制冷循环装置的制作方法

文档序号:16518402发布日期:2019-01-05 09:47阅读:145来源:国知局
制冷循环装置的制作方法

本发明涉及一种制冷循环装置。



背景技术:

在使制冷剂循环来进行蒸气压缩式制冷循环的空气调节器中,为了控制压缩机的电动机的运转状态,搭载有反相电路(invertercircuit)等电路。通常,在该反相电路使用产生高热的功率元件,在以往的空气调节器中设有冷却功率元件的机构,以使该功率元件的温度不会高于可操作的温度。

例如,专利文献1记载了一种制冷装置,其具备:制冷剂回路,所述制冷剂回路具有通过将压缩机、热源侧热交换器、膨胀机构及利用侧热交换器连接在一起而进行制冷循环的主回路及使流过该主回路的高压液体制冷剂的一部分分支并引导到比上述主回路的高压压力状态低的压力状态的制冷剂中的分支回路;供电装置,其具有功率元件并向制冷剂回路的构成部件的驱动部供给电力;及冷却器,与分支回路连接并通过流过该分支回路的制冷剂冷却功率元件。

以往技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第5516602号公报

然而,由于专利文献1是具备连接于分支回路的冷却器的上游侧的节流机构(节流阀)、及连接于分支回路的冷却器的下游侧的节流阀的构成,因此,阀多而使构成复杂化,并且故障因素增多,产生故障的风险可能会变高。并且,由于在冷却器的上游侧连接有节流机构(节流阀),因此,通过使来自上游侧的制冷剂过度膨胀而利用冷却器过度冷却功率元件,由此功率元件有可能会结露。



技术实现要素:

发明要解决的技术课题

本发明是鉴于这种情况而完成的,其目的在于提供一种结构简单的制冷循环装置。

并且,其目的在于提供一种能够防止功率元件的过度冷却和结露的制冷循环装置。

用于解决技术课题的手段

为了解决上述课题,本发明的制冷循环装置采用以下方法。

即,本发明的一方案所涉及的制冷循环装置具备:制冷剂回路,通过配管连接压缩机、热源侧热交换器、膨胀阀及利用侧热交换器来使制冷剂循环;冷却用分支配管,使所述制冷剂回路中的各所述热交换器之间的制冷剂的一部分旁通至所述压缩机的入口侧;冷却器,与所述冷却用分支配管热接触,并通过所述制冷剂的一部分来冷却设置于控制所述压缩机的运行的电路上的功率元件;及可变节流阀,仅设置于所述冷却用分支配管的比所述冷却器更靠下游侧。

在上述构成中,在功率元件的冷却中工作的构成仅为可变节流阀,因此能够简化构成,并能够减少故障要素来降低产生故障的风险。

另外,由于在冷却用分支配管上设置有可变节流阀,因此,即使在冷却用分支配管的入口与冷却用分支配管的出口的差压低的情况下,通过调整可变节流阀的开度,能够确保导入至冷却用分支配管中的制冷剂的流量来冷却功率元件。

并且,通过调整可变节流阀的开度,能够使必要最小限度的制冷剂流动以便冷却功率元件,因此,当功率元件的发热量小时,通过减少在冷却用分支配管中流动的制冷剂的量,以防止冷却功率元件时过度消耗制冷剂从而在制冷剂不完全蒸发而包含液相的状态下流入压缩机中。

并且,可变节流阀仅设置于比冷却器更靠下游侧(即低压侧)。即,在比冷却器更靠上游侧的冷却用分支配管并未设置节流阀。因此,通过缩小可变节流阀的开度,能够将流过冷却器的制冷剂的压力设定为高压侧的压力。由此,例如,在将多个压缩机组合而成的制冷剂回路中停止1个压缩机时,由于设置于控制该已停止的压缩机的电路上的功率元件不发热,因此无需进行冷却,并存在缩小可变节流阀的开度的情况。在该情况下,由于流过冷却器的制冷剂的压力成为高压侧的压力且蒸发温度变高,因此,能够防止功率元件结露。

本发明的一方案所涉及的制冷循环装置具备:制冷剂回路,通过配管连接压缩机、热源侧热交换器、膨胀阀及利用侧热交换器来使制冷剂循环;冷却用分支配管,使所述制冷剂回路中的各所述热交换器之间的制冷剂的一部分旁通至所述压缩机的入口侧;冷却器,其与所述冷却用分支配管热接触,并通过所述制冷剂的一部分来冷却设置于控制所述压缩机的运行的电路上的功率元件;上游侧固定节流阀,设置于所述冷却用分支配管的比所述冷却器更靠上游侧;下游侧固定节流阀,设置于所述冷却用分支配管的比所述冷却器更靠下游侧;及开闭阀,设置于所述冷却用分支配管的比所述下游侧固定节流阀更靠下游侧。

在上述构成中,在功率元件的冷却中工作的构成仅为毛细管和开闭阀,因此能够简化构成,并能够减少故障要素来降低产生故障的风险。并且,能够以低成本实现构成。

并且,由于在冷却器的上游侧具备固定节流阀,因此,冷却用分支配管所连通的各热交换器之间的制冷剂不会直接导入至冷却器。并且,由于在冷却器的下游侧具备固定节流阀,因此,冷却用分支配管所连通的压缩机的入口侧的制冷剂不会直接导入至冷却器。因此,相对于从冷却器的上游侧导入至冷却器的制冷剂及从冷却器的下游侧导入至冷却器的制冷剂产生所期望的压力损失,能够将在冷却器中通过的制冷剂的压力设为所期望的压力。

