專利名稱:制冷循環系統和冷凍、空調裝置的制作方法
技術領域:
本發明涉及一種冷卻·空調裝置所用的制冷劑循環系統,其中空調裝置使用了多種制冷劑混合的非共沸制冷劑。
背景技術:
圖67是特公平6-12201號公開的已有的使用非共沸混合制冷劑的冷凍空調裝置,圖中1是壓縮機,2是負荷側熱交換器,3、4是主節流裝置,6是熱源側熱交換器,用制冷劑配管將這些裝置連接起來,形成制冷劑循環的主回路。8是精留塔,該塔頂部上由設有冷卻源9的制冷劑配管17和制冷劑配管18與塔頂存貯器11連接,另外,在上述精留塔的底部,由設有加熱源10的制冷劑配管19和制冷劑配管20與塔存貯器12連接。
在負荷側熱交換器2和熱源側熱交換器6之間,通過帶開關閥15的制冷劑配管21連接到塔頂存貯器11上,另外,通過帶有開關閥16的制冷劑配管22與塔底存貯器12連接。用設置有副節流裝置5和開關閥13的制冷劑配管23連接熱源側熱交換器6的上游側和塔頂存貯器11,而用設置有副節流裝置5和開關閥14的制冷劑配管24連接塔底存貯器12和熱源側熱交換器6的上游側。而且,塔頂存貯器11的流向制冷劑配管23的流出口和塔底存貯器12的流向制冷劑配管24的流出口分別設置在塔頂存貯器11的底部和塔底存貯器12的底部。
在上述結構中,由壓縮機1壓縮的高溫高壓非共沸混合制冷劑(以下稱為制冷劑)的蒸汽沿箭頭A方向流動,在負荷側熱交換器2內冷凝后流入主節流裝置3內。在正常運轉時,因為開關閥15,16關閉,所以,流入主節流裝置4,成低溫低壓的制冷劑在熱源側熱交換器6中蒸發再返回壓縮機1。
在流入主回路的制冷劑組成變發生化的情況下,首先,在流入主回路的制冷劑組成中含有極多的高沸點成分的情況下,關閉開關閥13,15;打開關閥14,16。這樣,由主節流裝置3節流后流入主回路的制冷劑中的一部分分流進入開著的開關閥16,余下的流入主節流裝置4后以正常運轉時的相同回路內流動。流向開關閥16的制冷劑流入塔底存貯器12。流入塔底存貯器12的制冷劑一部分通過開著的開關閥14流向副節流裝置5,在熱源側熱交換器6的上游側與流過主回路的制冷劑合流,余下的部分流入帶加熱源的制冷劑配管20內,加熱后,成為蒸發汽上升到精留塔8內。此時,存貯在塔頂存貯器11內的制冷劑液體從制冷劑配管17沿制冷劑精留塔8內部下降,與上升的氣態制冷劑汽液接觸,進行所謂的精留。
上升的制冷劑蒸汽成為富含低沸點的成分,流入帶有冷卻熱源9的制冷劑配管18后被液化,由于開關閥13是關閉的,所以就存留在塔頂貯存器11中。反復地進行精餾,在塔頂貯存器11中就存留了極富含低沸點成分的制冷劑。因此,在主回路流動的制冷劑的組成,就成為極富含高沸點成分了。
在流入主回路的制冷劑的組成為含有極多的低沸點成分的情況下,打開開關閥13,15;關閉開關閥14,16。因此,從主節流裝置3流出的流向主回路的制冷劑中的一部分分流,通過開著的開關閥15,流入塔頂存貯器11內,因為開關13也開著,所以流入后的制冷劑的一部分通過制冷劑配管23,經副節流裝置5在主回路內合流。而余下的制冷劑從制冷劑配管17沿制冷劑精留8內部下降。此時,塔底存貯器12內的制冷劑中的一部分由加熱源10加熱沿制冷劑精留塔內部上升,與下降的液體汽液接觸,進行所謂的的精留作用。這樣,下降的制冷劑液體慢慢地成為富含高沸點成分的制冷劑,因為開關閥14關閉著,所以,存貯在塔底存貯器12內。經過如此的反復精留作用,在塔底存貯器12內僅存貯高濃度的高沸點成分的制冷劑。因此,流入主回路內的制冷劑成為極富含低沸點成分的制冷劑。對于非共沸混合制冷劑循環的技術,除此之外,還公知的有如特公平5-40221公報分開的,和特公平6-23625號公報所公開的。
在這樣的現有冷凍空調裝置中使用的制冷劑循環系統,因為是通過在精餾塔中存貯利用精餾的成分的結構,所以,制冷劑的濃度在制冷劑回路內不能穩定地對應于壓縮機起動時等的急劇的壓力變化,而且,精留塔自身的結構也較復雜且很大,費用也很高。
此外,在這種現有的冷凍空調裝置中,沒有設置檢濺判斷制冷劑組成的裝置,也變不能對組成進行控制,因此,必然不能使裝置處于最佳的狀態下運行。此外,控制極為復雜。
發明內容
為了解決上述問題,本發明不僅在正常運轉時而且在起動等非正常運轉時也能夠盡快調節制冷劑回路內的制冷劑組成,而且,組成的調節機構簡單,費用也低。
為了解決上述問題,本發明的目的在于通過在運轉中推定在制冷劑回路內流動的制冷劑的組成,來改變制冷劑的組成。進一步地,本發明是為了對應于運轉中的制冷劑的組成進行控制。
另外,本發明的目的是對應于運轉狀態進行適當的控制在更短的時間內對組成進行調整。
且,本發明的目的是提供一種可靠性高的使用非共沸混合制冷劑的系統和裝置。
根據權利要求1的本發明的本發明的制冷劑循環系統,該系統包括冷凝器,冷凝器,節流裝置及蒸發器,通過將各個裝置依次連接而構成制冷劑回路,在該系統中使用了多種制冷劑混合的非共沸制冷劑,其中設置了旁路上述各裝置的旁路管和配設在該管上的開關機構,通過開關該開關機構,本系統使制冷劑在制冷劑回路內循環并調整制冷劑的組成。
根據權利要求2所述的本發明的制冷劑循環系統,其中設置了從壓縮機排出部連接至低壓側的帶開關機構的旁路管。
根據權利要求3所述的本發明的制冷劑循環系統,該系統包括壓縮機,冷凝器,節流裝置及蒸發器;這些裝置依次連接起來,使用混合了多種制冷劑的非共沸混合制冷劑,其中設置了從壓縮機排出部連接至制冷劑回路的低壓側構成裝置或低壓側配管中的至少一個上的旁路管。
根據權利要求4所述的本發明的制冷劑循環系統,其中在系統起動時,將從壓縮機中排出的一部分制冷劑導入液態制冷劑的存貯部內。
根據權利要求5所述的本發明的制冷劑循環系統,其中設置了連接在壓縮機排出部和蒸發器入口部的旁路管。
根據權利要求6所述的本發明的制冷劑循環系統,其中開關機構在起動時是打開的。
根據權利要求7所述的本發明的制冷劑循環系統,其中開關機構在檢測出達到所規定的物理量時被關閉。
根據權利要求8所述的制冷劑循環系統,其中檢測到包括時間,溫度變化,壓力變化和液面量中的至少一個所定物理量,來關閉開關機構。
根據權利要求9所述的本發明的制冷劑循環系統,該系統包括壓縮機,冷凝器,節流裝置及蒸發器;將這些裝置依次連接起來,使用混合了多種制冷劑的非共沸混合制冷劑,其中設置了從冷凝器出口通向壓縮機吸入側的旁路管。
根據權利要求10所述的制冷劑循環系統,該系統包括壓縮機,冷凝器,節流裝置及蒸發器;這些裝置依次連接起來,使用混合了多種制冷劑的非共沸混合制冷劑,其中設置了從冷凝器出口通向蒸發器入口的旁路節流裝置的旁路管。
根據權利要11所述的本發明的制冷劑循環系統,其中在起動時打開在旁路管上的開關機構。
根據權利要求12所述的本發明的制冷劑循環系統,該系統包括壓縮機,冷凝器,節流裝置及蒸發器;將這些裝置依次連接起來,使用混合了多種制冷劑的非共沸混合制冷劑,其中在蒸發器和壓縮機之間等的低壓側設置了低壓儲罐,根據負荷,來改變冷凝器出口的過冷度。
根據權利要求13所述的本發明的制冷劑循環系統,該系統包括壓縮機,冷凝器,節流裝置及蒸發器;將這些裝置依次連接起來,使用混合了多種制冷劑的非共沸混合制冷劑,其中在冷凝器和節流裝置之間設置了高壓儲罐。
根據權利要求14所述的本發明的制冷劑循環系統,該系統包括壓縮機,冷凝器,節流裝置及蒸發器;這些裝置依次連接起來,使用混合了多種制冷劑的非共沸混合制冷劑,其中設置了低壓儲罐,和高壓儲罐,低壓儲罐位于蒸發器和壓縮機之間,高壓儲罐位于冷凝器和節流裝置間。
根據權利要求15所述的本發明的制冷劑循環系統,其中設置了使在冷凝器和高壓儲罐之間流動的制冷劑的壓力改變的壓力改變裝置。
根據權利要求16所述的本發明的制冷劑循環系統,通過改變上述節流裝置的節流量地使存貯在上述高壓儲罐和低壓儲罐內的液態制冷劑在上述各儲罐之間流動。
根據權利要求17所述的本發明的制冷劑循環系統,其中在高壓儲罐和低壓儲罐之間設置了旁路管。
根據權利要求18所述的本發明的制冷劑循環系統,其中在上述制冷劑回路的制冷劑壓力不同的地方,設置可存貯制冷劑的多個儲罐,并設置旁路各儲罐之間的旁路管。
根據權利要求19所述的本發明的制冷劑循環系統,其中在儲罐間的旁路管上設置了開關機構。
根據權利要求20所述的本發明的制冷劑循環系統,其中旁路管連接在各儲罐的底部附近。
根據權利要求21所述的本發明的制冷劑循環系統,其中旁路管連接在多個儲罐的上下方向的不同位置上。
根據權利要求22所述的本發明的制冷劑循環系統,該系統包括冷凝器,冷凝器,節流裝置及蒸發器,通過將各個裝置依次連接而構成制冷劑回路,在該系統中使用了多種制冷劑混合的非共沸制冷劑,其中配置了設在蒸發器和壓縮機之間的低壓儲罐;設在冷凝器和節流裝置之間的高壓儲罐;以及設置旁路上述儲罐的旁路管,且在旁路管上設置開關機構。
根據權利要求23所述的制冷劑循環系統,其中通過檢測制冷劑組成調整所必要的負荷狀態或周圍環境狀態,來開關設在旁路低壓儲罐和高壓儲罐的旁路管上的開關機構。
根據權利要求24所述的制冷劑循環系統,其中通過檢測其中的一個儲罐內的液態制冷劑的存貯狀態,來開關該開關機構。
根據權利要求25所述的制冷劑循環系統,其中把旁路管和制冷劑回路之間制成可進行熱交換的結構。
根據權利要求26所述的制冷劑循環系統,該系統包括冷凝器,冷凝器,節流裝置及蒸發器,通過將各個裝置依次連接而構成制冷劑回路,在該系統中使用了多種制冷劑混合的非共沸制冷劑,其中設置了高壓儲罐和旁路管,高壓儲罐位于冷凝器和節流裝置之間,旁路管從上述高壓儲罐,通過節流裝置,與高壓液態制冷劑配管熱交換后,與低壓側構成裝置或低壓側配管合流。
根據權利要求27所述的制冷劑循環系統,其中從高壓儲罐經節流裝置,與高壓制冷劑配管熱交換后,連接在低壓儲罐上。
根據權利要求28所述的制冷劑循環,其中配置多個上述節流裝置和蒸發器的組合,把上述節流裝置和蒸發器的組合連接在高壓儲罐的不同位置處,高壓儲罐連接在冷凝器出口上,使高壓儲罐內的不同狀態的制冷劑流入各蒸發器。
根據權利要求29所述的制冷劑循環系統,該系統包括冷凝器,冷凝器,節流裝置及蒸發器,通過將各個裝置依次連接而構成制冷劑回路,在該系統中使用了多種制冷劑混合的非共沸制冷劑,其中設置了高壓儲罐、旁路管和熱交換器,高壓儲罐位于冷凝器和節流裝置之間,旁路管從上述高壓儲罐上部經第二節流裝置及第二蒸發器,與低壓側構成裝置或低壓側配管連接,熱交換器使上述高壓儲罐和第二節流裝置之間的配管與上述節流裝置和上述蒸發器之間的配管進行熱交換根據權利要求30所述的制冷劑循環系統,該系統包括冷凝器,冷凝器,節流裝置及蒸發器,通過將各個裝置依次連接而構成制冷劑回路,在該系統中使用了多種制冷劑混合的非共沸制冷劑,其中設置了高壓儲罐、旁路管和熱交換器,高壓儲罐位于冷凝器和節流裝置之間,旁路管從上述高壓儲罐上部經第二節流裝置及蓄熱用熱交換器,與上述蒸發器出口的配管連接,熱交換器使上述高壓儲罐和第二節流裝置之間的配管與上述節流裝置和上述蒸發器之間的配管進行熱交換。
根據權利要求31所述的制冷劑循環系統,其中旁路管和蓄熱槽經氣態制冷劑泵連接。
根據權利要求32所述的制冷劑循環系統,該系統包括冷凝器,冷凝器,節流裝置及蒸發器,通過將各個裝置依次連接而構成制冷劑回路,在該系統中使用了多種制冷劑混合的非共沸制冷劑,其中設置了高壓儲罐、旁路管、蓄熱槽、蓄熱介質和熱交換器,高壓儲罐位于冷凝器和節流裝置之間,旁路管從上述高壓儲罐上部經第二節流裝置及第二蓄熱用熱交換器,與低壓二相配管連接,蓄熱介質通過上述蓄熱用熱交換器和第二蓄熱用熱交換器積蓄熱量,蓄熱槽存貯上述蓄熱介質,熱交換器使上述高壓儲罐和第二節流裝置之間的配管與上述節流裝置和上述蒸發器之間的配管進行熱交換。
根據權利要求33所述的制冷劑循環系統,其中在蒸發器及蓄熱槽與壓縮機之間設置低壓儲罐。
根據權利要求34所述的制冷劑循環系統,該系統包括冷凝器,冷凝器,節流裝置及蒸發器,通過將各個裝置依次連接而構成制冷劑回路,在該系統中使用了多種制冷劑混合的非共沸制冷劑,其中設置了低壓儲罐、高壓儲罐、中壓儲罐、旁路管和控制裝置,低壓儲罐位于蒸發器和壓縮機之間,高壓儲罐位于冷凝器和節流裝置之間,旁路管從上述高壓儲罐經中壓儲罐連接到低壓側氣體配管上,控制裝置控制上述中壓儲罐內的溫度。
根據權利要求35所述的制冷劑循環系統,其中設置了控制低壓儲罐和高壓儲罐之間的中壓儲罐內的壓力的裝置。
根據權利要求36所述的制冷劑循環系統,其中設置了低壓儲罐、高壓儲罐、中壓儲罐、旁路管和控制裝置,低壓儲罐位于蒸發器和壓縮機之間,高壓儲罐位于冷凝器和節流裝置之間,旁路管從上述高壓儲罐經中壓儲罐連接到低壓側構成裝置或低壓側配管上,控制裝置控制上述中壓儲罐內的溫度,控制中壓儲罐內溫度的裝置可設定多階段的溫度。
根據權利要求37所述的制冷劑循環系統,該系統包括冷凝器,冷凝器,節流裝置及蒸發器,通過將各個裝置依次連接而構成制冷劑回路,在該系統中使用了多種制冷劑混合的非共沸制冷劑,其中設置了位于蒸發器和壓縮機之間的低壓儲罐,位于冷凝器和節流裝置之間的高壓儲罐,內藏精餾用熱源的中壓組成調整器,從上述高壓儲罐將液態制冷劑導向上述中壓組成調整器的液態制冷劑配管,從上述高壓儲罐將氣態制冷劑導向上述中壓組成調整器的氣態制冷劑配管和從上述中壓組成調整器連接到低壓側構成裝置或低壓側配管的旁路管。
根據權利要求38所述的制冷劑循環系統,其中設置了位于蒸發器和壓縮機之間的低壓儲罐,位于冷凝器和節流裝置之間的高壓儲罐,內藏精餾用熱源的中壓組成調整器,從上述高壓儲罐將液態制冷劑導向上述中壓組成調整器的液態制冷劑配管,從上述高壓儲罐將氣態制冷劑導向上述中壓組成調整器的氣態制冷劑配管和從上述中壓組成調整器連接到低壓側構成裝置或低壓側配管的旁路管。在連接高壓儲罐和中壓組成調整器之間的配管上和連接中壓組成調整與低壓側構成裝置或低壓側配管之間的配管上還分別設置有開關機構。
根據權利要求39所述的本發明具有高壓儲罐、第一負荷側熱交換器、旁路管和第二負荷側熱交換器,高壓儲罐將由壓縮機壓縮的在上述熱源側熱交換器內冷凝的制冷劑進行氣液分離,第一負荷側熱交換器連接在上述高壓儲罐的上方,用于放出熱量,旁路管連接在上述高壓儲罐下方和上述第一負荷側熱交換器出口側之間,第二負荷側熱交換器通過上述旁路回路和節流裝置連接上述第一負荷側熱交換器并蒸發制冷劑。
根據權利要求40所述的制冷劑循環系統,其中通過檢測上述高壓儲罐附近的制冷劑的壓力和溫度,檢測上述第一負荷側熱交換器出口側的制冷劑溫度,來控制設在上述第一負荷側熱交換器出口處的節流裝置。
根據權利要求41所述的制冷劑循環系統,其中通過檢測上述第二負荷側熱交換器出口側制冷劑的壓力和溫度,來控制入口側的節流裝置。
根據權利要求42所述的本發明的制冷劑循環系統,該系統將壓縮機,熱源側熱交換器,節流裝置,負荷側熱交換器及低壓儲罐依次連接起來,使用多種制冷劑混合而成的非共沸混合制冷劑的制冷劑循環系統,其中該系統設置了運轉判斷裝置,用于判斷制冷劑循環系統內的制冷劑流動方向,起動后的經過時間,負荷量等的各運轉狀態;存貯裝置,用于存貯事先對每一種運行狀態而設定的制冷劑的組成狀態;制冷劑組成選擇裝置,用于根據上述運轉判斷裝置判斷的運行狀態,從上述存儲裝置中選擇制冷劑組成狀態;制冷劑組成設定裝置,用于把制冷劑循環系統中循環的制冷劑組成改變成由該制冷劑組成選擇裝置選擇的組成狀態。
根據權利要求43所述的制冷劑循環系統,其中改變制冷劑組成的制冷劑組成設定裝置是節流裝置的開度設業裝置。
根據權利要求44中的本發明的制冷劑循環系統還包括制冷劑循環組成選擇裝置,在選擇的制冷劑循環組成下,確定制冷劑循環系統的運轉控制設定值。
在權利要求45中的制冷循環系統,其中在由順序連接的壓縮機、熱源側熱交換器、節流裝置、負荷側熱交換器及低壓儲罐組成的制冷循環系統中循環有多種制冷劑混合的共沸混合制冷劑,還包括判斷制冷劑循環系統各運行狀態的運行狀態判斷裝置;和根據運行判斷裝置判斷的運行狀態,變更制冷循環系統的控制設定值,對制冷循環系統進行控制的控制器。
如權利要求46所述的制冷循環系統中,作為制冷循環系統運行的控制設定值,設定成蒸發器出口過熱度或冷凝器出口的過冷卻度中的至少一個作為目標值,對應于該目標值來控制。
如權利要求47的制冷循環系統由順序連接壓縮機、熱源側熱交換器、節流裝置、負荷側熱交換器及低壓儲罐而成,制冷循環系統中循環有多種制冷劑混合的非共沸混合制冷劑,還包括在房間冷卻或房間加熱時變更制冷循環系統的控制設定值,對制冷循環系統進行控制的控制器。
如權利要求48的制冷循環系統,由順序連接壓縮機、熱源側熱交換器、節流裝置、負荷側熱交換器及低壓儲罐而成,制冷循環系統中循環有多種制冷劑混合的非共沸混合制冷劑,還包括根據房間冷卻或房間加熱時及壓縮機的運行容量變更制冷循環系統的控制設定值,對制冷循環系統進行控制的控制器。
如權利要求49的制冷循環系統,由順序連接壓縮機、熱源側熱交換器、節流裝置、負荷側熱交換器及低壓儲罐而成,制冷循環系統中循環有多種制冷劑混合的非共沸混合制冷劑,還包括根據壓縮機起動后的時間變更制冷循環系統的控制設定值,對制冷循環系統進行控制的控制器。
如權利要求50所述的制冷循環系統中,每隔所定時間或每次運行狀態發生大的變動時變更制冷循環系統的控制設定值。
如權利要求51冷凍、空調裝置,由順序連接壓縮機、熱源側熱交換器、節流裝置、負荷側熱交換器及低壓儲罐而成,制冷循環系統中循環有多種制冷劑混合的非共沸混合制冷劑,還包括推算制冷劑回路中循環的制冷劑的組成的推算裝置;根據推算出的組成,變更冷凍循環的控制設定值度并進行控制的控制器。
如權利要求52冷凍、空調裝置,由順序連接壓縮機、熱源側熱交換器、節流裝置、負荷側熱交換器及低壓儲罐而成,制冷循環系統中循環有多種制冷劑混合的非共沸混合制冷劑,還包括設置在熱源側熱交換器或負荷側熱交換器出口附近檢測制冷劑處于飽合狀態位置的溫度和壓力的檢測裝置;由上述檢測值,計算制冷劑回路中循環的制冷劑組成;根據所計算出的組成,變更冷凍循環的控制設定值度并進行控制的控制器。
如權利要求53所述的冷凍、空調裝置還設有檢測熱源側熱交換器或負荷側熱交換器之中的作為蒸發器的那個熱交換器出口的制冷劑溫度的溫度檢測裝置及檢測上述蒸發器出口制冷劑壓力的壓力檢測裝置。
如權利要求54所述的冷凍、空調裝置中還設有檢測在熱源側熱交換器或負荷側熱交換器之中的作為冷凝器的那個熱交換器出口的制冷劑壓力的壓力檢測裝置及檢測上述冷凝器出口的制冷劑溫度的溫度檢測裝置。
如權利要求55冷凍、空調裝置由順序連接壓縮機、熱源側熱交換器、高壓儲罐、節流裝置、負荷側熱交換器及低壓儲罐而成,制冷循環系統中循環有多種制冷劑混合的共沸混合制冷劑,還包括檢測高壓儲罐內制冷劑溫度的溫度檢測裝置;檢濺在高壓儲罐內制冷劑壓力的壓力檢測裝置;由上述溫度檢測裝置和壓力檢測裝置的檢測值,計算制冷劑回路中循環的制冷劑組成;根據所計算出的組成,變更冷凍循環的控制設定值并進行控制的控制器。
如權利要求56的冷凍、空調裝置中,還有根據所推算出的或計算出的制冷劑回路中循環的制冷劑的組成,計算制冷劑氣體的飽和溫度,使蒸發器出口的過熱度、或冷凝器出口的過冷度達到所定值地變更開度的節流裝置。
如權利要求57冷凍、空調裝置由順序連接壓縮機、四通閥、熱源側熱交換器、過冷熱交換器、、第一節流裝置、負荷側熱交換器及低壓儲罐而成,循環有多種制冷劑混合的共沸混合制冷劑,還包括從上述熱源側熱交換器與上述第一節流裝置之間的制冷回路分出的,通過第二節流裝置及上述過冷卻熱交換器連接到低壓氣體配管上的旁路管;檢測出上述第二節流裝置入口制冷劑溫度的第一溫度檢測裝置;檢測上述第二節流裝置出口制冷劑溫度的第二溫度檢測裝置;檢測上述第二節流裝置出口制冷劑壓力的壓力檢測裝置;根據上述第一和第二溫度檢測裝置和壓力檢測裝置的檢測值,計算制冷劑回路中循環的制冷劑的組成;根據所計算出的組成,變更冷凍循環的控制設定值并進行控制的控制器。
如權利要求58的冷凍、空調裝置在熱源側熱交換器和過冷卻熱交換器之間,設有第三節流裝置。
如權利要求59的冷凍、空調裝置中,旁路的配管的入口設在主配管的下部。
如權利要求60的冷凍、空調裝置中,旁路的分開部附近的配管的主配管上游,設有攪拌部。
如權利要求61的冷凍空調裝置中,設有多個負荷側熱交換器,還將停止著的負荷側熱交換器的制冷劑配管作為組成調整裝置。
如權利要求62的冷凍、空調裝置,由順序連接壓縮機、四通閥、熱源側熱交換器、過冷卻熱交換器、、第一節流裝置、負荷側熱交換器及低壓儲罐而成,制冷循環系統循環有多種制冷劑混合的共沸混合制冷劑,還包括檢測上述負荷側熱交換器與上述第一節流裝置之間的溫度的第一溫度檢測裝置;檢測第一節流裝置及高壓儲罐之間溫度的第二溫度檢測裝置;檢測出上述熱源側熱交換器和第二節流裝置之間溫度的第三溫度檢測裝置;檢測出第二節流裝置和高壓儲罐之間溫度的第四溫度檢測裝置;檢測上述四通閥與上述負荷側熱交換器之間的溫度的第五溫度檢測裝置;檢測上述四通閥與熱源側熱交換器之間的溫度的第六溫度檢測裝置;檢測出上述負荷側熱交換器和第一節流裝置之間壓力的第一壓力檢測裝置;檢測出上述熱源側熱交換器和第二節流裝置之間壓力的第二壓力檢測裝置;計算制冷劑回路中循環的制冷劑的組成的計算裝置;計算第一和第二節流裝置的開度,并進行控制的控制器。
如權利要求63的冷凍、空調裝置,由順序連接壓縮機、四通閥、熱源側熱交換器、第二節流裝置、高壓儲罐、第一節流裝置、負荷側熱交換器及低壓儲罐而成,制冷循環系統中循環有多種制冷劑混合的共沸混合制冷劑,還包括連接上述高壓儲罐和低壓儲罐的旁路配管、設置在上述旁路配管上的第三節流裝置;檢測上述低壓儲罐與上述第三節流裝置之間溫度的第一溫度檢測裝置;檢測第三節流裝置及高壓儲罐之間溫度的第二溫度檢測裝置;檢測上述負荷側熱交換器和第一節流裝置之間溫度的第三溫度檢測裝置;檢測上述四通閥與上述負荷側熱交換器之間的溫度的第四溫度檢測裝置;檢測出上述熱源側熱交換器和第二節流裝置之間溫度的第五溫度檢測裝置;檢測上述四通閥與熱源側熱交換器之間溫度的第六溫度檢測裝置;檢測上述第三節流裝置與低壓儲罐之間壓力的第一壓力檢測裝置;檢測上述壓縮機排出壓力的第二壓力檢測裝置;計算制冷劑回路中循環的制冷劑的組成的計算裝置;決定第三節流裝置的開度調整組成的組成調整裝置;計算第一和第二節流裝置的開度,并進行控制的控制器。
如權利要求64的冷凍、空調裝置中,設有使高壓儲罐前后的主配管與第三節流裝置和低壓儲罐之間的配管進行熱交換的過冷熱交換器。
如權利要求65的冷凍、空調裝置中,具有連接壓縮機排出側配管和低壓儲罐的吸入側配管的旁路配管,和設在上述旁路配管上開閉裝置。
如權利要求66所述的冷凍空調裝置中,還包括設在高壓儲罐和第一節流裝置之間的第一開閉裝置;在高壓儲罐和第二節流裝置之間的第二開閉裝置;旁路第一開閉裝置的連通第三開閉裝置與第一過熱熱交換器連通的旁路配管;旁路第二開閉裝置的連通第四開閉裝置與第二過熱熱交換器的旁路配管;且第一和第二過熱熱交換器是內設在低壓儲罐內。
如權利要求67的冷凍、空調裝置中,具有分割低壓儲罐貯存制冷液的部分,和防止瞬時回流向壓縮機的液體的擋板。
如權利要求68的冷凍、空調裝置,由順序連接壓縮機、熱源側熱交換器第一節流裝置、負荷側熱交換器及低壓儲罐而成,制冷循環系統中循環有多種制冷劑混合的共沸混合制冷劑,還包括由上述熱源側熱交換器與上述第一節流裝置之間的制冷回路上分出的,通過第二節流裝置和過冷卻用熱交換器連接到低壓氣體配管上的旁路配管;檢測出上述第二節流裝置入口的制冷劑溫度的第一溫度檢測裝置;檢測出第二節流裝置出口的制冷劑溫度的第二溫度檢測裝置;檢測出上述第二節流裝置出口制冷劑壓力的壓力檢測裝置;在主配管的上述旁路配管的分出處附近設置的檢測干度的檢測裝置;由上述壓力檢測裝置和干度檢測裝置檢測的值,計算制冷劑回路中循環的制冷劑的組成的計算裝置;對應所計算出的組成,進行變更冷凍循環的控制設定值的控制的控制器。
根據權利要求1所述的本發明通過旁路制冷劑回路的裝置,旁路制冷劑回路中機器的制冷劑,來調整在制冷劑回路內循環的制冷劑的組成。
根據權利要求2所述的本發明通過帶開關機構的旁路管,使從壓縮機排出部流出的制冷劑旁路向低壓側。
根據權利要求3所述的本發明將制冷劑從壓縮機排出部旁路到冷劑回路的低壓側。
根據權利要求4所述的本發明通過將從壓縮機中排出的富含低沸點成分中的一部分制冷劑旁路到低壓側構成裝置或低壓側配管內,使存貯在低壓側的富含高沸點成分的液態制冷劑蒸發。
根據權利要求5所述的本發明由從壓縮機排出的制冷劑使存貯在蒸發器內的制冷劑蒸發。另外,根據權利要求6所述的本發明在起動時打開旁路管的開關機構。
