冷冻装置的制作方法

专利名称：冷冻装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有多台利用机组的冷冻装置，特别是关于防
止成为休止状态的加热热交换器中的制冷剂积存的方法。
背景技术：
迄今为止，使制冷剂循环来进行制冷循环的冷冻装置被广泛应 用于空调装置等。作为这类冷冻装置，在热源恻机组上并联连接有 多台利用侧机组的所谓多联(multi)式冷冻装置已为人所知。 例如专利文献1的冷冻装置包括 一台具有压缩机及热源侧热 交换器的热源侧机组、和两台各自具有利用侧热交换器(加热热交换 器)及膨胀阀的利用侧机组。 该冷冻装置使各个膨胀阀以规定开度打开，因而能够利用各个 利用恻热交换器个别地进行供暖运转。具体来说，当例如用两台利 用侧机组同时进行供暖运转时，则将双方的膨胀阀设定为开启状态， 向双方的利用侧热交换器送入制冷剂。其结果是流经各个利用侧热 交换器的制冷剂分别向室内空气放热，能够利用各个利用恻热交换 器进行加热动作。其结果是分别向对应各个利用恻热交换器的室内 供暖。另一方面，当例如仅用一台利用侧机组进行供暖运转时，则 使与运转的利用侧机组对应的膨胀阀打开，使与处于休止状态的利 用侧机组对应的膨胀阀关闭。其结果是制冷剂仅被送往运转侧的利 用侧机组，从而仅用该利用侧热交换器向室内供暧。 专利文献l:日本专利公开平8-159590号公报 (发明所要解决的课题) 此外，如上所述若为了将一方的利用恻机组设为休止状态(所谓
3的thermo-off状态)而关闭膨胀阀的话，则制冷剂在处于休止状态的
利用侧热交换器内凝结，有时产生凝结后的液态制冷剂在利用恻热 交换器内逐渐积存下来的现象(所谓的制冷剂积存)。并且，这样一 来若大量制冷剂在利用侧热交换器内积存下来时，则送往其它利用 侧机组的制冷剂量倾向不足，从而将产生其冷却能力、加热能力下 降的问题。

发明内容
本发明是鉴于所述问题的发明，其目的在于确实防止成为休 止状态的利用侧热交换器内的制冷剂积存。 (解决课题的方法) 第一方面的发明以如下所述的冷冻装置为前提，该冷冻装置为 包括多台利用恻机组12、 13、 14并联连接在具有压缩机41、 42及 热源恻热交换器44的热源恻机组11上而构成的制冷剂回路20，在 该多台利用侧机组12、 13、 14的至少一台中，设置有能够进行从制 冷剂放热的加热动作的加热热交换器71、和对应该加热热交换器71 的膨胀阀72。并且，其特征在于该冷冻装置具有进行第一控制动 作和第二控制动作的开度控制部101;该第一控制动作是当将所 述加热热交换器71设定成休止状态时使所述膨胀阀72的开度缩小 为完全关闭或缩小为微小开度；该第二控制动作是在该第一控制 动作结東后根据表示li存于加热热交换器71内的制冷剂量的指标 来调节所述膨胀阀72的开度。 在第一方面的发明中，通过将多台利用恻机组12、 13、 14并联 连接在热源侧机组11上，从而构成了所谓多联式冷冻装置。在该冷 冻装置的制冷剂回路20中，由于制冷剂循环而进行蒸气压縮式制冷 循环。当将制冷剂分别送往各个利用侧机组12、 13、 14时，制冷剂 在各个利用侧机组12、 13、 14中蒸发或凝结，利用这些利用恻机组 12、 13、 14能够分别进行例如室内的供暖或制冷、或者库内的冷却。 在此，在本发明中，当使能够进行从制冷剂放热的加热动作的 加热热交换器71休止时，首先，开度控制部101进行第一控制动作。在该第一控制动作中，与加热热交换器71对应的膨胀阀72为完全 关闭、或者为无限接近完全关闭状态的微小开度。其结果是由于制
冷剂几乎没被送入加热热交换器71,所以没用加热热交换器71进 行加热动作。另一方面，如上所述若减小膨胀阀72的开度，则加热 热交换器71内的制冷剂逐渐凝结，从而液态制冷剂逐渐在加热热交 换器71内积存下来。其结果是在处于休止状态的加热热交换器71 中出现制冷剂积存。 于是，本发明的开度控制部101在所述第一控制动作结東后为 了防止在加热热交换器71产生制冷剂积存，而进行第二控制动作。 在该第二控制动作中，用规定的方法检测出表示贮存在加热热交换 器71内的制冷剂量的指标。并且，按照该指标，适当调节膨胀阀 72的开度。具体来说，在第一控制动作结東后，在加热热交换器71 内已凝结的制冷剂不断积存下来，若表示贮存于加热热交换器71 内的制冷剂量的指标变大时，则开度控制部101使膨胀阀72的开度 加大。其结果是在加热热交换器71内积存下来的制冷剂通过膨胀阀 72被排向利用侧机组12的外部。 另一方面，如上所述，加热热交换器71的制冷剂积存消除后， 若仍继续使膨胀阀72的开度保持大开度的话，将会向加热热交换器 71 —侧送入不必要的制冷剂，从而容易导致其它利用侧机组的冷却 能力、加热能力倾向不足。因此，在该第二控制动作中，加热热交 换器71的制冷剂积存消除后，若所述指标变小，则开度控制部101 立即使膨胀阀72的开度减小。其结果是向加热热交换器71内送入
的制冷剂量减少，因而则与此相应地将更多的制冷剂送往其它的利 用侧机组13、 14。 第二方面的发明是在所述第一方面发明的冷冻装置的基础上的 发明，其特征在于所述开度控制部101的第一控制动作是使所述 膨胀阀72完全关闭的动作。 在第二方面的发明中，当进行使加热热交换器71休止的运转时， 则开度控制部101进行使膨胀阀72完全关闭的第一控制动作。其结 果是由于制冷剂没流过设置有加热热交换器71的利用侧机组12，所以与此相应能将更多的制冷剂送往其它的利用侧机组13、 14。
第三方面的发明是在所述第一或第二方面发明的冷冻装置的基
