制冷循环装置的制作方法

文档序号:16807810发布日期:2019-02-10 13:14阅读:166来源:国知局
制冷循环装置的制作方法

本公开涉及制冷循环装置。



背景技术:

作为以往的制冷循环装置,已知有如下制冷循环装置,其构成为具备两级压缩机,从第一级压缩机排出的制冷剂蒸汽在被吸入到第二级压缩机前被冷却。

如图12所示,专利文献1记载的空气调节装置500具备蒸发器510、离心压缩机531、蒸汽冷却器533、罗茨式压缩机532及冷凝器520。离心压缩机531设置于前级,罗茨式压缩机532设置于后级。蒸发器510生成饱和状态的制冷剂蒸汽。制冷剂蒸汽由离心压缩机531吸入并压缩。在离心压缩机531压缩后的制冷剂蒸汽由罗茨式压缩机532进一步压缩。在配置于离心压缩机531与罗茨式压缩机532之间的蒸汽冷却器533中,制冷剂蒸汽被冷却。

蒸汽冷却器533设置于离心压缩机531与罗茨式压缩机532之间。在蒸汽冷却器533中,对制冷剂蒸汽直接喷射水雾。或者,在蒸汽冷却器533中,在空气等冷却介质与制冷剂蒸汽之间,间接地进行热交换。

在先技术文献

专利文献1:日本特开2008-122012号公报



技术实现要素:

根据专利文献1记载的技术,在蒸汽冷却器533中,可降低应被吸入罗茨式压缩机532的制冷剂的过热度。但是,不能够在压缩过程中除去在离心压缩机531的压缩过程中产生的过热度和在罗茨式压缩机532的压缩过程中产生的过热度。

本公开的目的在于通过在压缩过程中除去在压缩过程中产生的过热度从而使制冷循环装置的效率提高。

即,本公开提供一种制冷循环装置,具备:蒸发器,其使液相制冷剂蒸发而生成气相制冷剂;第一压缩机,其直接或使用吸入配管与所述蒸发器连接,吸入并压缩在所述蒸发器中生成后没有被压缩的所述气相制冷剂;冷凝器,其使在所述第一压缩机中压缩后的所述气相制冷剂冷凝而生成所述液相制冷剂;第一雾化机构,其配置在从所述吸入配管的入口到所述第一压缩机的排出口的第一蒸汽路径上并向所述第一蒸汽路径雾化喷射所述液相制冷剂,或者,配置在所述蒸发器的内部并向所述第一压缩机的吸入口雾化喷射所述液相制冷剂;以及第一制冷剂供给路径,其将所述蒸发器或所述冷凝器与所述第一雾化机构连接。

根据本公开,能够通过在压缩过程中除去在压缩过程中产生的过热度从而使制冷循环装置的效率提高。

附图说明

图1是本公开的实施方式1涉及的制冷循环装置的结构图。

图2是雾化机构的一例的剖视图。

图3是图1所示的制冷循环装置的压缩机的剖视图。

图4是本公开的实施方式2涉及的制冷循环装置的结构图。

图5是本公开的实施方式3涉及的制冷循环装置的结构图。

图6是本公开的实施方式4涉及的制冷循环装置的结构图。

图7是本公开的实施方式5涉及的制冷循环装置的结构图。

图8是本公开的实施方式6涉及的制冷循环装置的结构图。

图9是本公开的实施方式7涉及的制冷循环装置的结构图。

图10是本公开的实施方式8涉及的制冷循环装置的结构图。

图11a是示出与雾化机构的配置相关的变形例的图。

图11b是示出与雾化机构的配置相关的另一变形例的图。

图12是以往的空调装置的结构图。

标号说明

2蒸发器;3第一压缩机;3a吸入口;4冷凝器;5第一雾化机构;6吸入配管;7中间路径;8排出配管;9返回路径;9a上游部分;9b下游部分;10制冷剂回路;11第一制冷剂供给路径;12吸热回路;13第二压缩机;14散热回路;15第二雾化机构;16缓冲容器;17第二制冷剂供给路径;18喷嘴本体;18p喷射口;19碰撞部;19a碰撞面;20喷流;21喷射器;22缓冲容器;23热交换器;24泵;25第一温度传感器;26第二温度传感器;27控制器;28第一压力传感器;29第二压力传感器;47叶轮;48叶片间流路;49旋转轴;50扩散部;51涡壳;52壳体;53吸入空间;54排出空间;100、102、104、106、108、110、112、114制冷循环装置;p分支位置。

具体实施方式

(成为本公开的基础的见解)

根据专利文献1记载的空调装置,在蒸汽冷却器533中,可降低被吸入罗茨式压缩机532的制冷剂的过热度。但是,不能够在压缩过程中除去在离心压缩机531的压缩过程中产生的过热度和在罗茨式压缩机532的压缩过程中产生的过热度。当制冷剂的过热度增加时,制冷剂的焓也上升。

压缩机中的理想的压缩过程是沿着完全绝热的等熵线。在制冷剂的p-h曲线图中,随着制冷剂的焓增加,等熵线的斜率变平缓,要求更大的压缩动力。随着制冷剂的过热度增加,为了将单位质量的制冷剂的压力提高到预定压力,需要更大的压缩动力。换句话说,压缩机的负荷增加,压缩机的功耗会增加。

本公开的第一技术方案涉及的制冷循环装置具备:蒸发器,其使液相制冷剂蒸发而生成气相制冷剂;第一压缩机,其直接或使用吸入配管与所述蒸发器连接,吸入并压缩在所述蒸发器中生成后没有被压缩的所述气相制冷剂;冷凝器,其使在所述第一压缩机中压缩后的所述气相制冷剂冷凝而生成所述液相制冷剂;第一雾化机构,其构配置在从所述吸入配管的入口到所述第一压缩机的排出口的第一蒸汽路径上并向所述第一蒸汽路径雾化喷射所述液相制冷剂,或者,配置在所述蒸发器的内部并向所述第一压缩机的吸入口雾化喷射所述液相制冷剂;以及第一制冷剂供给路径,其将所述蒸发器或所述冷凝器与所述第一雾化机构连接。

根据第一技术方案,用第一雾化机构生成的雾状的液相制冷剂与在蒸发器中生成的气相制冷剂一起被吸入到第一压缩机。当雾状的液相制冷剂被吸入到第一压缩机时,在利用第一压缩机升压而温度上升的气相制冷剂与雾状的液相制冷剂之间发生热交换,通过雾状的液相制冷剂的蒸发而连续地冷却过热状态的气相制冷剂。由此,连续地抑制由压缩过程中的制冷剂的过热度的增加引起的制冷剂的焓的增加。第一压缩机需要的压缩动力可降低到小于完全绝热的等熵压缩所需的压缩动力。能够大幅地减小为了使制冷剂的压力上升到预定压力而压缩机应做的功。也就是说,能够大幅节约第一压缩机的功耗。结果,制冷循环装置的效率提高。

