JP2009138952A - Brine type cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷凍サイクルにて熱媒体であるブラインを冷却し、冷却された低温のブラインによって冷却対象空間へ送風される送風空気を冷却するブライン式冷却装置に関する。 The present invention relates to a brine type cooling device that cools a brine that is a heat medium in a refrigeration cycle and cools blown air that is blown into a space to be cooled by the cooled low-temperature brine.
従来、特許文献1に、蒸気圧縮式冷凍サイクルの蒸発器を冷媒−ブライン熱交換器として用い、熱媒体であるブラインを冷却し、さらに、ブラインを循環させるブライン回路に配置されたブライン−空気熱交換器にて、低温のブラインによって冷却対象空間へ送風される送風空気を冷却するブライン式冷却装置が開示されている。 Conventionally, in Patent Document 1, an evaporator of a vapor compression refrigeration cycle is used as a refrigerant-brine heat exchanger, brine that is a heat medium is cooled, and further, brine-air heat disposed in a brine circuit that circulates the brine A brine type cooling device that cools blown air that is blown into a space to be cooled by a low-temperature brine in an exchanger is disclosed.
この種のブライン式冷却装置は、例えば、冷却対象空間としての室内を冷房する冷房装置に適用した場合に、冷凍サイクルの冷媒として炭化水素系冷媒のような可燃性冷媒を採用しても、可燃性冷媒を室内に導くことなく室内を冷却できるので、冷凍サイクルの蒸発器にて直接送風空気を冷却する通常の冷凍サイクル装置よりも安全性の面で優れる。 For example, when this type of brine cooling device is applied to a cooling device that cools a room as a space to be cooled, even if a flammable refrigerant such as a hydrocarbon-based refrigerant is used as a refrigerant in a refrigeration cycle, Since the room can be cooled without introducing the refrigeration refrigerant into the room, it is superior in terms of safety compared to a normal refrigeration cycle apparatus that directly cools the blown air with the evaporator of the refrigeration cycle.
さらに、特許文献1のブライン式空調装置では、ブライン回路内に蓄冷器(蓄熱タンク)を配置しており、冷凍サイクルが冷凍能力を発揮できる通常の冷房運転時に、低温のブラインを蓄熱タンクに蓄える。これにより、冷凍サイクルが冷凍能力を発揮できない場合であっても、蓄熱タンクに蓄えられた低温のブラインをブライン−空気熱交換器へ流入させて、室内冷房を実現できるようにしている。
ところが、特許文献1のブライン式冷却装置のように、蓄熱タンクに蓄えられたブラインのみによって室内冷房を実現するためには、十分に冷却されたブラインを蓄熱タンクに蓄えておく必要がある。つまり、通常の冷房運転時であってもブライン自体の温度を、室内冷房に必要な温度よりも低下させておく必要がある。 However, in order to realize indoor cooling only by the brine stored in the heat storage tank as in the brine type cooling device of Patent Document 1, it is necessary to store the sufficiently cooled brine in the heat storage tank. That is, even during normal cooling operation, the temperature of the brine itself needs to be lower than the temperature required for indoor cooling.
そのため、通常の冷房運転時に、冷媒−ブライン熱交換器における冷媒蒸発温度を室内冷房に必要な冷媒蒸発温度よりも低下させなければならず、冷凍サイクルの圧縮機の消費動力が増加してしまう。その結果、圧縮機消費動力に対する冷却対象空間の冷却度合(以下、冷却効率という。)が悪化してしまうという問題が生じる。 For this reason, during normal cooling operation, the refrigerant evaporation temperature in the refrigerant-brine heat exchanger must be lower than the refrigerant evaporation temperature required for indoor cooling, which increases the power consumption of the compressor in the refrigeration cycle. As a result, there arises a problem that the degree of cooling of the space to be cooled with respect to the compressor power consumption (hereinafter referred to as cooling efficiency) deteriorates.
この問題に対して、ブライン式冷却装置の冷凍サイクルとして、例えば、特開2005−308380号公報等に開示されたエジェクタ式冷凍サイクルを適用する手段が考えられる。この種のエジェクタ式冷凍サイクルでは、エジェクタの昇圧作用によって圧縮機の消費動力を低減できるので、通常の冷凍サイクルを適用する場合に対してブライン式冷却装置の冷却効率を向上させることができる。 In order to solve this problem, a means for applying an ejector refrigeration cycle disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-308380 can be considered as a refrigeration cycle of a brine cooling device. In this type of ejector-type refrigeration cycle, the power consumption of the compressor can be reduced by the pressurizing action of the ejector, so that the cooling efficiency of the brine-type cooling device can be improved compared to the case where a normal refrigeration cycle is applied.
しかしながら、ブライン式冷却装置の冷凍サイクルとして、単に、エジェクタ式冷凍サイクルを適用したとしても、十分に冷却されたブラインを蓄熱タンクに蓄えるために、上述したように、通常の冷房運転時に、冷媒−ブライン熱交換器における冷媒蒸発温度を室内冷房に必要な冷媒蒸発温度よりも低下させておく必要ある。 However, even if the ejector refrigeration cycle is simply applied as the refrigeration cycle of the brine cooling device, in order to store the sufficiently cooled brine in the heat storage tank, as described above, during normal cooling operation, the refrigerant- It is necessary to lower the refrigerant evaporation temperature in the brine heat exchanger below the refrigerant evaporation temperature required for indoor cooling.
従って、蓄熱タンクを設けないブライン式冷却装置に対して、冷却効率が悪化してしまうという問題点を解消できない。 Therefore, the problem that cooling efficiency deteriorates cannot be solved with respect to the brine type cooling device not provided with the heat storage tank.
本発明は、上記点に鑑み、蓄冷器を備えるブライン式冷却装置において、蓄冷器に十分に冷却されたブラインを蓄えること、および、冷却効率を向上させることの両立を図ることを目的とする。 An object of this invention is to aim at coexistence of storing the brine fully cooled by the cool storage and improving a cooling efficiency in a brine type cooling device provided with a cool storage in view of the said point.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、冷媒と熱媒体であるブラインとを熱交換させてブラインを冷却する冷媒−ブライン熱交換器(27)を有する冷凍サイクル(2)と、冷媒−ブライン熱交換器(27)にて冷却されたブラインを循環させるブライン回路(3)とを備え、
ブライン回路(3)は、ブラインと冷却対象空間へ送風される送風空気とを熱交換させるブライン−空気熱交換器(32)、および、冷媒−ブライン熱交換器(27)にて冷却されたブラインの有する冷熱を蓄える蓄冷器(35)を有し、
冷凍サイクル(2)は、高圧冷媒を減圧膨張させるノズル部(25a)から噴射する高速度の冷媒流によって冷媒を冷媒吸引口(25b)から吸引するエジェクタ(25)、エジェクタ(25)から流出した低圧冷媒を蒸発させる第1蒸発部(28a)、冷媒を減圧膨張させる減圧手段(29)、および、減圧手段(29)にて減圧膨張された低圧冷媒を蒸発させて、冷媒吸引口(25b)上流側へ流出させる第2蒸発部(28b)を有し、
冷媒−ブライン熱交換器(27)では、第1、2蒸発部(28a、28b)にて蒸発する低圧冷媒の吸熱作用によってブラインを冷却し、蓄冷器(35)は、第2蒸発部(28b)にて冷却されたブラインの有する冷熱を蓄えるブライン式冷却装置を特徴とする。
To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a refrigeration cycle (2) having a refrigerant-brine heat exchanger (27) for cooling the brine by heat-exchanging the refrigerant and the brine as the heat medium. A brine circuit (3) for circulating the brine cooled in the refrigerant-brine heat exchanger (27),
The brine circuit (3) includes a brine-air heat exchanger (32) that exchanges heat between the brine and the blown air that is blown into the cooling target space, and a brine that is cooled by the refrigerant-brine heat exchanger (27). Having a regenerator (35) for storing the cold heat of
The refrigeration cycle (2) flows out of the ejector (25) and the ejector (25), which suck the refrigerant from the refrigerant suction port (25b) by the high-speed refrigerant flow injected from the nozzle part (25a) for decompressing and expanding the high-pressure refrigerant. The first evaporation section (28a) for evaporating the low-pressure refrigerant, the decompression means (29) for decompressing and expanding the refrigerant, and the low-pressure refrigerant decompressed and expanded by the decompression means (29) are evaporated, and the refrigerant suction port (25b) Having a second evaporation section (28b) that flows out upstream;
In the refrigerant-brine heat exchanger (27), the brine is cooled by the endothermic action of the low-pressure refrigerant evaporated in the first and second evaporators (28a, 28b), and the regenerator (35) is used in the second evaporator (28b). A brine type cooling device that stores the cold heat of the brine cooled in step 1).
