JP4400533B2 - Ejector refrigeration cycle - Google Patents
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Description
本発明は、冷媒と空調対象空間に吹き出す空気とを熱交換させる熱交換器を複数備えるエジェクタ式冷凍サイクルに関するもので、例えば、車両用空調装置に好適である。 The present invention relates to an ejector-type refrigeration cycle including a plurality of heat exchangers that exchange heat between refrigerant and air blown into an air-conditioning target space, and is suitable for, for example, a vehicle air conditioner.
本出願人は、特願2005−37645号にて、エジェクタ下流側蒸発器とエジェクタ吸引側蒸発器とを組み合わせて、共通の冷却対象空間を冷却するエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、2つの蒸発器の搭載性の向上や2つの蒸発器による冷却性能の向上を図る提案を行った。 In Japanese Patent Application No. 2005-37645, the present applicant has mounted two evaporators in an ejector-type refrigeration cycle that cools a common space to be cooled by combining an ejector downstream-side evaporator and an ejector suction-side evaporator. Proposals were made to improve the performance and improve the cooling performance with two evaporators.
しかしながら、上記の特願2005−37645号出願には、除湿暖房や暖房を行うための具体的な構成が何ら開示されていない。 However, the above Japanese Patent Application No. 2005-37645 application does not disclose any specific configuration for performing dehumidifying heating or heating.
本発明は、上記点に鑑み、エジェクタ式冷凍サイクルにおいて、温水熱源を使用することなく、除湿暖房を行えるようにすることを目的とする。また、本発明は、エジェクタ式冷凍サイクルにおいて、温水熱源を使用することなく、暖房も行えるようにすることを他の目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to enable dehumidification heating without using a hot water heat source in an ejector refrigeration cycle. Another object of the present invention is to enable heating without using a hot water heat source in an ejector refrigeration cycle.
本発明は、エジェクタ(16)の下流側に接続された第1熱交換器(17)と、エジェクタ(16)の冷媒吸引口(16b)に接続された第2熱交換器(23)と、放熱器(13)下流側の冷媒を第2熱交換器(23)に導く第1分岐通路(19)と、圧縮機(11、12、51)から吐出された高圧冷媒を、放熱器(13)をバイパスして第2熱交換器(23)に導く第2分岐通路(26)と、複数の冷媒流れ経路を切替設定する経路設定手段(20、27、41、42、52、S102、S105、S203、S206、S210)とを備え、経路設定手段は、圧縮機(11、12、51)から吐出された高圧冷媒が、放熱器(13)およびエジェクタ(16)を介して第1熱交換器(17)に導かれるとともに、放熱器(13)および第1分岐通路(19)を介して第2熱交換器(23)に導かれる第1冷媒流れ経路と、圧縮機(11、12、51)から吐出された高圧冷媒が、放熱器(13)およびエジェクタ(16)を介して第1熱交換器(17)に導かれるとともに、第2分岐通路(26)を介して第2熱交換器(23)に導かれる第2冷媒流れ経路とを切替設定することを第1の特徴とする。 The present invention includes a first heat exchanger (17) connected to the downstream side of the ejector (16), a second heat exchanger (23) connected to the refrigerant suction port (16b) of the ejector (16), The first branch passage (19) for guiding the refrigerant on the downstream side of the radiator (13) to the second heat exchanger (23) and the high-pressure refrigerant discharged from the compressors (11, 12, 51) are combined with the radiator (13 ) And a path setting means (20, 27, 41, 42, 52, S102, S105) for switching and setting a plurality of refrigerant flow paths, and a second branch path (26) that leads to the second heat exchanger (23). , S203, S206, S210), and the path setting means performs the first heat exchange of the high-pressure refrigerant discharged from the compressor (11, 12, 51) via the radiator (13) and the ejector (16). To the radiator (17) and the radiator (13) and The first refrigerant flow path guided to the second heat exchanger (23) through the one branch passage (19) and the high-pressure refrigerant discharged from the compressor (11, 12, 51) are connected to the radiator (13) and The second refrigerant flow path that is led to the first heat exchanger (17) via the ejector (16) and led to the second heat exchanger (23) via the second branch passage (26) is switched and set. This is a first feature.
これによると、第1冷媒流れ経路が設定されているときには、2つの熱交換器がともに蒸発器として機能して冷房が行われ、第2冷媒流れ経路が設定されているときには、第1熱交換器が蒸発器として機能するとともに第2熱交換器が放熱器として機能して除湿暖房が行われる。すなわち、エジェクタ式冷凍サイクルにおいて、温水熱源を使用することなく、除湿暖房を行うことができる。 According to this, when the first refrigerant flow path is set, both of the two heat exchangers function as an evaporator for cooling, and when the second refrigerant flow path is set, the first heat exchange is performed. The dehumidifying heating is performed by the function of the evaporator as the evaporator and the function of the second heat exchanger as the radiator. That is, dehumidifying heating can be performed without using a hot water heat source in the ejector refrigeration cycle.
本発明は、経路設定手段(20、41、42、52、S203、S206、S210)は、圧縮機(11、12、51)から吐出された全ての高圧冷媒が、第2分岐通路(26)を介して第2熱交換器(23)に導かれる第3冷媒流れ経路を設定可能に構成されていることを第2の特徴とする。 In the present invention, the route setting means (20, 41, 42, 52, S203, S206, S210) is configured such that all the high-pressure refrigerant discharged from the compressor (11, 12, 51) is supplied to the second branch passage (26). A second feature is that the third refrigerant flow path guided to the second heat exchanger (23) via the second can be set.
これによると、第3冷媒流れ経路が設定されているときには、2つの熱交換器がともに放熱器として機能して暖房が行われる。すなわち、エジェクタ式冷凍サイクルにおいて、温水熱源を使用することなく、暖房を行うことができる。 According to this, when the 3rd refrigerant | coolant flow path is set, two heat exchangers function as a heat radiator, and both are heated. That is, heating can be performed in the ejector refrigeration cycle without using a hot water heat source.
本発明は、圧縮機(11、12)を複数個備え、第2冷媒流れ経路が設定されているときには、一部の圧縮機(11)から吐出された高圧冷媒が放熱器(13)およびエジェクタ(16)を介して第1熱交換器(17)に導かれるとともに、他の圧縮機(12)から吐出された高圧冷媒が第2分岐通路(26)を介して第2熱交換器(23)に導かれることを第3の特徴とする。 The present invention includes a plurality of compressors (11, 12), and when the second refrigerant flow path is set, the high-pressure refrigerant discharged from some of the compressors (11) is discharged from the radiator (13) and the ejector. The high-pressure refrigerant that is guided to the first heat exchanger (17) through (16) and discharged from the other compressor (12) passes through the second branch passage (26) to the second heat exchanger (23 ) Is a third feature.
これによると、除湿暖房時には、一部の圧縮機によって冷房能力を制御し、他の圧縮機によって暖房能力を制御することができる。すなわち、冷房能力と暖房能力をそれぞれ独立して制御することができるため、除湿暖房時の除湿能力制御および吹き出し空気の温度制御を容易に且つ精度よく行うことができる。 According to this, at the time of dehumidifying heating, the cooling capacity can be controlled by some compressors, and the heating capacity can be controlled by other compressors. That is, since the cooling capacity and the heating capacity can be controlled independently, the dehumidifying capacity control and the temperature control of the blown air during the dehumidifying heating can be easily and accurately performed.
