DE102012011278A1 - Ejector for refrigerant circuit of heat pump, has drive flow nozzle, which has opening in wall, where hole closer is arranged on wall, and opening is opened in position of hole closer - Google Patents

Ejector for refrigerant circuit of heat pump, has drive flow nozzle, which has opening in wall, where hole closer is arranged on wall, and opening is opened in position of hole closer Download PDF

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Wilhelm Tegethoff
Nicholas Lemke
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Stiebel Eltron GmbH and Co KG
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Abstract

The ejector (200) has a drive flow inlet (250), a drive flow nozzle (251), a mixing chamber (270), a suction flow inlet (240) and an ejector outlet (260). The drive flow nozzle has an opening in a wall, where a hole closer is arranged on the wall. The opening is opened in a position of the hole closer. The rotation range of the hole closer has another position, in which the hole closer partially covers the opening. The hole closer and the wall are connected with an axis, where the axis is arranged centrically to the drive flow nozzle. An independent claim is included for a method for operating a refrigerant circuit.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ejektor für einen Kältemittelkreislauf mit einem Treibstromeintritt, einer Treibstromdüse, einer Mischkammer, einem Saugstromeintritt und einem Ejektoraustritt. Sie betrifft weiterhin einen Kältemittelkreislauf, in dem wenigstens ein Verdichter, ein Gaskühler, ein Verdampfer und ein im Kältemittekreislauf angeordneter Ejektor vorgesehen ist, und eine Wärmepumpe mit einem in einem Kältemittelkreislauf enthaltenen Ejektor.The invention relates to an ejector for a refrigerant circuit with a Treibstromeintritt, a Treibstromdüse, a mixing chamber, a Saugstromeintritt and Ejektoraustritt. It furthermore relates to a refrigerant circuit in which at least one compressor, a gas cooler, an evaporator and an ejector arranged in the coolant circuit are provided, and a heat pump with an ejector contained in a refrigerant circuit.

Aus US 2003/0145613 A1 ist ein Ejektor zur Dekompression eines Kältemittels bekannt, welches in einem Kältemittelkreislauf umläuft. Im Ejektor ist ein Nadelventil angeordnet, mit dem die Dekompression kontrolliert wird. Eine Nadel wird in eine konische Öffnung eingeschoben, je nachdem wie viel Kältemittel durch die Düse strömen soll.Out US 2003/0145613 A1 an ejector for decompressing a refrigerant is known, which circulates in a refrigerant circuit. In the ejector, a needle valve is arranged, with which the decompression is controlled. A needle is inserted into a conical opening, depending on how much refrigerant should flow through the nozzle.

Aus US 2005/0178150 A1 ist ein Ejektorpumpenkreis bekannt, der eine Ejektorpumpe enthält. Die Ejektorpumpe dient als eine Druckminderungseinrichtung zur Druckminderung eines Fluids und auch als eine Impulsförderpumpe zum Fördern des Fluids durch eine Mitreißwirkung eines ausgegebenen Hochgeschwindigkeits-Arbeitsfluids. Ein solcher Ejektorpumpenkreis ist effektiv z. B. auf einen Kühlkreis eines Fahrzeug-Klima- und Kühlsystems anwendbar, das einen Fahrgastzellen-Kühlklimabetrieb und einen Kühlapparat-Kühlbetrieb unter Verwendung mehrerer Verdampfapparate durchführt.Out US 2005/0178150 A1 For example, an ejector cycle is known which includes an ejector. The ejector serves as a pressure reducing means for depressurizing a fluid, and also as a pulse feed pump for conveying the fluid by a entrainment action of an output high-speed working fluid. Such Ejektorpumpenkreis is effective z. B. Applicable to a refrigeration cycle of a vehicle air conditioning and cooling system, which performs a passenger compartment cooling climate operation and a refrigerator cooling operation using a plurality of evaporators.

US 2006/0266072 zeigt eine Ejektorpumpenkreis-Vorrichtung mit einem Kompressor, der ein Kältemittel ansaugt und komprimiert, und einen Kühler, der Wärme des von dem Kompressor ausgegebenen Hochdruckkältemittels abstrahlt. Eine Ejektorpumpe mit einem Düsenabschnitt, der eine Druckenergie des Hochdruckkältemittels auf einer stromabwärtigen Seite des Kühlers in eine Geschwindigkeitsenergie umwandelt, um das Kältemittel zu dekomprimieren und auszudehnen, ist vorgesehen. Eine Ansaugöffnung ist zum Ansaugen des Kältemittels durch einen Strahlstrom aus dem Düsenabschnitt enthalten. Ein Zweigkanal zweigt von einem Kältemittelkanal zwischen dem Kühler und dem Düsenabschnitt der Ejektorpumpe ab und ist mit der Ansaugöffnung der Ejektorpumpe verbunden. Eine Drosseleinheit ist in dem Zweigkanal angeordnet, und das Kältemittel wird dekomprimiert. Ein Verdampfapparat ist kältemittelstromabwärts der Drosseleinheit in dem Zweigkanal angeordnet, wo das Kältemittel verdampft. Demgemäß ist es möglich, selbst wenn die Ejektorpumpen-Ansaugleistung bei einer niedrigen Außenlufttemperatur verringert ist, Kältemittel in den Verdampfapparat einzuleiten und eine Kühlleistung des Verdampfapparats beizubehalten. US 2006/0266072 shows an ejector cycle device having a compressor that sucks and compresses a refrigerant, and a radiator that radiates heat of the high-pressure refrigerant discharged from the compressor. An ejector pump having a nozzle portion that converts a pressure energy of the high-pressure refrigerant on a downstream side of the radiator into a velocity energy to decompress and expand the refrigerant is provided. A suction port is included for sucking the refrigerant by a jet stream from the nozzle portion. A branch passage branches from a refrigerant passage between the radiator and the nozzle portion of the ejector, and is connected to the suction port of the ejector. A throttle unit is disposed in the branch passage, and the refrigerant is decompressed. An evaporator is disposed downstream of the throttling unit in the branch passage where the refrigerant evaporates. Accordingly, even if the ejector suction power is reduced at a low outside air temperature, it is possible to introduce refrigerant into the evaporator and maintain a cooling performance of the evaporator.

Diese Ejektorpumpenkreis-Vorrichtung enthält eine Ejektorpumpe für einen Kühlkreis. Es ist ein Düsenabschnitt vorgesehen, der den Druck eines Kältemittels reduziert, um dadurch das Kältemittel auszudehnen. In einem Ansaugabschnitt wird das Kältemittel durch das von dem Düsenabschnitt ausgestoßene Hochgeschwindigkeitskältemittel angesaugt und in einem Diffusorabschnitt mit dem aus dem Ansaugabschnitt angesaugten Kältemittel gemischt. Ein erster Verbindungsabschnitt steht mit einer stromaufwärtigen Seite des Düsenabschnitts in Verbindung, ein zweiter Verbindungsabschnitt steht mit einer stromabwärtigen Seite des Diffusorabschnitts in Verbindung, ein dritter Verbindungsabschnitt steht mit dem Ansaugabschnitt in Verbindung und ein vierter Verbindungsabschnitt steht mit einer stromaufwärtigen Seite des Düsenabschnitts in Verbindung.This ejector cycle device includes an ejector for a refrigeration cycle. There is provided a nozzle portion that reduces the pressure of a refrigerant to thereby expand the refrigerant. In a suction section, the refrigerant is sucked by the high-speed refrigerant discharged from the nozzle section and mixed in a diffuser section with the refrigerant sucked from the suction section. A first connection portion communicates with an upstream side of the nozzle portion, a second connection portion communicates with a downstream side of the diffuser portion, a third connection portion communicates with the suction portion, and a fourth connection portion communicates with an upstream side of the nozzle portion.

Ein Steuermechanismus kann eine Öffnung des Düsenabschnitts steuern. Alternativ kann der Steuermechanismus so angeordnet werden, dass er eine Öffnung eines durch den vierten Verbindungsabschnitt reichenden Kältemittelkanals steuert. Ferner kann der bekannte Steuermechanismus mit einer in einem Kältemittelkanal des Düsenabschnitts angeordneten Nadel versehen sein, und ein Ende des durch den vierten Verbindungsabschnitt reichenden Kältemittelkanals kann auf einer Seitenfläche der Nadel in der dem Kältemittelkanal des Düsenabschnitts abgewandten Seite offen sein. Alternativ kann eine Drosseleinrichtung vorgesehen werden, um einen durch den vierten Verbindungsabschnitt strömenden Kältemittelstrom zu drosseln, z. B. kann die Drosseleinrichtung zwischen dem vierten Verbindungsabschnitt und dem ersten Verbindungsabschnitt angeordnet werden, oder sie kann in einem mit dem vierten Verbindungsabschnitt verbundenen Kältemittelkanal angeordnet werden.A control mechanism may control an opening of the nozzle portion. Alternatively, the control mechanism may be arranged to control an opening of a refrigerant passage passing through the fourth connection portion. Further, the known control mechanism may be provided with a needle disposed in a refrigerant passage of the nozzle portion, and an end of the refrigerant passage extending through the fourth connecting portion may be open on a side surface of the needle in the side facing away from the refrigerant passage of the nozzle portion. Alternatively, a throttle device may be provided to throttle a refrigerant flow passing through the fourth connection portion, e.g. For example, the throttle device may be disposed between the fourth connection portion and the first connection portion, or may be disposed in a refrigerant passage connected to the fourth connection portion.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Ejektor so zu verbessern, dass eine einfache, sichere und kostengünstige Steuerung des Ejektors erreicht wird. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, einen Kältemittelkreislauf vorzuschlagen, in dem der Ejektor eingebunden ist und in dem ein effizienter Betrieb des Kältemittelkreislaufs ermöglicht ist.The object of the invention is to improve an ejector so that a simple, safe and cost-effective control of the ejector is achieved. It is another object of the invention to provide a refrigerant circuit in which the ejector is integrated and in which an efficient operation of the refrigerant circuit is made possible.