并且,在上述构成中,在下游侧固定节流阀的下游侧设置有开闭阀。通过冷却器的制冷剂成为气相,气相的制冷剂的流速变快,因此在开闭阀中通过时的制冷剂的压力损失增加。由此,能够降低在开闭阀中通过的制冷剂的压力。由此,能够将设置于与开闭阀相同的回路上的固定节流阀的压力损失设定得低。即,能够通过开闭阀来进行固定节流阀的局部更换。

并且,开闭阀设置于比冷却器更靠下游侧(即低压侧)。因此,能够通过关闭开闭阀来将流过冷却器的制冷剂的压力设为高压侧的压力。由此,例如,在将多个压缩机组合而成的制冷剂回路中停止1个压缩机时,由于设置于控制该停止的压缩机的电路上的功率元件不会发热,因此无需冷却,存在关闭开闭阀的情况。在此情况下,流过冷却器的制冷剂的压力成为高压侧的压力并且蒸发温度变高,因此能够防止功率元件结露。

本发明的一方案所涉及的制冷循环装置具备:制冷剂回路,通过配管连接压缩机、热源侧热交换器、膨胀阀及利用侧热交换器来使制冷剂循环;冷却用分支配管,使所述制冷剂回路中的各所述热交换器之间的制冷剂的一部分旁通至所述压缩机的入口侧;及冷却器,其与所述冷却用分支配管热接触,并通过所述制冷剂的一部分来冷却设置于控制所述压缩机的运行的电路上的功率元件,所述冷却用分支配管具有位于比所述冷却器更靠上游侧的上游侧配管及位于比所述冷却器更靠下游侧的下游侧配管,所述上游侧配管具有第1上游配管及第2上游配管,所述第1上游配管具备第1开闭阀及设置于该第1开闭阀的下游侧的第1固定节流阀,所述第2上游配管具备第2固定节流阀并且与所述第1上游配管并列地形成,所述下游侧配管具有第1下游配管及第2下游配管,所述第1下游配管具备第2开闭阀及设置于该第2开闭阀的上游侧的第3固定节流阀,所述第2下游配管具备第3开闭阀及设置于该第3开闭阀的上游侧的第4固定节流阀并且与所述第1下游配管并列地形成,所述第3固定节流阀和所述第4固定节流阀被设为不同的压力损失。

在上述构成中,在冷却器的上游侧设置第1上游配管和第2上游配管,所述第1上游配管中设置有第1开闭阀及第1固定节流阀,所述第2上游配管中仅设置有第2固定节流阀。由此,当第1开闭阀为关闭状态时,制冷剂仅在第2上游配管中流通,当第1开闭阀为打开状态时,制冷剂在第1上游配管及第2上游配管中流动。因此,即使在制冷剂用分支配管的入口与制冷剂用分支配管的出口的差压低的情况下,也能够通过打开第1开闭阀来确保导入至制冷剂用分支配管的制冷剂的流量并冷却功率元件。

并且,由于在上游侧配管具备第1固定节流阀及第2固定节流阀,因此,冷却用分支配管所连通的各热交换器之间的制冷剂不会直接导入至冷却器。并且,由于在下游侧配管具备第3固定节流阀及第4固定节流阀,因此,冷却用分支配管所连通的压缩机的入口侧的制冷剂不会直接导入至冷却器。因此,相对于从冷却器的上游侧导入至冷却器的制冷剂及从冷却器的下游侧导入至冷却器的制冷剂产生所期望的压力损失,能够将在冷却器中通过的制冷剂的压力设为所期望的压力。

并且,在冷却器的下游侧设置第1下游配管和第2下游配管,所述第1下游配管中设置有第2开闭阀及第3固定节流阀,所述第2下游配管中设置有第3开闭阀及第4固定节流阀,第3固定节流阀和第4固定节流阀的压力损失不同。当第2开闭阀及第3开闭阀两者为关闭状态时,制冷剂在第1下游配管及第2下游配管两者中流通。当第2开闭阀为打开状态且第3开闭阀为关闭状态时,制冷剂仅在第1下游配管中流动。当第2开闭阀为关闭状态且第3开闭阀为打开状态时,制冷剂仅在第2下游配管中流动。这样,由于能够在冷却器的下游侧产生3个阶段的压力损失,因此,能够将在冷却器中流通的制冷剂的压力设为所期望的压力。由此,能够将在冷却器中流通的制冷剂的蒸发温度调整为所期望的温度。

并且,在第1固定节流阀、第3固定节流阀及第4固定节流阀的下游侧分别设置有开闭阀。通过冷却器的制冷剂成为气相,气相的制冷剂的流速变快,因此在开闭阀中通过时的制冷剂的压力损失增加。由此,能够降低在开闭阀中通过的制冷剂的压力。由此,能够将设置于与开闭阀相同的回路上的固定节流阀的压力损失设定得低。即,能够通过开闭阀来进行固定节流阀的局部更换。

并且,在比冷却器更靠下游侧(即低压侧)设置有第2开闭阀及第3开闭阀。因此,能够通过将第2开闭阀及第3开闭阀设为关闭状态来将流过冷却器的制冷剂的压力设为高压侧的压力。由此,例如,在将多个压缩机组合而成的制冷剂回路中停止1个压缩机时,由于设置于控制该停止的压缩机的电路上的功率元件不会发热,因此无需冷却,存在关闭开闭阀的情况。在此情况下,流过冷却器的制冷剂的压力成为高压侧的压力并且蒸发温度变高,因此能够防止功率元件结露。

本发明的一方案所涉及的制冷循环装置具备:制冷剂回路,通过配管连接压缩机、热源侧热交换器、膨胀阀及利用侧热交换器来使制冷剂循环;冷却器,与各所述热交换器之间的所述制冷剂回路热接触,并通过所述制冷剂的一部分冷却设置于控制所述压缩机的运行的电路上的功率元件;阀部,设置于所述制冷剂回路的所述冷却器的热源侧热交换器侧或利用侧热交换器侧;及固定节流阀,与所述冷却器及所述阀部并列地设置。

