CN1846099A - 制冷装置 - Google Patents

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Abstract

制冷装置具有从冷凝器(2)和膨胀部(3)之间的主流道(10)分支并连接到压缩机(1)的两个副流道(11、11)。在该各个副流道(11)中，设有过冷却用膨胀部(12)和对该过冷却用膨胀部(12)的出口侧的制冷剂和上述主流道(10)的制冷剂进行热交换的过冷却用热交换器(13)，所以每当主流道(10)的制冷剂通过两个过冷却用热交换器(13、13)时，可以增大该制冷剂的液体过冷却度。由此，可以提供进一步增大膨胀部(3)正前面的制冷剂的液体过冷却度、提高制冷能力和能量效率的制冷装置。

Description

制冷装置
技术领域
本发明涉及例如依次连接压缩机、冷凝器、膨胀部和蒸发器的制冷装置。
背景技术
在以往的制冷装置中，把压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器依次连接成环状，在上述冷凝器和上述膨胀阀之间配置有过冷却用热交换器。并且，来自上述冷凝器的液体制冷剂被分支，一方的液体制冷剂成为主流液体，另一方液体制冷剂在通过过冷却用膨胀阀后，通过上述过冷却用热交换器将上述主流液体过冷却，并导入到上述压缩机的压缩室(参照专利文献1：日本特开平11—248264号公报)。
但是，在上述以往的制冷装置中，不能进一步增大上述膨胀阀正前面的制冷剂的液体过冷却度，制冷能力和能量效率(COP)的提高具有限度。
专利文献1：日本特开平11—248264号公报(图1)
发明内容
本发明的课题是提供一种制冷装置，可以进一步增大膨胀部正前面的制冷剂的液体过冷却度，提高制冷能力和能量效率(COP)。
为了解决上述课题，本发明的制冷装置具有：压缩机、冷凝器、膨胀部和蒸发器，上述压缩机、上述冷凝器、上述膨胀部和上述蒸发器依次连接，包括：从上述冷凝器和上述膨胀部之间的主流道分支并连接到上述压缩机的至少两个副流道；设在该各个副流道上的过冷却用膨胀部；对该过冷却用膨胀部的出口侧的制冷剂和上述主流道的制冷剂进行热交换的过冷却用热交换器。
根据本发明的制冷装置，沿着上述主流道至少设置两个上述过冷却用热交换器，所以每当上述主流道的制冷剂通过上述多个过冷却用热交换器时，可以增大该制冷剂的液体过冷却度(SC)。
即，本发明的制冷装置具有所谓的三级以上的膨胀的节能循环，所以与以往具有两级膨胀的节能循环的制冷装置相比，能够进一步增大上述膨胀部正前面的制冷剂的液体过冷却度，进一步提高制冷能力和能量效率(COP)。
并且，在一实施方式的制冷装置中，上述压缩机是单螺杆压缩机，具有螺杆转子和以从两侧夹持该螺杆转子的方式相啮合的一对门转子，上述副流道有两条，一条上述副流道连接到把上述一对门转子作为边界的一方侧，另一条上述副流道连接到把上述一对门转子作为边界的另一方侧。
根据该一实施方式的制冷装置，上述副流道和上述过冷却用热交换器有两个，所以在上述压缩机中，可以在把上述一对门转子作为边界划分为两部分的每个压缩空间应用节能循环，能够实现所谓的三级膨胀的节能循环，并且提高性能。
并且，在一实施方式的制冷装置中，具有：喷出侧过冷却控制部，其检测上述压缩机的喷出侧的制冷剂的温度和压力，根据该检测结果对一条上述副流道的上述过冷却用膨胀部进行开度控制；吸入侧过冷却控制部，其检测另一条上述副流道中的上述压缩机的吸入侧的制冷剂的温度和压力，根据该检测结果对该另一条副流道的上述过冷却用膨胀部进行开度控制。
