CN116438414A - 冷冻装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无论气温高低都能够谋求节能化的冷冻装置。该冷冻装置具备压缩机(21)、冷凝器(22)、减压装置(32)以及蒸发器(31)，冷凝器(22)由小型冷凝器(23)和螺旋状的管(51)构成，在小型冷凝器(23)与螺旋状的管(51)之间具备减压器(50)，该减压器(50)用于将螺旋状的管(51)的入口的制冷剂的流速保持为预定流速以上，该减压器使制冷剂气化。

Description

冷冻装置

技术领域

本发明涉及一种将螺旋状的管用作冷凝器的一部分的冷冻装置。

背景技术

通常，公知一种将翅片管式的小型冷凝器和螺旋状的管组合而构成冷凝器的冷冻装置(例如参照专利文献1)。

在这种现有的冷冻装置中，利用小型冷凝器使气体制冷剂部分液化，使该部分液化的气体制冷剂流入螺旋状的管，在该管内，利用制冷剂的加速现象使该制冷剂伴随着减压以及焓减少而液化、冷却。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第5485602号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在现有的装置中，例如在设计成在气温较高的夏季利用小型冷凝器使气体制冷剂部分液化的情况下，例如到气温较低的冬季时，发生气体制冷剂在小型冷凝器中的液化被促进而气体制冷剂以相当大的比例液化的现象。当制冷剂以按该比例液化了的状态流入螺旋状的管时，由于螺旋状的管的入口处的流速较慢，因此在该管内无法获得制冷剂的充分的加速现象。因此，在管内伴随着减压以及焓减少的液化、冷却不充分，产生阻碍冷冻装置的节能化的问题。

本发明是为了消除上述现有的问题而完成的，其目的在于提供一种无论气温高低都能够谋求节能化的冷冻装置。

用于解决问题的方案

本发明的特征在于，具备压缩机、冷凝器、减压装置以及蒸发器，所述冷凝器由小型冷凝器和螺旋状的管构成，在所述小型冷凝器与所述螺旋状的管之间具备减压器，该减压器用于将所述螺旋状的管的入口的制冷剂的流速保持为预定流速以上，该减压器使制冷剂气化。

在本发明中，由于在所述小型冷凝器与所述螺旋状的管之间具备使制冷剂气化的减压器，因此，例如即使在气温较低时发生了气体制冷剂在小型冷凝器中的液化被促进而气体制冷剂以相当大的比例液化的现象，由于螺旋状的管的入口处的流速保持为预定流速以上，因此也能够在该管内获得制冷剂的充分的加速现象，在管内能够使制冷剂伴随着减压以及焓减少而充分地液化、冷却，能够谋求冷冻装置的节能化。

本发明的特征在于，所述预定流速为，在所述螺旋状的管中流动的制冷剂在该管内伴随着减压以及焓减少而液化、冷却的速度。

在本发明中，制冷剂在管内伴随着减压以及焓减少而充分地液化、冷却，能够谋求冷冻装置的节能化。

本发明的特征在于，所述减压器构成为，在气温较低时，使利用所述小型冷凝器液化了的制冷剂部分气化。

在本发明中，由于在气温较低时，使利用所述小型冷凝器液化了的制冷剂部分气化，因此，制冷剂在管内伴随着减压以及焓减少而充分地液化、冷却，能够谋求冷冻装置的节能化。

本发明的特征在于，所述小型冷凝器构成为，在气温较高时，使流入所述小型冷凝器的气体制冷剂部分液化。

在本发明中，由于在气温较高时，使流入所述小型冷凝器的气体制冷剂部分液化，因此，制冷剂在管内伴随着减压以及焓减少而充分地液化、冷却，能够谋求冷冻装置的节能化。

本发明的特征在于，所述减压器的内径为配管的内径的2倍以上。

在本发明中，由于所述减压器的内径为配管的内径的2倍以上，因此，例如即使在气温较低时发生了气体制冷剂在小型冷凝器中的液化被促进而气体制冷剂以相当大的比例液化的现象，由于螺旋状的管的入口处的流速保持为预定流速以上，因此也能够在该管内获得制冷剂的充分的加速现象，在管内能够使制冷剂伴随着减压以及焓减少而充分地液化、冷却，能够谋求冷冻装置的节能化。

发明的效果

在本发明中，能够在螺旋状的管内获得制冷剂的充分的加速现象，在管内能够使制冷剂伴随着减压以及焓减少而充分地液化、冷却，能够谋求冷冻装置的节能化。

附图说明

图1是表示本发明的冷冻装置的一实施方式的回路结构图。

图2是冷冻装置的Ph线图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。

在图1中，附图标记1表示空调装置(冷冻装置)。

该空调装置1通过利用R-134a的制冷剂用的配管40将室外机10和室内机30连接起来而构成。

室内机30具备翅片管式的蒸发器31和蒸发器用风扇31A。

室外机10具备压缩机21、翅片管式的小型冷凝器23、冷凝器用风扇23A、圆筒状的减压器50、卷绕为螺旋状的第1管51、卷径小于第1管51且卷绕为螺旋状的第2管52以及减压装置32。由小型冷凝器23、减压器50、卷绕为螺旋状的第1管51以及卷绕为螺旋状的第2管52构成冷凝器22。