これによれば、第1蒸発部(28a)ではエジェクタ(25)から流出した低圧冷媒を蒸発させ、第2蒸発部(28b)ではエジェクタ(25)の冷媒吸引口(25b)へ吸引される低圧冷媒を蒸発させるので、エジェクタ(25)の昇圧作用によって、第2蒸発部(28b)における冷媒蒸発温度を第1蒸発部(28a)における冷媒蒸発温度よりも低下させることができる。 According to this, the low-pressure refrigerant that has flowed out of the ejector (25) is evaporated in the first evaporation section (28a), and the low-pressure refrigerant that is sucked into the refrigerant suction port (25b) of the ejector (25) in the second evaporation section (28b). Since the refrigerant is evaporated, the refrigerant evaporation temperature in the second evaporation section (28b) can be made lower than the refrigerant evaporation temperature in the first evaporation section (28a) by the pressurizing action of the ejector (25).
従って、第1蒸発部(28a)よりも冷媒蒸発温度の低い第2蒸発部(28b)にて冷却されたブラインの有する冷熱を蓄冷器(35)に蓄えることができる。つまり、第1蒸発部(28a)における冷媒蒸発温度を、冷却対象空間の冷却に必要な冷媒蒸発温度よりも不必要に低下させることなく、第2蒸発部(28b)にて十分に冷却されたブラインの冷熱を蓄冷器(35)に蓄えることができる。 Accordingly, the cold heat of the brine cooled by the second evaporation section (28b) having a refrigerant evaporation temperature lower than that of the first evaporation section (28a) can be stored in the regenerator (35). That is, the second evaporator (28b) has sufficiently cooled the refrigerant evaporation temperature in the first evaporator (28a) without unnecessarily lowering the refrigerant evaporation temperature necessary for cooling the space to be cooled. The cold heat of the brine can be stored in the regenerator (35).
従って、第1蒸発部(28a)にて発揮される冷凍能力によって冷却対象空間を冷却し、第2蒸発部(28b)にて発揮される冷凍能力によって蓄冷器(35)に蓄えられるブラインを冷却するように、第1、2蒸発部(28a、28b)を使い分けるサイクル構成を実現することができ、蓄冷器(35)に十分に冷却されたブラインを蓄えること、および、冷却効率を向上させることの両立を図ることができる。 Therefore, the space to be cooled is cooled by the refrigerating capacity exhibited by the first evaporator (28a), and the brine stored in the regenerator (35) is cooled by the refrigerating capacity exhibited by the second evaporator (28b). As described above, it is possible to realize a cycle configuration that selectively uses the first and second evaporators (28a, 28b), to store the sufficiently cooled brine in the regenerator (35), and to improve the cooling efficiency. Can be achieved.
また、請求項2に記載の発明のように、請求項1に記載のブライン式冷却装置において、さらに、冷凍サイクル(2)は、高圧冷媒を放熱させる放熱器(22)下流側冷媒の流れを分岐する冷媒分岐部(24)を有し、ノズル部(25a)は、冷媒分岐部(24)で分岐された一方の冷媒を減圧膨張させ、減圧手段(29)は、冷媒分岐部(24)で分岐された一方の冷媒を減圧膨張させる構成になっていてもよい。
Further, as in the invention according to
また、請求項3に記載の発明のように、請求項1の記載のブライン式冷却装置において、さらに、冷凍サイクル(2)は、エジェクタ(25)流出冷媒の気液を分離する気液分離器(38)を有し、減圧手段(29)は、気液分離器(38)から流出した液相冷媒を減圧膨張させる構成になっていてもよい。
Further, as in the invention according to
請求項4に記載の発明では、請求項1ないし3のいずれか1つに記載のブライン式冷却装置において、さらに、ブライン回路(3)は、ブライン−空気熱交換器(32)から流出したブラインの流れを分岐するブライン分岐部(33)、および、ブライン分岐部(33)にて分岐されたそれぞれのブラインの流れを合流させるブライン合流部(36)を有し、冷媒−ブライン熱交換器(27)は、第1蒸発部(28a)にて蒸発する低圧冷媒の吸熱作用によってブライン分岐部(33)にて分岐された一方のブラインを冷却する第1熱交換領域(27a)、および、第2蒸発部(28b)にて蒸発する低圧冷媒の吸熱作用によってブライン分岐部(33)にて分岐された他方のブラインを冷却する第2熱交換領域(27b)を有し、蓄冷器(35)は、第2熱交換領域(27b)の下流側、かつ、ブライン合流部(36)の上流側に配置されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the brine type cooling device according to any one of the first to third aspects, the brine circuit (3) further includes a brine flown out of the brine-air heat exchanger (32). A brine branching section (33) for branching the flow of water and a brine merging section (36) for joining the flows of the respective brines branched at the brine branching section (33), and a refrigerant-brine heat exchanger ( 27) is a first heat exchange region (27a) that cools one brine branched at the brine branching portion (33) by the endothermic action of the low-pressure refrigerant evaporated at the first evaporation portion (28a), and 2 has a second heat exchange region (27b) for cooling the other brine branched at the brine branching portion (33) by the endothermic action of the low-pressure refrigerant evaporated at the evaporation portion (28b), and a regenerator ( 5), downstream of the second heat exchange zone (27b), and characterized in that it is disposed upstream of the brine confluent portion (36).
これによれば、第1熱交換領域(27a)で冷却されたブラインよりも、温度が低くなる第2熱交換領域(27b)で冷却されたブラインの冷熱を、確実に蓄冷器(35)に蓄えることができる。 According to this, the cold heat of the brine cooled in the second heat exchange region (27b) whose temperature is lower than that of the brine cooled in the first heat exchange region (27a) is reliably transferred to the regenerator (35). Can be stored.
請求項5に記載の発明では、請求項1ないし3のいずれか1つに記載のブライン式冷却装置において、さらに、ブライン回路(3)は、ブライン−空気熱交換器(32)から流出したブラインの流れを分岐するブライン分岐部(33)、および、ブライン分岐部(33)にて分岐されたそれぞれのブラインの流れを合流させるブライン合流部(36)を有し、冷媒−ブライン熱交換器(27)は、第1蒸発部(28a)にて蒸発する低圧冷媒の吸熱作用によってブライン分岐部(33)上流側のブラインを冷却する第1熱交換領域(27a)、および、第2蒸発部(28b)にて蒸発する低圧冷媒の吸熱作用によってブライン分岐部(33)にて分岐された一方のブラインを冷却する第2熱交換領域(27b)を有し、蓄冷器(35)は、第2熱交換領域(27b)の下流側、かつ、ブライン合流部(36)の上流側に配置されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the brine type cooling device according to any one of the first to third aspects, the brine circuit (3) further includes a brine flown out of the brine-air heat exchanger (32). A brine branching section (33) for branching the flow of water and a brine merging section (36) for joining the flows of the respective brines branched at the brine branching section (33), and a refrigerant-brine heat exchanger ( 27) includes a first heat exchange region (27a) for cooling the brine on the upstream side of the brine branch (33) by the endothermic action of the low-pressure refrigerant that evaporates in the first evaporator (28a), and a second evaporator ( 28b) has a second heat exchange region (27b) for cooling one brine branched at the brine branch (33) by the endothermic action of the low-pressure refrigerant that evaporates, and the regenerator (35) Downstream of the heat exchange region (27b), and characterized in that it is disposed upstream of the brine confluent portion (36).
