冷凍循環(huán)裝置以及空調(diào)的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種冷凍循環(huán)裝置，其在制熱運轉和制冷運轉雙方運轉效率都高，具有可靠性。在制熱運轉時，切換裝置如下切換制冷劑的流路：由壓縮機壓縮的制冷劑經(jīng)由第三熱交換器流入噴射器的制冷劑流入口，并且依次經(jīng)由第一熱交換器、控制裝置、第二熱交換器被吸引到噴射器的制冷劑吸引口，從噴射器的制冷劑流出口排出的制冷劑經(jīng)由第四熱交換器被壓縮機吸入。在制冷運轉時，切換裝置如下切換制冷劑的流路：由壓縮機壓縮的制冷劑經(jīng)由第四熱交換器流入噴射器的制冷劑流入口，并且依次經(jīng)由第二熱交換器、控制裝置、第一熱交換器被吸引到噴射器的制冷劑吸引口，從噴射器的制冷劑流出口排出的制冷劑經(jīng)由第三熱交換器被壓縮機吸入。
【專利說明】冷凍循環(huán)裝置以及空調(diào)機
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及冷凍循環(huán)裝置以及空調(diào)機。本發(fā)明例如涉及實現(xiàn)熱泵高效率運轉的具備噴射器的冷凍循環(huán)裝置。
【背景技術】
[0002]具備噴射器的現(xiàn)有的冷凍循環(huán)裝置使由冷凝器液化了的高壓制冷劑流入噴射器的噴嘴部而將壓力能量變換為速度能量，并在混合部通過從噴嘴噴出的超音速的制冷劑與從噴射器的另一個制冷劑流入口吸進的低壓的制冷劑的動量交換來再次變換為壓力能量。由此，利用壓縮機吸入壓力實現(xiàn)了冷凍循環(huán)的高效率運轉(例如，參照專利文獻I?3)。
[0003]現(xiàn)有的冷凍循環(huán)裝置還具備止回閥以使高壓制冷劑必然流到噴射器的制冷劑流入口，以制冷運轉和制熱運轉這兩個運轉模式進行動力回收運轉。由此，實現(xiàn)了冷凍循環(huán)的節(jié)能化(例如，參照專利文獻4?7 )。
[0004]在先技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2007-198675號公報
[0007]專利文獻2:日本特開2007-24398號公報
[0008]專利文獻3:日本特開2004-156812號公報
[0009]專利文獻4:日本特開2010-236706號公報
[0010]專利文獻5:日本特開2010-133584號公報
[0011]專利文獻6:日本特開2005-37114號公報
[0012]專利文獻7:日本特開2004-309029號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]發(fā)明要解決的課題
[0014]在具備噴射器的上述現(xiàn)有的冷凍循環(huán)裝置中，在制冷運轉的情況下，借助利用噴射器進行的動力回收使得冷凍循環(huán)的高效率運轉成為可能。但是，在制熱運轉的情況下，從冷凝器流出的高壓制冷劑從噴射器的出口，即噴射器的升壓部流入。由此，無法借助動力回收來實現(xiàn)的冷凍循環(huán)的高效率運轉。
[0015]在具備止回閥的上述現(xiàn)有的冷凍循環(huán)裝置中，與制冷劑一起從壓縮機流出的潤滑油滯留在位于噴射器出口的氣液分離器內(nèi)。由此，導致壓縮機內(nèi)的潤滑油減少，產(chǎn)生壓縮機的故障。而且，為了避免故障，需要定期地進行回油運轉。由此，冷凍循環(huán)的可靠性降低。
[0016]本發(fā)明的目的在于提供一種冷凍循環(huán)裝置，例如在制熱運轉和制冷運轉雙方運轉效率都高，具有可靠性。
[0017]用于解決課題的方案
[0018]本發(fā)明的一個方式涉及的一種冷凍循環(huán)裝置，其為切換進行制熱運轉和制冷運轉的冷凍循環(huán)裝置，其特征在于，具備:[0019]壓縮機，其吸入并壓縮制冷劑；
[0020]第一熱交換器、第二熱交換器、第三熱交換器和第四熱交換器，其對所述制冷劑進行熱交換；
[0021]噴射器，其具有制冷劑流入口、制冷劑吸引口和制冷劑流出口，對流入所述制冷劑流入口的所述制冷劑減壓，將減壓后的所述制冷劑與被吸引到所述制冷劑吸引口的所述制冷劑混合并升壓，將升壓后的所述制冷劑從所述制冷劑流出口排出；
[0022]控制裝置，其連接在所述第一熱交換器和所述第二熱交換器之間，控制所述制冷劑的流量；以及
[0023]切換裝置，其在所述制熱運轉時按如下方式切換所述制冷劑的流路，即:由所述壓縮機壓縮的所述制冷劑經(jīng)由所述第三熱交換器流入所述噴射器的所述制冷劑流入口，并且按順序經(jīng)由所述第一熱交換器、所述控制裝置、所述第二熱交換器而被吸引至所述噴射器的所述制冷劑吸引口，從所述噴射器的所述制冷劑流出口排出的所述制冷劑經(jīng)由所述第四熱交換器由所述壓縮機吸入；在所述制冷運轉時按如下方式切換所述制冷劑的流路，由所述壓縮機壓縮的所述制冷劑經(jīng)由所述第四熱交換器流入所述噴射器的所述制冷劑流入口，并且按順序經(jīng)由所述第二熱交換器、所述控制裝置、所述第一熱交換器而被吸引至所述噴射器的所述制冷劑吸引口，從所述噴射器的所述制冷劑流出口排出的所述制冷劑經(jīng)由所述第三熱交換器由所述壓縮機吸入。
[0024]發(fā)明的效果
