HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
1. Gebiet der Erfindung1. Field of the invention
Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Clausius-Rankine-Kreis, bei
dem man Energie aus einer einem Kältemittel gegebenen Wärmeenergie
erhält.The
The present invention relates to a Clausius-Rankine cycle, in
The energy from a heat energy given to a refrigerant
receives.
2. Beschreibung anderer
Bauformen2. Description of others
designs
Herkömmlicherweise
ist eine Wärmekreisvorrichtung
bekannt, die als eine Kühlkreisvorrichtung
bezeichnet wird, und es ist auch eine Wärmekreisvorrichtung bekannt,
die als eine Clausius-Rankine-Kreisvorrichtung bezeichnet wird.
Gemäß der Kühlkreisvorrichtung
kann, wenn ein Kältemittel
komprimiert wird, indem ihm Energie gegeben wird, um Wärme zu übertragen,
eine hohe oder eine niedrige Temperatur vorgesehen werden. Gemäß einer
Clausius-Rankine-Kreisvorrichtung kann man Energie aus einer einem
Kältemittel
gegebenen Wärmeenergie
erhalten. Zum Beispiel ist eine Clausius-Rankine-Kreisvorrichtung
in der erteilten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 3356449 und
der ungeprüften
japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr.
63-92021 offenbart. Diese Clausius-Rankine-Kreisvorrichtung kann
als eine elektrische Generatorvorrichtung benutzt werden, bei der
Wärmeenergie
wiedergewonnen wird, um so elektrische Energie zu erzeugen. Alternativ
kann diese Clausius-Rankine-Kreisvorrichtung als eine Antriebsenergieerzeugungsvorrichtung
verwendet werden, bei der Abwärme
eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs wiedergewonnen wird,
um so eine Antriebsenergie zu erzeugen.traditionally,
is a heat circuit device
known as a refrigeration cycle device
is referred to, and it is also known a heat-circulating device,
referred to as a Rankine Rankine Circular Device.
According to the refrigeration cycle device
can if a refrigerant
compressed by giving it energy to transfer heat,
a high or a low temperature can be provided. According to one
Clausius Rankine Circular Device can give you energy from one
refrigerant
given heat energy
receive. For example, a Rankine Rankine cycle device
in granted Japanese Patent Publication No. 3356449 and
the unaudited
Japanese Utility Model Publication No.
63-92021. This Clausius-Rankine circular device can
be used as an electric generator device in which
Thermal energy
is recovered, so as to generate electrical energy. alternative
For example, this Rankine cycle device can be used as a drive power generation device
be used in the waste heat
an internal combustion engine of a motor vehicle is recovered,
so as to generate a drive energy.
In
der japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-390893 schlugen die Erfinder
eine Klimaanlage (Kühlkreis)
zum Fahrzeuggebrauch mit einem Clausius-Rankine-Kreis zum Wiedergewinnen
von Wärmeenergie
aus einer von einem an einem Fahrzeug montierten Motor abgegebener
Abwärme
vor. Diese Klimaanlage zum Fahrzeuggebrauch wird als ein Beispiel
der früheren
Anmeldung bezeichnet.In
Japanese Patent Application No. 2003-390893 proposed the inventors
an air conditioning system (cooling circuit)
to use the vehicle with a Clausius Rankine circle to recover
of heat energy
from an engine-out of a vehicle-mounted engine
waste heat
in front. This air conditioner for vehicle use is given as an example
the former
Registration designated.
Dieses
Beispiel der früheren
Anmeldung wird nun Bezug nehmend auf 1 erläutert. Das Beispiel
der früheren
Anmeldung enthält
Komponenten, um eine Kühlkreisvorrichtung
aufzubauen, um einen Klimabetriebsmodus (Kühlkreismodus) vorzusehen, in
dem das Kältemittel
in der Reihenfolge der Umkehrdrehmaschine 10 → des Kühlers 11 → der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 12 → des Dekompressors 13 → des Verdampfapparats 14 strömt.This example of the earlier application will now be referred to 1 explained. The example of the earlier application includes components for constructing a refrigeration cycle device to provide an air conditioning operation mode (refrigeration cycle mode) in which the refrigerant is arranged in the order of the reciprocating rotary machine 10 → of the radiator 11 → the gas / liquid separator 12 → of the decompressor 13 → of the evaporator 14 flows.
Ferner
enthält
diese frühere
Anmeldung ein Flüssigphasenrohr 31 zum
Verbinden des den Kühlkreis
bildenden Rohrs mit dem Dampfgenerator 30; und eine Flüssigkeitspumpe 32,
die in dem Flüssigphasenrohr 31 angeordnet
ist, zum Bewegen des Flüssigphasenkältemittels
zum Dampfgenerator 30. Die frühere Anmeldung enthält ferner
Komponenten, um eine Clausius-Rankine-Kreisvorrichtung aufzubauen,
um einen Abwärmewiedergewinnungsmodus (Clausius-Rankine-Kreisbetrieb)
vorzusehen, in dem das Kältemittel
in der Reihenfolge der Flüssigkeitspumpe 32 → des Dampfgenerators 30 → der Umkehrdrehmaschine 10 → des Kühlers 11 strömt.Furthermore, this earlier application contains a liquid phase tube 31 for connecting the tube forming the cooling circuit to the steam generator 30 ; and a liquid pump 32 in the liquid phase tube 31 is arranged to move the liquid-phase refrigerant to the steam generator 30 , The earlier application further includes components to construct a Rankine Rankine cycle apparatus to provide a waste heat recovery mode (Rankine cycle operation) in which the refrigerant is in the order of the liquid pump 32 → of the steam generator 30 → the reversible lathe 10 → of the radiator 11 flows.
Deswegen
kann zur Zeit des Klimabetriebsmodus der Fahrzeugraum klimatisiert
werden, und zur Zeit des Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
kann die von dem Motor 20 abgegebene Abwärme durch
die Umkehrdrehmaschine 10 in der Form von Energie wiedergewonnen
werden.Therefore, at the time of the air conditioning operation mode, the vehicle compartment can be conditioned, and at the time of the waste heat recovery operation mode, that of the engine 20 discharged waste heat through the reversible lathe 10 be recovered in the form of energy.
In
dem Beispiel der früheren
Anmeldung können
jedoch die folgenden Fälle
auftreten. Falls eine Menge des in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 12 bleibenden
Kältemittels
auf der Basis eines Betriebszustandes der Klimaanlage (des Kühlkreises)
zum Fahrzeuggebrauch klein ist oder falls das Flüssigphasen-Kältemittel
in der Flüssigkeitspumpe 32 durch
einen Anstieg der Temperatur in der Flüssigkeitspumpe 32 verdampft,
können
Blasen des Gasphasen-Kältemittels
ins Innere der Flüssigkeitspumpe 32 gelangen,
und das Flüssigphasenkältemittel
kann nicht zum Dampfgenerator 30 bewegt werden, selbst
wenn die Flüssigkeitspumpe 32 betrieben wird.
Aufgrund dessen besteht eine Möglichkeit,
dass es unmöglich
wird, den Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
(Clausius-Rankine-Kreis) normal zu betreiben.However, in the example of the earlier application, the following cases may occur. If any of the amount in the gas / liquid separator 12 remaining refrigerant is small on the basis of an operating condition of the air conditioner (the refrigerating cycle) for vehicle use or if the liquid-phase refrigerant in the liquid pump 32 by an increase in the temperature in the liquid pump 32 vaporizes, bubbles of the gas-phase refrigerant inside the liquid pump 32 and the liquid phase refrigerant can not become a steam generator 30 be moved, even if the liquid pump 32 is operated. Due to this, there is a possibility that it becomes impossible to normally operate the waste heat recovery operation mode (Clausius-Rankine cycle).
Selbst
wenn die Flüssigkeitspumpe 32 das Flüssigphasen-Kältemittel
noch zum Dampfgenerator 30 bewegen kann, ist die Betriebsleistung
der Flüssigkeitspumpe 32 durch
die in die Flüssigkeitspumpe 32 gemischten
Blasen des Gasphasen-Kältemittels
verringert. Mit anderen Worten ist eine zu befördernde Menge des Kältemittels
bezüglich
des Energieverbrauchs der Pumpe verringert. Das heißt, eine
zum Dampfgenerator 30 zu leitende Kältemittelmenge ist verringert,
und es besteht eine Möglichkeit, dass
die Effizienz eines Clausius-Rankine-Kreises gesenkt werden kann.Even if the liquid pump 32 the liquid phase refrigerant still to the steam generator 30 is the operating power of the liquid pump 32 through the into the liquid pump 32 reduced mixed bubbles of the gas-phase refrigerant. In other words, an amount of the refrigerant to be transported is reduced in terms of the power consumption of the pump. That is, one to the steam generator 30 The amount of refrigerant to be conducted is reduced, and there is a possibility that the efficiency of a Rankine cycle can be lowered.
Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Möglichkeit des Auftretens eines
unvollständigen
Starts einer Clausius-Rankine-Kreisvorrichtung zu reduzieren.A
Object of the present invention is the possibility of the occurrence of a
incomplete
Starts a Clausius Rankine circle device to reduce.
Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Möglichkeit
der Verschlechterung der Effizienz einer Clausius-Rankine-Kreisvorrichtung zur
reduzieren.It is a further object of the present invention to reduce the possibility of deterioration To reduce the efficiency of a Rankine Rankine cycle device.
Es
ist eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, es möglich zu
machen, eine Clausius-Rankine-Kreisvorrichtung stabil zu betreiben,
indem die Funktion einer Kühlkreisvorrichtung
in der Wärmekreisvorrichtung,
die für
sowohl die Clausius-Rankine-Kreisvorrichtung als auch die Kühlkreisvorrichtung
verwendet werden kann, genutzt wird.It
is a still further object of the present invention, it is possible to
to operate a Clausius-Rankine cycle device stably,
by the function of a refrigeration cycle device
in the heat circuit device,
the for
both the Rankine Rankine cycle apparatus and the refrigeration cycle apparatus
can be used.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Um
die obigen Aufgaben zu lösen,
setzt die vorliegende Erfindung die folgenden technischen Maßnahmen
ein.Around
to solve the above tasks,
The present invention sets the following technical measures
one.
Die
in Aspekt 1 beschriebene Erfindung verwendet eine Wärmekreisvorrichtung,
mit einer Fluiddrehmaschine (10, 10b, 10c)
zum wechselseitigen Umwandeln zwischen Fluidenergie eines Kältemittels
und mechanischer Drehenergie; einem Kondensator (11) zum
Kondensieren des von der Fluiddrehmaschine (10, 10b, 10c)
zugeführten
Kältemittels;
einem Clausius-Rankine-Kreissystem (10, 11, 30, 32, 300)
mit einer Fluidpumpe (32, 300) zum Bewegen des
von dem Kondensator (11) zugeführten Kältemittels und auch mit einem
Dampfgenerator (30) zum Heizen des Kältemittels, das durch die Fluidpumpe bewegt
worden ist, durch die Wärme
eines Wärmeerzeugungskörpers (20);
einem Kühlkreissystem
(10, 11, 13, 14) mit einem Verdampfapparat
(14) zum Verdampfen des von dem Kondensator (11)
zugeführten Kältemittels;
und einer Steuereinheit (40) zum Ausführen eines Kältemittelkondensationsbetriebs,
in dem das Kältemittel
im Kühlkreissystem
(10, 11, 13, 14) durch die Fluiddrehmaschine
(10, 10b, 10c) zur Zeit des Betriebs
des Clausius- Rankine-Kreissystems
(10, 11, 30, 32, 300)
komprimiert und das komprimierte Kältemittel durch den Kondensator
(11) kondensiert wird.The invention described in Aspect 1 uses a heat-circulating device with a fluid lathe ( 10 . 10b . 10c ) for mutually converting between fluid energy of a refrigerant and mechanical rotational energy; a capacitor ( 11 ) for condensing the from the fluid lathe ( 10 . 10b . 10c ) supplied refrigerant; a Rankine Ranking system ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) with a fluid pump ( 32 . 300 ) for moving the from the capacitor ( 11 ) supplied refrigerant and also with a steam generator ( 30 ) for heating the refrigerant, which has been moved by the fluid pump, by the heat of a heat generating body ( 20 ); a refrigeration cycle system ( 10 . 11 . 13 . 14 ) with an evaporator ( 14 ) for vaporizing the of the capacitor ( 11 ) supplied refrigerant; and a control unit ( 40 ) for performing a refrigerant condensation operation in which the refrigerant in the refrigeration cycle system ( 10 . 11 . 13 . 14 ) through the fluid lathe ( 10 . 10b . 10c ) at the time of operation of the Rankine cycle system ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) and the compressed refrigerant through the condenser ( 11 ) is condensed.
Gemäß dieser
Erfindung wird, wenn ein Clausius-Rankine-Kreissystem betrieben
wird, das Kältemittel
in dem Kühlkreissystem
durch die Fluiddrehmaschine komprimiert und durch den Kondensator
kondensiert. Deshalb kann das Flüssigphasen-Kältemittel einem Clausius-Rankine-Kreissystem
zugeführt
werden. Als Ergebnis ist es möglich, das
Auftreten eines unvollständigen
Starts eines Clausius-Rankine-Kreissystems
zu unterdrücken. Ferner
ist es möglich,
die Verschlechterung der Effizienz während des Betriebs zu unterdrücken.According to this
Invention is operated when a Rankine Rankine system
will, the refrigerant
in the refrigeration cycle system
compressed by the fluid lathe and by the condenser
condensed. Therefore, the liquid-phase refrigerant can be a Rankine Ranking system
supplied
become. As a result, it is possible that
Occurrence of an incomplete
Starts a Rankine cycle system
to suppress. Further
Is it possible,
to suppress the deterioration of efficiency during operation.
Die
in Aspekt 2 beschriebene Erfindung verwendet eine Wärmekreisvorrichtung
gemäß Aspekt 1,
wobei die Steuereinheit (40) enthält: eine Beurteilungseinrichtung
zum Beurteilen, ob das Clausius-Rankine-Kreissystem (10, 11, 30, 32, 300)
normal arbeitet oder nicht, nachdem der Betrieb des Clausius-Rankine-Kreissystems
(10, 11, 30, 32, 300)
gestartet wurde; und eine Steuereinrichtung zum Fortsetzen des Betriebs
des Clausius-Rankine-Kreissystems (10, 11, 30, 32, 300),
falls beurteilt wird, dass das Clausius-Rankine-Kreissystem (10, 11, 30, 32, 300)
normal arbeitet, und zum Ausführen
des Kältemittelkondensationsbetriebs,
falls beurteilt wird, dass das Clausius-Rankine-Kreissystem (10, 11, 30, 32, 300)
nicht normal arbeitet.The invention described in aspect 2 employs a thermal circuit device according to aspect 1, wherein the control unit ( 40 ) comprises: judging means for judging whether the Rankine Ranking system ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) operates normally or not after the operation of the Rankine cycle system ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) was started; and a control device for continuing the operation of the Rankine cycle system ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) if it is judged that the Rankine Ranking system ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ), and performing the refrigerant condensation operation if it is judged that the Rankine cycle system ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) does not work normally.
Gemäß dieser
Erfindung wird, wenn beurteilt wird, dass das Clausius-Rankine-Kreissystem nicht normal
arbeitet, der Kältemittelkondensationsbetrieb ausgeführt. Deshalb
kann das Flüssigphasen-Kältemittel
dem Clausius-Rankine-Kreissystem zugeführt werden. Demgemäß ist es
möglich,
das Auftreten eines durch einen Mangel des Flüssigphasen-Kältemittels
verursachten anormalen Zustandes zu unterdrücken.According to this
The invention becomes when it is judged that the Rankine cycle system is not normal
works, the refrigerant condensation operation executed. Therefore
may be the liquid phase refrigerant
fed to the Rankine cycle system. Accordingly, it is
possible,
the occurrence of a lack of the liquid-phase refrigerant
caused abnormal condition to suppress.
Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung kann der Kältemittelkondensationsbetrieb
ausgeführt
werden, wenn der Betrieb des Clausius-Rankine-Kreissystems vorübergehend gestoppt wird. Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung kann der Kältemittelkondensationsbetrieb
gleichzeitig ausgeführt
werden, während
der Betrieb des Clausius-Rankine-Kreissystems fortgesetzt wird.According to one
embodiment
According to the present invention, the refrigerant condensation operation
accomplished
when the operation of the Rankine cycle system is temporarily stopped. According to one
another embodiment
According to the present invention, the refrigerant condensation operation
executed simultaneously
be while
the operation of the Rankine cycle system is continued.
Die
in Aspekt 3 beschriebene Erfindung verwendet eine Wärmekreisvorrichtung
gemäß Aspekt 2,
ferner mit einem stromaufwärtigen
Kältemitteldrucksensor
(42) zum Messen eines Drucks des Kältemittels, der in einem stromaufwärtigen Abschnitt des
Kältemittelstroms
der Fluidpumpe (32, 300) angeordnet ist; und einem
stromabwärtigen
Kältemitteldrucksensor
(43) zum Messen eines Drucks des Kältemittels, der in einem stromabwärtigen Abschnitt des
Kältemittelstroms
der Fluidpumpe (32, 300) angeordnet ist, wobei
die Beurteilungseinrichtung beurteilt, dass der Clausius-Rankine-Kreis
(10, 11, 30, 32, 300)
zur Zeit des Betriebs des Clausius-Rankine-Kreissystem (10, 11, 30, 32, 300)
normal arbeitet, falls eine Differenz (P2 – P1) zwischen dem erfassten Druck
(P2) des stromabwärtigen
Kältemitteldrucksensors
(43) und dem erfassten Druck (P1) des stromaufwärtigen Kältemitteldrucksensors
(42) größer als
ein vorbestimmter Druck (P) ist, und die Beurteilungseinrichtung
beurteilt, dass der Clausius-Rankine-Kreis (10, 11, 30, 32, 300)
zur Zeit des Betriebs des Clausius-Rankine-Kreissystems (10, 11, 30, 32, 300)
nicht normal arbeitet, falls die Differenz (P2 – P1) zwischen dem erfassten
Druck (P2) des stromabwärtigen
Kältemitteldrucksensors
(43) und dem erfassten Druck (P1) des stromaufwärtigen Kältemitteldrucksensors
(42) nicht größer als
der vorbestimmt Druck (P) ist.The invention described in aspect 3 employs a heat circuit device according to aspect 2, further comprising an upstream refrigerant pressure sensor (US Pat. 42 ) for measuring a pressure of the refrigerant that is in an upstream portion of the refrigerant flow of the fluid pump ( 32 . 300 ) is arranged; and a downstream refrigerant pressure sensor ( 43 ) for measuring a pressure of the refrigerant that is in a downstream portion of the refrigerant flow of the fluid pump ( 32 . 300 ), wherein the judging means judges that the Rankine cycle ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) at the time of operation of the Rankine cycle system ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) operates normally, if a difference (P2 - P1) between the detected pressure (P2) of the downstream refrigerant pressure sensor ( 43 ) and the detected pressure (P1) of the upstream refrigerant pressure sensor (FIG. 42 ) is greater than a predetermined pressure (P), and the judging means judges that the Rankine cycle ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) at the time of operation of the Rankine cycle system ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) does not operate normally, if the difference (P2 - P1) between the detected pressure (P2) of the downstream refrigerant pressure sensor ( 43 ) and the detected pressure (P1) of the upstream refrigerant pressure sensor (FIG. 42 ) is not larger than the predetermined pressure (P).
Gemäß dieser
Erfindung ist es möglich,
eine Anomalie des Clausius-Rankine-Kreissystems, die durch einen
Mangel des Flüssigphasen-Kältemittels verursacht
wird, richtig zu beurteilen.According to this invention, it is possible to have a Anomaly of the Rankine cycle system caused by a lack of liquid-phase refrigerant to judge correctly.
Die
in Aspekt 4 beschriebene Erfindung verwendet eine Wärmekreisvorrichtung
nach Anspruch 2, bei welcher die Beurteilungseinrichtung beurteilt, dass
das Clausius-Rankine-Kreissystem (10, 11, 30, 32, 300)
zur Zeit des Betriebs des Clausius-Rankine-Kreissystems (10, 11, 30, 32, 300)
normal arbeitet, falls eine Betriebslast der Flüssigkeitspumpe (32, 300)
schwerer als eine vorbestimmte Betriebslast ist, und die Beurteilungseinrichtung
zur Zeit des Betriebs des Clausius-Rankine-Kreissystems (10, 11, 30, 32, 300)
beurteilt, dass das Clausius-Rankine-Kreissystem (10, 11, 30, 32, 300)
nicht normal arbeitet, falls die Betriebslast der Flüssigkeitspumpe
(32, 300) nicht mehr als die vorbestimmte Betriebslast
beträgt.The invention described in Aspect 4 employs a thermal circuit device according to claim 2, wherein the judging means judges that the Rankine Ranking system ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) at the time of operation of the Rankine cycle system ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) works normally, if an operating load of the liquid pump ( 32 . 300 ) is heavier than a predetermined operating load, and the judging means at the time of operation of the Rankine cycle system ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) judges that the Rankine Ranking system ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) does not work normally if the operating load of the liquid pump ( 32 . 300 ) is not more than the predetermined operating load.
Gemäß dieser
Erfindung ist es möglich,
eine Anomalie des Clausius-Rankine-Kreissystems, die durch einen
Mangel des Flüssigphasen-Kältemittels verursacht
wird, richtig zu beurteilen.According to this
Invention it is possible
an anomaly of the Rankine cycle system, which is characterized by a
Lack of liquid phase refrigerant caused
will judge correctly.
Die
in Aspekt 5 beschriebene Erfindung verwendet eine Wärmekreisvorrichtung
nach Anspruch 4, bei welcher die Flüssigkeitspumpe eine elektrische Flüssigkeitspumpe
(32) ist und die Betriebslast durch eine durch die elektrische
Flüssigkeitspumpe
(32) verbrauchte elektrische Energie dargestellt wird.The invention described in Aspect 5 employs a heat circuit device according to Claim 4, in which the liquid pump is an electric liquid pump ( 32 ) and the operating load through a through the electric fluid pump ( 32 ) consumed electrical energy is displayed.
Gemäß dieser
Erfindung ist es möglich,
eine Anomalie des Clausius-Rankine-Kreissystems durch einen einfachen
Aufbau zu beurteilen.According to this
Invention it is possible
an anomaly of the Rankine cycle system by a simple
Structure to judge.
Die
in Aspekt 6 beschriebene Erfindung verwendet eine Wärmekreisvorrichtung
nach einem der Aspekte 1 bis 5, ferner mit einer Luftblaseinrichtung (14a)
zum Blasen von Luft, deren Temperatur durch das Kühlkreissystem
(10, 11, 13, 14) eingestellt
wird, wobei die Steuereinheit (40) den Kältemittelkondensationsbetrieb
unter der Bedingung ausführt,
dass die Luftblaseinrichtung (14a) nicht betrieben wird.The invention described in Aspect 6 uses a thermal circuit device according to any one of aspects 1 to 5, further comprising an air blowing device ( 14a ) for blowing air, the temperature of which through the refrigeration cycle system ( 10 . 11 . 13 . 14 ), the control unit ( 40 ) performs the refrigerant condensation operation under the condition that the air blowing device ( 14a ) is not operated.
Gemäß dieser
Erfindung kann der Kältemittelkondensationsbetrieb
vorgesehen werden, wenn die Kühlvorrichtung
oder die Kältevorrichtung
in dem Kühlkreissystem
betrieben wird, und ein Zustand, in dem die Gebläseeinrichtung nicht betrieben
wird, ist durch die Maßnahme
zum Vorsehen des Betriebs, in dem das Flüssigphasen-Kältemittel
vermehrt wird, vorgesehen. Als Ergebnis kann das Flüssigphasen-Kältemittel
positiv zugeführt
werden.According to this
Invention may be the refrigerant condensation operation
be provided when the cooling device
or the refrigeration device
in the refrigeration cycle system
is operated, and a state in which the blower device is not operated
will be through the measure
for providing the operation in which the liquid-phase refrigerant
is increased, provided. As a result, the liquid-phase refrigerant
positively fed
become.
Die
in Aspekt 7 beschriebene Erfindung verwendet eine Wärmekreisvorrichtung
nach einem der Aspekte 1 bis 6, ferner mit einem Sensor (46, 47) zum
Messen eines physikalischen Werts mit einer Korrelation zur Temperatur
des Kältemittels
in der Flüssigkeitspumpe
(32, 300), wobei die Steuereinheit (40)
die Zeit bestimmt, die seit dem Start des Kältemittelkondensationsbetriebs
bis dann, wenn der durch den Sensor (46, 47) gemessene
physikalische Wert zeigt, dass sich das Kältemittel in der Kältemittelpumpe
(32) im unterkühlten
Zustand befindet, verstrichen ist, um die Fortsetzungszeit zum Fortsetzen des
Kältemittelkondensationsbetriebs
zu sein.The invention described in aspect 7 employs a thermal circuit device according to any one of aspects 1 to 6, further comprising a sensor ( 46 . 47 ) for measuring a physical value having a correlation with the temperature of the refrigerant in the liquid pump ( 32 . 300 ), the control unit ( 40 ) determines the time since the start of the refrigerant condensation operation until when the sensor ( 46 . 47 ) shows that the refrigerant in the refrigerant pump ( 32 ) in the supercooled state has elapsed to be the continuation time for continuing the refrigerant condensation operation.
Gemäß dieser
Erfindung ist es möglich,
einen übermäßigen Kältemittelkondensationsbetrieb zu
unterdrücken.According to this
Invention it is possible
excessive refrigerant condensation operation too
suppress.
Die
in Aspekt 8 beschriebene Erfindung verwendet eine Wärmekreisvorrichtung
nach einem der Aspekte 1 bis 6, bei welcher der Kondensator (11)
ein Wärmetauscher
zum Kondensieren des Kältemittels durch
Wärmeaustausch
zwischen der Außenluft
und dem Kältemittel
ist, wobei die Wärmekreisvorrichtung ferner
aufweist: einen Außenlufttemperatursensor (45)
zum Messen der Temperatur der Außenluft; und einen Sensor (46, 47)
zum Messen eines physikalischen Werts mit einer Korrelation zur
Temperatur des Kältemittels
in der Flüssigkeitspumpe
(32, 300), wobei die Steuereinheit (40)
gemäß der durch
den Außenlufttemperatursensor
(45) gemessenen Außenlufttemperatur
eine Solltemperatur bestimmt, bei welcher das Kältemittel in der Kältemittelpumpe
(32) im unterkühlten
Zustand ist, und ferner die Steuereinheit (40) die Zeit
bestimmt, die seit dem Start des Kältemittelkondensationsbetriebs
bis dann, wenn der durch den Sensor (46, 47) gemessene
physikalische Wert zur Solltemperatur wird, verstrichen ist, um
die Fortsetzungszeit zum Fortsetzen des Kältemittelkondensationsbetriebs
zu sein.The invention described in aspect 8 employs a thermal circuit device according to any one of aspects 1 to 6, wherein the capacitor ( 11 ) is a heat exchanger for condensing the refrigerant by heat exchange between the outside air and the refrigerant, the heat cycle device further comprising: an outside air temperature sensor ( 45 ) for measuring the temperature of the outside air; and a sensor ( 46 . 47 ) for measuring a physical value having a correlation with the temperature of the refrigerant in the liquid pump ( 32 . 300 ), the control unit ( 40 ) according to the by the outside air temperature sensor ( 45 ) measured outside air temperature, a target temperature at which the refrigerant in the refrigerant pump ( 32 ) is in the supercooled state, and further the control unit ( 40 ) determines the time since the start of the refrigerant condensation operation until when the sensor ( 46 . 47 ) measured physical value to the target temperature has elapsed to be the continuation time to continue the refrigerant condensation operation.
Gemäß dieser
Erfindung ist es möglich,
einen übermäßigen Kältemittelkondensationsbetrieb zu
unterdrücken.According to this
Invention it is possible
excessive refrigerant condensation operation too
suppress.
Die
in Aspekt 9 beschriebene Erfindung verwendet eine Wärmekreisvorrichtung
nach Aspekt 7 oder 8, bei welcher der Sensor ein Temperatursensor (46)
zum Messen der Temperatur des Gehäuses der Kältemittelpumpe ist.The invention described in aspect 9 employs a heat-cycle device according to aspect 7 or 8, in which the sensor is a temperature sensor ( 46 ) for measuring the temperature of the housing of the refrigerant pump.
Gemäß dieser
Erfindung ist es möglich,
einen einfachen Aufbau der Wärmekreisvorrichtung vorzusehen.According to this
Invention it is possible
to provide a simple structure of the heat circuit device.
Die
in Aspekt 10 beschriebene Erfindung verwendet eine Wärmekreisvorrichtung
nach Aspekt 7 oder 8, bei welcher der Sensor ein Temperatursensor
(47) zum Messen der Temperatur einer Luft unmittelbar nach
einem Wärmeaustausch
mit dem Kältemittel
im Verdampfapparat (14) ist.The invention described in Aspect 10 uses a thermal circuit device according to Aspect 7 or 8, in which the sensor is a temperature sensor ( 47 ) for measuring the temperature of an air immediately after a heat exchange with the refrigerant in the evaporator ( 14 ).
