JPWO2012004987A1 - 二段昇圧式冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Abstract
高段側圧縮機構(11a)の冷媒吐出能力および低段側圧縮機構(12a)の冷媒吐出能力を独立して制御可能に構成し、外気温度(Tam)、空気温度(Tfr)および設定温度(Tset)に基づいて低段側圧縮機構(12a)の冷媒吐出能力を決定し、決定された低段側圧縮機構(12a)の冷媒吐出能力に基づいて実効容量比が、1以上、3以下となるように、高段側圧縮機構(11a)の冷媒吐出能力を決定する。これにより、簡素な構成および制御で、二段昇圧式冷凍サイクル装置のCOPを向上させることができる。
Description
本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、2010年7月7日に出願された日本特許出願2010−154680を基にしている。
本発明は、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構とを備え、冷媒を多段階に昇圧させる二段昇圧式冷凍サイクル装置に関する。
従来、特許文献1に、低圧冷媒を中間圧冷媒となるまで圧縮して吐出する低段側圧縮機構と、低段側圧縮機構から吐出された中間圧冷媒を高圧冷媒となるまで圧縮して吐出する高段側圧縮機構とを備え、冷媒を多段階に昇圧させる二段昇圧式冷凍サイクル装置が開示されている。
より詳細には、特許文献1の二段昇圧式冷凍サイクル装置は、高段側圧縮機構から吐出された高圧冷媒を放熱させる放熱器、放熱器から流出した高圧冷媒の一部を中間圧冷媒となるまで減圧膨張させる中間圧膨張弁を備えており、中間圧膨張弁にて減圧された中間圧冷媒を高段側圧縮機構の吸入側へ導く、いわゆるエコノマイザ式冷凍サイクル装置として構成されている。
この種のエコノマイザ式冷凍サイクル装置では、高段側圧縮機構に、中間圧膨張弁にて減圧された中間圧冷媒と低段側圧縮機構から吐出された中間圧冷媒との混合冷媒を吸入させることができる。これにより、高段側圧縮機構に、低段側圧縮機構から吐出された中間圧冷媒のみを吸入させる場合に対して温度の低い混合冷媒を吸入させることができるので、高段側圧縮機構の圧縮効率を向上させることができる。
さらに、エコノマイザ式冷凍サイクル装置では、高段側圧縮機構および低段側圧縮機構として互いに圧縮比の等しい圧縮機構を採用し、中間圧冷媒の圧力(中間冷媒圧力)を、高圧冷媒の圧力(高圧側冷媒圧力)と低圧冷媒の圧力(低圧側冷媒圧力)との相乗平均で定義される目標中間冷媒圧力に近づけることで、サイクルの成績係数(COP)を向上できる。
そこで、特許文献1の二段昇圧式冷凍サイクル装置では、中間冷媒圧力を目標中間冷媒圧力に近づけるように中間圧膨張弁の絞り開度を変化させて、COPの向上を狙っている。
さらに、中間冷媒圧力を目標中間冷媒圧力に近づけるように中間圧膨張弁の絞り開度を変化させると、高圧側冷媒圧力および低圧側冷媒圧力も変化してしまうため、それぞれの圧縮機構の冷媒吐出能力を安定化(収束)させるための制御も複雑化してしまう。
また、単に、中間冷媒圧力を目標中間冷媒圧力に近づけるように中間圧膨張弁の絞り開度を変化させるだけでは、中間圧膨張弁から流出する中間圧冷媒が液相状態あるいは気液二相状態となってしまうことがある。その結果、高段側圧縮機構が非圧縮性流体を圧縮してしまう液圧縮の問題が生じ、高段側圧縮機構の信頼性、すなわち二段昇圧式冷凍サイクル装置全体としての信頼性を損なうことが懸念される。
本発明は、上記点に鑑み、簡素な構成および制御でCOPを向上させることのできる二段昇圧式冷凍サイクル装置を提供することを第1の目的とする。
また、本発明は、簡素な構成および制御で信頼性の高い二段昇圧式冷凍サイクル装置を提供することを第2の目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の第1例の二段昇圧式冷凍サイクル装置では、低圧冷媒を中間圧冷媒となるまで圧縮して吐出する低段側圧縮機構と、低段側圧縮機構から吐出された中間圧冷媒を高圧冷媒となるまで圧縮して吐出する高段側圧縮機構と、高段側圧縮機構から吐出された高圧冷媒を室外空気と熱交換させて放熱させる放熱器と、放熱器から流出した高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧膨張させて高段側圧縮機構吸入側へ流出する中間圧膨張弁と、放熱器から流出した高圧冷媒を低圧冷媒となるまで減圧膨張させる低圧膨張弁と、低圧膨張弁にて減圧膨張された低圧冷媒を冷却対象空間に送風される送風空気と熱交換させて蒸発させ、低段側圧縮機構吸入側へ流出する蒸発器とを備える。 さらに、二段昇圧式冷凍サイクル装置は、放熱器にて高圧冷媒と熱交換する室外空気の外気温度および蒸発器にて低圧冷媒と熱交換する送風空気の空気温度のうち、少なくとも一方の温度の上昇に伴って、高段側圧縮機構および低段側圧縮機構のうち一方の圧縮機構の冷媒吐出能力を増加させるように決定する第1吐出能力制御部と、一方の圧縮機構の冷媒吐出能力に基づいて、他方の圧縮機構の冷媒吐出能力を決定する第2吐出能力制御部とを備える。さらに、第2吐出能力制御部は、高段側圧縮機構の吐出容量をV1、高段側圧縮機構の回転数をN1、低段側圧縮機構の吐出容量をV2、低段側圧縮機構の回転数をN2とした場合、N2×V2/N1×V1にて定義される実効容量比が予め定めた基準範囲内の値となるように、他方の圧縮機構の冷媒吐出能力を決定する。
これによれば、第1吐出能力制御部が、外気温度および空気温度のうち、少なくとも一方の値に基づいて、一方の圧縮機構の冷媒吐出能力を決定し、さらに、第2吐出能力制御部が、一方の圧縮機構の冷媒吐出能力に基づいて、他方の圧縮機構の冷媒吐出能力を決定するので、それぞれの圧縮機構の冷媒吐出能力を容易に決定できる。
この際、実効容積比が予め定めた基準範囲内の値となるように、第2吐出能力制御部が他方の圧縮機構の冷媒吐出能力を決定しているので、基準範囲を適切に設定するだけで、実質的に中間冷媒圧力を、高圧側冷媒圧力と低圧側冷媒圧力との相乗平均に相当する値に近づけることができる。
