CN1135341C - 制冷循环*** - Google Patents
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Abstract
一种冷冻、空调装置,包括:由压缩机、四通阀、热源侧热交换器、过冷却热交换器、第一节流装置、负荷侧热交换器及低压储罐顺序连接组成的主制冷回路;连接在第一节流装置与热源侧热交换器之间,通过分开制冷回路的第二节流装置和过冷却热交换器,连接到主制冷回路上的低压气体配管上的旁路配管构成的制冷回路中,通过检测出第二节流装置入口的温度及第二节流装置与过冷却交换器之间的压力和温度;计算循环内的制冷剂的组成,对应控制节流装置的开度、压缩机的运转频率数及室外机的风扇转动数。
Description
本发明涉及一种冷却。空调装置所用的制冷剂循环***,其中空调装置使用了多种制冷剂混合的非共沸制冷剂。
图67是特公平6-12201号公开的已有的使用非共沸混合制冷剂的冷冻空调装置,图中1是压缩机,2是负荷侧热交换器,3、4是主节流装置,6是热源侧热交换器,用制冷剂配管将这些装置连接起来,形成制冷剂循环的主回路。8是精留塔,该塔顶部上由设有冷却源9的制冷剂配管17和制冷剂配管18与塔顶存贮器11连接,另外,在上述精留塔的底部,由设有加热源10的制冷剂配管19和制冷剂配管20与塔存贮器12连接。
在负荷侧热交换器2和热源侧热交换器6之间,通过带开关阀15的制冷剂配管21连接到塔顶存贮器11上,另外,通过带有开关阀16的制冷剂配管22与塔底存贮器12连接。用设置有副节流装置5和开关阀13的制冷剂配管23连接热源侧热交换器6的上游侧和塔顶存贮器11,而用设置有副节流装置5和开关阀14的制冷剂配管24连接塔底存贮器12和热源侧热交换器6的上游侧。而且,塔顶存贮器11的流向制冷剂配管23的流出口和塔底存贮器12的流向制冷剂配管24的流出口分别设置在塔顶存贮器11的底部和塔底存贮器12的底部。
在上述结构中,由压缩机1压缩的高温高压非共沸混合制冷剂(以下称为制冷剂)的蒸汽沿箭头A方向流动,在负荷侧热交换器2内冷凝后流入主节流装置3内。在正常运转时,因为开关阀15,16关闭,所以,流入主节流装置4,成低温低压的制冷剂在热源侧热交换器6中蒸发再返回压缩机1。
在流入主回路的制冷剂组成变发生化的情况下,首先,在流入主回路的制冷剂组成中含有极多的高沸点成分的情况下,关闭开关阀13,15;打开开关阀14,16。这样,由主节流装置3节流后流入主回路的制冷剂中的一部分分流进入开着的开关阀16,余下的流入主节流装置4后以正常运转时的相同回路内流动。流向开关阀16的制冷剂流入塔底存贮器12。流入塔底存贮器12的制冷剂一部分通过开着的开关阀14流向副节流装置5,在热源侧热交换器6的上游侧与流过主回路的制冷剂合流,余下的部分流入带加热源的制冷剂配管20内,加热后,成为蒸发汽上升到精留塔8内。此时,存贮在塔顶存贮器11内的制冷剂液体从制冷剂配管17沿制冷剂精留塔8内部下降,与上升的气态制冷剂汽液接触,进行所谓的精留。
上升的制冷剂蒸汽成为富含低沸点的成分,流入带有冷却热源9的制冷剂配管18后被液化,由于开关阀13是关闭的,所以就存留在塔顶贮存器11中。反复地进行精馏,在塔预贮存器11中就存留了极富含低沸点成分的制冷剂。因此,在主回路流动的制冷剂的组成,就成为极富含高沸点成分了。
在流入主回路的制冷剂的组成为含有极多的低沸点成分的情况下,打开开关阀13,15;关闭开关阀14,16。因此,从主节流装置3流出的流向主回路的制冷剂中的一部分分流,通过开着的开关阀15,流入塔顶存贮器11内,因为开关13也开着,所以流入后的制冷剂的一部分通过制冷剂配管23,经副节流装置5在主回路内合流。而余下的制冷剂从制冷剂配管17沿制冷剂精留8内部下降。此时,塔底存贮器12内的制冷剂中的一部分由加热源10加热沿制冷剂精留塔内部上升,与下降的液体汽液接触,进行所谓的精留作用。这样,下降的制冷剂液体慢慢地成为富含高沸点成分的制冷剂,因为开关阀14关闭着,所以,存贮在塔底存贮器12内。经过如此的反复精留作用,在塔底存贮器12内仅存贮高浓度的高沸点成分的制冷剂。因此,流入主回路内的制冷剂成为极富含低沸点成分的制冷剂。对于非共沸混合制冷剂循环的技术,除此之外,还公知的有如特公平5-40221公报分开的,和特公平6-23625号公报所公开的。
在这样的现有冷冻空调装置中使用的制冷剂循环***,因为是通过在精馏塔中存贮利用精馏的成分的结构,所以,制冷剂的浓度在制冷剂回路内不能稳定地对应于压缩机起动时等的急剧的压力变化,而且,精留塔自身的结构也较复杂且很大,费用也很高。
此外,在这种现有的冷冻空调装置中,没有设置检测判断制冷剂组成的装置,也不能对组成进行控制,因此,必然不能使装置处于最佳的状态下运行。此外,控制极为复杂。
为了解决上述问题,本发明不仅在正常运转时而且在起动等非正常运转时也能够尽快调节制冷剂回路内的制冷剂组成,而且,组成的调节机构简单,费用也低。
为了解决上述问题,本发明的目的在于通过在运转中推定在制冷剂回路内流动的制冷剂的组成,来改变制冷剂的组成。进一步地,本发明是为了对应于运转中的制冷剂的组成进行控制。
另外,本发明的目的是对应于运转状态进行适当的控制在更短的时间内对组成进行调整。
且,本发明的目的是提供一种可靠性高的使用非共沸混合制冷剂的***和装置。
根据本发明,提供一种制冷循环***,使用包括多种制冷剂混合的非共沸制冷剂;包括:一制冷剂回路,具有压缩制冷剂的压缩机,在冷却操作时冷却制冷剂而在供暖操作时蒸发制冷剂的第一热交换器;改变流过其内的制冷剂的压力的主节流装置和在冷却操作时蒸发制冷剂而在供暖操作时冷凝制冷剂的第二热交换器,并依次将它们连接起来;一低压储罐,用于将液态制冷剂存贮在其内;它与所述压缩机连接;一四通阀,该阀位于所述压缩机和所述第一热交换器之间,所述四通阀直接连接到所述低压储罐上并被连接到所述第二热交换器上;一副节流装置用于改变流过其内的制冷剂的压力,该副节流装置是设置在所述第一热交换器和所述主节流装置之间;其中,在冷却操作时,所述制冷剂从所述第一热交换器流向所述第二热交换器,而在供暖操作时,所述制冷剂从所述第二热交换器流向所述第一热交换器;其中,制冷剂组成改变装置,用于改变流过制冷剂回路的制冷剂的组成,所述制冷剂组成改变装置是设置在所述副节流装置和所述主节流装置之间,并连接到所述低压储罐上。
图1是本发明中实施例1的制冷回路图。
图2是本发明中实施例2的制冷回路图。
图3是本发明中实施例3的制冷回路图。
图4是本发明中实施例4的制冷回路图。
图5是本发明中实施例5的制冷回路图。
图6是本发明中实施例6的制冷回路图。
图7是本发明中实施例7的制冷回路图。
图8是本发明中实施例8的制冷回路图。
图9是本发明中实施例9的制冷回路图。
图10是本发明中实施例10的制冷回路图。
图11是本发明中实施例11的制冷回路图。
图12是本发明中实施例12的制冷回路图。
图13是本发明中实施例12的制冷回路图。
图14是本发明中实施例12的制冷回路图。
图15是本发明中实施例12的制冷回路图。
图16是本发明中实施例13的制冷回路图。
图17是本发明中实施例13的制冷回路图。
图18是本发明中实施例13的制冷回路图。
图19是本发明中实施例14的制冷回路图。
图20是本发明中实施例14的温度与制冷剂组成的关系图。
图21是本发明中实施例15的制冷回路图。
图22是本发明中实施例16的制冷回路图。
图23是本发明中实施例17的制冷回路图。
图24是本发明中实施例18的制冷回路图。
图25是本发明中实施例19的制冷回路图。
图26是本发明中实施例20的制冷回路图。
图27是本发明中实施例21的制冷回路图。
图28是本发明中实施例22的制冷回路图。
图29是本发明中实施例23的制冷回路图。
图30是本发明中实施例24的制冷回路图。
图31是本发明中实施例25的制冷回路图。
图32是本发明中实施例26的制冷回路图。
图33是本发明中实施例27的制冷回路图。
图34是本发明中实施例28的冷冻·空调装置的制冷回路示意图。
图35是本发明中实施例28的非共沸混合制冷剂的温度与循环组成关系图。
图36是本发明中实施例28的控制器的动作流程图。
图37是本发明中实施例29的冷冻·空调装置的制冷回路示意图。
图38是本发明中实施例29的低压储罐的液面与循环组成的关系图。
图39是本发明中实施例29控制器动作的流程图。
图40是本发明中实施例29的运转频率数与循环组成关系的说明图。
图41是本发明中实施例29的其它动作的流程图。
图42是本发明中实施例30的冷冻·空调装置的制冷回路示意图。
图43是本发明中实施例30中从压缩机起动的开始时间与低压储罐的液面的关系示意图。
图44是本发明中实施例31的冷冻·空调装置的制冷回路示意图。
图45是本发明中实施例31的非共沸混合制冷剂的温度与循环组成关系图。
图46是本发明中实施例32的冷冻·空调装置的制冷回路示意图。
图47是本发明中实施例32的非共沸混合制冷剂的温度与循环组成关系图。
图48是本发明中实施例33的冷冻·空调装置的制冷回路示意图。
图49是本发明中实施例34的冷冻·空调装置的制冷回路示意图。
图50是本发明中实施例34的非共沸混合制冷剂的温度与循环组成关系图。
图51是本发明中实施例35的冷冻·空调装置的制冷回路示意图。
图52是本发明中实施例36的冷冻·空调装置的制冷回路示意图。
图53是本发明中实施例36的旁路配管分离部的详图。
图54是本发明中实施例36的旁路配管分离部的详图。
图55是本发明中实施例37的冷冻·空调装置的制冷回路示意图。
图56是本发明中实施例37的旁路配管分离部的详图。
图57是本发明中实施例38的冷冻·空调装置的制冷回路示意图。
图58是本发明中实施例39的冷冻·空调装置的制冷回路示意图。
图59是本发明中实施例40的冷冻·空调装置的制冷回路示意图。
图60是本发明中实施例41的冷冻·空调装置的制冷回路示意图。
图61是本发明中实施例42的冷冻·空调装置的制冷回路示意图。
图62是本发明中实施例43的冷冻·空调装置的制冷回路示意图。
图63是本发明中实施例44的冷冻·空调装置的制冷回路示意图。
图64是本发明中实施例45的冷冻·空调装置的制冷回路示意图。
图65是本发明中实施例46的冷冻·空调装置的制冷回路示意图。
图66是本发明中实施例47的冷冻·空调装置的制冷回路示意图。
图67是已有技术中使用非共沸混合制冷剂的冷冻·空调装置的制冷回路示意图。
实施例1
以下,说明本发明的一个实施例。图1是表示本发明的基本***的制冷剂回路图。在图中,31是压缩机,32是热源侧热交换器,33是节流装置,34是负荷侧热交换器,35是低压储罐,用制冷剂配管依次将这些装置连接起来形成主回路。另外,101是一根旁路管,该旁路管将制冷剂从压缩机排出侧旁路至低压储罐的吸入侧,而36是设置在旁路管101上的开关机构。
制冷剂,例如可以使用氟里昂HFC32,HFC125,HFC134,或者使用由HFC23,HFC25,HFC52混合而成的非共沸混合制冷剂。
下面,说明其作用。如图1所示的制冷剂流动情况,从压缩机排出的制冷剂流经热源侧热交换器,节流装置,负荷侧热交换器后吸入压缩机。另一方面,在压缩机起动时,打开开关机构36,从压缩机排出的气态制冷剂就流向到低压储罐。在低压储罐内,因热容量关系,常有液态制冷剂存贮的情况,气体成分中富含低沸点成分多,液体成分中富含高沸点成分多。起动时,因为压缩机吸入富含低沸点成分的气体成分,压缩机的排出压力急剧上升,通过使上述压缩机的高温排出气体的一部分返回低压储罐的吸入侧,将含有较多高沸点制冷剂的液体成分蒸发汽化,调节了吸入上述压缩机的制冷剂的组成,从而,抑制了压力升高。
在图1的说明中,在低压储罐35和负荷侧热交换器(蒸发器)之间的低压配管上连接一根旁路管,如果低压部在气体吹入之前已滞留了液态制冷剂,也能起到相同效果。
在上述的说明中,虽然是针对在压缩机起动时打开开关机构36的状态进行说明,不过也可以在检测出成分调节的必要条件,例如,如性能降低的物理量时,每隔一定时间打开。实施例2
以下,根据图2说明本发明的实施例2。图中,与实施例1相同的一部分用相同的符号,此处对这一部分的说明予以省略。如图2所示,在图1实施例的构成部件中,在压缩机31的排出侧和主节流装置33之间旁路一根旁路管102,在旁路管102上设置开关机构37。旁路管101和开关机构36可以废除,也可以保留。
下面,说明其作用。制冷剂如图所示那样流动。一方面,在压缩机起动时,打开开关机构37,从压缩机排出的制冷剂气体流入负荷侧热交换器34的入口。在负荷侧热交换器34内,因热容量关系,经常有存留液态制冷剂的情况,液体成分中富含高沸点成分。起动时,因为压缩机吸入富含低沸点成分的气体成分,压缩机的排出压力急剧上升,通过使高温的上述压缩机排出气体的一部分旁路到负荷侧热交换器,含有较多高沸点制冷剂的液体成分蒸发汽化,从而,调节了吸入上述压缩机的制冷剂的成分,达到了抑制压力上升的目的。
在图2的说明中,虽然在负荷侧热交换器入口和主节流装置之间的配管上连接了一根旁路管,通过设置该旁路管和与图1中说明的旁路管的连接位置不同的部分的另外一相旁路管等二根或二根以上,因为能使热气体流入全体滞留部分内,所以能缩短制冷剂组成达到一定时的时间。
***停止时,若室温下降,热交换器的热交换管和联箱的一部分就会充满液体。
开关机构(图1中为36,图2中为37)在成分调整和***起动时打开,也可以检测所打开的时间,数分钟后再关闭。因使制冷剂仅流过规定的时间,闭合开关机构的正常运转时制冷剂的旁路管上的能力损失被减少。
除了时间检测以外,也可在低压储罐的液面下降后,或压缩机吸入过热增大后,或高压持续上升后等,检测温度的变化和压力变化,然后关闭。
即,如果检测出成分一定,或没有液体存贮,则关闭开关机构,而返回到通常的运转回路。
图1和图2说明了制冷剂回路的例子,即使是房间供暖回路也是一样的。这样,在没有达到规定的物理量所具有的值时,通过开关该开关机构,进行适当的定时开闭,从而可以使运转高效率。
实施例3
以下,根据图3说明本发明的实施例3。图中,与实施例1相同的部分用同一符号,该部分的说明省略。如图3所示,在热源侧热交换器32的出口侧和压缩机吸入侧之间旁路一根旁路管103,在旁路管103上设置一开关机构38。
下面说明作用。制冷剂如图所示的那样流动。在压缩机起动时,打开开关机构38,通过将富含低沸点成分的冷凝器出口的未冷凝的制冷剂气体导入压缩机吸入侧,因此,在压缩机吸入侧,可以抑制压力降到大气压以下,防止压缩机损坏。
且,在房间供暖时,使用上述构成,在处界气温很低时也能很有效。
实施例4
以下,根据图说明本发明的实施例4,图中,与实施例相同的部分用相同的符号,并省略对其说明。如图4所示,在图1中的构成部件中,由从热源侧热交换器32的出口侧旁路主节流装置并连接在负荷侧热交换器入口的旁路管104和设置在旁路管上的开关机构39构成。
下面说明其作用。制冷剂如图所示那样流动。在压缩机起动时,打开开关机构39,通过缩小高低压差增大制冷剂的循环量,既抑制了起动时高压的上升,又使制冷剂回路内的制冷剂浓度尽快均匀,还能够从起动时进行稳定的制冷剂循环控制。
该结构在房间冷却时,特别在3分钟的范围内再起动时是有效的。
在使用高压储罐(图中未示)的情况下,改变节流的位置,房间冷却和房间供暖就没有区别。
通过起动时打开开关机构,就能够提高起动时的冷冻循环的稳定性。
由于其结构是在冷凝器出口旁路而不在节流出口下游旁路,制冷剂变成低压两相流状态,压差难于扩大,旁路中难于流动。
图4的开关机构39虽然可以全开,但若旁路过的制冷剂量过多的话,会出现较多的回流液体,所以有必要使旁路管本体具有一定程度的节流功能。
由于如上的结构,能得到短时间内使制冷剂的浓度分布达到均匀通过增加制冷剂循环量就能够消除制冷剂回路内存在的制冷剂浓度分布,尽快使成分均匀的效果。
实施例5
图5是表示本发明的基本***的制冷剂回路。在该图中,31是压缩机,40是四通阀,32是热源侧热交换器,33是节流装置,34是负荷侧热交换器,35是低压储罐,这些装置用制冷剂配管依次连接构成主回路。
下面说明其作用。房间供暖和房间冷却时的制冷剂流动情况如图所示。因为剩余制冷剂滞溜在低压储罐内,所以充填制冷剂,并热源侧热交换器32的热交换器出口的过冷度随负荷变化。负荷大时,减小热源侧热交换器的热交换器出口的过冷度,进行使过量制冷剂留在低压储罐内的运转。留在低压储罐内的过量液态制冷剂含有较多的高沸点成分,因此,在主回路内循环的制冷剂的成分是低沸点成分较多的制冷剂。为此,吸入压缩机的制冷剂的密度增大,制冷剂循环量增加,能力也就增强。
负荷小时,增大热源侧热交换器的热交换器出口的过冷度,使过量制冷剂从低压储罐流向热交换器或制冷剂配管,通过进行使过量制冷剂不滞溜在低压储罐的运转,可以减少制冷剂循环量,减少制冷能力。
过冷度的变化,例如,可以根据低压储罐内的温度和压力大小,通过改变节流装置的开度而变化。这里,负荷大时表示空气条件(DB/WB)较高,负荷小时空气条件较低。虽然把与冷凝器出口压力相对应的饱和温度与冷凝器出口的制冷剂温度之差定义为过冷度,但因为上述饱和液温度依赖于制冷剂的组成,要根据检测(上述低压储罐的压力和温度)予先推测。
之所以充填成分(单元内封入的制冷剂成分)和循环成分(使单元运行时的制冷剂的成分)产生不同,是因为在气液二相线上的气液分离,即,R32浓的气体比R134a浓的液体的速度快,也就是说,R134a在此情况接近于滞留状态。在低压储罐中已达到极限。
通过使液态制冷剂贮存在低压储罐内,就可以调整流入制冷剂回路内的高沸点成分的制冷剂量,并根据负荷调整能力。
所述能力表示由热交换器所进行的热交换量。例如低压储罐贮存过量的液态制冷剂,则高沸点含量高的液态制冷剂就会存贮在低压储罐内,流入主制冷剂回路的制冷剂组成主要为低沸点成分。因此通过控制存贮在低压储罐内的液态制冷剂量,就能够改变流入主制冷剂回路内的制冷剂的组成。
进一步地,通过调小节流孔,使制冷剂从储罐流向冷凝器,就能使储罐内的液面变化。
如果,过量的液态制冷剂的组成是含有较多高沸点成分的制冷剂,而循环组成为低沸点成分较多的制冷剂,而吸入压缩机内的制冷剂气体的密度就增大,制冷剂的循环量就会增加。
实施例6
图6是表示本发明的基本***的制冷剂回路。图中,与实施例5相同的部分用相同的符号表示,此处省略其说明。在图5的实施例5的构成部件中再新加设一个副节流装置41和高压储罐,副节流装置41和高压储罐连接在热源侧热交换器和主节流装置之间。
下面,说明其作用。制冷剂如图所示的那样流动。事先,充填过量制冷剂至存留在低压储罐35或高压储罐42内。制冷时,从压缩机31排出的制冷剂气体通过四通阀40在热源侧热交换器32内冷凝成为液态制冷剂,由副节流装置41经过适当节流后,流入高压储罐。通过高压储罐的液态制冷剂由主节流装置33节流至低压,在负荷侧热交换器34内蒸发,经四通阀40及低压储罐35返回压缩机。在为了将液态制冷剂滞溜在高压储罐内时,蒸发器出口的过热度控制在一定的范围内,在为了将液态制冷剂滞溜在高压储罐内时,要将冷凝器出口的过冷度控制在一定的范围内。
为将蒸发器出口过热度控制在一定范围,例如可以通过改变节流阀开度使蒸发器出入口温度差保持一定来实现。
又,为将冷凝器出口过冷度控制在一定范围,例如,通过改变节流阀的角度冷凝器的中间温度和出口温度的差保持一定来实现。
在气温高的情况下,制冷负荷就大。
负荷小时,通过使副节流装置41加深节流,如果副节流装置出口处的制冷剂成二相状态,则液态制冷剂就不会停留在高压储罐42内,液态制冷剂就会流向低压储罐35内。因为高沸点含量高的液态制冷剂留在低压储罐35内,所以在主回路内循环的制冷剂成为富含低沸点成分的制冷剂。因此,吸入压缩机31内的制冷剂的密度增大,制冷剂循环量增加,能力也增大。
即,副节流装置41加深节流,造成流入高压储罐的制冷剂成为二相流,液体从高压储罐流向低压储罐,因这两个效果,高压储罐内就没有液体。
负荷大时,通过使主节流装置加深节流,液态制冷剂从低压储罐35流向高压储罐43,因为制冷剂的组成近似于充填的制冷剂的组成,所以能够降低能力。
另外,在供暖情况下,外部气温低时,引起压力下降时,因该制冷剂滞留在低压储罐内,所以能控制低压下降。
供暖情况下也一样,根据负荷,通过使制冷剂液体存储在高压储罐42内或低压储罐35内,能够调整能力。
这样,通过使制冷剂液体存储在低压储罐内,就能调节制冷剂回路内流动的高沸点成分的量,从而能够根据负荷调整能力。
通过使过量制冷剂液体存储在高压储罐内,就可以减小制冷剂回路内流动的制冷剂组成变化量,可以稳定进行冷冻循环的控制。
通过操作主节流装置和副节流装置,利用各个储罐,就能够在运转过程中简单地调整组成。通过节流装置的操作,是能够调整高压储罐内的制冷剂量的,即,为了使蒸发器出口处的制冷剂的过热度保持一定,要控制节流装置的开度。
负荷大(空气温度高)时,如图6的A箭头那样,流入储罐的制冷剂成二相状态,因为从储罐中流出的沿如图6中箭头B方向流动的制冷剂成饱和状态,成单相地流出,因此,从储罐42中持续流出的制冷剂量较多,储罐42内的液面就下降。
负荷小(空气温度低)时,若沿前头A要流入储罐42内的单相液态制冷剂在节流装置33处节流至过冷状态,则流入储罐42内的过冷状态的液态制冷剂使储罐内的气态制冷剂冷凝,自身成为饱和的单相液态制冷剂,并从储罐沿前头B方向持续流出。
因此,储罐内的气体的冷凝的部分,使得储罐内的液体量增加。
在图4所示的结构中,使热交换器仍具有贮存液体的功能,并把储罐设在高压侧,就更能够增加调整量。
另外,供暖且负荷大时,通过使主节流装置33加深节流,可以使高压储罐42内的液状制冷剂减少成为上述负荷大的状态。相反,负荷小时,通过使副节流装置41加深节流,可以变成上述负荷小的状态。
