JP6708161B2 - Ejector type refrigeration cycle - Google Patents
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Description
本発明は、エジェクタを備え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 including an ejector.
従来、エジェクタを備える蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置であるエジェクタ式冷凍サイクルが知られている。この種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の昇圧作用によって、圧縮機へ吸入される吸入冷媒の圧力を上昇させることができる。これにより、エジェクタ式冷凍サイクルでは、圧縮機の消費動力を低減させて、サイクルの成績係数(COP)を向上させることができる。 Conventionally, an ejector type refrigeration cycle which is a vapor compression type refrigeration cycle device including an ejector is known. In this type of ejector type refrigeration cycle, the pressure of the suction refrigerant sucked into the compressor can be increased by the pressurizing action of the diffuser portion of the ejector. As a result, in the ejector refrigeration cycle, the power consumption of the compressor can be reduced and the coefficient of performance (COP) of the cycle can be improved.
例えば、特許文献1には、2つの蒸発器を備えるエジェクタ式冷凍サイクルが開示されている。より具体的には、特許文献1のエジェクタ式冷凍サイクルは、冷媒蒸発圧力が高い側の第1蒸発器から流出した冷媒をエジェクタのノズル部へ流入させ、冷媒蒸発圧力の低い側の第2蒸発器から流出した冷媒をエジェクタの冷媒吸引口から吸引させるサイクル構成になっている。 For example, Patent Document 1 discloses an ejector-type refrigeration cycle including two evaporators. More specifically, in the ejector-type refrigeration cycle of Patent Document 1, the refrigerant flowing out from the first evaporator on the side having a high refrigerant evaporation pressure is caused to flow into the nozzle portion of the ejector, and the second evaporation on the side having a low refrigerant evaporation pressure is performed. The refrigerant has a cycle configuration in which the refrigerant flowing out of the container is sucked from the refrigerant suction port of the ejector.
さらに、特許文献1のエジェクタ式冷凍サイクルは、ノズル部の入口側に液相冷媒を貯える貯液機構を備えており、ノズル部へ気液二相冷媒を流入させている。これにより、特許文献1のエジェクタ式冷凍サイクルでは、ノズル部における冷媒の凝縮遅れを抑制して、ディフューザ部における昇圧能力が不安定になってしまうことを抑制している。 Further, the ejector-type refrigeration cycle of Patent Document 1 is provided with a liquid storage mechanism that stores the liquid phase refrigerant on the inlet side of the nozzle portion, and allows the gas-liquid two-phase refrigerant to flow into the nozzle portion. As a result, in the ejector-type refrigeration cycle of Patent Document 1, the condensation delay of the refrigerant in the nozzle part is suppressed, and the boosting capability in the diffuser part is suppressed from becoming unstable.
ところが、特許文献1のエジェクタ式冷凍サイクルでは、エジェクタのノズル部へ流入させる冷媒を気液二相冷媒としているので、さらなるCOPの向上を狙うことが難しい。その理由は、ノズル部へ流入する冷媒が気液二相冷媒になっていると、エジェクタの回収エネルギを増加させにくいからである。 However, in the ejector-type refrigeration cycle of Patent Document 1, since the refrigerant that flows into the nozzle portion of the ejector is a gas-liquid two-phase refrigerant, it is difficult to aim for further improvement in COP. The reason is that if the refrigerant flowing into the nozzle portion is a gas-liquid two-phase refrigerant, it is difficult to increase the recovery energy of the ejector.
より詳細には、一般的なエジェクタでは、噴射冷媒の吸引作用によって冷媒吸引口から冷媒を吸引することで、ノズル部にて冷媒が減圧される際の速度エネルギの損失を回収している。そして、回収されたエネルギ(以下、回収エネルギという。)をディフューザ部にて圧力エネルギに変換することによって、冷媒を昇圧させている。従って、さらなるCOPの向上を図るためには、回収エネルギ量を増加させることが有効である。 More specifically, a general ejector collects the loss of velocity energy when the refrigerant is depressurized by the nozzle portion by sucking the refrigerant from the refrigerant suction port by the suction action of the injected refrigerant. Then, the energy recovered (hereinafter referred to as recovered energy) is converted into pressure energy in the diffuser section, thereby boosting the pressure of the refrigerant. Therefore, in order to further improve the COP, it is effective to increase the amount of recovered energy.
ここで、回収エネルギは、ノズル部にて冷媒を等エントロピ的に減圧させた際の冷媒のエンタルピの低下量、すなわちノズル部へ流入する冷媒のエンタルピからノズル部から噴射された直後の噴射冷媒のエンタルピを減算したエンタルピ差によって表すことができる。さらに、モリエル線図上の等エントロピ線の傾きは、冷媒のエンタルピが高くなるに伴って小さくなる。 Here, the recovered energy is the amount of decrease in the enthalpy of the refrigerant when the refrigerant is isentropically decompressed in the nozzle portion, that is, the amount of the injected refrigerant immediately after being injected from the enthalpy of the refrigerant flowing into the nozzle portion. It can be represented by the enthalpy difference obtained by subtracting the enthalpy. Further, the slope of the isentropic line on the Mollier diagram becomes smaller as the enthalpy of the refrigerant becomes higher.
従って、ノズル部における減圧量を一定とすれば、ノズル部へ流入する冷媒のエンタルピを上昇させることで、回収エネルギ量を増加させることができる。 Therefore, if the decompression amount in the nozzle portion is constant, the amount of recovered energy can be increased by increasing the enthalpy of the refrigerant flowing into the nozzle portion.
しかしながら、特許文献1のエジェクタ式冷凍サイクルのように、ノズル部へ流入する冷媒を気液二相冷媒とするサイクルでは、ノズル部へ流入する冷媒のエンタルピの上限値が決まってしまうので、回収エネルギ量の上限値も決まってしまう。このため、特許文献1のエジェクタ式冷凍サイクルでは、さらなるCOPの向上を狙うことが難しい。 However, in the cycle in which the refrigerant flowing into the nozzle portion is a gas-liquid two-phase refrigerant like the ejector refrigeration cycle of Patent Document 1, the upper limit value of the enthalpy of the refrigerant flowing into the nozzle portion is determined, so the recovered energy The upper limit of quantity is also decided. Therefore, it is difficult to further improve the COP in the ejector refrigeration cycle of Patent Document 1.
本発明は、上記点に鑑み、蒸発器から流出した冷媒をエジェクタのノズル部へ流入させるエジェクタ式冷凍サイクルの成績係数を充分に向上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 thereof is to sufficiently improve the coefficient of performance of an ejector-type refrigeration cycle in which a refrigerant flowing out of an evaporator is caused to flow into a nozzle portion of an ejector.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)と、圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる放熱器(12)と、放熱器から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部(14a)と、分岐部にて分岐された一方の冷媒を減圧させる第1減圧部(15、21、23)と、第1減圧部にて減圧された冷媒を蒸発させる第1蒸発器(16)と、分岐部にて分岐された他方の冷媒を減圧させる第2減圧部(18)と、第2減圧部にて減圧された冷媒を蒸発させる第2蒸発器(19)と、第1蒸発器から流出した冷媒を減圧させるノズル部(20a)から噴射される噴射冷媒の吸引作用によって第2蒸発器から流出した冷媒を冷媒吸引口(20c)から吸引して、噴射冷媒と冷媒吸引口から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧部(20d)にて昇圧させるエジェクタ(20)と、ノズル部(20a)へ流入する冷媒のエンタルピを上昇させるエンタルピ上昇部(13、17)と、を備え、
エンタルピ上昇部は、放熱器から流出した冷媒とノズル部へ流入する冷媒とを熱交換させて、ノズル部へ流入する冷媒を加熱するノズル側内部熱交換器(13)、および放熱器から流出した冷媒と冷媒吸引口へ吸引される冷媒とを熱交換させて、冷媒吸引口へ吸引される冷媒を加熱する吸熱側内部熱交換器(17)を有し、
噴射冷媒が過熱度を有する気相冷媒となっているエジェクタ式冷凍サイクルである。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 comprises a compressor (11) for compressing and discharging a refrigerant, a radiator (12) for radiating the refrigerant discharged from the compressor, and a radiator. A branch portion (14a) that branches the flow of the refrigerant that has flown out, a first decompression portion (15, 21, 23) that decompresses one of the refrigerant that is branched at the branch portion, and a decompression portion that is decompressed by the first decompression portion. A first evaporator (16) for evaporating a refrigerant, a second decompression section (18) for decompressing the other refrigerant branched at the branch section, and a second for evaporating the refrigerant decompressed at the second decompression section. The refrigerant that has flowed out of the second evaporator is sucked from the refrigerant suction port (20c) by the suction action of the injection refrigerant that is injected from the evaporator (19) and the nozzle portion (20a) that depressurizes the refrigerant that has flowed out of the first evaporator. Then, the ejector (20) that mixes the injection refrigerant and the suction refrigerant that is sucked from the refrigerant suction port to raise the pressure in the pressure raising portion (20d) and the enthalpy that increases the enthalpy of the refrigerant that flows into the nozzle portion (20a). And an ascending part (13, 17) ,
The enthalpy rising part exchanges heat between the refrigerant flowing out from the radiator and the refrigerant flowing into the nozzle part, and heats the refrigerant flowing into the nozzle part. The nozzle side internal heat exchanger (13) and the radiator flow out. It has an endothermic side internal heat exchanger (17) that heat-exchanges the refrigerant and the refrigerant sucked into the refrigerant suction port to heat the refrigerant sucked into the refrigerant suction port,
It is an ejector type refrigeration cycle in which the injected refrigerant is a gas phase refrigerant having a superheat degree.
