JP2007315738A - 蒸気圧縮式冷凍サイクル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エジェクタ13のノズル部13aには第1放熱器12を流出した冷媒を供給する一方、第2蒸発器24には第2放熱器22から流出した冷媒を供給する。このうち、第2放熱器22は、第2圧縮機21から流出した冷媒を冷却する第2放熱部22aと、この第2放熱部22aから流出した冷媒を過冷却する第2過冷却部22bとを備える構成とする。
【選択図】図1
Description
冷媒を吸入圧縮して吐出する第1圧縮機(11)と、
第1圧縮機(11)から吐出された冷媒の放熱を行なう第1放熱器(12)と、
第1放熱器(12)から流出した冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル部(13a)、ノズル部(13a)から噴射する冷媒流により冷媒が内部に吸引される冷媒吸引口(13b)、およびノズル部(13a)から噴射する冷媒と冷媒吸引口(13b)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昇圧部(13c、13d)を有するエジェクタ(13)と、
エジェクタ(13)から流出した冷媒を蒸発させる第1蒸発器(14)と、
冷媒を吸入圧縮して吐出する第2圧縮機(21)と、
第2圧縮機(21)から吐出された冷媒の放熱を行なう第2放熱器(22)と、
第2放熱器(22)から流出した冷媒を減圧膨張させる減圧手段(23)と、
減圧手段(23)で減圧された冷媒を蒸発させ、蒸発した冷媒を冷媒吸引口(13b)に流入させる第2蒸発器(24)とを備え、
第1蒸発器(14)で蒸発した冷媒を第1圧縮機(11)および第2圧縮機(21)に分配して吸入させる蒸気圧縮式冷凍サイクルであって、
第2放熱器(22)は、第2圧縮機(21)から流出した冷媒の放熱を行う第2放熱部(22a)と、第2放熱部(22a)を流出した液相冷媒を過冷却する第2過冷却部(22b)とから構成されており、
第1圧縮機(11)の冷媒吐出量およびノズル部(13a)の冷媒減圧量の少なくともいずれかを調節可能とし、
かつ、第2圧縮機(21)の冷媒吐出量および減圧手段(23)の冷媒減圧量の少なくともいずれかを調節可能としたことを特徴としている。
第2蒸発器(24)の出口における冷媒の圧力を検出する冷媒圧力検出手段(94)と、
第2蒸発器(24)の出口における冷媒の温度またはその関連値を検出する冷媒温度検出手段(95)とを備え、
制御手段(100)は、冷媒圧力検出手段(94)が検出した冷媒圧力、および冷媒温度検出手段(95)が検出した冷媒温度に基づいて、第2蒸発器(24)の出口における冷媒の過熱度を算出することを特徴としている。
第2蒸発器(24)の出口における冷媒の圧力を検出する冷媒圧力検出手段(94)と、
第2蒸発器(24)の出口における冷媒の温度またはその関連値を検出する冷媒温度検出手段(95)とを備え、
制御手段(100)は、冷媒圧力検出手段(94)が検出した冷媒圧力、および冷媒温度検出手段(95)が検出した冷媒温度に基づいて、ノズル部(13a)から噴射する冷媒流量と冷媒吸引口(13b)から吸入される冷媒流量との比率を制御することを特徴としている。
第2圧縮機(21)の冷媒吐出量および減圧手段(23A)の冷媒減圧量の両者が調節可能であり、
第2圧縮機(21)の冷媒吐出量が所定量まで減少した場合に、減圧手段(23A)の冷媒減圧量を増大させることを特徴としている。
図1は、本発明を適用した第1の実施形態における蒸気圧縮式の冷凍サイクル1を示す模式構成図である。本実施形態では、冷凍サイクル1を車両用冷凍サイクル装置に適用した例を示す。
本発明に係る第2の実施形態について図4ないし図6を参照して説明する。尚、第1の実施形態と同一の部分についてはその説明を省略し、相違点のみを説明する。本実施形態では、図4に示すように、第1放熱器12の伝熱面積(AR1)と第2放熱器22の伝熱面積(AR2)との比率(AR1:AR2)(以下、放熱器側比率(AR1:AR2)という)は、第1蒸発器14の伝熱面積(AE1)と第2蒸発器24の伝熱面積(AE2)との比率(AE1:AE2)(以下、蒸発器側比率(AE1:AE2)という)と同一となるように設定されている。
本発明に係る第3の実施形態について図7または図8を参照して説明する。尚、上記第1の実施形態と同一の部分についてはその説明を省略し、相違点のみを説明する。第1の実施形態では、第2放熱器22のみに当該冷媒を過冷却する第2過冷却部22bを備えた構成を示したが、例えば、図7に示すように、第1放熱器12にも過冷却部を備えた構成としても良い。具体的には、第1放熱器12を、第1圧縮機11から流出した冷媒を冷却する第1放熱部12aと、この第1放熱部12aから流出した冷媒を過冷却する第1過冷却部12bとにより構成する。
次に、第4の実施形態について図9および図10に基づいて説明する。