本発明は、第1熱交換器(17)および第2熱交換器(23)は、空調対象空間に吹き出す空気の流れに沿って直列に配置されるとともに、第1熱交換器(17)が第2熱交換器(23)よりも空気流れ上流側に配置されていることを第4の特徴とする。 In the present invention, the first heat exchanger (17) and the second heat exchanger (23) are arranged in series along the flow of air blown into the air-conditioning target space, and the first heat exchanger (17) is provided. The fourth feature is that the second heat exchanger (23) is disposed upstream of the air flow.
これによると、冷房運転時は、第1熱交換器の冷媒蒸発温度に比較して第2熱交換器の冷媒蒸発温度が低くなるようになっており、冷媒蒸発温度が高い第1熱交換器が空気流れ上流側に位置し、冷媒蒸発温度が低い第2熱交換器が空気流れ下流側に位置しているので、被冷却空気の温度が空気流れ方向の上流側から下流側へ向かって次第に低下しても、第1、第2熱交換器の双方で、冷媒蒸発温度と空気温度との温度差を確保できる。これにより、2つの熱交換器の組み合わせで冷却効果が向上する。 According to this, during cooling operation, the refrigerant evaporation temperature of the second heat exchanger is lower than the refrigerant evaporation temperature of the first heat exchanger, and the first heat exchanger having a high refrigerant evaporation temperature. Is located on the upstream side of the air flow and the second heat exchanger having a low refrigerant evaporation temperature is located on the downstream side of the air flow, so that the temperature of the air to be cooled gradually increases from the upstream side to the downstream side in the air flow direction. Even if the temperature decreases, the temperature difference between the refrigerant evaporation temperature and the air temperature can be secured in both the first and second heat exchangers. Thereby, a cooling effect improves with the combination of two heat exchangers.
また、暖房運転時における冷媒の温度は、第1熱交換器よりも空気流れ下流側の第2熱交換器側が高くなるため、空気流れと冷媒流れが対向流の関係になって、各熱交換器において冷媒と空気の温度差を確保して熱交換効率を高めることができる。 Further, the temperature of the refrigerant during the heating operation is higher on the second heat exchanger side on the downstream side of the air flow than the first heat exchanger, so the air flow and the refrigerant flow are in a counterflow relationship, and each heat exchange The temperature difference between the refrigerant and the air can be ensured in the cooler to increase the heat exchange efficiency.
なお、特許請求の範囲およびこの欄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 a claim and this column shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について説明する。図1は本発明の第1実施形態に係るエジェクタ式冷凍サイクルの構成図である。本実施形態では、エジェクタ式冷凍サイクル10を車両用空調装置に適用している。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10は、冷媒を吸入・圧縮・吐出する第1圧縮機11および第2圧縮機12が、冷媒流れに対して並列に配置されている。各圧縮機11、12は、それぞれ電動モータを有しており、電動モータの回転数調整により各圧縮機11、12の冷媒吐出能力を調整可能になっている。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a configuration diagram of an ejector refrigeration cycle according to a first embodiment of the present invention. In the present embodiment, the
両圧縮機11、12の冷媒吐出側は、合流点Zにて合流した後に放熱器13に接続されている。放熱器13は、熱交換コア部やタンク部を有する周知の構成の熱交換器であり、圧縮機11、12から吐出された高圧冷媒と第1電動送風機14により送風される車室外空気(すなわち外気)との間で熱交換を行って高圧冷媒を冷却する。
The refrigerant discharge sides of both the
本実施形態では、エジェクタ式冷凍サイクル10の冷媒として、通常のフロン系冷媒を用いている。この場合は、高圧圧力が臨界圧力を超えない亜臨界サイクルとなるので、放熱器13は冷媒を凝縮する凝縮器として作用する。なお、冷媒として二酸化炭素(CO2)のように高圧圧力が臨界圧力を超える冷媒を用いてもよく、その場合は、エジェクタ式冷凍サイクル10が超臨界サイクルとなるので、冷媒は超臨界状態のまま放熱するだけで、凝縮しない。
In the present embodiment, a normal chlorofluorocarbon refrigerant is used as the refrigerant of the
放熱器13よりも冷媒流れ下流側には、第1熱交換器17(詳細後述)への冷媒流量の調節作用をなす減圧手段としての機械式膨張弁15が接続されている。この機械式膨張弁15は、第1熱交換器17の出口側に配置された感温筒15aを備えている。感温筒15aにはガスが封入されており、そのガスは第1熱交換器17の出口側冷媒の温度に応じた圧力となる。そして、機械式膨張弁15は、感温筒15aのガス圧力に応じて弁体(図示せず)を変位させ、それにより、機械式膨張弁15を通過する冷媒流量を調整して第1熱交換器17の出口側冷媒の過熱度が所定の値に近づくように制御する。
A
機械式膨張弁15よりも冷媒流れ下流側には、エジェクタ16が接続されている。このエジェクタ16は冷媒を減圧する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(巻き込み作用)によって冷媒の循環を行う冷媒循環手段でもある。
An
エジェクタ16には、放熱器13から流入する高圧冷媒の通路面積を小さく絞って、高圧冷媒を等エントロピ的に減圧膨張させるノズル部16aと、ノズル部16aの冷媒噴出口と同一空間に配置され、後述する第2熱交換器23からの気相冷媒を吸引する冷媒吸引口16bが設けられている。
The
さらに、エジェクタ16には、ノズル部16aおよび冷媒吸引口16bの冷媒流れ下流側部位に、ノズル部16aからの高速度の冷媒流と冷媒吸引口16bの吸引冷媒とを混合する混合部16cが設けられている。そして、混合部16cの冷媒流れ下流側に昇圧部をなすディフューザ部16dが配置されている。このディフューザ部16dは冷媒の通路面積を徐々に大きくする形状に形成されており、冷媒流れを減速して冷媒圧力を上昇させる作用、つまり、冷媒の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する作用を果たす。
Furthermore, the
エジェクタ16のディフューザ部16dの冷媒流れ下流側に、第1熱交換器17が接続されている。この第1熱交換器17の冷媒流れ下流側に、液相冷媒と気相冷媒とを分離するアキュムレータ18が接続されている。そして、このアキュムレータ18は圧縮機11、12の吸入側に接続され、アキュムレータ18で分離された気相冷媒が圧縮機11、12に吸入されるようになっている。
A
一方、放熱器13とエジェクタ16との間から、より詳細には機械式膨張弁15とエジェクタ16のノズル部16aとの間から第1分岐通路19が分岐され、この第1分岐通路19の冷媒流れ下流側端部はエジェクタ16の冷媒吸引口16bに接続されている。そして、第1分岐通路19により、放熱器13を通過した高圧冷媒が、エジェクタ16をバイパスして第2熱交換器23に導かれるようになっている。なお、Yは第1分岐通路19の分岐点を示す。
On the other hand, a
この第1分岐通路19には、第1開閉弁20、第1逆止弁21、電気式膨張弁22、および第2熱交換器23が、冷媒流れに沿って順に配置されている。第1開閉弁20は、第1分岐通路19を開閉するものであって、具体的には電磁弁で構成されている。電気式膨張弁22は、第2熱交換器23への冷媒流量の調節作用をなす減圧手段であって、具体的には、電動アクチュエータにより弁開度が調整可能になっている。
In the