Gemäß dieser
Erfindung ist es möglich,
einen einfachen Aufbau der Wärmekreisvorrichtung vorzusehen.According to this
Invention it is possible
to provide a simple structure of the heat circuit device.
Die
in Aspekt 11 beschriebene Erfindung verwendet eine Wärmekreisvorrichtung
nach einem der Aspekte 1 bis 6, bei welcher der Kondensator (11)
ein Wärmetauscher
zum Kondensieren des Kältemittels durch
Wärmeaustausch
zwischen der Außenluft
und dem Kältemittel
ist, ferner mit einem Außenlufttemperatursensor
(45) zum Messen der Außenlufttemperatur,
wobei die Steuereinheit (40) eine Fortsetzungszeiteinstelleinrichtung
zum Bestimmen der Fortsetzungszeit (T21), in der der Kältemittelkondensationsbetrieb
fortgesetzt wird, gemäß der durch
den Außenlufttemperatursensor
(45) gemessenen Temperatur enthält.The invention described in Aspect 11 uses a thermal circuit device according to one of the aspects 1 to 6, in which the capacitor ( 11 ) is a heat exchanger for condensing the refrigerant by heat exchange between the outside air and the refrigerant, further comprising an outside air temperature sensor ( 45 ) for measuring the outside air temperature, the control unit ( 40 ) Continuation time setting means for determining the continuation time (T21) in which the refrigerant condensation operation is continued in accordance with the flow rate by the outside air temperature sensor (FIG. 45 ) measured temperature.
Gemäß dieser
Erfindung ist es möglich,
einen übermäßigen Kältemittelkondensationsbetrieb zu
unterdrücken.According to this
Invention it is possible
excessive refrigerant condensation operation too
suppress.
Die
in Aspekt 12 beschriebene Erfindung verwendet eine Wärmekreisvorrichtung
nach einem der Aspekte 1 bis 11, bei welcher die Fluiddrehmaschine
eine Umkehrdrehmaschine (10) ist, die als eine Expansionsmaschine
zum Erzielen einer Energie, wenn das Kältemittel ausgedehnt wird,
umgekehrt betrieben werden kann oder als Kompressor zum Komprimieren
des Kältemittels,
wenn dem Kompressor Energie zugeführt wird, betrieben werden kann.The invention described in aspect 12 employs a thermal cycle device according to any one of aspects 1 to 11, wherein the fluid lathe is a reversible lathe ( 10 ) which can be operated reversely as an expansion machine for obtaining energy when the refrigerant is expanded, or can be operated as a compressor for compressing the refrigerant when power is supplied to the compressor.
Gemäß dieser
Erfindung kann, wenn die Fluiddrehmaschine, die reversibel als eine
Expansionsmaschine oder als ein Kompressor funktionieren kann, benutzt
wird, der Kältemittelkondensationsbetrieb
ausgeführt
werden, wenn die Fluiddrehmaschine zur Zeit des Betriebs des Clausius-Rankine-Kreissystems
als ein Kompressor funktioniert.According to this
Invention may be reversible as the fluid rotary machine
Expansion machine or as a compressor can be used
is the refrigerant condensation operation
accomplished
when the fluid lathe at the time of operation of the Rankine cycle system
as a compressor works.
Die
in Aspekt 13 beschriebene Erfindung verwendet eine Wärmekreisvorrichtung
nach Aspekt 12, bei welcher die Steuereinheit (40) den
Kältemittelkondensationsbetrieb
durch Betreiben der Fluiddrehmaschine als Kompressor ausführt, bevor
die Fluiddrehmaschine als eine Expansionsmaschine betrieben wird
und der Betrieb des Clausius-Rankine-Kreissystems (10, 11, 30, 32, 300)
gestartet wird.The invention described in aspect 13 employs a thermal circuit device according to aspect 12, in which the control unit ( 40 ) performs the refrigerant condensation operation by operating the fluid rotating machine as a compressor before the fluid rotating machine is operated as an expansion machine, and the operation of the Rankine cycle system ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) is started.
Gemäß dieser
Erfindung kann, wenn die Fluiddrehmaschine umgekehrt funktioniert,
der Kältemittelkondensationsbetrieb
realisiert werden, bevor der Betrieb des Clausius-Rankine-Kreissystems
gestartet wird.According to this
Invention can, if the fluid lathe works in reverse,
the refrigerant condensation operation
be realized before the operation of the Rankine cycle system
is started.
Die
in Aspekt 14 beschriebene Erfindung verwendet eine Wärmekreisvorrichtung
nach Aspekt 12 oder 13, bei welcher die Umkehrdrehmaschine (10)
mit der Fluidpumpe (32, 300) in einen Körper integriert
ist und die Fluidpumpe (32, 300) so angeordnet
ist, dass sie durch das in die Umkehrdrehmaschine (10)
gesaugte Gasphasen-Kältemittel
zur Zeit des Betriebs des Kühlkreissystems
(10, 11, 13, 14) gekühlt werden
kann.The invention described in Aspect 14 uses a heat-cycle device according to aspect 12 or 13, in which the reversing lathe ( 10 ) with the fluid pump ( 32 . 300 ) is integrated into a body and the fluid pump ( 32 . 300 ) is arranged so that by the in the reversing lathe ( 10 ) sucked gas phase refrigerant at the time of operation of the refrigeration cycle system ( 10 . 11 . 13 . 14 ) can be cooled.
Gemäß dieser
Erfindung kann die Temperatur der Flüssigkeitspumpe verringert werden,
wenn das Kühlkreissystem
betrieben wird.According to this
Invention, the temperature of the liquid pump can be reduced
if the cooling circuit system
is operated.
Die
in Aspekt 15 beschriebene Erfindung verwendet eine Wärmekreisvorrichtung
nach einem der Aspekte 1 bis 11, bei welcher die Fluiddrehmaschine
eine Expansionsmaschine (10c) zum Expandieren des Kältemittels,
um Energie zu erhalten, und einen Kompressor (10b) zum
Komprimieren des Kältemittels,
wenn dem Kompressor Energie zugeführt wird, enthält.The invention described in Aspect 15 employs a thermal circuit device according to any one of aspects 1 to 11, wherein the fluid lathe is an expansion machine ( 10c ) for expanding the refrigerant to obtain energy, and a compressor ( 10b ) for compressing the refrigerant when power is supplied to the compressor.
Gemäß dieser
Erfindung kann, wenn sowohl die Expansionsmaschine als auch der
Kompressor vorgesehen sind, zur Zeit des Betriebs des Clausius-Rankine-Kreissystems
der Kältemittelkondensationsbetrieb
mittels der Kompressorfunktion ausgeführt werden.According to this
Invention, when both the expansion machine and the
Compressor are provided, at the time of operation of the Rankine cycle system
the refrigerant condensation operation
be carried out by means of the compressor function.
Die
in Aspekt 16 beschriebene Erfindung verwendet eine Wärmekreisvorrichtung
nach Aspekt 15, bei welcher die Steuereinheit (40) den
Kältemittelkondensationsbetrieb
durch Betreiben des Kompressors (10b) ausführt, bevor
die Expansionsmaschine (10c) betrieben wird und der Betrieb
des Clausius-Rankine-Kreissystems (10, 11, 30, 32, 300)
gestartet wird.The invention described in aspect 16 employs a thermal circuit device according to aspect 15, in which the control unit ( 40 ) the refrigerant condensation operation by operating the compressor ( 10b ) before the expansion machine ( 10c ) and the operation of the Rankine cycle system ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) is started.
Gemäß dieser
Erfindung ist es möglich,
den Kältemittelkondensationsbetrieb
zu realisieren, bevor der Betrieb des Clausius-Rankine-Kreissystems
ausgeführt
wird.According to this
Invention it is possible
the refrigerant condensation operation
to realize before the operation of the Rankine cycle system
accomplished
becomes.
Die
in Aspekt 17 beschriebene Erfindung verwendet eine Wärmekreisvorrichtung
nach Aspekt 15, bei welcher die Steuereinheit (40) den
Kältemittelkondensationsbetrieb
durch Betreiben des Kompressors (10b) gleichzeitig, wenn
die Expansionsmaschine (10c) betrieben wird und der Betrieb
des Clausius-Rankine-Kreissystems (10, 11, 30, 32, 300)
gestartet wird, ausführt.The invention described in aspect 17 employs a thermal circuit device according to aspect 15, in which the control unit ( 40 ) the refrigerant condensation operation by operating the compressor ( 10b ) at the same time, when the expansion machine ( 10c ) and the operation of the Rankine cycle system ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) is started.
Gemäß dieser
Erfindung kann zur Zeit des Startens des Clausius-Rankine-Kreissystems
der Kältemittelkondensationsbetrieb
realisiert werden. Der Kältemittelkondensationsbetrieb
kann parallel zum Betrieb des Clausius-Rankine-Kreissystems ausgeführt werden.According to this
The invention may be at the time of starting the Rankine cycle system
the refrigerant condensation operation
will be realized. The refrigerant condensation operation
can be performed in parallel with the operation of the Rankine cycle system.
Die
in Aspekt 18 beschriebene Erfindung verwendet eine Wärmekreisvorrichtung,
mit einem Clausius-Rankine-Kreissystem (10, 11, 30, 32, 300) mit
einer Fluidpumpe (32, 300) zum Bewegen eines Kältemittels
und auch mit einem Dampfgenerator (30) zum Heizen des Kältemittels,
das durch die Fluidpumpe bewegt worden ist, durch die Wärme eines Wärmeerzeugungskörpers (20);
einem Kühlkreissystem
(10, 11, 13, 14) mit einem Verdampfapparat
(14) zum Verdampfen des Kältemittels; und einer Steuereinheit
(40) zum Ausführen
des Kühlbetriebs
zum Kühlen
der Fluidpumpe durch Betreiben des Kühlkreissystems (10, 11, 13, 14)
zur Zeit des Betriebs des Clausius-Rankine-Kreissystems (10, 11, 30, 32, 300).The invention described in aspect 18 employs a heat circuit device having a Rankine Ranking circuit system ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) with a fluid pump ( 32 . 300 ) for moving a refrigerant and also with a steam generator ( 30 ) for heating the refrigerant, which has been moved by the fluid pump, by the heat of a heat generating body ( 20 ); a Kühlkreissys tem ( 10 . 11 . 13 . 14 ) with an evaporator ( 14 ) for vaporizing the refrigerant; and a control unit ( 40 ) for performing the cooling operation for cooling the fluid pump by operating the refrigeration cycle system ( 10 . 11 . 13 . 14 ) at the time of operation of the Rankine cycle system ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ).
Gemäß dieser
Erfindung kann, wenn das Clausius-Rankine-Kreissystem betrieben
wird, die Flüssigkeitspumpe
gekühlt
werden. Deshalb ist es möglich,
das Auftreten eines durch das Gasphasen-Kältemittel verursachten Problems
zu verhindern.According to this
Invention can operate when the Rankine Ranking system
will, the liquid pump
chilled
become. That's why it's possible
the occurrence of a problem caused by the gas-phase refrigerant
to prevent.
Die
in Aspekt 19 beschriebene Erfindung verwendet eine Wärmekreisvorrichtung
nach Aspekt 18, bei welcher das Kühlkreissystem einen Kompressor
(10, 10b) enthält
und die Fluidpumpe (32, 300) so angeordnet ist,
dass sie durch das in den Kompressor (10, 10b)
gesaugte Gasphasen-Kältemittel
gekühlt
werden kann.The invention described in aspect 19 employs a heat circuit device according to aspect 18, in which the refrigeration cycle system comprises a compressor ( 10 . 10b ) and the fluid pump ( 32 . 300 ) is arranged so that through the in the compressor ( 10 . 10b ) sucked gas-phase refrigerant can be cooled.
Gemäß dieser
Erfindung kann die Drehmaschine integriert angeordnet werden. Ferner
ist es bei diesem Aufbau möglich,
die Flüssigkeitspumpe
zu kühlen.According to this
Invention, the lathe can be arranged integrated. Further
is it possible with this construction,
the liquid pump
to cool.
Die
in Aspekt 20 beschriebene Erfindung verwendet eine Wärmekreisvorrichtung
nach Aspekt 18 oder 19, bei welcher die Steuereinheit (40)
den Kühlvorgang
ausführt,
bevor der Betrieb des Clausius-Rankine-Kreissystems (10, 11, 30, 32, 300)
gestartet wird und/oder während
das Clausius-Rankine-Kreissystem (10, 11, 30, 32, 300)
betrieben wird.The invention described in aspect 20 employs a heat-cycle device according to aspect 18 or 19, in which the control unit ( 40 ) performs the cooling operation before the operation of the Rankine cycle system ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) and / or during the Rankine cycle system ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) is operated.
Gemäß dieser
Erfindung kann die Fluidpumpe gekühlt werden. Deshalb ist es
möglich,
das Auftreten eines durch das Gasphasen-Kältemittel verursachten Problems
zu verhindern. Wenn der Kühlvorgang
ausgeführt
wird, bevor der Betrieb des Clausius-Rankine-Kreissystems gestartet
wird, ist es möglich,
das Gasphasen-Kältemittel
in der Flüssigkeitspumpe
zu reduzieren. Deshalb kann das Auftreten eines unvollständigen Starts
des Clausius-Rankine-Kreissystems unterdrückt werden. Wenn der Kühlvorgang
bei Beginn des Starts des Clausius-Rankine-Kreissystems ausgeführt wird, d.h. wenn der Kühlvorgang
ausgeführt
wird, unmittelbar nachdem das Clausius-Rankine-Kreissystem gestartet wird,
ist es möglich,
das Auftreten eines unvollständigen
Starts des Clausius-Rankine-Kreissystems zu unterdrücken. Wenn
der Kühlvorgang
während
des Betriebs des Clausius-Rankine-Kreissystems ausgeführt wird, ist es möglich, eine
Verschlechterung der Effizienz des Clausius-Rankine-Kreissystems
zu unterdrücken.According to this
Invention, the fluid pump can be cooled. That's why it is
possible,
the occurrence of a problem caused by the gas-phase refrigerant
to prevent. When the cooling process
accomplished
is started before the operation of the Rankine cycle system
it will be possible
the gas phase refrigerant
in the liquid pump
to reduce. Therefore, the occurrence of an incomplete start
of the Rankine cycle system can be suppressed. When the cooling process
is performed at the beginning of the start of the Rankine cycle system, i. e. when the cooling process
accomplished
immediately after the Rankine cycle system is started,
Is it possible,
the occurrence of an incomplete
Starts the Clausius-Rankine circle system to suppress. If
the cooling process
while
operation of the Rankine cycle system, it is possible to have a
Deterioration of the efficiency of the Rankine cycle system
to suppress.
Die
vorliegende Erfindung wurde ausgedacht, um die obigen Aufgaben zu
lösen.
Die in Aspekt 21 beschriebene Erfindung sieht einen Wärmekreis
vor, mit einem Kühlkreis
(10, 11, 13, 14), in dem ein
Kältemittel
niedrigen Drucks verdampft wird, um so Wärme von einer Niedertemperaturseite
aufzunehmen, und das verdampfte Gasphasen-Kältemittel komprimiert wird,
um so die Temperatur zu erhöhen, und
die von der Niedertemperaturseite aufgenommene Wärme zu einer Hochtemperaturseite
abgestrahlt wird, um so das Gasphasen-Kältemittel in das Flüssigphasen-Kältemittel
zu kondensieren; einem Clausius-Rankine-Kreis (10, 11, 30, 32)
mit einem Dampfgenerator (30) zum Erzeugen des Gasphasen-Kältemittels
durch Heizen des Flüssigphasen-Kältemittels des
Kühlkreises
(10, 11, 12, 14) durch die Abwärme eines
Wärmeerzeugungskörpers (20),
ebenso mit einem Flüssigphasenrohr
(31) zum Verbinden eines Flüssigphasenentnahmeabschnitts
(12, 52) zum Entnehmen des Flüssigphasen-Kältemittels
aus dem Kühlkreis
(10, 11, 13, 14) mit dem Dampfgenerator (30),
ebenso mit einer in dem Flüssigphasenrohr
(31) angeordneten Flüssigkeitspumpe
(32, 300) zum Bewegen des Flüssigphasen-Kältemittels
zum Dampfgenerator (30), ebenso mit einer Expansionsmaschine
(10) zum Erzielen von Energie durch Expandieren des Gasphasen-Kältemittel,
und auch mit einem Kondensator (11) zum Kondensieren des
Gasphasen-Kältemittels,
das durch die Expansionsmaschine (10) erweitert worden
ist; einer Steuereinrichtung (40) zum Steuern eines Betriebszustandes
des Kühlkreises
(10, 11, 13, 14) und auch zum
Steuern eines Betriebszustandes des Clausius-Rankine-Kreises (10, 11, 30, 32, 300);
und einer Umschalteinrichtung (35a, 36) zum Umschalten
zwischen einem Fall, in dem ein Clausius-Rankine-Kreis (10, 11, 30, 32, 300) betrieben
wird, und einem Fall, in dem der Kühlkreis (10, 11, 13, 14)
betrieben wird, durch ein von der Steuereinrichtung (40)
gesendetes Signal, wobei die Steuereinrichtung (40) den
Clausius-Rankine-Kreis (10, 11, 30, 32, 300)
in einer solchen Weise betreibt, dass der Kühlkreis (10, 11, 13, 14)
durch den Kältemittelkondensationsvorgang
betrieben wird, um so das Gasphasen-Kältemittel in das Flüssigphasen-Kältemittel
zu kondensieren, und dann der Clausius-Rankine-Kreis (10, 11, 30, 32, 300)
betrieben wird.The present invention has been devised to solve the above objects. The invention described in aspect 21 provides a heat circuit with a cooling circuit ( 10 . 11 . 13 . 14 ) in which a low-pressure refrigerant is evaporated so as to absorb heat from a low-temperature side, and the evaporated gas-phase refrigerant is compressed so as to raise the temperature, and the heat absorbed from the low-temperature side is radiated to a high-temperature side, so condensing the gas phase refrigerant into the liquid phase refrigerant; a Rankine Ranking Circle ( 10 . 11 . 30 . 32 ) with a steam generator ( 30 ) for generating the gas-phase refrigerant by heating the liquid-phase refrigerant of the refrigeration cycle ( 10 . 11 . 12 . 14 ) by the waste heat of a heat generating body ( 20 ), as well as with a liquid phase tube ( 31 ) for connecting a liquid phase extraction section ( 12 . 52 ) for removing the liquid-phase refrigerant from the refrigeration cycle ( 10 . 11 . 13 . 14 ) with the steam generator ( 30 ), as well as with one in the liquid phase tube ( 31 ) arranged liquid pump ( 32 . 300 ) for moving the liquid phase refrigerant to the steam generator ( 30 ), as well as with an expansion machine ( 10 ) for obtaining energy by expanding the gas-phase refrigerant, and also with a condenser ( 11 ) for condensing the gas-phase refrigerant generated by the expander ( 10 ) has been extended; a control device ( 40 ) for controlling an operating state of the cooling circuit ( 10 . 11 . 13 . 14 ) and also for controlling an operating state of the Rankine cycle ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ); and a switching device ( 35a . 36 ) for switching between a case where a Rankine cycle ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) and a case where the refrigeration cycle ( 10 . 11 . 13 . 14 ) by one of the control device ( 40 ), the control device ( 40 ) the Clausius-Rankine-Kreis ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) operates in such a way that the cooling circuit ( 10 . 11 . 13 . 14 ) is operated by the refrigerant condensing operation so as to condense the gas-phase refrigerant into the liquid-phase refrigerant, and then the Rankine cycle ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) is operated.
Aufgrund
dessen kann, wenn der Kühlkreis (10, 11, 13, 14)
betrieben wird, bevor der Clausius-Rankine-Kreis (10, 11, 30, 32, 300)
betrieben wird, das Gasphasen-Kältemittel
zum Flüssigphasen-Kältemittel
kondensiert werden. Als Ergebnis kann die Flüssigkeitspumpe (32, 300)
das Flüssigphasen-Kältemittel
positiv aus dem Flüssigphasen-Kältemittelentnahmeabschnitt
(12, 52) saugen und es zum Dampfgenerator (30)
bewegen. Demgemäß kann der Clausius-Rankine-Kreis
(10, 11, 30, 32, 300)
normal gestartet werden.Because of this, if the cooling circuit ( 10 . 11 . 13 . 14 ) before the Clausius-Rankine cycle ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ), the gas phase refrigerant is condensed to the liquid phase refrigerant. As a result, the liquid pump ( 32 . 300 ) the liquid-phase refrigerant positively from the liquid-phase refrigerant extraction portion ( 12 . 52 ) and suck it to the steam generator ( 30 ) move. Accordingly, the Rankine cycle ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) are started normally.
Außerdem ist
es möglich,
eine Verschlechterung der Betriebseffizienz der Flüssigkeitspumpe
(32, 300), die durch Blasen in dem Gasphasen-Kältemittel
verursacht wird, zu unterdrücken.
Deshalb ist es möglich,
eine Verschlechterung der Effizienz des Clausius-Rankine-Kreises
zu verhindern.In addition, it is possible to deteriorate the operating efficiency of the liquid pump (FIG. 32 . 300 ) caused by bubbles in the gas-phase refrigerant. Therefore, it is possible to prevent deterioration of the efficiency of the Rankine cycle.
Die
in Aspekt 22 beschriebene Erfindung sieht einen Wärmekreis
vor, mit einem Kühlkreis
(10, 11, 13, 14), in dem ein
Kältemittel
bei niedrigem Druck verdampft wird, um so Wärme von einer Niedertemperaturseite
aufzunehmen, und das verdampfte Gasphasen-Kältemittel komprimiert wird, um
so die Temperatur zu er höhen,
und die von der Niedertemperaturseite aufgenommen Wärme zu einer
Hochtemperaturseite abgestrahlt wird, um so das Gasphasen-Kältemittel
in das Flüssigphasen-Kältemittel
zu kondensieren; einem Clausius-Rankine-Kreis (10, 11, 30, 32, 300)
mit einem Dampfgenerator (30) zum Erzeugen des Gasphasen-Kältemittels
durch Heizen des Flüssigphasen-Kältemittels des
Kühlkreises
(10, 11, 13, 14) durch die Abwärme eines
Wärmeerzeugungskörpers (20),
ebenso mit einem Flüssigphasenrohr
(31) zum Verbinden eines Flüssigphasenentnahmeabschnitts
(12, 52) zum Entnehmen des Flüssigphasen-Kältemittels
aus dem Kühlkreis
(10, 11, 13, 14) mit dem Dampfgenerator (30),
ebenso mit einer in dem Flüssigphasenrohr
(31) angeordneten Flüssigkeitspumpe
(32, 300) zum Bewegen des Flüssigphasen-Kältemittels
zum Dampfgenerator (30), ebenso mit einer Expansionsmaschine
(10) zum Erzielen von Energie durch Expandieren des Gasphasen-Kältemittels,
und auch mit einem Kondensator (11) zum Kondensieren des
Gasphasen-Kältemittels,
das durch die Expansionsmaschine (10) erweitert worden
ist; einer Steuereinrichtung (40) zum Steuern eines Betriebszustandes
des Kühlkreis
(10, 11, 13, 14) und auch zum
Steuern eines Betriebszustandes des Clausius-Rankine-Kreises (10, 11, 30, 32, 300);
und einer Umschalteinrichtung (35a, 36) zum Umschalten
zwischen dem Fall, in dem der Clausius-Rankine-Kreis (10, 11, 30, 32, 300)
betrieben wird, und dem Fall, in dem der Kühlkreis (10, 11, 13, 14)
betrieben wird, durch ein von der Steuereinrichtung (40)
gesendetes Signal, wobei die Steuereinrichtung (40), nachdem
der Clausius-Rankine-Kreis (10, 11, 30, 32, 300)
betrieben worden ist, beurteilt, ob der Clausius-Rankine-Kreis (10, 11, 30, 32, 300)
normal arbeitet oder nicht, der Clausius-Rankine-Kreis (10, 11, 30, 32, 300)
im Betrieb gehalten wird, falls der Betrieb des Clausius-Rankine-Kreises
(10, 11, 30, 32, 300)
als normal beurteilt worden ist, und die Steuereinrichtung (40)
in dem Fall, wenn der Betrieb des Clausius-Rankine-Kreises (10, 11, 30, 32, 300)
als nicht normal beurteilt worden ist, in einer solchen Weise arbeitet,
dass sie den Betrieb des Clausius-Rankine-Kreises (10, 11, 30, 32, 300)
stoppt und den Kühlkreis
(10, 11, 13, 14) betreibt, um
so den Kältemittelkondensationsvorgang zum
Wiedergewinnen des Flüssigphasen-Kältemittels
auszuführen,
und den Clausius-Rankine-Kreis (10, 11, 30, 32, 300)
wieder nach dem Kältemittelkondensationsvorgang
betreibt.The invention described in aspect 22 provides a heat circuit with a cooling circuit ( 10 . 11 . 13 . 14 ) in which a refrigerant is evaporated at a low pressure so as to absorb heat from a low-temperature side, and the vaporized gas-phase refrigerant is compressed so as to elevate the temperature, and the heat absorbed by the low-temperature side is radiated to a high-temperature side, so as to condense the gas-phase refrigerant into the liquid-phase refrigerant; a Rankine Ranking Circle ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) with a steam generator ( 30 ) for generating the gas-phase refrigerant by heating the liquid-phase refrigerant of the refrigeration cycle ( 10 . 11 . 13 . 14 ) by the waste heat of a heat generating body ( 20 ), as well as with a liquid phase tube ( 31 ) for connecting a liquid phase extraction section ( 12 . 52 ) for removing the liquid-phase refrigerant from the refrigeration cycle ( 10 . 11 . 13 . 14 ) with the steam generator ( 30 ), as well as with one in the liquid phase tube ( 31 ) arranged liquid pump ( 32 . 300 ) for moving the liquid phase refrigerant to the steam generator ( 30 ), as well as with an expansion machine ( 10 ) for obtaining energy by expanding the gas phase refrigerant, and also with a condenser ( 11 ) for condensing the gas-phase refrigerant generated by the expander ( 10 ) has been extended; a control device ( 40 ) for controlling an operating state of the cooling circuit ( 10 . 11 . 13 . 14 ) and also for controlling an operating state of the Rankine cycle ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ); and a switching device ( 35a . 36 ) for switching between the case where the Rankine cycle ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) and the case where the refrigeration cycle ( 10 . 11 . 13 . 14 ) by one of the control device ( 40 ), the control device ( 40 ) after the Clausius-Rankine cycle ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ), assesses whether the Clausius-Rankine circle ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) is working normally or not, the Clausius-Rankine circle ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) is kept in operation if the operation of the Rankine cycle ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) has been judged normal and the control device ( 40 ) in the case when the operation of the Rankine cycle ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) has been assessed as abnormal, works in such a way that it controls the operation of the Rankine cycle ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) stops and the cooling circuit ( 10 . 11 . 13 . 14 ), so as to perform the refrigerant condensation process for recovering the liquid-phase refrigerant, and the Rankine cycle ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) operates again after the refrigerant condensation process.
Aufgrund
dessen und nur wenn der Clausius-Rankine-Kreis (10, 11, 30, 32, 300)
anormal arbeitet, wird der Kühlkreis
(10, 11, 13, 14) betrieben und der
gleiche Effekt wie bei Aspekt 1 kann gezeigt werden. Deshalb ist
es möglich,
das Auftreten eines Falls zu verhindern, bei dem der Kühlkreis
unnötigerweise betrieben
wird, bevor der Clausius-Rankine-Kreis (10, 11, 30, 32, 300)
betrieben wird.Because of this, and only if the Rankine Ranking Circle ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) works abnormally, the cooling circuit ( 10 . 11 . 13 . 14 ) and the same effect as in Aspect 1 can be exhibited. Therefore, it is possible to prevent occurrence of a case where the refrigeration cycle is unnecessarily operated before the Rankine cycle (FIG. 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) is operated.
