JP4821590B2

JP4821590B2 - Ejector type cycle

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Publication number: JP4821590B2
Application number: JP2006327373A
Authority: JP
Inventors: 桂一吉井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-12-04
Filing date: 2006-12-04
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2026-12-04
Also published as: JP2008138970A

Description

本発明は、冷媒減圧手段の役割であるとともに、高速で噴出する作動流体の巻き込み作用によって流体輸送を行う運動量輸送式ポンプであるエジェクタを用いたエジェクタ式サイクルに関するものであり、特に、冷媒回路中に複数の電動弁が並列に構成されるエジェクタ式サイクルに関するものである。 The present invention relates to an ejector-type cycle using an ejector that is a momentum transporting pump that functions as a refrigerant decompression unit and that transports fluid by the entrainment action of a working fluid ejected at a high speed. Further, the present invention relates to an ejector type cycle in which a plurality of electric valves are configured in parallel.

図４は、図３に示す電動式可変エジェクタ３の弁部Ｂ１の拡大詳細図を示し、（ａ）はシート部テーパー有りのニードル弁３３ａの場合、（ｂ）はシート部テーパー無しのニードル弁３３ｂの場合である。従来、このような可変エジェクタでは、ノズル部３ａをニードル弁にて全閉としたときに、そのニードル弁とノズル部とが食い付かないよう、図４（ａ）に示すようにニードル弁に食い付き防止のためのテーパ−を設けている。 4A and 4B are enlarged detail views of the valve portion B1 of the electric variable ejector 3 shown in FIG. 3, where FIG. 4A shows a needle valve 33a with a seat portion taper, and FIG. 4B shows a needle valve without a seat portion taper. This is the case of 33b. Conventionally, in such a variable ejector, when the nozzle portion 3a is fully closed by the needle valve, the needle valve and the nozzle portion do not bite as shown in FIG. A taper is provided to prevent sticking.

このようなニードル弁とノズル部との食い付きは、ノズル部の下流側（低圧側）に対して上流側（高圧側）の圧力が高い状態のまま、つまり冷媒回路中に差圧が残ったままの状態でノズル部をニードル弁にて全閉したときに発生しうる。 Such a bite between the needle valve and the nozzle part remains in a state where the pressure on the upstream side (high pressure side) is higher than the downstream side (low pressure side) of the nozzle part, that is, the differential pressure remains in the refrigerant circuit. This can occur when the nozzle part is fully closed by the needle valve in this state.

このような、サイクル中の高圧側と低圧側との差圧（残圧）を、均圧させることで低減して、再始動時の不具合を防ぐ従来技術として、下記特許文献１に示す空気調和装置がある。この空気調和装置では、サイクル内を均圧にするための均圧回路と、その均圧回路を開閉する均圧弁とを備え、圧縮機の運転停止時に均圧弁を開き、所定時間経過後に膨張弁を開き、均圧時に均圧弁と膨張弁とを閉じる制御を行っている。
特開平６−１１２０８号公報 As a conventional technique for reducing such a differential pressure (residual pressure) between the high-pressure side and the low-pressure side in the cycle by equalizing pressure and preventing a malfunction at the time of restarting, air conditioning shown in Patent Document 1 below. There is a device. This air conditioner includes a pressure equalization circuit for equalizing the pressure in the cycle and a pressure equalization valve for opening and closing the pressure equalization circuit. The pressure equalization valve is opened when the compressor is stopped, and the expansion valve is opened after a predetermined time has elapsed. Is controlled to close the pressure equalizing valve and the expansion valve during pressure equalization.
JP-A-6-11208

電気式の可変エジェクタ（以下、エジェクタと略す）を用いたエジェクタ式サイクルでは、サイクルの起動時に一旦エジェクタの弁部を全閉とし、この弁部が閉じた状態の位置を０ステップとして記憶し、その後の運転における弁開度の制御において精度を確保している。この全閉位置の確認動作を弁開度の初期化と呼んでいる。 In an ejector type cycle using an electric variable ejector (hereinafter abbreviated as an ejector), the valve portion of the ejector is once fully closed at the start of the cycle, and the position where this valve portion is closed is stored as 0 step, The accuracy is ensured in the control of the valve opening in the subsequent operation. This operation for checking the fully closed position is called initialization of the valve opening.

図１１は、従来の冷凍サイクル装置において、運転中に停電があった場合の作動状態を示すタイムチャートである。この図に示すように、冷凍サイクル装置の運転指令として電源がＯＮされた場合、エジェクタの弁開度を略全開まで開けてから圧縮機を回転させ、その後に弁開度を徐々に絞っていき、所定圧力（例えば１３Ｍｐａ）になるように制御している。 FIG. 11 is a time chart showing an operating state when a power failure occurs during operation in a conventional refrigeration cycle apparatus. As shown in this figure, when the power supply is turned on as an operation command for the refrigeration cycle device, the valve opening of the ejector is opened to substantially fully open, the compressor is rotated, and then the valve opening is gradually reduced. The pressure is controlled to be a predetermined pressure (for example, 13 MPa).

その後、運転中に停電があって電源がＯＦＦされた場合、エジェクタの弁開度は保持されたままで圧縮機は停止し、サイクル内の高低圧差は徐々に均圧してゆく。そして再び電源がＯＮした場合、冷凍サイクル装置は上述した弁開度の初期化を行うこととなる。 Thereafter, when a power failure occurs during operation and the power is turned off, the compressor stops with the valve opening of the ejector maintained, and the high-low pressure difference in the cycle gradually becomes equalized. When the power is turned on again, the refrigeration cycle apparatus initializes the valve opening described above.

しかし、瞬時停電などで弁部の上下流間に大きな差圧が残っている状態で、この弁開度の初期化のために弁を閉じると、上下流間の圧力差で発生する加圧力と、ニードル弁とノズル部とのシート部間に作用する摩擦力との合力に、コイルの電磁力で発生するエジェクタの駆動力が勝つことができず、ニードル弁が動かなくなる。すなわち、ニードル弁がノズル部に食い付いて固着するという問題点がある。 However, if a large differential pressure remains between the upstream and downstream of the valve due to an instantaneous power failure, etc., when the valve is closed to initialize the valve opening, the applied pressure generated by the pressure difference between the upstream and downstream In addition, the driving force of the ejector generated by the electromagnetic force of the coil cannot overcome the resultant force of the friction force acting between the needle valve and the nozzle portion, and the needle valve does not move. That is, there is a problem that the needle valve bites into the nozzle portion and is fixed.

また、サイクル中に電気式のエジェクタと膨張弁とで複数の電動弁が並列に構成されるエジェクタ式サイクルにおいては、再起動時にそれぞれの弁を動かして弁開度を初期化する必要があるため、差圧が無くなるように一旦弁部を開いてから全閉させて初期化する制御にすると、起動に必要な時間が長くなり、省電力化を阻んでしまうという問題がある。 Also, in an ejector-type cycle in which a plurality of motor-operated valves are configured in parallel with an electric ejector and an expansion valve during the cycle, it is necessary to initialize the valve opening by moving each valve when restarting. If the control is performed such that the valve portion is once opened and then fully closed so as to eliminate the differential pressure, the time required for starting becomes long, and there is a problem that power saving is prevented.

これらの問題は、サイクル中に構成する複数の電動弁の全てに図４（ａ）に示したような食い付き防止のテーパーを設けてやれば、弁体と孔部との食い付きは防止できる。しかしながら、特にエジェクタでは、構造上、微少流量時は吸引の影響もあり、食い付き防止用のテーパ−部分の径や角度の加工精度を高くする必要があり、コストが掛かるという問題点がある。 These problems can be prevented if the plurality of motor-operated valves configured during the cycle are provided with a biting prevention taper as shown in FIG. 4A. . However, the ejector, in particular, has a problem in that it is affected by suction when the flow rate is very small, and it is necessary to increase the processing accuracy of the diameter and angle of the taper portion for preventing biting, which increases costs.

本発明は上記従来の問題点に鑑みて成されたものであり、サイクル中に複数の電動弁が並列に構成されるエジェクタ式サイクルにおいて、その目的は再起動時の弁部の全閉作動からの弁体と孔部との食い付きを防止することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and in an ejector type cycle in which a plurality of motor-operated valves are configured in parallel during the cycle, the purpose thereof is from a fully closed operation of the valve portion at the time of restart. It is to prevent biting between the valve body and the hole.