如上所述,通过把高压储罐配置在冷凝器出口侧,由冷凝器冷凝的液态制冷剂留在高压储罐内。因为这些液态制冷剂使循环的制冷剂立即冷却,成为单液相的状态,所以组成近似于循环组成,并与在低压储罐内存留过量制冷剂的情况不同。
另外,通过设置副节流装置,在制冷-供暖时,能够使高压储罐处于高压液面线上。这样,通过在冷凝器和高压储罐之间设置使压力变化的装置,就可以改变流入高压储罐的制冷剂的干度,还可以容易地控制高压储罐的液面。
以上述的控制顺序,把2段节流,上游侧的节流作为冷凝器出口的过冷度的控制,在高压上升(例如超过25kgf/cm2)时,使冷凝器出口过冷度的值减小。下游侧的节流以控制蒸发器的出入口的温差。
在低压下降的情况下,仅由上游侧节流阀作为过冷控制,下游侧节流阀全开。
因此使低压储罐内低沸点成分增多。
此时,因为制冷剂回路内的压力增高,运转范围变狭,所以首先用高压储罐来控制。
实施例7
图7是表示本发明的基本***的制冷剂回路。图中,与实施例5相同的部分用同一符号,并省略了说明。在图6中的实施例6的结构部件中,还设计有从高压储罐42的底部至低压储罐接一根旁路管105,旁路管105上设开关机构43,开关机构43设在旁路管的中间。
下面,说明其作用。制冷剂如图所示的那样流动。事先,充填过量的制冷剂以便存留在低压储罐35或高压罐42内。在制冷时,从压缩机排出的气态制冷剂通过四通阀40,在热源侧热交换器32中冷凝成液态制冷剂,由副节流装置41适当节流后,流入高压储罐42内。通过高压储罐的液态制冷剂由主节流装置节流至低压,在负荷侧热交换器内蒸发,再经四通阀40及低压储罐35,返回压缩机。
在负荷大,压缩机起动频率高时,通过打开开关机构43,使副节流装置节流,高压储罐42内的的液态制冷剂通过旁路管105,流向低压储罐35。如副节流装置出口处的制冷剂成二相状态,则高压储罐42内就没有液态制冷剂留存,确保液态制冷剂存贮在低压储罐35内。因为低压储罐35内存贮了含有较多高沸点的液态制冷剂,所以,在主回路内循环的制冷剂成为低沸点成分为多的制冷剂。因此,吸入压缩机31内的制冷剂密度增大,制冷剂循环量增加,能力也增大。
负荷小,压缩机频率低时,通过主节流装置33节流,使液态制冷剂从低压储罐35流向高压42,因为制冷剂组成近似于充填入的制冷剂组成,所以,能够降低能力。
运行状态为供暖时也一样,根据负荷,通过使液态制冷剂贮存在高压储罐42或低压储罐35内,能够调整能力。
如此,该冷冻空调装置通过用连接上述低压储罐和高压储罐的旁路管来调节存贮在低压储罐和高压储罐内的制冷剂量,就能够快速调节在制冷剂回路内流动的高沸点成分的量,并根据负荷调节能力。
如上所述,通过设置旁路管,能够快速调整组成,和稳定冷冻循环。
实施例8
图8是表示本发明的基本***的制冷剂回路。图中,与实施例6相同的部分用相同的符号表示,并省略了说明。在图6中的实施例6的构成部件中,还设置从高压储罐42的上部连接至低压储罐的旁路管106,和开关机构44,该开关机构44设在旁路管的中间。
下面说明作用。事先,充填过量的制冷剂以便于存贮在低压储罐35或高压储罐42内。在制冷时,从压缩机31排出的制冷剂气体通过四通阀40,由热源侧热交换器32冷凝而成为液态制冷剂,由副节流装置41适当节流后,流入高压储罐内。通过高压储罐的液态制冷剂由主节流装置节流至低压,在负荷侧热交换器内蒸发,经四通阀40及低压储罐35返回压缩机。
在供暖运转时,外部气温低的情况下,在低压降低时,开关机构44打开,如图所示那样富含低沸点成分的未冷凝的气体流向低压储罐,制止了压缩机的吸入压力的下降。实施例9
以下,根据图9说明本发明的实施例9。31是压缩机,40是四通阀,32是热源侧热交换器,41是副节流装置,42是高压储罐,33是主节流装置,34是负荷侧热交换器,35是低压储罐。这些装置用制冷剂配管依次连接而构成主回路。47,48是开关高压储罐的入口和出口的开关机构。而107是从高压储罐连接至低压储罐的第一旁路管,45是设置在上述第一旁路管上的开关机构。108是旁路高压储罐42和开关机构47及48的第三旁路管,46是设置在上述第二旁路管上的开关机构。
下面,说明作用。制冷剂如图9所示那样流动。事先,充填过量制冷剂以便于存贮在低压储罐35或高压储罐42内。在制冷时,从压缩机32排出的制冷剂气体通过四通阀40,由热源侧热交换器32冷凝而成为液态制冷剂,由副节流装置41适当节流后,流入高压储罐。通过高压储罐的液态制冷剂由主节流装置节流至低压,在负荷侧热交换器内蒸发,经四通阀40及低压储罐35返回压缩机。
负荷大时,通过打开开关机构45,使副节流装置加深节流,高压储罐42内的液态制冷剂通过旁路管107,流向低压储罐35。如果副节流装置出口使制冷剂成为二相状态,则液态制冷剂不会滞溜在高压储罐内,液态制冷剂保留在低压储罐35内。保持在低压储罐35内的液态制冷剂的组成与在主回路内循环的制冷剂组成不同,是富含高沸点成分的制冷剂。检测了在低压储罐35内确保的状态后,关闭开关机构47,48,打开开关机构46,制冷剂就旁路过高压储罐42,通过使制冷剂回路内的制冷剂分布长期保持一定,就能够使运转保持稳定。
为了检测位于储罐内的液态制冷剂的状态,目前的方法有:给液面检测回路,即存储器外壁一定热量,检测温度上升,并比较加热位置,或是如后述的那样,检测循环组成,求出储罐内的制冷剂量。
负荷小时,打开开关机构47及48,关闭开关机构46,主节流装置33加深节流,在起冷凝器作用的热源侧热交换器32的出口处,因制冷剂成为液态,液态制冷剂存贮在高压储罐42内。在液态制冷剂存贮在高压储罐42内的状态下,关闭开关机构47及48,打开开关机构46,保持液态制冷剂存贮在高压储罐内的状态。此时,保持在储罐内的液态制冷剂近似于把制冷剂充填入制冷剂回路内时的组成,也就是在制冷剂回路内循环的制冷剂组成与充填制冷剂时的组成相近。
在供暖的情况下,从压缩机31排出的气态制冷剂通过四通阀40,在负荷侧热交换器冷凝而成为液态制冷剂,由主节流装置适当节流后,流入高压储罐内。通过高压储罐的液态制冷剂由副节流装置33节流以至低压状态,由热源侧热交换器使其蒸发,经四通阀40及低压储罐35返回压缩机31。
负荷大时,通过打开开关机构45,使主节流装置加深节流,高压储罐42内的液态制冷剂通过旁路管107,流向低压储罐35。如果主节流装置出口使制冷剂成为二相状态,则液态制冷剂不会滞溜在高压储罐内,液态制冷剂保留在低压储罐35内。保持在低压储罐35内的液态制冷剂的组成与在主回路内循环的制冷剂组成不同,是富含高沸点成分的制冷剂。适量的制冷剂流动到低压储罐后,关闭开关机构47,48,打开开关机构46,制冷剂就旁路到高压储罐42中,通过使制冷剂回路内的制冷剂分布长期保持一定,就能够使运转保持稳定。
负荷小时,打开开关机构47及48,关闭开关机构46,副节流装置41加深节流,在起冷凝器作用的负荷侧热交换器34的出口处,因制冷剂成为液态,液态制冷剂存贮在高压储罐42内。在液态制冷剂存贮在高压储罐42内的状态下,关闭开关机构47及48,打开开关机构46,保持液态制冷剂存贮在高压储罐内的状态。此时,保持在储罐内的液态制冷剂近似于把制冷剂充填入制冷剂回路内时的组成,也就是在制冷剂回路内循环的制冷剂组成与充填制冷剂时的组成相近。
如此,根据负荷,通过有选择地使液态制冷剂存贮在低压储罐或高压储罐内,来改变在制冷剂回路内循环的制冷剂组成,能够在不改变压缩机转动频率的情况下,使其能力发生变化。
如上所述,由这些制冷剂回路构成的冷冻空调装置利用连接上述低压储罐和高压储罐的旁路管来调节存贮在低压储罐和高压储罐内的液态制冷剂的量,就能够尽快调节在制冷剂回路内流动的高沸点成分的含量,并根据负荷调整能力。
另外,这些冷冻空调装置要调节存贮在低压储罐和高压储罐内的液态制冷剂,同时,在因压缩机的吸入而使压力下降的情况下,通过使高压储罐上部的富含低沸点成分的气态制冷剂返回压缩机吸入侧,就能够防止压缩机吸入压力的下降。
在通过检测所必要的负荷状态或周围环境状态后进行制冷剂组成的调整时,开关机构进行开关,也可以根据来自模式切换开关的信号检测制冷或供暖的运行模式;根据压缩机的频率或速度信号检测负荷状态;或根据制冷剂回路各部位的温度传感器检测制冷剂流动方向和负荷状态来判断是否开闭开关机构。
通过检测低压和高压储罐中的至少一个储罐内的液态制冷剂的存贮状态,就能够为调整制冷剂的组成而开关制冷剂回路的开关机构。该检测工作既可以根据制冷剂回路各部的温度,压力从理论上来推定,或通过计算而推测;又可以从各储罐的位置的加热温度状态进行高,中,低的判断。
利用气体若被加热,会立即变热,而加热液体,变热会缓慢的特性,就能判断是否有液体存留。
在以上实施例7,8,9上记载了在旁路管上设置开关机构的例子,该开关的计时,在例如起动或正常时,高压上升,有必要引入低压时打开。
实施例10
以下,根据图10说明本发明的实施例10。31是压缩机,40是四通阀,32是热源侧热交换器,41是副节流装置,42是高压储罐,33是主节流装置,34是负荷侧热交换器,35是低压储罐,用制冷剂配管依次将这些装置连接起来形成主回路。另外,109是一根旁路管,该旁路管从高压储罐连接到低压储罐,49是设置在上述第一旁路管上的第三节流装置。50是使位于主节流装置33和副节流装置41之间的主配管与位于第三节流装置49和低压储罐35之间的旁路管进行热交换的过冷热交换器。
下面,说明作用。制冷剂如图10所示的那样流动。事先,充填过量制冷剂以便于制冷剂存贮在低压储罐35或高压储罐42内。在制冷时,从压缩机31排出的气态制冷剂通过四通阀40,在热源侧热交换器32中冷凝成液态制冷剂,由副节流装置适当节流后,流入高压储罐。通过高压储罐的液态制冷剂由主节流装置节流至低压,在负荷侧热交换器内蒸发,经四通阀40及低压储罐35返回压缩机。
此处,打开第三节流装置49,高压储罐内的液态制冷剂作为二相制冷剂流向过冷热交换器50。在过冷热交换器50内,使高压液态剂流动的主配管与低压二相制冷剂流动的旁路管进行热交换,就能够增加在主配管内流动的液态制冷剂的过冷度。通过这种手段就可以提高主节流装置33及副节流装置41上的流量控制的可信度。0155
另外,在高压显著上升时,使主节流装置33及副节流装置41放松节流,在起冷凝器作用的热源侧热交换器32的出口处,制冷剂的状态为二相状态。此时,存贮在高压储罐42内的液态制冷剂成为富含高沸点成分的制冷剂,通过打开第三节流装置,使富含高沸点成分的制冷剂在过冷热交换器50内蒸发后,返回低压储罐35,因为压缩机31吸入富含高沸点成分的气态制冷剂,所以能够抑制压缩机31的排出压力。
在供暖时,从压缩机31排出的气态制冷剂通过四通阀40由负荷侧热交换器34冷凝成液态制冷剂,由主节流装置33适当节流后流入高压储罐42内。通过高压储罐42的液态制冷剂由副节流装置节流至低压,在热源侧热交换器32内蒸发,经四通阀40及低压储罐35返回压缩机。
此处,打开第三节流装置49,高压储罐内的液态制冷剂作为二相制冷剂流向过冷热交换器50。在过冷热交换器50内,使高压液态剂流动的主配管与低压二相制冷剂流动的旁路管进行热交换,就能够增加在主配管内流动的液态制冷剂的过冷度。通过这种手段就可以提高主节流装置33及副节流装置41上的流量控制的可信度。
另外,在高压显著上升时,使主节流装置33及副节流装置41放松节流,在起冷凝器作用的负荷侧热交换器34的出口处,制冷剂的状态为二相状态。此时,存贮在高压储罐42内的液态制冷剂成为富含高沸点成分的制冷剂,通过打开第三节流装置,使富含高沸点成分的制冷剂在过冷热交换器50内蒸发后,返回低压储罐35,因为压缩机31吸入富含高沸点成分的气态制冷剂,所以能够抑制压缩机31的排出压力。
即,该冷凝空调装置通过调节存贮在低压储罐和高压储罐内的液态制冷剂量,就能够调节在制冷剂回路内流动的高沸点成分的量,在压缩机排出压力上升时,高压储罐内的液体节流后,与主管内流动的高压液态制冷剂进行热交换,使自身蒸发汽化,从而保持了能力,抑制了压缩机排出压力的上升。
这样,通过设置从高压储罐处,使经节流的高压液态制冷剂的配管与热交换后低压气体的配管合并的旁路管109,能够提高流量控制的可信度,同时,保持能力抑制压缩机排出压力的上升。
实施例11
图11是表示本发明的实施例11的制冷剂回路图。图中,31是压缩机,54是四通阀,32是热源侧热交换器,41是副节流装置,42是高压储罐,33是主节流装置,53是制冷剂-制冷剂热交换器,34是负荷侧热交换器,35是低压储罐,用制冷剂配管依次将这些装置连接起来形成主回路。另外,51是第三节流装置,52是第二负荷侧热交换器,用制冷剂配管110将制冷剂-制冷剂热交换器53、第三节流装置51及第二负荷侧热交换器52,通过配管110,其一端与高压储罐相连,另一端连接在负荷侧热交换器和四通阀54之间的配管上。
下面,说明作用。制冷剂如图11所示那样流动。制冷时,制冷剂从压缩机31流出经四通阀54流入热源侧热交换器32,在热源侧热交换器32内冷凝,由副节流装置41适当节流后,流入高压储罐42内。在高压储罐42内,制冷剂分离成富含低沸点成分的气体和富含高沸点成分的液体。富含高沸点成分的制冷剂由主节流装置33节流至低压,在制冷剂-制冷剂热交换器53中一部分吸收热量而汽化,然后流入负荷侧热交换器34中。在负荷侧热交换器34内从周围环境吸收热量,蒸发汽化的制冷剂经四通阀54及低压储罐35返回压缩机。
另外,在高压储罐内分离的富含低沸点成分制冷剂的制冷剂气体在制冷剂-制冷剂热交换器53中与低压二相制冷剂进行热交换而冷凝。该富含低沸点成分的高压液态制冷剂由第三节流装置51节流至低压,在第二负荷侧热交换器52内从周围吸取热量,同时,使自身蒸发汽化,然后与在负荷侧热交换器34内蒸发汽化的富含高沸点成分的气态制冷剂合流,经四通阀54及低压储罐35返回压缩机31。这里,因为流过第二负荷侧热交换器52的制冷剂含有较多的低沸点成分,所以,即使同样的低压,可以具有与负荷侧热交换器34不同的蒸发温度。
这样,因为富含低沸点成分的气体由热交换器53冷凝,富含低沸点成分的制冷剂在热交换器52内流过,富含高沸点成分的制冷剂在热交换器34内流过。因此,如果压力相同,热交换器35、52的蒸发温度不同,在本例中,热交换器52的蒸发器温度低。
另外,通过由热源侧热交换器32控制热交换量,能够控制在高压储罐42内分离的制冷剂气体的组成和液的组成,也能够控制负荷侧热交换器34和第二负荷侧热交换器之间的蒸发温度的温差。
上述例子中在热交换器32上分割热交换器,另外,通过加减风量(水量),可调节热交换量。此外,例如可以通过变化热交换器34及52的制冷剂出口过热度进行热交换量的加减调整。
该冷冻-空调装置在高压储罐内使富含高沸点成分的液态制冷剂与富含低沸点成分的气态制冷剂分流,富含高沸点成分的液态制冷剂节流一旦变成低压的气液两相制冷剂后,与富含低沸点成分的气态制冷剂热交换而液化,使该富含低沸点成分的液态制冷剂节流,就成低压的气液二相状态。因此,通过得到富含高沸点成分的低压二相制冷剂和富含低沸点成分的低压二相制冷剂,能够得到不同的蒸发温度。
实施例12
图12-15是表示本发明的实施例12的制冷剂回路。其中图12-图15分别表示各个运行状态的制冷剂的流动情况。图中,与实施例11相同的部分用相同的符号表示,并省略其说明。如图12所示,设置了蓄热用热交换器55、蓄热介质56、容纳蓄热用热交换器55与蓄热介质的蓄热槽57、气态制冷剂泵58、蓄热用四通阀59和开关机构60,61及62。蓄热介质56可以使用如水。制冷剂-制冷剂热交换器53、第三节流装置51、蓄热用热交换器55及开关机构62通过制冷剂配管110连接起来,配管的一端与高压储罐42相连,另一端连接在负荷侧热交换器34和四通阀54之间的配管上。并且,旁路开关机构62,连接蓄热用四通阀59和气体泵58,配管的端部通过开关机构60及61与开关机构62前后的配管相连接。
对蓄冷运转,即,进行制冰的运转进行说明。在图12中,关闭开关机构60及61,打开开关机构62,驱动压缩机。从压缩机31排出的高温高压气态制冷剂在热源侧热交换器32内冷凝,由副节流装置41适当节流后,流入高压储罐内。一旦高压储罐内装满液态制冷剂,液态制冷剂就流向配管110,经制冷剂-制冷剂热交换器53由第三节流装置51节流至低压。此时,主节流装置33适当开关,由制冷剂-制冷剂热交换器53调节流入制冷剂配管110内的制冷剂的过冷度。由节流装置51节流至低压的二相制冷剂从蓄热槽57内的蓄热介质56上吸取热量,使蓄热介质冻结,而其自身蒸发汽化。汽化后的制冷剂经四通阀54及低压储罐35返回压缩机31。此外,图14表示蓄热运转的例子。
如图14,对放冷运转,即通过蓄冷热的放冷来制冷的运转进行说明。打开开关机构60及61,关闭开关机构62,驱动气体泵58。从气体泵58排出的制冷剂通过蓄热用四通阀59流至蓄热用热交换器55,由蓄热槽56内的蓄热介质冷却冷凝液化,成为约9kgf/cm2的液态制冷剂。该液态制冷剂由蓄热用节流装置51适当节流后,流入高压储罐42内。从高压储罐42流出的液态制冷剂由主节流装置33节流至低压成为低温低压的二相制冷剂,在制冷剂-制冷剂热交换器53内吸收一定的热量后,流至负荷侧热交换器34。低温低压的二相制冷剂从负荷侧热交换器34的周围吸收热量,同时自身蒸发汽化,通过蓄热用四通阀59返回气体泵58。
如图12,对一般的制冷运转,即,不利用蓄冷热,仅用压缩机31进行制冷运转进行说明。关闭开关机构60,61及62,驱动压缩机31。从压缩机31排出的制冷剂通过四通阀54流至热源侧热交换器32,在那里,制冷剂冷凝液化,并由副节流装置41适当节流后,流入高压储罐42内。从高压储罐42内流出的液态制冷剂由主节流装置33节流至低压,成为低温低压二相制冷剂,然后流至负荷侧热交换器34。低温低压二相制冷剂从负荷侧热交换器34周围吸收热量进行制冷的同时,自身蒸发汽化,经四通阀54及低压储罐35返回压缩机。而图15表示一般的供暖运转的例子。
图13表示一般的制冷运转,在制冷负荷小时,打开开关机构62,使从高压储罐42上部流出的富含低沸点成分的气态制冷剂流向制冷剂配管110。该富含低沸点成分的气态制冷剂在制冷剂-制冷剂热交换器内放热同时冷凝,由蓄热用节流装置节流。因为流入制冷剂配管110内的制冷剂为富含低沸点成分的制冷剂,所以,由蓄热用节流装置节流后的制冷剂温度可以比负荷侧热交换器34的蒸发温度低,在蓄热用热交换器中,从周围吸收热量,使蓄热槽57内的蓄热介质冻结,而自身蒸发汽化,从而可以既制冷又蓄冷热。
利用图13对同时进行一般制冷运转和放冷运转的蓄冷热并用制冷运转进行说明。打开开关机构60及61,关闭开关机构62,驱动压缩机31及气体泵58。此时,由气体泵58侧的蓄热用热交换器55冷凝的液态制冷剂与从压缩机31排出的由副节流装置41减压的制冷剂在高压储罐42内合流,由节流装置33减压至更低的压力,然后流至负荷侧热交换器34,从周围吸收热量进行制冷,同时自身蒸发汽化。由负荷侧热交换器34汽化的制冷剂分成二部分,一部分通过四通阀54及低压储罐返回压缩机31,另一部分通过蓄热用四通阀59返回气体泵。而图15表示蓄热并用的例子。
该冷冻空调装置在高压储罐内分流成富含高沸点成分的液态制冷剂和富含低沸点成分的气态制冷剂,使富含高沸点成分的液态制冷剂经过节流,成低压的二相制冷剂后,与富含低沸点成分的气态制冷剂进行热交换而液化,使该富含低沸点成分的液态制冷剂节流成为低压的气液二相状态。这样,通过得到富含高沸点成分的低压二相制冷剂和富含低沸点成分的低压二相制冷剂,就能够得到不同的蒸发温度,同时在制冷负荷小时,蓄热槽蓄热,而在负荷大时,通过驱动气体泵,使用储蓄在蓄热槽内的热能进行空调。
各运转的切换,例如,首先在夜间进行蓄冷运转,在蓄热槽内制冰。而在昼间利用夜间所制的冰来制冷,同时,根据负荷,使压缩机运转进行蓄热制冷运转。另外,在该用水的情况下,仅使压缩机运转。
以该运转为基本,负荷大或小,例如以室内温度为基准,在室内机断热时(the rmooff)判断为负荷小,边进行制冷边蓄热(制冰)。另一方面,在蒸发温度不高的情况下(例如10℃以上),进行蓄热并制冷这样就能够边蓄热边制冷。
实施例13
图16-18是表示本发明的实施例13的制冷剂回路图。图中,31是压缩机,54是四通阀,32是热源侧热交换器,41是副节流装置,42是高压储罐,33是主节流装置,53是制冷剂-制冷剂热交换器,63是第一蓄热用热交换器,73是第三节流装置,34是负荷侧热交换器,35是低压储罐,用配管依次这些装置连接起来构成主制冷剂回路。51是蓄热用节流装置,64是第二蓄热用热交换器,用制冷剂配管111将它们连接起来,配管的一端连接在高压储罐的上部,另一端连接在负荷侧热交换器34和四通阀54之间的制冷剂配管上。在第一蓄热用热交换器56的一端上设置开关机构68,而在另一端上设置开关机构70,71。112是通过开关机构67将开关机构65和66之间的配管及开关机构68和主节流装置33之间的配管连接起来的制冷剂管。113是通过开关机构72将开关机构70和71之间的配管及开关机构69和负荷侧热交换器之间的配管连接起来的制冷剂管。
下面,说明蓄冷运转,即,制冰运转。在图16中,关闭开关机构65,打开开关机构66,67,68,69,70,71及72,驱动压缩机。从压缩机31排出的高温高压气态制冷剂由热源侧热交换器32冷凝,经副节流装置41适当节流后,流至高压储罐。一旦高压储罐装满液态制冷剂时,液态制冷剂就流向配管111,通过制冷剂-制冷剂热交换器53由第三节流装置51节流至低压状态。此时,主节流装置33适当开关,由制冷剂-制冷剂热交换器53调节在制冷剂配管110内流动的制冷剂的过冷度。由第三节流装置51节流至低压的低温二相制冷剂分别流向第一蓄热用热交换器和第二蓄热用热交换器,从蓄热槽57内的蓄热介质56吸收热量,使蓄热介质56冻结,而自身蒸发汽化。汽化后的制冷剂经四通阀54及低压储罐35返回压缩机31。另外,图17表示了蓄热运转。
