專利名稱：冷凍裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有室外單元和多臺室內單元，并可以使多臺室內單元同時進行制冷運轉或供暖運轉，或者可以將這些供暖運轉和制冷運轉混合實施的冷凍裝置。
背景技術：
一般來說，已知有如下的冷凍裝置，即，將室外單元和多臺室內單元用由高壓氣體管、低壓氣體管和液管構成的單元間配管連接，使多臺室內單元能夠同時進行制冷運轉或供暖運轉，或者能夠將這些供暖運轉和制冷運轉混合實施(參照專利文獻1)。而且，本說明書中，冷凍裝置采用包含加熱泵的裝置。
專利2804527號公報在此種冷凍裝置中，在作為散熱器使用的熱交換器(以下稱為散熱側熱交換器)的出口溫度上升的情況下，散熱側熱交換器出口的比焓上升，作為蒸發(fā)器使用的熱交換器(以下稱為蒸發(fā)側熱交換器)入口的制冷劑濕度減少，從而有性能降低的問題。

發(fā)明內容
所以，本發(fā)明的目的在于，提供即使在像外界氣溫較高等情況下那樣，在散熱側熱交換器出口溫度上升的情況下也可以維持、提高性能的冷凍裝置。
為了解決所述問題，冷凍裝置的特征是，具備了壓縮機及作為熱源側熱交換器的室外熱交換器的室外單元與具備了作為使用側熱交換器的室內熱交換器的多臺室內單元被單元間配管連接，所述室外熱交換器的一端被與所述壓縮機的制冷劑噴出管和制冷劑吸入管擇一地連接，所述單元間配管具有與所述制冷劑噴出管連接的高壓管、與所述制冷劑吸入管連接的低壓管、與所述室外熱交換器的另一端連接的低溫高壓管，所述各室內單元如下構成，即，所述室內熱交換器的一端被與所述高壓管和所述低壓氣體管擇一地連接，另一端被與所述低溫高壓管連接，從而可以使這些多臺室內單元同時進行制冷運轉或供暖運轉，或者可以將這些制冷運轉和供暖運轉混合實施，所述壓縮機具有能夠導入具有比吸入時的制冷劑壓力更高、比噴出時的制冷劑壓力更低的中間壓力的制冷劑的中間壓部，具備如下的熱交換回路，即，形成于所述熱源側熱交換器和所述使用側交換器之間的所述低溫高壓管上，將從任意一方的熱交換器中向另一方的熱交換器流動的制冷劑分流，在所述分流后的一方的制冷劑、分流后的另一方的制冷劑或者分流前的制冷劑的任意一個之間，進行熱交換，使所述一方的制冷劑成為氣相，將該氣相的制冷劑導向所述壓縮機的中間壓部或所述制冷劑吸入管。
根據(jù)所述構成，熱交換回路將從熱源側熱交換器及使用側熱交換器當中的任意一方向另一方流動的制冷劑分流，在分流后的一方的制冷劑、與分流后的另一方的制冷劑或分流前的制冷劑當中的任意一個之間，進行熱交換，使一方的制冷劑成為氣相，將該氣相的制冷劑導向中間壓部或制冷劑吸入管。
該情況下，所述一方的制冷劑也可以被減壓裝置在所述熱交換前膨脹。
另外，所述減壓裝置具有膨脹閥，所述膨脹閥的開度也可以根據(jù)該膨脹閥的出口溫度或所述熱交換回路中的所述分流后的另一方的制冷劑側的出口溫度來調整。
另外，也可以按照使成為所述熱交換的對象的2個系統(tǒng)的制冷劑的在制冷劑配管內的流動成為對流的方式來配置所述制冷劑配管。
另外，也可以按照至少在制冷運轉時使所述制冷劑配管內的流動成為對流的方式來配置所述制冷劑配管。
另外，與所述制冷劑噴出管連接的高壓管內也可以在該冷凍裝置的運轉中在超臨界壓力下被運轉。
另外，作為所述制冷劑，也可以在所述制冷劑配管中封入二氧化碳制冷劑。
根據(jù)本發(fā)明，即使像散熱側熱交換器出口的制冷劑溫度上升等情況那樣，在蒸發(fā)側熱交換器中無助于熱交換的制冷劑的氣相成分變多的情況下，也可以維持、提高性能。


圖1是表示實施方式1的冷凍裝置的制冷劑回路圖。
圖2是壓縮機的概要構成方框圖。
圖3是實施方式1的熱交換回路的構成說明圖。
圖4是實施方式的焓·壓力線圖。
圖5是表示實施方式2的冷凍裝置的要部的制冷劑回路圖。
圖6是其他方式的熱交換回路的構成說明圖。
其中，1室外單元，2壓縮機，2M中間壓部，3室外熱交換器，5a、5b室內單元，6a、6b室內熱交換器，9a、9b、19a、低溫高壓管，10單元間配線，11高壓管，12低壓管，13低溫高壓管，16a、16b噴出側閥，17a、17b吸入側閥，28、28-1熱交換回路，28A、28A-1熱交換部，28B蒸氣出口管，28C第1入出口管，28D第2入出口管，28E、28E-1分支管，28F、28F-1熱交換膨脹閥，28G第1熱交換部，28H第2熱交換部，30、30-1冷凍裝置，50供給熱水單元具體實施方式
