JP2005180911A - Refrigeration equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】 冷凍サイクル9の蒸発圧力やノズル効率を最適値で使用して冷凍能力の低下を防止することのできる空調ユニット1を提供する。
【解決手段】 コンプレッサ11、コンデンサ12、エジェクタ13および気液分離器14を冷媒配管17で環状に連結すると共に、気液分離器14の液冷媒出口部26とエジェクタ13の吸引部22とをバイパス配管27で連結し、そのバイパス配管27の途中にエバポレータ16を設置した冷凍サイクル9において、気液分離器14の液冷媒出口部26とエバポレータ16の入口側とを連結するバイパス配管27の途中に、エバポレータ16に強制的に液冷媒を供給する冷媒ポンプ15を設置した。そして、コンプレッサ11の回転速度に応じて冷媒ポンプ15の回転速度を制御するようにしてコンプレッサ11に吸引される冷媒流量を一定値とした。
【選択図】 図2
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air conditioning unit 1 capable of preventing a reduction in refrigeration capacity by using an evaporation pressure and nozzle efficiency of a refrigeration cycle 9 at optimum values.
A compressor 11, a condenser 12, an ejector 13 and a gas-liquid separator 14 are annularly connected by a refrigerant pipe 17, and a liquid refrigerant outlet portion 26 of the gas-liquid separator 14 and a suction portion 22 of the ejector 13 are bypassed. In the refrigeration cycle 9 which is connected by the pipe 27 and the evaporator 16 is installed in the middle of the bypass pipe 27, in the middle of the bypass pipe 27 connecting the liquid refrigerant outlet portion 26 of the gas-liquid separator 14 and the inlet side of the evaporator 16. A refrigerant pump 15 for forcibly supplying liquid refrigerant to the evaporator 16 was installed. Then, the flow rate of the refrigerant sucked into the compressor 11 is set to a constant value by controlling the rotation speed of the refrigerant pump 15 according to the rotation speed of the compressor 11.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、エジェクタを組み込んだ冷凍サイクルを備えた冷凍装置に関するものである。 The present invention relates to a refrigeration apparatus having a refrigeration cycle incorporating an ejector.
従来より、特開平5−312421号公報には、冷媒圧縮機、冷媒凝縮器、エジェクタ、第1冷媒蒸発器および気液分離器を冷媒配管により環状に連結すると共に、気液分離器で気相冷媒と分離された液相冷媒を減圧装置、第2冷媒蒸発器を設置したバイパス配管を介してエジェクタの吸引部に吸引させるようにした冷凍サイクルを備えた冷凍装置が提案されている。 Conventionally, in Japanese Patent Laid-Open No. 5-31421, a refrigerant compressor, a refrigerant condenser, an ejector, a first refrigerant evaporator and a gas-liquid separator are connected in an annular shape by a refrigerant pipe, and the gas-liquid separator uses a gas phase. There has been proposed a refrigeration apparatus having a refrigeration cycle in which a liquid phase refrigerant separated from a refrigerant is sucked into a suction part of an ejector through a decompression device and a bypass pipe provided with a second refrigerant evaporator.
