專利名稱：制冷循環(huán)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有動力回收裝置的制冷循環(huán)裝置，該動力回收裝置回收在制冷劑 由膨脹機(jī)減壓之際產(chǎn)生的動力。
背景技術(shù)：
以往，已知具有第一壓縮機(jī)、散熱器、膨脹機(jī)、蒸發(fā)器及發(fā)電機(jī)的制冷循環(huán)裝 置(例如，參照專利文獻(xiàn)1)；該第一壓縮機(jī)對制冷劑進(jìn)行壓縮；該散熱器將由上述第一 壓縮機(jī)壓縮了的上述制冷劑的熱散發(fā)出去；該膨脹機(jī)對通過了上述散熱器的上述制冷劑 進(jìn)行減壓；該蒸發(fā)器使由上述膨脹機(jī)減壓了的上述制冷劑蒸發(fā)；該發(fā)電機(jī)連接于上述膨 脹機(jī)，回收在由上述膨脹機(jī)對上述制冷劑減壓之際產(chǎn)生的動力，將其變換成電力。已知這樣的制冷循環(huán)裝置，該制冷循環(huán)裝置還具有設(shè)于上述膨脹機(jī)、利用從上 述膨脹機(jī)回收了的動力的第二壓縮機(jī)。專利文獻(xiàn)1 日本特開2006-132818號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
然而，在該場合，例如對于長期處于停止?fàn)顟B(tài)的制冷循環(huán)裝置來說，膨脹機(jī)的 內(nèi)部的冷凍機(jī)油由于為低溫而成為高粘度狀態(tài)，為了使膨脹機(jī)起動而需要大的動力，即 便使第一壓縮機(jī)起動，也存在不能使膨脹機(jī)起動的危險(xiǎn)。另外，若異物從膨脹機(jī)或第二壓縮機(jī)的制冷劑入口進(jìn)入、內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)部咬入異 物，則雖然在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的場合能夠由旋轉(zhuǎn)部的慣性使運(yùn)轉(zhuǎn)繼續(xù)，但在起動運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài) 的場合沒有旋轉(zhuǎn)部的慣性，存在膨脹機(jī)停止的問題。本發(fā)明以解決上述那樣的問題為課題，其目的在于提供這樣一種制冷循環(huán)裝 置，該制冷循環(huán)裝置即使為了起動膨脹機(jī)而需要大的動力，也能夠使第一壓縮機(jī)起動， 使膨脹機(jī)起動。本發(fā)明的制冷循環(huán)裝置，具有第一壓縮機(jī)、散熱器、膨脹機(jī)、蒸發(fā)器及動力回 收裝置；該第一壓縮機(jī)對制冷劑進(jìn)行壓縮；該散熱器將由上述第一壓縮機(jī)壓縮了的上述 制冷劑的熱散發(fā)出去；該膨脹機(jī)對通過了上述散熱器的上述制冷劑進(jìn)行減壓；該蒸發(fā) 器使由上述膨脹機(jī)減壓了的上述制冷劑蒸發(fā)；該動力回收裝置連接于上述膨脹機(jī)，收在 由上述膨脹機(jī)對上述制冷劑減壓之際產(chǎn)生的動力；其中，具有制冷劑移動控制機(jī)構(gòu)，該 制冷劑移動控制機(jī)構(gòu)設(shè)在從上述膨脹機(jī)朝向上述蒸發(fā)器的上述制冷劑的流路中，控制從 上述膨脹機(jī)朝上述蒸發(fā)器移動的上述制冷劑的流量；在上述第一壓縮機(jī)起動、上述膨脹 機(jī)的內(nèi)部的上述制冷劑的壓力增加了后，上述制冷劑移動控制機(jī)構(gòu)控制上述制冷劑的流 量，由上述制冷劑的動壓使上述膨脹機(jī)起動。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的制冷循環(huán)裝置，即使為了起動膨脹機(jī)而需要大的動力，在第一壓 縮機(jī)起動、膨脹機(jī)的內(nèi)部的制冷劑的壓力增加了后，制冷劑移動控制機(jī)構(gòu)也能夠控制制冷劑的流量，由制冷劑的動壓使膨脹機(jī)起動。


圖1為本發(fā)明實(shí)施方式1的空調(diào)機(jī)的制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的制冷劑回路圖。圖2為圖1的空調(diào)機(jī)的采暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的制冷劑回路圖。圖3(a)為表示從穩(wěn)定時(shí)的膨脹機(jī)傳遞到第二壓縮機(jī)的動力的詳細(xì)內(nèi)容的概略 圖，圖3(b)為表示從起動時(shí)的膨脹機(jī)傳遞到第二壓縮機(jī)的動力的詳細(xì)內(nèi)容的概略圖。圖4(a)為表示膨脹機(jī)穩(wěn)定時(shí)的制冷劑的壓力、制冷劑的容積、制冷劑的質(zhì)量的 圖，圖4(b)為表示膨脹機(jī)起動時(shí)的制冷劑壓力、制冷劑容積、制冷劑質(zhì)量的圖。圖5為表示圖1及圖2的空調(diào)機(jī)的起動動作的流程圖。圖6為第二起動模式時(shí)的空調(diào)機(jī)的制冷劑回路圖。圖7為本發(fā)明實(shí)施方式2的供熱水器的制冷劑回路圖。圖8為表示圖7的供熱水器的起動動作的流程圖。圖9為本發(fā)明實(shí)施方式3的供熱水器的制冷劑回路圖。
具體實(shí)施例方式下面，根據(jù)

本發(fā)明的各實(shí)施方式，但在各圖中，對相同或相當(dāng)?shù)臉?gòu) 件、部位標(biāo)注同一符號進(jìn)行說明。實(shí)施方式1圖1為本發(fā)明實(shí)施方式1的空調(diào)機(jī)的制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的制冷劑回路圖，圖2為圖1的 空調(diào)機(jī)的采暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的制冷劑回路圖。作為該實(shí)施方式的制冷循環(huán)裝置的空調(diào)機(jī)具有第一壓縮機(jī)1、室外熱交換器2、 膨脹機(jī)3、室內(nèi)熱交換器4、及作為動力回收裝置的驅(qū)動軸5;該第一壓縮機(jī)1對制冷劑 進(jìn)行壓縮；該室外熱交換器2在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)成為內(nèi)部的制冷劑散熱的散熱器，在采暖運(yùn) 轉(zhuǎn)時(shí)成為內(nèi)部的制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器；該膨脹機(jī)3對通過內(nèi)部的制冷劑進(jìn)行減壓；該室 內(nèi)熱交換器4在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)成為內(nèi)部的制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器，在采暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)成為內(nèi)部的 制冷劑散熱的散熱器；該驅(qū)動軸5連接于膨脹機(jī)3，回收在由膨脹機(jī)3對制冷劑減壓之際 產(chǎn)生的動力。另外，該空調(diào)機(jī)具有作為制冷劑移動控制機(jī)構(gòu)的開閉閥6，該開閉閥6設(shè)在膨脹 機(jī)3的下游側(cè)，通過全閉來抑制制冷劑從膨脹機(jī)3向下游的移動，通過全開來對從膨脹機(jī) 3向下游移動的制冷劑的流量進(jìn)行控制。另外，該空調(diào)機(jī)使用二氧化碳作為制冷劑，該二氧化碳與以往的氟里昂類的制 冷劑相比，臭氧層破壞系數(shù)為零，溫室效應(yīng)系數(shù)小。室外熱交換器2具有第一室外熱交換器部2a和第二室外熱交換器部2b，在第一 室外熱交換器部2a與第二室外熱交換器部2b之間的制冷劑的流路中設(shè)置有開閉器7a及 開閉器7b，該開閉器7a及開閉器7b通過在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)關(guān)閉使制冷劑不能通過，通過在采 暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)打開使制冷劑能夠通過。這樣，第一室外熱交換器部2a和第二室外熱交換器部2b在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)串聯(lián)第一 室外熱交換器部2a與第二室外熱交換器部2b，在采暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)并聯(lián)第一室外熱交換器部2a
