JP2012093017A - Refrigerating cycle device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷凍サイクル装置に関する。 The present invention relates to a refrigeration cycle apparatus.
特許文献1に記載されているように、冷媒から動力を回収する膨張機と、膨張機に一体化された副圧縮機とを備えた冷凍サイクル装置が知られている。図17を参照しつつ、特許文献1に記載された冷凍サイクル装置の概要を説明する。
As described in
図17に示すように、特許文献1に記載された冷凍サイクル装置500は、主圧縮機501、放熱器502、膨張機503、蒸発器504及び副圧縮機505を備えている。副圧縮機505は、膨張機503にシャフト506で連結されている。
As shown in FIG. 17, the
冷媒は、高温高圧の状態となるように主圧縮機501で圧縮される。圧縮された冷媒は、放熱器502で冷却された後、膨張機503で膨張する。膨張した冷媒は、蒸発器504で液相から気相へと変化する。気相の冷媒は、副圧縮機505で低圧から中間圧まで圧縮され、再び主圧縮機501に吸入される。
The refrigerant is compressed by the
副圧縮機505は、膨張機503が冷媒から回収した動力によって駆動される。副圧縮機505が主圧縮機501の上流側で冷媒を予備的に圧縮するため、主圧縮機501のモータ501aの負荷が低減する。その結果、冷凍サイクル装置500のCOP(coefficient of performance)が向上する。
The
図17に示す冷凍サイクル装置500は、膨張機503及び副圧縮機505の2つの容積型流体機械を必要とする。そのため、膨張弁を用いた通常の冷凍サイクル装置と比較してコスト高となりがちである。特許文献2に記載されているように、回収した動力を圧縮機に直接伝達するように構成された膨張機も知られているが、その構造は複雑でコストの高騰を免れない。
The
本発明は、シンプルな構造を有する動力回収式の冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a power recovery type refrigeration cycle apparatus having a simple structure.
上記の目的を達成するために、本出願に先行する特願2010−143046(出願日2010年6月23日)において、本発明者らは、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、
作動室及びインジェクションポートを有し、(i)前記放熱器で冷却された冷媒を第1の圧力で前記作動室に吸入する行程と、(ii)前記作動室において、吸入した冷媒を前記第1の圧力よりも低い第2の圧力まで膨張させ、さらに前記第2の圧力よりも低い第3の圧力まで過膨張させる行程と、(iii)前記インジェクションポートを通じて前記作動室に前記第3の圧力を有する冷媒を供給し、供給した冷媒を過膨張した冷媒に混合する行程と、(iv)前記行程(ii)で冷媒から回収した動力を用い、混合された冷媒を前記第2の圧力へと前記作動室で再圧縮する行程と、(v)再圧縮された冷媒を前記作動室から吐出する行程と、を実行するように構成された容積型流体機械と、
前記容積型流体機械から吐出された冷媒を加熱する蒸発器と、
前記第3の圧力を有する冷媒を前記容積型流体機械の前記インジェクションポートに供給するインジェクション流路と、
を備えた、冷凍サイクル装置を開示する。
In order to achieve the above object, in Japanese Patent Application No. 2010-143046 (filing date: June 23, 2010) preceding the present application, the present inventors:
A compressor for compressing the refrigerant;
A radiator for cooling the refrigerant compressed by the compressor;
An operating chamber and an injection port; (i) a step of sucking the refrigerant cooled by the radiator into the working chamber at a first pressure; and (ii) a refrigerant sucked in the working chamber in the first chamber. A step of expanding to a second pressure lower than the second pressure and further overexpanding to a third pressure lower than the second pressure; and (iii) applying the third pressure to the working chamber through the injection port. A step of supplying the refrigerant having, and mixing the supplied refrigerant with the overexpanded refrigerant, and (iv) using the power recovered from the refrigerant in the step (ii), and mixing the refrigerant to the second pressure A positive displacement fluid machine configured to perform a step of recompressing in the working chamber; and (v) a step of discharging the recompressed refrigerant from the working chamber;
An evaporator for heating the refrigerant discharged from the positive displacement fluid machine;
An injection flow path for supplying the refrigerant having the third pressure to the injection port of the positive displacement fluid machine;
A refrigeration cycle apparatus comprising:
上記基本構成によれば、行程(ii)において、第1の圧力を有する冷媒を第1の圧力よりも低い第2の圧力まで膨張させ、さらに第2の圧力よりも低い第3の圧力まで過膨張させる。作動室内の圧力が第3の圧力まで低下したら、インジェクションポートを通じて作動室に第3の圧力を有する冷媒が供給される(インジェクション行程)。ただし、作動室内の圧力が第3の圧力まで低下した時点でインジェクションポートが作動室に開口していない場合、インジェクション行程に移らず、過膨張行程が過度に進む。その結果、エネルギー回収量が減少する。そこで、本発明者らは、過度な過膨張によるエネルギー回収量の減少を抑制するための構成を提案する。 According to the basic configuration, in the step (ii), the refrigerant having the first pressure is expanded to the second pressure lower than the first pressure, and further increased to the third pressure lower than the second pressure. Inflate. When the pressure in the working chamber decreases to the third pressure, the refrigerant having the third pressure is supplied to the working chamber through the injection port (injection stroke). However, if the injection port does not open to the working chamber when the pressure in the working chamber drops to the third pressure, the overexpansion stroke proceeds excessively without moving to the injection stroke. As a result, energy recovery is reduced. Therefore, the present inventors propose a configuration for suppressing a decrease in energy recovery amount due to excessive overexpansion.
すなわち、本発明は、
上記基本構成を備え、
前記作動室の吸入容積V1に対する膨張行程又は過膨張行程における前記作動室の容積Veの比率(Ve/V1)が、前記第3の圧力の冷媒の密度ρ3に対する前記第1の圧力の冷媒の密度ρ1の比率(ρ1/ρ3)に等しいとき又はそれよりも小さいときに、前記インジェクションポートが前記作動室に開口する、冷凍サイクル装置を提供する。
That is, the present invention
With the above basic configuration,
The ratio (Ve / V1) of the volume Ve of the working chamber in the expansion stroke or the overexpansion stroke to the suction volume V1 of the working chamber is the density of the refrigerant at the first pressure with respect to the density ρ3 of the refrigerant at the third pressure. Provided is a refrigeration cycle apparatus in which the injection port opens into the working chamber when the ratio is equal to or smaller than the ratio of ρ1 (ρ1 / ρ3).
また、インジェクションポートをどのような場所に設けるのかが問題となる。そこで、本発明は、
上記基本構成を備え、
前記容積型流体機械が、
シリンダと、
自身と前記シリンダとの間に空間を形成するように前記シリンダの内部に配置されたピストンと、
前記空間を吸入空間と吐出空間とに仕切るベーンと、
前記吸入空間に冷媒を供給する吸入ポートと、
前記吐出空間から冷媒を吐出する吐出ポートと、
前記シリンダの端面を閉じている閉塞部材と、を有し、
前記インジェクションポートが前記閉塞部材に設けられている、冷凍サイクル装置を提供する。
In addition, the location of the injection port is a problem. Therefore, the present invention provides
With the above basic configuration,
The positive displacement fluid machine comprises:
A cylinder,
A piston disposed inside the cylinder so as to form a space between itself and the cylinder;
A vane that divides the space into a suction space and a discharge space;
A suction port for supplying a refrigerant to the suction space;
A discharge port for discharging refrigerant from the discharge space;
A closing member that closes an end surface of the cylinder,
Provided is a refrigeration cycle apparatus in which the injection port is provided in the closing member.
本発明の冷凍サイクル装置によれば、次のような行程が容積型流体機械で行われる。まず、作動室に吸入した冷媒を膨張及び過膨張させる。次に、インジェクション流路を通じて、過膨張した冷媒と同じ圧力を有する冷媒を作動室にインジェクションし、インジェクションした冷媒と過膨張した冷媒とを作動室内で混合する。さらに、冷媒を膨張及び過膨張させたときに回収した動力を用いて、混合された冷媒を再圧縮する。回収動力によって冷媒の圧力を上げることができるので、圧縮機の負荷が低減する。これにより、冷凍サイクル装置のCOPが改善する。 According to the refrigeration cycle apparatus of the present invention, the following process is performed by the positive displacement fluid machine. First, the refrigerant sucked into the working chamber is expanded and overexpanded. Next, a refrigerant having the same pressure as the overexpanded refrigerant is injected into the working chamber through the injection flow path, and the injected refrigerant and the overexpanded refrigerant are mixed in the working chamber. Furthermore, the mixed refrigerant is recompressed using the power recovered when the refrigerant is expanded and overexpanded. Since the pressure of the refrigerant can be increased by the recovered power, the load on the compressor is reduced. This improves the COP of the refrigeration cycle apparatus.