础上的发明，其特征在于在所述开度控制部101的第二控制动作 中，用所述加热热交换器71入口侧的制冷剂的过冷度、或该加热热 交换器71内的制冷剂的过冷度，作为表示贮存于该加热热交换器 71内的制冷剂量的指标。 在第三方面的发明中，作为表示贮存在加热热交换器71内的制 冷剂量的指标，使用了制冷剂的过冷度。也就是，制冷剂在处于休 止状态的加热热交换器71内凝结后，一旦液态制冷剂在加热热交换 器71内积存下来，则该液态制冷剂进一步放热而成为过冷却状态。 由此，因为检测出加热热交换器71内的制冷剂过冷度，所以能够掌 握lfc存在该加热热交换器71内的制冷剂量。还有，当在加热热交换 器71内完全积存了液态制冷剂时，则有时即使在加热热交换器71 的入口附近制冷剂也凝结成过冷却状态。由此，因为检测出加热热 交换器71入口侧的制冷剂过冷度，所以能够掌握贮存在该加热热交 换器71内的制冷剂量。 第四方面的发明是在第三方面发明的冷冻装置的基础上的发明， 其特征在于在所述开度控制部101的第二控制动作中，若所述膨 胀阀72在规定时间以上持续为完全关闭状态，则强制地使膨胀阀 72以规定开度打开。 在第四方面的发明中，尽管第二控制动作中的开度控制部101 根据制冷剂的过冷度对膨胀阀72的开度进行控制，不过当该膨胀阀 72持续保持完全关闭状态时，则强制地使膨胀阀72打开。 此外，当如所述第三方面的发明所示的那样对加热热交换器71 的入口侧和内部的制冷剂过冷度进行检测时，有时却由于受加热热 交换器71周围温度的影响而无法正确求出加热热交换器71内的制
冷剂量。具体来说，在例如用规定的传感器检测出与高压气体相当 的饱和温度Pc、和加热热交换器71入口恻的制冷剂温度Thl，并
由其温度差计算出过冷度的情况下，若加热热交换器71的周围温度 为较高温度时，则用传感器检测出的温度Thl也容易变高。因此，
6在这种条件下，尽管实际上在加热热交换器71内积存有大量制冷 齐'J，但是用传感器检测出的制冷剂的过冷度却变小。其结果是膨胀
阀72有可能持续保持完全关闭状态。 因此，在第四方面的发明中，当在第二控制动作中膨胀阀72在 规定时间以上持续为完全关闭状态时，则强制地使膨胀阀72打开。 此外，理想的是此时膨胀阀72的开度为尽可能小的开度。这样一来 因为使膨胀阀72打开，所以即使受周围温度影响而造成检测出的制 冷剂的过冷度Pc — Th 1为小的数值时，也能确实消除加热热交换器 71内的制冷剂积存。 还有，这样一来当强制打开膨胀阀72后进一步用开度控制部 101调节膨胀阀72的开度时，则容易正确检测出加热热交换器71 内的制冷剂量。也就是，若强制地使膨胀阀72打开，则制冷剂不断 被送入加热热交换器71内，所以流经加热热交换器71的制冷剂将
变得难于受其周围温度的影响。由此，如上所述虽然制冷剂在加热 热交换器71内积存下来，不过能够避免计算出来的制冷剂的过冷度 为小的值。因此，在强制使膨胀阀72打开后，能够正确检测出加热 热交换器71内的制冷剂量，从而能够适当调节膨胀阀72的开度。 第五方面的发明是在第一方面发明的冷冻装置的基础上的发明， 其特征在于在与设置有所述加热热交换器71的利用侧机组12不 同的利用侧机组13、 14中，设置有能够进行制冷剂从空气中吸热的 冷却动作的冷却热交换器81、 91;所述制冷剂回路20构成为能够 进行压缩机41、 42的喷出制冷剂在所述加热热交换器71中放热之 后、在所述冷却热交换器81、 91中吸热后被压缩机41、 42吸入的 热回收运转；所述冷冻装置具有当在所述开度控制部101的第二 控制动作的过程中表示贮存于加热热交换器71内的制冷剂量的指 标在规定时间以上持续地超过规定值时使暂时进行所述热回收运转 的运转控制部102。 在第五方面的发明中，在设置有所述加热热交换器71的利用恻 机组12以外的其它利用侧机组13、 14中，设置有冷却热交换器81、 91。该冷却热交换器81、 91通过使制冷剂从空气中吸热而进行库内等的冷却。在该冷冻装置的制冷剂回路20中能够进行热回收运转， 在该热回收运转下，将压缩机41、 42的喷出制冷剂依次送到加热热
交换器71、冷却热交换器81、 91后，再使其返回压缩机41、 42的 吸入侧。也就是，在该热回收运转中能够进行下述制冷循环，在该 制冷循环中，没有将压缩机41、 42的喷出制冷剂送到热源侧机组 11的热源侧热交换器44，而是使所述喷出制冷剂在加热热交换器 71凝结，并由膨胀阀72对凝结后的制冷剂进行减压以后，使其在 冷却热交换器81、 91中蒸发。
在此，即使所述开度控制部101进行第二控制动作也依然无法 消除加热热交换器71内的制冷剂积存时，本发明的运转控制部102 强制地使制冷剂回路20进行所述热回收运转。其结果是因为制冷剂 被积极送入加热热交换器71内，所以能够确实消除该加热热交换器 71内的制冷剂积存。同时，从加热热交换器71内流出后在冷却热 交换器81、 91中流动的制冷剂被用于冷却热交换器81、 91的冷却 动作。
(发明的效果) 在第一方面的发明中，当进行使加热热交换器71休止的运转时， 在通过第一控制动作减小了膨胀阀72的开度以后，根据表示在该加 热热交换器71内所贮存的制冷剂量的指标，进行调节膨胀阀72开
度的第二控制动作。由此，根据本发明，因为检测出加热热交换器 71内的制冷剂积存，所以加大了膨胀阀72的开度，从而能将加热 热交换器71内贮存的制冷剂送到其它的利用恻机组13、 14。也就 是，根据本发明，能够确实消除处于休止状态的加热热交换器71 内的制冷剂积存，由此能够事先避免其它利用恻机组13、 14的能力 下降。
还有，根据本发明，当加热热交换器71内贮存的制冷剂量少的 时候，能够减小膨胀阀72的开度。由此，因为没有出现尽管加热热 交换器71内的制冷剂积存已经消除却还将过多的制冷剂送入加热 热交换器71的现象，所以能够充分确保送往其它利用恻机组13、 14的制冷剂量。因此，能够更有效地避免其它利用侧机组13、 14的能力下降。 还有，在第二方面的发明中，当使加热热交换器71休止时，进
