制冷装置 【技术领域】
本发明涉及一种制冷装置, 特别是进行多级压缩式冷冻循环的制冷装置。背景技术 现有技术中, 作为进行多级压缩式冷冻循环的制冷装置一个例子, 有专利文献 1 中所示的进行二级压缩式冷冻循环的空调装置。该空调装置主要具有 : 具有被串联连接的 两个压缩部件的压缩机、 室外热交换器、 以及室内热交换器。
专利文献 1 : 日本特开 2007-232263 号公报
发明内容 第 1 发明涉及的制冷装置包括 : 压缩机构、 热源侧热交换器、 利用侧热交换器、 中 间冷却器、 中间冷却器旁通管、 以及吸入返回管。压缩机构具有多个压缩部件, 利用多个压 缩部件中的后级侧压缩部件依次压缩从多个压缩部件中的前级侧压缩部件排出的制冷剂。 此处所说的 “压缩机构” 包括通过连接多台压缩机而形成的压缩机构, 压缩机包括多个压缩 部件被组装成一体而构成的压缩机、 以及组装单一压缩部件而构成的压缩机以及 / 或者组 装多个压缩部件而构成的压缩机。 此外, “利用多个压缩部件中的后级侧压缩部件依次压缩 从多个压缩部件中的前级侧压缩部件排出的制冷剂” 并非仅指 “前级侧压缩部件” 和 “后级 侧压缩部件” 被串联连接的两个压缩部件, 而是指多个压缩部件被串联连接, 并且各个压缩 部件间的关系具有上述的 “前级侧压缩部件” 与 “后级侧压缩部件” 的关系。中间冷却器被 设置在用来将从前级侧压缩部件排出的制冷剂吸入后级侧压缩部件中的中间制冷剂管中, 并且具有用作从前级侧压缩部件排出然后被吸入后级侧压缩部件中的制冷剂的冷却器的 管功能。中间冷却器旁通管与中间制冷剂管连接, 以旁通中间冷却器。吸入返回管是在通 过中间冷却器旁通管将从前级侧压缩部件排出的制冷剂吸入后级侧压缩部件的状态时, 用 来连接中间冷却器和压缩机构的吸入一侧的制冷剂管。
在现有的空调装置中, 从压缩机的低级压缩部件排出的制冷剂被吸入压缩机的后 级侧压缩部件然后被进一步压缩, 因此, 从压缩机的后级侧压缩部件排出的制冷剂的温度 升高, 例如, 在具有用作制冷剂的散热器功能的室外热交换器中, 作为热源的空气和水与制 冷剂之间的温差增大, 室外热交换器中的散热损失增大, 因此, 存在难以获得高运转效率这 样的问题。
为了解决这个问题, 有一种方法是, 在用来将从前级侧压缩部件排出的制冷剂吸 入后级侧压缩部件的中间制冷剂管中设置具有用作从前级侧压缩部件排出然后被吸入后 级侧压缩部件中的制冷剂的冷却器功能的中间冷却器, 这样来降低被吸入后级侧压缩部件 的制冷剂的温度, 从而降低从后级侧压缩部件排出的制冷剂的温度, 减少室外热交换器中 的散热损失。
但是, 在这种中间冷却器中, 在制冷装置停止时等, 液体制冷剂有可能积存在其 中, 如果在液体制冷剂积存在中间冷却器中的状态下开始运转, 那么, 积存在中间冷却器中
的液体制冷剂就会被吸入后级侧压缩部件中, 因此, 在后级侧压缩部件中就会发生液体压 缩, 压缩机的可靠性受到破坏。
因此, 在该制冷装置中, 利用中间冷却器旁通管产生从前级侧压缩部件排出的制 冷剂并不通过中间冷却器而是被吸入后级侧压缩部件的制冷剂流, 并且利用吸入返回管连 接中间冷却器和压缩机构的吸入一侧, 能够使中间冷却器中的制冷剂的压力下降至冷冻循 环中的低压附近, 然后将中间冷却器内的制冷剂排出至压缩机构的吸入一侧, 因此, 在制冷 装置停止时等, 即使液体制冷剂积存在中间冷却器内, 也不会使积存在中间冷却器内的液 体制冷剂吸入后级侧压缩部件中, 能够将其排出至中间冷却器外, 而且, 在利用中间冷却器 旁通管产生从前级侧压缩部件排出的制冷剂并不通过中间冷却器而是被吸入后级侧压缩 部件的制冷剂流的状态下进行运转时, 利用吸入返回管连接中间冷却器和压缩机构的吸入 一侧, 这样就能将其变成液体制冷剂难以积存在中间冷却器内的状态。 这样, 在该制冷装置 中, 不会发生因液体制冷剂积存在中间冷却器内而引起的后级侧压缩部件中的液体压缩, 能够提高压缩机构的可靠性。
第 2 发明涉及的制冷装置, 它还包括切换机构, 用来切换使制冷剂依次在所述压 缩机构、 热源侧热交换器、 利用侧热交换器中循环的冷却运转状态、 和使制冷剂依次在压缩 机构、 利用侧热交换器、 热源侧热交换器中循环的加热运转状态, 在将切换机构切换成冷却 运转状态的运转开始时, 通过中间冷却器旁通管使从前级侧压缩部件中排出的制冷剂吸入 后级侧压缩部件, 并且通过吸入返回管连接中间冷却器和压缩机构的吸入一侧。 在该制冷装置中, 在切换机构切换成冷却运转状态的运转开始时, 通过中间冷却 器旁通管将从前级侧压缩部件排出的制冷剂吸入后级侧压缩部件中, 并且通过吸入返回管 连接中间冷却器和压缩机构的吸入一侧, 因此, 在切换机构切换成冷却运转状态的运转开 始前, 即使液体制冷剂积存在中间冷却器内, 也能将该液体制冷剂排出至中间冷却器外, 这 样, 在切换机构切换成冷却运转状态的运转开始时, 就能避免发生液体制冷剂积存在中间 冷却器内的状态, 不会发生因液体制冷剂积存在中间冷却器内而引起的后级侧压缩部件中 的液体压缩, 能够通过中间冷却器将从前级侧压缩部件排出的制冷剂吸入后级侧压缩部件 中。
对于第 3 发明涉及的制冷装置, 在第 1 或者第 2 发明涉及的制冷装置中, 它还包括 切换机构, 用来切换使制冷剂依次在压缩机构、 热源侧热交换器、 利用侧热交换器中循环的 冷却运转状态、 和使制冷剂依次在压缩机构、 利用侧热交换器、 热源侧热交换器中循环的加 热运转状态, 在切换机构切换成加热运转状态时, 通过中间冷却器旁通管使从前级侧压缩 部件排出的制冷剂吸入后级侧压缩部件, 并且通过吸入返回管连接所述中间冷却器和压缩 机构的吸入一侧。
在该制冷装置中, 在切换机构切换成加热运转状态时, 通过中间冷却器旁通管将 从前级侧压缩部件排出的制冷剂吸入后级侧压缩部件中, 并且, 通过第 1 吸入返回管连接 中间冷却器和压缩机构的吸入一侧, 因此, 能够防止在切换机构切换成加热运转状态时从 中间冷却器向外部散热, 并且, 能够使其变成液体制冷剂难以积存在中间冷却器内的状态。 这样, 在切换机构切换成加热运转状态时, 能够防止利用侧热交换器中的加热能力的下降, 而且, 在切换机构切换成冷却运转状态下的运转开始时, 能够避免液体制冷剂积存在中间 冷却器内的状态, 不会发生因液体制冷剂积存在中间热交换器内而引起的后级侧压缩部件
中的液体压缩, 能够通过中间冷却器将从前级侧压缩部件排出的制冷剂吸入后级侧压缩部 件。
对于第 4 发明涉及的制冷装置, 在第 1 ~第 3 发明中的任意一个发明涉及的制冷 装置中, 它还包括能够切换以下两种状态的中间冷却器切换阀 : 通过中间冷却器使从前级 侧压缩部件中排出的制冷剂吸入后级侧压缩部件中并且不通过吸入返回管连接中间冷却 器和压缩机构的吸入一侧的制冷剂不返回状态、 和通过中间冷却器旁通管使从前级侧压缩 部件中排出的制冷剂吸入后级侧压缩部件并且通过吸入返回管连接中间冷却器和压缩机 构的吸入一侧的制冷剂返回状态。
在该制冷装置中, 利用中间冷却器切换阀能够切换制冷剂不返回状态和制冷剂返 回状态, 因此, 与那种采用利用多个阀来切换制冷剂不返回状态和制冷剂返回状态的构造 的方式相比, 能够减少阀的数量。 附图说明
图 1 是作为本发明涉及的制冷装置的一个实施方式的空调装置的构造概图。
图 2 是制冷运转时的冷冻循环的压力 - 焓线图。
图 3 是制冷运转时的冷冻循环的温度 - 熵线图。
图 4 是制冷开始控制的流程图。
图 5 是制冷开始控制时空调装置内的制冷剂的流动情况的示意图。
图 6 是变形例 1 的空调装置的构造概图。
图 7 是变形例 2 的空调装置的构造概图。
图 8 是制冷开始控制时空调装置内的制冷剂的流动情况的示意图。
图 9 是变形例 2 的空调装置的制暖运转时的冷冻循环的压力 - 焓线图。
图 10 是变形例 2 的空调装置的制暖运转时的冷冻循环的温度 - 熵线图。
图 11 是制暖运转时的空调装置内的制冷剂的流动情况的示意图。
图 12 是变形例 3 的空调装置的构造概图。
图 13 是变形例 3 的空调装置的制冷运转时的冷冻循环的压力 - 焓线图。
图 14 是变形例 3 的空调装置的制冷运转时的冷冻循环的温度 - 熵线图。
图 15 是变形例 3 的空调装置的制暖运转时的冷冻循环的压力 - 焓线图。
图 16 是变形例 3 的空调装置的制暖运转时的冷冻循环的温度 - 熵线图。
图 17 是变形例 4 的空调哦装置的构造概图。
图 18 是变形例 4 的空调装置的制暖运转时的冷冻循环的压力 - 焓线图。
图 19 是变形例 4 的空调装置的制暖运转时的冷冻循环的温度 - 熵线图。
图 20 变形例 5 的空调装置的构造概图。
图 21 是变形例 5 的空调装置的制冷运转时的冷冻循环的压力 - 焓线图。
图 22 是变形例 5 的空调装置的制冷运转时的冷冻循环的温度 - 熵线图。
图 23 是变形例 6 的空调装置的构造概图。
符号说明
1: 空调装置 ( 制冷装置 )
2、 102 : 压缩机构3: 切换机构 4: 热源侧热交换器 6: 利用侧热交换器 7: 中间冷却器 8: 中间制冷剂管 9: 中间冷却器旁通管 92 : 第 1 吸入返回管 93 : 中间冷却器切换阀具体实施方式
下面, 根据附图, 对本发明涉及的制冷装置的实施方式进行说明。
(1) 空调装置的基本构造
图 1 是作为本发明的制冷装置的一个实施方式的空调装置 1 的构造概图。空调装 置 1 具有能够制冷运转的制冷剂管路 10, 它使用在超临界区工作的制冷剂 ( 此处为二氧化 碳 ) 进行二级压缩式冷冻循环。 空调装置 1 的制冷剂管路 10 主要包括 : 压缩机构 2 ; 热源侧热交换器 4 ; 膨胀机构 5; 利用侧热交换器 6 ; 以及中间冷却器 7。
在本实施方式中, 压缩机构 2 由使用两个压缩部件对制冷剂进行二级压缩的压缩 机 21 构成。压缩机 21 采用一种在机壳 21a 内收纳压缩机驱动电机 21b、 驱动轴 21c 以及压 缩部件 2c、 2d 的密闭式构造。压缩机驱动电机 21b 与驱动轴 21c 连结。该驱动轴 21c 与两 个压缩部件 2c、 2d 连结。即, 压缩机 21 采用一种所谓的一轴二级压缩构造 : 两个压缩部件 2c、 2d 与一个驱动轴 21c 连结, 两个压缩部件 2c、 2d 均被压缩机驱动电机 21b 旋转驱动。在 本实施方式中, 压缩部件 2c、 2d 是旋转式或者涡旋式等容积式压缩部件。压缩机 21 从吸入 管 2a 吸入制冷剂, 利用压缩部件 2c 压缩该被吸入的制冷剂, 然后向中间制冷剂管 8 排出, 将被排出至中间制冷剂管 8 的制冷剂吸入压缩部件 2d 中继续压缩制冷剂, 然后向排出管 2b 排出。此处, 中间制冷剂管 8 是用来将从与压缩部件 2c 的前级连接的压缩部件 2c 排出的 冷冻循环中的中间压制冷剂吸入与压缩部件 2c 的后级连接的压缩部件 2d 中的制冷剂管。 此外, 排出管 2b 是用来将从压缩机构 2 排出的制冷剂送往作为散热器的热源侧热交换器 4 的制冷剂管, 在排出管 2b 中设置油分离机构 41 和单向机构 42。油分离机构 41 用来将与制 冷剂一道从压缩机构 2 中排出的冷冻机油从制冷剂中分离出来然后使其返回压缩机构 2 的 吸入一侧, 它主要包括 : 将与制冷剂一道从压缩机构 2 中排出的冷冻机油从制冷剂中分离 出来的油分离器 41a ; 与油分离器 41a 连接且使从制冷剂中被分离出来的冷冻机油返回压 缩机构 2 的吸入管 2a 的油返回管 41b。在油返回管 41b 中设置对流经油返回管 41b 的冷冻 机油进行减压的减压机构 41c。在本实施方式中, 减压机构 41c 使用毛细管。单向机构 42 用来容许制冷剂从压缩机构 2 的排出一侧流向作为散热器的热源侧热交换器 4, 并且用来 阻断制冷剂从作为散热器的热源侧热交换器 4 流向压缩机构 2 的排出一侧, 在本实施方式 中使用单向阀。
在本实施方式中, 压缩机构 2 具有两个压缩部件 2c、 2d, 用后级侧压缩部件依次压 缩从这些压缩部件 2c、 2d 中的前级侧压缩部件排出的制冷剂。
热源侧热交换器 4 是具有用作制冷剂的散热器功能的热交换器。热源侧热交换器 4 的一端与压缩机构 2 连接, 另一端与膨胀机构 5 连接。此外, 此处图中并未表示, 但是, 向 热源侧热交换器 4 供给作为与流经热源侧热交换器 4 的制冷剂进行热交换的冷却源的水和 空气。
膨胀机构 5 是对从作为散热器的热源侧热交换器 4 被送往作为蒸发器的利用侧热 交换器 6 的制冷剂进行减压的机构, 在本实施方式中使用了电动膨胀阀。膨胀机构 5 的一 端与热源侧热交换器 4 连接, 另一端与利用侧热交换器 6 连接。在本实施方式中, 在将在热 源侧热交换器 4 中被冷却后的高压制冷剂送往作为蒸发器的利用侧热交换器 6 之前, 膨胀 机构 5 对其进行减压直至变成冷冻循环中的低压附近。
利用侧热交换器 6 是具有用作制冷剂的蒸发器功能的热交换器。利用侧热交换器 6 的一端与膨胀机构 5 连接, 另一端与压缩机构 2 连接。 此外, 此处图中并未表示, 向利用侧 热交换器 6 供给作为与流经利用侧热交换器 6 的制冷剂进行热交换的加热源的水和空气。
中间冷却器 7 被设置在中间制冷剂管 8 中, 它是一种具有用作从前级侧压缩部件 2c 排出然后吸入压缩部件 2d 中的制冷剂的冷却器功能的热交换器。 此外, 此处图中并未表 示, 向中间热交换器 7 供给作为与流经中间热交换器 7 的制冷剂进行热交换的冷却源的水 和空气。于是, 中间冷却器 7 并非使用在制冷剂管路 10 中循环的制冷剂, 在这一点上, 它是 能够使用外部热源的冷却器。 此外, 中间制冷剂管 8 与中间冷却器旁通管 9 连接, 从而旁通中间冷却器 7。该中 间冷却器旁通管 9 是限制流经中间冷却器 7 的制冷剂的流量的制冷剂管。在中间冷却器旁 通管 9 中设有中间冷却器旁通关闭阀 11。 在本实施方式中, 中间冷却器旁通开关阀 11 是电 磁阀。 在本实施方式中, 除了进行后述的制冷开始控制这样的暂时运转之外, 该中间冷却器 旁通开关阀 11 基本上被关闭。