在上述构成中,在功率元件的冷却中工作的构成仅为开闭阀及可变节流阀,因此能够简化构成,并能够减少故障要素来降低产生故障的风险。

并且,冷却器与各热交换器之间的制冷剂回路热接触。因此,在冷却器中通过的制冷剂成为相对高压,蒸发温度变高,因此能够防止功率元件结露。

并且,通过将阀部设为关闭状态,能够停止制冷剂流过冷却器。因此,例如,当切换制冷和制暖时等、制冷剂的温度突然变化时将阀部设为关闭状态,由此能够抑制由于在冷却器中流通的制冷剂的温度突然变化引起的冷却器的损伤。

发明效果

根据本发明,能够在简化制冷循环装置的构成,并且防止功率元件的过度冷却和结露。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式至第3实施方式所涉及的制冷循环装置的制冷剂回路图的主要部分。

图2是本发明的实施方式所涉及的冷却装置的放大图。

图3是本发明的第1实施方式所涉及的冷却装置的示意图。

图4是图3的冷却装置的莫利尔图。

图5是本发明的第2实施方式所涉及的冷却装置的示意图。

图6是图5的冷却装置的莫利尔图。

图7是本发明的第3实施方式所涉及的冷却装置的示意图。

图8是图7的冷却装置的莫利尔图。

图9是本发明的第4实施方式所涉及的制冷循环装置的制冷剂回路图的主要部分。

图10是本发明的第4实施方式所涉及的冷却装置的示意图。

图11是图9的冷却装置的莫利尔图。

具体实施方式

以下,参考附图对本发明所涉及的实施方式进行说明。

[第1实施方式]

以下,利用图1~图4,对本发明的第1实施方式进行说明。

图1中示出了空调装置1作为制冷循环装置的应用的一例。另外,虽然在图中未明示,但是制冷循环装置能够应用于热泵。空调装置1由室外机2、从室外机2导出的气体侧配管3及液体侧配管4、及在该气体侧配管3与液体侧配管4之间连接的室内机(省略图示)构成。

室外机2具备:反相驱动的压缩机11,压缩制冷剂;四通切换阀12,切换制冷剂的循环方向;室外热交换器(热源侧热交换器)13,使制冷剂与外部空气进行热交换;制暖用室外膨胀阀(eevh)14;储液器15,储存液态制冷剂;过冷却热交换器16,对液态制冷剂施加过冷却;过冷却用膨胀阀18,控制分流至过冷却热交换器16的制冷剂量;蓄积器17,从吸入至压缩机11的制冷剂气体中分离出液体成分,仅使气体成分吸入至压缩机11;气体侧操作阀(省略图示);及液体侧操作阀(省略图示)。

室外机2侧的上述各设备经由排出配管21a、气体配管21b、液体配管21c、气体配管21d、吸入配管21e及过冷却用的过冷却用分支配管21f等制冷剂配管如公知那样进行连接,构成室外侧制冷剂回路22。并且,在室外机2设置有对室外热交换器13送入外部空气的室外风扇23。

气体侧配管3及液体侧配管4是与室外机2的气体侧操作阀及液体侧操作阀连接的制冷剂配管,在现场进行安装施工时,根据室外机2和与其连接的室内机之间的距离来设定其长度。在气体侧配管3及液体侧配管4的中途连接有室内机。由此,构成密闭的一个系统的制冷循环24。另外,在室内机配置有省略图示的室内热交换器(利用侧热交换器)。

在上述空调装置1中,如下所述地进行制暖运行。由压缩机11压缩后的高温高压的制冷剂气体排出至排出配管21a之后,通过四通切换阀12而向气体配管21d侧循环。该制冷剂经过气体侧操作阀、气体侧配管3从室外机2导出,并经过室内侧的气体侧配管(省略图示)而向室内机导入。

导入至室内机的高温高压的制冷剂气体在室内热交换器中与室内空气进行热交换。通过该热交换,室内空气被加热以供室内的制暖。另一方面,制冷剂被冷凝,并经过液体侧配管4而返回至室外机2。

返回至室外机2的制冷剂经过液体侧操作阀、液体配管21c而到达过冷却热交换器16,与制冷时的情况同样地在被施加过冷却后,流入储液器15,通过暂时储存来调整循环量。该液态制冷剂经由液体配管21c供给至室外膨胀阀(eevh)14,在室外膨胀阀(eevh)14进行绝热膨胀后,流入至室外热交换器13。

在室外热交换器13中,从室外风扇23送入的外部空气与制冷剂进行热交换,制冷剂从外部空气吸热而蒸发汽化。该制冷剂从室外热交换器13经过气体配管21b、四通切换阀12、吸入配管21e与来自过冷却用分支配管21f的制冷剂合流,并被导入蓄积器17。在蓄积器17中,制冷剂气体中所含的液体成分被分离,只有气体成分被吸入至压缩机11,并在压缩机11中再次被压缩。通过重复以上的循环来进行制暖运行。

另一方面,如下所述地进行制冷运行。在压缩机11压缩后的高温高压的制冷剂气体排出至排出配管21a。然后,制冷剂气体通过四通切换阀12循环至气体配管21b侧,在室外热交换器13与由室外风扇23送入的外部空气进行热交换而冷凝液化。该液态制冷剂通过室外膨胀阀,并暂时存储于储液器15。

