[发明专利]制冷装置

说明书

技术领域

本发明涉及由压缩装置、气体冷却器、主节流装置及蒸发器构成制冷剂回路，高压侧为超临界压力的制冷装置。

背景技术

以往，这种制冷装置由压缩装置、气体冷却器、节流装置等构成制冷循环，由压缩装置压缩的制冷剂通过气体冷却器散热，通过节流装置减压后，通过蒸发器使制冷剂蒸发，通过此时的制冷剂的蒸发将周围的空气冷却。近年来，在这种制冷装置中，因自然环境问题等而不能使用氟利昂系制冷剂。因此，作为氟利昂制冷剂的替代品，开发了使用自然制冷剂即二氧化碳的构成。该二氧化碳制冷剂已知的是高低压差过大的制冷剂，临界压力低，通过压缩使制冷剂循环的高压侧成为超临界状态(例如，参照专利文献1)。

另外，在构成热水器的热泵装置中，还开发了使用由气体冷却器可得到良好的加热作用的二氧化碳制冷剂，该情况下使从气体冷却器流出的制冷剂两级膨胀，在各膨胀装置之间设置气液分离器，能够向压缩机进行气体注入(例如，参照专利文献2)。

另一方面，在设置于例如陈列柜等的蒸发器中，利用吸热作用将柜内冷却的制冷装置中，存在如下的问题，即，因外界气体温度(气体冷却器侧的热源温度)高等的原因，在气体冷却器出口的制冷剂温度变高的条件下，蒸发器入口的比焓增大，故而制冷能力显著降低。此时，为了确保制冷能力，在使压缩装置的喷出压力(高压侧压力)上升时，压缩动力增大，性能系数会降低。

因此，提出有所谓分离式循环的制冷装置：将由气体冷却器冷却的制冷剂分流成两个制冷剂流，通过辅助节流装置将被分流的一制冷剂流节流后，使其流向分离式热交换器的一方的通路，使另一制冷剂流向分离式热交换器的另一流路而进行了热交换之后，经由主节流装置使其流入蒸发器。根据该制冷装置，能够通过减压膨胀后的第一制冷剂流将第二制冷剂流冷却，并且通过减小蒸发器入口的比焓，能够改善制冷能力(例如，参照专利文献3)。

专利文献1：(日本)特公平7－18602号公报

专利文献2：(日本)特开2007－178042号公报

专利文献3：(日本)特开2011－133207号公报

但是，特别是在蒸发器中的制冷剂的蒸发温度变高的冷藏柜等的冷藏条件的情况下，如果外界气体温度发生变动，则流入主节流装置的制冷剂的压力大幅变动，主节流装置的控制和制冷能力变得不稳定。另外，在超市等店铺，从设置有压缩装置及气体冷却器的制冷机向设有主节流装置及蒸发器的店铺内的陈列柜供给制冷剂的情况下，直至陈列柜侧的主节流装置的高压侧压力高，因此，作为长的制冷剂配管(液体管)必须使用耐压高的配管，施工成本性不佳。

另外，在外界气体温度高的环境下开始运转的情况下，在蒸发温度高的冷藏条件的制冷剂回路中，第一制冷剂流不液化，即使构成上述那样的分离式循环，也几乎不能期待基于第一制冷剂流的第二制冷剂流的冷却效果。因此，不能向主节流装置输送液体制冷剂。另外，在使用二氧化碳这样的制冷剂的情况下，还具有因季节原因而使高压侧压力大幅变动，难以判别适当的制冷剂充填量的问题。

发明内容

本发明是为了解决该现有的技术课题而设立的，其目的在于提供一种在高压侧为超临界压力的情况下，不受外界气体温度左右，能够确保稳定的制冷能力，还能够改善施工性及成本的制冷装置。

本发明第一方面的制冷装置，由压缩装置、气体冷却器、主节流装置、蒸发器构成制冷剂回路，高压侧为超临界压力，其中，具备：压力调节用节流装置，其与气体冷却器的下游侧即主节流装置的上游侧的制冷剂回路连接；减压罐，其与压力调节用节流装置的下游侧即主节流装置的上游侧的制冷剂回路连接；分离式热交换器，其设于减压罐的下游侧即主节流装置的上游侧的制冷剂回路中；辅助回路，其在减压罐内的制冷剂经由辅助节流装置流向分离式热交换器的第一流路之后，将制冷剂吸入到压缩装置的中间压部；主回路，其在使制冷剂从减压罐下部流出，流向分离式热交换器的第二流路流动且与在第一流路流动的制冷剂进行了热交换之后，使制冷剂流入主节流装置。

本发明第二方面的制冷装置，在上述方面的基础上，具备控制压力调节用节流装置的控制装置，控制装置通过控制压力调节用节流装置的开度，将流入主节流装置的制冷剂的压力调节到规定的规定值。

本发明第三方面的制冷装置，在上述方面的基础上，控制装置在比压力调节用节流装置更靠上游侧的制冷剂回路的高压侧压力上升到规定的上限值的情况下，使压力调节用节流装置的开度增大。