下面说明制冷运转。如16所示,关闭开关机构65,66,67,70,71及72,打开开关机构68和69,驱动压缩机31。从压缩机31排出的制冷剂通过四通阀54流至热源侧热交换器32,在该热源侧热交换器32内冷凝液化,由副节流装置41适当节流后,流入高压储罐42内。从高压储罐42流出的液态制冷剂在第一蓄热用热交换器63内从蓄热介质吸收热量,而使过冷度增加,再由第三节流装置73节流至低压成为低温低压的二相制冷剂,流至负荷侧热交换器34。低温低压二相制冷剂在负荷侧热交换器34内从周围吸收热量进行制冷,同时,自身蒸发器汽化,通过四通阀54及低压储罐35返回压缩机31。而图18表示供暖运转。
在制冷运转,制冷负荷小时,如图17所示,打开开关机构65,66,70及71,使从高压储罐流出的富含低沸点成分的气态制冷剂流向配管111。此时,使主节流装置33加深节流后的富含高沸点低温低压的二相制冷剂流向制冷剂-制冷剂热交换器。从高压储罐流向制冷剂配管111的富含低沸点成分的气态制冷剂在制冷剂-制冷剂热交换器53中放热同时冷凝,由蓄热用节流装置节流。因为在制冷剂配管内流动的制冷剂为富含低沸点成分的制冷剂,所以由蓄热用节流装置51节流后的制冷剂的温度能够比负荷侧热交换器34的蒸发温度还要低,在第二蓄热用热交换器64中的周围吸收热量使蓄热槽57内的蓄热介质56冻结,而自身蒸发汽化。
该冷冻-空调装置由高压储罐将制冷剂以富含高沸点成分的液态制冷剂和富含低沸点成分的气态制冷剂分别流动,使富含高沸点成分的液态制冷剂经过节流,成为低压的汽液二相制冷剂后,与富含低沸点成分的气态制冷剂进行热交换并液化,使该富含低沸点成分的液态制冷剂节流,就成为低压的汽液二相状态。这样,通过得到富含高沸点成分的低压二相制冷剂和富含低沸点成分的低压二相制冷剂,能够得到不同的蒸发温度,同时,在制冷负荷小时,把热量蓄在蓄热槽内,且,能够由蓄热槽内所蓄的热量来增大在主回路内流动的制冷剂的过冷度。
在上述实施例12,13中,热交换器53具有使低沸点成分冷凝的作用。该结果是可以改变热交换器34和蓄热用热交换器55等的蒸发温度,可以在制冷(制冰)的同时进行空调。
(蓄冷的蒸发温度-5-0℃,空调5-10℃)
如此,就可以边进行空调边进行蓄冷(制冰)。
此外,通过使液体存贮在低压储罐内,低压储罐就能够使循环组成的低沸点成分更多。而且,因制冷剂的循环量增加,就可以莸得所期望的能力。
此时,高压储罐可增减上述低压储罐的过量制冷剂量,且进行汽液分离。实施例14
以下,根据图19说明本发明的实施例14。图中,31是压缩机,40是四通阀,32是热源侧热交换器,41是副节流装置,42是高压储罐,33是主节流装置,34是负荷侧热交换器,35是低压储罐,用配管将它们连接起来构成制冷剂的主回路。79表示中压储罐,中压储罐79通过第三节流装置80,用制冷剂配管114与高压储罐42的上部连接。75表示第四节流装置,76表示开关机构,并用制冷剂配管连接,制冷剂配管的一端与中压储罐79的上部连接,另一端与低压储罐35的吸入配管连接。77表示低温热源,78是高温热源,且,能够进行温度调节。制冷剂的流动如图19所示。
下面,说明制冷运转。关闭开关机构76,驱动压缩机31。从压缩机31排出的高温高压的气态制冷剂通过四通阀40流入热源侧热交换器32。由热源侧热交换器32冷凝的制冷剂由副节流装置41适当节流后流入高压储罐42。由高压储罐42进行汽液分离,液态制冷剂由主节流装置33节流至低压,成为低温的二相制冷剂在负荷侧热交换器34内从周围吸收热量进行制冷,同时,自身蒸发汽化通过四通阀40及低压储罐,返回压缩机31。
在使制冷剂回路内流动的制冷剂的组成改变的情况下,打开开关机构76,富含高沸点成分的气态制冷剂从高压储罐上部通过制冷剂配管配管114及第三节流装置80流向中压储罐79。在中压储罐79中,因低温热源设定在规定的温度下,从而使气态制冷剂冷凝。结果是富含低沸点成分的液态制冷剂存贮在中压储罐79内,同时,未冷凝的气体通过制冷剂配管115流向低压储罐的吸入口。因此,能够使在主回路内循环的制冷剂的组成变成富含高沸点成分的制冷剂组成。
现在利用混合成分的比率和温度的关系来说明上述效果。图20是混合成分的比率和温度的关系图,设定纵轴为温度,横轴为制冷剂的高沸点成分与低沸点成分的比。g1表示高压饱和气体,L1表示高压液体,g2表示中压饱和气体,L2表示中压液体的状态。开始,在制冷剂回路内充填组成为A的制冷剂,高压储罐内的制冷剂的状态分离成具有GH的组成的气体制冷剂和具有LH的组成的液态制冷剂。进一步地,具有GH组成的气态制冷剂在中压储罐内分离成具有LM组成的液态制冷剂。因此,在中压储罐79内,能够存贮比充填的制冷剂的组成中所含的低沸点成分更多的制冷剂。
为使流过主制冷剂回路的制冷剂的组成成为富含低沸点成分的制冷剂,所以,打开开关机构76,由高温热源使中压储罐79内部的制冷剂蒸发。蒸发后,若关闭开关机构76,则富含高沸点成分的过量制冷剂就存贮在低压储罐内,因此,就能够使在主回路内循环的制冷剂的组成变成为富含低沸点成分的制冷剂。
另外,对于本实施例的高温热源78而言,可以使用电加热器,压缩机排出气体或高压液态制冷剂,另外,作为低温热源,可以利用冷水或低温低压的二相制冷剂。
该冷冻-空调装置通过控制中压储罐内的温度和压力,就可以使中压储罐内的制冷剂组成变化,也可以使在制冷剂回路内循环的制冷剂组成变化。
实施例15
以下,根据图21说明本发明的实施例15。图中,31是压缩机,40是四通阀,32是热源侧热交换器,41是副节流装置,83是高压组成调整器,33是主节流装置,34是负荷侧热交换器,35是低压储罐,用制冷剂配管依次将这些装置连接起来构成制冷剂主回路。84表示中压组成调整器,中压组成调整器84通过第三节流装置利用制冷剂配管117与高压上部组成调整器连接。82表示第三节流装置,其设置在制冷剂配管118上,配管118的一端与中压组成调整器84的上部连接,另一端与低压储罐35的吸入配管连接。116a,116b是分别连接在中压组成调整器84及高压组成调整器83上部的低温热源,温度可适当调节。81是设置在中压组成调整器84上的高温热源。
下面,说明制冷运转。关闭开关机构76,驱动压缩机31。从压缩机31排出的高温高压气态制冷剂通过四通阀40流入热源侧热交换器32。由热源侧热交换器32冷凝的制冷剂经副节流装置41适当节流后,流入高压组成调整器83内。在高压组成调整顺83内进行汽液分离,液态制冷剂由主节流装置33节流至低压,成为低温的二相制冷剂的制冷剂从负荷侧热交换器34的周围吸收热量进行制冷,同时自身蒸发汽化,经四通阀40及低压储罐,返回压缩机31。
对供暖进行说明。关闭开关机构76,驱动压缩机31。从压缩机31排出的高温高压气态制冷剂通过四通阀40流入负荷侧热交换器34内。该高温高压气态制冷剂在负荷侧热交换器34中向周围放热加热房间,自身冷凝的经主节流装置33适当节流后流入高压组成调整器83内。在高压组成调整器83内进行汽液分离,液态制冷剂由副节流装置41节流至低压,成为低温的二相制冷剂的制冷剂在热源侧热交换器32内从周围吸收热量,同时,自身蒸发汽化,然后经四通阀40及低压储罐,返回压缩机31。
在改变流过制冷剂回路的制冷剂的组成的情况下,打开开关机构76,从高压组成调整器83的上部流出的富含低沸点成分的气态制冷剂通过制冷剂配管117流入中压组成调整器84内。此时,富含低沸点成分的气态制冷剂,从高压组成调整器83的下方直到上部之间与低温热源热交换,富含高沸点成分的制冷剂冷凝液化,流入到高压组成调整器83的下部,在高压组成调整器83的上部残留了经过一定精馏后的富含低沸点成分的气态制冷剂。这些富含低沸点成分的气态制冷剂流向中压调整器84的下部,而且,在沿中压组成调整器84内部上升之际,与低温热源116,如10℃,进行热交换而冷凝液化,存贮在中压组成调整器80的下部。未冷凝的气体经第三节流装置82及开关机构76,流向低压储罐35的吸入侧。其结果是富含低沸点成分的液态制冷剂存贮在中压储罐79内,同时,能够使在主回路内循环的制冷剂的组成变成富含高沸点成分的制冷剂。
在使流过主制冷剂回路的制冷剂的成分成为富含低沸点成分的制冷剂时,打开开关机构76,由如50-100℃的高温热源81使中压组成调整内部的制冷剂蒸发。蒸发后关闭开关机构76时,富含高沸点成分的过量的制冷剂存贮在低压储罐,因此,在主回路内循环的制冷剂的组成能够成为富含低沸点成分的组成。
对于本实施例的高温热源81,可以是电加热器,压缩机排出气体,高压制冷剂,而低温热源116a,11b可利用冷水,低温低压的二相制冷剂。
该冷冻空调装置因为在高压储罐内,事先将富含高沸点成分的制冷剂和富含低沸点成分分离,用中压组成调整器内的用于精馏的热源机精馏,在中压组成调整器内选择高沸点制冷剂或低沸点制冷剂,所以,能够调整流过主回路的制冷剂的组成。
若以液态存贮,则根据相平衡,高沸点成分居多。但,因为高压储罐的情况是以液体流入,以液体流出所以,其组成与循环组成的组成相近的制冷剂存贮在高压储罐内。
根据上面的描述,也可以使低沸点成分的液态制冷剂存贮在中压储罐内,因这些过量的制冷剂流向低压储罐而变化,根据相平衡关系,与存贮在中压储罐内的制冷剂组成不同的制冷剂存贮在低压储罐内。
在图19,21中,低压储罐存贮高沸点成分的制冷剂。也就是,该低压储罐是为在负荷小时存贮液体。另外,高压储罐进行汽液分离。
中压储罐存贮低沸点成分制冷剂的同时,在负荷小时,存贮液体。
如图20的相图所示,高压储罐42内的气态制冷剂及液态制冷剂的组成不同,气态制冷剂的组成12低沸点成分高。因此,该通过使该富含低沸点成分的气体进入中压储罐内并冷凝,就能够调整其组成。
由图19,21,由于设计了中压储罐,确实能够在中压储罐内封住所组成的制冷剂,即使发生组成调整后的过渡现象或制冷剂回路中制冷剂分布产生变化,都不能对变化组成。
设置低温热源的理由在于:1.提高冷凝速度;2.将难冷凝的低沸点成分冷凝。
以上,通过调节高低热源温度,来改变储罐内的液体量,由储罐的温度和液体量来改变组成。另外,通过调节该储罐内的温度能够改变储罐内的压力。
实施例16
以下,根据图22说明本发明的实施例16。图中,31是压缩机,40是四通阀,32是热源侧热交换器,41是副节流装置,42是高压储罐,33是主节流装置,34是负荷侧热交换器,35低压储罐,用制冷剂配管依次将它们连接起来构成制冷剂主回路。84表示中压组成调整器,用一根制冷剂配管119从中压组成调整器84的上部通过开关机构85连接到高压储罐42的上部上,用制冷剂配管120通过开关机构86连接高压储罐42下部和中压组成调整器84的下部。82表示第三节流装置,设置在制冷剂配管121上,配管121的一端连接在中压组成调整器84的上部,另一端连接在低压储罐35的吸入配管上。116a是连接在中压组成调整器84上部的低温热源,81是设置在中压组成调整器81上的热源,其温度均可适当调节。
下面,说明制冷运转。关闭开关机构76,驱动压缩机31。从压缩机31排出的高温高压气态制冷剂通过四通阀40流入热源侧热交换器32。由热源侧热交换器32冷凝的制冷剂经副节流装置41适当节流后,流入高压储罐42内。在高压储罐42内进行汽液分离,液态制冷剂由主节流装置33节流至低压,成为低温的二相制冷剂的制冷剂从负荷侧热交换器34的周围吸收热量进行制冷,同时自身蒸发汽化,经四通阀40及低压储罐,返回压缩机31。
对供暖进行说明。关闭开关机构76,驱动压缩机31。从压缩机31排出的高温高压气态制冷剂通过四通阀40流入负荷侧热交换器34内。该高温高压的气态制冷剂在负荷侧热交换器34的周围放热供暖,自身冷凝,由主节流装置33适当节流后,流入高压储罐42内。在高压储罐42内进行汽液分离,液态制冷剂由主节流装置33节流至低压,成为低温的二相制冷剂的制冷剂在热源侧热交换器32内从周围吸收热量进行制冷,同时,自身蒸发汽化,然后经四通阀40及低压储罐,返回压缩机31。
在改变流过制冷剂回路的制冷剂的组成的情况下,首先,说明将富含低沸点成分的气态制冷剂存贮在中压组成调整器84内的方法。打开开关机构76及86,从高压储罐42的上部流出的富含低沸点成分的气态制冷剂流过制冷剂配管120流入中压组成调整器84的下部。该制冷剂在沿中压组成调整器84内部上升之际,与低温热源116a进行热交换并冷凝液化,存贮在中压组成调整器84下部。未冷凝的气体通过第三节流装置82及开关机构76,流向低压储罐35的吸入侧。其结果是富含低沸点成分的液态制冷剂,存贮在中压储罐84内,同时,能够使在主制冷剂回路内流过的制冷剂的组成成为富含高沸点成分的组成。
另外,低沸点成分在中间储罐内冷凝成液滴向下流,高沸点成分的气体通过旁路管121返回低压储罐内。
下面说明使富含高沸点成分的制冷剂存贮在中压组成调整器84内的方法。打开开关机构76及85,从高压储罐42的下部流出的一定量的富含高沸点成分的液态制冷剂流过制冷剂配管119流入中压组成调整器84的上部。在液态制冷剂从中压组成调整器84的上部向下部因重力下降之际,与高温热源81进行热交换,其中的一部分蒸发汽化,成为富含低沸点成分的气态制冷剂上升。该富含低沸点成分的气态制冷剂通过配管121流向低压储罐35的吸入侧。存贮在中压组成调整器84下部的液态制冷剂成为富含高沸点成分的制冷剂。结果是在主循环回路内流动的制冷剂组成能够成为富含低沸点成分的。
另外,对于本实施例的高温热源,可以使用电加热器,压缩机排出气体,高压液态制冷剂,而低温热源,可以利用冷水,低温低压的二相制冷剂。
实施例17
以下,根据图23说明本发明的实施例17。其中图中,与实施例16相同的部件用相同的符号,并省略了说明。在图22中的构成部件中,主节流装置33及副节流装置41采用了电子式膨胀阀,并增加了检测负荷侧热交换器34的中部温度的温度传感器200,检测负荷侧热交换器34和主节流装置33之间的配管温度的温度传感器201,检测负荷侧热交换器34和四通阀40之间的配管温度的温度传感器292,根据来自温度传感器的信号,计算主节流装置33和副节流装置41的开度,并调节开度的控制器203。另外,为了使节流阀成线性变化,采用了电子式膨胀阀。
下面,说明制冷运转。关闭开关机构76,驱动压缩机31。从压缩机31排出的高温高压气态制冷剂通过四通阀40流入热源侧热交换器32。由热源侧热交换器32冷凝的制冷剂经副节流装置41适当节流后,流入高压储罐42内。在高压储罐42内进行汽液分离,液态制冷剂由主节流装置33节流至低压,成为低温的二相制冷剂的制冷剂从负荷侧热交换器34的周围吸收热量进行制冷,同时自身蒸发汽化,经四通阀40及低压储罐,返回压缩机31。这里,为了防止液体返回压缩机,应使温度传感器201和202的差保持一定地控制主节流装置的开度。
对供暖进行说明。关闭开关机构76,驱动压缩机31。从压缩机31排出的高温高压气态制冷剂通过四通阀40流入负荷侧热交换器34内。该高温高压的气态制冷剂在负荷侧热交换器34的周围放热供暖,自身冷凝,由主节流装置33适当节流后,流入高压储罐42内。在高压储罐42内进行汽液分离,液态制冷剂由主节流装置33节流至低压,成为低温的二相制冷剂的制冷剂在热源侧热交换器32内从周围吸收热量蒸发汽化,然后经四通阀40及低压储罐,返回压缩机31。这里,应使温度传感器200和201的差保持一定地控制副节流装置的开度。
在改变流过制冷剂回路的制冷剂的组成的情况下,首先,说明将富含低沸点成分的制冷剂存贮在中压组成调整器84内的方法。打开开关机构76及86,从高压储罐42的上部流出的富含低沸点成分的气态制冷剂流过制冷剂配管120流入中压组成调整器84的下部。当其在沿中压组成调整器84内部上升之际,与低温热源116a进行热交换并冷凝液化,存贮在中压组成调整器84下部。未冷凝的气体通过第三节流装置82及开关机构76,流向低压储罐35的吸入侧。其结果是富含低沸点成分的液态制冷剂,存贮在中压储罐84内,同时,能够使在主制冷剂回路内流过的制冷剂的组成成为富含高沸点成分的组成。
下面说明使富含高沸点成分的制冷剂存贮在中压组成调整器84内的方法。打开开关机构76及85,从高压储罐42的下部流出的一定量的富含高沸点成分的液态制冷剂流过制冷剂配管119流入中压组成调整器84的上部。因液态制冷剂从中压组成调整器84的上部向下部在重力作用下下降,与高温热源81进行热交换,其中的一部分蒸发汽化,成为富含低沸点成分的气态制冷剂上升。该富含低沸点成分的气态制冷剂通过配管121流向低压储罐35的吸入侧。存贮在中压组成调整器84下部的液态制冷剂成为富含高沸点成分的制冷剂。结果是在主循环回路内流动的制冷剂组成能够成为富含低沸点成分的。
另外,对于本实施例的高温热源,可以使用电加热器,压缩机排出气体,高压液态制冷剂,而低温热源,可以利用冷水,低温低压的二相制冷剂。例如,若压力在设定值以上,则改变组成,使压力下降。这样,在不直接检测组成的情况下,控制非常简单。实施例18
以下,根据图24说明本发明的实施例18。其中图中,与实施例16相同的部件用相同的符号,并省略了说明。在图22中的构成部件中,主节流装置33及副节流装置41采用了电子式膨胀阀、并增加了检测负荷侧热交换器34的中部温度的温度传感器200、检测负荷侧热交换器34和主节流装置33之间的配管温度的温度传感器201、检测负荷侧热交换器34和四通阀40之间的配管温度的温度传感器202、从高压储罐下部,经饱和温度检测用节流装置87通至低压储罐35的制冷剂回路122、检测饱和温度检测用节流装置87和低压储罐35之间的配管温度的温度传感器215、根据来自温度传感器的信号,计算主节流装置33和副节流装置41的开度,并调节开度的控制器203。
下面,说明制冷运转。关闭开关机构76,驱动压缩机31。从压缩机31排出的高温高压气态制冷剂通过四通阀40流入热源侧热交换器32。由热源侧热交换器32冷凝的制冷剂经副节流装置41适当节流后,流入高压储罐42内。在高压储罐42内进行汽液分离,液态制冷剂由主节流装置33节流至低压,成为低温的二相制冷剂的制冷剂从负荷侧热交换器34的周围吸收热量进行制冷,同时自身蒸发汽化,经四通阀40及低压储罐,返回压缩机31。高压储罐内的液态制冷剂的一部分,由饱合温度检测用节流装置87节流至低压,成为二层状态。这里,应使温度传感器201和202的差保持一定地控制主节流装置的开度。
对供暖进行说明。关闭开关机构76,驱动压缩机31。从压缩机31排出的高温高压气态制冷剂通过四通阀40流入负荷侧热交换器34内。该高温高压的气态制冷剂在负荷侧热交换器34的周围放热供暖,自身冷凝,由主节流装置33适当节流后,流入高压储罐42内。在高压储罐42内进行汽液分离,液态制冷剂由主节流装置33节流至低压,成为低温的二相制冷剂的制冷剂在热源侧热交换器32内从周围吸收热量蒸发汽化,然后经四通阀40及低压储罐,返回压缩机31。这里,应使温度传感器200和201的差保持一定地控制副节流装置的开度。
在改变流过制冷剂回路的制冷剂的组成的情况下,首先,说明将富含低沸点成分的制冷剂存贮在中压组成调整器84内的方法。打开开关机构76及86,从高压储罐42的上部流出的富含低沸点成分的气态制冷剂流过制冷剂配管120流入中压组成调整器84的下部。当其在沿中压组成调整器84内部上升这际,与低温热源116a进行热交换并冷凝液化,存贮在中压组成调整器84下部。未冷凝的气体通过第三节流装置82及开关机构76,流向低压储罐35的吸入侧。其结果是富含低沸点成分的液态制冷剂,存贮在中压储罐84内,同时,能够使在主制冷剂回路内流过的制冷剂的组成成为富含高沸点成分的组成。
下面说明使富含高沸点成分的制冷剂存贮在中压组成调整器84内的方法。打开开关机构76及85,从高压储罐42的上部流出的一定量的富含高沸点成分的液态制冷剂流过制冷剂配管119流入中压组成调整器84的上部。在液态制冷剂从中压组成调整器84的上部向下部因重力作用下降之际,与高温热源81进行热交换,其中的一部分蒸发汽化,成为富含低沸点成分的气态制冷剂上升。该富含低沸点成分的气态制冷剂通过配管121流向低压储罐35的吸入侧。存贮在中压组成调整器84下部的液态制冷剂成为富含高沸点成分的制冷剂。结果是可以简单地控制使在主循环回路内流动的制冷剂组成成为富含低沸点成分的制冷剂。
另外,对于本实施例的高温热源81,可以使用电加热器,压缩机排出气体,高压液态制冷剂,而低温热源,可以利用冷水,低温低压的二相制冷剂。此外,在压缩机是可变速的,并仅用室外机进行控制时,则可仅用室外机内部进行判断。实施例19
以下,根据图25说明本发明的实施例19。其中图中,与实施例16相同的部件用相同的符号,并省略了说明。在图22中的构成部件中,主节流装置33及副节流装置41采用了电子式膨胀阀、并增加了检测负荷侧热交换器34和主节流装置之间的配管温度的温度传感器201、检测负荷侧热交换器34和四通阀40之间的配管温度及压力的温度传感器202和压力传感器204,检测低压储罐35内部的过量制冷剂量的检测装置216,根据上述过量制冷剂量的信号计算在制冷剂回路内循环的制冷剂组成,且根据压力传感器,温度传感器及上述循环信号计算主节流装置33及副节流装置41的开度,并调节开度的控制器203。液面检测装置216可用如公知的超声波式液面计和静电容量式液面计,或利用气体与液体加热时温度上升的差异的液面计。
下面,说明制冷运转。关闭开关机构76,驱动压缩机31。从压缩机31排出的高温高压气态制冷剂通过四通阀40流入热源侧热交换器32。由热源侧热交换器32冷凝的制冷剂经副节流装置41适当节流后,流入高压储罐42内。在高压储罐42内进行汽液分离,液态制冷剂由主节流装置33节流至低压,成为低温的二相制冷剂的制冷剂从负荷侧热交换器34的周围吸收热量进行制冷,同时自身蒸发汽化,经四通阀40及低压储罐,返回压缩机31。