本発明の他の目的はニードル弁に設ける食い付き防止用のテーパ−を廃止して微少流量時の制御性を向上しつつコストを抑えることにある。 Another object of the present invention is to eliminate the biting prevention taper provided in the needle valve and to suppress the cost while improving the controllability at a minute flow rate.

本発明のさらに他の目的は、起動時間を短くして省電力化を図ることにある。 Still another object of the present invention is to shorten the start-up time and save power.

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、冷媒を圧縮する圧縮機（１）と、
圧縮機（１）から吐出される冷媒の放熱を行う高圧側熱交換器（２）と、
高圧側熱交換器（２）下流側の冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるとともに冷媒を吸引し、弁部（Ｂ１）の開度を可変する電気式の可変エジェクタ（３）と、
圧縮機（１）と高圧側熱交換器（２）と可変エジェクタ（３）とを含む主冷媒循環路（Ｒ１）から分岐して設けられ、循環冷媒の一部を可変エジェクタ（３）に導いて吸引させる冷媒分岐通路（Ｒ２）と、
冷媒分岐通路（Ｒ２）に配置されて冷媒を減圧膨張させるとともに、弁部（Ｂ２）の開度を可変する電気式膨張弁（９）と、
電気式膨張弁（９）で減圧された冷媒を蒸発させる低圧側熱交換器（４ｂ）とを備えたエジェクタ式サイクルにおいて、
電気式膨張弁（９）の弁部（Ｂ２）は、高圧側と低圧側との圧力差で閉弁方向に作用する加圧力と、弁体（３３、９３）と孔側（３ａ、９ａ）とのシート部間に作用する閉弁状態から開弁するときの摩擦力と、弁体（３３、９３）の駆動部（３２、９２）で発生する開弁方向の駆動力とのバランスにより閉弁状態から開き易い弁部であり、
可変エジェクタ（３）の弁部（Ｂ１）は、各力のバランスにより閉弁状態から開き難い弁部であり、
開き易い弁部を開いた後に開き難い弁部を開く制御手段（２０Ａ）を備え、
全閉時に弁体が孔側に接触する部分であるシート部において、開き易い弁部の弁体（９３）側のシート部テーパ角度が、開き難い弁部の弁体（３３）側のシート部テーパ角度より大きいことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means. That is, in the invention according to claim 1, the compressor (1) for compressing the refrigerant,
A high-pressure side heat exchanger (2) that dissipates heat from the refrigerant discharged from the compressor (1);
High-pressure side heat exchanger (2) Electric variable ejector that converts the pressure energy of the refrigerant on the downstream side into velocity energy, decompresses and expands the refrigerant, sucks the refrigerant, and varies the opening of the valve section (B1) ( 3) and
A main refrigerant circuit (R1) including a compressor (1), a high pressure side heat exchanger (2), and a variable ejector (3) is branched from the main refrigerant circuit (R1), and a part of the circulating refrigerant is led to the variable ejector (3). A refrigerant branch passage (R2) to be sucked
An electric expansion valve (9) that is arranged in the refrigerant branch passage (R2) to decompress and expand the refrigerant, and to change the opening of the valve portion (B2);
In an ejector type cycle comprising a low-pressure side heat exchanger (4b) for evaporating the refrigerant decompressed by the electric expansion valve (9),
The valve portion (B2) of the electric expansion valve (9) includes a pressure force acting in the valve closing direction due to a pressure difference between the high pressure side and the low pressure side, and the valve body (33, 93) and the hole side (3a, 9a). The valve is closed by a balance between the friction force when the valve is opened from the closed state acting between the seat portions and the driving force in the valve opening direction generated by the drive portions (32, 92) of the valve bodies (33, 93). It is a valve part that is easy to open from the valve state,
The valve portion (B1) of the variable ejector (3) is a valve portion that is difficult to open from the closed state due to the balance of each force,
Control means (20A ) for opening the valve part that is difficult to open after opening the valve part that is easy to open ,
In the seat portion where the valve body contacts the hole side when fully closed, the seat portion taper angle on the valve body (93) side of the valve portion that is easy to open is difficult to open, and the seat portion on the valve body (33) side of the valve portion that is difficult to open It is characterized by being larger than the taper angle .

この請求項１に記載の発明によれば、再起動時にサイクル中の高圧側と低圧側との差圧が残っていても、開き易い弁部を先に開いて均圧させることで差圧を低減するため、開き難い弁部に作用している上記加圧力が軽減されて開き易い状態にすることができる。このことより、再起動時の弁部（Ｂ１、Ｂ２）の全閉作動からの弁体（３３、９３）と孔側（３ａ、９ａ）との食い付きを防止することができる。
また弁体（３３、９３）に設ける食い付き防止用のテーパ−角度を制御部テーパ角度と同一にして微少流量時の制御性を向上しつつコストを抑えることができる。 According to the first aspect of the present invention, even when the differential pressure between the high pressure side and the low pressure side remains during the restart, the valve portion that is easy to open is first opened to equalize the pressure difference. In order to reduce, the said pressurizing force which acts on the valve part which is hard to open can be reduced, and it can be in the state which is easy to open. Accordingly, it is possible to prevent biting between the valve body (33, 93) and the hole side (3a, 9a) from the fully closed operation of the valve portion (B1, B2) at the time of restart.
Further, the taper angle for preventing biting provided on the valve bodies (33, 93) is made the same as the taper angle of the control section, so that the cost can be suppressed while improving the controllability at a minute flow rate.

また、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サイクルにおいて、開き易い弁部は、加圧力と摩擦力との合力よりも駆動力が大きく、開き難い弁部は、合力よりも駆動力が小さいことを特徴としている。この請求項２に記載の発明によれば、例えば、両弁部（Ｂ１、Ｂ２）とも弁体（３３、９３）と孔側（３ａ、９ａ）とのシート部テーパ角度を同じとしたうえ、所望する弁部側の弁体（３３、９３）の駆動力を、加圧力と摩擦力との合力よりも大きくすることで開き易い弁部にした構成としても良い。 In the invention according to claim 2 , in the ejector type cycle according to claim 1, the valve portion that is easy to open has a driving force larger than the resultant force of the applied pressure and the frictional force, and the valve portion that is difficult to open is It is characterized by a smaller driving force. According to the invention of the second aspect, for example, both the valve portions (B1, B2) have the same seat portion taper angle between the valve body (33, 93) and the hole side (3a, 9a), It is good also as a structure which made it the valve part which is easy to open by making the drive force of the valve body (33, 93) of the desired valve part side larger than the resultant force of applied pressure and a frictional force.

また、請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載のエジェクタ式サイクルにおいて、制御手段（２０Ａ）は、両弁部（Ｂ１、Ｂ２）の弁開度の初期化のための全閉作動を、一部分だけでも同時に作動させていることを特徴としている。この請求項３に記載の発明によれば、起動時間を短くして省電力化を図ることができる。 In the invention according to claim 3 , in the ejector type cycle according to claim 1 or 2 , the control means (20A) is configured to initialize the valve opening degree of both valve portions (B1, B2). This is characterized in that only a part of the fully-closed operation is simultaneously activated. According to the third aspect of the present invention, power saving can be achieved by shortening the startup time.

また、請求項４に記載の発明では、請求項１ないし請求項３のうちいずれか１項に記載のエジェクタ式サイクルにおいて、サイクルは、冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界サイクルであることを特徴としている。この請求項４に記載の発明によれば、高圧の超臨界サイクルにも適用することが可能である。 In the invention according to claim 4 , in the ejector type cycle according to any one of claims 1 to 3 , the cycle is a supercritical cycle in which the pressure of the refrigerant is equal to or higher than the critical pressure. It is characterized by. According to the fourth aspect of the present invention, it can be applied to a high-pressure supercritical cycle.

また、請求項５に記載の発明では、請求項４に記載のエジェクタ式サイクルにおいて、サイクルに使用する冷媒は、二酸化炭素（ＣＯ_２）冷媒であることを特徴としている。この請求項５に記載の発明によれば、具体的に使用する冷媒として、二酸化炭素（ＣＯ_２）冷媒が実施容易である。 The invention described in claim 5 is characterized in that, in the ejector-type cycle described in claim 4 , the refrigerant used in the cycle is a carbon dioxide (CO ₂ ) refrigerant. According to the fifth aspect of the present invention, a carbon dioxide (CO ₂ ) refrigerant can be easily implemented as the refrigerant to be specifically used.

