CN1398338A - 冷冻装置 - Google Patents

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Abstract

一种具有冷藏组件(4)和冷冻组件(5)的复式冷冻装置，在冷冻组件(5)中设有与室外组件(2)的压缩机(11、12)一起对制冷剂进行2段压缩用的冷冻用压缩机(55)。冷冻用压缩机(55)由变换器压缩机构成。在冷冻用压缩机(55)的吐出配管中设有油分离器(64)。在吸入配管(68)中设有利用由油分离器(64)分离的冷冻机油和吸入制冷剂对变换器进行冷却用的热交换器(67)。可通过削减格栅状组件来实现装置的省空间化和低成本化。

Description

冷冻装置
技术领域
本发明涉及至少具有冷冻组件的冷冻装置。
背景技术
例如，在小型零售店等使用的冷冻装置中，根椐食品和饮食物等的冷却对象物的不同种类，冷却的温度是不同的。为此，长期以来使用的是具有冷藏组件和冷冻组件的冷冻装置。
但是，在冷冻组件中，因需要将冷却对象物冷却到更低的温度，故必须将制冷剂减压到相当低的压力。然而，制冷剂回路中的制冷剂的压力差一旦加大，则会降低压缩机的效率。为此，以往是如图7所示，在具有热源侧压缩机101和热源侧热交换器102的热源侧组件103、冷藏组件105和冷冻组件105的基础上，还要另外设置具有低温侧压缩机107和格栅状冷凝器108的格栅状组件106，以形成二维式冷冻循环。另外，格栅状冷凝器108的热交换量依存于来自储存器109的制冷剂的供给量。因此，格栅状冷凝器108的热交换量依存于运转状态的变化。
从而，以往的冷冻装置仅仅设置格栅状组件106的这一部分就占据了很大的空间。并且，仅所需设置的格栅状冷凝器108一项就会使成本上升。
本发明鉴于上述问题，其目的在于促进具有冷冻组件及其它组件的冷冻装置的省空间化和低成本化。
本发明内容
本发明第1技术方案的冷冻装置具有制冷剂回路，该制冷剂回路至少是将具有热源侧压缩机和热源侧热交换器的热源侧组件、具有对冷却对象物进行冷却的冷藏用热交换器的冷藏组件、具有以低于所述冷藏用热交换器的温度对冷却对象物进行冷却的冷冻用热交换器的冷冻组件连接而构成，在所述冷冻组件中设置有与所述热源侧压缩机一起对制冷剂进行2段压缩的冷冻用压缩机。
上述冷冻装置在冷冻组件中设置有冷冻用压缩机，并由该冷冻用压缩机和热源侧压缩机形成2段压缩式冷冻循环。因此，尽管是属于具有冷藏组件和冷冻组件的所谓复式回路的装置，也不需要格栅状冷凝器，故可使整个装置小型化，同时可促进装置的低成本化。又，也不会造成因格栅状冷凝器引起的热损失，可提高运转效率。
第2技术方案的冷冻装置具有制冷剂回路，该制冷剂回路至少是将具有热源侧压缩机和热源侧热交换器的热源侧组件、具有对室内空气进行加热或冷却的室内热交换器的室内空调组件、具有对冷却对象物进行冷却的冷冻用热交换器的冷冻组件连接而构成，在所述冷冻组件中设置有与所述热源侧压缩机一起对制冷剂进行2段压缩的冷冻用压缩机。
上述冷冻装置在冷冻组件中设有冷冻用压缩机，并由该冷冻用压缩机和热源侧压缩机形成2段压缩式冷冻循环。因此，尽管是属于具有空调组件和冷冻组件的所谓复式回路的装置，也不需要格栅状冷凝器，可促进装置的小型化和低成本化。又可提高运转效率。
