CN1940407A - 冷冻系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冷冻系统。在将室外空气作为热源的加热泵空调中存在有室外温度下降时采暖能力下降，随之而来的绩效系数(COP)下降或在室外气温显著下降时不能作为采暖机被利用等的问题。通过本发明，在空调用制冷剂回路采暖运转时，使冷却贮藏设备用制冷剂回路的高压侧制冷剂不经由冷凝器流向级联热交换器，因此可以有效地回收来自冷却贮藏设备用制冷剂回路的高压侧制冷剂的废热量。特别是，使冷却贮藏设备用制冷剂回路的高压侧制冷剂流过级联热交换器后不经由冷凝器流入蒸发器，所以可以防止在室外温度低的情况下冷凝器向室外过度排热。

Description

冷冻系统

技术领域

本发明涉及例如在店铺等中用于进行室内空气调节或冷却贮藏设备的库内冷却的冷冻系统。

背景技术

以往，便利店等的店铺的店内通过空调机来进行制冷采暖的空气调节。另外，在店内设置有陈列销售商品的冷藏或冷冻用的开放式陈列柜或带门式陈列柜(冷却贮藏设备)，它们通过冷冻机进行库内冷却。为了节省能源，提出有将这些空调机或冷冻机的制冷剂回路作为一个系统构成的方案。(参照专利文献1)

专利文献1：特开2004-360999号公报

但是，在将室外空气作为热源的加热泵空调中存在着室外温度降低时采暖能力降低，伴随与此绩效系数(COP)下降或在室外气温降低的情况下不能作为采暖机利用等的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冷冻系统，通过在空调用制冷剂回路和冷却贮藏设备用制冷剂回路之间进行热交换，通过将它们组合，即使室外气温降低，也可以发挥高采暖能力，维持高的COP。

为了实现上述目的，本发明的冷冻系统具有：空调用制冷剂回路，其由压缩机、热源侧热交换器、减压装置以及利用侧热交换器构成；冷却贮藏设备用制冷剂回路，其由压缩机、冷凝器、减压装置以及蒸发器构成；级联热交换器，其使所述空调用制冷剂回路的低压侧和所述冷却贮藏设备用制冷剂回路的高压侧进行热交换，在所述空调用制冷剂回路的采暖运转时，使所述冷却贮藏设备用制冷剂回路的高压侧制冷剂流入所述级联热交换器后，不经由所述冷凝器而流入所述蒸发器。

本发明第二方面的冷冻系统，在第一方面的基础上，在所述空调用制冷剂回路的采暖运转时，使所述冷却贮藏设备用制冷剂回路的高压侧制冷剂经由所述级联热交换器、所述冷凝器流入所述蒸发器。

本发明第三方面的冷冻系统，在第一方面的基础上，在所述空调用制冷剂回路的采暖运转时，使所述冷却贮藏设备用制冷剂回路的高压侧制冷剂经由所述冷凝器流入所述级联热交换器。

本发明第四方面的冷冻系统，在第一方面的基础上，在所述空调用制冷剂回路的制冷运转时，使所述冷却贮藏设备用制冷剂回路的高压侧制冷剂经由所述冷凝器流入所述级联热交换器。

本发明第五方面的冷冻系统，在第一至第四任一方面的基础上，所述冷却贮藏设备用制冷剂回路的流路控制机构由一个三通阀和两个四通阀构成。

本发明第六方面的冷冻系统，在第一至第四任一方面的基础上，所述冷却贮藏设备用制冷剂回路的流路控制机构由三个四通阀构成。

本发明第七方面的冷冻系统，在第一方面的基础上，在所述冷凝器的下游具有接收槽，该冷凝器和该接收槽之间经由止回阀连通。

根据本发明，由于冷冻系统具有：空调用制冷剂回路，其由压缩机、热源侧热交换器、减压装置以及利用侧热交换器构成；冷却贮藏设备用制冷剂回路，其由压缩机、冷凝器、减压装置以及蒸发器构成；级联热交换器，其使所述空调用制冷剂回路的低压侧和所述冷却贮藏设备用制冷剂回路的高压侧进行热交换，在所述空调用制冷剂回路的采暖运转时，使所述冷却贮藏设备用制冷剂回路的高压侧的制冷剂流入所述级联热交换器后，不经由所述冷凝器而流入所述蒸发器，故可以防止冷却贮藏设备用制冷剂回路的制冷剂在冷凝器中过多地散热。因此，在店外气温十分低的情况下，由于可从冷却贮藏设备用制冷剂回路的制冷剂向空调用制冷剂回路的制冷剂进行高效的热交换，所以可实现空调机的采暖能力的提高和冷冻系统整体的运转效率的改善。

根据本发明第二方面，在第一方面的冷冻系统中，在所述空调用制冷剂回路的采暖运转时，使所述冷却贮藏设备用制冷剂回路的高压侧的制冷剂经由所述级联热交换器、所述冷凝器流入所述蒸发器，因此在冷却贮藏设备用制冷剂回路的制冷剂在级联热交换器散热后还有剩余热量的情况下，可以在所述冷凝器散放该剩余热量，从而可进行稳定的废热回收运转。

根据本发明第三方面，在第一方面的冷冻系统中，在所述空调用制冷剂回路的采暖运转时，使所述冷却贮藏设备用制冷剂回路的高压侧的制冷剂经由所述冷凝器流入所述级联热交换器，因此在级联热交换器中的所述冷却贮藏设备用制冷剂回路的制冷剂的散热量过大的情况下，可以通过预先在所述冷凝器散热来防止级联热交换器过大地散热，从而可进行稳定的运转。