第1熱交換器17および第2熱交換器23は、熱交換コア部やタンク部を有する周知の構成の熱交換器であり、1つのケース内に収納されている。そして、ケース内に構成される空気通路に、吸い込み式の第2電動送風機24により空気を送風し、この送風空気と冷媒との間で熱交換を行うようになっている。熱交換された空気は、空調対象空間である車室内に吹き出される。ここで、第1熱交換器17および第2熱交換器23は、空気流れに沿って直列に配置されるとともに、エジェクタ16の下流側の主流路に接続される第1熱交換器17が、エジェクタ16の冷媒吸引口16bに接続される第2熱交換器23よりも空気流れ上流側に配置されている。また、車室内に吹き出す空気の温度を検出する温度センサ25が、第2熱交換器23よりも空気流れ下流側に配置されている。
The
また、第2圧縮機12と合流点Zとの間から第2分岐通路26が分岐され、この第2分岐通路26の冷媒流れ下流側端部は、第1分岐通路19における第1逆止弁21と電気式膨張弁22との間に接続されている。そして、第2分岐通路26により、第2圧縮機12から吐出された高圧冷媒が、放熱器13をバイパスして第2熱交換器23に導かれるようになっている。
Further, the
この第2分岐通路26の分岐部位には、第2圧縮機12から吐出された冷媒の流れ向きを切り替える電動式の切替弁27が配置されている。切替弁27と合流点Zとの間には第2逆止弁28が配置され、第2分岐通路26には第3逆止弁29が配置されている。なお、第1開閉弁20および切替弁27は、本発明の経路設定手段の一部をなす。
An
ECU30は、図示しないCPU、ROM、RAM等からなる周知のマイクロコンピュータを備え、マイクロコンピュータに記憶されたプログラムに従って所定の演算処理を行って、第1圧縮機11、第2圧縮機12、第1電動送風機14、第1開閉弁20、電気式膨張弁22、第2電動送風機24、および切替弁27の作動を制御する。
The
ECU30には、前述した温度センサ25からの信号が入力されるとともに、センサ・スイッチ群31からの信号が入力される。センサ・スイッチ群31は、車室内温度(すなわち内気温)を検出する内気温センサ、外気温を検出する外気温センサ、車室内湿度を検出する湿度センサ、冷房運転の実行・停止を乗員が指令する冷房スイッチ、除湿暖房運転の実行・停止を乗員が指令する除湿スイッチ、希望する車室内温度(以下、設定温度という)を乗員が設定する温度設定スイッチ等を含んでいる。
The
次に、第1実施形態の作動を説明する。図2は冷房モード状態を示す構成図、図3は除湿暖房モード状態を示す構成図である。 Next, the operation of the first embodiment will be described. FIG. 2 is a block diagram showing a cooling mode state, and FIG. 3 is a block diagram showing a dehumidifying heating mode state.
本実施形態の冷凍サイクルは、第1開閉弁20および切替弁27によって冷媒流れ経路が切り替えられ、それにより、冷房モードと除湿暖房モードが設定される。
In the refrigeration cycle of the present embodiment, the refrigerant flow path is switched by the first on-off
(冷房モード)まず、冷房モード時の作動を説明する。冷房運転を行う際には、第1開閉弁20は第1分岐通路19を開き、切替弁27は第2圧縮機12と合流点Zとを連通させる位置に作動する。これにより、冷房モード時には図2に太線で示す部位を矢印の向きに冷媒が流れるようになり、冷房モードの冷媒流れ経路が設定される。この冷房モードの冷媒流れ経路は、本発明の第1冷媒流れ経路に相当する。
(Cooling mode) First, the operation in the cooling mode will be described. When performing the cooling operation, the first on-off
そして、両圧縮機11、12を駆動すると、圧縮機11、12で圧縮され吐出された高温高圧状態の冷媒は放熱器13に流入する。放熱器13では高温の冷媒が外気により冷却されて凝縮する。放熱器13から流出した高圧液相冷媒は、分岐点Yにてエジェクタ16に向かう冷媒流れと、第1分岐通路19に向かう冷媒流れとに分流する。
When both
エジェクタ16に流入した冷媒流れはノズル部16aで減圧され膨張する。従って、ノズル部16aで冷媒の圧力エネルギーが速度エネルギーに変換され、このノズル部16aの噴出口から冷媒は高速度となって噴出する。この際の冷媒圧力低下により、第2熱交換器23通過後の気相冷媒を冷媒吸引口16bから吸引する。
The refrigerant flow flowing into the
ノズル部16aから噴出した冷媒と冷媒吸引口16bに吸引された冷媒は、ノズル部16a下流側の混合部16cで混合してディフューザ部16dに流入する。このディフューザ部16dでは通路面積の拡大により、冷媒の速度エネルギーが圧力エネルギーに変換されるため、冷媒の圧力が上昇する。
The refrigerant ejected from the
そして、エジェクタ16のディフューザ部16dから流出した冷媒は第1熱交換器17に流入する。第1熱交換器17では、低温の低圧冷媒が送風空気から吸熱して蒸発する。この蒸発後の気相冷媒は、圧縮機11、12に吸入され、再び圧縮される。
Then, the refrigerant that has flowed out of the
一方、第1分岐通路19に流入した冷媒流れは電気式膨張弁22で減圧されて低圧冷媒となり、この低圧冷媒が第2熱交換器23に流入する。第2熱交換器23では、第1熱交換器17通過後の送風空気から冷媒が吸熱して蒸発する。この蒸発後の気相冷媒は冷媒吸引口16bからエジェクタ16内に吸引される。
On the other hand, the refrigerant flow flowing into the
次に、冷房モード時の制御について説明する。図4はECU30で実行されるプログラムを示す流れ図であり、冷房スイッチにより冷房運転の実行指令が出されている場合には(ステップS101が肯定判断)、ステップS102にて冷房モードの冷媒流れ経路を設定する。具体的には、第1開閉弁20は第1分岐通路19を開くように制御され、切替弁27は第2圧縮機12と合流点Zとを連通させる位置に制御される。なお、ステップS102は、本発明の経路設定手段の一部をなす。
Next, control in the cooling mode will be described. FIG. 4 is a flowchart showing a program executed by the
次いで、ステップS103に進み、第1電動送風機14を作動させ、また、冷房能力を調整するために、第1圧縮機11、第2圧縮機12、電気式膨張弁22、および第2電動送風機24の作動を制御する。具体的には、内気温センサで検出した内気温が温度設定スイッチにて設定された設定温度に近づくように、各圧縮機11、12の冷媒吐出能力、電気式膨張弁22の弁開度、および第2電動送風機24の送風量を調整する。
Next, in step S103, the first
以上のごとく、冷房モード時には、両熱交換器17、23がともに蒸発器として機能して同時に冷却作用を発揮するため、両熱交換器17、23の両方で冷却された冷風を車室内に吹き出して車室内を冷房することができる。
As described above, in the cooling mode, since both the
その際に、第1熱交換器17の冷媒蒸発圧力はディフューザ部16dで昇圧した後の圧力であり、一方、第2熱交換器23の出口側はエジェクタ16の冷媒吸引口16bに接続されているから、ノズル部16aでの減圧直後の最も低い圧力を第2熱交換器23に作用させることができる。
At that time, the refrigerant evaporating pressure of the
これにより、第1熱交換器17の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)よりも第2熱交換器23の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)を低くすることができる。そして、送風空気の流れ方向に対して冷媒蒸発温度が高い第1熱交換器17を上流側に配置し、冷媒蒸発温度が低い第2熱交換器23を下流側に配置しているから、第1熱交換器17における冷媒蒸発温度と送風空気との温度差および第2熱交換器23における冷媒蒸発温度と送風空気との温度差を両方とも確保できる。このため、両熱交換器17、23の冷却性能を両方とも有効に発揮できる。従って、共通の車室内に対する冷房性能を両熱交換器17、23の組み合わせにて効果的に向上できる。
Accordingly, the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) of the
また、ディフューザ部16dでの昇圧作用により両圧縮機11、12の吸入圧を上昇させて、両圧縮機11、12の駆動動力を低減することができる。
Moreover, the suction pressure of both the
(除湿暖房モード)次に、除湿暖房モード時の作動を説明する。除湿暖房運転を行う際には、第1開閉弁20は第1分岐通路19を閉じ、切替弁27は第2圧縮機12と第2分岐通路26とを連通させる位置に作動する。これにより、除湿暖房モード時には図3に太線で示す部位を矢印の向きに冷媒が流れるようになり、除湿暖房モードの冷媒流れ経路が設定される。この除湿暖房モードの冷媒流れ経路は、本発明の第2冷媒流れ経路に相当する。
(Dehumidifying Heating Mode) Next, the operation in the dehumidifying heating mode will be described. When the dehumidifying and heating operation is performed, the first on-off
そして、両圧縮機11、12を駆動すると、第1圧縮機11で圧縮され吐出された高温高圧状態の冷媒は放熱器13に流入する。放熱器13では高温の冷媒が外気により冷却されて凝縮する。放熱器13から流出した高圧液相冷媒は、全てエジェクタ16に流入する。
When the
