專利名稱：冷凍裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷凍裝置，其具備了有氣液分離器的制冷劑回 路并把C02制冷劑作為高壓的臨界壓力進(jìn)行兩級(jí)壓縮兩級(jí)膨脹的制
冷循環(huán)。
背景技術(shù)：
向來，具備了制冷劑回路的冷凍裝置被廣泛地使用到空調(diào)機(jī)等。 譬如專利文獻(xiàn)1公開了一種空調(diào)機(jī)，該空調(diào)機(jī)具有具備了氣液 分離器的制冷劑回路而進(jìn)行兩級(jí)壓縮兩級(jí)膨脹的制冷循環(huán)。 在這個(gè)空調(diào)機(jī)的制冷劑回路設(shè)有壓縮機(jī)、第一熱交換器、第一 膨脹閥、氣液分離器、第二膨脹閥、和第二熱交換器。上述壓縮機(jī) 構(gòu)成著低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)和高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)軸聯(lián)結(jié)的兩級(jí)壓縮 式壓縮機(jī)。并且，上述氣液分離器在結(jié)構(gòu)上能夠使得中間壓的氣液 兩相制冷劑分離為液態(tài)制冷劑和氣態(tài)制冷劑。 在這個(gè)空調(diào)機(jī)的冷氣運(yùn)轉(zhuǎn)中，壓縮機(jī)的噴出制冷劑流過第一熱 交換器。在第一熱交換器，制冷劑向空氣散熱。通過第一熱交換器 的制冷劑在通過第一膨脹閥時(shí)被減壓到中間壓而流入氣液分離器 內(nèi)。在氣液分離器，中間壓的氣液兩相制冷劑被分離為氣態(tài)制冷劑 和液態(tài)制冷劑。被氣液分離器分離的液態(tài)制冷劑，在通過第二膨脹 閥時(shí)被減壓到低壓之后流過第二熱交換器。在第二熱交換器，制冷 劑由空氣吸熱蒸發(fā)。結(jié)果，使得室內(nèi)涼爽。 通過第二熱交換器的制冷劑被吸入壓縮機(jī)，在低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu) 被壓縮到中間壓。低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)的噴出制冷劑，被混合了在上述
氣液分離器所分離的氣態(tài)制冷劑。換句話說，在這個(gè)空調(diào)機(jī)進(jìn)行了 把中間壓的氣態(tài)制冷劑與低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)的噴出制冷劑混合、即中 間壓氣體注入(gasinjection)。其后，這個(gè)制冷劑在高級(jí)惻壓縮機(jī)構(gòu)被 壓縮到高壓從壓縮機(jī)再一次地被噴出。
如同上述地，在專利文獻(xiàn)l的空調(diào)機(jī)，由于進(jìn)行中間壓氣體注
入，使得壓縮機(jī)的噴出制冷劑溫度下降同時(shí)使得壓縮機(jī)的動(dòng)力下降。 并且，這個(gè)空調(diào)機(jī)謀求提高COP(coefficient of performance性能系數(shù))。并且，專利文獻(xiàn)2中公開一種空調(diào)機(jī)，該空調(diào)機(jī)的制冷劑回路 填充C02制冷劑而進(jìn)行上述的中間壓氣體注入。并且，在這個(gè)空調(diào)
機(jī)進(jìn)行使壓縮機(jī)的噴出制冷劑為臨界壓力以上、即超臨界循環(huán)。專利文獻(xiàn)1日本特開平7-110167號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開2001-241797號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
解決課題 在專利文獻(xiàn)l中所公開的空調(diào)機(jī)，被設(shè)計(jì)為兩級(jí)壓縮式壓縮機(jī) 的各個(gè)壓縮機(jī)構(gòu)的容量(排出容量displacement)有效率地進(jìn)行兩級(jí)壓 縮。另一方面，若是使用C02來作為這類空調(diào)機(jī)的制冷劑進(jìn)行超臨 界循環(huán)時(shí)，被壓縮到臨界壓力而在熱交換器散熱后的制冷劑，有時(shí) 在氣液分離器內(nèi)還是臨界壓力的狀態(tài)。如果像這樣地氣液分離器內(nèi) 的制冷劑為臨界壓力(臨界狀態(tài))的情況時(shí)，將難以把氣液分離器內(nèi) 的制冷劑分離成氣態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑。結(jié)果，只有氣態(tài)制冷劑 無法被送到壓縮機(jī)的中間壓制冷劑，而無法進(jìn)行上述的中間壓氣體 注入。因此，有著無法獲得所要的中間壓氣體注入的效果而導(dǎo)致空 調(diào)機(jī)的COP降低的這類問題。 本發(fā)明是有鑒于上述問題所思考而出，目的在于在使用C02 制冷劑進(jìn)行兩級(jí)壓縮兩級(jí)膨脹的制冷循環(huán)的冷凍裝置中，以最合適 的COP來進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。