此外，小型冷凝器23与不使用第1管51和第2管52的情况下的冷凝器相比较为小型，因此，在本实施方式中称作小型冷凝器23。

当然，小型冷凝器23也可以是与不使用第1管51和第2管52的情况下的冷凝器相同的大小。例如，在已有的室外机为具备压缩机、翅片管式的冷凝器、冷凝器用风扇以及减压装置的以往的类型的室外机的情况下，也可以在冷凝器与减压装置之间通过后安装的方式来组装圆筒状的减压器50、卷绕为螺旋状的第1管51以及卷径小于第1管51且卷绕为螺旋状的第2管52。

第1管51和第2管52以串联的方式连接，在从压缩机21排出并利用小型冷凝器23液化了的制冷剂到达减压装置32之前，利用制冷剂的加速现象，使该制冷剂伴随着减压以及焓减少而液化、冷却。

第2管52利用制冷剂的加速现象对经过了第1管51的制冷剂进行过冷却。第1管51、第2管52具备如下的功能：通过对制冷剂施加快速旋转，增加制冷剂的流速，从而对制冷剂进行冷却或者过冷却。

第1管51为将粗管卷绕为螺旋状的形态，其内径、匝数由压缩机21的排出容量、冷冻能力等各种规格决定，允许内径达到2～150mm，内径优选为2～50mm。第2管52为将细管卷绕为螺旋状的形态，其内径、匝数由压缩机21的排出容量、冷冻能力等各种规格决定，第2管52的内径设定为比第1管51的内径细。例如，在减压装置32的节流直径设为1mm左右的情况下，第2管52的内径优选为8～12mm。

在本实施方式中，以串联的方式各具备一个第1管51和第2管52，但也可以将第1管51和第2管52分别以串联的方式形成两组以上，以并联的方式连接各组而组装于制冷剂回路。

各第1管51和第2管52既可以将以卷绕方向不同的方式卷绕为螺旋状的管以串联的方式连接，还可以进一步将其以并联的方式连接。第2管52的制冷剂所通过的部分的截面积(在以并联的方式连接有多根管的情况下，为多根管的截面积的总和)小于第1管51的截面积。

此外，第1管51和第2管52、或者配管40的材质为高热导率的金属，例如铜。

图2是本实施方式的空调装置1的P-h线图。

在本实施方式中，当驱动压缩机21时，如图1的箭头所示，制冷剂依次流经小型冷凝器23、减压器50、第1管51以及第2管52，在经过减压装置32、蒸发器31之后，返回至压缩机21。

从压缩机21排出高温(40℃以上)高压(0.6MPa以上)的气体状的制冷剂(图2的点m～点i)，制冷剂到达小型冷凝器23，在此液化(图2的点i～点j)。利用小型冷凝器23液化了的制冷剂经过减压器50进入第1管51。以制冷剂流路的截面积来看时，以小型冷凝器23为基准，在第1管51中的制冷剂流路的截面积小于小型冷凝器23的截面积。

当制冷剂进入第1管51时，通过压缩机21的抽吸作用等，制冷剂加速(称作制冷剂的加速现象)，伴随着减压以及焓减少，液化量增加，制冷剂几乎液化(图2的点j～点k)。

在第1管51的排出侧成为中压的液体制冷剂。第1管51内的温度下降的主要原因在于，在第1管51内，作为热能的制冷剂的焓向动能转换，制冷剂的焓减少，导致发生静温度下降的现象。

在第1管51中成为中压的液体制冷剂的制冷剂进入第2管52。当几乎液化了的制冷剂进入第2管52时，通过压缩机21的抽吸作用等，制冷剂加速(称作制冷剂的加速现象)，伴随着减压以及焓减少，液化制冷剂被过冷却(图2的点k～点l)。在第2管52的排出侧，制冷剂被减压、冷却，成为低温的液体，压力也下降，成为低压液体。

第2管52内的温度下降的主要原因也与第1管51内的温度下降同样地在于，作为热能的制冷剂的焓向动能变换，焓减少，导致发生静温度下降的现象。

通过第2管52过冷却并且成为低温液体的制冷剂到达减压装置32，在此减压，并向蒸发器31输送。在蒸发器31中，通过等压、等温膨胀的吸热，制冷剂蒸发(图2的点l～点m)，由此冷冻循环结束。

另外，本发明的发明人等通过模拟获得了以下内容。

本模拟以在小型冷凝器23与第1管51之间未连接减压器50的状态进行。

例如，在气温较高的夏季等，设定为利用小型冷凝器23以“气：液＝20％：80％”(第1比例)使气体制冷剂部分液化。当制冷剂以该第1比例的状态流入第1管51时，第1管51的入口处的制冷剂的流速为“10～20m/s”(预定流速以上)。