在储液器15中循环量被调整的液态制冷剂在经由液体配管21c在过冷却热交换器16中流通的过程中,一部分分流至过冷却用分支配管21f,与在过冷却用膨胀阀18绝热膨胀后的制冷剂进行热交换而被赋予过冷却度。该液态制冷剂经过液体侧操作阀从室外机2向液体侧配管4导出,进而,导出至液体侧配管4的液态制冷剂流入室内机。

流入室内机的制冷剂被绝热膨胀,成为气液二相流而流入至室内热交换器。在室内热交换器中,成为气液二相流的制冷剂与室内空气进行热交换。通过该热交换,室内空气被冷却以供室内的制冷。另一方面,制冷剂被汽化,流入气体侧配管3。

流入气体侧配管3的制冷剂气体再次返回至室外机2,并经过气体侧操作阀、气体配管21d、四通切换阀12而到达吸入配管21e,与来自过冷却用分支配管21f的制冷剂气体合流后,被导入至蓄积器17。在蓄积器17中,制冷剂气体中所含的液体成分被分离,只有气体成分被吸入至压缩机11。被吸入至压缩机的制冷剂在压缩机11中再次被压缩。通过重复以上的循环来进行制冷运行。如此,作为制冷循环装置的空调装置1构成使制冷剂循环的制冷剂回路。

在这种制冷循环装置中,为了控制压缩机11的运行,设置有反相电路等电路41。在该电路41上设置有功率元件36,通过冷却装置30来冷却电路41。以下,对冷却电路41的冷却装置30进行说明。

如图3所示,冷却装置30具备冷却用分支配管31、冷却器32、膨胀阀(可变节流阀)33、控制部34及元件温度检测器35。

如图1所示,在上述室外机2中,冷却用分支配管31为了连接室外热交换器13和室内热交换器,使设置于各热交换器之间的液体配管21c和连接于压缩机11的入口侧的吸入配管21e旁通连接。即,冷却用分支配管31使制冷剂回路中的各热交换器之间的液态制冷剂的一部分旁通至压缩机11的入口侧。在冷却用分支配管31设置冷却器32,冷却用分支配管31和冷却器32被热接触。

如图3所示,膨胀阀33仅单一地设置于冷却用分支配管31的比冷却器32更靠下游侧(图3的低压侧)。因此,在比冷却器32更靠上游侧的冷却用分支配管31未设置膨胀阀等节流机构。膨胀阀33能够在0%(关闭状态)至100%(全开状态)之间调节开度。

控制部34控制膨胀阀33的开度。控制部34输入元件温度检测器35的检测温度,并根据该输入来控制膨胀阀33的开度。

元件温度检测器35检测功率元件36的温度。元件温度检测器35安装于功率元件36的表面来检测功率元件36的表面温度。或者,元件温度检测器35安装于功率元件36的附近来检测从功率元件36的表面放射的温度。另外,在图3中示出元件温度检测器35安装于功率元件36的附近的状态。

接着,利用图2对冷却器32进行说明。

如图2所示,冷却器32将控制箱40作为框体在其内部容纳电路41等。控制箱40由箱主体40a构成。箱主体40a是容纳电路41等的框体部件。该箱主体40a通过螺纹50a可拆卸地安装于支承上述室外机2的各构成的底座42。

箱主体40a中形成有贯穿其框体部件的内外的贯穿孔,箱主体40a中通过螺纹50b可拆卸地安装有传热板43以封闭贯穿孔。传热板43是由铝块构成的传热部件,并且作为开闭贯穿孔的盖部件而构成。

电路41中,功率元件36设置于基板44上并连接。基板44在作为箱主体40a的框体部件的内侧夹着间隔件45通过螺纹50c可拆卸地安装于传热板43。电路41的功率元件36在作为箱主体40a的框体部件的内侧夹着传热片46通过螺纹50d可拆卸地安装于传热板43。

制冷剂夹套47具有制冷剂在内部流通的冷却用分支配管31,冷却用分支配管31插入并设置于作为铝块的传热部件47a的内部。如图1所示,冷却用分支配管31在室外机2中使室外热交换器13与室内热交换器之间的液体配管21c和吸入配管21e旁通并连接,液态制冷剂的一部分从液体配管21c流通。传热部件47a在作为箱主体40a的框体部件的外侧经由传热片48通过螺纹50e可拆卸地安装于传热板43。传热部件47a在其外边通过螺纹50f可拆卸地安装有安装片49。安装片49以向传热部件47a的外周延伸的方式安装。该安装片49通过螺纹50g可拆卸地安装于支架51。支架51通过螺纹50h可拆卸地安装于底座42。

这种构成的制冷循环装置通过流过制冷剂夹套47的内部的冷却用分支配管31的制冷剂经由传热板43冷却功率元件36。由此,防止功率元件36的温度变得高于可操作的温度。

控制部34获得元件温度检测器35的检测温度并根据规定序列控制膨胀阀33的开度。控制部34例如由cpu(centralprocessingunit:中央处理单元)、ram(randomaccessmemory:随机存储器)、rom(readonlymemory:只读存储器)及计算机能够读取的存储介质等构成。并且,用于实现各种功能的一系列处理作为一例以程序的形式被存储于存储介质等中,并且由cpu在ram等中读取该程序,并执行信息的加工/运算处理,由此实现各种功能。另外,程序可以适用预先安装于rom或其他存储介质中的方式、或以存储于计算机能够读取的存储介质的状态提供的方式、经由基于有线或无线的通信机构传送的方式等。所谓计算机能够读取的存储介质是指磁盘、光磁盘、cd-rom、dvd-rom、半导体存储器等。另外,省略cpu、ram、rom及存储介质等的图示。