本発明では、特に、行程(ii)、行程(iii)及び行程(iv)が吸入行程と吐出行程との間の一連の行程として行われる。そのため、本発明によれば、特許文献1に記載された冷凍サイクル装置のように膨張機及び副圧縮機を別々に構成する必要がない。従って、本発明によれば、よりシンプルな構造の容積型流体機械を使用して上記各行程を実施できる。これにより、冷凍サイクル装置の製造コストを抑えることができる。
In the present invention, in particular, the stroke (ii), the stroke (iii), and the stroke (iv) are performed as a series of strokes between the suction stroke and the discharge stroke. Therefore, according to the present invention, unlike the refrigeration cycle apparatus described in
さらに、本発明では、比率(Ve/V1)が、比率(ρ1/ρ3)に等しいとき又は小さいときに、インジェクションポートが作動室に開口する。これにより、作動室内の冷媒の圧力が第3の圧力まで低下した時点で直ちにインジェクション行程(行程(iii))が始まる。つまり、冷媒が過度に過膨張することを防止できるので、過度な過膨張に基づくエネルギー回収量の減少を抑制できる。 Furthermore, in the present invention, when the ratio (Ve / V1) is equal to or smaller than the ratio (ρ1 / ρ3), the injection port opens into the working chamber. Thus, the injection stroke (stroke (iii)) starts immediately when the pressure of the refrigerant in the working chamber drops to the third pressure. That is, since it can prevent that a refrigerant | coolant overexpands too much, the reduction | decrease of the energy recovery amount based on excessive overexpansion can be suppressed.
以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態によって限定解釈されない。各実施形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲内で相互に組み合わせることができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below. Each embodiment can be combined with each other without departing from the scope of the invention.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る冷凍サイクル装置の構成図である。冷凍サイクル装置100は、圧縮機2、放熱器3、容積型流体機械4、気液分離器5、膨張弁6及び蒸発器7を備えている。これらの構成要素は、冷媒回路10を形成するように、流路10a〜10fによって互いに接続されている。流路10a〜10fは、典型的には、冷媒配管で構成されている。冷媒回路10には、作動流体として、ハイドロフルオロカーボン、二酸化炭素等の冷媒が充填されている。流路10a〜10fにアキュームレータ等の他の構成要素が設けられていてもよい。
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram of a refrigeration cycle apparatus according to the first embodiment. The
圧縮機2は、例えば、ロータリ圧縮機、スクロール圧縮機等の容積型圧縮機である。放熱器3は、圧縮機2で圧縮された冷媒から熱を奪うための機器であり、典型的には、水−冷媒熱交換器又は空気−冷媒熱交換器で構成されている。容積型流体機械4は、冷媒を膨張させる機能及び冷媒を圧縮する機能を有する。気液分離器5は、容積型流体機械4から吐出された冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離するための機器である。気液分離器5には、液冷媒出口、冷媒入口及びガス冷媒出口が設けられている。膨張弁6は、開度を変更できる弁、例えば電動膨張弁である。蒸発器7は、気液分離器5で分離された液冷媒に熱を与えるための機器であり、典型的には、空気−冷媒熱交換器で構成されている。
The
流路10aは、圧縮機2で圧縮された冷媒が放熱器3に供給されるように、圧縮機2と放熱器3とを接続している。流路10bは、放熱器3から流出した冷媒が容積型流体機械4に供給されるように、放熱器3と容積型流体機械4とを接続している。流路10cは、容積型流体機械4から吐出された冷媒が気液分離器5に供給されるように、容積型流体機械4と気液分離器5とを接続している。流路10dは、気液分離器5で分離されたガス冷媒が圧縮機2に供給されるように、気液分離器5と圧縮機2とを接続している。流路10eは、気液分離器5で分離された液冷媒が蒸発器7に供給されるように、気液分離器5と蒸発器7とを接続している。流路10fは、蒸発器7から流出したガス冷媒が容積型流体機械4に供給(インジェクション)されるように、蒸発器7と容積型流体機械4とを接続している。圧縮機2等の構成要素及び流路10a〜10fにより、本明細書で説明するサイクルを形成することができる。以下、流路10fを「インジェクション流路10f」と称する。
The
本実施形態では、気液分離器5と蒸発器7とを接続している流路10e上に膨張弁6(減圧弁)が設けられている。膨張弁6によれば、気液分離器5で分離され、かつ蒸発器7で加熱されるべき冷媒の圧力を下げることができる。これにより、蒸発器7を流出した冷媒がインジェクション流路10fを通じてスムーズに容積型流体機械4に吸入されうる。
In the present embodiment, the expansion valve 6 (pressure reducing valve) is provided on the
圧縮機2は、冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮する。圧縮された冷媒は、放熱器3で高圧のまま冷却される。冷却された冷媒は、容積型流体機械4で中間圧まで減圧されて気液二相となる。気液二相冷媒は、気液分離器5に流入し、ガス冷媒と液冷媒とに分離される。ガス冷媒は圧縮機2に吸入される。液冷媒は膨張弁6で減圧され、蒸発器7に供給される。蒸発器7において、冷媒は加熱されて蒸発する。蒸発器7から流出したガス冷媒は、容積型流体機械4に吸入され、中間圧まで予備的に圧縮される。中間圧まで圧縮されたガス冷媒が、再び気液分離器5を通って圧縮機2に吸入される。圧縮機2の吸入冷媒の圧力を中間圧まで上げることにより、圧縮機2の負荷が減り、これにより冷凍サイクル装置100のCOPが改善する。
The
上記各段階で特定されるサイクルは、いわゆる「エジェクタサイクル」と等価である。当業者に良く知られているエジェクタサイクルは、非容積型流体機械の一種である「エジェクタ」を使用する。これに対し、本実施形態の冷凍サイクル装置100によれば、容積型流体機械4を用いることにより、エジェクタサイクルと等価なサイクルを構築できる。
The cycle specified in each of the above stages is equivalent to a so-called “ejector cycle”. An ejector cycle well known to those skilled in the art uses an “ejector” which is a type of non-displacement fluid machine. On the other hand, according to the
図2は、図1に示す容積型流体機械4の縦断面図である。図3A及び図3Bは、それぞれ、容積型流体機械4のX-X線及びY-Y線に沿った横断面図である。容積型流体機械4は、密閉容器23、シャフト15、上軸受18(第1閉塞部材)、第1シリンダ11、第1ピストン13、第1ベーン20、中板25、第2シリンダ12、第2ピストン14、第2ベーン21及び下軸受19(第2閉塞部材)を有する。容積型流体機械4は、2段ロータリ型の流体機械として構成されている。シリンダ等の各部品は、密閉容器23に収容されている。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the positive
図2に示すように、シャフト15は、第1偏心部15a及び第2偏心部15bを有する。第1偏心部15a及び第2偏心部15bは、それぞれ、半径方向の外向きに突出している。シャフト15は、第1シリンダ11及び第2シリンダ12の中を貫いており、上軸受18及び下軸受19によって回転可能に支持されている。シャフト15の回転軸は、第1シリンダ11及び第2シリンダ12の各中心に一致している。第2シリンダ12は、第1シリンダ11に対して同心円状に配置されており、中板25によって第1シリンダ11から隔てられている。上軸受18及び中板25によって第1シリンダ11が閉じられており、中板25及び下軸受19によって第2シリンダ12が閉じられている。
As shown in FIG. 2, the
図3Aに示すように、第1ピストン13は、平面視でリングの形状を有しており、自身と第1シリンダ11との間に三日月形の第1の空間16を形成するように第1シリンダ11内に配置されている。第1シリンダ11の内部において、シャフト15の第1偏心部15aに第1ピストン13が取り付けられている。第1シリンダ11には、第1ベーン溝40が形成されており、その第1ベーン溝40に第1ベーン20がスライドできるように取り付けられている。第1ベーン20は、第1の空間16を第1ピストン13の周方向に沿って仕切っている。これにより、第1シリンダ11の内部に、第1吸入空間16a及び第1吐出空間16bが形成されている。
As shown in FIG. 3A, the
図3Bに示すように、第2ピストン14は、平面視でリングの形状を有しており、自身と第2シリンダ12との間に三日月形の第2の空間17を形成するように第2シリンダ12内に配置されている。第2シリンダ12の内部において、シャフト15の第2偏心部15bに第2ピストン14が取り付けられている。第2シリンダ12には、第2ベーン溝41が形成されており、その第2ベーン溝41に第2ベーン21がスライドできるように取り付けられている。第2ベーン21は、第2の空間17を第2ピストン14の周方向に沿って仕切っている。これにより、第2シリンダ12の内部に、第2吸入空間17a及び第2吐出空間17bが形成されている。
As shown in FIG. 3B, the
第2の空間17は、第1の空間16の容積よりも大きい容積を有する。具体的に、本実施形態では、第2シリンダ12は、第1シリンダ11の厚みよりも大きい厚みを有する。さらに、第2シリンダ12は、第1シリンダ11の内径よりも大きい内径を有する。第2の空間17が第1の空間16の容積よりも大きい容積を有するように、各部品の寸法が適切に調節されている。
The
シャフト15の回転方向に関して、第1偏心部15aの突出方向は、第2偏心部15bの突出方向に一致している。シャフト15の回転方向に関して、第1ベーン20が配置されている角度位置は、第2ベーン21が配置されている角度位置に一致している。従って、第1ピストン13の上死点のタイミングは、第2ピストン14の上死点のタイミングに一致している。なお、「ピストンの上死点のタイミング」とは、ピストンによってベーンがベーン溝に最大限押し込まれたタイミングを意味する。
