[发明专利]冷冻循环装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用成为超临界状态的流体等的制冷剂的冷冻循环装置，尤其是涉及具有对膨胀过程中的流体能量进行动力回收的膨胀机的冷冻循环装置。

背景技术

以往，作为具有对膨胀过程中的流体能量进行动力回收的膨胀机的冷冻循环装置有以下冷冻循环装置，即例如包括：通过电动机驱动、压缩制冷剂的第一压缩机；使被上述第一压缩机压缩的上述制冷剂的热量进行散热的散热器；对通过了上述散热器的上述制冷剂进行减压的膨胀机；使通过上述膨胀机减压的上述制冷剂蒸发的蒸发器；以及利用由上述膨胀机回收的膨胀动力进行驱动且排出侧与第一压缩机的吸入侧连接的第二压缩机(例如参考专利文献1)。

另外，还具有以下冷冻循环装置，即包括：第一压缩机；使被上述第一压缩机压缩的上述制冷剂的热量进行散热的散热器；对通过了上述散热器的上述制冷剂进行减压的膨胀机；使通过由上述膨胀机减压的上述制冷剂蒸发的蒸发器；以及使由上述蒸发器蒸发的制冷剂升压并向上述第一压缩机供给的增压器(第二压缩机)(例如参考专利文献2)。

专利文献1：日本特开2006-125790号公报(图4、摘要)

专利文献2：日本特开2009-79850号公报(图2、摘要)

在上述专利文献1所述的现有的冷冻循环装置中，在膨胀机的排出侧设置过冷却热交换器，其对从膨胀机流出的制冷剂进行过冷却，在过冷却热交换器内，在制冷剂通过的主流部和副流部之中，使副流部的一方通过过冷却膨胀阀与从连接上述膨胀阀与上述主流部的配管旁通了的旁通配管连接，使副流部的另一方与第一压缩机的吸入侧连接。并且，通过由过冷却热交换器对从膨胀阀流出的制冷剂进行过冷却，从而可以提高冷冻循环的效率。但是，在该旁通回路打开过冷却膨胀阀的情况下，不能降低膨胀机排出侧的压力，当旁通发挥散热器或蒸发器功能的室外热交换器或室内热交换器的制冷剂增加时，膨胀机出口压力反而有时会上升。

另外，在上述专利文献2所述的现有的冷冻循环装置中，设置使制冷剂从膨胀机排出侧向第一压缩机的吸入侧旁通的旁通路，在上述旁通路上设置开关阀。并且，在起动第一压缩机时，使处在从膨胀机的出口到第二压缩机的吸入口为止的制冷剂回路中的制冷剂不通过第二压缩机，而是通过旁通路向压缩机供给。由此，防止在起动时向压缩机供给的制冷剂不足，使膨胀机的吸入侧和排出侧的压力差增大，消除上述膨胀机的起动不良。但是，开关阀检测到第二压缩机起动后就关闭，在第二压缩机起动后上述膨胀机的排出压力达到适当膨胀压力之前，也有上述第二压缩机和上述膨胀机的转动不稳定这样的问题。

本发明是为了解决上述课题而完成的，目的是提供可以通过膨胀机稳定地回收动力的冷冻循环装置。

发明内容

本发明的冷冻循环装置，其具备：冷冻循环，该冷冻循环通过配管依次连接有压缩制冷剂的第一压缩机、对由第一压缩机压缩了的制冷剂的热量进行散热的散热器、使通过了散热器的制冷剂膨胀并从制冷剂回收动力的膨胀机和使由膨胀机膨胀了的制冷剂蒸发的蒸发器；第一旁通配管，该第一旁通配管的一端与膨胀机的排出配管连接，另一端与第一压缩机的吸入配管连接；物理量检测单元，该物理量检测单元检测吸入到膨胀机的制冷剂的物理量；第一旁通阀，该第一旁通阀设置于第一旁通配管，调整制冷剂的流量；和控制单元，该控制单元控制第一旁通阀的开度；控制单元基于由物理量检测单元检测出的物理量来决定膨胀机的适当排出压力，当膨胀机排出制冷剂的压力高于所决定的适当排出压力时，打开第一旁通阀。

发明的效果

根据本发明的冷冻循环装置，在根据冷冻循环装置的运转状态、膨胀机的排出压力大于适当排出压力的情况下，打开第一旁通阀，使制冷剂从膨胀机的排出配管向第一压缩机的吸入侧旁通，从而可以降低膨胀机的排出压力。由此，可以防止膨胀机发生过膨胀，可以使膨胀机的转动变得稳定。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的具有冷冻循环装置的空调机的制冷运转时的制冷剂回路图。

图2是表示图1的本发明的第一实施方式的空调机的制冷运转动作的P-h线图。

图3是表示本发明的第一实施方式的空调机的制热运转时的制冷剂回路图。

图4是表示本发明的第一实施方式的空调机的制冷运转动作的P-h线图。

图5是本发明的第一实施方式的空调机的与第二压缩机呈一体式的涡卷式膨胀机的剖视图。

图6是示意表示作为本发明的第一实施方式的空调机的第二压缩机和膨胀机的设计点的作用于第二压缩机侧的推力负荷的分布和作用于膨胀机侧的推力负荷的分布的图。