Gelöst ist die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1.The problem is solved by the features of claim 1.

Bei einem Ejektor für einen Kältemittelkreislauf mit einem Treibstromeintritt, einer Treibstromdüse, einer Mischkammer, einem Saugstromeintritt und einem Ejektoraustrittweist die Treibstromdüse wenigstens eine erste Öffnung in einer Wand auf. An der Wand ist ein Lochverschließer angeordnet, der zur Wand einen Drehbereich aufweist. Die erste Öffnung ist in einer ersten Position des Lochverschließers offen. Der Drehbereich weist eine zweite Position auf, in der der Lochverschließer die erste Öffnung wenigstens teilweise abdeckt. Vorteilhaft verschließt der Lochverschließer die erste Öffnung in der zweiten Position.In an ejector for a refrigerant cycle having a motive flow inlet, a motive flow nozzle, a mixing chamber, a suction flow inlet and an ejector outlet, the motive flow nozzle has at least a first opening in a wall. On the wall a hole sealer is arranged, which has a rotation area to the wall. The first opening is open in a first position of the hole sealer. The rotation area has a second one Position on, in which the hole closer at least partially covers the first opening. Advantageously, the hole sealer closes the first opening in the second position.

Mit dieser Vorrichtung wird insbesondere die Durchströmung der Treibstromdüse mit Kältemittel im Betrieb eines Kältemittelkreislaufs, insbesondere einer Wärmepumpe, eingestellt. Dazu sind verschiedene Positionen vorgesehen, in die der Lochverschließer gebracht werden kann. Soweit alle Öffnungen offen sind, kann der größte Massenstrom durch die Treibstromdüse strömen. Soll der Massenstrom von Kältemittel reduziert werden, dann werden die Öffnungen vorteilhaft verschlossen, je nach vorgegebenem Massenstrom eine, vorteilhaft zwei oder mehrere Öffnungen. Vorteilhaft ist es aber auch, zumindest eine Öffnung offen zu halten, um einen Mindestmassenstrom zumindest im Betrieb des Kältemittelkreislaufs aufrecht zu erhalten.With this device, in particular the flow through the Treibstromdüse with refrigerant in the operation of a refrigerant circuit, in particular a heat pump is set. For this purpose, various positions are provided, in which the Lochverschließer can be brought. As far as all openings are open, the largest mass flow can flow through the Treibstromdüse. If the mass flow of refrigerant is to be reduced, then the openings are advantageously closed, depending on the predetermined mass flow one, advantageously two or more openings. However, it is also advantageous to keep at least one opening open in order to maintain a minimum mass flow at least during operation of the refrigerant circuit.

Bei einer vorteilhaften Anzahl von 1 + n Öffnungen in der Wand werden je nach einem gewünschten reduzierten Massenstrom eine Anzahl × Öffnungen geschlossen. Im Falle, dass der maximale Massenstrom gewünscht ist, sind alle 1 + n Öffnungen offen. Insbesondere sind zwei oder mehr Öffnungen in einem stärker reduzierten Sollmassenstrom geschlossen.With an advantageous number of 1 + n openings in the wall, a number × openings are closed depending on a desired reduced mass flow. In case the maximum mass flow is desired, all 1 + n openings are open. In particular, two or more openings are closed in a more reduced desired mass flow.

Vorteilhaft weist die Wand eine Anzahl 1 + n Öffnungen, insbesondere wenigstens eine weitere vierte Öffnung auf. Die erste Öffnung ist in der zweiten Position des Lochverschließers geschlossen, und die vierte Öffnung ist in der zweiten Position des Lochverschließers vorzugsweise offen.Advantageously, the wall has a number of 1 + n openings, in particular at least one further fourth opening. The first opening is closed in the second position of the hole sealer, and the fourth opening is preferably open in the second position of the hole sealer.

Gemäß einem Gedanken der Erfindung weist die Wand zumindest drei Öffnungen, insbesondere eine weitere zweite Öffnung auf. Im Drehbereich liegt eine dritte Position. Der Lochverschließer verschließt in der dritten Position die erste und die vierte Öffnung, und die zweite Öffnung bleibt vorzugsweise offen, womit in der dritten Position vorzugsweise zwei von wenigstens drei Öffnungen verschlossen sind. Weitere Öffnungen können vorteilhaft in der Wand vorgesehen sein.According to one aspect of the invention, the wall has at least three openings, in particular a further second opening. In the rotation range is a third position. The hole sealer closes the first and fourth openings in the third position, and the second opening preferably remains open, whereby in the third position preferably two of at least three openings are closed. Other openings may be advantageously provided in the wall.

Bei einem vorteilhaften Ejektor für einen Kältemittelkreislauf mit einem Treibstromeintritt, einer Treibstromdüse, einer Mischkammer, einem Saugstromeintritt und einem Ejektoraustritt weist die Treibstromdüse wenigstens eine Anzahl 1 + n Öffnungen in einer Wand auf. An der Wand ist ein Lochverschließer angeordnet, der zur Wand einen Drehbereich aufweist. Eine erste Öffnung ist in einer ersten Position des Lochverschließers offen. Der Drehbereich weist eine zweite Position auf, und der Lochverschließer verschließt wenigstens die erste Öffnung, wenn er auf der zweiten Position steht.In an advantageous ejector for a refrigerant circuit having a driving flow inlet, a Treibstromdüse, a mixing chamber, a Saugstromeintritt and an ejector outlet, the Treibstromdüse at least a number of 1 + n openings in a wall. On the wall a hole sealer is arranged, which has a rotation area to the wall. A first opening is open in a first position of the hole sealer. The turning portion has a second position, and the hole sealer closes at least the first opening when in the second position.

Gemäß einem vorzugsweisen Gedanken der Erfindung weist der Drehbereich wenigstens eine weitere dritte Position oder mehrere zusätzliche Positionen auf, in der vorteilhaft zwei oder mehrere der 1 + n Öffnungen geschlossen sind und insbesondere wenigstens eine oder mehrere Öffnungen offen sind. In einer zweiten Position können vorteilhaft auch Gruppen von Öffnungen verschlossen sein und zumindest eine Gruppe von Löchern offen sein.According to a preferred concept of the invention, the turning region has at least one further third position or several additional positions, in which advantageously two or more of the 1 + n openings are closed and in particular at least one or more openings are open. In a second position, advantageously, groups of openings can be closed and at least one group of holes can be open.

Der Lochverschließer und die Wand sind vorteilhaft mit einer Achse verbunden, so dass der Lochverschließer oder die Wand zumindest im Drehbereich vorzugsweise in einem Radiallager drehbar gelagert ist.The hole sealer and the wall are advantageously connected to an axle, so that the hole sealer or the wall is preferably rotatably mounted in a radial bearing at least in the rotation range.

Die geometrische Achse des Ejektors oder die Achse des Lochverschießers ist vorzugsweise zentrisch zur Treibstromdüse angeordnet, und der Lochverschließer weist vorzugsweise eine asymmetrische Wand bezüglich der Achse zum Verschließen der Öffnungen auf.The geometric axis of the ejector or the axis of the hole shooter is preferably located centrally with respect to the drive flow nozzle, and the hole sealer preferably has an asymmetrical wall with respect to the axis for closing the openings.

Vorteilhaft sind die wenigstens erste und zweite Öffnung Bohrungen, die insbesondere symmetrisch in der Wand liegen.Advantageously, the at least first and second opening bores, which lie in particular symmetrically in the wall.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Treibstromdüse wird in vorteilhafter Weise eine blockierte Strömung in der Treibdüse erreicht, und die Machzahl des strömenden Kältemittels liegt vorteilhaft bei 1. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Parameter Machzahl im Ejektor weitgehend konstant ist, insbesondere bei 1 liegt, wodurch insbesondere der Massenstrom über einen weiten Bereich bekannt bzw. ermittelbar ist und in der Regelung verarbeitet wird.The inventive design of the Treibstromdüse a blocked flow is advantageously achieved in the motive nozzle, and the mach number of the flowing refrigerant is advantageously at 1. This has the advantage that the parameter mach number in the ejector is largely constant, in particular is 1, whereby in particular the mass flow over a wide range is known or can be determined and is processed in the control.