第3技术方案的冷冻装置具有制冷剂回路，该制冷剂回路至少是将具有热源侧压缩机和热源侧热交换器的热源侧组件、具有对室内空气进行加热或冷却的室内热交换器的室内空调组件、对冷却对象物进行冷却的冷藏用热交换器的冷藏组件、具有以低于所述冷藏用热交换器的温度对冷却对象物进行冷却的冷冻用热交换器的冷冻组件连接而构成，在所述冷冻组件中设置有与所述热源侧压缩机一起对制冷剂进行2段压缩的冷冻用压缩机。
上述冷冻装置在冷冻组件中设置有冷冻用压缩机，并由该冷冻用压缩机和热源侧压缩机形成2段压缩式冷冻循环。由此，尽管是属于具有空调组件、冷藏组件和冷冻组件的所谓复式回路的装置，也不需要格栅状冷凝器，故可促进装置的小型化和低成本化。又可提高运转效率。
第4技术方案的冷冻装置是在第1～第3的任一项技术方案中，冷冻组件具有减压机构，并与从热源侧组件的液路分支的液侧配管和从热源侧组件的气路分支的气体侧配管连接，从所述液侧配管向所述气体侧配管将所述减压机构、冷冻用热交换器和冷冻用压缩机按顺序进行连接而构成。
第5技术方案的冷冻装置是在第1～第4的任一项技术方案中，在冷冻组件中设有设于冷冻用压缩机的吐出侧的油分离器，以及具有减压机构并将该油分离器与该冷冻用压缩机的吸入侧连接的返油管。
在上述冷冻装置中，由于从冷冻用压缩机流出的冷冻机油由油分离器和返油管返回冷冻用压缩机，因此，能可靠地防止冷冻用压缩机的润滑不良。在冷冻用压缩机的运转停止时，油分离器的油通过返油管返回冷冻用压缩机的的吸入侧，故在运转停止时油不会朝压缩机的吐出侧方向倒流。因此，油不会停留在冷冻用压缩机的吐出侧，可顺利地进行冷冻用压缩机的再启动。
第6技术方案的冷冻装置是在第5技术方案中，冷冻用压缩机由变换器(インバ—タ)压缩机构成，在冷冻组件的返油管或所述冷冻用压缩机的吸入配管中，至少设置利用由油分离器分离的冷冻机油对所述变换器压缩机的变换器进行冷却的热交换器。
在上述冷冻装置中，因冷冻用压缩机的吐出侧的压力较小，故吐出侧的温度较低。因此，从油分离器经由返油管返回冷冻用压缩机的冷冻机油的温度较低。所述热交换器因设置在返油管或吸入配管上，故变换器至少与低温的冷冻机油进行热交换器而冷却。结果是不容易引起因变换器的过热而造成的故障，可提高低温用压缩机的可靠性。
采用本发明，由于在具有冷冻组件及其它的利用侧组件的所谓的复式回路的冷冻装置中不需要格栅状冷凝器，因此，可实现装置的省空间化和低成本化。
若在冷冻用压缩机的吐出侧设置油分离器，由该油分离器分离的冷冻机油通过返油管回收到冷冻用压缩机，则可提高冷冻用压缩机的可靠性，进而提高冷冻装置整体的可靠性。
若用变换器压缩机构成冷冻用压缩机，并具有至少利用由油分离器分离的冷冻机油对该变换器进行冷却的热交换器，则可防止因冷冻机油的冷热引起的变换器的过热。因此，可在不使用外部的冷却源的情况下提高变换器压缩机的可靠性，并可提高冷冻装置的可靠性。
附图的简单说明
图1为实施形态的冷冻装置的制冷剂回路图。
图2(a)为对变换器进行冷却的热交换器的侧视图，图2(b)为同一热交换器的主视图。
图3为说明制冷运转时的制冷剂的循环动作用的制冷剂回路图。
图4为实施形态的冷冻循环的莫里尔热力学计算线图。
图5为说明使用室外热交换器的制暖运转时的制冷剂的循环动作用的制冷剂回路图。
图6为说明不使用室外热交换器的制暖运转时的制冷剂的循环动作用的制冷剂回路图。
图7为传统的冷冻装置的制冷剂回路图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施形态。
—冷冻装置的结构—
如图1所示，实施形态中的冷冻装置1是一种进行室内空调以及对饮食物进行冷藏和冷冻的冷冻装置，可设置在便利店中。冷冻装置1具有将室外组件2、室内组件3、冷藏组件4、冷冻组件5连接构成的制冷剂回路6。室外组件2是热源侧的组件，室内组件3、冷藏组件4和冷冻组件5分别是利用侧的组件。制冷剂回路6是所谓的复式回路。
