專利名稱：冷凍循環(huán)裝置和配備該冷凍循環(huán)裝置的熱水供暖裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷凍循環(huán)裝置，其使從散熱器流出的制冷劑的一部分旁通，在主流制冷劑與旁通流制冷劑之間進(jìn)行熱交換，對(duì)主流制冷劑進(jìn)行冷卻。
背景技術(shù)：
一直以來，這種冷凍循環(huán)裝置，在制冷劑回路的散熱器的下游側(cè)設(shè)置過冷卻熱交換器，使膨脹的制冷劑流入該過冷卻熱交換器，由此使從散熱器流出的制冷劑過冷卻(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。圖6表示在專利文獻(xiàn)I中記載的現(xiàn)有的冷凍循環(huán)裝置。如圖6所示，冷凍循環(huán)裝置100具有使制冷機(jī)循環(huán)的制冷劑回路110和旁路120。制冷劑回路110構(gòu)成為，利用配管將壓縮機(jī)111、散熱器112、過冷卻熱交換器113、主膨脹閥114和蒸發(fā)器115連接成環(huán)狀。旁路120在過冷卻熱交換器113與主膨脹閥114之間從制冷劑回路110分支，經(jīng)由過冷卻熱交換器113在蒸發(fā)器115與壓縮機(jī)111之間與制冷劑回路110相連。另外，在旁路120中，在與過冷卻熱交換器113相比更靠近上游側(cè)的位置設(shè)置有旁路膨脹閥121。此外，冷凍循環(huán)裝置100包括檢測(cè)出從壓縮機(jī)111排出的制冷劑的溫度(壓縮機(jī)排出管溫度)Td的溫度傳感器141 ;檢測(cè)出流入蒸發(fā)器115的制冷劑的溫度(蒸發(fā)器入口溫度)Te的溫度傳感器142 ;檢測(cè)出在旁路120中流入過冷卻熱交換器113的制冷劑的溫度(旁路側(cè)入口溫度)Tbi的溫度傳感器143 ;檢測(cè)出在旁路120中從過冷卻熱交換器113流出的制冷劑的溫度(旁路側(cè)出口溫度)Tbo的溫度傳感器144 ;主膨脹閥控制部，其控制主膨脹閥114，以使在溫度傳感器141中檢測(cè)出的排出管溫度Td成為根據(jù)在溫度傳感器142中檢測(cè)出的蒸發(fā)器入口溫度Te而設(shè)定的壓縮機(jī)的排出管的目標(biāo)溫度Td(target);和旁路膨脹閥控制部，其控制旁路膨脹閥121，以使過冷卻熱交換器113中的旁路側(cè)出口溫度Tbo與旁路側(cè)入口溫度Tbi之差(Tbo-Tbi)成為規(guī)定的目標(biāo)值。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開平10-68553號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題但是，在上述現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)中，操作旁路膨脹閥來控制旁路的入口側(cè)與出口側(cè)的溫差、即旁路出口的過熱度，因此，無法將旁路出口制冷劑狀態(tài)控制在濕潤(rùn)狀態(tài)。因此，必須限制旁通量，不能最大限度地有效地利用過冷卻熱交換器，所以，不僅不能使基于旁路的運(yùn)轉(zhuǎn)效率提高效果最大化，而且在外界空氣溫度為-20°C這樣的極低溫度時(shí)，以及在利用側(cè)熱交換器與熱源側(cè)熱交換器的連接配管較長(zhǎng)的情況下，為了抑制因旁通引起的排出溫度上升，必須處于降低主膨脹閥的減壓量，提高蒸發(fā)溫度的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，存在效率差、不能確保充分的加熱能力這樣的問題。、