これによれば、噴射冷媒が過熱度を有する気相冷媒となっているので、ノズル部(20a)へ流入する冷媒も比較的エンタルピの高い気相冷媒となる。従って、回収エネルギ量を増加させることができ、エジェクタ式冷凍サイクルの成績係数(COP)を充分に向上させることができる。 According to this, since the injected refrigerant is a vapor phase refrigerant having a superheat degree, the refrigerant flowing into the nozzle portion (20a) is also a vapor phase refrigerant having a relatively high enthalpy. Therefore, the amount of recovered energy can be increased, and the coefficient of performance (COP) of the ejector refrigeration cycle can be sufficiently improved.
さらに、噴射冷媒が過熱度を有する気相冷媒となるように、ノズル部(20a)へ流入する冷媒のエンタルピを上昇させるエンタルピ上昇部(13、17)を備えていることが望ましい。これによれば、エンタルピ上昇部(13、17)によって、噴射冷媒を、過熱度を有する気相冷媒とすることができるので、エジェクタ式冷凍サイクルのCOPを、確実に、かつ、充分に向上させることができる。 Further, it is desirable to include an enthalpy raising portion (13, 17) that raises the enthalpy of the refrigerant flowing into the nozzle portion (20a) so that the injected refrigerant becomes a vapor phase refrigerant having a superheat degree. According to this, the enthalpy rising portion (13, 17) allows the injected refrigerant to be a vapor-phase refrigerant having a degree of superheat, so that the COP of the ejector refrigeration cycle can be reliably and sufficiently improved. be able to.
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。 It should be noted that the reference numerals in parentheses for each means described in this column and in the claims indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later.
(第1実施形態)
図1〜図3を用いて、第1実施形態について説明する。本実施形態では、図1の全体構成図に示すエジェクタ式冷凍サイクル10を、冷蔵車両に搭載される車両用冷凍サイクル装置に適用している。
(First embodiment)
The first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. In the present embodiment, the
この車両用冷凍サイクル装置は、冷蔵車両において、車室内へ送風される室内用送風空気を冷却する機能、および車両の荷台に配置された冷蔵庫内へ送風される庫内用送風空気を冷却する機能を果たす。従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10の温度調整対象流体は、室内用送風空気および庫内用送風空気である。
This refrigeration cycle device for a vehicle has a function of cooling indoor blast air that is blown into the passenger compartment of a refrigerated vehicle, and a function of cooling internal blast air that is blown into a refrigerator disposed on the loading platform of the vehicle. Fulfill. Therefore, the temperature adjustment target fluids of the ejector
また、エジェクタ式冷凍サイクル10では、冷媒としてHFC系冷媒(具体的には、R134a)を採用しており、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない蒸気圧縮式の亜臨界冷凍サイクルを構成している。さらに、冷媒には圧縮機11を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。
Further, the
圧縮機11は、エジェクタ式冷凍サイクル10において、冷媒を吸入し、高圧冷媒となるまで圧縮して吐出するものである。より具体的には、本実施形態の圧縮機11は、1つのハウジング内に固定容量型の圧縮機構、および圧縮機構を駆動する電動モータを収容して構成された電動圧縮機である。
The
このような圧縮機構としては、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。また、電動モータは、後述する制御装置40から出力される制御信号によって回転数が制御されるものであり、交流モータ、直流モータのいずれの形式のものが採用されていてもよい。
As such a compression mechanism, various compression mechanisms such as a scroll type compression mechanism and a vane type compression mechanism can be adopted. Further, the electric motor is one whose rotation speed is controlled by a control signal output from a
圧縮機11の吐出口には、放熱器12の冷媒入口側が接続されている。放熱器12は、圧縮機11から吐出された高圧冷媒と冷却ファン12aにより送風される車室外空気(すなわち、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。冷却ファン12aは、制御装置40から出力される制御電圧によって回転数(すなわち、送風空気量)が制御される電動式送風機である。
The refrigerant inlet side of the
放熱器12の冷媒出口には、ノズル側内部熱交換器13の高圧側冷媒通路13aの入口側が接続されている。ノズル側内部熱交換器13は、高圧側冷媒通路13aを流通する高圧冷媒と低圧側冷媒通路13bを流通する低圧冷媒とを熱交換させる熱交換器である。
The refrigerant outlet of the
このようなノズル側内部熱交換器13としては、高圧側冷媒通路13aを形成する外側管の内側に、低圧側冷媒通路13bを形成する内側管を配置した二重管方式の熱交換器構造のものを採用することができる。
Such a nozzle-side
なお、図1では、説明の明確化のために、ノズル側内部熱交換器13の具体的構成については図示しておらず、エジェクタ式冷凍サイクル10の各構成機器に対する高圧側冷媒通路13aおよび低圧側冷媒通路13bの接続関係を模式的に示している。そして、対応する熱交換対象冷媒が流通する冷媒通路同士を破線矢印で指示している。このことは、後述する吸引側内部熱交換器17についても同様である。
It should be noted that in FIG. 1, for clarity of explanation, a specific configuration of the nozzle-side
ノズル側内部熱交換器13の高圧側冷媒通路13aの出口には、三方継手14aの流入口側が接続されている。三方継手14aは、放熱器12から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部である。
The inlet side of the three-way joint 14a is connected to the outlet of the high pressure side
三方継手14aは、3つの流入出口を有し、3つの流入出口のうち1つを冷媒流入口とし、残りの2つを冷媒流出口としたものである。三方継手14aは、複数の配管を接合して形成されたものであってもよいし、金属ブロックや樹脂ブロックに複数の冷媒通路を設けて形成されたものであってもよい。 The three-way joint 14a has three inflow/outflow ports, one of the three inflow/outflow ports is a refrigerant inflow port, and the other two are refrigerant outflow ports. The three-way joint 14a may be formed by joining a plurality of pipes, or may be formed by providing a plurality of refrigerant passages in a metal block or a resin block.
三方継手14aの一方の冷媒流出口には、第1減圧部としての第1膨張弁15の入口側が接続されている。第1膨張弁15は、絞り開度を変化させる弁体、および弁体を変位させる電動アクチュエータ(具体的には、ステッピングモータ)を有する電気式の可変絞り機構である。第1膨張弁15は、制御装置40から出力される制御信号(具体的には、制御パルス)によって、その作動(すなわち、絞り開度)が制御される。
The inlet side of the
第1膨張弁15の出口側には、第1蒸発器16の冷媒入口側が接続されている。第1蒸発器16は、第1膨張弁15にて減圧された低圧冷媒と第1送風機16aから車室内へ送風される室内用送風空気とを熱交換させて、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。第1送風機16aは、制御装置40から出力される制御電圧によって回転数(すなわち、送風空気量)が制御される室内用の電動送風機である。
The refrigerant inlet side of the
第1蒸発器16の冷媒出口には、ノズル側内部熱交換器13の低圧側冷媒通路13bの入口側が接続されている。さらに、低圧側冷媒通路13bの出口には、後述するエジェクタ20のノズル部20aの入口側が接続されている。
The inlet side of the low pressure side
従って、ノズル側内部熱交換器13の高圧側冷媒通路13aを流通する高圧冷媒は、放熱器12から流出した冷媒であって三方継手14aの上流側の冷媒である。また、ノズル側内部熱交換器13の低圧側冷媒通路13bを流通する低圧冷媒は、第1蒸発器16から流出した冷媒であってエジェクタ20のノズル部20aへ流入する冷媒である。
Therefore, the high-pressure refrigerant flowing through the high-pressure
つまり、ノズル側内部熱交換器13は、放熱器12から流出した冷媒とノズル部20aへ流入する冷媒とを熱交換させる。さらに、ノズル側内部熱交換器13は、ノズル部20aへ流入する冷媒を加熱することによって、ノズル部20aへ流入する冷媒のエンタルピを上昇させるエンタルピ上昇部である。
That is, the nozzle-side
三方継手14aの他方の冷媒流出口には、吸引側内部熱交換器17の高圧側冷媒通路17aの入口側が接続されている。吸引側内部熱交換器17は、高圧側冷媒通路17aを流通する高圧冷媒と低圧側冷媒通路17bを流通する低圧冷媒とを熱交換させる熱交換器である。吸引側内部熱交換器17の基本的構成は、ノズル側内部熱交換器13と同様である。
The inlet side of the high pressure side
吸引側内部熱交換器17の高圧側冷媒通路17aの出口には、第2減圧部としての第2膨張弁18の入口側が接続されている。第2膨張弁18の基本的構成は、第1膨張弁15と同様である。従って、第2膨張弁18は、制御装置40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。
An inlet side of a
