CN1296661C - 冷冻装置 - Google Patents

Abstract

一种冷冻装置，是从回油通路(21)或注气通路向压缩机(2A、2B)的吸入管(10a、10b)注入气体制冷剂，其特征在于，设置将液体制冷剂注入压缩机(2A、2B)的吸入侧的注液通路(15)，通过将回油通路(21)及注气通路与注液通路(15)连接，防止吸入管(10a、10b)内因气体制冷剂之间的混合而产生的异常声响。

Description

冷冻装置

技术领域

本发明涉及冷冻装置，尤其涉及降低因回油及气体注入等而在压缩机的吸入侧发出的声响的措施。

背景技术

过去有一种进行蒸气压缩式冷冻循环的冷冻装置。该冷冻装置主要用作对室内进行冷暖气调节的空调机的冷却机，并且广泛用作贮藏食品等的冷藏库及冷冻库等的冷却机。该冷冻装置通过使从压缩机排出的制冷剂依次流过冷凝器、膨胀机构及蒸发器而进行蒸气压缩式冷冻循环。

在该制冷剂回路中，从压缩机排出的制冷剂中含有用于润滑压缩机内部的冷冻机油。为使该冷冻机油返回压缩机，采用例如记载于特开2001-280719号公报的办法，即，在压缩机的排出侧设置分油器，将该分油器通过回油通路连接于压缩机的吸入管。在回油通路上通常设置开闭阀。通过开启该结构中的上述开闭阀，使被分油器从排出气体制冷剂中分离出的冷冻机油通过回油通路及吸入管返回压缩机，因而，可防止压缩机缺油。

然而，在开启回油通路的开闭阀后，除冷冻机油外，气体制冷剂也会从分油器中流出。从而，气体制冷剂也会与冷冻机油一起通过回油通路被注入吸入管，因此会在吸入管的内部发生气体制冷剂与气体制冷剂混在的情况。并且，一旦气体制冷剂被注入压缩机的吸入管，则在吸入管的内部，制冷剂流会被搅乱而发出异常声响，该异常声响会从吸入管传至外部。

如上所述，以往的冷冻装置存在因气体制冷剂注入吸入管使气体制冷剂之间相混合而发生异常声响的问题。且该问题不仅仅发生在进行回油动作时，在为其他目的注入气体时，由于气体制冷剂也被注入压缩机吸入侧，因而存在同样的问题。

发明内容

本发明鉴于该问题点而创造，其目的在于，在向压缩机的吸入侧注入气体制冷剂的结构的冷冻装置中防止异常声响的发生。

本发明在冷冻装置中设置注液通路15，将回油通路21及注气通路与注液通路15连接。

具体而言，技术方案1的发明为一种冷冻装置，在进行蒸气压缩式冷冻循环的制冷剂回路1E中，具有将在由两台压缩机2A、2B并列连接形成的压缩机构2的排出侧分离的冷冻机油注入压缩机2A、2B的吸入侧的回油通路21，其特征为，具备将液体制冷剂注入压缩机2A、2B的吸入侧的注液通路15，注液通路15连接于与压缩机2A，2B的吸入管10a、10b连通的低压气体管，回油通路21与注液通路15连接。在上述结构中，作为将液体制冷剂注入压缩机2A、2B的吸入侧的结构，首先考虑将注液通路15与压缩机2A、2B的吸入管连接，但依据不同情况，也可采用将注液通路15的出口与压缩机2A、2B的缸(dome)直接连接等结构。

在技术方案1的发明中，流动于回油通路21中的冷冻机油与气体制冷剂通过注液通路15被注入压缩机2A、2B的吸入侧。因而，是在含有注液通路15内的液滴的制冷剂中混有气体制冷剂。因此，不会产生因气体制冷剂之间混合而发生的声响，即使发生声响，该异常声响也会被液体吸收而变小。由此，可抑制压缩机构2吸入侧处的异常声响向外部扩散。

本发明本质上不会发生气体制冷剂之间在压缩机2A、2B的吸入侧处混合，并且通过使气体制冷剂与液体制冷剂混合而减低异常声响。为此，技术方案2的发明是在进行气体注入的装置中，将气体制冷剂注入注液通路15而不是压缩机2A、2B的吸入管。

另外，技术方案2的发明是在技术方案1的冷冻装置中具有如下特征：该冷冻装置具备相互连接的热源侧单元1A与利用侧单元1B、1C、1D，不是对设于利用侧单元1B、1C、1D的膨胀机构42、52进行操作，而是通过对在注液通路15中流动的制冷剂的流量进行调节，来控制压缩机2A、2B的吸入制冷剂的过热度。