エジェクタ16に流入した冷媒はノズル部16aで減圧され膨張し、ノズル部16aの噴出口から高速度で噴出する。ノズル部16aから噴出した冷媒と冷媒吸引口16bに吸引された冷媒は、ノズル部16a下流側の混合部16cで混合してディフューザ部16dに流入する。そして、ディフューザ部16dから流出した冷媒は第1熱交換器17に流入する。第1熱交換器17では、低温の低圧冷媒が送風空気から吸熱して蒸発する。この蒸発後の気相冷媒は、圧縮機11、12に吸入され、再び圧縮される。
The refrigerant that has flowed into the
一方、第2圧縮機12で圧縮され吐出された高温高圧状態の冷媒は、第2分岐通路26、電気式膨張弁22および第1分岐通路19を介して第2熱交換器23に流入する。このとき、電気式膨張弁22にて所定の減圧を実施後、冷媒は高温ガス状態で第2熱交換器23に流入する。したがって、第2熱交換器23では、第1熱交換器17通過後の送風空気に冷媒が放熱して送風空気を加熱する。この放熱後の気相冷媒は冷媒吸引口16bからエジェクタ16内に吸引される。
On the other hand, the high-temperature and high-pressure refrigerant compressed and discharged by the
次に、除湿暖房モード時の制御について説明する。図4において、冷房スイッチにより冷房運転の停止指令が出されており(ステップS101が否定判断)、且つ除湿スイッチにより除湿暖房運転の実行指令が出されている場合は(ステップS104が肯定判断)、ステップS105にて除湿暖房モードの冷媒流れ経路を設定する。具体的には、第1開閉弁20は第1分岐通路19を閉じるように制御され、切替弁27は第2圧縮機12と第2分岐通路26とを連通させる位置に制御される。なお、ステップS105は、本発明の経路設定手段の一部をなす。
Next, the control at the time of dehumidification heating mode is demonstrated. In FIG. 4, when a cooling operation stop command is issued by the cooling switch (No in step S101) and a dehumidifying heating operation execution command is issued by the dehumidifying switch (Yes determination in step S104), In step S105, a refrigerant flow path in the dehumidifying and heating mode is set. Specifically, the first on-off
次いで、ステップS106に進み、第1電動送風機14および第2電動送風機24を作動させる。
Subsequently, it progresses to step S106 and the 1st
次いで、ステップS107に進み、湿度センサにて検出された車室内湿度とECU30のROMに予め記憶された目標湿度とに基づいて必要除湿能力を算出し、その必要除湿能力が得られるように第1圧縮機11の冷媒吐出能力を制御する。
Next, the process proceeds to step S107, where the required dehumidifying capacity is calculated based on the humidity inside the vehicle detected by the humidity sensor and the target humidity stored in advance in the ROM of the
次いで、ステップS108に進み、温度センサ25にて検出される吹出空気の温度が、外気温センサで検出した外気温に基づいて決定される目標温度になるように、第2圧縮機12の冷媒吐出能力を制御して暖房能力を制御する。なお、目標温度と外気温との関係を定義するマップがECU30のROMに記憶されており、目標温度はそのマップから求められる。また、目標温度は、他の方式で求めてもよく、例えば内気温と設定温度との差に基づいて求めても良い。
Next, the process proceeds to step S108, and the refrigerant discharge of the
以上のごとく、除湿暖房モード時には、第1熱交換器17が蒸発器として機能するとともに第2熱交換器23が放熱器として機能して、除湿暖房を行うことができる。すなわち、エジェクタ式冷凍サイクルにおいて、温水熱源を使用することなく、除湿暖房を行うことができる。
As described above, in the dehumidifying heating mode, the
このように、温水熱源が不要であるため、従来の車両用空調装置のように温水式の加熱用熱交換器や温水配管を設ける必要がない。そして、特にバスのような大型車両では、加熱用熱交換器と温水熱源(すなわち水冷式内燃機関)とを結ぶ温水配管が長くなる傾向があるため、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルは、特にバスのような大型車両に好適である。 Thus, since a hot water heat source is unnecessary, it is not necessary to provide a hot water heating heat exchanger or hot water piping unlike a conventional vehicle air conditioner. In particular, in a large vehicle such as a bus, since the hot water pipe connecting the heat exchanger for heating and the hot water heat source (that is, the water-cooled internal combustion engine) tends to be long, the ejector refrigeration cycle of the present embodiment is particularly Suitable for large vehicles such as buses.
また、ディフューザ部16dでの昇圧作用により両圧縮機11、12の吸入圧を上昇させて、両圧縮機11、12の駆動動力を低減することができる。
Moreover, the suction pressure of both the
また、除湿暖房時には、第1圧縮機11によって冷房能力を制御し、第2圧縮機12によって暖房能力を制御することができる。すなわち、冷房能力と暖房能力をそれぞれ独立して制御することができるため、除湿暖房時の除湿能力制御および吹き出し空気の温度制御を容易に且つ精度よく行うことができる。
Further, at the time of dehumidifying heating, the cooling capacity can be controlled by the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。図5は本発明の第2実施形態に係るエジェクタ式冷凍サイクルの冷房モード状態を示す構成図、図6は除湿暖房モード状態を示す構成図、図7は暖房モード状態を示す構成図である。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。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a block diagram showing the cooling mode state of the ejector refrigeration cycle according to the second embodiment of the present invention, FIG. 6 is a block diagram showing the dehumidifying heating mode state, and FIG. 7 is a block diagram showing the heating mode state. The same or equivalent parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
本実施形態は、第1実施形態における切替弁27の代わりに、第2開閉弁41と第3開閉弁42を設けている。第2開閉弁41は第2圧縮機12と合流点Zとの間を開閉し、第3開閉弁42は第2分岐通路26を開閉する。第2開閉弁41と第3開閉弁42は、具体的には電磁弁で構成されている。
In the present embodiment, a second on-off
また、第1実施形態ではノズル16aの冷媒流路面積が一定のエジェクタ16を用いたが、本実施形態は、ノズル16aの冷媒流路面積を電動アクチュエータにより調節する可変型のエジェクタ16を用いている。また、本実施形態のエジェクタ16は、ノズル16aを全閉にすることができる。そして、ノズル16aを全閉にすることができるエジェクタ16、および第1〜第3開閉弁20、41、42は、本発明の経路設定手段の一部をなす。
Further, in the first embodiment, the
また、本実施形態は、第1実施形態における機械式膨張弁15、および第2逆止弁28を廃止している。さらに、本実施形態のセンサ・スイッチ群31は、第1実施形態における冷房スイッチの代わりに、冷房および暖房運転の実行・停止を乗員が指令するエアコンスイッチを備えている。
In the present embodiment, the
次に、第2実施形態の作動を説明する。以下述べるように、本実施形態の冷凍サイクルは、冷房モードと除湿暖房モードと暖房モードが設定される。 Next, the operation of the second embodiment will be described. As described below, in the refrigeration cycle of the present embodiment, a cooling mode, a dehumidifying heating mode, and a heating mode are set.