Bei einem vorteilhaften Kältemittelkreislauf mit wenigstens einem Verdichter, einem Wärmeaustauscher, insbesondere einem Gaskühler oder Kondensator, einem Verdampfer und mit einem im Kältemittekreislauf angeordneten Ejektor mit einem Treibstromeintritt, einem Ejektoraustritt und einem Saugstromeintritt, steht der Saugstromeintritt des Ejektors mit einem Verdampferaustritt des Verdampfers in Verbindung, so dass im Betrieb des Kältemittelkreislaufs ein erster Kältemittelstrom bei einem Niederdruck vom Verdampfer in den Saugstromeintritt des Ejektors strömt. Der Treibstromeintritt steht mit dem Gaskühleraustritt in Verbindung, so dass ein zweiter Kältemittelstrom bei einem Hochdruck im Betrieb des Kältemittelkreislaufs durch den Treibstromeintritt in den Ejektor strömt. In Strömungsrichtung des zweiten Kältemittelstroms ist eine Treibstromdüse angeordnet, welche die Druckenergie in eine Geschwindigkeitsenergie umwandelt, und somit der Druck des zweiten Kältemittelstroms reduziert wird. Der Ejektor weist eine Mischkammer auf, in der im Betrieb des Kältemittelkreislaufs der im Druck reduzierte zweite Kältemittelstrom den ersten Kältemittelstrom zumindest teilweise mitnimmt, wobei der erste Kältemittelstrom mit dem zweiten Kältemittelstrom zu einem Kältemittelmischstrom, der unter einem Mitteldruck steht, gemischt wird.In an advantageous refrigerant circuit with at least one compressor, a heat exchanger, in particular a gas cooler or condenser, an evaporator and arranged in the Kältemittekreislauf ejector with a Treibstromeintritt, an ejector and a Saugstromeintritt, the Saugstromeintritt the ejector is connected to an evaporator outlet of the evaporator in connection so that during operation of the refrigerant circuit, a first refrigerant flow at a low pressure from the evaporator flows into the suction flow inlet of the ejector. The driving flow inlet communicates with the gas cooler outlet, so that a second refrigerant flow flows through the drive flow inlet into the ejector at a high pressure during operation of the refrigerant circuit. In the flow direction of the second refrigerant flow, a Treibstromdüse is arranged, which converts the pressure energy into a velocity energy, and thus the pressure of the second refrigerant flow is reduced. The ejector has a mixing chamber in which the second reduced in pressure during operation of the refrigerant circuit Refrigerant flow at least partially entrains the first refrigerant flow, wherein the first refrigerant flow is mixed with the second refrigerant flow to a mixed refrigerant flow, which is under a medium pressure.

Der Ejektoraustritt steht mit einem Abscheidereintritt eines Abscheiders in Verbindung, wodurch der Kältemittelmischstrom im Betrieb des Kältemittelkreislaufs vom Ejektor zum Abscheider strömt.The ejector outlet communicates with a separator inlet of a separator, whereby the refrigerant mixing stream flows during operation of the refrigerant circuit from the ejector to the separator.

Bei einem vorteilhaften Verfahren zum Betreiben eines Kältemittelkreislaufs mit einem Kältemittel, welches im Betrieb eines Verdichters verdichtet wird, im Kältemittelkreislauf umgetrieben wird und zumindest teilweise in einem Ejektor entspannt wird, strömt ein erster Kältemittelstrom von einem Expansionsventil, in dem er auf einen Niederdruck reduziert wird, durch einen Verdampfer zu einem Saugstromeintritt des Ejektors.In an advantageous method for operating a refrigerant circuit with a refrigerant, which is compressed in the operation of a compressor, is circulated in the refrigerant circuit and is at least partially expanded in an ejector, a first refrigerant flow flows from an expansion valve in which it is reduced to a low pressure, through an evaporator to a suction flow inlet of the ejector.

Ein zweiter Kältemittelstrom strömt bei einem Hochdruck durch einen Treibstromeintritt in den Ejektor. Der zweite Kältemittelstrom wird in einer Treibstromdüse vorteilhaft zumindest zeitweise in mehrere Kältemittelteilstrahlen geteilt und beim Durchströmen durch die Treibstromdüse vom Hochdruck auf einen Tiefdruck reduziert und beschleunigt.A second refrigerant stream flows at high pressure through a drive stream entry into the ejector. The second refrigerant flow is advantageously at least temporarily divided into a plurality of partial refrigerant jets in a drive flow nozzle and reduced and accelerated from high pressure to low pressure as it flows through the drive flow nozzle.

Eine Teilung des Kältemittelstrahles erfolgt durch wenigstens zwei oder mehrere Löcher in einer Wand der Treibstromdüse.A division of the refrigerant jet is made by at least two or more holes in a wall of the Treibstromdüse.

Der unter Niederdruck stehende erste Kältemittelstrom wird von dem auf Tiefdruck reduzierten und beschleunigten zweiten Kältemittelstrom mitgenommen, und der erste Kältemittelstrom wird mit dem zweiten Kältemittelstrom zu einem Kältemittelmischstrom, der unter einem Mitteldruck steht, gemischt.The low pressure first refrigerant flow is entrained by the low pressure reduced and accelerated second refrigerant flow, and the first refrigerant flow is mixed with the second refrigerant flow to a mixed refrigerant flow which is under a medium pressure.

Bei einem vorteilhaften Verfahren strömt der Kältemittelmischstrom im Betrieb des Kältemittelkreislaufs vom Ejektor zum Abscheider und weist insbesondere gasförmige und flüssige Anteile auf.In an advantageous method, the refrigerant mixed stream flows during operation of the refrigerant circuit from the ejector to the separator and in particular has gaseous and liquid components.

Der zweite Kältemittelstrom wird in der Treibstromdüse vorteilhaft von einem Zustand (K3) mit einem Hochdruck in einen Zustand (K4) mit dem Tiefdruck reduziert. Vom Zustand (K4) erfolgt eine Enthalpiesteigerung auf einen Zustand (K5), wobei der zweite Kältemittelstrom mit dem ersten Kältemittelstrom bei einem Tiefdruck zum Kältemittelmischstrom gemischt wird, der Kältemittelmischstrom in einem Diffusor Geschwindigkeit verliert und vom Tiefdruck auf einen höheren Druck als der Tiefdruck angehoben wird, wobei der Kältemittelstrom in der Enthalpie vorteilhaft weiter leicht ansteigt.The second refrigerant flow is advantageously reduced in the drive flow nozzle from a state (K3) with a high pressure to a state (K4) with the low pressure. From state (K4), there is an increase in enthalpy to a state (K5) where the second refrigerant stream is mixed with the first refrigerant stream at a low pressure to the refrigerant mixing stream, the refrigerant mixing stream at a diffuser loses velocity, and is raised from the gravure to a higher pressure than the gravure , wherein the refrigerant flow in the enthalpy advantageously further increases slightly.

Wird CO2 als Kältemittel eingesetzt, wird der zweite Kältemittelstrom in der Treibstromdüse vorteilhaft von dem Zustand (K3) mit einem Hochdruck von über 72 bar in den Zustand (K4) mit dem Tiefdruck reduziert. Vom Zustand (K4) mit einer Enthalpie von etwa 200 bis 260 kJ/kg erfolgt eine Enthalpiesteigerung in den Zustand (K5) mit einer Enthalpie von etwa 300 bis 380 kJ/kg, wobei der zweite Kältemittelstrom mit dem ersten Kältemittelstrom bei Tiefdruck und bei einer Enthalpie zwischen 260 und 380 kJ/kg zum Kältemittelmischstrom gemischt wird, der Kältemittelmischstrom in einem Diffusor Geschwindigkeit verliert und vom Tiefdruck mit ca. 30 bis 40 bar auf einen um ca. 5–20% höheren Druck als der Tiefdruck angehoben wird, wobei der Kältemittelstrom in der Enthalpie vorteilhaft weiter leicht um bis zu 10 kJ/Kg ansteigt.If CO 2 is used as the refrigerant, the second refrigerant flow in the drive flow nozzle is advantageously reduced from the state (K3) with a high pressure of over 72 bar to the state (K4) with the low pressure. From the state (K4) with an enthalpy of about 200 to 260 kJ / kg enthalpy increase in the state (K5) with an enthalpy of about 300 to 380 kJ / kg, the second refrigerant flow with the first refrigerant flow at low pressure and at a Enthalpy between 260 and 380 kJ / kg is mixed to the mixed refrigerant flow, the refrigerant mixing flow in a diffuser loses speed and is raised by the gravure at about 30 to 40 bar to about 5-20% higher pressure than the gravure, wherein the refrigerant flow in the enthalpy advantageously further easily by up to 10 kJ / kg increases.

Eine Wärmepumpe weist einen Kältemittelkreislauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6 auf, insbesondere betrieben nach einem der vorhergehend beschriebenen Verfahren.A heat pump has a refrigerant circuit according to one of the preceding claims 1 to 6, in particular operated according to one of the methods described above.

