專利名稱：冷凍循環(huán)裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用內(nèi)部熱交換器的冷凍循環(huán)裝置，特別是涉及用于穩(wěn)定地確保性能的制冷劑控制。
背景技術：
下面，說明現(xiàn)有例。以往，作為裝有冷凍循環(huán)裝置的供熱水裝置，例如提出有這樣的供熱水裝置(例 如，參照專利文獻1)，“該供熱水裝置具有制冷劑循環(huán)和供熱水循環(huán)，該制冷劑循環(huán)由壓縮 機、供熱水用熱交換器、電子膨脹閥及以外氣為熱源的熱源側熱交換器構成；該供熱水循環(huán) 由供水泵、供熱水用熱交換器及供熱水箱構成；其中使用能力可變類型的壓縮機，同時， 附設對應于熱源側熱交換器的外部環(huán)境條件的變化進行壓縮機的能力控制的能力控制單 元，另外，附設有膨脹閥開度控制單元和轉速控制單元；該膨脹閥開度控制單元對應于熱源 側熱交換器的外部環(huán)境條件(例如，外氣溫度)的變化，以使壓縮機的排出溫度成為目標值 的方式進行電子膨脹閥的開度控制；該轉速控制單元對應于熱源側熱交換器的外部環(huán)境條 件的變化，以使壓縮機的轉速成為目標值的方式進行控制；由于對應于熱源側熱交換器的 外部環(huán)境條件(例如，外氣溫度)的變化、以使壓縮機的排出溫度成為目標值的方式控制電 子膨脹閥的開度，同時，對應于熱源側熱交換器的外部環(huán)境條件的變化、以使壓縮機的轉速 成為目標值的方式進行控制，所以，能夠獲得供熱水能力與供熱水負荷更匹配的最佳運轉 狀態(tài)，能夠提高制冷系數(shù)(COP)，同時，能夠使熱交換器等的元件小型化…”。另外，提出有這樣的供熱水器(例如，參照專利文獻2)，“該供熱水器使用高壓側 的制冷劑壓力在制冷劑臨界壓力以上的超臨界熱泵循環(huán)加熱供熱水用流體，其特征在于 具有壓縮機、散熱器、減壓器、蒸發(fā)器；該散熱器使從壓縮機排出的制冷劑與供熱水用流體 進行熱交換，并且以使制冷劑流動與供熱水用流體流動相向的方式構成；該減壓器對從散 熱器流出的制冷劑進行減壓；該蒸發(fā)器使從減壓器流出的制冷劑蒸發(fā)，使制冷劑吸收熱量， 并且使制冷劑朝壓縮機的吸入側流出；以使從散熱器流出的制冷劑與流入到散熱器的供熱 水用流體的溫差(ΔΤ)成為規(guī)定溫差(ΔΤο)的方式控制高壓側的制冷劑壓力”。在該現(xiàn)有 技術例中，能夠提高散熱器的熱交換效率、提高熱泵的效率。專利文獻1 日本專利第3601369號公報(第6頁，圖1)專利文獻2 日本專利第3227651號公報(第1-3頁，圖2)

發(fā)明內(nèi)容
在上述所示的2個現(xiàn)有技術例中，都是以使壓縮機的排出溫度或從散熱器流出的 制冷劑與流入到散熱器的供熱水用流體的溫差(ΔΤ)成為目標值的方式控制制冷劑狀態(tài)， 實現(xiàn)效率良好的運轉，但存在這樣的問題，即，在冷凍循環(huán)的效率(COP)成為最大的附近， 在僅基于散熱器的入口側(上述排出溫度)或散熱器的出口側(上述的溫差ΔΤ)的控制 中，排出溫度或溫差ΔΤ的變化小，難以穩(wěn)定地控制為效率良好的運轉狀態(tài)。另外，還存在這樣的問題，即，未考慮在制冷劑回路中存在內(nèi)部熱交換器的場合的動作，所以，難以穩(wěn)定地控制為效率良好的運轉狀態(tài)。本發(fā)明就是為了解決上述那樣的現(xiàn)有技術的問題而作出的，其目的在于獲得這樣 的冷凍循環(huán)裝置，該冷凍循環(huán)裝置將基于散熱器的基準狀態(tài)和散熱器出口狀態(tài)的運算值控 制為目標值，從而能夠穩(wěn)定地實現(xiàn)效率良好的運轉狀態(tài)。