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一個方式，能夠提供一種冷凍循環(huán)裝置，在制熱運轉和制冷運轉雙方運轉效率都高，具有可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是示出實施方式I涉及的冷凍循環(huán)裝置的結構的示意圖(制熱運轉時)。
[0027]圖2是示出實施方式I涉及的冷凍循環(huán)裝置所具備的噴射器的內(nèi)部結構的示意圖。
[0028]圖3是示出實施方式I涉及的冷凍循環(huán)裝置的制熱運轉中的制冷劑狀態(tài)的冷凍循環(huán)線圖(莫里爾線圖)。
[0029]圖4是示出構成實施方式I涉及的冷凍循環(huán)裝置所具備的流路切換裝置的止回閥的示意圖。
[0030]圖5是示出實施方式I涉及的冷凍循環(huán)裝置的結構的示意圖(制冷運轉時)。
[0031]圖6是示出實施方式I涉及的冷凍循環(huán)裝置的制冷運轉中的制冷劑狀態(tài)的冷凍循環(huán)線圖(莫里爾線圖)。
[0032]圖7是對實施方式I涉及的冷凍循環(huán)裝置(搭載有噴射器的情況)的制冷劑狀態(tài)與未搭載噴射器的冷卻循環(huán)裝置(未搭載噴射器的情況)的制冷劑狀態(tài)進行比較的冷凍循環(huán)線圖。
[0033]圖8是示出實施方式2涉及的冷凍循環(huán)裝置的結構的示意圖(制熱運轉時)。
[0034]圖9是示出實施方式3涉及的冷凍循環(huán)裝置的結構的示意圖(制熱運轉時)。
[0035]圖10是示出實施方式4涉及的冷凍循環(huán)裝置所具備的帶可變節(jié)流機構的噴射器的內(nèi)部結構的示意圖。【具體實施方式】
[0036]以下，用圖說明本發(fā)明的實施方式。
[0037]實施方式I
[0038]圖1是示出本實施方式涉及的冷凍循環(huán)裝置100的結構的示意圖(制熱運轉時)。圖中，細的箭頭示出制冷劑的流動方向。圖2是示出冷凍循環(huán)裝置100所具備的噴射器108的內(nèi)部結構的示意圖。
[0039]對冷凍循環(huán)裝置100的結構進行說明。
[0040]在圖1中，冷凍循環(huán)裝置100具備壓縮機101、四通閥102、室內(nèi)熱交換器103、流量控制閥105、噴射器108、室外熱交換器106。冷凍循環(huán)裝置100通過將各要素設備以制冷劑配管連接而形成封閉環(huán)路。
[0041]室內(nèi)熱交換器103由第一室內(nèi)熱交換器103a和第二室內(nèi)熱交換器103b構成。即，室內(nèi)熱交換器103被分為兩部分。室外熱交換器106由第一室外熱交換器106a和第二室外熱交換器106b構成。S卩，室外熱交換器106被分為兩部分。第一室內(nèi)熱交換器103a、流量控制閥105、第一室外熱交換器106a通過制冷劑配管連接。在第一室內(nèi)熱交換器103a與四通閥102之間連接有第一切換閥104。在第一室外熱交換器106a與四通閥102之間連接有第二切換閥107。第一切換閥104和第二切換閥107例如是三通閥，其余下的一個連接部與后述的噴射器108的制冷劑吸引口 205通過制冷劑配管連接。第二室內(nèi)熱交換器103b和第二室外熱交換器106b經(jīng)由流路切換裝置109與噴射器108的制冷劑流入口 204連接。噴射器108的制冷劑流出口 206經(jīng)由流路切換裝置109與第二室內(nèi)熱交換器103b和第二室外熱交換器106b連接。
[0042]流路切換裝置109由利用止回閥109a、109b、109c、109d形成的橋接回路構成，其以在噴射器108的噴嘴部201必然流入高壓制冷劑的方式連接。
[0043]在室內(nèi)熱交換器103具有用于促進室內(nèi)空氣與制冷劑的熱交換的送風風扇103c。送風風扇103c的安裝位置被調(diào)整為使得從送風風扇103c送出的空氣從第一室內(nèi)熱交換器103a流到第二室內(nèi)熱交換器103b。
[0044]在室外機熱交換器106具有用于促進外部空氣與制冷劑的熱交換的送風風扇106c。送風風扇106c的安裝位置被調(diào)整為使得從送風風扇106c送出的空氣從第一室外熱交換器106a流到第二室外熱交換器106b。
[0045]冷凍循環(huán)裝置100具備搭載有微機的控制單元111。控制單元111具備接收部111a、運算部111b、發(fā)送部111c。接收部Illa與對冷凍循環(huán)裝置100進行運轉指示的司令裝置Illd (例如遙控器)通過電信號線(例如無線)連接。發(fā)送部Illc與四通閥102、第一切換閥104、第二切換閥107、流量控制閥105通過電信號線(例如有線)連接。由司令裝置Illd發(fā)送的控制信號在由接收部Illa接收后，由運算部Illb處理，并由發(fā)送部Illc發(fā)送至四通閥102、第一切換閥104、第二切換閥107、流量控制閥105。
[0046]在圖2中，噴射器108由噴嘴部201、混合部202、擴散部203構成。噴嘴部201由節(jié)流部201a、喉部201b、敞口部201c構成。噴射器108使從冷凝器(在制熱運轉時為第一室內(nèi)熱交換器103a，在制冷運轉時為第一室外熱交換器106a)流出的高壓的制冷劑(驅動制冷劑)經(jīng)由制冷劑流入口 204由節(jié)流部201a減壓膨脹而在喉部201b達到音速，進而由敞口部201c以超音速減壓和加速。由此，從噴嘴部201流出超高速的氣液二相制冷劑。另一方面，將來自切換閥(制熱運轉時為第二切換閥107，制冷運轉時為第一切換閥104)的制冷齊U (吸引制冷劑)利用從噴嘴部201流出的超高速的制冷劑經(jīng)由制冷劑吸引口 205吸入混合部202。在噴嘴部201的出口，即混合部202的入口開始超高速的驅動制冷劑與低速的吸引制冷劑的混合，通過彼此的動量交換來使壓力恢復(上升)。在擴散部203也進行由流路擴大實現(xiàn)的減速，從而將動壓變換為靜壓而使壓力上升，制冷劑從擴散器203經(jīng)由制冷劑流出口 206流出。