本發(fā)明用于解決上述現(xiàn)有的課題，其目的在于，提供一種冷凍循環(huán)裝置，通過將其始終控制在合理的冷凍循環(huán)狀態(tài)，由此，即使在外界空氣溫度低時(shí)效率也好，能夠確保充分的加熱能力。用于解決課題的方法為了解決上述現(xiàn)有的課題，本發(fā)明的冷凍循環(huán)裝置包括將壓縮機(jī)、散熱器、過冷卻熱交換器、主膨脹單元和蒸發(fā)器依次連接成環(huán)狀的制冷劑回路；在所述散熱器與所述主膨脹單元之間從所述制冷劑回路分支，經(jīng)由所述過冷卻熱交換器，與從所述蒸發(fā)器至所述壓縮機(jī)之間的所述制冷劑回路或者所述壓縮機(jī)的壓縮室連接的旁路；設(shè)置于所述旁路的所述過冷卻熱交換器的上游側(cè)的旁路膨脹單元；檢測(cè)從所述過冷卻熱交換器流出的制冷劑的溫度的第一溫度傳感器；檢測(cè)被吸入所述壓縮機(jī)中的制冷劑的飽和溫度的第一飽和溫度檢測(cè)單元；檢測(cè)從所述散熱器流出的制冷劑的溫度的第二溫度傳感器；和檢測(cè)所述散熱器的制冷器的飽和溫度的第二飽和溫度檢測(cè)單元，該冷凍循環(huán)裝置的特征在于在控制裝置中，在所述第一溫度傳感器的檢測(cè)溫度比所述第一飽和溫度檢測(cè)單元的檢測(cè)溫度高的情況下，操作所述旁路膨脹單元，使所述第一溫度傳感器的所述檢測(cè)溫度接近所述第一飽和溫度檢 測(cè)單元的所述檢測(cè)溫度，在所述第一溫度傳感器的所述檢測(cè)溫度與所述第一飽和溫度檢測(cè)單元的所述檢測(cè)溫度大致相同的情況下，操作所述旁路膨脹單元，使所述第二溫度傳感器的所述檢測(cè)溫度比所述第二飽和溫度檢測(cè)單元的所述檢測(cè)溫度低出規(guī)定溫度。由此，進(jìn)行控制，使旁路出口制冷劑始終處于飽和狀態(tài)，并且在旁路出口制冷劑為飽和狀態(tài)時(shí)，適當(dāng)?shù)乜刂粕崞鞒隹诘倪^冷卻度，因此，能夠防止旁路膨脹單元的過度打開和過度關(guān)閉，保持合理的旁通量。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種冷凍循環(huán)裝置，通過將其始終控制在適當(dāng)?shù)睦鋬鲅h(huán)狀態(tài)，在外界空氣為低溫時(shí)效率也良好，能夠確保充分的加熱能力。


圖I是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中的冷凍循環(huán)裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。圖2是該冷凍循環(huán)裝置的摩里爾圖。圖3是該冷凍循環(huán)裝置的其他的摩里爾圖。圖4是用功能實(shí)現(xiàn)單元表示該冷凍循環(huán)裝置的控制裝置的模塊圖。圖5是該冷凍循環(huán)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)控制的流程圖。圖6是現(xiàn)有的冷凍循環(huán)裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。符號(hào)說明IA冷凍循環(huán)裝置2制冷劑回路3 旁路4控制裝置21壓縮機(jī)22散熱器23過冷卻熱交換器
24主膨脹閥(主膨脹單元)25蒸發(fā)器31旁路膨脹閥(旁路膨脹單元)51第一壓力傳感器(第一飽和溫度檢測(cè)單元)52第二壓力傳感器(第二飽和溫度檢測(cè)單元)61第一溫度傳感器62第二溫度傳感器63第三溫度傳感器
具體實(shí)施例方式第一發(fā)明是一種冷凍循環(huán)裝置包括將壓縮機(jī)、散熱器、過冷卻熱交換器、主膨脹單元和蒸發(fā)器依次連接成環(huán)狀的制冷劑回路；在上述散熱器與上述主膨脹單元之間從上述制冷劑回路分支，經(jīng)由上述過冷卻熱交換器，與上述蒸發(fā)器至上述壓縮機(jī)之間的上述制冷劑回路或者上述壓縮機(jī)的壓縮室連接的旁路；設(shè)置于上述旁路的上述過冷卻熱交換器的上游側(cè)的旁路膨脹單元；檢測(cè)從上述過冷卻熱交換器流出的制冷劑的溫度的第一溫度傳感器；檢測(cè)被吸入上述壓縮機(jī)中的制冷劑的飽和溫度的第一飽和溫度檢測(cè)單元；檢測(cè)叢上述散熱器流出的制冷劑的溫度的第二溫度傳感器；和檢測(cè)上述散熱器的制冷劑的飽和溫度的第二飽和溫度檢測(cè)單元，該控制裝置的特征在于在控制裝置中，在上述第一溫度傳感器的檢測(cè)溫度比上述第一飽和溫度檢測(cè)單元的檢測(cè)溫度高的情況下，操作上述旁路膨脹單元，使上述第一溫度傳感器的上述檢測(cè)溫度接近上述第一飽和溫度檢測(cè)單元的上述檢測(cè)溫度，在上述第一溫度傳感器的上述檢測(cè)溫度與上述第一飽和溫度檢測(cè)單元的上述檢測(cè)溫度大致相同的情況下，操作上述旁路膨脹單元，使上述第二溫度傳感器的上述檢測(cè)溫度比上述第二飽和溫度檢測(cè)單元的上述檢測(cè)溫度低出規(guī)定溫度。