本發(fā)明涉及具備制冷劑容器的制冷循環(huán)裝置。

背景技術(shù)：

以往已知具備貯液器(receiver)的制冷循環(huán)裝置。

作為這樣的裝置，公開了“一種如下結(jié)構(gòu)的熱泵，該熱泵在室外熱交換器與貯液器之間配置膨脹閥，并且在該貯液器與室內(nèi)熱交換器之間作為不同于貯液器的單元而夾設(shè)過冷卻器，使從該過冷卻器的下部延伸設(shè)置的旁通回路與該過冷卻器的傳熱管連通”(例如，參照專利文獻1)。

另外，公開了“一種制冷空調(diào)裝置，該制冷空調(diào)裝置將壓縮機、四通閥、室內(nèi)熱交換器、第1減壓裝置、室外熱交換器連接成環(huán)狀，從上述室內(nèi)熱交換器供給熱能，其中，該制冷空調(diào)裝置在上述室內(nèi)熱交換器與第1減壓裝置之間設(shè)置中壓貯液器，并具備第1內(nèi)部熱交換器，該第1內(nèi)部熱交換器使上述中壓貯液器內(nèi)的制冷劑和上述室外熱交換器與上述壓縮機之間的制冷劑進行熱交換，具備使上述室內(nèi)熱交換器與上述第1減壓裝置之間的制冷劑一部分旁通并噴射到上述壓縮機內(nèi)的壓縮室的噴射回路，在該噴射回路中具備第2減壓裝置以及使由該第2減壓裝置減壓的制冷劑和上述室內(nèi)熱交換器與上述第1減壓裝置之間的制冷劑進行熱交換的第2內(nèi)部熱交換器，并在上述噴射回路中的上述第2內(nèi)部熱交換器與上述壓縮機之間具備制冷劑加熱用熱源”(例如，參照專利文獻2)。

在先技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2000-283583號公報(參照[0015]～[0021]段等)

專利文獻2：日本特開2006-112753號公報(參照圖1等)

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

在如專利文獻1所記載的技術(shù)中，使貯液器和過冷卻器作為不同的單元構(gòu)成。因此，設(shè)置空間變大，成本也會增加。

專利文獻1的圖1～圖8中記載了從膨脹閥45向貯液器流入的流入管端部配置于貯液器上部，同時流出管端部配置于貯液器下端。因此，若由于冷熱的切換而使制冷劑的流動方向逆轉(zhuǎn)，位于貯液器上部的流入管64端部變成制冷劑的流出部，則過剩的制冷劑會積存于貯液器內(nèi)，導(dǎo)致發(fā)生制冷劑不足。

另外，由于構(gòu)成為在貯液器內(nèi)流入流出的制冷劑與通過傳熱管60的制冷劑形成逆流(counter currents)，因此，向傳熱管60流入的流入位置需要設(shè)置得比貯液器流入管51的端部低，會受到結(jié)構(gòu)上的制約。

在如專利文獻2所記載的技術(shù)中，僅能夠在制冷或制熱時利用第2內(nèi)部熱交換器，利用條件有限。

另外，由于第2內(nèi)部熱交換器與制冷劑容器分開配置，因此也存在部件數(shù)量增加、難以確保設(shè)置空間這樣的問題。

并且，由于在第2內(nèi)部熱交換器將飽和液體冷卻，因此蒸發(fā)器入口干度大大下降，與沒有第2內(nèi)部熱交換器的情況相比，蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑量增加。

本發(fā)明是為了解決上述的問題而完成的，其目的在于提供一種具備制冷劑容器的制冷循環(huán)裝置，其提高循環(huán)效率，并且可實現(xiàn)低成本化、節(jié)省空間。

用于解決課題的手段

本發(fā)明的制冷循環(huán)裝置具有：制冷劑回路，其利用配管連接壓縮機、制冷劑流路切換裝置、第1熱交換器、第1減壓裝置、制冷劑容器、第2減壓裝置、第2熱交換器；以及旁通回路，其將存積于所述制冷劑容器的內(nèi)部的制冷劑的至少一部分經(jīng)由第3減壓裝置、制冷劑熱交換器引導(dǎo)到所述壓縮機的吸入側(cè)，所述制冷劑熱交換器設(shè)置在所述制冷劑容器的內(nèi)部，并構(gòu)成為使在所述旁通回路中流動的制冷劑和存積于所述制冷劑容器的內(nèi)部的制冷劑進行熱交換。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的制冷循環(huán)裝置，通過使存積于制冷劑容器的制冷劑的一部分旁通，在低壓側(cè)流動的制冷劑的流量減少，能夠抑制低壓側(cè)的壓力損失，循環(huán)效率提高。另外，根據(jù)本發(fā)明的制冷循環(huán)裝置，將制冷劑熱交換器配置在制冷劑容器內(nèi)，因此，不需要用于設(shè)置套管(double pipe)的空間，可實現(xiàn)低成本化、節(jié)省空間。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的實施方式1的制冷循環(huán)裝置的回路結(jié)構(gòu)的一個例子的概略回路圖。

