制冷装置的制作方法

专利名称：制冷装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括连接有动力回收用膨胀机而构成的制冷剂回路的制冷装置 的性能提高措施。
背景技术：
到目前为止，以下制冷装置已为众人所知。该制冷装置包括低级侧压缩机和高级 侧压缩机连接构成的制冷剂回路，让制冷剂在该制冷剂回路中循环而进行双级压缩制冷循 环。而且，在专利文献1的图4中，公开了一种进行双级压缩制冷循环的制冷装置，在该制 冷装置中，在制冷剂回路中连接有对来自高压制冷剂的动力进行回收的膨胀机。具体而言，在专利文献1的图4中所公开的制冷装置中，膨胀机连接在高级侧压缩 机的驱动轴上，利用高压制冷剂在膨胀机中膨胀而得到的动力驱动高级侧压缩机。而且， 在该制冷装置中，低级侧压缩机与膨胀机由不同的原动机驱动。在该制冷装置的制冷剂回 路中，在低级侧压缩机被压缩的制冷剂，在高级侧压缩机进一步被压缩后，被送往气体冷却 器，在气体冷却器内已放了热的制冷剂在先后通过膨胀机、膨胀阀之际膨胀后被送往蒸发
ο在像专利文献1中所公开的制冷装置那样膨胀机联结在高级侧压缩机的驱动轴 上的情况下，膨胀机的转速和高级侧压缩机的转速会相同。也就是说，每单位时间高级侧 压缩机吸入的制冷剂的体积与每单位时间流入膨胀机的制冷剂的体积之比，总是为一定的 值。因此，当想将制冷循环的高压、低压设定为所希望的值时，会出现以下情况，每单位时间 能够流入膨胀机的制冷剂的质量比每单位时间高级侧压缩机能够吸入的制冷剂的质量少。于是，专利文献1的图4中所公开的制冷装置，在制冷剂回路中设置有使制冷剂旁 通膨胀机而流动的旁通回路。而且，在每单位时间能够流入膨胀机的制冷剂的质量少于每 单位时间高级侧压缩机能够吸入的制冷剂的质量那样的运转状态下，不仅让制冷剂流入膨 胀机，还让制冷剂流入旁通回路。专利文献1 日本公开特许公报特开2000-234814号公报如果像专利文献1中所公开的制冷装置那样在制冷剂回路中设置旁通回路，便能 够通过让高压制冷剂流入膨胀机和旁通回路中，来让制冷装置在膨胀机中的制冷剂的质量 流量会少于压缩机中的制冷剂的质量流量那样的状态下运转。其结果是，能够根据各种运 转条件适当地设定制冷装置的运转状态。然而，如果像专利文献1中所公开的制冷装置那样让高压制冷剂既流入膨胀机也 流入旁通回路，那么，流入膨胀机的制冷剂就会相应地减少，所减少的制冷剂量就是流入旁 通回路的制冷剂量。因此，由于高压制冷剂在膨胀机内膨胀所获得的动力减少，制冷装置的 效率下降。

发明内容
本发明正是为解决上述问题而完成的。其目的在于能够边确保制冷装置的效率，边根据各种运转条件适当地设定制冷装置的运转状态。-用以解决技术问题的技术方案-第一方面的发明以一种制冷装置为对象。该制冷装置包括将低级侧压缩机52、高 级侧压缩机62、膨胀机65、气液分离器45、低级侧膨胀机构49、利用侧热交换器40、热源侧 热交换器44连接起来而构成的制冷剂回路30，所述低级侧压缩机52和所述压缩机62分别 被驱动旋转来压缩制冷剂，膨胀机65联结在所述高级侧压缩机62的驱动轴63上，利用高 压制冷剂膨胀所产生的动力驱动该高级侧压缩机62，所述气液分离器45将从所述膨胀机 65流出的中压制冷剂分离为液态制冷剂和气态制冷剂，并将气态制冷剂供向所述高级侧压 缩机62的吸入侧，所述低级侧膨胀机构49让从所述气液分离器45流出的液态制冷剂膨 胀。制冷装置让制冷剂在所述制冷剂回路30中循环而进行双级压缩制冷循环。该制冷装 置包括控制单元90，该控制单元90构成为进行第一控制动作和第二控制动作，所述第一 控制动作，是一个为使在所述利用侧热交换器40获得的加热能力或者冷却能力成为规定 的目标能力而对所述高级侧压缩机62的转速进行调节的动作，所述第二控制动作，是一个 为使在所述制冷剂回路30中进行的制冷循环的高压成为规定的目标高压而对所述低级侧 压缩机52的转速进行调节的动作。在第一方面的发明中，在制冷剂回路30中进行双级压缩制冷循环。具体而言，从 低级侧压缩机52喷出的中压制冷剂，与从气液分离器45供来的中压气态制冷剂合流后，被 吸入高级侧压缩机62后被压缩。从高级侧压缩机62喷出的高压制冷剂，送往利用侧热交 换器40和热源侧热交换器44中起放热器之作用的热交换器而放热。已放了热的高压制冷 剂，在通过膨胀机65之际膨胀而成为中压气液双相制冷剂，之后，流入气液分离器45并被 分离为液态制冷剂和气态制冷剂。在膨胀机65中，高压制冷剂膨胀而产生动力，该动力用 于驱动高级侧压缩机62。从气液分离器45流出的中压液态制冷剂，在通过低级侧膨胀机构 49之际膨胀而成为低压制冷剂，被送往利用侧热交换器40和热源侧热交换器44中起蒸发 器之作用的热交换器。之后，低压制冷剂吸热蒸发后，被低级侧压缩机52吸入后被压缩。在第一方面的发明中，膨胀机65联结在高级侧压缩机62的驱动轴63上。因此， 高级侧压缩机62的转速总是和膨胀机65的转速相等。另一方面，在该方面的发明中，膨胀 机65未联结在低级侧压缩机52的驱动轴53上。因此，能够将低级侧压缩机52的转速设 定为与膨胀机65的转速不同的值。这里，如果通过利用侧热交换器40的制冷剂的质量流量有增减，则在起放热器之 作用的利用侧热交换器40得到的加热能力或者在起蒸发器之作用的利用侧热交换器40得 到的冷却能力，就会伴随着所述质量流量的增减而增减。另一方面，如果通过利用侧热交换 器40的制冷剂的质量流量变化，通过膨胀机65的制冷剂的质量流量也会伴随于此而变化。于是，第一方面的发明中的控制单元90进行第一控制动作。在该第一控制动作 下，控制单元90，为使在利用侧热交换器40得到的加热能力或者冷却能力成为规定的目标 能力而对高级侧压缩机62的转速进行调节。如上所述，膨胀机65的转速总是和高级侧压 缩机62的转速相等。如果对流入膨胀机65的制冷剂的密度相同的情形做一比较的话，那 么，膨胀机65的转速越高，流入膨胀机65的制冷剂的质量流量就越多。而且，如果由控制 单元90对高级侧压缩机62的转速进行调节，那么，伴随于此，通过高级侧压缩机62、膨胀 机65的制冷剂的质量流量就会有变化，通过利用侧热交换器40的制冷剂的质量流量就变成在利用侧热交换器40达到目标能力时的那个值。