製冷循環裝置的製作方法
2023-10-23 02:59:37 2

本發明涉及熱泵式供熱水機等的製冷循環裝置。
背景技術:
作為以往的製冷循環裝置,例如提出有下述方案:「大致構成為具備:壓縮機,其包含HFO-1123作為工作介質,並對工作介質蒸氣A進行壓縮而形成高溫高壓的工作介質蒸氣B;冷凝器,其對從壓縮機排出的工作介質蒸氣B進行冷卻,使工作介質蒸氣B液化而形成低溫高壓的工作介質C;膨脹閥,其使從冷凝器排出的工作介質C膨脹而形成低溫低壓的工作介質D;蒸發器,其對從膨脹閥排出的工作介質D進行加熱而形成高溫低壓的工作介質蒸氣A;向蒸發器供給負載流體E的泵;以及向冷凝器供給流體F的泵」(例如,參照專利文獻1)。
在先技術文獻
專利文獻
專利文獻1:國際公開第2012/157764號(第12、13頁,圖1)
技術實現要素:
發明的概要
發明所要解決的課題
在專利文獻1記載的製冷循環裝置中,使用了包含地球暖化係數低的HFO-1123的製冷劑,但是HFO-1123由於被稱為歧化反應的反應,在高溫高壓的狀態下被投入能量時,會進行伴隨著發熱的化學反應,伴隨急劇的溫度上升而產生急劇的壓力上升,存在具有爆炸等危險性的問題。
本發明為了解決上述那樣的課題而作出,第一目的在於提供一種抑制HFO-1123的歧化反應而安全的製冷循環裝置。
另外,第二目的在於提供一種通過將地球暖化係數低的HFO-1123應用於製冷循環而對地球環境的影響少的製冷循環裝置。
用於解決課題的方案
在本發明涉及的製冷循環裝置中,壓縮機、冷凝器、膨脹閥、以及蒸發器連接成環狀,且包含HFO-1123作為製冷劑,其中,所述製冷循環裝置具備對所述膨脹閥入口的製冷劑進行冷卻的冷卻機構。
發明效果
在本發明的製冷循環裝置中,壓縮機、冷凝器、膨脹閥、以及蒸發器連接成環狀,且包含HFO-1123作為製冷劑,其中,所述製冷循環裝置構成為具備對所述膨脹閥入口的製冷劑進行冷卻的冷卻機構,因此,可獲得能夠降低高壓液體製冷劑的溫度並抑制歧化反應的效果。
附圖說明
圖1是本發明的實施方式1涉及的製冷循環裝置100的製冷劑迴路圖。
圖2是本發明的實施方式1涉及的製冷循環裝置100的系統構成圖。
圖3是表示本發明的實施方式1涉及的製冷循環裝置100的壓縮機轉速的控制次序的流程圖。
圖4是本發明的實施方式1涉及的製冷循環裝置100的另一例的系統構成圖。
圖5是表示圖4的製冷循環裝置100的壓縮機轉速的控制次序的流程圖。
圖6是本發明的實施方式2涉及的製冷循環裝置100的製冷劑迴路圖。
圖7是本發明的實施方式2涉及的製冷循環裝置100的系統構成圖。
圖8是表示圖7的製冷循環裝置100的輔助膨脹閥7的控制次序的 流程圖。
圖9是本發明的實施方式2涉及的製冷循環裝置100的另一例的系統構成圖。
圖10是表示圖9的製冷循環裝置100的輔助膨脹閥7的控制次序的流程圖。
圖11是本發明的實施方式3涉及的製冷循環裝置100的製冷劑迴路圖。
圖12是本發明的實施方式3涉及的製冷循環裝置100的系統構成圖。
圖13是本發明的實施方式3涉及的製冷循環裝置100的另一例的系統構成圖。
圖14是本發明的實施方式4涉及的製冷循環裝置100的製冷劑迴路圖。
圖15是本發明的實施方式4涉及的製冷循環裝置100的系統構成圖。
圖16是表示本發明的實施方式4涉及的製冷循環裝置100的第一膨脹閥5a及第二膨脹閥5b的控制次序的流程圖。
圖17是本發明的實施方式4涉及的製冷循環裝置100的另一例的系統構成圖。
圖18是表示圖17的製冷循環裝置100的第一膨脹閥5a及第二膨脹閥5b的控制次序的流程圖。
圖19是本發明的實施方式5涉及的製冷循環裝置100的製冷劑迴路圖。
圖20是本發明的實施方式6涉及的製冷循環裝置100的製冷劑迴路圖。
圖21是本發明的實施方式6涉及的製冷循環裝置100的系統構成圖。
圖22是表示圖21的製冷循環裝置100的第一膨脹閥5a、第二膨脹閥5b及輔助膨脹閥7的控制次序的流程圖。
圖23是本發明的實施方式7涉及的製冷循環裝置100的製冷劑迴路圖。
圖24是本發明的實施方式8涉及的製冷循環裝置100的製冷劑迴路圖。
圖25是本發明的實施方式9涉及的製冷循環裝置100的製冷劑迴路圖。
圖26是本發明的實施方式9涉及的製冷循環裝置100的系統構成圖。
圖27是本發明的實施方式10涉及的製冷循環裝置100的製冷劑迴路圖。
圖28是本發明的實施方式10涉及的製冷循環裝置100的系統構成圖。
圖29是本發明的實施方式11涉及的製冷循環裝置100的製冷劑迴路圖。
圖30是表示單獨HFO-1123製冷劑的歧化反應的試驗結果的坐標圖。
具體實施方式
實施方式1.