圖2是本發(fā)明的實施方式1的制冷循環(huán)裝置的制冷運轉(zhuǎn)時的p－h(huán)圖。

圖3是表示本發(fā)明的實施方式1的制冷循環(huán)裝置的回路結(jié)構(gòu)的其他一個例子的概略回路圖。

圖4是本發(fā)明的實施方式1的制冷循環(huán)裝置的變形例的制冷運轉(zhuǎn)時的p－h(huán)圖。

圖5是表示本發(fā)明的實施方式2的制冷循環(huán)裝置的回路結(jié)構(gòu)的一個例子的概略回路圖。

圖6是表示本發(fā)明的實施方式2的制冷循環(huán)裝置的制冷運轉(zhuǎn)時的p－h(huán)圖的關(guān)系的圖。

圖7是表示本發(fā)明的實施方式2的制冷循環(huán)裝置的制冷運轉(zhuǎn)時的p－h(huán)圖的關(guān)系的圖。

圖8是表示本發(fā)明的實施方式2的制冷循環(huán)裝置所執(zhí)行的膨脹閥3的控制處理的流程的流程圖。

圖9是表示本發(fā)明的實施方式2的制冷循環(huán)裝置的制冷運轉(zhuǎn)時的p－h(huán)圖的關(guān)系的圖。

圖10是表示本發(fā)明的實施方式2的制冷循環(huán)裝置的回路結(jié)構(gòu)的其他一個例子的概略回路圖。

圖11是本發(fā)明的實施方式2的制冷循環(huán)裝置的變形例的制冷運轉(zhuǎn)時的p－h(huán)圖。

圖12示出了本發(fā)明的實施方式3的制冷循環(huán)裝置的回路結(jié)構(gòu)的一個例子，是表示制熱運轉(zhuǎn)時的制冷劑的流動的概略回路圖。

圖13示出了本發(fā)明的實施方式3的制冷循環(huán)裝置的回路結(jié)構(gòu)的一個例子，是表示制熱除霜運轉(zhuǎn)時的制冷劑的流動的概略回路圖。

圖14是表示制冷劑容器的結(jié)構(gòu)的一個例子的概略結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

以下，根據(jù)附圖說明本發(fā)明的實施方式。此外，包括圖1在內(nèi)的以下附圖中，各構(gòu)成構(gòu)件的大小關(guān)系有時與實際情況不同。另外，包括圖1在內(nèi)的以下附圖中，標注相同符號的結(jié)構(gòu)是相同或與其相當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，這在說明書全文中通用。并且，說明書全文表示的構(gòu)成要素的形態(tài)只是示例，并不限定于這些記載。

實施方式1.

圖1是表示本發(fā)明的實施方式1的制冷循環(huán)裝置100的回路結(jié)構(gòu)的一個例子的概略回路圖。圖2是制冷循環(huán)裝置100的制冷運轉(zhuǎn)時的p－h(huán)圖。根據(jù)圖1和圖2，說明制冷循環(huán)裝置100的結(jié)構(gòu)及動作。該制冷循環(huán)裝置100設(shè)置于例如一般的房屋、大樓、公寓等，通過進行蒸氣壓縮式的制冷循環(huán)運轉(zhuǎn)，使用于其所設(shè)置的室內(nèi)等空調(diào)對象區(qū)域的制冷、制熱。

＜制冷循環(huán)裝置100的結(jié)構(gòu)＞

制冷循環(huán)裝置100具有壓縮機1、第1熱交換器2、膨脹閥(減壓裝置)3、第2熱交換器4、制冷劑容器(貯液器)5，這些部件由配管連接而形成制冷劑回路(以下，稱為主回路30)。此外，如圖1所示，也可以構(gòu)成為在壓縮機1的排出側(cè)設(shè)置制冷劑流路切換裝置6，從而能夠?qū)χ评鋭┑牧鲃舆M行切換。

壓縮機1吸入制冷劑，將該制冷劑壓縮而使其成為高溫、高壓的狀態(tài)并排出。壓縮機1例如可以是由利用變換器控制頻率的電機來驅(qū)動的容積式壓縮機等。

第1熱交換器2設(shè)置在壓縮機1的排出側(cè)，在從壓縮機1供給的高溫高壓的制冷劑與熱介質(zhì)(例如，空氣、水等)之間進行熱交換，使制冷劑冷凝液化或蒸發(fā)氣化。第1熱交換器2并不特別限定其形式，例如可以由包括傳熱管和多個翅片的交叉翅片式的翅片管型熱交換器構(gòu)成。

膨脹閥3在制冷劑容器5的前后至少設(shè)置有兩個。

膨脹閥(第1減壓裝置)3a設(shè)置在發(fā)揮冷凝器的作用的第1熱交換器2的下游側(cè)，對制冷劑進行減壓而使其膨脹。該膨脹閥3a可以由能夠控制開度改變的閥、例如電子式膨脹閥等構(gòu)成。

膨脹閥(第2減壓裝置)3b設(shè)置在發(fā)揮蒸發(fā)器的作用的第2熱交換器4的上游側(cè)，對制冷劑進行減壓而使其膨脹。該膨脹閥3b可以由能夠控制開度改變的閥、例如電子式膨脹閥等構(gòu)成。

第2熱交換器4設(shè)置在壓縮機1的吸入側(cè)，在從膨脹閥3供給的低溫低壓、高壓的制冷劑與熱介質(zhì)(例如，空氣、水等)之間進行熱交換，使制冷劑蒸發(fā)氣化或冷凝液化。第2熱交換器4并不限定其形式，例如可以由包括傳熱管和多個翅片的交叉翅片式的翅片管型熱交換器構(gòu)成。

制冷劑流路切換裝置6對制熱運轉(zhuǎn)時的制冷劑的流動的方向和制冷運轉(zhuǎn)時的熱源側(cè)制冷劑的流動的方向進行切換。在制冷運轉(zhuǎn)時，制冷劑流路切換裝置6如實線箭頭所示地切換成將壓縮機1的排出側(cè)和第1熱交換器2的氣體側(cè)連接，使第1熱交換器2發(fā)揮冷凝器的作用，使第2熱交換器4發(fā)揮蒸發(fā)器的作用。在制熱運轉(zhuǎn)時，制冷劑流路切換裝置6如虛線箭頭所示地切換成將壓縮機1的排出側(cè)和第2熱交換器4連接，使第1熱交換器2發(fā)揮蒸發(fā)器的作用，使第2熱交換器4發(fā)揮冷凝器的作用。

