JP4042637B2 - エジェクタサイクル - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、エジェクタサイクルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
エジェクタサイクルとは、エジェクタにて冷媒を減圧膨張させて蒸発器にて蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧縮機の吸入圧を上昇させる冷凍サイクルである(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
また、膨張弁等の減圧手段により等エンタルピ的に冷媒を減圧する冷凍サイクル(以下、膨張弁サイクルと呼ぶ。)では、膨張弁を流出した冷媒が蒸発器に流れ込むのに対して、エジェクタサイクルでは、エジェクタを流出した冷媒は気液分離器に流入し、気液分離器にて分離された液相冷媒が蒸発器に供給され、気液分離器にて分離された気相冷媒が圧縮機に吸入される。
【0004】
つまり、膨張弁サイクルでは、冷媒が圧縮機→凝縮器→膨張弁→蒸発器→圧縮機の順に循環する1つの冷媒流れとなるのに対して、エジェクタサイクルでは、圧縮機→凝縮器→エジェクタ→気液分離器→圧縮機の順に循環する冷媒流れと、気液分離器→蒸発器→エジェクタ→気液分離器の順に循環する冷媒流れとが存在することとなる。
【0005】
このため、膨張弁サイクルにおいては、膨張弁を全開として温度の高い冷媒を蒸発器に流入させることにより蒸発器に付いた霜を取り除く、つまり除霜することができるものの、エジェクタサイクルでは、凝縮器を流れる温度の高い冷媒と蒸発器を流れる吸引流とは別の流れであり、駆動流を蒸発器に供給することができないので、除霜運転ができない。
【0006】
因みに、特許文献1には、蒸発器の除霜方法についての具体的な記載及びこれを示唆する記載が一切ない。
【0007】
そこで、出願人は、図11に示すようなエジェクタサイクルを検討した。すなわち、この検討品では、気液分離器50から蒸発器30の冷媒入口側に至る冷媒通路に逆止弁51を設けるとともに、圧縮機10から吐出した高温・高圧の冷媒を凝縮器20及びエジェクタ40を迂回させて蒸発器30の冷媒入口側に導くバイパス通路60を設けて、蒸発器30で発生した霜を除霜するときには開閉弁61を開くことにより、圧縮機10から吐出された高温のガス冷媒(ホットガス)を蒸発器30に供給して蒸発器30を内側から加熱して蒸発器30の表面に付着した霜を除去している。
【0008】
【特許文献1】
特開平6−1197号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、除霜運転時における冷媒の挙動は、図12の細線で示されるように、凝縮することなく、密度の小さいガス冷媒のまま循環するので、図12の太線で示されるような通常運転モード時に比べて、少ない循環質量流量で十分な除霜能力を得ることができる。
【0010】
このとき、上記出願では、凝縮器20の冷媒入口側は常に開き、かつ、エジェクタ40側は閉じられているので、除霜運転時に必要としない余剰冷媒は、凝縮器20に流れ込んで凝縮器にて凝縮しながら凝縮器に溜まって行く。
【0011】
しかし、凝縮器20の容量(体積)が小さい場合には、凝縮器20で十分な量の余剰冷媒を蓄えることができないので、除霜運転時に必要以上のガス冷媒量が循環してしまい、圧縮機10の吐出圧が過度に上昇してしまうおそれが高い。
【0012】
また、凝縮器20に液相冷媒が多量に溜まった状態では、凝縮器20内のうち実際にガス冷媒を凝縮させることができる部分(容積)が小さく、凝縮器20の実凝縮能力が低下しているめ、凝縮器20に液相冷媒が多量に溜まったまま通常運転モードに移行すると、凝縮器20内圧力、つまり高圧側冷媒圧力が過度に上昇してしまうおそれが高い。
【0013】
このため、除霜運転時及び除霜運転から通常運転に切り替わった直後に、安全装置が作動してエジェクタサイクルが停止してしまう可能性が高い。
【0014】
本発明は、上記点に鑑み、第1には、従来と異なる新規なエジェクタサイクルを提供し、第2には、除霜運転時又は除霜運転から通常運転に切り替わった直後に高圧側冷媒圧力が過度に上昇してしまうことを抑制することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明では、