圖1是本發明的實施方式1涉及的製冷循環裝置100的製冷劑迴路圖。在圖1中,示出實施升高負載側的水的溫度的加熱運轉時的狀態。
如圖1所示,在製冷循環裝置100中,壓縮機1、四通閥2、冷凝器3、膨脹閥5、蒸發器6連接成環狀,且設有使從冷凝器3流向膨脹閥5的製冷劑與從蒸發器6流向壓縮機1的製冷劑進行熱交換的輔助換熱器4a。
壓縮機1例如由能夠進行容量控制的變頻壓縮機等構成,吸引並壓縮低溫低壓氣體製冷劑而形成為高溫高壓氣體製冷劑的狀態並將其噴出。
四通閥2對於從壓縮機1噴出的高溫高壓氣體製冷劑與向壓縮機1吸引的低溫低壓氣體製冷劑的方向進行切換。
冷凝器3由例如板式換熱器構成,使製冷劑與水進行熱交換而使之 散熱。
輔助換熱器4a使在內部流動的製冷劑進行熱交換。
膨脹閥5使製冷劑減壓而形成為低壓二相製冷劑。
蒸發器6由例如板翅式換熱器等構成,使製冷劑與空氣進行熱交換而使製冷劑蒸發。
以將壓縮機1與冷凝器3連接的方式設置高壓氣體配管21。另外,以將冷凝器3與膨脹閥5連接的方式設置高壓液體配管22。高壓液體配管22的配管直徑比高壓氣體配管21的配管直徑小。
在此,在本實施方式1中,使用包含HFO-1123製冷劑的製冷劑,可以是單獨HFO-1123製冷劑、或者將HFO-1123以20~50%的比例與R32或HFO-1234yf混合而成的製冷劑。該HFO-1123製冷劑的地球暖化係數(GWP)為0.3,比以往的製冷劑R410A的2090低,是對地球環境造成的影響小的製冷劑。然而,另一方面,HFO-1123製冷劑在被投入高能量時,會進行伴隨著發熱的化學反應,存在與急劇的溫度上升相伴的壓力爆炸性地上升的危險性,尤其是在液體製冷劑中具有壓力上升的危險性。
圖30是表示單獨HFO-1123製冷劑的歧化反應的試驗結果的坐標圖,表現出壓力越高,溫度越高,則歧化反應越容易發生的特性。需要說明的是,當向HFO-1123混合R32或HFO-1234yf時,發生歧化反應的區域向高壓力、高溫度側轉移,但是壓力越高,溫度越高,則歧化反應越容易發生的傾向並未改變。
接下來,參照圖1,說明本實施方式1涉及的製冷循環裝置100的製冷循環的動作。
低溫低壓的氣體狀態的製冷劑被壓縮機1吸引、壓縮而成為高溫高壓氣體並被噴出。從壓縮機1噴出的高溫高壓的製冷劑經由四通閥2向冷凝器3流入。流入到冷凝器3的高溫高壓氣體製冷劑向作為被換熱介質的水進行散熱,成為液體製冷劑。從冷凝器3流出的液體製冷劑在輔助換熱器4a中通過而成為氣液二相製冷劑,並向膨脹閥5流入,被減壓 膨脹而成為氣液二相製冷劑。從膨脹閥5流出的氣液二相製冷劑向蒸發器6流入,對作為被換熱介質的空氣進行冷卻,該氣液二相製冷劑蒸發而成為低溫低壓的氣體製冷劑。從蒸發器6流出的低溫低壓的氣體製冷劑再次在輔助換熱器4a中通過之後由壓縮機1再次吸引。
在此,在輔助換熱器4a中,由於從冷凝器3流出的液體製冷劑與從蒸發器6流出的氣體進行熱交換,因此從冷凝器3流出的液體製冷劑被冷卻而成為過冷卻狀態,並向膨脹閥5流入。
如以上所述,本實施方式1涉及的製冷循環裝置100對向膨脹閥5流入的液體製冷劑進行冷卻而使該液體製冷劑以過冷卻狀態流入膨脹閥5。因此,能夠防止由於二相製冷劑向膨脹閥5流入而發生的液體製冷劑的壓力脈動或衝擊波的產生。因此,即便使用HFO-1123製冷劑也能抑制歧化反應,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的製冷循環裝置100。另外,由於冷凝器3由板式換熱器構成,因此能夠抑制高壓製冷劑的製冷劑量,能夠降低發生歧化反應的危險性。另外,高壓液體配管22的配管直徑比高壓氣體配管21的配管直徑小,通過抑制容易發生歧化反應的高壓液體製冷劑的製冷劑量,能夠降低發生歧化反應的危險性。
圖2是本發明的實施方式1涉及的製冷循環裝置100的系統構成圖。在圖2中,示出實施升高負載側的水的溫度的加熱運轉時的狀態。圖3是表示本發明的實施方式1涉及的製冷循環裝置100的壓縮機轉速的控制次序的流程圖。
如圖2所示,本實施方式1涉及的製冷循環裝置100具備高壓傳感器14及控制裝置9。需要說明的是,圖2的製冷循環裝置100的其他的構成要素與圖1的製冷循環裝置100相同。
接下來,參照圖2及圖3,說明本實施方式1涉及的製冷循環裝置100的控制動作。
在步驟S101中,向控制裝置9輸入由高壓傳感器14檢測到的製冷循環的高壓Pd,然後向步驟S102轉移。
在步驟S102中,控制裝置9對由高壓傳感器14檢測到的高壓Pd與預先設定的發生歧化反應的下限壓力進行比較。
在步驟S102中,控制裝置9在判定為由高壓傳感器14檢測到的高壓Pd超過歧化反應下限壓力的情況下(在步驟S102為「是」),向步驟S103轉移。
在步驟S102中,控制裝置9在判定為由高壓傳感器14檢測到的高壓Pd為歧化反應下限壓力以下的情況下(在步驟S102為「否」),返回步驟S101。
在步驟S103中,控制裝置9輸出以減小壓縮機1的轉速的方式進行控制的控制信號,返回步驟S101。
如以上所述,由於本實施方式1涉及的製冷循環裝置100以避免由高壓傳感器14檢測到的高壓Pd超過發生歧化反應的下限壓力的方式控制壓縮機1的轉速,因此即便使用HFO-1123製冷劑也能抑制歧化反應,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的製冷循環裝置100。
圖4是本發明的實施方式1涉及的製冷循環裝置100的另一例的系統構成圖。在圖4中,示出實施升高負載側的水的溫度的加熱運轉時的狀態。圖5是表示圖4的製冷循環裝置100的壓縮機轉速的控制次序的流程圖。
如圖4所示,本實施方式1涉及的製冷循環裝置100具備噴出溫度傳感器10及控制裝置9。需要說明的是,圖4的製冷循環裝置100的其他的構成要素與圖1的製冷循環裝置100相同。
接下來,參照圖4及圖5,說明本實施方式1涉及的製冷循環裝置100的控制動作。
在步驟S111中,向控制裝置9輸入由噴出溫度傳感器10檢測到的製冷循環的噴出溫度Td,然後向步驟S112轉移。
在步驟S112中,控制裝置9對由噴出溫度傳感器10檢測到的噴出溫度Td與預先設定的發生歧化反應的下限溫度進行比較。
在步驟S112中,控制裝置9在由噴出溫度傳感器10檢測到的噴出 溫度Td超過歧化反應下限溫度的情況下(在步驟S112為「是」),向步驟S113轉移。
在步驟S112中,控制裝置9在由噴出溫度傳感器10檢測到的噴出溫度Td為歧化反應下限溫度以下的情況下(在步驟S112為「否」),返回步驟S111。
在步驟S113中,控制裝置9輸出以減小壓縮機1的轉速的方式進行控制的控制信號,然後返回步驟S111。
如以上所述,由於本實施方式1涉及的製冷循環裝置100以避免噴出溫度Td超過發生歧化反應的下限溫度的方式控制壓縮機1的轉速,因此即便使用HFO-1123製冷劑也能抑制歧化反應,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的製冷循環裝置100。
實施方式2.
