CN1842683A - 冷冻装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冷冻装置。在制冷剂回路(1E)设置吸入侧三通切换阀(102)，该吸入侧三通切换阀(102)将室内热交换器(41)、冷藏热交换器(45)及冷冻热交换器(51)和压缩机(2)的流路切换成制冷剂量可变，以使制冷剂在室内热交换器(41)、冷藏热交换器(45)及冷冻热交换器(51)中在不同温度下蒸发。

Description

冷冻装置
技术领域
本发明涉及一种冷冻装置，特别涉及包括空调热交换器和冷却热交换器的冷冻装置，该空调热交换器用以空调室内，该冷却热交换器用以冷却库内。
背景技术
至今为止，进行制冷循环的冷冻装置被众所周知，将室内制冷和制暖的空调机、和储存食品等的冷藏库等作为冷却机被广泛利用。在这种冷冻装置中，有既进行空气调节，又进行冷藏的装置，例如，具备空调热交换器及冷却热交换器等多个利用侧热交换器，被设置在方便商店等中的装置。这种冷冻装置，通过仅设置一个冷冻装置，就能够既进行店内的空调，又进行陈列柜等的冷却，例如，如专利第3253283号公报和特开2003-75022号公报所示。
上述以往的冷冻装置，包括多个压缩机，通过在向上述空调热交换器输送制冷剂的压缩机和向冷却热交换器输送制冷剂的压缩机之间给予蒸发压力的差，来使制冷剂在空调热交换器和冷却热交换器中在不同温度下蒸发。这样一来，能够切换流路，仅进行空调，仅进行冷藏，或进行将空调和冷藏组合在一起的各种运转。
但是，在上述以往的冷冻装置中，若在空调热交换器的气体侧设置蒸发压力调整阀的话，则即使不在不同的压缩机之间给予蒸发压力的差，也能够切换各种运转，将空调热交换器内的蒸发压力一直保持为设定值或设定值以上，使制冷剂在空调热交换器和冷却热交换器中在不同温度下蒸发。因此，能够简化制冷剂回路。
但是，在空调热交换器的气体侧另外设置蒸发压力调整阀，存在这样的问题：部品件数增加，制造成本变高，同时，压力损失增加。
发明内容
鉴于上述各点，本发明的目的在于：通过简单的结构，来使空调热交换器和冷却热交换器之间的蒸发压力差可变，效率良好地进行各个运转切换。
本发明提出的解决手段如下。
具体地说，第1解决手段是以这样的冷冻装置为对象，包括：制冷剂回路(1E)，由压缩机(2)、热源侧热交换器(4)、膨胀机构、用以空调室内的第1热交换器(41)和用以冷却库内的第2热交换器(45、51)连接而成。
并且，上述制冷剂回路(1E)，包括流量调整器(102)，将第1热交换器(41)及第2热交换器(45、51)、和压缩机(2)的流路切换成制冷剂量可变，以使制冷剂在上述第1热交换器(41)和上述第2热交换器(45、51)中在不同温度下蒸发。
在上述解决手段中，通过流量调整器(102)，一边将第1热交换器(41)的蒸发温度保持为高于第2热交换器(45、51)的蒸发温度，一边切换流路，来进行各个运转切换。
第2解决手段是以这样的冷冻装置为对象，包括：制冷剂回路(1E)，由压缩机(2)、热源侧热交换器(4)、膨胀机构、在第1温度下蒸发的第1热交换器(41)和在第2温度下蒸发的第2热交换器(45、51)连接而成。
并且，在上述制冷剂回路(1E)中，上述第1热交换器(41)和第2热交换器(45、51)并联连接，在压缩机(2)的吸入侧具备有流量调整器(102)，该流量调整器(102)将从第1热交换器(41)及第2热交换器(45、51)流向压缩机(2)的制冷剂量切换成可变。
在上述解决手段中，设置在压缩机(2)的吸入侧的流量调整器(102)，通过切换制冷剂量，使在并联连接的第1热交换器(41)及第2热交换器(45、51)中，制冷剂在分别不同的温度下蒸发，来进行各个运转切换。
第3解决手段是在上述第1或第2解决手段的基础上，上述流量调整器为由压缩机(2)的吸入管(6)、和第1热交换器(41)及第2热交换器(45、51)连接而成的可调整流量的切换阀(102)。
在上述解决手段中，冷冻装置，能够通过操作切换阀(102)，来一边保持第1热交换器(41)和第2热交换器(45、51)之间的蒸发温度的差，一边切换流路，来进行各个运转。
—效果—
因此，根据本案的解决手段，通过流量切换阀(102)，一边将第1热交换器(41)的蒸发温度保持为高于第2热交换器(45、51)的蒸发温度，一边切换流路。所以，即使不在多个压缩机之间给予蒸发压力的差，不另外设置压力调整阀，冷冻装置也能够效率良好地进行各个运转切换。
附图的简单说明
图1为示出了实施例所涉及的冷冻装置的制冷剂回路的回路图。
图2为示出了冷气运转时的制冷剂流动的制冷剂回路图。
图3为示出了冷气运转时的制冷剂流动的制冷剂回路图。
图4为示出了冷气冷冻运转时的制冷剂流动的制冷剂回路图。
图5为示出了冷气冷冻运转时的制冷剂变化的焓熵图。
图6为示出了暖气运转时的制冷剂流动的制冷剂回路图。
