JP5206362B2 - Ejector refrigeration cycle - Google Patents
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Description
本発明は、エジェクタを有するエジェクタ式冷凍サイクルに関する。 The present invention relates to an ejector-type refrigeration cycle having an ejector.
従来、冷媒減圧手段の機能および冷媒循環手段の機能を果たすエジェクタを有するエジェクタ式冷凍サイクルが知られている。例えば、特許文献1〜3には、圧縮機吐出冷媒を放熱器にて室外空気と熱交換させることで放熱させ、放熱した高圧冷媒をエジェクタのノズル部にて減圧するエジェクタ式冷凍サイクルが開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an ejector refrigeration cycle having an ejector that functions as a refrigerant decompression unit and a refrigerant circulation unit is known. For example,
例えば、特許文献1のエジェクタ式冷凍サイクルでは、エジェクタのディフューザ部下流側に低圧冷媒の気液を分離する気液分離器を配置し、気液分離器の気相冷媒出口を圧縮機吸入口側へ接続するとともに液相冷媒出口を吸引側蒸発器の入口へ接続し、吸引側蒸発器の出口をエジェクタの冷媒吸引口に接続している。
For example, in the ejector-type refrigeration cycle of
また、特許文献2のエジェクタ式冷凍サイクルでは、エジェクタのノズル部の上流側に、放熱器から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部を設け、分岐部で分岐された一方の冷媒をエジェクタのノズル部側へ流入させ、他方の冷媒をエジェクタの冷媒吸引口側へ流入させている。
Further, in the ejector refrigeration cycle of
そして、エジェクタのディフューザ部の下流側にディフューザ部から流出した冷媒を蒸発させる流出側蒸発器を配置し、さらに、分岐部とエジェクタの冷媒吸引口との間に、冷媒を減圧膨張させる固定絞りおよび吸引側蒸発器を配置して、双方の蒸発器において冷凍能力を発揮できるようにしている。 An outflow side evaporator that evaporates the refrigerant that has flowed out of the diffuser portion is disposed downstream of the diffuser portion of the ejector, and a fixed throttle that decompresses and expands the refrigerant between the branch portion and the refrigerant suction port of the ejector. The suction side evaporator is arranged so that the refrigerating capacity can be exhibited in both evaporators.
また、特許文献3のエジェクタ式冷凍サイクルでは、エジェクタのディフューザ部下流側に、ディフューザ部から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部を設け、分岐部で分岐された一方の冷媒を流出側蒸発器へ流入させ、他方の冷媒を吸引側蒸発器を介してエジェクタの冷媒吸引口側へ流入させている。これにより、双方の蒸発器において冷凍能力を発揮できるようにしている。 Further, in the ejector refrigeration cycle of Patent Document 3, a branching part for branching the flow of the refrigerant flowing out from the diffuser part is provided on the downstream side of the diffuser part of the ejector, and one of the refrigerants branched at the branching part is supplied to the outflow evaporator. The other refrigerant is caused to flow into the refrigerant suction port side of the ejector through the suction side evaporator. As a result, the refrigerating capacity can be exhibited in both evaporators.
この種のエジェクタ式冷凍サイクルに適用されるエジェクタでは、エジェクタのノズル部にて高圧冷媒を減圧膨張させて噴射し、この噴射冷媒の圧力低下によって冷媒吸引口から蒸発器下流側の冷媒を吸引することで、ノズル部における減圧膨張時の運動エネルギの損失を回収している。 In an ejector applied to this type of ejector-type refrigeration cycle, high-pressure refrigerant is decompressed and expanded at the nozzle portion of the ejector, and the refrigerant on the downstream side of the evaporator is sucked from the refrigerant suction port by the pressure drop of the injected refrigerant. Thus, the loss of kinetic energy at the time of decompression expansion in the nozzle portion is recovered.
そして、回収した運動エネルギ(以下、回収エネルギという。)を、エジェクタのディフューザ部にて圧力エネルギに変換して、圧縮機吸入冷媒の圧力を上昇させることで、圧縮機の駆動動力を低減させてエジェクタ式冷凍サイクルの成績係数(COP)を向上させている。
しかしながら、この種のエジェクタ式冷凍サイクルでは、ノズル部を通過する冷媒(以下、駆動流という。)の流量低下に伴って、エジェクタの吸引能力が低下してしまうので、回収エネルギ量も減少してしまう。このため、駆動流の流量低下に伴って、上述のCOP向上効果が低減してしまう。 However, in this type of ejector-type refrigeration cycle, the suction capacity of the ejector decreases as the flow rate of refrigerant (hereinafter referred to as drive flow) passing through the nozzle portion decreases, so the amount of recovered energy also decreases. End up. For this reason, the above-mentioned COP improvement effect will reduce with the flow volume fall of a drive flow.
例えば、特許文献1のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、外気温の低下に伴って高圧冷媒の圧力が低下すると、高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差が縮小して、エジェクタの駆動流の流量が低下してしまう。
For example, in the ejector refrigeration cycle of
このような駆動流の流量低下が生じると、エジェクタの吸引能力が低下して、回収エネルギ量が減少するだけでなく、気液分離器から蒸発器へ液相冷媒が供給されにくくなり、サイクルが発揮できる冷凍能力も低下してしまう。その結果、駆動流の流量低下に伴って、COPが大幅に低減してしまう。 When such a decrease in the flow rate of the drive flow occurs, not only the suction capacity of the ejector is reduced and the amount of recovered energy is reduced, but also the liquid-phase refrigerant is hardly supplied from the gas-liquid separator to the evaporator, and the cycle is The refrigeration capacity that can be exerted also decreases. As a result, the COP is significantly reduced as the driving flow rate decreases.
さらに、エジェクタの吸引能力が低下して、蒸発器へ冷媒が供給されなくなってしまうと、低圧冷媒が蒸発器にて吸熱作用を発揮できなくなり、サイクルが破綻してしまうという問題を引き起こす。 Furthermore, if the suction capability of the ejector is reduced and refrigerant is no longer supplied to the evaporator, the low-pressure refrigerant cannot exhibit the endothermic effect in the evaporator, causing a problem that the cycle breaks down.
このことを図76により詳細に説明する。図76は、特許文献1のエジェクタ式冷凍サイクルの冷媒の状態を示すモリエル線図である(特許文献1の第2図参照)。なお、図76の実線は、通常運転時の冷媒の状態を示し、破線は、上述のサイクル破綻が生じた際の冷媒の状態を示している。 This will be described in detail with reference to FIG. FIG. 76 is a Mollier diagram showing the state of the refrigerant in the ejector refrigeration cycle of Patent Document 1 (see FIG. 2 of Patent Document 1). Note that the solid line in FIG. 76 shows the state of the refrigerant during normal operation, and the broken line shows the state of the refrigerant when the above-described cycle failure occurs.
図76から明らかなように、外気温の低下等によって高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差が縮小すると(図76の白抜矢印X76)、エジェクタの吸引能力が低下する。これにより、蒸発器に冷媒が供給されなくなると、低圧冷媒が蒸発器にて吸熱作用を発揮できなくなる(図76の白抜矢印Y76)。 As is apparent from FIG. 76, when the pressure difference between the high-pressure refrigerant and the low-pressure refrigerant is reduced due to a decrease in the outside air temperature or the like (open arrow X 76 in FIG. 76 ), the suction capacity of the ejector is lowered. As a result, when the refrigerant is not supplied to the evaporator, the low-pressure refrigerant cannot exhibit the endothermic action in the evaporator (the white arrow Y 76 in FIG. 76 ).
このため、図76の破線に示すように、放熱器にて冷媒が放熱できる熱量は、圧縮機の圧縮仕事量相当になってしまう。その結果、実質的に、冷媒を介して低圧側から高圧側へ熱量を移動させることができなくなり、サイクルが破綻してしまう。 For this reason, as shown by the broken line in FIG. 76, the amount of heat that the refrigerant can radiate with the radiator becomes equivalent to the compression work of the compressor. As a result, the amount of heat cannot be substantially transferred from the low pressure side to the high pressure side via the refrigerant, and the cycle fails.
これに対して、特許文献2のエジェクタ式冷凍サイクルでは、分岐部から固定絞りおよび吸引側蒸発器を介して冷媒吸引口へ至る冷媒流路を、エジェクタのノズル部に対して並列的な接続関係にしているので、圧縮機の冷媒吸入、吐出能力を利用して吸引側蒸発器へ流入した冷媒を冷媒吸引口へ導出させることができる。
On the other hand, in the ejector type refrigeration cycle of
従って、高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差の縮小によって駆動流の流量低下が生じ、エジェクタの回収エネルギ量が減少しても、圧縮機の作用によって冷媒を吸引側蒸発器および流出側蒸発器に供給することができる。 Therefore, even if the flow rate of the drive flow is reduced due to the reduction in the pressure difference between the high-pressure refrigerant and the low-pressure refrigerant, and the amount of energy recovered by the ejector is reduced, the refrigerant is transferred to the suction side evaporator and the outflow side evaporator by the action of the compressor Can be supplied.
これにより、特許文献1のエジェクタ式冷凍サイクルのようなサイクル破綻を回避することができる。しかしながら、駆動流の流量低下に伴って、ディフューザ部における昇圧量が減少して、COPが低下してしまうことについては回避することができない。
Thereby, cycle failure like the ejector type refrigerating cycle of
また、特許文献3のエジェクタ式冷凍サイクルでは、圧縮機→放熱器→エジェクタ→流出側蒸発器→圧縮機の順で冷媒を環状に流すことができる。従って、高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差の縮小によって駆動流の流量低下が生じ、エジェクタの吸引能力が低下しても、圧縮機の冷媒吸入、吐出作用によって冷媒を流出側蒸発器に供給することができる。 Further, in the ejector refrigeration cycle of Patent Document 3, the refrigerant can be caused to flow in an annular manner in the order of compressor → radiator → ejector → outflow side evaporator → compressor. Therefore, even if the flow rate of the driving flow is reduced due to the reduction in the pressure difference between the high-pressure refrigerant and the low-pressure refrigerant, and the suction capability of the ejector is reduced, the refrigerant is supplied to the outflow evaporator by the refrigerant suction and discharge action of the compressor. be able to.
これにより、特許文献1のエジェクタ式冷凍サイクルのようなサイクル破綻を回避することができる。しかしながら、駆動流の流量低下に伴って、ディフューザ部における昇圧量が減少してしまうことによるCOPの低下、および、吸引側蒸発器へ冷媒を供給できなくなることによるCOPの低下を回避することはできない。
Thereby, cycle failure like the ejector type refrigerating cycle of
すなわち、エジェクタを冷媒減圧手段として用いるエジェクタ式冷凍サイクルでは、駆動流の流量変動が生じると、高いCOPを発揮させながらサイクルを安定して作動させることができないという問題がある。 That is, in the ejector type refrigeration cycle using the ejector as the refrigerant pressure reducing means, there is a problem that when the flow rate fluctuation of the driving flow occurs, the cycle cannot be stably operated while exhibiting a high COP.
また、この問題は、通常運転時のサイクルの高低圧差が大きいエジェクタ式冷凍サイクルにおいて顕著となる。その理由は、一般的に、高低圧差が大きいエジェクタ式冷凍サイクルでは、吸引側蒸発器における冷媒蒸発圧力が低くなるため、冷媒の昇圧量のうち、ディフューザ部における昇圧量の割合が大きくなるからである。 In addition, this problem becomes significant in an ejector refrigeration cycle in which the difference between high and low pressures of the cycle during normal operation is large. The reason is that, generally, in an ejector-type refrigeration cycle with a large difference between high and low pressures, the refrigerant evaporation pressure in the suction-side evaporator is low, and therefore the proportion of the pressure increase in the diffuser portion of the refrigerant pressure increase is large. is there.
さらに、高低圧差が大きいエジェクタ式冷凍サイクルでは、吸引側蒸発器における冷媒蒸発温度も低くなるので、吸引側蒸発器の着霜が懸念される。このような着霜が生じると、吸熱対象流体(例えば、大気)が吸引側蒸発器に流通しにくくなり、冷媒の吸熱を妨げてしまう。その結果、特許文献2、3のエジェクタ式冷凍サイクルにおいても、サイクルの破綻を生じさせてしまう。
Furthermore, in an ejector type refrigeration cycle having a large difference between high and low pressures, the refrigerant evaporation temperature in the suction side evaporator is also low, so there is a concern that the suction side evaporator may form frost. When such frost formation occurs, it becomes difficult for the endothermic fluid (for example, the atmosphere) to flow through the suction-side evaporator, and the heat absorption of the refrigerant is hindered. As a result, even in the ejector refrigeration cycle of
本発明は、上記点に鑑み、エジェクタの駆動流の流量変動が生じても、エジェクタ式冷凍サイクルを安定して作動させることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to stably operate an ejector refrigeration cycle even when the flow rate fluctuation of the drive flow of the ejector occurs.
また、請求項1に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する第1圧縮機構(11a)と、第1圧縮機構(11a)から吐出された高圧冷媒を放熱させる放熱器(12)と、放熱器(12)から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部(18)と、分岐部(18)にて分岐された一方の冷媒を減圧膨張させるノズル部(13a)から噴射する高速度の噴射冷媒の流れによって冷媒を冷媒吸引口(13b)から吸引して、噴射冷媒と冷媒吸引口(13b)から吸引された吸引冷媒との混合冷媒をディフューザ部(13d)にて昇圧するエジェクタ(13)と、分岐部(18)にて分岐された他方の冷媒を減圧膨張させる吸引側減圧手段(19)と、吸引側減圧手段(19)にて減圧膨張された冷媒を蒸発させて、冷媒吸引口(13b)側へ流出させる吸引側蒸発器(16)と、吸引側蒸発器(16)出口側冷媒を吸引して圧縮し、冷媒吸引口(13b)側へ吐出する第2圧縮機構(21a)と、サイクルの高圧側冷媒を、吸引側蒸発器(16)へ導くバイパス通路(25)と、バイパス通路(25)を開閉する開閉手段(26)とを備えるエジェクタ式冷凍サイクルを特徴とする。
Moreover, in invention of
これによれば、開閉手段(26)がバイパス通路(25)を閉じる通常運転時に、エジェクタ(13)の駆動流の流量低下に伴ってエジェクタ(13)の吸引能力が低下するような運転条件となっても、請求項1に記載の発明と同様に、エジェクタ式冷凍サイクルを高いCOPを発揮させた状態で安定して作動させることができる。
According to this, during normal operation in which the opening / closing means (26) closes the bypass passage (25), the operating conditions are such that the suction capacity of the ejector (13) decreases as the drive flow rate of the ejector (13) decreases. Even in this case, the ejector refrigeration cycle can be stably operated in a state in which a high COP is exhibited, as in the invention described in
つまり、ディフューザ部(13d)の昇圧作用によって、第1圧縮機構(11a)の吸入圧力を上昇させることで、第1圧縮機構(11a)の圧縮機駆動動力を低減させるだけでなく、それぞれの第1、第2圧縮機構(11a、21a)の吸入圧力と吐出圧力との圧力差を縮小できるので、第1、第2圧縮機構(11a、21a)の圧縮効率を向上できる。 That is, by increasing the suction pressure of the first compression mechanism (11a) by the pressure increasing action of the diffuser part (13d), not only the compressor driving power of the first compression mechanism (11a) is reduced, but also the respective first Since the pressure difference between the suction pressure and the discharge pressure of the first and second compression mechanisms (11a, 21a) can be reduced, the compression efficiency of the first and second compression mechanisms (11a, 21a) can be improved.
その結果、駆動流の流量変動が生じてディフューザ部(13d)の昇圧能力が低下したとしても、エジェクタ式冷凍サイクルを高いCOPを発揮させた状態で安定して作動させることができる。 As a result, even if the flow rate fluctuation of the driving flow occurs and the boosting capability of the diffuser section (13d) decreases, the ejector refrigeration cycle can be stably operated in a state where a high COP is exhibited.
また、吸引側蒸発器(16)に着霜が生じた場合に、開閉手段(26)を開くことで、第1圧縮機構(11a)から吐出された高温冷媒を直接、吸引側蒸発器(16)に流入させて除霜する除霜運転を行うことができる。従って、吸引側蒸発器(16)の着霜によるサイクル破綻を回避して、エジェクタ式冷凍サイクルを安定して作動させることができる。 In addition, when frosting occurs in the suction side evaporator (16), the opening / closing means (26) is opened, so that the high-temperature refrigerant discharged from the first compression mechanism (11a) is directly taken into the suction side evaporator (16). ) To be defrosted and defrosted. Therefore, it is possible to avoid the cycle failure due to the frost formation of the suction side evaporator (16), and to stably operate the ejector refrigeration cycle.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、ディフューザ部(13d)から流出した冷媒を蒸発させる流出側蒸発器(14)を備えることを特徴とする。これによれば、開閉手段(26)がバイパス通路(25)を閉じる通常運転時に、吸引側蒸発器(16)のみならず、流出側蒸発器(14)でも冷凍能力を発揮できる。
The invention according to
さらに、吸引側蒸発器(16)では、噴射冷媒の吸引作用に応じた冷媒蒸発圧力となり、流出側蒸発器(14)では、ディフューザ部(13d)にて昇圧された後の冷媒蒸発圧力となるので、吸引側蒸発器(16)および流出側蒸発器(14)の冷媒蒸発温度を異なる温度とすることができる。 Further, in the suction side evaporator (16), the refrigerant evaporating pressure corresponds to the suction action of the injected refrigerant, and in the outflow side evaporator (14), the refrigerant evaporating pressure after being boosted by the diffuser portion (13d). Therefore, the refrigerant | coolant evaporation temperature of a suction side evaporator (16) and an outflow side evaporator (14) can be made into a different temperature.
請求項3に記載の発明では、請求項2に記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、第1圧縮機構(11a)から吐出された高圧冷媒を、放熱器(12)を迂回させて、流出側蒸発器(14)へ導く補助バイパス通路(25a)とを備えることを特徴とする。これによれば、第1圧縮機構(11a)から吐出された高温冷媒を、流出側蒸発器(14)へ導いて除霜することができる。 According to a third aspect of the present invention, in the ejector-type refrigeration cycle according to the second aspect , the high-pressure refrigerant discharged from the first compression mechanism (11a) bypasses the radiator (12), and the outflow side evaporator And an auxiliary bypass passage (25a) leading to (14). According to this, the high-temperature refrigerant | coolant discharged from the 1st compression mechanism (11a) can be guide | induced to an outflow side evaporator (14), and can be defrosted.
また、請求項4に記載の発明のように、請求項1ないし3のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、サイクルの高圧側冷媒は、放熱器(12)上流側の冷媒であって、バイパス通路(25)は、放熱器(12)を迂回させて、放熱器(12)上流側の冷媒を吸引側蒸発器(16)へ導くようになっていてもよい。
Further, as in the invention according to claim 4 , in the ejector refrigeration cycle according to any one of
さらに、請求項5に記載の発明のように、放熱器(12)の放熱能力を調整する放熱能力調整手段(12a)を備え、サイクルの高圧側冷媒は、放熱器(12)下流側の冷媒であって、放熱能力調整手段(12a)は、開閉手段(26)がバイパス通路(25)を開いた際に、放熱器(12)の放熱能力を低下させるようになっていてもよい。 Further, as in the invention described in claim 5 , the heat dissipation capability adjusting means (12a) for adjusting the heat dissipation capability of the radiator (12) is provided, and the high-pressure side refrigerant of the cycle is a refrigerant on the downstream side of the radiator (12). And the heat dissipation capability adjusting means (12a) may reduce the heat dissipation capability of the radiator (12) when the opening / closing means (26) opens the bypass passage (25).
これにより、開閉手段(26)がバイパス通路(25)を開く除霜運転時に、第1圧縮機構(11a)から吐出された高温冷媒を確実に吸引側蒸発器(16)へ供給して、吸引側蒸発器(16)の除霜を行うことができる。 Thus, during the defrosting operation in which the opening / closing means (26) opens the bypass passage (25), the high-temperature refrigerant discharged from the first compression mechanism (11a) is reliably supplied to the suction-side evaporator (16) for suction. The side evaporator (16) can be defrosted.
請求項6に記載の発明では、請求項1ないし5のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、放熱器(12)出口側からノズル部(13a)入口側へ至る冷媒通路に配置されて、放熱器(12)から流出した冷媒を減圧膨張させる高圧側減圧手段(17)を備えることを特徴とする。
The invention according to claim 6, in refrigerant cycle according to any one of
これによれば、開閉手段(26)がバイパス通路(25)を閉じる通常運転時に、高圧側減圧手段(17)の作用によって、ノズル部(13a)へ流入する冷媒を気液二相冷媒となるまで減圧することができる。従って、ノズル部(13a)へ液相冷媒を流入させる場合に対して、ノズル部(13a)における冷媒の沸騰を促進させて、ノズル効率を向上させることができる。 According to this, during the normal operation in which the opening / closing means (26) closes the bypass passage (25), the refrigerant flowing into the nozzle part (13a) becomes a gas-liquid two-phase refrigerant by the action of the high pressure side pressure reducing means (17). Can be depressurized. Therefore, compared with the case where the liquid refrigerant is introduced into the nozzle part (13a), the boiling of the refrigerant in the nozzle part (13a) can be promoted to improve the nozzle efficiency.
その結果、ディフューザ部(13d)における昇圧量を増加させて、より一層、COPを向上できる。なお、ノズル効率とは、ノズル部(13a)において、冷媒の圧力エネルギを運動エネルギに変換する際のエネルギ変換効率である。 As a result, the amount of pressure increase in the diffuser section (13d) can be increased to further improve the COP. In addition, nozzle efficiency is energy conversion efficiency at the time of converting the pressure energy of a refrigerant | coolant into a kinetic energy in a nozzle part (13a).
さらに、高圧側減圧手段(17)を可変絞り機構で構成することで、サイクルの負荷変動に応じて、ノズル部(13a)へ流入させる冷媒流量を変化させることができる。その結果、負荷変動が生じても、高いCOPを発揮させながら安定してサイクルを作動させることができる。 Further, by configuring the high-pressure side pressure reducing means (17) with a variable throttle mechanism, it is possible to change the flow rate of the refrigerant flowing into the nozzle portion (13a) according to the cycle load fluctuation. As a result, even when load fluctuation occurs, the cycle can be stably operated while exhibiting a high COP.
具体的に、高圧側減圧手段(17)は、請求項7に記載の発明のように、放熱器(12)出口側から分岐部(18)入口側へ至る冷媒通路に配置してもよい。 Specifically, the high pressure side pressure reducing means (17) may be arranged in the refrigerant passage from the radiator (12) outlet side to the branching portion (18) inlet side, as in the seventh aspect of the invention.
請求項8に記載の発明では、請求項1ないし7のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、開閉手段(26)がバイパス通路(25)を閉じた際に、放熱器(12)から流出した冷媒とサイクルの低圧側冷媒とを熱交換させる内部熱交換器(30)を備えることを特徴とする。
In the invention described in claim 8, in refrigerant cycle according to any one of
これによれば、吸引側蒸発器(16)入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差(冷凍能力)を拡大して、COPを向上できる。 According to this, the enthalpy difference (refrigeration capacity) between the enthalpy of the inlet side refrigerant and the enthalpy of the outlet side refrigerant can be increased and the COP can be improved.
具体的に、放熱器(12)から流出した冷媒は、請求項9に記載の発明のように、分岐部(18)出口側から吸引側減圧手段(19)入口側へ至る冷媒通路を流通する冷媒であってもよい。 Specifically, the refrigerant that has flowed out of the radiator (12) flows through the refrigerant passage from the branch portion (18) outlet side to the suction side pressure reducing means (19) inlet side, as in the ninth aspect of the invention. A refrigerant may be used.
請求項10に記載の発明では、請求項1ないし7のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、開閉手段(26)がバイパス通路(25)を閉じた際に、吸引側減圧手段(19)における減圧膨張過程の冷媒とサイクルの低圧側冷媒とを熱交換させる内部熱交換器(31)を備えることを特徴とする。
In the invention according to
これによれば、吸引側蒸発器(16)入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差(冷凍能力)を拡大して、COPを向上できる。 According to this, the enthalpy difference (refrigeration capacity) between the enthalpy of the inlet side refrigerant and the enthalpy of the outlet side refrigerant can be increased and the COP can be improved.
具体的に、サイクルの低圧側冷媒は、請求項11に記載の発明のように、第1圧縮機構(11a)へ吸入される冷媒であってもよいし、請求項12に記載の発明のように、第2圧縮機構(21a)へ吸入される冷媒であってもよい。
Specifically, the low-pressure side refrigerant of the cycle may be a refrigerant sucked into the first compression mechanism (11a) as in the invention described in
請求項13に記載の発明では、請求項1ないし12のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、分岐部(18)の冷媒流れ下流側に配置されて、開閉手段(26)がバイパス通路(25)を閉じた際に、吸引側減圧手段(19)へ流入する冷媒を放熱させる補助放熱器(12e)を備えることを特徴とする。
The invention according to
これによれば、放熱器(12)および補助放熱器(12e)の双方で冷却されたエンタルピの低い冷媒を吸引側蒸発器(16)へ流入させることができるので、吸引側蒸発器(16)入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差(冷凍能力)を拡大して、COPを向上できる。 According to this, since the low enthalpy refrigerant cooled by both the radiator (12) and the auxiliary radiator (12e) can flow into the suction side evaporator (16), the suction side evaporator (16). COP can be improved by expanding the enthalpy difference (refrigeration capacity) between the enthalpy of the inlet side refrigerant and the enthalpy of the outlet side refrigerant.
この際、エジェクタ(13)のノズル部(13a)へ流入する冷媒は、補助放熱器(12e)にて冷却されないので、吸引側減圧手段(19)へ流入する冷媒に対してエンタルピが減少しない。これにより、ノズル部13aにおける回収エネルギ量を増大でき、より一層、COPを向上できる。
At this time, since the refrigerant flowing into the nozzle part (13a) of the ejector (13) is not cooled by the auxiliary radiator (12e), the enthalpy does not decrease with respect to the refrigerant flowing into the suction side pressure reducing means (19). Thereby, the recovery energy amount in the
請求項14に記載の発明では、請求項1ないし13のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、吸引側蒸発器(16)と第2圧縮機構(21a)との間に配置されて冷媒の気液を分離する吸引側気液分離器(22)とを備え、吸引側気液分離器(22)の気相冷媒出口は、第2圧縮機構(21a)吸入口側に接続されていることを特徴とする。
The invention according to
これによれば、吸引側蒸発器(16)から液相冷媒が流出しても、あるいは、吸引側蒸発器(16)の除霜運転時に高温冷媒が凝縮しても、吸引側気液分離器(22)にて分離された気相冷媒のみを第2圧縮機構(21a)に供給することができるので、第2圧縮機構(21a)の液圧縮の問題を回避できる。 According to this, even if the liquid refrigerant flows out from the suction side evaporator (16) or the high-temperature refrigerant condenses during the defrosting operation of the suction side evaporator (16), the suction side gas-liquid separator Since only the gas-phase refrigerant separated in (22) can be supplied to the second compression mechanism (21a), the problem of liquid compression of the second compression mechanism (21a) can be avoided.
また、請求項15に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する第1圧縮機構(11a)と、第1圧縮機構(11a)から吐出された高圧冷媒を放熱させる放熱器(12)と、放熱器(12)から流出した冷媒を減圧膨張させるノズル部(13a)から噴射する高速度の噴射冷媒の流れによって冷媒を冷媒吸引口(13b)から吸引して、噴射冷媒と冷媒吸引口(13b)から吸引された吸引冷媒との混合冷媒をディフューザ部(13d)にて昇圧するエジェクタ(13)と、ディフューザ部(13d)から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部(18)と、分岐部(18)にて分岐された一方の冷媒を蒸発させて、第1圧縮機構(11a)吸入側へ流出させる流出側蒸発器(14)と、分岐部(18)にて分岐された他方の冷媒を減圧膨張させる吸引側減圧手段(19)と、吸引側減圧手段(19)にて減圧膨張された冷媒を蒸発させて、冷媒吸引口(13b)側へ流出させる吸引側蒸発器(16)と、吸引側蒸発器(16)出口側冷媒を吸引して圧縮し、冷媒吸引口(13b)側へ吐出する第2圧縮機構(21a)と、サイクルの高圧側冷媒を、吸引側蒸発器(16)へ導くバイパス通路(25)と、バイパス通路(25)を開閉する開閉手段(26)とを備えるエジェクタ式冷凍サイクルを特徴とする。
In the invention according to
これによれば、開閉手段(26)がバイパス通路(25)を閉じる通常運転時に、エジェクタ(13)の駆動流の流量低下に伴ってエジェクタ(13)の吸引能力が低下するような運転条件となっても、請求項1に記載の発明と同様に、エジェクタ式冷凍サイクルを高いCOPを発揮させた状態で安定して作動させることができる。
According to this, during normal operation in which the opening / closing means (26) closes the bypass passage (25), the operating conditions are such that the suction capacity of the ejector (13) decreases as the drive flow rate of the ejector (13) decreases. Even in this case, the ejector refrigeration cycle can be stably operated in a state in which a high COP is exhibited, as in the invention described in
つまり、ディフューザ部(13d)の昇圧作用によって、第1圧縮機構(11a)の吸入圧力を上昇させることで、第1圧縮機構(11a)の圧縮機駆動動力を低減させるだけでなく、それぞれの第1、第2圧縮機構(11a、21a)の吸入圧力と吐出圧力との圧力差を縮小できるので、第1、第2圧縮機構(11a、21a)の圧縮効率を向上できる。 That is, by increasing the suction pressure of the first compression mechanism (11a) by the pressure increasing action of the diffuser part (13d), not only the compressor driving power of the first compression mechanism (11a) is reduced, but also the respective first Since the pressure difference between the suction pressure and the discharge pressure of the first and second compression mechanisms (11a, 21a) can be reduced, the compression efficiency of the first and second compression mechanisms (11a, 21a) can be improved.
その結果、駆動流の流量変動が生じてディフューザ部(13d)の昇圧能力が低下したとしても、エジェクタ式冷凍サイクルを高いCOPを発揮させた状態で安定して作動させることができる。 As a result, even if the flow rate fluctuation of the driving flow occurs and the boosting capability of the diffuser section (13d) decreases, the ejector refrigeration cycle can be stably operated in a state where a high COP is exhibited.
さらに、流出側蒸発器(14)では、ディフューザ部(13d)にて昇圧された後の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)となり、吸引側蒸発器(16)では、ディフューザ部(13d)にて昇圧された後の冷媒をさらに吸引側減圧手段(19)にて減圧した後の冷媒蒸発圧力となるので、吸引側蒸発器(16)および流出側蒸発器(14)の冷媒蒸発温度を異なる温度とすることができる。 Further, in the outflow side evaporator (14), the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) is increased after being increased in pressure in the diffuser part (13d), and in the suction side evaporator (16), the pressure is increased in the diffuser part (13d). Then, the refrigerant evaporating pressure after the refrigerant is further depressurized by the suction side depressurizing means (19) is set to a different evaporating temperature between the suction side evaporator (16) and the outflow side evaporator (14). can do.
また、吸引側蒸発器(16)に着霜が生じた場合に、開閉手段(26)を開くことで、第1圧縮機構(11a)から吐出された高温冷媒を直接、吸引側蒸発器(16)に流入させて除霜する除霜運転を行うことができる。従って、吸引側蒸発器(16)の着霜によるサイクル破綻を回避して、エジェクタ式冷凍サイクルを安定して作動させることができる。 In addition, when frosting occurs in the suction side evaporator (16), the opening / closing means (26) is opened, so that the high-temperature refrigerant discharged from the first compression mechanism (11a) is directly taken into the suction side evaporator (16). ) To be defrosted and defrosted. Therefore, it is possible to avoid the cycle failure due to the frost formation of the suction side evaporator (16), and to stably operate the ejector refrigeration cycle.
請求項15に記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、請求項16に記載の発明のように、吸引側減圧手段(19)は、開閉手段(26)がバイパス通路(25)を閉じた際に、絞り開度を低下させる可変絞り機構で構成されていてもよいし、請求項17に記載の発明のように、絞り開度を増加させる可変絞り機構で構成されていてもよい。
In the ejector-type refrigeration cycle according to
なお、本請求項における「絞り開度を低下させる」は、冷媒通路面積を縮小させるという意味だけでなく、絞り開度を全閉とする意味を含むものである。さらに、「絞り開度を増加させる」は、冷媒通路面積を拡大させるという意味だけでなく、絞り開度を全開という意味を含むものである。 It should be noted that “reducing the throttle opening” in this claim includes not only the meaning of reducing the refrigerant passage area but also the meaning of fully closing the throttle opening. Furthermore, “increasing the throttle opening” includes not only the meaning of expanding the refrigerant passage area but also the meaning of fully opening the throttle opening.
また、請求項18に記載の発明のように、請求項15ないし17のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、サイクルの高圧側冷媒は、放熱器(12)上流側の冷媒であって、バイパス通路(25)は、放熱器(12)を迂回させて、放熱器(12)上流側の冷媒を吸引側蒸発器(16)へ導くようになっていてもよい。
Further, as in the invention described in
さらに、請求項19に記載の発明のように、放熱器(12)の放熱能力を調整する放熱能力調整手段(12a)を備え、サイクルの高圧側冷媒は、放熱器(12)下流側の冷媒であって、放熱能力調整手段(12a)は、開閉手段(26)がバイパス通路(25)を開いた際に、放熱器(12)の放熱能力を低下させるようになっていてもよい。
Further, as in the invention described in
これにより、開閉手段(26)がバイパス通路(25)を開く除霜運転時に、第1圧縮機構(11a)から吐出された高温冷媒を確実に吸引側蒸発器(16)へ供給して、吸引側蒸発器(16)の除霜を行うことができる。 Thus, during the defrosting operation in which the opening / closing means (26) opens the bypass passage (25), the high-temperature refrigerant discharged from the first compression mechanism (11a) is reliably supplied to the suction-side evaporator (16) for suction. The side evaporator (16) can be defrosted.
請求項19に記載の発明では、請求項15ないし19のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、放熱器(12)出口側からノズル部(13a)入口側へ至る冷媒通路に配置されて、放熱器(12)から流出した冷媒を減圧膨張させる高圧側減圧手段(17)を備えることを特徴とする。 According to a nineteenth aspect of the present invention, in the ejector refrigeration cycle according to any one of the fifteenth to nineteenth aspects, the refrigerant refrigeration cycle is disposed in a refrigerant passage extending from the radiator (12) outlet side to the nozzle portion (13a) inlet side. And a high-pressure side decompression means (17) for decompressing and expanding the refrigerant flowing out of the radiator (12).