行使膨胀阀72完全关闭的第一控制动作。由此，根据本发明，能够 进一步增加送往其它利用侧机组13、 14的制冷剂量，从而能够实现 还有，在第三方面的发明中，在所述第二控制动作中，利用加 热热交换器71入口侧或该加热热交换器71内部的制冷剂的过冷度， 检测出贮存在加热热交换器71内的制冷剂量。由此，根据本发明， 利用设置在制冷剂回路20中的温度传感器和压力传感器等，能够容 易掌握加热热交换器71内的制冷剂积存情况。 在此，在第四方面的发明中，考虑到受加热热交换器71周围温 度的影响而使制冷剂的过冷度变小的情况，从而在第二控制动作中 当膨胀闽72在规定时间以上持续为完全关闭状态时，则使该膨胀阀 72打开。由此，根据本发明，能够避免尽管实际上在加热热交换器 71内积存有制冷剂却仍使膨胀阀72保持关闭状态的问题出现，从 而能够确实消除加热热交换器71内的制冷剂积存。 还有，在第四发明中，在打开膨胀阀72使制冷剂在加热热交换 器71内流动后，能够进一步根据制冷剂的过冷度进行膨胀阀72的 开度控制。这样一来，因为流经加热热交换器71的流入侧和内部的 制冷剂温度变得难于受加热热交换器71周围温度的影响，所以能够 正确检测出加热热交换器71内的制冷剂量。由此，根据本发明，按 照贮存在加热热交换器71内的制冷剂量，能够恰当地控制膨胀阀 72的开度。因此，能够确实消除加热热交换器71内的制冷剂积存， 同时能够充分确保送往其它利用侧机组13、 14的制冷剂量。 在第五方面的发明中，当即使开度控制部101进行第二控制动 作也无法消除加热热交换器71内的制冷剂积存时，则在制冷剂回路 20中进行热回收运转。因此，根据本发明，由于将制冷剂送入加热 热交换器71内，因而能够消除加热热交换器71内的制冷剂积存。 此时，在本发明中，没有将压缩机41、 42的喷出制冷剂送往热源恻 热交换器44等，而是将其积极地送入加热热交换器71。因此，根据本发明，能够确实将加热热交换器71内的制冷剂排到外部。
还有，在该热回收运转中， 一边将贮存在加热热交换器71内的
制冷剂排出， 一边使制冷剂在冷却热交换器81、91中蒸发。也就是， 根据本发明，在不使冷却热交换器81、91的冷却动作休止的情况下， 就能够确实消除加热热交换器71内的制冷剂积存。
图说明
图l是实施方式所涉及的冷冻装置的制冷剂回路的管道系统图。 图2是表示制冷运转时制冷剂流动情况的管道系统图。 图3是表示供暖运转时制冷剂流动情况的管道系统图。 图4是表示室内热交换器刚进行休止(thermo-off)动作后的制冷
,动情况的管道系统图。
图5是表示开度控制部的第二控制动作的流程图。 图6是表示运转控制部的控制动作的流程图。 图7是表示热回收运转时的制冷剂流动情况的管道系统图。 (符号说明)
10
12
13
14 20
41
42
71
72 81 91
101
102
冷冻装置 工调机组
第一压缩机 第二压缩机
室内热交换器(加热热交换器)
室内膨胀阀(膨胀阀)
冷藏热交换器(冷却热交换器)
冷冻热交换器(冷却热交换器)
开度控制部
运转控制部
具体实施例方式
下面，根据附图对本发明的实施方式进行详细说明。
本实施方式所涉及的冷冻装置IO设置在便利店等中，是同时进
行冷藏库及冷冻库的冷却、以及室内温度调节的装置。 如

图1所示，冷冻装置IO包括室外机组11、空调机组12、冷 藏陈列柜13及冷冻陈列柜14。在室外机组11设置有构成热源恻回 路的室外回路40。在空调机组12设置有构成第一利用侧回路的空 调回路70。在冷藏陈列柜13设置有构成第二利用恻回路的冷藏回 路8 0 。在冷冻陈列柜14设置有构成第三利用侧回路的冷冻回路9 0 。 在该冷冻装置10中，在室外回路40上并联连接有多个利用侧回路 70、 80、 90，从而构成进行蒸气压缩式制冷循环的制冷剂回路20。 室外回路40和各个利用恻回路70、 80、 90通过液体侧连接管 道31、第一气体恻连接管道32和第二气体侧连接管道33彼此连接。 液体侧连接管道31的一端连接在室外回路40的液体侧截止阀(stop valve)21上。液体侧连接管道31的另 一端侧分支为三个分支管即第 一液体分支管31a、第二液体分支管31b及第三液体分支管31c，第 一液体分支管31a与空调回路70连接，第二液体分支管31b与冷藏 回路80连接，第三液体分支管31c与冷冻回路90连接。第一气体 恻连接管道32的一端连接在室外回路40的第一气体侧截止阀22 上，另一端与空调回路70连接。第二气体恻连接管道33的一端连 接在室外回路40的第二气体侧截止阀23上。第二气体侧连接管道 33的另一端侧分支成两个分支管即第一气体分支管33a和第二气体 分支管33b，第一气体分支管33a与冷藏回路80连接，第二气体分 支管33b与冷冻回路90连接。 <室外机组〉
在所述室外机组11的室外回路40中，设置有三台压缩机即第一 压缩机到第三压缩机41、 42、 43、室外热交换器44、受液器 (receiver)45、室外膨胀阀46、以及三个四通换向阀即第1四通换向 阀到第3四通换向阀47、 48、 49。
第一压缩机到第三压缩机41、 42、 43由高压拱顶式涡旋型压缩机构成。第一压缩机41构成可变容量式压缩机。也就是，第一压缩