图7为示出了第1暖气冷冻运转时的制冷剂流动的制冷剂回路图。
图8为示出了第2暖气冷冻运转时的制冷剂流动的制冷剂回路图。
图9为示出了第3暖气冷冻运转时的制冷剂流动的制冷剂回路图。
图10为示出了第3暖气冷冻运转时的制冷剂变化的焓熵图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例加以详细说明。另外，下述实施例为在性质上适于本发明的例子，本发明并不刻意限制其适用物和用途的范围。
如图1所示，本实施例所涉及的冷冻装置(1)，为设置在方便商店和超市中，用以进行为库内的陈列柜(图中没有示出)的冷却和为室内的店内的制冷和供暖的装置。
上述冷冻装置(1)，具有室外机组(1A)、室内机组(1B)、冷藏机组(1C)和冷冻机组(1D)，包括进行蒸气压缩式制冷循环的制冷剂回路(1E)。并且，该制冷剂回路(1E)，具备有增压机组(1F)。室内机组(1B)、冷藏机组(1C)和冷冻机组(1D)并联连接。并且，上述制冷剂回路(1E)构成为在冷气循环和暖气循环之间切换。
上述室内机组(1B)，构成为进行切换冷气运转和暖气运转，例如，被设置在出售处等。并且，上述冷藏机组(1C)，被设置在冷藏用陈列柜中，冷却该陈列柜的库内空气。上述冷冻机组(1D)，被设置在冷冻用陈列柜中，冷却该陈列柜的库内空气。
<室外机组>
上述室外机组(1A)，包括：变频(inverter)压缩机(2)、四路切换阀(3A)、喷出侧三通切换阀(101)、作为流量调整器的吸入侧三通切换阀(102)、为热源侧热交换器的室外热交换器(4)和节热器(economizer)用热交换器(103)。
上述变频压缩机(2)，例如，由密闭型螺旋式压缩机构成，电动机构成为进行变频器控制，使容量可阶段性地或连续地变化。上述变频压缩机(2)的喷出管(5)连接在喷出侧三通切换阀(101)的第1接口。变频压缩机(2)的运转容量控制，一直被控制在室内机组(1B)侧的制冷剂压力固定不变。在后述的室内热交换器(41)及室外热交换器(4)成为凝缩器的热回收运转时，将室内热交换器(41)内的压力控制为固定不变。另外，变频压缩机(2)也可以由涡型压缩机构成。
上述室外热交换器(4)的气体侧端部(变频压缩机(2)侧的端部)，通过室外气体管(9)，连接在从上述喷出侧三通切换阀(101)的第2接口延伸的管道及从四路切换阀(3A)的第2接口延伸的管道的连接部上。在上述室外热交换器(4)的液体侧端部设置有暖气用电子膨胀阀(104)，而且为液体线(line)的第1液体管(10a)的一端和第2液体管(10b)的一端连接在该暖气用电子膨胀阀(104)上。暖气用电子膨胀阀(104)，在室外热交换器(4)成为蒸发器的暖气时将制冷剂减压。此控制是根据由后述的吸入温度传感器(67)获得的变频压缩机(2)的吸入加热度进行的。第1液体管(10a)连接在接受器(receiver)(14)的入口。上述节热器用热交换器(103)的第1流路(105)连接在第2液体管(10b)上。
另外，上述室外热交换器(4)，例如，为交叉散热片式翅片管型热交换器，室外风扇(4F)设置在其附近。
上述变频压缩机(2)的吸入管(6)，连接在吸入侧三通切换阀(102)的第1接口。吸入侧三通切换阀(102)的第3接口，通过关闭阀(20)连接在低压气体管(15)。
上述四路切换阀(3A)的第1接口，连接在从喷出侧三通切换阀(101)的第3接口延伸的管道及后述的连通管(21)的连接部。从四路切换阀(3A)的第3接口延伸的管道，连接在吸入侧三通切换阀(102)的第2接口。从四路切换阀(3A)的第4接口延伸的管道，通过关闭阀(20)连接在连接气体管(17)。
上述四路切换阀(3A)，构成为在ON状态(参照图2的实线)和OFF状态(参照图2的虚线)之间切换，该ON状态为从喷出侧三通切换阀(101)的第3接口延伸的管道及连通管(21)的连接部、和连接气体管(17)连通，且从室外气体管(9)及喷出侧三通切换阀(102)的第2接口延伸的管道的连接部、和从吸入侧三通切换阀(102)的第2接口延伸的管道连通的状态，该OFF状态为从喷出侧三通切换阀(101)的第3接口延伸的管道及连通管(21)的连接部、和室外气体管(9)连通，且连接气体管(17)和吸入侧三通切换阀(102)的第2接口延伸的管道连通的状态。
上述连接气体管(17)、低压气体管(15)和连接液体管(19)，从室外机组(1A)向外部延长，在室外机组(1A)内分别设置有关闭阀(20)。