次に、第5の実施形態について図11〜図15に基づいて説明する。
第1の実施形態及び第2の実施形態では、第1放熱器12、第2放熱部22a、及び第2過冷却部22bを一体で設けた構成を示したが、これらをそれぞれ別体で構成するようにしても良い。
11…第1圧縮機
12…第1放熱器
12a…第1放熱部
12b…第1過冷却部
13…エジェクタ
13a…ノズル部
13b…冷媒吸引口
13c…混合部(昇圧部の一部)
13d…ディフューザ部(昇圧部の一部)
14…第1蒸発器
21…第2圧縮機
22…第2放熱器
22a…第2放熱部
22b…第2過冷却部
23…膨張弁(減圧手段)
23A…電子膨張弁(減圧手段)
24…第2蒸発器
94…低圧センサ(冷媒圧力検出手段、圧力センサ)
95…吹出温度センサ(冷媒温度検出手段、温度センサ)
100…制御装置(制御手段)
AR1…第1放熱器の伝熱面積
AR2…第2放熱器の伝熱面積
AE1…第1蒸発器の伝熱面積
AE2…第2蒸発器の伝熱面積
G1、G2…冷媒流量
Claims (19)
- 冷媒を吸入圧縮して吐出する第1圧縮機(11)と、
前記第1圧縮機(11)から吐出された冷媒の放熱を行なう第1放熱器(12)と、
前記第1放熱器(12)から流出した冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル部(13a)、前記ノズル部(13a)から噴射する冷媒流により冷媒が内部に吸引される冷媒吸引口(13b)、および前記ノズル部(13a)から噴射する冷媒と前記冷媒吸引口(13b)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昇圧部(13c、13d)を有するエジェクタ(13)と、
前記エジェクタ(13)から流出した冷媒を蒸発させる第1蒸発器(14)と、
冷媒を吸入圧縮して吐出する第2圧縮機(21)と、
前記第2圧縮機(21)から吐出された冷媒の放熱を行なう第2放熱器(22)と、
前記第2放熱器(22)から流出した冷媒を減圧膨張させる減圧手段(23)と、
前記減圧手段(23)で減圧された冷媒を蒸発させ、蒸発した冷媒を前記冷媒吸引口(13b)に流入させる第2蒸発器(24)とを備え、
前記第1蒸発器(14)で蒸発した冷媒を前記第1圧縮機(11)および前記第2圧縮機(21)に分配して吸入させる蒸気圧縮式冷凍サイクルであって、
前記第2放熱器(22)は、前記第2圧縮機(21)から流出した冷媒の放熱を行う第2放熱部(22a)と、前記第2放熱部(22a)を流出した液相冷媒を過冷却する第2過冷却部(22b)とから構成されており、
前記第1圧縮機(11)の冷媒吐出量および前記ノズル部(13a)の冷媒減圧量の少なくともいずれかを調節可能とし、
かつ、前記第2圧縮機(21)の冷媒吐出量および前記減圧手段(23)の冷媒減圧量の少なくともいずれかを調節可能としたことを特徴とする蒸気圧縮式冷凍サイクル。 - 前記第1放熱器(12)の伝熱面積(AR1)と前記第2放熱器(22)の伝熱面積(AR2)との比率(AR1:AR2)が、前記第1蒸発器(14)の伝熱面積(AE1)と前記第2蒸発器(24)の伝熱面積(AE2)との比率(AE1:AE2)と同一となるように設定されていることを特徴とする請求項1に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。
- 前記第2放熱部(22a)と前記第2過冷却部(22b)とは、一の放熱器内部を分割して形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。
- 前記第1放熱器(12)は、前記第1圧縮機(11)から流出した冷媒の放熱を行う第1放熱部(12a)と、前記第1放熱部(12a)を流出した液相冷媒を過冷却する第1過冷却部(12b)とから構成されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。
- 前記第1過冷却部(12b)及び前記第2過冷却部(22b)のうち少なくともいずれかは、内部熱交換器により構成されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。
- 前記第1圧縮機(11)の冷媒吐出量および前記ノズル部(13a)の冷媒減圧量の少なくともいずれかを調節するとともに、
前記第2圧縮機(21)の冷媒吐出量および前記減圧手段(23)の冷媒減圧量の少なくともいずれかを調節し、
前記ノズル部(13a)から噴射する冷媒流量と前記冷媒吸引口(13b)から吸入される冷媒流量との比率を制御する制御手段(100)を備えることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。 - 前記制御手段(100)は、前記ノズル部(13a)から噴射する冷媒流量(G1)と前記冷媒吸引口(13b)から吸入される冷媒流量(G2)との比率(G1:G2)を、前記第1放熱器(12)の伝熱面積(AR1)と前記第2放熱器(22)の伝熱面積(AR2)との比率(AR1:AR2)と同一となるように制御することを特徴とする請求項6に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。