解決方法
第一發(fā)明是以具備如下制冷劑回路io的冷凍裝置為前提，該制 冷劑回路10具有低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)34和高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)35由驅(qū)動(dòng)軸 33互相聯(lián)結(jié)的壓縮機(jī)30、以及把中間壓制冷劑氣液分離的氣液分離 器15并且以C02制冷劑的高壓為臨界壓力進(jìn)行兩級(jí)壓縮兩級(jí)膨脹 的制冷循環(huán)。并且，這個(gè)冷凍裝置的特征在于使高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu) 35的排出容量對(duì)上述低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)34的排出容量的容量比為大 于0.8而小于1.3的范圍。 在第一發(fā)明的制冷劑回路10填充有032制冷劑。并且，在制冷 劑回路10設(shè)置具有低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)34和高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)35的壓縮 機(jī)30。并且，在制冷劑回路10進(jìn)行以下的兩級(jí)壓縮兩級(jí)膨脹的制 冷循環(huán)。 在高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)35被壓縮到臨界壓力的制冷劑，譬如在室內(nèi) 熱交換器散熱之后，被減壓到中間壓，流入氣液分離器15內(nèi)。在氣 液分離器15,中間壓的制冷劑被分離為氣態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑。 液態(tài)制冷劑被減壓到低壓之后，譬如在室外熱交換器蒸發(fā)，被吸入 低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)34。這個(gè)制冷劑在低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)34被壓縮到中 間壓。并且，在這個(gè)制冷劑導(dǎo)入有以氣液分離器15分離的氣態(tài)制冷 齊'J。結(jié)果，進(jìn)行如上述的中間壓氣體注入。其后，制冷劑在高級(jí)側(cè) 壓縮機(jī)構(gòu)35被壓縮到高壓臨界壓力。 但是，在這樣地使用C02制冷劑進(jìn)行兩級(jí)壓縮兩級(jí)膨脹的制冷 循環(huán)的情況時(shí)，如果是向來的冷凍裝置，有時(shí)氣液分離器內(nèi)的中間 壓的制冷劑成為臨界壓力的狀態(tài)。在這個(gè)情況時(shí)，在氣液分離器內(nèi) 將無法把制冷劑分離成氣態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑，而無法進(jìn)行所要 的中間壓氣體注入。這里，本發(fā)明中，使得高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)35對(duì)低 級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)34的的容量比大于0.8。換句話說，若是使這個(gè)容量 比未滿0.8，對(duì)于低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)34的排出容量，高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu) 35的排出容量將相對(duì)變小。結(jié)果，中間壓制冷劑的壓力變高，有時(shí) 氣液分離器15內(nèi)的制冷劑將會(huì)超過臨界壓力。另一方面，由于本發(fā) 明中使得容量比大于0.8，因此能夠使得氣液分離器15內(nèi)的制冷劑 壓力為亞臨界壓力(subcritical pressure)。因此，本發(fā)明中，能夠把氣