為了解決上述那樣的問題，本發(fā)明的冷凍循環(huán)裝置至少包括壓縮機、散熱器、開度 能夠改變的減壓單元、吸熱器、內(nèi)部熱交換器，該內(nèi)部熱交換器使散熱器出口部的制冷劑與 吸熱器出口部的制冷劑進行熱交換；其特征在于至少具有檢測散熱器的基準狀態(tài)的第一 制冷劑狀態(tài)檢測單元和檢測從散熱器的出口到內(nèi)部熱交換器的高壓側入口之間的制冷劑 狀態(tài)的第二制冷劑狀態(tài)檢測單元，以使根據(jù)第一制冷劑狀態(tài)檢測單元的輸出和第二制冷劑 狀態(tài)檢測單元的輸出運算的運算值成為目標值的方式控制減壓單元的開度。發(fā)明的效果在本發(fā)明中，根據(jù)散熱器的基準狀態(tài)與散熱器出口部的制冷劑狀態(tài)以使COP最大 的方式控制膨脹閥開度，所以，能夠獲得穩(wěn)定地實現(xiàn)高效率的運轉的冷凍循環(huán)裝置。


圖1為表示本發(fā)明實施方式1的冷凍循環(huán)裝置的構成的圖。圖2為表示本發(fā)明實施方式1的Ρ-h線圖上的運轉動作的圖。圖3為表示本發(fā)明實施方式1的水熱交換器內(nèi)的制冷劑與水的溫度分布的圖。圖4為表示本發(fā)明實施方式1的相對于膨脹閥開度而言的循環(huán)狀態(tài)的圖。圖5為表示本發(fā)明實施方式1的相對于膨脹閥開度而言的各運算值、加熱能力、 COP的變化的圖。圖6為表示本發(fā)明實施方式1的相對于膨脹閥開度而言的另一各運算值、加熱能 力、COP的變化的圖。圖7為表示本發(fā)明實施方式1的控制流程圖的圖。圖8為表示本發(fā)明實施方式2的冷凍循環(huán)裝置的構成的圖。圖9為表示本發(fā)明實施方式2的Ρ-h線圖上的運轉動作的圖。符號的說明1壓縮機，2散熱器(水熱交換器)，3膨脹閥，4吸熱器(蒸發(fā)器)，5內(nèi)部熱交換 器，20供熱水側泵，21熱水儲存箱，22利用側泵，23、24、25開閉閥，29送風機，30、31、32、33、 41、42、52溫度檢測單元，35、51壓力檢測單元，40控制裝置，50熱源裝置，60熱水儲存裝置
具體實施例方式實施方式1下面，說明本發(fā)明實施方式1的冷凍循環(huán)裝置。圖1為表示本發(fā)明實施方式的冷凍循環(huán)裝置的結構圖。在圖中，本實施方式的冷 凍循環(huán)裝置為使用二氧化碳(以下用CO2表示)作為制冷劑的供熱水器，由熱源裝置50、熱 水儲存裝置60、對它們進行控制的控制裝置40構成。在本實施方式中，雖然表示供熱水器 的例子，但不限于此，也可為空調(diào)機。同樣，制冷劑不限于二氧化碳，也可為HFC系制冷劑。
熱源裝置50由壓縮機1、散熱器(以下稱為“水熱交換器”)2、內(nèi)部熱交換器5、減 壓裝置3(以下稱為“膨脹閥”)、吸熱器4 (以下稱為“蒸發(fā)器”)、內(nèi)部熱交換器5構成；該 壓縮機1對制冷劑進行壓縮；該散熱器2將在壓縮機1中受到了壓縮的高溫高壓制冷劑的 熱量取出；該內(nèi)部熱交換器5對從水熱交換器2出來了的制冷劑進一步進行冷卻；該減壓 裝置3對制冷劑進行減壓，能夠改變開度；該吸熱器4使在膨脹閥3中被減壓了的制冷劑蒸 發(fā)；該內(nèi)部熱交換器5進一步對從蒸發(fā)器4出來的制冷劑進行加熱。即，內(nèi)部熱交換器5為 使水熱交換器2的出口部的制冷劑與蒸發(fā)器4的出口部的制冷劑進行熱交換的熱交換器。 具有將空氣送到蒸發(fā)器4的外表面的送風機29。