圖6是本發明的實施方式2涉及的製冷循環裝置100的製冷劑迴路圖。在圖6中,示出實施升高負載側的水的溫度的加熱運轉時的狀態。需要說明的是,在本實施方式2中,對於與實施方式1相同的構成要素,標註相同符號。另外,在本實施方式2中,與實施方式1同樣地使用包含HFO-1123製冷劑的製冷劑。
如圖6所示,在實施方式2涉及的製冷循環裝置100中,壓縮機1、四通閥2、冷凝器3、膨脹閥5、蒸發器6連接成環狀,具備使將冷凝器3出口的製冷劑的一部分分路並由輔助膨脹閥7減壓後的製冷劑與冷凝器3出口的製冷劑進行熱交換的輔助換熱器4b,並將由輔助膨脹閥7減壓且由輔助換熱器4b進行了熱交換的製冷劑向壓縮機1的壓縮室噴射。輔助換熱器4b使在內部流動的製冷劑進行熱交換。輔助膨脹閥7使製冷劑減壓而形成為二相製冷劑。
接下來,參照圖6,說明本實施方式2涉及的製冷循環裝置100的製冷循環的動作。
低溫低壓的氣體狀態的製冷劑被壓縮機1吸引、壓縮而成為高溫高壓氣體並被噴出。從壓縮機1噴出的高溫高壓的製冷劑經由四通閥2向 冷凝器3流入。流入到冷凝器3的高溫高壓氣體製冷劑向作為被換熱介質的水進行散熱,成為液體製冷劑。從冷凝器3流出的液體製冷劑分支成兩路,一路在通過了輔助換熱器4b之後向膨脹閥5流入,被減壓膨脹而成為氣液二相製冷劑。從膨脹閥5流出的氣液二相製冷劑向蒸發器6流入,對作為被換熱介質的空氣進行冷卻,該氣液二相製冷劑蒸發而成為低溫低壓的氣體製冷劑。從蒸發器6流出的低溫低壓的氣體製冷劑由壓縮機1再次吸引。分支的另一路液體製冷劑向輔助膨脹閥7流入,減壓膨脹而成為二相製冷劑,在輔助換熱器4b中通過後向壓縮機1的壓縮室噴射。
在此,在輔助換熱器4b中,由於從冷凝器3流出的液體製冷劑與分支而被減壓後的二相製冷劑進行熱交換,因此向膨脹閥5流入的液體製冷劑成為被冷卻後的過冷卻狀態。
如以上所述,本實施方式2涉及的製冷循環裝置100對向膨脹閥5流入的液體製冷劑進行冷卻而使該液體製冷劑以過冷卻狀態流入膨脹閥5。因此,能夠防止由於二相製冷劑向膨脹閥5流入而發生的液體製冷劑的壓力脈動或衝擊波的產生。因此,即便使用HFO-1123製冷劑也能抑制歧化反應,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的製冷循環裝置100。
圖7是本發明的實施方式2涉及的製冷循環裝置100的系統構成圖。在圖7中,示出實施升高負載側的水的溫度的加熱運轉時的狀態。圖8是表示圖7的製冷循環裝置100的輔助膨脹閥7的控制次序的流程圖。
如圖7所示,本實施方式2涉及的製冷循環裝置100具備膨脹閥入口溫度傳感器8及控制裝置9。圖7的製冷循環裝置100的其他的構成要素標註與圖1相同的符號。
接下來,參照圖7及圖8,說明本實施方式2涉及的製冷循環裝置100的控制動作。
在步驟S201中,向控制裝置9輸入由膨脹閥入口溫度傳感器8檢測到的製冷循環的膨脹閥入口溫度Texpi,然後向步驟S202轉移。
在步驟S202中,控制裝置9對由膨脹閥入口溫度傳感器8檢測到的膨脹閥入口溫度Texpi與預先設定的發生歧化反應的下限溫度進行比較。
在步驟S202中,控制裝置9在由膨脹閥入口溫度傳感器8檢測到的膨脹閥入口溫度Texpi超過歧化反應下限溫度的情況下(在步驟S202為「是」),向步驟S203轉移。
在步驟S202中,控制裝置9在由膨脹閥入口溫度傳感器8檢測到的膨脹閥入口溫度Texpi為歧化反應下限溫度以下的情況下(在步驟S202為「否」),返回步驟S201。
在步驟203中,控制裝置9輸出以增大輔助膨脹閥7的開度的方式進行控制的控制信號,返回步驟S201。
如以上所述,由於本實施方式2涉及的製冷循環裝置100以避免膨脹閥入口溫度Texpi超過發生歧化反應的下限溫度的方式控制輔助膨脹閥7的開度,因此即便使用HFO-1123製冷劑也能抑制歧化反應,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的製冷循環裝置100。
圖9是本發明的實施方式2涉及的製冷循環裝置100的另一例的系統構成圖。在圖9中,示出實施升高負載側的水的溫度的加熱運轉時的狀態。圖10是表示圖9的製冷循環裝置100的輔助膨脹閥7的控制次序的流程圖。
如圖9所示,本實施方式2涉及的製冷循環裝置100設有膨脹閥入口溫度傳感器8、高壓傳感器14、控制裝置9。此外,關於與實施方式1相同的構成要素,標註相同符號。
接下來,參照圖9及圖10,說明本實施方式2涉及的製冷循環裝置100的控制動作。
在步驟S211中,向控制裝置9輸入由膨脹閥入口溫度傳感器8檢測到的製冷循環的膨脹閥入口溫度Texpi和由高壓傳感器14檢測到的製冷循環的高壓Pd,然後向步驟S212轉移。
在步驟S212中,控制裝置9根據由高壓傳感器14檢測到的高壓Pd來算出飽和溫度,並通過根據高壓Pd而算出的飽和溫度與膨脹閥入口溫 度Texpi之差,來運算膨脹閥5入口的過冷卻度SCexpi,然後向步驟S213轉移。
在步驟S213中,控制裝置9對運算出的膨脹閥5入口的過冷卻度SCexpi與預先設定的設定值進行比較。
在步驟S213中,控制裝置9在膨脹閥5入口的過冷卻度SCexpi比預先設定的設定值小的情況下(在步驟S213為「是」),向步驟S214轉移。
在步驟S213中,控制裝置9在膨脹閥5入口的過冷卻度SCexpi為預先設定的設定值以上的情況下(在步驟S213為「否」),返回步驟S211。
在步驟S214中,控制裝置9輸出以增大輔助膨脹閥7的開度的方式進行控制的控制信號,然後返回步驟S211。
如以上所述,本實施方式2涉及的製冷循環裝置100將膨脹閥入口過冷卻度SCexpi確保為設定值以上,使得向膨脹閥5流入的液體製冷劑以過冷卻狀態流入膨脹閥5。因此,能夠防止由於二相製冷劑向膨脹閥5流入而發生的高壓液體製冷劑的壓力脈動或衝擊波的產生。因此,即便使用HFO-1123製冷劑也能抑制歧化反應,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的製冷循環裝置100。
實施方式3.