主节流装置33的开度控制如下所述。首先,通过检测低压储罐35内的液面,就可以知道低压储罐内产生的过量制冷剂量,从过量制冷剂量就可以预测流过制冷剂回路内的制冷剂的组成(以下,称作循环组成)。从预测出的循环组成中导出饱和温度与压力的关系。结果是使由压力传感器204导出的蒸发温度和由温度传感器202测定的温度的差保持一定地决定主节流装置33的开度。
对供暖进行说明。关闭开关机构76,驱动压缩机31。从压缩机31排出的高温高压气态制冷剂通过四通阀40流入负荷侧热交换器34内。该高温高压的气态制冷剂在负荷侧热交换器34的周围放热供暖,自身冷凝,由主节流装置33适当节流后,流入高压储罐42内。在高压储罐42内进行汽液分离,液态制冷剂由主节流装置33节流至低压,成为低温的二相制冷剂的制冷剂在热源侧热交换器32内从周围吸收热量蒸发汽化,然后经四通阀40及低压储罐,返回压缩机31。这里,应使温度传感器200和201的差保持一定地控制副节流装置的开度。
主节流装置33的开度控制如下所述。首先,通过检测低压储罐35内的液面,就可以知道低压储罐内产生的过量制冷剂量,从过量制冷剂量就可以循环组成。从预测出的循环组成中导出饱和温度与压力的关系。结果是使由压力传感器204导出的冷凝温度和由温度传感器201测定的温度的差保持一定地决定副节流装置41。可以使用多种液面检测的方法,例如,有利用对气体和液体加热时温度上升速度不同的方法。
在改变流过制冷剂回路的制冷剂的组成的情况下,首先,说明将富含低沸点成分的制冷剂存贮在中压组成调整器84内的方法。打开开关机构76及86,从高压储罐42的上部流出的富含低沸点成分的气态制冷剂流过制冷剂配管120流入中压组成调整器84的下部。在沿中压组成调整器84内部上升之际,与低温热源116a进行热交换并冷凝液化,存贮在中压组成调整器84下部。未冷凝的气体通过第三节流装置82及开关机构76,流向低压储罐35的吸入侧。其结果是富含低沸点成分的液态制冷剂,存贮在中压储罐84内,同时,能够使在主制冷剂回路内流过的制冷剂的组成成为富含高沸点成分的组成。
下面说明使富含高沸点成分的制冷剂存贮在中压组成调整器84内的方法。打开开关机构76及85,从高压储罐42的下部流出的一定量的富含高沸点成分的液态制冷剂流过制冷剂配管119流入中压组成调整器84的上部。在液态制冷剂从中压组成调整器84的上部向下部因重力作用下降之际,与高温热源81进行热交换,其中的一部分蒸发汽化,成为富含低沸点成分的气态制冷剂上升。该富含低沸点成分的气态制冷剂通过配管121流向低压储罐35的吸入侧。存贮在中压组成调整器84下部的液态制冷剂成为富含高沸点成分的制冷剂。结果是使在主循环回路内流动的制冷剂组成成为富含低沸点成分的制冷剂。
另外,对于本实施例的高温热源81,可以使用电加热器,压缩机排出气体,高压液态制冷剂,而低温热源,可以利用冷水,低温低压的二相制冷剂。由上所述,就检测低压储罐35内的过量制冷剂而言,例如,从制冷和供暖所必要的制冷剂量的差也可以进行预测。这是因为必要的制冷剂量的范围可决定制冷剂回路的设定,并适当考虑负荷条件等的变动。
如上所述,检测储罐内的液面,根据检测信号计算组成。由组成计算予调后的液面的高度和循环组成的关系,计算制冷剂组成。因此,用简单的结构,就可以在即使循环组成变化时也能够使冷冻空调装置作最佳运转。
实施例20
以下,根据图26说明本发明的实施例20。其中图中,与实施例16相同的部件用相同的符号,并省略了说明。在图22中的构成部件中,主节流装置33及副节流装置41采用了电子式膨胀阀、并增加了检测负荷侧热交换器34和主节流装置之间的配管温度及压力的温度传感器201及压力传感器204、检测负荷侧热交换器34和四通阀40之间的配管温度的温度传感器202,检测高压储罐42和主节流装置33之间的配管温度及压力的温度传感器205及压力传感器206、根据上述压力和温度的信号计算在制冷剂回路内循环的制冷剂组成,且根据压力传感器,温度传感器及上述循环信号计算主节流装置33及副节流装置41的开度,并调节开度的控制器203。
下面,说明制冷运转。关闭开关机构76,驱动压缩机31。从压缩机31排出的高温高压气态制冷剂通过四通阀40流入热源侧热交换器32。由热源侧热交换器32冷凝的制冷剂经副节流装置41适当节流后,流入高压储罐42内。在高压储罐42内进行汽液分离,液态制冷剂由主节流装置33节流至低压,成为低温的二相制冷剂的制冷剂从负荷侧热交换器34的周围吸收热量进行制冷,同时自身蒸发汽化,经四通阀40及低压储罐,返回压缩机31。
主节流装置33的开度控制如下所述。首先,设定循环组成,利用该循环组成,由温度传感器201及202,压力传感器204及206,计算在主节流装置前后的制冷剂的焓。到该焓相等之前,反复设定循环组成,来决定循环组成。然后知道循环组成的制冷剂的饱和温度和饱和压力的关系,通过使从压力传感器204的测定值预测的蒸发温度和温度传感器202的测定的温度的差保持一定地控制主节流装置33的开度。这些传感器是标准品,比较便宜,例如,压力传感器可兼作压力保护,也可用于低压保护。
对供暖进行说明。关闭开关机构76,驱动压缩机31。从压缩机31排出的高温高压气态制冷剂通过四通阀40流入负荷侧热交换器34内。该高温高压的气态制冷剂在负荷侧热交换器34的周围放热供暖,自身冷凝,由主节流装置33适当节流后,流入高压储罐42内。在高压储罐42内进行汽液分离,液态制冷剂由主节流装置33节流至低压,成为低温的二相制冷剂的制冷剂在热源侧热交换器32内从周围吸收热量蒸发汽化,经四通阀40及低压储罐返回压缩机31。
副节流装置41的开度控制如下所述。首先,设定循环组成,利用该循环组成,由温度传感器201及202,压力传感器204及206,计算在主节流装置前后的制冷剂的焓。到该焓相等之前,反复设定循环组成,来决定循环组成。然后知道循环组成的制冷剂的饱和温度的饱和压力的关系,通过使从压力传感器204的测定值预测的蒸发温度和温度传感器201的测定的温度的差保持一定地控制副节流装置41的开度。
在改变流过制冷剂回路的制冷剂的组成的情况下,首先,说明将富含低沸点成分的制冷剂存贮在中压组成调整器84内的方法。打开开关机构76及86,从高压储罐42的上部流出的富含低沸点成分的气态制冷剂流过制冷剂配管120,流入中压组成调整器84的下部。在沿中压组成调整器84内部上升之际,与低温热源116a进行热交换并冷凝液化,存贮在中压组成调整器84下部。未冷凝的气体通过第三节流装置82及开关机构76,流向低压储罐35的吸入侧。其结果是富含低沸点成分的液态制冷剂,存贮在中压储罐84内,同时,能够使在主制冷剂回路内流过的制冷剂的组成成为富含高沸点成分的组成。
下面说明使富含高沸点成分的制冷剂存贮在中压组成调整器84内的方法。打开开关机构76及85,从高压储罐42的下部流出的一定量的富含高沸点成分的液态制冷剂流过制冷剂配管119流入中压组成调整器84的上部。在液态制冷剂从中压组成调整器84的上部向下部因重力作用下降之际,与高温热源81进行热交换,其中的一部分蒸发汽化,成为富含低沸点成分的气态制冷剂上升。该富含低沸点成分的气态制冷剂通过配管121流向低压储罐35的吸入侧。存贮在中压组成调整器84下部的液态制冷剂成为富含高沸点成分的制冷剂。结果是使在主循环回路内流动的制冷剂组成成为富含低沸点成分的制冷剂。
这里,通过由上所述的循环组成推定方法,预测循环组成,并根据负荷大小进行组成调整,并控制组成调整的时间。若检测组成,实时地掌握循环组成,就有可能进行精确控制,也可用于保护。
即,通过检测蒸发器入口处的制冷剂温度和压力、及冷凝器出口处的制冷剂温度,根据检测值计算出在由压缩机,冷凝器,膨胀阀及蒸发器连接而成的冷冻循环内的循环的制冷剂的组成。将所得到的制冷剂循环组成输入控制装置内,因为决定对应于制冷剂循环组成的压缩机和膨胀阀等的控制值,所以能够在根据冷冻空调装置的运行条件和负荷条件的变化,变化循环组成的情况下,或即使因在冷冻空调装置使用中制冷剂泄漏和制冷剂充填时的误操作循环组成变化的情况下,使冷冻空调装置在最佳的状态下运行。实施例21
以下,根据图27说明本发明的实施例21。其中图中,与实施例16相同的部件用相同的符号,并省略了说明。在图22中的构成部件中,主节流装置33及副节流装置41采用了电子式膨胀阀、并增加了检测负荷侧热交换器34和主节流装置之间的配管温度及压力的温度传感器201及压力传感器204、检测负荷侧热交换器34和四通阀40之间的配管温度的温度传感器202,检测高压储罐42和主节流装置33之间的配管温度及压力的温度传感器205及压力传感器206、根据上述压力和温度的信号计算在制冷剂回路内循环的制冷剂组成,且根据压力传感器,温度传感器及上述循环信号计算主节流装置33及副节流装置41的开度,并调节开度的控制器203。
下面,说明制冷运转。关闭开关机构76,驱动压缩机31。从压缩机31排出的高温高压气态制冷剂通过四通阀40流入热源侧热交换器32。由热源侧热交换器32冷凝的制冷剂经副节流装置41适当节流后,流入高压储罐42内。在高压储罐42内进行汽液分离,液态制冷剂由主节流装置33节流至低压,成为低温的二相制冷剂的制冷剂从负荷侧热交换器34的周围吸收热量进行制冷,同时自身蒸发汽化,经四通阀40及低压储罐,返回压缩机31。
主节流装置33的开度控制如下所述。首先,设定主节流装置33和负荷侧热交换器34之间的制冷剂干度为0.2。根据温度传感器201及压力传感器204推定循环组成。然后,知道在该循环组成下的制冷剂的饱和温度和饱和压力的关系,使从压力传感器204的测定值预测的蒸发温度和温度传感器202的测定值的差保持一定地控制主节流装置33的开度。
对供暖进行说明。关闭开关机构76,驱动压缩机31。从压缩机31排出的高温高压气态制冷剂通过四通阀40流入负荷侧热交换器34内。该高温高压的气态制冷剂在负荷侧热交换器34的周围放热供暖,自身冷凝,由主节流装置33适当节流后,流入高压储罐42内。在高压储罐42内进行汽液分离,液态制冷剂由主节流装置33节流至低压,成为低温的二相制冷剂的制冷剂在热源侧热交换器32内从周围吸收热量蒸发汽化,经四通阀40及低压储罐返回压缩机31。
副节流装置41的开度控制如下所述。首先,设定循环组成,使用该循环组成,由温度传感器201及202,压力传感器204及206,计算在主节流装置前后的制冷剂的焓。到该焓相等之前,反复设定循环组成,来决定循环组成。然后知道循环组成的制冷剂的饱和温度的饱和压力的关系,通过使从力传感器204的测定值预测蒸发温度和温度传感器201的测定的温度的差保持一定地控制主节流装置41的开度。
在改变流过制冷剂回路的制冷剂的组成的情况下,首先,说明将富含低沸点成分的制冷剂存贮在中压组成调整器84内的方法。打开开关机构76及86,从高压储罐42的上部流出的富含低沸点成分的气态制冷剂流过制冷剂配管120流入中压组成调整器84的下部。在沿中压组成调整器84内部上升之际,与低温热源116a进行热交换并冷凝液化,存贮在中压组成调整器84下部。未冷凝的气体通过第三节流装置82及开关机构76,流向低压储罐35的吸入侧。其结果是富含低沸点成分的液态制冷剂,存贮在中压储罐84内,同时,能够使在主制冷剂回路内流过的制冷剂的组成成为富含高沸点成分的组成。
下面说明使富含高沸点成分的制冷剂存贮在中压组成调整器84内的方法。打开开关机构76及85,从高压储罐42的下部流出的一定量的富含高沸点成分的液态制冷剂流过制冷剂配管119流入中压组成调整器84的上部。在液态制冷剂从中压组成调整器84的上部向下部因重力作用下降之际,与高温热源81进行热交换,其中的一部分蒸发汽化,成为富含低沸点成分的气态制冷剂上升。该富含低沸点成分的气态制冷剂通过配管121流向低压储罐35的吸入侧。存贮在中压组成调整器84下部的液态制冷剂成为富含高沸点成分的制冷剂。结果是使在主循环回路内流动的制冷剂组成成为富含低沸点成分的制冷剂。
如上所述,由于调整了开度,就能够应付复杂的控制。
这里,通过由上所述的循环组成推定方法,预测循环组成,并根据负荷大小进行组成调整,并控制组成调整的时间。实施例22
以下,根据图28说明本发明的实施例22。其中图中,与实施例16相同的部件用相同的符号,并省略了说明。在图22中的构成部件中,主节流装置33及副节流装置41采用了电子式膨胀阀、并增加了检测负荷侧热交换器34和主节流装置33之间的配管温度及压力的温度传感器201及压力传感器204、检测负荷侧热交换器34和四通阀40之间的配管温度的温度传感器202,检测高压储罐42和主节流装置33之间的配管温度及压力的温度传感器205及压力传感器206、根据上述压力和温度的信号计算在制冷剂回路内循环的制冷剂组成,且根据压力传感器,温度传感器及上述循环信号计算主节流装置33及副节流装置41的开度,并调节开度的控制器203。
下面,说明制冷运转。关闭开关机构76,驱动压缩机31。从压缩机31排出的高温高压气态制冷剂通过四通阀40流入热源侧热交换器32。由热源侧热交换器32冷凝的制冷剂经副节流装置41适当节流后,流入高压储罐42内。在高压储罐42内进行汽液分离,液态制冷剂由主节流装置33节流至低压,成为低温的二相制冷剂的制冷剂从负荷侧热交换器34的周围吸收热量进行制冷,同时自身蒸发汽化,经四通阀40及低压储罐,返回压缩机31。
主节流装置33的开度控制如下所述。首先,设定主节流装置33和负荷侧热交换器34之间的制冷剂干度为0.2。根据温度传感器201及压力传感器204推定循环组成。然后,知道在该循环组成下的制冷剂的饱和温度和饱和压力的关系,使从压力传感器204的测定值预测的蒸发温度和温度传感器202的测定值的差保持一定地控制主节流装置33的开度。
对供暖进行说明。关闭开关机构76,驱动压缩机31。从压缩机31排出的高温高压气态制冷剂通过四通阀40流入负荷侧热交换器34内。该高温高压的气态制冷剂在负荷侧热交换器34的周围放热供暖,自身冷凝,由主节流装置33适当节流后,流入高压储罐42内。在高压储罐42内进行汽液分离,液态制冷剂由主节流装置33节流至低压,成为低温的二相制冷剂的制冷剂在热源侧热交换器32内从周围吸收热量蒸发汽化,经四通阀40及低压储罐返回压缩机31。
副节流装置41的开度控制如下所述。首先,设定主节流装置33和高压储罐42之间的制冷剂干度为0。根据温度传感器205及压力传感器206推定循环组成。然后,知道在该循环组成下的制冷剂的饱和温度和饱和压力的关系,使从压力传感器204的测定值预测的蒸发温度和温度传感器201的测定值的差保持一定地控制副节流装置41的开度。
在改变流过制冷剂回路的制冷剂的组成的情况下,首先,说明将富含低沸点成分的制冷剂存贮在中压组成调整器84内的方法。打开开关机构76及86,从高压储罐42的上部流出的富含低沸点成分的气态制冷剂流过制冷剂配管120流入中压组成调整器84的下部。在沿中压组成调整器84内部上升之际,与低温热源116a进行热交换并冷凝液化,存贮在中压组成调整器84下部。未冷凝的气体通过第三节流装置82及开关机构76,流向低压储罐35的吸入侧。其结果是富含低沸点成分的液态制冷剂,存贮在中压储罐84内,同时,能够使在主制冷剂回路内流过的制冷剂的组成成为富含高沸点成分的组成。
下面说明使富含高沸点成分的制冷剂存贮在中压组成调整器84内的方法。打开开关机构76及85,从高压储罐42的下部流出的一定量的富含高沸点成分的液态制冷剂流过制冷剂配管119流入中压组成调整器84的上部。在液态制冷剂从中压组成调整器84的上部向下部因重力作用下降之际,与高温热源81进行热交换,其中的一部分蒸发汽化,成为富含低沸点成分的气态制冷剂上升。该富含低沸点成分的气态制冷剂通过配管121流向低压储罐35的吸入侧。存贮在中压组成调整器84下部的液态制冷剂成为富含高沸点成分的制冷剂。结果是使在主循环回路内流动的制冷剂组成成为富含低沸点成分的制冷剂。
这里,通过由上所述的循环组成推定方法,预测循环组成,并根据负荷大小进行组成调整,并控制组成调整的时间。
如上所述,仅以冷冻循环中的蒸发器入口处的制冷剂温度和压力,把流入蒸发器的制冷剂的干度设定在规定的值上,来计算制冷剂组成。因此,用简单的结构,即使循环组成变化时,也可以使空调装置处于最佳的运行状态下。(实施例23)
下面,根据图29对本发明的第23个实施例进行说明。在图中,与实施例16相同的部分用相同的符号表示,并省略对其的说明。在图22所示的实施例16的构成中再加上作为节流装置33及负荷侧热交换器34的电子式膨胀阀、用于检测负荷侧热交换器34和节流装置33之间的配管温度和压力的温度传感器201和压力传感器204、用于检测负荷侧热交换器34和四通阀40间的配管温度的温度传感器202、检测低压储罐35的吸入侧温度的温度传感器207和压力传感器208、及开度调节控制器203,它通过上述压力温度信号计算制冷回路内所循环的制冷剂的组成,由压力传感器、温度传感器及上述循环组成的信号计算节流装置33和副节流装置41的开度,调节其开度。
下面对制冷运转进行说明。关闭开关机构76,驱动压缩机31,从压缩机31中流出的高温高压气态制冷剂,通过四通阀40流入热源侧热交换器32;在热源侧热交换器32中冷凝的制冷剂经过副节流装置41的适当节流后,进入高压储罐42。在高压储罐42中气液分离,液体制冷剂在节流装置33中减压至低压,变成低温两相制冷剂,在负荷侧热交换器34周围吸收热量而冷却房间,同时自身蒸发汽化,通过四通阀40及低压储罐返回压缩机31。
对节流装置33的开度进行如下的控制。首先,将低压储罐35吸入侧的制冷剂的干度假定在0.9~1.0的范围内。通过温度传感器207和压力传感器208推算循环组成。然后,知道该循环组成的制冷剂的饱和温度和饱和压力的关系,控制节流装置33的开度,以便使由压力传感器204的测定值预测出蒸发温度与温度传感器202的测定值之间的差保持一定。
下面说明供暖运转。关闭开关机构76,驱动压缩机31,从压缩机31中流出的高温高压气体制冷剂,通过四通阀40流入负荷侧热交换器32;该高温高压气体制冷剂在热源侧热交换器32中向周围放热供暖,其自身冷凝,经过节流装置33的部分节流后,进入高压储罐42。在高压储罐42中气液分离,液体制冷剂在副节流装置41中减压至低压,低温两相制冷剂在热源侧热交换器32周围吸收热量,同时自身蒸发汽化,通过四通阀40及低压储罐返回压缩机31。
在此,对副节流装置41的开度进行下面的控制。首先,将低压储罐35吸入侧的制冷剂的干度定在0.9~1.0的范围内。然后,确知循环组成的制冷剂的饱和温度和饱和压力的关系,使由压力传感器204的测定值预测出的冷凝温度与温度传感器201的测定值之间的差保持一定地控制副节流装置41的开度。
在改变制冷剂回路内流动的制冷剂的组成的情况下,首先说明将富含低沸点制冷剂贮存在中压组成调整器84的方法打开开关装置76及开关装置86富含低沸点成分的态气制冷剂从高压储罐42上部流过制冷剂配管120导入中压组成调整器84的下部。它在中压组成调整器84内部上升时与低温热源116进行换热而冷凝,贮存在中压组成调整器84下部。未冷凝的气体通过第三节流装置82及开闭装置76导入到低压储罐35的吸入侧结果富含低沸点成分的制冷剂贮存中压组成调整器84内,同时能够使主循环回路中循环的制冷剂为富含高沸点成分的制冷剂。
现在说明将富含高沸点制冷剂存贮在中压组成调整器84中的方法。打开开闭装置76和开闭装置85,部分富含高沸点成分制冷剂从高压储罐42的下部流过制冷剂配管119后导入中压组成调整器84的上部。制冷剂由于重力作用从中压组成调整器84上部向下部下降时与高温热源81换热使其中一部分蒸发汽化,富含低沸点成分的制冷剂上升。富含低沸点成分的制冷剂气体通过制冷剂配管121被导入低压储罐35的吸入口。中压组成调整器84下部贮存的制冷剂就成为富含高沸点制冷剂。结果,就能够使主循环回路中的制冷剂为成富含低沸点成分的制冷剂。
由此方法,就能推算出房间冷却、供暖时相同位置的组成。
由上述循环组成的推算方法,能预测循环组成,根据负荷的大小调整上述组成,控制组成调整的时间。
因为设置了检测低压储罐(蓄液器)内,或者低压储罐(蓄液器)和压缩机吸入管之间的制冷剂的温度和压力,计算出循环内循环的制冷剂组成,根据该循环组成,对制冷循环的运转进行控制的控制装置,用简单的装置结构,即使循环内的循环组成发生变化,也能进行最适当的运转。(实施例24)
下面,根据图30对本发明的第24个实施例进行说明。在图中,与实施例16相同的部分用相同的符号表示,并省略对其的说明。在图22所示的实施例16的构成中,主节流装置33和副节流装置41为负荷侧热交换器34的电子式膨胀阀,还附加了用于检测负荷侧热交换器34和主节流装置33之间的配管温度和压力的温度传感器201和压力传感器204、用于检测负荷侧热交换器34和四通阀40间的配管温度的温度传感器202、检测高压储罐42内部制冷剂饱和温度及压力的温度传感器209和压力传感器210,及根据上述压力和温度信号计算制冷剂回路内所循环的制冷剂的组成,且从压力传感器、温度传感器及上述循环组成的信号中计算节流装置33和副节流装置41的开度,并调节开度的控制器203。
下面对制冷运转进行说明。关闭开关机构76,驱动压缩机31,从压缩机31中流出的高温高压气体制冷剂,通过四通阀40流入热源侧热交换器32;在热源侧热交换器32中冷凝的制冷剂经过副节流装置41的适当节流后,进入高压储罐42。在高压储罐42中气液分离,液体制冷剂在节流装置33中进行减压至低压,低温两相制冷剂在负荷侧热交换器34周围吸收热量而冷却房间,同时自身蒸发汽化,通过四通阀40及低压储罐返回压缩机31。
