專利名稱：蒸汽壓縮式制冷機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在低溫側(cè)上的熱量轉(zhuǎn)移到高溫側(cè)的制冷機中，具有多個壓縮機的蒸汽壓縮式制冷機，當應(yīng)用于噴射器循環(huán)時非常高效。
背景技術(shù)：
噴射器循環(huán)是在蒸汽壓縮式制冷機中使用的一種循環(huán)，其中，通過噴射器減小制冷劑的壓力，從而使制冷劑發(fā)生膨脹，將已經(jīng)通過蒸發(fā)器汽化的汽相制冷劑吸入到噴射器，并通過將膨脹能轉(zhuǎn)換為壓能來增加壓縮機的吸入壓力(例如，參考日本未審專利公開NO.6-11197)。
附帶地，在其中根據(jù)等焓方法，通過諸如膨脹閥等減壓單元來減小制冷劑的壓力(以下，被稱為膨脹閥循環(huán))的蒸汽壓縮式制冷機中，從膨脹閥中流出的制冷劑流入蒸發(fā)器，但是，在噴射器循環(huán)中，從噴射器中流出的制冷劑流入蒸汽-液體分離器，將通過蒸汽-液體分離器的分離產(chǎn)生的液相制冷劑提供給蒸發(fā)器，同時，將通過蒸汽-液體分離器的分離產(chǎn)生的汽相制冷劑吸入到壓縮機中。
也就是，膨脹閥循環(huán)提供制冷劑的流程，其中，制冷劑按照從壓縮機經(jīng)由冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器返回到壓縮機的次序順序地進行循環(huán)，但是，噴射器循環(huán)提供了制冷劑的兩個流程；制冷劑的一個流程為制冷劑按照從壓縮機經(jīng)由冷凝器(高壓側(cè)熱交換器)、噴射器和蒸汽-液體分離器返回到壓縮機的次序順序地進行循環(huán)；制冷劑的另一個流程為制冷劑按照從蒸汽-液體分離器經(jīng)由蒸發(fā)器和噴射器返回到蒸汽-液體分離器的次序順序地進行循環(huán)。
然而，在噴射器循環(huán)中，由于處于飽和狀態(tài)的制冷劑流入到低壓側(cè)熱交換器，如果在噴射器循環(huán)中使用與在膨脹閥循環(huán)中使用的低壓側(cè)熱交換器的相同尺寸的低壓側(cè)熱交換器，則流經(jīng)低壓側(cè)熱交換器的汽相制冷劑的量會變得大于在膨脹閥循環(huán)中的情況，因此，與膨脹閥循環(huán)相比，必須增加要封閉在循環(huán)中的制冷劑的量。
然而，需要結(jié)合制冷劑的量上的增加來增加混入制冷劑的制冷機油的量，如果增加了混入制冷劑的制冷機油的量，也不可避免地增加了混入從壓縮機中排出的制冷劑中所混合的制冷機油的量。
附帶地，制冷機油是一種潤滑油，其用于潤滑壓縮機內(nèi)的滑動部分和軸承。
此外，如果包含大量制冷機油的制冷劑流入諸如高壓側(cè)熱交換器和低壓側(cè)熱交換器的熱交換器，使其運動粘度大于制冷劑的制冷機油粘附到熱交換器的內(nèi)壁上，從而降低熱交換器的熱交換效率。因此，常規(guī)作法是在壓縮機的排出側(cè)上，即，高壓側(cè)熱交換器的制冷劑入口側(cè)，設(shè)置用于分離混入制冷劑中的制冷機油的油分離器，從而使通過油分離器分離的制冷機油經(jīng)由構(gòu)造為諸如毛細管的節(jié)流單元的回油回路返回到壓縮機的吸入側(cè)。
此外，在具有多個壓縮機的蒸汽壓縮式制冷機中，當在切換其中所有壓縮機均在工作的高負荷操作模式和多個壓縮機中的任一個正在工作的同時，對蒸氣壓縮式制冷機進行操作時，為了防止從壓縮機流出的高壓制冷劑流入未工作的壓縮機，如圖2所示，沿著與各個壓縮機10a、10b的排出側(cè)相連的制冷劑回路，設(shè)置了止回閥10c、10d。
在圖2所示的制冷機中，即，包括以下組件的制冷機，所述組件包括多個壓縮機10a、10b，相對于用于吸入和壓縮制冷劑的制冷流程并行設(shè)置；高壓側(cè)熱交換器20，用于消除來自壓縮機10a、10b中排出的高壓制冷劑的熱量；低壓側(cè)熱交換器30，用于汽化低壓制冷劑和吸收其中的熱量；油分離器70，其設(shè)置在高壓側(cè)熱交換器20的制冷劑入口側(cè)上，用于分離和提取混入制冷劑中的制冷機油；以及回油回路71，用于使由油分離器70分離和提取的制冷機油返回到壓縮機10a、10b的吸入側(cè)。緊接在停止所有的多個壓縮機10a、10b之后，在高壓側(cè)熱交換器20側(cè)所剩余的壓力和低壓側(cè)熱交換器30側(cè)所剩余的壓力之間的壓力差較大，由于在壓縮機10a、10b的排出側(cè)上設(shè)置了止回閥10c、10d，將通過油分離器70分離和提取的制冷機油經(jīng)由回油回路71返回到壓縮機10a、10b的吸入側(cè)。