[0047]對冷凍循環(huán)裝置100的制熱運轉的動作進行說明。
[0048]圖3是示出冷凍循環(huán)裝置100的制熱運轉中的制冷劑狀態(tài)的冷凍循環(huán)線圖(莫里爾線圖)。圖中，橫軸表示制冷劑的比焓，縱軸表示壓力。圖3的線圖內(nèi)的a-o各點示出圖1中的各配管的制冷劑狀態(tài)。
[0049]在圖1和圖3中，從壓縮機101送出的狀態(tài)a的高溫高壓的氣體制冷劑通過四通閥102，并在分支點Zl分流到第一室內(nèi)熱交換器103a和第二室內(nèi)熱交換器103b。向第一室內(nèi)熱交換器103a分流的制冷劑通過第一切換閥104并在第一室內(nèi)熱交換器103a中通過與室內(nèi)空氣的熱交換而冷凝，從狀態(tài)b變化至狀態(tài)C。成為狀態(tài)c的液體或氣液二相制冷劑在由流量控制閥105減壓而成為狀態(tài)d后，流入第一室外熱交換器106a。在第一室外熱交換器106a中，制冷劑通過與外部氣體的熱交換而蒸發(fā),從狀態(tài)d變化為狀態(tài)e。成為氣體狀態(tài)的狀態(tài)e的制冷劑通過第二切換閥107流向噴射器108的制冷劑吸引口 205。
[0050]另一方面，從分支點Zl流向第二室內(nèi)熱交換器103b的制冷劑通過在第一室內(nèi)熱交換器103a進行過熱交換的空氣冷凝，從狀態(tài)k變化為狀態(tài)I。狀態(tài)I的制冷劑從分支點Z3通過止回閥109a流入到噴射器108的制冷劑流入口 204。流入到制冷劑流入口 204的狀態(tài)m的制冷劑在由噴嘴部201減壓而變化為狀態(tài)n后，與從制冷劑吸引口 205流入的狀態(tài)f的制冷劑混合而成為狀態(tài)O。當狀態(tài)O的制冷劑在混合部202和擴散部203壓力上升后，成為狀態(tài)g并從制冷劑流出口 206流出。狀態(tài)g的制冷劑通過止回閥109d流入第二室外熱交換器106b。流入到第二室外熱交換器106b的狀態(tài)h的制冷劑通過與外部氣體的熱交換而蒸發(fā)成為狀態(tài)i，流向四通閥102、壓縮機101的吸入口。
[0051]圖4是構成流路切換裝置109的止回閥109a、109b、109c、109d的示意圖。
[0052]止回閥109a、109b、109c、109d以制冷劑從下側向上方流動的方式設置。(a)在制冷劑回路內(nèi)為均壓狀態(tài)時，閥109e通過自重向下側移動。因此，止回閥109a、109b、109c、109d成為閉合狀態(tài)。(b)當制冷劑從下側向上方流動時，閥109e被向上方抬起，流路開通，制冷劑流動。即，止回閥109a、109b、109c、109d成為開通狀態(tài)。雖未圖示，在制冷劑從上側向下方流動的情況下，閥109e向下方移動，因此流路被切斷。因此，止回閥109a、109b、109c、109d成為閉合狀態(tài)。(c)在止回閥109a、109b、109c、109d的出入口存在壓力差的情況下(例如，冷凍循環(huán)裝置100內(nèi)的高壓制冷劑和低壓制冷劑那樣的壓力差作用的情況下)，閥109e由高壓制冷劑壓下。因此，止回閥109a、109b、109c、109d成為閉合狀態(tài)。
[0053]通過如上所述的閥109e的動作，在制熱運轉中，止回閥109a、109d為開通狀態(tài)，止回閥109b、109c為閉合狀態(tài)。因而，制冷劑經(jīng)由止回閥109a流入噴射器108，經(jīng)由止回閥109d流入第二室外熱交換器106b。
[0054]對冷凍循環(huán)裝置100的制冷運轉的動作進行說明。[0055]圖5是示出冷凍循環(huán)裝置100的結構的示意圖(制冷運轉時)。圖6是示出冷凍循環(huán)裝置100的制冷運轉中的制冷劑狀態(tài)的冷凍循環(huán)線圖(莫里爾線圖)。圖6的線圖內(nèi)的a-0各點示出圖5中的各配管的制冷劑狀態(tài)。
[0056]在圖5和圖6中，從壓縮機101送出的狀態(tài)a的高溫高壓的氣體制冷劑通過四通閥102,并在分支點Z2分流到第一室外熱交換器106a和第二室外熱交換器106b。向第一室外熱交換器106a分流的制冷劑通過第二切換閥107并在第一室外熱交換器106a中通過與外部空氣的熱交換而冷凝，從狀態(tài)e變化至狀態(tài)d。成為狀態(tài)d的液體或氣液二相制冷劑在由流量控制閥105減壓而成為狀態(tài)c后，流入第一室內(nèi)熱交換器103a。在第一室內(nèi)熱交換器103a中，制冷劑通過與室內(nèi)空氣的熱交換而蒸發(fā)，從狀態(tài)c變化為狀態(tài)b。成為氣體狀態(tài)的狀態(tài)b的制冷劑通過第一切換閥104流向噴射器108的制冷劑吸引口 205。