そして、上記の従来の冷凍装置の冷凍サイクルは、図5に示したように、エジェクタ101のノズル102を通過する冷媒流量を調整して冷媒圧縮機の低速運転時の冷凍能力を増大させるか、あるいは高速運転時に余裕のある冷凍能力を適正化するために、エジェクタ101内のノズル102に、ノズル径を増減するための可変絞り弁103を設けている。
And, the refrigeration cycle of the conventional refrigeration apparatus, as shown in FIG. 5, adjusts the flow rate of refrigerant passing through the
ところが、従来の技術においては、エジェクタ101のノズル102内に可変絞り弁103を設置して、ノズル102の入口乾き度(またはサブクール度)を調整することにより冷媒流量を制御しているので、ノズル出口径が冷媒流量に対して常に最適な出口径になるとは限らず、ノズル効率の低下を招き(図6参照)、充分な冷凍能力が得られないという問題が生じる。
However, in the conventional technique, the
そこで、図7に示したように、ニードル弁104によりノズル出口径を可変できるノズル105も提案されているが、そのニードル弁104もノズル105内を流れる冷媒の抵抗部材となるため、上記と同様に、ノズル出口径が冷媒流量に対して常に最適な出口径になるとは限らず、ノズル効率の低下を招く(図8参照)。また、ノズル効率が低下した場合に、第2冷媒蒸発器に供給される冷媒流量が充分得られないので、エジェクタ101内の昇圧が低下してしまう(図9参照)。これにより、冷媒圧縮機の吸入圧力が低下するため、冷凍サイクル内を循環する冷媒の循環量が低下し、冷凍サイクルの冷凍能力が低下するという問題が生じている。
Therefore, as shown in FIG. 7, a
本発明の目的は、ノズル効率に影響を与えないエジェクタの吸引側に冷媒ポンプを設置することにより、ノズル効率が低下した時でも充分な冷凍能力を確保することのできる冷凍装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a refrigeration apparatus that can secure sufficient refrigeration capacity even when nozzle efficiency is reduced by installing a refrigerant pump on the suction side of an ejector that does not affect nozzle efficiency. is there.
また、冷凍サイクルの蒸発圧力やノズル効率を最適値で使用して冷凍サイクルの冷凍能力の低下を防止することのできる冷凍装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a refrigeration apparatus that can prevent the refrigeration cycle from being reduced in refrigeration cycle by using the evaporation pressure and nozzle efficiency of the refrigeration cycle at optimum values.
さらに、冷媒圧縮機の回転速度の増減に拘らず冷凍サイクルの冷凍能力を略一定値に保つことのできる冷凍装置を提供することにある。 It is another object of the present invention to provide a refrigeration apparatus capable of maintaining the refrigeration capacity of the refrigeration cycle at a substantially constant value regardless of increase or decrease in the rotational speed of the refrigerant compressor.
請求項1に記載の発明によると、冷媒圧縮機、冷媒凝縮器、エジェクタおよび気液分離器を冷媒流路で環状に連結すると共に、前記気液分離器の液相冷媒側と前記エジェクタの吸引部とをバイパス流路で連結し、そのバイパス流路の途中に冷媒蒸発器を設置した冷凍サイクルを備えた冷凍装置において、前記バイパス流路の途中に設けてなり、前記冷媒蒸発器に前記気液分離器内の液相冷媒を圧送する冷媒ポンプと、前記冷媒圧縮機の回転速度を検出する回転速度検出手段と、この回転速度検出手段で検出した検出値が増加すればする程、前記冷媒ポンプの回転速度を遅くする空調制御手段とを備えたことを特徴とする冷凍装置が提供される。 According to the first aspect of the present invention, the refrigerant compressor, the refrigerant condenser, the ejector, and the gas-liquid separator are annularly connected by the refrigerant flow path, and the liquid-phase refrigerant side of the gas-liquid separator and the suction of the ejector are connected. In a refrigeration apparatus having a refrigeration cycle in which a refrigerant evaporator is installed in the middle of the bypass flow path, and provided in the middle of the bypass flow path. A refrigerant pump that pumps the liquid-phase refrigerant in the liquid separator, a rotation speed detection means that detects the rotation speed of the refrigerant compressor, and the detection value detected by the rotation speed detection means increases as the refrigerant increases. There is provided a refrigeration apparatus comprising air conditioning control means for slowing the rotational speed of the pump.