在本公开的第二技术方案中,例如,第一技术方案涉及的制冷循环装置的所述第一制冷剂供给路径将所述蒸发器与所述第一雾化机构连接,从所述第一雾化机构雾化喷射的所述液相制冷剂是积存于所述蒸发器的所述液相制冷剂。根据第二技术方案,与吸入到第一压缩机的气相制冷剂的温度(饱和温度)基本相同的温度的雾状的液相制冷剂被吸入到第一压缩机。在该情况下,能够防止液相制冷剂闪蒸而在第一压缩机的内部蒸汽量急剧增大。结果,能抑制伴随着蒸汽量的增加的、压缩动力的增加。

在本公开的第三技术方案中,例如,第一技术方案涉及的制冷循环装置的所述第一制冷剂供给路径将所述冷凝器与所述第一雾化机构连接,从所述第一雾化机构雾化喷射的所述液相制冷剂是积存于所述冷凝器的所述液相制冷剂。根据第三技术方案,比吸入到第一压缩机的气相制冷剂的温度(饱和温度)高的温度的雾状的液相制冷剂被吸入到第一压缩机。在该情况下,在防止气相制冷剂过度冷却而在第一压缩机的内部冷凝的同时,根据在第一技术方案中说明的机理,能够得到降低压缩动力的效果。

在本公开的第四技术方案中,例如,第一~第三技术方案中的任一个涉及的制冷循环装置还具备:第二压缩机,其吸入通过所述第一压缩机压缩后的所述气相制冷剂并进一步进行压缩;和第二雾化机构,其配置在从所述第一压缩机的所述排出口到所述第二压缩机的排出口的第二蒸汽路径上并向所述第二蒸汽路径雾化喷射所述液相制冷剂。根据第四技术方案,在第二压缩机中也连续地抑制由压缩过程中的制冷剂的过热度的增加引起的制冷剂的焓的增加。第二压缩机需要的压缩动力可降低到小于完全绝热的等熵压缩所需的压缩动力。能够大幅地减小为了使制冷剂的压力上升到预定压力而第二压缩机应做的功。也就是说,能够大幅节约第二压缩机的功耗。结果,制冷循环装置的效率提高。

在本公开的第五技术方案中,例如,第四技术方案涉及的制冷循环装置还具备第二制冷剂供给路径,所述第二制冷剂供给路径将从所述蒸发器、所述冷凝器以及缓冲容器选择的至少一个与所述第二雾化机构连接,所述缓冲容器与所述蒸发器和所述冷凝器分别连通并积存所述液相制冷剂。能通过第二制冷剂供给路径向第二雾化机构切实地供给液相制冷剂。

在本公开的第六技术方案中,例如,第五技术方案涉及的制冷循环装置的所述第二制冷剂供给路径将所述蒸发器与所述第二雾化机构连接,从所述第二雾化机构雾化喷射的所述液相制冷剂是积存于所述蒸发器的所述液相制冷剂。根据第六技术方案,比吸入到第二压缩机的气相制冷剂的温度低的温度的雾状的液相制冷剂被吸入到第二压缩机。在该情况下,能够防止液相制冷剂闪蒸而在第二压缩机内部蒸汽量急剧增大。

在本公开的第七技术方案中,例如,第五技术方案涉及的制冷循环装置的所述第二制冷剂供给路径将所述冷凝器与所述第二雾化机构连接,从所述第二雾化机构雾化喷射的所述液相制冷剂是积存于所述冷凝器的所述液相制冷剂。根据第七技术方案,与吸入到第二压缩机的气相制冷剂的饱和温度相等或比其高的温度的雾状的液相制冷剂被吸入到第二压缩机。在该情况下,能够防止气相制冷剂过度冷却而在第二压缩机内部冷凝。

在本公开的第八技术方案中,例如,第五技术方案涉及的制冷循环装置的所述第二制冷剂供给路径将所述缓冲容器与所述第二雾化机构连接,从所述第二雾化机构雾化喷射的所述液相制冷剂是积存于所述缓冲容器的所述液相制冷剂。积存于缓冲容器的液相制冷剂的微粒被吸入到第二压缩机。积存于缓冲容器的液相制冷剂的温度与第二压缩机内部的气相制冷剂的饱和温度之差为零或充分小。因此,能够防止气相制冷剂过度冷却而在第二压缩机内部冷凝或液相制冷剂闪蒸而在第二压缩机内部蒸汽量急剧增大。

在本公开的第九技术方案中,例如,第五技术方案涉及的制冷循环装置的所述第一制冷剂供给路径将所述冷凝器与所述第一雾化机构连接,所述第二制冷剂供给路径从所述第一制冷剂供给路径分支并将所述冷凝器与所述第二雾化机构连接,从所述第一雾化机构和所述第二雾化机构分别雾化喷射的所述液相制冷剂是积存于所述冷凝器的所述液相制冷剂。根据第九技术方案,与吸入到第一压缩机的气相制冷剂的饱和温度相等或比其高的温度的雾状的液相制冷剂被吸入到第一压缩机。在该情况下,能够防止气相制冷剂过度冷却而在第一压缩机的内部冷凝。同样地,与吸入到第二压缩机的气相制冷剂的饱和温度相等或比其高的温度的雾状的液相制冷剂被吸入到第二压缩机。在该情况下,能够防止气相制冷剂过度冷却而在第二压缩机内部冷凝。根据在第一技术方案中说明的机理,能够切实地在第一压缩机和第二压缩机各自中得到降低压缩动力的效果。

以下,参照附图说明本公开的实施方式。本公开不限定于以下的实施方式。

(实施方式1)

如图1所示,本实施方式的制冷循环装置100具备蒸发器2、第一压缩机3、冷凝器4、第一雾化机构5以及第一制冷剂供给路径11。第一压缩机3通过吸入配管6与蒸发器2连接,通过排出配管8与冷凝器4连接。详细而言,在蒸发器2的出口和第一压缩机3的吸入口连接有吸入配管6。在第一压缩机3的排出口和冷凝器4的入口连接有排出配管8。冷凝器4通过返回路径9与蒸发器2连接。返回路径9由至少一根配管形成。蒸发器2、第一压缩机3以及冷凝器4按该顺序连接成环状而形成制冷剂回路10。

在蒸发器2中,制冷剂蒸发而生成气相制冷剂(制冷剂蒸汽)。在蒸发器2中生成的气相制冷剂通过吸入配管6吸入到第一压缩机3并被压缩。压缩后的气相制冷剂通过排出配管8供给到冷凝器4。在冷凝器4中,气相制冷剂冷却而生成液相制冷剂(制冷剂液体)。液相制冷剂通过返回路径9从冷凝器4送到蒸发器2。