根据该一实施方式的制冷装置，利用上述喷出侧过冷却控制部控制上述一个过冷却用膨胀部，利用上述吸入侧过冷却控制部控制上述另一个过冷却用膨胀部，所以能够根据不同的温度和压力分别控制上述两个过冷却用膨胀部。
因此，在上述两个过冷却用膨胀部中，可以避免根据共同的温度和压力进行控制所产生的开闭动作的变动，能够获得稳定的冷却效果。
根据本发明的制冷装置，沿着上述主流道设置至少两个上述过冷却用热交换器，所以能够增大上述膨胀部正前面的制冷剂的液体过冷却度，提高制冷能力和能量效率。
并且，根据一实施方式的制冷装置，在上述压缩机的被划分为两部分的每个压缩空间应用节能循环，所以能够提高性能。
并且，根据一实施方式的制冷装置，根据不同的温度和压力分别控制上述两个过冷却用膨胀部，所以能够防止上述两个过冷却用膨胀部的开闭动作的竞争，可以获得稳定的冷却效果。
附图说明
图1是表示本发明的制冷装置的一个实施方式的概要结构图。
图2是比较本发明的制冷装置和以往的制冷装置的PH线图。
图3是表示喷出侧过冷却控制部和吸入侧过冷却控制部的控制的流程图。
符号说明
1：压缩机；1a：螺杆转子；1b：门转子；2：冷凝器；3：膨胀部；4：蒸发器；10：主流道；11：副流道；12：过冷却用膨胀部；13：过冷却用热交换器；14：喷出侧过冷却控制部；15：吸入侧过冷却控制部。
具体实施方式
以下，根据图示的实施方式详细说明本发明。
图1是表示作为本发明的制冷装置的一个实施方式的概要结构图。该制冷装置将压缩机1、冷凝器2、膨胀部3和蒸发器4依次连接成环状，构成使用制冷剂的制冷循环。
说明该制冷循环，由上述压缩机1喷出的气相制冷剂在上述冷凝器2中被夺取热量，成为液相状态，该液相制冷剂通过上述膨胀部3被减压，成为气相和液相的二相状态。然后，该二相制冷剂(潮湿气体)在上述蒸发器4中被提供热量，成为气相状态，该气相制冷剂被上述压缩机1吸入并加压，然后再次由上述压缩机1喷出。
作为上述压缩机1例如使用单螺杆压缩机。具体来讲，上述压缩机1具有螺杆转子1a和以从两侧夹持该螺杆转子1a的方式相啮合的一对门转子1b、1b，通过上述螺杆转子1a的螺纹槽和上述一对门转子1b、1b的齿部的啮合形成压缩室，上述制冷剂在该压缩室被压缩为高压。
上述冷凝器2具有风扇7，通过该风扇7的风冷，上述制冷剂被冷却。作为上述膨胀部3，例如使用电子控制的膨胀阀和毛细管。作为上述蒸发器4，例如使用利用上述制冷剂将水(液热介质)冷却的热交换器。
并且，该制冷装置具有从上述冷凝器2和上述膨胀部3之间的主流道10分支并连接到上述压缩机1的两个副流道11、11。另外，上述主流道10和上述副流道11由配管构成。
具体来讲，通过从上述主流道10的上游侧和下游侧的分支，形成上游侧的副流道11和下游侧的副流道11。该上游侧的副流道11连接到把上述一对门转子1b、1b作为边界的一方侧，该下游侧的副流道11连接到把上述一对门转子1b、1b作为边界的另一方侧。即，上述上游侧的副流道11和位于把上述一对门转子1b、1b作为边界的一方侧的上述压缩室的中间部连通，上述下游侧的副流道11和位于把上述一对门转子1b、1b作为边界的另一方侧的上述压缩室的中间部连通。
并且，在该各个副流道11中设有过冷却用膨胀部12、和对该过冷却用膨胀部12的出口侧的制冷剂和上述主流道10的制冷剂进行热交换的过冷却用热交换器13。