5與第二室外熱交換器部2b。室內(nèi)熱交換器4具有第一室內(nèi)熱交換器部4a及第二室內(nèi)熱交換器部4b，第一室 內(nèi)熱交換器部4a與第二室內(nèi)熱交換器部4b并聯(lián)。在第一室內(nèi)熱交換器部4a連接室內(nèi)膨脹閥8a，在第二室內(nèi)熱交換器部4b連接室 內(nèi)膨脹閥Sb。這樣，在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在第一室內(nèi)熱交換器部4a及第二室內(nèi)熱交換器部4b中對 制冷劑進(jìn)行減壓、以使制冷劑能夠蒸發(fā)；在采暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在第一室外熱交換器部2a及第 二室外熱交換器部2b中對制冷劑進(jìn)行減壓、以使在第一室內(nèi)熱交換器部4a及第二室內(nèi)熱 交換器部4b中散熱后的制冷劑能夠蒸發(fā)。在第一室外熱交換器部2a與第二室外熱交換器部2b之間的制冷劑的流路中，設(shè) 置有在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)對通過了第一室外熱交換器部2a的制冷劑進(jìn)行壓縮的第二壓縮機(jī)9。第二壓縮機(jī)9通過驅(qū)動軸5連接到膨脹機(jī)3，在膨脹機(jī)3中發(fā)生了的動力由驅(qū)動 軸5回收，被傳遞到第二壓縮機(jī)9。在第一壓縮機(jī)1與第一室外熱交換器部2a之間的制冷劑流路、第一室外熱交換 器部2a與第二壓縮機(jī)9之間的制冷劑流路中，設(shè)置有開閉器IOa及開閉器10b，該開閉器 IOa及開閉器IOb在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)打開，使得制冷劑能夠通過，在采暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)關(guān)閉，使得制 冷劑不能通過。在第一壓縮機(jī)1與第二壓縮機(jī)9之間的制冷劑流路中設(shè)置有開閉器7c，該開閉器 7c在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)關(guān)閉，使得制冷劑不能通過，在采暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)使得制冷劑能夠通過。在膨脹機(jī)3的制冷劑的入口設(shè)置有第一異物捕捉器11，該第一異物捕捉器11對 包含在侵入到膨脹機(jī)3的制冷劑中的異物進(jìn)行捕捉。在第二壓縮機(jī)9的制冷劑的入口設(shè)置有對包含在進(jìn)入到第二壓縮機(jī)9的制冷劑中 的異物進(jìn)行捕捉的第二異物捕捉器12。第一異物捕捉器11及第二異物捕捉器12由粗濾器構(gòu)成，該粗濾器由網(wǎng)孔粗的金 屬網(wǎng)構(gòu)成，金屬網(wǎng)的網(wǎng)孔的粗細(xì)決定被捕捉的最小異物的大小。第一異物捕捉器11捕捉的最小的異物的大小，比膨脹機(jī)3的膨脹室的最大間隙第二異物捕捉器12捕捉的最小的異物的大小比第二壓縮機(jī)9的壓縮室的最大間隙小。第一異物捕捉器11及第二異物捕捉器12捕捉的最小的異物的大小為0.5mm，這 樣，能夠降低由第一異物捕捉器11及第二異物捕捉器12產(chǎn)生的壓力損失，能夠抑制回收 的動力的下降。在第一壓縮機(jī)1的制冷劑的入口設(shè)置有用于存積進(jìn)入到第一壓縮機(jī)1之前的制冷 劑的儲存器13。在室外熱交換器2、第二壓縮機(jī)9、室內(nèi)熱交換器4、儲存器13之間的制冷劑的 流路中，設(shè)置有第一四通閥14，該第一四通閥14切換內(nèi)部的閥，在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)使制冷劑 從第二壓縮機(jī)9流到第二室外熱交換器部2b，并使制冷劑從室內(nèi)熱交換器4流到儲存器 13，在采暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)使制冷劑從第二壓縮機(jī)9及旁通了該第二壓縮機(jī)9和第二異物捕捉器12 的止回閥15流到室內(nèi)熱交換器4，并使制冷劑從室外熱交換器2流到儲存器13。
止回閥15也可內(nèi)置于第二壓縮機(jī)9。在室外熱交換器2、膨脹機(jī)3、室內(nèi)熱交換器4之間的制冷劑的流路中，設(shè)置有 第二四通閥16，該第二四通閥16切換內(nèi)部的閥，使得在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)制冷劑從第二室外熱 交換器部2b通過膨脹機(jī)3流到室內(nèi)熱交換器4，在采暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)制冷劑從室內(nèi)熱交換器4通 過膨脹機(jī)3流到室外熱交換器2。由第一四通閥14及第二四通閥16，使得通過膨脹機(jī)3及第二壓縮機(jī)9的制冷劑 的方向不論制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)還是采暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)都為同一方向。在室外熱交換器2與室內(nèi)熱交換器4之間的制冷劑的流路中，設(shè)置有第二四通閥 16、旁通膨脹機(jī)3及開閉閥6的旁通回路17及調(diào)整通過該旁通回路17的制冷劑的流量的 旁通閥18。在第二四通閥16與第一異物捕捉器11之間的制冷劑的流路中，設(shè)置有調(diào)整從第 二四通閥16向第一異物捕捉器11移動的制冷劑的流量的預(yù)膨脹閥19。通過調(diào)整旁通閥18和預(yù)膨脹閥19，使通過第二壓縮機(jī)9的制冷劑的流量與通過 膨脹機(jī)3及旁通回路17的制冷劑的流量的和相等。這樣，能夠以使高壓側(cè)的壓力上升到所希望的壓力的方式進(jìn)行調(diào)整，能夠回收 由膨脹機(jī)3產(chǎn)生的動力，所以，能夠?qū)⒅评溲h(huán)保持為高效率狀態(tài)。不限于調(diào)整旁通閥18和預(yù)膨脹閥19，也可由其它的方法使通過第二壓縮機(jī)9的 制冷劑的流量與通過膨脹機(jī)3及旁通回路17的制冷劑的流量相等。