冷媒を吸入圧縮する圧縮機(10)と、圧縮機(10)から吐出した冷媒を冷却する凝縮器(20)と、冷媒を蒸発させて冷凍能力を発揮する蒸発器(30)と、凝縮器(20)から流出した高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル(41)、ノズル(41)から噴射する高い速度の冷媒流により蒸発器(30)にて蒸発した気相冷媒を吸引し、ノズル(41)から噴射する冷媒と蒸発器(30)から吸引した冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させる昇圧部(42、43)を有するエジェクタ(40)と、エジェクタ(40)から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、気相冷媒の流出口が圧縮機(10)の吸入側に接続され、液相冷媒の流出口が蒸発器(30)側に接続された気液分離器(50)と、圧縮機(10)から吐出側と蒸発器(30)の冷媒入口側とを繋ぐバイパス通路(60)と、バイパス通路(60)を開閉する開閉弁(61)と、凝縮器(20)の冷媒出口側に設けられ、蒸発器(30)から流出する冷媒の過熱度が大きくなるほど絞り開度を小さくする可変絞り(70)とを備え、さらに、開閉弁(61)を開いて圧縮機(10)から吐出した高温のガス冷媒を蒸発器(30)に供給して蒸発器(30)の表面付着した霜を除去する除霜運転が終了した後、少なくとも所定時間は、可変絞り(70)を開く準備運転モードを実行することを特徴とする。
【0024】
これにより、凝縮器(20)側に残存する余圧による、凝縮器(20)側と蒸発器(30)側との圧力差によって、少なくとも凝縮器(20)内に溜まった液相冷媒をエジェクタ(40)を介して蒸発器(30)側に移動させることができるので、凝縮器(20)の実凝縮能力が低下してしまうことを防止でき、除霜運転から通常運転に切り替わった直後に高圧側冷媒圧力が過度に上昇してしまうことを確実に防止できる。
【0025】
請求項2に記載の発明では、冷媒を吸入圧縮する圧縮機(10)と、圧縮機(10)から吐出した冷媒を冷却する凝縮器(20)と、冷媒を蒸発させて冷凍能力を発揮する蒸発器(30)と、凝縮器(20)から流出した高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル(41)、ノズル(41)から噴射する高い速度の冷媒流により蒸発器(30)にて蒸発した気相冷媒を吸引し、ノズル(41)から噴射する冷媒と蒸発器(30)から吸引した冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させる昇圧部(42、43)を有するエジェクタ(40)と、エジェクタ(40)から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、気相冷媒の流出口が圧縮機(10)の吸入側に接続され、液相冷媒の流出口が蒸発器(30)側に接続された気液分離器(50)と、圧縮機(10)から吐出側と蒸発器(30)の冷媒入口側とを繋ぐ第1バイパス通路(60)と、第1バイパス通路(60)を開閉する第1開閉弁(61)と、少なくともノズル(41)を迂回させて冷媒を流す第2バイパス通路(62)と、第2バイパス通路(62)を開閉する第2開閉弁(63)と、凝縮器(20)の冷媒出口側に設けられ、蒸発器(30)から流出する冷媒の過熱度が大きくなるほど絞り開度を小さくする可変絞り(70)と備え、さらに、第2開閉弁(63)を閉じた状態で第1開閉弁(61)を開いて圧縮機(10)から吐出した高温のガス冷媒を蒸発器(30)に供給して蒸発器(30)の表面付着した霜を除去する除霜運転が終了した後、少なくとも所定時間は、第2開閉弁(63)を開く準備運転モードを実行することを特徴とする。
【0026】
これにより、凝縮器(20)側に残存する余圧による、凝縮器(20)側と蒸発器(30)側との圧力差によって、少なくとも凝縮器(20)内に溜まった液相冷媒を第2バイパス通路(62)を介して蒸発器(30)側に移動させることができるので、凝縮器(20)の実凝縮能力が低下してしまうことを防止でき、除霜運転から通常運転に切り替わった直後に高圧側冷媒圧力が過度に上昇してしまうことを確実に防止できる。
【0027】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【0028】