制冷劑容器5設(shè)置在膨脹閥3a與膨脹閥3b之間，用于存積制冷劑。配管(第1配管)51和配管(第2配管)52連通地設(shè)置于制冷劑容器5。配管51根據(jù)制冷劑的流動而發(fā)揮流入配管或流出配管的作用。配管52也根據(jù)制冷劑的流動而發(fā)揮流出配管或流入配管的作用。如圖1所示，配管51在制冷劑容器5的內(nèi)部的端部以及配管52在制冷劑容器5的內(nèi)部的端部都配置在制冷劑容器5的下方(比制冷劑容器5的中心靠下側(cè))。

另外，將存積于制冷劑容器5的內(nèi)部的制冷劑的至少一部分導(dǎo)出的分支管21的一端側(cè)以連通的方式設(shè)置于制冷劑容器5。分支管21的另一端設(shè)置成將從制冷劑熱交換器20流出的制冷劑連接于第2熱交換器4與壓縮機1之間的合流部25。

在分支管21設(shè)置有膨脹閥(第3減壓裝置)3c，該膨脹閥(第3減壓裝置)3c對從制冷劑容器5流出的制冷劑進行減壓。

并且，在制冷劑容器5的內(nèi)部設(shè)置有制冷劑熱交換器20，該制冷劑熱交換器20使由膨脹閥3c減壓的制冷劑和制冷劑容器5的內(nèi)部的制冷劑進行熱交換。

制冷循環(huán)裝置100具備旁通回路31，該旁通回路31經(jīng)由分支管21、膨脹閥3c以及制冷劑熱交換器20，使存積于制冷劑容器5的內(nèi)部的制冷劑的至少一部分在第2熱交換器4與壓縮機1之間的合流部25合流。此外，將分支管21中的連接膨脹閥3c和制冷劑熱交換器20的部分稱為分支管中間部22，將分支管21中的連接制冷劑熱交換器20和合流部25的部分稱為合流配管23。

另外，制冷循環(huán)裝置100具有對構(gòu)成制冷循環(huán)裝置100的各設(shè)備的動作進行控制的控制裝置50。而且，控制裝置50具有為了進行制冷循環(huán)裝置100的控制而設(shè)置的微型計算機、存儲器等?？刂蒲b置50能夠在其與用于分別操作制冷循環(huán)裝置100的遙控器(未圖示)之間進行控制信號等的交換。

＜制冷循環(huán)裝置100的動作＞

以制冷運轉(zhuǎn)為例說明制冷循環(huán)裝置100的動作的概要。在圖1中，用實線箭頭表示制冷運轉(zhuǎn)時的制冷劑的流動。圖2所示的A～I(包括m、n、o)與圖1所示的A～I(包括m、n、o)的位置處的制冷劑的狀態(tài)相對應(yīng)。

(主回路30的制冷劑的流動)

由壓縮機1壓縮成排出氣體(B)而流出的高溫高壓的氣體制冷劑通過制冷劑配管而到達第1熱交換器2的入口(C)。流入第1熱交換器2的高溫高壓的氣體制冷劑在第1熱交換器2被冷卻，成為高溫高壓的液體制冷劑(D)，向膨脹閥3a流入。由膨脹閥3a減壓而變?yōu)橹袎旱闹评鋭闹评鋭┤萜?的配管51向制冷劑容器5的內(nèi)部流入(E)。

在制冷劑容器5的內(nèi)部，通過分支管21使在制冷劑熱交換器20中流動的低溫制冷劑與制冷劑容器5的內(nèi)部的中溫制冷劑進行熱交換，成為飽和液體，經(jīng)由配管52而從制冷劑容器5流出(F)。從制冷劑容器5流出的制冷劑由膨脹閥3b再進行減壓，向第2熱交換器4流入(G)。流入第2熱交換器4的低溫制冷劑在第2熱交換器4被加熱，以干度高的狀態(tài)流出(H)。之后，經(jīng)由制冷劑配管而向壓縮機1的吸入部(A)流入。

(旁通回路31的制冷劑的流動)

制冷劑容器5的內(nèi)部的制冷劑的一部分經(jīng)由分支管21從制冷劑容器5流出(m)。該制冷劑由膨脹閥3c減壓，成為低溫制冷劑(n)。之后，流入到設(shè)置于制冷劑容器5的內(nèi)部的制冷劑熱交換器20，由于其與制冷劑容器5的內(nèi)部的中溫制冷劑的溫度差而進行熱交換并被加熱(o)。然后，該制冷劑經(jīng)由合流配管23而與主回路30的制冷劑(I)合流。

在此，對制冷劑容器5進行詳細說明。

存積于制冷劑容器5的內(nèi)部的制冷劑成為液體部和氣體部的兩相的狀態(tài)，也就是說成為飽和狀態(tài)。液體部積存于制冷劑容器5的下部，因此，將配管51或配管52中的作為流出管的端部配置在制冷劑容器5的下方。

此外，在將制冷劑容器5用于制冷及制熱這雙方的情況下，優(yōu)選將配管51和配管52的端部配置在制冷劑容器5的下方且使高度一致。由此，即使不清楚冷熱的必要制冷劑量差，存積于制冷劑容器5的內(nèi)部的制冷劑的量也不會進一步積存，能夠進行正常的運轉(zhuǎn)，設(shè)計也變得容易。