- 前記制御手段(100)は、前記第2蒸発器(24)の出口における冷媒の過熱度に基づいて、前記ノズル部(13a)から噴射する冷媒流量と前記冷媒吸引口(13b)から吸入される冷媒流量との比率を制御することを特徴とする請求項6に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。
- 前記第2蒸発器(24)の出口における冷媒の圧力を検出する冷媒圧力検出手段(94)と、
前記第2蒸発器(24)の出口における冷媒の温度またはその関連値を検出する冷媒温度検出手段(95)とを備え、
前記制御手段(100)は、前記冷媒圧力検出手段(94)が検出した冷媒圧力、および前記冷媒温度検出手段(95)が検出した冷媒温度に基づいて、前記過熱度を算出することを特徴とする請求項8に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。 - 前記第2蒸発器(24)の出口における冷媒の圧力を検出する冷媒圧力検出手段(94)と、
前記第2蒸発器(24)の出口における冷媒の温度またはその関連値を検出する冷媒温度検出手段(95)とを備え、
前記制御手段(100)は、前記冷媒圧力検出手段(94)が検出した冷媒圧力、および前記冷媒温度検出手段(95)が検出した冷媒温度に基づいて、前記ノズル部(13a)から噴射する冷媒流量と前記冷媒吸引口(13b)から吸入される冷媒流量との比率を制御することを特徴とする請求項8に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。 - 前記冷媒圧力検出手段(94)は、前記第2蒸発器(24)の出口側に設けた圧力センサ(94)であり、前記冷媒温度検出手段(95)は、前記関連値として前記第2蒸発器(24)を通過した外部流体の温度を検出する温度センサ(95)であることを特徴とする請求項9または請求項10に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。
- 前記第1圧縮機(11)の冷媒吐出量および前記第2圧縮機(21)の冷媒吐出量の両者を調節可能としたことを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1つに記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。
- 前記第1圧縮機(11)の冷媒吐出量および前記第2圧縮機(21)の冷媒吐出量のいずれかを調節可能としたことを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1つに記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。
- 前記第1圧縮機(11)の冷媒吐出量を調節可能としたことを特徴とする請求項13に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。
- 前記第2圧縮機(21)の冷媒吐出量を調節可能としたことを特徴とする請求項13に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。
- 前記ノズル部(13a)は、開度が固定されていることを特徴とする請求項12から請求項14のいずれかに記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。
- 前記減圧手段(23)は、固定絞り手段(23)であることを特徴とする請求項12から請求項15のいずれかに記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。
- 前記第2圧縮機(21)の冷媒吐出量および前記減圧手段(23A)の冷媒減圧量の両者が調節可能であり、
前記第2圧縮機(21)の冷媒吐出量が所定量まで減少した場合に、前記減圧手段(23)の冷媒減圧量を増大させることを特徴とする請求項1から請求項13のいずれか1つに記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。 - 前記第2圧縮機(21)の冷媒吐出量が所定量まで減少した場合に、前記第2圧縮機(21)の冷媒吐出量を前記所定量に固定することを特徴とする請求項18に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。
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