JP2010133605A - Ejector type refrigerating cycle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷媒を多段階に昇圧させるとともに、冷媒減圧手段としてエジェクタを備えるエジェクタ式冷凍サイクルに関する。 The present invention relates to an ejector-type refrigeration cycle that is configured to increase the pressure of a refrigerant in multiple stages and include an ejector as refrigerant decompression means.
従来、蒸気圧縮式冷凍サイクルの成績係数(COP)を向上させるために提案されたエコノマイザ式冷凍サイクル、エジェクタ式冷凍サイクル等が知られている。 Conventionally, an economizer refrigeration cycle, an ejector refrigeration cycle, and the like proposed for improving the coefficient of performance (COP) of a vapor compression refrigeration cycle are known.
例えば、エコノマイザ式冷凍サイクルとしては、高圧冷媒を減圧膨張させる高段側減圧手段と、高段側減圧手段にて減圧された中間圧冷媒の気液を分離する気液分離器と、気液分離器にて分離された液相冷媒を減圧膨張させて低圧冷媒とする低段側減圧手段と、低圧冷媒を中間圧冷媒となるまで昇圧する低段側圧縮手段と、中間圧冷媒を高圧冷媒となるまで昇圧する高段側圧縮手段とを備えるサイクルが知られている。 For example, as an economizer-type refrigeration cycle, a high-stage decompression unit that decompresses and expands a high-pressure refrigerant, a gas-liquid separator that separates gas-liquid of an intermediate-pressure refrigerant decompressed by the high-stage decompression unit, and a gas-liquid separation A low-stage decompression unit that decompresses and expands the liquid-phase refrigerant separated in the vessel to form a low-pressure refrigerant, a low-stage compression unit that pressurizes the low-pressure refrigerant until it becomes an intermediate-pressure refrigerant, and an intermediate-pressure refrigerant as the high-pressure refrigerant. A cycle including a high-stage compression unit that boosts the pressure until it reaches is known.
このエコノマイザ式冷凍サイクルでは、低段側圧縮手段にて昇圧された冷媒と気液分離器にて分離された気相冷媒と混合し、混合した中間圧冷媒を後段側圧縮手段にて高圧冷媒となるように、冷媒を多段階に昇圧させている。これにより、単一の圧縮手段にて低圧冷媒を高圧冷媒となるまで昇圧する場合よりも、それぞれの圧縮手段における吸入圧力と吐出圧力との圧力差を縮小させて、それぞれの圧縮手段の圧縮効率を向上させている。 In this economizer-type refrigeration cycle, the refrigerant that has been pressurized by the low-stage compression means and the gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator are mixed, and the mixed intermediate-pressure refrigerant is mixed with the high-pressure refrigerant by the latter-stage compression means. Thus, the pressure of the refrigerant is increased in multiple stages. As a result, the pressure difference between the suction pressure and the discharge pressure in each compression means is reduced compared with the case where the pressure of the low-pressure refrigerant is increased to a high-pressure refrigerant by a single compression means, and the compression efficiency of each compression means is reduced. Has improved.
また、例えば、エジェクタ式冷凍サイクルとしては、高圧冷媒を減圧膨張させるエジェクタと、エジェクタにて減圧された冷媒の気液を分離する気液分離器と、気液分離器にて分離された液相冷媒を減圧膨張させて蒸発器入口側へ流出する減圧手段と、気液分離器にて分離された気相冷媒を高圧冷媒となるまで昇圧する圧縮手段を備えるサイクルが知られている。 Further, for example, as an ejector-type refrigeration cycle, an ejector that decompresses and expands a high-pressure refrigerant, a gas-liquid separator that separates gas-liquid of the refrigerant decompressed by the ejector, and a liquid phase separated by the gas-liquid separator A cycle is known that includes decompression means that decompresses and expands the refrigerant and flows out to the evaporator inlet side, and compression means that pressurizes the gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator until it becomes a high-pressure refrigerant.
このエジェクタ式冷凍サイクルでは、エジェクタのノズル部から噴射する噴射冷媒の圧力低下によってエジェクタの冷媒吸引口から蒸発器から流出した冷媒を吸引することで、ノズル部における減圧膨張時の運動エネルギの損失を回収している。そして、回収した運動エネルギ(以下、回収エネルギという。)を、エジェクタのディフューザ部にて圧力エネルギに変換している。 In this ejector-type refrigeration cycle, the refrigerant flowing out of the evaporator from the refrigerant suction port of the ejector is sucked by the pressure drop of the refrigerant injected from the nozzle part of the ejector, thereby reducing the kinetic energy loss during decompression expansion in the nozzle part. Collected. The recovered kinetic energy (hereinafter referred to as recovered energy) is converted into pressure energy by the diffuser portion of the ejector.
これにより、減圧手段としてエジェクタを採用しない冷凍サイクルに対して、圧縮手段の吸入側の冷媒圧力を蒸発器内の冷媒蒸発圧力よりも上昇させて、圧縮手段の駆動動力を低減させている。 As a result, for the refrigeration cycle that does not employ an ejector as the decompression means, the refrigerant pressure on the suction side of the compression means is increased above the refrigerant evaporation pressure in the evaporator, thereby reducing the driving power of the compression means.
さらに、特許文献1には、エコノマイザ式冷凍サイクルの高段側減圧手段に対応する手段として、エジェクタを採用したエジェクタ式冷凍サイクルが開示されている。これにより、特許文献1では、上述したエコノマイザ式冷凍サイクルにおける圧縮効率向上効果、並びに、エジェクタによる圧縮手段の駆動動力低減効果を同時に得て、COPを向上させようとしている。
ところで、エコノマイザ式冷凍サイクルにおける圧縮効率向上効果は、上述の如く、それぞれの圧縮手段における吸入圧力と吐出圧力との圧力差を縮小させることによって得られるものである。従って、エコノマイザ式冷凍サイクルにおいて、COPを効果的に向上させるためには、中間圧冷媒の圧力を適切な値に制御する必要がある。 By the way, as described above, the effect of improving the compression efficiency in the economizer refrigeration cycle is obtained by reducing the pressure difference between the suction pressure and the discharge pressure in each compression means. Therefore, in the economizer refrigeration cycle, in order to effectively improve COP, it is necessary to control the pressure of the intermediate pressure refrigerant to an appropriate value.
ここで、図34の全体構成図に示す特許文献1のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、中間圧冷媒の圧力を適切な値に制御するためには、吸引側蒸発器19とエジェクタ13の冷媒吸引口13bとの間に配置された流量調整手段(流量調整弁)38の開度を適切に調整しなければならない。
Here, in the ejector refrigeration cycle of
例えば、中間圧冷媒の圧力を上昇させるためには、流量調整弁38の開度を絞って、吸引側蒸発器19の出口側から直接、低段側圧縮手段21aへ吸入させる冷媒流量を増加させなければならない。しかしながら、流量調整弁38の開度を絞ってしまうと、吸引側蒸発器19からエジェクタ13の冷媒吸引口13bへ至る冷媒流路の圧力損失が増加してしまう。
For example, in order to increase the pressure of the intermediate pressure refrigerant, the flow rate of the flow
その結果、冷媒吸引口13bからエジェクタ13内へ吸引される吸引冷媒流量が低下して、エジェクタ13の回収エネルギも低下してしまう。つまり、特許文献1のエジェクタ式冷凍サイクルでは、エコノマイザ式冷凍サイクルにおける圧縮効率向上効果を得るために、中間圧冷媒の圧力を適切な値に制御すると、エジェクタによる圧縮手段の駆動動力低減効果を充分に得ることが難しくなる。
As a result, the flow rate of the suction refrigerant sucked into the
換言すると、特許文献1のエジェクタ式冷凍サイクルでは、エコノマイザ式冷凍サイクルにおける圧縮効率向上効果、並びに、エジェクタによる圧縮手段の駆動動力低減効果を同時に得るように、サイクルの作動を制御することが難しいという問題がある。
In other words, in the ejector type refrigeration cycle of
本発明は、上記点に鑑み、冷媒を多段階に昇圧させるとともに、エジェクタを備えるエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、圧縮手段の圧縮効率向上効果と駆動動力低減効果との双方の効果を充分に得ることを目的とする。 In view of the above points, the present invention is to increase the refrigerant pressure in multiple stages and to sufficiently obtain both effects of improving the compression efficiency of the compression means and reducing the driving power in the ejector refrigeration cycle including the ejector. Objective.
上記の目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する第1圧縮手段(11a)と、第1圧縮手段(11a)から吐出された高圧冷媒を放熱させる放熱器(12)と、放熱器(12)から流出した高圧冷媒を減圧膨張させるノズル部(13a)から噴射する高速度の噴射冷媒の流れによって冷媒を冷媒吸引口(13b)から吸引して、噴射冷媒と冷媒吸引口(13b)から吸引された吸引冷媒とを混合して昇圧するエジェクタ(13)と、冷媒を蒸発させる吸引側蒸発器(19)と、吸引側蒸発器(19)から流出した冷媒の流れを分岐して、分岐された一方の冷媒を冷媒吸引口(13b)側へ流出させる吸引側分岐部(22)と、吸引側分岐部(22)にて分岐された他方の冷媒の流量を調整する流量調整手段(38)と、流量調整手段(38)にて流量調整された冷媒を圧縮して吐出する第2圧縮手段(21a)とを備え、第1圧縮手段(11a)は、第2圧縮手段(21a)から吐出された冷媒およびエジェクタ(13)から流出した冷媒を混合した中間圧冷媒を圧縮して吐出するエジェクタ式冷凍サイクルを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the first aspect of the present invention, the first compression means (11a) that compresses and discharges the refrigerant and the heat dissipation that dissipates the high-pressure refrigerant discharged from the first compression means (11a). The refrigerant is sucked from the refrigerant suction port (13b) by the flow of the high-speed jet refrigerant jetted from the nozzle (13a) that decompresses and expands the high-pressure refrigerant that has flowed out of the radiator (12). The ejector (13) that mixes the refrigerant and the suction refrigerant sucked from the refrigerant suction port (13b) to increase the pressure, the suction side evaporator (19) that evaporates the refrigerant, and the suction side evaporator (19) flowed out. The suction side branch (22) that branches the refrigerant flow and causes one of the branched refrigerant to flow out to the refrigerant suction port (13b) side, and the other refrigerant branched at the suction side branch (22) Flow rate adjustment means for adjusting the flow rate ( 8) and second compression means (21a) that compresses and discharges the refrigerant whose flow rate is adjusted by the flow rate adjustment means (38), and the first compression means (11a) is the second compression means (21a). It is characterized by an ejector type refrigeration cycle that compresses and discharges an intermediate pressure refrigerant that is a mixture of the refrigerant discharged from the refrigerant and the refrigerant discharged from the ejector (13).
これによれば、流量調整手段(38)が、第2圧縮手段(21a)へ吸入される冷媒流量を変化させても、吸引側蒸発器(19)からエジェクタ(13)の冷媒吸引口(13b)へ至る冷媒流路の圧力損失を大きく増加させることがないので、吸引側分岐部(22)から冷媒吸引口(13b)側へ流れる冷媒流量を確実に確保できる。 According to this, even if the flow rate adjusting means (38) changes the flow rate of the refrigerant sucked into the second compression means (21a), the refrigerant suction port (13b) of the ejector (13) from the suction side evaporator (19). ), The flow rate of the refrigerant flowing from the suction side branch portion (22) to the refrigerant suction port (13b) side can be reliably ensured.
従って、エジェクタ(13)の冷媒吸引口(13b)から冷媒を吸引させて、エジェクタ(13)に昇圧作用を発揮させることができる。その結果、エジェクタ(13)による圧縮手段の駆動動力低減効果を確実に得ることができる。 Therefore, the refrigerant can be sucked from the refrigerant suction port (13b) of the ejector (13), and the pressure elevating action can be exerted on the ejector (13). As a result, the drive power reduction effect of the compression means by the ejector (13) can be reliably obtained.
しかも、エジェクタ(13)に昇圧作用を発揮させた状態で、第1、第2圧縮手段(11a、21a)における吸入圧力と吐出圧力との圧力差を縮小させるように中間圧を制御することができる。従って、上述のエコノマイザ式冷凍サイクルと同様の圧縮効率向上効果を得ることができる。 Moreover, the intermediate pressure can be controlled so that the pressure difference between the suction pressure and the discharge pressure in the first and second compression means (11a, 21a) is reduced in a state where the ejector (13) exerts a pressure increasing action. it can. Therefore, the same compression efficiency improvement effect as the above-described economizer refrigeration cycle can be obtained.
その結果、圧縮手段の圧縮効率向上効果と駆動動力低減効果との双方の効果を充分に得ることができ、エジェクタ式冷凍サイクルのCOPを効果的に向上させることができる。 As a result, both the compression efficiency improvement effect and the driving power reduction effect of the compression means can be sufficiently obtained, and the COP of the ejector refrigeration cycle can be effectively improved.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、エジェクタ(13)から流出した冷媒の気液を分離して、分離された気相冷媒を第1圧縮手段11a吸入側へ流出させる流出側気液分離器(17)と、流出側気液分離器(17)にて分離された液相冷媒を減圧膨張させて、吸引側蒸発器(19)入口側へ流出させる吸引側減圧手段(18)とを備えることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the ejector refrigeration cycle according to the first aspect, the gas-liquid refrigerant flowing out from the ejector (13) is separated, and the separated gas-phase refrigerant is sucked into the first compression means 11a. The outflow side gas-liquid separator (17) that flows out to the side and the liquid-phase refrigerant separated by the outflow side gas-liquid separator (17) are expanded under reduced pressure and flow out to the inlet side of the suction side evaporator (19) And suction side pressure reducing means (18).
これによれば、具体的に、流出側気液分離器(17)から吸引側減圧手段(18)を介して吸引側蒸発器(19)へ冷媒を供給して、吸引側蒸発器(19)にて冷凍能力を発揮させることができる。 Specifically, the refrigerant is supplied from the outflow side gas-liquid separator (17) to the suction side evaporator (19) via the suction side pressure reducing means (18), and the suction side evaporator (19). Can demonstrate the refrigerating capacity.
さらに、第1圧縮手段(11a)に流出側気液分離器(17)にて分離された飽和気相冷媒を吸入させることができるので、第2圧縮手段(21a)吐出冷媒のみを吸入させる場合に対して、第1圧縮手段(11a)において冷媒を等エントロピ的に圧縮する際の圧縮仕事量を低減させて、より一層、COPを向上できる。 Further, since the saturated gas phase refrigerant separated by the outflow side gas-liquid separator (17) can be sucked into the first compression means (11a), the second compression means (21a) can suck only the discharged refrigerant. On the other hand, the COP can be further improved by reducing the compression work when the refrigerant is isentropically compressed in the first compression means (11a).
請求項3に記載の発明では、請求項2に記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、エジェクタ(13)出口側と第1圧縮手段(11a)吸入側との間に配置されて、エジェクタ(13)から流出した冷媒を蒸発させる流出側蒸発器(16)を備えることを特徴とする。これによれば、吸引側蒸発器(19)のみならず、流出側蒸発器(16)においても冷凍能力を発揮させることができる。 According to a third aspect of the present invention, in the ejector-type refrigeration cycle of the second aspect, the ejector is disposed between the outlet side of the ejector (13) and the suction side of the first compression means (11a), and the ejector (13) An outflow side evaporator (16) for evaporating the outflowed refrigerant is provided. According to this, not only the suction side evaporator (19) but also the outflow side evaporator (16) can exhibit the refrigerating capacity.
さらに、吸引側蒸発器(19)では、噴射冷媒の吸引作用に応じた冷媒蒸発圧力となり、流出側蒸発器(16)では、エジェクタ(13)の昇圧作用によって昇圧された後の冷媒蒸発圧力となるので、流出側蒸発器(16)および吸引側蒸発器(19)の冷媒蒸発温度を異なる温度とすることができる。 Further, in the suction side evaporator (19), the refrigerant evaporating pressure corresponds to the suction action of the injected refrigerant, and in the outflow side evaporator (16), the refrigerant evaporating pressure after being boosted by the boosting action of the ejector (13) Therefore, the refrigerant evaporation temperatures of the outflow side evaporator (16) and the suction side evaporator (19) can be set to different temperatures.
請求項4に記載の発明では、請求項1に記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、エジェクタ(13)から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部(42)と、分岐部(42)の一方の出口側と第2圧縮手段(21a)吸入側との間に配置されて、分岐部(42)にて分岐された一方の冷媒を蒸発させる流出側蒸発器(16)と、分岐部(42)にて分岐された他方の冷媒を減圧膨張させて、吸引側蒸発器(19)入口側へ流出させる吸引側減圧手段(18)とを備えることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the ejector-type refrigeration cycle according to the first aspect, the branch part (42) for branching the flow of the refrigerant flowing out from the ejector (13), and one outlet of the branch part (42) An outlet side evaporator (16) disposed between the suction side and the suction side of the second compression means (21a) and evaporating one refrigerant branched at the branch portion (42); and a branch portion (42) And suction side decompression means (18) for decompressing and expanding the other branched refrigerant to flow out to the suction side evaporator (19) inlet side.
これによれば、具体的に、流出側蒸発器(16)および吸引側蒸発器(19)の双方へ冷媒を供給して、双方の蒸発器(16、19)にて冷凍能力を発揮させることができる。さらに、請求項3に記載の発明と同様に、双方の蒸発器(16、19)の冷媒蒸発温度を異なる温度とすることができる。 According to this, specifically, the refrigerant is supplied to both the outflow side evaporator (16) and the suction side evaporator (19), and the refrigerating capacity is exhibited in both the evaporators (16, 19). Can do. Further, similarly to the third aspect of the invention, the refrigerant evaporation temperatures of both evaporators (16, 19) can be set to different temperatures.
請求項5に記載の発明では、請求項1ないし4のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、放熱器(12)から流出した冷媒とサイクルの低圧側冷媒とを熱交換させる内部熱交換器(30)を備えることを特徴とする。これによれば、吸引側蒸発器(19)入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差(冷凍能力)を拡大して、COPを向上できる。 According to a fifth aspect of the present invention, in the ejector refrigeration cycle according to any one of the first to fourth aspects, the internal heat that exchanges heat between the refrigerant flowing out of the radiator (12) and the low-pressure side refrigerant of the cycle. An exchange (30) is provided. According to this, the enthalpy difference (refrigeration capacity) between the enthalpy of the inlet side refrigerant (19) inlet side refrigerant and the enthalpy of outlet side refrigerant can be expanded, and COP can be improved.