在此，對制冷劑熱交換器20進行詳細說明。

制冷劑熱交換器20具備供制冷劑在內(nèi)部流動的傳熱管。作為用于制冷劑熱交換器20的傳熱管，可以使用一般的圓管、或者在圓管表面施加突起等的加工來提高傳熱面積、傳熱系數(shù)的管。另外，也可以使用表面積大的扁平形狀的傳熱管。

此外，傳熱管的配置既可以在制冷劑容器5的圓周方向上層疊，也可以在垂直方向上層疊。

如上，制冷循環(huán)裝置100設(shè)有旁通回路31，從而能夠使制冷劑的一部分旁通到壓縮機1的吸入側(cè)。因此，根據(jù)制冷循環(huán)裝置100，在低壓側(cè)(膨脹閥3至壓縮機1之間)流動的制冷劑的流量減少，能夠抑制低壓側(cè)壓力損失，循環(huán)效率提高。

另外，根據(jù)制冷循環(huán)裝置100，由于將制冷劑熱交換器20配置在制冷劑容器5的內(nèi)部，因此不需要用于設(shè)置套管的空間，可實現(xiàn)低成本化、節(jié)省空間。

并且，根據(jù)制冷循環(huán)裝置100，制冷及制熱雙方都可得到相同的效果。

另外，根據(jù)制冷循環(huán)裝置100，由于制冷劑容器5的下游側(cè)的膨脹閥入口干度達到飽和液體，因此與以往技術(shù)相比，蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑量減少，結(jié)果，封入制冷劑量不用很多。

此外，即使是排出溫度在制冷循環(huán)100運轉(zhuǎn)過程中升高的情況下，通過使液體狀態(tài)的制冷劑向壓縮機1的吸入側(cè)旁通，也能夠抑制排出溫度上升。

另外，在壓縮機1采用高壓殼體的情況下，若排出溫度低，則制冷劑進一步積存于冷凍機油，冷凍機油的粘度下降，引起潤滑不良。與此相對，在制冷循環(huán)裝置100中，通過制冷劑熱交換器20而成為過熱氣體的制冷劑被吸到壓縮機1的吸入側(cè)，因此能夠抑制排出溫度下降。結(jié)果，即使將如R1234yf、丙烷那樣排出溫度低的制冷劑用于制冷循環(huán)裝置100，也能夠防止可靠性下降。

[制冷循環(huán)裝置100的變形例]

圖3是表示制冷循環(huán)裝置100的回路結(jié)構(gòu)的其他一個例子的概略回路圖。圖4是制冷循環(huán)裝置100的變形例的制冷運轉(zhuǎn)時的p－h(huán)圖。根據(jù)圖3和圖4，說明制冷循環(huán)裝置100的變形例。在圖3中，用實線箭頭表示制冷運轉(zhuǎn)時的制冷劑的流動。圖4所示的A～I(包括A’、X、m、n、o)與圖3所示的A～I(包括A’、X、m、n、o)的位置處的制冷劑的狀態(tài)相對應(yīng)。

＜制冷循環(huán)裝置100的變形例的結(jié)構(gòu)＞

如圖3所示，在制冷循環(huán)裝置100的變形例中，使壓縮機1為多級結(jié)構(gòu)或噴射壓縮機，將合流配管23連接到低級側(cè)壓縮機1a與高級側(cè)壓縮機1b之間，或者連接于壓縮機1的噴射口。也就是說，在使壓縮機1為多級結(jié)構(gòu)的情況下，旁通回路31的合流配管23與低級側(cè)壓縮機1a的排出側(cè)合流，向高級側(cè)壓縮機1b吸入。另外，在使壓縮機1為噴射壓縮機的情況下，旁通回路31的合流配管23與壓縮機1的噴射口連接，向壓縮機1的中間壓部吸入。

＜制冷循環(huán)裝置100的變形例的動作＞

(主回路30的制冷劑的流動)

從低級側(cè)壓縮機1a排出的制冷劑(A’)與在制冷劑容器5的內(nèi)部被加熱并流出的制冷劑(o)合流(X)，向高級側(cè)壓縮機1b吸入并被壓縮。由高級側(cè)壓縮機1b壓縮成排出氣體(B)而流出的高溫高壓的氣體制冷劑通過制冷劑配管而到達第1熱交換器2的入口(C)。流入第1熱交換器2的高溫高壓的氣體制冷劑在第1熱交換器2被冷卻，成為高溫高壓的液體制冷劑(D)，向膨脹閥3a流入。由膨脹閥3a減壓而變?yōu)橹袎旱闹评鋭闹评鋭┤萜?的配管51向制冷劑容器5的內(nèi)部流入(E)。

在制冷劑容器5的內(nèi)部，通過分支管21使在制冷劑熱交換器20中流動的低溫制冷劑與制冷劑容器5的內(nèi)部的中溫制冷劑進行熱交換，成為飽和液體，經(jīng)由配管52而從制冷劑容器5流出(F)。從制冷劑容器5流出的制冷劑由膨脹閥3b再進行減壓，向第2熱交換器4流入(G)。流入第2熱交換器4的低溫制冷劑在第2熱交換器4被加熱，以干度高的狀態(tài)流出(H)。之后，經(jīng)由制冷劑配管而向低級側(cè)壓縮機1a的吸入部(A)流入。

(旁通回路31的制冷劑的流動)

制冷劑容器5的內(nèi)部的制冷劑的一部分經(jīng)由分支管21從制冷劑容器5流出(m)。該制冷劑由膨脹閥3c減壓，成為低溫制冷劑(n)。之后，流入到設(shè)置于制冷劑容器5的內(nèi)部的制冷劑熱交換器20，由于其與制冷劑容器5的內(nèi)部的中溫制冷劑的溫度差而進行熱交換并被加熱(o)。然后，該制冷劑經(jīng)由合流配管23而與主回路30的制冷劑(A’)合流。

這樣的結(jié)構(gòu)也能夠發(fā)揮與圖1和圖2中說明的制冷循環(huán)裝置100相同的效果。

實施方式2.