在第一壓縮機(jī)1的制冷劑的出口，設(shè)置有測定從第一壓縮機(jī)1出來的制冷劑的壓 力的壓力傳感器20a，在膨脹機(jī)3的制冷劑的入口設(shè)置有測定進(jìn)入到膨脹機(jī)3的制冷劑的 壓力的壓力傳感器20b，在開閉閥6的制冷劑的出口設(shè)置有測定從開閉閥6出來的制冷劑 的壓力的壓力傳感器20c。壓力傳感器20a、壓力傳感器20b及壓力傳感器20c并不限于這些位置，只要為 分別能夠測定從第一壓縮機(jī)1出來的制冷劑的壓力、進(jìn)入到膨脹機(jī)3的制冷劑的壓力及從 開閉閥6出來的制冷劑的壓力的位置即可。另外，壓力傳感器20a、壓力傳感器20b及壓力傳感器20c只要能夠推斷壓力， 則也可為測定制冷劑的溫度的溫度傳感器。壓力傳感器20a、壓力傳感器20b及壓力傳感器20c連接于控制裝置21，該控制 裝置21根據(jù)壓力傳感器20a、壓力傳感器20b及壓力傳感器20c測定了的制冷劑的壓力的 值，控制開閉閥6、旁通閥18及預(yù)膨脹閥19的開閉?？刂蒲b置21具有判定單元(圖中未表示)、存儲單元(圖中未表示)及顯示單元 (圖中未表示)；該判定單元在開閉閥6全開后判定膨脹機(jī)3是否起動；該存儲單元存儲 判定了膨脹機(jī)3未起動的次數(shù)；該顯示單元在存儲于存儲單元的次數(shù)成為了規(guī)定次數(shù)的 場合顯示在膨脹機(jī)3中發(fā)生了異常這一情況。室外機(jī)22由第一壓縮機(jī)1、室外熱交換器2、膨脹機(jī)3、驅(qū)動軸5、開閉閥6、開 閉器7a、開閉器7b、開閉器7c、第二壓縮機(jī)9、開閉器10a、開閉器10b、第一異物捕捉 器11、第二異物捕捉器12、儲存器13、第一四通閥14、止回閥15、第二四通閥16、旁 通回路17、旁通閥18、預(yù)膨脹閥19、壓力傳感器20a、壓力傳感器20b、壓力傳感器20c 及控制裝置21構(gòu)成。
由第一室內(nèi)熱交換器部4a及室內(nèi)膨脹閥8a構(gòu)成室內(nèi)機(jī)23a，由第二室內(nèi)熱交換 器部4b及室內(nèi)膨脹閥8b構(gòu)成室內(nèi)機(jī)23a。在室外機(jī)22上連接有液體主管24及氣體主管25的一端部，在液體主管24的另 一端部連接有液體支管26a及液體支管26b的一端部，在氣體主管25的另一端部連接有 氣體支管27a及氣體支管27b的一端部。在液體支管26a的另一端部連接有室內(nèi)膨脹閥8a，在液體支管26b的另一端部連 接有室內(nèi)膨脹閥8b。在氣體支管27a的另一端部連接有第一室內(nèi)熱交換器部4a，在氣體支管27b的另 一端部連接有第二室內(nèi)熱交換器部4b。第一壓縮機(jī)1連接于馬達(dá)(圖中未表示)，通過該馬達(dá)驅(qū)動，使第一壓縮機(jī)1動作。膨脹機(jī)3及第二壓縮機(jī)9為容積式，具體地說，為渦旋式。膨脹機(jī)3及第二壓縮機(jī)9不限于渦旋式，也可為其它的容積式。在膨脹機(jī)3及第二壓縮機(jī)9中沒有作為發(fā)熱源的馬達(dá)。另外，膨脹機(jī)3和第二壓縮機(jī)9的軸承負(fù)荷大體相等，所以，在膨脹機(jī)3及第二 壓縮機(jī)9中產(chǎn)生的損失小。因此，不需要使用制冷劑冷卻膨脹機(jī)3及第二壓縮機(jī)9的內(nèi)部，所以，能夠抑制 因制冷劑冷卻膨脹機(jī)3及第二壓縮機(jī)9而產(chǎn)生的冷凍機(jī)油的減少。結(jié)果，能夠提高膨脹機(jī)3及第二壓縮機(jī)9的可靠性。另外，能夠抑制冷凍機(jī)油減少導(dǎo)致的熱交換器的傳熱性能的下降。第一室外熱交換器部2a與第二室外熱交換器部2b之間的制冷劑的流路在制冷運(yùn) 轉(zhuǎn)時(shí)串聯(lián)，所以，能夠使傳熱性能提高而散熱，在采暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)并聯(lián)，所以能夠減少壓力 損失。下面，說明該實(shí)施方式的空調(diào)機(jī)的動作。在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，首先，進(jìn)入到了第一壓縮機(jī)1的低壓的制冷劑被壓縮、成為高 溫中壓。從第一壓縮機(jī)1出來的制冷劑通過開閉器10a，進(jìn)入到室外熱交換器2的第一室 外熱交換器部2a。在第一室外熱交換器部2a中散熱而將熱傳遞到了室外空氣的制冷劑成為低溫中壓。從第一室外熱交換器部2a出來的制冷劑進(jìn)入到第二壓縮機(jī)9，受到壓縮而成為
尚溫尚壓。從第二壓縮機(jī)9出來的制冷劑通過第一四通閥14進(jìn)入到第二室外熱交換器部 2b，制冷劑散熱、將熱傳遞給室外空氣而成為低溫高壓。從第二室外熱交換器部2b出來的制冷劑分支到通往第二四通閥16的路徑和通往 旁通閥18的路徑。通過了第二四通閥16的制冷劑通過預(yù)膨脹閥19和第一異物捕捉器11，進(jìn)入到膨 脹機(jī)3，在減壓后而成為低壓，成為干度低的狀態(tài)。此時(shí)，在膨脹機(jī)3中，隨著制冷劑的減壓而產(chǎn)生動力，該動力由驅(qū)動軸5回收，傳遞到第二壓縮機(jī)9，用于第二壓縮機(jī)9對制冷劑的壓縮。從膨脹機(jī)3出來的制冷劑通過開閉閥6和第二四通閥16，然后，與朝向旁通閥 18而通過了旁通回路17的制冷劑匯合，從室外機(jī)22出來，接著通過液體主管24、液體 支管26a及液體支管26b，進(jìn)入到室內(nèi)機(jī)23a及室內(nèi)機(jī)23b，并進(jìn)入到室內(nèi)膨脹閥8a及室 內(nèi)膨脹閥Sb。在室內(nèi)膨脹閥8a及室內(nèi)膨脹閥8b中，制冷劑被進(jìn)一步減壓。從室內(nèi)膨脹閥8a及室內(nèi)膨脹閥8b出來的制冷劑在第一室內(nèi)熱交換器部4a及第 二室內(nèi)熱交換器部4b中從室內(nèi)空氣吸熱而蒸發(fā)，仍然為低壓，成為干度高的狀態(tài)。這樣，室內(nèi)空氣被冷卻。從第一室內(nèi)熱交換器部4a及第二室內(nèi)熱交換器部4b出來的制冷劑從室內(nèi)機(jī)23a 及室內(nèi)機(jī)23b出來，通過氣體支管27a及氣體支管27b和氣體主管25，進(jìn)入到室外機(jī)22， 通過第一四通閥14進(jìn)入到儲存器13，再次進(jìn)入到第一壓縮機(jī)1。通過反復(fù)進(jìn)行上述動作，將室內(nèi)空氣的熱傳遞到室外空氣，室內(nèi)被制冷。在采暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，首先，進(jìn)入到了第一壓縮機(jī)1的低壓的制冷劑受到壓縮而成為 高溫高壓狀態(tài)。從第一壓縮機(jī)1出來的制冷劑通過開閉器7c、止回閥15及第一四通閥14。此時(shí)，通過了開閉器7c的制冷劑的一部分在通過了第二壓縮機(jī)9后，與通過了 止回閥15的制冷劑匯合，進(jìn)入到第一四通閥14。通過了第一四通閥14的制冷劑從室外機(jī)22出來，通過氣體主管25、氣體支管 27a及氣體支管27b，進(jìn)入到室內(nèi)機(jī)23a及室內(nèi)機(jī)23b，并進(jìn)入到室內(nèi)熱交換器4的第一室 內(nèi)熱交換器部4a及第二室內(nèi)熱交換器部4b，在第一室內(nèi)熱交換器部4a及第二室內(nèi)熱交換 器部4b中散熱而將熱傳遞給了室內(nèi)空氣的制冷劑成為低溫高壓狀態(tài)。從第一室內(nèi)熱交換器部4a及第二室內(nèi)熱交換器部4b出來的制冷劑由室內(nèi)膨脹閥 8a及室內(nèi)膨脹閥8b減壓。從室內(nèi)膨脹閥8a及室內(nèi)膨脹閥8b出來的制冷劑從室內(nèi)機(jī)23a及室內(nèi)機(jī)23b出 來，通過液體支管26a及液體支管26b和液體主管24，進(jìn)入到室外機(jī)22，分支到通往第 二四通閥16的路徑和通往旁通閥18的路徑。通過了第二四通閥16的制冷劑通過預(yù)膨脹閥19和第一異物捕捉器11，進(jìn)入到膨 脹機(jī)3，被減壓而成為低壓，成為干度低的狀態(tài)。此時(shí)，在膨脹機(jī)3中，隨著制冷劑的減壓而產(chǎn)生動力，該動力由驅(qū)動軸5回收， 傳遞到第二壓縮機(jī)9，用于第二壓縮機(jī)9對制冷劑的壓縮。從膨脹機(jī)3出來的制冷劑在通過開閉閥6和第二四通閥16后，與流往旁通閥18 而通過了旁通回路17的制冷劑匯合，再次分支，進(jìn)入到第一室外熱交換器部2a及第二室 外熱交換器部2b。在第一室內(nèi)熱交換器部4a及第二室內(nèi)熱交換器部4b中，制冷劑從室外空氣吸熱 而蒸發(fā)，仍然為低壓，成為干度高的狀態(tài)。從第一室內(nèi)熱交換器部4a及第二室內(nèi)熱交換器部4b出來的制冷劑再次匯合，通 過第一四通閥14，進(jìn)入到儲存器13，再次進(jìn)入到第一壓縮機(jī)1。通過反復(fù)進(jìn)行上述動作，室外的空氣的熱被傳遞到室內(nèi)空氣，室內(nèi)被采暖。