具体的に、サイクルの低圧側冷媒は、請求項6に記載の発明のように、吸引側蒸発器(19)から流出した冷媒であってもよいし、請求項7に記載の発明のように、第2圧縮手段(21a)へ吸入される冷媒であってもよい。
Specifically, the low-pressure side refrigerant of the cycle may be a refrigerant that has flowed out of the suction-side evaporator (19) as in the invention described in
請求項8に記載の発明では、請求項1に記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、放熱器(12)から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部(32)と、吸引側蒸発器(19)へ流入する冷媒を減圧膨張させる吸引側減圧手段(18)とを備え、ノズル部(13a)は、分岐部(32)にて分岐された一方の冷媒を減圧膨張させ、吸引側減圧手段(18)は、分岐部(32)にて分岐された他方の冷媒を減圧膨張させることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the ejector refrigeration cycle according to the first aspect, to the branching portion (32) for branching the flow of the refrigerant flowing out from the radiator (12), and the suction side evaporator (19) A suction side decompression means (18) for decompressing and expanding the inflowing refrigerant, and the nozzle section (13a) decompresses and expands one of the refrigerants branched at the branch section (32), thereby sucking the decompression means (18). Is characterized in that the other refrigerant branched at the branch portion (32) is expanded under reduced pressure.
これによれば、具体的に、分岐部(32)および吸引側減圧手段(18)を介して吸引側蒸発器(19)へ冷媒を供給して、吸引側蒸発器(19)にて冷凍能力を発揮させることができる。 According to this, specifically, the refrigerant is supplied to the suction side evaporator (19) via the branch part (32) and the suction side pressure reducing means (18), and the suction side evaporator (19) supplies the refrigerating capacity. Can be demonstrated.
請求項9に記載の発明では、請求項8に記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、エジェクタ(13)出口側と第1圧縮手段(11a)吸入側との間に配置されて、エジェクタ(13)から流出した冷媒を蒸発させる流出側蒸発器(16)を備えることを特徴とする。 According to the ninth aspect of the present invention, in the ejector refrigeration cycle according to the eighth aspect, the ejector is disposed between the outlet side of the ejector (13) and the suction side of the first compression means (11a), and from the ejector (13). An outflow side evaporator (16) for evaporating the outflowed refrigerant is provided.
これによれば、吸引側蒸発器(19)のみならず、流出側蒸発器(16)においても冷凍能力を発揮させることができる。さらに、請求項3に記載の発明と同様に、流出側蒸発器(16)および吸引側蒸発器(19)の冷媒蒸発温度を異なる温度とすることができる。 According to this, not only the suction side evaporator (19) but also the outflow side evaporator (16) can exhibit the refrigerating capacity. Furthermore, similarly to the third aspect of the invention, the refrigerant evaporation temperatures of the outflow side evaporator (16) and the suction side evaporator (19) can be set to different temperatures.
請求項10に記載の発明では、請求項8または9に記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、分岐部(32)にて分岐された他方の冷媒を放熱させて、吸引側減圧手段(18)入口側へ流出させる補助放熱器(12e)を備えることを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in the ejector refrigeration cycle according to the eighth or ninth aspect, the other refrigerant branched at the branching portion (32) is dissipated, and the suction side decompression means (18) inlet side An auxiliary radiator (12e) is provided to flow out into the air.
これによれば、放熱器(12)および補助放熱器(12e)の双方で冷却されたエンタルピの低い冷媒を吸引側蒸発器(19)へ流入させることができるので、吸引側蒸発器(19)入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差(冷凍能力)を拡大して、COPを向上できる。 According to this, since the low enthalpy refrigerant cooled by both the radiator (12) and the auxiliary radiator (12e) can flow into the suction side evaporator (19), the suction side evaporator (19). COP can be improved by expanding the enthalpy difference (refrigeration capacity) between the enthalpy of the inlet side refrigerant and the enthalpy of the outlet side refrigerant.
しかも、エジェクタ(13)のノズル部(13a)へ流入する冷媒は、補助放熱器(12e)にて冷却されないので、吸引側減圧手段(18)へ流入する冷媒に対してエンタルピが減少しない。これにより、ノズル部(13a)における回収エネルギ量を増大でき、より一層、COPを向上できる。 Moreover, since the refrigerant flowing into the nozzle part (13a) of the ejector (13) is not cooled by the auxiliary radiator (12e), the enthalpy does not decrease with respect to the refrigerant flowing into the suction side pressure reducing means (18). Thereby, the amount of recovered energy in the nozzle part (13a) can be increased, and the COP can be further improved.
請求項11に記載の発明では、請求項8ないし10のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、分岐部(32)にて分岐された他方の冷媒とサイクルの低圧側冷媒とを熱交換させる内部熱交換器(30)を備えることを特徴とする。これによれば、吸引側蒸発器(19)入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差(冷凍能力)を拡大して、COPを向上できる。 According to an eleventh aspect of the invention, in the ejector refrigeration cycle according to any one of the eighth to tenth aspects, the other refrigerant branched at the branch portion (32) and the low-pressure side refrigerant of the cycle are heated. An internal heat exchanger (30) to be exchanged is provided. According to this, the enthalpy difference (refrigeration capacity) between the enthalpy of the inlet side refrigerant (19) inlet side refrigerant and the enthalpy of outlet side refrigerant can be expanded, and COP can be improved.
請求項12に記載の発明では、請求項8ないし10のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、吸引側減圧手段(18)における減圧膨張過程の冷媒とサイクルの低圧側冷媒とを熱交換させる内部熱交換器(31)を備えることを特徴とする。これによれば、吸引側蒸発器(19)入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差(冷凍能力)を拡大して、COPを向上できる。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the ejector refrigeration cycle according to any one of the eighth to tenth aspects, the refrigerant in the decompression / expansion process in the suction side decompression means (18) and the low-pressure side refrigerant of the cycle are heated. An internal heat exchanger (31) to be replaced is provided. According to this, the enthalpy difference (refrigeration capacity) between the enthalpy of the inlet side refrigerant (19) inlet side refrigerant and the enthalpy of outlet side refrigerant can be expanded, and COP can be improved.
具体的に、サイクルの低圧側冷媒は、請求項13に記載の発明のように、吸引側蒸発器(19)から流出した冷媒であってもよいし、請求項14に記載の発明のように、第2圧縮手段(21a)へ吸入される冷媒であってもよい。
Specifically, the low-pressure side refrigerant of the cycle may be a refrigerant that has flowed out of the suction-side evaporator (19) as in the invention described in
請求項15に記載の発明では、請求項1に記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、放熱器(12)から流出した冷媒の流れを分岐可能に構成された第1分岐部(32)と、エジェクタ(13)から流出した冷媒の流れを分岐可能に構成された第2分岐部(42)と、第2分岐部(42)の一方の出口側と第2圧縮手段(21a)吸入側との間に配置されて、第2分岐部(42)にて分岐された一方の冷媒を蒸発させる流出側蒸発器(16)と、吸引側蒸発器(19)へ流入する冷媒を減圧膨張させる第1、第2吸引側減圧手段(18、28)とを備え、ノズル部(13a)は、第1分岐部(32)にて分岐された一方の冷媒を減圧膨張させ、第1吸引側減圧手段(18)は、第1分岐部(32)にて分岐された他方の冷媒を減圧膨張させ、第2吸引側減圧手段(28)は、第2分岐部(42)にて分岐された他方の冷媒を減圧膨張させ、吸引側蒸発器(19)は、第1、第2吸引側減圧手段(18、28)にて減圧膨張された冷媒のうち、少なくとも一方を蒸発させることを特徴とする。
In the invention according to
これによれば、第1分岐部(32)のみにて冷媒の流れを分岐して、第1吸引側減圧手段(18)から流出した冷媒を吸引側蒸発器(19)に供給し、エジェクタ(13)から流出した冷媒を、第2分岐部(42)を介して流出側蒸発器(16)へ供給することで、流出側蒸発器(16)および吸引側蒸発器(19)の双方にて冷凍能力を発揮させるサイクル構成を実現できる。 According to this, the refrigerant flow is branched only by the first branch part (32), the refrigerant flowing out from the first suction side decompression means (18) is supplied to the suction side evaporator (19), and the ejector ( 13) By supplying the refrigerant flowing out from 13) to the outflow side evaporator (16) through the second branch portion (42), both the outflow side evaporator (16) and the suction side evaporator (19) A cycle configuration that demonstrates the refrigerating capacity can be realized.
また、第2分岐部(42)のみにて冷媒の流れを分岐して、エジェクタ(13)から流出した冷媒を流出側蒸発器(16)および吸引側蒸発器(19)の双方へ供給することで、流出側蒸発器(16)および吸引側蒸発器(19)の双方にて冷凍能力を発揮させるサイクル構成を実現できる。 Further, the refrigerant flow is branched only by the second branch section (42), and the refrigerant flowing out from the ejector (13) is supplied to both the outflow side evaporator (16) and the suction side evaporator (19). Thus, it is possible to realize a cycle configuration in which both the outflow side evaporator (16) and the suction side evaporator (19) exhibit refrigeration capacity.
さらに、第1、第2分岐部(22、32)の双方で冷媒の流れを分岐して、冷媒を流出側蒸発器(16)および吸引側蒸発器(19)の双方へ供給することで、流出側蒸発器(16)および吸引側蒸発器(19)の双方にて冷凍能力を発揮させるサイクル構成を実現できる。そして、各サイクル構成において、請求項3に記載の発明と同様に、流出側蒸発器(16)および吸引側蒸発器(19)の冷媒蒸発温度を異なる温度とすることができる。 Furthermore, by branching the flow of the refrigerant in both the first and second branch parts (22, 32) and supplying the refrigerant to both the outflow side evaporator (16) and the suction side evaporator (19), A cycle configuration in which the refrigerating capacity is exhibited in both the outflow side evaporator (16) and the suction side evaporator (19) can be realized. In each cycle configuration, the refrigerant evaporating temperatures of the outflow side evaporator (16) and the suction side evaporator (19) can be set to different temperatures, as in the third aspect of the invention.
請求項16に記載の発明では、請求項15に記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて第1分岐部(32)にて分岐された他方の液相冷媒とサイクルの低圧側冷媒とを熱交換させる内部熱交換器(30)を備えることを特徴とする。
In the invention described in
これによれば、流出側蒸発器(16)および吸引側蒸発器(19)の双方の蒸発器(16、19)入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差(冷凍能力)を拡大して、COPを向上できる。 According to this, the enthalpy difference (refrigeration capacity) between the enthalpy of the inlet side refrigerant and the enthalpy of the outlet side refrigerant of both the evaporators (16, 19) of the outflow side evaporator (16) and the suction side evaporator (19) is obtained. It can be expanded to improve COP.
具体的に、サイクルの低圧側冷媒は、請求項17に記載の発明のように、吸引側蒸発器(19)から流出した冷媒であってもよいし、請求項18に記載の発明のように、第2圧縮手段(21a)へ吸入される冷媒であってもよい。
Specifically, the low-pressure side refrigerant of the cycle may be a refrigerant that has flowed out of the suction-side evaporator (19) as in the invention described in
請求項19に記載の発明では、請求項1に記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、第1圧縮手段(11a)から吐出された高圧冷媒の流れを分岐して、分岐された一方の冷媒を放熱器(12)側へ流出させる分岐部(32)と、分岐部(32)にて分岐された他方の冷媒を放熱させる分岐冷媒放熱器(12d)と、分岐冷媒放熱器(12d)から流出した高圧冷媒を減圧膨張させて、吸引側蒸発器(19)入口側へ流出させる吸引側減圧手段(18)とを備えることを特徴とする。 According to a nineteenth aspect of the present invention, in the ejector refrigeration cycle according to the first aspect, the flow of the high-pressure refrigerant discharged from the first compression means (11a) is branched, and one of the branched refrigerants is dissipated in the radiator. (12) The branch part (32) that flows out to the side, the branch refrigerant radiator (12d) that radiates heat of the other refrigerant branched at the branch part (32), and the high pressure that flows out from the branch refrigerant radiator (12d) It is characterized by comprising suction side decompression means (18) for decompressing and expanding the refrigerant to flow out to the inlet side of the suction side evaporator (19).
これによれば、放熱器(12)および分岐冷媒放熱器(12d)の熱交換能力(放熱能力)を独立に変化させることができるので、分岐冷媒放熱器(12d)の熱交換能力と、吸引側蒸発器(19)の熱交換能力(吸熱性能)とを容易に適合させることができる。従って、サイクルの作動を安定化させやすい。 According to this, since the heat exchange capability (heat dissipation capability) of the radiator (12) and the branch refrigerant radiator (12d) can be changed independently, the heat exchange capability of the branch refrigerant radiator (12d) and the suction The heat exchange capacity (endothermic performance) of the side evaporator (19) can be easily adapted. Therefore, it is easy to stabilize the operation of the cycle.
また、放熱器(12)として、その熱交換能力が分岐冷媒放熱器(12d)よりも低いものを採用することで、エジェクタ(13)のノズル部(13a)へ流入する冷媒のエンタルピが不必要に減少してしまうことを回避できる。これにより、ノズル部(13a)における回収エネルギ量を増大させて、COPを向上できる。 Moreover, the enthalpy of the refrigerant | coolant which flows into the nozzle part (13a) of an ejector (13) is unnecessary because the heat exchanger (12) employ | adopts that whose heat exchange capability is lower than a branch refrigerant | coolant radiator (12d). Can be avoided. Thereby, the amount of recovered energy in the nozzle part (13a) can be increased, and COP can be improved.
請求項20に記載の発明では、請求項18または19に記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、エジェクタ(13)出口側と第1圧縮手段(11a)吸入側との間に配置されて、エジェクタ(13)から流出した冷媒を蒸発させる流出側蒸発器(16)を備えることを特徴とする。 According to the twentieth aspect of the present invention, in the ejector refrigeration cycle according to the eighteenth or nineteenth aspect, the ejector (13) is disposed between the outlet side of the ejector (13) and the suction side of the first compression means (11a). And an outflow side evaporator (16) for evaporating the refrigerant that has flowed out.
これによれば、吸引側蒸発器(19)のみならず、流出側蒸発器(16)においても冷凍能力を発揮させることができる。さらに、請求項3に記載の発明と同様に、流出側蒸発器(16)および吸引側蒸発器(19)の冷媒蒸発温度を異なる温度とすることができる。 According to this, not only the suction side evaporator (19) but also the outflow side evaporator (16) can exhibit the refrigerating capacity. Furthermore, similarly to the third aspect of the invention, the refrigerant evaporation temperatures of the outflow side evaporator (16) and the suction side evaporator (19) can be set to different temperatures.
請求項21に記載の発明では、請求項19または20に記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、分岐冷媒放熱器(12d)から流出した冷媒とサイクルの低圧側冷媒とを熱交換させる内部熱交換器(30)を備えることを特徴とする。これによれば、吸引側蒸発器(19)入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差(冷凍能力)を拡大して、COPを向上できる。 According to a twenty-first aspect of the invention, in the ejector refrigeration cycle according to the nineteenth or twentieth aspect, an internal heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant flowing out of the branch refrigerant radiator (12d) and the low-pressure side refrigerant of the cycle. 30). According to this, the enthalpy difference (refrigeration capacity) between the enthalpy of the inlet side refrigerant (19) inlet side refrigerant and the enthalpy of outlet side refrigerant can be expanded, and COP can be improved.
具体的に、サイクルの低圧側冷媒は、請求項22に記載の発明のように、吸引側蒸発器(19)から流出した冷媒であってもよいし、請求項23に記載の発明のように、第2圧縮手段(21a)へ吸入される冷媒であってもよい。
Specifically, the low-pressure side refrigerant of the cycle may be a refrigerant that has flowed out of the suction-side evaporator (19) as in the invention described in
請求項24に記載の発明では、請求項1ないし23のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、ノズル部(13a)入口側へ流出する冷媒を減圧膨張させる高圧側減圧手段(14)を備えることを特徴とする。 According to a twenty-fourth aspect of the present invention, in the ejector refrigeration cycle according to any one of the first to twenty-third aspects, the high-pressure side pressure reducing means (14) for decompressing and expanding the refrigerant flowing out to the inlet side of the nozzle portion (13a). It is characterized by providing.
これによれば、高圧側減圧手段(14)の減圧作用により、エジェクタ(13)のノズル部(13a)へ気液二相状態の冷媒を流入させることができ、ノズル部(13a)へ液相冷媒を流入させる場合に対して、ノズル部13aにおける冷媒の沸騰を促進させることができ、ノズル効率を向上させることができる。
According to this, the gas-liquid two-phase refrigerant can be caused to flow into the nozzle portion (13a) of the ejector (13) by the pressure reducing action of the high pressure side pressure reducing means (14), and the liquid phase is supplied to the nozzle portion (13a). In contrast to the case where the refrigerant is introduced, the boiling of the refrigerant in the
従って、回収エネルギ量を増加させて、エジェクタ(13)における昇圧能力を増加させることができるので、より一層、COPを向上できる。さらに、ノズル部(13a)へ液相冷媒を流入させる場合に対して、ノズル部(13a)の冷媒通路面積を拡大することができるので、ノズル部(13a)の加工が容易となる。その結果、エジェクタ(13)の製造コストを低減できる。 Therefore, the amount of recovered energy can be increased and the boosting capability of the ejector (13) can be increased, so that the COP can be further improved. Furthermore, since the refrigerant passage area of the nozzle part (13a) can be enlarged compared with the case where the liquid phase refrigerant is caused to flow into the nozzle part (13a), the nozzle part (13a) can be easily processed. As a result, the manufacturing cost of the ejector (13) can be reduced.
請求項25に記載の発明では、請求項1ないし24に記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、第1圧縮手段(11a)から吐出されたサイクルの高圧側冷媒を、吸引側蒸発器(19)へ導くバイパス通路(25)と、バイパス通路(25)を開閉する開閉手段(26)とを備えることを特徴とする。 According to a twenty-fifth aspect of the present invention, in the ejector refrigeration cycle according to the first to twenty-fourth aspects, the high-pressure side refrigerant of the cycle discharged from the first compression means (11a) is guided to the suction-side evaporator (19). A bypass passage (25) and an opening / closing means (26) for opening and closing the bypass passage (25) are provided.
これによれば、吸引側蒸発器(16)の着霜時に、開閉手段(26)を開くことで、第1圧縮手段(11a)から吐出された高温冷媒を吸引側蒸発器(16)に流入させて除霜することができる。 According to this, when the suction side evaporator (16) is frosted, the high temperature refrigerant discharged from the first compression means (11a) flows into the suction side evaporator (16) by opening the opening / closing means (26). Can be defrosted.