Anhand der Zeichnung wird der Erfindungsgedanke erläutert. Die Figuren zeigen:The concept of the invention will be explained with reference to the drawing. The figures show:

1 Zustandsschaubild CO2 1 State diagram CO 2

2 Kältemittelkreislauf 2 Refrigerant circulation

3 Prinzipdarstellung eines Ejektors 3 Schematic representation of an ejector

4 Ejektor 4 ejector

5 Schnittbild Ejektor 5 Sectional view ejector

6 Ejektorkopf 6 Ejektorkopf

7, 8 und 9 Düse 7 . 8th and 9 jet

10 Düse mit Lochverschließer in Position P1 10 Nozzle with hole sealer in position P1

11 Düse mit Lochverschließer in Position P2 11 Nozzle with hole sealer in position P2

12 Düse mit Lochverschließer in Position P3 12 Nozzle with hole sealer in position P3

13 Düse mit Lochverschließer in Position P4 13 Nozzle with hole sealer in position P4

14 Düse mit Lochverschließer 14 Nozzle with hole sealer

15 Düse mit Lochverschließer 15 Nozzle with hole sealer

16 Düse mit Lochverschließer 16 Nozzle with hole sealer

17 Loch-Ausführungsformen und -Anzahl in der Düse 17 Hole embodiments and number in the nozzle

18 Düsenformen 18 nozzle shapes

19 Düsenmantelformen 19 Nozzle casing forms

20 Regelungsantriebe 20 control drives

1 zeigt ein Zustandsschaubild von einem Kältemittel R744 (CO2) mit einem kritischen Punkt Kp. Ausgehend von einem Zustand K1 mit einer Enthalpie von ca. 410 kJ/kg und einem Druck von ca. 40 bar wird das Kältemittel mit einem Verdichter 120 auf den Zustand K2 komprimiert, wobei es im Zustand K2 eine Enthalpie von ca. 480 kJ/kg und einen Druck von ca. 130 bar aufweist, zumindest aber einen Druck oberhalb von 73 bar mit mindestens einer Enthalpie, die größer ist als im Zustand K1, vorzugsweise mindestens 410 kJ/kg, insbesondere zwischen 430 und 450 kJ/kg. 1 shows a state diagram of a refrigerant R744 (CO 2 ) with a critical point Kp. Starting from a state K1 with an enthalpy of about 410 kJ / kg and a pressure of about 40 bar, the refrigerant with a compressor 120 compressed to the state K2, wherein it has an enthalpy of about 480 kJ / kg and a pressure of about 130 bar in the state K2, but at least a pressure above 73 bar with at least one enthalpy, which is greater than in the state K1 , preferably at least 410 kJ / kg, in particular between 430 and 450 kJ / kg.

Vom Zustand K2 wird das Kältemittel durch einen Gaskühler 130 abgekühlt und verliert dabei an Enthalpie, im Ausführungsbeispiel vom Zustand K2 mit einer Enthalpie von ca. 480 kJ/kg auf eine Enthalpie von ca. 250 kJ/kg; dies erfolgt annähernd isobar. Der Gaskühler gibt eine Wärmemenge Q .ab ab.From state K2, the refrigerant passes through a gas cooler 130 cooled and loses enthalpy, in the embodiment of the state K2 with an enthalpy of about 480 kJ / kg to an enthalpy of about 250 kJ / kg; this is approximately isobaric. The gas cooler gives a heat quantity Q. from ab.

Ausgehend vom Zustand K3 wird das Kältemittel in den Zustand K4 gebracht, wobei es weiterhin Enthalpie von ca. 10 kJ/kg verliert und insbesondere von einem Druck von über 73 bar, insbesondere 130 bar, auf unter 73 bar, insbesondere auf ca. 35 bar reduziert wird. Diese Druckreduzierung erfolgt in einer Treibstromdüse 251 eines Ejektors 200.Starting from the state K3, the refrigerant is brought into the state K4, wherein it further loses enthalpy of about 10 kJ / kg and in particular from a pressure of about 73 bar, in particular 130 bar, to less than 73 bar, in particular to about 35 bar is reduced. This pressure reduction takes place in a Treibstromdüse 251 an ejector 200 ,

Ausgehend vom Zustand K4 wird das Kältemittel dann in den Zustand K5 gebracht. Hierbei nimmt es Enthalpie auf und zwar von ca. 240 kJ/kg auf ca. 335 kJ/kg. Die Enthalpiezunahme erfolgt vorzugsweise in einer Mischkammer 270 des Ejektors 200.Starting from the state K4, the refrigerant is then brought into the state K5. In doing so, it absorbs enthalpy from about 240 kJ / kg to about 335 kJ / kg. The enthalpy increase preferably takes place in a mixing chamber 270 of the ejector 200 ,

Im Bereich des Zustands K5 wird ein erster Kältemittelstrom KS1 mit einem Niederdruck mit einem zweiten Kältemittelstrom KS2, welcher ursprünglich unter Hochdruck stand, der jetzt aber Tiefdruck aufweist, gemischt.In the region of the state K5, a first refrigerant flow KS1 with a low pressure with a second refrigerant flow KS2, which was originally under high pressure, but now has gravure, mixed.

Ausgehend vom Zustand K5 wird ein Kältemittelmischstrom KM, der aus dem ersten Kältemittelstrom KS1 und dem zweiten Kältemittelstrom KS2 entstanden ist, in einem Diffusor 280 verzögert. Dabei nimmt der Kältemittelmischstrom KM etwas Enthalpie von ca. 10 kJ/kg auf, und der Druck erhöht sich insbesondere um ca. 5 bar, wodurch im Zustand K10 im Kältemittel eine Enthalpie von ca. 340 kJ/kg und ein Druck von ca. 40 bar enthalten ist.Starting from the state K5, a mixed refrigerant flow KM, which is formed from the first refrigerant flow KS1 and the second refrigerant flow KS2, in a diffuser 280 delayed. 10 kJ / kg, and the pressure increases in particular by about 5 bar, whereby in the state K10 in the refrigerant enthalpy of about 340 kJ / kg and a pressure of about 40 bar is included.

Der vorliegende Kältemittelmischstrom KM weist gasförmige und flüssige Kältemittelanteile auf. Diese werden in einem Abscheider 160 getrennt, so dass ein gasförmiger Kältemittelstrom KMG zum Zustand K1 geführt wird, von wo aus wieder die Verdichtung erfolgt, und ein flüssiger Kältemittelstrom KMF zum Abscheideraustritt mit dem Zustand K6 geführt wird, wobei das gasförmige Kältemittel im Abscheider 160 eine Enthalpie von ca. 430 kJ/kg aufweist, und wobei das flüssige Kältemittel im Abscheider 160 eine Enthalpie von ca. 210 kJ/kg aufweist.The present mixed refrigerant flow KM has gaseous and liquid refrigerant components. These are in a separator 160 separated, so that a gaseous refrigerant flow KMG is led to the state K1, from where again the compression takes place, and a liquid refrigerant flow KMF is led to Abscheideraustritt with the state K6, wherein the gaseous refrigerant in the separator 160 has an enthalpy of about 430 kJ / kg, and wherein the liquid refrigerant in the separator 160 has an enthalpy of about 210 kJ / kg.

In einer Drosseleinheit 150 wird das flüssige Kältemittel vom Zustand K6 in den Zustand K7 reduziert, dabei erfolgt eine Druckminderung auf ca. 37 bar. Bei diesen 37 bar wird das Kältemittel einem Verdampfer 140 zugeführt und gewinnt an Enthalpie, nämlich von ca. 210 kJ/kg auf ca. 425 kJ/kg.In a throttle unit 150 the liquid refrigerant is reduced from the state K6 to the state K7, thereby reducing the pressure to about 37 bar. At these 37 bar, the refrigerant becomes an evaporator 140 supplied and gains in enthalpy, namely from about 210 kJ / kg to about 425 kJ / kg.

Der erste Kältemittelstrom KS1 nimmt nun vom Zustand K8 ausgehend den Zustand K9 dadurch an, dass es vom zweiten Kältemittelstrom KS2 mitgesaugt wird und dabei ein Druckabfall sowie eine Enthalpieabnahme von ca. 5 kJ/kg erfolgt.The first refrigerant flow KS1 now assumes the state K8 from the state K9 in that it is mitgesaugt with the second refrigerant flow KS2 and thereby there is a pressure drop and an enthalpy decrease of about 5 kJ / kg.

Vom Zustand K9 wird der erste Kältemittelstrom zum Zustand K5 überführt, insbesondere durch Mischung mit dem zweiten Kältemittelstrom KS2.From state K9, the first refrigerant flow is transferred to state K5, in particular by mixing with the second refrigerant flow KS2.