従って、高価な圧力検出手段を設ける必要のない簡素な構成で、かつ、極めて容易な制御で、二段昇圧式冷凍サイクル装置のCOPを向上させることができる。
さらに、それぞれの圧縮機構の冷媒吐出能力によらず、中間圧膨張弁の絞り開度を決定することができるので、中間圧膨張弁から流出する中間圧冷媒を気相冷媒として、高段側圧縮機構の液圧縮の問題を回避できる。
従って、簡素な構成で高段側圧縮機構の信頼性、すなわち二段昇圧式冷凍サイクル装置全体としての信頼性を向上させることができる。なお、圧縮機構の吐出容量とは、圧縮機構が一回転あたりに吐出する理論流量であって、幾何学的に算出される流量である。
例えば、本発明の第2例の二段昇圧式冷凍サイクル装置では、中間圧膨張弁は、放熱器から流出した高圧冷媒の流れを分岐する分岐部にて分岐された一方の高圧冷媒を減圧膨張させ、低圧膨張弁は、分岐部にて分岐された他方の高圧冷媒を減圧膨張させ、さらに、中間圧膨張弁にて減圧膨張された低圧冷媒と分岐部にて分岐された他方の高圧冷媒とを熱交換させる中間熱交換器を備える。
中間熱交換器を備えているので、中間圧膨張弁から流出した中間圧冷媒を加熱して容易に気相冷媒とすることができる。その結果、より一層確実に、二段昇圧式冷凍サイクル装置の信頼性を向上させることができる。
また、分岐部にて分岐された他方の高圧冷媒が冷却されて、蒸発器入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差を拡大して、蒸発器にて発揮される冷凍能力を増大することができる。その結果、より一層、二段昇圧式冷凍サイクル装置のCOPを向上させることができる。
例えば、本発明の第3例の二段昇圧式冷凍サイクル装置では、一方の圧縮機構は、低段側圧縮機構であり、他方の圧縮機構は、高段側圧縮機構であってもよい。
これによれば、第1吐出能力制御部が、外気温度および空気温度のうち、少なくとも一方の値に基づいて、低段側圧縮機構の冷媒吐出能力を決定し、蒸発器の冷媒蒸発圧力を直接制御することができる。従って、冷却対象空間に送風される送風空気の空気温度を所望の温度に調整しやすい。
本発明の第4例の二段昇圧式冷凍サイクル装置では、第2吐出能力制御部は、空気温度と冷却対象空間の目標冷却温度との温度差の絶対値が予め定めた基準温度差以下となったときに、一方の圧縮機構の冷媒吐出能力に基づいて、他方の圧縮機構の冷媒吐出能力を決定してもよい。
この場合、前記第2吐出能力制御部が、空気温度と冷却対象空間の目標冷却温度との温度差の絶対値が予め定めた基準温度差以下となるまでは、他方の圧縮機構の冷媒吐出能力を一方の圧縮機構の冷媒吐出能力によらずに制御することができる。従って、例えば、二段昇圧式冷凍サイクル装置の起動時に冷却対象空間を急速に冷却する運転モードを実行することもできる。
本発明の第5例の二段昇圧式冷凍サイクル装置では、前記空気温度が前記標冷却温度よりも高温であり、かつ前記第2吐出能力制御部は、前記空気温度と前記冷却対象空間の目標冷却温度との温度差の絶対値が予め定めた基準温度差以下となったときに、前記一方の圧縮機構の冷媒吐出能力に基づいて、前記他方の圧縮機構の冷媒吐出能力を決定してもよい。この場合、両方の圧縮機能の能力制御を有効に行うことができる。
また、本発明の第6例の二段昇圧式冷凍サイクル装置では、高段側圧縮機構および低段側圧縮機構は、その吐出容量が固定された固定容量型圧縮機構で構成されており、さらに、高段側圧縮機構を回転駆動する高段側電動モータと、低段側圧縮機構を回転駆動する低段側電動モータとを備え、高段側電動モータの回転数および低段側電動モータの回転数は、互いに独立して制御可能に構成されてもよい。
この場合、高段側圧縮機構の吐出容量および低段側圧縮機構の吐出容量が一定の値となるので、高段側圧縮機構の回転数および低段側圧縮機構の回転数のうち、少なくとも一方を変更するだけで容易に実効容量比を基準範囲とすることができる。
また、本発明の第7例の二段昇圧式冷凍サイクル装置では、高段側圧縮機構および低段側圧縮機構は、その吐出容量を変更可能な可変容量型圧縮機構で構成されており、高段側圧縮機構の吐出容量および低段側圧縮機構の吐出容量は、互いに独立して変更可能に構成されてもよい。
この場合、高段側圧縮機構の吐出容量および低段側圧縮機構の吐出容量を独立して変更することができるので、双方の圧縮機構の回転数を同じ値としても、容易に実効容量比を基準範囲とすることができる。従って、双方の圧縮機構を共通する駆動手段にて駆動することもできる。
さらに、上記の何れかの二段昇圧式冷凍サイクル装置において、第2吐出能力制御部は、実効容量比が、1≦N2×V2/N1×V1≦3
となるように、他方の圧縮機構の冷媒吐出能力を決定するようになっていてもよい。
となるように、他方の圧縮機構の冷媒吐出能力を決定するようになっていてもよい。
(第1実施形態)
図1〜3により、本発明の第1実施形態を説明する。図1は、本実施形態の二段昇圧式冷凍サイクル装置10の全体構成図である。この二段昇圧式冷凍サイクル装置10は、冷凍機に適用されており、冷却対象空間である冷凍庫内へ送風される送風空気を−30℃〜−10℃程度の極低温となるまで冷却する機能を果たす。
図1〜3により、本発明の第1実施形態を説明する。図1は、本実施形態の二段昇圧式冷凍サイクル装置10の全体構成図である。この二段昇圧式冷凍サイクル装置10は、冷凍機に適用されており、冷却対象空間である冷凍庫内へ送風される送風空気を−30℃〜−10℃程度の極低温となるまで冷却する機能を果たす。
まず、二段昇圧式冷凍サイクル装置10は、図1に示すように、高段側圧縮機11および低段側圧縮機12の2つの圧縮機を備えており、サイクルを循環する冷媒を多段階に昇圧するようになっている。なお、この冷媒としては、通常のフロン系冷媒(例えば、R404A)を採用することができる。さらに、冷媒には、低段側圧縮機12および高段側圧縮機11内の摺動部位を潤滑するための冷凍機油(オイル)が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。