With respect to the rotation direction of the
図3A及び図3Bに示すように、第1ベーン20の背後には、第1ばね42が配置されており、第2ベーン21の背後には、第2ばね43が配置されている。第1ばね42及び第2ばね43は、それぞれ、第1ベーン20及び第2ベーン21をシャフト15の中心に向かって押している。第1ベーン溝40及び第2ベーン溝41には、密閉容器23の内部に溜められた潤滑油が供給される。なお、第1ピストン13と第1ベーン20とが単一の部品、いわゆるスイングピストンで構成されていてもよい。また、第1ベーン20が第1ピストン13に係合していてもよい。このことは、第2ピストン14及び第2ベーン21についても同じである。
As shown in FIGS. 3A and 3B, a
図2に示すように、容積型流体機械4は、さらに、吸入管22、吸入ポート24、吐出管26、吐出ポート27、インジェクションポート30及びインジェクション吸入管29を有する。吸入ポート24を通じて、第1の空間16(詳細には第1吸入空間16a)に冷媒を供給できる。吐出ポート27を通じて、第2の空間17(詳細には第2吐出空間17b)から冷媒を排出できる。吸入ポート24及び吐出ポート27には、それぞれ、吸入管22及び吐出管26が接続されている。吸入管22は、冷媒回路10(図1)における流路10bの一部を構成している。吐出管26は、冷媒回路10における流路10cの一部を構成している。吐出ポート27には、流路10cから第2吐出空間17bへの冷媒の逆流を防ぐ吐出弁28(逆止弁)が設けられている。吐出弁28は、典型的には、金属製の薄板で作られたリード弁である。第2吐出空間17bの圧力が吐出管26の内部の圧力(流路10cの圧力)を上回ると吐出弁28が開く。第2吐出空間17bの圧力が吐出管26の内部の圧力以下のとき、吐出弁28は閉じている。
As shown in FIG. 2, the positive
吸入ポート24及び吐出ポート27は、それぞれ、上軸受18及び下軸受19に形成されている。ただし、吸入ポート24は第1シリンダ11に形成されていてもよく、吐出ポート19は第2シリンダ12に形成されていてもよい。
The
中板25には連通孔25a(連通流路)が設けられている。連通孔25aは、中板25を厚さ方向に貫いている。第1シリンダ11の第1吐出空間16bは、連通孔25aを通じて、第2シリンダ12の第2吸入空間17aに連通している。これにより、第1吐出空間16b、連通孔25a及び第2吸入空間17aが1つの作動室として機能できる。第2の空間17の容積が第1の空間16の容積よりも大きいので、第1吐出空間16b、連通孔25a及び第2吸入空間17aに閉じ込められた冷媒は、シャフト15を回転させながら膨張する。
The
容積型流体機械4において、「作動室」は、第1の空間16、第2の空間17及び連通孔25aによって形成されている。作動室は、容積を増大させることによって冷媒を膨張させ、かつ、容積を減少させることによって冷媒を圧縮する。詳細には、第1吸入空間16aが冷媒を吸入する作動室として機能し、第1吐出空間16b、連通孔25a及び第2吸入空間17aが冷媒を膨張及び過膨張させる作動室として機能し、第2吐出空間17bが冷媒を再圧縮及び吐出する作動室として機能する。第1の空間16の容積は、作動室の吸入容積V1に一致している。第2の空間17の容積は、再圧縮行程の開始時における作動室の容積V2に一致している。
In the positive
特に、本実施形態では、第1の空間16の容積V1に対する第2の空間17の容積V2の比(V2/V1)は、容積型流体機械4に吸入された冷媒が第1吐出空間16b、連通孔25a及び第2吸入空間17aで構成された作動室において膨張及び過膨張できる値に調節されている。つまり、容積V2が容積V1よりも遥かに大きい。容積比(V2/V1)は、例えば、放熱器3の出口における冷媒の体積流量VGCに対する、気液分離器5の入口における冷媒の体積流量VSEPの比(VSEP/VGC)に概ね等しくなるように設計されている。
In particular, in the present embodiment, the ratio (V2 / V1) of the volume V2 of the
本実施形態において、インジェクションポート30は第2の空間17に向かって開口している。この構成によれば、蒸発器7で気化した冷媒(インジェクション冷媒)は、連通孔25aを経由することなく第2吸入空間17aに直接供給される。従って、連通孔25aを通過する際に発生する可能性のある圧力損失を避けることができる。また、インジェクションポート30が下軸受19に設けられ、吸入ポート24が上軸受18に設けられているので、インジェクションポート30が吸入ポート24から離れている。そのため、第1吸入空間16aに吸入されるべき冷媒(吸入冷媒)がインジェクション冷媒で冷却されること、すなわち、吸入ポート24における冷媒のエンタルピーの減少を防止できる。このことは、動力回収効率の向上にとって有利である。さらに、インジェクション冷媒が吸入冷媒で加熱されること、すなわち、インジェクション冷媒が膨張して体積効率が低下することを防止できる。なお、第1の空間16又は連通孔25aに向かって開口するようにインジェクションポート30を形成することも可能である。
In the present embodiment, the
本実施形態では、中板25と向かい合う位置において上軸受18が第1シリンダ11の端面を閉じている。また、中板25と向かい合う位置において下軸受19が第2シリンダ12の端面を閉じている。そして、下軸受19にインジェクションポート30が設けられている。下軸受19にインジェクションポート30が設けられている場合、第2ピストン14の端面でインジェクションポート30を開閉できるので、シール性が向上し、インジェクションポート30を通じた冷媒の漏れを低減できる。さらに、インジェクションポート30の寸法及び配置の自由度(設計の自由度)も高い。なお、インジェクションポート30は第2シリンダ12に形成されていてもよい。
In the present embodiment, the
図3Bに破線で示すように、連通孔25aは第2シリンダ12に面した開口を有する。図4に示すように、シャフト15の回転軸Oを含み、かつ連通孔25aの開口に接する2つの仮想的な平面を第1平面対M1と定義する。シャフト15の回転軸Oを含み、かつインジェクションポート30に接する2つの仮想的な平面を第2平面対M2と定義する。本実施形態では、シャフト15の周りにおいて、第1平面対M1によって挟まれた角度範囲R1が、第2平面対M2によって挟まれた角度範囲R2に重なっている。このような位置関係によれば、連通孔25aを通じて第1吐出空間16bが第2吸入空間17aに連通するのと略同時にインジェクションポート30が第2吸入空間17aに開口(露出)し、第2吸入空間17aに冷媒を導くことが可能となる。すなわち、吸入冷媒が膨張し始めるのと略同時にインジェクションポート30が第2吸入空間17aに開口(露出)する。第2吸入空間17aの圧力がインジェクション流路10fの圧力まで低下したら、直ちに、インジェクションポート30から第2吸入空間17aに冷媒が供給される。従って、幅広い運転条件で過度な過膨張を防止できる。
As shown by a broken line in FIG. 3B, the
本実施形態において、シャフト15の回転方向に関して、第2ベーン21が配置されている位置(第2ベーン溝41の位置)を0度の角度を有する「基準位置」と定義する。第1ベーン20が配置されている位置は第2ベーン21が配置されている位置に一致しているので、第1ベーン20が配置されている位置も基準位置に一致する。
In the present embodiment, with respect to the rotation direction of the
吸入ポート24は、例えば0〜40度の範囲に設けられている。連通孔25aは、第2シリンダ12側から見て、例えば0〜40度の範囲に設けられている。吐出ポート27は、例えば320〜360度の範囲に設けられている。
The
吸入ポート24、連通孔25a及びインジェクションポート30の位置関係から理解できるように、インジェクションポート30は、作動室(第1の空間16、連通孔25a及び第2の空間17)を介して吸入ポート24に連通しない位置に設けられている。
As can be understood from the positional relationship among the
吸入ポート24の開口面積、インジェクションポート30の開口面積及び吐出ポート27の開口面積は、各ポートを通過する冷媒の流量(体積流量)を考慮して適切に設計されるべきである。冷凍サイクル装置100において、インジェクション流路10fを流れる冷媒の体積流量は非常に大きい。つまり、インジェクションポート30を通過する冷媒の体積流量は非常に大きい。他方、吸入ポート24を通過する冷媒は液相(代替フロン)又は超臨界状態(CO2)であるため、その体積流量は比較的小さい。従って、インジェクションポート30の開口面積を吸入ポート24の開口面積よりも大きくすることが圧力損失を低減する観点から望ましい。
The opening area of the
図2に示すように、下軸受19には、インジェクション流路10f(インジェクション管29)からインジェクションポート30に冷媒を導く内部流路19cが形成されている。内部流路19cには、逆止弁34が設けられている。逆止弁34は、第2吸入空間17aの圧力がインジェクション流路10fの圧力(インジェクション吸入管29内の圧力)を下回った場合に開く。第2吸入空間17aの圧力がインジェクション流路10fの圧力以上のとき、逆止弁34は閉じている。すなわち、逆止弁34は、第2吸入空間17a又は第2吐出空間17bからインジェクション流路10fへの冷媒の逆流を防ぐ役割を担っている。本実施形態では、下軸受19にインジェクションポート30が設けられているので、逆止弁34を配置するための空間を下軸受19に比較的容易に確保できる。
As shown in FIG. 2, the
図2及び図5に示すように、本実施形態では、下軸受19が、第2シリンダ12に接している第1部分19aと、第2シリンダ12から離れている第2部分19bとによって構成されている。第1部分19aには、内部流路19cの一部として、逆止弁34を配置するための凹部19gが形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 5, in the present embodiment, the
図5に示すように、逆止弁34は、弁口33、弁本体31及び弁止め32によって構成されている。弁本体31は、例えば金属製の薄板(リード弁)で作られており、弁口33を開閉するようにインジェクション流路10fの圧力と第2の空間17(作動室)の圧力との差圧によって動かされる。弁止め32は、弁本体31の動きを制限する役割を担う。具体的に、弁止め32は、弁本体31の変位量(リフト量)を制限する支持面32pを有する。支持面32pは、緩やかな曲面で構成されている。弁止め32は、弁口33からインジェクションポート30までの空間の体積を減ずるように、凹部19gの形状に沿った形状を有する。本実施形態では、図7に示すように、弁止め32が全体として靴型の形状を有している。弁本体31及び弁止め32は、ボルト35で下軸受19(第2部分19b)に固定されている。
As shown in FIG. 5, the
図5及び図6に示すように、弁止め32は、凹部19gの寸法よりもやや小さい寸法を有している。弁止め32の周りには、冷媒が流通できる隙間SHが確保されている。弁本体31が図5に破線で示す位置に変位することで、隙間SH及びインジェクションポート30を通じて、内部流路19cから第2の空間17(作動室)へと冷媒が流通できる。弁止め32によれば、弁本体31の十分な可動範囲を確保しつつ、凹部19gと逆止弁34との間の隙間SHの体積を必要十分な体積まで減じることができる。