在室外组件2中设置有相互并列连接的第1和第2压缩机11、12、室外热交换器13和储存器14。第1压缩机11是容量可变型的压缩机，由变换器压缩机构成。第2压缩机12是容量固定型的压缩机，由非变换器压缩机构成。压缩机11、12的吐出侧设置有四路切换阀15。压缩机11、12的吐出配管与四路切换阀15的第1通口(图1的下侧的通口)连接。在压缩机11、12与四路切换阀15之间设有油分离器16、温度传感器81和压力传感器82。在第1压缩机11的吐出配管上设有高压压力开关40。在压缩机11、12的吸入配管17上设置有压力传感器83。返油管18与油分离器16及吸入配管17连接。在返油管18上设有电磁阀19。压缩机11、12的均油管20的一端与第2压缩机12连接，均油管20的另一端与第1压缩机11的吸入配管22连接。在均油管20上设有电磁阀21。
四路切换阀15的第2通口(图1的右侧的通口)经制冷剂配管与室外热交换器13的一端连接。室外热交换器13的另一端经制冷剂配管24与储存器14连接。储存器14的液侧配管25和制冷剂配管24经旁通管26连接。在旁通管26上设有电子膨胀阀27。制冷剂配管28的一端连接于旁通管26中的电子膨胀阀27与液侧配管25的连接部之间。制冷剂配管28的另一端与吸入配管17连接。在制冷剂配管28上设有电磁阀29。
储存器14的气体侧配管30形成分支，一方的分支管31与吸入配管17连接，另一方的分支管32与第2压缩机12的吐出配管连接。在分支管31上设有电磁阀33和温度传感器34。在分支管32上设有阻止从压缩机11、12的制冷剂流动的止回阀CV1。
储存器14的液侧配管25分支为2个制冷剂配管35、36，这些制冷剂配管35、36向室外组件2的外部延伸。制冷剂配管35和制冷剂配管24的靠近储存器14的部分经由制冷剂配管41连接。在制冷剂配管41上设有阻止从储存器14的制冷剂流动的止回阀CV2。另外，制冷剂配管24也设有阻止从储存器14的制冷剂流动的止回阀CV3。
压缩机11、12的吸入配管17与四路切换阀15的第3通口(图1的上侧的通口)连接。在吸入配管17上设有温度传感器37。在与吸入配管17中的四路切换阀15的连接部分和与分支管31的连接部分之间连接有向室外组件2的外部延伸的制冷剂配管38。
四路切换阀15的第4通口(图1的左侧的通口)与向室外组件2的外部延伸的制冷剂配管39连接。另外，四路切换阀15为切换自如地设定成下述第1状态或第2状态。第1状态是一种在第1通口与第2通口连通的同时、第3通口与第4通口连通的状态，第2状态是一种在第1通口与第4通口连通的同时、第2通口与第3通口连通的状态。
在所述室外组件2中设有向室外热交换器13供给空气的室外风扇23和检测室外空气温度的温度传感器50。
室内组件3用于室内的空气调节，具有室内热交换器42、室内电子膨胀阀43和室内风扇44。室内热交换器42的一端与制冷剂配管39连接。室内热交换器42的另一端与制冷剂配管35连接。在制冷剂配管35中设有室内电子膨胀阀43。在室内热交换器42中设有温度传感器45，在制冷剂配管39中设有温度传感器46。另外，51是检测室内空气温度的温度传感器。
