Google Patents
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Abstract
热源装置具备:螺杆压缩机,其具备螺杆转子、收容螺杆转子并与螺杆转子一起形成压缩室的外壳、以及将压缩室的第1压力部和压力比第1压力部低的第2压力部连接的旁通部;吸入传感器,其对螺杆压缩机所吸入的制冷剂的温度或者过热度进行检测;以及控制装置,在从螺杆压缩机起动起经过设定时间之前、并且吸入传感器的检测结果比第1设定值高时,执行使旁通部连通的控制。
Description
技术领域
本发明涉及具有螺杆压缩机的热源装置以及制冷循环装置。
背景技术
以往,公知有具有螺杆压缩机的热源装置(例如,参照专利文献1)。在专利文献1中,在热源装置起动时,进行电子膨胀阀的开度控制。
专利文献1:日本特开2007-85615号公报
在专利文献1中,通过控制电子膨胀阀的开度,使热源装置从起动时开始达到稳定运转。在专利文献1中,由于使大量的制冷剂循环,来使热源装置稳定,因此从起动热源装置起到热源装置变得稳定为止有时需要长时间。
发明内容
本发明是鉴于上述那样的课题而完成的,其目的在于获得能够实现从起动热源装置起到热源装置变得稳定为止的时间的短时间化的热源装置。
本发明所涉及的热源装置具备:螺杆压缩机,其具备螺杆转子、收容螺杆转子并与螺杆转子一起形成压缩室的外壳、以及将压缩室的第1压力部和压力比第1压力部低的第2压力部连接的旁通部;吸入传感器,其对螺杆压缩机所吸入的制冷剂的温度或者过热度进行检测;以及控制装置,在从螺杆压缩机起动起经过设定时间之前、并且吸入传感器的检测结果比第1设定值高时,执行使旁通部连通的控制。
本发明的热源装置在从螺杆压缩机起动起经过设定时间之前、并且吸入传感器的检测结果比第1设定值高时,通过连接压缩室的中压部和低压部来减小压缩比,从而使热源装置的动作稳定。因此,根据本发明的热源装置,能够实现从起动热源装置起到热源装置变得稳定为止的时间的短时间化。
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的一个例子的图。
图2是表示图1所记载的螺杆压缩机的一个例子的图。
图3是表示图2所记载的螺杆压缩机的压缩室的吸入工序的一个例子的图。
图4是表示图2所记载的螺杆压缩机的压缩室的压缩工序的一个例子的图。
图5是表示图2所记载的螺杆压缩机的压缩室的排出工序的一个例子的图。
图6是表示图2所记载的螺杆压缩机的滑阀位于第1位置时的一个例子的图。
图7是表示图6所记载的滑阀位于第2位置时的一个例子的图。
图8是表示图6所记载的滑阀位于第3位置时的一个例子的图。
图9是表示图6所记载的滑阀位于第1位置时的、滑阀与旁通开口部的关系的图。
图10是表示图6所记载的滑阀位于第2位置时的、滑阀与旁通开口部的关系的图。
图11是表示图6所记载的滑阀位于第3位置时的、滑阀与旁通开口部的关系的图。
图12是对图6所记载的滑阀位于第1位置时的、制冷循环装置的动作进行说明的图。
图13是对图6所记载的滑阀位于第2位置时的、制冷循环装置的动作进行说明的图。
图14是对图6所记载的滑阀位于第3位置时的、制冷循环装置的动作进行说明的图。
图15是表示图1所记载的制冷循环装置起动时的控制的一个例子的图。
图16是表示实施方式1的变形例1的图。
图17是表示实施方式1的变形例1的制冷循环装置起动时的控制的一个例子的图。
图18是表示本发明的实施方式2所涉及的螺杆压缩机的一个例子的图。
图19是表示实施方式2的制冷循环装置起动时的控制的一个例子的图。
图20是表示本发明的实施方式3所涉及的螺杆压缩机的一个例子的图。
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的实施方式进行说明。此外,各图中,对相同或者相当的部分标注相同的附图标记,适当省略或者简化其说明。另外,对于各图所记载的结构,其形状、大小以及配置等,在本发明的范围内能够适当变更。
实施方式1
[制冷循环装置]