As shown in FIG.5 and FIG.6, the
図5及び図7に示すように、ボルト35の軸方向に関して、弁止め32の上面の位置は、ボルト35の頂面の位置に一致している。ボルト35の頭部の形状は、弁止め32に形成されたボルト孔の形状に沿っている。図6に示すように、弁止め32の周囲における隙間SHの断面積(流路面積)は、インジェクションポート30の断面積(流路面積)に等しい。このような構成によれば、死容積の増加を抑制しつつ、冷媒が隙間SHを流通するときの圧力損失を低減できる。
As shown in FIGS. 5 and 7, the position of the upper surface of the valve stop 32 matches the position of the top surface of the
次に、図8〜図11を参照して、容積型流体機械の詳細な動作を説明する。図8は、容積型流体機械の動作原理図である。図8の左上図、右上図、右下図及び左下図には、それぞれ、シャフト15を90度ずつ回転させたときの第1ピストン13及び第2ピストン14の位置が示されている。図9は、基準位置からのシャフトの回転角度と作動室の容積との関係を示すグラフである。図10は、基準位置からのシャフトの回転角度と作動室の圧力との関係を示すグラフである。図11は、作動室の容積と圧力(冷媒の圧力と体積)との関係を示すグラフである。
Next, detailed operations of the positive displacement fluid machine will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is an operation principle diagram of the positive displacement fluid machine. The upper left view, upper right view, lower right view, and lower left view of FIG. 8 show the positions of the
図8の左上図及び右上図に示すように、シャフト15が0度の位置から90度の位置に回転するとき、第1シリンダ11では、吸入ポート24に隣接して第1吸入空間16aが新たに生じる。これにより、吸入ポート24を通じて、放熱器3で冷却された冷媒が第1吸入空間16aに吸入される(吸入行程)。シャフト15の回転に伴い、第1吸入空間16aの容積は増加する。シャフト15が360度回転すると、第1吸入空間16aの容積が最大容積(=第1の空間16の容積)に達する。これにより、吸入行程が終了する。
As shown in the upper left diagram and the upper right diagram in FIG. 8, when the
図9において、線ABは、吸入行程での第1吸入空間16aの容積の変化を表している。吸入行程は点Bで終了し、その点Bにおける容積V1は、第1シリンダ11の第1の空間16の容積に相当する。図10において、吸入行程は線ABで示される。吸入行程で第1吸入空間16aに吸入される冷媒は、放熱器3で高い圧力を維持しつつ冷却された冷媒であり、吸入圧力P1(第1の圧力)を有する。
In FIG. 9, line AB represents a change in the volume of the
次に、図8の左上図及び右上図に示すように、シャフト15が360度の位置から450度の位置に回転するとき、第1吸入空間16aは、第1吐出空間16bへと変化する。第2シリンダ12では、連通孔25aに隣接して第2吸入空間17aが新たに生じる。第1吐出空間16bは連通孔25aを通じて第2吸入空間17aと連通している。第1吐出空間16b、連通孔25a及び第2吸入空間17aによって、吸入ポート24及び吐出ポート27のいずれとも連通していない1つの作動室が形成される。シャフト15の回転に伴い、第1吐出空間16b、連通孔25a及び第2吸入空間17aで構成された作動室の中で、冷媒は吐出圧力P2(第2の圧力)まで膨張する(膨張行程)。
Next, as shown in the upper left diagram and the upper right diagram in FIG. 8, when the
シャフト15が単位角度だけ回転したときの第2吸入空間17aの容積の増加量は、第1吐出空間16bの容積の減少量に比べて非常に大きい。そのため、冷媒は急速に膨張し、シャフト15が450度の位置を占有する頃、冷媒の圧力は吐出圧力P2を下回っている。シャフト15の回転に伴って、冷媒は、吐出圧力P2よりも低い圧力P3(第3の圧力)まで過膨張する(過膨張行程)。
The amount of increase in the volume of the
膨張及び過膨張の過程において、冷媒は圧力エネルギーを放出する。冷媒から放出された圧力エネルギーは、ピストン13及び14を介してシャフト15のトルクに変換される。つまり、容積型流体機械4は冷媒から動力を回収する。
In the process of expansion and overexpansion, the refrigerant releases pressure energy. Pressure energy released from the refrigerant is converted into torque of the
冷媒の過膨張が進み、第2吸入空間17aの圧力がインジェクション吸入管29の内部の圧力、すなわち、蒸発器7における蒸発圧力を下回ると、冷媒の過膨張が止まる。これと同時に、インジェクションポート30を通じて、第2吸入空間17aに圧力P3を有する冷媒が供給される。第2吸入空間17aにおいて、供給された冷媒は、過膨張した冷媒に混合される(インジェクション行程)。
When the refrigerant overexpands and the pressure in the
その後、図8の右下図及び左下図に示すように、シャフト15の回転角度が720度に達するまで、インジェクションポート30を通じて、圧力P3を有する冷媒が第2吸入空間17aに供給され続ける。図8の左上図に示すように、シャフト15が720度の位置まで回転すると、第2吸入空間17aの容積が最大容積(=第2の空間17の容積)に達する。これにより、インジェクション行程が終了する。
Thereafter, as shown in the lower right diagram and the lower left diagram in FIG. 8, the refrigerant having the pressure P3 continues to be supplied to the
図9において、膨張行程、過膨張行程及びインジェクション行程での第1吐出空間16bの容積の変化は破線BIで示される。第2吸入空間17aの容積の変化は破線JEで示される。第1吐出空間16b、連通孔25a及び第2吸入空間17aで構成された作動室の容積の変化は線BEで示される。膨張行程、過膨張行程及びインジェクション行程は点Eで終了し、その点Eにおける容積V2は、第2シリンダ12の第2の空間17の容積に相当する。
In FIG. 9, the change in the volume of the
図10において、膨張行程、過膨張行程及びインジェクション行程は、それぞれ、線BC、線CD及び線DEで示される。第1吐出空間16b、連通孔25a及び第2吸入空間17aで構成された作動室の圧力は、膨張行程の開始時における圧力P1からシャフト15の回転に伴って低下する。前述したように、第1の空間16の容積V1に対する第2の空間17の容積V2の比(V2/V1)は、非常に大きい。従って、インジェクションポート30が存在しないと仮定した場合、作動室の圧力は、蒸発器7での冷媒の圧力P3まで低下した後も線BCDの延長線上の破線DHに沿って低下する。しかし、本実施形態の冷凍サイクル装置100に使用された容積型流体機械4はインジェクションポート30を有するので、作動室の圧力が圧力P3まで低下すると、インジェクションポート30を通じて、蒸発器7から流出した圧力P3の冷媒が第2吸入空間17aに供給される。そのため、作動室の圧力の低下は止まり、作動室の容積が図9中の点Eで特定された容積V2に達するまで圧力P3を有する冷媒が作動室に供給され続ける。これにより、膨張行程、過膨張行程及びインジェクション行程が終了する。
In FIG. 10, the expansion stroke, the overexpansion stroke, and the injection stroke are indicated by a line BC, a line CD, and a line DE, respectively. The pressure in the working chamber formed by the
次に、図8の左上図及び右上図に示すように、シャフト15が720度の位置から810度の位置に回転するとき、第2吸入空間17aは、第2吐出空間17bへと変化する。第2吐出空間17bには、吐出ポート27が面している。ただし、図2を参照して説明したように、吐出ポート27には吐出弁28が設けられている。そのため、第2吐出空間17bの圧力が吐出管26の内部の圧力、すなわち、圧縮機2の吸入圧力を上回るまで、第2吐出空間17bの中で冷媒は圧縮される(再圧縮行程)。第2吐出空間17bの中で圧縮される冷媒には、吸入ポート24を通じて容積型流体機械4に吸入された画分と、インジェクションポート30を通じて容積型流体機械4に吸入された画分とが含まれている。
Next, as shown in the upper left diagram and the upper right diagram in FIG. 8, when the
再圧縮行程で冷媒を圧縮するために、膨張行程及び過膨張行程で冷媒から回収した動力が使用される。図8の左上図及び右上図を見ると理解できるように、第2吐出空間17bで再圧縮行程が行われるとき、新たに生成した第2吸入空間17aでは膨張行程及び過膨張行程が行われている。膨張行程及び過膨張行程で冷媒から回収された動力は、そのまま、再圧縮行程で冷媒を圧縮するためのエネルギーとして消費される。
In order to compress the refrigerant in the recompression stroke, the power recovered from the refrigerant in the expansion stroke and the overexpansion stroke is used. As can be understood from the upper left view and the upper right view of FIG. 8, when the recompression stroke is performed in the
本実施形態によれば、膨張行程及び過膨張行程は、連通孔25aを介して第1吐出空間16bと第2吸入空間17aとが連通した時点から、第2吸入空間17aの圧力がインジェクション流路10fの圧力P3(第3の圧力)に一致する時点まで継続する。再圧縮行程は、連通孔25aを介した第1吐出空間16bと第2吸入空間17aとの連通が断たれた時点から、第2吐出空間17bの圧力が流路10cの圧力P2(第2の圧力)に一致する時点まで継続する。そして、シャフト15が1回転する期間の中で、膨張行程及び過膨張行程の行われる期間の少なくとも一部が再圧縮行程の行われる期間に重なっている。このような構成によれば、シャフト15のトルクムラが発生しにくい。このことは、容積型流体機械4の安定した動作に寄与する。
According to the present embodiment, in the expansion stroke and the overexpansion stroke, the pressure in the