また、請求項26に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する第1圧縮手段(11a)と、冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させる利用側熱交換器(54)と、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器(53)と、熱交換対象流体を冷却する冷却運転モードの冷媒流路および熱交換対象流体を加熱する加熱運転モードの冷媒流路を切り替える冷媒流路切替手段(51、52)と、室外熱交換器(53)および利用側熱交換器(54)のうち一方の熱交換器にて放熱した冷媒を減圧膨張させるノズル部(13a)から噴射する高速度の噴射冷媒の流れによって冷媒を冷媒吸引口(13b)から吸引して、噴射冷媒と冷媒吸引口(13b)から吸引された吸引冷媒とを混合して昇圧するエジェクタ(13)と、室外熱交換器(53)および利用側熱交換器(54)のうち他方の熱交換器にて蒸発した冷媒の流れを分岐して、分岐された一方の冷媒を冷媒吸引口(13b)側へ流出させる吸引側分岐部(22)と、吸引側分岐部(22)にて分岐された他方の冷媒の流量を調整する流量調整手段(38)と、流量調整手段(38)にて流量調整された冷媒を圧縮して吐出する第2圧縮手段(21a)とを備え、
第1圧縮手段(11a)は、第2圧縮手段(21a)から吐出された冷媒およびエジェクタ(13)から流出した冷媒を混合した中間圧冷媒を圧縮して吐出し、冷媒流路切替手段(51、52)は、冷却運転モードでは、第1圧縮手段(11a)から吐出された冷媒を室外熱交換器(53)にて放熱させるとともに、利用側熱交換器(54)にて蒸発した冷媒を吸引側分岐部(22)側へ導く冷媒流路に切り替え、加熱運転モードでは、第1圧縮手段(11a)から吐出された冷媒を利用側熱交換器(54)にて放熱させるとともに、室外熱交換器(53)にて蒸発した冷媒を吸引側分岐部(22)側へ導く冷媒流路に切り替えることを特徴とする。
In the invention according to
The first compression means (11a) compresses and discharges the intermediate pressure refrigerant obtained by mixing the refrigerant discharged from the second compression means (21a) and the refrigerant flowing out from the ejector (13), and the refrigerant flow switching means (51 , 52) in the cooling operation mode, the refrigerant discharged from the first compression means (11a) is radiated by the outdoor heat exchanger (53), and the refrigerant evaporated by the use side heat exchanger (54) is discharged. In the heating operation mode, the refrigerant discharged from the first compression means (11a) is radiated by the use side heat exchanger (54) and the outdoor heat is switched to the refrigerant flow path leading to the suction side branch (22) side. It is characterized by switching to the refrigerant flow path which guides the refrigerant evaporated in the exchanger (53) to the suction side branch part (22) side.
これによれば、冷却運転モードと加熱運転モードとのいずれの運転モードにおいて、流量調整手段(38)が、第2圧縮手段(21a)へ吸入される冷媒流量を変化させても、吸引側蒸発器(19)からエジェクタ(13)の冷媒吸引口(13b)へ至る冷媒流路の圧力損失を大きく増加させることがないので、吸引側分岐部(22)から冷媒吸引口(13b)側へ流れる冷媒流量を確実に確保できる。 According to this, even if the flow rate adjusting means (38) changes the refrigerant flow rate sucked into the second compression means (21a) in any of the cooling operation mode and the heating operation mode, the suction side evaporation is performed. Since the pressure loss of the refrigerant flow path from the container (19) to the refrigerant suction port (13b) of the ejector (13) is not greatly increased, the refrigerant flows from the suction side branch (22) to the refrigerant suction port (13b) side. The refrigerant flow rate can be secured reliably.
従って、エジェクタ(13)の冷媒吸引口(13b)から冷媒を吸引させて、エジェクタ(13)に昇圧作用を発揮させることができる。その結果、いずれの運転モードにおいても、エジェクタ(13)による圧縮手段の駆動動力低減効果を確実に得ることができる。 Therefore, the refrigerant can be sucked from the refrigerant suction port (13b) of the ejector (13), and the pressure elevating action can be exerted on the ejector (13). As a result, the driving power reduction effect of the compression means by the ejector (13) can be reliably obtained in any operation mode.
しかも、エジェクタ(13)に昇圧作用を発揮させた状態で、第1、第2圧縮手段(11a、21a)における吸入圧力と吐出圧力との圧力差を縮小させるように中間圧を制御することができる。従って、いずれの運転モードにおいても、上述のエコノマイザ式冷凍サイクルと同様の圧縮効率向上効果を得ることができる。 Moreover, the intermediate pressure can be controlled so that the pressure difference between the suction pressure and the discharge pressure in the first and second compression means (11a, 21a) is reduced in a state where the ejector (13) exerts a pressure increasing action. it can. Therefore, in any operation mode, the same compression efficiency improvement effect as the above-described economizer refrigeration cycle can be obtained.
その結果、圧縮手段の圧縮効率向上効果と駆動動力低減効果との双方の効果を充分に得ることができ、エジェクタ式冷凍サイクルのCOPを効果的に向上させることができる。 As a result, both the compression efficiency improvement effect and the driving power reduction effect of the compression means can be sufficiently obtained, and the COP of the ejector refrigeration cycle can be effectively improved.
さらに、具体的に、請求項27に記載の発明のように、さらに、請求項26に記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、エジェクタ(13)から流出した冷媒の気液を分離する流出側気液分離器(17)を備え、流出側気液分離器(17)の気相冷媒出口は、第2圧縮手段(21a)吸入口側に接続されており、冷媒流路切替手段(51、52)は、冷却運転モードでは、室外熱交換器(53)にて放熱した冷媒をノズル部(13a)へ流入させるとともに、流出側気液分離器(17)で分離された液相冷媒を利用側熱交換器(54)へ流入させる冷媒流路に切り替え、加熱運転モードでは、利用側熱交換器(54)にて放熱した冷媒をノズル部(13a)へ流入させるとともに、流出側気液分離器(17)で分離された液相冷媒を室外熱交換器(53)へ流入させる冷媒流路に切り替えることを特徴とする。
Further, specifically, as in the invention described in claim 27, in the ejector-type refrigeration cycle according to
請求項28に記載の発明では、請求項1ないし27のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、第1圧縮手段(11a)の冷媒吐出能力を変更する第1吐出能力変更手段(11b)と、第2圧縮手段(21a)の冷媒吐出能力を変更する第2吐出能力変更手段(21b)とを備え、第1吐出能力変更手段(11b)および第2吐出能力変更手段(21b)は、それぞれ独立して第1圧縮手段(11a)および第2圧縮手段(21a)の冷媒吐出能力を変更可能に構成されていることを特徴とする。 According to a twenty-eighth aspect of the present invention, in the ejector refrigeration cycle according to any one of the first to twenty-seventh aspects, a first discharge capacity changing means (11b) for changing a refrigerant discharge capacity of the first compression means (11a). ) And second discharge capacity changing means (21b) for changing the refrigerant discharge capacity of the second compression means (21a). The first discharge capacity changing means (11b) and the second discharge capacity changing means (21b) The refrigerant discharge capacities of the first compression means (11a) and the second compression means (21a) can be changed independently of each other.
これによれば、第1圧縮手段(11a)の冷媒吐出能力と第2圧縮手段(21a)の冷媒吐出能力とを独立に調整して、第1、第2圧縮手段(11a、21a)のいずれも高い圧縮効率を発揮させながら作動させることができる。従って、エジェクタ式冷凍サイクル全体としてのCOPを、より一層、向上させることができる。 According to this, the refrigerant discharge capacity of the first compression means (11a) and the refrigerant discharge capacity of the second compression means (21a) are independently adjusted, and either the first or second compression means (11a, 21a) is adjusted. Can be operated while exhibiting high compression efficiency. Therefore, COP as the whole ejector type refrigerating cycle can be further improved.
請求項29に記載の発明では、請求項1ないし28のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、第1圧縮手段(11a)および第2圧縮手段(21a)は、同一のハウジング内に収容されて、一体的に構成されていることを特徴とする。これによれば、第1圧縮手段(11a)および第2圧縮手段(21a)の小型化が可能となり、エジェクタ式冷凍サイクル全体としての小型化を図ることもできる。 According to a twenty-ninth aspect of the present invention, in the ejector refrigeration cycle according to any one of the first to twenty-eighth aspects, the first compression means (11a) and the second compression means (21a) are in the same housing. It is accommodated and it is comprised integrally. According to this, the first compression means (11a) and the second compression means (21a) can be reduced in size, and the entire ejector refrigeration cycle can be reduced in size.
請求項30に記載の発明のように、請求項1ないし29のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、第1圧縮手段(11a)は、冷媒を臨界圧力以上となるまで昇圧させるようになっていてもよい。
As in the invention described in
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、本発明のエジェクタ式冷凍サイクルを冷凍機に適用した例を説明する。この冷凍機は、冷却対象空間である冷凍庫内を−30〜−10℃程度の極低温まで冷却するものである。図1は、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル100の全体構成図である。
(First embodiment)
An example in which the ejector refrigeration cycle of the present invention is applied to a refrigerator will be described with reference to FIGS. This refrigerator cools the inside of a freezer that is a space to be cooled to an extremely low temperature of about −30 to −10 ° C. FIG. 1 is an overall configuration diagram of an
エジェクタ式冷凍サイクル100において、圧縮機10は、冷媒を吸入して、冷媒を多段階に昇圧して吐出するものである。具体的には、本実施形態の圧縮機10は、1つのハウジング10a内に第1、第2圧縮手段11a、21aの2つの圧縮手段および第1、第2圧縮手段11a、21aを駆動する第1、第2電動モータ11b、21bを収容して構成された二段昇圧式の電動圧縮機である。
In the ejector-
この第1、第2圧縮手段11a、21aとしては、スクロール型圧縮手段、ベーン型圧縮手段等の各種圧縮機構を採用できる。また、第1、第2電動モータ11b、21bは、後述する制御装置から出力される制御信号によって、それぞれ独立して、その作動(回転数)が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれの形式を採用してもよい。
As the first and second compression means 11a and 21a, various compression mechanisms such as scroll-type compression means and vane-type compression means can be employed. The first and second
そして、この回転数制御によって、第1、第2圧縮手段11a、21aの冷媒吐出能力が、それぞれ独立して変更される。従って、本実施形態の第1、第2電動モータ11b、21bは、それぞれ第1、第2圧縮手段11a、21aの冷媒吐出能力を変更する第1、第2吐出能力変更手段を構成している。
And by this rotation speed control, the refrigerant | coolant discharge capability of the 1st, 2nd compression means 11a and 21a is each changed independently. Accordingly, the first and second
ハウジング10aには、低圧冷媒を吸入する吸入ポート10b、中間圧冷媒を流入させる中間圧ポート10c、および、高圧冷媒を吐出する吐出ポート10dが設けられている。そして、これらの各ポート10b〜10dが、ハウジング10a内部で第1、第2圧縮手段11a、21aに接続されている。
The
具体的には、吸入ポート10bは、第2圧縮手段21aの吸入口へ接続され、中間圧ポート10cは、第2圧縮手段21aの吐出口と第1圧縮手段11aの吸入口に連通するように接続され、吐出ポート10dは、第1圧縮手段11aの吐出口へ接続される。従って、第1圧縮手段11aは、第2圧縮手段21aから吐出された冷媒と中間圧ポート10cから流入した冷媒とを混合した中間圧冷媒を吸入し圧縮して吐出することになる。
Specifically, the
また、図1に示すように、圧縮機10の吐出ポート10dには、放熱器12が接続されている。放熱器12は圧縮機10から吐出された高圧冷媒と冷却ファン12aにより送風される庫外空気(外気)とを熱交換させることによって、高圧冷媒を放熱させて冷却する放熱用熱交換器である。冷却ファン12aは、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。
Further, as shown in FIG. 1, a
なお、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル100では、冷媒として通常のフロン系冷媒を採用し、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。従って、放熱器12は冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。
In the
放熱器12の出口側には、エジェクタ13が接続されている。エジェクタ13は、冷媒を減圧膨張させる冷媒減圧手段であるとともに、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でもある。
An
具体的には、エジェクタ13は、放熱器12から流出した液相冷媒の通路面積を小さく絞って、この液相冷媒を等エントロピ的に減圧膨張させるノズル部13a、ノズル部13aの冷媒噴射口と連通するように配置されて後述する吸引側蒸発器19から流出した冷媒を吸引する冷媒吸引口13b等を有して構成される。
Specifically, the
さらに、ノズル部13aおよび冷媒吸引口13bの冷媒流れ下流側部位には、ノズル部13aから噴射する高速度の冷媒流と冷媒吸引口13bからの吸引冷媒とを混合させて昇圧させるディフューザ部13cが設けられている。
Further, a
ディフューザ部13cは冷媒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を圧力エネルギに変換する作用を果たす。さらに、ディフューザ部13cの出口側には、アキュムレータ17が接続されている。
The
アキュムレータ17は、ディフューザ部13cから流出した冷媒の気液を分離して、サイクル内の余剰液相冷媒を溜める流出側気液分離器である。アキュムレータ17の気相冷媒流出口には、圧縮機10の中間圧ポート10cが接続され、液相冷媒流出口には、電気式の可変絞り機構18を介して、吸引側蒸発器19が接続されている。
The
可変絞り機構18は、アキュムレータ17から流出した液相冷媒をさらに減圧膨張させる吸引側減圧手段である。より具体的には、可変絞り機構18は、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の絞り開度を変化させるステッピングモータからなる電動アクチュエータとを有して構成されている。また、可変絞り機構18は、制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
The
吸引側蒸発器19は、可変絞り機構18にて減圧膨張された低圧冷媒と送風ファン19aにより循環送風される冷凍庫内空気とを熱交換させることによって、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用熱交換器である。従って、本実施形態では、冷凍庫内空気が熱交換対象流体となる。送風ファン19aは、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 suction-
吸引側蒸発器19の出口側には、吸引側蒸発器19から流出した冷媒の流れを分岐する吸引側分岐部22が接続されている。吸引側分岐部22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たものである。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。
Connected to the outlet side of the suction side evaporator 19 is a suction
吸引側分岐部22の一方の冷媒流出口には、エジェクタ13の冷媒吸引口13bが接続され、他方の冷媒流出口には、流量調整手段を構成する流量調整弁38が接続されている。なお、図1から明らかなように、吸引側分岐部22の一方の冷媒流出口から冷媒吸引口13bへ至る冷媒流路には、可変絞り機構等の圧力損失を発生させる機器類は配置されていない。
The
従って、吸引側分岐部22の一方の冷媒流出口から冷媒吸引口13bへ至る冷媒流路の圧力損失は、流通する冷媒流量によって若干変化するものの、エジェクタ式冷凍サイクル100の作動時に大幅に変化することはない。
Accordingly, the pressure loss of the refrigerant flow path from one refrigerant outlet of the suction
また、流量調整弁38の基本的構成は、可変絞り機構18と同等である。より具体的には、流量調整弁38内部の冷媒通路の圧力損失が、可変絞り機構18内部の冷媒通路の圧力損失よりも小さく形成されている。さらに、流量調整弁38の出口側には、圧縮機10の吸入ポート10bが接続されている。
The basic configuration of the flow
図示しない制御装置は、CPU、ROMおよびRAM等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成される。この制御装置は、そのROM内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行って、上述の各種電気式のアクチュエータ11b、12a、18、19a、21b、38等の作動を制御する。
A control device (not shown) includes a known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like and peripheral circuits thereof. This control device performs various calculations and processes based on the control program stored in the ROM, and controls the operation of the various
従って、この制御装置は、第1吐出能力変更手段である第1電動モータ11bの作動を制御する第1吐出能力制御手段としての機能、第2吐出能力変更手段である第2電動モータ21bの作動を制御する第2吐出能力制御手段としての機能を兼ね備えている。もちろん、第1吐出能力制御手段、第2吐出能力制御手段を異なる制御装置で構成してもよい。
Therefore, this control device functions as a first discharge capacity control means for controlling the operation of the first
また、制御装置には、外気温を検出する外気センサ、庫内温度を検出する庫内温度センサ等のセンサ群(図示せず)の検出値や、冷凍機を作動させる作動スイッチ等が設けられた操作パネル(図示せず)の各種操作信号が入力される。 In addition, the control device is provided with a detection value of a sensor group (not shown) such as an outside air sensor for detecting the outside air temperature, an inside temperature sensor for detecting the inside temperature, an operation switch for operating the refrigerator, and the like. Various operation signals from an operation panel (not shown) are input.
次に、上記構成における本実施形態の作動を図2のモリエル線図に基づいて説明する。操作パネルの作動スイッチが投入されると、制御装置が第1、第2電動モータ11b、21b、冷却ファン12a、可変絞り機構18、送風ファン19a、流量調整弁38を作動させる。これにより、圧縮機10が冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。
Next, the operation of the present embodiment in the above configuration will be described based on the Mollier diagram of FIG. When the operation switch of the operation panel is turned on, the control device operates the first and second
圧縮機10の第1圧縮手段11aから吐出された冷媒の状態は、図2のa2点である。第1圧縮手段11aから吐出された高温高圧状態の気相冷媒は、放熱器12へ流入し、冷却ファン12aから送風された送風空気(外気)と熱交換して、放熱して凝縮する(a2点→b2点)。
First refrigerant discharged from the compression means 11a state of the
放熱器12にて放熱した冷媒は、エジェクタ13のノズル部13aへ流入して等エントロピ的に減圧膨張する(b2点→c2点)。そして、この減圧膨張時に冷媒の圧力エネルギが速度エネルギに変換されて、冷媒がノズル部13a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13bから吸引側分岐部22にて分岐された一方の冷媒が吸引される。
The refrigerant radiated by the
そして、ノズル部13aから噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口13bから吸引された吸引冷媒がエジェクタ13のディフューザ部13cに流入して混合される(c2点→d2点およびi2点→d2点)。ディフューザ部13cでは通路面積の拡大により、冷媒の速度エネルギが圧力エネルギに変換されるため、冷媒の圧力が上昇する(d2点→e2点)。
Then, the suction refrigerant sucked from the injection refrigerant and the
ディフューザ部13cから流出した冷媒は、アキュムレータ17に流入して気相冷媒および液相冷媒に分離される(e2点→f2点およびe2点→g2点)。アキュムレータ17の気相冷媒出口から流出した気相冷媒は、圧縮機10の中間圧ポートから第1圧縮手段11aに吸入される。
The refrigerant flowing out of the
一方、アキュムレータ17の液相冷媒出口から流出した液相冷媒は、可変絞り機構18にてさらに等エンタルピ的に減圧膨張されて、その圧力を低下させる(g2点→h2点)。可変絞り機構18にて減圧膨張された冷媒は、吸引側蒸発器19へ流入して、送風ファン19aにより循環送風される庫内空気から吸熱して蒸発する(h2点→i2点)。
On the other hand, the liquid-phase refrigerant that has flowed out from the liquid-phase refrigerant outlet of the
これにより、庫内空気が冷却される。この際、制御装置は、吸引側蒸発器19における冷媒蒸発温度が操作パネルにて設定された温度となるように、可変絞り機構18の絞り開度を調整する。吸引側蒸発器19から流出した冷媒の流れは、吸引側分岐部22へ流入して、エジェクタ13の冷媒吸引口13b側へ流入する冷媒流れと、流量調整弁38側へ流入する冷媒流れとに分流される。
Thereby, the air in a warehouse is cooled. At this time, the control device adjusts the throttle opening degree of the
ここで、流量調整弁38側へ流入する冷媒流量Gβに対する冷媒吸引口13b側へ流入する冷媒流量Gαとの流量比Gα/Gβは、流量調整弁38の弁開度に応じて決定される。吸引側分岐部22から冷媒吸引口13b側へ流入した冷媒は、前述の如く、冷媒吸引口13bからエジェクタ13の内部へ吸引される(i2点→d2点)。
Here, the flow rate ratio Gα / Gβ of the refrigerant flow rate Gα flowing into the
一方、吸引側分岐部22から流量調整弁38側へ流入した冷媒は、流量調整弁38を通過する際に、その圧力損失によって圧力低下する(i2点→j2点)。さらに、流量調整弁38にて流量調整された冷媒は、圧縮機10の第2圧縮手段21aへ吸入されて、中間圧となるまで圧縮される(j2点→k2点)。
On the other hand, the refrigerant flowing into the flow
この際、制御装置は、エジェクタ式冷凍サイクル100全体としてのCOPが略最大に近づくように、第1、第2圧縮手段11a、21aおよび流量制御弁38の作動を制御する。
At this time, the control device controls the operations of the first and
具体的には、制御装置は、冷媒吸引口13bから吸引される吸引冷媒流量、すなわち冷媒流量Gαが予め定めた流量以上となるように、流量制御弁38の作動を制御する。さらに、制御装置は、上記の如く流量制御弁38の作動を制御した状態で、第1、第2圧縮手段11a、21aの機械効率を向上させるために、第1、第2圧縮手段11a、21aの昇圧量が略同等となるように制御する。
Specifically, the control device controls the operation of the flow
なお、圧縮効率とは、第1、第2圧縮手段11a、21aにて冷媒が等エントロピ圧縮された際の冷媒のエンタルピの増加量をΔH1としたときに、この増加量ΔH1を、実際に第1、第2圧縮手段11a、21aにて冷媒が昇圧された際の冷媒のエンタルピ増加分ΔH2で除した値である。 Note that the compression efficiency means that the amount of increase ΔH1 is actually calculated when ΔH1 is the amount of increase in the enthalpy of the refrigerant when the refrigerant is isentropically compressed by the first and second compression means 11a, 21a. 1, the value divided by the enthalpy increase ΔH2 of the refrigerant when the refrigerant is pressurized by the second compression means 11a, 21a.