(冷房モード)まず、冷房モード時の作動を説明する。冷房運転を行う際には、第1開閉弁20は第1分岐通路19を開き、第2開閉弁41は第2圧縮機12と合流点Zとを連通させ、第3開閉弁42は第2分岐通路26を閉じる。これにより、冷房モード時には図5に太線で示す部位を矢印の向きに冷媒が流れるようになり、冷房モードの冷媒流れ経路が設定される。この冷房モードの冷媒流れ経路は、本発明の第1冷媒流れ経路に相当する。
(Cooling mode) First, the operation in the cooling mode will be described. When performing the cooling operation, the first on-off
そして、両圧縮機11、12を駆動すると、圧縮機11、12で圧縮され吐出された高温高圧状態の冷媒は放熱器13に流入する。放熱器13では高温の冷媒が外気により冷却されて凝縮する。放熱器13から流出した高圧液相冷媒は、分岐点Yにてエジェクタ16に向かう冷媒流れと、第1分岐通路19に向かう冷媒流れとに分流する。
When both
エジェクタ16に流入した冷媒は、ノズル部16aで減圧されて第1熱交換器17に流入し、第1熱交換器17では、低温の低圧冷媒が送風空気から吸熱して蒸発する。
The refrigerant flowing into the
一方、第1分岐通路19に流入した冷媒は、電気式膨張弁22で減圧されて第2熱交換器23に流入し、第2熱交換器23では、第1熱交換器17通過後の送風空気から冷媒が吸熱して蒸発する。
On the other hand, the refrigerant flowing into the
次に、冷房モード時の制御について説明する。図8はECU30で実行されるプログラムを示す流れ図であり、エアコンスイッチにより冷房および暖房運転の実行指令が出されており(ステップS201が肯定判断)、且つ、内気温センサで検出した内気温が温度設定スイッチにて設定された設定温度以上の場合には(ステップS202が肯定判断)、ステップS203にて冷房モードの冷媒流れ経路を設定する。具体的には、第1開閉弁20は第1分岐通路19を開くように制御され、第2開閉弁41は第2圧縮機12と合流点Zとを連通させるように制御され、第3開閉弁42は第2分岐通路26を閉じるように制御される。なお、ステップS203は、本発明の経路設定手段の一部をなす。
Next, control in the cooling mode will be described. FIG. 8 is a flowchart showing a program executed by the
次いで、ステップS204に進み、第1電動送風機14を作動させ、また、冷房能力を調整するために、第1圧縮機11、第2圧縮機12、エジェクタ16、電気式膨張弁22、および第2電動送風機24の作動を制御する。具体的には、内気温センサで検出した内気温が温度設定スイッチにて設定された設定温度に近づくように、各圧縮機11、12の冷媒吐出能力、エジェクタ16のノズル16aの冷媒流路面積、電気式膨張弁22の弁開度、および第2電動送風機24の送風量を調整する。
Next, the process proceeds to step S204 to operate the first
以上のごとく、冷房モード時には、両熱交換器17、23がともに蒸発器として機能して同時に冷却作用を発揮するため、両熱交換器17、23の両方で冷却された冷風を車室内に吹き出して車室内を冷房することができる。
As described above, in the cooling mode, since both the
(除湿暖房モード)次に、除湿暖房モード時の作動を説明する。除湿暖房運転を行う際には、第1開閉弁20は第1分岐通路19を閉じ、第2開閉弁41は第2圧縮機12と合流点Zとの間を遮断し、第3開閉弁42は第2分岐通路26を開く。これにより、除湿暖房モード時には図6に太線で示す部位を矢印の向きに冷媒が流れるようになり、除湿暖房モードの冷媒流れ経路が設定される。この除湿暖房モードの冷媒流れ経路は、本発明の第2冷媒流れ経路に相当する。
(Dehumidifying Heating Mode) Next, the operation in the dehumidifying heating mode will be described. When performing the dehumidifying and heating operation, the first on-off
そして、両圧縮機11、12を駆動すると、第1圧縮機11で圧縮され吐出された高温高圧状態の冷媒は放熱器13に流入する。放熱器13では高温の冷媒が外気により冷却されて凝縮する。放熱器13から流出した高圧液相冷媒は、全てエジェクタ16に流入する。エジェクタ16に流入した冷媒は、ノズル部16aで減圧されて第1熱交換器17に流入し、第1熱交換器17では、低温の低圧冷媒が送風空気から吸熱して蒸発する。
When the
一方、第2圧縮機12で圧縮され吐出された高温高圧状態の冷媒は、第2分岐通路26、電気式膨張弁22および第1分岐通路19を介して第2熱交換器23に流入する。このとき、電気式膨張弁22で所定の減圧を実施後、冷媒は高温ガス状態で第2熱交換器23に流入する。したがって、第2熱交換器23では、第1熱交換器17通過後の送風空気に冷媒が放熱して送風空気を加熱する。この放熱後の気相冷媒は冷媒吸引口16bからエジェクタ16内に吸引される。
On the other hand, the high-temperature and high-pressure refrigerant compressed and discharged by the
次に、除湿暖房モード時の制御について説明する。図8において、エアコンスイッチにより冷房および暖房運転の停止指令が出されており(ステップS201が否定判断)、且つ除湿スイッチにより除湿暖房運転の実行指令が出されている場合は(ステップS205が肯定判断)、ステップS206にて除湿暖房モードの冷媒流れ経路を設定する。具体的には、第1開閉弁20は第1分岐通路19を閉じるように制御され、第2開閉弁41は第2圧縮機12と合流点Zとの間を遮断するように制御され、第3開閉弁42は第2分岐通路26を開くように制御される。なお、ステップS206は、本発明の経路設定手段の一部をなす。
Next, the control at the time of dehumidification heating mode is demonstrated. In FIG. 8, when the air conditioning switch issues a stop command for cooling and heating operation (No in step S201) and the dehumidification switch issues an execution command for dehumidifying and heating operation (Yes in step S205) ) In step S206, the refrigerant flow path in the dehumidifying heating mode is set. Specifically, the first on-off
次いで、ステップS207に進み、第1電動送風機14および第2電動送風機24を作動させる。
Subsequently, it progresses to step S207 and the 1st
次いで、ステップS208に進み、湿度センサにて検出された車室内湿度とECU30のROMに予め記憶された目標湿度とに基づいて必要除湿能力を算出し、その必要除湿能力が得られるように、第1圧縮機11の冷媒吐出能力、およびエジェクタ16のノズル16aの冷媒流路面積を制御する。
Next, the process proceeds to step S208, where the required dehumidifying capacity is calculated based on the vehicle interior humidity detected by the humidity sensor and the target humidity stored in advance in the ROM of the