In einem Kältemittelkreislauf 100 sind verschiedene Leitungen 110, 111, 112, 113 und 114 vorgesehen. Die Kältemittelleitung 110 verbindet einen Verdichter 120 mit einem Gaskühler 130. Das Kältemittel weist in der Kältemittelleitung 110 den Zustand K2 auf und strömt in Richtung ṁK Im Gaskühler 130 wird das Kältemittel vom Zustand K2 in den Zustand K3 überführt, wobei es – wie beschrieben – Wärme Q .ab abgibt. In der Kältemittelleitung 111 weist das Kältemittel weitgehend den Zustand K3 auf.In a refrigerant circuit 100 are different lines 110 . 111 . 112 . 113 and 114 intended. The refrigerant line 110 connects a compressor 120 with a gas cooler 130 , The refrigerant points in the refrigerant line 110 the state K2 and flows in the direction of ṁ K in the gas cooler 130 the refrigerant is transferred from the state K2 in the state K3, where it - as described - heat Q. from delivering. In the refrigerant line 111 the refrigerant has largely state K3.

In diesem Zustand K3 wird es dem Treibstromeintritt 250 zugeführt und dann in die Treibstromdüse 251. Die Treibstromdüse 251 und der Treibstromeintritt 250 sind in einem Ejektor 200 angeordnet. Hinter der Treibstromdüse 251 ist eine Mischkammer 270 angeordnet. In der Mischkammer 270 wird der zweite Kältemittelstrom KS2 mit dem ersten Kältemittelstrom KS1 vermischt.In this state K3, it will enter the drive current 250 fed and then into the Treibstromdüse 251 , The Treibstromdüse 251 and the drive current entry 250 are in an ejector 200 arranged. Behind the Treibstromdüse 251 is a mixing chamber 270 arranged. In the mixing chamber 270 the second refrigerant flow KS2 is mixed with the first refrigerant flow KS1.

Der Kältemittelstrom KS2 wird in der Kältemittelleitung 111 geführt und der Kältemittelstrom KS1 in der Kältemittelleitung 112. Die Kältemittelleitung 112 ist an einen Saugstromeintritt 240 angeschlossen, wo der erste Kältemittelstrom KS1 in eine Saugstromdüse 241 des Ejektors 200 eingeleitet wird. Der erste Kältemittelstrom KS1 und der zweite Kältemittelstrom KS2 mischen sich in der Mischkammer 270 und strömen dann in einen Diffusor 280, wo ein Kältemittelmischstrom KM, gebildet aus dem ersten Kältemittelstrom KS1 und dem zweiten Kältemittelstrom KS2, an Geschwindigkeit verliert.The refrigerant flow KS2 is in the refrigerant line 111 and the refrigerant flow KS1 in the refrigerant line 112 , The refrigerant line 112 is at a Saugstromteintritt 240 connected where the first refrigerant flow KS1 in a Saugstromdüse 241 of the ejector 200 is initiated. The first refrigerant flow KS1 and the second refrigerant flow KS2 mix in the mixing chamber 270 and then pour into a diffuser 280 where a mixed refrigerant flow KM formed of the first refrigerant flow KS1 and the second refrigerant flow KS2 loses in velocity.

Nach dem Diffusor 280 kommt ein Ejektoraustritt 260, und das Kältemittel strömt als Kältemittelmischstrom KM in Richtung ṁKM durch die Leitung 114 zu einem Abscheider 160.After the diffuser 280 comes an ejector outlet 260 , and the refrigerant flows as Refrigerant mixing flow KM in the direction ṁ KM through the pipe 114 to a separator 160 ,

In der Kältemittelleitung 114 weist der Kältemittelmischstrom KM den Zustand K10 auf. Der Kältemittelstrom KM tritt durch den Abscheidereintritt 161 in den Abscheider 160 ein. Im Abscheider 160 erfolgt eine Trennung von gasförmigen Teilen und flüssigen Teilen des Kältemittelmischstroms KM.In the refrigerant line 114 the refrigerant mixing flow KM has the state K10. The refrigerant flow KM passes through the separator inlet 161 in the separator 160 one. In the separator 160 there is a separation of gaseous parts and liquid parts of the refrigerant mixing stream KM.

Der flüssige Anteil des Kältemittelmischstroms KM wird einem Drosselorgan 150 zugeführt und somit vom Zustand K6 in den Zustand K7 überführt, wodurch es in der Kältemittelleitung 113 zum Verdampfer 140 strömt.The liquid portion of the refrigerant mixing flow KM is a throttle body 150 supplied and thus transferred from the state K6 in the state K7, which makes it in the refrigerant line 113 to the evaporator 140 flows.

Die Kältemittelleitung 113 ist an einen Verdampfer 140 angeschlossen, in den das Kältemittel mit dem Zustand K7 einströmt und im Verdampfer 140 vom Zustand K7 in den Zustand K8 übergeht. Der Verdampfer 140 ist an die Kältemittelleitung 112 angeschlossen. Der Verdampfer 140 nimmt eine Wärmemenge Q .zu auf, wobei das Kältemittel in die Richtung ṁs strömt.The refrigerant line 113 is to an evaporator 140 connected, in which the refrigerant flows in the state K7 and in the evaporator 140 from state K7 to state K8. The evaporator 140 is to the refrigerant line 112 connected. The evaporator 140 takes a heat quantity Q. to , wherein the refrigerant flows in the direction ṁ s .

Prinzipiell weist der Ejektor 200 wenigstens einen Treibstromeintritt 250 und eine Treibstromdüse 251 auf, wie in 3 dargestellt. Ein Saugstromeintritt 240 ist vorzugsweise seitlich angeordnet, ihm folgen eine Saugstromdüse 241 und eine Mischkammer 270. Weiterhin sind nach der Mischkammer 270 ein Diffusor 280 und ein Ejektoraustritt 260 vorgesehen.In principle, the ejector 200 at least one drive current entry 250 and a Treibstromdüse 251 on, like in 3 shown. A suction flow inlet 240 is preferably arranged laterally, it is followed by a Saugstromdüse 241 and a mixing chamber 270 , Furthermore, after the mixing chamber 270 a diffuser 280 and an ejector outlet 260 intended.

4 zeigt den Ejektor 200. Von außen ersichtlich weist der Ejektor 200 einen Treibstromeintritt 250, einen Saugstromeintritt 240 sowie einen Ejektoraustritt 260 auf. Vor dem Ejektoraustritt 260 sind eine Mischkammer 270 und ein Diffusor 280 vorgesehen. Weiterhin sind eine Hülsenmutter 204, ein Hülsenhalter 223 sowie eine Abschlussmutter 222 vorgesehen. 4 shows the ejector 200 , From the outside, the ejector points 200 a drive current entry 250 , a Saugstromteintritt 240 as well as an ejector outlet 260 on. Before the ejector outlet 260 are a mixing chamber 270 and a diffuser 280 intended. Furthermore, a sleeve nut 204 , a sleeve holder 223 as well as a final mother 222 intended.

5 zeigt ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des Ejektors 200. Der Ejektor 200 weist einen Verstelleraufsatz 209 sowie einen Versteller 208 auf. Ein Verschluss 203 wird mit sieben Innensechskant-Schrauben 225 gehalten. Ein Einschrauber 227 stellt einen Treibstromeintritt 250 dar, der mit Kupferdichtungen 228 adgedichtet ist. Ein Düsenhalter 201 ist zur Befestigung vorgesehen. Mit einer Kontermutter 205 wird die am Düsenhalter 201 befindliche Hülsenmutter 204 nach Bedarf gekontert und fixiert. 5 shows an advantageous embodiment of the ejector 200 , The ejector 200 has an adjuster attachment 209 as well as an adjuster 208 on. A clasp 203 comes with seven Allen screws 225 held. An Einschrauber 227 provides a drive current entry 250 which is covered with copper gaskets 228 is sealed. A nozzle holder 201 is intended for mounting. With a locknut 205 becomes the at the nozzle holder 201 located sleeve nut 204 countered and fixed as needed.

Zur Aufnahme der Kräfte, die insbesondere axial durch das Verschrauben mit Innensechskant-Schrauben 225 entstehen, ist im Ejektor 200 ein Gegenhalter 202 vorgesehen. Ein weiterer Einschrauber 226 ist als Saugstromeintritt 240 vorgesehen, der ebenfalls mit Kupferdichtungen 228 abgedichtet ist.To absorb the forces, in particular axially by screwing with hexagon socket screws 225 arise is in the ejector 200 a counterpart 202 intended. Another screwdriver 226 is as Saugstromteintritt 240 provided, which also with copper seals 228 is sealed.

Der Lochverschließer 253 ist mit einer Achse 254 verbunden. Mit einem Hülsenhalter 223 ist eine Hülse 211 fixiert. Im Inneren des Ejektors 200 ist ein Nutring 230 vorgesehen, der insbesondere im Bereich des Verstelleraufsatzes 209 angeordnet ist.The hole sealer 253 is with an axis 254 connected. With a sleeve holder 223 is a sleeve 211 fixed. Inside the ejector 200 is a grooved ring 230 provided, in particular in the area of the adjuster attachment 209 is arranged.