第2膨張弁18の出口側には、第2蒸発器19の冷媒入口側が接続されている。第2蒸発器19は、第2膨張弁18にて減圧された低圧冷媒と第2送風機19aから冷蔵庫内へ循環送風される庫内用送風空気とを熱交換させて、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。第2送風機19aは、制御装置40から出力される制御電圧によって回転数(すなわち、送風空気量)が制御される庫内用の電動送風機である。
The refrigerant inlet side of the
第2蒸発器19の冷媒出口には、吸引側内部熱交換器17の低圧側冷媒通路17bの入口側が接続されている。さらに、低圧側冷媒通路17bの出口には、エジェクタ20の冷媒吸引口20c側が接続されている。
The refrigerant outlet of the
従って、吸引側内部熱交換器17の高圧側冷媒通路17aを流通する高圧冷媒は、放熱器12から流出した冷媒であって三方継手14aにて分岐された他方の冷媒である。また、吸引側内部熱交換器17の低圧側冷媒通路17bを流通する低圧冷媒は、第2蒸発器19から流出した冷媒であってエジェクタ20の冷媒吸引口20cへ吸引される冷媒である。
Therefore, the high pressure refrigerant flowing through the high pressure side
つまり、吸引側内部熱交換器17は、放熱器12から流出した冷媒と冷媒吸引口20cへ吸引される冷媒とを熱交換させる。さらに、吸引側内部熱交換器17は、冷媒吸引口20cへ吸引される冷媒を加熱することによって、ノズル部20aへ流入する冷媒のエンタルピが上昇するようにサイクルをバランスさせるエンタルピ上昇部である。
That is, the suction side
次に、エジェクタ20は、第1蒸発器16から流出した冷媒を減圧させる冷媒減圧装置としての機能を果たす。さらに、エジェクタ20は、ノズル部20aの冷媒噴射口から噴射された噴射冷媒の吸引作用によって、外部から冷媒を吸引して循環させる冷媒循環装置としての機能を果たす。
Next, the
これに加えて、エジェクタ20は、ノズル部20aから噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口20cから吸引された吸引冷媒との混合冷媒の運動エネルギを圧力エネルギに変換し、混合冷媒を昇圧させるエネルギ変換装置としての機能を果たす。
In addition to this, the
より具体的には、エジェクタ20は、ノズル部20a、およびボデー部20bを有している。ノズル部20aは、冷媒の流れ方向に向かって徐々に先細る略円筒状の金属(本実施形態では、ステンレス合金)等で形成されている。ノズル部20aは、内部に形成された冷媒通路にて冷媒を等エントロピ的に減圧膨張させるものである。
More specifically, the
ノズル部20aの内部に形成された冷媒通路には、通路断面積を最も縮小させる喉部、および喉部から冷媒を噴射する冷媒噴射口へ向かうに伴って通路断面積が徐々に拡大する末広部が形成されている。つまり、本実施形態のノズル部20aは、ラバールノズルとして構成されている。
In the refrigerant passage formed inside the
さらに、本実施形態では、ノズル部20aとして、サイクルの通常運転時に冷媒噴射口から噴射される噴射冷媒の流速が音速以上となるように設定されたものが採用されている。もちろん、ノズル部20aを先細ノズルで構成してもよい。
Further, in this embodiment, as the
ボデー部20bは、略円筒状の金属(本実施形態では、アルミニウム)で形成されている。ボデー部20bは、内部にノズル部20aを支持固定する固定部材として機能するとともに、エジェクタ20の外殻を形成するものである。より具体的には、ノズル部20aは、ボデー部20bの長手方向一端側の内部に収容されるように圧入にて固定されている。ボデー部20bは、樹脂にて形成されていてもよい。
The
ボデー部20bの外周面のうち、ノズル部20aの外周側に対応する部位には、その内外を貫通してノズル部20aの冷媒噴射口と連通するように設けられた冷媒吸引口20cが形成されている。冷媒吸引口20cは、ノズル部20aから噴射される噴射冷媒の吸引作用によって、第2蒸発器19出口側の冷媒をエジェクタ20の内部へ吸引する貫通穴である。
In the outer peripheral surface of the
ボデー部20bの内部には、冷媒吸引口20cから吸引された吸引冷媒をノズル部20aの冷媒噴射口側へ導く吸引通路20e、および吸引冷媒と噴射冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧部としてのディフューザ部20dが形成されている。
Inside the
吸引通路20eは、ノズル部20aの先細り形状の先端部周辺の外周側とボデー部20bの内周側との間の空間に形成されており、吸引通路20eの冷媒通路面積は、冷媒流れ方向に向かって徐々に縮小している。これにより、吸引通路20eを流通する吸引冷媒の流速を徐々に増加させて、ディフューザ部20dにて吸引冷媒と噴射冷媒が混合する際のエネルギ損失(すなわち、混合損失)を減少させている。
The
ディフューザ部20dは、吸引通路20eの出口に連続するように配置された円錐台状の冷媒通路である。ディフューザ部20dでは、通路断面積が冷媒流れ下流側に向かって徐々に拡大する。ディフューザ部20dは、このような通路形状によって、混合冷媒の運動エネルギを圧力エネルギに変換する。
The
より具体的には、本実施形態のディフューザ部20dを形成するボデー部20bの内周壁面の断面形状は、複数の曲線を組み合わせて形成されている。そして、ディフューザ部20dの冷媒通路断面積の広がり度合が冷媒流れ方向に向かって徐々に大きくなった後に再び小さくなっていることで、冷媒を等エントロピ的に昇圧させることができる。ディフューザ部20dの出口には、圧縮機11の吸入側が接続されている。
More specifically, the cross-sectional shape of the inner peripheral wall surface of the
次に、本実施形態の電気制御部の概要について説明する。制御装置40は、CPU、ROM、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ている。そして、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、処理を行い、出力側に接続された各種制御対象機器11、12a、15、16a、18、19a等の作動を制御する。
Next, an outline of the electric control unit of the present embodiment will be described. The
制御装置40の入力側には、図2のブロック図に示すように、内気温センサ41、外気温センサ42、日射センサ43、吐出温度センサ44、吐出圧力センサ45、第1蒸発器温度センサ46a、第2蒸発器温度センサ46b、庫内温度センサ47、ノズル部温度センサ48a、ノズル部圧力センサ48b等のセンサ群が接続されている。そして、制御装置40には、これらのセンサ群の検出信号が入力される。
On the input side of the
内気温センサ41は、車室内温度(すなわち、内気温)Trを検出する内気温検出部である。外気温センサ42は、車室外温度(すなわち、外気温)Tamを検出する外気温検出部である。日射センサ43は、車室内へ照射される日射量Asを検出する日射量検出部である。
The inside
吐出温度センサ44は、圧縮機11から吐出された冷媒の吐出温度Tdを検出する吐出温度検出部である。吐出圧力センサ45は、圧縮機11から吐出された冷媒の吐出圧力Pdを検出する吐出圧力検出部である。
The discharge temperature sensor 44 is a discharge temperature detection unit that detects the discharge temperature Td of the refrigerant discharged from the
第1蒸発器温度センサ46aは、第1蒸発器16における冷媒蒸発温度(すなわち、第1蒸発器温度)Te1を検出する第1蒸発器温度検出部である。第2蒸発器温度センサ46bは、第2蒸発器19における冷媒蒸発温度(すなわち、第2蒸発器温度)Te2を検出する第2蒸発器温度検出部である。庫内温度センサ47は、冷凍庫内の温度を検出する庫内温度検出部である。
The first evaporator temperature sensor 46a is a first evaporator temperature detection unit that detects the refrigerant evaporation temperature (that is, the first evaporator temperature) Te1 in the
ノズル部温度センサ48aは、ノズル側内部熱交換器13の低圧側冷媒通路13bから流出して、エジェクタ20のノズル部20aへ流入する冷媒の入口側温度Tnozを検出するノズル部20aの入口側温度検出部である。ノズル部圧力センサ48bは、ノズル側内部熱交換器13の低圧側冷媒通路13bから流出して、エジェクタ20のノズル部20aへ流入する冷媒の入口側圧力Pnozを検出するノズル部20aの入口側圧力検出部である。
The nozzle part temperature sensor 48a detects the inlet side temperature Tnoz of the refrigerant flowing out from the low pressure side
さらに、制御装置40の入力側には、図2に示すように、車室内前部の計器盤付近に配置された操作パネル50が接続され、この操作パネル50に設けられた各種操作スイッチからの操作信号が制御装置40へ入力される。
Further, as shown in FIG. 2, an
操作パネル50に設けられた各種操作スイッチとしては、庫内冷却および車室内空調を行うことを要求するための車両用冷凍サイクル装置の作動スイッチ、車室内の設定温度Tsetを設定する温度設定スイッチ、室内用送風空気を送風する第1送風機16aの風量設定スイッチ等が設けられている。
As various operation switches provided on the
なお、本実施形態の制御装置40は、その出力側に接続された各種の制御対象機器の作動を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、制御装置40のうち、各制御対象機器の作動を制御する構成(すなわち、ハードウェアおよびソフトウェア)が各制御対象機器の制御手段を構成している。
Note that the
例えば、本実施形態では、圧縮機11の作動を制御する構成が吐出能力制御部40aを構成している。また、第1膨張弁15および第2膨張弁18の作動を制御する構成が減圧制御部40bを構成している。
For example, in the present embodiment, the configuration that controls the operation of the
次に、上記構成における本実施形態の作動を説明する。まず、ユーザによって操作パネルの作動スイッチが投入(ON)されると、制御装置40は予め記憶した制御プログラムを実行する。
Next, the operation of the present embodiment having the above configuration will be described. First, when the operation switch of the operation panel is turned on by the user (ON), the
この制御プログラムでは、内気温センサ41によって検出された内気温Tr、外気温センサ42によって検出され外気温Tam、日射センサ43によって検出された日射量As、および操作パネル50の温度設定スイッチによって設定された設定温度Tsetに基づいて、車室内送風空気の目標吹出温度TAOを決定する。
In this control program, the inside air temperature Tr detected by the inside
そして、決定された目標吹出温度TAO、センサ群によって検出された検出信号、操作パネル50から操作信号に基づいて、制御対象機器の制御状態を決定する。さらに、制御装置40は、決定された制御状態が得られるように、圧縮機11の電動モータ、冷却ファン12a、第1膨張弁15、第1送風機16a、第2膨張弁18、第2送風機19a等の作動を制御する。
Then, the control state of the controlled device is determined based on the determined target outlet temperature TAO, the detection signal detected by the sensor group, and the operation signal from the