在制冷循环装置100中填充有单一种类的制冷剂。作为制冷剂,能够使用氟利昂类制冷剂、低gwp(globalwarmingpotential,全球暖化潜势;)制冷剂以及天然制冷剂。作为氟利昂类制冷剂,可列举hcfc(hydrochlorofluorocarbon)、hfc(hydrofluorocarbon)等。作为低gwp制冷剂,可列举hfo-1234yf等。作为天然制冷剂,可列举co2、水等。

优选的是,在制冷循环装置100中填充有包含常温(日本工业标准:20℃±15℃/jisz8703)下的饱和蒸汽压力为负压(在绝对压力下比大气压低的压力)的物质作为主成分的制冷剂。作为这种制冷剂,可列举包含水作为主成分的制冷剂。“主成分”的含义是以质量比计包含最多的成分。

在使用水作为制冷剂的情况下,制冷循环中的压力比容易扩大,且制冷剂的过热度容易变得过大。通过使在第一雾化机构5生成的雾状的液相制冷剂与在蒸发器2中生成的气相制冷剂一起吸入到第一压缩机3,从而能连续地抑制由压缩过程中的制冷剂的过热度的增加引起的制冷剂的焓的增加。由此,能够大幅地减小为了使制冷剂的压力上升到预定压力而第一压缩机3应做的功。也就是说,能够大幅节约第一压缩机3的功耗。

制冷循环装置100还具备吸热回路12和散热回路14。

吸热回路12是用于使用在蒸发器2中冷却后的液相制冷剂的回路,具有泵、室内热交换器等必要的设备。吸热回路12的一部分位于蒸发器2的内部。在蒸发器2的内部,吸热回路12的一部分既可以位于液相制冷剂的液面的上方,也可以位于液相制冷剂的液面的下方。在吸热回路12中填充有水、载冷剂(brine)等热介质。

积存于蒸发器2的液相制冷剂与构成吸热回路12的构件(配管)接触。由此,在液相制冷剂与吸热回路12内部的热介质之间进行热交换,液相制冷剂蒸发。吸热回路12内部的热介质由液相制冷剂的蒸发潜热冷却。例如,在制冷循环装置100是进行室内的制冷的空调装置的情况下,利用吸热回路12的热介质冷却室内的空气。室内热交换器例如是翅片管热交换器。

散热回路14是为了从冷凝器4内部的制冷剂夺取热而使用的回路,具有泵、冷却塔等必要的设备。散热回路14的一部分位于冷凝器4的内部。详细而言,在冷凝器4的内部,散热回路14的一部分位于液相制冷剂的液面的上方。在散热回路14中填充有水、载冷剂等热介质。在制冷循环装置100是进行室内的制冷的空调装置的情况下,冷凝器4配置于室外,利用散热回路14的热介质冷却冷凝器4的制冷剂。

从第一压缩机3排出的高温的气相制冷剂在冷凝器4的内部与构成散热回路14的构件(配管)接触。由此,在气相制冷剂与散热回路14内部的热介质之间进行热交换,气相制冷剂冷凝。散热回路14内部的热介质由气相制冷剂的冷凝潜热加热。利用气相制冷剂加热后的热介质例如在散热回路14的冷却塔(未图示)中利用外部空气或冷却水被冷却。

蒸发器2例如由具有绝热性和耐压性的容器构成。蒸发器2积存液相制冷剂,并且使液相制冷剂在内部蒸发。蒸发器2内部的液相制冷剂吸收从蒸发器2的外部带来的热而蒸发。即,通过从吸热回路12吸收热从而加热后的液相制冷剂在蒸发器2中蒸发。在本实施方式中,积存于蒸发器2的液相制冷剂与在吸热回路12中循环的热介质间接地接触。也就是说,积存于蒸发器2的液相制冷剂的一部分由吸热回路12的热介质加热,被用于加热饱和状态下的液相制冷剂。积存于蒸发器2的液相制冷剂的温度和在蒸发器2中生成的气相制冷剂的温度例如是5℃。

在本实施方式中,蒸发器2是间接接触型热交换器(例如壳管热交换器)。但是,蒸发器2也可以是喷雾式或填充材料式热交换器这样的直接接触型热交换器。也就是说,也可以通过使液相制冷剂在吸热回路12中循环从而加热液相制冷剂。并且,也可以省略吸热回路12。

第一压缩机3吸入并压缩在蒸发器2中生成的气相制冷剂。在蒸发器2的出口与第一压缩机3的吸入口之间不设置对气相制冷剂提供压缩作用的设备。吸入到第一压缩机3的气相制冷剂是在蒸发器2中生成后未被压缩的气相制冷剂。吸入到第一压缩机3的气相制冷剂的压力与充满蒸发器2的内部的气相制冷剂的压力相等或比其稍低。第一压缩机3例如是速度型压缩机(dynamiccompressor)。速度型压缩机是通过对气相制冷剂提供动量其后使其减速,从而使气相制冷剂的压力上升的压缩机。作为速度型压缩机,可列举离心压缩机、斜流压缩机以及轴流压缩机等。速度型压缩机也称为涡轮压缩机。第一压缩机3也可以具备用于使转速变化的可变速机构。可变速机构的例子是驱动第一压缩机3的电机的逆变器。第一压缩机3的排出口处的制冷剂的温度例如处于100~150℃的范围内。第一压缩机3也可以是容积型压缩机。作为容积型压缩机,可列举往复压缩机、回转压缩机、涡旋压缩机以及螺杆压缩机等。

冷凝器4例如由具有绝热性和耐压性的容器构成。冷凝器4使在第一压缩机3中压缩后的气相制冷剂冷凝,并且积存通过使气相制冷剂冷凝而产生的液相制冷剂。在本实施方式中,气相制冷剂与通过向外部环境放出热而冷却的热介质间接地接触而冷凝。也就是说,气相制冷剂由散热回路14的热介质冷却而冷凝。导入到冷凝器4的气相制冷剂的温度例如处于100~150℃的范围内。积存于冷凝器4的液相制冷剂的温度例如是35℃。

在本实施方式中,冷凝器4是间接接触型热交换器(例如壳管热交换器)。但是,冷凝器4也可以是喷雾式或填充材料式热交换器这样的直接接触型热交换器。也就是说,可以通过使液相制冷剂在散热回路14中循环从而冷却液相制冷剂。并且,也可以省略散热回路14。