液分離器15內(nèi)的制冷劑確實(shí)地分離為氣態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑，獲 得所要的中間壓氣體注入的效果。 并且，假設(shè)若是使得上述容量比為1.3以上，對(duì)于低級(jí)側(cè)壓縮 機(jī)構(gòu)34的排出容量，高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)35的排出容量將相對(duì)地變大。 結(jié)果，將無法充分確保高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)35的吸入制冷劑量，導(dǎo)致壓 縮機(jī)30的壓縮效率下降。另一方面，由于本發(fā)明中把容量比小于 1.3，因此能夠充分確保高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)35的吸入制冷劑量，把制 冷劑有效率性兩級(jí)壓縮。 第二發(fā)明的特征在于在第一發(fā)明中，使得上述容量比為大于 0.9以上、小于1.1以下的范圍。 第二發(fā)明中使得高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)35的排出容量對(duì)低級(jí)側(cè)壓縮 機(jī)構(gòu)34的排出容量的的容量比為0.9以上、1.1以下的范圍。換句話 說，由于使得上述容量比為0.9以上，將能夠使得氣液分離器15內(nèi) 的制冷劑壓力確實(shí)地成為臨界壓力。并且，由于使得上述容量比為 1.1以下，能夠把制冷劑更有效率地兩級(jí)壓縮。第三發(fā)明的特征在于第二發(fā)明中使得上述容量比為1.0。 第三發(fā)明中，使得低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)34的容量和高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu) 35的容量設(shè)定為同樣的容量。 第四發(fā)明的特征在于在第一到第三發(fā)明的任一發(fā)明中，低級(jí) 側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)34和高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)35是由回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)構(gòu)構(gòu)成。第四發(fā)明中，由回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)構(gòu)構(gòu)成的低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)34和高 級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)35由驅(qū)動(dòng)軸33互相聯(lián)結(jié)構(gòu)成壓縮機(jī)30。 發(fā)明效果 本發(fā)明中把低級(jí)惻壓縮機(jī)構(gòu)34和高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)35的容量比 設(shè)定在大于0.8、小于1.3的范圍。這里，若是使得容量比大于0.8, 能夠使得氣液分離器15內(nèi)的制冷劑的壓力小于臨界壓力。因此，根 據(jù)本發(fā)明，能夠在制冷劑回路10進(jìn)行所要的中間壓氣體注入，提高 冷凍裝置的COP。并且，若是使得這個(gè)容量比小于1.3,將不會(huì)導(dǎo) 致高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)35的吸入制冷劑量的不足造成的壓縮效率的下 降，而能夠把制冷劑兩級(jí)壓縮。因此，根據(jù)本發(fā)明將能夠更進(jìn)一步
提高冷凍裝置的COP。 特別是，第二發(fā)明中，使得低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)34和高級(jí)側(cè)壓縮機(jī) 構(gòu)35的容量比設(shè)定在0.9以上、1.1以下的范圍。換句話說，本發(fā)明 中，使得低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)34和高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)35的容量比設(shè)定在 最合適的范圍。因此，根據(jù)本發(fā)明將能夠更進(jìn)一步提高冷凍裝置的 COP。 并且，第三發(fā)明中，把低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)34的容量和高級(jí)惻壓縮 機(jī)構(gòu)35的容量設(shè)定成同樣的容量。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠使得低 級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)34和高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)35為相同壓縮機(jī)構(gòu)(mechanism) 規(guī)格，謀求壓縮機(jī)30的低成本化和簡(jiǎn)化。 并且，根據(jù)第四發(fā)明，在具有由兩個(gè)回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)構(gòu)組成的壓 縮機(jī)30的冷凍裝置中，將能夠進(jìn)行所要的中間壓氣體注入謀求提高 COP。


