涡轮制冷机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及涡轮制冷机，尤其是涉及从制冷循环将制冷剂的一部分导入至驱动涡轮压缩机的电动机从而对电动机进行冷却的方式的涡轮制冷机。
【背景技术】
[0002]以往，在制冷空调装置等中利用的涡轮制冷机通过利用制冷剂配管连结蒸发器、压缩机、冷凝器、以及膨胀阀(膨胀机构)而构成，其中，上述蒸发器由封入有制冷剂的封闭系统构成，从冷水(被冷却流体)夺取热而制冷剂蒸发从而发挥制冷效果。上述压缩机对在上述蒸发器蒸发后的制冷剂气体进行压缩而形成为高压的制冷剂气体，上述冷凝器利用冷却水(冷却流体)对高压的制冷剂气体进行冷却而使其冷凝，上述膨胀阀对上述冷凝后的制冷剂进行减压而使其膨胀。
[0003]对于在涡轮制冷机中使用的涡轮压缩机，很多情况下采用电动机与压缩机一起以密闭状态被收纳于分割式的壳体的半密闭型压缩机。在该半密闭型压缩机中，很多情况下将制冷循环中的冷凝制冷剂(液态制冷剂)导入至电动机内部而利用制冷剂的蒸发潜热对因电动机的损失而产生的发热进行冷却。在该情况下，通常形成为从冷凝器朝电动机输送制冷剂，输送制冷剂的驱动源是冷凝器与电动机(蒸发器)的压力差。
[0004]专利文献1:日本特开昭57-95152号公报
[0005]对于对电动机进行冷却后的冷凝制冷剂，在膨胀过程中，与其质量(干燥度)相应的量的制冷剂气体闪发(flash)而返回蒸发器。在涡轮制冷机的效率提高的方面，削减朝电动机输送的冷却制冷剂量的做法是有效的，但是，由于需要与电动机的发热相应的冷却制冷剂量，因此，若过度削减冷却制冷剂量，则电动机的冷却功能变得不良，电动机的温度上升从而难以继续进行制冷机的正常运转。
[0006]虽然用于对电动机损失的发热的量进行冷却的制冷剂量通过热量计算来算出，但在实际的制冷剂的运转之际，若不朝电动机供给相对于计算值为数倍的冷却制冷剂量，则存在过度地削减电动机的冷却制冷剂而电动机的冷却功能受损的风险。对于对电动机进行冷却后的冷凝制冷剂，在膨胀过程中，与其干燥度(质量)相应的量的制冷剂气体闪发而返回蒸发器。闪发后的制冷剂气体不对制冷效果作出贡献而被吸入压缩机，成为消耗多余的压缩动力的原因，招致制冷机的效率降低。
【发明内容】
[0007]本发明就是鉴于上述情形而完成的，其目的在于提供一种如下的涡轮制冷机:通过利用过冷却器(subcooler)的过冷却制冷剂液体作为驱动涡轮压缩机的电动机的冷却用制冷剂，能够降低在蒸发器闪发而不对制冷效果作出贡献的制冷剂气体量，并且能够确保通过避免电动机的冷却制冷剂配管中的闪发而实现的稳定的电动机的冷却功能。
[0008]为了达成上述的目的，本发明的第一方式的涡轮制冷机具备:蒸发器，该蒸发器从冷水夺取热而使制冷剂蒸发从而发挥制冷效果；涡轮压缩机，该涡轮压缩机利用叶轮对制冷剂进行压缩；电动机，该电动机驱动上述涡轮压缩机；以及冷凝器，该冷凝器利用冷却水对被压缩后的制冷剂气体进行冷却而使其冷凝，上述涡轮制冷机的特征在于，上述涡轮制冷机具备:过冷却器，该过冷却器对由上述冷凝器冷凝后的制冷剂进行冷却；以及制冷剂供给配管，该制冷剂供给配管是从上述过冷却器侧分支的配管，并从过冷却器侧朝上述电动机供给制冷剂，利用由上述过冷却器过冷却后的制冷剂对上述电动机进行冷却。
[0009]根据本发明，通过利用由过冷却器过冷却后的制冷剂液体进行电动机的冷却，过冷却制冷剂液体时的闪发气体量减少，能够减少对制冷效果没有贡献的制冷剂气体，能够削减压缩级的多余动力，能够避免制冷机的效率降低。
[0010]并且，根据本发明，由于将过冷却器的出口的过冷却制冷剂液体作为电动机的冷却材料使用，因此，来自过冷却器的制冷剂液体已经被过冷却至饱和温度以下，因此，因配管的压力损失而导致的闪发的风险变低，能够确保稳定的电动机的冷却功能。