由此，由于已經(jīng)通過油分離器70分離和提取的制冷機油繼續(xù)經(jīng)過回油回路71返回到壓縮機10a、10b的吸入側(cè)，直到在高和低壓側(cè)上的壓力變得相等為止，在壓縮機10a、10b的吸入側(cè)積累了大量的制冷機油。
然后，當利用在壓縮機10a、10b的吸入側(cè)上積累的大量制冷機油來啟動壓縮機10a、10b時，由于壓縮機10a、10b拾取了大量液體的制冷機油，由于液體壓縮引起了過度壓縮狀態(tài)，這很有可能會損害壓縮機10a、10b。
與此相反，如圖3所示，這里設(shè)置有旁路回路80，用于在高壓側(cè)熱交換器20側(cè)上的制冷劑回路和在低壓側(cè)熱交換器30側(cè)上的制冷劑回路之間建立連通；以及旁路閥81，用于打開和關(guān)閉旁路回路80，因此，當停止多個壓縮機10a、10b時，打開旁路閥81。然而，該結(jié)構(gòu)引起了如下所述的另一問題。
換句話說，除壓力差之外，在高壓側(cè)熱交換器20側(cè)上的制冷劑回路和在低壓側(cè)熱交換器30側(cè)上的制冷循環(huán)之間也存在較大的溫度差。
由于發(fā)生了這種情況，在通過打開旁路閥81，可以消除在高壓側(cè)熱交換器20側(cè)上的制冷劑回路和在低壓側(cè)熱交換器30側(cè)上的制冷循環(huán)之間的溫度差，以便在相對較短的時間段(例如，30秒的數(shù)量級)內(nèi)，在其間提供相等的壓力的同時，由于高壓側(cè)熱交換器20和低壓側(cè)熱交換器30具有相對較大的熱容量，即使在高壓側(cè)熱交換器20側(cè)上的制冷劑回路和低壓側(cè)熱交換器30側(cè)上的制冷循環(huán)的壓力變得相等的情況下，也不能夠按照與減小壓力差相同的方式來減小在高壓側(cè)熱交換器20側(cè)上的制冷劑回路和低電壓側(cè)熱交換器30側(cè)上的制冷循環(huán)之間的溫度差。
結(jié)果，在通過打開旁路閥81，使在高壓側(cè)熱交換器20側(cè)上的制冷劑回路的壓力和在低壓側(cè)熱交換器30側(cè)上的制冷劑回路的壓力變得相等之后，關(guān)閉旁路閥時，如圖4所示，由于在高壓側(cè)熱交換器20側(cè)上的制冷劑回路和在低壓側(cè)熱交換器30側(cè)的制冷劑回路之間的溫度差，引起了在高壓側(cè)熱交換器20側(cè)上的制冷劑回路和在低壓側(cè)熱交換器30側(cè)上的制冷劑回路之間的壓力差。
由此，為了盡量使在高壓側(cè)熱交換器20側(cè)上的制冷劑回路的壓力和在低壓側(cè)熱交換器30側(cè)上的制冷劑回路的壓力充分一致，需要保持旁路閥81打開，直到在已經(jīng)停止制冷機之后，重新啟動了壓縮機10a、10b，即，蒸汽壓縮式制冷機為止。
另一方面，為了防止蒸汽壓縮式制冷機的操作發(fā)生問題，即使在旁路閥81發(fā)生故障的情況下，優(yōu)選地，針對旁路閥81，采用常閉式閥。
注意，在電磁閥等中，常閉式閥表示在當未加電時關(guān)閉而加電時打開的閥。
然而，當采用常閉式閥作為旁路閥81時，由于需要給旁路閥81加電，直到在已經(jīng)停止其之后重新啟動了該蒸氣壓縮式制冷機為止，暗電流，即在停止設(shè)備的同時所消耗的電流會發(fā)生增加。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述情況，提出了本發(fā)明，本發(fā)明的第一目的是提供一種不同于傳統(tǒng)蒸汽壓縮式制冷機的新的蒸汽壓縮式制冷機，本發(fā)明的第二目的是當制冷機起動時，防止由于過度壓縮而損壞壓縮機。