另外，具有檢測壓縮機1的排出溫度的第 一溫度檢測單元30、檢測水熱交換器2的出口溫度的第二溫度檢測單元31、檢測蒸發(fā)器4 的入口制冷劑溫度的第五溫度檢測單元32、檢測壓縮機1的吸入溫度的第六溫度檢測單元 33。而且，上述第一溫度檢測單元30及第二溫度檢測單元31，在后述的圖7的控制例子中 分別相當于本發(fā)明的第一制冷劑狀態(tài)檢測單元及第二制冷劑狀態(tài)檢測單元。熱水儲存裝置60通過配管連接在作為散熱器的水熱交換器2上，由熱源側泵20、 熱水儲存箱21、利用側泵22、開閉閥23、24、25構成。在這里，開閉閥23、24、25可為僅進行 開閉操作的單純的閥，也可為能夠改變開度的閥。在熱水儲存箱21的水位下降了的場合， 開閉閥24、25被關閉，打開開閉閥23，進行將供水加熱到規(guī)定溫度的熱水儲存運轉。另外， 在冬季等散熱損失大、熱水儲存箱21內(nèi)的溫度下降了的場合，開閉閥23、25被關閉，開閉閥 24打開、進行再次將熱水儲存箱21內(nèi)的低溫熱水燒沸的循環(huán)加溫運轉。另外，在利用供給 熱水時，開閉閥23、24被關閉，開閉閥25打開，利用側泵22動作，將儲存了的熱水輸送到利 用側。而且，在水熱交換器2的入口側安裝有檢測被加熱介質(水)的入口溫度的第三溫 度檢測單元41，另外，在水熱交換器2的出口側安裝有檢測被加熱介質(水)的出口溫度的 第四溫度檢測單元42?？刂蒲b置40使用來自第一溫度檢測單元30、第二溫度檢測單元31、第五溫度檢測 單元32、第六溫度檢測單元33、第三溫度檢測單元41及第四溫度檢測單元42的檢測值進 行運算，根據(jù)該運算值分別控制膨脹閥3的開度、壓縮機1的轉速及熱源側泵20的轉速。圖2為說明圖1所示的冷凍循環(huán)裝置的熱水儲存運轉中的循環(huán)狀態(tài)的P_h線圖。 在圖2中，實線表示某一膨脹閥開度下的制冷劑狀態(tài)，A、B、C、D、E、F表示熱水儲存運轉中 的制冷劑狀態(tài)。在進行熱水儲存運轉時，從壓縮機1排出的高溫高壓制冷劑(A)流入到水 熱交換器2。在水熱交換器2中，制冷劑一邊向在熱水儲存回路中循環(huán)的水散熱，一邊降低 自身的溫度，從而使供水升溫。從水熱交換器2流出了的制冷劑(B)在內(nèi)部熱交換器5中 散熱，溫度進一步降低(C)，由膨脹閥3減壓(D)，成為低溫低壓制冷劑。低溫低壓制冷劑在 蒸發(fā)器4中從空氣吸熱量，自身蒸發(fā)(E)。從蒸發(fā)器4流出了的制冷劑，在內(nèi)部熱交換器5 中受到加熱而成為氣體(F)，被吸引到壓縮機1，形成冷凍循環(huán)。在這里，膨脹閥3以使壓縮機1的吸入過熱度成為目標值(例如5 10°C )的方 式受到控制。具體地說，根據(jù)檢測蒸發(fā)器4的入口制冷劑溫度的第五溫度檢測單元32的檢 測值來修正因蒸發(fā)器4及內(nèi)部熱交換器5中的壓力 損失而導致的溫度下降量，推算蒸發(fā)溫 度(ET)，使用檢測壓縮機1的吸入溫度的第六溫度檢測單元33的檢測值(Ts)由下式計算 吸入過熱度SHs。SHs = Ts-ET
根據(jù)上式，以使SHs成為目標值的方式控制膨脹閥3的開度。而且，雖然表示了根 據(jù)第五溫度檢測單元32的檢測值推算蒸發(fā)溫度(ET)的例子，但不限于此，也可在從內(nèi)部 熱交換器5的低壓側出口到壓縮機1的吸入口之間設置壓力檢測單元(第二壓力檢測單 元)51(參照圖1)，從其檢測值求出制冷劑飽和溫度。另外，從確保設備可靠性的觀點出發(fā)， 使防止壓縮機1的液體返回的功能優(yōu)先于效率良好地運轉水熱交換器2的功能，所以，優(yōu)先 于其它高效率運轉控制而進行吸入過熱度控制。