これによれば、第1熱交換領域(27a)にて冷却されたブラインをブライン合流部で分岐して、一方のブラインを、さらに、第2熱交換領域(27b)にて冷却できるので、効率的に冷却されたブラインの冷熱を蓄冷器(35)に蓄えることができる。 According to this, the brine cooled in the first heat exchange region (27a) is branched at the brine junction, and one of the brines can be further cooled in the second heat exchange region (27b). The cold energy of the cooled brine can be stored in the regenerator (35).
また、請求項6に記載の発明のように、請求項4または5に記載のブライン式冷却装置において、第1熱交換領域(27a)および第2熱交換領域(27b)は、互いに、独立した熱交換領域として区画されていてもよい。 Further, as in the invention according to claim 6, in the brine type cooling device according to claim 4 or 5, the first heat exchange region (27a) and the second heat exchange region (27b) are independent from each other. It may be partitioned as a heat exchange area.
これにより、第1熱交換領域(27a)で冷却されたブラインの温度と第2熱交換領域(27b)で冷却されたブラインの温度との温度差を確保でき、蓄冷器(35)が、より低い温度の冷熱を効率的に蓄えることができる。 Thereby, the temperature difference between the temperature of the brine cooled in the first heat exchange region (27a) and the temperature of the brine cooled in the second heat exchange region (27b) can be secured, and the regenerator (35) is more Low temperature cold energy can be stored efficiently.
請求項7に記載の発明では、請求項1ないし6のいずれか1つに記載のブライン式冷却装置において、第2蒸発部(28b)における冷媒の吸熱量は、第1蒸発部(28a)における冷媒の吸熱量よりも小さいことを特徴とする。
In the invention according to
これによれば、第2蒸発部(28b)を通過させる冷媒流量を減らし、エジェクタ(25)のノズル部(25a)にて回収された回収エネルギーを冷媒の昇圧に用いることができる。従って、第1蒸発部(28a)における冷媒蒸発温度と第2蒸発部(28b)における冷媒蒸発温度との温度差を拡大して、より一層、低い温度に冷却されたブラインの冷熱を蓄冷器(35)に蓄えることができる。 According to this, the flow rate of the refrigerant passing through the second evaporation section (28b) can be reduced, and the recovered energy recovered by the nozzle section (25a) of the ejector (25) can be used for boosting the refrigerant. Therefore, the temperature difference between the refrigerant evaporation temperature in the first evaporation section (28a) and the refrigerant evaporation temperature in the second evaporation section (28b) is expanded, and the cold heat of the brine cooled to a lower temperature is further stored in the regenerator ( 35) can be stored.
具体的には、請求項8に記載の発明のように、請求項7に記載のブライン式冷却装置において、第2蒸発部(28b)の熱交換面積は、第1蒸発部(28a)の熱交換面積よりも小さくすればよい。
Specifically, as in the invention according to claim 8, in the brine type cooling device according to
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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ものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
図1、2により、本発明の第1実施形態を説明する。本実施形態は、本発明のブライン式冷却装置1を、例えば、信号待ち等のように走行状態からアイドリングでの停車状態に移行した際に車両走行用エンジンが停止される、いわゆるアイドルストップ車両に適用したものである。従って、本実施形態における冷却対象空間は車室内空間である。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment is a so-called idle stop vehicle in which the vehicle traveling engine is stopped when the brine cooling device 1 of the present invention is shifted from a traveling state to an idling stopped state such as waiting for a signal. It is applied. Therefore, the space to be cooled in the present embodiment is a vehicle interior space.
図1は、本実施形態のブライン式冷却装置1の全体構成図である。図1に示すように、このブライン式冷却装置1は、蒸気圧縮式冷凍サイクルの一種であるエジェクタ式冷凍サイクル2および熱媒体であるブラインを循環させるブライン回路3に大別される。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a brine type cooling device 1 of the present embodiment. As shown in FIG. 1, this brine type cooling device 1 is roughly divided into an ejector
まず、図1の太実線で示すエジェクタ式冷凍サイクル2では、冷媒として可燃性冷媒である炭化水素系冷媒(具体的には、R600a(イソブタン))を採用している。そこで、本実施形態では、エジェクタ式冷凍サイクル2を車室外に配置し、可燃性冷媒が車室内に導かれないようにして、乗員の安全性を向上させている。
First, in the
エジェクタ式冷凍サイクル2において、圧縮機21は、冷媒を吸入し、圧縮して吐出するもので、電磁クラッチ21aおよびベルトを介して、車両走行用エンジン(図示せず)から駆動力が伝達されて回転駆動される。この圧縮機21としては、吐出容量を変更可能に構成された可変容量型圧縮機、あるいは、吐出容量が固定された固定容量型圧縮機のいずれを採用してもよい。
In the
圧縮機21の吐出側には、放熱器22が接続されている。放熱器22は、圧縮機21から吐出された高温高圧冷媒と冷却ファン22aにより送風される外気(車室外空気)とを熱交換させて、高圧冷媒を放熱させる放熱用熱交換器である。冷却ファン22aは、図示しない空調制御装置から出力される制御電圧によって回転数(送風空気量)が制御される電動式送風機である。
A
なお、このエジェクタ式冷凍サイクル2では、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界サイクルを構成しているので、放熱器22は冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。そして、放熱器22の出口側には、受液器22bが放熱器22と一体的に設けられている。この受液器22bは、放熱器22から流出した冷媒の気液を分離して液相冷媒を溜める気液分離器である。
In the
もちろん、放熱器22として、冷媒流れ上流側に位置する凝縮用熱交換部と、この凝縮用熱交換部から流出した冷媒の気液を分離する気液分離部と、この気液分離部から流出した飽和液相冷媒を過冷却する過冷却用熱交換部とを有して構成される、いわゆるサブクールタイプの凝縮器を採用してもよい。
Of course, as the
受液器22bの液相冷媒出口には、可変絞り機構23が接続されている。可変絞り機構23は、高圧液相冷媒を中間圧に減圧する減圧手段であるとともに、可変絞り機構23の下流側(低圧側)へ流出させる冷媒の流量を調整する流量調整手段でもある。
A
本実施形態では、可変絞り機構23として、後述する第1蒸発部28a出口側冷媒(圧縮機21吸入側冷媒)の過熱度が予め定めた所定値に近づくように、機械的機構によって弁開度(冷媒流量)が調整される周知の温度式膨張弁を採用している。もちろん、空調制御装置から出力される制御信号によって絞り通路面積を可変制御できる電気式膨張弁を採用してもよい。
In the present embodiment, as the
可変絞り機構23の下流側には、冷媒の流れを分岐する冷媒分岐部24が接続されている。冷媒分岐部24は、3つの流入出口を有する三方継手で構成されており、流入出口のうち1つを冷媒流入口とし、2つを冷媒流出口として用いている。このような三方継手は、管径の異なる配管を接合して構成してもよいし、金属ブロックや樹脂ブロックに通路径の異なる複数の冷媒通路を設けて構成してもよい。
A refrigerant branching
冷媒分岐部24のうち一方の冷媒流出口は、エジェクタ25のノズル部25aへ接続され、他方の冷媒流出口は、分岐通路26を介して、エジェクタ25の冷媒吸引口25b側へ接続されている。エジェクタ25は、冷媒分岐部24の一方の冷媒流出口から流出した中間圧の冷媒をさらに減圧する減圧手段の機能を果たすとともに、高速で噴出する冷媒流の吸引作用によって冷媒の循環を行う冷媒循環手段としての機能を果たす。
One refrigerant outlet of the
具体的には、エジェクタ25は、冷媒分岐部24の一方の冷媒流出口から流出した中間圧の冷媒の冷媒通路面積を小さく絞って減圧膨張させるノズル部25aと、ノズル部25aの冷媒噴射口と連通するように配置されて、後述する第2蒸発部28bから流出した冷媒を吸引する冷媒吸引口25bを有して構成される。