為了達到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于將低溫側(cè)上的熱量轉(zhuǎn)移到高溫側(cè)的蒸汽壓縮式制冷機，該制冷機包括相對于制冷劑的流程并聯(lián)布置的多個壓縮機(10a、10b)，其用于吸入和壓縮制冷劑；高壓側(cè)熱交換器(20)，用于消除從壓縮機(10a、10b)中排出的高加壓制冷劑中的熱量；低壓側(cè)熱交換器(30)，用于通過蒸發(fā)低壓制冷劑來吸收熱量；油分離器(70)，設(shè)置在高壓側(cè)熱交換器(20)的制冷劑入口側(cè)上，該油分離器用于分離和提取混入制冷劑的制冷機油；回油回路(71)，用于將通過油分離器(70)分離和提取的制冷劑送回到壓縮機(10a、10b)的吸入側(cè)；旁路回路(80)，用于在高壓側(cè)熱交換器(20)側(cè)上的制冷劑回路和在低壓側(cè)熱交換器(30)側(cè)上的制冷劑回路之間建立連通；旁路閥(81)，用于打開和關(guān)閉旁路回路(80)；壓縮機閥(90)，用于分別打開和關(guān)閉與壓縮機(10a、10b)相連的制冷劑回路(91、92)；以及控制單元(100)，用于按照以下方式來控制二個閥門(81、90)，所述方式為使旁路閥(81)保持打開，直到在停止多個壓縮機(10a、10b)之后已經(jīng)過預定時間段，在已經(jīng)過預定時間段之后，關(guān)閉旁路閥(81)，同時打開壓縮機閥(90)。
接著，根據(jù)本發(fā)明，旁路閥(81)保持打開，直到在停止壓縮機(10a、10b)之后已經(jīng)過預定時間段，以使在高壓側(cè)熱交換器(20)側(cè)上的制冷劑回路的壓力和在低壓側(cè)熱交換器(30)側(cè)上的制冷劑回路的壓力相等，在關(guān)閉旁路閥(81)之后，打開壓縮機閥(90)，以使在高壓側(cè)熱交換器(20)側(cè)上的制冷劑回路與在低壓側(cè)熱交換器(30)側(cè)上的制冷劑回路通過壓縮機(10a、10b)彼此連通。因此，即使如果在高壓側(cè)熱交換器(20)側(cè)和低壓側(cè)熱交換器(30)側(cè)之間存在較大的溫度差，也可以防止由于溫度差，產(chǎn)生了壓力差，而使制冷機油在高壓側(cè)熱交換器(20)側(cè)上的制冷劑回路和在低壓側(cè)熱交換器(30)側(cè)上制冷劑回路之間流動。
結(jié)果，由于可以防止停止壓縮機(10a、10b)同時，在壓縮機(10a、10b)的吸入側(cè)上大量制冷機油的積累，也可以防止啟動制冷機時，由于過度壓縮而損壞壓縮機(10a、10b)的危險。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種蒸汽壓縮式制冷機，該制冷機包括相對于制冷劑的流程并聯(lián)布置的多個壓縮機(10)，其用于吸入和壓縮制冷劑；高壓側(cè)熱交換器(20)，用于消除從壓縮機(10a、10b)中排出的高加壓制冷劑中的熱量；低壓側(cè)熱交換器(30)，用于通過蒸發(fā)低壓制冷劑來吸收熱量；噴射器(40)，其具有噴嘴(41)，用于將從高壓側(cè)熱交換器(20)中流出的高加壓制冷劑的壓能轉(zhuǎn)換為速度能，以便減小制冷劑的壓力，以使其膨脹；以及增壓部分(42、43)，用于在低壓側(cè)熱交換器(30)處吸入由從噴嘴(41)中噴射的高速制冷劑流汽化的汽相制冷劑，以及將從噴嘴(41)中噴射的制冷劑和從低壓側(cè)熱交換器(30)中吸入的制冷劑相混合，以便將速度能轉(zhuǎn)換為壓能，從而使制冷劑的壓力增加；蒸汽-液體分離器(50)，用于將已經(jīng)從噴射器(40)流出的制冷劑分離成汽相制冷劑和液相制冷劑，其中汽相制冷劑的出口與壓縮機(10a、10b)的吸入側(cè)相連，液相制冷劑的出口與低壓側(cè)熱交換器(30)相連；油分離器(70)，設(shè)置在高壓側(cè)熱交換器(20)的制冷劑入口側(cè)上，該油分離器用于分離和提取混入制冷劑中的制冷機油；回油回路(71)，用于使通過油分離器(70)分離和提取的制冷劑返回到壓縮機(10a、10b)的吸入側(cè)；旁路回路(80)，用于在高壓側(cè)熱交換器(20)側(cè)上的制冷劑回路和在低壓側(cè)熱交換器(30)側(cè)上的制冷劑回路之間建立連通；旁路閥(81)，用于打開和關(guān)閉旁路回路(80)；壓縮機閥(90)，用于分別打開和關(guān)閉與壓縮機(10a、10b)相連的制冷劑回路(91、92)；以及控制單元(100)，用于按以下方式來控制二個閥門(81、90)，所述方式為使旁路閥(81)保持打開，直到在停止多個壓縮機(10a、10b)之后已經(jīng)過預定時間段為止，并且在已經(jīng)過預定時間段之后，關(guān)閉旁路閥(81)，同時打開壓縮機閥(90)。