作为具体的控制部34的控制,例如能够设定为:将根据元件温度检测器35的检测温度将膨胀阀33设为关闭状态的设定下限温度设为50℃,并将根据元件温度检测器35的检测温度将膨胀阀33设为全开状态的设定上限温度设为60℃,检测温度在50℃至60℃之间时设为与检测温度相应的膨胀阀33的开度。另外,上述控制为一个例子,将膨胀阀33设为关闭状态的检测温度及将膨胀阀33设为全开状态的检测温度可以为其他温度。并且,控制部34可以根据除了元件温度检测器35的检测温度以外的方式来控制膨胀阀33的开度。例如,可以根据冷却用分支配管31的入口与冷却用分支配管31的出口的差压来控制膨胀阀33的开度,并且可以根据流过冷却用分支配管31的制冷剂的流量、或冷却用分支配管31的出口处的过热度来控制膨胀阀33的开度。

图4是空调装置1正常运行的状态的莫利尔图。如图4所示,使制冷剂的一部分从室外热交换器13与室内热交换器之间旁通至压缩机11的入口侧,并在冷却装置30中通过制冷剂与功率元件36的热交换来冷却功率元件36。

根据本实施方式起到以下作用效果。

在本实施方式中,功率元件36的冷却中工作的构成仅为设置一个膨胀阀的构成,因此能够简化构成,并能够减少故障要素来降低产生故障的风险。

并且,由于在冷却用分支配管31设置有膨胀阀33,因此,即使在冷却用分支配管31的入口与冷却用分支配管31的出口的差压低的情况下,也能够通过调整膨胀阀33的开度来确保导入至冷却用分支配管31中的制冷剂的流量以冷却功率元件36。

并且,通过调整膨胀阀33的开度,能够使必要最小限度的制冷剂流动以便冷却功率元件36,因此,当功率元件36的发热量小时,通过减少在冷却用分支配管31中流动的制冷剂的量并过度消耗冷却功率元件36的制冷剂,能够防止在不会蒸发而包含液相的状态下使制冷剂流入到压缩机11中。

并且,膨胀阀33仅设置于比冷却器32更靠下游侧(即低压侧)。即,在比冷却器32更靠上游侧的冷却用分支配管31并未设置节流阀。因此,通过缩小膨胀阀33的开度,能够将流过冷却器32的制冷剂的压力设定为高压侧的压力。由此,例如,存在在将多个压缩机组合而成的制冷剂回路中停止1个压缩机时,由于设置于控制该已停止的压缩机的电路上的功率元件不发热,因此无需进行冷却,并且将膨胀阀的开度设为关闭状态的情况。在该情况下,由于流过冷却器的制冷剂的压力成为高压侧的压力且蒸发温度提高,因此,能够防止功率元件结露。

并且,在本实施方式中,检测出作为冷却对象的功率元件36本身的温度。因此,例如相较于检测已通过功率元件36的制冷剂的温度等间接检测功率元件36的温度,能够更准确地掌握冷却对象的温度。并且,根据准确地掌握到的功率元件36的温度来控制膨胀阀33的开度,因此能够准确地控制流过冷却器32的制冷剂的流量,并能够准确地控制功率元件36的温度。由此,能够防止产生由功率元件36的过热或过度冷却导致的结露。并且,由于能够准确地控制功率元件36的温度,因此能够将从制冷剂回路导入至冷却用分支配管31中的制冷剂量保持在必要最小限度,以冷却功率元件36。因此,能够将由制冷剂回路的制冷剂减少而引起的空调装置1的能力下降保持在最小限度。

[第2实施方式]

接着,利用图5及图6对本发明的第2实施方式进行说明。

在第2实施方式中,冷却装置60的构成及控制部34的控制内容有一部分与第1实施方式不同。针对与第1实施方式相同的构成,赋予相同符号并省略其说明。

如图5所示,冷却装置60具备冷却用分支配管61、冷却器32、控制部34及元件温度检测器35。冷却用分支配管61具有位于比冷却器32更靠上游侧(图5的高压侧)的上游侧配管61a及位于比冷却器32更靠下游侧(图5的低压侧)的下游侧配管61b。在冷却用分支配管61设置有冷却器32,冷却用分支配管61与冷却器32热接触。在上游侧配管61a设置有上游侧毛细管62a。在下游侧配管61b设置有下游侧毛细管62b及位于比下游侧毛细管62b更靠下游侧的电磁阀(开闭阀)63。电磁阀63在通电状态时维持打开状态,通电状态被解除时成为关闭状态。

控制部34控制电磁阀63的开闭。作为具体的控制部34的控制,例如能够如下设定:将根据元件温度检测器35的检测温度对电磁阀63进行打开控制的设定上限温度设为60℃,并将根据元件温度检测器35的检测温度对电磁阀63进行关闭控制的设定下限温度设为50℃。

图6是空调装置1正常运行的状态的莫利尔图。如图6所示,使制冷剂的一部分从室外热交换器13与室内热交换器之间旁通至压缩机11的入口侧,在冷却装置60中通过制冷剂与功率元件36的热交换来冷却功率元件36。

根据本实施方式起到以下作用效果。

在本实施方式中,功率元件36的冷却中工作的构成仅为毛细管及电磁阀,因此能够简化构成,并能够减少故障要素来降低产生故障的风险。并且,由于使用了电磁阀,因此相较于使用膨胀阀的情况,能够更低成本地实现构成。

并且,由于在冷却器32的上游侧具备上游侧毛细管62a,上游侧配管61a所连通的各热交换器之间的制冷剂不会直接被导入至冷却器32中。并且,由于在冷却器32的下游侧具备下游侧毛细管62b,因此,下游侧配管61b所连通的压缩机11的入口侧的制冷剂不会直接被导入至冷却器32中。因此,相对于从冷却器32的上游侧导入至冷却器32的制冷剂及从冷却器32的下游侧导入至冷却器32的制冷剂产生所期望的压力损失,能够将在冷却器32中通过的制冷剂的压力设为所期望的压力。在本实施方式中,如图6所示,导入至冷却器32中的制冷剂的压力为中压程度。