圖11是本發明的實施方式3涉及的製冷循環裝置100的製冷劑迴路圖。在圖11中,示出實施升高負載側的水的溫度的加熱運轉時的狀態。需要說明的是,在本實施方式3中,關於與實施方式1相同的構成要素,標註相同符號。另外,在本實施方式3中,也與實施方式1、2同樣地使用包含HFO-1123製冷劑的製冷劑。
如圖11所示,在實施方式3涉及的製冷循環裝置100中,壓縮機1、四通閥2、冷凝器3、膨脹閥5、蒸發器6連接成環狀,具備使將冷凝器3出口的製冷劑的一部分分路並由輔助膨脹閥7減壓後的製冷劑與冷凝器3出口的製冷劑進行熱交換的輔助換熱器4c,並使由輔助膨脹閥7減壓且由輔助換熱器4c進行了熱交換的製冷劑與壓縮機1的吸入合流。輔 助換熱器4c使在內部流動的製冷劑進行熱交換。輔助膨脹閥7使製冷劑減壓而形成為二相製冷劑。
接下來,參照圖11,說明本實施方式3涉及的製冷循環裝置100的製冷循環的動作。
低溫低壓的氣體狀態的製冷劑被壓縮機1吸引、壓縮而成為高溫高壓氣體且被噴出。從壓縮機1噴出的高溫高壓的製冷劑經由四通閥2向冷凝器3流入。流入到冷凝器3的高溫高壓氣體製冷劑向作為被換熱介質的水進行散熱,成為液體製冷劑。從冷凝器3流出的液體製冷劑分支成兩路,一路在通過了輔助換熱器4c之後向膨脹閥5流入,被減壓膨脹而成為氣液二相製冷劑。從膨脹閥5流出的氣液二相製冷劑向蒸發器6流入,對作為被換熱介質的空氣進行冷卻,該氣液二相製冷劑蒸發而成為低溫低壓的氣體製冷劑。從蒸發器6流出的低溫低壓的氣體製冷劑由壓縮機1再次吸引。分支的另一路液體製冷劑向輔助膨脹閥7流入,減壓膨脹而成為二相製冷劑,在輔助換熱器4c中通過後與壓縮機1的吸入合流。
在此,在輔助換熱器4c中,從冷凝器3流出的液體製冷劑與分支而被減壓後的二相製冷劑進行熱交換,因此向膨脹閥5流入的液體製冷劑被冷卻而成為過冷卻狀態。
如以上所述,本實施方式3涉及的製冷循環裝置100對向膨脹閥5流入的液體製冷劑進行冷卻,使液體製冷劑以過冷卻狀態流入膨脹閥5。因此,能夠防止由於二相製冷劑向膨脹閥5流入而發生的高壓液體製冷劑的壓力脈動或衝擊波的產生。因此,即便使用HFO-1123製冷劑也能抑制歧化反應,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的製冷循環裝置100。
圖12是本發明的實施方式3涉及的製冷循環裝置100的系統構成圖。在圖12中,示出實施升高負載側的水的溫度的加熱運轉時的狀態。
如圖12所示,本實施方式3涉及的製冷循環裝置100具備膨脹閥入口溫度傳感器8及控制裝置9。需要說明的是,圖12的表示製冷循環裝 置100的控制次序的流程圖與圖8相同,因此省略說明。
如以上所述,由於本實施方式3涉及的製冷循環裝置100以避免膨脹閥入口溫度Texpi超過發生歧化反應的下限溫度的方式控制輔助膨脹閥7的開度,因此即便使用HFO-1123製冷劑也能抑制歧化反應,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的製冷循環裝置100。
圖13是本發明的實施方式3涉及的製冷循環裝置100的另一例的系統構成圖。在圖13中,示出實施升高負載側的水的溫度的加熱運轉時的狀態。
如圖13所示,本實施方式3涉及的製冷循環裝置100具備膨脹閥入口溫度傳感器8、高壓傳感器14及控制裝置9。需要說明的是,圖13的表示製冷循環裝置100的控制次序的流程圖與圖10相同,因此省略說明。
如以上所述,本實施方式3涉及的製冷循環裝置100將膨脹閥入口過冷卻度SCexpi確保為設定值以上,使得向膨脹閥5流入的液體製冷劑成為過冷卻狀態。因此,能夠防止由於二相製冷劑流入膨脹閥5而發生的高壓液體製冷劑的壓力脈動或衝擊波的產生。因此,即便使用HFO-1123製冷劑也能抑制歧化反應,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的製冷循環裝置100。
實施方式4.
圖14是本發明的實施方式4涉及的製冷循環裝置100的製冷劑迴路圖。在圖14中,示出實施升高負載側的水的溫度的加熱運轉時的狀態。需要說明的是,在本實施方式4中,關於與實施方式1相同的構成要素,標註相同符號。另外,在本實施方式4中,也與實施方式1~3同樣地使用包含HFO-1123製冷劑的製冷劑。
如圖14所示,在實施方式4涉及的製冷循環裝置100中,壓縮機1、四通閥2、冷凝器3、第一膨脹閥5a、第二膨脹閥5b、蒸發器6連接成環狀,且在第一膨脹閥5a與第二膨脹閥5b之間具備接收器11。第一膨脹閥5a使製冷劑減壓。第二膨脹閥5b使製冷劑減壓。接收器11是將根據製冷循環裝置100的運轉狀態而產生的剩餘製冷劑以液體製冷劑的狀 態進行積存的容器。
接下來,參照圖14,說明本實施方式4涉及的製冷循環裝置100的製冷循環的動作。
低溫低壓的氣體狀態的製冷劑被壓縮機1吸引、壓縮而成為高溫高壓氣體且被噴出。從壓縮機1噴出的高溫高壓的製冷劑經由四通閥2向冷凝器3流入。流入到冷凝器3的高溫高壓氣體製冷劑向作為被換熱介質的水進行散熱,成為液體製冷劑。從冷凝器3流出的液體製冷劑向第一膨脹閥5a流入,被減壓而成為飽和液體製冷劑,然後向接收器11流入。流入到接收器11的製冷劑向第二膨脹閥5b流入,被減壓而成為氣液二相製冷劑。從第二膨脹閥5b流出的氣液二相製冷劑向蒸發器6流入,對作為被換熱介質的空氣進行冷卻,該氣液二相製冷劑蒸發而成為低溫低壓的氣體製冷劑。從蒸發器6流出的低溫低壓的氣體製冷劑由壓縮機1再次吸引。在此,在製冷循環中產生的剩餘製冷劑作為液體製冷劑而積存在接收器11內。
如以上所述,由於本實施方式4涉及的製冷循環裝置100將在製冷循環中產生的剩餘製冷劑進行減壓而積存在接收器11內,因此即便使用HFO-1123製冷劑也能抑制歧化反應,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的製冷循環裝置100。
圖15是本發明的實施方式4涉及的製冷循環裝置100的系統構成圖。在圖15中,示出實施升高負載側的水的溫度的加熱運轉時的狀態。圖16是表示本發明的實施方式4涉及的製冷循環裝置100的第一膨脹閥5a及第二膨脹閥5b的控制次序的流程圖。
如圖15所示,本實施方式4涉及的製冷循環裝置100具備接收器入口溫度傳感器12及控制裝置9。在圖15中,關於與圖14相同的構成要素,標註相同符號。
接下來,參照圖15及圖16,說明本實施方式4涉及的製冷循環裝置100的控制動作。
在步驟S401中,向控制裝置9輸入由接收器入口溫度傳感器12檢 測到的製冷循環的中壓飽和溫度Trec,然後向步驟S402轉移。
在步驟S402中,控制裝置9對由接收器入口溫度傳感器12檢測到的中壓飽和溫度Trec與歧化反應下限溫度進行比較。
在步驟S402中,控制裝置9在由接收器入口溫度傳感器12檢測到的中壓飽和溫度Trec比歧化反應下限溫度大的情況下(在步驟S402為「是」),向步驟S403轉移。
在步驟S402中,控制裝置9在由接收器入口溫度傳感器12檢測到的中壓飽和溫度Trec為歧化反應下限溫度以下的情況下(在步驟S402為「否」),返回步驟S401。
在步驟S403中,控制裝置9以減小第一膨脹閥5a的開度並增大第二膨脹閥5b的開度的方式輸出控制信號,以使由接收器入口溫度傳感器12檢測到的中壓飽和溫度Trec成為歧化反應下限溫度以下,然後返回步驟S401。
如以上所述,本實施方式4涉及的製冷循環裝置100以減小第一膨脹閥5a的開度並增大第二膨脹閥5b的開度的方式進行控制,以使中壓飽和溫度Trec成為歧化反應下限溫度以下,因此,即便使用HFO-1123製冷劑,運轉狀態發生變化而產生剩餘製冷劑,也能夠以抑制了歧化反應的狀態積存在接收器內,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的製冷循環裝置100。
圖17是本發明的實施方式4涉及的製冷循環裝置100的另一例的系統構成圖,其示出實施升高負載側的水的溫度的加熱運轉時的狀態。圖18是表示圖17的製冷循環裝置100的第一膨脹閥5a及第二膨脹閥5b的控制次序的流程圖。
如圖17所示,本實施方式4涉及的製冷循環裝置100具備接收器入口壓力傳感器15、控制裝置9。在圖17中,關於與圖14相同的構成要素,標註相同符號。
接下來,參照圖17及圖18,說明本實施方式4涉及的製冷循環裝置100的控制動作。
在步驟S411中,向控制裝置9輸入由接收器入口壓力傳感器15檢測到的製冷循環的接收器入口壓力Prec,然後向步驟S412轉移。
在步驟S412中,控制裝置9對接收器入口壓力傳感器15檢測到的接收器入口壓力Prec與歧化反應下限壓力進行比較。
在步驟S412中,控制裝置9在由接收器入口壓力傳感器15檢測到的接收器入口壓力Prec比歧化反應下限壓力大的情況下(在步驟S412為「是」),向步驟S413轉移。
在步驟S412中,控制裝置9在由接收器入口壓力傳感器15檢測到的接收器入口壓力Prec為歧化反應下限壓力以下的情況下(在步驟S412為「否」),返回步驟S411。
在步驟S413中,控制裝置9以減小第一膨脹閥5a的開度並增大第二膨脹閥5b的開度的方式輸出控制信號,以使由接收器入口壓力傳感器15檢測到的接收器入口壓力Prec成為歧化反應下限壓力以下,然後返回步驟S411。
如以上所述,本實施方式4涉及的製冷循環裝置100以減小第一膨脹閥5a的開度並增大第二膨脹閥5b的開度的方式進行控制,以使接收器入口壓力Prec成為歧化反應下限壓力以下,因此,即便使用HFO-1123製冷劑,運轉狀態發生變化而產生剩餘製冷劑,也能以抑制了歧化反應的狀態積存在接收器內,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的製冷循環裝置100。
實施方式5.
