CN2458570Y - 制冷装置 - Google Patents

Abstract

一种制冷装置,具有用非共沸混合制冷剂进行蒸气压缩式制冷循环的制冷剂回路(12),在高压液体管路上设有一边将所述制冷剂储存一边使液体制冷剂流出的储存部(43),且蒸发器(31,23)的出口侧不夹装储液器而与压缩机(21)的吸入侧连接,从而使流动于制冷剂回路(12)的非共沸混合制冷剂的组分稳定,防止制冷装置(10)的可靠性下降。

Description

制冷装置

本实用新型涉及使用非共沸混合制冷剂的制冷装置，尤其涉及使在制冷剂回路内循环的非共沸混合制冷剂的组分稳定化的技术。

现有的进行蒸气压缩式制冷循环的制冷装置的制冷剂回路，一般将压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器用制冷剂配管依次连接而构成。并且，在这种制冷剂回路中，象日本实用新型公开1999年第72257号公报所揭示那样，在压缩机的吸入配管上安装有储液器。在该储液器内，从气体制冷剂中分离出混入低压气体制冷剂中的液体制冷剂。但是，如图2所示，在储液器1内，一部分制冷剂以液体制冷剂RL的状态滞留在回路内。

另一方面，R407C等的非共沸混合制冷剂由混合沸点不同的许多制冷剂构成。并且，若各组分制冷剂的比例、即组分比不同，则其特性就不同。因此，为使非共沸混合制冷剂发挥一定的特性，其组分被严格规定。

然而，当在所述制冷剂回路中使用非共沸混合制冷剂时，流入储液器1内的低压制冷剂基本上是气体制冷剂RG，当其中包含液体制冷剂RL时，该液体制冷剂RL在非共沸混合制冷剂的特性上，处于难以蒸发的高沸点制冷剂(R407C的场合为R134a)的组分比较高、而易蒸发的低沸点制冷剂(R407C的场合为R32)的组分比较低的状态。

此外，由于液体制冷剂RL与气体制冷剂RG相比，其密度较高，故在滞留有制冷剂的储液器1内，在液体制冷剂中含有较多的高沸点制冷剂，相反，气体制冷剂RG与非共沸混合制冷剂的原来组分相比，高沸点制冷剂的比例处于非常低的状态。因此，从储液器就流出高沸点制冷剂的比例较低、低沸点制冷剂的比例较高的气体制冷剂RG，并被吸入压缩机。

从上得知，在上述例子中，非共沸混合制冷剂在不同于原来组分比的状态下在制冷剂回路内循环。因此，会有因制冷剂特性的变化使高压压力上升等而使有制冷装置难以发挥原来的效力之虞，且会有使运转效率下降、制冷装置的可靠性下降等之虞。

鉴于上述问题，本实用新型的目的在于，提供一种通过使在制冷剂回路内流动的非共沸混合制冷剂的组分稳定而可防止制冷装置的可靠性下降的制冷装置。

在本实用新型的使用非共沸混合制冷剂的制冷装置中，一边将制冷剂储存在高压储存器等的储存部一边使其在制冷剂回路中循环。

具体地说，构成本实用新型的解决方案是以具有利用非共沸混合制冷剂进行蒸气压缩式制冷循环的制冷剂回路的制冷装置为前提的。该制冷装置的结构是，在该制冷剂回路的高压液体管路上，设置一边储存所述制冷剂一边使液体制冷剂流出的储存部。

在上述结构中，最好将制冷剂回路构成在压缩机的吸入侧未设有储液器的制冷剂回路。即，最好将蒸发器直接与压缩机的吸入侧连接。而此场合的“直接”当然不是指连在蒸发器、与压缩机之间连接四通切换阀等的结构也不使用，而是指不夹装储液器而将蒸发器与压缩机连接。

另外，在上述结构中，设置切换机构和方向控制回路，切换机构使制冷剂回路内的制冷剂循环方向反转；方向控制回路在各循环方向使来自冷凝器的液体制冷剂流入储存部，且最好做成如下结构：即在储存部的下游侧，连接有作为蒸气压缩式制冷循环的制冷剂回路的构成要素的膨胀机构。