机41构成为通过变频器(inverter)控制而能使旋转速度产生变化。另 一方面，第二压縮机42及第三压缩机43构成旋转速度一定的固定 容量式压缩机。 第一吸入管51的一端连接在第一压缩机41的吸入侧。第一吸 入管51的另一端连接在所述第二气体侧截止阀23上。第二吸入管 52的一端连接在第二压缩机42的吸入侧。第二吸入管52的另一端 连接在所述第3四通换向阀49上。第三吸入管53的一端连接在第 三压缩机43的吸入侧。第三吸入管53的另一端连接在所述第2四 通换向阀48上。 第一喷出管54的一端连接在第一压缩机41的喷出侧。第一喷 出管54的另一端通过喷出管道57连接在所述第1四通换向阀47 上。第二喷出管55的一端连接在第二压缩机42的喷出恻。第二喷 出管55的另一端连接在喷出管道57上。第三喷出管56的一端连接 在第三压缩机43的喷出恻。第三喷出管56的另一端连接在喷出管 道57的中途。 所述室外热交换器44是横向肋片(cross fm)式的肋片管(fin-and -tube)型热交换器，构成热源恻热交换器。在室外热交换器44的附 近设置有室外风扇50。在该室外热交换器44中，室外风扇50送来 的室外空气与制冷剂之间进行热交换。室外热交换器44的一端连接 在第1四通换向阀47上。室外热交换器44的另一端通过第一液管 58连接在所述受液器45的顶部。受液器45的底部通过第二液管59 连接在液体侧截止阀21上。 第一旁通管60及第二旁通管61的一端分别连接在第一液管58 的中途。第一旁通管60及第二旁通管61的另一端分别连接在第二 液管59上。在第一旁通管60上设置有所述室外膨胀阀46。室外膨 胀阀46由开度能够调节的电子膨胀阀构成。液体注入(injection)管 62的一端连接在第二旁通管61的中途。液体注入管62的另一端连 接在所述第一吸入管51的中途。还有，在液体注入管62上设置有 开度能够调节的流量调整阀63。
所述第1至第3的各个四通换向阀47、 48、 49分别具有第一通 口到第四通口。第1四通换向阀47为第一通口与喷出管道57连接， 第二通口与第2四通换向阀48的第四通口连接，第三通口与室外热 交换器44连接，第四通口与第一气体侧截止阀22连接。第2四通 换向阀48为第一通口与第三喷出管56连接，第二通口与第三吸入 管53连接，第三通口被封闭。第3四通换向阀49为第一通口被封 闭，第二通口与第二吸入管52连接，第三通口与第三吸入管53连 接，第四通口与第一吸入管51连接。
各个四通换向阀47、 48、 49能够分别在第 一通口与第三通口彼
此连通且第二通口与第四通口彼此连通的第一状态(图1中实线所 示的状态)、和第一通口与第四通口彼此连通且第二通口与第三通口 彼此连通的第二状态(图1中虛线所示的状态)之间切换。 在室外回路40中还设置有各种传感器和压力开关。具体来说， 在第一吸入管51设置有第一吸入温度传感器111及第一吸入压力传 感器112，在第三吸入管53设置有第二吸入温度传感器113及第二 吸入压力传感器114。在第一喷出管54设置有第一高压压力开关 115，在第二喷出管55设置有第二高压压力开关116，在第三喷出 管56设置有第三高压压力开关117。在喷出管道57设置有第一喷 出温度传感器U8及第一喷出压力传感器119，在第三喷出管56设 置有第二喷出温度传感器120。在室外热交换器44的传热管上设置 有室外侧制冷剂温度传感器121。还有，在室外热交换器44的附近 设置有室外温度传感器122。 还有，在室外回路40中还设置有多个止回阀，所述止回阀允许 单方向的制冷剂流通，并禁止与该方向相反的制冷剖流通。具体来 说，在第一吸入管51和第二吸入管52之间的管道上设置有止回阀 CV—1，在第二吸入管52和第三吸入管53之间的管道上设置有止 回阔CV —2。还有，在第二喷出管55上设置有止回阀CV — 3，在 第三喷出管56上设置有第四止回阀CV — 4。在第一液管58上设置 有止回阀CV — 5，在第二液管59上设置有止回阀CV — 6，在第二 旁通管61上设置有止回阀CV — 7。此外，这些止回阀CV—1、 CV
13一2、……构成为仅允许图1表示止回阀的记号上所标注的箭头方向 的制冷剂流通。
<空调机组〉
在空调机组12的空调回路70中，设置有室内热交换器71及室 内膨胀阀72。室内热交换器71是横向肋片式的肋片管型热交换器， 构成第一利用侧热交换器。还有，室内热交换器71构成能够进行从 制冷剂放热的加热动作的加热热交换器。在室内热交换器71的附近 设置有室内风扇73。在该室内热交换器71中，室内风扇73送来的 室内空气与制冷剂之间进行热交换。所述室内膨胀阀72由利用脉冲 马达能够调节开度的电子膨胀阀构成。
在空调回路70中，在第一气体侧连接管道32与室内热交换器
71之间的管道上设置有第一制冷剂温度传感器123,在室内热交换 器71的传热管上设置有第二制冷剂温度传感器124。还有，在室内 热交换器71的附近设置有室内温度传感器125。
<冷藏陈列柜〉
在冷藏陈列柜13的冷藏回路80中设置有冷藏热交换器81及冷 藏膨胀阀82。冷藏热交换器81是横向肋片式的肋片管型热交换器， 构成第二利用侧热交换器。还有，冷藏热交换器81构成制冷剂从空 气中吸热而使库内得到冷却的冷却热交换器。在冷藏热交换器81 的附近设置有冷藏风扇83。在该冷藏热交换器81中，冷藏风扇83
送来的库内空气与制冷剂之间进行热交换。 在冷藏回路80中，在冷藏热交换器81的流出恻设置有第一出 口制冷剂温度传感器126。所述冷藏膨胀阀82由按照第一出口制冷 剂温度传感器126的检测温度来进行开度调节的感温式膨胀阀构 成。在冷藏膨胀阀82的上游侧附近，设置有开度能开关自如的第一 电磁阀SV—1。还有，在冷藏热交换器81的附近，设置有检测冷 藏陈列柜13内的库内空气温度的第一库内温度传感器127。 <冷冻陈列柜>
在冷冻陈列柜14的冷冻回路90中，设置有冷冻热交换器91、 冷冻膨胀阀92和增压压缩机94。冷冻热交换器91是横向肋片式的肋片管型热交换器，构成第三利用侧热交换器。还有，冷冻热交换 器91构成制冷剂从空气中吸热而使库内得到冷却的冷却热交换器。 在冷冻热交换器91的附近设置有冷冻风扇93。在该冷冻热交换器