これによれば、開閉手段(26)がバイパス通路(25)を閉じる通常運転時に、高圧側減圧手段(17)の作用によって、ノズル部(13a)へ流入する冷媒を気液二相冷媒となるまで減圧することができる。従って、ノズル部(13a)へ液相冷媒を流入させる場合に対して、ノズル部(13a)における冷媒の沸騰を促進させて、ノズル効率を向上させることができる。 According to this, during the normal operation in which the opening / closing means (26) closes the bypass passage (25), the refrigerant flowing into the nozzle part (13a) becomes a gas-liquid two-phase refrigerant by the action of the high pressure side pressure reducing means (17). Can be depressurized. Therefore, compared with the case where the liquid refrigerant is introduced into the nozzle part (13a), the boiling of the refrigerant in the nozzle part (13a) can be promoted to improve the nozzle efficiency.
その結果、ディフューザ部(13d)における昇圧量を増加させて、より一層、COPを向上できる。さらに、高圧側減圧手段(17)を可変絞り機構で構成することで、サイクルの負荷変動に応じて、ノズル部(13a)へ流入させる冷媒流量を変化させることができる。さらに、負荷変動が生じても、高いCOPを発揮させながら安定してサイクルを作動させることができる。 As a result, the amount of pressure increase in the diffuser section (13d) can be increased to further improve the COP. Further, by configuring the high-pressure side pressure reducing means (17) with a variable throttle mechanism, it is possible to change the flow rate of the refrigerant flowing into the nozzle portion (13a) according to the cycle load fluctuation. Furthermore, even if load fluctuation occurs, the cycle can be stably operated while exhibiting high COP.
請求項21に記載の発明では、請求項15ないし20のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、吸引側蒸発器(16)と第2圧縮機構(21a)との間に配置されて冷媒の気液を分離する吸引側気液分離器(22)とを備え、吸引側気液分離器(22)の気相冷媒出口は、第2圧縮機構(21a)吸入口側に接続されていることを特徴とする。
The invention according to
これによれば、吸引側蒸発器(16)から液相冷媒が流出しても、あるいは、吸引側蒸発器(16)の除霜運転時に高温冷媒が凝縮しても、吸引側気液分離器(22)にて分離された気相冷媒のみを第2圧縮機構(21a)に供給することができるので、第2圧縮機構(21a)の液圧縮の問題を回避できる。 According to this, even if the liquid refrigerant flows out from the suction side evaporator (16) or the high-temperature refrigerant condenses during the defrosting operation of the suction side evaporator (16), the suction side gas-liquid separator Since only the gas-phase refrigerant separated in (22) can be supplied to the second compression mechanism (21a), the problem of liquid compression of the second compression mechanism (21a) can be avoided.
また、請求項22に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する第1圧縮機構(11a)と、第1圧縮機構(11a)から吐出された高圧冷媒を放熱させる放熱器(12)と、放熱器(12)から流出した冷媒を減圧膨張させるノズル部(13a)から噴射する高速度の噴射冷媒の流れによって冷媒を冷媒吸引口(13b)から吸引して、噴射冷媒と冷媒吸引口(13b)から吸引された吸引冷媒との混合冷媒をディフューザ部(13d)にて昇圧するエジェクタ(13)と、ディフューザ部(13)から流出した冷媒を蒸発させて、第1圧縮機構(11a)吸入側へ流出させる流出側蒸発器(14)と、放熱器(12)から流出した冷媒の流れを分岐可能に構成された第1分岐部(18)と、第1分岐部(18)にて分岐された冷媒を減圧膨張させる第1吸引側減圧手段(19)と、ディフューザ部(13)から流出した冷媒の流れを分岐可能に構成された第2分岐部(28)と、第2分岐部(28)にて分岐された冷媒を減圧膨張させる第2吸引側減圧手段(29)と、第1吸引側減圧手段(19)から流出した冷媒、および、第2吸引側減圧手段(29)から流出した冷媒のうち、少なくとも一方の冷媒を蒸発させて、冷媒吸引口(13b)側へ流出させる吸引側蒸発器(16)と、吸引側蒸発器(16)出口側冷媒を吸引して圧縮し、冷媒吸引口(13b)側へ吐出する第2圧縮機構(21a)と、サイクルの高圧側冷媒を、吸引側蒸発器(16)へ導くバイパス通路(25)と、バイパス通路(25)を開閉する開閉手段(26)とを備えるエジェクタ式冷凍サイクルを特徴とする。
In the invention according to
これによれば、開閉手段(26)がバイパス通路(25)を閉じる通常運転時に、第1分岐部(18)のみにて冷媒の流れを分岐して、第1吸引側減圧手段(19)から流出した冷媒を吸引側蒸発器(16)に供給することで、特許文献2のサイクル構成に対応するサイクル構成を実現できる。
According to this, during the normal operation in which the opening / closing means (26) closes the bypass passage (25), the refrigerant flow is branched only by the first branch portion (18), and the first suction side pressure reducing means (19) By supplying the flowing refrigerant to the suction side evaporator (16), a cycle configuration corresponding to the cycle configuration of
また、第2分岐部(28)のみにて冷媒の流れを分岐して、第2吸引側減圧手段(29)から流出した冷媒のみを吸引側蒸発器(16)に供給することで、特許文献3のサイクル構成に対応するサイクル構成を実現できる。さらに、第1、第2分岐部(18、28)の双方で冷媒の流れを分岐して、第1、第2吸引側減圧手段(19、29)の双方から流出した冷媒を吸引側蒸発器(16)へ供給するサイクル構成を実現できる。 Further, the flow of the refrigerant is branched only by the second branch part (28), and only the refrigerant that has flowed out from the second suction side pressure reducing means (29) is supplied to the suction side evaporator (16). A cycle configuration corresponding to the three cycle configurations can be realized. Further, the refrigerant flow is branched at both the first and second branch parts (18, 28), and the refrigerant flowing out from both the first and second suction side decompression means (19, 29) is sucked into the suction side evaporator. The cycle configuration supplied to (16) can be realized.
これにより、通常運転時に、いずれか一方の吸引側減圧手段(19、29)から冷媒を供給するサイクル構成に対して、吸引側蒸発器(16)へ供給される冷媒流量を増加させ易くなる。 This makes it easier to increase the flow rate of the refrigerant supplied to the suction-side evaporator (16) with respect to the cycle configuration in which the refrigerant is supplied from one of the suction-side decompression means (19, 29) during normal operation.
さらに、通常運転時に、いずれのサイクル構成に切り替えたとしても、エジェクタ(13)の駆動流の流量低下に伴ってエジェクタ(13)の吸引能力が低下するような運転条件時に、請求項1に記載の発明と同様に、エジェクタ式冷凍サイクルを高いCOPを発揮させた状態で安定して作動させることができる。 Furthermore, even if it switches to any cycle structure at the time of a normal driving | operation, it is at the time of the driving | running condition that the attraction | suction capability of an ejector (13) falls with the flow volume fall of the drive flow of an ejector (13). Similarly to the invention, the ejector refrigeration cycle can be stably operated in a state where a high COP is exhibited.
つまり、ディフューザ部(13d)の昇圧作用によって、第1圧縮機構(11a)の吸入圧力を上昇させることで、第1圧縮機構(11a)の圧縮機駆動動力を低減させるだけでなく、それぞれの第1、第2圧縮機構(11a、21a)の吸入圧力と吐出圧力との圧力差を縮小できるので、第1、第2圧縮機構(11a、21a)の圧縮効率を向上できる。 That is, by increasing the suction pressure of the first compression mechanism (11a) by the pressure increasing action of the diffuser part (13d), not only the compressor driving power of the first compression mechanism (11a) is reduced, but also the respective first Since the pressure difference between the suction pressure and the discharge pressure of the first and second compression mechanisms (11a, 21a) can be reduced, the compression efficiency of the first and second compression mechanisms (11a, 21a) can be improved.
その結果、駆動流の流量変動が生じてディフューザ部(13d)の昇圧能力が低下したとしても、エジェクタ式冷凍サイクルを高いCOPを発揮させた状態で安定して作動させることができる。 As a result, even if the flow rate fluctuation of the driving flow occurs and the boosting capability of the diffuser section (13d) decreases, the ejector refrigeration cycle can be stably operated in a state where a high COP is exhibited.
また、吸引側蒸発器(16)に着霜が生じた場合に、開閉手段(26)を開くことで、第1圧縮機構(11a)から吐出された高温冷媒を直接、吸引側蒸発器(16)に流入させて除霜する除霜運転を行うことができる。従って、吸引側蒸発器(16)の着霜によるサイクル破綻を回避して、エジェクタ式冷凍サイクルを安定して作動させることができる。 In addition, when frosting occurs in the suction side evaporator (16), the opening / closing means (26) is opened, so that the high-temperature refrigerant discharged from the first compression mechanism (11a) is directly taken into the suction side evaporator (16). ) To be defrosted and defrosted. Therefore, it is possible to avoid the cycle failure due to the frost formation of the suction side evaporator (16), and to stably operate the ejector refrigeration cycle.
請求項22に記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、請求項23に記載の発明のように、第2吸引側減圧手段(29)は、開閉手段(26)がバイパス通路(25)を閉じた際に、絞り開度を低下させる可変絞り機構で構成されていてもよいし、請求項24に記載の発明のように、絞り開度を増加させる可変絞り機構で構成されていてもよい。
In the ejector-type refrigeration cycle according to
なお、本請求項における「絞り開度を低下させる」は、冷媒通路面積を縮小させるという意味だけでなく、絞り開度を全閉とする意味を含むものである。さらに、「絞り開度を増加させる」は、冷媒通路面積を拡大させるという意味だけでなく、絞り開度を全開という意味を含むものである。 It should be noted that “reducing the throttle opening” in this claim includes not only the meaning of reducing the refrigerant passage area but also the meaning of fully closing the throttle opening. Furthermore, “increasing the throttle opening” includes not only the meaning of expanding the refrigerant passage area but also the meaning of fully opening the throttle opening.
また、請求項27に記載の発明のように、請求項22ないし24のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、サイクルの高圧側冷媒は、放熱器(12)上流側の冷媒であって、バイパス通路(25)は、放熱器(12)を迂回させて、放熱器(12)上流側の冷媒を吸引側蒸発器(16)へ導くようになっていてもよい。
Further, as in the invention described in claim 27 , in the ejector refrigeration cycle according to any one of
さらに、請求項26に記載の発明のように、放熱器(12)の放熱能力を調整する放熱能力調整手段(12a)を備え、サイクルの高圧側冷媒は、放熱器(12)下流側の冷媒であって、放熱能力調整手段(12a)は、開閉手段(26)がバイパス通路(25)を開いた際に、放熱器(12)の放熱能力を低下させるようになっていてもよい。
Further, as in the invention described in
これにより、開閉手段(26)がバイパス通路(25)を開く除霜運転時に、第1圧縮機構(11a)から吐出された高温冷媒を確実に吸引側蒸発器(16)へ供給して、吸引側蒸発器(16)の除霜を行うことができる。 Thus, during the defrosting operation in which the opening / closing means (26) opens the bypass passage (25), the high-temperature refrigerant discharged from the first compression mechanism (11a) is reliably supplied to the suction-side evaporator (16) for suction. The side evaporator (16) can be defrosted.
請求項27に記載の発明では、請求項22ないし26のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、第1分岐部(18)出口側からノズル部(13a)入口側へ至る冷媒通路に配置されて、放熱器(12)から流出した冷媒を減圧膨張させる高圧側減圧手段(17)を備えることを特徴とする。 According to a twenty-seventh aspect of the present invention, in the ejector-type refrigeration cycle according to any one of the twenty-second to twenty- sixth aspects, the refrigerant passage extends from the first branch portion (18) outlet side to the nozzle portion (13a) inlet side. The high pressure side pressure reduction means (17) which is arrange | positioned and decompresses and expands the refrigerant | coolant which flowed out from the heat radiator (12) is characterized by the above-mentioned.
これによれば、開閉手段(26)がバイパス通路(25)を閉じる通常運転時に、高圧側減圧手段(17)の作用によって、ノズル部(13a)へ流入する冷媒を気液二相冷媒となるまで減圧することができる。従って、ノズル部(13a)へ液相冷媒を流入させる場合に対して、ノズル部(13a)における冷媒の沸騰を促進させて、ノズル効率を向上させることができる。 According to this, during the normal operation in which the opening / closing means (26) closes the bypass passage (25), the refrigerant flowing into the nozzle part (13a) becomes a gas-liquid two-phase refrigerant by the action of the high pressure side pressure reducing means (17). Can be depressurized. Therefore, compared with the case where the liquid refrigerant is introduced into the nozzle part (13a), the boiling of the refrigerant in the nozzle part (13a) can be promoted to improve the nozzle efficiency.
その結果、ディフューザ部(13d)における昇圧量を増加させて、より一層、COPを向上できる。さらに、高圧側減圧手段(17)を可変絞り機構で構成することで、サイクルの負荷変動に応じて、ノズル部(13a)へ流入させる冷媒流量を変化させることができる。さらに、負荷変動が生じても、高いCOPを発揮させながら安定してサイクルを作動させることができる。 As a result, the amount of pressure increase in the diffuser section (13d) can be increased to further improve the COP. Further, by configuring the high-pressure side pressure reducing means (17) with a variable throttle mechanism, it is possible to change the flow rate of the refrigerant flowing into the nozzle portion (13a) according to the cycle load fluctuation. Furthermore, even if load fluctuation occurs, the cycle can be stably operated while exhibiting high COP.
請求項28に記載の発明では、請求項22ないし27のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、吸引側蒸発器(16)と第2圧縮機構(21a)との間に配置されて冷媒の気液を分離する吸引側気液分離器(22)とを備え、吸引側気液分離器(22)の気相冷媒出口は、第2圧縮機構(21a)吸入口側に接続されていることを特徴とする。
The invention according to
これによれば、吸引側蒸発器(16)から液相冷媒が流出しても、あるいは、吸引側蒸発器(16)の除霜運転時に高温冷媒が凝縮しても、吸引側気液分離器(22)にて分離された気相冷媒のみを第2圧縮機構(21a)に供給することができるので、第2圧縮機構(21a)の液圧縮の問題を回避できる。 According to this, even if the liquid refrigerant flows out from the suction side evaporator (16) or the high-temperature refrigerant condenses during the defrosting operation of the suction side evaporator (16), the suction side gas-liquid separator Since only the gas-phase refrigerant separated in (22) can be supplied to the second compression mechanism (21a), the problem of liquid compression of the second compression mechanism (21a) can be avoided.
また、請求項29に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する第1圧縮機構(11a)と、第1圧縮機構(11a)から吐出された高圧冷媒の流れを分岐する分岐部(38)と、分岐部(38)にて分岐された一方の冷媒を放熱させる第1放熱器(121)と、第1放熱器(121)から流出した冷媒を減圧膨張させるノズル部(13a)から噴射する高速度の噴射冷媒の流れによって冷媒を冷媒吸引口(13b)から吸引して、噴射冷媒と冷媒吸引口(13b)から吸引された吸引冷媒との混合冷媒をディフューザ部(13d)にて昇圧するエジェクタ(13)と、分岐部(38)にて分岐された他方の冷媒を放熱させる第2放熱器(122)と、第2放熱器(122)から流出した冷媒を減圧膨張させる吸引側減圧手段(19)と、吸引側減圧手段(19)から流出した冷媒を蒸発させて、冷媒吸引口(13b)側へ流出させる吸引側蒸発器(16)と、吸引側蒸発器(16)出口側冷媒を吸引して圧縮し、冷媒吸引口(13b)側へ吐出する第2圧縮機構(21a)と、サイクルの高圧側冷媒を、吸引側蒸発器(16)へ導くバイパス通路(25)と、バイパス通路(25)を開閉する開閉手段(26)とを備えるエジェクタ式冷凍サイクルを特徴とする。
In the invention according to
これによれば、開閉手段(26)がバイパス通路(25)を閉じる通常運転時に、第1放熱器(121)および第2放熱器(122)の熱交換能力(放熱能力)を独立に変化させることができるので、例えば、第2放熱器(122)の熱交換能力と、吸引側蒸発器(16)の熱交換能力(吸熱性能)とを容易に適合させることができる。従って、サイクルの作動を安定化させやすい。 According to this, during the normal operation in which the opening / closing means (26) closes the bypass passage (25), the heat exchange capability (heat dissipation capability) of the first radiator (121) and the second radiator (122) is changed independently. Therefore, for example, the heat exchange capability of the second radiator (122) and the heat exchange capability (endothermic performance) of the suction side evaporator (16) can be easily adapted. Therefore, it is easy to stabilize the operation of the cycle.
また、第1放熱器(121)として、その熱交換能力が第2放熱器(122)よりも低いものを採用することで、エジェクタ(13)のノズル部(13a)へ流入する冷媒のエンタルピが不必要に減少してしまうことを回避できる。これにより、ノズル部(13a)における回収エネルギ量を増大させて、COPを向上できる。 Moreover, the enthalpy of the refrigerant | coolant which flows in into the nozzle part (13a) of an ejector (13) is employ | adopted as the 1st radiator (121) by the thing whose heat exchange capability is lower than a 2nd radiator (122). Unnecessary decrease can be avoided. Thereby, the amount of recovered energy in the nozzle part (13a) can be increased, and COP can be improved.
さらに、通常運転時に、エジェクタ(13)の駆動流の流量低下に伴ってエジェクタ(13)の吸引能力が低下するような運転条件となっても、請求項1に記載の発明と同様に、エジェクタ式冷凍サイクルを高いCOPを発揮させた状態で安定して作動させることができる。
Furthermore, in the normal operation, even if the operating condition is such that the suction capacity of the ejector (13) decreases with a decrease in the flow rate of the drive flow of the ejector (13), the ejector is similar to the invention according to
つまり、ディフューザ部(13d)の昇圧作用によって、第1圧縮機構(11a)の吸入圧力を上昇させることで、第1圧縮機構(11a)の圧縮機駆動動力を低減させるだけでなく、それぞれの第1、第2圧縮機構(11a、21a)の吸入圧力と吐出圧力との圧力差を縮小できるので、第1、第2圧縮機構(11a、21a)の圧縮効率を向上できる。 That is, by increasing the suction pressure of the first compression mechanism (11a) by the pressure increasing action of the diffuser part (13d), not only the compressor driving power of the first compression mechanism (11a) is reduced, but also the respective first Since the pressure difference between the suction pressure and the discharge pressure of the first and second compression mechanisms (11a, 21a) can be reduced, the compression efficiency of the first and second compression mechanisms (11a, 21a) can be improved.
その結果、駆動流の流量変動が生じてディフューザ部(13d)の昇圧能力が低下したとしても、エジェクタ式冷凍サイクルを高いCOPを発揮させた状態で安定して作動させることができる。 As a result, even if the flow rate fluctuation of the driving flow occurs and the boosting capability of the diffuser section (13d) decreases, the ejector refrigeration cycle can be stably operated in a state where a high COP is exhibited.
また、吸引側蒸発器(16)に着霜が生じた場合に、開閉手段(26)を開くことで、第1圧縮機構(11a)から吐出された高温冷媒を直接、吸引側蒸発器(16)に流入させて除霜する除霜運転を行うことができる。従って、吸引側蒸発器(16)の着霜によるサイクル破綻を回避して、エジェクタ式冷凍サイクルを安定して作動させることができる。 In addition, when frosting occurs in the suction side evaporator (16), the opening / closing means (26) is opened, so that the high-temperature refrigerant discharged from the first compression mechanism (11a) is directly taken into the suction side evaporator (16). ) To be defrosted and defrosted. Therefore, it is possible to avoid the cycle failure due to the frost formation of the suction side evaporator (16), and to stably operate the ejector refrigeration cycle.
請求項29に記載の発明では、請求項36に記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、ディフューザ部(13d)から流出した冷媒を蒸発させる流出側蒸発器(14)を備えることを特徴とする。これによれば、開閉手段(26)がバイパス通路(25)を閉じる通常運転時に、吸引側蒸発器(16)のみならず、流出側蒸発器(14)でも冷凍能力を発揮できる。 According to a twenty- ninth aspect of the present invention, the ejector refrigeration cycle according to the thirty-sixth aspect further includes an outflow side evaporator (14) for evaporating the refrigerant that has flowed out of the diffuser section (13d). According to this, during the normal operation in which the opening / closing means (26) closes the bypass passage (25), not only the suction side evaporator (16) but also the outflow side evaporator (14) can exhibit the refrigerating capacity.
請求項31に記載の発明では、請求項30に記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、サイクルの高圧側冷媒を、流出側蒸発器(14)へ導く補助バイパス通路(25a)とを備えることを特徴とする。これによれば、第1圧縮機構(11a)から吐出された高温冷媒を、流出側蒸発器(14)へ導いて除霜することができる。
The invention described in
請求項29ないし31のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、請求項32に記載の発明のように、サイクルの高圧側冷媒は、第1放熱器(121)および第2放熱器(122)上流側の冷媒であって、バイパス通路(25)は、第1放熱器(121)および第2放熱器(122)を迂回させて、放熱器(12)上流側の冷媒を吸引側蒸発器(16)へ導くようになっていてもよい。
32. In the ejector refrigeration cycle according to any one of
さらに、請求項33に記載の発明のように、第1放熱器(121)の放熱能力を調整する第1放熱能力調整手段(121a)を備え、サイクルの高圧側冷媒は、第1放熱器(121)下流側の冷媒であって、第1放熱能力調整手段(121a)は、バイパス通路(25)が第1放熱器(121)下流側の冷媒を吸引側蒸発器(16)へ導く際に、第1放熱器(121)の放熱能力を低下させるようになっていてもよい。 Further, as in the invention described in claim 33 , the first heat dissipating capacity adjusting means (121a) for adjusting the heat dissipating capacity of the first heat dissipator (121) is provided, and the high-pressure side refrigerant of the cycle is the first heat dissipator ( 121) A downstream side refrigerant, and the first heat radiation capacity adjusting means (121a) is configured so that the bypass passage (25) guides the refrigerant on the downstream side of the first radiator (121) to the suction side evaporator (16). The heat dissipation capability of the first radiator (121) may be reduced.
さらに、請求項34に記載の発明のように、第2放熱器(122)の放熱能力を調整する第2放熱能力調整手段(122a)を備え、サイクルの高圧側冷媒は、第2放熱器(122)下流側の冷媒であって、第2放熱能力調整手段(122a)は、バイパス通路(25)が第1放熱器(122)下流側の冷媒を吸引側蒸発器(16)へ導く際に、第1放熱器(122)の放熱能力を低下させるようになっていてもよい。 Furthermore, as in the invention described in claim 34 , the second heat dissipating capacity adjusting means (122a) for adjusting the heat dissipating capacity of the second heat dissipator (122) is provided. 122) A downstream side refrigerant, the second heat radiation capacity adjusting means (122a), when the bypass passage (25) guides the refrigerant on the downstream side of the first radiator (122) to the suction side evaporator (16). The heat dissipation capability of the first radiator (122) may be reduced.
さらに、請求項35に記載の発明のように、第1、第2放熱器(121、122)の放熱能力を調整する第1、第2放熱能力調整手段(121a、122a)を備え、サイクルの高圧側冷媒は、第1、第2放熱器(122)のうち、少なくとも一方の下流側の冷媒であって、第1、第2放熱能力調整手段(121a、122a)は、バイパス通路(25)が第1放熱器(122)下流側の冷媒を吸引側蒸発器(16)へ導く際に、第1、第2放熱器(121、122)の放熱能力を低下させるようになっていてもよい。
Furthermore, as in the invention described in
これにより、開閉手段(26)がバイパス通路(25)を開く除霜運転時に、第1圧縮機構(11a)から吐出された高温冷媒を確実に吸引側蒸発器(16)へ供給して、吸引側蒸発器(16)の除霜を行うことができる。 Thus, during the defrosting operation in which the opening / closing means (26) opens the bypass passage (25), the high-temperature refrigerant discharged from the first compression mechanism (11a) is reliably supplied to the suction-side evaporator (16) for suction. The side evaporator (16) can be defrosted.
請求項36に記載の発明では、請求項29ないし35のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、開閉手段(26)がバイパス通路(25)を閉じた際に、第2放熱器(122)から流出した冷媒とサイクルの低圧側冷媒とを熱交換させる内部熱交換器(30)を備えることを特徴とする。
The invention according to
これによれば、吸引側蒸発器(16)入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差(冷凍能力)を拡大して、COPを向上できる。 According to this, the enthalpy difference (refrigeration capacity) between the enthalpy of the inlet side refrigerant and the enthalpy of the outlet side refrigerant can be increased and the COP can be improved.
具体的に、サイクルの低圧側冷媒は、請求項44に記載の発明のように、第1圧縮機構(11a)へ吸入される冷媒であってもよいし、請求項45に記載の発明のように、第2圧縮機構(21a)へ吸入される冷媒であってもよい。
Specifically, the low-pressure side refrigerant of the cycle may be a refrigerant sucked into the first compression mechanism (11a) as in the invention described in
請求項39に記載の発明では、請求項29ないし38のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、第1放熱器(121)出口側からノズル部(13a)入口側へ至る冷媒通路に配置されて、第1放熱器(121)から流出した冷媒を減圧膨張させる高圧側減圧手段(17)を備えることを特徴とする。
According to the invention of
これによれば、開閉手段(26)がバイパス通路(25)を閉じる通常運転時に、高圧側減圧手段(17)の作用によって、ノズル部(13a)へ流入する冷媒を気液二相冷媒となるまで減圧することができる。従って、ノズル部(13a)へ液相冷媒を流入させる場合に対して、ノズル部(13a)における冷媒の沸騰を促進させて、ノズル効率を向上させることができる。 According to this, during the normal operation in which the opening / closing means (26) closes the bypass passage (25), the refrigerant flowing into the nozzle part (13a) becomes a gas-liquid two-phase refrigerant by the action of the high pressure side pressure reducing means (17). Can be depressurized. Therefore, compared with the case where the liquid refrigerant is introduced into the nozzle part (13a), the boiling of the refrigerant in the nozzle part (13a) can be promoted to improve the nozzle efficiency.
その結果、ディフューザ部(13d)における昇圧量を増加させて、より一層、COPを向上できる。さらに、高圧側減圧手段(17)を可変絞り機構で構成することで、サイクルの負荷変動に応じて、ノズル部(13a)へ流入させる冷媒流量を変化させることができる。その結果、負荷変動が生じても、高いCOPを発揮させながら安定してサイクルを作動させることができる。 As a result, the amount of pressure increase in the diffuser section (13d) can be increased to further improve the COP. Further, by configuring the high-pressure side pressure reducing means (17) with a variable throttle mechanism, it is possible to change the flow rate of the refrigerant flowing into the nozzle portion (13a) according to the cycle load fluctuation. As a result, even when load fluctuation occurs, the cycle can be stably operated while exhibiting a high COP.
請求項40に記載の発明では、請求項29ないし39のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、吸引側蒸発器(16)と第2圧縮機構(21a)との間に配置されて冷媒の気液を分離する吸引側気液分離器(22)とを備え、吸引側気液分離器(22)の気相冷媒出口は、第2圧縮機構(21a)吸入口側に接続されていることを特徴とする。 According to a 40th aspect of the present invention, in the ejector refrigeration cycle according to any one of the 29th to 39th aspects, the ejector refrigeration cycle is disposed between the suction side evaporator (16) and the second compression mechanism (21a). A suction-side gas-liquid separator (22) for separating the gas-liquid refrigerant, and the gas-phase refrigerant outlet of the suction-side gas-liquid separator (22) is connected to the suction port side of the second compression mechanism (21a). It is characterized by being.
これによれば、吸引側蒸発器(16)から液相冷媒が流出しても、あるいは、吸引側蒸発器(16)の除霜運転時に高温冷媒が凝縮しても、吸引側気液分離器(22)にて分離された気相冷媒のみを第2圧縮機構(21a)に供給することができるので、第2圧縮機構(21a)の液圧縮の問題を回避できる。 According to this, even if the liquid refrigerant flows out from the suction side evaporator (16) or the high-temperature refrigerant condenses during the defrosting operation of the suction side evaporator (16), the suction side gas-liquid separator Since only the gas-phase refrigerant separated in (22) can be supplied to the second compression mechanism (21a), the problem of liquid compression of the second compression mechanism (21a) can be avoided.
請求項41に記載の発明では、請求項1ないし40のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、第1圧縮機構(11a)の冷媒吐出能力を変更する第1吐出能力変更手段(11b)と、第2圧縮機構(21a)の冷媒吐出能力を変更する第2吐出能力変更手段(21b)とを備え、第1吐出能力変更手段(11b)および第2吐出能力変更手段(21b)は、それぞれ独立して第1圧縮機構(11a)および第2圧縮機構(21a)の冷媒吐出能力を変更可能に構成されていることを特徴とする。
In the invention according to claim 41 , in the ejector refrigeration cycle according to any one of
これによれば、第1圧縮機構(11a)の冷媒吐出能力と第2圧縮機構(21a)の冷媒吐出能力とを独立に調整して、第1、第2圧縮機構(11a、21a)のいずれも高い圧縮効率を発揮させながら作動させることができる。従って、エジェクタ式冷凍サイクル全体としてのCOPを、より一層、向上させることができる。 According to this, the refrigerant | coolant discharge capability of a 1st compression mechanism (11a) and the refrigerant | coolant discharge capability of a 2nd compression mechanism (21a) are adjusted independently, and either of a 1st, 2nd compression mechanism (11a, 21a) is adjusted. Can be operated while exhibiting high compression efficiency. Therefore, COP as the whole ejector type refrigerating cycle can be further improved.
請求項42に記載の発明では、請求項1ないし41のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、第1圧縮機構(11a)および第2圧縮機構(21a)は、同一のハウジング内に収容されて、一体的に構成されていることを特徴とする。これによれば、第1圧縮機構(11a)および第2圧縮機構(21a)の小型化が可能となり、エジェクタ式冷凍サイクル全体としての小型化を図ることもできる。
According to the invention of claim 42 , in the ejector refrigeration cycle according to any one of
請求項43に記載の発明のように、請求項1ないし42のいずれか1つに記載のエジェクタ式冷凍サイクルにおいて、第1圧縮機構(11a)は、冷媒を臨界圧力以上となるまで昇圧させるようになっていてもよい。
As in the invention described in
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
図1、2により、本発明のエジェクタ式冷凍サイクルを冷凍機に適用した例を説明する。この冷凍機は、冷却対象空間である冷凍庫内を−30〜−10℃程度の極低温まで冷却するものである。図1は、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル100の全体構成図である。
(First embodiment)
An example in which the ejector refrigeration cycle of the present invention is applied to a refrigerator will be described with reference to FIGS. This refrigerator cools the inside of a freezer that is a space to be cooled to an extremely low temperature of about −30 to −10 ° C. FIG. 1 is an overall configuration diagram of an
エジェクタ式冷凍サイクル100において、第1圧縮機11は、冷媒を吸入し、圧縮して吐出するもので、吐出容量が固定された第1圧縮機構11aを第1電動モータ11bにて駆動する電動圧縮機である。第1圧縮機構11aとしては、具体的に、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用できる。
In the
第1電動モータ11bは、後述する制御装置から出力される制御信号によって、その作動(回転数)が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれの形式を採用してもよい。そして、この回転数制御によって、第1圧縮機構11aの冷媒吐出能力が変更される。従って、本実施形態の第1電動モータ11bは、第1圧縮機構11aの冷媒吐出能力を変更する第1吐出能力変更手段を構成している。
The first
第1圧縮機11の吐出口側には、放熱器12が接続されている。放熱器12は第1圧縮機11から吐出された高圧冷媒と冷却ファン12aにより送風される庫外空気(外気)とを熱交換させることによって、高圧冷媒を放熱させて冷却する放熱用熱交換器である。冷却ファン12aは、制御装置から出力される制御電圧によって回転数(送風空気量)が制御される電動式送風機である。
A
そして、この回転数制御による送風空気量の増減に伴って、放熱器12の放熱能力も増減する。さらに、本実施形態の放熱器12は、冷却ファン12aを停止させると、ほぼ放熱能力を発揮しない状態となる。従って、本実施形態の冷却ファン12aは、放熱器12の放熱能力を調整する放熱能力調整手段を構成している。
And with the increase / decrease in the amount of blowing air by this rotation speed control, the heat dissipation capability of the
なお、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル100では、冷媒として通常のフロン系冷媒を採用し、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。従って、放熱器12は冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。
In the
また、放熱器12の出口側に、放熱器12から流出した冷媒の気液を分離して余剰液相冷媒を溜めておく高圧側気液分離器としてのレシーバ(受液器)を設けてもよい。そして、このレシーバから分離された飽和液相冷媒を下流側へ導出させるようにしてもよい。
Further, a receiver (liquid receiver) as a high-pressure side gas-liquid separator that separates the gas-liquid refrigerant flowing out of the
放熱器12の出口側には、エジェクタ13が接続されている。エジェクタ13は、冷媒を減圧膨張させる冷媒減圧手段であるとともに、高速で噴出する冷媒流の吸引作用によって冷媒の循環を行う冷媒循環手段でもある。
An
具体的には、エジェクタ13は、放熱器12から流出した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13a、ノズル部13aの冷媒噴射口と連通するように配置されて後述する第2圧縮機21から吐出された冷媒を吸引する冷媒吸引口13b等を有して構成される。
Specifically, the
さらに、ノズル部13aおよび冷媒吸引口13bの冷媒流れ下流側部位には、ノズル部13aから噴射する高速度の冷媒流と冷媒吸引口13bからの吸引冷媒とを混合する混合部13cが設けられ、混合部13cの冷媒流れ下流側には昇圧部をなすディフューザ部13dが設けられている。
Furthermore, a mixing
ディフューザ部13dは冷媒通路面積を徐々に大きくする形状に形成されており、冷媒流れを減速して冷媒圧力を上昇させる作用、つまり、冷媒の速度エネルギを圧力エネルギに変換する作用を果たす。さらに、ディフューザ部13dの出口側には、アキュムレータ15が接続されている。
The
アキュムレータ15は、ディフューザ部13dから流出した冷媒の気液を分離して、サイクル内の余剰液相冷媒を溜める流出側気液分離器である。アキュムレータ15の気相冷媒流出口には、第1圧縮機11の吸入口が接続され、液相冷媒流出口には、電気式の可変絞り機構19を介して、吸引側蒸発器16が接続されている。
The
可変絞り機構19は、アキュムレータ15から流出した液相冷媒をさらに減圧膨張させる吸引側減圧手段である。より具体的には、可変絞り機構19は、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の絞り開度を変化させるステッピングモータからなる電動アクチュエータとを有して構成されている。
The
さらに、この可変絞り機構19は、弁体の絞り開度を全閉とすることができる。これにより、アキュムレータ15の液相冷媒流出口と吸引側蒸発器16入口側との間の冷媒の流通を遮断することができる。なお、可変絞り機構19は、制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
Further, the
吸引側蒸発器16は、可変絞り機構19にて減圧膨張された低圧冷媒と送風ファン16aにより循環送風される冷凍庫内空気とを熱交換させることによって、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用熱交換器である。従って、本実施形態では、冷凍庫内空気が熱交換対象流体となる。送風ファン16aは、制御装置から出力される制御電圧によって回転数(送風空気量)が制御される電動式送風機である。
The suction-
吸引側蒸発器16の出口側には、第2圧縮機21の吸入口が接続されている。第2圧縮機21の基本的構成は第1圧縮機11と同様である。従って、第2圧縮機21は、固定容量型の第2圧縮機構21aを第2電動モータ21bにて駆動する電動圧縮機である。さらに、本実施形態の第2電動モータ21bは、第2圧縮機構21aの冷媒吐出能力を変更する第2吐出能力変更手段を構成している。
The suction port of the
また、前述の如く、第2圧縮機21の吐出口には、エジェクタ13の冷媒吸引口13bが接続されている。
Further, as described above, the
さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル100には、第1圧縮機構11a吐出口側と放熱器12入口側との間、および、可変絞り機構19出口側と吸引側蒸発器16入口側との間を接続するバイパス通路25が設けられている。従って、バイパス通路25は、第1圧縮機構11aから吐出された放熱器12上流側のサイクルの高圧冷媒を、放熱器12を迂回させて、吸引側蒸発器16へ導く冷媒流路を構成している。
Further, the
また、バイパス通路25には、バイパス通路25を開閉する開閉手段としての開閉弁26が配置されている。この開閉弁26は、制御装置から出力される制御信号によって開閉作動が制御される電磁弁である。さらに、開閉弁26が開弁した際の冷媒通路面積は、バイパス通路25の冷媒通路面積よりも小さく形成されている。従って、バイパス通路25を流通する冷媒は、開閉弁26を通過する際に減圧される。
The
このように開閉弁26として、減圧機能を有する減圧機能付き開閉弁を採用する理由は、第1圧縮機11入口側冷媒の圧力と出口側冷媒の圧力との圧力差を確保するだけでなく、第1圧縮機11から吐出した高圧冷媒を直接吸引側蒸発器16へ流入させると、吸引側蒸発器16内の冷媒圧力が吸引側蒸発器16の耐圧を超えてしまうことが懸念されるからである。
As described above, the reason for adopting the on-off valve with a pressure reducing function having the pressure reducing function as the on-off
そこで、本実施形態では、開閉弁26の冷媒通路面積を小さく形成して、吸引側蒸発器16へ流入する冷媒の圧力を、吸引側蒸発器16の耐圧能力よりも低くなるまで低下させている。
Therefore, in the present embodiment, the refrigerant passage area of the on-off
従って、バイパス通路25に、減圧機能を有していない開閉弁26を配置する場合は、バイパス通路25にバイパス通路側減圧手段を配置することが望ましい。そして、このバイパス通路側減圧手段としては、キャピラリチューブ、オリフィス等で構成される固定絞り機構を採用できる。
Therefore, when the on-off
図示しない制御装置は、CPU、ROMおよびRAM等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成される。この制御装置は、そのROM内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行って、上述の各種電気式のアクチュエータ11b、12a、16a、21b、26等の作動を制御する。
A control device (not shown) includes a known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like and peripheral circuits thereof. This control device performs various calculations and processes based on the control program stored in the ROM, and controls the operations of the various
従って、この制御装置は、第1吐出能力変更手段である第1電動モータ11bの作動を制御する第1吐出能力制御手段としての機能、第2吐出能力変更手段である第2電動モータ21bの作動を制御する第2吐出能力制御手段、そして、放熱能力調整手段である冷却ファン12aの作動を制御する放熱能力制御手段としての機能を兼ね備えている。
Therefore, this control device functions as a first discharge capacity control means for controlling the operation of the first
もちろん、第1吐出能力制御手段、第2吐出能力制御手段および放熱能力制御手段を異なる制御装置で構成してもよい。 Of course, you may comprise a 1st discharge capability control means, a 2nd discharge capability control means, and a thermal radiation capability control means with a different control apparatus.