技术方案2的冷冻装置为了控制压缩机2A、2B的吸入制冷剂的过热度而设置注液通路15。并且，该冷冻装置在进行回油等时，利用注液通路15使液体制冷剂与气体制冷剂混合并注入压缩机。

技术方案3的发明是在技术方案3的冷冻装置中具有如下特征：压缩机2A、2B由可变容量压缩机构成，注液通路15在压缩机2A、2B的运行容量超过所定值时，始终处于开启状态。不过，当压缩机2A、2B的运行容量在所定值以下时，注液通路15也可关闭。

技术方案3的发明在压缩机2A、2B的运行容量超过所定值时，注液通路15始终处于开启状态，使吸入制冷剂的过热度受到控制。并且，此时气体制冷剂从回油通路21或注气通路37注入注液通路15，如上所述，异常声响的发生受到抑制。另外，当压缩机2A、2B的运行容量在所定值以下时，若注液通路15处于关闭状态，则虽然来自回油通路21或注气通路37的气体制冷剂不通过注液通路15而注入压缩机2A、2B，但此时制冷剂流速低，几乎不会发出异常声响。

-效果-

技术方案1的发明通过将回油通路21连接于注液通路15，使流动于回油通路21中的冷冻机油与气体制冷剂通过注液通路15而被注入压缩机2A、2B的吸入侧，因而可抑制由于气体制冷剂与气体制冷剂相混合而产生的异常声响。并且，通过在回油时向压缩机2A、2B的吸入侧注入气体，可防止过热度的过分上升。

技术方案2的发明在具备注液通路15的冷冻装置中，利用注液通路15来抑制异常声响的发生，因而可防止装置结构的复杂化。

技术方案3的发明在压缩机2A、2B的运行容量超过所定值而可能发生异常声响时，可有效地防止异常声响的发生。

附图说明

图1为本发明实施例的冷冻装置的制冷剂回路图。

图2为表示注液通路的膨胀阀的开度控制的流程图。

具体实施方式

以下依据附图对本发明的实施例进行详细说明。

图1为本实施例的冷冻装置1的制冷剂回路图。该冷冻装置1设置于便利店中，对数个货柜的柜内进行冷却。图中例示的冷冻装置具备2台冷藏货柜及1台冷冻货柜，但货柜的台数可作适宜变更。

上述冷冻装置1具有室外单元1A、冷藏单元1B、1C及冷冻单元1D。上述冷藏单元1B、1C设置于冷藏货柜中对该货柜的柜内空气进行冷却。上述冷冻单元1D设置于冷冻货柜内对该货柜的柜内空气进行冷却。并且，该冷冻装置1通过对各单元1A、1B、1C、1D进行连接而构成作蒸气压缩式冷冻循环的制冷剂回路1E。

<室外单元>

上述室外单元1A具备将2台压缩机2A、2B并列连接的压缩机构2，并且具备作为热源侧热交换器的室外热交换器3及储气罐4。

上述各压缩机2A、2B例如由密闭式高压缸型涡旋式压缩机构成。上述压缩机构2由作为第1压缩机的非变频压缩机2A及作为第2压缩机的变频压缩机2B构成。非变频压缩机2A是马达以恒定转速旋转的容量恒定压缩机，变频压缩机2B是马达受变频器控制、容量可阶梯式或连续式变化的容量可变压缩机。

上述非变频压缩机2A与变频压缩机2B的各排出管4a、4b与一个高压气体管(排出配管)5连接。另外，在上述非变频压缩机2A的排出管4a上设有止逆阀6。

上述室外热交换器3例如是交叉散热片式翅片管型热交换器，作为热源风扇的室外风扇3F配置在其附近。并且，在该室外热交换器3的气体侧端部连接有上述高压气体管5。

上述室外热交换器3的液体侧端部连接着室外液体管7的一端。在该室外液体管7的中途设有上述储气罐4，室外液体管7的另一端通过闭液阀8与连接用液体管31连接。另外，在室外液体管7上，在室外热交换器3与储气罐4之间，设有只允许制冷剂向储气罐4流动的止逆阀9。

上述非变频压缩机2A及变频压缩机2B的各吸入管10a、10b连接于低压气体管11的一端。低压气体管11的另一端通过闭气阀12连接于连接用气体管33。

在以上的结构中，上述各排出管4a、4b与高压气体管5构成高压气路1L。而上述连接用气体管33、低压气体管11及压缩机构2的各吸入管10a、10b构成低压气路1M。