根據權利要求7和8所述的本發明,根據要求,通過檢測時間,溫度變化,壓力變化和液面高度等物理量來開關開關機構,就能夠精確地定時開關。
根據權利要求9所述的本發明通過使從冷凝器出口流出的富含低沸點成分的制冷劑返回壓縮機吸入側,就能防止壓縮機吸入側壓力的下降。
根據權利要求10所述的本發明通過增多制冷劑循環量,在短時間內就能削除制冷劑的溫度分布。
根據權利要11所述的本發明起動時打開旁路節流裝置的旁路管,增加制冷劑循環量。
根據權利要求12所述的本發明通過使液態制冷劑存在低壓儲罐內,來改變流過制冷劑回路內的高沸點成分的量。
根據權利要求13所述的本發明通過使過量的液態制冷劑存存貯在高壓儲罐內,減小流過制冷劑回路內的制冷劑的組成變化量。
根據權利要求14所述的本發明通過把原填充的制冷劑存貯在低壓儲罐高壓儲罐兩者內,可減小流過制冷劑回路內的制冷劑組成的變化量。
根據權利要求15所述的本發明通過改變冷凝器和高壓儲罐之間的壓力,就能改變高壓儲罐內存在的液體量,無需大幅度改變制冷劑回路內的壓力就能調節能力。
根據權利要求16所述的本發明的制冷劑循環系統,通過調整在低壓儲罐和高壓儲罐內貯存的制冷劑的液量和調整節流裝置,或根據權利要求17所述的本發明通過設置連接上述低壓儲罐和高壓儲罐的旁路管,來盡快地使流過制冷劑回路內的制冷劑的量和組成產生變化。
根據權利要求18所述的本發明在上述制冷劑回路的制冷劑壓力不同的地方,設置可存貯制冷劑的多個儲罐,并設置旁路各儲罐之間的旁路管,這樣,就可簡單地使制冷劑的量和組成發生變化。
根據權利要求19所述的本發明通過在低壓儲罐和高壓儲罐之間的旁路管上設置開關機構,來調節制冷劑。
根據權利要求20所述的本發明把旁路管連接在各儲罐的底部附近,就可使液態制冷劑在各儲罐之間流動以改變制冷劑回路內的制冷劑量和組成。
根據權利要求21所述的本發明旁路管連接在多個儲罐的上下方向的不同位置上,制冷劑就可在各儲罐之間流動,使高壓側的未冷凝的氣體流向低壓側,并保持制冷劑回路內的壓力。
根據權利要求22所述的本發明配置了設在低壓側,即制冷劑回路壓縮機吸入側的存貯制冷劑的低壓儲罐;設在高壓側,即制冷劑回路的節流裝置的入口側的存貯制冷劑的高壓儲罐;連接上述低壓儲罐和高壓儲罐并使制冷劑可在各儲罐之間流動的旁路管;以及設在該旁路管上的用于開關旁路管通路的開關機構,通過調節帶有上述部件的制冷劑回路內的制冷劑量和組成,就能對能力進行調整。
根據權利要求23所述的本發明通過檢測制冷劑組成調整所必要的負荷狀態或周圍環境狀態,來開關開關機構,根據狀態,對制冷劑循環系統的能力進行調整。
根據權利要求24所述的本發明根據低壓或高壓儲罐中的一個儲罐內的液態制冷劑的存貯狀態,來調整制冷劑的組成。
根據權利要求25所述的本發明增大高壓側液態制冷劑的過冷度。
根據權利要求26和27所述的本發明通過利用旁路管調節存在低壓側和高壓儲罐內的液態制冷劑量,來調節流過制冷劑回路內的高沸點成分的量,在壓縮機排出口壓力上升時,使高壓儲罐內的液體節流后與主高壓液態制冷劑進行熱交換,能夠使自身蒸發,保持原有能力,抑制壓縮機排出口壓力的上升。
根據權利要求28所述的本發明配置多個上述節流裝置和蒸發器的組合,把上述節流裝置和蒸發器的組合連接在高壓儲罐的不同位置處,使高壓儲罐內的不同狀態的制冷劑流入各蒸發器。
根據權利要求29所述的本發明在高壓儲罐內使富含高沸點成分的液態制冷劑和富含低沸點成分的氣態制冷劑分流對富含高沸點成分的液態制冷劑節流,成低壓二相制冷劑后,與富含低沸點成分的氣態制冷劑熱交換而液化,使該富含低沸點成分的液態制冷劑經節流后成為低壓汽液二相狀態。通過得到富含高沸點成分的低壓二相制冷劑,和富含低沸點成分的低壓二相制冷劑,能夠得到不同的蒸發溫度。
根據權利要求30所述的本發明在高壓儲罐內使富含高沸點成分的液態制冷劑和富含低沸點成分的氣態制冷劑分流對富含高沸點成分的液態制冷劑節流,成低壓二相制冷劑后,與富含低沸點成分的氣態制冷劑熱交換而液化,使該富含低沸點成分的液態制冷劑經節流后成為低壓汽液二相狀態。通過得到富含高沸點成分的低壓二相制冷劑和富含低沸點成分的低壓二相制冷劑,能夠得到不同的蒸發溫度。在房間冷卻的負荷較小時,將熱能蓄存在蓄熱槽中。而且,根據權利要求31所述的本發明在負荷較大時驅動氣體泵,能夠利用積蓄在蓄熱槽內的能量用于制冷。
根據權利要求32所述的本發明在高壓儲罐內使富含高沸點成分的液態制冷劑和富含低沸點成分的氣態制冷劑分流,富含高沸點成分的液態制冷劑經節流后,成低壓二相制冷劑后,與富含低沸點成分的氣態制冷劑熱交換而液化,使該富含低沸點成分的液態制冷劑經節流后成為低壓汽液二相狀態。通過得到富含高沸點成分的低壓二相制冷劑和富含低沸點成分的低壓二相制冷劑,能夠得到不同的蒸發溫度。在房間冷卻的負荷較小時,將熱能蓄存在蓄熱槽中。而且,利用積蓄在蓄熱槽內的熱能,能夠增大流過主回路的制冷劑的過冷度。
根據權利要求33所述的本發明將剩余的制冷劑存在低壓的儲罐內。
根據權利要求34所述的本發明通過控制中壓儲罐內的溫度,來改變存在中壓儲罐內的制冷劑組成,和循環過制冷劑回路內的制冷劑組成。
根據權利要求35所述的本發明通過控制中間儲罐內的壓力,使中間儲罐內的制冷劑組成變化。
根據權利要求36所述的本發明通過中間儲罐內的溫度,使中間儲罐內的制冷劑組成變化。
根據權利要求37所述的本發明在高壓儲罐內先使富含高沸點成分的制冷劑和富含低沸點成分的氣態制冷劑分流,由中壓組成調整器內的精餾用熱源機來精餾,由于在中壓組成調整器內選擇高沸點或低沸點制冷劑,就能夠調整流過主回路內的制冷劑的組成。
根據權利要求38所述的本發明通過分別在連接高壓儲罐和中間組成調整器的配管上和連接中間組成調整器和低壓側構成器或低壓側配管的配管上分別設置開關機構,就可調節制冷劑回路內的制冷劑組成。
根據權利要求39所述的本發明利用高壓儲罐內氣液分離的制冷劑就可以同時進行冷暖運轉。
根據權利要求40,41所述的本發明根據對應壓力傳感器的飽和溫度和溫度傳感器的溫度,來控制節流閥。
根據權利要求42的本發明的制冷劑回路由將壓縮機,熱源側熱交換器,節流裝置,負荷側熱交換器及低壓儲罐依次連接而成,使用多種制冷劑混合而成的非共沸混合制冷劑,通過從運行狀態判斷作為目標值在制冷劑回路內循環的制冷劑組成,因為由制冷劑組成設定裝置將循環組成調整到目標循環組成,所以能夠長時間地使非共沸混合制冷劑的循環組成保持成與運行狀態相適應的狀態。
根據權利要求43所述的本發明通過設定節流裝置的開度,來改變制冷劑的組成。
根據權利要求44的本發明,其中在由順序連接的壓縮機、熱源側熱交換器、節流裝置、負荷側熱交換器及低壓儲罐組成的制冷循環系統中循環有多種非共沸混合制冷劑,能夠根據運行判斷裝置判斷的運行狀態,計算對應所選擇的循環組成制冷循環系統的運行控制的設定值,來進行控制。
根據權利要求45的本發明,變更判斷的制冷系統運行狀態的控制設定值。
根據權利要求46的本發明,蒸發器出口過熱度或冷凝器出口的過冷卻度中的至少一個作為目標值,對應于該目標值來進行控制。
根據權利要求47的本發明,其中在由順序連接的壓縮機、熱源側熱交換器、節流裝置、負荷側熱交換器及低壓儲罐組成的制冷循環系統中循環有多種非共沸混合制冷劑,通過變更根據房間冷卻或房間加熱時制冷循環系統的控制參數,控制運行。
根據權利要求48的本發明,其中在由順序連接的壓縮機、熱源側熱交換器、節流裝置、負荷側熱交換器及低壓儲罐組成的制冷循環系統中循環有多種制冷劑混合的共沸混合制冷劑,根據房間冷卻或房間加熱時及壓縮機的運行容量變更制冷循環系統的控制參數,控制運行。
如權利要求49的本發明,其中在由順序連接的壓縮機、熱源側熱交換器、節流裝置、負荷側熱交換器及低壓儲罐組成的制冷循環系統中使用多種制冷劑混合的非共沸混合制冷劑,根據壓縮機起動后的時間,變更控制參數,控制運行,提高了良好的特性。
如權利要求50的本發明,每隔所定時間或運行狀態發生大的變動時變更制冷循環系統的控制設定值,隨變化進行控制。
如權利要求51的本發明,其中在由順序連接的壓縮機、熱源側熱交換器、節流裝置、負荷側熱交換器及低壓儲罐組成的制冷循環系統中循環有多種制冷劑混合的共沸混合制冷劑,推算制冷劑回路中循環的制冷劑的組成(以后叫作循環組成);對應所推算出的組成,計算冷凍循環的控制設定值,通過組成調整裝置,將循環組成調整到循環組成的目標值,對應于循環組成進行控制。
如權利要求52的本發明,檢測制冷劑飽和狀態下位置的溫度和壓力;由上述檢測值,計算制冷劑回路中循環的制冷劑的組成;對應所計算出的組成,變更冷凍循環的控制設定值并對其控制。
如權利要求53的本發明,檢測熱源側熱交換器或負荷側熱交換器中的作為蒸發器的熱交換器的出口處的制冷劑的壓力及溫度,由檢測的溫度和壓力計算循環組成,控制冷劑系統。
如權利要求54的本發明檢測熱源側熱交換器或負荷側熱交換器中的作為冷凝器的熱交換器的出口處的制冷劑的壓力和溫度,由檢測的溫度和壓力計算循環組成,控制冷劑系統。
如權利要求55的本發明,檢測在存在飽和液面的高壓儲罐內制冷劑的壓力和溫度;由上述壓力和溫度檢測值計算制冷劑的循環組成,控制冷劑系統。
如權利要求56的本發明,對應于推算或計算的制冷劑回路中循環的制冷劑的組成,計算制冷劑氣體的飽和溫度,使冷凝器出口的過冷度或蒸發器出口過熱度成為所定值地變更節流裝置的開度的控制。
如權利要求57的本發明,還有由上述熱源側熱交換器與上述第一節流裝置之間的制冷回路分出的,通過第二節流裝置及上述過冷卻熱交換器連接到低壓氣體配管上的旁路管;檢測上述第二節流裝置入口劑溫度的第一溫度檢測裝置;檢測上述第二節流裝置出口劑溫度的第二溫度檢測裝置;檢測上述第二節流裝置出口制冷劑壓力的壓力檢測裝置;由溫度檢測裝置和壓力檢測裝置的檢測值,計算制冷劑回路中循環的制冷劑的組成;對應所計算出的組成,變更冷凍循環的控制設定值,對冷凍循環系統進行控制。
如權利要求58的本發明,在熱源側熱交換器和過冷卻熱交換器之間,設有第三節流裝置,在房間冷卻或房間加熱時,使旁路管入口附近為液態狀態。
如權利要求59的本發明,把主配管與旁路管的分流部安裝成使旁通管相對于主配管向下,使通常液態制冷劑流入旁路管內。
如權利要求60的本發明,旁路的分流部附近的的主配管上游,設有攪拌部。
如權利要求61的本發明中,在使循環組成的控制裝置成為停著的負荷側熱交換器組成調整時,將液態制冷劑貯存在或排出停止工作的負荷側熱交換器中。
如權利要求62的本發明,房間冷卻時,由檢測出的上述負荷側熱交換器與上述第一節流裝置之間的溫度、第一節流裝置及高壓儲罐之間的溫度、上述負荷側熱交換器和第一節流裝置之間的壓力,在計算裝置中計算制冷劑的循環組成的;房間加熱時,由檢測出上述熱源側熱交換器和第二節流裝置之間的溫度、第二節流裝置和高壓儲罐之間的溫度、上述熱源側熱交換器和第二節流裝置之間的壓力,用計算裝置計算制冷劑的循環組成;且在主控制器中,計算第一和第二節流裝置的開度,對應組成進行控制。
如權利要求63的本發明,在連接上述高壓儲罐和低壓儲罐的旁路配管上,檢測出溫度和壓力,由檢測出的值,在計算裝置中計算循環組成。組成調整裝置,使計算出的循環組成與目標值的循環組成一制地決定第三節流裝置的開度。在主控制器中,對應計算出的循環組成,決定壓縮機的轉動頻率、熱源側熱交換器的風扇的轉動數和節流裝置的開度。
如權利要求64的本發明,設有使高壓儲罐前后的主配管與第三節流裝置和低壓儲罐之間的配管進行熱交換的過冷熱交換器。由于熱交換,旁路配管中流動的制冷劑的焓就傳給了主回路中流動的制冷劑。
如權利要求65的本發明中,設置有連接壓縮機排出側配管和低壓儲罐的吸入側配管的旁路配管,其中由從壓縮機排出的高溫制冷劑氣體,就能迅速地蒸發在低壓儲罐內部的液態制冷劑。
根據權利要求66的本發明中,設有在高壓儲罐和第一節流裝置之間的第一開閉裝置;在高壓儲罐和第二節流裝置之間的第二開閉裝置;旁路第一開閉裝置并連通第一過熱熱交換器的旁路配管;旁路第二開閉裝置的并連通第二過熱熱交換器的旁路配管;且第一和第二過熱熱交換器是藏在低壓儲罐內的。高溫、高壓的液體管就能迅速地將低壓儲罐內部的液態制冷劑蒸發,在低壓儲罐內部的液態制冷劑蒸發時的蒸發潛熱,就傳給了主架路中流動的制冷劑中。
根據權利要求67的本發明中,設有將低壓儲罐分出貯存制冷液的部分,以防止壓縮機起動時液體回流的擋板,防止了液體回流到壓縮機中。
根據權利要求68的本發明,在房間冷卻時,根據檢測第二節流裝置入口制冷劑溫度的溫度檢測裝置和檢測第二節流裝置出口制冷劑壓力的壓力檢測裝置的檢測值,計算制冷劑回路中循環的制冷劑組成,通過組成調整裝置將組成調整到組成的目標值。在房間供暖時,根據檢測第二節流裝置入口制冷劑溫度的溫度檢測裝置和檢測第二節流裝置出口制冷劑壓力的壓力檢測裝置的檢測值,并根據干度檢測裝置檢測到的主配管和旁路管的分流部附近的制冷劑干度,計算制冷劑回路中循環的制冷劑組成,通過組成調整裝置將組成調整到組成的目標值。
圖1是本發明中實施例1的制冷回路圖。
圖2是本發明中實施例2的制冷回路圖。
圖3是本發明中實施例3的制冷回路圖。
圖4是本發明中實施例4的制冷回路圖。
圖5是本發明中實施例5的制冷回路圖。
圖6是本發明中實施例6的制冷回路圖。
圖7是本發明中實施例7的制冷回路圖。
圖8是本發明中實施例8的制冷回路圖。
圖9是本發明中實施例9的制冷回路圖。
圖10是本發明中實施例10的制冷回路圖。
圖11是本發明中實施例11的制冷回路圖。
圖12是本發明中實施例12的制冷回路圖。
圖13是本發明中實施例12的制冷回路圖。
圖14是本發明中實施例12的制冷回路圖。
圖15是本發明中實施例12的制冷回路圖。
圖16是本發明中實施例13的制冷回路圖。
圖17是本發明中實施例13的制冷回路圖。
圖18是本發明中實施例13的制冷回路圖。
圖19是本發明中實施例14的制冷回路圖。
圖20是本發明中實施例14的溫度與制冷劑組成的關系圖。
圖21是本發明中實施例15的制冷回路圖。
圖22是本發明中實施例16的制冷回路圖。
圖23是本發明中實施例17的制冷回路圖。
圖24是本發明中實施例18的制冷回路圖。
圖25是本發明中實施例19的制冷回路圖。
圖26是本發明中實施例20的制冷回路圖。
圖27是本發明中實施例21的制冷回路圖。
圖28是本發明中實施例22的制冷回路圖。
圖29是本發明中實施例23的制冷回路圖。
圖30是本發明中實施例24的制冷回路圖。
圖31是本發明中實施例25的制冷回路圖。
圖32是本發明中實施例26的制冷回路圖。
圖33是本發明中實施例27的制冷回路圖。
圖34是本發明中實施例28的冷凍·空調裝置的制冷回路示意圖。
圖35是本發明中實施例28的非共沸混合制冷劑的溫度與循環組成關系圖。
圖36是本發明中實施例28的控制器的動作流程圖。
圖37是本發明中實施例29的冷凍·空調裝置的制冷回路示意圖。
圖38是本發明中實施例29的低壓儲罐的液面與循環組成的關系圖。
圖39是本發明中實施例29控制器動作的流程圖。
圖40是本發明中實施例29的運轉頻率數與循環組成關系的說明圖。
圖41是本發明中實施例29的其它動作的流程圖。
圖42是本發明中實施例30的冷凍·空調裝置的制冷回路示意圖。
圖43是本發明中實施例30中從壓縮機起動的開始時間與低壓儲罐的液面的關系示意圖。
圖44是本發明中實施例31的冷凍·空調裝置的制冷回路示意圖。
圖45是本發明中實施例31的非共沸混合制冷劑的溫度與循環組成關系圖。
圖46是本發明中實施例32的冷凍·空調裝置的制冷回路示意圖。
圖47是本發明中實施例32的非共沸混合制冷劑的溫度與循環組成關系圖。
圖48是本發明中實施例33的冷凍·空調裝置的制冷回路示意圖。
圖49是本發明中實施例34的冷凍·空調裝置的制冷回路示意圖。
圖50是本發明中實施例34的非共沸混合制冷劑的溫度與循環組成關系圖。
圖51是本發明中實施例35的冷凍·空調裝置的制冷回路示意圖。
圖52是本發明中實施例36的冷凍·空調裝置的制冷回路示意圖。
圖53是本發明中實施例36的旁路配管分離部的詳圖。
圖54是本發明中實施例36的旁路配管分離部的詳圖。
圖55是本發明中實施例37的冷凍·空調裝置的制冷回路示意圖。
圖56是本發明中實施例37的旁路配管分離部的詳圖。
圖57是本發明中實施例38的冷凍·空調裝置的制冷回路示意圖。
圖58是本發明中實施例39的冷凍·空調裝置的制冷回路示意圖。
圖59是本發明中實施例40的冷凍·空調裝置的制冷回路示意圖。
圖60是本發明中實施例41的冷凍·空調裝置的制冷回路示意圖。
圖61是本發明中實施例42的冷凍·空調裝置的制冷回路示意圖。
圖62是本發明中實施例43的冷凍·空調裝置的制冷回路示意圖。
圖63是本發明中實施例44的冷凍·空調裝置的制冷回路示意圖。
圖64是本發明中實施例45的冷凍·空調裝置的制冷回路示意圖。
圖65是本發明中實施例46的冷凍·空調裝置的制冷回路示意圖。
圖66是本發明中實施例47的冷凍·空調裝置的制冷回路示意圖。
圖67是已有技術中使用非共沸混合制冷劑的冷凍·空調裝置的制冷回路示意圖。
具體實施例方式
實施例1以下,說明本發明的一個實施例。圖1是表示本發明的基本系統的制冷劑回路圖。在圖中,31是壓縮機,32是熱源側熱交換器,33是節流裝置,34是負荷側熱交換器,35是低壓儲罐,用制冷劑配管依次將這些裝置連接起來形成主回路。另外,101是一根旁路管,該旁路管將制冷劑從壓縮機排出側旁路至低壓儲罐的吸入側,而36是設置在旁路管101上的開關機構。
制冷劑,例如可以使用氟里昂HFC32,HFC125,HC134,或者使用由HFC23,HFC25,HFC52混合而成的非共沸混合制冷劑。
下面,說明其作用。如圖1所示的制冷劑流動情況,從壓縮機排出的制冷劑流經熱源側熱交換器,節流裝置,負荷側熱交換器后吸入壓縮機。另一方面,在壓縮機起動時,打開開關機構36,從壓縮機排出的氣態制冷劑就流向到低壓儲罐。在低壓儲罐內,因熱容量關系,常有液態制冷劑存貯的情況,氣體成分中富含低沸點成分多,液體成分中富含高沸點成分多。起動時,因為壓縮機吸入富含低沸點成分的氣體成分,壓縮機的排出壓力急劇上升,通過使上述壓縮機的高溫排出氣體的一部分返回低壓儲罐的吸入側,將含有較多高沸點制冷劑的液體成分蒸發汽化,調節了吸入上述壓縮機的制冷劑的組成,從而,抑制了壓力升高。
在圖1的說明中,在低壓儲罐35和負荷側熱交換器(蒸發器)之間的低壓配管上連接一根旁路管,如果低壓部在氣體吹入之前已滯留了液態制冷劑,也能起到相同效果。
在上述的說明中,雖然是針對在壓縮機起動時打開開關機構36的狀態進行說明,不過也可以在檢測出成分調節的必要條件,例如,如性能降低的物理量時,每隔一定時間打開。實施例2以下,根據圖2說明本發明的實施例2。圖中,與實施例1相同的一部分用相同的符號,此處對這一部分的說明予以省略。如圖2所示,在圖1實施例的構成部件中,在壓縮機31的排出側和主節流裝置33之間旁路一根旁路管102,在旁路管102上設置開關機構37。旁路管101和開關機構36可以廢除,也可以保留。
下面,說明其作用。制冷劑如圖所示那樣流動。一方面,在壓縮機起動時,打開開關機構37,從壓縮機排出的制冷劑氣體流入負荷側熱交換器34的入口。在負荷側熱交換器34內,因熱容量關系,經常有存留液態制冷劑的情況,液體成分中富含高沸點成分。起動時,因為壓縮機吸入富含低沸點成分的氣體成分,壓縮機的排出壓力急劇上升,通過使高溫的上述壓縮機排出氣體的一部分旁路到負荷側熱交換器,含有較多高沸點制冷劑的液體成分蒸發汽化,從而,調節了吸入上述壓縮機的制冷劑的成分,達到了抑制壓力上升的目的。
在圖2的說明中,雖然在負荷側熱交換器入口和主節流裝置之間的配管上連接了一根旁路管,通過設置該旁路管和與圖1中說明的旁路管的連接位置不同的部分的另外一根旁路管等二根或二根以上,因為能使熱氣體流入全體滯留部分內,所以能縮短制冷劑組成達到一定時的時間。
系統停止時,若室溫下降,熱交換器的熱交換管和聯箱的一部分就會充滿液體。
開關機構(圖1中為36,圖2中為37)在成分調整和系統起動時打開,也可以檢測所打開的時間,數分鐘后再關閉。因使制冷劑僅流過規定的時間,閉合開關機構的正常運轉時制冷劑的旁路管上的能力損失被減少。
除了時間檢測以外,也可在低壓儲罐的液面下降后,或壓縮機吸入過熱增大后,或高壓持續上升后等,檢測溫度的變化和壓力變化,然后關閉。
即,如果檢測出成分一定,或沒有液體存貯,則關閉開關機構,而返回到通常的運轉回路。
圖1和圖2說明了制冷劑回路的例子,即使是房間供暖回路也是一樣的。這樣,在沒有達到規定的物理量所具有的值時,通過開關該開關機構,進行適當的定時開閉,從而可以使運轉高效率。
實施例3以下,根據圖3說明本發明的實施例3。圖中,與實施例1相同的部分用同一符號,該部分的說明省略。如圖3所示,在熱源側熱交換器32的出口側和壓縮機吸入側之間旁路一根旁路管103,在旁路管103上設置一開關機構38。
下面說明作用。制冷劑如圖所示的那樣流動。在壓縮機起動時,打開開關機構38,通過將富含低沸點成分的冷凝器出口的未冷凝的制冷劑氣體導入壓縮機吸入側,因此,在壓縮機吸入側,可以抑制壓力降到大氣壓以下,防止壓縮機損壞。
且,在房間供暖時,使用上述構成,在處界氣溫很低時也能很有效。
實施例4以下,根據圖說明本發明的實施例4,圖中,與實施例相同的部分用相同的符號,并省略對其說明。如圖4所示,在圖1中的構成部件中,由從熱源側熱交換器32的出口側旁路主節流裝置并連接在負荷側熱交換器入口的旁路管104和設置在旁路管上的開關機構39構成。
下面說明其作用。制冷劑如圖所示那樣流動。在壓縮縮機起動時,打開開關機構39,通過縮小高低壓差增大制冷劑的循環量,既抑制了起動時高壓的上升,又使制冷劑回路內的制冷劑濃度盡快均勻,還能夠從起動時進行穩定的制冷劑循環控制。
該結構在房間冷卻時,特別在3分鐘的范圍內再起動時是有效的。
在使用高壓儲罐(圖中未示)的情況下,改變節流的位置,房間冷卻和房間供暖就沒有區別。
通過起動時打開開關機構,就能夠提高起動時的冷凍循環的穩定性。
由于其結構是在冷凝器出口旁路而不在節流出口下游旁路,制冷劑變成低壓兩相流狀態,壓差難于擴大,旁路中難于流動。
圖4的開關機構39雖然可以全開,但若旁路過的制冷劑量過多的話,會出現較多的回流液體,所以有必要使旁路管本體具有一定程度的節流功能。
由于如上的結構,能得到短時間內使制冷劑的濃度分布達到均勻通過增加制冷劑循環量就能夠消除制冷劑回路內存在的制冷劑濃度分布,盡快使成分均勻的效果。
實施例5圖5是表示本發明的基本系統的制冷劑回路。在該圖中,31是壓縮機,40是四通閥,32是熱源側熱交換器,33是節流裝置,34是負荷側熱交換器,35是低壓儲罐,這些裝置用制冷劑配管依次連接構成主回路。
下面說明其作用。房間供暖和房間冷卻時的制冷劑流動情況如圖所示。因為剩余制冷劑滯溜在低壓儲罐內,所以充填制冷劑,并熱源側熱交換器32的熱交換器出口的過冷度隨負荷變化。負荷大時,減小熱源側熱交換器的熱交換器出口的過冷度,進行使過量制冷劑留在低壓儲罐內的運轉。留在低壓儲罐內的過量液態制冷劑含有較多的高沸點成分,因此,在主回路內循環的制冷劑的成分是低沸點成分較多的制冷劑。為此,吸入壓縮機的制冷劑的密度增大,制冷劑循環量增加,能力也就增強。
負荷小時,增大熱源側熱交換器的熱交換器出口的過冷度,使過量制冷劑從低壓儲罐流向熱交換器或制冷劑配管,通過進行使過量制冷劑不滯溜在低壓儲罐的運轉,可以減少制冷劑循環量,減少制冷能力。
過冷度的變化,例如,可以根據低壓儲罐內的溫度和壓力大小,通過改變節流裝置的開度而變化。這里,負荷大時表示空氣條件(DB/WB)較高,負荷小時空氣條件較低。雖然把與冷凝器出口壓力相對應的飽和溫度與冷凝器出口的制冷劑溫度之差定義為過冷度,但因為上述飽和液溫度依賴于制冷劑的組成,要根據檢測(上述低壓儲罐的壓力和溫度)予先推測。
之所以充填成分(單元內封入的制冷劑成分)和循環成分(使單元運行時的制冷劑的成分)產生不同,是因為在氣液二相線上的氣液分離,即,R32濃的氣體比R134a濃的液體的速度快,也就是說,R134a在此情況接近于滯留狀態。在低壓儲罐中已達到極限。
通過使液態制冷劑貯存在低壓儲罐內,就可以調整流入制冷劑回路內的高沸點成分的制冷劑量,并根據負荷調整能力。
所述能力表示由熱交換器所進行的熱交換量。例如低壓儲罐貯存過量的液態制冷劑,則高沸點含量高的液態制冷劑就會存貯在低壓儲罐內,流入主制冷劑回路的制冷劑組成主要為低沸點成分。因此通過控制存貯在低壓儲罐內的液態制冷劑量,就能夠改變流入主制冷劑回路內的制冷劑的組成。
進一步地,通過調小節流孔,使制冷劑從儲罐流向冷凝器,就能使儲罐內的液面變化。