由此，進(jìn)行控制使旁路出口制冷劑始終處于飽和狀態(tài)，并且在旁路出口制冷劑為飽和狀態(tài)時(shí)，適當(dāng)?shù)乜刂粕崞鞒隹诘倪^冷卻度，所以，能夠抑制旁路膨脹單元的過度打開和過度關(guān)閉，保持合理的旁通量。因此，能夠使基于過冷卻熱交換器中的主流制冷劑與旁路流制冷劑的熱交換實(shí)現(xiàn)的增大蒸發(fā)器中的焓差的效果最大化，并且使基于制冷劑的旁通實(shí)現(xiàn)的低壓側(cè)制冷劑路徑的壓力損失降低的效果最大化，在外界空氣溫度為_20°C這樣的極低溫度時(shí)，也能抑制排出溫度的異常升高，同時(shí)能夠得到更高的效率和充分的加熱能力。第二發(fā)明在第一發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，具有檢測(cè)從上述蒸發(fā)器流出的制冷劑的溫度的第三溫度傳感器，在上述控制裝置中，上述第三溫度傳感器的檢測(cè)溫度與上述第一飽和溫度檢測(cè)單元的檢測(cè)溫度的溫差越大，而使上述規(guī)定溫度的值越小。由此，能夠根據(jù)蒸發(fā)器出口制冷劑的過熱度來判斷制冷劑量的不足狀態(tài)，在制冷劑量處于不足狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行控制使散熱器出口制冷劑的過冷卻度較小，所以，能夠防止因旁路膨脹單元的過度節(jié)流引起的低壓下降。因此，除了上述第一發(fā)明的效果外，即使在利用側(cè)熱交換器與熱源側(cè)熱交換器的連接配管較長(zhǎng)的情況下，也能檢測(cè)出氣體量不足狀態(tài)，能夠防止因膨脹單元的過度關(guān)閉引起的吸入壓力下降，并且能夠保持效率好的加熱運(yùn)轉(zhuǎn)，所以，提高儀器的設(shè)置自由度。
第三發(fā)明是配備有第一或第二發(fā)明的冷凍循環(huán)裝置的熱水供暖裝置，不僅在散熱器是制冷劑對(duì)空氣熱交換器的情況下，在制冷劑對(duì)水熱交換器的情況下也能應(yīng)用，能夠得到與第一或第二發(fā)明同樣的效果。以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。此外，本發(fā)明并不限定于本實(shí)施方式。(實(shí)施方式I)圖I表示本發(fā)明的實(shí)施方式I中的冷凍循環(huán)裝置和熱水供暖裝置的概略結(jié)構(gòu)圖，圖2表示該冷凍循環(huán)裝置的摩里爾圖，圖3表示該冷凍循環(huán)裝置的其他的摩里爾圖。在圖I中，冷凍循環(huán)裝置IA包括使制冷劑循環(huán)的制冷劑回路2 ;旁路3 ;和控制裝置4。作為制冷劑，例如能夠使用R407C等非共沸混合制冷劑、R410A等模擬共沸混合制冷劑、或者單一制冷劑等。、
制冷劑回路2通過利用配管降壓縮機(jī)21、散熱器22、過冷卻熱交換器23、主膨脹閥(主膨脹單元)24和蒸發(fā)器25連接成環(huán)狀而構(gòu)成。在本實(shí)施方式中，在蒸發(fā)器25與壓縮機(jī)21之間設(shè)有進(jìn)行氣液分離的副儲(chǔ)液器26和主儲(chǔ)液器27。另外，在制冷劑回路2中設(shè)置用來切換通常運(yùn)轉(zhuǎn)與除霜運(yùn)轉(zhuǎn)的四通閥28。在本實(shí)施方式中，冷凍循環(huán)裝置IA構(gòu)成將由加熱單元所生成的熱水用于供暖的熱水供暖裝置的加熱單元，散熱器22為在制冷劑與水之間進(jìn)行熱交換然并加熱水的熱交換器。具體而言，在散熱器22中連接供給管71與回收管72，通過供給管71向散熱器22供水，在散熱器22中加熱的水(熱水)通過回收管72被回收。被回收管72回收的熱水例如被直接或者通過水箱送往散熱器等供暖機(jī)，由此來進(jìn)行采取。在本實(shí)施方式中，旁路3在過冷卻熱交換器23與主膨脹閥24之間從制冷劑回路2分支，經(jīng)由過冷卻熱交換器23，與在蒸發(fā)器25和壓縮機(jī)21之間的副儲(chǔ)液器26與主儲(chǔ)液器27之間的制冷劑回路2相連。