圖19是本發明的實施方式5涉及的製冷循環裝置100的製冷劑迴路圖。在圖19中,示出實施升高負載側的水的溫度的加熱運轉時的狀態。需要說明的是,在本實施方式5中,關於與實施方式1~4相同的構成要素,標註相同符號。另外,在本實施方式5中,也與實施方式1~4同樣地使用包含HFO-1123製冷劑的製冷劑。
如圖19所示,在實施方式5涉及的製冷循環裝置100中,壓縮機1、四通閥2、冷凝器3、第一膨脹閥5a、接收器11、第二膨脹閥5b、蒸發 器6連接成環狀,具備使從冷凝器3流向第二膨脹閥5b的製冷劑與從蒸發器6流向壓縮機1的低壓製冷劑進行熱交換的輔助換熱器4a。
接下來,參照圖19,說明本實施方式5涉及的製冷循環裝置100的製冷循環的動作。
低溫低壓的氣體狀態的製冷劑被壓縮機1吸引、壓縮而成為高溫高壓氣體且被噴出。從壓縮機1噴出的高溫高壓的製冷劑經由四通閥2向冷凝器3流入。流入到冷凝器3的高溫高壓氣體製冷劑向作為被換熱介質的水進行散熱,成為液體製冷劑。從冷凝器3流出的液體製冷劑向第一膨脹閥5a流入,被減壓而成為中壓飽和液體製冷劑,流入接收器11。從接收器11流出的中壓飽和液體製冷劑在通過了輔助換熱器4a之後向第二膨脹閥5b流入,被減壓而成為氣液二相製冷劑。從第二膨脹閥5b流出的氣液二相製冷劑向蒸發器6流入,對作為被換熱介質的空氣進行冷卻,該氣液二相製冷劑蒸發而成為氣體製冷劑。從蒸發器6流出的氣體製冷劑再次通過了輔助換熱器4a之後,由壓縮機1再次吸引。
在此,在輔助換熱器4a中,由於從接收器11流出的液體製冷劑與從蒸發器6流出的氣體進行熱交換,因此從接收器11流出的液體製冷劑被冷卻而成為過冷卻狀態,向第二膨脹閥5b流入。在此,在製冷循環中產生的剩餘製冷劑作為液體製冷劑而積存在接收器11內。
如以上所述,本實施方式5涉及的製冷循環裝置100利用輔助換熱器4a對從接收器11流出的飽和液體製冷劑進行冷卻。因此,即使存在配管的壓力損失,也能可靠地使過冷卻狀態的液體製冷劑向第二膨脹閥5b流入,能夠防止由於二相製冷劑的流入而發生的高壓液體製冷劑的壓力脈動或衝擊波的產生。因此,即便使用HFO-1123製冷劑也能抑制歧化反應,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的製冷循環裝置100。另外,即使運轉狀態發生變化而產生剩餘製冷劑,也能夠以抑制了歧化反應的狀態積存在接收器11內,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的製冷循環裝置100。
實施方式6.
圖20是本發明的實施方式6涉及的製冷循環裝置100的製冷劑迴路圖。在圖20中,示出實施升高負載側的水的溫度的加熱運轉時的狀態。需要說明的是,在本實施方式6中,關於與實施方式2、4相同的構成要素,標註相同符號。另外,在本實施方式6中,也與實施方式1~5同樣地使用包含HFO-1123製冷劑的製冷劑。
如圖20所示,在實施方式6涉及的製冷循環裝置100中,壓縮機1、四通閥2、冷凝器3、第一膨脹閥5a、接收器11、輔助換熱器4b、第二膨脹閥5b、蒸發器6連接成環狀,在輔助換熱器4b中,使將接收器11出口的製冷劑的一部分分路並由輔助膨脹閥7減壓後的製冷劑與接收器11出口的製冷劑進行熱交換,使由輔助膨脹閥7減壓且由輔助換熱器4b進行了熱交換的製冷劑向壓縮機1的壓縮室噴射。
接下來,參照圖20,說明本實施方式涉及的製冷循環裝置100的製冷循環的動作。
低溫低壓的氣體狀態的製冷劑被壓縮機1吸引、壓縮而成為高溫高壓氣體且被噴出。從壓縮機1噴出的高溫高壓的製冷劑經由四通閥2向冷凝器3流入。流入到冷凝器3的高溫高壓氣體製冷劑向作為被換熱介質的水進行散熱,成為液體製冷劑。從冷凝器3流出的液體製冷劑向第一膨脹閥5a流入,被減壓而成為中壓飽和液體製冷劑,流入接收器11。從接收器11流出的中壓液體製冷劑分支成兩路,一路在通過了輔助換熱器4b之後向第二膨脹閥5b流入,被減壓膨脹而成為氣液二相製冷劑。從第二膨脹閥5b流出的氣液二相製冷劑向蒸發器6流入,對作為被換熱介質的空氣進行冷卻,該氣液二相製冷劑蒸發而成為低溫低壓的氣體製冷劑。從蒸發器6流出的低溫低壓的氣體製冷劑由壓縮機1再次吸引。從接收器11流出而分支的另一路中壓液體製冷劑向輔助膨脹閥7流入,減壓膨脹而成為二相製冷劑,在輔助換熱器4b中通過後而向壓縮機1的壓縮室噴射。
在此,在輔助換熱器4b中,由於從接收器11流出的液體製冷劑與分支而被減壓後的二相製冷劑進行熱交換,因此向膨脹閥5流入的製冷 劑被冷卻而成為過冷卻狀態。另外,在製冷循環中產生的剩餘製冷劑作為中壓液體製冷劑而積存在接收器11內。
如以上所述,本實施方式6涉及的製冷循環裝置100利用輔助換熱器4a對從接收器11流出的飽和液體製冷劑進行冷卻。因此,即使存在配管的壓力損失,也能夠使過冷卻狀態的液體製冷劑流入第二膨脹閥5b,能夠防止由於二相製冷劑的流入而發生的高壓液體製冷劑的壓力脈動或衝擊波的產生。因此,即便使用HFO-1123製冷劑也能抑制歧化反應,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的製冷循環裝置100。另外,即使運轉狀態發生變化而產生剩餘製冷劑,也能夠以抑制了歧化反應的狀態積存在接收器內,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的製冷循環裝置100。