請求項2に記載の発明によると、請求項1に記載の冷凍装置において、前記冷媒ポンプは、前記気液分離器の液相冷媒側と前記冷媒蒸発器の入口側との間に連結され、前記空調制御手段は、前記冷媒蒸発器の出口側の過熱度を検出する過熱度検出手段を有し、この過熱度検出手段で検出した検出値が設定値となるように前記冷媒ポンプの回転速度を増減することを特徴とする冷凍装置が提供される。
According to the invention of
請求項3に記載の発明によると、冷媒圧縮機、冷媒凝縮器、エジェクタおよび気液分離器を冷媒流路で環状に連結すると共に、前記気液分離器の液相冷媒側と前記エジェクタの吸引部とをバイパス流路で連結し、そのバイパス流路の途中に冷媒蒸発器を設置した冷凍サイクルを備えた冷凍装置において、前記バイパス流路の前記冷媒蒸発器よりも上流側に設置され、前記気液分離器内の液相冷媒を前記冷媒蒸発器に強制的に圧送する冷媒ポンプと、前記エジェクタのノズル効率や前記冷凍サイクルの蒸発圧力を最適値で使用するために、前記冷媒圧縮機に吸引される冷媒流量を略一定値に保つように、前記冷媒ポンプの回転速度を制御する空調制御手段とを備えたことを特徴とする冷凍装置が提供される。 According to the third aspect of the present invention, the refrigerant compressor, the refrigerant condenser, the ejector, and the gas-liquid separator are connected in an annular manner through the refrigerant flow path, and the liquid-phase refrigerant side of the gas-liquid separator and the suction of the ejector are connected. In a refrigeration apparatus having a refrigeration cycle in which a refrigerant evaporator is installed in the middle of the bypass flow path, installed upstream of the refrigerant evaporator in the bypass flow path, In order to use the refrigerant pump forcibly pumping the liquid phase refrigerant in the gas-liquid separator to the refrigerant evaporator, and the nozzle efficiency of the ejector and the evaporation pressure of the refrigeration cycle at optimum values, the refrigerant compressor There is provided a refrigeration apparatus comprising air conditioning control means for controlling the rotational speed of the refrigerant pump so as to keep the sucked refrigerant flow rate at a substantially constant value.
請求項4に記載の発明によると、請求項3に記載の冷凍装置において、さらに、前記冷媒圧縮機の回転速度を検出する回転速度検出手段を有し、前記空調制御手段は、前記回転速度検出手段で検出した前記冷媒圧縮機の回転速度に応じて前記冷媒ポンプの回転速度を制御することを備えたことを特徴とする冷凍装置が提供される。 According to a fourth aspect of the present invention, in the refrigeration apparatus according to the third aspect of the present invention, the refrigerating apparatus further comprises a rotational speed detecting means for detecting a rotational speed of the refrigerant compressor, and the air conditioning control means is configured to detect the rotational speed. There is provided a refrigeration apparatus comprising controlling the rotational speed of the refrigerant pump according to the rotational speed of the refrigerant compressor detected by the means.
請求項5に記載の発明によると、請求項3に記載の冷凍装置において、さらに、前記冷媒蒸発器の出口側の過熱度を検出する過熱度検出手段を有し、前記空調制御手段は、この過熱度検出手段で検出した検出値が設定値となるように前記冷媒ポンプの回転速度を増減することを特徴とする冷凍装置が提供される。 According to a fifth aspect of the present invention, in the refrigeration apparatus according to the third aspect of the present invention, the refrigerating apparatus further comprises a superheat degree detecting means for detecting a superheat degree on the outlet side of the refrigerant evaporator, and the air conditioning control means There is provided a refrigeration apparatus characterized in that the rotational speed of the refrigerant pump is increased or decreased so that the detection value detected by the superheat degree detection means becomes a set value.
請求項6に記載の発明によると、冷媒圧縮機、冷媒凝縮器、エジェクタおよび気液分離器を冷媒流路で環状に連結すると共に、前記気液分離器の液相冷媒側と前記エジェクタの吸引部とをバイパス流路で連結し、そのバイパス流路の途中に冷媒蒸発器を設置した冷凍サイクルを備えた冷凍装置において、前記バイパス流路の前記冷媒蒸発器よりも上流側に設置され、前記気液分離器内の液相冷媒を前記冷媒蒸発器に強制的に圧送する冷媒ポンプと、前記冷媒圧縮機の回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記冷媒圧縮機の回転速度の増減に拘らず冷凍サイクルの冷凍能力を略一定値に保つように、前記回転速度検出手段で検出した前記冷媒圧縮機の回転速度に応じて前記冷媒ポンプの回転速度を制御する空調制御手段とを備えたことを特徴とする冷凍装置が提供される。 According to the sixth aspect of the present invention, the refrigerant compressor, the refrigerant condenser, the ejector, and the gas-liquid separator are connected in an annular manner through the refrigerant flow path, and the liquid-phase refrigerant side of the gas-liquid separator and the suction of the ejector are connected. In a refrigeration apparatus having a refrigeration cycle in which a refrigerant evaporator is installed in the middle of the bypass flow path, installed upstream of the refrigerant evaporator in the bypass flow path, A refrigerant pump that forcibly pumps the liquid-phase refrigerant in the gas-liquid separator to the refrigerant evaporator, a rotation speed detection means that detects a rotation speed of the refrigerant compressor, and an increase / decrease in the rotation speed of the refrigerant compressor. Regardless of this, air conditioning control means for controlling the rotational speed of the refrigerant pump according to the rotational speed of the refrigerant compressor detected by the rotational speed detection means so as to keep the refrigeration capacity of the refrigeration cycle at a substantially constant value. Specially A freezing device is provided.