該空調(diào)機(jī)用作大廈的多系統(tǒng)空調(diào)，為了提高年運(yùn)轉(zhuǎn)效率，使作為制冷負(fù)荷不大 的時(shí)期的制冷中間期的運(yùn)轉(zhuǎn)效率提高。因此，膨脹機(jī)3、第二壓縮機(jī)9、室外熱交換器2、及室內(nèi)熱交換器4以在制冷中 間期成為最佳的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，在采暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，使制冷劑不通過膨脹機(jī)3及第二壓縮機(jī)9 對控制有利。 然而，在采暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，若不使制冷劑通過膨脹機(jī)3及第二壓縮機(jī)9，則制冷劑將 在膨脹機(jī)3及第二壓縮機(jī)9中滯留，在使膨脹機(jī)3及第二壓縮機(jī)9起動時(shí)，潤滑不良，存 在膨脹機(jī)3及第二壓縮機(jī)9損傷的危險(xiǎn)。因此，即使在采暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，也使制冷劑通過膨脹機(jī)3及第二壓縮機(jī)9。第二壓縮機(jī)9按不壓縮制冷劑的程度工作。下面，說明從本實(shí)施方式的空調(diào)機(jī)的膨脹機(jī)3向第二壓縮機(jī)9傳遞的動力。圖3(a)為表示穩(wěn)定時(shí)從膨脹機(jī)3向第二壓縮機(jī)9傳遞的動力的詳細(xì)內(nèi)容的概略 圖，圖3(b)為表示起動時(shí)從膨脹機(jī)3向第二壓縮機(jī)9傳遞的動力的詳細(xì)內(nèi)容的概略圖。不論是在穩(wěn)定時(shí)還是在起動時(shí)，膨脹機(jī)3都從制冷劑的動壓接受動力，從該動 力除去在膨脹機(jī)3中產(chǎn)生的損失以及在第二壓縮機(jī)9中產(chǎn)生的損失而得到的動力成為最終 回收的動力。然而，與穩(wěn)定時(shí)相比，在起動時(shí)，在膨脹機(jī)3中產(chǎn)生的損失及在第二壓縮機(jī)9中 產(chǎn)生的損失變大，所以，最終回收的動力變小。這是因?yàn)?，在膨脹機(jī)3剛起動后，若轉(zhuǎn)速為某一轉(zhuǎn)速以下，則軸承的摩擦系數(shù) 增大，摩擦損失變大。另外，在膨脹機(jī)3停止了的狀態(tài)下，在膨脹機(jī)3及第二壓縮機(jī)9的軸承中發(fā)生比 動摩擦大的靜摩擦，所以，在膨脹機(jī)3中產(chǎn)生的損失及在第二壓縮機(jī)9中產(chǎn)生的損失進(jìn)一 步變大。另外，若空調(diào)機(jī)處于長期停止?fàn)顟B(tài)，則膨脹機(jī)3及第二壓縮機(jī)9的內(nèi)部的冷凍機(jī) 油由于低溫的原因而成為高粘度，若要從該狀態(tài)起動空調(diào)機(jī)、使膨脹機(jī)3起動，則在膨 脹機(jī)3中產(chǎn)生的損失及在第二壓縮機(jī)9中產(chǎn)生的損失進(jìn)一步增大。另外，在制造空調(diào)機(jī)、剛出廠后，由于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間短，所以膨脹機(jī)3及第二壓縮 機(jī)9的滑動部未充分地磨合，摩擦大，在膨脹機(jī)3中產(chǎn)生的損失及在第二壓縮機(jī)9中產(chǎn)生 的損失進(jìn)一步增大。下面，說明從開閉閥6全閉的狀態(tài)開始剛?cè)_之后、即起動時(shí)的膨脹機(jī)3的動作。圖4(a)為表示膨脹機(jī)3穩(wěn)定時(shí)的制冷劑的壓力、制冷劑的容積、制冷劑的質(zhì)量 的圖，圖4(b)為表示膨脹機(jī)3的起動時(shí)的制冷劑的壓力、制冷劑的容積、制冷劑的質(zhì)量 的圖。在穩(wěn)定時(shí)，對于膨脹機(jī)3的膨脹室內(nèi)部的制冷劑的壓力，膨脹過程的開始點(diǎn)的 壓力，與作為膨脹機(jī)3的制冷劑入口處的壓力的入口壓力相等，膨脹過程的中間的壓力 隨著從膨脹過程的開始點(diǎn)朝結(jié)束點(diǎn)前進(jìn)而減少，膨脹過程的結(jié)束點(diǎn)的壓力與作為膨脹機(jī)3 的制冷劑的出口處的壓力的出口壓力相等。膨脹機(jī)3的膨脹室的內(nèi)部的容積隨著從膨脹過程的開始點(diǎn)向結(jié)束點(diǎn)前進(jìn)而增加。膨脹機(jī)3的膨脹室內(nèi)部的制冷劑的質(zhì)量在膨脹過程的開始點(diǎn)與結(jié)束點(diǎn)不變化。相對于此，在從開閉閥6全閉的狀態(tài)開始剛?cè)_之后、即起動時(shí)，膨脹機(jī)3的 膨脹室的內(nèi)部的制冷劑的壓力在膨脹過程的開始點(diǎn)與結(jié)束點(diǎn)沒有變化，在結(jié)束點(diǎn)的下游 側(cè)，壓力按不連續(xù)變化的方式變小，與由壓力傳感器20c測定了的制冷劑的壓力相等。膨脹機(jī)3的膨脹室的內(nèi)部的容積與穩(wěn)定時(shí)同樣地隨著從膨脹過程的開始點(diǎn)向結(jié) 束點(diǎn)前進(jìn)而增加。膨脹機(jī)3的膨脹室的內(nèi)部的制冷劑的質(zhì)量隨著從膨脹過程的開始點(diǎn)向結(jié)束點(diǎn)前 進(jìn)而增加。這樣，膨脹機(jī)3起動，膨脹機(jī)3轉(zhuǎn)一周時(shí)的制冷劑的循環(huán)量比穩(wěn)定時(shí)的制冷劑的 循 環(huán)量變多，旋轉(zhuǎn)動力變大。另外，膨脹過程的結(jié)束點(diǎn)前后的、膨脹室與膨脹過程以后的空間的邊界的面積 大，在開閉閥6從全閉的狀態(tài)開始剛?cè)_之后，膨脹過程的結(jié)束點(diǎn)前后的壓力的差比穩(wěn) 定時(shí)的壓力的差變大，所以，由面積和壓力確定的回收動力變大。根據(jù)以上的情況，在開閉閥6從全閉的狀態(tài)開始剛?cè)_之后，膨脹機(jī)3能夠獲得 大的回收動力。這樣，即使是在膨脹機(jī)3中產(chǎn)生的損失及在第二壓縮機(jī)9中產(chǎn)生的損失大的場 合，也能夠使膨脹機(jī)3起動。另外，到第一壓縮機(jī)1起動、膨脹機(jī)3的內(nèi)部的制冷劑的壓力成為臨界壓力以上 為止，開閉閥6全閉，所以，高壓的制冷劑使得膨脹機(jī)3及第二壓縮機(jī)9內(nèi)部的冷凍機(jī)油 的粘度下降。