Specifically, the
このノズル部25aは、冷媒通路面積を変更可能に構成されていない固定ノズルである。また、本実施形態では、ノズル部25aとして、冷媒通路の途中に通路面積が最も縮小した喉部を有するラバールノズルを採用している。もちろん、ノズル部25aとして、先細ノズルを採用してもよい。
The
さらに、エジェクタ25は、ノズル部25aおよび冷媒吸引口25bの下流側にノズル部25aの冷媒噴射口から噴射された高速度の冷媒流と冷媒吸引口25bから吸引された吸引冷媒とを混合する混合部25cを有し、混合部25cの下流側に昇圧部をなすディフューザ部25dを有している。
Further, the
ディフューザ部25dは冷媒の通路面積を徐々に大きくする形状に形成されており、冷媒流れを減速して冷媒圧力を上昇させる作用、つまり、冷媒の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する作用を果たす。
The
ディフューザ部25dの出口側には、冷媒−ブライン熱交換器27の第1熱交換領域27aにおいて冷媒流路を構成する第1蒸発部28aが接続されている。第1蒸発部28aは、ディフューザ部25dから流出した冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる蒸発部である。さらに、第1蒸発部28aの出口側は、圧縮機21の吸入側に接続されている。
A
一方、分岐通路26には、冷媒分岐部24の他方の冷媒流出口から流出した中間圧の冷媒を減圧膨張させる減圧手段である固定絞り機構29、および、冷媒−ブライン熱交換器27の第2熱交換領域27bの冷媒流路を構成する第2蒸発部28bが接続されている。なお、固定絞り機構29としては、キャピラリチューブ、オリフィス等を採用できる。
On the other hand, in the
第2蒸発部28bは、固定絞り機構29にて減圧膨張された冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる蒸発部である。さらに、第2蒸発部28bの出口側は、エジェクタ25の冷媒吸引口25bに接続されている。
The
冷媒−ブライン熱交換器27は、第1、2蒸発部28a、28bにおける冷媒の吸熱作用によって、ブライン回路3を循環するブラインを冷却する冷却用熱交換器である。この冷媒−ブライン熱交換器27の詳細構成については後述する。
The refrigerant-
次に、図1の白抜線で示すブライン回路3について説明する。ブライン回路3を循環するブラインは、冷媒−ブライン熱交換器27にて冷媒に放熱し、さらに、後述するブライン−空気熱交換器32にて車室内への送風空気から吸熱して、送風空気を冷却する熱媒体である。本実施形態では、ブラインとして、凍結温度を下げる不凍液成分、防錆成分等を添加した水を採用している。
Next, the
ブライン回路3において、水ポンプ31は、ブラインを吸入して圧送することで、ブライン回路3内のブラインを循環させる。なお、水ポンプ31は、空調制御装置から出力される制御信号によって回転数(ブライン流量)が制御される電動式のポンプである。
In the
水ポンプ31の吐出側には、ブライン−空気熱交換器32が接続されている。ブライン−空気熱交換器32は、周知のフィンアンドチューブ構造の熱交換器にて構成され、水ポンプ31から圧送されたブラインと送風ファン32aから送風された送風空気とを熱交換させて、送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。
A brine-
このブライン−空気熱交換器32は、車両用空調装置の室内空調ユニットにおいて車室内送風空気の空気通路を形成するケース内に配置されている。そして、ブライン−空気熱交換器32にて冷却された送風空気は、エンジン冷却水を熱源とするヒータコア等の加熱手段により再加熱されることによって温度調整されて、車室内空間へ吹き出される。
The brine-
なお、送風ファン32aは、空調制御装置から出力される制御電圧によって回転数(送風空気量)が制御される電動式送風機である。
The
ブライン−空気熱交換器32の下流側には、ブラインの流れを分岐するブライン分岐部33が接続されている。ブライン分岐部33の基本的構成は、冷媒分岐部24と同様である。そして、ブライン分岐部33にて分岐された一方のブラインは、冷媒−ブライン熱交換器27の第1熱交換領域27aへ流入し、さらに、他方のブラインは、流量調整弁34を介して、第2熱交換領域27bへ流入する。
On the downstream side of the brine-
流量調整弁34は、ブライン通路面積を変更可能に構成された弁機構と空調制御装置から出力される制御信号(例えば、パルス信号)によって駆動するアクチュエータ(例えば、ステッピングモータ)とを有し、アクチュエータの作動によって弁機構の弁体を変位させてブライン通路面積を連続的に変更可能に構成されたものである。
The flow
従って、流量調整弁34は、第1熱交換領域27aを流通する第1ブライン流量Q1と第2熱交換領域27bを流通する第2ブライン流量Q2との流量比を変更する流量比変更手段としての機能を果たす。
Therefore, the flow
ここで、図2により、冷媒−ブライン熱交換器27の具体的構成について説明する。なお、図2は、冷媒−ブライン熱交換器27の外観斜視図である。冷媒−ブライン熱交換器27は、耐食性に優れた金属(例えば、ステンレス)製で、断熱構造を有する略直方体状の密閉容器構造になっている。
Here, a specific configuration of the refrigerant-
また、その内部は、仕切板27cによって、第1、2熱交換領域27a、27bに区画されている。第1熱交換領域27aには、前述のエジェクタ式冷凍サイクル2の第1蒸発部28aが配置され、第1熱交換領域27aのうち第1蒸発部28aの外側空間には、ブライン分岐部33にて分岐された一方のブラインを流通させる空間が形成されている。
Moreover, the inside is divided into the 1st, 2nd heat exchange area |
さらに、図2に示すように、第1蒸発部28は、第1熱交換領域27a内で、複数回折れ曲がるように蛇行した形状になっている。これにより、内部を通過する冷媒とブラインとの熱交換面積を拡大させて熱交換効率を向上させている。もちろん、第1蒸発部28に熱交換促進用のフィン等を設けてもよい。
Further, as shown in FIG. 2, the first evaporator 28 has a meandering shape so as to be bent a plurality of times in the first
第2熱交換領域27bにも、第1熱交換領域27aと同様に、蛇行した流路形状の第2蒸発部28bが配置され、第2熱交換領域27bのうち第2蒸発部28bの外側空間には、ブライン分岐部33にて分岐されて、流量調整弁34にて流量調整されたブラインを流通させる空間が形成されている。
Similarly to the first
なお、本実施形態の冷媒−ブライン熱交換器27では、第1熱交換領域27aおよび第2熱交換領域27bが、仕切板27cによって完全に区画されており、第1熱交換領域27a内のブラインと第2熱交換領域27b内のブラインが混合することはない。
In the refrigerant-
第1熱交換領域27aの下流側には、図1に示すように、ブラインの流れを合流させるブライン合流部36の一方のブライン流入口が接続され、第2熱交換領域27bの下流側には、蓄熱タンク35が接続されている。なお、ブライン合流部36の基本的構成は、ブライン分岐部33と同様の三方継手であり、3つの流入出口のうち、2つをブライン流入口とし、1つをブライン流出口として用いたものである。
As shown in FIG. 1, one brine inlet of the
蓄熱タンク35は、冷媒−ブライン熱交換器27の第2熱交換領域27bにて冷却されたブラインの有する冷熱を蓄える蓄冷器である。この蓄熱タンク35としては、耐食性に優れた材質(本実施形態ではステンレス)製の内側タンク部と外側タンク部とを有し、内側タンク部と外側タンク部との間を略真空に保つことで断熱層を形成した二重タンク構造のもの等、例えば、特開2003−80929号公報に記載されたものを採用できる。
The
蓄熱タンク35の出口側には、ブライン合流部36の他方のブライン流入口が接続されている。つまり、本実施形態では、蓄熱タンク35は、第2熱交換領域27bの下流側、かつ、ブライン合流部36の上流側に配置されている。そして、ブライン合流部36のブライン流出口は、水ポンプ31の吸入側に接続される。
The other brine inlet of the
空調制御装置は、CPU、ROMおよびRAM等を含むマイクロコンピュータおよびその周辺回路等により構成され、その出力側には、上述したエジェクタ式冷凍サイクル2およびブライン回路3の各種電気式アクチュエータ22a、31、32a、34等が接続され、これらの機器の作動を制御する。
The air conditioning control device includes a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and peripheral circuits thereof, and the output side includes various
また、空調制御装置の入力側には、各種の空調用センサ群および車室内に配置された操作パネルが接続されており、空調用センサ群の検出信号および操作パネルに設けられた操作スイッチの操作信号等が入力される。空調用センサ群としては、外気温Tam、内気温Tr、車室内に入射する日射量Ts等の空調負荷を検出する各センサの他に、車両走行用エンジンの回転数を検出する回転センサ等が設けられている。 In addition, various air-conditioning sensor groups and an operation panel arranged in the passenger compartment are connected to the input side of the air-conditioning control device, and the detection signals of the air-conditioning sensor groups and the operation switches provided on the operation panel are operated. A signal or the like is input. The air conditioning sensor group includes a sensor for detecting the air conditioning load such as the outside air temperature Tam, the inside air temperature Tr, and the amount of solar radiation Ts incident on the passenger compartment, and a rotation sensor for detecting the rotational speed of the vehicle traveling engine. Is provided.