これにより、エジェクタ式冷凍サイクル10では、図1の太線矢印に示すように冷媒が流れ、図3のモリエル線図に示すように冷媒の状態が変化する。まず、制御装置40が圧縮機11を作動させることによって、圧縮機11が冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。圧縮機11から吐出された高温高圧の吐出冷媒(図3のa3点)は、放熱器12へ流入する。
As a result, in the ejector-
放熱器12へ流入した冷媒は、冷却ファン12aから送風された送風空気(外気)と熱交換し、放熱して凝縮する(図3のa3点→b3点)。放熱器12から流出した冷媒は、ノズル側内部熱交換器13の高圧側冷媒通路13aへ流入して、ノズル側内部熱交換器13の低圧側冷媒通路13bを流通する低圧冷媒と熱交換してエンタルピを低下させる(図3のb3点→c3点)。
The refrigerant flowing into the
ノズル側内部熱交換器13の高圧側冷媒通路13aから流出した冷媒の流れは三方継手14aにて分岐される。三方継手14aにて分岐された一方の冷媒は、第1膨張弁15へ流入して等エンタルピ的に減圧される(図3のc3点→d3点)。
The flow of the refrigerant flowing out from the high pressure side
この際、制御装置40は、ノズル部温度センサ48aによって検出された入口側温度Tnoz、およびノズル部圧力センサ48bによって検出された入口側圧力Pnozに基づいて算出されるノズル部20aへ流入する冷媒(図3のf3点)の過熱度SHnozが、基準過熱度KSHnozとなるように、第1膨張弁15の作動を制御する。
At this time, the
基準過熱度KSHnozは、吐出圧力センサ45によって検出された吐出圧力Pd等に基づいて、予め制御装置40に記憶されている制御マップを参照して決定される。この制御マップでは、ノズル部20aから噴射された直後の噴射冷媒(図3のk3点)が、過熱度を有する気相冷媒となるように、基準過熱度KSHnoz決定する。
The reference superheat degree KSHnoz is determined based on the discharge pressure Pd detected by the discharge pressure sensor 45 and the like by referring to a control map stored in advance in the
第1膨張弁15にて減圧された冷媒は、第1蒸発器16へ流入して、第1送風機16aにより送風された室内用送風空気から吸熱して蒸発する(図3のd3点→e3点)。これにより、室内用送風空気が冷却される。
The refrigerant decompressed by the
第1蒸発器16から流出した冷媒は、ノズル側内部熱交換器13の低圧側冷媒通路13bへ流入して、高圧側冷媒通路13aを流通する高圧冷媒と熱交換してエンタルピを上昇させる(図3のe3点→f3点)。これにより、低圧側冷媒通路13bから流出した冷媒(図3のf3点)の過熱度SHnozが基準過熱度KSHnozとなる。
The refrigerant flowing out of the
低圧側冷媒通路13bから流出した冷媒は、エジェクタ20のノズル部20aへ流入する。ノズル部20aへ流入した冷媒は、等エントロピ的に減圧されて噴射される(図3のf3点→k3点)。そして、この噴射冷媒の吸引作用によって、吸引側内部熱交換器17の低圧側冷媒通路17bから流出した冷媒(図3のj3点)が、エジェクタ20の冷媒吸引口20cから吸引される。
The refrigerant flowing out from the low pressure side
冷媒吸引口20cから吸引された冷媒は、エジェクタ20の内部に形成された吸引通路20eを流通する際に、等エントロピ的に減圧されて僅かに圧力を低下させる(図3のj3点→m3点)。ノズル部20aから噴射された噴射冷媒および冷媒吸引口20cから吸引された吸引冷媒は、エジェクタ20のディフューザ部20dへ流入する(図3のk3点→n3点、m3点→n3点)。
The refrigerant sucked from the
ディフューザ部20dでは、冷媒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。これにより、噴射冷媒と吸引冷媒との混合冷媒の圧力が上昇する(図3のn3点→o3点)。ディフューザ部20dから流出した冷媒は、圧縮機11へ吸入されて再び圧縮される(図3のo3点→a3点)。
In the
一方、三方継手14aにて分岐された他方の冷媒は、吸引側内部熱交換器17の高圧側冷媒通路17aへ流入して、吸引側内部熱交換器17の低圧側冷媒通路17bを流通する低圧冷媒と熱交換してエンタルピを低下させる(図3のc3点→g3点)。
On the other hand, the other refrigerant branched by the three-way joint 14a flows into the high pressure side
吸引側内部熱交換器17の高圧側冷媒通路17aから流出した冷媒は、第2膨張弁18へ流入して等エンタルピ的に減圧される(図3のg3点→h3点)。この際、制御装置40は、第2蒸発器19における冷媒蒸発温度が冷蔵庫用の基準温度(本実施形態では、5℃)となるように、第2膨張弁18の作動を制御する。
The refrigerant flowing out from the high pressure side
このため、第2膨張弁18で減圧された冷媒の圧力は、第1膨張弁15で減圧された冷媒の圧力よりも低くなる。図3では、h3点の圧力がd3点の圧力よりも高くなる。より具体的には、制御装置40では、吐出圧力センサ45によって検出された吐出圧力Pd等に基づいて、予め制御装置40に記憶されている制御マップを参照して、第2膨張弁18の絞り開度を決定している。
Therefore, the pressure of the refrigerant decompressed by the
第2膨張弁18にて減圧された冷媒は、第2蒸発器19へ流入して、第2送風機19aによって循環送風された庫内用送風空気から吸熱して蒸発する(図3のh3点→i3点)。これにより、庫内用送風空気が冷却される。
The refrigerant decompressed by the
第2蒸発器19から流出した冷媒は、吸引側内部熱交換器17の低圧側冷媒通路17bへ流入して、高圧側冷媒通路17aを流通する高圧冷媒と熱交換してエンタルピを上昇させる(図3のi3点→j3点)。これにより、低圧側冷媒通路17bから流出した冷媒が過熱度を有する気相冷媒となる。低圧側冷媒通路17bから流出した冷媒は、前述の如く、エジェクタ20の冷媒吸引口20cから吸引される。
The refrigerant flowing out from the
本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10は、以上の如く作動して、車室内へ送風される室内用送風空気、および冷蔵庫内へ循環送風される庫内用送風空気を冷却することができる。この際、第1蒸発器16の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)と第2蒸発器19の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)が異なる値とすることができるので、車室内および冷蔵庫内を異なる温度帯で冷却することができる。
The ejector-
さらに、エジェクタ式冷凍サイクル10では、エジェクタ20のディフューザ部20dにて昇圧された冷媒(図3のo3点)を圧縮機11に吸入させるので、圧縮機11の消費動力を低減させて、サイクルの成績係数(COP)を向上させることができる。
Further, in the ejector
これに加えて、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10では、エジェクタ20のノズル部20aから噴射された噴射冷媒(図3のk3点)が過熱度を有する気相冷媒となっているので、ノズル部20aへ流入する冷媒(図3のf3点)も比較的エンタルピの高い気相冷媒となる。
In addition to this, in the ejector-
従って、エジェクタ20のノズル部20aへ流入する冷媒が気液二相冷媒となるサイクルよりも、エジェクタ20にて回収される回収エネルギ量を増加させることができる。その結果、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10によれば、サイクルのCOPを充分に向上させることができる。
Therefore, the amount of energy recovered by the
また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10では、噴射冷媒が過熱度を有する気相冷媒となるように、ノズル部20aへ流入する冷媒のエンタルピを上昇させるエンタルピ上昇部であるノズル側内部熱交換器13および吸引側内部熱交換器17を備えている。これによれば、エジェクタ式冷凍サイクル10のCOPを、確実に、かつ、充分に向上させることができる。
Further, in the
より具体的には、エンタルピ上昇部として、放熱器12から流出した冷媒とノズル部20aへ流入する冷媒とを熱交換させるノズル側内部熱交換器13を備えている。これによれば、ノズル部20aへ流入する冷媒を高圧冷媒で直接的に加熱して、噴射冷媒を過熱度を有する気相冷媒とすることができる。
More specifically, a nozzle-side
さらに、ノズル側内部熱交換器13にて、第1蒸発器16へ流入する冷媒のエンタルピを低下させることができる。従って、第1蒸発器16出口側冷媒のエンタルピから第1蒸発器16入口側冷媒のエンタルピを減算したエンタルピ差を拡大させて、第1蒸発器16にて発揮される冷凍能力を増大させることができる。
Furthermore, in the nozzle-side
また、エンタルピ上昇部として、放熱器12から流出した冷媒と冷媒吸引口20cへ吸引される冷媒とを熱交換させて、冷媒吸引口20cへ吸引される冷媒を加熱する吸引側内部熱交換器17を備えている。これによれば、ノズル部20aへ流入する冷媒のエンタルピが上昇するようにサイクルをバランスさせやすい。
Further, as an enthalpy rising portion, a suction side
さらに、吸引側内部熱交換器17にて、第2蒸発器19へ流入する冷媒のエンタルピを低下させることができる。従って、第2蒸発器19出口側冷媒のエンタルピから第2蒸発器19入口側冷媒のエンタルピを減算したエンタルピ差を拡大させて、第2蒸発器19にて発揮される冷凍能力を増大させることができる。
Furthermore, the suction side
その結果、エジェクタ式冷凍サイクル10のCOPを、確実に、かつ、充分に向上させることができる。
As a result, the COP of the ejector
また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10では、ノズル側内部熱交換器13の高圧側冷媒通路13aを流通する高圧冷媒が、放熱器12から流出した冷媒であって三方継手14aの上流側の冷媒となっている。さらに、吸引側内部熱交換器17の高圧側冷媒通路17aを流通する高圧冷媒が、三方継手14aにて分岐された他方の冷媒となっている。
Further, in the ejector-
これによれば、ノズル側内部熱交換器13の高圧側冷媒通路13aを流通する高圧冷媒の温度は、吸引側内部熱交換器17の高圧側冷媒通路17aを流通する高圧冷媒の温度よりも高くなる。従って、ノズル側内部熱交換器13では、ノズル部20aへ流入する冷媒を効率的に加熱して、噴射冷媒を過熱度を有する気相冷媒とすることができる。
According to this, the temperature of the high pressure refrigerant flowing through the high pressure side
また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10では、制御装置40の減圧制御部40bが、ノズル部20aへ流入する冷媒の過熱度SHnozが、基準過熱度KSHnozとなるように、第1膨張弁15作動を制御している。従って、エジェクタ式冷凍サイクル10では、ノズル部20aから噴射された噴射冷媒を確実に過熱度を有する気相冷媒とすることができ、より一層確実に、サイクルのCOPを向上させることができる。
Further, in the ejector-
(第2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、高段側エジェクタ21、気液分離器22、および固定絞り23を追加したエジェクタ式冷凍サイクル10aについて説明する。なお、図4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、以下の図面でも同様である。