根据本发明第四方面，在第一方面的冷冻系统中，在所述空调用制冷剂回路的制冷运转时，使所述冷却贮藏设备用制冷剂回路的高压侧的制冷剂经由所述冷凝器流入所述级联热交换器，因此可通过所述空调用制冷剂回路使所述冷却贮藏设备用制冷剂回路的高压侧制冷剂过冷却，故可以实现冷却贮藏设备用制冷剂回路的运转效率以及能力的改善。

根据本发明第五方面，在第一方面的冷冻系统中，所述冷却贮藏设备用制冷剂回路的流路控制机构由一个三通阀和两个四通阀构成，由此可如第一至第四方面那样利用简单的结构实现复杂的制冷剂回路的控制。

根据本发明第六方面，在第一至第四任一方面的冷冻系统中，所述冷却贮藏设备用制冷剂回路的流路控制机构由三个四通阀构成，由此可如第一至第四方面那样利用简单的结构实现复杂的制冷剂回路的控制。

根据本发明第七方面，在第一方面的冷冻系统中，在所述冷凝器的下游具有接收槽，该冷凝器和该接收槽之间经由止回阀连通，由此避免制冷剂滞留在所述冷凝器内，防止所述冷却贮藏设备用制冷剂回路的制冷剂不足或所述冷凝器内的升压，从而可进行稳定的运转。

附图说明

图1是说明本发明中利用一个三通阀和两个四通阀的实施例的冷冻系统中空调机的制冷运转的图；

图2是说明本发明中利用一个三通阀和两个四通阀的实施例的冷冻系统中空调机的采暖运转的图；

图3是说明本发明中利用一个三通阀和两个四通阀的实施例的冷冻系统中不进行级联热交换器的热交换的空调机的采暖运转的图；

图4是说明本发明中利用一个三通阀和两个四通阀的实施例的冷冻系统中不进行由冷凝器与室外的热交换的空调机的采暖运转的图；

图5是说明本发明中利用三个四通阀的实施例的冷冻系统中空调机的制冷运转的图；

图6是说明本发明中利用三个四通阀的实施例的冷冻系统中空调机的采暖运转的图；

图7是说明本发明中利用三个四通阀的实施例的冷冻系统中不进行级联热交换器的热交换的空调机的采暖运转的图；

图8是说明本发明中利用三个四通阀的实施例的冷冻系统中不进行由冷凝器与室外的热交换的空调机的采暖运转的图。

符号说明

1 冷冻系统

4 空调机

5 空调用制冷剂回路

6 冷却装置

7 冷却贮藏设备用制冷剂回路

11、21A、21B、41 压缩机

13、17、24、51 四通阀

14 冷凝器

18 级联热交换器

25 热源侧热交换器

30 利用侧热交换器

31 冷藏用蒸发器

34 冷冻用蒸发器

50 三通阀

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式。图1是说明含有适用本发明的冷冻系统1的制冷剂回路的空调冷冻机整体的图。该冷冻系统1例如进行便利店的店内2的空气调节和该店内2设置的作为冷却贮藏设备的冷藏箱31或冷冻箱34的库内冷却。

这些冷藏箱31或冷冻箱34是前面或上面开口的开放式陈列柜或通过玻璃门自由开闭的关闭式陈列柜等。例如，冷藏箱31的库内冷却到大约+3℃到大约+10℃的冷藏温度，陈列饮料及食品等，并且冷冻箱34的库内冷却到大约-10℃到大约-20℃的冷冻温度，陈列冷冻食品及冰点等。

在图1中，符号4是具有空调用制冷剂回路5的空调机，6是具有用于将冷藏箱31及冷冻箱34的库内冷却的冷却贮藏设备用制冷剂回路7的冷却装置。空调机4由设置在店内2的顶棚等上的未图示的室内机和室外单元3构成，在它们之间构成有所述空调用制冷剂回路5。

该空调用制冷剂回路5具有：设置在室外单元3壳体内的蓄能器20、两台的压缩机21A以及21B、止回阀22A以及22B、分油器23、四通阀24、热源侧热交换器25、膨胀阀26、27以及28、级联热交换器18、止回阀29；设置在室内2的利用侧热交换器30等。另外，压缩机21A可通过变换器进行频率控制运转，压缩机21B是进行定速运转的压缩机。

压缩机21A以及21B相互并列连接，各压缩机21A以及21B的排出侧分别经由止回阀22A及22B合流，与分油器23的入口连接。另外，止回阀22A及22B使分油器23方向为顺向。分油器23的出口与四通阀24的一个入口连接，一个出口与热源侧热交换器25的入口连接。该热源侧热交换器25具有：由多个并列配管构成的流路阻力较小的入口侧25A；将该多个并列配管汇集成少数的并列配管或单个配管的出口侧25B。该热源侧热交换器25的出口侧25B的出口经由膨胀阀26与膨胀阀28的入口连接，膨胀阀28的出口跨过店内2与利用侧热交换器30A的入口连接。

利用侧热交换器30A的出口跨过室外单元3与四通阀24的另一个入口连接，四通阀24的另一个出口经由止回阀29与蓄能器20的入口连接。该蓄能器20的出口与压缩机21A以及21B的吸入侧连接。另外，止回阀29使蓄能器20方向成为顺向。

另外，膨胀阀26和28之间的配管与膨胀阀27的入口连接，膨胀阀27的出口与级联热交换器18的空气调节侧管路18A的入口连接。该级联热交换器18的空气调节侧管路18A的出口经由蓄能器20与压缩机21A以及21B的吸入侧连接。

冷却装置6在室外单元3和店内2设置的冷藏箱31以及冷冻箱34之间配管构成冷却贮藏设备用制冷剂回路7。该冷却贮藏设备用制冷剂回路7具有：设置在室外单元3壳体内的第一压缩机11、冷凝器14、两个的四通阀13以及17、止回阀15、分油器12、接收槽16、级联热交换器18、三通阀50等；设置在店内2的冷藏箱31、冷冻槽34、膨胀阀32以及35、电磁阀33以及36、止回阀40、第二压缩机41、分油器42等，在它们之间配管构成空调用制冷剂回路7。