また、請求項６に記載の発明では、請求項１ないし請求項５のうちいずれか１項に記載のエジェクタ式サイクルを、ヒートポンプ装置に適用したことを特徴としている。この請求項６に記載の発明によれば、再起動時の弁部（Ｂ１、Ｂ２）の全閉作動における弁体（３３、９３）と孔側（３ａ、９ａ）との食い付きを防止することができ、安定した状態で起動させ得るヒートポンプ装置とすることができる。 The invention according to claim 6 is characterized in that the ejector type cycle according to any one of claims 1 to 5 is applied to a heat pump device. According to the sixth aspect of the present invention, biting between the valve body (33, 93) and the hole side (3a, 9a) in the fully closed operation of the valve portion (B1, B2) at the time of restart is prevented. The heat pump device can be started in a stable state.

なお、上記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一例である。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について添付した図１ないし図８を用いて詳細に説明する。まず図１は、本発明の実施形態に係わるヒートポンプ式給湯装置（以下、給湯装置と略す）の全体構成を示す模式図であり、図２は、図１中のヒートポンプユニット部１０Ａ内の機器構成を示す模式図である。また図３は、図２中の電動式可変エジェクタ３の断面構造図であり、図５は、図２中の電動式膨張弁９の断面構造図である。本実施形態は、本発明のエジェクタ式サイクルをヒートポンプ装置として給湯装置に適用したものである。 (First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. First, FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a heat pump type hot water supply apparatus (hereinafter abbreviated as “hot water supply apparatus”) according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a device configuration in a heat pump unit 10A in FIG. It is a schematic diagram which shows. 3 is a cross-sectional structure diagram of the electric variable ejector 3 in FIG. 2, and FIG. 5 is a cross-sectional structure diagram of the electric expansion valve 9 in FIG. In this embodiment, the ejector type cycle of the present invention is applied to a hot water supply apparatus as a heat pump apparatus.

本給湯装置は、図１に示すように、給湯用水を加熱するヒートポンプユニット部１０Ａと、加熱された高温の湯を貯めると共に給湯部（シャワー、カラン、風呂など）に出湯するタンクユニット部１０Ｂとを有している。また、ヒートポンプユニット部１０Ａは、ヒートポンプサイクルと、このヒートポンプサイクルの作動を制御する制御手段としてのヒートポンプＥＣＵ２０Ａとを有している。 As shown in FIG. 1, the hot water supply apparatus includes a heat pump unit 10A that heats hot water, and a tank unit 10B that stores the heated hot water and discharges hot water to a hot water supply (shower, currant, bath, etc.) have. Further, the heat pump unit 10A includes a heat pump cycle and a heat pump ECU 20A as a control unit that controls the operation of the heat pump cycle.

ヒートポンプサイクルは、図２に示すように、圧縮機１、高圧側熱交換器としての冷媒水熱交換器２、電気式の可変エジェクタ（以下、エジェクタと略す）３が順次環状に冷媒配管で接続されて主冷媒循環路Ｒ１を形成している。また、本実施形態では、エジェクタ３の吐出側には第１蒸発器４ａが接続され、この第１蒸発器４ａの出口側は気液分離器５を介して圧縮機１の吸入側に接続されている。 As shown in FIG. 2, in the heat pump cycle, a compressor 1, a refrigerant water heat exchanger 2 as a high-pressure side heat exchanger, and an electric variable ejector (hereinafter abbreviated as an ejector) 3 are sequentially connected in an annular manner through a refrigerant pipe. Thus, the main refrigerant circulation path R1 is formed. In the present embodiment, the first evaporator 4 a is connected to the discharge side of the ejector 3, and the outlet side of the first evaporator 4 a is connected to the suction side of the compressor 1 via the gas-liquid separator 5. ing.

一方、エジェクタ３の上流側（冷媒水熱交換器２の出口側とエジェクタ３の入口側との間の部位）から冷媒分岐通路Ｒ２が分岐され、この冷媒分岐通路Ｒ２の下流側はエジェクタ３の冷媒吸引口３ｂに接続されている。図２中のａａは、冷媒分岐通路Ｒ２の分岐点を示す。この冷媒分岐通路Ｒ２には電気式膨張弁（以下、膨張弁と略す）９が配置され、この膨張弁９よりも冷媒流れ下流側には低圧側熱交換器としての第２蒸発器４ｂが配置されている。 On the other hand, the refrigerant branch passage R2 is branched from the upstream side of the ejector 3 (the portion between the outlet side of the refrigerant water heat exchanger 2 and the inlet side of the ejector 3), and the downstream side of the refrigerant branch passage R2 is connected to the ejector 3. It is connected to the refrigerant suction port 3b. In FIG. 2, aa indicates a branch point of the refrigerant branch passage R2. An electric expansion valve (hereinafter abbreviated as an expansion valve) 9 is disposed in the refrigerant branch passage R2, and a second evaporator 4b serving as a low-pressure side heat exchanger is disposed downstream of the expansion valve 9 in the refrigerant flow. Has been.

本実施形態では、これらの内部を流れる冷媒として、二酸化炭素冷媒（以下、ＣＯ_２冷媒と記す）を使用している。圧縮機１は、内蔵される図示しない電動モータによって駆動され、気液分離器５で分離された気相冷媒を吸入して臨界圧力以上に圧縮して吐出する。なお、圧縮機１は、ヒートポンプＥＣＵ２０Ａによって稼働およびその冷媒圧縮量（回転数）が制御されるようになっている。 In the present embodiment, a carbon dioxide refrigerant (hereinafter referred to as a CO ₂ refrigerant) is used as the refrigerant flowing inside these. The compressor 1 is driven by a built-in electric motor (not shown), sucks the gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 5, compresses it to a critical pressure or more, and discharges it. The compressor 1 is operated and its refrigerant compression amount (rotation speed) is controlled by the heat pump ECU 20A.

冷媒水熱交換器２は、圧縮機１より吐出される高温高圧冷媒（ホットガス）と、後述する貯湯タンク７内から供給される給湯用水との間で熱交換し、放熱作用によって給湯用水を加熱して高温の湯（例えば、目標温度９０℃）とするものである。 The refrigerant water heat exchanger 2 exchanges heat between a high-temperature and high-pressure refrigerant (hot gas) discharged from the compressor 1 and hot water supplied from a hot water storage tank 7 to be described later. Heating to make hot water (for example, target temperature 90 ° C.).

この冷媒水熱交換器２は、冷媒が流れる冷媒流路２ａと、給湯用水が流れる給湯用水流路２ｂとを一体的に有し、冷媒流路２ａを流れる冷媒の流れ方向と給湯用水流路２ｂを流れる給湯用水の流れ方向とが対向するように構成されている。 This refrigerant water heat exchanger 2 integrally includes a refrigerant flow path 2a through which refrigerant flows and a hot water supply water flow path 2b through which hot water supply water flows, and the flow direction of the refrigerant flowing through the refrigerant flow path 2a and the hot water supply water flow path It is comprised so that the flow direction of the hot water for water which flows through 2b may oppose.

エジェクタ３は、図３に示すように、冷媒水熱交換器２の冷媒流路２ａから流入する冷媒の通路面積を小さく絞って冷媒を等エントロピ的に減圧させるノズル部（本発明で言う孔側）３ａ、ノズル部３ａの冷媒噴出口と連通するように配置されて第２蒸発器４ｂから冷媒を吸引する冷媒吸引口３ｂ、ノズル部３ａおよび冷媒吸引口３ｂの下流側に配置されてノズル部３ａからの高速度の冷媒流と冷媒吸引口３ｂからの吸引冷媒とを混合する混合部３ｃ、および混合部３ｃの下流側に配置されて冷媒流れを減速して冷媒圧力を上昇させる昇圧部を成すディフューザ部３ｄを有している。 As shown in FIG. 3, the ejector 3 includes a nozzle portion (a hole side referred to in the present invention) that reduces the passage area of the refrigerant flowing in from the refrigerant flow path 2 a of the refrigerant water heat exchanger 2 to be isentropically depressurized. ) 3a, a refrigerant suction port 3b that is arranged so as to communicate with the refrigerant outlet of the nozzle portion 3a and sucks the refrigerant from the second evaporator 4b, a nozzle portion that is arranged downstream of the nozzle portion 3a and the refrigerant suction port 3b A mixing unit 3c that mixes the high-speed refrigerant flow from 3a and the suction refrigerant from the refrigerant suction port 3b, and a boosting unit that is arranged downstream of the mixing unit 3c and decelerates the refrigerant flow to increase the refrigerant pressure. It has a diffuser portion 3d.