另外，在上述结构中，最好设置处于储存部与膨胀机构之间的液体配管与压缩机的排出配管之间的液封防止通道，并将该液封防止通道构成允许制冷剂从所述液体配管侧向排出配管侧流通的单向通道。

另外，在上述结构中，最好具有：排出管温度传感器；冷凝器温度传感器；蒸发器温度传感器；以及根据各温度传感器的输出而对作为制冷剂回路的构成要素的膨胀机构的开度进行控制的控制装置。

另外，在上述结构中，可使用R407C作为非共沸混合制冷剂。

在上述解决方案中，R407C等的非共沸混合制冷剂，其剩余部分一边被储存在高压储存器等的储存部内，一边在制冷剂回路内循环。该储存部内是高压，几乎以液体制冷剂的状态存在，与液体制冷剂相比，气体制冷剂的量是少量的。另外，储存部内的气体密度与液体密度相比非常小。如上所述，即使R32稍许气化，储存在储存部内的液体制冷剂，其高沸点制冷剂与低沸点制冷剂的组分比和非共沸混合制冷剂的组分的原来组分比几乎是未变化的状态，由于该液体制冷剂从储存部流出，故稳定的组分比的制冷剂就在制冷剂回路内循环。

尤其，在上述结构中，若做成在压缩机的吸入侧不使用储液器的结构，则该低压气体管路中的组分不产生变动。

另外，若将制冷剂的循环方向做成可反转并在储存部的上游侧设置方向控制回路、在下游侧设置膨胀机构，则即使在正反搞错地对制冷剂的循环方向进行切换的情况下，制冷剂也能形成从压缩机通过冷凝器、方向控制回路、储存部、膨胀机构和蒸发器而返回到压缩机的循环，从而进行制冷循环。此时，由于剩余制冷剂一边储存在高压的储存部一边流出液体制冷剂，故仍稳定的组分比的制冷剂在回路内循环。

另外，若设置液封防止通道，则当停止压缩机运转时，即使滞留在储存部的制冷剂因周围温度上升而膨胀，该膨胀的制冷剂也可通过液封防止通道而从压缩机的排出管侧逃向热交换器侧。

另外，若用各温度传感器来控制膨胀机构的开度，则可针对运转中的蒸发器的温度和冷凝器的温度而将排出管温度调整成适当的温度值，从而使制冷剂的状态变化在预定的莫里尔水蒸气焓熵图上正确地推移，组分变得更稳定。

因此，采用上述解决方案，由于R407C等的非共沸混合制冷剂在几乎不改变原来的组分比的稳定的状态下在制冷剂回路内循环，故制冷剂特性也几乎无变化，制冷装置可发挥原来的效力。因此，还可抑制运转效率的下降，提高制冷装置的可靠性。由此可以说，在高压液体管路上设置储存部和在压缩机的吸入侧不使用储液器的结构，在使用非共沸混合制冷剂的制冷剂回路中是非常合适的。

另外，当可逆地构成制冷剂回路内的制冷剂循环方向时，例如在使用例如非共沸混合制冷剂的空调器等中，无论是进行制冷运转还是进行制热运转，都可进行稳定的运转。

另外，若预先设置液封防止通道，则可防止因滞留于储存部的液体制冷剂的膨胀而产生在该储存部的周围异常的压力上升。

另外，若用各温度传感器来调整膨胀机构的开度，则由于可使制冷剂的组分更稳定，故可进一步提高装置的可靠性。

附图的简单说明：

图1是本实用新型实施形态的空调器的制冷剂回路图；

图2是表示现有的制冷装置的储液器概略图。

下面，结合附图说明本实用新型的实施形态。

如图1所示，本实施形态的制冷装置10是一台室内单元30与一台室外单元20连接的所谓分离式空调器10，该空调器10的制冷剂回路12如此构成：利用作为非共沸混合制冷剂的R407C来进行蒸气压缩式制冷循环。

所述室外单元20，是用压缩机21、四通切换阀(切换机构)22、室外热交换器23、辅助热交换器24和膨胀回路40构成单一的热源单元。而所述室内单元30具有室内热交换器31，构成单一的使用单元。