【発明の実施の形態】
(本発明の前提となる形態)
本発明の前提となる形態について説明する。本形態では、エジェクタサイクルを、車両用空調装置又はルームエアコン等の定置型の空調装置用の蒸気圧縮式冷凍機に適用したものであって、図1はエジェクタサイクルの模式図である。
【0029】
圧縮機10は冷媒を吸入圧縮する電動式の圧縮機であり、凝縮器20は圧縮機10から吐出した高温・高圧の冷媒と室外空気とを熱交換して冷媒を冷却凝縮する高圧側熱交換器である。なお、ファン21は凝縮器20に冷却風を送風する電動式の送風機である。
【0030】
また、蒸発器30は、室内に吹き出す空気と低圧冷媒とを熱交換させて液相冷媒を蒸発させることにより冷凍能力を発揮する低圧側熱交換器であり、ファン31は蒸発器30に室内に吹き出す空気を送風する電動式の送風機である。
【0031】
エジェクタ40は凝縮器20から流出する冷媒を減圧膨張させて蒸発器30にて蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧縮機10の吸入圧を上昇させるエジェクタである。
【0032】
そして、エジェクタ40は、流入する高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を等エントロピ的に減圧膨張させるノズル41、ノズル41から噴射する高い速度の冷媒流の巻き込み作用により蒸発器30にて蒸発した気相冷媒を吸引しながら、ノズル41から噴射する冷媒流とを混合する混合部42、及びノズル41から噴射する冷媒と蒸発器30から吸引した冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させるディフューザ43等からなるものである。
【0033】
このとき、混合部42においては、駆動流の運動量と吸引流の運動量との和が保存されるように駆動流と吸引流とが混合するので、混合部42においても冷媒の圧力が(静圧)が上昇する。
【0034】
一方、ディフューザ43においては、通路断面積を徐々に拡大することにより、冷媒の速度エネルギ(動圧)を圧力エネルギ(静圧)に変換するので、エジェクタ40においては、混合部42及びディフューザ43の両者にて冷媒圧力を昇圧する。そこで、以下、混合部42とディフューザ43とを総称して昇圧部と呼ぶ。
【0035】
因みに、本形態では、ノズル41から噴出する冷媒の速度を音速以上まで加速するために、通路途中に通路面積が最も縮小した喉部を有するラバールノズル(流体工学(東京大学出版会)参照)を採用しているが、勿論、先細ノズルを採用してもよいことは言うまでもない。
【0036】
また、気液分離器50はエジェクタ40から流出した冷媒が流入するとともに、その流入した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して冷媒を蓄える気液分離手段であり、気液分離器50の気相冷媒流出口は圧縮機10の吸引側に接続され、液相冷媒流出口は蒸発器30側に接続されている。
【0037】
逆止弁51は気液分離器50から蒸発器30に至る冷媒通路において、気液分離器50側から蒸発器30側にのみ冷媒が流れることを許容するものであり、バイパス通路60は、圧縮機10から吐出した高温・高圧の冷媒を凝縮器20及びエジェクタ40を迂回させて蒸発器30の冷媒入口側に導く冷媒通路であり、開閉弁61はバイパス通路60を開閉する電磁式の弁である。なお、開閉弁61は、後述する除霜運転モード時に、圧縮機10から吐出される高圧冷媒を、蒸発器30の耐圧圧力以下まで減圧する減圧手段を兼ねている。
【0038】
可変絞り70は、凝縮器20とエジェクタ40との間の冷媒通路、つまりノズル41の冷媒流れ上流側に設けられて凝縮器20から流出した高圧冷媒を気液二相域まで減圧膨脹させる膨脹弁であり、この可変絞り70は、蒸発器30の冷媒出口側における冷媒過熱度が所定範囲(例えば、0.1deg〜10deg)になるように絞り開度を制御するもので、周知の温度式膨脹弁と同様な構造のものである。
【0039】
具体的には、蒸発器30の冷媒出口側における冷媒温度を感知する感温部71内のガス圧と蒸発器30内の圧力及びバネ圧との釣り合いにより絞り開度を制御する、いわゆる内部均圧式温度膨張弁と同様な構造を有するものである。
【0040】