這樣，能夠減少開閉閥6剛?cè)_后的、在膨脹機(jī)3中產(chǎn)生的損失及在第二壓縮機(jī) 9中產(chǎn)生的損失，所以，膨脹機(jī)3能夠獲得大的回收動力。下面，說明本實(shí)施方式的空調(diào)機(jī)的起動動作。圖5為表示圖1及圖2的空調(diào)機(jī)的起動動作的流程圖。若空調(diào)機(jī)起動(步驟Si)，則判定是要求制冷運(yùn)轉(zhuǎn)和采暖運(yùn)轉(zhuǎn)中的哪種運(yùn)轉(zhuǎn)(步 馬聚S2) ο若在步驟S2中判定要求采暖運(yùn)轉(zhuǎn)，則開始采暖運(yùn)轉(zhuǎn)(步驟S3)。另一方面，若在步驟S2中判定要求制冷運(yùn)轉(zhuǎn)，則開始制冷運(yùn)轉(zhuǎn)(步驟S3)。若開始制冷運(yùn)轉(zhuǎn)，則設(shè)定為第一制冷回路，即，開閉器7a、開閉器7b、及開閉 器7c關(guān)閉，開閉器IOa及開閉器IOa打開，第一四通閥14切換內(nèi)部的閥，使得制冷劑從 第二壓縮機(jī)9流往第二室外熱交換器部2b，制冷劑從室內(nèi)熱交換器4流往儲存器13，第 二四通閥16切換內(nèi)部的閥，使得制冷劑從第二室外熱交換器部2b通過膨脹機(jī)3流往室內(nèi) 熱交換器4(步驟S5)。然后，開閉閥6全閉，預(yù)膨脹閥19全開(步驟S6)，其它裝置成為作為制冷運(yùn) 轉(zhuǎn)的初期狀態(tài)的第一制冷初期設(shè)定(步驟S7)，空調(diào)機(jī)成為第一起動模式(步驟S8)。若空調(diào)機(jī)成為第一起動模式，則首先，第一壓縮機(jī)1起動(步驟S9)，壓力傳感 器20b測定膨脹機(jī)3的入口處的制冷劑壓力，壓力傳感器20c測定開閉閥6的出口處的制 冷劑壓力，控制裝置21計(jì)算膨脹機(jī)3的入口處的制冷劑壓力與開閉閥6的出口處的制冷劑的壓力差(步驟SlO)。然后，控制裝置21判定從第一壓縮機(jī)1起動后是否經(jīng)過了規(guī)定的時(shí)間Ta(步驟 SiD。規(guī)定的時(shí)間Ta在10秒到60秒之間預(yù)先設(shè)定。而且，該規(guī)定的時(shí)間Ta不限于該時(shí)間。 在步驟Sll中，在控制裝置21判定從第一壓縮機(jī)1起動后未經(jīng)過規(guī)定的時(shí)間Ta 的場合，返回到步驟S10。另一方面，在步驟Sll中，在控制裝置21判定經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間Ta的場合，判定 膨脹機(jī)3的入口處的制冷劑壓力是否為臨界壓力以上、且膨脹機(jī)3的入口處的制冷劑壓力 與開閉閥6的出口處的制冷劑壓力的差是否為規(guī)定壓力Pa以上(步驟S12)。規(guī)定壓力Pa在2.5MPa到5MPa之間預(yù)先設(shè)定。在步驟S12中，在控制裝置21判定膨脹機(jī)3的入口處的制冷劑壓力不為臨界壓 力以上，或膨脹機(jī)3的入口處的制冷劑壓力與開閉閥6的出口處的制冷劑壓力的差不在規(guī) 定壓力Pa以上的場合，旁通閥18的開度減少(步驟S13)，返回到步驟S10。另一方面，在步驟S12中，在控制裝置21判定膨脹機(jī)3的入口處的制冷劑壓力 為臨界壓力以上而且膨脹機(jī)3的入口處的制冷劑壓力與開閉閥6的出口處的制冷劑壓力的 差在規(guī)定壓力Pa以上的場合，開閉閥6全開(步驟S14)。然后，控制裝置21判定從開閉閥6全開時(shí)開始是否經(jīng)過了規(guī)定的時(shí)間Tb(步驟 S15)。規(guī)定的時(shí)間Tb比步驟Sll的規(guī)定時(shí)間Ta短，在5秒到30秒之間預(yù)先設(shè)定。而且，該規(guī)定的時(shí)間Tb不限于該時(shí)間。在步驟S15中，在控制裝置21判定從開閉閥6全開時(shí)開始未經(jīng)過規(guī)定的時(shí)間Tb 的場合，反復(fù)進(jìn)行步驟S15。另一方面，在步驟S15中，在控制裝置21判定經(jīng)過了規(guī)定的時(shí)間Tb的場合， 壓力傳感器20a測定第一壓縮機(jī)1的出口處的制冷劑壓力，壓力傳感器20b測定膨脹機(jī)3 的入口處的制冷劑壓力，控制裝置21計(jì)算膨脹機(jī)3的入口處的制冷劑壓力與第一壓縮機(jī) 1的出口處的制冷劑壓力的差(步驟S16)。然后，控制裝置21判定膨脹機(jī)3的入口處的制冷劑壓力與第一壓縮機(jī)1的出口 處的制冷劑壓力的差是否為規(guī)定壓力Pb以上(步驟S17)。規(guī)定壓力Pb在OMPa到0.5MPa之間預(yù)先設(shè)定。該規(guī)定壓力Pb不限于該壓力。在步驟S17中，在控制裝置21判定膨脹機(jī)3的入口處的制冷劑壓力與第一壓縮 機(jī)1的出口處的制冷劑壓力的差在規(guī)定壓力Pb以上的場合，判定單元判定膨脹機(jī)3的起 動成功，空調(diào)機(jī)結(jié)束第一起動模式，進(jìn)行穩(wěn)定狀態(tài)的第一定時(shí)控制(步驟S18)。另一方面，在步驟S17中，在控制裝置21判定膨脹機(jī)3的入口處的制冷劑壓力 與第一壓縮機(jī)1的出口處的制冷劑壓力的差不在規(guī)定壓力Pb以上的場合，判定單元判定 膨脹機(jī)3的起動失敗，空調(diào)機(jī)成為備用模式(步驟S19)。若空調(diào)機(jī)成為備用模式，則存儲單元在起動失敗次數(shù)中增加1并存儲(步驟 S20)，另外，判定起動失敗次數(shù)是否為規(guī)定的次數(shù)(步驟S21)。
該規(guī)定的次數(shù)在5次到10次之間預(yù)先設(shè)定。該規(guī)定的次數(shù)不限于該次數(shù)。在步驟S21中，在控制裝置21判定起動失敗了的次數(shù)比規(guī)定次數(shù)小的場合，返 回到步驟S5。另一方面，在步驟S21中，在控制裝置21判定起動失敗了的次數(shù)為規(guī)定次數(shù)的 場合，視為在膨脹機(jī)3或第二壓縮機(jī)9中發(fā)生異常，空調(diào)機(jī)開始備用控制(步驟S22)。在備用控制中，首先，第一壓縮機(jī)1停止(步驟S23)，控制裝置21的顯示單元 顯示膨脹機(jī)3或第二壓縮機(jī)9發(fā)生了異常這一情況(步驟S24)，通知管理者或使用者。然后，以使制冷劑不流到膨脹機(jī)3及第二壓縮機(jī)9的方式設(shè)定為第二制冷劑回路 (步驟S25)，開閉閥6全閉，預(yù)膨脹閥19關(guān)閉，旁通閥18打開，以使制冷劑不通過膨脹 機(jī)3及第二壓縮機(jī)9，其它的執(zhí)行元件成為制冷起動前的狀態(tài)、即第二制冷初期設(shè)定(步 驟 S26)?？照{(diào)機(jī)成為不使膨脹機(jī)3起動的第二起動模式(步驟S27)，不使膨脹機(jī)3運(yùn)轉(zhuǎn)， 使第一壓縮機(jī)1起動，進(jìn)行穩(wěn)定狀態(tài)的定時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)(步驟S28)，如圖6所示的制冷劑回路 圖那樣，繼續(xù)進(jìn)行制冷劑循環(huán)的制冷運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣，例如在膨脹機(jī)3或第二壓縮機(jī)9發(fā)生了異常的場合，制冷劑不通過膨脹機(jī) 3及第二壓縮機(jī)9，所以，能夠抑制第一壓縮機(jī)1、室內(nèi)膨脹閥8a及室內(nèi)膨脹閥8b等損 傷。另外，例如在膨脹機(jī)3或第二壓縮機(jī)9發(fā)生了異常的場合，也能夠繼續(xù)進(jìn)行制冷 運(yùn)轉(zhuǎn)。