第2吐出空間17bの圧力が吐出管26の内部の圧力を上回ると、吐出弁28が開く。これにより、吐出ポート27を通じて、第2吐出空間17bから吐出管26に冷媒が吐出される(吐出行程)。シャフト15の回転に伴って第2吐出空間17bの容積は減少し、シャフト15が1080度の位置まで回転すると第2吐出空間17bは消滅する。これにより、吐出行程が終了する。
When the pressure in the
図9において、再圧縮行程及び吐出行程での第2吐出空間17bの容積の変化は線EGで示される。図10において、再圧縮行程及び吐出行程は、それぞれ、線EF及び線FGで示される。膨張行程及び過膨張行程の終了直後において、冷媒の圧力P3は、吐出管26の内部の圧力P2よりも低い。このとき、吐出弁28は閉じている。第2吐出空間17bの容積の減少に伴い、冷媒は圧力P2まで再圧縮される。その後、吐出弁28の前後で圧力が均衡することにより吐出弁28が開き、第2吐出空間17bから吐出管26へと圧力P2の冷媒が吐出される。点Gにおいて、吐出行程が終了する。
In FIG. 9, the change in the volume of the
図11は、作動室の圧力と容積との関係を示すPV線図である。吸入行程は線AB、膨張行程は線BC、過膨張行程は線CD、インジェクション行程は線DE、再圧縮行程は線EF、吐出行程は線FCGで示される。容積型流体機械4が冷媒から回収するエネルギーは点ABCDLGで囲まれた領域の面積に相当し、過膨張後の冷媒を再圧縮するために必要な仕事は点LDEFCGで囲まれた領域の面積に相当する。回収エネルギー、再圧縮に必要な仕事、及び各種損失は、バランスする。従って、容積型流体機械4はモータ等を用いなくても自律回転する。点CDLGで囲まれた領域は、回収エネルギーと再圧縮に必要な仕事とに共通であるため相殺できる。結局、点ABCGで囲まれた領域の面積に相当するエネルギーを冷媒から回収し、回収したエネルギーを使って、点CDEFで囲まれた領域の面積に相当する仕事を冷媒に対して行う。
FIG. 11 is a PV diagram showing the relationship between the pressure and volume of the working chamber. The suction stroke is indicated by line AB, the expansion stroke is indicated by line BC, the overexpansion stroke is indicated by line CD, the injection stroke is indicated by line DE, the recompression stroke is indicated by line EF, and the discharge stroke is indicated by line FCG. The energy that the positive
本実施形態では、吸入容積V1に対する膨張行程又は過膨張行程における作動室の容積Veの比率(Ve/V1)が、圧力P3の冷媒の密度ρ3に対する圧力P1の冷媒の密度ρ1の比率(ρ1/ρ3)に等しいとき又はそれよりも小さいときに、インジェクションポート30が作動室に開口する。このようにすれば、年間効率に最も寄与する条件において過度な過膨張が起こることを防止できるので、冷凍サイクル装置100を高い効率で運転できる。より具体的には、シャフト15の回転方向に関して、インジェクションポート30は、例えば0〜270度(又は0〜180度)の範囲に設けられている。なお、冷媒の密度ρ3は、圧力P1及び密度ρ1で容積型流体機械4に吸入された冷媒が圧力P3になるまで断熱膨張した場合の密度を意味する。
In this embodiment, the ratio (Ve / V1) of the working chamber volume Ve in the expansion stroke or overexpansion stroke to the suction volume V1 is the ratio of the refrigerant density ρ1 at the pressure P1 to the refrigerant density ρ3 at the pressure P3 (ρ1 / When equal to or smaller than ρ3), the
インジェクションポート30が作動室に開口する時点での作動室(第1吐出空間16b、連通路25a及び第2吸入空間17a)の容積をViとすると、容積Viは、図10の点Dにおける容積VDに等しい又はそれよりも小さいことが望ましい。図12を参照してその理由を説明する。図12は、Vi>VDである場合、言い換えれば、過度な過膨張が起きた場合における、作動室の容積と作動室の圧力との関係を示すグラフである。
When the volume of the working chamber (the
容積型流体機械4に吸入された冷媒は、作動室の容積の増加に伴って膨張及び過膨張し、圧力P3に達する(点D)。ここで、点Dを「過給切替点」と呼ぶ。過給切替点は、作動室の圧力とインジェクション流路10fの圧力との大小関係が切り替わる点である。過給切替点よりも作動室の容積が小さいときには作動室の圧力がインジェクション流路10fよりも高く、作動室の容積が大きいときには作動室の圧力はインジェクション流路10fの圧力よりも低い。
The refrigerant sucked into the positive
従って、Vi>VDの場合、過給切替点に達してもインジェクションポート30から作動室に冷媒が供給されず、作動室の容積は増加し続ける。つまり、過膨張行程が過度に進み、作動室内の圧力が低下し続ける。その結果、図12に示すように、点DRSで囲まれた領域の面積に相当するエネルギーの損失が発生する。この損失は、Vi≦VDを満足する場合に実質的にゼロになる。
Therefore, when V i > V D , the refrigerant is not supplied from the
過給切替点は運転条件によって変化する。ただし、必ずしも全ての運転条件に対してVi≦VDを満足する必要はない。起こりうる全ての運転条件のうち少なくとも1つの運転条件、例えば、冷凍サイクル装置100の年間運転効率に最も寄与する運転条件において、Vi≦VDを満たすように設計することができる。例えば、冷凍サイクル装置100をヒートポンプ式温水暖房機に適用する場合、その年間効率に最も寄与する条件は冬期条件である。
The supercharging switching point varies depending on operating conditions. However, it is not always necessary to satisfy V i ≦ V D for all operating conditions. It can be designed to satisfy V i ≦ V D under at least one of all possible operating conditions, for example, the operating condition that contributes most to the annual operating efficiency of the
以上に説明したように、本実施形態によれば、膨張行程、過膨張行程及び再圧縮行程が吸入行程と吐出行程との間の一連の行程として行われる。従って、本実施形態によれば、特許文献1に記載された冷凍サイクル装置のように、膨張機及び副圧縮機を別々に設ける必要がなく、シンプルな構造の容積型流体機械4を使用して上記各行程を実施できる。容積型流体機械4の部品点数は、膨張機及び副圧縮機を別々に設けた場合に比べて少ない。従って、冷凍サイクル装置100の製造コストを抑えることができる。
As described above, according to the present embodiment, the expansion stroke, the overexpansion stroke, and the recompression stroke are performed as a series of strokes between the suction stroke and the discharge stroke. Therefore, according to the present embodiment, unlike the refrigeration cycle apparatus described in
また、インジェクションポート30に隣接して逆止弁34が設けられているので、再圧縮行程及び吐出行程において、第2吐出空間17bからインジェクション流路10fへと冷媒が逆流することを防止できる。このことは、容積型流体機械4の効率の向上に寄与する。
Further, since the
また、吐出ポート27に吐出弁28が設けられているので、冷媒を再圧縮及び吐出するための仕事を低減できる。吐出弁28が設けられていない場合、シャフト15の回転角度が720度の位置を過ぎて第2吐出空間17bに吐出ポート27が面した瞬間に、吐出管26(流路10c)から第2吐出空間17bに冷媒が逆流する可能性がある。冷媒の逆流が発生すると、再圧縮行程及び吐出行程は、図10では線EKFG、図11では線EKFCGで示される。つまり、点EKFで囲まれた領域の面積に相当する仕事が、再圧縮及び吐出のために余分に必要となる。吐出弁28を設けることにより、この不利益を回避できるので、冷媒を再圧縮及び吐出するための仕事を低減でき、容積型流体機械4の効率も向上する。また、圧力P2の冷媒で満たされた第2吐出空間17bに、圧力P3の冷媒で満たされた吸入管26が直接結合することによって破裂音が発生することを防止できる。従って、容積型流体機械4の騒音及び振動を抑制できる。
Moreover, since the
また、本実施形態では、容積型流体機械4が2段ロータリ流体機械の構造を有している。第1吐出空間16b、連通孔25a及び第2吸入空間17aで構成された作動室で膨張行程及び過膨張行程が進行し、第2吐出空間17bで再圧縮行程及び吐出行程が進行する。つまり、容積型流体機械4の中で、膨張行程及び過膨張行程が、再圧縮行程及び吐出行程と同時進行する。そのため、冷媒からのエネルギー回収と、冷媒に対する圧縮仕事とを同時に行うことができる。エネルギー回収と圧縮仕事とを同時に行うと、これらを交互に行う場合と比較してシャフト15の回転速度の変動が低減する。これにより、容積型流体機械4を安定して動作させることができるとともに、容積型流体機械4の騒音及び振動も低減する。また、冷媒回路10の冷媒の循環量が少ない場合に、シャフト15の回転速度の変動によりシャフト15が減速及び停止することを防止できる。
In the present embodiment, the positive
本実施形態では、再圧縮行程の開始時における作動室の容積(第2の空間17の容積)をV2としたとき、吸入容積V1に対する容積V2の比率(V2/V1)は、第2の圧力P2の冷媒の密度ρ2に対する第1の圧力P1の冷媒の密度ρ1の比率(ρ1/ρ2)よりも大きい。この構成によれば、確実に過膨張を生じさせることができる。 In the present embodiment, when the volume of the working chamber (volume of the second space 17) at the start of the recompression stroke is V2, the ratio of the volume V2 to the suction volume V1 (V2 / V1) is the second pressure. It is larger than the ratio (ρ1 / ρ2) of the density ρ1 of the refrigerant at the first pressure P1 to the density ρ2 of the refrigerant at P2. According to this configuration, it is possible to reliably cause overexpansion.