次に、上記構成における本実施形態の作動について説明する。本実施形態の車両用空調装置は、図示しない車両エンジンのスタートスイッチ(イグニッションスイッチ)の投入状態において、操作パネルの空調作動スイッチが投入されると作動する。 Next, the operation of this embodiment in the above configuration will be described. The vehicle air conditioner of the present embodiment operates when the air conditioning operation switch of the operation panel is turned on in a state where a start switch (ignition switch) of a vehicle engine (not shown) is turned on.
なお、本実施形態の車両用空調装置は、前述の如く、アイドルストップ車両に適用されているので、車両走行用エンジンが作動状態であれば、圧縮機21に回転駆動力が伝達されて、エジェクタ式冷凍サイクル2に冷凍能力を発揮させることができる。一方、車両走行用エンジンが停止状態では、圧縮機21に駆動力が伝達されないので、エジェクタ式冷凍サイクル2に冷凍能力を発揮させることができない。
Since the vehicle air conditioner of the present embodiment is applied to an idle stop vehicle as described above, if the vehicle running engine is in an operating state, the rotational driving force is transmitted to the
そこで、空調制御装置では、回転センサの検出信号に基づいて、車両走行用エンジンが作動状態であるか停止状態であるかを判定している。従って、本実施形態の回転センサは、車両走行用エンジンが作動状態であるか停止状態であるかを検出する作動状態検出手段として機能する。 Therefore, the air conditioning control device determines whether the vehicle running engine is in an operating state or a stopped state based on a detection signal from the rotation sensor. Therefore, the rotation sensor of the present embodiment functions as an operating state detection unit that detects whether the vehicle running engine is in an operating state or a stopped state.
そして、空調制御装置は、車両走行用エンジンが作動状態であると判定した場合は、エジェクタ式冷凍サイクル2が発揮する冷凍能力によって車室内空調を行うとともに、蓄冷タンク35に冷熱を蓄える蓄冷モードの運転を行い、車両走行用エンジンが停止状態であると判定した場合は、蓄冷タンク35に蓄えられた冷熱によって室内空調を行う放冷モードの運転を行う。
When the air-conditioning control device determines that the vehicle traveling engine is in an operating state, the air-conditioning control device performs air-conditioning in the vehicle interior by the refrigeration capacity exhibited by the
まず、蓄冷モードについて説明する。この蓄冷モードでは、空調制御装置が流量調整弁34の弁開度を低下させて、第1ブライン流量Q1を第2ブライン流量Q2よりも増加させる。本実施形態では、流量比Q1:Q2を9:1程度としている。
First, the cold storage mode will be described. In the cold storage mode, the air conditioning control device decreases the valve opening degree of the flow
エジェクタ式冷凍サイクル2では、車両走行用エンジンから回転駆動力を伝達された圧縮機21が気相冷媒を吸入して、圧縮して吐出する。圧縮機21から吐出された高温高圧の気相冷媒は、放熱器22にて冷却ファン22aにより送風された外気と熱交換して放熱し、受液器22bにて気液分離される。
In the
受液器22bから流出した飽和液相冷媒は、可変絞り機構23にて中間圧の気液二相状態となるまで減圧膨張されて、冷媒分岐部24へ流入する。冷媒分岐部24から流出した一方の冷媒は、エジェクタ25のノズル部25aへ流入して、等エントロピ的に減圧膨張される。
The saturated liquid phase refrigerant that has flowed out of the
そして、この減圧膨張時に冷媒の圧力エネルギーが速度エネルギーに変換されて、冷媒がノズル部25aの冷媒噴射口から高速度となって噴射される。この噴射冷媒の冷媒吸引作用により、冷媒吸引口25bから第2蒸発部28b通過後の冷媒が吸引される。
And the pressure energy of a refrigerant | coolant is converted into speed energy at the time of this decompression | expansion expansion, and a refrigerant | coolant is injected at high speed from the refrigerant | coolant injection port of the
さらに、ノズル部25aから噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口25bから吸引された吸引冷媒がエジェクタ25の混合部25cにて混合されて、ディフューザ部25dに流入する。ディフューザ部25dでは通路面積の拡大により、冷媒の速度エネルギーが圧力エネルギーに変換されるため、冷媒の圧力が上昇する。
Furthermore, the refrigerant injected from the
ディフューザ部25dから流出した冷媒は、冷媒−ブライン熱交換器27の第1蒸発部28aへ流入し、第1熱交換領域27aを流通するブラインから吸熱して蒸発する。これにより、第1熱交換領域27aを流通するブラインが冷却される。そして、第1蒸発部28aから流出した冷媒は、圧縮機21に吸入されて再び圧縮される。
The refrigerant flowing out of the
また、冷媒分岐部25から流出した他方の冷媒は、分岐通路26を介して、固定絞り機構29へ流入し、等エンタルピ的に減圧膨張される。
The other refrigerant that has flowed out of the
固定絞り機構29にて減圧膨張された冷媒は、冷媒−ブライン熱交換器27の第2蒸発部28aへ流入し、第2熱交換領域27bを流通するブラインから吸熱して蒸発する。これにより、第2熱交換領域27bを流通するブラインが冷却される。そして、第2蒸発部28aから流出した冷媒は、冷媒吸引口25bからエジェクタ25内へ吸引される。
The refrigerant expanded under reduced pressure by the fixed
一方、ブライン回路3では、水ポンプ31が、冷媒−ブライン熱交換器27にて冷却されたブラインを吸入して圧送する。水ポンプ31から圧送された低温のブラインは、ブライン−空気熱交換器32にて送風ファン32aの送風空気と熱交換して、車室内への送風空気を冷却する。
On the other hand, in the
ブライン−空気熱交換器32から流出したブラインは、ブライン分岐部33へ流入する。ブライン分岐部33から流出した一方のブラインは、冷媒−ブライン熱交換器27の第1熱交換領域27aへ流入し、第1蒸発部28aにて蒸発する冷媒の吸熱作用によって冷却されてブライン合流部36へ流入する。
The brine that has flowed out of the brine-
また、ブライン分岐部33から流出した他方のブラインは、流量調整弁34を介して、冷媒−ブライン熱交換器27の第2熱交換領域27bへ流入し、第2蒸発部28bにて蒸発する冷媒の吸熱作用によって冷却されて蓄熱タンク35へ流入する。蓄熱タンク35では、第2熱交換領域27bにて冷却されたブラインを貯留する。これにより、蓄熱タンク35に、第2熱交換領域27bにて冷却されたブラインの冷熱が蓄えられる。
The other brine that has flowed out of the
蓄熱タンク35の貯留量を超えたブラインは、蓄熱タンク35から流出してブライン合流部36に流入し、第1熱交換領域27aにて冷却されたブラインと合流して、水ポンプ31に吸入されて再び圧送される。
The brine exceeding the storage amount of the
次に、放冷モードについて説明する。この放冷モードでは、空調制御装置が流量調整弁34の弁開度を増加させて、第1ブライン流量Q1を第2ブライン流量Q2よりも低下させる。本実施形態では、流量調整弁34の弁開度を前回させることにより、流量比Q1:Q2を1:9程度としている。
Next, the cooling mode will be described. In this cooling mode, the air conditioning control device increases the valve opening degree of the flow
前述の如く、放冷モードでは、エジェクタ式冷凍サイクル2は冷凍能力を発揮できないものの、第2ブライン流量Q2を増加させることによって、水ポンプ31が蓄熱タンク35に蓄えられた低温のブラインを吸入して圧送する。水ポンプ31から圧送された低温のブラインは、ブライン−空気熱交換器32にて送風ファン32aの送風空気と熱交換して、車室内への送風空気を冷却する。その他の作動は、蓄冷モードと同様である。
As described above, in the cooling mode, the ejector-