次いで、ステップS209に進み、温度センサ25にて検出される吹出空気の温度が、外気温センサで検出した外気温に基づいて決定される目標温度になるように、第2圧縮機12の冷媒吐出能力を制御して暖房能力を制御する。
Next, the process proceeds to step S209, and the refrigerant discharge of the
以上のごとく、除湿暖房モード時には、第1熱交換器17が蒸発器として機能するとともに第2熱交換器23が放熱器として機能して、除湿暖房を行うことができる。すなわち、エジェクタ式冷凍サイクルにおいて、温水熱源を使用することなく、除湿暖房を行うことができる。
As described above, in the dehumidifying heating mode, the
(暖房モード)次に、暖房モード時の作動を説明する。暖房運転を行う際には、第1開閉弁20は第1分岐通路19を閉じ、第2開閉弁41は第2圧縮機12と合流点Zとを連通させ、第3開閉弁42は第2分岐通路26を開き、エジェクタ16はノズル16aを全閉にする。これにより、暖房モード時には図7に太線で示す部位を矢印の向きに冷媒が流れるようになり、暖房モードの冷媒流れ経路が設定される。この暖房モードの冷媒流れ経路は、本発明の第3冷媒流れ経路に相当する。
(Heating mode) Next, the operation in the heating mode will be described. When performing the heating operation, the first on-off
そして、両圧縮機11、12を駆動すると、両圧縮機11、12で圧縮され吐出された高温高圧状態の全ての冷媒は、第2分岐通路26、電気式膨張弁22および第1分岐通路19を介して第2熱交換器23に流入する。このとき、電気式膨張弁22で所定の減圧を実施後、冷媒は高温ガス状態で第2熱交換器23に流入する。したがって、第2熱交換器23では、高温の冷媒が送風空気に放熱して送風空気を加熱する。また、第2熱交換器23を通過した冷媒は、高温状態が維持されたままエジェクタ16を通過して第1熱交換器17に流入する。したがって、第1熱交換器17では、高温の冷媒が送風空気に放熱して送風空気を加熱する。
When both the
次に、暖房モード時の制御について説明する。図8において、エアコンスイッチにより冷房および暖房運転の実行指令が出されており(ステップS201が肯定判断)、且つ、内気温センサで検出した内気温が温度設定スイッチにて設定された設定温度未満の場合には(ステップS202が否定判断)、ステップS210にて暖房モードの冷媒流れ経路を設定する。具体的には、第1開閉弁20は第1分岐通路19を閉じるように制御され、第2開閉弁41は第2圧縮機12と合流点Zとを連通させるように制御され、第3開閉弁42は第2分岐通路26を開くように制御され、エジェクタ16のノズル16aは全閉に制御される。なお、ステップS210は、本発明の経路設定手段の一部をなす。
Next, control in the heating mode will be described. In FIG. 8, execution commands for cooling and heating operations are issued by the air conditioner switch (Yes in step S201), and the inside air temperature detected by the inside air temperature sensor is less than the set temperature set by the temperature setting switch. In this case (No at Step S202), the refrigerant flow path in the heating mode is set at Step S210. Specifically, the first on-off
次いで、ステップS211に進み、第1電動送風機14を作動させ、また、暖房能力を調整するために、第1圧縮機11、第2圧縮機12、および第2電動送風機24の作動を制御する。具体的には、内気温センサで検出した内気温が温度設定スイッチにて設定された設定温度近づくように、各圧縮機11、12の冷媒吐出能力、および第2電動送風機24の送風量を調整する。
Subsequently, it progresses to step S211 and operates the 1st
以上のごとく、暖房モード時には、両熱交換器17、23がともに放熱器として機能して同時に加熱作用を発揮するため、両熱交換器17、23の両方で加熱された温風を車室内に吹き出して車室内を暖房することができる。すなわち、エジェクタ式冷凍サイクルにおいて、温水熱源を使用することなく、暖房を行うことができる。
As described above, in the heating mode, since both the
また、暖房運転時における冷媒の温度は、第1熱交換器17よりも空気流れ下流側の第2熱交換器23側が高くなるため、空気流れと冷媒流れが対向流の関係になって、各熱交換器17、23において冷媒と空気の温度差を確保して熱交換効率を高めることができる。
In addition, since the temperature of the refrigerant during the heating operation is higher on the
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態について説明する。図9は本発明の第3実施形態に係るエジェクタ式冷凍サイクルの冷房モード状態を示す構成図、図10は除湿暖房モード状態を示す構成図、図11は暖房モード状態を示す構成図である。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。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a block diagram showing a cooling mode state of an ejector refrigeration cycle according to a third embodiment of the present invention, FIG. 10 is a block diagram showing a dehumidifying heating mode state, and FIG. 11 is a block diagram showing a heating mode state. The same or equivalent parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
第1実施形態では、2台の圧縮機11、12を用いたが、本実施形態は1台の圧縮機51を用いている。
In the first embodiment, two
また、本実施形態は、第1実施形態における切替弁27の代わりに、圧縮機51から吐出された冷媒を放熱器13側と第2分岐通路26側に分配する流量調整弁52を用いている。流量調整弁52は、電動アクチュエータにより弁位置が調整され、それにより冷媒の分配比率が調整可能になっている。なお、第1開閉弁20および流量調整弁52は、本発明の経路設定手段の一部をなす。
Further, in this embodiment, a flow
また、本実施形態は、第1実施形態におけるアキュムレータ18、および第2逆止弁28を廃止している。さらに、本実施形態のセンサ・スイッチ群31は、第1実施形態における冷房スイッチの代わりに、冷房および暖房運転の実行・停止を乗員が指令するエアコンスイッチを備えている。
In this embodiment, the
次に、第3実施形態の作動を説明する。以下述べるように、本実施形態の冷凍サイクルは、冷房モードと除湿暖房モードと暖房モードが設定される。 Next, the operation of the third embodiment will be described. As described below, in the refrigeration cycle of the present embodiment, a cooling mode, a dehumidifying heating mode, and a heating mode are set.