本実施形態において、インジェクション流路10fを通じて容積型流体機械4のインジェクションポート30に供給されるべき冷媒はガス冷媒である。具体的には、蒸発器7で低温側熱源(例えば空気)から熱を受け取って液体から気体へと蒸発した後の冷媒を容積型流体機械4にインジェクションする。容積型流体機械4において低温側熱源からの熱エネルギー吸収に寄与していない冷媒(液冷媒)を圧縮する仕事が減るので、冷凍サイクル装置100のCOPが向上する。従って、乾き度1.0の冷媒又は過熱された冷媒(つまりガス冷媒のみ)がインジェクションポート30に供給されるように、膨張弁6(第2実施形態では膨張弁45)の開度を調節することが好ましい。
In the present embodiment, the refrigerant to be supplied to the
本実施形態の冷凍サイクル装置100は、給湯機又は温水暖房機に好適に使用できる。給湯及び温水暖房を目的とした場合、空気調和装置のような冷暖房の切り替えは不要である。つまり、四方弁等の構成要素を省略できるので、更なるコストの削減を期待できる。
The
冷凍サイクル装置100を給湯機又は温水暖房機に使用した場合、次のような利点がある。夜間電力を用いてタンクに貯湯する場合、給湯機は、通常、定格運転を行う。温水暖房機は、通常、連続運転を行う。起動後しばらく時間が経過すると室内の温度が一定となるので、温水暖房機の負荷は安定する。このような運転形態を考慮すると、放熱器3の出口における冷媒の体積流量に対する、気液分離器5の入口における冷媒の体積流量の比は概ね一定である。従って、第1の空間16の容積V1に対する第2の空間17の容積V2の比(V2/V1)を体積流量の比に一致させやすい。これにより、動力回収の効果をより十分に得ることができる。
When the
二酸化炭素に代表される超臨界冷媒は、冷凍サイクルにおける高圧と低圧との差が大きい。具体的には、容積型流体機械4における吸入圧力P1と吐出圧力P2との差が大きい。そのため、容積型流体機械4で回収できる動力も大きい。従って、二酸化炭素は、冷凍サイクル装置100の冷媒として好適である。もちろん、冷媒の種類が特に限定されるわけではなく、二酸化炭素以外の自然冷媒、R410A等の代替フロン、R1234yf等の低GWP(Global Warming Potential)冷媒を使用できる。
A supercritical refrigerant typified by carbon dioxide has a large difference between high pressure and low pressure in the refrigeration cycle. Specifically, the difference between the suction pressure P1 and the discharge pressure P2 in the positive
冷媒から動力を回収する手段として容積型流体機械4を冷凍サイクル装置100に使用することにより、回収動力を圧縮仕事の一部として利用できる。圧縮機2の吸入圧力と吐出圧力との差が減少するので、圧縮機2の負荷が軽減し、冷凍サイクル装置100のCOPが改善する。ただし、本実施形態で説明した容積型流体機械4は、冷凍サイクル装置以外の装置にも使用できる可能性がある。
By using the positive
(第2実施形態)
図13は、第2実施形態に係る冷凍サイクル装置の構成図である。冷凍サイクル装置200は、圧縮機2、放熱器3、容積型流体機械4、膨張弁45(減圧弁)、第1蒸発器46及び第2蒸発器47を備えている。これらの構成要素は、冷媒回路50を形成するように、流路50a〜50fによって互いに接続されている。
(Second Embodiment)
FIG. 13 is a configuration diagram of a refrigeration cycle apparatus according to the second embodiment. The
圧縮機2、放熱器3及び容積型流体機械4は、同一の参照符号を付していることから理解できるように、第1実施形態と同じものである。膨張弁45は、開度を変更できる弁、例えば電動膨張弁である。第1蒸発器46及び第2蒸発器47は、それぞれ、冷媒に熱を与えるための機器であり、典型的には、空気−冷媒熱交換器で構成されている。
The
流路50aは、圧縮機2で圧縮された冷媒が放熱器3に供給されるように、圧縮機2と放熱器3とを接続している。流路50bは、放熱器3から流出した冷媒の一部が容積型流体機械4に供給されるように、放熱器3と容積型流体機械4とを接続している。流路50cは、容積型流体機械4から吐出された冷媒が第1蒸発器46に供給されるように、容積型流体機械4と第1蒸発器46とを接続している。流路50dは、第1蒸発器46から流出した冷媒が圧縮機2に供給されるように、第1蒸発器46と圧縮機2とを接続している。流路50eは、放熱器3から流出した冷媒の一部が第2蒸発器47に供給されるように、放熱器3と第2蒸発器47とを接続している。詳細には、流路50eは、流路50bから分岐している流路(分岐流路)であって、放熱器3と容積型流体機械4との間の流路50bに接続された上流端と、第2蒸発器47に接続された下流端とを有する。流路50e上には膨張弁45が配置されている。冷媒は、膨張弁45で減圧された後、第2蒸発器47に流入する。流路50fは、第2蒸発器47から流出したガス冷媒が容積型流体機械4に供給(インジェクション)されるように、第2蒸発器47と容積型流体機械4とを接続している。
The
第1蒸発器46及び第2蒸発器47は、第1蒸発器46で冷却された熱媒体(例えば空気)が第2蒸発器47でさらに冷却されるように、熱媒体の流路上に配置されている。図9中に矢印で示す方向が熱媒体の流れ方向である。第1蒸発器46における冷媒の温度は、第2蒸発器47における冷媒の温度よりも高い。従って、図9に示すように、熱媒体の流路の上流側に第1蒸発器46が配置され、下流側に第2蒸発器47が配置されている場合、熱媒体(空気)と冷媒とがあたかも対向流を形成する形となる。これにより、蒸発器46及び47における、冷媒と熱媒体との熱交換効率が向上する。また、第2蒸発器47から流出した冷媒を容積型流体機械4で昇圧するため、第1実施形態と同様に、冷凍サイクル装置200のCOPが向上する。
The
圧縮機2は、冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮する。圧縮された冷媒は、放熱器3で高圧のまま冷却される。冷却された冷媒は、2つの流路50b及び50eに流れる。冷却された冷媒の一部は、流路50bを通じて容積型流体機械4に吸入される。容積型流体機械4に吸入された冷媒は、容積型流体機械4で中間圧まで減圧されて気液二相となる。容積型流体機械4から吐出された冷媒は、流路50cを通じて第1蒸発器46に流入する。第1蒸発器46に流入した冷媒は、第1蒸発器46で加熱され、その後、流路50dを通じて圧縮機2に吸入される。他方、放熱器3で冷却された冷媒の残部は、膨張弁45で減圧されて気液二相に変化した後、流路50eを通じて第2蒸発器47に供給される。第2蒸発器47に流入した冷媒は、第2蒸発器47で加熱され、その後、インジェクション流路50fを通じて容積型流体機械4に供給(インジェクション)される。
The
(変形例)
第1及び第2実施形態において、容積型流体機械4は、2段ロータリ流体機械の構造を有する。容積型流体機械4と同じ機能を有する容積型流体機械として、他の型式、例えばスクロール式の流体機械を使用してもよい。さらに、シリンダ及びピストンをそれぞれ1つのみ備えた単段のロータリ流体機械の構造を有する容積型流体機械を採用してもよい。そのような容積型流体機械は、部品点数を削減、小型化及びコストを低減に有利である。
(Modification)
In the first and second embodiments, the positive
図14は、変形例に係る容積型流体機械の縦断面図である。図15は、図14に示す容積型流体機械のW-W線に沿った横断面図である。容積型流体機械44は、密閉容器59、シャフト53、上軸受55、シリンダ51、ピストン52、ベーン57及び下軸受56を有する。このように、容積型流体機械44は、単段のロータリ流体機械の構造を有する。
FIG. 14 is a longitudinal sectional view of a positive displacement fluid machine according to a modification. 15 is a cross-sectional view of the positive displacement fluid machine shown in FIG. 14 taken along the line WW. The positive
図14に示すように、シャフト53は半径方向の外向きに突出している偏心部53aを有する。シャフト53は、シリンダ51の中を貫いており、上軸受55及び下軸受56によって回転可能に支持されている。シャフト53の回転軸は、シリンダ51の中心に一致している。上軸受55及び下軸受56によってシリンダ51が閉じられている。
As shown in FIG. 14, the
図15に示すように、ピストン52は、平面視でリングの形状を有しており、自身とシリンダ51との間に三日月形の空間54を形成するようにシリンダ51内に配置されている。シリンダ51の内部において、シャフト53の偏心部53aにピストン52が取り付けられている。シリンダ51には、ベーン溝68が形成されており、ベーン溝68にベーン57がスライドできるように取り付けられている。ベーン57は、空間54をピストン52の周方向に沿って仕切っている。これにより、シリンダ51の内部に、吸入空間54a及び吐出空間54bが形成されている。ベーン57の背後には、ばね69が配置されている。ばね69は、ベーン57をシャフト53の中心に向かって押している。ベーン溝68には、密閉容器59の内部に溜められた潤滑油が供給される。なお、ピストン52とベーン57とが単一の部品、いわゆるスイングピストンで構成されていてもよい。また、ベーン57がピストン52に係合していてもよい。
As shown in FIG. 15, the
図14に示すように、容積型流体機械44は、さらに、吸入管58、吸入ポート60、吐出管62、吐出ポート63、インジェクションポート30及びインジェクション吸入管29を有する。吸入ポート60を通じて、空間54(詳細には吸入空間54a)に冷媒を供給できる。吐出ポート63を通じて、空間54(詳細には吐出空間54b)から冷媒を排出できる。吸入ポート60及び吐出ポート63には、それぞれ、吸入管58及び吐出管62が接続されている。吸入管58は、冷媒回路10(図1)における流路10bの一部を構成している。吐出管62は、冷媒回路10における流路10cの一部を構成している。吐出ポート63には、流路10cから吐出空間54bへの冷媒の逆流を防ぐ吐出弁64(逆止弁)が設けられている。吐出弁64は、典型的には、金属製の薄板で作られたリード弁である。吐出空間54bの圧力が吐出管62の内部の圧力(流路10cの圧力)を上回ると吐出弁64が開く。吐出空間54bの圧力が吐出管62の内部の圧力以下のとき、吐出弁64は閉じている。
As shown in FIG. 14, the positive
吸入ポート60及び吐出ポート63は、それぞれ、シリンダ51及び下軸受56に形成されている。ただし、吸入ポート60は、上軸受55又は下軸受56に形成されていてもよい。吐出ポート63は、上軸受55又はシリンダ51に形成されていてもよい。
The
容積型流体機械44は、さらに、吸入ポート60を通じてシリンダ51の空間54に冷媒が流入するタイミングを制御する吸入機構61を有する。本変形例において、吸入機構61は、吸入弁61a及びソレノイド61bを含むソレノイドバルブで構成されている。ソレノイド61bの印加電圧のオンとオフを切り替えることにより、吸入弁61aの開閉を制御できる。
The positive