例えば、第1、第2圧縮手段11a、21aの回転数や昇圧量(吐出圧力と吸入圧力との圧力差)が増加すると、その摩擦熱によって冷媒の温度が上昇して実際のエンタルピ増加分ΔH2が増加するため、圧縮効率も低下することになる。 For example, when the rotation speed and the pressure increase amount (pressure difference between the discharge pressure and the suction pressure) of the first and second compression means 11a and 21a increase, the temperature of the refrigerant rises due to the frictional heat, and the actual enthalpy increase ΔH2 Increases the compression efficiency.
第2圧縮手段21aにて昇圧された中間圧冷媒は、圧縮機10内でアキュムレータ17の気相冷媒出口から流出した冷媒と混合される(f2点→l2点およびk2点→l2点)。この混合冷媒は、第1圧縮手段11aに吸入されて再び圧縮される(l2点→a2点)。
The intermediate pressure refrigerant whose pressure has been increased by the second compression means 21a is mixed with the refrigerant flowing out from the gas-phase refrigerant outlet of the
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル100は、上述の如く作動するので、吸引側蒸発器19にて冷媒に吸熱作用を発揮させて冷凍庫内を冷却することができる。
Since the ejector-
さらに、流量調整弁38の弁開度が、エジェクタ13の冷媒吸引口13bから確実に冷媒を吸引できるように調整されるので、エジェクタ13のディフューザ部13cが確実に昇圧作用を発揮できる。従って、上述したエジェクタ13の昇圧作用による圧縮機10の動力低減効果を確実に得ることができる。
Furthermore, since the valve opening degree of the flow
しかも、エジェクタ13の昇圧作用による圧縮機10の動力低減効果を確実に得ながら、第1、第2圧縮手段11a、21aにおける吸入圧力と吐出圧力との圧力差を縮小させるように中間圧を制御できるので、上述したエコノマイザ式冷凍サイクルと同様の圧縮効率向上効果を得ることもできる。
In addition, the intermediate pressure is controlled so as to reduce the pressure difference between the suction pressure and the discharge pressure in the first and second compression means 11a and 21a while reliably obtaining the power reduction effect of the
その結果、圧縮手段の圧縮効率向上効果と駆動動力低減効果との双方の効果を充分に得ることができ、エジェクタ式冷凍サイクルのCOPを効果的に向上させることができる。 As a result, both the compression efficiency improvement effect and the driving power reduction effect of the compression means can be sufficiently obtained, and the COP of the ejector refrigeration cycle can be effectively improved.
さらに、第1圧縮手段11aにアキュムレータ17の気相冷媒出口から飽和気相冷媒を吸入させることができるので、第2圧縮手段21a吐出冷媒のみを吸入させる場合に対して、第1圧縮手段11aにおいて冷媒を等エントロピ的に圧縮する際の圧縮仕事量を低減させて、より一層、COPを向上できる。
Furthermore, since the saturated gas phase refrigerant can be sucked into the first compression means 11a from the gas phase refrigerant outlet of the
しかも、放熱器12から流出した冷媒を、直接エジェクタ13のノズル部13aへ流入させるので、エジェクタ13のノズル部13aにおける減圧量、すなわちノズル部13a入口側圧力とノズル部13a出口側圧力との間の圧力差が大きくなる。これにより、ノズル部13a入口側冷媒のエンタルピとノズル部13a出口側冷媒のエンタルピとの差が増加して回収エネルギ量を増加させることができ、より一層、COPを向上できる。
Moreover, since the refrigerant that has flowed out of the
本実施形態の如く、効果的にCOPを向上できることは、高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差が大きい冷凍サイクル装置、例えば、本実施形態のように吸引側蒸発器19の冷媒蒸発温度を−30〜−10℃といった極低温まで低下させる冷凍サイクル装置において、極めて有効である。 The ability to effectively improve the COP as in this embodiment is that the refrigerant evaporation temperature of the suction side evaporator 19 is -30, for example, as in this embodiment, where the pressure difference between the high-pressure refrigerant and the low-pressure refrigerant is large. It is extremely effective in a refrigeration cycle apparatus that lowers to an extremely low temperature of -10 ° C.
(第2実施形態)
本実施形態では、図3の全体構成図に示すように、第1実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル100に対して、放熱器12出口側からエジェクタ13のノズル部13a入口側へ流出する冷媒を減圧膨張させる高圧側減圧手段としての固定絞り14を追加した例を説明する。この固定絞り14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。その他の構成は、第1実施形態と同様である。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 3, the refrigerant flowing out from the
次に、本実施形態の作動を図4のモリエル線図に基づいて説明する。なお、図4における冷媒の状態を示す符号は、図2における同様の冷媒の状態を示す符号と同一の符号を用いるとともに添字のみを変更している。このことは、以下の実施形態で説明するモリエル線図においても同様である。 Next, the operation of the present embodiment will be described based on the Mollier diagram of FIG. In addition, the code | symbol which shows the state of the refrigerant | coolant in FIG. 4 uses the same code | symbol as the code | symbol which shows the state of the same refrigerant | coolant in FIG. 2, and has changed only the subscript. The same applies to the Mollier diagram described in the following embodiments.
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル100を作動させると、放熱器12から流出した冷媒が固定絞り14にて気液二相状態となるまで減圧膨脹される(b4点→b’4点)。そして、固定絞り14から流出した冷媒がエジェクタ13のノズル部13aへ流入する。その他の作動は、第1実施形態と同様である。
When the
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル100においても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、固定絞り14の減圧作用により、エジェクタ13のノズル部13aへ気液二相状態の冷媒を流入させることができ、ノズル部13aへ液相冷媒を流入させる場合に対して、ノズル部13aにおける冷媒の沸騰を促進させることができ、ノズル効率を向上させることができる。
Therefore, also in the ejector
これにより、エジェクタ13の回収エネルギ量を増加させて、ディフューザ部15cにおける昇圧能力を増加させることができるので、より一層、COPを向上できる。さらに、ノズル部13aへ液相冷媒を流入させる場合に対して、ノズル部13aの冷媒通路面積を拡大することができるので、ノズル部13aの加工が容易となる。その結果、エジェクタ13の製造コストを低減できる。
As a result, the amount of energy recovered by the
なお、本実施形態では、高圧側減圧手段として固定絞り14を採用した例を説明したが、高圧側減圧手段として、可変絞り機構を採用してもよい。例えば、高圧側減圧手段として、吸引側蒸発器19出口側冷媒の過熱度が予め定めた範囲となるように弁開度を調整する温度式膨脹弁、電気式膨脹弁等を採用してもよい。
In this embodiment, the example in which the fixed
(第3実施形態)
本実施形態では、図5の全体構成図に示すように、第1実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル100に対して、内部熱交換器30を追加した例を説明する。この内部熱交換器30は、高圧側冷媒流路30aを通過する放熱器12流出冷媒と、低圧側冷媒流路30bを通過するサイクルの低圧側冷媒との間で熱交換を行うものである。
(Third embodiment)
In the present embodiment, an example in which an
より具体的には、本実施形態におけるサイクルの低圧側冷媒は、圧縮機10の第2圧縮手段21aへ吸入される冷媒である。また、内部熱交換器30の具体的構成としては、高圧側冷媒流路30aを形成する外側管の内側に低圧側冷媒流路30bを形成する内側管を配置する二重管方式の熱交換器構成を採用している。もちろん、高圧側冷媒流路30aを内側管として、低圧側冷媒流路30bを外側管としてもよい。
More specifically, the low-pressure side refrigerant of the cycle in the present embodiment is a refrigerant sucked into the second compression means 21 a of the
さらに、高圧側冷媒流路30aと低圧側冷媒流路30bとを形成する冷媒配管同士をろう付け接合して熱交換させる構成等を採用してもよい。その他の構成は、第1実施形態と同様である。
Further, a configuration in which the refrigerant pipes forming the high-pressure side
次に、本実施形態の作動を図6のモリエル線図に基づいて説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル100を作動させると、内部熱交換器30の作用によって、第1実施形態に対して、流量調整弁38から流出した低圧冷媒のエンタルピが増加し(j6点→j’6点)、放熱器12から流出した高圧冷媒のエンタルピが減少する(b6点→b’6点)。その他の作動は、第1実施形態と同様である。
Next, the operation of the present embodiment will be described based on the Mollier diagram of FIG. When the ejector-
これにより、ノズル部13aから噴射される噴射冷媒の乾き度を低下させて、噴射冷媒の流速を低下させることができるので、ディフューザ部13cから流出する冷媒圧力を低下させることができる。従って、アキュムレータ17内の冷媒のエンタルピを減少させて、アキュムレータ17から吸引側蒸発器19へ流入する液相冷媒のエンタルピも減少させることができる。
Thereby, since the dryness of the injection refrigerant injected from the
従って、第1実施形態と同様の効果を得ることができるだけでなく、吸引側蒸発器19の入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差を拡大させることができる。その結果、エジェクタ式冷凍サイクル100の発揮できる冷凍能力を増大させて、より一層、COPを向上できる。
Therefore, not only the same effects as in the first embodiment can be obtained, but also the enthalpy difference between the enthalpy of the inlet side refrigerant and the enthalpy of the outlet side refrigerant of the suction side evaporator 19 can be enlarged. As a result, the refrigeration capacity that can be exhibited by the
(第4実施形態)
本実施形態では、図7の全体構成図に示すように、第3実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル100に対して、内部熱交換器30の構成を変更した例を説明する。
(Fourth embodiment)
In the present embodiment, an example in which the configuration of the
より具体的には、本実施形態におけるサイクルの低圧側冷媒は、吸引側蒸発器19から流出した冷媒のうち、吸引側分岐部22からエジェクタ13の冷媒吸引口13bへ吸引される冷媒である。もちろん、サイクルの低圧側冷媒を吸引側分岐部22から流量調整弁38側へ流出した冷媒としてもよい。その他の構成は、第1実施形態と同様である。
More specifically, the low-pressure side refrigerant of the cycle in the present embodiment is a refrigerant that is sucked from the suction-
次に、本実施形態の作動を図8のモリエル線図に基づいて説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル100を作動させると、内部熱交換器30の作用によって、吸引側分岐部22から冷媒吸引口13b側へ流入する冷媒のエンタルピが増加し(i8点→i’8点)、放熱器12から流出した液相冷媒のエンタルピが減少する(b8点→b’8点)。その他の作動は、第1実施形態と同様である。
Next, the operation of the present embodiment will be described based on the Mollier diagram of FIG. When the ejector
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル100を作動させると、第1実施形態と同様の効果を得ることができるだけでなく、第3実施形態と同様に、吸引側蒸発器19の入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差を拡大させることができ、エジェクタ式冷凍サイクル100の発揮できる冷凍能力を増大させることができる。その結果、より一層、COPを向上できる。
Therefore, when the ejector-
(第5実施形態)
本実施形態では、図9の全体構成図に示すように、第1実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル100に対して、エジェクタ13出口側(具体的には、ディフューザ部13c出口側)と圧縮機10の中間圧ポート10cとの間に流出側蒸発器16を配置した例を説明する。
(Fifth embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 9, with respect to the
この流出側蒸発器16の基本的構成は、吸引側蒸発器19と同様である。さらに、流出側蒸発器16は、エジェクタ13から流出した冷媒と送風ファン16aから送風された送風空気とを熱交換させることによって、エジェクタ13流出冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用熱交換器である。
The basic configuration of the
従って、本実施形態では、送風ファン16aから送風された送風空気も熱交換対象流体となる。送風ファン16aは、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。その他の構成は第1実施形態と同様である。
Accordingly, in the present embodiment, the blown air blown from the
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルを作動させると、第1実施形態と同様に吸引側蒸発器19において吸熱作用を発揮させることができるだけでなく、流出側蒸発器16において、図10のモリエル線図に示すように、e10点からe’10点へ至る過程の液相冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることができる。これにより、送風ファン16aからの送風空気も冷却できる。その他の作動は第1実施形態と同様である。
When the ejector-type refrigeration cycle of this embodiment is operated, not only can the endothermic effect be exerted in the suction side evaporator 19 as in the first embodiment, but also the Mollier diagram of FIG. As shown in FIG. 4, the liquid phase refrigerant in the process from the point e 10 to the point e ′ 10 can be evaporated to exert an endothermic effect. Thereby, the blowing air from the blowing
この際、流出側蒸発器16では、吸引側蒸発器19における冷媒蒸発温度よりも高い温度で冷媒が蒸発する。つまり、吸引側蒸発器19および流出側蒸発器16では、異なる温度帯で冷媒が蒸発する。これにより、本実施形態では、第1実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、例えば、送風ファン16aで0℃〜10℃の低温で食料、飲料などを保存する冷蔵庫内の庫内空気を冷却することもできる。
At this time, in the
(第6実施形態)
図11、12により、本発明のエジェクタ式冷凍サイクル200を冷凍・冷蔵装置に適用した例を説明する。この冷凍・冷蔵装置は、冷却対象空間である冷蔵庫内を0〜10℃程度の低温まで冷却し、さらに、別の冷却対象空間である冷凍庫内を−30〜−10℃程度の極低温まで冷却するものである。図11は、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200の全体構成図である。
(Sixth embodiment)
An example in which the
なお、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200は、その前提となる第1実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル100に対して、構成機器の変更およびその接続態様の変更、すなわちサイクル構成を変更したものである。そこで、図11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、その説明を省略する。このことは、以下の実施形態で説明する全体構成図においても同様である。
The
エジェクタ式冷凍サイクル200では、放熱器12出口側に、放熱器12から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部32が接続されている。この分岐部32の基本的構成は、吸引側分岐部22と同様である。
In the
分岐部32の一方の冷媒流出口には、エジェクタ13のノズル部13a側が接続され、他方の冷媒流出口には、エジェクタ13の吸引側蒸発器19側が接続される。さらに、エジェクタ13のディフューザ部13cの出口側には、第5実施形態と同様の流出側蒸発器16が接続され、流出側蒸発器16の冷媒出口側には、圧縮機10の中間圧ポート10cが接続されている。
One refrigerant outlet of the
また、分岐部32の他方の冷媒流出口には、吸引側減圧手段である可変絞り機構18を介して、吸引側蒸発器19が接続されている。さらに、吸引側蒸発器19の出口側には、吸引側分岐部22が接続されている。吸引側分岐部22の一方の冷媒流出口には、エジェクタ13の冷媒吸引口13bが接続され、他方の冷媒流出口には、流量調整弁38入口側が接続されている。その他の構成は、第1実施形態と同様である。
In addition, a suction side evaporator 19 is connected to the other refrigerant outlet of the
次に、上記構成における本実施形態の作動を図10のモリエル線図に基づいて説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、放熱器12から流出した冷媒は、分岐部32にて、エジェクタ13のノズル部13a側へ流入する冷媒流れとエジェクタ13の吸引側蒸発器19側へ流入する冷媒流れとに分流される。
Next, the operation of the present embodiment in the above configuration will be described based on the Mollier diagram of FIG. When the ejector-
ここで、本実施形態では、吸引側蒸発器19の冷媒蒸発温度が予め定めた温度となった時に、ノズル部13a側へ流入する冷媒流量Gnozと冷媒吸引口13b側へ流入する冷媒流量Geとの流量比Ge/Gnozが、サイクル全体として高いCOPを発揮できる最適流量比となるように、ノズル部13aおよび可変絞り機構18の流量特性(圧力損失特性)が決定されている。
Here, in this embodiment, when the refrigerant evaporation temperature of the suction side evaporator 19 reaches a predetermined temperature, the refrigerant flow rate Gnoz flowing into the
分岐部32からノズル部13a側へ流出した中間圧冷媒は、ノズル部13a→ディフューザ部13cの順に流れ(b12点→c12点→d12点→e12点)、流出側蒸発器16へ流入する。
The intermediate-pressure refrigerant flowing from the
流出側蒸発器16へ流入した冷媒は、送風ファン16aによって循環送風された冷蔵庫内空気から吸熱して蒸発する(e12点→f12点)。これにより、冷蔵庫内空気が冷却される。そして、流出側蒸発器16から流出した冷媒は、圧縮機10の中間圧ポート10cから第1圧縮手段11aに吸入される。
Refrigerant flowing into the discharge side evaporator 16 evaporates by absorbing heat from the refrigerator air circulated blown by the
一方、分岐部32から吸引側蒸発器19側へ流出した中間圧冷媒は、可変絞り機構18にてさらに等エンタルピ的に減圧膨張されて、その圧力を低下させる(b12点→h12点)。可変絞り機構18にて減圧膨張された冷媒は、吸引側蒸発器19へ流入して、送風ファン19aにより循環送風される冷凍庫内空気から吸熱して蒸発する(h12点→i12点)。これにより、冷凍庫内空気が冷却される。
On the other hand, the intermediate pressure refrigerant that has flowed out from the
吸引側蒸発器19から流出した冷媒の流れは、吸引側分岐部22へ流入して、エジェクタ13の冷媒吸引口13b側へ流入する冷媒流れと、流量調整弁38側へ流入する冷媒流れとに分流される。
The flow of the refrigerant flowing out from the suction side evaporator 19 flows into the suction
吸引側分岐部22から冷媒吸引口13b側へ流出した冷媒は、冷媒吸引口13bから吸引される(i12点→d12点)。一方、吸引側分岐部22から流量調整弁38側へ流入した冷媒は、流量調整弁38にて流量調整される際にその圧力を低下させ、第2圧縮手段21aへ吸入されて中間圧となるまで昇圧される(i12点→j12点→k12点)。
The refrigerant that has flowed out from the suction
第2圧縮手段21aにて昇圧された中間圧冷媒は、圧縮機10内で流出側蒸発器16から流出した冷媒と混合される(f12点→l12点およびk12点→l12点)。混合冷媒は、第1圧縮手段11aに吸入されて再び圧縮される(l2点→a2点)。その他の作動は、第1実施形態と同様である。 The intermediate pressure refrigerant whose pressure has been increased by the second compression means 21a is mixed with the refrigerant flowing out of the outflow side evaporator 16 in the compressor 10 (f 12 point → l 12 point and k 12 point → l 12 point). . The mixed refrigerant is sucked into the first compression means 11a and compressed again (point l 2 → point a 2 ). Other operations are the same as those in the first embodiment.