(Second embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 4, an
より具体的には、高段側エジェクタ21の基本的構成は、エジェクタ20と同様である。従って、高段側エジェクタ21は、高段側ノズル部21a、および高段側ボデー部21bを有している。さらに、高段側ボデー部21bには、高段側冷媒吸引口21cが形成されている。高段側ボデー部21bの内部には、高段側昇圧部である高段側ディフューザ部21d、および高段側吸引通路21eが形成されている。
More specifically, the basic structure of the high-
高段側ノズル部21aは、三方継手14aにて分岐された一方の冷媒であって第1膨張弁15から流出した冷媒を、さらに減圧させて噴射するものである。高段側ディフューザ部21dの出口側には、気液分離器22の入口側が接続されている。
The high-stage
気液分離器22は、高段側ディフューザ部21dから流出した冷媒の気液を分離する気液分離部である。気液分離器22の気相冷媒出口には、ノズル側内部熱交換器13の低圧側冷媒通路13bの入口側が接続されている。気液分離器22の液相冷媒出口には、固定絞り23を介して、第1蒸発器16の冷媒入口側が接続されている。第1蒸発器16の冷媒出口には、高段側エジェクタ21の高段側冷媒吸引口21c側が接続されている。
The gas-
固定絞り23は、液相冷媒出口から流出した液相冷媒を減圧させるものである。このような固定絞り23としては、オリフィス、キャピラリチューブ、あるいはノズル等を採用することができる。つまり、本実施形態の高段側エジェクタ21および固定絞り23は、第1膨張弁15とともに第1減圧部を構成している。その他のエジェクタ式冷凍サイクル10aの構成は、第1実施形態と同様である。
The fixed
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10aを作動させると、第1膨張弁15にて減圧された冷媒が、高段側エジェクタ21の高段側ノズル部21aへ流入する。高段側ノズル部21aへ流入した冷媒は、等エントロピ的に減圧されて噴射される。そして、この高段側噴射冷媒の吸引作用によって、第1蒸発器16から流出した冷媒が、高段側エジェクタ21の高段側冷媒吸引口21cから吸引される。
Therefore, when the ejector
高段側噴射冷媒と高段側冷媒吸引口21cから吸引された高段側吸引冷媒との混合冷媒は、高段側ディフューザ部21dにて昇圧される。高段側ディフューザ部21dから流出した冷媒は、気液分離器22へ流入して気液分離される。
The mixed refrigerant of the high-stage side injection refrigerant and the high-stage side suction refrigerant sucked from the high-stage side
気液分離器22にて分離された液相冷媒は、固定絞り23にて減圧されて第1蒸発器16へ流入する。第1蒸発器16へ流入した冷媒は、第1実施形態と同様に、第1送風機16aにより送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内用送風空気が冷却される。一方、気液分離器22にて分離された気相冷媒は、ノズル側内部熱交換器13の低圧側冷媒通路13bへ流入する。
The liquid-phase refrigerant separated by the gas-
その他の作動は、第1実施形態と同様である。従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10aを作動させると、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、エジェクタ20のノズル部20aへ流入する冷媒が気液二相冷媒となるサイクルよりも、エジェクタ20にて回収される回収エネルギ量を増加させて、サイクルのCOPを充分に向上させることができる。
Other operations are the same as those in the first embodiment. Therefore, when the ejector
さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10aでは、高段側エジェクタ21を備えているので、ノズル側内部熱交換器13の低圧側冷媒通路13bへ流入する冷媒の圧力を第1蒸発器16における冷媒蒸発圧力よりも上昇させることができる。従って、圧縮機11の消費動力を低減させて、より一層、サイクルのCOPを向上させることができる。
Further, the ejector-
また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10aでは、ノズル側内部熱交換器13の低圧側冷媒通路13bへ気液分離器22にて分離された飽和気相冷媒を流入させている。従って、低圧側冷媒通路13bへ気液二相冷媒を流入させる場合よりも、エジェクタ20のノズル部20aへ流入する冷媒の過熱度SHnozを、基準過熱度KSHnozに近づけやすい。
Further, in the ejector-
(第3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、高段側三方継手14b、第3蒸発器24、および高段側エジェクタ21が追加されたエジェクタ式冷凍サイクル10bについて説明する。
(Third Embodiment)
In this embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 5, an ejector refrigeration system in which a high-stage three-way joint 14b, a
より具体的には、高段側三方継手14bの基本的構成は、三方継手14aと同様である。高段側三方継手14bは、第1膨張弁15から流出した冷媒の流れを分岐する高段側分岐部である。高段側三方継手14bの一方の冷媒流出口には、高段側エジェクタの21の高段側ノズル部21aの入口側が接続されている。高段側エジェクタ21の高段側ディフューザ部21dの出口側には、第3蒸発器24の冷媒入口側が接続されている。
More specifically, the basic configuration of the high-stage side three-way joint 14b is the same as that of the three-way joint 14a. The high-stage side three-way joint 14b is a high-stage side branch portion that branches the flow of the refrigerant flowing out from the
第3蒸発器24の基本的構成は、第1蒸発器16と同様である。第3蒸発器24は、高段側ディフューザ部21dから流出した冷媒と第3送風機24aから車室内へ送風される室内用送風空気とを熱交換させて、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。第3蒸発器24の冷媒出口には、ノズル側内部熱交換器13の低圧側冷媒通路13bの入口側が接続されている。
The basic configuration of the
高段側三方継手14bの他方の冷媒流出口には、固定絞り23を介して、第1蒸発器16の冷媒入口側が接続されている。第1蒸発器16の冷媒出口には、高段側エジェクタ21の高段側冷媒吸引口21c側が接続されている。つまり、本実施形態の固定絞り23は、第1膨張弁15とともに第1減圧部を構成している。その他のエジェクタ式冷凍サイクル10bの構成は、第1実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10と同様である。
The refrigerant inlet side of the
従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10を作動させると、第1膨張弁15にて減圧された冷媒の流れが高段側三方継手14bにて分岐される。高段側三方継手14bにて分岐された一方の冷媒は、高段側エジェクタ21の高段側ノズル部21aへ流入する。これにより、第2実施形態と同様に、第1蒸発器16から流出した冷媒が、高段側エジェクタ21の高段側冷媒吸引口21cから吸引される。
Therefore, when the ejector-
高段側噴射冷媒と高段側冷媒吸引口21cから吸引された高段側吸引冷媒との混合冷媒は、高段側ディフューザ部21dにて昇圧される。高段側ディフューザ部21dから流出した冷媒は、第3蒸発器24へ流入する。
The mixed refrigerant of the high-stage side injection refrigerant and the high-stage side suction refrigerant sucked from the high-stage side
第3蒸発器24へ流入した冷媒は、第3送風機24aから送風された室内用送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内用送風空気が冷却される。第3蒸発器24から流出した冷媒は、ノズル側内部熱交換器13の低圧側冷媒通路13bへ流入する。
The refrigerant flowing into the
高段側三方継手14bにて分岐された一方の冷媒は、固定絞り23を流通する際に減圧されて第1蒸発器16へ流入する。第1蒸発器16へ流入した冷媒は、第1実施形態と同様に、第1送風機16aにより送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内用送風空気が冷却される。
One of the refrigerants branched at the high-stage side three-way joint 14b is depressurized when flowing through the fixed
その他の作動は、第1実施形態と同様である。従って、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10bを作動させると、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、エジェクタ20のノズル部20aへ流入する冷媒が気液二相冷媒となるサイクルよりも、エジェクタ20にて回収される回収エネルギ量を増加させて、サイクルのCOPを充分に向上させることができる。
Other operations are the same as those in the first embodiment. Therefore, when the ejector
さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10bでは、高段側エジェクタ21を備えているので、ノズル側内部熱交換器13の低圧側冷媒通路13bへ流入する冷媒の圧力を第1蒸発器16における冷媒蒸発圧力よりも上昇させることができる。従って、より一層、サイクルのCOPを向上させることができる。
Further, since the ejector-
また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10bでは、ノズル側内部熱交換器13の低圧側冷媒通路13bへ、第3蒸発器24にて蒸発させた比較的乾き度の高い気液二相冷媒あるいは気相冷媒を流入させる。従って、第2実施形態と同様に、エジェクタ20のノズル部20aへ流入する冷媒の過熱度SHnozを、基準過熱度KSHnozに近づけやすい。
Further, in the ejector
また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10bでは、固定絞り23にて減圧された冷媒を第1蒸発器16へ流入させ、高段側エジェクタ21の高段側ディフューザ部21dにて昇圧させた冷媒を第3蒸発器24へ流入させている。
Further, in the ejector-
これによれば、第1蒸発器16における冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)が、第3蒸発器24の冷媒蒸発圧力(冷媒蒸発温度)よりも低くなるので、第1蒸発器16および第3蒸発器24にて異なる温度帯で室内用送風空気を冷却することができる。
According to this, since the refrigerant evaporation pressure (refrigerant evaporation temperature) in the
(第4実施形態)