圖1是實(shí)施方式所涉及的空調(diào)機(jī)的制冷劑回路的配管系統(tǒng)圖。
圖2是說明空調(diào)機(jī)的暖氣運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)制冷劑流動(dòng)的配管系統(tǒng)圖。 圖3是說明空調(diào)機(jī)的冷氣運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)制冷劑流動(dòng)的配管系統(tǒng)圖。 圖4是表示高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)對(duì)低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)的的容量比和與 COP的關(guān)系圖。
符號(hào)說明
1空調(diào)機(jī)
10制冷劑回路 30壓縮機(jī)
34第一壓縮機(jī)構(gòu)(低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)) 35第二壓縮機(jī)構(gòu)(高級(jí)惻壓縮機(jī)構(gòu))
具體實(shí)施例方式
實(shí)施方式所涉及的冷凍裝置構(gòu)成進(jìn)行室內(nèi)空調(diào)的空調(diào)機(jī)1。這
個(gè)空調(diào)機(jī)1能夠構(gòu)成室內(nèi)的暖氣及冷氣。
空調(diào)機(jī)1具有設(shè)置在室內(nèi)的室內(nèi)機(jī)11和設(shè)置在室外的室外機(jī)12。室內(nèi)機(jī)11和室外機(jī)12通過兩條聯(lián)絡(luò)配管互相連接。結(jié)果，在
空調(diào)機(jī)l，制冷劑回路10從室內(nèi)機(jī)11到室外機(jī)12被構(gòu)成。在這個(gè) 制冷劑回路10填充有<2〇2制冷劑。并且，制冷劑回路10中，以co2
制冷劑的高壓為臨界壓力來進(jìn)行兩級(jí)壓縮兩級(jí)膨脹的制冷循環(huán)。
在室內(nèi)機(jī)11設(shè)有室內(nèi)熱交換器13。室內(nèi)熱交換器13構(gòu)成翅片 管(finmbe)熱交換器。在這個(gè)室內(nèi)熱交換器13,室內(nèi)風(fēng)扇所送風(fēng)的
室內(nèi)空氣和制冷劑進(jìn)行熱交換。
在室外機(jī)12設(shè)有后頭詳述的壓縮機(jī)30、室外熱交換器14和氣 液分離器15。 室外熱交換器14構(gòu)成翅片管熱交換器。在這個(gè)室外熱交換器
14，室外風(fēng)扇送風(fēng)的室外空氣和制冷劑進(jìn)行熱交換。 氣液分離器15以圓簡(jiǎn)形的密閉容器構(gòu)成。在這個(gè)氣液分離器
15,以貫通頂部的方式連接有流入管15a和氣體注入配管15b。氣體 注入配管15b構(gòu)成把中間壓的氣態(tài)制冷劑導(dǎo)入壓縮機(jī)30的流路。在 氣液分離器15連接有貫通其下部的流出管15c。在氣液分離器15， 中間壓的氣液兩相狀態(tài)的制冷劑被分離為氣態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷 劑。 并且，在室外機(jī)12設(shè)有四通閥16、橋接回路17、第一膨脹閥 18、和第二膨脹閥19。 四通閥16具備了第一到第四閥口。在四通閥16，第一閥口與
壓縮機(jī)30的噴出管41連接，第二閥口與室外熱交換器14連接，第 三閥口與室內(nèi)熱交換器13連接，第四闊口與壓縮機(jī)30的吸入管42 連接。這個(gè)四通閥16在結(jié)構(gòu)上能夠轉(zhuǎn)換為使第一閥口和第二閥口連 通同時(shí)使第三閥口和第四閥口連通的狀態(tài)(圖1實(shí)線所示狀態(tài))、以 及使第一 閥口和第三閥口連通同時(shí)使第二閥口和第四閥口連通的狀 態(tài)(圖1虛線所示狀態(tài))。 橋接回路17由組合成橋梁狀的四條配管、和在各配管中各自設(shè) 置的四個(gè)逆止閥構(gòu)成。這個(gè)橋接回路17的各個(gè)逆止閥只容許制冷劑
以圖1箭形符號(hào)所示方向流通。