吸入配管6是用于将气相制冷剂从蒸发器2引导到第一压缩机3的流路。蒸发器2的出口经由吸入配管6与第一压缩机3的吸入口连接。

排出配管8是用于将压缩后的气相制冷剂从第一压缩机3引导到冷凝器4的流路。第一压缩机3的排出口经由排出配管8与冷凝器4的入口连接。

第一雾化机构5是将液相制冷剂微粒化而进行喷雾的喷雾喷嘴。第一雾化机构5配置在从吸入配管6的入口到第一压缩机3的排出口的第一蒸汽路径上。在本实施方式中,第一雾化机构5安装于吸入配管6。吸入配管6构成第一蒸汽路径的一部分。也就是说,第一雾化机构5配置在第一蒸汽路径上并向第一蒸汽路径雾化喷射液相制冷剂。第一雾化机构5例如朝向第一压缩机3的吸入口的方向。在该情况下,用第一雾化机构5生成的雾状的液相制冷剂能切实地被吸入到第一压缩机3。吸入配管6呈l字形弯曲时,第一雾化机构5对吸入配管6的直线部分且与第一压缩机3连接的部分雾化喷射液相制冷剂。由此,能够减少与吸入配管6的内壁面碰撞的液相制冷剂的微粒的数量。

在本实施方式中,第一制冷剂供给路径11将蒸发器2与第一雾化机构5连接。通过第一制冷剂供给路径11向第一雾化机构5供给积存于蒸发器2的液相制冷剂。第一制冷剂供给路径11可由至少一根配管构成。在蒸发器2中,第一制冷剂供给路径11的入口位于积存于蒸发器2的液相制冷剂的液面的下方。在第一制冷剂供给路径11中可以配置有泵、阀等。

制冷循环装置100可以具备积存液相制冷剂的预备容器。预备容器例如与蒸发器2连接。液相制冷剂被从蒸发器2移到预备容器。第一制冷剂供给路径11将预备容器与第一雾化机构5连接,以从预备容器向第一雾化机构5供给液相制冷剂。预备容器可以与吸入配管6连接。在该情况下,预备容器可以积存从制冷循环内供给的液相制冷剂,也可以积存经由吸入配管6的内周面等利用外部热源冷却而生成的液相制冷剂。

如图2所示,第一雾化机构5可以是使液相制冷剂在液相状态下微粒化的单流体微粒化喷嘴。第一雾化机构5具备喷嘴本体18、喷射口18p以及碰撞部19。喷嘴本体18是与第一制冷剂供给路径11的一端连接的筒状部分。喷射口18p设置于喷嘴本体18的前端。也可以在喷嘴本体18上设置多个喷射口18p。喷射口18p可以是非常小的孔(orifice)。碰撞部19配置在喷射口18p的中心轴上。碰撞部19具有碰撞面19a,所述碰撞面19a是相对于喷射口18p的中心轴倾斜的平面。当液相制冷剂通过喷射口18p时,生成液相制冷剂的喷流20。通过喷流20与碰撞部19碰撞从而液相制冷剂微粒化,形成液相制冷剂的微粒流vp。液相制冷剂的微粒流vp向碰撞面19a的倾斜方向行进。

优选的是,从第一雾化机构5雾化喷射的液相制冷剂的微粒具有能高效地进行气相制冷剂与液相制冷剂的微粒之间的热交换的大小。液相制冷剂的微粒的大小例如处于1~10μm的范围内。

第一雾化机构5的构造不限定于图2所示的构造。作为第一雾化机构5,可使用旋涡喷嘴、双流体喷嘴、超声波喷嘴等喷雾喷嘴。旋涡喷嘴是利用离心力使液体微粒化的喷雾喷嘴。双流体喷嘴是利用液体流和气体流的相对速度使液体微粒化的喷雾喷嘴。超声波喷嘴是利用超声波使液体微粒化的喷雾喷嘴。

返回路径9是用于将液相制冷剂从冷凝器4引导到蒸发器2的流路。利用返回路径9将蒸发器2与冷凝器4连接。在返回路径9中也可以配置泵、流量调整阀等。返回路径9可由至少一根配管构成。

接着,详细说明第一压缩机3的构造。

如图3所示,第一压缩机3具备叶轮47、旋转轴49、扩散部50、涡壳(volute)51以及壳体52。

叶轮47安装于旋转轴49并高速旋转。叶轮47和旋转轴49的转速例如处于5000~100000rpm的范围内。叶轮47例如用铝、硬铝(duralumin)、铁以及陶瓷等材料制造。旋转轴49用s45ch等强度高的铁类材料制造。叶轮47具有沿着周向配置的多个叶片。在相邻的叶片之间形成有叶片间流路48。当叶轮47旋转时,对在多个叶片间流路48中的每一个中流动的气相制冷剂提供旋转方向的速度。

扩散部50是用于将利用叶轮47在旋转方向上加速后的气相制冷剂引导到排出空间54的流路。扩散部50的流路截面积从叶片间流路48向排出空间54扩大。该构造使利用叶轮47加速后的气相制冷剂的流速减速,并使气相制冷剂的压力上升。扩散部50例如是由在半径方向上延伸的流路构成的无翼片扩散部。为了使制冷剂的压力有效地上升,扩散部50也可以是具有多个翼片和由它们分隔而成的多个流路的翼片扩散部。

涡壳51是形成吸入空间53和排出空间54的部件。吸入空间53是用于向叶轮47引导应压缩的气相制冷剂的流路。吸入空间53位于叶轮47的上游,由作为涡壳51的内周面的筒状护罩壁包围。排出空间54是收集通过扩散部50的气相制冷剂的空间。压缩后的气相制冷剂经由排出空间54引导到第一压缩机3的外部(排出配管8)。排出空间54的截面积沿着圆周方向扩大,由此,排出空间54中的气相制冷剂的流速和角动量保持为一定。涡壳51利用铁类材料或铝类材料制造。作为铁类材料,可列举fc250、fcd400以及ss400等。作为铝类材料,可列举acd12等。

壳体52承担收容第一压缩机3的各种部件的外壳的作用,并且形成扩散部50。详细而言,通过将涡壳51和壳体52组合,从而形成扩散部50和排出空间54。壳体52可利用上述铁类材料或铝类材料制造。扩散部50为翼片扩散部时,多个翼片也可利用上述铁类材料或铝类材料制造。

也可以在吸入空间53的上游侧设置入口导翼(igv)。

接着,说明制冷循环装置100的工作及作用。

在制冷循环装置100放置一定期间(例如夜间)的情况下,制冷循环装置100内部(制冷剂回路10)的温度基本均衡为环境温度。制冷循环装置100内部的压力均衡为特定的压力。当启动第一压缩机3时,蒸发器2内部的压力逐渐降低,液相制冷剂通过从与内部空气进行热交换的吸热回路12的热介质吸热从而蒸发并生成气相制冷剂。气相制冷剂被吸入到第一压缩机3而进行压缩,并被从第一压缩机3排出。高压的气相制冷剂被导入到冷凝器4,通过气相制冷剂经由散热回路14向外部空气等散热从而冷凝并生成液相制冷剂。液相制冷剂通过返回路径9从冷凝器4送到蒸发器2。