这样一来，借助由控制单元90进行第一控制动作，高级侧压缩机62与膨胀机65 的转速被设定为在利用侧热交换器40获得的加热能力或者冷却能力成为目标能力那样大 的值。另一方面，通过高级侧压缩机62、膨胀机65的制冷剂的质量流量由它们的转速、流入 它们的制冷剂的密度决定。而且，在第一方面的发明的制冷剂回路30中，通过高级侧压缩 机62的制冷剂的质量流量与通过膨胀机65的制冷剂的质量流量相等。因此，为了将制冷 循环的高压设定为目标高压，就需要使通过高级侧压缩机62的制冷剂的质量流量与流入 膨胀机65的制冷剂压力是目标高压时通过膨胀机65的制冷剂的质量流量相等。于是，第一方面的发明中的控制单元90进行第二控制动作。在该第二控制动作 下，控制单元90，为使在制冷剂回路30中进行的制冷循环的高压成为规定的目标高压而对 低级侧压缩机52的转速进行调节。如果低级侧压缩机52的转速变化，则从低级侧压缩机 52喷出的制冷剂的压力就会变化，伴随于此，被吸入高级侧压缩机62中的制冷剂的密度会 变化。也就是说，从低级侧压缩机52喷出的制冷剂的压力越高，被吸入高级侧压缩机62中 的制冷剂的密度就越大；从低级侧压缩机52喷出的制冷剂的压力越低，被吸入高级侧压缩 机62中的制冷剂的密度就越小。因此，如果控制单元90进行第二控制动作来调节低级侧 压缩机52的转速，则通过高级侧压缩机62的制冷剂的质量流量，与在制冷循环的高压是目 标高压时通过膨胀机65的制冷剂的质量流量相等，实际在制冷剂回路30中进行的制冷循 环的高压成为目标高压。第二方面的发明是这样的，在所述第一方面的发明中，该制冷装置进行所述利用 侧热交换器40成为放热器、所述热源侧热交换器44成为蒸发器的加热运转；所述控制单 元90构成为作为所述加热运转中的第一控制动作进行以下动作，即，用已通过所述利用 侧热交换器40的被加热流体的温度作表示在该利用侧热交换器40获得的加热能力的物理 量，为使已通过该利用侧热交换器40的被加热流体的温度成为规定的目标温度而对所述 高级侧压缩机62的转速进行调节。在第二方面的发明中，制冷装置15能够进行加热运转。在正进行加热运转的利用 侧热交换器40中，被加热流体与制冷剂进行热交换而被加热。已通过利用侧热交换器40 的被加热流体(亦即，在利用侧热交换器40中被制冷剂加热了的被加热流体)的温度根据 在利用侧热交换器40所获得的加热能力而变化。于是，在加热运转过程中的第一控制动作 下，控制单元90用已通过利用侧热交换器40的被加热流体的温度作表示在利用侧热交换 器40得到的加热能力的物理量用。控制单元90，利用以下判断为使已通过利用侧热交换 器40的被加热流体的温度成为目标温度而对高级侧压缩机62的转速进行调节。所述判断 是在已通过利用侧热交换器40的被加热流体的温度成为目标温度的状态下，即可认为在 利用侧热交换器40得到的加热能力达到目标能力。第三方面的发明是这样的，在所述第一方面的发明中，该制冷装置进行所述利用 侧热交换器40成为放热器、所述热源侧热交换器44成为蒸发器的加热运转；所述控制单元 90构成为在所述加热运转过程中，根据已从所述利用侧热交换器40流出的制冷剂的温度 和流入该利用侧热交换器40的被加热流体的温度设定所述目标高压。在第三方面的发明中，制冷装置15能够进行加热运转。在正进行加热运转的利用 侧热交换器40中，被加热流体与制冷剂进行热交换而被加热。在该加热运转过程中，控制单元90，根据已从利用侧热交换器40流出的制冷剂(亦即，在利用侧热交换器40中已向被 加热流体放热的制冷剂)的温度和流入该利用侧热交换器40的被加热流体(亦即，在利用 侧热交换器40中被加热以前的被加热流体)的温度，设定所述目标高压。而且，控制单元 90利用该所设定的目标高压进行第二控制动作。第四方面的发明是这样的，在所述第一方面的发明中，在所述制冷剂回路30中， 作为所述低级侧膨胀机构设有开度可变的膨胀阀49 ；所述控制单元90构成为进行为使被 吸入所述低级侧压缩机52中的制冷剂的过热度成为规定的目标过热度而对所述膨胀阀49 的开度进行调节的第三控制动作。在第四方面的发明中，开度可变的膨胀阀49作为所述低级侧膨胀机构设在制冷 剂回路30中。在该方面的发明的制冷剂回路30中，从气液分离器45流出的中压制冷剂， 在通过是低级侧膨胀机构的膨胀阀49之际膨胀而成为低压制冷剂。该方面的发明中的控 制单元90，不仅进行第一控制动作和第二控制动作，还进行第三控制动作。在第三控制动作 下，控制单元90为使被吸入低级侧压缩机52中的制冷剂的过热度成为规定的目标过热度 而对膨胀阀49的开度进行调节。如果膨胀阀49的开度变化，则通过膨胀阀49送往利用侧 热交换器40和热源侧热交换器44中作蒸发器用的热交换器的制冷剂的质量流量、压力就 会变化，在作蒸发器用的热交换器中蒸发被吸入低级侧压缩机52中的制冷剂的过热度变 化。第五方面的发明是这样的，在所述第四方面的发明中，该制冷装置进行所述利用 侧热交换器40成为放热器、所述热源侧热交换器44成为蒸发器的加热运转；所述控制单元 90构成为在所述加热运转过程中，根据已从所述高级侧压缩机62喷出的制冷剂的温度设 定所述目标过热度。在第五方面的发明中，制冷装置15能够进行加热运转。在正进行加热运转的利用 侧热交换器40中，被加热流体与制冷剂进行热交换而被加热。在该加热运转过程中，控制 单元90根据已从高级侧压缩机62喷出的制冷剂的温度设定目标过热度。如果被吸入低级 侧压缩机52中的制冷剂的过热度变化，则从低级侧压缩机52喷出的制冷剂的温度就会变 化，伴随于此，被吸入高级侧压缩机62中的制冷剂的温度也变化，从高级侧压缩机62喷出 的制冷剂的温度也会变化。于是，控制单元90，根据从高级侧压缩机62喷出的制冷剂的温 度设定目标过热度，并利用该已设定的目标过热度进行第三控制动作。第六方面的发明是这样的，在所述第一方面发明中，该制冷装置进行所述利用侧 热交换器40成为放热器、所述热源侧热交换器44成为蒸发器、在该利用侧热交换器40中 让水和制冷剂进行热交换来将水加热的加热运转。在第六方面的发明中，制冷装置15能够进行加热运转。