冷藏组件4用于冷藏饮食物，具有冷藏用冷却器47、冷藏用电子膨胀阀48和冷藏用风扇49。冷藏用冷却器47的一端与制冷剂配管36连接。冷藏用冷却器47的另一端与制冷剂配管38连接。在制冷剂配管36中设有冷藏用电子膨胀阀48。在冷藏用冷却器47中设有温度传感器53，在制冷剂配管38中设有温度传感器54。52是检测箱内温度的温度传感器。
冷冻组件5用于冷冻饮食物，具有冷冻用压缩机55、冷冻用冷却器56、冷冻用电子膨胀阀57和冷冻用风扇58。冷冻组件5与从制冷剂配管36分支的制冷剂配管59和从制冷剂配管38分支的制冷剂配管60连接。冷冻用电子膨胀阀57、冷冻用冷却器56和冷冻用压缩机55按照这一顺序进行连接。冷冻用电子膨胀阀57与制冷剂配管59连接，冷冻用压缩机55的吐出侧与制冷剂配管60连接。在冷冻用冷却器56中设有温度传感器61，在冷冻用冷却器56的出口侧配管(即、冷冻用冷却器56与冷冻用压缩机55之间的配管)中设有温度传感器62。另外，63是检测箱内温度的温度传感器。
冷冻用压缩机55是一种容量可变型的压缩机，由变换器压缩机构成。在冷冻用压缩机55的吐出配管中设有油分离器64。油分离器64的返油管65与冷冻用压缩机55的吸入配管68连接。在返油管65中设有作为减压机构的毛细管66。在吸入配管68中设有对冷冻用压缩机55的变换器进行冷却用的热交换器67。
如图2(a)和(b)所示，热交换器67通过将铝板70固定在与吸入配管68连接的制冷剂配管69的两侧而构成。制冷剂配管69呈蛇行状。在铝板70上设有剖面呈半圆状的多个槽，以增大与制冷剂配管69的接触面积。制冷剂配管69嵌入该槽内。热交换器67被固定在支承变换器72的固定板71上，并与该固定板71直接接触。
以上是热交换器67的结构一例。热交换器67只要是利用从油分离器64返回的冷冻机油或吸入制冷剂对变换器72进行冷却的结构即可，其结构不作特别限定。
又，在作为冷冻用风扇58采用搭载变换器的风扇的场合，不仅是冷冻用压缩机55的变换器72、而且冷冻用风扇58的变换器也可用热交换器67来冷却。
另外，图1的CV是止回阀，F是过滤器。
—冷冻装置的运转动作—
<制冷运转>
制冷运转时，将四路切换阀15设定为在第1通口与第2通口连通的同时、第3通口与第4通口连通的状态(第1状态)。室外组件2的电子膨胀阀27设定为全闭状态。并且，制冷剂回路6的制冷剂如图3所示进行循环。
具体地讲，从压缩机11、12吐出的制冷剂在室外热交换器13中凝缩而流入储存器14。储存器14内的制冷剂在流出到室外组件2之后向室内组件3、冷藏组件4和冷冻组件5分流。流入室内组件3的制冷剂由室内电子膨胀阀43进行减压之后，在室内热交换器42中进行蒸发，对室内空气进行冷却。流入冷藏组件4的制冷剂由冷藏用电子膨胀阀48减压至第1所定压力PL1之后(参照图4)，在冷藏用冷却器47中进行蒸发，对箱内空气进行冷却。
另一方面，流入冷冻组件5的制冷剂由冷冻用电子膨胀阀57减压至比第1所定压力PL1低的第2所定压力PL2。经减压的制冷剂在冷冻用冷却器56中进行蒸发，对箱内空气进行冷却。经冷冻用冷却器56流出的制冷剂由冷冻用压缩机55升压至第1所定压力PL1，并与冷藏用冷却器47中流出的制冷剂合流而流入室外组件2。流入室外组件2的制冷剂与从室内组件3返回室外组件2的制冷剂合流，并被吸入压缩机11、12中。
被吸入压缩机11、12中的制冷剂由该压缩机11、12进行压缩，再重复进行上述的循环动作。通过以上的运转，在制冷剂回路6中形成如图4所示的2段压缩式冷冻循环。
在冷冻组件5中，由油分离器64分离的冷冻机油通过返油管65返回吸入配管68，并被回收到冷冻用压缩机55中。此时，冷冻机油与吸入制冷剂一起经热交换器67与变换器72进行热交换，并对变换器72进行冷却。
