[发明专利]制冷装置

说明书

技术领域

本发明涉及由压缩机构、气体冷却器、节流机构、蒸发器构成制冷剂回路且高压侧成为超临界压力的制冷装置。

背景技术

目前，这种制冷装置中，由压缩机构、气体冷却器、节流机构等构成制冷循环，被压缩机构压缩后的制冷剂通过气体冷却器散热并通过节流机构减压，之后通过蒸发器蒸发，从而利用当时的制冷剂的蒸发来冷却周围的空气。近年来，在这种制冷装置中，因自然环境问题等而无法使用氟利昂系制冷剂。因此，开发了使用作为自然制冷剂的二氧化碳作为氟利昂制冷剂的替代品的制冷装置。公知该二氧化碳制冷剂是高低压差大的制冷剂，临界压力低，且在压缩的作用下制冷剂循环的高压侧成为超临界状态。

专利文献1：日本特公平7-18602号公报

在制冷装置中，在通过蒸发器使制冷剂蒸发使冷却物品冷却时产生废热，因此设置利用该废热的供热水装置，开发出实现节能的系统。此时，使进入蒸发器之前的制冷剂流入废热回收换热器，并与热泵单元的制冷剂进行热交换，其中热泵进行在设置于该废热回收换热器中的废热回收介质流路内流通的热水生成，由此进行利用废热的热水生成。

这里，该排水回收换热器在气体冷却器的后级侧设置于制冷装置的单元外的情况下，能够将液化后的制冷剂向蒸发器输送，因此能够提高制冷装置的效率，但在使用了废热回收换热器的热水供给效率降低的情况下，需要设置使气体冷却器旁通的回路。另一方面，在将废热回收换热器设置在气体冷却器的前级侧的情况下，则不需要设置使这样的气体冷却器旁通的回路，并且由于外部气体温度的影响小，因此能够以高效率使温度高的制冷剂与水流路内的水热交换。

另一方面，在超临界制冷循环中，在因气体冷却器侧的热源温度(例如，作为与气体冷却器热交换的热介质的外部气体温度)高等原因引起气体冷却器出口的制冷剂的温度变高的条件下，蒸发器入口的比焓变大，因此产生制冷效果显著降低的问题。在该情况下，为了确保制冷能力，需要提高高压压力，因此产生压缩动力增大而制冷系数降低这一不良情况。

因此，提出有所谓的分离循环(二级压缩一级膨胀中间制冷循环)的制冷装置，该装置中，将由气体冷却器冷却后的制冷剂分流成两个制冷剂流，使分流出的一方的制冷剂流(第一制冷剂流)通过辅助节流机构节流后流向中间换热器的一方的流路(第一流路)、使另一方的制冷剂流(第二制冷剂流)流向设置成与中间换热器的所述第一流路热交换的另一方的流路(第二流路)，之后经由主节流机构并在蒸发器中蒸发。

在上述分离循环装置中，利用将由气体冷却器散热后的制冷剂分流、减压膨胀后的第一制冷剂流，能够冷却第二制冷剂流，能够使蒸发器入口的比焓变小。由此，能够使制冷效果变大，且与以往的装置相比能够有效地提高性能，但基于用于在将第二制冷剂流减压前进行冷却的第一制冷剂流的冷却效果依赖于在中间换热器中流动的第一制冷剂流和第二制冷剂流的量。

即，若第一制冷剂流的量过多，则在蒸发器中最终蒸发的第二制冷剂流的量不足，相反若第一制冷剂流的量过少，则基于第一制冷剂流的冷却效果(即，分离循环的效果)减弱。

但是，如上所述，在将废热回收换热器设置在气体冷却器前级侧时，存在考虑供热水器侧的控制而使分离循环侧的阀装置的控制复杂化的问题。

发明内容

本发明为了解决现有技术的问题而提出，其目的在于，在具备所谓分离循环回路且高压侧成为超临界压力的制冷装置中，能够利用废热进行热水供给并且使制冷循环以高效率运转。

为了解决上述问题，本发明的第一方面提供一种制冷装置，其由压缩机构、气体冷却器、辅助节流机构、中间换热器、主节流机构、蒸发器构成制冷剂回路，将从气体冷却器出来的制冷剂分流成两支制冷剂流，使第一制冷剂流经过辅助节流机构流向中间换热器的第一流路、使第二制冷剂流流向中间换热器的第二流路后，经过主节流机构流向蒸发器，由此利用中间换热器使第一制冷剂流与第二制冷剂流热交换，将从蒸发器出来的制冷剂吸入压缩机构的低压部，并将从中间换热器出来的第一制冷剂流吸入压缩机构的中间压部，并且，该制冷装置的高压侧成为超临界压力，所述制冷装置的特征在于，具备废热回收换热器，该废热回收换热器具备废热回收介质流路和制冷剂流路，所述制冷装置使从气体冷却器出来而进入中间换热器之前的第二制冷剂流流向废热回收换热器的制冷剂流路。

在上述第一方面的基础上，本发明的第二方面的特征在于，使用二氧化碳作为制冷剂。

发明效果