JP2003097868A - エジェクタサイクル - Google Patents
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- F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
- F25B9/008—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being carbon dioxide
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- F25B2309/06—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
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- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/04—Refrigeration circuit bypassing means
- F25B2400/0407—Refrigeration circuit bypassing means for the ejector
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エジェクタサイクルに適した除霜運転方法を
提供する。 【解決手段】 放熱器２００から流出する冷媒をエジェ
クタ４００に導く場合と、エジェクタ４００を迂回させ
て蒸発器３００に導く場合とを切り換える切換装置６０
０を設ける。これにより、温度の高い冷媒を蒸発器３０
０に導くことにより蒸発器３００を効率よく除霜するこ
とができる。
提供する。 【解決手段】 放熱器２００から流出する冷媒をエジェ
クタ４００に導く場合と、エジェクタ４００を迂回させ
て蒸発器３００に導く場合とを切り換える切換装置６０
０を設ける。これにより、温度の高い冷媒を蒸発器３０
０に導くことにより蒸発器３００を効率よく除霜するこ
とができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低温側の熱を高温
側に移動させる蒸気圧縮式冷凍サイクルのうち、冷媒を
減圧膨張させながら膨張エネルギーを圧力エネルギーに
変換して圧縮機の吸入圧を上昇させるエジェクタを有す
るエジェクタサイクルに関するものである。
側に移動させる蒸気圧縮式冷凍サイクルのうち、冷媒を
減圧膨張させながら膨張エネルギーを圧力エネルギーに
変換して圧縮機の吸入圧を上昇させるエジェクタを有す
るエジェクタサイクルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】エジェ
クタサイクルとは、例えば特開平６−１１９７号公報に
記載のごとく、エジェクタにて冷媒を減圧膨張させて蒸
発器にて蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エ
ネルギーを圧力エネルギーに変換して圧縮機の吸入圧を
上昇させる冷凍サイクルである。
クタサイクルとは、例えば特開平６−１１９７号公報に
記載のごとく、エジェクタにて冷媒を減圧膨張させて蒸
発器にて蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エ
ネルギーを圧力エネルギーに変換して圧縮機の吸入圧を
上昇させる冷凍サイクルである。
【０００３】ところで、膨張弁等の減圧手段により等エ
ンタルピ的に冷媒を減圧する冷凍サイクル（以下、膨張
弁サイクルと呼ぶ。）では、膨張弁を流出した冷媒が蒸
発器に流れ込むのに対して、エジェクタサイクルでは、
エジェクタを流出した冷媒は気液分離器に流入し、気液
分離器にて分離された液相冷媒が蒸発器に供給され、気
液分離器にて分離された気相冷媒が圧縮機に吸入され
る。
ンタルピ的に冷媒を減圧する冷凍サイクル（以下、膨張
弁サイクルと呼ぶ。）では、膨張弁を流出した冷媒が蒸
発器に流れ込むのに対して、エジェクタサイクルでは、
エジェクタを流出した冷媒は気液分離器に流入し、気液
分離器にて分離された液相冷媒が蒸発器に供給され、気
液分離器にて分離された気相冷媒が圧縮機に吸入され
る。
【０００４】つまり、膨張弁サイクルでは、冷媒が圧縮
機→放熱器→膨張弁→蒸発器→圧縮機の順に循環する１
つの冷媒流れとなるのに対して、エジェクタサイクルで
は、圧縮機→放熱器→エジェクタ→気液分離器→圧縮機
の順に循環する冷媒流れ（以下、この流れを駆動流と呼
ぶ。）と、気液分離器→蒸発器→エジェクタ→気液分離
器の順に循環する冷媒流れ（以下、この流れを吸引流と
呼ぶ。）とが存在することとなる。
機→放熱器→膨張弁→蒸発器→圧縮機の順に循環する１
つの冷媒流れとなるのに対して、エジェクタサイクルで
は、圧縮機→放熱器→エジェクタ→気液分離器→圧縮機
の順に循環する冷媒流れ（以下、この流れを駆動流と呼
ぶ。）と、気液分離器→蒸発器→エジェクタ→気液分離
器の順に循環する冷媒流れ（以下、この流れを吸引流と
呼ぶ。）とが存在することとなる。
【０００５】このため、膨張弁サイクルにおいては、膨
張弁を全開として温度の高い冷媒を蒸発器に流入させる
ことにより蒸発器に付いた霜を取り除くこと（除霜す
る）ことができるものの、エジェクタサイクルでは、放
熱器を流れる温度の高い冷媒（駆動流）と蒸発器を流れ
る吸引流とは別の流れであり、駆動流を蒸発器に供給す
ることができないので、除霜運転ができない。なお、上
記公報にも、蒸発器の除霜方法についての具体的な記載
及びこれを示唆する記載が一切ない。
張弁を全開として温度の高い冷媒を蒸発器に流入させる
ことにより蒸発器に付いた霜を取り除くこと（除霜す