さらに、エジェクタ３にはノズル部３ａの冷媒通路面積を可変制御する通路面積調整機構３１が設けられている。具体的に通路面積調整機構３１は、ノズル部３ａ内の通路長手方向に移動可能に配置されたニードル弁（本発明で言う弁体）３３と、ニードル弁３３を移動させる駆動部３２とから成っている。 Further, the ejector 3 is provided with a passage area adjusting mechanism 31 that variably controls the refrigerant passage area of the nozzle portion 3a. Specifically, the passage area adjusting mechanism 31 includes a needle valve (valve element referred to in the present invention) 33 movably arranged in the longitudinal direction of the passage in the nozzle portion 3a, and a drive portion 32 that moves the needle valve 33. ing.

このニードル弁３３の先端形状は細長く尖った形状となっており、ニードル弁３３の根本部は駆動部３２に連結され、この駆動部３２の操作力にてニードル弁３３がノズル部３ａの通路に沿って移動する。そして、ニードル弁３３の外周面とノズル部３ａの最小通路部との間に形成される冷媒通路面積を変更するようになっている。具体的には通路面積を小さくすることで、より大きな減圧を行う。換言すると、通路面積を小さくすることで冷媒の高圧側に対しては圧力を上昇させる。 The tip shape of the needle valve 33 is elongated and pointed, and the root portion of the needle valve 33 is connected to the drive unit 32. The operating force of the drive unit 32 causes the needle valve 33 to enter the passage of the nozzle unit 3a. Move along. And the refrigerant passage area formed between the outer peripheral surface of the needle valve 33 and the minimum passage part of the nozzle part 3a is changed. Specifically, a larger pressure reduction is performed by reducing the passage area. In other words, the pressure is increased with respect to the high pressure side of the refrigerant by reducing the passage area.

図４は、エジェクタ３の弁部Ｂ１（図３参照）の拡大詳細図を示し、（ａ）はシート部テーパー有りのニードル弁３３ａの場合、（ｂ）はシート部テーパー無しのニードル弁３３ｂの場合の開弁状態と全閉状態とである。なお、シート部テーパー有りとは、弁部Ｂ１を全閉としても孔側であるノズル部３ａと弁体であるニードル弁３３とが喰い付かないようにしたテーパー角度部のことである（図４（ａ）のθ１参照）。 4 shows an enlarged detailed view of the valve portion B1 (see FIG. 3) of the ejector 3. FIG. 4A shows a needle valve 33a with a seat portion taper, and FIG. 4B shows a needle valve 33b without a seat portion taper. The valve open state and the fully closed state. In addition, the seat portion taper means a tapered angle portion that prevents the nozzle portion 3a that is the hole side and the needle valve 33 that is the valve body from biting even when the valve portion B1 is fully closed (FIG. 4). (See θ1 in (a)).

本実施形態ではエジェクタ３の弁部Ｂ１を図４（ｂ）のようなシート部テーパー無しのニードル弁３３ｂとして、ノズル部３ａ側のシート部テーパ角度とニードル弁３３ｂ側のシート部テーパ角度とを同じとしている（図４（ｂ）のθ２参照）。 In this embodiment, the valve portion B1 of the ejector 3 is a needle valve 33b without a taper portion as shown in FIG. 4B, and the seat portion taper angle on the nozzle portion 3a side and the seat portion taper angle on the needle valve 33b side are set. This is the same (see θ2 in FIG. 4B).

図３の駆動部３２は、モータアクチュエータとしてステッピングモータを用いているが、電磁ソレノイド機構やピエゾ素子など、電気的に制御可能な駆動手段であれば他の駆動機構であっても良い。そして、通路面積調整機構３１の駆動部３２は、ヒートポンプＥＣＵ２０Ａからの制御信号によって制御される。なお、ディフューザ部３ｄの下流側は第１蒸発器４ａに接続されている。 The drive unit 32 in FIG. 3 uses a stepping motor as a motor actuator, but may be another drive mechanism as long as it is an electrically controllable drive means such as an electromagnetic solenoid mechanism or a piezo element. The drive unit 32 of the passage area adjustment mechanism 31 is controlled by a control signal from the heat pump ECU 20A. The downstream side of the diffuser portion 3d is connected to the first evaporator 4a.

膨張弁９は、第２蒸発器４ｂへの冷媒流量の調節作用を成す減圧手段であり、図５に示すように、オリフィス部（本発明で言う孔側）９ａと、弁棒（本発明で言う弁体）９３とで構成されている。さらに、膨張弁９にはオリフィス部９ａの冷媒通路面積を可変制御する通路面積調整機構９１が設けられている。具体的に通路面積調整機構９１は、オリフィス部９ａ内の通路軸方向に移動可能に配置された弁棒９３と、弁棒９３を移動させる駆動部９２とから成っている。 The expansion valve 9 is a pressure reducing means that adjusts the flow rate of the refrigerant to the second evaporator 4b. As shown in FIG. 5, the expansion valve 9 (hole side in the present invention) 9a and a valve stem (in the present invention). And a valve body 93). Further, the expansion valve 9 is provided with a passage area adjusting mechanism 91 that variably controls the refrigerant passage area of the orifice portion 9a. Specifically, the passage area adjusting mechanism 91 includes a valve rod 93 disposed so as to be movable in the passage axis direction in the orifice portion 9a, and a drive unit 92 that moves the valve rod 93.

この弁棒９３の先端形状は細長い形状となっており、弁棒９３の根本部は駆動部９２に連結され、この駆動部９２の操作力にて弁棒９３がオリフィス部９ａの通路に沿って移動する。そして、弁棒９３の外周面とオリフィス部９ａの最小通路部との間に形成される冷媒通路面積を変更するようになっている。具体的には通路面積を小さくすることで、より大きな減圧を行う。換言すると、通路面積を小さくすることで冷媒の高圧側に対しては圧力を上昇させる。 The tip of the valve stem 93 is elongated, and the root of the valve stem 93 is connected to the drive unit 92. The valve rod 93 is moved along the passage of the orifice unit 9a by the operating force of the drive unit 92. Moving. The refrigerant passage area formed between the outer peripheral surface of the valve stem 93 and the minimum passage portion of the orifice portion 9a is changed. Specifically, a larger pressure reduction is performed by reducing the passage area. In other words, the pressure is increased with respect to the high pressure side of the refrigerant by reducing the passage area.

図６は、膨張弁９の弁部Ｂ２（図５参照）の拡大詳細図を示し、（ａ）はシート部テーパー有り（図中のθ３参照）の弁棒９３ａの場合、（ｂ）はシート部テーパー無し（図中のθ４参照）の弁棒９３ｂの場合の開弁状態と全閉状態とである。なお、本実施形態では膨張弁９の弁部Ｂ２を図６（ａ）のようなシート部テーパー有りの弁棒９３ａとしている。 6 shows an enlarged detailed view of the valve portion B2 (see FIG. 5) of the expansion valve 9. FIG. 6A shows a valve rod 93a with a seat portion taper (see θ3 in the drawing), and FIG. 6B shows a seat. They are a valve open state and a fully closed state in the case of the valve rod 93b without a part taper (see θ4 in the figure). In this embodiment, the valve portion B2 of the expansion valve 9 is a valve rod 93a having a seat portion taper as shown in FIG.

図５の駆動部９２は、モータアクチュエータとしてステッピングモータを用いているが、電磁ソレノイド機構やピエゾ素子など、電気的に制御可能な駆動手段であれば他の駆動機構であっても良い。そして、通路面積調整機構９１の駆動部９２は、ヒートポンプＥＣＵ２０Ａからの制御信号によって制御される。なお、オリフィス部９ａの下流側は第２蒸発器４ｂに接続されている。 5 uses a stepping motor as a motor actuator, but may be another drive mechanism as long as it is an electrically controllable drive means such as an electromagnetic solenoid mechanism or a piezo element. The drive unit 92 of the passage area adjusting mechanism 91 is controlled by a control signal from the heat pump ECU 20A. The downstream side of the orifice portion 9a is connected to the second evaporator 4b.