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200は、上述の如く作動するので、冷蔵庫内および冷凍庫内を冷却することができる。つまり、分岐部22において、流量比Ge/Gnozが最適流量比となるように、冷媒の流れを分流しているので、流出側蒸発器16および吸引側蒸発器19の双方へ適切に冷媒を供給できる。従って、流出側蒸発器16および吸引側蒸発器19の双方で同時に冷却作用を発揮できる。
Since the
この際、吸引側蒸発器19の冷媒蒸発圧力はディフューザ部13cで昇圧した後にさらに可変絞り機構18で減圧した後の圧力となり、流出側蒸発器16の冷媒蒸発圧力は、吸引側蒸発器19の冷媒蒸発圧力を第2圧縮機21およびディフューザ部13cで昇圧した後の圧力となる。
At this time, the refrigerant evaporation pressure of the suction side evaporator 19 becomes the pressure after the pressure is increased by the
従って、流出側蒸発器16の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)よりも吸引側蒸発器19の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)を十分に低くすることができる。その結果、流出側蒸発器16を低温の冷蔵庫内の冷却用として用い、吸引側蒸発器19を極低温の冷凍庫内の冷却用として用いることができる。
Therefore, the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) of the suction side evaporator 19 can be made sufficiently lower than the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) of the
さらに、第1実施形態と同様に、エジェクタ13の昇圧作用による圧縮機10の動力低減効果とエコノマイザ式冷凍サイクルと同様の圧縮効率向上効果との双方の効果を充分に得ることができ、エジェクタ式冷凍サイクルのCOPを効果的に向上させることができる。
Further, similarly to the first embodiment, both the power reduction effect of the
しかも、本実施形態では、圧縮機10→放熱器12→分岐部32→エジェクタ13→流出側蒸発器16→圧縮機10の順に冷媒が流れ、圧縮機10→放熱器12→分岐部22→可変絞り機構18→吸引側蒸発器19→吸引側分岐部22→エジェクタ13→流出側蒸発器16→圧縮機10という順に冷媒が流れ、さらに、圧縮機10→放熱器12→分岐部22→可変絞り機構18→吸引側蒸発器19→吸引側分岐部22→流量調整弁38→圧縮機10という順に冷媒が流れる。
Moreover, in the present embodiment, the refrigerant flows in the order of the
つまり、流出側蒸発器16および吸引側蒸発器19といった蒸発器を通過する冷媒の流れが環状となるので、冷媒に第1、第2圧縮機11、21の潤滑用のオイル(冷凍機油)を混入させても、このオイルが流出側蒸発器16および吸引側蒸発器19内等に滞留してしまうことを回避できる。
That is, since the flow of the refrigerant passing through the evaporators such as the
(第7実施形態)
本実施形態では、図13の全体構成図に示すように、第6実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200に対して、流出側蒸発器16および送風ファン16aを廃止し、さらに、アキュムレータ17および内部熱交換器30を追加した例を説明する。なお、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200は、第1実施形態と同様の冷凍機に適用されている。
(Seventh embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 13, the outflow-
この内部熱交換器30は、高圧側冷媒流路30aを通過する分岐部32から可変絞り機構18側へ流出した高圧側冷媒と低圧側冷媒流路30bを通過する吸引側蒸発器19から流出したサイクルの低圧側冷媒との間で熱交換を行うものである。より具体的には、本実施形態におけるサイクルの低圧側冷媒は、流出側蒸発器19から流出した冷媒である。
The
もちろん、第3実施形態と同様に、サイクルの低圧側冷媒を第2圧縮手段21aへ吸入される冷媒としてもよい。その他の構成は、第6実施形態と同様である。 Of course, as in the third embodiment, the low-pressure side refrigerant of the cycle may be a refrigerant sucked into the second compression means 21a. Other configurations are the same as those of the sixth embodiment.
次に、本実施形態の作動を図14のモリエル線図に基づいて説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、内部熱交換器30の作用によって、第6実施形態に対して、吸引側蒸発器19から流出した冷媒のエンタルピが増加し(i14点→i’14点)、分岐部32から吸引側蒸発器19側へ流出した冷媒のエンタルピが減少する(b14→b’14点)。
Next, the operation of the present embodiment will be described based on the Mollier diagram of FIG. When the
また、エジェクタ13のディフューザ部13cから流出した冷媒は、流出側蒸発器16が廃止されているので、アキュムレータ17に流入して気液分離される(e14点→f14点)。そして、アキュムレータ17にて分離された気相冷媒が、圧縮機10の中間圧ポート10cから第1圧縮手段11aに吸入される。その他の作動は、第6実施形態と同様である。
Further, refrigerant flowing from the
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、吸引側蒸発器19における冷媒の吸熱作用によって、冷凍庫内を冷却することができる。さらに、第1実施形態と同様に、エジェクタ13の昇圧作用による圧縮機10の動力低減効果とエコノマイザ式冷凍サイクルと同様の圧縮効率向上効果との双方の効果を充分に得ることができ、エジェクタ式冷凍サイクルのCOPを効果的に向上させることができる。
Therefore, when the
さらに、内部熱交換器30の作用によって、第6実施形態に対して、吸引側蒸発器19へ流入する冷媒のエンタルピを減少させることができる。従って、吸引側蒸発器19の入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差を拡大させて冷凍能力を増大させることができるので、より一層、COPを向上できる。
Furthermore, the enthalpy of the refrigerant flowing into the suction side evaporator 19 can be reduced by the action of the
しかも、本実施形態では、内部熱交換器30において、分岐部32出口側から可変絞り機構18入口側へ至る冷媒通路を流通する高圧冷媒と冷媒吸引口13bへ吸引される低圧冷媒とを熱交換させているので、分岐部32からノズル部13aへ流入する冷媒のエンタルピを不必要に減少させない。
In addition, in the present embodiment, in the
これにより、更なるCOP向上効果を得ることができる。その理由は、ノズル部13aへ流入する冷媒のエンタルピを不必要に減少させないことで、ノズル部13aにおける回収エネルギ量を増大できるからである。
Thereby, the further COP improvement effect can be acquired. The reason is that the amount of recovered energy in the
このことをより詳細に説明すると、ノズル部13aへ流入する冷媒のエンタルピが増加するに伴って、等エントロピ線の傾きが緩やかに(小さく)なる。そのため、ノズル部13aにて、同じ圧力分だけ等エントロピ膨張させた場合、ノズル部13a入口側冷媒のエンタルピが高いほど、ノズル部13a入口側冷媒のエンタルピとノズル部13a出口側冷媒のエンタルピとの差(回収エネルギ量)が大きくなる。
This will be explained in more detail. As the enthalpy of the refrigerant flowing into the
従って、ノズル部13aへ流入する冷媒のエンタルピが増加するに伴って、ノズル部13aにおける回収エネルギ量が増大する。そして、この回収エネルギ量の増大に伴って、ディフューザ部13cにおける昇圧量を増大させることができ、更なるCOP向上効果を得ることができる。
Accordingly, as the enthalpy of the refrigerant flowing into the
(第8実施形態)
図15、16により、本発明のエジェクタ式冷凍サイクル300を、第6実施形態と同様の冷凍・冷蔵装置に適用した例を説明する。図15は、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル300の全体構成図である。
(Eighth embodiment)
An example in which the
エジェクタ式冷凍サイクル300では、図15に示すように、第5実施形態に対して、アキュムレータ17を廃止するとともに、エジェクタ13のディフューザ部13cの出口側に、ディフューザ部13c流出冷媒の流れを分岐する分岐部42を設けている。
In the
分岐部42の基本的構成は、吸引側分岐部22と同様である。この分岐部42は、ディフューザ部13cから流出した冷媒の流れを分岐して、流出側蒸発器16側および可変絞り機構18側へ流出させるものである。なお、本実施形態においても可変絞り機構18の出口側には、吸引側蒸発器19の入口側が接続されている。
The basic configuration of the
さらに、分岐部42は、一方の冷媒流出口42bから流出側蒸発器16側へ流出する冷媒の流れ方向、および、他方の冷媒流出口42cから可変絞り機構18側へ流出する冷媒の流れ方向が、ディフューザ部13c出口側から冷媒流入口42aへ流入する冷媒の流れ方向に対して、対象方向に向くとともに鋭角に交わるように略Y字型に形成されている。
Further, the
従って、分岐部42へ流入した冷媒は、その流れが分岐される際に、不必要に流速を低下させることなく分岐部42から流出していく。これにより、分岐部42においてエジェクタ13から流出した冷媒の流速(動圧)が維持される。もちろん、分岐部42はこれに限定されることなく、略T字型等に形成してもよい。
Therefore, the refrigerant that has flowed into the
次に、上記構成における本実施形態の作動を図16のモリエル線図に基づいて説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル300を作動させると、ディフューザ部13cから流出した冷媒は、分岐部42にて、流出側蒸発器16側へ流入する冷媒流れと可変絞り機構18側へ流入する冷媒流れとに分流される。
Next, the operation of the present embodiment in the above configuration will be described based on the Mollier diagram of FIG. When the
ここで、本実施形態では、分岐部42の冷媒流出口42b側の冷媒通路面積を、冷媒流出口42c側の冷媒通路面積よりも大きく設定することにより、流出側蒸発器16側へ流入する冷媒流量G1が可変絞り機構18側へ流入する冷媒流量G2よりも多くなるようにしている。
Here, in the present embodiment, the refrigerant flowing into the
分岐部42から流出側蒸発器16へ流入した冷媒は、送風ファン16aによって循環送風された冷蔵庫内空気から吸熱して蒸発する(e16点→f16点)。これにより、冷蔵庫内空気が冷却される。そして、流出側蒸発器16から流出した冷媒は、圧縮機10の中間圧ポート10cから第1圧縮手段11aに吸入される。
Refrigerant flowing from the
一方、分岐部42から可変絞り機構18へ流入した冷媒は、さらに等エンタルピ的に減圧膨張されて、その圧力を低下させる(e16→h16点)。可変絞り機構18にて減圧膨張された冷媒は、吸引側蒸発器19へ流入して、送風ファン19aにより循環送風される冷凍庫内空気から吸熱して蒸発する(h16点→i16点)。これにより、冷凍庫内空気が冷却される。その他の作動は、第5実施形態と同様である。
On the other hand, the refrigerant that has flowed into the
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル300は、第5実施形態と同様に、流出側蒸発器16を低温の冷蔵庫内の冷却用として用い、吸引側蒸発器19を極低温の冷凍庫内の冷却用として用いることができる。
As in the fifth embodiment, the
さらに、第5実施形態と同様に、エジェクタ13の昇圧作用による圧縮機10の動力低減効果とエコノマイザ式冷凍サイクルと同様の圧縮効率向上効果との双方の効果を充分に得ることができ、エジェクタ式冷凍サイクルのCOPを効果的に向上させることができる。
Further, as in the fifth embodiment, both the power reduction effect of the
さらに、分岐部42から流出側蒸発器16側へ流入する冷媒流量G1が、分岐部42から可変絞り機構18側へ流入する冷媒流量G2よりも多くなるようにしているので、より多くの冷媒を放熱器12にて放熱させることができる。これにより、サイクル全体として冷媒の吸熱量、すなわちサイクルの冷凍能力を拡大することができ、より一層、COPを向上できる。
Further, since the refrigerant flow rate G1 flowing from the branching
(第9実施形態)
図17、18により、本発明のエジェクタ式冷凍サイクル400を第6実施形態と同様の冷凍・冷蔵装置に適用した例を説明する。図17は、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル400の全体構成図である。
(Ninth embodiment)
An example in which the
エジェクタ式冷凍サイクル400では、図17に示すように、放熱器12出口側に、放熱器12から流出した冷媒の流れを分岐する第1分岐部32が接続されている。この第1分岐部32の基本的構成は、第6実施形態の分岐部32と同様である。
In the
第1分岐部32の一方の冷媒流出口には、エジェクタ13のノズル部13aが接続され、他方の冷媒流出口には、第1吸引側減圧手段としての第1可変絞り機構18側が接続されている。
The
さらに、エジェクタ13のディフューザ部13cの出口側には、第2分岐部42の冷媒流入口42aが接続されている。この第2分岐部42の基本的構成は、第8実施形態の分岐部42と同様である。第2分岐部42の一方の冷媒流出口32bには流出側蒸発器16が接続され、他方の冷媒流出口42cには、第2吸引側減圧手段としての第2可変絞り機構28が接続されている。
Further, the
なお、第1、第2可変絞り機構18、28の基本的構成は、第1実施形態の可変絞り機構18と同様である。さらに、本実施形態の第1、第2可変絞り機構18、28は、その絞り開度を全閉とすることができる。
The basic configuration of the first and second
従って、第1可変絞り機構18が絞り通路を全閉にすると、放熱器12から流出した冷媒の流れは、第1分岐部32にて分岐されることなく、その全流量がエジェクタ13側へ流出する。また、第2可変絞り機構28が絞り通路を全閉にすると、ディフューザ部13cから流出した冷媒の流れは、第2分岐部42にて分岐されることなく、その全流量が流出側蒸発器16側へ流出する。
Therefore, when the first
第1、第2可変絞り機構18、28の出口側には、第1、第2可変絞り機構18、28のそれぞれから流出した冷媒の流れを合流させる合流部20が接続されている。合流部20の基本的構成は、第2分岐部42と同様である。つまり、合流部20では、3つの流入出口20a〜20cのうち2つを冷媒流入口20b、20cとし、1つを冷媒流出口20aとしている。
The outlet side of the first and second
より具体的には、本実施形態の合流部20では、第1可変絞り機構18から一方の冷媒流入口20bへ流入する冷媒の流れ方向、および、第2可変絞り機構28から他方の冷媒流入口20cへ流入する冷媒の流れ方向が、冷媒流出口20aから吸引側蒸発器19へ流出する冷媒の流れ方向に対して、対象方向に向くとともに鋭角に交わるように略Y字型に形成されている。
More specifically, in the merging
従って、合流部20へ流入した冷媒は、その流れが合流される際に、不必要に流速を低下させることなく合流部20から流出していく。これにより、合流部20において第1、第2電気式膨張弁19、29から流出した冷媒の流速(動圧)が維持される。合流部20の冷媒流出口20aには、吸引側蒸発器19が接続されている。その他の構成は、第6実施形態と同様である。
Therefore, the refrigerant that has flowed into the merging
次に、上記構成における本実施形態の作動を図18のモリエル線図に基づいて説明する。ここで、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル400では、制御装置が第1、第2可変絞り機構18、28を、絞り状態あるいは全閉状態に制御することによって、以下の3種類のサイクル構成を実現することができる。
Next, the operation of the present embodiment in the above configuration will be described based on the Mollier diagram of FIG. Here, in the ejector-
制御装置が第1可変絞り機構18を全閉状態とし、第2可変絞り機構28を絞り状態とした場合は、第2分岐部42のみで冷媒の流れを分岐するサイクル構成を実現できる(以下、このサイクル構成での運転モードを低圧分岐運転モードという)。この低圧分岐運転モードの作動は第8実施形態と同様である。
When the control device sets the first
制御装置が第1可変絞り機構18を絞り状態とし、第2可変絞り機構28を全閉状態とした場合は、第1分岐部32のみで冷媒の流れを分岐するサイクル構成を実現できる(以下、このサイクル構成での運転モードを高圧分岐運転モードという)。この高圧分岐運転モードの作動は第6実施形態と同様である。
When the control device places the first
制御装置が第1、2電気式膨張弁19、29の双方を絞り状態とした場合は、第1分岐部32および第2分岐部42で同時に冷媒の流れを分岐するサイクル構成を実現できる(以下、このサイクル構成での運転モードを同時分岐運転モードという)。この同時分岐運転モードの作動については、後述する。
When the control device places both the first and second
また、上記の各運転モードは、サイクルに要求される冷凍能力あるいは外気温に基づいて切り替えられる。本実施形態では、通常の冷凍能力が要求される通常負荷時には、低圧分岐運転モードに切り替え、通常負荷時よりも高い冷凍能力を必要とし、サイクル内を循環する冷媒流量が通常負荷時よりも増加する高負荷時には、高圧分岐運転モードに切り替える。 Moreover, each said operation mode is switched based on the refrigerating capacity or external temperature required for a cycle. In this embodiment, at normal load where normal refrigeration capacity is required, the mode is switched to the low pressure branch operation mode, which requires higher refrigeration capacity than at normal load, and the flow rate of refrigerant circulating in the cycle is higher than at normal load. When the load is high, switch to the high-pressure branch operation mode.
さらに、通常負荷時よりも冷凍能力を必要とせず、サイクル内を循環する冷媒流量が通常負荷時よりも低下する低負荷時、あるいは、外気温が予め定めた基準温度よりも低下して、サイクルの高低圧差が所定の圧力差よりも小さくなった時に同時分岐運転モードに切り替えるようにしている。 In addition, the refrigeration capacity is not required more than during normal load, and the flow rate of refrigerant circulating in the cycle is lower than during normal load, or when the outside air temperature is lower than a predetermined reference temperature, the cycle When the difference between the high pressure and the low pressure becomes smaller than a predetermined pressure difference, the simultaneous branching operation mode is switched.