Die
in Aspekt 23 beschriebene Erfindung sieht einen Wärmekreis
nach Aspekt 22 vor, ferner mit einem stromaufwärtigen Kältemitteldrucksensor (42),
der in einem Abschnitt auf der stromaufwärtigen Strömungsseite des Kältemittels
der Flüssigkeitspumpe
(32, 300) angeordnet ist, wobei der stromaufwärtige Kältemitteldrucksensor
(42) ein Signal des Kältemitteldrucks
an die Steuereinrichtung (40) ausgibt; und einem stromabwärtigen Kältemitteldrucksensor
(43), der in einem Abschnitt auf der stromabwärtigen Strömungsseite
des Kältemittels
der Flüssigkeitspumpe
(32, 300) angeordnet ist, wobei der stromabwärtige Kühlmitteldrucksensor
(43) ein Signal des Kältemitteldrucks
an die Steuereinrichtung (40) ausgibt, wobei die Steuereinrichtung
(40) in dem Fall, wenn ein Wert (P2 – P1), den man erhält, wenn ein
erfasster Druckwert (P1) des stromaufwärtigen Kältemitteldrucksensors (429 von
einem erfassten Druckwert (P2) des stromabwärtigen Kältemitteldrucksensors (43)
abgezogen wird, höher
als ein vorbestimmter Druckwert (P) ist, wenn der Clausius-Rankine-Kreis
(10, 11, 30, 32, 300)
betrieben wird, beurteilt, dass der Clausius-Rankine-Kreis (10, 11, 30, 32, 300)
normal arbeitet, und die Steuereinrichtung (40) in dem
Fall, wenn der Wert (P2 – P1),
den man erhält,
wenn der erfasste Druckwert (P1) des stromaufwärtigen Kältemitteldrucksensors (42)
von dem erfassten Druckwert (P2) des stromabwärtigen Kältemitteldrucksensors (43)
abgezogen wird, nicht größer als
der vorbestimmte Druckwert (P) ist, beurteilt, dass der Clausius-Rankine-Kreis
(10, 11, 30, 32, 300)
nicht normal arbeitet.The invention described in aspect 23 provides a heat circuit according to aspect 22, further comprising an upstream refrigerant pressure sensor ( 42 ) in a portion on the upstream flow side of the refrigerant of the liquid pump ( 32 . 300 ) is arranged, wherein the upstream refrigerant pressure sensor ( 42 ) a signal of the refrigerant pressure to the control device ( 40 ) outputs; and a downstream refrigerant pressure sensor ( 43 ) in a section on the downstream flow side of the refrigerant of the liquid pump ( 32 . 300 ), wherein the downstream coolant pressure sensor ( 43 ) a signal of the refrigerant pressure to the control device ( 40 ), the control device ( 40 ) in the case where a value (P2 - P1) obtained when a detected pressure value (P1) of the upstream refrigerant pressure sensor (FIG. 429 from a detected pressure value (P2) of the downstream refrigerant pressure sensor (FIG. 43 ) is higher than a predetermined pressure value (P) when the Rankine cycle ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ), judges that the Clausius-Rankine circle ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) operates normally, and the control device ( 40 ) in the case where the value (P2 - P1) obtained when the detected pressure value (P1) of the upstream refrigerant pressure sensor (FIG. 42 ) of the detected pressure value (P2) of the downstream refrigerant pressure sensor (FIG. 43 ) is not greater than the predetermined pressure value (P), judges that the Rankine cycle ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) does not work normally.
In
diesem Zusammenhang ist, wenn die Flüssigkeitspumpe (32, 300)
normal arbeitet, der erfasste Druck (P1) des stromaufwärtigen Kältemitteldrucksensors
(42) niedriger als der erfasste Druck (P2) des stromabwärtigen Kältemitteldrucksensors (43).
Deshalb und insbesondere wenn der Unterschied (P2 – P1) nicht
größer als
der vorbestimmte Druck (P) ist, ist es möglich, zu beurteilen, dass
der Clausius-Rankine-Kreis
(10, 11, 30, 32, 300)
nicht normal arbeitet.In this context, if the liquid pump ( 32 . 300 ) is normal, the detected pressure (P1) of the upstream refrigerant pressure sensor ( 42 ) lower than the detected pressure (P2) of the downstream refrigerant pressure sensor (FIG. 43 ). Therefore, and especially when the difference (P2 - P1) is not larger than the predetermined pressure (P), it is possible to judge that the Rankine cycle ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) does not work normally.
Gemäß der in
Aspekt 24 beschriebenen Erfindung ist ein Wärmekreis nach Aspekt 22 vorgesehen,
bei welchem die Steuereinrichtung (40) beurteilt, dass
der Clausius- Rankine-Kreis
(10, 11, 30, 32, 300)
normal arbeitet, falls eine Betriebslast der Flüssigkeitspumpe (32, 300)
größer als
eine bestimmte Betriebslast ist, wenn der Clausius-Rankine-Kreis (10, 11, 30, 32, 300)
arbeitet, und die Steuereinrichtung (40) beurteilt, dass
der Clausius-Rankine-Kreis (10, 11, 30, 32, 300)
nicht normal arbeitet, falls die Betriebslast der Flüssigkeitspumpe
(32, 300) nicht größer als die bestimmte Betriebslast
ist, wenn der Clausius-Rankine-Kreis (10, 11, 30, 32, 300)
arbeitet.According to the invention described in aspect 24, a thermal circuit according to aspect 22 is provided, in which the control device ( 40 ) judges that the Clausius-Rankine circle ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) works normally, if an operating load of Flüs pump ( 32 . 300 ) is greater than a certain operating load when the Rankine cycle ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ), and the control device ( 40 ) judges that the Clausius-Rankine circle ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) does not work normally if the operating load of the liquid pump ( 32 . 300 ) is not greater than the specified operating load when the Rankine cycle ( 10 . 11 . 30 . 32 . 300 ) is working.
Die
in Aspekt 25 beschriebene Erfindung sieht einen Wärmekreis
nach Aspekt 24 vor, bei welchem die Flüssigkeitspumpe eine durch Elektrizität angetriebene
elektrische Flüssigkeitspumpe
(32) ist und die Betriebslast durch einen Stromverbrauch
der elektrisch angetriebenen Flüssigkeitspumpe
(32) dargestellt ist. So kann die Betriebslast speziell
berechnet werden.The invention described in aspect 25 provides a heat circuit according to aspect 24, wherein the liquid pump is an electricity driven electric liquid pump ( 32 ) and the operating load by a power consumption of the electrically driven liquid pump ( 32 ) is shown. Thus, the operating load can be calculated specifically.
Gemäß der in
Aspekt 26 beschriebenen Erfindung ist ein Wärmekreis nach einem der Aspekte 22
bis 25 vorgesehen, bei welchem die Expansionsmaschine eine Umkehrdrehmaschine
(10) mit der Funktion eines Kompressors zum Komprimieren
des Gasphasen-Kältemittels
im Kühlkreis
(10, 11, 13, 14) ist, die Umkehrdrehmaschine
(10) integriert mit der Flüssigkeitspumpe (32, 300)
aufgebaut ist, und die Flüssigkeitspumpe
(32, 300) zur Zeit des Betriebs des Kühlkreis
(10, 11, 13, 14) durch das in
die Umkehrdrehmaschine (10) gesaugte Gasphasen-Kältemittel
gekühlt
wird.According to the invention described in aspect 26, there is provided a heat circuit according to any one of aspects 22 to 25, wherein the expansion machine comprises a reversing lathe ( 10 ) with the function of a compressor for compressing the gas-phase refrigerant in the refrigeration cycle ( 10 . 11 . 13 . 14 ), the reverse lathe ( 10 ) integrated with the liquid pump ( 32 . 300 ), and the liquid pump ( 32 . 300 ) at the time of operation of the cooling circuit ( 10 . 11 . 13 . 14 ) by the in the reversing lathe ( 10 ) is sucked gas-phase refrigerant is cooled.
Aufgrund
dessen wird die Flüssigkeitspumpe (32, 300)
durch das Gasphasen-Kältemittel
niedriger Temperatur gekühlt,
welches angesaugt wird, wenn die Umkehrdrehmaschine (10)
als ein Kompressor funktioniert. Deshalb wird das Flüssigphasen-Kältemittel in der Flüssigkeitspumpe
(32, 300) unterkühlt, und ein Verdampfen des
Kältemittels
in der Flüssigkeitspumpe
(32, 300) kann verhindert werden. Deshalb kann
das Flüssigphasen-Kältemittel
positiv zum Dampfgenerator bewegt werden.Because of this, the liquid pump ( 32 . 300 cooled by the low-temperature gas-phase refrigerant which is sucked when the reversing lathe ( 10 ) works as a compressor. Therefore, the liquid phase refrigerant in the liquid pump ( 32 . 300 ) and an evaporation of the refrigerant in the liquid pump ( 32 . 300 ) can be prevented. Therefore, the liquid-phase refrigerant can be positively moved to the steam generator.
Da
die Flüssigkeitspumpe
(32, 300) und die Expansionsmaschine (10)
miteinander in einem Körper
integriert sind, können
die die Flüssigkeitspumpe (32, 300)
und die Expansionsmaschine (10) bildenden Teile gemeinsam
benutzt werden, was die Fluidmaschine kleiner in der Größe machen
kann.Since the liquid pump ( 32 . 300 ) and the expansion machine ( 10 ) are integrated with each other in a body, the fluid pump ( 32 . 300 ) and the expansion machine ( 10 ) forming parts, which makes the fluid machine smaller in size.
Die
in Aspekt 27 beschriebene Erfindung sieht einen Wärmekreis
nach einem der Aspekte 21 bis 26 vor, ferner mit einer Luftblaseinrichtung
(14a) zum Blasen von klimatisierter Luft durch den Kühlkreis
(10, 11, 13, 14); und einer
Betriebsbefehlseinrichtung (41) zum Befehlen des Betriebs
des Kühlkreis
(10, 11, 13, 14), wobei im Falls
des Ausführens des
Kältemittelkondensationsvorgangs
die Steuereinrichtung (40) den Kältemittelkondensationsvorgang
ausführt,
ohne die Luftblaseinrichtung (14a) zu betreiben, wenn der
Betrieb des Kühlkreises
(10, 11, 13, 14) durch die Betriebsbefehlseinrichtung
(41) nicht befohlen wird.The invention described in aspect 27 provides a heat circuit according to one of the aspects 21 to 26, further comprising an air blowing device ( 14a ) for blowing conditioned air through the cooling circuit ( 10 . 11 . 13 . 14 ); and an operation command device ( 41 ) for commanding the operation of the refrigeration cycle ( 10 . 11 . 13 . 14 In the case of performing the refrigerant condensing operation, the control device (FIG. 40 ) carries out the refrigerant condensation process without the air blowing device ( 14a ) when the operation of the cooling circuit ( 10 . 11 . 13 . 14 ) by the operation command device ( 41 ) is not ordered.
Aufgrund
dessen wird in dem Kältemittelkondensationsvorgang,
bei welchem der Kühlkreis
(10, 11, 13, 14) betrieben wird,
selbst wenn ein Operator des Wärmekreises
nicht den Betrieb des Kühlkreises (10, 11, 13, 14)
befiehlt, kein Luftstrahl, dessen Temperatur und Feuchtigkeit eingestellt
sind, geschickt. Deshalb kann der Kältemittelkondensationsvorgang ohne
Verursachen einer Unannehmlichkeit für den Operator ausgeführt werden.
In diesem Zusammenhang enthält
in der vorliegenden Erfindung der Begriff der Klimatisierung eine
Temperatureinstellung und eine Feuchtigkeitseinstellung.Due to this, in the refrigerant condensation process in which the refrigeration cycle ( 10 . 11 . 13 . 14 ), even if an operator of the heating circuit does not control the operation of the refrigeration cycle ( 10 . 11 . 13 . 14 ), no air jet whose temperature and humidity are set sent. Therefore, the refrigerant condensation process can be carried out without causing inconvenience to the operator. In this connection, in the present invention, the term of air conditioning includes temperature adjustment and humidity adjustment.
Die
in Aspekt 28 beschriebene Erfindung sieht einen Wärmekreis
nach einem der Aspekte 21 bis 27 vor, bei welchem der Kondensator
(11) ein Wärmetauscher
zum Kondensieren des Gasphasen-Kältemittels
durch Wärmeaustausch
zwischen der Außenluft
und dem Kältemittel
ist, der Wärmekreis
ferner einen Außenlufttemperatursensor
(45) zum Messen der Temperatur der Außenluft aufweist, die Steuereinrichtung
(40) die Fortsetzungszeit (T21) zum Fortsetzen des Kältemittelkondensationsbetriebs
bestimmt, und die Fortsetzungszeit (T21) auf der Basis der Außenlufttemperatur
bestimmt wird.The invention described in aspect 28 provides a heat circuit according to one of the aspects 21 to 27, wherein the capacitor ( 11 ) is a heat exchanger for condensing the gas phase refrigerant by heat exchange between the outside air and the refrigerant, the heat circuit further includes an outside air temperature sensor ( 45 ) for measuring the temperature of the outside air, the control device ( 40 ) determines the continuation time (T21) to continue the refrigerant condensation operation, and the continuation time (T21) is determined based on the outside air temperature.
In
diesem Zusammenhang werden in dem Kühlkreis die Kondensationstemperatur
und der Kältemitteldruck,
bei denen das Gasphasen-Kältemittel in
das Flüssigphasen-Kältemittel
kondensiert, durch die Außenlufttemperatur
bestimmt. Das heißt,
falls die Außenlufttemperatur
hoch ist, wird der Kältemitteldruck
erhöht,
um die Kondensationstemperatur zu erhöhen. Andererseits ist die Temperatur,
auf die das Flüssigphasen-Kältemittel
unterkühlt
wird, um so höher,
je höher
die Kondensationstemperatur ist.In
In this context, the condensation temperature in the cooling circuit
and the refrigerant pressure,
where the gas-phase refrigerant in
the liquid phase refrigerant
condensed, by the outside air temperature
certainly. This means,
if the outside air temperature
is high, the refrigerant pressure
elevated,
to increase the condensation temperature. On the other hand, the temperature is
on the the liquid-phase refrigerant
supercooled
becomes, the higher,
The higher
the condensation temperature is.
Deshalb
bestimmt die Steuereinrichtung (40) die Fortsetzungszeit
(T21) gemäß einer
Beziehung zwischen der Außenlufttemperatur
und der Zeitdauer, in welcher das Flüssigphasen-Kältemittel
durch den fortlaufenden Betrieb des Kühlkreises unterkühlt wird.
Als Ergebnis kann das Flüssigphasen-Kältemittel
positiv gekühlt
werden. Deshalb kann die Flüssigkeitspumpe
(32, 300) das Flüssigphasen-Kältemittel positiv
zum Dampfgenerator (30) leiten.Therefore, the controller determines ( 40 ) the continuation time (T21) according to a relationship between the outside air temperature and the time period in which the liquid-phase refrigerant is undercooled by the continuous operation of the refrigeration cycle. As a result, the liquid-phase refrigerant can be positively cooled. Therefore, the liquid pump ( 32 . 300 ) the liquid phase refrigerant positive to the steam generator ( 30 ) conduct.
Die
in Aspekt 29 beschriebene Erfindung sieht einen Wärmekreis
nach einem der Aspekte 21 bis 27 vor, ferner mit einem Sensor (46, 47)
zum Messen eines physikalischen Werts mit einer Korrelation zur
Temperatur des Kältemittels
in der Flüssigkeitspumpe
(32, 300), wobei die Steuereinrichtung (40) die
Fortsetzungszeit bestimmt, in welcher der Kältemittelkondensationsvorgang
fortgesetzt wird, und die Fortsetzungszeit die Zeit vom Start des
Kältemittelkondensationsvorgangs
bis dann, wenn der durch den Sensor (46, 47) gemessene
physikalische Wert zu der Temperatur wird, bei welcher das Kältemittel
in der Kältemittelpumpe
(32) unterkühlt
ist, ist.The invention described in aspect 29 provides a thermal circuit according to any one of aspects 21 to 27, further comprising a sensor ( 46 . 47 ) for measuring a physical value having a correlation with the temperature of the refrigerant in the liquid pump ( 32 . 300 ), wherein the control device ( 40 ) determines the continuation time, in which the refrigerant condensation process is continued, and the continuation time, the time from the start of the refrigerant condensation process until when the by the sensor ( 46 . 47 ) is the physical value measured at the temperature at which the refrigerant in the refrigerant pump ( 32 ) is undercooled is.
Aufgrund
dessen wird das Kältemittel
in der Kältemittelpumpe
(32) positiv in die flüssige
Phase gesetzt. Deshalb kann die Flüssigkeitspumpe (32, 300)
das Flüssigphasen-Kältemittel
positiv zum Dampfgenerator (30) leiten.Due to this, the refrigerant in the refrigerant pump ( 32 ) is positively placed in the liquid phase. Therefore, the liquid pump ( 32 . 300 ) the liquid phase refrigerant positive to the steam generator ( 30 ) conduct.
Wenn
zum Beispiel der Kältemittelkondensationsvorgang
fortgesetzt wird, bis die Kältemitteltemperatur
in der Kältemittelpumpe
(32) niedriger als die minimale Kältemittelkondensationstemperatur
wird, welche durch die minimale Außenlufttemperatur in dem die
Umgebung nutzenden Wärmekreis
bestimmt wird, kann der obige Effekt gezeigt werden.For example, when the refrigerant condensation process continues until the refrigerant temperature in the refrigerant pump (FIG. 32 ) becomes lower than the minimum refrigerant condensation temperature determined by the minimum outside air temperature in the environment-utilizing heat circuit, the above effect can be exhibited.
Die
in Aspekt 30 beschriebene Erfindung sieht einen Wärmekreis
nach einem der Aspekte 21 bis 27 vor, bei welchem dem Kondensator
(11) ein Wärmetauscher
zum Kondensieren des Gasphasen-Kältemittels
durch Wärmeaustausch
zwischen der Außenluft
und dem Kältemittel
ist, der Wärmekreis
ferner einen Außenluft temperatursensor
(45) zum Messen der Temperatur der Außenluft aufweist und auch einen
Sensor (46, 47) zum Messen eines physikalischen
Werts mit einer Korrelation zur Temperatur des Kältemittels in der Flüssigkeitspumpe (32, 300)
aufweist, die Steuereinrichtung (40) die Temperatur bestimmt,
bei welcher das Kältemittel
in der Kältemittelpumpe
(32) durch die Außenlufttemperatur
unterkühlt
wird, und auch die Fortsetzungszeit bestimmt, in welcher der Kältemittelkondensationsvorgang
fortgesetzt wird, und die Fortsetzungszeit die Zeit vom Start des
Kältemittelkondensationsvorgangs
bis dann, wenn der durch den Sensor (46, 47) gemessene
physikalische Wert zu der Temperatur wird, bei welcher das Kältemittel
in der Kältemittelpumpe
(32) unterkühlt
ist, ist.The invention described in aspect 30 provides a heat circuit according to one of the aspects 21 to 27, wherein the capacitor ( 11 ) is a heat exchanger for condensing the gas-phase refrigerant by heat exchange between the outside air and the refrigerant, the heat circuit further comprises an outside air temperature sensor ( 45 ) for measuring the temperature of the outside air and also a sensor ( 46 . 47 ) for measuring a physical value having a correlation with the temperature of the refrigerant in the liquid pump ( 32 . 300 ), the control device ( 40 ) determines the temperature at which the refrigerant in the refrigerant pump ( 32 is supercooled by the outside air temperature, and also determines the continuation time in which the refrigerant condensing operation is continued, and the continuation time determines the time from the start of the refrigerant condensing operation to when the time passed by the sensor (FIG. 46 . 47 ) is the physical value measured at the temperature at which the refrigerant in the refrigerant pump ( 32 ) is undercooled is.
Aufgrund
dessen sieht die Erfindung den gleichen Effekt wie bei Aspekt 29
vor, und ferner wird die Temperatur, auf welche das Kältemittel
in der Flüssigkeitspumpe
(32, 300) unterkühlt wird, durch die Außenlufttemperatur
bestimmt. Deshalb kann die Fortsetzungszeit des Kältemittelkondensationsvorgangs
reduziert werden.Because of this, the invention provides the same effect as in Aspect 29, and further, the temperature to which the refrigerant in the liquid pump (FIG. 32 . 300 ) is undercooled, determined by the outside air temperature. Therefore, the continuation time of the refrigerant condensation process can be reduced.
Wie
in Aspekt 31 beschrieben, kann in einem Wärmekreis nach Aspekt 29 oder
30 der Sensor zum Messen des physikalischen Werts ein Temperatursensor
(46) zum Messen der Temperatur des Gehäuses der Kältemittelpumpe sein.As described in aspect 31, in a thermal circuit according to aspect 29 or 30, the sensor for measuring the physical value may be a temperature sensor (FIG. 46 ) for measuring the temperature of the housing of the refrigerant pump.
Wie
in Aspekt 32 beschrieben, kann in einem Wärmekreis nach Aspekt 29 oder
30 der Kühlkreis (10, 11, 13, 14)
einen Verdampfapparat (14) zum Verdampfen des Kältemittels
niedrigen Drucks durch Wärmeaustausch
zwischen dem Kältemittel
niedrigen Drucks und Luft enthalten, und der Sensor zum Messen des
physikalischen Werts kann ein Temperatursensor (47) zum
Messen der Temperatur der Luft unmittelbar nach einem Wärmeaustausch
mit dem Kältemittel
niedrigen Drucks sein.As described in aspect 32, in a heat circuit according to aspect 29 or 30, the cooling circuit ( 10 . 11 . 13 . 14 ) an evaporator ( 14 ) for evaporating the low-pressure refrigerant by heat exchange between the low-pressure refrigerant and air, and the physical-value sensor may include a temperature sensor ( 47 ) for measuring the temperature of the air immediately after heat exchange with the low pressure refrigerant.
In
diesem Zusammenhang entsprechen die bei jeder Einrichtung angegebenen
Bezugsziffern in Klammern den in dem später beschriebenen Ausführungsbeispiel
gezeigten speziellen Einrichtungen.In
In this context correspond to those stated at each institution
Reference numerals in parentheses in the embodiment described later
shown special facilities.
Diese
sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden in Anbetracht der detaillierten Beschreibung beispielhafter
Ausführungsbeispiele
davon, wie sie durch die Zeichnungen dargestellt sind, besser verständlich.These
and other objects, features and advantages of the present invention
will be exemplary in view of the detailed description
embodiments
of which, as represented by the drawings, can be better understood.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
1 ist
eine Gesamtanordnungsdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels. 1 ist
auch eine schematische Darstellung zur Erläuterung der früheren Anmeldung. 1 Fig. 10 is an overall arrangement diagram of the first embodiment. 1 is also a schematic representation for explaining the earlier application.
2A und 2B sind
schematische Darstellungen zum Erläutern einer Umkehrdrehmaschine
des ersten Ausführungsbeispiels. 2A and 2 B FIG. 12 are schematic diagrams for explaining a reverse rotary machine of the first embodiment. FIG.
3 ist
ein Flussdiagramm eines Steuervorgangs der elektronischen Steuereinheit
des ersten Ausführungsbeispiels. 3 FIG. 10 is a flowchart of a control operation of the electronic control unit of the first embodiment. FIG.
4 ist
ein Flussdiagramm eines Hauptabschnitts des Steuervorgangs der elektronischen Steuereinheit
des ersten Ausführungsbeispiels. 4 FIG. 12 is a flowchart of a main portion of the control operation of the electronic control unit of the first embodiment. FIG.
5 ist
eine Gesamtanordnungsdarstellung des zweiten Ausführungsbeispiels. 5 Fig. 10 is an overall arrangement diagram of the second embodiment.
6 ist
ein Flussdiagramm eines Hauptabschnitts des Steuervorgangs der elektronischen Steuereinheit
des zweiten Ausführungsbeispiels. 6 FIG. 10 is a flowchart of a main portion of the control operation of the electronic control unit of the second embodiment. FIG.
7 ist
ein Flussdiagramm eines Hauptabschnitts des Steuervorgangs der elektronischen Steuereinheit
des dritten Ausführungsbeispiels. 7 FIG. 10 is a flowchart of a main portion of the control operation of the electronic control unit of the third embodiment. FIG.
8 ist
eine Gesamtanordnungsdarstellung eines vierten Ausführungsbeispiels. 8th Fig. 10 is an overall arrangement diagram of a fourth embodiment.
9 ist
ein Flussdiagramm eines Hauptabschnitts des Steuervorgangs der elektronischen Steuereinheit
des vierten Ausführungsbeispiels. 9 FIG. 14 is a flowchart of a main portion of the control operation of the electronic control unit of the fourth embodiment. FIG.
10 ist
eine Gesamtanordnungsdarstellung eines fünften Ausführungsbeispiels. 10 Fig. 10 is an overall arrangement diagram of a fifth embodiment.
11 ist
eine Schnittansicht einer Umkehrdrehmaschine des fünften Ausführungsbeispiels. 11 is a sectional view of a reversal Lathe of the fifth embodiment.
12 ist
ein Flussdiagramm eines Hauptabschnitts des Steuervorgangs der elektronischen Steuereinheit
des fünften
Ausführungsbeispiels. 12 Fig. 10 is a flowchart of a main portion of the control operation of the electronic control unit of the fifth embodiment.
13 ist
eine Gesamtanordnungsdarstellung eines sechsten Ausführungsbeispiels. 13 Fig. 10 is an overall arrangement diagram of a sixth embodiment.
14 ist
ein Flussdiagramm eines Hauptabschnitts des Steuervorgangs der elektronischen Steuereinheit
des sechsten Ausführungsbeispiels. 14 Fig. 10 is a flowchart of a main portion of the control operation of the electronic control unit of the sixth embodiment.
15 ist
eine Gesamtanordnungsdarstellung eines siebten Ausführungsbeispiels. 15 Fig. 10 is an overall arrangement diagram of a seventh embodiment.
16 ist
eine Gesamtanordnungsdarstellung einer Abwandlung der Dampfkompressions-Kältemaschine
des ersten Ausführungsbeispiels. 16 Fig. 10 is an overall arrangement diagram of a modification of the vapor compression refrigerator of the first embodiment.
17 ist
eine Gesamtanordnungsdarstellung einer weiteren Abwandlung der Dampfkompressions-Kältemaschine
des ersten Ausführungsbeispiels. 17 Fig. 10 is an overall arrangement diagram of another modification of the vapor compression refrigerator of the first embodiment.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDESCRIPTION OF THE PREFERRED
EMBODIMENTS
In
einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird zur Zeit des Betriebs eines Clausius-Rankine-Kreissystems
das Kühlkreissystem
betrieben. Gemäß einem
der Merkmale des Ausführungsbeispiels
wird in dem Kühlkreissystem
ein Kältemittelkondensationsvorgang
ausgeführt,
in dem das Kältemittel
durch eine Fluiddrehmaschine komprimiert und durch einen Kondensator
kondensiert wird. Wenn dieser Kältemittelkondensationsvorgang ausgeführt wird,
kann das Flüssigphasen-Kältemittel positiv dem Clausius-Rankine-Kreissystem
zugeleitet werden. Der Kältemittelkondensationsvorgang kann
ausgeführt
werden, bevor das Clausius-Rankine-Kreissystem
gestartet wird, oder zu Beginn des Startens des Clausius-Rankine-Kreissystem
unmittelbar nach dem Start des Clausius-Rankine-Kreissystems, oder
während
des Betriebs des Clausius-Rankine-Kreissystems. Der Kältemittelkondensationsvorgang
kann entsprechend einem Signal zum Anzeigen des Starts des Clausius-Rankine-Kreissystems
gestartet werden. Wenn der Kältemittelkondensationsvorgang
ausgeführt
wird, bevor der Betrieb des Clausius-Rankine- Kreissystems gestartet wird, kann das
Flüssigphasen-Kältemittel
zur Zeit des Startens des Clausius-Rankine-Kreissystems positiv zugeleitet
werden. Wenn der Kältemittelkondensationsvorgang
gleichzeitig ausgeführt
wird, wenn das Clausius-Rankine-Kreissystem
gestartet wird, oder unmittelbar nachdem das Clausius-Rankine-Kreissystem
gestartet wird, kann das Flüssigphasen-Kältemittel
zur Zeit des Startens des Clausius-Rankine-Kreises oder zu Beginn
des Startens des Clausius-Rankine-Kreises
positiv zugeleitet werden. Wenn der Kältemittelkondensationsvorgang
während
des Betriebs des Clausius-Rankine-Kreissystems ausgeführt wird,
kann das Flüssigphasen-Kältemittel
während
des Betriebs des Clausius-Rankine-Kreissystems positiv zugeleitet werden.
Der Kältemittelkondensationsvorgang
kann gestartet werden, indem beurteilt wird, ob das Flüssigphasen-Kältemittel
dem Clausius-Rankine-Kreissystem zugeleitet werden muss oder nicht.