在圖2中，用虛線表示減小了膨脹閥3的開度的場合的P_h線圖上的動作。在減 小膨脹閥3的開度的場合，從膨脹閥3流入到蒸發(fā)器4的制冷劑流量減小，壓縮機1的吸入 過熱度臨時增大。另外，制冷劑朝高壓側移動，所以高壓側的壓力上升，排出溫度變高。與 此相伴，水熱交換器出口溫度下降，以使水熱交換器2內(nèi)的溫差成為一定。若水熱交換器出口溫度下降，則內(nèi)部熱交換器5中的熱交換量下降，結果，吸入過熱度與減小膨脹閥3的開 度之前的狀態(tài)大體相同，表現(xiàn)為一定值。即，膨脹閥3的開度變化由內(nèi)部熱交換器5的熱交 換量的變化加以吸收(熱交換量相應于膨脹閥3的開度進行變化)，使吸入過熱度的變化較 小。因此，僅通過控制壓縮機1的吸入過熱度不能夠確保水熱交換器2的加熱能力，效率下 降。因此，需要以確保加熱能力及提高運轉效率為目的的新的控制。下面，根據(jù)圖3所示的水熱交換器內(nèi)的溫度分布說明在性能(COP)方面產(chǎn)生極大 值的理由。圖3為表示水熱交換器2內(nèi)的制冷劑及水的溫度分布的圖，在圖中，粗的實線表示 制冷劑，細的實線表示水的溫度變化，ΔΤ1表示水熱交換器入口溫度與水出口溫度的溫差， Δ Τ2表示水熱交換器出口溫度與水入口溫度的溫差，Δ Tp表示水熱交換器2內(nèi)的制冷劑 與水的溫差成為最小的窄點的溫差，ΔT表示水熱交換器入口溫度與水熱交換器出口溫度 的溫差。如圖4的相對于膨脹閥開度的循環(huán)狀態(tài)所示那樣，若減小膨脹閥3的開度、使排出 溫度上升，則在水熱交換器2的加熱能力為大體一定的條件下，水熱交換器2的出口溫度下 降，以保持水熱交換器2內(nèi)的制冷劑與水的平均溫差，另外，窄點的溫差Δ Tp也減小。另外， 由于制冷劑量朝高壓側移動，所以排出壓力上升，輸入增加，COP下降。相反，若增大膨脹閥 3的開度、使排出溫度下降，則水熱交換器2的出口溫度變高，以保持水熱交換器2內(nèi)的制冷 劑與水的平均溫差，另外，窄點的溫差ΔΤρ也增大，但由于加熱能力比變小，所以在該場合 COP也下降。因此，如圖中用虛線表示的那樣，存在使COP最大的適當?shù)呐蛎涢y開度。圖5表示從膨脹閥3的開度變化了的場合的各部分的溫度求出的運算值的變化。 圖5用橫軸表示膨脹閥3的開度(％ )，用縱軸表示壓縮機1的吸入過熱度、排出溫度、水熱 交換器出口溫度與水入口溫度的溫差ΔΤ2、加熱能力比、COP比。加熱能力比及COP比都按 如下的比率表示，所述比率為設相對于膨脹閥開度成為極大的值為100%的場合的比率。可 以看出，相對于膨脹閥3的開度變化，吸入過熱度的變化能夠看成是大體一定值，由吸入過 熱度不能判定加熱能力比、COP比的變化?？梢钥闯觯谌绗F(xiàn)有例那樣要根據(jù)排出溫度、水 熱交換器出口溫度與水入口溫度的差Δ Τ2將COP控制為最大的場合，在如圖中用虛線表示 的那樣COP成為最大的膨脹閥開度附近，排出溫度、溫差Δ Τ2的變化小，為了將COP控制為 最大，需要高精度的溫度測量。圖6表示從膨脹閥3的開度變化了的場合的各部分的溫度求出的另一運算值的變 化。圖6用橫軸表示膨脹閥3的開度(％)，用縱軸表示內(nèi)部熱交換器的出入口溫差AThx、排出溫度(水熱交換器出口溫度)與水熱交換器出口溫度的差ΔΤ、上述Δ Tl與Δ T2的 合計溫差Σ Δ Τ、加熱能力比、COP比。圖6的特性表示，通過根據(jù)內(nèi)部熱交換器出入口的溫 差AThx控制內(nèi)部熱交換器5的熱交換量，或通過根據(jù)ΔΤ1與ΔΤ2的合計溫差Σ ΔΤ控 制水熱交換器2的熱交換量，能夠在COP成為最大的附近運轉。