ここで、同時分岐モードにおける作動を図16のモリエル線図に基づいて説明する。同時分岐運転モードでは、放熱器12から流出した冷媒の流れは、第6実施形態と同様に、第1分岐部32(図18のb18点)にて、エジェクタ13のノズル部13a側へ流入する冷媒流れと吸引側蒸発器19側へ流入する冷媒流れとに分流される。
Here, the operation in the simultaneous branching mode will be described based on the Mollier diagram of FIG. Simultaneous branch operation mode, the flow of the refrigerant flowing out of the
第1分岐部32からノズル部13a側へ流出した冷媒は、ノズル部13a→ディフューザ部13cの順に流れる(b18点→c18点→d18点→e18点)。一方、第1分岐部32から吸引側蒸発器19側へ流出した冷媒は、可変絞り機構18にてさらに等エンタルピ的に減圧膨張されて、その圧力を低下させる(b18点→kα18点)。
The refrigerant flowing out from the
ディフューザ部13cから流出した冷媒は、第2分岐部42にて、流出側蒸発器16側へ流入する冷媒流れと第2可変絞り機構28側へ流入する冷媒流れとに分流される。
The refrigerant that has flowed out of the
第2分岐部42から流出側蒸発器16へ流入した冷媒は、送風ファン16aによって循環送風された冷蔵庫内空気から吸熱して蒸発する(e18点→f18点)。これにより、冷蔵庫内空気が冷却される。そして、流出側蒸発器16から流出した冷媒は、圧縮機10の中間圧ポート10cから第1圧縮手段11aに吸入される。
The refrigerant flowing into the outflow side evaporator 16 from the
一方、第2分岐部42から第2可変絞り機構18へ流入した冷媒は、さらに等エンタルピ的に減圧膨張されて、その圧力を低下させる(e18点→hβ18点)。そして、第2可変絞り機構28にて減圧膨張された冷媒は、合流部20にて、第1可変絞り機構18にて減圧された冷媒と合流する(hβ18点→hγ18点およびhα18点→hγ18点)。
On the other hand, the refrigerant that has flowed into the second
合流部20から流出した冷媒は、吸引側蒸発器19へ流入して、送風ファン19aにより循環送風される冷凍庫内空気から吸熱して蒸発する(hγ18点→i18点)。これにより、冷凍庫内空気が冷却される。その他の作動は、第6、第8実施形態と同様である。
The refrigerant that has flowed out of the merging
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル400は、上述の如く作動するので、低圧分岐モードでは、第8実施形態と同様の効果を得ることができる。また、高圧分岐モードでは、第6実施形態と同様の効果を得ることができる。
Since the
さらに、同時分岐モードにおいても、流出側蒸発器16を低温の冷蔵庫内の冷却用として用い、吸引側蒸発器19を極低温の冷凍庫内の冷却用として用いることができ、第1実施形態と同様に、エジェクタ13の昇圧作用による圧縮機10の動力低減効果とエコノマイザ式冷凍サイクルと同様の圧縮効率向上効果との双方の効果を充分に得ることができ、エジェクタ式冷凍サイクルのCOPを効果的に向上させることができる。
Further, also in the simultaneous branching mode, the outflow side evaporator 16 can be used for cooling in the low-temperature refrigerator, and the suction side evaporator 19 can be used for cooling in the cryogenic freezer, as in the first embodiment. In addition, it is possible to sufficiently obtain both the power reduction effect of the
さらに、同時分岐運転モードでは、第1可変絞り機構18および第2可変絞り機構28の双方から流出した冷媒を吸引側蒸発器19へ供給するサイクル構成を実現できる。これにより、第1可変絞り機構18および第2可変絞り機構28のうちいずれか一方から流出した冷媒を吸引側蒸発器19へ供給するサイクル構成に対して、吸引側蒸発器19へ供給される冷媒流量を増加させ易くなる。
Further, in the simultaneous branching operation mode, it is possible to realize a cycle configuration in which the refrigerant flowing out from both the first
(第10実施形態)
本実施形態では、図19の全体構成図に示すように、第6実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200に対して、分岐部32から可変絞り機構18側へ流出した冷媒をさらに放熱させる補助放熱器12eを設けた例を説明する。
(10th Embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 19, an auxiliary radiator that further dissipates the refrigerant that has flowed out from the
補助放熱器12は、放熱器12から流出した高圧冷媒と冷却ファン12aにより送風される庫外空気(外気)とを熱交換させることによって、高圧冷媒をさらに放熱させて冷却する放熱用熱交換器である。また、本実施形態の放熱器12は、第6実施形態に対して、熱交換面積を縮小することによって、その熱交換能力を低下させている。
The
なお、図19では、図示の明確化のため、冷却ファン12aを放熱器12近傍に配置しているが、この冷却ファン12aは、補助放熱器12eにも庫外空気を送風する。もちろん、放熱器12および補助放熱器12eに、それぞれ独立した送風ファンから庫外空気を送風するようにしてもよい。その他の構成は、第6実施形態と同様である。
In FIG. 19, the cooling
次に、本実施形態の作動を図20のモリエル線図に基づいて説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、圧縮機10の第1圧縮手段11aから吐出された冷媒が、第1実施形態と同様に、放熱器12にて放熱して凝縮し、気液二相状態となる(a20点→b20点)。これは、上述の第6実施形態に対して放熱器12の熱交換能力を低下させているからである。
Next, the operation of the present embodiment will be described based on the Mollier diagram of FIG. When the
放熱器12から流出した高圧冷媒は、分岐部32へ流入し、エジェクタ13のノズル部13a側へ流入する冷媒流れとエジェクタ13の吸引側蒸発器19側へ流入する冷媒流れとに分流される。
The high-pressure refrigerant that has flowed out of the
分岐部32からエジェクタ13のノズル部13側へ流入した冷媒は、第6実施形態と同様に、エジェクタ13のノズル部13a→ディフューザ部13c→流出側蒸発器16の順に流れ、圧縮機10の中間圧ポート10cから第1圧縮手段11aへ吸入される(b20点→c20点→d20点→e20点→f20点)。
As in the sixth embodiment, the refrigerant flowing from the
一方、分岐部32から吸引側蒸発器19側へ流出した高圧冷媒は、補助放熱器12eにてさらに冷却されて、液相状態となる(b20点→b’20点)。補助放熱器12eから流出した冷媒は、可変絞り機構18→吸引側蒸発器19の順に流れて、吸引側分岐部22へ流入する(b’20点→h20点→i20点)。その他の作動は、第6実施形態と同様である。
On the other hand, the high-pressure refrigerant that has flowed out from the
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、第6実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、放熱器12の熱交換能力を低下させているので、ノズル部13aへ流入する冷媒のエンタルピを不必要に減少させない。従って、第7実施形態と同様に、ノズル部13aへ流入する冷媒のエンタルピを減少させないことによるCOP向上効果を得ることができる。
Therefore, when the
(第11実施形態)
本実施形態では、図21の全体構成図に示すように、第5実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200に対して、内部熱交換器31を追加した例を説明する。内部熱交換器31は、高圧側冷媒流路を構成する吸引側減圧手段としての固定絞り18aを通過する減圧膨張過程の冷媒と、低圧側冷媒流路31bを通過する圧縮機10の第2圧縮手段21a吸入冷媒との間で熱交換を行うものである。
(Eleventh embodiment)
In the present embodiment, an example in which an
内部熱交換器31の具体的構成としては、低圧側冷媒流路31bを形成する外側管の内側に、キャピラリチューブ等で構成される固定絞り18を配置する二重管方式の熱交換器構成を採用している。もちろん、固定絞り18aと低圧側冷媒流路31bを形成する冷媒配管とをろう付け接合して熱交換させる構成等を採用してもよい。
As a specific configuration of the
さらに、吸引側減圧手段として可変絞り機構18を採用する場合は、可変絞り機構18の絞り通路の外周表面に低圧側冷媒流路31bを形成する冷媒配管とをろう付け接合して熱交換させる構成を採用できる。その他の構成は、第6実施形態と同様である。
Further, when the
次に、本実施形態の作動を図22のモリエル線図に基づいて説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、内部熱交換器31の作用によって、第5実施形態に対して、吸引側分岐部22へ流入する冷媒のエンタルピが増加し(i22点→i’22点)、固定絞り18aにおける減圧膨張過程のエンタルピが減少する(b22点→h22点)。
Next, the operation of the present embodiment will be described based on the Mollier diagram of FIG. When the ejector-
換言すると、固定絞り18aを通過する冷媒は、減圧膨張しながら吸引側蒸発器19流出冷媒の温度と同等となるまで冷却されて、そのエンタルピを減少させる。これにより、第6実施形態に対して、流出側蒸発器16および吸引側蒸発器19へ流入する冷媒のエンタルピを減少させることができる。その他の作動は、第6実施形態と同様である。
In other words, the refrigerant passing through the fixed
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、第6実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、内部熱交換器31の作用によって、第6実施形態に対して、吸引側蒸発器19へ流入する冷媒のエンタルピを減少させることができる。これにより、吸引側蒸発器19の入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差を拡大させて冷凍能力を増大させ、より一層、COPを向上できる。
Therefore, when the
(第12実施形態)
図23、24により、本発明のエジェクタ式冷凍サイクル500を第6実施形態と同様の冷凍・冷蔵装置に適用した例を説明する。図23は、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル500の全体構成図である。
(Twelfth embodiment)
An example in which the
エジェクタ式冷凍サイクル500では、図23に示すように、圧縮機10の吐出口側に、第6実施形態と同様の分岐部32が接続されている。そして、分岐部32の一方の冷媒流出口には、放熱器12が接続され、他方の冷媒流出口には、分岐冷媒放熱器12dが接続されている。
In the ejector
分岐冷媒放熱器12dは、分岐部22の他方の冷媒流出口から流出した高圧冷媒と、冷却ファン12fにより送風される庫外空気(外気)とを熱交換させて、高圧冷媒を放熱させて冷却する放熱用熱交換器である。
The branching
さらに、本実施形態では、第1放熱器12の熱交換面積を、分岐冷媒放熱器12dに対して縮小させることによって、第1放熱器12の熱交換能力(放熱性能)を分岐冷媒放熱器12dの熱交換能力よりも低下させている。冷却ファン12fは、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。
Further, in the present embodiment, the heat exchange area (heat radiation performance) of the
また、第1放熱器12の出口側には、エジェクタ13のノズル部13aが接続され、分岐冷媒放熱器12dの出口側には、可変絞り機構18が接続されている。その他の構成は、第6実施形態と同様である。
Further, the
次に、本実施形態の作動を図24のモリエル線図に基づいて説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル500を作動させると、圧縮機10の第1圧縮手段11aから吐出された冷媒(図24のa24点)が、分岐部32へ流入し、第1放熱器12側へ流入する冷媒流れと分岐冷媒放熱器12d側へ流入する冷媒流れとに分流される。
Next, the operation of the present embodiment will be described based on the Mollier diagram of FIG. Operating the
ここで、本実施形態では、第1放熱器12側へ流入する冷媒流量Gr1と分岐冷媒放熱器12d側へ流入する冷媒流量Gr2との流量比Gr1/Gr2が、サイクル全体として高いCOPを発揮できる最適流量比となるように、分岐部32内の各冷媒通路の通路面積(圧力損失特性)が決定されている。
Here, in the present embodiment, the flow rate ratio Gr1 / Gr2 between the refrigerant flow rate Gr1 flowing into the
第1放熱器12側へ流入した冷媒は、冷却ファン12aから送風された送風空気(外気)と熱交換して放熱して凝縮する(a24点→b124点)。一方、分岐冷媒放熱器12d側へ流入した冷媒は、冷却ファン12fから送風された送風空気(外気)と熱交換して放熱して凝縮する(a24点→b224点)。
The refrigerant flowing into the
この際、第1放熱器12の熱交換能力が、分岐冷媒放熱器12dの熱交換能力よりも低く設定されているので、第1放熱器12から流出した冷媒のエンタルピは、分岐冷媒放熱器12dから流出した冷媒のエンタルピよりも大きくなる。
At this time, since the heat exchange capacity of the
第1放熱器12から流出した冷媒は、第6実施形態と同様に、エジェクタ13のノズル部13a→ディフューザ部13c→流出側蒸発器16の順に流れ、圧縮機10の中間圧ポート10cから第1圧縮手段11aへ吸入される(b124点→c24点→d24点→e24点→f24点)。
The refrigerant that has flowed out of the
一方、分岐冷媒放熱器12dから流出した冷媒は、可変絞り機構18→吸引側蒸発器19の順に流れて、吸引側分岐部22へ流入する(b224点→h24点→i24点)。その他の作動は、第6実施形態と同様である。
On the other hand, the refrigerant flowing out from the
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、第6実施形態と同様の効果を得ることができる。
Therefore, when the
さらに、第1放熱器12および分岐冷媒放熱器12dの放熱性能を独立に変化させることができるので、例えば、分岐冷媒放熱器12dの放熱性能と吸引側蒸発器19の吸熱性能とを容易に適合させること、および、第1、2放熱器12、12dの放熱性能と流出側蒸発器16の吸熱性能とを容易に適合させることができる。従って、サイクルの作動を安定化させやすい。
Furthermore, since the heat dissipation performance of the
また、第1放熱器12の熱交換能力を、分岐冷媒放熱器12dの熱交換能力よりも低下させているので、エジェクタ13のノズル部13aへ流入する冷媒のエンタルピが不必要に減少してしまうことを回避できる。従って、第7実施形態と同様に、ノズル部13aへ流入する冷媒のエンタルピを減少させないことによるCOP向上効果を得ることができる。
In addition, since the heat exchange capacity of the
(第13実施形態)
本実施形態では、図25の全体構成図に示すように、第1実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル100に対して、バイパス通路25および開閉弁26を追加した例を説明する。
(13th Embodiment)
In the present embodiment, an example in which a
バイパス通路25は、圧縮機10の第1圧縮手段11aから吐出された高圧冷媒を、放熱器12を迂回させて、吸引側蒸発器19へ導く冷媒流路である。具体的には、バイパス通路25は、圧縮機10と放熱器12との間および可変絞り機構18と吸引側蒸発器19との間を接続する冷媒配管によって構成されている。
The
開閉弁26は、バイパス通路25を開閉する開閉手段であって、制御装置から出力される制御信号によって開閉作動が制御される電磁弁である。さらに、開閉弁26が開弁した際の冷媒通路面積は、バイパス通路25の冷媒通路面積よりも小さく形成されている。従って、バイパス通路25を流通する冷媒は、開閉弁26を通過する際に減圧される。
The opening / closing
このように開閉弁26として、減圧機能を有する減圧機能付き開閉弁を採用する理由は、圧縮機10入口側冷媒の圧力と出口側冷媒の圧力との圧力差を確保するだけでなく、圧縮機10から吐出した高圧冷媒を直接吸引側蒸発器19へ流入させると、吸引側蒸発器19内の冷媒圧力が吸引側蒸発器19の耐圧を超えてしまうことが懸念されるからである。
The reason why the on-off
そこで、本実施形態では、開閉弁26の冷媒通路面積を小さく形成して、吸引側蒸発器19へ流入する冷媒の圧力を、吸引側蒸発器19の耐圧能力よりも低くなるまで低下させている。
Therefore, in the present embodiment, the refrigerant passage area of the on-off
従って、バイパス通路25に、減圧機能を有していない開閉弁26を配置する場合は、バイパス通路25にバイパス通路側減圧手段を配置することが望ましい。そして、このバイパス通路側減圧手段としては、キャピラリチューブ、オリフィス等で構成される固定絞り機構を採用できる。
Therefore, when the on-off
次に、上記構成における本実施形態の作動を説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル100では、庫内を冷却する通常運転モードと吸引側蒸発器19の除霜を行う除霜運転モードとを切り替えることができる。通常運転モードでは、制御装置が開閉弁26を閉弁状態とする。これにより、第1実施形態と全く同様に作動する。
Next, the operation of this embodiment in the above configuration will be described. In the
除霜運転モードでは、制御装置が冷却ファン12aの作動を停止させ、可変絞り機構18を全閉状態とし、さらに、開閉弁26を開く。これにより、圧縮機11の第1圧縮手段11aから吐出された高温冷媒は、バイパス通路25へ流入する。
In the defrosting operation mode, the control device stops the operation of the cooling
この際、本実施形態では、圧縮機10→放熱器12→エジェクタ13→アキュムレータ17→圧縮機10の順で循環する冷媒回路の圧力損失に対して、圧縮機10→バイパス通路25→吸引側蒸発器19→エジェクタ13→アキュムレータ17→圧縮機10の順で循環する冷媒回路の圧力損失を小さく設定しているので、圧縮機10から吐出された冷媒の大半がバイパス通路25へ流入する。
At this time, in this embodiment, the
もちろん、バイパス通路25の入口側接続部あるいは出口側接続部に、三方弁を配置して、通常運転モードでは、圧縮機10から吐出された冷媒を放熱器12側のみへ流出させ、除霜運転モードでは、圧縮機10から吐出された冷媒をバイパス通路25側のみへ流出させるように冷媒流路を切り替えてもよい。
Of course, a three-way valve is arranged at the inlet side connection part or the outlet side connection part of the
また、バイパス通路25の入口側接続部から放熱器12入口側へ至る冷媒通路に、減圧機能を有していない通常の補助開閉弁を配置して、通常運転モードでは補助開閉弁を開弁し、除霜運転モードでは補助開閉弁を閉弁するようにして、冷媒流路を切り替えてもよい。
In addition, a normal auxiliary opening / closing valve not having a pressure reducing function is arranged in the refrigerant passage extending from the inlet side connection portion of the
バイパス通路25へ流入した高温高圧冷媒は、開閉弁26を通過する際に、等エンタルピ的に減圧膨脹する(o26点→p26点)。開閉弁26を通過した高温低圧状態の気相冷媒は、可変絞り機構18の絞り開度が全閉状態となっているので、アキュムレータ17側へ流れ込むことなく、吸引側蒸発器19へ流入する。
When the high-temperature and high-pressure refrigerant flowing into the
吸引側蒸発器19へ流入した冷媒は、吸引側蒸発器19にその熱量を放熱する(p26点→Q26点)。これにより、吸引側蒸発器19の除霜がなされる。吸引側蒸発器19にて放熱した冷媒は、エジェクタの冷媒吸引口13b→ディフューザ部13c→アキュムレータ17を通過する際の圧力損失によって減圧される(q26点→r26点)。
Refrigerant flowing into the
アキュムレータ17から流出した気相冷媒は、圧縮機10に吸入されて再び圧縮される(r26点→o26点)。
The gas-phase refrigerant flowing out from the
以上の如く、本実施形態の通常運転モードでは、第1実施形態と全く同様の効果を得ることができる。また、除霜運転モードでは、吸引側蒸発器19の除霜を行うことができる。 As described above, in the normal operation mode of this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. In the defrosting operation mode, the suction side evaporator 19 can be defrosted.