如果,過量的液態制冷劑的組成是含有較多高沸點成分的制冷劑,而循環組成為低沸點成分較多的制冷劑,而吸入壓縮機內的制冷劑氣體的密度就增大,制冷劑的循環量就會增加。
實施例6圖6是表示本發明的基本系統的制冷劑回路。圖中,與實施例5相同的部分用相同的符號表示,此處省略其說明。在圖5的實施例5的構成部件中再新加設一個副節流裝置41和高壓儲罐,副節流裝置41和高壓儲罐連接在熱源側熱交換器和主節流裝置之間。
下面,說明其作用。制冷劑如圖所示的那樣流動。事先,充填過量制冷劑至存留在低壓儲罐35或高壓儲罐42內。制冷時,從壓縮機31排出的制冷劑氣體通過四通閥40在熱源側熱交換器32內冷凝成為液態制冷劑,由副節流裝置41經過適當節流后,流入高壓儲罐。通過高壓儲罐的液態制冷劑由主節流裝置33節流至低壓,在負荷側熱交換器34內蒸發,經四通閥40及低壓儲罐35返回壓縮機。在為了將液態制冷劑滯溜在高壓儲罐內時,蒸發器出口的過熱度控制在一定的范圍內,在為了將液態制冷劑滯溜在高壓儲罐內時,要將冷凝器出口的過冷度控制在一定的范圍內。
為將蒸發器出口過熱度控制在一定范圍,例如可以通過改變節流閥開度使蒸發器出入口溫度差保持一定來實現。
又,為將冷凝器出口過冷度控制在一定范圍,例如,通過改變節流閥的角度冷凝器的中間溫度和出口溫度的差保持一定來實現。
在氣溫高的情況下,制冷負荷就大。
負荷小時,通過使副節流裝置41加深節流,如果副節流裝置出口處的制冷劑成二相狀態,則液態制冷劑就不會停留在高壓儲罐42內,液態制冷劑就會流向低壓儲罐35內。因為高沸點含量高的液態制冷劑留在低壓儲罐35內,所以在主回路內循環的制冷劑成為富含低沸點成分的制冷劑。因此,吸入壓縮機31內的制冷劑的密度增大,制冷劑循環量增加,能力也增大。
即,副節流裝置41加深節流,造成流入高壓儲罐的制冷劑成為二相流,液體從高壓儲罐流向低壓儲罐,因這兩個效果,高壓儲罐內就沒有液體。
負荷大時,通過使主節流裝置加深節流,液態制冷劑從低壓儲罐35流向高壓儲罐43,因為制冷劑的組成近似于充填的制冷劑的組成,所以能夠降低能力。
另外,在供暖情況下,外部氣溫低時,引起壓力下降時,因該制冷劑滯留在低壓儲罐內,所以能控制低壓下降。
供暖情況下也一樣,根據負荷,通過使制冷劑液體存儲在高壓儲罐42內或低壓儲罐35內,能夠調整能力。
這樣,通過使制冷劑液體存儲在低壓儲罐內,就能調節制冷劑回路內流動的高沸點成分的量,從而能夠根據負荷調整能力。
通過使過量制冷劑液體存儲在高壓儲罐內,就可以減小制冷劑回路內流動的制冷劑組成變化量,可以穩定進行冷凍循環的控制。
通過操作主節流裝置和副節流裝置,利用各個儲罐,就能夠在運轉過程中簡單地調整組成。通過節流裝置的操作,是能夠調整高壓儲罐內的制冷劑量的,即,為了使蒸發器出口處的制冷劑的過熱度保持一定,要控制節流裝置的開度。
負荷大(空氣溫度高)時,如圖6的A葥頭那樣,流入儲罐的制冷劑成二相狀態,因為從儲罐中流出的沿如圖6中箭頭B方向流動的制冷劑成飽和狀態,成單相地流出,因此,從儲罐42中持續流出的制冷劑量較多,儲罐42內的液面就下降。
負荷小(空氣溫度低)時,若沿前頭A要流入儲罐42內的單相液態制冷劑在節流裝置33處節流至過冷狀態,則流入儲罐42內的過冷狀態的液態制冷劑使儲罐內的氣態制冷劑冷凝,自身成為飽和的單相液態制冷劑,并從儲罐沿前頭B方向持續流出。
因此,儲罐內的氣體的冷凝的部分,使得儲罐內的液體量增加。
在圖4所示的結構中,使熱交換器仍具有貯存液體的功能,并把儲罐設在高壓側,就更能夠增加調整量。
另外,供暖且負荷大時,通過使主節流裝置33加深節流,可以使高壓儲罐42內的液狀制冷劑減少成為上述負荷大的狀態。相反,負荷小時,通過使副節流裝置41加深節流,可以變成上述負荷小的狀態。
如上所述,通過把高壓儲罐配置在冷凝器出口側,由冷凝器冷凝的液態制冷劑留在高壓儲罐內。因為這些液態制冷劑使循環的制冷劑立即冷卻,成為單液相的狀態,所以組成近似于循環組成,并與在低壓儲罐內存留過量制冷劑的情況不同。
另外,通過設置副節流裝置,在制冷-供噯時,能夠使高壓儲罐處于高壓液面線上。這樣,通過在冷凝器和高壓儲罐之間設置使壓力變化的裝置,就可以改變流入高壓儲罐的制冷劑的干度,還可以容易地控制高壓儲罐的液面。
以上述的控制順序,把2段節流,上游側的節流作為冷凝器出口的過冷度的控制,在高壓上升(例如超過25kgf/cm2)時,使冷凝器出口過冷度的值減小。下游側的節流以控制蒸發器的出入口的溫差。
在低壓下降的情況下,僅由上游側節流閥作為過冷控制,下游側節流閥全開。
因此使低壓儲罐內低沸點成分增多。
此時,因為制冷劑回路內的壓力增高,運轉范圍變狹,所以首先用高壓儲罐來控制。
實施例7圖7是表示本發明的基本系統的制冷劑回路。圖中,與實施例6相同的部分用同一符號,并省略了說明。在圖6中的實施例6的結構部件中,還設計有從高壓儲罐42的底部至低壓儲罐接一根旁路管105,旁路管105上設開關機構43,開關機構43設在旁路管的中間。
下面,說明其作用。制冷劑如圖所示的那樣流動。事先,充填過量的制冷劑以便存留在低壓儲罐35或高壓罐42內。在制冷時,從壓縮機排出的氣態制冷劑通過四通閥40,在熱源側熱交換器32中冷凝成液態制冷劑,由副節流裝置41適當節流后,流入高壓儲罐42內。通過高壓儲罐的液態制冷劑由主節流裝置節流至低壓,在負荷側熱交換器內蒸發,再經四通閥40及低壓儲罐35返回壓縮機。
在負荷大,壓縮機起動頻率高時,通過打開開關機構43,使副節流裝置節流,高壓儲罐42內的的液態制冷劑通過旁路管105,流向低壓儲罐35。如副節流裝置出口處的制冷劑成二相狀態,則高壓儲罐42內就沒有液態制冷劑留存,確保液態制冷劑存貯在低壓儲罐35內。因為低壓儲罐35內存貯了含有較多高沸點的液態制冷劑,所以,在主回路內循環的制冷劑成為低沸點成分為多的制冷劑。因此,吸入壓縮機31內的制冷劑密度增大,制冷劑循環量增加,能力也增大。
負荷小,壓縮機頻率低時,通過主節流裝置33節流,使液態制冷劑從低壓儲罐35流向高壓42,因為制冷劑組成近似于充填入的制冷劑組成,所以,能夠降低能力。
運行狀態為供暖時也一樣,根據負荷,通過使液態制冷劑貯存在高壓儲罐42或低壓儲罐35內,能夠調整能力。
如此,該冷凍空調裝置通過用連接上述低壓儲罐和高壓儲罐的旁路管來調節存貯在低壓儲罐和高壓儲罐內的制冷劑量,就能夠快速調節在制冷劑回路內流動的高沸點成分的量,并根據負荷調節能力。
如上所述,通過設置旁路管,能夠快速調整組成,和穩定冷凍循環。
實施例8圖8是表示本發明的基本系統的制冷劑回路。圖中,與實施例6相同的部分用相同的符號表示,并省略了說明。在圖6中的實施例6的構成部件中,還設置從高壓儲罐42的上部連接至低壓儲罐的旁路管106,和開關機構44,該開關機構44設在旁路管的中間。
下面說明作用。事先,充填過量的制冷劑以便于存貯在低壓儲罐35或高壓儲罐42內。在制冷時,從壓縮機31排出的制冷劑氣體通過四通閥40,由熱源側熱交換器32冷凝而成為液態制冷劑,由副節流裝置41適當節流后,流入高壓儲罐內。通過高壓儲罐的液態制冷劑由主節流裝置節流至低壓,在負荷側熱交換器內蒸發,經四通閥40及低壓儲罐35返回壓縮機。
在供暖運轉時,外部氣溫低的情況下,在低壓降低時,開關機構44打開,如圖所示那樣富含低沸點成分的未冷凝的氣體流向低壓儲罐,制止了壓縮機的吸入壓力的下降。實施例9以下,根據圖9說明本發明的實施例9。31是壓縮機,40是四通閥,32是熱源側熱交換器,41是副節流裝置,42是高壓儲罐,33是主節流裝置,34是負荷側熱交換器,35是低壓儲罐。這些裝置用制冷劑配管依次連接而構成主回路。47,48是開關高壓儲罐的入口和出口的開關機構。而107是從高壓儲罐連接至低壓儲罐的第一旁路管,45是設置在上述第一旁路管上的開關機構。108是旁路高壓儲罐42和開關機構47及48的第三旁路管,46是設置在上述第二旁路管上的開關機構。
下面,說明作用。制冷劑如圖9所示那樣流動。事先,充填過量制冷劑以便于存貯在低壓儲罐35或高壓儲罐42內。在制冷時,從壓縮機32排出的制冷劑氣體通過四通閥40,由熱源側熱交換器32冷凝而成為液態制冷劑,由副節流裝置41適當節流后,流入高壓儲罐。通過高壓儲罐的液態制冷劑由主節流裝置節流至低壓,在負荷側熱交換器內蒸發,經四通閥40及低壓儲罐35返回壓縮機。
負荷大時,通過打開開關機構45,使副節流裝置加深節流,高壓儲罐42內的液態制冷劑通過旁路管107,流向低壓儲罐35。如果副節流裝置出口使制冷劑成為二相狀態,則液態制冷劑不會滯溜在高壓儲罐內,液態制冷劑保留在低壓儲罐35內。保持在低壓儲罐35內的液態制冷劑的組成與在主回路內循環的制冷劑組成不同,是富含高沸點成分的制冷劑。檢測了在低壓儲罐35內確保的狀態后,關閉開關機構47,48,打開開關機構46,制冷劑就旁路過高壓儲罐42,通過使制冷劑回路內的制冷劑分布長期保持一定,就能能夠使運轉保持穩定。
為了檢測位于儲罐內的液態制冷劑的狀態,目前的方法有給液面檢測回路,即存儲器外壁一定熱量,檢測溫度上升,并比較加熱位置,或是如后述的那樣,檢測循環組成,求出儲罐內的制冷劑量。
負荷小時,打開開關機構47及48,關閉開關機構46,主節流裝置33加深節流,在起冷凝器作用的熱源側交換器32的出口處,因制冷劑成為液態,液態制冷劑存貯在高壓儲罐42內。在液態制冷劑存貯在高壓儲罐42內的狀態下,關閉開關機構47及48,打開開關機構46,保持液態制冷劑存貯在高壓儲罐內的狀態。此時,保持在儲罐內的液態制冷劑近似于把制冷劑充填入制冷劑回路內時的組成,也就是在制冷劑回路內循環的制冷劑組成與充填制冷劑時的組成相近。
在供暖的情況下,從壓縮機31排出的氣態制冷劑通過四通閥40,在負荷側熱交換器冷凝而成為液態制冷劑,由主節流裝置適當節流后,流入高壓儲罐內。通過高壓儲罐的液態制冷劑由副節流裝置33節流以至低壓狀態,由熱源側熱交換器使其蒸發,經四通閥40及低壓儲罐35返回壓縮機31。
負荷大時,通過打開開關機構45,使主節流裝置加深節流,高壓儲罐42內的液態制冷劑通過旁路管107,流向低壓儲罐35。如果主節流裝置出口使制冷劑成為二相狀態,則液態制冷劑不會滯溜在高壓儲罐內,液態制冷劑保留在低壓儲罐35內。保持在低壓儲罐35內的液態制冷劑的組成與在主回路內循環的制冷劑組成不同,是富含高沸點成分的制冷劑。適量的制冷劑流動到低壓儲罐后,關閉開關機構47,48,打開開關機構46,制冷劑就旁路到高壓儲罐42中,通過使制冷劑回路內的制冷劑分布長期保持一定,就能夠使運轉保持穩定。
負荷小時,打開開關機構47及48,關閉開關機構46,副節流裝置41加深節流,在起冷凝器作用的負荷側熱交換器34的出口處,因制冷劑成為液態,液態制冷劑存貯在高壓儲罐42內。在液態制冷劑存貯在高壓儲罐42內的狀態下,關閉開關機構47及48,打開開關機構46,保持液態制冷劑存貯在高壓儲罐內的狀態。此時,保持在儲罐內的液態制冷劑近似于把制冷劑充填入制冷劑回路內時的組成,也就是在制冷劑回路內循環的制冷劑組成與充填制冷劑時的組成相近。
如此,根據負荷,通過有選擇地使液態制冷劑存貯在低壓儲罐或高壓儲罐內,來改變在制冷劑回路內循環的制冷劑組成,能夠在不改變壓縮機轉動頻率的情況下,使其能力發生變化。
如上所述,由這些制冷劑回路構成的冷凍空調裝置利用連接上述低壓儲罐和高壓儲罐的旁路管來調節存貯在低壓儲罐和高壓儲罐內的液態制冷劑的量,就能夠盡快調節在制冷劑回路內流動的高沸點成分的含量,并根據負荷調整能力。
另外,這些冷凍空調裝置要調節存貯在低壓儲罐和高壓儲罐內的液態制冷劑,同時,在因壓縮機的吸入而使壓力下降的情況下,通過使高壓儲罐上部的富含低沸點成分的氣態制冷劑返回壓縮機吸入側,就能夠防止壓縮機吸入壓力的下降。
在通過檢測所必要的負荷狀態或周圍環境狀態后進行制冷劑組成的調整時,開關機構進行開關,也可以根據來自模式切換開關的信號檢測制冷或供暖的運行模式;根據壓縮機的頻率或速度信號檢測負荷狀態;或根據制冷劑回路各部位的溫度傳感器檢測制冷劑流動方向和負荷狀態來判斷是否開閉開關機構。
通過檢測低壓和高壓儲罐中的至少一個儲罐內的液態制冷劑的存貯狀態,就能夠為調整制冷劑的組成而開關制冷劑回路的開關機構。該檢測工作既可以根據制冷劑回路各部的溫度,壓力從理論上來推定,或通過計算而推測;又可以從各儲罐位置的加熱溫度狀態進行高,中,低的判斷。
利用氣體若被加熱,會立即變熱,而加熱液體,變熱會緩慢的特性,就能判斷是否有液體存留。
在以上實施例7,8,9上記載了在旁路管上設置開關機構的例子,該開關的計時,在例如起動或正常時,高壓上升,有必要引入低壓時打開。
實施例10以下,根據圖10說明本發明的實施例10。31是壓縮機,40是四通閥,32是熱源側熱交換器,41是副節流裝置,42是高壓儲罐,33是主節流裝置,34是負荷側熱交換器,35是低壓儲罐,用制冷劑配管依次將這些裝置連接起來形成主回路。另外,109是一根旁路管,該旁路管從高壓儲罐連接到低壓儲罐,49是設置在上述第一旁路管上的第三節流裝置。50是使位于主節流裝置33和副節流裝置41之間的主配管與位于第三節流裝置49和低壓儲罐35之間的旁路管進行熱交換的過冷熱交換器。
下面,說明作用。制冷劑如圖10所示的那樣流動。事先,充填過量制冷劑以便于制冷劑存貯在低壓儲罐35或高壓儲罐42內。在制冷時,從壓縮機31排出的氣態制冷劑通過四通閥40,在熱源側熱交換器32中冷凝成液態制冷劑,由副節流裝置適當節流后,流入高壓儲罐。通過高壓儲罐的液態制冷劑由主節流裝置節流至低壓,在負荷側熱交換器內蒸發,經四通閥40及低壓儲罐35返回壓縮機。
此處,打開第三節流裝置49,高壓儲罐內的液態制冷劑作為二相制冷劑流向過冷熱交換器50。在過冷熱交換器50內,使高壓液態劑流動的主配管與低壓二相制冷劑流動的旁路管進行熱交換,就能夠增加在主配管內流動的液態制冷劑的過冷度。通過這種手段就可以提高主節流裝置33及副節流裝置41上的流量控制的可信度。0155另外,在高壓顯著上升時,使主節流裝置33及副節流裝置41放松節流,在起冷凝器作用的熱源側熱交換器32的出口處,制冷劑的狀態為二相狀態。此時,存貯在高壓儲罐42內的液態制冷劑成為富含高沸點成分的制冷劑,通過打開第三節流裝置,使富含高沸點成分的制冷劑在過冷熱交換器50內蒸發后,返回低壓儲罐35,因為壓縮機31吸入富含高沸點成分的氣態制冷劑,所以能夠抑制壓縮機31的排出壓力。
在供暖時,從壓縮機31排出的氣態制冷劑通過四通閥40由負荷側熱交換器34冷凝成液態制冷劑,由主節流裝置33適當節流后流入高壓儲罐42內。通過高壓儲罐42的液態制冷劑由副節流裝置節流至低壓,在熱源側熱交換器32內蒸發,經四通閥40及低壓儲罐35返回壓縮機。
此處,打開第三節流裝置49,高壓儲罐內的液態制冷劑作為二相制冷劑流向過冷熱交換器50。在過冷熱交換器50內,使高壓液態劑流動的主配管與低壓二相制冷劑流動的旁路管進行熱交換,就能夠增加在主配管內流動的液態制冷劑的過冷度。通過這種手段就可以提高主節流裝置33及副節流裝置41上的流量控制的可信度。
另外,在高壓顯著上升時,使主節流裝置33及副節流裝置41放松節流,在起冷凝器作用的負荷側熱交換器34的出口處,制冷劑的狀態為二相狀態。此時,存貯在高壓儲罐42內的液態制冷劑成為富含高沸點成分的制冷劑,通過打開第三節流裝置,使富含高沸點成分的制冷劑在過冷熱交換器50內蒸發后,返回低壓儲罐35,因為壓縮機31吸入富含高沸點成分的氣態制冷劑,所以能夠抑制壓縮機31的排出壓力。
即,該冷凝空調裝置通過調節存貯在低壓儲罐和高壓儲罐內的液態制冷劑量,就能夠調節在制冷劑回路內流動的高沸點成分的量,在壓縮機排出壓力上升時,高壓儲罐內的液體節流后,與主管內流動的高壓液態制冷劑進行熱交換,使自身蒸發汽化,從而保持了能力,抑制了壓縮機排出壓力的上升。
這樣,通過設置從高壓儲罐處,使經節流的高壓液態制冷劑的配管與熱交換后低壓氣體的配管合并的旁路管109,能夠提高流量控制的可信度,同時,保持能力抑制壓縮機排出壓力的上升。
實施例11圖11是表示本發明的實施例11的制冷劑回路圖。圖中,31是壓縮機,54是四通閥,32是熱源側熱交換器,41是副節流裝置,42是高壓儲罐,33是主節流裝置,53是制冷劑-制冷劑熱交換器,34是負荷側熱交換器,35是低壓儲罐,用制冷劑配管依次將這些裝置連接起來形成主回路。另外,51是第三節流裝置,52是第二負荷側熱交換器,用制冷劑配管110將制冷劑-制冷劑熱交換器53、第三節流裝置51及第二負荷側熱交換器52,通過配管110,其一端與高壓儲罐相連,另一端連接在負荷側熱交換器和四通閥54之間的配管上。
下面,說明作用。制冷劑如圖11所示那樣流動。制冷時,制冷劑從壓縮機31流出經四通閥54流入熱源側熱交換器32,在熱源側熱交換器32內冷凝,由副節流裝置41適當節流后,流入高壓儲罐42內。在高壓儲罐42內,制冷劑分離成富含低沸點成分的氣體和富含高沸點成分的液體。富含高沸點成分的制冷劑由主節流裝置33節流至低壓,在制冷劑-制冷劑熱交換器53中一部分吸收熱量而汽化,然后流入負荷側熱交換器34中。在負荷側熱交換器34內從周圍環境吸收熱量,蒸發汽化的制冷劑經四通閥54及低壓儲罐35返回壓縮機。
另外,在高壓儲罐內分離的富含低沸點成分制冷劑的制冷劑氣體在制冷劑-制冷劑熱交換器53中與低壓二相制冷劑進行熱交換而冷凝。該富含低沸點成分的高壓液態制冷劑由第三節流裝置51節流至低壓,在第二負荷側熱交換器52內從周圍吸取熱量,同時,使自身蒸發汽化,然后與在負荷側熱交換器34內蒸發汽化的富含高沸點成分的氣態制冷劑合流,經四通閥54及低壓儲罐35返回壓縮機31。這里,因為流過第二負荷側熱交換器52的制冷劑含有較多的低沸點成分,所以,即使同樣的低壓,可以具有與負荷側熱交換器34不同的蒸發溫度。
這樣,因為富含低沸點成分的氣體由熱交換器53冷凝,富含低沸點成分的制冷劑在熱交換器52內流過,富含高沸點成分的制冷劑在熱交換器34內流過。因此,如果壓力相同,熱交換器35、52的蒸發溫度不同,在本例中,熱交換器52的蒸發器溫度低。
另外,通過由熱源側熱交換器32控制熱交換量,能夠控制在高壓儲罐42內分離的制冷劑氣體的組成和液的組成,也能夠控制負荷側熱交換器34和第二負荷側熱交換器之間的蒸發溫度的溫差。
上述例子中在熱交換器32上分割熱交換器,另外,通過加減風量(水量),可調節熱交換量。此外,例如可以通過變化熱交換器34及52的制冷劑出口過熱度進行熱交換量的加減調整。
該冷凍-空調裝置在高壓儲罐內使富含高沸點成分的液態制冷劑與富含低沸點成分的氣態制冷劑分流,富含高沸點成分的液態制冷劑節流一旦變成低壓的氣液兩相制冷劑后,與富含低沸點成分的氣態制冷劑熱交換而液化,使該富含低沸點成分的液態制冷劑節流,就成低壓的氣液二相狀態。因此,通過得到富含高沸點成分的低壓二相制冷劑和富含低沸點成分的低壓二相制冷劑,能夠得到不同的蒸發溫度。
實施例12圖12-15是表示本發明的實施例12的制冷劑回路。其中圖12-圖15分別表示各個運行狀態的制冷劑的流動情況。圖中,與實施例11相同的部分用相同的符號表示,并省略其說明。如圖12所示,設置了蓄熱用熱交換器55、蓄熱介質56、容納蓄熱用熱交換器55與蓄熱介質的蓄熱槽57、氣態制冷劑泵58、蓄熱用四通閥59和開關機構60,61及62。蓄熱介質56可以使用如水。制冷劑-制冷劑熱交換器53、第三節流裝置51、蓄熱用熱交換器55及開關機構62通過制冷劑配管110連接起來,配管的一端與高壓儲罐42相連,另一端連接在負荷側熱交換器34和四通閥54之間的配管上。并且,旁路開關機構62,連接蓄熱用四通閥59和氣體泵58,配管的端部通過開關機構60及61與開關機構62前后的配管相連接。
對蓄冷運轉,即,進行制冰的運轉進行說明。在圖12中,關閉開關機構60及61,打開開關機構62,驅動壓縮機。從壓縮機31排出的高溫高壓氣態制冷劑在熱源側熱交換器32內冷凝,由副節流裝置41適當節流后,流入高壓儲罐內。一旦高壓儲罐內裝滿液態制冷劑,液態制冷劑就流向配管110,經制冷劑-制冷劑熱交換器53由第三節流裝置51節流至低壓。此時,主節流裝置33適當開關,由制冷劑-制冷劑熱交換器53調節流入制冷劑配管110內的制冷劑的過冷度。由節流裝置51節流至低壓的二相制冷劑從蓄熱槽57內的蓄熱介質56上吸取熱量,使蓄熱介質凍結,而其自身蒸發汽化。汽化后的制冷劑經四通閥54及低壓儲罐35返回壓縮機31。此外,圖14表示蓄熱運轉的例子。
如圖14,對放冷運轉,即通過蓄冷熱的放冷來制冷的運轉進行說明。打開開關機構60及61,關閉開關機構62,驅動氣體泵58。從氣體泵58排出的制冷劑通過蓄熱用四通閥59流至蓄熱用熱交換器55,由蓄熱槽56內的蓄熱介質冷卻冷凝液化,成為約9kgf/cm2的液態制冷劑。該液態制冷劑由蓄熱用節流裝置51適當節流后,流入高壓儲罐42內。從高壓儲罐42流出的液態制冷劑由主節流裝置33節流至低壓成為低溫低壓的二相制冷劑,在制冷劑-制冷劑熱交換器53內吸收一定的熱量后,流至負荷側熱交換器34。低溫低壓的二相制冷劑從負荷側熱交換器34的周圍吸收熱量,同時自身蒸發汽化,通過蓄熱用四通閥59返回氣體泵58。
如圖12,對一般的制冷運轉,即,不利用蓄冷熱,僅用壓縮機31進行制冷運轉進行說明。關閉開關機構60,61及62,驅動壓縮機31。從壓縮機31排出的制冷劑通過四通閥54流到熱源側熱交換器32,在那里,制冷劑冷凝液化,并由副節流裝置41適當節流后,流入高壓儲罐42內。從高壓儲罐42內流出的液態制冷劑由主節流裝置33節流至低壓,成為低溫低壓二相制冷劑,然后流至負荷側熱交換器34。低溫低壓二相制冷劑從負荷側熱交換器34周圍吸收熱量進行制冷的同時,自身蒸發汽化,經四通閥54及低壓儲罐35返回壓縮機。而圖5表示一般的供暖運轉的例子。
圖3表示一般的制冷運轉,在制冷負荷小時,打開開關機構62,使從高壓儲罐42上部流出的富含低沸點成分的氣態制冷劑流向制冷劑配管110。該富含低沸點成分的氣態制冷劑在制冷劑-制冷劑熱交換器內放熱同時冷凝,由蓄熱用節流裝置節流。因為流入制冷劑配管110內的制冷劑為富含低沸點成分的制冷劑,所以,由蓄熱用節流裝置節流后的制冷劑溫度可以比負荷側熱交換器34的蒸發溫度低,在蓄熱用熱交換器中,從周圍吸收熱量,使蓄熱槽57內的蓄熱介質凍結,而自身蒸發汽化,從而可以既制冷又蓄冷熱。
利用圖13對同時進行一般制冷運轉和放冷運轉的蓄冷熱并用制冷運轉進行說明。打開開關機構60及61,關閉開關機構62,驅動壓縮機31及氣體泵58。此時,由氣體泵58側的蓄熱用熱交換器55冷凝的液態制冷劑與從壓縮機31排出的由副節流裝置41減壓的制冷劑在高壓儲罐42內合流,由節流裝置33減壓至更低的壓力,然后流至負荷側熱交換器34,從周圍吸收熱量進行制冷,同時自身蒸發汽化。由負荷側熱交換器34汽化的制冷劑分成二部分,一部分通過四通閥54及低壓儲罐返回壓縮機31,另一部分通過蓄熱用四通閥59返回氣體泵。而圖15表示蓄熱并用的例子。
該冷凍空調裝置在高壓儲罐內分流成富含高沸點成分的液態制冷劑和富含低沸點成分的氣態制冷劑,使富含高沸點成分的液態制冷劑經過節流,成低壓的二相制冷劑后,與富含低沸點成分的氣態制冷劑進行熱交換而液化,使該富含低沸點成分的液態制冷劑節流成為低壓的氣液二相狀態。這樣,通過得到富含高沸點成分的低壓二相制冷劑和富含低沸點成分的低壓二相制冷劑,就能夠得到不同的蒸發溫度,同時在制冷負荷小時,蓄熱槽蓄熱,而在負荷大時,通過驅動氣體泵,使用儲蓄在蓄熱槽內的熱能進行空調。
各運轉的切換,例如,首先在夜間進行蓄冷運轉,在蓄熱槽內制冰。而在晝間利用夜間所制的冰來制冷,同時,根據負荷,使壓縮機運轉進行蓄熱制冷運轉。另外,在該用水的情況下,僅使壓縮機運轉。
以該運轉為基本,負荷大或小,例如以室內溫度為基準,在室內機斷熱時(thermooff)判斷為負荷小,邊進行制冷邊蓄熱(制冰)。另一方面,在蒸發溫度不高的情況下(例如10℃以上),進行蓄熱并制冷這樣就能夠邊蓄熱邊制冷。
實施例13圖16-18是表示本發明的實施例13的制冷劑回路圖。圖中,31是壓縮機,54是四通閥,32是熱源側熱交換器,41是副節流裝置,42是高壓儲罐,33是主節流裝置,53是制冷劑-制冷劑熱交換器,63是第一蓄熱用熱交換器,73是第三節流裝置,34是負荷側熱交換器,35是低壓儲罐,用配管依次這些裝置連接起來構成主制冷劑回路。51是蓄熱用節流裝置,64是第二蓄熱用熱交換器,用制冷劑配管111將它們連接起來,配管的一端連接在高壓儲罐的上部,另一端連接在負荷側熱交換器34和四通閥54之間的制冷劑配管上。在第一蓄熱用熱交換器56的一端上設置開關機構68,而在另一端上設置開關機構70,71。112是通過開關機構67將開關機構65和66之間的配管及開關機構68和主節流裝置33之間的配管連接起來的制冷劑管。113是通過開關機構72將開關機構70和71之間的配管及開關機構69和負荷側熱交換器之間的配管連接起來的制冷劑管。