在此,对主节流装置33的开度进行如下控制。首先由于在高压储罐42内部存在制冷剂存在液面且处于饱和状态,由温度传感器209和压力传感器210就能推算出循环组成。然后,确认该预测循环组成下的制冷剂的饱和温度和饱和压力的关系,使从压力传感器204的测定值预测出的蒸发温度,与温度传感器202的测定值之间的差保持一定地控制节流装置33的开度。
下面说明房间供暖运转。关闭开闭机构76,驱动压缩机31,从压缩机31中流出的高温高压气体制冷剂,通过四通阀40流入负荷侧热交换器34;在负荷侧热交换器34中向周围放热加热房间,其自身冷凝,经过节流装置33的适当节流后,进入高压储罐42。在高压储罐42中气液分离,液体制冷剂在副节流装置41中进行减压至低压,低温两相制冷剂在热源侧热交换器32周围吸收热量,同时自身蒸发汽化,通过四通阀40及低压储罐返回压缩机31。
在此,对副节流装置41的开度进行如下控制。首先由于在低压储罐35内部存在制冷剂存在液面且处于饱和状态,由温度传感器209和压力传感器210就能推算出循环组成。然后,确认在该预测循环组成下的制冷剂的饱和温度和饱和压力的关系,使从压力传感器204的测定值预测出的蒸发温度,与温度传感器202的测定值之间的差保持一定地控制主节流装置33的开度。
在改变制冷剂回路内流动的制冷剂的组成的情况下,首先说明将富含低沸点制冷剂贮存在中压组成调整器84的方法打开开闭装置76及开闭装置86富含低沸点成分的态气制冷剂从高压储罐42上部流过制冷剂配管120导入中压组成调整器84的下部。它在中压组成调整器84内部上升时与低温热源116进行换热而冷凝,贮存在中压组成调整器84下部。未冷凝的气体通过第三节流装置82及开闭装置76导入到低压储罐35的吸入侧结果富含低沸点成分的制冷剂贮存中压组成调整器84内,同时能够使主循环回路中循环的制冷剂为富含高沸点成分的制冷剂。
现在说明将富含高沸点制冷剂存贮在中压组成调整器84中的方法。打开开闭装置76和开闭装置85部分富含高沸点成分制冷剂从高压储罐42的下部流过制冷剂配管119后导入中压组成调整器84的上部。制冷剂由于重力作用从中压组成调整器84上部向下部下降时与高温热源81换热使其中一部分蒸发汽化,富含低沸点成分的制冷剂上升.富含低沸点成分的制冷剂气体通过制冷剂配管121被导入低压储罐35的吸入口。中压组成调整器84下部贮存的制冷剂就成为富含高沸点制冷剂。结果,就能够使主循环回路中的制冷剂为成富含低沸点成分的制冷剂。
根据上述循环组成的推算方法,能预测循环组成,根据负荷的大小进行上述组成的调整,控制组成调整的时间。另外,本实施例中虽然描述了根据测出的高压储罐42内的压力及温度来预测循环组成的方法,但本例中还包含通过测定低压储罐35内的压力及温度来预测循环组成的方法。此外,由于存在必要的饱和液面,因此在相同的位置能感觉到制冷还是供暖。(实施例25)
下面,根据图31对本发明的第25个实施例进行说明。在图中,与实施例16相同的部分用相同的符号表示,并省略对其的说明。在图22所示的实施例16的构成中,主节流装置33及副节流装置41是电了式膨胀阀附加了用于检测负荷侧热交换器34和主节流装置33之间的配管温度和压力的温度传感器201和压力传感器204、用于检测负荷侧热交换器34和四通阀40间的配管温度的温度传感器202、从压缩机排出侧分出的通过第三节流装置90和制冷剂热交换器92连接到低压储罐35吸入侧的制冷剂配管123,制冷剂配管123上的检测第三节流装置90和低压储罐35吸入口之间的配管温度的温度传感器211、计算压缩机排出压力的压力传感器212,根据上述压力和温度信号运算制冷剂回路内所循环的制冷剂的组成,而且由压力传感器、温度传感器及上述循环组成的信号计算节流装置33和副节流装置41的开度,来调节开度的控制器203。
下面对制冷运转进行说明。关闭开闭机构76,驱动压缩机31,从压缩机31中流出的高温高压气体制冷剂,通过四通阀40流入热源侧热交换器32;在热源侧热交换器32中制冷剂被冷凝,经过副节流装置41的适当节流后,进入高压储罐42。在高压储罐42中气液分离,液体制冷剂在节流装置33中进行减压至低压,低温两相制冷剂在负荷侧热交换器34周围吸收热量而冷却房间,同时自身蒸发汽化,通过四通阀40及低压储罐返回压缩机31。
在此,对节流装置33的开度进行下面的控制。首先,假定制冷剂配管123内部的在温度传感器211的计测部附近的制冷剂干度定在0.1~0.5的范围内。通过温度传感器211和压力传感器212就能推算出循环组成。然后确认该循环组成下制冷剂的饱和温度和饱和压力的关系,使从压力传感器204的测定值预测出的蒸发温度,与温度传感器202的测定值之间的差保持一定地控制节流装置33的开度。
下面是对房间供暖运转的说明。关闭开闭机构76,驱动压缩机31,从压缩机31中流出的高温高压气体制冷剂,通过四通阀40流入负荷侧热交换器34;在负荷侧热交换器34中向周围放热加热房间,其自身冷凝,经过节流装置33的适当节流后,进入高压储罐42。在高压储罐42中气液分离,液体制冷剂在副节流装置41中进行减压至低压,低温两相制冷剂在热源侧热交换器32周围吸收热量,同时自身蒸发汽化,通过四通阀40及低压储罐返回压缩机31。
在此,对副节流装置41的开度进行下面的控制。首先,假定制冷剂配管123内部的在温度传感器211的计测部附近的制冷剂干度定在0.1~0.5的范围内。通过温度传感器211和压力传感器212就能推算出循环组成。然后确认该循环组成下制冷剂的饱和温度和饱和压力的关系,使从压力传感器204的测定值预测出的蒸发温度,与温度传感器202的测定值之间的差保持一定地控制副节流装置41的开度。
在改变制冷剂回路内流动的制冷剂的组成的情况下,首先说明将富含低沸点制冷剂贮存在中压组成调整器84的方法打开开闭装置76及开闭装置86富含低沸点成分的态气制冷剂从高压储罐42上部流过制冷剂配管120导入中压组成调整器84的下部。它在中压组成调整器84内部上升时与低温热源116进行换热而冷凝,贮存在中压组成调整器84下部。未冷凝的气体通过第三节流装置82及开闭装置76导入到低压储罐35的吸入侧结果富含低沸点成分的制冷剂贮存中压组成调整器84内,同时能够使主循环回路中循环的制冷剂为富含高沸点成分的制冷剂。
现在说明将富含高沸点制冷剂存贮在中压组成调整器84中的方法。打开开闭装置76和开闭装置85部分富含高沸点成分制冷剂从高压储罐42的下部流过制冷剂配管119后导入中压组成调整器84的上部。制冷剂由于重力作用从中压组成调整器84上部向下部下降时与高温热源81换热使其中一部分蒸发汽化,富含低沸点成分的制冷剂上升。富含低沸点成分的制冷剂气体通过制冷剂配管121被导入低压储罐35的吸入口。中压组成调整器84下部贮存的制冷剂就成为富含高沸点制冷剂。结果,就能够使主循环回路中的制冷剂为成富含低沸点成分的制冷剂。
由上述循环组成的推算方法,能预测循环组成,根据负荷的大小进行上述组成的调整,控制组成调整的时间。(实施例26)
下面,根据图32对本发明的第26个实施例进行说明。在图中,与实施例16相同的部分用相同的符号表示,并省略对其的说明。在图22所示的实施例16的构成中,节流装置33及副节流装置41是电子式膨胀阀、附加了用于检测负荷侧热交换器34和节流装置33之间的配管温度和压力的温度传感器201和压力传感器204、用于检测负荷侧热交换器34和四通阀40间的配管温度的温度传感器202、由高压储罐42底部分出的通过制冷剂热交换器91连接到低压储罐35吸入侧的制冷剂配管124,在制冷剂配管124的检测第三节流装置91和低压储罐35吸入口之间的配管温度和压力的温度传感器213和压力传感器214,根据上述压力温度信号运算制冷剂回路内所循环的制冷剂的组成,由压力传感器、温度传感器及上述循环组成的信号计算节流装置33和副节流装置41的开度,调节开度的控制器203。
下面对制冷运转进行说明。关闭开闭机构76,驱动压缩机31,从压缩机31中流出的高温高压气体制冷剂,通过四通阀40流入热源侧热交换器32;在热源侧热交换器32中制冷剂被冷凝,经过副节流装置41的部分节流后,进入高压储罐42。在高压储罐42中气液分离,液体制冷剂在节流装置33中进行减压至低压,低温两相制冷剂在负荷侧热交换器34周围吸收热量而冷却房间,同时自身蒸发汽化,通过四通阀40及低压储罐返回压缩机31。
在此,对节流装置33的开度进行下面的控制。首先,将制冷剂配管124内第三节流装置91的下游侧的制冷剂的干度假定在0.1~0.5的范围内。通过温度传感器213和压力传感器214就能推算出循环组成。然后确认该循环组成下制冷剂的饱和温度和饱和压力的关系,使由压力传感器204的测定值预测出的蒸发温度,与温传感器202的测定值之间的差保持一定地控制节流装置33的开度。
下面是对房间供暖运转的说明。关闭开闭机构76,驱动压缩机31,从压缩机31中流出的高温高压气体制冷剂,通过四通阀40流入负荷侧热交换器32;在热源侧热交换器32中向周围放热加热房间,其自身冷凝,经过节流装置33的部分节流后,进入高压储罐42。在高压储罐42中气液分离,液体制冷剂在副节流装置41中进行减压至低压,低温两相制冷剂在热源侧热交换器32周围吸收热量,同时自身蒸发汽化,通过四通阀40及低压储罐返回压缩机31。
在此,对副节流装置41的开度进行下面的控制。首先,将制冷剂配管124内第三节流装置91的下游侧的制冷剂的干度假定在0.1~0.5的范围内。通过温度传感器213和压力传感器214就能推算出循环组成。然后确认该循环组成下制冷剂的饱和温度和饱和压力的关系,使由压力传感器204的测定值预测出的蒸发温度,与温传感器202的测定值之间的差保持一定地控制节流装置33的开度。
在改变制冷剂回路内流动的制冷剂的组成的情况下,首先说明将富含低沸点制冷剂贮存在中压组成调整器84的方法打开开闭装置76及开闭装置86富含低沸点成分的态气制冷剂从高压储罐42上部流过制冷剂配管120导入中压组成调整器84的下部。它在中压组成调整器84内部上升时与低温热源116进行换热而冷凝,贮存在中压组成调整器84下部。未冷凝的气体通过第三节流装置82及开闭装置76导入到低压储罐35的吸入侧结果富含低沸点成分的制冷剂贮存中压组成调整器84内,同时能够使主循环回路中循环的制冷剂为富含高沸点成分的制冷剂。
现在说明将富含高沸点制冷剂存贮在中压组成调整器84中的方法。打开开闭装置76和开闭装置85部分富含高沸点成分制冷剂从高压储罐42的下部流过制冷剂配管119后导入中压组成调整器84的上部。制冷剂由于重力作用从中压组成调整器84上部向下部下降时与高温热源81换热使其中一部分蒸发汽化,富含低沸点成分的制冷剂上升。富含低沸点成分的制冷剂气体通过制冷剂配管121被导入低压储罐35的吸入口。中压组成调整器84下部贮存的制冷剂就成为富含高沸点制冷剂。结果,就能够使主循环回路中的制冷剂为成富含低沸点成分的制冷剂。
由上述循环组成的推算方法,能预测循环组成,根据负荷的大小进行上述组成的调整,控制组成调整的时间。(实施例27)
下面,根据图33对本发明的实施例27进行说明。图中,将压缩机31、热源侧热交换器32、高压储罐42、供暖热交换器94、供暖用节流装置96、制冷用节流装置98、制冷用热交换器95、低压储罐35依次连接构成制冷剂回路。还有从高压储罐42分出的将上述供暖热交换器94和供暖用节流装置96旁路的、连接供暖用节流装置96和制冷用节流装置98之间的旁路管125、在旁路管125上的控制旁路制冷剂流量的旁路节流装置97。还包括检测高压承液器内部制冷剂压力和温度的压力传感器222和温度传感器223、检测在供暖热交换器94和供暖用节流装置96之间制冷剂温度的温度传感器217检测供暖用热交换器94和低压储罐35之间的压力和温度的压力传感器218及温度传感器219、从上述房间加热和房间冷却的能力之比和压力传感器222及223的检测值对循环组成进行推算,并控制供暖用节流装置96开度的控制器220、及从上述供暖和房间制冷的能力之比和压力传感器222及温度传感器223的检测值对循环组成进行推算,并控制制冷用节流装置98开度的控制器221。
现对其作用进行说明。由压缩机31中流出的高温高压气体制冷剂,流入热源侧热交换器32冷凝,到一定干度,成气液两相流进入高压储罐42中。该气液两相流在高压储罐42中气液分离。在其内,气体部分被导入上述供暖用热交换器向周围放热供暖。同时自身冷凝液化由供暖用节流装置96进行适当节流。在高压储罐42中的液体通过制冷剂配管125经旁路节流装置97适当节流后,与上述供暖用节流装置96中流出的制冷剂合流。合流后的制冷剂通过制冷用节流装置98降至低压从制冷用热交换器95周围吸热而冷却房间,自身被蒸发,通过低压储罐35返回到压缩机31。
在此,对循环组成进行推算,首先根据房间供暖和房间冷却的能力之比,算出在高压储罐42中存留的制冷剂的干度。从算出的干度和压力传感器222及温度传感器223检测的值推算循环组成。在进行供暖用节流装置96的控制中,算出对应压力传感器222的饱和温度,使该饱和温度与温度传感器217检测的值之间的差保持一定地决定供暖用节流装置96的开度。在进行冷却用节流装置98的控制中的情况下,算出对应压力传感器218的饱和温度,使该饱和温度与温度传感器219检测的值之间的差保持一定地决定冷却用节流装置98的开度。由气液分离器中的干度推算出冷却/供暖的能力比。上气液分离的结果,即使流入供暖室内机中的制冷剂的组成与流入制冷室内机中的制冷剂的组成不同,也能够进行对应于冷暖同时运转的控制
由冷却与供暖的能力比推算气液分离器的干度,只要预先设定预定双方热交换器容量,从理论上决定是很简单的。在实测中也可以测量风量与风速等。
本***能够以简单的回路对非共沸混合制冷剂同时进行冷却和供暖运转。
本***能够适当地因气液分离,即使供暖室内机和冷却室内机内流动的制冷剂的组成不同,也能合适地控制冷冻循环。(实施例28)
下面根据附图对本发明的一个实施例进行说明。图34中表示本发明的实施例28的制冷回路。图中,通过依次连接压缩机1、四通阀40、热源侧热交换器32、节流装置33、负荷侧热交换器34、低压储罐35形成主制冷剂回路。401是温度传感器、402是温度传感器、403是压力传感器,400是根据上述温度传感器401、温度传感器402和压力传感器403的信息决定节流装置的开度并进行控制的控制器。
且,当其特征是房间冷却和房间供暖时的检测位置不同时也能通用,在冷却和供暖时制冷剂的流动是相反的,冷凝器和蒸发器不是特定的。在此,热源侧热交换器在房间冷却时作冷凝器,在供暖时作蒸发器。同样负荷侧热交换器与此相反。
下面说明作用。在房间冷却时,制冷剂的流动如图34所示,制冷剂从压缩机1中排出,在热源侧热交换器32中冷凝,经节流装置33节流,成为低温低压二相状态。该低温低压二相制冷剂流入负荷侧热交换器34,吸收周围的热量冷却房间,自身蒸发汽化,通过四通阀40、低压储罐35返回压缩机1。
在供暖时,制冷剂从压缩机1中排出,在负荷侧热交换器34中向周围放热,自身被冷凝液化,经节流装置33节流,成为低温低压二相状态。该低温低压二相制冷剂流入热源侧热交换器32,吸收周围的热量冷却房间,自身蒸发汽化,通过四通阀40、低压储罐35返回压缩机1。
而且,通过检测运转条件判断运转的状态,如与模式切换开关联动,就能判断房间冷却或供暖等的模式。也可以检测热交换器入口或出口的温度、就能判断制冷剂的流动方向。从四通阀的开关状态,也能判断运动状态。
下面对剩余制冷剂和循环组成的变化作说明。首先该剩余制冷剂的量,剩余制冷剂的发生量,是由制冷剂回路决定的,简言之
下面对其程序进行说明,首先,进行节流。由此Sc增大,低压储罐的液面下降。循环组成中的低沸点成分的比例减少。因此,节流阀开度的变化、通过Sc的增减及低压储罐的液面的增减,会使组成发生变化。
在这种情况下,控制器由直接或间接检测循环组成的检测装置检测组成,由节流阀的检测装置求出开度,操纵调节循环组成的装置。
一般来说,循环组成中低沸点成分的比例,如在低压储罐中的液面下降时,则在循环回路中高沸点成分就增加,低沸点成分所占比例就减少。
控制的设定值变化时,SH、Sc的目标值也随之变化,在多机种时,一般考虑使冷凝温度为一定的压缩机排出压的控制目标压要变化为高的目标压。
Sc是Tc(冷凝温度、严格地讲饱和液温度)-Tcout(冷凝器出口温度)。SH是Teout(蒸发器出口温度)-Te(蒸发温度、严格讲饱和气体温度)。
非共沸混合制冷剂中饱和温度,沸腾开始温度(沸点)与冷凝开始温度(露点)不同。
虽然描述了利用上述方法进行房间冷却时使控制蒸发器出口的过热度SH为一定,及在控制冷凝器出口的过冷度Sc为一定的一个实施例,但是在制冷或供暖时可以任意组合,使蒸发器出口的过热度为一定及冷凝器出口的过冷度为一定的控制。(实施例29)由冷却或供暖来决定的。因此,在冷却或房间供暖的剩余制冷剂的发生量,就能预先推定。图35表示低压储罐35的液面水平与循环组成的关系。如图中所示,低压储罐35内部的剩余制冷剂的量增加时循环组成也增加。因此,用这一关系,就能预定、预测冷却或房间供暖时的循环组成达到什么程度。
也就是说通过预先设定、存储各运行状态下所对应的制冷剂的组成状态,根据判断出的运行状态,从中选择一个合适的。
图36是冷却或房间供暖时决定节流装置33的开度过程的方框流程图。对节流装置33的开度的决定要根据上述的预先推算出的循环组成以下述方式进行。首先判断是冷却还是房间供暖(S1)。在房间冷却时循环组成为a1(S2),由该a1,,温度传感器401检测出的温度T1和温度传感器402检测出的温度T2求出蒸发温度te(S3),然后,决定节流装置33的开度。(S5,S6)以便使蒸发器出口过热度SH=T2-Te与对应于组成a1所定的目标值保持一定。
在房间供暖(S1)时循环组成为a2(S7),由该a2和压力传感器403检测出的压力P算出冷凝温度Tc(S8)。由Tc和温度传感器402检测的温度T2算出冷凝器出口过冷度SC=Tc-T2(S9)。决定节流装置33的开度(S11)以便于使该冷凝器出口过冷度Sc与目标值保持一定(S10)。该结果表明用一种简单的结构,就能使循环高效运转。
如上所述,特别Sc值,剩余制冷剂能从低压储罐流到冷凝器或相反从冷凝器流到低压储罐。从而,低压储罐中的液面变化组成也随之变化。
下面根据附图对本发明的一个实施29例进行说明。图37中表示本发明的实施例29的制冷回路。图中,由压缩机1,,四通阀40,,热源侧交换器32、节流装置33、负荷侧热交换器34、低压储罐35依次连接形成主制冷剂回路。另外还包括温度传感器406、温度传感器407、压力传感器403,由上述温度传感器401、温度传感器402、压力传感器403的信息决定节流装置的开度的进行控制的控制器400。且负荷侧热交换器是具有a、b两个***的主回路。
下面对其作用作说明。在房间冷却时,制冷剂的流动如图37所示,制冷剂从压缩机1中排出,在热源侧热交换器32中冷凝,经节流装置33节流,成为低温低压二相状态。该低温低压二相制冷剂流入负荷侧热交换器34,吸收周围的热量冷却房间,自身蒸发汽化,通过四通阀40、低压储罐35返回压缩机1。负荷侧热交换器也可能仅运转了34a或34b中的一个。
在房间供暖时,制冷剂从压缩机1中排出,在负荷侧热交换器34中向周围放热,自身冷凝,经节流装置33节流,成为低温低压二相状态。该低温低压二相制冷剂流入热源侧热交换器32,吸收周围的热量冷却房间,自身蒸发汽化,通过四通阀40、低压储罐35返回压缩机31。负荷侧热交换器也可能仅运转了3a或3b中的一个。
下面说明剩余制冷剂循环组成的变化,该剩余制冷剂的量,首先,是剩余制冷剂的发生量,由制冷剂回路决定时由冷却或房间供暖来决定的。另外由于有剩余制冷剂的发生量也依赖于负荷侧热交换器台数,因此,根据压缩机的运转频率,掌握好负荷侧热交换器的台数,如果再考虑压缩机的运转频率的信息,结果就能够更正确地推测房间冷却或房间供暖的剩余制冷剂的产生量。图38表示低压储罐35的液面水平与循环组成的关系。如图中所示,低压储罐35,内部的剩余制冷剂的量增加,循环组成也增加(或减少),这意味着循环组成的低沸点成分的比例增加(或减少)。因此,用这一关系,就能根据压缩机的运转频率预定、推测房间冷却或房间供暖下的循环组成。
以如下的方式从根据上述的压缩机的运转频率推算出的循环组成来决定对节流装置33的开度。由压缩机的运转频率求出在房间冷却时循环组成a1,使温度传感器407检测出的温度T1和温度传感器406检测出的温度T2的差SH=T1-T2保持一定地决节流装置33的开度。
在房间供暖时,由压缩机的运转频率求出供暖时的循环组成a2,由压力传感器405检测出的压力P算出冷凝温度Tc。根据Tc和温度传感器406检测的温度T2由SC-T2算出冷凝器出口过冷度。使该冷凝器出口过冷度Sc保持一定地决定节流装33的开度。结果是利用这样的简单控制,在有多个热交换器的主制冷回路也能高效运行。
在图38,,39及40表示测推制冷剂的组成的一个例子,图40的数据是能预先通过实验决定。
房间冷却或房间供暖时(S13),对应压缩机的频率水平(S14、S20),也可以求存储的循环组成(S15、S21)。
通过检测温度和压力,求出蒸发温度和冷凝温度(S16、S22),计算出SH、Sc的值(S17、S23),根据目标值(S18、S24),通过改变开度,就能从这些数据中建立起压缩机的运转频率数、运转模式、及循环组成之间关系。
图41表示的是阀开度之外的变化实施例。图41中K1、K2是定值,ΔS是节流装置的开度变化量。
房间冷却时,检测蒸发温度Te。求出该检测的温度Te与蒸发器出口温度的差SH,然后计算SH值和SH目标值之间的差,根据ΔSH的量改变节流装置的开度。根据Te的目标值和Te之间的差ΔTe,计算压缩机的转动频率数Δfcomp。