[0057]另一方面，從分支點Z2流向第二室外熱交換器106b的制冷劑通過在第一室外熱交換器106a進行過熱交換的空氣冷凝，從狀態(tài)i變化為狀態(tài)h。狀態(tài)h的制冷劑從分支點Z4通過止回閥109b流入到噴射器108的制冷劑流入口 204。流入到制冷劑流入口 204的狀態(tài)m的制冷劑在由噴嘴部201減壓而變化為狀態(tài)n后，與從制冷劑吸引口 205流入的狀態(tài)f’的制冷劑混合而成為狀態(tài)O。當狀態(tài)O的制冷劑在混合部202和擴散部203壓力上升后，成為狀態(tài)g并從制冷劑流出口 206流出。狀態(tài)g的制冷劑通過止回閥109c流入第二室內(nèi)熱交換器103b。流入到第二室內(nèi)熱交換器103b的狀態(tài)i的制冷劑通過與室內(nèi)空氣的熱交換而蒸發(fā)成為狀態(tài)k，流向四通閥102、壓縮機101的吸入口。
[0058]通過如上所述的閥109e的動作，在制冷運轉中，止回閥109b、109c為開通狀態(tài)，止回閥109a、109d為閉合狀態(tài)。因而，制冷劑經(jīng)由止回閥109b流入噴射器108，經(jīng)由止回閥109c流入第二室內(nèi)熱交換器103b。
[0059]如以上說明的，在本實施方式中，切換進行制熱運轉和制冷運轉的冷凍循環(huán)裝置100具備壓縮機101、第一熱交換器(例如,第一室內(nèi)熱交換器103a)、第二熱交換器(例如，第一室外熱交換器106a)、第三熱交換器(例如，第二室內(nèi)熱交換器103b)、第四熱交換器(例如，第二室外熱交換器106b)、噴射器108、控制裝置(例如，流量控制閥105)、切換裝置(例如，由流路切換裝置109、第一切換閥104、第二切換閥107和四通閥102構成)、以及控制單元111。
[0060]壓縮機101吸入并壓縮制冷劑。第一熱交換器、第二熱交換器、第三熱交換器、第四熱交換器對制冷劑進行熱交換。噴射器108具有制冷劑流入口 204、制冷劑吸引口 205、制冷劑流出口 206。噴射器108將流入制冷劑流入口 204的制冷劑減壓，使減壓后的制冷劑與被吸引到制冷劑吸引口 205的制冷劑混合而升壓，使升壓后的制冷劑從制冷劑流出口206排出?？刂蒲b置在第一熱交換器和第二熱交換器之間連接，控制制冷劑的流量。切換裝置在制熱運轉時按如下方式切換制冷劑的流路，即:由壓縮機101壓縮的制冷劑經(jīng)由第三熱交換器流入噴射器108的制冷劑流入口 204，并且依次經(jīng)由第一熱交換器、控制裝置、第二熱交換器被吸引到噴射器108的制冷劑吸引口 205，從噴射器108的制冷劑流出口 206排出的制冷劑經(jīng)由第四熱交換器被壓縮機101吸入。切換裝置在制冷運轉時按如下方式切換制冷劑的流路，即:由壓縮機101壓縮的制冷劑經(jīng)由第四熱交換器流入噴射器108的制冷劑流入口 204，并且依次經(jīng)由第二熱交換器、控制裝置、第一熱交換器被吸引到噴射器108的制冷劑吸引口 205，從噴射器108的制冷劑流出口 206排出的制冷劑經(jīng)由第三熱交換器被壓縮機101吸入。
[0061]切換裝置具有例如由第一止回閥(例如，止回閥109a)、第二止回閥(例如，止回閥109b)、第三止回閥(例如，止回閥109c)和第四止回閥(例如，止回閥109d)構成的流路切換裝置109。
[0062]第一止回閥連接在第三熱交換器和噴射器108的制冷劑流入口 204之間。第二止回閥連接在第四熱交換器和噴射器108的制冷劑流入口 204之間。第三止回閥連接在噴射器108的制冷劑流出口 206與第三熱交換器之間，在制熱運轉時關閉，在制冷運轉時打開。第四止回閥連接在噴射器108的制冷劑流出口 206與第四熱交換器之間，在制熱運轉時打開，在制冷運轉時關閉。
[0063]切換裝置例如具有第一切換閥104和第二切換閥107。
[0064]第一切換閥104連接在壓縮機101、第一熱交換器和噴射器108的制冷劑吸引口205之間。第二切換閥107連接在壓縮機101、第二熱交換器和噴射器108的制冷劑吸引口205之間?？刂茊卧?11在制熱運轉時，以第一切換閥104將壓縮機101與第一熱交換器之間的流路打開，并且以第二切換閥107將第二熱交換器與噴射器108的制冷劑吸引口 205之間的流路打開。控制單元111在制冷運轉時，以第一切換閥104將第一熱交換器與噴射器108的制冷劑吸引口 205之間的流路打開，并且以第二切換閥107將壓縮機101與第二熱交換器之間的流路打開。
[0065]切換裝置例如還具有四通閥102。
[0066]四通閥102連接在壓縮機101的出口、第一連接點(例如，分支點Zl )、第二連接點(例如，分支點Z2)和壓縮機101的入口之間，所述第一連接點連接第一切換閥104和第三熱交換器，所述第二連接點連接第二切換閥107和第四熱交換器。控制單元111在制熱運轉時以四通閥102使壓縮機101的出口與第一連接點之間的流路和第二連接點與壓縮機101的入口之間的流路打開?？刂茊卧?11在制冷運轉時以四通閥102使壓縮機101的出口與第二連接點之間的流路和第一連接點與壓縮機101的入口之間的流路打開。
[0067]切換裝置的結構不限于上述情況，可以適當變更。
[0068]對本實施方式的效果進行說明。
[0069]圖7是對本實施方式涉及的冷凍循環(huán)裝置100 (搭載有噴射器108的情況)的制冷劑狀態(tài)與未搭載噴射器的冷卻循環(huán)裝置(未搭載噴射器108的情況)的制冷劑狀態(tài)進行比較的冷凍循環(huán)線圖。
[0070]在圖7中，當壓縮機101的吸入焓為he_，in、壓縮機101的排出焓為、流量為W時，壓縮機101的消耗電力Qramp表示為Qcotp=W (hC0mp；0Ut-hC0mp；in)o搭載噴射器108的情況與未搭載噴射器108的情況相比，壓縮機101的吸入壓力上升，壓縮機101的排出焓減小。因此，壓縮機101的出入口焓差(11—「11—)減小。由此，壓縮機101的消耗電力減少。