まず、低段側圧縮機12は、低圧冷媒を中間圧冷媒となるまで圧縮して吐出する低段側圧縮機構12a、および、低段側圧縮機構12aを回転駆動する低段側電動モータ12bを有する電動圧縮機である。低段側圧縮機構12aは、その吐出容量V2が固定された固定容量型圧縮機構で構成されており、具体的には、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構、ローリングピストン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用できる。
低段側電動モータ12bは、低段側インバータ22から出力される交流電流によって、その作動(回転数)が制御される交流モータである。また、低段側インバータ22は、後述する冷凍機制御装置20から出力される制御信号に応じた周波数の交流電流を出力する。そして、この周波数制御によって低段側圧縮機12(具体的には、低段側圧縮機構12a)の冷媒吐出能力が変更される。
従って、本実施形態では、低段側電動モータ12bが低段側圧縮機12の吐出能力変更手段を構成している。もちろん、低段側電動モータ12bとして、直流モータを採用し、冷凍機制御装置20から出力される制御電圧によって、その回転数を制御するようにしてもよい。また、低段側圧縮機12(具体的には、低段側圧縮機構12a)の吐出口には、高段側圧縮機11の吸入口側が接続されている。
高段側圧縮機11の基本的構成は、低段側圧縮機12と同様である。従って、高段側圧縮機11は、低段側圧縮機12から吐出された中間圧冷媒を高圧冷媒となるまで圧縮して吐出する高段側圧縮機構11a、および、高段側電動モータ11bを有する電動圧縮機である。
さらに、高段側圧縮機構11aは、吐出容量V1が固定された固定容量型圧縮機構で構成され、高段側電動モータ11bは、高段側インバータ21から出力される交流電流によって回転数が制御される。また、本実施形態の高段側圧縮機構11aの圧縮比および低段側圧縮機構12aの圧縮比は略同等となっている。
高段側圧縮機11(具体的には、高段側圧縮機構11a)の吐出口には、放熱器13の冷媒入口側が接続されている。放熱器13は、高段側圧縮機11から吐出された高圧冷媒と冷却ファン13aにより送風される庫外空気(室外空気)とを熱交換させることによって、高圧冷媒を放熱させて冷却する放熱用熱交換器である。
冷却ファン13aは、冷凍機制御装置20から出力される制御電圧によって回転数(送風空気量)が制御される電動式送風機である。なお、本実施形態の二段昇圧式冷凍サイクル装置10では、冷媒としてフロン系冷媒を採用し、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成しているので、放熱器13は冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。
放熱器13の冷媒出口には、放熱器13から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部14が接続されている。分岐部14は、3つの流入出口を有する三方継手構造のもので、流入出口のうち1つを冷媒流入口とし、2つを冷媒流出口としたものである。このような分岐部14は、配管を接合して構成してもよいし、金属ブロックや樹脂ブロックに複数の冷媒通路を設けて構成してもよい。
分岐部14の一方の冷媒出口には中間圧膨張弁15の入口側が接続され、分岐部14の他方の冷媒出口には中間熱交換器16の高圧冷媒流路16aの入口側が接続されている。中間圧膨張弁15は、放熱器13から流出した高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧膨張させる温度式膨張弁である。
より具体的には、中間圧膨張弁15は、中間熱交換器16の中間圧冷媒流路16b出口側に配置された感温部を有し、中間圧冷媒流路16b出口側冷媒の温度と圧力とに基づいて中間圧冷媒流路16b出口側冷媒の過熱度を検知し、この過熱度が予め設定された所定値となるように機械的機構により弁開度(冷媒流量)を調整するようになっている。また、中間圧膨張弁15の出口側には、中間圧冷媒流路16bの入口側が接続されている。
中間熱交換器16は、中間圧冷媒流路16bを流通する中間圧膨張弁15にて減圧膨張された中間圧冷媒と、高圧冷媒流路16aを流通する分岐部14にて分岐された他方の高圧冷媒との間で熱交換を行うものである。なお、高圧冷媒は減圧されることによって温度低下するので、中間熱交換器16では、中間圧冷媒流路16bを流通する中間圧冷媒が加熱され、高圧冷媒流路16aを流通する高圧冷媒が冷却されることになる。
また、中間熱交換器16の具体的構成としては、板状の伝熱プレート部材を複数枚積層配置して各伝熱プレート部材間に中間圧冷媒流路16bおよび高圧冷媒流路16aを交互に形成し、伝熱プレートとを介して高圧冷媒と中間圧冷媒とを熱交換させるプレート式熱交換器を採用している。
また、高圧冷媒流路16aを形成する外側管の内側に中間圧冷媒流路16bを形成する内側管を配置する二重管方式の熱交換器構成を採用してもよい。もちろん、高圧冷媒流路16aを内側管として、中間圧冷媒流路16bを外側管としてもよい。さらに、高圧冷媒流路16aと中間圧冷媒流路16bとを形成する冷媒配管同士を接合して熱交換させる構成等を採用してもよい。
なお、図1に示す中間熱交換器16では、高圧冷媒流路16aを流通する高圧冷媒の流れ方向と中間圧冷媒流路16bを流通する中間圧冷媒の流れ方向が同一となる並行流型の熱交換器を採用しているが、もちろん、高圧冷媒流路16aを流通する高圧冷媒の流れ方向と中間圧冷媒流路16bを流通する中間圧冷媒の流れ方向が逆方向となる対交流型の熱交換器を採用してもよい。
中間熱交換器16の中間圧冷媒流路16bの出口側には、図示しない逆止弁を介して、前述の高段側圧縮機11(具体的には、高段側圧縮機構11a)の吸入口側が接続されている。従って、本実施形態の高段側圧縮機構11aでは、中間圧冷媒流路16bから流出した中間圧冷媒と低段側圧縮機12から吐出された中間圧冷媒との混合冷媒を吸入する。