圖5是表示本發(fā)明的實施方式2的制冷循環(huán)裝置200的回路結(jié)構(gòu)的一個例子的概略回路圖。圖6和圖7是表示制冷循環(huán)裝置200的制冷運轉(zhuǎn)時的p－h(huán)圖的關(guān)系的圖。根據(jù)圖5～圖7，對制冷循環(huán)裝置200進行說明。此外，在實施方式2中以其與實施方式1的不同點為中心進行說明，對于與實施方式1相同的部分，標注相同符號并省略說明。另外，與實施方式1相同的構(gòu)成部分適用的變形例也同樣適用于本實施方式2。

制冷循環(huán)裝置200與實施方式1的制冷循環(huán)裝置100相同地設(shè)置于例如大樓、公寓等，通過進行蒸氣壓縮式的制冷循環(huán)運轉(zhuǎn)，使用于其所設(shè)置的空調(diào)對象區(qū)域的制冷、制熱。另外，制冷循環(huán)裝置200使用膨脹閥3來調(diào)節(jié)制冷劑容器5的內(nèi)部壓力。

＜制冷循環(huán)裝置200的結(jié)構(gòu)＞

制冷循環(huán)裝置200的基本結(jié)構(gòu)與實施方式1的制冷循環(huán)裝置100的結(jié)構(gòu)相同。

此外，制冷循環(huán)裝置200具有第1壓力傳感器(高壓壓力檢測單元)55、第2壓力傳感器(低壓壓力檢測單元)56、第3壓力傳感器(中壓壓力檢測單元)57。

第1壓力傳感器55設(shè)置在壓縮機1的排出口至制冷劑容器5的上游側(cè)的膨脹閥3a的入口之間，對從壓縮機1排出的制冷劑的壓力(高壓壓力)進行檢測。

第2壓力傳感器56設(shè)置在制冷劑容器5的下游側(cè)的膨脹閥3b的出口至壓縮機1的吸入部之間，對吸入壓縮機1的制冷劑的壓力(低壓壓力)進行檢測。

第3壓力傳感器57設(shè)置在制冷劑容器5的上游側(cè)的膨脹閥3a的出口至制冷劑容器5的下游側(cè)的膨脹閥3b的入口之間，對在這之間流動的制冷劑的壓力(中壓壓力)進行檢測。

此外，也可以對配管的兩相部溫度進行檢測，將檢測出的溫度轉(zhuǎn)換成壓力來進行利用。

由第1壓力傳感器55、第2壓力傳感器56和第3壓力傳感器57檢測出的壓力信息發(fā)送到控制裝置50。

在制冷劑容器5的上游側(cè)的膨脹閥3a的開度超過規(guī)定值時，控制裝置50進行改變膨脹閥3c的目前的開度的控制，以便增大膨脹閥3的前后的壓差。

＜制冷循環(huán)裝置200的動作＞

(膨脹閥3的開度與壓差的關(guān)系)

利用Cv值這一無量綱數(shù)將流體的流量與膨脹閥3的前后的壓差的關(guān)系表示為式(1)。

【數(shù)1】

在此，M是流量[gal/min]，G是比重，ΔP是膨脹閥3的前后的壓差[psi]。

Cv值定義為“在閥(膨脹閥)的特定的開度下，壓力差為1lb/in²[6.895kPa]時流過閥的60゜F(約15.5℃)溫度的水的流量為USgal/min(1USgal＝3.785L)所表示的數(shù)值(無量綱)”。

一般而言，在進行閥(膨脹閥)的選定時，根據(jù)流體規(guī)格求出Cv值，與閥制造商示出的Cv值進行對比，從而確定閥的種類、口徑。也就是說，Cv值的對比是進行閥的選定時使用的簡便的方法之一。

根據(jù)式(1)，若求出流體的流量M、比重G、前后壓差ΔP，則可求出Cv值。

也就是說，若壓差ΔP變小，則用于流過相同流量的Cv值、也就是說膨脹閥的開度變大。但是，膨脹閥的開度設(shè)有上限，若到上限以上，則無法適當(dāng)?shù)乜刂婆蛎涢y。

反之，若壓差ΔP增大過多，則用于流過相同流量的Cv值變小。但是，膨脹閥的開度設(shè)有下限，若到下限值以下，則同樣無法適當(dāng)?shù)乜刂婆蛎涢y。

(膨脹閥3的壓差和第1熱交換器2的出口過冷卻度(過冷度))

如圖6所示，在制冷劑容器5的內(nèi)部沒有設(shè)置制冷劑熱交換器20的情況下，當(dāng)?shù)?熱交換器2的出口過冷卻度小時，若制冷劑容器5為飽和狀態(tài)，則制冷劑容器5的上游側(cè)的膨脹閥3a的壓差變小，制冷劑容器5的下游側(cè)的膨脹閥3b的壓差變大。

另一方面，如圖7所示，在制冷劑容器5的內(nèi)部沒有設(shè)置制冷劑熱交換器20的情況下，當(dāng)?shù)?熱交換器2的出口過冷卻度大時，若制冷劑容器5為飽和狀態(tài)，則制冷劑容器5的上游側(cè)的膨脹閥3a的壓差變大，制冷劑容器5的下游側(cè)的膨脹閥3b的壓差變小。