房间供暖时,检测冷凝温度Tc。求出该检测的温度Tc与冷凝器出口温度的差SC,然后计算SC值和SC目标值之间的差,根据ΔSC的量改变节流装置的开度。根据Tc的目标值和Te之间的差ΔTc,计算压缩机的转动频率数Δfcomp。因此,房间冷却时设定蒸发温度的目标值、房间供暖时设定冷凝温度的目标值,改变压缩机的转动频率。
如上所述,除了由于SC或SH的变化,使低压储罐液面变化外,根据压缩机的转动频率,可在多机种情况下,推算出哪种容量的室内机进行运转。如果不考虑室内机中的存留,室内机的容量小,则制冷剂就会有剩余。换言之,压缩机的转动频率小时,剩余制冷剂存留在低压储罐中,循环组成中低沸点成分增加。
在压缩机的转动频率大时,可以说室内机的运转台数较多。如果在相同容量下有台数和容量不一制的情况,则可能是一台大能力室内机,或多台小能力室内机。因此,不论二者的差别有多大,如果容量变大,则剩余制冷剂减少的倾向是相同的。
节流装置33的开度的设定根据模式和频率条件来变化。
也就是说,根据设定值变更到与该设定值对应的开度。随之循环组成慢慢地变化成对应的组成。
这时,由于开度的变化,***的负荷状态也变化。组成变化同样也会引起负荷的变化,结果是频率数增加。与之对应,可以每隔一定时间(如一分钟)检测节流的开度和压缩机的转动频率进行设定值的变更。但是该周期不必与压缩机的转动频率数的变更及节流的开度的变更相一制。或者,也可以仅仅在模式的切换及压缩机转动频率较大时改变设定值。通过以上控制,就能够实现随运转状态的变化精确地控制。(实施例30)
下面根据附图对本发明的实施例30进行说明。图42中表示本发明的实施例30的制冷回路。图中,依次连接压缩机1、热源侧热交换器32、节流装置33、负荷侧热交换器34、低压储罐35构成主制冷剂回路。401是温度传感器、402是温度传感器,400是由上述温度传感器401、温度传感器402的信息决定节流装置的开度并进行控制的控制器。
下面对其作用作说明。制冷剂从压缩机1中排出,在热源侧热交换器32中冷凝,经节流装置33节流,成为低温低压二相状态。该低温低压二相制冷剂流入负荷侧热交换器34,吸收周围的热量冷却房间,自身蒸发汽化,通过低压储罐35返回压缩机1。
压缩机起动时,由于存留的制冷剂和压缩机起动时的回流液,制冷剂就存留在低压储罐35中。此后制冷剂回路中的制冷剂分布遂渐合适同时,低压储罐中的制冷剂就减少。低压储罐中的制冷剂的量的减少时,因为循环组成也减少,循环组成下降,随着压缩机起动的时间,以如图43所示那样逐渐减少。因此,从压缩机起动后的时间推算循环组成a,使温度传感器401检测出的温度T1和温度传感器402检测出的温度T2的差SH=T1-T2保持一定地决定节流装置33的开度。这时由于随时间一起变化的循环组成,负荷侧热交换器的出口过热度SH的目标值也改变。结果是缩短了压缩机起动到正常运行状态的时间。
起动时,由于液体的滞留和回流,制冷剂多存留在低压储罐中,循环组成中富含高沸点成分。因此,通过结合循环组成来设定SH=T1-T2的目标值,防止了节流过度或开度过大。结果,起动时低压储罐中的制冷剂就能平滑地进入冷凝器。
结果,就能缩短从压缩机起动时至制冷剂回路达到正常状态的时间。
另外,也可以由从例如起动开始算起的时间,或每隔一分钟检测高压压力,高压压力在三分钟内的变化幅度低于所定值时(时间间隔并不限制为一分钟)的数据来区分进行上述控制的起动状态和平常状态。
实施例28~30是根据运转模式压缩机的转动频率和起动时间等,能够在一定程度上预测出存在低压储罐中的剩余制冷剂量,一般在用非共沸混合制冷剂的循环中的作为蓄液器的低压储罐内的制冷剂分离成富含高沸点成分的液相,富含低沸点成分的气相,富含高沸点成分的液相贮存在蓄液器中。因此蓄液器中存在液相制冷剂时,冷冻循环内循环的制冷剂组成有富含低沸点成分增多的趋势(循环组成增加)。该蓄液器内的制冷剂液面的高度h与循环组成a的关系使蓄液器内的制冷剂液面的高度增加。也就是说蓄液器内的制冷剂液面的高度增加时,循环组成也增加。从而,如果通过预先实验了解其关系,就能从用液面检测器检测出蓄液器内的制冷剂液面的高度来推算出循环组成a。
如上所述,因为根据运转状态调整循环组成,常时地保持适合于运行状态的非共沸混合制冷剂的组成,就能得到运转稳定,运转的可靠高,能够正常充分地发挥能力的制冷剂循环***。(实施例31)
下面根据附图对本发明的实施例31.进行说明。图44中表示本发明的实施例31流装置33、34是负荷侧热交换器、35是低压储罐将它们连接起来构成主制冷剂回路。401是温度传感器、403是压力传感器、406是温度传感器、405是压力传感器,400是由上述温度传感器401、压力传感器403的信息计算循环组成,并决定节流装置的开度进行控制的控制器400。
下面对其作用作说明。制冷剂从压缩机1中排出,在热源侧热交换器32中冷凝,经节流装置33节流,成为低温低压二相状态。该低温低压二相制冷剂流入负荷侧热交换器34,吸收周围的热量冷却房间,自身蒸发汽化,通过低压储罐35返回压缩机1。
控制器400具有计算循环组成的功能和驱动节流装置33的功能。通过温度传感器401检测出的温度T1和压力传感器403检测出的压力P求出循环组成。图45是在一定压力下,横轴为循环组成,纵轴为温度的曲线图。图中,饱和气相温度用破折线,饱和液相用点划线,制冷剂的干度X=0.9的线是实线表示。从图中可看出,在两相部分内压力、温度及制冷剂的干度一确定,就能确定出的唯一的组成。因此,一般把蒸发器出口制冷剂的干度看作为0.9,则由上述温度和压力,就能求出循环组成。
在控制器中,由计算出的循环组成和压力传感器405检测出的值P2计算出冷凝温度Tc。由温度传感器406检测出的值和上述冷凝温度Tc的差从Sc=Tc-T2计算出冷凝器出口过冷却度。结果,能使冷凝器出口的制冷剂的过冷却度合适,有效地进行运转。
图45中横轴表示高沸点成分所占的比例(%)。另外,制冷剂过冷度Sc适当时接近目标值,首先,计算组成a,然后计算Tc,求出Sc,如果求出的Sc与目标值的差较大那么就求出该差值的开度,再计算a重复上述计算,直到Sc合适。
若Sc过大,在热交换器中气体部、两相部、液相部内的液相比例增大,热交换器的效率低下。另一方面,若Sc过小,热交换器出口呈两相状态,制冷剂产生噪音,在多机种情况下就不能顺利分配制冷剂的。因此,通过使Sc合适,就能得到高效,且不发生异常现象的***。(实施例32)
下面根据附图对本发明的实施例32进行说明。图46中表示本发明的实施例32的制冷回路。图中,主制冷剂回路是依次连接压缩机1、热源侧热交换器32、节流装置33、负荷侧热交换器34、低压储罐35而成。另外,401是温度传感器、403是压力传感器,400是由上述温度传感器401、压力传感器403的信息计算循环组成,决定节流装置的开度进行控制的控制器。
下面对其作用作说明。制冷剂从压缩机1中排出,在热源侧热交换器32中冷凝,经节流装置33节流,成为低温低压二相状态。该低温低压二相制冷剂流入负荷侧热交换器34,吸收周围的热量冷却房间,自身蒸发汽化,通过四通阀40、低压储罐35返回压缩机1。
控制器400具有计算循环组成的功能和驱动节流装置33的功能。通过温度传感器401检测出的温度T1和压力传感器403检测出的压力P求出循环组成a。图47是在一定压力下,横轴为制冷剂组成,纵轴为温度的曲线图。图中,饱和气相温度用破折线,饱和液相用点划线表示。从图中可见,在两相部分(包括饱和状态)中,若决定了压力、温度及制冷剂的干度,就能决定出唯一的组成。因此,一般考虑蒸发器出口制冷剂的干度为0时,由上述温度和压力,就能求出循环组成。图中还表示了干度为0的饱和液的状态。
在控制器中,由计算出的循环组成a和压力传感器403检测出的值P2计算出冷凝温度Tc。由温度传感器401检测出的值和上述冷凝温度Tc的差Sc=Tc-T2计算出冷凝器出口过冷度。结果,通过与实施例28中相同反复计算,能使冷凝器出口的制冷剂的过冷度合适,有效地进行运转。
另外,虽然使Sc成为目标值来决定节流装置的开度,但可以将决定开度时的SC和组成推定中的干度为0(Sc=0)假定成别的值。
在实施例31、32中,因为由在冷冻循环中所处饱和状态的位置处的温度和压力,所以能够运算简单化,控制器400的程序及预设值也大大简化,能使得成本下降,因为根据推算的组成进行控制,所以能够得到制冷循环的可靠度高,性能价格更好的装置。(实施例33)
下面根据附图对本发明的实施例33进行说明。图48表示本发明的实施例33的制冷回路。图中,主制冷剂回路是依次连接压缩机1、热源侧热交换器32、节流装置33、负荷侧热交换器34、低压储罐35而成。另外,401是温度传感器、403是压力传感器、以测量高压储罐内部的压力温度,400是由上述温度传感器401、压力传感器403的信息计算循环组成,决定节流装置的开度,并进行控制的控制器。
下面对其作用作说明。制冷剂从压缩机1中排出,在热源侧热交换器32中冷凝,一旦冷凝,进入高压储罐,高压储罐流出的制冷剂,经节流装置33节流,成为低温低压二相状态。该低温低压二相制冷剂流入负荷侧热交换器34,吸收周围的热量冷却房间,自身蒸发汽化,通过低压储罐35返回压缩机1。
控制器具有计算循环组成a的功能和驱动节流装置33的功能。通过温度传感器401检测出的温度T1和压力传感器403检测出的压力P求出循环组成a。一般将冷凝器出口的干度考虑为0,则因为高压储罐内部的干度也为0,所以通过上述温度和压力,就能求出循环组成。
在控制器中,由计算出的循环组成和压力传感器403检测出的值P计算出冷凝温度Tc。由温度传感器401检测出的值和上述冷凝温度Tc的差从Sc=Tc-T2计算出冷凝器出口过冷却度。结果,能使冷凝器出口的制冷剂的过冷度合适,有效地进行运转。
因为高压储罐中存在饱和液面,所以能够得到压力检测更为正确,计算出的循环组成精度高,可靠度更高的冷冻设备。
虽然把高压储罐设在冷凝器和节流装置之间的任何地方,但必须能确保饱和液面。
实施例28~33中,通过使蒸发器出口的SH,或冷凝器出口的Sc为一定,能使制冷回路中分布的制冷剂的状态合适。
在由压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器组成的制冷回路中,具有能检测出模式、起动、负荷大小等的运行状态或处于饱和状态的位置处压力和温度的检测器,和根据由检测器检出的值决定组成,对应上述组成计算出饱温度,使蒸发器出口SH或冷凝器出口Sc成为目标值一制地控制节流装置的开度的控制器。
因此,能够高效运行。
而且,在由压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器组成的制冷回路中,设有能计算出组成的装置和节流控制装置,假定在冷冻回路中的特定位置上的制冷剂的干度的值为一定,调用与预定干度相对应的a,使a保持一定地控制蒸发器或冷凝器的SH或是Sc的a为一定。
因此,可用简单的控制装置得到可靠性高,效率好的冷冻空调装置。(实施例34)
下面根据附图对本发明的实施例34进行说明。图49中表示本发明的实施例34的制冷回路。图中,主制冷剂回路是依次连接压缩机1、四通阀40、热源侧热交换器32、过冷却热交换器308、第一节流装置33、负荷侧热交换器34、低压储罐35而成。且负荷侧热交换器是有a、b两个***的制冷回路,在上述主回路上的第一节流装置33和热源侧热交换器之间,有旁路管,它从制冷回路上分支出第二节流装置307和过冷却热交换器308连接到主回路上的低压气本配管上。401是温度传感器、402是温度传感器、403是压力传感器、405是压力传感器、407是温度传感器,,406是温度传感器、409是温度传感器,400是由上述温度传感器401、温度传感器402以及压力传感器403的信息计算循环组成,由上述循环组成和第四压力传感器及第二压力传感器的检测值,决定节流装置的开度并进行控制的控制器。
下面说明其作用。制冷运转时,制冷剂由压缩机31中流出,在热源侧热交换器32中冷凝,经过节流装置33的部分节流后,成为低温、低压的两相状态。该低温、低压的两相制冷剂流入负荷侧热交换器34,在负荷侧热交换器34周围吸收热量而冷却房间,同时自身蒸发汽化,通过四通阀40及低压储罐返回压缩机31。一部分制冷剂流入旁路管500,由第二节流装置节流至低压,导入过冷却器308。在过冷却器308中流入主回路的高压制冷剂与流入上述旁路管500的低温、低压两相制冷剂进行热交换。因此,流入旁路管500的制冷剂的焓传给了流入主回路的制冷剂,不会有能量损失。
控制器具有计算循环组成功能和调节节流装置的开度、压缩机1的运转频率、及送风机312的转动频率的功能。以下面的顺序计算循环组成。作为数据,要使用旁路管500上有关数据。首先,获取第一温度传感器、第二温度传感器、及第一压力传感器分别检测出的检测值T1、T2、P1。初始值为制冷剂填充时的组成,假定循环组成a1,则液态制冷剂的焓仅与制冷剂的温度有关,由T1就能求出焓H1。第二节流装置307的出口制冷剂的焓和第二节流装置307的入口的制冷剂的焓相等,所以用T2、P1及H1,就能求出第二节流装置307的出口处干度X。从该计算结果X和T2及P1,可反算出制冷剂的循环组成a2。如果,则以例如a1=(a1+a2)/2假定为a1,然后反复进行计算,直到a1与a2相等。将得到的结果作为循环组成a。
求出了循环组成a,由p1和a能求出冷凝温度tc,,由t1求出蒸发温度te。在控制器中,分别预先设定了冷凝温度和蒸发温度的目标值,对应与目标值的不一制,对压缩机1的运转频率和送风机312的转动频率数进行修正。且,使第三及第四温度传感器407、406检测的值差为一定地控制节流装置33的开度。
虽然,如上所述由压缩机和送风机控制制冷剂温度,由阀的开度控制循环组成,但在例如多机种情况下,节流目的在于控制制冷剂流量。由于节流操作,如果低压储罐内部液面变化则会引起组成的变化。409是第五温度传感器,通过使第一和第五温度传感器的差为一定,来控制流入过冷却热交换器的旁路管的制冷剂,就可以得到很好的热交换效率。因液态制冷剂被旁路到低压储罐内,低压储罐内部的制冷剂就增加,对a的影响是使组成变大。
房间供暖运转时的制冷剂的流动如图49中破折线所示。两相状态的制冷剂流入旁路管500中。因此,以下面的顺序计算组成。获取第一温度传感器及第一压力传感器分别检测出的检测值T1、P1。设定流入旁路管500的制冷剂的干度为0.9~1.0的范围内,由其干度X和T2及P1,就能计算出循环组成a。
在此,通过假定节流之后不久的状态,就是从由高压液态等焓变成低压两相状态,决定干度。
另外,在上述检测节流后的温度、压力,这是考虑在房间冷却和房间供暖状态下共用传感器,如果不共用,当然可以在房间冷却时由旁路管推算组成,在房间加热时由蒸发器入口(或出口)推算组成。
求出循环组成a时,由P1和a能求出冷凝温度Tc,由T1求出蒸发温度Te。在控制器中,分别设定了冷凝温度和蒸发温度的目标值,对应于与目标值的不一制,对压缩机1的运转频率和送风机312的转动频率进行修正。且,使第三及第四温度传感器407、406检测的值差为一定地,控制节流装置33的开度。
根据压缩机排出压力和组成的关系求出冷凝温度,用节流后两相制冷剂温度求出蒸发温度。而,作为目标值,例如,将冷凝温度定为50℃,蒸发温度定为0℃。
因此,能够很精确地地推算出循环组成,确保运行效率。
图50是温度和在制冷回路中循环的组成中高沸点成分的重量比例关系图,例如,表示在一定的低压P下假定第二节流装置307出口附近的温度为t,其干度为0.25时的比例。如果预先存储上述特征就可得到组成。(实施例35)
下面根据附图对本发明的实施例35进行说明。图51中表示本发明的实施例35的制冷回路。图中与实施例34相同的部分用同一符号表示,省略对其的说明。在图49的实施例34的构成中的热源侧热交换器32和过冷却热交换器之间加上第三节流装置309。
对其作用作说明。在房间冷却时,除第三节流装置的开度全部打开以外,其余与实施例34相同,省略对其的说明。
对房间供暖运转进行说明。房间供暖时,制冷剂由压缩机31中流出,在负荷侧热交换器34中冷凝,经过节流装置33的部分节流。适当节流后的高压液态制冷剂通过第三节流装置,经过节流至低压,成为低温、低压的两相状态。该低温、低压的两相制冷剂流入热源侧热交换器32,蒸发汽化,通过四通阀40及低压储罐35返回压缩机1。一部分制冷剂流入旁路管500,在第二节流装置中节流至低压,导入过冷却器308。在过冷却器308中流入主回路的高压制冷剂与流入上述旁路管500的低温、低压两相制冷剂进行热交换。由此,在房间冷却和房间供暖时传感器可共用。
计算循环组成的方法与实施例34相同,求循环组成a时,由P1和a能求出冷凝温度Tc、由T1求出蒸发温度Te。在控制器中,分别预先设定着冷凝温度和蒸发温度的目标值,对应于与目标值的不一制,对压缩机1的运转频率和送风机312的转动频率进行修正。另外,使由冷凝温度Tc与第四温度传感器405检测的值T4的差为一定地控制节流装置33的开度。使由第一和第五温度传感器401、409检测的值的差为一定地,控制第二节流装置307的开度。
因此,在本实施例中,由于附加节流,在房间冷却和房间供暖时就可用同样方法推算循环组成,另外,能使***高精度,高效率地运转。(实施例36)
下面根据附图对本发明的实施例36进行说明。图52中表示本发明的实施例36的制冷回路。图中与实施例34相同的部分用同一符号表示,省略对其的说明。图53表示本实施例中主配管510与旁路管500的分流部。如图中所示,旁路500对着主配管510向下连接。也就是在主配管的下部设置入口。
对其作用作说明。在房间冷却时,与实施例34相同,省略对其的说明。房间加热时,制冷剂的流动如图52中的破折线所示。房间供暖时,在连接第一节流装置33和热源侧热交换器32的主配管中,制冷剂成为低温、低压的两相状态。这时的制冷剂的流动模式如图53中破折线所示,上下气液分离流动,或如图54中破折线所示,为在管壁上形成液膜的环形状态。因此,不管是哪种状态气液两相制冷剂中的液态制冷剂流入旁路管。就是说,流入旁路管的制冷剂的干度为0。
以下面顺序计算循环组成。获取第一温度传感器、及第一压力传感器检测的值T1、P1。在此,设定进入旁路管500的制冷剂的干度为0,由其干度X和T2及P1,可计算出流入旁路管500中的制冷剂的组成a1。由该a1推算出流入主配管510的制冷剂的组成(循环组成)。
求循环组成a时,由P1和a能求出冷凝温度Tc,由T1求出蒸发温度Te。在控制器中,分别预先设定冷凝温度和蒸发温度的目标值,对应于与目标值的不一制,对压缩机31的运转频率和送风机12的转动频率进行修正。另外,使第三及第四温度传感器407、406检测的值的差为一定地,控制节流装置33的开度。使这是进行从高压(冷凝温度)和低压(蒸发温度)决定压缩机的转动频率和室外风扇风量的增益(变更量)的VPM控制。
因此,对房间供暖时循环组成的推算精度能廉价地得到改善。
虽然在房间冷却和房间供暖时的控制不同,在不改变制冷回路的构成情况下也能推算出组成。
实施例34~36中,在热源侧热交换器(冷凝器)和节流之间设有供制冷剂流过的旁路管,主配管与旁路管等采用相同的组成,利用旁路管节流前后的等焓变化反复地计算a,根据a计算出冷凝温度和蒸发温度,对压缩机、送风机进行控制以使与由目标值吻合。
也就是说,在有压缩机、冷凝器、节浪装置、蒸发器、低压储罐的制冷回路中,设有在从冷凝器和节流装置之间通过第二装置连接到低压储罐的旁路管和计算组成的装置及决定并控制节流装置开度的控制器。(实施例37)
下面根据附图对本发明的实施例37进行说明。图55中表示本发明的实施例37的制冷回路。图中与实施例34相同的部分用同一符号表示,省略对其的说明。图56表示本实施例中主配管510与旁路管500的分流部。如图中所示,在旁路管500和主配管510分支点附近,在主配管分支部上流侧设置筛网511。
对其作用作说明。在房间冷却时,与实施例34相同,省略对其的说明。房间加热时,制冷剂的流动如图55中的破折线所示。由于在旁路管500和主配管510的分支处附近设置的筛网511的作用,在筛网511的上流,制冷剂为气液分离的流动形式,在通过筛网511后,为喷雾状。结果,与流过主配管510中的制冷剂的干度相等的制冷剂流入旁路管500中。
因此,以下面方式计算循环组成。获取第一温度传感器401、及第一压力传感器403的检测值T1、P1。在此,设定进入旁路管的制冷剂的干度为0.1~0.4,由其干度X和T2及P1,计算出制冷剂的组成a。
求循环组成a时,由P1和a能求出冷凝温度Tc,由T1求出蒸发温度Te。在控制器中,预先设定着冷凝温度和蒸发温度的目标值,对应于目标值的不一制,对压缩机1的运转频率和送风机312的转动频率进行修正。且,使冷凝温度及第四温度传感器406检测的值的差保持一定地,控制节流装置33的开度。
因此,由于增加了筛网,在房间供暖时,旁路500的分流处附近的主配管内的干度和旁路管中流动的制冷剂的干度相等,能够改善房间供暖时循环组成推算精度,确实保证高效运行。
以上只是对设有筛网的例子作了说明,当然只要能将气液分离的制冷剂的状态变成喷雾状,如在周壁上设置挡板,加以搅动等,均是可以的。(实施例38)
下面根据附图对本发明的实施例38进行说明。图57中表示本发明的实施例38的制冷回路。图中与实施例34相同的部分用同一符号表示,省略对其的说明。在本实施例中在计算装置中检测第二温度传感器406的信息。
对其作用作说明。在房间冷却时,与实施例34相同,省略对其的说明。房间加热时,仅计算装置的作用不同,也省略了对控制器的说明。在房间供暖时循环组成计算方法如下。获取第四温度传感器406、第二温度传感器402、及第一压力传感器403分别检测出的检测值T1、T2、P1。假定制冷剂循环组成为a1,液制冷剂的焓仅与制冷剂的温度有关,由T1就能求出焓H1。第二节流装置307的出口的制冷剂的焓和第二节流装置307的入口的制冷剂的焓相等时,由T2、P1及H1,就能求出第二节流装置307的出口的干度X。从该计算出的结果X和T2及P1,反算出制冷剂的循环组成a2。反复假定a1,并计算出a2,直到a1和a2相等,所得的结果为循环组成a。