用第一雾化机构5生成的雾状的液相制冷剂与在蒸发器2中生成的气相制冷剂一起被吸入到第一压缩机3。当雾状的液相制冷剂被吸入到第一压缩机3时,在利用第一压缩机3升压而温度上升的气相制冷剂与雾状的液相制冷剂之间发生热交换,通过雾状的液相制冷剂的蒸发而连续地冷却过热状态的气相制冷剂。由此,能连续地抑制由压缩过程中的制冷剂的过热度的增加引起的制冷剂的焓的增加。第一压缩机3需要的压缩动力可降低到小于完全绝热的等熵压缩所需的压缩动力。能够大幅地减小为了使制冷剂的压力上升到预定压力而第一压缩机3应做的功。也就是说,能够大幅节约第一压缩机3的功耗。结果,制冷循环装置100的效率提高。

根据图2所示的构造,能够向碰撞面19a的倾斜方向集中地喷出液相制冷剂的微粒。例如,在使用旋涡喷嘴作为第一雾化机构5的情况下,液相制冷剂的微粒在较广的范围内扩散,其大部分有可能与吸入配管6的内壁面或第一压缩机3的内壁面碰撞。在该情况下,利用于气相制冷剂的连续冷却的液相制冷剂的微粒的数量减少。根据本实施方式的构造,能够避免或减小这种不利。结果,能够切实地得到降低压缩动力的效果。当然,作为第一雾化机构5,并不是不能使用旋涡喷嘴。

根据本实施方式,通过第一制冷剂供给路径11向第一雾化机构5供给积存于蒸发器2的液相制冷剂。与吸入到第一压缩机3的气相制冷剂的温度(饱和温度)基本相同的温度的雾状的液相制冷剂被吸入到第一压缩机3。在该情况下,能够防止液相制冷剂闪蒸而在第一压缩机3的内部蒸汽量急剧增大。结果,抑制了伴随着蒸汽量的增加的、压缩动力的增加。由于能抑制伴随着蒸汽量的增加的、压缩动力的增加,所以即使在如过负荷运转时那样压缩机输入过大的运转条件下,根据上述机理,也能够得到降低压缩动力的效果而不会大幅降低制冷能力。另外,也能够防止由于蒸汽量的增加而第一压缩机3发生阻塞。

以下,说明几个其他实施方式。有时对实施方式1与各实施方式之间的共同的要素赋予相同的参照标号,并省略它们的说明。只要技术上不矛盾,与各实施方式相关的说明可相互应用。只要技术上不矛盾,各实施方式可以相互组合。

(实施方式2)

如图4所示,在本实施方式的制冷循环装置102中,第一制冷剂供给路径11将冷凝器4与第一雾化机构5连接。从第一雾化机构5雾化喷射的液相制冷剂是积存于冷凝器4的液相制冷剂。在本实施方式中,根据在实施方式1中说明的机理,也能够得到降低压缩动力的效果。也就是说,应供给到第一雾化机构5的液相制冷剂不限定于积存于蒸发器2的液相制冷剂。只要存在于制冷剂回路10,液相制冷剂就可被供给到第一雾化机构5。例如,如后所述,当存在与蒸发器2或冷凝器4连接并积存液相制冷剂的缓冲容器时,第一制冷剂供给路径11可以将该缓冲容器与第一雾化机构5连接以从该缓冲容器向第一雾化机构5供给液相制冷剂。并且,第一制冷剂供给路径11可以从返回路径9分支。换句话说,返回路径9可以兼用作第一制冷剂供给路径11的一部分。在该情况下,第一制冷剂供给路径11将液相制冷剂从冷凝器4向第一雾化机构5引导。

根据本实施方式,比吸入到第一压缩机3的气相制冷剂的温度(饱和温度)高的温度的雾状的液相制冷剂被吸入到第一压缩机3。在该情况下,在防止气相制冷剂过度冷却而在第一压缩机3的内部冷凝的同时,根据在实施方式1中说明的机理,能够得到降低压缩动力的效果。

制冷循环装置102可以具备积存液相制冷剂的预备容器。预备容器例如与冷凝器4连接。将液相制冷剂从冷凝器4移到预备容器。第一制冷剂供给路径11将预备容器与第一雾化机构5连接,以从预备容器向第一雾化机构5供给液相制冷剂。

(实施方式3)

如图5所示,在本实施方式的制冷循环装置104中,第一压缩机3直接安装于蒸发器2。第一压缩机3例如通过法兰连接直接固定于蒸发器2。不设置将蒸发器2的出口与第一压缩机3的吸入口3a连接的吸入配管6(参照图1)。第一雾化机构5配置在蒸发器2的内部,并向第一压缩机3的吸入口3a雾化喷射液相制冷剂。例如,在参照图2说明的构造中,碰撞面19a朝向第一压缩机3的吸入口3a的方向。详细而言,第一压缩机3的吸入口3a存在于碰撞面19a的延长线上。

随着制冷循环装置的制冷能力增加,在蒸发器生成的气相制冷剂的体积流量也增加。当气相制冷剂的体积流量增加时,为了将蒸发器与压缩机连接,需要足够大的直径的吸入配管,无法避免制冷循环装置的尺寸的扩大。在使用饱和蒸汽压力为负压的制冷剂的情况下该问题会明显化。另一方面,通过如本实施方式省略吸入配管,从而能够使制冷循环装置104小型化。

省略吸入配管的构造也可应用于本公开的其他全部实施方式。

(实施方式4)

如图6所示,本实施方式的制冷循环装置106在实施方式1的制冷循环装置100的结构的基础之上,还具备中间路径7、第二压缩机13、第二雾化机构15以及第二制冷剂供给路径17。

制冷循环装置106具备多级压缩机3及13。在本实施方式中,第一压缩机3是第一级压缩机,第二压缩机13是第二级压缩机。吸入到第一压缩机3的气相制冷剂是在蒸发器2中生成后未被压缩的气相制冷剂。吸入到第一压缩机3的气相制冷剂的压力与充满蒸发器2的内部的气相制冷剂的压力相等或比其稍低。

第二压缩机13吸入利用第一压缩机3压缩后的气相制冷剂并进一步进行压缩。第二压缩机13例如是速度型压缩机。第一压缩机3和第二压缩机13既可以是相同类型的速度型压缩机,也可以是相互不同类型的速度型压缩机。第一压缩机3和第二压缩机13为相同类型的速度型压缩机时,第一压缩机3和第二压缩机13可构成具有旋转轴49作为共同的部件的两级涡轮压缩机。第二压缩机13也可以是容积型压缩机。第一压缩机3和第二压缩机13既可以是相同类型的容积型压缩机,也可以是相互不同类型的容积型压缩机。

压缩机的级数不限定于两级,也可以设置有三级以上的压缩机。这也适用于其他实施方式。

中间路径7是将第一压缩机3的排出口与第二压缩机13的吸入口连接的流路。中间路径7既可以是利用两级涡轮压缩机的壳体形成的流路,也可以是利用至少一根配管形成的流路。在第一压缩机3中压缩后的气相制冷剂通过中间路径7送到第二压缩机13。