第一膨脹閥18和第二膨脹閥19各自由能夠調(diào)節(jié)開度的電子膨
脹閥構(gòu)成。第一膨脹閥18設(shè)于氣液分離器15的流入側(cè)的配管，第 二膨脹閥19設(shè)于氣液分離器15的流出側(cè)的配管。 如圖2所示，壓縮機(jī)30構(gòu)成在兩個(gè)壓縮機(jī)構(gòu)把制冷劑兩級(jí)壓縮、 即兩級(jí)壓縮式壓縮機(jī)。壓縮機(jī)30具有圓簡(jiǎn)形密閉型的箱體 (casing)31。在箱體31內(nèi)收納有電動(dòng)機(jī)32、驅(qū)動(dòng)軸33、第一壓縮機(jī) 構(gòu)34、和第二壓縮機(jī)構(gòu)35。 電動(dòng)機(jī)32由固定在箱體31的內(nèi)周面的定子和固定在驅(qū)動(dòng)軸33
外周面的轉(zhuǎn)子構(gòu)成。驅(qū)動(dòng)軸33以上下方向延伸的狀態(tài)被軸承支撐。 這個(gè)驅(qū)動(dòng)軸33，通過電動(dòng)機(jī)32的驅(qū)動(dòng)能夠旋轉(zhuǎn)。 第一壓縮機(jī)構(gòu)34被配置在箱體31的底部附近，構(gòu)成低級(jí)側(cè)的 壓縮機(jī)構(gòu)。另一方面，第二壓縮機(jī)構(gòu)35被配置在電動(dòng)機(jī)附近，構(gòu)成 高級(jí)側(cè)的壓縮機(jī)構(gòu)。 第一壓縮機(jī)構(gòu)34和第二壓縮機(jī)構(gòu)35各自由回轉(zhuǎn)式(rotary)旋轉(zhuǎn)
型(swing)壓縮機(jī)構(gòu)構(gòu)成。在各個(gè)壓縮機(jī)構(gòu)34、 35圓柱形汽釭(cylinder) 室內(nèi)各自收納有活塞。并且，各個(gè)活塞，以與驅(qū)動(dòng)軸33的軸心偏心 的方式各自聯(lián)結(jié)該驅(qū)動(dòng)軸33。因此， 一旦驅(qū)動(dòng)軸33旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)壓 縮機(jī)構(gòu)34、 35的各個(gè)活塞將會(huì)與驅(qū)動(dòng)軸33偏心地來轉(zhuǎn)動(dòng)。并且， 各個(gè)壓縮機(jī)構(gòu)34、 35的各個(gè)活塞以互相偏離180°相位來與驅(qū)動(dòng)軸 33聯(lián)結(jié)。因此，在各個(gè)活塞的驅(qū)動(dòng)時(shí)離心力互相抵消，而抑制振蕩
的發(fā)生和轉(zhuǎn)矩負(fù)荷的變動(dòng)。 在第一壓縮機(jī)構(gòu)34的吸入側(cè)連接有上述吸入管42，在其噴出 側(cè)連接有中間聯(lián)絡(luò)管43的一端。在第二壓縮機(jī)構(gòu)35的吸入惻連接 有中間聯(lián)絡(luò)管32的另一端，其噴出側(cè)連接有上述噴出管41。上述中間聯(lián)絡(luò)管43構(gòu)成用來把在第一壓縮機(jī)構(gòu)34壓縮后的制 冷劑導(dǎo)入第二壓縮機(jī)構(gòu)35的吸入側(cè)的流路。這個(gè)中間聯(lián)絡(luò)管43， 在彎曲成U字形的部位連接有上述的氣體注入配管15b的流出端。 本實(shí)施方式的空調(diào)機(jī)1中，使得第一壓縮機(jī)構(gòu)34的排出容量 VI和第二壓縮機(jī)構(gòu)35的排出容量V2的比(容量比V2/V1)設(shè)定在大 于0.8小于1.3的范圍。其結(jié)果，將提高空調(diào)機(jī)l的COP性能系數(shù)。 有關(guān)這個(gè)容量比V2/V1和COP的關(guān)系將在后面詳述。 -運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)作-
以下說明本實(shí)施方式所涉及的空調(diào)機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)作。在空調(diào)機(jī) 1，能夠進(jìn)行以下所示的暖氣運(yùn)轉(zhuǎn)和冷氣運(yùn)轉(zhuǎn)。 <暖氣運(yùn)轉(zhuǎn)>