并且，所述压缩机21、四通切换阀22、室外热交换器23、辅助热交换器24、膨胀回路40和室内热交换器31用制冷剂配管11依次连接，构成制冷剂循环进行传热的制冷剂回路12。制冷剂回路12包括：所述室外热交换器23及辅助热交换器24与室内热交换器31之间包含膨胀回路40等的液体管路1L和包含压缩机21等的气体管路1G。另外，在本实施形态中，在压缩机21的吸入侧未设有储液器。

所述压缩机21做成例如用变换器而使运转频率(运转容量)可变调节的涡旋式。在该压缩机21的排出侧，连接有降低压缩机21运转声音用的消音器25。消音器25具有仅允许制冷剂从压缩机21向四通切换阀22的方向流动的单向阀的功能。

所述四通切换阀22，在制冷运转时切换成图1实线所示那样，在制热运转时切换成图1虚线所示那样，而使制冷剂回路12内的制冷剂循环方向反转。并且，所述室外热交换器23及辅助热交换器24，是一种在制冷运转时起到冷凝器功能、在制热运转时起到蒸发器功能的热源侧热交换器，在其附近设有室外风扇Fo。另外，所述室内热交换器31，是一种在制冷运转时起到蒸发器功能、在制热运转时起到冷凝器功能的使用侧热交换器，且在其附近设有室内风扇Fr。

所述膨胀回路40用来将制冷剂减压。该膨胀回路40具有：用桥式回路构成的方向控制回路41；以及与该方向控制回路41连接的单向通道42。方向控制回路41，无论在制冷运转时还是制热运转时，此时都构成将来自起到冷凝器功能的热交换器23、24的液体制冷剂导向导向通道42内。

在单向通道42中，串联配置有：位于上游侧而一边储存制冷剂一边使液体制冷剂流出的储存器(储存部)43；以及位于其下游侧的开度调整自如的电子膨胀阀(膨胀机构)EV。采用如上结构，储存器43始终位于电子膨胀阀EV的上游侧的高压液体管路，无论制冷剂的循环方向如何，可流入来自冷凝器23、24、31的高压液体制冷剂。另外，储存器43与电子膨胀阀EV之间配置有去除制冷剂中尘埃的过滤器26。

具体地说，所述方向控制回路41是将第1流入管路44、第1流出管路45、第2流入管路46和第2流出管路47连接成桥式而构成。在各流入管路44、46及各流出管路45、47中分别设有单向阀CV、CV、…。

所述第1流入管路44，形成从连接室外热交换器23的第1连接点P1朝向连接单向通道42上游侧的第2连接点P2的制冷剂流动。另外，所述第1流出管路45，形成从连接单向通道42下游侧的第3连接点P3朝向连接室内热交换器31的第4连接点P4的制冷剂流动。

所述第2流入管路46形成从第4连接点P4朝向第2连接点P2的制冷剂流动。所述第2流出管路47形成从第3连接点P3朝向第1连接点P1的制冷剂流动。

所述单向通道42，储存器43与电子膨胀阀EV之间(具体地说是过滤器26与电子膨胀阀EV之间)的液体配管(高压液体管路)，通过对停止压缩机21时的液封予以防止的液封防止通道27而与压缩机21的排出配管连接。该液封防止通道27是允许制冷剂从所述液体配管侧向排出配管侧流通的单向通道，在该路径内具有单向阀CV。

在所述储存器43的上部与单向通道42中的电子膨胀阀EV的下游侧(该部分始终为低压液体管路)之间连接有旁通通道49。在该旁通通道49上设有电磁阀SV，从而可放出储存器43内的气体制冷剂。

另外，在所述压缩机21的排出管上，配置有对该压缩机21的排出管温度进行检测的排出管温度传感器Td。并在室外单元20的空气吸入口处配置有检测室外空气温度的室外气温传感器Ta，在室外热交换器23上，配置有对制冷运转时成为冷凝温度、制热运转时成为蒸发温度的室外热交换器温度进行检测的室外热交换器温度传感器Tc。此外，在所述室内单元30的空气吸入口处配置有检测室内空气温度的室温传感器Tr，在室内热交换器31上，配置有对制冷运转时成为蒸发温度、制热运转时成为冷凝温度的室内热交换器温度进行检测的室内热交换器温度传感器Te。