接著，根據(jù)本發(fā)明，旁路閥(81)保持打開直到在停止壓縮機(10a、10b)之后已經(jīng)過預定時間段，以使在高壓側(cè)熱交換器(20)側(cè)上的制冷劑回路的壓力和在低壓側(cè)熱交換器(30)側(cè)上的制冷劑回路的壓力相等，在關(guān)閉旁路閥(81)之后，打開壓縮機閥(90)，以使在高壓側(cè)熱交換器(20)側(cè)上的制冷劑回路與在低壓側(cè)熱交換器(30)側(cè)上的制冷劑回路通過壓縮機(10a、10b)彼此連通。因此，即使如果在高壓側(cè)熱交換器(20)側(cè)和低壓側(cè)熱交換器(30)側(cè)之間存在較大的溫度差，也可以防止由于溫度差，產(chǎn)生壓力差，使制冷機油在高壓側(cè)熱交換器(20)側(cè)上的制冷劑回路和在低壓側(cè)熱交換器(30)側(cè)上制冷劑回路之間流動。
因此，由于可以防止停止壓縮機(10a、10b)時，在壓縮機(10a、10b)的吸入側(cè)上大量制冷機油的積累，也可以防止啟動制冷機時，由于過度壓縮而損壞壓縮機(10a、10b)的危險。
根據(jù)本發(fā)明，壓縮機閥(90)打開和關(guān)閉與壓縮機(10a、10b)的排出側(cè)相連的制冷劑回路(91、92)。
附帶地，賦予上述各個單元的括入括號的參考數(shù)字對應(yīng)于稍后將描述的本發(fā)明的實施例中所描述的單元的特定實例。
參考附圖和本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本發(fā)明將得到更完整地理解。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的噴射器循環(huán)的實例圖；
圖2是示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的噴射器循環(huán)的實例圖；圖3是示出了根據(jù)另一現(xiàn)有技術(shù)的噴射器循環(huán)的實例圖；以及圖4是示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的噴射器循環(huán)的壓力特性的曲線圖。
具體實施例方式
在本發(fā)明的實施例中，將根據(jù)本發(fā)明的噴射器循環(huán)應(yīng)用于蒸汽壓縮式制冷機，所述制冷機需要降低在用于在冷藏和冷凍的條件下保存食品和飲料的櫥柜中、或用于運輸以低于空調(diào)機的溫度的冷藏和冷凍的條件下保存的食品和飲料的冷藏工具的冷藏箱中的溫度。
壓縮機10a、10b通過獲得來自電動機的能量來吸入和壓縮制冷劑，這二個壓縮機10a、10b相對于制冷劑的流程并聯(lián)設(shè)置。注意，當統(tǒng)稱壓縮機10a、10b時，將其描述為壓縮機10，但是當各個壓縮機需要分別描述時，將其描述為壓縮機10a或壓縮機10b。
冷凝器20是構(gòu)成散熱器(radiator)的高壓側(cè)熱交換器，用于實現(xiàn)在從壓縮機10中排出的高溫、高壓制冷劑和外部空氣之間的熱交換，以使冷卻和凝結(jié)制冷劑；并且蒸發(fā)器30是低壓側(cè)熱交換器，用于實現(xiàn)在送入制冷劑的空氣和低壓制冷劑之間的熱交換，以便蒸發(fā)液相制冷劑，從而表現(xiàn)出制冷容量。
噴射器40是一種噴射器，用于通過減小已經(jīng)從冷凝器20中流出的制冷劑的壓力以進行膨脹，并且將膨脹能轉(zhuǎn)換為壓能以便增加壓縮機10的吸入壓力，吸入在蒸發(fā)器30處已汽化的汽相制冷劑。
另外，噴射器40包括噴嘴41，用于按照等焓方法，將流入其中的高壓制冷劑的壓能轉(zhuǎn)換為速度能，以便減小制冷劑的壓力；固定部分42，用于通過從噴嘴41中注入的高速的制冷劑流，經(jīng)過卷吸作用(entrainment action)，吸入在蒸發(fā)器30處已汽化的制冷劑，以便與從噴嘴41注入的制冷劑流混合；擴散器43，用于將從噴嘴41中注入的制冷劑和從蒸發(fā)器30中吸入的制冷劑進行混合，以便將速度能轉(zhuǎn)換為壓能，從而增加制冷劑的壓力。