并且,在本实施方式中,在下游侧毛细管62b的下游侧设置有电磁阀63。在冷却器32中通过的制冷剂为气相,气相的制冷剂的流速变快,因此在电磁阀63中通过时的制冷剂的压力损失增加。由此,能够降低在电磁阀63中通过的制冷剂的压力。由此,能够将设置于与电磁阀63相同的回路上的下游侧毛细管62b的压力损失设定得低。即,能够通过电磁阀63来进行下游侧毛细管62b的局部更换。由此,能够增大下游侧毛细管62b的直径或缩短总长度,因此,能够使下游侧毛细管62b不易堵塞垃圾等。

并且,电磁阀63设置于比冷却器32更靠下游侧(即低压侧)。因此,通过关闭电磁阀63的开度,能够将流过冷却器32的制冷剂的压力设定为高压侧的压力。由此,例如,存在在将多个压缩机组合而成的制冷剂回路中停止1个压缩机时,由于设置于控制该已停止的压缩机的电路上的功率元件不发热,因此无需进行冷却,并且关闭电磁阀63的情况。在该情况下,由于流过冷却器的制冷剂的压力成为高压侧的压力且蒸发温度提高,因此,能够防止功率元件结露。

并且,在本实施方式中,检测出作为冷却对象的功率元件36本身的温度。因此,例如相较于检测通过功率元件36的制冷剂的温度等间接检测功率元件36的温度的情况,能够更准确地掌握冷却对象的温度。并且,根据准确地掌握到的功率元件36的温度来进行电磁阀63的开闭控制,因此能够准确地控制流过冷却器32的制冷剂的流量,并能够准确地控制功率元件36的温度。由此,能够防止产生由功率元件36的过热或过度冷却导致的结露。并且,由于能够准确地控制功率元件36的温度,因此能够将从制冷剂回路导入至冷却用分支配管31中的制冷剂量保持在必要最小限度,以冷却功率元件36。因此,能够将由制冷剂回路的制冷剂减少引起的空调装置1的能力下降维持在最小限度。

[第3实施方式]

接着,利用图7及图8对本发明的第3实施方式进行说明。

在第3实施方式中,冷却装置70的构成及控制部34的控制内容有一部分与第1实施方式不同。针对与第1实施方式相同的构成,赋予相同符号并省略其说明。

如图7所示,冷却装置70具备冷却用分支配管71、冷却器32、控制部34及元件温度检测器35。在冷却用分支配管71设置有冷却器32,冷却用分支配管71与冷却器32热接触。冷却用分支配管71具有位于比冷却器32更靠上游侧的上游侧配管71a及位于比冷却器32更靠下游侧的下游侧配管71b。

上游侧配管71a具有第1上游配管71c及与第1上游配管71c并列形成的第2上游配管71d。第1上游配管71c具有第1电磁阀(第1开闭阀)73c及设置于比第1电磁阀73c更靠下游侧的第1毛细管72c。第2上游配管71d具有第2毛细管72d。

下游侧配管71b具有第1下游配管71e及与第1下游配管71e并列形成的第2下游配管71f。第1下游配管71e具有第2电磁阀(第2开闭阀)73e及设置于比第2电磁阀73e更靠上游侧的第3毛细管72e。第2下游配管71f具有第3电磁阀(第3开闭阀)73f及设置于比第3电磁阀73f更靠上游侧的第4毛细管72f。第3毛细管72e与第4毛细管72f有不同的压力损失。并且,第1毛细管72c与第2毛细管72d有不同的压力损失。第1电磁阀73c、第2电磁阀73e及第3电磁阀73f在通电状态时维持打开状态,在通电状态被解除时为关闭状态。控制部34根据元件温度检测器35的检测温度来控制第1电磁阀73c、第2电磁阀73e及第3电磁阀73f的开闭。

图8是空调装置1正常运行的状态的莫利尔图。如图8所示,使制冷剂的一部分从室外热交换器13与室内热交换器之间旁通至压缩机11的入口侧,并在冷却装置70中通过制冷剂与功率元件36的热交换来冷却功率元件36。

根据本实施方式起到以下作用效果。

在上述构成中,在冷却器32的上游侧设置第1上游配管71c和第2上游配管71d,所述第1上游配管71c中设置有第1电磁阀73c及第1毛细管72c,所述第2上游配管71d中仅设置有第2毛细管72d。由此,当第1电磁阀73c为关闭状态时,制冷剂仅在第2上游配管71d中流通,当第1开闭阀73c为打开状态时,制冷剂在第1上游配管71c及第2上游配管71d中流动。因此,即使在冷却用分支配管31的入口与冷却用分支配管31的出口的差压低的情况下,也能够通过将第1电磁阀73c设为打开状态来确保导入至冷却用分支配管31的制冷剂的流量并冷却功率元件36。

并且,由于在上游侧配管71a具备第1毛细管72c及第2毛细管72d,因此,冷却用分支配管31所连通的各热交换器之间的制冷剂不会直接导入至冷却器32。并且,由于在下游侧配管71b具备第3毛细管72e及第4毛细管72f,因此,冷却用分支配管31所连通的压缩机11的入口侧的制冷剂不会直接导入至冷却器32。因此,相对于从冷却器32的上游侧导入至冷却器32的制冷剂及从冷却器32的下游侧导入至冷却器32的制冷剂产生所期望的压力损失,能够将在冷却器32中通过的制冷剂的压力设为所期望的压力。在本实施方式中,如图8所示,导入至冷却器32的制冷剂的压力为中压程度。