[0071]在本實施方式中，冷凍循環(huán)裝置100具備用于使高壓制冷劑流向噴射器108的制冷劑流入口 204的流路切換裝置109。由此，能夠在制冷運轉和制熱運轉這兩個運轉模式進行噴射器108的動力回收運轉，在任一種運轉模式下都能夠實現(xiàn)冷凍循環(huán)的高效率運轉。
[0072]根據(jù)本實施方式，不必在噴射器108的制冷劑流出口 206連接氣液分離器。因此，能夠抑制壓縮機內(nèi)的潤滑油的減少。[0073]在本實施方式中，在制熱運轉時，在利用第一室內(nèi)熱交換器103a進行從送風風扇103c吹送的室內(nèi)空氣與狀態(tài)b的制冷劑的熱交換后，接著，利用第二室內(nèi)熱交換器103b進行該空氣與狀態(tài)k的制冷劑的熱交換。由此，能夠高效地加熱室內(nèi)空氣。在制冷運轉時，在利用第一室內(nèi)熱交換器103a進行從送風風扇103c吹送的室內(nèi)空氣與狀態(tài)c的制冷劑的熱交換后，接著，利用第二室內(nèi)熱交換器103b進行該空氣與狀態(tài)I的制冷劑的熱交換。由此，能夠高效地冷卻室內(nèi)空氣。即，在本實施方式中，通過將室內(nèi)熱交換器103分割，能夠使室內(nèi)熱交換器103具有兩種溫度差，利用該溫度差能夠進行有效的熱交換。因而，室內(nèi)熱交換器103的能力提高，冷凍循環(huán)裝置100的COP (性能系數(shù))增大。
[0074]同樣地，在本實施方式中，在制熱運轉時，在利用第二室外熱交換器106b進行從送風風扇106c吹送的外部空氣與狀態(tài)h的制冷劑的熱交換后,接著,利用第一室外熱交換器106a進行該空氣與狀態(tài)d的制冷劑的熱交換。在制冷運轉時，在利用第二室外熱交換器106b進行從送風風扇106c吹送的外部空氣與狀態(tài)i的制冷劑的熱交換后，接著，利用第一室外熱交換器106a進行該空氣與狀態(tài)e的制冷劑的熱交換。即，在本實施方式中，通過將室外熱交換器106分割，能夠使室外熱交換器106具有兩種溫度差，利用該溫度差能夠進行有效的熱交換。因而，室外熱交換器106的能力提高，冷凍循環(huán)裝置100的COP增大。
[0075]本實施方式涉及的冷凍循環(huán)裝置100采用的制冷劑不限于R410A或R32等氟利昂制冷劑或氟利昂混合制冷劑，也可以是丙烷或異丁烷等碳氫化合物類制冷劑、二氧化碳、氨等自然制冷劑。在本實施方式中，無論采用哪一種制冷劑都能夠得到如上所述的效果。
[0076]在采用丙烷作為制冷劑的情況下，由于丙烷是可燃性制冷劑，因此優(yōu)選采用板式熱交換器之類的水-制冷劑熱交換器作為室內(nèi)熱交換器103，將室外熱交換器106收納在相同框體內(nèi)而作為一體結構設置在遠離室內(nèi)空間的場所。并且，使由水-制冷劑熱交換器生成的冷水或熱水在室內(nèi)空間循環(huán)。由此，能夠提供安全性高的冷凍循環(huán)裝置100。
[0077]本實施方式涉及的冷凍循環(huán)裝置100能夠搭載在空調(diào)機中使用，此外還能夠搭載在制冷機、載冷劑冷卻器等中使用。
[0078]實施方式2
[0079]對于本實施方式，主要對與實施方式I的差異進行說明。
[0080]圖8是示出本實施方式涉及的冷凍循環(huán)裝置100的結構的示意圖(制熱運轉時)。
[0081]對冷凍循環(huán)裝置100的結構進行說明。
[0082]如圖8所示，在本實施方式中，流路切換裝置109由止回閥109a、109b、電磁開閉閥301a、301b構成。即，冷凍循環(huán)裝置100取代實施方式I的止回閥109c、109d而具備電磁開閉閥301a、301b。其它的結構與實施方式I相同。
[0083]電磁開閉閥301a、301b以電信號線與控制單元111所具備的發(fā)送部Illc連接，通過來自控制單元111的指示而進行開閉動作。在制熱運轉的情況下，通過來自控制單元111的指示，電磁開閉閥301a成為閉合狀態(tài)，電磁開閉閥301b成為開通狀態(tài)。另一方面，在制冷運轉的情況下，通過來自控制單元111的指示，電磁開閉閥301a成為開通狀態(tài)，電磁開閉閥301b成為閉合狀態(tài)。
[0084]對冷凍循環(huán)裝置100的制熱運轉的動作進行說明。
[0085]冷凍循環(huán)裝置100的制熱運轉中的制冷劑狀態(tài)與圖3所示的實施方式I的情況相同。[0086]在圖8和圖3中，從壓縮機101送出的狀態(tài)a的高溫高壓的氣體制冷劑通過四通閥102，并在分支點Zl分流到第一室內(nèi)熱交換器103a和第二室內(nèi)熱交換器103b。向第一室內(nèi)熱交換器103a分流的制冷劑通過第一切換閥104并在第一室內(nèi)熱交換器103a中通過與室內(nèi)空氣的熱交換而冷凝，從狀態(tài)b變化至狀態(tài)C。在成為狀態(tài)c的液體或氣液二相制冷劑由流量控制閥105減壓而成為狀態(tài)d后，流入第一室外熱交換器106a。在第一室外熱交換器106a中，制冷劑通過與外部氣體的熱交換而蒸發(fā),從狀態(tài)d變化為狀態(tài)e。成為氣體狀態(tài)的狀態(tài)e的制冷劑通過第二切換閥107流向噴射器108的制冷劑吸引口 205。