インジェクションポート30は、吸入空間54aに冷媒を供給できるように、上軸受55に形成されている。インジェクションポート30には、吸入空間54a又は吐出空間54bからインジェクション流路10fへの冷媒の逆流を防ぐ逆止弁34が設けられている。インジェクションポート30及び逆止弁34の詳細な構造は、第1実施形態で説明した通りである。
The
本変形例において、シャフト53の回転方向に関して、ベーン57が配置されている位置(ベーン溝68の位置)を0度の角度を有する「基準位置」と定義する。図15に示すように、シャフト53の回転方向(時計回り方向)に関して、インジェクションポート30は、例えば0〜180度(又は0〜90度)の範囲に設けられている。これにより、過度な過膨張を防止できる。吸入ポート60及び吐出ポート63は、ベーン57に隣接する位置に設けられている。
In this modification, the position where the
容積型流体機械44において、吸入空間54aが冷媒を吸入、膨張及び過膨張させる作動室として機能する。吐出空間54bが冷媒を再圧縮及び吐出する作動室として機能する。
In the positive
次に、図10及び図16を参照して、容積型流体機械44の詳細な動作を説明する。図16は、容積型流体機械44の動作原理図である。図16の左上図、右上図、右下図及び左下図には、それぞれ、シャフト53を90度ずつ回転させたときのピストン52の位置が示されている。吸入弁61aは、例えば、シャフト53の回転角度が0度から90度の範囲で開き、以後、360度を1周期として開閉を繰り返す。
Next, the detailed operation of the positive
図16の左上図及び右上図に示すように、シャフト53が0度の位置から90度の位置に回転するとき、吸入ポート60に隣接して吸入空間54aが新たに生じる。吸入ポート60を通じて、吸入空間54aに冷媒が吸入される(吸入行程)。シャフト53が0度の位置から概ね90度の位置まで回転すると、吸入弁61aが閉じる。これにより、吸入行程が終了する。図10において、吸入行程は線ABで示される。
As shown in the upper left diagram and the upper right diagram in FIG. 16, when the
吸入弁61aが閉じると、吸入空間54aの中で冷媒は吐出圧力P2まで膨張する(膨張行程)。シャフト53の回転に伴って、冷媒は、吐出圧力P2よりも低い圧力P3まで過膨張する(過膨張行程)。膨張行程及び過膨張行程において、容積型流体機械44は冷媒から動力を回収する。図10において、膨張行程及び過膨張行程は線BCDで示される。
When the
冷媒の過膨張が進み、吸入空間54aの圧力がインジェクション吸入管29の内部の圧力を下回ると、冷媒の過膨張が止まる。これと同時に、インジェクションポート30を通じて、吸入空間54aに圧力P3を有する冷媒が供給される。吸入空間54aにおいて、供給された冷媒は、過膨張した冷媒に混合される(インジェクション行程)。
When the refrigerant overexpands and the pressure in the
その後、シャフト53の回転角度が360度に達するまで、インジェクションポート30を通じて、圧力P3を有する冷媒が吸入空間54aに供給され続ける。図16の左上図に示すように、シャフト53が360度の位置まで回転すると、吸入空間54aの容積が最大容積(=空間54の容積)に達する。これにより、インジェクション行程が終了する。図10において、インジェクション行程は線DEで示される。吸入行程の終了時における作動室(吸入空間54a)の容積V1は、吸入弁61aが閉じる瞬間のシャフト53の回転角度により規定される。
Thereafter, the refrigerant having the pressure P3 continues to be supplied to the
次に、図16の左上図及び右上図に示すように、シャフト53が360度の位置から450度の位置に回転するとき、吸入空間54aは、吐出空間54bへと変化する。吐出空間54bには、吐出ポート63が面している。ただし、図14を参照して説明したように、吐出ポート63には吐出弁64が設けられている。そのため、吐出空間54bの圧力が吐出管62の内部の圧力、すなわち、圧縮機2の吸入圧力を上回るまで、吐出空間54bの中で冷媒は圧縮される(再圧縮行程)。
Next, as shown in the upper left view and the upper right view of FIG. 16, when the
吐出空間54bの圧力が吐出管62の内部の圧力を上回ると、吐出弁64が開く。これにより、吐出ポート63を通じて、吐出空間54bから吐出管62に冷媒が吐出される(吐出行程)。シャフト53の回転に伴って吐出空間54bの容積は減少し、シャフト53が720度の位置まで回転すると吐出空間54bは消滅する。これにより、吐出行程が終了する。図10において、再圧縮行程及び吐出行程は、それぞれ、線EF及び線FGで示される。
When the pressure in the
以上に説明したように、本変形例の容積型流体機械44は、第1実施形態で説明した容積型流体機械4と同じ機能を有する。
As described above, the positive
本発明の冷凍サイクル装置は、給湯機、温水暖房装置及び空気調和装置等に利用できる。 The refrigeration cycle apparatus of the present invention can be used for a water heater, a hot water heater, an air conditioner, and the like.
2 圧縮機
3 放熱器
4,44 容積型流体機械
5 気液分離器
6 膨張弁
7 蒸発器
10a〜10f 流路
11 第1シリンダ
12 第2シリンダ
13 第1ピストン
14 第2ピストン
15 シャフト
16 第1の空間
16a 第1吸入空間
16b 第1吐出空間
17 第2の空間
17a 第2吸入空間
17b 第2吐出空間
18,55 上軸受(第1閉塞部材)
19,56 下軸受(第2閉塞部材)
19c 内部流路
19g 凹部
20 第1ベーン
21 第2ベーン
24 吸入ポート
25a 連通孔
27 吐出ポート
30 インジェクションポート
31 弁本体
32 弁止め
34 逆止弁
45 膨張弁
46 第1蒸発器
47 第2蒸発器
50a〜50f 流路
51 シリンダ
52 ピストン
53 シャフト
54 空間
54a 吸入空間
54b 吐出空間
60 吸入ポート
63 吐出ポート
100,200 冷凍サイクル装置
2
19, 56 Lower bearing (second closing member)
Claims (12)
前記圧縮機で圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、
作動室及びインジェクションポートを有し、(i)前記放熱器で冷却された冷媒を第1の圧力で前記作動室に吸入する行程と、(ii)前記作動室において、吸入した冷媒を前記第1の圧力よりも低い第2の圧力まで膨張させ、さらに前記第2の圧力よりも低い第3の圧力まで過膨張させる行程と、(iii)前記インジェクションポートを通じて前記作動室に前記第3の圧力を有する冷媒を供給し、供給した冷媒を過膨張した冷媒に混合する行程と、(iv)前記行程(ii)で冷媒から回収した動力を用い、混合された冷媒を前記第2の圧力へと前記作動室で再圧縮する行程と、(v)再圧縮された冷媒を前記作動室から吐出する行程と、を実行するように構成された容積型流体機械と、
前記容積型流体機械から吐出された冷媒を加熱する蒸発器と、
前記第3の圧力を有する冷媒を前記容積型流体機械の前記インジェクションポートに供給するインジェクション流路と、
を備え、
前記作動室の吸入容積V1に対する膨張行程又は過膨張行程における前記作動室の容積Veの比率(Ve/V1)が、前記第3の圧力の冷媒の密度ρ3に対する前記第1の圧力の冷媒の密度ρ1の比率(ρ1/ρ3)に等しいとき又はそれよりも小さいときに、前記インジェクションポートが前記作動室に開口する、冷凍サイクル装置。 A compressor for compressing the refrigerant;
A radiator for cooling the refrigerant compressed by the compressor;
An operating chamber and an injection port; (i) a step of sucking the refrigerant cooled by the radiator into the working chamber at a first pressure; and (ii) a refrigerant sucked in the working chamber in the first chamber. A step of expanding to a second pressure lower than the second pressure and further overexpanding to a third pressure lower than the second pressure; and (iii) applying the third pressure to the working chamber through the injection port. A step of supplying the refrigerant having, and mixing the supplied refrigerant with the overexpanded refrigerant, and (iv) using the power recovered from the refrigerant in the step (ii), and mixing the refrigerant to the second pressure A positive displacement fluid machine configured to perform a step of recompressing in the working chamber; and (v) a step of discharging the recompressed refrigerant from the working chamber;
An evaporator for heating the refrigerant discharged from the positive displacement fluid machine;
An injection flow path for supplying the refrigerant having the third pressure to the injection port of the positive displacement fluid machine;
With
The ratio (Ve / V1) of the volume Ve of the working chamber in the expansion stroke or the overexpansion stroke to the suction volume V1 of the working chamber is the density of the refrigerant at the first pressure with respect to the density ρ3 of the refrigerant at the third pressure. The refrigeration cycle apparatus in which the injection port opens into the working chamber when the ratio is equal to or smaller than the ratio of ρ1 (ρ1 / ρ3).