下面,說明蓄冷運轉,即,制冰運轉。在圖16中,關閉開關機構65,打開開關機構66,67,68,69,70,71及72,驅動壓縮機。從壓縮機31排出的高溫高壓氣態制冷劑由熱源側熱交換器32冷凝,經副節流裝置41適當節流后,流至高壓儲罐。一旦高壓儲罐裝滿液態制冷劑時,液態制冷劑就流向配管111,通過制冷劑-制冷劑熱交換器53由第三節流裝置51節流至低壓狀態。此時,主節流裝置33適當開關,由制冷劑-制冷劑熱交換器53調節在制冷劑配管110內流動的制冷劑的過冷度。由第三節流裝置51節流至低壓的低溫二相制冷劑分別流向第一蓄熱用熱交換器和第二蓄熱用熱交換器,從蓄熱槽57內的蓄熱介質56吸收熱量,使蓄熱介質56凍結,而自身蒸發汽化。汽化后的制冷劑經四通閥54及低壓儲罐35返回壓縮機31。另外,圖17表示了蓄熱運轉。
下面說明制冷運轉。如16所示,關閉開關機構65,66,67,70,71及72,打開開關機構68和69,驅動壓縮機31。從壓縮機31排出的制冷劑通過四通閥54流至熱源側熱交換器32,在該熱源側熱交換器32內冷凝液化,由副節流裝置41適當節流后,流入高壓儲罐42內。從高壓儲罐42流出的液態制冷劑在第一蓄熱用熱交換器63內從蓄熱介質吸收熱量,而使過冷度增加,再由第三節流裝置73節流至低壓成為低溫低壓的二相制冷劑,流至負荷側熱交換器34。低溫低壓二相制冷劑在負荷側熱交換器34內從周圍吸收熱量進行制冷,同時,自身蒸發器汽化,通過四通閥54及低壓儲罐35返回壓縮機31。而圖18表示供暖運轉。
在制冷運轉,制冷負荷小時,如圖17所示,打開開關機構6566,70及71,使從高壓儲罐流出的富含低沸點成分的氣態制冷劑流向配管111。此時,使主節流裝置33加深節流后的富含高沸點低溫低壓的二相制冷劑流向制冷劑-制冷劑熱交換器。從高壓儲罐流向制冷劑配管111的富含低沸點成分的氣態制冷劑在制冷劑-制冷劑熱交換器53中放熱同時冷凝,由蓄熱用節流裝置節流。因為在制冷劑配管內流動的制冷劑為富含低沸點成分的制冷劑,所以由蓄熱用節流裝置51節流后的制冷劑的溫度能夠比負荷側熱交換器34的蒸發溫度還要低,在第二蓄熱用熱交換器64中的周圍吸收熱量使蓄熱槽57內的蓄熱介質56凍結,而自身蒸發汽化。
該冷凍-空調裝置由高壓儲罐將制冷劑以富含高沸點成分的液態制冷劑和富含低沸點成分的氣態制冷劑分別流動,使富含高沸點成分的液態制冷劑經過節流,成為低壓的汽液二相制冷劑后,與富含低沸點成分的氣態制冷劑進行熱交換并液化,使該富含低沸點成分的液態制冷劑節流,就成為低壓的汽液二相狀態。這樣,通過得到富含高沸點成分的低壓二相制冷劑和富含低沸點成分的低壓二相制冷劑,能夠得到不同的蒸發溫度,同時,在制冷負荷小時,把熱量蓄在蓄熱槽內,且,能夠由蓄熱槽內所蓄的熱量來增大在主回路內流動的制冷劑的過冷度。
在上述實施例12,13中,熱交換器53具有使低沸點成分冷凝的作用。該結果是可以改變熱交換器34和蓄熱用熱交換器55等的蒸發溫度,可以在制冷(制冰)的同時進行空調。
(蓄冷的蒸發溫度-5-0℃,空調5-10℃)如此,就可以邊進行空調邊進行蓄冷(制冰)。
此外,通過使液體存貯在低壓儲罐內,低壓儲罐就能夠使循環組成的低沸點成分更多。而且,因制冷劑的循環量增加,就可以蕕得所期望的能力。
此時,高壓儲罐可增減上述低壓儲罐的過量制冷劑量,且進行汽液分離。實施例14以下,根據圖19說明本發明的實施例14。圖中,31是壓縮機,40是四通閥,32是熱源側熱交換器,41是副節流裝置,42是高壓儲罐,33是主節流裝置,34是負荷側熱交換器,35是低壓儲罐,用配管將它們連接起來構成制冷劑的主回路。79表示中壓儲罐,中壓儲罐79通過第三節流裝置80,用制冷劑配管114與高壓儲罐42的上部連接。75表示第四節流裝置,76表示開關機構,并用制冷劑配管連接,制冷劑配管的一端與中壓儲罐79的上部連接,另一端與低壓儲罐35的吸入配管連接。77表示低溫熱源,78是高溫熱源,且,能夠進行溫度調節。制冷劑的流動如圖19所示。
下面,說明制冷運轉。關閉開關機構76,驅動壓縮機31。從壓縮機31排出的高溫高壓的氣態制冷劑通過四通閥40流入熱源側熱交換器32。由熱源側熱交換器32冷凝的制冷劑由副節流裝置41適當節流后流入高壓儲罐42。由高壓儲罐42進行汽液分離,液態制冷劑由主節流裝置33節流至低壓,成為低溫的二相制冷劑在負荷側熱交換器34內從周圍吸收熱量進行制冷,同時,自身蒸發汽化通過四通閥40及低壓儲罐,返回壓縮機31。
在使制冷劑回路內流動的制冷劑的組成改變的情況下,打開開關機構76,富含高沸點成分的氣態制冷劑從高壓儲罐上部通過制冷劑配管配管114及第三節流裝置80流向中壓儲罐79。在中壓儲罐79中,因低溫熱源設定在規定的溫度下,從而使氣態制冷劑冷凝。結果是富含低沸點成分的液態制冷劑存貯在中壓儲罐79內,同時,未冷凝的氣體通過制冷劑配管115流向低壓儲罐的吸入口。因此,能夠使在主回路內循環的制冷劑的組成變成富含高沸點成分的制冷劑組成。
現在利用混合成分的比率和溫度的關系來說明上述效果。圖20是混合成分的比率和溫度的關系圖,設定縱軸為溫度,橫軸為制冷劑的高沸點成分與低沸點成分的比。g1表示高壓飽和氣體,L1表示高壓液體,g2表示中壓飽和氣體,L2表示中壓液體的狀態。開始,在制冷劑回路內充填組成為A的制冷劑,高壓儲罐內的制冷劑的狀態分離成具有GH的組成的氣體制冷劑和具有LH的組成的液態制冷劑。進一步地,具有GH組成的氣態制冷劑在中壓儲罐內分離成具有LM組成的液態制冷劑。因此,在中壓儲罐79內,能夠存貯比充填的制冷劑的組成中所含的低沸點成分更多的制冷劑。
為使流過主制冷劑回路的制冷劑的組成成為富含低沸點成分的制冷劑,所以,打開開關機構76,由高溫熱源使中壓儲罐79內部的制冷劑蒸發。蒸發后,若關閉開關機構76,則富含高沸點成分的過量制冷劑就存貯在低壓儲罐內,因此,就能夠使在主回路內循環的制冷劑的組成變成為富含低沸點成分的制冷劑。
另外,對于本實施例的高溫熱源78而言,可以使用電加熱器,壓縮機排出氣體或高壓液態制冷劑,另外,作為低溫熱源,可以利用冷水或低溫低壓的二相制冷劑。
該冷凍-空調裝置通過控制中壓儲罐內的溫度和壓力,就可以使中壓儲罐內的制冷劑組成變化,也可以使在制冷劑回路內循環的制冷劑組成變化。
實施例15以下,根據圖21說明本發明的實施例15。圖中,31是壓縮機,40是四通閥,32是熱源側熱交換器,41是副節流裝置,83是高壓組成調整器,33是主節流裝置,34是負荷側熱交換器,35是低壓儲罐,用制冷劑配管依次將這些裝置連接起來構成制冷劑主回路。84表示中壓組成調整器,中壓組成調整器84通過第三節流裝置利用制冷劑配管117與高壓上部組成調整器連接。82表示第三節流裝置,其設置在制冷劑配管118上,配管118的一端與中壓組成調整器84的上部連接,另一端與低壓儲罐35的吸入配管連接。116a,116b是分別連接在中壓組成調整器84及高壓組成調整器83上部的低溫熱源,溫度可適當調節。81是設置在中壓組成調整器84上的高溫熱源。
下面,說明制冷運轉。關閉開關機構76,驅動壓縮機31。從壓縮機31排出的高溫高壓氣態制冷劑通過四通閥40流入熱源側熱交換器32。由熱源側熱交換器32冷凝的制冷劑經副節流裝置41適當節流后,流入高壓組成調整器83內。在高壓組成調整順83內進行汽液分離,液態制冷劑由主節流裝置33節流至低壓,成為低溫的二相制冷劑的制冷劑從負荷側熱交換器34的周圍吸收熱量進行制冷,同時自身蒸發汽化,經四通閥40及低壓儲罐,返回壓縮機31。
對供暖進行說明。關閉開關機構76,驅動壓縮機31。從壓縮機31排出的高溫高壓氣態制冷劑通過四通閥40流入負荷側熱交換器34內。該高溫高壓氣態制冷劑在負荷側熱交換器34中向周圍放熱加熱房間,自身冷凝的經主節流裝置33適當節流后流入高壓組成調整器83內。在高壓組成調整器83內進行汽液分離,液態制冷劑由副節流裝置41節流至低壓,成為低溫的二相制冷劑的制冷劑在熱源側熱交換器32內從周圍吸收熱量,同時,自身蒸發汽化,然后經四通閥40及低壓儲罐,返回壓縮機31。
在改變流過制冷劑回路的制冷劑的組成的情況下,打開開關機構76,從高壓組成調整器83的上部流出的富含低沸點成分的氣態制冷劑通過制冷劑配管117流入中壓組成調整器84內。此時,富含低沸點成分的氣態制冷劑,從高壓組成調整器83的下方直到上部之間與低溫熱源熱交換,富含高沸點成分的制冷劑冷凝液化,流入到高壓組成調整器83的下部,在高壓組成調整器83的上部殘留了經過一定精餾后的富含低沸點成分的氣態制冷劑。這些富含低沸點成分的氣態制冷劑流向中壓調整器84的下部,而且,在沿中壓組成調整器84內部上升之際,與低溫熱源116,如10℃,進行熱交換而冷凝液化,存貯在中壓組成調整器80的下部。未冷凝的氣體經第三節流裝置82及開關機構76,流向低壓儲罐35的吸入側。其結果是富含低沸點成分的液態制冷劑存貯在中壓儲罐79內,同時,能夠使在主回路內循環的制冷劑的組成變成富含高沸點成分的制冷劑。
在使流過主制冷劑回路的制冷劑的成分成為富含低沸點成分的制冷劑時,打開開關機構76,由如56-100℃的高溫熱源81使中壓組成調整內部的制冷劑蒸發。蒸發后關閉開關機構76時,富含高沸點成分的過量的制冷劑存貯在低壓儲罐,因此,在主回路內循環的制冷劑的組成能夠成為富含低沸點成分的組成。
對于本實施例的高溫熱源81,可以是電加熱器,壓縮機排出氣體,高壓制冷劑,而低溫熱源116a,11b可利用冷水,低溫低壓的二相制冷劑。
該冷凍空調裝置因為在高壓儲罐內,事先將富含高沸點成分的制冷劑和富含低沸點成分分離,用中壓組成調整器內的用于精餾的熱源機精餾,在中壓組成調整器內選擇高沸點制冷劑或低沸點制冷劑,所以,能夠調整流過主回路的制冷劑的組成。
若以液態存貯,則根據相平衡,高沸點成分居多。但,因為高壓儲罐的情況是以液體流入,以液體流出所以,其組成與循環組成的組成相近的制冷劑存貯在高壓儲罐內。
根據上面的描述,也可以使低沸點成分的液態制冷劑存貯在中壓儲罐內,因這些過量的制冷劑流向低壓儲罐而變化,根據相平衡關系,與存貯在中壓儲罐內的制冷劑組成不同的制冷劑存貯在低壓儲罐內。
在圖19,21中,低壓儲罐存貯高沸點成分的制冷劑。也就是,該低壓儲罐是為在負荷小時存貯液體。另外,高壓儲罐進行汽液分離。
中壓儲罐存貯低沸點成分制冷劑的同時,在負荷小時,存貯液體。
如圖20的相圖所示,高壓儲罐42內的氣態制冷劑及液態制冷劑的組成不同,氣態制冷劑的組成12低沸點成分高。因此,該通過使該富含低沸點成分的氣體進入中壓儲罐內并冷凝,就能夠調整其組成。
由圖19,21,由于設計了中壓儲罐,確實能夠在中壓儲罐內封住所組成的制冷劑,即使發生組成調整后的過渡現象或制冷劑回路中制冷劑分布產生變化,都不能對變化組成。
設置低溫熱源的理由在于1.提高冷凝速度;2.將難冷凝的低沸點成分冷凝。
以上,通過調節高低熱源溫度,來改變儲罐內的液體量,由儲罐的溫度和液體量來改變組成。另外,通過調節該儲罐內的溫度能夠改變儲罐內的壓力。
實施例16以下,根據圖22說明本發明的實施例16。圖中,31是壓縮機,40是四通閥,32是熱源側熱交換器,41是副節流裝置,42是高壓儲罐,33是主節流裝置,34是負荷側熱交換器,35低壓儲罐,用制冷劑配管依次將它們連接起來構成制冷劑主回路。84表示中壓組成調整器,用一根制冷劑配管119從中壓組成調整器84的上部通過開關機構85連接到高壓儲罐42的上部上,用制冷劑配管120通過開關機構86連接高壓儲罐42下部和中壓組成調整器84的下部。82表示第三節流裝置,設置在制冷劑配管121上,配管121的一端連接在中壓組成調整器84的上部,另一端連接在低壓儲罐35的吸入配管上。116a是連接在中壓組成調整器84上部的低溫熱源,81是設置在中壓組成調整器81上的熱源,其溫度均可適當調節。
下面,說明制冷運轉。關閉開關機構76,驅動壓縮機31。從壓縮機31排出的高溫高壓氣態制冷劑通過四通閥40流入熱源側熱交換器32。由熱源側熱交換器32冷凝的制冷劑經副節流裝置41適當節流后,流入高壓儲罐42內。在高壓儲罐42內進行汽液分離,液態制冷劑由主節流裝置33節流至低壓,成為低溫的二相制冷劑的制冷劑從負荷側熱交換器34的周圍吸收熱量進行制冷,同時自身蒸發汽化,經四通閥40及低壓儲罐,返回壓縮機31。
對供暖進行說明。關閉開關機構76,驅動壓縮機31。從壓縮機31排出的高溫高壓氣態制冷劑通過四通閥40流入負荷側熱交換器34內。該高溫高壓的氣態制冷劑在負荷側熱交換器34的周圍放熱供暖,自身冷凝,由主節流裝置33適當節流后,流入高壓儲罐42內。在高壓儲罐42內進行汽液分離,液態制冷劑由主節流裝置33節流至低壓,成為低溫的二相制冷劑的制冷劑在熱源側熱交換器32內從周圍吸收熱量進行制冷,同時,自身蒸發汽化,然后經四通閥40及低壓儲罐,返回壓縮機31。
在改變流過制冷劑回路的制冷劑的組成的情況下,首先,說明將富含低沸點成分的氣態制冷劑存貯在中壓組成調整器84內的方法。打開開關機構76及86,從高壓儲罐42的上部流出的富含低沸點成分的氣態制冷劑流過制冷劑配管120流入中壓組成調整器84的下部。該制冷劑在沿中壓組成調整器84內部上升之際,與低溫熱源116a進行熱交換并冷凝液化,存貯在中壓組成調整器84下部。未冷凝的氣體通過第三節流裝置82及開關機構76,流向低壓儲罐35的吸入側。其結果是富含低沸點成分的液態制冷劑,存貯在中壓儲罐84內,同時,能夠使在主制冷劑回路內流過的制冷劑的組成成為富含高沸點成分的組成。
另外,低沸點成分在中間儲罐內冷凝成液滴向下流,高沸點成分的氣體通過旁路管121返回低壓儲罐內。
下面說明使富含高沸點成分的制冷劑存貯在中壓組成調整器84內的方法。打開開關機構76及85,從高壓儲罐42的下部流出的一定量的富含高沸點成分的液態制冷劑流過制冷劑配管119流入中壓組成調整器84的上部。在液態制冷劑從中壓組成調整器84的上部向下部因重力下降之際,與高溫熱源81進行熱交換,其中的一部分蒸發汽化,成為富含低沸點成分的氣態制冷劑上升。該富含低沸點成分的氣態制冷劑通過配管121流向低壓儲罐35的吸入側。存貯在中壓組成調整器84下部的液態制冷劑成為富含高沸點成分的制冷劑。結果是在主循環回路內流動的制冷劑組成能夠成為富含低沸點成分的。
另外,對于本實施例的高溫熱源,可以使用電加熱器,壓縮機排出氣體,高壓液態制冷劑,而低溫熱源,可以利用冷水,低溫低壓的二相制冷劑。
實施例17以下,根據圖23說明本發明的實施例17。其中圖中,與實施例16相同的部件用相同的符號,并省略了說明。在圖22中的構成部件中,主節流裝置33及副節流裝置41采用了電子式膨脹閥,并增加了檢測負荷側熱交換器34的中部溫度的溫度傳感器200,檢測負荷側熱交換器34和主節流裝置33之間的配管溫度的溫度傳感器201,檢測負荷側熱交換器34和四通閥40之間的配管溫度的溫度傳感器202,根據來自溫度傳感器的信號,計算主節流裝置33和副節流裝置41的開度,并調節開度的控制器203。另外,為了使節流閥成線性變化,采用了電子式膨脹閥。
下面,說明制冷運轉。關閉開關機構76,驅動壓縮機31。從壓縮機31排出的高溫高壓氣態制冷劑通過四通閥40流入熱源側熱交換器32。由熱源側熱交換器32冷凝的制冷劑經副節流裝置41適當節流后,流入高壓儲罐42內。在高壓儲罐42內進行汽液分離,液態制冷劑由主節流裝置33節流至低壓,成為低溫的二相制冷劑的制冷劑從負荷側熱交換器34的周圍吸收熱量進行制冷,同時自身蒸發汽化,經四通閥40及低壓儲罐,返回壓縮機31。這里,為了防止液體返回壓縮機,應使溫度傳感器201和202的差保持一定地控制主節流裝置的開度。
對供暖進行說明。關閉開關機構76,驅動壓縮機31。從壓縮機31排出的高溫高壓氣態制冷劑通過四通閥40流入負荷側熱交換器34內。該高溫高壓的氣態制冷劑在負荷側熱交換器34的周圍放熱供暖,自身冷凝,由主節流裝置33適當節流后,流入高壓儲罐42內。在高壓儲罐42內進行汽液分離,液態制冷劑由主節流裝置33節流至低壓,成為低溫的二相制冷劑的制冷劑在熱源側熱交換器32內從周圍吸收熱量蒸發汽化,然后經四通閥40及低壓儲罐,返回壓縮機31。這里,應使溫度傳感器200和201的差保持一定地控制副節流裝置的開度。
在改變流過制冷劑回路的制冷劑的組成的情況下,首先,說明將富含低沸點成分的制冷劑存貯在中壓組成調整器84內的方法。打開開關機構76及86,從高壓儲罐42的上部流出的富含低沸點成分的氣態制冷劑流過制冷劑配管120流入中壓組成調整器84的下部。當其在沿中壓組成調整器84內部上升之際,與低溫熱源116a進行熱交換并冷凝液化,存貯在中壓組成調整器84下部。未冷凝的氣體通過第三節流裝置82及開關機構76,流向低壓儲罐35的吸入側。其結果是富含低沸點成分的液態制冷劑,存貯在中壓儲罐84內,同時,能夠使在主制冷劑回路內流過的制冷劑的組成成為富含高沸點成分的組成。
下面說明使富含高沸點成分的制冷劑存貯在中壓組成調整器84內的方法。打開開關機構76及85,從高壓儲罐42的下部流出的一定量的富含高沸點成分的液態制冷劑流過制冷劑配管119流入中壓組成調整器84的上部。因液態制冷劑從中壓組成調整器84的上部向下部在重力作用下下降,與高溫熱源81進行熱交換,其中的一部分蒸發汽化,成為富含低沸點成分的氣態制冷劑上升。該富含低沸點成分的氣態制冷劑通過配管121流向低壓儲罐35的吸入側。存貯在中壓組成調整器84下部的液態制冷劑成為富含高沸點成分的制冷劑。結果是在主循環回路內流動的制冷劑組成能夠成為富含低沸點成分的。
另外,對于本實施例的高溫熱源,可以使用電加熱器,壓縮機排出氣體,高壓液態制冷劑,而低溫熱源,可以利用冷水,低溫低壓的二相制冷劑。例如,若壓力在設定值以上,則改變組成,使壓力下降。這樣,在不直接檢測組成的情況下,控制非常簡單。實施例18
以下,根據圖24說明本發明的實施例18。其中圖中,與實施例16相同的部件用相同的符號,并省略了說明。在圖22中的構成部件中,主節流裝置33及副節流裝置41采用了電子式膨脹閥、并增加了檢測負荷側熱交換器34的中部溫度的溫度傳感器200、檢測負荷側熱交換器34和主節流裝置33之間的配管溫度的溫度傳感器201、檢測負荷側熱交換器34和四通閥40之間的配管溫度的溫度傳感器202、從高壓儲罐下部,經飽和溫度檢測用節流裝置87通至低壓儲罐35的制冷劑回路122、檢測飽和溫度檢測用節流裝置87和低壓儲罐35之間的配管溫度的溫度傳感器215、根據來自溫度傳感器的信號,計算主節流裝置33和副節流裝置41的開度,并調節開度的控制器203。
下面,說明制冷運轉。關閉開關機構76,驅動壓縮機31。從壓縮機31排出的高溫高壓氣態制冷劑通過四通閥40流入熱源側熱交換器32。由熱源側熱交換器32冷凝的制冷劑經副節流裝置41適當節流后,流入高壓儲罐42內。在高壓儲罐42內進行汽液分離,液態制冷劑由主節流裝置33節流至低壓,成為低溫的二相制冷劑的制冷劑從負荷側熱交換器34的周圍吸收熱量進行制冷,同時自身蒸發汽化,經四通閥40及低壓儲罐,返回壓縮機31。高壓儲罐內的液態制冷劑的一部分,由飽合溫度檢測用節流裝置87節流至低壓,成為二層狀態。這里,應使溫度傳感器201和202的差保持一定地控制主節流裝置的開度。
對供暖進行說明。關閉開關機構76,驅動壓縮機31。從壓縮機31排出的高溫高壓氣態制冷劑通過四通閥40流入負荷側熱交換器34內。該高溫高壓的氣態制冷劑在負荷側熱交換器34的周圍放熱供暖,自身冷凝,由主節流裝置33適當節流后,流入高壓儲罐42內。在高壓儲罐42內進行汽液分離,液態制冷劑由主節流裝置33節流至低壓,成為低溫的二相制冷劑的制冷劑在熱源側熱交換器32內從周圍吸收熱量蒸發汽化,然后經四通閥40及低壓儲罐,返回壓縮機31。這里,應使溫度傳感器200和201的差保持一定地控制副節流裝置的開度。
在改變流過制冷劑回路的制冷劑的組成的情況下,首先,說明將富含低沸點成分的制冷劑存貯在中壓組成調整器84內的方法。打開開關機構76及86,從高壓儲罐42的上部流出的富含低沸點成分的氣態制冷劑流過制冷劑配管120流入中壓組成調整器84的下部。當其在沿中壓組成調整器84內部上升之際,與低溫熱源116a進行熱交換并冷凝液化,存貯在中壓組成調整器84下部。未冷凝的氣體通過第三節流裝置82及開關機構76,流向低壓儲罐35的吸入側。其結果是富含低沸點成分的液態制冷劑,存貯在中壓儲罐84內,同時,能夠使在主制冷劑回路內流過的制冷劑的組成成為富含高沸點成分的組成。
下面說明使富含高沸點成分的制冷劑存貯在中壓組成調整器84內的方法。打開開關機構76及85,從高壓儲罐42的上部流出的一定量的富含高沸點成分的液態制冷劑流過制冷劑配管119流入中壓組成調整器84的上部。在液態制冷劑從中壓組成調整器84的上部向下部因重力作用下降之際,與高溫熱源81進行熱交換,其中的一部分蒸發汽化,成為富含低沸點成分的氣態制冷劑上升。該富含低沸點成分的氣態制冷劑通過配管121流向低壓儲罐35的吸入側。存貯在中壓組成調整器84下部的液態制冷劑成為富含高沸點成分的制冷劑。結果是可以簡單地控制使在主循環回路內流動的制冷劑組成成為富含低沸點成分的制冷劑。
另外,對于本實施例的高溫熱源81,可以使用電加熱器,壓縮機排出氣體,高壓液態制冷劑,而低溫熱源,可以利用冷水,低溫低壓的二相制冷劑。此外,在壓縮機是可變速的,并僅用室外機進行控制時,則可僅用室外機內部進行判斷。實施例19以下,根據圖25說明本發明的實施例19。其中圖中,與實施例16相同的部件用相同的符號,并省略了說明。在圖22中的構成部件中,主節流裝置33及副節流裝置41采用了電子式膨脹閥、并增加了檢測負荷側熱交換器34和主節流裝置之間的配管溫度的溫度傳感器201、檢測負荷側熱交換器34和四通閥40之間的配管溫度及壓力的溫度傳感器202和壓力傳感器204,檢測低壓儲罐35內部的過量制冷劑量的檢測裝置216,根據上述過量制冷劑量的信號計算在制冷劑回路內循環的制冷劑組成,且根據壓力傳感器,溫度傳感器及上述循環信號計算主節流裝置33及副節流裝置41的開度,并調節開度的控制器203。液面檢測裝置216可用如公知的超聲波式液面計和靜電容量式液面計,或利用氣體與液體加熱時溫度上升的差異的液面計。
下面,說明制冷運轉。關閉開關機構76,驅動壓縮機31。從壓縮機31排出的高溫高壓氣態制冷劑通過四通閥40流入熱源側熱交換器32。由熱源側熱交換器32冷凝的制冷劑經副節流裝置41適當節流后,流入高壓儲罐42內。在高壓儲罐42內進行汽液分離,液態制冷劑由主節流裝置33節流至低壓,成為低溫的二相制冷劑的制冷劑從負荷側熱交換器34的周圍吸收熱量進行制冷,同時自身蒸發汽化,經四通閥40及低壓儲罐,返回壓縮機31。
主節流裝置33的開度控制如下所述。首先,通過檢測低壓儲罐35內的液面,就可以知道低壓儲罐內產生的過量制冷劑量,從過量制冷劑量就可以預測流過制冷劑回路內的制冷劑的組成(以下,稱作循環組成)。從預測出的循環組成中導出飽和溫度與壓力的關系。結果是使由壓力傳感器204導出的蒸發溫度和由溫度傳感器202測定的溫度的差保持一定地決定主節流裝置33的開度。
對供暖進行說明。關閉開關機構76,驅動壓縮機31。從壓縮機31排出的高溫高壓氣態制冷劑通過四通閥40流入負荷側熱交換器34內。該高溫高壓的氣態制冷劑在負荷側熱交換器34的周圍放熱供暖,自身冷凝,由主節流裝置33適當節流后,流入高壓儲罐42內。在高壓儲罐42內進行汽液分離,液態制冷劑由主節流裝置33節流至低壓,成為低溫的二相制冷劑的制冷劑在熱源側熱交換器32內從周圍吸收熱量蒸發汽化,然后經四通閥40及低壓儲罐,返回壓縮機31。這里,應使溫度傳感器200和201的差保持一定地控制副節流裝置的開度。
主節流裝置33的開度控制如下所述。首先,通過檢測低壓儲罐35內的液面,就可以知道低壓儲罐內產生的過量制冷劑量,從過量制冷劑量就可以循環組成。從預測出的循環組成中導出飽和溫度與壓力的關系。結果是使由壓力傳感器204導出的冷凝溫度和由溫度傳感器201測定的溫度的差保持一定地決定副節流裝置41。可以使用多種液面檢測的方法,例如,有利用對氣體和液體加熱時溫度上升速度不同的方法。