在正进行加热运转的利用 侧热交换器40中，水与制冷剂进行热交换而被加热。亦即，在正进行加热运转的利用侧热 交换器40中，产生温水。第七方面的发明是这样的，在所述第一方面的发明中，所述制冷剂回路30中设有 内部热交换器80，该内部热交换器80让从所述气液分离器45送往所述低级侧膨胀机构49 的制冷剂和被吸入所述低级侧压缩机52中的制冷剂进行热交换。在第七方面的发明中，在制冷剂回路30中设有内部热交换器80。在该内部热交换 器80中，让从气液分离器45送往所述低级侧膨胀机构49的制冷剂和被吸入所述低级侧压缩机52中的制冷剂进行热交换，从气液分离器45流出的制冷剂被冷却，被吸入低级侧压缩 机52中的制冷剂被加热。_发明的效果-在本发明中，控制单元90，进行为使在利用侧热交换器40获得的加热能力或者冷 却能力成为规定的目标能力而对高级侧压缩机62的转速(亦即，膨胀机65的转速)进行 调节的第一控制动作、和为使在制冷剂回路30中进行的制冷循环的高压成为规定的目标 高压而对低级侧压缩机52的转速进行调节的第二控制动作。因此，借助由控制单元90进行第一控制动作，则即使在高级侧压缩机62与膨胀机 65的转速已确定的状态下，也能够借助让控制单元90进行第二控制动作，来让被吸入高级 侧压缩机62中的制冷剂的密度起变化，从而能够调节通过高级侧压缩机62的制冷剂的质 量流量。其结果，即使不像现有技术那样，设置旁通膨胀机65让一部分制冷剂流动的旁通 通路，也能够通过调节被吸入高级侧压缩机62中的制冷剂的密度，来让从高级侧压缩机62 喷出的制冷剂的质量流量与制冷循环的高压为目标高压时从膨胀机65喷出的制冷剂的质 量流量相等。因此，根据本发明，能够一边让从高级侧压缩机62喷出的制冷剂全部流入膨胀机 65来最大限度地确保在膨胀机65得到的动力，一边根据各种运转条件适当地设定在制冷 剂回路30中进行的制冷循环的运转状态。在所述第二方面的发明中，在加热运转过程中的第一控制动作下，控制单元90，以 已通过型用侧热交换器40的被加热流体的温度作表示在该利用侧热交换器40获得的加热 能力的物理量用。因此，能够利用较容易测量的被加热流体的温度，进行加热运转过程中的 第一控制动作，从而能够使制冷装置15的构成更加简单。在所述第七方面的发明中，在制冷剂回路30中设有内部热交换器80。在内部热交 换器80中，让从气液分离器45送往所述低级侧膨胀机构49的制冷剂和被吸入所述低级侧 压缩机52中的制冷剂进行热交换。因此，能够使从低级侧膨胀机构49送往利用侧热交换 器40和热源侧热交换器44中作蒸发器用的热交换器的制冷剂的焓减小，从而能够增大作 蒸发器用的热交换器中的制冷剂的吸热量。而且，能够提高被吸入低级侧压缩机52中的制 冷剂的温度，从而能够使从高级侧压缩机62供向利用侧热交换器40和热源侧热交换器44 中作放热器用的热交换器的制冷剂的温度提高。


图1是表示实施方式中的空调系统的概略构成的管道系统图。图2是表示实施方式中的控制器的构成的方框图。图3是表示控制器所进行的第一控制动作的流程图。图4是表示控制器所进行的第二控制动作的流程图。图5是表示控制器所进行的第三控制动作的流程图。图6是表示实施方式的变形例1中的空调系统的概略构成的管道系统图。-符号说明-15热源机组(制冷装置)30制冷剂回路
40水热交换器(利用侧热交换器)44室外热交换器(热源侧热交换器)45气液分离器49膨胀阀(低级侧膨胀机构)52低级侧压缩机62高级侧压缩机65膨胀机80内部热交换器90控制器(控制单元)
具体实施例方式下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。本实施方式是包括由本发明的制冷 装置构成的热源机组15的空调系统10。(空调系统的整体构成)如图1所示，本实施方式中的空调系统10包括热源机组15、蓄热箱16、热源侧水 回路20和利用侧水回路24。此外，热源机组15的详细结构后述。蓄热箱16是形成为纵向尺寸大的密闭容器，在其内部填充有传热介质水。传热介 质水的密度，是水温越高越小。因此，蓄热箱16内的水温，是越接近顶部越高，越接近底部 越低。此外，储蓄在蓄热箱16内的传热介质水不需要是纯净水。为了降低凝固点，也可以 是水中混入了乙二醇等的不冻液。热源侧水回路20是一个用以让传热介质水在热源机组15和蓄热箱16之间循环 的封闭回路。具体而言，热源侧水回路20，其始端连接在蓄热箱16的底部，其终端连接在 蓄热箱16的顶部。而且，在热源侧水回路20中，从其始端朝着其终端依次连接有热源侧泵 21和热源机组15。利用侧水回路24是一个让传热介质水在制暖用辐射器26、地板制暖用热交换器 27与蓄热箱16之间循环的封闭回路。具体而言，利用侧水回路24，其始端连接在蓄热箱16 的顶部，其终端连接在蓄热箱16的底部。在利用侧水回路24中连接有制暖用辐射器26、地 板制暖用热交换器27和利用侧泵25。利用侧泵25的吸入侧连接在蓄热箱16的顶部，制暖 用辐射器26和地板制暖用热交换器27并列连接在利用侧泵25的喷出侧和蓄热箱16的底 部之间。制暖用辐射器26设置在室内空间里，利用自然对流、辐射等将室内空气加热。地 板制暖用热交换器27埋设在居室的地板里，经地板面将室内空气加热。(热源机组的构成)热源机组15包括制冷剂回路30。在制冷剂回路30中设置有压缩机机组50、压 缩/膨胀机组60、是利用侧热交换器的水热交换器40、气液分离器45、是低级侧膨胀机构的 膨胀阀49、是热源侧热交换器的室外热交换器44。而且，二氧化碳(C02)作为制冷剂填充 在制冷剂回路30中。在制冷剂回路30中，压缩机机组50的低级侧压缩机52、压缩/膨胀机组60的高 级侧压缩机62、水热交换器40、压缩/膨胀机组60的膨胀机65、气液分离器45、膨胀阀49和室外热交换器44，沿着制冷剂的循环方向依次串联连接。而且，在制冷剂回路30中，连接 室外热交换器44和低级侧压缩机52的管道构成吸入侧管道31 ；连接低级侧压缩机52和 高级侧压缩机62的管道构成中间管道32 ；连接高级侧压缩机62和水热交换器40的管道 构成喷出侧管道33。压缩机机组50包括形成为纵向尺寸大的密闭容器形状的壳体51。低级侧压缩 机52和电动机54收纳在该壳体51内部。