這樣，中壓、也就是說制冷劑容器5的內(nèi)部的壓力根據(jù)第1熱交換器2的出口過冷卻度而變化，因此對膨脹閥3的壓差帶來影響。

(通過制冷循環(huán)裝置200確保膨脹閥3的壓差)

即使第1熱交換器2的出口過冷卻度小，通過調(diào)節(jié)制冷劑熱交換器20的交換熱量，也能夠降低中壓。具體而言，若增大制冷劑熱交換器20的交換熱量，則中間壓力下降，若交換熱量減小，則中間壓力上升。因此，在制冷循環(huán)裝置200中，通過控制膨脹閥3c的開度，調(diào)節(jié)制冷劑容器5的內(nèi)部的制冷劑熱交換器20的交換熱量。

＜膨脹閥3的控制處理的流程＞

圖8是表示制冷循環(huán)裝置200所執(zhí)行的膨脹閥3的控制處理的流程的流程圖。圖9是表示制冷循環(huán)裝置200的制冷運轉(zhuǎn)時的p－h(huán)圖的關(guān)系的圖。根據(jù)圖8和圖9，對制冷循環(huán)裝置200所執(zhí)行的膨脹閥3的控制處理的流程進行說明。

控制裝置50對膨脹閥3的開度進行判定(步驟S101)。也就是說，控制裝置50在通過正常的膨脹閥3的控制而確定了開度時，開始膨脹閥3的開度的上限及下限的判定。

控制裝置50對膨脹閥3a的開度是否為膨脹閥3a的開度的上限值以上進行判定(步驟S102)。

若判定為膨脹閥3a的開度在膨脹閥3a的開度的上限值以上(步驟S102；是)，則控制裝置50使膨脹閥3c的開度大于目前的開度(步驟S103)。由此，如圖9所示，能夠使膨脹閥3a的前后壓差大于目前的壓差，能夠調(diào)節(jié)制冷劑容器5的內(nèi)部的制冷劑熱交換器20的交換熱量。

另一方面，若判定為膨脹閥3a的開度不在膨脹閥3a的開度的上限值以上(步驟S102；否)，則控制裝置50對膨脹閥3b的開度是否為膨脹閥3b的開度的下限值以下進行判定(步驟S104)。

若判定為膨脹閥3b的開度在膨脹閥3b的開度的下限值以下(步驟S104；是)，則控制裝置50使膨脹閥3c的開度小于目前的開度(步驟S105)。由此，如圖9所示，能夠使膨脹閥3b的前后壓差大于目前的壓差，能夠調(diào)節(jié)制冷劑容器5的內(nèi)部的制冷劑熱交換器20的交換熱量。

另外，若判定為膨脹閥3b的開度不在膨脹閥3b的開度的下限值以下(步驟S104；否)，則控制裝置50對膨脹閥3的開度進行正?？刂?步驟S106)。

如上，制冷循環(huán)裝置200能夠通過膨脹閥3c來調(diào)節(jié)制冷劑容器5的內(nèi)部的制冷劑熱交換器20的交換熱量。因此，根據(jù)制冷循環(huán)裝置200，不僅能夠發(fā)揮與實施方式1的制冷循環(huán)裝置100相同的效果，還能夠使膨脹閥3a、膨脹閥3b的前后壓差處于適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)，因此膨脹閥3的控制性提高，產(chǎn)品的品質(zhì)也提高。

＜制冷循環(huán)裝置200的變形例的結(jié)構(gòu)＞

圖10是表示制冷循環(huán)裝置200的回路結(jié)構(gòu)的其他一個例子的概略回路圖。圖11是制冷循環(huán)裝置200的變形例的制冷運轉(zhuǎn)時的p－h(huán)圖。根據(jù)圖10和圖11，對制冷循環(huán)裝置200的變形例進行說明。在圖10中，用實線箭頭表示制熱運轉(zhuǎn)時的制冷劑的流動。圖11所示的A～I(包括A’、X、m、n、o)與圖10所示的A～I(包括A’、X、m、n、o)的位置處的制冷劑的狀態(tài)相對應(yīng)。

＜制冷循環(huán)裝置200的變形例的結(jié)構(gòu)＞

如圖10所示，在制冷循環(huán)裝置200的變形例中，使壓縮機1為多級結(jié)構(gòu)或噴射壓縮機。而且，將合流配管23連接于低級側(cè)壓縮機1a的吸入側(cè)。另外，在制冷劑容器5的出口側(cè)(圖10的情況為配管51側(cè))設(shè)置內(nèi)部熱交換器7，使配管51在制冷劑容器5與內(nèi)部熱交換器7之間分支，并經(jīng)由膨脹閥3d和內(nèi)部熱交換器7而連接到低級側(cè)壓縮機1a與高級側(cè)壓縮機1b之間。也就是說，制冷循環(huán)裝置200的變形例具備旁通回路32，該旁通回路32經(jīng)由配管51、膨脹閥(第4減壓裝置)3d以及內(nèi)部熱交換器7，使存積于制冷劑容器5的內(nèi)部的制冷劑的至少一部分在低級側(cè)壓縮機1a與高級側(cè)壓縮機1b之間合流。