下面將參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式進行詳細說明。
實施方式1圖1是表示實施方式1的冷凍裝置的制冷劑回路圖。
冷凍裝置30具備具有壓縮機2、室外熱交換器3a、3b及室外膨脹閥27a、27b的室外單元1、具有室內熱交換器6a及室內膨脹閥18a的室內單元5a、具有室內熱交換器6b及室內膨脹閥18b的室內單元5b、具有貯存熱水用熱交換器41、熱水貯存罐43、循環(huán)泵45及膨脹閥47的供給熱水單元50。
這些室外單元1和室內單元5a、5b、供給熱水單元50由單元間配管10連接，冷凍裝置30在運轉供給熱水單元50的同時，可以使室內單元5a、5b同時進行制冷運轉或供暖運轉，或者將這些制冷運轉或供暖運轉混合實施。
室外單元1中，室外熱交換器3a的一端被夾隔切換閥9a或切換閥9b與壓縮機2的噴出管7或吸入管8排他地連接。同樣，室外熱交換器3b的一端被夾隔切換閥19a、19b與壓縮機2的噴出管7或吸入管8排他地連接。另外，在吸入管8上配設有累加器4。
室外單元1具備未圖示的室外控制裝置，該室外控制裝置控制室外單元1內的壓縮機2、室外膨脹閥27a、27b、切換閥9a、19a、9b、19b及冷凍裝置30全體。
另外，冷凍裝置30具備檢測累加器(accumulator)4的入口的制冷劑溫度的溫度傳感器S1、檢測室內熱交換器6a、6b的制冷劑溫度的溫度傳感器S2、檢測室外熱交換器3a、3b的制冷劑溫度的溫度傳感器S3、檢測壓縮機2的出口的制冷劑溫度的溫度傳感器S4、檢測作為高壓管11內的制冷劑壓力的高壓側壓力的壓力傳感器Sp、檢測中壓部(熱交換膨脹閥28F的出口)的制冷劑溫度的溫度傳感器S5。
圖2是壓縮機的概要構成方框圖。
壓縮機2為2段壓縮機，如圖2所示，具備在低壓吸入側進行制冷劑的壓縮的第1段壓縮部2A、在高壓噴出側進行制冷劑的壓縮的第2段壓縮部2B、將第1段壓縮部2A所噴出的制冷劑冷卻而向第2段壓縮部2B側噴出的中間冷卻器2C，在第2段壓縮部(高壓噴出側)2B和中間冷卻器2C的中間設有可以從外部導入制冷劑的中間壓部2M。
單元間配管10具備高壓管(高壓氣體管)11、低壓管(低壓氣體管)12及低溫高壓管(液管)13。高壓管11被與噴出管7連接，低壓管12被與吸入管8連接。所述低溫高壓管13夾隔室外膨脹閥27a、27b，與室外熱交換器3a、3b的另一端分別連接。
此外，在低溫高壓管13和室外膨脹閥27a、27b之間連接有熱交換回路(氣液分離器)28，該熱交換回路28的蒸氣出口管28B被與壓縮機2的中間壓部2M連接，主要將氣相的制冷劑從蒸氣出口管28B導入壓縮機2內。該熱交換回路28被作為可以實現(xiàn)制冷劑從室外熱交換器3a、3b側及室內熱交換器6a、6b側的任意一方中流入的雙向型氣液分離裝置構成。
圖3是實施方式1的熱交換回路的構成說明圖。
這里，對熱交換回路28的具體的構成進行說明。
熱交換回路28大致具備熱交換部28A、蒸氣出口管28B、第1入出口管28C、第2入出口管28D。
熱交換部28A具備從第1入出口管28C中分支的分支管28E、與分支管28E連接的熱交換膨脹閥28F、一端被與熱交換膨脹閥28F連接而另一端與蒸氣出口管28B連通的進行實際的熱交換的第1熱交換部28G、從第1入出口管28C中分支并與第2入出口管28D連通而與第1熱交換部28G進行熱交換的第2熱交換部28H。
該情況下，在制冷運轉時，按照使第1熱交換部28G內的制冷劑的流動F1和第2熱交換部28H內的制冷劑的流動F2如圖3所示，使其流動成為逆向的對流的方式，來配置構成第1熱交換部28G及第2熱交換部28H的配管。
另外，第1入出口管28C及第2入出口管28D與低溫高壓管13內的制冷劑的流動方向對應，任意一方作為高壓制冷劑所流入的入口管發(fā)揮作用，任意的另一方作為氣液分離后被冷氣了的制冷劑所流出的液體出口管發(fā)揮作用。
室內單元5a、5b的室內熱交換器6a、6b的一端被夾隔噴出側閥16a、16b與高壓管11連接，夾隔吸入側閥17a、17b與低壓管12連接。另外，它們的另一端被夾隔室內膨脹閥18a、18b與低溫高壓管13連接。
噴出側閥16a和吸入側閥17a在一方被進行了打開操作時，另一方被進行關閉操作。噴出側閥16b和吸入側閥17b也相同，在一方被進行了打開操作時，另一方被進行關閉操作。