暖氣運(yùn)轉(zhuǎn)中四通閥16成為圖2所示狀態(tài)。并且，適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)第 一膨脹閥！8和第二膨脹閥19的開度。 從壓縮機(jī)30噴出被壓縮到臨界壓力的制冷劑。這個(gè)制冷劑，通 過四通閥16之后流過室內(nèi)熱交換器13。在室內(nèi)熱交換器13,制冷 劑向室內(nèi)空氣散熱。結(jié)果，使得室內(nèi)暖和。流出室內(nèi)熱交換器13 的制冷劑，通過第一膨脹閥18被減壓到中間壓流入氣液分離器15 內(nèi)。 在氣液分離器15內(nèi)，積存了中間壓的氣液兩相制冷劑。并且， 在氣液分離器15,這個(gè)制冷劑被分離為氣態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑。 積存在氣液分離器15內(nèi)的上部的氣態(tài)制冷劑流入氣體注入配管 15b。另一方面，在氣液分離器15內(nèi)的下部積存的制冷劑，通過第 二膨脹閥19被減壓到低壓之后流過室外熱交換器14。在室外熱交 換器14,制冷劑由室外空氣吸熱蒸發(fā)。流出室外熱交換器14的制 冷劑，被吸入壓縮機(jī)30。 在壓縮機(jī)30，首先制冷劑從吸入管42被吸入第一壓縮機(jī)構(gòu)34。 在第一壓縮機(jī)構(gòu)34，制冷劑被壓縮到中間壓。第一壓縮機(jī)構(gòu)34的 噴出制冷劑流過中間聯(lián)絡(luò)管43。這個(gè)噴出制冷劑，與流出上述氣體 注入配管15b的氣態(tài)制冷劑混合。結(jié)果，第一壓縮機(jī)構(gòu)34的噴出制 冷劑的溫度下降。流出中間聯(lián)絡(luò)管43的制冷劑被吸入第二壓縮機(jī)構(gòu) 35。在第二壓縮機(jī)構(gòu)35，制冷劑被壓縮到臨界壓力。 <冷氣運(yùn)轉(zhuǎn)>
冷氣運(yùn)轉(zhuǎn)中，四通閥16成為圖3所示狀態(tài)。并且，適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié) 第一膨脹閥18和第二膨脹閥19的開度。 從壓縮機(jī)30噴出被壓縮到臨界壓力的制冷劑。這個(gè)制冷劑，通 過四通閥16之后流過室外熱交換器14。在室外熱交換器14，制冷 劑向室外空氣散熱。流出室外熱交換器M的制冷劑，通過第一膨脹
閥18被減壓到中間壓流入氣液分離器15內(nèi)。 在氣液分離器15內(nèi)，積存有中間壓的氣液兩相制冷劑。并且， 在氣液分離器15,這個(gè)制冷劑被分離為氣態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑。 在氣液分離器l5內(nèi)的上部所積存的氣態(tài)制冷劑，流入氣體注入配管 15b。另一方面，在氣液分離器15內(nèi)的下部積存的制冷劑，通過第 二膨脹閥19被減壓到低壓之后流過室內(nèi)熱交換器13。在室內(nèi)熱交 換器13，制冷劑由室內(nèi)空氣吸熱蒸發(fā)。結(jié)果，使得室內(nèi)涼爽。流出 室內(nèi)熱交換器13的制冷劑被吸入壓縮機(jī)30。 在壓縮機(jī)30,首先制冷劑從吸入管42被吸入第一壓縮機(jī)構(gòu)34。 在第一壓縮機(jī)構(gòu)34，制冷劑被壓縮到中間壓。第一壓縮機(jī)構(gòu)34的 噴出制冷劑流過中間聯(lián)絡(luò)管43。這個(gè)噴出制冷劑，與流出上述氣體 注入配管15b的氣態(tài)制冷劑混合。結(jié)果，第一壓縮機(jī)構(gòu)34的噴出制 冷劑的溫度下降。流出中間聯(lián)絡(luò)管4 3的制冷劑被吸入第二壓縮機(jī)構(gòu) 35。在第二壓縮機(jī)構(gòu)35,把制冷劑壓縮到臨界壓力。-兩個(gè)壓縮機(jī)構(gòu)的容量比和COP的關(guān)系-
如同上述，實(shí)施方式所涉及的空調(diào)機(jī)1的暖氣運(yùn)轉(zhuǎn)和冷氣運(yùn)轉(zhuǎn) 中，由于把在氣液分離器15分離的氣態(tài)制冷劑與壓縮機(jī)30的中間 壓制冷劑混合地來進(jìn)行所謂中間壓氣體注入。結(jié)果，在這個(gè)空調(diào)機(jī) 1，除了使得第一壓縮機(jī)構(gòu)34的噴出制冷劑溫度下降之外，還能夠 削減壓縮機(jī)30的動(dòng)力謀求提高COP。 然而，在這個(gè)空調(diào)機(jī)l的制冷劑回路IO,把制冷劑的高壓壓縮 到臨界壓力進(jìn)行所謂超臨界循環(huán)。因此，若是氣液分離器15內(nèi)的中 間壓的制冷劑變成臨界壓力時(shí)，將會(huì)難以使得氣液分離器15內(nèi)的制 冷劑分離為氣態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑，而可能無法進(jìn)行上述中間壓 氣體注入。這里，本發(fā)明中，由于把第二壓縮機(jī)構(gòu)35的容量V2對(duì) 第一壓縮機(jī)構(gòu)34的容量VI的容量比V2/V1設(shè)定在最合適的范圍， 使得氣液分離器！5內(nèi)的中間壓的制冷劑壓力小于臨界壓力，能夠進(jìn) 行所要的中間壓氣體注入。 圖4示出檢討上述容量比V2/V1和COP的關(guān)系的結(jié)果。圖4 是有關(guān)容量比V2/V1不同的空調(diào)機(jī)的暖氣運(yùn)轉(zhuǎn)和冷氣運(yùn)轉(zhuǎn)，在各個(gè)
空調(diào)機(jī)獲得的COP。并且，圖4中，在各個(gè)空調(diào)機(jī)中，求得冬季一