[0087]另一方面，從分支點Zl流向第二室內(nèi)熱交換器103b的制冷劑通過在第一室內(nèi)熱交換器103a進行過熱交換的空氣冷凝，從狀態(tài)k變化為狀態(tài)I。狀態(tài)I的制冷劑從分支點Z3通過止回閥109a流入到噴射器108的制冷劑流入口 204。流入到制冷劑流入口 204的狀態(tài)m的制冷劑在由噴嘴部201減壓而變化為狀態(tài)n后，與從制冷劑吸引口 205流入的狀態(tài)f的制冷劑混合而成為狀態(tài)O。當狀態(tài)O的制冷劑在混合部202和擴散部203壓力上升后，成為狀態(tài)g并從制冷劑流出口 206流出。狀態(tài)g的制冷劑通過電磁開閉閥301b流向第二室外熱交換器106b。流入到第二室外熱交換器106b的狀態(tài)h的制冷劑通過與外部氣體的熱交換而蒸發(fā)成為狀態(tài)i，流向四通閥102、壓縮機101的吸入口。
[0088]在制冷運轉中，通過使電磁開閉閥301a、301b的開閉動作與制熱運轉相反，從噴射器108流出的制冷劑流入第二室內(nèi)熱交換器103b。
[0089]如以上所說明的，在本實施方式中，流路切換裝置109由第一止回閥(例如，止回閥109a)、第二止回閥(例如，止回閥109b)、第一開閉閥(例如，電磁開閉閥301a)和第二開閉閥(例如，電磁開閉閥301b)構成。
[0090]第一開閉閥連接在噴射器108的制冷劑流出口 206和第三熱交換器之間。第二開閉閥連接在噴射器108的制冷劑流出口 206和第四熱交換器之間。控制單元111在制熱運轉時關閉第一開閉閥并且打開第二開閉閥?？刂茊卧?11在制冷運轉時打開第一開閉閥并且關閉第二開閉閥。
[0091]對本實施方式的效果進行說明。
[0092]在本實施方式中，通過在流路切換裝置109的一部分采用流路阻力比止回閥小的電磁開閉閥301a、301b，能夠以更高的壓力將制冷劑吸入壓縮機101。止回閥在部件結構方面(參照圖4)在安裝方向上存在制約，不過本實施方式的開閉閥沒有安裝方向的制約，因此能夠縮短制冷劑配管。
[0093]在本實施方式中，僅在流路切換裝置109的一部分采用電磁開閉閥301a、301b，不過也可以將流路切換裝置109的全部以開閉閥構成。即，也可以取代止回閥109a、109b而采用開閉閥。
[0094]實施方式3
[0095]對于本實施方式，主要對與實施方式I的差異進行說明。
[0096]圖9是示出本實施方式涉及的冷凍循環(huán)裝置100的結構的示意圖(制熱運轉時)。
[0097]對冷凍循環(huán)裝置100的結構進行說明。
[0098]如圖9所示，在本實施方式中，流路切換裝置109由三通閥401a、401b構成。S卩，冷凍循環(huán)裝置100取代實施方式I的止回閥109a、109b、109c、109d而具備三通閥401a、401b。冷凍循環(huán)裝置100還具備流量控制閥402。其它的結構與實施方式I相同。流量控制閥402和三通閥401a依次與噴射器108的制冷劑流入口 204連接。三通閥401b與噴射器108的制冷劑流出口 206連接。
[0099]三通閥401a、401b以電信號線與控制單元111所具備的發(fā)送部Illc連接，通過來自控制單元111的指示而進行流路的切換動作。在制熱運轉的情況下，通過來自控制單元111的指示，三通閥401a切換至第二室內(nèi)熱交換器103b與噴射器108之間的流路，三通閥401b切換至噴射器108和第二室外熱交換器106b之間的流路。另一方面，在制冷運轉的情況下，通過來自控制單元111的指示，三通閥401a切換至第二室外熱交換器106b與噴射器108之間的流路，三通閥401b切換至噴射器108和第二室內(nèi)熱交換器103b之間的流路。
[0100]雖未圖示，不過流量控制閥402也以電信號線與控制單元111所具備的發(fā)送部Illc連接，通過來自控制單元111的指示控制向噴射器108的制冷劑流量。在利用變換器根據(jù)壓縮機101的頻率控制來調(diào)整制冷劑送出量的情況下，即，在改變冷凍循環(huán)內(nèi)的制冷劑循環(huán)量的情況下，使用流量控制閥105、402，在制熱運轉時將分支點Zl的制冷劑分流比、在制冷運轉時將分支點Z2的制冷劑分流比控制在適當量。
[0101]對冷凍循環(huán)裝置100的制熱運轉的動作進行說明。
[0102]冷凍循環(huán)裝置100的制熱運轉中的制冷劑狀態(tài)與圖3所示的實施方式I的情況相同。
[0103]在圖9和圖3中，從壓縮機101送出的狀態(tài)a的高溫高壓的氣體制冷劑通過四通閥102，并在分支點Zl分流到第一室內(nèi)熱交換器103a和第二室內(nèi)熱交換器103b。向第一室內(nèi)熱交換器103a分流的制冷劑通過第一切換閥104并在第一室內(nèi)熱交換器103a中通過與室內(nèi)空氣的熱交換而冷凝，從狀態(tài)b變化至狀態(tài)C。在成為狀態(tài)c的液體或氣液二相制冷劑由流量控制閥105減壓而成為狀態(tài)d后，流入第一室外熱交換器106a。在第一室外熱交換器106a中，制冷劑通過與外部氣體的熱交換而蒸發(fā),從狀態(tài)d變化為狀態(tài)e。成為氣體狀態(tài)的狀態(tài)e的制冷劑通過第二切換閥107流向噴射器108的制冷劑吸引口 205。