在改變流過制冷劑回路的制冷劑的組成的情況下,首先,說明將富含低沸點成分的制冷劑存貯在中壓組成調整器84內的方法。打開開關機構76及86,從高儲罐42的上部流出的富含低沸點成分的氣態制冷劑流過制冷劑配管120流入中壓組成調整器84的下部。在沿中壓組成調整器84內部上升之際,與低溫熱源116a進行熱交換并冷凝液化,存貯在中壓組成調整器84下部。未冷凝的氣體通過第三節流裝置82及開關機構76,流向低壓儲罐35的吸入側。其結果是富含低沸點成分的液態制冷劑,存貯在中壓儲罐84內,同時,能夠使在主制冷劑回路內流過的制冷劑的組成成為富含高沸點成分的組成。
下面說明使富含高沸點成分的制冷劑存貯在中壓組成調整器84內的方法。打開開關機構76及85,從高壓儲罐42的下部流出的一定量的富含高沸點成分的液態制冷劑流過制冷劑配管119流入中壓組成調整器84的上部。在液態制冷劑從中壓組成調整器84的上部向下部因重力作用下降之際,與高溫熱源81進行熱交換,其中的一部分蒸發汽化,成為富含低沸點成分的氣態制冷劑上升。該富含低沸點成分的氣態制冷劑通過配管121流向低壓儲罐35的吸入側。存貯在中壓組成調整器84下部的液態制冷劑成為富含高沸點成分的制冷劑。結果是使在主循環回路內流動的制冷劑組成成為富含低沸點成分的制冷劑。
另外,對于本實施例的高溫熱源81,可以使用電加熱器,壓縮機排出氣體,高壓液態制冷劑,而低溫熱源,可以利用冷水,低溫低壓的二相制冷劑。由上所述,就檢測低壓儲罐35內的過量制冷劑而言,例如,從制冷和供暖所必要的制冷劑量的差也可以進行預測。這是因為必要的制冷劑量的范圍可決定制冷劑回路的設定,并適當考慮負荷條件等的變動。
如上所述,檢測儲罐內的液面,根據檢測信號計算組成。由組成計算予調后的液面的高度和循環組成的關系,計算制冷劑組成。因此,用簡單的結構,就可以在即使循環組成變化時也能夠使冷凍空調裝置作最佳運轉。
實施例20以下,根據圖26說明本發明的實施例20。其中圖中,與實施例16相同的部件用相同的符號,并省略了說明。在圖22中的構成部件中,主節流裝置33及副節流裝置41采用了電子式膨脹閥、并增加了檢測負荷側熱交換器34和主節流裝置之間的配管溫度及壓力的溫度傳感器201及壓力傳感器204、檢測負荷側熱交換器34和四通閥40之間的配管溫度的溫度傳感器202,檢測高壓儲罐42和主節流裝置33之間的配管溫度及壓力的溫度傳感器205及壓力傳感器206、根據上述壓力和溫度的信號計算在制冷劑回路內循環的制冷劑組成,且根據壓力傳感器,溫度傳感器及上述循環信號計算主節流裝置33及副節流裝置41的開度,并調節開度的控制器203。
下面,說明制冷運轉。關閉開關機構76,驅動壓縮機31。從壓縮機31排出的高溫高壓氣態制冷劑通過四通閥40流入熱源側熱交換器32。由熱源側熱交換器32冷凝的制冷劑經副節流裝置41適當節流后,流入高壓儲罐42內。在高壓儲罐42內進行汽液分離,液態制冷劑由主節流裝置33節流至低壓,成為低溫的二相制冷劑的制冷劑從負荷側熱交換器34的周圍吸收熱量進行制冷,同時自身蒸發汽化,經四通閥40及低壓儲罐,返回壓縮機31。
主節流裝置33的開度控制如下所述。首先,設定循環組成,利用該循環組成,由溫度傳感器201及202,壓力傳感器204及206,計算在主節流裝置前后的制冷劑的焓。到該焓相等之前,反復設定循環組成,來決定循環組成。然后知道循環組成的制冷劑的飽和溫度和飽和壓力的關系,通過使從壓力傳感器204的測定值預測的蒸發溫度和溫度傳感器202的測定的溫度的差保持一定地控制主節流裝置33的開度。這些傳感器是標準品,比較便宜,例如,壓力傳感器可兼作壓力保護,也可用于低壓保護。
對供暖進行說明。關閉開關機構76,驅動壓縮機31。從壓縮機31排出的高溫高壓氣態制冷劑通過四通閥40流入負荷側熱交換器34內。該高溫高壓的氣態制冷劑在負荷側熱交換器34的周圍放熱供暖,自身冷凝,由主節流裝置33適當節流后,流入高壓儲罐42內。在高壓儲罐42內進行汽液分離,液態制冷劑由主節流裝置33節流至低壓,成為低溫的二相制冷劑的制冷劑在熱源側熱交換器32內從周圍吸收熱量蒸發汽化,經四通閥40及低壓儲罐返回壓縮機31。
副節流裝置41的開度控制如下所述。首先,設定循環組成,利用該循環組成,由溫度傳感器201及202,壓力傳感器204及206,計算在主節流裝置前后的制冷劑的焓。到該焓相等之前,反復設定循環組成,來決定循環組成。然后知道循環組成的制冷劑的飽和溫度的飽和壓力的關系,通過使從壓力傳感器204的測定值預測的蒸發溫度和溫度傳感器201的測定的溫度的差保持一定地控制副節流裝置41的開度。
在改變流過制冷劑回路的制冷劑的組成的情況下,首先,說明將富含低沸點成分的制冷劑存貯在中壓組成調整器84內的方法。打開開關機構76及86,從高壓儲罐42的上部流出的富含低沸點成分的氣態制冷劑流過制冷劑配管120,流入中壓組成調整器84的下部。在沿中壓組成調整器84內部上升之際,與低溫熱源116a進行熱交換并冷凝液化,存貯在中壓組成調整器84下部。未冷凝的氣體通過第三節流裝置82及開關機構76,流向低壓儲罐35的吸入側。其結果是富含低沸點成分的液態制冷劑,存貯在中壓儲罐84內,同時,能夠使在主制冷劑回路內流過的制冷劑的組成成為富含高沸點成分的組成。
下面說明使富含高沸點成分的制冷劑存貯在中壓組成調整器84內的方法。打開開關機構76及85,從高壓儲罐42的下部流出的一定量的富含高沸點成分的液態制冷劑流過制冷劑配管119流入中壓組成調整器84的上部。在液態制冷劑從中壓組成調整器84的上部向下部因重力作用下降之際,與高溫熱源81進行熱交換,其中的一部分蒸發汽化,成為富含低沸點成分的氣態制冷劑上升。該富含低沸點成分的氣態制冷劑通過配管121流向低壓儲罐35的吸入側。存貯在中壓組成調整器84下部的液態制冷劑成為富含高沸點成分的制冷劑。結果是使在主循環回路內流動的制冷劑組成成為富含低沸點成分的制冷劑。
這里,通過由上所述的循環組成推定方法,預測循環組成,并根據負荷大小進行組成調整,并控制組成調整的時間。若檢測組成,實時地掌握循環組成,就有可能進行精確控制,也可用于保護。
即,通過檢測蒸發器入口處的制冷劑溫度和壓力、及冷凝器出口處的制冷劑溫度,根據檢測值計算出在由壓縮機,冷凝器,膨脹閥及蒸發器連接而成的冷凍循環內的循環的制冷劑的組成。將所得到的制冷劑循環組成輸入控制裝置內,因為決定對應于制冷劑循環組成的壓縮機和膨脹閥等的控制值,所以能夠在根據冷凍空調裝置的運行條件和負荷條件的變化,變化循環組成的情況下,或即使因在冷凍空調裝置使用中制冷劑泄漏和制冷劑充填時的誤操作循環組成變化的情況下,使冷凍空調裝置在最佳的狀態下運行。實施例21以下,根據圖27說明本發明的實施例21。其中圖中,與實施例16相同的部件用相同的符號,并省略了說明。在圖22中的構成部件中,主節流裝置33及副節流裝置41采用了電子式膨脹閥、并增加了檢測負荷側熱交換器34和主節流裝置之間的配管溫度及壓力的溫度傳感器201及壓力傳感器204、檢測負荷側熱交換器34和四通閥40之間的配管溫度的溫度傳感器202,檢測高壓儲罐42和主節流裝置33之間的配管溫度及壓力的溫度傳感器205及壓力傳感器206、根據上述壓力和溫度的信號計算在制冷劑回路內循環的制冷劑組成,且根據壓力傳感器,溫度傳感器及上述循環信號計算主節流裝置33及副節流裝置41的開度,并調節開度的控制器203。
下面,說明制冷運轉。關閉開關機構76,驅動壓縮機31。從壓縮機31排出的高溫高壓氣態制冷劑通過四通閥40流入熱源側熱交換器32。由熱源側熱交換器32冷凝的制冷劑經副節流裝置41適當節流后,流入高壓儲罐42內。在高壓儲罐42內進行汽液分離,液態制冷劑由主節流裝置33節流至低壓,成為低溫的二相制冷劑的制冷劑從負荷側熱交換器34的周圍吸收熱量進行制冷,同時自身蒸發汽化,經四通閥40及低壓儲罐,返回壓縮機31。
主節流裝置33的開度控制如下所述。首先,設定主節流裝置33和負荷側熱交換器34之間的制冷劑干度為0.2。根據溫度傳感器201及壓力傳感器204推定循環組成。然后,知道在該循環組成下的制冷劑的飽和溫度和飽和壓力的關系,使從壓力傳感器204的測定值預測的蒸發溫度和溫度傳感器202的測定值的差保持一定地控制主節流裝置33的開度。
對供暖進行說明。關閉開關機構76,驅動壓縮機31。從壓縮機31排出的高溫高壓氣態制冷劑通過四通閥40流入負荷側熱交換器34內。該高溫高壓的氣態制冷劑在負荷側熱交換器34的周圍放熱供暖,自身冷凝,由主節流裝置33適當節流后,流入高壓儲罐42內。在高壓儲罐42內進行汽液分離,液態制冷劑由主節流裝置33節流至低壓,成為低溫的二相制冷劑的制冷劑在熱源側熱交換器32內從周圍吸收熱量蒸發汽化,經四通閥40及低壓儲罐返回壓縮機31。
副節流裝置41的開度控制如下所述。首先,設定循環組成,使用該循環組成,由溫度傳感器201及202,壓力傳感器204及206,計算在主節流裝置前后的制冷劑的焓。到該焓相等之前,反復設定循環組成,來決定循環組成。然后知道循環組成的制冷劑的飽和溫度的飽和壓力的關系,通過使從力傳感器204的測定值預測蒸發溫度和溫度傳感器201的測定的溫度的差保持一定地控制主節流裝置41的開度。
在改變流過制冷劑回路的制冷劑的組成的情況下,首先,說明將富含低沸點成分的制冷劑存貯在中壓組成調整器84內的方法。打開開關機構76及86,從高壓儲罐42的上部流出的富含低沸點成分的氣態制冷劑流過制冷劑配管120流入中壓組成調整器84的下部。在沿中壓組成調整器84內部上升之際,與低溫熱源116a進行熱交換并冷凝液化,存貯在中壓組成調整器84下部。未冷凝的氣體通過第三節流裝置82及開關機構76,流向低壓儲罐35的吸入側。其結果是富含低沸點成分的液態制冷劑,存貯在中壓儲罐84內,同時,能夠使在主制冷劑回路內流過的制冷劑的組成成為富含高沸點成分的組成。
下面說明使富含高沸點成分的制冷劑存貯在中壓組成調整器84內的方法。打開開關機構76及85,從高壓儲罐42的下部流出的一定量的富含高沸點成分的液態制冷劑流過制冷劑配管119流入中壓組成調整器84的上部。在液態制冷劑從中壓組成調整器84的上部向下部因重力作用下降之際,與高溫熱源81進行熱交換,其中的一部分蒸發汽化,成為富含低沸點成分的氣態制冷劑上升。該富含低沸點成分的氣態制冷劑通過配管121流向低壓儲罐35的吸入側。存貯在中壓組成調整器84下部的液態制冷劑成為富含高沸點成分的制冷劑。結果是使在主循環回路內流動的制冷劑組成成為富含低沸點成分的制冷劑。
如上所述,由于調整了開度,就能夠應付復雜的控制。
這里,通過由上所述的循環組成推定方法,預測循環組成,并根據負荷大小進行組成調整,并控制組成調整的時間。實施例22以下,根據圖28說明本發明的實施例22。其中圖中,與實施例16相同的部件用相同的符號,并省略了說明。在圖22中的構成部件中,主節流裝置33及副節流裝置41采用了電子式膨脹閥、并增加了檢測負荷側熱交換器34和主節流裝置33之間的配管溫度及壓力的溫度傳感器201及壓力傳感器204、檢測負荷側熱交換器34和四通閥40之間的配管溫度的溫度傳感器202,檢測高壓儲罐42和主節流裝置33之間的配管溫度及壓力的溫度傳感器205及壓力傳感器206、根據上述壓力和溫度的信號計算在制冷劑回路內循環的制冷劑組成,且根據壓力傳感器,溫度傳感器及上述循環信號計算主節流裝置33及副節流裝置41的開度,并調節開度的控制器203。
下面,說明制冷運傳。關閉開關機構76,驅動壓縮機31。從壓縮機31排出的高溫高壓氣態制冷劑通過四通閥40流入熱源側熱交換器32。由熱源側熱交換器32冷凝的制冷劑經副節流裝置41適當節流后,流入高壓儲罐42內。在高壓儲罐42內進行汽液分離,液態制冷劑由主節流裝置33節流至低壓,成為低溫的二相制冷劑的制冷劑從負荷側熱交換器34的周圍吸收熱量進行制冷,同時自身蒸發汽化,經四通閥40及低壓儲罐,返回壓縮機31。
主節流裝置33的開度控制如下所述。首先,設定主節流裝置33和負荷側熱交換器34之間的制冷劑干度為0.2。根據溫度傳感器201及壓力傳感器204推定循環組成。然后,知道在該循環組成下的制冷劑的飽和溫度和飽和壓力的關系,使從壓力傳感器204的測定值預測的蒸發溫度和溫度傳感器202的測定值的差保持一定地控制主節流裝置33的開度。
對供暖進行說明。關閉開關機構76,驅動壓縮機31。從壓縮機31排出的高溫高壓氣態制冷劑通過四通閥40流入負荷側熱交換器34內。該高溫高壓的氣態制冷劑在負荷側熱交換器34的周圍放熱供暖,自身冷凝,由主節流裝置33適當節流后,流入高壓儲罐42內。在高壓儲罐42內進行汽液分離,液態制冷劑由主節流裝置33節流至低壓,成為低溫的二相制冷劑的制冷劑在熱源側熱交換器32內從周圍吸收熱量蒸發汽化,經四通閥40及低壓儲罐回壓縮機31。
副節流裝置41的開度控制如下所述。首先,設定主節流裝置33和高壓儲罐42之間的制冷劑干度為0。根據溫度傳感器205及壓力傳感器206推定循環組成。然后,知道在該循環組成下的制冷劑的飽和溫度和飽和壓力的關系,使從壓力傳感器204的測定值預測的蒸發溫度和溫度傳感器201的測定值的差保持一定地控制副節流裝置41的開度。
在改變流過制冷劑回路的制冷劑的組成的情況下,首先,說明將富含低沸點成分的制冷劑存貯在中壓組成調整器84內的方法。打開開關機構76及86,從高壓儲罐42的上部流出的富含低沸點成分的氣態制冷劑流過制冷劑配管120流入中壓組成調整器84的下部。在沿中壓組成調整器84內部上升之際,與低溫熱源116a進行熱交換并冷凝液化,存貯在中壓組成調整器84下部。未冷凝的氣體通過第三節流裝置82及開關機構76,流向低壓儲罐35的吸入側。其結果是富含低沸點成分的液態制冷劑,存貯在中壓儲罐84內,同時,能夠使在主制冷劑回路內流過的制冷劑的組成成為富含高沸點成分的組成。
下面說明使富含高沸點成分的制冷劑存貯在中壓組成調整器84內的方法。打開開關機構76及85,從高壓儲罐42的下部流出的一定量的富含高沸點成分的液態制冷劑流過制冷劑配管119流入中壓組成調整器84的上部。在液態制冷劑從中壓組成調整器84的上部向下部因重力作用下降之際,與高溫熱源81進行熱交換,其中的一部分蒸發汽化,成為富含低沸點成分的氣態制冷劑上升。該富含低沸點成分的氣態制冷劑通過配管121流向低壓儲罐35的吸入側。存貯在中壓組成調整器84下部的液態制冷劑成為富含高沸點成分的制冷劑。結果是使在主循環回路內流動的制冷劑組成成為富含低沸點成分的制冷劑。
這里,通過由上所述的循環組成推定方法,預測循環組成,并根據負荷大小進行組成調整,并控制組成調整的時間。
如上所述,僅以冷凍循環中的蒸發器入口處的制冷劑溫度和壓力,把流入蒸發器的制冷劑的干度設定在規定的值上,來計算制冷劑組成。因此,用簡單的結構,即使循環組成變化時,也可以使空調裝置處于最佳的運行狀態下。(實施例23)下面,根據圖29對本發明的第23個實施例進行說明。在圖中,與實施例16相同的部分用相同的符號表示,并省略對其的說明。在圖22所示的實施例16的構成中再加上作為節流裝置33及負荷側熱交換器34的電子式膨脹閥、用于檢測負荷側熱交換器34和節流裝置33之間的配管溫度和壓力的溫度傳感器201和壓力傳感器204、用于檢測負荷側熱交換器34和四通閥40間的配管溫度的溫度傳感器202、檢測低壓儲罐35的吸入側溫度的溫度傳感器207和壓力傳感器208、及開度調節控制器203,它通過上述壓力溫度信號計算制冷回路內所循環的制冷劑的組成,由壓力傳感器、溫度傳感器及上述循環組成的信號計算節流裝置33和副節流裝置41的開度,調節其開度。
下面對制冷運轉進行說明。關閉開關機構76,驅動壓縮機31,從壓縮機31中流出的高溫高壓氣態制冷劑,通過四通閥40流入熱源側熱交換器32;在熱源側熱交換器32中冷凝的制冷劑經過副節流裝置41的適當節流后,進入高壓儲罐42。在高壓儲罐42中氣液分離,液體制冷劑在節流裝置33中減壓至低壓,變成低溫兩相制冷劑,在負荷側熱交換器34周圍吸收熱量而冷卻房間,同時自身蒸發汽化,通過四通閥40及低壓儲罐返回壓縮機31。
對節流裝置33的開度進行如下的控制。首先,將低壓儲罐35吸入側的制冷劑的干度假定在0.9~1.0的范圍內。通過溫度傳感器207和壓力傳感器208推算循環組成。然后,知道該循環組成的制冷劑的飽和溫度和飽和壓力的關系,控制節流裝置33的開度,以便使由壓力傳感器204的測定值預測出蒸發溫度與溫度傳感器202的測定值之間的差保持一定。
下面說明供暖運轉。關閉開關機構76,驅動壓縮機31,從壓縮機31中流出的高溫高壓氣體制冷劑,通過四通閥40流入負荷側熱交換器32;該高溫高壓氣體制冷劑在熱源側熱交換器32中向周圍放熱供暖,其自身冷凝,經過節流裝置33的部分節流后,進入高壓儲罐42。在高壓儲罐42中氣液分離,液體制冷劑在副節流裝置41中減壓至低壓,低溫兩相制冷劑在熱源側熱交換器32周圍吸收熱量,同時自身蒸發汽化,通過四通閥40及低壓儲罐返回壓縮機31。
在此,對副節流裝置41的開度進行下面的控制。首先,將低壓儲罐35吸入側的制冷劑的干度定在0.9~1.0的范圍內。然后,確知循環組成的制冷劑的飽和溫度和飽和壓力的關系,使由壓力傳感器204的測定值預測出的冷凝溫度與溫度傳感器201的測定值之間的差保持一定地控制副節流裝置41的開度。
在改變制冷劑回路內流動的制冷劑的組成的情況下,首先說明將富含低沸點制冷劑貯存在中壓組成調整器84的方法打開開關裝置76及開關裝置86富含低沸點成分的態氣制冷劑從高壓儲罐42上部流過制冷劑配管120導入中壓組成調整器84的下部。它在中壓組成調整器84內部上升時與低溫熱源116進行換熱而冷凝,貯存在中壓組成調整器84下部。未冷凝的氣體通過第三節流裝置82及開閉裝置76導入到低壓儲罐35的吸入側結果富含低沸點成分的制冷劑貯存中壓組成調整器84內,同時能夠使主循環回路中循環的制冷劑為富含高沸點成分的制冷劑。
現在說明將富含高沸點制冷劑存貯在中壓組成調整器84中的方法。打開開閉裝置76和開閉裝置85,部分富含高沸點成分制冷劑從高壓儲罐42的下部流過制冷劑配管119后導入中壓組成調整器84的上部。制冷劑由于重力作用從中壓組成調整器84上部向下部下降時與高溫熱源81換熱使其中一部分蒸發汽化,富含低沸點成分的制冷劑上升。富含低沸點成分的制冷劑氣體通過制冷劑配管121被導入低壓儲罐35的吸入口。中壓組成調整器84下部貯存的制冷劑就成為富含高沸點制冷劑。結果,就能夠使主循環回路中的制冷劑為成富含低沸點成分的制冷劑。
由此方法,就能推算出房間冷卻、供暖時相同位置的組成。
由上述循環組成的推算方法,能預測循環組成,根據負荷的大小調整上述組成,控制組成調整的時間。
因為設置了檢測低壓儲罐(蓄液器)內,或者低壓儲罐(蓄液器)和壓縮機吸入管之間的制冷劑的溫度和壓力,計算出循環內循環的制冷劑組成,根據該循環組成,對制冷循環的運轉進行控制的控制裝置,用簡單的裝置結構,即使循環內的循環組成發生變化,也能進行最適當的運轉。(實施例24)下面,根據圖30對本發明的第24個實施例進行說明。在圖中,與實施例16相同的部分用相同的符號表示,并省略對其的說明。在圖22所示的實施例16的構成中,主節流裝置33和副節流裝置41為負荷側熱交換器34的電子式膨脹閥,還附加了用于檢測負荷側熱交換器34和主節流裝置33之間的配管溫度和壓力的溫度傳感器201和壓力傳感器204、用于檢測負荷側熱交換器34和四通閥40間的配管溫度的溫度傳感器202、檢測高壓儲罐42內部制冷劑飽和溫度及壓力的溫度傳感器209和壓力傳感器210,及根據上述壓力和溫度信號計算制冷劑回路內所循環的制冷劑的組成,且從壓力傳感器、溫度傳感器及上述循環組成的信號中計算節流裝置33和副節流裝置41的開度,并調節開度的控制器203。
下面對制冷運轉進行說明。關閉開關機構76,驅動壓縮機31,從壓縮機31中流出的高溫高壓氣體制冷劑,通過四通閥40流入熱源側熱交換器32;在熱源側熱交換器32中冷凝的制冷劑經過副節流裝置41的適當節流后,進入高壓儲罐42。在高壓儲罐42中氣液分離,液體制冷劑在節流裝置33中進行減壓至低壓,低溫兩相制冷劑在負荷側熱交換器34周圍吸收熱量而冷卻房間,同時自身蒸發汽化,通過四通閥40及低壓儲罐返回壓縮機31。
在此,對主節流裝置33的開度進行如下控制。首先由于在高壓儲罐42內部存在制冷劑存在液面且處于飽和狀態,由溫度傳感器209和壓力傳感器210就能推算出循環組成。然后,確認該預測循環組成下的制冷劑的飽和溫度和飽和壓力的關系,使從壓力傳感器204的測定值預測出的蒸發溫度,與溫度傳感器202的測定值之間的差保持一定地控制節流裝置33的開度。
下面說明房間供暖運轉。關閉開閉機構76,驅動壓縮機31,從壓縮機31中流出的高溫高壓氣體制冷劑,通過四通閥40流入負荷側熱交換器34;在負荷側熱交換器34中向周圍放熱加熱房間,其自身冷凝,經過節流裝置33的適當節流后,進入高壓儲罐42。在高壓儲罐42中氣液分離,液體制冷劑在副節流裝置41中進行減壓至低壓,低溫兩相制冷劑在熱源側熱交換器32周圍吸收熱量,同時自身蒸發汽化,通過四通閥40及低壓儲罐返回壓縮機31。
在此,對副節流裝置41的開度進行如下控制。首先由于在低壓儲罐35內部存在制冷劑存在液面且處于飽和狀態,由溫度傳感器209和壓力傳感器210就能推算出循環組成。然后,確認在該預測循環組成下的制冷劑的飽和溫度和飽和壓力的關系,使從壓力傳感器204的測定值預測出的蒸發溫度,與溫度傳感器202的測定值之間的差保持一定地控制主節流裝置33的開度。
在改變制冷劑回路內流動的制冷劑的組成的情況下,首先說明將富含低沸點制冷劑貯存在中壓組成調整器84的方法打開開閉裝置76及開閉裝置86富含低沸點成分的態氣制冷劑從高壓儲罐42上部流過制冷劑配管120導入中壓組成調整器84的下部。它在中壓組成調整器84內部上升時與低溫熱源116進行換熱而冷凝,貯存在中壓組成調整器84下部。未冷凝的氣體通過第三節流裝置82及開閉裝置76導入到低壓儲罐35的吸入側結果富含低沸點成分的制冷劑貯存中壓組成調整器84內,同時能夠使主循環回路中循環的制冷劑為富含高沸點成分的制冷劑。
現在說明將富含高沸點制冷劑存貯在中壓組成調整器84中的方法。打開開閉裝置76和開閉裝置85部分富含高沸點成分制冷劑從高壓儲罐42的下部流過制冷劑配管119后導入中壓組成調整器84的上部。制冷劑由于重力作用從中壓組成調整器84上部向下部下降時與高溫熱源81換熱使其中一部分蒸發汽化,富含低沸點成分的制冷劑上升·富含低沸點成分的制冷劑氣體通過制冷劑配管12被導入低壓儲罐35的吸入口。中壓組成調整器84下部貯存的制冷劑就成為富含高沸點制冷劑。結果,就能夠使主循環回路中的制冷劑為成富含低沸點成分的制冷劑。
根據上述循環組成的推算方法,能預測循環組成,根據負荷的大小進行上述組成的調整,控制組成調整的時間。另外,本實施例中雖然描述了根據測出的高壓儲罐42內的壓力及溫度來預測循環組成的方法,但本例中還包含通過測定低壓儲罐35內的壓力及溫度來預測循環組成的方法。此外,由于存在必要的飽和液面,因此在相同的位置能感覺到制冷還是供暖。(實施例25)下面,根據圖31對本發明的第25個實施例進行說明。在圖中,與實施例16相同的部分用相同的符號表示,并省略對其的說明。在圖22所示的實施例16的構成中,主節流裝置33及副節流裝置41是電了式膨脹閥附加了用于檢測負荷側熱交換器34和主節流裝置33之間的配管溫度和壓力的溫度傳感器201和壓力傳感器204、用于檢測負荷側熱交換器34和四通閥40間的配管溫度的溫度傳感器202、從壓縮機排出側分出的通過第三節流裝置90和制冷劑熱交換器92連接到低壓儲罐35吸入側的制冷劑配管123,制冷劑配管123上的檢測第三節流裝置90和低壓儲罐35吸入口之間的配管溫度的溫度傳感器211、計算壓縮機排出壓力的壓力傳感器212,根據上述壓力和溫度信號運算制冷劑回路內所循環的制冷劑的組成,而且由壓力傳感器、溫度傳感器及上述循環組成的信號計算節流裝置33和副節流裝置41的開度,來調節開度的控制器203。
下面對制冷運轉進行說明。關閉開閉機構76,驅動壓縮機31,從壓縮機31中流出的高溫高壓氣體制冷劑,通過四通閥40流入熱源側熱交換器32;在熱源側熱交換器32中制冷劑被冷凝,經過副節流裝置41的適當節流后,進入高壓儲罐42。在高壓儲罐42中氣液分離,液體制冷劑在節流裝置33中進行減壓至低壓,低溫兩相制冷劑在負荷側熱交換器34周圍吸收熱量而冷卻房間,同時自身蒸發汽化,通過四通閥40及低壓儲罐返回壓縮機31。
在此,對節流裝置33的開度進行下面的控制。首先,假定制冷劑配管123內部的在溫度傳感器211的計測部附近的制冷劑干度定在0.1~0.5的范圍內。通過溫度傳感器211和壓力傳感器212就能推算出循環組成。然后確認該循環組成下制冷劑的飽和溫度和飽和壓力的關系,使從壓力傳感器204的測定值預測出的蒸發溫度,與溫度傳感器202的測定值之間的差保持一定地控制節流裝置33的開度。