般的室外溫度條件范圍(-10。C到15。C)的暖氣運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的COP，同時(shí)， 求得夏季一般的室外溫度條件范圍(25t:到35t:)的冷氣運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的 COP。并且，這里所示的"COP比"是以容量比為0.65的空調(diào)機(jī)的 最低COP為基準(zhǔn)(譬如在室外溫度15。C的暖氣運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的COP、或是 在室外溫度25。C的冷氣運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的COP),而來相對(duì)地評(píng)價(jià)其他的容 量比的空調(diào)機(jī)的COP。 如圖4所示，在使容量比為0.8以下時(shí)，在暖氣運(yùn)轉(zhuǎn)及冷氣運(yùn) 轉(zhuǎn)中，COP傾向?yàn)榈?。這是由于若是把容量比為0.8以下時(shí)，對(duì) 于第一壓縮機(jī)構(gòu)34的排出容量，第二壓縮機(jī)構(gòu)35的排出容量將相 對(duì)地變得過小，氣液分離器15內(nèi)的制冷劑超過臨界壓力，因此無法 從氣液分離器15內(nèi)的制冷劑分離出氣態(tài)制冷劑而無法進(jìn)行所要的 中間壓氣體注入。相反地，若以使得容量比大于0.8，能夠使得氣液 分離器15內(nèi)的制冷劑為亞臨界壓力，而能夠從氣液分離器15內(nèi)的 制冷劑分離氣態(tài)制冷劑。因此，容量比大于0.8的冷凍裝置，能夠 進(jìn)行所要的中間壓氣體注入而獲得高的C O P 。 并且，若是使得容量比為1.3，在暖氣運(yùn)轉(zhuǎn)、和室外空氣溫度低 的條件下的冷氣運(yùn)轉(zhuǎn)中，COP傾向?yàn)榈?。這是由于若是把容量比為 1.3以上、對(duì)于第一壓縮機(jī)構(gòu)34的排出容量、第二壓縮機(jī)構(gòu)35的排 出容量相對(duì)地將變得過大，而變得無法確保第二壓縮機(jī)構(gòu)35的吸入 制冷劑量。換句話說，若是把容量比為1.3以上，將無法有效率地 使得制冷劑兩級(jí)壓縮，隨著壓縮機(jī)30的動(dòng)力增大COP降低。相反 地，容量比小于1.3小的冷凍裝置，能夠比較有效率地兩級(jí)壓縮制 冷劑，而獲得高的COP。 并且，如圖所示，若是使得容量比為0.9以上、1.1以下的范圍， 冷氣運(yùn)轉(zhuǎn)及暖氣運(yùn)轉(zhuǎn)的COP將變高。換句話說，第二壓縮機(jī)構(gòu)35 的容量V2對(duì)第一壓縮機(jī)構(gòu)34的容量VI的容量比V2/V1最好是在 0.9以上、1.1以下。特別是，若是把這個(gè)容量比為1.0，則在冷氣運(yùn) 轉(zhuǎn)及暖氣運(yùn)轉(zhuǎn)的雙方中，能夠達(dá)成高COP。 -實(shí)施方式的效果-
上述實(shí)施方式中，把第二壓縮機(jī)構(gòu)35對(duì)第一壓縮機(jī)構(gòu)34的容量比 設(shè)定在大于0.8、小于1.3的范圍。這里，若是使得這個(gè)容量比大于0.8，將 能夠使得氣液分離器15內(nèi)的制冷劑的壓力小于臨界壓力。因此，根據(jù)本實(shí) 施方式，能夠在制冷劑回路10進(jìn)行所要的中間壓氣體注入，提高空調(diào)機(jī)l 的COP。并且，若是使得這個(gè)容量比小于1.3,將不會(huì)導(dǎo)致由于第二壓縮 機(jī)構(gòu)35的吸入制冷劑量的不足造成的壓縮效率的下降，而能夠兩級(jí)壓縮制 冷劑。因此，根據(jù)上述實(shí)施方式，將能夠更進(jìn)一步低提高空調(diào)機(jī)l的COP。
特別是，若是把第二壓縮機(jī)構(gòu)35對(duì)第一壓縮機(jī)構(gòu)34的容量比 設(shè)定在0.9以上、1.1以下的范圍，如圖4所示，將能夠獲得高的COP。
并且，若是使得第一壓縮機(jī)構(gòu)34的容量和第二壓縮機(jī)構(gòu)35的
容量為相同容量(容量比=1.0),在冷氣運(yùn)轉(zhuǎn)和暖氣運(yùn)轉(zhuǎn)的雙方中，能 夠獲得高的COP。并且，這樣地使得第一壓縮機(jī)構(gòu)34和第二壓縮 機(jī)構(gòu)35的容量相同，將能夠使得兩個(gè)壓縮機(jī)構(gòu)為相同壓縮機(jī)構(gòu)規(guī) 格。因此，能夠以比較容易且低成本地來制造壓縮機(jī)30。
《其他實(shí)施方式》
有關(guān)上述實(shí)施方式，還可以是如下構(gòu)成。