[0104]另一方面，從分支點Zl流向第二室內(nèi)熱交換器103b的制冷劑通過在第一室內(nèi)熱交換器103a進行過熱交換的空氣冷凝，從狀態(tài)k變化為狀態(tài)I。狀態(tài)I的制冷劑從分支點Z3通過三通閥401a流入到噴射器108的制冷劑流入口 204。流入到制冷劑流入口 204的狀態(tài)m的制冷劑在由噴嘴部201減壓而變化為狀態(tài)n后，與從制冷劑吸引口 205流入的狀態(tài)f的制冷劑混合而成為狀態(tài)O。當狀態(tài)O的制冷劑在混合部202和擴散部203壓力上升后，成為狀態(tài)g并從制冷劑流出口 206流出。狀態(tài)g的制冷劑通過三通閥401b流入第二室外熱交換器106b。流入到第二室外熱交換器106b的狀態(tài)h的制冷劑通過與外部氣體的熱交換而蒸發(fā)成為狀態(tài)i，流向四通閥102、壓縮機101的吸入口。
[0105]在制冷運轉中，通過使三通閥401a、401b的流路的切換動作與制熱運轉相反，從而使從噴射器108流出的制冷劑流入第二室內(nèi)熱交換器103b。
[0106]如以上說明的，在本實施方式中，流路切換裝置109由第一三通閥(例如，三通閥401a)和第二三通閥(例如，三通閥401b)構成。
[0107]第一三通閥連接在第三熱交換器、第四熱交換器和噴射器108的制冷劑流入口204之間。第二三通閥連接在噴射器108的制冷劑流出口 206、第三熱交換器和第四熱交換器之間?？刂茊卧?11在制熱運轉時，以第一三通閥將第三熱交換器與噴射器108的制冷劑流入口 204之間的流路打開，并且以第二三通閥將噴射器108的制冷劑流出口 206與第四熱交換器之間的流路打開?？刂茊卧?11在制冷運轉時，以第一三通閥將第四熱交換器與噴射器108的制冷劑流入口 204之間的流路打開，并且以第二三通閥將噴射器108的制冷劑流出口 206與第三熱交換器之間的流路打開。
[0108]在本實施方式中，冷凍循環(huán)裝置100還具備控制閥(例如，流量控制閥402)，其控制流入噴射器108的制冷劑流入口 204的制冷劑的量。
[0109]對本實施方式的效果進行說明。
[0110]在本實施方式中，能夠減少構成制冷劑回路的要素部件，因此能夠使冷凍循環(huán)裝置100的框體小型化。
[0111]實施方式4
[0112]對于本實施方式，主要對與實施方式3的差異進行說明。
[0113]圖10是示出本實施方式涉及的冷凍循環(huán)裝置100所具備的帶可變節(jié)流機構的噴射器108的內(nèi)部結構的示意圖。
[0114]在實施方式3中，在噴射器108的上游側連接流量控制閥402，如圖10所示，也可以是，使用將具有與流量控制閥402同等的功能的可動式針型閥207 —體化了的噴射器108。
[0115]針型閥207由線圈部207a、轉子部207b、針型部207c構成。線圈部207a與控制單元111的發(fā)送部Illc通過線纜207d (BP,電信號線)連接。在線圈部207a經(jīng)由線纜207d接收脈沖信號后，產(chǎn)生磁極，被線圈部207a包圍的轉子部207b旋轉。轉子部207b的旋轉軸內(nèi)側經(jīng)過螺紋加工，針型部207c被擰入。當轉子部207b旋轉時，針型部207c沿軸向(圖10的左右方向)移動。通過針型部207c的移動量來調(diào)整驅動制冷劑向噴嘴部201的流入量。
[0116]在本實施方式中，將實施方式3的流量控制閥402作為可動式的針型閥207與噴射器108 —體化。即，在本實施方式中，控制流入噴射器108的制冷劑流入口 204的制冷劑的量的控制閥與噴射器108—體設置。因此，無需連接控制閥和噴射器108的配管。因而，結構變得簡單，能夠削減成本。
[0117]以上，對本發(fā)明的實施方式進行了說明，不過也可以將這些實施方式中兩個以上實施方式組合實施?；蛘?，也可以將這些實施方式中的一個實施方式部分地實施?；蛘撸部梢詫⑦@些實施方式中的兩個以上實施方式部分地組合實施。另外，本發(fā)明并不限定于這些實施方式，能夠根據(jù)需要進行各種變更。
[0118]附圖標記說明
[0119]100:冷凍循環(huán)裝置；101:壓縮機；102:四通閥；103:室內(nèi)熱交換器；103a:第一室內(nèi)熱交換器；103b:第二室內(nèi)熱交換器；103c:送風風扇；104:第一切換閥；105:流量控制閥；106:室外熱交換器；106a:第一室外熱交換器；106b:第二室外熱交換器；106c:送風風扇；107:第二切換閥；108:噴射器；109:流路切換裝置；109a、109b、109c、109d:止回閥；109e:閥；111:控制單元；llla:接收部；lllb:運算部；lllc:發(fā)送部；llld:司令裝置；201:噴嘴部；201a:節(jié)流部；201b:喉部；201c:敞口部；202:混合部；203:擴散部；204:制冷劑流入口 ；205:制冷劑吸引口 ；206:制冷劑流出口 ；207:針型閥；207a:線圈部；207b:轉子部；207c:針型部；207d:線纜;301a、301b:電磁開閉閥;401a、401b:三通閥；402:流量控制閥。
【權利要求】