這樣，各室內熱交換器6a、6b的一端就被與單元間配管10的高壓管11和低壓管12擇一地連接。
室內單元5a、5b還具有室內風扇23a、23b、遙控器及室內控制裝置。各室內風扇23a、23b被與室內熱交換器6a、6b分別靠近配置，向這些各個室內熱交換器6a、6b送風。另外，各遙控器被分別與室內單元5a、5b連接，向各室內單元5a、5b的各自的室內控制裝置輸出制冷或供暖運轉指令或停止指令等。
熱水貯存單元50中，貯存熱水用熱交換器41的一端夾隔切換閥48與高壓管11連接，貯存熱水用熱交換器41的另一端夾隔膨脹閥47與低溫高壓管13連接。在該貯存熱水用熱交換器41上，連接有水配管46，在該水配管46上，夾隔循環(huán)泵45，連接有熱水貯存罐43。
本實施方式中，在室外單元1、室內單元5a、5b及熱水貯存單元50內的配管以及單元間配管10中封入二氧化碳制冷劑。
圖4是焓·壓力線圖。
當封入了二氧化碳制冷劑時，如圖4所示，高壓管11內在運轉中被以超臨界壓力運轉。
在高壓管11內被以超臨界壓力運轉的制冷劑中，除了二氧化碳制冷劑以外，例如可以舉出乙烯、乙硼烷、乙烷、氧化氮等。
圖4中，壓縮機2的出口處的制冷劑的狀態(tài)被以狀態(tài)a表示。制冷劑穿過熱交換器而循環(huán)，在那里被冷卻至狀態(tài)b，將熱量向冷卻空氣釋放。然后，制冷劑在熱交換回路28中被分支，其一方被熱交換膨脹閥28F加壓而膨脹，成為氣相/液相的2相混合狀態(tài)的狀態(tài)d，在第1熱交換部28G中，與第2熱交換部28H進行熱交換，氣化。其結果是，流入了熱交換回路28的高壓單層制冷劑的一部分被作為氣相制冷劑分離，并被返回壓縮機2的中間壓力部2M。狀態(tài)j為壓縮機2的第2段壓縮部2B的入口的狀態(tài)。
另一方面，分支后的另一方的制冷劑在熱交換回路28內被冷氣而成為狀態(tài)c。
此后，制冷劑因作為減壓裝置的膨脹閥中的壓力降低，達到狀態(tài)f，進入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，吸收熱量。這里，狀態(tài)h是蒸發(fā)器出口即壓縮機2的第1段壓縮部2A的入口的狀態(tài)，狀態(tài)i為壓縮機2的第1段壓縮部2A的出口的狀態(tài)。
在所述超臨界循環(huán)中，從壓縮機2中噴出的高壓氣相制冷劑雖然未被冷凝，但是在熱交換器中發(fā)生溫度降低。此后，高壓氣相制冷劑被冷卻至比冷卻空氣的溫度高數(shù)度的狀態(tài)b。
下面，對冷凍裝置30的動作進行說明。
制冷運轉首先，對制冷運轉時的動作進行說明。
在室內單元5a、5b中進行制冷的情況下，將室外熱交換器3a、3b的一方的切換閥9a、19a打開，并且將另一方的切換閥9b、19b關閉。此外，將噴出側閥16a、16b關閉，并且將吸入側閥17a、17b打開。另外，將室外風扇29a、29b、室內風扇23a、23b設為驅動狀態(tài)，循環(huán)泵45設為停止狀態(tài)。
該情況下，室外膨脹閥27a、27b為了不將制冷劑減壓而設為全開，室內膨脹閥18a、18b的開度被按照使溫度傳感器S1的檢測溫度和溫度傳感器S2的檢測溫度的差(相當于過熱度)達到一定的值的方式，并且按照使壓力傳感器Sp所檢測出的高壓側壓力達到給定的值的方式控制，熱交換回路28的膨脹閥28F被按照使溫度傳感器S5所檢測出的熱交換膨脹閥28F的出口溫度達到給定的值的方式控制。
當驅動壓縮機2時，從壓縮機2中噴出的制冷劑向噴出管7、切換閥9a、19a、室外熱交換器3a、3b依次流動。
此外，制冷劑在室外熱交換器3a、3b中進行了熱交換后，在室外膨脹閥27a、27b中不被減壓地到達熱交換回路28的第1入出口管28C(作為入口管發(fā)揮作用)。
到達了熱交換回路28的第1入出口管28C的液體制冷劑在熱交換回路28內被分支，一部分流向分支管28E，另一部分流向第2熱交換部28H。
流入了分支管28E的液體制冷劑被熱交換膨脹閥28F減壓而到達第1熱交換部28G。
它們的結果是，在第1熱交換部28G、第2熱交換部28H之間進行熱交換，第1熱交換部28G作為蒸發(fā)器發(fā)揮作用。此外，第1熱交換部28G內的氣液混合制冷劑大致成為氣相的制冷劑，經過蒸氣出口管28B，被向壓縮機2的中間壓力部2M供給，從而被壓縮機2壓縮。