本実施形態では、図6の全体構成図に示すエジェクタ式冷凍サイクル10cを、車両用空調装置1に適用した例を説明する。エジェクタ式冷凍サイクル10cは、車両用空調装置において、空調対象空間である車室内へ送風される室内用送風空気(以下、本実施形態では、単に送風空気と記載する。)を冷却あるいは加熱する機能を果たす。従って、エジェクタ式冷凍サイクル10cの温度調整対象流体は、送風空気である。
(Fourth Embodiment)
In this embodiment, an example in which the ejector-
エジェクタ式冷凍サイクル10cは、車室内の空調を行うために、冷媒回路を切り替えることができる。具体的には、エジェクタ式冷凍サイクル10cは、送風空気を冷却して車室内の冷房を行うための冷房モードの冷媒回路、および送風空気を加熱して車室内の暖房を行うための暖房モードの冷媒回路を切り替えることができる。なお、図6では、冷房モード時の冷媒回路における冷媒の流れを白抜き矢印で示し、暖房モード時の冷媒回路における冷媒の流れを黒塗り矢印で示している。
The ejector-
本実施形態の放熱器12は、後述する車両用空調装置1の室内空調ユニット30の空調ケース31内に配置されている。さらに、本実施形態の放熱器12は、圧縮機11から吐出された高圧冷媒と第1送風機16aから送風された送風空気とを熱交換させる。エジェクタ式冷凍サイクル10cでは、冷却ファン12aは廃止されている。
The
このため、本実施形態の放熱器12は、高圧冷媒を放熱させる放熱用熱交換器としての機能を果たすだけでなく、送風空気を加熱する加熱用熱交換器としての機能を果たす。
Therefore, the
放熱器12の出口には、三方継手14aの入口側が接続されている。さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10cでは、第2〜第4三方継手14c〜14eを備えている。第2〜第4三方継手14c〜14eの基本的構成は、三方継手14aと同様である。そこで、以下の説明では、説明の明確化のため、三方継手14aを第1三方継手14aと記載する。
The inlet of the three-way joint 14a is connected to the outlet of the
第1三方継手14aの一方の冷媒流出口には、ノズル側内部熱交換器13の高圧側冷媒通路13aの入口側が接続されている。ノズル側内部熱交換器13の高圧側冷媒通路13aの出口には、第1膨張弁15を介して、第2三方継手14cの一方の流入口側が接続されている。
The inlet side of the high pressure side
第1三方継手14aの他方の冷媒流出口には、吸引側内部熱交換器17の高圧側冷媒通路17aの入口側が接続されている。吸引側内部熱交換器17の高圧側冷媒通路17aの出口には、第2膨張弁18を介して、第2蒸発器19の冷媒入口側が接続されている。
The inlet side of the high-pressure side
さらに、エジェクタ式冷凍サイクル10cでは、第1膨張弁15および第2膨張弁18に加えて、第3膨張弁25を備えている。第3膨張弁25の基本的構成は、第1膨張弁15および第2膨張弁18と同様である。
Furthermore, the
本実施形態の第1〜第3膨張弁15、18、25は、弁開度を全開にすることで流量調整作用および冷媒減圧作用を殆ど発揮することなく単なる冷媒通路として機能する全開機能、および弁開度を全閉にすることで冷媒通路を閉塞する全閉機能を有している。
The first to
そして、この全開機能および全閉機能によって、第1〜第3膨張弁15、18、25は、冷房モードの冷媒回路と暖房モードの冷媒回路上述した各運転モードの冷媒回路を切り替えることができる。従って、第1〜第3膨張弁15、18、25は、冷媒回路切替装置としての機能を兼ね備えている。
The fully open function and the fully closed function allow the first to
本実施形態の第2蒸発器19は、車両ボンネット内の前方側、すなわち車室外に配置されている。このため、本実施形態の第2蒸発器19は、第2膨張弁18から流出した冷媒と第2送風機19aにより送風された外気とを熱交換する室外熱交換器として機能する。さらに、第2蒸発器19は、冷房モード時には、高圧冷媒を放熱させる放熱器として機能し、暖房モード時には、低圧冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。
The
室外熱交換器である第2蒸発器19の冷媒出口には、第3三方継手14dの流入口側が接続されている。第3三方継手14dの一方の流出口には、第3膨張弁25を介して、第2三方継手14cの他方の流入口が接続されている。第2三方継手14cの流出口には、第1蒸発器16の冷媒入口側が接続されている。
The inlet side of the third three-way joint 14d is connected to the refrigerant outlet of the
本実施形態の第1蒸発器16は、室内空調ユニット30の空調ケース31内に配置されている。第1蒸発器16の冷媒出口には、ノズル側内部熱交換器13の低圧側冷媒通路13bの入口側が接続されている。ノズル側内部熱交換器13の低圧側冷媒通路13bの出口には、三方弁26の入口側が接続されている。
The
三方弁26は、ノズル側内部熱交換器13の低圧側冷媒通路13bから流出した冷媒を、エジェクタ20のノズル部20aの入口側へ導く冷媒回路と、エジェクタ20を迂回させて、第4三方継手14eを介して圧縮機11の吸入側へ導く冷媒回路とを切り替えるものである。
The three-
従って、三方弁26は、第1〜第3膨張弁15、18、25とともに、冷媒回路切替装置である。三方弁26は、制御装置40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。
Therefore, the three-
第3三方継手14dの他方の流出口には、吸引側内部熱交換器17の低圧側冷媒通路17bの入口側が接続されている。吸引側内部熱交換器17の低圧側冷媒通路17bの出口には、エジェクタ20の冷媒吸引口20c側が接続されている。その他のエジェクタ式冷凍サイクル10cの構成は、第1実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10と同様である。
The inlet side of the low pressure side
次に、室内空調ユニット30について説明する。室内空調ユニット30は、車室内最前部の計器盤(インストルメントパネル)の内側に配置されている。室内空調ユニット30は、エジェクタ式冷凍サイクル10cによって温度調整された送風空気を車室内へ適切に吹き出すための通風路を切り替える機能等を果たす。
Next, the indoor
室内空調ユニット30は、その外殻を形成する空調ケース31内に形成された空気通路内に、第1送風機16a、第1蒸発器16、放熱器12等を収容したものである。空調ケース31は、車室内に送風される送風空気の空気通路を形成するものである。空調ケース31の送風空気流れ最上流側には、空調ケース31内へ内気(車室内空気)と外気(車室外空気)とを切替導入する内外気切替装置33が配置されている。
The indoor
内外気切替装置33は、空調ケース31内へ内気を導入させる内気導入口および外気を導入させる外気導入口の開口面積を、内外気切替ドアによって連続的に調整して、内気の導入風量と外気の導入風量との導入割合を変化させるものである。内外気切替ドアは、内外気切替ドア用の電動アクチュエータによって駆動される。この電動アクチュエータは、制御装置40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。
The inside/outside
内外気切替装置33の送風空気流れ下流側には、第1送風機16aが配置されている。さらに、第1送風機16aの送風空気流れ下流側には、第1蒸発器16および放熱器12が、送風空気流れに対して、この順に配置されている。つまり、第1蒸発器16は、放熱器12よりも、送風空気流れ上流側に配置されている。このため、放熱器12では、高圧冷媒と第1蒸発器16通過後の送風空気とを熱交換させている。
A
空調ケース31内には、第1蒸発器16通過後の送風空気を、放熱器12を迂回して流すバイパス通路35が設けられている。また、空調ケース31内の第1蒸発器16の送風空気流れ下流側であって、かつ、放熱器12の送風空気流れ上流側には、エアミックスドア34が配置されている。
In the air-
エアミックスドア34は、第1蒸発器16通過後の送風空気のうち、放熱器12側を通過する送風空気の風量とバイパス通路35を通過させる送風空気の風量との風量割合を調整する風量割合調整部である。エアミックスドア34は、エアミックスドア用の電動アクチュエータによって駆動される。この電動アクチュエータは、制御装置40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。
The
放熱器12およびバイパス通路35の送風空気流れ下流側には、放熱器12にて冷媒と熱交換して加熱された送風空気とバイパス通路35を通過して加熱されていない送風空気が合流する混合空間が形成されている。さらに、空調ケース31の送風空気流れ下流部には、混合空間にて混合された送風空気(すなわち、空調風)を、空調対象空間である車室内へ吹き出すための開口穴が配置されている。
On the downstream side of the blast air flow of the
従って、エアミックスドア34が、放熱器12を通過させる風量とバイパス通路35を通過させる風量との風量割合を調整することによって、混合空間にて混合される空調風の温度を調整することができる。これにより、各吹出口から車室内へ吹き出される送風空気(空調風)の温度を調整することができる。
Therefore, the
次に、上記構成における本実施形態の作動について説明する。上記の如く、本実施形態の車両用空調装置1では、車室内の冷房および暖房を行うことができる。さらに、エジェクタ式冷凍サイクル10cでは、冷房モードの冷媒回路、および暖房モードの冷媒回路を切り替えることができる。
Next, the operation of the present embodiment having the above configuration will be described. As described above, the vehicle air conditioner 1 of the present embodiment can cool and heat the vehicle interior. Further, in the ejector-
エジェクタ式冷凍サイクル10cの各運転モードの切り替えは、制御装置40が予め記憶した制御プログラムを実行することによって行われる。本実施形態の制御プログラムでは、車室内送風空気の目標吹出温度TAOが、予め定めた冷房基準温度より低い時に冷房モードに切り替え、予め定めた暖房基準温度よりも高い時に暖房モードに切り替える。以下に各運転モードにおける作動を説明する。
Switching of each operation mode of the
(a)冷房モード
冷房モードでは、制御装置40が、第1膨張弁15を全閉状態とし、第2膨張弁18を全開状態とし、第3膨張弁25を減圧作用を発揮する絞り状態とする。この際、制御装置40は、圧縮機11へ吸入される吸入冷媒が予め定めた基準乾き度(本実施形態では、5℃)に近づくように、第3膨張弁25の絞り開度を調整する。
(A) Cooling Mode In the cooling mode, the
また、制御装置40は、放熱器12側の通風路が全閉となり、バイパス通路35側が全開となるようにエアミックスドア34を変位させる。さらに、制御装置40は、ノズル側内部熱交換器13の低圧側冷媒通路13bから流出した冷媒を、エジェクタ20を迂回させて圧縮機11の吸入側へ導くように三方弁26の作動を制御する。
Further, the
これにより、冷房モードのエジェクタ式冷凍サイクル10cでは、図6の白抜き矢印に示すように、圧縮機11(→放熱器12→吸引側内部熱交換器17の高圧側冷媒通路17a→第2膨張弁18)→第2蒸発器19→第3膨張弁25→第1蒸発器16(→ノズル側内部熱交換器13の低圧側冷媒通路13b)→圧縮機11の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
As a result, in the ejector-
冷房モードのサイクル構成では、放熱器12側の通風路が全閉となるようにエアミックスドア34を変位させているので、放熱器12では冷媒は殆ど放熱しない。従って、冷房モードのエジェクタ式冷凍サイクル10cでは、室外熱交換器である第2蒸発器19が冷媒を放熱させる放熱器として機能し、第1蒸発器16が冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。
In the cooling mode cycle configuration, since the