在旁通回路32中流動的制冷劑由膨脹閥3d減壓，在內(nèi)部熱交換器7被加熱，與低級側(cè)壓縮機1a的排出側(cè)合流。

膨脹閥3d的開度被控制成可使內(nèi)部熱交換器7的交換熱量大，使制冷劑容器5的內(nèi)部的壓力高。

＜制冷循環(huán)裝置200的變形例的動作＞

從低級側(cè)壓縮機1a排出的制冷劑(A’)與在內(nèi)部熱交換器7被加熱的制冷劑(q)合流(X)，向高級側(cè)壓縮機1b吸入并被壓縮。由高級側(cè)壓縮機1b壓縮成排出氣體(B)而流出的高溫高壓的氣體制冷劑通過制冷劑配管而到達第2熱交換器4的入口(H)。流入第2熱交換器4的高溫高壓的氣體制冷劑在第2熱交換器4被冷卻，成為高溫高壓的液體制冷劑(G)，向膨脹閥3b流入。由膨脹閥3b減壓而變?yōu)橹袎旱闹评鋭闹评鋭┤萜?的配管52向制冷劑容器5的內(nèi)部流入(F)。

在制冷劑容器5的內(nèi)部，通過分支管21使在制冷劑熱交換器20中流動的低溫制冷劑與制冷劑容器5的內(nèi)部的中溫制冷劑進行熱交換，成為飽和液體，經(jīng)由配管51而從制冷劑容器5流出的(E)。從制冷劑容器5流出的制冷劑(E)分支到旁通回路32和主回路30。流動到旁通回路32的液體制冷劑由膨脹閥3d減壓，在內(nèi)部熱交換器7被加熱(q)。然后，與低級側(cè)壓縮機1ad的排出側(cè)(A’)合流(X)，向高級側(cè)壓縮機1b吸入。在壓縮機為噴射壓縮機的情況下，在內(nèi)部熱交換器被加熱的制冷劑(q)向噴射口流入。

如上，制冷循環(huán)裝置200的變形例在上游側(cè)的膨脹閥(圖10中為膨脹閥3b)的開度未達到上限的期間，通過調(diào)節(jié)膨脹閥3d而使制冷劑容器5的內(nèi)部的壓力上升。由此，在制冷循環(huán)裝置200的變形例中，內(nèi)部熱交換器7的液體側(cè)(E)與氣體側(cè)(p)之間的溫度差擴大，熱交換量也增加。結(jié)果，根據(jù)制冷循環(huán)裝置200的變形例，在相同排出過熱度(B)下，制冷劑的旁通量增加，與沒有制冷劑熱交換器20的情況相比，制熱能力提高。

實施方式3.

圖12示出了本發(fā)明的實施方式3的制冷循環(huán)裝置300的回路結(jié)構(gòu)的一個例子，是表示制熱運轉(zhuǎn)時的制冷劑的流動的概略回路圖。圖13示出了制冷循環(huán)裝置300的回路結(jié)構(gòu)的一個例子，是表示制熱除霜運轉(zhuǎn)時的制冷劑的流動的概略回路圖。根據(jù)圖12和圖13，對制冷循環(huán)裝置300進行說明。此外，在實施方式3中以其與實施方式1、2的不同點為中心進行說明，對于與實施方式1、2相同的部分，標注相同符號并省略說明。另外，與實施方式1、2相同的構(gòu)成部分適用的變形例也同樣適用于本實施方式3。

制冷循環(huán)裝置300與實施方式1的制冷循環(huán)裝置100相同地設(shè)置于例如大樓、公寓等，通過進行蒸氣壓縮式的制冷循環(huán)運轉(zhuǎn)，使用于其所設(shè)置的空調(diào)對象區(qū)域的制冷、制熱。另外，制冷循環(huán)裝置300具備能夠連續(xù)制熱運轉(zhuǎn)的制冷劑回路。

＜制冷循環(huán)裝置300的結(jié)構(gòu)＞

制冷循環(huán)裝置300的基本結(jié)構(gòu)與實施方式1的制冷循環(huán)裝置100的結(jié)構(gòu)相同。

此外，制冷循環(huán)裝置300在壓縮機1的排出側(cè)與第2熱交換器4之間設(shè)置有開閉閥(第1開閉閥)8a，在制冷劑流路切換裝置6與第2熱交換器4之間設(shè)置有開閉閥(第2開閉閥)8b。

開閉閥8a、開閉閥8b被控制開閉，從而導(dǎo)通或不導(dǎo)通制冷劑。

＜制冷循環(huán)裝置300的動作＞

(正常的制熱運轉(zhuǎn)時的制冷劑的流動)

在制冷循環(huán)裝置300的正常的制熱運轉(zhuǎn)時，關(guān)閉開閉閥8a，打開開閉閥8b。由此，由壓縮機1壓縮成排出氣體(B)而流出的高溫高壓的氣體制冷劑在制冷劑配管中流動，通過制冷劑流路切換裝置6和開閉閥8b而到達第2熱交換器4的入口(H)。流入第2熱交換器4的高溫高壓的氣體制冷劑在第2熱交換器4被冷卻，成為高溫高壓的液體制冷劑(G)，向膨脹閥3b流入。由膨脹閥3b減壓而變?yōu)橹袎旱闹评鋭闹评鋭┤萜?的配管52向制冷劑容器5的內(nèi)部流入(F)。

在制冷劑容器5的內(nèi)部，通過分支管21使在制冷劑熱交換器20中流動的低溫制冷劑與制冷劑容器5的內(nèi)部的中溫制冷劑進行熱交換，成為飽和液體，經(jīng)由配管51而從制冷劑容器5流出(E)。從制冷劑容器5流出的制冷劑由膨脹閥3a再進行減壓，向第1熱交換器2流入(D)。流入第1熱交換器2的低溫制冷劑在第1熱交換器2被加熱，以干度高的狀態(tài)流出(C)。之后，經(jīng)由制冷劑配管而向壓縮機1的吸入部(A)流入。