第１蒸発器（風上側熱交換部）４ａと第２蒸発器（風下側熱交換部）４ｂとは、本実施形態では一体の蒸発器４として構成されている。この蒸発器４は、外気ファン４ｃによって通風される外気から吸熱して、エジェクタ３および膨張弁９から供給される冷媒を蒸発させる熱交換器である。なお、外気ファン４ｃは、ヒートポンプＥＣＵ２０Ａによって稼働およびその送風量（回転数）が制御されるようになっている。 The first evaporator (windward heat exchange unit) 4a and the second evaporator (leeward side heat exchange unit) 4b are configured as an integral evaporator 4 in this embodiment. The evaporator 4 is a heat exchanger that absorbs heat from the outside air ventilated by the outside air fan 4 c and evaporates the refrigerant supplied from the ejector 3 and the expansion valve 9. The outside air fan 4c is controlled in operation and the amount of air blown (the number of rotations) by the heat pump ECU 20A.

気液分離器５は、第１蒸発器４ａより吐出される冷媒を気液分離して、気相冷媒のみを圧縮機１に吸入させるものである。また、図２中の８は、高圧部から流出する冷媒と圧縮機１に吸入される冷媒とを熱交換させる熱回収手段としての内部熱交換器８である。高圧冷媒が流れる高圧冷媒流路８ａと、低圧冷媒が流れる低圧冷媒流路８ｂとを一体的に有し、高圧冷媒流路８ａを流れる冷媒の流れ方向と低圧冷媒流路８ｂを流れる冷媒の流れ方向とが対向するように構成されている。このように、内部熱交換器８を構成していても良い。 The gas-liquid separator 5 performs gas-liquid separation on the refrigerant discharged from the first evaporator 4a, and causes the compressor 1 to suck only the gas-phase refrigerant. Further, reference numeral 8 in FIG. 2 denotes an internal heat exchanger 8 as heat recovery means for exchanging heat between the refrigerant flowing out from the high pressure section and the refrigerant sucked into the compressor 1. The high-pressure refrigerant flow path 8a through which the high-pressure refrigerant flows and the low-pressure refrigerant flow path 8b through which the low-pressure refrigerant flow are integrated, and the flow direction of the refrigerant flowing through the high-pressure refrigerant flow path 8a and the flow of the refrigerant flowing through the low-pressure refrigerant flow path 8b. It is comprised so that the direction may oppose. In this way, the internal heat exchanger 8 may be configured.

一方、タンクユニット部１０Ｂは、貯湯タンク７、沸き上げ回路１２、給湯回路１３、および沸き上げ回路１２と給湯回路１３との作動を制御するタンクＥＣＵ２０Ｂを有している。貯湯タンク７は、耐食性に優れた例えばステンレスなどの金属製の容器であり、外周部には図示しない断熱材が配置され、高温の湯を内部に貯めて長時間にわたって保温することができるようになっている。 On the other hand, the tank unit section 10 </ b> B includes a hot water storage tank 7, a boiling circuit 12, a hot water supply circuit 13, and a tank ECU 20 </ b> B that controls operations of the boiling circuit 12 and the hot water supply circuit 13. The hot water storage tank 7 is a container made of metal such as stainless steel having excellent corrosion resistance, and a heat insulating material (not shown) is arranged on the outer periphery so that hot water can be stored inside and kept warm for a long time. It has become.

貯湯タンク７の外壁面には図示しない複数の水位サーミスタが縦方向にほぼ等間隔に配置され、貯湯タンク７内に満たされた水あるいは高温の湯の各水位レベルでの温度情報をタンクＥＣＵ２０Ｂに出力するようになっている。 A plurality of water level thermistors (not shown) are disposed on the outer wall surface of the hot water storage tank 7 at substantially equal intervals in the vertical direction, and temperature information at each water level of the hot water or hot water filled in the hot water storage tank 7 is sent to the tank ECU 20B. It is designed to output.

沸き上げ回路１２は、水循環量可変手段としてのウォーターポンプ６（ヒートポンプユニット部１０Ａ内に配設）によって貯湯タンク７内の水が下側の冷水出口７ｂから取り出され、冷媒水熱交換器２の給湯用水流路２ｂで加熱された後、貯湯タンク７上側の温水入口７ｃに戻す回路となっている。なお、ウォーターポンプ６は、ヒートポンプＥＣＵ２０Ａによって稼働およびその循環量（回転数）が制御されるようになっている。 In the boiling circuit 12, the water in the hot water storage tank 7 is taken out from the lower cold water outlet 7b by the water pump 6 (disposed in the heat pump unit 10A) as the water circulation amount varying means, and the refrigerant water heat exchanger 2 After heating in the hot water supply water flow path 2b, the circuit returns to the hot water inlet 7c above the hot water storage tank 7. The water pump 6 is operated and its circulation amount (rotation speed) is controlled by the heat pump ECU 20A.

給湯回路１３は、水道からの水が貯湯タンク７下側の冷水入口７ａから貯湯タンク７内に給水されるとともに、貯湯タンク７上側の温水出口７ｄからユーザーが使う給湯部へ湯を給湯する回路である。なお、給湯回路１３には、水道からの水と温水出口７ｄからの高温水とを混合させて、給湯する湯温をユーザーが所望する温度に調節するための図示しない温度調節弁が設けられている。尚、温度調節弁での調節温度は、タンクＥＣＵ２０Ｂによって制御されるようになっている。 The hot water supply circuit 13 supplies water from the cold water inlet 7a on the lower side of the hot water storage tank 7 into the hot water storage tank 7 and supplies hot water from the hot water outlet 7d on the upper side of the hot water storage tank 7 to the hot water supply unit used by the user. It is. The hot water supply circuit 13 is provided with a temperature control valve (not shown) for mixing the water from the tap water and the high temperature water from the hot water outlet 7d to adjust the temperature of the hot water supplied to the temperature desired by the user. Yes. Note that the regulated temperature at the temperature regulating valve is controlled by the tank ECU 20B.

図１に示すように、ヒートポンプＥＣＵ２０ＡとタンクＥＣＵ２０Ｂとは通信ライン１４で連絡されている。また、タンクＥＣＵ２０Ｂに給電された電力は、ヒートポンプ用電源リレー部１１から電源ライン１５を介してヒートポンプＥＣＵ２０Ａへ供給されるようになっている。 As shown in FIG. 1, the heat pump ECU 20 </ b> A and the tank ECU 20 </ b> B are connected via a communication line 14. The electric power supplied to the tank ECU 20B is supplied from the heat pump power supply relay unit 11 to the heat pump ECU 20A via the power supply line 15.

ヒートポンプＥＣＵ２０Ａは、ユーザーが設定して図示しないリモコンから入力される設定温度（例えば４２℃）信号や図示しない各センサーからの信号に基づき、圧縮機１（実質的には駆動源である電動モータ）、エジェクタ３の駆動部３２、外気ファン４ｃ、膨張弁９の駆動部９２、ウォーターポンプ６などを通電制御する。 The heat pump ECU 20A sets the compressor 1 (substantially an electric motor as a drive source) based on a set temperature (for example, 42 ° C.) signal set by a user and input from a remote controller (not shown) and signals from sensors (not shown). The drive unit 32 of the ejector 3, the outside air fan 4c, the drive unit 92 of the expansion valve 9, the water pump 6 and the like are energized and controlled.

次に、本実施形態の運転制御について説明する。図７は、本発明の第１実施形態における制御の流れを示すフローチャートであり、図８は、図７の制御において、運転中に停電があった場合の冷凍サイクル装置の作動状態を示すタイムチャートである。電源がＯＮされると図７のステップＳ１では、まず運転準備の作動として、膨張弁９の弁開度の初期化として一旦膨張弁９の弁部を全閉とし、この弁部が閉じた状態の位置を０ステップとして記憶させている。 Next, the operation control of this embodiment will be described. FIG. 7 is a flowchart showing the flow of control in the first embodiment of the present invention. FIG. 8 is a time chart showing the operating state of the refrigeration cycle apparatus when a power failure occurs during operation in the control of FIG. It is. When the power is turned on, in step S1 of FIG. 7, first, as an operation preparation operation, the valve portion of the expansion valve 9 is once fully closed as the valve opening of the expansion valve 9 is initialized, and this valve portion is closed. Is stored as 0 step.