そして、第1蒸発器16にて冷媒が蒸発する際に送風空気から吸熱した熱を第2蒸発器19にて外気に放熱させることができる。従って、冷房モードのエジェクタ式冷凍サイクル10cでは、第1蒸発器16にて冷却された送風空気を車室内に吹き出すことによって、車室内の冷房を行うことができる。
Then, the heat absorbed from the blown air when the refrigerant is evaporated in the
さらに、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル10cでは、ノズル側内部熱交換器13の高圧側冷媒通路13aが、三方継手14aの一方の出口側に接続されている。従って、冷房モード時に、ノズル側内部熱交換器13の高圧側冷媒通路13aへ高圧冷媒が流通してしまうことがなく、ノズル側内部熱交換器13にて不必要な熱交換が行われてしまうことがない。
Further, in the ejector
(b)暖房モード
暖房モードでは、制御装置40が、第1膨張弁15を絞り状態とし、第2膨張弁18を絞り状態とし、第3膨張弁25を全閉状態とする。この際、制御装置40は、第1実施形態と同様に、第1膨張弁15および第2膨張弁18の絞り開度を調整する。
(B) Heating Mode In the heating mode, the
また、制御装置40は、バイパス通路35側が全閉となり、放熱器12側の通風路が全開となるようにエアミックスドア34を変位させる。さらに、制御装置40は、ノズル側内部熱交換器13の低圧側冷媒通路13bから流出した冷媒を、エジェクタ20のノズル部20aの入口側へ導くように三方弁の作動を制御する。
Further, the
これにより、暖房モードのエジェクタ式冷凍サイクル10cでは、図6の黒塗り矢印に示すように、圧縮機11→放熱器12→ノズル側内部熱交換器13の高圧側冷媒通路13a→第1膨張弁15→第1蒸発器16→ノズル側内部熱交換器13の低圧側冷媒通路13b→エジェクタ20→圧縮機11の順に冷媒が循環するとともに、放熱器12→吸引側内部熱交換器17の高圧側冷媒通路17a→第2膨張弁18→第2蒸発器19→吸引側内部熱交換器17の低圧側冷媒通路17b→エジェクタ20の冷媒吸引口20cの順に冷媒が循環するエジェクタ式冷凍サイクルが構成される。
Thereby, in the ejector
暖房モードのサイクル構成では、放熱器12側の通風路が全開となるようにエアミックスドア34を変位させている。従って、暖房モードのエジェクタ式冷凍サイクル10cでは、放熱器12が冷媒を放熱させる放熱器として機能し、第1蒸発器16および第2蒸発器19が冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。
In the cycle configuration of the heating mode, the
そして、第1蒸発器16にて冷媒が蒸発する際に送風空気から吸熱した熱、および第2蒸発器19にて冷媒が蒸発する際に外気から吸熱した熱を、放熱器12にて送風空気に放熱させることができる。従って、暖房モードのエジェクタ式冷凍サイクル10cでは、第1蒸発器16にて冷却されて除湿された送風空気を放熱器12にて再加熱して車室内に吹き出すことによって、車室内の除湿暖房を行うことができる。
Then, the heat absorbed from the blown air when the refrigerant is evaporated in the
さらに、暖房モードのエジェクタ式冷凍サイクル10cでは、第1膨張弁15等を第1実施形態と同様に制御することによって、ノズル側内部熱交換器13にてノズル部20aへ流入する冷媒のエンタルピを上昇させて、噴射冷媒を過熱度を有する気相冷媒とすることができる。
Further, in the ejector
従って、エジェクタ20のノズル部20aへ流入する冷媒が気液二相冷媒となるサイクルよりも、エジェクタ20にて回収される回収エネルギ量を増加させて、サイクルのCOPを充分に向上させることができる。
Therefore, the amount of recovered energy recovered by the
(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、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、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 embodiments, but can be variously modified as follows without departing from the spirit of the present invention.
(1)上述の実施形態では、エジェクタ20を備えるエジェクタ式冷凍サイクル10〜10cを車両用の冷凍サイクル装置に適用した例を説明したが、エジェクタ式冷凍サイクル10〜10cの適用対象はこれに限定されない。
(1) In the above-described embodiment, an example in which the
例えば、据置型の冷凍冷蔵装置等に適用してもよい。据置型の冷凍冷蔵装置に適用する場合は、第1蒸発器16にて、食品や飲料水等を低温(具体的には、0℃〜10℃)で冷蔵保存する冷蔵室へ送風される冷蔵室用送風空気を冷却し、第2蒸発器19にて、食品等を極低温(具体的には、−20℃〜−10℃)で冷凍保存する冷凍室へ送風される冷凍室用送風空気を冷却するようにしてもよい。
For example, it may be applied to a stationary refrigerating machine or the like. When applied to a stationary refrigerating apparatus, the
また、第3実施形態では、第1蒸発器16および第3蒸発器24の冷却対象空間について詳細に説明していないが、第1蒸発器16および第3蒸発器24にて同一の冷却対象空間へ送風される送風空気を冷却してもよいし、異なる冷却対象空間へ送風される送風空気を冷却してもよい。
Further, in the third embodiment, the cooling target space of the
さらに、第1蒸発器16および第3蒸発器24にて同一の冷却対象空間へ送風される送風空気を冷却する際には、第1蒸発器16および第3蒸発器24を一体的に形成するとともに、送風空気流れに対して直列的に配置することで、いずれか一方の蒸発器で冷却した送風空気を、さらに他方の蒸発器で冷却するようにしてもよい。
Furthermore, when cooling the blown air blown to the same cooling target space by the
(2)上述の実施形態では、エンタルピ上昇部として、ノズル側内部熱交換器13および吸引側内部熱交換器17を採用した例を説明したが、エンタルピ上昇部はこれに限定されない。エジェクタ20のノズル部20aへ流入する冷媒のエンタルピを上昇させることができれば、エンタルピ上昇部として、外部熱源を利用したヒータ等を採用してもよい。
(2) In the above-described embodiment, the example in which the nozzle-side
より具体的には、ヒータとして、制御装置40から出力される制御電圧によって加熱能力を調整可能な電気ヒータを採用してもよい。また、車両に適用されるエジェクタ式冷凍サイクル10〜10cでは、他の車載機器(例えば、内燃機関、インバータ等)の廃熱を熱源として冷媒を加熱する加熱装置を採用してもよい。
More specifically, an electric heater whose heating capacity can be adjusted by a control voltage output from the
また、上述の実施形態では、エンタルピ上昇部として、ノズル側内部熱交換器13および吸引側内部熱交換器17の双方の内部熱交換器を採用した例を説明したが、いずれか一方の内部熱交換器を採用してもよい。例えば、吸引側内部熱交換器17を廃止してもよい。
Further, in the above-described embodiment, an example in which the internal heat exchangers of both the nozzle-side
さらに、ノズル側内部熱交換器13および吸引側内部熱交換器17にて熱交換させる冷媒は、上述の実施形態に開示された組み合わせに限定されない。つまり、ノズル部20aへ流入する冷媒のエンタルピを上昇させることができれば、ノズル側内部熱交換器13および吸引側内部熱交換器17にて、上述の各実施形態に開示された組み合わせとは異なる低圧冷媒と高圧冷媒とを熱交換させてもよい。
Furthermore, the refrigerant to be heat-exchanged in the nozzle-side
具体的には、図7に示す、領域Xの高圧冷媒(放熱器12の冷媒出口側から三方継手14aの入口側へ至る冷媒流路を流通する高圧冷媒)、領域Yの高圧冷媒(三方継手14aの一方の冷媒流出口から第1膨張弁15の入口側へ至る冷媒流路を流通する高圧冷媒)、および領域Zの高圧冷媒(三方継手14aの他方の冷媒流出口から第2膨張弁17の入口側へ至る冷媒流路を流通する高圧冷媒)のいずれか1つと、領域αの低圧冷媒(ノズル部20aへ流入する低圧冷媒)および領域βの低圧冷媒(冷媒吸引口20cへ吸引される低圧冷媒)のいずれか1つとを、熱交換させるようにすればよい。
Specifically, as shown in FIG. 7, a high pressure refrigerant in a region X (a high pressure refrigerant flowing through a refrigerant flow path from a refrigerant outlet side of the
(3)上述の実施形態では、噴射冷媒が過熱度を有する気相冷媒となるように、制御装置40が第1膨張弁15の作動を制御した例を説明したが、噴射冷媒を過熱度を有する気相冷媒とするための制御態様はこれに限定されない。例えば、噴射冷媒が過熱度を有する気相冷媒となるように、制御装置40が第2膨張弁18の作動を制御してもよいし、第1膨張弁15および第2膨張弁18の双方の作動を制御してもよい。
(3) In the above-described embodiment, an example in which the
さらに、噴射冷媒を過熱度を有する気相冷媒とすることができれば、第1減圧部および第2減圧部として、機械的機構で構成される膨張弁や固定絞りを採用してもよい。例えば、第1減圧部として、ノズル部20aへ流入する冷媒の温度および圧力に応じて変位するダイヤフラムを有する感温部を備え、ダイヤフラムの変位に応じて絞り開度を変化させる温度式膨張弁を採用してもよい。
Furthermore, if the injected refrigerant can be a vapor phase refrigerant having a superheat degree, an expansion valve or a fixed throttle configured by a mechanical mechanism may be adopted as the first pressure reducing section and the second pressure reducing section. For example, as the first pressure reducing unit, a temperature-sensitive expansion valve that includes a temperature sensing unit having a diaphragm that is displaced according to the temperature and pressure of the refrigerant flowing into the
(4)エジェクタ式冷凍サイクル10〜10cを構成する構成機器は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。
(4) The constituent devices that configure the
例えば、圧縮機11として、プーリ、ベルト等を介して車両走行用エンジンから伝達される回転駆動力によって駆動されるエンジン駆動式の圧縮機を採用してもよい。さらに、エンジン駆動式の圧縮機としては、吐出容量の変化により冷媒吐出能力を調整可能な可変容量型圧縮機、あるいは電磁クラッチの断続により圧縮機の稼働率を変化させて冷媒吐出能力を調整可能な固定容量型圧縮機を採用することができる。
For example, as the
また、放熱器12として、凝縮用の熱交換部から流出した冷媒の気液を分離して、分離された液相冷媒を貯えるレシーバ部を有する、レシーバ一体型の凝縮器を採用してもよい。さらに、レシーバ部から流出した液相冷媒を過冷却する過冷却部を有する、いわゆるサブクール型の凝縮器を採用してもよい。