另外，在第2熱交換部28H中流動的液相的制冷劑經過第2入出口管28D流入低溫高壓管13，被分配給各室內單元5a、5b的室內膨脹閥18a、18b，在這里被減壓。
此后，制冷劑在各室內熱交換器6a、6b中蒸發(fā)氣化，分別流過了吸入側閥17a、17b后，依次經過低壓管12、吸入管8、累加器4，而被吸入壓縮機2。像這樣，由于作為蒸發(fā)器發(fā)揮作用的各室內熱交換器6a、6b的作用，全部室內單元5a、5b被同時制冷。
供暖運轉下面，對供暖運轉時的動作進行說明。
在室內單元5a、5b中進行供暖的情況下，將室外熱交換器3a、3b的一方的切換閥9a、19a關閉，并且將另一方的切換閥9b、19b打開。此外，將噴出側閥16a、16b打開，并且將吸入側閥17a、17b關閉。
該情況下，室內膨脹閥18a、18b為了不將制冷劑減壓而設為全開，室外膨脹閥27a、27b的開度被按照使溫度傳感器S1的檢測溫度和溫度傳感器S3的檢測溫度的差(相當于過熱度)、壓力傳感器Sp所檢測的高壓側壓力達到給定的值的方式控制。
這樣，從壓縮機2中噴出的制冷劑依次經過噴出管7、高壓管11而向噴出側閥16a、16b、室內熱交換器6a、6b流動，在這里分別不發(fā)生冷凝地進行熱交換，不被室內膨脹閥18a、18b減壓地，經過低溫高壓管13而到達熱交換回路28的第2入出口管28D(作為入口管發(fā)揮作用)，流入第2熱交換部28H，其一部分流向分支管28E。
流入了分支管28E的液體制冷劑被熱交換膨脹閥28F減壓而到達第1熱交換部28G。
它們的結果是，在第1熱交換部28G、第2熱交換部28H之間進行熱交換，第1熱交換部28G作為蒸發(fā)器發(fā)揮作用。此外，第1熱交換部28G內的氣液混合制冷劑大致成為氣相的制冷劑，經過蒸氣出口管28B，被向壓縮機2的中間壓力部2M供給，從而被壓縮機2壓縮。
另外，流過第2熱交換部28H的液相的制冷劑經過第1入出口管28C(作為液體出口管發(fā)揮作用)，被分配給各室外單元3a、3b的室外膨脹閥27a、27b，在這里被減壓。
此后，液相的制冷劑在各室外熱交換器3a、3b中蒸發(fā)氣化，分別流過了切換閥9b、19b后，依次經過低壓管12、吸入管8、累加器4而被吸入壓縮機2。
像這樣，利用各室內熱交換器6a、6b的并非冷凝的熱交換作用，全部室內單元5a、5b被同時供暖。
冷暖混合運轉下面，對冷暖混合運轉時的動作進行說明。
在用室內單元5a進行供暖，用室內單元5b進行制冷，供暖載荷的一方大于制冷載荷的情況下，將室外熱交換器3的一方的切換閥9a、19a關閉，同時將另一方的切換閥9b、19b打開，并且將與進行制冷的室內單元5b對應的噴出閥側16b關閉，同時將吸入側閥17b打開，并且將與進行供暖的室內單元5a對應的噴出側閥16a打開，同時將吸入側閥17a關閉。這樣，從壓縮機2中噴出的制冷劑依次經過噴出管7、高壓管11而被向噴出側閥16a分配，在室內膨脹閥6a中進行并非冷凝的熱交換。該被熱交換后的制冷劑經過被全開了的室內膨脹閥18a而不被減壓地流向低溫高壓管13。該液管中的制冷劑的一部分在室內膨脹閥18b中被減壓后，在室內熱交換器6b中蒸發(fā)氣化，在流過了吸入側閥17b后，依次經過低壓管12、吸入管8、累加器4而被吸入壓縮機2。另外，剩余的制冷劑到達熱交換回路28的第2入出口管28D(作為入口管發(fā)揮作用)，流入第2熱交換部28H，其一部分流向分支管28E。
流入了分支管28E的液體制冷劑被熱交換膨脹閥28F減壓而到達第1熱交換部28G。
它們的結果是，在第1熱交換部28G、第2熱交換部28H之間進行熱交換，第1熱交換部28G作為蒸發(fā)器發(fā)揮作用。此外，第1熱交換部28G內的氣液混合制冷劑大致成為氣相的制冷劑，經過蒸氣出口管28B，被向壓縮機2的中間壓力部2M供給，從而被壓縮機2壓縮。
另外，液相的制冷劑經過第1入出口管28C(作為液體出口管發(fā)揮作用)，在室外膨脹閥27a、27b中被減壓，在室外熱交換器3a、3b中進行熱交換，分別流過了吸入側切換閥9b、19b后，依次經過低壓管12、吸入管8、累加器4而被吸入壓縮機2。
像這樣，利用室內熱交換器6a的并非冷凝的熱交換作用，室內單元5a被供暖，利用作為蒸發(fā)器發(fā)揮作用的室內熱交換器6b的作用，室內單元5b被制冷。