本実施形態では、以上の如く作動するので、蓄冷モード時に、エジェクタ25のディフューザ部25dから流出した低圧冷媒を第1蒸発部28aで蒸発させ、エジェクタ25の冷媒吸引口25bへ吸引される低圧冷媒を第2蒸発部28bで蒸発させる。この際、ディフューザ部25dの昇圧作用によって、第2蒸発部28bにおける冷媒蒸発温度を第1蒸発部28aにおける冷媒蒸発温度よりも低下させることができる。
In this embodiment, since it operates as described above, the low-pressure refrigerant that has flowed out of the
従って、蓄熱タンク35では、第1熱交換領域27aにて冷却されたブラインよりも温度の低い、第2熱交換領域27bにて冷却されたブラインの有する冷熱を蓄えておくことができる。さらに、流量調整弁34が流量比Q1:Q2を9:1程度としているので、ブライン−空気熱交換器32では、主に第1熱交換領域27aにて冷却されたブラインと送風空気とを熱交換させて車室内空調を行うことができる。
Therefore, in the
つまり、本実施形態では、蓄冷モード時に、第1蒸発部28aにおける冷媒蒸発温度を、冷却対象空間の冷却に必要な冷媒蒸発温度よりも不必要に低下させることなく車室内空調を実現できるとともに、第2蒸発部28bにて十分に冷却されたブラインの冷熱を蓄熱タンク35に蓄えておくことができるように、第1蒸発部28aおよび第2蒸発部28bを使い分けている。
That is, in the present embodiment, in the cold storage mode, the vehicle interior air conditioning can be realized without unnecessarily lowering the refrigerant evaporation temperature in the
その結果、蓄熱タンク35に十分に冷却されたブラインを蓄えること、および、冷却効率を向上させることの両立を図ることができる。
As a result, it is possible to achieve a balance between storing the sufficiently cooled brine in the
さらに、エジェクタ式冷凍サイクル2が冷凍能力を発揮できない放冷モード時には、流量調整弁34が、流量比Q1:Q2を1:9程度とするので、蓄熱タンク35に蓄えられた十分に冷却されたブラインをブライン−空気熱交換器32に流入させることができ、冷却対象空間へ送風される送風空気を十分に冷却できる。
Furthermore, when the
また、ブライン回路3において、蓄熱タンク35が、第2熱交換領域27bの下流側、かつ、ブライン合流部36の上流側に配置されているので、第1熱交換領域27aで冷却されたブラインよりも、温度が低くなる第2熱交換領域27bで冷却されたブラインの冷熱を、確実に蓄熱タンク35に蓄えることができる。
Moreover, in the
また、冷媒−ブライン熱交換器27の第1熱交換領域27aおよび第2熱交換領域27bが、仕切板27cによって完全に区画されているので、第1熱交換領域27aで冷却されたブラインの温度と第2熱交換領域27bで冷却されたブラインの温度との温度差を確保して、蓄熱タンク35がより低い温度の冷熱を効率的に蓄えることができる。
Further, since the first
(第2実施形態)
第1実施形態では、ブライン分岐部33にて分岐された一方のブラインを第1熱交換領域27aで冷却し、他方のブラインを第2熱交換領域27bで冷却するブライン回路3を採用した例を説明したが、本実施形態では、図3の全体構成図で示すように、ブライン分岐部33の上流側のブラインを第1熱交換領域27aで冷却し、ブライン分岐部33にて分岐された一方のブラインを第2熱交換領域27bで冷却している。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, an example is adopted in which the
なお、図3では、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。これは以下の実施形態でも同様である。 In FIG. 3, the same or equivalent parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The same applies to the following embodiments.
具体的には、図3に示すように、ブライン−空気熱交換器32から流出したブラインの流れは、分岐されることなく、冷媒−ブライン熱交換器27の第1熱交換領域27aへ流入し、第1熱交換領域27aから流出したブラインの流れがブライン分岐部33にて分岐される。
Specifically, as shown in FIG. 3, the flow of the brine flowing out from the brine-
ブライン分岐部33にて分岐された一方のブラインは、流量調整弁34を介して、第2熱交換領域27bへ流入する。そして、第2熱交換領域27bから流出したブラインは、蓄熱タンク35を介して、ブライン合流部36の一方のブライン流入口へ流入する。ブライン分岐部33にて分岐された他方のブラインは、直接、ブライン合流部36の他方のブライン流入口へ流入する。
One brine branched by the
また、本実施形態では、空調制御装置が、蓄冷モードでは流量調整弁34の弁開度を低下させて、流量比Q1:Q2を10:1程度とし、放冷モードでは流量調整弁34の弁開度を増加させて、流量比Q1:Q2を10:9程度としている。その他の構成および作動は、第1実施形態と同様である。
In the present embodiment, the air conditioning controller reduces the valve opening of the flow
従って、本実施形態のブライン式冷却装置1を作動させても、第1実施形態と同様に、蓄熱タンク35に十分に冷却されたブラインを蓄えること、および、冷却効率を向上させることの両立を図ることができる。
Therefore, even if the brine type cooling device 1 of the present embodiment is operated, it is possible to store both the sufficiently cooled brine in the
さらに、ブライン回路3において、ブライン分岐部33の上流側のブラインを第1熱交換領域27aで冷却し、ブライン分岐部33にて分岐された一方のブラインを、さらに、第2熱交換領域27bで冷却しているので、効率的に冷却されたブラインの冷熱を蓄熱タンク35に蓄えることができる。
Further, in the
(第3実施形態)
第1実施形態では、流量調整弁34が、ブライン分岐部33の下流側、かつ、第2熱交換領域27bの上流側に配置されたブライン回路3を採用した例を説明したが、本実施形態では、図4の全体構成図で示すように、流量調整弁34を、第2熱交換領域27bの下流側、かつ、蓄熱タンク35の上流側に配置したものである。
(Third embodiment)
In the first embodiment, the example in which the flow
その他の構成および作動は、第1実施形態と同様である。本実施形態のブライン式冷却装置1を作動させても、第1実施形態と全く同様の効果を得ることができる。 Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment. Even if the brine cooling device 1 of this embodiment is operated, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
(第4実施形態)
第1実施形態では、流量調整弁34を設けた例を説明したが、本実施形態では、図5の全体構成図で示すように、ブライン分岐部および流量比変更手段を三方流量調整弁34’として一体的に構成している。その他の構成および作動は、第1実施形態と同様である。従って、本実施形態のブライン式冷却装置1を作動させても、第1実施形態と全く同様の効果を得ることができる。
(Fourth embodiment)
In the first embodiment, the example in which the flow
さらに、本実施形態の如く、三方流量調整弁34’を採用する場合は、放冷モード時に、流量比Q1:Q2を0:10としてもよい。つまり、第2熱交換領域27bのみにブラインを流通させるようにしてもよい。これにより、放冷モード時に、蓄熱タンク35に蓄えられたブラインのみをブライン−空気熱交換器32に流入させることができ、冷却対象空間へ送風される送風空気を効率的に冷却できる。
Furthermore, when the three-way flow rate adjustment valve 34 'is employed as in the present embodiment, the flow rate ratio Q1: Q2 may be set to 0:10 in the cooling mode. That is, you may make it distribute | circulate a brine only to the 2nd heat exchange area |
さらに、上述の第1実施形態のブライン合流部および流量比変更手段を三方流量調整弁として一体的に構成してもよい。第2実施形態においてブライン分岐部および流量比変更手段、あるいは、ブライン分岐部および流量比変更手段を一体的に構成してもよい。 Furthermore, you may comprise integrally the above-mentioned brine junction part and flow rate ratio change means of 1st Embodiment as a three-way flow control valve. In the second embodiment, the brine branching unit and the flow rate changing unit, or the brine branching unit and the flow rate changing unit may be integrally configured.