91中，冷冻风扇93送来的库内空气与制冷剂之间进行热交换。 在冷冻回路90中，在冷冻热交换器91的流出侧设置有第二出 口制冷剂温度传感器128。所述冷冻膨胀阀92由按照第二出口制冷 剂温度传感器128的检测温度来进行开度调节的感温式膨胀阀构 成。在冷冻膨胀阀92的上游侧附近，设置有开度能开关自如的第二 电磁阀SV — 2。还有，在冷冻热交换器91的附近，设置有检测冷 冻陈列柜14内的库内空气温度的第二库内温度传感器129。 所述增压压缩机94是高压拱顶式的涡旋型压縮机，构成可变容 量式压缩机。第四吸入管95连接在增压压缩机94的吸入侧，第四 喷出管96连接在增压压缩机94的喷出侧。在第四喷出管％上，设 置有第四高压压力开关130、油分离器97和止回阀CV-8。用来使 从制冷剂分离出来的冷冻机油返回增压压缩机94的吸入恻的回油 管98连接在油分离器97上。在该回油管98上设置有毛细管98a。
还有，在冷冻回路90中，还设置有将第四吸入管95和第四喷 出管96连接起来的第三旁通管99。在第三旁通管99上设置有止回 阀CV — 9。第三旁通管99构成为当增压压缩机94出现故障等时， 使流经第四吸入管95的制冷剂绕过增压压缩机94被送到第四喷出 管96。 <控制器>
在冷冻装置10中，设置有用来控制在制冷剂回路20中所设置的 各个控制对象机器的控制器100。该控制器100构成为能够接收制 冷剂回路20中所设置的各个传感器的信号。并且，控制器100根据 这些传感器的信号等，进行各压缩机的运转控制和各个四通换向阀 的切换控制等。 还有，在控制器100设置有成为本发明特征的开度控制部101 及运转控制部102。开度控制部101及运转控制部102构成在使室 内热交换器71的加热动作休止时防止制冷剂在室内热交换器71内积存的装置。关于该开度控制部101及运转控制部102进行的控制 动作的具体情况在下文中进行了叙述。 —运转动作一
下面，关于本实施方式所涉及的冷冻装置10的运转动作进行说 明。该冷冻装置10能够进行制冷运转和供暖运转，在制冷运转下， 一边对各个陈列柜13、 14的库内进行冷却， 一边用空调机组12对 室内进行冷却，在供暖运转下， 一边对各个陈列柜13、 14的库内进 行冷却， 一边用空调机组12向室内进行供暧。 <制冷运转>
一边参照图2， 一边对冷冻装置10的代表性制冷运转进行说明。 在此示例的制冷运转中，第1四通换向阀47、第2四通换向阀 48和第3四通换向阀49设定为第一状态。还有，室外膨胀阀46及 流量调整阀63成为完全关闭状态，第一电磁阀SV—1及第二电磁 阀SV — 2成为打开状态。而且，室内膨胀阀72、冷藏膨胀阀82和 冷冻膨胀阀92的开度分别被适当调节。还有，各个风扇50、 73、 83、 93、和第一压缩机至第三压缩机41、 42、 43、以及增压压缩机 94分别处于运转状态。 在第一压缩机到第三压缩机41、 42、 43中被压缩的制冷剂在喷 出管道57中合流以后，通过第1四通换向阀47而流经室外热交换 器44。在室外热交换器44中，制冷剂向室外空气放热而凝结。在 室外热交换器44中凝结了的制冷剂依次流过第一液管58、受液器 45及第二液管59后流入液体侧连接管道31。流入液体侧连接管道 31的制冷剂向第一液体分支管31a、第二液体分支管31b和第三液 体分支管31c分流。 已流入第一液体分支管31a的制冷剂在通过室内膨胀阀72时被 减压以后，流经室内热交换器71。在室内热交换器71中，制冷剂
从室内空气吸热而蒸发。其结果是能够进行室内冷却。在室内热交 换器71中蒸发了的制冷剂依次流过第一气体侧连接管道32、第1 四通换向阀47、第2四通换向阀48及第三吸入管53后被吸入第三 压缩机43。
已流入第二液体分支管31b的制冷剂在通过冷藏膨胀阀82时被 减压以后，流经冷藏热交换器81。在冷藏热交换器81中，制冷剂 从库内空气吸热而蒸发。其结果是能够对冷藏陈列柜13的库内进行 冷却。在该冷藏陈列柜13中，例如库内温度维持在5°C。在冷藏热 交换器81中蒸发了的制冷剂流入第一气体分支管33a。 已流入第三液体分支管31c的制冷剂在通过冷冻膨胀阀92时被 减压以后，流经冷冻热交换器91。在冷冻热交换器91中，制冷剂 从库内空气吸热而蒸发。其结果是能够对冷冻陈列柜14的库内进行 冷却。在该冷冻陈列柜14中，例如库内温度维持在一10。C。在冷冻 热交换器91中蒸发了的制冷剂在增压压缩机94中被压缩后，流入 第二气体分支管33b。 在第二气体侧连接管道33中合流了的制冷剂再次向第一吸入管 51和第二吸入管52分流后，分别被吸入第一压缩机41和第二压缩 机42。 <供暖运转>
一边参照图3, —边对冷冻装置10的代表性供暖运转进行说明。 在此示例的供暖运转中，第1四通换向阀47及第2四通换向阀 48设定为第二状态，第3四通换向阀49设定为第一状态。还有， 室外膨胀阀46及流量调整阀63成为完全关闭状态，第一电磁阀SV 一l及第二电磁阀SV — 2成为打开状态。而且，室内膨胀阀72、冷 藏膨胀阀82和冷冻膨胀阀92的开度分别被适当调节。还有，各个 风扇50、 73、 83、 93、第一压缩机41、第二压缩机42、以及增压 压缩机94分别处于运转状态。 在第一压缩机41及第二压缩机42中被分别压缩了的制冷剂在 喷出管道57中合流后，再次分流为二。其中一方的制冷剂通过第2 四通换向阀48后流经室外热交换器44而凝结，然后依次流过第一 液管58、受液器45及第二液管59后流入液体侧连接管道31。另一 方的制冷剂通过第1四通换向阀47后流经室内热交换器71。在室 内热交换器71中，制冷剂向室内空气放热而凝结。其结果是能够向 室内进行供暖。在室内热交换器71中凝结了的制冷剂通过室内膨胀阀72时被减压以后，流入第一液体分支管31a。 在液体侧连接管道31中合流的制冷剂再次向第二液体分支管 31b和第三液体分支管31c分流。已流入第二液体分支管31b的制 冷剂与所述制冷运转同样地被用于冷藏陈列柜13的库内冷却。还 有，已流入第三液体分支管31c的制冷剂与所述制冷运转同样地被 用于冷冻陈列柜14的库内冷却。被用于各个陈列柜13、 14的库内 冷却的制冷剂在第二气体侧连接管道33中合流以后，被分别吸入第 一压缩机41和第二压缩机42。