制冷+貯存熱水運轉(其一)下面，對制冷+貯存熱水運轉時的第1動作進行說明。
在進行制冷+貯存熱水運轉的情況下，將室外熱交換器3a、3b的一方的切換閥9a、19a打開，同時將另一方的切換閥9b、19b關閉。此外，將噴出側閥16a、16b關閉，同時將吸入側閥17a、17b打開。另外，將室外風扇29a、29b、室內風扇23a、23b設為驅動狀態(tài)，循環(huán)泵45設為驅動狀態(tài)。另外，將連接高壓管11和貯存熱水用熱交換器41的切換閥48打開。
該情況下，室外膨脹閥27a、27b為了不將制冷劑減壓而設為全開，室內膨脹閥18a、18b的開度被按照使壓力傳感器Sp所檢測的高壓側壓力達到給定的壓力的方式，并且按照使溫度傳感器S1的檢測溫度和溫度傳感器S2的檢測溫度的差(相當于過熱度)達到一定的值的方式控制，熱交換膨脹閥28F以該熱交換膨脹閥28F的出口的溫度傳感器S5達到規(guī)定值的方式控制。
當在該狀態(tài)下驅動壓縮機2時，從壓縮機2中噴出的制冷劑的一部分被經過噴出管7、高壓管11、切換閥48而導向貯存熱水用熱交換器41。此后，在貯存熱水用熱交換器41中，穿過水配管46的水被加熱，達到了高溫的水被貯存在熱水貯存罐43中。作為制冷劑使用二氧化碳制冷劑，由于成為高壓的超臨界循環(huán)，因此被貯存在這里的熱水達到大約80℃以上的高溫。被貯存在該熱水貯存罐43中的熱水經過省略了圖示的配管被送向各種設備(貯存熱水運轉)。
熱交換后的制冷劑經過被按照達到全開的方式控制的膨脹閥47而不被減壓地到達低溫高壓管13，被分配給各室內單元5a、5b的室內膨脹閥18a、18b，在這里被減壓。另外，制冷劑在各室內熱交換器6a、6b中蒸發(fā)氣化，分別流過了吸入側閥17a、17b后，依次經過低壓管12、吸入管8、累加器4而被吸入壓縮機2。
另一方面，從壓縮機2中噴出的制冷劑的另外一部分依次流向噴出管7、切換閥9a、19a、室外熱交換器3a、3b。
此后，制冷劑在室外熱交換器3a、3b中進行了熱交換后，在室外膨脹閥27a、27b中不被減壓地到達熱交換回路28的第1入出口管28C(作為入口管發(fā)揮作用)。
到達了熱交換回路28的第1入出口管28C的液體制冷劑在熱交換回路28內被分支，一部分流向分支管28E，另一部分流向第2熱交換部28H。
流入了分支管28E的液體制冷劑被熱交換膨脹閥28F減壓而到達第1熱交換部28G。
它們的結果是，在第1熱交換部28G、第2熱交換部28H之間進行熱交換，第1熱交換部28G作為蒸發(fā)器發(fā)揮作用。此外，第1熱交換部28G內的氣液混合制冷劑大致成為氣相的制冷劑，經過蒸氣出口管28B，被向壓縮機2的中間壓力部2M供給，從而被壓縮機2壓縮。
另外，液相的制冷劑經過第2入出口管28D流入低溫高壓管13，被分配給各室內單元5a、5b的室內膨脹閥18a、18b，在這里被減壓。
此后，制冷劑在各室內熱交換器6a、6b中蒸發(fā)氣化，分別流過了吸入側閥17a、17b后，依次經過低壓管12、吸入管8、累加器4，而被吸入壓縮機2。像這樣，由于作為蒸發(fā)器發(fā)揮作用的各室內熱交換器6a、6b的作用，全部室內單元5a、5b同時制冷。
制冷+貯存熱水運轉(其二)下面，對制冷+貯存熱水運轉時的第2動作進行說明。
在進行制冷+貯存熱水運轉的情況下，將室外熱交換器3a、3b的切換閥9a、19a、9b、19b關閉。此外，將噴出側閥16a、16b關閉，同時將吸入側閥17a、17b打開。另外，將室外風扇29a、29b設為停止狀態(tài)，將室內風扇23a、23b設為驅動狀態(tài)，循環(huán)泵45設為驅動狀態(tài)。另外，將連接高壓管11和貯存熱水用熱交換器41的切換閥48打開。
當在該狀態(tài)下驅動壓縮機2時，從壓縮機2中噴出的制冷劑經過噴出管7、高壓管11、切換閥48而被導向貯存熱水用熱交換器41。此后，在貯存熱水用熱交換器41中，穿過水配管46的水被加熱，達到了高溫的水被貯存在熱水貯存罐43中。作為制冷劑使用二氧化碳制冷劑，由于成為高壓的超臨界循環(huán)，因此被貯存在這里的熱水達到大約80℃以上的高溫。被貯存在該熱水貯存罐43中的熱水經過省略了圖示的配管被送向各種設備(貯存熱水運轉)。