具体来讲，沿着上述主流道10配置上游侧的过冷却用热交换器(高级节能器)13、和下游侧的过冷却用热交换器(低级节能器)13。另外，在图1中，在上述各个副流道11中，上述副流道11在上述过冷却用热交换器13的下游侧从上述主流道10分支，但也可以在上述过冷却用热交换器13的上游侧从上述主流道10分支。
下面，说明上述两个过冷却用热交换器13、13的作用，从上述冷凝器2输出的上述主流道10中的液相制冷剂，首先分流到上述上游侧的副流道11。该上游侧的副流道11中的液相制冷剂在上述过冷却用膨胀部12中被减压，成为气相和液相的二相制冷剂，该二相制冷剂通过上述上游侧的过冷却用热交换器13，从上述主流道10的液相制冷剂中夺取热量，成为气相的制冷剂，该气相制冷剂被上述压缩机1吸入。此时，上述主流道10中的液相制冷剂通过上述上游侧的过冷却用热交换器13被冷却。
然后，该被冷却的上述主流道10的液相制冷剂分流到上述下游侧的副流道11。该下游侧的副流道11中的液相制冷剂在上述过冷却用膨胀部12中被减压，成为气相和液相的二相制冷剂，该二相制冷剂通过上述下游侧的过冷却用热交换器13，从上述主流道10的液相制冷剂中夺取热量，成为气相的制冷剂，该气相制冷剂被上述压缩机1吸入。此时，上述主流道10中的液相制冷剂通过上述下游侧的过冷却用热交换器13被冷却。
根据上述结构的制冷装置，设有上述两个过冷却用热交换器13、13，所以每当上述主流道10的制冷剂通过上述两个过冷却用热交换器13、13时，可以增大该制冷剂的液体过冷却度。
即，本发明的制冷装置具有由3个膨胀部3、12、12和两个过冷却用热交换器13、13构成的三级膨胀的节能循环，所以与以往具有由两个膨胀阀和一个过冷却用热交换器构成的两级膨胀的节能循环的制冷装置相比，能够进一步增大上述膨胀部3正前面的制冷剂的液体过冷却度，进一步提高制冷能力和能量效率(COP)。
具体来讲，如图2所示，与利用虚线表示的上述以往的制冷装置(二级膨胀)相比，在利用实线表示的上述发明的制冷装置(三级膨胀)中，利用上游侧的过冷却用热交换器(三级膨胀ECO上级)和下游侧的过冷却用热交换器(三级膨胀ECO下级)，增大液体过冷却度(SC)，提高制冷能力。
另外，本发明的制冷装置如图1所示，具有：喷出侧过冷却控制部14，其检测上述压缩机1的喷出侧的制冷剂的温度和压力，根据该检测结果进行上述下游的过冷却用膨胀部12的开度控制；吸入侧过冷却控制部15，其检测上述上游侧副流道11中的上述压缩机1的吸入侧的制冷剂的温度和压力，根据该检测结果进行上述上游的过冷却用膨胀部12的开度控制。
具体来讲，上述喷出侧过冷却控制部14根据上述压缩机1的喷出配管内的制冷剂的温度和高压压力值，计算当前的现SH值，并和预先设定的目标SH值比较，由此进行开度控制。上述吸入侧过冷却控制部15根据上述上游侧的过冷却用热交换器13的出口配管内的制冷剂的温度和压力值，计算当前的现SH值，并和预先设定的目标SH值比较，由此进行开度控制。此处，上述所说SH值指过热度(超热)，指表示与饱和状态的温度之差的温度。
作为上述过冷却用膨胀部12使用感温式膨胀阀，与电子膨胀阀相比非常便宜。当然，作为上述过冷却用膨胀部12也可以使用电子膨胀阀。
下面，参照图3说明上述喷出侧过冷却控制部14和上述吸入侧过冷却控制部15的作用。
首先，说明上述喷出侧过冷却控制部14的控制动作。在控制动作开始后(S101)，判断上述现SH值(B)是否大于上述目标SH值(A)(S102)，在大于时，进行上述下游侧的感温式膨胀阀12的打开动作(S103)，相反，在不大于时，判断上述现SH值(B)是否小于上述目标SH值(A)(S104)。并且，在小于时，进行上述下游侧的感温式膨胀阀12的闭合动作(S105)，相反，在不小于时，使上述下游侧的感温式膨胀阀12不动作(S106)。