上述节热器用热交换器(103)，包括第1流路(105)和第2流路(106)。从第1流路(105)的一端延伸的管道连接在上述接受器(14)的出口，另一端连接在从上述连接液体管(19)及接受器(14)的入口延伸的管道的连接部。第2流路(106)的一端通过止逆阀(7)连接在变频压缩机(2)的中间压力部(图中没有示出)，另一端通过节热器用电子膨胀阀(107)连接在从接受器(14)的入口朝着连接液体管(19)延伸的管道的连接部。通过这样的结构，从接受器(14)的出口出来的液体制冷剂，在通过节热器用热交换器(103)的第1流路(105)一次后，在节热器用电子膨胀阀(107)被减压，在通过第2流路(106)时由上述第1流路(105)内的制冷剂在低压状态下过冷却后，该低压制冷剂被导向变频压缩机(2)的中间压力部。节热器用电子膨胀阀(107)的控制，是结合过冷却度和变频压缩机(2)的喷出管(5)的制冷剂温度进行的。另外，通过上述止逆阀(7)来防止来自变频压缩机(2)的中间压力部的制冷剂的逆流。通过将该被过冷却的低压制冷剂导入变频压缩机(2)的中间压力部，来防止变频压缩机(2)的过热。
在接受器(14)的入口的第1液体管(10a)侧和节热器用热交换器(103)的第1流路(105)侧分别设置有止逆阀(7)，构成为制冷剂仅朝着接受器(14)的入口流动。并且，在从接受器(14)的入口延伸的管道和节热器用热交换器(103)的第1流路(105)侧之间设置有凝缩压力调整阀(108)。在暖气运转时，外气温度较低的情况下，通过此凝缩压力调整阀(108)防止室内机组(1B)侧的制冷剂不足。
为辅助线(line)的连通管(21)连接在从上述四路切换阀(3A)的第1接口延伸的管道及从喷出侧三通切换阀(101)的第3接口延伸的管道的连接部、和从连接液体管(19)朝着接受器(14)延伸的管道之间。在该连通管(21)设置有带弹簧的止逆阀(109)。带弹簧的止逆阀(109)，一般不工作，构成为防止在运转停止时接受器(14)充满了液体状制冷剂的情况下，关闭各个阀时的液体泄漏的现象。
<室内机组>
上述室内机组(1B)，包括作为第1热交换器的室内热交换器(41)和为膨胀机构的室内膨胀阀(42)。上述室内热交换器(41)的气体侧，连接有连接气体管(17)。另一方面，上述室内热交换器(41)的液体侧，通过室内膨胀阀(42)连接有第2连接液体管(12)，该第2连接液体管(12)连接在延伸到室外机组(1A)的连接液体管(19)。另外，上述室内热交换器(41)，例如，为交叉散热片式翅片管型热交换器，室内风扇(43)设置在其附近。
<冷藏机组>
上述冷藏机组(1C)，包括作为第2热交换器的冷藏热交换器(45)和为膨胀机构的冷藏膨胀阀(46)。上述冷藏热交换器(45)的液体侧，通过电磁阀(7a)及冷藏膨胀阀(46)连接有第1连接液体管(11)。而上述冷藏热交换器(45)的气体侧，连接有低压气体管(15)。
上述冷藏热交换器(45)，通过低压气体管(15)连通到吸入侧三通切换阀(102)的第3接口，而上述室内热交换器(41)，在冷气运转时通过连接气体管(17)连通到吸入侧三通切换阀(102)的第2接口。通过上述吸入侧三通切换阀(102)的流量调整，使冷藏热交换器(45)的制冷剂压力(蒸发压力)低于室内热交换器(41)的制冷剂压力(蒸发压力)。其结果，上述冷藏热交换器(45)的制冷剂蒸发温度，例如，成为-10℃，室内热交换器(41)的制冷剂蒸发温度，例如，成为+5℃，制冷剂回路(1E)构成在不同温度下蒸发的回路。
另外，上述冷藏膨胀阀(46)，为感温式膨胀阀，感温筒安装在冷藏热交换器(45)的气体侧。上述冷藏热交换器(45)，例如，为交叉散热片式翅片管型热交换器，冷藏风扇(47)设置在其附近。
<冷冻机组>
上述冷冻机组(1D)，包括作为第2热交换器的冷冻热交换器(51)和为膨胀机构的冷冻膨胀阀(52)。上述冷冻热交换器(51)的液体侧，通过电磁阀(7b)及冷冻膨胀阀(52)连接有从第1连接液体管(11)分歧出来的分歧液体管(13)。
另外，上述冷冻膨胀阀(52)，为感温式膨胀阀，感温筒安装在冷冻热交换器(51)的气体侧。上述冷冻热交换器(51)，例如，为交叉散热片式翅片管型热交换器，冷冻风扇(58)设置在其附近。
<增压机组>
增压机组1F，包括增压压缩机(53)和过冷却用热交换器(210)。
上述增压压缩机(53)，在与变频压缩机(2)之间将制冷剂分两个步骤压缩，以使冷冻热交换器(51)的制冷剂蒸发温度低于冷藏热交换器(45)的制冷剂蒸发温度。上述冷冻热交换器(51)的制冷剂蒸发温度，例如，被设定为-40℃。
上述冷冻热交换器(51)的气体侧和增压压缩机(53)的吸入侧通过连接气体管(54)连接在一起。从低压气体管(15)分歧出来的分歧气体管(16)连接在该增压压缩机(53)的喷出侧。在该分歧气体管(16)设置有止逆阀(7)和分油器(55)。具有毛细管的回油管(57)连接在该分油器(55)和连接气体管(54)之间。
并且，具有止逆阀(7)的旁通管(59)连接在为上述增压压缩机(53)的吸入侧的连接气体管(54)、和为增压压缩机(53)的喷出侧的分歧气体管(16)的止逆阀(7)的下流侧之间。该旁通管(59)，构成为在增压压缩机(53)发生故障停止时旁通该增压压缩机(53)，使制冷剂流动。