与第一雾化机构5同样地,第二雾化机构15是将液相制冷剂微粒化并喷雾的喷雾喷嘴。第二雾化机构15配置在从第一压缩机3的排出口到第二压缩机13的排出口的第二蒸汽路径上。在本实施方式中,第二雾化机构15配置于中间路径7。中间路径7构成第二蒸汽路径的一部分。也就是说,第二雾化机构15配置在第二蒸汽路径上并向第二蒸汽路径雾化喷射液相制冷剂。第二雾化机构15例如朝向第二压缩机13的吸入口的方向。在该情况下,用第二雾化机构15生成的雾状的液相制冷剂能切实地被吸入到第二压缩机13。

在本实施方式中,第二制冷剂供给路径17将冷凝器4与第二雾化机构15连接。通过第二制冷剂供给路径17向第二雾化机构15供给积存于冷凝器4的液相制冷剂。第二制冷剂供给路径17可由至少一根配管构成。在冷凝器4中,第二制冷剂供给路径17的入口位于积存于冷凝器4的液相制冷剂的液面的下方。在第二制冷剂供给路径17中可以配置有泵、阀等。

第二雾化机构15的构造既可以与第一雾化机构5相同,也可以不同。作为第二雾化机构15,可使用参照图2说明的单流体微粒化喷嘴。能够作为第一雾化机构5使用的喷雾喷嘴也能够作为第二雾化机构15使用。

根据本实施方式,除了在实施方式1中得到的效果之外,还能够得到以下效果。在第二雾化机构15中生成的雾状的液相制冷剂与在第一压缩机3中压缩后的气相制冷剂一起被吸入到第二压缩机13。当雾状的液相制冷剂被吸入到第二压缩机13时,在利用第二压缩机13升压而温度上升的气相制冷剂与雾状的液相制冷剂之间发生热交换,通过雾状的液相制冷剂的蒸发而连续地冷却过热状态的气相制冷剂。由此,能连续地抑制由压缩过程中的制冷剂的过热度的增加引起的制冷剂的焓的增加。第二压缩机13需要的压缩动力可降低到小于完全绝热的等熵压缩所需的压缩动力。能够大幅地减小为了使制冷剂的压力上升到预定压力而第二压缩机13应做的功。也就是说,能够大幅节约第二压缩机13的功耗。结果,制冷循环装置106的效率提高。

根据本实施方式,通过第一制冷剂供给路径11向第一雾化机构5供给积存于蒸发器2的液相制冷剂。与吸入到第一压缩机3的气相制冷剂的温度(饱和温度)基本相同的温度的雾状的液相制冷剂被吸入到第一压缩机3。在该情况下,能够防止液相制冷剂闪蒸而在第一压缩机3的内部蒸汽量急剧增大。

与中间路径7中的气相制冷剂的压力对应的饱和温度存在于蒸发器2中的制冷剂的饱和温度与冷凝器4中的制冷剂的饱和温度之间的温度带。通过第二制冷剂供给路径17向第二雾化机构15供给积存于冷凝器4的液相制冷剂。与吸入到第二压缩机13的气相制冷剂的饱和温度相等或比其高的温度的雾状的液相制冷剂被吸入到第二压缩机13。在该情况下,能够防止气相制冷剂过度冷却而在第二压缩机13内部冷凝。即使在制冷循环装置106在小能力和高压力比的条件下运转的情况下,也能够防止制冷剂在第二压缩机13内部冷凝,因此,能够防止由于蒸汽量减少而第二压缩机13发生喘振(surging)。

在本实施方式的制冷循环装置106中设置有两级压缩机3和13。因此,即使在外部空气温度较高并要求高的压力比的条件下,根据上述机理,也能够在降低压缩动力的同时提供足够的制冷能力。在具备多级压缩机的其他实施方式中也能够得到该效果。

(实施方式5)

如图7所示,本实施方式的制冷循环装置108在实施方式1的制冷循环装置100的结构的基础之上,还具备中间路径7、第二压缩机13、第二雾化机构15以及第二制冷剂供给路径17。中间路径7、第二压缩机13、第二雾化机构15以及第二制冷剂供给路径17的结构是如在实施方式4中说明的那样。本实施方式与实施方式4的不同点在于第一制冷剂供给路径11和第二制冷剂供给路径17。

在本实施方式中,第一制冷剂供给路径11将冷凝器4与第一雾化机构5连接。第二制冷剂供给路径17将冷凝器4与第二雾化机构15连接。详细而言,第二制冷剂供给路径17从第一制冷剂供给路径11分支并将冷凝器4与第二雾化机构15连接。第一制冷剂供给路径11兼用作第二制冷剂供给路径17的一部分。从第一雾化机构5和第二雾化机构15分别雾化喷射的液相制冷剂是积存于冷凝器4的液相制冷剂。

与吸入到第一压缩机3的气相制冷剂的饱和温度相等或比其高的温度的雾状的液相制冷剂被吸入到第一压缩机3。在该情况下,能够防止气相制冷剂过度冷却而在第一压缩机3的内部冷凝。同样地,与吸入到第二压缩机13的气相制冷剂的饱和温度相等或比其高的温度的雾状的液相制冷剂被吸入到第二压缩机13。在该情况下,能够防止气相制冷剂过度冷却而在第二压缩机13内部冷凝。根据在实施方式1中说明的机理,能够切实地在第一压缩机3和第二压缩机13分别得到降低压缩动力的效果。

根据本实施方式,能够在第一制冷剂供给路径11与第二制冷剂供给路径17之间的分支位置p的上游侧,在第一制冷剂供给路径11中配置泵。通过该泵的工作,能够向第一雾化机构5和第二雾化机构15双方切实地供给液相制冷剂。由于不需要在第一制冷剂供给路径11和第二制冷剂供给路径17分别配置泵,所以本实施方式在成本方面也是有利的。当然,也可以在第一制冷剂供给路径11和第二制冷剂供给路径17分别配置泵。

(实施方式6)

如图8所示,本实施方式的制冷循环装置110在实施方式1的制冷循环装置100的结构的基础之上,还具备中间路径7、第二压缩机13、第二雾化机构15以及第二制冷剂供给路径17。中间路径7、第二压缩机13、第二雾化机构15以及第二制冷剂供给路径17的结构是如在实施方式4中说明的那样。本实施方式与实施方式4的不同点在于第一制冷剂供给路径11和第二制冷剂供给路径17。

在本实施方式中,第一制冷剂供给路径11将蒸发器2与第一雾化机构5连接。第二制冷剂供给路径17将蒸发器2与第二雾化机构15连接。详细而言,第二制冷剂供给路径17从第一制冷剂供给路径11分支并将蒸发器2与第二雾化机构15连接。第一制冷剂供给路径11兼用作第二制冷剂供给路径17的一部分。从第一雾化机构5和第二雾化机构15分别雾化喷射的液相制冷剂是积存于蒸发器2的液相制冷剂。