一方、中間熱交換器16の高圧冷媒流路16aの出口側には、低圧膨張弁17の入口側が接続されている。低圧膨張弁17は、放熱器13から流出した高圧冷媒を低圧冷媒となるまで減圧膨張させる温度式膨張弁である。この低圧膨張弁17の基本的構成は、中間圧膨張弁15と同様である。
より具体的には、低圧膨張弁17は、後述する蒸発器18の冷媒流出口側に配置された感温部を有し、蒸発器18出口側冷媒の温度と圧力とに基づいて蒸発器18出口側冷媒の過熱度を検知し、この過熱度が予め設定された所定値となるように機械的機構により弁開度(冷媒流量)を調整するようになっている。
低圧膨張弁17の出口側には、蒸発器18の冷媒流入口側が接続されている。蒸発器18は、低圧膨張弁17にて減圧膨張された低圧冷媒と、送風ファン18aによって冷凍庫内を循環送風される送風空気とを熱交換させることによって、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用熱交換器である。送風ファン18aは、冷凍機制御装置20から出力される制御電圧によって回転数(送風空気量)が制御される電動式送風機である。
さらに、蒸発器18の冷媒流出口には、低段側圧縮機12(具体的には、低段側圧縮機構12a)の吸入口側が接続されている。
次に、本実施形態の電気制御部について説明する。冷凍機制御装置20は、制御処理や演算処理を行うCPUおよびプログラムやデータ等を記憶するROMおよびRAM等の記憶回路を含む周知のマイクロコンピュータ、各種制御対象機器への制御信号あるいは制御電圧を出力する出力回路、各種センサの検出信号が入力される入力回路、並びに、電源回路等から構成されている。
冷凍機制御装置20の出力側には、制御対象機器として上述の低段側インバータ22、高段側インバータ21、冷却ファン13a、送風ファン18a等が接続され、冷凍機制御装置20は、これらの制御対象機器の作動を制御する。
なお、冷凍機制御装置20は、これらの制御対象機器の作動を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、冷凍機制御装置20のうち、それぞれの制御対象機器の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)が、それぞれの制御対象機器の制御手段を構成している。
本実施形態では、低段側インバータ22の作動を制御して低段側圧縮機構12aの冷媒吐出能力を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)を第1吐出能力制御部20aとし、高段側インバータ21の作動を制御して高段側圧縮機構11aの冷媒吐出能力を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)を第2吐出能力制御部20bとする。
従って、低段側電動モータ12bの回転数および高段側電動モータ11bの回転数は、それぞれ第1吐出能力制御部20aおよび第2吐出能力制御部20bによって、互いに独立して制御できるようになっている。もちろん、第1、第2吐出能力制御部20a、20bを、冷凍機制御装置20に対してそれぞれ別体の制御装置として構成してもよい。
一方、冷凍機制御装置20の入力側には、放熱器13にて高圧冷媒と熱交換する庫外空気(室外空気)の外気温度Tamを検出する外気温度検出手段である外気温センサ23、蒸発器18にて低圧冷媒と熱交換する送風空気の空気温度Tfrを検出する庫内温度検出手段である庫内温度センサ24等が接続され、これらのセンサの検出信号が冷凍機制御装置20へ入力される。
さらに、冷凍機制御装置20の入力側には、操作パネル30が接続されている。この操作パネル30には、冷凍機の作動要求信号あるいは停止要求信号を出力する要求信号出力手段としての作動・停止スイッチ、庫内温度(目標冷却温度)Tsetを設定する目標温度設定手段としての温度設定スイッチ等が設けられ、これらのスイッチの操作信号が冷凍機制御装置20へ入力される。
次に、上記構成における本実施形態の二段昇圧式冷凍サイクル装置10の作動を、図2に基づいて説明する。まず、図2は、冷凍機制御装置20が実行する制御処理を示すフローチャートである。この制御処理は、操作パネル30の作動・停止スイッチが投入(ON)されて作動要求信号が出力されるとスタートする。
まず、ステップS1ではフラグ、タイマ等の初期化がなされ、次のステップS2で外気温センサ23および庫内温度センサ24等により検出された検出信号および操作パネル30の温度設定スイッチ等の操作信号を読み込み、温度設定スイッチによって設定されたTsetに応じて運転モードを決定する。具体的には、目標冷却温度Tsetが−10℃以上であれば生鮮食品などの鮮度の低下を抑制に適した温度での冷蔵を行うチルドモードとし、目標冷却Tsetが−10℃よりも低温であれば冷凍を行うフローズンモードとする。
続いて、ステップS3へ進み、制御モードを判定する。なお、制御モードは、チルドモード、フローズンモードとも共通であるため、運転モードごとでの説明は省略する。
具体的には、ステップS3では、ステップS2で読み込んだ空気温度Tfrから、温度設定スイッチにて設定された目標冷却温度Tsetを減算した値である温度差ΔTが、予め定めた基準温度差ΔKTより大きいときは大能力が必要であると判定し、温度差ΔTが、予め定めた基準温度差ΔKT以下となっているときは庫内温度が設定温度Tsetに近づいた状態であり、細かな能力制御が必要な状態になっていると判定する。
なお、ほとんどの場合、冷凍機の起動直後には、冷却対象空間である庫内温度が目標冷却温度Tsetよりも高くなっている。そのため、本実施形態では、温度差ΔTとして、空気温度Tfrから目標冷却温度Tsetを減算した値を採用しているが、もちろん、温度差ΔTとして、目標冷却温度Tsetから空気温度Tfrを減算した値の絶対値を採用してもよい。
ステップS3にて、大能力が必要であると判定された場合は、ステップS4へ進み、クールダウンモードでの運転を行う。ステップS4では、低段側圧縮機12の冷媒吐出能力および高段側圧縮機11の冷媒吐出能力が略最大となる高段側電動モータ11bおよび低段側電動モータ12bの回転数が決定される。