另外，可以得知，排出溫度 與水熱交換器出口溫度的溫差ΔΤ在COP成為最大的膨脹閥開度的附近也大幅度變化，若 根據(jù)溫差△ T進行控制，則能夠將從COP的最大值的偏差控制得較小。在這里，僅表示溫差 Δ T的場合，但即使根據(jù)溫差Δ Tl與溫差ΔΤ2的差(ΔΤ1-ΔΤ2)進行控制，也可發(fā)揮同樣 的效果。這樣，作為水熱交換器2的基準狀態(tài)，在AThx的場合采用內(nèi)部熱交換器5的高壓 側出 口溫度，在ΔΤ的場合采用排出溫度，在Σ ΔΤ的場合采用排出溫度與水側出入口溫 度，從而能夠實現(xiàn)效率最大的附近的運轉。另外，從圖6可以得知，水熱交換器入口溫度與水出口溫度的溫差Δ Tl和水熱交 換器出口溫度與水入口溫度的溫差ΔΤ2的合計溫差Σ Δ T成為極小，根據(jù)該指標進行控制 也存在物理方面的意義，是合理的，但與溫差ΔΤ相比，在COP成為最大的附近的溫度變化 小，需要高精度的溫度檢測。另外，根據(jù)圖3可以認為，在COP成為最大的場合，窄點的溫差 Δ Tp和水熱交換器出口溫度與水入口溫度的溫差Δ Τ2大體相等。這是因為，從熱交換器的 特性考慮，在水熱交換器2內(nèi)成為最小的2個溫差不向任一方偏移而相等的場合，能夠發(fā)揮 最大性能。因此，也可使ΔΤρ與ΔΤ2相等地控制膨脹閥3。下面，通過以使吸入過熱度及上述溫差ΔΤ收斂成目標值的方式控制膨脹閥開度 的例子說明圖1的冷凍循環(huán)裝置的控制動作。圖7為表示冷凍循環(huán)裝置的控制動作的流程圖。在本發(fā)明中，從使產(chǎn)品可靠性優(yōu) 先的目的出發(fā)，使壓縮機1的吸入過熱度(SHs)的控制比用于確保加熱能力的溫差ΔΤ的 控制優(yōu)先。首先，在吸入過熱度(SHs)比目標值(SHm)小到預先設定的收斂范圍ASH以下 的場合(SlOl)，使膨脹閥開度下降，直到吸入過熱度(SHs)收斂。若這樣確保吸入過熱度 (SHs)，則接下來使溫差ΔΤ收斂為目標值。具體地說，在溫差ΔΤ比目標值(ATm)小到預 先設定的收斂范圍S T以下的場合(S102)，使膨脹閥開度下降，使溫差Δ T收斂。這樣，吸 入過熱度(SHs)及溫差Δ T的下限值受到抑制。接下來，在吸入過熱度(SHs)比目標值(SHm)大到預先設定的收斂范圍ASH以上 的場合(S103)，使膨脹閥開度增加，直到吸入過熱度(SHs)收斂。這樣，若吸入過熱度(SHs) 收斂，則接下來使溫差Δ T收斂為目標值。具體地說，在溫差Δ T比目標值(ATm)大到預 先設定的收斂范圍ST以上的場合(S104)，使膨脹閥開度增加，使溫差ΔΤ收斂。這樣，吸 入過熱度(SHs)及溫差ΔΤ的上限值受到抑制。而且，雖然表示了優(yōu)先控制吸入過熱度的 例子，但使用具有相對于液體返回的耐力的壓縮機的場合不限于此，更換優(yōu)先順序也能發(fā) 揮出同樣的效果。通過以上的控制，使吸入過熱度(SHs)及溫差Δ T收斂為目標值。在上述說明中，說明了以收斂為目標值(SHm、Δ Tm)的方式控制吸入過熱度 (SHs)及溫差Δ T的例子，但也可使用ΔΤ1與ΔΤ2的合計溫差Σ Δ Τ、Δ Tl與Δ Τ2的差 (ΔΤ1-ΔΤ2)、或Δ Thx代替溫差Δ Τ，以使其收斂為目標值的方式進行控制。在使用Σ T及 (ΔΤ1-Δ Τ2)的場合，根據(jù)第一溫度檢測單元30、第二溫度檢測單元31、第三溫度檢測單元41及第四溫度檢測單元42的檢測溫度運算求出這些值。另外，在使用AThx的場合，從內(nèi)部熱交換器5的高壓側出口到膨脹閥3的入口之間安裝有內(nèi)部熱交換器出口溫度檢測單元 52(參照圖1)，根據(jù)第二溫度檢測單元31的檢測溫度與內(nèi)部熱交換器出口溫度檢測單元52 的檢測溫度，求出它們的溫差AThx。