在所述压缩机21的排出管上配置有高压保护压力开关HS，其对高压制冷剂压力进行检测，利用该高压制冷剂压力的过分上升而通电并输出高压保护信号。另外，在压缩机21的吸入管上，配置有低压保护压力开关LS1和低压控制压力开关LS2，低压保护压力开关LS1对低压制冷剂压力进行检测，利用该低压制冷剂压力的过分下降而通电并输出低压保护信号，而低压控制压力开关LS2对所述低压制冷剂压力进行检测，当该低压制冷剂压力为规定值时通电并输出低压控制信号。

并且，所述各温度传感器Td、Ta、Tc、Te、高压保护压力开关HS、低压保护压力开关LS1以及低压控制压力开关LS2的输出信号，被输入作为控制装置的控制器50，该控制器50根据输入信号而控制空调运转。

该控制器50对各设备进行控制而进行制冷运转和制热运转，并进行使制冷剂回路12内流动的非共沸混合制冷剂的组分稳定的控制。

具体地说，该控制器50，将例如压缩机21的变换器的运转频率区分成规定数值的频率步数N而控制频率步数N，以使室内温度处于设定温度。另外，该控制器50，从室温热交换器温度传感器Tc及室内热交换器温度传感器Te检测的冷凝温度和蒸发温度算出提供最佳制冷效果的排出管温度的最佳值，并设定阀开度，控制电子膨胀阀EV的开度，以使该排出管温度处于该最佳值。

通过这种控制，在制冷剂回路12内进行制冷剂循环时，就可保证设定的莫里尔水蒸气焓熵图上的动作，其结果，可抑制非共沸混合制冷剂组分的变动，即，使R407C中的R32与R134a的组分比稳定。

另外，本实施形态的制冷剂回路12做成如上述那样在压缩机21的吸入侧不使用储液器的回路。因此，或者通过进行使吸入压缩机21的制冷剂过热度变得充分大的控制，或者做成对来自储存器43的液体制冷剂的流出量进行调节的结构，则不会产生向压缩机21返回液体。

下面说明该空调器10的具体运转动作。

首先，在制冷运转时，从压缩机21排出的气体制冷剂在室温热交换器23及辅助热交换器24冷凝、液化，该液体制冷剂通过第1流入通道44而暂时储存在储存器43中。并且，液体制冷剂从储存器43流出，在由电子膨胀阀EV减压后，经第1流出通道45而在室内热交换器31蒸发并返回到压缩机21。

另一方面，在制热运转时，从压缩机21排出的气体制冷剂在室内热交换器31冷凝而液化，且该液体制冷剂通过第2流入通道46而暂时储存在储液器43中。并且，液体制冷剂从储液器43流出，由电子膨胀阀EV减压后，经第2流出通道47而在辅助热交换器24及室外热交换器23蒸发并返回到压缩机21。此时，剩余的制冷剂一边储存在储液器43中一边进行制冷剂的循环动作。

另外，在制冷运转时和制热运转时的任何场合，通常设定成电磁阀SV关闭、气体制冷剂不从储液器43流出。

在上述动作中，储液器43内为高压状态，即使因周围状况等而发生R32的气体制冷剂，该量也是较少的，而且气体的密度与液体的密度相比非常小。因此，从储液器43流出的液体制冷剂的组分，由于作为用于该回路12的非共沸混合制冷剂的R407C的原来组分而几乎不变化，如此稳定的组分的液体制冷剂从储液器43流出并在回路12内循环。

另外，在制冷和制热的各运转时，控制器50将频率步数N设定在适当值控制压缩机21的容量，同时，从由室外热交换器温度传感器Tc及室内热交换器温度传感器Te检测的冷凝温度和蒸发温度中，算出给予最佳制冷效果的排出管温度的最佳值，从而设定阀开度以使该排出管温度处于该最佳值。并且，将获得该阀开度的脉冲信号送入电子膨胀阀25来控制该电子膨胀阀EV的开度，进行与室内负荷相对应的空调运转。