另外，在旁路3中，在與過冷卻熱交換器23相比更靠近上游側(cè)的位置設(shè)有旁路膨脹閥31 (旁路膨脹單元)。在通常運(yùn)轉(zhuǎn)中，從壓縮機(jī)21排出的制冷劑通過四通閥28被送往散熱器22，在除霜運(yùn)轉(zhuǎn)中，從壓縮機(jī)21排出的制冷劑通過四通閥28被送往蒸發(fā)器25。在圖I中，用箭頭表示通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的制冷劑的流向。一下，說明通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的制冷劑的狀態(tài)變化。從壓縮機(jī)21排出的高壓制冷劑流入散熱器22，向通過散熱器22的水中散熱。從散熱器22流出的高壓制冷劑流入過冷卻熱交換器23，通過在旁路膨脹閥31中被減壓的低壓制冷劑被過冷卻。從過冷卻熱交換器23流出的高壓制冷劑被向主膨脹閥24 —側(cè)和旁路膨脹閥31 —側(cè)分配。向主膨脹閥24 —側(cè)分配的高壓制冷劑通過主膨脹閥24被減壓并膨脹后，流入蒸發(fā)器25中。流入蒸發(fā)器25的低壓制冷劑在此處從空氣中吸熱。另一方面，向旁路膨脹閥31 —側(cè)分配的高壓制冷劑在通過旁路膨脹閥31被減壓并膨脹后，流入過冷卻熱交換器23。流入過冷卻熱交換器23的低壓制冷劑被從散熱器22流出的高壓制冷劑加熱。然后，從過冷卻熱交換器23流出的低壓制冷劑與從蒸發(fā)器25流出的低壓制冷劑匯合，再次被吸入壓縮機(jī)21中。本實(shí)施方式的冷凍循環(huán)裝置IA的結(jié)構(gòu)的目的是，外界空氣溫度低時(shí)使被吸入壓縮機(jī)21中的制冷劑的壓力下降，使制冷劑循環(huán)量減少，由此來防止散熱器22的加熱能力下降。通過過冷卻來增大蒸發(fā)器25中的焓差，同時(shí)，利用旁路3使制冷劑分流，由此，抑制流經(jīng)制冷劑回路2的低壓側(cè)制冷劑回路的吸熱效果小的氣相制冷劑的量，由此，使制冷劑回路2的低壓側(cè)制冷劑回路中的壓力損失降低，這一點(diǎn)對(duì)于實(shí)現(xiàn)上述目的是重要的。此處，低壓側(cè)制冷劑回路是從主膨脹閥24至壓縮機(jī)21的制冷劑回路2。如果制冷劑回路2的低壓側(cè)制冷劑回路中的壓力損失減少，那么，被吸入壓縮機(jī)21中的制冷劑的壓力就會(huì)相應(yīng)地上升，比體積減少，因此，制冷劑循環(huán)量增加。另外，如果增大蒸發(fā)器25中的焓差，那么，即使利用旁路使通過蒸發(fā)器25的制冷劑的質(zhì)量流量下降，也能確保蒸發(fā)器25中的吸熱量。即，如果使制冷劑的過冷卻度與旁通量最大化，那么，就能夠獲得最大限度提高散熱器22的加熱能力的效果與提高制冷劑循環(huán)裝置IA的成績(jī)系數(shù)的效 果O在本實(shí)施方式中，將在后面進(jìn)行詳細(xì)的闡述，控制裝置4進(jìn)行控制，而以如下方式使旁路膨脹閥31動(dòng)作，即，旁路3的出口制冷劑在處于過熱狀態(tài)時(shí)變成飽和狀態(tài)。并且在旁路3的出口制冷劑在飽和狀態(tài)下，以如下方式使旁路膨脹閥31動(dòng)作，即，使散熱器22出口的過冷卻度成為預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的過冷卻度。另外，按照蒸發(fā)器25的過熱度越大，散熱器22出口的規(guī)定的過冷卻度越小的方式進(jìn)行設(shè)定。由此，如圖2中的a點(diǎn)、b點(diǎn)、c點(diǎn)所示，旁路3出口的制冷劑狀態(tài)始終被控制在飽和狀態(tài)。但是，如圖2中的a點(diǎn)和c點(diǎn)所示，即使旁路3出口的制冷劑狀態(tài)處于飽和狀態(tài)，旁通量有時(shí)也會(huì)過多和過少。在這種情況下，根據(jù)旁路膨脹閥31的減壓量之差能夠判斷，散熱器22出口的過冷卻度為如圖2中的a’點(diǎn)、c’點(diǎn)所示過大和過小，所以，可以判斷旁通量不合理，通過將該過冷卻度控制在預(yù)先設(shè)定的規(guī)定值(圖2中的b’點(diǎn))，如圖2中的b點(diǎn)所示，旁通量被控制為合理的量。