る）ことができるものの、エジェクタサイクルでは、放
熱器を流れる温度の高い冷媒（駆動流）と蒸発器を流れ
る吸引流とは別の流れであり、駆動流を蒸発器に供給す
ることができないので、除霜運転ができない。なお、上
記公報にも、蒸発器の除霜方法についての具体的な記載
及びこれを示唆する記載が一切ない。
【０００６】本発明は、上記点に鑑み、エジェクタサイ
クルに適した除霜運転方法を提供することを目的とす
る。
クルに適した除霜運転方法を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項１に記載の発明では、冷媒を吸入
圧縮する圧縮機（１００）と、圧縮機（１００）から吐
出した冷媒を冷却する放熱器（２００）と、冷媒を蒸発
させて吸熱する蒸発器（３００）と、冷媒を減圧膨張さ
せて蒸発器（３００）にて蒸発した気相冷媒を吸引する
とともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して
圧縮機（１００）の吸入圧を上昇させるエジェクタ（４
００）と、放熱器（２００）から流出する冷媒をエジェ
クタ（４００）に導く場合と、エジェクタ（４００）を
迂回させて蒸発器（３００）に導く場合とを切り換える
切換手段（６００）とを備えることを特徴とする。
成するために、請求項１に記載の発明では、冷媒を吸入
圧縮する圧縮機（１００）と、圧縮機（１００）から吐
出した冷媒を冷却する放熱器（２００）と、冷媒を蒸発
させて吸熱する蒸発器（３００）と、冷媒を減圧膨張さ
せて蒸発器（３００）にて蒸発した気相冷媒を吸引する
とともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して
圧縮機（１００）の吸入圧を上昇させるエジェクタ（４
００）と、放熱器（２００）から流出する冷媒をエジェ
クタ（４００）に導く場合と、エジェクタ（４００）を
迂回させて蒸発器（３００）に導く場合とを切り換える
切換手段（６００）とを備えることを特徴とする。
【０００８】これにより、温度の高い冷媒を蒸発器（３
００）に導くことにより蒸発器（３００）を除霜するこ
とができる。
００）に導くことにより蒸発器（３００）を除霜するこ
とができる。
【０００９】請求項２に記載の発明では、冷媒を吸入圧
縮する圧縮機（１００）と、圧縮機（１００）から吐出
した冷媒を冷却する放熱器（２００）と、冷媒を蒸発さ
せて吸熱する蒸発器（３００）と、冷媒を減圧膨張させ
て蒸発器（３００）にて蒸発した気相冷媒を吸引すると
ともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧
縮機（１００）の吸入圧を上昇させるエジェクタ（４０
０）と、放熱器（２００）から流出する冷媒をエジェク
タ（４００）に導く場合と、エジェクタ（４００）を迂
回させて蒸発器（３００）に導く場合とを切り換える切
換手段（６００）と、蒸発器（３００）に流入する冷媒
を減圧膨張させる膨張弁（７００）とを備えることを特
徴とする。
縮する圧縮機（１００）と、圧縮機（１００）から吐出
した冷媒を冷却する放熱器（２００）と、冷媒を蒸発さ
せて吸熱する蒸発器（３００）と、冷媒を減圧膨張させ
て蒸発器（３００）にて蒸発した気相冷媒を吸引すると
ともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧
縮機（１００）の吸入圧を上昇させるエジェクタ（４０
０）と、放熱器（２００）から流出する冷媒をエジェク
タ（４００）に導く場合と、エジェクタ（４００）を迂
回させて蒸発器（３００）に導く場合とを切り換える切
換手段（６００）と、蒸発器（３００）に流入する冷媒
を減圧膨張させる膨張弁（７００）とを備えることを特
徴とする。
【００１０】これにより、温度の高い冷媒を蒸発器（３
００）に導くことにより蒸発器（３００）を除霜するこ
とができるとともに、運転状態（熱負荷）に応じて、適
宜、エジェクタ（４００）で冷媒を減圧膨張させるエジ
ェクタサイクルモードと膨張弁（７００）で冷媒を減圧
膨張させる膨張弁サイクルモードとを切り換えることが
できる。
００）に導くことにより蒸発器（３００）を除霜するこ
とができるとともに、運転状態（熱負荷）に応じて、適
宜、エジェクタ（４００）で冷媒を減圧膨張させるエジ
ェクタサイクルモードと膨張弁（７００）で冷媒を減圧
膨張させる膨張弁サイクルモードとを切り換えることが
できる。
【００１１】なお、請求項３に記載の発明のごとく、冷
媒として二酸化炭素を使用するとともに、少なくとも蒸
発器（３００）にて冷媒を蒸発させる通常運転時には、
圧縮機（１００）から吐出する冷媒の圧力を冷媒の臨界
圧力以上まで上昇させてもよい。
媒として二酸化炭素を使用するとともに、少なくとも蒸
発器（３００）にて冷媒を蒸発させる通常運転時には、
圧縮機（１００）から吐出する冷媒の圧力を冷媒の臨界
圧力以上まで上昇させてもよい。
【００１２】さらに、請求項４に記載の発明のごとく、
請求項１ないし３のいずれか１つに記載のエジェクタサ
イクルの放熱器（２００）にて給湯水を加熱してもよ
い。
請求項１ないし３のいずれか１つに記載のエジェクタサ
イクルの放熱器（２００）にて給湯水を加熱してもよ
い。
【００１３】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。
【００１４】
【発明の実施の形態】（第１実施形態）本実施形態は、
本発明に係るエジェクタサイクルを給湯器用のヒートポ
ンプサイクルに適用したもので、図１は本実施形態に係
るエジェクタサイクルの模式図である。
本発明に係るエジェクタサイクルを給湯器用のヒートポ
ンプサイクルに適用したもので、図１は本実施形態に係
るエジェクタサイクルの模式図である。
【００１５】１００は冷媒（本実施形態では、二酸化炭