如以上說明的那樣，根據(jù)本實(shí)施方式的空調(diào)機(jī)，即使為了使膨脹機(jī)3起動而需 要大的動力，在第一壓縮機(jī)1起動，膨脹機(jī)3的內(nèi)部的制冷劑的壓力增加后，也能夠通過 使開閉閥6全開，而使通過開閉閥6的制冷劑增大，能夠由制冷劑的動壓使膨脹機(jī)3起動。另外，即使膨脹機(jī)3及第二壓縮機(jī)9的內(nèi)部的冷凍機(jī)油由于低溫而成為高粘度， 在膨脹機(jī)3的入口處的制冷劑壓力變成了臨界壓力以上的場合，也能夠使開閉閥6全開， 使制冷劑通過開閉閥6，所以，成為了臨界壓力以上的制冷劑作用于冷凍機(jī)油，冷凍機(jī)油 的粘度下降，因此能夠減小在膨脹機(jī)3及第二壓縮機(jī)9中產(chǎn)生的損失。另外，在膨脹機(jī)3的制冷劑入口處的制冷劑壓力與出口處的制冷劑壓力的差為 規(guī)定壓力以上的場合，開閉閥6全開，制冷劑通過開閉閥6，所以，能夠由大的制冷劑的 動壓使膨脹機(jī)3起動。另外，由于具有判定單元、存儲單元、顯示裝置，該判定單元在開閉閥6全開 后判定膨脹機(jī)3的起動的有無；該存儲單元存儲由該判定單元判定了膨脹機(jī)3未起動的次 數(shù)；該顯示裝置在存儲于該存儲單元的次數(shù)成為規(guī)定次數(shù)的場合、顯示在膨脹機(jī)3及第 二壓縮機(jī)9中發(fā)生了異常這一情況，所以，管理者或使用者能夠簡單地得知膨脹機(jī)3及第 二壓縮機(jī)9發(fā)生了異常這一情況。在室外熱交換器2與室內(nèi)熱交換器4之間的制冷劑的流路中，設(shè)有旁通回路17 和旁通閥18，該旁通回路17與串聯(lián)的膨脹機(jī)3及開閉閥6并聯(lián)，該旁通閥18對通過該 旁通回路17的制冷劑的流量進(jìn)行調(diào)整，在存儲于存儲單元的次數(shù)成為了規(guī)定的次數(shù)的場合，制冷劑通過旁通回路17，所以，即使膨脹機(jī)3或第二壓縮機(jī)9發(fā)生異常、膨脹機(jī)3及 第二壓縮機(jī)9不工作，也能夠使制冷劑在室外熱交換器2與室內(nèi)熱交換器4之間的制冷劑 流路中循環(huán)。另外，制 冷劑移動控制機(jī)構(gòu)為開閉閥6，通過全閉，在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)抑制制冷劑從 膨脹機(jī)3向室內(nèi)熱交換器4的移動，通過全開，在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)控制從膨脹機(jī)3向室內(nèi)熱交 換器4移動的制冷劑的流量，所以，能夠由簡單的結(jié)構(gòu)控制制冷劑從膨脹機(jī)3向室內(nèi)熱交 換器4的移動。另外，在第一壓縮機(jī)1與室外熱交換器2之間的制冷劑的流路中設(shè)置第二壓縮機(jī) 9，在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)從膨脹機(jī)3經(jīng)由驅(qū)動軸5向第二壓縮機(jī)9傳遞動力，所以，第二壓縮機(jī) 9能夠使用在由膨脹機(jī)3對制冷劑減壓時(shí)產(chǎn)生的動力，能夠提高空調(diào)機(jī)的效率。另外，在膨脹機(jī)3的制冷劑的入口設(shè)有對侵入到膨脹機(jī)3的異物進(jìn)行捕捉的第一 異物捕捉器11，該第一異物捕捉器11捕捉的最小的異物的大小比膨脹機(jī)3的膨脹室的最 大間隙小，所以，能夠抑制異物侵入到膨脹機(jī)3而導(dǎo)致膨脹機(jī)3發(fā)生異常。另外，在第二壓縮機(jī)9的制冷劑的入口設(shè)有對侵入到第二壓縮機(jī)9的異物進(jìn)行捕 捉的第二異物捕捉器12，該第二異物捕捉器12捕捉的最小的異物的大小比第二壓縮機(jī)9 的壓縮室的最大間隙小，所以，能夠抑制異物侵入到第二壓縮機(jī)9而導(dǎo)致第二壓縮機(jī)9發(fā) 生異常。制冷劑為二氧化碳，因此與以往的氟里昂類的制冷劑相比，能夠減輕臭氧層的 破壞，減輕地球溫室化。在該實(shí)施方式中，說明了具有第一室內(nèi)熱交換器部4a及第二室內(nèi)熱交換器部4b 的室內(nèi)熱交換器4，但當(dāng)然不限于此，也可為具有1個室內(nèi)熱交換器部的室內(nèi)熱交換器 4，或?yàn)榫哂?個以上的室內(nèi)熱交換器部的室內(nèi)熱交換器4。另外，雖然說明了在第一室內(nèi)熱交換器部4a連接室內(nèi)膨脹閥8a，在第二室內(nèi)熱 交換器部4b連接室內(nèi)膨脹閥8b的空調(diào)機(jī)，但也可為在第一室內(nèi)熱交換器部4a及第二室 內(nèi)熱交換器部4b連接了 1個室內(nèi)膨脹閥的空調(diào)機(jī)，或?yàn)樵谑彝鈾C(jī)22設(shè)置了室外膨脹閥的 空調(diào)機(jī)。另外，雖然說明了這樣的開閉閥6，該開閉閥6通過全閉抑制制冷劑從膨脹機(jī) 3向下游的移動，通過全開控制從膨脹機(jī)3向下游移動的制冷劑的流量，但當(dāng)然不限于 此，也可為這樣的流量調(diào)整閥，該流量調(diào)整閥通過全閉或大體全閉抑制制冷劑從膨脹機(jī)3 向下游的移動，通過調(diào)整開度，控制從膨脹機(jī)3向下游移動的制冷劑的流量。另外，雖然說明了僅通過從膨脹機(jī)3傳遞的旋轉(zhuǎn)動力而工作的第二壓縮機(jī)9，但 當(dāng)然不限于此，例如也可為這樣的第二壓縮機(jī)9，該第二壓縮機(jī)9通過從膨脹機(jī)3傳遞的 旋轉(zhuǎn)動力和來自馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)動力而進(jìn)行工作。另外，雖然根據(jù)膨脹機(jī)3的制冷劑入口處的制冷劑壓力與開閉閥6的制冷劑出口 處的制冷劑壓力的差來判定膨脹機(jī)3的起動的可否，但當(dāng)然不限于此，也可在膨脹機(jī)3及 第二壓縮機(jī)9安裝轉(zhuǎn)速表或振動計(jì)，或測定第二壓縮機(jī)9的制冷劑出口或內(nèi)部的制冷劑的 溫度，判定膨脹機(jī)3的起動的可否。實(shí)施方式2圖7為該實(shí)施方式的供熱水器的制冷劑回路圖。
作為該實(shí)施方式的制冷循環(huán)裝置的供熱水器具有壓縮機(jī)28、散熱器29、膨脹機(jī) 30、蒸發(fā)器31、及作為動力回收裝置的發(fā)電機(jī)32;該壓縮機(jī)28對制冷劑進(jìn)行壓縮；該 散熱器29將由該壓縮機(jī)28壓縮了的制冷劑的熱散出，對水進(jìn)行加熱；該膨脹機(jī)30對通 過了散熱器29的制冷劑進(jìn)行減壓；該蒸發(fā)器31使通過了該膨脹機(jī)30的制冷劑吸熱而蒸 發(fā)；該發(fā)電機(jī)32連接于膨脹機(jī)30，回收在制冷劑由膨脹機(jī)30減壓時(shí)產(chǎn)生的動力。在膨脹機(jī)30與蒸發(fā)器31之間的制冷劑的流路中，設(shè)置作為制冷劑移動控制機(jī)構(gòu) 的開度調(diào)整閥33，該開度調(diào)整閥33通過全閉或大體全閉，抑制制冷劑從膨脹機(jī)30向蒸發(fā) 器31的移動，通過調(diào)整開度，控制從膨脹機(jī)30向蒸發(fā)器31移動的制冷劑的流量。在壓縮機(jī)28的制冷劑的入口，設(shè)置用于測定進(jìn)入到壓縮機(jī)28的制冷劑的壓力的壓力傳感器34a，在壓縮機(jī)28的制冷劑的出口設(shè)置用于測定從壓縮機(jī)28出來的制冷劑的 壓力的壓力傳感器34b。壓力傳感器34a及壓力傳感器34b連接于控制裝置35，該控制裝置35根據(jù)壓力 傳感器34a及壓力傳感器34b測定了的制冷劑的壓力值調(diào)整開度調(diào)整閥33的開度。