渦輪制冷機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及渦輪制冷機(jī)，尤其是涉及具有利用制冷劑的一部分對在壓縮機(jī)中使用的油進(jìn)行冷卻的結(jié)構(gòu)的渦輪制冷機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，在制冷空調(diào)裝置等中利用的渦輪制冷機(jī)通過利用制冷劑配管連結(jié)蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器、以及膨脹閥(膨脹機(jī)構(gòu))而構(gòu)成，其中，上述蒸發(fā)器由封入有制冷劑的封閉系統(tǒng)構(gòu)成，從冷水(被冷卻流體)奪取熱而制冷劑蒸發(fā)從而發(fā)揮制冷效果，上述壓縮機(jī)對在上述蒸發(fā)器蒸發(fā)后的制冷劑氣體進(jìn)行壓縮而形成為高壓的制冷劑氣體，上述冷凝器利用冷卻水(冷卻流體)對高壓的制冷劑氣體進(jìn)行冷卻而使其冷凝，上述膨脹閥對上述冷凝后的制冷劑進(jìn)行減壓而使其膨脹。
[0003]壓縮機(jī)內(nèi)置有支承高速旋轉(zhuǎn)體的軸承和朝高速旋轉(zhuǎn)體傳遞轉(zhuǎn)矩的加速器。軸承以及加速器處的發(fā)熱相當(dāng)于機(jī)械損失，因此，為了對上述軸承以及加速器進(jìn)行潤滑、并且對軸承以及加速器進(jìn)行冷卻，必須朝壓縮機(jī)供給潤滑油。作為對升溫后的潤滑油進(jìn)行冷卻的單元，利用制冷循環(huán)中的制冷劑。即，通常夾設(shè)熱交換器(油冷卻器)，利用液態(tài)制冷劑對升溫后的潤滑油進(jìn)行冷卻。在該情況下，通常從冷凝器朝油冷卻器輸送制冷劑，輸送制冷劑的驅(qū)動(dòng)源是冷凝器與油冷卻器(蒸發(fā)器)的壓力差。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開06-347105號(hào)
[0005]專利文獻(xiàn)2:日本特開平09-236338號(hào)
[0006]對于對油冷卻器進(jìn)行冷卻后的冷凝制冷劑，在膨脹過程中，與其質(zhì)量(干燥度)相應(yīng)的量的制冷劑氣體閃發(fā)(flash)而返回蒸發(fā)器。在渦輪制冷機(jī)的效率提高的方面，削減朝油冷卻器輸送的冷卻制冷劑量的做法是有效的，但是，由于需要與軸承/加速器的發(fā)熱相應(yīng)的冷卻制冷劑量，因此，若過渡削減冷卻制冷劑量，則軸承的溫度上升從而難以繼續(xù)進(jìn)行制冷劑的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0007]如上所述，對于對油冷卻器進(jìn)行冷卻后的冷凝制冷劑，在膨脹過程中，與其干燥度(質(zhì)量)相應(yīng)的量的制冷劑閃發(fā)而返回蒸發(fā)器。閃發(fā)后的制冷劑氣體不對制冷效果作出貢獻(xiàn)而被吸入至壓縮機(jī)，成為消耗多余的壓縮動(dòng)力的原因，招致制冷機(jī)的效率降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明就是鑒于上述情形而完成的，其目的在于提供如下的渦輪制冷機(jī):通過利用過冷卻器的過冷卻制冷劑液體作為用于對潤滑油進(jìn)行冷卻的油冷卻器的冷卻用制冷劑，能夠降低在蒸發(fā)器閃發(fā)而不對制冷效果作出貢獻(xiàn)的制冷劑氣體量，并且能夠確保通過避免油冷卻器的冷卻制冷劑配管中的閃發(fā)而實(shí)現(xiàn)的穩(wěn)定的電動(dòng)機(jī)的冷卻功能。
[0009]為了達(dá)成上述的目的，本發(fā)明的渦輪制冷機(jī)具備:蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器從冷水奪取熱而使制冷劑蒸發(fā)從而發(fā)揮制冷效果；渦輪壓縮機(jī)，該渦輪壓縮機(jī)利用葉輪對制冷劑進(jìn)行壓縮；以及冷凝器，該冷凝器利用冷卻水對被壓縮后的制冷劑氣體進(jìn)行冷卻而使其冷凝，上述渦輪制冷機(jī)的特征在于，具備:過冷卻器，該過冷卻器對由上述冷凝器冷凝后的制冷劑進(jìn)行過冷卻；冷卻制冷劑管線，該冷卻制冷劑管線將上述過冷卻器側(cè)的制冷劑的一部分朝上述蒸發(fā)器引導(dǎo)；以及油冷卻器，該油冷卻器在通過上述冷卻制冷劑管線的制冷劑與在上述渦輪壓縮機(jī)內(nèi)使用的油之間進(jìn)行熱交換，利用由上述過冷卻器過冷卻后的制冷劑對上述油進(jìn)行冷卻。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，通過將由過冷卻器過冷卻后的制冷劑液體利用于油冷卻器的冷卻，對制冷劑液體進(jìn)行過冷卻時(shí)的閃發(fā)氣體量減少，能夠減少不對制冷效果作出貢獻(xiàn)的制冷劑氣體，能夠削減壓縮機(jī)的多余動(dòng)力，能夠避免制冷機(jī)的效率降低。