なお、本実施形態では、吸引側減圧手段として可変絞り機構18を採用し、除霜運転時に可変絞り機構18の絞り開度を全閉状態としているが、もちろん、吸引側減圧手段として固定絞りを採用し、さらに、吸引側減圧手段出口側とバイパス通路25の接続部との間に配置されて、吸引側減圧手段側から吸引側蒸発器19側へ冷媒が流れることのみを許容する逆止弁を設けてもよい。
In this embodiment, the
(第14実施形態)
次に、図27により、本発明の第13実施形態を説明する。本実施形態では、本発明のエジェクタ式冷凍サイクルを、冷温保存庫に適用している。図27は、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル600の全体構成図である。
(14th Embodiment)
Next, a thirteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the ejector refrigeration cycle of the present invention is applied to a cold storage. FIG. 27 is an overall configuration diagram of an
このエジェクタ式冷凍サイクル600は、熱交換対象流体である庫内空気を冷却する冷却運転モードと、庫内空気を加熱する加熱運転モードを切替可能に構成されている。なお、図5における実線矢印は、冷却運転モード時における冷媒の流れを示し、破線矢印は、加熱運転モードにおける冷媒の流れを示している。
The
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル600では、圧縮機10の第1圧縮手段11aの吐出口(吐出ポート10d)に、第1電気式四方弁51が接続されている。この第1電気式四方弁51は、制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される冷媒流路切替手段である。
In the
具体的には、第1電気式四方弁51は、圧縮機10の吐出ポート10d側と室外熱交換器53入口側との間および可変絞り機構18出口側と利用側熱交換器54との間を同時に接続する冷媒流路(図27の実線矢印で示す回路)と、圧縮機10吐出ポート10d側と利用側熱交換器54入口側との間および可変絞り機構18出口側と室外熱交換器53入口側との間を同時に接続する冷媒流路(図5の破線矢印で示す回路)とを切り替える。
Specifically, the first electric four-
図27の実線矢印で示す冷媒流路のように、冷却運転モードにおける圧縮機10の吐出ポート10dには、第1電気式四方弁51を介して、室外熱交換器53が接続されている。室外熱交換器53は、その内部を通過する冷媒と送風ファン53aにより送風される室外空気とを熱交換させる熱交換器である。送風ファン53aは、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。
As in the refrigerant flow path indicated by the solid arrow in FIG. 27, the
さらに、冷却運転モードにおける室外熱交換器53の出口側には、第2電気式四方弁52が接続されている。この第2電気式四方弁52は、制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される冷媒流路切替手段であり、その基本的構成は、第1電気式四方弁51と同様である。
Further, a second electric four-
具体的には、第2電気式四方弁52は、室外熱交換器53出口側と高圧側減圧手段である固定絞り14入口側との間および利用側熱交換器54出口側と吸引側分岐部22入口側との間を同時に接続する冷媒流路(図27の実線矢印で示す回路)と、室外熱交換器53出口側と吸引側分岐部22入口側との間および利用側熱交換器54出口側と固定絞り14入口側との間を同時に接続する冷媒流路(図27の破線矢印で示す回路)とを切り替える。
Specifically, the second electric four-
利用側熱交換器54は、その内部を通過する冷媒と送風ファン54aにより送風される熱交換対象流体である室内送風空気とを熱交換させる熱交換器である。送風ファン54aは、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 use-
なお、本実施形態の可変絞り機構18は、アキュムレータ17の液相冷媒出口側と第1電気式四方弁51との間に配置されている。その他の構成は第1実施形態と同様である。
The
次に、上記構成における本実施形態の作動を説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル600では、庫内空気を冷却する冷却運転モードおよび庫内空気を加熱する加熱運転モードを切り替えることができる。
Next, the operation of this embodiment in the above configuration will be described. In the
冷却運転モードは、操作パネルの作動スイッチにより冷却運転モードが選択されると実行される。冷却運転モードでは、制御装置が、第1、第2電動モータ11b、21b、流量調整弁38、送風ファン53a、54aを作動させる。
The cooling operation mode is executed when the cooling operation mode is selected by the operation switch of the operation panel. In the cooling operation mode, the control device operates the first and second
さらに、制御装置が、圧縮機10の吐出ポート10d側と室外熱交換器53入口側との間および可変絞り機構18出口側と利用側熱交換器54入口側との間を同時に接続するように第1電気式四方弁51を切り替え、室外熱交換器53出口側と固定絞り14入口側との間および利用側熱交換器54出口側と吸引側分岐部22入口側との間を同時に接続するように第2電気式四方弁52を切り替える。
Further, the control device simultaneously connects between the
これにより、図27の実線矢印に示すように、圧縮機10の吐出ポート10d(→第1電気式四方弁51)→室外熱交換器53(→第2電気式四方弁52)→固定絞り14→ノズル部13a→アキュムレータ17の気相冷媒出口→圧縮機10の中間圧ポート10cの順に冷媒が循環するとともに、アキュムレータ17の液相冷媒出口→可変絞り機構18(→第1電気式四方弁51)→利用側熱交換器54(→第2電気式四方弁52)→吸引側分岐部22矢印冷媒吸引口13b→アキュムレータ17の順に冷媒が循環し、さらに、吸引側分岐部22→流量調整弁38→圧縮機10の吸入ポート10bが接続される。
Thereby, as shown by the solid line arrow in FIG. 27, the
従って、圧縮機10の第1圧縮手段11aは、第2圧縮手段21aから吐出された冷媒およびエジェクタ13から流出してアキュムレータ17にて分離された気相冷媒を混合した中間圧冷媒を圧縮して吐出することになる。
Therefore, the first compression means 11a of the
さらに、第1圧縮手段11aから吐出された冷媒は室外熱交換器53にて放熱し、室外熱交換器53にて放熱した冷媒は高圧側減圧手段である固定絞り14へ流入する。また、アキュムレータ17で分離された液相冷媒は利用側熱交換器54へ流入し、利用側熱交換器54にて蒸発した冷媒は冷媒吸引口13bから吸引されることになる。
Further, the refrigerant discharged from the first compression means 11a radiates heat in the
その結果、本実施形態の冷却運転モードでは、室外熱交換器53が第1実施形態における放熱器12に対応し、利用側熱交換器54が第1実施形態における吸引側蒸発器19に対応する構成となり、第1実施形態と同様に作動して庫内空気を冷却でき、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
As a result, in the cooling operation mode of the present embodiment, the
一方、加熱運転モードは、操作パネルの作動スイッチにより加熱運転モードが選択されると実行される。加熱運転モードでは、制御装置が、第1、第2電動モータ11b、21b、流量調整弁38、送風ファン53a、54aを作動させる。
On the other hand, the heating operation mode is executed when the heating operation mode is selected by the operation switch of the operation panel. In the heating operation mode, the control device operates the first and second
さらに、制御装置が、圧縮機10の吐出ポート10d側と利用側熱交換器54入口側との間および可変絞り機構18出口側と室外熱交換器53入口側との間を同時に接続するように第1電気式四方弁51を切り替え、室外熱交換器53出口側と吸引側分岐部22入口側との間および利用側熱交換器54出口側と固定絞り14入口側との間を同時に接続するように第2電気式四方弁52を切り替える。
Further, the control device simultaneously connects between the
これにより、図27の破線矢印に示すように、圧縮機10の吐出ポート10d(→第1電気式四方弁51)→利用側熱交換器54(→第2電気式四方弁52)→固定絞り14→ノズル部13a→アキュムレータ17の気相冷媒出口→圧縮機10の中間圧ポート10cの順に冷媒が循環するとともに、アキュムレータ17の液相冷媒出口→可変絞り機構18(→第1電気式四方弁51)→室外熱交換器53(→第2電気式四方弁52)→吸引側分岐部22→冷媒吸引口13b→アキュムレータ17の順に冷媒が循環し、さらに、吸引側分岐部22→流量調整弁38→圧縮機10の吸入ポート10bが接続される。
Thereby, as shown by the broken line arrow in FIG. 27, the
従って、圧縮機10の第1圧縮手段11aは、第2圧縮手段21aから吐出された冷媒およびエジェクタ13から流出してアキュムレータ17にて分離された気相冷媒を混合した中間圧冷媒を圧縮して吐出することになる。
Therefore, the first compression means 11a of the
さらに、第1圧縮手段11aから吐出された冷媒は利用側熱交換器54にて放熱し、利用側熱交換器54にて放熱した冷媒は高圧側減圧手段である固定絞り14へ流入する。また、アキュムレータ17で分離された液相冷媒は室外熱交換器53へ流入し、室外熱交換器53にて蒸発した冷媒は冷媒吸引口13bから吸引されることになる。
Further, the refrigerant discharged from the first compression means 11a radiates heat in the use
従って、本実施形態の冷却運転モードでは、室外熱交換器53が第1実施形態における吸引側蒸発器19に対応し、利用側熱交換器54が第1実施形態における放熱器12に対応する構成となり、第1実施形態と同様に作動して庫内空気を加熱でき、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
Therefore, in the cooling operation mode of the present embodiment, the
その結果、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル600を作動させると、冷却運転モードおよび加熱運転モードのいずれの運転モードにおいても、第1実施形態と同様に、エジェクタ13の昇圧作用による圧縮機10の動力低減効果とエコノマイザ式冷凍サイクルと同様の圧縮効率向上効果との双方の効果を充分に得ることができ、エジェクタ式冷凍サイクルのCOPを効果的に向上させることができる。
As a result, when the
(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)上述の各実施形態では、第1、第2圧縮手段11a、21aを、それぞれ異なる第1、第2電動モータ11b、21bにて駆動する例を説明したが、第1、第2圧縮手段11a、21aの回転軸を共通化して、共通する駆動源から供給される駆動力によって双方の圧縮手段を駆動するようにしてもよい。
(1) In each of the above-described embodiments, the first and
さらに、上述の各実施形態では、第1、第2圧縮手段11a、21aを異なる圧縮機構で構成して例を説明したが、第1、第2圧縮手段11a、21aを同一の圧縮機構で構成することもできる。 Further, in each of the above-described embodiments, the first and second compression means 11a and 21a are configured by different compression mechanisms, but an example has been described. However, the first and second compression means 11a and 21a are configured by the same compression mechanism. You can also
例えば、スクロール型の圧縮機構で、所定の圧縮過程にある圧縮室と連通する連通ポートを設けて、連通ポートを介して中間圧の冷媒を導入する構成を採用できる。この場合は、圧縮室が連通ポートよりも上流側(低圧側)に位置する部位を第2圧縮手段21aとし、連通ポートよりも下流側(高圧側)に位置する部位を第1圧縮手段11aとすればよい。 For example, a scroll-type compression mechanism can be employed in which a communication port communicating with a compression chamber in a predetermined compression process is provided, and an intermediate pressure refrigerant is introduced through the communication port. In this case, the part where the compression chamber is located upstream (low pressure side) from the communication port is the second compression means 21a, and the part located downstream (high pressure side) from the communication port is the first compression means 11a. do it.
(2)上述の各実施形態では、第1、第2圧縮手段11a、21aを第1、第2電動モータ11b、21bで駆動する例を説明したが、例えば、エンジン等を駆動源としてもよい。
(2) In the above-described embodiments, the first and
また、圧縮手段として、吐出容量の変化により冷媒吐出能力を調整できる可変容量型圧縮機構を採用してもよい。この場合は、吐出容量変更手段が、吐出能力変更手段となる。また、電磁クラッチの断続により駆動源との接続を断続的に変化させて冷媒吐出能力を調整する固定容量型圧縮機構を使用してもよい。この場合は、電磁クラッチが、吐出能力変更手段となる。 Further, as the compression means, a variable capacity compression mechanism that can adjust the refrigerant discharge capacity by changing the discharge capacity may be adopted. In this case, the discharge capacity changing means becomes the discharge capacity changing means. Moreover, you may use the fixed capacity type compression mechanism which adjusts a refrigerant | coolant discharge capability by changing connection with a drive source intermittently by intermittent connection of an electromagnetic clutch. In this case, the electromagnetic clutch becomes the discharge capacity changing means.
さらに、第1、第2圧縮手段11a、21aとして、同一の形式の圧縮機構を採用してもよいし、異なる形式の圧縮機構を採用してもよい。
Furthermore, as the first and
(3)上述の実施形態では、エジェクタ13としてノズル部13aの絞り通路面積が固定された固定式のエジェクタ13を採用しているが、ノズル部の絞り通路面積を変更可能に構成された可変エジェクタを採用してもよい。
(3) In the above-described embodiment, the fixed
また、上述の実施形態において、流量調整弁38として、冷媒通路を全閉とすることができる全閉機能付流量調整弁を採用してもよい。流量調整弁を全閉とした場合は、第2圧縮手段21aの作動を停止させることで、従来技術のエジェクタ式冷凍サイクルと同様の作動を実現できる。
In the above-described embodiment, as the flow
(4)上述の実施形態では、冷媒として通常のフロン系冷媒を採用した例を説明したが、冷媒の種類はこれに限定されない。例えば、炭化水素系冷媒、二酸化炭素等を用いてもよい。さらに、本発明のエジェクタ式冷凍サイクルを、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超える超臨界冷凍サイクルとして構成してもよい。 (4) In the above-described embodiment, an example in which a normal chlorofluorocarbon refrigerant is employed as the refrigerant has been described. However, the type of the refrigerant is not limited to this. For example, hydrocarbon refrigerant, carbon dioxide, etc. may be used. Furthermore, the ejector refrigeration cycle of the present invention may be configured as a supercritical refrigeration cycle in which the high-pressure side refrigerant pressure exceeds the critical pressure of the refrigerant.
さらに、エジェクタ式冷凍サイクル100〜600を超臨界冷凍サイクルとする場合には、高圧側減圧手段として、高圧側冷媒圧力を、放熱器12の出口側の高圧側冷媒温度に基づいてCOPが略最大となるように決定される目標高圧に調整する圧力制御弁を採用してもよい。
Further, when the ejector-
このような圧力制御弁としては、具体的に、放熱器12出口側に設けられた感温部を有し、この感温部の内部に放熱器12出口側の高圧冷媒の温度に対応した圧力を発生させ、感温部の内圧と放熱器12出口側の冷媒圧力とのバランスで弁開度を機械的機構により調整する構成を採用できる。
As such a pressure control valve, specifically, there is a temperature sensing part provided on the outlet side of the
(5)上述の実施形態では、高圧側減圧手段および低圧側減圧手段として、絞り機構を採用しているが、高圧側減圧手段および低圧側減圧手段として、冷媒を体積膨張させて減圧させるとともに、冷媒の圧力エネルギを機械的エネルギに変換して出力する膨張機を採用してもよい。 (5) In the above-described embodiment, the throttle mechanism is employed as the high pressure side pressure reducing means and the low pressure side pressure reducing means, but as the high pressure side pressure reducing means and the low pressure side pressure reducing means, the refrigerant is volume expanded to reduce the pressure, You may employ | adopt the expander which converts the pressure energy of a refrigerant | coolant into mechanical energy, and outputs it.
このような膨張機としては、具体的に、スクロール型、ベーン型、ローリングピストン型といった容積型圧縮手段を採用できる。そして、容積型圧縮手段を圧縮手段として用いる場合の冷媒流れに対して逆流させるように冷媒を流すことで、冷媒を体積膨張させて減圧させながら、機械的エネルギを出力させることができる。 As such an expander, specifically, a volume type compression means such as a scroll type, a vane type, or a rolling piston type can be employed. Then, by flowing the refrigerant so that it flows backward with respect to the refrigerant flow when the positive displacement compression means is used as the compression means, mechanical energy can be output while the refrigerant is volume-expanded and depressurized.
(6)上述の各実施形態に記載された手段は、他の実施形態に適用することができる。例えば、第6、第8〜第13実施形態に対して、第1実施形態と同様のアキュムレータ17を設けてもよい。また、例えば、第6〜第13実施形態に対して、第2実施形態と同様の高圧側減圧手段を設けてもよい。さらに、例えば、第6、第8〜第10、第12、第13実施形態に対して、第2、3実施形態と同様の内部熱交換器30を設けてもよい。
(6) The means described in each embodiment described above can be applied to other embodiments. For example, an
この内部熱交換器30としては、高圧側冷媒流路における冷媒流れ方向と低圧側冷媒流路における冷媒流れ方向が異なる方向となる対向流型の熱交換器を採用してもよいし、高圧側冷媒流路における冷媒流れ方向と低圧側冷媒流路における冷媒流れ方向が同一方向となる並向流型の熱交換器を採用してもよい。
As the
さらに、第10、第12実施形態については、流出側蒸発器16および送風ファン16aを廃止して、内部熱交換器30を採用してもよい。
Further, in the tenth and twelfth embodiments, the
例えば、図28に示す実施形態では、第10実施形態に対して、流出側蒸発器16および送風ファン16aを廃止して、補助放熱器12eから流出した高圧側冷媒とディフューザ部13cから流出した低圧側冷媒、すなわち第2圧縮手段21aへ吸入される低圧側冷媒とを熱交換させる内部熱交換器30を採用した例である。
For example, in the embodiment shown in FIG. 28, the high-pressure side refrigerant that has flowed out from the
また、これに対して、図29に示すように、補助放熱器12eから流出した高圧側冷媒と領域α、β、γに示す冷媒流路を流通する低圧側冷媒、すなわち吸引側蒸発器19から流出した低圧側冷媒とを熱交換させる内部熱交換器30を採用してもよい。この場合は、ディフューザ部13cの出口側にアキュムレータ17を設けることが望ましい。
On the other hand, as shown in FIG. 29, from the high-pressure side refrigerant that has flowed out of the
さらに、例えば、図30に示す実施形態では、第12実施形態に対して、流出側蒸発器16および送風ファン16aを廃止して、分岐冷媒放熱器12dから流出した高圧側冷媒とディフューザ部13cから流出した低圧側冷媒、すなわち第2圧縮手段21aへ吸入される低圧側冷媒とを熱交換させる内部熱交換器30を採用した例である。
Further, for example, in the embodiment shown in FIG. 30, the
また、これに対して、図31に示すように、分岐冷媒放熱器12dから流出した高圧側冷媒と領域α、β、γに示す冷媒流路を流通する低圧側冷媒、すなわち吸引側蒸発器19から流出した低圧側冷媒とを熱交換させる内部熱交換器30を採用してもよい。この場合は、ディフューザ部13cの出口側にアキュムレータ17を設けることが望ましい。
On the other hand, as shown in FIG. 31, the high-pressure side refrigerant flowing out from the branching
(7)上述の第6、第8〜第12実施形態では、流出側蒸発器16および吸引側蒸発器19にて異なる冷却対象空間(冷蔵庫内空間、冷凍庫内空間)を冷却する例を説明したが、同一の冷却対象空間を冷却するようにしてもよい。この場合は、流出側蒸発器16および吸引側蒸発器19を一体構造に組み付けて、送風ファンから送風された空気を流出側蒸発器16→吸引側蒸発器19の順に通過させることが望ましい。
(7) In the sixth and eighth to twelfth embodiments described above, the example in which different cooling target spaces (refrigerator space, freezer space) are cooled by the
その理由は、吸引側蒸発器19の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)は、流出側蒸発器16の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)よりも低くなるからである。つまり、送風ファンからの送風空気を上記の如く通過させることで、流出側蒸発器16および吸引側蒸発器19の冷媒蒸発温度と送風空気との温度差を確保して、効率的に送風空気を冷却できる。
This is because the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) of the suction side evaporator 19 is lower than the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) of the
(8)上述の第9実施形態では、高負荷運転時に高圧分岐運転モードに切り替え、通常運転時に低圧分岐運転モードに切り替え、さらに、低負荷運転時に同時分岐運転モードに切り替えるようにしているが、もちろん、各運転モードの切り替えは、これに限定されない。 (8) In the ninth embodiment described above, the high-pressure branch operation mode is switched during high-load operation, the low-pressure branch operation mode is switched during normal operation, and the simultaneous branch operation mode is switched during low-load operation. Of course, switching of each operation mode is not limited to this.