上述过冷却用热交换器(210)，由所谓的板式热交换器构成。在过冷却用热交换器(210)形成有多个第1流路(211)和第2流路(212)。第3连接液体管(18)从上述第1连接液体管(11)分歧出来。上述过冷却用热交换器(210)的第1流路(211)，构成上述第1连接液体管(11)的一部分。第2流路(212)，构成上述第3连接液体管(18)的一部分。
上述第3连接液体管(18)中的从与第1连接液体管(11)的分歧点到第2流路(212)之间，设置有过冷却用膨胀阀(223)。该过冷却用膨胀阀(223)，由感温式膨胀阀构成，感温筒安装在第2流路(212)的相反侧。
并且，上述过冷却用热交换器(210)，当过冷却用膨胀阀(223)打开时，让在第1流路(211)中流动的制冷剂和在第2流路(212)中流动的冷冻装置(10)的制冷剂热交换。在该第1流路(211)中流动且被过冷却的制冷剂通过第1连接液体管(11)，流入冷藏热交换器(45)和冷冻热交换器(51)。
<控制系统>
在上述制冷剂回路(1E)设置有各种传感器及各种开关。在上述室外机组(1A)的喷出侧三通切换阀(101)的第3接口的附近设置有检测高压制冷剂压力的高压压力传感器(61)。在变频压缩机(2)设置有检测高压制冷剂温度的喷出温度传感器(62)。
在上述变频压缩机(2)的吸入管(6)的附近设置有检测低压制冷剂压力的低压压力传感器(65、66)和检测低压制冷剂温度的吸入温度传感器(67)。
并且，在上述室外机组(1A)设置有检测室外空气温度的外气温传感器(70)。
在上述室内热交换器(41)设置有检测为室内热交换器(41)中的制冷剂温度的凝缩温度或蒸发温度的室内热交换传感器(71)，同时，在气体侧设置有检测气体制冷剂温度的气体温度传感器(72)。并且，在上述室内机组(1B)设置有检测室内空气温度的室温传感器(73)。
在上述冷藏机组(1C)设置有检测冷藏用陈列柜内的库内温度的冷藏温度传感器(74)。在上述冷冻机组(1D)设置有检测冷冻用陈列柜内的库内温度的冷冻温度传感器(75)。
将上述各种传感器及各种开关的输出信号输入到控制器(80)(仅在图1中示出)。该控制器(80)，构成为控制变频压缩机(2)的容量等。
并且，上述控制器(80)，构成为控制制冷剂回路(1E)的运转，控制切换冷气运转、冷冻运转、冷气冷冻运转、暖气运转和第1到第3暖气冷冻运转。
通过上述控制器(80)的控制，上述喷出侧三通切换阀(101)，在室外热交换器(4)成为蒸发器时，第2接口完全关闭，制冷剂全部流入第3接口侧。而在暖气运转中的室内热交换器(41)成为凝缩器时且热关闭(thermo off)时，第3接口侧完全关闭，制冷剂全部流入第2接口侧。并且，在室内热交换器(41)及室外热交换器(4)成为凝缩器的热回收运转时，当通过高压压力传感器(61)检测出变频压缩机(2)的喷出压力为一定值或一定值以上时，让第2接口打开，以使喷出压为一定值或一定值以下。
通过上述控制器(80)的控制，吸入侧三通切换阀(102)，在只有室内机组(1B)运转时，其第3接口一直处于关闭状态。
—运转动作—
其次，对上述冷冻装置(1)进行的主要运转动作加以说明。
<冷气模式>
冷气模式，在冷气运转、冷冻运转和冷气冷冻运转中的任意一个之间切换。
<冷气运转>
如图2所示，该冷气运转为仅进行室内机组(1B)的制冷的运转。
并且，四路切换阀(3A)，如图2的实线所示，切换为OFF状态。而且，冷藏机组(1C)的电磁阀(7a)及冷冻机组(1D)的电磁阀(7b)关着。
在此状态下，从变频压缩机(2)喷出的制冷剂，在喷出侧三通切换阀(101)通过第2接口，被分配到室外气体管(9)侧。并且，该制冷剂在室外热交换器(4)中凝缩。该凝缩的液体制冷剂，在流过第1液体管(10a)后，流入接受器(14)，通过连接液体管(19)，流过第2连接液体管(12)，经过室内膨胀阀(42)，流入室内热交换器(41)，蒸发。蒸发的气体制冷剂，从连接气体管(17)经过四路切换阀(3A)，通过吸入侧三通切换阀(102)的第2接口，返回变频压缩机(2)。重复此循环，将为室内的店内制冷。
并且，上述室内膨胀阀(42)的开度，根据室内热交换传感器(71)和气体温度传感器(72)的检测温度，控制过热度，以下，在冷气模式中一样。
<冷冻运转>
该冷冻运转为仅进行冷藏机组(1C)和冷冻机组(1D)的冷却的运转。
并且，四路切换阀(3A)，如图3的实线所示，切换成OFF状态。并且，冷藏机组(1C)的电磁阀(7a)及冷冻机组(1D)的电磁阀(7b)开口，而室内膨胀阀(42)关着。
在此状态下，从变频压缩机(2)喷出的制冷剂，在喷出侧三通切换阀(101)通过第2接口，被分配到室外气体管(9)侧。并且，该制冷剂在室外热交换器(4)中凝缩。该凝缩的液体制冷剂，在流过第1液体管(10a)后，流入接受器(14)，通过连接液体管(19)，流过第1连接液体管(11)，一部分经过冷藏膨胀阀(46)，流入冷藏热交换器(45)，蒸发。