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的制冷循环装置的一个例子的图。该实施方式的制冷循环装置100适用于对仓库等的冷却空间进行冷却的冷冻装置。此外,制冷循环装置100能够适用于对大厦等处进行空气调节的空气调和装置。制冷循环装置100具有热源装置200和负载装置400。热源装置200设置在冷却空间的外部,向负载装置400供给热。热源装置200例如设置在屋外,但也可以设置在机械室等。负载装置400设置在冷却空间的内部,对冷却空间进行冷却。负载装置400具有膨胀阀105、负载侧热交换器106以及负载侧送风机(省略图示)。膨胀阀105使制冷剂膨胀。膨胀阀105例如是能够调整开度的电子式膨胀阀,但也可以是不能调整开度的毛细管。此外,膨胀阀105也可以设置在负载装置400的外部。负载侧热交换器106使空气与制冷剂进行热交换。负载侧热交换器106是通过翅片和管而形成的翅片管式热交换器。负载侧热交换器106也可以是使水等热介质与制冷剂进行热交换的板式热交换器等。该实施方式的负载侧热交换器106作为使制冷剂蒸发的蒸发器发挥功能。负载侧送风机(省略图示)向负载侧热交换器106送风。通过负载侧送风机(省略图示)进行送风,从而与负载侧热交换器106进行了热交换的空气被排出到冷却空间。
热源装置200具有螺杆压缩机102和热源侧热交换器104。螺杆压缩机102压缩制冷剂。该实施方式的例子的螺杆压缩机102是二级单螺杆压缩机,具有螺杆转子3a、高压螺杆转子3b以及马达103。从电力供给源(未图示)经由变频器101向马达103供给电力,由此马达103动作。通过马达103动作,从而与马达103连接的螺杆转子3a和高压螺杆转子3b旋转,制冷剂被压缩。热源侧热交换器104是通过翅片和管形成的翅片管式热交换器。热源侧热交换器104也可以是使水等热介质与制冷剂进行热交换的板式热交换器等。该实施方式的热源侧热交换器104作为使制冷剂冷凝的冷凝器发挥功能。热源侧送风机(省略图示)向热源侧热交换器104送风。通过热源侧送风机(省略图示)进行送风,从而促进在热源侧热交换器104的热交换。另外,热源装置200具有控制装置110和传感器类。控制装置110也可以设置在热源装置200的外部,例如能够设置在负载装置400的内部等。控制装置110通过具备CPU、存储各种数据的RAM、存储用于进行运转控制的程序等的ROM(均未图示)的微型计算机等而形成。控制装置110进行制冷循环装置100的整体的控制。控制装置110例如进行膨胀阀105和螺杆压缩机102等的控制。热源装置200所具备的传感器类具有对吸入至螺杆压缩机102的制冷剂的温度进行检测的吸入温度传感器、对吸入至螺杆压缩机102的制冷剂的压力进行检测的吸入压力传感器、对螺杆压缩机102所排出的制冷剂的温度进行检测的排出温度传感器、以及对螺杆压缩机102所排出的制冷剂的压力进行检测的排出压力传感器等。此外,吸入温度传感器或者吸入压力传感器相当于本实施方式的“吸入传感器”。螺杆压缩机102所吸入的制冷剂的过热度,例如根据由吸入温度传感器所检测到的温度、和吸入压力传感器所检测到的压力计算的饱和气体温度来计算。
[制冷剂回路]
热源装置200和负载装置400通过制冷剂配管连接,由此形成制冷剂回路109。制冷剂回路109通过用制冷剂配管连接螺杆压缩机102、热源侧热交换器104、膨胀阀105以及负载侧热交换器106而形成,供制冷剂循环。在螺杆压缩机102被压缩的高温高压的制冷剂,在热源侧热交换器104冷凝而放热。在热源侧热交换器104冷凝了的制冷剂在膨胀阀105膨胀。在膨胀阀105膨胀了的制冷剂在负载侧热交换器106蒸发而从空气吸热,冷却空气。在负载侧热交换器106蒸发了的制冷剂被吸入到螺杆压缩机102,再次被压缩。
[螺杆压缩机]
图2是表示图1所记载的螺杆压缩机的一个例子的图。如图2所示,在形成螺杆压缩机102的筒状的外壳10的内部,具备马达103、螺杆转子3a、高压螺杆转子3b、螺杆轴4、闸转子6a以及高压闸转子6b。另外,在外壳1的内部设置有分隔低压侧和高压侧的隔壁(未图示)。在具有螺杆转子3a的低压压缩部被压缩的制冷剂被排出到中间室11。中间室11的制冷剂在具有高压螺杆转子3b的高压压缩部被压缩,并从设置在外壳10的排出口(省略图示)被排出。马达103具有固定在外壳1的内部的定子2a、和设置在定子2a的内侧的马达转子2b。螺杆转子3a以及高压螺杆转子3b与马达转子2b彼此设置在同一轴线上。