低级侧压缩机52是所谓的旋转式流体机械。电 动机54设置在低级侧压缩机52的上方，与低级侧压缩机52的驱动轴53联结。低级侧压 缩机52由电动机54驱动旋转。压缩/膨胀机组60包括形成为纵向尺寸大的密闭容器形状的壳体61。高级侧 压缩机62、电动机64和膨胀机65收纳在该壳体61内部。高级侧压缩机62和膨胀机65都 是所谓的旋转式流体机械。电动机64和膨胀机65都联结在高级侧压缩机62的驱动轴63 上。电动机64设置在高级侧压缩机62的上方，膨胀机65设置在电动机64的上方。高级 侧压缩机62由电动机64和膨胀机65驱动旋转。水热交换器40是所谓的板式热交换器。在水热交换器40中，制冷剂通路41和水 通路42各形成有多条。各条制冷剂通路41连接在制冷剂回路30中高级侧压缩机62与膨 胀机65之间。各条水通路42经水管道43连接在热源侧水回路20上的热源侧泵21的下 游侧。水热交换器40上，使制冷剂通路41中的制冷剂的流动方向与水通路42中的传热介 质水的流动方向互逆地连接有制冷剂回路30和热源侧水回路20。在水热交换器40中，在 制冷剂通路41内的制冷剂和在水通路42中流动的传热介质水之间进行热交换。气液分离器45形成为纵向尺寸大的密闭容器形状。入口管46和气态制冷剂出口 管47设在气液分离器45的顶部，液态制冷剂出口管48设在气液分离器45的底部。气液 分离器45将经过入口管46流入的气液双相制冷剂分离为液态制冷剂和气态制冷剂。在制 冷剂回路30中，气液分离器45的入口管46连接在膨胀机65的流出侧，气液分离器45的 液态制冷剂出口管48连接在膨胀阀49上。而且，气液分离器45的气态制冷剂出口管47 经注入用管道34连接在中间管道32上。膨胀阀49是一个包括针状阀体和用以驱动阀体的脉冲马达的电子膨胀阀。该膨 胀阀49的流入侧连接在气液分离器45上，该膨胀阀49的流出侧连接在室外热交换器44 上。室外热交换器44是所谓的管片型空气热交换器。虽未图示，但在热源机组15中 设置有用以将室外空气供向室外热交换器44的室外风扇。室外热交换器44让由室外风扇 送来的室外空气与制冷剂进行热交换。在制冷剂回路30上设置有温度传感器和压力传感器；在水管道43上设置有温度 传感器。在制冷剂回路30的喷出侧管道33上，设置有第一制冷剂温度传感器71和喷出压 力传感器74。第一制冷剂温度传感器71和喷出压力传感器74都设置在高级侧压缩机62 的喷出侧附近。第一制冷剂温度传感器71测量从高级侧压缩机62喷出的制冷剂的温度； 喷出压力传感器74测量从高级侧压缩机62喷出的制冷剂的压力。第二制冷剂温度传感器72设置在制冷剂回路30的连接水热交换器40和膨胀机 65的管道上。第二制冷剂温度传感器72设在水热交换器40的制冷剂通路41出口侧附近，测量从水热交换器40的制冷剂通路41流出的制冷剂的温度。在制冷剂回路30的吸入侧管道31上设置有第三制冷剂温度传感器73和吸入压 力传感器75。第三制冷剂温度传感器73和吸入压力传感器75都设在低级侧压缩机52的 吸入侧附近。第三制冷剂温度传感器73测量被吸入低级侧压缩机52中的制冷剂的温度。 吸入压力传感器75测量被吸入低级侧压缩机52中的制冷剂的压力。入口水温传感器76和出口水温传感器77设置在水管道43上。入口水温传感器 76设在水管道43中水热交换器40的水通路42流入侧附近，测量流入水热交换器40的传 热介质水的温度。出口水温传感器77设在水管道43中水热交换器40的水通路42的流出 侧附近，测量从水热交换器40流出的传热介质水的温度。控制单元即控制器90设在热源机组15中。该控制器90接收由所述温度传感器、 压力传感器测得的测量值，并根据该测量值控制热源机组15的运转。如图2所示，控制器90包括高级侧控制部91、低级侧控制部92和膨胀阀控制部 93。高级侧控制部91构成为进行调节高级侧压缩机62和膨胀机65的转速的第一控制动 作。该高级侧控制部91，通过改变输入压缩/膨胀机组60的电动机64的交流频率来调节 高级侧压缩机62和膨胀机65的转速。低级侧控制部92构成为进行调节低级侧压缩机52 的转速的第二控制动作。该低级侧控制部92，通过改变输入压缩机机组50的电动机54的 交流频率来改变低级侧压缩机52的转速。膨胀阀控制部93构成为进行调节膨胀阀49的 开度的第三控制动作。-运转动作_对空调系统10的运转情况进行说明。在热源机组15的制冷剂回路30中，作为制冷剂填充在其中的二氧化碳循环，来进 行双级压缩制冷循环。而且，在该制冷剂回路30中所进行的制冷循环下，其高压被设定为 比二氧化碳的临界压力高的值。在制冷剂回路30中，从高级侧压缩机62喷出的高压制冷剂，通过喷出侧管道33， 流入水热交换器40的制冷剂通路41中，向流过该水通路42的传热介质水放热。已在水热 交换器40中放热了的高压制冷剂，流入膨胀机65而膨胀，成为气液双相状态的中压制冷 剂，流入气液分离器45。在膨胀机65中，高压制冷剂的内部能量被转换为旋转动力，在膨胀 机65得到的动力传递给高级侧压缩机62的驱动轴63。在气液分离器45中，已流入的中压制冷剂被分离为液态制冷剂和气态制冷剂。气 液分离器45中的液态制冷剂经过液态制冷剂出口管48从气液分离器45流出，在通过膨胀 阀49之际进一步膨胀而成为低压制冷剂。该低压制冷剂，流入室外热交换器44，从室外空 气中吸热而蒸发。之后，从室外热交换器44流出的低压制冷剂被吸入低级侧压缩机52中。已被吸入低级侧压缩机52的低压制冷剂，被压缩而成为中压制冷剂后，向中间管 道32喷出。已从低级侧压缩机52喷向中间管道32的中压制冷剂，与自气液分离器45经 注入用管道34供来的中压气态制冷剂合流，与该气态制冷剂一起被吸入高级侧压缩机62。 已被吸入高级侧压缩机62中的制冷剂，被压缩成为高压制冷剂后，向喷出侧管道33喷出。在热源机组15的制冷剂回路30中进行制冷循环的那段时间内，热源侧泵21运 转，传热介质水在热源侧水回路20内循环。具体而言，在热源侧水回路20中，温度较低(例 如温度在25°C左右)的传热介质水被热源侧泵21从蓄热箱16的底部吸出，之后被送入水热交换器40的水通路42。