压缩机11的排出侧经由分油器12与四通阀13的一个入口连接，该四通阀13的一个出口与冷凝器14的入口连接。该冷凝器14具有：由多个并列配管构成的流路电阻较小的入口侧14A；将该多个并列配管汇聚成少数的并列配管或单个配管的出口侧14B。该冷凝器14的出口侧14B的出口经由止回阀15与接收槽16的入口连接，该接收槽16的出口与四通阀17的一个入口连接。

四通阀17的一个入口与级联热交换器18的壳体侧管路18B的入口连接。另外，级联热交换器18是使相对地通过内部构成的空气调节侧管路18A和壳体侧管路18B的制冷剂相互进行热交换的部件，由此空调用制冷剂回路5的低压侧和冷却贮藏设备用制冷剂回路7的高压侧热结合。

级联热交换器18的壳体侧通路18B的出口与三通阀50的入口连接，该三通阀50的一个出口与四通阀13的另一个入口连接。该四通阀13的另一个出口与四通阀17的另一个入口连接，该四通阀17的另一个出口从室内单元3出来，分支进入店内2。

分支的一路配管经由电子阀33、膨胀阀32与冷藏用蒸发器31A的入口连接。分支的另一路配管经由电磁阀36、膨胀阀35与冷冻用蒸发器34A的入口连接。

冷冻用蒸发器34A的出口经由止回阀40与压缩机41的吸入侧连接。另外，止回阀40使压缩机41方向为顺向。该压缩机41的输出比压缩机11小，其排出侧经由分油器42与压缩机11的吸入侧连接。即，压缩机41和压缩机11在制冷剂回路上串联连接。另外，冷藏用蒸发器31A的出口与压缩机41的排出侧的分油器42的出口侧连接。

由以上的结构说明了本发明的冷冻系统1的动作。另外，压缩机11和压缩机21A通过变换器进行频率控制，压缩机21B和压缩机41定速运转。

实施例1

(1)空调机的制冷运转

首先，在夏天等空调机4进行制冷运转时，在室外单元3中构成图1所示的制冷剂回路。

在构成空调机4的空调用制冷剂回路5中，四通阀24使分油器23的出口和热源侧热交换器25的入口侧A连通，使利用侧热交换器30的出口和止回阀29的入口连通。另外，将膨胀阀28全开。使压缩机21A以及21B运转。另外，制冷能力调节是通过控制压缩机21A的运转频率而进行的。

压缩机21A以及21B运转后，从压缩机21A以及21B的排出侧排出的高温高压的气体制冷剂，经由四通阀24进入热压侧热交换器25的入口侧25A。在该热源侧热交换器25中制冷剂散热，冷凝液化。即，该热源侧热交换器25作为冷凝器起作用。该液体制冷剂从热源侧热交换器25的入口侧25A经由出口侧25B流入膨胀阀26的入口。通过膨胀阀26后分支。分支的一路通过膨胀阀28减压，流入利用侧热交换器30后蒸发。

店内2的空气通过鼓风机30B向该利用侧热交换器30送风，店内2的空气通过制冷剂的蒸发产生的吸热作用被冷却。由此，进行店内2的制冷。从利用侧热交换器30出来的低温制冷剂气体从四通阀24的所述另一个入口向另一个出口通过，经由止回阀29流入蓄能器20。制冷剂在由蓄能器分离成气体和液体后，仅使成为气体的制冷剂通过蓄能器被吸入到压缩机21A以及21B的吸入侧。

通过膨胀阀26分支的制冷剂的另一路通过膨胀阀27被减压，流入级联热交换器18的空气调节侧管路18A，在此通过蒸发进行吸热。由此，级联热交换器18被冷却，成为低温。从级联热交换器18的空气调节侧管路18A出来的低温气体制冷剂流入蓄能器20。在蓄能器中制冷剂被分离成气体和液体后，仅使成为气体的制冷剂通过蓄能器被吸入到压缩机21A以及21B的吸入侧。

在此，基于利用侧热交换器30的出入口的制冷剂温度、利用侧热交换器30自身的温度、级联热交换器18的空气调节侧管路18A的出入口的制冷剂温度以及级联热交换器18本身的温度调节膨胀阀27以及28的阀开度，以得到适当的过热度。

另一方面，在冷却装置6的冷却贮藏设备中制冷剂回路7中，四通阀13使分油器12的出口和冷凝器14的入口侧14A连通，使三通阀50的一个出口和四通阀17的所述另一个入口连通。另外，四通阀17使接收槽16的出口和级联热交换器18的壳体侧管路18B的入口连通，四通阀17的所述另一个出口从室内单元3出来，进入店内2。

运转压缩机11以及41。从压缩机11排出的高温高压的气体制冷剂由分油器12与油分离后，经由四通阀13进入冷凝器14的入口侧14A。流入到冷凝器14的制冷剂散热，冷凝液化。

通过该冷凝器14的入口侧14A的制冷剂到达出口侧14B，从该处流入接收槽16。制冷剂进而从接收槽流入级联热交换器18的壳体侧管路18B。流入到该壳体侧管路18B的冷却贮藏用制冷剂回路7的制冷剂，如上述地通过空调用制冷剂回路5的制冷剂冷却，再通过低温的级联热交换器18冷却，进入过冷却状态。

冷却的制冷剂通过级联交换器18顺次通过三通阀50、四通阀13以及四通阀17后，在店内2分支。该分支的制冷剂中的一路通过电磁阀33后，到达膨胀阀32，被减压后流入到冷藏用蒸发器31A，在此通过蒸发将冷藏槽31内冷却。从冷藏用蒸发器31A出来的低温气体制冷剂流向压缩机11的入口侧。