請求項7に記載の発明によると、請求項6に記載の冷凍装置において、さらに、前記冷媒蒸発器の出口側の過熱度を検出する過熱度検出手段を有し、前記空調制御手段は、この過熱度検出手段で検出した検出値が設定値となるように前記冷媒ポンプの回転速度を増減することを特徴とする冷凍装置が提供される。
According to the invention described in
本発明の実施形態によれば、エジェクタのノズルに冷媒流量調整手段を設けるのではなく、冷凍サイクルの気液分離器の液相冷媒側とエジェクタの吸引部とを連結するバイパス流路の途中に、冷媒蒸発器に気液分離器内の液相冷媒を圧送する冷媒圧送手段を設けることにより、ノズル効率にあまり影響を与えない。また、冷媒蒸発器に強制的に冷媒を循環させることにより、昇圧性能が向上し、冷凍サイクルの蒸発圧力やノズル効率が最適値となるので、冷凍サイクルの冷凍能力の低下を抑えることができる。 According to the embodiment of the present invention, the refrigerant flow rate adjusting means is not provided in the ejector nozzle, but in the middle of the bypass flow path connecting the liquid refrigerant side of the gas-liquid separator of the refrigeration cycle and the suction part of the ejector. By providing the refrigerant evaporator with a refrigerant pumping means for pumping the liquid phase refrigerant in the gas-liquid separator, the nozzle efficiency is not significantly affected. Further, by forcibly circulating the refrigerant in the refrigerant evaporator, the pressure increase performance is improved and the evaporating pressure and nozzle efficiency of the refrigeration cycle become optimum values, so that a decrease in the refrigeration capacity of the refrigeration cycle can be suppressed.
本発明の実施形態によれば、過熱度検出手段で検出した冷媒蒸発器の出口側の過熱度が設定値となるように冷媒ポンプの回転速度を増速または減速することにより、冷媒蒸発器に供給される冷媒流量の変化が抑えられるので、冷媒蒸発器での熱伝達率が大幅に低下することはない。 According to the embodiment of the present invention, by increasing or decreasing the rotational speed of the refrigerant pump so that the superheat degree on the outlet side of the refrigerant evaporator detected by the superheat degree detection means becomes a set value, Since the change in the flow rate of the supplied refrigerant is suppressed, the heat transfer coefficient in the refrigerant evaporator does not decrease significantly.
本発明の実施形態によれば、回転速度検出手段で検出した冷媒圧縮機の回転速度が増加すればする程、冷媒ポンプの回転速度を遅くすることにより、冷媒蒸発器に供給される冷媒の変動分を吸収できる。それによって、冷媒圧縮機の吸入圧力を制御することにより、冷媒圧縮機の吸入比容積を変化させて、冷媒圧縮機に吸引される冷媒流量を略一定値に保つこともできる。 According to the embodiment of the present invention, the more the rotational speed of the refrigerant compressor detected by the rotational speed detecting means increases, the slower the rotational speed of the refrigerant pump, thereby changing the refrigerant supplied to the refrigerant evaporator. Can absorb minutes. Thereby, by controlling the suction pressure of the refrigerant compressor, the suction specific volume of the refrigerant compressor can be changed, and the flow rate of the refrigerant sucked into the refrigerant compressor can be kept at a substantially constant value.