素）を吸入圧縮する圧縮機であり、２００は圧縮機１０
０から吐出した冷媒と給湯水とを熱交換して給湯水を加
熱することにより冷媒を冷却させる放熱器（ガスクー
ラ）である。
素）を吸入圧縮する圧縮機であり、２００は圧縮機１０
０から吐出した冷媒と給湯水とを熱交換して給湯水を加
熱することにより冷媒を冷却させる放熱器（ガスクー
ラ）である。
【００１６】なお、圧縮機１００は電動モータ（図示せ
ず。）により駆動されており、放熱器２００での熱負荷
（加熱能力）が大きくなったときには、圧縮機１００の
回転数を増大させて圧縮機１００から吐出する冷媒の流
量を増大させ、一方、熱負荷が小さくなったときには、
圧縮機１００の回転数を低下させて圧縮機１００から吐
出する冷媒の流量を減少させる。
ず。）により駆動されており、放熱器２００での熱負荷
（加熱能力）が大きくなったときには、圧縮機１００の
回転数を増大させて圧縮機１００から吐出する冷媒の流
量を増大させ、一方、熱負荷が小さくなったときには、
圧縮機１００の回転数を低下させて圧縮機１００から吐
出する冷媒の流量を減少させる。
【００１７】３００は室外空気と液相冷媒とを熱交換さ
せて液相冷媒を蒸発させることにより室外空気から吸熱
する（冷凍能力を発揮する）蒸発器であり、４００は冷
媒を減圧膨張させて蒸発器３００にて蒸発した気相冷媒
を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギー
に変換して圧縮機１００の吸入圧を上昇させるエジェク
タである。
せて液相冷媒を蒸発させることにより室外空気から吸熱
する（冷凍能力を発揮する）蒸発器であり、４００は冷
媒を減圧膨張させて蒸発器３００にて蒸発した気相冷媒
を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギー
に変換して圧縮機１００の吸入圧を上昇させるエジェク
タである。
【００１８】ここで、エジェクタ４００は、図２に示す
ように、流入する高圧冷媒の圧力エネルギー（圧力ヘッ
ド）を速度エネルギー（速度ヘッド）に変換して冷媒を
減圧膨張させるノズル４１０、ノズル４１０から噴射す
る高い速度の冷媒流（ジェット流）により蒸発器３００
にて蒸発した気相冷媒（吸引流）を吸引しながら駆動流
（ジェット流）とを混合する混合部４２０、及びノズル
４１０から噴射する冷媒と蒸発器３００から吸引した冷
媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギー
に変換して冷媒の圧力を昇圧させるディフューザ４３０
等からなるものである。
ように、流入する高圧冷媒の圧力エネルギー（圧力ヘッ
ド）を速度エネルギー（速度ヘッド）に変換して冷媒を
減圧膨張させるノズル４１０、ノズル４１０から噴射す
る高い速度の冷媒流（ジェット流）により蒸発器３００
にて蒸発した気相冷媒（吸引流）を吸引しながら駆動流
（ジェット流）とを混合する混合部４２０、及びノズル
４１０から噴射する冷媒と蒸発器３００から吸引した冷
媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギー
に変換して冷媒の圧力を昇圧させるディフューザ４３０
等からなるものである。
【００１９】なお、混合部４２０においては、図３に示
すように、駆動流の運動量と吸引流の運動量との和が保
存されるように駆動流と吸引流とが混合するので、混合
部４２０においても冷媒の圧力が（静圧）が上昇する。
一方、ディフューザ４３０においては、通路断面積を徐
々に拡大することにより、冷媒の速度エネルギー（動
圧）を圧力エネルギー（静圧）に変換するので、エジェ
クタ４００においては、混合部４２０及びディフューザ
４３０の両者にて冷媒圧力を昇圧する。そこで、混合部
４２０とディフューザ４３０とを総称して昇圧部と呼
ぶ。
すように、駆動流の運動量と吸引流の運動量との和が保
存されるように駆動流と吸引流とが混合するので、混合
部４２０においても冷媒の圧力が（静圧）が上昇する。
一方、ディフューザ４３０においては、通路断面積を徐
々に拡大することにより、冷媒の速度エネルギー（動
圧）を圧力エネルギー（静圧）に変換するので、エジェ
クタ４００においては、混合部４２０及びディフューザ
４３０の両者にて冷媒圧力を昇圧する。そこで、混合部
４２０とディフューザ４３０とを総称して昇圧部と呼
ぶ。
【００２０】つまり、理想的なエジェクタ４００におい
ては、混合部４２０で駆動流の運動量と吸引流冷媒の運
動量との和が保存されるように冷媒圧力が増大し、ディ
フューザ４３０でエネルギーが保存されるように冷媒圧
力が増大することがのぞましい。
ては、混合部４２０で駆動流の運動量と吸引流冷媒の運
動量との和が保存されるように冷媒圧力が増大し、ディ
フューザ４３０でエネルギーが保存されるように冷媒圧
力が増大することがのぞましい。
【００２１】なお、図３において、ガス速度はノズル４
１０から噴射する冷媒の速度を１としたときの大きさで
あり、軸方向寸法はノズル４１０の冷媒出口を基準とし
た寸法であり、半径寸法はエジェクタ４００を回転対称
体としてその中心線からの寸法を表している。
１０から噴射する冷媒の速度を１としたときの大きさで
あり、軸方向寸法はノズル４１０の冷媒出口を基準とし
た寸法であり、半径寸法はエジェクタ４００を回転対称
体としてその中心線からの寸法を表している。
【００２２】また、図１中、５００はエジェクタ４００
から流出した冷媒が流入するとともに、その流入した冷
媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して冷媒を蓄える気液
分離器であり、気液分離器５００のうち気相冷媒流出口
５１０は圧縮機１００に吸引側に接続され、液相流出口
５２０は蒸発器３００側に流入側に接続される。