(第5実施形態)
本実施形態は、図6に示すように、第1実施形態に対して流量調整弁34を廃止して、ブライン分岐部で分岐された一方の冷媒が流通する冷媒通路を開閉する開閉弁37を設けるとともに、開閉弁37に対して並列的に固定絞り機構37aを設けたものである。この開閉弁37としては、空調制御装置の制御信号(制御電圧)によって、その作動が制御される電磁弁(ソレノイドバルブ)を採用できる。
(Fifth embodiment)
As shown in FIG. 6, the present embodiment eliminates the flow
さらに、本実施形態では、空調制御装置が、蓄冷モードでは、開閉弁37を閉塞し、放冷モードでは、開閉弁37を開く。従って、固定絞り機構37aの圧力損失を適宜調整することで、蓄冷モードあるいは放冷モードにおける流量比Q1:Q2を所望の値に調整できる。つまり、本実施形態では、開閉弁37および固定絞り機構37aが流量比変更手段を構成している。その他の構成および作動は、第1実施形態と同様である。
Furthermore, in this embodiment, the air conditioning control device closes the on-off
本実施形態では、流量調整弁34を採用する場合に対して、簡素な構成および制御によって、第1実施形態と全く同様の効果を得ることができる。もちろん、第2、3実施形態において、流量調整弁34を廃止して、本実施形態と同様の開閉弁37および固定絞り機構37を設けてもよい。
In the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained with a simple configuration and control compared to the case where the flow
(第6実施形態)
本実施形態では、第1実施形態の構成に対して、第2蒸発部28bにおける冷媒の吸熱量を、第1蒸発部28aにおける冷媒の吸熱量よりも低くなるように構成したものである。具体的には、図7に示すように、蛇行状に伸びる第2蒸発部28bの長さを第1蒸発部28aの長さよりも短くすることによって、第2蒸発部28bの熱交換面積を、第1蒸発部28aの熱交換面積よりも小さくして吸熱量を低下させている。
(Sixth embodiment)
In the present embodiment, the heat absorption amount of the refrigerant in the
ところで、エジェクタ25では、ノズル部25にて冷媒を減圧膨張させる際の膨張損失エネルギーを、冷媒吸引口25bから冷媒を吸引すること、および、ディフューザ部25dにて冷媒を昇圧させることで回収している。このため、第2蒸発部28bを通過させる冷媒流量、すなわち、冷媒吸引口25bから吸引される冷媒流量を減少させることで、ディフューザ部25dにおける昇圧量を増加させることができる。
By the way, in the
さらに、ディフューザ部25dにおける昇圧量を増加させることで、第1蒸発部28aにおける冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)と第2蒸発部28bにおける冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)との圧力差(温度差)を拡大することができる。その結果、本実施形態によれば、第1実施形態に対して、より一層、低い温度に冷却されたブラインの冷熱を蓄熱タンク35に蓄えることができる。
Furthermore, the pressure difference (temperature difference) between the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) in the
なお、本実施形態では、第2蒸発部28bの蛇行状の冷媒流路の長さを短くすることで、第2蒸発部28bにおける冷媒の吸熱量を低下させているが、例えば、第1実施形態の構成において、第1蒸発部28aのみに熱交換促進用のフィンを設けて第2蒸発部28bにおける吸熱量を低下させてもよいし、さらに、第1熱交換領域27aの容積を第2熱交換領域27bの容積を小さくしてもよい。
In the present embodiment, the heat absorption amount of the refrigerant in the
また、第2〜5実施形態の構成に対して、同様に、第2蒸発部28bにおける冷媒の吸熱量を、第1蒸発部28aにおける冷媒の吸熱量よりも低くなるように構成してもよい。
Further, similarly to the configurations of the second to fifth embodiments, the heat absorption amount of the refrigerant in the
(第7実施形態)
上述の実施形態では、エジェクタ25の上流側に冷媒分岐部24を設けたエジェクタ式冷凍サイクル2を採用した例を説明したが、エジェクタ式冷凍サイクル2を図8に示すように構成してもよい。
(Seventh embodiment)
In the above-described embodiment, the example in which the
具体的には、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル2では、蓄冷モード時に、冷媒−ブライン熱交換器27の第1蒸発部28aの下流側に冷媒の気液を分離する気液分離器38を設け、この気液分離器28から流出した液相冷媒を、固定絞り機構29を介して、第2蒸発部28bへ流入させる構成になっている。
Specifically, in the ejector-
このような構成としても、第1熱交換領域27aにて冷却されるブラインの温度よりも、第2熱交換領域27bにて冷却されるブラインの温度を低下させることができるので、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
Even in such a configuration, the temperature of the brine cooled in the second
(他の実施形態)
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下のように種々変形可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified as follows.
(1)上述の実施形態では、冷媒−ブライン熱交換器27の第1熱交換領域27aおよび第2熱交換領域27bが、仕切板27cによって完全に区画された例を説明したが、本発明の適用はこれに限定されない。
(1) In the above-described embodiment, the example in which the first
第1熱交換領域27aで冷却されたブラインの温度と第2熱交換領域27bで冷却されたブラインの温度との温度差を適切に確保できれば、第1熱交換領域27aと第2熱交換領域27bとを完全に区画する必要はない。例えば、仕切板27cに小孔を設けて、第1熱交換領域27aと第2熱交換領域27bとを連通させるようにしてもよい。
If the temperature difference between the temperature of the brine cooled in the first
また、上述の実施形態では、第1熱交換領域27aおよび第2熱交換領域27bを1つの冷媒−ブライン熱交換器27の熱交換領域を2つに区画することで構成しているが、それぞれの熱交換領域を異なる別体の熱交換器として構成してもよい。
In the above-described embodiment, the first
(2)上述の実施形態では、本発明のブライン式冷却装置1をアイドルストップ車両の車両用空調装置に適用した例を説明したが、本発明の適用はこれに限定されず、その他の車両に適用してもよい。例えば、通常の車両に適用する場合は、車両用空調装置の始動時から所定時間が経過するまで、放冷モードを実行すれば、前回の作動時に蓄えられた冷熱を利用して、始動時の冷房応答性を向上できる。また、車両用に限定されず、定置型空調装置、定置型冷蔵・冷凍装置に適用してもよい。 (2) In the above-described embodiment, the example in which the brine type cooling device 1 of the present invention is applied to a vehicle air conditioner for an idle stop vehicle has been described. However, the application of the present invention is not limited to this and is applied to other vehicles. You may apply. For example, when applied to a normal vehicle, if the cool-down mode is executed until a predetermined time has elapsed since the start of the vehicle air conditioner, the cold energy stored during the previous operation is used to start Cooling response can be improved. Further, the present invention is not limited to vehicles, and may be applied to stationary air conditioners and stationary refrigeration / refrigeration apparatuses.