根據(jù)以上說明可以得知，在本實施方式中，除了壓縮機吸入的過熱度控制外，還根 據(jù)排出溫度與水熱交換器出口溫度的溫差Δ T (或Σ Δ Τ、ΔΤ1-ΔΤ2、AThx)，以使COP成 為最大的方式控制膨脹閥開度，所以，能夠獲得高效率的冷凍循環(huán)裝置。另外，根據(jù)第五溫度檢測單元32或壓力檢測單元51的輸出，求出制冷劑飽和溫度 (ET)，然后，通過第六溫度檢測單元33的檢測溫度(Ts)和制冷劑飽和溫度(ET)求出吸入 過熱度(SHs)，以使該吸入過熱度(SHs)成為目標值的方式控制膨脹閥開度，所以，可確保 壓縮機1的吸入部的過熱度，能夠防止液體向壓縮機1返回，能夠確?？煽啃?。另外，在圖 1的例子中對第五溫度檢測單元32設在膨脹閥3與蒸發(fā)器4之間的例子進行了說明，但只 要是在從蒸發(fā)器4的入口到內(nèi)部熱交換器5的低壓側入口之間，則也可配置在任何位置。另外，在本實施方式中，當控制過熱度及上述溫差(ΔΤ、Σ ΔΤ、ΔΤ1-ΔΤ2、 AThx)時，以優(yōu)先于上述溫差的控制的方式進行過熱度的控制，從這一點也確保了壓縮機 1的可靠性。另外，在本實施方式中，散熱器由水熱交換器構成，能夠獲得高效率的供熱水器。實施方式2下面，說明本發(fā)明實施方式2的冷凍循環(huán)裝置。圖8為表示本發(fā)明的冷凍循環(huán)裝置的構成的圖。與實施方式1不同的點在于，設 置第一壓力檢測單元35代替檢測壓縮機1的排出溫度的第一溫度檢測單元30。根據(jù)該第 一壓力檢測單元35求出成為水熱交換器2的基準狀態(tài)的假想的飽和溫度(以下，稱為假想 飽和溫度)。另外，該第一壓力檢測單元35例如能夠與為了防止高壓的異常上升而設置的 壓力傳感器共用。運轉動作與實施方式1相同，所以，省略說明。在本實施方式中，與以往的HFC系制冷劑同樣，計算水熱交換器2出口的假想的過 冷卻度，控制水熱交換器2出口的制冷劑狀態(tài)。具體地說，從替代第一溫度檢測單元30而 設置的第一壓力檢測單元35，求出假想飽和溫度作為水熱交換器2的基準狀態(tài)，從假想飽 和溫度Tsat與由第二溫度檢測單元31檢測出的水熱交換器2的出口溫度Tcout的差，按 下式求出假想的過冷卻度(以下，稱為假想過冷卻度SC)。SC = Tsat-Tcout在本實施方式中，與圖7的流程圖的場合同樣地控制膨脹閥3的開度，以使由上述 計算式求出了的SC成為效率最大的目標值(SCm)。在這里，說明假想飽和溫度的求出方法。圖9與圖2同樣，為在Ρ-h線圖上表示本發(fā)明的冷凍循環(huán)裝置的運轉動作的圖。作 為假想飽和溫度，若使虛線了那樣的連接等溫線的拐點的偽臨界溫度軌跡、虛線4那樣的 按臨界點的焓為一定而延長的垂直直線等定義明確，則能夠自由地設定。但是，為了穩(wěn)定地 按最大效率運轉冷凍循環(huán)裝置，如此前說明了的那樣，應選定最大效率附近的溫差變大那 樣的假想飽和溫度。此時，假想飽和溫度作為第一壓力檢測單元35的檢測值即點B的壓力 處的等壓力線與虛線7的交點，或作為第一壓力檢測單元35的檢測值即點B的壓力處的等壓力線與虛線4的交點求出。 在本實施方式中，使用假想飽和溫度代替壓縮機1的排出溫度，所以，能夠省略圖1的第一溫度檢測單元30，能夠實現(xiàn)低成本化。另外，與以往的HFC系制冷劑同樣，控制水 熱交換器2出口的過冷卻度，所以，能夠直接借用以往使用的膨脹閥的控制。
權利要求