并且,在冷却器32的下游侧设置第1下游配管71e和第2下游配管71f,所述第1下游配管71e中设置有第2电磁阀73e及第3毛细管72e,所述第2下游配管71f中设置有第3电磁阀73f及第4毛细管72f,第3毛细管72e和第4毛细管72f的压力损失不同。当第2电磁阀73e及第3电磁阀73f两者为打开状态时,制冷剂在第1下游配管71e及第2下游配管71f两者中流通。当第2电磁阀73e为打开状态且第3电磁阀73f为关闭状态时,制冷剂仅在第1下游配管71e中流通。当第2电磁阀73e为关闭状态且第3电磁阀73f为打开状态时,制冷剂仅在第2下游配管71f中流通。这样,由于能够在冷却器32的下游侧产生3个阶段的压力损失,因此,能够将在冷却器32中流通的制冷剂的压力设为所期望的压力。由此,能够将在冷却器32中流通的制冷剂的蒸发温度调整为所期望的温度。

并且,在上述构成中,在第3毛细管72e及第4毛细管72f的下游侧分别设置有第2电磁阀73e及第3电磁阀73f。在冷却器32中通过的制冷剂为气相,气相的制冷剂的流速变快,因此在第2电磁阀73e及第3电磁阀73f中通过时的制冷剂的压力损失增加。由此,能够适当地降低在第2电磁阀73e及第3电磁阀73f中通过的制冷剂的压力。由此,能够将设置于与第2电磁阀73e及第3电磁阀73f相同的回路上的毛细管的压力损失设定得低。即,能够通过第2电磁阀73e及第3电磁阀73f来进行第3毛细管72e及第4毛细管72f的局部更换。由此,能够增大第3毛细管72e及第4毛细管72f的直径或缩短总长度,因此,能够使第3毛细管72e及第4毛细管72f不易堵塞垃圾等。

并且,在比冷却器32更靠下游侧(即低压侧)设置有第2电磁阀73e及第3电磁阀73f。因此,能够通过将第2电磁阀73e及第3电磁阀73f设为关闭状态来将流过冷却器的制冷剂的压力设为高压侧的压力。由此,例如,在将多个压缩机组合而成的制冷剂回路中停止1个压缩机时,由于设置于控制该停止的压缩机的电路上的功率元件不会发热,因此无需冷却,存在关闭开闭阀的情况。在此情况下,流过冷却器的制冷剂的压力成为高压侧的压力并且蒸发温度变高,因此能够防止功率元件结露。

并且,在本实施方式中,检测出作为冷却对象的功率元件36本身的温度。因此,例如相较于检测在功率元件36中通过的制冷剂的温度等间接检测功率元件36的温度,能够更准确地掌握冷却对象的温度。并且,根据准确地掌握到的功率元件36的温度来控制膨胀阀33的开度,因此能够准确地控制流过冷却器32的制冷剂的流量,并能够准确地控制功率元件36的温度。由此,能够防止产生由功率元件36的过热或过度冷却导致的结露。并且,由于能够准确地控制功率元件36的温度,因此能够将从制冷剂回路导入至冷却用分支配管31中的制冷剂量保持在必要最小限度,以冷却功率元件36。因此,能够将由制冷剂回路的制冷剂减少引起的空调装置1的能力下降保持在最小限度。

[第4实施方式]

接着,利用图9至图11对本发明的第4实施方式进行说明。

在第4实施方式中,制冷剂回路、冷却装置80的构成及控制部34的控制内容有一部分与第1实施方式不同。针对与第1实施方式相同的构成,赋予相同符号并省略其说明。

如图9及图10所示,冷却装置80具备:设置于液体配管21c的过冷却热交换器16的室内热交换器侧的毛细管82、与毛细管82并列形成的并联配管81、设置于并联配管81上的冷却器32、设置于并联配管81并且配置于比冷却器32更靠室内热交换器侧的电磁阀(阀部)83、控制部34及元件温度检测器35。并联配管81与冷却器32热接触。电磁阀83在通电状态时维持打开状态,通电状态被解除时为关闭状态。控制部34根据元件温度检测器35的检测温度控制电磁阀83的开闭。另外,在本实施方式中的制冷剂回路并未设置如第1实施方式至第3实施方式那样的旁通回路。

图11是空调装置1正常运行的状态的莫利尔图。如图11所示,设置于室外热交换器13与室内热交换器之间的制冷剂回路并在冷却装置80中通过制冷剂与功率元件36的热交换来冷却功率元件36。

根据本实施方式起到以下作用效果。

在本实施方式中,功率元件36的冷却中工作的构成仅为设置各一个电磁阀83及毛细管82的构成,因此能够简化构成,并能够减少故障要素来降低产生故障的风险。

并且,冷却器32与各热交换器之间的制冷剂回路热接触。因此,在冷却器32中通过的制冷剂成为相对高压,并且蒸发温度提高,因此能够防止功率元件36结露。

并且,若将电磁阀83设为关闭状态,则制冷剂不会流过并联配管81,能够防止制冷剂在冷却器32中流动。因此,例如,当切换制冷和制暖时等制冷剂的温度突然变化时将电磁阀83设为关闭状态,由此能够抑制由于在冷却器32中流通的制冷剂的温度突然变化引起的冷却器32的损伤。

并且,将冷却装置80设置于液体配管21c,因此即使在冷却装置中通过的制冷剂包含液相,制冷剂在之后的制冷剂回路中适当地汽化,因此制冷剂不会在包含液相的状态下流入压缩机11。因此,能够防止压缩机11被所谓的液体回流损坏。并且,将冷却装置80设置于液体配管21c,因此在冷却装置80中通过的制冷剂成为高压侧,因此能够抑制冷却装置80的结露。