から流出した冷媒が流入するとともに、その流入した冷
媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して冷媒を蓄える気液
分離器であり、気液分離器５００のうち気相冷媒流出口
５１０は圧縮機１００に吸引側に接続され、液相流出口
５２０は蒸発器３００側に流入側に接続される。
【００２３】そして、液相流出口５２０と蒸発器３００
とを繋ぐ冷媒通路Ｌ１、放熱器２００から流出する冷媒
をエジェクタ４００を迂回させて蒸発器３００に導く冷
媒通路Ｌ２、及び放熱器２００から流出する冷媒をエジ
ェクタ４００に導く冷媒通路Ｌ３には、通路開閉バルブ
６１０、６２０、６３０が設けられており、これら通路
開閉バルブ６１０、６２０、６３０により、放熱器２０
０から流出する冷媒をエジェクタ４００に導く場合と、
エジェクタ４００を迂回させて蒸発器３００に導く場合
とを切り換える切換装置（切換手段）６００が構成され
ている。
とを繋ぐ冷媒通路Ｌ１、放熱器２００から流出する冷媒
をエジェクタ４００を迂回させて蒸発器３００に導く冷
媒通路Ｌ２、及び放熱器２００から流出する冷媒をエジ
ェクタ４００に導く冷媒通路Ｌ３には、通路開閉バルブ
６１０、６２０、６３０が設けられており、これら通路
開閉バルブ６１０、６２０、６３０により、放熱器２０
０から流出する冷媒をエジェクタ４００に導く場合と、
エジェクタ４００を迂回させて蒸発器３００に導く場合
とを切り換える切換装置（切換手段）６００が構成され
ている。
【００２４】次に、本実施形態に係るエジェクタサイク
ルの作動及び特徴を述べる。
ルの作動及び特徴を述べる。
【００２５】１．通常運転モード（図４参照）
この運転モードは、放熱器２００から流出する冷媒をエ
ジェクタ４００に導くことにより室外空気から吸熱しな
がら給湯水を加熱する運転モードであり、このモードで
は、気液分離５００から吸引されて冷媒の臨界圧力以上
まで圧縮された冷媒は、圧縮機１００から吐出して放熱
器２００にて凝縮し、エジェクタ４００（ノズル４１
０）に流入する。
ジェクタ４００に導くことにより室外空気から吸熱しな
がら給湯水を加熱する運転モードであり、このモードで
は、気液分離５００から吸引されて冷媒の臨界圧力以上
まで圧縮された冷媒は、圧縮機１００から吐出して放熱
器２００にて凝縮し、エジェクタ４００（ノズル４１
０）に流入する。
【００２６】そして、エジェクタ４００に流入した高圧
冷媒は、ノズル４１０にてその圧力エネルギーが速度エ
ネルギーに変換されて、低圧のジェット流となって混合
部４２０内に噴射される。このため、蒸発器３００内の
気相冷媒がエジェクタ４００内に吸引されるので、吸引
された気相冷媒とジェット流とが混合部４２０にて合流
し、その後、その混合した冷媒は、ディフューザ４３０
にて昇圧されて気液分離５００に向けて流出する。
冷媒は、ノズル４１０にてその圧力エネルギーが速度エ
ネルギーに変換されて、低圧のジェット流となって混合
部４２０内に噴射される。このため、蒸発器３００内の
気相冷媒がエジェクタ４００内に吸引されるので、吸引
された気相冷媒とジェット流とが混合部４２０にて合流
し、その後、その混合した冷媒は、ディフューザ４３０
にて昇圧されて気液分離５００に向けて流出する。
【００２７】ここで、エジェクタ４００内に吸引される
冷媒は、蒸発器３００内で蒸発した気相冷媒のみが吸引
されものではなく、サイクルの運転状態（熱負荷）によ
っては、気液二相状態の冷媒が吸引される場合もあり得
るものである。
冷媒は、蒸発器３００内で蒸発した気相冷媒のみが吸引
されものではなく、サイクルの運転状態（熱負荷）によ
っては、気液二相状態の冷媒が吸引される場合もあり得
るものである。
【００２８】一方、エジェクタ４００にて蒸発器３００
内の気相冷媒が吸引されるので、気液分離器５００内の
液相冷媒が蒸発器３００に流入し、蒸発器３００に流入
した冷媒は室外空気から吸熱して蒸発する。
内の気相冷媒が吸引されるので、気液分離器５００内の
液相冷媒が蒸発器３００に流入し、蒸発器３００に流入
した冷媒は室外空気から吸熱して蒸発する。
【００２９】因みに、図５は通常運転モードにおけるｐ
−ｈ線図であり、図４に示す番号は図１に示す番号の位
置における冷媒の状態を示すものである。
−ｈ線図であり、図４に示す番号は図１に示す番号の位
置における冷媒の状態を示すものである。
【００３０】２．除霜運転モード（図６参照）
この運転モードは、放熱器２００から流出する冷媒をエ
ジェクタ４００を迂回させて蒸発器３００に導くことに
より蒸発器３００の表面に付着した霜を取り除くもので
あり、圧縮機１００から吐出した冷媒を、放熱器２００
→蒸発器３００→混合部４２０→ディフューザ４３０→
気液分離器５００→圧縮機１００の順に循環させる。
ジェクタ４００を迂回させて蒸発器３００に導くことに
より蒸発器３００の表面に付着した霜を取り除くもので
あり、圧縮機１００から吐出した冷媒を、放熱器２００
→蒸発器３００→混合部４２０→ディフューザ４３０→
気液分離器５００→圧縮機１００の順に循環させる。
【００３１】これにより、放熱器２００にて給湯水を加
熱した冷媒の余熱により蒸発器３００が加熱されるの
で、蒸発器３００の表面に付着した霜が除霜される。
熱した冷媒の余熱により蒸発器３００が加熱されるの
で、蒸発器３００の表面に付着した霜が除霜される。
【００３２】なお、この例では、除霜運転時であって
も、放熱器２００にて給湯水と冷媒とが熱交換された
が、給湯水を止めることにより給湯水と冷媒との熱交換
を実質的に停止させれば、さらに効率よく蒸発器３００
を除霜することができる。
も、放熱器２００にて給湯水と冷媒とが熱交換された
が、給湯水を止めることにより給湯水と冷媒との熱交換
を実質的に停止させれば、さらに効率よく蒸発器３００