螺杆转子3a以及高压螺杆转子3b与马达转子2b通过螺杆轴4连接。在螺杆转子3a的外周面形成有形成压缩室5a的多个螺旋状的压缩槽,在高压螺杆转子3b的外周面形成有形成高压压缩室5b的多个螺旋状的压缩槽。闸转子6a具有与形成在螺杆转子3a的外周面的压缩槽啮合的多个齿。高压闸转子6b具有与形成在高压螺杆转子3b的外周面的压缩槽啮合的多个齿。压缩室5a通过外壳10的内周面、螺杆转子3a以及闸转子6a等而形成。高压压缩室5b通过外壳10的内周面、高压螺杆转子3b以及高压闸转子6b等而形成。螺杆转子3a和高压螺杆转子3b通过马达转子2b的旋转从而被旋转驱动。通过螺杆转子3a的旋转,从而闸转子6a的齿在螺杆转子3a的压缩槽的内侧相对地移动。通过高压螺杆转子3b的旋转,从而高压闸转子6b的齿在高压螺杆转子3b的压缩槽的内侧相对地移动。通过上述的动作,压缩室5a和高压压缩室5b分别将吸入行程、压缩行程以及排出行程作为一个循环而重复该循环。
[螺杆压缩机的动作]
图3是表示图2所记载的螺杆压缩机的压缩室的吸入工序的一个例子的图。图4是表示图2所记载的螺杆压缩机的压缩室的压缩工序的一个例子的图。图5是表示图2所记载的螺杆压缩机的压缩室的排出工序的一个例子的图。在图3~图5中,着眼于用点的阴影示出的压缩室5a,对压缩工序进行说明。图3示出了吸入行程中的压缩室5a的状态。如果螺杆转子3a沿实线箭头的方向旋转,那么如图4所示压缩室5a的容积缩小。并且,如果螺杆转子3a旋转,那么如图5所示压缩室5a与排出部12连通。在压缩室5a被压缩的高压的制冷剂从排出部12被排出。从排出部12被排出的制冷剂被吸入到高压压缩室5b,而被进一步压缩。此外,高压压缩室5b由于与压缩室5a相同地压缩制冷剂,因此省略说明。
图6是表示图2所记载的螺杆压缩机的滑阀位于第1位置时的一个例子的图。图7是表示图6所记载的滑阀位于第2位置时的一个例子的图。图8是表示图6所记载的滑阀位于第3位置时的一个例子的图。图9是表示图6所记载的滑阀位于第1位置时的、滑阀与旁通开口部的关系的图。图10是表示图6所记载的滑阀位于第2位置时的、滑阀与旁通开口部的关系的图。图11是表示图6所记载的滑阀位于第3位置时的、滑阀与旁通开口部的关系的图。图12是对图6所记载的滑阀位于第1位置时的、制冷循环装置的动作进行说明的图。图13是对图6所记载的滑阀位于第2位置时的、制冷循环装置的动作进行说明的图。图14是对图6所记载的滑阀位于第3位置时的、制冷循环装置的动作进行说明的图。如图6~图8所示,螺杆压缩机102具有滑阀7。滑阀7用于在过渡运转等时进行动作。滑阀7能够滑动地设置在外壳10的内部。滑阀7经由连结棒8而与活塞等驱动装置9连接。驱动装置9例如利用了通过气压或者油压来驱动的活塞,但也可以通过马达等驱动。通过对驱动装置9进行驱动,从而滑阀7在螺杆转子3a的旋转轴方向上滑动移动。滑阀7与外壳10的内周面一起形成压缩室5a的一部分。即,如图9~图11所示,在外壳10形成有旁通开口部70。旁通开口部70是以将压缩室5a的成为中压的中压部、和压缩室5a的成为低压的低压部接通的方式在外壳10形成的孔。低压部与压缩室5a吸入制冷剂的吸入部连通,中压部与低压部连通,由此吸入容积变小。滑阀7沿轴向移动,由此调整旁通开口部70的开口面积。通过调整旁通开口部70的开口面积,从而调整压缩室5a吸入制冷剂的吸入容积。此外,本实施方式的滑阀7虽然是构成为2个滑阀7同时滑动移动的结构,但滑阀7也可以是1个。滑阀7也可以是3个以上。旁通开口部70相当于本实施方式的“旁通部”,滑阀7相当于本实施方式的“调整部”。此外,旁通开口部70只要以将第1压力部和压力比第1压力部低的第2压力部连接的方式形成即可。通过连通压力高的部分和压力低的部分从而能够减小压力比。
该实施方式的滑阀7在图6所示的第1位置、图7所示的第2位置以及图8所示的第3位置这3个位置移动。如图9所示,滑阀7在图6所示的第1位置覆盖旁通开口部70的大部分,理想的是完全堵塞旁通开口部70。通过将滑阀7设置在第1位置,由此压缩室5a的吸入容积成为最大。如图12所示,通过使压缩室5a的吸入容积成为最大,从而基于压缩室5a的压缩比成为最大。