続くステップS5では、冷凍機のクールダウンモードにおけるその他の制御対象機器の制御状態を決定する。例えば、冷却ファン13aおよび送風ファン18aについては、その送風能力が略最大となるように回転数が決定されて、ステップS9へ進む。
一方、ステップS3にて、冷凍機の細かな能力制御が必要と判定された場合は、ステップS6へ進み、能力制御モードでの運転を行う。ステップS6では、今回ステップS2で読み込んだ検出信号および操作信号に基づいて、低段側圧縮機12の冷媒吐出能力を決定する。
より具体的には、ステップS6では、制御温度と設定温度の偏差、積分、微分の要素に基づいて、低段側電動モータ12bの回転数、すなわち低段側圧縮機構12aの回転数N2を決定する。
続くステップS7では、ステップS6にて決定された低段側圧縮機12の冷媒吐出能力に基づいて、高段側圧縮機11の冷媒吐出能力を決定する。
具体的には、ステップS7では、下記数式F1によって定義される実効容積比が、下記数式F2に示す予め定めた基準範囲内の値となるように高段側圧縮機構11aの回転数N1を決定する。
実効容積比=N2×V2/N1×V1…(F1)
1≦N2×V2/N1×V1≦3…(F2)
なお、V1は高段側圧縮機構11aの吐出容量であり、N1は高段側圧縮機構11aの回転数であり、V2は低段側圧縮機構12aの吐出容量であり、N2は低段側圧縮機構12aの回転数である。
実効容積比=N2×V2/N1×V1…(F1)
1≦N2×V2/N1×V1≦3…(F2)
なお、V1は高段側圧縮機構11aの吐出容量であり、N1は高段側圧縮機構11aの回転数であり、V2は低段側圧縮機構12aの吐出容量であり、N2は低段側圧縮機構12aの回転数である。
続くステップS8では、その他の制御対象機器の制御状態を決定する。例えば、冷却ファン13aおよび送風ファン18aについては、ステップS6にて決定された低段側圧縮機構12aの回転数N2の増加に伴って、その送風能力が増加するように回転数が決定されて、ステップS9へ進む。
次に、ステップS9では、ステップS4〜S8にて決定された制御状態が得られるように、冷凍機制御装置20から、その出力側に接続された制御対象機器に対して制御信号が出力されてステップS10へ進む。
ステップS10では、操作パネル30からの停止要求信号が冷凍機制御装置20へ出力されている場合は、各制御対象機器の作動を停止させて、冷凍機のシステム全体を停止させる。一方、停止要求信号が出力されていない場合は、予め定めた制御周期τの経過を待って、ステップS2に戻る。
従って、操作パネル30の作動・停止スイッチが投入されると、二段昇圧式冷凍サイクル装置10では、高段側圧縮機11が、低段側圧縮機12から吐出された中間圧冷媒と中間熱交換器16の中間圧冷媒流路16bから流出した中間圧冷媒との混合冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。
そして、高段側圧縮機11から吐出された高温高圧冷媒が、放熱器13へ流入し、冷却ファン13aにより送風された庫外空気と熱交換して冷却される。放熱器13から流出した高圧冷媒の流れは、分岐部14にて分岐される。そして、分岐部14から中間圧膨張弁15へ流入した高圧冷媒は、中間圧冷媒となるまで減圧膨張される。
この際、中間圧膨張弁15の絞り開度は、中間熱交換器16の中間圧冷媒流路16b出口側冷媒の過熱度が予め定めた所定値となるように調整される。さらに、中間圧膨張弁15にて減圧された中間圧冷媒は、中間熱交換器16の中間圧冷媒流路16bへ流入して、分岐部14から中間熱交換器16の高圧冷媒流路16aへ流入した高圧冷媒と熱交換して加熱され、高段側圧縮機11に吸入される。
一方、分岐部14から中間熱交換器16の高圧冷媒流路16aへ流入した高圧冷媒は、中間熱交換器16にて冷却される。高圧冷媒流路16aから流出した高圧冷媒は、低圧膨張弁17へ流入して、低圧冷媒となるまで減圧膨張される。この際、低圧膨張弁17の絞り開度は、蒸発器18出口側冷媒の過熱度が予め定めた所定値となるように調整される。
さらに、低圧膨張弁17にて減圧された低圧冷媒は、蒸発器18へ流入して、送風ファン18aによって循環送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、冷却対象空間である冷凍庫内に送風される送風空気が冷却される。蒸発器18から流出した冷媒は、低段側圧縮機12に吸入される。
本実施形態の二段昇圧式冷凍サイクル装置10は、上記の如く作動するので、前述したエコノマイザ式冷凍サイクル装置を構成して、高段側圧縮機構の圧縮効率を向上させることができるだけでなく、以下のような優れた効果を発揮することができる。
まず、本実施形態では、外気温度Tam、空気温度Tfrおよび設定温度Tsetに基づいて、低段側圧縮機構12aの冷媒吐出能力を決定し、さらに、決定された低段側圧縮機構12aの冷媒吐出能力に基づいて、高段側圧縮機構11aの冷媒吐出能力を決定している。従って、それぞれの圧縮機構11b、12bの冷媒吐出能力を容易に決定できる。
この際、実効容積比が上記式F2を満たすように、高段側圧縮機構11aの冷媒吐出能力を決定しているので、高圧側冷媒圧力、中間冷媒圧力あるいは低圧側冷媒圧力を検出するための圧力検出手段を設ける必要のない簡素な構成で、かつ、極めて容易な制御で、サイクルの成績係数(COP)を向上させることができる。
このことを図3を用いて、より詳細に説明する。図3は、実効容積比の変化に対するCOP比の変化を示すグラフであって、図3(a)は、外気温度Tam=38℃、設定温度Tset=−10℃の条件Aにおけるグラフであり、図3(b)は、外気温度Tam=10℃、設定温度Tset=−25℃の条件Bにおけるグラフである。
また、COP比は、中間冷媒圧力を、高圧側冷媒圧力と低圧側冷媒圧力との相乗平均とは異なる所定値とした場合のCOPに対する本実施形態の二段昇圧式冷凍サイクル装置10のCOPの比である。