另外，根據(jù)儀器的設(shè)置狀態(tài)，在連接配管長(zhǎng)度較長(zhǎng)的情況下，作為冷凍循環(huán)，制冷劑量處于不足的狀態(tài)，因此，如圖3中的a’點(diǎn)所示，在使用與合理制冷劑量相同的過冷卻度來進(jìn)行控制的情況下，基于旁路膨脹閥31的減壓量過多，使吸入壓力下降。在這種情況下，如圖3的a點(diǎn)所示，蒸發(fā)器25出口的制冷劑狀態(tài)變成過熱狀態(tài)，所以，如圖3中的b’點(diǎn)所示，控制裝置4下調(diào)設(shè)定規(guī)定的過冷卻度。因此，使旁路膨脹閥31的減壓量減少，將旁通量控制在合理的量。以下，對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)控制的動(dòng)作進(jìn)行說明。在制冷劑回路2中設(shè)有檢測(cè)被吸入壓縮機(jī)21中的制冷劑的壓力(吸入壓力)Ps的第一壓力傳感器51 ;檢測(cè)從散熱器22中流出的制冷劑的壓力(散熱器出口壓力)Pc的第二壓力傳感器52 ;檢測(cè)從散熱器22中流出的制冷劑的溫度(散熱器出口溫度)Tco的第二溫度傳感器62 ;檢測(cè)從蒸發(fā)器25中流出的制冷劑的溫度(蒸發(fā)器出口溫度)Teo的第三溫度傳感器63 ;和檢測(cè)從壓縮機(jī)21中排出的制冷劑的溫度(排出溫度)Td的第四溫度傳感器64。另一方面，在旁路3中設(shè)有檢測(cè)從過冷卻熱交換器23中流出的制冷劑的溫度(旁路出口溫度)Tbo的第一溫度傳感器61?？刂蒲b置4根據(jù)在第一壓力傳感器51、第二壓力傳感器52、第一溫度傳感器61、第二溫度傳感器62、第三溫度傳感器63、第四溫度傳感器64中檢測(cè)出的檢測(cè)值等，控制壓縮機(jī)21的轉(zhuǎn)數(shù)、切換四通閥28，以及操作主膨脹閥24及旁路膨脹閥31的開度。
圖4表示用功能實(shí)現(xiàn)單元表示控制裝置的模塊圖。為了操作主膨脹閥24，控制裝置4具有排出溫度比較單元40和主閥操作決定單元41。另外，為了操作旁路膨脹閥31，控制裝置4具有吸入飽和溫度算出單元42、飽和溫度比較單元43、旁通閥操作決定單元44、散熱器飽和溫度算出單元45、制冷劑過冷卻度算出單元46、制冷劑過熱度算出單元47、目標(biāo)過冷卻度算出單元48、和過冷卻度比較單元49。在排出溫度比較單元40中，對(duì)在第四溫度傳感器64中檢測(cè)出的排出溫度Td和預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)排出溫度Tdm進(jìn)行比較。預(yù)先存儲(chǔ)有目標(biāo)排出溫度Tdm。在主閥操作決定單元41中，根據(jù)排出溫度比較單元40中的比較結(jié)果來決定主膨脹閥24的開度，以使排出溫度Td變成與目標(biāo)排出溫度Tdm相等，向主膨脹閥24輸出已經(jīng)決定的操作量。在吸入飽和溫度算出單元42中，根據(jù)在第一壓力傳感器51中檢測(cè)出的吸入壓力·Ps，算出被吸入壓縮機(jī)21中的制冷劑的壓力下的吸入飽和溫度Ts。在飽和溫度比較單元43中，對(duì)在吸入飽和溫度算出單元42中算出的吸入飽和溫度Ts和在第一溫度傳感器61中檢測(cè)出的旁路出口溫度Tbo比較。在旁通閥操作決定單元44中，在飽和溫度比較單元43中判斷為旁路出口溫度Tbo與吸入飽和溫度Ts不相等的情況下，以使旁路出口溫度Tbo為成吸入飽和溫度Ts的方式，決定旁路膨脹閥31的開度，向旁路膨脹閥31輸出已經(jīng)決定的操作量。在散熱器飽和溫度算出單元45中，根據(jù)在第二壓力傳感器52中檢測(cè)出的散熱器出口壓力Pc，算出從散熱器22中流出的制冷劑的壓力下的散熱器飽和溫度Tc。在制冷劑過冷卻度算出單元46中，根據(jù)在散熱器飽和溫度算出單元45中算出的散熱器飽和溫度Tc和在第二溫度傳感器62中檢測(cè)出的散熱器出口溫度Tco，算出散熱器22出口中的制冷劑過冷卻度Sc (Tc-Tco)。在制冷劑過熱度算出單元47中，根據(jù)在吸入飽和溫度算出單元42中算出的吸入飽和溫度Ts和在第三溫度傳感器63中檢測(cè)出的蒸發(fā)器出口溫度Teo，算出蒸發(fā)器25出口中的制冷劑過熱度Sh(Teo-Ts)。