を除霜することができる。
【００３３】（第２実施形態）本実施形態は、蒸発器３
００の冷媒入口側に蒸発器３００に流入する冷媒を減圧
膨張させる膨張弁（絞り手段）７００を設けたものであ
る。なお、本実施形態では、膨張弁７００として開度を
可変制御することができる電気式の可変絞りを採用して
いる。
００の冷媒入口側に蒸発器３００に流入する冷媒を減圧
膨張させる膨張弁（絞り手段）７００を設けたものであ
る。なお、本実施形態では、膨張弁７００として開度を
可変制御することができる電気式の可変絞りを採用して
いる。
【００３４】次に、本実施形態に係るエジェクタサイク
ルの作動を述べる。
ルの作動を述べる。
【００３５】１．第１通常運転モード（図８参照）
この運転モードは、圧縮機１００から流出する冷媒の質
量流量（以下、冷媒流量と呼ぶ。）が所定値以上のとき
に給湯水を加熱する運転モードである。具体的には、第
１実施形態に係るエジェクタサイクルの通常運転モード
と同様に、放熱器２００から流出する冷媒をエジェクタ
４００に導くことにより室外空気から吸熱しながら給湯
水を加熱する運転モードである。
量流量（以下、冷媒流量と呼ぶ。）が所定値以上のとき
に給湯水を加熱する運転モードである。具体的には、第
１実施形態に係るエジェクタサイクルの通常運転モード
と同様に、放熱器２００から流出する冷媒をエジェクタ
４００に導くことにより室外空気から吸熱しながら給湯
水を加熱する運転モードである。
【００３６】２．第２通常運転モード（図９参照）
この運転モードは、冷媒流量が所定値未満のときに給湯
水を加熱する運転モードである。具体的には、圧縮機１
００から吐出した冷媒を、放熱器２００→膨張弁７００
→蒸発器３００→混合部４２０→ディフューザ４３０→
気液分離器５００→圧縮機１００の順に循環させること
より、蒸発器３００にて冷媒を蒸発させて室外空気から
吸熱しながら給湯水を加熱する運転モードである。
水を加熱する運転モードである。具体的には、圧縮機１
００から吐出した冷媒を、放熱器２００→膨張弁７００
→蒸発器３００→混合部４２０→ディフューザ４３０→
気液分離器５００→圧縮機１００の順に循環させること
より、蒸発器３００にて冷媒を蒸発させて室外空気から
吸熱しながら給湯水を加熱する運転モードである。
【００３７】３．除霜運転モード（図１０参照）
この運転モードは、放熱器２００から流出する冷媒をエ
ジェクタ４００を迂回させて蒸発器３００に導くことに
より蒸発器３００の表面に付着した霜を取り除くもので
あり、詳細作動は第１実施形態に係るエジェクタサイク
ルの除霜運転モードと同じである。
ジェクタ４００を迂回させて蒸発器３００に導くことに
より蒸発器３００の表面に付着した霜を取り除くもので
あり、詳細作動は第１実施形態に係るエジェクタサイク
ルの除霜運転モードと同じである。
【００３８】次に、本実施形態の特徴（作用効果）を述
べる。
べる。
【００３９】本実施形態によれば、温度の高い冷媒を蒸
発器３００に導くことにより蒸発器３００を除霜するこ
とができる。
発器３００に導くことにより蒸発器３００を除霜するこ
とができる。
【００４０】ところで、エジェクタ４００では、ノズル
４１０から噴射する高い速度の冷媒流により蒸発器３０
０内の気相冷媒を吸引しているので、その吸引冷媒量
は、放熱器２００から流出してノズル４１０に流入する
冷媒流量が増大してノズル４１０から噴射する冷媒の流
速が大きくなると増大し、一方、流量が減少して流速が
低下すると減少する。
４１０から噴射する高い速度の冷媒流により蒸発器３０
０内の気相冷媒を吸引しているので、その吸引冷媒量
は、放熱器２００から流出してノズル４１０に流入する
冷媒流量が増大してノズル４１０から噴射する冷媒の流
速が大きくなると増大し、一方、流量が減少して流速が
低下すると減少する。
【００４１】しかし、冷媒流量の変化に対して吸引冷媒
量の変化が線形的に変化しないので、熱負荷が小さくな
り冷媒流量を減少させていくと、冷媒流量の減少量以上
に吸引冷媒量が減少してしまい、必要な吸熱能力及び加
熱能力を確保することができなくなってしまう。
量の変化が線形的に変化しないので、熱負荷が小さくな
り冷媒流量を減少させていくと、冷媒流量の減少量以上
に吸引冷媒量が減少してしまい、必要な吸熱能力及び加
熱能力を確保することができなくなってしまう。
【００４２】これに対して、本実施形態では、冷媒流量
が所定値未満のときには、膨張弁７００で減圧された冷
媒を蒸発器３００に供給して冷媒を蒸発させるので、蒸
発器３００内を流通する冷媒流量は、冷媒流速の影響を
受けることなく、圧縮機１００から吐出される流量に比
例した流量となる。
が所定値未満のときには、膨張弁７００で減圧された冷
媒を蒸発器３００に供給して冷媒を蒸発させるので、蒸
発器３００内を流通する冷媒流量は、冷媒流速の影響を
受けることなく、圧縮機１００から吐出される流量に比
例した流量となる。
【００４３】したがって、熱負荷が小さくなり、冷媒流
量が減少したときであっても、必要な吸熱能力及び加熱
能力を確実に確保することができる。
量が減少したときであっても、必要な吸熱能力及び加熱
能力を確実に確保することができる。
【００４４】なお、本実施形態では、冷媒流量をパラメ
ータとして第１通常運転モード（エジェクタサイクルモ
ード）と第２通常運転モード（膨張弁サイクルモード）
とを切り換えたが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、ヒートポンプサイクル（給湯器）の運転状態（熱
負荷）に応じて、適宜、第１通常運転モードと第２通常
運転モードとを切り換えてもよい。
ータとして第１通常運転モード（エジェクタサイクルモ
ード）と第２通常運転モード（膨張弁サイクルモード）