由壓縮機1壓縮成排出氣體(B)而流出的高溫高壓的氣體制冷劑通過制冷劑配管而到達第1熱交換器2的入口(C)。流入第1熱交換器2的高溫高壓的氣體制冷劑在第1熱交換器2被冷卻，成為高溫高壓的液體制冷劑(D)，向膨脹閥3a流入。由膨脹閥3a減壓而變?yōu)橹袎旱闹评鋭闹评鋭┤萜?的配管51向制冷劑容器5的內(nèi)部流入(E)。

在制冷劑容器5的內(nèi)部，通過分支管21使在制冷劑熱交換器20中流動的低溫制冷劑與制冷劑容器5的內(nèi)部的中溫制冷劑進行熱交換，成為飽和液體，經(jīng)由配管52而從制冷劑容器5流出(F)。從制冷劑容器5流出的制冷劑由膨脹閥3b再進行減壓，向第2熱交換器4流入(G)。流入第2熱交換器4的低溫制冷劑在第2熱交換器4被加熱，以干度高的狀態(tài)流出(H)。之后，經(jīng)由制冷劑配管而向壓縮機1的吸入部(A)流入。此外，旁通回路31的制冷劑的流動正如實施方式1所說明的那樣。

(制熱除霜運轉(zhuǎn)時的制冷劑的流動)

當(dāng)在外部空氣溫度低的條件下進行制熱運轉(zhuǎn)時，有時會在構(gòu)成與外部空氣進行熱交換的第1熱交換器2的翅片表面附著霜(結(jié)霜)。由于發(fā)生結(jié)霜，導(dǎo)致翅片之間堵塞。隨著翅片之間堵塞，風(fēng)量也逐漸下降。若風(fēng)量下降，則制熱能力會大大下降。因此，需要進行使霜融化的運轉(zhuǎn)(除霜運轉(zhuǎn))。

在制冷循環(huán)裝置300的制熱除霜運轉(zhuǎn)時，打開開閉閥8a，關(guān)閉開閉閥8b。由此，由壓縮機1壓縮成排出氣體(B)而流出的高溫高壓的氣體制冷劑在制冷劑配管中流動，分支成向開閉閥8a流入的制冷劑和向第1熱交換器2流入的制冷劑。

向開閉閥8a流入的制冷劑在第2熱交換器4散熱而用作制熱熱源。

另一方面，向第1熱交換器2流入的制冷劑用作使附著于第1熱交換器2的霜融化的熱源。

流出各熱交換器的制冷劑流入到制冷劑容器5并合流。該制冷劑通過分支管21，由膨脹閥3c減壓之后，在制冷劑熱交換器20被加熱，向壓縮機1的吸入側(cè)合流。

圖14是表示制冷劑容器5的結(jié)構(gòu)的一個例子的概略結(jié)構(gòu)圖。也可以使制冷劑容器5構(gòu)成為如圖14所示的結(jié)構(gòu)。具體而言，在制冷劑容器5設(shè)置與制冷劑容器5的內(nèi)部連通的氣體回流配管24，在氣體回流配管24設(shè)置開閉閥(第3開閉閥)8c，將氣體回流配管24的一端利用配管連接于壓縮機1的吸入側(cè)。此外，氣體回流配管24例如可以為與設(shè)置于一般的儲液器內(nèi)的U形管相同的結(jié)構(gòu)。

如上，制冷循環(huán)裝置300設(shè)有開閉閥8a、開閉閥8b，從而能夠在繼續(xù)制熱運轉(zhuǎn)的同時進行除霜運轉(zhuǎn)。因此，根據(jù)制冷循環(huán)裝置300，在除霜運轉(zhuǎn)時，不用停止制熱運轉(zhuǎn)，因此舒適性提高。另外，在制冷循環(huán)裝置300中，由于制冷劑存積于制冷劑容器5，因此能夠抑制向壓縮機1的液體回流。因此，根據(jù)制冷循環(huán)裝置300，能夠抑制可靠性的下降。

另外，通過使制冷劑容器5構(gòu)成為圖14所示的結(jié)構(gòu)，能夠使氣體或干度高的制冷劑向壓縮機1吸入。因此，根據(jù)具備圖14所示的結(jié)構(gòu)的制冷劑容器5的制冷循環(huán)裝置300，能夠更有效率地抑制向壓縮機1的過度的液體回流。

以上，雖然在實施方式中分開地說明了本發(fā)明的特征，但具體的結(jié)構(gòu)并不限定于這些實施方式，在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠進行變更。另外，也可以根據(jù)用途、目的而適當(dāng)組合各實施方式的特征事項。并且，如上所述并不特別限定使用于各實施方式的制冷循環(huán)裝置的制冷劑，除了示例的制冷劑之外，也能夠使用例如自然制冷劑(二氧化碳(CO₂)、碳氫化合物、氦等)、不含氯的代替制冷劑(HFC410A、HFC407C、HFC404A等)、或者使用于已有的產(chǎn)品的氟利昂類制冷劑(R22、R134a等)的制冷劑。

附圖標記說明

1壓縮機，1a低級側(cè)壓縮機，1b高級側(cè)壓縮機，2第1熱交換器，3膨脹閥，3a膨脹閥，3b膨脹閥，3c膨脹閥，3d膨脹閥，4第2熱交換器，5制冷劑容器，6制冷劑流路切換裝置，7內(nèi)部熱交換器，8a開閉閥，8b開閉閥，20制冷劑熱交換器，21分支管，22分支管中間部，23合流配管，24氣體回流配管，25合流部，30主回路，31旁通回路，32旁通回路，50控制裝置，51配管，52配管，55第1壓力傳感器，56第2壓力傳感器，57第3壓力傳感器，100制冷循環(huán)裝置，200制冷循環(huán)裝置，300制冷循環(huán)裝置。