在目標(biāo)過冷卻度算出單元48中，根據(jù)在制冷劑過熱度算出單元47中算出的制冷劑過熱度Sh，算出散熱器22出口的目標(biāo)過冷卻度Sct (例如aX Sh+b)。在過冷卻度比較單元49中，對(duì)在制冷劑過冷卻度算出單元46中算出的散熱器22的出口中的制冷劑過冷卻度Sc和在目標(biāo)過冷卻度算出單元48中算出的散熱器22的出口中的目標(biāo)過冷卻度Sct進(jìn)行比較。在旁通閥操作決定單元44中，在飽和溫度比較單元43中判斷為旁路出口溫度Tbo與吸入飽和溫度Ts相等的情況下，根據(jù)過冷卻度比較單元49中的比較結(jié)果，以使在制冷劑過冷卻度算出單元46中算出的散熱器22的出口中的制冷劑過冷卻度Sc成為與在目標(biāo)過冷卻度算出單元48中算出的散熱器22的出口中的目標(biāo)過冷卻度Sct相等的過冷卻度的方式，決定旁路膨脹閥31的開度，并向旁路膨脹閥31輸出已經(jīng)決定的操作量。在本實(shí)施方式中，控制裝置4在通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，以使排出溫度Td成為預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的目標(biāo)溫度Tdt的方式，操作主膨脹閥24。
另外，控制裝置4在通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，操作旁路膨脹閥31，以使旁路出口溫度Tbo成為根據(jù)吸入壓力Ps算出的吸入飽和溫度Ts，并且，在旁路出口溫度Tbo與吸入飽和溫度Ts略相等的情況下，操作旁路膨脹閥31，以使根據(jù)散熱器出口壓力Pc算出的散熱器飽和溫度Tc與散熱器出口溫度Tco之差求得的散熱器22的出口中的制冷劑過冷卻度Sc，成為由根據(jù)吸入飽和溫度Ts與蒸發(fā)器出口溫度Teo之差求得的蒸發(fā)器出口過熱度Sh決定的散熱器22出口中的目標(biāo)過冷卻度Set。下面，參照?qǐng)D5所示的流程圖，詳細(xì)地說明通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的控制裝置4的控制。首先，控制裝置4在第四溫度傳感器64中檢測(cè)出排出溫度Td(步驟I)，以使排出溫度Td成為與預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)排出溫度Tdm相等的方式，操作主膨脹閥24(步驟2)。接著，控制裝置4在第一壓力傳感器51中檢測(cè)出吸入壓力Ps，同時(shí)在第一溫度傳感器61中檢測(cè)出旁路出口溫度Tbo (步驟3)。根據(jù)在第一壓力傳感器51中所檢測(cè)出的吸入壓力Ps算出被吸入壓縮機(jī)21中的制冷劑的壓力下的吸入飽和溫度Ts (步驟4)。使用制 冷劑物性公式算出該吸入飽和溫度Ts。然后，控制裝置4比較旁路出口溫度Tbo與吸入飽和溫度Ts，判斷Tbo與Ts是否相等(步驟5)。在旁路出口溫度Tbo與吸入飽和溫度Ts不相等的情況下(步驟5中NO)，判斷為旁路出口制冷劑是過熱狀態(tài)，調(diào)整旁路膨脹閥31的開度以使旁路出口溫度Tbo與吸入飽和溫度Ts相等(步驟6)，返回步驟I。另一方面，在旁路出口溫度Tbo與吸入飽和溫度Ts略相等的情況下(步驟5中YES)，判斷為旁路出口制冷劑是飽和狀態(tài)，進(jìn)入使旁通量為適當(dāng)?shù)昧康目刂撇襟E。首先，分別在第二壓力傳感器52中檢測(cè)出散熱器出口壓力Pc，在第二溫度傳感器62中檢測(cè)出散熱器出口溫度Tco，在第三溫度傳感器63中檢測(cè)出蒸發(fā)器出口溫度Teo (步驟7)，根據(jù)在第二壓力傳感器52中檢測(cè)出的散熱器出口壓力Pc算出從散熱器22中流出的制冷劑的壓力下的散熱器飽和溫度Tc (步驟8)。使用制冷劑物性公式算出該散熱器飽和溫度Tc。然后，控制裝置4根據(jù)Sc = Tc-Tco算出散熱器22出口中的制冷劑過冷卻度Sc，進(jìn)而，根據(jù)Sh = Teo-Ts算出蒸發(fā)器25出口中的制冷劑過熱度Sh (步驟S9)，例如根據(jù)公式Set = aX Sh+b算出散熱器22出口的目標(biāo)過冷卻度Sct (步驟10)。