図3から明らかなように、いずれの条件においても、実効容積比が1以上、3以下となる範囲でCOP比にピークが現れる。このことは、実効容積比を1以上、3以下の範囲とすることで、中間冷媒圧力を、高圧側冷媒圧力と低圧側冷媒圧力との相乗平均に近づけることができることを意味している。
従って、本実施形態の二段昇圧式冷凍サイクル装置10によれば、簡素な構成で、かつ、極めて容易な制御で、COPを向上させることができる。なお、いずれの条件においても、COP比のピーク値は実効容積比が2の近傍に存在しているので、制御ステップS7において、実効容積比を1.5以上、2.5以下の範囲とすれば、より一層COPを向上できる。
また、本実施形態のように冷凍機に適用される冷凍サイクルでは、例えば、空調装置に適用される冷凍サイクルに対して、高圧側冷媒圧力と低圧側冷媒圧力との圧力差が大きくなるので、圧縮機の消費動力が増大しやすい。従って、冷凍機に適用される冷凍サイクルにおいてCOPを向上できることは、極めて有効である。
さらに、本実施形態では、高段側圧縮機構11aおよび低段側圧縮機構12aの冷媒吐出能力によらず、中間熱交換器16の中間圧冷媒流路16b出口側冷媒が過熱度を有するように中間圧膨張弁15の絞り開度が調整されるので、高段側圧縮機構11aの液圧縮の問題を回避できる。また、蒸発器18出口側冷媒が過熱度を有するように低圧膨張弁17の絞り開度が調整されるので、低段側圧縮機構12aの液圧縮の問題を回避できる。
従って、簡素な構成で高段側圧縮機構11aおよび低段側圧縮機構12aの信頼性、すなわち二段昇圧式冷凍サイクル装置全体としての信頼性を向上させることができる。
また、本実施形態では、外気温度Tam等に基づいて、低段側圧縮機構12aの冷媒吐出能力を決定しているので、外気温度Tam等に基づいて蒸発器18の冷媒蒸発圧力を直接的に決定することができる。従って、冷凍庫内に送風される送風空気の空気温度Tfrを、設定温度Tsetに近づけやすい。
また、本実施形態の二段昇圧式冷凍サイクル装置10では、中間熱交換器16を備えているので、中間圧膨張弁15から流出した中間圧冷媒を分岐部14にて分岐された高圧冷媒によって加熱し、容易に気相冷媒とすることができる。その結果、より一層確実に、二段昇圧式冷凍サイクル装置の信頼性を向上させることができる。
さらに、分岐部14にて分岐された高圧冷媒を中間圧膨張弁15から流出した中間圧冷媒によって冷却できるので、蒸発器18入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差を拡大して、蒸発器18にて発揮される冷凍能力を増大することができる。その結果、より一層、二段昇圧式冷凍サイクル装置のCOPを向上させることができる。
また、本実施形態では、制御ステップS3にて、冷凍機の起動直後ではないと判定された場合に、高段側圧縮機構11aの冷媒吐出能力を低段側圧縮機構12aの冷媒吐出能力に基づいて決定するようにしている。従って、冷凍機の起動直後には、低段側圧縮機構12aの冷媒吐出能力および高段側圧縮機構11aの冷媒吐出能力を略最大として、冷却対象空間を急速に冷却する運転モードを実行することができる。
また、本実施形態では、高段側圧縮機構11aおよび低段側圧縮機構12aとして固定容量型圧縮機構を採用しているので、それぞれの吐出容量V1、V2を一定の値とすることができる。従って、低段側圧縮機構12aの回転数N2を決定した後に、高段側圧縮機構11aの回転数N1を調整するだけで、実効容量比を容易に所望の範囲内の値とすることができる。
(第2実施形態)
第2実施形態では、図4の全体構成図に示すように、第1実施形態に対して、高段側圧縮機構11aおよび低段側圧縮機構12aを可変容量型圧縮機構で構成した例を説明する。さらに、本実施形態では、高段側電動モータ11bおよび低段側電動モータ12bを廃止して、双方の圧縮機構11a、12aを共通する電動モータ19にて回転駆動している。なお、図4では、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。
第2実施形態では、図4の全体構成図に示すように、第1実施形態に対して、高段側圧縮機構11aおよび低段側圧縮機構12aを可変容量型圧縮機構で構成した例を説明する。さらに、本実施形態では、高段側電動モータ11bおよび低段側電動モータ12bを廃止して、双方の圧縮機構11a、12aを共通する電動モータ19にて回転駆動している。なお、図4では、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。
より具体的には、本実施形態では、高段側圧縮機構11aおよび低段側圧縮機構12aとして、斜板式可変容量型圧縮機構を採用している。斜板式可変容量型圧縮機構は、斜板式の圧縮機構において、斜板室内の制御圧力Pcを変化させることによって、斜板の傾斜角度を可変してピストンのストロークを変化させ、これにより、吐出容量を略0%〜100%の範囲で連続的に変化させるようになっている。
高段側圧縮機構11aおよび低段側圧縮機構12aの斜板室内の制御圧力Pcは、それぞれ電磁式容量制御弁11c、12cの弁開度を変化させて、斜板室へ導入させる高圧冷媒および低圧冷媒の導入割合を変化させることによって調整される。これら電磁式容量制御弁11c、12cは、それぞれ冷凍機制御装置20の第1、第2吐出能力制御部20a、20bから出力される制御電流によって、その作動が制御される。
電動モータ19は、第1実施形態の高段側電動モータ11bおよび低段側電動モータ12bと同様に、インバータ25から出力される交流電流によって、その作動(回転数)が制御される交流モータである。インバータ25は、冷凍機制御装置20から出力される制御信号に応じた周波数の交流電流を出力する。
さらに、本実施形態の電動モータ19が出力する回転駆動力は、プーリおよびベルトを介して、双方の圧縮機構11a、12aへ伝達される。従って、本実施形態の低段側圧縮機構12aの回転数N2と高段側圧縮機構11aの回転数N1との回転数比N2/N1は、常に一定の値となる。本実施形態では、回転数比N2/N1を略1として、低段側圧縮機構12aの回転数N2と高段側圧縮機構11aの回転数N1を同等としている。