另外,在本实施方式中,将电磁阀83设置于冷却器32的室内热交换器侧,但电磁阀83也可设置于冷却器32的室外热交换器侧。并且,在本实施方式中,对在液体配管21c设置毛细管82,并且在并列形成于毛细管82上的并联配管81设置冷却器32及电磁阀83的构成进行了说明,但也可在液体配管21c设置冷却器32及电磁阀83,并且在并列形成于冷却器32及电磁阀83的配管设置毛细管82。并且,在本实施方式中,使用了电磁阀83,也可使用膨胀阀而非电磁阀。并且,在本实施方式中,将冷却装置80设置于过冷却热交换器16的室内热交换器侧,但也可将冷却装置80设置于比过冷却热交换器16更靠室外热交换器侧。

本发明并不限定于上述各实施方式所涉及的发明,能够在不脱离其宗旨的范围内适当地变形。例如,在上述各实施方式中,使用了毛细管,但也可代替毛细管使用节流口。并且,上述各实施方式的电磁阀通过控制部控制开闭,但也可通过手动进行开闭。

符号说明

1-空调装置,2-室外机,3-气体侧配管,4-液体侧配管,11-压缩机,13-室外热交换器(热源侧热交换器),30-冷却装置,31-冷却用分支配管,32-冷却器,33-膨胀阀(可变节流阀),34-控制部,35-元件温度检测器,36-功率元件,60-冷却装置,61-冷却用分支配管,61a-上游侧配管,61b-下游侧配管,62a-上游侧毛细管(上游侧固定节流阀),62b-下游侧毛细管(下游侧固定节流阀),63-电磁阀(开闭阀),70-冷却装置,71-冷却用分支配管,71a-上游侧配管,71b-下游侧配管,71c-第1上游配管,71d-第2上游配管,71e-第1下游配管,71f-第2下游配管,72c-第1毛细管(第1固定节流阀),72d-第2毛细管(第2固定节流阀),72e-第3毛细管(第3固定节流阀),72f-第4毛细管(第4固定节流阀),73c-第1电磁阀(第1开闭阀),73e-第2电磁阀(第2开闭阀),73f-第3电磁阀(第3开闭阀),80-冷却装置,82-毛细管(固定节流阀),83-电磁阀(阀部)。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.[2018年1月18日(18.01.2018)国际事务局受理]

(补正后)一种制冷循环装置,其具备:

制冷剂回路,通过配管连接压缩机、热源侧热交换器、膨胀阀及利用侧热交换器来使制冷剂循环;

冷却用分支配管,使所述制冷剂回路中的各所述热交换器之间的制冷剂的一部分旁通至所述压缩机的入口侧;

冷却器,与所述冷却用分支配管热接触,并通过所述制冷剂的一部分来冷却设置于控制所述压缩机的运行的电路上的功率元件;及

可变节流阀,仅设置于所述冷却用分支配管中比所述冷却器更靠下游侧,

所述冷却用分支配管的下游端部连接于储液器的上游侧。

2.一种制冷循环装置,其具备:

制冷剂回路,通过配管连接压缩机、热源侧热交换器、膨胀阀及利用侧热交换器来使制冷剂循环;

冷却用分支配管,使所述制冷剂回路中的各所述热交换器之间的制冷剂的一部分旁通至所述压缩机的入口侧;

冷却器,其与所述冷却用分支配管热接触,并通过所述制冷剂的一部分来冷却设置于控制所述压缩机的运行的电路上的功率元件;

上游侧固定节流阀,设置于所述冷却用分支配管中比所述冷却器更靠上游侧;

下游侧固定节流阀,设置于所述冷却用分支配管中比所述冷却器更靠下游侧;及

开闭阀,设置于所述冷却用分支配管中比所述下游侧固定节流阀更靠下游侧。

3.一种制冷循环装置,其具备:

制冷剂回路,通过配管连接压缩机、热源侧热交换器、膨胀阀及利用侧热交换器来使制冷剂循环;

冷却用分支配管,使所述制冷剂回路中的各所述热交换器之间的制冷剂的一部分旁通至所述压缩机的入口侧;及

冷却器,其与所述冷却用分支配管热接触,并通过所述制冷剂的一部分来冷却设置于控制所述压缩机的运行的电路上的功率元件,

所述冷却用分支配管具有位于比所述冷却器更靠上游侧的上游侧配管及位于比所述冷却器更靠下游侧的下游侧配管,

所述上游侧配管具有第1上游配管及第2上游配管,所述第1上游配管具备第1开闭阀及设置于该第1开闭阀的下游侧的第1固定节流阀,所述第2上游配管具备第2固定节流阀并且与所述第1上游配管并列地形成,

所述下游侧配管具有第1下游配管及第2下游配管,所述第1下游配管具备第2开闭阀及设置于该第2开闭阀的上游侧的第3固定节流阀,所述第2下游配管具备第3开闭阀及设置于该第3开闭阀的上游侧的第4固定节流阀并且与所述第1下游配管并列地形成,

所述第3固定节流阀和所述第4固定节流阀被设为不同的压力损失。

4.一种制冷循环装置,其具备:

制冷剂回路,通过配管连接压缩机、热源侧热交换器、膨胀阀及利用侧热交换器来使制冷剂循环;

冷却器,与各所述热交换器之间的所述制冷剂回路热接触,并通过所述制冷剂的一部分来冷却设置于控制所述压缩机的运行的电路上的功率元件;

阀部,设置于所述制冷剂回路的所述冷却器的热源侧热交换器侧或利用侧热交换器侧;及

固定节流阀,与所述冷却器及所述阀部并列地设置。

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