如图10所示,滑阀7在图7所示的第2位置使旁通开口部70的大部分开口。通过将滑阀7设置在第2位置,由此与滑阀7设置在第1位置时相比,压缩室5a的吸入容积变小。如图13所示,通过使压缩室5a的吸入容积变小,从而基于压缩室5a的压缩比变小。
如图11所示,滑阀7在图8所示的第3位置使旁通开口部70开口中等程度。通过将滑阀7设置在第2位置,由此与滑阀7设置在第1位置时相比,压缩室5a的吸入容积变小,并且与滑阀7设置在第3位置时相比,压缩室5a的吸入容积变大。即,在本实施方式的例子中,通过将滑阀7设置在第2位置,由此压缩室5a的吸入容积成为中等程度。如图14所示,通过使压缩室5a的吸入容积成为中等程度,从而基于压缩室5a的压缩比成为中等程度。此外,滑阀7并不限定为在3个位置移动,也可以在2个位置移动。滑阀7也可以在4个以上的位置移动。即,只要通过使滑阀7移动从而能够使吸入容积变化即可。此外,在正常运转时滑阀7通常位于吸入容积成为最大的第1位置。
图15是表示图1所记载的制冷循环装置起动时的控制的一个例子的图。即,本实施方式的制冷循环装置100在起动后直到经过设定时间为止执行图15的控制,在经过了设定时间后转移至通常控制。此外,在制冷循环装置100适用于冷冻装置时,虽然根据配管的长度而不同,但执行数十分钟左右的图15的控制。这是因为存在当封入在制冷循环装置100的制冷剂的量多时,直到制冷剂回路的制冷剂的状态变得稳定为止需要长时间的情况。例如,在气温高的地域或者在气温高的时期等,当长时间停止了制冷循环装置100的动作时,直到低压制冷剂的状态变得稳定为止需要长时间。这是因为封入在低压配管并被加热的制冷剂的量变多。本实施方式的制冷循环装置100在起动时利用螺杆压缩机102所吸入的制冷剂的过热度即吸入SH,执行滑阀7的控制。本实施方式的例子的制冷循环装置100具有阈值A、阈值B以及阈值C这3个阈值。阈值A、阈值B以及阈值C预先被设定,并且例如存储在控制装置110。3个阈值的关系是阈值A>阈值B>阈值C。通过使阈值A>阈值B>阈值C从而能够抑制振荡。
在图15的步骤S1中,比较吸入SH是否比阈值A高。当在步骤S1中吸入SH为阈值A以下时,进入步骤S4。当在步骤S1中吸入SH比阈值A高时,判断为过渡运转,进入步骤S2。在步骤S2中,滑阀7变为图10所示的第2位置。当在步骤S3中吸入SH比阈值A高时,返回步骤S2。如果在步骤S3中吸入SH变为阈值A以下,那么进入步骤S4。
在步骤S4中,比较吸入SH是否比阈值B高。当在步骤S4中吸入SH为阈值B以下时,进入步骤S7。当在步骤S4中吸入SH比阈值B高时,进入步骤S5。在步骤S5中,滑阀7变为图11所示的第3位置。在步骤S6中,比较吸入SH是否比阈值C高。当在步骤S6中吸入SH比阈值C高时,返回步骤S5。如果在步骤S6中吸入SH变为阈值C以下,那么进入步骤S7。在步骤S7中,滑阀7变为图9所示的第1位置,返回步骤S1。
如上述那样,本实施方式的制冷循环装置100在起动时的吸入气体温度高时调整滑阀7的位置,来减小螺杆压缩机102的压缩容积。通过在起动时的吸入气体温度高时,减小螺杆压缩机102的压缩容积,由此能够使从螺杆压缩机102排出的制冷剂的温度降低。通过使从螺杆压缩机102排出的制冷剂的温度降低,从而能够抑制螺杆转子3a、高压螺杆转子3b的烧伤等。并且,根据本实施方式,能够在热源装置200起动后短时间内使冷却对象达到目标温度。
另外,在本实施方式中,在正常运转时滑阀7位于第1位置,并且在过渡运转时滑阀移动到吸入容积变小的第2位置、或者吸入容积比第2位置大并且吸入容积比第1位置小的第3位置。通过逐步地调整吸入容积,从而能够使冷却能力逐步地提高,因此能够实现降温(pull down)运转时间的短时间化。
例如,本实施方式的例子的螺杆压缩机102是二级螺杆压缩机,当起动时的吸入气体温度高时,调整滑阀7的位置来减小压缩室5a的压缩容积,高压压缩室5b的压缩容积则不改变。通过减小压缩室5a的压缩容积而不改变高压压缩室5b的压缩容积,由此如图13所示,作为图2所示的中间室11的压力的中间压降低。即,具有螺杆转子3a的低压压缩部的压缩比变低,具有高压螺杆转子3b的高压压缩部的压缩比变高。通过低压压缩部的压缩比的变低,从而低压压缩部的排出温度降低。由此高压压缩部的吸入气体温度降低,高压压缩部的排出温度降低。此外,在具有对中间室11进行喷射的结构的情况下,在低压压缩部的排出温度的降低量小的情况下,以使高压压缩部的排出温度收敛于预先设定的设定范围内的方式对中间室11进行液体喷射即可。通过进行向中间室11的液体喷射,从而能够抑制高压压缩部的吸入过热度的上升,并且能够将高压压缩部的排出温度设在设定范围内。此外,对于向中间室11的喷射,只要能够使高压压缩部的排出温度降低即可,例如可以是节能器(economizer)的过冷却中所使用的制冷剂、在油分离器分离来冷却的油等。