由此，在制冷剂回路12内循环非共沸混合制冷剂时，由于可保证预定的莫里尔水蒸气焓熵图上的动作，故即使在该点也可使R407C中的R32与R134a的比例稳定。

另外，在本实施形态中，虽然做成在压缩机21的吸入侧不用储液器的回路，但如上所述，由于进行使吸入压缩机21的制冷剂的过热度充分大的控制，或做成对来自储液器43的液体制冷剂的流出量进行调节的结构，故不会产生向压缩机21返回液体。并且，由于不使用储液器，故与现有技术不同，滞留在压缩机21的吸入侧的制冷剂的组分比的变动也不发生。

另外，在本实施形态中，在运转停止时将电子膨胀阀EV和电磁阀SV关闭的状态下，即使因周围温度上升等使储液器43内的液体制冷剂膨胀，该制冷剂也难以从单向通道42流过液封防止通道27而逃向热交换器23、31侧。即，可防止液封。

如上所述，采用本实施形态，无论是制热运转时还是制冷运转时，所使用的非共沸混合制冷剂的R407C，都通过将其剩余部分储存在高压储液器43内而一边对循环量进行调节，一边在制冷剂回路12中循环。另外，由于该储液器43内是高压状态，故几乎以液体制冷剂的状态存在，而且气体制冷剂的密度与液体密度相比非常小，故即使R32气化，储存在储液器43内的液体制冷剂与R407C的原来组分比成为几乎不变化的组分比。并且，由于如此稳定的组分比的制冷剂在回路12内循环，且压缩机21的吸入侧的组分比的变动也不发生，故制冷剂特性几乎不变化，从而可稳定发挥空调器的原来效能。因此，还可抑制运转效率的下降，提高装置10的可靠性。

另外，由于用各温度传感器Td、Tc、Te来控制电子膨胀阀EV的开度，故制冷剂的状态变化在预定的莫里尔水蒸气焓熵图上正确地推移。由此，因组分更稳定化，故可进一步提高装置的可靠性。

另外，在本实施形态中，即使制冷剂的组分在较少变动的状态下流入储液器43，但由于储液器43内是高压状态，故制冷剂在该储液器43内被修正成接近原来的组分比的状态。因此，能可靠地防止运转中R407C的组分比产生较大变动。

此外，由于设有液封防止通道27，故即使在运转时周围温度上升的情况下，也可防止压力产生异常上升。

对于上述实施形态，本实用新型还可如下那样构成。

例如，上述实施形态是做成在一台室外单元20上连接一台室内单元30形式的结构，但也可做成在一台室外单元20上连接数台室内单元30的形式。另外，上述实施形态是将本实用新型的制冷装置做成可进行制热运转和制冷运转的空调器的结构，但本实用新型也可适用于仅进行制热运转或仅进行制冷运转的空调器，还可适用于空调器以外的制冷装置。

另外，所使用的制冷剂不限于R407C，也可使用其他的非共沸混合制冷剂。

Claims (6)

1．一种制冷装置，是具有用非共沸混合制冷剂进行蒸气压缩式制冷循环的制冷剂回路(12)的制冷装置，其特征在于，

在高压液体管路上，设有一边将所述制冷剂储存一边使液体制冷剂流出的储存部(43)。

2．如权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，制冷剂回路(12)构成为在压缩机(21)的吸入侧不设有储液器的制冷剂回路(12)。

3．如权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，具有切换机构(22)和方向控制回路(41)，所述切换机构使制冷剂回路(12)内的制冷剂循环方向反转；所述方向控制回路在各循环方向使来自冷凝器(23,31)的液体制冷剂流入储存部(43)，在储存部(43)的下游侧，连接有制冷剂回路(12)的膨胀机构(EV)。

4．如权利要求3所述的制冷装置，其特征在于，具有设在储存部(43)与膨胀机构(EV)间的液体配管与压缩机(21)的排出配管之间的液封防止通道(27)，该液封防止通道(27)是允许制冷剂从所述液体配管侧向排出配管侧流通的单向通道。

5．如权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，具有：排出管温度传感器(Td)；冷凝器温度传感器(Tc,Te)；蒸发器温度传感器(Te,Tc)；以及根据各温度传感器(Td,Tc,Te)的输出而对具有制冷剂回路(12)的膨胀机构(EV)的开度进行控制的控制装置(50)。

6．如权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，非共沸混合制冷剂是R407C。

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