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)，尤其是涉及從制冷循環(huán)將制冷劑的一部分導(dǎo)入至驅(qū)動渦輪壓縮機(jī)的電動機(jī)從而對電動機(jī)進(jìn)行冷卻的方式的渦輪制冷機(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]對于在渦輪制冷機(jī)中使用的渦輪壓縮機(jī)，很多情況下采用電動機(jī)與壓縮機(jī)一起以密閉狀態(tài)被收納于分割式的殼體的半密閉型壓縮機(jī)。在該半密閉型壓縮機(jī)中，很多情況下將制冷循環(huán)中的冷凝制冷劑(液態(tài)制冷劑)導(dǎo)入至電動機(jī)內(nèi)部而利用制冷劑的蒸發(fā)潛熱對因電動機(jī)的損失而產(chǎn)生的發(fā)熱進(jìn)行冷卻。在該情況下，通常形成為從冷凝器朝電動機(jī)輸送制冷劑，輸送制冷劑的驅(qū)動源是冷凝器與電動機(jī)(蒸發(fā)器)的壓力差。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開昭57-95152號公報
[0005]對于對電動機(jī)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，削減朝電動機(jī)輸送的冷卻制冷劑量的做法是有效的，但是，由于需要與電動機(jī)的發(fā)熱相應(yīng)的冷卻制冷劑量，因此，若過度削減冷卻制冷劑量，則電動機(jī)的冷卻功能變得不良，電動機(jī)的溫度上升從而難以繼續(xù)進(jìn)行制冷機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0006]雖然用于對電動機(jī)損失的發(fā)熱的量進(jìn)行冷卻的制冷劑量通過熱量計算來算出，但在實(shí)際的制冷劑的運(yùn)轉(zhuǎn)之際，若不朝電動機(jī)供給相對于計算值為數(shù)倍的冷卻制冷劑量，則存在過度地削減電動機(jī)的冷卻制冷劑而電動機(jī)的冷卻功能受損的風(fēng)險。對于對電動機(jī)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)的量的制冷劑氣體閃發(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)而被吸入壓縮機(jī)，成為消耗多余的壓縮動力的原因，招致制冷機(jī)的效率降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明就是鑒于上述情形而完成的，其目的在于提供一種如下的渦輪制冷機(jī):通過利用過冷卻器(subcooler)的過冷卻制冷劑液體作為驅(qū)動渦輪壓縮機(jī)的電動機(jī)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電動機(jī)的冷卻制冷劑配管中的閃發(fā)而實(shí)現(xiàn)的穩(wěn)定的電動機(jī)的冷卻功能。
[0008]為了達(dá)成上述的目的，本發(fā)明的第一方式的渦輪制冷機(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；電動機(jī)，該電動機(jī)驅(qū)動上述渦輪壓縮機(jī)；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，上述渦輪制冷機(jī)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)行冷卻；以及制冷劑供給配管，該制冷劑供給配管是從上述過冷卻器側(cè)分支的配管，并從過冷卻器側(cè)朝上述電動機(jī)供給制冷劑，利用由上述過冷卻器過冷卻后的制冷劑對上述電動機(jī)進(jìn)行冷卻。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，通過利用由過冷卻器過冷卻后的制冷劑液體進(jìn)行電動機(jī)的冷卻，過冷卻制冷劑液體時的閃發(fā)氣體量減少，能夠減少對制冷效果沒有貢獻(xiàn)的制冷劑氣體，能夠削減壓縮級的多余動力，能夠避免制冷機(jī)的效率降低。
[0010]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電動機(jī)的冷卻材料使用，因此，來自過冷卻器的制冷劑液體已經(jīng)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)險變低，能夠確保穩(wěn)定的電動機(jī)的冷卻功能。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，上述渦輪制冷機(jī)具備:控制閥，該控制閥設(shè)置于上述制冷劑供給配管，并控制在上述制冷劑供給配管流動的制冷劑流量；測定與蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑進(jìn)行熱交換的冷水的入口溫度的單元；測定與蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑進(jìn)行熱交換后的冷水的出口溫度的單元；以及控制裝置，該控制裝置控制上述控制閥的開度，上述控制裝置根據(jù)上述蒸發(fā)器的冷水入口溫度和冷水出口溫度的溫度差、以及在上述蒸發(fā)器流動的冷水的流量算出制冷能力，通過基于所算出的制冷能力控制上述控制閥的開度來控制朝上述電動機(jī)供給的制冷劑流量。