<供暖运转时空调机组的休止动作>
在所述供暖运转中，例如室内温度达到用户所输入的设定温度 等时，则无需使室内热交换器71进行加热动作。于是，在该冷冻装 置10中，当处于所述供暖运转时，若规定条件成立，便进行将室内 热交换器71暂时设为休止状态的第一控制动作(休止动作)。 具体来说，在供暖运转时的室内热交换器71的休止动作中，控 制器100的开度控制部101减小室内膨胀阀72的开度以使其完全关 闭。如图4所示，其结果是第一压缩机41及第二压缩机42的喷出 制冷剂基本上被送到室外热交换器44 一侧。在室外热交换器44中
凝结了的制冷剂通过与所述供暖运转相同的流路被送到各个陈列柜 13、 14，从而被用作各个陈列柜13、 14的库内冷却。
另一方面，在空调机组12中，因为室内膨胀阀72成为完全关 闭状态，所以制冷剂没有流经室内热交换器71。由此，在室内热交 换器71中，制冷剂与室内空气之间没有积极地进行热交换，室内热 交换器71实质上成为休止状态(thermo-off状态)。其后，若室内温
度比设定温度低规定温度以上等的规定条件成立，则室内热交换器 71成为运转(thermo-on)状态，重新开始所述供暖运转。
<休止动作后的开度控制动作〉
此外，在供暖运转时的室内热交换器71的休止动作中，如上所 述虽然室内膨胀阀72成为完全关闭状态，不过此时室内热交换器 71的气体恻仍与制冷剂的循环路径连通。由此，在该休止动作后， 制冷剂流入室内热交换器71内而逐渐凝结，凝结后的液态制冷剂逐
18渐在室内热交换器71内积存下来。也就是，在休止状态的室内热交 换器71中，有可能产生所谓的制冷剂积存。这样一来，当在室内热
交换器71.内贮存的制冷剂量增多时，则送到各个陈列柜13、 14中 的制冷剂量相应减少，所以产生冷藏热交换器81、冷冻热交换器91 的冷却能力降低的问题。于是，本实施方式的开度控制部101在使 空调机组12休止时将室内膨胀阀72完全关闭起来以后，通过进行 适当调节室内膨胀阀72开度的开度控制动作(第二控制动作)，以消 除室内热交换器71内的制冷剂积存。
如图5所示，在所述开度控制动作中，在步骤S1判断在室内热 交换器71内是否贮存有大量制冷剂。具体来说，在步骤S1中，计 算出与从第一喷出温度传感器118、第一喷出压力传感器119的检
测值求出的高压相当的饱和温度Pc、和用第一制冷剂温度传感器 123检测出的制冷剂温度Thl之间的温度差Pc — Thl。也就是，在 步骤S1中，计算出室内热交换器71入口附近的制冷剂的过冷度Pc —Thl。 在此，当室内热交换器71内充满液态制冷剂时，由于室内热交 换器71入口侧的制冷剂也成为过冷却状态，所以该制冷剂的过冷度 Pc — Thl也变大。也就是，该制冷剂的过冷度Pc-Thl成为表示室 内热交换器71中的制冷剂量的指标。因此，在步骤S1中，当该过 冷度Pc — Thl比Trc(例如2。C)大时，则判断出在室内热交换器71 内贮存有大量制冷剂，从而移向步骤S2。在步骤S2中，现有状态 下的室内膨胀阀72的开度增大规定的脉冲(例如352脉冲)。其结果 是lt存在室内热交换器71内的制冷剂通过室内膨胀阀72后流经第 一液体分支管31a，然后被送入各个陈列柜13、 14。 另一方面，这样一来， 一旦在室内热交换器71内贮存的制冷剂 被排出，则所述过冷度Pc — Thl也逐渐减小。并且，在步骤S1中， 若该制冷剂的过冷度P c _ Th 1在T rc以下，则从步骤S1移向步骤 S3。在步骤S3中，对室内热交换器71内的制冷剂积存是否已被消 除进行确认判断。具体来说，在步骤S3中，当室内热交换器71流 入恻的制冷剂过冷度Pc — Thl在T1。C以下的状态持续了 tl分钟(例如3分钟)以上时，则判断出制冷剂几乎没积存在室内热交换器71
内，从而移向步骤S4。其结果是室内膨胀阀72成为完全关闭状态。 还有，在步骤S3中，还能计算出与高压相当的饱和温度Pc、和 用第二制冷剂温度传感器124检测出的制冷剂温度Th2之间的温度 差Pc — Th2。也就是，在步骤S3中，还能计算出室内热交换器71 内的即将通过出口的制冷剂的过冷度Pc — Th2。并且，当该过冷度 Pc —Th2低于T2。C(例如5t)的状态持续了 t2分钟(例如2分钟)以 上时，也判断出液态制冷剂几乎没积存在室内热交换器71内，从而 移向步骤S4。其结果是室内膨胀阀72成为完全关闭状态。另一方 面，在步骤S3的所述两个条件中的任一条件都不成立时，则室内 膨胀阀72的开度维持在现有开度。 此外，在所述步骤Sl和步骤S3中利用制冷剂的过冷度检测室 内热交换器71内的制冷剂量时，有时无法正确求出该制冷剂量。具 体来说，例如一旦在休止动作开始的同时使室内风扇73停止的话， 则室内热交换器71的周围温度成为比较高的温度。另一方面，在该 状态下，第一制冷剂温度传感器123和第二制冷剂温度传感器124 的检测温度也受到室内热交换器71周围温度的影响而变得比实际 制冷剂温度高的可能性较大。由此，在步骤S1和步骤S3中，有时 尽管实际在室内热交换器71内大量贮存有制冷剂，但制冷剂的过冷 度却成为一个较小值，从而室内膨胀阔72仍然处于完全关闭状态。 