熱交換后的制冷劑經過被按照達到全開的方式控制的膨脹閥47而不被減壓地到達低溫高壓管13，被分配給各室內單元5a、5b的室內膨脹閥18a、18b，在這里被再次減壓。另外，制冷劑在各室內熱交換器6a、6b中蒸發(fā)氣化，分別流過了吸入側閥17a、17b后，依次經過低壓管12、吸入管8、累加器4而被吸入壓縮機2。
貯存熱水運轉下面，對貯存熱水運轉時的動作進行說明。
在進行貯存熱水運轉的情況下，將室外熱交換器3a、3b的一方的切換閥9a、19a關閉，同時將另一方的切換閥9b、19b打開。此外，將噴出側閥16a、16b及吸入側閥17a、17b關閉。另外，將室外風扇29a、29b設為驅動狀態(tài)，將室內風扇23a、23b設為停止狀態(tài)，循環(huán)泵45設為驅動狀態(tài)。另外，將連接高壓管11和貯存熱水用熱交換器41的切換閥48打開。
當在該狀態(tài)下驅動壓縮機2時，從壓縮機2中噴出的制冷劑經過噴出管7、高壓管11、切換閥48而被導向貯存熱水用熱交換器41。此后，在貯存熱水用熱交換器41中，穿過水配管46的水被加熱，達到了高溫的水被貯存在熱水貯存罐43中。作為制冷劑使用二氧化碳制冷劑，由于成為高壓的超臨界循環(huán)，因此被貯存在這里的熱水達到大約80℃以上的高溫。被貯存在該熱水貯存罐43中的熱水經過省略了圖示的配管被送向各種設備(貯存熱水運轉)。
熱交換后的制冷劑經過被按照達到全開的方式控制的膨脹閥47而不被減壓地到達低溫高壓管13，到達熱交換回路28的第2入出口管28D(作為入口管發(fā)揮作用)，流入第2熱交換部28H，其一部分流向分支管28E。
流入了分支管28E的液體制冷劑被熱交換膨脹閥28F減壓而到達第1熱交換部28G。
它們的結果是，在第1熱交換部28G、第2熱交換部28H之間進行熱交換，第1熱交換部28G作為蒸發(fā)器發(fā)揮作用。此外，第1熱交換部28G內的氣液混合制冷劑大致成為氣相的制冷劑，經過蒸氣出口管28B，被向壓縮機2的中間壓力部2M供給，從而被壓縮機2壓縮。
另外，流過第2熱交換部28H的液相的制冷劑經過第1入出口管28C(作為液體出口管發(fā)揮作用)，被分配給各室外單元3a、3b的室外膨脹閥27a、27b，在這里被減壓。
此后，液相的制冷劑在各室外熱交換器3a、3b中蒸發(fā)氣化，分別流過了噴出側閥9b、19b后，依次經過低壓管12、吸入管8、累加器4而被吸入壓縮機2。
但是，當使進入熱交換回路28之前的制冷劑就這樣蒸發(fā)至蒸發(fā)壓力時，蒸發(fā)器入口中的氣相成分和液相成分的比率相當于圖4中的L1(氣相成分)和L2(液相成分)的比。
所以，在散熱側熱交換器的出口溫度上升等情況下，進入蒸發(fā)側熱交換器的制冷劑中的氣相成分變多，蒸發(fā)側熱交換器的性能降低。另一方面，進入蒸發(fā)側熱交換器的制冷劑中的氣相成分和液相成分的比率相當于L1’(氣相)和L2’(液相)的比，通過不使無助于冷卻的氣相成分在低溫高壓管13以后的低壓回路中循環(huán)，就可以提高冷凍循環(huán)的效率。特別是，在本構成中，由于在制冷劑回路中封入二氧化碳制冷劑，因此在熱交換回路28中被分離的氣相成分及液相成分的比率中，與以往的氟利昂類制冷劑相比，氣相成分變多，通過將該較多的氣相成分導入壓縮機2的中間壓部2M，就可以實現(xiàn)更高的效率提高。
另外，如上所述，當進行制冷供暖混合運轉時(一方的室內單元進行制冷運轉，另一方的室內單元進行供暖運轉時等。)，或者當進行貯存熱水運轉時，制冷劑按照使室內熱交換器、室外熱交換器、貯存熱水用熱交換器之間進行所謂的熱平衡的方式循環(huán)。這樣，就可以實現(xiàn)有效地利用了室內、室外的熱量的運轉。特別是，在利用室內單元進行的制冷運轉、貯存熱水運轉的混合運轉時，由于可以利用室內的熱量進行貯存熱水(供給熱水)，因此就可以成為極為有效的熱的利用，從而可以獲得能夠將由室外單元的散熱造成的熱島現(xiàn)象的發(fā)生抑制得較少等效果。
實施方式2圖5是表示實施方式2的冷凍裝置的主要部分的制冷劑回路圖。圖5中，對于與圖1的實施方式1相同的部分使用相同的符號。
本實施方式2的冷凍裝置30-1與實施方式1的冷凍裝置30不同的點在于，在室外膨脹閥27a和熱交換回路28之間及室外膨脹閥27b和熱交換回路28之間，分別將防止在供暖時通過了熱交換回路28的液層的制冷劑結冰的熱交換器60a、60b與作為熱源側熱交換器的室外熱交換器3a、3b分別一體化地設置。