Weiterhin sind zur Abdichtung und Halterung des Verstellers 208 sowie der Achse 254 ein O-Ring 232 und eine Feder 224 vorgesehen. Zur Kopplung des Verstelleraufsatzes 209 ist eine Innensechskant-Schraube 229 angebracht. In der Hülsenhaltermutter 204 ist ein Nutringgegenhalter 210 sowie ein Nutring 231 enthalten. Im Nutringgegenhalter 210 ist neben dem Nutring 231 eine Einlaufsaugseite 212 umschlossen.Furthermore, for sealing and mounting of the adjuster 208 as well as the axis 254 an O-ring 232 and a spring 224 intended. For coupling the adjuster attachment 209 is a hexagon socket screw 229 appropriate. In the sleeve holder nut 204 is a U-ring counterholder 210 as well as a grooved ring 231 contain. In the U-ring counterpart 210 is next to the grooved ring 231 an inlet suction side 212 enclosed.

Kupferdichtungen 228 dichten die Düse mittels der Fläche 234c gegenüber dem Düsenhalter ab. Nach außen zur Hülse 211 und zur Einlaufsaugseite 212 sind O-Ringe 232 und 233 vorgesehen, insbesondere zu Abdichtung einer Einlaufstrecke 215. Die Mischkammer 270 ist zum Diffusor 280 mit O-Ringen 232 abgedichtet. Eine Passfeder 220 ist zwischen der Hülse 211 und der Mischkammer 270 und dem Diffusor 280 angeordnet. Der Diffuser 280 ist mit einem O-Ring 232 zu einer Distanzhülse 218 abgedichtet. Die Distanzhülse 218 ist über eine Abschlussmutter 222 mit einem Hülsenabschluss 219 verbunden, wobei auch hier O-Ringe 232 zur Abdichtung dienen. Nach außen ist noch eine Kupferdichtung 228 zu wenigstens einem Einschrauber 227 vorgesehen.copper gaskets 228 seal the nozzle by means of the surface 234c from the nozzle holder off. Outward to the sleeve 211 and to the inlet suction side 212 are O-rings 232 and 233 provided, in particular for sealing an inlet section 215 , The mixing chamber 270 is to the diffuser 280 with O-rings 232 sealed. A feather key 220 is between the sleeve 211 and the mixing chamber 270 and the diffuser 280 arranged. The diffuser 280 is with an O-ring 232 to a spacer sleeve 218 sealed. The spacer sleeve 218 is about a graduating mother 222 with a sleeve termination 219 connected, here again O-rings 232 serve for sealing. To the outside is still a copper seal 228 to at least one screwdriver 227 intended.

Die Düse 251 kann verschiedene Ausführungsformen haben. Die 79 zeigen verschiedene Ausführungen der Düse 251 mit unterschiedlichen Öffnungen. Die in den 79 dargestellten Düsen 251 sind für den gleichen Kältemittelmengendurchsatz vorgesehen, daher ist die Bohrung 251a gemäß 9 mit einem größeren Durchmesser versehen als in 7. Der gesamte erforderliche Strömungsquerschnitt ergibt sich aus der Summe der Strömungsquerschnitte der einzelnen Bohrungen 251a, 251b, 251c, 251d und 251e.The nozzle 251 can have different embodiments. The 7 - 9 show different versions of the nozzle 251 with different openings. The in the 7 - 9 illustrated nozzles 251 are designed for the same refrigerant flow rate, so the hole is 251a according to 9 provided with a larger diameter than in 7 , The total required flow cross section results from the sum of the flow cross sections of the individual holes 251a . 251b . 251c . 251d and 251e ,

Gemäß 8 weisen die Bohrungen 251a, 251b und 251c insgesamt einen gleich großen Querschnitt auf wie die fünf Bohrungen gemäß 7. Vorteilhaft kann es auch sein, Öffnungen der Düse 251 mit unterschiedlich großen Strömungsquerschnitten zu versehen. Es kann auch vorteilhaft sein, dass die Summe der Querschnitte bei einer Düse mit einer hohen Anzahl von Löchern größer sein muss, als bei einer Düse mit einer geringen Anzahl von Löchern. Die Öffnungen 251a251e sind in einer Wand eingebracht, und die Wand 252 befindet sich am Ende eines Düsenmantels 251x. Zur Montage weist der Düsenmantel 251x einen Absatz 251z auf, vorteilhafterweise mit einer Fase 251y.According to 8th have the holes 251a . 251b and 251c a total of the same cross-section as the five holes according to 7 , It may also be advantageous openings of the nozzle 251 to provide with different sized flow cross sections. It may also be advantageous that the sum of the cross-sections in a nozzle with a high number of holes must be greater than in the case of a nozzle with a small number of holes. The openings 251a - 251e are placed in a wall, and the wall 252 is located at the end of a nozzle shell 251x , For mounting, the nozzle casing 251x a paragraph 251z on, advantageously with a chamfer 251y ,

Ein vorteilhafter Lochverschließer ist in den 1013 dargestellt. Der Lochverschließer 253 weist ein erstes Segment 253a auf, welches sich an der Achse 254 befindet und zwischen zwei Flanken 253c und 253b einen Winkel β aufweist. In Drehrichtung beabstandet von dem ersten Segment 253a ist ein zweites Segment 253d vorgesehen mit einer dritten Flanke 253e und einer vierten Flanke 253f, wobei die dritte Flanke 253e und die vierte Flanke 253f über einen Winkel γ beabstandet sind. In Drehrichtung des Uhrzeigersinns ist nach dem zweiten Segment 253d ein drittes Segment 253g an der Achse 254 befestigt. An advantageous Lochverschließer is in the 10 - 13 shown. The hole sealer 253 has a first segment 253a on, which is on the axis 254 located and between two flanks 253c and 253b has an angle β. In the direction of rotation spaced from the first segment 253a is a second segment 253d provided with a third flank 253e and a fourth flank 253f , where the third flank 253e and the fourth flank 253f are spaced over an angle γ. In the clockwise direction is after the second segment 253d a third segment 253g on the axis 254 attached.

Der Lochverschließer 253 liegt vorzugsweise an der Wand 252 an. Der Lochverschließer 253 ist drehbar um die Achse 254 gelagert und zumindest in einem Winkel α einer ersten Position P1 in zumindest eine weitere Position P4 drehbar. Im Ausführungsbeispiel ist der Drehbereich α von der Position P1 zur Position P4 insbesondere ca. 50°. Befindet sich der Lochverschließer 253 in der Position P1, sind alle vorhandenen Öffnungen 251a251e geöffnet.The hole sealer 253 is preferably on the wall 252 at. The hole sealer 253 is rotatable about the axis 254 stored and rotatable at least at an angle α of a first position P1 in at least one further position P4. In the exemplary embodiment, the rotational range α from the position P1 to the position P4 is in particular approximately 50 °. Is the hole sealer 253 in position P1, are all existing openings 251a - 251e open.

Gemäß 11 ist der Lochverschließer 253 um einen Drehwinkel α' in eine Position P2 gedreht, wo die erste Öffnung 251a verschlossen ist, die weiteren Öffnungen 251b251e jedoch noch vollständig geöffnet sind.According to 11 is the hole sealer 253 rotated through a rotational angle α 'in a position P2, where the first opening 251a is closed, the other openings 251b - 251e but still fully open.

Gemäß 12 ist der Lochverschließer 253 um einen Drehwinkel α'' in die Position P3 weitergedreht, so dass auch eine weitere Öffnung, in diesem Falle die Öffnung 251d, verschlossen ist und nur noch die Öffnungen 251b, 251c und 251e offen sind.According to 12 is the hole sealer 253 rotated by a rotational angle α '' in the position P3, so that also another opening, in this case the opening 251d , is closed and only the openings 251b . 251c and 251e are open.

Gemäß 13 ist der Lochverschließer 253 noch weiter um den Drehwinkel α gedreht, und auch die Öffnung 251c ist verschlossen, so dass gemäß 13 nur noch zwei Öffnungen 251b und 251e geöffnet sind. Im vorliegenden Beispiel sollen immer wenigstens zwei Öffnungen geöffnet sein, um einen Mindest-Kältemittelvolumenstrom oder Massenstrom sicherzustellen.According to 13 is the hole sealer 253 still further rotated by the rotation angle α, and also the opening 251c is closed, so according to 13 only two openings left 251b and 251e are open. In the present example, at least two openings should always be open in order to ensure a minimum refrigerant volume flow or mass flow.

Der Lochverschließer 253 und die Anordnung der Öffnungen können jedoch auch anders aussehen. Gemäß 14 sind fünf Öffnungen 251a251e vorzugsweise in einer Reihe angeordnet, und der Lochverschließer 253 weist eine stetig gerundete Kante 253k auf. Durch eine Drehung gegen den Uhrzeigersinn werden die Öffnungen 251a bis 251e je nach Position nacheinander verschlossen.The hole sealer 253 and the arrangement of the openings may, however, also look different. According to 14 are five openings 251a - 251e preferably arranged in a row, and the Lochverschließer 253 has a steadily rounded edge 253k on. By turning counterclockwise the openings become 251a to 251e closed one after the other depending on the position.