とを切り換えたが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、ヒートポンプサイクル（給湯器）の運転状態（熱
負荷）に応じて、適宜、第１通常運転モードと第２通常
運転モードとを切り換えてもよい。
【００４５】また、本実施形態では、膨張弁７００とし
て開度を可変制御することができる電気式の減圧装置を
採用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
例えば開度を可変制御することができる機械式の減圧装
置、又は開度が固定された固定絞りを採用してもよい。
て開度を可変制御することができる電気式の減圧装置を
採用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
例えば開度を可変制御することができる機械式の減圧装
置、又は開度が固定された固定絞りを採用してもよい。
【００４６】（その他の実施形態）上述の実施形態では
給湯器に本発明を適用したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、空調装置や冷凍装置等のその他のもの
にも適用することができる。
給湯器に本発明を適用したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、空調装置や冷凍装置等のその他のもの
にも適用することができる。
【００４７】また、上述の実施形態では、冷媒を二酸化
炭素として高圧側の冷媒圧力（圧縮機１００の吐出圧）
を冷媒の臨界圧力以上としたが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、例えば冷媒をフロンとして高圧側の
冷媒圧力を冷媒の臨界圧力未満としてもよい。
炭素として高圧側の冷媒圧力（圧縮機１００の吐出圧）
を冷媒の臨界圧力以上としたが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、例えば冷媒をフロンとして高圧側の
冷媒圧力を冷媒の臨界圧力未満としてもよい。
【００４８】また、上述の実施形態では、通路開閉バル
ブ６１０、６２０、６３０により、放熱器２００から流
出する冷媒をエジェクタ４００に導く場合と、エジェク
タ４００を迂回させて蒸発器３００に導く場合とを切り
換える切換装置６００が構成したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、１つ又は２つの切換バルブにて
構成してもよい。
ブ６１０、６２０、６３０により、放熱器２００から流
出する冷媒をエジェクタ４００に導く場合と、エジェク
タ４００を迂回させて蒸発器３００に導く場合とを切り
換える切換装置６００が構成したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、１つ又は２つの切換バルブにて
構成してもよい。
【図１】本発明の第１実施形態に係るエジェクタサイク
ルの模式図である。
ルの模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係るエジェクタの模式図で
ある。
ある。
【図３】ノズルの冷媒出口からディフューザの冷媒出口
までにおける、エジェクタの冷媒通路断面の中央部を基
準とした半径方向の位置と冷媒流速との関係を示す三次
元特性図である。
までにおける、エジェクタの冷媒通路断面の中央部を基
準とした半径方向の位置と冷媒流速との関係を示す三次
元特性図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るエジェクタサイク
ルの通常運転モードの説明図である。
ルの通常運転モードの説明図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るエジェクタサイク
ルの通常運転モード時におけるｐ−ｈ線図である。
ルの通常運転モード時におけるｐ−ｈ線図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るエジェクタサイク
ルの除霜運転モードの説明図である。
ルの除霜運転モードの説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るエジェクタサイク
ルの模式図である。
ルの模式図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るエジェクタサイク
ルの第１通常運転モードの説明図である。
ルの第１通常運転モードの説明図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るエジェクタサイク
ルの第１通常運転モードの説明図である。
ルの第１通常運転モードの説明図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係るエジェクタサイ
クルの除霜運転モードの説明図である。
クルの除霜運転モードの説明図である。
１００…圧縮機、２００…放熱器、３００…蒸発器、４
００…エジェクタ、５００…気液分離器、６００…切換
装置（切換手段）。
００…エジェクタ、５００…気液分離器、６００…切換
装置（切換手段）。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 酒井 猛
愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会
社デンソー内
Claims (4)
- 【請求項１】 冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１００）
と、 前記圧縮機（１００）から吐出した冷媒を冷却する放熱