此外, 在中间制冷剂管 8 中, 在从与中间冷却器旁通管 9 的前级侧压缩部件 2c 侧 端的连接部至中间冷却器 7 的入口的部分设置中间冷却器开关阀 12。 该中间冷却器开关阀 12 用来限制流经中间冷却器 7 的制冷剂的流量。 在本实施方式中, 中间冷却器开关阀 12 是 电磁阀。 在本实施方式中, 除了进行后述的制冷开始控制这样的暂时运转之外, 该中间冷却 器开关阀 12 基本上被打开。
此外, 在中间制冷剂管 8 中设有单向机构 15, 用来容许制冷剂从前级侧压缩部件 2c 的排出一侧流向后级侧压缩部件 2d 的吸入一侧, 并且用来阻断制冷剂从后级侧压缩部 件 2d 的吸入一侧流向前级侧压缩部件 2c 的排出一侧。在本实施方式中, 单向机构 15 是单 向阀。此外, 在本实施方式中, 单向机构 15 被设置在从中间制冷剂管 8 的中间冷却器 7 的 出口至与中间冷却器旁通管 9 的后级侧压缩部件 2d 侧端的连接部的部分。
中间制冷剂管 8 或者中间冷却器 7 的一端 ( 此处是入口 ) 与第 1 吸入返回管 92 连接。该第 1 吸入返回管 92 是在通过中间冷却器旁通管 9 使从前级侧压缩部件 2c 排出的 制冷剂吸入后级侧压缩部件 2d 中的状态时, 用来连接中间冷却器 7 和压缩机构 2 的吸入一 侧 ( 此处是吸入管 2a) 的制冷剂管。在本实施方式中, 第 1 吸入返回管 92 的一端与从中间 制冷剂管 8 的中间冷却器旁通管 9 的前级侧压缩部件 2c 侧端的连接部至中间冷却器 7 的 入口的部分连接, 另一端与压缩机构 2 的吸入一侧 ( 此处是吸入管 2a) 连接。在第 1 吸入 返回管 92 中设有第 1 吸入返回开关阀 92a。在本实施方式中, 第 1 吸入返回开关阀 92a 是
电磁阀。在本实施方式中, 除了进行后述的制冷开始控制这样的暂时运转之外, 该第 1 吸入 返回开关阀 92a 基本上被关闭。
此外, 此处图中并未表示, 空调装置 1 具有用来控制构成空调装置 1 的压缩机构 2、 膨胀机构 5、 中间冷却器旁通开关阀 11、 中间冷却器开关阀 12、 第 1 吸入返回开关阀 92a 等 各个部分的操作的控制部。
(2) 空调装置的操作
下面, 使用图 1 ~图 5, 对本实施方式的空调装置 1 的操作进行说明。此处, 图2是 制冷运转时的冷冻循环的压力 - 焓线图, 图 3 是制冷运转时的冷冻循环的温度 - 熵线图, 图 4 是制冷开始控制的流程图。图 5 是制冷开始控制时空调装置 1 内的制冷剂的流动情况的 示意图。此外, 以下的制冷运转中的运转控制及制冷开始控制是通过上述控制部 ( 图中未 示 ) 来进行的。此外, 在以下的说明中, “高压” 表示冷冻循环中的高压 ( 即, 图 2、 3 中的点 D、 D’ 、 E 的压力 ), “低压” 表示冷冻循环中的低压 ( 即, 图 2、 3 中的点 A、 F 的压力 ), “中间 压力” 表示冷冻循环中的中间压 ( 即, 图 2、 3 中的点 B1、 C1 的压力 )。
( 制冷运转 )
在制冷运转时, 膨胀机构 5 的开度被调节。此外, 中间制冷剂管 8 的中间冷却器开 关阀 12 被打开, 中间冷却器旁通管 9 的中间冷却器旁通开关阀 11 被关闭, 于是, 中间冷却 器 7 就变成能够用作冷却器的状态, 并且, 第 1 吸入返回管 92 的第 1 吸入返回开关阀 92a 被关闭, 于是, 中间冷却器 7 和压缩机构 2 的吸入一侧处于未被连接的状态 ( 但是, 后述的 制冷开始控制时除外 )。 在该制冷剂管路 10 的状态下, 低压的制冷剂 ( 参照图 1 ~图 3 中的点 A) 从吸入 管 2a 被吸入压缩机构 2 中, 首先, 被压缩部件 2c 压缩至中间压力后, 向中间制冷剂管 8 排 出 ( 参照图 1 ~图 3 中的点 B1)。从该前级侧压缩部件 2c 排出的中间压制冷剂在中间冷却 器 7 中与作为冷却源的水和空气进行热交换从而被冷却 ( 参照图 1 ~图 3 中的点 C1)。接 着, 在该中间冷却器 7 中被冷却的制冷剂被吸入与压缩部件 2c 的后级连接的压缩部件 2d 中并被进一步压缩, 从压缩机构 2 向排出管 2b 排出 ( 参照图 1 ~图 3 中的点 D)。此处, 从 压缩机构 2 排出的高压制冷剂根据压缩部件 2c、 2d 的二级压缩操作被压缩至超过临界压力 ( 即, 图 2 所示的临界点 CP 中的临界压力 Pcp) 的压力。从该压缩机构 2 排出的高压制冷 剂流入构成油分离机构 41 的油分离器 41a, 其中的冷冻机油被分离出去。此外, 在油分离 器 41a 中从高压制冷剂中被分离出来的冷冻机油流入构成油分离机构 41 的油返回管 41b, 被设在油返回管 41b 中的减压机构 41c 减压后返回压缩机构 2 的吸入管 2a, 再次被吸入压 缩机构 2 中。接着, 在油分离机构 41 中, 其中的冷冻机油被分离出去后的高压制冷剂通过 单向机构 42, 被送往能够用作制冷剂的散热器的热源侧热交换器 4。被送往热源侧热交换 器 4 的高压制冷剂在热源侧热交换器 4 中与作为冷却源的水和空气进行热交换从而被冷却 ( 参照图 1 ~图 3 中的点 E)。在热源侧热交换器 4 中被冷却的高压制冷剂通过被膨胀机构 5 减压后变成低压的气液两相状态的制冷剂, 被送往能够用作制冷剂的蒸发器的利用侧热 交换器 6( 参照图 1 ~图 3 中的点 F)。被送往利用侧热交换器 6 的低压的气液两相状态的 制冷剂在利用侧热交换器 6 中与作为加热源的水和空气进行热交换从而被加热, 然后蒸发 ( 参照图 1 ~图 3 中的点 A)。在该利用侧热交换器 6 中被加热的低压制冷剂再次被吸入压 缩机构 2 中。采用上述这种方式进行制冷运转。
于是, 在本实施方式的空调装置 1 中, 在用来将从压缩部件 2c 排出的制冷剂吸入 压缩部件 2d 中的中间制冷剂管 8 中设置中间冷却器 7, 并且在制冷运转中, 打开中间冷却 器开关阀 12, 或者关闭中间冷却器旁通管 9 的中间冷却器旁通开关阀 11, 这样。中间热交 换器 7 就变成具有用作冷却器功能的状态, 因此, 与未设置中间冷却器 7 的情况 ( 在此情况 下, 在图 2、 图 3 中按照点 A →点 B1 →点 D’ → E →点 F 的顺序进行冷冻循环 ) 相比, 被吸 入压缩部件 2c 的后级侧压缩部件 2d 中的制冷剂的温度下降 ( 参照图 3 中的点 B1、 C1), 从 压缩部件 2c 排出的制冷剂的温度也会下降 ( 参照图 3 中的点 D、 D’ )。因此, 在该空调装 置 1 中, 在具有用作高压制冷剂的散热器功能的热源侧热交换器 4 中, 与未设置中间冷却器 7 的情况相比, 不仅能够缩小作为冷却源的水和空气与制冷剂的温差, 而且能够减少相当于 连结图 3 中的点 B1、 D’ 、 D、 C1 所构成的面积大小的散热损失, 因此能够提高运转效率。
( 制冷开始控制 )
在上述的中间冷却器 7 中, 在空调装置 1 停止时等情况下, 液体制冷剂有可能积 存, 如果在液体制冷剂积存在中间热交换器 7 中的状态下, 开始上述的制冷运转, 那么, 积 存在中间热交换器 7 中的液体制冷剂就会被吸入后级侧压缩部件 2d 中, 因此, 在后级侧压 缩部件 2d 中发生液体压缩, 压缩机构 2 的可靠性就会受到破坏。
因此, 在本实施方式中, 在开始上述的制冷运转时进行制冷开始控制, 使其变成通 过中间冷却器旁通管 9 将从前级侧压缩部件 2c 排出的制冷剂吸入后级侧压缩部件 2d 中的 状态, 并且, 通过第 1 吸入返回管 92 连接中间冷却器 7 和压缩机构 2 的吸入一侧。
下面, 使用图 4 和图 5, 对本实施方式的制冷开始控制进行说明。
首先, 在步骤 S1 中, 如果发出制冷运转开始的指令, 则进入步骤 S2 的操作各种阀 的处理。
其次, 在步骤 S2 中, 将开关阀 11、 12、 92a 的开关状态切换成制冷剂返回状态 : 通 过中间冷却器旁通管 9 将从前级侧压缩部件 2c 排出的制冷剂吸入后级侧压缩部件 2d 中, 并且通过第 1 吸入返回管 92 使中间冷却器 7 和压缩机构 2 的吸入一侧连接。具体来讲, 打 开中间冷却器旁通开关阀 11, 关闭中间冷却器开关阀 12。于是, 通过中间冷却器旁通管 9, 就会产生从前级侧压缩部件 2c 排出的制冷剂并不通过中间冷却器 7 而是被吸入后级侧压 缩部件 2d 中的制冷剂流。即, 中间冷却器 7 变成不能用作冷却器的状态, 并且, 变成通过中 间冷却器旁通管 9 从前级侧压缩部件 2c 排出的制冷剂被吸入后级侧压缩部件 2d 中的状态 ( 参照图 5)。在这种状态下, 打开第 1 吸入返回开关阀 92a。于是, 中间冷却器 7 和压缩机 构 2 的吸入一侧被第 1 吸入返回管 92 连接, 中间冷却器 7( 更加具体地来讲, 是包括中间冷 却器 7 的中间冷却器开关阀 12 和单向机构 15 之间的部分 ) 中的制冷剂的压力下降至冷冻 循环中的低压附近, 变成能够将中间冷却器 7 内的制冷剂排出至压缩机构 2 的吸入一侧的 状态 ( 参照图 5)。
接着, 在步骤 S3 中, 将步骤 S2 中的开关阀 11、 12、 92a 的开关状态 ( 即, 制冷剂返 回状态 ) 保持规定时间。这样, 即使在空调装置 1 停止时等情况下, 液体制冷剂积存在中间 冷却器 7 内, 积存在中间冷却器 7 内的液体制冷剂也会减压蒸发, 不会被吸入后级侧压缩部 件 2d 中, 而是被排出至中间冷却器 7 外 ( 更加具体地来讲, 是压缩机构 2 的吸入一侧 ), 被 吸入压缩机构 2( 此处是前级侧压缩部件 2c) 中。此处, 规定时间被设定成能够将积存在中 间冷却器 7 内的液体制冷剂排出至中间冷却器 7 外的时间。下面, 在步骤 S4 中, 将开关阀 11、 12、 92a 的开关状态切换成制冷剂不返回状态 : 通 过中间冷却器 7 将从前级侧压缩部件 2c 排出的制冷剂吸入后级侧压缩部件 2d 中, 并且不 通过第 1 吸入返回管 92 使中间冷却器 7 和压缩机构 2 的吸入一侧连接。即, 切换成上述制 冷运转时的阀 11、 12、 92a 的开关状态, 结束制冷开始控制。具体来讲, 关闭第 1 吸入返回开 关阀 92a。于是就变成中间冷却器 7 内的制冷剂不会流出压缩机构 2 的吸入一侧的状态。 在这种状态下, 打开中间冷却器开关阀 12, 关闭中间冷却器旁通开关阀 11。于是就变成中 间冷却器 7 能够用作冷却器的状态。
这样, 在该空调装置 1 中, 在制冷运转开始时, 不会发生液体制冷剂积存在中间冷 却器 7 内而引起的后级侧压缩部件 2d 中的液体压缩, 能够提高压缩机构 2 的可靠性。
(3) 变形例 1
在上述实施方式中, 通过改变开关阀 11、 12、 92a 的开关状态, 在制冷运转和制冷 开始控制之间进行切换, 即, 切换制冷剂不返回状态和制冷剂返回状态, 但是, 如图 6 所示, 也可以取代开关阀 11、 12、 92a, 设置能够切换制冷剂不返回状态和制冷剂返回状态的中间 冷却器切换阀 93, 形成制冷剂管路 110。
此处, 中间冷却器切换阀 93 是能够切换制冷剂不返回状态和制冷剂返回状态的 阀, 在本变形例中, 它是与中间制冷剂管 8 的前级侧压缩部件 2c 的排出一侧、 中间制冷剂管 8 的中间冷却器 7 的入口一侧、 中间冷却器旁通管 9 的前级侧压缩部件 2c 侧端、 第 2 吸入返 回管 92 的中间冷却器 7 侧端连接的四相切换阀。此外, 在中间冷却器旁通管 9 中设有单向 机构 9a, 用来容许制冷剂从前级侧压缩部件 2c 的排出一侧流向后级侧压缩部件 2d 的吸入 一侧, 并且容许制冷剂从后级侧压缩部件 2d 的吸入一侧流向前级侧压缩部件 2c 的排出一 侧和压缩机构 2 的吸入一侧。在本变形例中, 单向机构 9a 是单向阀。 在本变形例中, 将省略详细的说明, 但是, 将中间冷却器切换阀 93 切换成通过中 间冷却器 7 将从前级侧压缩部件 2c 排出的制冷剂吸入后级侧压缩部件 2d 中, 并且不通过 第 1 吸入返回管 92 使中间冷却器 7 和压缩机构 2 的吸入一侧连接的制冷剂不返回状态 ( 参 照图 6 的中间冷却器切换阀 93 的实线 ), 从而能够进行与上述实施方式同样的制冷运转, 将中间冷却器切换阀 93 切换成通过中间冷却器旁通管 9 将从前级侧压缩部件 2c 排出的制 冷剂吸入后级侧压缩部件 2d 中, 并且通过第 1 吸入返回管 92 使中间冷却器 7 和压缩机构 2 的吸入一侧连接的制冷剂返回状态 ( 参照图 6 的中间冷却器切换阀 93 的虚线 ), 从而能 够进行与上述实施方式同样的制冷开始控制。
在本变形例的构造中, 也能获得与上述实施方式同样的作用效果。 而且, 在本变形 例中, 通过中间冷却器切换阀 93, 能够切换制冷剂不返回状态和制冷剂返回状态, 因此, 与 采用通过上述实施方式所述的多个阀 11、 12、 92a 来切换制冷剂不返回状态和制冷剂返回 状态的构造的方式相比, 能够减少阀的数量。此外, 与使用电磁阀的方式相比, 压缩损失也 减少, 因此, 能够抑制冷冻循环中的中间压的下降, 也能抑制运转效率的下降。
( 变形例 2)
在上述实施方式及其变形例中, 在能够切换制冷运转的进行二级压缩式冷冻循环 的空调装置 1 中, 设置具有用作从前级侧压缩部件 2c 排出然后被吸入后级侧压缩部件 2d 中的制冷剂的冷却器功能的中间冷却器 7 ; 以旁通中间冷却器 7 的方式与中间制冷剂管 8 连接的中间冷却器旁通管 9 ; 以及在变成通过中间冷却器旁通管 9 将从前级侧压缩部件 2c
排出的制冷剂吸入后级侧压缩部件 2d 的状态时, 用来连接中间冷却器 7 和压缩机构 2 的吸 入一侧的第 1 吸入返回管 92, 除了这种构造, 也可以采用能够切换制冷运转和制暖运转的 构造。
例如, 如图 7 所示, 在采用二级压缩式的压缩机构 2 的上述实施方式的制冷剂管路 10( 参照图 1) 中, 设置能够切换制冷运转和制暖运转的切换机构 3, 也可以取代膨胀机构 5, 设置第 1 膨胀机构 5a 及第 2 膨胀机构 5b, 并且设置桥路 17 及储液器 18, 从而能够形成制 冷剂管路 210。