下面，说明上述吸入侧过冷却控制部15的控制动作。在控制动作开始后(S201)，判断上述现SH值(D)是否大于上述目标SH值(C)(S202)，在大于时，进行上述上游侧的感温式膨胀阀12的打开动作(S203)，相反，在不大于时，判断上述现SH值(D)是否小于上述目标SH值(C)(S204)。并且，在小于时，进行上述上游侧的感温式膨胀阀12的闭合动作(S205)，相反，在不小于时，使上述上游侧的感温式膨胀阀12不动作(S206)。
这样，由于利用上述喷出侧过冷却控制部14控制上述下游侧的过冷却用膨胀部12，利用上述吸入侧过冷却控制部15控制上述上游侧的过冷却用膨胀部12，所以能够根据不同的温度和压力分别控制上述两个过冷却用膨胀部12、12。
因此，在上述两个过冷却用膨胀部12、12中，可以避免根据共同的温度和压力进行控制而产生的开闭动作的变动，能够获得稳定的冷却效果。例如，在利用上述喷出侧过冷却控制部14控制上述两个过冷却用膨胀部12、12时，上述两个过冷却用膨胀部12、12根据共同的压力和温度进行控制，所以开闭动作出现变动，有可能不能获得稳定的冷却效果。
另外，本发明不限于上述实施方式，当然可以在不脱离本发明的宗旨的范围内进行各种设计变更。例如，也可以利用上述喷出侧过冷却控制部14控制上述上游侧的过冷却用膨胀部12，利用另外设在上述下游侧的副流道11中的吸入侧过冷却控制部15控制上述下游侧的过冷却用膨胀部12。并且，也可以分别设置3个以上的上述副流道11、上述过冷却用膨胀部12和上述过冷却用热交换器13，该情况下，利用上述喷出侧过冷却控制部14控制一个上述过冷却用膨胀部12，利用设在各个上述副流道11中的吸入侧过冷却控制部15分别控制其他的上述过冷却用膨胀部12。

Claims (3)

1.一种制冷装置，其特征在于，具有：压缩机(1)、冷凝器(2)、膨胀部(3)和蒸发器(4)，
上述压缩机(1)、上述冷凝器(2)、上述膨胀部(3)和上述蒸发器(4)依次连接，
包括：从上述冷凝器(2)和上述膨胀部(3)之间的主流道(10)分支并连接到上述压缩机(1)的至少两个副流道(11)；
设在该各个副流道(11)上的过冷却用膨胀部(12)；
对该过冷却用膨胀部(12)的出口侧的制冷剂和上述主流道(10)的制冷剂进行热交换的过冷却用热交换器(13)。
2.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，上述压缩机(1)是单螺杆压缩机，具有螺杆转子(1a)和以从两侧夹持该螺杆转子(1a)的方式相啮合的一对门转子(1b、1b)，上述副流道(11)有两条，
一条上述副流道(11)连接到把上述一对门转子(1b、1b)作为边界的一方侧，另一条上述副流道(11)连接到把上述一对门转子(1b、1b)作为边界的另一方侧。
3.根据权利要求2所述的制冷装置，其特征在于，具有：
喷出侧过冷却控制部(14)，其检测上述压缩机(1)的喷出侧的制冷剂的温度和压力，根据该检测结果对一条上述副流道(11)的上述过冷却用膨胀部(12)进行开度控制；
吸入侧过冷却控制部(15)，其检测另一条上述副流道(11)中的上述压缩机(1)的吸入侧的制冷剂的温度和压力，根据该检测结果对该另一条副流道(11)的上述过冷却用膨胀部(12)进行开度控制。
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