器（２００）と、 冷媒を蒸発させて吸熱する蒸発器（３００）と、 冷媒を減圧膨張させて前記蒸発器（３００）にて蒸発し
た気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力
エネルギーに変換して前記圧縮機（１００）の吸入圧を
上昇させるエジェクタ（４００）と、 前記放熱器（２００）から流出する冷媒を前記エジェク
タ（４００）に導く場合と、前記エジェクタ（４００）
を迂回させて前記蒸発器（３００）に導く場合とを切り
換える切換手段（６００）とを備えることを特徴とする
エジェクタサイクル。 - 【請求項２】 冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１００）
と、 前記圧縮機（１００）から吐出した冷媒を冷却する放熱
器（２００）と、 冷媒を蒸発させて吸熱する蒸発器（３００）と、 冷媒を減圧膨張させて前記蒸発器（３００）にて蒸発し
た気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力
エネルギーに変換して前記圧縮機（１００）の吸入圧を
上昇させるエジェクタ（４００）と、 前記放熱器（２００）から流出する冷媒を前記エジェク
タ（４００）に導く場合と、前記エジェクタ（４００）
を迂回させて前記蒸発器（３００）に導く場合とを切り
換える切換手段（６００）と、 前記蒸発器（３００）に流入する冷媒を減圧膨張させる
膨張弁（７００）とを備えることを特徴とするエジェク
タサイクル。 - 【請求項３】 冷媒として二酸化炭素を使用するととも
に、少なくとも前記蒸発器（３００）にて冷媒を蒸発さ
せる通常運転時には、前記圧縮機（１００）から吐出す
る冷媒の圧力を冷媒の臨界圧力以上まで上昇させること
を特徴とする請求項１又は２に記載のエジェクタサイク
ル。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか１つに記載
のエジェクタサイクルを備え、前記放熱器（２００）に
て給湯水を加熱することを特徴とする給湯器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001291362A JP2003097868A (ja) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | エジェクタサイクル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001291362A JP2003097868A (ja) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | エジェクタサイクル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003097868A true JP2003097868A (ja) | 2003-04-03 |
Family
ID=19113522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001291362A Withdrawn JP2003097868A (ja) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | エジェクタサイクル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003097868A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006118849A (ja) * | 2004-09-22 | 2006-05-11 | Denso Corp | エジェクタ式冷凍サイクル |
| JP2007078349A (ja) * | 2004-02-18 | 2007-03-29 | Denso Corp | エジェクタサイクル |
| JP2007315632A (ja) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Denso Corp | エジェクタ式サイクル |
| JP2009228999A (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Mitsubishi Electric Corp | 冷凍サイクル装置、冷凍・空調装置、給湯装置 |
| JP2010133586A (ja) * | 2008-12-03 | 2010-06-17 | Mitsubishi Electric Corp | 冷凍サイクル装置及び冷凍サイクル装置の制御方法 |
| CN101319826B (zh) * | 2004-09-22 | 2011-09-28 | 株式会社电装 | 喷射式制冷剂循环装置 |
| WO2011122085A1 (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-06 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置及び冷媒循環方法 |
| JP2011208935A (ja) * | 2011-06-17 | 2011-10-20 | Mitsubishi Electric Corp | 冷凍サイクル装置、冷凍・空調装置、給湯装置 |
| JP2013011438A (ja) * | 2012-10-18 | 2013-01-17 | Mitsubishi Electric Corp | 冷凍サイクル装置、冷凍・空調装置、給湯装置 |
| US8991201B2 (en) | 2005-06-30 | 2015-03-31 | Denso Corporation | Ejector cycle system |