第1シリンダと、
自身と前記第1シリンダとの間に第1の空間を形成するように前記第1シリンダの内部に配置された第1ピストンと、
前記第1の空間を第1吸入空間と第1吐出空間とに仕切る第1ベーンと、
前記第1シリンダに対して同心状に配置された第2シリンダと、
自身と前記第2シリンダとの間に前記第1の空間の容積よりも大きい容積を有する第2の空間を形成するように前記第2シリンダの内部に配置された第2ピストンと、
前記第2の空間を第2吸入空間と第2吐出空間とに仕切る第2ベーンと、
前記第1シリンダと前記第2シリンダとの間に配置された中板と、
前記第1吐出空間と前記第2吸入空間とを連通するように前記中板に設けられた連通流路と、
前記第1吸入空間に冷媒を供給する吸入ポートと、
前記第2吐出空間から冷媒を吐出する吐出ポートと、を有し、
前記作動室が、前記第1の空間、前記第2の空間、及び、前記連通流路によって構成され、
前記インジェクションポートが前記第2の空間に向かって開口している、請求項1に記載の冷凍サイクル装置。 The positive displacement fluid machine comprises:
A first cylinder;
A first piston disposed inside the first cylinder so as to form a first space between itself and the first cylinder;
A first vane that partitions the first space into a first suction space and a first discharge space;
A second cylinder disposed concentrically with respect to the first cylinder;
A second piston disposed inside the second cylinder so as to form a second space having a volume larger than that of the first space between itself and the second cylinder;
A second vane that partitions the second space into a second suction space and a second discharge space;
An intermediate plate disposed between the first cylinder and the second cylinder;
A communication channel provided in the intermediate plate so as to communicate the first discharge space and the second suction space;
A suction port for supplying a refrigerant to the first suction space;
A discharge port for discharging the refrigerant from the second discharge space,
The working chamber is configured by the first space, the second space, and the communication channel,
The refrigeration cycle apparatus according to claim 1, wherein the injection port is open toward the second space.
前記インジェクションポートが、前記第2閉塞部材に設けられている、請求項2に記載の冷凍サイクル装置。 The positive displacement fluid machine closes the end surface of the first cylinder at a position facing the middle plate, and the second closing member closes the end surface of the second cylinder at a position facing the middle plate. A member, and
The refrigeration cycle apparatus according to claim 2, wherein the injection port is provided in the second closing member.
前記連通流路が前記第2シリンダに面した開口を有し、
前記シャフトの回転軸を含み、かつ前記開口に接する2つの仮想的な平面を第1平面対、前記シャフトの回転軸を含み、かつ前記インジェクションポートに接する2つの仮想的な平面を第2平面対と定義したとき、
前記第1平面対によって挟まれた角度範囲が、前記第2平面対によって挟まれた角度範囲に重なっている、請求項2又は3に記載の冷凍サイクル装置。 The positive displacement fluid machine further includes a shaft that rotates the first piston and the second piston;
The communication channel has an opening facing the second cylinder;
Two virtual planes that include the rotation axis of the shaft and are in contact with the opening are a first plane pair, and two virtual planes that include the rotation axis of the shaft and are in contact with the injection port are a second plane pair. When defined as
The refrigeration cycle apparatus according to claim 2 or 3, wherein an angle range sandwiched between the first plane pairs overlaps an angle range sandwiched between the second plane pairs.
前記逆止弁は、弁口と、前記弁口を開閉するように前記インジェクション流路内の圧力と前記作動室内の圧力との差圧によって動かされる弁本体と、前記弁本体の動きを制限する弁止めとによって構成され、
前記弁止めが、前記弁口から前記インジェクションポートまでの空間の体積を減ずるように、前記凹部の形状に沿った形状を有する、請求項5に記載の冷凍サイクル装置。 The positive displacement fluid machine includes a recess for disposing the check valve as a part of the internal flow path,
The check valve restricts the movement of the valve body, the valve body that is moved by the pressure difference between the pressure in the injection flow path and the pressure in the working chamber so as to open and close the valve opening. Composed of a valve stop and
The refrigeration cycle apparatus according to claim 5, wherein the valve stop has a shape along the shape of the recess so as to reduce a volume of a space from the valve port to the injection port.
前記吸入容積V1に対する前記容積V2の比率(V2/V1)は、前記第2の圧力の冷媒の密度ρ2に対する前記第1の圧力の冷媒の密度ρ1の比率(ρ1/ρ2)よりも大きい、請求項1〜6のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。 When the volume of the working chamber at the start of the stroke (iv) is V2,
The ratio (V2 / V1) of the volume V2 to the suction volume V1 is larger than a ratio (ρ1 / ρ2) of the density ρ1 of the refrigerant at the first pressure to the density ρ2 of the refrigerant at the second pressure. Item 7. The refrigeration cycle apparatus according to any one of Items 1 to 6.
前記気液分離器で分離されたガス冷媒が前記圧縮機へと供給されるように、前記気液分離器と前記圧縮機とを接続している流路と、
前記気液分離器で分離された液冷媒が前記蒸発器へと供給されるように、前記気液分離器と前記蒸発器とを接続している流路と、
をさらに備えた、請求項8に記載の冷凍サイクル装置。 A gas-liquid separator that separates the refrigerant discharged from the positive displacement fluid machine into a gas refrigerant and a liquid refrigerant;
A flow path connecting the gas-liquid separator and the compressor so that the gas refrigerant separated by the gas-liquid separator is supplied to the compressor;
A flow path connecting the gas-liquid separator and the evaporator so that the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator is supplied to the evaporator;
The refrigeration cycle apparatus according to claim 8, further comprising:
前記放熱器と前記容積型流体機械との間の前記流路に接続された上流端を有する分岐流路と、
前記分岐流路上に設けられた減圧弁と、
前記分岐流路の下流端が接続された第2蒸発器と、をさらに備え、
前記第2蒸発器から流出した冷媒が前記第3の圧力を有する冷媒として前記容積型流体機械に供給されるように、前記インジェクション流路が前記第2蒸発器と前記容積型流体機械とを接続している、請求項1〜7のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。 A flow path connecting the radiator and the positive displacement fluid machine so that the refrigerant flowing out of the radiator is supplied to the positive displacement fluid machine;
A branch flow path having an upstream end connected to the flow path between the radiator and the positive displacement fluid machine;
A pressure reducing valve provided on the branch flow path;
A second evaporator to which a downstream end of the branch flow path is connected, and
The injection flow path connects the second evaporator and the positive displacement fluid machine so that the refrigerant flowing out of the second evaporator is supplied to the positive displacement fluid machine as the refrigerant having the third pressure. The refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 1 to 7.
当該冷凍サイクル装置は、前記第1蒸発器で加熱された冷媒が前記圧縮機に供給されるように、前記第1蒸発器と前記圧縮機とを接続している流路をさらに備え、
前記第1蒸発器で冷媒を加熱した熱媒体が前記第2蒸発器に流入するように、前記熱媒体の流路の上流側に前記第1蒸発器、下流側に前記第2蒸発器が配置されている、請求項11に記載の冷凍サイクル装置。 When the evaporator that heats the refrigerant discharged from the positive displacement fluid machine is the first evaporator,
The refrigeration cycle apparatus further includes a flow path connecting the first evaporator and the compressor so that the refrigerant heated by the first evaporator is supplied to the compressor,
The first evaporator is disposed on the upstream side of the flow path of the heat medium, and the second evaporator is disposed on the downstream side so that the heat medium that has heated the refrigerant in the first evaporator flows into the second evaporator. The refrigeration cycle apparatus according to claim 11.
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