已流入水热交换器40的水通路42中的传热介质水，从流过该制 冷剂通路41的制冷剂中吸热，被加热到例如90°C左右。在水热交换器40中已被加热了的 传热介质水，被返送回蓄热箱16的顶部。而且，当成为蓄热箱16的内部空间几乎都被温度 较高(例如温度在80-90°C左右)的传热介质水占据的状态时，热源机组15、热源侧泵21 就停下来。在正在运转的空调系统10中，利用侧泵25基本上是一直工作。在利用侧泵25正 在工作的过程中，传热介质水在利用侧水回路24内循环。具体而言，在利用侧水回路24中， 高温(例如温度在80°C左右)传热介质水由利用侧泵25从蓄热箱16的顶部吸出。该高温 传热介质水的一部分被送往地板制暖用热交换器27，剩下的部分被送往制暖用辐射器26。 已被送往地板制暖用热交换器27、制暖用辐射器26的传热介质水，向室内空气放热，自身 温度下降。在地板制暖用热交换器27、制暖用辐射器26中温度已下降了的传热介质水被返 送回蓄热箱16的底部。_控制器的控制动作_对控制器90的控制动作进行说明。如上所述，在控制器90中，高级侧控制部91 进行第一控制动作；低级侧控制部92进行第二控制动作；膨胀阀控制部93进行第三控制 动作。这三个控制动作相互无关联，分别单独进行。(高级侧控制部的第一控制动作)对高级侧控制部91所进行的第一控制动作进行说明。这里，如果通过水热交换器40的制冷剂通路41的制冷剂的质量流量有增减，则在 起气体冷却器之作用的水热交换器40中所得到的加热能力就会随着质量流量的增减而增 减。另一方面，在制冷剂回路30中，因为高级侧压缩机62、水热交换器40和膨胀机65串联 连接，所以通过它们的制冷剂的质量流量总是相等。因此，为了让通过水热交换器40的制 冷剂的质量流量有变化，就需要让从高级侧压缩机62喷出的制冷剂的质量流量变化，伴随 于此，流入膨胀机65的制冷剂的质量流量也变化。于是，控制器90的高级侧控制部91进行第一控制动作。在该第一控制动作下，高 级侧控制部91，为了使在水热交换器40得到的加热能力成为规定的目标能力而对高级侧 压缩机62的转速进行调节。此时，高级侧控制部91以已通过水热交换器40的传热介质水 的温度作表示在水热交换器40中得到的加热能力的物理量用。而且，当已通过水热交换器 40的传热介质水的温度成为规定的目标温度时，就能够判断出在水热交换器40得到的加 热能力已成为规定的目标能力。因此，高级侧控制部91，为使在水热交换器40得到的加热 能力成为规定的目标能力而对高级侧压缩机62的转速进行调节。在本实施方式的压缩/膨胀机组60中，因为膨胀机65联结在高级侧压缩机62的 驱动轴63上，所以膨胀机65的转速总是与高级侧压缩机62的转速相等。而且，如果对被 吸入高级侧压缩机62中的制冷剂的密度相同的情形做一比较的话，高级侧压缩机62的转 速越高，从高级侧压缩机62喷出的制冷剂的质量流量就越多。同样，如果对流入膨胀机65 的制冷剂的密度相同的情形做一比较的话，则膨胀机65的转速越高流入膨胀机65的制冷 剂的质量流量就越多。而且，如果由高级侧控制部91对高级侧压缩机62的转速进行调节， 那么，伴随于此，自高级侧压缩机62经水热交换器40流入膨胀机65的制冷剂的质量流量 就有变化，通过水热交换器40的制冷剂通路41的制冷剂的质量流量就成为一个水热交换器40的出口处的传热介质水温度成为目标温度的值。参照图3的流程图，对第一控制动作的具体内容进行说明。在第一控制动作的步骤STll中，由高级侧控制部91读取设定水温。该设定水温， 可以是事先由控制器90存储的规定值(例如90°C左右)，也可以是用户利用遥控器等输入 的值。在下一个步骤ST12中，高级侧控制部91读取出口水温传感器77的测量值Two (亦 即，水热交换器40的水通路42出口处的传热介质水的温度实测值)。在下一个步骤ST13中，由高级侧控制部91对出口水温传感器77的测量值Two和 设定水温加以比较。如果出口水温传感器77的测量值Two低于设定水温，则高级侧控制部 91进入步骤ST14 ；如果出口水温传感器77的测量值Two在设定水温以上，则高级侧控制部 91进入步骤ST15。在步骤ST14中，高级侧控制部91使输入压缩/膨胀机组60的电动机64中的交 流频率提高，让高级侧压缩机62与膨胀机65的转速上升。当出口水温传感器77的测量值 Two低于设定水温时，能够判断出在水热交换器40中对传热介质水的加热量不足。于是，高 级侧控制部91便让高级侧压缩机62与膨胀机65的转速提高，增大水热交换器40的制冷 剂通路41中的制冷剂流量。另一方面，在步骤ST15中，高级侧控制部91使输入压缩/膨胀机组60的电动机 64的交流频率下降，让高级侧压缩机62与膨胀机65的转速降低。当出口水温传感器77 的测量值Two在设定水温以上时，能够判断出在水热交换器40中对传热介质水的加热量过 多。于是，高级侧控制部91便让高级侧压缩机62与膨胀机65的转速降低，减小水热交换 器40的制冷剂通路41中的制冷剂流量。(低级侧控制部的第二控制动作)对低级侧控制部92进行的第二控制动作进行说明。该第二控制动作，是一个为了 使在制冷剂回路30中进行的制冷循环的高压成为目标高压而对低级侧压缩机52的转速进 行调节的动作。在高压比制冷剂的临界压力高的制冷循环(所谓的超临界循环)中，即使是高压 以外的运转状态相同，制冷循环的性能系数COP也会随着该高压值变化。于是，低级侧控制 部92以能够得到最高的COP的制冷循环的高压值作目标高压，为了使在制冷剂回路30中 实际进行的制冷循环的高压成为目标高压而对低级侧压缩机52的转速进行调节。如上所述，通过由高级侧控制部91进行第一控制动作，高级侧压缩机62与膨胀机 65的转速就被设定为从水热交换器40流出的传热介质水的温度(亦即，出口水温传感器 77的测量值)成为目标温度那样的值。另一方面，通过高级侧压缩机62、膨胀机65的制冷 剂的质量流量根据它们的转速、流入它们的制冷剂的密度决定。而且，在制冷剂回路30中， 因为高级侧压缩机62和膨胀机65串联连接，所以从高级侧压缩机62喷出的制冷剂的质量 流量总是与通过膨胀机65的制冷剂的质量流量相等。因此，为了将制冷循环的高压设定为 目标高压，就需要使通过高级侧压缩机62的制冷剂的质量流量与流入膨胀机65的制冷剂 压力是目标高压时流入膨胀机65的制冷剂的质量流量相等。于是，控制器90的低级侧控制部92进行第二控制动作。在该第二控制动作下，低 级侧控制部92，为使在制冷剂回路30中进行的制冷循环的高压成为规定的目标高压而对 低级侧压缩机52的转速进行调节。