Zum Beispiel wird ein Probelauf des Clausius-Rankine-Kreissystems
durchgeführt
und es wird aus dem Verhalten des Clausius-Rankine-Kreises beurteilt,
ob das Flüssigphasen-Kältemittel
benötigt
wird oder nicht. Wenn beurteilt wird, dass die Zufuhr des Flüssigphasen-Kältemittels benötigt wird, wird
der Kältemittelkondensationsvorgang
gestartet. Alternativ wird entsprechend der Sammlung von Versuchsdaten
eine Umgebungsbedingung gesetzt, bei welcher es an dem Flüssigphasen-Kältemittel
mangelt, und wenn diese Bedingung erfüllt ist, kann der Kältemittelkondensationsvorgang
gestartet werden. Der Kältemittelkondensationsvorgang
kann gestoppt werden, nachdem er für eine vorbestimmte Zeitdauer ausgeführt ist
oder nachdem er für
eine variable Zeitdauer ausgeführt
worden ist. Zum Beispiel kann, nachdem eine feste konstante Zeitdauer
verstrichen ist, der Kältemittelkondensationsvorgang
gestoppt werden. Alternativ kann der Kältemittelkondensationsvorgang
gestoppt werden, wenn erfasst wird, dass der Zustand zu einem Zustand
geworden ist, in dem das Flüssigphasen-Kältemittel
zugeführt
werden kann, oder wenn erfasst wird, dass das Flüssigphasen-Kältemittel
dem Clausius-Rankine-Kreissystem stabil zugeführt wird. Der Kältemittelkondensationsvorgang
kann ausgeführt
werden, wenn das Kühlkreissystem
als Kühlvorrichtung
oder als Kältevorrichtung
betrieben wird. In diesem Fall kann eine Einrichtung zum Erhöhen der
Menge des Flüssigphasen-Kältemittels
vorgesehen sein. Zum Beispiel kann eine Einrichtung zum Vorsehen
eines Zustandes, in dem eine Luftblaseinrichtung zum Blasen von
Luft zum Verdampfapparat in dem Kühlkreis nicht betrieben wird,
angeordnet sein. Alternativ kann eine Einrichtung zum Vorsehen eines
Zustandes, in dem ein Volumen einer Gebläseluft gedrückt wird, angeordnet sein.In
an embodiment
The present invention is made at the time of operation of a Rankine cycle system
the cooling circuit system
operated. According to one
the features of the embodiment
is in the refrigeration cycle system
a refrigerant condensation process
executed
in which the refrigerant
compressed by a fluid lathe and by a condenser
is condensed. When this refrigerant condensation process is carried out,
For example, the liquid-phase refrigerant can positively contribute to the Rankine cycle system
be forwarded. The refrigerant condensation process can
accomplished
before the Rankine cycle system
is started, or at the beginning of starting the Rankine Ranking system
immediately after the start of the Rankine cycle system, or
while
the operation of the Rankine cycle system. The refrigerant condensation process
may be according to a signal for indicating the start of the Rankine cycle system
to be started. When the refrigerant condensation process
accomplished
before the operation of the Rankine cycle system is started, the
Liquid phase refrigerant
positively fed at the time of starting the Rankine cycle system
become. When the refrigerant condensation process
executed simultaneously
becomes, if the Rankine cycle system
or immediately after the Rankine cycle system
is started, the liquid-phase refrigerant
at the time of starting the Clausius-Rankine cycle or at the beginning
Starting the Clausius Rankine Circle
be forwarded positively. When the refrigerant condensation process
while
operating the Rankine cycle system,
may be the liquid phase refrigerant
while
be positively fed to the operation of the Rankine cycle system.
The refrigerant condensation process
can be started by judging whether the liquid-phase refrigerant
must be forwarded to the Rankine cycle system or not.
For example, a trial run of the Rankine cycle system
carried out
and it is judged from the behavior of the Rankine cycle,
whether the liquid-phase refrigerant
needed
will or not. If it is judged that the supply of the liquid-phase refrigerant is needed
the refrigerant condensation process
started. Alternatively, according to the collection of experimental data
set an environmental condition in which it reacts on the liquid-phase refrigerant
lacks, and if this condition is met, the refrigerant condensation process
to be started. The refrigerant condensation process
can be stopped after being executed for a predetermined period of time
or after being for
executed a variable period of time
has been. For example, after a fixed constant period of time
has passed, the refrigerant condensation process
being stopped. Alternatively, the refrigerant condensation process
be stopped when it is detected that the condition becomes a condition
has become, in which the liquid-phase refrigerant
supplied
or when it detects that the liquid-phase refrigerant
stably fed to the Rankine cycle system. The refrigerant condensation process
can be executed
be when the refrigeration cycle system
as a cooling device
or as a cold device
is operated. In this case, means for increasing the
Amount of liquid phase refrigerant
be provided. For example, a means may be provided
a state in which an air blower for blowing
Air to the evaporator in the cooling circuit is not operated,
be arranged. Alternatively, means for providing a
Condition in which a volume of forced air is pressed, be arranged.
Die
Fluiddrehmaschine kann durch eine Vorrichtung mit sowohl der Funktion
einer Expansionsmaschine als auch der Funktion eines Kompressors vorgesehen
sein. Die Fluiddrehmaschine kann Energie zwischen Fluidenergie und
durch Drehung erzeugter mechanischer Energie umsetzen. Wenn die Fluiddrehmaschine
gedreht wird, wird das Fluid von einem niedrigen Druck zu einem
hohen Druck komprimiert. Wenn das Fluid von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite
bewegt wird, wird eine Drehung erzeugt. Die Fluiddrehmaschine kann
eine Maschine des Verdrängungstyps
oder eine Maschine des Nicht-Verdrängungstyps sein. Zum Beispiel
ist es möglich,
eine Umkehrdrehmaschine zu verwenden, die reversibel als eine Expansionsmaschine
oder ein Kompressor funktionieren kann. In diesem Fall können der
Betrieb des Clausius-Rankine-Kreissystems und
der Betrieb des Kühlkreissystems
selektiv ausgeführt
werden. Bei diesem Aufbau kann der Kältemittelkondensationsvorgang
vor dem Betrieb des Clausius-Rankine-Kreissystems durch das Kühlkreissystem
ausgeführt
werden. Die Fluiddrehmaschine kann mit sowohl der Expansionsmaschine
als auch dem Kompressor versehen sein. In diesem Fall können die
Expansionsmaschine und der Kompressor selektiv betrieben werden.
Zusätzlich
können
die Expansionsmaschine und der Kompressor gleichzeitig betrieben
werden.The fluid lathe may be provided by a device having both the function of an expansion machine and the function of a compressor. The fluid lathe can translate energy between fluid energy and mechanical energy generated by rotation. When the fluid rotating machine is rotated, the fluid is compressed from a low pressure to a high pressure. When the fluid is moved from the high pressure side to the low pressure side, rotation is generated. The fluid lathe may be a displacement type machine or a non-displacement type machine. For example it is it is possible to use a reversible lathe which can reversibly function as an expansion machine or a compressor. In this case, the operation of the Rankine cycle system and the operation of the refrigeration cycle system can be selectively performed. With this structure, the refrigerant condensation process can be performed by the refrigeration cycle system prior to the operation of the Rankine cycle system. The fluid lathe may be provided with both the expander and the compressor. In this case, the expansion machine and the compressor can be selectively operated. In addition, the expansion machine and the compressor can be operated simultaneously.
Nachfolgend
wird ein weiteres Merkmal beschrieben. Beim Betrieb des Kühlkreissystems
wird der Kühlvorgang
zum Kühlen
der Flüssigkeitspumpe ausgeführt. Wenn
die Flüssigkeitspumpe
gekühlt wird,
ist es möglich,
das Auftreten eines Problems zu verhindern, das durch die Existenz
des Gasphasen-Kältemittels
verursacht wird. Der Kühlvorgang kann
ausgeführt
werden, bevor der Betrieb des Clausius-Rankine-Kreissystems gestartet wird, und während des
Betriebs des Clausius-Rankine-Kreissystems. Wenn der Kühlvorgang
ausgeführt
wird, bevor der Betrieb des Clausius-Rankine-Kreissystems gestartet wird,
ist es möglich,
das Gasphasen-Kältemittel
in der Flüssigkeitspumpe
zu reduzieren, und das Auftreten eines unvollständigen Starts des Clausius-Rankine-Kreissystems
kann unterdrückt
werden. Wenn der Kühlvorgang
zu Beginn des Starts des Clausius-Rankine-Kreissystems ausgeführt wird,
unmittelbar nachdem der Betrieb des Clausius-Rankine-Kreissystems
gestartet wird, ist es möglich,
das Auftreten eines unvollständigen
Starts des Clausius-Rankine- Kreissystems
zu unterdrücken.
Wenn der Kühlvorgang
während
des Betriebs des Clausius-Rankine-Kreissystems ausgeführt wird,
ist es möglich,
eine Verschlechterung der Effizienz des Clausius-Rankine-Kreissystems
zu verhindern. Die das Clausius-Rankine-Kreissystem bildende Flüssigkeitspumpe
kann in der Nähe
des Saugkanals des das Kühlkreissystem
bildenden Kompressors angeordnet sein.following
another feature is described. When operating the cooling circuit system
becomes the cooling process
for cooling
the liquid pump executed. If
the liquid pump
is cooled,
Is it possible,
to prevent the occurrence of a problem caused by existence
the gas phase refrigerant
is caused. The cooling process can
accomplished
be started before the operation of the Rankine cycle system, and during the
Operation of the Rankine cycle system. When the cooling process
accomplished
is started before the operation of the Rankine cycle system is started,
Is it possible,
the gas phase refrigerant
in the liquid pump
and the occurrence of an incomplete start of the Rankine cycle system
can be suppressed
become. When the cooling process
is executed at the beginning of the start of the Rankine cycle system,
immediately after the operation of the Rankine cycle system
is started, it is possible
the occurrence of an incomplete
Starts the Clausius Rankine circle system
to suppress.
When the cooling process
while
operating the Rankine cycle system,
Is it possible,
a deterioration in the efficiency of the Rankine cycle system
to prevent. The Rankine cycle system forming liquid pump
can close
the suction channel of the cooling circuit system
be arranged forming compressor.
(Erstes Ausführungsbeispiel)(First embodiment)
In
diesem Ausführungsbeispiel
ist der Wärmekreis
der vorliegenden Erfindung auf eine Dampfdruckkompressions-Kältemaschine
(Kühlkreis)
mit einem Clausius-Rankine-Kreis
angewendet. 1 ist eine schematische Darstellung
eines Modells dieses Ausführungsbeispiels.
Die Dampfkompressions-Kältemaschine
mit einem Clausius-Rankine-Kreis dieses Ausführungsbeispiels gewinnt Energie
aus von dem Motor 20, der ein Wärmemotor zum Erzeugen von zum
Fahren eines Fahrzeugs benutzter Energie ist, erzeugter Abwärme wieder.
Gleichzeitig nutzt die Dampfkompressions-Kältemaschine mit einem Clausius-Rankine-Kreis
dieses Ausführungsbeispiels
kalte Wärme
(„Kälte", was nachfolgend analog
ist) und heiße
Wärme („Wärme", was nachfolgend
analog ist), die durch die Dampfkompressions-Kältemaschine erzeugt werden,
zum Klimatisieren eines Fahrzeugraums.In this embodiment, the heat circuit of the present invention is applied to a vapor pressure compression refrigerating cycle having a Rankine cycle. 1 is a schematic representation of a model of this embodiment. The vapor compression refrigerator with a Rankine cycle of this embodiment extracts energy from the engine 20 , which is a heat engine for generating energy used to drive a vehicle, recovered waste heat again. At the same time, the Clausius-Rankine cycle vapor compression refrigerator of this embodiment uses cold heat ("cold", which is analogous hereinafter) and hot heat ("heat", which is hereafter analogous) generated by the vapor compression refrigerator, for air conditioning a vehicle compartment.
Die
in 1 dargestellte Umkehrdrehmaschine 10 ist
eine Fluidmaschine des Drehtyps mit sowohl der Funktion eines Kompressor
zum Ansaugen und Komprimieren des Kältemittels als auch der Funktion
einer Expansionsmaschine zum isentropen Ausdehnen eines überhitzten
Dampfes, um Energie zu erhalten. Die Umkehrdrehmaschine 10 ist
eine Fluidmaschine des Drehtyps, die reversibel als eine Expansionsmaschine
zum Erhalten von Energie durch Ausdehnen des Kältemittels oder als Kompressor
zum Komprimieren des Kältemittels,
wenn der Maschine 10 Energie zugeführt wird, betrieben werden
kann. Die Umkehrdrehmaschine 10 kann als ein mit einer
Expansionsmaschine integrierter Kompressor bezeichnet werden.In the 1 illustrated reverse lathe 10 is a rotary-type fluid machine having both the function of a compressor for sucking and compressing the refrigerant and the function of an expansion machine for isotropically expanding a superheated steam to obtain energy. The reversible lathe 10 is a rotary-type fluid machine reversibly as an expansion machine for obtaining energy by expanding the refrigerant or as a compressor for compressing the refrigerant when the engine 10 Energy is supplied, can be operated. The reversible lathe 10 may be referred to as a compressor integrated with an expansion engine.
Der
Motorgenerator 10a wird als Energiequelle zum Zuführen von
Energie (Drehmoment) an die Umkehrdrehmaschine 10 betrieben,
falls die Umkehrdrehmaschine 10 als ein Kompressor arbeitet. Andererseits
ist der Motorgenerator 10a eine dynamo-elektrische Maschine,
die als Generator zum Erzeugen elektrischer Energie aus durch die
Expansionsmaschine wiedergewonnener Energie, d.h. als Generator zum
Erzeugen elektrischer Energie durch die Umkehrdrehmaschine 10 betrieben
wird, falls die Umkehrdrehmaschine 10 als eine Expansionsmaschine
betrieben wird. In diesem Zusammenhang wird die Konstruktion der
Umkehrdrehmaschine 10 später beschrieben.The motor generator 10a is used as an energy source for supplying energy (torque) to the reverse lathe 10 operated, if the reverse lathe 10 as a compressor works. On the other hand, the motor generator 10a a dynamo-electric machine serving as a generator for generating electric power from energy recovered by the expansion machine, that is, as a generator for generating electric power by the reciprocating rotary machine 10 is operated, if the reverse lathe 10 is operated as an expansion machine. In this connection, the construction of the reversible lathe 10 described later.
Der
Kühler 11 ist
mit der Ausgabeseite der Umkehrdrehmaschine 10 verbunden,
wenn die Umkehrdrehmaschine 10 als Kompressor arbeitet,
und Wärme
wird von dem Kältemittel
an die Außenluft
abgestrahlt. Das heißt,
der Kühler 11 ist
ein Kühler
zum Kühlen
des Kältemittels
durch die Außenluft.
Das von dem Kühler 11 ausströmende Kältemittel
strömt
in die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 12 (Auffanggefäß) zum Trennen
des Gasphasen-Kältemittels
und des Flüssigphasen-Kältemittels voreinander.The cooler 11 is with the output side of the reversible lathe 10 connected when the reverse lathe 10 operates as a compressor, and heat is radiated from the refrigerant to the outside air. That is, the radiator 11 is a radiator for cooling the refrigerant by the outside air. That of the radiator 11 escaping refrigerant flows into the gas / liquid separator 12 (Collecting vessel) for separating the gas-phase refrigerant and the liquid-phase refrigerant from each other.
Der
Dekompressor 13 dekomprimiert und dehnt das Flüssigphasen-Kältemittel,
das durch die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 12 getrennt
worden ist. Dieses Ausführungsbeispiel
verwendet ein Expansionsventil des Temperaturtyps, welches das Kältemittel
isentropisch dekomprimiert und den Öffnungsgrad des Ventils so
steuert, dass der Überhitzungsgrad
des in die Umkehrdrehmaschine 10 gesaugten Kältemittels
zu einem bestimmten Wert wird, wenn die Umkehrdrehmaschine 10 als
Kompressor arbeitet.The decompressor 13 decompresses and expands the liquid phase refrigerant passing through the gas / liquid separator 12 has been separated. This embodiment employs a temperature-type expansion valve which decompresses the refrigerant isentropically and controls the opening degree of the valve so that the degree of superheating of the refrigerant into the reverse rotary machine 10 sucked refrigerant to a certain value when the reverse lathe 10 as a compressor is working.
Der
Verdampfapparat 14 ist eine Wärmeabsorptionsvorrichtung zum
Absorbieren von Wärme aus
dem Kältemittel,
wenn das durch den Dekompressor 13 dekomprimierte Kältemittel
verdampft wird. Das aus dem Verdampfapparat 14 ausströmende Kältemittel
strömt
wieder in die Umkehrdrehmaschine 10. Wie oben beschrieben,
ist die Dampfkompressions-Kältemaschine
(der Kühlkreis)
zum Bewegen der Wärme
von der Niedertemperaturseite zur Hochtemperaturseite aus dem Kompressor
(der Umkehrdrehmaschine 10), dem Kühler 11, der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 12,
dem Dekompressor 13 und dem Verdampfapparat 14 aufgebaut.
In diesem Zusammenhang ist der Verdampfapparat 14 mit einem Gebläse 14a zum
Senden eines Luftstroms, welcher klimatisiert worden ist, wenn das
Kältemittel
verdampft und Wärme
aufnimmt, in einen Fahrzeugraum versehen. Dieses Gebläse 14a wird
durch die elektronische Steuereinheit 40 gesteuert.The evaporator 14 is a heat absorbing device for absorbing heat from the refrigerant when passing through the decompressor 13 decompressed refrigerant is evaporated. That from the evaporator 14 escaping refrigerant flows back into the reversible lathe 10 , As described above, the vapor compression refrigerator (the refrigerant cycle) for moving the heat from the low-temperature side to the high-temperature side from the compressor (the reverse rotary machine 10 ), the radiator 11 , the gas / liquid separator 12 , the decompressor 13 and the evaporator 14 built up. In this context, the evaporator 14 with a fan 14a for sending an air flow, which has been conditioned, when the refrigerant evaporates and absorbs heat, provided in a vehicle compartment. This fan 14a is through the electronic control unit 40 controlled.
In
diesem Zusammenhang enthält
dieses Ausführungsbeispiel
einen Motorkühlkreis
zum Zirkulieren des Kühlwassers,
um den Motor 20, welcher ein Wärmeerzeugungskörper ist,
zu kühlen.
Die in dem Motorkühlkreis
angeordnete Wasserpumpe 22 zirkuliert das Motorkühlwasser,
und der Kühler 23 ist ein
Wärmetauscher
zum Kühlen
des Motorkühlwassers
durch Wärmeaustausch
zwischen dem Motorkühlwasser
und der Außenluft.
Der Bypasskreis 24 ist ein Umleitungskreis, durch den das
Kühlwasser
an dem Kühler 23 vorbei
strömen
kann, und das Thermostat 25 ist ein Strömungsregelventil zum Einstellen
einer Menge Kühlwasser,
die in den Bypasskreis 24 strömt, und einer Menge Wasser,
welche in den Kühler 23 strömt.In this connection, this embodiment includes an engine cooling circuit for circulating the cooling water around the engine 20 which is a heat generating body to cool. The arranged in the engine cooling circuit water pump 22 circulates the engine cooling water, and the radiator 23 is a heat exchanger for cooling the engine cooling water by heat exchange between the engine cooling water and the outside air. The bypass circuit 24 is a bypass circuit through which the cooling water to the radiator 23 can flow past, and the thermostat 25 is a flow control valve for adjusting a quantity of cooling water entering the bypass circuit 24 flows, and a lot of water, which is in the cooler 23 flows.
In
diesem Zusammenhang ist die Wasserpumpe 22 eine durch die
Energie des Motors 20 angetriebene Pumpe mechanischen Typs.
Die Wasserpumpe 22 kann jedoch natürlich auch eine durch einen
Elektromotor angetriebene elektrische Pumpe sein.In this context, the water pump 22 one by the energy of the engine 20 driven pump of mechanical type. The water pump 22 However, of course, it may also be an electric pump driven by an electric motor.
Es
ist ein Dampfgenerator 30 in einem Abschnitt auf der stromabwärtigen Seite
des Kältemittelstroms
des Motors 20 in dem Motorkühlkreis und in dem Kühlkreis
zum Verbinden der Umkehrdrehmaschine 10 mit dem Kühler 11 im
Kühlkreis
vorgesehen. In diesem Dampfgenerator 30 wird das Kältemittel
erwärmt,
wenn Wärme
zwischen dem im Kühlkreis strömenden Kältemittel
und dem Motorkühlwasser, das
die Abwärme
von dem Motor 20 wiedergewonnen hat, ausgetauscht wird.It is a steam generator 30 in a section on the downstream side of the refrigerant flow of the engine 20 in the engine cooling circuit and in the cooling circuit for connecting the reverse rotary machine 10 with the radiator 11 provided in the cooling circuit. In this steam generator 30 The refrigerant is heated when heat between the refrigerant flowing in the refrigerant cycle and the engine cooling water, the waste heat from the engine 20 has been exchanged.
Das
im Motorkühlkreis
angeordnete Dreiwegeventil 21 schaltet zwischen einem Fall,
in dem das aus dem Motor 20 ausströmende Motorkühlwasser
in den Dampfgenerator 30 zirkuliert wird, und einem Fall,
in dem das aus dem Motor 20 ausströmende Motorkühlwasser
nicht in den Dampfgenerator 30 zirkuliert wird, um. In
diesem Ausführungsbeispiel
wird der Betrieb des Dreiwegeventils 21 durch die elektronische
Steuereinheit 40 gesteuert.The arranged in the engine cooling circuit three-way valve 21 Switches between a case in which the engine 20 escaping engine cooling water into the steam generator 30 is circulated, and a case in which the engine 20 Outgoing engine cooling water not in the steam generator 30 is circulated to. In this embodiment, the operation of the three-way valve 21 through the electronic control unit 40 controlled.
In
diesem Zusammenhang ist der erste Bypasskreis 31, welcher
ein Flüssigphasenrohr
ist, ein Kältemittelkanal
zum Einleiten des Flüssigphasen-Kältemittels,
welches durch die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 12 getrennt
worden ist, zur Kältemitteleinlass-
und -auslassseite des Dampfgenerators 30 auf der Seite
des Kühlers 11.
Dieser erste Bypasskreis 31 enthält eine Flüssigkeitspumpe 32 zum Zirkulieren
des Flüssigphasen-Kältemittels
und ein Rückschlagventil 33a,
um das Kältemittel
nur von der Seite der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 12 auf die
Seite des Dampfgenerators 30 strömen zu lassen. In diesem Zusammenhang
ist in diesem Ausführungsbeispiel
die Flüssigkeitspumpe 32 eine
elektrisch angetriebene Pumpe und wird durch die elektronische Steuereinheit 40 gesteuert.In this context, the first bypass circuit 31 which is a liquid phase pipe, a refrigerant passage for introducing the liquid-phase refrigerant passing through the gas-liquid separator 12 has been disconnected to the refrigerant inlet and outlet side of the steam generator 30 on the side of the radiator 11 , This first bypass circuit 31 contains a liquid pump 32 for circulating the liquid phase refrigerant and a check valve 33a to remove the refrigerant only from the side of the gas / liquid separator 12 to the side of the steam generator 30 to flow. In this connection, in this embodiment, the liquid pump 32 an electrically driven pump and is powered by the electronic control unit 40 controlled.
Der
zweite Bypasskreis 34 ist ein Kältemittelkanal, um die Kältemittelauslassseite
mit der Kältemitteleinlassseite
des Kühlers 11 zu
verbinden, wenn die Umkehrdrehmaschine 10 als eine Expansionsmaschine
arbeitet. Dieser zweite Bypasskreis 34 enthält ein Rückschlagventil 33b,
um das Kältemittel
nur von der Kältemittelauslassseite
auf die Kältemitteleinlassseite
des Kühlers 11 strömen zu lassen,
wenn die Umkehrdrehmaschine 10 als eine Expansionsmaschine
betrieben wird.The second bypass circuit 34 is a refrigerant passage to the refrigerant outlet side with the refrigerant inlet side of the radiator 11 to connect when the reverse lathe 10 as an expansion machine works. This second bypass circuit 34 contains a check valve 33b to transfer the refrigerant only from the refrigerant outlet side to the refrigerant inlet side of the radiator 11 to flow when the reverse lathe 10 is operated as an expansion machine.
In
diesem Zusammenhang lässt
das Rückschlagventil 33c das
Kältemittel
nur von der Kältemittelauslassseite
des Verdampfapparats 14 zur Saugseite des Kompressors 10 strömen. Das Öffnungs- und
Schließventil 35a,
das zwischen dem Dampfgenerator 30 und dem Kühler 11 angeordnet
ist, wird unter der Steuerung der elektronischen Steuereinheit 40 geöffnet und
geschlossen. Das Steuerventil 36 funktioniert als ein Ausgabeventil,
wenn die Umkehrdrehmaschine 10 als ein Kompressor betrieben
wird, d.h. das Steuerventil 36 funktioniert als ein Rückschlagventil,
um das Kältemittel
nur von der Seite der Umkehrdrehmaschine 10 auf die Seite
des Dampfgenerators 30 strömen zu lassen. Wenn die Umkehrdrehmaschine 10 als
eine Expansionsmaschine betrieben wird, wird das Steuerventil 36 geöffnet. Ein Betrieb
dieses Steuerventils 36 wird durch die elektronische Steuereinheit 40 gesteuert.
Wie oben beschrieben, ist ein Clausius-Rankine-Kreis aufgebaut, in
welchem das Kältemittel
in der Umkehrdrehmaschine 10, dem Kondensator 11,
der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 12 und
der Flüssigkeitspumpe 32 strömt.In this context, the check valve leaves 33c the refrigerant only from the refrigerant outlet side of the evaporator 14 to the suction side of the compressor 10 stream. The opening and closing valve 35a that between the steam generator 30 and the radiator 11 is arranged, is under the control of the electronic control unit 40 opened and closed. The control valve 36 works as a dispensing valve when the reverse lathe 10 is operated as a compressor, ie the control valve 36 works as a check valve to the refrigerant only from the side of the reversible lathe 10 to the side of the steam generator 30 to flow. If the reverse lathe 10 is operated as an expansion engine, the control valve 36 open. An operation of this control valve 36 is through the electronic control unit 40 controlled. As described above, a Rankine cycle is constructed in which the refrigerant in the reverse rotary machine 10 , the capacitor 11 , the gas / liquid separator 12 and the liquid pump 32 flows.
Die
elektronische Steuereinheit 40 enthält einen Eingabeabschnitt,
in welchen die Messtemperatur TW des Wassertemperatursensors 44 zum
Erfassen der Temperatur des Motorkühlwasser nach der Wärmeaufnahme
des Motorkühlwassers
von dem Motor 20, das Klimabetriebssignal (Klimabetriebsbefehlssignal)
von der elektronischen Steuereinheit 41 für eine Klimaanlage,
der Messdruck P1 des stromaufwärtigen
Kältemitteldrucksensors 42 zum
Erfassen des Drucks auf der stromauf wärtigen Seite der Flüssigkeitspumpe 32 und
der Messdruck P2 des stromabwärtigen
Kältemitteldrucksensors 43 zum
Erfassen des Drucks auf der stromabwärtigen Seite der Flüssigkeitspumpe 32 eingegeben
werden.The electronic control unit 40 includes an input section in which the measuring temperature T W of the water temperature sensor 44 for detecting the temperature of the engine cooling water after the heat absorption of the engine cooling water from the engine 20 , the environmental operation signal (environmental operation command signal) from the electronic control unit 41 for an air conditioner, the measuring pressure P1 of the upstream refrigerant pressure sensor 42 for detecting the pressure on the upstream side of the liquid pump 32 and the gauge pressure P2 of the downstream refrigerant pressure sensor 43 for detecting the pressure on the downstream side of the liquid pump 32 be entered.
Die
elektronische Steuereinheit 40 steuert die Betriebe des
Steuerventils 36, der Flüssigkeitspumpe 32 und
des Dreiwegeventils 21 entsprechend dem im Voraus gespeicherten
Programm auf der Basis der Messtemperatur des Wassertemperatursensors 44,
d.h. auf der Basis der Abwärmetemperatur TW, und auch auf der Basis des vorhandenen
oder nicht vorhandenen Klimabetriebsbefehlssignals.The electronic control unit 40 controls the operations of the control valve 36 , the fluid pump 32 and the three-way valve 21 according to the program stored in advance based on the measuring temperature of the water temperature sensor 44 that is, on the basis of the waste heat temperature T W , and also on the basis of the existing or nonexistent air conditioning operation command signal.
Der
Aufbau und die Funktionsweise der Umkehrdrehmaschine 10 werden
kurz wie folgt erläutert.The structure and operation of the reversible lathe 10 are briefly explained as follows.
2a ist
eine Darstellung eines Falls, in dem die Umkehrdrehmaschine 10 als
Kompressor betrieben wird, und 2b ist
eine Darstellung eines Falls, in dem die Umkehrdrehmaschine 10 als
eine Expansionsmaschine betrieben wird. In diesem Ausführungsbeispiel
ist die Umkehrdrehmaschine 10 aus einer wohlbekannten Fluidmaschine
des Drehschiebertyps aufgebaut. 2a is an illustration of a case in which the reversible lathe 10 is operated as a compressor, and 2 B is an illustration of a case in which the reversible lathe 10 is operated as an expansion machine. In this embodiment, the reversible lathe is 10 built from a well-known rotary vane type fluid machine.
Falls
die Umkehrdrehmaschine 10 als Kompressor betrieben wird,
wird der Rotor 10b durch den Motorgenerator 10a gedreht,
sodass das Kältemittel angesaugt
und komprimiert werden kann. Gleichzeitig wird durch das Steuerventil 36 verhindert,
dass das ausgegebene Kältemittel
hohen Drucks auf die Seite des Rotors 10b zurück strömt.If the reverse lathe 10 is operated as a compressor, the rotor 10b through the motor generator 10a rotated, so that the refrigerant can be sucked and compressed. At the same time, the control valve 36 prevents the refrigerant discharged high pressure on the side of the rotor 10b flows back.