また、制御装置には、外気温を検出する外気センサ、庫内温度を検出する庫内温度センサ等の図示しないセンサ群の検出値や、冷凍機を作動させる作動スイッチ、通常運転モードと除霜運転モードとを切り替える切替スイッチ等が設けられた図示しない操作パネルの各種操作信号が入力される。 Further, the control device includes an outside air sensor for detecting the outside air temperature, a detected value of a sensor group (not shown) such as an inside temperature sensor for detecting the inside temperature, an operation switch for operating the refrigerator, a normal operation mode and a defrosting. Various operation signals of an operation panel (not shown) provided with a changeover switch for switching between operation modes are input.
次に、上記構成における本実施形態の作動を図2に基づいて説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル100では、庫内を冷却する通常運転モードと吸引側蒸発器16の除霜を行う除霜運転モードとを切り替えることができる。図2(a)は、通常運転モードのモリエル線図であり、図2(b)は、除霜運転モードのモリエル線図である。
Next, the operation of the present embodiment in the above configuration will be described with reference to FIG. In the
まず、通常運転モードについて説明する。通常運転モードは、操作パネルの作動スイッチが投入された状態で、切替スイッチが通常運転モードに切り替えられると実行される。 First, the normal operation mode will be described. The normal operation mode is executed when the operation switch of the operation panel is turned on and the changeover switch is switched to the normal operation mode.
通常運転モードが実行されると、制御装置が第1、第2電動モータ11b、21b、冷却ファン12a、送風ファン16aを作動させる。これにより、第1圧縮機11が冷媒を吸入し、圧縮して吐出する(図2(a)のa2点)。さらに、制御装置が、吸引側蒸発器16における冷媒蒸発温度が予め定めた温度となるように、可変絞り機構19の絞り開度を調整し、開閉弁26を閉弁状態とする。
When the normal operation mode is executed, the control device operates the first and second
第1圧縮機11から吐出された高温高圧状態の気相冷媒は、開閉弁26が閉弁状態となっているので、バイパス通路25側へ流入することなく放熱器12へ流入し、冷却ファン12aから送風された送風空気(外気)と熱交換して放熱して凝縮する(a2点→b2点)。放熱器12にて放熱した冷媒は、エジェクタ13のノズル部13aへ流入して等エントロピ的に減圧膨張する(b2点→c2点)。
The high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the
そして、この減圧膨張時に冷媒の圧力エネルギが速度エネルギに変換されて、冷媒がノズル部13aの冷媒噴射口から高速度となって噴射される。この噴射冷媒の冷媒吸引作用により、冷媒吸引口13bから第2圧縮機21吐出冷媒が吸引される。
And the pressure energy of a refrigerant | coolant is converted into speed energy at the time of this decompression | expansion expansion, and a refrigerant | coolant is injected at high speed from the refrigerant | coolant injection port of the
さらに、ノズル部13aから噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口13bから吸引された吸引冷媒がエジェクタ13の混合部13cにて混合され、ディフューザ部13dに流入する(c2点→d2点、j2点→d2点)。ディフューザ部13dでは通路面積の拡大により、冷媒の速度エネルギが圧力エネルギに変換されるため、冷媒の圧力が上昇する(d2点→e2点)。
Furthermore, the refrigerant injected from the
次に、ディフューザ部13dから流出した冷媒は、アキュムレータ15に流入して気相冷媒および液相冷媒に分離される(e2点→f2点およびe2点→g2点)。アキュムレータ15の気相冷媒出口から流出した気相冷媒は、第1圧縮機11に吸入されて再び圧縮される(f2点→a2点)。
Next, the refrigerant flowing out of the
一方、アキュムレータ15の液相冷媒出口から流出した液相冷媒は、可変絞り機構19にてさらに等エンタルピ的に減圧膨張されて、その圧力を低下させる(g2点→h2点)。可変絞り機構19にて減圧膨張された冷媒は、吸引側蒸発器16へ流入して、送風ファン16aにより循環送風される庫内空気から吸熱して蒸発する(h2点→i2点)。これにより、庫内空気が冷却される。
On the other hand, the liquid-phase refrigerant that has flowed out from the outlet of the liquid-phase refrigerant of the
そして、吸引側蒸発器16から流出した冷媒は、第2圧縮機21に吸入され、圧縮される(i2点→j2点)。この際、制御装置は、エジェクタ式冷凍サイクル100全体としてのCOPが略最大に近づくように、第1、第2電動モータ11b、21bの作動を制御する。具体的には、第1、第2圧縮機構11a、21aの機械効率を向上させるために、第1、第2圧縮機構11a、21aの昇圧量が略同等となるように制御する。
The refrigerant flowing out of the suction side evaporator 16 is sucked into the
なお、圧縮効率とは、第1、第2圧縮機11、21にて冷媒が等エントロピ圧縮された際の冷媒のエンタルピの増加量をΔH1としたときに、この増加量ΔH1を、実際に第1、第2圧縮機11、21にて冷媒が昇圧された際の冷媒のエンタルピ増加分ΔH2で除した値である。
Note that the compression efficiency means that the increase amount ΔH1 is actually calculated when the increase amount of the enthalpy of the refrigerant when the refrigerant is isentropically compressed by the first and
例えば、第1、第2圧縮機11、21の回転数や昇圧量(吐出圧力と吸入圧力との圧力差)が増加すると、その摩擦熱によって冷媒の温度が上昇して実際のエンタルピ増加分ΔH2が増加するため、圧縮効率も低下することになる。
For example, when the rotation speed and the pressure increase amount (pressure difference between the discharge pressure and the suction pressure) of the first and
さらに、第2圧縮機21から吐出された冷媒は、前述の如く、冷媒吸引口13bからエジェクタ13内へ吸引される(j2点→d2点)。
Further, as described above, the refrigerant discharged from the
次に、除霜運転モードについて説明する。除霜運転モードは、操作パネルの作動スイッチが投入された状態で、切替スイッチが除霜運転モードに切り替えられると実行される。 Next, the defrosting operation mode will be described. The defrosting operation mode is executed when the changeover switch is switched to the defrosting operation mode in a state where the operation switch of the operation panel is turned on.
除霜運転モードが実行されると、制御装置が第1、第2電動モータ11b、21bを作動させる。これにより、第1圧縮機11が冷媒を吸入し、圧縮して吐出する(図2(b)のk2点)。さらに、制御装置が、可変絞り機構19の絞り開度を全閉状態とし、開閉弁26を開弁状態とし、冷却ファン12aおよび送風ファン16aを停止させる。
When the defrosting operation mode is executed, the control device operates the first and second
第1圧縮機11から吐出された冷媒は、開閉弁26が開弁状態となっているので、バイパス通路25側へ流入する。この際、本実施形態では、第1圧縮機11→放熱器12→エジェクタ13→アキュムレータ15→第1圧縮機11の順で循環する冷媒回路の圧力損失に対して、第1圧縮機11→バイパス通路25→吸引側蒸発器16→第2圧縮機21へ至る冷媒回路の圧力損失を小さく設定しているので、第1圧縮機11から吐出された冷媒の大半がバイパス通路25へ流入する。
The refrigerant discharged from the
もちろん、バイパス通路25の入口側接続部あるいは出口側接続部に、三方弁を配置して、通常運転モードでは、第1圧縮機11から吐出された冷媒を放熱器12側のみへ流出させ、除霜運転モードでは、第1圧縮機11から吐出された冷媒をバイパス通路25側のみへ流出させるように冷媒流路を切り替えてもよい。
Of course, a three-way valve is arranged at the inlet side connection part or the outlet side connection part of the
また、バイパス通路25の入口側接続部から放熱器12入口側へ至る冷媒通路に、減圧機能を有していない通常の補助開閉弁を配置して、通常運転モードでは補助開閉弁を開弁し、除霜運転モードでは補助開閉弁を閉弁するようにして、冷媒流路を切り替えてもよい。
In addition, a normal auxiliary opening / closing valve not having a pressure reducing function is arranged in the refrigerant passage extending from the inlet side connection portion of the
バイパス通路25へ流入した高温高圧冷媒は、開閉弁26を通過する際に、等エンタルピ的に減圧膨脹する(k2点→l2点)。開閉弁26を通過した高温低圧状態の気相冷媒は、可変絞り機構19の絞り開度が全閉状態となっているので、アキュムレータ15側へ流れ込むことなく、吸引側蒸発器16へ流入する。
When the high-temperature and high-pressure refrigerant flowing into the
吸引側蒸発器16へ流入した冷媒は、吸引側蒸発器16にその熱量を放熱する(l2点→m2点)。これにより、吸引側蒸発器16の除霜がなされる。吸引側蒸発器16にて放熱した冷媒は、第2圧縮機21に吸入され、圧縮される(m2点→n2点)。
The refrigerant that has flowed into the suction-
第2圧縮機21から吐出された冷媒は、エジェクタの冷媒吸引口13b→混合部13c→ディフューザ部13dを通過する際の圧力損失によって減圧されて、アキュムレータ15へ流入する(n2点→o2点)。アキュムレータ15の気相冷媒出口から流出した気相冷媒は、第1圧縮機11に吸入されて再び圧縮される(o2点→k2点)。
The refrigerant discharged from the
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル100は、上述の如く作動するので、以下のような優れた効果を得ることができる。
Since the
まず、通常運転モード時に、例えば、低外気温時等のように、高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差が低下して、エジェクタ13の駆動流が流量低下するような運転条件、すなわち、エジェクタ13の吸引能力が低下するような運転条件であっても、第2圧縮機構21aの作用によって、エジェクタ13の吸引能力を補助することができる。
First, in the normal operation mode, for example, when the outside air temperature is low, the operating condition is such that the pressure difference between the high-pressure refrigerant and the low-pressure refrigerant decreases and the drive flow of the
そして、この第2圧縮機構21aの吸入作用によって、アキュムレータ15から吸引側蒸発器16へ確実に液相冷媒を供給することができる。これにより、エジェクタ13のディフューザ部13d→アキュムレータ15の気相冷媒出口から流出して第1圧縮機機構11aへ吸入される冷媒の密度低下を抑制できる。
The liquid refrigerant can be reliably supplied from the
その結果、エジェクタ13の駆動流の流量低下を抑制して、エジェクタ式冷凍サイクルを安定して作動させることができる。
As a result, a decrease in the flow rate of the drive flow of the
しかも、2つの第1、第2圧縮機構11a、21aおよびエジェクタ13のディフューザ部13dの昇圧作用によって冷媒を昇圧できるので、1つの圧縮機構にて冷媒を昇圧する場合に対して、第1、第2圧縮機構11a、21aの駆動動力を低減させてCOPを向上できる。
In addition, since the pressure of the refrigerant can be increased by the pressure increasing action of the two first and
つまり、ディフューザ部13dの昇圧作用によって、第1圧縮機構11aの吸入圧力を上昇させることで、第1圧縮機構11aの駆動動力を低減できる。さらに、それぞれの第1、第2圧縮機構11a、21aにおける吸入圧力と吐出圧力との圧力差を縮小できるので、それぞれの第1、第2圧縮機構11a、21aの圧縮効率を向上できる。
That is, the driving power of the
この際、第1、第2圧縮機構11a、21aの冷媒吐出能力を第1、第2電動モータ11b、21bが独立に変化させることができるので、エジェクタ式冷凍サイクル100全体としてCOPを効果的に向上させることができる。
At this time, since the first and second
さらに、第1圧縮機構11aにアキュムレータ15の気相冷媒出口から飽和気相冷媒を吸入させることができるので、過熱度を有する気相冷媒を吸入させる場合に対して、第1圧縮機構11aにおいて冷媒を等エントロピ的に圧縮する際の圧縮仕事量を低減できる。
Further, since the saturated gas phase refrigerant can be sucked into the
従って、高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差が大きい冷凍サイクル装置、例えば、本実施形態のように吸引側蒸発器16の冷媒蒸発温度を−30〜−10℃といった極低温まで低下させる冷凍サイクル装置において、極めて効果的にCOPを向上できる。 Therefore, a refrigeration cycle apparatus having a large pressure difference between the high-pressure refrigerant and the low-pressure refrigerant, for example, a refrigeration cycle apparatus that reduces the refrigerant evaporation temperature of the suction side evaporator 16 to an extremely low temperature such as −30 to −10 ° C. as in the present embodiment. Therefore, COP can be improved extremely effectively.
また、吸引側蒸発器16に着霜が生じた場合に、制御装置が開閉弁26を開くことで、第1圧縮機11から吐出された高温冷媒を直接、吸引側蒸発器16に流入させて除霜する除霜運転モードを実行することができる。従って、吸引側蒸発器16の着霜によるサイクル破綻を回避して、エジェクタ式冷凍サイクル100を安定して作動させることができる。
In addition, when frosting occurs in the
さらに、減圧手段として可変絞り機構19を採用し、除霜運転時に可変絞り機構19の絞り開度を全閉状態としているので、バイパス通路25から流出した冷媒がアキュムレータ15側へ流れることを確実に防止できる。
Furthermore, since the
なお、減圧手段として、オリフィスやキャピラリチューブ等の固定絞りを採用してもよい。その理由は、固定絞りを採用した場合であっても、固定絞りの圧力損失に対して、吸引側蒸発器16の圧力損失は十分に小さく、さらに、第2圧縮機21の吸引作用によって、バイパス通路25から流出した冷媒のほぼ全量を吸引側蒸発器16へ流入させることができるからである。
Note that a fixed throttle such as an orifice or a capillary tube may be employed as the pressure reducing means. The reason for this is that even when a fixed throttle is employed, the pressure loss of the suction side evaporator 16 is sufficiently small relative to the pressure loss of the fixed throttle, and further, the bypass by the suction action of the
(第2実施形態)
本実施形態では、図3の全体構成図に示すように、第1実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル100に対して、可変絞り機構19を廃止して、固定絞り19aおよび逆止弁19bを採用した例を説明する。なお、図3では、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。このことは、以下の図面においても同様である。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 3, the fixed
固定絞り19aは、アキュムレータ15から流出した液相冷媒をさらに減圧膨張させる吸引側減圧手段である。具体的には、オリフィスやキャピラリチューブ等を採用できる。逆止弁19bは、バイパス通路25から流出した冷媒がアキュムレータ15側へ流れることを禁止するものである。その他の構成は、第1実施形態と同様である。
The fixed
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル100を作動させると、通常運転モード時においても除霜運転モード時においても第1実施形態の図2のモリエル線図と同様に作動する。さらに、逆止弁19bを採用しているので、除霜運転モード時に、バイパス通路25から流出した冷媒がアキュムレータ15側へ流れることを確実に防止できる。従って、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
When the
なお、逆止弁19bとして、開弁時の冷媒通路面積が十分に小さく形成された減圧機構一体型の逆止弁を採用すれば、固定絞り19aを廃止することもできる。この場合は、減圧機構一体型の逆止弁が、吸引側減圧手段の機能とバイパス通路25から流出した冷媒がアキュムレータ15側へ流れることを禁止する機能とを兼ねることになる。
In addition, if the
(第3実施形態)
本実施形態では、図4の全体構成図に示すように、第1実施形態に対して、バイパス通路25の接続態様を変更した例を説明する。具体的には、本実施形態のバイパス通路25は、放熱器12出口側とエジェクタ13のノズル部13a入口側との間、および、可変絞り機構19出口側と吸引側蒸発器16入口側との間を接続するように設けられている。
(Third embodiment)
In the present embodiment, as illustrated in the overall configuration diagram of FIG. 4, an example in which the connection mode of the
従って、バイパス通路25は、放熱器12下流側のサイクルの高圧冷媒を、吸引側蒸発器16へ導く冷媒流路を構成している。
Therefore, the
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル100を作動させると、通常運転モードでは、第1実施形態の図2(a)のモリエル線図と同様に作動する。一方、除霜運転モードでは、制御装置が冷却ファン12aを停止させるので、第1圧縮機11吐出冷媒は、放熱器12にて放熱しない。このため、除霜運転モードにおいても、第1実施形態の図2(b)のモリエル線図と同様に作動する。従って、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
When the
(第4実施形態)
本実施形態では、図5の全体構成図に示すように、第1実施形態に対して、気液分離器22を追加した例を説明する。気液分離器22は、吸引側蒸発器16から流出した冷媒の気液を分離してサイクル内の余剰冷媒を溜める吸引側気液分離器である。
(Fourth embodiment)
In the present embodiment, an example in which a gas-
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル100を作動させると、通常運転モード時においても除霜運転モード時においても、第1実施形態の図2のモリエル線図と同様に作動する。従って、第1実施形態と全く同様の効果を得ることができる。
When the ejector-
さらに、通常運転モード時に、吸引側蒸発器16から液相冷媒が流出しても、あるいは、除霜運転モード時に、吸引側蒸発器16へ流入した高温冷媒が凝縮しても、気液分離器22にて分離された気相冷媒のみを第2圧縮機21に供給することができるので、第2圧縮機21の液圧縮の問題を回避できる。
Furthermore, even if the liquid refrigerant flows out of the suction side evaporator 16 during the normal operation mode or the high-temperature refrigerant flowing into the suction side evaporator 16 condenses during the defrosting operation mode, the gas-liquid separator Since only the gas-phase refrigerant separated in 22 can be supplied to the
(第5実施形態)
本実施形態では、図6の全体構成図に示すように、第1実施形態に対して、バイパス通路25および開閉弁26を廃止して除霜運転モードを実現する例を説明する。その他の構成は、第1実施形態と同様である。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル100を作動させると、通常運転モードでは、図7(a)のモリエル線図に示すように作動する。
(Fifth embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 6, an example in which the defrosting operation mode is realized by eliminating the
この通常運転モード時の作動は、第1実施形態の通常運転モード時の作動(図2(a))と同様である。なお、図7における冷媒の状態を示す符号は、図2における同様の冷媒の状態を示す符号と同一の符号を用いるとともに添字のみを変更している。 The operation in the normal operation mode is the same as the operation in the normal operation mode of the first embodiment (FIG. 2A). In addition, the code | symbol which shows the state of the refrigerant | coolant in FIG. 7 uses the same code | symbol as the code | symbol which shows the state of the same refrigerant | coolant in FIG. 2, and has changed only the subscript.
一方、除霜運転モードでは、制御装置が第1、第2電動モータ11b、21b、冷却ファン12a、送風ファン16aを作動させ、さらに、可変絞り機構19の絞り開度を通常運転モード時よりも増加させる。
On the other hand, in the defrosting operation mode, the control device operates the first and second
これにより、図7(b)に示すように、除霜運転モードにおける冷媒の状態は、通常運転モードと同様に変化するものの、吸引側蒸発器16における冷媒蒸発圧力を除霜可能に、すなわち、冷媒蒸発温度を0℃よりも高い温度に上昇させることができる。 Accordingly, as shown in FIG. 7B, the refrigerant state in the defrosting operation mode changes in the same manner as in the normal operation mode, but the refrigerant evaporation pressure in the suction side evaporator 16 can be defrosted, that is, The refrigerant evaporation temperature can be raised to a temperature higher than 0 ° C.
従って、本実施形態の除霜運転モードでは、吸引側蒸発器16における冷媒蒸発温度を上昇させて、吸引側蒸発器16の除霜を行うことができる。さらに、通常運転モードでは、第1実施形態の通常運転モードと同様の効果を得ることができる。 Therefore, in the defrosting operation mode of the present embodiment, the refrigerant evaporation temperature in the suction side evaporator 16 can be increased and the suction side evaporator 16 can be defrosted. Furthermore, in the normal operation mode, the same effects as in the normal operation mode of the first embodiment can be obtained.
(第6実施形態)
本実施形態では、図8の全体構成図に示すように、第5実施形態に対して、吸引側蒸発器16を加熱する加熱手段としての電気ヒータ16bを設けている。なお、電気ヒータ16bは、制御装置から電力を供給することで発熱するもので、PTC素子あるいはニクロム線等によって構成することができる。その他の構成は、第1実施形態と同様である。
(Sixth embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 8, an
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル100を作動させると、通常運転モードでは、第1実施形態の図2(a)のモリエル線図と同様に作動する。一方、除霜運転モードでは、制御装置が第1、第2電動モータ11b、21b、冷却ファン12aおよび送風ファン16aを停止させて、電気ヒータ16bに通電する。
When the
従って、除霜運転モードでは、電気ヒータ16bの発熱によって、吸引側蒸発器16を加熱して除霜することができる。さらに、通常運転モードでは、第1実施形態と同様に、エジェクタ式冷凍サイクル100を安定して作動させることができるとともに、エジェクタ式冷凍サイクル全体としてCOPを効果的に向上させることができる。
Accordingly, in the defrosting operation mode, the suction side evaporator 16 can be heated and defrosted by the heat generated by the
(第7実施形態)
図9、10により、本発明のエジェクタ式冷凍サイクル200を冷凍・冷蔵装置に適用した例を説明する。この冷凍・冷蔵装置は、冷却対象空間である冷蔵庫内を0〜10℃程度の低温まで冷却し、さらに、別の冷却対象空間である冷凍庫内を−30〜−10℃程度の極低温まで冷却するものである。図9は、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200の全体構成図である。
(Seventh embodiment)
An example in which the
なお、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200は、その前提となる第1実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル100に対して、構成機器の変更およびその接続態様の変更、すなわちサイクル構成を変更したものである。従って、図9では、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
The
エジェクタ式冷凍サイクル200では、放熱器12の出口側に、放熱器12から流出した高圧冷媒を減圧膨張させる高圧側減圧手段としての温度式膨張弁17が接続されている。より具体的には、本実施形態の温度式膨張弁17は、放熱器12出口側から後述する分岐部18入口側へ至る冷媒通路に配置されている。
In the
この温度式膨張弁17は、後述する流出側蒸発器14の出口側冷媒通路に配置された感温部(図示せず)を有しており、流出側蒸発器14出口側冷媒の温度と圧力とに基づいて、流出側蒸発器14出口側冷媒の過熱度を検出し、この過熱度が予め設定された所定値となるように機械的機構により弁開度(冷媒流量)を調整する可変絞り機構である。
The temperature
温度式膨張弁17の出口側には、温度式膨張弁17から流出した中間圧冷媒の流れを分岐する分岐部18が接続されている。分岐部18は、3つの流入出口を有する三方継手で構成されており、流入出口のうち1つを冷媒流入口とし、2つを冷媒流出口としたものである。このような三方継手は、管径の異なる配管を接合して構成してもよいし、金属ブロックや樹脂ブロックに通路径の異なる複数の冷媒通路を設けて構成してもよい。
A
分岐部18の一方の冷媒流出口には、エジェクタ13のノズル部13a側が接続され、他方の冷媒流出口には、エジェクタ13の冷媒吸引口13b側が接続される。さらに、エジェクタ13のディフューザ部13dの出口側には、流出側蒸発器14が接続されている。
One refrigerant outlet of the
流出側蒸発器14は、エジェクタ13のディフューザ部13dから流出した冷媒と送風ファン14aによって循環送風される冷蔵庫内空気とを熱交換させることによって、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用熱交換器である。従って、流出側蒸発器14における熱交換対象流体は、冷蔵庫内空気である。
The outflow side evaporator 14 heat-exchanges the refrigerant that flows out of the
送風ファン14aは、制御装置から出力される制御電圧によって回転数(送風空気量)が制御される電動式送風機である。流出側蒸発器14の冷媒出口側には、第1圧縮機11の吸引口が接続されている。
The
また、分岐部18の他方の冷媒流出口には、吸引側減圧手段である電気式の可変絞り機構19を介して、吸引側蒸発器16が接続されている。そして、吸引側蒸発器16の出口側には、第2圧縮機21の吸入口が接続され、第2圧縮機21の吐出口には、エジェクタ13の冷媒吸引口13bが接続されている。
Further, the suction side evaporator 16 is connected to the other refrigerant outlet of the
さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200には、第1実施形態と同様に、第1圧縮機構11a吐出口側と放熱器12入口側との間、および、可変絞り機構19出口側と吸引側蒸発器16入口側との間を接続するバイパス通路25が設けられている。また、バイパス通路25には、バイパス通路25を開閉する開閉手段としての開閉弁26が配置されている。
Further, in the
次に、上記構成における本実施形態の作動を図10のモリエル線図に基づいて説明する。なお、図10(a)は、通常運転モードのモリエル線図であり、図10(b)は、除霜運転モードのモリエル線図である。まず、通常運転モードについて説明する。通常運転モードは、操作パネルの作動スイッチが投入された状態で、切替スイッチが通常運転モードに切り替えられると実行される。 Next, the operation of the present embodiment in the above configuration will be described based on the Mollier diagram of FIG. FIG. 10A is a Mollier diagram in the normal operation mode, and FIG. 10B is a Mollier diagram in the defrosting operation mode. First, the normal operation mode will be described. The normal operation mode is executed when the operation switch of the operation panel is turned on and the changeover switch is switched to the normal operation mode.
通常運転モードが実行されると、制御装置が第1、第2電動モータ11b、21b、冷却ファン12a、送風ファン14a、16aを作動させる。これにより、第1圧縮機11が冷媒を吸入し、圧縮して吐出する(図10(a)のa10点)。さらに、制御装置が、吸引側蒸発器16における冷媒蒸発温度が予め定めた温度となるように、可変絞り機構19の絞り開度を調整し、開閉弁26を閉弁状態とする。
When the normal operation mode is executed, the control device operates the first and second
第1圧縮機11から吐出された高温高圧状態の気相冷媒は、開閉弁26が閉弁状態となっているので、放熱器12へ流入し、冷却ファン12aから送風された送風空気(外気)と熱交換して放熱して凝縮する(a10点→b10点)。放熱器12から流出した冷媒は、温度式膨張弁17へ流入して、等エンタルピ的に減圧膨張して気液二相状態となる(b10点→c10点)。
The high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the
この際、温度式膨張弁17の弁開度は、流出側蒸発器14出口側冷媒の過熱度(g10点)が予め定めた所定値となるように調整される。温度式膨張弁17から流出した中間圧冷媒は、分岐部18へ流入し、エジェクタ13のノズル部13a側へ流入する冷媒流れとエジェクタ13の冷媒吸引口13b側へ流入する冷媒流れとに分流される。
At this time, the opening degree of the temperature
ここで、本実施形態では、可変絞り機構19の絞り開度が吸引側蒸発器16における冷媒蒸発温度が予め定めた温度となるように調整された際に、ノズル部13a側へ流入する冷媒流量Gnozと冷媒吸引口13b側へ流入する冷媒流量Geとの流量比Ge/Gnozが、サイクル全体として高いCOPを発揮できる最適流量比となるように、ノズル部13aの流量特性(圧力損失特性)が決定されている。
Here, in this embodiment, when the throttle opening degree of the
分岐部18からノズル部13a側へ流出した中間圧冷媒は、ノズル部13aで等エントロピ的に減圧膨張する(c10点→d10点)。そして、この減圧膨張時に冷媒の圧力エネルギが速度エネルギに変換されて、冷媒がノズル部13aの冷媒噴射口から高速度となって噴射される。この噴射冷媒の冷媒吸引作用により、冷媒吸引口13bから第2圧縮機21吐出冷媒が吸引される。
The intermediate-pressure refrigerant flowing from the
さらに、ノズル部13aから噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口13bから吸引された吸引冷媒がエジェクタ13の混合部13cにて混合され、ディフューザ部13dに流入する(d10点→e10点、j10点→e10点)。ディフューザ部13dでは通路面積の拡大により、冷媒の速度エネルギが圧力エネルギに変換されるため、冷媒の圧力が上昇する(e10点→f10点)。
Further, the refrigerant injected from the
次に、ディフューザ部13dから流出した冷媒は、流出側蒸発器14へ流入し、送風ファン14aによって循環送風された冷蔵庫内空気から吸熱して蒸発する(f10点→g10点)。これにより、冷蔵庫内空気が冷却される。そして、流出側蒸発器14から流出した冷媒は、第1圧縮機11に吸入され、再び圧縮される(g10点→a10点)。
Then, refrigerant flowing from the
一方、分岐部18から冷媒吸引口13b側へ流出した中間圧冷媒は、可変絞り機構19にてさらに等エンタルピ的に減圧膨張されて、その圧力を低下させる(c10点→h10点)。可変絞り機構19にて減圧膨張された冷媒は、吸引側蒸発器16へ流入して、送風ファン16aにより循環送風される冷凍庫内空気から吸熱して蒸発する(h10点→i10点)。これにより、冷凍庫内空気が冷却される。
On the other hand, intermediate-pressure refrigerant flowing from the
そして、吸引側蒸発器16から流出した冷媒は、第2圧縮機21に吸入されて圧縮される(i10点→j10点)。この際、制御装置は、エジェクタ式冷凍サイクル200全体としてのCOPが略最大に近づくように、第1実施形態と同様に、第1、第2電動モータ11b、21bの作動を制御する。さらに、第2圧縮機21から吐出された冷媒は、前述の如く、冷媒吸引口13bからエジェクタ13内へ吸引される(j10点→e10点)。
The refrigerant flowing out of the suction side evaporator 16 is sucked into the
次に、除霜運転モードについて説明する。除霜運転モードは、操作パネルの作動スイッチが投入された状態で、切替スイッチが除霜運転モードに切り替えられると実行される。 Next, the defrosting operation mode will be described. The defrosting operation mode is executed when the changeover switch is switched to the defrosting operation mode in a state where the operation switch of the operation panel is turned on.