一種冷凍循環(huán)裝置，至少包括壓縮機、散熱器、開度能夠改變的減壓單元、吸熱器、內(nèi)部熱交換器，該內(nèi)部熱交換器使上述散熱器出口部的制冷劑與上述吸熱器出口部的制冷劑進行熱交換；其特征在于至少具有檢測上述散熱器的基準狀態(tài)的第一制冷劑狀態(tài)檢測單元、和檢測從上述散熱器的出口到上述內(nèi)部熱交換器的高壓側入口之間的制冷劑狀態(tài)的第二制冷劑狀態(tài)檢測單元，以使至少根據(jù)上述第一制冷劑狀態(tài)檢測單元的輸出和上述第二制冷劑狀態(tài)檢測單元的輸出運算的運算值成為目標值的方式控制上述減壓單元的開度。
2.根據(jù)權利要求1所述的冷凍循環(huán)裝置，其特征在于還具有檢測被加熱介質的入口 溫度的第三溫度檢測單元和檢測被加熱介質的出口溫度的第四溫度檢測單元，以使根據(jù)上述第一制冷劑狀態(tài)檢測單元、上述第二制冷劑狀態(tài)檢測單元、上述第三溫 度檢測單元及上述第四溫度檢測單元的輸出運算的運算值成為目標值的方式控制上述減 壓單元的開度。
3.—種冷凍循環(huán)裝置，至少包括壓縮機、散熱器、開度能夠改變的減壓單元、吸熱器、內(nèi) 部熱交換器，該內(nèi)部熱交換器使上述散熱器出口部的制冷劑與上述吸熱器出口部的制冷劑 進行熱交換；其特征在于具有檢測從上述壓縮機的出口到上述散熱器的入口之間的制冷劑溫度的第一溫度檢 測單元，和檢測從上述散熱器的出口到上述內(nèi)部熱交換器的高壓側入口之間的制冷劑溫度 的第二溫度檢測單元，以使上述第一溫度檢測單元的檢測溫度與上述第二溫度檢測單元的檢測溫度的溫差 (ΔΤ)成為目標值的方式控制上述減壓單元的開度。
4.根據(jù)權利要求3所述的冷凍循環(huán)裝置，其特征在于還具有檢測被加熱介質的入口 溫度的第三溫度檢測單元、和檢測被加熱介質的出口溫度的第四溫度檢測單元，替代上述 溫差(ΔΤ)，以使根據(jù)上述第一溫度檢測單元、上述第二溫度檢測單元、上述第三溫度檢測單元以 及上述第四溫度檢測單元的輸出運算的運算值成為目標值的方式控制上述減壓單元的開度。
5.一種冷凍循環(huán)裝置，至少包括壓縮機、散熱器、開度能夠改變的減壓單元、吸熱器、內(nèi) 部熱交換器，該內(nèi)部熱交換器使上述散熱器出口部的制冷劑與上述吸熱器出口部的制冷劑 進行熱交換；其特征在于具有檢測從上述壓縮機的出口到上述散熱器的入口之間的制冷劑溫度的第一溫度檢 測單元、檢測從上述散熱器的出口到上述內(nèi)部熱交換器的高壓側入口之間的制冷劑溫度的 第二溫度檢測單元、檢測被加熱介質的入口溫度的第三溫度檢測單元、檢測被加熱介質的 出口溫度的第四溫度檢測單元，以使上述第一溫度檢測單元的檢測溫度與上述第四溫度檢測單元的檢測溫度的溫差 (ΔΤ1)和上述第二溫度檢測單元與上述第三溫度檢測單元的溫差(ΔΤ2)的和(Σ ΔΤ)成 為目標值的方式控制上述減壓單元的開度。
6.一種冷凍循環(huán)裝置，至少包括壓縮機、散熱器、開度能夠改變的減壓單元、吸熱器、內(nèi) 部熱交換器，該內(nèi)部熱交換器使上述散熱器出口部的制冷劑與上述吸熱器出口部的制冷劑進行熱交換；其特征在于具有檢測從上述壓縮機的出口到上述散熱器的入口之間的制冷劑溫度的第一溫度檢 測單元、檢測從上述散熱器的出口到上述內(nèi)部熱交換器的高壓側入口之間的制冷劑溫度的 第二溫度檢測單元、檢測被加熱介質的入口溫度的第三溫度檢測單元、檢測被加熱介質的 出口溫度的第四溫度檢測單元，以使上述第一溫度檢測單元的檢測溫度與上述第四溫度檢測單元的檢測溫度的第二 溫差(ΔΤ1)和上述第二溫度檢測單元的檢測溫度與上述第三溫度檢測單元的檢測溫度的 第三溫差(ΔΤ2)的差(ΔΤ1-ΔΤ2)成為目標值的方式控制上述減壓單元的開度。