<制暖运转>
制暖运转可分为使用室外热交换器13的运转和不使用室外热交换器13的运转。不使用室外热交换器13的运转是一种在室内组件3的制暖能力与冷藏组件4及冷冻组件5的两组件4、5的冷冻能力相互平衡的场合进行的运转，是在利用侧组件中保持热平衡的运转。该运转时，因不需要通过室外热交换器13向外部放出热，故也可不进行无效的热交换。因此可促进省能源化。
首先，对使用室外热交换器13的制暖运转进行说明。该运转中，四路切换阀15设定为第1通口与第4通口连通、第2通口与第3通口连通的状态(第2状态)。室外组件2的电子膨胀阀27设定为打开的状态，其开度根椐运转状态可适当调节。
制冷剂回路6的制冷剂如图5所示进行循环。具体地讲，从压缩机11、12吐出的制冷剂流入室内组件3内，在室内热交换器42中进行凝缩，对室内空气进行加热。流出室内热交换器42的制冷剂返回室外组件2而流入储存器14。流出储存器14的制冷剂分流，一方的制冷剂由电子膨胀阀27进行减压后在室外热交换器13中进行蒸发；另一方的制冷剂流出室外组件2并向冷藏组件4和冷冻组件5分流。在冷藏组件4和冷冻组件5中进行与前述的制冷运转时相同的冷却和冷冻。流出冷藏组件4和冷冻组件5的制冷剂合流后流入室外组件2。流入室外组件2的制冷剂与流出室内组件3的制冷剂合流，并吸入压缩机11、12中。该制冷剂由压缩机11、12进行压缩，并重复上述的循环动作。
下面对不使用室外热交换器13的制暖运转作出说明。该制暖运转中，四路切换阀15也被设定为第1通口与第4通口连通、第2通口与第3通口连通的状态。但本制暖运转中，室外组件2的电子膨胀阀27被设定为全闭状态。
制冷剂回路6的制冷剂如图6所示进行循环。具体地讲，从压缩机11、12吐出的制冷剂流入室内组件3内，在室内热交换器42中进行凝缩，并对室内空气进行加热。流出室内热交换器42的制冷剂返回室外组件2而流入储存器14。流出储存器14的制冷剂经室外组件2流出，并向冷藏组件4和冷冻组件5分流。在冷藏组件4和冷冻组件5中进行与前述的制冷运转时相同的冷却和冷冻。流出冷藏组件4和冷冻组件5的制冷剂合流后流入室外组件2。流入室外组件2的制冷剂被吸入压缩机11、12中。吸入的制冷剂由压缩机11、12进行压缩，并重复上述的循环动作。
—效果—
综上所述，采用本冷冻装置，由于在冷冻组件5上设有2段压缩用的冷冻用压缩机55，形成了2段压缩式冷冻循环，故可削减格栅状组件。由此可实现装置的省空间化和低成本化。
由于在冷冻用压缩机55的吐出配管中设有油分离器64，由油分离器64分离的冷冻机油通过返油管65返回冷冻用压缩机55的吸入侧，因此，可防止冷冻用压缩机55的润滑不良。又由于利用返油管65使冷冻用压缩机55的吐出侧与吸入侧形成均压，故在冷冻用压缩机55的运转停止时可防止冷冻机油倒流。由此可提高冷冻用压缩机55的可靠性。
由于在吸入配管68中设有对变换器72进行冷却用的热交换器67，故可利用通过返油管65回收的冷冻机油和吸入制冷剂对变换器72进行冷却。因此可对变换器72进行冷却而无需采用外部来的冷却源。由于这样可防止变换器72的过热，故可进一步提高冷冻用压缩机55的可靠性。
—变形例—
另外，上述实施形态是在吸入配管68上设置对变换器72进行冷却用的热交换器67，但在返油管65上也可不设置热交换器67。在此场合，变换器72虽然仅用冷冻机油进行冷却，但也可得到与上述一样的效果。