于是，在该开度控制动作中，当在步骤S5中室内膨胀阀72处 于完全关闭状态持续了 t3分钟(例如20分钟)以上时，则认为有可能 没有正确检测出室内热交换器71内的制冷剂量，因而移向步骤S6。 在步骤S6中，室内膨胀阀72的开度以规定开度(例如352脉冲)打 开。其结果是当在室内热交换器71内积存了制冷剂时，该制冷剂很 快被排到室内热交换器71的外部。 还有，这样一来一旦使制冷剂在室内热交换器71内流通，则在 此后的步骤S1和步骤S3的判断中，将容易正确检测出室内热交换 器71内的制冷剂量。也就是，在步骤S6结束后，制冷剂被不断送 入室内热交换器71内，所以流经室内热交换器71的制冷剂变得难于受周围温度的影响。由此，能够避免制冷剂的过冷度由于受周围 温度的影响而成为较小的值。因此，在此后的步骤S1和步骤S3的 判断中，能够正确检测出室内热交换器71内的制冷剂量，从而能够 控制室内膨胀阀72的开度。
如上所示，在图5所示的开度控制动作中，重复所述各个步骤 S1 S6，根据在休止状态的室内热交换器71内贮存的制冷剂量， 适当调节室内膨胀阀72的开度。其结果是因为能够消除室内热交换 器71内的制冷剂积存，所以能够事先避免冷藏热交换器81和冷冻 热交换器91的冷却能力下降。 <休止动作后的运转切换控制>
另一方面，在室内热交换器71的休止动作后，即使进行所述开 度控制动作，有时也依然无法消除室内热交换器71内的制冷剂积 存。具体来说，在与该冷冻装置10的室外机组11相比空调机组12 位于较高的位置，且从室外机组11到空调机组12之间的连接管道 (第一气体恻连接管道32)的压头(head)差较大的情况下，即使通过所 述开度控制动作使室内膨胀阀72的开度为完全开启(例如2000脉冲) 时，各个压缩机41、 42的喷出制冷剂也光是被送到室外热交换器 44一侧，从而有可能无法充分排出在室内热交换器71内贮存的制冷剂。 因此，在本实施方式的冷冻装置10中，当供暖运转时室内热交 换器71成为休止状态后，即使进行所述的开度控制动作也无法消除 室内热交换器71内的制冷剂积存时，控制器100的运转控制部102
进行如下所示的控制动作。
如图6所示，首先在步骤Sll判断在室内热交换器71内的制冷
剂积存是否未被消除。具体来说，在步骤S11中，当室内热交换器 71入口侧的制冷剂的过冷度Pc —Thl高于Trc的状态持续了 t4分 钟(例如20分钟)以上时，则判断出室内热交换器71内的制冷剂积 存未被消除，从而移向步骤S12。其结果是在该冷冻装置IO进行如 下所示的热回收运转。
在热回收运转中，第1四通换向阀47设定为第二状态，第2四通换向阀48及第3四通换向阀49设定为第一状态。还有，室外膨 胀阀46及流量调整阀63成为完全关闭状态，第一电磁阀SV—1及 第二电磁阀SV — 2成为打开状态。而且，室内膨胀阀72、冷藏膨 胀阀82和冷冻膨胀阀92的开度被分别适当调节。还有，各个风扇 50、 73、 83、 93、第一压缩机41、第二压缩机42及增压压縮机94
分别成为运转状态。
在第一压缩机41及第二压缩机42中被分别压缩了的制冷剂在 喷出管道57中合流后，通过第1四通换向阀47后流经室内热交换 器71。在室内热交换器71的内部积存下来的制冷剂被高压制冷剂 压送，从而被排到室内热交换器71的外部。还有，在室内热交换器 71中，制冷剂向室内空气放热而凝结，所以能够暂时进行室内热交 换器71的加热动作。从室内热交换器71中流出的制冷剂在通过室 内膨胀阀72时被减压以后，流入第一液体分支管31a。已流入第一 液体分支管31a的制冷剂向第二液体分支管31b和第三液体分支管 31c分流。 已流入第二液体分支管31b的制冷剂被用于冷藏陈列柜13的库 内冷却。还有，已流入第三液体分支管31c的制冷剂被用于冷冻陈 列柜14的库内冷却。被用于各个陈列柜13、 14的库内冷却的制冷 剂在第二气体恻连接管道33中合流后，被分别吸入第一压缩机41 及第二压缩机42。 如上所述，在热回收运转中，与所述供暖运转不同，第一压缩 机41及第二压缩机42的喷出制冷剂仅被送到空调机组12 —侧。由 此，即使在从室外机组11到空调机组12的压头差大的设置情况下， 也能确实将高压制冷剂送往空调机组12。其结果是室内热交换器71 内lt存的制冷剂确实从空调机组12排出而被用于各个陈列柜13、 14的库内冷却。 另一方面，在所述热回收运转中，在图6的步骤S13中，判断 在室内热交换器71中制冷剂积存是否被消除。具体来说，在步骤 S13中，当室内热交换器71内的制冷剂的过冷度Pc — Th2低于T2 。C的状态持续了 t5分钟(例如2分钟)以上时，则判断出制冷剂积存已被消除，从而移向步骤S14。其结果是在步骤S14中，结束热回
收运转，室内热交换器71再次成为休止状态。还有，在步骤S13 中，当热回收运转持续进行了 t6分钟(例如3分钟)以上时，也认为 制冷剂积存确实得到消除，从而移向步骤S14 。 —实施方式的效果一