このため、蒸発器30内の圧力、つまり蒸発器30での熱負荷が高くなって蒸発器30出口側における冷媒過熱度が大きくなったときには、可変絞り70の絞り開度を小さくしてノズル41から噴射される駆動流の流速を大きくすることにより、吸引流、つまり蒸発器30を循環する冷媒量を増大させ、逆に、蒸発器30内の圧力が低下して蒸発器30出口側における冷媒過熱度が小さくなったときには、可変絞り70の開度を大きくしてノズル41から噴射される駆動流の流速を小さくして、吸引流、つまり蒸発器30を循環する冷媒量を減少させる。
【0041】
また、本形態では、可変絞り70のバルブボディ72をエジェクタ40と一体化して、可変絞り70及びエジェクタ40等からなる減圧部の小型化を図っている。
【0042】
レシーバ80は、凝縮器20の冷媒出口側に設けられて液相冷媒を蓄える貯液タンクであり、このレシーバ80で蓄えられた液相冷媒は、エジェクタ40側に供給される。
【0043】
なお、レシーバ80は、膨脹弁サイクル等で用いられる周知のレシーバと同様な構造を有するものである。具体的には、図2に示すように、略円筒状のタンク本体81の上方側に冷媒流入口82を開口させ、下方側に冷媒流出口83を開口させたもので、図2(a)及び図2(b)に示すように、液相冷媒の液面が冷媒流入口82より下側であって、冷媒流出口83より上方側に位置するようにタンク本体81の容積が選定されている。
【0044】
なお、図2(a)は通常運転モード時における液面位置を示し、図2(b)は除霜運転モード時における液面位置を示す。
【0045】
因みに、ファン21、31、圧縮機10は、電子制御装置により制御されている。
【0046】
次に、本形態に係るサイクルの概略作動及び特徴点を述べる。
【0047】
1.通常運転モード(図12の太線参照)
開閉弁61を閉じた状態で圧縮機10を作動させて、圧縮機10から吐出した冷媒を凝縮器20側に循環させる。これにより、凝縮器20にて冷却された高圧冷媒は、可変絞り70にて等エンタルピ的に気液二相域まで減圧された後、エジェクタ40のノズル41にて等エントロピ的に減圧膨張して、音速以上の速度で混合部42内に流入する。
【0048】
したがって、本形態では、可変絞り70にて冷媒を一度沸騰させ、ノズル41の入口部にて冷媒を拡大させて圧力を回復させることにより、沸騰核を生成させたまま二段目のノズルにて沸騰させることができるので、ノズル41における冷媒の沸騰を促進することができ、冷媒の液滴を微粒化してエジェクタ効率ηeを向上させることができる。
【0049】
なお、本形態では、冷媒をフロンとして高圧側冷媒圧力、つまりノズル41に流入する冷媒の圧力を冷媒の臨界圧力以下としている。
【0050】
一方、混合部42に流入した高速冷媒の巻き込み作用に伴うポンプ作用(JIS Z 8126 番号2.1.2.3等参照)により、蒸発器30内で蒸発した冷媒が混合部42内に吸引されるため、低圧側の冷媒が気液分離器50→逆止弁51→蒸発器30→エジェクタ40(昇圧部)→気液分離器50の順に循環する。
【0051】
そして、蒸発器30から吸引された冷媒(吸引流)とノズル41から吹き出す冷媒(駆動流)とは、混合部42にて混合しながらディフューザ43にてその動圧が静圧に変換されて気液分離器50に戻る。
【0052】
したがって、本形態では、十分な冷凍能力を発揮させながらノズル効率及びエジェクタ効率を高め、かつ、広範囲の負荷変動に対応することができる。
【0053】
2.除霜運転モード(図12の細線参照)
開閉弁61を開いた状態で圧縮機10を作動させて、圧縮機10から吐出された高温のガス冷媒(ホットガス)を蒸発器30に供給して蒸発器30を内側から加熱して蒸発器30の表面に付着した霜を除去する。
【0054】
このとき、凝縮器20の冷媒入口側は常に開いていることに加えて、ホットガスが蒸発器30に供給されて蒸発器30出口側の過熱度が非常に大きくなって可変絞り70が全閉状態となっていることから、除霜運転時に必要としない余剰冷媒は、凝縮器20側に流れ込んで凝縮器20及びレシーバ80にて凝縮しながらレシーバ80に溜まって行く。
【0055】
したがって、仮に凝縮器20の容量(体積)が小さく、凝縮器20で十分な量の余剰冷媒を蓄えることができない場合であっても、除霜運転時に必要以上のガス冷媒量が循環してしまうことがないので、圧縮機10の吐出圧が過度に上昇してしまうことを未然に防止できる。
【0056】