上述实施形态是由变换器压缩机构成冷冻组件5的冷冻用压缩机55，但冷冻用压缩机55也可采用容量固定型的压缩机。在此场合，因不需要变换器72，故也不再需要对变换器72进行冷却用的热交换器67。
上述实施形态是室内组件3、冷藏组件4和冷冻组件5分别设置1台，但这些组件3、4、5中的至少1种也可设置多台。又，室外组件2也可设置多台。
冷冻装置1也可由室外组件2、冷藏组件4和冷冻组件5构成。即不一定需要进行空气调节用的组件3。又，冷冻装置1也可由室外组件2、室内组件3和冷冻组件5构成。即不一定需要冷藏组件4。采用这种装置也可得到前述的各种效果。
产业上的可利用件
综上所述，本发明可用于便利店和超市等场所中的冷冻装置。

Claims (6)

1.一种冷冻装置，具有制冷剂回路(6)，所述制冷剂回路(6)至少将以下组件连接而构成：
具有热源侧压缩机(11、12)和热源侧热交换器(13)的热源侧组件(2)，
具有对冷却对象物进行冷却的冷藏用热交换器(47)的冷藏组件(4)，
具有以低于所述冷藏用热交换器(47)的温度对冷却对象物进行冷却的冷冻用热交换器(56)的冷冻组件(5)，
其特征在于，在所述冷冻组件(5)中设有与所述热源侧压缩机(11、12)一起对制冷剂进行2段压缩的冷冻用压缩机(55)。
2.一种冷冻装置，具有制冷剂回路(6)，所述制冷剂回路(6)至少将以下组件连接而构成：
具有热源侧压缩机(11、12)和热源侧热交换器(13)的热源侧组件(2)，
具有对室内空气进行加热或冷却的室内热交换器(42)的室内空调组件(3)，
具有对冷却对象物进行冷却的冷冻用热交换器(56)的冷冻组件(5)，
其特征在于，在所述冷冻组件(5)中设有与所述热源侧压缩机(11、12)一起对制冷剂进行2段压缩的冷冻用压缩机(55)。
3.一种冷冻装置，具有制冷剂回路(6)，所述制冷剂回路(6)至少将以下组件连接而构成：
具有热源侧压缩机(11、12)和热源侧热交换器(13)的热源侧组件(2)，
具有对室内空气进行加热或冷却的室内热交换器(42)的室内空调组件(3)，对冷却对象物进行冷却的冷藏用热交换器(47)的冷藏组件(4)，
具有以低于所述冷藏用热交换器(47)的温度对冷却对象物进行冷却的冷冻用热交换器(56)的冷冻组件(5)，
其特征在于，在所述冷冻组件(5)中设有与所述热源侧压缩机(11、12)一起对制冷剂进行2段压缩的冷冻用压缩机(55)。
4.如权利要求1～3中任一项所述的冷冻装置，其特征在于，所述冷冻组件(5)具有减压机构(57)，并与从热源侧组件(2)的液路(36)分支的液侧配管(59)和从热源侧组件(2)的气路(38)分支的气体侧配管(60)连接，
从所述液侧配管(59)向所述气体侧配管(60)将所述减压机构(57)、冷冻用热交换器(56)和冷冻用压缩机(55)按顺序进行连接而构成。
5.如权利要求1～4中任一项所述的冷冻装置，其特征在于，在所述冷冻组件(5)中设有：设于冷冻用压缩机(55)的吐出侧的油分离器(64)，具有减压机构(66)并将该油分离器(64)与该冷冻用压缩机(55)的吸入侧连接的返油管(65)。
6.如权利要求5所述的冷冻装置，其特征在于，
所述冷冻用压缩机(55)由变换器压缩机构成，
在冷冻组件(5)的返油管(65)或所述冷冻用压缩机(55)的吸入配管(68)中至少设置利用由油分离器(64)分离的冷冻机油对所述变换器压缩机的变换器(72)进行冷却的热交换器(67)。
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