从级联热交换器18出来的分支的另一路制冷剂通过电磁阀36后，到达膨胀阀35，被减压后流入冷冻用蒸发器34A，将冷冻槽34内冷却。从冷冻用蒸发器34A出来的低温气体制冷剂经由止回阀40到达压缩机41，在此升压到冷藏用蒸发器31A的出口侧的压力，从压缩机41排出后由分油器42分离出油后，与来自冷藏箱31的制冷剂合流，流向压缩机11的入口侧。

这样，通过流经级联热交换器18的空气调节侧管路18A的空调用制冷剂回路5的低压侧制冷剂，可以将冷却贮藏设备用制冷剂回路7的高压侧制冷剂过冷却，故改善了冷藏箱31以及冷冻箱34的蒸发器31A以及34A的冷却能力和冷却贮藏设备用制冷剂回路7的运转效率。另外，由于冷却贮藏设备用制冷剂回路7的高压侧制冷剂经由冷凝器14流入到级联热交换器18的壳体侧管路18B，故空调用制冷剂回路5的过热度液可以维持在适当的范围内。

另外，从冷却贮藏设备用制冷剂回路7的冷冻用蒸发器34A出来的制冷剂的压力，由于其蒸发温度降低，故比从冷藏用蒸发器31A出来的制冷剂还要低，但由于在与从冷藏用蒸发器31A出来的制冷剂合流之前，通过压缩机41压缩而升压，故通过调节压缩机11的吸入侧压力，可以分别通过各蒸发器31A以及34A顺畅地冷却冷藏箱31和冷冻箱34的库内。

(2)空调机的采暖运转

其次，在冬季等空气调和机4进行采暖运转时，在室外单元3中构成了图2所示的制冷剂回路。

在构成空调机4的空调用制冷剂回路5中，四通阀24使分油器23的出口和利用侧热交换器30的入口连通，使热源侧热交换器25的入口侧A和止回阀29的入口连通。另外，将膨胀阀28全开。运转压缩机21A以及21B。另外，通过控制压缩机21A的运转频率进行制冷能力调节。

从压缩机21A以及21B排出的高温高压的气体制冷剂，从分油器23经由四通阀24进入利用侧热交换器30。在该利用侧热交换器30中店内2的空气通过鼓风机30B被送风，制冷剂在此散热并对室内空气加热，由此冷凝液化。

由利用侧热交换器30液化了的制冷剂从利用侧热交换器30流出并通过膨胀阀28，在膨胀阀27被减压之后，流入级联热交换器18的空气调节侧管路18A并且蒸发，由此进行吸热，之后经过蓄能器而被向压缩机21A及21B吸引。

基于级联热交换器18的空气调节侧管路18A的出入口的制冷剂温度或级联热交换器18的温度调节膨胀阀27的阀开度，以得到适当的过热度。另外，基于利用侧热交换器30的温度或送风至此的空气温度进行鼓风机30B的控制。

冷却装置6的冷却贮藏设备用制冷剂回路7的四通阀13使分油器12的出口和四通阀17的一个入口连通，使三通阀50的出口和冷凝器14的入口侧14A连通。另外，四通阀17使四通阀13的一个出口和级联热交换器18的壳体侧管路18B的入口连通，使接收槽16的出口和电磁阀33以及36连通。另外，电磁阀的开闭以及压缩机的动作也与所述制冷运转时相同。

由此，从压缩机11排出的高温高压的气体制冷剂顺次通过四通阀13以及17进入级联热交换器18的壳体侧管路18B。由此，从压缩机11排出的高温高压的气体制冷剂在由冷凝器14散热前直接供给向级联热交换器18的壳体侧管路18B。流入到该壳体侧管路18B的冷却贮藏设备用制冷剂回路7的制冷剂由于在级联热交换器18中散热，故通过在所述空气调节侧管路18A蒸发的空调用制冷剂回路5的制冷剂而被冷却。空调用制冷剂回路5的制冷剂可以利用冷却贮藏设备用制冷剂回路7的废热。

通过该级联热交换器18的壳体侧管路18B的制冷剂通过三通阀50以及四通阀13进入冷凝器14的入口侧14A。流入到该冷凝器14的制冷剂在此散热，并且冷凝液化。

通过该冷凝器14的制冷剂经由止回阀15进入接收槽16内，在此进行气液分离。分离的液体制冷剂从接收槽16流出，通过四通阀17后分支，流向电磁阀33以及36的入口。

通过这样的运转，在空调机4的空调用制冷剂回路5的采暖运转时，可以由级联热交换器18回收冷却贮藏设备用制冷剂回路7的高压侧制冷剂的废热并传送到空调用制冷剂回路5的利用侧热交换器30。由此，可谋求改善空调机4的采暖能力、进行店内空气调节和冷藏箱31及冷冻箱34的库内冷却的冷冻系统1的效率改善以及节省能源。

特别地，冷却贮藏设备用制冷剂回路7的高压侧制冷剂在通过冷凝器14之前先通过级联热交换器18，由此可高效地回收冷却贮藏设备用制冷剂回路7的高压侧制冷剂的废热，可以提高空调用制冷剂回路5的利用侧热交换器30的采暖能力。

在此，在店内2比较热等空调机4的负荷减轻的情况下，缩小膨胀阀27的阀开度，降低制冷剂流量，故级联热交换器18中的冷却贮藏设备用制冷剂回路7的制冷剂的散热量过剩，但本发明中，冷却贮藏设备用制冷剂回路的高压侧制冷剂通过级联热交换器18后流入冷凝器14，因此可在凝器14中散放出过剩的热量。由此，可进行稳定的废热回收运转。