如果低级侧压缩机52的转速变化，则从低级侧压缩机52喷出的制冷剂的压力就 会变化，伴随于此，被吸入高级侧压缩机62中的制冷剂的密度会变化。也就是说，从低级侧 压缩机52喷出的制冷剂的压力越高，被吸入高级侧压缩机62中的制冷剂的密度就越大；从 低级侧压缩机52喷出的制冷剂的压力越低，被吸入高级侧压缩机62中的制冷剂的密度就 越小。因此，如果低级侧压缩机52的转速变化，则即使高级侧压缩机62的转速一定不变， 被吸入高级侧压缩机62中的制冷剂的质量流量也变化。如果从低级侧压缩机52喷出的制冷剂的压力变化，则从气液分离器45经注入用 管道34流入中间管道32的气态制冷剂的质量流量就变化，被吸入高级侧压缩机62中的制 冷剂的质量流量也会因此而变化。如果由低级侧控制部92进行第二控制动作来调节低级侧压缩机52的转速，则被 吸入高级侧压缩机62中的制冷剂的质量流量就与制冷循环的高压是目标高压时流入膨胀 机65的制冷剂的质量流量相等。其结果，实际在制冷剂回路30中所进行的制冷循环的高 压(具体而言，喷出压力传感器74的测量值)成为目标高压。参照图4的流程图对第二控制动作的具体内容进行说明。在第二控制动作的步骤ST21中，与第一控制动作下的步骤STll—样，由低级侧控 制部92读取设定水温。在该步骤ST21中，由低级侧控制部92读取入口水温传感器76的 测量值Twi (亦即，水热交换器40的水通路42的入口处的传热介质水的温度实测值)和第 二制冷剂温度传感器72的测量值Tgc (亦即，起气体冷却器之作用的水热交换器40的制冷 剂通路41的出口处的制冷剂温度的实测值)。在下一个步骤ST22中，由低级侧控制部92根据在步骤ST21中已读取的设定温 度、入口水温传感器76的测量值Twi和第二制冷剂温度传感器72的测量值Tgc，计算出目 标高压。具体而言，低级侧控制部92，根据设定温度和入口水温传感器76的测量值Twi决 定一个临时的目标高压。而且，低级侧控制部92，计算出第二制冷剂温度传感器72的测量 值Tgc和入口水温传感器76的测量值Twi之差(Tgc-Twi)。如果该差(Tgc-Twi)比规定 的基准值大，就由低级侧控制部92进行补正，以便增大临时决定的目标高压的值，并将补 正后的值决定为最终目标高压值；如果该差(Tgc-Twi)比规定的基准值小，就由低级侧控 制部92进行补正，以减小临时决定的目标高压的值，并将补正后的值决定为最终目标高压 值；如果该差(Tgc-Twi)与规定的基准值相等，低级侧控制部92便将临时决定的目标高压 的值原样决定为最终目标高压值。在下一个步骤ST23，由低级侧控制部92读取喷出压力传感器74的测量值HP (亦 即，制冷循环的高压实测值)。在下一个步骤ST24中，由低级侧控制部92对喷出压力传感 器74的测量值HP和目标高压进行比较。如果喷出压力传感器74的测量值HP比目标高压 低，则低级侧控制部92进入步骤ST25 ；如果喷出压力传感器74的测量值HP在目标高压以 上，则低级侧控制部92进入步骤ST26。在步骤ST25中，低级侧控制部92，使输入压缩机机组50的电动机54的交流频率 提高，让低级侧压缩机52的转速上升。当喷出压力传感器74的测量值HP低于目标高压时， 能够判断出从高级侧压缩机62喷出的制冷剂的质量流量过少。于是，低级侧控制部92让 低级侧压缩机52的转速上升，从而使从低级侧压缩机52喷出的制冷剂的压力(亦即，被吸入高级侧压缩机62中的制冷剂的压力)上升。如果被吸入高级侧压缩机62中的制冷剂的 压力上升，则被吸入高级侧压缩机62中的制冷剂的密度提高，即使高级侧压缩机62的转速 一定不变，从高级侧压缩机62的制冷剂的质量流量也会增多。另一方面，在步骤ST26中，低级侧控制部92，使输入压缩机机组50的电动机54的 交流频率降低，让低级侧压缩机52的转速降低。当喷出压力传感器74的测量值HP在目标 高压以上时，能够判断出从高级侧压缩机62喷出的制冷剂的质量流量过多。于是，低级侧 控制部92让低级侧压缩机52的转速降低，从而使从低级侧压缩机52喷出的制冷剂的压力 (亦即，被吸入高级侧压缩机62中的制冷剂的压力)下降。如果被吸入高级侧压缩机62中 的制冷剂的压力下降，则被高级侧压缩机62吸入的制冷剂的密度降低，即使高级侧压缩机 62的转速一定不变，从高级侧压缩机62的制冷剂的质量流量也会减少。(膨胀阀控制部的第三控制动作)对膨胀阀控制部93所进行的第三控制动作进行说明。该第三控制动作，是一个为 使被吸入低级侧压缩机52中的制冷剂的过热度成为规定的目标过热度而对膨胀阀49的开 度进行调节的动作。这里，要求对蓄热箱16内的传热介质水进行加热的热源机组15将从热源机组15 返送回往蓄热箱16的传热介质水的温度保持为规定的目标值。另一方面，水热交换器40 是一种制冷剂在制冷剂通路41的流通方向与传热介质水在水热交换器40内的流通方向相 反的对流型热交换器。因此，必须使从高级侧压缩机62送往水热交换器40的制冷剂的温 度高于从水热交换器40送往蓄热箱的传热介质水的温度。而且，为了让从高级侧压缩机62 喷出的制冷剂的温度变化，只要使被吸入高级侧压缩机62中的制冷剂的温度变化即可。为 了使被吸入高级侧压缩机62中的制冷剂的温度变化，只要调节被吸入低级侧压缩机52中 的制冷剂的过热度即可。于是，膨胀阀控制部93以让从高级侧压缩机62喷出的制冷剂的温度成为所希望 的值那样的低级侧压缩机52的吸入制冷剂的过热度为目标过热度，为使实际被低级侧压 缩机52吸入的制冷剂的过热度成为目标过热度而对膨胀阀49的开度进行调节。参照图5的流程图对第三控制动作的具体内容进行说明。在第三控制动作下的步骤ST31中，与第一控制动作的步骤STll—样，由膨胀阀控 制部93读取设定水温。在该步骤ST31中，由膨胀阀控制部93读取第一制冷剂温度传感器 71的测量值Td (亦即，从高级侧压缩机62喷出的制冷剂的温度)。