如上述那样,本实施方式的例子的热源装置200具备:螺杆压缩机102,其具备螺杆转子3a、收容螺杆转子3a并与螺杆转子3a一起形成压缩室5a的外壳10、以及将压缩室5a的第1压力部和压力比第1压力部低的第2压力部连接的旁通部;吸入传感器,其对螺杆压缩机102所吸入的制冷剂的温度或者过热度进行检测;以及控制装置110,在从螺杆压缩机102起动起经过设定时间之前、并且吸入传感器的检测结果比第1设定值高时,执行使旁通部连通的控制。根据本实施方式,在起动热源装置200后,使旁通部连通来减小压缩室5a的压缩比,由此使热源装置200的动作稳定,因此能够实现起动热源装置200后到热源装置200的动作变得稳定为止的时间的短时间化。在本实施方式的例子中,热源装置200起动后到经过设定时间为止,与通常控制时相比,减小压缩室5a的压缩比。例如,在本实施方式的例子中,热源装置200起动后到经过设定时间为止,以使旁通开口部70变为最大的方式使滑阀7移动,从而使压缩室5a的压缩比最小。并且,根据本实施方式,能够可靠地实现热源装置200起动后的热源装置200的动作的稳定化。并且,根据本实施方式,能够在热源装置200起动后短时间内使冷却对象达到目标温度。
例如,在经过设定时间之前的第1时刻t1经过之前,无论吸入传感器的检测结果如何,控制装置110都执行使旁通部连通的控制。在热源装置200起动时,无条件地减小压缩比,由此能够使热源装置200的起动稳定。此外,本实施方式的热源装置200也可以具备:螺杆压缩机102,其具备螺杆转子3a、收容螺杆转子3a并与该螺杆转子3a一起形成压缩室5a的外壳10、以及将压缩室5a的第1压力部和压力比该第1压力部低的第2压力部连接的旁通部;和控制装置110,在从螺杆压缩机102起经过第1时刻t1之前,执行使旁通部连通的控制。在热源装置200起动时,无条件地减小压缩比,由此能够使热源装置200的起动稳定。
另外,例如,热源装置200设置有多个旁通部。另外,例如,热源装置200设置有偶数个旁通部。另外,例如,热源装置200在隔着螺杆转子3a成为线对称的位置设置有一对旁通部。通过采用设置有多个旁通部的结构,从而能够增大压缩比的调整量。另外,通过采用设置有多个旁通部的结构,从而能够将压缩比的调整量设为例如多级等细微的调整量。另外,通过同时控制一对旁通部,从而使得压缩室5a的举动变得稳定。
另外,例如,热源装置200还具备设置在旁通部且调整压缩室5a的压缩比的调整部。通过采用能够调整压缩室5a的压缩比的结构,从而能够使热源装置200的起动更加稳定。另外,能够在热源装置200起动后短时间内使冷却对象达到目标温度。
另外,例如,当吸入传感器的检测结果是比第1设定值高的第2设定值时,控制装置110控制调整部以使压缩比成为第1压缩比,当吸入传感器的检测结果比第1设定值高并且比第2设定值低时,控制装置110控制调整部以使压缩比成为比第1压缩比小的第2压缩比。通过采用根据吸入传感器的检测结果来调整压缩比的结构,从而能够在热源装置200起动后,短时间内使冷却对象达到目标温度。
另外,例如,旁通部具有以连接第1压力部和第2压力部的方式在外壳10形成的旁通开口部70,调整部具有滑阀7,该滑阀7在覆盖旁通开口部70而使第1压力部和第2压力部不连通的第1位置、和不覆盖旁通开口部70的至少一部分而使第1压力部和第2压力部连通的第2位置滑动移动。通过采用利用滑阀7来调整压缩比的结构,从而能够减少不降低压缩比进行运转时所不需要的死容积。
另外,例如,螺杆压缩机102是具有隔壁的二级螺杆压缩机,该隔壁将收容有压缩室5a的低压侧、和收容有将在压缩室5a被压缩的制冷剂进行压缩的高压压缩室5b的高压侧进行分隔。当螺杆压缩机102是二级螺杆压缩机时,能够在低压侧执行调整压缩比的控制,能够在高压侧执行调整排出时机的控制,因此能够使起动时的控制稳定。并且,能够在热源装置200起动后短时间内使冷却对象达到目标温度。