〔実施例の構成〕
図1ないし図4は本発明の実施例を示したもので、図1(a)は車両用空気調和装置の冷凍サイクルを示した図で、図1(b)は車両用空気調和装置の通風系を示した図で、図2は車両用空気調和装置の制御系を示した図である。
[Configuration of Example]
1 to 4 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) shows a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner, and FIG. 1 (b) shows a ventilation of the vehicle air conditioner. FIG. 2 is a diagram showing a control system of the vehicle air conditioner.
本実施例の車両用空気調和装置は、車両走行用の動力エンジンを搭載する車両の車室内を空調する空調ユニット1の各空調手段を、後記する空調制御装置10によって制御するようにしたエアコンである。空調ユニット1は、車室内に空調空気を導く空気通路を形成する空調ケース2と、この空調ケース2の上流端に結合された送風機3とを備えている。
The air conditioning apparatus for a vehicle according to the present embodiment is an air conditioner that controls each air-conditioning means of an air-
空調ケース2内には、後記する冷凍サイクル9の一構成を成すエバポレータ、およびこのエバポレータを通過した冷風を再加熱するヒータコア4が設けられている。そして、ヒータコア4の上流側と下流側とには、ヒータコア4を通過する空気量とヒータコア4を迂回する空気量とを調節する2個のエアミックスドア5が取り付けられている。
In the
送風機3は、空調ケース2の空気通路内において車室内に向かう空気流を発生させる遠心式ファン6、この遠心式ファン6を回転駆動するブロワモータ7、および遠心式ファン6を回転自在に収容するスクロールケーシング8等から構成されている。なお、スクロールケーシング8は、例えば空調ケース2の上流端に一体的に結合されている。
The
次に、本実施例の冷凍サイクル9の構成を図1(a)に基づいて説明する。冷凍サイクル9は、所謂エジェクタサイクルであって、車両に搭載された動力エンジンの駆動力によって気相冷媒(以下ガス冷媒と呼ぶ)を圧縮するコンプレッサ(冷媒圧縮機)11と、圧縮されたガス冷媒を凝縮液化させるコンデンサ(冷媒凝縮器)12と、凝縮液化された液相冷媒(以下液冷媒と呼ぶ)を減圧膨張させるエジェクタ13と、減圧膨張された気液二相冷媒を気液分離する気液分離器14と、液冷媒を吸引する冷媒ポンプ15と、流入した冷媒を蒸発気化させるエバポレータ(冷媒蒸発器)16とから構成されている。
Next, the configuration of the
コンプレッサ11は、コンデンサ12、エジェクタ13および気液分離器14と共に、冷媒配管(冷媒流路)17によって環状に連結されている。このコンプレッサ11には、動力エンジンからコンプレッサ11への回転動力の伝達を断続する電磁クラッチ(図2参照)18が連結されている。この電磁クラッチ18が通電された時に、動力エンジンの回転動力がコンプレッサ11に伝達されてエバポレータ16による空気冷却作用が行われる。コンデンサ12の近傍には、このコンデンサ12内を流れる冷媒を冷却する冷却風を送る冷却ファン19が設置されている。
The
エジェクタ13は、コンデンサ12から流入した液冷媒をノズル21より噴出することによって減圧霧化すると共に、吸引部22よりガス冷媒を吸引して、ディフューザ23内で液冷媒とガス冷媒とを混合すると共に昇圧した後に気液分離器14へ気液二相状態の冷媒を送る減圧手段である。気液分離器14は、冷媒入口部24とガス冷媒出口部25と液冷媒出口部(液相冷媒側)26とを有している。
The
冷媒ポンプ15は、本発明の冷媒圧送手段に相当する部品で、気液分離器14の液冷媒出口部26とエジェクタ13の吸引部22とを連結するバイパス配管(バイパス流路)27のうちエバポレータ16よりも上流側(の入口側)に設置されている。この冷媒ポンプ15は、ON/OFFの間隔を変更することによって、エバポレータ16に流入する冷媒流量を調節する部品である。例えば冷媒ポンプ15のON時間を長くとれば長くとる程、エバポレータ16に流入する冷媒流量が多くなる。エバポレータ16は、上記のバイパス配管27の途中に設置され、内部を流れる冷媒と空調ケース2内を通過する空気とを熱交換して空気を冷却する空気冷却手段である。