Falls
die Umkehrdrehmaschine 10 als eine Expansionsmaschine betrieben
wird, wird das Steuerventil 36 geöffnet und ein durch den Dampfgenerator 30 erzeugter überhitzter
Dampf wird in die Umkehrdrehmaschine 10 eingeleitet, sodass
der Rotor 10b gedreht und Wärmeenergie in mechanische Energie
umgesetzt werden kann.If the reverse lathe 10 is operated as an expansion engine, the control valve 36 opened and a through the steam generator 30 Overheated steam generated is transferred to the reverse lathe 10 initiated, so that the rotor 10b rotated and heat energy can be converted into mechanical energy.
Als
nächstes
wird nun eine Funktionsweise der Dampfkompressions-Kältemaschine
(der Klimaanlage) mit einem Clausius-Rankine-Kreis gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
beschrieben.When
next
Now, an operation of the vapor compression refrigerator
(the air conditioner) with a Clausius Rankine circle according to this
embodiment
described.
In
der mit dem Clausius-Rankine-Kreis versehenen Dampfkompressions-Kältemaschine
dieses Ausführungsbeispiels
wird der Betriebsmodus gesteuert, indem er durch die Steuereinrichtung 40 entsprechend
dem vorhandenen oder nicht vorhandenen Klimabetriebsbefehlssignal
und der Abwärmetemperatur
TW umgeschaltet wird. Zuerst werden der Klimabetriebsmodus
und der Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
wie folgt erläutert.In the Clausius-Rankine cycle type vapor compression refrigerator of this embodiment, the operation mode is controlled by the controller 40 is switched in accordance with the existing or non-existent Klimabetriebsbefehlssignal and the waste heat temperature T W. First, the air conditioning mode and the waste heat recovery mode will be explained as follows.
1. Klimabetriebsmodus1. Air conditioning mode
In
diesem Klimabetriebsmodus wird, während der Verdampfapparat 14 eine
Kühlleistung
zeigt, das Kältemittel
durch den Kühler 11 gekühlt. In
diesem Zusammenhang wird in diesem Ausführungsbeispiel die Dampfkompressions-Kältemaschine
nur für
den Kühlbetrieb
und den Entfeuchtungsbetrieb, in dem die durch die Dampfkompressions-Kältemaschine
erzeugte Kälte
genutzt wird, d.h. die Wärmeabsorptionswirkung
genutzt wird, betrieben. Die Dampfkompressions-Kältemaschine wird nicht für den Heizvorgang
betrieben, in dem die durch den Kühler 11 erzeugte Wärme genutzt
wird. Jedoch ist der Betrieb der Dampfkompressions-Kältemaschine
selbst zur Zeit des Heizvorgangs gleich jenem des Kühlvorgangs
und des Entfeuchtungsvorgangs.In this climate mode of operation is while the evaporator 14 a cooling performance shows the refrigerant through the radiator 11 cooled. In this connection, in this embodiment, the vapor compression refrigerator is operated only for the cooling operation and the dehumidifying operation in which the cold generated by the vapor compression refrigerator is utilized, ie, the heat absorbing effect is utilized. The vapor compression chiller is not operated for the heating process in which the through the radiator 11 generated heat is used. However, even at the time of heating, the operation of the vapor compression refrigerator is the same as that of the cooling operation and the dehumidifying operation.
Insbesondere
wird der Vorgang wie folgt ausgeführt. Unter der Bedingung, dass
die Flüssigkeitspumpe 32 gestoppt
ist, wird das Öffnungs-
und Schließventil 35a geöffnet und
das Steuerventil 36 funktioniert als ein Ausgabeventil,
der Motorgenerator 10a wird erregt, um den Rotor 10b zu
drehen, und das Dreiwegeventil 21 wird betrieben, wie durch
die gestrichelte Linie in 1 dargestellt,
sodass das Kühlwasser
zirkuliert wird, während
es an dem Dampfgenerator 30 vorbei strömt.In particular, the process is carried out as follows. On the condition that the liquid pump 32 is stopped, the opening and closing valve 35a opened and the control valve 36 works as an output valve, the motor generator 10a is energized to the rotor 10b to turn, and the three-way valve 21 is operated as indicated by the dashed line in 1 shown so that the cooling water is circulated while it is on the steam generator 30 flows past.
Aufgrund
dessen zirkuliert das Kältemittel
in der Reihenfolge der Umkehrdrehmaschine (Kompressor) 10 → des Dampfgenerators 30 → des Kühlers 11 → der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 12 → des Dekompressors 13 → des Verdampfapparats 14 → der Umkehrdrehmaschine
(Kompressor) 10. In diesem Zusammenhang wird, da das Motorkühlwasser nicht
in dem Dampfgenerator 30 zirkuliert wird, das Kältemittel
nicht durch den Dampfgenerator 30 erwärmt, und der Dampfgenerator 30 funktioniert
allein als Kältemittelkanal.Because of this, the refrigerant circulates in the order of the reversing lathe (compressor) 10 → of the steam generator 30 → of the radiator 11 → the gas / liquid separator 12 → of the decompressor 13 → of the evaporator 14 → reversing lathe (compressor) 10 , In this regard, since the engine cooling water is not in the steam generator 30 the refrigerant is not circulated through the steam generator 30 heated, and the steam generator 30 works alone as a refrigerant channel.
Demgemäß nimmt
das Kältemittel
niedrigen Drucks, das durch den Dekompressor 13 dekomprimiert
worden ist, Wärme
aus der in den Fahrzeugraum durch das Gebläse 14a ausblasenden
Luft auf, und das so verdampfte Gasphasen-Kältemittel wird durch die Umkehrdrehmaschine 10 komprimiert und
die Temperatur des Kältemittels
wird erhöht.
Das Kältemittel
hoher Temperatur wird durch die Außenluft im Kühler 11 gekühlt und
kondensiert.Accordingly, the low pressure refrigerant that passes through the decompressor 13 has been decompressed, heat from the in the vehicle compartment through the blower 14a blow-out air, and the vaporized gas-phase refrigerant is passed through the reverse rotary machine 10 compressed and the temperature of the refrigerant is increased. The high temperature refrigerant is due to the outside air in the radiator 11 cooled and condensed.
In
diesem Zusammenhang ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Kältemittel
alternatives Fleon (HFC-134a). Sofern das Kältemittel auf der Hochdruckseite
verflüssigt
werden kann, ist jedoch das Kältemittel
nicht auf HFC-134a beschränkt.In this connection, in the present embodiment, the refrigerant is alternative Fleon (HFC-134a). However, if the refrigerant can be liquefied on the high pressure side, is the refrigerant is not restricted to HFC-134a.
2. Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus2. Waste heat recovery mode
In
diesem Betriebsmodus wird die Klimaanlage, d.h. die Umkehrdrehmaschine 10 gestoppt,
und Abwärme
des Motors 20 wird wiedergewonnen, sodass sie als Nutzenergie
genutzt werden kann.In this operating mode, the air conditioning, ie the reverse lathe 10 stopped, and waste heat of the engine 20 is recovered so that it can be used as useful energy.
Insbesondere
wird die Flüssigkeitspumpe 32 unter
der Bedingung betrieben, dass das Öffnungs- und Schließventil 35a geschlossen
ist und dass das Steuerventil 36 offen ist, und das Dreiwegeventil 21 wird
wie durch die durchgezogene Linie in 1 dargestellt
betrieben, sodass das aus dem Motor 20 ausströmende Motorkühlwasser
in den Dampfgenerator 30 zirkuliert wird.In particular, the liquid pump becomes 32 operated under the condition that the opening and closing valve 35a is closed and that the control valve 36 is open, and the three-way valve 21 becomes like through the solid line in 1 operated, so that from the engine 20 escaping engine cooling water into the steam generator 30 is circulated.
Aufgrund
dessen zirkuliert das Kältemittel
in der Reihenfolge der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 12 → des ersten
Bypasskreises 31 → des
Dampfgenerators 30 → der
Umkehrdrehmaschine (Expansionsmaschine) 10 → des zweiten
Bypasskreises 34 → des
Kühlers 11 → der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 12.Due to this, the refrigerant circulates in the order of the gas-liquid separator 12 → of the first bypass circuit 31 → of the steam generator 30 → reversing lathe (expansion machine) 10 → of the second bypass circuit 34 → of the radiator 11 → the gas / liquid separator 12 ,
Demgemäß strömt der durch
den Dampfgenerator 30 erwärmte überhitzte Dampf in die Umkehrdrehmaschine 10.
Während
das Dampfkältemittel, welches
in die Umkehrdrehmaschine 10 geströmt ist, in der Umkehrdrehmaschine 10 isentropisch
ausgedehnt wird, wird die Enthalpie vermindert. Deshalb gibt die
Umkehrdrehmaschine 10 mechanische Energie, welche einer
verminderten Enthalpie entspricht, an den Motorgenerator 10a ab.
Die durch den Motorgenerator 10a erzeugte elektrische Energie
wird in einer Kapazität
oder einer Batterie gespeichert.Accordingly, flows through the steam generator 30 heated superheated steam in the reverse lathe 10 , While the vapor refrigerant entering the reverse lathe 10 has flowed in the reverse lathe 10 isentropically expanded, the enthalpy is reduced. That's why the reverse lathe gives 10 mechanical energy, which corresponds to a reduced enthalpy, to the motor generator 10a from. The through the motor generator 10a generated electrical energy is stored in a capacity or a battery.
Das
aus der Umkehrdrehmaschine 10 ausströmende Kältemittel wird durch den Kühler 11 gekühlt und
kondensiert und in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 12 gespeichert.
Das Flüssigphasen-Kältemittel
in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 12 wird
durch die Flüssigkeitspumpe 32 zur Seite
des Dampfgenerators 30 bewegt.That from the reversible lathe 10 escaping refrigerant is through the radiator 11 cooled and condensed and in the gas / liquid separator 12 saved. The liquid-phase refrigerant in the gas-liquid separator 12 is through the liquid pump 32 to the side of the steam generator 30 emotional.
Wie
oben beschrieben, wird die Wärmeenergie,
welche von dem Kühler 23 als
Abwärme
in die Atmosphäre
verloren geht, in dem Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
in Energie, wie beispielsweise elektrische Energie, umgesetzt, die
einfach genutzt werden kann. Deshalb kann der Kraftstoffverbrauch
des Fahrzeugs, d.h. der Kraftstoffverbrauch des Motors 20 reduziert
werden.As described above, the heat energy coming from the radiator 23 is lost in the atmosphere as waste heat, in the waste heat recovery mode of operation is converted into energy, such as electrical energy, which can be easily used. Therefore, the fuel consumption of the vehicle, ie the fuel consumption of the engine 20 be reduced.
Ferner
wird im Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
elektrische Energie durch die Abwärme des Motors 20 erzeugt.
Deshalb wird es unnötig, einen
Generator, wie beispielsweise einen Drehstromgenerator, durch den
Motor 20 anzutreiben. Demgemäß kann der Kraftstoffverbrauch
des Motors 20 weiter reduziert werden.Further, in the waste heat recovery operation mode, electric power is generated by the waste heat of the engine 20 generated. Therefore, it becomes unnecessary for a generator, such as an alternator, by the engine 20 drive. Accordingly, the fuel consumption of the engine 20 be further reduced.
Als
nächstes
wird die durch die elektronische Steuereinheit 40 ausgeführte Steuerung
wie folgt beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel wird, wenn ein
Klimabefehlssignal von der elektronischen Steuereinheit 41 für die Klimaanlage
an die elektronische Steuereinheit 40 geschickt wird, der
mit der Expansionsmaschine integrierte Kompressor 10 als
Kompressor betrieben, und die Zufuhr des Motorkühlwassers zum Dampfgenerator 30 wird
gestoppt, sodass die Priorität
dem Klimabetriebsmodus gegeben wird.Next is the by the electronic control unit 40 executed control is described as follows. In this embodiment, when an environmental command signal from the electronic control unit 41 for the air conditioning to the electronic control unit 40 is sent, the compressor integrated with the expansion machine 10 operated as a compressor, and the supply of engine cooling water to the steam generator 30 is stopped so that the priority is given to the climatic operation mode.
Dagegen
wird, selbst wenn kein Klimabetriebsbefehlssignal von der elektronischen
Steuereinheit 41 für
die Klimaanlage an die elektronische Steuereinheit 40 geschickt
wird und wenn die Abwärmetemperatur
TW nicht geringer als eine vorbestimmte Temperatur
ist, das Motorkühlwasser
dem Dampfgenerator 30 zugeführt, und die Umkehrdrehmaschine 10 wird
als Expansionsmaschine betrieben, sodass der Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
ausgeführt
werden kann.In contrast, even if no Klimabetriebsbefehlsignal from the electronic control unit 41 for the air conditioning to the electronic control unit 40 is sent and when the waste heat temperature T W is not less than a predetermined temperature, the engine cooling water to the steam generator 30 fed, and the reverse lathe 10 is operated as an expansion engine, so that the waste heat recovery operation mode can be executed.
Wenn
kein Klimabetriebsbefehlssignal von der elektronischen Steuereinheit 41 für die Klimaanlage
an die elektronische Steuereinheit 40 geschickt wird und
wenn die Abwärmetemperatur
TW nicht größer als eine vorbestimmte Temperatur
ist, wird unter der Bedingung, dass die Zufuhr des Motorkühlwassers
zum Dampfgenerator 30 gestoppt ist, ein der Umkehrdrehmaschine 10 zugeführter elektrischer Strom
abgeschaltet, d.h. ein dem Motorgenerator 10a zugeführter elektrischer
Strom wird abgeschaltet.If no environmental operation command signal from the electronic control unit 41 for the air conditioning to the electronic control unit 40 is sent and when the waste heat temperature T W is not greater than a predetermined temperature, under the condition that the supply of the engine cooling water to the steam generator 30 stopped, one of the reversible lathe 10 supplied electric power switched off, ie a motor generator 10a supplied electric power is turned off.
In
diesem Zusammenhang ist 3 ein Beispiel des Flussdiagramms
des oben beschriebenen Steuerbetriebs. Ein Entwurf dieses Flussdiagramms wird
wie folgt erläutert.
Gleichzeitig mit der Eingabe des Startsignals zum Starten eines
Fahrzeugs wird das in 3 dargestellt Steuerprogramm
gestartet. Zuerst wird beurteilt, ob das Klimabetriebsbefehlssignal
von der elektronischen Steuereinheit 41 für die Klimaanlage
an die elektronische Steuereinheit 40 geschickt worden
ist oder nicht (S1).In this context is 3 an example of the flowchart of the above-described control operation. A draft of this flowchart will be explained as follows. Simultaneously with the input of the start signal for starting a vehicle, the in 3 presented control program started. First, it is judged whether the environmental operation command signal from the electronic control unit 41 for the air conditioning to the electronic control unit 40 has been sent or not (S1).
Falls
das Klimabetriebsbefehlssignal von der elektronischen Steuereinheit 41 für die Klimaanlage an
die elektronische Steuereinheit 40 geschickt worden ist,
wird der Clausius-Rankine-Kreis nicht betrieben, und der Klimabetriebsmodus
wird ausgeführt (S2).If the environmental operation command signal from the electronic control unit 41 for the air conditioning to the electronic control unit 40 has been sent, the Clausius-Rankine cycle is not operated, and the air conditioning operation mode is executed (S2).
Falls
dagegen kein Klimabetriebsbefehlssignal von der elektronischen Steuereinheit 41 für die Klimaanlage
an die elektronische Steuereinheit 40 geschickt worden
ist, wird gemäß der Abwärmetemperatur
TW beurteilt, ob der Clausius-Rankine-Kreis betrieben
wird oder nicht, d.h. es wird beurteilt, ob der Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
ausgeführt
wird oder nicht (S3). Wenn die Abwärmetemperatur TW nicht
geringer als die vorbestimmte Temperatur ist, wird das Ergebnis
der Bestimmung zu 1 bestimmt, und der Clausius-Rankine-Kreis wird
ausgeführt
(S4). Wenn die Abwärmetemperatur
TW niedriger als die vorbestimmte Temperatur
ist, wird das Ergebnis der Bestimmung zu 0 bestimmt, und der Clausius-Rankine-Kreis wird nicht
ausgeführt.In contrast, if no Klimabetriebsbefehlsignal from the electronic control unit 41 for the air conditioning to the electronic control unit 40 has been sent, it is judged according to the waste heat temperature T W , whether the Rankine cycle Clausius is operated or not, that is, it is judged whether the waste heat recovery operation mode is executed or not (S3). When the waste heat temperature T W is not less than the predetermined temperature, the result of the determination is determined to be 1, and the Rankine cycle is executed (S4). When the waste heat temperature T W is lower than the predetermined temperature, the result of the determination is determined to be 0, and the Rankine cycle is not executed.
In
diesem Zusammenhang wird in diesem Ausführungsbeispiel entsprechend
der folgenden vorbestimmten Hysteresesteuerbeurteilung beurteilt, ob
der Clausius-Rankine-Kreis
entsprechend der Abwärmetemperatur
betrieben wird oder nicht. Wenn die Abwärmetemperatur sinkt, ist, falls
die Abwärmetemperatur
nicht niedriger als die vorbestimmte Temperatur TW1 ist,
das Beurteilungsergebnis zu 1 bestimmt und der Clausius-Rankine-Kreis
wird ausgeführt.
Falls die Abwärmetemperatur
TW niedriger als die vorbestimmte Temperatur
TW1 ist, wird das Beurteilungsergebnis zu
0 bestimmt und der Clausius-Rankine-Kreis wird nicht ausgeführt. Wenn
die Abwärmetemperatur
TW steigt, wird, falls die Abwärmetemperatur
TW nicht niedriger als die vorbestimmte
Temperatur TW2 ist, welche um eine vorbestimmte Temperatur
höher als
die vorbestimmte Temperatur TW1 ist, das
Beurteilungsergebnis zu 1 bestimmt und der Clausius-Rankine-Kreis
wird ausgeführt.
Falls die Abwärmetemperatur
TW niedriger als die vorbestimmte Temperatur
TW 2 ist, wird das
Beurteilungsergebnis zu 0 bestimmt und der Clausius-Rankine-Kreis
wird nicht ausgeführt.
Auf diese Weise wird eine vorbestimmte Hysteresesteuerbeurteilung
ausgeführt.In this connection, in this embodiment, according to the following predetermined hysteresis control judgment, it is judged whether or not the Rankine cycle is being operated according to the waste heat temperature. When the waste heat temperature decreases, if the waste heat temperature is not lower than the predetermined temperature T W1 , the judgment result of 1 is determined, and the Rankine cycle is executed. If the waste heat temperature T W is lower than the predetermined temperature T W1 , the judgment result is determined to be 0, and the Rankine cycle is not executed. When the waste heat temperature T W increases, if the waste heat temperature T W is not lower than the predetermined temperature T W2 which is higher than the predetermined temperature T W1 by a predetermined temperature, the judgment result is determined to be 1 and the Rankine cycle is running. If the waste heat temperature T W is lower than the predetermined temperature T W 2 , the judgment result is determined to be 0, and the Rankine cycle is not executed. In this way, a predetermined hysteresis control judgment is executed.
Als
nächstes
wird nun Bezug nehmend auf 4 die Steuerung,
bei welcher die elektronische Steuereinheit 40 den Clausius-Rankine-Kreis
betreibt (S4), in mehr Einzelheiten erläutert. Zuerst wird der Zählerwert
zurückgesetzt
(S410). Dieser Zählerwert
stellt die Anzahl der Kältemittelkondensationsvorgänge (S470
bis S500) dar, die später
beschrieben werden.Next, referring to FIG 4 the controller in which the electronic control unit 40 operates the Clausius-Rankine circle (S4), explained in more detail. First, the counter value is reset (S410). This counter value represents the number of refrigerant condensation operations (S470 to S500) which will be described later.
Als
nächstes
wird der Timer zurückgesetzt (S420).
Dieser Timer speichert die verstrichene Zeit (in Sekunden) vom Start
des Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
und des Klimabetriebsmodus. Danach setzt die elektronische Steuereinheit 40 die Flüssigkeitspumpe 32 in
Betrieb und startet den Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
(S430). Danach wird in S440 und S450 der Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
betrieben, bis die vorbestimmte Zeitdauer T1 (20
Sekunden in diesem Ausführungsbeispiel)
verstreicht.Next, the timer is reset (S420). This timer stores the elapsed time (in seconds) from the start of the waste heat recovery operation mode and the air conditioning operation mode. After that puts the electronic control unit 40 the liquid pump 32 and starts the waste heat recovery operation mode (S430). Thereafter, in S440 and S450, the waste heat recovery operation mode is operated until the predetermined time T 1 (20 seconds in this embodiment) elapses.
Danach
beurteilt die elektronische Steuereinheit 40, ob der Druckunterschied
(P2 – P1)
zwischen dem Messdruck P1 des stromaufwärtigen Kältemitteldrucksensors 42 und
dem Messdruck P2 des stromabwärtigen
Kältemitteldruckssensors 43 höher als
der Einstelldruck P (0,3 MPa in diesem Ausführungsbeispiel) ist oder nicht
(S460). Falls die Druckdifferenz (P2 – P1) höher als der Einstelldruck P
(0,3 MPa in diesem Ausführungsbeispiel)
ist, d.h. falls die Flüssigkeitspumpe 32 dem
Flüssigphasen- Kältemittel Druck gibt und das
Kältemittel
fördert,
geht das Programm zu S5 in 3.After that, the electronic control unit judges 40 whether the pressure difference (P2 - P1) between the measuring pressure P1 of the upstream refrigerant pressure sensor 42 and the measuring pressure P2 of the downstream refrigerant pressure sensor 43 is higher than the set pressure P (0.3 MPa in this embodiment) or not (S460). If the pressure difference (P2-P1) is higher than the set pressure P (0.3 MPa in this embodiment), that is, if the liquid pump 32 When the liquid phase refrigerant is pressurized and the refrigerant is being delivered, the program goes to S5 3 ,
Falls
die Druckdifferenz (P2 – P1)
niedriger als der Einstelldruck P (0,3 MPa in diesem Ausführungsbeispiel)
ist, wird beurteilt, dass die Flüssigkeitspumpe 32 auf
das Flüssigphasen-Kältemittel keinen
Druck ausüben
kann. Genauer wird beurteilt, dass das Gasphasen-Kältemittel
in dem Flüssigphasen-Kältemittel
gemischt ist, sodass die Flüssigkeitspumpe 32 keinen
Druck auf das Kältemittel
ausüben kann.
Deshalb wird der Kältemittelkondensationsvorgang
(S470 bis S500) ausgeführt.If the pressure difference (P2-P1) is lower than the set pressure P (0.3 MPa in this embodiment), it is judged that the liquid pump 32 on the liquid-phase refrigerant can not exert pressure. More specifically, it is judged that the gas-phase refrigerant in the liquid-phase refrigerant is mixed, so that the liquid pump 32 can not exert pressure on the refrigerant. Therefore, the refrigerant condensation process (S470 to S500) is performed.
In
dem Kältemittelkondensationsvorgang (S470
bis S500) wird nach dem Stoppen des Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
(S470) der Klimabetriebsmodus gestartet S480. Danach wird in S490
und S500 der Klimabetriebsmodus betrieben, bis die vorbestimmte
Zeitdauer T2 (10 Sekunden in diesem Ausführungsbeispiel)
verstreicht. Dann wird, nachdem der Kältemittelkondensationsvorgang (S470
bis S500) ausgeführt
worden ist, der Zählerwert
auf (Zählerwert
+ 1) gesetzt.In the refrigerant condensation process (S470 to S500), after stopping the waste heat recovery operation mode (S470), the air conditioning operation mode is started S480. Thereafter, in S490 and S500, the air conditioning operation mode is operated until the predetermined time T 2 (10 seconds in this embodiment) elapses. Then, after the refrigerant condensation process (S470 to S500) has been executed, the counter value is set to (counter value + 1).
In
S520 wird beurteilt, ob der Zählerwert
höher als
der Normwert C (3 Mal in diesem Ausführungsbeispiel) ist oder nicht.
Falls der Zählerwert nicht
größer als
der Normwert C ist, kehrt das Programm zu S420 zurück. Falls
der Zählerwert
höher als
der Normwert C ist, wird beurteilt, dass sich der Clausius-Rankine-Kreis
in einem anormalen Zustand befindet, und ein Betrieb des Systems
wird gestoppt.In
S520 is judged whether the counter value
higher than
the standard value C (3 times in this embodiment) is or not.
If the counter value is not
greater than
If the standard value is C, the program returns to S420. If
the counter value
higher than
the normal value is C, it is judged that the Rankine cycle
is in an abnormal state, and an operation of the system
is stopped.
In
diesem Zusammenhang wird bei dem Kältemittelkondensationsvorgang
(S470 bis S500) kein Klimabetriebsbefehlssignal ausgegeben. Deshalb wird
das Gebläse 14a nicht
betrieben. Aufgrund dessen wird keine klimatisierte Luft in die
Fahrgastzelle geblasen. Deshalb kann der Kältemittelkondensationsvorgang
ausgeführt
werden, ohne dass es für
den Fahrgast unangenehm ist.In this connection, in the refrigerant condensation process (S470 to S500), no air conditioning operation command signal is output. That's why the blower 14a not operated. Due to this, no conditioned air is blown into the passenger compartment. Therefore, the refrigerant condensation process can be carried out without being uncomfortable to the passenger.
Als
nächstes
werden die Funktionswirkungen des ersten Ausführungsbeispiels wie folgt aufgezählt.
- (1) Es ist möglich, ein Mischen von Blasen
in das Flüssigphasenrohr 31 und
die Flüssigkeitspumpe 32 zu
verhindern. Deshalb kann das Auftreten eines solchen Problems, dass
das Kältemittel
durch die Flüssigkeitspumpe 32 nicht
zugeführt
werden kann, verhindert werden, und eine Verschlechterung der Betriebseffizienz
des Kältemittels
kann verhindert werden.
Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
wird, falls der Clausius-Rankine-Kreis als in einem anormalen Zustand
befindlich beurteilt wird, der Klimabetriebsmodus (Kühlkreis)
betrieben, sodass das Gasphasen-Kältemittel zu dem Flüssigphasen-Kältemittel
kondensiert werden kann. Ferner kann das in einem komplizierten
Teil des Kältemittelkanals
in dem Kühlkreis
bleibende Kältemittel, zum
Beispiel das in dem Verdampfapparat 14 bleibende Kältemittel,
in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 12 in
Form von flüssigem Kältemittel
gespeichert werden. Danach ist es durch Betreiben des Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
(des Clausius-Rankine-Kreises)
möglich,
ein Mischen von Blasen in das Flüssigphasenrohr 31 zu
verhindern, was von dem herkömmlichen
Beispiel verschieden ist.
Demgemäß kann die Flüssigkeitspumpe 32 das Flüssigphasen-Kältemittel
dem Dampfgenerator 30 positiv zuführen. Demgemäß kann der
Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
(der Clausius-Rankine-Kreis) normal gestartet und betrieben werden.
Außerdem ist
es möglich,
die Verschlechterung der Betriebseffizienz der Flüssigkeitspumpe 32 zu verhindern,
welche verursacht wird, wenn Blasen des Gasphasen-Kältemittels in das Flüssigphasenrohr 31 und
die Flüssigkeitspumpe 32 gemischt
werden. Das heißt,
es ist möglich,
das Auftreten des Problems zu verhindern, dass die Effizienz des
Clausius-Rankine-Kreises verschlechtert ist.
- (2) Die Steuereinrichtung 40 beurteilt, ob der Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
(der Clausius-Rankine-Kreis) normal oder anormal ist. Falls der
Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
(der Clausius-Rankine-Kreis) normal ist, wird der Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus fortgesetzt.
Falls der Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
(der Clausius-Rankine-Kreis) anormal ist, wird der Klimabetriebsmodus
betrieben. Demgemäß ist es
möglich,
eine unnötige
Ausführung
des Klimamodus zu verhindern.
- (3) Da der Differenzwert (P2 – P1) zwischen dem stromaufwärtigen Druckwert
P1 und dem stromabwärtigen
Druckwert P2 der Flüssigkeitspumpe 32 mit
dem vorbestimmten Druckwert P verglichen wird, ist es möglich, speziell
zu beurteilen, ob der Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
normal oder anormal ist.
In diesem Zusammenhang wird, wenn
die Flüssigkeitspumpe 32 normal
betrieben wird, der durch den stromaufwärtigen Kältemitteldrucksensor 42 erfasste
Druckwert P1 niedriger als der durch den stromabwärtigen Kältemitteldrucksensor 43 erfasste
Druckwert P2. Aufgrund dessen ist es möglich, zu beurteilen, dass
ein Betrieb des Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
anormal ist, falls der Differenzwert (P2 – P1) speziell nicht größer als
der vorbestimmte Druckwert P ist.
- (4) Durch den Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
ist es möglich,
die Wärmeenergie, die üblicherweise
von dem Kühler 23 in
die Atmosphäre
verloren geht, in Energie, wie beispielsweise elektrische Energie,
die einfach in praktische Nutzung umgesetzt werden kann, umzusetzen.