控制裝置35具有在開度調(diào)整閥33的開度增加后判定膨脹機(jī)30的起動的有無的 判定單元(圖中未表示)、和存儲判定了膨脹機(jī)30未起動的次數(shù)的存儲單元(圖中未表 示)°制冷劑由二氧化碳構(gòu)成。在散熱器29中設(shè)置朝散熱器29送出水的水輸送單元36、和儲存因通過散熱器 29而被加熱的水的供熱水箱37。在蒸發(fā)器31中設(shè)置朝蒸發(fā)器31送風(fēng)的送風(fēng)機(jī)(圖中未表示)。下面說明該實(shí)施方式的供熱水器的動作。首先，進(jìn)入到了壓縮機(jī)28的低溫低壓的制冷劑受到壓縮而成為高溫高壓的狀 態(tài)。從壓縮機(jī)28出來的制冷劑在散熱器29中散熱而成為低溫高壓的狀態(tài)。此時(shí)，制冷劑的熱通過散熱器29傳遞到水，水被加熱。從散熱器29出來的制冷劑由膨脹機(jī)30減壓而成為低溫低壓的狀態(tài)。此時(shí)，制冷劑由膨脹機(jī)30減壓時(shí)產(chǎn)生的動力由發(fā)電機(jī)32回收。由該發(fā)電機(jī)32回收了的動力成為電能，用于壓縮機(jī)28、水輸送單元36及送風(fēng) 機(jī)。從膨脹機(jī)30出來的制冷劑在蒸發(fā)器31中吸熱而蒸發(fā)，成為低壓，從干度低的狀 態(tài)成為高的狀態(tài)。此時(shí)，送風(fēng)機(jī)朝蒸發(fā)器31送風(fēng)，所以，蒸發(fā)器31的內(nèi)部的制冷劑能夠有效地吸熱。從蒸發(fā)器31出來的制冷劑再次進(jìn)入到壓縮機(jī)28。下面，說明本實(shí)施方式的供熱水器的起動動作。圖8為表示圖7的供熱水器的起動動作的流程圖。若供熱水器起動(步驟S101)，則開度調(diào)整閥33成為全閉或大體全閉的狀態(tài)(步 驟 S102)。然后，將其它裝置設(shè)定為運(yùn)轉(zhuǎn)的初期狀態(tài)(步驟S103)，供熱水器成為起動模式，壓縮機(jī)28起動(步驟S104)。然后，壓力傳感器34a及壓力傳感器34b測定壓縮機(jī)28的入口處的制冷劑壓力 和出口處的制冷劑壓力，控制裝置35計(jì)算壓縮機(jī)28的入口處的制冷劑壓力和出口處的制 冷劑壓力的差(步驟S105)。然后，控制裝置35判定壓縮機(jī)28的入口處的制冷劑壓力與出口處的制冷劑壓力 的差是否在規(guī)定壓力以上(步驟S106)。在步驟S106中，在控制裝置35判定壓縮機(jī)28的入口處的制冷劑壓力與出口處 的制冷劑壓力的差比規(guī)定壓力小的場合，返回到步驟S105。另一方面，在步驟S106中，在控 制裝置35判定壓縮機(jī)28的入口處的制冷劑壓 力與出口處的制冷劑壓力的差為規(guī)定壓力以上的場合，開度調(diào)整閥33的開度增加(步驟 S107)。然后，控制裝置35判定是否從開度調(diào)整閥33的開度增加時(shí)開始經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間 (步驟 S108)。在步驟S108中，在控制裝置35判定從開度調(diào)整閥33的開度增加時(shí)開始未經(jīng)過 規(guī)定時(shí)間的場合，反復(fù)進(jìn)行步驟S108。另一方面，在步驟S108中，在控制裝置35判定經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間的場合，測定發(fā) 電機(jī)32的電壓(步驟S109)。然后，控制裝置35判定發(fā)電機(jī)32的電壓是否在規(guī)定電壓以上(步驟S110)。在步驟SllO中，在控制裝置35判定發(fā)電機(jī)32的電壓為規(guī)定電壓以上的場合， 判定單元視為膨脹機(jī)30的起動成功，供熱水器結(jié)束起動模式，進(jìn)行穩(wěn)定狀態(tài)的定時(shí)控制 (步驟 S111)。另一方面，在步驟SllO中，在控制裝置35判定發(fā)電機(jī)32的電壓比規(guī)定電壓小 的場合，判定單元視為膨脹機(jī)30的起動失敗，供熱水器成為備用模式(步驟S112)。若供熱水器成為備用模式，則控制裝置35的存儲單元在起動失敗了的次數(shù)中增 加1并存儲，再判定起動失敗的次數(shù)是否在規(guī)定的次數(shù)以上。在控制裝置35判定起動失敗的次數(shù)比規(guī)定次數(shù)小的場合，返回到步驟S102。另一方面，在控制裝置35判定起動失敗的次數(shù)達(dá)到了規(guī)定次數(shù)的場合，視為膨 脹機(jī)30或發(fā)電機(jī)32發(fā)生了異常，供熱水器開始備用控制(步驟S113)。在備用控制中，停止壓縮機(jī)28。如以上說明的那樣，根據(jù)本實(shí)施方式的供熱水器，動力回收裝置為發(fā)電機(jī)32， 所以，由該發(fā)電機(jī)32回收了的動力成為電能，能夠用于壓縮機(jī)28、水輸送單元36及送風(fēng) 機(jī)。其它效果與實(shí)施方式1相同。實(shí)施方式3圖9為本發(fā)明實(shí)施方式3的供熱水器的制冷劑回路圖。該實(shí)施方式的供熱水器具有第一壓縮機(jī)38、散熱器29、膨脹機(jī)30、蒸發(fā)器31、 驅(qū)動軸39及第二壓縮機(jī)40 ；該第一壓縮機(jī)38對制冷劑進(jìn)行壓縮；該散熱器29將在該第 一壓縮機(jī)38中受到了壓縮的制冷劑的熱散走；該膨脹機(jī)30對通過了該散熱器29的制冷 劑進(jìn)行減壓；該蒸發(fā)器31使通過該膨脹機(jī)30的制冷劑吸熱而蒸發(fā)；該驅(qū)動軸39為動力回收裝置，連接于膨脹機(jī)30，回收制冷劑由膨脹機(jī)30減壓時(shí)產(chǎn)生的動力；該第二壓縮機(jī) 40連接于該驅(qū)動軸39，對從蒸發(fā)器31進(jìn)入到第一壓縮機(jī)38中的制冷劑進(jìn)行壓縮。其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式2相同。下面，說明本實(shí)施方式的供熱水器的動作。首先，進(jìn)入到第二壓縮機(jī)40的低溫低壓的制冷劑受到壓縮，成為高溫中壓的狀 態(tài)。從第二壓縮機(jī)40出來的制冷劑進(jìn)入到第一壓縮機(jī)38，受到壓縮而成為高溫高壓 的狀態(tài)。從第一壓縮機(jī)38出來的制冷劑在散熱器29中散熱，成為低溫高壓的狀態(tài)。此時(shí)，制冷劑的熱通過散熱器29傳遞到水，水被加熱。從散熱器29出來的制冷劑在膨脹機(jī)30中減壓、成為低溫低壓的狀態(tài)。此時(shí)，在膨脹機(jī)30中對制冷劑減壓時(shí)產(chǎn)生的動力由驅(qū)動軸39回收，并由第二壓 縮機(jī)40使用。從膨脹機(jī)30出來的制冷劑在蒸發(fā)器31中吸熱蒸發(fā)，成為低壓，從干度低的狀態(tài) 成為高的狀態(tài)。此時(shí)，由于送風(fēng)機(jī)朝蒸發(fā)器31送風(fēng)，所以，蒸發(fā)器31的內(nèi)部的制冷劑能夠有效 地吸熱。從蒸發(fā)器31出來的制冷劑再次進(jìn)入到第二壓縮機(jī)40。如以上說明 的那樣，根據(jù)本實(shí)施方式的供熱水器，在蒸發(fā)器31與第一壓縮機(jī)38 之間的制冷劑的流路中，設(shè)置第二壓縮機(jī)40，在膨脹機(jī)30與第二壓縮機(jī)40之間連接驅(qū)動 軸39，所以，能夠由第二壓縮機(jī)40使用當(dāng)在膨脹機(jī)30中對制冷劑減壓時(shí)產(chǎn)生的動力。其它效果與實(shí)施方式1相同。
權(quán)利要求