此處，a與b是系數(shù)，a是正的實(shí)數(shù)?？刂蒲b置4調(diào)整旁路膨脹閥31的開度(步驟11)，以使散熱器22的出口中的制冷劑過冷卻度Sc與散熱器22的出口中的目標(biāo)過冷卻度Sct相等的過冷卻度，返回步驟I。如上所述，本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)在于在制冷劑回路2中包括檢測(cè)被吸入壓縮機(jī)21中的制冷劑的壓力的第一壓力傳感器51 ;檢測(cè)從散熱器22中流出的制冷劑的壓力的第二壓力傳感器52 ;檢測(cè)從散熱器22中流出的制冷劑的溫度的第二溫度傳感器62 ;檢測(cè)從蒸發(fā)器25中流出的制冷劑的溫度的第三溫度傳感器63 ;檢測(cè)從壓縮機(jī)21中排出的制冷劑的溫度的第四溫度傳感器64 ;和在旁路3中檢測(cè)從過冷卻熱交換器23中流出的制冷劑的溫度的第一溫度傳感器61?？刂蒲b置4操作主膨脹閥24，以使在第四溫度傳感器64中檢測(cè)出的排出溫度Td成為預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的目標(biāo)溫度Tdt，而且，在第一溫度傳感器61中檢測(cè)的旁路出口溫度Tbo與根據(jù)在第一壓力傳感器51中檢測(cè)出的吸入壓力Ps算出的吸入飽和溫度Ts不相等的情況下，以使其與吸入飽和溫度Ts相等的方式，操作旁路膨脹閥31。另外，在旁路出口溫度Tbo與吸入飽和溫度Ts大致相等的情況下，操作旁路膨脹閥31，以使得根據(jù)散熱器出口溫度Tco與根據(jù)在第二壓力傳感器52中檢測(cè)出的散熱器出口壓力Pc算出的散熱器飽和溫度Tc之差而求得的散熱器22的出口的制冷劑過冷卻度Sc成為，由根據(jù)吸入飽和溫度Ts與蒸發(fā)器出口溫度Teo之差求得的蒸發(fā)器出口過熱度Sh而決定的散熱器22的出口的目標(biāo)過冷卻度Set。由此，將旁路3的出口制冷劑控制為始終處于飽和狀態(tài)，并且在旁路3的出口制冷劑為飽和狀態(tài)時(shí)，適當(dāng)?shù)乜刂粕崞?2出口的過冷卻度，因此，能夠抑制旁路膨脹閥31的過度開放和過度關(guān)閉，保持合理的旁通量。因此，能夠使基于過冷卻熱交換器23中的主流制冷劑與旁通流制冷劑的熱交換的蒸發(fā)器25中的焓差增大效果、和基于制冷劑的旁通的低壓側(cè)制冷劑路徑的壓力損失降低效果最大化，在外界空氣溫度為_20°C這樣的極低溫度時(shí)，也能抑制排出溫度Td的異常 上升，同時(shí)獲得更高的運(yùn)轉(zhuǎn)效率和充分的加熱能力。而且，在散熱器22與蒸發(fā)器25的制冷劑連接配管較長(zhǎng)的情況下，也能檢測(cè)出氣體量不足的狀態(tài)，防止因旁路膨脹閥31的過度關(guān)閉引起吸入壓力Ps下降，同時(shí)能夠保持有效的加熱運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，儀器的設(shè)置自由度提高。此外，在圖I中，第一壓力傳感器51設(shè)置于制冷劑回路2中的旁路3相連的位置與主儲(chǔ)液器27之間，但只要在蒸發(fā)器25與壓縮機(jī)21之間，那么，就可以將第一壓力傳感器51設(shè)置在制冷劑回路2的任意位置?；蛘?，也可以將第一壓力傳感器51設(shè)置在與旁路3的過冷卻熱交換器23相比更靠近下游側(cè)的位置。另外，在本實(shí)施方式中，由第一壓力傳感器51算出吸入飽和溫度Ts，但也可以檢測(cè)制冷劑回路2和旁路3中的低壓的兩相制冷劑所流通的部分的溫度，代替吸入飽和溫度
Ts0另外，第二壓力傳感器52設(shè)置于制冷劑回路2中的散熱器22的出口位置，但只要在壓縮機(jī)21與主膨脹閥24之間，那么就可以將第二壓力傳感器52設(shè)置在制冷劑回路2的任意位置，如果根據(jù)制冷劑流量等算出散熱器22的出口位置與第二壓力傳感器52位置之間的壓力損失部分并進(jìn)行修正則更好。另外，由第二壓力傳感器52算出散熱器飽和溫度Tc，但也可以檢測(cè)出散熱器22中的高壓的兩相制冷劑所流通的部分的溫度，代替散熱器飽和溫度Tc。此外，旁路3未必在過冷卻熱交換器23與主膨脹閥24之間從制冷劑回路2分支，也可以在散熱器22與過冷卻熱交換器23之間從制冷劑回路2分支。