另外,例如,第2压力部与压缩室5a吸入制冷剂的吸入部连通。将吸入部和压力比吸入部高的部分连通的结构由于成为调整吸入容积的结构,因此与将压缩过程中的压缩室彼此连通的结构相比,能够使压缩工序的动作稳定。
另外,例如,制冷循环装置100具有热源装置200和与热源装置200连接的负载装置400。本实施方式的热源装置200在适用于与负载装置400连接的配管长度变长的冷却仓库等时效果显著。这是因为当存积在制冷循环装置100的制冷剂的量多时,在制冷循环装置100起动后,难以使制冷剂的状态稳定并且需要长时间。此外,在气温高的地域或者在气温高的时期,在制冷循环装置100停止时,存积在制冷剂配管的制冷剂的温度变高,因此由本实施方式的热源装置200产生的效果变得更加显著。
此外,本实施方式不限定于在上述中说明的内容。
例如,在上述中,进行了关于二级单螺杆压缩机的说明,但本实施方式能够适用于二级双螺杆压缩机、单级单螺杆压缩机、单级双螺杆压缩机等。即,本实施方式能够适用于能够调整压缩部的压缩比的压缩机。
另外,例如,在上述中,对在起动时利用吸入SH来执行滑阀7的控制的例子进行了说明,但也可以代替吸入SH,利用吸入气体温度来进行滑阀7的控制。另外,也可以利用吸入SH和吸入气体温度来进行起动时的滑阀7的控制。
[变形例1]
另外,例如,图16是表示实施方式1的变形例1的图。图17是表示实施方式1的变形例1的制冷循环装置起动时的控制的一个例子的图。如图16和图17所示,变形例1在起动时利用低压压力和吸入气体温度来执行滑阀7的控制。本实施方式的例子的制冷循环装置100具有阈值D、阈值E以及阈值F这3个阈值。阈值D、阈值E以及阈值F被预先设定,并且例如存储在控制装置110。3个阈值的关系是阈值D>阈值E>阈值F。通过使阈值D>阈值E>阈值F,从而能够抑制振荡。
如图16所示,阈值D、阈值E以及阈值F是根据吸入气体温度和低压压力而决定的值。在吸入SH相同的情况下,低压压力越高,吸入气体温度越高。
因此,如果低压压力变高那么排出气体温度也变高,螺杆转子3a、高压螺杆转子3b烧伤的可能性变大。在低压压力高的情况下,需要降低吸入SH的上限。因此,利用吸入气体温度与低压压力的关系来控制滑阀7,由此与实施方式1相比,在低压低时将滑阀7设为第1位置而能够运转的范围扩大。通过扩大将滑阀7设为第1位置而能够运转的范围,从而提高制冷循环装置100的效率,能够高效地对冷却对象进行冷却。
接下来对变形例1的动作进行说明。在图17的步骤S21中,比较吸入气体温度是否比阈值D高。当在步骤S21中吸入气体温度为阈值D以下时,进入步骤S24。当在步骤S21中吸入气体温度比阈值D高时,判断为过渡运转,进入步骤S22。在步骤S22中,滑阀7变为图10所示的第2位置。当在步骤S23中吸入气体温度比阈值D高时,返回步骤S22。如果在步骤S23中吸入气体温度变为阈值D以下,那么进入步骤S24。
在步骤S24中,比较吸入气体温度是否比阈值E高。当在步骤S24中吸入气体温度为阈值E以下时,进入步骤S27。当在步骤S24中吸入气体温度比阈值E高时,进入步骤S25。在步骤S25中,滑阀7变为图11所示的第3位置。在步骤S26中,比较吸入气体温度是否比阈值F高。当在步骤S26中吸入气体温度比阈值F高时,返回步骤S25。如果在步骤S26中吸入气体温度变为阈值F以下,那么进入步骤S27。在步骤S27中,滑阀7变为图9所示的第1位置,返回步骤S21。
[变形例2]
另外,例如,变形例2的制冷循环装置100在起动后在执行图15的控制之前减小压缩室5a的吸入容积。即,在制冷循环装置100起动后的到第1时刻t1为止的准备时间,无论吸入SH的大小如何都减小压缩室5a的吸入容积。然后,制冷循环装置100在经过准备时间后经过设定时间为止执行图15的控制。如变形例2那样,在制冷循环装置100起动后,到经过准备时间为止,无条件地减小压缩室5a的吸入容积,由此能够进一步减少螺杆转子3a、高压螺杆转子3b的烧伤等可能性。此外,准备时间为比设定时间短的时间,例如当设定时间为数十分钟时,准备时间是比数分钟还短的时间。
实施方式2