(3)上述の実施形態では、冷媒として可燃性冷媒を採用した例を説明したが、冷媒はこれに限定されない。例えば、通常のフロン系冷媒、二酸化炭素等を採用してもよい。また、エジェクタ式冷凍サイクル2を、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルとして構成してもよい。この場合は、受液器22cを廃止して、第1蒸発部28aの出口側と圧縮機21の吸入側との間に冷媒の気液を分離する気液分離器として機能するアキュムレータを配置してもよい。
(3) In the above-described embodiment, the example in which the combustible refrigerant is employed as the refrigerant has been described, but the refrigerant is not limited to this. For example, a normal chlorofluorocarbon refrigerant, carbon dioxide, or the like may be employed. Further, the
(4)上述の実施形態では、エジェクタ25のノズル部として、冷媒通路面積が固定された固定ノズルを採用しているが、冷媒通路面積を変更可能に構成された可変ノズルを採用してもよい。
(4) In the above-described embodiment, a fixed nozzle having a fixed refrigerant passage area is employed as the nozzle portion of the
(5)上述の実施形態では、蓄熱タンク35として、真空断熱式の二重タンク構造のものを採用しているが、蓄熱タンク25の構造はこれに限定されない。例えば、タンク本体の外周側に樹脂性の断熱材を設けたものであってもよい。
(5) Although the vacuum heat insulation type double tank structure is adopted as the
2…エジェクタ式冷凍サイクル、3…ブライン回路、
24…冷媒分岐部、25…エジェクタ、25a…ノズル部、25b…冷媒吸引口、
27…冷媒−ブライン熱交換器、27a…第1熱交換領域、27b…第2熱交換領域、
28a…第1蒸発部、28b…第2蒸発部、29…固定絞り機構、
32…ブライン−空気熱交換器、33…ブライン分岐部、35…蓄熱タンク、
36…ブライン合流部、38…気液分離器。
2 ... Ejector refrigeration cycle, 3 ... Brine circuit,
24 ... Refrigerant branch part, 25 ... Ejector, 25a ... Nozzle part, 25b ... Refrigerant suction port,
27 ... refrigerant-brine heat exchanger, 27a ... first heat exchange region, 27b ... second heat exchange region,
28a ... 1st evaporation part, 28b ... 2nd evaporation part, 29 ... fixed throttle mechanism,
32 ... Brine-air heat exchanger, 33 ... Brine branch, 35 ... Heat storage tank,
36: Brine junction, 38 ... Gas-liquid separator.
Claims (8)
前記冷媒−ブライン熱交換器(27)にて冷却されたブラインを循環させるブライン回路(3)とを備え、
前記ブライン回路(3)は、ブラインと冷却対象空間へ送風される送風空気とを熱交換させるブライン−空気熱交換器(32)、および、前記冷媒−ブライン熱交換器(27)にて冷却されたブラインの有する冷熱を蓄える蓄冷器(35)を有し、
前記冷凍サイクル(2)は、
高圧冷媒を減圧膨張させるノズル部(25a)から噴射する高速度の冷媒流によって冷媒を冷媒吸引口(25b)から吸引するエジェクタ(25)、
前記エジェクタ(25)から流出した低圧冷媒を蒸発させる第1蒸発部(28a)、
冷媒を減圧膨張させる減圧手段(29)、
および、前記減圧手段(29)にて減圧膨張された低圧冷媒を蒸発させて、前記冷媒吸引口(25b)上流側へ流出させる第2蒸発部(28b)を有し、
前記冷媒−ブライン熱交換器(27)では、前記第1、2蒸発部(28a、28b)にて蒸発する低圧冷媒の吸熱作用によって前記ブラインを冷却し、
前記蓄冷器(35)は、前記第2蒸発部(28b)にて冷却されたブラインの有する冷熱を蓄えることを特徴とするブライン式冷却装置。 A refrigeration cycle (2) having a refrigerant-brine heat exchanger (27) that cools the brine by exchanging heat between the refrigerant and the heat medium brine;
A brine circuit (3) for circulating the brine cooled in the refrigerant-brine heat exchanger (27),
The brine circuit (3) is cooled by a brine-air heat exchanger (32) for exchanging heat between the brine and the blown air blown into the space to be cooled, and the refrigerant-brine heat exchanger (27). A regenerator (35) for storing the cold heat of the brine,
The refrigeration cycle (2)
An ejector (25) for sucking the refrigerant from the refrigerant suction port (25b) by a high-speed refrigerant flow injected from the nozzle portion (25a) for decompressing and expanding the high-pressure refrigerant;
A first evaporator (28a) for evaporating the low-pressure refrigerant flowing out of the ejector (25);
Decompression means (29) for decompressing and expanding the refrigerant;
And a second evaporation section (28b) for evaporating the low-pressure refrigerant decompressed and expanded by the decompression means (29) and flowing it out to the upstream side of the refrigerant suction port (25b),
In the refrigerant-brine heat exchanger (27), the brine is cooled by the endothermic action of the low-pressure refrigerant evaporated in the first and second evaporators (28a, 28b),
The brine regenerator (35) stores the cold heat of the brine cooled by the second evaporator (28b).
前記ノズル部(25a)は、前記冷媒分岐部(24)で分岐された一方の冷媒を減圧膨張させ、
前記減圧手段(29)は、前記冷媒分岐部(24)で分岐された一方の冷媒を減圧膨張させることを特徴とする請求項1に記載のブライン式冷却装置。 Furthermore, the refrigeration cycle (2) has a refrigerant branching part (24) for branching the flow of the refrigerant on the downstream side of the radiator (22) for radiating the high-pressure refrigerant,
The nozzle part (25a) decompresses and expands one of the refrigerants branched at the refrigerant branch part (24),
The brine type cooling device according to claim 1, wherein the decompression means (29) decompresses and expands one of the refrigerants branched by the refrigerant branching portion (24).
前記減圧手段(29)は、前記気液分離器(38)から流出した液相冷媒を減圧膨張させることを特徴とする請求項1に記載のブライン式冷却装置。 Further, the refrigeration cycle (2) has a gas-liquid separator (38) for separating the gas-liquid of the refrigerant flowing out of the ejector (25),
The brine type cooling apparatus according to claim 1, wherein the decompression means (29) decompresses and expands the liquid refrigerant flowing out of the gas-liquid separator (38).
前記冷媒−ブライン熱交換器(27)は、前記第1蒸発部(28a)にて蒸発する低圧冷媒の吸熱作用によって前記ブライン分岐部(33)にて分岐された一方のブラインを冷却する第1熱交換領域(27a)、および、前記第2蒸発部(28b)にて蒸発する低圧冷媒の吸熱作用によって前記ブライン分岐部(33)にて分岐された他方のブラインを冷却する第2熱交換領域(27b)を有し、
前記蓄冷器(35)は、第2熱交換領域(27b)の下流側、かつ、前記ブライン合流部(36)の上流側に配置されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載のブライン式冷却装置。 Furthermore, the brine circuit (3) is branched at the brine branch part (33) for branching the flow of the brine flowing out from the brine-air heat exchanger (32) and at the brine branch part (33), respectively. A brine merging section (36) for merging the brine streams of
The refrigerant-brine heat exchanger (27) cools one of the brines branched at the brine branch (33) by the endothermic action of the low-pressure refrigerant evaporated at the first evaporator (28a). A heat exchange region (27a) and a second heat exchange region for cooling the other brine branched at the brine branching portion (33) by the endothermic action of the low-pressure refrigerant evaporated at the second evaporation portion (28b). (27b)
The said cool storage (35) is arrange | positioned in the downstream of a 2nd heat exchange area | region (27b), and the upstream of the said brine junction (36), The one of Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. The brine type cooling device according to one.
前記冷媒−ブライン熱交換器(27)は、前記第1蒸発部(28a)にて蒸発する低圧冷媒の吸熱作用によって前記ブライン分岐部(33)上流側のブラインを冷却する第1熱交換領域(27a)、および、前記第2蒸発部(28b)にて蒸発する低圧冷媒の吸熱作用によって前記ブライン分岐部(33)にて分岐された一方のブラインを冷却する第2熱交換領域(27b)を有し、
前記蓄冷器(35)は、第2熱交換領域(27b)の下流側、かつ、前記ブライン合流部(36)の上流側に配置されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載のブライン式冷却装置。 Furthermore, the brine circuit (3) is branched at the brine branch part (33) for branching the flow of the brine flowing out from the brine-air heat exchanger (32) and at the brine branch part (33), respectively. A brine merging section (36) for merging the brine streams of
The refrigerant-brine heat exchanger (27) includes a first heat exchange region (31) for cooling the brine on the upstream side of the brine branch (33) by an endothermic action of the low-pressure refrigerant evaporated in the first evaporator (28a). 27a) and a second heat exchange region (27b) for cooling one brine branched at the brine branching portion (33) by the endothermic action of the low-pressure refrigerant evaporated at the second evaporation portion (28b). Have
The said cool storage (35) is arrange | positioned in the downstream of a 2nd heat exchange area | region (27b), and the upstream of the said brine junction (36), The one of Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. The brine type cooling device according to one.
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