切换机构 3 用来切换制冷剂管路 210 内的制冷剂流向, 为了在制冷运转时使热源 侧热交换器 4 能够用作被压缩机构 2 所压缩的制冷剂的散热器, 并且使利用侧热交换器 6 能够用作在热源侧热交换器 4 中被冷却的制冷剂的蒸发器, 可以连接压缩机构 2 的排出一 侧与热源侧热交换器 4 的一端, 同时连接压缩机 21 的吸入一侧与利用侧热交换器 6( 参照 图 7 的切换机构 3 的实线, 以下, 该切换机构 3 的状态为 “制冷运转状态” ), 为了在制暖运 转时使利用侧热交换器 6 能够用作被压缩机构 2 所压缩的制冷剂的散热器, 并且使热源侧 热交换器 4 能够用作在利用侧热交换器 6 中被冷却的制冷剂的蒸发器, 可以连接压缩机构 2 的排出一侧与利用侧热交换器 6, 同时连接压缩机构 2 的吸入一侧与热源侧热交换器 4 的 一端 ( 参照图 7 的切换机构 3 的虚线, 以下, 该切换机构 3 的状态为 “加热运转状态” )。在 本变形例中, 切换机构 3 是与压缩机构 2 的吸入一侧、 压缩机构 2 的排出一侧、 热源侧热交 换器 4 以及利用侧热交换器 6 连接的四相切换阀。此外, 切换机构 3 并非局限于四相切换 阀, 例如也可以通过组合多个电磁阀等, 使其具有与上述同样的切换制冷剂流向的功能。 这样切换机构 3 就能切换以下两种状态 : 使制冷剂依次在压缩机构 2、 热源侧热交 换器 4、 第 1 膨胀机构 5a、 储液器 18、 第 2 膨胀机构 5b、 利用侧热交换器 6 中循环的制冷运 转状态 ; 以及使制冷剂依次在压缩机构 2、 利用侧热交换器 6、 第 1 膨胀机构 5a、 储液器 18、 第 2 膨胀机构 5b、 热源侧热交换器 4 中循环的加热运转状态。
桥路 17 被设置在热源侧热交换器 4 和利用侧热交换器 6 之间, 并且和与储液器 18 的入口连接的储液器入口管 18a、 以及与储液器 18 的出口连接的储液器出口管 18b 连接。 在本变形例中, 桥路 17 具有 4 个单向阀 17a、 17b、 17c 和 17d。入口单向阀 17a 是仅容许制 冷剂从热源侧热交换器 4 流经储液器入口管 18a 的单向阀。入口单向阀 17b 是仅容许制冷 剂从利用侧热交换器 6 流经储液器入口管 18a 的单向阀。即, 入口单向阀 17a、 17b 具有使 制冷剂从热源侧热交换器 4 和利用侧热交换器 6 中的一个流经储液器入口管 18a 的功能。 出口单向阀 17c 是仅容许制冷剂从储液器出口管 18b 流经利用侧热交换器 6 的单向阀。出 口单向阀 17d 是仅容许制冷剂从储液器出口管 18b 流经热源侧热交换器 4 的单向阀。即, 出口单向阀 17c、 17d 具有使制冷剂从储液器出口管 18b 流经热源侧热交换器 4 和利用侧热 交换器 6 中的另一个的功能。
第 1 膨胀机构 5a 是设在储液器入口管 18a 中的用来对制冷剂进行减压的机构, 在 本变形例中使用了电动膨胀阀。 此外, 在本变形例中, 在制冷运转时, 将热在源端热交换器 4 中被冷却的高压制冷剂借助储液器 18 送往利用侧热交换器 6 之前, 第 1 膨胀机构 5a 对其 进行减压至制冷剂的饱和压力附近, 在制暖运转时, 将在利用侧热交换器 6 中被冷却的高 压制冷剂借助储液器 18 送往热源侧热交换器 4 之前, 第 1 膨胀机构 5a 对其进行减压至制 冷剂的饱和压力附近。
储液器 18 是为了暂时储存被第 1 膨胀机构 5a 减压后的制冷剂而设的容器, 从而 能够储存在制冷运转和制暖运转之间因在制冷剂管路 210 中的制冷剂的循环量各异等的 运转状态而产生的剩余制冷剂, 其入口与储液器入口管 18a 连接, 其出口与储液器出口管 18b 连接。 此外, 在储液器 18 中连接从储液器 18 内排出制冷剂然后使其能够返回压缩机构 2 的吸入管 2a( 即, 压缩机构 2 的前级侧压缩部件 2c 的吸入一侧 ) 的第 2 吸入返回管 18f。 在该第 2 吸入返回管 18f 中设有第 2 吸入返回开关阀 18g。在本实施方式中, 第 2 吸入返回 开关阀 18g 是电磁阀。
第 2 膨胀机构 5b 是设在储液器出口管 18b 中的用来对制冷剂进行减压的机构, 在 本变形例中使用了电动膨胀阀。此外, 在本变形例中, 在制冷运转时, 在将被第 1 膨胀机构 5a 减压后的制冷剂借助储液器 18 送往利用侧热交换器 6 之前, 第 2 膨胀机构 5b 继续对其 进行减压, 直至变成冷冻循环中的低压, 在制暖运转时, 在将被第 1 膨胀机构 5a 减压后的制 冷剂借助储液器 18 送往热源侧热交换器 4 之前, 第 2 膨胀机构 5b 继续对其进行减压, 直至 变成冷冻循环中的低压。
于是, 在本变形例中, 利用桥路 17、 储液器 18、 储液器入口管 18a 及储液器出口管 18b, 当切换机构 3 变成冷却运转状态时, 就能将在热源侧热交换器 4 中被冷却的高压制冷 剂通过桥路 17 的入口单向阀 17a、 储液器入口管 18a 的第 1 膨胀机构 5a、 储液器 18、 储液器 出口管 18b 的第 2 膨胀机构 5b 以及桥路 17 的出口单向阀 17c 送往利用侧热交换器 6。此 外, 当切换机构 3 变成加热运转状态时, 就能将在利用侧热交换器 6 中被冷却的高压制冷剂 通过桥路 17 的入口单向阀 17b、 储液器入口管 18a 的第 1 膨胀机构 5a、 储液器 18、 储液器出 口管 18b 的第 2 膨胀机构 5b 以及桥路 17 的出口单向阀 17d 送往热源侧热交换器 4。 此外, 在切换机构 3 切换成冷却运转状态的制冷运转时, 中间冷却器旁通管 9 的中 间冷却器旁通开关阀 11 与上述实施方式及其变形例同样, 被控制关闭 ( 但是, 制冷开始控 制时除外 ), 在切换机构切换成加热运转状态的制暖运转时, 被控制打开。此外, 在切换机 构 3 切换成冷却运转状态的制冷运转时, 中间制冷剂管 8 的中间冷却器开关阀 12 被控制打 开 ( 但是, 制冷开始控制时除外 ), 在切换机构切换成加热运转状态的制暖运转时, 被控制 关闭。而且, 第 1 吸入返回管 92 的第 1 吸入返回开关阀 92a 不仅在制冷开始控制时被控制 打开, 在切换机构 3 切换成加热运转状态的制暖运转时也被控制打开。
下面, 使用图 7、 图 2 ~图 4、 图 8 ~图 11 对本变形例的空调装置 1 的操作进行说 明。此处, 图 8 是制冷开始控制时的空调装置 1 内的制冷剂流动情况的示意图, 图 9 制暖运 转时的冷冻循环的压力 - 焓线图, 图 10 是制暖运转时的冷冻循环的温度 - 熵线图, 图 11 是 制暖运转时的空调装置 1 内的制冷剂流动情况的示意图。此处, 使用图 2 ~图 4, 对制冷运 转时的冷冻循环和制冷开始控制进行说明。 此外, 以下的制冷运转、 制冷开始控制和制暖运 转中的运转控制是通过上述实施方式中的控制部 ( 图中未示 ) 来进行的。 在以下的说明中, “高压” 是指冷冻循环中的高压 ( 即, 图 2、 3 中的点 D、 D’ 、 E 的压力及图 9、 10 中的点 D、 D’ 、 F 的压力 ), “低压” 是指冷冻循环中的低压 ( 即, 图 2、 3 中的点 A、 F 的压力及图 9、 10 中的 点 A、 E 的压力 ), “中间压” 是指冷冻循环中的中间压 ( 即, 图 2、 图 3、 图 9、 图 10 中的点 B1、 C1、 C1’ 的压力 )。
( 制冷运转 )
在制冷运转时, 切换机构 3 切换成图 7 的实线所示的冷却运转状态。此外, 第1膨
胀机构 5a 和第 2 膨胀机构 5b 的开度被调节。由于切换机构 3 变成冷却运转状态, 因此, 中 间制冷剂管 8 的中间冷却器开关阀 12 被打开, 中间冷却器旁通管 9 的中间冷却器旁通开关 阀 11 被关闭, 这样, 中间冷却器 7 就变成能够用作冷却器的状态, 并且, 第 1 吸入返回管 92 的第 1 吸入返回开关阀 92a 被关闭, 这样中间热交换器 7 和压缩机构 2 的吸入一侧就变成 未被连接的状态 ( 但是, 后述的制冷开始控制时除外 )。
在该制冷剂管路 210 的状态下, 低压的制冷剂 ( 参照图 7、 图 2、 图 3 中的点 A) 从 吸入管 2a 被吸入压缩机构 2 中, 首先, 被压缩部件 2c 压缩至中间压力后, 向中间制冷剂管 8 排出 ( 参照图 7、 图 2、 图 3 中的点 B1)。从该前级侧压缩部件 2c 被排出的中间压制冷剂在 中间冷却器 7 中与作为冷却源的水和空气进行热交换从而被冷却 ( 参照图 7、 图 2、 图3中 的点 C1)。接着, 在该中间冷却器 7 中被冷却的制冷剂被吸入与压缩部件 2c 的后级连接的 压缩部件 2d 中被进一步压缩, 从压缩机构 2 排出至排出管 2b( 参照图 7、 图 2、 图 3 中的点 D)。此处, 从压缩机构 2 排出的高压制冷剂根据压缩部件 2c、 2d 的二级压缩操作被压缩至 超过临界压力 ( 即, 图 2 所示的临界点 CP 中的临界压力 Pcp) 的压力。从该压缩机构 2 排 出的高压制冷剂流入构成油分离机构 41 的油分离器 41a, 其中的冷冻机油被分离出去。此 外, 在油分离器 41a 中从高压制冷剂中被分离出来的冷冻机油流入构成油分离机构 41 的油 返回管 41b, 被设在油返回管 41b 中的减压机构 41c 减压后返回压缩机构 2 的吸入管 2a, 再 次被吸入压缩机构 2。接着, 在油分离机构 41 中冷冻机油被分离出去后的高压制冷剂通过 单向机构 42 及切换机构 3, 被送往具有用作制冷剂的散热器功能的热源侧热交换器 4。被 送往热源侧热交换器 4 的高压制冷剂在热源侧热交换器 4 中, 与作为冷却源的水和空气进 行热交换从而被冷却 ( 参照图 7、 图 2、 图 3 中的点 E)。在热源侧热交换器 4 中被冷却的高 压制冷剂通过桥路 17 的入口单向阀 17a 后流入储液器入口管 18a, 被第 1 膨胀机构 5a 减压 至饱和压力附近, 然后被暂时储存在储液器 18 内 ( 参照图 7 中的点 I)。被储存在储液器 18 内的制冷剂被送往储液器出口管 18b, 被第 2 膨胀机构 5b 减压后变成低压的气液两相状 态的制冷剂, 通过桥路 17 的出口单向阀 17c 被送往具有用作制冷剂的蒸发器功能的利用侧 热交换器 6( 参照图 7、 图 2、 图 3 中的点 F)。被送往利用侧热交换器 6 的低压的气液两相状 态的制冷剂与作为加热源的水和空气进行热交换从而被加热, 然后蒸发 ( 参照图 7、 图 2、 图 3 中的点 A)。在该利用侧热交换器 6 中被加热的低压制冷剂经由切换机构 3 再次被吸入压 缩机构 2。采用上述这种方式进行制冷运转。
于是, 在本变形例的空调装置 1 中, 与上述实施方式同样, 在具有用作高压制冷剂 的散热器功能的热源侧热交换器 4 中, 与未设置中间热交换器 7 的情况相比, 不仅能够缩小 作为冷却源的水和空气与制冷剂的温差, 而且能够提高运转效率。
( 制冷开始控制 )
在本变形例的中间冷却器 7 中, 在空调装置 1 停止时等情况下, 液体制冷剂也有可 能积存, 如果在液体制冷剂积存在中间冷却器 7 中的状态下开始上述的制冷运转, 那么, 积 存在中间冷却器 7 中的液体制冷剂就会被吸入后级侧压缩部件 2d 中, 因此, 在后级侧压缩 部件 2c 中发生液体压缩, 压缩机构 2 的可靠性就会受到破坏。
因此, 在本变形例中, 也与上述实施方式同样, 在开始上述的制冷运转时进行制冷 开始控制, 使其变成通过中间冷却器旁通管 9 将从前级侧压缩部件 2c 排出的制冷剂吸入后 级侧压缩部件 2d 中的状态, 并且, 通过第 1 吸入返回管 92 连接中间冷却器 7 和压缩机构 2的吸入一侧。
此外, 对于在本变形例的制冷开始控制, 除了根据制冷运转开始的指令切换机构 切换成冷却运转状态这一点外, 其余与上述实施方式中的制冷开始控制相同 ( 参照图 4 及 图 8), 因此, 此处省略其详细的说明。
因此, 在本变形例中, 与上述实施方式同样, 在切换机构 3 切换成冷却运转状态的 制冷运转开始时, 由于通过中间冷却器旁通管 9 将从前级侧压缩部件 2c 排出的制冷剂吸入 后级侧压缩部件 2d 中, 并且, 通过第 1 吸入返回管 92 连接中间冷却器 7 和压缩机构 2 的吸 入一侧, 因此, 在切换机构 2 切换成冷却运转状态的运转开始前, 即使液体制冷剂积存在中 间冷却器 7 内, 也能将该液体制冷剂排出至中间冷却器 7 外, 这样, 在切换机构 3 切换成冷 却运转状态的运转开始时, 就能避免发生液体制冷剂积存在中间冷却器 7 内的状态, 不会 发生因液体制冷剂积存在中间冷却器 7 内而引起的后级侧压缩部件 2d 中的液体压缩, 能够 提高压缩机构 2 的可靠性。
( 制暖运转 )
在制暖运转时, 切换机构 3 被切换成如图 7、 图 11 的虚线所示的加热运转状态。 此 外, 第 1 膨胀机构 5a 及第 2 膨胀机构 5b 的开度被调节。由于切换机构变成加热运转状态, 因此, 中间制冷剂管 8 的中间冷却器开关阀 12 被关闭, 中间冷却器旁通管 9 的中间冷却器 旁通开关阀 11 被打开, 这样中间冷却器 7 就变成不能用作冷却器的状态。而且, 由于切换 机构 3 变成加热运转状态, 因此, 第 1 吸入返回管 92 的第 1 吸入返回开关阀 92a 被打开, 这 样就变成使中间冷却器 7 和压缩机构 2 的吸入一侧连接的状态。