除霜運転モードが実行されると、制御装置が第1、第2電動モータ11b、21bを作動させる。これにより、第1圧縮機11が冷媒を吸入し、圧縮して吐出する(図10(b)のk10点)。さらに、制御装置が、可変絞り機構19の絞り開度を全閉状態とし、開閉弁26を開弁状態とし、冷却ファン12aおよび送風ファン14a、16aを停止させる。
When the defrosting operation mode is executed, the control device operates the first and second
第1圧縮機11から吐出された高温高圧状態の気相冷媒は、開閉弁26が開弁状態となっているので、第1実施形態と同様に、バイパス通路25へ流入して、開閉弁26を通過する際に、等エンタルピ的に減圧膨脹する(k10点→l10点)。
The high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the
開閉弁26を通過した高温低圧状態の気相冷媒は、可変絞り機構19の絞り開度が全閉状態となっているので、可変絞り機構19を介して分岐部18側へ流れ込むことなく、吸引側蒸発器16へ流入する。
The high-temperature and low-pressure gas-phase refrigerant that has passed through the on-off
吸引側蒸発器16へ流入した冷媒は、吸引側蒸発器16にその熱量を放熱する(l10点→m10点)。これにより、吸引側蒸発器16の除霜がなされる。吸引側蒸発器16にて放熱した冷媒は、第2圧縮機21に吸入されて圧縮される(m10点→n10点)。
The refrigerant that has flowed into the suction-
第2圧縮機21から吐出された冷媒は、エジェクタの冷媒吸引口13b→混合部13c→ディフューザ部13dを通過する際の圧力損失によって減圧されて、流出側蒸発器14へ流入する(n10点→o10点)。
The refrigerant discharged from the
流出側蒸発器14へ流入した冷媒は、流出側蒸発器14にその熱量を放熱する(o10点→p10点)。これにより、流出側蒸発器14の除霜がなされる。流出側蒸発器14にて放熱した冷媒は、第1圧縮機11に吸入されて再び圧縮される(p10点→k10点)。
The refrigerant that has flowed into the
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200は、上述の如く作動するので、以下のような効果を発揮できる。
Since the
(A)通常運転モード時に、分岐部18において、流量比Ge/Gnozが最適流量比となるように、冷媒の流れを分流しているので、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16の双方へ適切に冷媒を供給できる。従って、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16の双方で同時に冷却作用を発揮できる。
(A) In the normal operation mode, since the flow of the refrigerant is divided so that the flow rate ratio Ge / Gnoz becomes the optimum flow rate ratio in the
この際、吸引側蒸発器16の冷媒蒸発圧力はディフューザ部13dで昇圧した後にさらに可変絞り機構19で減圧した後の圧力となり、流出側蒸発器14の冷媒蒸発圧力は、吸引側蒸発器16の冷媒蒸発圧力を第2圧縮機21およびディフューザ部13dで昇圧した後の圧力となる。
At this time, the refrigerant evaporation pressure of the suction side evaporator 16 becomes the pressure after the pressure is increased by the
従って、流出側蒸発器14の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)よりも吸引側蒸発器16の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)を十分に低くすることができる。その結果、流出側蒸発器14を低温の冷蔵庫内の冷却用として用い、吸引側蒸発器16を極低温の冷凍庫内の冷却用として用いることができる。
Therefore, the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) of the suction side evaporator 16 can be made sufficiently lower than the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) of the
(B)通常運転モード時に、エジェクタ13の駆動流が流量低下するような運転条件、すなわち、エジェクタ13の吸引能力が低下するような運転条件となっても、第2圧縮機21(第2圧縮機構21a)の作用によって、第1実施形態と同様に、エジェクタ式冷凍サイクル200全体として高いCOPを発揮させた状態で安定して作動させることができる。
(B) In the normal operation mode, the second compressor 21 (second compression) even if the operation condition is such that the drive flow of the
(C)通常運転モード時に、第1圧縮機11→放熱器12→分岐部18→エジェクタ13→流出側蒸発器14→第1圧縮機11の順に冷媒が流れ、さらに、第1圧縮機11→放熱器12→分岐部18→可変絞り機構19→吸引側蒸発器16→第2圧縮機11→エジェクタ13→流出側蒸発器14→第1圧縮機11という順に冷媒が流れる。
(C) In the normal operation mode, the refrigerant flows in the order of the
つまり、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16といった蒸発器を通過する冷媒の流れが環状となるので、冷媒に第1、第2圧縮機11、21の潤滑用のオイル(冷凍機油)を混入させても、このオイルが流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16内等に滞留してしまうことを回避できる。
That is, since the flow of the refrigerant passing through the evaporator such as the
(D)通常運転モード時に、高圧側減圧手段として可変絞り機構である温度式膨張弁17を採用しているので、サイクルの負荷変動に応じて、エジェクタ13のノズル部13aへ流入させる冷媒流量を変化させることができる。その結果、負荷変動が生じても、高いCOPを発揮させながら安定してサイクルを作動させることができる。
(D) In the normal operation mode, the temperature
(E)通常運転モード時に、温度式膨張弁17にて減圧された冷媒(図10のc10点)が気液二相状態となるので、エジェクタ13のノズル部13aへ気液二相状態の冷媒を流入させることができる。従って、ノズル部13aへ液相冷媒を流入させる場合に対して、ノズル部13aにおける冷媒の沸騰を促進させることができ、ノズル効率を向上させることができる。
(E) to the normal operation mode, refrigerant reduced in pressure by the thermal expansion valve 17 (c 10 points in FIG. 10) because the gas-liquid two-phase state, a gas-liquid two-phase state to the
従って、回収エネルギ量を増加させて、ディフューザ部13dにおける昇圧量を増加させることができるので、より一層、COPを向上できる。さらに、ノズル部13aへ液相冷媒を流入させる場合に対して、ノズル部13aの冷媒通路面積を拡大することができるので、ノズル部13aの加工が容易となる。その結果、エジェクタ13の製造コストを低減して、エジェクタ式冷凍サイクル200全体としての製造コストを低減できる。
Accordingly, the amount of recovered energy can be increased and the amount of pressure increase in the
さらに、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16に着霜が生じた場合には、制御装置が開閉弁26を開くことで、第1圧縮機11から吐出された高温冷媒を吸引側蒸発器16に流入させて除霜し、第2圧縮機21から吐出された高温冷媒を流出側蒸発器14に流入させて除霜する除霜運転モードを実行することができる。
Further, when frost formation occurs in the
従って、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16の着霜によるサイクル破綻を回避して、エジェクタ式冷凍サイクル200を安定して作動させることができる。さらに、減圧手段として可変絞り機構19を採用し、除霜運転時に可変絞り機構19の絞り開度を全閉状態としているので、バイパス通路25から流出した冷媒が可変絞り機構19を介して分岐部18側へ流れることを確実に防止できる。
Therefore, it is possible to stably operate the ejector-
(第8実施形態)
本実施形態では、図11の全体構成図に示すように、第7実施形態に対して、バイパス通路25の接続態様を変更した例を説明する。
(Eighth embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 11, an example in which the connection mode of the
具体的には、本実施形態のバイパス通路25は、放熱器12出口側と温度式膨張弁17入口側との間、および、可変絞り機構19出口側と吸引側蒸発器16入口側との間を接続するように設けられている。従って、バイパス通路25は、放熱器12下流側のサイクルの高圧冷媒を、吸引側蒸発器16へ導く冷媒流路を構成している。
Specifically, the
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、通常運転モードでは、第7実施形態の図10(a)のモリエル線図と同様に作動する。一方、除霜運転モードでは、制御装置が冷却ファン12aを停止させるので、第1圧縮機11吐出冷媒は、放熱器12にて放熱しない。このため、除霜運転モードにおいても、第1実施形態の図10(b)のモリエル線図と同様に作動する。
When the
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200においても第7実施形態と同様の効果を得ることができる。
Therefore, the same effect as that of the seventh embodiment can be obtained also in the
(第9実施形態)
本実施形態では、図12の全体構成図に示すように、第7実施形態に対して、気液分離器22を追加した例を説明する。気液分離器22は、吸引側蒸発器16から流出した冷媒の気液を分離してサイクル内の余剰冷媒を溜める吸引側気液分離器である。
(Ninth embodiment)
In the present embodiment, an example in which a gas-
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、通常運転モード時においても除霜運転モード時においても、第7実施形態の図10のモリエル線図と同様に作動する。従って、第7実施形態と全く同様の効果を得ることができる。
When the
さらに、通常運転モード時に、吸引側蒸発器16から液相冷媒が流出しても、あるいは、除霜運転モード時に、吸引側蒸発器16へ流入した高温冷媒が凝縮しても、気液分離器22にて分離された気相冷媒のみを第2圧縮機21に供給することができるので、第2圧縮機21の液圧縮の問題を回避できる。
Furthermore, even if the liquid refrigerant flows out of the suction side evaporator 16 during the normal operation mode or the high-temperature refrigerant flowing into the suction side evaporator 16 condenses during the defrosting operation mode, the gas-liquid separator Since only the gas-phase refrigerant separated in 22 can be supplied to the
(第10実施形態)
本実施形態では、図13の全体構成図に示すように、第7実施形態に対して、第1圧縮機構11aから吐出された高圧冷媒を、流出側蒸発器14へ導く補助バイパス通路25aを追加した例を説明する。
(10th Embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 13, an
より具体的には、本実施形態の補助バイパス通路25aは、バイパス通路25のうち除霜運転モードにおける開閉弁26の下流側、および、エジェクタ13のディフューザ部13d流出口側と流出側蒸発器14入口側との間を接続する冷媒流路である。
More specifically, the
さらに、補助バイパス通路25aには、通常運転モード時にエジェクタ13のディフューザ部13dから流出した冷媒が、バイパス通路25側へ流れることを禁止する補助バイパス通路用逆止弁25bが配置されている。
Further, the
なお、この補助バイパス通路用逆止弁25bの代わりに、補助バイパス通路25aを開閉する補助バイパス通路用開閉弁を採用してもよい。この場合は、通常運転モードでは、補助バイパス通路用開閉弁を閉弁させ、除霜運転モードでは、補助バイパス通路用開閉弁を開弁させればよい。
Instead of the auxiliary bypass
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、通常運転モードでは、図14(a)のモリエル線図に示すように作動する。この通常運転モード時の作動は、第7実施形態の通常運転モード時の作動(図10(a))と同様である。なお、図14における冷媒の状態を示す符号は、図10における同様の冷媒の状態を示す符号と同一の符号を用いるとともに添字のみを変更している。このことは、後述する第11〜第25実施形態で説明するモリエル線図でも同様である。
Therefore, when the
一方、除霜運転モードでは、第1圧縮機11から吐出された高温高圧状態の気相冷媒は、開閉弁26が開弁状態となっているので、第7実施形態と同様に、バイパス通路25へ流入して開閉弁26を通過する際に、等エンタルピ的に減圧膨脹する(k14点→l14点)。開閉弁26にて減圧された冷媒の流れは、吸引側蒸発器16側へ流れる冷媒流れと補助バイパス通路25a側へ流れる冷媒流れとに分流される。
On the other hand, in the defrosting operation mode, the high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the
開閉弁26から吸引側蒸発器16側へ流出した高温低圧状態の気相冷媒は、吸引側蒸発器16にその熱量を放熱する(l14点→m14点)。これにより、吸引側蒸発器16の除霜がなされる。吸引側蒸発器16にて放熱した冷媒は、第2圧縮機21に吸入され、圧縮される(m14点→n14点)。
The high-temperature and low-pressure gas-phase refrigerant that has flowed out from the on-off
第2圧縮機21から吐出された冷媒は、エジェクタの冷媒吸引口13b→混合部13c→ディフューザ部13dを通過する際の圧力損失によって減圧される(n14点→o14点)。ディフューザ部13dから流出した冷媒は、補助バイパス通路25aから流出した冷媒と合流して、流出側蒸発器14へ流入する(o14点→o’14点、l14点→o’14点)。
The refrigerant discharged from the
さらに、流出側蒸発器14へ流入した冷媒は、流出側蒸発器14にその熱量を放熱する(o’14点→p14点)。これにより、流出側蒸発器14の除霜がなされる。流出側蒸発器14にて放熱した冷媒は、第1圧縮機11に吸入されて再び圧縮される(p14点→k14点)。
Furthermore, the refrigerant that has flowed into the
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200は、上述の如く作動するので、通常運転モードでは、第7実施形態と全く同様の効果を得ることができる。さらに、除霜運転モードでは、第7実施形態と同様の効果を得ることができるだけでなく、流出側蒸発器14へ流入する冷媒の圧力を低下させて、流出側蒸発器14の保護を図ることもできる。
Since the
つまり、本実施形態では、ディフューザ部13dから流出した冷媒に、補助バイパス通路25aから流出した冷媒を合流させることによって、流出側蒸発器14へ流入する冷媒の圧力を低下させることができる。
That is, in this embodiment, the pressure of the refrigerant flowing into the
従って、流出側蒸発器14内の冷媒圧力が流出側蒸発器14の耐圧を超えてしまうことを防止して、流出側蒸発器14の保護を図ることができる。また、上記の如く、流出側蒸発器14内の冷媒圧力を低下させることができるので、吸引側蒸発器16内の冷媒圧力(冷媒温度)を、吸引側蒸発器16の耐圧許容範囲内で上昇させてもよい。
Therefore, it is possible to prevent the refrigerant pressure in the outflow side evaporator 14 from exceeding the pressure resistance of the
(第11実施形態)
本実施形態では、図15の全体構成図に示すように、第7実施形態に対して、バイパス通路25および開閉弁26を廃止して除霜運転モードを実現する例を説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、通常運転モードでは、図16(a)のモリエル線図に示すように作動する。
(Eleventh embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 15, an example will be described in which the defrosting operation mode is realized by eliminating the
この通常運転モード時の作動は、第7実施形態の通常運転モード時の作動(図10(a))と同様である。一方、除霜運転モードでは、制御装置が第1、第2電動モータ11b、21b、冷却ファン12a、送風ファン16aを作動させ、さらに、可変絞り機構19の絞り開度を通常運転モード時よりも増加させる。
The operation in the normal operation mode is the same as the operation in the normal operation mode of the seventh embodiment (FIG. 10A). On the other hand, in the defrosting operation mode, the control device operates the first and second
これにより、図16(b)に示すように、除霜運転モードにおける冷媒の状態は、通常運転モードと同様に変化するものの、吸引側蒸発器16における冷媒蒸発圧力を除霜可能に、すなわち、冷媒蒸発温度を0℃よりも高い温度に上昇させることができる。 Thereby, as shown in FIG. 16B, the refrigerant state in the defrosting operation mode changes in the same manner as in the normal operation mode, but the refrigerant evaporation pressure in the suction side evaporator 16 can be defrosted, that is, The refrigerant evaporation temperature can be raised to a temperature higher than 0 ° C.
従って、本実施形態の除霜運転モードでは、吸引側蒸発器16における冷媒蒸発温度を上昇させて、吸引側蒸発器16の除霜を行うことができる。さらに、通常運転モードでは、第7実施形態の通常運転モードと同様の効果を得ることができる。 Therefore, in the defrosting operation mode of the present embodiment, the refrigerant evaporation temperature in the suction side evaporator 16 can be increased and the suction side evaporator 16 can be defrosted. Furthermore, in the normal operation mode, the same effects as in the normal operation mode of the seventh embodiment can be obtained.
さらに、温度式膨張弁17の代わりに、電気式膨張弁を採用して、除霜運転モード時に、制御装置がこの電気式膨張弁の絞り開度を増加させるようにすれば、流出側蒸発器14における冷媒蒸発温度も上昇させることができる。
Furthermore, if an electric expansion valve is employed instead of the
(第12実施形態)
本実施形態では、図17の全体構成図に示すように、第7実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200に対して、流出側蒸発器14および送風ファン14aを廃止している。さらに、エジェクタ13のディフューザ部13dの出口側にアキュムレータ15を追加するとともに、内部熱交換器30を追加した例を説明する。
(Twelfth embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 17, the outflow-
この内部熱交換器30は、高圧側冷媒流路30aを通過する放熱器12から流出した冷媒と低圧側冷媒流路30bを通過するサイクルの低圧側冷媒との間で熱交換を行うものである。より具体的には、本実施形態における放熱器12から流出した冷媒は、分岐部18出口側から可変絞り機構19入口側へ至る冷媒通路を流通する冷媒であり、サイクルの低圧側冷媒は、第2圧縮機構21aへ吸入される冷媒である。
The
また、内部熱交換器30の具体的構成としては、高圧側冷媒流路30aを形成する外側管の内側に低圧側冷媒流路30bを形成する内側管を配置する二重管方式の熱交換器構成を採用している。もちろん、高圧側冷媒流路30aを内側管として、低圧側冷媒流路30bを外側管としてもよい。さらに、高圧側冷媒流路30aと低圧側冷媒流路30bとを形成する冷媒配管同士をろう付け接合して熱交換させる構成等を採用してもよい。
In addition, as a specific configuration of the
さらに、本実施形態では、高圧側減圧手段である温度式膨脹弁17を、放熱器12出口側から分岐部18の一方の冷媒流出口側からエジェクタ13のノズル部13a入口側へ至る冷媒通路に配置している。その他の構成は、第7実施形態と同様である。
Further, in the present embodiment, the temperature
次に、本実施形態の作動を図18のモリエル線図に基づいて説明する。なお、図18(a)は、通常運転モードのモリエル線図であり、図18(b)は、除霜運転モードのモリエル線図である。 Next, the operation of the present embodiment will be described based on the Mollier diagram of FIG. FIG. 18A is a Mollier diagram in the normal operation mode, and FIG. 18B is a Mollier diagram in the defrosting operation mode.
まず、通常運転モードについて説明する。通常運転モードでは、第1圧縮機11吐出冷媒(図18(a)のa18点)が、放熱器12にて放熱して凝縮する(a18点→b18点)。放熱器12から流出した冷媒は、分岐部18へ流入し、エジェクタ13のノズル部13a側へ流入する冷媒流れとエジェクタ13の冷媒吸引口13b側へ流入する冷媒流れとに分流される。
First, the normal operation mode will be described. In the normal operation mode, the
分岐部18からノズル部13a側へ流出した高圧冷媒は、第7実施形態と同様に、温度式膨張弁17→エジェクタ13のノズル部13a→エジェクタ13のディフューザ部13の順に流れる(b18点→c18点→d18点→e18点→f18点)。ディフューザ部13dから流出した冷媒は、アキュムレータ15にて気液分離され、分離された気相冷媒は、第1圧縮機11に吸引されて再び圧縮される(f18点→g18点→a18点)。
As in the seventh embodiment, the high-pressure refrigerant that has flowed out from the
一方、分岐部18から冷媒吸引口13b側へ流出した高圧冷媒は、内部熱交換器30にて、そのエンタルピを減少させる(b18→b’18点)。内部熱交換器30の高圧側冷媒流路30aから流出した冷媒は、第7実施形態と同様に、可変絞り機構19→吸引側蒸発器16の順に流れる(b’18点→h18点→i18点)。
On the other hand, the high-pressure refrigerant that has flowed out from the
吸引側蒸発器16から流出した冷媒は、内部熱交換器30にて、そのエンタルピを増加させる(i18点→i’18点)。内部熱交換器30の低圧側冷媒流路30bから流出した冷媒は、第2圧縮機21に吸入され、圧縮されて、エジェクタ13の冷媒吸引口13bから吸引される(i’18点→j18点→e18点)。
The refrigerant flowing out of the suction side evaporator 16 increases its enthalpy in the internal heat exchanger 30 (i 18 points → i ′ 18 points). The refrigerant flowing out from the low-pressure side
次に、除霜運転モードについて説明する。除霜運転モードでは、第1圧縮機11から吐出された高温高圧状態の気相冷媒は、開閉弁26が開弁状態となっているので、バイパス通路25側へ流入して、開閉弁26を通過する際に、等エンタルピ的に減圧膨脹する(k18点→l18点)。
Next, the defrosting operation mode will be described. In the defrosting operation mode, the high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the
開閉弁26を通過した高温低圧状態の気相冷媒は、可変絞り機構19の絞り開度が全閉状態となっているので、可変絞り機構19を介して分岐部18側へ流れ込むことなく、吸引側蒸発器16へ流入する。
The high-temperature and low-pressure gas-phase refrigerant that has passed through the on-off
吸引側蒸発器16へ流入した冷媒は、吸引側蒸発器16にその熱量を放熱する(l18点→m18点)。これにより、吸引側蒸発器16の除霜がなされる。吸引側蒸発器16にて放熱した冷媒は、第2圧縮機21に吸入され、圧縮される(m18点→n18点)。
The refrigerant that has flowed into the suction-
第2圧縮機21から吐出された冷媒は、エジェクタの冷媒吸引口13b→混合部13c→ディフューザ部13dを通過する際の圧力損失によって減圧されて(n18→o18点)、第1圧縮機11に吸入されて再び圧縮される(o18点→k18点)。
The refrigerant discharged from the
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、通常運転モードでは、吸引側蒸発器16にて冷却作用を発揮でき、第7実施形態の(B)〜(E)と同様の効果を得ることができる。
Therefore, when the
さらに、通常運転モード時に、温度式膨脹弁17を、放熱器12出口側から分岐部18の一方の冷媒流出口側からエジェクタ13のノズル部13a入口側へ至る冷媒通路に配置しているので、分岐部18において、極めて乾き度の低い冷媒あるいは液相冷媒の流れを分岐することができる。
Further, during the normal operation mode, the temperature
従って、分岐部18にて、気相冷媒と液相冷媒とが不均質な状態で混在する気液二相状態の冷媒の流れを分岐する場合に対して、分岐部18の双方の冷媒流出口から流出する冷媒の状態を同質の状態としやすくなる。その結果、分岐部18にて分岐される冷媒の流量比Ge/Gnozを最適流量比に近づけやすくなり、より一層、COPを向上できる。
Therefore, in the case where the flow of the gas-liquid two-phase refrigerant in which the gas-phase refrigerant and the liquid-phase refrigerant are mixed in an inhomogeneous state is branched at the branching
さらに、通常運転モード時に、内部熱交換器30の作用によって、第7実施形態に対して、吸引側蒸発器16へ流入する冷媒のエンタルピを減少させることができる。従って、吸引側蒸発器16の入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差を拡大させて冷凍能力を増大させることができるので、より一層、COPを向上できる。
Furthermore, during the normal operation mode, the enthalpy of the refrigerant flowing into the suction side evaporator 16 can be reduced by the action of the
しかも、本実施形態では、内部熱交換器30において、分岐部18出口側から可変絞り機構19入口側へ至る冷媒通路を流通する高圧冷媒と第2圧縮機構21aへ吸入される低圧冷媒とを熱交換させているので、分岐部18からノズル部13aへ流入する冷媒のエンタルピを不必要に減少させない。
In addition, in the present embodiment, in the
これにより、更なるCOP向上効果を得ることができる。その理由は、ノズル部13aへ流入する冷媒のエンタルピを不必要に減少させないことで、ノズル部13aにおける回収エネルギ量を増大できるからである。
Thereby, the further COP improvement effect can be acquired. The reason is that the amount of recovered energy in the
このことをより詳細に説明すると、ノズル部13aへ流入する冷媒のエンタルピが増加するに伴って、等エントロピ線の傾きが緩やかに(小さく)なる。そのため、ノズル部13aにて、同じ圧力分だけ等エントロピ膨張させた場合、ノズル部13a入口側冷媒のエンタルピが高いほど、ノズル部13a入口側冷媒のエンタルピとノズル部13a出口側冷媒のエンタルピとの差(回収エネルギ量)が大きくなる。
This will be explained in more detail. As the enthalpy of the refrigerant flowing into the
従って、ノズル部13aへ流入する冷媒のエンタルピが増加するに伴って、ノズル部13aにおける回収エネルギ量が増大する。そして、この回収エネルギ量の増大に伴って、ディフューザ部13dにおける昇圧量を増大させることができ、更なるCOP向上効果を得ることができる。
Accordingly, as the enthalpy of the refrigerant flowing into the
さらに、第1圧縮機11の吸入側にアキュムレータ15を配置しているので、第1圧縮機11の液圧縮の問題を回避できる。
Further, since the
また、吸引側蒸発器16に着霜が生じた場合には、制御装置が開閉弁26を開くことで、第1圧縮機11から吐出された高温冷媒を吸引側蒸発器16に流入させて除霜する除霜運転モードを実行することができる。従って、第7実施形態と同様に、吸引側蒸発器16の着霜によるサイクル破綻を回避して、エジェクタ式冷凍サイクル200を安定して作動させることができる。
In addition, when frost formation occurs in the
(第13実施形態)
本実施形態では、図19の全体構成図に示すように、第12実施形態に対して、バイパス通路25の接続態様を変更した例を説明する。
(13th Embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 19, an example in which the connection mode of the
具体的には、本実施形態のバイパス通路25は、放熱器12出口側と分岐部18入口側との間、および、可変絞り機構19出口側と吸引側蒸発器16入口側との間を接続するように設けられている。従って、バイパス通路25は、放熱器12下流側のサイクルの高圧冷媒を、吸引側蒸発器16へ導く冷媒流路を構成している。
Specifically, the
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、通常運転モードでは、第12実施形態の図18(a)のモリエル線図と同様に作動する。一方、除霜運転モードでは、制御装置が冷却ファン12aを停止させるので、第1圧縮機11吐出冷媒は、放熱器12にて放熱しない。このため、除霜運転モードにおいても、第12実施形態の図18(b)のモリエル線図と同様に作動する。
When the
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200においても第12実施形態と同様の効果を得ることができる。
Therefore, the same effects as those of the twelfth embodiment can be obtained in the
(第14実施形態)
本実施形態では、図20の全体構成図に示すように、第12実施形態に対して、バイパス通路25および開閉弁26を廃止して除霜運転モードを実現する例を説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、通常運転モードでは、図21(a)のモリエル線図に示すように作動する。
(14th Embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 20, an example will be described in which the defrosting operation mode is realized by eliminating the
この通常運転モード時の作動は、第12実施形態の通常運転モード時の作動(図18(a))と同様である。一方、除霜運転モードでは、制御装置が第1、第2電動モータ11b、21b、冷却ファン12a、送風ファン16aを作動させ、さらに、可変絞り機構19の絞り開度を通常運転モード時よりも増加させる。
The operation in the normal operation mode is the same as the operation in the normal operation mode of the twelfth embodiment (FIG. 18A). On the other hand, in the defrosting operation mode, the control device operates the first and second
これにより、図21(b)に示すように、除霜運転モードにおける冷媒の状態は、通常運転モードと同様に変化するものの、吸引側蒸発器16における冷媒蒸発圧力を除霜可能に、すなわち、冷媒蒸発温度を0℃よりも高い温度に上昇させることができる。 Thereby, as shown in FIG. 21B, the refrigerant state in the defrosting operation mode changes in the same manner as in the normal operation mode, but the refrigerant evaporation pressure in the suction side evaporator 16 can be defrosted, that is, The refrigerant evaporation temperature can be raised to a temperature higher than 0 ° C.
従って、本実施形態の除霜運転モードでは、吸引側蒸発器16における冷媒蒸発温度を上昇させて、吸引側蒸発器16の除霜を行うことができる。さらに、通常運転モードでは、第12実施形態の通常運転モードと同様の効果を得ることができる。 Therefore, in the defrosting operation mode of the present embodiment, the refrigerant evaporation temperature in the suction side evaporator 16 can be increased and the suction side evaporator 16 can be defrosted. Further, in the normal operation mode, the same effect as in the normal operation mode of the twelfth embodiment can be obtained.
(第15実施形態)
本実施形態では、図22の全体構成図に示すように、第7実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200に対して、温度式膨張弁17を廃止し、さらに、分岐部18の冷媒流れ下流側に配置されて、可変絞り機構19へ流入する冷媒を放熱させる補助放熱器12eを設けた例を説明する。
(Fifteenth embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 22, the temperature
補助放熱器12は、放熱器12から流出した高圧冷媒と冷却ファン12aにより送風される庫外空気(外気)とを熱交換させることによって、高圧冷媒をさらに放熱させて冷却する放熱用熱交換器である。また、本実施形態の放熱器12は、上述の実施形態に対して、熱交換面積を縮小することによって、その熱交換能力を低下させている。
The
なお、図22では、図示の明確化のため、冷却ファン12aを放熱器12近傍に配置しているが、この冷却ファン12aは、補助放熱器12eにも庫外空気を送風する。もちろん、放熱器12および補助放熱器12eに、それぞれ独立した送風ファンから庫外空気を送風するようにしてもよい。その他の構成は、第7実施形態と同様である。
In FIG. 22, the cooling
次に、本実施形態の作動を図23のモリエル線図に基づいて説明する。なお、図23(a)は、通常運転モードのモリエル線図であり、図23(b)は、除霜運転モードのモリエル線図である。 Next, the operation of the present embodiment will be described based on the Mollier diagram of FIG. FIG. 23A is a Mollier diagram in the normal operation mode, and FIG. 23B is a Mollier diagram in the defrosting operation mode.
まず、通常運転モードについて説明する。通常運転モードでは、第1圧縮機11吐出冷媒(図23(a)のa23点)が、放熱器12にて放熱して凝縮し、気液二相状態となる(a23点→b23点)。これは、上述の第7実施形態に対して放熱器12の熱交換能力を低下させているからである。
First, the normal operation mode will be described. In the normal operation mode, the
放熱器12から流出した高圧冷媒は、分岐部18へ流入し、エジェクタ13のノズル部13a側へ流入する冷媒流れとエジェクタ13の冷媒吸引口13b側へ流入する冷媒流れとに分流される。分岐部18からエジェクタ13のノズル部13側へ流入した冷媒は、エジェクタ13→流出側蒸発器14の順に流れて、第1圧縮機11にて圧縮される(b23点→d23点→e23点→f23点→g23点→a23点)。
The high-pressure refrigerant that has flowed out of the
一方、分岐部18から冷媒吸引口13b側へ流出した高圧冷媒は、補助放熱器12eにてさらに冷却されて、液相状態となる(b23点→b’23点)。補助放熱器12eから流出した冷媒は、可変絞り機構19→吸引側蒸発器16の順に流れて、第2圧縮機21にて圧縮されて冷媒吸引口13bから吸引される(b’23点→h23点→i23点→j23点→e23点)。
On the other hand, high-pressure refrigerant flowing from the
次に、除霜運転モードについて説明する。除霜運転モードでは、図23(b)のモリエル線図に示すように作動する。この除霜運転モード時の作動は、第7実施形態の除霜運転モード時の作動(図10(b))と同様である
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、通常運転モードでは、第7実施形態の(A)〜(C)と同様の効果を得ることができる。
Next, the defrosting operation mode will be described. In the defrosting operation mode, it operates as shown in the Mollier diagram of FIG. The operation in this defrosting operation mode is the same as the operation in the defrosting operation mode of the seventh embodiment (FIG. 10B). Therefore, when the
さらに、通常運転モード時に、放熱器12の熱交換能力を低下させているので、ノズル部13aへ流入する冷媒のエンタルピを不必要に減少させない。従って、第12実施形態と同様に、ノズル部13aへ流入する冷媒のエンタルピを減少させないことによるCOP向上効果を得ることができる。
Furthermore, since the heat exchange capability of the
さらに、通常運転モード時に、補助放熱器12eの作用によって、吸引側蒸発器16へ流入する冷媒のエンタルピを減少させることができる。これにより、吸引側蒸発器16の入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差を拡大させて冷凍能力を増大させることができ、より一層、COPを向上できる。
Furthermore, during the normal operation mode, the enthalpy of the refrigerant flowing into the suction side evaporator 16 can be reduced by the action of the
また、吸引側蒸発器16に着霜が生じた場合には、第7実施形態と同様の除霜運転モードを実行することができるので、吸引側蒸発器16の着霜によるサイクル破綻を回避して、エジェクタ式冷凍サイクル200を安定して作動させることができる。
Further, when frost formation occurs in the
(第16実施形態)
本実施形態では、図24の全体構成図に示すように、第15実施形態に対して、バイパス通路25の接続態様を変更した例を説明する。
(Sixteenth embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 24, an example in which the connection mode of the
具体的には、本実施形態のバイパス通路25は、補助放熱器12e出口側と可変絞り機構19入口側との間、および、可変絞り機構19出口側と吸引側蒸発器16入口側との間を接続するように設けられている。従って、バイパス通路25は、放熱器12下流側のサイクルの高圧冷媒を、吸引側蒸発器16へ導く冷媒流路を構成している。
Specifically, the
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、通常運転モードでは、第15実施形態の図23(a)のモリエル線図と同様に作動する。一方、除霜運転モードでは、制御装置が冷却ファン12aを停止させるので、第1圧縮機11吐出冷媒は、放熱器12および補助放熱器12eにて放熱しない。このため、除霜運転モードにおいても、第15実施形態の図23(b)のモリエル線図と同様に作動する。
When the
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200においても第15実施形態と同様の効果を得ることができる。
Therefore, the same effect as that of the fifteenth embodiment can be obtained in the
(第17実施形態)
本実施形態では、図25の全体構成図に示すように、第15実施形態に対して、バイパス通路25の接続態様を変更した例を説明する。
(17th Embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 25, an example in which the connection mode of the
具体的には、本実施形態のバイパス通路25は、放熱器12出口側と補助放熱器12e入口側との間、および、可変絞り機構19出口側と吸引側蒸発器16入口側との間を接続するように設けられている。従って、バイパス通路25は、放熱器12下流側のサイクルの高圧冷媒を、吸引側蒸発器16へ導く冷媒流路を構成している。
Specifically, the
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、通常運転モードでは、第15実施形態の図23(a)のモリエル線図と同様に作動する。一方、除霜運転モードでは、制御装置が冷却ファン12aを停止させるので、第1圧縮機11吐出冷媒は、放熱器12および補助放熱器12eにて放熱しない。このため、除霜運転モードにおいても、第15実施形態の図23(b)のモリエル線図と同様に作動する。
When the
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200においても第15実施形態と同様の効果を得ることができる。
Therefore, the same effect as that of the fifteenth embodiment can be obtained in the
(第18実施形態)
本実施形態では、図26の全体構成図に示すように、第15実施形態に対して、気液分離器22を追加した例を説明する。気液分離器22は、吸引側蒸発器16から流出した冷媒の気液を分離してサイクル内の余剰冷媒を溜める吸引側気液分離器である。
(Eighteenth embodiment)
In this embodiment, an example in which a gas-
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、通常運転モード時においても除霜運転モード時においても第15実施形態の図23のモリエル線図と同様に作動する。従って、第15実施形態と全く同様の効果を得ることができる。
When the
さらに、通常運転モード時に、吸引側蒸発器16から液相冷媒が流出しても、あるいは、除霜運転モード時に、吸引側蒸発器16へ流入した高温冷媒が凝縮しても、気液分離器22にて分離された気相冷媒のみを第2圧縮機21に供給することができるので、第2圧縮機21の液圧縮の問題を回避できる。
Furthermore, even if the liquid refrigerant flows out of the suction side evaporator 16 during the normal operation mode or the high-temperature refrigerant flowing into the suction side evaporator 16 condenses during the defrosting operation mode, the gas-liquid separator Since only the gas-phase refrigerant separated in 22 can be supplied to the
(第19実施形態)
本実施形態では、図27の全体構成図に示すように、第15実施形態に対して、第1圧縮機構11aから吐出された高圧冷媒を、流出側蒸発器14へ導く補助バイパス通路25aを追加した例を説明する。なお、この補助バイパス通路25aおよび補助バイパス通路25aに設けられた補助バイパス通路用逆止弁25bの基本的構成は、第10実施形態と同様である。
(Nineteenth embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 27, an
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、通常運転モードでは、図28(a)のモリエル線図に示すように作動する。この通常運転モードの作動は、第15実施形態の通常運転モードの作動(図23(a))と同様である。一方、除霜運転モードでは、図28(b)のモリエル線図に示すように作動する。この除霜運転モードの作動は、第10実施形態の除霜運転モードの作動(図14(b))と同様である。
Therefore, when the
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200は、上述の如く作動するので、通常運転モードでは、第15実施形態と全く同様の効果を得ることができ、除霜運転モードでは、第10実施形態と全く同様の効果を得ることができる。
Since the
(第20実施形態)
本実施形態では、図29の全体構成図に示すように、第15実施形態に対して、バイパス通路25および開閉弁26を廃止して除霜運転モードを実現する例を説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、通常運転モードでは、図30(a)のモリエル線図に示すように作動する。
(20th embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 29, an example will be described in which the defrosting operation mode is realized by eliminating the
この通常運転モード時の作動は、第15実施形態の図23(a)と同様である。一方、除霜運転モードでは、制御装置が第1、第2電動モータ11b、21b、冷却ファン12a、送風ファン16aを作動させ、さらに、可変絞り機構19の絞り開度を通常運転モード時よりも増加させる。
The operation in the normal operation mode is the same as that in FIG. 23A of the fifteenth embodiment. On the other hand, in the defrosting operation mode, the control device operates the first and second
これにより、図30(b)に示すように、除霜運転モードにおける冷媒の状態は、通常運転モードと同様に変化するものの、吸引側蒸発器16における冷媒蒸発圧力を除霜可能に、すなわち、冷媒蒸発温度を0℃よりも高い温度に上昇させることができる。 Thereby, as shown in FIG. 30 (b), the refrigerant state in the defrosting operation mode changes in the same manner as in the normal operation mode, but the refrigerant evaporation pressure in the suction side evaporator 16 can be defrosted, that is, The refrigerant evaporation temperature can be raised to a temperature higher than 0 ° C.
