[发明专利]涡轮制冷机及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及具备节能器的涡轮制冷机，特别是涉及使用多级压缩节能器循环的涡轮制冷机及其控制方法。

背景技术

以往，制冷空调装置等中利用的涡轮制冷机，由封入有制冷剂的封闭系统构成，将从冷水（被冷却流体）夺取热量而使制冷剂蒸发从而发挥制冷效果的蒸发器、将由上述蒸发器蒸发了的制冷剂气体压缩，使其成为高压的制冷剂气体的压缩机、借助冷却水（冷却流体）对高压的制冷剂气体进行冷却而使其冷凝的冷凝器、对上述冷凝后的制冷剂进行减压而使其膨胀的膨胀阀（膨胀机构）通过制冷剂配管连结而构成。而且，在使用通过多级叶轮将制冷剂气体进行多级压缩的多级压缩机来作为压缩机的情况下，进行将由设置在冷凝器与蒸发器之间的制冷剂配管中的中间冷却器亦即节能器产生的制冷剂气体导入至压缩机的中间级（多级叶轮的中间部分）的动作（例如，专利文献1）。

专利文献1：日本特开2009-236430号公报

在具备上述节能器的涡轮制冷机中，利用节能器将液体制冷剂与制冷剂气体分离，并将分离后的制冷剂气体导入至多级压缩机的中间级（多级叶轮的中间部分），由此使作为制冷循环整体的制冷效果增加。在使具备节能器的涡轮制冷机运转的情况下，在额定运转附近，冷凝器与蒸发器之间的压力差是充分的，因此制冷剂从冷凝器经由节能器返回到蒸发器，不存在液体制冷剂滞留在节能器内的情况，从而有效地发挥节能器的气液分离功能。

然而，在制冷机的运转开始时，冷凝器与蒸发器之间的压力差未产生，因此制冷剂向蒸发器的返回情况不良，液体制冷剂会滞留在节能器内。

近年，将制冷机小型化而减小设置空间的要求越来越高，节能器也处于实现尽可能小型化的趋势。因此在制冷机开始运转时，还存在因节能器内滞留的液体制冷剂而造成除雾器的功能受损的情况，无法充分发挥节能器的气液分离功能，因此制冷剂液滴会被吸入到多级涡轮压缩机的中间级（多级叶轮的中间部分）。即，发生从节能器向多级涡轮压缩机的中间级的制冷剂液滴的转移（carry-over），因此制冷剂液滴会与高速旋转中的叶轮接触。起动停止的频度变高，若这样的情况长期持续则叶轮受到侵蚀，会降低压缩机的性能。另外还存在无法进行压缩机的稳定的运转的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种涡轮制冷机及其控制方法，当制冷机的运转开始时，能够防止产生从节能器向多级压缩机的中间级的制冷剂液滴的吸入。

为实现上述目的，本发明的涡轮制冷机的第一方式，是一种涡轮制冷机，具备：蒸发器，其从被冷却流体夺取热量而将制冷剂蒸发从而发挥制冷效果；多级涡轮压缩机，其通过多级叶轮将制冷剂压缩；冷凝器，其利用冷却流体对压缩后的制冷剂气体进行冷却以使其冷凝；中间冷却器亦即节能器，其使冷凝后的制冷剂液的一部分蒸发并将蒸发后的制冷剂气体供给至所述多级涡轮压缩机的多级压缩级的中间部分，所述涡轮制冷机的特征在于，具备：控制阀，其设置在将所述节能器与所述多级涡轮压缩机的多级压缩级的中间部分连通的流路中，对所述流路进行开闭；差压计测单元，其对所述冷凝器与所述蒸发器的压力差进行计测；控制装置，其根据由所述差压计测单元获得的压力差进行所述控制阀的开闭控制，所述控制装置进行控制使得在制冷机的运转开始时先关闭所述控制阀，在运转开始后当所述冷凝器与所述蒸发器的压力差达到规定压力以上时，打开所述控制阀。

根据本发明，在制冷机的运转开始时，通过将设置在连接节能器与多级涡轮压缩机的流路中的控制阀关闭，由此进行控制使得制冷剂液滴不会被吸入（转移）至多级涡轮压缩机的多级压缩级的中间部分。而且，在运转开始后当冷凝器与蒸发器的压力差达到规定压力以上时，进行打开控制阀的控制。这是因为，在制冷机的运转开始后，冷凝器与蒸发器的压力差逐渐增加，因此液体制冷剂不会滞留在节能器内而是返回蒸发器，因此能够防止制冷剂液滴从节能器向多级涡轮压缩机的多级压缩级的中间部分转移。

其中，所谓冷凝器与蒸发器的压力差（ΔP）为规定压力以上，例如，在使用R134a作为制冷剂的情况下，是指冷凝器与蒸发器的压力差（ΔP）为0.2MPa以上。上述规定压力虽然因制冷剂的种类而不同，但以正常运转状态（例如，蒸发温度6℃、冷凝温度38℃）下由制冷剂物理特性确定的冷凝压力与蒸发压力之差为基准，并考虑是运转开始时，通过与蒸发温度以及冷凝温度的温度差（例如，13℃）相对应地求出由制冷剂物理特性决定的冷凝压力与蒸发压力之差而确定的值。

根据本发明的优选方式，所述差压计测单元包括：设置于所述冷凝器的压力计、和设置于所述蒸发器的压力计。