[发明专利]涡轮制冷机

说明书

技术领域

本发明涉及涡轮制冷机，尤其涉及采用了将从涡轮压缩机排出的制冷剂冷却至过冷却状态的过冷却制冷循环的涡轮制冷机。

背景技术

以往，制冷空调装置等所利用的涡轮制冷机由封入有制冷剂的封闭系统构成，并且通过制冷剂配管连结蒸发器、压缩机、冷凝器以及膨胀阀(膨胀机构)而构成，其中，蒸发器从冷水(被冷却流体)夺取热而使制冷剂蒸发来发挥制冷效果，压缩机对通过上述蒸发器而蒸发了的制冷剂气体进行压缩而形成高压的制冷剂气体，冷凝器利用冷却水(冷却流体)对高压的制冷剂气体进行冷却而使其冷凝，膨胀阀(膨胀机构)对上述冷凝了的制冷剂进行减压而使其膨胀。

存在涡轮制冷机采用通过将制冷剂过冷却至过冷却状态来提高制冷机的效率的过冷却制冷循环的情况。即，在过冷却器中利用冷却水对由冷凝器饱和冷凝液化了的制冷剂进行过冷却，从而实现蒸发器的制冷效果的增加，另外，在多级压缩节能循环中，能够减少第二级以后的叶轮的压缩动力，能够提高涡轮制冷机的效率。

另一方面，过冷却器被分类成内置于壳管式的冷凝器内的类型以及与冷凝器分体的外置类型(板式热交换器等)。因冷却水的水质，而无法避免性能的老化，但对于前者的内置型而言，通过进行管清扫，从而能够期待性能的恢复。

专利文献1：日本特开2011-002186号公报

上述的内置型过冷却器存在在制冷机运转过程中若管没有完全浸泡于制冷剂液则无法发挥性能的问题。另外，在为了将过冷却器管浸泡于制冷剂液而在壳内过剩地保持有制冷剂液的运转条件下，因冷凝器管液浸于制冷剂，从而有可能冷凝器有效传热面积减少，冷凝器的传热性能降低，进而成为制冷机的效率降低的原因。

因此，将内置过冷却器的壳管式的冷凝器的液面控制在适当位置尤为重要。因此，以往，在从过冷却器向节能器(二级压缩的情况下)或者蒸发器(单级压缩的情况下)的制冷剂配管中设置控制阀，另外，具备对内置过冷却器的冷凝器的液面进行检测的液面传感器，进行该控制阀的开闭控制，以使制冷剂液面处于适当位置。在外置过冷却器的情况下也相同地进行控制阀的开闭控制，以使冷凝器的制冷剂液面处于适当位置，从而使过冷却器的传热面浸泡于制冷剂液，并且防止冷凝器管的液浸。

然而，对冷凝器的液面进行检测的液面传感器需要使用连续比例输出型的传感器，因此价格非常高昂，从而成为制冷机成本上升的重要因素。

发明内容

本发明是鉴于上述的情况而完成的，其目的在于提供一种涡轮制冷机，其不设置对冷凝器的制冷剂液面进行检测的液面传感器地将冷凝器的制冷剂液位控制在适当位置，从而能够提高过冷却器的传热性能，进而能够实现制冷机的效率提高。

为了实现上述目的，本发明的一方式是一种具备从被冷却流体夺取热而使制冷剂蒸发从而发挥制冷效果的蒸发器、通过叶轮对制冷剂进行压缩的涡轮压缩机、以及利用冷却流体对被压缩后的制冷剂气体进行冷却而使其冷凝的冷凝器的涡轮制冷机，其特征在于，具备：对由上述冷凝器进行了冷凝的制冷剂进行过冷却的过冷却器、设置于从上述过冷却器侧朝向上述蒸发器侧引导制冷剂的制冷剂配管的控制阀、对由上述冷凝器进行冷凝的制冷剂的冷凝温度进行测量的单元、对上述过冷却器出口的制冷剂温度进行测量的单元、以及对上述控制阀进行控制的控制装置，上述控制装置通过基于上述冷凝温度与上述过冷却器出口的制冷剂温度之间的温度差对上述控制阀的开度进行控制，来对从上述过冷却器侧供给至上述蒸发器侧的制冷剂流量进行控制。

根据本发明，对由冷凝器进行冷凝的制冷剂的冷凝温度进行测量，并且对过冷却器出口的制冷剂温度进行测量，对控制阀的开度进行控制，以使冷凝温度与过冷却器出口温度之间的温度差成为规定温度。即，在温度差小于规定温度的情况下，使控制阀进行闭动作，从而使从过冷却器侧流向蒸发器侧的制冷剂流量减少，进而使冷凝器的制冷剂液面上升。在温度差为规定温度以上的情况下，使控制阀进行开动作，从而使从过冷却器侧流向蒸发器侧的制冷剂流量增加，进而使冷凝器的制冷剂液面降低。这样，能够将冷凝器的制冷剂液位控制在适当位置。

根据本发明的优选方式，上述涡轮制冷机的特征在于，上述控制装置对上述控制阀的开度进行控制，以使上述冷凝温度与上述过冷却器出口的制冷剂温度之间的温度差成为规定温度。