因此,在房间供暖运转时,也能够高精度地推算循环组成,确实保证运行的效率。(实施例39)
下面根据附图对本发明的实施例39进行说明。图58中表示本发明的实施例39的制冷回路。图中,主制冷剂回路是依次连接压缩机1、四通阀40、热源侧热交换器32、过冷却热交换器308、第一节流装置33、负荷侧热交换器34、低压储罐35。且负荷侧热交换器是有a、b两个***的制冷回路,在上述主回路上的第一节流装置33和热源侧热交换器之间,有旁路管500,它从制冷回路的分支处通过第二节流装置307和过冷却热交换器308连接到主回路上的低压气体配管部。401是温度传感器、402是温度传感器、403是压力传感器、405是压力传感器、407是温度传感器,,406是温度传感器,410是计算装置,它由上述温度传感器401、温度传感器402及压力传感器403的信息计算循环组成;对循环组成进行调整的组成调整器411;由上述温度传感器407、温度传感器406以及压力传感器405的检测值,决定节流装置的开度、压缩机的运转频率数、室外机的风扇转动数而进行控制的主控制器412。
下面说明其作用。制冷运转时,制冷剂由压缩机1中流出,在热源侧热交换器32中冷凝,经过节流装置33的节流后,成为低温、低压的两相状态。该低温、低压的两相制冷剂流入负荷侧热交换器34,在负荷侧热交换器34周围吸收热量而冷却房间,同时自身蒸发汽化,通过四通阀40及低压储罐返回压缩机31。一部分制冷剂流入旁路管500,经过节流至低压,导入过冷却器308。在过冷却器308中流入主回路的高压制冷剂与流入上述旁路管500的低温、低压两相制冷剂进行热交换。因此,流入旁路管500的制冷剂的焓传给了流入主回路的制冷剂,不会有能量的损失。
计算装置具有计算循环组成的功能。循环组成的计算如上。作为所用的数据,要使用旁路管500上的数据。首先,获取第一温度传感器、第二温度传感器、及第一压力传感器分别检测出的检测值T1、T2、P1。循环组成假定为a1,制冷剂的焓仅与制冷剂的温度有关,由T1就能求出焓H1。第二节流装置307的出口的制冷剂的焓和第二节流装置307的入口的制冷剂的焓相等时,由T2、P1及H1,就能求出第二节流装置307的出口干度X。由计算出的结果X和T2及P1,反算出制冷剂的循环组成a2。反复假定a1,并计算出a2,直到a1和a2相等,所得的结果为循环组成a。
对房间冷却时组成调整器的作用作说明。组成调整器是在多个负荷侧热交换器中有停止工作的时才动作。使负荷侧热交换器34a停止。由组成控制器根据计算装置410计算的循环组成a和目标循环组成a*的差调整组成。其方法是首先将液态制冷剂存留在低压储罐中。这时,由于低压储罐中的液面上升,循环组成为富含低沸点成分的制冷剂在制冷回路中循环。在此,关闭节流装置33a,将高温、高压的液态制冷剂导入配管502a。这时,因为由压缩机排出的制冷剂是富含低沸点成分的制冷剂,所以在配管502a的内部贮存的制冷剂也富含低沸点成分。结果,在制冷回路中循环的制冷剂的组成,由富含低沸点成分变化到富含高沸点成分。比较计算装置410计算的循环组成a与目标循环组成a*比较,如a<a*,则打开节流装置33,如a>a*,则关闭节流装置33a,而使循环组成与目标值接近。
在主控制器中,由计算装置求出的循环组成a和P1能求出冷凝温度Tc、由T1求出蒸发温度Te。且分别对冷凝温度和蒸发温度的目标值进行预定,对应于与目标值的不一制,对压缩机1的运转频率和送风机312的转动频率进行修正。且,使由第三及第四温度传感器407、406检测的值的差为一定时,控制节流装置33的开度。使第一及第五温度传感器407、406检测的值的差为一定地,控制第二节流装置307的开度。
房间供暖运转时的制冷剂的流动如图58中破折线所示。两相状态的制冷剂流入旁路管500中。因此,以下面顺序循环组成计算。获取第一温度传感器及第一压力传感器的检测值T1、P1。设定流入旁路管500的制冷剂的干度定在0.1~0.4的范围内,由其干度X和T2及P1,就能计算出循环组成。
对房间供暖时组成调整器的作用作说明。组成调整器是在多个负荷侧热交换器中有停止工作的时才动作。现使负荷侧热交换器34a停止。组成控制器根据计算装置410计算的循环组成a和目标循环组成a*的差调整组成。其方法是首先将液态制冷剂存留在低压储罐中。在低压储罐中贮存制冷液的状态下,7节流装置33全开起动压缩机。这时,因低压储罐中的液面上升,循环组成为富含低沸点成分的制冷剂并在制冷回路中循环。此时,关闭节流装置33a,高温、高压的液态制冷剂导入配管502b。这时,因为压缩机排出的制冷剂是富含低沸点成分的制冷剂,所以配管502b内部贮存的制冷剂也富含低沸点成分。结果,在制冷回路中循环的制冷剂的组成,从富含低沸点成分变化到富含高沸点成分。此处,对计算装置410中计算的循环组成a与目标的循环组成a*比较,在a<a*的情况下,打开节流装置33,如a>a*,关闭节流装置33a,而循环组成就会接近目标值。
在主控制器中,求循环组成a时,由P1和a能求出冷凝温度Tc、由T1求出蒸发温度Te。且分别预先设定着冷凝温度和蒸发温度的目标值,对应于与目标值的不一制,对压缩机1的运转频率和送风机312的转动频率进行修正。且,使上述冷凝温度及第四温度传感器406检测的值的差为一定地,控制节流装置33的开度。从而,能够很好地推算出循环组成,确保运行效率。
在调整循环组成时,对于瞬间流动的组成,必须存贮制冷剂。也就是说使富含低沸点成分的制冷剂存留在停止工作的室内机内时,不足部分的制冷剂由低压储罐蒸发。因为蒸发出的制冷剂富含高沸点的成分,所以使组成发生变化,如果打开停止工作的室内机的节流阀,则与停止工作的室内机内相同的循环组成的制冷剂流出,就会消弱该效果。(实施例40)
下面根据附图对本发明的实施例40进行说明。图59中表示本发明的实施例40的制冷回路。图中与实施例39相同的部分用同一符号表示,省略对其的说明。在图58的实施例39的构成中追加了主配管和旁路管500的分支点附近的制冷剂干度传感器450。
对其作用作说明。在房间冷却时,因为与实施例39相同,所以省略对其的说明。对房间供暖运转进行说明。在房间供暖时,因为制冷剂的流动,组成控制器,主控制器的作用也与实施例39相同,所以省略对其的说明。因此只对房间供暖时计算装置的作用作说明。以下面的顺序计算循环组成。将第一温度传感器及第一压力传感器的检测值T1、P1输入计算装置。旁路管500的分支部是向下设置的,所以只有液态制冷剂向下流入旁通管500。因此设定流入旁路管500的制冷剂的干度为0,由该干度X和T2及P1计算出流入旁路管500的制冷剂的组成为a-。将该干度a-与干度传感器450检测的干度X-比较,就能计算出流入主配管的制冷剂的循环组成。
因此,在本实施例中,房间供暖时算出的循环组成精度高,运转效率好。
实施例30~40中第二节流装置307的开度,由旁路管500上设计的热交换器308的出口和入口的温度差是否为所定值(如为10℃)来控制。也就是说,计算设置在旁路管500上的温度传感器,如401和409,检测的温度差,根据温度差与所定值(如10℃)之差,通过PID控制等的反馈控制计算第二节流装置开度的修正值,通过这样的手段,从旁路管500流到低压储罐35的制冷剂通常处于蒸气状态,因此能有效地使用能量,防止制冷液向压缩机回流。
另外,本实施例中只对两种成分的混合制冷剂作了说明,但对三成分的混合制冷剂也具有同样效果。(实施例41)
下面根据附图对本发明的实施例41进行说明。图60中表示本发明的实施例41的制冷回路。图中,主制冷剂回路是依次连接压缩机1、四通阀40、热源侧热交换器32、第二节流装置209、高压储罐311、第一节流装置33、负荷侧热交换器34、低压储罐35而成。401是第一温度传感器、402是第二温度传感器、403是第一压力传感器407是、第三温度传感器、422是第四温度传感器、423是第二压力传感器。408、409分别是第五、第六温度传感器。410是由上述第一、第二、第三及第四温度传感器和第一及第二压力传感器的信息计算循环组成的计算装置。412是决定第一和第二节流装置的开度并进行控制的主控制器。
下面说明作用。制冷运转时,制冷剂从压缩机1中流出,在热源侧热交换器32中冷凝。在主控制器412判断第二压力传感器423的值在设定值之上时,全开第二节流装置309。液态制冷剂流入高压储罐311,并贮存在该处。从高压储罐311流出的制冷剂液体,经过节流装置33的节流后,成为低温、低压的两相状态。该低温、低压的两相制冷剂流入负荷侧热交换器34,在负荷侧热交换器34周围吸收热量而冷却房间,同时自身蒸发汽化,通过四通阀40及低压储罐返回压缩机31。结果,因为在低压储罐中不存在制冷液,所以在循环组成中高沸点成分增多,高压压力下降。这时,由主控制器,使第一温度传感器401和第五温度传感器408的检测值的差为一定地,控制节流装置33的开度。
制冷运转时,在由主控制器412判断第二压力传感器423的设定值之下时,,全开第一节流装置33。在热源侧热交换器32中冷凝后的制冷液,经过第二节流装置309的节流后,成为低温、低压的两相状态。该低温、低压的两相制冷剂流入高压储罐311,因为制冷液从高压储罐311中流出,所以没有制冷液的存留。高压储罐311流出的低温、低压两相制冷剂进入负荷侧热交换器34,从周围吸收热量而冷却房间,同时自身蒸发汽化,通过四通阀40及低压储罐返回压缩机31。结果,由于在低压储罐中贮存制冷液,在循环组成中低沸点成分增多,高压压力提高。
计算装置具有计算循环组成的功能。对循环组成的计算是按下面的顺序进行的。获取第三温度传感器407、第四温度传感器422、及第二压力传感器423分别检测的值T1、T2、P1。假定循环组成为a1,制冷剂的焓仅与制冷剂的温度有关,由T1就能求出焓H1。第二节流装置309出口的制冷剂的焓和第二节流装置309的入口的制冷剂的焓相等时,由T2、P1及H1,就能求出第二节流装置309的出口的干度X。由计算出的结果X和T2及P1,反算出制冷剂的循环组成a2。如果a1与a2不等,则反复假定a1,再次并计算,直至相等,得出的结果为循环组成a。
由主控制器,求循环组成a时,由P1和a能求出冷凝温度Tc。且,使上述冷凝温度及第三温度传感器421检测的值的差为一定地,控制节流装置309的开度。
房间供暖运转时,制冷剂从压缩机1中流出,在热源侧热交换器32中冷凝。在此,在主控制器412判断第一压力传感器403的设定值之上时,全开第一节流装置33。液态制冷剂流入高压储罐311,并贮存在该处。从高压储罐311流出的制冷剂液体,经过第二节流装置309的节流后,成为低温、低压的两相状态。该低温、低压的两相制冷剂流入热源侧热交换器32,在热源侧热交换器32周围吸收热量而冷却房间,同时自身蒸发汽化,通过四通阀40及低压储罐返回压缩机31。结果,因为在低压储罐中不存在制冷液,所以循环组成中高沸点成分增多,高压压力下降。这时,由主控制器,使第三温度传感器407和第六温度传感器409的检测值的差为一定时,进行控制节流装置309的开度。
房间供暖运转时,在由主控制器412判断第二压力传感器423的设定值之下时,,全部第二节流装置309。在负荷侧热交换器34中冷凝后的制冷液,经过节流装置33的节流后,成为低温、低压的两相状态。该低温、低压的两相制冷剂流入高压储罐311,而制冷液从高压储罐311中流出,因此没有制冷液的存留。从高压储罐311流出的低温、低压两相制冷剂进入热源侧热交换器32,从周围吸收热量而冷却房间,同时自身蒸发汽化,通过四通阀40及低压储罐返回压缩机31。结果,由于在低压储罐中贮存制冷液,循环组成中低沸点成分增多,高压压力提高。
计算装置具有计算循环组成的功能。对循环组成的计算是按下面的顺序进行的。获取第一温度传感器401、第二温度传感器402、及第一压力传感器403分别检测的值T1、T2、P1。假定循环组成为a1,制冷剂的焓仅与制冷剂的温度有关,由T1就能求出焓H1。第一节流装置33的出口的制冷剂的焓和第一节流装置33的入口的制冷剂的焓相等时,由T2、P1及H1,就能求出第一节流装置33的出口的干度X。由计算出的结果X和T2及P1,反算出制冷剂的循环组成a2。如果a1与a2不等,则反复假定a1,并计算,直至相等,得出的结果为循环组成a。
由主控制器,求循环组成a时,由P1和a能求出冷凝温度Tc、使上述冷凝温度及第一温度传感器401检测的值的差为一定地时,控制节流装置33的开度。
因此,能够很好地推算出循环组成,高压压力能得到适当的控制,确保运行效率。(实施例42)
下面根据附图对本发明的实施例42进行说明。图61中表示本发明的实施例42的制冷回路。图中,主制冷剂回路是依次连接压缩机1、四通阀40、热源侧热交换器32、第二节流装置209、高压储罐311、第一节流装置33、负荷侧热交换器34、低压储罐35而成。且负荷侧热交换器有a、b两个***的制冷回路。504是从高压储罐311,通过第三节流装置316连接到低压储罐311的旁路管。401是第一温度传感器、402第二温度传感器、403是第一压力传感器、405是第二压力传感器、407是第三温度传感器、406是第四温度传感器,408、409分别是第五、第六温度传感器。由上述第一及第二温度传感器及第一压力传感器的信息计算循环组成的计算装置410。根据上述计算出的循环组成的值与目标值的差,控制第三节流装置开闭的控制器411。412是根据上述第三、第四、第五及第六温度传感器和第二压力传感器的信息,进行决定节流装置的开度,压缩机运转频率、室外机的风扇转动的主控制器。
下面说明其作用。制冷运转时,制冷剂由压缩机1中流出,在热源侧热交换器32中冷凝。在此,全部打开第二节流装置309。液态制冷剂流入高压储罐311,并贮存在该处。从高压储罐311流出的制冷剂液体,经过节流装置33的节流后,成为低温、低压的两相状态。该低温、低压的两相制冷剂流入负荷侧热交换器34,在负荷侧热交换器34周围吸收热量而冷却房间,同时自身蒸发汽化,通过四通阀40及低压储罐返回压缩机31。
计算装置具有计算循环组成的功能。对循环组成的计算是按下面的顺序进行的。作为数据,要用旁路管504上的数据。首先,获取第一温度传感器401、第二温度传感器402、及第一压力传感器403的检测值T1、T2、P1。假定循环组成为a1,制冷剂的焓仅与制冷剂的温度有关,由T1就能求出焓H1。第二节流装置307的出口的制冷剂的焓和第三节流装置316的入口的制冷剂的焓相等时,由T2、P1及H1,就能求出第二节流装置309的出口的干度X。由计算出的结果X和T2及P1,反算出制冷剂的循环组成a2。如果a1与a2不等,则反复假定a1,并计算,直至相等,得到循环组成a。
由组成控制器411根据计算装置410计算的循环组成a和目标循环组成a*的差调整组成。a与a*的关系是,当a<a*时第三节流装置分别对应于a-a*的差打开。高压储罐311内的制冷液向低压储罐中流动。结果,循环组成中低沸点成分所占比例增加,循环组成a增大。而当a>a*时,第三节流装置对应于a-a*的差关闭。低压储罐中的液态制冷剂流入高压储罐311。结果在循环组成中,高沸点成分所占比例增加,循环组成减小。
计算装置求循环组成a时,由P1和a能求出冷凝温度Tc、由T1求出蒸发温度Te。由控制器预先设定冷凝温度和蒸发温度的目标值,分别对应与目标值的不一制,对压缩机1的运转频率和送风机312的转动频率进行修正。另外,使第三及第四温度传感器407、406检测的值的差为一定地控制节流装置33的开度。
房间供暖运转时,制冷剂由压缩机1中流出,在负荷侧热交换器34中冷凝。经过第一节流装置33部分节流后。液态制冷剂流入高压储罐311,并贮存在该处。从高压储罐311流出的制冷剂液体,经过第二节流装置309的节流后,成为低温、低压的两相状态。该低温、低压的两相制冷剂流入热源侧热交换器32,在热源侧热交换器32周围吸收热量而冷却房间,同时自身蒸发汽化,通过四通阀40及低压储罐返回压缩机31。
计算装置和调整循环组成器的功能。与房间冷却时一样,所以省略其说明。求循环组成a时,由第二压力检测装置检出的值P1和a能求出冷凝温度Tc、由第一温度检测装置检出的值T1求出蒸发温度Te。且,在主控制器中,预先设定了冷凝温度和蒸发温度的目标值,对应于与目标值的不一制,控制器分别对压缩机1的运转频率和送风机12的转动频率作修正。应使上述冷凝温度及第一温度传感器401检测的值的差为一定地控制节流装置33的开度。使第五及第六温度传感器408、409检测的值的差为一定地控制第二节流装置309的开度。
因此,本实施例能够很好地推算出循环组成,进行组成调整,确保运行效率。(实施例43)
下面根据附图对本发明的实施例43进行说明。图62中表示本发明的实施例43的制冷回路。且图中与实施例42相同部分用同样标号表示,省略对其的说明。在图61的实施例42中还设有第二节流装置309和高压储罐311之间的配管及高压储罐311和第一节流装置33之间的配管与第三节流装置和低压储罐之间的配管进行热交换的过冷热交换器317。
对其作用作说明。其中制冷剂的流动、计算装置、组成调整器、控制器的作用与实施例42中相同,省略其说明。过冷热交换器317使主回路上的高压液态制冷剂与上述旁路管504中流动的低温、低压的两相制冷剂进行热交换。因此,旁路管504中流动的制冷剂的能量传到主回路中流动的制冷剂中,没有能量损失,运行效率高。(实施例44)
下面根据附图对本发明的实施例44进行说明。图63中表示本发明的实施例44的制冷回路。且图中与实施例42相同部分用同样标号表示,省略对其的说明。在图61的实施例42中还追加了旁路压缩机1排出管与低压储罐35的吸入管的旁路管505,且在旁路管505上设有开闭机构318。
对其作用作说明。其中制冷剂的流动、计算装置、组成调整器、控制器的作用与实施例42中相同,省略其说明。当低压储罐35内的制冷液迅速被蒸发而贮存到高压储罐311中时,开闭机构318打开,由压缩机排出的高温气体进入低压储罐35,进行蒸发。从而,在高压异常时,能够迅速地起到抑制高压上升的效果。(实施例45)
下面根据附图对本发明的实施例45进行说明。图64中表示本发明的实施例45的制冷回路。且图中与实施例42相同部分用同样标号表示,省略对其的说明。在图61的实施例42中还追加了旁路压缩机1排出管与低压储罐3内部的旁路管505,且在旁路管505上设有开闭机构318。
对其作用作说明。其中制冷剂的流动、计算装置、组成调整器、控制器的作用与实施例42中相同,省略其说明。当低压储罐35内的制冷液迅速被蒸发而贮存到高压储罐311中时,开闭机构318打开,由压缩机排出的高温气体进入低压储罐35,进行蒸发。从而,在高压异常时,能够迅速地起到抑制高压上升的效果。(实施例46)
下面根据附图对本发明的实施例46进行说明。图65中表示本发明的实施例46的制冷回路。且图中与实施例42相同部分用同样标号表示,省略对其的说明。在图61的实施例42中还构成有高压储罐311和第一节流装置33之间的开闭机构322,高压储罐311和第二节流装置309之间的开闭机构324,旁路开闭机构322并连通开闭机构321和第一过热热交换器325的旁路管506,旁路开闭机构324并连通并连通开闭机构323和第二过热热交换器326的旁路管507,而第一和第二过热热交换器内设在低压储罐内部。
对其作用作说明。其中制冷剂的流动、计算装置、组成调整器、控制器的作用与实施例42中相同,省略其说明。房间冷却时,低压储罐35内的制冷液被迅速蒸发,制冷液贮存在高压储罐311中时,开闭机构321、324打开,开闭机构322、323关闭,高压制冷液流过旁路管506被循环。结果低压储罐35内部的制冷液蒸发的同时,所产生的潜热由主回路的制冷液吸收,效率得到提高。在房间供暖时,当低压储罐35内的制冷液迅速被蒸发而贮存到高压储罐311中时,开闭机构322、323打开,开闭机构321、324关闭,高压制冷液流过旁路管507被循环。结果,低压储罐内的制冷液有效蒸发。
因此,本实施例与实施例43、44具有同样的效果,房间冷却时的运行效率得到提高。(实施例47)
下面根据附图对本发明的实施例47进行说明。图66中表示本发明的实施例47的制冷回路。且图中与实施例42相同部分用同样标号表示,省略对其的说明。在图61的实施例42中还设计有分开低压储罐内部的贮存制冷液的,防止在压缩机起动时液体回流而贮存液体的挡板部分。且,分开低压储罐内部的格板高度比配管开口要高。
对其作用作说明。其中制冷剂的流动、计算装置、组成调整器、控制器的作用与实施例42中相同,省略其说明。通常,由于设计了在压缩机起动时防止液体回流的剩余液体贮存部分,防止了在组成调整等情况下液体向压缩机回流,可靠性提高。
Claims (26)
1.一种制冷循环***,使用包括多种制冷剂混合的非共沸制冷剂;包括:
一制冷剂回路,具有压缩制冷剂的压缩机(31),在冷却操作时冷却制冷剂而在供暖操作时蒸发制冷剂的第一热交换器(32);改变流过其内的制冷剂的压力的主节流装置(33)和在冷却操作时蒸发制冷剂而在供暖操作时冷凝制冷剂的第二热交换器(34),并依次将它们连接起来;
一低压储罐(35),用于将液态制冷剂存贮在其内;它与所述压缩机(31)连接;
一四通阀(54),该阀位于所述压缩机(31)和所述第一热交换器(32)之间,所述四通阀(54)直接连接到所述低压储罐上并被连接到所述第二热交换器(34)上;
一副节流装置(41)用于改变流过其内的制冷剂的压力,该副节流装置(41)是设置在所述第一热交换器(32)和所述主节流装置(33)之间;