在该制冷剂管路 210 的状态下, 低压制冷剂 ( 参照图 7、 图 9 ~图 11 中的点 A) 从 吸入管 2a 被吸入压缩机构 2 中, 首先, 被压缩部件 2c 压缩至中间压力后, 被向中间制冷剂 管 8 排出 ( 参照图 7、 图 9 ~图 11 中的点 B1)。与制冷运转时不同, 从该前级侧压缩部件 2c 排出的中间压制冷剂并不通过中间冷却器 7( 即, 未被冷却 ), 而是通过中间冷却器旁通 管 9( 参照图 7、 图 9 ~图 11 中的点 C1), 被吸入与压缩部件 2c 的后级连接的压缩部件 2d 中被进一步压缩, 然后从压缩机构 2 向排出管 2b 排出 ( 参照图 7、 图 9 ~图 11 中的点 D)。 此处, 与制冷运转时同样, 从压缩机构 2 排出的高压制冷剂根据压缩部件 2c、 2d 的二级压缩 操作, 被压缩变成超过临界压力 ( 即, 图 9 所示的临界点 CP 中的临界压力 Pcp) 的压力。接 着, 从该压缩机构 2 排出的高压制冷剂流入构成油分离机构 41 的油分离器 41a, 其中的冷冻 机油被分离出去。此外, 在油分离器 41a 中从高压制冷剂中被分离出来的冷冻机油流入构 成油分离机构 41 的油返回管 41b, 被设在油返回管 41b 中的减压机构 41c 减压后返回压缩 机构 2 的吸入管 2a, 再次被吸入压缩机构 2。接着, 在油分离机构 41 中冷冻机油被分离出 去后的高压制冷剂通过单向机构 42 及切换机构 3, 被送往具有用作制冷剂的散热器功能的 利用侧热交换器 6, 与作为冷却源的水和空气进行热交换从而被冷却 ( 参照图 7、 图 9 ~图 11 中的点 F)。在利用侧热交换器 6 中被冷却的高压制冷剂通过桥路 17 的入口单向阀 17b 后流入储液器入口管 18a, 被第 1 膨胀机构 5a 减压至饱和压力附近, 然后被暂时储存在储 液器 18 内 ( 参照图 7、 图 11 中的点 I)。被储存在储液器 18 内的制冷剂被送往储液器出口 管 18b, 被第 2 膨胀机构 5b 减压后变成低压的气液两相状态的制冷剂, 通过桥路 17 的出口 单向阀 17d 被送往具有用作制冷剂的蒸发器功能的热源侧热交换器 4( 参照图 7、 图 9 ~图 11 中的点 E)。被送往热源侧热交换器 4 的低压的气液两相状态的制冷剂与作为加热源的水和空气进行热交换从而被加热, 然后蒸发 ( 参照图 7、 图 9 ~图 11 中的点 A)。在该热源 侧热交换器 4 中被加热的低压制冷剂经由切换机构 3, 再次被吸入压缩机构 2。采用上述这 种方式进行制暖运转。
于是, 在本变形例的空调装置 1 中, 在切换机构 3 变成加热运转状态的制暖运转 中, 关闭中间冷却器开关阀 12, 或者打开中间冷却器旁通开关阀 11, 这样, 中间冷却器 7 就 变成不具有用作冷却器功能的状态, 因此, 与仅设置了中间冷却器 7 的情况、 以及与上述制 冷运转同样使中间冷却器 7 能够用作冷却器的情况 ( 在此情况下, 在图 9、 图 10 中按照点 A →点 B1 →点 C1’ →点 D’ →点 F →点 E 的顺序进行冷冻循环 ) 相比, 从压缩机构 2 中被排 出的制冷剂的温度下降得以控制 ( 参照图 10 中的点 D、 D’ )。因此, 在该空调装置 1 中, 与 仅设置了中间冷却器 7 的情况、 以及与上述制冷运转同样使中间冷却器 7 能够用作冷却器 的情况相比, 不仅能够抑制向外部的散热, 抑制被供给具有用作制冷剂的散热器功能的利 用侧热交换器 6 的制冷剂的温度下降, 而且能够抑制相当于图 9 中的点 D 与点 F 的焓差以 及点 D’ 与点 F 的焓差两者之差的加热能力的下降, 从而能够防止运转效率的下降。
此外, 在本变形例的空调装置 1 中, 与开始制冷运转时同样, 在切换机构 3 切换成 加热运转状态的制暖运转时, 也通过中间冷却器旁通管 9 将从前级侧压缩部件 2c 排出的制 冷剂吸入后级侧压缩部件 2d 中, 并且, 通过第 1 吸入返回管 92 连接中间冷却器 7 和压缩机 构 2 的吸入一侧。因此, 能够防止在切换机构 3 切换成加热运转状态时从中间冷却器 7 向 外部散热, 并且, 能够使其变成液体制冷剂难以积存在中间冷却器 7 内的状态。这样, 在本 变形例的空调装置 1 中, 在切换机构 3 切换成加热运转状态的制暖运转时, 能够防止作为制 冷剂的散热器的利用侧热交换器 6 中的加热能力的下降, 而且, 在切换机构 3 切换成冷却运 转状态的运转开始时, 能够避免液体制冷剂积存在中间冷却器 7 内的状态, 因此, 不会发生 因液体制冷剂积存在中间热交换器 7 内而引起的后级侧压缩部件 2d 中的液体压缩, 能够通 过中间冷却器 7 将从前级侧压缩部件 2c 排出的制冷剂吸入后级侧压缩部件 2d。
此外, 在本变形例中, 根据开关阀 11、 12、 92a 的开关状态, 在制冷运转和制冷开始 控制之间进行切换, 即, 切换制冷剂不返回状态和制冷剂返回状态, 但是, 如上述变形例 1 所示, 也可以取代开关阀 11、 12、 92a, 设置能够切换制冷剂不返回状态和制冷剂返回状态的 中间冷却器切换阀 93。
(5) 变形例 3
在上述变形例 2 中, 在通过切换机构 3 能够切换制冷运转和制暖运转的进行二级 压缩式冷冻循环的空调装置 1 中, 设置具有用作从前级侧压缩部件 2c 排出然后被吸入后级 侧压缩部件 2d 中的制冷剂的冷却器功能的中间冷却器 7 ; 以旁通中间冷却器 7 的方式与中 间制冷剂管 8 连接的中间冷却器旁通管 9 ; 以及在变成通过中间冷却器旁通管 9 将从前级 侧压缩部件 2c 排出的制冷剂吸入后级侧压缩部件 2d 的状态时, 用来连接中间冷却器 7 和 压缩机构 2 的吸入一侧的第 1 吸入返回管 92, 除了这种构造, 也可以进行第 1 后级侧喷射管 19 和节能器热交换器 20 的中间压喷射。
例如, 如图 12 所示, 在采用二级压缩式的压缩机构 2 的上述变形例 2 的制冷剂管 路 210( 参照图 7) 中, 设置第 1 后级侧喷射管 19 及节能器热交换器 20, 从而能够形成制冷 剂管路 310。
第 1 后级侧喷射管 19 具有将流经热源侧热交换器 4 和利用侧热交换器 6 之间的制冷剂分流然后返回压缩机构 2 的后级侧压缩部件 2d 的功能。在本变形例中, 第 1 后级侧 喷射管 19 按照将流经储液器入口管 18a 的制冷剂分流然后使其返回后级侧压缩部件 2d 的 吸入一侧的方式设置。更加具体地来讲, 第 1 后级侧喷射管 19 按照从储液器入口管 18a 的 第 1 膨胀机构 5a 的上流一侧的位置 ( 即, 当切换机构 3 变成冷却运转状态时, 热源侧热交 换器 4 和第 1 膨胀机构 5a 之间 ) 对制冷剂进行分流, 然后使其返回中间制冷剂管 8 的中间 热交换器 7 的下流一侧的位置的方式设置。此外, 在该第 1 后级侧喷射管 19 中设有能够控 制其开度的第 1 后级喷射阀 19a。在本变形例中, 第 1 后级喷射阀 19a 是电动膨胀阀。
节能器热交换器 20 是进行流经热源侧热交换器 4 和利用侧热交换器 6 之间的制 冷剂与流经第 1 后级侧喷射管 19 的制冷剂 ( 更加具体地来讲, 在第 1 后级喷射阀 19a 中被 减压至中间压附近后的制冷剂 ) 的热交换的热交换器。在本变形例中, 节能器热交换器 20 按照对流经储液器入口管 18a 的第 1 膨胀机构 5a 的上流一侧的位置 ( 即, 当切换机构 3 变 成冷却运转状态时, 热源侧热交换器 4 和第 1 膨胀机构 5a 之间 ) 的制冷剂与流经第 1 后级 侧喷射管 19 的制冷剂进行热交换的方式而设, 而且, 具有两个制冷剂相向流动的流路。在 本变形例中, 节能器热交换器 20 被设置在第 1 后级侧喷射管 19 从储液器入口管 18a 分支 的位置的下流一侧。因此, 流经热源侧热交换器 4 和利用侧热交换器 6 之间的制冷剂在储 液器入口管 18a 中, 在节能器热交换器 20 中被热交换之前被第 1 后级侧喷射管 19 分支, 然 后在节能器热交换器 20 中与流经第 1 后级侧喷射管 19 的制冷剂进行热交换。 于是, 在本变形例中, 当切换机构 3 被切换成冷却运转状态时, 通过桥路 17 的入口 单向阀 17a、 节能器热交换器 20、 储液器入口管 18a 的第 1 膨胀机构 5a、 储液器 18、 储液器 出口管 18b 的第 2 膨胀机构 5b 以及桥路 17 的出口单向阀 17c, 就能将在热源侧热交换器 4 中被冷却的高压制冷剂送往利用侧热交换器 6。此外, 当切换机构 3 变成加热运转状态时, 通过桥路 17 的入口单向阀 17b、 节能器热交换器 20、 储液器入口管 18a 的第 1 膨胀机构 5a、 储液器 18、 储液器出口管 18b 的第 2 膨胀机构 5b 以及桥路 17 的出口单向阀 17d, 就能将在 利用侧热交换器 6 中被冷却的高压制冷剂送往热源侧热交换器 4。
在本变形例中, 在中间制冷剂管 8 或者压缩机构 2 中设有检测出流经中间制冷剂 管 8 的制冷剂压力的中间压力传感器 54。在节能器热交换器 20 的第 1 后级侧喷射管 19 侧 的出口设置检测出节能器热交换器 20 的第 1 后级侧喷射管 19 侧的出口中的制冷剂温度的 节能器出口温度传感器 55。
下面, 使用图 12 ~图 16, 对本变形例的空调装置 1 的操作进行说明。 此处, 图 13 是 制冷运转时的冷冻循环的压力 - 焓线图, 图 14 是制冷运转时的冷冻循环的温度 - 熵线图, 图 15 是制暖运转时的冷冻循环的压力 - 焓线图, 图 16 是制暖运转时的冷冻循环的温度 - 熵 线图。此处, 制冷开始控制与上述变形例 2 相同, 因此, 此处省略其说明。此外, 以下的制冷 运转和制暖运转 ( 也包括此处未说明的制冷开始控制 ) 中的运转控制是通过上述实施方式 中的控制部 ( 图中未示 ) 来进行的。在以下的说明中, “高压” 是指冷冻循环中的高压 ( 即, 图 13、 图 14 中的点 D、 D’ 、 E、 H 的压力及图 15、 图 16 中的点 D、 D’ 、 F、 H 的压力 ), “低压” 是 指冷冻循环中的低压 ( 即, 图 13、 图 14 中的点 A、 F 的压力及图 15、 图 16 中的点 A、 E 的压 力 ), “中间压” 是指冷冻循环中的中间压 ( 即, 图 13 ~ 16 中的点 B1、 C1、 G、 J、 K 的压力 )。
在制冷运转时, 切换机构 3 切换成图 12 的实线所示的冷却运转状态。第 1 膨胀机 构 5a 和第 2 膨胀机构 5b 的开度被调节。此外, 第 1 后级喷射阀 19a 的开度也被调节。更
加具体地来讲, 第 1 后级喷射阀 19a 被实施开度调节的所谓过热度控制, 从而使节能器热交 换器 20 的第 1 后级侧喷射管 19 一侧的出口中的制冷剂的过热度变成目标值。在本变形例 中, 节能器热交换器 20 的第 1 后级侧喷射管 19 一侧的出口中的制冷剂的过热度通过将中 间压力传感器 54 检测出来的中间压换算成饱和温度, 从节能器出口温度传感器 55 检测出 来的制冷剂温度中减去该制冷剂的饱和温度值而获得。此外, 在本变形例中并未采用, 但 是, 也可以在节能器热交换器 20 的第 1 后级侧喷射管 19 一侧的入口设置温度传感器, 从节 能器出口温度传感器 55 检测出来的制冷剂温度中减去由该温度传感器检测出来的制冷剂 温度, 从而得到节能器热交换器 20 的第 1 后级侧喷射管 19 一侧的出口中的制冷剂的过热 度。此外, 第 1 后级喷射阀 19a 的开度调节并非局限于过热度控制, 例如, 也可以根据制冷 剂管路 10 中的制冷剂循环量等使其打开规定开度。由于切换机构 3 变成冷却运转状态, 因 此, 中间制冷剂管 8 的中间冷却器开关阀 12 被打开, 中间冷却器旁通管 9 的中间冷却器旁 通开关阀 11 被关闭, 这样, 中间冷却器 7 就变成能够用作冷却器的状态, 并且, 第 1 吸入返 回管 92 的第 1 吸入返回开关阀 92a 被关闭, 这样中间热交换器 7 和压缩机构 2 的吸入一侧 就变成未被连接的状态 ( 但是, 制冷开始控制时除外 )。
在该制冷剂管路 310 的状态下, 低压的制冷剂 ( 参照图 12 ~图 14 中的点 A) 从吸 入管 2a 被吸入压缩机构 2 中, 首先, 被压缩部件 2c 压缩至中间压力后, 向中间制冷剂管 8 排出 ( 参照图 12 ~图 14 中的点 B1)。从该前级侧压缩部件 2c 被排出的中间压制冷剂在 中间冷却器 7 中与作为冷却源的水和空气进行热交换从而被冷却 ( 参照图 12 ~图 14 中的 点 C1)。在该中间冷却器 7 中被冷却的制冷剂与从第 1 后级侧喷射管 19 返回后级压缩机构 2d 的制冷剂 ( 参照图 12 ~图 14 中的点 K) 合流, 被进一步冷却 ( 参照图 12 ~图 14 中的点 G)。接着, 与从第 1 后级侧喷射管 19 返回的制冷剂合流后 ( 即, 进行节能器热交换器 20 的 中间压喷射 ) 的中间压制冷剂被吸入与压缩部件 2c 的后级连接的压缩部件 2d 中被进一步 压缩, 从压缩机构 2 排出至排出管 2b( 参照图 12 ~图 14 中的点 D)。此处, 从压缩机构 2 排 出的高压制冷剂根据压缩部件 2c、 2d 的二级压缩操作被压缩至超过临界压力 ( 即, 图 13 所 示的临界点 CP 中的临界压力 Pcp) 的压力。从该压缩机构 2 排出的高压制冷剂流入构成油 分离机构 41 的油分离器 41a, 其中的冷冻机油被分离出去。 此外, 在油分离器 41a 中从高压 制冷剂中被分离出来的冷冻机油流入构成油分离机构 41 的油返回管 41b, 被设在油返回管 41b 中的减压机构 41c 减压后返回压缩机构 2 的吸入管 2a, 再次被吸入压缩机构 2。接着, 在油分离机构 41 中冷冻机油被分离出去后的高压制冷剂通过单向机构 42 及切换机构 3, 被送往具有用作制冷剂的散热器功能的热源侧热交换器 4。被送往热源侧热交换器 4 的高 压制冷剂在热源侧热交换器 4 中, 与作为冷却源的水和空气进行热交换从而被冷却 ( 参照 图 12 ~图 14 中的点 E)。在热源侧热交换器 4 中被冷却的高压制冷剂通过桥路 17 的入口 单向阀 17a 后流入储液器入口管 18a, 其一部分被第 1 后级侧喷射管 19 分流。流经第 1 后 级侧喷射管 19 的制冷剂在第 1 后级喷射阀 19a 中被减压至中间压附近后, 被送往节能器热 交换器 20( 参照图 12 ~图 14 中的点 J)。此外, 被第 1 后级侧喷射管 19 分流后的制冷剂流 入节能器热交换器 20, 与流经第 1 后级侧喷射管 19 的制冷剂进行热交换后被冷却 ( 参照图 12 ~图 14 中的点 H)。流经第 1 后级侧喷射管 19 的制冷剂与在用作散热器的热源侧热交 换器 4 中被冷却的高压制冷剂进行热交换后被加热 ( 参照图 12 ~图 14 中的点 K), 然后如 上所述, 与从前级侧压缩部件 2c 排出的中间压制冷剂合流。在节能器热交换器 20 中被冷却的高压制冷剂被第 1 膨胀机构 5a 减压至饱和压力附近, 然后被暂时储存在储液器 18 内 ( 参照图 12 中的点 I)。被储存在储液器 18 内的制冷剂被送往储液器出口管 18b, 被第 2 膨 胀机构 5b 减压后变成低压的气液两相状态的制冷剂, 通过桥路 17 的出口单向阀 17c 被送 往具有用作制冷剂的蒸发器功能的利用侧热交换器 6( 参照图 12 ~图 14 中的点 F)。被送 往利用侧热交换器 6 的低压的气液两相状态的制冷剂与作为加热源的水和空气进行热交 换从而被加热, 然后蒸发 ( 参照图 12 ~图 14 中的点 A)。在该利用侧热交换器 6 中被加热 的低压制冷剂经由切换机构 3 再次被吸入压缩机构 2。采用上述这种方式进行制冷运转。