在室外液体管7上，在储气罐4与闭液阀8之间连接着注液通路15的一端。注液通路15的另一端与低压气体管11连接，并与压缩机2A、2B的吸入管10a、10b连通。在该注液通路15上设有用于调节制冷剂流量的电动膨胀阀16。

在上述高压气体管5上设有分油器20。在该分油器20上连接有回油通路21的一端。该回油通路21上，设有作为开闭阀的电磁阀22，另一端连接于注液通路15上电动膨胀阀16与低压气体管11之间。即，该回油通路21不与压缩机2A、2B的吸入管10a、10b直接连接，而是通过注液通路15间接连接。

另外，在上述非变频压缩机2A的缸(储油器)与变频压缩机2B的吸入管10b之间连接有均油管25。该均油管25上设有电磁阀26。

<冷藏单元>

上述冷藏单元1B、1C各自具备作为利用侧热交换器的冷藏热交换器41及作为膨胀机构的冷藏膨胀阀42。上述冷藏热交换器41的液体侧通过冷藏膨胀阀42及电磁阀43与连接用液体管31连接。另一方面，上述冷藏热交换器41的气体侧各自与连接用气体管33连接而与压缩机构2的吸入侧连通。

上述冷藏膨胀阀42为感温式膨胀阀，感温筒安装于冷藏热交换器41的气体侧。另外，上述冷藏热交换器41例如为交叉散热片式翅片管型热交换器，配置在作为冷却风扇的冷藏风扇4F附近。

<冷冻单元>

上述冷冻单元1D具备作为利用侧热交换器的冷冻热交换器51、作为膨胀机构的冷冻膨胀阀52及作为冷冻压缩机的增压压缩机53。上述冷冻热交换器51的液体侧通过电磁阀54及冷冻膨胀阀52连接着从连接用液体管31分支的分支液体管33。

上述冷冻热交换器51的气体侧与增压压缩机53的吸入侧间通过连接用气体管55连接。在该增压压缩机53的排出侧，连接着从连接用气体管33分支的分支气管34。在该分支气管34上设有止逆阀56及分油器57。在该分油器57与连接用气体管55之间连接着具有毛细管58的回油通路59。

上述增压压缩机53为了使冷冻热交换器51的制冷剂蒸发温度低于冷藏热交换器41的制冷剂蒸发温度，在与室外单元1A的压缩机构2之间对制冷剂进行2级压缩。上述冷藏热交换器41的制冷剂蒸发温度例如设定为-10℃，上述冷冻热交换器51的制冷剂蒸发温度例如设定为-40℃。

上述冷冻膨胀阀52为感温式膨胀阀，感温筒安装于冷冻热交换器51的气体侧。上述冷冻热交换器51例如为交叉散热片式翅片管型热交换器，配置在作为冷却风扇的冷冻风扇5F附近。

另外，在作为上述增压压缩机53的吸入侧的连接用气体管55与作为增压压缩机53的排出侧的分支气管34之间连接着设有止逆阀60的旁通管61。该旁通管61在增压压缩机53因故障等停止时，使制冷剂绕过该增压压缩机53流动。

<控制系统>

在上述制冷剂回路1E中设有各种传感器及各种开关。首先，在上述室外单元1A的高压气体管5上设有检测高压制冷剂压力的压力检测装置、即高压压力传感器71以及检测高压制冷剂温度的温度检测装置、即排出温度传感器72。另外，在上述变频压缩机2B的排出管4b上，设有当高压制冷剂压力达到所定值时开启的压力开关73。

在上述低压气体管11上，设有检测低压制冷剂压力的压力检测装置、即低压压力传感器74以及检测低压制冷剂温度的温度检测装置、即吸入温度传感器75。另外，在上述室外单元1A中还设有检测室外空气温度的温度检测装置、即外气温度传感器76。

在上述冷藏单元1B、1C中，设有检测冷藏货柜柜内温度的温度检测装置、即冷藏温度传感器77。在上述冷冻单元1D中，设有检测冷冻货柜柜内温度的温度检测装置、即冷冻温度传感器78。

上述各种传感器及各种开关的输出信号被输入至控制器80。该控制器80根据冷藏热交换器41及冷冻热交换器51所需的冷冻能力来控制压缩机构2的运行容量。另外，上述控制器80通过对注液通路15的电动膨胀阀16的开度进行调整而对该制冷剂的吸入过热度进行控制。