Deshalb ist es möglich,
den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs zu reduzieren, d.h. es ist möglich, den
Kraftstoffverbrauch des Motors 20 zu reduzieren. Genauer
ist es, da elektrische Energie durch die Abwärme des Motors 20 erzeugt wird,
möglich,
die Notwendigkeit zu reduzieren, den Generator, wie beispielsweise
einen Drehstromgenerator, durch den Motor 20 anzutreiben. Demgemäß kann der
Kraftstoffverbrauch des Motors 20 reduziert werden.
Next, the functional effects of the first embodiment will be enumerated as follows. - (1) It is possible to mix bubbles into the liquid phase tube 31 and the liquid pump 32 to prevent. Therefore, the occurrence of such a problem that the refrigerant through the liquid pump 32 can not be fed, prevented, and a worsening tion of the operating efficiency of the refrigerant can be prevented. According to this embodiment, if the Rankine cycle is judged to be in an abnormal state, the air conditioning operation mode (refrigeration cycle) is operated, so that the gas-phase refrigerant can be condensed to the liquid-phase refrigerant. Further, the refrigerant remaining in a complicated part of the refrigerant passage in the refrigeration cycle, for example, in the evaporator 14 permanent refrigerant, in the gas / liquid separator 12 stored in the form of liquid refrigerant. Thereafter, by operating the waste heat recovery mode (the Rankine cycle), it is possible to mix bubbles into the liquid phase tube 31 to prevent what is different from the conventional example. Accordingly, the liquid pump can 32 the liquid phase refrigerant to the steam generator 30 positively. Accordingly, the waste heat recovery operation mode (the Rankine cycle) can be normally started and operated. In addition, it is possible to deteriorate the operating efficiency of the liquid pump 32 to prevent which is caused when bubbles of the gas-phase refrigerant in the liquid phase pipe 31 and the liquid pump 32 be mixed. That is, it is possible to prevent the occurrence of the problem that the efficiency of the Rankine cycle is deteriorated.
- (2) The controller 40 judges whether the waste heat recovery operation mode (the Clausius-Rankine cycle) is normal or abnormal. If the waste heat recovery operation mode (the Rankine cycle) is normal, the waste heat recovery operation mode is continued. If the waste heat recovery operation mode (the Rankine cycle) is abnormal, the air conditioning operation mode is operated. Accordingly, it is possible to prevent unnecessary execution of the climate mode.
- (3) Since the difference value (P2 - P1) between the upstream pressure value P1 and the downstream pressure value P2 of the liquid pump 32 is compared with the predetermined pressure value P, it is possible to specifically judge whether the waste heat recovery operation mode is normal or abnormal. In this connection, when the liquid pump 32 operated normally by the upstream refrigerant pressure sensor 42 detected pressure value P1 lower than that by the downstream refrigerant pressure sensor 43 detected pressure value P2. Due to this, it is possible to judge that an operation of the waste heat recovery operation mode is abnormal if the difference value (P2 - P1) is specifically not larger than the predetermined pressure value P.
- (4) By the waste heat recovery operation mode, it is possible to reduce the heat energy that is usually emitted from the radiator 23 is lost to the atmosphere, into energy, such as electrical energy, which can be easily converted into practical use implement. Therefore, it is possible to reduce the fuel consumption of the vehicle, that is, it is possible to reduce the fuel consumption of the engine 20 to reduce. Specifically, it is because electrical energy due to the heat of the engine 20 is possible to reduce the need for the generator, such as a three-phase generator, by the motor 20 drive. Accordingly, the fuel consumption of the engine 20 be reduced.
In
diesem Zusammenhang ist der Druck in dem Verdampfapparat zur Zeit
des Klimabetriebsmodus, d.h. der Druck am Rückschlagventil 33c auf
der Verdampfapparatseite, der in diesem Ausführungsbeispiel etwa 0,3 MPa
beträgt,
niedriger als der Druck am Rückschlagventil 33c auf
der dem Verdampfapparat abgewandten Seite, welcher in diesem Ausführungsbeispiel
etwa 1 MPa beträgt,
im Fall einer Wiedergewinnung von Energie durch den in einer Expansionsmaschine
integrierten Kompressor. Das Rückschlagventil 33c verhindert
ein Rückströmen des
Kältemittels
zum Verdampfapparat durch diese Druckdifferenz zur Zeit des Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus.
Zur Zeit des Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
kann jedoch, wenn der Kühler und
der Verdampfapparat miteinander in Verbindung stehen, der Druck
auf der Verdampfapparatseite, d.h. der Druck im Verdampf apparat,
der in diesem Ausführungsbeispiel
etwa 0,3 MPa beträgt,
auf den Druck des Rückschlagventils 33c auf
der dem Verdampfapparat abgewandten Seite, der in diesem Ausführungsbeispiel
etwa 1 MPa beträgt,
steigen und eine Fehlfunktion des Rückschlagventils 33c kann
verursacht werden und der Energiewiedergewinnungsbetriebsmodus (Clausius-Rankine-Kreis) kann
versagen.In this context, the pressure in the evaporator is at the time of the air conditioning mode, ie, the pressure at the check valve 33c on the evaporator side, which is about 0.3 MPa in this embodiment, lower than the pressure at the check valve 33c on the side facing away from the evaporator, which in this embodiment is about 1 MPa, in the case of recovery of energy by the compressor integrated in an expansion machine. The check valve 33c prevents backflow of the refrigerant to the evaporator by this pressure difference at the time of the waste heat recovery operation mode. However, at the time of the waste heat recovery operation mode, when the radiator and the evaporator communicate with each other, the pressure on the evaporator side, ie, the pressure in the evaporator, which is about 0.3 MPa in this embodiment, may be at the pressure of the check valve 33c on the side facing away from the evaporator, which is about 1 MPa in this embodiment, rise and malfunction of the check valve 33c may be caused and the energy recovery mode of operation (Clausius-Rankine cycle) may fail.
Deshalb
enthält
dieses Ausführungsbeispiel ein
Expansionsventil des Temperaturtyps, bei dem der Strömungsrateneinstellabschnitt
und der Dekompressionsabschnitt zum Dekomprimieren des vorbei strömenden Kältemittels
miteinander in einem Körper integriert
sind. In diesem Falls stellt der Strömungsrateneinstellabschnitt
den Öffnungsgrad
des Kältemittelkanals
zur Sperrseite, falls der Überhitzungsgrad des
Kältemittels
am Auslass des Verdampfapparats niedrig ist, und der Strömungsrateneinstellabschnitt stellt
ebenso den Öffnungsgrad
des Kältemittelkanals
zur vollen Öffnungsseite,
falls der Überhitzungsgrad
des Kältemittels
am Auslass des Verdampfapparats hoch ist. Dieses Expansionsventil
des Temperaturtyps funktioniert als Kältemittelsperreinrichtung zum
Sperren eines Stroms des Kältemittels
in den Verdampfapparat zur Zeit des Wiedergewinnens vorn Energie.Therefore, this embodiment includes a temperature-type expansion valve in which the flow rate adjusting portion and the decompressing portion for decompressing the passing refrigerant are integrated with each other in a body. In this case, if the degree of superheating of the refrigerant at the outlet of the evaporator is low, the flow rate setting portion also sets the opening degree of the refrigerant passage to the full opening side if the degree of superheat of the refrigerant at the outlet of the evaporatingap is high. This temperature-type expansion valve functions as a refrigerant lock means for blocking a flow of the refrigerant into the evaporator at the time of recovering energy.
Aufgrund
dessen wird, wenn der Kompressor das Ansaugen des Kältemittels
stoppt, der Druck am Auslass des Verdampfapparats zum Sättigungsdruck
der Verdampfapparattemperatur in einer sehr kurzen Zeitdauer. Hierbei
wird das Expansionsvorrichtung 12 des Temperaturtyps vollständig geschlossen
und sperrt den Kältemittelkanal,
und deshalb kann ein Anstieg des Drucks im Verdampfapparat verhindert
werden, falls Energie durch die Energiewiedergewinnungsmaschine
wiedergewonnen wird. Deshalb steigt der Druck im Verdampfapparat
nicht, selbst wenn der Energiewiedergewinnungsbetrieb fortlaufend
ausgeführt
wird, sodass eine Beschädigung
des Rohrs verhindert werden kann und eine Fehlfunktion der Rückstromverhinderungseinrichtung
verhindert werden kann.Due to this, when the compressor stops the suction of the refrigerant, the pressure at the outlet of the evaporator becomes the saturation pressure of the evaporator temperature in a very short period of time. Here, the expansion device 12 of the temperature type completely closes and shuts off the refrigerant passage, and therefore an increase in the pressure in the evaporator can be prevented if energy is recovered by the energy recovery machine. Therefore, the pressure in the evaporator does not increase even if the energy recovery operation is continuously performed, so that damage of the pipe can be prevented and malfunction of the backflow prevention device can be prevented.
(Zweites Ausführungsbeispiel)Second Embodiment
Der
Aufbau dieses Ausführungsbeispiels
ist gleich dem des ersten Ausführungsbeispiels,
außer dass
der stromaufwärtige
Kältemitteldrucksensor 42 und
der stromabwärtige
Kältemitteldrucksensor 43, die
im ersten Ausführungsbeispiel
vorgesehen sind, weggelassen sind und ferner außer dass ein durch die Flüssigkeitspumpe 32 verbrauchter
Strom durch die elektronische Steuereinheit 40 gemessen
wird (dargestellt in 5). Die in 3 dargestellte
Steuerung ist gleich jener des ersten Ausführungsbeispiels.The structure of this embodiment is the same as that of the first embodiment except that the upstream refrigerant pressure sensor 42 and the downstream refrigerant pressure sensor 43 that are provided in the first embodiment are omitted, and further except that a through the liquid pump 32 Consumed electricity through the electronic control unit 40 is measured (shown in 5 ). In the 3 The control shown is the same as that of the first embodiment.
Bezüglich der
Einzelheit von S4 von 3, die in 6 dargestellt
ist, ist jedoch der folgende Punkt unterschiedlich. Ob der Clausius-Rankine-Kreis
normal betrieben wird oder nicht, wird in diesem Ausführungsbeispiel
durch den Stromverbrauch der Flüssigkeitspumpe 32 beurteilt.
Das heißt,
falls die Flüssigkeitspumpe 32 normal
arbeitet und das flüssige
Kältemittel
dem Dampfgenerator 30 zugeführt werden kann, ist der Stromverbrauch
der Flüssigkeitspumpe 32 höher als
der vorbestimmte Wert erhöht.
Deshalb wird, falls die Flüssigkeitspumpe 32 mehr
elektrische Energie als der vorbestimmte elektrische Energieverbrauch
W (50 Watt in diesem Ausführungsbeispiel)
verbraucht, sie als normal beurteilt. In diesem Zusammenhang wird
der elektrische Energieverbrauch der Flüssigkeitspumpe 32 in
diesem Ausführungsbeispiel
durch einen Stromsensor gemessen.Regarding the detail of S4 of 3 , in the 6 is shown, however, the following point is different. Whether the Clausius-Rankine cycle is normally operated or not, in this embodiment, by the power consumption of the liquid pump 32 assessed. That is, if the liquid pump 32 works normally and the liquid refrigerant to the steam generator 30 can be supplied, is the power consumption of the liquid pump 32 higher than the predetermined value increases. Therefore, if the liquid pump 32 consumes more electric power than the predetermined electric power consumption W (50 watts in this embodiment), judges it normal. In this context, the electrical energy consumption of the liquid pump 32 measured in this embodiment by a current sensor.
Falls
dagegen die elektrische Energie nicht mehr als der vorbestimmte
elektrische Energieverbrauch W beträgt, geht das Programm weiter
zu S470. Ein danach auszuführender
Vorgang ist gleich jenem des ersten Ausführungsbeispiels.If
on the other hand, the electrical energy is not more than the predetermined one
electrical energy consumption is W, the program continues
to S470. An afterwards to be executed
Operation is the same as that of the first embodiment.
Aufgrund
dessen ist es ohne Vorsehen des stromaufwärtigen Kältemitteldrucksensors 42 und des
stromabwärtigen
Kältemitteldrucksensors 43, welche
unentbehrliche Komponenten für
das erste Ausführungsbeispiel
sind, möglich,
zu beurteilen, ob der Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
(der Clausius-Rankine-Kreis)
normal oder anormal ist. Deshalb können die Kosten des gesamten
Wärmekreises
reduziert werden.Because of this, it is without provision of the upstream refrigerant pressure sensor 42 and the downstream refrigerant pressure sensor 43 which are indispensable components for the first embodiment, it is possible to judge whether the waste heat recovery operation mode (the Rankine cycle) is normal or abnormal. Therefore, the cost of the entire heat circuit can be reduced.
In
diesem Zusammenhang können
in diesem Ausführungsbeispiel
die im ersten Ausführungsbeispiel
beschriebenen Funktionswirkungen (1) bis (4) ebenfalls gezeigt werden.In
this connection can
in this embodiment
in the first embodiment
described functional effects (1) to (4) are also shown.
(Drittes Ausführungsbeispiel)(Third Embodiment)
Der
Aufbau dieses Ausführungsbeispiels
ist gleich jenem des ersten Ausführungsbeispiels,
aber ein Teil der Steuerung in S4 (gezeigt in 4)
ist unterschiedlich, wie in 7 dargestellt.
Der Unterschied wird in mehr Einzelheiten wie folgt erläutert. Nachdem
die elektronische Steuereinheit 40 den Klimabetriebsmodus
in S480 gestartet hat, wird beurteilt, ob der Zählerwert 0 ist oder nicht (S485).
Falls der Zählerwert
0 ist, geht das Programm weiter zu S495 und S505, und der Klimabetriebsmodus
wird betrieben, bis die Zeit T3 verstreicht. Diese vorbestimmte
Zeitdauer T3 ist kürzer
als die vorbestimmte Zeitdauer T2. In diesem Ausführungsbeispiel
beträgt die
vorbestimmte Zeitdauer T3 2 Sekunden. Falls dagegen der Zählerwert
nicht 0 ist, wird der Klimabetriebsmodus fortgesetzt, bis die Zeit
T2 verstreicht, welche wie zuvor beschrieben 10 Sekunden beträgt (S490,
S500). Danach geht das Programm weiter zu S510. Ein danach auszuführender
Betrieb ist gleich jenem des ersten Ausführungsbeispiels.The construction of this embodiment is the same as that of the first embodiment, but part of the control in S4 (shown in FIG 4 ) is different, as in 7 shown. The difference is explained in more detail as follows. After the electronic control unit 40 has started the air conditioning mode in S480, it is judged whether the counter value is 0 or not (S485). If the counter value is 0, the program proceeds to S495 and S505, and the air conditioning operation mode is operated until the time T3 elapses. This predetermined time T3 is shorter than the predetermined time T2. In this embodiment, the predetermined period of time T3 is 2 seconds. On the other hand, if the counter value is not 0, the air conditioning operation mode is continued until the time T2 elapses, which is 10 seconds as described above (S490, S500). Then the program continues to S510. An operation to be executed thereafter is the same as that of the first embodiment.
In
diesem Zusammenhang wird in einem Abschnitt niedrigen Drucks in
der Flüssigkeitspumpe 32,
falls das flüssige
Kältemittel
in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 12 eine
gesättigte
Flüssigkeit ist,
obwohl das flüssige
Kältemittel
in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 12 bleibt,
eine Kavitation verursacht. In diesem Falls kann, wenn der Klimabetriebsmodus
für eine
kurze Zeitdauer gestartet wird und ein Druck in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 12 erhöht wird,
um so das Flüssigphasen-Kältemittel in eine unterkühlte Flüssigkeit
zu verändern, die
Erzeugung einer Kavitation reduziert werden.In this context, in a section of low pressure in the liquid pump 32 if the liquid refrigerant is in the gas / liquid separator 12 is a saturated liquid, although the liquid refrigerant in the gas / liquid separator 12 remains, causing a cavitation. In this case, when the air conditioning mode is started for a short period of time and pressure in the gas / liquid separator 12 is increased so as to change the liquid-phase refrigerant into a supercooled liquid, the generation of cavitation is reduced.
In
diesem Ausführungsbeispiel
wird, wenn der Zählerwert
0 ist, d.h. nachdem beurteilt worden ist, dass der Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
in einem anormalen Zustand ist (S460 in 4), der
Klimabetriebsmodus der ersten Zeit kürzer als der Klimabetriebsmodus
der zweiten Zeit und danach gemacht. Aufgrund dessen kann ohne Ausführen eines
nutzlosen Klimabetriebsmodus der Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
schnell in einen normalen Betrieb gesetzt werden.In this embodiment, when the counter value is 0, that is, after it has been judged that the waste heat recovery operation mode is in an abnormal state (S460 in FIG 4 ), the first time climate mode of operation shorter than the second time mode of air mode and thereafter. Because of this, without running egg In a useless climate mode of operation, the waste heat recovery mode of operation can be quickly put into normal operation.
In
diesem Zusammenhang können
die in dem ersten Ausführungsbeispiel
beschriebenen Funktionswirkungen (1) bis (4) ebenfalls in diesem Ausführungsbeispiel
gezeigt werden.In
this connection can
in the first embodiment
described functional effects (1) to (4) also in this embodiment
to be shown.
(Viertes Ausführungsbeispiel)(Fourth Embodiment)
Im
ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel
ist die Zeit T2, in welcher der Kältemittelkondensationsvorgang
ausgeführt
wird, auf eine vorbestimmte Zeitdauer (10 Sekunden) gesetzt. In
diesem Ausführungsbeispiel
wird jedoch die Zeit T2 entsprechend dem Betriebszustand des Klimabetriebsmodus
verändert.
Dies ist ein vom ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel
verschiedener Punkt.in the
first, second and third embodiments
is the time T2, in which the refrigerant condensation process
accomplished
is set to a predetermined period of time (10 seconds). In
this embodiment
However, the time T2 is corresponding to the operating state of the air conditioning mode
changed.
This is one of the first, second and third embodiments
different point.
8 ist
eine Gesamtaufbaudarstellung einer Dampfkompressions-Kältemaschine
dieses Ausführungsbeispiels.
Der einzige unterschiedliche Punkt dieser Anordnung von der in 1 dargestellten
Anordnung besteht darin, dass der Außenlufttemperatursensor 45 auf
der stromaufwärtigen
Seite in der Luftströmungsrichtung
des Kondensators 11 vorgesehen ist. Der Ausgabewerte Tam
des Außenlufttemperatursensors 45 wird
in die elektronische Steuereinheit 40 eingegeben. In der
elektronischen Steuereinheit 40 wird die Fortsetzungszeit
T21 zum Fortsetzen des Kältemittelkondensationsvorgangs
entsprechend dem Ausgabewert Tam des Außenlufttemperatursensors 45 bestimmt. 8th Fig. 10 is an overall construction diagram of a vapor compression refrigerator of this embodiment. The only different point of this arrangement of the in 1 illustrated arrangement is that the outside air temperature sensor 45 on the upstream side in the air flow direction of the condenser 11 is provided. The output values Tam of the outside air temperature sensor 45 gets into the electronic control unit 40 entered. In the electronic control unit 40 becomes the continuation time T21 for continuing the refrigerant condensation operation in accordance with the output value Tam of the outside air temperature sensor 45 certainly.
In
diesem Ausführungsbeispiel
wird sie so bestimmt, dass T21 verlängert werden kann, wenn der
Wert von Tam größer wird.
Wenn die Außenlufttemperatur
hoch ist, wird die Kondensationstemperatur hoch gemacht. Deshalb
wird auch die Temperatur, bei welcher das Flüssigphasen-Kältemittel
unterkühlt werden
kann, hoch gemacht. Die Zeit zum Kühlen des Kältemittels wird jedoch durch
die Wärmekapazitäten der übrigen den
Wärmekreis
bildenden Teile verlängert.
Deshalb wird die Beziehung zwischen der Außenlufttemperatur, welche zuvor
gemessen wurde, und der Zeit, bei welcher das Flüssigphasen-Kältemittel
unterkühlt
werden kann, in der elektronischen Steuereinheit 40 gespeichert
und T21 wird durch den Wert von Tam bestimmt.In this embodiment, it is determined so that T21 can be extended as the value of Tam becomes larger. When the outside air temperature is high, the condensation temperature is made high. Therefore, the temperature at which the liquid-phase refrigerant can be supercooled is also made high. However, the time for cooling the refrigerant is prolonged by the heat capacities of the other parts forming the heat circuit. Therefore, the relationship between the outside air temperature, which was previously measured, and the time at which the liquid-phase refrigerant can be supercooled, in the electronic control unit 40 stored and T21 is determined by the value of Tam.
Der
Steuerablauf der elektronischen Steuereinheit 40 dieses
Ausführungsbeispiels
unterscheidet sich wie folgt. Wie in 9 dargestellt,
wird bezüglich
des ersten Ausführungsbeispiels
(dargestellt in 4) in Schritt S415 Tam eingelesen
und T21 bestimmt. In den Schritten S490 und S501 wird der Klimabetriebsmodus
betrieben, bis die Fortsetzungszeit T21 verstreicht.The control sequence of the electronic control unit 40 This embodiment differs as follows. As in 9 is shown with respect to the first embodiment (shown in FIG 4 ) in step S415 Tam and T21 determined. In steps S490 and S501, the air conditioning operation mode is operated until the continuation time T21 elapses.
Aufgrund
dessen ist es möglich,
die Betriebszeit des Klimabetriebsmodus sicherzustellen, die notwendig
ist, um das Flüssigphasen-Kältemittel
in den unterkühlten Zustand
zu setzen. Deshalb kann die Betriebszeit des Klimabetriebsmodus
in dem unnötigen
Kältemittelkondensationsvorgang
reduziert werden. Ferner können
die im ersten Ausführungsbeispiel
beschriebenen Funktionswirkungen (1) bis (4) gezeigt werden.by virtue of
of which it is possible
to ensure the operating time of the air conditioning operating mode necessary
is to the liquid-phase refrigerant
in the supercooled state
to put. Therefore, the operating time of the air conditioning operation mode
in the unnecessary
Refrigerant condensing operation
be reduced. Furthermore, can
in the first embodiment
described functional effects (1) to (4) are shown.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)(Fifth Embodiment)
Im
ersten bis vierten Ausführungsbeispiel sind
die Umkehrdrehmaschine 10 und die Flüssigkeitspumpe 32 separat
voneinander aufgebaut. In der vorliegenden Erfindung, wie sie in
der Gesamtanordnungsdarstellung von 10 gezeigt
ist, enthält jedoch
die Umkehrdrehmaschine 10 einen Expansions- und Kompressionsabschnitt 100,
einen Generator- und Motorabschnitt 200, einen Flüssigkeitspumpenabschnitt 300 und
einen Ventilmechanismusabschnitt 107, usw., die miteinander
in einem Körper
integriert sind. Demgemäß sind die
Flüssigkeitspumpe 32 und
das Steuerventil 36 nicht unabhängig vorgesehen.In the first to fourth embodiments, the reverse rotary machine 10 and the liquid pump 32 built separately from each other. In the present invention, as shown in the overall arrangement diagram of 10 is shown, however, contains the reverse lathe 10 an expansion and compression section 100 , a generator and motor section 200 a liquid pump section 300 and a valve mechanism section 107 , etc., which are integrated with each other in a body. Accordingly, the liquid pump 32 and the control valve 36 not independently provided.
Ferner
unterscheidet sich dieses Ausführungsbeispiel
in den folgenden Punkten. An der Umkehrdrehmaschine 10 ist
ein Flüssigkeitspumpenabschnitt-Gehäusetemperatursensor 46 zum
Messen der Temperatur des Pumpengehäuses des Flüssigkeitspumpenabschnitts 300 angebracht,
und der Ausgabewert Twp des Flüssigkeitspumpenabschnitt-Gehäusetemperatursensors 46 wird
in die elektronische Steuereinheit 40 eingegeben. Die anderen
Punkte der Konstruktion dieses Ausführungsbeispiels sind gleich
jenen des vierten Ausführungsbeispiels.Further, this embodiment differs in the following points. At the reversible lathe 10 is a liquid pump portion housing temperature sensor 46 for measuring the temperature of the pump housing of the liquid pump section 300 attached, and the output value Twp of the liquid pump portion housing temperature sensor 46 gets into the electronic control unit 40 entered. The other points of the construction of this embodiment are the same as those of the fourth embodiment.
Als
nächstes
wird nun Bezug nehmend auf die Schnittansicht von 11 die
Umkehrdrehmaschine 10 dieses Ausführungsbeispiels erläutert. Die Umkehrdrehmaschine 10 enthält einen
Kompressions- und Expansionsabschnitt 100 zum Komprimieren
und Expandieren des Gasphasen-Kältemittels; einen
Generator- und Motorabschnitt 200, von dem elektrische
Energie ausgegeben wird, wenn ihm eine Drehenergie eingegeben wird,
und Drehenergie ausgegeben wird, wenn ihm elektrische Energie eingegeben
wird; und einen Flüssigkeitspumpenabschnitt 300 zum
Zuführen
des Flüssigphasen-Kältemittels zum
Kompressions- und Expansionsabschnitt 100 mit Druck, wenn
der Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
betrieben wird.Next, referring to the sectional view of FIG 11 the reverse lathe 10 This embodiment explains. The reversible lathe 10 contains a compression and expansion section 100 for compressing and expanding the gas phase refrigerant; a generator and motor section 200 from which electrical energy is output when a rotational energy is input to it, and rotational energy is output when electrical energy is input thereto; and a liquid pump section 300 for supplying the liquid phase refrigerant to the compression and expansion section 100 with pressure when the waste heat recovery operation mode is operated.
Der
Kompressions- und Expansionsabschnitt 100 hat den gleichen
Aufbau wie jener des wohlbekannten Kompressionsmechanismus des Spiraltyps.
Insbesondere enthält
der Kompressions- und Expansionsabschnitt 100 eine stationäre Spirale (Gehäuse) 102,
die an dem Statorgehäuse 230 des Generator-
und Motorabschnitts 200 über das mittlere Gehäuse 101 befestigt
ist; eine ein bewegbares Element bildende bewegbare Spirale 103,
die in dem zwischen dem mittleren Gehäuse 101 und der stationären Spirale 102 gebildeten
Raum gedreht wird; und einen Ventilmechanismusabschnitt 107 zum Öffnen und
Schließen
des Verbindungskanals 105, 106, um die Arbeitskammer
V mit der Hochdruckkammer 104 zu verbinden.The compression and expansion section 100 has the same structure as that of the well-known spiral-type compression mechanism. In particular, the compression and expansion section contains 100 a stationary spiral (Casing) 102 attached to the stator housing 230 of the generator and motor section 200 over the middle housing 101 is attached; a movable scroll forming a movable element 103 that in between the middle housing 101 and the stationary spiral 102 turned space is turned; and a valve mechanism section 107 for opening and closing the connection channel 105 . 106 to the working chamber V with the high pressure chamber 104 connect to.
In
diesem Fall enthält
die stationäre
Spirale 102 einen plattenförmigen Basisplattenabschnitt 102a und
einen von dem Basisplattenabschnitt 102a zur Seite der
bewegbaren Spirale 103 ragenden Spiralzahnabschnitt 102b.
Andererseits enthält
die bewegbare Spirale 103a einen den Zahnabschnitt 102b kontaktierenden
und in diesen eingreifenden Spiralzahnabschnitt 103b und
einen Basisplattenabschnitt 103a, in dem der Zahnabschnitt 103b ausgebildet
ist. Wenn die bewegbare Spirale 103 unter der Bedingung
gedreht wird, dass die beiden Zahnabschnitte 102b und 103b miteinander
in Kontakt stehen, kann das Volumen der Arbeitskammer V1, welche
aus beiden Spiralen 102 und 103 gebildet ist,
erweitert und reduziert werden.In this case contains the stationary spiral 102 a plate-shaped base plate portion 102 and one of the base plate portion 102 to the side of the movable spiral 103 projecting spiral tooth section 102b , On the other hand, contains the movable spiral 103a one the tooth section 102b contacting and engaging in this spiral tooth section 103b and a base plate portion 103a in which the tooth section 103b is trained. When the movable spiral 103 is rotated under the condition that the two tooth sections 102b and 103b In contact with each other, the volume of the working chamber V1, which consists of two spirals 102 and 103 is formed, expanded and reduced.
Die
Welle 108 ist durch das mittlere Gehäuse 101 durch das
Lager 108b drehbar gehalten und auch durch das Statorgehäuse 230 über das
Lager 108c drehbar gehalten. Ein Endabschnitt in der Längsrichtung
der Welle 108 ist eine Kurbelwelle mit einem Exzenterabschnitt 108a,
der bezüglich
der Drehmittelachse exzentrisch ist. Die Lippendichtung 108d ist
eine Wellendichtvorrichtung zum Verhindern eines Austritts des Kältemittels
aus dem Statorgehäuse 230 aus
einem Spalt zwischen der Welle 108 und dem Statorgehäuse 230.