[0011]本发明的优选方式的特征在于，上述涡轮制冷机具备:控制阀，该控制阀设置于上述制冷剂供给配管，并控制在上述制冷剂供给配管流动的制冷剂流量；测定与蒸发器内的制冷剂进行热交换的冷水的入口温度的单元；测定与蒸发器内的制冷剂进行热交换后的冷水的出口温度的单元；以及控制装置，该控制装置控制上述控制阀的开度，上述控制装置根据上述蒸发器的冷水入口温度和冷水出口温度的温度差、以及在上述蒸发器流动的冷水的流量算出制冷能力，通过基于所算出的制冷能力控制上述控制阀的开度来控制朝上述电动机供给的制冷剂流量。
[0012]根据本发明，在涡轮制冷机的运转中，测定蒸发器的冷水入口温度，并且测定蒸发器的冷水出口温度。上述测定信号被依次传送至控制装置，在控制装置中运算冷水出入口的温度差。在控制装置中，通过将这样得到的温度差与在蒸发器流动的冷水流量相乘而算出制冷能力。此时，当冷水流量为额定流量(固定流量)的情况下不需要进行计测，但当冷水流量为变流量的情况下，能够利用流量计测单元进行计测而得到冷水流量。由于根据以这种方式算出的制冷能力决定为了对电动机进行冷却所需要的冷凝制冷剂(液态制冷剂)的制冷剂量，因此，控制控制阀的开度，并控制从过冷却器侧经由制冷剂供给配管朝电动机供给的冷凝制冷剂的流量。通过像这样以与电动机的发热量相匹配的方式使朝电动机供给的冷凝制冷剂的制冷剂量最优化，能够不多不少地恰当地进行电动机的冷却。结束了对电动机的冷却后的气态制冷剂经由返送配管被返送至蒸发器。
[0013]本发明的优选方式的特征在于，上述涡轮制冷机具备计测在上述蒸发器流动的冷水的流量的单元。
[0014]根据本发明，当在蒸发器流动的冷水流量为变流量的情况下，能够利用流量计测单元进行计测而得到冷水流量。
[0015]本发明的优选方式的特征在于，上述涡轮制冷机具备测定上述蒸发器的冷水入口压力和冷水出口压力的压力差的单元，上述控制装置根据上述压力差运算在上述蒸发器流动的冷水的流量。
[0016]根据本发明，在蒸发器的冷水入口配管与冷水出口配管之间设置差压计而计测在蒸发器产生的冷水压力损失，并根据蒸发器的冷水压力损失运算在蒸发器流动的冷水流量。
[0017]本发明的优选方式的特征在于，上述涡轮制冷机具备:控制阀，该控制阀设置于上述制冷剂供给配管，并控制在上述制冷剂供给配管流动的制冷剂流量；测定与冷凝器内的制冷剂进行热交换的冷却水的入口温度的单元；测定与冷凝器内的制冷剂进行热交换后的冷却水的出口温度的单元；以及控制装置，该控制装置控制上述控制阀的开度，上述控制装置根据上述冷凝器的冷却水入口温度和冷却水出口温度的温度差、以及在上述冷凝器流动的冷却水的流量算出冷却水冷却能力，通过基于所算出的冷却水冷却能力控制上述控制阀的开度来控制朝上述电动机供给的制冷剂流量。
[0018]根据本发明，在涡轮制冷机的运转中，测定冷凝器的冷却水入口温度，并且测定冷凝器的冷却水出口温度。上述测定信号被依次传送至控制装置，在控制装置中运算冷却水出入口的温度差。在控制装置中，通过将这样得到的温度差与在冷凝器流动的冷却水流量相乘而算出冷却水冷却能力。此时，当冷却水流量为额定流量(固定流量)的情况下无需进行计测，但当冷却水流量为变流量的情况下能够利用流量计测单元进行计测而得到冷却水流量。由于根据以这种方式算出的冷却水冷却能力决定为了对电动机进行冷却所需要的冷凝制冷剂(液态制冷剂)的制冷剂量，因此对控制阀的开度进行控制，控制从过冷却器侧经由制冷剂供给配管朝电动机供给的冷凝制冷剂的流量。通过像这样以与电动机的发热量相匹配的方式使朝电动机供给的冷凝制冷剂的制冷剂量最优化，能够不多不少地进行电动机的冷却。结束了对电动机的冷却后的气态制冷剂经由返送配管被返送至蒸发器。
[0019]本发明的优选方式的特征在于，上述涡轮制冷机具备计测在上述冷凝器流动的冷却水的流量的单元。
[0020]根据本发明，当在冷凝器流动的冷却水流量为变流量的情况下，能够利用流量计测单元进行计测而得到冷却水流量。
[0021]本发明的优选方式的特征在于，上述涡轮制冷机具备测定上述冷凝器的冷却水入口压力和冷却水出口压力的压力差的单元，上述控制装置根据上述压力差运算在上述冷凝器流动的冷却水的流量。
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