(冷房モード)まず、冷房モード時の作動を説明する。エアコンスイッチにより冷房および暖房運転の実行指令が出されており、且つ、内気温センサで検出した内気温が温度設定スイッチにて設定された設定温度以上の場合には、冷房モードの冷媒流れ経路が設定される。すなわち、第1開閉弁20は第1分岐通路19を開き、流量調整弁52は、圧縮機51から吐出された全ての冷媒が放熱器13側に流れるように制御される。これにより、冷房モード時には図9に太線で示す部位を矢印の向きに冷媒が流れるようになり、冷房モードの冷媒流れ経路が設定される。この冷房モードの冷媒流れ経路は、本発明の第1冷媒流れ経路に相当する。
(Cooling mode) First, the operation in the cooling mode will be described. When the air conditioner switch issues a cooling and heating operation execution command and the internal air temperature detected by the internal air temperature sensor is equal to or higher than the set temperature set by the temperature setting switch, the cooling mode refrigerant flow path is Is set. That is, the first on-off
そして、圧縮機51を駆動すると、圧縮機51で圧縮され吐出された高温高圧状態の冷媒は放熱器13に流入する。放熱器13では高温の冷媒が外気により冷却されて凝縮する。放熱器13から流出した高圧液相冷媒は、分岐点Yにてエジェクタ16に向かう冷媒流れと、第1分岐通路19に向かう冷媒流れとに分流する。
When the
エジェクタ16に流入した冷媒は、ノズル部16aで減圧されて第1熱交換器17に流入し、第1熱交換器17では、低温の低圧冷媒が送風空気から吸熱して蒸発する。
The refrigerant flowing into the
一方、第1分岐通路19に流入した冷媒は、電気式膨張弁22で減圧されて第2熱交換器23に流入し、第2熱交換器23では、第1熱交換器17通過後の送風空気から冷媒が吸熱して蒸発する。
On the other hand, the refrigerant flowing into the
なお、内気温が温度設定スイッチにて設定された設定温度に近づくように、圧縮機51の冷媒吐出能力、電気式膨張弁22の弁開度、および第2電動送風機24の送風量を調整して、冷房能力を調整する。
Note that the refrigerant discharge capacity of the
(除湿暖房モード)次に、除湿暖房モード時の作動を説明する。エアコンスイッチにより冷房および暖房運転の停止指令が出されており、且つ除湿スイッチにより除湿暖房運転の実行指令が出されている場合は、除湿暖房モードの冷媒流れ経路が設定される。すなわち、第1開閉弁20は第1分岐通路19を閉じ、流量調整弁52は、圧縮機51から吐出された冷媒が放熱器13側および第2分岐通路26側にともに流れるように制御される。これにより、除湿暖房モード時には図10に太線で示す部位を矢印の向きに冷媒が流れるようになり、除湿暖房モードの冷媒流れ経路が設定される。この除湿暖房モードの冷媒流れ経路は、本発明の第2冷媒流れ経路に相当する。
(Dehumidifying Heating Mode) Next, the operation in the dehumidifying heating mode will be described. When a command for stopping the cooling and heating operation is issued by the air conditioner switch and a command for executing the dehumidifying heating operation is issued by the dehumidifying switch, the refrigerant flow path in the dehumidifying heating mode is set. That is, the first on-off
そして、圧縮機51を駆動すると、圧縮機51で圧縮され吐出された高温高圧状態の冷媒のうち放熱器13側に分配された冷媒は、放熱器13で外気により冷却されて凝縮する。放熱器13から流出した高圧液相冷媒は、全てエジェクタ16に流入する。エジェクタ16に流入した冷媒は、ノズル部16aで減圧されて第1熱交換器17に流入し、第1熱交換器17では、低温の低圧冷媒が送風空気から吸熱して蒸発する。
When the
一方、圧縮機51で圧縮され吐出された高温高圧状態の冷媒のうち第2分岐通路26側に分配された冷媒は、第2分岐通路26、電気式膨張弁22および第1分岐通路19を介して第2熱交換器23に流入する。このとき、電気式膨張弁22で所定の減圧を実施後、冷媒は高温ガス状態で第2熱交換器23に流入する。したがって、第2熱交換器23では、第1熱交換器17通過後の送風空気に冷媒が放熱して送風空気を加熱する。この放熱後の気相冷媒は冷媒吸引口16bからエジェクタ16内に吸引される。
On the other hand, the refrigerant distributed to the
なお、必要除湿能力が得られるように、圧縮機11の冷媒吐出能力、および放熱器13側への冷媒分配量を制御する。また、吹出空気の温度が目標温度未満の場合は、吹出空気の温度が目標温度まで上昇するように、圧縮機11の冷媒吐出能力、および第2分岐通路26側への冷媒分配量を制御する。
In addition, the refrigerant | coolant discharge capability of the
以上のごとく、除湿暖房モード時には、第1熱交換器17が蒸発器として機能するとともに第2熱交換器23が放熱器として機能して、除湿暖房を行うことができる。すなわち、エジェクタ式冷凍サイクルにおいて、温水熱源を使用することなく、除湿暖房を行うことができる。
As described above, in the dehumidifying heating mode, the
(暖房モード)次に、暖房モード時の作動を説明する。エアコンスイッチにより冷房および暖房運転の実行指令が出されており、且つ、内気温センサで検出した内気温が温度設定スイッチにて設定された設定温度未満の場合には、暖房モードの冷媒流れ経路が設定される。すなわち、第1開閉弁20は第1分岐通路19を閉じ、流量調整弁52は、圧縮機51から吐出された全ての冷媒が第2分岐通路26側に流れるように制御される。これにより、暖房モード時には図11に太線で示す部位を矢印の向きに冷媒が流れるようになり、暖房モードの冷媒流れ経路が設定される。この暖房モードの冷媒流れ経路は、本発明の第3冷媒流れ経路に相当する。
(Heating mode) Next, the operation in the heating mode will be described. When the air conditioner switch issues a cooling and heating operation execution command and the internal air temperature detected by the internal air temperature sensor is lower than the set temperature set by the temperature setting switch, the refrigerant flow path in the heating mode is Is set. That is, the first on-off
そして、圧縮機51を駆動すると、圧縮機51で圧縮され吐出された高温高圧状態の全ての冷媒は、第2分岐通路26、電気式膨張弁22および第1分岐通路19を介して第2熱交換器23に流入する。このとき、電気式膨張弁22で所定の減圧を実施後、冷媒は高温ガス状態で第2熱交換器23に流入する。したがって、第2熱交換器23では、高温の冷媒が送風空気に放熱して送風空気を加熱する。また、第2熱交換器23を通過した冷媒は、高温状態が維持されたままエジェクタ16を通過して第1熱交換器17に流入する。したがって、第1熱交換器17では、高温の冷媒が送風空気に放熱して送風空気を加熱する。
When the
なお、内気温度が設定温度に近づくように、圧縮機51の冷媒吐出能力、および第2電動送風機24の送風量を調整して、暖房能力を調整する。
It should be noted that the heating capacity is adjusted by adjusting the refrigerant discharge capacity of the
以上のごとく、暖房モード時には、両熱交換器17、23がともに放熱器として機能して同時に加熱作用を発揮するため、両熱交換器17、23の両方で加熱された温風を車室内に吹き出して車室内を暖房することができる。すなわち、エジェクタ式冷凍サイクルにおいて、温水熱源を使用することなく、暖房を行うことができる。
As described above, in the heating mode, since both the
(他の実施形態)
(1)上記各実施形態において、圧縮機11、12、51としては、図示しない車両走行用エンジンにより回転駆動されるものでもよく、この場合、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、あるいは電磁クラッチの断続により圧縮機作動の稼働率を変化させて冷媒吐出能力を調整する固定容量型圧縮機のいずれを使用してもよい。
(Other embodiments)
(1) In each of the above embodiments, the
(2)図1に示す第1実施形態は、以下のように変更してもよい。まず、機械式膨張弁15を廃止してもよい。また、機械式膨張弁15を廃止し、その代わりに、エジェクタ16を、ノズル16aの冷媒流路面積を電動アクチュエータにより調節する可変型のエジェクタ16に変更してもよい。また、電気式膨張弁22は、冷媒流路面積が一定の固定絞りに変更してもよい。また、切替弁27の代わりに、第2実施形態のように第2開閉弁41と第3開閉弁42を用いてもよい。また、アキュムレータ18は廃止してもよい。
(2) The first embodiment shown in FIG. 1 may be modified as follows. First, the
(3)図5に示す第2実施形態は、以下のように変更してもよい。まず、エジェクタ16を、ノズル16aの冷媒流路面積が一定のエジェクタ16に変更するとともに、エジェクタ16への冷媒流れを停止可能な電子膨張弁等の制御装置を、エジェクタ16の上流側に設置してもよい。また、アキュムレータ18は廃止してもよい。
(3) The second embodiment shown in FIG. 5 may be modified as follows. First, the
(4)図9に示す第3実施形態は、以下のように変更してもよい。まず、機械式膨張弁15を廃止してもよい。また、機械式膨張弁15を廃止し、その代わりに、エジェクタ16を、ノズル16aの冷媒流路面積を電動アクチュエータにより調節する可変型のエジェクタ16に変更してもよい。
(4) The third embodiment shown in FIG. 9 may be modified as follows. First, the
(5)また、以上の実施形態では、車両用の冷凍サイクルについて説明したが、車両用に限らず、定置用等の冷凍サイクルに対しても本発明を同様に適用できることは勿論である。また、以上の実施形態では、冷媒の種類を特定しなかったが、冷媒はフロン系、HC系の代替フロン、二酸化炭素(CO2)など蒸気圧縮式の超臨界サイクルおよび亜臨界サイクルのいずれに適用できるものであってもよい。 (5) Moreover, although the above embodiment demonstrated the refrigeration cycle for vehicles, it cannot be overemphasized that this invention can be similarly applied not only to vehicles but to refrigeration cycles for stationary use. In the above embodiment, the type of the refrigerant was not specified, but the refrigerant may be any one of a supercritical cycle and a subcritical cycle of vapor compression type such as CFC-based, HC-based alternative CFC, carbon dioxide (CO 2 ). It may be applicable.
