[發明專利]制冷循環裝置

有效

• 申請號: 201180020975.5
• 申請日: 2011-04-21
• 公開（公告）號: CN102859295A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 岡市敦雄;尾形雄司;和田賢宣
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: F25B1/00
• 分類號: F25B1/00;F25B1/10;F25B11/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 汪惠民

技術領域

本發明涉及制冷循環裝置。

背景技術

以往，作為具備使制冷劑膨脹而進行動力回收的膨脹機和使制冷劑預備升壓的第二壓縮機的制冷循環裝置，公知有圖15所示的制冷循環裝置700(例如，參照特開2003-307358號公報)。一邊參照圖15，一邊對以往的制冷循環裝置700的結構進行說明。

如圖15所示，制冷循環裝置700具備由第一壓縮機1、散熱器2、膨脹機3、蒸發器4、第二壓縮機5及將所述的要素按上述順序連接的流路10a～10e形成的制冷劑回路6。第二壓縮機5通過動力回收軸7與膨脹機3連結，通過經由動力回收軸7接受由膨脹機3回收的機械能而被驅動。

進而，設置繞過第二壓縮機5的旁通路8和控制旁通路8中的制冷劑的流動的旁通閥9。旁通路8的上游端與將蒸發器4的出口和第二壓縮機5的吸入口連結的流路10d連接，旁通路8的下游端與將第二壓縮機5的噴出口和第一壓縮機1的吸入口連結的流路10e連接。

制冷循環裝置700按照以下順序起動。首先，開始第一壓縮機1的運轉，打開旁通閥9。由此，蒸發器4內的制冷劑如圖15中的實線箭頭所示那樣通過旁通路8吸入第一壓縮機1。通過使制冷劑在第一壓縮機1中升壓而噴出，從而膨脹機3的吸入口處的壓力上升。其結果是，如圖16所示，在膨脹機3的前后產生壓力差，膨脹機3及第二壓縮機5能夠快速地起動。在起動膨脹機3及第二壓縮機5后，關閉旁通閥9，如圖15中的單點劃線箭頭所示，從蒸發器4流出的制冷劑通過流路10d而被吸入到第二壓縮機5。如此，通過設置旁通路8，從而能夠順暢地移向穩態運轉。

【先行技術文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】日本特開2003-307358號公報

【發明的概要】

【發明要解決的課題】

在制冷循環裝置700中，對于膨脹機3及第二壓縮機5的起動，僅膨脹機3參與，第二壓縮機5不起作用。相反地，第二壓縮機5成為起動膨脹機3時的負荷。即，第二壓縮機5的結構部件與動力回收軸7的摩擦等成為膨脹機3的驅動阻力。

此外，在制冷循環裝置700穩態運轉時，第二壓縮機5與膨脹機3形成單一路徑的制冷劑回路6，并且由于它們通過彼此共同的動力回收軸7連結，因此它們的轉速相同。因此，必須以使每單位時間內第二壓縮機5應吸入的制冷劑的質量與每單位時間內膨脹機3應吸入的制冷劑的質量相等的方式設定第二壓縮機5的容積和膨脹機3的容積。

圖17是在以往的制冷循環裝置700中使用二氧化碳作為制冷劑時的莫里爾圖的一例。如圖17所示，在以往的制冷循環裝置700的穩態運轉H中，第二壓縮機5吸入的制冷劑的壓力為40kg/cm²，其溫度為約10℃，(圖17中，點A)，此時的制冷劑的密度為108.0kg/m³。膨脹機3吸入的制冷劑的壓力為100kg/cm²，其溫度為40℃(圖17中，點C)，此時的制冷劑的密度為628.61kg/m³。

在此，設第二壓縮機5的吸入容積(m³)為Vc，膨脹機3的吸入容積(m³)為Ve，每1秒鐘的動力回收軸7的轉速(S^-1)為N。每1秒鐘第二壓縮機5可吸入的制冷劑的質量(kg/s)和每1秒鐘膨脹機3可吸入的制冷劑的質量(kg/s)分別可以通過(式1)及(式2)表示。

(式1)

(每1秒鐘第二壓縮機5可吸入的制冷劑的質量)＝108.0×Vc×N

(式2)

(每1秒鐘膨脹機3可吸入的制冷劑的質量)＝628.61×Ve×N

在每1秒鐘第二壓縮機5可吸入的制冷劑的質量與每1秒鐘膨脹機3可吸入的制冷劑的質量相等時，根據上述(式1)及(式2)，第二壓縮機5的吸入容積Vc由(式3)表示。

(式3)