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，在渦輪制冷機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)中，測定蒸發(fā)器的冷水入口溫度，并且測定蒸發(fā)器的冷水出口溫度。上述測定信號被依次傳送至控制裝置，在控制裝置中運(yùn)算冷水出入口的溫度差。在控制裝置中，通過將這樣得到的溫度差與在蒸發(fā)器流動的冷水流量相乘而算出制冷能力。此時，當(dāng)冷水流量為額定流量(固定流量)的情況下不需要進(jìn)行計測，但當(dāng)冷水流量為變流量的情況下，能夠利用流量計測單元進(jìn)行計測而得到冷水流量。由于根據(jù)以這種方式算出的制冷能力決定為了對電動機(jī)進(jìn)行冷卻所需要的冷凝制冷劑(液態(tài)制冷劑)的制冷劑量，因此，控制控制閥的開度，并控制從過冷卻器側(cè)經(jīng)由制冷劑供給配管朝電動機(jī)供給的冷凝制冷劑的流量。通過像這樣以與電動機(jī)的發(fā)熱量相匹配的方式使朝電動機(jī)供給的冷凝制冷劑的制冷劑量最優(yōu)化，能夠不多不少地恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行電動機(jī)的冷卻。結(jié)束了對電動機(jī)的冷卻后的氣態(tài)制冷劑經(jīng)由返送配管被返送至蒸發(fā)器。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，上述渦輪制冷機(jī)具備計測在上述蒸發(fā)器流動的冷水的流量的單元。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)在蒸發(fā)器流動的冷水流量為變流量的情況下，能夠利用流量計測單元進(jìn)行計測而得到冷水流量。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，上述渦輪制冷機(jī)具備測定上述蒸發(fā)器的冷水入口壓力和冷水出口壓力的壓力差的單元，上述控制裝置根據(jù)上述壓力差運(yùn)算在上述蒸發(fā)器流動的冷水的流量。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，在蒸發(fā)器的冷水入口配管與冷水出口配管之間設(shè)置差壓計而計測在蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷水壓力損失，并根據(jù)蒸發(fā)器的冷水壓力損失運(yùn)算在蒸發(fā)器流動的冷水流量。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，上述渦輪制冷機(jī)具備:控制閥，該控制閥設(shè)置于上述制冷劑供給配管，并控制在上述制冷劑供給配管流動的制冷劑流量；測定與冷凝器內(nèi)的制冷劑進(jìn)行熱交換的冷卻水的入口溫度的單元；測定與冷凝器內(nèi)的制冷劑進(jìn)行熱交換后的冷卻水的出口溫度的單元；以及控制裝置，該控制裝置控制上述控制閥的開度，上述控制裝置根據(jù)上述冷凝器的冷卻水入口溫度和冷卻水出口溫度的溫度差、以及在上述冷凝器流動的冷卻水的流量算出冷卻水冷卻能力，通過基于所算出的冷卻水冷卻能力控制上述控制閥的開度來控制朝上述電動機(jī)供給的制冷劑流量。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，在渦輪制冷機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)中，測定冷凝器的冷卻水入口溫度，并且測定冷凝器的冷卻水出口溫度。上述測定信號被依次傳送至控制裝置，在控制裝置中運(yùn)算冷卻水出入口的溫度差。在控制裝置中，通過將這樣得到的溫度差與在冷凝器流動的冷卻水流量相乘而算出冷卻水冷卻能力。此時，當(dāng)冷卻水流量為額定流量(固定流量)的情況下無需進(jìn)行計測，但當(dāng)冷卻水流量為變流量的情況下能夠利用流量計測單元進(jìn)行計測而得到冷卻水流量。由于根據(jù)以這種方式算出的冷卻水冷卻能力決定為了對電動機(jī)進(jìn)行冷卻所需要的冷凝制冷劑(液態(tài)制冷劑)的制冷劑量，因此對控制閥的開度進(jìn)行控制，控制從過冷卻器側(cè)經(jīng)由制冷劑供給配管朝電動機(jī)供給的冷凝制冷劑的流量。通過像這樣以與電動機(jī)的發(fā)熱量相匹配的方式使朝電動機(jī)供給的冷凝制冷劑的制冷劑量最優(yōu)化，能夠不多不少地進(jìn)行電動機(jī)的冷卻。結(jié)束了對電動機(jī)的冷卻后的氣態(tài)制冷劑經(jīng)由返送配管被返送至蒸發(fā)器。
[0019]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，上述渦輪制冷機(jī)具備計測在上述冷凝器流動的冷卻水的流量的單元。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)在冷凝器流動的冷卻水流量為變流量的情況下，能夠利用流量計測單元進(jìn)行計測而得到冷卻水流量。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，上述渦輪制冷機(jī)具備測定上述冷凝器的冷卻水入口壓力和冷卻水出口壓力的壓力差的單元，上述控制裝置根據(jù)上述壓力差運(yùn)算在上述冷凝器流動的冷卻水的流量。
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