その他の構成および作動は、第1実施形態と同様である。従って、本実施形態の二段昇圧式冷凍サイクル装置10においても、第1実施形態と同様に、簡素な構成で、かつ、極めて容易な制御で、サイクルの成績係数(COP)を向上させることができる。さらに、簡素な構成で、高段側圧縮機構11aおよび低段側圧縮機構12aの信頼性、すなわち二段昇圧式冷凍サイクル装置全体としての信頼性を向上させることができる。
また、本実施形態では、高段側圧縮機構11aおよび低段側圧縮機構12aとして可変容量型圧縮機構を採用しているので、それぞれの圧縮機構11a、12aの吐出容量V1、V2を独立して変更することができる。従って、双方の圧縮機構11a、12aの回転数N1、N2が同じ値になっていても、容易に実効容量比(N2×V2/N1×V1)を所望の値に変化させることができる。
さらに、双方の圧縮機構11a、12aを共通する駆動源(電動モータ19)にて駆動することができるので、サイクル構成をより一層簡素な構成とすることができる。
(他の実施形態)
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
(1)上述の実施形態では、中間熱交換器16を採用したサイクル構成について説明したが、本発明の二段昇圧式冷凍サイクル装置のサイクル構成は、これに限定されない。例えば、中間熱交換器16を廃止して、中間圧膨張弁15から流出した冷媒の気液を分離する中間気液分離器を設けてもよい。
そして、中間気液分離器にて分離された気相冷媒を高段側圧縮機11へ吸入させるようにしてもよい。この場合は、中間圧膨張弁15を廃止して、固定絞りを採用してもよい。さらに、分岐部14を廃止して中間気液分離器にて分離された液相冷媒を低圧膨張弁17へ流入させるようにしてエコノマイザ式冷凍サイクル装置として構成してもよい。
(2)上述の実施形態では、図2の制御ステップS6にて、外気温度Tam等に基づいて、低段側圧縮機12の冷媒吐出能力を決定し、さらに制御ステップS7にて、低段側圧縮機12の冷媒吐出能力に基づいて、高段側圧縮機11の冷媒吐出能力を決定した例を説明したが、もちろん、同様に、制御ステップS6にて高段側圧縮機11の冷媒吐出能力を決定し、制御ステップS7にて、低段側圧縮機12の冷媒吐出能力を決定してもよい。
さらに、制御ステップS6では、外気温度Tam、空気温度Tfrおよび設定温度Tsetに基づいて、低段側圧縮機12の冷媒吐出能力を決定した例を説明したが、外気温度Tam、空気温度Tfr、設定温度Tsetのうち少なくとも1つを用いて、低段側圧縮機12の冷媒吐出能力を決定してもよい。
(3)上述の実施形態では、中間圧膨張弁15および低圧膨張弁17として、温度式膨張弁を採用した例を説明したが、中間圧膨張弁15および低圧膨張弁17として、電気式膨張弁を採用してもよい。
そして、例えば、中間圧冷媒流路16b出口側冷媒の温度と圧力とを検出する検出手段を追加して、中間圧冷媒流路16b出口側冷媒の過熱度が予め設定された所定値となるように中間圧膨張弁15の作動を制御してもよい。また、蒸発器18出口側冷媒の温度と圧力とを検出する検出手段を追加して、蒸発器18出口側冷媒の過熱度が予め設定された所定値となるように低圧膨張弁17の作動を制御してもよい。
(4)上述の実施形態では、本発明の二段昇圧式冷凍サイクル装置10を冷凍機に適用した例を説明したが、本発明の適用はこれに限定されない。例えば、空調装置、冷蔵庫等に適用してもよい。さらに、移動体(車両、船舶)等の冷蔵・冷凍コンテナに適用してもよい。
定置型の空調装置、冷蔵・冷凍庫では、商用電源等から圧縮機11、12の駆動用エネルギを入手しやすいが、この種の移動体に適用される冷蔵・冷凍コンテナでは、駆動用エネルギが限られていることから、本発明の二段昇圧式冷凍サイクル装置10のようにCOPを向上できることは、効果的である。
(5)上述の制御ステップS3では、温度差ΔTと基準温度差ΔKTとを比較することで、大能力が必要か否かを判定した例を説明したが、判定方法はこれに限定されない。
例えば、作動・停止スイッチが投入(ON)された後に、まず、空気温度Tfrと目標冷却温度Tsetとの差が縮小するように、双方の圧縮機構11a、12aの回転数を決定する制御態様において、単位時間あたりの空気温度Tfrの温度変化量ΔTfrが、予め定めた基準温度変化量ΔKTfrより大きいときは冷凍機の起動直後であると判定し、ΔTfrが、予め定めた基準温度変化量ΔKTfr以下となっているときは冷凍機が定常状態になっていると判定するようにしてもよい。
(6)冷媒として共沸冷媒もしくは擬似共沸冷媒を用いる場合、中間圧冷媒流路16bの入口側冷媒温度と中間圧冷媒流路16bの出口側冷媒温度との温度差を検知し、この温度差が予め設定された所定値となるように中間圧膨張弁15の弁開度(冷媒流量)を調整してもよい。
(6)冷媒として共沸冷媒もしくは擬似共沸冷媒を用いる場合、中間圧冷媒流路16bの入口側冷媒温度と中間圧冷媒流路16bの出口側冷媒温度との温度差を検知し、この温度差が予め設定された所定値となるように中間圧膨張弁15の弁開度(冷媒流量)を調整してもよい。
また、冷媒温度として、中間圧冷媒流路16bと他の機器を接続する冷媒配管の表面温度を用いてもよい。
(7)上述の第1実施形態では、ステップS5およびステップS7において、低段側圧縮機、高段側圧縮機以外の他の機器(冷却ファン13aおよび送風ファン18a)を制御モードに応じた制御とする実施形態について述べたが、運転モードに応じてこれらの機器を制御する形態としてもよい。たとえば、チルドモード時には冷却ファン13aおよび送風ファン18aの送風能力が略最大となるように制御し、フローズンモード時には冷却ファン13aおよび送風ファン18aの送風能力を低風量となるように制御してもよい。
(8)上述の実施形態では、ステップ6において低段側電動モータ12bの回転数を制御温度と設定温度とを用いた、いわゆるPID制御で制御する形態について述べたが、外気温度Tam、空気温度Tfr、設定温度Tsetに基づいて、予め冷凍機制御装置20の記憶回路に記憶されている制御マップを参照して、外気温Tamの上昇、空気温度Tfrの上昇、さらに設定温度Tsetの低下に伴って、低段側圧縮機12の冷媒吐出能力が増加するように低段側電動モータ12bの回転数、すなわち低段側圧縮機構12aの回転数N2を決定してもよい。
