[发明专利]2级压缩冷冻装置

说明书

技术领域

本发明涉及2级压缩冷冻装置。

背景技术

对于冷冻装置，希望能够实现较高的制冷系数（COP）、并且蒸发器的冷媒的蒸发温度能够对应于较大的范围。在2级压缩冷冻装置中，为了达到较高的制冷系数，需要使第1级的压缩机与第2级的压缩机的负荷的分担最优化。

例如，在专利文献1中，记载了通过使压缩机的行程体积变化、以使作为第1级的压缩机的吐出压力（第2级的压缩机的吸入压力）的中间压力Pm与第1级的压缩机的吸入压力Ps和第2级的压缩机的吐出压力Pd的乘积的平方根√（Ps·Pd）一致、来防止冷冻装置的效率下降的技术。

作为冷冻装置用的压缩机，广泛地使用为了冷却及润滑而供给油、在吐出侧设有油分离器的类型的结构。通常，在2级压缩冷冻装置中，在第2级的压缩装置的吐出流路中配设油分离器，通过其吐出压力使分离器分离的油回流到第1级及第2级的压缩机中。

专利文献1：特开2007－138919号公报

在以往的2级压缩冷冻装置中，如果吸入压力Ps与吐出压力Pd的差变大，则因为该压力差，溶解在导入到第1级的压缩机的低压空间中的油中的冷媒闪蒸（瞬间蒸发）的量变多。于是，通过蒸发器压缩机能够吸入的冷媒的量减少，发生冷冻装置的效率下降的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的课题是提供一种即使冷媒吸入压力较低也能够维持较高的效率的冷冻装置。

为了解决上述课题，本发明的冷冻装置为以下的结构：在冷媒循环流路中，设置有能够控制转速的第1级压缩机、第1级油分离器、能够与上述第1级压缩机分开而独立地控制转速的第2级压缩机、第2级油分离器、冷凝器、膨胀阀及蒸发器；具有：第1级油流路，将上述第1级油分离器分离的油向上述第1级压缩机回流；第2级油流路，将上述第2级油分离器分离的油向上述第2级压缩机回流；吸入压力检测机构，检测上述第1级压缩机的吸入压力；中间压力检测机构，检测上述第1级压缩机的吐出压力；吐出压力检测机构，检测上述第2级压缩机的吐出压力；第1级控制机构，根据冷冻负荷控制上述第1级压缩机的转速；第2级控制机构，根据上述吸入压力检测机构的检测值与上述吐出压力检测机构的检测值的乘积的平方根计算理论中间压力，在上述理论中间压力与上述吸入压力检测机构的检测值的差比预先决定的下限压力差大的情况下，控制上述第2级压缩机的转速，以使上述中间压力检测机构的检测值与上述理论中间压力一致，在上述理论中间压力与上述吸入压力检测机构的检测值的差是上述下限压力差以下的情况下，控制上述第2级压缩机的转速，以使上述中间压力检测机构的检测值与上述吸入压力检测机构的检测值加上上述下限压力差后的值一致。

此外，本发明的冷冻装置也可以是，具备检测上述蒸发器的蒸发温度的蒸发温度检测机构；上述第1级控制机构根据上述蒸发温度检测机构的检测值控制上述第1级压缩机的转速。

此外，在本发明的冷冻装置中，上述第1级压缩机及上述第2级压缩机也可以分别由螺旋压缩机构成。

根据本发明，由于在各级的压缩机的吐出侧分别设有油分离器，所以对各个压缩机供给自身的吐出压力的油。由此，油的供给压力不会变得过高，溶解到油中的冷媒不会闪蒸而使压缩机的容量实质地下降（特别是，通过蒸发器第1压缩机能够吸入的冷媒的量不会减少）。此外，第2级控制机构即使在理论中间压力变小时，也将实际的中间压力与吸入压力的差保持为一定的值以上，所以能够确保为了对第1级压缩机供给油而需要的压力差，能够防止断油造成的故障。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的冷冻装置的结构图。

图2是表示图1的冷冻装置的蒸发温度与各处的冷媒压力的关系的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在图1中表示作为本发明的一实施方式的冷冻装置1的结构。

冷冻装置1具有设置有第1级压缩机2、第2级压缩机3、冷凝器4、膨胀阀5及蒸发器6、封入有冷媒的冷媒循环流路7。第1级压缩机2及第2级压缩机3分别是能够独立地控制转速的变换器驱动的油冷式螺旋压缩机。

冷冻装置1还在第1级压缩机2与第2级压缩机3之间的冷媒循环流路7中设有从第1级压缩机2吐出的冷媒中分离冷却油的第1级油分离器8，在第2级压缩机3与冷凝器4之间的冷媒循环流路7中，设有从第2级压缩机3吐出的冷媒中分离冷却油的第2级油分离器9。并且，冷冻装置1还具备使第1级油分离器8分离的冷却油回流到第1级压缩机2的吸入及低压部中的第1级油流路10、和使第2级油分离器9分离的冷却油回流到第2级压缩机3的吸入及低压部中的第2级油流路11。