そしてステップＳ２では、その全閉とした膨張弁９の弁開度を所定値Ａ１まで開くように制御している。同様に、ステップＳ３では、次いでエジェクタ３の弁開度の初期化として一旦エジェクタ３の弁部を全閉とし、この弁部が閉じた状態の位置を０ステップとして記憶させている。そしてステップＳ４では、その全閉としたエジェクタ３の弁開度を所定値Ａ２まで開くように制御している。 In step S2, the valve opening degree of the expansion valve 9 that is fully closed is controlled to open to a predetermined value A1. Similarly, in step S3, as the valve opening degree of the ejector 3 is initialized, the valve portion of the ejector 3 is once fully closed, and the position where the valve portion is closed is stored as 0 step. In step S4, the valve opening of the ejector 3 that is fully closed is controlled to open to a predetermined value A2.

なお、本実施形態での弁開度の所定値は、ほぼ全開に近い値となっている。このとき、サイクル内は高低圧が均圧しており（例えば５．７Ｍｐａ）、差圧がない状態となっている。湯を作る時は、タンクＥＣＵ２０Ｂから通信ライン１４を通してヒートポンプＥＣＵ２０Ａへ運転指令が伝えられ、ヒートポンプユニット部１０Ａは運転を開始して湯をタンクユニット部１０Ｂへ供給することとなる。 In addition, the predetermined value of the valve opening degree in this embodiment is a value that is almost fully open. At this time, the high and low pressures are equalized in the cycle (for example, 5.7 Mpa), and there is no differential pressure. When making hot water, an operation command is transmitted from the tank ECU 20B to the heat pump ECU 20A through the communication line 14, and the heat pump unit 10A starts operation and supplies hot water to the tank unit 10B.

図７のステップＳ５では、この運転指令が有るか否かの判定を行い、その判定結果がＹＥＳで、運転指令が入った場合にはステップＳ６へ進んで圧縮機の駆動処理、ステップＳ７へ進んで膨張弁９の駆動処理、ステップＳ８へ進んでエジェクタ３の駆動処理と順次繰り返して運転を行う。 In step S5 of FIG. 7, it is determined whether or not the operation command is present. If the determination result is YES and the operation command is input, the process proceeds to step S6, and the compressor driving process proceeds to step S7. Then, the process proceeds to the drive process for the expansion valve 9 and step S8, and the drive process for the ejector 3 is sequentially repeated.

図８では、圧縮機１を所定回転数（図８の例では３０００ｒｐｍ）で運転させるとともに、エジェクタ３と膨張弁９との弁開度を調整して高圧側の圧力を最適な値（図８の例で圧縮機１の吐出側圧力：１３Ｍｐａ）に制御している。そして、湯を作る必要が無くなった場合にはヒートポンプユニット部１０Ａへの運転指令が解除される。そして、ステップＳ５の判定結果がＮＯで、運転指令が入らなくなった場合にはステップＳ９へ進み、圧縮機の停止処理を行ってから電源がＯＦＦされる。 In FIG. 8, the compressor 1 is operated at a predetermined number of revolutions (3000 rpm in the example of FIG. 8), and the opening degree of the ejector 3 and the expansion valve 9 is adjusted to adjust the pressure on the high pressure side to an optimum value (FIG. 8). In this example, the discharge side pressure of the compressor 1 is controlled to 13 MPa. And when it becomes unnecessary to make hot water, the operation command to 10 A of heat pump unit parts is cancelled | released. If the determination result in step S5 is NO and the operation command cannot be entered, the process proceeds to step S9, where the power supply is turned off after the compressor is stopped.

これはヒートポンプユニット部１０Ａの待機電力を低減するためのものである。つまり、圧縮機が停止したところで電源ＯＦＦ許可をタンクＥＣＵ２０Ｂに送信し、ヒートポンプ用電源リレー部９で電源をＯＦＦしてもらうようになっている。次に、運転中に停電などで電源が一旦ＯＦＦした場合の作動について説明する。 This is for reducing the standby power of the heat pump unit 10A. That is, when the compressor is stopped, the power OFF permission is transmitted to the tank ECU 20B, and the power relay unit 9 for heat pump turns off the power. Next, the operation when the power supply is once turned off due to a power failure during operation will be described.

図８に示すように、電源がＯＦＦすると、膨張弁９やエジェクタ３の弁開度はそのままで、圧縮機（電動モータ）１は停止して運転が停止し、サイクル内の高低圧差は徐々に均圧する方向へと向かう。しかし、瞬間停電などで短い時間で電源が復帰すると、サイクル内に差圧が残った状態で図７の運転制御が開始されることとなる。本実施形態では、差圧が有っても弁部Ｂ２が食い付かないように、シート部テーパーを持たせた膨張弁９から先に弁開度初期化後の略全開作動を行い、膨張弁９の略全開を確認したら次にエジェクタ３の弁開度初期化後の略全開作動を行うようになっている。 As shown in FIG. 8, when the power is turned off, the opening degree of the expansion valve 9 and the ejector 3 remains unchanged, the compressor (electric motor) 1 stops and the operation stops, and the high-low pressure difference in the cycle gradually increases. Head in the direction of pressure equalization. However, when the power supply is restored in a short time due to an instantaneous power failure or the like, the operation control of FIG. 7 is started in a state where the differential pressure remains in the cycle. In this embodiment, in order to prevent the valve portion B2 from biting even if there is a differential pressure, the expansion valve 9 having a seat portion taper is first fully opened after the valve opening is initialized. After confirming that 9 is substantially fully open, the substantially fully open operation after initialization of the valve opening of the ejector 3 is performed.

これにより、エジェクタ３を差圧が有ると食い付きが生じうるシート部テーパー無しの弁部Ｂ１としても、膨張弁９を略全開に開いた時点で高低圧部の差圧が解消されるため（例えば５．７Ｍｐａ）、エジェクタ３の弁開度の初期化としてニードル弁３３をノズル部３ａに突き当てても、ニードル弁３３がノズル部３ａに食い付く懸念を無くすことができる。この両弁部Ｂ１、Ｂ２の運転準備作動が終われば圧縮機１を駆動させて運転を再開する作動となる。 As a result, even when the ejector 3 has a differential pressure, the valve portion B1 without the taper portion of the seat portion that can bite can be removed when the expansion valve 9 is opened fully open (see FIG. For example, even if the needle valve 33 is abutted against the nozzle portion 3a as the initialization of the valve opening of the ejector 3, the concern that the needle valve 33 bites into the nozzle portion 3a can be eliminated. When the operation preparation operation of both the valve portions B1 and B2 is completed, the operation is resumed by driving the compressor 1.

次に、本実施形態での特徴と、その効果についてまとめる。まず、高圧側と低圧側との圧力差で閉弁方向に作用する加圧力と、ニードル弁３３、弁棒９３とノズル部３ａ、オリフィス部９ａとのシート部間に作用する閉弁状態から開弁するときの摩擦力と、ニードル弁３３、弁棒９３駆動用のステッピングモータ３２、９２で発生する開弁方向の駆動力とのバランスにより閉弁状態から開き易い弁部と、各力のバランスにより閉弁状態から開き難い弁部と、開き易い弁部を開いた後に開き難い弁部を開くヒートポンプＥＣＵ２０Ａとを備えている。 Next, the features and effects of this embodiment will be summarized. First, the pressure force acting in the valve closing direction due to the pressure difference between the high pressure side and the low pressure side and the valve closed state acting between the needle valve 33, the valve rod 93, the nozzle portion 3a, and the orifice portion 9a are opened. The valve portion that is easy to open from the closed state due to the balance between the frictional force when valved and the driving force in the valve opening direction generated by the stepping motors 32 and 92 for driving the needle valve 33 and the valve rod 93, and the balance of each force Thus, a valve portion that is difficult to open from the closed state and a heat pump ECU 20A that opens the valve portion that is difficult to open after opening the valve portion that is easy to open are provided.

これによれば、再起動時にサイクル中の高圧側と低圧側との差圧が残っていても、開き易い弁部を先に開いて均圧させることで差圧を低減するため、開き難い弁部に作用している上記加圧力が軽減されて開き易い状態にすることができる。このことより、再起動時の弁部Ｂ１、Ｂ２の全閉作動からのニードル弁３３とノズル部３ａ、弁棒９３とオリフィス部９ａとの食い付きを防止することができる。 According to this, even if the differential pressure between the high-pressure side and the low-pressure side remains in the cycle at the time of restarting, the valve part that is easy to open is first opened to equalize the pressure by reducing the pressure difference. It is possible to reduce the pressure applied to the part and make it easy to open. Accordingly, it is possible to prevent biting of the needle valve 33 and the nozzle portion 3a, the valve rod 93, and the orifice portion 9a from the fully closed operation of the valve portions B1 and B2 at the time of restart.