圖21是本發明的實施方式6涉及的製冷循環裝置100的系統構成圖。在圖21中,示出實施升高負載側的水的溫度的加熱運轉時的狀態。圖22是表示圖21的製冷循環裝置100的第一膨脹閥5a、第二膨脹閥5b及輔助膨脹閥7的控制次序的流程圖。
如圖21所示,本實施方式6涉及的製冷循環裝置100具備接收器入口溫度傳感器12、膨脹閥入口溫度傳感器8、控制裝置9。
接下來,參照圖21及圖22,說明本實施方式涉及的製冷循環裝置100的控制動作。
在步驟S601中,向控制裝置9輸入由接收器入口溫度傳感器12檢測到的製冷循環的中壓飽和溫度Trec,然後向步驟S602轉移。在步驟S602中,控制裝置9對由接收器入口溫度傳感器12檢測到的中壓飽和溫度Trec與歧化反應下限溫度進行比較。
在步驟S602中,在由接收器入口溫度傳感器12檢測到的中壓飽和溫度Trec比歧化反應下限溫度高的情況下(在步驟S602為「是」),向步驟S603轉移。
在步驟S602中,在由接收器入口溫度傳感器12檢測到的中壓飽和溫度Trec為歧化反應下限溫度以下的情況下(在步驟S602為「否」), 向步驟S604轉移。
在步驟S603中,控制裝置9以減小第一膨脹閥5a的開度並增大第二膨脹閥5b的開度的方式輸出控制信號,以使由接收器入口溫度傳感器12檢測到的中壓飽和溫度Trec成為歧化反應下限溫度以下,然後向步驟S704轉移。
在步驟S604中,控制裝置9輸入由膨脹閥入口溫度傳感器8檢測到的膨脹閥入口溫度Texpi,然後向步驟S605轉移。在步驟S605中,控制裝置9通過運算中壓飽和溫度Trec與膨脹閥入口溫度Texpi之差而算出膨脹閥入口的過冷卻度SCexpi,然後向步驟S606轉移。在步驟S606中,控制裝置9對膨脹閥入口的過冷卻度SCexpi與預先設定的設定值進行比較。
在步驟S606中,控制裝置9在膨脹閥入口的過冷卻度SCexpi比預先設定的設定值小的情況下(在步驟S606為「是」),向步驟S607轉移。
在步驟S606中,控制裝置9在膨脹閥入口的過冷卻度SCexpi為預先設定的設定值以上的情況下(在步驟S606為「否」),返回步驟S601。
在步驟S607中,控制裝置9以增大輔助膨脹閥7的開度的方式輸出控制信號,然後返回步驟S601。
如以上所述,本實施方式6涉及的製冷循環裝置100以使接收器11內的中壓飽和溫度Trec成為歧化反應下限溫度以下的方式控制第一膨脹閥5a的開度和第二膨脹閥5b的開度,因此,即便使用HFO-1123製冷劑,運轉狀態發生變化而產生剩餘製冷劑,也能夠以抑制了歧化反應的狀態積存在接收器內,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的製冷循環裝置100。另外,由於以確保向第二膨脹閥5b流入的製冷劑的過冷卻度的方式控制輔助膨脹閥7的開度,因此能夠防止由於二相製冷劑的流入而發生的高壓液體製冷劑的壓力脈動或衝擊波的產生,因此,即便使用HFO-1123製冷劑也能抑制歧化反應,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的製冷循環裝置100。
實施方式7.
圖23是本發明的實施方式7涉及的製冷循環裝置100的製冷劑迴路圖。在圖23中,示出實施升高負載側的水的溫度的加熱運轉時的狀態。需要說明的是,在本實施方式7中,關於與實施方式1~6相同的構成要素,標註相同符號。另外,在本實施方式7中,也與實施方式1~6同樣地使用包含HFO-1123製冷劑的製冷劑。
如圖23所示,在實施方式7涉及的製冷循環裝置100中,壓縮機1、四通閥2、冷凝器3、膨脹閥5、蒸發器6、儲液器13連接成環狀。儲液器13是將根據製冷循環裝置100的運轉狀態而產生的剩餘製冷劑以低壓液體製冷劑的狀態進行積存的容器。
接下來,參照圖23,說明本實施方式7涉及的製冷循環裝置100的製冷循環的動作。
低溫低壓的氣體狀態的製冷劑被壓縮機1吸引、壓縮而成為高溫高壓氣體且被噴出。從壓縮機1噴出的高溫高壓的製冷劑經由四通閥2向冷凝器3流入。流入到冷凝器3的高溫高壓氣體製冷劑向作為被換熱介質的水進行散熱,成為液體製冷劑。從冷凝器3流出的液體製冷劑向膨脹閥5流入,被減壓膨脹而成為氣液二相製冷劑。從膨脹閥5流出的氣液二相製冷劑向蒸發器6流入,對作為被換熱介質的空氣進行冷卻,該氣液二相製冷劑蒸發而成為乾燥度高的低壓二相製冷劑或低壓氣體製冷劑。從蒸發器6流出的低壓製冷劑經由儲液器13而由壓縮機1再次吸引。在製冷循環中產生的剩餘製冷劑作為低壓液體製冷劑而積存在儲液器13內。
如以上所述,本實施方式7涉及的製冷循環裝置100將在製冷循環中產生的剩餘製冷劑減壓成低壓而積存在儲液器13內,因此,即便使用HFO-1123製冷劑也能抑制歧化反應,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的製冷循環裝置100。
實施方式8.