由于發(fā)生了這種情況，在混合部分42處，由于驅(qū)動流和吸入流彼此混合，從而保持了驅(qū)動流的動量的總和與吸入流的動量的總和，在混合部分42處，也增加了制冷劑的壓力(靜壓)。
在另一方面，在擴散器43處，由于通過逐漸擴展通道的橫截面積，使制冷劑的速度能(動壓)轉(zhuǎn)換為壓能(靜壓)，增加了在噴射器40中的混合部分42和擴散器43處的制冷劑的壓力。因此，在下文中，將混合部分42和擴散器43通稱作增壓部分。
附帶地，在本實例中，為了降從噴嘴41中注入的制冷劑的速度加速到等于或快于音速的速度，盡管采用了具有在沿著通道長度的一位置處，將通道面積減小至最小值的咽喉部分的拉伐爾(Laval)噴嘴(參考流體工程(東京大學出版協(xié)會))，但是，不必說，可以采用錐形噴嘴。
此外，蒸汽-液體分離器50是蒸汽-液體分離單元，已經(jīng)從噴射器40中流出的制冷劑流入該蒸汽-液體分離單元中，并且該蒸汽-液體分離器50適用于通過將制冷劑分離成為汽相制冷劑和液相制冷劑來存儲這樣流入的制冷劑，并且針對蒸汽-液體分離器50的汽相制冷劑的出口與壓縮機10的吸入側(cè)相連，但是，針對蒸汽-液體分離器50的液相制冷劑的出口與蒸發(fā)器30側(cè)相連。
可變節(jié)流單元60是一種膨脹閥，設(shè)置在沿著冷凝器20和噴射器40之間的制冷劑通道的一位置處，即相對于制冷劑流的噴嘴41的上游位置處，用于減小已經(jīng)從冷凝器20流出到蒸汽-液體二相區(qū)域的高加壓制冷劑的壓力，以便進行膨脹。該可變節(jié)流單元60用于控制節(jié)流的開口，以使在蒸發(fā)器30的制冷劑出口側(cè)上的制冷劑的過熱度處于預定范圍(例如，0.1度到10度)，并且具有類似于已知的外壓平衡式膨脹閥的結(jié)構(gòu)。
具體地說，該可變節(jié)流單元60可以包括閥元件61，用于改變節(jié)流的開口；膜狀隔板63，構(gòu)成了背壓間62，其中內(nèi)壓通過感知在蒸發(fā)器30的制冷劑出口側(cè)上的制冷劑溫度而發(fā)生變化；連桿64，用于將閥元件61與隔板63相連，以便傳遞隔板63的位移；彈簧65，適合于在減小背壓間62的容量的方向上施加彈簧壓力；以及外平衡管67，用于將在蒸發(fā)器30的制冷劑出口側(cè)上的制冷劑的壓力引入到位于與穿過隔板63與背壓間62相反的壓力間66。
注意，背壓間62與用于感知在蒸發(fā)器30的制冷劑出口側(cè)上的制冷劑溫度的感溫管相連通，由此，將在蒸發(fā)器30的制冷劑出口側(cè)上的制冷劑的溫度經(jīng)由感溫管而傳遞到背壓間62。
由此，減小可變節(jié)流單元60的節(jié)流的開口，以提高從噴嘴41中注入的驅(qū)動流的速度，從而當蒸發(fā)器30中的壓力，即蒸發(fā)器30中的熱負荷發(fā)生增加時，增加吸入流或在蒸發(fā)器30中循環(huán)的制冷劑的量，由此，使蒸發(fā)器30的出口側(cè)上的制冷劑的過熱度發(fā)生增加。反之，當蒸發(fā)器30內(nèi)的壓力發(fā)生減小時，由此，蒸發(fā)器30的出口側(cè)上的制冷劑的過熱度發(fā)生減小，可變節(jié)流單元60增加其節(jié)流的開口，以減低從噴嘴41中注入的驅(qū)動流的速度，從而減少了在蒸發(fā)器30中循環(huán)的制冷劑的量。
油分離器70用于分離和提取混入制冷劑中的制冷機油，并且該油分離器70設(shè)置在冷凝器20的制冷劑入口側(cè)上。
注意，作為油分離器，存在一種離心分離法，通過高速地旋轉(zhuǎn)其中混入了制冷機油的制冷劑，從制冷劑中分離制冷機油；并且存在一種碰撞分離法，通過使其中混入了制冷機油的制冷劑相對于壁表面高速碰撞，從制冷劑中分離制冷機油。在本實施例中，采用了離心分離系統(tǒng)。
回油回路71是一種使由油分離器70所分離并提取的制冷機油返回到壓縮機10的吸入側(cè)的回路。該回油回路71由諸如毛細管(細管)的固定節(jié)流件或節(jié)流開口固定的節(jié)流孔組成，在本實施例中，采用了毛細管。