| JP2015206545A (ja) * | 2014-04-21 | 2015-11-19 | 富士電機株式会社 | 冷媒回路装置 |
| US9200820B2 (en) | 2009-10-20 | 2015-12-01 | Mitsubishi Electric Corporation | Heat pump apparatus with ejector cycle |
| US10352592B2 (en) | 2015-05-27 | 2019-07-16 | Carrier Corporation | Ejector system and methods of operation |
-
2001
- 2001-09-25 JP JP2001291362A patent/JP2003097868A/ja not_active Withdrawn
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007078349A (ja) * | 2004-02-18 | 2007-03-29 | Denso Corp | エジェクタサイクル |
| JP2006118849A (ja) * | 2004-09-22 | 2006-05-11 | Denso Corp | エジェクタ式冷凍サイクル |
| US8186180B2 (en) | 2004-09-22 | 2012-05-29 | Denso Corporation | Ejector-type refrigerant cycle device |
| US7757514B2 (en) | 2004-09-22 | 2010-07-20 | Denso Corporation | Ejector-type refrigerant cycle device |
| CN101319826B (zh) * | 2004-09-22 | 2011-09-28 | 株式会社电装 | 喷射式制冷剂循环装置 |
| US8991201B2 (en) | 2005-06-30 | 2015-03-31 | Denso Corporation | Ejector cycle system |
| JP2007315632A (ja) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Denso Corp | エジェクタ式サイクル |
| JP2009228999A (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Mitsubishi Electric Corp | 冷凍サイクル装置、冷凍・空調装置、給湯装置 |
| JP2010133586A (ja) * | 2008-12-03 | 2010-06-17 | Mitsubishi Electric Corp | 冷凍サイクル装置及び冷凍サイクル装置の制御方法 |
| US9200820B2 (en) | 2009-10-20 | 2015-12-01 | Mitsubishi Electric Corporation | Heat pump apparatus with ejector cycle |
| WO2011122085A1 (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-06 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置及び冷媒循環方法 |
| JP2011214741A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Mitsubishi Electric Corp | 冷凍サイクル装置 |
| CN102844632A (zh) * | 2010-03-31 | 2012-12-26 | 三菱电机株式会社 | 制冷循环装置以及制冷剂循环方法 |
| US9612047B2 (en) | 2010-03-31 | 2017-04-04 | Mitsubishi Electric Corporation | Refrigeration cycle apparatus and refrigerant circulation method |
| CN102844632B (zh) * | 2010-03-31 | 2015-02-11 | 三菱电机株式会社 | 制冷循环装置以及制冷剂循环方法 |
| JP2011208935A (ja) * | 2011-06-17 | 2011-10-20 | Mitsubishi Electric Corp | 冷凍サイクル装置、冷凍・空調装置、給湯装置 |
| JP2013011438A (ja) * | 2012-10-18 | 2013-01-17 | Mitsubishi Electric Corp | 冷凍サイクル装置、冷凍・空調装置、給湯装置 |
| JP2015206545A (ja) * | 2014-04-21 | 2015-11-19 | 富士電機株式会社 | 冷媒回路装置 |
| US10352592B2 (en) | 2015-05-27 | 2019-07-16 | Carrier Corporation | Ejector system and methods of operation |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071220 |
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| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20090304 |