圖24是本發明的實施方式8涉及的製冷循環裝置100的製冷劑迴路圖。在圖24中,示出實施升高負載側的水的溫度的加熱運轉時的狀態。 需要說明的是,在本實施方式8中,關於與實施方式1、7相同的構成要素,標註相同符號。另外,在本實施方式8中,也與實施方式1~7同樣地使用包含HFO-1123製冷劑的製冷劑。
如圖24所示,在實施方式8涉及的製冷循環裝置100中,壓縮機1、四通閥2、冷凝器3、膨脹閥5、蒸發器6、儲液器13連接成環狀,並具備使從冷凝器3流向膨脹閥5的製冷劑與從蒸發器6流向壓縮機1的低壓製冷劑進行熱交換的輔助換熱器4a。
接下來,參照圖24,說明本實施方式8涉及的製冷循環裝置100的製冷循環的動作。
低溫低壓的氣體狀態的製冷劑被壓縮機1吸引、壓縮而成為高溫高壓氣體且被噴出。從壓縮機1噴出的高溫高壓的製冷劑經由四通閥2向冷凝器3流入。流入到冷凝器3的高溫高壓氣體製冷劑向作為被換熱介質的水進行散熱,成為液體製冷劑。從冷凝器3流出的液體製冷劑在通過了輔助換熱器4a之後,向膨脹閥5流入,被減壓而成為氣液二相製冷劑。從膨脹閥5流出的氣液二相製冷劑流入蒸發器6,對作為被換熱介質的空氣進行冷卻,該氣液二相製冷劑蒸發而成為乾燥度高的低壓二相製冷劑或低壓氣體製冷劑。從蒸發器6流出的低壓製冷劑經由儲液器13而由壓縮機1再次吸引。
在此,在輔助換熱器4a中,由於從冷凝器3流出的液體製冷劑與從蒸發器6流出的製冷劑進行熱交換,因此從冷凝器3流出的液體製冷劑被冷卻而成為過冷卻狀態,向膨脹閥5流入。在製冷循環中產生的剩餘製冷劑作為低壓液體製冷劑而積存在儲液器13內。
如以上所述,由於本實施方式8涉及的製冷循環裝置100利用輔助換熱器4a對從冷凝器3流出的液體製冷劑進行冷卻,因此,即使存在配管的壓力損失,也能夠可靠地使過冷卻狀態的液體製冷劑流入膨脹閥5,能夠防止由於二相製冷劑的流入而發生的高壓液體製冷劑的壓力脈動或衝擊波的產生,因此,即便使用HFO-1123製冷劑也能抑制歧化反應,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的製冷循環裝置100。 另外,由於將在製冷循環中產生的剩餘製冷劑減壓成低壓而積存在儲液器13內,因此,即便使用HFO-1123製冷劑也能抑制歧化反應,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的製冷循環裝置100。
實施方式9.
圖25是本發明的實施方式9涉及的製冷循環裝置100的製冷劑迴路圖。在圖25中,示出實施升高負載側的水的溫度的加熱運轉時的狀態。需要說明的是,在本實施方式9中,關於與實施方式1~8相同的構成要素,標註相同符號。另外,在本實施方式9中,也與實施方式1~8同樣地使用包含HFO-1123製冷劑的製冷劑。
如圖25所示,在實施方式9涉及的製冷循環裝置100中,壓縮機1、四通閥2、冷凝器3、輔助換熱器4b、膨脹閥5、蒸發器6、儲液器13連接成環狀,在輔助換熱器4b中,使將冷凝器3出口的製冷劑的一部分分路並由輔助膨脹閥7減壓後的製冷劑與冷凝器3出口的製冷劑進行熱交換,使由輔助膨脹閥7減壓且由輔助換熱器4b進行了熱交換之後的製冷劑向壓縮機1的壓縮室噴射。
接下來,參照圖25,說明本實施方式9涉及的製冷循環裝置100的製冷循環的動作。
低溫低壓的氣體狀態的製冷劑被壓縮機1吸引、壓縮而成為高溫高壓氣體且被噴出。從壓縮機1噴出的高溫高壓的製冷劑經由四通閥2向冷凝器3流入。流入到冷凝器3的高溫高壓氣體製冷劑向作為被換熱介質的水進行散熱,成為液體製冷劑。從冷凝器3流出的液體製冷劑分支成兩路,一路在通過了輔助換熱器4b之後向膨脹閥5流入,被減壓膨脹而成為氣液二相製冷劑。從膨脹閥5流出的氣液二相製冷劑向蒸發器6流入,對作為被換熱介質的空氣進行冷卻,該氣液二相製冷劑蒸發而成為低溫低壓的氣體製冷劑。從蒸發器6流出的低溫低壓的氣體製冷劑經由儲液器13而由壓縮機1再次吸引。從冷凝器3流出而分支的另一路液體製冷劑向輔助膨脹閥7流入,減壓膨脹而成為低壓二相製冷劑,在輔助換熱器4b中通過後而向壓縮機1的壓縮室噴射。
在此,在輔助換熱器4b中,由於從冷凝器3流出的液體製冷劑與分支而被減壓後的二相製冷劑進行熱交換,因此向膨脹閥5流入的製冷劑被冷卻而成為過冷卻狀態。另外,在製冷循環中產生的剩餘製冷劑作為低壓液體製冷劑而積存在儲液器13內。
如以上所述,本實施方式9涉及的製冷循環裝置100利用輔助換熱器4b對從冷凝器3流出的液體製冷劑進行冷卻。因此,即使存在配管的壓力損失,也能夠使過冷卻狀態的液體製冷劑流入膨脹閥5,能夠防止由於二相製冷劑的流入而發生的高壓液體製冷劑的壓力脈動或衝擊波的產生。因此,即便使用HFO-1123製冷劑也能抑制歧化反應,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的製冷循環裝置100。另外,即使運轉狀態發生變化而產生剩餘製冷劑,也能夠以抑制了歧化反應的狀態積存在儲液器內,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的製冷循環裝置100。
圖26是本發明的實施方式9涉及的製冷循環裝置100的系統構成圖,其示出實施升高負載側的水的溫度的加熱運轉時的狀態。在圖26中,關於與圖9相同的構成要素,標註相同符號。
如圖26所示,本實施方式9涉及的製冷循環裝置100設有膨脹閥入口溫度傳感器8、高壓傳感器14、控制裝置9。需要說明的是,圖26的表示製冷循環裝置100的輔助膨脹閥7的控制次序的流程圖與圖10相同,因此省略說明。
如以上所述,本實施方式9涉及的製冷循環裝置100將膨脹閥入口過冷卻度SCexpi確保為設定值以上,使向膨脹閥5流入的液體製冷劑以過冷卻狀態流入膨脹閥5。因此,能夠防止由於二相製冷劑流入膨脹閥5而發生的高壓液體製冷劑的壓力脈動或衝擊波的產生。因此,即便使用HFO-1123製冷劑也能抑制歧化反應,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的製冷循環裝置100。另外,即使運轉狀態發生變化而產生剩餘製冷劑,也能夠以抑制了歧化反應的低壓液體製冷劑的狀態積存在儲液器13內,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的制 冷循環裝置100。
實施方式10.