另外，通过利用所述四通阀13以及17切换流路，在空调用制冷剂回路5的制冷运转时和采暖运转时，使流向冷却贮藏设备用制冷剂回路中的冷凝器14以及接收槽16的制冷剂的流通方向相同。由此，与在制冷运转时和采暖运转时流过冷却贮藏设备用制冷剂回路内的制冷剂方向不同的结构相比，可以防止或抑制该制冷剂的压力损失的发生，进行有效的运转。

(3)在级联热交换器中几乎不需要热交换的空调机的采暖运转

另外，在如上所述的空调机4进行采暖运转时，在店内2的负荷进一步减小并且采暖能力变得过大的情况下，在室外单元3中构成图3所示的制冷剂回路。

在这种情况下，从图2向图3切换四通阀13以及17。即，四通阀13使分油器12的出口和冷凝器14的入口侧14A连通，使三通阀50的一个出口和四通阀17的所述另一个入口连通。另外，四通阀17使接收槽16的入口和级联热交换器18的壳体侧管路18B的入口连通，四通阀17的所述另一个出口从室内单元3出来进入店内2。

由此，从压缩机11排出的高温高压的制冷剂，同图1的情况一样，通过冷凝器14并散热后流入级联热交换器18，所以可以防止空调用制冷剂回路5的制冷剂在通过级联热交换器18时过剩地散热。

(4)店外温度变得非常低的状态下的空调机的采暖运转

在此，在店外气温十分低的情况下，在空调用制冷剂回路5中不能由热源侧热交换器25获取充分的热量并且在冷却贮藏用制冷剂回路7中由冷凝器14使冷却贮藏设备用制冷剂回路7内的制冷剂过多地散热，在级联热交换器18不能供给空调用制冷剂回路5充分的热量，空调机4的采暖能力低下。

在这种情况下，从图2向图4切换三通阀50。即，连通级联热交换器18的壳体侧管路18B的出口和接收槽16的入口。此时，由于在接收槽16的入口和冷凝器18的出口侧18B之间设置止回阀15，故从级联热交换器18的壳体侧管路18B的出口流出的制冷剂不会流入冷凝器14。

通过采用这样的结构，从压缩机11排出的高温高压的制冷剂在级联热交换器18中，向空调用制冷剂回路5的制冷剂供给热量后，不由冷凝器14散热而流向电磁阀33以及36。由此，防止了冷冻贮藏设备用制冷剂回路7的制冷剂在冷凝器14中过多地散热。

另外，在该结构中，不发生冷凝器14以及热源侧热交换器25的与店外的热交换，可以有效地利用店内2存在的热量，实现空调机4的采暖运转效率提高以及冷冻系统1的节省能源化。

实施例2

在冷却贮藏设备用制冷剂回路中，可以通过设置图5到图8的四通阀51代替图1到图4中的三通阀50以及止回阀15而得到与图1相同的制冷剂回路结构。下面，参照附图进行详细的说明。

图5是说明含有适用本发明的冷冻系统1的制冷剂回路的空调冷冻机整体的图。该冷冻系统1同实施例1相同，例如进行便利店的店内2的空气调节、该店内2设置的作为冷却贮藏设备的冷藏箱31或冷冻箱34的库内冷却。

在图5中，符号4是具有空调用制冷剂回路5的空调机，6是用于将冷藏箱31或冷冻箱34的库内冷却的具有冷却贮藏设备用制冷剂回路7的冷却装置。空调机4由店内2的顶棚等上设置的未图示的室内机和室外单元3构成，在它们之间构成所述空调用制冷剂回路5。

该空调用制冷剂回路5包括：设置在室外单元3的壳体内的蓄能器20、两台的压缩机21A以及21B、止回阀22A以及22B、分油器23、四通阀24、热源侧热交换器25、膨胀阀26、27、28、级联热交换器18、止回阀29以及设置在室内2的利用侧热交换器30等。另外，压缩机21A可以通过变换器进行频率控制运转，压缩机21B是进行定速运转的压缩机。

压缩机21A以及21B相互并列连接，各压缩机21A以及21B的排出侧分别经由止回阀22A以及22B合流，与分油器23的入口连接。另外止回阀22A以及22B使分油器23方向为顺向。分油器23的出口与四通阀24的一个入口连接，另一个出口与热源侧热交换器25的入口连接。该热源侧热交换器25具有：由多个并列配管构成的流路阻力较小的入口侧25A；将该多个并列配管汇集成少数的并列配管或单个配管的出口侧25B。该热源侧热交换器25的出口侧25B的出口经由膨胀阀26与膨胀阀28的入口连接，膨胀阀28的出口跨过店内2与利用侧热交换器30A的入口连接。

利用侧热交换器30A的出口跨过室外单元3与四通阀24的另一个入口连接，四通阀24的另一个出口经由止回阀29与蓄能器20的入口连接。该蓄能器20的出口与压缩机21A以及21B的吸入侧连接。另外，止回阀29使蓄能器20方向为顺向。

另外，膨胀阀26和28之间的配管与膨胀阀27的入口连接，膨胀阀27的出口与级联热交换器18的空气调节侧管路18A的入口连接。该级联热交换器18的空气调节侧管路18A的出口经由蓄能器20与压缩机21A以及21B的吸入侧连接。

冷却装置6在室外单元3与店内2设置的冷藏箱31及冷冻箱34之间配管构成有冷却贮藏设备用制冷剂回路7。该冷却贮藏设备用制冷剂回路7具有：设置在室外单元3的壳体内的第一压缩机11、冷凝器14、三个四通阀13、17和51、分油器12、接收槽16、级联热交换器18以及止回阀19等；设置在店内2的冷藏箱31、冷冻箱34、膨胀阀32以及35、电磁阀33以及36、止回阀40、第二压缩机41、分油器42等，在它们之间配管形成空调用制冷剂回路7。