[0011]并且，根據(jù)本發(fā)明，由于將過冷卻器的出口的過冷卻制冷劑液體作為油冷卻器的冷卻材料使用，來自過冷卻器的制冷劑液體已被過冷卻至飽和溫度以下，因此因配管的壓力損失而導(dǎo)致的閃發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)變低，能夠確保穩(wěn)定的油冷卻器的冷卻功能。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，具備:流量調(diào)整閥，該流量調(diào)整閥調(diào)整流入上述油冷卻器的上述制冷劑的流量；制冷劑溫度測定器，該制冷劑溫度測定器測定流出上述油冷卻器的上述制冷劑的溫度；以及控制部，該控制部基于由上述制冷劑溫度測定器測定的上述制冷劑的溫度與上述制冷劑的飽和溫度的差控制上述流量調(diào)整閥的開度。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，基于由制冷劑溫度測定器測定的制冷劑的溫度和制冷劑的飽和溫度的差、即過熱度積極地控制流量調(diào)整閥的開度。因而，能夠基于過熱度使朝油冷卻器供給的制冷劑的流量最優(yōu)化，結(jié)果，能夠?qū)S承以及加速器充分地進(jìn)行冷卻，且能夠防止制冷機(jī)的效率降低。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，上述控制部以上述差被收斂在規(guī)定的范圍內(nèi)的方式控制上述流量調(diào)整閥的開度。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，上述規(guī)定的范圍的下限值大于O。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，上述渦輪制冷機(jī)還具備壓力測定器，該壓力測定器測定上述蒸發(fā)器內(nèi)的壓力，上述控制部根據(jù)上述壓力的測定值決定上述制冷劑的飽和溫度。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，上述渦輪制冷機(jī)還具備壓力測定器，該壓力測定器配置在上述油冷卻器的制冷劑出口的附近，并測定上述冷卻制冷劑管線內(nèi)的壓力，上述控制部根據(jù)上述壓力的測定值決定上述飽和溫度。
[0018]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，上述渦輪制冷機(jī)還具備液相溫度測定器，該液相溫度測定器測定上述蒸發(fā)器內(nèi)的液相狀態(tài)的制冷劑的溫度，上述控制部將由上述液相溫度測定器測定的上述液相狀態(tài)的制冷劑的溫度作為上述飽和溫度使用，從而算出上述差。
[0019]本發(fā)明能夠起到以下列舉的效果。
[0020](I)通過利用過冷卻器的過冷卻制冷劑液體作為用于對潤滑油進(jìn)行冷卻的油冷卻器的冷卻用制冷劑，能夠減少在蒸發(fā)器閃發(fā)而不對制冷效果作出貢獻(xiàn)的制冷劑氣體量，因此能夠削減壓縮機(jī)的多余動(dòng)力，能夠避免制冷機(jī)的效率降低。并且，由于來自過冷卻器的制冷劑液體已被過冷卻至飽和溫度以下，因此因配管的壓力損失而導(dǎo)致的閃發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)變低，能夠確保通過避免油冷卻器的冷卻制冷劑配管中的閃發(fā)而實(shí)現(xiàn)的油冷卻器的冷卻功能。
[0021](2)基于由制冷劑溫度測定器測定的制冷劑的溫度與制冷劑的飽和溫度的差、即過熱度積極地控制流量調(diào)整閥的開度。因而，能夠基于過熱度使朝油冷卻器供給的制冷劑的流量最優(yōu)化，結(jié)果，能夠?qū)S承以及加速器充分地進(jìn)行冷卻，并且能夠防止制冷機(jī)的效率降低。
【附圖說明】
[0022]圖1是示出本發(fā)明所涉及的渦輪制冷機(jī)的第一實(shí)施方式的示意圖。
[0023]圖2是示出本發(fā)明所涉及的渦輪制冷機(jī)的第二實(shí)施方式的示意圖。
[0024]圖3是用于對在蒸發(fā)器閃發(fā)而產(chǎn)生的氣體量進(jìn)行比較的莫里爾圖。
[0025]圖4是莫里爾圖。
[0026]圖5是示出本發(fā)明所涉及的渦輪制冷機(jī)的第三實(shí)施方式的示意圖。
[0027]圖6是示出制冷劑供給量與必要傳熱面積之間的關(guān)系的曲線圖。
[0028]圖7是示出本發(fā)明所涉及的渦輪制冷機(jī)的第四實(shí)施方式的示意圖。
[0029]圖8是示出本發(fā)明所涉及的渦輪制冷機(jī)的第五實(shí)施方式的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下，參照圖1至圖8對本發(fā)明所涉及的渦輪制冷機(jī)的實(shí)施方式進(jìn)行說明。在圖1至圖8中，對相同或者相當(dāng)?shù)臉?gòu)成要素標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)并省略重復(fù)的說明。
[0031]圖1是示出本發(fā)明所涉及的渦輪制冷機(jī)的第一實(shí)施方式的示意圖。如圖1所示，渦輪制冷機(jī)具備渦輪壓縮機(jī)1、冷凝器2、蒸發(fā)器3、以及節(jié)能器(economizer) 4，通過利用供制冷劑循環(huán)的制冷劑配管5連結(jié)上述各設(shè)備而構(gòu)成，上述渦輪壓縮機(jī)I對制冷劑進(jìn)行壓縮，上述冷凝器2利用