7.—種冷凍循環(huán)裝置，至少包括壓縮機、散熱器、開度能夠改變的減壓單元、吸熱器、內(nèi) 部熱交換器，該內(nèi)部熱交換器使上述散熱器出口部的制冷劑與上述吸熱器出口部的制冷劑 進行熱交換；其特征在于至少具有檢測從上述壓縮機的出口到上述減壓單元入口之間的制冷劑壓力的第一壓 力檢測單元，和檢測從上述散熱器的出口到上述內(nèi)部熱交換器的高壓側入口之間的制冷劑 溫度的第二溫度檢測單元，以使根據(jù)上述第一壓力檢測單元的檢測壓力和上述第二溫度檢測單元的檢測溫度運 算的運算值成 為目標值的方式，控制上述減壓單元的開度。
8 —種冷凍循環(huán)裝置，至少包括壓縮機、散熱器、開度能夠改變的減壓單元、吸熱器、內(nèi) 部熱交換器，該內(nèi)部熱交換器使上述散熱器出口部的制冷劑與上述吸熱器出口部的制冷劑 進行熱交換；其特征在于具有檢測從上述散熱器的出口到上述內(nèi)部熱交換器的高壓側入口之間的制冷劑溫度 的第二溫度檢測單元，和檢測從上述內(nèi)部熱交換器的高壓側出口到上述減壓單元的入口之 間的制冷劑溫度的內(nèi)部熱交換器出口溫度檢測單元，以使上述第二溫度檢測單元的檢測溫度與上述內(nèi)部熱交換器出口溫度檢測單元的檢 測溫度的溫差(AThx)成為目標值的方式控制上述減壓單元的開度。
9.根據(jù)權利要求1 8中任何一項所述的冷凍循環(huán)裝置，其特征在于具有檢測從上 述內(nèi)部熱交換器的低壓側出口到上述壓縮機的吸入口之間的制冷劑溫度的第六溫度檢測 單元，根據(jù)上述第六溫度檢測單元的檢測部位的制冷劑飽和溫度和上述第六溫度檢測單元 的檢測溫度計算壓縮機吸入部的過熱度，以使上述過熱度成為目標值的方式控制上述減壓 單元的開度。
10.根據(jù)權利要求9所述的冷凍循環(huán)裝置，其特征在于在從上述內(nèi)部熱交換器的低壓 側出口到上述壓縮機的吸入口之間設置第二壓力檢測單元，根據(jù)上述第二壓力檢測單元的 檢測值求出上述制冷劑飽和溫度。
11.根據(jù)權利要求9所述的冷凍循環(huán)裝置，其特征在于在從上述吸熱器的入口到上述 內(nèi)部熱交換器的低壓側入口之間設置第五溫度檢測單元，根據(jù)上述第五溫度檢測單元的檢 測溫度求出上述制冷劑飽和溫度。
12.根據(jù)權利要求9 11中任何一項所述的冷凍循環(huán)裝置，其特征在于比上述溫差 優(yōu)先地控制上述過熱度。
13.根據(jù)權利要求1 12中任何一項所述的冷凍循環(huán)裝置，其特征在于上述散熱器為水熱交換器。
14.根據(jù)權利要求1 13中任何一項所述的冷凍循環(huán)裝置，其特征在于使用二氧化 碳作為制冷劑。
全文摘要
本發(fā)明的冷凍循環(huán)裝置由壓縮機(1)、散熱器(2)、減壓單元(3)、吸熱器(4)、內(nèi)部熱交換器(5)構成，該內(nèi)部熱交換器(5)使散熱器出口側的制冷劑與吸熱器出口側的制冷劑進行熱交換；其中具有檢測從壓縮機(1)的出口到散熱器(2)的入口之間的制冷劑溫度的第一溫度檢測單元(30)，和檢測從散熱器(2)的出口到內(nèi)部熱交換器(5)的高壓側入口之間的制冷劑溫度的第二溫度檢測單元(31)，以使第一溫度檢測單元(30)的檢測溫度與第二溫度檢測單元(31)的檢測溫度的溫差(ΔT)成為目標值的方式控制減壓單元(3)的開度。
文檔編號F25B1/00GK101842645SQ20088011411
公開日2010年9月22日 申請日期2008年11月20日 優(yōu)先權日2007年11月30日
發(fā)明者畝崎史武, 岡崎多佳志, 大林誠善 申請人:三菱電機株式會社