压缩机11的排出侧经由分油器12与四通阀13的一个入口连接，该四通阀13的一个出口与四通阀51的一个入口连接。该四通阀51的一个出口与冷凝器14的入口连接。该冷凝器14包括：由多个并列配管构成的流路阻力较小的入口侧14A；将多个并列配管汇集成少数的并列配管或单个配管的出口侧14B。该冷凝器14的出口侧14B的出口与四通阀51的另一个入口连接，该四通阀51的另一个出口与接收槽16的入口连接，该接收槽16的出口与四通阀17的一个入口连接。另外，冷凝器14的出口侧14B与经由所述四通阀51的路径不同，经由止回阀19与接收槽16连通。另外，止回阀19使接收槽16方向为顺向。

四通阀17的一个出口与级联热交换器18的壳体侧管路18B的入口连接。另外，级联热交换器18使相对地通过内部构成的空气调节侧管路18A和壳体侧管路18B的制冷剂相互热交换，由此空调用制冷剂回路5的低压侧和冷却贮藏设备用制冷剂回路7的高压侧热结合。

级联热交换器18的壳体侧通路18B的出口与四通阀13的另一个入口连接。该四通阀13的另一个出口与四通阀17的另一个入口连接，该四通阀17的另一个出口从室内单元3出来，分支进入店内2。

分支的一路配管经由电磁阀33、膨胀阀32与冷藏用蒸发器31A的入口连接。分支的另一路配管经由电磁阀36、膨胀阀35与冷冻用蒸发器34A的入口连接。

冷冻用蒸发器34A的出口经由止回阀40与压缩机41的吸入侧连接。另外，止回阀40使压缩机41方向为顺向。该压缩机41的输出比压缩机11小，其排出侧经由分油器42与压缩机11的吸入侧连接。即，压缩机41和压缩机11在制冷剂回路上串联连接。另外，冷藏用蒸发器31A的出口与压缩机41的排出侧的分油器42的出口侧连接。

由以上结构说明了本发明的冷冻系统1的动作。另外，压缩机11和压缩机21A通过变换器进行频率控制，压缩机21B和压缩机41定速运转。

(5)空调机的制冷运转

首先，在夏天等空调机4进行制冷运转时，在室外单元3中构成图5所示的制冷剂回路。

在构成空调机4的空调用制冷剂回路5中，四通阀24使分油器23的出口和热源侧热交换器25的入口侧A连通，使利用侧热交换器30的出口和止回阀29的入口连通。另外，将膨胀阀28全开。运转压缩机21A以及21B。另外，通过控制压缩机21A的运转频率来调节制冷能力。

压缩机21A以及21B运转后，从压缩机21A以及21B的排出侧排出的高温高压的气体制冷剂经由四通阀24进入热源侧热交换器25的入口侧25A，在该热源侧热交换器25中制冷剂散热，冷凝液化。即，该热源侧热交换器25作为冷凝器起作用。该液体制冷剂从热源侧热交换器25的入口侧25A经由出口侧25B流入膨胀阀26的入口。通过膨胀阀26后分支。分支的一路通过膨胀阀28被减压，流入利用侧热交换器30并在此蒸发。

在该利用侧热交换器30中，店内2的空体通过鼓风机30B被送风，通过制冷剂的蒸发产生的吸热作用冷却店内2的空气。由此，进行店内2的制冷。从利用侧热交换器30出来的低温制冷剂气体经由四通阀24、止回阀29流入蓄能器20。在蓄能器中制冷剂分离成气体和液体后，仅使成为气体的制冷剂通过蓄能器被吸入到压缩机21A以及21B的吸入侧。

通过膨胀阀26分支的制冷剂的另一路通过膨胀阀27被减压，流入级联热交换器18的空气调节侧管路18A，在此通过蒸发吸热。由此，级联热交换器18被冷却，成为低温。从级联热交换器18的空气调节侧管路18A出来的低温气体制冷剂流入蓄能器20。在蓄能器中制冷剂分离成气体和液体后，仅使成为气体的制冷剂通过蓄能器被吸入到压缩机21A以及21B的吸入侧。

在此，基于利用侧热交换器30的出入口的制冷剂温度、利用侧热交换器30自身的温度、级联热交换器18的空气调节侧管路18A的出入口的制冷剂温度、级联热交换器18本身的温度来调节膨胀阀27以及28的阀开度，以得到适当的过热度。

在冷却装置6的冷却贮藏设备用制冷剂回路7中，四通阀13使分油器12的出口和四通阀51的所述一个入口连通，使级联热交换器18的壳体侧管路18B的出口和四通阀17的所述另一个入口连通。四通阀17使接收槽16的出口和级联热交换器18的壳体侧管路18B的入口连通，四通阀17的所述另一个出口从室内单元3出来，进入店内2。四通阀51使四通阀13的所述一个出口和冷凝器14的入口侧14A连通，使冷凝器14的出口侧14B和接收槽16的入口连通。

运转压缩机11以及41。从压缩机11排出的高温高压的气体制冷剂由分油器12与油分离后，经由四通阀13、四通阀51进入冷凝器14的入口侧14A。流入冷凝器14的制冷剂散热，冷凝液化。

通过该冷凝器14的入口侧14A的制冷剂到达出口侧14B，由此经由四通阀51流入接收槽16。制冷剂进一步从接收槽流入级联交换器18的壳体侧管路18B。流入到该壳体侧管路18B的冷却贮藏用制冷剂回路7的制冷剂，如上所述地通过被空调用制冷剂回路5的制冷剂冷却并成为低温的级联热交换器18冷却，并且被过冷却。