従って、本実施形態の除霜運転モードでは、吸引側蒸発器16における冷媒蒸発温度を上昇させて、吸引側蒸発器16の除霜を行うことができる。さらに、通常運転モードでは、第15実施形態の通常運転モードと同様の効果を得ることができる。 Therefore, in the defrosting operation mode of the present embodiment, the refrigerant evaporation temperature in the suction side evaporator 16 can be increased and the suction side evaporator 16 can be defrosted. Furthermore, in the normal operation mode, the same effects as in the normal operation mode of the fifteenth embodiment can be obtained.
(第21実施形態)
本実施形態では、図31の全体構成図に示すように、第7実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200に対して、内部熱交換器31および逆止弁19bを追加した例を説明する。内部熱交換器31は、高圧側冷媒流路としての固定絞り19aの絞り通路を通過する減圧膨張過程の冷媒と、低圧側冷媒流路31bを通過する第2圧縮機構21a吸入冷媒との間で熱交換を行うものである。
(21st Embodiment)
In the present embodiment, an example in which an
内部熱交換器31の具体的構成としては、低圧側冷媒流路31bを形成する外側管の内側に、キャピラリチューブ等で構成される固定絞り19aを配置する二重管方式の熱交換器構成を採用している。もちろん、固定絞り19aと低圧側冷媒流路31bを形成する冷媒配管とをろう付け接合して熱交換させる構成等を採用してもよい。
As a specific configuration of the
さらに、吸引側減圧手段として可変絞り機構19を採用する場合は、可変絞り機構19の絞り通路の外周表面に低圧側冷媒流路31bを形成する冷媒配管とをろう付け接合して熱交換させる構成を採用できる。その他の構成は、第7実施形態と同様である。
Further, when the
次に、本実施形態の作動を図32のモリエル線図に基づいて説明する。なお、図32(a)は、通常運転モードのモリエル線図であり、図32(b)は、除霜運転モードのモリエル線図である。 Next, the operation of the present embodiment will be described based on the Mollier diagram of FIG. FIG. 32A is a Mollier diagram in the normal operation mode, and FIG. 32B is a Mollier diagram in the defrosting operation mode.
まず、通常運転モードについて説明する。通常運転モードでは、内部熱交換器31の作用によって、第7実施形態に対して、第2圧縮機構21a吸入側冷媒のエンタルピが増加し(図32(a)のi32点→i’32点)、可変絞り機構19における減圧膨張過程のエンタルピが減少する(b32点→h32点)。
First, the normal operation mode will be described. In the normal operation mode, the action of the
換言すると、固定絞り19aを通過する冷媒は、減圧膨張しながら第2圧縮機構21a吸入冷媒の温度と同等となるまで冷却されて、そのエンタルピを減少させる。これにより、第1実施形態に対して、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16へ流入する冷媒のエンタルピを減少させることができる。通常運転モードにおけるその他の作動は、第7実施形態と同様である。
In other words, the refrigerant passing through the fixed
次に、除霜運転モードについて説明する。除霜運転モードでは、図32(b)のモリエル線図に示すように作動する。この除霜運転モード時の作動は、第7実施形態の除霜運転モード時の作動(図10(b))と同様である
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、通常運転モードでは、第7実施形態の(A)〜(E)と同様の効果を得ることができる。
Next, the defrosting operation mode will be described. In the defrosting operation mode, the operation is performed as shown in the Mollier diagram of FIG. The operation in this defrosting operation mode is the same as the operation in the defrosting operation mode of the seventh embodiment (FIG. 10B). Therefore, when the
さらに、内部熱交換器31の作用によって、第7実施形態に対して、吸引側蒸発器16へ流入する冷媒のエンタルピを減少させることができる。これにより、吸引側蒸発器16の入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差を拡大させて冷凍能力を増大させることができるので、より一層、COPを向上できる。
Furthermore, the enthalpy of the refrigerant flowing into the suction side evaporator 16 can be reduced by the action of the
(第22実施形態)
本実施形態では、図33の全体構成図に示すように、第21実施形態に対して、バイパス通路25の接続態様を変更した例を説明する。
(Twenty-second embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 33, an example in which the connection mode of the
具体的には、本実施形態のバイパス通路25は、放熱器12出口側と可変絞り機構19入口側との間、および、可変絞り機構19出口側と吸引側蒸発器16入口側との間を接続するように設けられている。従って、バイパス通路25は、放熱器12下流側のサイクルの高圧冷媒を、吸引側蒸発器16へ導く冷媒流路を構成している。
Specifically, the
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、通常運転モードでは、第21実施形態の図32(a)のモリエル線図と同様に作動する。一方、除霜運転モードでは、制御装置が冷却ファン12aを停止させるので、第1圧縮機11吐出冷媒は、放熱器12にて放熱しない。このため、除霜運転モードにおいても、第21実施形態の図32(b)のモリエル線図と同様に作動する。
When the
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200においても第21実施形態と同様の効果を得ることができる。
Therefore, the same effect as that of the twenty-first embodiment can be obtained in the
(第23実施形態)
本実施形態では、図34の全体構成図に示すように、第21実施形態に対して、アキュムレータ14および気液分離器22を追加した例である。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、通常運転モード時においても除霜運転モード時においても第21実施形態の図32のモリエル線図と同様に作動する。従って、第21実施形態と全く同様の効果を得ることができる。
(23rd Embodiment)
This embodiment is an example in which an
さらに、通常運転モード時に、流出側蒸発器14から液相冷媒が流出しても、あるいは、除霜運転モード時に、流出側蒸発器14へ流入した高温冷媒が凝縮しても、アキュムレータ14にて分離された気相冷媒のみを第1圧縮機11に供給することができるので、第1圧縮機11の液圧縮の問題を回避できる。
Further, even if the liquid refrigerant flows out from the outflow side evaporator 14 in the normal operation mode or the high temperature refrigerant flowing into the
さらに、通常運転モード時に、吸引側蒸発器16から液相冷媒が流出しても、あるいは、除霜運転モード時に、吸引側蒸発器16へ流入した高温冷媒が凝縮しても、気液分離器22にて分離された気相冷媒のみを第2圧縮機21に供給することができるので、第2圧縮機21の液圧縮の問題を回避できる。
Furthermore, even if the liquid refrigerant flows out of the suction side evaporator 16 during the normal operation mode or the high-temperature refrigerant flowing into the suction side evaporator 16 condenses during the defrosting operation mode, the gas-liquid separator Since only the gas-phase refrigerant separated in 22 can be supplied to the
(第24実施形態)
本実施形態では、図35の全体構成図に示すように、第21実施形態に対して、第1圧縮機構11aから吐出された高圧冷媒を、流出側蒸発器14へ導く補助バイパス通路25aを追加した例を説明する。なお、この補助バイパス通路25aおよび補助バイパス通路25aに設けられた補助バイパス通路用逆止弁25bの基本的構成は、第10実施形態と同様である。
(24th Embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 35, an
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、通常運転モードでは、図36(a)のモリエル線図に示すように作動する。この通常運転モードの作動は、第21実施形態の通常運転モードの作動(図32(a))と同様である。一方、除霜運転モードでは、図36(b)のモリエル線図に示すように作動する。この除霜運転モードの作動は、第10実施形態の図14(b)と同様である。
Therefore, when the
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200は、上述の如く作動するので、通常運転モードでは、第21実施形態と全く同様の効果を得ることができ、除霜運転モードでは、第10実施形態と全く同様の効果を得ることができる。
Since the
(第25実施形態)
本実施形態では、図37の全体構成図に示すように、第21実施形態に対して、バイパス通路25および開閉弁26を廃止して除霜運転モードを実現する例を説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、通常運転モードでは、図38(a)のモリエル線図に示すように作動する。
(25th Embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 37, an example in which the defrosting operation mode is realized by eliminating the
この通常運転モード時の作動は、第21実施形態の通常運転モード時の作動(図32(a))と同様である。一方、除霜運転モードでは、制御装置が第1、第2電動モータ11b、21b、冷却ファン12a、送風ファン16aを作動させ、さらに、可変絞り機構19の絞り開度を通常運転モード時よりも増加させる。
The operation in the normal operation mode is the same as the operation in the normal operation mode of the twenty-first embodiment (FIG. 32 (a)). On the other hand, in the defrosting operation mode, the control device operates the first and second
これにより、図38(b)に示すように、除霜運転モードにおける冷媒の状態は、通常運転モードと同様に変化するものの、吸引側蒸発器16における冷媒蒸発圧力を除霜可能に、すなわち、冷媒蒸発温度を0℃よりも高い温度に上昇させることができる。 As a result, as shown in FIG. 38 (b), the refrigerant state in the defrosting operation mode changes in the same manner as in the normal operation mode, but the refrigerant evaporation pressure in the suction side evaporator 16 can be defrosted, that is, The refrigerant evaporation temperature can be raised to a temperature higher than 0 ° C.
従って、本実施形態の除霜運転モードでは、吸引側蒸発器16における冷媒蒸発温度を上昇させて、吸引側蒸発器16の除霜を行うことができる。さらに、通常運転モードでは、第21実施形態の通常運転モードと同様の効果を得ることができる。 Therefore, in the defrosting operation mode of the present embodiment, the refrigerant evaporation temperature in the suction side evaporator 16 can be increased and the suction side evaporator 16 can be defrosted. Furthermore, in the normal operation mode, the same effects as in the normal operation mode of the twenty-first embodiment can be obtained.
(第26実施形態)
図39、40により、本発明のエジェクタ式冷凍サイクル300を冷凍・冷蔵装置に適用した例を説明する。この冷凍・冷蔵装置は、冷却対象空間である冷蔵庫内を0〜10℃程度の低温まで冷却し、さらに、別の冷却対象空間である冷凍庫内を−30〜−10℃程度の極低温まで冷却するものである。図39は、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル300の全体構成図である。
(26th Embodiment)
39 and 40, an example in which the
なお、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル300は、その前提となる第1実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル100に対して、構成機器の変更およびその接続態様の変更、すなわちサイクル構成を変更したものである。従って、図39では、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
The
エジェクタ式冷凍サイクル300では、放熱器12の出口側に、放熱器12から流出した高圧冷媒を減圧膨張させる高圧側減圧手段としての温度式膨張弁17が接続されている。温度式膨張弁17の出口側には、エジェクタ13のノズル部13a入口側が接続されている。また、エジェクタ13のディフューザ部13dの出口側には、ディフューザ部13d流出冷媒の流れを分岐する分岐部18が接続されている。
In the
本実施形態の分岐部18は、一方の冷媒流出口18bから流出側蒸発器14側へ流出する冷媒の流れ方向、および、他方の冷媒流出口18cから可変絞り機構19側へ流出する冷媒の流れ方向が、ディフューザ部13d出口側から冷媒流入口18aへ流入する冷媒の流れ方向に対して、対象方向に向くとともに鋭角に交わるように略Y字型に形成されている。
In the
従って、分岐部18へ流入した冷媒は、その流れが分岐される際に、不必要に流速を低下させることなく分岐部18から流出していく。これにより、分岐部18においてエジェクタ15から流出した冷媒の流速(動圧)が維持される。もちろん、分岐部18はこれに限定されることなく、略T字型等に形成してもよい。
Therefore, the refrigerant flowing into the branching
また、分岐部18の他方の冷媒流出口には、可変絞り機構19を介して、吸引側蒸発器16が接続されている。そして、吸引側蒸発器16の出口側には、第2圧縮機21の吸入口が接続されている。
Further, the suction side evaporator 16 is connected to the other refrigerant outlet of the
さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル300には、第1実施形態と同様に、第1圧縮機構11a吐出口側と放熱器12入口側との間、および、可変絞り機構19出口側と吸引側蒸発器16入口側との間を接続するバイパス通路25が設けられている。また、バイパス通路25には、バイパス通路25を開閉する開閉手段としての開閉弁26が配置されている。
Further, in the
次に、上記構成における本実施形態の作動を図40のモリエル線図に基づいて説明する。なお、図40(a)は、通常運転モードのモリエル線図であり、図40(b)は、除霜運転モードのモリエル線図である。まず、通常運転モードについて説明する。通常運転モードは、操作パネルの作動スイッチが投入された状態で、切替スイッチが通常運転モードに切り替えられると実行される。 Next, the operation of this embodiment in the above configuration will be described based on the Mollier diagram of FIG. 40A is a Mollier diagram in the normal operation mode, and FIG. 40B is a Mollier diagram in the defrosting operation mode. First, the normal operation mode will be described. The normal operation mode is executed when the operation switch of the operation panel is turned on and the changeover switch is switched to the normal operation mode.
通常運転モードが実行されると、制御装置が第1、第2電動モータ11b、21b、冷却ファン12a、送風ファン14a、16aを作動させる。これにより、第1圧縮機11が冷媒を吸入し、圧縮して吐出する(図40(a)のa40点)。さらに、制御装置が、吸引側蒸発器16における冷媒蒸発温度が予め定めた温度となるように、可変絞り機構19の絞り開度を調整し、開閉弁26を閉弁状態とする。
When the normal operation mode is executed, the control device operates the first and second
第1圧縮機11から吐出された高温高圧状態の気相冷媒は、開閉弁26が閉弁状態となっているので、放熱器12へ流入し、冷却ファン12aから送風された送風空気(外気)と熱交換して放熱して凝縮する(a40点→b40点)。放熱器12から流出した冷媒は、温度式膨張弁17へ流入して、等エンタルピ的に減圧膨張して気液二相状態となる(b40点→c40点)。
The high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the
この際、温度式膨張弁17の弁開度は、流出側蒸発器14出口側冷媒の過熱度(g40点)が予め定めた所定値となるように調整される。温度式膨張弁17から流出した中間圧冷媒は、エジェクタ13のノズル部13aへ流入して、等エントロピ的に減圧膨張する(c40点→d40点)。
At this time, the valve opening degree of the temperature
そして、この減圧膨張時に冷媒の圧力エネルギが速度エネルギに変換されて、冷媒がノズル部13aの冷媒噴射口から高速度となって噴射される。この噴射冷媒の冷媒吸引作用により、冷媒吸引口13bから第2圧縮機21吐出冷媒が吸引される(j40点→e40点)。
And the pressure energy of a refrigerant | coolant is converted into speed energy at the time of this decompression | expansion expansion, and a refrigerant | coolant is injected at high speed from the refrigerant | coolant injection port of the
さらに、ノズル部13aから噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口13bから吸引された吸引冷媒がエジェクタ13の混合部13cにて混合されて、ディフューザ部13dに流入する(d40点→e40点)。ディフューザ部13dでは通路面積の拡大により、冷媒の速度エネルギが圧力エネルギに変換されるため、冷媒の圧力が上昇する(e40点→f40点)。
Furthermore, the suction refrigerant sucked from the injection refrigerant and the
ディフューザ部13dから流出した冷媒は、分岐部18にて、流出側蒸発器14側へ流入する冷媒流れと可変絞り機構19側へ流入する冷媒流れとに分流される。ここで、本実施形態では、分岐部18の冷媒流出口18b側の冷媒通路面積を、冷媒流出口18c側の冷媒通路面積よりも大きく設定することにより、流出側蒸発器14側へ流入する冷媒流量G1が可変絞り機構19側へ流入する冷媒流量G2よりも多くなるようにしている。
The refrigerant that has flowed out of the
分岐部18から流出側蒸発器14へ流入した冷媒は、送風ファン14aによって循環送風された冷蔵庫内空気から吸熱して蒸発する(f40点→g40点)。これにより、冷蔵庫内空気が冷却される。そして、流出側蒸発器14から流出した冷媒は、第1圧縮機11に吸入され、再び圧縮される(g40点→a40点)。
The refrigerant that has flowed into the outlet-
一方、分岐部18から可変絞り機構19へ流入した冷媒は、さらに等エンタルピ的に減圧膨張されて、その圧力を低下させる(c40点→h40点)。可変絞り機構19にて減圧膨張された冷媒は、吸引側蒸発器16へ流入して、送風ファン16aにより循環送風される冷凍庫内空気から吸熱して蒸発する(h40点→i40点)。これにより、冷凍庫内空気が冷却される。
On the other hand, the refrigerant flowing into the
そして、吸引側蒸発器16から流出した冷媒は、第2圧縮機21に吸入されて圧縮される(i40点→j40点)。第2圧縮機21から吐出された冷媒は、前述の如く、冷媒吸引口13bからエジェクタ13内へ吸引される(j40点→e40点)。
The refrigerant that has flowed out of the suction side evaporator 16 is sucked into the
次に、除霜運転モードについて説明する。除霜運転モードは、操作パネルの作動スイッチが投入された状態で、切替スイッチが除霜運転モードに切り替えられると実行される。なお、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル300では、二種類の除霜運転モードを実行することができる。本実施形態の除霜運転モードでは、この二種類の除霜運転モードのうち、第1除霜運転モードで運転する。第2除霜運転モードについては、後述する。
Next, the defrosting operation mode will be described. The defrosting operation mode is executed when the changeover switch is switched to the defrosting operation mode in a state where the operation switch of the operation panel is turned on. In the
除霜運転モードが実行されると、制御装置が第1、第2電動モータ11b、21bを作動させる。これにより、第1圧縮機11が冷媒を吸入し、圧縮して吐出する(図40(b)のk40点)。さらに、制御装置が、可変絞り機構19の絞り開度を全閉状態とし、開閉弁26を開弁状態とし、冷却ファン12aおよび送風ファン14a、16aを停止させる。
When the defrosting operation mode is executed, the control device operates the first and second
第1圧縮機11から吐出された高温高圧状態の気相冷媒は、開閉弁26が開弁状態となっているので、バイパス通路25側へ流入して、開閉弁26を通過する際に、等エンタルピ的に減圧膨脹する(k40点→l40点)。
Since the on-off
開閉弁26を通過した高温低圧状態の気相冷媒は、可変絞り機構19の絞り開度が全閉状態となっているので、可変絞り機構19を介して分岐部18側へ流れ込むことなく、吸引側蒸発器16へ流入する。
The high-temperature and low-pressure gas-phase refrigerant that has passed through the on-off
吸引側蒸発器16へ流入した冷媒は、吸引側蒸発器16にその熱量を放熱する(l10点→m40点)。これにより、吸引側蒸発器16の除霜がなされる。吸引側蒸発器16にて放熱した冷媒は、第2圧縮機21に吸入されて圧縮される(m40点→n40点)。
The refrigerant that has flowed into the suction-
第2圧縮機21から吐出された冷媒は、エジェクタの冷媒吸引口13b→混合部13c→ディフューザ部13dを通過する際の圧力損失によって減圧されて、流出側蒸発器14へ流入する(n40点→o40点)。
The refrigerant discharged from the
流出側蒸発器14へ流入した冷媒は、流出側蒸発器14にその熱量を放熱する(o40点→p40点)。これにより、流出側蒸発器14の除霜がなされる。流出側蒸発器14にて放熱した冷媒は、第1圧縮機11に吸入されて再び圧縮される(p40点→k40点)。
The refrigerant that has flowed into the
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル300は、上述の如く作動するので、以下のような効果を発揮できる。
Since the
(A)通常運転モード時に、分岐部18にて冷媒の流れを分流して、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16の双方へ冷媒を供給しているので、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16の双方で同時に冷却作用を発揮できる。
(A) In the normal operation mode, the flow of the refrigerant is divided at the branching
この際、吸引側蒸発器16の冷媒蒸発圧力はディフューザ部13dで昇圧した後にさらに可変絞り機構19で減圧した後の圧力となり、流出側蒸発器14の冷媒蒸発圧力は、吸引側蒸発器16の冷媒蒸発圧力を第2圧縮機21およびディフューザ部13dで昇圧した後の圧力となる。
At this time, the refrigerant evaporation pressure of the suction side evaporator 16 becomes the pressure after the pressure is increased by the
従って、流出側蒸発器14の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)よりも吸引側蒸発器16の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)を十分に低くすることができる。その結果、流出側蒸発器14を低温の冷蔵庫内の冷却用として用い、吸引側蒸発器16を極低温の冷凍庫内の冷却用として用いることができる。
Therefore, the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) of the suction side evaporator 16 can be made sufficiently lower than the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) of the
(B)通常運転モード時に、エジェクタ13の駆動流が流量低下するような運転条件、すなわち、エジェクタ13の吸引能力が低下するような運転条件となっても、第2圧縮機21(第2圧縮機構21a)の作用によって、第1実施形態と同様に、エジェクタ式冷凍サイクル300全体として高いCOPを発揮させた状態で安定して作動させることができる。
(B) In the normal operation mode, the second compressor 21 (second compression) even if the operation condition is such that the drive flow of the
(C)通常運転モード時に、分岐部18から流出側蒸発器14側へ流入する冷媒流量G1が、分岐部18から可変絞り機構19側へ流入する冷媒流量G2よりも多くなるようにしているので、より多くの冷媒を放熱器12にて放熱させることができる。これにより、サイクル全体として冷媒の吸熱量、すなわちサイクルの冷凍能力を拡大することができる。
(C) In the normal operation mode, the refrigerant flow rate G1 flowing from the
(D)通常運転モード時に、高圧側減圧手段として可変絞り機構である温度式膨張弁17を採用しているので、サイクルの負荷変動に応じて、エジェクタ13のノズル部13aへ流入させる冷媒流量を変化させることができる。その結果、負荷変動が生じても、高いCOPを発揮させながら、安定してサイクルを作動させることができる。
(D) In the normal operation mode, the temperature
(E)通常運転モード時に、温度式膨張弁17にて減圧された冷媒(図40のc40点)が気液二相状態となるので、エジェクタ13のノズル部13aへ気液二相状態の冷媒を流入させることができる。従って、ノズル部13aへ液相冷媒を流入させる場合に対して、ノズル部13aにおける冷媒の沸騰を促進させることができ、ノズル効率を向上させることができる。
(E) to the normal operation mode, refrigerant reduced in pressure by the thermal expansion valve 17 (c 40 points in FIG. 40) because the gas-liquid two-phase state, a gas-liquid two-phase state to the
従って、回収エネルギ量を増加させて、ディフューザ部13dにおける昇圧量を増加させることができるので、より一層、COPを向上できる。さらに、ノズル部13aへ液相冷媒を流入させる場合に対して、ノズル部13aの冷媒通路面積を拡大することができるので、ノズル部13aの加工が容易となる。その結果、エジェクタ13の製造コストを低減して、エジェクタ式冷凍サイクル300全体としての製造コストを低減できる。
Accordingly, the amount of recovered energy can be increased and the amount of pressure increase in the
さらに、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16に着霜が生じた場合には、制御装置が開閉弁26を開くことで、第1圧縮機11から吐出された高温冷媒を吸引側蒸発器16に流入させて除霜し、第2圧縮機21から吐出された高温冷媒を流出側蒸発器14に流入させて除霜する除霜運転モードを実行することができる。
Further, when frost formation occurs in the
従って、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16の着霜によるサイクル破綻を回避して、エジェクタ式冷凍サイクル200を安定して作動させることができる。さらに、減圧手段として可変絞り機構19を採用し、除霜運転時に可変絞り機構19の絞り開度を全閉状態としているので、バイパス通路25から流出した冷媒が可変絞り機構19を介して分岐部18側へ流れることを確実に防止できる。
Therefore, it is possible to stably operate the ejector-
ここで、図40(c)を用いて、上述した二種類の除霜運転モードのうち、第2除霜運転モードでの除霜について説明する。なお、図40(c)は、第2除霜運転モードのモリエル線図である。なお、二種類の除霜運転モードは、例えば、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16の耐圧性能等に応じて適宜選択することができる。
Here, defrosting in the second defrosting operation mode among the two types of defrosting operation modes described above will be described with reference to FIG. FIG. 40 (c) is a Mollier diagram of the second defrosting operation mode. The two types of defrosting operation modes can be appropriately selected according to the pressure resistance performance of the
第2除霜運転モードが実行されると、第1除霜運転モードと同様に、制御装置が第1、第2電動モータ11b、21bを作動させ、開閉弁26を開弁状態とし、冷却ファン12aおよび送風ファン14a、16aを停止させる。さらに、第2除霜運転モードでは、制御装置が、可変絞り機構19の絞り開度を全開状態とする。
When the second defrosting operation mode is executed, similarly to the first defrosting operation mode, the control device operates the first and second
第2除霜運転モードでは、可変絞り機構19が全開状態となっているので、バイパス通路25から流出した冷媒(l’40点)の流れが、吸引側蒸発器16側へ流れる冷媒流れと、可変絞り機構19側へ流れる冷媒流れとに分流される。
In the second defrosting operation mode, since the
開閉弁26から吸引側蒸発器16側へ流出した高温低圧状態の気相冷媒は、吸引側蒸発器16にその熱量を放熱する(l’40点→m’40点)。これにより、吸引側蒸発器16の除霜がなされる。吸引側蒸発器16にて放熱した冷媒は、第2圧縮機21に吸入され、圧縮される(m’40点→n’40点)。
The high-temperature and low-pressure gas-phase refrigerant that has flowed from the on-off
第2圧縮機21から吐出された冷媒は、エジェクタの冷媒吸引口13b→混合部13c→ディフューザ部13dを通過する際の圧力損失によって減圧される(n’40点→o’40点)。さらに、ディフューザ部13dから流出した冷媒は、可変絞り機構19から流出した冷媒と合流して、流出側蒸発器14へ流入する(n’40点→o”40点、l’40点→o”40点)。
The refrigerant discharged from the
流出側蒸発器14へ流入した冷媒は、流出側蒸発器14にその熱量を放熱する(o”40点→p’40点)。これにより、流出側蒸発器14の除霜がなされる。流出側蒸発器14にて放熱した冷媒は、第1圧縮機11に吸入されて再び圧縮される(p’40点→k’40点)。
The refrigerant flowing into the
この第2除霜運転モードによれば、第1除霜運転モードと同様に流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16を除霜できるだけでなく、流出側蒸発器14へ流入する冷媒の圧力を低下させて、流出側蒸発器14の保護を図ることもできる。
According to the second defrosting operation mode, not only the
つまり、本実施形態では、ディフューザ部13dから流出した冷媒に、可変絞り機構19から流出した冷媒を合流させることによって、流出側蒸発器14へ流入する冷媒の圧力を低下させることができる。
That is, in the present embodiment, the pressure of the refrigerant flowing into the outflow side evaporator 14 can be reduced by joining the refrigerant flowing out from the
従って、流出側蒸発器14内の冷媒圧力が流出側蒸発器14内の耐圧性能を超えてしまうことを防止して、流出側蒸発器14の保護を図ることができる。また、上記の如く、流出側蒸発器14内の冷媒圧力を低下させることができるので、吸引側蒸発器16内の冷媒圧力(冷媒温度)を、吸引側蒸発器16の耐圧許容範囲内で上昇させてもよい。
Therefore, it is possible to prevent the refrigerant pressure in the outflow side evaporator 14 from exceeding the pressure resistance performance in the
(第27実施形態)
本実施形態では、図41の全体構成図に示すように、第26実施形態に対して、バイパス通路25の接続態様を変更した例を説明する。
(27th Embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 41, an example in which the connection mode of the
具体的には、本実施形態のバイパス通路25は、放熱器12出口側と温度式膨脹弁17入口側との間、および、可変絞り機構19出口側と吸引側蒸発器16入口側との間を接続するように設けられている。従って、バイパス通路25は、放熱器12下流側のサイクルの高圧冷媒を、吸引側蒸発器16へ導く冷媒流路を構成している。
Specifically, the
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル300を作動させると、通常運転モードでは、第26実施形態の図40(a)のモリエル線図と同様に作動する。一方、除霜運転モードでは、制御装置が冷却ファン12aを停止させるので、第1圧縮機11吐出冷媒は、放熱器12にて放熱しない。このため、除霜運転モードにおいても、第26実施形態の図40(b)のモリエル線図と同様に作動する。
When the
従って、本実施形態においても第26実施形態と同様の効果を得ることができる。もちろん、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル300の除霜運転モードにおいて、第1、第2除霜運転モードのうち、いずれを実行してもよい。
Therefore, in this embodiment, the same effect as that in the 26th embodiment can be obtained. Of course, any of the first and second defrosting operation modes may be executed in the defrosting operation mode of the
(第28実施形態)
本実施形態では、図42の全体構成図に示すように、第26実施形態に対して、気液分離器22を追加した例を説明する。気液分離器22は、吸引側蒸発器16から流出した冷媒の気液を分離してサイクル内の余剰冷媒を溜める吸引側気液分離器である。
(Twenty-eighth embodiment)
In the present embodiment, an example in which a gas-
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル300を作動させると、通常運転モード時においても除霜運転モード時においても第26実施形態の図40のモリエル線図と同様に作動する。従って、第26実施形態と全く同様の効果を得ることができる。
When the
さらに、通常運転モード時に、吸引側蒸発器16から液相冷媒が流出しても、あるいは、除霜運転モード時に、吸引側蒸発器16へ流入した高温冷媒が凝縮しても、気液分離器22にて分離された気相冷媒のみを第2圧縮機21に供給することができるので、第2圧縮機21の液圧縮の問題を回避できる。
Furthermore, even if the liquid refrigerant flows out of the suction side evaporator 16 during the normal operation mode or the high-temperature refrigerant flowing into the suction side evaporator 16 condenses during the defrosting operation mode, the gas-liquid separator Since only the gas-phase refrigerant separated in 22 can be supplied to the
もちろん、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル300の除霜運転モードにおいて、第1、第2除霜運転モードのうち、いずれを実行してもよい。
Of course, any of the first and second defrosting operation modes may be executed in the defrosting operation mode of the
(第29実施形態)
本実施形態では、図43の全体構成図に示すように、第26実施形態に対して、バイパス通路25および開閉弁26を廃止して除霜運転モードを実現する例を説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル300を作動させると、通常運転モードでは、図44(a)のモリエル線図に示すように作動する。
(Twenty-ninth embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 43, an example will be described in which the defrosting operation mode is realized by eliminating the
この通常運転モード時の作動は、第26実施形態の通常運転モード時の作動(図40(a))と同様である。一方、除霜運転モードでは、制御装置が第1、第2電動モータ11b、21b、冷却ファン12a、送風ファン16aを作動させ、さらに、可変絞り機構19の絞り開度を通常運転モード時よりも増加させる。
The operation in the normal operation mode is the same as the operation in the normal operation mode of the twenty-sixth embodiment (FIG. 40A). On the other hand, in the defrosting operation mode, the control device operates the first and second
これにより、図44(b)に示すように、除霜運転モードにおける冷媒の状態は、通常運転モードと同様に変化するものの、吸引側蒸発器16における冷媒蒸発圧力を除霜可能に、すなわち、冷媒蒸発温度を0℃よりも高い温度に上昇させることができる。 As a result, as shown in FIG. 44B, the refrigerant state in the defrosting operation mode changes in the same manner as in the normal operation mode, but the refrigerant evaporation pressure in the suction side evaporator 16 can be defrosted, that is, The refrigerant evaporation temperature can be raised to a temperature higher than 0 ° C.
従って、本実施形態の除霜運転モードでは、吸引側蒸発器16における冷媒蒸発温度を上昇させて、吸引側蒸発器16の除霜を行うことができる。さらに、通常運転モードでは、21実施形態の通常運転モードと同様の効果を得ることができる。 Therefore, in the defrosting operation mode of the present embodiment, the refrigerant evaporation temperature in the suction side evaporator 16 can be increased and the suction side evaporator 16 can be defrosted. Furthermore, in the normal operation mode, the same effect as that of the normal operation mode of the twenty-first embodiment can be obtained.