与吸入到第一压缩机3的气相制冷剂的温度(饱和温度)基本相同的温度的雾状的液相制冷剂被吸入到第一压缩机3。在该情况下,能够防止液相制冷剂闪蒸而在第一压缩机3的内部蒸汽量急剧增大。结果,能抑制伴随着蒸汽量的增加的、压缩动力的增加。比吸入到第二压缩机13的气相制冷剂的温度低的温度的雾状的液相制冷剂被吸入到第二压缩机13。在该情况下,能够防止液相制冷剂闪蒸而在第二压缩机13内部蒸汽量急剧增大。结果,能抑制伴随着蒸汽量的增加的、压缩动力的增加。也能够防止由于蒸汽量的增加而第一压缩机3和第二压缩机13发生阻塞。根据在实施方式1中说明的机理,能够切实地在第一压缩机3和第二压缩机13分别得到降低压缩动力的效果。

(实施方式7)

如图9所示,本实施方式的制冷循环装置112在实施方式1的制冷循环装置100的结构的基础之上,还具备中间路径7、第二压缩机13、第二雾化机构15、第二制冷剂供给路径17以及缓冲容器16。中间路径7、第二压缩机13、第二雾化机构15以及第二制冷剂供给路径17的结构是如在实施方式4中说明的那样。本实施方式与实施方式4的不同点在于返回路径9、缓冲容器16(第一缓冲容器)以及第二制冷剂供给路径17。

在本实施方式中,返回路径9具有上游部分9a和下游部分9b。利用上游部分9a将冷凝器4的出口与缓冲容器16的入口连接。利用下游部分9b将缓冲容器16的出口与蒸发器2的入口连接。也就是说,缓冲容器16位于从冷凝器4向蒸发器2的返回路径9上。缓冲容器16与蒸发器2和冷凝器4分别连通。

缓冲容器16暂时积存应从冷凝器4送到蒸发器2的液相制冷剂。缓冲容器16还与中间路径7连接。缓冲容器16例如由具有绝热性和耐压性的容器构成。缓冲容器16内部的压力与中间路径7中的气相制冷剂的压力相等。积存于缓冲容器16的液相制冷剂的温度与中间路径7中的气相制冷剂的压力所对应的饱和温度基本相等。

第二制冷剂供给路径17将缓冲容器16与第二雾化机构15连接。从第二雾化机构15雾化喷射的液相制冷剂是积存于缓冲容器16的液相制冷剂。在缓冲容器16中,第二制冷剂供给路径17的入口位于积存于缓冲容器16的液相制冷剂的液面的下方。

根据本实施方式,与实施方式4~6同样地,在第二压缩机13中也能够得到降低压缩动力的效果。积存于缓冲容器16的液相制冷剂的微粒被吸入到第二压缩机13。积存于缓冲容器16的液相制冷剂的温度与第二压缩机13内部的气相制冷剂的饱和温度之差为零或足够小。因此,能够防止气相制冷剂过度冷却而在第二压缩机13内部冷凝或液相制冷剂闪蒸而在第二压缩机13内部蒸汽量急剧增大。即使在如过负荷运转时那样压缩机输入过大的运转条件下,也能够抑制由液相制冷剂的闪蒸导致的蒸汽量的增加和伴随于此的压缩动力的增加。所以,能高效地抑制由压缩过程中的制冷剂的过热度的增加引起的制冷剂的焓的增加,在第一压缩机3和第二压缩机13分别能够充分地得到降低压缩动力的效果。

第一制冷剂供给路径11也可以将缓冲容器16与第一雾化机构5连接。在该情况下,从第一雾化机构5喷射的液相制冷剂是积存于缓冲容器16的液相制冷剂。比吸入到第一压缩机3的气相制冷剂的温度高的温度的雾状的液相制冷剂被吸入到第一压缩机3。在该情况下,在防止气相制冷剂过度冷却而在第一压缩机3的内部冷凝的同时,根据在实施方式1中说明的机理,能够切实地得到降低压缩动力的效果。

(实施方式8)

如图10所示,本实施方式的制冷循环装置114是实施方式5的制冷循环装置108的变形例。在制冷循环装置114中,作为冷凝器4的代替,使用喷射器21、缓冲容器22(第二缓冲容器)、配管31a、配管31b以及热交换器23。喷射器21、缓冲容器22以及热交换器23利用配管31a和配管31b按该顺序连接为环状。可以在从配管31a和配管31b选择的至少一个上配置泵。

喷射器21利用配管31b与热交换器23连接,利用排出配管8与第二压缩机13连接。也可以省略第二压缩机13。在省略第二压缩机13的情况下,喷射器21可利用排出配管8与第一压缩机3连接。通过配管31b向喷射器21供给从热交换器23流出的液相制冷剂作为驱动流。通过排出配管8向喷射器21供给在第一压缩机3和第二压缩机13中压缩后的气相制冷剂作为吸引流。

缓冲容器22例如由具有绝热性和耐压性的容器构成。缓冲容器22与喷射器21的排出口连接。也可以在喷射器21与缓冲容器22之间设置配管。从喷射器21向缓冲容器22供给液相制冷剂或气液二相制冷剂,液相制冷剂积存于缓冲容器22。缓冲容器22利用配管31a与热交换器23连接。通过配管31a,从缓冲容器22向热交换器23输送液相制冷剂。缓冲容器22还利用返回路径9与蒸发器2连接。通过返回路径9,向蒸发器2输送积存于缓冲容器22的液相制冷剂。

热交换器23可由翅片管热交换器、壳管热交换器等公知的热交换器形成。在制冷循环装置114是进行室内的制冷的空调装置的情况下,热交换器23配置在室外,利用室外的空气冷却液相制冷剂。

在第一压缩机3和第二压缩机13中压缩后的气相制冷剂被吸入到喷射器21。在缓冲容器22中积存有液相制冷剂。该液相制冷剂在热交换器23中冷却,并被供给到喷射器21。在喷射器21的内部,从第二压缩机13供给的气相制冷剂和从热交换器23供给的液相制冷剂混合而生成气液二相状态的制冷剂,并且压缩气液二相状态的制冷剂。从喷射器21排出高温的液相制冷剂或气液二相制冷剂并供给到缓冲容器22。通过在喷射器21的内部将气液二相状态的制冷剂升压,从而气相制冷剂冷凝,在热交换器23中冷却液相制冷剂。从该情况能够理解,喷射器21、缓冲容器22以及热交换器23作为冷凝器4的代替来发挥功能。

根据本实施方式,通过第一压缩机3和第二压缩机13各自的内部的雾状的液相制冷剂的蒸发,能抑制压缩过程中的制冷剂的焓的增加。同时,在喷射器21中的升压过程和冷凝过程中,也能抑制制冷剂的焓的增加。

