JP2010185663A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 二酸化炭素を用いる圧縮式冷凍サイクル装置において、エジェクタで回収した回収動力を用いて効率を向上させる。圧縮機、熱源側熱交換器、負荷側熱交換器からなる冷暖兼用の冷凍サイクル装置において、冷却運転時に熱源側熱交換器の出口部に水を噴霧したり、内部熱交換器を設けて冷却するようにした。
【選択図】 図5
Description
以下、本発明の実施の形態1による冷凍サイクル装置について説明する。図1は、本発明の実施形態1に係る冷凍サイクル装置を示す模式図である。図において、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置は、熱源側熱交換器3を内蔵する熱源ユニット100、第1負荷側熱交換器5a、5bを内蔵する室内ユニット200a、200b、第2負荷側熱交換器12を内蔵する外気処理ユニット300、熱源ユニット100と外気処理ユニット300等とを接続する液配管52およびガス配管51とにより構成されている。このサイクル内部には冷媒として例えば臨界温度(約31℃)以上で超臨界状態となる二酸化炭素が封入されている。
分離されたガス冷媒は、室内熱交換器18を通って電子膨張弁32で減圧され、ガス配管51の入口部に合流する(状態I)。一方、分離された液冷媒の一部は、電子膨張弁13で更に減圧され(状態J)、室内熱交換器12に流入し、空調対象空間の潜熱負荷を処理した後、エジェクタ20に吸引される。
We=Gr×ΔH1 (1)
同様に第2圧縮機での圧縮仕事W2は、冷媒流量をGr2、第2圧縮機10でのエンタルピー差をΔH2とすれば、以下の(2)式で表される。
W2=Gr2×ΔH2 (2)
回収動力が第2圧縮機10での圧縮仕事に等しい(We=W2)ことから、(1)、(2)式より、(3)式が得られる。
Gr2=Gr×(ΔH1/ΔH2) (3)
ここで、(3)式中のΔH1/ΔH2は、圧縮機のエンタルピー差に対する膨張機のエンタルピー差の比である。
Gr2=Gr×ε×(ρc/ρe) (4)
(3)、(4)式より、(5)式が得られる。
ρc/ρe=(ΔH1/ΔH2)/ε (5)
以上から、第2圧縮機10の吸入密度ρc、エンタルピー差ΔH2、膨張機10の吸入密度ρe、出入口エンタルピー差ΔH1、ε(=Vc/Ve)のいずれかを(5)式が成立するように制御する必要がある。例えば、膨張機22に電子膨張弁33を設け、膨張機22を通過する流量を制御するようにすれば良い。これは(5)式のεを調整することに相当する。なお、ρcやρe、ΔH1やΔH2は冷媒回路の圧力、温度を検知することにより、冷媒の物性式を用いて容易に推定することができる。
Claims (9)
- 冷媒を循環させる第1圧縮機、前記冷媒の流を切換える第1流路切換え手段、熱源側熱交換器、第1負荷側熱交換器、を順次配管で接続し、前記冷媒として少なくとも二酸化炭素を含めた冷媒を循環させて前記第1負荷側熱交換器にて冷却運転と加熱運転が切換え可能な冷媒回路と、前記熱源側熱交換器および前記第1負荷側熱交換器の少なくともいずれかに設けられ前記熱源側熱交換器の一部もしくは前記第1負荷側熱交換器の一部の表面に散水する散水装置と、を備え、前記第1圧縮機が吐出する高圧冷媒が供給される前記熱源側熱交換器もしくは前記第1負荷側熱交換器の一部に散水が行われることを特徴とする冷凍サイクル装置。
- 冷媒を循環させる第1圧縮機、前記冷媒の流を切換える第1流路切換え手段、熱源側熱交換器を配管で接続し前記冷媒を循環させる熱源機と、第1減圧手段と第1負荷側熱交換器にて形成され前記熱源機からの前記冷媒が循環される第1負荷装置と、少なくとも第2減圧手段と第2負荷側熱交換器にて形成され前記熱源機からもしくは前記第1負荷装置の一部を介して前記冷媒が循環される第2負荷装置と、前記熱源側熱交換器および前記第1負荷側熱交換器の少なくともいずれかに設けられ前記熱源側熱交換器の一部もしくは前記第1負荷側熱交換器の一部の表面に散水する散水装置と、を備え、前記第1負荷側熱交換器の熱処理能力を第2負荷側熱交換器の熱処理能力より大きくしたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
- 前記第2負荷側熱交換器の冷媒出口側に散水する散水装置と、を備えたことを特徴とする請求項2に記載の冷凍サイクル装置。
- 第1負荷側熱交換器あるいは第2負荷側熱交換器の出口部および入口部の少なくとも一方を水により冷却し、温度の上昇したこの水を加湿源として利用することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
- 前記熱源機と前記第1負荷装置を接続する高圧配管にエジェクタを設け、冷却運転時に低蒸発温度となる前記第2負荷側熱交換器の冷媒流量を前記エジェクタで吸引することを特徴とする請求項2または3記載の冷凍サイクル装置。
- 冷媒を循環させる第1圧縮機、前記冷媒の流を切換える第1流路切換え手段、熱源側熱交換器を配管で接続し前記冷媒を循環させる熱源機と、第1減圧手段と第1負荷側熱交換器にて形成され前記熱源機からの前記冷媒が循環される第1負荷装置と、少なくとも第2減圧手段と第2負荷側熱交換器にて形成され前記熱源機からもしくは前記第1負荷装置の一部を介して前記冷媒が循環される第2負荷装置と、前記熱源機と前記第1負荷装置を接続する高圧配管に前記高圧配管を流れる高圧ガスの膨張動力を回収しこの膨張動力により第2負荷側熱交換器からの冷媒圧力を昇圧する昇圧手段と、を備え、冷媒として二酸化炭素を用いることを特徴とする冷凍サイクル装置。
- 前記第1負荷側熱交換器および第2負荷側熱交換器を一つの箱体の内部に収納して同一の空調領域を空調することを特徴とする請求項2または6に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記第1負荷側熱交換器は主に顕熱を処理し、第2負荷側熱交換器は主に潜熱を処理させる様に、前記第1負荷側熱交換器の吸込み空気温度と蒸発温度の差が10度程度以下とし、前記第2負荷側熱交換器の吸込み空気温度と蒸発温度の差が10度を超えるものとしたことを特徴とする請求項2または6に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記第1負荷側熱交換器のフィン形状は前記第2負荷側熱交換器のフィン形状と異なるものであることを特徴とする請求項8に記載の冷凍サイクル装置。
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