在本变形例的构造中, 与上述变形例 2 同样, 由于在切换机构 3 切换成冷却运转状 态时的制冷运转中, 将中间冷却器 7 变成能够用作冷却器的状态, 因此, 与未设置中间冷却 器 7 的方式相比, 能够减少热源侧热交换器 4 中的散热损失。
而且, 在本变形例的构造中, 设置第 1 后级侧喷射管 19 及节能器热交换器 20, 对从 热源侧热交换器 4 被送往膨胀机构 5a、 5b 的制冷剂进行分流然后使其返回后级侧压缩部件 2d, 因此, 不会向中间冷却器 7 这样的外部散热, 能够进一步降低被吸入后级侧压缩部件 2d 中的制冷剂的温度 ( 参照图 14 中的点 C1、 G)。这样, 从压缩机构 2 排出的制冷剂的温度被 进一步降低 ( 参照图 14 中的点 D、 D’ ), 与未设置第 1 后级侧喷射管 19 的方式相比, 能够进 一步减少相当于连结图 14 中的点 C1、 D’ 、 D、 G 所构成的面积大小的散热损失, 因此能够进 一步提高运转效率。
此外, 在本变形例中, 与上述变形例 2 同样, 在切换机构 3 切换成冷却运转状态的 制冷运转开始时, 由于通过中间冷却器旁通管 9 将从前级侧压缩部件 2c 排出的制冷剂吸入 后级侧压缩部件 2d 中, 并且, 通过第 1 吸入返回管 92 连接中间冷却器 7 和压缩机构 2 的吸 入一侧, 因此, 在切换机构 3 切换成冷却运转状态的运转开始前, 即使液体制冷剂积存在中 间冷却器 7 内, 也能将该液体制冷剂排出至中间冷却器 7 外, 这样, 在切换机构 3 切换成冷 却运转状态的运转开始时, 就能避免发生液体制冷剂积存在中间冷却器 7 内的状态, 不会 发生因液体制冷剂积存在中间冷却器 7 内而引起的后级侧压缩部件 2d 中的液体压缩, 能够 提高压缩机构 2 的可靠性。
( 制暖运转 )
在制暖运转时, 切换机构 3 被切换成如图 12 的虚线所示的加热运转状态。此外, 第 1 膨胀机构 5a 及第 2 膨胀机构 5b 的开度被调节。此外, 第 1 后级喷射阀 19a 被实施与 上述制冷运转同样的开度调节。由于切换机构 3 变成加热运转状态, 因此, 中间制冷剂管 8 的中间冷却器开关阀 12 被关闭, 中间冷却器旁通管 9 的中间冷却器旁通开关阀 11 被打开, 这样中间冷却器 7 就变成不能用作冷却器的状态。而且, 由于切换机构 3 变成加热运转状 态, 因此, 第 1 吸入返回管 92 的第 1 吸入返回开关阀 92a 被打开, 这样就变成使中间冷却器 7 和压缩机构 2 的吸入一侧连接的状态。
在该制冷剂管路 310 的状态下, 低压制冷剂 ( 参照图 12、 图 15、 图 16 中的点 A) 从 吸入管 2a 被吸入压缩机构 2 中, 首先, 被压缩部件 2c 压缩至中间压力后, 被向中间制冷剂 管 8 排出 ( 参照图 12、 图 15、 图 16 中的点 B1)。与制冷运转时不同, 从该前级侧压缩部件 2c 排出的中间压制冷剂并不通过中间冷却器 7( 即, 未被冷却 ), 而是通过中间冷却器旁通 管 9( 参照图 12、 图 15、 图 16 中的点 C1), 然后与从第 1 后级侧喷射管 19 返回后级压缩机 构 2d 的制冷剂 ( 参照图 12、 图 15、 图 16 中的点 K) 合流从而被冷却 ( 参照图 12、 图 15、 图16 中的点 G)。接着, 与从第 1 后级侧喷射管 19 返回的制冷剂合流后的中间压制冷剂被吸 入与压缩部件 2c 的后级连接的压缩部件 2d 中, 并被进一步压缩, 然后从压缩机构 2 向排出 管 2b 排出 ( 参照图 12、 图 15、 图 16 中的点 D)。此处, 与制冷运转时同样, 从压缩机构 2 排 出的高压制冷剂根据压缩部件 2c、 2d 的二级压缩操作, 被压缩变成超过临界压力 ( 即, 图 15 所示的临界点 CP 中的临界压力 Pcp) 的压力。接着, 从该压缩机构 2 排出的高压制冷剂流 入构成油分离机构 41 的油分离器 41a, 其中的冷冻机油被分离出去。此外, 在油分离器 41a 中从高压制冷剂中被分离出来的冷冻机油流入构成油分离机构 41 的油返回管 41b, 被设在 油返回管 41b 中的减压机构 41c 减压后返回压缩机构 2 的吸入管 2a, 再次被吸入压缩机构 2。接着, 在油分离机构 41 中冷冻机油被分离出去后的高压制冷剂通过单向机构 42 及切换 机构 3, 被送往具有用作制冷剂的散热器功能的利用侧热交换器 6, 与作为冷却源的水和空 气进行热交换从而被冷却 ( 参照图 12、 图 15、 图 16 中的点 F)。在利用侧热交换器 6 中被 冷却的高压制冷剂通过桥路 17 的入口单向阀 17b 后流入储液器入口管 18a, 其一部分被第 1 后级侧喷射管 19 分流。流经第 1 后级侧喷射管 19 的制冷剂在第 1 后级喷射阀 19a 中被 减压至中间压附近后, 被送往节能器热交换器 20( 参照图 12、 图 15、 图 16 中的点 J)。此外, 被第 1 后级侧喷射管 19 分流后的制冷剂流入节能器热交换器 20, 与流经第 1 后级侧喷射 管 19 的制冷剂进行热交换后被冷却 ( 参照图 12、 图 15、 图 16 中的点 H)。流经第 1 后级侧 喷射管 19 的制冷剂与在用作散热器的热源侧热交换器 4 中被冷却的高压制冷剂进行热交 换后被加热 ( 参照图 12、 图 15、 图 16 中的点 K), 然后如上所述, 与从前级侧压缩部件 2c 排 出的中间压制冷剂合流。在节能器热交换器 20 中被冷却的高压制冷剂被第 1 膨胀机构 5a 减压至饱和压力附近, 然后被暂时储存在储液器 18 内 ( 参照图 12 中的点 I)。被储存在储 液器 18 内的制冷剂被送往储液器出口管 18b, 被第 2 膨胀机构 5b 减压后变成低压的气液两 相状态的制冷剂, 通过桥路 17 的出口单向阀 17d 被送往具有用作制冷剂的蒸发器功能的热 源侧热交换器 4( 参照图 12、 图 15、 图 16 中的点 E)。被送往热源侧热交换器 4 的低压的气 液两相状态的制冷剂与作为加热源的水和空气进行热交换从而被加热, 然后蒸发 ( 参照图 12、 图 15、 图 16 中的点 A)。在该热源侧热交换器 4 中被加热后的低压制冷剂经由切换机构 3, 再次被吸入压缩机构 2。采用上述这种方式进行制暖运转。
在本变形例的构造中, 与上述变形例 2 同样, 在切换机构 3 切换成加热运转状态的 制暖运转时, 与仅设置了中间冷却器 7 的方式以及与上述制冷运转同样将中间冷却器 7 用 作冷却器的方式相比, 能够抑制向外部散热, 防止加热能力下降, 从而能够防止运转效率降 低。
而且, 在本变形例的构造中, 与制冷运转时同样, 设置第 1 后级侧喷射管 19 及节能 器热交换器 20, 对从热源侧热交换器 4 被送往膨胀机构 5a、 5b 的制冷剂进行分流然后将其 送回后级侧压缩部件 2d, 因此, 不会向中间冷却器 7 这样的外部散热, 能够进一步降低被吸 入后级侧压缩部件 2d 中的制冷剂的温度 ( 参照图 16 中的点 B1、 G)。这样, 从压缩机构 2 排出的制冷剂的温度被进一步降低 ( 参照图 16 中的点 D、 D’ ), 与未设置第 1 后级侧喷射管 19 的方式相比, 能够进一步减少相当于连结图 16 中的点 B1、 D’ 、 D、 G 所构成的面积大小的 散热损失, 因此能够进一步提高运转效率。
此外, 制冷运转及制暖运转的共同优点在于, 在本变形例的构造中, 作为节能器热 交换器 20, 采用了具有从热源侧热交换器 4 或者利用侧热交换器 6 被送往膨胀机构 5a、 5b的制冷剂和流经第 1 后级侧喷射管 19 的制冷剂相向流动的流路的热交换器, 因此, 能够缩 小从节能器热交换器 20 中的热源侧热交换器 4 或者利用侧热交换器 6 被送往膨胀机构 5a、 5b 的制冷剂和流经第 1 后级侧喷射管 19 的制冷剂的温差, 并且能够获得高的热交换效率。
此外, 在本变形例中, 也与上述变形例 2 同样, 在切换机构 3 切换成加热运转状态 的制暖运转时, 也通过中间冷却器旁通管 9, 将从前级侧压缩部件 2c 排出的制冷剂吸入后 级侧压缩部件 2d 中, 并且, 通过第 1 吸入返回管 92 连接中间冷却器 7 和压缩机构 2 的吸入 一侧, 因此, 能够防止在切换机构 3 切换成加热运转状态时从中间冷却器 7 向外部散热, 并 且, 能够使其变成液体制冷剂难以积存在中间冷却器 7 中的状态, 这样, 在切换机构 3 切换 成加热运转状态的制暖运转时, 能够抑制作为制冷剂的散热器的利用侧热交换器 6 中的加 热能力的下降, 而且, 在切换机构 3 切换成冷却运转状态的运转开始时, 能够避免液体制冷 剂积存在中间冷却器内, 这样不会发生因液体制冷剂积存在中间冷却器 7 内而引起的后级 侧压缩部件 2d 中的液体压缩, 从而能够通过中间冷却器 7, 将从前级侧压缩部件 2c 排出的 制冷剂吸入后级侧压缩部件 2d 中。
此外, 在本变形例中, 根据开关阀 11、 12、 92a 的开关状态, 在制冷运转和制冷开始 控制之间进行切换, 即, 切换制冷剂不返回状态和制冷剂返回状态, 但是, 如上述变形例 1 所示, 也可以取代开关阀 11、 12、 92a, 设置能够切换制冷剂不返回状态和制冷剂返回状态的 中间冷却器切换阀 93。
(6) 变形例 4
在上述变形例 3 中的制冷剂管路 310( 参照图 12) 中, 如上所述, 在切换机构 3 切 换成冷却运转状态的制冷运转以及切换机构 3 切换成加热运转状态的制暖运转中的一个 运转时, 也进行节能器热交换器 20 的中间压喷射, 这样就能降低从后级侧压缩部件 2d 排出 的制冷剂的温度, 并且减少压缩机构 2 的动力消耗, 提高运转效率。由于在冷冻循环中的中 间压上升至临界压力附近的条件下也能使用节能器热交换器 20 的中间压喷射, 因此, 如上 述实施方式及其变形例中的制冷剂管路 10、 110、 210、 310( 参照图 1、 6、 7、 12) 所示, 在具有 一个利用侧热交换器 6 的构造中, 在使用在超临界区工作的制冷剂的情况下特别有利。
但是, 为了进行与多个空调空间的空调负荷对应的制冷和制暖等, 采用具有相互 并联连接的多个利用侧热交换器 6 的构造, 并且, 为了通过控制流经各个利用侧热交换器 6 的制冷剂的流量, 从而能够获得在各个利用侧热交换器 6 中所需的冷冻负荷, 有时采用一 种在作为气液分离器的储液器 18 和利用侧热交换器 6 之间与各个利用侧热交换器 6 对应 地设置利用方膨胀机构 5c 的构造。
例如, 图中并未表示其详细情况, 有一种方法是在上述变形例 3 中的具有桥路 17 的制冷剂管路 310( 参照图 12) 中, 设置相互并联连接的若干 ( 此处是两个 ) 利用侧热交换 器 6, 并且, 在作为气液分离器的储液器 18( 更加具体地来讲是桥路 17) 和利用侧热交换器 6 之间, 与各个利用侧热交换器 6 对应地设置利用方膨胀机构 5c( 参照图 17), 删除在储液 器出口管 18b 中所设置的第 2 膨胀机构 5b, 或者取代桥路 17 的出口单向阀 17d, 设置在制 暖运转时将制冷剂减压至冷冻循环中的低压的第 3 膨胀机构。
在这种构造中, 也如切换机构 3 变成冷却运转状态下的制冷运转那样, 在作为散 热器的热源侧热交换器 4 中被冷却后, 并不在作为热源端膨胀机构的第 1 膨胀机构 5a 以 外进行大规模的减压操作, 能够利用冷冻循环中的高压至冷冻循环中的中间压附近的压力差, 在这种条件下, 与上述变形例 2 同样, 节能器热交换器 20 的中间压喷射有用。
但是, 如切换机构 3 变成加热运转状态下的制暖运转那样, 为了获得在作为散热 器的各个利用侧热交换器 6 中所需的冷冻负荷, 各个利用方膨胀机构 5c 控制流经作为散热 器的各个利用侧热交换器 6 的制冷剂的流量, 流经作为散热器的各个利用侧热交换器 6 的 制冷剂的流量, 大概由通过在作为散热器的各个利用侧热交换器 6 的下流一侧且节能器热 交换器 20 的上流一侧所设置的利用方膨胀机构 5c 的开度控制对制冷剂的减压操作所决 定, 在这种条件下, 各个利用方膨胀机构 5c 的开度控制对制冷剂的减压程度不仅因流经作 为散热器的各个利用侧热交换器 6 的制冷剂的流量, 而且因多个作为散热器的利用侧热交 换器 6 之间的流量分配的状态而发生变化, 有时在多个利用方膨胀机构 5c 之间出现减压程 度差别很大的状态, 以及发生利用方膨胀机构 5c 中的减压程度较大的情况, 因此, 节能器 热交换器 20 的入口中的制冷剂的压力有可能下降, 在这种情况下, 节能器热交换器 20 中的 交换热量 ( 即, 流经第 1 后级侧喷射管 19 的制冷剂的流量 ) 有可能减少, 导致难以使用。 特 别是在这种空调装置 1 通过连接配管连接主要包括压缩机构 2、 热源侧热交换器 4 及储液器 18 的热源单元 ; 以及主要包括利用侧热交换器 6 的利用单元从而构成作为分体式空调装置 的情况下, 根据利用单元及热源单元的配置, 该联络配管有可能变得非常长, 因此, 除了受 到其压力损失产生的影响外, 节能器热交换器 20 的入口中的制冷剂的压力进一步下降。在 节能器热交换器 20 的入口中的制冷剂的压力有可能下降的情况下, 只要是气液分离器压 力比临界压力低的压力, 那么, 在气液分离器压力和冷冻循环中的中间压 ( 此处是流经中 间制冷剂管 8 的制冷剂的压力 ) 的压力差小的条件下也能使用的气液分离器的中间压喷射 就有用。