在下一个步骤ST32中，膨胀阀控制部93，根据设定水温和第一制冷剂温度传感器 71的测量值Td计算出目标过热度。具体而言，膨胀阀控制部93，根据设定水温决定从高级 侧压缩机62喷出的制冷剂的温度的目标值(目标喷出温度)。例如，膨胀阀控制部93以比 设定水温高出规定值(例如10°C )的值作目标喷出温度。之后，膨胀阀控制部93根据已决 定出的目标喷出温度决定目标过热度。如果目标喷出温度增高，则伴随于此，也将目标过热 度设定为较高的值。在下一个步骤ST33中，由膨胀阀控制部93检测被吸入低级侧压缩机52中的制冷 剂的过热度SH。具体而言，由膨胀阀控制部93读取第三制冷剂温度传感器73的测量值和 吸入压力传感器75的测量值，再从吸入压力传感器75的测量值下的制冷剂的饱和温度减 去第三制冷剂温度传感器73的测量值，这样来计算出低级侧压缩机52的吸入制冷剂的过热度SH。在下一个步骤ST34中，膨胀阀控制部93对在步骤ST33中计算得出的低级侧压缩 机52的吸入制冷剂的过热度SH和目标过热度进行比较。如果低级侧压缩机52的吸入制 冷剂的过热度SH比目标过热度低，则膨胀阀控制部93进入步骤ST35 ；如果低级侧压缩机 52的吸入制冷剂的过热度SH在目标过热度以上，则膨胀阀控制部93进入步骤ST36。在步骤ST35中，由膨胀阀控制部93将膨胀阀49的开度关小。当低级侧压缩机52 的吸入制冷剂的过热度SH低于目标过热度时，则能够判断出供给室外热交换器44的制冷 剂的质量流量过多。于是，膨胀阀控制部93将膨胀阀49的开度关小，来让从气液分离器45 送往室外热交换器44的制冷剂的质量流量减少。另一方面，在步骤ST36中，由膨胀阀控制部93加大膨胀阀49的开度。当低级侧 压缩机52的吸入制冷剂的过热度SH在目标过热度以上时，则能够判断出供给室外热交换 器44的制冷剂的质量流量过少。于是，由膨胀阀控制部93加大膨胀阀49的开度，来让从 气液分离器45送往室外热交换器44的制冷剂的质量流量增多。-实施方式的效果_本实施方式的控制器90，由高级侧控制部91进行为了使在水热交换器40得到的 加热能力成为目标能力而对高级侧压缩机62的转速(亦即，膨胀机65的转速)进行调节 的第一控制动作；由低级侧控制部92进行为了使在制冷剂回路30中进行的制冷循环的高 压成为规定的目标高压而对低级侧压缩机52的转速进行调节的第二控制动作。因此，借助由高级侧控制部91进行第一控制动作，则即使在高级侧压缩机62与膨 胀机65的转速已确定的状态下，也能够借助让低级侧控制部92进行第二控制动作，来让被 吸入高级侧压缩机62中的制冷剂的密度起变化，从而能够调节从高级侧压缩机62喷出的 制冷剂的质量流量、流入膨胀机65的制冷剂的质量流量。其结果，即使不像现有技术那样， 设置旁通膨胀机65让一部分制冷剂流动的旁通通路，也能够通过调节被吸入高级侧压缩 机62中的制冷剂的密度，来让被吸入高级侧压缩机62中的制冷剂的质量流量和制冷剂的 高压为目标高压时流入膨胀机65的制冷剂的质量流量相等。因此，根据本实施方式，能够一边让从高级侧压缩机62喷出的制冷剂全部流入膨 胀机65来最大限度地确保在膨胀机65得到的动力，一边根据各种运转条件适当地设定在 制冷剂回路30中进行的制冷循环的运转状态。本实施方式中的空调系统10那样的利用辐射、自然对流进行制暖的系统中，从蓄 热箱16送往热源机组15的传热介质水的温度。根据制暖负荷而大幅度地变化。具体而言，当室外气温在7°C左右制暖负荷较小 时，制暖用辐射器26、地板制暖用热交换器27的表面温度即使不那么高，也能够获得足够 的制暖能力。因此，传热介质水在利用侧水回路24的循环量被设定为较小的值，从利用侧 水回路24返送回蓄热箱16的传热介质水的温度成为较低的温度(例如30°C左右)。另一 方面，当室外气温在_7°C左右制暖负荷较大时，为得到足够的制暖能力，需要将制暖用辐射 器26、地板制暖用热交换器27的表面温度保持得较高。因此，传热介质水在利用侧水回路 24的循环量被设定为较大的值，从利用侧水回路24返送回蓄热箱16的传热介质水的温度 成为较高的温度(例如70°C左右)。如果就这样从蓄热箱16送往热源机组15的传热介质水的温度变化幅度较大，则制冷循环的运转状态的变化幅度也增大。因此，在包括膨胀机65联结在高级侧压缩机62 的驱动轴63上的压缩/膨胀机组60的制冷剂回路30中，难以将制冷循环的运转条件(例 如制冷循环的高压)设定为所希望的条件。相对于此，在本实施方式的热源机组15中，能够通过一边已通过水热交换器40的 制冷剂全部流入膨胀机65，一边调节低级侧压缩机52的转速，来适当地设定制冷循环的高 压。因此，根据本实施方式，在利用辐射、自然对流进行制暖的空调系统10中，也能够一边 充分地确保在膨胀机65所得到的动力，一边使热源机组15的控制性提高。-实施方式的变形例1-如图6所示，可以将内部热交换器80设在上述实施方式的热源机组15的制冷剂 回路30内。内部热交换器80是一种第一通路81和第二通路82各自形成有多条的板式热交 换器。内部热交换器80的第一通路81，连接在连接室外热交换器44和低级侧压缩机52的 吸入侧管道31的途中。另一方面，内部热交换器80的第二通路82，连接在连接气液分离器 45和膨胀阀49的管道的途中。而且，内部热交换器80，让流过第一通路81的制冷剂(亦 即在室外热交换器44中蒸发被吸入低级侧压缩机52的低压气态制冷剂)和在第二通路82 中流动的制冷剂(亦即从气液分离器45流向膨胀阀49的中压液态制冷剂)进行热交换。 第三制冷剂温度传感器73和吸入压力传感器75设在本变形例的吸入侧管道31上内部热 交换器80与低级侧压缩机52之间。在内部热交换器80中，在第一通路81流动的制冷剂被在第二通路82流动的制冷 剂冷却。因此，被送往起蒸发器之作用的室外热交换器44的制冷剂的焓降低，在室外热交 换器44中制冷剂从室外空气中吸收的热量增多。而且，在内部热交换器80中，在第二通路 82中流动的制冷剂被在第一通路81中流动的制冷剂加热。因此，被低级侧压缩机52吸入 的制冷剂的过热度增大。其结果，从高级侧压缩机62喷出后被送往水热交换器40的制冷 剂的温度上升。