下面，對供暖運轉時的動作進行說明。
在室內單元5a、5b中進行供暖的情況下，將室外熱交換器3a、3b的一方的切換閥9a、19a關閉，并且將另一方的切換閥9b、19b打開。此外，將噴出側閥16a、16b打開，并且將吸入側閥17a、17b關閉。
該情況下，室內膨脹閥18a、18b為了不將制冷劑減壓而設為全開，室外膨脹閥27a、27b的開度被按照使溫度傳感器S1的檢測溫度和溫度傳感器S3的檢測溫度的差(相當于過熱度)、壓力傳感器Sp所檢測的高壓側壓力達到給定的值的方式控制，熱交換膨脹閥28F被按照使該熱交換膨脹閥28F的出口的溫度傳感器S5達到給定的值的方式控制。
這樣，從壓縮機2中噴出的制冷劑依次經過噴出管7、高壓管11而向噴出側閥16a、16b、室內熱交換器6a、6b流動，在這里分別不發(fā)生冷凝地進行熱交換，不被全開狀態(tài)的室內膨脹閥18a、18b減壓地，經過低溫高壓管13而到達熱交換回路28的第2入出口管28D(作為入口管發(fā)揮作用)，流入第2熱交換部28H，其一部分流向分支管28E。
流入了分支管28E的液體制冷劑被熱交換膨脹閥28F減壓而到達第1熱交換部28G。
它們的結果是，在第1熱交換部28G、第2熱交換部28H之間進行熱交換，第1熱交換部28G作為蒸發(fā)器發(fā)揮作用。此外，第1熱交換部28G內的氣液混合制冷劑大致成為氣相的制冷劑，經過蒸氣出口管28B，被向壓縮機2的中間壓力部2M供給，從而被壓縮機2壓縮。
另外，流過第2熱交換部28H的液相的制冷劑經過第1入出口管28C(作為液體出口管發(fā)揮作用)，被分配給防止結冰熱交換器60a、60b。
防止結冰熱交換器60a、60b在周圍空氣和制冷劑之間進行熱交換，放出熱量而使周圍空氣變暖，使制冷劑進一步冷卻。
其結果是，作為熱源側熱交換器的室外熱交換器3a、3b被變暖，從而可以防止結冰。
另外，被進一步冷卻了的制冷劑到達各室外單元3a、3b的室外膨脹閥27a、27b，在這里被減壓。此后，液相的制冷劑在各室外熱交換器3a、3b中蒸發(fā)氣化，分別流過了切換閥9b、19b后，依次經過低壓管12、吸入管8、累加器4而被吸入壓縮機2。
如上說明所示，根據(jù)本實施方式2，在供暖時，在作為熱源側熱交換器的室外熱交換器3a、3b中，可以防止結冰。
以上的說明中，雖然作為熱交換回路28對一個方式進行了說明，但是也可以考慮如下的方式。
圖6是其他的方式的熱交換回路的構成說明圖。圖6中，對于與圖3的熱交換回路相同的部分使用相同的符號。
其他方式的熱交換回路28-1大致具備熱交換部28A-1、蒸氣出口管28B、第1入出口管28C、第2入出口管28D。
熱交換部28A-1具備從第2入出口管28D中分支的分支管28E-1、與分支管28E-1連接的熱交換膨脹閥28F-1、一端與熱交換膨脹閥28F-1連接而另一端與蒸氣出口管28B連通的進行實際的熱交換的第1熱交換部28G、從第2入出口管28D中分支而與第1入出口管28C連通的與第1熱交換部28G進行熱交換的第2熱交換部28H。
在該情況下，進行制冷運轉時，第1熱交換部28G內的制冷劑的流動F1和第2熱交換部28H內的制冷劑的流動F2如圖6所示，按照使其流動成為逆向的對流的方式來配置構成第1熱交換部28G及第2熱交換部28H的配管。
對于本方式的動作及效果，由于與圖3的熱交換回路相同，因此其詳細的說明省略。
以上的說明中，雖然對在熱交換回路中使制冷劑流動的方向在制冷運轉時成為對流的情況進行了說明，但是如果是重視供暖運轉的情況，則也可以按照在供暖運轉時成為對流的方式來配設配管。
以上的說明中，雖然將設于作為蒸發(fā)器使用的熱交換器的中央部的溫度傳感器、設于出口部的溫度傳感器的溫差(所謂的過熱度)設為一定的值，并且按照使由設于高壓管11上的壓力傳感器Sp檢測出的高壓側壓力達到給定的值的方式，控制蒸發(fā)側熱交換器側的膨脹閥，按照使中壓部溫度達到給定的值的方式來控制熱交換回路的膨脹閥，所謂高壓側壓力及中壓部溫度的給定的值由作為散熱側熱交換器使用的熱交換器的出口溫度(例如由溫度傳感器S6或溫度傳感器S7檢測出的溫度)、作為蒸發(fā)側熱交換器發(fā)揮作用的熱交換器的溫度(例如由溫度傳感器S2或溫度傳感器S3檢測出的溫度)求得，使用按照使循環(huán)效率達到最佳的方式預先確定的值，壓縮機根據(jù)載荷來進行容量控制(轉速控制)，但是控制量也可以如下所示，使用能夠實現(xiàn)相同的控制的其他的值。