在上述實(shí)施方式，以中間聯(lián)絡(luò)管43連接低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)34的 噴出側(cè)和高級(jí)惻壓縮機(jī)構(gòu)35的吸入側(cè)，在這個(gè)中間聯(lián)絡(luò)管43連接 有氣體注入配管15b的流出端。但是，也可以是譬如使低級(jí)側(cè)壓 縮機(jī)構(gòu)34的噴出制冷劑充滿在壓縮機(jī)30的箱體31的內(nèi)部，使得壓 縮機(jī)30為所謂中間半圓頂式的壓縮機(jī)，在這個(gè)箱體31的內(nèi)部導(dǎo)入
中間壓的氣態(tài)制冷劑。 并且，在上述實(shí)施方式中，由旋轉(zhuǎn)型(swing)的壓縮機(jī)構(gòu)構(gòu)成低 級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)34和高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)35。但是，也可以是以回轉(zhuǎn)式 的旋轉(zhuǎn)活塞型壓縮機(jī)構(gòu)構(gòu)成這些壓縮機(jī)構(gòu)，或是以由固定渦盤和可 動(dòng)渦盤構(gòu)成的壓縮機(jī)構(gòu)(譬如渦旋式(so:oll)壓縮機(jī)構(gòu))構(gòu)成。并且，上述實(shí)施方式只是本質(zhì)上理想的例示，并非企圖用來限 制本發(fā)明、本發(fā)明的應(yīng)用、或是本發(fā)明用途的范圍。 產(chǎn)業(yè)上的利用可能性如同以上說明，本發(fā)明對(duì)于具備氣液分離器的制冷劑回路、而以C02制冷劑為高壓的臨界壓力來進(jìn)行兩級(jí)壓縮兩級(jí)膨脹的制冷循 環(huán)的冷凍裝置非常有用。
權(quán)利要求
1. 一種具備了制冷劑回路的冷凍裝置，該制冷劑回路具有由驅(qū)動(dòng)軸來互相聯(lián)結(jié)低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)和高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)的壓縮機(jī)以及使得中間壓制冷劑氣液分離的氣液分離器、并使CO2制冷劑的高壓為臨界壓力來進(jìn)行兩級(jí)壓縮兩級(jí)膨脹的制冷循環(huán)，其特征在于:使得高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)的排出容量對(duì)上述低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)的排出容量的的容量比在大于0.8、小于1.3的范圍。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷凍裝置，其特征在于 上述容量比是在0.9以上、l.l以下的范圍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷凍裝置，其特征在于 上述容量比是l.O。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的冷凍裝置，其特征在于 低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)和高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)由回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)構(gòu)構(gòu)成。
全文摘要
在制冷劑回路(10)設(shè)有由驅(qū)動(dòng)軸(33)聯(lián)結(jié)低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)(34)和高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)(35)的壓縮機(jī)(30)、以及氣液分離器(15)。在制冷劑回路(10)，以CO₂制冷劑作為臨界壓力進(jìn)行兩級(jí)壓縮兩級(jí)膨脹的制冷循環(huán)。在壓縮機(jī)(30)，高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)(35)的排出容量V2對(duì)低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)(34)的排出容量V1的容量比V2/V1被設(shè)定在大于0.8而小于1.3的范圍。
文檔編號(hào)F25B1/10GK101384865SQ200780005850
公開日2009年3月11日 申請(qǐng)日期2007年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月28日
發(fā)明者岡本昌和 申請(qǐng)人:大金工業(yè)株式會(huì)社