下面是對房間供暖運轉的說明。關閉開閉機構76,驅動壓縮機31,從壓縮機31中流出的高溫高壓氣體制冷劑,通過四通閥40流入負荷側熱交換器34;在負荷側熱交換器34中向周圍放熱加熱房間,其自身冷凝,經過節流裝置33的適當節流后,進入高壓儲罐42。在高壓儲罐42中氣液分離,液體制冷劑在副節流裝置41中進行減壓至低壓,低溫兩相制冷劑在熱源側熱交換器32周圍吸收熱量,同時自身蒸發汽化,通過四通閥40及低壓儲罐返回壓縮機31。
在此,對副節流裝置41的開度進行下面的控制。首先,假定制冷劑配管123內部的在溫度傳感器211的計測部附近的制冷劑干度定在0.1~0.5的范圍內。通過溫度傳感器211和壓力傳感器212就能推算出循環組成。然后確認該循環組成下制冷劑的飽和溫度和飽和壓力的關系,使從壓力傳感器204的測定值預測出的蒸發溫度,與溫度傳感器202的測定值之間的差保持一定地控制副節流裝置41的開度。
在改變制冷劑回路內流動的制冷劑的組成的情況下,首先說明將富含低沸點制冷劑貯存在中壓組成調整器84的方法打開開閉裝置76及開閉裝置86富含低沸點成分的態氣制冷劑從高壓儲罐42上部流過制冷劑配管120導入中壓組成調整器84的下部。它在中壓組成調整器84內部上升時與低溫熱源116進行換熱而冷凝,貯存在中壓組成調整器84下部。未冷凝的氣體通過第三節流裝置82及開閉裝置76導入到低壓儲罐35的吸入側結果富含低沸點成分的制冷劑貯存中壓組成調整器84內,同時能夠使主循環回路中循環制冷劑為富含高沸點成分的制冷劑。
現在說明將富含高沸點制冷劑存貯在中壓組成調整器84中的方法。打開開閉裝置76和開閉裝置85部他富含高沸點成分制冷劑從高壓儲罐42的下部流過制冷劑配管119后導入中壓組成調整器84的上部。制冷劑由于重力作用從中壓組成調整器84上部向下部下降時與高溫熱源81換熱使其中一部分蒸發汽化,富含低沸點成分的制冷劑上升·富含低沸點成分的制冷劑氣體通過制冷劑配管121被導入低壓儲罐35的吸入口。中壓組成調整器84下部貯存的制冷劑就成為富含高沸點制冷劑。結果,就能夠使主循環回路中的制冷劑為成富含低沸點成分的制冷劑。
由上述循環組成的推算方法,能預測循環組成,根據負荷的大小進行上述組成的調整,控制組成調整的時間。(實施例26)下面,根據圖32對本發明的第26個實施例進行說明。在圖中,與實施例16相同的部分用相同的符號表示,并省略對其的說明。在圖22所示的實施例16的構成中,節流裝置33及副節流裝置41是電子式膨脹閥、附加了用于檢測負荷側熱交換器34和節流裝置33之間的配管溫度和壓力的溫度傳感器201和壓力傳感器204、用于檢測負荷側熱交換器34和四通閥40間的配管溫度的溫度傳感器202、由高壓儲罐42底部分出的通過制冷劑熱交換器91連接到低壓儲罐35吸入側的制冷劑配管124,在制冷劑配管124的檢測第三節流裝置91和低壓儲罐35吸入口之間的配管溫度和壓力的溫度傳感器213和壓力傳感器214,根據上述壓力溫度信號運算制冷劑回路內所循環的制冷劑的組成,由壓力傳感器、溫度傳感器及上述循環組成的信號計算節流裝置33和副節流裝置41的開度,調節開度的控制器203。
下面對制冷運轉進行說明。關閉開閉機構76,驅動壓縮機31,從壓縮機31中流出的高溫高壓氣體制冷劑,通過四通閥40流入熱源側熱交換器32;在熱源側熱交換器32中制冷劑被冷凝,經過副節流裝置41的部分節流后,進入高壓儲罐42。在高壓儲罐42中氣液分離,液體制冷劑在節流裝置33中進行減壓至低壓,低溫兩相制冷劑在負荷側熱交換器34周圍吸收熱量而冷卻房間,同時自身蒸發汽化,通過四通閥40及低壓儲罐返回壓縮機31。
在此,對節流裝置33的開度進行下面的控制。首先,將制冷劑配管124內第三節流裝置91的下游側的制冷劑的干度假定在0.1~0.5的范圍內。通過溫度傳感器213和壓力傳感器214就能推算出循環組成。然后確認該循環組成下制冷劑的飽和溫度和飽和壓力的關系,使由壓力傳感器204的測定值預測出的蒸發溫度,與溫傳感器202的測定值之間的差保持一定地控制節流裝置33的開度。
下面是對房間供暖運轉的說明。關閉開閉機構76,驅動壓縮機31,從壓縮機31中流出的高溫高壓氣體制冷劑,通過四通閥40流入負荷側熱交換器32;在熱源側熱交換器32中向周圍放熱加熱房間,其自身冷凝,經過節流裝置33的部分節流后,進入高壓儲罐42。在高壓儲罐42中氣液分離,液體制冷劑在副節流裝置41中進行減壓至低壓,低溫兩相制冷劑在熱源側熱交換器32周圍吸收熱量,同時自身蒸發汽化,通過四通閥40及低壓儲罐返回壓縮機31。
在此,對副節流裝置41的開度進行下面的控制。首先,將制冷劑配管124內第三節流裝置91的下游側的制冷劑的干度假定在0.1~0.5的范圍內。通過溫度傳感器213和壓力傳感器214就能推算出循環組成。然后確認該循環組成下制冷劑的飽和溫度和飽和壓力的關系,使由壓力傳感器204的測定值預測出的蒸發溫度,與溫傳感器202的測定值之間的差保持一定地控制節流裝置33的開度。
在改變制冷劑回路內流動的制冷劑的組成的情況下,首先說明將富含低沸點制冷劑貯存在中壓組成調整器84的方法打開開閉裝置76及開閉裝置86富含低沸點成分的態氣制冷劑從高壓儲罐42上部流過制冷劑配管120導入中壓組成調整器84的下部。它在中壓組成調整器84內部上升時與低溫熱源116進行換熱而冷凝,貯存在中壓組成調整器84下部。未冷凝的氣體通過第三節流裝置82及開閉裝置76導入到低壓儲罐35的吸入側結果富含低沸點成分的制冷劑貯存中壓組成調整器84內,同時能夠使主循環回路中循環的制冷劑為富含高沸點成分的制冷劑。
現在說明將富含高沸點制冷劑存貯在中壓組成調整器84中的方法。打開開閉裝置76和開閉裝置85部分富含高沸點成分制冷劑從高壓儲罐42的下部流過制冷劑配管119后導入中壓組成調整器84的上部。制冷劑由于重力作用從中壓組成調整器84上部向下部下降時與高溫熱源81換熱使其中一部分蒸發汽化,富含低沸點成分的制冷劑上升·富含低沸點成分的制冷劑氣體通過制冷劑配管121被導入低壓儲罐35的吸入口。中壓組成調整器84下部貯存的制冷劑就成為富含高沸點制冷劑。結果,就能夠使主循環回路中的制冷劑為成富含低沸點成分的制冷劑。
由上述循環組成的推算方法,能預測循環組成,根據負荷的大小進行上述組成的調整,控制組成調整的時間。(實施例27)下面,根據圖33對本發明的實施例27進行說明。圖中,將壓縮機31、熱源側熱交換器32、高壓儲罐42、供暖熱交換器94、供暖用節流裝置96、制冷用節流裝置98、制冷用熱交換器95、低壓儲罐35依次連接構成制冷劑回路。還有從高壓儲罐42分出的將上述供暖熱交換器94和供暖用節流裝置96旁路的、連接供暖用節流裝置96和制冷用節流裝置98之間的旁路管125、在旁路管125上的控制旁路制冷劑流量的旁路節流裝置97。還包括檢測高壓承液器內部制冷劑壓力和溫度的壓力傳感器222和溫度傳感器223、檢測在供暖熱交換器94和供暖用節流裝置96之間制冷劑溫度的溫度傳感器217檢測供暖用熱交換器94和低壓儲罐35之間的壓力和溫度的壓力傳感器218及溫度傳感器219、從上述房間加熱和房間冷卻的能力之比和壓力傳感器222及223的檢測值對循環組成進行推算,并控制供暖用節流裝置96開度的控制器220、及從上述供暖和房間制冷的能力之比和壓力傳感器222及溫度傳感器223的檢測值對循環組成進行推算,并控制制冷用節流裝置98開度的控制器221。
現對其作用進行說明。由壓縮機31中流出的高溫高壓氣體制冷劑,流入熱源側熱交換器32冷凝,到一定干度,成氣液兩相流進入高壓儲罐42中。該氣液兩相流在高壓儲罐42中氣液分離。在其內,氣體部分被導入上述供暖用熱交換器向周圍放熱供暖。同時自身冷凝液化由供暖用節流裝置96進行適當節流。在高壓儲罐42中的液體通過制冷劑配管125經旁路節流裝置97適當節流后,與上述供暖用節流裝置96中流出的制冷劑合流。合流后的制冷劑通過制冷用節流裝置98降至低壓從制冷用熱交換器95周圍吸熱而冷卻房間,自身被蒸發,通過低壓儲罐35返回到壓縮機31。
在此,對循環組成進行推算,首先根據房間供暖和房間冷卻的能力之比,算出在高壓儲罐42中存留的制冷劑的干度。從算出的干度和壓力傳感器222及溫度傳感器223檢測的值推算循環組成。在進行供暖用節流裝置96的控制中,算出對應壓力傳感器222的飽和溫度,使該飽和溫度與溫度傳感器217檢測的值之間的差保持一定地決定供暖用節流裝置96的開度。在進行冷卻用節流裝置98的控制中的情況下,算出對應壓力傳感器218的飽和溫度,使該飽和溫度與溫度傳感器219檢測的值之間的差保持一定地決定冷卻用節流裝置98的開度。由氣液分離器中的干度推算出冷卻/供暖的能力比。上氣液分離的結果,即使流入供暖室內機中的制冷劑的組成與流入制冷室內機中的制冷劑的組成不同,也能夠進行對應于冷暖同時運轉的控制由冷卻與供暖的能力比推算氣液分離器的干度,只要預先設定預定雙方熱交換器容量,從理論上決定是很簡單的。在實測中也可以測量風量與風速等。
本系統能夠以簡單的回路對非共沸混合制冷劑同時進行冷卻和供暖運轉。
本系統能夠適當地因氣液分離,即使供暖室內機和冷卻室內機內流動的制冷劑的組成不同,也能合適地控制冷凍循環。(實施例28)下面根據附圖對本發明的一個實施例進行說明。圖34中表示本發明的實施例28的制冷回路。圖中,通過依次連接壓縮機1、四通閥40、熱源側熱交換器32、節流裝置33、負荷側熱交換器34、低壓儲罐35形成主制冷劑回路。401是溫度傳感器、402是溫度傳感器、403是壓力傳感器,400是根據上述溫度傳感器401、溫度傳感器402和壓力傳感器403的信息決定節流裝置的開度并進行控制的控制器。
且,當其特征是房間冷卻和房間供暖時的檢測位置不同時也能通用,在冷卻和供暖時制冷劑的流動是相反的,冷凝器和蒸發器不是特定的。在此,熱源側熱交換器在房間冷卻時作冷凝器,在供暖時作蒸發器。同樣負荷側熱交換器與此相反。
下面說明作用。在房間冷卻時,制冷劑的流動如圖34所示,制冷劑從壓縮機1中排出,在熱源側熱交換器32中冷凝,經節流裝置33節流,成為低溫低壓二相狀態。該低溫低壓二相制冷劑流入負荷側熱交換器34,吸收周圍的熱量冷卻房間,自身蒸發汽化,通過四通閥40、低壓儲罐35返回壓縮機1。
在供暖時,制冷劑從壓縮機1中排出,在負荷側熱交換器34中向周圍放熱,自身被冷凝液化,經節流裝置33節流,成為低溫低壓二相狀態。該低溫低壓二相制冷劑流入熱源側熱交換器32,吸收周圍的熱量冷卻房間,自身蒸發汽化,通過四通閥40、低壓儲罐35返回壓縮機1。
而且,通過檢測運轉條件判斷運轉的狀態,如與模式切換開關聯動,就能判斷房間冷卻或供暖等的模式。也可以檢測熱交換器入口或出口的溫度、就能判斷制冷劑的流動方向。從四通閥的開關狀態,也能判斷運動狀態。
下面對剩余制冷劑和循環組成的變化作說明。首先該剩余制冷劑的量,剩余制冷劑的發生量,是由制冷劑回路決定的,簡言之由冷卻或供暖來決定的。因此,在冷卻或房間供暖的剩余制冷劑的發生量,就能預先推定。圖35表示低壓儲罐35的液面水平與循環組成的關系。如圖中所示,低壓儲罐35內部的剩余制冷劑的量增加時循環組成也增加。因此,用這一關系,就能預定、預測冷卻或房間供暖時的循環組成達到什么程度。
也就是說通過預先設定、存儲各運行狀態下所對應的制冷劑的組成狀態,根據判斷出的運行狀態,從中選擇一個合適的。
圖36是冷卻或房間供暖時決定節流裝置33的開度過程的方框流程圖。對節流裝置33的開度的決定要根據上述的預先推算出的循環組成以下述方式進行。首先判斷是冷卻還是房間供暖(S1)。在房間冷卻時循環組成為α1(S2),由該α1,,溫度傳感器401檢測出的溫度T1和溫度傳感器402檢測出的溫度T2求出蒸發溫度te(S3),然后,決定節流裝置33的開度。(S5,S6)以便使蒸發器出口過熱度SH=T2-Te與對應于組成α1所定的目標值保持一定。
在房間供暖(S1)時循環組成為α2(S7),由該α2和壓力傳感器403檢測出的壓力P算出冷凝溫度Tc(S8)。由Tc和溫度傳感器402檢測的溫度T2算出冷凝器出口過冷度SC=Tc-T2(S9)。決定節流裝置33的開度(S11)以便于使該冷凝器出口過冷度Sc與目標值保持一定(S10)。該結果表明用一種簡單的結構,就能使循環高效運轉。
如上所述,特別Sc值,剩余制冷劑能從低壓儲罐流到冷凝器或相反從冷凝器流到低壓儲罐。從而,低壓儲罐中的液面變化組成也隨之變化。
下面對其程序進行說明,首先,進行節流。由此Sc增大,低壓儲罐的液面下降。循環組成中的低沸點成分的比例減少。因此,節流閥開度的變化、通過Sc的增減及低壓儲罐的液面的增減,會使組成發生變化。
在這種情況下,控制器由直接或間接檢測循環組成的檢測裝置檢測組成,由節流閥的檢測裝置求出開度,操縱調節循環組成的裝置。
一般來說,循環組成中低沸點成分的比例,如在低壓儲罐中的液面下降時,則在循環回路中高沸點成分就增加,低沸點成分所占比例就減少。
控制的設定值變化時,SH、Sc的目標值也隨之變化,在多機種時,一般考慮使冷凝溫度為一定的壓縮機排出壓的控制目標壓要變化為高的目標壓。
Sc是Tc(冷凝溫度、嚴格地講飽和液溫度)-Tcout(冷凝器出口溫度)。SH是Teout(蒸發器出口溫度)-Te(蒸發溫度、嚴格講飽和氣體溫度)。
非共沸混合制冷劑中飽和溫度,沸騰開始溫度(沸點)與冷凝開始溫度(露點)不同。
雖然描述了利用上述方法進行房間冷卻時使控制蒸發器出口的過熱度SH為一定,及在控制冷凝器出口的過冷度Sc為一定的一個實施例,但是在制冷或供暖時可以任意組合,使蒸發器出口的過熱度為一定及冷凝器出口的過冷度為一定的控制。(實施例29)
下面根據附圖對本發明的一個實施29例進行說明。圖37中表示本發明的實施例29的制冷回路。圖中,由壓縮機1,,四通閥40,,熱源側交換器32、節流裝置33、負荷側熱交換器34、低壓儲罐35依次連接形成主制冷劑回路。另外還包括溫度傳感器406、溫度傳感器407、壓力傳感器403,由上述溫度傳感器401、溫度傳感器402、壓力傳感器403的信息決定節流裝置的開度的進行控制的控制器400。且負荷側熱交換器是具有a、b兩個系統的主回路。
下面對其作用作說明。在房間冷卻時,制冷劑的流動如圖37所示,制冷劑從壓縮機1中排出,在熱源側熱交換器32中冷凝,經節流裝置33節流,成為低溫低壓二相狀態。該低溫低壓二相制冷劑流入負荷側熱交換器34,吸收周圍的熱量冷卻房間,自身蒸發汽化,通過四通閥40、低壓儲罐35返回壓縮機1。負荷側熱交換器也可能僅運轉了34a或34b中的一個。
在房間供暖時,制冷劑從壓縮機1中排出,在負荷側熱交換器34中向周圍放熱,自身冷凝,經節流裝置33節流,成為低溫低壓二相狀態。該低溫低壓二相制冷劑流入熱源側熱交換器32,吸收周圍的熱量冷卻房間,自身蒸發汽化,通過四通閥40、低壓儲罐35返回壓縮機31。負荷側熱交換器也可能僅運轉了3a或3b中的一個。
下面說明剩余制冷劑循環組成的變化,該剩余制冷劑的量,首先,是剩余制冷劑的發生量,由制冷劑回路決定時由冷卻或房間供暖來決定的。另外由于有剩余制冷劑的發生量也依賴于負荷側熱交換器臺數,因此,根據壓縮機的運轉頻率,掌握好負荷側熱交換器的臺數,如果再考慮壓縮機的運轉頻率的信息,結果就能夠更正確地推測房間冷卻或房間供暖的剩余制冷劑的產生量。圖38表示低壓儲罐35的液面水平與循環組成的關系。如圖中所示,低壓儲罐35,內部的剩余制冷劑的量增加,循環組成也增加(或減少),這意味著循環組成的低沸點成分的比例增加(或減少)。因此,用這一關系,就能根據壓縮機的運轉頻率預定、推測房間冷卻或房間供暖下的循環組成。
以如下的方式從根據上述的壓縮機的運轉頻率推算出的循環組成來決定對節流裝置33的開度。由壓縮機的運轉頻率求出在房間冷卻時循環組成α1,使溫度傳感器407檢測出的溫度T1和溫度傳感器406檢測出的溫度T2的差SH=T1-T2保持一定地決節流裝置33的開度。
在房間供暖時,由壓縮機的運轉頻率求出供暖時的循環組成α2,由壓力傳感器405檢測出的壓力P算出冷凝溫度Tc。根據Tc和溫度傳感器406檢測的溫度T2由SC-T2算出冷凝器出口過冷度。使該冷凝器出口過冷度Sc保持一定地決定節流裝33的開度。結果是利用這樣的簡單控制,在有多個熱交換器的主制冷回路也能高效運行。
在圖38,,39及40表示測推制冷劑的組成的一個例子,圖40的數據是能預先通過實驗決定。
房間冷卻或房間供暖時(S13),對應壓縮機的頻率水平(S14、S20),也可以求存儲的循環組成(S15、S21)。
通過檢測溫度和壓力,求出蒸發溫度和冷凝溫度(S16、S22),計算出SH、Sc的值(S17、S23),根據目標值(S18、S24),通過改變開度,就能從這些數據中建立起壓縮機的運轉頻率數、運轉模式、及循環組成之間關系。
圖41表示的是閥開度之外的變化實施例。圖41中K1、K2是定值,ΔS是節流裝置的開度變化量。
房間冷卻時,檢測蒸發溫度Te。求出該檢測的溫度Te與蒸發器出口溫度的差SH,然后計算SH值和SH目標值之間的差,根據ΔSH的量改變節流裝置的開度。根據Te的目標值和Te之間的差ΔTe,計算壓縮機的轉動頻率數Δfcomp。
房間供暖時,檢測冷凝溫度Tc。求出該檢測的溫度Tc與冷凝器出口溫度的差SC,然后計算SC值和SC目標值之間的差,根據ΔSC的量改變節流裝置的開度。根據Tc的目標值和Te之間的差ΔTc,計算壓縮機的轉動頻率數Δfcomp。因此,房間冷卻時設定蒸發溫度的目標值、房間供暖時設定冷凝溫度的目標值,改變壓縮機的轉動頻率。
如上所述,除了由于SC或SH的變化,使低壓儲罐液面變化外,根據壓縮機的轉動頻率,可在多機種情況下,推算出哪種容量的室內機進行運轉。如果不考慮室內機中的存留,室內機的容量小,則制冷劑就會有剩余。換言之,壓縮機的轉動頻率小時,剩余制冷劑存留在低壓儲罐中,循環組成中低沸點成分增加。
在壓縮機的轉動頻率大時,可以說室內機的運轉臺數較多。如果在相同容量下有臺數和容量不一制的情況,則可能是一臺大能力室內機,或多臺小能力室內機。因此,不論二者的差別有多大,如果容量變大,則剩余制冷劑減少的傾向是相同的。
節流裝置33的開度的設定根據模式和頻率條件來變化。
也就是說,根據設定值變更到與該設定值對應的開度。隨之循環組成慢慢地變化成對應的組成。
這時,由于開度的變化,系統的負荷狀態也變化。組成變化同樣也會引起負荷的變化,結果是頻率數增加。與之對應,可以每隔一定時間(如一分鐘)檢測節流的開度和壓縮機的轉動頻率進行設定值的變更。但是該周期不必與壓縮機的轉動頻率數的變更及節流的開度的變更相一制。或者,也可以僅僅在模式的切換及壓縮機轉動頻率較大時改變設定值。通過以上控制,就能夠實現隨運轉狀態的變化精確地控制。(實施例30)下面根據附圖對本發明的實施例30進行說明。圖42中表示本發明的實施例30的制冷回路。圖中,依次連接壓縮機1、熱源側熱交換器32、節流裝置33、負荷側熱交換器34、低壓儲罐35構成主制冷劑回路。401是溫度傳感器、402是溫度傳感器,400是由上述溫度傳感器401、溫度傳感器402的信息決定節流裝置的開度并進行控制的控制器。
下面對其作用作說明。制冷劑從壓縮機1中排出,在熱源側熱交換器32中冷凝,經節流裝置33節流,成為低溫低壓二相狀態。該低溫低壓二相制冷劑流入負荷側熱交換器34,吸收周圍的熱量冷卻房間,自身蒸發汽化,通過低壓儲罐35返回壓縮機1。
壓縮機起動時,由于存留的制冷劑和壓縮機起動時的回流液,制冷劑就存留在低壓儲罐35中。此后制冷劑回路中的制冷劑分布遂漸合適同時,低壓儲罐中的制冷劑就減少。低壓儲罐中的制冷劑的量的減少時,因為循環組成也減少,循環組成下降,隨著壓縮機起動的時間,以如圖43所示那樣逐漸減少。因此,從壓縮機起動后的時間推算循環組成α,使溫度傳感器401檢測出的溫度T1和溫度傳感器402檢測出的溫度T2的差SH=T1-T2保持一定地決定節流裝置33的開度。這時由于隨時間一起變化的循環組成,負荷側熱交換器的出口過熱度SH的目標值也改變。結果是縮短了壓縮機起動到正常運行狀態的時間。
起動時,由于液體的滯留和回流,制冷劑多存留在低壓儲罐中,循環組成中富含高沸點成分。因此,通過結合循環組成來設定SH=T1-T2的目標值,防止了節流過度或開度過大。結果,起動時低壓儲罐中的制冷劑就能平滑地進入冷凝器。
結果,就能縮短從壓縮機起動時至制冷劑回路達到正常狀態的時間。
另外,也可以由從例如起動開始算起的時間,或每隔一分鐘檢測高壓壓力,高壓壓力在三分鐘內的變化幅度低于所定值時(時間間隔并不限制為一分鐘)的數據來區分進行上述控制的起動狀態和平常狀態。
實施例28~30是根據運轉模式壓縮機的轉動頻率和起動時間等,能夠在一定程度上預測出存在低壓儲罐中的剩余制冷劑量,一般在用非共沸混合制冷劑的循環中的作為蓄液器的低壓儲罐內的制冷劑分離成富含高沸點成分的液相,富含低沸點成分的氣相,富含高沸點成分的液相貯存在蓄液器中。因此蓄液器中存在液相制冷劑時,冷凍循環內循環的制冷劑組成有富含低沸點成分增多的趨勢(循環組成增加)。該蓄液器內的制冷劑液面的高度h與循環組成α的關系使蓄液器內的制冷劑液面的高度增加。也就是說蓄液器內的制冷劑液面的高度增加時,循環組成也增加。從而,如果通過預先實驗了解其關系,就能從用液面檢測器檢測出蓄液器內的制冷劑液面的高度來推算出循環組成α。
如上所述,因為根據運轉狀態調整循環組成,常時地保持適合于運行狀態的非共沸混合制冷劑的組成,就能得到運轉穩定,運轉的可靠高,能夠正常充分地發揮能力的制冷劑循環系統。(實施例31)下面根據附圖對本發明的實施例31進行說明。圖44中表示本發明的實施例31流裝置33、34是負荷側熱交換器、35是低壓儲罐將它們連接起來構成主制冷劑回路。401是溫度傳感器、403是壓力傳感器、406是溫度傳感器、405是壓力傳感器,400是由上述溫度傳感器401、壓力傳感器403的信息計算循環組成,并決定節流裝置的開度進行控制的控制器400。
下面對其作用作說明。制冷劑從壓縮機1中排出,在熱源側熱交換器32中冷凝,經節流裝置33節流,成為低溫低壓二相狀態。該低溫低壓二相制冷劑流入負荷側熱交換器34,吸收周圍的熱量冷卻房間,自身蒸發汽化,通過低壓儲罐35返回壓縮機1。
控制器400具有計算循環組成的功能和驅動節流裝置33的功能。通過溫度傳感器401檢測出的溫度T1和壓力傳感器403檢測出的壓力P求出循環組成。圖45是在一定壓力下,橫軸為循環組成,縱軸為溫度的曲線圖。圖中,飽和氣相溫度用破折線,飽和液相用點劃線,制冷劑的干度X=0.9的線是實線表示。從圖中可看出,在兩相部分內壓力、溫度及制冷劑的干度一確定,就能確定出的唯一的組成。因此,一般把蒸發器出口制冷劑的干度看作為0.9,則由上述溫度和壓力,就能求出循環組成。
在控制器中,由計算出的循環組成和壓力傳感器405檢測出的值P2計算出冷凝溫度Tc。由溫度傳感器406檢測出的值和上述冷凝溫度Tc的差從Sc=Tc-T2計算出冷凝器出口過冷卻度。結果,能使冷凝器出口的制冷劑的過冷卻度合適,有效地進行運轉。
圖45中橫軸表示高沸點成分所占的比例(%)。另外,制冷劑過冷度Sc適當時接近目標值,首先,計算組成α,然后計算Tc,求出Sc,如果求出的Sc與目標值的差較大那么就求出該差值的開度,再計算α重復上述計算,直到Sc合適。
若Sc過大,在熱交換器中氣體部、兩相部、液相部內的液相比例增大,熱交換器的效率低下。另一方面,若Sc過小,熱交換器出口呈兩相狀態,制冷劑產生噪音,在多機種情況下就不能順利分配制冷劑的。因此,通過使Sc合適,就能得到高效,且不發生異常現象的系統。(實施例32)下面根據附圖對本發明的實施例32進行說明。圖46中表示本發明的實施例32的制冷回路。圖中,主制冷劑回路是依次連接壓縮機1、熱源側熱交換器32、節流裝置33、負荷側熱交換器34、低壓儲罐35而成。另外,401是溫度傳感器、403是壓力傳感器,400是由上述溫度傳感器401、壓力傳感器403的信息計算循環組成,決定節流裝置的開度進行控制的控制器。
下面對其作用作說明。制冷劑從壓縮機1中排出,在熱源側熱交換器32中冷凝,經節流裝置33節流,成為低溫低壓二相狀態。該低溫低壓二相制冷劑流入負荷側熱交換器34,吸收周圍的熱量冷卻房間,自身蒸發汽化,通過四通閥40、低壓儲罐35返回壓縮機1。