Die bewegbare Spirale 103 ist über das Lager 103c drehbar
an dem Exzenterabschnitt 108a angebracht.The wave 108 is through the middle case 101 through the camp 108b rotatably supported and also by the stator housing 230 over the camp 108c rotatably held. An end portion in the longitudinal direction of the shaft 108 is a crankshaft with an eccentric section 108a which is eccentric with respect to the rotational center axis. The lip seal 108d is a shaft sealing device for preventing leakage of the refrigerant from the stator housing 230 from a gap between the shaft 108 and the stator housing 230 , The movable spiral 103 is about the camp 103c rotatably on the eccentric portion 108a appropriate.
Der
Drehverhinderungsmechanismus 109 ist so aufgebaut, dass
die bewegbare Spirale 103 um den Exzenterabschnitt 108a um
eine Umdrehung drehen kann, während
die Welle 108 um eine Umdrehung gedreht wird. Deshalb wird,
wenn die Welle 108 gedreht wird, die bewegbare Spirale 103 um
die Drehmittelachse der Welle 108 ohne Eigendrehung gedreht.
Ferner wird, da die Arbeitskammer V1 von der Außendurchmesserseite der bewegbaren
Spirale 103 zur Mittelseite verschoben wird, das Volumen
der Arbeitskammer V1 verkleinert. In diesem Zusammenhang ist in
diesem Ausführungsbeispiel
ein Drehverhinderungsmechanismus 109 des Stift-Ring- (Stift-Loch-)
Typs eingesetzt.The anti-rotation mechanism 109 is constructed so that the movable spiral 103 around the eccentric section 108a can rotate one turn while the shaft 108 is rotated by one turn. Therefore, when the wave 108 is rotated, the movable spiral 103 about the rotational center axis of the shaft 108 turned without rotation. Further, since the working chamber V1 becomes from the outer diameter side of the movable scroll 103 is moved to the center side, the volume of the working chamber V1 reduced. In this connection, in this embodiment, a rotation preventing mechanism 109 of the pin-ring (pin-hole) type.
Der
Verbindungskanal 105 stellt eine Verbindung der Arbeitskammer
V1, deren Volumen zur Zeit des Pumpenmodus minimal wird, mit der
Hochdruckkammer 104 her, d.h. der Verbindungskanal 105 ist eine
Ausgabeöffnung
zum Ausgeben des komprimierten Kältemittels.
Der Verbindungskanal 106 stellt eine Verbindung der Arbeitskammer
V1, deren Volumen zur Zeit des Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
minimal wird, mit der Hochdruckkammer 104 her, d.h. der
Verbindungskanal 106 ist eine Einströmöffnung zum Leiten des überhitzten
Dampfes (des Gasphasen-Kältemittels)
hoher Temperatur und hohen Drucks von der Hochdruckkammer 104 in
die Arbeitskammer V1.The connection channel 105 provides a connection of the working chamber V1, whose volume is minimal at the time of the pump mode, with the high-pressure chamber 104 her, ie the connection channel 105 is an output port for discharging the compressed refrigerant. The connection channel 106 makes communication of the working chamber V1 whose volume becomes minimum at the time of the waste heat recovery operation mode with the high-pressure chamber 104 her, ie the connection channel 106 is an inflow port for passing the superheated steam (the gas phase refrigerant) of high temperature and high pressure from the high pressure chamber 104 into the working chamber V1.
Die
Hochdruckkammer 104 ist ein Raum, der in einem Spalt zwischen
dem Ventilmechanismusgehäuse 107i und
der der Oberfläche,
an welcher der Zahnabschnitt 102b des Basisplattenabschnitts 102a der
bewegbaren Spirale 102 gebildet ist, abgewandten Oberfläche gebildet
ist. Die Hochdruckkammer 104 hat eine Funktion des Glättens einer
Pulsation des von dem Verbindungskanal 105 (nachfolgend
als eine Ausgabeöffnung 105 bezeichnet)
ausgegebenen Kältemittels.
In dieser Hochdruckkammer 104 ist die Hochdrucköffnung 110,
die mit der Seite des Heizers 30 und des Kühlers 11 verbunden
ist, vorgesehen.The high pressure chamber 104 is a space in a gap between the valve mechanism housing 107i and that of the surface on which the tooth portion 102b of the base plate section 102 the movable spiral 102 is formed, the opposite surface is formed. The high pressure chamber 104 has a function of smoothing a pulsation of that of the connection channel 105 (hereinafter referred to as a dispensing opening 105 designated) discharged refrigerant. In this high pressure chamber 104 is the high pressure opening 110 with the side of the heater 30 and the radiator 11 is connected, provided.
Die
mit der Seite des Verdampfapparats 14 und der zweiten Bypassschaltung 34 verbundene Niederdrucköffnung 111 ist
in dem Statorgehäuse 230 vorgesehen
und steht mit dem äußersten
Durchmesserabschnitt der Arbeitskammer V1 über den Innenraum 230 in
dem Generator- und Motorabschnitt 200 und über das
mittlere Gehäuse 101 in
Verbindung.The with the side of the evaporator 14 and the second bypass circuit 34 connected low-pressure opening 111 is in the stator housing 230 provided and communicates with the outermost diameter portion of the working chamber V1 via the interior 230 in the generator and motor section 200 and over the middle case 101 in connection.
Als
nächstes
wird der Ventilmechanismusabschnitt 107 im Detail wie folgt
erläutert.
In der Hochdruckkammer 104 sind auf der der Seite, auf
welcher der Zahnabschnitt 102b des Basisplattenabschnitts 102a der
bewegbaren Spirale 102 gebildet ist, gegenüber liegenden
Seite das Ausgabeventil 107a und die Ventilanschlagplatte
oder der Ventilanschlag 107b durch die Schrauben 107c befestigt.
Das Ausgabeventil 107a ist ein blattventilförmiges Rückschlagventil
zum Verhindern des Rückströmens des Kältemittels,
das von der Ausgabeöffnung 105 ausgegeben
worden ist, von der Hochdruckkammer 104 in die Arbeitskammer
V1. Der Anschlag 107b ist eine Ventilanschlagplatte zum
Regulieren des maximalen Öffnungsgrades
des Ausgabeventils 107a.Next, the valve mechanism section 107 explained in detail as follows. In the high pressure chamber 104 are on the side on which the tooth section 102b of the base plate section 102 the movable spiral 102 is formed, opposite side of the dispensing valve 107a and the valve stopper plate or the valve stopper 107b through the screws 107c attached. The dispensing valve 107a is a leaf-valve-shaped check valve for preventing the backflow of the refrigerant from the discharge port 105 has been issued from the high pressure chamber 104 into the working chamber V1. The stop 107b is a valve stopper plate for regulating the maximum opening degree of the discharge valve 107a ,
Die
Spule 107d ist ein Ventilkörper zum Öffnen und Schließen des
Verbindungskanals 106 (nachfolgend als eine Einströmöffnung 106 bezeichnet).
Das elektromagnetische Ventil 107e ist ein Steuerventil
zum Steuern eines Drucks in der Gegendruckkammer 107f durch
Steuern des Verbindungszustandes der Seite der Niederdrucköffnung 111 mit der
Gegendruckkammer 107f. Die Feder 107g ist eine
Federeinrichtung zum Geben einer Federkraft auf die Spule 107d,
sodass die Einströmöffnung 106 geschlossen
werden kann. Die Drossel 107h ist eine Widerstandseinrichtung
zum Verbinden der Gegendruckkammer 107f mit der Hochdruckkammer 104, wobei
die Drossel 107h einen bestimmten Kanalwiderstand besitzt.
In diesem Zusammenhang sind die Spule 107d, das elektromagnetische
Ventil 107e und die Feder 107g in dem Ventilmechanismusgehäuse 107i angeordnet,
und die Gegendruckkammer 107f und die Drossel 107h sind
mit dem Ventilmechanismusgehäuse 107i in
einem Körper
integriert.The sink 107d is a valve body for opening and closing the connection channel 106 (hereinafter referred to as an inflow port 106 designated). The electromagnetic valve 107e is a control valve for controlling a pressure in the back pressure chamber 107f by controlling the connection state of the low pressure port side 111 with the back pressure chamber 107f , The feather 107g is a spring means for giving a spring force to the spool 107d so that the inflow opening 106 can be closed. The throttle 107h is a resistance device for connecting the back pressure chamber 107f with the high pressure chamber 104 , where the throttle 107h has a certain channel resistance. In this context, the coil 107d , the electromagnetic valve 107e and the spring 107g in the valve mechanism housing 107i arranged, and the back pressure chamber 107f and the throttle 107h are with the valve mechanism housing 107i integrated in one body.
Wenn
das elektromagnetische Ventil 107e geöffnet ist, wird der Druck in
der Gegendruckkammer 107f niedriger als der Druck in der
Hochdruckkammer 107f verringert. Deshalb wird die Spule 107d,
wenn sie durch die Feder 107g zusammengedrückt wird,
in der Zeichnung nach rechts verschoben, sodass die Einströmöffnung 106 geöffnet werden
kann. In diesem Zusammenhang ist ein Druckverlust in der Drossel 107h sehr
groß.
Deshalb ist die Menge des von der Hochdruckkammer 104 in
die Gegendruckkammer 107f strömenden Kältemittels vernachlässigbar
klein.When the electromagnetic valve 107e is open, the pressure in the back pressure chamber 107f lower than the pressure in the high pressure chamber 107f reduced. That's why the coil is made 107d when through the spring 107g is compressed in the drawing shifted to the right, so that the inflow opening 106 can be opened. In this context, there is a pressure loss in the throttle 107h very large. That is why the amount of the high pressure chamber 104 in the back pressure chamber 107f flowing refrigerant negligible.
Wenn
dagegen das elektromagnetische Ventil 107e geschlossen
ist, werden der Druck in der Gegendruckkammer 107 und der
Druck in der Hochdruckkammer 104 zueinander gleich. Demgemäß wird die
Spule 107d durch eine durch die Feder 107g erzeugte
Kraft in der Zeichnung nach unten verschoben. Deshalb kann die Einströmöffnung 106 geschlossen
werden. Demgemäß kann ein
elektrisches Öffnungs- und Schließventil
des Servotyps zum Öffnen
und Schließen
der Einströmöffnung 106 aus
der Spule 107d, dem elektromagnetischen Ventil 107i, der
Gegendruckkammer 107f, der Feder 107g und der
Drossel 107h, usw. aufgebaut werden. In diesem Zusammenhang
wird das elektromagnetische Ventil 107e durch die elektronische
Steuereinheit 40 gesteuert.If, on the other hand, the electromagnetic valve 107e closed, the pressure in the back pressure chamber 107 and the pressure in the high pressure chamber 104 equal to each other. Accordingly, the coil becomes 107d through one through the spring 107g generated force in the drawing moved down. Therefore, the inflow opening 106 getting closed. Accordingly, an electric opening and closing valve of the servo type for opening and closing the inflow port 106 out of the coil 107d , the electromagnetic valve 107i , the back pressure chamber 107f , the feather 107g and the throttle 107h , etc. are built. In this context, the electromagnetic valve 107e through the electronic control unit 40 controlled.
Der
Generator- und Motorabschnitt 200 ist ein bürstenloser
Gleichstrommotor mit einem Stator 210 und einem auf der
Innenumfangsseite des Stators 210 drehenden Rotor 220.
Der Stator 210 ist eine Statorwicklung, bei welcher eine
Wicklung um einen Eisenkern aus einem magnetischen Material wie
beispielsweise Stahl gewickelt ist. Dieser Stator 210 ist in
dem Innenumfangsabschnitt des Statorgehäuses 230 befestigt.The generator and motor section 200 is a brushless DC motor with a stator 210 and one on the inner peripheral side of the stator 210 rotating rotor 220 , The stator 210 is a stator winding in which a winding is wound around an iron core made of a magnetic material such as steel. This stator 210 is in the inner peripheral portion of the stator housing 230 attached.
Der
Rotor 220 ist ein Magnetrotor, in dem ein Permanentmagnet
eingebettet ist. Auf der Innenumfangsseite des Rotors 220 ist
eine nicht dargestellte Keilnut ausgebildet, sodass der Rotor 220 durch
diese Keilnut integral an der Welle 108 befestigt werden kann.The rotor 220 is a magnetic rotor in which a permanent magnet is embedded. On the inner peripheral side of the rotor 220 a not-shown keyway is formed, so that the rotor 220 integral with the shaft through this keyway 108 can be attached.
Der
Flüssigkeitspumpenabschnitt 300 hat den
gleichen Aufbau wie ein wohlbekannter Kompressormechanismus des
Spiraltyps. Insbesondere enthält
der Flüssigkeitspumpenabschnitt 300 eine
an dem Statorgehäuse 230 des
Generator- und Motorabschnitts 200 über das
Pumpengehäuse 301 befestigte
stationäre
Spirale (Gehäuse) 302;
eine bewegbare Spirale 303, die ein in einem Raum, der
zwischen dem Pumpengehäuse 301 und
der stationären Spirale 302 gebildet
ist, drehbares bewegbares Element ist; und eine Arbeitskammer V2,
usw..The liquid pump section 300 has the same construction as a well-known scroll-type compressor mechanism. In particular, the liquid pump section contains 300 one on the stator housing 230 of the generator and motor section 200 over the pump housing 301 fixed stationary spiral (housing) 302 ; a movable spiral 303 one in a room between the pump housing 301 and the stationary spiral 302 is formed, rotatable movable element is; and a working chamber V2, etc.
In
diesem Fall enthält
die stationäre
Spirale 302 einen plattenförmigen Basisplattenabschnitt 302a und
einen Spiralzahnabschnitt 302b, der von dem Basisplattenabschnitt 302a zur
Seite der bewegbaren Spirale 303 ragt. Andererseits enthält die bewegbare
Spirale 303 eine Spiralzahnabschnitt 303b, der
mit dem Zahnabschnitt 302b in Kontakt steht und in diesen
eingreift, und einen Basisplattenabschnitt 303a, in dem
der Zahnabschnitt 303b ausgebildet ist. Wenn die bewegbare
Spirale 303 gedreht wird, während beide Zahnabschnitte 302b, 303b miteinander
in Kontakt sind, wird die aus beiden Spiralen 302, 303 gebildete
Arbeitskammer V2 von der Seite der später beschriebenen Kältemittelansaugöffnung 309 zur
Seite der Kältemittelausgabeöffnung 308 bewegt.In this case contains the stationary spiral 302 a plate-shaped base plate portion 302a and a spiral tooth portion 302b that of the base plate section 302a to the side of the movable spiral 303 protrudes. On the other hand, contains the movable spiral 303 a spiral tooth section 303b that with the tooth section 302b is in contact and engages in this, and a base plate section 303a in which the tooth section 303b is trained. When the movable spiral 303 is rotated while both tooth sections 302b . 303b are in contact with each other, which is made up of two spirals 302 . 303 formed working chamber V2 from the side of the refrigerant suction port described later 309 to the side of the refrigerant discharge port 308 emotional.
In
diesem Zusammenhang beträgt
das Kompressionsverhältnis
des Spiralkompressionsmechanismus des Flüssigkeitspumpenabschnitts 300 1. Deshalb
wird, selbst wenn das Flüssigphasen-Kältemittel
in die Arbeitskammer V2 gesaugt wird, das Flüssigphasen-Kältemittel
nicht komprimiert. Demgemäß wird durch
eine Kompression des Flüssigphasen-Kältemittels
keine Fehlfunktion des Flüssigkeitspumpenabschnitts 300 bewirkt.In this connection, the compression ratio of the scroll compression mechanism of the liquid pump section is 300 1. Therefore, even when the liquid-phase refrigerant is drawn into the working chamber V2, the liquid-phase refrigerant is not compressed. Accordingly, compression of the liquid phase refrigerant does not malfunction the liquid pump portion 300 causes.
Die
Pumpenwelle 304 ist durch das Pumpengehäuse 301 über das
Lager 304b drehbar gehalten. Ein Endabschnitt der Pumpenwelle 304 in
der Längsrichtung
ist eine Kurbelwelle mit einem Exzenterabschnitt 304a,
der bezüglich
der Drehmittelachse exzentrisch ist. Die Pumpenwelle 304 ist über die
Einwegekupplung 305 auf der der Seite, auf welcher der Exzenterabschnitt 108a vorgesehen
ist, abgewandten Seite mit einem Endabschnitt der Welle 108,
welche ein den Kompressions- und Expansionsabschnitt 100 und
den Generator- und Motorabschnitt 200 bildendes Element
ist, verbunden.The pump shaft 304 is through the pump housing 301 over the camp 304b rotatably held. An end portion of the pump shaft 304 in the longitudinal direction is a crankshaft with an eccentric portion 304a which is eccentric with respect to the rotational center axis. The pump shaft 304 is about the one-way clutch 305 on the side on which the eccentric section 108a is provided, opposite side with an end portion of the shaft 108 which includes the compression and expansion section 100 and the generator and motor section 200 forming element is connected.
Die
Einwegekupplung 305 ist eine Kraftübertragungseinrichtung mit
einer Funktion zum Übertragen
einer Drehantriebskraft der Welle 108 auf die Pumpenwelle 304 nur
in dem Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus.
Die bewegbare Spirale 303 ist über das Lager 303c mit
dem Exzenterabschnitt 304a drehbar verbunden.The one-way clutch 305 is a power transmission device having a function of transmitting a rotational driving force of the shaft 108 on the pump shaft 304 only in the waste heat recovery mode of operation. The movable spiral 303 is about the camp 303c with the eccentric section 304a rotatably connected.
Durch
den Drehverhinderungsmechanismus 306, 307 wird
die bewegbare Spirale 303, während die Pumpenwelle 304 um
eine Umdrehung gedreht wird, um eine Umdrehung um den Exzenterabschnitt 304a gedreht.
Deshalb wird die bewegbare Spirale 303, wenn die Pumpenwelle 304 gedreht
wird, ohne Eigendrehung um die Drehmittelachse der Pumpenwelle 304 gedreht.
Ferner wird die Arbeitskammer V2 allmählich von der Außendurchmesserseite
zur Mittelseite verschoben. In diesem Zusammenhang ist in diesem
Ausführungsbeispiel
der Mechanismus des Stift-Ring-Typs
(Stift-Loch-Typs) als Drehverhinderungsmechanismus 306, 307 eingesetzt.Through the rotation prevention mechanism 306 . 307 becomes the movable spiral 303 , while the pump shaft 304 is rotated by one turn, one turn around the eccentric section 304a turned. That is why the movable spiral 303 when the pump shaft 304 is rotated without rotation about the rotational center axis of the pump shaft 304 turned. Further, the working chamber V2 is gradually shifted from the outer diameter side to the center side. In this connection, in this embodiment, the pin-ring-type mechanism (pin-hole type) is a rotation-preventing mechanism 306 . 307 used.
Die
Kältemittelausgabeöffnung 308 ist
eine Öffnung,
aus welcher das Flüssigphasen-Kältemittel ausgegeben
wird. Die Kältemittelausgabeöffnung 308 ist
an einer solchen Position angeordnet, dass die Kältemittelausgabeöffnung 308 mit
der Arbeitskammer V2 in Verbindung stehen kann, wenn die Arbeitskammer
V2 zur Mittelseite des Flüssigkeitspumpenabschnitts 200 bewegt
ist. Die Kältemittelansaugöffnung 309 ist
eine Öffnung,
von welcher das Flüssigphasen-Kältemittel
angesaugt wird. Die Kältemittelansaugöffnung 309 ist
an einer solchen Position angeordnet, dass die Kältemittelansaugöffnung 309 mit
der Arbeitskammer V2 in Verbindung stehen kann, wenn die Arbeitskammer
V2 zur Außendurchmesserseite
des Flüssigkeitspumpenabschnitts 200 bewegt
ist.The refrigerant discharge opening 308 is an opening from which the liquid-phase refrigerant is discharged. The refrigerant discharge opening 308 is disposed at such a position that the refrigerant discharge port 308 can be in communication with the working chamber V2, when the working chamber V2 to the center side of the liquid pump section 200 is moved. The refrigerant suction port 309 is an opening from which the liquid-phase refrigerant is sucked. The refrigerant suction port 309 is disposed at such a position that the refrigerant suction port 309 can be in communication with the working chamber V2, when the working chamber V2 to the outer diameter side of the liquid pump section 200 is moved.
In
diesem Zusammenhang ist der Flüssigkeitspumpenabschnitt-Gehäusetemperatursensor 46 an
dem Pumpengehäuse 301 angebracht,
und der Ausgabewert Twp des Flüssigkeitspumpenabschnitt-Gehäusetemperatursensors 46 wird
in die elektronische Steuereinheit 40 eingegeben.In this connection, the liquid pump portion housing temperature sensor is 46 on the pump housing 301 attached, and the output value Twp of the liquid pump portion housing temperature sensor 46 gets into the electronic control unit 40 entered.
Als
nächstes
wird nun die Funktionsweise der Dampfkompressions-Kältemaschine
mit einem Clausius-Rankine-Kreis dieses Ausführungsbeispiels beschrieben.When
next
Now the operation of the vapor compression chiller
with a Rankine cycle of this embodiment.
Im
Klimabetriebsmodus wird dem Generator- und Motorabschnitt 200 der
Umkehrdrehmaschine 10 elektrische Energie zugeführt, und
durch die elektronische Steuereinheit 40 wird das elektromagnetische
Ventil 107e geschlossen und das Dreiwegeventil 21 umgeschaltet,
wie durch die gestrichelte Linie in 10 dargestellt.In the air conditioning mode, the generator and motor section 200 the reversible lathe 10 supplied electrical energy, and by the electronic control unit 40 becomes the electromagnetic valve 107e closed and the three-way valve 21 switched as indicated by the dashed line in 10 shown.
Wenn
dem Generator- und Motorabschnitt 200 elektrische Energie
zugeführt
wird, werden der Rotor 220 und die Welle 108 integral
miteinander gedreht. Durch diese Drehung saugt die Umkehrdrehmaschine 10 das
Gasphasen-Kältemittel
von der Niederdrucköffnung 111 an,
komprimiert das Gasphasen-Kältemittel
in der Arbeitskammer V1 und gibt das Gasphasen-Kältemittel aus der Hochdrucköffnung 110 aus.If the generator and motor section 200 electrical energy is supplied to the rotor 220 and the wave 108 turned integrally with each other. Through this rotation, the reverse lathe sucks 10 the gas phase refrigerant from the low pressure port 111 , compresses the gas-phase refrigerant in the working chamber V1, and outputs the gas-phase refrigerant from the high-pressure port 110 out.
Wenn
das elektromagnetische Ventil 107c geschlossen wird, funktioniert
der Ventilmechanismusabschnitt 107 als Rückschlagventil,
der das Kältemittel
nur von der Seite der Umkehrdrehmaschine 10 zur Seite des
Dampfgenerators 30 strömen
lässt. Im
Klimabetriebsmodus überträgt die Einwegekupplung 305 nicht
die Drehantriebskraft von der Welle 108 auf die Pumpenwelle 304.
Deshalb wird der Flüssigkeitspumpenabschnitt 300 nicht
betrieben.When the electromagnetic valve 107c is closed, the valve mechanism section works 107 as a check valve, the refrigerant only from the side of the reversible lathe 10 to the side of the steam generator 30 to flow. In the air conditioning mode transmits the one-way clutch 305 not the rotational drive force from the shaft 108 on the pump shaft 304 , Therefore, the liquid pump section becomes 300 not operated.
Aufgrund
dessen kann im Klimabetriebsmodus der gleiche Kühlkreis wie im ersten Ausführungsbeispiel
aufgebaut sein. Ferner kühlt
das Gasphasen-Kältemittel
niedrigen Drucks, das von der Niederdrucköffnung 111 des Kompressions-
und Expansionsabschnitts 100 angesaugt wird, wenn es im
Verdampfapparat 14 verdampft wird und die Temperatur des
Gasphasen-Kältemittels
gesenkt wird, wenn das Gasphasen-Kältemittel den Innenraum 230a passiert,
den Flüssigkeitspumpenabschnitt 300 über die Kontaktfläche 230b des
Flüssigkeitspumpenabschnitts 300 des
Statorgehäuses 230.
Aufgrund dessen wird das Flüssigphasen-Kältemittel
in dem Flüssigkeitspumpenabschnitt 300 unterkühlt. Demgemäß kann,
wenn der Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
nach dem Klimabetriebsmodus ausgeführt wird, der Flüssigkeitspumpenabschnitt 300 das Flüssigphasen-Kältemittel
dem Dampfgenerator 30 positiv zuleiten.Due to this, in the air conditioning mode, the same refrigeration cycle as in the first embodiment can be constructed. Further, the low pressure gas phase refrigerant cools from the low pressure port 111 the compression and expansion section 100 is sucked when it is in the evaporator 14 is evaporated and the temperature of the gas-phase refrigerant is lowered, when the gas-phase refrigerant, the interior 230a happens, the liquid pump section 300 over the contact surface 230b the liquid pump section 300 of the stator housing 230 , Due to this, the liquid-phase refrigerant becomes in the liquid pumping section 300 supercooled. Accordingly, when the waste heat recovery operation mode is executed after the air conditioning operation mode, the liquid pumping section 300 the liquid phase refrigerant to the steam generator 30 pass positively.
Als
nächstes
wird im Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
das elektromagnetische Ventil 107e geöffnet und das Dreiwegeventil 21 wird
durch die elektronische Steuereinheit 40 umgeschaltet,
wie durch die durchgezogene Linie inNext, in the waste heat recovery operation mode, the electromagnetic valve becomes 107e opened and the three-way valve 21 is through the electronic control unit 40 switched as indicated by the solid line in
10 dargestellt.
In diesem Fall wird die Welle 108, obwohl die elektronische
Steuereinheit 40 den Flüssigkeitspumpenabschnitt 300 nicht
antreibt, gedreht, wenn das Kältemittel
in dem Kompressions- und Expansionsabschnitt 100 erweitert
wird. Demgemäß wird die
zu dieser Zeit erzeugte Drehantriebskraft über die Einwegekupplung 305 auf
die Pumpenwelle 304 übertragen.
Deshalb wird der Flüssigkeitspumpenabschnitt 300 betrieben. 10 shown. In this case, the wave becomes 108 although the electronic control unit 40 the liquid pump section 300 does not drive, rotated when the refrigerant in the compression and expansion section 100 is extended. Accordingly, the rotational driving force generated at this time becomes over the one-way clutch 305 on the pump shaft 304 transfer. Therefore, the liquid pump section becomes 300 operated.
Aufgrund
dessen kann im Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
der gleiche Clausius-Rankine-Kreis wie im ersten Ausführungsbeispiel gebildet
werden.by virtue of
this may be in the waste heat recovery mode
the same Clausius Rankine circle as formed in the first embodiment
become.
In
diesem Zusammenhang wird im Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
das Gasphasen-Kältemittel
niedrigen Drucks, das aus der Niederdrucköffnung 111 des Kompressions-
und Expansionsabschnitts 100 ausströmt, durch den Dampf generator 30 überhitzt.
So wird die Temperatur des Gasphasen-Kältemittels stark erhöht. Deshalb
können
die folgenden Probleme auftreten. Da das Gasphasen-Kältemittel hoher Temperatur
auch durch den Innenraum 230 strömt, kann der Flüssigkeitspumpenabschnitt 300 durch
das Gasphasen-Kältemittel
hoher Temperatur über
die Kontaktfläche 230b erhitzt
werden, und das Flüssigphasen-Kältemittel
in dem Flüssigkeitspumpenabschnitt 300 kann
erhitzt und verdampft werden.In this connection, in the waste heat recovery operation mode, the low-pressure gas-phase refrigerant coming out of the low-pressure opening becomes 111 the compression and expansion section 100 flows out, through the steam generator 30 overheated. Thus, the temperature of the gas-phase refrigerant is greatly increased. Therefore, the following problems may occur. Because the gas phase refrigerant high temperature also through the interior 230 flows, the liquid can pump section 300 by the gas-phase refrigerant of high temperature over the contact surface 230b are heated, and the liquid-phase refrigerant in the liquid pumping section 300 can be heated and evaporated.
Im
Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
wird jedoch der Flüssigkeitspumpenabschnitt 300 betrieben
und das Flüssigphasen-Kältemittel bleibt
nicht im Flüssigkeitspumpenabschnitt 300,
was von dem Klimabetriebsmodus verschieden ist, sondern strömt durch
das Innere des Flüssigkeitspumpenabschnitts 300.
Da das Flüssigphasen-Kältemittel
zum Dampfgenerator 30 geschickt wird, bevor es verdampft,
besteht deshalb keine Möglichkeit,
dass das Kältemittel
in der Flüssigkeitspumpe 300 verdampft.In the waste heat recovery operation mode, however, the liquid pump section becomes 300 operated and the liquid-phase refrigerant does not remain in the liquid pump section 300 , which is different from the air conditioning mode, but flows through the interior of the liquid pump section 300 , Since the liquid-phase refrigerant to the steam generator 30 is sent before it evaporates, therefore, there is no possibility that the refrigerant in the liquid pump 300 evaporated.