在所述实施方式中发挥出以下效果。 在所述实施方式中，当在供暖运转时将室内热交换器71设定为 休止状态以后，进行根据表示室内热交换器71内所贮存的制冷剂量 的指标(制冷剂的过冷度)来调节室内膨胀阀72开度的开度控制动 作。具体来说，在该开度控制动作中，若贮存在室内热交换器71 内的制冷剂量增加时，则加大室内膨胀阀72的开度。由此，根据所 述实施方式，能够适当地将贮存在室内热交换器71内的制冷剂排到 外部后送往冷藏陈列柜13、冷冻陈列柜14。因此，能够确实消除处 于休止状态的室内热交换器71内的制冷剂积存，所以能够事先避免 各个陈列柜13、 14的库内冷却能力下降。 还有，在所述开度控制动作中，当贮存在室内热交换器71内的 制冷剂量少时，则减小膨胀阀72的开度。由此，根据所述实施方式， 因为没有出现尽管室内热交换器71内的制冷剂积存已经消除却还 将过多的制冷剂送入室内热交换器71的现象，所以能够充分确保送 往各个陈列柜13、 14的制冷剂量。因此，能够更有效地避免各个陈 列柜13、 14的库内冷却能力下降。 还有，在所述实施方式的开度控制动作中，利用室内热交换器 71入口侧或内部的制冷剂的过冷度，检测出贮存在室内热交换器71 内的制冷剂量。由此，根据所述实施方式，能够比较容易掌握室内 热交换器71内的制冷剂积存情况。 而且，在所述实施方式的开度控制动作中，考虑到受室内热交 换器71周围温度的影响而使制冷剂的过冷度变小的情况，从而当室 内膨胀阀72在规定时间以上持续为完全关闭状态时，则使室内膨胀 阀72打开。由此，根据所述实施方式，能够避免尽管实际上在室内 热交换器71内积存有制冷剂却仍使室内膨胀阀72保持关闭状态的现象出现，从而能够确实消除室内热交换器71内的制冷剂积存。
还有，这样一来若使制冷剂在室内热交换器71内流动时，则在
此后的开度控制动作中，因为制冷剂的过冷度变得难于受室内热交
换器71周围温度的影响，所以能够正确检测出室内热交换器71内
的制冷剂量。由此，根据所述实施方式，能够按照贮存在室内热交
换器71内的制冷剂量恰当地控制膨胀阀72的开度。因此，能够确 实消除室内热交换器71内的制冷剂积存，同时能够充分确保送往各 个陈列柜13、 14的制冷剂量。 而且，在所述实施方式中，当在室内热交换器71的休止动作后 即使开度控制部进行开度控制动作也无法消除室内热交换器71内 的制冷剂积存时，则在制冷剂回路20中进行热回收运转。在该热回 收运转中，各个压缩机41、 42的喷出制冷剂全部被送往室内热交换 器71—侧。因此，根据所述实施方式，即使从室外机组ll到空调 机组12的连接管道的压头差较大时，也能确实将压缩机41、 42的 喷出制冷剂送入室内热交换器71,从而能够确实消除室内热交换器 71内的制冷剂积存。 《其它的实施方式》
所述实施方式也可以釆用下述构成。 在所述实施方式中，在室外机组11上连接一台空调机组12。不 过，也可以将多台这种空调机组连接在室外机组11上。此时，也在 使各个空调机组的各个室内热交换器休止后，通过进行所述开度控 制动作，从而能够消除各个室内热交换器中的制冷剂积存。 还有，在所述实施方式中，当处于供暖运转时作为室内热交换 器71的休止动作，使室内膨胀阀72完全关闭起来。不过，作为该 休止动作，也可以将室内膨胀阀72的开度缩小到微小开度。此时， 由于此后在室内热交换器71内制冷剂积存下来，因而也能够通过进
行所述的开度控制动作来消除制冷剂的积存。
而且，在所述实施方式中，根据室内热交换器71的流入恻或内 部的制冷剂的过冷度求出在休止状态的室内热交换器71内积存下 来的制冷剂量。不过，也可以利用这以外的方法求出贮存在室内热
24交换器71内的制冷剂量。
此外，所述实施方式是本质上理想的示例，但并没有意图对本
发明、它的适用物或者它的用途范围加以限制。 (产业上的利用可能性)
综上所述，本发明作为在具有多台利用机组的冷冻装置中防止
成为休止状态的加热热交换器中的制冷剂积存的方法是有用的。
权利要求
1. 一种冷冻装置，包括多台利用侧机组并联连接在具有压缩机及热源侧热交换器的热源侧机组上而构成的制冷剂回路，在该多台利用侧机组的至少一台中，设置有能够进行从制冷剂放热的加热动作的加热热交换器、和对应该加热热交换器的膨胀阀，其特征在于该冷冻装置具有进行第一控制动作和第二控制动作的开度控制部；该第一控制动作是当将所述加热热交换器设定成休止状态时使所述膨胀阀的开度缩小为完全关闭或者缩小为微小开度；该第二控制动作是在该第一控制动作结束后根据表示贮存于加热热交换器内的制冷剂量的指标来调节所述膨胀阀的开度。
2. 根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于 所述开度控制部的第 一控制动作是使所述膨胀阀完全关闭的动作。
3. 根据权利要求1或2所述的冷冻装置，其特征在于在所述开度控制部的第二控制动作中，用所述加热热交换器入口侧的 制冷剂的过冷度、或该加热热交换器内的制冷剂的过冷度，作为表示贮存 于该加热热交换器内的制冷剂量的指标。
4. 根据权利要求3所述的冷冻装置，其特征在于在所述开度控制部的第二控制动作中，若所述膨胀阀在规定时间以上 持续为完全关闭状态，则强制地使膨胀阀打开。
5. 根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于置有能够进行制冷剂从空^中吸热的冷却动作的冷;热交换器，所述制冷剂回路构成为能够进行压缩机的喷出制冷剂在所述加热热 交换器中放热之后、在所述冷却热交换器中吸热后被压缩机吸入的热回收 运转，所述冷冻装置具有当在所述开度控制部的第二控制动作的过程中表 示贮存于加热热交换器内的制冷剂量的指标在规定时间以上持续地超过规 定值时使暂时进行所述热回收运转的运转控制部。
全文摘要
本发明公开了一种冷冻装置。在制冷剂回路(20)中，空调机组(12)、冷藏陈列柜(13)和冷冻陈列柜(14)并联连接在室外机组(11)上。当使空调机组(12)的室内热交换器(71)休止时，开度控制部(101)将室内膨胀阀(72)设定成完全关闭状态。其后，开度控制部(101)对贮存在室内热交换器(71)内的制冷剂量进行检测，根据该制冷剂量调节室内膨胀阀(72)的开度。
文档编号F25B13/00GK101449117SQ20078001881
公开日2009年6月3日 申请日期2007年5月25日 优先权日2006年5月26日
发明者小田吉成, 竹上雅章, 谷本憲治, 近藤东, 野村和秀 申请人:大金工业株式会社