(1)中壓部溫度可以用中央部壓力、熱交換回路出口的液體制冷劑溫度替換。
(2)蒸發(fā)器溫度可以用蒸發(fā)器壓力、外界溫度或室內溫度替換。
(3)散熱側熱交換器的出口溫度可以用外界溫度、室內溫度、供水溫度替換。
(4)高壓側壓力可以用噴出溫度替換。
以上的說明中，雖然作為蓄熱單元對熱水貯存單元的情況進行了說明，但是作為將水作為蓄熱體的蓄熱單元，也可以考慮冷水(冰)蓄熱單元。
該情況下，冷水(冰)蓄熱單元也可以替換為熱水貯存單元使用，或添加到熱水貯存單元上使用，或者兼作熱水貯存單元使用。
這些情況下，在將冷水(冰)蓄熱單元替換為熱水貯存單元使用的情況下，只要將與高壓管11連接的切換閥48與低壓管12連接即可。
另外，在將冷水(冰)蓄熱單元添加到熱水貯存單元上使用的情況下，只要用與熱水貯存單元相同的構成，將切換閥與低壓管12連接即可。
另外，在將冷水(冰)蓄熱單元兼用作熱水貯存單元的情況下，只要設置被與切換閥48排他地設為開的狀態(tài)的第2切換閥，將該第2切換閥與低壓管12連接即可。
權利要求
1.一種冷凍裝置，其特征是，具備了壓縮機及作為熱源側熱交換器的室外熱交換器的室外單元、與具備了作為使用側熱交換器的室內熱交換器的多臺室內單元，被單元間配管連接，所述室外熱交換器的一端被與所述壓縮機的制冷劑噴出管和制冷劑吸入管擇一地連接，所述單元間配管具有與所述制冷劑噴出管連接的高壓管、與所述制冷劑吸入管連接的低壓管、與所述室外熱交換器的另一端連接的低溫高壓管，所述各室內單元如下構成，即，所述室內熱交換器的一端被與所述高壓管和所述低壓氣體管擇一地連接，另一端被與所述低溫高壓管連接，從而可以使這些多臺室內單元同時進行制冷運轉或供暖運轉，或者可以將這些制冷運轉和供暖運轉混合實施，所述壓縮機具有中間壓部，該中間壓部能夠導入具有比吸入時的制冷劑壓力更高、比噴出時的制冷劑壓力更低的中間壓力的制冷劑，具備如下的熱交換回路，即，形成于所述熱源側熱交換器和所述使用側交換器之間的所述低溫高壓管上，將從任意一方的熱交換器中向另一方的熱交換器流動的制冷劑分流，在所述分流后的一方的制冷劑和分流后的另一方的制冷劑或者分流前的制冷劑的任意一個之間，進行熱交換，使所述一方的制冷劑成為氣相，將該氣相的制冷劑導向所述壓縮機的中間壓部或所述制冷劑吸入管。
2.根據(jù)權利要求1所述的冷凍裝置，其特征是，所述一方的制冷劑被減壓裝置在所述熱交換前膨脹。
3.根據(jù)權利要求2所述的冷凍裝置，其特征是，所述減壓裝置具有膨脹閥，所述膨脹閥的開度根據(jù)該膨脹閥的出口溫度或所述熱交換回路中的所述分流后的另一方的制冷劑側的出口溫度來調整。
4.根據(jù)權利要求1至3中任意一項所述的冷凍裝置，其特征是，按照使成為所述熱交換的對象的2個系統(tǒng)的制冷劑的在制冷劑配管內的流動成為對流的方式來配置所述制冷劑配管。
5.根據(jù)權利要求4所述的冷凍裝置，其特征是，按照至少在制冷運轉時使所述制冷劑配管內的流動成為對流的方式來配置所述制冷劑配管。
6.根據(jù)權利要求1至5中任意一項所述的冷凍裝置，其特征是，與所述制冷劑噴出管連接的高壓管內在該冷凍裝置的運轉中在超臨界壓力下被運轉。
7.根據(jù)權利要求6所述的冷凍裝置，其特征是，作為所述制冷劑，在所述制冷劑配管中封入二氧化碳制冷劑。
全文摘要
本發(fā)明提供一種冷凍裝置。壓縮機(2)具有能夠導入具有比吸入時的制冷劑壓力更高、比噴出時的制冷劑壓力更低的中間壓力的制冷劑的中間壓部(2M)，具備如下的熱交換回路(28)，即，形成于熱源側熱交換器和使用側交換器之間，將從任意一方的熱交換器中向另一方的熱交換器流動的制冷劑分流，在分流后的一方的制冷劑和分流后的另一方的制冷劑或者分流前的制冷劑的任意一個之間進行熱交換，使所述一方的制冷劑成為氣相，將該氣相的制冷劑導向中間壓部(2M)。根據(jù)本發(fā)明，即使在散熱側熱交換器出口的制冷劑溫度上升了的情況下，也可以維持、提高性能。
文檔編號F25B40/00GK1710353SQ200510076129
公開日2005年12月21日 申請日期2005年6月8日 優(yōu)先權日2004年6月18日
發(fā)明者大竹雅久, 向山洋, 佐藤晃司, 關上邦衛(wèi), 式地千明 申請人:三洋電機株式會社, 三洋空調株式會社