[发明专利]冷冻装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷冻装置，尤其涉及使用在包含超临界状态的过程中工作的制冷剂来进行多级压缩式制冷循环的冷冻装置。

背景技术

一直以来，作为使用在超临界区工作的制冷剂以进行多级压缩式制冷循环的冷冻装置之一，有如专利文献1(日本专利特开2007-232263号公报)所示那样的、使用二氧化碳作为制冷剂以进行两级压缩式制冷循环的空调装置。

此外，作为将这种两级压缩式的制冷循环用于供热水器的例子，例如，已知有专利文献2(日本专利特开2002-106988号公报)所示的供热水器。在该供热水器中，采用了利用中间冷却器来冷却从低级压缩元件流向高级压缩元件的制冷剂从而提高压缩效率的现有技术。此外，不仅利用气体冷却器来加热供热水用的水，还将该被加热的水的一部分分岔，将一方继续引导至气体冷却器加热，将另一方引导至中间冷却器加热，从而获得供热水用的热水。这样，能将中间冷却器作为热水的加热器利用，并能将中间冷却器作为吸入到高级压缩元件的制冷剂的冷却器利用，因此，能提高能量效率。

发明内容

发明所要解决的技术问题

在上述供热水器中，流入中间冷却器的水在通过气体冷却器时已经被加热而成为一定程度高温的温水。因此，例如存在以下情形，与通过中间冷却器的制冷剂的温度相比，通过气体冷却器而被加热的温水的温度变得更高。在这种情形下，不仅不能利用中间冷却器来加热水，也不能对吸入到高级压缩元件的制冷剂进行冷却，不能提高压缩效率。

本发明的技术问题在于提供一种冷冻装置，该冷冻装置使用在包含超临界状态的过程中工作的制冷剂，能更可靠地提高压缩效率，并能提高加热供热水用的水的效率。

解决技术问题所采用的技术方案

第一发明的冷冻装置以水配管系统为对象进行热交换，在制冷循环的至少一部分，工作制冷剂处于超临界状态，其中，水配管系统包括：将从外部供给来的水引导至水分岔点的进水配管；从水分岔点延伸出的第一分岔水配管和第二分岔水配管；以及从第一分岔水配管与第二分岔水配管合流的合流点引出至外部的出水配管，该冷冻装置包括主膨胀机构、蒸发器、第一压缩元件、第二压缩元件、第一制冷剂配管、第一热交换器、第二制冷剂配管及第二热交换器。主膨胀机构使制冷剂减压。蒸发器与主膨胀机构连接，并使制冷剂蒸发。第一压缩元件将通过蒸发器的制冷剂吸入并在对其压缩后将其喷出。第二压缩元件将从第一压缩元件喷出的制冷剂吸入并在对其进一步压缩后将其喷出。第一制冷剂配管以将从第一压缩元件喷出的制冷剂吸入第二压缩元件的方式延伸。第一热交换器使通过第一制冷剂配管的制冷剂与在第一分岔水配管中流动的水彼此进行热交换。第二制冷剂配管连接第二压缩元件的喷出侧与主膨胀机构。第二热交换器使通过第二制冷剂配管的制冷剂不与在进水配管中流动的水彼此进行热交换，而与在第二分岔水配管中流动的水彼此进行热交换。在此，第一压缩元件和第二压缩元件可以是收容在同一壳体等内被一起控制的元件，也可以是分别配置的各自独立控制的元件。

在此，例如，即便欲在制冷剂温度比第二热交换器的制冷剂温度低的第一热交换器中对通过水配管系统的水进行加热，由于水在流入第一热交换器之前已经被加热，因此，有可能出现水的温度比在第一热交换器中流动的制冷剂的温度高的情形。此时，在第一热交换器中可能不能通过热交换来冷却制冷剂，水的热反而被制冷剂夺去。

对此，在该冷冻装置中，第二热交换器不使通过第二制冷剂管的制冷剂与在进水配管中流动的水彼此进行热交换。因此，不仅是流入第二热交换器的水，流入第一热交换器的水也尚未与制冷剂进行热交换而被加热，而是以温度低的状态流入。

藉此，能在第一热交换器和第二热交换器两者中可靠地进行对从第一压缩元件流向第二压缩元件的制冷剂进行冷却、可靠地提高压缩效率、提高水的温度的热交换，并能提高冷冻装置的性能系数。

第二发明的冷冻装置是在第一发明的冷冻装置的基础上，还具有能调节在第一分岔水配管中流动的水的量与在第二分岔水配管中流动的水的量之比的流量比调节机构。

在该冷冻装置中，由于能调节在第一热交换器中流动的水的量与在第二热交换器中流动的水的量之比，因此，能有效地进行水的加热。

第三发明的冷冻装置是在第二发明的冷冻装置的基础上，还包括加热能力检测部和水分配量控制部。