其中,在冷却操作时,所述制冷剂从所述第一热交换器(32)流向所述第二热交换器(34),而在供暖操作时,所述制冷剂从所述第二热交换器(34)流向所述第一热交换器(32);
其特征在于:
制冷剂组成改变装置,用于改变流过制冷剂回路的制冷剂的组成,所述制冷剂组成改变装置是设置在所述副节流装置(41)和所述主节流装置(33)之间,并连接到所述低压储罐(35)上。
2.根据权利要求1所述的制冷剂循环***,其特征在于,制冷剂组成改变装置包括:
高压储罐(42),用于将液态制冷剂存贮在其内,将所述主和副节流装置(33,41)连接到所述高压储罐(42)的底部;
第三节流装置(80),用于改变流过其内的制冷剂的压力;
中压储罐(79),用于将液态制冷剂存贮在其内,所述中压储罐(79)包括一个低温热源(77)和一个高温热源(78),低温热源用于冷凝制冷剂,并将液态制冷剂存贮在其内,高温热源用于蒸发存贮在其内的液态制冷剂;
第四节流装置(75),用于改变流过其内的制冷剂的压力;和
开关机构(76),用于打开或切断所述制冷剂组成改变装置的配管,所述开关机构(76)连接到四通阀和低压储罐之间的配管上;
其中依次将所述高压储罐(42),所述第三节流装置(80),所述中压储罐(79),所述第四节流装置(75)和开关机构(76)连接起来。
3.根据权利要求1所述的制冷剂循环***,其特征在于,所述制冷剂组成改变装置包括:
一高压组成调整装置(83),用于把制冷剂分离成气体和液体,该高压组成调整装置包括设置在其顶部的第一低温热源(116b),所述主和副节流装置(33,41)连接到所述高压组成调整装置的底部;
中压组成调整装置(84),具有设置在其顶部的第二低温热源(116a)和设置在其底部的高温热源(81),该低温热源用于将制冷剂分离成气体和液体,该高温热源用于蒸发存贮在底部的液态制冷剂,所述中压组成调整装置(84)的所述底部与所述高压组成调整装置(83)的顶部连接;
第三节流装置(82),用于改变流过其内的制冷剂的压力;
开关机构(76),用于打开或切断所述制冷剂组成改变装置的配管,所述开关机构(76)连接到所述四通阀(40)和所述低压储罐(35)之间的配管上;
其中依次将所述高压组成调整装置(83),所述中压组成调整装置(84),所述第三节流装置(82),和所述开关机构(76)连接起来。
4.根据权利要求1所述的制冷剂循环***,其特征在于,所述制冷剂组成改变装置包括:
一高压储罐(42),用于将液态制冷剂存贮在其内,该高压储罐位于所述主节流装置和所述副节流装置(33,41)之间,所述主节流装置和副节流装置(33,41)连接到所述高压储罐(42)的底部;
中压组成调整装置(84),具有设置在其顶部的低温热源(116a)和设置在其底部的高温热源(81),该低温热源用于将制冷剂分离成气体和液体,该高温热源用于蒸发存贮在底部的液态制冷剂;
一连接所述高压储罐(42)顶部和所述中压组成调整装置(84)顶部下方位置的第一配管(120),该配管(120)上带有用以打开或关闭该配管(120)的第一开关机构(86);
一连接所述高压储罐(42)底部和所述中压组成调整装置(84)上部上方部位的第二配管(119),该配管(119)上带有用以打开或关闭所述第二配管(119)的第二开关机构(85);
第三节流装置(80),用于改变流过其内的制冷剂的压力;
第三开关机构(76),用于打开或切断所述制冷剂组成改变装置的配管,所述开关机构(76)连接到所述四通阀(40)和所述低压储罐(35)之间的配管上;
其中依次将所述高压储罐(42),所述中压组成调整装置(84),所述第三节流装置(82),和所述开关机构(76)连接起来。
5.根据权利要求4所述的制冷剂循环***,其中还包括:
第一温度传感器(200),用于检测所述第二热交换器(34)中心部位的温度;
第二温度传感器(201),用于检测所述第二热交换器(34)和主节流装置(33)之间的配管的温度;
第三温度传感器(202),用于检测所述第二交换器(34)和所述四通阀(40)之间的配管温度;
一控制装置(203),用于根据来自所述第一,第二和第三温度传感器(200,201,202)的温度信息计算所述主和副节流装置(33,41)的开度,并控制主节流装置和副节流装置(33,41)的打开或关闭。
6.根据权利要求5所述的制冷剂循环***,其特征在于,还包括从所述高压储罐(42)底部连接到所述低压储罐(35)的第三配管(122);饱和温度控制节流装置(87)设置在所述第三配管(122)上用于改变流过其内的制冷剂的压力;和第四温度传感器(215),用于检测所述第三配管(122)的温度,其中所述控制装置(203)用于根据来自所述第一、第二、第三和第四温度传感器(200,201,202,215)的温度信息计算主和副节流装置(33,41)的开度,并控制所述主节流装置和副节流装置(33,41)的打开或关闭。
7.根据权利要求4所述的制冷剂循环***,其特征在于,还包括:
第一温度传感器(202),用于检测所述第二热交换器(34)和所述四通阀(40)之间的配管的温度;
第二温度传感器(201),用于检测所述主节流装置(33)和所述第二热交换器(34)之间的配管的温度;
压力传感器(204),用于检测所述主节流装置(33)和所述第二热交换器(34)之间的配管内的压力;
液位监控装置,用于监控所述低压储罐(35)内的过量制冷剂的量;和
一控制装置(203),用于根据来自所述第一,第二温度传感器(202,201)的温度信息和所述压力传感器(204)的压力信息以及过量制冷剂量的信息计算主和副节流装置(33,41)的开度,并控制主节流装置和副节流装置的打开或关闭。
8.根据权利要求4所述的制冷剂循环***,其特征在于,还包括:
第一温度传感器(202),用于检测所述第二热交换器(34)和所述四通阀(40)之间配管的温度;
第二温度传感器(201),用于检测所述第二热交换器(34)和所述主节流装置(33)之间的配管的温度;
第三温度传感器(205),用于检测所述高压储罐(42)和所述主节流装置(33)之间的配管的温度;
第一压力传感器(204),用于检测所述主节流装置(33)和所述第二热交换器(34)之间的配管的内压力;
第二压力传感器(206),用于检测所述高压储罐(42)和所述主节流装置(33)之间的配管的内压力;以及
一控制装置(203),用于根据至少温度和压力之一的信息计算在回路内循环的制冷剂的组成,该温度由所述第一和第二温度传感器(202,201)测出,该压力由所述第一和第二压力传感器(204,206)测出,并根据至少压力和温度及根据计算出的循环制冷剂组成之一的信息计算所述主节流装置(31)和所述副节流装置(41)的开度,该压力由所述第一和第二压力传感器(204,206)测出,该温度由所述第一和第二温度传感器(202,201)测出,来调节所述主节流装置和所述副节流装置(33,41)的开度。
9.根据权利要求8所术的制冷剂循环***,其特征在于,所述控制装置(203)假定循环制冷剂组成,并根据所述第一和第三温度传感器(202,206)测出的温度信息,所述第一和第二压力传感器(204,206)测出的压力信息以及假定的循环制冷剂组成计算所述主节流装置前后的制冷剂的焓;所述控制装置(203)反复假定循环制冷剂的组成,直到两个焓相等,来确定循环制冷剂的组成;所述控制装置(203)确认在该循环制冷剂组成下的制冷剂的饱和温度和饱和压力的关系;以及所述控制装置(203)控制所述主节流装置的开度,以便于使从所述第二压力传感器(206)的测定压力预测的蒸发温度与所述第一温度传感器(202)测定的蒸发温度之差保持一定。
10.根据权利要求8所述的制冷剂循环***,其特征在于,所述控制装置假定循环制冷剂组成,并根据所述第一和第二温度传感器(202,201)测出的温度信息,所述第一和第二压力传感器(204,206)测出的压力信息以及假定的循环制冷剂组成计算主节流装置(33)前后的制冷剂的焓;所述控制装置(203)反复假定循环制冷剂的组成,直到两个焓相等,来确定循环制冷剂的组成;所述控制装置确认在该循环组成下的制冷剂的饱和温度和饱和压力的关系;以及所述控制装置(203)控制所述副节流装置的开度,以便于使从所述第一压力传感器(204)测定的压力值预定的蒸发温度与所述第一温度传感器(202)测定的蒸发温度值之差保持一定。
11.根据权利要求8所述的制冷剂循环***,其特征在于,所述控制装置假定所述主节流装置(33)和所述第二热交换器(34)之间的循环制冷剂干度为0.2;所述控制装置(203)根据所述第一温度传感器(202)测出的温度信息,和所述第一压力传感器(204)测出的压力信息推算循环制冷剂组成;所述控制装置(203)确认在该循环组成下的制冷剂的饱和温度和饱和压力的关系;以及,所述控制装置控制所述主节流装置的开度,以便于使从所述第一压力传感器(204)测定的压力值预测的蒸发温度与由所述第一温度传感器(202)实测出的蒸发温度之差保持一定。
12.根据权利要求4所述的制冷剂循环***,其特征在于,还包括:
第一温度传感器(202),用于检测所述第二热交换器(34)和所述四通阀(40)之间配管的温度;
第二温度传感器(201),用于检测所述主节流装置(33)和所述第二热交换器(34)之间的配管的温度;
第三温度传感器(205),用于检测所述高压储罐(42)和所述主节流装置(33)之间的配置的温度;
第一压力传感器(204),用于检测所述主节流装置(33)和所述第二热交换器(34)之间的配管的内压力;
第二压力传感器(206),用于检测所述高压储罐(42)和所述主节流装置(33)之间的配管的内压力;
一控制装置(203),用于根据至少压力和温度之一的信息计算在回路内循环的制冷剂的组成,其中该温度由所述第一,第二和第三温度传感器(202,201,205)测出,该压力由所述第一和第二压力传感器(204,206)测出,并根据至少压力和温度及计算出的循环制冷剂组成之一的信息计算所述主节流装置(33)和所述副节流装置(41)的开度,该压力由所述第一和第二压力传感器(204,206)测出,该温度由所述第一,第二和第三温度传感器(202,201,205)测出,来调节所述主节流装置和所述副节流装置(33,41)的开度。
13.根据权利要求12所述的制冷剂循环***,其特征在于,所述控制装置假定所述主节流装置(33)和所述第二热交换器(34)之间的循环制冷剂干度为0.2;所述控制装置(203)根据所述第一温度传感器(202)测出的温度信息,和所述第一压力传感器(202)测出的压力信息预测循环制冷剂组成;所述控制装置(203)确认在该循环组成下的制冷剂的饱和温度和饱和压力的关系;以及,所述控制装置控制所述主节流装置(33)的开度,以便于使从所述第一压力传感器(204)测定的压力值预测的蒸发温度与由所述第一温度传感器(202)实测出的蒸发温度之差保持一定。
14.根据权利要求12所述的制冷剂循环***,其特征在于,所述控制装置假定所述副节流装置和所述高压储罐之间的制冷剂干度为0;所述控制装置根据分别由所述第三温度传感器(205)所述和第二压力传感器(206)测出的值推算循环制冷剂组成;所述控制装置(203)确认在预测出的该循环组成下的制冷剂的饱和温度和饱和压力的关系;以及,所述控制装置(203)所述控制副节流装置(41)的开度,以便于使从所述第一压力传感器(204)测定的压力值预测的冷凝温度与由所述第二温度传感器(201)测出的温度值之差保持一定。
15.根据权利要求4所述的制冷剂循环***,其特征在于,还包括:
第一温度传感器(202),用于检测所述第二热交换器(34)和所述四通阀(40)之间的配管的温度;
第二温度传感器(201),用于检测所述主节流装置(33)和所述第二热交换器(34)之间的配管的温度;
第三温度传感器(207),用于检测所述低压储罐(35)入口处的温度;
第一压力传感器(204),用于检测所述主节流装置(33)和所述第二热交换器(34)之间的配管的内压力;
第二压力传感器(208),用于检测所述低压储罐(35)入口处的压力;以及
一控制装置(203),用于根据至少压力和温度之一的信息计算在回路内循环的制冷剂的组成,其中该温度由所述第一、第二和第三温度传感器(202,201,207)测出,该压力由所述第一和第二压力传感器(204,208)测出,并且根据至少压力和温度及计算出的循环制冷剂组成之一的信息计算所述主节流装置(33)和所述副节流装置(41)的开度,该压力由所述第一和第二压力传感器(204,208)测出,该温度由所述第一,第二和第三温度传感器(202,201,205)测出,来调节所述主节流装置和副节流装置(33,41)的开度。
16.根据权利要求1 5所述的制冷剂循环***,其特征在于所述控制装置假定所述低压储罐(35)入口处的制冷剂干度范围为0.9-1.0;所述控制装置(203)根据所述第三温度传感器(207)和所述第二压力传感器(208)输出的信息推算循环制冷剂组成;所述控制装置(203)确认在该循环组成下的制冷剂的饱和温度和饱和压力的关系;以及,所述控制装置(203)控制所述主节流装置(33)的开度,以便于使从所述第一压力传感器(204)测定的压力值预测的蒸发温度与由所述第一温度传感器(202)实测出的蒸发温度之差保持一定。
17.根据权利要求15所述的制冷剂循环***,其特征在于,所述控制装置(203)假定所述低压储罐入口处的制冷剂干度范围为0.9-1.0;所述控制装置(203)确认在该推算出的循环组成下的制冷剂的饱和温度和饱和压力的关系;(203)控制所述副节流装置的开度,以便于使从所述第一压力传感器(204)测定的压力值预测的冷凝温度与由所述第二温度传感器(201)实测出的冷凝温度之差保持一定。
18.根据权利要求4所述的制冷剂循环***,其特征在于,还包括:
第一温度传感器(202),用于检测所述第二热交换器(34)和所述四通阀(40)之间的配管的温度;
第二温度传感器(201),用于检测所述主节流装置(33)和所述第二热交换器(34)之间的配管的温度;
第三温度传感器(209),用于检测所述高压储罐(42)内贮存的制冷剂的饱和温度;
第一压力传感器(204),用于检测所述主节流装置(33)和所述第二热交换器(34)之间的配管的压力;
第二压力传感器(210),用于检测所述高压储罐(42)内贮存的制冷剂的饱和压力;以及
一控制装置,用于根据至少压力和温度之一的信息计算在回路内循环的制冷剂的组成,其中该温度由所述第一,第二和第三温度传感器(202,201,209)测出,该压力由所述第一和第二压力传感器(204,210)测出,并根据至少压力和温度及计算出的循环制剂组成之一的信息计算所述主节流装置(33)和所述副节流装置(41)的开度,该压力由所述第一和第二压力传感器(204,210)测出,该温度由第一,第二和第三温度传感器(202,201,209)测出,来调节所述主节流装置和副节流装置(33,41)的开度。
19.根据权利要求18所述制冷循环***,其特征在于:所述控制装置(203)在所述高压储罐42)中存在制冷剂的液面且当制冷剂处于饱和状态时,根据所述第三温度传感器(209)和所述第二压力传感器(210)检测的温度和压力信息计算循环的制冷剂组成;所述控制装置(203)确定在该循环的制冷剂组成下制冷剂的饱和温度和饱和压力之间的关系;所述控制装置(203)控制所述主节流装置的开度以使从所述第一压力传感器(204)检测的值预测的蒸发温度和由所述第一温度传感器(202)检测的蒸发温度之差保持一定。
20.根据权利要求4所述制冷循环***,其特征在于:
所述控制装置(203)在所述高压储罐(42)中存在制冷剂的液面且当制冷剂处于饱和状态时,根据所述第三温度传感器(209)和所述第二压力传感器(210)检测的温度和压力信息计算循环的制冷剂组成;所述控制装置确定在该循环的制冷剂组成下制冷剂的饱和温度和饱和压力之间的关系;所述控制装置(203)控制所述副节流装置(41)的开度以使从所述第一压力传感器(204)检测的值预测出的冷凝温度和由所述第二温度传感器(201)检测的冷凝温度之差保持为一定。
21.根据权利要求4所述制冷循环***,其特征在于:还具有:
一个第一温度传感器(202),用于测量在所述第二热交换器(34)和所述四通阀(40)之间的配管的温度;
一个第二温度传感器(204),用于测量在所述主节流装置(33)和所述第二热交换器(34)之间的配管的温度;
一个第一压力传感器(204),用于测量在所述主节流装置(33)和所述第二热交换器(34)之间的配管的压力;
一个旁路管(123),从所述压缩机(31)的排出口分流出并连接到所述低压储罐(35)的一个入口;
一个第三节流装置(90),置于所述旁路管(123)上,用于改变通过其间的制冷剂压力;
一个制冷剂热交换器(92),使流入所述排出口和所述旁路管上的所述第三节流装置(90)之间的配管内的制冷剂与在所述第三开闭装置之间的管中流动的制冷剂进行热交换;
一个第三温度传感器,用于测量所述第三节流装置和所述低压储罐(35)之间配管的温度;
一个第二压力传感器(212),用于测量所述压缩机(31)的排出压力;
一个控制装置(203),用于根据所述第一、第二和第三温度传感器(202,201,211)和所述第一和第二压力传感器(204,212)检测的温度和压力信息中的至少一个预测循环的制冷剂组成;并根据所述第一、第二和第三温度传感器(202,201,211)和所述第一、和第二压力传感器(204,212)检测的温度和压力信息中的至少一个和计算出的循环制冷剂组成来计算所述主节流装置(33)和所述副节流装置(41)的开度以调节所述主节流装置和副节流装置(33,41)的开度。
22.根据权利要求21所述制冷循环***,其特征在于:所述控制装置(203)将所述旁路管(123)的所述第三温度传感器(211)附近的制冷剂干度假定为0.1至0.5内;所述控制装置在该假定下根据所述第三温度传感器(211)和所述第二压力传感器(212)检测结果计算出循环制冷剂组成;所述控制装置(203)确定在该循环的制冷剂组成下制冷剂的饱和温度和饱和压力之间的关系;所述控制制装置(203)控制所述主节流装置的开度以使从所述第一压力传感器(204)检测的值预测的蒸发温度和由所述第一温度传感器(202)检测的蒸发温度之差保持一定。
23.根据权利要求21所述制冷循环***,其特征在于:所述控制装置(203)将所述第三温度传感器(211)附近的制冷剂干度假定为0.1至0.5内;所述控制装置(203)在该假定下根据所述第三温度传感器(211)和所述第二压力传感器(212)检测结果计算出循环的制冷剂的组成;所述控制装置(203)了解在该循环的制冷剂组成下制冷剂的饱和温度和饱和压力之间的关系;所述控制装置(203)控制所述主节流装置(33)的开度以使由所述第一压力传感器(204)检测的值计算出的冷凝温度和由所述第二温度传感器检测(201)冷凝温度之差为一确定水平的常数。
24.根据权利要求4所述制冷循环***,其特征在于:还具有:
一个第一温度传感器(202),用于测量在所述第二热交换器(34)和所述四通阀(40)之间的配管的温度;
一个第二温度传感器(201),用于测量在所述主节流装置(33)和所述第二热交换器(34)之间的配管的温度;
一个第一压力传感器(204),用于测量在所述主节流装置(33)和所述第二热交换器(34)之间的配置的内压力;
一个旁路管(124),从所述高压储罐(42)连接到所述压储罐(35);
一个第三节流装置(91),置于所述旁路管(124)上,用于改变通过其内的制冷剂压力;
一个第三温度传感器(213),用于测量所述第三节流装置(91)和所述底压储罐(35)之间的配管的温度;
一个第二压力传感器(214),用于测量所述第三节流装置(91)和所述旁路管(124)上的旁路管上的所述低压储罐(35)之间的管路上的压力;
一个控制装置(203),用于根据所述第一、第二和第三温度传感器(202,201,213)和所述第一和第二压力传感器(204,214)检测的温度和压力信息中的至少一个计算循环制冷剂组成;并根据所述第一、第二和第三温度传感器(202,201,213)和所述第一、和第二压力传感器(204,214)检测信息中的至少一个和计算出的循环的制冷剂组成来计算所述主节流装置和副节流(33,41)的开度以调节所述主节流装置的副节流装置(33,41)的开度。
25.根据权利要求24所述制冷循环***,其特征在于:所述控制装置(203)将所述在旁路管上的第三节流装置(91)下游的制冷剂干度假定为0.1至0.5内;所述控制装置(203)在该假定下根据所述第三温度传感器(213)和所述第二压力传感器(214)的检测结果计算出循环制冷剂组成;所述控制装置(203)确定在该循环制冷剂组成下制冷剂的饱和温度和饱和压力之间的关系;所述控制装置(203)控制所述主节流装置(33)的开度以使从所述第一压力传感器(204)检测的值计算出的蒸发温度和由所述第一温度传感器(202)检测的蒸发温度之差保持一定。
26.根据权利要求24所述制冷循环***,其特征在于:所述控制装置(203)将所述在旁路管(124)上的第三节流装置(91)下游的制冷剂干度假定为0.1至0.5内;所述控制装置(203)在该假定下根据所述第三温度传感器(213)和所述第二压力传感器(214)检测结果计算出循环制冷剂组成;所述控制装置(203)确定在该循环的制冷剂组成下制冷剂的饱和温度和饱和压力之间的关系;所述控制装置(203)控制所述副节流装置(41)的开度以使从所述第一压力传感器(204)检测的值预测的蒸发温度和由所述第二温度传感器(201)检测的蒸发温度之差保持一定。
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