(9)上述の第2実施形態では、1つの電動モータ19を駆動手段として、高段側圧縮機構11aおよび低段側圧縮機構12aの双方を駆動した例を説明したが、もちろん、それぞれの圧縮機構11a、12aに対して、別々の駆動手段を採用してもよいし、駆動手段としてエンジン(内燃機関)を採用してもよい。
例えば、本発明の第3例の二段昇圧式冷凍サイクル装置では、一方の圧縮機構は、低段側圧縮機構であり、他方の圧縮機構は、高段側圧縮機構であって、蒸発器は、送風空気を冷却し、蒸発器の冷媒流出口には、低段側圧縮機構の吸入口側が接続されていてもよい。
Claims (8)
- 低圧冷媒を中間圧冷媒となるまで圧縮して吐出する低段側圧縮機構(12a)と、
前記低段側圧縮機構(12a)から吐出された中間圧冷媒を高圧冷媒となるまで圧縮して吐出する高段側圧縮機構(11a)と、
前記高段側圧縮機構(11a)から吐出された高圧冷媒を室外空気と熱交換させて放熱させる放熱器(13)と、
前記放熱器(13)から流出した高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧膨張させて前記高段側圧縮機構(11a)吸入側へ流出する中間圧膨張弁(15)と、
前記放熱器(13)から流出した高圧冷媒を低圧冷媒となるまで減圧膨張させる低圧膨張弁(17)と、
前記低圧膨張弁(17)にて減圧膨張された低圧冷媒を冷却対象空間に送風される送風空気と熱交換させて蒸発させ、前記低段側圧縮機構(12a)吸入側へ流出する蒸発器(18)とを備える二段昇圧式冷凍サイクル装置であって、
前記放熱器(13)にて前記高圧冷媒と熱交換する前記室外空気の外気温度(Tam)および前記蒸発器(18)にて前記低圧冷媒と熱交換する前記送風空気の空気温度(Tfr)のうち、少なくとも一方の温度の上昇に伴って、前記高段側圧縮機構(11a)および前記低段側圧縮機構(12a)のうち一方の圧縮機構の冷媒吐出能力を増加させるように決定する第1吐出能力制御部(20a)と、
前記一方の圧縮機構の冷媒吐出能力に基づいて、前記他方の圧縮機構の冷媒吐出能力を決定する第2吐出能力制御部(20b)とを備え、
前記第2吐出能力制御部(20b)は、前記高段側圧縮機構(11a)の吐出容量をV1、前記高段側圧縮機構(11a)の回転数をN1、前記低段側圧縮機構(12a)の吐出容量をV2、前記低段側圧縮機構(12a)の回転数をN2とした場合、N2×V2/N1×V1にて定義される実効容量比が予め定めた基準範囲内の値となるように、前記他方の圧縮機構の冷媒吐出能力を決定することを特徴とする二段昇圧式冷凍サイクル装置。 - 前記中間圧膨張弁(15)は、前記放熱器(13)から流出した高圧冷媒の流れを分岐する分岐部(14)にて分岐された一方の高圧冷媒を減圧膨張させ、
前記低圧膨張弁(17)は、前記分岐部(14)にて分岐された他方の高圧冷媒を減圧膨張させ、
さらに、前記中間圧膨張弁(15)にて減圧膨張された低圧冷媒と前記分岐部(14)にて分岐された他方の高圧冷媒とを熱交換させる中間熱交換器(16)を備えることを特徴とする請求項1に記載の二段昇圧式冷凍サイクル装置。 - 前記一方の圧縮機構は、前記低段側圧縮機構(12a)であり、
前記他方の圧縮機構は、前記高段側圧縮機構(11a)であることを特徴とする請求項1または2に記載の二段昇圧式冷凍サイクル装置。 - 前記第2吐出能力制御部(20b)は、前記空気温度(Tfr)と前記冷却対象空間の目標冷却温度(Tset)との温度差(ΔT)の絶対値が予め定めた基準温度差(ΔKT)以下となったときに、前記一方の圧縮機構の冷媒吐出能力に基づいて、前記他方の圧縮機構の冷媒吐出能力を決定することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の二段昇圧式冷凍サイクル装置。
- 前記空気温度(Tfr)が前記標冷却温度(Tset)よりも高温であり、かつ前記第2吐出能力制御部(20b)は、前記空気温度(Tfr)と前記冷却対象空間の目標冷却温度(Tset)との温度差(ΔT)の絶対値が予め定めた基準温度差(ΔKT)以下となったときに、前記一方の圧縮機構の冷媒吐出能力に基づいて、前記他方の圧縮機構の冷媒吐出能力を決定することを特徴とする請求項4に記載の二段昇圧式冷凍サイクル装置。
- 前記高段側圧縮機構(11a)および前記低段側圧縮機構(12a)は、その吐出容量(V2、V1)が固定された固定容量型圧縮機構で構成されており、
さらに、前記高段側圧縮機構(11a)を回転駆動する高段側電動モータ(11a)と、
前記低段側圧縮機構(12a)を回転駆動する低段側電動モータ(12b)とを備え、
前記高段側電動モータ(11a)の回転数および前記低段側電動モータ(12b)の回転数は、互いに独立して制御可能に構成されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の二段昇圧式冷凍サイクル装置。 - 前記高段側圧縮機構(11a)および前記低段側圧縮機構(12a)は、その吐出容量(V2、V1)を変更可能な可変容量型圧縮機構で構成されており、
前記高段側圧縮機構(11a)の吐出容量(V1)および前記低段側圧縮機構(12a)の吐出容量(V2)は、互いに独立して制御可能に構成されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の二段昇圧式冷凍サイクル装置。 - 前記第2吐出能力制御部(20b)は、前記実効容量比が、
1≦N2×V2/N1×V1≦3
となるように、前記他方の圧縮機構の冷媒吐出能力を決定することを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1つに記載の二段昇圧式冷凍サイクル装置。
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