また、凝縮器20に多量の液相冷媒が溜まってしまうことを未然に防止できるので、凝縮器20の実凝縮能力が低下してしまうことを防止でき、除霜運転時又は除霜運転から通常運転に切り替わった直後に高圧側冷媒圧力が過度に上昇してしまうことを防止できる。
【0057】
以上に述べたように、本形態では、除霜運転時及び除霜運転から通常運転に切り替わった直後に、安全装置が作動してエジェクタサイクルが停止してしまうことを未然に防止できる。
【0058】
なお、図3は本形態における吐出圧の変動を示すグラフであり、図4は本形態における通常運転時の最大吐出圧PDRmax及び除湿運転時の最大吐出圧PDJmaxと、従来の技術における通常運転時の最大吐出圧PDRmax及び除湿運転時の最大吐出圧PDJmaxとを示すグラフであり、図5から明らかなように、本形態では、高圧側冷媒圧力が過度に上昇してしまうことを防止できることが解る。
【0059】
因みに、図3、4に示す結果は、外気温度(凝縮器20の雰囲気温度)を40℃とし、圧縮機10の回転数は、3600rpm(流量換算で、800〜1200kg/h)である。
【0060】
また、本形態では、レシーバ80として膨脹弁サイクル等で用いられる周知のレシーバと同様なものを使用しているので、気液分離器50に乾燥剤やストレーナ(フィルタ)を設けることなく、レシーバ80に設けられた乾燥剤やストレーナを利用することができる。
【0061】
(第1参考例)
本発明の前提となる形態では、ファン21を停止させた状態で除霜運転モードを実施するものであるが、本参考例は、ファン21を稼動させた状態で除霜運転モードを実施するものである。
【0062】
これにより、凝縮器20側に流れ込んだホットガスを凝縮器20にて確実に凝縮させることができるので、除霜運転時に必要以上のガス冷媒量が循環してしまうことを確実に防止できる。
【0063】
なお、図5は本参考例における吐出圧の変動を示すグラフであり、図6は本参考例における通常運転時の最大吐出圧PDRmax及び除湿運転時の最大吐出圧PDJmaxと、従来の技術における通常運転時の最大吐出圧PDRmax及び除湿運転時の最大吐出圧PDJmaxとを示すグラフであり、図6から明らかなように、本参考例では、高圧側冷媒圧力が過度に上昇してしまうことを防止できることが解る。
【0064】
因みに、図5、6に示す結果は、外気温度(凝縮器20の雰囲気温度)を40℃とし、圧縮機10の回転数は、3600rpm(流量換算で、800〜1200kg/h)である。
【0065】
なお、本参考例では、除霜運転モードの実施と連動してファン21を稼動させたが、本参考例はこれに限定されるものではなく、例えば高圧側冷媒圧力が所定値以上となったときにはファン21を稼動させ、高圧側冷媒圧力が所定値以下となったときにはファン21を停止させてもよい。
【0066】
因みに、ファン21を稼動させる時の高圧側冷媒圧力とファン21を停止させる時の高圧側冷媒圧力は、同一圧力、又はファン21を稼動させる時の高圧側冷媒圧力がファン21を停止させる時の高圧側冷媒圧力より高くなるように相違させてもよい。
【0067】
(第2参考例)
本参考例は、除霜運転から通常運転に切り替わった直後に高圧側冷媒圧力が過度に上昇してしまうことをより一層確実に防止するものである。
【0068】
具体的には、除霜運転モードが終了した後、少なくとも所定時間は、開閉弁61を開いた状態で圧縮機10を停止させる準備運転モードを実行した後、通常運転モードを実施するものである。
【0069】
これにより、凝縮器20側に残存する余圧による、凝縮器20側と蒸発器30側との圧力差によって、少なくとも凝縮器20内に溜まった液相冷媒をバイパス通路60を介して蒸発器30側に移動させることができるので、凝縮器20の実凝縮能力が低下してしまうことを防止でき、除霜運転から通常運転に切り替わった直後に高圧側冷媒圧力が過度に上昇してしまうことを確実に防止できる。
【0070】
なお、図7は本参考例における吐出圧の変動を示すグラフであり、図8は本参考例における通常運転時の最大吐出圧PDRmax及び除湿運転時の最大吐出圧PDJmaxと、従来の技術における通常運転時の最大吐出圧PDRmax及び除湿運転時の最大吐出圧PDJmaxとを示すグラフであり、図8から明らかなように、本参考例では、除霜運転から通常運転に切り替わった直後に高圧側冷媒圧力が過度に上昇してしまうことを防止できることが解る。
【0071】
因みに、図7、8に示す結果は、外気温度(凝縮器20の雰囲気温度)を40℃とし、圧縮機10の回転数は、3600rpm(流量換算で、800〜1200kg/h)である。