另一方面，流过第1连接液体管(11)的其它液体制冷剂，流过分歧液体管(13)，经过冷冻膨胀阀(52)，流入冷冻热交换器(51)，蒸发。在此冷冻热交换器(51)中蒸发的气体制冷剂，被增压压缩机(53)吸入，压缩，喷出到分歧气体管(16)。
在上述冷藏热交换器(45)中蒸发的气体制冷剂和从增压压缩机(53)喷出的气体制冷剂，在低压气体管(15)合流，通过吸入侧三通切换阀(102)的第3接口，返回到变频压缩机(2)。重复此循环，将为冷藏用的陈列柜和冷冻用的陈列柜的库内冷却。
所以，由于上述冷冻热交换器(51)中的制冷剂压力，被增压压缩机(53)吸入，因此压力低于冷藏热交换器(45)中的制冷剂压力。其结果，例如，上述冷冻热交换器(51)中的制冷剂温度(蒸发温度)成为-40℃，上述冷藏热交换器(45)中的制冷剂温度(蒸发温度)成为-10℃。
并且，上述冷藏膨胀阀(46)及冷冻膨胀阀(52)的开度，通过感温筒进行过热度控制，以下，在各运转中一样。
<冷气冷冻运转>
如图4所示，该冷气冷冻运转，为同时进行室内机组(1B)的冷气、和冷藏机组(1C)及冷冻机组(1D)的冷却的运转。
并且，四路却换阀(3A)，如图4的实线所示，切换成OFF状态。而且，使室内膨胀阀(42)、冷藏机组(1C)的电磁阀(7a)及冷冻机组(1D)的电磁阀(7b)开口。
在此状态下，从变频压缩机(2)喷出的制冷剂，在喷出侧三通切换阀(101)通过第2接口，被分配到室外气体管(9)侧。并且，该制冷剂在室外热交换器(4)中凝缩。该凝缩的液体制冷剂，在流过第1液体管(10a)后，流入接受器(14)，通过连接液体管(19)，分开流入第1连接液体管(11)和第2连接液体管(12)。
流过上述第2连接液体管(12)的液体制冷剂，经过室内膨胀阀(42)，流入室内热交换器(41)，蒸发。蒸发的气体制冷剂，在从连接气体管(17)经过四路切换阀(3A)，通过吸入侧三通切换阀(102)的第2接口时被减压，返回到变频压缩机(2)。
而流过上述第1连接液体管(11)的液体制冷剂的一部分经过冷藏膨胀阀(46)流入冷藏热交换器(45)，蒸发。并且，流过上述第1连接液体管(11)的其它液体制冷剂，流过分歧液体管(13)，经过冷冻膨胀阀(52)，流入冷冻热交换器(51)，蒸发。在该冷冻热交换器(51)中蒸发的气体制冷剂，被增压压缩机(53)吸入，压缩，喷出到分歧气体管(16)。
在上述冷藏热交换器(45)中蒸发的气体制冷剂和从增压压缩机(53)喷出的气体制冷剂，在低压气体管(15)中合流，通过吸入侧三通切换阀(102)的第3接口，返回到变频压缩机(2)。
重复此循环，将为室内的店内制冷，同时，将为冷藏用的陈列柜和冷冻用的陈列柜的库内冷却。
参照图5对上述冷气冷冻运转时的制冷剂变化加以说明。另外，此时，为了简单化，将节热器用热交换器(103)和过冷却用热交换器(210)的过冷却作用加以省略。
首先，通过上述变频压缩机(2)将制冷剂压缩到A点。A点制冷剂凝缩成B点制冷剂。此B点制冷剂的一部分，在室内膨胀阀(42)被减压到C点，例如，在+5℃蒸发，在D点通过吸入侧三通切换阀(102)的第2接口时被减压到E点，被变频压缩机(2)吸入。
并且，上述B点制冷剂的一部分，在冷藏膨胀阀(46)被减压到F点，例如，在-10℃蒸发，在E点被变频压缩机(2)吸入。
并且，由于上述B点制冷剂的一部分，被增压压缩机(53)吸入，因此在冷冻膨胀阀(52)中被减压到G点，例如，在-40℃蒸发，在H点被增压压缩机(53)吸入。在该增压压缩机(53)中被压缩到I点的制冷剂，在E点被变频压缩机(2)吸入。
这样一来，制冷剂回路(1E)的制冷剂，通过吸入侧三通切换阀(102)在不同的温度下蒸发，而且，通过增压压缩机(53)的两步骤压缩成为3种蒸发温度。
<暖气模式>
暖气模式，通过上述控制器(80)的控制，在暖气运转、第1暖气冷冻运转、第2暖气冷冻运转和第3暖气冷冻运转中的任意一种状态之间切换。
<暖气运转>
该暖气运转为仅进行室内机组(1B)的供暖的运转。并且，四路切换阀(3A)，如图6的实线所示，切换成ON状态。喷出侧三通切换阀(101)的第2接口关着。吸入侧三通切换阀(102)的第3接口关着。而且，冷藏机组(1C)的电磁阀(7a)及冷冻机组(1D)的电磁阀(7b)关着。
在此状态下，从变频压缩机(2)喷出的制冷剂，通过喷出侧三通切换阀(101)的第3接口，从四路切换阀(3A)经过连接气体管(17)，流入室内热交换器(41)，凝缩。凝缩的液体制冷剂，流过第2连接液体管(12)，流入接受器(14)。然后，上述液体制冷剂，经过暖气用电子膨胀阀(104)，流入室外热交换器(4)，蒸发。蒸发的气体制冷剂，从室外气体管(9)经过四路切换阀(3A)及吸入侧三通切换阀(102)，返回到变频压缩机(2)。重复此循环，向为室内的店内供暖。