因此, 在本变形例中, 如图 17 所示, 为了能够将储液器 18 用作气液分离器来进行 中间压喷射, 在储液器 18 中连接第 2 后级侧喷射管 18c, 从而形成制冷剂管路 410, 在制冷 运转时, 进行节能器热交换器 20 的中间压喷射, 在制暖运转时, 进行作为气液分离器的储 液器 18 的中间压喷射。
此外, 第 2 后级侧喷射管 18c 是能够进行从储液器 18 中取出制冷剂然后将其送回 压缩机构 2 的后级侧压缩部件 2d 的中间压喷射的制冷剂管, 在本变形例中, 按照连接储液 器 18 的上部和中间制冷剂管 8( 即, 压缩机构 2 的后级侧压缩部件 2d 的吸入一侧 ) 的方式 设置。在该第 2 后级侧喷射管 18c 中设有第 2 后级喷射开关阀 18d 和第 2 后级喷射单向机 构 18e。第 2 后级喷射开关阀 18d 是能够进行开关操作的阀, 在本变形例中是电磁阀。第 2 后级喷射单向机构 18e 用来容许制冷剂从储液器 18 流向后级侧压缩部件 2d, 并且阻断制冷 剂从后级侧压缩部件 2d 流向储液器 18, 在本实施方式中使用单向阀。此外, 第 2 后级侧喷 射管 18c 和第 2 吸入返回管 18f 在储液器 18 一侧的部分形成一体。此外, 第 2 后级侧喷射 管 18c 和第 1 后级侧喷射管 19 在中间制冷剂管 8 一侧的部分形成一体。此外, 在本变形例 中, 利用方膨胀机构 5c 是电动膨胀阀。在本变形例中, 如上所述, 在制冷运转时使用第 1 后 级侧喷射管 19 及节能器热交换器 20, 在制暖运转时使用第 2 后级侧喷射管 18c, 因此, 无论 是在制冷运转还是制暖运转时, 不必使制冷剂朝着节能器热交换器 20 的流向固定, 因此, 省略桥路 17, 从而简化制冷剂管路 410 的构造。
下面, 使用图 17、 图 13、 图 14、 图 18、 图 19, 对本变形例的空调装置 1 的操作进行说 明。此处, 图 18 是制暖运转时的冷冻循环的压力 - 焓线图, 图 19 是制暖运转时的冷冻循环的温度 - 熵线图。此处, 制冷开始控制与上述变形例 2 相同, 因此, 此处省略其说明。此外, 使用图 13、 图 14 对本变形例中的制冷运转时的冷冻循环进行说明。此外, 以下的制冷运转 和制暖运转中的运转控制是通过上述实施方式中的控制部 ( 图中未示 ) 来进行的。在以下 的说明中, “高压” 是指冷冻循环中的高压 ( 即, 图 13、 图 14 中的点 D、 D’ 、 E、 H 的压力及图 18、 图 19 中的点 D、 D’ 、 F 的压力 ), “低压” 是指冷冻循环中的低压 ( 即, 图 13、 图 14 中的点 A、 F 的压力及图 18、 图 19 中的点 A、 E 的压力 ), “中间压” 是指冷冻循环中的中间压 ( 即, 图 13、 图 14 中的点 B1、 C1、 G、 J、 K 的压力及图 18、 图 19 中的点 B1、 C1、 G、 I、 L、 M 中的压力 )。
( 制冷运转 )
在制冷运转时, 切换机构 3 被切换成图 17 的实线所示的冷却运转状态。作为热源 端膨胀机构的第 1 膨胀机构 5a 及利用方膨胀机构 5c 的开度被调节。由于切换机构 3 变成 冷却运转状态, 因此, 中间制冷剂管 8 的中间冷却器开关阀 12 被打开, 中间热交换器旁通管 9 的中间冷却器旁通开关阀 11 被关闭, 于是, 中间冷却器 7 就变成能够用作冷却器的状态, 并且, 第 1 吸入返回管 92 的第 1 吸入返回开关阀 92a 被关闭, 于是, 中间冷却器 7 和压缩机 构 2 的吸入一侧处于未被连接的状态 ( 但是, 制冷开始控制时除外 )。此外, 在切换机构 3 切换成冷却运转状态时, 并不进行作为气液分离器的储液器 18 的中间压喷射, 而是进行通 过第 1 后级侧喷射管 19 使在节能器热交换器 20 中被加热的制冷剂返回后级侧压缩部件 2d 的节能器热交换器 20 的中间压喷射。更加具体地来讲, 第 2 后级喷射开关阀 18d 处于关闭 状态, 第 1 后级喷射阀 19a 被实施与上述变形例 3 同样的开度调节。 在该制冷剂管路 410 的状态下, 低压的制冷剂 ( 参照图 17、 图 13、 图 14 中的点 A) 从吸入管 2a 被吸入压缩机构 2 中, 首先, 被压缩部件 2c 压缩至中间压力后, 向中间制冷剂 管 8 排出 ( 参照图 17、 图 13、 图 14 中的点 B1)。从该前级侧压缩部件 2c 排出的中间压制冷 剂在中间冷却器 7 中与作为冷却源的水和空气进行热交换从而被冷却 ( 参照图 17、 图 13、 图 14 中点 C1)。在该中间冷却器 7 中被冷却的制冷剂与从第 1 后级侧喷射管 19 返回后级 压缩机构 2d 的制冷剂 ( 参照图 17、 图 13、 图 14 中的点 K) 合流从而被进一步冷却 ( 参照图 17、 图 13、 图 14 中点 G)。接着, 与从第 1 后级侧喷射管 19 返回的制冷剂合流后 ( 即, 进行 节能器热交换器 20 的中间压喷射 ) 的中间压制冷剂被吸入与压缩部件 2c 的后级连接的压 缩部件 2d 中, 并被进一步压缩, 从压缩机构 2 排出至排出管 2b( 参照图 17、 图 13、 图 14 中 的点 D)。此处, 从压缩机构 2 中排出的高压制冷剂根据压缩部件 2c、 2d 的二级压缩操作被 压缩至超过临界压力 ( 即, 图 13 所示的临界点 CP 中的临界压力 Pcp) 的压力。从该压缩机 构 2 排出的高压制冷剂经由切换机构 3, 被送往具有用作制冷剂的散热器功能的热源侧热 交换器 4, 与作为冷却源的水和空气进行热交换后被冷却 ( 参照图 17、 图 13、 图 14 中的点 E)。在作为散热器的热源侧热交换器 4 中被冷却的高压制冷剂的一部分被第 1 后级侧喷射 管 19 分流。流经第 1 后级侧喷射管 19 的制冷剂在第 1 后级喷射阀 19a 中被减压至中间压 附近后, 被送往节能器热交换器 20( 参照图 17、 图 13、 图 14 中的点 J)。此外, 被第 1 后级侧 喷射管 19 分流后的制冷剂流入节能器热交换器 20, 与流经第 1 后级侧喷射管 19 的制冷剂 进行热交换后被冷却 ( 参照图 17、 图 13、 图 14 中的点 H)。流经第 1 后级侧喷射管 19 的制 冷剂与在用作散热器的热源侧热交换器 4 中被冷却的高压制冷剂进行热交换后被加热 ( 参 照图 17、 图 13、 图 14 中点 K), 然后如上所述, 与从前级侧压缩部件 2c 排出的中间压制冷剂 合流。在节能器热交换器 20 中被冷却的高压制冷剂被第 1 膨胀机构 5a 减压至饱和压力附
近, 然后被暂时储存在储液器 18 内 ( 参照图 17、 图 13、 图 14 中的点 I)。被储存在储液器 18 内的制冷剂被送往利用方膨胀机构 5c, 被利用方膨胀机构 5c 减压后变成低压的气液两 相状态的制冷剂, 被送往具有用作制冷剂的蒸发器功能的利用侧热交换器 6( 参照图 17、 图 13、 图 14 中的点 F)。 被送往作为蒸发器的利用侧热交换器 6 的低压的气液两相状态的制冷 剂与作为加热源的水和空气进行热交换后被加热, 然后蒸发 ( 参照图 17、 图 13、 图 14 中的 点 A)。在该作为蒸发器的利用侧热交换器 6 中被加热并蒸发的低压制冷剂经由切换机构 3 再次被吸入压缩机构 2。采用上述这种方式进行制冷运转。
( 制暖运转 )
在制暖运转时, 切换机构 3 被切换成图 17 的虚线所示的加热运转状态。作为热源 端膨胀机构的第 1 膨胀机构 5a 及利用方膨胀机构 5c 的开度被调节。由于切换机构 3 变成 加热运转状态, 因此, 中间制冷剂管 8 的中间冷却器开关阀 12 被关闭, 中间冷却器旁通管 9 的中间冷却器旁通开关阀 11 被打开, 于是, 中间冷却器 7 就变成不能用作冷却器的状态。 而且, 由于切换机构 3 变成加热运转状态, 因此, 第 1 吸入返回管 92 的第 1 吸入返回开关阀 92a 被打开, 于是, 变成使中间热交换器 7 和压缩机构 2 的吸入一侧连接的状态。 此外, 在切 换机构 3 切换成加热运转状态时, 并不进行节能器热交换器 20 的中间压喷射, 而是进行通 过第 2 后级侧喷射管 18c 使制冷剂从作为气液分离器的储液器 18 返回后级侧压缩部件 2d 的储液器 18 的中间压喷射。更加具体地来讲, 第 2 后级喷射开关阀 18d 处于打开状态, 第 1 后级喷射阀 19a 处于完全关闭状态。
在该制冷剂管路 410 的状态下, 低压制冷剂 ( 参照图 17 ~图 19 中的点 A) 从吸入 管 2a 被吸入压缩机构 2 中, 首先, 被压缩部件 2c 压缩至中间压力后, 被排出至中间制冷剂 管 8( 参照图 17 ~图 19 中的点 B 1)。 与制冷运转时不同, 从该前级侧压缩部件 2c 排出的中 间压制冷剂并不通过中间冷却器 7( 即, 未被冷却 ), 而是通过中间冷却器旁通管 9( 参照图 17 ~图 19 中的点 C1), 与从储液器 18 通过第 2 后级侧喷射管 18c 返回后级压缩机构 2d 的 制冷剂 ( 参照图 17 ~图 19 中的点 M) 合流从而被冷却 ( 参照图 17 ~图 19 中的点 G)。接 着, 与从第 2 后级侧喷射管 18c 返回的制冷剂合流后 ( 即, 进行作为气液分离器的储液器 18 的中间压喷射 ) 的中间压制冷剂被吸入与压缩部件 2c 的后级连接的压缩部件 2d, 被进一步 压缩, 然后从压缩机构 2 向排出管 2b 排出 ( 参照图 17 ~图 19 中的点 D)。此处, 与制冷运 转时同样, 从压缩机构 2 排出的高压制冷剂根据压缩部件 2c、 2d 的二级压缩操作被压缩至 超过临界压力 ( 即, 图 18 所示的临界点 CP 中的临界压力 Pcp) 的压力。从该压缩机构 2 排 出的高压制冷剂经由切换机构 3, 被送往具有用作制冷剂的散热器功能的利用侧热交换器 6, 与作为冷却源的水和空气进行热交换后被冷却 ( 参照图 17 ~图 19 中的点 F)。在作为 散热器的利用侧热交换器 6 中被冷却的高压制冷剂被利用方膨胀机构 5c 减压至中间压后, 被暂时储存在储液器 18 内并且进行气液分离 ( 参照图 17 ~图 19 中的点 I、 L、 M)。在储液 器 18 中被气液分离后的气体制冷剂被第 2 后级侧喷射管 18c 从储液器 18 的上部排出, 如 上所述, 与从前级侧压缩部件 2c 排出的中间压制冷剂合流。被储存在储液器 18 内的液体 制冷剂被第 1 膨胀机构 5a 减压后变成低压的气液两相状态的制冷剂, 被送往具有用作制冷 剂的蒸发器功能的热源侧热交换器 4( 参照图 17 ~图 19 中的点 E)。被送往作为蒸发器的 热源侧热交换器 4 的低压的气液两相状态的制冷剂与作为加热源的水和空气进行热交换 从而被加热, 然后蒸发 ( 参照图 17 ~图 19 中的点 A)。在该作为蒸发器的热源侧热交换器4 中被加热并蒸发的低压的制冷剂经由切换机构 3, 再次被吸入压缩机构 2 中。采用上述这 种方式进行制暖运转。
在本变形例的构造中, 在制暖运转时, 取代节能器热交换器 20 的中间压喷射, 而 是进行作为气液分离器的储液器 18 的中间压喷射, 这一点与变形例 3 不同, 对于其它方面, 能够获得与变形例 3 同样的作用效果。
在本变形例中, 通过改变开关阀 11、 12、 92a 的开关状态, 在制冷运转和制冷开始 控制之间进行切换, 即, 切换制冷剂不返回状态和制冷剂返回状态, 但是, 如上述变形例 1 所示, 也可以取代开关阀 11、 12、 92a, 设置能够切换制冷剂不返回状态和制冷剂返回状态的 中间冷却器切换阀 93。
(7) 变形例 5
在上述变形例 4 中的制冷剂管路 410( 参照图 17) 中, 为了进行与多个空调空间的 空调负荷对应的制冷和制暖等, 采用具有相互并联连接的多个利用侧热交换器 6 的构造, 并且, 为了通过控制流经各个利用侧热交换器 6 的制冷剂的流量, 从而能够获得在各个利 用侧热交换器 6 中所需的冷冻负荷, 采用一种在储液器 18 和利用侧热交换器 6 之间与各个 利用侧热交换器 6 对应而设置利用方膨胀机构 5c 的构造。在这种构造中, 在制冷运转时, 被第 1 膨胀机构 5a 减压至饱和压力附近然后被暂时储存在储液器 18 内的制冷剂 ( 参照图 17 中的点 I) 被分配给各个利用方膨胀机构 5c, 但是, 如果从储液器 18 被送往各个利用方 膨胀机构 5c 的制冷剂是气液两相状态, 那么, 在向各个利用方膨胀机构 5c 分配时就有可能 产生偏流, 因此, 最好尽可能地使从储液器 18 被送往各个利用方膨胀机构 5c 的制冷剂处于 过冷却状态。
因此, 在本变形例中, 如图 20 所示, 在上述变形例 4 中的制冷剂管路 410 中, 在储 液器 18 和利用方膨胀机构 5c 之间设置过冷却热交换器 96 及第 3 吸入返回管 95, 形成制冷 剂管路 510。
过冷却热交换器 96 是对从储液器 18 被送往利用方膨胀机构 5c 的制冷剂进行冷 却的热交换器。更加具体地来讲, 过冷却热交换器 96 是在制冷运转时, 进行与对从储液器 18 被送往利用方膨胀机构 5c 的制冷剂的一部分进行分流然后使其返回压缩机构 2 的吸入 一侧 ( 即, 作为蒸发器的利用侧热交换器 6 和压缩机构 2 之间的吸入管 2a) 的流经第 3 吸 入返回管 95 的制冷剂的热交换的热交换器, 它具有两个制冷剂相向流动的流路。 此处, 第3 吸入返回管 95 是对从作为散热器的热源侧热交换器 4 被送往膨胀机构 5 的制冷剂进行分 流然后使其返回压缩机构 2 的吸入一侧 ( 即吸入管 2a) 的制冷剂管。在该第 3 吸入返回管 95 中设有能够控制其开度的第 3 吸入返回阀 95a, 在过冷却热交换器 96 中, 进行从储液器 18 被送往利用方膨胀机构 5c 的制冷剂与在第 3 吸入返回阀 95a 中被减压至低压附近后的 流经第 3 吸入返回管 95 的制冷剂的热交换。在本变形例中, 第 3 吸入返回阀 95a 是电动膨 胀阀。此外, 在吸入管 2a 或者压缩机构 2 中设有检测出流经压缩机构 2 的吸入一侧的制冷 剂压力的吸入压力传感器 60。在过冷却热交换器 96 的第 3 吸入返回管 95 一侧的出口设有 检测出过冷却热交换器 96 的第 3 吸入返回管 95 一侧的出口中的制冷剂温度的过冷却热交 换出口温度传感器 59。
