[發明專利]冷凍循環裝置

有效

• 申請號: 200980119913.2
• 申請日: 2009-03-13
• 公開（公告）號: CN102047048A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 岡崎多佳志
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: F25B1/10
• 分類號: F25B1/10
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李洋

技術領域

本發明涉及使用超臨界制冷劑的冷凍循環裝置，特別涉及利用膨脹機的回收動力供給與第一壓縮機串聯的第二壓縮機所需的驅動力的冷凍循環裝置的結構。

背景技術

目前，作為具有膨脹機的冷凍循環裝置，公知冷凍循環機構具備將輔助壓縮機構和膨脹機構用一根軸連接并壓縮制冷劑的壓縮機構、進一步壓縮從壓縮機構排出的制冷劑的輔助壓縮機構、對從輔助壓縮機構排出的制冷劑進行冷卻的散熱器、對從膨脹機構流出的制冷劑進行加熱的蒸發器、繞過膨脹機構的旁通路、設置在旁通路上的旁通閥以及控制旁通閥的動作的操作器，該操作器改變旁通閥的開度，從而調整高壓側壓力(例如，參考專利文獻1)。

在該冷凍循環裝置中，即使使用了因受到密度比為一定的限制而很難調整到最佳的高壓側壓力的膨脹機，也在大運轉范圍中得到了高動力回收效果。

這里的密度比是指流入上述膨脹機構的制冷劑的密度(DE)與流入上述輔助壓縮機構的制冷劑的密度(DC)之比即DE/DC。

專利文獻1：日本專利第3708536號公報

發明內容

但是在該冷凍循環裝置中，由于設置繞過膨脹機構的旁通路并改變旁通閥的開度，從而控制輔助壓縮機構的必要驅動力和向膨脹機構流動的制冷劑流量的平衡，因此具有以下問題，即，例如由于室外空氣溫度的變化，相應于向旁通路流動的制冷劑流量，膨脹機構的動力回收效果減少，COP(制冷供熱能力(kW)/消耗功率(kW))的值降低。

另外，由于向旁通路流動的流量也通過蒸發器，因此還具有蒸發器的制冷劑的壓力損失增大的問題。

本發明是為了解決上述問題而做出的，其目的是獲得如下的冷凍循環裝置，在高壓制冷劑流入膨脹機的制冷劑流路部使高壓制冷劑和減壓制冷劑之間的熱交換量變化，調節流入膨脹機的制冷劑的密度，從而使膨脹機的回收動力與第二壓縮機的必要動力平衡，通過設置這樣的高低壓熱交換器，提高COP，降低制冷劑的壓力損失。

本發明的冷凍循環裝置具備：第一壓縮機，使作為低壓側的制冷劑的低壓制冷劑升壓為作為中間壓的制冷劑的中間壓制冷劑；第二壓縮機，與該第一壓縮機串聯，使所述中間壓制冷劑升壓為作為高壓側的制冷劑的高壓制冷劑；第一熱源側熱交換器，與該第二壓縮機串聯，所述高壓制冷劑在該第一熱源側熱交換器流動；高低壓熱交換器，與該第一熱源側熱交換器串聯；膨脹機，與該高低壓熱交換器串聯，使所述高壓制冷劑減壓為所述低壓制冷劑并且利用此時的回收動力驅動所述第二壓縮機；以及負荷側熱交換器，與該膨脹機串聯；在所述高低壓熱交換器中，以使所述膨脹機中的所述回收動力與所述第二壓縮機的必要動力平衡的方式，使所述高壓制冷劑與在高低壓熱交換器的高壓制冷劑的入口部分支并被減壓的減壓制冷劑之間的熱交換量變化，調節流入所述膨脹機的所述制冷劑的密度。

另外，本發明的冷凍循環裝置具備：第一壓縮機，使作為低壓側的制冷劑的低壓制冷劑升壓為作為中間壓的制冷劑的中間壓制冷劑；第二壓縮機，與該第一壓縮機串聯，使所述中間壓制冷劑升壓為高壓側的高壓制冷劑；第一熱源側熱交換器，與該第二壓縮機串聯；高低壓熱交換器，與該第一熱源側熱交換器串聯；膨脹機，與該高低壓熱交換器串聯，使所述高壓制冷劑減壓為低壓制冷劑并且利用此時的回收動力驅動所述第二壓縮機；負荷側熱交換器，與該膨脹機串聯；第一四通閥，安裝在所述第二壓縮機的所述高壓制冷劑的排出側的制冷劑流路部，以使來自所述第二壓縮機的所述高壓制冷劑向所述第一熱源側熱交換器或所述負荷側熱交換器流動的方式動作；以及第二四通閥，安裝在所述高低壓熱交換器的所述高壓制冷劑的流入側的制冷劑流路部，以使來自所述負荷側熱交換器的所述高壓冷媒或來自上述第一熱源側熱交換器的所述高壓制冷劑向高低壓熱交換器流動的方式動作；在所述高低壓熱交換器中，以使所述膨脹機中的所述回收動力與所述第二壓縮機的必要動力平衡的方式，使所述高壓制冷劑與在高低壓熱交換器的高壓制冷劑的入口部分支并被減壓的減壓制冷劑之間的熱交換量變化，調節流入所述膨脹機的所述制冷劑的密度。

根據本發明的冷凍循環裝置，利用高低壓熱交換器，使高壓制冷劑與減壓制冷劑之間的熱交換量變化，調節流入膨脹機的制冷劑的密度，從而使膨脹機的回收動力與第二壓縮機的必要動力平衡，因此COP提高，另外制冷劑的壓力損失降低。

附圖說明

圖1是表示本發明的第一實施方式的冷凍循環裝置的結構圖。

圖2是表示圖1的冷凍循環裝置的P-h線圖上的制冷運轉動作的圖。

圖3是表示圖1的膨脹機單元的剖視圖。

圖4是表示圖1的冷凍循環裝置的設計順序的流程圖。