图18是表示本发明的实施方式2所涉及的螺杆压缩机的一个例子的图。图19是表示实施方式2的制冷循环装置起动时的控制的一个例子的图。此外,在图18中,对与图6相同的结构标注相同的附图标记,省略或者简化说明。本实施方式的例子的螺杆压缩机102具有第1驱动装置90a、第1连结棒80a、第1滑阀70a、第2驱动装置90b、第2连结棒80b以及第2滑阀70b。即,实施方式1是2个滑阀7同时滑动移动的结构,实施方式2是第1滑阀70a和第2滑阀70b各自独立地滑动移动的结构。
接下来,对实施方式2的螺杆压缩机102的动作进行说明。在图19的步骤S11中,比较吸入SH是否比阈值A高。当在步骤S11中吸入SH为阈值A以下时,进入步骤S14。当在步骤S11中吸入SH比阈值A高时,判断为过渡运转,进入步骤S12。在步骤S12中,第1滑阀70a和第2滑阀70b变为图10所示的第2位置。当在步骤S13中吸入SH比阈值A高时,返回步骤S12。如果在步骤S13中吸入SH变为阈值A以下,那么进入步骤S14。
在步骤S14中,比较吸入SH是否比阈值B高。当在步骤S14中吸入SH为阈值B以下时,进入步骤S17。当在步骤S14中吸入SH比阈值B高时,进入步骤S15。在步骤S15中,第1滑阀70a和第2滑阀70b中的一方变为图9所示的第1位置,另一方不从图10所示的第2位置移动。在步骤S16中,比较吸入SH是否比阈值C高。当在步骤S16中吸入SH比阈值C高时,返回步骤S15。如果在步骤S16中吸入SH变为阈值C以下,那么进入步骤S7。在步骤S7中,第1滑阀70a和第2滑阀70b变为图9所示的第1位置,返回步骤S11。
如上述那样,根据实施方式2,第1滑阀70a和第2滑阀70b分别为滑动移动的结构,因此通过采用能够使第1滑阀70a和第2滑阀70b每一个在第1位置和第2位置移动的结构,从而能够对压缩室5a的吸入容积进行三级调整。即,实施方式1为能够对每一个滑阀7进行三级位置的复杂机构,与此相对,实施方式2为能够对第1滑阀70a和第2滑阀70b分别进行两级位置调整的简单机构。
此外,本实施方式不限定于在上述中说明的内容。例如,通过采用实施方式2的第1滑阀70a和第2滑阀70b分别以多级方式滑动移动的结构,从而能够细微地控制压缩室5a的吸入容积。例如,如果第1滑阀70a和第2滑阀70b分别构成为能够位于图9所示的第1位置、图10所示的第2位置以及图11所示的第3位置,那么能够对吸入容积进行五级以上的调整。即,第1滑阀70a和第2滑阀70b的组合为第2位置和第2位置、第2位置和第3位置、第3位置和第3位置、第3位置和第1位置、第1位置和第1位置这五级。也可以使第1滑阀70a所调整的调整量和第2滑阀70b所调整的调整量不同。通过细微地调整压缩室5a的吸入容积,从而能够细微地调整冷却能力,因此能够实现降温运转时间的短时间化。
实施方式3
图20是表示本发明的实施方式3所涉及的螺杆压缩机的一个例子的图。此外,在图20中,对与图1相同的结构标注相同的附图标记,省略或者简化说明。本实施方式的螺杆压缩机102具有连接配管170和旁通阀172。连接配管170相当于本实施方式的“旁通部”,旁通阀172相当于本实施方式的“调整部”。
连接配管170连接压缩室5a的成为中压的中压部和压缩室5a的成为低压的吸入部。此外,连接配管170只要连接压缩室5a的第1压力部和压力比该第1压力部低的第2压力部即可。旁通阀172设置在连接配管170,对在连接配管170流动的制冷剂的流量进行调整。通过调整旁通阀172的开度,从而能够调整压缩室5a的吸入容积。即,如果增大旁通阀172的开度,那么压缩室5a的吸入容积变小。
如上述那样,在本实施方式的螺杆压缩机102中,旁通部具有将第1压力部和第2压力部连接的连接配管170,调整部具有设置在连接配管170并对在连接配管170流动的制冷剂的流动进行调整的旁通阀172。通过采用具有连接配管170和旁通阀172的结构,从而提高压缩比的调整自由度。另外,本实施方式能够适用于具有吸入容积被固定的内部容积比可变机构的螺杆压缩机。
本发明不限定于上述的实施方式,在本发明的范围内能够进行各种改变。即,可以适当地改进上述的实施方式的结构,另外,也可以将至少一部分代替为其他的结构。并且,对其配置没有特别限定的构成要件并不局限于在实施方式中公开的配置,能够配置在能够实现其功能的位置。