另外，旁路3的連接部未必是壓縮機(jī)21的吸入配管，如果是有噴射機(jī)構(gòu)的壓縮機(jī)，例如與噴射端口連接即可。此外，本發(fā)明的主膨脹單元24和旁路膨脹單元31未必是膨脹閥，也可以是從膨脹的制冷劑中回收動(dòng)力的膨脹機(jī)。在此情況下，例如通過利用與膨脹機(jī)連結(jié)的發(fā)電機(jī)來改變負(fù)荷，控制膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)即可。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明尤其對(duì)利用冷凍循環(huán)裝置生成熱水，將該熱水用于供暖的熱水供暖裝置有用。
權(quán)利要求
1.一種冷凍循環(huán)裝置，其包括 將壓縮機(jī)、散熱器、過冷卻熱交換器、主膨脹單元和蒸發(fā)器依次連接成環(huán)狀的制冷劑回路； 在所述散熱器與所述主膨脹單元之間從所述制冷劑回路分支，經(jīng)由所述過冷卻熱交換器，與從所述蒸發(fā)器至所述壓縮機(jī)之間的所述制冷劑回路或者所述壓縮機(jī)的壓縮室連接的芳路； 設(shè)置于所述旁路的所述過冷卻熱交換器的上游側(cè)的旁路膨脹單元； 檢測(cè)從所述過冷卻熱交換器流出的制冷劑的溫度的第一溫度傳感器； 檢測(cè)被吸入所述壓縮機(jī)中的制冷劑的飽和溫度的第一飽和溫度檢測(cè)單元； 檢測(cè)從所述散熱器流出的制冷劑的溫度的第二溫度傳感器；和 檢測(cè)所述散熱器的制冷器的飽和溫度的第二飽和溫度檢測(cè)單元， 該冷凍循環(huán)裝置的特征在于 在控制裝置中，在所述第一溫度傳感器的檢測(cè)溫度比所述第一飽和溫度檢測(cè)單元的檢測(cè)溫度高的情況下，操作所述旁路膨脹單元，使所述第一溫度傳感器的所述檢測(cè)溫度接近所述第一飽和溫度檢測(cè)單元的所述檢測(cè)溫度，在所述第一溫度傳感器的所述檢測(cè)溫度與所述第一飽和溫度檢測(cè)單元的所述檢測(cè)溫度大致相同的情況下，操作所述旁路膨脹單元，使所述第二溫度傳感器的所述檢測(cè)溫度比所述第二飽和溫度檢測(cè)單元的所述檢測(cè)溫度低出規(guī)定溫度。
2.如權(quán)利要求I所述的冷凍循環(huán)裝置，其特征在于 具有檢測(cè)從所述蒸發(fā)器流出的制冷劑的溫度的第三溫度傳感器， 在所述控制裝置中，所述第三溫度傳感器的檢測(cè)溫度與所述第一飽和溫度檢測(cè)單元的所述檢測(cè)溫度的溫度差越大，使所述規(guī)定溫度的值越小。
3.一種熱水供暖裝置，其特征在于 包括權(quán)利要求I或權(quán)利要求2所述的冷凍循環(huán)裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種冷凍循環(huán)裝置(1A)，其包括檢測(cè)從過冷卻熱交換器(23)流出的制冷劑的溫度的第(1)溫度傳感器(61)；檢測(cè)被吸入壓縮機(jī)(21)中的制冷劑的飽和溫度的第一飽和溫度檢測(cè)單元(51)；檢測(cè)從散熱器(22)流出的制冷劑的溫度的第二溫度傳感器(62)；和檢測(cè)散熱器(22)的制冷劑的飽和溫度的第二飽和溫度檢測(cè)單元(52)，在控制裝置(4)中，在第一溫度傳感器(61)的檢測(cè)溫度比第一飽和溫度檢測(cè)單元(51)的檢測(cè)溫度高的情況下，操作旁路膨脹單元(31)，以使第一溫度傳感器(61)的檢測(cè)溫度接近第一飽和溫度檢測(cè)單元(51)的檢測(cè)溫度，在大致相同的情況下，操作旁路膨脹單元(31)，以使第二溫度傳感器(62)的所述檢測(cè)溫度比第二飽和溫度檢測(cè)單元(52)的檢測(cè)溫度低出規(guī)定溫度，通過迅速地控制為適當(dāng)?shù)睦鋬鲅h(huán)狀態(tài)，能夠提高加熱能力與效率。
文檔編號(hào)F25B1/00GK102734969SQ20121010165
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者日下道美, 森脅俊二, 青山繁男 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社