なお、ここでフロンとは炭素、フッ素、塩素、水素からなる有機化合物の総称であり、冷媒として広く使用されているものである。フロン系冷媒には、HCFC(ハイドロ・クロロ・フルオロ・カーボン)系冷媒、HFC(ハイドロ・フルオロ・カーボン)系冷媒等が含まれており、これらはオゾン層を破壊しないため代替フロンと呼ばれる冷媒である。 Here, chlorofluorocarbon is a general term for organic compounds composed of carbon, fluorine, chlorine, and hydrogen, and is widely used as a refrigerant. Fluorocarbon refrigerants include HCFC (hydro-chloro-fluoro-carbon) refrigerants, HFC (hydro-fluoro-carbon) refrigerants, etc., and these are refrigerants called substitute chlorofluorocarbons because they do not destroy the ozone layer. is there.
また、HC(炭化水素)系冷媒とは、水素、炭素を含み、自然界に存在する冷媒物質のことである。このHC系冷媒には、R600a(イソブタン)、R290(プロパン)などがある。 The HC (hydrocarbon) refrigerant is a refrigerant substance that contains hydrogen and carbon and exists in nature. Examples of the HC refrigerant include R600a (isobutane) and R290 (propane).
11、12、51…圧縮機、13…放熱器、16…エジェクタ、16a…ノズル部、16b…冷媒吸引口、16c…混合部、16d…ディフューザ部、17…第1熱交換器、19…第1分岐通路、20…第1開閉弁(経路設定手段)、23…第2熱交換器、26…第2分岐通路、27…切替弁(経路設定手段)、41…第2開閉弁(経路設定手段)、42…第3開閉弁(経路設定手段)、52…流量調整弁(経路設定手段)。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記圧縮機(11、12、51)から吐出された高圧冷媒の放熱を行う放熱器(13)と、
前記放熱器(13)下流側の冷媒を減圧膨張させるノズル部(16a)、前記ノズル部(16a)から噴射する冷媒流により冷媒を内部に吸引する冷媒吸引口(16b)、前記ノズル部(16a)からの冷媒流と前記冷媒吸引口(16b)の吸引冷媒とを混合する混合部(16c)、および前記混合部(16c)で混合した冷媒流の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する昇圧部(16d)を有するエジェクタ(16)と、
前記エジェクタ(16)の下流側に接続され、冷媒と空調対象空間に吹き出す空気とを熱交換させる第1熱交換器(17)と、
前記冷媒吸引口(16b)に接続され、冷媒と空調対象空間に吹き出す空気とを熱交換させる第2熱交換器(23)と、
前記放熱器(13)下流側の冷媒を前記第2熱交換器(23)に導く第1分岐通路(19)と、
前記圧縮機(11、12、51)から吐出された高圧冷媒を、前記放熱器(13)をバイパスして前記第2熱交換器(23)に導く第2分岐通路(26)と、
複数の冷媒流れ経路を切替設定する経路設定手段(20、27、41、42、52、S102、S105、S203、S206、S210)とを備え、
前記経路設定手段は、前記圧縮機(11、12、51)から吐出された高圧冷媒が、前記放熱器(13)および前記エジェクタ(16)を介して前記第1熱交換器(17)に導かれるとともに、前記放熱器(13)および前記第1分岐通路(19)を介して前記第2熱交換器(23)に導かれる第1冷媒流れ経路と、前記圧縮機(11、12、51)から吐出された高圧冷媒が、前記放熱器(13)および前記エジェクタ(16)を介して前記第1熱交換器(17)に導かれるとともに、前記第2分岐通路(26)を介して前記第2熱交換器(23)に導かれる第2冷媒流れ経路とを切替設定することを特徴とするエジェクタ式冷凍サイクル。 A compressor (11, 12, 51) for sucking and compressing refrigerant;
A radiator (13) for radiating heat of the high-pressure refrigerant discharged from the compressor (11, 12, 51);
Nozzle part (16a) for decompressing and expanding the refrigerant on the downstream side of the radiator (13), refrigerant suction port (16b) for sucking the refrigerant into the interior by the refrigerant flow injected from the nozzle part (16a), ) And a suction unit (16c) for mixing the refrigerant flow sucked from the refrigerant suction port (16b), and a booster unit for converting the velocity energy of the refrigerant flow mixed in the mixing unit (16c) into pressure energy ( An ejector (16) having 16d);
A first heat exchanger (17) connected to the downstream side of the ejector (16) and exchanging heat between the refrigerant and the air blown into the air-conditioning target space;
A second heat exchanger (23) connected to the refrigerant suction port (16b) for exchanging heat between the refrigerant and the air blown into the air-conditioning target space;
A first branch passage (19) for guiding the refrigerant on the downstream side of the radiator (13) to the second heat exchanger (23);
A second branch passage (26) for guiding the high-pressure refrigerant discharged from the compressor (11, 12, 51) to the second heat exchanger (23), bypassing the radiator (13),
Path setting means (20, 27, 41, 42, 52, S102, S105, S203, S206, S210) for switching and setting a plurality of refrigerant flow paths,
The path setting means guides the high-pressure refrigerant discharged from the compressor (11, 12, 51) to the first heat exchanger (17) through the radiator (13) and the ejector (16). And the first refrigerant flow path led to the second heat exchanger (23) via the radiator (13) and the first branch passage (19), and the compressor (11, 12, 51) The high-pressure refrigerant discharged from the heat exchanger is guided to the first heat exchanger (17) through the radiator (13) and the ejector (16), and the second refrigerant passage through the second branch passage (26). 2. An ejector-type refrigeration cycle, wherein the second refrigerant flow path led to the two heat exchanger (23) is switched and set.
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