【0072】
(第1実施形態)
本実施形態では、第2参考例と同様に、除霜運転から通常運転に切り替わった直後に高圧側冷媒圧力が過度に上昇してしまうことをより一層確実に防止することができる。
【0073】
具体的には、図9に示すように、少なくともノズル41を迂回させて冷媒を流す第2バイパス通路62、及び第2バイパス通路62を開閉する第2開閉弁63を設けるとともに、除霜運転が終了した後、少なくとも所定時間は、第2開閉弁63を開くこと準備運転モードを実行をした後、通常運転モードを実施するものである。
【0074】
これにより、凝縮器20側に残存する余圧による、凝縮器20側と蒸発器30側との圧力差によって、少なくとも凝縮器20内に溜まった液相冷媒を第2バイパス通路62を介して蒸発器30側に移動させることができるので、凝縮器20の実凝縮能力が低下してしまうことを防止でき、除霜運転から通常運転に切り替わった直後に高圧側冷媒圧力が過度に上昇してしまうことを確実に防止できる。
【0075】
なお、図10は本実施形態における通常運転時の最大吐出圧PDRmax及び除湿運転時の最大吐出圧PDJmaxと、従来の技術における通常運転時の最大吐出圧PDRmax及び除湿運転時の最大吐出圧PDJmaxとを示すグラフであり、図10から明らかなように、本実施形態では、除霜運転から通常運転に切り替わった直後に高圧側冷媒圧力が過度に上昇してしまうことを防止できることが解る。
【0076】
因みに、図10に示す結果は、外気温度(凝縮器20の雰囲気温度)を40℃とし、圧縮機10の回転数は、3600rpm(流量換算で、800〜1200kg/h)である。
【0077】
(第2実施形態)
本実施形態では、第2参考例と同様に、除霜運転から通常運転に切り替わった直後に高圧側冷媒圧力が過度に上昇してしまうことをより一層確実に防止することができる。
【0078】
具体的には、可変絞り70を電気式とするとともに、除霜運転が終了した後、少なくとも所定時間は、可変絞り(70)を開く準備運転モードを実行をした後、通常運転モードを実施するものである。
【0079】
これにより、凝縮器20側に残存する余圧による、凝縮器20側と蒸発器30側との圧力差によって、少なくとも凝縮器20内に溜まった液相冷媒をエジェクタ40を介して蒸発器30側に移動させることができるので、凝縮器20の実凝縮能力が低下してしまうことを防止でき、除霜運転から通常運転に切り替わった直後に高圧側冷媒圧力が過度に上昇してしまうことを確実に防止できる。
【0080】
(その他の実施形態)
上述の実施形態では、本発明を空調装置に適用したが、本発明の適用はこれに限定されるものではなく、例えば食品や飲料等を冷蔵・冷凍保存するショーケース用の蒸気圧縮式冷凍機に適用してもよい。
【0081】
また、本実施形態では、可変絞り70として内部均圧式温度膨張弁を採用したが、可変絞り70として外部均圧式温度膨張弁を採用してもよい。
【0082】
また、上述の実施形態では、可変絞り70とノズル41とが別々に設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば可変絞り70とノズル41とを一体化して可変ノズルとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の前提となる形態に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図2】 本発明の前提となる形態に係るレシーバの模式図である。
【図3】 本発明の前提となる形態に係る圧縮機の吐出圧の変化を示すグラフである。
【図4】 本発明の前提となる形態における通常運転時の最大吐出圧PDRmax及び除湿運転時の最大吐出圧PDJmaxと、従来の技術における通常運転時の最大吐出圧PDRmax及び除湿運転時の最大吐出圧PDJmaxとを示すグラフである。
【図5】 本発明の第1参考例に係る圧縮機の吐出圧の変化を示すグラフである。
【図6】 本発明の第1参考例における通常運転時の最大吐出圧PDRmax及び除湿運転時の最大吐出圧PDJmaxと、従来の技術における通常運転時の最大吐出圧PDRmax及び除湿運転時の最大吐出圧PDJmaxとを示すグラフである。
【図7】 本発明の第2参考例に係る圧縮機の吐出圧の変化を示すグラフである。