The
空調制御装置10は、本発明の空調制御手段に相当する部品で、イグニッションスイッチがオンされたときにバッテリ30から電源が供給されて、車室内前面に設けられた操作パネル上の各スイッチからのスイッチ信号を入力し、各種の制御処理を行う。なお、空調制御装置10内には、CPU、ROM、RAM等からなる周知のマイクロコンピュータが設けられ、リレーコイル34を通電することによりリレースイッチ35が閉じて冷媒ポンプ15を通電し、リレーコイル36を通電することによりリレースイッチ37が閉じて電磁クラッチ18が通電される。
The air-
また、空調制御装置10は、エバポレータ16の出口側の温度を検出する出口温度センサ31、エバポレータ16の出口側の圧力(冷凍サイクル9の低圧圧力、蒸発圧力)を検出する出口圧力センサ32、およびコンプレッサ11の回転速度を検出する回転速度センサ33等の各センサからセンサ信号を入力する。出口温度センサ31と出口圧力センサ32は、本発明の過熱度検出手段に相当する部品であり、回転速度センサ33は、本発明の回転速度検出手段に相当する部品である。
In addition, the air-
そして、空調制御装置10は、出口温度センサ31で検出したエバポレータ16の出口側の温度とエバポレータ16の出口側の圧力とからエバポレータ16の出口側の過熱度を算出し、この過熱度が設定値(例えば1°C〜2°C)となるように冷媒ポンプ15の回転速度を制御してエバポレータ16に流入する冷媒流量を調節するようにしている。また、空調制御装置10は、回転速度センサ33で検出したコンプレッサ11の回転速度を入力し、このコンプレッサ11の回転速度による冷媒流量の変動分を吸収するために冷媒ポンプ15の回転速度を制御してコンプレッサ11およびエバポレータ16に流入する冷媒流量を調節するようにしている。
The
〔実施例の作用〕
次に、本実施例の空調ユニット1の作用を図1ないし図4に基づいて簡単に説明する。ここで、図3は図1(a)における冷凍サイクル9の冷媒回路の冷媒の状態点をモリエル線図上に描いたもので、図1(a)の冷凍サイクル9の冷媒回路上のa〜fの冷媒の状態が図3のモリエル線図上のa〜fに対応する。
(Effects of Example)
Next, the operation of the
また、図3中のPHは冷凍サイクル9の高圧圧力(凝縮圧力)で、PDはコンプレッサ11の吸入圧力で、PLは冷凍サイクル9の低圧圧力(蒸発圧力)で、PSはノズル21の出口圧力である。そして、図3中のGeは冷媒ポンプ15の吸引力によるエバポレータ16に流入する冷媒流量で、Gnはコンプレッサ11の吸引力による冷媒流量である。ΔPはエジェクタ13の昇圧圧力で、Δieはノズル21での断熱熱落差で、Δirはエジェクタ13によるコンプレッサ11の圧縮仕事回収分である。
3, PH is the high pressure (condensation pressure) of the
コンプレッサ11で圧縮されて高温高圧となったガス冷媒(状態点b)は、コンデンサ12で凝縮液化されて高温高圧の液冷媒になって(状態点c)、エジェクタ13内に流入する。エジェクタ13内に流入した液冷媒は、ノズル21を通過する際に減圧されて状態点d2に至り、さらにディフューザ23を通過する際に昇圧されて状態点dとなる。
The gas refrigerant (state point b) that has been compressed by the
このとき、ノズル21を液冷媒が通過する際にノズル21から高速で噴出する冷媒回りの圧力低下を利用して、エジェクタ13の吸引部22にバイパス配管27から状態点d1のガス冷媒が吸引される。このため、コンデンサ12から流入した液冷媒とバイパス配管27から吸引されたガス冷媒とがディフューザ23内で混合する。これにより、エジェクタ13より流出する気液二相状態の冷媒は、状態点d1、d2およびコンデンサ12からの冷媒流量とエバポレータ16からの冷媒流量とにより決まる状態点dとなる。
At this time, the gas refrigerant at the state point d1 is sucked into the