-运行动作-

以下对上述冷冻装置1的运行动作进行说明。

首先，上述压缩机构2为用冷藏热交换器41及冷冻热交换器51获得必要的冷冻能力，通过控制器80进行非变频压缩机2A的起动/停止及变频压缩机2B的起动/容量控制/停止的操作。在冷冻热交换器51的冷却过程中，启动增压压缩机53并对其进行容量控制。另外，在上述冷藏单元1B、1C及冷冻单元1D的冷藏冷冻运行过程中(thermo-on过程中)，各单元1B、1C、1D的电磁阀43、54开启，在冷却动作停止的休止运行过程中(thermo-off过程中)，这些电磁阀43、54被关闭。

上述注液通路15的膨胀阀通常设定为开启状态，且其开度受到控制。即，该实施例中，由于冷藏单元1B、1C及冷冻单元1D中采用了感温式膨胀阀42、52，因此可进行注液以对制冷剂的吸入过热度进行控制。

在以上的设定中，从非变频压缩机2A与变频压缩机2B排出的制冷剂于高压气体管5合流，并流入室外热交换器3而冷凝。冷凝后的液体制冷剂从室外液体管7经储气罐4流向连接用液体管31。

流动于上述连接用液体管31中的液体制冷剂在冷藏单元1B、1C侧用冷藏膨胀阀42膨胀后，流向冷藏热交换器41并蒸发。另外，流动于上述连接用液体管31中的液体制冷剂的一部分在分支液体管33分流后流入冷冻单元1D，并在冷冻膨胀阀52膨胀后，流向冷冻热交换器51而蒸发。在冷冻热交换器51蒸发的该气体制冷剂受到增压压缩机53的吸引后被压缩，并向分支气管34排出。

在上述冷藏热交换器41蒸发的气体制冷剂与从增压压缩机53排出的气体制冷剂于连接用气体管33合流后返回室外单元1A，流过低压气体管11返回非变频压缩机2A及变频压缩机2B。

制冷剂重复该循环，使冷藏货柜与冷冻货柜的柜内得到冷却。且，当各货柜柜内达到充分冷却状态时，冷藏单元1B、1C及冷冻单元1D的电磁阀43、54被分别关闭，转入热交换器41、51中无制冷剂循环而仅进行送风的休止运行(thermo-off运行)状态。

上述压缩机构2在达到某个运行容量前使非变频压缩机2A处于停止的状态，仅对变频压缩机2B进行容量控制，当需要更大的运行容量时，同时起动2台压缩机2A、2B，并对变频压缩机2B进行容量控制。另外，根据不同情况，有时停止变频压缩机2B，仅起动非变频压缩机2A。

该冷冻装置1的利用侧为冷藏冷冻装置，与空调装置相比，低压压力更低。因此，存在着即使吸入制冷剂的流速不快也必须增大压缩机构2运行容量的区域，在这种场合，压缩机构2的制冷剂过热度容易变大。另外，如上所述，上述冷藏单元1B、1C及冷冻单元1D中所设的膨胀机构42、52均为感温式膨胀阀，不能从室外单元1A侧对其开度进行调整。为此，本实施例为防止压缩机构2中制冷剂过热度过高而进行注液。

上述注液通路15的电动膨胀阀16在压缩机构2以低容量运行时有时会例外地关闭，但通常始终开启。通常运行中的电动膨胀阀16的开度控制，依照图2的流程图进行。

在该流程图中的步骤ST1中，依据压缩机构2的吸入侧及排出侧的制冷剂的过热度计算上述电动膨胀阀16的开度控制量。在步骤ST2中，对电动膨胀阀16是否全闭进行判别。在通常运行中，电动膨胀阀16在起动等时处于全闭状态，此时，在步骤ST3中强制性地将电动膨胀阀16略微开启，将开度设定为初始值。另外，若在步骤ST2中判断为电动膨胀阀16已开启，则进入到步骤ST4，依据在步骤ST1中计算的开度控制量与目前的开度，对电动膨胀阀16进行开度调整。由此，可始终在向吸入管10a、10b注入少量液体制冷剂的同时调节流量，从而使压缩机构2中的制冷剂过热度得到控制。

另一方面，在本实施例中，如上所述，在压缩机构2的排出侧的高压气体管5上设置了分油器20，连接于该分油器20的回油通路21与上述注液通路15连接。该回油通路21的电磁阀22被控制成以所定的定时间歇地接通/断开，并且在接通时向压缩机构2回油。