注意，對該回油回路71設(shè)置，從而產(chǎn)生了實質(zhì)上等于噴嘴41的減壓量和可變節(jié)流單元60的減壓量的總和的壓力損失。
旁路回路80是一種用于在冷凝器20側(cè)上的制冷劑回路和在蒸發(fā)器30側(cè)上的制冷劑回路之間建立連通的制冷劑回路；而旁路閥81是一種用于打開和關(guān)閉旁路回路80的常閉電磁閥。
注意，在本實施例中，旁路回路80的高壓側(cè)與在冷凝器20和油分離器70之間的位置處的冷凝器20側(cè)上的制冷劑回路相連，而旁路回路80的低壓側(cè)與在蒸汽-液體分離器50和蒸發(fā)器30之間的位置處的蒸發(fā)器30側(cè)上的制冷劑回路相連。
三通閥90是一種用于分別打開和關(guān)閉與壓縮機10a、10b相連的制冷劑回路91、92的壓縮機閥。該三通閥90是一種在以下情況間進行切換的電閥，所述情況為與壓縮機10a相連的制冷劑回路91打開而與壓縮機10b相連的制冷劑回路92關(guān)閉情況；與壓縮機10a相連的制冷劑回路91關(guān)閉而與壓縮機10b相連的制冷劑回路92打開情況；以及制冷劑回路91、92都打開的情況。
注意，在本實施例中，盡管三通閥90布置在制冷劑回路91、92的匯合側(cè)，即，壓縮機10a、10b的排出側(cè)，但是，三通閥90也可以布置在制冷劑回路91、92的分支側(cè)，即壓縮機10a、10b的吸入側(cè)。
然后，由電子控制單元100來控制旁路閥81和三通閥90的操作，并且將來自用于檢測壓縮機10a、10b的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器101、102的信號輸入到電子控制單元100。
注意，該電子控制單元100根據(jù)由轉(zhuǎn)速傳感器101、102檢測到的壓縮機10a、10b的轉(zhuǎn)速，來檢測壓縮機10a、10b是否停止。
接下來，將簡要描述噴射器循環(huán)的操作。
1.基本操作該操作是一種用于在蒸發(fā)器30處產(chǎn)生制冷容量的操作模式。
具體地說，使從壓縮機10排出的制冷劑循環(huán)到冷凝器20側(cè)，由此，根據(jù)等焓方法，通過可變節(jié)流單元60，使在冷凝器20處冷卻的高加壓制冷劑的壓力減小到蒸汽-液體二相區(qū)域。之后，根據(jù)等焓方法，通過噴射器40的噴嘴41，使上述減小了壓力的制冷劑的壓力發(fā)生減小，由此，使制冷劑發(fā)生膨脹，從而使制冷劑以超音速的速度流入混合部分42中。
在本實施例中，當發(fā)生了這樣的情況時，制冷劑在可變節(jié)流單元60處一度沸騰，并且制冷劑在噴嘴41的入口部分處發(fā)生膨脹，以使壓力恢復，由此，使制冷劑可以在第二級噴嘴處發(fā)生沸騰，同時繼續(xù)產(chǎn)生沸騰原子核(boilng nucleus)。因此，可以提升在噴嘴41處的制冷劑的沸點，以便通過使制冷劑滴變成微粒來改善噴射器的效率ηe。
附帶地，通過利用流過冷凝器20的制冷劑的質(zhì)量流率Gn和在噴嘴41的出口和入口之間的焓差Δie的乘積作為分母，利用表示由于壓縮機10所做的功而恢復能量的程度的制冷劑流率Gn、流過蒸發(fā)器30的制冷劑的質(zhì)量流率Ge和在噴射器40處的壓力恢復ΔP的總和作為分子，來定義噴射器效率ηe。
注意，在本實施例中，使用了含氯氟烴作為制冷劑，并使高壓側(cè)制冷劑壓力，即流入噴嘴的制冷劑的壓力等于或小于制冷劑的臨界壓力。
另一方面，由于通過與已經(jīng)流入混合部分42的高速制冷劑的卷吸作用相關(guān)聯(lián)地產(chǎn)生了抽吸作用(參考日本工業(yè)標準(JIS)Z 8126，第2.1.2.3等)，使在蒸發(fā)器30中的汽化的制冷劑被吸入混合部分42，使在低壓側(cè)上的制冷劑按照從蒸汽-液體分離器50經(jīng)由蒸發(fā)器30和噴射器40(增壓部分)返回到蒸汽-液體分離器50的次序順序地進行循環(huán)。
然后，在從蒸發(fā)器30中吸入的制冷劑(吸入流)和從噴嘴41中噴出的制冷劑(驅(qū)動流)在混合部分42中混合在一起的同時，通過擴散器43使已混合的制冷劑的動壓轉(zhuǎn)換成靜壓，并且然后，使制冷劑返回到蒸汽-液體分離器50。