-实施方式的变形例2-在上述实施方式中，让用以对传热介质水加热的热源机组15由本发明的制冷装 置构成。但是本发明中的制冷装置的用途并不限于此。也就是说，例如，还可以由本发明中 的制冷装置构成让室内空气与制冷剂回路30中的制冷剂进行热交换的一般的空调机。在 该情况下，在制冷剂回路30中设置让空气与制冷剂进行热交换的空气热交换器作为利用 侧热交换器使用来代替水热交换器40。该空调机，可以是仅进行作为利用侧热交换器的空气热交换器成为气体冷却器的 制暖运转与作为利用侧热交换器的空气热交换器成为蒸发器的制冷运转中之一种运转的 设备，也可以是能够切换进行制暖运转和制冷运转的设备。此外，在制冷运转过程中，控制 器90的高级侧控制部91，进行为使在作为利用侧热交换器的空气热交换器得到的冷却能 力成为规定的目标能力而对高级侧压缩机62的转速进行调节的第一控制动作。-实施方式的变形例3-在上述实施方式中，构成低级侧压缩机52、高级侧压缩机62和膨胀机65的流体机 械，并不限于旋转式流体机械。构成低级侧压缩机52、高级侧压缩机62和膨胀机65的流体 机械，还可以是排量固定不变的容积型流体机械，例如由涡旋型流体机械构成它们。
此外，以上实施方式是本质上优选的示例，并没有限制本发明、本发明的应用对象 或本发明的用途范围等意图。-产业实用性-综上所述，本发明对于包括连接有用以回收动力的膨胀机的制冷剂回路的制冷装
置很有用。
权利要求
一种制冷装置，包括将低级侧压缩机(52)、高级侧压缩机(62)、膨胀机(65)、气液分离器(45)、低级侧膨胀机构(49)、利用侧热交换器(40)和热源侧热交换器(44)连接起来而构成的制冷剂回路(30)，所述低级侧压缩机(52)和所述高级侧压缩机(62)分别被驱动旋转来压缩制冷剂，所述膨胀机(65)联结在所述高级侧压缩机(62)的驱动轴(63)上，利用高压制冷剂膨胀所产生的动力驱动该高级侧压缩机(62)，所述气液分离器(45)将从所述膨胀机(65)流出的中压制冷剂分离为液态制冷剂和气态制冷剂，并将气态制冷剂供向所述高级侧压缩机(62)的吸入侧，所述低级侧膨胀机构(49)让从所述气液分离器(45)流出的液态制冷剂膨胀，该制冷装置让制冷剂在所述制冷剂回路(30)中循环而进行双级压缩制冷循环，其特征在于该制冷装置包括控制单元(90)，该控制单元(90)构成为进行第一控制动作和第二控制动作，所述第一控制动作，是一个为使在所述利用侧热交换器(40)获得的加热能力或者冷却能力成为规定的目标能力而对所述高级侧压缩机(62)的转速进行调节的动作；所述第二控制动作，是一个为使在所述制冷剂回路(30)中进行的制冷循环的高压成为规定的目标高压而对所述低级侧压缩机(52)的转速进行调节的动作。
2.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于该制冷装置进行所述利用侧热交换器(40)成为放热器、所述热源侧热交换器(44)成 为蒸发器的加热运转；所述控制单元(90)构成为作为所述加热运转中的第一控制动作进行以下动作，即， 使用已通过该利用侧热交换器(40)的被加热流体的温度作为表示在所述利用侧热交换器 (40)获得的加热能力的物理量，为使已通过该利用侧热交换器(40)的被加热流体的温度 成为规定的目标温度而对所述高级侧压缩机(62)的转速进行调节。
3.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于该制冷装置进行所述利用侧热交换器(40)成为放热器、所述热源侧热交换器(44)成 为蒸发器的加热运转；所述控制单元(90)构成为在所述加热运转过程中，根据已从所述利用侧热交换器 (40)流出的制冷剂的温度和流入该利用侧热交换器(40)的被加热流体的温度设定所述目标高压。
4.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于在所述制冷剂回路(30)中，作为所述低级侧膨胀机构设有开度可变的膨胀阀(49)；所述控制单元(90)构成为进行为使被吸入所述低级侧压缩机(52)的制冷剂的过热 度成为规定的目标过热度而对所述膨胀阀(49)的开度进行调节的第三控制动作。
5.根据权利要求4所述的制冷装置，其特征在于该制冷装置进行所述利用侧热交换器(40)成为放热器、所述热源侧热交换器(44)成 为蒸发器的加热运转；所述控制单元(90)构成为在所述加热运转过程中，根据已从所述高级侧压缩机(62) 喷出的制冷剂的温度设定所述目标过热度。
6.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于该制冷装置进行所述利用侧热交换器(40)成为放热器、所述热源侧热交换器(44)成为蒸发器、在该利用侧热交换器(40)中让水和制冷剂进行热交换来将水加热的加热运转。
7.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于所述制冷剂回路(30)中设有内部热交换器(80)，该内部热交换器(80)让从所述气液 分离器(45)送往所述低级侧膨胀机构(49)的制冷剂和被吸入所述低级侧压缩机(52)中 的制冷剂进行热交换。
全文摘要
本发明公开了一种制冷装置，在用以加热蓄热箱(16)内的传热介质水的热源机组(15)中，低级侧压缩机(52)、高级侧压缩机(62)和动力回收用膨胀机(65)设在制冷剂回路(30)中。低级侧压缩机(52)由联结在其驱动轴(53)上的电动机(54)驱动旋转。高级侧压缩机(62)由联结在其驱动轴(63)上的电动机(64)及膨胀机(65)驱动旋转。控制器(90)的高级侧控制部，为使出口水温传感器(77)的测量值成为目标温度而对高级侧压缩机(62)的转速进行调节；控制器(90)的低级侧控制部，为使喷出压力传感器(74)的测量值成为目标高压而对低级侧压缩机(52)的转速进行调节。
文档编号F25B1/10GK101910752SQ20098010167
公开日2010年12月8日 申请日期2009年1月8日 优先权日2008年1月16日
发明者冈本昌和 申请人:大金工业株式会社