并且，上述暖气用电子膨胀阀(104)的开度，通过根据低压压力传感器(65、66)的压力相当饱和温度和吸入温度传感器(67)的检测温度，进行过热度控制。上述室内膨胀阀(42)的开度，根据室内热交换传感器(71)的检测温度，进行过冷却控制。该暖气用电子膨胀阀(104)及室内膨胀阀(42)的开度控制，在以下的暖气模式中一样。
<第1暖气冷冻运转>
该第1暖气冷冻运转，为不用室外热交换器(4)，进行室内机组(1B)的供暖、冷藏机组(1C)及冷冻机组(1D)的冷却的运转。
如图7的实线所示，四路切换阀(3A)，切换成ON状态。喷出侧三通切换阀(101)的第2接口关着。吸入侧三通切换阀(102)的第3接口开着。而且，冷藏机组(1C)的电磁阀(7a)及冷冻机组(1D)的电磁阀(7b)开口，而暖气用电子膨胀阀(104)关着。
在此状态下，从变频压缩机(2)喷出的制冷剂，在喷出侧三通切换阀(101)中被全部送到第3接口侧。该制冷剂从四路切换阀(3A)经过连接气体管(17)，流入室内热交换器(41)，凝缩。凝缩的液体制冷剂，从第2连接液体管(12)流过第1连接液体管(11)。
流过上述第1连接液体管(11)的液体制冷剂，其一部分经过冷藏膨胀阀(46)流入冷藏热交换器(45)，蒸发。并且，流过上述第1连接液体管(11)的其它液体制冷剂，流过分歧液体管(13)，经过冷冻膨胀阀(52)，流入冷冻热交换器(51)，蒸发。在该冷冻热交换器(51)中蒸发的气体制冷剂，被增压压缩机(53)吸入，压缩，喷出到分歧气体管(16)。
在上述冷藏热交换器(45)中蒸发的气体制冷剂和从增压压缩机(53)喷出的气体制冷剂，在低压气体管(15)中合流，返回到变频压缩机(2)。重复此循环，向为室内的店内供暖的同时，将为冷藏用的陈列柜和冷冻用的陈列柜的库内冷却。也就是说，使冷藏机组(1C)及冷冻机组(1D)的冷却能力(蒸发热量)、和室内机组(1B)的暖气能力(凝缩热量)保持平衡，进行100％的热回收。
<第2暖气冷冻运转>
如图8所示，该第2暖气冷冻运转，为在上述第1暖气冷冻运转时室内机组(1B)的暖气能力过剩的暖气能力过剩运转。
该第2暖气冷冻运转，为在上述第1暖气冷冻运转时，暖气能力过剩时的热回收运转。
当通过高压压力传感器(61)检测出变频压缩机(2)的喷出压力为一定值或一定值以上时，利用上述控制器(80)的控制，使第2接口打开，由喷出侧三通切换阀(101)分配从变频压缩机(2)喷出的制冷剂。也就是说，仅将可给予在室内热交换器(41)中所必须的凝缩热的流量的制冷剂，通过其第3接口，流入室内热交换器(41)，凝缩。凝缩的液体制冷剂，通过第2连接液体管(12)流入第1连接液体管(11)。
而从变频压缩机(2)喷出的剩余的制冷剂，在喷出侧三通切换阀(101)通过第2接口，分配到室外气体管(9)侧。并且，该制冷剂在室外热交换器(4)中凝缩。该凝缩的液体制冷剂，在流过第1液体管(10a)后，流入接受器(14)，通过连接液体管(19)，在第1连接液体管(11)中，与通过上述室内热交换器(41)的制冷剂合流。
然后，流过上述第1连接液体管(11)的液体制冷剂的一部分流入冷藏热交换器(45)，蒸发。并且，流过上述第1连接液体管(11)的其它液体制冷剂，流入冷冻热交换器(51)，蒸发。在上述冷藏热交换器(45)中蒸发的气体制冷剂、和在冷冻热交换器(51)中蒸发后从增压压缩机(53)喷出的气体制冷剂，在低压气体管(15)合流，通过吸入侧三通切换阀(102)的第3接口，返回到变频压缩机(2)。重复此循环，向为室内的店内供暖的同时，将为冷藏用的陈列柜和冷冻用的陈列柜的库内冷却。也就是说，冷藏机组(1C)及冷冻机组(1D)的冷却能力(蒸发热量)、和室内机组(1B)的暖气能力(凝缩热量)不平衡，在室外热交换器(4)中仅将过剩的凝缩热向室外放出。
<第3暖气冷冻运转>
该第3暖气冷冻运转，为在上述第1暖气冷冻运转时室内机组(1B)的暖气能力不足的暖气能力不足运转。也就是说，为蒸发热量不足的时候。
如图9的实线所示，四路切换阀(3A)，切换成ON状态。喷出侧三通切换阀(101)的第2接口关着。吸入侧三通切换阀(102)的第2接口及第3接口开着。而且，室内膨胀阀(42)、冷藏机组(1C)的电磁阀(7a)及冷冻机组(1D)的电磁阀(7b)开口。
因此，从变频压缩机(2)喷出的制冷剂，与上述第1暖气冷冻运转一样，完全流入室内热交换器(41)，凝缩。凝缩的液体制冷剂，通过第2连接液体管(12)，流入第1连接液体管(11)和接受器(14)。
然后，流过上述第1连接液体管(11)的液体制冷剂的一部分流入冷藏热交换器(45)，蒸发。并且，流入上述第1连接液体管(11)的其它液体制冷剂流入冷冻热交换器(51)，蒸发。在上述冷藏热交换器(45)蒸发的气体制冷剂和在冷冻热交换器(51)中蒸发后从增压压缩机(53)喷出的气体制冷剂，在低压气体管(15)合流，在通过吸入侧三通切换阀(102)的第3接口时被减压，返回到变频压缩机(2)。