また、開き易い弁部の弁体であるニードル弁３３、弁棒９３側のシート部テーパ角度が、開き難い弁部の弁体であるニードル弁３３、弁棒９３側のシート部テーパ角度より大きく、開き難い弁部を可変エジェクタ３の弁部Ｂ１としている。これらによれば、ニードル弁３３、弁棒９３に設ける食い付き防止用のテーパ−角度を制御部テーパ角度と同一にして微少流量時の制御性を向上しつつコストを抑えることができる。 Further, the needle valve 33 that is the valve body of the valve portion that is easy to open, and the seat portion taper angle on the valve stem 93 side is larger than the needle valve 33 that is the valve body of the valve portion that is difficult to open and the seat portion taper angle on the valve stem 93 side. The valve portion that is difficult to open is the valve portion B1 of the variable ejector 3. According to these, the taper angle for preventing biting provided on the needle valve 33 and the valve rod 93 is made the same as the taper angle of the control unit, and the cost can be suppressed while improving the controllability at a minute flow rate.

また、サイクルは、冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界サイクルである。これによれば、高圧の超臨界サイクルにも適用することが可能である。また、このエジェクタ式サイクルにおいて、サイクルに使用する冷媒は、ＣＯ_２冷媒である。これによれば、具体的に使用する冷媒として、ＣＯ_２冷媒が実施容易である。 The cycle is a supercritical cycle in which the pressure of the refrigerant is equal to or higher than the critical pressure. According to this, it is possible to apply also to a high-pressure supercritical cycle. In this ejector type cycle, the refrigerant used for the cycle is a CO ₂ refrigerant. According to this, a CO ₂ refrigerant is easy to implement as the refrigerant to be specifically used.

また、このエジェクタ式サイクルを、ヒートポンプ装置に適用している。これによれば、再起動時の弁部Ｂ１、Ｂ２の全閉作動におけるニードル弁３３、弁棒９３とノズル部３ａ、オリフィス部９ａとの食い付きを防止することができ、安定した状態で起動させ得るヒートポンプ装置とすることができる。 Moreover, this ejector type cycle is applied to a heat pump device. According to this, it is possible to prevent the needle valve 33, the valve stem 93 and the nozzle part 3a, the orifice part 9a from biting in the fully closed operation of the valve parts B1 and B2 at the time of restart, and start in a stable state. It can be set as the heat pump apparatus which can be made.

（第２実施形態）
図９は、本発明の第２実施形態における制御の流れを示すフローチャートであり、図１０は、図９の制御において、運転中に停電があった場合の冷凍サイクル装置の作動状態を示すタイムチャートである。なお、本実施形態では、上述した第１実施形態と同様の構成要素については同じ符号を付して説明を省略し、上述した実施形態と異なる特徴部分について説明する。 (Second Embodiment)
FIG. 9 is a flowchart showing the flow of control in the second embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a time chart showing the operating state of the refrigeration cycle apparatus when a power failure occurs during operation in the control of FIG. It is. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and characteristic portions different from those in the above-described embodiment will be described.

本実施形態でヒートポンプＥＣＵ２０Ａは、両弁部Ｂ１、Ｂ２の弁開度初期化のための全閉作動を、一部分だけでも同時に作動させている。図９のフローチャートでは、図７のフローチャートでのステップＳ１の膨張弁９の弁開度初期化と、ステップＳ３のエジェクタ３の弁開度初期化とを合わせてステップＳ１１の膨張弁９とエジェクタ３との弁開度初期化としたものである。 In the present embodiment, the heat pump ECU 20A operates the fully-closed operation for initializing the valve openings of both the valve portions B1 and B2 even if only a part is simultaneously performed. In the flowchart of FIG. 9, the expansion valve 9 and the ejector 3 in step S11 are combined with the initialization of the valve opening of the expansion valve 9 in step S1 and the initialization of the valve opening of the ejector 3 in step S3 in the flowchart of FIG. The valve opening is initialized.

なお、両弁部Ｂ１、Ｂ２とも閉弁した後の開弁作動は、第１実施形態と同様に、シート部テーパーを持たせた弁部から先に開いて差圧を無くし、次にシート部テーパーを持たない弁部を開く時に食い付きが生じないようにしている。これによれば、起動時間を短くして省電力化を図ることができる。 The valve opening operation after both the valve parts B1 and B2 are closed is similar to the first embodiment, in which the valve part having the seat part taper is opened first to eliminate the differential pressure, and then the seat part. Biting is prevented from occurring when opening a valve portion that does not have a taper. According to this, power saving can be achieved by shortening the activation time.

（第３実施形態）
図１１は、本発明の第３実施形態におけるヒートポンプユニット部１０Ａ内の機器構成を示す模式図である。図２で示した第１実施形態の機器構成と異なる部分は、図示しないが、膨張弁９の弁部Ｂ２も図６（ｂ）のようなシート部テーパー無しの弁棒９３ｂとして、その代わり、この弁棒９３ｂを駆動する駆動部としてのステッピングモータ９２１を、加圧力と摩擦力との合力に打ち勝つ大きな駆動力を発生できるものとしている。なお作動は、第１、第２実施形態と同様である。 (Third embodiment)
FIG. 11 is a schematic diagram showing a device configuration in the heat pump unit 10A according to the third embodiment of the present invention. A portion different from the device configuration of the first embodiment shown in FIG. 2 is not shown, but the valve portion B2 of the expansion valve 9 is also used as a valve rod 93b having no seat portion taper as shown in FIG. The stepping motor 921 as a drive unit for driving the valve rod 93b can generate a large driving force that overcomes the resultant force of the applied pressure and the frictional force. The operation is the same as in the first and second embodiments.

このように、本実施形態においての開き易い弁部は、加圧力と摩擦力との合力よりも駆動力が大きく、開き難い弁部は、先の合力よりも駆動力が小さいものとしている。これによれば、本実施形態のように、両弁部Ｂ１、Ｂ２ともニードル弁３３とノズル部３ａ、弁棒９３とオリフィス部９ａ、それぞれのシート部テーパ角度を同じとしたうえ、所望する弁部（本実施形態では、膨張弁９の弁部Ｂ２）側の駆動力を、加圧力と摩擦力との合力よりも大きくすることで開き易い弁部にした構成としても良い。 As described above, the valve portion that is easy to open in the present embodiment has a driving force larger than the resultant force of the applied pressure and the frictional force, and the valve portion that is difficult to open has a driving force smaller than the previous resultant force. According to this, both the valve parts B1 and B2 as in the present embodiment, the needle valve 33 and the nozzle part 3a, the valve rod 93 and the orifice part 9a, the same seat portion taper angle, and the desired valve It is good also as a structure made into the valve part which is easy to open by making the driving force by the side (valve part B2 of the expansion valve 9) side larger than the resultant force of the applied pressure and the frictional force.

（その他の実施形態）
上述の第１、第２実施形態では、膨張弁９をシート部テーパー有りとしてエジェクタ３のシート部テーパーを無くしているが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、エジェクタ３をシート部テーパー有りとして膨張弁９のシート部テーパーを無くし、起動時はシート部テーパーの有るエジェクタ３から開くようにしても良い。 (Other embodiments)
In the first and second embodiments described above, the expansion valve 9 has a seat portion taper and the seat portion taper of the ejector 3 is eliminated. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the ejector 3 is It is also possible to eliminate the seat taper of the expansion valve 9 as having a seat taper, and to open from the ejector 3 having the seat taper at the time of activation.

また、上述の実施形態では、冷媒回路中に可変エジェクタと電動膨張弁との２つの電動弁が並列に構成されているが、冷媒回路中に３つ以上の電動弁が並列に構成されるエジェクタ式サイクルにおいても、本発明の「食い付きを生じない電動弁から開けて冷媒回路内を均圧し、それから他の電動弁を開く」という技術思想を適用しても良い。 In the above-described embodiment, the two motor-operated valves, that is, the variable ejector and the electric expansion valve are configured in parallel in the refrigerant circuit. However, the ejector in which three or more motor-operated valves are configured in parallel in the refrigerant circuit. Also in the formula cycle, the technical idea of “opening from a motorized valve that does not cause biting, equalizing the pressure in the refrigerant circuit, and then opening another motorized valve” of the present invention may be applied.