1.一種制冷循環(huán)裝置，具有第一壓縮機(jī)、散熱器、膨脹機(jī)、蒸發(fā)器及動力回收裝置；該第一壓縮機(jī)對制冷劑進(jìn)行壓縮；該散熱器將由上述第一壓縮機(jī)壓縮了的上述制冷劑的熱散發(fā)出去；該膨脹機(jī)對通過了上述散熱器的上述制冷劑進(jìn)行減壓；該蒸發(fā)器使由上述膨脹機(jī)減壓了的上述制冷劑蒸發(fā)；該動力回收裝置連接于上述膨脹機(jī)，回收在由上述膨脹機(jī)對上述制冷劑減壓之際產(chǎn) 生的動力；其特征在于具有制冷劑移動控制機(jī)構(gòu)，該制冷劑移動控制機(jī)構(gòu)設(shè)在從上述膨脹機(jī)朝向上述蒸發(fā) 器的上述制冷劑的流路中，控制從上述膨脹機(jī)朝上述蒸發(fā)器移動的上述制冷劑的流量；在上述第一壓縮機(jī)起動、上述膨脹機(jī)的內(nèi)部的上述制冷劑的壓力增加了后，上述制 冷劑移動控制機(jī)構(gòu)控制上述制冷劑的流量，由上述膨脹機(jī)內(nèi)部的上述制冷劑的動壓使上 述膨脹機(jī)起動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷循環(huán)裝置，其特征在于在上述膨脹機(jī)的上述制冷劑 的入口處的上述制冷劑的壓力成為臨界壓力以上的場合，上述制冷劑移動控制機(jī)構(gòu)控制 上述制冷劑的流量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制冷循環(huán)裝置，其特征在于在上述制冷劑移動控 制機(jī)構(gòu)的上述制冷劑的入口處的上述制冷劑的壓力與出口處的上述制冷劑的壓力的差為 2.5MPa以上的場合，上述制冷劑移動控制機(jī)構(gòu)控制上述制冷劑的流量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任何一項(xiàng)所述的制冷循環(huán)裝置，其特征在于還具有判定單 元、存儲單元及顯示單元；該判定單元在上述制冷劑移動控制機(jī)構(gòu)控制了上述制冷劑的 流量后，判定上述膨脹機(jī)是否起動；該存儲單元存儲由上述判定單元判定了上述膨脹機(jī)未起動的次數(shù)；該顯示單元在存儲于上述存儲單元的次數(shù)成為規(guī)定次數(shù)的場合顯示在上述膨脹機(jī)中 發(fā)生了異常這一情況。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制冷循環(huán)裝置，其特征在于在上述散熱器與上述蒸發(fā)器 之間的上述制冷劑的流路中設(shè)置旁通回路和旁通閥；該旁通回路與串聯(lián)的上述膨脹機(jī)及 上述制冷劑移動控制機(jī)構(gòu)并聯(lián)；該旁通閥對通過上述旁通回路的上述制冷劑的流量進(jìn)行 調(diào)整；在存儲于上述存儲單元的次數(shù)達(dá)到規(guī)定的次數(shù)的情況下，上述制冷劑通過上述旁通 回路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任何一項(xiàng)所述的制冷循環(huán)裝置，其特征在于上述制冷劑移 動控制機(jī)構(gòu)為開閉閥，該開閉閥通過全閉，抑制上述制冷劑從上述膨脹機(jī)朝上述蒸發(fā)器 的移動，通過全開，控制從上述膨脹機(jī)朝上述蒸發(fā)器移動的上述制冷劑的流量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任何一項(xiàng)所述的制冷循環(huán)裝置，其特征在于上述制冷劑移 動控制機(jī)構(gòu)為流量調(diào)整閥，該流量調(diào)整閥通過全閉或大體全閉，抑制上述制冷劑從上述 膨脹機(jī)朝上述蒸發(fā)器的移動，通過調(diào)整開度，控制從上述膨脹機(jī)朝上述蒸發(fā)器移動的上 述制冷劑的流量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7中任何一項(xiàng)所述的制冷循環(huán)裝置，其特征在于上述動力回收裝置為發(fā)電機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8中任何一項(xiàng)所述的制冷循環(huán)裝置，其特征在于在上述第一 壓縮機(jī)與上述散熱器之間的上述制冷劑的流路中設(shè)置對上述制冷劑進(jìn)行壓縮的第二壓縮 機(jī)，上述動力回收裝置為一根驅(qū)動軸，該驅(qū)動軸連接于上述膨脹機(jī)與上述第二壓縮機(jī)之 間，將上述動力從上述膨脹機(jī)向上述第二壓縮機(jī)傳遞。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 8中任何一項(xiàng)所述的制冷循環(huán)裝置，其特征在于在上述第一 壓縮機(jī)與上述蒸發(fā)器之間的上述制冷劑的流路中設(shè)置對上述制冷劑進(jìn)行壓縮的第二壓縮 機(jī)，上述動力回收裝置為一根驅(qū)動軸，該驅(qū)動軸連接于上述膨脹機(jī)與上述第二壓縮機(jī)之 間，將上述動力從上述膨脹機(jī)向上述第二壓縮機(jī)傳遞。
11.根據(jù)權(quán)利要求1 10中任何一項(xiàng)所述的制冷循環(huán)裝置，其特征在于在上述膨脹 機(jī)的上述制冷劑的入口設(shè)置第一異物捕捉器，該第一異物捕捉器對侵入到上述膨脹機(jī)的 異物進(jìn)行捕捉，上述第一異物捕捉器捕捉的最小的上述異物的大小比上述膨脹機(jī)的膨脹室的最大間 隙小。
12.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的制冷循環(huán)裝置，其特征在于在上述第二壓縮機(jī)的上 述制冷劑的入口設(shè)置第二異物捕捉器，該第二異物捕捉器對侵入到上述第二壓縮機(jī)的異 物進(jìn)行捕捉，上述第二異物捕捉器捕捉的最小的上述異物的大小，比上述第二壓縮機(jī)的壓縮室的 最大間隙小。
13.根據(jù)權(quán)利要求1 12中任何一項(xiàng)所述的制冷循環(huán)裝置，其特征在于上述制冷劑 為二氧化碳。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制冷循環(huán)裝置，該制冷循環(huán)裝置即使為了使膨脹機(jī)起動而需要大的動力，也能夠使壓縮機(jī)起動，使膨脹機(jī)起動。該制冷循環(huán)裝置具有第一壓縮機(jī)(1)、室外熱交換器(2)、膨脹機(jī)(3)、室內(nèi)熱交換器(4)及驅(qū)動軸(5)；該第一壓縮機(jī)(1)對制冷劑進(jìn)行壓縮；該室外熱交換器(2)將由第一壓縮機(jī)(1)壓縮了的制冷劑的熱散發(fā)出去；該膨脹機(jī)(3)對通過了室外熱交換器(2)的制冷劑進(jìn)行減壓；該室內(nèi)熱交換器(4)使由膨脹機(jī)(3)減壓了的制冷劑蒸發(fā)；該驅(qū)動軸(5)回收在由膨脹機(jī)(3)對制冷劑減壓之際產(chǎn)生的動力；其中具有開閉閥(6)，該開閉閥(6)設(shè)在膨脹機(jī)(3)與室內(nèi)熱交換器(4)之間，控制制冷劑從膨脹機(jī)(3)向室內(nèi)熱交換器(4)的移動；在第一壓縮機(jī)(1)起動，膨脹機(jī)(3)的內(nèi)部的制冷劑的壓力成為臨界壓力以上后，打開開閉閥(6)，由制冷劑的動壓使膨脹機(jī)(3)起動。
文檔編號F25B1/10GK102016444SQ20098011495
公開日2011年4月13日 申請日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月22日
發(fā)明者島津裕輔 申請人:三菱電機(jī)株式會社