另一方面，流入上述接受器(14)侧的其它液体制冷剂，经过第2液体管(10b)，通过暖气用电子膨胀阀(104)，流入室外热交换器(4)，蒸发。蒸发的气体制冷剂，流过室外气体管(9)，经过四路切换阀(3A)及吸入侧三通切换阀(102)，返回到变频压缩机(2)。
重复此循环，在将为室内的店内供暖的同时，将为冷藏用的陈列柜和冷冻用的陈列柜的库内冷却。也就是说，冷藏机组(1C)和冷冻机组(1D)的冷却能力(蒸发热量)、与室内机组(1B)的暖气能力(凝缩热量)不平衡，从室外热交换器(4)获得不足的蒸发热。
参照图10对上述第3暖气冷冻运转时的制冷剂变化加以说明。另外，此时，为了简单明了，将节热器用热交换器(103)和过冷却用热交换器(210)的过冷却作用加以省略。
首先，通过上述变频压缩机(2)将制冷剂压缩到A点。A点制冷剂凝缩成B点制冷剂。此B点制冷剂，在暖气用电子膨胀阀(104)被减压到C点，例如，在-15℃蒸发，在D点被变频压缩机(2)吸入。
并且，上述B点制冷剂的一部分，在冷藏膨胀阀(46)被减压到E点，例如，在-10℃蒸发，在F点通过吸入侧三通切换阀(102)的第3接口时被减压到D点，被变频压缩机(2)吸入。
并且，由于上述B点制冷剂的一部分，被增压压缩机(53)吸入，因此在冷冻膨胀阀(52)中被减压到G点，例如，在-40℃蒸发，在H点被增压压缩机(53)吸入。在该增压压缩机(53)中被压缩到I点的制冷剂，在F点通过吸入侧三通切换阀(102)的第3接口时被减压到D点，被变频压缩机(2)吸入。
这样一来，制冷剂回路(1E)的制冷剂，通过吸入侧三通切换阀(102)在不同温度下蒸发，而且，通过增压压缩机(53)的两步骤压缩成为3种蒸发温度。
<能力调整方法>
其次，对上述各运转中的空调能力(冷气能力或暖气能力)及冷藏冷冻能力的调整方法加以说明。
控制器(80)，通过控制变频压缩机(2)或吸入侧三通切换阀(102)，来调整各个热交换器(41、45、51)的制冷剂流量，调整空调能力和冷却能力。具体地说，控制器(80)，根据制冷剂的低压压力(蒸发压力)和其目标压力的压力差(以下，单纯地称为制冷剂的压力差)来控制变频压缩机(2)或吸入侧三通切换阀(102)。另外，空调侧制冷剂的压力差为低压压力传感器(65)的检测压力和其目标压力的差，冷却侧制冷剂的压力差为低压压力传感器(66)的检测压力和其目标压力的差。
例如，在上述冷气冷冻运转中，若负荷增大，空调侧及冷却侧两方的制冷剂压力差变大的话，则控制器(80)让变频压缩机(2)的运转容量增大。也就是说，在吸入侧三方切换阀(102)中，虽然第2接口及第3接口的流量分配比没有变化，但是流过各个接口的制冷剂流量变多。这样一来，室内热交换器(41)、冷藏热交换器(45)及冷冻热交换器(51)的制冷剂流量增大，冷气能力及冷藏冷冻能力增大。另外，若负荷增大的话，则制冷剂的低压压力高于目标压力。并且，当空调侧及冷却侧一方的负荷增大时，则控制器(80)让变频压缩机(2)的运转容量增大，改变吸入侧三通切换阀(102)的流量分配比。也就是说，改变吸入侧三通切换阀(102)的流量分配比，让吸入侧三通切换阀(102)的整个流量增大，使其增大量流过负荷增大侧的接口。
但是，当用最大容量运转变频压缩机(2)时，控制器(80)控制吸入侧三通切换阀(102)，优先制冷剂压力差较大的一方，让制冷剂流量增大。例如，当空调侧的制冷剂压力差大于冷却侧制冷剂压力差时，改变各个接口之间的流量分配比，在吸入侧三通切换阀(102)使第2接口的制冷剂流量增大，使第3接口的制冷剂流量减少所增大的量。也就是说，流过吸入侧三通切换阀(102)的制冷剂总流量没有变化。这样一来，由于室内热交换器(41)的制冷剂流量增大，冷气能力增大，而冷藏热交换器(45)及冷冻热交换器(51)的制冷剂流量减少，冷藏冷冻能力降低，因此能够让双方的能力几乎均衡，能够抑制大幅度的能力不足。
另外，控制器(80)在第3暖气冷冻运转中也进行同样的控制。并且，若在冷气运转、冷冻运转、暖气运转、第1暖气冷冻运转及第2暖气冷冻运转中负荷增大的话，则控制器(80)让变频压缩机(2)的运转容量增大。
—实施例的效果—
如上所述，根据上述实施例的冷冻装置(1)，通过吸入侧三通切换阀(102)一边将第1热交换器(41)的蒸发温度保持为高于冷藏热交换器(45)及冷冻热交换器(51)的蒸发温度，一边切换流路。因此，即使不在多个压缩机之间提供蒸发压力的差，不另外设置压力调整阀，冷冻装置也能够效率良好地进行各个运转切换。
—实施例的各变形例—
该各变形例是控制器(80)根据制冷剂的低压压力以外的参数来控制变频压缩机(2)及吸入侧三通切换阀(102)的例子。