また、上述の実施形態では、本発明のエジェクタ式サイクルをヒートポンプサイクルとして給湯装置に適用しているが、温風暖房や床暖房の暖房装置や乾燥装置、温蔵庫などであっても良いし、冷凍サイクルとして冷房、冷蔵、冷凍装置に適用しても良い。また、上述の実施形態では、エジェクタ３の冷媒吐出側に第１蒸発器４ａを配設しているが、この第１蒸発器４ａの無いエジェクタ式サイクルであっても良い。 Further, in the above-described embodiment, the ejector type cycle of the present invention is applied to a hot water supply device as a heat pump cycle, but it may be a warm air heating / floor heating heating device, a drying device, a warm storage, or the like. The refrigeration cycle may be applied to cooling, refrigeration, and refrigeration equipment. In the above-described embodiment, the first evaporator 4a is disposed on the refrigerant discharge side of the ejector 3. However, an ejector type cycle without the first evaporator 4a may be used.

また、また、上述の実施形態では、第１蒸発器４ａと第２蒸発器４ｂとを一体として構成しているが別体であっても良いし、例えば冷凍サイクルとして、第１蒸発器４ａと第２蒸発器４ｂとで別々の冷却を行うものであっても良い。 Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the 1st evaporator 4a and the 2nd evaporator 4b are comprised integrally, a separate body may be sufficient, for example, as 1st evaporator 4a as a refrigerating cycle, Separate cooling may be performed by the second evaporator 4b.

本発明の実施形態に係わるヒートポンプ式給湯装置の全体構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the whole structure of the heat pump type hot-water supply apparatus concerning embodiment of this invention. 図１中のヒートポンプユニット部１０Ａ内の機器構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the apparatus structure in 10 A of heat pump unit parts in FIG. 図２中の電動式可変エジェクタ３の断面構造図である。FIG. 3 is a cross-sectional structure diagram of an electric variable ejector 3 in FIG. 2. 電動式可変エジェクタ３の弁部Ｂ１の拡大詳細図を示し、（ａ）はシート部テーパー有りのニードル弁３３ａの場合、（ｂ）はシート部テーパー無しのニードル弁３３ｂの場合である。The enlarged detail drawing of valve part B1 of electric variable ejector 3 is shown, (a) is the case of needle valve 33a with a seat part taper, and (b) is the case of needle valve 33b without a seat part taper. 図２中の電動式膨張弁９の断面構造図である。FIG. 3 is a cross-sectional structure diagram of the electric expansion valve 9 in FIG. 2. 電動式膨張弁９の弁部Ｂ２の拡大詳細図を示し、（ａ）はシート部テーパー有りの弁棒９３ａの場合、（ｂ）はシート部テーパー無しの弁棒９３ｂの場合である。The enlarged detail view of the valve part B2 of the electric expansion valve 9 is shown, (a) is the case of the valve rod 93a with the seat portion taper, and (b) is the case of the valve rod 93b without the seat portion taper. 本発明の第１実施形態における制御の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of control in 1st Embodiment of this invention. 図７の制御において、運転中に停電があった場合の冷凍サイクル装置の作動状態を示すタイムチャートである。8 is a time chart showing the operating state of the refrigeration cycle apparatus when a power failure occurs during operation in the control of FIG. 本発明の第２実施形態における制御の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of control in 2nd Embodiment of this invention. 図９の制御において、運転中に停電があった場合の冷凍サイクル装置の作動状態を示すタイムチャートである。10 is a time chart showing an operating state of the refrigeration cycle apparatus when a power failure occurs during operation in the control of FIG. 9. 本発明の第３実施形態におけるヒートポンプユニット部１０Ａ内の機器構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the apparatus structure in 10 A of heat pump unit parts in 3rd Embodiment of this invention. 従来の冷凍サイクル装置において、運転中に停電があった場合の作動状態を示すタイムチャートである。In the conventional refrigeration cycle apparatus, it is a time chart which shows an operation state when there is a power failure during operation.

Explanation of symbols

１…圧縮機
２…冷媒水熱交換器（高圧側熱交換器）
３…エジェクタ（可変エジェクタ）
３ａ…ノズル部（孔側）
４ｂ…第２蒸発器（低圧側熱交換器）
９…膨張弁（電気式膨張弁）
９ａ…オリフィス部（孔側）
２０Ａ…ヒートポンプＥＣＵ（制御手段）
３２…ステッピングモータ（駆動部）
３３…ニードル弁（弁体）
９２…ステッピングモータ（駆動部）
９３…弁棒（弁体）
Ｂ１…エジェクタの弁部（弁部）
Ｂ２…膨張弁の弁部（弁部）
Ｒ１…主冷媒循環路
Ｒ２…冷媒分岐通路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Compressor 2 ... Refrigerant water heat exchanger (high pressure side heat exchanger)
3. Ejector (variable ejector)
3a ... Nozzle part (hole side)
4b ... 2nd evaporator (low pressure side heat exchanger)
9 ... Expansion valve (electric expansion valve)
9a: Orifice part (hole side)
20A ... Heat pump ECU (control means)
32 ... Stepping motor (drive unit)
33 ... Needle valve (valve)
92 ... Stepping motor (drive unit)
93 ... Valve stem (valve)
B1 ... Ejector valve (valve)
B2 ... Valve part of expansion valve (valve part)
R1 ... main refrigerant circulation path R2 ... refrigerant branch passage

Claims

A compressor (1) for compressing the refrigerant;
A high-pressure side heat exchanger (2) that dissipates heat of the refrigerant discharged from the compressor (1);
The high-pressure side heat exchanger (2) is an electric variable ejector that converts the pressure energy of the refrigerant on the downstream side into velocity energy, decompresses and expands the refrigerant, sucks the refrigerant, and varies the opening of the valve section (B1). (3) and
The main refrigerant circulation path (R1) including the compressor (1), the high-pressure side heat exchanger (2), and the variable ejector (3) is branched from the main refrigerant circulation path (R1). 3) a refrigerant branch passage (R2) which is guided to 3) and sucked;
An electric expansion valve (9) disposed in the refrigerant branch passage (R2) to decompress and expand the refrigerant, and to change an opening degree of the valve portion (B2);
In the ejector type cycle comprising the low pressure side heat exchanger (4b) for evaporating the refrigerant decompressed by the electric expansion valve (9),
The valve portion (B2) of the electric expansion valve (9) includes a pressurizing force acting in a valve closing direction by a pressure difference between a high pressure side and a low pressure side, a valve body (33, 93) and a hole side (3a, 9a) between the friction force when the valve is opened from the closed state acting between the seat portions and the driving force in the valve opening direction generated by the drive portions (32, 92) of the valve bodies (33, 93). It is a valve part that is easy to open from the closed state due to the balance,
The valve portion (B1) of the variable ejector (3) is a valve portion that is difficult to open from the closed state due to the balance of the forces.
Control means (20A ) for opening the valve portion that is difficult to open after opening the valve portion that is easy to open ,
In the seat portion, which is a portion where the valve body contacts the hole side when fully closed, the seat portion taper angle on the valve body (93) side of the valve portion that is easy to open is the valve body (33 of the valve portion that is difficult to open. Ejector type cycle characterized in that it is larger than the taper angle of the seat portion on the side .

2. The valve unit according to claim 1, wherein the valve portion that is easy to open has a larger driving force than a resultant force of the applied pressure and the frictional force, and the valve portion that is difficult to open has a smaller driving force than the resultant force. Ejector type cycle as described.

Wherein said control means (20A) is the total closing operation for the initialization of the valve opening degree of the dual valve portion (B1, B2), according to claim, characterized in that it is operated at the same time even a portion by one or The ejector type cycle according to claim 2 .

The ejector cycle according to any one of claims 1 to 3 , wherein the cycle is a supercritical cycle in which the pressure of the refrigerant is equal to or higher than the critical pressure.

The ejector type cycle according to claim 4 , wherein the refrigerant used in the cycle is a carbon dioxide (CO ₂ ) refrigerant.

Heat pump apparatus characterized by applying the ejector cycle according to any one of claims 1 to 5.