Der Lochverschließer ist mit seiner Achse 254 zentrisch vor der Wand 252 angeordnet. In einem anderen Ausführungsbeispiel gemäß 15 ist eine Kante 253k vorgesehen, die auch nacheinander die Öffnungen 251a bis 251e verschließt, sobald der Lochverschließer 253 gedreht wird.The hole sealer is with its axis 254 centric in front of the wall 252 arranged. In another embodiment according to 15 is an edge 253k provided, which also successively the openings 251a to 251e closes as soon as the hole sealer 253 is turned.

Gemäß 16 ist der Lochverschließer vorteilhaft mit einer gezackten oder treppenförmigen Kante 253k ausgestattet.According to 16 the hole sealer is advantageous with a serrated or stepped edge 253k fitted.

Die Öffnungen können verschiedene Düsenlochanordnungen und Düsenlochformen darstellen.The openings may represent various nozzle hole configurations and nozzle hole shapes.

Auch die Düsenlochquerschnitte 251a können einen geraden Querschnitt, einen konischen Querschnitt, einen beidseitig konischen Querschnitt oder auch einen Querschnitt mit einer Verdampfungskammer 251f aufweisen.Also the nozzle hole cross sections 251a may have a straight cross section, a conical cross section, a conical cross section on both sides or a cross section with an evaporation chamber 251f exhibit.

Auch verschiedene Düsenmantelformen sind vorteilhaft, z. B. zylindrisch, konisch, rechteckig oder auch kugelförmig. Auch eine geteilte Düse gemäß 19 ist vorteilhaft vorgesehen.Also different nozzle shell shapes are advantageous, for. B. cylindrical, conical, rectangular or spherical. Also a split nozzle according to 19 is advantageously provided.

Als Regelungsantrieb und Regelungsmechanismus für den Versteller 208, mit dem der Lochverschließer 253 bewegt wird, sind elektrische Schrittmotoren, ein Elektromagnet oder auch eine temperaturgeregelte Vorrichtung vorgesehen. Eine Druckregelung kann über eine Feder erfolgen oder im einfachsten Fall über ein Stellrad. Die Öffnungen können insbesondere als Bohrungen ausgeführt sein.As a control drive and control mechanism for the adjuster 208 with which the hole sealer 253 is moved, electric stepper motors, an electromagnet or a temperature-controlled device are provided. A pressure control can be done via a spring or in the simplest case via a thumbwheel. The openings may in particular be designed as bores.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • US 2006/0266072 [0004] US 2006/0266072 [0004]

Claims (13)