下面, 使用图 20 ~图 22、 图 18、 图 19 对本变形例的空调装置 1 的操作进行说明。 此处, 图 21 是制冷运转时的冷冻循环的压力 - 焓线图, 图 22 是制冷运转时的冷冻循环的温度 - 熵线图。此处, 制冷开始控制与上述变形例 2 相同, 因此, 此处省略其说明。对于本变 形例中的制暖运转时的冷冻循环, 使用图 18、 图 19 进行说明。 此外, 以下的制冷运转和制暖 运转中的运转控制是通过上述实施方式中的控制部 ( 图中未示 ) 来进行的。在以下的说明 中, “高压” 是指冷冻循环中的高压 ( 即, 图 21、 图 22 中的点 D、 E、 I、 R 的压力及图 18、 图 19 中的点 D、 D’ 、 F 的压力 ), “低压” 是指冷冻循环中的低压 ( 即, 图 21、 图 22 中的点 A、 F、 F、 S’ 、 U 的压力及图 18、 图 19 中的点 A、 E 的压力 ), “中间压” 是指冷冻循环中的中间压 ( 即, 图 21、 图 22 中的点 B1、 C1、 G、 J、 K 的压力及图 18、 图 19 中的点 B1、 C1、 G、 I、 L、 M 的压力 )。
( 制冷运转 )
在制冷运转时, 切换机构 3 切换成图 20 的实线所示的冷却运转状态。作为热源端 膨胀机构的第 1 膨胀机构 5a 及利用方膨胀机构 5c 的开度被调节。由于切换机构 3 变成 冷却运转状态, 因此, 中间制冷剂管 8 的中间冷却器开关阀 12 被打开, 中间冷却器旁通管 9 的中间冷却器旁通开关阀 11 被关闭, 于是, 中间冷却器 7 就变成能够用作冷却器的状态, 并 且, 第 1 吸入返回管 92 的第 1 吸入返回开关阀 92a 被关闭, 于是, 中间冷却器 7 和压缩机构 2 的吸入一侧变成未被连接的状态 ( 但是, 制冷开始控制时除外 )。此外, 在切换机构 3 切 换成冷却运转状态时, 并不进行作为气液分离器的储液器 18 的中间压喷射, 而是进行通过 第 1 后级侧喷射管 19 使在节能器热交换器 20 中被加热的制冷剂返回后级侧压缩部件 2d 的节能器热交换器 20 的中间压喷射。更加具体地来讲, 第 2 后级喷射开关阀 18d 处于关闭 状态, 第 1 后级喷射阀 19a 被实施与上述变形例 3 同样的开度调节。此外, 在切换机构 3 切 换成冷却运转状态时, 使用过冷却热交换器 96, 因此, 第 3 吸入返回阀 95a 的开度也被调节。 更加具体地来讲, 在本变形例中, 第 3 吸入返回阀 95a 被实施开度调节的所谓过热度控制, 从而使过冷却热交换器 96 的第 3 吸入返回管 95 一侧的出口中的制冷剂的过热度变成目标 值。在本变形例中, 过冷却热交换器 96 的第 3 吸入返回管 95 一侧的出口中的制冷剂的过 热度通过将吸入压力传感器 60 检测出来的低压换算成饱和温度, 从过冷却热交换出口温 度传感器 59 检测出来的制冷剂温度中减去该制冷剂的饱和温度值而获得。此外, 在本变形 例中并未采用, 但是, 也可以在过冷却热交换器 96 的第 3 吸入返回管 95 一侧的入口设置温 度传感器, 从过冷却热交换出口温度传感器 59 检测出来的制冷剂温度中减去由该温度传 感器检测出来的制冷剂温度, 从而得到过冷却热交换器 96 的第 3 吸入返回管 95 一侧的出 口中的制冷剂的过热度。此外, 第 3 吸入返回阀 95a 的开度调节并非局限于过热度控制, 例 如, 也可以根据制冷剂管路 510 中的制冷剂循环量等使其打开规定开度。
在该制冷剂管路 510 的状态下, 低压制冷剂 ( 参照图 20 ~图 22 中的点 A) 从吸 入管 2a 被吸入压缩机构 2 中, 首先, 被压缩部件 2c 压缩至中间压力后, 被排出至中间制冷 剂管 8( 参照图 20 ~图 22 中的点 B1)。从该前级侧压缩部件 2c 排出的中间压制冷剂在中 间冷却器 7 中, 与作为冷却源的水和空气进行热交换从而被冷却 ( 参照图 20 ~图 22 中的 点 C1)。在该中间冷却器 7 中被冷却的制冷剂与从第 1 后级侧喷射管 19 返回后级压缩机 构 2d 的制冷剂 ( 参照图 20 ~图 22 中的点 K) 合流从而被进一步冷却 ( 参照图 20 ~图 22 中的点 G)。接着, 与从第 1 后级侧喷射管 19 返回的制冷剂合流后 ( 即, 进行节能器热交换 器 20 的中间压喷射 ) 的中间压制冷剂被吸入与压缩部件 2c 的后级连接的压缩部件 2d 中, 并被进一步压缩, 从压缩机构 2 排出至排出管 2b( 参照图 20 ~图 22 中的点 D)。此处, 从 压缩机构 2 排出的高压制冷剂根据压缩部件 2c、 2d 的二级压缩操作被压缩至超过临界压力( 即, 图 21 所示的临界点 CP 中的临界压力 Pcp) 的压力。从该压缩机构 2 排出的高压制冷 剂经由切换机构 3, 被送往具有用作制冷剂的散热器功能的热源侧热交换器 4, 与作为冷却 源的水和空气进行热交换后被冷却 ( 参照图 20 ~图 22 中的点 E)。在作为散热器的热源侧 热交换器 4 中被冷却的高压制冷剂的一部分被第 1 后级侧喷射管 19 分流。流经第 1 后级 侧喷射管 19 的制冷剂在第 1 后级喷射阀 19a 中被减压至中间压附近后, 被送往节能器热交 换器 20( 参照图 20 ~图 22 中的点 J)。此外, 被第 1 后级侧喷射管 19 分流后的制冷剂流 入节能器热交换器 20, 与流经第 1 后级侧喷射管 19 的制冷剂进行热交换后被冷却 ( 参照 图 20 ~图 22 中的点 H)。流经第 1 后级侧喷射管 19 的制冷剂与在用作散热器的热源侧热 交换器 4 中被冷却的高压制冷剂进行热交换后被加热 ( 参照图 20 ~图 22 中的点 K), 然后 如上所述, 与从前级侧压缩部件 2c 排出的中间压制冷剂合流。在节能器热交换器 20 中被 冷却的高压制冷剂被第 1 膨胀机构 5a 减压至饱和压力附近, 然后被暂时储存在储液器 18 内 ( 参照图 20 ~图 22 中的点 I)。被储存在储液器 18 内的制冷剂的一部分被第 3 吸入返 回管 95 分流。流经第 3 吸入返回管 95 的制冷剂在第 3 吸入返回阀 95a 中被减压至低压附 近后, 被送往过冷却热交换器 96( 参照图 20 ~图 22 中的点 S)。此外, 被第 3 吸入返回管 95 分流后的制冷剂流入过冷却热交换器 96, 与流经第 3 吸入返回管 95 的制冷剂进行热交 换后被进一步冷却 ( 参照图 20 ~图 22 中的点 R)。流经第 3 吸入返回管 95 的制冷剂与在 节能器热交换器 20 中被冷却的高压制冷剂进行热交换后被加热 ( 参照图 20 ~图 22 中的 点 U), 然后与流经压缩机构 2 的吸入一侧 ( 此处是吸入管 2a) 的制冷剂合流。在该过冷却 热交换器 96 中被冷却的制冷剂被送往利用方膨胀机构 5c, 被利用方膨胀机构 5c 减压后变 成低压的气液两相状态的制冷剂, 被送往具有用作制冷剂的蒸发器功能的利用侧热交换器 6( 参照图 20 ~图 22 中的点 F)。被送往作为蒸发器的利用侧热交换器 6 的低压的气液两 相状态的制冷剂与作为加热源的水和空气进行热交换后被加热, 并且蒸发 ( 参照图 20 ~图 22 中的点 A)。在该作为蒸发器的利用侧热交换器 6 中被加热并蒸发的低压制冷剂经由切 换机构 3, 再次被吸入压缩机构 2。采用上述这种方式进行制冷运转。
( 制暖运转 )
在制暖运转时, 切换机构 3 变成如图 20 的虚线所示的加热运转状态。作为热源端 膨胀机构的第 1 膨胀机构 5a 及利用方膨胀机构 5c 的开度被调节。由于切换机构 3 变成加 热运转状态, 因此, 中间制冷剂管 8 的中间冷却器开关阀 12 被关闭, 中间冷却器旁通管 9 的 中间冷却器旁通开关阀 11 被打开, 于是, 中间冷却器 7 就变成不能用作冷却器的状态。而 且, 由于切换机构 3 变成加热运转状态, 因此, 第 1 吸入返回管 92 的第 1 吸入返回开关阀 92a 被打开, 于是, 变成使中间冷却器 7 和压缩机构 2 的吸入一侧连接的状态。此外, 在切换机 构 3 切换成加热运转状态时, 并不进行节能器热交换器 20 的中间压喷射, 而是进行通过第 2 后级侧喷射管 18c 使制冷剂从作为气液分离器的储液器 18 返回后级侧压缩部件 2d 的储 液器 18 的中间压喷射。更加具体地来讲, 第 2 后级喷射开关阀 18d 处于打开状态, 第1后 级喷射阀 19a 处于完全关闭状态。在切换机构 3 切换成加热运转状态时, 不使用过冷却热 交换器 96, 因此, 第 3 吸入返回阀 95a 也处于完全关闭状态。
在该制冷剂管路 510 的状态下, 低压制冷剂 ( 参照图 20、 图 18、 图 19 中的点 A) 从 吸入管 2a 被吸入压缩机构 2 中, 首先, 被压缩部件 2c 压缩至中间压力后, 被排出至中间制 冷剂管 8( 参照图 20、 图 18、 图 19 中的点 B1)。与制冷运转时不同, 从该前级侧压缩部件 2c排出的中间压制冷剂并不通过中间冷却器 7( 即, 未被冷却 ), 而是通过中间冷却器旁通管 9( 参照图 20、 图 18、 图 19 中的点 C1), 与从储液器 18 通过第 2 后级侧喷射管 18c 返回后级 压缩机构 2d 的制冷剂 ( 参照图 20、 图 18、 图 19 中的点 M) 合流从而被冷却 ( 参照图 20、 图 18、 图 19 中的点 G)。接着, 与从第 2 后级侧喷射管 18c 返回的制冷剂合流后 ( 即, 进行作为 气液分离器的储液器 18 的中间压喷射 ) 的中间压制冷剂被吸入与压缩部件 2c 的后级连接 的压缩部件 2d 后被进一步压缩, 然后从压缩机构 2 向排出管 2b 排出 ( 参照图 20、 图 18、 图 19 中的点 D)。 此处, 与制冷运转时同样, 从压缩机构 2 排出的高压制冷剂根据压缩部件 2c、 2d 的二级压缩操作被压缩至超过临界压力 ( 即, 图 18 所示的临界点 CP 中的临界压力 Pcp) 的压力。从该压缩机构 2 排出的高压制冷剂经由切换机构 3, 被送往具有用作制冷剂的散 热器功能的利用侧热交换器 6, 与作为冷却源的水和空气进行热交换后被冷却 ( 参照图 20、 图 18、 图 19 中的点 F)。在作为散热器的利用侧热交换器 6 中被冷却的高压制冷剂被利用 方膨胀机构 5c 减压至中间压后, 被暂时储存在储液器 18 内并且进行气液分离 ( 参照图 20、 图 18、 图 19 中的点 I、 L、 M)。在储液器 18 中被气液分离后的气体制冷剂被第 2 后级侧喷射 管 18c 从储液器 18 的上部排出, 如上所述, 与从前级侧压缩部件 2c 排出的中间压制冷剂合 流。被储存在储液器 18 内的液体制冷剂被第 1 膨胀机构 5a 减压后变成低压的气液两相状 态的制冷剂, 被送往具有用作制冷剂的蒸发器功能的热源侧热交换器 4( 参照图 20、 图 18、 图 19 中的点 E)。被送往作为蒸发器的热源侧热交换器 4 的低压的气液两相状态的制冷剂 与作为加热源的水和空气进行热交换从而被加热, 然后蒸发 ( 参照图 20、 图 18、 图 19 中的 点 A)。 在该作为蒸发器的热源侧热交换器 4 中被加热并蒸发的低压的制冷剂经由切换机构 3, 再次被吸入压缩机构 2 中。采用上述这种方式进行制暖运转。
在本变形例的构造中, 能够获得与上述变形例 4 同样的作用效果, 并且在制冷运 转时, 使用过冷却热交换器 96 能够将从储液器 18 被送往利用方膨胀机构 5c 的制冷剂 ( 参 照图 20 ~图 22 中的点 I) 冷却至过冷却状态 ( 参照图 21、 图 22 中的点 I、 R), 因此, 能够减 少在向各个利用方膨胀机构 5c 分配时产生偏流的可能性。
此外, 在本变形例中, 通过改变开关阀 11、 12、 92a 的开关状态, 在制冷运转和制冷 开始控制之间进行切换, 即, 切换制冷剂不返回状态和制冷剂返回状态, 但是, 如上述变形 例 1 所述, 也可以取代开关阀 11、 12、 92a, 设置能够切换制冷剂不返回状态和制冷剂返回状 态的中间冷却器切换阀 93。
(8) 变形例 6
在上述实施方式及其变形例中, 由一台一轴二级压缩构造的压缩机 21 构成用后 级侧压缩部件依次压缩从两个压缩部件 2c、 2d 中的前级侧压缩部件所排出的制冷剂的二 级压缩式的压缩机构 2, 但是, 也可以采用比二级压缩式多的三级压缩式等多级压缩机构, 或者, 也可以将多台通过组装单一压缩部件而构成的压缩机以及 / 或者组装多个压缩部件 而构成的压缩机串联连接构成多级压缩机构。此外, 如连接多个利用侧热交换器 6 等情况 那样, 在必须增大压缩机构能力的情况下, 也可以采用通过并列连接两个系统以上的多级 压缩式的压缩机构而构成的并列多级压缩形的压缩机构。