さらに、温度式膨張弁17の代わりに、電気式膨張弁を採用して、除霜運転モード時に、制御装置がこの電気式膨張弁の絞り開度を増加させるようにすれば、流出側蒸発器14における冷媒蒸発温度も上昇させることができる。
Furthermore, if an electric expansion valve is employed instead of the
(第30実施形態)
図45、46により、本発明のエジェクタ式冷凍サイクルを冷凍・冷蔵装置に適用した例を説明する。この冷凍・冷蔵装置は、冷却対象空間である冷蔵庫内を0〜10℃程度の低温まで冷却し、さらに、別の冷却対象空間である冷凍庫内を−30〜−10℃程度の極低温まで冷却するものである。図45は、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル400の全体構成図である。
(Thirty Embodiment)
An example in which the ejector refrigeration cycle of the present invention is applied to a refrigeration / refrigeration apparatus will be described with reference to FIGS. This freezing / refrigeration apparatus cools the inside of the refrigerator, which is the cooling target space, to a low temperature of about 0 to 10 ° C., and further cools the inside of the freezer, which is another cooling target space, to an extremely low temperature of about −30 to −10 ° C. To do. FIG. 45 is an overall configuration diagram of the
なお、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル400は、その前提となる第1実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル100に対して、構成機器の変更およびその接続態様の変更、すなわちサイクル構成を変更したものである。従って、図45では、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
The
エジェクタ式冷凍サイクル400では、放熱器12の出口側に、放熱器12から流出した高圧冷媒の流れを分岐する第1分岐部18が接続されている。第1分岐部18は、3つの流入出口を有する三方継手で構成されており、流入出口のうち1つを冷媒流入口とし、2つを冷媒流出口としたものである。
In the
このような三方継手は、管径の異なる配管を接合して構成してもよいし、金属ブロックや樹脂ブロックに通路径の異なる複数の冷媒通路を設けて構成してもよい。第1分岐部18の一方の冷媒流出口には、高圧側減圧手段としての温度式膨張弁17が接続され、他方の冷媒流出口には、第1吸引側減圧手段としての第1可変絞り機構19側が接続されている。
Such a three-way joint may be constituted by joining pipes having different pipe diameters, or may be constituted by providing a plurality of refrigerant passages having different passage diameters in a metal block or a resin block. A temperature
この温度式膨張弁17は、後述する流出側蒸発器14出口側冷媒通路に配置された感温部(図示せず)を有しており、流出側蒸発器14出口側冷媒の温度と圧力とに基づいて、流出側蒸発器14出口側冷媒の過熱度を検出し、この過熱度が予め設定された所定値となるように機械的機構により弁開度(冷媒流量)を調整する可変絞り機構である。
This temperature
温度式膨張弁17の出口側には、エジェクタ13のノズル部13aが接続されている。エジェクタ13のディフューザ部13dの出口側には、第2分岐部28の冷媒流入口28aが接続されている。
A
この第2分岐部28の基本的構成は、第1分岐部18と同様である。第2分岐部28の一方の冷媒流出口28bには流出側蒸発器14が接続され、他方の冷媒流出口28cには、第2吸引側減圧手段としての第2可変絞り機構29が接続されている。
The basic configuration of the
さらに、本実施形態の第2分岐部28は、一方の冷媒流出口28bから流出側蒸発器14側へ流出する冷媒の流れ方向、および、他方の冷媒流出口28cから第2可変絞り機構29側へ流出する冷媒の流れ方向が、ディフューザ部13d出口側から冷媒流入口28aへ流入する冷媒の流れ方向に対して、対象方向に向くとともに鋭角に交わるように略Y字型に形成されている。
Further, the
従って、第2分岐部28へ流入した冷媒は、その流れが分岐される際に、不必要に流速を低下させることなく第2分岐部28から流出していく。これにより、第2分岐部28においてエジェクタ15から流出した冷媒の流速(動圧)が維持される。もちろん、第2分岐部28はこれに限定されることなく、略T字型等に形成してもよい。
Therefore, the refrigerant flowing into the
流出側蒸発器14は、第2分岐部28の一方の冷媒流出口28bから流出した冷媒と送風ファン14aによって循環送風される冷蔵庫内空気とを熱交換させることによって、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用熱交換器である。流出側蒸発器14の冷媒出口側には、第1圧縮機11の吸引口が接続されている。
The
第2可変絞り機構29は、第2分岐部28の他方の冷媒流出口28cから流出した冷媒を減圧膨張させるものである。なお、第1、第2可変絞り機構19、29の基本的構成は、第1実施形態の可変絞り機構19と同様である。従って、第2可変絞り機構29が絞り通路を全閉にすると、ディフューザ部13dから流出した冷媒の流れは、第2分岐部28にて分岐されることなく、その全流量が流出側蒸発器14側へ流出する。
The second
また、前述の如く、第1分岐部18の他方の冷媒流出口には、第1可変絞り機構19が接続されている。従って、第1可変絞り機構19が絞り通路を全閉にすると、放熱器12流出冷媒の流れは、第1分岐部18にて分岐されることなく、その全流量が温度式膨張弁17側へ流出する。
Further, as described above, the first
第1、第2可変絞り機構19、29の出口側には、第1、第2可変絞り機構19、29のそれぞれから流出した冷媒の流れを合流させる合流部20が接続されている。合流部20の基本的構成は、第2分岐部28と同様である。つまり、合流部20では、3つの流入出口20a〜20cのうち2つを冷媒流入口20b、20cとし、1つを冷媒流出口20aとしている。
The outlet side of the first and second
さらに、本実施形態の合流部20では、第1可変絞り機構19から一方の冷媒流入口20bへ流入する冷媒の流れ方向、および、第2可変絞り機構29から他方の冷媒流入口20cへ流入する冷媒の流れ方向が、冷媒流出口20aから吸引側蒸発器16へ流出する冷媒の流れ方向に対して、対象方向に向くとともに鋭角に交わるように略Y字型に形成されている。
Furthermore, in the
従って、合流部20へ流入した冷媒は、その流れが合流される際に、不必要に流速を低下させることなく合流部20から流出していく。これにより、合流部20において第1、第2可変絞り機構19、29から流出した冷媒の流速(動圧)が維持される。
Therefore, the refrigerant that has flowed into the merging
合流部20の冷媒流出口20aには、吸引側蒸発器16が接続されている。そして、吸引側蒸発器16の出口側には、第2圧縮機21の吸入口が接続され、第2圧縮機21の吐出口には、エジェクタ13の冷媒吸引口13bが接続されている。
A suction-
さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル400には、第1実施形態と同様に、第1圧縮機構11a吐出口側と放熱器12入口側との間、および、合流部20出口側と吸引側蒸発器16入口側との間を接続するバイパス通路25が設けられている。また、バイパス通路25には、バイパス通路25を開閉する開閉手段としての開閉弁26が配置されている。
Further, in the
なお、バイパス通路25は、第1圧縮機構11a吐出口側と放熱器12入口側との間、および、第1可変絞り機構19出口側と冷媒流入口20b側との間を接続するように設けてもよいし、第1圧縮機構11a吐出口側と放熱器12入口側との間、および、第2可変絞り機構29出口側と冷媒流入口20c側との間を接続するように設けてもよい。
The
次に、上記構成における本実施形態の作動を図46のモリエル線図に基づいて説明する。なお、図46(a)は、通常運転モードのモリエル線図であり、図46(b)は、除霜運転モードのモリエル線図である。 Next, the operation of the present embodiment in the above configuration will be described based on the Mollier diagram of FIG. 46 (a) is a Mollier diagram in the normal operation mode, and FIG. 46 (b) is a Mollier diagram in the defrosting operation mode.
ここで、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル400では、通常運転モード時に、制御装置が第1、第2可変絞り機構19、29を、絞り状態あるいは全閉状態に制御することによって、以下の3種類のサイクル構成を実現することができる。
Here, in the
制御装置が第1可変絞り機構19を全閉状態とし、第2可変絞り機構29を絞り状態とした場合は、第2分岐部28のみで冷媒の流れを分岐するサイクル構成を実現できる(以下、このサイクル構成での運転モードを低圧分岐運転モードという)。
When the control device sets the first
制御装置が第1可変絞り機構19を絞り状態とし、第2可変絞り機構29を全閉状態とした場合は、第1分岐部18のみで冷媒の流れを分岐するサイクル構成を実現できる(以下、このサイクル構成での運転モードを高圧分岐運転モードという)。
When the control device places the first
制御装置が第1、2可変絞り機構19、29の双方を絞り状態とした場合は、第1分岐部18および第2分岐部28で同時に冷媒の流れを分岐するサイクル構成を実現できる(以下、このサイクル構成での運転モードを同時分岐運転モードという)。
When the control device places both the first and second
また、上記の通常運転モードにおける各運転モードは、サイクルに要求される冷凍能力あるいは外気温に基づいて切り替えられる。本実施形態では、通常の冷凍能力が要求される通常負荷時には、低圧分岐運転モードに切り替え、通常負荷時よりも高い冷凍能力を必要とし、サイクル内を循環する冷媒流量が通常負荷時よりも増加する高負荷時には、高圧分岐運転モードに切り替える。 Moreover, each operation mode in said normal operation mode is switched based on the refrigerating capacity or external temperature required for a cycle. In this embodiment, at normal load where normal refrigeration capacity is required, the mode is switched to the low pressure branch operation mode, which requires higher refrigeration capacity than at normal load, and the flow rate of refrigerant circulating in the cycle is higher than at normal load. When the load is high, switch to the high-pressure branch operation mode.
さらに、通常負荷時よりも冷凍能力を必要とせず、サイクル内を循環する冷媒流量が通常負荷時よりも低下する低負荷時、あるいは、外気温が予め定めた基準温度よりも低下して、サイクルの高低圧差が所定の圧力差よりも小さくなった時に同時分岐運転モードに切り替えるようにしている。 In addition, the refrigeration capacity is not required more than during normal load, and the flow rate of refrigerant circulating in the cycle is lower than during normal load, or when the outside air temperature is lower than a predetermined reference temperature, the cycle When the difference between the high pressure and the low pressure becomes smaller than a predetermined pressure difference, the simultaneous branching operation mode is switched.
まず、図46(a)に基づいて、通常運転モードについて説明する。通常運転モードのうち低圧分岐運転モードでは、第1圧縮機11から吐出された高温高圧状態の気相冷媒(a46点)は放熱器12へ流入し、冷却ファン12aから送風された送風空気(外気)と熱交換して放熱して凝縮する(a46点→b46点)。放熱器12から流出した冷媒は、第1分岐部18へ流入する。
First, the normal operation mode will be described with reference to FIG. In the low-pressure branch operation mode of the normal operation mode, the high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant (a 46 points) discharged from the
この際、第1可変絞り機構19が全閉状態となっているので、第1分岐部18では放熱器12から流出した冷媒の流れは分岐されることなく、その全流量が温度式膨張弁17へ流入する。温度式膨張弁17へ流入した冷媒は、等エンタルピ的に減圧膨張して気液二相状態となる(b46点→c46点)。この際、温度式膨張弁17の弁開度は、流出側蒸発器14出口側冷媒の過熱度(g46点)が予め定めた所定値となるように調整される。
At this time, since the first
温度式膨張弁17から流出した中間圧冷媒は、エジェクタ13のノズル部13aへ流入して、等エントロピ的に減圧膨張する(c46点→d46点)。そして、この減圧膨張時に冷媒の圧力エネルギが速度エネルギに変換されて、冷媒がノズル部13aの冷媒噴射口から高速度となって噴射される。この噴射冷媒の冷媒吸引作用により、冷媒吸引口13bから第2圧縮機21吐出冷媒が吸引される(j46点→e46点)。
The intermediate-pressure refrigerant flowing out of the
さらに、ノズル部13aから噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口13bから吸引された吸引冷媒がエジェクタ13の混合部13cにて混合され、ディフューザ部13dに流入する(d46点→e46点)。ディフューザ部13dでは通路面積の拡大により、冷媒の速度エネルギが圧力エネルギに変換されるため、冷媒の圧力が上昇する(e46点→f46点)。
Furthermore, the suction refrigerant sucked from the injection refrigerant and the
ディフューザ部13dから流出した冷媒は、第2分岐部28にて、流出側蒸発器14側へ流入する冷媒流れと第2可変絞り機構29側へ流入する冷媒流れとに分岐される。この際、制御装置は、流出側蒸発器14側へ流入する冷媒流量G1を第2可変絞り機構29側へ流入する冷媒流量G2よりも多くして、吸引側蒸発器16における冷媒蒸発温度が予め定めた所定の温度となるように第2可変絞り機構29の絞り開度を調整する。
The refrigerant that has flowed out of the
第2分岐部28から流出側蒸発器14へ流入した冷媒は、送風ファン14aによって循環送風された冷蔵庫内空気から吸熱して蒸発する(f46点→g46点)。これにより、冷蔵庫内空気が冷却される。そして、流出側蒸発器14から流出した冷媒は、第1圧縮機11に吸入され、再び圧縮される(g46点→a46点)。
The refrigerant flowing into the outflow side evaporator 14 from the
一方、第2分岐部28から第2可変絞り機構29へ流入した冷媒は、さらに等エンタルピ的に減圧膨張されて、その圧力を低下させる(f46点→hα46点)。第2可変絞り機構29にて減圧膨張された冷媒は、吸引側蒸発器16へ流入して、送風ファン16aにより循環送風される冷凍庫内空気から吸熱して蒸発する(hα46点→i46点)。これにより、冷凍庫内空気が冷却される。
On the other hand, the refrigerant that has flowed into the second
そして、吸引側蒸発器16から流出した冷媒は、第2圧縮機21に吸入され、圧縮される(i46点→j46点)。この際、制御装置は、エジェクタ式冷凍サイクル全体としてのCOPが略最大に近づくように、第1、第2電動モータ11b、21bの作動を制御する。
Then, the refrigerant flowing out from the suction side evaporator 16 is sucked into the
さらに、第2圧縮機21から吐出された冷媒は、前述の如く、冷媒吸引口13bからエジェクタ13内へ吸引される(j46点→e46点)。
Further, as described above, the refrigerant discharged from the
通常運転モードのうち高圧分岐運転モードでは、低圧分岐運転モードと同様に、第1圧縮機11吐出冷媒が放熱器12にて放熱して凝縮する(a46点→b46点)。そして放熱器12から流出した冷媒は、第1分岐部18にて分岐される。
In the high-pressure branch operation mode in the normal operation mode, the refrigerant discharged from the
第1分岐部18から温度式膨張弁17へ流入した高圧冷媒は、低圧分岐運転モードと同様に、温度式膨張弁17にて等エンタルピ的に減圧膨張して気液二相状態となる(b46点→c46点)。さらに、温度式膨張弁17から流出した中間圧の冷媒は、エジェクタ13のノズル部13a→ディフューザ部13d→第2分岐部28→流出側蒸発器14の順に流れる(c46点→d46点→e46点→f46点)。
The high-pressure refrigerant that has flowed into the temperature-
この運転モードでは、第2可変絞り機構29が全閉状態となっているので、第2分岐部28ではディフューザ部13dから流出した冷媒の流れは分岐されることなく、その全流量が流出側蒸発器14へ流入する。第2分岐部28から流出側蒸発器14へ流入した冷媒は、低圧分岐運転モードと同様に、冷蔵庫内空気から吸熱して蒸発し(f46点→g46点)、第1圧縮機11に吸入されて再び圧縮される(g46点→a46点)。
In this operation mode, since the second
一方、第1分岐部18から第1可変絞り機構19へ流入した高圧冷媒は、図46(a)の破線に示すように、第1可変絞り機構19にて等エンタルピ的に減圧膨張されて、その圧力を低下させる(b46点→hβ46点)。
On the other hand, the high-pressure refrigerant that has flowed into the first
この際、第1可変絞り機構19の弁開度(絞り開度)は、ノズル部13a側へ流入する冷媒流量Gnozと冷媒吸引口13b側へ流入する冷媒流量Geとの流量比Ge/Gnozが、サイクル全体として高いCOPを発揮できる最適流量比となるように調整される。第1可変絞り機構19にて減圧膨張された冷媒は、合流部20へ流入する。
At this time, the valve opening degree (throttle opening degree) of the first
合流部20から吸引側蒸発器16へ流入した冷媒は、図46(a)の破線に示すように、送風ファン16aにより循環送風される冷凍庫内空気から吸熱して蒸発する(hβ46点→i46点)。これにより、冷凍庫内空気が冷却される。さらに、吸引側蒸発器16から流出した冷媒は、低圧分岐運転モードと同様に、第2圧縮機21にて圧縮されて(i46点→j46点)、エジェクタ13の冷媒吸引口13bへ吸引される(j46点→e46点)。
As shown by the broken line in FIG. 46A, the refrigerant flowing into the suction-
通常運転モードのうち同時分岐運転モードでは、高圧分岐運転モードと同様に、放熱器12から流出した冷媒が、第1分岐部18にて分岐される。そして、第1分岐部18から温度式膨張弁17側へ流出した冷媒は、温度式膨張弁17→エジェクタ13のノズル部13a→ディフューザ部13d→第2分岐部28の順に流れる(b46→c46点→d46点→e46点→f46点)。
Among the normal operation modes, in the simultaneous branch operation mode, the refrigerant that has flowed out of the
また、第2分岐部28では、低圧分岐運転モードと同様に、ディフューザ部13dから流出した冷媒の流れが分岐される。そして、第2分岐部28から流出側蒸発器14側へ流出した冷媒は、流出側蒸発器14→第1圧縮機11の順に流れて冷蔵庫内空気を冷却する(f46点→g46点)。
Moreover, in the
さらに、第2分岐部28から第2可変絞り機構29側へ流出した冷媒は、第2可変絞り機構29→合流部20の順に流れる(c46点→hβ46点)。また、第1分岐部18から第1可変絞り機構19側へ流出した冷媒は、第1可変絞り機構19→合流部20の順に流れる(f46点→hα46点)。
Furthermore, the refrigerant that has flowed out from the
そして、図46(a)の細線で示すように、合流部20にて、第2可変絞り機構29から流出した冷媒の流れと第1可変絞り機構19から流出した冷媒の流れが合流される(hβ46点→hγ46点、hα46点→hγ46点)。合流部20から流出した冷媒は、低圧分岐運転モードおよび高圧分岐運転モードと同様に、吸引側蒸発器16へ流入して蒸発して、冷凍庫内空気を冷却する。
Then, as shown by a thin line in FIG. 46A, the flow of the refrigerant that has flowed out of the second
吸引側蒸発器16から流出した冷媒は、第2圧縮機21にて圧縮されて、エジェクタ13の冷媒吸引口13bへ吸引される(hγ46点→i46点→j46点→e46点)。
The refrigerant flowing out of the suction side evaporator 16 is compressed by the
次に、除霜運転モードについて説明する。除霜運転モードは、操作パネルの作動スイッチが投入された状態で、切替スイッチが除霜運転モードに切り替えられると実行される。なお、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル400では、二種類の除霜運転モードを実行することができる。本実施形態の除霜運転モードでは、この二種類の除霜運転モードのうち、第1除霜運転モードを運転する。第2除霜運転モードについては、後述する。
Next, the defrosting operation mode will be described. The defrosting operation mode is executed when the changeover switch is switched to the defrosting operation mode in a state where the operation switch of the operation panel is turned on. In the
除霜運転モードが実行されると、制御装置が第1、第2電動モータ11b、21bを作動させる。これにより、第1圧縮機11が冷媒を吸入し、圧縮して吐出する(図46(b)のk46点)。さらに、制御装置が、第1、第2可変絞り機構19、29の絞り開度を全閉状態とし、開閉弁26を開弁状態とし、冷却ファン12aおよび送風ファン14a、16aを停止させる。
When the defrosting operation mode is executed, the control device operates the first and second
第1圧縮機11から吐出された高温高圧状態の気相冷媒は、開閉弁26が開弁状態となっているので、バイパス通路25側へ流入して、開閉弁26を通過する際に、等エンタルピ的に減圧膨脹する(k46点→l46点)。
Since the on-off
開閉弁26を通過した高温低圧状態の気相冷媒は、第1可変絞り機構19の絞り開度が全閉状態となっているので、第1可変絞り機構19を介して第1分岐部18側へ流れ込むことがない。さらに、第2可変絞り機構29の絞り開度が全閉状態となっているので、第2可変絞り機構29を介して第2分岐部28側へ流れ込むことがない。つまり、開閉弁26を通過した高温低圧状態の気相冷媒の全流量が、吸引側蒸発器16へ流入する。
The high-temperature and low-pressure gas-phase refrigerant that has passed through the on-off
吸引側蒸発器16へ流入した冷媒は、吸引側蒸発器16にその熱量を放熱する(l46点→m46点)。これにより、吸引側蒸発器16の除霜がなされる。吸引側蒸発器16にて放熱した冷媒は、第2圧縮機21に吸入され、圧縮される(m46点→n46点)。
The refrigerant flowing into the suction-
第2圧縮機21から吐出された冷媒は、エジェクタの冷媒吸引口13b→混合部13c→ディフューザ部13dを通過する際の圧力損失によって減圧されて、流出側蒸発器14へ流入する(n46点→o46点)。
The refrigerant discharged from the
流出側蒸発器14へ流入した冷媒は、流出側蒸発器14にその熱量を放熱する(o46点→p46点)。これにより、流出側蒸発器14の除霜がなされる。流出側蒸発器14にて放熱した冷媒は、第1圧縮機11に吸入されて再び圧縮される(p46点→k46点)。
The refrigerant that has flowed into the
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル400は、上述の如く作動するので、以下のような効果を発揮できる。
Since the
(A)通常運転モード時のいずれの運転モードにおいても、第1分岐部18および第2分岐部28の少なくとも一方で冷媒の流れを分流しているので、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16の双方へ適切に冷媒を供給できる。従って、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16の双方で同時に冷却作用を発揮できる。
(A) In any operation mode at the time of the normal operation mode, the flow of the refrigerant is divided in at least one of the
この際、吸引側蒸発器16の冷媒蒸発圧力はディフューザ部13dで昇圧した後にさらに可変絞り機構19で減圧した後の圧力となり、流出側蒸発器14の冷媒蒸発圧力は、吸引側蒸発器16の冷媒蒸発圧力を第2圧縮機21およびディフューザ部13dで昇圧した後の圧力となる。
At this time, the refrigerant evaporation pressure of the suction side evaporator 16 becomes the pressure after the pressure is increased by the
従って、流出側蒸発器14の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)よりも吸引側蒸発器16の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)を十分に低くすることができる。その結果、流出側蒸発器14を低温の冷蔵庫内の冷却用として用い、吸引側蒸発器16を極低温の冷凍庫内の冷却用として用いることができる。
Therefore, the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) of the suction side evaporator 16 can be made sufficiently lower than the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) of the
(B)通常運転モード時のいずれの運転モードにおいても、エジェクタ13の駆動流が流量低下するような運転条件、すなわち、エジェクタ13の吸引能力が低下するような運転条件となっても、第2圧縮機21(第2圧縮機構21a)の作用によって、第1実施形態と同様に、エジェクタ式冷凍サイクル400全体として高いCOPを発揮させた状態で安定して作動させることができる。
(B) In any of the operation modes during the normal operation mode, even if the operation condition is such that the drive flow of the
(C)通常運転モード時の低圧分岐運転モードでは、第2分岐部28から流出側蒸発器14側へ流入する冷媒流量G1が、第2分岐部28から第2温度式膨張弁29側へ流入する冷媒流量G2よりも多くなるようにしているので、より多くの冷媒を放熱器12にて放熱させることができる。これにより、サイクル全体として冷媒の吸熱量、すなわちサイクルの冷凍能力を拡大することができる。
(C) In the low-pressure branch operation mode in the normal operation mode, the refrigerant flow rate G1 flowing from the
(D)通常運転モード時の高圧分岐運転モードおよび同時分岐運転モードでは、第1圧縮機11→放熱器12→第1分岐部18→エジェクタ13→第2分岐部28→流出側蒸発器14→第1圧縮機11の順に冷媒が流れ、さらに、第1圧縮機11→放熱器12→第1分岐部18→第1可変絞り機構19→合流部20→吸引側蒸発器16→第2圧縮機11→エジェクタ13→第2分岐部28→流出側蒸発器14→第1圧縮機11という順に冷媒が流れる。
(D) In the high-pressure branch operation mode and the simultaneous branch operation mode in the normal operation mode, the
つまり、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16といった蒸発器を通過する冷媒の流れが環状となるので、冷媒に第1、第2圧縮機11、21の潤滑用のオイル(冷凍機油)を混入させても、このオイルが流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16内等に滞留してしまうことを回避できる。
That is, since the flow of the refrigerant passing through the evaporator such as the
(E)通常運転モード時の同時分岐運転モードでは、第1可変絞り機構19および第2可変絞り機構29の双方から流出した冷媒を吸引側蒸発器16へ供給するサイクル構成を実現できる。これにより、第1可変絞り機構19および第2可変絞り機構29のうちいずれか一方から流出した冷媒を吸引側蒸発器16へ供給するサイクル構成に対して、吸引側蒸発器16へ供給される冷媒流量を増加させ易くなる。
(E) In the simultaneous branch operation mode in the normal operation mode, a cycle configuration in which the refrigerant flowing out from both the first
(F)通常運転モード時に、高圧側減圧手段として可変絞り機構である温度式膨張弁17を採用しているので、サイクルの負荷変動に応じて、エジェクタ13のノズル部13aへ流入させる冷媒流量を変化させることができる。その結果、負荷変動が生じても、高いCOPを発揮させながら、エジェクタ式冷凍サイクルを運転することができる。
(F) Since the temperature
(G)通常運転モード時に、温度式膨張弁17にて減圧膨張された冷媒(図46のc2点)が気液二相状態となるので、エジェクタ13のノズル部13aへ気液二相状態の冷媒を流入させることができる。従って、ノズル部13aへ液相冷媒を流入させる場合に対して、ノズル部13aにおける冷媒の沸騰を促進させることができ、ノズル効率を向上させることができる。
(G) to the normal operation mode, since the reduced pressure expanded refrigerant at a temperature expansion valve 17 (c 2 points in FIG. 46) is a gas-liquid two-phase state, gas-liquid two-phase state to the
従って、回収エネルギ量を増加させて、ディフューザ部13dにおける昇圧量を増加させることができるので、より一層、COPを向上できる。さらに、ノズル部13aへ液相冷媒を流入させる場合に対して、ノズル部13aの冷媒通路面積を拡大することができるので、ノズル部13aの加工が容易となる。その結果、エジェクタ13の製造コストを低減して、エジェクタ式冷凍サイクル10全体としての製造コストを低減することもできる。
Accordingly, the amount of recovered energy can be increased and the amount of pressure increase in the
さらに、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16に着霜が生じた場合には、制御装置が開閉弁26を開くことで、第1圧縮機11から吐出された高温冷媒を吸引側蒸発器16に流入させて除霜し、第2圧縮機21から吐出された高温冷媒を流出側蒸発器14に流入させて除霜する除霜運転モードを実行することができる。
Further, when frost formation occurs in the
従って、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16の着霜によるサイクル破綻を回避して、エジェクタ式冷凍サイクル400を安定して作動させることができる。さらに、減圧手段として第1、第2可変絞り機構19、29を採用し、除霜運転時に第1、第2可変絞り機構19、29の絞り開度を全閉状態としているので、バイパス通路25から流出した冷媒が第1、第2可変絞り機構19、29を介して分岐部18側へ流れることを確実に防止できる。
Therefore, it is possible to stably operate the ejector-
ここで、図46(c)を用いて、上述した二種類の除霜運転モードのうち、第2除霜運転モードでの除霜について説明する。なお、図46(c)は、第2除霜運転モードのモリエル線図である。 Here, defrosting in the second defrosting operation mode among the two types of defrosting operation modes described above will be described with reference to FIG. FIG. 46C is a Mollier diagram in the second defrosting operation mode.
第2除霜運転モードが実行されると、第1除霜運転モードと同様に、制御装置が第1、第2電動モータ11b、21bを作動させ、開閉弁26を開弁状態とし、冷却ファン12aおよび送風ファン14a、16aを停止させる。さらに、制御装置が、第1可変絞り機構19の絞り開度を全開状態とし、第2可変絞り機構29の絞り開度を全開状態とする。
When the second defrosting operation mode is executed, similarly to the first defrosting operation mode, the control device operates the first and second
第2除霜運転モードでは、第1可変絞り機構19が全開状態となり、第2可変絞り機構29が全開状態となっているので、バイパス通路25から流出した冷媒(l’46点)の流れが、吸引側蒸発器16側へ流れる冷媒流れと、第2可変絞り機構29側へ流れる冷媒流れとに分流される。
In the second defrosting operation mode, the first
開閉弁26から吸引側蒸発器16側へ流出した高温低圧状態の気相冷媒は、吸引側蒸発器16にその熱量を放熱する(l’46点→m’46点)。これにより、吸引側蒸発器16の除霜がなされる。吸引側蒸発器16にて放熱した冷媒は、第2圧縮機21に吸入され、圧縮される(m’46点→n’46点)。
The high-temperature and low-pressure gas-phase refrigerant that has flowed out of the on-off
第2圧縮機21から吐出された冷媒は、エジェクタの冷媒吸引口13b→混合部13c→ディフューザ部13dを通過する際の圧力損失によって減圧される(n’46点→o’46点)。さらに、ディフューザ部13dから流出した冷媒は、第2可変絞り機構29から流出した冷媒と合流して、流出側蒸発器14へ流入する(n’46点→o”46点、l’46点→o”46点)。
The refrigerant discharged from the
流出側蒸発器14へ流入した冷媒は、流出側蒸発器14にその熱量を放熱する(o”46点→p’46点)。これにより、流出側蒸発器14の除霜がなされる。流出側蒸発器14にて放熱した冷媒は、第1圧縮機11に吸入されて再び圧縮される(p’46点→k’46点)。
The refrigerant flowing into the
この第2除霜運転モードによれば、第1除霜運転モードと同様に流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16を除霜できるだけでなく、流出側蒸発器14へ流入する冷媒の圧力を低下させて、流出側蒸発器14の保護を図ることもできる。
According to the second defrosting operation mode, not only the
つまり、本実施形態では、ディフューザ部13dから流出した冷媒に、第2可変絞り機構29から流出した冷媒を合流させることによって、流出側蒸発器14へ流入する冷媒の圧力を低下させることができる。
That is, in this embodiment, the pressure of the refrigerant flowing into the outflow side evaporator 14 can be reduced by joining the refrigerant flowing out from the
従って、流出側蒸発器14内の冷媒圧力が流出側蒸発器14内の耐圧性能を超えてしまうことを効果的に防止して、流出側蒸発器14の保護を図ることができる。また、上記の如く、流出側蒸発器14内の冷媒圧力を低下させることができるので、吸引側蒸発器16内の冷媒圧力(冷媒温度)を、吸引側蒸発器16の耐圧許容範囲内で上昇させてもよい。
Therefore, it is possible to effectively prevent the refrigerant pressure in the outflow side evaporator 14 from exceeding the pressure resistance performance in the
(第31実施形態)
本実施形態では、図47の全体構成図に示すように、第30実施形態に対して、バイパス通路25の接続態様を変更した例を説明する。
(Thirty-first embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 47, an example in which the connection mode of the
具体的には、本実施形態のバイパス通路25は、放熱器12出口側と第1分岐部18入口側との間、および、合流部20出口側と吸引側蒸発器16入口側との間を接続するように設けられている。従って、バイパス通路25は、放熱器12下流側のサイクルの高圧冷媒を、吸引側蒸発器16へ導く冷媒流路を構成している。
Specifically, the
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル400を作動させると、通常運転モードでは、第30実施形態の図46(a)のモリエル線図と同様に作動する。一方、除霜運転モードでは、制御装置が冷却ファン12aを停止させるので、第1圧縮機11吐出冷媒は、放熱器12にて放熱しない。このため、除霜運転モードにおいても、第26実施形態の図46(b)のモリエル線図と同様に作動する。
When the
従って、本実施形態においても第30実施形態と同様の効果を得ることができる。もちろん、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル400の除霜運転モードにおいて、第1、第2除霜運転モードのうち、いずれを実行してもよい。
Therefore, also in this embodiment, the same effect as that in the thirtieth embodiment can be obtained. Of course, any of the first and second defrosting operation modes may be executed in the defrosting operation mode of the
(第32実施形態)
本実施形態では、図48の全体構成図に示すように、第30実施形態に対して、気液分離器22を追加した例を説明する。気液分離器22は、吸引側蒸発器16から流出した冷媒の気液を分離してサイクル内の余剰冷媒を溜める吸引側気液分離器である。
(Thirty-second embodiment)
In the present embodiment, an example in which a gas-
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル400を作動させると、通常運転モード時においても除霜運転モード時においても第30実施形態の図46のモリエル線図と同様に作動する。従って、第30実施形態と全く同様の効果を得ることができる。
When the
さらに、通常運転モード時に、吸引側蒸発器16から液相冷媒が流出しても、あるいは、除霜運転モード時に、吸引側蒸発器16へ流入した高温冷媒が凝縮しても、気液分離器22にて分離された気相冷媒のみを第2圧縮機21に供給することができるので、第2圧縮機21の液圧縮の問題を回避できる。
Furthermore, even if the liquid refrigerant flows out of the suction side evaporator 16 during the normal operation mode or the high-temperature refrigerant flowing into the suction side evaporator 16 condenses during the defrosting operation mode, the gas-liquid separator Since only the gas-phase refrigerant separated in 22 can be supplied to the
(第33実施形態)
本実施形態では、図49の全体構成図に示すように、第30実施形態に対して、バイパス通路25および開閉弁26を廃止して除霜運転モードを実現する例を説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル400を作動させると、通常運転モードでは、図50(a)のモリエル線図に示すように作動する。
(Thirty-third embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 49, an example will be described in which the defrosting operation mode is realized by eliminating the
この通常運転モード時の作動は、第30実施形態の通常運転モード時の作動(図46(a))と同様である。なお、図50における冷媒の状態を示す符号は、図46における同様の冷媒の状態を示す符号と同一の符号を用いるとともに添字のみを変更している。 The operation in the normal operation mode is the same as the operation in the normal operation mode of the thirtieth embodiment (FIG. 46 (a)). In addition, the code | symbol which shows the state of the refrigerant | coolant in FIG. 50 uses the same code | symbol as the code | symbol which shows the state of the same refrigerant | coolant in FIG. 46, and has changed only the subscript.