通过级联热交换器18冷却的制冷剂经由四通阀13、四通阀17在店内2分支。该分支的制冷剂的一路通过电磁阀33后，在膨胀阀32中减压，流入冷藏用蒸发器31A，由此通过蒸发将冷藏箱31内冷却。从冷藏用蒸发器31A出来的低温气体制冷剂流向压缩机11的入口侧。

从级联热交换器18出来后分支的另一路制冷剂通过电磁阀36后，到达膨胀阀35，被减压并流入冷冻用蒸发器34A，将冷冻箱34内冷却。从冷冻用蒸发器34A出来的低温气体制冷剂经由止回阀40到达压缩机41，在此升压到冷藏用蒸发器31A的出口侧的压力，从压缩机41排出并由分油器42分离油后，与来自冷藏槽31的制冷剂合流，流向压缩机11的入口侧。

这样，通过流过级联热交换器18的空气调节侧管路18A的空调用制冷剂回路5的低压侧制冷剂，可以将冷却贮藏设备用制冷剂回路7的高压侧制冷剂过冷却，因此改善了冷藏箱31或冷冻箱34的蒸发器31A以及34A的冷却能力和冷却贮藏设备用制冷剂回路7的运转效率。另外，冷却贮藏设备用制冷剂回路7的高压侧制冷剂经由冷凝器14流入级联热交换器18的壳体侧管路18B，故可将空调用制冷剂回路5的过热度也维持在适当的范围。

另外，从冷却贮藏设备用制冷剂回路7的冷冻用蒸发器34A出来的制冷剂的压力，由于其蒸发温度降低，故比从冷藏用蒸发器31A出来的制冷剂还要低，但通过在与从冷藏用蒸发器31A出来的制冷剂合流的以前由压缩机41压缩而升压，因此通过调节压缩机11的吸入侧压力，可分别通过各蒸发器31A以及34A顺利地将冷藏箱31和冷冻箱34的库内冷却。

(6)空调机的采暖运转

下面，在冬季等空调机4进行采暖运转时，在室外单元3中构成了图6所示的制冷剂回路。

在构成空调机4的空调用制冷剂回路5中，四通阀24使分油器23的出口和利用侧热交换器30的入口连通，使热源侧热交换器25的入口侧A和止回阀29的入口连通。另外，将膨胀阀28全开。运转压缩机21A以及21B。另外，通过控制压缩机21A的运转频率进行制冷能力调节。

从压缩机21A以及21B排出的高温高压气体制冷剂经由分油器23、四通阀24进入利用侧热交换器30。通过鼓风机30B将店内2的空气向利用侧热交换器30送风，制冷剂在此散热并对室内空气进行加热，由此冷凝液化。

在利用侧热交换器30液化的制冷剂从利用侧热交换器30流出，通过膨胀阀28，在膨胀阀27减压后，流入级联热交换器18的空气调节侧管路18A，在通过蒸发而吸热后，经由蓄能器20被向压缩机21A以及21B吸引。

基于级联热交换器18的空气调节侧管路18A的出入口的制冷剂温度或者级联热交换器18的温度调节膨胀阀27的阀开度，以得到适当的过热度。另外，基于利用侧热交换器30的温度或向此送风的空气的温度控制鼓风机30B。

冷却装置6的冷却贮藏设备用制冷剂回路7的四通阀13使分油器12的出口和四通阀17的一个入口连通，使级联热交换器18的壳体侧管路18B的出口和四通阀51的一个入口连通。四通阀17使四通阀13的一个出口和级联热交换器18的壳体侧管路18B的入口连通，使接收槽16的出口和电磁阀33以及36连通。四通阀51使四通阀13的所述一个出口与冷凝器14的入口侧14A连通，使冷凝器14的出口侧14B与接收槽16的入口连通。另外，电磁方的开闭以及压缩机的动作与所述制冷运转时相同。

由此，从压缩机11排出的高温高压的气体制冷剂经由四通阀13、17进入级联热交换器18的壳体侧管路18B。由此，从压缩机11排出的高温高压气体制冷剂在由冷凝器14散热前直接供给热交换器18的壳体侧管路18B。流入该壳体侧管路18B的冷却贮藏设备用制冷剂回路7的制冷剂在级联热交换器18散热，通过由所述空气调节侧管路18A蒸发的空调用制冷剂回路5的制冷剂冷却，空调用制冷剂回路5的制冷剂能够利用冷却贮藏设备用制冷剂回路7的散热。

通过了该级联热交换器18的壳体侧管路18B的制冷剂通过四通阀13以及51进入冷凝器14的入口侧14A。流入该冷凝器14的制冷剂在此散热并冷凝液化。

通过该冷凝器14的制冷剂经由四通阀51进入接收槽16内，在此进行气液分离。分离后的液制冷剂从接收槽16流出，经由四通阀17流入店内2后分支，流向电磁阀33以及36的入口。

通过这样的运行，在空调机4的空调用制冷剂回路5的采暖运转时，可由级联热交换器18回收冷却贮藏设备用制冷剂回路7的高压侧制冷剂的废热，传送向空调用制冷剂回路5的利用侧热交换器30。由此，可以谋求空调机4的采暖能力的改善，并且可改善进行店内的空气调节和冷藏箱31以及冷冻箱34的库内冷却的冷冻系统1的效率，可谋求节省能源。

特别地，通过使冷却贮藏设备用制冷剂回路7的高压侧制冷剂在通过冷凝器14之前通过级联热交换器18，可高效地回收冷却贮藏设备用制冷剂回路7的高压侧制冷剂的废热，进一步提高空调用制冷剂回路5的利用侧热交换器30的采暖能力。