1.一種冷凍循環(huán)裝置，其為切換進行制熱運轉和制冷運轉的冷凍循環(huán)裝置，其特征在于，具備: 壓縮機，其吸入并壓縮制冷劑； 第一熱交換器、第二熱交換器、第三熱交換器和第四熱交換器，其對所述制冷劑進行熱交換； 噴射器，其具有制冷劑流入口、制冷劑吸引口和制冷劑流出口，對流入所述制冷劑流入口的所述制冷劑減壓，將減壓后的所述制冷劑與被吸引到所述制冷劑吸引口的所述制冷劑混合并升壓，將升壓后的所述制冷劑從所述制冷劑流出口排出； 控制裝置，其連接在所述第一熱交換器和所述第二熱交換器之間，控制所述制冷劑的流量；以及 切換裝置，其在所述制熱運轉時按如下方式切換所述制冷劑的流路，即:由所述壓縮機壓縮的所述制冷劑經(jīng)由所述第三熱交換器流入所述噴射器的所述制冷劑流入口，并且按順序經(jīng)由所述第一熱交換器、所述控制裝置、所述第二熱交換器而被吸引至所述噴射器的所述制冷劑吸引口，從所述噴射器的所述制冷劑流出口排出的所述制冷劑經(jīng)由所述第四熱交換器由所述壓縮機吸入；在所述制冷運轉時按如下方式切換所述制冷劑的流路，由所述壓縮機壓縮的所述制冷劑經(jīng)由所述第四熱交換器流入所述噴射器的所述制冷劑流入口，并且按順序經(jīng)由所述第二熱交換器、所述控制裝置、所述第一熱交換器而被吸引至所述噴射器的所述制冷劑吸引口，從所述噴射器的所述制冷劑流出口排出的所述制冷劑經(jīng)由所述第三熱交換器由所述壓縮機吸入。
2.根據(jù)權利要求1所述的冷凍循環(huán)裝置，其特征在于，所述切換裝置具有:第一止回閥，其連接在所述第三熱交換器和所述噴射器的所述制冷劑流入口之間；以及第二止回閥，其連接在所述第四熱交換器和所述噴射器的所述制冷劑流入口之間。
3.根據(jù)權利要求2所述的冷凍循環(huán)裝置，其特征在于，所述切換裝置還具備:第三止回閥，其連接在所述噴射器的所述制冷劑流出口和所述第三熱交換器之間，在所述制熱運轉時關閉，在所述制冷運轉時打開；以及第四止回閥，其連接在所述噴射器的所述制冷劑流出口和所述第四熱交換器之間，在所述制熱運轉時打開，在所述制冷運轉時關閉。
4.根據(jù)權利要求2所述的冷凍循環(huán)裝置，其特征在于，所述切換裝置具有:第一開閉閥，其連接在所述噴射器的所述制冷劑流出口和所述第三熱交換器之間；以及第二開閉閥，其連接在所述噴射器的所述制冷劑流出口和所述第四熱交換器之間， 所述冷凍循環(huán)裝置還具備控制單元，所述控制單元在所述制熱運轉時關閉所述第一開閉閥并且打開所述第二開閉閥，在所述制冷運轉時打開所述第一開閉閥并且關閉所述第二開閉閥。
5.根據(jù)權利要求1所述的冷凍循環(huán)裝置，其特征在于，所述切換裝置具有第一三通閥，所述第一三通閥連接在所述第三熱交換器、所述第四熱交換器和所述噴射器的所述制冷劑流入口之間， 所述冷凍循環(huán)裝置還具備控制單元，所述控制單元在所述制熱運轉時以所述第一三通閥將所述第三熱交換器與所述噴射器的所述制冷劑流入口之間的流路打開，在所述制冷運轉時以所述第一三通閥將所述第四熱交換器與所述噴射器的所述制冷劑流入口之間的流路打開。
6.根據(jù)權利要求5所述的冷凍循環(huán)裝置，其特征在于，所述切換裝置還具有第二三通閥，所述第二三通閥連接在所述噴射器的所述制冷劑流出口、所述第三熱交換器和所述第四熱交換器之間， 所述控制單元在所述制熱運轉時以所述第二三通閥將所述噴射器的所述制冷劑流出口與所述第四熱交換器之間的流路打開，在所述制冷運轉時以所述第二三通閥將所述噴射器的所述制冷劑流出口與所述第三熱交換器之間的流路打開。
7.根據(jù)權利要求1所述的冷凍循環(huán)裝置，其特征在于，所述冷凍循環(huán)裝置還具備控制閥，所述控制閥控制流入所述噴射器的所述制冷劑流入口的所述制冷劑的量。
8.根據(jù)權利要求7所述的冷凍循環(huán)裝置，其特征在于，所述控制閥與所述噴射器一體設置。
9.根據(jù)權利要求1所述的冷凍循環(huán)裝置，其特征在于，所述切換裝置具有:第一切換閥，其連接在 所述壓縮機、所述第一熱交換器和所述噴射器的所述制冷劑吸引口之間；以及第二切換閥，其連接在所述壓縮機、所述第二熱交換器和所述噴射器的所述制冷劑吸引口之間， 所述冷凍循環(huán)裝置還具備控制單元，所述控制單元在所述制熱運轉時以所述第一切換閥將所述壓縮機與所述第一熱交換器之間的流路打開，并且以所述第二切換閥將所述第二熱交換器與所述噴射器的所述制冷劑吸引口之間的流路打開，在所述制冷運轉時以所述第一切換閥將所述第一熱交換器與所述噴射器的所述制冷劑吸引口之間的流路打開，并且以所述第二切換閥將所述壓縮機與所述第二熱交換器之間的流路打開。
10.根據(jù)權利要求9所述的冷凍循環(huán)裝置，其特征在于，所述切換裝置還具有四通閥，所述四通閥連接在所述壓縮機的出口、第一連接點、第二連接點和所述壓縮機的入口之間，所述第一連接點將所述第一切換閥以及所述第三熱交換器連接，所述第二連接點將所述第二切換閥以及所述第四熱交換器連接， 所述控制單元在所述制熱運轉時以所述四通閥將所述壓縮機的出口與所述第一連接點之間的流路和所述第二連接點與所述壓縮機的入口之間的流路打開，在所述制冷運轉時以所述四通閥將所述壓縮機的出口與所述第二連接點之間的流路和所述第一連接點與所述壓縮機的入口之間的流路打開。
11.根據(jù)權利要求1所述的冷凍循環(huán)裝置，其特征在于，所述制冷劑為氟利昂制冷劑和氟利昂混合制冷劑中的任意一種。
12.根據(jù)權利要求1所述的冷凍循環(huán)裝置，其特征在于，所述制冷劑為自然制冷劑。
13.—種空調(diào)機，其特征在于，所述空調(diào)機搭載有根據(jù)權利要求1所述的冷凍循環(huán)裝置。
【文檔編號】F25B1/00GK103635759SQ201180072028
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2011年7月1日 優(yōu)先權日:2011年7月1日
【發(fā)明者】東井上真哉 申請人:三菱電機株式會社