例如,能够组合实施方式1或者实施方式2、和实施方式3。即,螺杆压缩机也可以是具有通过滑阀7来调整压缩室5a的吸入容积的结构、和通过连接配管170与旁通阀172来调整压缩室5a的吸入容积的结构的压缩机。
附图标记说明
1…外壳;2a…定子;2b…马达转子;3a…螺杆转子;3b…高压螺杆转子;4…螺杆轴;5a…压缩室;5b…高压压缩室;6a…闸转子;6b…高压闸转子;7…滑阀;8…连结棒;9…驱动装置;10…外壳;11…中间室;12…排出部;70…旁通开口部;70a…第1滑阀;70b…第2滑阀;80a…第1连结棒;80b…第2连结棒;90a…第1驱动装置;90b…第2驱动装置;100…制冷循环装置;101…变频器;102…螺杆压缩机;103…马达;104…热源侧热交换器;105…膨胀阀;106…负载侧热交换器;109…制冷剂回路;110…控制装置;170…连接配管;172…旁通阀;200…热源装置;400…负载装置。
Claims (11)
1.一种热源装置,其特征在于,
所述热源装置具备:
螺杆压缩机,其具备螺杆转子、收容所述螺杆转子并与该螺杆转子一起形成压缩室的外壳、形成在所述外壳并且将所述压缩室的第1压力部即中压部和所述压缩室的压力比该第1压力部低的第2压力部即与所述压缩室吸入制冷剂的吸入部连通的低压部连接的旁通部、以及设置在所述旁通部且调整所述压缩室的压缩比的调整部;
吸入传感器,其对所述螺杆压缩机所吸入的制冷剂的温度或者过热度进行检测;以及
控制装置,在从所述螺杆压缩机起动起经过设定时间之前、并且所述吸入传感器的检测结果比第1设定值高时,执行使所述旁通部连通的控制,
所述旁通部通过使所述调整部沿着所述螺杆转子的旋转轴方向滑动移动来调整开口面积。
2.根据权利要求1所述的热源装置,其特征在于,
在经过所述设定时间之前的经过第1时刻之前,无论所述吸入传感器的检测结果如何,所述控制装置都执行使所述旁通部连通的控制。
3.根据权利要求1或2所述的热源装置,其特征在于,
设置有多个所述旁通部。
4.根据权利要求3所述的热源装置,其特征在于,
设置有偶数个所述旁通部。
5.根据权利要求3所述的热源装置,其特征在于,
在隔着所述螺杆转子成为线对称的位置设置有一对所述旁通部。
6.根据权利要求1或2所述的热源装置,其特征在于,
当所述吸入传感器的检测结果是比所述第1设定值高的第2设定值时,所述控制装置控制所述调整部以使所述压缩比成为第1压缩比,当所述吸入传感器的检测结果比所述第1设定值高并且比所述第2设定值低时,所述控制装置控制所述调整部以使所述压缩比成为比第1压缩比小的第2压缩比。
7.根据权利要求1或2所述的热源装置,其特征在于,
所述旁通部具有以连接所述第1压力部和所述第2压力部的方式形成在所述外壳的旁通开口部,
所述调整部具有滑阀,该滑阀在覆盖所述旁通开口部而使所述第1压力部和所述第2压力部不连通的第1位置、和不覆盖所述旁通开口部的至少一部分而使所述第1压力部和所述第2压力部连通的第2位置滑动移动。
8.根据权利要求1或2所述的热源装置,其特征在于,
所述旁通部具有连接所述第1压力部和所述第2压力部的连接配管,
所述调整部具有设置在所述连接配管并对在该连接配管流动的制冷剂的流动进行调整的旁通阀。
9.根据权利要求1或2所述的热源装置,其特征在于,
所述螺杆压缩机具有隔壁,该隔壁对收容有所述压缩室的低压侧、和收容有将在所述压缩室被压缩的制冷剂进行压缩的高压压缩室的高压侧进行分隔。
10.一种热源装置,其特征在于,
所述热源装置具备:
螺杆压缩机,其具备螺杆转子、收容所述螺杆转子并与该螺杆转子一起形成压缩室的外壳、形成于所述外壳并且将所述压缩室的第1压力部即中压部和所述压缩室的压力比该第1压力部低的第2压力部即与所述压缩室吸入制冷剂的吸入部连通的低压部连接的旁通部、以及设置在所述旁通部且调整所述压缩室的压缩比的调整部;和
控制装置,在从所述螺杆压缩机起动起经过第1时刻之前,执行使所述旁通部连通的控制,
所述旁通部通过使所述调整部沿着所述螺杆转子的旋转轴方向滑动移动来调整开口面积。
11.一种制冷循环装置,其特征在于,
所述制冷循环装置具有:
权利要求1~10中任一项所述的热源装置;和
负载装置,其与所述热源装置连接。
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