例如, 也可以如图 23 所示, 在上述变形例 5 中的制冷剂管路 510( 参照图 20) 中, 取代二级压缩式的压缩机构 2, 采用并列连接二级压缩式的压缩机构 103、 104 的压缩机构 102, 形成制冷剂管路 610。在本变形例中, 第 1 压缩机构 103 由用 2 个压缩部件 103c、 103d 对制冷剂进行二级 压缩的压缩机 29 构成, 它与从压缩机构 102 的吸入主管 102a 分支的第 1 吸入支管 103a、 以 及和压缩机构 102 的排出主管 102b 汇合的第 1 排出支管 103b 连接。 在本变形例中, 第2压 缩机构 104 由用 2 个压缩部件 104c、 104d 对制冷剂进行二级压缩的压缩机 30 构成, 它与从 压缩机构 102 的吸入主管 102a 分支的第 2 吸入支管 104a、 以及和压缩机构 102 的排出主管 102b 汇合的第 2 排出支管 104b 连接。此外, 压缩机 29、 30 的构造与上述实施方式及其变形 例中的压缩机 21 同样, 因此, 将表示除压缩部件 103c、 103d、 104c、 104d 以外的各个部分的 符号分别置换成数字 29 和数字 30, 此处, 省略其说明。压缩机 29 从第 1 吸入支管 103a 吸 入制冷剂, 用压缩部件 103c 压缩该被吸入的制冷剂后, 向构成中间制冷剂管 8 的第 1 入口 侧中间支管 81 排出, 使向第 1 入口侧中间支管 81 排出的制冷剂通过构成中间制冷剂管 8 的 中间主管 82 及第 1 出口侧中间支管 83 后吸入压缩部件 103d 中, 然后进一步压缩制冷剂后 向第 1 排出支管 103b 排出。压缩机 30 从第 1 吸入支管 104a 吸入制冷剂, 用压缩部件 104c 压缩该被吸入的制冷剂后, 向构成中间制冷剂管 8 的第 2 入口侧中间支管 84 排出, 使向第 2 入口侧中间支管 84 排出的制冷剂通过构成中间制冷剂管 8 的中间主管 82 以及第 2 出口侧 中间支管 85 后吸入压缩部件 104d 中, 然后进一步压缩制冷剂后向第 2 排出支管 104b 排出。 在本变形例中, 中间制冷剂管 8 是用来将从与压缩部件 103d、 104d 的前级连接的压缩部件 103c、 104c 排出的制冷剂吸入与压缩部件 103c、 104c 的后级连接的压缩部件 103d、 104d 中 的制冷剂管, 主要包括 : 与第 1 压缩机构 103 的前级侧压缩部件 103c 的排出一侧连接的第 1 入口侧中间支管 81、 与第 2 压缩机构 104 的前级侧压缩部件 104c 的排出一侧连接的第 2 入口侧中间支管 84、 两个入口侧中间支管 81、 84 汇合的中间主管 82、 从中间主管 82 分支然 后与第 1 压缩机构 103 的后级侧压缩部件 103d 的吸入一侧连接的第 1 出口侧中间支管 83、 以及从中间主管 82 分支然后与第 2 压缩机构 104 的后级侧压缩部件 104d 的吸入一侧连接 的第 2 出口侧中间支管 85。此外, 排出主管 102b 是用来将从压缩机构 102 排出的制冷剂送 往切换机构 3 的制冷剂管, 在与排出主管 102b 连接的第 1 排出支管 103b 中设有第 1 油分 离机构 141 和第 1 单向机构 142, 在与排出主管 102b 连接的第 2 排出支管 104b 中设有第 2 油分离机构 143 和第 2 单向机构 144。第 1 油分离机构 141 用来将从第 1 压缩机构 103 排 出的制冷剂中所夹杂的冷冻机油从制冷剂中分离出来然后送回压缩机构 102 的吸入一侧, 主要包括 : 将从第 1 压缩机构 103 排出的制冷剂中所夹杂的冷冻机油从制冷剂中分离出来 的第 1 油分离器 141a、 与第 1 油分离器 141a 连接且将从制冷剂中被分离出来的冷冻机油送 回压缩机构 102 的吸入一侧的第 1 油返回管 141b。第 2 油分离机构 143 用来将从第 2 压缩 机构 104 排出的制冷剂中所夹杂的冷冻机油从制冷剂中分离出来然后送回压缩机构 102 的 吸入一侧, 主要包括 : 将从第 2 压缩机构 104 排出的制冷剂中所夹杂的冷冻机油从制冷剂中 分离出来的第 2 油分离器 143a、 与第 2 油分离器 143a 连接且将从制冷剂中被分离出来的冷 冻机油送回压缩机构 102 的吸入一侧的第 2 油返回管 143b。在本变形例中, 第 1 油返回管 141b 与第 2 吸入支管 104a 连接, 第 2 油返回管 143c 与第 1 吸入支管 103a 连接。因此, 因 在储存在第 1 压缩机构 103 内的冷冻机油的油量与储存在第 2 压缩机构 104 内的冷冻机油 的油量之间出现偏差, 从而导致从第 1 压缩机构 103 排出的制冷剂中所夹杂的冷冻机油的 油量与从第 2 压缩机构 104 排出的制冷剂中所夹杂的冷冻机油的油量之间产生偏差, 在这 种情况下, 冷冻机油也会更多地返回压缩机构 103、 104 中冷冻机油的油量少的一个, 从而消除储存在第 1 压缩机构 103 内的冷冻机油的油量与储存在第 2 压缩机构 104 内的冷冻机 油的油量之间的偏差。此外, 在本变形例中, 第 1 吸入支管 103a 按照与第 2 油返回管 143b 的汇合部至与吸入主管 102a 的汇合部之间的部分朝着与吸入主管 102a 的汇合部呈下降坡 度的方式构成, 第 2 吸入支管 104a 按照与第 1 油返回管 141b 的汇合部至与吸入主管 102a 的汇合部之间的部分朝着与吸入主管 102a 的汇合部呈下降坡度的方式构成。因此, 即使压 缩机构 103、 104 中的任意一个处于停止状态, 从与正在运转的压缩机构对应的油返回管返 回与处于停止状态的压缩机构对应的吸入支管的冷冻机油也会返回吸入主管 102a, 不易发 生正在运转的压缩机构的机油耗尽的情况。在油返回管 141b、 143b 中设有对流经油返回管 141b、 143b 的冷冻机油进行减压的减压机构 141c、 143c。单向机构 142、 144 是用来容许制 冷剂从压缩机构 103、 104 的排出一侧流向切换机构 3, 且阻断制冷剂从切换机构 3 流向压缩 机构 103、 104 的排出一侧的机构。
于是, 在本变形例中, 压缩机构 102 通过并列连接以下部件构成 : 具有两个压缩部 件 103c、 103d 并且按照用后级侧压缩部件依次压缩从这些压缩部件 103c、 103d 中的前级侧 压缩部件排出的制冷剂的方式而构成的第 1 压缩机构 103 ; 具有两个压缩部件 104c、 104d 并且按照用后级侧压缩部件依次压缩从这些压缩部件 104c、 104d 中的前级侧压缩部件排 出的制冷剂的方式而构成的第 2 压缩机构 104。
在本变形例中, 中间冷却器 7 被设置在构成中间制冷剂管 8 的中间主管 82 中, 它 是对从第 1 压缩机构 103 的前级侧压缩部件 103c 排出的制冷剂与从第 2 压缩机构 104 的 前级侧压缩部件 104c 排出的制冷剂汇合后的制冷剂进行冷却的热交换器。即, 中间冷却器 7 具有能够在 2 个压缩机构 103、 104 中通用的冷却器的功能。 因此, 与通过并联连接多系统 的多级压缩式的压缩机构 103、 104 而构成的并列多级压缩式的压缩机构 102 相比, 能够简 化设置中间冷却器 7 时压缩机构 102 周围的电路构造。
此外, 在构成中间制冷剂管 8 的第 1 入口侧中间支管 81 中设有单向机构 81a, 用 来容许制冷剂从第 1 压缩机构 103 的前级侧压缩部件 103c 的排出一侧流向中间主管 82 一 侧, 并且阻断制冷剂从中间主管 82 一侧流向前级侧压缩部件 103c 的排出一侧, 在构成中间 制冷剂管 8 的第 2 入口侧中间支管 84 中设有单向机构 84a, 用来容许制冷剂从第 2 压缩机 构 103 的前级侧压缩部件 104c 的排出一侧流向中间主管 82 一侧, 并且阻断制冷剂从中间 主管 82 一侧流向前级侧压缩部件 104c 的排出一侧。 在本变形例中, 作为单向机构 81a、 84a 使用单向阀。因此, 即使压缩机构 103、 104 中的任意一个处于停止状态, 也不会发生从正在 运转的压缩机构的前级侧压缩部件排出的制冷剂通过中间制冷剂管 8 然后到达处于停止 状态的压缩机构的前级侧压缩部件的排出一侧的状况, 因此, 不会发生从正在运转的压缩 机构的前级侧压缩部件排出的制冷剂通过处于停止状态的压缩机构的前级侧压缩部件然 后到达压缩机构 102 的吸入一侧, 导致处于停止状态的压缩机构的冷冻机油流出的状况, 于是, 在启动处于停止状态的压缩机构时, 不易发生冷冻机油不足的情况。此外, 在压缩机 构 103、 104 之间设置运转的优先顺序的情况下 ( 例如, 在将第 1 压缩机构 103 作为优先运 转的压缩机构的情况下 ), 符合上述处于停止状态的压缩机构仅局限于第 2 压缩机构 104, 因此, 在此情况下, 也可以仅设置与第 2 压缩机构 104 对应的单向机构 84a。
此外, 如上所述, 在将第 1 压缩机构 103 作为优先运转的压缩机构的情况下, 中间 制冷剂管 8 按照在压缩机构 103、 104 中通用的方式设置, 因此, 从与正在运转的第 1 压缩机构 103 对应的前级侧压缩部件 103c 排出的制冷剂通过中间制冷剂管 8 的第 2 出侧中间支 管 85, 到达处于停止状态的第 2 压缩机构 104 的后级侧压缩部件 104d 的吸入一侧, 这样, 从正在运转的第 1 压缩机构 103 的前级侧压缩部件 103c 排出的制冷剂通过处于停止状态 的第 2 压缩机构 104 的后级侧压缩部件 104d 内, 然后到达压缩机构 102 的排出一侧, 导致 处于停止状态的第 2 压缩机构 104 的冷冻机油流出, 当启动处于停止状态的第 2 压缩机构 104 时, 有可能发生冷冻机油不足的情况。因此, 在本变形例中, 在第 2 出口侧中间支管 85 中设置开关阀 85a, 在第 2 压缩机构 104 处于停止状态的情况下, 利用该开关阀 85a 阻断第 2 出口侧中间支管 85 内的制冷剂的流动。这样, 从正在运转的第 1 压缩机构 103 的前级侧 压缩部件 103c 排出的制冷剂就无法通过中间制冷剂管 8 的第 2 出口侧中间支管 85 而到达 处于停止状态的第 2 压缩机构 104 的后级侧压缩部件 104d 的吸入一侧, 因此, 不易发生从 正在运转的第 1 压缩机构 103 的前级侧压缩部件 103c 排出的制冷剂通过处于停止状态的 第 2 压缩机构 104 的后级侧压缩部件 104d 内, 然后到达压缩机构 102 的排出一侧, 导致处 于停止状态的第 2 压缩机构 104 的冷冻机油流出这样的情况, 这样, 当启动处于停止状态的 第 2 压缩机构 104 时也不易发生冷冻机油不足的情况。此外, 在变形例中, 作为开关阀 85a 使用了电磁阀。
此外, 在将第 1 压缩机构 103 作为优先运转的压缩机构的情况下, 在第 1 压缩机 构 103 的启动后, 接着启动第 2 压缩机构 104, 但是, 此时, 中间制冷剂管 8 按照在压缩机构 103、 104 中通用的方式设置, 因此, 在从第 2 压缩机构 104 的前级侧压缩部件 103c 的排出一 侧的压力以及后级侧压缩部件 103d 的吸入一侧的压力变得比前级侧压缩部件 103c 的吸入 一侧的压力以及后级侧压缩部件 103d 的排出一侧的压力高的状态下启动, 难以稳定地启 动第 2 压缩机构 104。因此, 在本变形例中, 设置用来连接第 2 压缩机构 104 的前级侧压缩 部件 104c 的排出一侧与后级侧压缩部件 104d 的吸入一侧的启动旁通管 86, 并且在该启动 旁通管 86 中设置开关阀 86a, 在第 2 压缩机构 104 处于停止状态的情况下, 利用该开关阀 86a 阻断启动旁通管 86 内的制冷剂的流动, 并且, 利用开关阀 85a 阻断第 2 出口侧中间支 管 85 内的制冷剂的流动, 当启动第 2 压缩机构 104 时, 利用开关阀 86a 能够使制冷剂流经 启动旁通管 86 内, 从而使从第 2 压缩机构 104 的前级侧压缩部件 104 排出的制冷剂不与从 第 1 压缩机构 103 的前级侧压缩部件 104c 排出的制冷剂合流, 而是通过启动旁通管 86 使 其吸入后级侧压缩部件 104d 中, 在压缩机构 102 的运转状态稳定的时刻 ( 例如, 压缩机构 102 的吸入压力、 排出压力以及中间压力稳定的时刻 ), 利用开关阀 85a 能够使制冷剂流经 第 2 出口侧中间支管 85 内, 并且, 利用开关阀 86a 阻断启动旁通管 86 内的制冷剂的流动, 从而使其能够变成通常的制冷运转。此外, 在本变形例中, 启动旁通管 86 的一端与第 2 出 口侧中间支管 85 的开关阀 85a 以及第 2 压缩机构 104 的后级侧压缩部件 104d 的吸入一侧 之间连接, 另一端与第 2 压缩机构 104 的前级侧压缩部件 104c 的排出一侧以及第 2 入口侧 中间支管 84 的单向机构 84a 之间连接, 当启动第 2 压缩机构 104 时, 能够使其变成不易受 到第 1 压缩机构 103 的中间压部分的影响的状态。此外, 在本变形例中, 作为开关阀 86a 使 用了电磁阀。
此外, 对于本变形例的空调装置 1 的制冷运转和制暖运转等的操作, 除了因取代 压缩机构 2 而设的压缩机构 102, 压缩机构 102 周围的电路构造变得略为复杂而进行更改这 一点之外, 其余基本与上述变形例 5 中的操作 ( 图 20 ~图 22、 图 18、 图 19 及其相关记载 )相同, 因此, 此处省略其说明。
在本变形例的构造中, 也能获得与上述变形例 5 同样的作用效果。
此外, 在本变形例中, 根据开关阀 11、 12、 92a 的开关状态, 在制冷运转和制冷开始 控制之间进行切换, 即, 切换制冷剂不返回状态和制冷剂返回状态, 但是, 如上述变形例 1 所示, 也可以取代开关阀 11、 12、 92a, 设置能够切换制冷剂不返回状态和制冷剂返回状态的 中间冷却器切换阀 93。
(9) 其它的实施方式
以上, 根据附图, 对本发明的实施方式及其变形例进行了说明, 但是, 具体的构造 并非局限于这些实施方式及其变形例, 在不脱离发明主旨的范围内能够进行更改。
例如, 在上述实施方式及其变形例中, 使用作为与流经利用侧热交换器 6 的制冷 剂进行热交换的加热源或者冷却源的水和盐水, 并且设置对在利用侧热交换器 6 中被热交 换的水和盐水与室内空气进行热交换的二次热交换器, 本发明也可应用在这种制冷式的空 调装置中。
此外, 对于上述制冷式空调装置的其它类型的制冷装置, 只要使用在超临界区工 作的制冷剂作为制冷剂来进行多级压缩式冷冻循环, 那么, 也能应用本发明。
此外, 在超临界区工作的制冷剂并非局限于二氧化碳, 也可以使用乙烯、 乙烷和氧 化氮等。
工业实用性
利用本发明, 在进行多级压缩式冷冻循环的制冷装置中, 不会发生后级侧压缩部 件中的液体压缩, 从而能够提高压缩机构的可靠性。