制冷循环装置114还具备泵24、控制器27、第一温度传感器25、第二温度传感器26、第一压力传感器28以及第二压力传感器29。

在本实施方式中,第一制冷剂供给路径11将缓冲容器22与第一雾化机构5连接。第二制冷剂供给路径17将缓冲容器22与第二雾化机构15连接。详细而言,第二制冷剂供给路径17从第一制冷剂供给路径11分支并将缓冲容器22与第二雾化机构15连接。第一制冷剂供给路径11兼用作第二制冷剂供给路径17的一部分。从第一雾化机构5和第二雾化机构15分别雾化喷射的液相制冷剂是积存于缓冲容器22的液相制冷剂。

在第一制冷剂供给路径11与第二制冷剂供给路径17之间的分支位置p的上游侧,在第一制冷剂供给路径11中配置有泵24。泵24将积存于缓冲容器22的液相制冷剂升压,并供给到第一雾化机构5和第二雾化机构15中的每一个。通过泵24的工作,能够向第一雾化机构5和第二雾化机构15双方切实地供给液相制冷剂。由于不需要在第一制冷剂供给路径11和第二制冷剂供给路径17中的每一个中设置泵,所以本实施方式在成本方面也是有利的。当然,也可以在第一制冷剂供给路径11和第二制冷剂供给路径17中的每一个中配置泵24。

泵24的供给压力(从泵24排出的液相制冷剂的压力)例如是250kpa。泵24既可以是容积型泵,也可以是速度型泵。优选的是,泵24是具有优异的气穴(cavitation)性能的速度型泵。容积型泵是指通过容积变化吸入和排出液相制冷剂并使液相制冷剂的压力上升的泵。作为容积型泵,可列举旋转泵、螺杆泵、涡旋泵、翼片泵以及齿轮泵等。速度型泵是指通过对液相制冷剂提供动量其后使液相制冷剂的速度减速,从而使液相制冷剂的压力上升的泵。作为速度型泵,可列举离心泵、斜流泵以及轴流泵等。作为泵24,也可以使用级联泵、hydrocera(ハイドロセラ,赛乐)泵等。泵24的电机例如由包括逆变器(inverter)的控制器27驱动。也就是说,可利用控制器27调节泵24的转速。

第一温度传感器25和第一压力传感器28配置于中间路径7。第一温度传感器25检测从第一压缩机3排出的气相制冷剂的温度。也就是说,第一温度传感器25检测中间路径7中的气相制冷剂的温度。第一压力传感器28检测从第一压缩机3排出的气相制冷剂的压力。也就是说,第一压力传感器28检测中间路径7中的气相制冷剂的压力。第二温度传感器26和第二压力传感器29配置在排出配管8的内部。第二温度传感器26检测从第二压缩机13排出的气相制冷剂的温度。也就是说,第二温度传感器26检测排出配管8的内部的气相制冷剂的温度。第二压力传感器29检测从第二压缩机13排出的气相制冷剂的压力。也就是说,第二压力传感器29检测排出配管8的内部的气相制冷剂的压力。这些传感器25~29的检测信号被输入到控制器27。在省略第二压缩机13时,也省略第二温度传感器26和第二压力传感器29。

控制器27取得传感器25~29的检测信号,并确定气相制冷剂的温度和压力。控制器27控制泵24的转速以使得气相制冷剂的温度收敛于目标温度。由此,调节从第一雾化机构5和第二雾化机构15雾化喷射的液相制冷剂的流量。目标温度例如是根据利用第一压力传感器28和第二压力传感器29检测出的压力求出的饱和温度。在利用第一温度传感器25和第二温度传感器26检测出的气相制冷剂的温度比目标温度高的情况下,增加从第一雾化机构5和第二雾化机构15雾化喷射的液相制冷剂的流量。在利用第一温度传感器25和第二温度传感器26检测出的气相制冷剂的温度比目标温度低的情况下,减小从第一雾化机构5和第二雾化机构15雾化喷射的液相制冷剂的流量。在利用第一温度传感器25和第二温度传感器26检测出的气相制冷剂的温度与目标温度一致的情况下,减小从第一雾化机构5和第二雾化机构15雾化喷射的液相制冷剂的流量,以使得检测出的气相制冷剂的温度与目标温度之差成为预定的温度差(例如0.5℃)。

若控制泵24的转速,则从第一压缩机3排出的气相制冷剂的温度被维持在接近饱和温度的温度,从第二压缩机13排出的气相制冷剂的温度被维持在接近饱和温度的温度。由此,即使在制冷循环装置114的起动时等过渡期或产生较大的负荷变动时,也能连续地抑制由压缩过程中的制冷剂的过热度的增加引起的制冷剂的焓的增加。第一压缩机3和第二压缩机13各自需要的压缩动力能降低到小于完全绝热的等熵压缩所需的压缩动力。

在各实施方式中,第一雾化机构5配置在能够向作为第一蒸汽路径的吸入配管6的内部雾化喷射液相制冷剂的位置。或者,第一雾化机构5配置在能够向第一压缩机3的吸入口3a雾化喷射液相制冷剂的位置。第二雾化机构15配置在能够向作为第二蒸汽路径的中间路径7雾化喷射液相制冷剂的位置。但是,如以下变形例所示,第一雾化机构5和第二雾化机构15各自的位置不限定于此。

(变形例)

在图11a和图11b所示的各变形例中,液相制冷剂被喷雾到第一压缩机3的内部。图11a和图11b所示的构造也可应用于第二压缩机13、第二雾化机构15以及第二制冷剂供给路径17。

在图11a所示的变形例中,第一雾化机构5配置在能够向第一压缩机3内部的吸入空间53雾化喷射液相制冷剂的位置。第一雾化机构5例如配置于吸入空间53。吸入空间53是从吸入配管6的入口到第一压缩机3的排出口的第一蒸汽路径的一部分。也就是说,在本变形例中,第一雾化机构5也配置在从吸入配管6的入口到第一压缩机3的排出口的第一蒸汽路径上。作为第一雾化机构5的喷雾喷嘴朝向叶轮47。第一制冷剂供给路径11与蒸发器2、冷凝器4、缓冲容器16或缓冲容器22连接。

在图11b所示的变形例中,第一雾化机构5配置在能够向第一压缩机3内部的扩散部50或排出空间54雾化喷射液相制冷剂的位置。第一雾化机构5例如安装于涡壳51或壳体52,并朝向扩散部50或排出空间54的方向。扩散部50和排出空间54是从吸入配管6的入口到第一压缩机3的排出口的第一蒸汽路径的一部分。也就是说,在本变形例中,第一雾化机构5也配置在从吸入配管6的入口到第一压缩机3的排出口的第一蒸汽路径上。

本说明书公开的制冷循环装置在空调装置、冷却器(chiller)、蓄热装置等中是有用的,在家庭用空调、业务用空调等空调装置中特别有用。

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