Further, as the
また、ノズル側内部熱交換器13および吸引側内部熱交換器17として、高圧側冷媒通路を形成する冷媒配管と低圧側冷媒通路を形成する冷媒配管とをろう付け接合することによって、高圧冷媒と低圧冷媒とを熱交換可能とした構成のものを採用してもよい。さらに、高圧側冷媒通路を形成する複数本のチューブを有し、隣り合うチューブ間に低圧側冷媒通路を形成した構成のものを採用してもよい。
In addition, as the nozzle-side
また、上述の第2、第3実施形態では、高段側エジェクタ21として高段側ノズル部21aの喉部(最小通路面積部)の通路断面積が変化しない固定エジェクタを採用した例を説明したが、高段側エジェクタ21として、喉部の通路断面積を調整可能な可変ノズル部を有する可変エジェクタを採用してもよい。
Further, in the above-described second and third embodiments, the example in which the fixed ejector in which the passage cross-sectional area of the throat (minimum passage area portion) of the high-
より具体的には、可変ノズル部としては、ノズル部の内部に配置されてノズル部の冷媒通路面積を調整するニードル弁、このニードル弁をノズル部の軸方向に変位させる電動式の駆動部を有するものを採用してもよい。そして、ノズル部20aへ流入する冷媒の過熱度SHnozが基準過熱度KSHnozとなるように、制御装置40が駆動部の作動を制御すればよい。
More specifically, as the variable nozzle section, a needle valve that is disposed inside the nozzle section and adjusts the refrigerant passage area of the nozzle section, and an electric drive section that displaces the needle valve in the axial direction of the nozzle section are provided. You may adopt what you have. Then, the
これによれば、実質的に第1膨張弁15と高段側エジェクタ21とを一体化させて、第1膨張弁15を廃止することができる。
According to this, the
また、上述の実施形態では、冷媒としてR134aを採用した例を説明したが、冷媒はこれに限定されない。例えば、R1234yf、R600a、R410A、R404A、R32、R407C、等を採用してもよい。または、これらの冷媒のうち複数種を混合させた混合冷媒等を採用してもよい。 Further, in the above-described embodiment, an example in which R134a is adopted as the refrigerant has been described, but the refrigerant is not limited to this. For example, R1234yf, R600a, R410A, R404A, R32, R407C, etc. may be adopted. Alternatively, a mixed refrigerant obtained by mixing plural kinds of these refrigerants may be adopted.
10〜10c エジェクタ式冷凍サイクル
11 圧縮機
12 放熱器
13 ノズル側内部熱交換器(エンタルピ上昇部)
15 第1膨張弁(第1減圧部)
16 第1蒸発器
17 吸引側内部熱交換器(エンタルピ上昇部)
18 第2膨張弁(第2減圧部)
19 第2蒸発器
20 エジェクタ
10 to 10c Ejector
15 First expansion valve (first decompression section)
16
18 2nd expansion valve (2nd decompression part)
19
Claims (4)
前記圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる放熱器(12)と、
前記放熱器から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部(14a)と、
前記分岐部にて分岐された一方の冷媒を減圧させる第1減圧部(15、21、23)と、
前記第1減圧部にて減圧された冷媒を蒸発させる第1蒸発器(16)と、
前記分岐部にて分岐された他方の冷媒を減圧させる第2減圧部(18)と、
前記第2減圧部にて減圧された冷媒を蒸発させる第2蒸発器(19)と、
前記第1蒸発器から流出した冷媒を減圧させるノズル部(20a)から噴射される噴射冷媒の吸引作用によって前記第2蒸発器から流出した冷媒を冷媒吸引口(20c)から吸引して、前記噴射冷媒と前記冷媒吸引口から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧部(20d)にて昇圧させるエジェクタ(20)と、
前記ノズル部(20a)へ流入する冷媒のエンタルピを上昇させるエンタルピ上昇部(13、17)と、を備え、
前記エンタルピ上昇部は、前記放熱器から流出した冷媒と前記ノズル部へ流入する冷媒とを熱交換させて、前記ノズル部へ流入する冷媒を加熱するノズル側内部熱交換器(13)、および前記放熱器から流出した冷媒と前記冷媒吸引口へ吸引される冷媒とを熱交換させて、前記冷媒吸引口へ吸引される冷媒を加熱する吸熱側内部熱交換器(17)を有し、
前記噴射冷媒が過熱度を有する気相冷媒となっているエジェクタ式冷凍サイクル。 A compressor (11) for compressing and discharging the refrigerant,
A radiator (12) for radiating the refrigerant discharged from the compressor,
A branch portion (14a) for branching the flow of the refrigerant flowing out from the radiator,
A first pressure reducing portion (15, 21, 23) for reducing the pressure of one of the refrigerant branched by the branching portion;
A first evaporator (16) for evaporating the refrigerant decompressed by the first decompression unit,
A second decompression unit (18) for decompressing the other refrigerant branched at the branching unit,
A second evaporator (19) for evaporating the refrigerant decompressed by the second decompression unit,
The refrigerant that has flowed out from the second evaporator is sucked from the refrigerant suction port (20c) by the suction action of the injected refrigerant that is injected from the nozzle portion (20a) that decompresses the refrigerant that has flowed out from the first evaporator, and the injection is performed. and ejector (20) for boosting by the boosting section (20d) by mixing a suction refrigerant sucked from the refrigerant refrigerant suction port,
An enthalpy raising portion (13, 17) for raising the enthalpy of the refrigerant flowing into the nozzle portion (20a) ,
The enthalpy rising part heat-exchanges the refrigerant flowing out of the radiator with the refrigerant flowing into the nozzle part to heat the refrigerant flowing into the nozzle part, and a nozzle-side internal heat exchanger (13), and A heat sink side internal heat exchanger (17) that heats the refrigerant sucked to the refrigerant suction port by exchanging heat between the refrigerant flowing out from the radiator and the refrigerant sucked to the refrigerant suction port;
An ejector-type refrigeration cycle in which the injected refrigerant is a gas-phase refrigerant having a superheat degree.
前記吸引側内部熱交換器は、前記放熱器から流出した冷媒であって前記分岐部にて分岐された他方の冷媒と前記冷媒吸引口へ吸引される冷媒とを熱交換させるものである請求項1に記載のエジェクタ式冷凍サイクル。 The nozzle-side internal heat exchanger is a refrigerant that has flowed out of the radiator and is for exchanging heat between the refrigerant on the upstream side of the branch portion and the refrigerant that flows into the nozzle portion,
The suction-side internal heat exchanger is for exchanging heat between the refrigerant flowing out of the radiator and the other refrigerant branched at the branch portion and the refrigerant sucked into the refrigerant suction port. The ejector-type refrigeration cycle described in 1 .
前記減圧制御部は、前記ノズル部へ流入する冷媒の過熱度(SHnoz)が、予め定めた基準過熱度(KSHnoz)となるように、前記第1減圧部および前記第2減圧部の少なくとも一方の作動を制御するものである請求項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。 A pressure reducing control section (40b) for controlling the operation of at least one of the first pressure reducing section and the second pressure reducing section,
The decompression control unit controls at least one of the first decompression unit and the second decompression unit such that the superheat degree (SHnoz) of the refrigerant flowing into the nozzle unit becomes a predetermined reference superheat degree (KSHnoz). The ejector type refrigeration cycle according to any one of claims 1 to 3 , which controls operation.
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