Als
nächstes
wird der durch die elektronische Steuereinheit 40 ausgeführte Steuervorgang
wie folgt beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel steuert die
elektronische Steuereinheit 40 in der gleichen Weise wie
im ersten Ausführungsbeispiel
den Klimabetriebsmodus und den Abwärmewiedergewinnungsmodus. In
diesem Ausführungsbeispiel
ist jedoch die Steuerung im Fall des Betriebs des Clausius-Rankine-Kreises (S4) von
jener des ersten Ausführungsbeispiels
verschieden.Next, by the electronic control unit 40 executed control process described as follows. In this embodiment, the electronic control unit controls 40 in the same manner as in the first embodiment, the air conditioning operation mode and the waste heat recovery mode. In this embodiment, however, in the case of the operation of the Rankine cycle (S4), the control is different from that of the first embodiment.
Insbesondere
wird die Steuerung wie folgt ausgeführt. Wie in 12 dargestellt,
werden in Schritt S416 die Außenlufttemperatur
Tam und die Flüssigkeitspumpenabschnitt-Gehäusetemperatur Twp
eingelesen. Bezüglich
des Betriebs des Klimabetriebsmodus zum Ausführen des Kältemittelkondensationsvorgang,
wie er in Schritt S502 gezeigt ist, wird der Betrieb fortgesetzt,
bis die folgende Beziehung erreicht ist: (Außenlufttemperatur Tam + α) ≥ (β × Flüssigkeitspumpenabschnitt-Gehäusetemperatur Twp).In particular, the control is carried out as follows. As in 12 11, the outside air temperature Tam and the liquid pump portion housing temperature Twp are read in at step S416. Regarding the operation of the air conditioning operation mode for performing the refrigerant condensing operation as shown in step S502, the operation is continued until the following relationship is reached: (outside air temperature Tam + α) ≥ (β × liquid pump portion casing temperature Twp).
In
diesem Fall ist es möglich,
die Kältemittelkondensationstemperatur
aus der Außenlufttemperatur
Tam zu fassen. Da die Flüssigkeitspumpenabschnitt-Gehäusetemperatur
Twp eine Korrelation mit der Kältemitteltemperatur
in dem Flüssigkeitspumpenabschnitt 300 besitzt,
ist es möglich,
die Kältemitteltemperatur
im Flüssig keitspumpenabschnitts 300 zu
greifen. Wenn die Kältemitteltemperatur
in dem Flüssigkeitspumpenabschnitt 300 niedriger
als die Kältemittelkondensationstemperatur
ist, kann ferner beurteilt werden, dass sich das Kältemittel
im Flüssigkeitspumpenabschnitt 300 im
unterkühlten
Zustand befindet.In this case, it is possible to take the refrigerant condensation temperature from the outside air temperature Tam. Since the liquid pump portion housing temperature Twp correlates with the refrigerant temperature in the liquid pumping section 300 has, it is possible, the refrigerant temperature in the liquid keitspumpenabschnitts 300 to grab. When the refrigerant temperature in the liquid pumping section 300 is lower than the refrigerant condensation temperature, it can further be judged that the refrigerant is in the liquid pumping section 300 in the supercooled state.
Deshalb
ist in diesem Ausführungsbeispiel die
Kältemittelkondensationstemperatur
auf (Außenlufttemperatur
Tam + α)
gesetzt, wobei in diesem Ausführungsbeispiel α = 15°C gilt, und
der Kältemittelkondensationsvorgang
wird ausgeführt,
bis (β × Flüssigkeitspumpenabschnitt-Gehäusetemperatur Twp)
auf einen Wert nicht höher
als (Außenlufttemperatur
Tam + α)
sinkt. In diesem Fall ist β ein
Multiplikator zur Steuerung. Wenn der Abwärmewiedergewinnungsmodus nach
Abschluss des Kältemittelkondensationsvorgangs
betrieben wird, kann deshalb, weil das Kältemittel in der Flüssigkeitspumpe
im unterkühlten
Zustand ist, der Flüssigkeitspumpenabschnitt 300 das
Flüssigphasen-Kältemittel
positiv zum Dampfgenerator 30 bewegen.Therefore, in this embodiment, the refrigerant condensation temperature is set to (outside air temperature Tam + α), where α = 15 ° C in this embodiment, and the refrigerant condensation process is carried out until (β × liquid pump portion casing temperature Twp) is not higher than (outside air temperature Tam + α) decreases. In this case, β is a multiplier for control. Therefore, when the waste heat recovery mode is operated after completion of the refrigerant condensation operation, because the refrigerant in the liquid pump is in the supercooled state, the liquid pump portion 300 the liquid phase refrigerant positive to the steam generator 30 move.
Natürlich kann
der Vorgang auch wie folgt ausgeführt werden. Selbst wenn die
Außenlufttemperatur
Tam nicht gemessen wird, wird die minimale Kältemittelkondensationstemperatur
(zum Beispiel 10°C)
im Voraus aus der minimalen Außenlufttemperatur
in der Umgebung, in welcher der Wärmekreis benutzt wird, bestimmt,
und der Kältemittelkondensationsvorgang
wird ausgeführt,
bis (β × Flüssigkeitspumpenabschnitt-Gehäusetemperatur
Twp) auf einen Wert nicht höher
als die minimale Kältemittelkondensationstemperatur
sinkt. Aufgrund dessen ist es möglich,
auf den Außenlufttemperatursensor 45 zu verzichten.
Demgemäß können die
Herstellungskosten des gesamten Wärmekreises reduziert werden.Of course, the process can also be performed as follows. Even if the outside air temperature Tam is not measured, the minimum refrigerant condensation temperature (for example, 10 ° C.) is determined in advance from the minimum outside air temperature in the environment in which the heat circuit is used, and the refrigerant condensation process is performed until (β × liquid pumping section Housing temperature Twp) to a value not higher than the minimum refrigerant condensation temperature decreases. Due to this, it is possible to affect the outside air temperature sensor 45 to renounce. Accordingly, the manufacturing cost of the entire heat circuit can be reduced.
In
diesem Zusammenhang können
auch in diesem Ausführungsbeispiel
die im ersten Ausführungsbeispiel
beschriebenen Funktionseffekte (1) bis (4) gezeigt werden.In
this connection can
also in this embodiment
in the first embodiment
described functional effects (1) to (4) are shown.
(Sechstes Ausführungsbeispiel)(Sixth Embodiment)
Die
obigen Erläuterungen
sind zum fünften Ausführungsbeispiel
gemacht, bei dem der Flüssigkeitspumpenabschnitt-Gehäusetemperatursensor 46 zum
Messen der Pumpengehäusetemperatur
des Flüssigkeitspumpenabschnitts 300 vorgesehen
ist. in diesem Ausführungsbeispiel
ist jedoch anstelle des Flüssigkeitspumpenabschnitt-Gehäusetemperatursensors 46,
wie in 13 dargestellt, der Verdampfapparat ausblastemperatursensor 47 vorgesehen, der
die Temperatur der Luft misst, die durch den Verdampfapparat 14 in
Wärmeaustausch
steht. Die anderen Punkte der Konstruktion sind gleich dem fünften Ausführungsbeispiel.The above explanations are made for the fifth embodiment in which the liquid pump portion housing temperature sensor 46 for measuring the pump housing temperature of the liquid pump section 300 is provided. however, in this embodiment, instead of the liquid pump portion housing temperature sensor 46 , as in 13 shown, the evaporator blow-out temperature sensor 47 provided that measures the temperature of the air passing through the evaporator 14 is in heat exchange. The other points of the construction are the same as the fifth embodiment.
Die
von dem Verdampfapparatausblastemperatursensor 47 ausgegebene
Verdampfapparatausblastemperatur Te ist eine Temperatur des Gasphasen-Kältemittels
niedrigen Drucks im Klimabetriebsmodus und eine Temperatur des in
die Umkehrdrehmaschine 10 gesaugten Gasphasen-Kältemittels
niedrigen Drucks. Das heißt,
die von dem Verdampfapparatausblastemperatursensor 47 ausgegebene
Verdampfapparatausblastemperatur Te ist die gleiche Temperatur wie
jene des Gasphasen-Kältemittels
zum Kühlen
des Flüssigkeitspumpenabschnitts 300.
Deshalb besitzt die von dem Verdampfapparatausblastemperatursensor 47 ausgegebene Verdampfapparatausblastemperatur
Te eine Korrelation zur Temperatur im Flüssigkeitspumpenabschnitt 300.
Demgemäß können, wie
in den in 14 gezeigten Schritten S417
und S503 dargestellt, unter Verwendung der Verdampfapparatausblastemperatur
Te anstelle der Flüssigkeitspumpenabschnitt-Gehäusetemperatur
Twp die gleichen Wirkungen wie beim fünften Ausführungsbeispiel erzielt werden.That of the evaporator exhaust temperature sensor 47 The output evaporator temperature Te is a temperature of the low-pressure gas-phase refrigerant in the air-conditioning mode and a temperature of the reverse-rotation machine 10 That is, that of the evaporator blow-off temperature sensor 47 output evaporator temperature Te is the same temperature as that of the gas phase refrigerant for cooling the liquid pump portion 300 , Therefore, the one of the evaporator blow-out temperature sensor has 47 output Evaporator blow-off temperature Te correlates to the temperature in the liquid pump section 300 , Accordingly, as shown in FIGS 14 As shown in steps S417 and S503, using the evaporator blow-out temperature Te instead of the liquid pump portion case temperature Twp, the same effects as those of the fifth embodiment can be obtained.
(Siebtes Ausführungsbeispiel)(Seventh Embodiment)
Im
ersten bis sechsten Ausführungsbeispiel wird
eine Umkehrdrehmaschine 10 verwendet, die als ein Kompressor
in einem Kühlkreis
funktioniert und auch als eine Expansionsmaschine in einem Clausius-Rankine-Kreis
funktioniert. In diesem Ausführungsbeispiel
wird jedoch, wie in 15 dargestellt, eine Umkehrdrehmaschine 10 nicht
verwendet, sondern ein ausschließlich für den Kühlkreis benutzter Kompressor 10b und
eine ausschließlich
für den Clausius-Rankine-Kreis
benutzte Expansionsmaschine 10c werden verwendet, um so
die Kältemaschine
des Dampfkompressionstyps aufzubauen.In the first to sixth embodiments, a reversing lathe 10 which functions as a compressor in a refrigeration cycle and also functions as an expansion engine in a Rankine cycle. In this embodiment, however, as in 15 shown, a reverse lathe 10 not used, but a compressor used exclusively for the cooling circuit 10b and an expansion machine used exclusively for the Rankine cycle 10c are used to build up the vapor compression type chiller.
Der
Kompressor 10b hat eine Funktion des Ansaugens, Komprimierens
und Ausgebens des Kältemittels.
Dieser Kompressor 10b wird durch den Motor 20 über die
motorseitige Riemenscheibe 49, den Riemen 50 und
die kompressorseitige Riemenscheibe 51 durch die elektromagnetische
Kupplung 48, welche durch die elektronische Steuereinheit 40 gesteuert
wird, angetrieben.The compressor 10b has a function of sucking, compressing and discharging the refrigerant. This compressor 10b is by the engine 20 via the motor-side pulley 49 , the belt 50 and the compressor-side pulley 51 through the electromagnetic clutch 48 , which by the electronic control unit 40 is driven, driven.
Der
Aufbau der Expansionsmaschine 10c ist gleich jenem der
Umkehrdrehmaschine 10 des fünften Ausführungsbeispiels. In der Expansionsmaschine 10c sind
der Expansionsabschnitt 100, der Generatorabschnitt 200 und
der Flüssigkeitspumpenabschnitt 300 miteinander
in einem Körper
integriert. Es gibt jedoch keine Möglichkeit, dass die Expansionsmaschine
als Kompressor funktioniert. Deshalb sind die Welle 108 und
die Pumpenwelle 30 miteinander in einem Körper verbunden,
ohne eine Einwegekupplung oder andere Vorrichtungen zu benutzen.The construction of the expansion machine 10c is equal to that of the reversible lathe 10 of the fifth embodiment. In the expansion machine 10c are the expansion section 100 , the generator section 200 and the liquid pump section 300 integrated with each other in one body. However, there is no possibility that the expansion machine works as a compressor. That's why the wave 108 and the pump shaft 30 connected together in a body without using a one-way clutch or other devices.
Wenn
eine Antriebskraft durch die elektronische Steuereinheit 40 auf
den Kompressor übertragen
wird, wird das Kältemittel
in der Reihenfolge des Kompressors 10b → des Kühlers 11 → der Gas/Flüssigkeits-Trennvorrichtung 12 → des Dekompressors 13 → des Verdampfapparats 14 → des Kompressors 10b zirkuliert.
Aufgrund dessen kann der gleiche Kühlkreis wie im ersten Ausführungsbeispiel
aufgebaut werden.When a driving force through the electronic control unit 40 is transferred to the compressor, the refrigerant is in the order of the compressor 10b → of the radiator 11 → the gas / liquid separator 12 → of the decompressor 13 → of the evaporator 14 → of the compressor 10b circulated. Due to this, the same cooling circuit as in the first embodiment can be constructed.
Wenn
die elektronische Steuereinheit 40 das Dreiwegeventil 21 umschaltet,
sodass das Motorkühlmittel
durch den Dampfgenerator 30 strömen kann, expandiert das Kältemittel,
welches durch den Dampfgenerator 30 überhitzt worden ist, in dem
Expansionsabschnitt 100, sodass der Generatorabschnitt 200 und
der Flüssigkeitspumpenabschnitt 300 betrieben
werden. Durch den Generatorabschnitt 200 erzeugte elektrische
Energie wird über
die elektronische Steuereinheit 40 in der Batterie gespeichert.
Der Flüssigkeitspumpenabschnitt 300 bewegt ferner
das Flüssigphasen-Kältemittel
zum Dampfgenerator 30.If the electronic control unit 40 the three-way valve 21 switches so that the engine coolant through the steam generator 30 can flow, the refrigerant, which flows through the steam generator 30 has been overheated in the expansion section 100 so that the generator section 200 and the liquid pump section 300 operate. Through the generator section 200 generated electrical energy is via the electronic control unit 40 stored in the battery. The liquid pump section 300 further moves the liquid-phase refrigerant to the steam generator 30 ,
Das
aus dem Expansionsabschnitt 100 ausströmende Gasphasen-Kältemittel
wird in der Reihenfolge der Expansionsmaschine 10c → des Kühlers 11 → der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 12 → des Flüssigkeitspumpenabschnitts 300 → des Dampfgenerators 30 → der Expansionsmaschine 10c zirkuliert.
Aufgrund dessen kann der gleiche Clausius-Rankine-Kreis wie im ersten
Ausführungsbeispiel aufgebaut
werden.That from the expansion section 100 effluent gas phase refrigerant is in the order of the expansion machine 10c → of the radiator 11 → the gas / liquid separator 12 → of the liquid pump section 300 → of the steam generator 30 → the expansion machine 10c circulated. Due to this, the same Rankine cycle can be constructed as in the first embodiment.
In
diesem Fall sind die Hochdruck-Kältemittelausgabeöffnung des
Kompressors 10b und die Niederdruck-Ausströmöffnung der
Expansionsmaschine 10c miteinander an dem Rohrzusammenflussabschnitt
X verbunden. Da jedoch der Kompressor 10b ein Ausgabeventil
besitzt, strömt
das aus der Expansionsmaschine 10c ausströmende Kältemittel niedrigen
Drucks nicht von der Hochdruck-Kältemittelausgabeöffnung des
Kompressors 10b zurück
in den Kompressor 10b. Ferner strömt das von dem Kompressor 10b ausgegebene
Hochdruck-Kältemittel
nicht von der Niederdruck-Kältemittelausströmöffnung der
Expansionsmaschine 10c zurück in die Expansionsmaschine 10c,
weil das Rückschlagventil 33b vorgesehen
ist.In this case, the high-pressure refrigerant discharge port of the compressor 10b and the low pressure discharge port of the expansion machine 10c connected to each other at the pipe confluence portion X. However, because the compressor 10b has a dispensing valve flows out of the expansion machine 10c low pressure refrigerant does not leak from the high pressure refrigerant discharge port of the compressor 10b back to the compressor 10b , Furthermore, this flows from the compressor 10b high-pressure refrigerant discharged from the low-pressure refrigerant outflow port of the expansion machine 10c back to the expansion machine 10c because the check valve 33b is provided.
Der
stromaufwärtige
Kältemitteldrucksensor 42,
der stromabwärtige
Kältemitteldrucksensor 43 und
der Wassertemperatursensor 44 messen die gleichen physikalischen
Werte wie im ersten Ausführungsbeispiel,
und die Messwerte werden der elektronische Steuereinheit 40 eingegeben.The upstream refrigerant pressure sensor 42 , the downstream refrigerant pressure sensor 43 and the water temperature sensor 44 measure the same physical values as in the first embodiment, and the measured values become the electronic control unit 40 entered.
Demgemäß ist es
gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
möglich,
eine Steuerung in der gleichen Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel
auszuführen.
Ferner ist es möglich,
eine Steuerung auszuführen,
wobei der Kühlkreis
und der Clausius-Rankine-Kreis
unabhängig
voneinander sind. Das heißt, wenn
der Kältemittelkondensationsvorgang
durch den Kühlkreis
ausgeführt
wird, bevor der Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
durch einen Clausius-Rankine-Kreis betrieben wird, können die
gleichen Effekte wie im ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen werden.
Wenn der Kühlkreis
gleichzeitig betrieben wird, wenn ein Clausius-Rankine-Kreis betrieben wird,
kann durch den Kühlkreis
in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 12 eine
ausreichend große Menge
des Flüssigphasen-Kältemittels
gespeichert werden. Deshalb gelangen keine Blasen des Gasphasen-Kältemittels
in den Flüssigkeitspumpenabschnitt 300.
Demgemäß kann das
Flüssigphasen-Kältemittel
positiv zum Dampfgenerator 30 geschickt werden.Accordingly, according to this embodiment, it is possible to carry out control in the same manner as in the first embodiment. Further, it is possible to carry out a control in which the refrigerating cycle and the Rankine cycle are independent of each other. That is, when the refrigerant condensation process is performed by the refrigeration cycle before the waste heat recovery operation mode is operated by a Rankine cycle, the same effects as in the first embodiment can be provided. When the refrigeration cycle is operated simultaneously when a Rankine cycle is being run, the refrigeration cycle in the gas / liquid separator may be used 12 a sufficiently large amount of the liquid-phase refrigerant can be stored. Therefore, bubbles of the gas-phase refrigerant do not leak into the liquid pump cut 300 , Accordingly, the liquid-phase refrigerant can be positive to the steam generator 30 sent.
(Weiteres Ausführungsbeispiel)(Further embodiment)
Die
mit dem Clausius-Rankine-Kreis versehene Dampfkompressions-Kältemaschine,
auf welche die vorliegende Erfindung angewendet werden kann, ist
nicht auf den in den obigen Ausführungsbeispielen
beschriebenen speziellen Aufbau beschränkt. Die Dampfkompressions-Kältemaschine kann
auch den in 16 gezeigten Aufbau haben, bei
dem der Verdampfapparat als Kondensator in einem Clausius-Rankine-Kreis verwendet wird
und das Flüssigphasen-Kältemittel
in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 52 stromab
des Verdampfapparats 14 dem Dampfgenerator 30 durch
die Flüssigkeitspumpe 32 zugeleitet
wird. Alternativ kann, wie in 17 dargestellt,
der Kondensator 53 in einem Clausius-Rankine-Kreis separat
von dem Kühler 11 und
dem Verdampfapparat 14, die in dem Kühlkreis angeordnet sind, angeordnet
sein.The Clausius-Rankine cycle type vapor compression refrigerating machine to which the present invention can be applied is not limited to the specific structure described in the above embodiments. The vapor compression refrigeration machine can also be used in 16 in which the evaporator is used as a condenser in a Rankine cycle and the liquid-phase refrigerant in the gas-liquid separator 52 downstream of the evaporator 14 the steam generator 30 through the liquid pump 32 is forwarded. Alternatively, as in 17 shown, the capacitor 53 in a Rankine cycle separate from the radiator 11 and the evaporator 14 , which are arranged in the cooling circuit, be arranged.
In
der im dritten bis siebten Ausführungsbeispiel
ausgeführten
Steuerung wird der Kältemitteldrucksensor 42, 43 des
ersten Ausführungsbeispiels benutzt.
Natürlich
kann der gleiche Effekt auch vorgesehen werden, wenn die gemäß dem Stromverbrauch
der Flüssigkeitspumpe
des zweiten Ausführungsbeispiels
ausgeführte
Steuerung angewendet werden kann. Die Steuerung des dritten Ausführungsbeispiels
kann auf das vierte bis siebte Ausführungsbeispiel angewendet werden.In the control executed in the third to seventh embodiments, the refrigerant pressure sensor becomes 42 . 43 of the first embodiment. Of course, the same effect can also be provided if the control performed according to the power consumption of the liquid pump of the second embodiment can be applied. The control of the third embodiment can be applied to the fourth to seventh embodiments.
Die
Wärmeübertragungsrippentemperatur des
Verdampfapparats 14 oder der Druck der Niederdrucköffnung 111 des
Kompressors können
als physikalische Werte mit einer Korrelation zur Kältemitteltemperatur
in der Flüssigkeitspumpe 32 und
dem Flüssigkeitspumpenabschnitt 300,
die in dem fünften oder
dem sechsten Ausführungsbeispiel
verwendet werden, benutzt werden.The heat transfer rib temperature of the evaporator 14 or the pressure of the low-pressure opening 111 of the compressor can be considered physical values with a correlation to the refrigerant temperature in the liquid pump 32 and the liquid pumping section 300 used in the fifth or sixth embodiment.
In
den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
wird die wiedergewonnene Energie in einer Kapazität gespeichert.
Die wiedergewonnene Energie kann jedoch auch als mechanische Energie,
wie beispielsweise als eine durch ein Schwungrad gespeicherte kinetische
Energie oder als eine durch eine Feder gespeicherte elastische Energie
gespeichert werden.In
the embodiments described above
The recovered energy is stored in a capacity.
However, the recovered energy can also be considered as mechanical energy,
such as a kinetic stored by a flywheel
Energy or as a stored by a spring elastic energy
get saved.
In
den obigen Ausführungsbeispielen
wird die Umkehrdrehmaschine 10 verwendet, d.h. die Fluidmaschine
des Drehschiebertyps und des Spiraltyps werden als Kompressor und
als Expansionsmaschine verwendet. Es ist jedoch zu beachten, dass
die vorliegende Erfindung nicht auf das obige spezielle Ausführungsbeispiel
beschränkt
ist.In the above embodiments, the reversing lathe becomes 10 used, that is, the rotary shifter type and spiral type fluid machine are used as a compressor and as an expansion machine. It should be noted, however, that the present invention is not limited to the above specific embodiment.
In
den obigen Ausführungsbeispielen
ist eine bestimmte Hysterese vorgesehen, wenn der Abwärmewiedergewinnungsbetriebsmodus
gesteuert wird. Es ist jedoch zu beachten, dass die vorliegende
Erfindung nicht auf die obigen speziellen Ausführungsbeispiele beschränkt ist.In
the above embodiments
a certain hysteresis is provided when the waste heat recovery mode
is controlled. However, it should be noted that the present
Invention is not limited to the above specific embodiments.
Es
ist zu beachten, dass die Anwendung der vorliegenden Erfindung nicht
auf ein Fahrzeug beschränkt
ist.It
It should be noted that the application of the present invention is not
limited to one vehicle
is.
Der
Wärmeerzeugungskörper ist
nicht auf einen Verbrennungsmotor beschränkt, d.h. der Wärmeerzeugungskörper kann
verschieden geändert werden,
zum Beispiel kann der Wärmeerzeugungskörper eine
Brennstoffzelle (FC) sein.Of the
Heat generating body is
not limited to an internal combustion engine, i. the heat generating body can
be changed differently
For example, the heat generating body may have a
Be fuel cell (FC).
Ein Öffnungs-
und Schließventil
(zum Beispiel ein elektromagnetisches Ventil zum Öffnen und Schließen, wenn
es erregt wird) und ein Kapillarrohr können als eine Kältemittelsperreinrichtung
angeordnet sein.An opening
and closing valve
(For example, an electromagnetic valve for opening and closing, when
it is energized) and a capillary tube can act as a refrigerant barrier device
be arranged.
Aufgrund
dessen ist, da das elektromagnetische Ventil den Kältemittelkanal
positiv sperrt, die Art der Dekompressionseinrichtung nicht auf
das Expansionsventil des Temperaturtyps beschränkt, sondern es kann ein kostengünstiges
Kapillarrohr verwendet werden. Ferner ist es möglich, einen Speicherkreis zu
bilden, in dem ein Speicher auf der stromabwärtigen Seite des Kältemittelstroms
des Verdampfapparats 14 zur Zeit des Klimabetriebsmodus
anstelle der auf der stromabwärtigen
Seite des Kältemittelstroms des
Kühlers 11 zur
Zeit des Klimabetriebsmodus angeordneten Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung (Auffanggefäß) angeordnet
ist, die obigen Funktionseffekte zeigen zu lassen.Due to this, since the electromagnetic valve positively blocks the refrigerant passage, the type of the decompression device is not limited to the temperature-type expansion valve, but an inexpensive capillary tube may be used. Further, it is possible to form a storage circuit in which a memory on the downstream side of the refrigerant flow of the evaporator 14 at the time of the air conditioning operation mode, instead of the downstream side of the refrigerant flow of the radiator 11 disposed at the time of the air-conditioning operation mode gas / liquid separation device (collecting vessel) is arranged to show the above functional effects.
Im
obigen Ausführungsbeispiel
ist der Heizer in Reihe zwischen dem Kühler und dem mit einer Expansionsmaschine
integrierten Kompressor angeordnet. Es ist jedoch möglich, den
Clausius-Rankine-Kreis zu betreiben, selbst wenn der Heizer parallel zwischen
dem Kühler
und dem mit einer Expansionsmaschine integrierten Kompressor angeordnet
ist.in the
above embodiment
the heater is in series between the radiator and the one with an expansion engine
integrated compressor arranged. It is possible, however, the
Clausius Rankine circle to operate, even if the heater is in parallel between
the radiator
and the compressor integrated with an expansion machine
is.
Die
von verschiedenen Vorrichtung an einem Fahrzeug erzeugte Abwärme, zum
Beispiel die von einer Turbine erzeugte Saugwärme, die von einem Wechselrichter
erzeugte Wärme
und die von Zusatzgeräten
erzeugte Abwärme,
kann als Wärmequelle zum
Heizen des Kältemittels
verwendet werden. Nur eine Wärmequelle
kann benutzt werden, um das Kältemittel
zu heizen. Alternativ können
mehrere Wärmequellen
benutzt werden, um das Kältemittel
zu heizen.The
waste heat generated by various devices on a vehicle, for
For example, the suction heat generated by a turbine from an inverter
generated heat
and the accessories
generated waste heat,
Can be used as a heat source
Heating the refrigerant
be used. Only a heat source
Can be used to cool the refrigerant
to heat. Alternatively you can
several heat sources
be used to the refrigerant
to heat.
Die
Anwendung der vorliegenden Erfindung ist nicht auf eine Klimaanlage
für einen
Fahrzeuggebrauch beschränkt.
Es ist möglich,
die vorliegende Erfindung auf einen stationären Kühlkreis (Kältemaschine) anzuwenden.The application of the present invention is not limited to an air conditioner for vehicle use. It is possible the present Invention apply to a stationary cooling circuit (chiller).
Im
obigen Ausführungsbeispiel
ist das Expansionsventil des Temperaturtyps beispielhaft gezeigt,
in dem eine Strömungsrate
des Kältemittels entsprechend
der Temperatur eines Temperaturerfassungszylinders und der Temperatur
am Auslass des Verdampfapparats eingestellt wird. Das Expansionsventil
des Temperaturtyps ist jedoch nicht auf den obigen Typ beschränkt. Zum
Beispiel ist es möglich, ein
elektronisches Expansionsventil mit einem Strömungsrateneinstellabschnitt
zu verwenden, in dem ein Thermistor für den Temperaturerfassungsabschnitt
verwendet wird und der Öffnungsgrad
eines Kältemittelkanals
durch ein Stellglied entsprechend der erfassten Temperatur eingestellt
wird.in the
above embodiment
the expansion valve of the temperature type is shown by way of example,
in that a flow rate
of the refrigerant accordingly
the temperature of a temperature sensing cylinder and the temperature
is set at the outlet of the evaporator. The expansion valve
however, the temperature type is not limited to the above type. To the
Example, it is possible to enter
electronic expansion valve with a flow rate adjustment section
in which a thermistor for the temperature detecting section
is used and the opening degree
a refrigerant channel
adjusted by an actuator according to the detected temperature
becomes.
Sofern
es mit dem Konzept der Erfindung, wie es im Schutzumfang des Patents
beschrieben ist, übereinstimmt,
kann ein beliebiges Ausführungsbeispiel
in der vorliegenden Erfindung enthalten sein. Es ist zu beachten,
dass die vorliegende Erfindung nicht auf die obigen speziellen Ausführungsbeispiele
beschränkt
ist.Provided
it with the concept of the invention, as it is within the scope of the patent
described, agrees
can be any embodiment
be included in the present invention. It should be noted
that the present invention is not limited to the above specific embodiments
limited
is.