一方、除霜運転モードでは、制御装置が第1、第2電動モータ11b、21b、冷却ファン12a、送風ファン16aを作動させ、さらに、第1、第2可変絞り機構19、29の絞り開度を通常運転モード時よりも増加させる。なお、冷媒蒸発温度の低い吸引側蒸発器16の除霜を行うためには、第1、第2可変絞り機構19、29のうちの少なくとも一方の絞り開度を増加させればよい。
On the other hand, in the defrosting operation mode, the control device operates the first and second
これにより、図50(b)に示すように、除霜運転モードにおける冷媒の状態は、通常運転モードと同様に変化するものの、吸引側蒸発器14および吸引側蒸発器16における冷媒蒸発圧力を除霜可能に、すなわち、冷媒蒸発温度を0℃よりも高い温度に上昇させることができる。
As a result, as shown in FIG. 50B, the refrigerant state in the defrosting operation mode changes in the same manner as in the normal operation mode, but the refrigerant evaporation pressure in the
従って、本実施形態の除霜運転モードでは、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16における冷媒蒸発温度を上昇させて、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16の除霜を行うことができる。さらに、通常運転モードでは、第30実施形態の通常運転モードと同様の効果を得ることができる。
Therefore, in the defrosting operation mode of the present embodiment, the refrigerant evaporating temperature in the
(第34実施形態)
図51、52により、本発明のエジェクタ式冷凍サイクルを冷凍・冷蔵装置に適用した例を説明する。この冷凍・冷蔵装置は、冷却対象空間である冷蔵庫内を0〜10℃程度の低温まで冷却し、さらに、別の冷却対象空間である冷凍庫内を−30〜−10℃程度の極低温まで冷却するものである。図51は、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル500の全体構成図である。
(Thirty-fourth embodiment)
An example in which the ejector refrigeration cycle of the present invention is applied to a refrigeration / refrigeration apparatus will be described with reference to FIGS. This freezing / refrigeration apparatus cools the inside of the refrigerator, which is the cooling target space, to a low temperature of about 0 to 10 ° C., and further cools the inside of the freezer, which is another cooling target space, to an extremely low temperature of about −30 to −10 ° C. To do. FIG. 51 is an overall configuration diagram of an
なお、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル500は、その前提となる第1実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル100に対して、構成機器の変更およびその接続態様の変更、すなわちサイクル構成を変更したものである。従って、図51では、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
The
エジェクタ式冷凍サイクル500では、図51の全体構成図に示すように、第1圧縮機11の吐出口側に、分岐部38を配置している。分岐部38は、3つの流入出口を有する三方継手で構成されており、流入出口のうち1つを冷媒流入口とし、2つを冷媒流出口としたものである。
In the
このような三方継手は、管径の異なる配管を接合して構成してもよいし、金属ブロックや樹脂ブロックに通路径の異なる複数の冷媒通路を設けて構成してもよい。分岐部38の一方の冷媒流出口には、第1放熱器121が接続され、他方の冷媒流出口には、第2放熱器122が接続されている。
Such a three-way joint may be constituted by joining pipes having different pipe diameters, or may be constituted by providing a plurality of refrigerant passages having different passage diameters in a metal block or a resin block. A
第1放熱器121は、分岐部38の一方の冷媒流出口から流出した高圧冷媒と、冷却ファン121aにより送風される庫外空気(外気)とを熱交換させて、高圧冷媒を放熱させて冷却する放熱用熱交換器である。また、第1放熱器122は、分岐部38の他方の冷媒流出口から流出した高圧冷媒と、冷却ファン122aにより送風される庫外空気(外気)とを熱交換させて、高圧冷媒を放熱させて冷却する放熱用熱交換器である。
The
さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル500では、第1放熱器121の熱交換面積を、第2放熱器に対して縮小させることによって、第1放熱器121の熱交換能力(放熱性能)を第2放熱器122の熱交換能力よりも低下させている。冷却ファン121a、122aは、制御装置から出力される制御電圧によって回転数(送風空気量)が制御される電動式送風機である。
Further, in the
また、第2放熱器122の出口側に、第2放熱器122から流出した冷媒の気液を分離して余剰液相冷媒を溜めておく高圧側気液分離器としてのレシーバ(受液器)を設けてもよい。そして、このレシーバから分離された飽和液相冷媒を下流側へ導出させるようにしてもよい。
Also, a receiver (receiver) as a high-pressure side gas-liquid separator that separates the gas-liquid refrigerant flowing out of the
第1放熱器121の出口側には、第1実施形態と同様の高圧側減圧手段としての温度式膨張弁17が接続されている。さらに、温度式膨張弁17の出口側には、第1実施形態と同様のエジェクタ13のノズル部13a入口側が接続されている。さらに、エジェクタ13のディフューザ部13dの出口側には、流出側蒸発器14が接続されている。
On the outlet side of the
一方、第2放熱器122の出口側には、吸引側減圧手段としての可変絞り機構19を介して、吸引側蒸発器16が接続されている。そして、吸引側蒸発器16の出口側には、第2圧縮機21の吸入口が接続され、第2圧縮機21の吐出口には、エジェクタ13の冷媒吸引口13bが接続されている。
On the other hand, the suction side evaporator 16 is connected to the outlet side of the
さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル500には、第1実施形態と同様に、第1圧縮機構11a吐出口側と分岐部38入口側との間、および、可変絞り機構19出口側と吸引側蒸発器16入口側との間を接続するバイパス通路25が設けられている。また、バイパス通路25には、バイパス通路25を開閉する開閉手段としての開閉弁26が配置されている。
Further, in the
次に、上記構成における本実施形態の作動を図52のモリエル線図に基づいて説明する。なお、図52(a)は、通常運転モードのモリエル線図であり、図52(b)は、除霜運転モードのモリエル線図である。まず、通常運転モードについて説明する。通常運転モードは、操作パネルの作動スイッチが投入された状態で、切替スイッチが通常運転モードに切り替えられると実行される。 Next, the operation of the present embodiment in the above configuration will be described based on the Mollier diagram of FIG. Fig. 52 (a) is a Mollier diagram in the normal operation mode, and Fig. 52 (b) is a Mollier diagram in the defrosting operation mode. First, the normal operation mode will be described. The normal operation mode is executed when the operation switch of the operation panel is turned on and the changeover switch is switched to the normal operation mode.
通常運転モードが実行されると、制御装置が第1、第2電動モータ11b、21b、第1、第2冷却ファン121a、122a、送風ファン14a、16aを作動させる。これにより、第1圧縮機11が冷媒を吸入し、圧縮して吐出する(図52(a)のa52点)。さらに、制御装置が、吸引側蒸発器16における冷媒蒸発温度が予め定めた温度となるように、可変絞り機構19の絞り開度を調整し、開閉弁26を閉弁状態とする。
When the normal operation mode is executed, the control device operates the first and second
第1圧縮機11から吐出された高温高圧状態の気相冷媒は分岐部38へ流入し、第1放熱器121側へ流入する冷媒流れと第2放熱器122側へ流入する冷媒流れとに分流される。
The high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the
ここで、本実施形態では、第1放熱器121側へ流入する冷媒流量Gr1と第2放熱器122側へ流入する冷媒流量Gr2との流量比Gr1/Gr2が、サイクル全体として高いCOPを発揮できる最適流量比となるように、分岐部38内の各冷媒通路の通路面積(圧力損失特性)が決定されている。
Here, in this embodiment, the flow rate ratio Gr1 / Gr2 between the refrigerant flow rate Gr1 flowing into the
第1放熱器121側へ流入した冷媒は、冷却ファン121aから送風された送風空気(外気)と熱交換して放熱して凝縮する(a52点→b152点)。一方、第2放熱器122側へ流入した冷媒は、冷却ファン122aから送風された送風空気(外気)と熱交換して放熱して凝縮する(a52点→b252点)。
The refrigerant flowing into the
この際、第1放熱器121の熱交換能力が、第2放熱器122の熱交換能力よりも低く設定されているので、第1放熱器121から流出した冷媒のエンタルピは、第2放熱器122から流出した冷媒のエンタルピよりも高くなる。
At this time, since the heat exchange capability of the
第1放熱器121から流出した冷媒は、温度式膨張弁17へ流入して、等エンタルピ的に減圧膨張して気液二相状態となる(b152点→c52点)。この際、温度式膨張弁17の弁開度は、流出側蒸発器14出口側冷媒の過熱度(g52点)が予め定めた所定値となるように調整される。
The refrigerant flowing out of the
温度式膨張弁17から流出した中間圧冷媒は、ノズル部13aで等エントロピ的に減圧膨張する(c52点→d52点)。そして、ノズル部13aから噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口13bから吸引された吸引冷媒がエジェクタ13の混合部13cにて混合されて(d52点→e52点、j52点→e52点)、ディフューザ部13dにて昇圧される(e52点→f52点)。
The intermediate-pressure refrigerant flowing out of the
ディフューザ部13dから流出した冷媒は、流出側蒸発器14へ流入して、送風ファン14aによって循環送風された冷蔵庫内空気から吸熱して蒸発する(f52点→g52点)。これにより、冷蔵庫内空気が冷却される。そして、流出側蒸発器14から流出した冷媒は、第1圧縮機11に吸入され、再び圧縮される(g52点→a52点)。
Refrigerant flowing out of the
一方、第2放熱器122から流出した冷媒は、可変絞り機構19にてさらに等エンタルピ的に減圧膨張されて、その圧力を低下させる(b252点→h52点)。可変絞り機構19にて減圧膨張された冷媒は、吸引側蒸発器16へ流入して、送風ファン16aにより循環送風される冷凍庫内空気から吸熱して蒸発する(h52点→i52点)。これにより、庫内空気が冷却される。
The refrigerant flowing out of the
そして、吸引側蒸発器16から流出した冷媒は、第2圧縮機21に吸入され、圧縮される(i52点→j52点)。この際、制御装置は、エジェクタ式冷凍サイクル200全体としてのCOPが略最大に近づくように、第1実施形態と同様に、第1、第2電動モータ11b、21bの作動を制御する。
The refrigerant flowing out of the suction side evaporator 16 is sucked into the
さらに、第2圧縮機21から吐出された冷媒は、前述の如く、冷媒吸引口13bからエジェクタ13内へ吸引される(j52点→e52点)。
Further, as described above, the refrigerant discharged from the
次に、除霜運転モードについて説明する。除霜運転モードは、操作パネルの作動スイッチが投入された状態で、切替スイッチが除霜運転モードに切り替えられると実行される。 Next, the defrosting operation mode will be described. The defrosting operation mode is executed when the changeover switch is switched to the defrosting operation mode in a state where the operation switch of the operation panel is turned on.
除霜運転モードが実行されると、制御装置が第1、第2電動モータ11b、21bを作動させる。これにより、第1圧縮機11が冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。この時の冷媒の状態は、図52(b)のk52点である。さらに、制御装置が、可変絞り機構19の絞り開度を全閉状態とし、開閉弁26を開弁状態とし、第1、第2冷却ファン121a、122aおよび送風ファン14a、16aを停止させる。
When the defrosting operation mode is executed, the control device operates the first and second
第1圧縮機11から吐出された高温高圧状態の気相冷媒は、開閉弁26が開弁状態となっているので、バイパス通路25側へ流入して、開閉弁26を通過する際に、等エンタルピ的に減圧膨脹する(k52点→l52点)。
Since the on-off
開閉弁26を通過した高温低圧状態の気相冷媒は、可変絞り機構19の絞り開度が全閉状態となっているので、可変絞り機構19を介して第1、第2放熱機121、122側へ流れ込むことなく、吸引側蒸発器16へ流入する。
The high-temperature and low-pressure gas-phase refrigerant that has passed through the on-off
吸引側蒸発器16へ流入した冷媒は、吸引側蒸発器16にその熱量を放熱する(l52点→m52点)。これにより、吸引側蒸発器16の除霜がなされる。吸引側蒸発器16にて放熱した冷媒は、第2圧縮機21に吸入され、圧縮される(m52点→n52点)。
The refrigerant that has flowed into the suction-
第2圧縮機21から吐出された冷媒は、エジェクタの冷媒吸引口13b→混合部13c→ディフューザ部13dを通過する際の圧力損失によって減圧されて、流出側蒸発器14へ流入する(n52点→o52点)。
The refrigerant discharged from the
流出側蒸発器14へ流入した冷媒は、流出側蒸発器14にその熱量を放熱する(o52点→p52点)。これにより、流出側蒸発器14の除霜がなされる。流出側蒸発器14にて放熱した冷媒は、第1圧縮機11に吸入されて再び圧縮される(p52点→k52点)。
The refrigerant flowing into the
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル500は、上述の如く作動するので、以下のような効果を発揮できる。
Since the
(A)通常運転モード時に、分岐部38で冷媒の流れを分流しているので、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16の双方へ適切に冷媒を供給できる。従って、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16の双方で同時に冷却作用を発揮できる。
(A) In the normal operation mode, the flow of the refrigerant is divided by the
この際、吸引側蒸発器16の冷媒蒸発圧力はディフューザ部13dで昇圧した後にさらに可変絞り機構19で減圧した後の圧力となり、流出側蒸発器14の冷媒蒸発圧力は、吸引側蒸発器16の冷媒蒸発圧力を第2圧縮機21およびディフューザ部13dで昇圧した後の圧力となる。
At this time, the refrigerant evaporation pressure of the suction side evaporator 16 becomes the pressure after the pressure is increased by the
従って、流出側蒸発器14の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)よりも吸引側蒸発器16の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)を十分に低くすることができる。その結果、流出側蒸発器14を低温の冷蔵庫内の冷却用として用い、吸引側蒸発器16を極低温の冷凍庫内の冷却用として用いることができる。
Therefore, the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) of the suction side evaporator 16 can be made sufficiently lower than the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) of the
(B)通常運転モード時に、エジェクタ13の駆動流が流量低下するような運転条件、すなわち、エジェクタ13の吸引能力が低下するような運転条件となっても、第2圧縮機21(第2圧縮機構21a)の作用によって、第1実施形態と同様に、エジェクタ式冷凍サイクル500全体として高いCOPを発揮させた状態で安定して作動させることができる。
(B) In the normal operation mode, the second compressor 21 (second compression) even if the operation condition is such that the drive flow of the
(C)通常運転モード時に、第1圧縮機11→分岐部38→第1放熱器121→温度式膨脹弁17→エジェクタ13→流出側蒸発器14→第1圧縮機11の順に冷媒が流れ、さらに、第1圧縮機11→分岐部38→第2放熱器122→可変絞り機構19→吸引側蒸発器16→第2圧縮機11→エジェクタ13→流出側蒸発器14→第1圧縮機11という順に冷媒が流れる。
(C) In the normal operation mode, the refrigerant flows in the order of the
つまり、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16といった蒸発器を通過する冷媒の流れが環状となるので、冷媒に第1、第2圧縮機11、21の潤滑用のオイル(冷凍機油)を混入させても、このオイルが流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16内等に滞留してしまうことを回避できる。
That is, since the flow of the refrigerant passing through the evaporator such as the
(D)通常運転モード時に、高圧側減圧手段として可変絞り機構である温度式膨張弁17を採用しているので、サイクルの負荷変動に応じて、エジェクタ13のノズル部13aへ流入させる冷媒流量を変化させることができる。その結果、負荷変動が生じても、高いCOPを発揮させながら、エジェクタ式冷凍サイクルを運転することができる。
(D) In the normal operation mode, the temperature
(E)通常運転モード時に、温度式膨張弁17にて減圧された冷媒(図52のc52点)が気液二相状態となるので、エジェクタ13のノズル部13aへ気液二相状態の冷媒を流入させることができる。従って、ノズル部13aへ液相冷媒を流入させる場合に対して、ノズル部13aにおける冷媒の沸騰を促進させることができ、ノズル効率を向上させることができる。
(E) to the normal operation mode, refrigerant reduced in pressure by the thermal expansion valve 17 (c 52 points in FIG. 52) because the gas-liquid two-phase state, a gas-liquid two-phase state to the
従って、回収エネルギ量を増加させて、ディフューザ部13dにおける昇圧量を増加させることができるので、より一層、COPを向上できる。さらに、ノズル部13aへ液相冷媒を流入させる場合に対して、ノズル部13aの冷媒通路面積を拡大することができるので、ノズル部13aの加工が容易となる。その結果、エジェクタ13の製造コストを低減して、エジェクタ式冷凍サイクル500全体としての製造コストを低減できる。
Accordingly, the amount of recovered energy can be increased and the amount of pressure increase in the
(F)通常運転モード時に、第1放熱器121および第2放熱器122の放熱性能を独立に変化させることができるので、例えば、第2放熱器122の放熱性能と吸引側蒸発器16の吸熱性能とを容易に適合させること、および、第1、2放熱器121、122の放熱性能と流出側蒸発器14の吸熱性能とを容易に適合させることができる。従って、サイクルの作動を安定化させやすい。
(F) Since the heat dissipation performance of the
また、第1放熱器121の熱交換能力を、第2放熱器122の熱交換能力よりも低下させているので、エジェクタ13のノズル部13aへ流入する冷媒のエンタルピが不必要に減少してしまうことを回避できる。これにより、更なるCOP向上効果を得ることができる。その理由は、ノズル部13aへ流入する冷媒のエンタルピを不必要に減少させないことで、ノズル部13aにおける回収エネルギ量を増大できるからである。
Moreover, since the heat exchange capability of the
このことをより詳細に説明すると、ノズル部13aへ流入する冷媒のエンタルピが増加するに伴って、等エントロピ線の傾きが緩やかになる。そのため、ノズル部13aにて、同じ圧力分だけ等エントロピ膨張させた場合、ノズル部13a入口側冷媒のエンタルピが高いほど、ノズル部13a入口側冷媒のエンタルピとノズル部13a出口側冷媒のエンタルピとの差(回収エネルギ量)が大きくなる。
This will be described in more detail. As the enthalpy of the refrigerant flowing into the
従って、ノズル部13aへ流入する冷媒のエンタルピが増加するに伴って、ノズル部13aにおける回収エネルギ量が増大する。そして、この回収エネルギ量の増大に伴って、ディフューザ部13dにおける昇圧量を増大させることができ、更なるCOP向上効果を得ることができる。
Accordingly, as the enthalpy of the refrigerant flowing into the
さらに、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16に着霜が生じた場合には、制御装置が開閉弁26を開くことで、第1圧縮機11から吐出された高温冷媒を吸引側蒸発器16に流入させて除霜し、第2圧縮機21から吐出された高温冷媒を流出側蒸発器14に流入させて除霜する除霜運転モードを実行することができる。
Further, when frost formation occurs in the
従って、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16の着霜によるサイクル破綻を回避して、エジェクタ式冷凍サイクル500を安定して作動させることができる。さらに、減圧手段として可変絞り機構19を採用し、除霜運転時に可変絞り機構19の絞り開度を全閉状態としているので、バイパス通路25から流出した冷媒が可変絞り機構19を介して分岐部18側へ流れることを確実に防止できる。
Therefore, it is possible to stably operate the ejector-
(第35実施形態)
本実施形態では、図53の全体構成図に示すように、第34実施形態に対して、バイパス通路25の接続態様を変更した例を説明する。
(Thirty-fifth embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 53, an example in which the connection mode of the
具体的には、本実施形態のバイパス通路25は、第1放熱器121出口側と温度式膨張弁17入口側との間、および、可変絞り機構19出口側と吸引側蒸発器16入口側との間を接続するように設けられている。従って、バイパス通路25は、第1放熱器121下流側のサイクルの高圧冷媒を、吸引側蒸発器16へ導く冷媒流路を構成している。
Specifically, the
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル500を作動させると、通常運転モードでは、第34実施形態の図52(a)のモリエル線図と同様に作動する。一方、除霜運転モードでは、制御装置が第1冷却ファン121aを停止させるので、第1圧縮機11吐出冷媒は、第1放熱器121にて放熱しない。このため、除霜運転モードにおいても、第34実施形態の図52(b)のモリエル線図と同様に作動する。
When the
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル500においても第34実施形態と同様の効果を得ることができる。
Therefore, the same effects as those in the 34th embodiment can be obtained in the
(第36実施形態)
本実施形態では、図54の全体構成図に示すように、第34実施形態に対して、バイパス通路25の接続態様を変更した例を説明する。
(Thirty-sixth embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 54, an example in which the connection mode of the
具体的には、本実施形態のバイパス通路25は、第2放熱器122出口側と温度式膨張弁17入口側との間、および、可変絞り機構19出口側と吸引側蒸発器16入口側との間を接続するように設けられている。従って、バイパス通路25は、第2放熱器122下流側のサイクルの高圧冷媒を、吸引側蒸発器16へ導く冷媒流路を構成している。
Specifically, the
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル500を作動させると、第35実施形態と同様に、通常運転モードでは、第34実施形態の図52(a)のモリエル線図と同様に作動し、除霜運転モードでは、第34実施形態の図52(b)のモリエル線図と同様に作動する。
When the ejector-
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル500においても第34実施形態と同様の効果を得ることができる。
Therefore, the same effects as those in the 34th embodiment can be obtained in the
(第37実施形態)
本実施形態では、図55の全体構成図に示すように、第34実施形態に対して、バイパス通路25の接続態様を変更した例を説明する。具体的には、本実施形態のバイパス通路25は、第1放熱器121出口側と第2放熱器122出口側を接続する接続配管25c、および、可変絞り機構19出口側と吸引側蒸発器16入口側との間を接続するように設けられている。
(Thirty-seventh embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 55, an example in which the connection mode of the
さらに、接続配管25cの両端部には、接続配管を開閉する第1、第2開閉弁25d、25eが設けられている。この第1、第2開閉弁25d、25eは、制御装置から出力される制御信号によって開閉作動が制御される電磁弁である。そして、制御装置は、通常運転モード時に第1、第2開閉弁25d、25eの双方を閉弁させ、除霜運転モード時に第1、第2開閉弁25d、25eの双方を開弁させる。
Further, first and second on-off
従って、バイパス通路25は、第1放熱器121下流側のサイクルの高圧冷媒および第2放熱器122下流側のサイクルの高圧冷媒の双方の混合冷媒を、吸引側蒸発器16へ導く冷媒流路を構成している。
Therefore, the
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル500を作動させると、第35実施形態と同様に、通常運転モードでは、第34実施形態の図52(a)のモリエル線図と同様に作動し、除霜運転モードでは、第34実施形態の図52(b)のモリエル線図と同様に作動する。 従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル500においても第34実施形態と同様の効果を得ることができる。
When the ejector-
(第38実施形態)
本実施形態では、図56の全体構成図に示すように、第34実施形態に対して、気液分離器22を追加した例を説明する。気液分離器22は、吸引側蒸発器16から流出した冷媒の気液を分離してサイクル内の余剰冷媒を溜める吸引側気液分離器である。
(Thirty-eighth embodiment)
In this embodiment, an example in which a gas-
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル500を作動させると、通常運転モード時においても除霜運転モード時においても第34実施形態の図52のモリエル線図と同様に作動する。従って、第34実施形態と全く同様の効果を得ることができる。
When the
さらに、通常運転モード時に、吸引側蒸発器16から液相冷媒が流出しても、あるいは、除霜運転モード時に、吸引側蒸発器16へ流入した高温冷媒が凝縮しても、気液分離器22にて分離された気相冷媒のみを第2圧縮機21に供給することができるので、第2圧縮機21の液圧縮の問題を回避できる。
Furthermore, even if the liquid refrigerant flows out of the suction side evaporator 16 during the normal operation mode or the high-temperature refrigerant flowing into the suction side evaporator 16 condenses during the defrosting operation mode, the gas-liquid separator Since only the gas-phase refrigerant separated in 22 can be supplied to the
(第39実施形態)
本実施形態では、図57の全体構成図に示すように、第34実施形態に対して、第1圧縮機構11aから吐出された高圧冷媒を、流出側蒸発器14へ導く補助バイパス通路25aを追加した例を説明する。
(Thirty-ninth embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 57, an
より具体的には、本実施形態の補助バイパス通路25aは、バイパス通路25のうち除霜運転モードにおける開閉弁26の下流側、および、エジェクタ13のディフューザ部13d流出口側と流出側蒸発器14入口側との間を接続する冷媒流路である。
More specifically, the
さらに、補助バイパス通路25aには、通常運転モード時にエジェクタ13のディフューザ部13dから流出した冷媒が、バイパス通路25側へ流れることを禁止する補助バイパス通路用逆止弁25bが配置されている。
Further, the
なお、この補助バイパス通路用逆止弁25bの代わりに、補助バイパス通路25aを開閉する補助バイパス通路用開閉弁を採用してもよい。この場合は、通常運転モードでは、補助バイパス通路用開閉弁を閉弁させ、除霜運転モードでは、補助バイパス通路用開閉弁を開弁させればよい。
Instead of the auxiliary bypass
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル500を作動させると、通常運転モードでは、図58(a)のモリエル線図に示すように作動する。この通常運転モード時の作動は、第34実施形態の通常運転モード時の作動(図52(a))と同様である。なお、図58における冷媒の状態を示す符号は、図52における同様の冷媒の状態を示す符号と同一の符号を用いるとともに添字のみを変更している。
Therefore, when the
一方、除霜運転モードでは、第1圧縮機11から吐出された高温高圧状態の気相冷媒は、開閉弁26が開弁状態となっているので、第34実施形態と同様に、バイパス通路25へ流入して開閉弁26を通過する際に、等エンタルピ的に減圧膨脹する(k58点→l58点)。開閉弁26にて減圧された冷媒の流れは、吸引側蒸発器16側へ流れる冷媒流れと補助バイパス通路25a側へ流れる冷媒流れとに分流される。
On the other hand, in the defrosting operation mode, the high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the
開閉弁26から吸引側蒸発器16側へ流出した高温低圧状態の気相冷媒は、吸引側蒸発器16にその熱量を放熱する(l58点→m58点)。これにより、吸引側蒸発器16の除霜がなされる。吸引側蒸発器16にて放熱した冷媒は、第2圧縮機21に吸入され、圧縮される(m58点→n58点)。
The high-temperature and low-pressure gas-phase refrigerant that has flowed out of the on-off
第2圧縮機21から吐出された冷媒は、エジェクタの冷媒吸引口13b→混合部13c→ディフューザ部13dを通過する際の圧力損失によって減圧される(n57点→o57点)。ディフューザ部13dから流出した冷媒は、補助バイパス通路25aから流出した冷媒と合流して、流出側蒸発器14へ流入する(n58点→o’58点、l58点→o’58点)。
The refrigerant discharged from the
さらに、流出側蒸発器14へ流入した冷媒は、流出側蒸発器14にその熱量を放熱する(o’58点→p58点)。これにより、流出側蒸発器14の除霜がなされる。流出側蒸発器14にて放熱した冷媒は、第1圧縮機11に吸入されて再び圧縮される(p58点→k58点)。
Further, the refrigerant that has flowed into the
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル500は、上述の如く作動するので、通常運転モードでは、第34実施形態と全く同様の効果を得ることができる。さらに、除霜運転モードでは、第34実施形態と全く同様の効果を得ることができるだけでなく、流出側蒸発器14へ流入する冷媒の圧力を低下させて、流出側蒸発器14の保護を図ることもできる。
Since the
つまり、本実施形態では、ディフューザ部13dから流出した冷媒に、補助バイパス通路25aから流出した冷媒を合流させることによって、流出側蒸発器14へ流入する冷媒の圧力を低下させることができる。
That is, in this embodiment, the pressure of the refrigerant flowing into the
従って、流出側蒸発器14内の冷媒圧力が流出側蒸発器14内の耐圧を超えてしまうことを防止して、流出側蒸発器14の保護を図ることができる。また、上記の如く、流出側蒸発器14内の冷媒圧力を低下させることができるので、吸引側蒸発器16内の冷媒圧力(冷媒温度)を、吸引側蒸発器16の耐圧許容範囲内で上昇させてもよい。
Therefore, it is possible to prevent the refrigerant pressure in the outflow side evaporator 14 from exceeding the pressure resistance in the
(第40実施形態)
本実施形態では、図59の全体構成図に示すように、第34実施形態に対して、バイパス通路25および開閉弁26を廃止して除霜運転モードを実現する例を説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル500を作動させると、通常運転モードでは、図60(a)のモリエル線図に示すように作動する。
(40th Embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 59, an example in which the defrosting operation mode is realized by eliminating the
この通常運転モード時の作動は、第34実施形態の通常運転モード時の作動(図52(a))と同様である。一方、除霜運転モードでは、制御装置が第1、第2電動モータ11b、21b、冷却ファン12a、送風ファン16aを作動させ、さらに、可変絞り機構19の絞り開度を通常運転モード時よりも増加させる。
The operation in the normal operation mode is the same as the operation in the normal operation mode of the thirty-fourth embodiment (FIG. 52 (a)). On the other hand, in the defrosting operation mode, the control device operates the first and second
これにより、図60(b)に示すように、除霜運転モードにおける冷媒の状態は、通常運転モードと同様に変化するものの、吸引側蒸発器16における冷媒蒸発圧力を除霜可能に、すなわち、冷媒蒸発温度を0℃よりも高い温度に上昇させることができる。 Thereby, as shown in FIG. 60B, the refrigerant state in the defrosting operation mode changes in the same manner as in the normal operation mode, but the refrigerant evaporation pressure in the suction side evaporator 16 can be defrosted, that is, The refrigerant evaporation temperature can be raised to a temperature higher than 0 ° C.
従って、本実施形態の除霜運転モードでは、吸引側蒸発器16における冷媒蒸発温度を上昇させて、吸引側蒸発器16の除霜を行うことができる。さらに、通常運転モードでは、第34実施形態の通常運転モードと同様の効果を得ることができる。 Therefore, in the defrosting operation mode of the present embodiment, the refrigerant evaporation temperature in the suction side evaporator 16 can be increased and the suction side evaporator 16 can be defrosted. Furthermore, in the normal operation mode, the same effects as in the normal operation mode of the 34th embodiment can be obtained.
さらに、温度式膨張弁17の代わりに、電気式膨張弁を採用して、除霜運転モード時に、制御装置がこの電気式膨張弁の絞り開度を増加させるようにすれば、流出側蒸発器14における冷媒蒸発温度も上昇させることができる。
Furthermore, if an electric expansion valve is employed instead of the
(第41実施形態)
本実施形態では、図61の全体構成図に示すように、第34実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル500に対して、流出側蒸発器14および送風ファン14aを廃止するとともに、内部熱交換器30を追加した例を説明する。
(41st Embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 61, the outflow-
この内部熱交換器30は、高圧側冷媒流路30aを通過する第2放熱器122から流出した冷媒と低圧側冷媒流路30bを通過するサイクルの低圧側冷媒との間で熱交換を行うものである。より具体的には、本実施形態における第2放熱器122から流出した冷媒は、第2放熱器122出口側から可変絞り機構19入口側へ至る冷媒通路を流通する冷媒であり、サイクルの低圧側冷媒は、第1圧縮機構11aへ吸入される冷媒である。
This
また、内部熱交換器30の具体的構成としては、高圧側冷媒流路30aを形成する外側管の内側に低圧側冷媒流路30bを形成する内側管を配置する二重管方式の熱交換器構成を採用している。もちろん、高圧側冷媒流路30aを内側管として、低圧側冷媒流路30bを外側管としてもよい。さらに、高圧側冷媒流路30aと低圧側冷媒流路30bとを形成する冷媒配管同士をろう付け接合して熱交換させる構成等を採用してもよい。その他の構成は、第34実施形態と同様である。
In addition, as a specific configuration of the
次に、本実施形態の作動を図62のモリエル線図に基づいて説明する。なお、図62(a)は、通常運転モードのモリエル線図であり、図62(b)は、除霜運転モードのモリエル線図である。 Next, the operation of the present embodiment will be described based on the Mollier diagram of FIG. FIG. 62 (a) is a Mollier diagram in the normal operation mode, and FIG. 62 (b) is a Mollier diagram in the defrosting operation mode.
まず、通常運転モードについて説明する。通常運転モードでは、第1圧縮機11吐出冷媒(図62(a)のa62点)が、第34実施形態と同様に、分岐部38にて分流される。そして、分岐部38から第1放熱器121側へ流出した冷媒は、第34実施形態と同様に、第1放熱器121→温度式膨張弁17→エジェクタ13のノズル部13a→エジェクタ13のディフューザ部13の順に流れる(b162点→c62点→d62点→e62点→f62点)。
First, the normal operation mode will be described. In the normal operation mode, the refrigerant discharged from the first compressor 11 ( a62 point in FIG. 62 (a)) is diverted at the
ディフューザ部13dから流出した冷媒は、内部熱交換器30の低圧側冷媒流路30bへ流入して加熱され、そのエンタルピを上昇させる(f62点→g62点)。さらに、内部熱交換器30の低圧側冷媒流路30bから流出した冷媒は、第1圧縮機11に吸引されて再び圧縮される(g62点→a62点)。
Refrigerant flowing out of the
一方、分岐部38から第2放熱器122へ流入した冷媒は、第2放熱器122にて冷却され(a62点→b262点)、さらに、内部熱交換器30の高圧側冷媒流路20aにて冷却されて、そのエンタルピを低下させる(b262点→b2’62点)。
Meanwhile, the refrigerant flowing from the
内部熱交換器30の高圧側冷媒流路30aから流出した冷媒は、第34実施形態と同様に、可変絞り機構19→吸引側蒸発器16の順に流れる(b2’62点→h62点→i62点)。その他の作動は、第34実施形態と同様である。
The refrigerant flowing out from the high-pressure side
次に、除霜運転モードについて説明する。除霜運転モードでは、第1圧縮機11から吐出された高温高圧状態の気相冷媒は、開閉弁26が開弁状態となっているので、バイパス通路25側へ流入して、開閉弁26を通過する際に、等エンタルピ的に減圧膨脹する(k62点→l62点)。
Next, the defrosting operation mode will be described. In the defrosting operation mode, the high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the
開閉弁26を通過した高温低圧状態の気相冷媒は、可変絞り機構19の絞り開度が全閉状態となっているので、可変絞り機構19を介して内部熱交換器30の高圧側冷媒流路30a側へ流れ込むことなく、吸引側蒸発器16へ流入する。
The high-temperature and low-pressure gas-phase refrigerant that has passed through the on-off
吸引側蒸発器16へ流入した冷媒は、吸引側蒸発器16にその熱量を放熱する(l62点→m62点)。これにより、吸引側蒸発器16の除霜がなされる。吸引側蒸発器16にて放熱した冷媒は、第2圧縮機21に吸入され、圧縮される(m62点→n62点)。
The refrigerant that has flowed into the suction-
第2圧縮機21から吐出された冷媒は、エジェクタの冷媒吸引口13b→混合部13c→ディフューザ部13dを通過する際の圧力損失によって減圧されて、内部熱交換器30の低圧側冷媒流路30bへ流入する(n62点→o62点)。
The refrigerant discharged from the
ここで、除霜運転モードでは、開閉弁26が開弁状態となり、第2冷却ファン122aが停止している。このため、内部熱交換器30の低圧側冷媒流路30bへ流入した冷媒は、高圧側冷媒流路30a内の冷媒と殆ど熱交換しない。そして、低圧側冷媒流路30bから流出した冷媒は、第1圧縮機11に吸入されて再び圧縮される(o62点→k62点)。
Here, in the defrosting operation mode, the on-off
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル500を作動させると、通常運転モードでは、吸引側蒸発器16にて冷却作用を発揮でき、第34実施形態の(B)〜(E)と同様の効果を得ることができる。
Therefore, when the
さらに、第1放熱器121の熱交換能力を、第2放熱器122の熱交換能力よりも低下させているので、エジェクタ13のノズル部13aへ流入する冷媒のエンタルピが不必要に減少してしまうことを回避できる。これにより、更なるCOP向上効果を得ることができる。また、内部熱交換器30の作用によって、吸引側蒸発器16へ流入させるエンタルピを低下させることができ、より一層、COPを向上できる。
Furthermore, since the heat exchange capability of the
さらに、吸引側蒸発器16に着霜が生じた場合には、制御装置が開閉弁26を開くことで、第1圧縮機11から吐出された高温冷媒を吸引側蒸発器16に流入させて除霜する除霜運転モードを実行することができる。従って、第34実施形態と同様に、吸引側蒸発器16の着霜によるサイクル破綻を回避して、エジェクタ式冷凍サイクル500を安定して作動させることができる。
Further, when frost formation occurs in the
(第42実施形態)
本実施形態では、図63の全体構成図に示すように、第41実施形態に対して、バイパス通路25の接続態様を変更した例を説明する。
(Forty-second embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 63, an example in which the connection mode of the
具体的には、本実施形態のバイパス通路25は、第1放熱器121出口側と温度式膨張弁17入口側との間、および、可変絞り機構19出口側と吸引側蒸発器16入口側との間を接続するように設けられている。従って、バイパス通路25は、第1放熱器121下流側のサイクルの高圧冷媒を、吸引側蒸発器16へ導く冷媒流路を構成している。
Specifically, the
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル500を作動させると、通常運転モードでは、第41実施形態の図62(a)のモリエル線図と同様に作動する。一方、除霜運転モードでは、制御装置が第1冷却ファン121aを停止させるので、第1圧縮機11吐出冷媒は、第1放熱器121にて放熱しない。このため、除霜運転モードにおいても、第41実施形態の図62(b)のモリエル線図と同様に作動する。
When the
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル500においても第41実施形態と同様の効果を得ることができる。
Therefore, the same effects as those of the forty-first embodiment can be obtained in the
(第43実施形態)
本実施形態では、図64の全体構成図に示すように、第41実施形態に対して、バイパス通路25の接続態様を変更した例を説明する。
(43rd embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 64, an example in which the connection mode of the
具体的には、本実施形態のバイパス通路25は、第2放熱器122出口側と温度式膨張弁17入口側との間、および、可変絞り機構19出口側と吸引側蒸発器16入口側との間を接続するように設けられている。従って、バイパス通路25は、第2放熱器122下流側のサイクルの高圧冷媒を、吸引側蒸発器16へ導く冷媒流路を構成している。
Specifically, the
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル500を作動させると、第42実施形態と同様に、通常運転モードでは、第41実施形態の図62(a)のモリエル線図と同様に作動し、除霜運転モードでは、第41実施形態の図62(b)のモリエル線図と同様に作動する。
When the
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル500においても第41実施形態と同様の効果を得ることができる。
Therefore, the same effects as those of the forty-first embodiment can be obtained in the
(第44実施形態)
本実施形態では、図65の全体構成図に示すように、第41実施形態に対して、バイパス通路25の接続態様を変更した例を説明する。具体的には、本実施形態のバイパス通路25は、第37実施形態と同様に、第1放熱器121出口側と第2放熱器122出口側を接続する接続配管25c、および、可変絞り機構19出口側と吸引側蒸発器16入口側との間を接続するように設けられている。
(44th Embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 65, an example in which the connection mode of the
さらに、接続配管25cの両端部には、第37実施形態と同様に、接続配管を開閉する第1、第2開閉弁25d、25eが設けられている。従って、バイパス通路25は、第1放熱器121下流側のサイクルの高圧冷媒および第2放熱器122下流側のサイクルの高圧冷媒の双方の混合冷媒を、吸引側蒸発器16へ導く冷媒流路を構成している。
Further, first and second on-off
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル500を作動させると、第42実施形態と同様に、通常運転モードでは、第41実施形態の図62(a)のモリエル線図と同様に作動し、除霜運転モードでは、第41実施形態の図62(b)のモリエル線図と同様に作動する。
When the
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル500においても第41実施形態と同様の効果を得ることができる。
Therefore, the same effects as those of the forty-first embodiment can be obtained in the
(第45実施形態)
本実施形態では、図66の全体構成図に示すように、第41実施形態に対して、第1実施形態と同様のアキュムレータ15および第38実施形態と同様の気液分離器22を追加した例を説明する。なお、本実施形態のアキュムレータ15は、液相冷媒流出口を有していない。その他の構成は、第41実施形態と同様である。
(45th embodiment)
In this embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 66, an
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル500を作動させると、第42実施形態と同様に、通常運転モード時においても除霜運転モード時においても第41実施形態の図62のモリエル線図と同様に作動する。
When the
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル500においても第41実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、通常運転モード時に、アキュムレータ15にて分離された気相冷媒のみを第1圧縮機11に供給することができるので、第1圧縮機11の液圧縮の問題を回避できる。
Therefore, the same effects as those of the forty-first embodiment can be obtained in the
また、吸引側蒸発器16から液相冷媒が流出しても、あるいは、除霜運転モード時に、吸引側蒸発器16へ流入した高温冷媒が凝縮しても、気液分離器22にて分離された気相冷媒のみを第2圧縮機21に供給することができるので、第2圧縮機21の液圧縮の問題を回避できる。
Further, even if the liquid refrigerant flows out of the suction side evaporator 16 or the high temperature refrigerant flowing into the suction side evaporator 16 is condensed in the defrosting operation mode, it is separated by the gas-
(第46実施形態)
本実施形態では、図67の全体構成図に示すように、第41実施形態に対して、バイパス通路25および開閉弁26を廃止して除霜運転モードを実現する例を説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル500を作動させると、通常運転モードでは、図68(a)のモリエル線図に示すように作動する。
(46th Embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 67, an example in which the defrosting operation mode is realized by eliminating the
この通常運転モード時の作動は、第41実施形態の通常運転モード時の作動(図62(a))と同様である。一方、除霜運転モードでは、制御装置が第1、第2電動モータ11b、21b、冷却ファン12a、送風ファン16aを作動させ、さらに、可変絞り機構19の絞り開度を通常運転モード時よりも増加させる。
The operation in the normal operation mode is the same as the operation in the normal operation mode of the 41st embodiment (FIG. 62 (a)). On the other hand, in the defrosting operation mode, the control device operates the first and second
これにより、図68(b)に示すように、除霜運転モードにおける冷媒の状態は、通常運転モードと同様に変化するものの、吸引側蒸発器16における冷媒蒸発圧力を除霜可能に、すなわち、冷媒蒸発温度を0℃よりも高い温度に上昇させることができる。 Thereby, as shown in FIG. 68 (b), although the state of the refrigerant in the defrosting operation mode changes in the same manner as in the normal operation mode, the refrigerant evaporation pressure in the suction side evaporator 16 can be defrosted, that is, The refrigerant evaporation temperature can be raised to a temperature higher than 0 ° C.
