[發明專利]2級壓縮冷凍裝置

有效

• 申請號: 201110281270.0
• 申請日: 2011-09-21
• 公開（公告）號: CN102435018A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 壺井升
• 申請（專利權）人: 株式會社神戶制鋼所
• 主分類號: F25B31/00
• 分類號: F25B31/00;F25B49/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱美紅;楊楷

技術領域

本發明涉及2級壓縮冷凍裝置。

背景技術

對于冷凍裝置，希望能夠實現較高的制冷系數（COP）、并且蒸發器的冷媒的蒸發溫度能夠對應于較大的范圍。在2級壓縮冷凍裝置中，為了達到較高的制冷系數，需要使第1級的壓縮機與第2級的壓縮機的負荷的分擔最優化。

例如，在專利文獻1中，記載了通過使壓縮機的行程體積變化、以使作為第1級的壓縮機的吐出壓力（第2級的壓縮機的吸入壓力）的中間壓力Pm與第1級的壓縮機的吸入壓力Ps和第2級的壓縮機的吐出壓力Pd的乘積的平方根√（Ps·Pd）一致、來防止冷凍裝置的效率下降的技術。

作為冷凍裝置用的壓縮機，廣泛地使用為了冷卻及潤滑而供給油、在吐出側設有油分離器的類型的結構。通常，在2級壓縮冷凍裝置中，在第2級的壓縮裝置的吐出流路中配設油分離器，通過其吐出壓力使分離器分離的油回流到第1級及第2級的壓縮機中。

專利文獻1：特開2007－138919號公報

在以往的2級壓縮冷凍裝置中，如果吸入壓力Ps與吐出壓力Pd的差變大，則因為該壓力差，溶解在導入到第1級的壓縮機的低壓空間中的油中的冷媒閃蒸（瞬間蒸發）的量變多。于是，通過蒸發器壓縮機能夠吸入的冷媒的量減少，發生冷凍裝置的效率下降的問題。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的課題是提供一種即使冷媒吸入壓力較低也能夠維持較高的效率的冷凍裝置。

為了解決上述課題，本發明的冷凍裝置為以下的結構：在冷媒循環流路中，設置有能夠控制轉速的第1級壓縮機、第1級油分離器、能夠與上述第1級壓縮機分開而獨立地控制轉速的第2級壓縮機、第2級油分離器、冷凝器、膨脹閥及蒸發器；具有：第1級油流路，將上述第1級油分離器分離的油向上述第1級壓縮機回流；第2級油流路，將上述第2級油分離器分離的油向上述第2級壓縮機回流；吸入壓力檢測機構，檢測上述第1級壓縮機的吸入壓力；中間壓力檢測機構，檢測上述第1級壓縮機的吐出壓力；吐出壓力檢測機構，檢測上述第2級壓縮機的吐出壓力；第1級控制機構，根據冷凍負荷控制上述第1級壓縮機的轉速；第2級控制機構，根據上述吸入壓力檢測機構的檢測值與上述吐出壓力檢測機構的檢測值的乘積的平方根計算理論中間壓力，在上述理論中間壓力與上述吸入壓力檢測機構的檢測值的差比預先決定的下限壓力差大的情況下，控制上述第2級壓縮機的轉速，以使上述中間壓力檢測機構的檢測值與上述理論中間壓力一致，在上述理論中間壓力與上述吸入壓力檢測機構的檢測值的差是上述下限壓力差以下的情況下，控制上述第2級壓縮機的轉速，以使上述中間壓力檢測機構的檢測值與上述吸入壓力檢測機構的檢測值加上上述下限壓力差后的值一致。

此外，本發明的冷凍裝置也可以是，具備檢測上述蒸發器的蒸發溫度的蒸發溫度檢測機構；上述第1級控制機構根據上述蒸發溫度檢測機構的檢測值控制上述第1級壓縮機的轉速。

此外，在本發明的冷凍裝置中，上述第1級壓縮機及上述第2級壓縮機也可以分別由螺旋壓縮機構成。

根據本發明，由于在各級的壓縮機的吐出側分別設有油分離器，所以對各個壓縮機供給自身的吐出壓力的油。由此，油的供給壓力不會變得過高，溶解到油中的冷媒不會閃蒸而使壓縮機的容量實質地下降（特別是，通過蒸發器第1壓縮機能夠吸入的冷媒的量不會減少）。此外，第2級控制機構即使在理論中間壓力變小時，也將實際的中間壓力與吸入壓力的差保持為一定的值以上，所以能夠確保為了對第1級壓縮機供給油而需要的壓力差，能夠防止斷油造成的故障。

附圖說明

圖1是本發明的一實施方式的冷凍裝置的結構圖。

圖2是表示圖1的冷凍裝置的蒸發溫度與各處的冷媒壓力的關系的圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。在圖1中表示作為本發明的一實施方式的冷凍裝置1的結構。

冷凍裝置1具有設置有第1級壓縮機2、第2級壓縮機3、冷凝器4、膨脹閥5及蒸發器6、封入有冷媒的冷媒循環流路7。第1級壓縮機2及第2級壓縮機3分別是能夠獨立地控制轉速的變換器驅動的油冷式螺旋壓縮機。

冷凍裝置1還在第1級壓縮機2與第2級壓縮機3之間的冷媒循環流路7中設有從第1級壓縮機2吐出的冷媒中分離冷卻油的第1級油分離器8，在第2級壓縮機3與冷凝器4之間的冷媒循環流路7中，設有從第2級壓縮機3吐出的冷媒中分離冷卻油的第2級油分離器9。并且，冷凍裝置1還具備使第1級油分離器8分離的冷卻油回流到第1級壓縮機2的吸入及低壓部中的第1級油流路10、和使第2級油分離器9分離的冷卻油回流到第2級壓縮機3的吸入及低壓部中的第2級油流路11。