[发明专利]两级加压制冷剂循环装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有压缩机的两级加压制冷剂循环装置，所述压缩机具有低级侧压缩机构和高级侧压缩机构。

背景技术

专利文献1(JP 4-80545A)描述了一种两级加压制冷剂循环装置，所述两级加压制冷剂循环装置具有可以在多级中对制冷剂加压的压缩机。该压缩机包括低级侧压缩机构和高级侧压缩机构，所述低级侧压缩机构被构造成将低压制冷剂压缩到中间压力并排放压缩后的中间压力制冷剂，所述高级侧压缩机构被构造成将来自低级侧压缩机构的中间压力制冷剂压缩到高压并将压缩后的高压制冷剂排放到压缩机的外部。

专利文献1的两级加压制冷剂循环装置用于空气调节器，并且除了压缩机之外还设有制冷剂散热器、中间压力膨胀阀等。散热器适于执行从高级侧压缩机构排放的高温高压制冷剂与要被吹送到室内的空气之间的热交换。中间压力膨胀阀适于将从散热器排放的高压制冷剂的一部分减压并膨胀到中间压力。

制冷剂循环装置被构造以形成节约型制冷剂循环，其中高级侧压缩机构吸入由中间压力膨胀阀减压的中间压力制冷剂和由低级侧压缩机构减压的中间压力制冷剂的混合物。

在节约型制冷剂循环中，具有相对较低温度的混合制冷剂被吸入到高级侧压缩机构中，从而提高高级侧压缩机构的压缩效率。此外，在两个压缩机构中均可以减小排放制冷剂压力与吸入制冷剂压力之间的压力差，从而提高两个压缩机构中的压缩效率。

因此，当与其中使用单个压缩机构对制冷剂加压的通常的制冷剂循环比较时，在节约型制冷剂循环中可以提高COP(性能系数)。在本公开中，压缩效率是由从压缩机构输出的工作负荷与驱动该压缩机构所需的工作负荷的比值定义的能量转换效率。

在节约型制冷剂循环中，根据空调负荷(例如，加热容量或加热能力)的减小来减小需要在该节约型制冷剂循环中循环的必要的制冷剂流量。在这种情况下，如果压缩机的转速降低，则在两个压缩机构中压缩效率降低，从而与其中通过使用单个压缩机构压缩制冷剂的通常制冷剂循环比较减小COP。

专利文献1的两级制冷剂循环装置被构造成根据外部空气温度或由制冷剂散热器加热的空气的温度在节约型制冷剂循环与通常制冷剂循环之间进行切换，以便提高COP。然而，即使在这种情况下，也难以在其中压缩机构的转速根据必要的制冷剂流量的减小而降低的操作条件下充分地提高COP。

图16是显示当由电动机驱动压缩机时压缩效率相对于压缩机的电动机的转速的变化的曲线图。在这种情况下，用于计算压缩效率的驱动压缩机构所需的工作负荷对应于供给电动机的电力。

在图16中，A(MAX)表示压缩效率变成最大时电动机的转速，而B(LOW)表示压缩效率降低时电动机的转速区域。在诸如滚动活塞式压缩机构、往复式压缩机构、叶片式压缩机构的压缩机构中该特性是相同的。

此外，在专利文献1的两级加压制冷剂循环装置中，每一个压缩机构的排放流量(质量流量)在电动机的相同转速下相等。如果低级侧压缩机构和高级侧压缩机构具有相同的排放容量，则即使当制冷剂循环从节约型制冷剂循环切换到通常制冷剂循环时，必要的制冷剂流量也不会变化，因此不需要改变压缩机构的转速。

即，即使当制冷剂循环从节约型制冷剂循环切换到通常制冷剂循环时，压缩机构的转速也不会变化，并且制冷剂循环仍然在压缩机中以低压缩效率操作。因此，在专利文献1的两级加压制冷剂循环装置中，在必要的制冷剂流量减小并且压缩机构的转速增加的操作条件下难以提高COP。

发明内容

考虑到上述情况做出本发明，本发明的目的是提供一种可以充分提高制冷剂循环中的性能系数(COP)而不依赖于在制冷剂循环中循环的必要的制冷剂流量的变化的两级加压制冷剂循环装置。