従って、本実施形態の除霜運転モードでは、吸引側蒸発器16における冷媒蒸発温度を上昇させて、吸引側蒸発器16の除霜を行うことができる。さらに、通常運転モードでは、第41実施形態の通常運転モードと同様の効果を得ることができる。 Therefore, in the defrosting operation mode of the present embodiment, the refrigerant evaporation temperature in the suction side evaporator 16 can be increased and the suction side evaporator 16 can be defrosted. Further, in the normal operation mode, the same effect as in the normal operation mode of the forty-first embodiment can be obtained.
(第47実施形態)
本実施形態では、図69の全体構成図に示すように、第15実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200に対して、流出側蒸発器14および送風ファン14aを廃止するとともに、第12実施形態と同様の内部熱交換器30を追加した例を説明する。
(47th embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 69, the outflow-
より具体的には、本実施形態における放熱器12から流出した冷媒は、補助放熱器12e出口側から可変絞り機構19入口側へ至る冷媒通路を流通する冷媒であり、サイクルの低圧側冷媒は、第1圧縮機構11aへ吸入される冷媒である。その他の構成は、第15実施形態と同様である。
More specifically, the refrigerant that has flowed out of the
次に、本実施形態の作動を図70のモリエル線図に基づいて説明する。なお、図70(a)は、通常運転モードのモリエル線図であり、図70(b)は、除霜運転モードのモリエル線図である。 Next, the operation of the present embodiment will be described based on the Mollier diagram of FIG. FIG. 70 (a) is a Mollier diagram in the normal operation mode, and FIG. 70 (b) is a Mollier diagram in the defrosting operation mode.
まず、通常運転モードについて説明する。通常運転モードでは、第1圧縮機11吐出冷媒が放熱器12で放熱されて(図70(a)のa70点→b70点)、第15実施形態と同様に、分岐部18にて分流される。そして、分岐部18からノズル部13a側へ流出した高圧冷媒は、第15実施形態と同様に、ディフューザ部13dから流出する(b70点→d70点→e70点→f70点)。
First, the normal operation mode will be described. In the normal operation mode, the
ディフューザ部13dから流出した冷媒は、内部熱交換器30の低圧側冷媒流路30bへ流入して、そのエンタルピを上昇させる(f70点→g70点)。さらに、内部熱交換器30の低圧側冷媒流路30bから流出した、第1圧縮機11に吸引されて再び圧縮される(g70点→a70点)。
Refrigerant flowing out of the
一方、分岐部18から補助放熱器12e側へ流出した高圧冷媒は、補助放熱器12eおよび内部熱交換器30の高圧側冷媒流路30aにて、さらに冷却されて、そのエンタルピを低下させて液相状態となる(b70点→b’70点→b”70点)。
On the other hand, the high-pressure refrigerant that has flowed out from the
内部熱交換器30の高圧側冷媒流路30aから流出した冷媒は、第15実施形態と同様に、可変絞り機構19→吸引側蒸発器16の順に流れる(b”70点→h70点→i70点)。その他の作動は、第15実施形態と同様である。
As in the fifteenth embodiment, the refrigerant flowing out from the high-pressure side
次に、除霜運転モードについて説明する。除霜運転モードでは、第1圧縮機11から吐出された高温高圧状態の気相冷媒は、開閉弁26が開弁状態となっているので、バイパス通路25側へ流入して、開閉弁26を通過する際に、等エンタルピ的に減圧膨脹する(k70点→l70点)。
Next, the defrosting operation mode will be described. In the defrosting operation mode, the high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the
開閉弁26を通過した高温低圧状態の気相冷媒は、可変絞り機構19の絞り開度が全閉状態となっているので、可変絞り機構19を介して放熱機12側へ流れ込むことなく、吸引側蒸発器16へ流入する。
The high-temperature and low-pressure gas-phase refrigerant that has passed through the on-off
吸引側蒸発器16へ流入した冷媒は、吸引側蒸発器16にその熱量を放熱する(l70点→m70点)。これにより、吸引側蒸発器16の除霜がなされる。吸引側蒸発器16にて放熱した冷媒は、第2圧縮機21に吸入され、圧縮される(m70点→n70点)。
The refrigerant that has flowed into the suction-
第2圧縮機21から吐出された冷媒は、エジェクタの冷媒吸引口13b→混合部13c→ディフューザ部13dを通過する際の圧力損失によって減圧されて、内部熱交換器30の低圧側冷媒流路30bへ流入する(n70点→o70点)。
The refrigerant discharged from the
ここで、除霜運転モードでは、開閉弁26が開弁状態となり、冷却ファン12aが停止している。このため、内部熱交換器30の低圧側冷媒流路30bへ流入した冷媒は、高圧側冷媒流路30a内の冷媒と殆ど熱交換しない。そして、低圧側冷媒流路30bから流出した冷媒は、第1圧縮機11に吸入されて再び圧縮される(o70点→k70点)。
Here, in the defrosting operation mode, the on-off
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、通常運転モードでは、吸引側蒸発器16にて冷却作用を発揮でき、第7実施形態の(B)、(C)と同様の効果および第15実施形態と同様のCOP向上効果を得ることができる。また、内部熱交換器30の作用によって、吸引側蒸発器16へ流入させるエンタルピを低下させることができ、より一層、COPを向上できる。
Therefore, when the
さらに、吸引側蒸発器16に着霜が生じた場合には、制御装置が開閉弁26を開くことで、第1圧縮機11から吐出された高温冷媒を吸引側蒸発器16に流入させて除霜する除霜運転モードを実行することができる。従って、第15実施形態と同様に、吸引側蒸発器16の着霜によるサイクル破綻を回避して、エジェクタ式冷凍サイクル200を安定して作動させることができる。
Further, when frost formation occurs in the
(第48実施形態)
本実施形態では、図71の全体構成図に示すように、第47実施形態に対して、バイパス通路25の接続態様を変更した例を説明する。
(Forty-eighth embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 71, an example in which the connection mode of the
具体的には、本実施形態のバイパス通路25は、補助放熱器12e出口側と可変絞り機構19入口側との間、および、可変絞り機構19出口側と吸引側蒸発器16入口側との間を接続するように設けられている。従って、バイパス通路25は、放熱器12下流側(具体的には、補助放熱器12e下流側)のサイクルの高圧冷媒を、吸引側蒸発器16へ導く冷媒流路を構成している。
Specifically, the
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、通常運転モードでは、第47実施形態の図70(a)のモリエル線図と同様に作動する。一方、除霜運転モードでは、制御装置が冷却ファン12aを停止させるので、第1圧縮機11吐出冷媒は、放熱器12および補助放熱器12eにて放熱しない。このため、除霜運転モードにおいても、第47実施形態の図70(b)のモリエル線図と同様に作動する。
When the
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200においても第47実施形態と同様の効果を得ることができる。
Therefore, the same effects as those of the 47th embodiment can be obtained in the
(第49実施形態)
本実施形態では、図72の全体構成図に示すように、第47実施形態に対して、バイパス通路25の接続態様を変更した例を説明する。
(49th Embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 72, an example in which the connection mode of the
具体的には、本実施形態のバイパス通路25は、放熱器12出口側と補助放熱器12e入口側との間、および、可変絞り機構19出口側と吸引側蒸発器16入口側との間を接続するように設けられている。従って、バイパス通路25は、放熱器12下流側のサイクルの高圧冷媒を、吸引側蒸発器16へ導く冷媒流路を構成している。
Specifically, the
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、第48実施形態と同様に、通常運転モードでは、第47実施形態の図70(a)のモリエル線図と同様に作動し、除霜運転モードでは、第47実施形態の図70(b)のモリエル線図と同様に作動する。
When the
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200においても第47実施形態と同様の効果を得ることができる。
Therefore, the same effects as those of the 47th embodiment can be obtained in the
(第50実施形態)
本実施形態では、図73の全体構成図に示すように、第47実施形態に対して、第1実施形態と同様のアキュムレータ15および第18実施形態と同様の気液分離器22を追加した例を説明する。なお、本実施形態のアキュムレータ15は、液相冷媒流出口を有していない。その他の構成は、第47実施形態と同様である。
(50th Embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 73, an example in which an
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、通常運転モード時においても除霜運転モード時においても第47実施形態の図70のモリエル線図と同様に作動する。従って、第47実施形態と全く同様の効果を得ることができる。
When the
さらに、通常運転モード時に、アキュムレータ15にて分離された気相冷媒のみを第1圧縮機11に供給することができるので、第1圧縮機11の液圧縮の問題を回避できる。また、吸引側蒸発器16から液相冷媒が流出しても、あるいは、除霜運転モード時に、吸引側蒸発器16へ流入した高温冷媒が凝縮しても、気液分離器22にて分離された気相冷媒のみを第2圧縮機21に供給することができるので、第2圧縮機21の液圧縮の問題を回避できる。
Furthermore, since only the gas-phase refrigerant separated by the
(第51実施形態)
本実施形態では、図74の全体構成図に示すように、第47実施形態に対して、バイパス通路25および開閉弁26を廃止して除霜運転モードを実現する例を説明する。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル200を作動させると、通常運転モードでは、図75(a)のモリエル線図に示すように作動する。
(51st Embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 74, an example in which the defrosting operation mode is realized by eliminating the
この通常運転モード時の作動は、第47実施形態の通常運転モード時の作動(図70(a))と同様である。一方、除霜運転モードでは、制御装置が第1、第2電動モータ11b、21b、冷却ファン12a、送風ファン16aを作動させ、さらに、可変絞り機構19の絞り開度を通常運転モード時よりも増加させる。
The operation in the normal operation mode is the same as the operation in the normal operation mode of the 47th embodiment (FIG. 70 (a)). On the other hand, in the defrosting operation mode, the control device operates the first and second
これにより、図75(b)に示すように、除霜運転モードにおける冷媒の状態は、通常運転モードと同様に変化するものの、吸引側蒸発器16における冷媒蒸発圧力を除霜可能に、すなわち、冷媒蒸発温度を0℃よりも高い温度に上昇させることができる。 Thereby, as shown in FIG. 75 (b), the refrigerant state in the defrosting operation mode changes in the same manner as in the normal operation mode, but the refrigerant evaporation pressure in the suction side evaporator 16 can be defrosted, that is, The refrigerant evaporation temperature can be raised to a temperature higher than 0 ° C.
従って、本実施形態の除霜運転モードでは、吸引側蒸発器16における冷媒蒸発温度を上昇させて、吸引側蒸発器16の除霜を行うことができる。さらに、通常運転モードでは、第47実施形態の通常運転モードと同様の効果を得ることができる。 Therefore, in the defrosting operation mode of the present embodiment, the refrigerant evaporation temperature in the suction side evaporator 16 can be increased and the suction side evaporator 16 can be defrosted. Further, in the normal operation mode, the same effect as in the normal operation mode of the 47th embodiment can be obtained.
(他の実施形態)
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下のように種々変形可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified as follows.
(1)上述の各実施形態では、操作パネルの切替スイッチの操作信号に基づいて、通常運転モードと除霜運転モードとの切り替えを行っているが、通常運転モードと除霜運転モードとの切り替えはこれに限定されない。 (1) In each of the above-described embodiments, switching between the normal operation mode and the defrosting operation mode is performed based on the operation signal of the changeover switch of the operation panel, but switching between the normal operation mode and the defrosting operation mode is performed. Is not limited to this.
例えば、制御装置が、通常運転モードと除霜運転モードとを所定時間毎に交互に切り替えるようにしてもよい。つまり、通常運転モードが予め定めた第1基準時間以上継続された場合に、除霜運転モードへ切り替え、さらに、除霜運転モードが予め定めた第2基準時間以上継続された場合に、通常運転モードへ切り替えるようにしてもよい。 For example, the control device may alternately switch between the normal operation mode and the defrosting operation mode every predetermined time. That is, when the normal operation mode is continued for a predetermined first reference time or longer, the mode is switched to the defrosting operation mode, and when the defrost operation mode is continued for a predetermined second reference time or longer, the normal operation is performed. You may make it switch to mode.
(2)上述の各実施形態では、第1、第2圧縮機11、21として、それぞれ別体で構成された圧縮機を採用した例を説明したが、第1、第2圧縮機構11a、21aおよび第1、第2電動モータ11b、21bを一体的に構成してもよい。
(2) In each of the above-described embodiments, examples in which separate compressors are employed as the first and
例えば、第1、第2圧縮機構11a、21aおよび第1、第2電動モータ11b、21bを同一のハウジング内に収容して一体的に構成してもよい。この場合には、第1、第2圧縮機構11a、21aの回転軸を共通化して、共通する駆動源から供給される駆動力によって双方の圧縮機構を駆動するようにしてもよい。
For example, the first and
これにより、第1、第2圧縮機構11a、21aを小型化して、エジェクタ式冷凍サイクル全体としての小型化を図ることができる。
Thereby, the 1st,
(3)上述の各実施形態では、第1、第2圧縮機11、21として、電動圧縮機を採用した例を説明したが、第1、第2圧縮機11、21の形式はこれに限定されない。
(3) In each of the above-described embodiments, an example in which an electric compressor is employed as the first and
例えば、エンジン等を駆動源として、吐出容量の変化により冷媒吐出能力を調整できる可変容量型圧縮機を採用してもよい。この場合は、吐出容量変更手段が、吐出能力変更手段となる。また、電磁クラッチの断続により駆動源との接続を断続的に変化させて冷媒吐出能力を調整する固定容量型圧縮機を使用してもよい。この場合は、電磁クラッチが、吐出能力変更手段となる。 For example, you may employ | adopt the variable capacity type compressor which can adjust refrigerant | coolant discharge capability with the change of discharge capacity | capacitance by using an engine etc. as a drive source. In this case, the discharge capacity changing means becomes the discharge capacity changing means. Moreover, you may use the fixed capacity type compressor which adjusts a refrigerant | coolant discharge capability by changing the connection with a drive source intermittently by the interruption of an electromagnetic clutch. In this case, the electromagnetic clutch becomes the discharge capacity changing means.
さらに、第1、第2圧縮機11、21に、同一の形式の圧縮機構を採用してもよいし、異なる形式の圧縮機構を採用してもよい。
Further, the first and
(4)上述の実施形態では、エジェクタ13としてノズル部13aの絞り通路面積が固定された固定式のエジェクタ13を採用しているが、ノズル部の絞り通路面積を変更可能に構成された可変エジェクタを採用してもよい。
(4) In the above-described embodiment, the fixed
また、上述の実施形態では、高圧側減圧手段として、流出側蒸発器14出口側冷媒の過熱度が予め設定された所定値となるように調整する温度式膨張弁17を採用しているが、吸引側蒸発器16出口側冷媒の過熱度が予め設定された所定値となるように調整する温度式膨張弁を採用してもよい。
Further, in the above-described embodiment, as the high pressure side pressure reducing means, the temperature
さらに、高圧側減圧手段として、絞り開度(弁開度)を外部からの電気的制御信号によって調整可能な電気式膨張弁を採用してもよいし、可変絞り機構を採用することなく固定絞り機構を採用してもよい。さらに、上述の第1〜第6、第15〜20実施形態において、高圧側減圧手段を設けてもよい。 Further, as the high pressure side pressure reducing means, an electric expansion valve whose throttle opening (valve opening) can be adjusted by an external electric control signal may be adopted, or a fixed throttle without adopting a variable throttle mechanism. A mechanism may be employed. Furthermore, in the above-described first to sixth and fifteenth to twentieth embodiments, a high-pressure side decompression unit may be provided.
(5)上述の実施形態では、冷媒として通常のフロン系冷媒を採用した例を説明したが、冷媒の種類はこれに限定されない。例えば、炭化水素系冷媒、二酸化炭素等を用いてもよい。さらに、本発明のエジェクタ式冷凍サイクルを高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超える超臨界冷凍サイクルとして構成してもよい。 (5) In the above-described embodiment, an example in which a normal chlorofluorocarbon refrigerant is employed as the refrigerant has been described. However, the type of refrigerant is not limited to this. For example, hydrocarbon refrigerant, carbon dioxide, etc. may be used. Furthermore, the ejector refrigeration cycle of the present invention may be configured as a supercritical refrigeration cycle in which the high-pressure side refrigerant pressure exceeds the critical pressure of the refrigerant.
例えば、第1〜第6、第15〜20実施形態のように高圧側減圧手段を設けていないエジェクタ式冷凍サイクル100、200を超臨界冷凍サイクルとして構成すれば、高圧側冷媒圧力が高くなり、エジェクタ13のノズル部13a入口側圧力とノズル部13a出口側圧力との間の圧力差が大きくなる。
For example, if the ejector-
これにより、ノズル部13a入口側冷媒のエンタルピとノズル部13a出口側冷媒のエンタルピとの差が増加して回収エネルギ量を増加させることができる。もちろん、他のエジェクタ式冷凍サイクル200〜500についても、超臨界冷凍サイクルとして構成して、高圧側減圧手段を廃止すれば、同様の効果を得ることができる。
Thereby, the difference of the enthalpy of the
さらに、エジェクタ式冷凍サイクル100〜500を超臨界冷凍サイクルとする場合には、高圧側減圧手段として、高圧側冷媒圧力を、放熱器12の出口側の高圧側冷媒温度に基づいてCOPが略最大となるように決定される目標高圧に調整する圧力制御弁を採用してもよい。
Further, when the ejector-
このような圧力制御弁としては、具体的に、放熱器12(第1放熱器121)出口側に設けられた感温部を有し、この感温部の内部に放熱器12出口側の高圧冷媒の温度に対応した圧力を発生させ、感温部の内圧と放熱器12出口側の冷媒圧力とのバランスで弁開度を機械的機構により調整する構成を採用できる。
As such a pressure control valve, specifically, there is a temperature sensing portion provided on the outlet side of the radiator 12 (first radiator 121), and the high pressure on the outlet side of the
(6)上述の実施形態では、高圧側減圧手段および低圧側減圧手段として、絞り機構を採用しているが、高圧側減圧手段および低圧側減圧手段(可変絞り機構19、29)として、冷媒を体積膨張させて減圧させるとともに、冷媒の圧力エネルギを機械的エネルギに変換して出力する膨張機を採用してもよい。
(6) In the above-described embodiment, the throttle mechanism is adopted as the high pressure side pressure reducing means and the low pressure side pressure reducing means. However, the refrigerant is used as the high pressure side pressure reducing means and the low pressure side pressure reducing means (
このような膨張機としては、具体的に、スクロール型、ベーン型、ローリングピストン型といった容積型圧縮機構を採用できる。そして、容積型圧縮機構を圧縮機構として用いる場合の冷媒流れに対して逆流させるように冷媒を流すことで、冷媒を体積膨張させて減圧させながら、機械的エネルギを出力させることができる。 As such an expander, specifically, a volume type compression mechanism such as a scroll type, a vane type, or a rolling piston type can be employed. Then, by flowing the refrigerant so as to flow backward with respect to the refrigerant flow when the positive displacement compression mechanism is used as the compression mechanism, mechanical energy can be output while the refrigerant is volume-expanded and depressurized.
例えば、膨張機として回転式の容積型圧縮機構を採用すれば、機械的エネルギとして回転エネルギを出力させることができる。さらに、膨張機から出力された機械的エネルギを、例えば、第1、第2圧縮機構の補助動力源として利用すれば、エジェクタ式冷凍サイクル100〜500全体としてのエネルギ効率を向上させることができる。
For example, if a rotary positive displacement compression mechanism is employed as an expander, rotational energy can be output as mechanical energy. Furthermore, if the mechanical energy output from the expander is used as an auxiliary power source for the first and second compression mechanisms, for example, the energy efficiency of the
また、膨張機から出力された機械的エネルギを、外部機器の動力源として利用してもよい。例えば、外部機器として発電機を採用すれば、電気エネルギを得ることができる。また、外部機器としてフライホイールを採用すれば、膨張機から出力された機械的エネルギを運動エネルギとして蓄えることができる。また、外部機器として発条装置(ぜんまいばね)を採用すれば、膨張機20から出力された機械的エネルギを弾性エネルギとして蓄えることもできる。
The mechanical energy output from the expander may be used as a power source for external equipment. For example, if a generator is adopted as an external device, electric energy can be obtained. Moreover, if a flywheel is employ | adopted as an external apparatus, the mechanical energy output from the expander can be stored as a kinetic energy. Moreover, if a stroking device (spring spring) is employed as an external device, the mechanical energy output from the
(7)上述の実施形態において、放熱器12(第1、第2放熱器121、122)として、冷媒を凝縮させる凝縮用熱交換部、凝縮用熱交換部にて凝縮した冷媒の気液を分離する気液分離部、気液分離部にて分離された液相冷媒を過冷却する過冷却用熱交換部を一体的に構成した、いわゆるサブクール型凝縮器を採用してもよい。
(7) In the above-described embodiment, as the radiator 12 (the first and
例えば、第15〜第20実施形態の放熱器12として、サブクール型凝縮器を採用しうて、凝縮用熱交換部を放熱器12として用い、気液分離部にて分岐部18を構成し、過冷却用熱交換部を補助放熱器12eとして用いてもよい。
For example, as the
(8)上述の各実施形態に記載された手段は、他の実施形態に適用することができる。例えば、第1〜第6、第12〜第14、第41〜第51実施形態は、流出側蒸発器14を設けていないが、これらの実施形態において、流出側蒸発器14を設けてもよい。この場合は、流出側蒸発器14を冷蔵庫内の冷却用に用いることができる。
(8) The means described in the above embodiments can be applied to other embodiments. For example, in the first to sixth, twelfth to fourteenth and forty-first to forty-first embodiments, the
例えば、第7〜第51実施形態において、第2実施形態と同様に、吸引側減圧手段として、固定絞り19aおよび逆止弁19bを採用してもよいし、減圧機構一体型の逆止弁を採用してもよい。
For example, in the seventh to 51st embodiments, as in the second embodiment, the fixed
さらに、流出側気液分離器および吸引側気液分離器を設けていない各実施形態に対して、流出側気液分離器および吸引側気液分離器を追加してもよい。さらに、第6実施形態で説明した加熱手段(電気ヒータ16b)を他の実施形態に適用してもよい。さらに、第7〜第25実施形態では、高圧側減圧手段を、分岐部18出口側からエジェクタ13のノズル部13a入口側へ至る冷媒通路に配置してもよい。
Furthermore, you may add an outflow side gas-liquid separator and a suction side gas-liquid separator with respect to each embodiment which does not provide the outflow-side gas-liquid separator and the suction-side gas-liquid separator. Furthermore, the heating means (
(9)上述の第7〜第11、第15〜第40実施形態では、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16にて異なる冷却対象空間(冷蔵庫内空間、冷凍庫内空間)を冷却する例を説明したが、同一の冷却対象空間を冷却するようにしてもよい。この場合は、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16を一体構造に組み付けて、送風ファンから送風された空気を流出側蒸発器14→吸引側蒸発器16の順に通過させることが望ましい。
(9) In the above seventh to eleventh and fifteenth to fortieth embodiments, the cooling target spaces (refrigerant space, freezer space) that are different in the
その理由は、吸引側蒸発器16の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)は、流出側蒸発器14の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)よりも低くなるからである。つまり、送風ファンからの送風空気を上記の如く通過させることで、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16の冷媒蒸発温度と送風空気との温度差を確保して、効率的に送風空気を冷却できる。
This is because the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) of the suction side evaporator 16 is lower than the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) of the
また、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16を一体構造に組み付ける具体的手段として、例えば、双方の蒸発器14、16の構成部品をアルミニウムで構成してろう付け等の接合手段により一体構造に接合してもよい。さらに、ボルト締め等の機械的係合手段によって一体的に結合する構成でもよい。
Further, as a specific means for assembling the
また、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16として、フィンアンドチューブタイプの熱交換器を採用し、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16のフィンを共通化し、冷媒を通過させるチューブのパス構成(流路構成)で、2つの蒸発器に分割する構成としてもよい。
Further, as the
さらに、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16にて同一の冷凍庫内を冷却するように構成すると、送風空気流れの下流側の配置される吸引側蒸発器16の冷媒蒸発温度が着霜の生じる温度(0℃以下)になる。これに対して、流出側蒸発器14における冷媒蒸発温度を調整することで、吸引側蒸発器16に流入する送風空気の絶対湿度を予め低下させることができる。
Further, when the
これにより、吸引側蒸発器16における着霜の発生を抑制できる。さらに、着霜による送風空気の流通が妨げられることが防止できるので、吸引側蒸発器16のフィンピッチ等を縮小して、吸引側蒸発器16の小型化を図ることもできる。
Thereby, generation | occurrence | production of the frost in the suction side evaporator 16 can be suppressed. Furthermore, since the flow of the blast air due to frost formation can be prevented, the fin pitch and the like of the suction side evaporator 16 can be reduced to reduce the size of the
(10)上述の第12〜第14、第21〜第25、第41〜第51実施形態では、内部熱交換器30、31を採用した例を説明したが、これらの内部熱交換器30、31としては、高圧側冷媒流路における冷媒流れ方向と低圧側冷媒流路における冷媒流れ方向が異なる方向となる対向流型の熱交換器を採用してもよいし、高圧側冷媒流路における冷媒流れ方向と低圧側冷媒流路における冷媒流れ方向が同一方向となる並向流型の熱交換器を採用してもよい。
(10) In the above-described twelfth to fourteenth, twenty-first to twenty-fifth and forty-first to forty-first embodiments, the example in which the
さらに、上述の第1〜第11、第15〜第20、第26〜第40実施形態において、放熱器12(第1放熱器121、第2放熱器122)から流出したサイクルの高圧側冷媒とサイクルの低圧側冷媒とを熱交換させる内部熱交換器を採用してもよい。この場合、サイクルの高圧側冷媒としては、放熱器12から高圧側減圧手段へ至る冷媒通路の冷媒、放熱器12から吸引側減圧手段へ至る冷媒、放熱器12からエジェクタ13のノズル部13a入口側へ至る冷媒を採用できる。
Further, in the first to eleventh, fifteenth to twentieth and twenty-sixth to forty embodiments described above, the high-pressure side refrigerant of the cycle that has flowed out of the radiator 12 (the
さらに、内部熱交換器30、31に流通させるサイクルの低圧側冷媒としては、第1圧縮機11へ吸引される冷媒、第2圧縮機21へ吸引される冷媒のいずれを採用してもよい。
Furthermore, as the low-pressure side refrigerant in the cycle flowing through the
(11)上述の第30〜第33実施形態では、高負荷運転時に高圧分岐運転モードに切り替え、通常運転時に低圧分岐運転モードに切り替え、さらに、低負荷運転時に同時分岐運転モードに切り替えるようにしているが、もちろん、各運転モードの切り替えは、これに限定されない。 (11) In the thirty-third to thirty-third embodiments described above, the high-pressure branch operation mode is switched during high-load operation, the low-pressure branch operation mode is switched during normal operation, and the simultaneous branch operation mode is switched during low-load operation. Of course, switching of each operation mode is not limited to this.
例えば、高負荷運転時に高圧分岐運転モードに切り替え、通常運転時に同時分岐運転モードに切り替え、さらに、低負荷運転時に低圧分岐運転モードに切り替えるようにしてもよい。つまり、エジェクタ式冷凍サイクル400を作動させる際に、いずれかの運転モードのうち最も高いサイクル効率を発揮できる運転モードに切り替えればよい。
For example, the high-pressure branch operation mode may be switched during high-load operation, the simultaneous branch operation mode during normal operation, and the low-pressure branch operation mode during low-load operation. That is, when the
また、同時分岐運転モードを実現することなく、高圧分岐運転モードと低圧分岐運転モードとを切り替えるサイクル構成としてもよい。この場合は、第1、第2分岐部18、28を三方弁で構成して冷媒流路を切り替えるようにしてもよい。
Moreover, it is good also as a cycle structure which switches a high voltage | pressure branch operation mode and a low voltage | pressure branch operation mode, without implement | achieving simultaneous branch operation mode. In this case, the first and
さらに、第1、第2吸引側減圧手段として、固定絞り機構を採用して、第1、第2分岐部18、28と第1、第2吸引側減圧手段との間あるいは第1、第2吸引側減圧手段の下流側に流路を開閉する電磁弁(開閉弁)を設けてもよい。 Further, as the first and second suction side pressure reducing means, a fixed throttle mechanism is adopted, and the first and second suction side pressure reducing means or between the first and second suction side pressure reducing means or the first and second pressure reducing means. An electromagnetic valve (open / close valve) for opening and closing the flow path may be provided on the downstream side of the suction side pressure reducing means.
(12)上述の実施形態では、第1、第2圧縮機構11a、21aのみを備えるエジェクタ式冷凍サイクル100〜500について説明したが、さらに、追加の圧縮機構を設けてもよい。例えば、吸引側蒸発器16に対して、並列的に追加の蒸発器を配置して、この蒸発器から流出した冷媒のみを吸入して圧縮するように追加の圧縮機構を設けてもよい。
(12) In the above-described embodiment, the
(13)上述の各実施形態では、本発明のエジェクタ式冷凍サイクル100〜500を冷凍機および冷凍・冷蔵装置に適用した例を説明したが、本発明の適用はこれに限定されない。例えば、エジェクタ式冷凍サイクル100〜500を、空調装置、その他の定置型の冷凍サイクル装置、車両用空調装置等に適用してもよい。
(13) In each of the above-described embodiments, examples in which the
(14)上述の各実施形態では、流出側蒸発器14および吸引側蒸発器16を利用側熱交換器として、放熱器12を大気側へ放熱する室外熱交換器として構成しているが、逆に、流出側蒸発器14および吸引側熱交換器16を大気等の熱源から吸熱する室外側熱交換器として構成し、放熱器12を空気あるいは水等の被加熱冷媒を加熱する室内側熱交換器として構成するヒートポンプサイクルとしてもよい。
(14) In each of the above-described embodiments, the
11、12 第1、第2圧縮機
11a、21a 第1、第2圧縮機構
11b、21b 第1、第2電動モータ
12、121、122 放熱器、第1、第2放熱器
12a、121a、122a 冷却ファン、第1、第2冷却ファン
12e 補助放熱器
13 エジェクタ
13a ノズル部
13b 冷媒吸引口
13d ディフューザ部
14 流出側蒸発器
15 アキュムレータ
16 吸引側蒸発器
17 温度式膨張弁
18、28、38 第1、第2分岐部、分岐部
19、29 第1、第2可変絞り機構
22 気液分離器
25、25a バイパス通路、補助バイパス通路
26 開閉弁
30、31 内部熱交換器
11, 12 1st,
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