Ejektor (200) für einen Kältemittelkreislauf (100) mit einem Treibstromeintritt (250), einer Treibstromdüse (251), einer Mischkammer (270), einem Saugstromeintritt (240) und einem Ejektoraustritt (260), wobei die Treibstromdüse (251) wenigstens eine erste Öffnung (251a) in einer Wand (252) aufweist, an der Wand (252) ein Lochverschließer (253) angeordnet ist, der Lochverschließer (253) zur Wand (252) einen Drehbereich (α) aufweist, die erste Öffnung (251a) in einer ersten Position (P1) des Lochverschließers (253) offen ist und der Drehbereich (α) eine zweite Position (P2) aufweist in der der Lochverschließer (253) die erste Öffnung (251a) wenigstens teilweise abdeckt.Ejector ( 200 ) for a refrigerant circuit ( 100 ) with a drive current inlet ( 250 ), a Treibstromdüse ( 251 ), a mixing chamber ( 270 ), a Saugstromteintritt ( 240 ) and an ejector outlet ( 260 ), wherein the drive flow nozzle ( 251 ) at least one first opening ( 251a ) in a wall ( 252 ), on the wall ( 252 ) a hole sealer ( 253 ), the hole sealer ( 253 ) to the wall ( 252 ) has a rotation range (α), the first opening ( 251a ) in a first position (P1) of the hole sealer ( 253 ) is open and the rotational range (α) has a second position (P2) in which the hole sealer ( 253 ) the first opening ( 251a ) at least partially covers. Ejektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (252) eine Anzahl 1 + n Öffnungen, insbesondere wenigstens eine weitere vierte Öffnung (251d) aufweist, sich somit wenigstens zwei Öffnungen in der Wand 252 befinden, die erste Öffnung (251a) in der zweiten Position (P2) des Lochverschließers (253) geschlossen ist und die vierte Öffnung (251d) in der zweiten Position (P2) des Lochverschließers (253) offen ist.Ejector according to claim 1, characterized in that the wall ( 252 ) a number of 1 + n openings, in particular at least one further fourth opening ( 251d ), thus having at least two openings in the wall 252 the first opening ( 251a ) in the second position (P2) of the hole sealer ( 253 ) is closed and the fourth opening ( 251d ) in the second position (P2) of the hole sealer ( 253 ) is open. Ejektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand zumindest drei Öffnungen (251a, 251b, 251d), insbesondere eine weitere zweite Öffnung (251b) aufweist, im Drehbereich (α) eine Position (P3) liegt, der Lochverschließer (253) in der Position (P3) die erste und die vierte Öffnung (251a, 251d) verschließt und die zweite Öffnung (251b) offen ist, womit in der Position (P3) zwei von wenigstens drei Öffnungen verschlossen sind.Ejector according to claim 2, characterized in that the wall has at least three openings ( 251a . 251b . 251d ), in particular a further second opening ( 251b ), in the rotation range (α) is a position (P3), the hole sealer ( 253 ) in the position (P3) the first and the fourth opening ( 251a . 251d ) and the second opening ( 251b ) is open, whereby in the position (P3) two of at least three openings are closed. Ejektor (200) für einen Kältemittelkreislauf (100) mit einem Treibstromeintritt (250), einer Treibstromdüse (251), einer Mischkammer (270), einem Saugstromeintritt (240) und einem Ejektoraustritt (260), wobei die Treibstromdüse (251) wenigstens eine Anzahl 1 + n Öffnungen in einer Wand (252) aufweist, an der Wand (252) ein Lochverschließer (253) angeordnet ist, der Lochverschließer (253) zur Wand (252) einen Drehbereich (α) aufweist, eine erste Öffnung (251a) in einer ersten Position (P1) des Lochverschließers (253) offen ist, der Drehbereich (α) eine zweite Position (P2) aufweist und der Lochverschließer (253) die erste Öffnung (251a) wenigstens verschließt, wenn er auf der zweiten Position (P2) steht.Ejector ( 200 ) for a refrigerant circuit ( 100 ) with a drive current inlet ( 250 ), a Treibstromdüse ( 251 ), a mixing chamber ( 270 ), a Saugstromteintritt ( 240 ) and an ejector outlet ( 260 ), wherein the drive flow nozzle ( 251 ) at least a number of 1 + n openings in a wall ( 252 ), on the wall ( 252 ) a hole sealer ( 253 ), the hole sealer ( 253 ) to the wall ( 252 ) has a rotation range (α), a first opening ( 251a ) in a first position (P1) of the hole sealer ( 253 ), the rotation region (α) has a second position (P2) and the hole sealer ( 253 ) the first opening ( 251a ) at least closes when it is in the second position (P2). Ejektor nach Anspruch 4 oder einem der vorhergehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehbereich (α) wenigstens eine weitere Position (P3) oder mehrere zusätzliche Positionen (P3, P4) aufweist, in der zwei oder mehrere der 1 + n Öffnungen geschlossen sind, und insbesondere wenigsten eine oder mehrere Öffnungen offen sind.Ejector according to claim 4 or one of the preceding claims, characterized in that the rotation region (α) has at least one further position (P3) or a plurality of additional positions (P3, P4) in which two or more of the 1 + n openings are closed, and in particular at least one or more openings are open. Ejektor nach einem der vorhergehenden Anspüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lochverschließer (253) und die Wand (252) mit einer Achse (254) verbunden sind, so dass der Lochverschließer (253) oder die Wand (252) zumindest im Drehbereich (α) vorzugsweise in einem Radiallager drehbar gelagert ist.Ejector according to one of the preceding claims, characterized in that the hole sealer ( 253 ) and the wall ( 252 ) with an axis ( 254 ), so that the hole sealer ( 253 ) or the wall ( 252 ) is rotatably mounted, preferably at least in the rotational range (α) in a radial bearing. Ejektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (254) zentrisch zur Treibstromdüse (251) angeordnet ist und der Lochverschließer (253) vorzugsweise eine asymmetrische Wand (252) bezüglich der Achse (254) aufweist.Ejector according to claim 3, characterized in that the axis ( 254 ) Centric to the Treibstromdüse ( 251 ) and the hole sealer ( 253 ) preferably an asymmetric wall ( 252 ) with respect to the axis ( 254 ) having. Ejektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens erste und zweite Öffnung (251a, 251b) Bohrungen sind, die insbesondere symmetrisch in der Wand liegen.Ejector according to claim 3, characterized in that the at least first and second openings ( 251a . 251b ) Are bores that lie in particular symmetrically in the wall. Kältemittelkreislauf (100) mit wenigstens einem Verdichter (120), einem Gaskühler (130), einem Verdampfer (140) und mit einem im Kältemittekreislauf (100) angeordneten Ejektor (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Treibstromeintritt (250), einem Ejektoraustritt (260) und einem Saugstromeintritt (240), dadurch gekennzeichnet, dass der Saugstromeintritt (240) des Ejektors (200) mit einem Verdampferaustritt (142) des Verdampfers (140) in Verbindung steht, so dass im Betrieb des Kältemittelkreislaufs (100) ein erster Kältemittelstrom (KS1) bei einem Niederdruck vom Verdampfer (140) in den Saugstromeintritt (240) des Ejektors strömt, – der Treibstromeintritt (250) mit dem Gaskühleraustritt (131) in Verbindung steht, so dass ein zweiter Kältemittelstrom (KS2) bei einem Hochdruck im Betrieb des Kältemittelkreislaufs (100) durch den Treibstromeintritt (250) in den Ejektor (200) strömt, – in Strömungsrichtung des zweiten Kältemittelstroms (KS2) eine Treibstromdüse (251) angeordnet ist, in der dann der Druck des zweiten Kältemittelstroms (KS2) reduziert wird, – der Ejektor (200) eine Mischkammer (270) aufweist, in der im Betrieb des Kältemittelkreislaufs (100) der im Druck reduzierte zweite Kältemittelstrom (KS2) den ersten Kältemittelstrom zumindest teilweise mitnimmt, wobei der erste Kältemittelstrom (KS1) mit dem zweiten Kältemittelstrom (KS2) zu einem Kältemittelmischstrom (KM), der unter einem Mitteldruck steht, gemischt wird, und – der Ejektoraustritt (260) mit einem Abscheidereintritt (161) eines Abscheiders (160) in Verbindung steht, wodurch der Kältemittelmischstrom (KM) im Betrieb des Kältemittelkreislaufs (100) vom Ejektor (200) zum Abscheider 160 strömt.Refrigerant circulation ( 100 ) with at least one compressor ( 120 ), a gas cooler ( 130 ), an evaporator ( 140 ) and with a in the refrigerant circuit ( 100 ) arranged ejector ( 200 ) according to any one of the preceding claims, with a drive current inlet ( 250 ), an ejector outlet ( 260 ) and a Saugstromteintritt ( 240 ), characterized in that the Saugstromeintritt ( 240 ) of the ejector ( 200 ) with an evaporator outlet ( 142 ) of the evaporator ( 140 ), so that during operation of the refrigerant circuit ( 100 ) a first refrigerant flow (KS1) at a low pressure from the evaporator ( 140 ) in the Saugstromeintritt ( 240 ) of the ejector flows, - the driving current inlet ( 250 ) with the gas cooler outlet ( 131 ), so that a second refrigerant flow (KS2) at a high pressure in the operation of the refrigerant circuit ( 100 ) by the driving current inlet ( 250 ) in the ejector ( 200 ) flows, - in the flow direction of the second refrigerant flow (KS2) a Treibstromdüse ( 251 ) is arranged, in which then the pressure of the second refrigerant flow (KS2) is reduced, - the ejector ( 200 ) a mixing chamber ( 270 ), in which during operation of the refrigerant circuit ( 100 ) the second refrigerant stream (KS2) reduced in pressure at least partially entrains the first refrigerant stream, the first refrigerant stream (KS1) being mixed with the second refrigerant stream (KS2) to form a mixed refrigerant stream (KM) which is under a medium pressure, and Ejector outlet ( 260 ) with a separator entry ( 161 ) of a separator ( 160 ), whereby the mixed refrigerant flow (KM) during operation of the refrigerant circuit ( 100 ) from the ejector ( 200 ) to the separator 160 flows. Verfahren zum Betreiben eines Kältemittelkreislaufs (100) mit einem Kältemittel, welches im Betrieb eines Verdichters (120) verdichtet wird, im Kältemittelkreislauf (100) umgetrieben und zumindest teilweise in einem Ejektor (200) entspannt wird, enthaltend die Verfahrensschritte, – dass ein erster Kältemittelstrom (KS1) von einem Expansionsventil (150), in dem er auf einen Niederdruck reduziert wird, durch einen Verdampfer (140) zu einem Saugstromeintritt (240) des Ejektors strömt, – ein zweiter Kältemittelstrom (KS2) bei einem Hochdruck durch einen Treibstromeintritt (250) in den Ejektor (200) strömt, – der zweite Kältemittelstrom (KS2) in einer Treibstromdüse (251) zumindest zeitweise in einen ersten Kältemittelteilstrahl und einen zweiten Kältemittelteilstrahl geteilt wird und beim Durchströmen durch die Treibstromdüse (251) vom Hochdruck auf einen Tiefdruck reduziert und beschleunigt wird, – und der unter Niederdruck stehende erste Kältemittelstrom (KS1) vom dem auf Tiefdruck reduzierten und beschleunigten zweiten Kältemittelstrom KS2) mitgenommen wird, und der erste Kältemittelstrom (KS1) mit dem zweiten Kältemittelstrom (KS2) zu einem Kältemittelmischstrom (KM), der unter einem Mitteldruck steht, gemischt wird.Method for operating a refrigerant circuit ( 100 ) with a refrigerant, which in the operation of a compressor ( 120 ) in the Refrigerant circulation ( 100 ) and at least partially in an ejector ( 200 ), comprising the method steps, - that a first refrigerant flow (KS1) from an expansion valve ( 150 ), in which it is reduced to a low pressure, by an evaporator ( 140 ) to a Saugstromteintritt ( 240 ) of the ejector flows, - a second refrigerant flow (KS2) at a high pressure by a Treibstromeintritt ( 250 ) in the ejector ( 200 ) flows, - the second refrigerant flow (KS2) in a Treibstromdüse ( 251 ) is at least temporarily divided into a first partial refrigerant jet and a second partial refrigerant jet and when flowing through the Treibstromdüse ( 251 ) is reduced and accelerated from the high pressure to a gravure pressure, and - the low-pressure first refrigerant flow (KS1) is taken from the reduced to low pressure and accelerated second refrigerant flow KS2), and the first refrigerant flow (KS1) with the second refrigerant flow (KS2) to a mixed refrigerant stream (KM), which is under a medium pressure mixed. Verfahren nach Anspruch 7 enthaltend den Verfahrensschritt, dass der Kältemittelmischstrom (KM) im Betrieb des Kältemittelkreislaufs (100) vom Ejektor (200) zum Abscheider (160) strömt und vorteilhaft gasförmige und flüssige Anteile aufweist.Method according to claim 7, comprising the method step that the mixed refrigerant flow (KM) during operation of the refrigerant circuit ( 100 ) from the ejector ( 200 ) to the separator ( 160 ) flows and advantageously has gaseous and liquid fractions. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8 enthaltend die Verfahrensschritte, dass der zweite Kältemittelstrom (KS2) in der Treibstromdüse (251) von einem Zustand (K3) mit einem Hochdruck von über 72 bar in einen Zustand (K4) mit dem Tiefdruck reduziert wird, vom Zustand (K4) mit einer Enthalpie von etwa 200 bis 260 kJ/kg eine Enthalpiesteigerung in einen Zustand (K5) mit einer Enthalpie von etwa 300 bis 380 kJ/kg erfolgt, wobei der zweite Kältemittelstrom (KS2) mit dem ersten Kältemittelstrom (KS1) bei Tiefdruck und bei einer Enthalpie zwischen 260 und 380 kJ/kg zum Kältemittelmischstrom (KM) gemischt wird und der Kältemittelmischstrom (KM) in einem Diffusor (280) Geschwindigkeit verliert und vom Tiefdruck mit ca. 30 bis 40 bar auf einen um ca. 5–20% höheren Druck als der Tiefdruck angehoben wird, wobei der Kältemittelstrom vorteilhaft weiter in der Enthalpie leicht um bis zu 10 kJ/kg ansteigt.Method according to claim 7 or 8, comprising the method steps that the second refrigerant flow (KS2) in the drive flow nozzle ( 251 ) is reduced from a state (K3) with a high pressure of over 72 bar to a state (K4) with the low pressure, from the state (K4) with an enthalpy of about 200 to 260 kJ / kg an enthalpy increase to a state (K5) with an enthalpy of about 300 to 380 kJ / kg, wherein the second refrigerant flow (KS2) is mixed with the first refrigerant flow (KS1) at low pressure and at an enthalpy between 260 and 380 kJ / kg to the mixed refrigerant stream (KM) and the mixed refrigerant stream (KM) in a diffuser ( 280 ) Loses speed and is raised by the gravure with about 30 to 40 bar to about 5-20% higher pressure than the gravure, the refrigerant flow advantageously further increases in the enthalpy slightly by up to 10 kJ / kg. Wärmepumpe mit einem Kältemittelkreislauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, insbesondere betrieben nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8.Heat pump with a refrigerant circuit according to one of the preceding claims 1 to 6, in particular operated according to a method according to one of claims 7 or 8.
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