[发明专利]冷冻装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷冻装置，尤其涉及一种具有以能切换冷却运转和加热运转的形态而构成的制冷剂回路，并使用在超临界域工作的制冷剂来进行多级压缩式制冷循环的冷冻装置。

背景技术

一直以来，作为具有以能切换冷却运转和加热运转的形态而构成的制冷剂回路并使用在超临界域工作的制冷剂来进行多级压缩式制冷循环的冷冻装置的一种，已知有一种如专利文献1所示的空气调节装置，其具有以能切换制冷运转和制热运转的形态而构成的制冷剂回路，并将二氧化碳作为制冷剂使用来进行多级压缩式制冷循环。该空气调节装置主要包括：将两个压缩元件串联连接的压缩机；用于切换制冷运转和制热运转的四通换向阀；室外热交换器；以及室内热交换器。

专利文献1：

日本专利特开2007-232263号公报

发明的公开

第一发明所涉及的冷冻装置是使用在超临界域工作的制冷剂的冷冻装置，包括：压缩机构；作为制冷剂的散热器或蒸发器起作用的热源侧热交换器；将制冷剂减压的膨胀机构；作为制冷剂的蒸发器或散热器起作用的利用侧热交换器；切换机构；中间热交换器；以及中间热交换器分流管。压缩机构具有多个压缩元件，采用将从多个压缩元件中的前级侧的压缩元件喷出的制冷剂以后级侧的压缩元件依次压缩的结构。在此，“压缩机构”是指以下的结构：即，包括一体地装有多个压缩元件的压缩机、装有单个压缩元件的压缩机和/或连接多台装有多个压缩元件的压缩机而成的装置。另外，“将从多个压缩元件中前级侧的压缩元件喷出的制冷剂以后级侧的压缩元件依次压缩”并不是指仅仅包括“前级侧的压缩元件”及“后级侧的压缩元件”这样被串联连接的两个压缩元件，而是指多个压缩元件被串联连接，各压缩元件间的关系具有上述“前级侧的压缩元件”与“后级侧的压缩元件”的关系。切换机构是用于切换冷却运转状态和加热运转状态的机构，在冷却运转状态下按压缩机构、热源侧热交换器、利用侧热交换器的顺序使制冷剂循环，在加热运转状态下按压缩机构、利用侧热交换器、热源侧热交换器的顺序使制冷剂循环。热源侧热交换器是将空气作为热源的热交换器。中间热交换器是与热源侧热交换器一体化的以空气作为热源的热交换器，设于用于使从前级侧的压缩元件喷出的制冷剂吸入到后级侧的压缩元件的中间制冷剂管，并作为从前级侧的压缩元件喷出并吸入到后级侧的压缩元件的制冷剂的冷却器起作用。中间热交换器分流管与中间制冷剂管连接以绕过中间热交换器。此外，在冷冻装置中，中间热交换器配置于热源侧热交换器的上方，在通过将切换机构切换到冷却运转状态来进行热源侧热交换器的除霜的逆循环除霜运转中，使用中间热交换器分流管，以使制冷剂不能流动到中间热交换器。

在现有的空气调节装置中，作为制冷剂使用的二氧化碳的临界温度(大致31℃)是与作为起到制冷剂的冷却器的作用的室外热交换器、室内热交换器的冷却源的水、空气的温度相同程度的温度，与R22、R410A等制冷剂相比较低，所以，在制冷循环的高压比制冷剂的临界压力高的状态下进行运转，以能在上述热交换器中利用水、空气来冷却制冷剂。这使得从压缩机的后级侧的压缩元件喷出的制冷剂的温度变高，因此，在作为制冷剂的冷却器起作用的室外热交换器中，作为冷却源的水、空气与制冷剂之间的温度差变大，从而使室外热交换器的散热损失变大，所以存在不易获得较高的运转效率的问题。

针对上述问题，可以考虑将作为从前级侧的压缩元件喷出并被吸入后级侧的压缩元件的制冷剂的冷却器起作用的中间热交换器设于用于使从前级侧的压缩元件喷出的制冷剂吸入后级侧的压缩元件的中间制冷剂管，并使中间热交换器分流管与中间制冷剂管连接以绕过中间热交换器，使用该中间热交换器分流管，在使上述对应于四通换向阀的切换机构处于对应于制冷运转的冷却运转状态时，使中间热交换器作为冷却器起作用，在使切换机构处于对应于制热运转的加热运转状态时，使中间热交换器作为冷却器不起作用，藉此，在冷却运转时，将从上述对应于压缩机的压缩机构喷出的制冷剂的温度抑制得较低，在制热运转时，抑制从中间热交换器朝外部的散热，从而防止运转效率的降低。