首先，变形例1是控制器(80)根据各个热交换器(41、45、51)中的吸入空气温度和其目标温度的温度差(以下，单纯地称为空气温度差)来控制变频压缩机(2)等。也就是说，空调侧空气温度差，为由室内风扇(43)取入的空气温度和其目标温度的差。冷却侧空气温度差，为由冷藏风扇(47)取入的空气温度和其目标温度的差、及由冷冻风扇(58)取入的空气温度和其目标温度的差的较大一方。
此时，例如，在冷气冷冻运转中，若负荷增大，空调侧及冷却侧空气温度差增大的话，即空气温度高于目标温度的话，则让变频压缩机(2)的运转容量增大。这里，当用最大容量运转变频压缩机(2)时，控制吸入侧三通切换阀(102)，优先空气温度差较大的一方，让制冷剂流量增大。
变形例2是控制器(80)根据制冷剂的蒸发温度和其目标温度的温度差(以下，单纯地称为制冷剂的温度差)来控制变频压缩机(2)等。也就是说，空调侧制冷剂温度差，为在冷气时室内热交换器(41)中的制冷剂温度或在暖气时室外热交换器(4)中的制冷剂温度、与其目标温度的差。冷却侧制冷剂温度差，为冷藏热交换器(45)中的制冷剂温度和其目标温度的差及冷冻热交换器(51)中的制冷剂温度和其目标温度的差的较大一方。
此时，例如，在冷气冷冻运转中，若负荷增大，空调侧及冷却侧制冷剂温度差增大的话，即制冷剂蒸发温度高于目标温度的话，则让变频压缩机(2)的运转容量增大。这里，当用最大容量运转变频压缩机(2)时，控制吸入侧三通切换阀(102)，优先制冷剂温度差较大的一方，让制冷剂流量增大。
变形例3为分别并联设置多个室内热交换器(41)、冷藏热交换器(45)及冷冻热交换器(51)的情况。并且，控制器(80)根据各热交换器(41、45、51)的运转台数或运转台数的比例来控制变频压缩机(2)等。一般，控制器(80)，在各热交换器(41、45、51)的台数相同的情况下，根据运转台数来控制，在各热交换器(41、45、51)的台数不同的情况下，根据运转台数的比例来控制。
此时，例如，在冷气冷冻运转中，若负荷增大，各热交换器(41、45、51)的运转台数或运转台数的比例增大的话，则让变频压缩机(2)的运转容量增大。这里，当用最大容量运转变频压缩机(2)时，控制吸入侧三通切换阀(102)，优先运转台数较多的一方或运转台数比例较多的一方，让制冷剂流量增大。
变形例4是当制冷剂的高压压力、制冷剂的凝缩温度或外气温度上升时，控制器(80)根据上述制冷剂的低压压力来控制吸入侧三通切换阀(102)的例子。这里，制冷剂的高压压力为高压压力传感器(61)的检测压力。制冷剂的凝缩温度，为在冷气时室外热交换器(4)中的制冷剂温度或在暖气时的室内热交换器(41)中的制冷剂温度。外气温度为外气温传感器(70)的检测温度。
具体地说，当判断出制冷剂的高压压力、制冷剂的凝缩温度或外气温度上升，负荷增大了时，控制器(80)让变频压缩机(2)的运转容量增大。此时，当用最大容量运转变频压缩机(2)时，控制吸入侧三通切换阀(102)，优先空调侧及冷却侧中的制冷剂低压压力较低的一方，让制冷剂流量增大。另外，控制器(80)，也可以代替上述制冷剂的低压压力，控制吸入侧三通切换阀(102)，使其目标压力、制冷剂蒸发温度、被取入的空气温度的目标温度较低的一方的制冷剂流量增大。
(其它实施例)
在上述实施例中，设置有喷出侧三通切换阀(101)作为流量调整器，也可以是可调整流量的四通切换阀，不管是哪种情况，都能够获得与上述实施例一样的作用效果。
(实用性)
如上所述，本发明对具备了使用在方便商店和超市等中的空调热交换器和冷却热交换器的冷冻装置有用。

Claims (3)

1、一种冷冻装置，包括：制冷剂回路(1E)，由压缩机(2)、热源侧热交换器(4)、膨胀机构、用以空调室内的第1热交换器(41)和用以冷却库内的第2热交换器(45、51)连接而成，其特征在于：
上述制冷剂回路(1E)，包括流量调整器(102)，将第1热交换器(41)及第2热交换器(45、51)、和压缩机(2)的流路切换成制冷剂量可变的状态，以使制冷剂在上述第1热交换器(41)和第2热交换器(45、51)中在不同温度下蒸发。
2、一种冷冻装置，包括：制冷剂回路(1E)，由压缩机(2)、热源侧热交换器(4)、膨胀机构、在第1温度下蒸发的第1热交换器(41)和在第2温度下蒸发的第2热交换器(45、51)连接而成，其特征在于：
在上述制冷剂回路(1E)中，上述第1热交换器(41)和第2热交换器(45、51)并联连接，在压缩机(2)的吸入侧具备有将从第1热交换器(41)及第2热交换器(45、51)流向压缩机(2)的制冷剂量切换成可变状态的流量调整器(102)。
3、根据权利要求1或2所述的冷冻装置，其特征在于：
上述流量调整器，为连接在压缩机(2)的吸入管(6)、和第1热交换器(41)及第2热交换器(45、51)的可调整流量的切换阀(102)。
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