控制器400具有計算循環組成的功能和驅動節流裝置33的功能。通過溫度傳感器401檢測出的溫度T1和壓力傳感器403檢測出的壓力P求出循環組成α。圖47是在一定壓力下,橫軸為制冷劑組成,縱軸為溫度的曲線圖。圖中,飽和氣相溫度用破折線,飽和液相用點劃線表示。從圖中可見,在兩相部分(包括飽和狀態)中,若決定了壓力、溫度及制冷劑的干度,就能決定出唯一的組成。因此,一般考慮蒸發器出口制冷劑的干度為0時,由上述溫度和壓力,就能求出循環組成。圖中還表示了干度為0的飽和液的狀態。
在控制器中,由計算出的循環組成α和壓力傳感器403檢測出的值P2計算出冷凝溫度Tc。由溫度傳感器401檢測出的值和上述冷凝溫度Tc的差Sc=Tc-T2計算出冷凝器出口過冷度。結果,通過與實施例28中相同反復計算,能使冷凝器出口的制冷劑的過冷度合適,有效地進行運轉。
另外,雖然使Sc成為目標值來決定節流裝置的開度,但可以將決定開度時的SC和組成推定中的干度為0(Sc=0)假定成別的值。
在實施例31、32中,因為由在冷凍循環中所處飽和狀態的位置處的溫度和壓力,所以能夠運算簡單化,控制器400的程序及預設值也大大簡化,能使得成本下降,因為根據推算的組成進行控制,所以能夠得到制冷循環的可靠度高,性能價格更好的裝置。(實施例33)下面根據附圖對本發明的實施例33進行說明。圖48表示本發明的實施例33的制冷回路。圖中,主制冷劑回路是依次連接壓縮機1、熱源側熱交換器32、節流裝置33、負荷側熱交換器34、低壓儲罐35而成。另外,401是溫度傳感器、403是壓力傳感器、以測量高壓儲罐內部的壓力溫度,400是由上述溫度傳感器401、壓力傳感器403的信息計算循環組成,決定節流裝置的開度,并進行控制的控制器。
下面對其作用作說明。制冷劑從壓縮機1中排出,在熱源側熱交換器32中冷凝,一旦冷凝,進入高壓儲罐,高壓儲罐流出的制冷劑,經節流裝置33節流,成為低溫低壓二相狀態。該低溫低壓二相制冷劑流入負荷側熱交換器34,吸收周圍的熱量冷卻房間,自身蒸發汽化,通過低壓儲罐35返回壓縮機1。
控制器具有計算循環組成α的功能和驅動節流裝置33的功能。通過溫度傳感器401檢測出的溫度T1和壓力傳感器403檢測出的壓力P求出循環組成α。一般將冷凝器出口的干度考慮為0,則因為高壓儲罐內部的干度也為0,所以通過上述溫度和壓力,就能求出循環組成。
在控制器中,由計算出的循環組成和壓力傳感器403檢測出的值P計算出冷凝溫度Tc。由溫度傳感器401檢測出的值和上述冷凝溫度Tc的差從Sc=Tc-T2計算出冷凝器出口過冷卻度。結果,能使冷凝器出口的制冷劑的過冷度合適,有效地進行運轉。
因為高壓儲罐中存在飽和液面,所以能夠得到壓力檢測更為正確,計算出的循環組成精度高,可靠度更高的冷凍設備。
雖然把高壓儲罐設在冷凝器和節流裝置之間的任何地方,但必須能確保飽和液面。
實施例28~33中,通過使蒸發器出口的SH,或冷凝器出口的Sc為一定,能使制冷回路中分布的制冷劑的狀態合適。
在由壓縮機、冷凝器、節流裝置、蒸發器組成的制冷回路中,具有能檢測出模式、起動、負荷大小等的運行狀態或處于飽和狀態的位置處壓力和溫度的檢測器,和根據由檢測器檢出的值決定組成,對應上述組成計算出飽溫度,使蒸發器出口SH或冷凝器出口Sc成為目標值一制地控制節流裝置的開度的控制器。
因此,能夠高效運行。
而且,在由壓縮機、冷凝器、節流裝置、蒸發器組成的制冷回路中,設有能計算出組成的裝置和節流控制裝置,假定在冷凍回路中的特定位置上的制冷劑的干度的值為一定,調用與預定干度相對應的α,使a保持一定地控制蒸發器或冷凝器的SH或是Sc的α為一定。
因此,可用簡單的控制裝置得到可靠性高,效率好的冷凍空調裝置。(實施例34)下面根據附圖對本發明的實施例34進行說明。圖49中表示本發明的實施例34的制冷回路。圖中,主制冷劑回路是依次連接壓縮機1、四通閥40、熱源側熱交換器32、過冷卻熱交換器308、第一節流裝置33、負荷側熱交換器34、低壓儲罐35而成。且負荷側熱交換器是有a、b兩個系統的制冷回路,在上述主回路上的第一節流裝置33和熱源側熱交換器之間,有旁路管,它從制冷回路上分支出第二節流裝置307和過冷卻熱交換器308連接到主回路上的低壓汽體配管上。401是溫度傳感器、402是溫度傳感器、403是壓力傳感器、405是壓力傳感器、407是溫度傳感器,,406是溫度傳感器、409是溫度傳感器,40 是由上述溫度傳感器401、溫度傳感器402以及壓力傳感器403的信息計算循環組成,由上述循環組成和第四壓力傳感器及第二壓力傳感器的檢測值,決定節流裝置的開度并進行控制的控制器。
下面說明其作用。制冷運轉時,制冷劑由壓縮機31中流出,在熱源側熱交換器32中冷凝,經過節流裝置33的部分節流后,成為低溫、低壓的兩相狀態。該低溫、低壓的兩相制冷劑流入負荷側熱交換器34,在負荷側熱交換器34周圍吸收熱量而冷卻房間,同時自身蒸發汽化,通過四通閥40及低壓儲罐返回壓縮機31。一部分制冷劑流入旁路管500,由第二節流裝置節流至低壓,導入過冷卻器308。在過冷卻器308中流入主回路的高壓制冷劑與流入上述旁路管500的低溫、低壓兩相制冷劑進行熱交換。因此,流入旁路管500的制冷劑的焓傳給了流入主回路的制冷劑,不會有能量損失。
控制器具有計算循環組成功能和調節節流裝置的開度、壓縮機1的運轉頻率、及送風機312的轉動頻率的功能。以下面的順序計算循環組成。作為數據,要使用旁路管500上有關數據。首先,獲取第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、及第一壓力傳感器分別檢測出的檢測值T1、T2、P1。初始值為制冷劑填充時的組成,假定循環組成α1,則液態制冷劑的焓僅與制冷劑的溫度有關,由T1就能求出焓H1。第二節流裝置307的出口制冷劑的焓和第二節流裝置307的入口的制冷劑的焓相等,所以用T2、P1及H1,就能求出第二節流裝置307的出口處干度X。從該計算結果X和T2及P1,可反算出制冷劑的循環組成α2。如果,則以例如α1=(α1+α2)/2假定為α1,然后反復進行計算,直到α1與α2相等。將得到的結果作為循環組成α。
求出了循環組成a,由p1和a能求出冷凝溫度tc,,由t1求出蒸發溫度te。在控制器中,分別預先設定了冷凝溫度和蒸發溫度的目標值,對應與目標值的不一制,對壓縮機1的運轉頻率和送風機312的轉動頻率數進行修正。且,使第三及第四溫度傳感器407、406檢測的值差為一定地控制節流裝置33的開度。
雖然,如上所述由壓縮機和送風機控制制冷劑溫度,由閥的開度控制循環組成,但在例如多機種情況下,節流目的在于控制制冷劑流量。由于節流操作,如果低壓儲罐內部液面變化則會引起組成的變化。409是第五溫度傳感器,通過使第一和第五溫度傳感器的差為一定,來控制流入過冷卻熱交換器的旁路管的制冷劑,就可以得到很好的熱交換效率。因液態制冷劑被旁路到低壓儲罐內,低壓儲罐內部的制冷劑就增加,對α的影響是使組成變大。
房間供暖運轉時的制冷劑的流動如圖49中破折線所示。兩相狀態的制冷劑流入旁路管500中。因此,以下面的順序計算組成。獲取第一溫度傳感器及第一壓力傳感器分別檢測出的檢測值T1、P1。設定流入旁路管500的制冷劑的干度為0.9~1.0的范圍內,由其干度X和T2及P1,就能計算出循環組成α。
在此,通過假定節流之后不久的狀態,就是從由高壓液態等焓變成低壓兩相狀態,決定干度。
另外,在上述檢測節流后的溫度、壓力,這是考慮在房間冷卻和房間供暖狀態下共用傳感器,如果不共用,當然可以在房間冷卻時由旁路管推算組成,在房間加熱時由蒸發器入口(或出口)推算組成。
求出循環組成α時,由P1和α能求出冷凝溫度Tc,由T1求出蒸發溫度Te。在控制器中,分別設定了冷凝溫度和蒸發溫度的目標值,對應于與目標值的不一制,對壓縮機1的運轉頻率和送風機312的轉動頻率進行修正。且,使第三及第四溫度傳感器407、406檢測的值差為一定地,控制節流裝置33的開度。
根據壓縮機排出壓力和組成的關系求出冷凝溫度,用節流后兩相制冷劑溫度求出蒸發溫度。而,作為目標值,例如,將冷凝溫度定為50℃,蒸發溫度定為0℃。
因此,能夠很精確地地推算出循環組成,確保運行效率。
圖50是溫度和在制冷回路中循環的組成中高沸點成分的重量比例關系圖,例如,表示在一定的低壓P下假定第二節流裝置307出口附近的溫度為t,其干度為0.25時的比例。如果預先存儲上述特征就可得到組成。(實施例35)下面根據附圖對本發明的實施例35進行說明。圖51中表示本發明的實施例35的制冷回路。圖中與實施例34相同的部分用同一符號表示,省略對其的說明。在圖49的實施例34的構成中的熱源側熱交換器32和過冷卻熱交換器之間加上第三節流裝置309。
對其作用作說明。在房間冷卻時,除第三節流裝置的開度全部打開以外,其余與實施例34相同,省略對其的說明。
對房間供暖運轉進行說明。房間供暖時,制冷劑由壓縮機31中流出,在負荷側熱交換器34中冷凝,經過節流裝置33的部分節流。適當節流后的高壓液態制冷劑通過第三節流裝置,經過節流至低壓,成為低溫、低壓的兩相狀態。該低溫、低壓的兩相制冷劑流入熱源側熱交換器32,蒸發汽化,通過四通閥40及低壓儲罐35返回壓縮機1。一部分制冷劑流入旁路管500,在第二節流裝置中節流至低壓,導入過冷卻器308。在過冷卻器308中流入主回路的高壓制冷劑與流入上述旁路管500的低溫、低壓兩相制冷劑進行熱交換。由此,在房間冷卻和房間供暖時傳感器可共用。
計算循環組成的方法與實施例34相同,求循環組成α時,由P1和α能求出冷凝溫度Tc、由T1求出蒸發溫度Te。在控制器中,分別預先設定著冷凝溫度和蒸發溫度的目標值,對應于與目標值的不一制,對壓縮機1的運轉頻率和送風機312的轉動頻率進行修正。另外,使由冷凝溫度Tc與第四溫度傳感器406檢測的值T4的差為一定地控制節流裝置33的開度。使由第一和第五溫度傳感器401、409檢測的值的差為一定地,控制第二節流裝置307的開度。
因此,在本實施例中,由于附加節流,在房間冷卻和房間供暖時就可用同樣方法推算循環組成,另外,能使系統高精度,高效率地運轉。(實施例36)下面根據附圖對本發明的實施例36進行說明。圖52中表示本發明的實施例36的制冷回路。圖中與實施例34相同的部分用同一符號表示,省略對其的說明。圖53表示本實施例中主配管510與旁路管500的分流部。如圖中所示,旁路500對著主配管510向下連接。也就是在主配管的下部設置入口。
對其作用作說明。在房間冷卻時,與實施例34相同,省略對其的說明。房間加熱時,制冷劑的流動如圖52中的破折線所示。房間供暖時,在連接第一節流裝置33和熱源側熱交換器32的主配管中,制冷劑成為低溫、低壓的兩相狀態。這時的制冷劑的流動模式如圖53中破折線所示,上下氣液分離流動,或如圖54中破折線所示,為在管壁上形成液膜的環形狀態。因此,不管是哪種狀態氣液兩相制冷劑中的液態制冷劑流入旁路管。就是說,流入旁路管的制冷劑的干度為0。
以下面順序計算循環組成。獲取第一溫度傳感器、及第一壓力傳感器檢測的值T1、P1。在此,設定進入旁路管500的制冷劑的干度為0,由其干度X和T2及P1,可計算出流入旁路管500中的制冷劑的組成α1。由該α1推算出流入主配管510的制冷劑的組成(循環組成)。
求循環組成α時,由P1和α能求出冷凝溫度Tc,由T1求出蒸發溫度Te。在控制器中,分別預先設定冷凝溫度和蒸發溫度的目標值,對應于與目標值的不一制,對壓縮機31的運轉頻率和送風機12的轉動頻率進行修正。另外,使第三及第四溫度傳感器407、406檢測的值的差為一定地,控制節流裝置33的開度。使這是進行從高壓(冷凝溫度)和低壓(蒸發溫度)決定壓縮機的轉動頻率和室外風扇風量的增益(變更量)的VPM控制。
因此,對房間供暖時循環組成的推算精度能廉價地得到改善。
雖然在房間冷卻和房間供暖時的控制不同,在不改變制冷回路的構成情況下也能推算出組成。
實施例34~36中,在熱源側熱交換器(冷凝器)和節流之間設有供制冷劑流過的旁路管,主配管與旁路管等采用相同的組成,利用旁路管節流前后的等焓變化反復地計算α,根據α計算出冷凝溫度和蒸發溫度,對壓縮機、送風機進行控制以使與由目標值吻合。
也就是說,在有壓縮機、冷凝器、節浪裝置、蒸發器、低壓儲罐的制冷回路中,設有在從冷凝器和節流裝置之間通過第二裝置連接到低壓儲罐的旁路管和計算組成的裝置及決定并控制節流裝置開度的控制器。(實施例37)下面根據附圖對本發明的實施例37進行說明。圖55中表示本發明的實施例37的制冷回路。圖中與實施例34相同的部分用同一符號表示,省略對其的說明。圖56表示本實施例中主配管510與旁路管500的分流部。如圖中所示,在旁路管500和主配管510分支點附近,在主配管分支部上流側設置篩網511。
對其作用作說明。在房間冷卻時,與實施例34相同,省略對其的說明。房間加熱時,制冷劑的流動如圖55中的破折線所示。由于在旁路管500和主配管510的分支處附近設置的篩網511的作用,在篩網511的上流,制冷劑為氣液分離的流動形式,在通過篩網11后,為噴霧狀。結果,與流過主配管510中的制冷劑的干度相等的制冷劑流入旁路管500中。
因此,以下面方式計算循環組成。獲取第一溫度傳感器401、及第一壓力傳感器403的檢測值T1、P1。在此,設定進入旁路管的制冷劑的干度為0.1~0.4,由其干度X和T2及P1,計算出制冷劑的組成α。
求循環組成α時,由P1和α能求出冷凝溫度Tc,由T1求出蒸發溫度Te。在控制器中,預先設定著冷凝溫度和蒸發溫度的目標值,對應于目標值的不一制,對壓縮機1的運轉頻率和送風機312的轉動頻率進行修正。且,使冷凝溫度及第四溫度傳感器406檢測的值的差保持一定地,控制節流裝置33的開度。
因此,由于增加了篩網,在房間供暖時,旁路500的分流處附近的主配管內的干度和旁路管中流動的制冷劑的干度相等,能夠改善房間供暖時循環組成推算精度,確實保證高效運行。
以上只是對設有篩網的例子作了說明,當然只要能將氣液分離的制冷劑的狀態變成噴霧狀,如在周壁上設置擋板,加以攪動等,均是可以的。(實施例38)下面根據附圖對本發明的實施例38進行說明。圖57中表示本發明的實施例38的制冷回路。圖中與實施例34相同的部分用同一符號表示,省略對其的說明。在本實施例中在計算裝置中檢測第二溫度傳感器406的信息。
對其作用作說明。在房間冷卻時,與實施例34相同,省略對其的說明。房間加熱時,僅計算裝置的作用不同,也省略了對控制器的說明。在房間供暖時循環組成計算方法如下。獲取第四溫度傳感器406、第二溫度傳感器402、及第一壓力傳感器403分別檢測出的檢測值T1、T2、P1。假定制冷劑循環組成為α1,液制冷劑的焓僅與制冷劑的溫度有關,由T1就能求出焓H1。第二節流裝置307的出口的制冷劑的焓和第二節流裝置307的入口的制冷劑的焓相等時,由T2、P1及H1,就能求出第二節流裝置307的出口的干度X。從該計算出的結果X和T2及P1,反算出制冷劑的循環組成α2。反復假定α1,并計算出α2,直到α1和α2相等,所得的結果為循環組成α。
因此,在房間供暖運轉時,也能夠高精度地推算循環組成,確實保證運行的效率。(實施例39)下面根據附圖對本發明的實施例39進行說明。圖58中表示本發明的實施例39的制冷回路。圖中,主制冷劑回路是依次連接壓縮機1、四通閥40、熱源側熱交換器32、過冷卻熱交換器308、第一節流裝置33、負荷側熱交換器34、低壓儲罐35。且負荷側熱交換器是有a、b兩個系統的制冷回路,在上述主回路上的第一節流裝置33和熱源側熱交換器之間,有旁路管500,它從制冷回路的分支處通過第二節流裝置307和過冷卻熱交換器308連接到主回路上的低壓氣體配管部。401是溫度傳感器、402是溫度傳感器、403是壓力傳感器、405是壓力傳感器、407是溫度傳感器,,406是溫度傳感器,410是計算裝置,它由上述溫度傳感器401、溫度傳感器402及壓力傳感器403的信息計算循環組成;對循環組成進行調整的組成調整器411;由上述溫度傳感器407、溫度傳感器406以及壓力傳感器405的檢測值,決定節流裝置的開度、壓縮機的運轉頻率數、室外機的風扇轉動數而進行控制的主控制器412。
下面說明其作用。制冷運轉時,制冷劑由壓縮機1中流出,在熱源側熱交換器32中冷凝,經過節流裝置33的節流后,成為低溫、低壓的兩相狀態。該低溫、低壓的兩相制冷劑流入負荷側熱交換器34,在負荷側熱交換器34周圍吸收熱量而冷卻房間,同時自身蒸發汽化,通過四通閥40及低壓儲罐返回壓縮機31。一部分制冷劑流入旁路管500,經過節流至低壓,導入過冷卻器308。在過冷卻器308中流入主回路的高壓制冷劑與流入上述旁路管500的低溫、低壓兩相制冷劑進行熱交換。因此,流入旁路管500的制冷劑的焓傳給了流入主回路的制冷劑,不會有能量的損失。
計算裝置具有計算循環組成的功能。循環組成的計算如上。作為所用的數據,要使用旁路管500上的數據。首先,獲取第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、及第一壓力傳感器分別檢測出的檢測值T1、T2、P1。循環組成假定為α1,制冷劑的焓僅與制冷劑的溫度有關,由T1就能求出焓H1。第二節流裝置307的出口的制冷劑的焓和第二節流裝置307的入口的制冷劑的焓相等時,由T2、P1及H1,就能求出第二節流裝置307的出口干度X。由計算出的結果X和T2及P1,反算出制冷劑的循環組成α2。反復假定α1,并計算出α2,直到α1和α2相等,所得的結果為循環組成a。
對房間冷卻時組成調整器的作用作說明。組成調整器是在多個負荷側熱交換器中有停止工作的時才動作。使負荷側熱交換器34a停止。由組成控制器根據計算裝置410計算的循環組成α和目標循環組成α*的差調整組成。其方法是首先將液態制冷劑存留在低壓儲罐中。這時,由于低壓儲罐中的液面上升,循環組成為富含低沸點成分的制冷劑在制冷回路中循環。在此,關閉節流裝置33a,將高溫、高壓的液態制冷劑導入配管502a。這時,因為白壓縮機排出的制冷劑是富含低沸點成分的制冷劑,所以在配管502a的內部貯存的制冷劑也富含低沸點成分。結果,在制冷回路中循環的制冷劑的組成,由富含低沸點成分變化到富含高沸點成分。比較計算裝置410計算的循環組成α與目標循環組成α*比較,如α<α*,則打開節流裝置33,如α>α*,則關閉節流裝置33a,而使循環組成與目標值接近。
在主控制器中,由計算裝置求出的循環組成α和P1能求出冷凝溫度Tc、由T1求出蒸發溫度Te。且分別對冷凝溫度和蒸發溫度的目標值進行預定,對應于與目標值的不一制,對壓縮機1的運轉頻率和送風機312的轉動頻率進行修正。且,使由第三及第四溫度傳感器407、406檢測的值的差為一定時,控制節流裝置33的開度。使第一及第五溫度傳感器407、406檢測的值的差為一定地,控制第二節流裝置307的開度。
房間供暖運轉時的制冷劑的流動如圖58中破折線所示。兩相狀態的制冷劑流入旁路管500中。因此,以下面順序循環組成計算。獲取第一溫度傳感器及第一壓力傳感器的檢測值T1、P1。設定流入旁路管500的制冷劑的干度定在0.1~0.4的范圍內,由其干度X和T2及P1,就能計算出循環組成。
對房間供暖時組成調整器的作用作說明。組成調整器是在多個負荷側熱交換器中有停止工作的時才動作。現使負荷側熱交換器34a停止。組成控制器根據計算裝置410計算的循環組成α和目標循環組成α*的差調整組成。其方法是首先將液態制冷劑存留在低壓儲罐中。在低壓儲罐中貯存制冷液的狀態下,7節流裝置33全開起動壓縮機。這時,因低壓儲罐中的液面上升,循環組成為富含低沸點成分的制冷劑并在制冷回路中循環。此時,關閉節流裝置33a,高溫、高壓的液態制冷劑導入配管502b。這時,因為壓縮機排出的制冷劑是富含低沸點成分的制冷劑,所以配管502b內部貯存的制冷劑也富含低沸點成分。結果,在制冷回路中循環的制冷劑的組成,從富含低沸點成分變化到富含高沸點成分。此處,對計算裝置410中計算的循環組成α與目標的循環組成α*比較,在α<α*的情況下,打開節流裝置33,如α>α*,關閉節流裝置33a,而循環組成就會接近目標值。
在主控制器中,求循環組成α時,由P1和α能求出冷凝溫度Tc、由T1求出蒸發溫度Te。且分別預先設定著冷凝溫度和蒸發溫度的目標值,對應于與目標值的不一制,對壓縮機1的運轉頻率和送風機312的轉動頻率進行修正。且,使上述冷凝溫度及第四溫度傳感器406檢測的值的差為一定地,控制節流裝置33的開度。從而,能夠很好地推算出循環組成,確保運行效率。
在調整循環組成時,對于瞬間流動的組成,必須存貯制冷劑。也就是說使富含低沸點成分的制冷劑存留在停止工作的室內機內時,不足部分的制冷劑由低壓儲罐蒸發。因為蒸發出的制冷劑富含高沸點的成分,所以使組成發生變化,如果打開停止工作的室內機的節流閥,則與停止工作的室內機內相同的循環組成的制冷劑流出,就會消弱該效果。(實施例40)下面根據附圖對本發明的實施例40進行說明。圖59中表示本發明的實施例40的制冷回路。圖中與實施例39相同的部分用同一符號表示,省略對其的說明。在圖58的實施例39的構成中追加了主配管和旁路管500的分支點附近的制冷劑干度傳感器450。
對其作用作說明。在房間冷卻時,因為與實施例39相同,所以省略對其的說明。對房間供暖運轉進行說明。在房間供暖時,因為制冷劑的流動,組成控制器,主控制器的作用也與實施例39相同,所以省略對其的說明。因此只對房間供暖時計算裝置的作用作說明。以下面的順序計算循環組成。將第一溫度傳感器及第一壓力傳感器的檢測值T1、P1輸入計算裝置。旁路管500的分支部是向下設置的,所以只有液態制冷劑向下流入旁通管500。因此設定流入旁路管500的制冷劑的干度為0,由該干度X和T2及P1計算出流入旁路管500的制冷劑的組成為α-。將該干度α-與干度傳感器450檢測的干度X-比較,就能計算出流入主配管的制冷劑的循環組成。
因此,在本實施例中,房間供暖時算出的循環組成精度高,運轉效率好。
實施例30~40中第二節流裝置307的開度,由旁路管500上設計的熱交換器308的出口和入口的溫度差是否為所定值(如為10℃)來控制。也就是說,計算設置在旁路管500上的溫度傳感器,如401和409,檢測的溫度差,根據溫度差與所定值(如10℃)之差,通過PID控制等的反饋控制計算第二節流裝置開度的修正值,通過這樣的手段,從旁路管500流到低壓儲罐35的制冷劑通常處于蒸氣狀態,因此能有效地使用能量,防止制冷液向壓縮機回流。
另外,本實施例中只對兩種成分的混合制冷劑作了說明,但對三成分的混合制冷劑也具有同樣效果。(實施例41)下面根據附圖對本發明的實施例41進行說明。圖60中表示本發明的實施例41的制冷回路。圖中,主制冷劑回路是依次連接壓縮機1、四通閥40、熱源側熱交換器32、第二節流裝置209、高壓儲罐311、第一節流裝置33、負荷側熱交換器34、低壓儲罐35而成。401是第一溫度傳感器、402是第二溫度傳感器、403是第一壓力傳感器407是、第三溫度傳感器、422是第四溫度傳感器、423是第二壓力傳感器。408、409分別是第五、第六溫度傳感器。410是由上述第一、第二、第三及第四溫度傳感器和第一及第二壓力傳感器的信息計算循環組成的計算裝置。412是決定第一和第二節流裝置的開度并進行控制的主控制器。
下面說明作用。制冷運轉時,制冷劑從壓縮機1中流出,在熱源側熱交換器32中冷凝。在主控制器412判斷第二壓力傳感器423的值在設定值之上時,全開第二節流裝置309。液態制冷劑流入高壓儲罐311,并貯存在該處。從高壓儲罐311流出的制冷劑液體,經過節流裝置33的節流后,成為低溫、低壓的兩相狀態。該低溫、低壓的兩相制冷劑流入負荷側熱交換器34,在負荷側熱交換器34周圍吸收熱量而冷卻房間,同時自身蒸發汽化,通過四通閥40及低壓儲罐返回壓縮機31。結果,因為在低壓儲罐中不存在制冷液,所以在循環組成中高沸點成分增多,高壓壓力下降。這時,由主控制器,使第一溫度傳感器401和第五溫度傳感器408的檢測值的差為一定地,控制節流裝置33的開度。
制冷運轉時,在由主控制器412判斷第二壓力傳感器423的設定值之下時,,全開第一節流裝置33。在熱源側熱交換器32中冷凝后的制冷液,經過第二節流裝置309的節流后,成為低溫、低壓的兩相狀態。該低溫、低壓的兩相制冷劑流入高壓儲罐311,因為制冷液從高壓儲罐311中流出,所以沒有制冷液的存留。高壓儲罐311流出的低溫、低壓兩相制冷劑進入負荷側熱交換器34,從周圍吸收熱量而冷卻房間,同時自身蒸發汽化,通過四通閥40及低壓儲罐返回壓縮機31。結果,由于在低壓儲罐中貯存制冷液,在循環組成中低沸點成分增多,高壓壓力提高。