即，从压缩机构2排出的制冷剂中所含的冷冻机油在分油器20中与该制冷剂分离，并且在上述电磁阀22开启时，通过回油通路21、注液通路15、低压气体管11及吸入管10a、10b被吸入压缩机构2。当2台压缩机2A、2B都运行时，通常是非变频压缩机2A的容量大于变频压缩机2B，冷冻机油主要回收到变频压缩机2A。另外，当非变频压缩机2A中积存过剩的冷冻机油时，该冷冻机油在均油管25的电磁阀26开启时被回收至变频压缩机2B。

该实施例中，当回油通路21的电磁阀22开启时，由于制冷剂也与冷冻机油一起流动于回油通路21中，因而，也作与注入气体同样的动作。此时，冷冻机油与气体制冷剂首先流入注液通路15。因此在注液通路15内，在含液滴制冷剂中混有气体制冷剂，因此，几乎不会产生因气体制冷剂之间混合而导致的声响，而且即使发生声响，由于流动于注液通路15内的制冷剂中含有液体，该异常声响也会被液体吸收。由此，可抑制异常声响由压缩机构2吸入侧向外部扩散。

-实施例的效果-

如上所述，本实施例可抑制在压缩机构2吸入侧进行回油动作时产生的异常声响。

另外，如果通过回油动作而将排出侧的气体制冷剂直接注入压缩机2A、2B的吸入侧，会导致压缩机2A、2B中制冷剂的过热度上升，但如果先将回油通路21与注液通路15合流，就可防止过热度的过分上升。

另外，该冷冻装置1的各货柜的膨胀阀42、52为感温式膨胀阀，不能从室外单元1A侧进行开度调整，因而，原本就具备对吸入过热度进行控制的注液通路15。因而，即使将回油通路21与该注液通路15连接，也不会使结构复杂化。

而且，当压缩机构2的运行容量超过所定值时容易因回油而产生异常声响，这时可有效地防止异常声响的发生。

-其他实施例-

上述实施例中，对将回油通路21连接于注液通路15的例子进行了说明，本发明是在本质上不会在压缩机构2的吸入侧发生气体制冷剂之间混合的前提下，通过向注液体制冷剂中注入气体制冷剂而抑制异常声响的发生。

因此，本发明并不限于回油，还适用于具备将气体制冷剂注入压缩机的注气通路的装置。例如，在上述实施例的回路结构中，如图1中虚线所示，也可将具备流量调整阀36的注气通路37从储气罐4的上端部与注液通路15连接。该注气通路37在储气罐4的内部充满气体制冷剂、该储气罐4内压力升高而使液体制冷剂不易从室外热交换器3流入时，可作为抽气通路使用。由此，因从储气罐4抽出的气体制冷剂被注入注液通路15，因而，可抑制该注入部分引起的异常声响。从而，如果是像以往装置那样将注气通路直接与压缩机的吸入管连接的装置，虽会因吸入管内部的气体制冷剂之间相混合而产生异常声响，但在将注气通路与注液通路连接的场合，也因与上述实施例同样的作用而可防止异常声响的发生。

产业上利用的可能性

如上所述，本发明适用于冷冻装置。

Claims (3)

1.一种冷冻装置，在进行蒸气压缩式冷冻循环的制冷剂回路(1E)中，具有将在由两台压缩机(2A、2B)并列连接形成的压缩机构(2)的排出侧分离的冷冻机油注入压缩机(2A、2B)的吸入侧的回油通路(21)，其特征在于，

具备将液体制冷剂注入压缩机(2A、2B)的吸入侧的注液通路(15)，

注液通路(15)连接于与压缩机(2A、2B)的吸入管(10a，10b)连通的低压气体管，

回油通路(21)与注液通路(15)连接。

2.根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于，具备相互连接的热源侧单元(1A)与利用侧单元(1B、1C、1D)，

不是通过对设于利用侧单元(1B、1C、1D)的膨胀机构(42、52)进行操作，而是通过对在注液通路(15)中流动的制冷剂的流量进行调节，来控制压缩机(2A、2B)的吸入制冷剂的过热度。

3.根据权利要求2所述的冷冻装置，其特征在于，压缩机(2A、2B)由可变容量压缩机构成，

注液通路(15)在压缩机(2A、2B)的运行容量超过所定值时，始终处于开启状态。

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