【図8】 本発明の第2参考例における通常運転時の最大吐出圧PDRmax及び除湿運転時の最大吐出圧PDJmaxと、従来の技術における通常運転時の最大吐出圧PDRmax及び除湿運転時の最大吐出圧PDJmaxとを示すグラフである。
【図9】 本発明の第1実施形態に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図10】 本発明の第1実施形態における通常運転時の最大吐出圧PDRmax及び除湿運転時の最大吐出圧PDJmaxと、従来の技術における通常運転時の最大吐出圧PDRmax及び除湿運転時の最大吐出圧PDJmaxとを示すグラフである。
【図11】 試作検討品に係るエジェクタサイクルの模式図である。
【図12】 p−h線図である。
Claims (2)
- 冷媒を吸入圧縮する圧縮機(10)と、
前記圧縮機(10)から吐出した冷媒を冷却する凝縮器(20)と、
冷媒を蒸発させて冷凍能力を発揮する蒸発器(30)と、
前記凝縮器(20)から流出した高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル(41)、前記ノズル(41)から噴射する高い速度の冷媒流により前記蒸発器(30)にて蒸発した気相冷媒を吸引し、前記ノズル(41)から噴射する冷媒と前記蒸発器(30)から吸引した冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させる昇圧部(42、43)を有するエジェクタ(40)と、
前記エジェクタ(40)から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、気相冷媒の流出口が前記圧縮機(10)の吸入側に接続され、液相冷媒の流出口が前記蒸発器(30)側に接続された気液分離器(50)と、
前記圧縮機(10)から吐出側と前記蒸発器(30)の冷媒入口側とを繋ぐバイパス通路(60)と、
前記バイパス通路(60)を開閉する開閉弁(61)と、
前記凝縮器(20)の冷媒出口側に設けられ、前記蒸発器(30)から流出する冷媒の過熱度が大きくなるほど絞り開度を小さくする可変絞り(70)とを備え、
さらに、前記開閉弁(61)を開いて前記圧縮機(10)から吐出した高温のガス冷媒を前記蒸発器(30)に供給して前記蒸発器(30)の表面付着した霜を除去する除霜運転が終了した後、少なくとも所定時間は、前記可変絞り(70)を開く準備運転モードを実行することを特徴とするエジェクタサイクル。 - 冷媒を吸入圧縮する圧縮機(10)と、
前記圧縮機(10)から吐出した冷媒を冷却する凝縮器(20)と、
冷媒を蒸発させて冷凍能力を発揮する蒸発器(30)と、
前記凝縮器(20)から流出した高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル(41)、前記ノズル(41)から噴射する高い速度の冷媒流により前記蒸発器(30)にて蒸発した気相冷媒を吸引し、前記ノズル(41)から噴射する冷媒と前記蒸発器(30)から吸引した冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させる昇圧部(42、43)を有するエジェクタ(40)と、
前記エジェクタ(40)から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、気相冷媒の流出口が前記圧縮機(10)の吸入側に接続され、液相冷媒の流出口が前記蒸発器(30)側に接続された気液分離器(50)と、
前記圧縮機(10)から吐出側と前記蒸発器(30)の冷媒入口側とを繋ぐ第1バイパス通路(60)と、
前記第1バイパス通路(60)を開閉する第1開閉弁(61)と、
少なくとも前記ノズル(41)を迂回させて冷媒を流す第2バイパス通路(62)と、
前記第2バイパス通路(62)を開閉する第2開閉弁(63)と、
前記凝縮器(20)の冷媒出口側に設けられ、前記蒸発器(30)から流出する冷媒の過熱度が大きくなるほど絞り開度を小さくする可変絞り(70)と備え、
さらに、前記第2開閉弁(63)を閉じた状態で前記第1開閉弁(61)を開いて前記圧縮機(10)から吐出した高温のガス冷媒を前記蒸発器(30)に供給して前記蒸発器(30)の表面付着した霜を除去する除霜運転が終了した後、少なくとも所定時間は、前記第2開閉弁(63)を開く準備運転モードを実行することを特徴とするエジェクタサイクル。
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