例えば、高負荷運転時に高圧分岐運転モードに切り替え、通常運転時に同時分岐運転モードに切り替え、さらに、低負荷運転時に低圧分岐運転モードに切り替えるようにしてもよい。つまり、エジェクタ式冷凍サイクル400を作動させる際に、いずれかの運転モードのうち最も高いサイクル効率を発揮できる運転モードに切り替えればよい。
For example, the high-pressure branch operation mode may be switched during high-load operation, the simultaneous branch operation mode during normal operation, and the low-pressure branch operation mode during low-load operation. That is, when the
また、同時分岐運転モードを実現することなく、高圧分岐運転モードと低圧分岐運転モードとを切り替えるサイクル構成としてもよい。この場合は、第1、第2分岐部22、28を三方弁で構成して冷媒流路を切り替えるようにしてもよい。
Moreover, it is good also as a cycle structure which switches a high voltage | pressure branch operation mode and a low voltage | pressure branch operation mode, without implement | achieving simultaneous branch operation mode. In this case, the first and
(9)第13実施形態では、操作パネルの切替スイッチの操作信号に基づいて、通常運転モードと除霜運転モードとの切り替えを行っているが、通常運転モードと除霜運転モードとの切り替えはこれに限定されない。 (9) In the thirteenth embodiment, switching between the normal operation mode and the defrosting operation mode is performed based on the operation signal of the changeover switch on the operation panel, but switching between the normal operation mode and the defrosting operation mode is performed. It is not limited to this.
例えば、制御装置が、通常運転モードと除霜運転モードとを所定時間毎に交互に切り替えるようにしてもよい。つまり、通常運転モードが予め定めた第1基準時間以上継続された場合に、除霜運転モードへ切り替え、さらに、除霜運転モードが予め定めた第2基準時間以上継続された場合に、通常運転モードへ切り替えるようにしてもよい。 For example, the control device may alternately switch between the normal operation mode and the defrosting operation mode every predetermined time. That is, when the normal operation mode is continued for a predetermined first reference time or longer, the mode is switched to the defrosting operation mode, and when the defrost operation mode is continued for a predetermined second reference time or longer, the normal operation is performed. You may make it switch to mode.
また、上述のバイパス通路25および開閉弁26を第6〜第12実施形態に対して、第12実施形態と同様に適用すれば、エジェクタ式冷凍サイクル200〜500において、除霜運転モードを実現できる。
Moreover, if the
(10)第14実施形態では、冷媒流路切替手段として、第1、第2電気式四方弁51、52を採用した例を説明したが、冷媒流路切替手段は、これに限定されない。例えば、図32に示すように、電気式四方弁51の代わりに、2つの電気式三方弁51aを組み合わせて構成してもよいし、図33に示すように、4つの開閉弁(電磁弁)51bを組み合わせて構成してもよい。
(10) In the fourteenth embodiment, the example in which the first and second electric four-
(11)上述の各実施形態では、本発明のエジェクタ式冷凍サイクル100〜500を冷凍機、冷凍・冷蔵装置、冷温保存庫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ない。例えば、エジェクタ式冷凍サイクルを、空調装置、その他の定置型の冷凍サイクル装置、車両用空調装置等に適用してもよい。
(11) In each of the above-described embodiments, the example in which the
(12)上述の第1〜第13各実施形態では、流出側蒸発器16および吸引側蒸発器19を利用側熱交換器として、放熱器12を大気側へ放熱する室外熱交換器として構成しているが、第13実施形態のように、流出側蒸発器16および吸引側熱交換器16を大気等の熱源から吸熱する室外側熱交換器として構成し、放熱器12を空気あるいは水等の被加熱冷媒を加熱する室内側熱交換器として構成するヒートポンプサイクルとしてもよい。
(12) In each of the first to thirteenth embodiments described above, the
11a、21a 第1、第2圧縮手段
11b、21b 第1、第2電動モータ
12、12d 放熱器、分岐冷媒放熱器
12e 補助放熱器
13 エジェクタ
13a ノズル部
13b 冷媒吸引口
14 固定絞り
16 流出側蒸発器
17 アキュムレータ
18、28 第1、第2可変絞り機構
19 吸引側蒸発器
22 吸引側分岐部
25 バイパス通路
26 開閉弁
30、31 内部熱交換器
32、42 第1、第2分岐部
51、52 第1、第2電気式四方弁
53 室外熱交換器
54 利用側熱交換器
11a, 21a 1st, 2nd compression means 11b, 21b 1st, 2nd
Claims (30)
前記第1圧縮手段(11a)から吐出された高圧冷媒を放熱させる放熱器(12)と、
前記放熱器(12)から流出した高圧冷媒を減圧膨張させるノズル部(13a)から噴射する高速度の噴射冷媒の流れによって冷媒を冷媒吸引口(13b)から吸引して、前記噴射冷媒と前記冷媒吸引口(13b)から吸引された吸引冷媒とを混合して昇圧するエジェクタ(13)と、
冷媒を蒸発させる吸引側蒸発器(19)と、
前記吸引側蒸発器(19)から流出した冷媒の流れを分岐して、分岐された一方の冷媒を前記冷媒吸引口(13b)側へ流出させる吸引側分岐部(22)と、
前記吸引側分岐部(22)にて分岐された他方の冷媒の流量を調整する流量調整手段(38)と、
前記流量調整手段(38)にて流量調整された冷媒を圧縮して吐出する第2圧縮手段(21a)とを備え、
前記第1圧縮手段(11a)は、前記第2圧縮手段(21a)から吐出された冷媒および前記エジェクタ(13)から流出した冷媒を混合した中間圧冷媒を圧縮して吐出することを特徴とするエジェクタ式冷凍サイクル。 First compression means (11a) for compressing and discharging the refrigerant;
A radiator (12) for radiating heat from the high-pressure refrigerant discharged from the first compression means (11a);
The high-pressure refrigerant flowing out from the radiator (12) is sucked from the refrigerant suction port (13b) by the flow of high-speed jet refrigerant jetted from the nozzle portion (13a) that decompresses and expands the jet refrigerant and the refrigerant. An ejector (13) that mixes and raises the suction refrigerant sucked from the suction port (13b);
A suction side evaporator (19) for evaporating the refrigerant;
A suction-side branching part (22) for branching the flow of the refrigerant flowing out from the suction-side evaporator (19) and allowing one of the branched refrigerants to flow out toward the refrigerant suction port (13b);
A flow rate adjusting means (38) for adjusting the flow rate of the other refrigerant branched at the suction side branch portion (22);
Second compression means (21a) for compressing and discharging the refrigerant whose flow rate has been adjusted by the flow rate adjustment means (38),
The first compression means (11a) compresses and discharges an intermediate pressure refrigerant obtained by mixing the refrigerant discharged from the second compression means (21a) and the refrigerant flowing out of the ejector (13). Ejector refrigeration cycle.
前記流出側気液分離器(17)にて分離された液相冷媒を減圧膨張させて、前記吸引側蒸発器(19)入口側へ流出させる吸引側減圧手段(18)とを備えることを特徴とする請求項1に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。 An outflow-side gas-liquid separator (17) that separates the gas-liquid refrigerant flowing out of the ejector (13) and causes the separated gas-phase refrigerant to flow out to the suction side of the first compression means 11a;
And a suction-side decompression means (18) that decompresses and expands the liquid refrigerant separated by the outflow-side gas-liquid separator (17) and flows it out to the inlet side of the suction-side evaporator (19). The ejector type refrigeration cycle according to claim 1.
前記分岐部(42)の一方の出口側と前記第2圧縮手段(21a)吸入側との間に配置されて、前記分岐部(42)にて分岐された一方の冷媒を蒸発させる流出側蒸発器(16)と、
前記分岐部(42)にて分岐された他方の冷媒を減圧膨張させて、前記吸引側蒸発器(19)入口側へ流出させる吸引側減圧手段(18)とを備えることを特徴とする請求項1に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。 A branch part (42) for branching the flow of the refrigerant flowing out of the ejector (13);
Outflow side evaporation that is arranged between one outlet side of the branch part (42) and the suction side of the second compression means (21a) and evaporates one refrigerant branched by the branch part (42). A vessel (16),
A suction-side pressure reducing means (18) for decompressing and expanding the other refrigerant branched at the branching portion (42) and flowing it out to the inlet side of the suction-side evaporator (19). 2. The ejector refrigeration cycle according to 1.
前記吸引側蒸発器(19)へ流入する冷媒を減圧膨張させる吸引側減圧手段(18)とを備え、
前記ノズル部(13a)は、前記分岐部(32)にて分岐された一方の冷媒を減圧膨張させ、
前記吸引側減圧手段(18)は、前記分岐部(32)にて分岐された他方の冷媒を減圧膨張させることを特徴とする請求項1に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。 A branch part (32) for branching the flow of the refrigerant flowing out of the radiator (12);
Suction side decompression means (18) for decompressing and expanding the refrigerant flowing into the suction side evaporator (19),
The nozzle part (13a) decompresses and expands one of the refrigerants branched at the branch part (32),
2. The ejector refrigeration cycle according to claim 1, wherein the suction side decompression unit (18) decompresses and expands the other refrigerant branched at the branch portion (32).
前記エジェクタ(13)から流出した冷媒の流れを分岐可能に構成された第2分岐部(42)と、
前記第2分岐部(42)の一方の出口側と前記第2圧縮手段(21a)吸入側との間に配置されて、前記第2分岐部(42)にて分岐された一方の冷媒を蒸発させる流出側蒸発器(16)と、
前記吸引側蒸発器(19)へ流入する冷媒を減圧膨張させる第1、第2吸引側減圧手段(18、28)とを備え、
前記ノズル部(13a)は、前記第1分岐部(32)にて分岐された一方の冷媒を減圧膨張させ、
前記第1吸引側減圧手段(18)は、前記第1分岐部(32)にて分岐された他方の冷媒を減圧膨張させ、
前記第2吸引側減圧手段(28)は、前記第2分岐部(42)にて分岐された他方の冷媒を減圧膨張させ、
前記吸引側蒸発器(19)は、前記第1、第2吸引側減圧手段(18、28)にて減圧膨張された冷媒のうち、少なくとも一方を蒸発させることを特徴とする請求項1に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。 A first branch portion (32) configured to be able to branch the flow of the refrigerant flowing out of the radiator (12);
A second branch portion (42) configured to be able to branch the flow of the refrigerant flowing out of the ejector (13);
One refrigerant disposed between the one outlet side of the second branch part (42) and the suction side of the second compression means (21a) evaporates one refrigerant branched by the second branch part (42). An outflow evaporator (16) for
First and second suction side decompression means (18, 28) for decompressing and expanding the refrigerant flowing into the suction side evaporator (19),
The nozzle part (13a) decompresses and expands one of the refrigerants branched at the first branch part (32),
The first suction side decompression means (18) decompresses and expands the other refrigerant branched at the first branch part (32),
The second suction side decompression means (28) decompresses and expands the other refrigerant branched at the second branch portion (42),
The said suction side evaporator (19) evaporates at least one among the refrigerant | coolants expanded and decompressed by the said 1st, 2nd suction side decompression means (18, 28), The feature of Claim 1 characterized by the above-mentioned. Ejector type refrigeration cycle.
前記分岐部(32)にて分岐された他方の冷媒を放熱させる分岐冷媒放熱器(12d)と、
前記分岐冷媒放熱器(12d)から流出した高圧冷媒を減圧膨張させて、前記吸引側蒸発器(19)入口側へ流出させる吸引側減圧手段(18)とを備えることを特徴とする請求項1に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。 A branch portion (32) for branching the flow of the high-pressure refrigerant discharged from the first compression means (11a) and allowing one of the branched refrigerant to flow out toward the radiator (12);
A branch refrigerant radiator (12d) for radiating heat from the other refrigerant branched at the branch section (32);
2. A suction-side decompression means (18) that decompresses and expands the high-pressure refrigerant that has flowed out of the branching refrigerant radiator (12d) and flows it out to an inlet side of the suction-side evaporator (19). The ejector-type refrigeration cycle described in 1.
前記バイパス通路(25)を開閉する開閉手段(26)とを備えることを特徴とする請求項1ないし24に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。 A bypass passage (25) for guiding the high-pressure side refrigerant of the cycle discharged from the first compression means (11a) to the suction-side evaporator (19);
The ejector-type refrigeration cycle according to any one of claims 1 to 24, further comprising opening / closing means (26) for opening and closing the bypass passage (25).
冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させる利用側熱交換器(54)と、
冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器(53)と、
前記熱交換対象流体を冷却する冷却運転モードの冷媒流路および前記熱交換対象流体を加熱する加熱運転モードの冷媒流路を切り替える冷媒流路切替手段(51、52)と、
前記室外熱交換器(53)および前記利用側熱交換器(54)のうち一方の熱交換器にて放熱した冷媒を減圧膨張させるノズル部(13a)から噴射する高速度の噴射冷媒の流れによって冷媒を冷媒吸引口(13b)から吸引して、前記噴射冷媒と前記冷媒吸引口(13b)から吸引された吸引冷媒とを混合して昇圧するエジェクタ(13)と、
前記室外熱交換器(53)および前記利用側熱交換器(54)のうち他方の熱交換器にて蒸発した冷媒の流れを分岐して、分岐された一方の冷媒を前記冷媒吸引口(13b)側へ流出させる吸引側分岐部(22)と、
前記吸引側分岐部(22)にて分岐された他方の冷媒の流量を調整する流量調整手段(38)と、
前記流量調整手段(38)にて流量調整された冷媒を圧縮して吐出する第2圧縮手段(21a)とを備え、
前記第1圧縮手段(11a)は、前記第2圧縮手段(21a)から吐出された冷媒および前記エジェクタ(13)から流出した冷媒を混合した中間圧冷媒を圧縮して吐出し、
前記冷媒流路切替手段(51、52)は、
前記冷却運転モードでは、前記第1圧縮手段(11a)から吐出された冷媒を前記室外熱交換器(53)にて放熱させるとともに、前記利用側熱交換器(54)にて蒸発した冷媒を前記吸引側分岐部(22)側へ導く冷媒流路に切り替え、
前記加熱運転モードでは、前記第1圧縮手段(11a)から吐出された冷媒を前記利用側熱交換器(54)にて放熱させるとともに、前記室外熱交換器(53)にて蒸発した冷媒を前記吸引側分岐部(22)側へ導く冷媒流路に切り替えることを特徴とするエジェクタ式冷凍サイクル。 First compression means (11a) for compressing and discharging the refrigerant;
A use side heat exchanger (54) for exchanging heat between the refrigerant and the fluid to be heat exchanged;
An outdoor heat exchanger (53) for exchanging heat between the refrigerant and the outside air;
A refrigerant channel switching means (51, 52) for switching between a refrigerant channel in a cooling operation mode for cooling the fluid for heat exchange and a refrigerant channel in a heating operation mode for heating the fluid for heat exchange;
By the flow of the high-speed injection refrigerant injected from the nozzle part (13a) that decompresses and expands the refrigerant radiated in one of the outdoor heat exchanger (53) and the use side heat exchanger (54) An ejector (13) that sucks the refrigerant from the refrigerant suction port (13b), mixes the injected refrigerant and the suction refrigerant sucked from the refrigerant suction port (13b), and boosts the pressure;
Of the outdoor heat exchanger (53) and the use side heat exchanger (54), the flow of the refrigerant evaporated in the other heat exchanger is branched, and one of the branched refrigerants is supplied to the refrigerant suction port (13b). ) Suction side branch (22) to flow out to the side,
A flow rate adjusting means (38) for adjusting the flow rate of the other refrigerant branched at the suction side branch portion (22);
Second compression means (21a) for compressing and discharging the refrigerant whose flow rate has been adjusted by the flow rate adjustment means (38),
The first compression means (11a) compresses and discharges an intermediate pressure refrigerant obtained by mixing the refrigerant discharged from the second compression means (21a) and the refrigerant flowing out of the ejector (13),
The refrigerant flow switching means (51, 52)
In the cooling operation mode, the refrigerant discharged from the first compression means (11a) is radiated by the outdoor heat exchanger (53), and the refrigerant evaporated by the use side heat exchanger (54) is Switch to the refrigerant flow path leading to the suction side branch (22) side,
In the heating operation mode, the refrigerant discharged from the first compression means (11a) is radiated by the use side heat exchanger (54), and the refrigerant evaporated by the outdoor heat exchanger (53) is 2. An ejector refrigeration cycle, wherein the refrigerant flow path is switched to a refrigerant flow path that leads to the suction side branch section (22) side.
前記流出側気液分離器(17)の気相冷媒出口は、前記第2圧縮手段(21a)吸入口側に接続されており、
前記冷媒流路切替手段(51、52)は、
前記冷却運転モードでは、前記室外熱交換器(53)にて放熱した冷媒を前記ノズル部(13a)へ流入させるとともに、前記流出側気液分離器(17)で分離された液相冷媒を前記利用側熱交換器(54)へ流入させる冷媒流路に切り替え、
前記加熱運転モードでは、前記利用側熱交換器(54)にて放熱した冷媒を前記ノズル部(13a)へ流入させるとともに、前記流出側気液分離器(17)で分離された液相冷媒を前記室外熱交換器(53)へ流入させる冷媒流路に切り替えることを特徴とする請求項26に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。 Furthermore, an outflow side gas-liquid separator (17) for separating the gas-liquid of the refrigerant flowing out from the ejector (13) is provided,
The gas-phase refrigerant outlet of the outflow side gas-liquid separator (17) is connected to the suction port side of the second compression means (21a),
The refrigerant flow switching means (51, 52)
In the cooling operation mode, the refrigerant radiated by the outdoor heat exchanger (53) is caused to flow into the nozzle part (13a), and the liquid phase refrigerant separated by the outflow side gas-liquid separator (17) is changed to the Switch to the refrigerant flow path to flow into the use side heat exchanger (54),
In the heating operation mode, the refrigerant radiated by the use side heat exchanger (54) is caused to flow into the nozzle part (13a), and the liquid phase refrigerant separated by the outflow side gas-liquid separator (17) is supplied. 27. The ejector refrigeration cycle according to claim 26, wherein the refrigerant flow path is switched to a refrigerant flow path flowing into the outdoor heat exchanger (53).
前記第2圧縮手段(21a)の冷媒吐出能力を変更する第2吐出能力変更手段(21b)とを備え、
前記第1吐出能力変更手段(11b)および前記第2吐出能力変更手段(21b)は、それぞれ独立して前記第1圧縮手段(11a)および前記第2圧縮手段(21a)の冷媒吐出能力を変更可能に構成されていることを特徴とする請求項1ないし27のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクル。 First discharge capacity changing means (11b) for changing the refrigerant discharge capacity of the first compression means (11a);
Second discharge capacity changing means (21b) for changing the refrigerant discharge capacity of the second compression means (21a),
The first discharge capacity changing means (11b) and the second discharge capacity changing means (21b) independently change the refrigerant discharge capacity of the first compression means (11a) and the second compression means (21a). The ejector refrigeration cycle according to any one of claims 1 to 27, wherein the ejector refrigeration cycle is configured to be possible.
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