圖27是本發明的實施方式10涉及的製冷循環裝置100的製冷劑迴路圖。在圖27中,示出實施升高負載側的水的溫度的加熱運轉時的狀態。需要說明的是,在本實施方式10中,關於與實施方式3、7相同的構成要素,標註相同符號。另外,在本實施方式10中,也與實施方式1~9同樣地使用包含HFO-1123製冷劑的製冷劑。
如圖27所示,在實施方式10涉及的製冷循環裝置100中,壓縮機1、四通閥2、冷凝器3、膨脹閥5、蒸發器6、儲液器13連接成環狀,並具備使將冷凝器3出口的製冷劑的一部分分路並由輔助膨脹閥7減壓後的製冷劑與冷凝器3出口的製冷劑進行熱交換的輔助換熱器4c,使由輔助膨脹閥7減壓且由輔助換熱器4c進行了熱交換之後的低溫低壓製冷劑與壓縮機1的吸入合流。
接下來,參照圖27,說明本實施方式涉及的製冷循環裝置100的製冷循環的動作。
低溫低壓的氣體狀態的製冷劑被壓縮機1吸引、壓縮而成為高溫高壓氣體且被噴出。從壓縮機1噴出的高溫高壓的製冷劑經由四通閥2向冷凝器3流入。流入到冷凝器3的高溫高壓氣體製冷劑向作為被換熱介質的水進行散熱,成為液體製冷劑。從冷凝器3流出的液體製冷劑分支成兩路,一路在通過了輔助換熱器4c之後向膨脹閥5流入,被減壓膨脹而成為氣液二相製冷劑。從膨脹閥5流出的氣液二相製冷劑向蒸發器6流入,對作為被換熱介質的空氣進行冷卻,該氣液二相製冷劑蒸發而成為低溫低壓的氣體製冷劑。從蒸發器6流出的低溫低壓的氣體製冷劑經由儲液器13而由壓縮機1再次吸引。分支的另一路液體製冷劑向輔助膨脹閥7流入,減壓膨脹而成為二相製冷劑,該二相製冷劑在輔助換熱器4c中通過後與壓縮機1的吸入合流。
在此,在輔助換熱器4c中,由於從冷凝器3流出的液體製冷劑與分支而被減壓後的二相製冷劑進行熱交換,因此向膨脹閥5流入的液體制 冷劑被冷卻而成為過冷卻狀態。另外,在製冷循環中產生的剩餘製冷劑作為低壓液體製冷劑而積存在儲液器13內。
如以上所述,本實施方式10涉及的製冷循環裝置100對向膨脹閥5流入的液體製冷劑進行冷卻而使該液體製冷劑以過冷卻狀態流入膨脹閥5。因此,能夠防止由於二相製冷劑流入膨脹閥5而發生的高壓液體製冷劑的壓力脈動或衝擊波的產生。因此,即便使用HFO-1123製冷劑也能抑制歧化反應,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的製冷循環裝置100。另外,即使運轉狀態發生變化而產生剩餘製冷劑,也能夠以抑制了歧化反應的低壓液體製冷劑的狀態積存在儲液器13內,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的製冷循環裝置100。
圖28是本發明的實施方式10涉及的製冷循環裝置100的系統構成圖。在圖28中,示出實施升高負載側的水的溫度的加熱運轉時的狀態。需要說明的是,在圖28中,關於與圖9相同的構成要素,標註相同符號。
如圖28所示,本實施方式10涉及的製冷循環裝置100設有膨脹閥入口溫度傳感器8、高壓傳感器14及控制裝置9。需要說明的是,圖28的表示製冷循環裝置100的控制次序的流程圖與圖10相同,因此省略說明。
如以上所述,本實施方式10涉及的製冷循環裝置100將膨脹閥入口過冷卻度SCexpi確保為設定值以上,使向膨脹閥5流入的液體製冷劑以過冷卻狀態流入膨脹閥5。因此,能夠防止由於二相製冷劑流入膨脹閥5而發生的高壓液體製冷劑的壓力脈動或衝擊波的產生。因此,即便使用HFO-1123製冷劑也能抑制歧化反應,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的製冷循環裝置100。另外,即使運轉狀態發生變化而產生剩餘製冷劑,也能夠以抑制了歧化反應的低壓液體製冷劑的狀態積存在儲液器13內,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的製冷循環裝置100。
實施方式11.
圖29是本發明的實施方式11涉及的製冷循環裝置100的製冷劑回 路圖。在圖29中,示出實施升高負載側的水的溫度的加熱運轉時的狀態。在此,在本實施方式11中,也與實施方式1~10同樣地使用包含HFO-1123製冷劑的製冷劑。
如圖29所示,在實施方式11涉及的製冷循環裝置100中,壓縮機1、四通閥2、冷凝器3、膨脹閥5、蒸發器6、儲液器13a連接成環狀。另外,在儲液器13a的內部插入從冷凝器3的出口側至膨脹閥5的入口側的配管的一部分。
儲液器13a是將根據製冷循環裝置100的運轉狀態而產生的剩餘製冷劑以低壓液體製冷劑的狀態進行積存的容器,並且插入從冷凝器3至膨脹閥5的配管的一部分,也具有使冷凝器3出口的製冷劑與儲液器13a內的低溫低壓製冷劑進行熱交換的功能。關於其他構成要素,對於與實施方式1相同的構成要素,標註相同符號。
接下來,參照圖29,說明本實施方式11涉及的製冷循環裝置100的製冷循環的動作。
低溫低壓的氣體狀態的製冷劑被壓縮機1吸引、壓縮而成為高溫高壓氣體且被噴出。從壓縮機1噴出的高溫高壓的製冷劑經由四通閥2向冷凝器3流入。流入到冷凝器3的高溫高壓氣體製冷劑向作為被換熱介質的水進行散熱,成為液體製冷劑。從冷凝器3流出的液體製冷劑在通過了儲液器13a內的配管之後向膨脹閥5流入,被減壓膨脹而成為氣液二相製冷劑。從膨脹閥5流出的氣液二相製冷劑向蒸發器6流入,對作為被換熱介質的空氣進行冷卻,該氣液二相製冷劑蒸發而成為低溫低壓的氣體製冷劑。從蒸發器6流出的低溫低壓的氣體製冷劑經由儲液器13a而由壓縮機1再次吸引。
在此,由於在儲液器13a內插入從冷凝器3至膨脹閥5的配管的一部分,以使冷凝器3出口的製冷劑與儲液器13內的低溫低壓製冷劑進行熱交換,因此,流入膨脹閥5的液體製冷劑被冷卻而成為過冷卻狀態。另外,在製冷循環中產生的剩餘製冷劑作為低壓液體製冷劑而積存在儲液器13內。
如以上所述,本實施方式11涉及的製冷循環裝置100對向膨脹閥5流入的液體製冷劑進行冷卻而使該液體製冷劑以過冷卻狀態流入膨脹閥5。因此,能夠防止由於二相製冷劑流入膨脹閥5而發生的液體製冷劑的壓力脈動或衝擊波的產生。因此,即便使用HFO-1123製冷劑也能抑制歧化反應,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的製冷循環裝置100。另外,即使運轉狀態發生變化而產生剩餘製冷劑,也能夠以抑制了歧化反應的低壓液體製冷劑的狀態積存在儲液器13內,從而能夠提供一種安全且對地球環境造成的影響小的製冷循環裝置100。
需要說明的是,雖然說明了被換熱介質為水、空氣的例子,但也可以是載冷劑。
另外,接收器入口溫度傳感器12相當於本發明的第一檢測機構。
另外,接收器入口壓力傳感器15相當於本發明的第二檢測機構。
另外,高壓傳感器14相當於本發明的第三檢測機構。
另外,膨脹閥入口溫度傳感器8相當於本發明的第四檢測機構。
另外,噴出溫度傳感器10相當於本發明的第五檢測機構。
另外,輔助換熱器4a、4b、4c、儲液器13a相當於本發明的冷卻機構。
符號說明
1壓縮機,2四通閥,3冷凝器,4a、4b、4c輔助換熱器,5膨脹閥,5a第一膨脹閥,5b第二膨脹閥,6蒸發器,7輔助膨脹閥,8膨脹閥入口溫度傳感器,9控制裝置,10噴出溫度傳感器,11接收器,12接收器入口溫度傳感器,13、13a儲液器,14高壓傳感器,15接收器入口壓力傳感器,21高壓氣體配管,22高壓液體配管,100製冷循環裝置,Pd高壓,Prec接收器入口壓力,Td噴出溫度,Trec中壓飽和溫度。