若为该流速，则在第1管51内能够获得充分的加速现象，在第1管51内使制冷剂伴随着减压以及焓减少而充分地液化、冷却。

冷冻装置能够实现“15～20％”的节能化。

但是，在设定为在气温较高的夏季等以第1比例使制冷剂部分液化的情况下，例如到气温较低的冬季等时，由于较低的外部气温促进气体制冷剂在小型冷凝器23中的液化，液化以相当大的比例、例如“气：液＝5～10％：95～90％”(第2比例)进行。

第2比例与第1比例相比，液体的比例较高。

当制冷剂以液化进行至液体的比例较高的第2比例的状态流入第1管51时，第1管51的入口处的制冷剂的流速变慢，为“3～5m/s”，在第1管51内无法获得充分的加速现象。

此时的节能化为“5％”左右。

顺便一提，在使制冷剂以利用小型冷凝器23成为完全液化“气：液＝0％：100％”的状态流入到第1管51的情况下，第1管51的入口处的制冷剂的流速变得更慢，为“2m/s”，在第1管51内无法获得充分的加速现象。

此时的节能化为“5％”以下。

在利用小型冷凝器23以“气：液＝25％：75％”(第3比例)使气体制冷剂部分液化并且使第3比例的状态的制冷剂流入到第1管51的情况下，第1管51的入口处的制冷剂的流速为“25m/s”(预定流速以上)。

即使是该流速，也能够在第1管51内获得充分的加速现象，在第1管51内使制冷剂伴随着减压以及焓减少而充分地液化、冷却。

冷冻装置能够实现节能化。

上述的预定流速为，在第1管51中流动的制冷剂在第1管51内伴随着减压以及焓减少而有效地液化、冷却的流速。

在本实施方式中，如图1所示，在小型冷凝器23与第1管51之间连接有减压器50，该减压器50用于将第1管51的入口的制冷剂的流速保持为预定流速以上、例如“10～25m/s”，该减压器50使制冷剂气化。

减压器50的内径为减压器50的入口侧的、配管40A的内径的2倍以上，优选为2.5倍以上。

根据该制冷剂回路的结构，例如在气温较低的冬季等促进了气体制冷剂在小型冷凝器23中的液化时，制冷剂以液化至“气：液＝5～10％：95～90％”(第2比例)的状态暂时流入减压器50。

减压器50的内径为配管40的内径的2倍以上。因此，流入到减压器50的制冷剂在减压器50的内部被部分气化。

在减压器50中，为了将第1管51的入口的制冷剂的流速保持为预定流速以上、例如“10～25m/s”，将减压器50的出口的制冷剂气化至“气：液＝20％：80％”(第1比例)的状态。

上述的(第1比例)、(第2比例)、(预定流速)的各数值能够根据冷冻装置的结构适当地变更，并非被确定为唯一的数值。

此外，当减压器50的内径过大时，制冷剂的气体和液体的比例超过第1比例而呈气化倾向。当过于气化时，第1管51和第2管52中的、伴随着减压以及焓减少的液化、冷却变得不充分，无法谋求充分的节能化。

在本实施方式中，由于在小型冷凝器23与第1管51之间具备使制冷剂气化的减压器50，因此，例如即使在气温较低时发生了气体制冷剂在小型冷凝器23中的液化被促进而气体制冷剂以相当大的比例液化的现象，由于第1管51的入口处的流速保持为预定流速以上，因此在该第1管51内也能够获得制冷剂的充分的加速现象，在第1管51内使冷却剂伴随着减压以及焓减少而充分地液化、冷却，能够谋求冷冻装置的节能化。

以上基于一实施方式说明了本发明，但本发明并不限于应用于空调装置。例如，本发明的冷冻装置也可以应用于点式冷却器的冷冻回路。

附图标记的说明

1、空调装置(冷冻装置)；21、压缩机；22、冷凝器；23、小型冷凝器；31、蒸发器；32、减压装置；40、配管；50、减压器；51、卷绕为螺旋状的第1管(螺旋状的管)；52、卷绕为螺旋状的第2管。

Claims (5)

1.一种冷冻装置，其特征在于，

该冷冻装置具备压缩机、冷凝器、减压装置以及蒸发器，

所述冷凝器由小型冷凝器和螺旋状的管构成，

在所述小型冷凝器与所述螺旋状的管之间具备减压器，该减压器用于将所述螺旋状的管的入口的制冷剂的流速保持为预定流速以上，该减压器使制冷剂气化。

2.根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于，

所述预定流速为，在所述螺旋状的管中流动的制冷剂在该管内伴随着减压以及焓减少而液化、冷却的速度。

3.根据权利要求1或2所述的冷冻装置，其特征在于，

所述减压器构成为，在气温较低时，使利用所述小型冷凝器液化了的制冷剂部分气化。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的冷冻装置，其特征在于，

所述小型冷凝器构成为，在气温较高时，使流入所述小型冷凝器的气体制冷剂部分液化。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的冷冻装置，其特征在于，

所述减压器的内径为配管的内径的2倍以上。

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