計算裝置具有計算循環組成的功能。對循環組成的計算是按下面的順序進行的。獲取第三溫度傳感器407、第四溫度傳感器422、及第二壓力傳感器423分別檢測的值T1、T2、P1。假定循環組成為α1,制冷劑的焓僅與制冷劑的溫度有關,由T1就能求出焓H1。第二節流裝置309出口的制冷劑的焓和第二節流裝置309的入口的制冷劑的焓相等時,由T2、P1及H1,就能求出第二節流裝置309的出口的干度X。由計算出的結果X和T2及P1,反算出制冷劑的循環組成α2。如果α1與α2不等,則反復假定α1,再次并計算,直至相等,得出的結果為循環組成α。
由主控制器,求循環組成α時,由P1和α能求出冷凝溫度Tc。且,使上述冷凝溫度及第三溫度傳感器421檢測的值的差為一定地,控制節流裝置309的開度。
房間供暖運轉時,制冷劑從壓縮機1中流出,在熱源側熱交換器32中冷凝。在此,在主控制器412判斷第一壓力傳感器403的設定值之上時,全開第一節流裝置33。液態制冷劑流入高壓儲罐311,并貯存在該處。從高壓儲罐311流出的制冷劑液體,經過第二節流裝置309的節流后,成為低溫、低壓的兩相狀態。該低溫、低壓的兩相制冷劑流入熱源側熱交換器32,在熱源側熱交換器32周圍吸收熱量而冷卻房間,同時自身蒸發汽化,通過四通閥40及低壓儲罐返回壓縮機31。結果,因為在低壓儲罐中不存在制冷液,所以循環組成中高沸點成分增多,高壓壓力下降。這時,由主控制器,使第三溫度傳感器407和第六溫度傳感器409的檢測值的差為一定時,進行控制節流裝置309的開度。
房間供暖運轉時,在由主控制器412判斷第二壓力傳感器423的設定值之下時,,全部第二節流裝置309。在負荷側熱交換器34中冷凝后的制冷液,經過節流裝置33的節流后,成為低溫、低壓的兩相狀態。該低溫、低壓的兩相制冷劑流入高壓儲罐311,而制冷液從高壓儲罐311中流出,因此沒有制冷液的存留。從高壓儲罐311流出的低溫、低壓兩相制冷劑進入熱源側熱交換器32,從周圍吸收熱量而冷卻房間,同時自身蒸發汽化,通過四通閥40及低壓儲罐返回壓縮機31。結果,由于在低壓儲罐中貯存制冷液,循環組成中低沸點成分增多,高壓壓力提高。
計算裝置具有計算循環組成的功能。對循環組成的計算是按下面的順序進行的。獲取第一溫度傳感器401、第二溫度傳感器402、及第一壓力傳感器403分別檢測的值T1、T2、P1。假定循環組成為α1,制冷劑的焓僅與制冷劑的溫度有關,由T1就能求出焓H1。第一節流裝置33的出口的制冷劑的焓和第一節流裝置33的入口的制冷劑的焓相等時,由T2、P1及H1,就能求出第一節流裝置33的出口的干度X。由計算出的結果X和T2及P1,反算出制冷劑的循環組成α2。如果α1與α2不等,則反復假定α1,并計算,直至相等,得出的結果為循環組成α。
由主控制器,求循環組成α時,由P1和α能求出冷凝溫度Tc、使上述冷凝溫度及第一溫度傳感器401檢測的值的差為一定地時,控制節流裝置33的開度。
因此,能夠很好地推算出循環組成,高壓壓力能得到適當的控制,確保運行效率。(實施例42)下面根據附圖對本發明的實施例42進行說明。圖61中表示本發明的實施例42的制冷回路。圖中,主制冷劑回路是依次連接壓縮機1、四通閥40、熱源側熱交換器32、第二節流裝置209、高壓儲罐311、第一節流裝置33、負荷側熱交換器34、低壓儲罐35而成。且負荷側熱交換器有a、b兩個系統的制冷回路。504是從高壓儲罐311,通過第三節流裝置316連接到低壓儲罐311的旁路管。401是第一溫度傳感器、402第二溫度傳感器、403是第一壓力傳感器、405是第二壓力傳感器、407是第三溫度傳感器、406是第四溫度傳感器,408、409分別是第五、第六溫度傳感器。由上述第一及第二溫度傳感器及第一壓力傳感器的信息計算循環組成的計算裝置410。根據上述計算出的循環組成的值與目標值的差,控制第三節流裝置開閉的控制器411。412是根據上述第三、第四、第五及第六溫度傳感器和第二壓力傳感器的信息,進行決定節流裝置的開度,壓縮機運轉頻率、室外機的風扇轉動的主控制器。
下面說明其作用。制冷運轉時,制冷劑由壓縮機1中流出,在熱源側熱交換器32中冷凝。在此,全部打開第二節流裝置309。液態制冷劑流入高壓儲罐311,并貯存在該處。從高壓儲罐311流出的制冷劑液體,經過節流裝置33的節流后,成為低溫、低壓的兩相狀態。該低溫、低壓的兩相制冷劑流入負荷側熱交換器34,在負荷側熱交換器34周圍吸收熱量而冷卻房間,同時自身蒸發汽化,通過四通閥40及低壓儲罐返回壓縮機31。
計算裝置具有計算循環組成的功能。對循環組成的計算是按下面的順序進行的。作為數據,要用旁路管504上的數據。首先,獲取第一溫度傳感器401、第二溫度傳感器402、及第一壓力傳感器403的檢測值T1、T2、P1。假定循環組成為α1,制冷劑的焓僅與制冷劑的溫度有關,由T1就能求出焓H1。第二節流裝置307的出口的制冷劑的焓和第三節流裝置316的入口的制冷劑的焓相等時,由T2、P1及H1,就能求出第二節流裝置309的出口的干度X。由計算出的結果X和T2及P1,反算出制冷劑的循環組成α2。如果α1與α2不等,則反復假定α1,并計算,直至相等,得到循環組成α。
由組成控制器411根據計算裝置410計算的循環組成α和目標循環組成α*的差調整組成。α與α*的關系是,當α<α*時第三節流裝置分別對應于α-α*的差打開。高壓儲罐311內的制冷液向低壓儲罐中流動。結果,循環組成中低沸點成分所占比例增加,循環組成α增大。而當α>α*時,第三節流裝置對應于α-α*的差關閉。低壓儲罐中的液態制冷劑流入高壓儲罐311。結果在循環組成中,高沸點成分所占比例增加,循環組成減小。
計算裝置求循環組成α時,由P1和α能求出冷凝溫度Tc、由T1求出蒸發溫度Te。由控制器預先設定冷凝溫度和蒸發溫度的目標值,分別對應與目標值的不一制,對壓縮機1的運轉頻率和送風機312的轉動頻率進行修正。另外,使第三及第四溫度傳感器407、406檢測的值的差為一定地控制節流裝置33的開度。
房間供暖運轉時,制冷劑由壓縮機1中流出,在負荷側熱交換器34中冷凝。經過第一節流裝置33部分節流后。液態制冷劑流入高壓儲罐311,并貯存在該處。從高壓儲罐311流出的制冷劑液體,經過第二節流裝置309的節流后,成為低溫、低壓的兩相狀態。該低溫、低壓的兩相制冷劑流入熱源側熱交換器32,在熱源側熱交換器32周圍吸收熱量而冷卻房間,同時自身蒸發汽化,通過四通閥40及低壓儲罐返回壓縮機31。
計算裝置和調整循環組成器的功能。與房間冷卻時一樣,所以省略其說明。求循環組成α時,由第二壓力檢測裝置檢出的值P1和α能求出冷凝溫度Tc、由第一溫度檢濺裝置檢出的值T1求出蒸發溫度Te。且,在主控制器中,預先設定了冷凝溫度和蒸發溫度的目標值,對應于與目標值的不一制,控制器分別對壓縮機1的運轉頻率和送風機12的轉動頻率作修正。應使上述冷凝溫度及第一溫度傳感器401檢測的值的差為一定地控制節流裝置33的開度。使第五及第六溫度傳感器408、409檢測的值的差為一定地控制第二節流裝置309的開度。
因此,本實施例能夠很好地推算出循環組成,進行組成調整,確保運行效率。(實施例43)下面根據附圖對本發明的實施例43進行說明。圖62中表示本發明的實施例43的制冷回路。且圖中與實施例42相同部分用同樣標號表示,省略對其的說明。在圖61的實施例42中還設有第二節流裝置309和高壓儲罐311之間的配管及高壓儲罐311和第一節流裝置33之間的配管與第三節流裝置和低壓儲罐之間的配管進行熱交換的過冷熱交換器317。
對其作用作說明。其中制冷劑的流動、計算裝置、組成調整器、控制器的作用與實施例42中相同,省略其說明。過冷熱交換器317使主回路上的高壓液態制冷劑與上述旁路管504中流動的低溫、低壓的兩相制冷劑進行熱交換。因此,旁路管504中流動的制冷劑的能量傳到主回路中流動的制冷劑中,沒有能量損失,運行效率高。(實施例44)下面根據附圖對本發明的實施例44進行說明。圖63中表示本發明的實施例44的制冷回路。且圖中與實施例42相同部分用同樣標號表示,省略對其的說明。在圖61的實施例42中還追加了旁路壓縮機1排出管與低壓儲罐35的吸入管的旁路管505,且在旁路管505上設有開閉機構318。
對其作用作說明。其中制冷劑的流動、計算裝置、組成調整器、控制器的作用與實施例42中相同,省略其說明。當低壓儲罐35內的制冷液迅速被蒸發而貯存到高壓儲罐311中時,開閉機構318打開,由壓縮機排出的高溫氣體進入低壓儲罐35,進行蒸發。從而,在高壓異常時,能夠迅速地起到抑制高壓上升的效果。(實施例45)下面根據附圖對本發明的實施例45進行說明。圖64中表示本發明的實施例45的制冷回路。且圖中與實施例42相同部分用同樣標號表示,省略對其的說明。在圖61的實施例42中還追加了旁路壓縮機1排出管與低壓儲罐3內部的旁路管505,且在旁路管505上設有開閉機構318。
對其作用作說明。其中制冷劑的流動、計算裝置、組成調整器、控制器的作用與實施例42中相同,省略其說明。當低壓儲罐35內的制冷液迅速被蒸發而貯存到高壓儲罐311中時,開閉機構318打開,由壓縮機排出的高溫氣體進入低壓儲罐35,進行蒸發。從而,在高壓異常時,能夠迅速地起到抑制高壓上升的效果。(實施例46)下面根據附圖對本發明的實施例46進行說明。圖65中表示本發明的實施例46的制冷回路。且圖中與實施例42相同部分用同樣標號表示,省略對其的說明。在圖61的實施例42中還構成有高壓儲罐311和第一節流裝置33之間的開閉機構322,高壓儲罐311和第二節流裝置309之間的開閉機構324,旁路開閉機構322并連通開閉機構321和第一過熱熱交換器325的旁路管506,旁路開閉機構324并連通并連通開閉機構323和第二過熱熱交換器326的旁路管507,而第一和第二過熱熱交換器內設在低壓儲罐內部。
對其作用作說明。其中制冷劑的流動、計算裝置、組成調整器、控制器的作用與實施例42中相同,省略其說明。房間冷卻時,低壓儲罐35內的制冷液被迅速蒸發,制冷液貯存在高壓儲罐311中時,開閉機構321、324打開,開閉機構322、323關閉,高壓制冷液流過旁路管506被循環。結果低壓儲罐35內部的制冷液蒸發的同時,所產生的潛熱由主回路的制冷液吸收,效率得到提高。在房間供暖時,當低壓儲罐35內的制冷液迅速被蒸發而貯存到高壓儲罐311中時,開閉機構322、323打開,開閉機構321、324關閉,高壓制冷液流過旁路管507被循環。結果,低壓儲罐內的制冷液有效蒸發。
因此,本實施例與實施例43、44具有同樣的效果,房間冷卻時的運行效率得到提高。(實施例47)下面根據附圖對本發明的實施例47進行說明。圖66中表示本發明的實施例47的制冷回路。且圖中與實施例42相同部分用同樣標號表示,省略對其的說明。在圖61的實施例42中還設計有分開低壓儲罐內部的貯存制冷液的,防止在壓縮機起動時液體回流而貯存液體的擋板部分。且,分開低壓儲罐內部的格板高度比配管開口要高。
對其作用作說明。其中制冷劑的流動、計算裝置、組成調整器、控制器的作用與實施例42中相同,省略其說明。通常,由于設計了在壓縮機起動時防止液體回流的剩余液體貯存部分,防止了在組成調整等情況下液體向壓縮機回流,可靠性提高。
根據權利要求1的本發明具有如上的結構,因此,通過調整流過制冷劑回路內的制冷劑組成,就能控制冷凍循環的高壓及低壓,長期穩定高效地運行。
根據權利要求2或3的本發明通過將壓縮機排出的高溫氣體吹入低壓側,來調節吸入壓縮機的制冷劑的組成。
根據權利要求4的本發明使存在壓縮機吸入側的富含高沸點成分的液態制冷劑蒸發,就能夠抑制高壓壓力的急劇上升。
根據權利要求5的本發明使在蒸發器內的富含高沸點成分的液態制冷劑蒸發,就能使制冷劑回路內的制冷劑組成保持一定,并能縮短達到穩定運行狀態的時間。
根據權利要求6的本發明能夠盡快使起動時的制冷劑的組成達到一定。
根據權利要求7或8的本發明能夠精確地開關開關機構,使循環高效地運行根據權利要求9的本發明能夠防止壓縮機吸入側的壓力的下降,能縮短供暖升溫時間。
根據權利要求10的本發明使制冷劑循環量增加,就能在短時間內削除制冷劑回路內存在的濃度分布。
根據權利要求11的本發明一方面抑制起動時高壓壓力的上升,另一方面,使制冷劑組成保持一定,縮短達到穩定運行狀態的時間。
根據權利要求12的本發明既能廉價地達到改變流過制冷劑回路的制冷劑的組成的目的,又能防止液態制冷劑回流到壓縮機。
根據權利要求13的本發明能夠抑制制冷劑組成的變化,穩定地控制冷凍循環。
根據權利要求14的本發明能夠通過結合負荷將液態制冷劑存儲在高壓儲罐或低壓儲罐內,來調整能力。
根據權利要求15的本發明能改變制冷劑的組成,提高運行效率。
根據權利要求16的本發明由節流裝置改變壓力,通過控制多個儲罐內的液態制冷劑的量,就能夠很簡單地調整制冷劑的組成。
根據權利要求17的本發明通過設置旁路管,能盡快地調整組成使冷凍循環穩定。
根據權利要求18的本發明因為利用多個儲罐內的壓力差,經旁路管使制冷劑流動,所以能使制冷劑盡早流動,并平穩地進行組成調整。
根據權利要求19的本發明能盡早地調整組成與運行相配合。
根據權利要求20的本發明因為使液態制冷劑在多個儲罐之間流動,所以能夠盡早使制冷劑流動,平穩地調整組成的同時,穩定地控制冷凍循環。
根據權利要求21的本發明將高壓側的未冷凝的氣態制冷劑導向低壓側,就能夠抑制壓縮機吸入側的壓力下降使冷凍穩定運行。
根據權利要求22的本發明因為由旁路管控制存在各儲罐內的液態制冷劑量,就能夠簡單地調整組成,能夠縮短改變制冷劑組成的必要時間,能夠進行高效運行,且能控制冷凍循環高壓及低壓。
根據權利要求23的本發明因為根據周圍溫度條件,開關開關機構,調整制冷劑組成,就能夠結合空調負荷對制冷劑的組成進行調整。
根據權利要求24的本發明因為通過檢測儲罐內的液面,在檢測出的液面與目標液面不同時打開旁路管調整液面,所以,能夠精確地調整組成。
根據權利要求25的本發明通過增大高壓側的液態制冷劑的過冷度,就能得到流量控制的可靠性高的系統。
根據權利要求26的本發明能夠提高流量控制的可靠性,在保持能力同時,還能抑制壓縮機排出的壓力。
根據權利要求27本發明既能防止液態制冷劑回流向壓縮機,又能縮短改變制冷劑組成所必要的時間,進行高效率的運行。且,能夠控制冷凍循環的高壓及低壓。
根據權利要求28或29的本發明能夠在多個蒸發器上得到不同的蒸發溫度。
根據權利要求30的本發明在負荷小時蓄熱能,而根據權利要求31的本發明負荷大時,能使用所蓄的熱能進行空調運行。
根據權利要求32本發明負荷小時,蓄能,負荷大時,使用所蓄能量進行空調,而且,通過增大節流裝置入口處的過冷度來提高節流裝置的可靠度。
根據權利要求33的本發明,能夠增大能力。
根據權利要求34的本發明通過使存在中壓儲罐內的制冷劑組成變化,來擴大制冷劑回路內循環的制冷劑的組成變化范圍,使循環高效運行。
根據權利要求35或36的本發明通過簡單操作就能調整制冷劑的組成。
根據權利要求37的本發明通過使存在中壓組成調整器內的制冷劑組成變化,來擴大制冷劑回路內循環的制冷劑的組成變化范圍,精確地調整組成,并使循環高效運行。
根據權利要求38的本發明通過簡單的控制就能循環高效運行。
根據權利要求39的本發明對非共沸混合制冷劑可同時進行制冷和供暖。根據權利要求40或41的本發明能使供暖和制冷時的以不同的制冷劑的組成同時運行。
根據權利要求42的本發明能夠得到長期地使非共沸混合制冷劑保持與運行狀態相適應,可靠性高,能力能正常發揮的循環系統。
根據權利要求43的本發明通過設定節流裝置的開度,就能夠使循環組成保持與運行狀態相適應,并能用簡單的控制使循環高效運行。
根據權利要求44的本發明根據所選擇的循環組成,就能夠對制冷劑循環運行進行控制,并用簡單的控制手段達到高效運行。
根據權利要求45的本發明通過判斷運行狀態,就能夠控制制冷劑的循環,使循環穩定長期運行。
根據權利要求46的本發明因為根據蒸發器出口過熱度或冷凝器出口過冷度的目標值使制冷劑循環運行,所以能夠正常充分地發揮能力。
如權利要求47的本發明,由于通過變更根據房間冷卻或房間加熱時制冷循環系統的控制參數,控制運行,所以控制簡單,且房間冷卻或房間加熱時工作效率高。
如權利要求48的本發明,由于根據房間冷卻或房間加熱時及壓縮機的運行容量變更制冷循環系統的控制參數,控制運行,所以控制簡單,且確保能以高效率運行。
如權利要求49的本發明,由于根據相應的壓縮機開始起動的時間,變更控制參數,控制運行,具有良好的特性。
如權利要求50的本發明,在每個所定時間內,當運行狀態發生大的變動時變更制冷循環系統的控制設定值,對變化進行跟蹤控制。
如權利要求51的本發明,由計算出的制冷劑回路中循環的制冷劑的組成(以后叫作循環組成),計算冷凍循環的控制目標值,通過組成調整裝置,將循環組成調整到循環組成目標值,對應于循環組成進行控制。能確保能以高效率運行。
如權利要求52的本發明中,進行檢測出飽合狀態下所處的溫度和壓力;由上述檢測值,計算制冷劑回路中循環的制冷劑的組成;對應所計算出的組成,進行變更冷凍循環的控制設定值的控制。所以可得計算簡單,價格低可靠性高的設備。
如權利要求53的本發明中,在熱源側熱交換器或負荷側熱交換器中的一個中作為蒸發器的熱交換器的出口處,檢測制冷劑的壓力及溫度,由檢測的溫度和壓力計算循環組成,控制冷劑系統,因此,能夠在低價格的裝置中進行很好的冷凍控制。
如權利要求54的本發明中,在熱源側熱交換器或負荷側熱交換器中的一個中作為冷凝器的熱交換器的出口處,檢測制冷劑的壓力和溫度,由檢測的溫度和壓力計算循環組成,控制冷劑系統。因此,能夠在低價格的裝置中進行很好的冷凍控制。
如權利要求55的本發明中,檢測在存在飽合液面的高壓承液器內制冷劑的壓力和溫度;由上述壓力和溫度檢測值計算制冷劑的循環組成,控制冷劑系統。能夠得到可靠性高的冷凍循環。
如權利要求56的本發明中,進行對應所計算的制冷劑回路中循環的制冷劑的組成,計算飽合制冷劑氣體的飽合溫度,當冷凝器出口的過冷卻度達到所定值時變更開度的控制。能夠以高效率運行。
如權利要求57的本發明中,還有由上述熱源側熱交換器與上述第一節流裝置之間的制冷回路分出的,通過第二節流裝置及上述過冷卻熱交換器連接到低壓氣體配管上的旁路管;檢測出上述第二節流裝置入口劑溫度的第一溫度檢測裝置;檢測出上述第二節流裝置出口劑溫度的第二溫度檢測裝置;檢測出上述第二節流裝置出口制冷劑壓力的壓力檢測裝置;由溫度檢測裝置和壓力檢測裝置的檢測值,計算制冷劑回路中循環的制冷劑的組成;對應所計算出的組成,進行變更冷凍循環的控制設定值的控制。因此,推算的循環組成的精度高,能夠進行適當的冷凍循環控制。
如權利要求58的本發明中,在熱源側熱交換器和過冷卻熱交換器之間,設有第三節流裝置,在房間冷卻或房間加熱時,旁路管入口附近為液態狀態。因此,在房間冷卻和房間加熱時能夠使推算的循環組成的精度高。
如權利要求59的本發明中,旁路的配管設在主配管下部,旁路管內通常流入液態制冷劑。因此房間加熱時能夠便宜地改善使推算的循環組成的精度。
如權利要求60的本發明中,旁路的分開部附近的配管的主配管上游,設有攪拌部。房間加熱時能夠便宜地改善使推算的循環組成的精度。
如權利要求61的本發明中,通過停止負荷側熱交換器進行組成調整時,由于液態制冷劑貯存在停止工作的負荷側熱交換器中,能夠實現對組成進行調整,進行高精度的循環控制。
如權利要求62的本發明中,房間冷卻時,由檢測出的上述負荷側熱交換器與上述第一節流裝置之間的溫度、第一節流裝置及高壓承液器之間的溫度、上述負荷側熱交換器和第一節流裝置之間的壓力,在計算裝置中計算制冷劑的循環組成的;房間加熱時,由檢測出上述熱源側熱交換器和第二節流裝置之間的溫度、第二節流裝置和高壓承液器之間的溫度、上述熱源側熱交換器和第二節流裝置之間的壓力,在計算裝置中計算制冷劑的循環組成的;且在主控制器中,計算第一和第二節流裝置的開度,進行與組成對應的控制,因此能夠以高效率運行。
如權利要求63的本發明中,連接上述高壓承液器和低壓承液器的旁路配管上,檢測出溫度和壓力,由檢測出的值,在計算裝置中計算循環組成。組成調整裝置,當計算的循環組成與目標值的循環組成一制時決定第三節流裝置的開度。在主控制器中,對應計算的循環組成,決定壓縮機的轉動頻率數、熱源側熱交換器的風扇的轉動頻數、節流裝置的開度。從而,在房間冷卻和房間加熱時能以同樣的傳感器對組成進行計算,控制循環組成趨向目標值,當循環組成發生變化時,也能對應該組成進行控制。
如權利要求64的本發明中,在設有在高壓承液器前后的主配管與第三節流裝置和低壓承液器之間的配管進行熱交換的過冷卻熱交換器。由于該熱交換器,旁路配管中流動的制冷劑的焓就傳給了主回路中流動的制冷劑,防止能量的損失,能夠進行高效率的運行。
如權利要求65的本發明中,具有在壓縮機排出側配管連接到低壓承液器的吸入側配管的旁路配管,由壓縮縮機排出的高溫制冷劑氣體,就能迅速地蒸發在低壓承液器內部的液態制冷劑,制冷劑向高壓承液器的移動就能在很短的時間內完成。
如權利要求66的本發明中,設有在高壓承液器和第一節流裝置之間的第一開閉裝置;在高壓承液器和第二節流裝置之間的第二開閉裝置;旁路第一開閉裝置并連通第一過熱熱交換器的旁路配管;旁路第二開閉裝置的并連通第二過熱熱交換器的旁路配管;且第一和第二過熱熱交換器是藏在低壓承液器內的。高溫、高壓的液體管就能迅速地將低壓承液器內部的液態制冷劑蒸發,在低壓承液器內部的液態制冷劑蒸發時的蒸發潛熱,就傳給了主架路中流動的制冷劑中,能夠具有很好的能量使用效率。
如權利要求67的本發明中,設有將低壓承液器分出貯存制冷液的部分,以防止壓縮機起動時液體回流的擋板,防止了液體回流到壓縮機中,可靠性高。
如權利要求68的本發明依次連接壓縮機、四通閥、熱源側熱交換器第一節流裝置、負荷側熱交換器及低壓承液器構成主回路,該回路還包括由上述熱源側熱交換器與上述第一節流裝置之間的制冷回路上分出的,通過第二節流裝置和過冷用熱交換器連接到低壓氣體配管上的旁路配管;制冷劑循環系統還具有檢測蒸發器入口的制冷劑溫度的溫度檢測裝置,檢測蒸發器入口的制冷劑壓力的壓力檢測裝置,檢測蒸發器入口的制冷劑干度的干度檢測裝置,由溫度檢測裝置、壓力檢測裝置、干度檢測裝置的檢測值,計算制冷劑回路中循環的制冷劑的組成;當與組成的目標值一制時,由組成調整裝置,能夠調整組成,進行高精度的循環控制。
權利要求
1.一種制冷劑循環系統,該系統使用包括多種制冷劑混合的非共沸制冷劑,包括制冷回路,該回路有壓縮制冷劑的壓縮機;第一熱交換器冷凝器,用于在冷卻時冷凝制冷劑而在供暖時蒸發制冷劑;主節流裝置,用于改變流過該節流裝置的制冷劑的壓力和第二熱交換器,用于在冷卻時蒸發制冷劑而在供暖時冷凝制冷劑,并依次將它們連接起來;一低壓儲罐,用于將液態制冷劑存貯在其內,低壓儲罐連接到壓縮機上;設置在壓縮機和第一熱交換器之間的四通閥,所述四通閥直接地連接到低壓儲罐并連接到第二熱交換器上;高壓儲罐,用于將液態制冷劑存貯在其內,該罐設在第一熱交換器和主節流裝置之間;旁路管,該旁路管連接高壓儲罐的底部和低壓儲罐;副節流裝置,用于改變流過副節流裝置的制冷劑的壓力;第三節流裝置,該裝置設在上述旁路管上;一過冷熱交換器,用于使所述旁路管和從主節流裝置到副節流裝置的主配管進行熱交換;在冷卻時,制冷劑從第一熱交換器流向第二熱交換器,而在供暖時制冷劑從第二熱交換器流向第一熱交換器。
2.根據權利要求1所述的制冷劑循環系統,其中所述第三節流裝置設置在高壓儲罐和過冷熱交換器之間。
全文摘要
本發明涉及一種冷凍、空調裝置,它能夠通過組成的調整,調整制冷回路中循環的制冷劑的組成,變化冷凍循環內循環的非共沸制冷劑的組成,經常能保持在適當的運行狀態下。其構成為由順序連接的壓縮機1、四通閥40、熱源側熱交換器32、過冷卻熱交換器308、第一節流裝置33、負荷側熱交換器34及低壓儲罐35組成的主制冷回路;連接在上述主制冷回路上的第一節流裝置33與熱源側熱交換器32之間,通過分開制冷回路的第二節流裝置和過冷卻熱交換器308,連接到主制冷回路上的低壓氣體配管上的旁路配管500構成的制冷回路中,通過檢測出第二節流裝置入口的溫度及第二節流裝置與過冷卻熱交換器308之間的壓力和溫度,計算循環內的制冷劑的組成,對應該組成,進行決定節流裝置的開度、壓縮機的運轉頻率數、室外機的風扇轉動數的控制。
文檔編號F25B13/00GK1425887SQ0212753
公開日2003年6月25日 申請日期2002年7月27日 優先權日1994年5月30日
發明者森本修, 人見不二夫, 宮本守也, 谷秀一, 河西智彥, 隅田嘉裕, 飯島等 申請人:三菱電機株式會社