注意，當制冷負荷較大時，如同在蒸發(fā)器30處表現(xiàn)出較大的制冷容量的情況，或者外部溫度較高的情況，同時操作兩個壓縮機10a、10b；而當制冷負荷較小時，僅操作壓縮機10a、10b之一(例如，壓縮機10a)。
2.制冷機停止模式該操作模式用于在壓縮機10a、10b都停止的情況下執(zhí)行。
具體地說，電子控制單元100繼續(xù)向旁路閥81加電，直到自壓縮機10a、10b都停止之后已經(jīng)經(jīng)過預定時間段(例如，30秒)以使旁路回路80打開為止，并且，當已經(jīng)過預定時間段時，電子控制單元100切斷旁路閥81的加電，以使旁路回路80關(guān)閉，并打開三通閥90，由此，打開了與壓縮機10a相連的制冷劑回路91和與壓縮機10b相連的制冷劑回路92中的至少一個。
接下來，以下將描述本實施例的功能和優(yōu)點。
在本實施例中，使旁路閥打開，直到自壓縮機10a、10b都停止之后已經(jīng)經(jīng)過預定時間段，以使在冷凝器20側(cè)上的制冷劑回路的壓力和在蒸發(fā)器30側(cè)上的制冷劑回路的壓力相等為止，并且，在關(guān)閉旁路閥81之后，打開三通閥90，從而至少打開與壓縮機10a相連的制冷劑回路91和與壓縮機10b相連的制冷劑回路92中的任一個，從而在冷凝器20側(cè)上的制冷劑回路和在蒸發(fā)器30側(cè)上的制冷劑回路之間經(jīng)由壓縮機10建立連通。由此，即使如果在冷凝器20側(cè)和蒸發(fā)器30側(cè)之間的溫度差較大的情況下，也可以防止由于溫度差，產(chǎn)生了壓力差，而使制冷機油在冷凝器20側(cè)上的制冷劑回路和在蒸發(fā)器30側(cè)上的制冷劑回路之間流動。
也就是，本實施例具有以下方式當停止壓縮機10a、10b時，首先，旁路閥81打開，以使在冷凝器20側(cè)上的制冷劑回路的壓力與在蒸發(fā)器30側(cè)上的制冷劑回路的壓力相等，之后，使在冷凝器20側(cè)上的制冷劑回路和在蒸發(fā)器30側(cè)上的制冷劑回路通過與壓縮機10相連的制冷劑回路91、92彼此連通，由此，保持平衡的壓力狀態(tài)。
結(jié)果，由于可以在停止壓縮機的同時，防止在壓縮機10的吸入側(cè)上大量制冷機油的積累，因此，當起動時，可以防止由于過度壓縮而損壞壓縮機10的危險出現(xiàn)。
在本實施例中，盡管壓縮機10a、10b利用從電動機獲得的能量來吸入和壓縮制冷劑，但是，本發(fā)明不限于此，壓縮機10a、10b也可以通過從諸如內(nèi)燃機的發(fā)動機中獲得的能量來吸入和壓縮制冷劑。
此外，在本實施例中，盡管本發(fā)明應(yīng)用于在冷藏和冷凍的條件下保持食品和飲料的櫥柜等，但是本發(fā)明的應(yīng)用并不限于此，例如，本發(fā)明也可以應(yīng)用于用于空調(diào)的蒸汽壓縮式制冷機。
此外，在本實施例中，盡管采用了外壓平衡式溫度膨脹閥作為可變節(jié)流單元，但是也可以采用內(nèi)壓平衡式溫度膨脹閥作為可變節(jié)流單元60。
此外，在本實施例中，盡管分離地設(shè)置了可變節(jié)流單元60和噴嘴41，但是本發(fā)明不限于此，例如，可以使可變節(jié)流單元60和噴嘴41集成到單個單元中。
此外，在現(xiàn)有技術(shù)的描述中，雖然是通過比較膨脹閥循環(huán)和噴射循環(huán)來進行描述，但是在膨脹閥循環(huán)中也或多或少會出現(xiàn)了前述問題，因此，本發(fā)明可以應(yīng)用于膨脹閥循環(huán)。
此外，在本實施例中，盡管壓縮機閥是由三通閥90組成，但是本發(fā)明并不限于此，例如，也可以通過沿著與壓縮機10a相連的制冷劑回路91和與壓縮機10b相連的制冷劑回路92中的每一個的長度設(shè)置電子轉(zhuǎn)換閥，來組成壓縮機閥。