在此，在店内2比较温暖等时空调机4的负荷减轻的情况下，缩小膨胀阀27的阀开度，降低制冷剂流量，因此级联热交换器18的冷却贮藏设备用制冷剂回路7的制冷剂的散热量过剩，但在本发明中使冷却贮藏设备用制冷剂回路的高压侧制冷剂通过级联热交换器18后流向冷凝器14，所以在冷凝器14中可以放出过剩的热量。由此，可以实现稳定的废热回收运转。

另外，由于利用所述四通阀13以及17切换流路，在空调用制冷剂回路5的制冷运转时和采暖运转时，流入冷却贮藏设备用制冷剂回路中的冷凝器14以及接收槽16的制冷剂的流动方向相同。由此，与在制冷运转时和采暖运转时流过冷却贮藏设备用制冷剂回路内的制冷剂方向不同的结构相比，可以防止或抑制该制冷剂的压力损失的发生，进行有效的运转。

(7)在级联热交换器中几乎不需要热交换的空气调和机的采暖运转

另外，在如所述的空调机4进行采暖运转时，在店内2的负荷进一步减小，采暖能力过大的情况下，在室外单元3中构成如图7所示的制冷剂回路。

在这种情况下，由图6向图7切换四通阀13以及17。即，四通阀13使分油器12的出口和四通阀51的一个入口连通，级联热交换器18的壳体侧管路18B的出口和四通阀17的所述另一个入口连通。四通阀17使接收槽16的出口和级联热交换器18的壳体侧管路18B的入口连通，四通阀17的所述另一个出口从室内单元3出来后，进入店内2。四通阀51使四通阀13的所述一个出口和冷凝器14的入口侧14A连通，使冷凝器14的出口侧14B和接收槽16的入口连通。

由此，从压缩机11排出的高温高压制冷剂，同图5的情况相同地通过冷凝器14后放热，流向级联热交换器18的壳体侧管路18B，因此可防止空调用制冷剂回路5的制冷剂在通过级联热交换器18时过多地过热。

(8)店外温度非常低的状态下的空调机的采暖运转

在此，在店外气温十分低的情况下，存在有如下问题：在空调用制冷剂回路5中不能由热源侧热交换器25获取充分的热量，并且在冷却贮藏用制冷剂回路7中由冷凝器14使冷却贮藏设备用制冷剂回路7内的制冷剂过多地散热，在级联热交换器18中不能供给空调用制冷剂回路5充分的热量，空调机4的采暖能力低下。

在这种情况下，由图6向图8切换四通阀51。即，使四通阀13的一个出口和接受槽16的入口连通，使冷凝器14的入口侧14A和出口侧14B连通。

此时，由于冷凝器14成为独立于冷却贮藏设备用制冷剂回路7的制冷剂回路，制冷剂滞留在冷凝器14内，故出现在冷却贮藏设备用制冷剂回路7中循环的制冷剂不足或冷凝器14的内压上升的问题。因此，与经由所述四通阀51的路径不同，经由止回阀19使冷凝器14和接收槽16连通，由此制冷剂可以从冷凝器14向冷却贮藏设备用制冷剂回路7移动。

通过采取这样的结构，从压缩机11排出的高温高压制冷剂在级联热交换器18中，向空调用制冷剂回路5的制冷剂供给热量后，不在冷凝器4散热，而是经由接受槽16流向电磁阀33以及36。由此，可以防止冷冻贮藏设备用制冷剂回路7的制冷剂在冷凝器14过度地放热。

另外，在该结构中，由于不发生冷凝器14以及热源侧热交换器25与店外的热交换，故可有效率地再利用店内2存在的热量，可实现空调机4的采暖效率的提高和冷冻系统1的节省能源。

另外，在实施例中，以便利店为例进行了说明，但本发明对进行店内空气调节和冷却贮藏设备的冷却的各种冷冻系统都是有效的。另外，实施例中所示的各种设定值及配管结构并不限于此，可在不脱离本发明的主旨范围内进行适当的变更。

Claims (7)

1.一种冷冻系统，其特征在于，具有：

空调用制冷剂回路，其由压缩机、热源侧热交换器、减压装置以及利用侧热交换器构成；

冷却贮藏设备用制冷剂回路，其由压缩机、冷凝器、减压装置以及蒸发器构成；

级联热交换器，其使所述空调用制冷剂回路的低压侧和所述冷却贮藏设备用制冷剂回路的高压侧进行热交换，

在所述空调用制冷剂回路的采暖运转时，使所述冷却贮藏设备用制冷剂回路的高压侧制冷剂流入所述级联热交换器后，不经由所述冷凝器而流入所述蒸发器。

2.如权利要求1所述的冷冻系统，其特征在于，在所述空调用制冷剂回路的采暖运转时，使所述冷却贮藏设备用制冷剂回路的高压侧制冷剂经由所述级联热交换器、所述冷凝器流入所述蒸发器。

3.如权利要求1所述的冷冻系统，其特征在于，在所述空调用制冷剂回路的采暖运转时，使所述冷却贮藏设备用制冷剂回路的高压侧制冷剂经由所述冷凝器流入所述级联热交换器。

4.如权利要求1所述的冷冻系统，其特征在于，在所述空调用制冷剂回路的制冷运转时，使所述冷却贮藏设备用制冷剂回路的高压侧制冷剂经由所述冷凝器流入所述级联热交换器。

5.如权利要求1至4中任一项所述的冷冻系统，其特征在于，所述冷却贮藏设备用制冷剂回路的流路控制机构由一个三通阀和两个四通阀构成。

6.如权利要求1至4中任一项所述的冷冻系统，其特征在于，所述冷却贮藏设备用制冷剂回路的流路控制机构由三个四通阀构成。

7.如权利要求1所述的冷冻系统，其特征在于，在所述冷凝器的下游具有接收槽，该冷凝器和该接收槽之间经由止回阀连通。

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