盡管為了說明，已經(jīng)通過參考所選的特定實施例描述了本發(fā)明，但是，應(yīng)該顯而易見的是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的基本概念和范圍的情況下，可以對其進行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種用于將低溫側(cè)上的熱量轉(zhuǎn)移到高溫側(cè)的蒸汽壓縮式制冷機，包括相對于制冷劑的流程并聯(lián)設(shè)置的多個壓縮機，用于吸入和壓縮制冷劑；高壓側(cè)熱交換器，用于消除來自壓縮機中排出的高加壓制冷劑的熱量；低壓側(cè)熱交換器，用于通過蒸發(fā)低壓制冷劑來吸收熱量；油分離器，設(shè)置在高壓側(cè)熱交換器的制冷劑入口側(cè)上，用于分離和提取混入制冷劑中的制冷機油；回油回路，用于使由油分離器分離和提取的制冷劑返回到壓縮機的吸入側(cè)；旁路回路，用于在高壓側(cè)熱交換器側(cè)上的制冷劑回路和在低壓側(cè)熱交換器側(cè)上的制冷劑回路之間建立連通；旁路閥，用于打開和關(guān)閉旁路回路；壓縮機閥，用于分別打開和關(guān)閉與壓縮機相連的制冷劑回路；以及控制單元，用于按照以下方式來控制二個閥門，所述方式為使旁路閥保持打開，直到在停止多個壓縮機之后經(jīng)過預定時間段為止，并且在已經(jīng)過預定時間段之后，關(guān)閉旁路閥，同時打開壓縮機閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽壓縮式制冷機，其特征在于，所述壓縮機閥打開和關(guān)閉與所述壓縮機的排出側(cè)相連的制冷劑回路。
3.一種蒸汽壓縮式制冷機，包括相對于制冷劑的流程并聯(lián)設(shè)置的多個壓縮機(10)，用于吸入和壓縮制冷劑；高壓側(cè)熱交換器，用于消除來自壓縮機中排出的高加壓制冷劑的熱量；低壓側(cè)熱交換器，用于通過蒸發(fā)低壓制冷劑來吸收熱量；噴射器，具有噴嘴，用于將從高壓側(cè)熱交換器中流出的高加壓制冷劑的壓能轉(zhuǎn)換為速度能，以減小制冷劑的壓力，以便其膨脹；以及增壓部分，用于在低壓側(cè)熱交換器處吸入由從噴嘴中注入的高速制冷劑流汽化的汽相制冷劑，并且將從噴嘴中注入的制冷劑與從低壓側(cè)熱交換器中吸入的制冷劑相混合，以便將速度能轉(zhuǎn)換為壓能，從而使制冷劑的壓力增加；蒸汽-液體分離器，用于將已經(jīng)從噴射器流出的制冷劑分離成汽相制冷劑和液相制冷劑，其中，汽相制冷劑的出口與壓縮機的吸入側(cè)相連，液相制冷劑的出口與低壓側(cè)熱交換器相連；油分離器，設(shè)置在高壓側(cè)熱交換器的制冷劑入口側(cè)上，用于分離和提取混入制冷劑中的制冷機油；回油回路，用于使由油分離器分離和提取的制冷劑返回到壓縮機的吸入側(cè)；旁路回路，用于在高壓側(cè)熱交換器側(cè)上的制冷劑回路和在低壓側(cè)熱交換器側(cè)上的制冷劑回路之間建立連通；旁路閥，用于打開和關(guān)閉旁路回路；壓縮機閥，用于分別打開和關(guān)閉與壓縮機相連的制冷劑回路；以及控制單元，用于按照以下方式來控制二個閥門，所述方式為使旁路閥保持打開，直到在停止多個壓縮機之后經(jīng)過預定時間段為止，并且在已經(jīng)過預定時間段之后，關(guān)閉旁路閥，同時打開壓縮機閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蒸汽壓縮式制冷機，其特征在于，所述壓縮機閥打開和關(guān)閉與所述壓縮機的排出側(cè)相連的制冷劑回路。
全文摘要
打開旁路閥81，直到停止壓縮機10a、10b之后經(jīng)過預定時間段，以使在冷凝器20側(cè)上的制冷劑回路的壓力與在蒸發(fā)器30側(cè)上的制冷劑回路的壓力相等，在關(guān)閉旁路閥81之后，通過打開三通閥90，打開與壓縮機10a相連的制冷劑回路91和與壓縮機10b相連的制冷劑回路92中的至少一個，以使在冷凝器20側(cè)上的制冷劑回路與在蒸發(fā)器30側(cè)上的制冷劑回路通過壓縮機10彼此連通，由此，由于能夠保持壓力平衡狀態(tài)，可以防止停止壓縮機10的同時，在壓縮機10的吸入側(cè)上大量制冷機油的積累，因此，當起動時，可以防止由于過度壓縮而損壞壓縮機。
文檔編號F25B31/00GK1580671SQ20041005586
公開日2005年2月16日 申請日期2004年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月6日
發(fā)明者西嵨春幸, 武內(nèi)裕嗣, 池本徹, 松永久嗣 申請人:株式會社電裝