その後に、気液二相状態の冷媒は、冷媒配管17を通って冷媒入口部24から気液分離器14内に流入してガス冷媒と液冷媒とに分離する。このうちガス冷媒(状態点a)は、コンプレッサ11の吸引力によって気液分離器14のガス冷媒出口部25から流出して冷媒配管17を通ってコンプレッサ11に吸入される。
Thereafter, the gas-liquid two-phase refrigerant flows into the gas-liquid separator 14 from the
一方の気液分離器14内の液冷媒(状態点e)は、冷媒ポンプ15に吸引されて気液分離器14の液冷媒出口部26から流出してバイパス配管27内に流入する。そして、バイパス配管27内に流入した液冷媒は、冷媒ポンプ15の吸引効果により昇圧した(状態点f)後に、エバポレータ16内に流入する。エバポレータ16内に流入した液冷媒は、エバポレータ16を通過する蒸発気化した(状態点d1)後に、エジェクタ13の吸引部22に吸引される。
The liquid refrigerant (state point e) in one gas-liquid separator 14 is sucked into the
ここで、エジェクタ13のノズル効率を最適値で使用するためには、エバポレータ16に流入する冷媒流量を一定値に保つ必要があるが、コンプレッサ11を動力エンジンで回転駆動しているため、コンプレッサ11の回転速度は、図4のグラフに示したように、アイドル回転速度(例えば800rpm)から通常の走行速度に見合う回転速度(例えば200rpm)まで変動する。
Here, in order to use the nozzle efficiency of the
そこで、本実施例では、コンプレッサ11の回転速度の変動によって生じる、エバポレータ16に流入する冷媒流量の変動分(図4(c)の従来例の項参照)を吸収するために、コンプレッサ11の回転速度に応じて冷媒ポンプ15の回転速度を制御することにより、コンプレッサ11の吸入圧力を下げるようにしている(図4(b)の実施例の項参照)。それによって、コンプレッサ11の吸入比容積を大きくなるので、コンプレッサ11に吸引される冷媒流量が一定値(図4(c)の実施例の項参照)に保たれる。
Therefore, in this embodiment, the rotation of the
〔実施例の効果〕
車両走行用の動力エンジンにより回転駆動されるコンプレッサ11を用いる空調ユニット1は、全てアイドリング(アイドル回転速度)の時の冷房能力が少ないという問題点がある。この対応策として、エジェクタ13により、膨張弁でのエネルギーロスを回収し、コンプレッサ11の仕事の軽減と冷媒流量の増大による冷房能力の向上が図れる。
[Effects of Examples]
All of the
但し、このエジェクタ13を備えた冷凍サイクル9は、エジェクタ13のノズル効率に大きく依存しているため、上述のように、ノズル効率や蒸発圧力を最適値で使用しないと、冷房能力が逆に低下する心配がある。本実施例では、この問題点を解決する目的でなされたもので、動力エンジン(コンプレッサ11)の回転速度に拘らず、冷媒ポンプ15により強制的に液冷媒をエバポレータ16に循環させることでノズル効率や蒸発圧力を最適値で使用している(図4(a)参照)。これにより、図4(d)に示したように、冷房能力の低下を抑えることができる。特に、本実施例は、従来例と比較してコンプレッサ11の低速度領域での冷房能力の向上を図れる。
However, since the
冷媒ポンプ15の作動は、出口温度センサ31と出口圧力センサ32とから計算されるエバポレータ16の出口側の過熱度(スーパーヒート量)に対し、通常のスーパーヒート量(設定値:例えば10°C)を中心に+−1°Cで、ON/OFF制御を行えば良い。なお、スーパーヒート量は、10°Cに限るものではなく、小さければ小さい程、空気への熱伝達率が向上する。
The operation of the
〔変形例〕
本実施例では、本発明を車両用空気調和装置(エアコン)に適用したが、本発明を車両用冷房装置、車両用冷蔵装置または車両用冷凍装置に適用しても良い。また、本発明を定置式の冷凍装置に適用しても良い。
[Modification]
In the present embodiment, the present invention is applied to a vehicle air conditioner (air conditioner), but the present invention may be applied to a vehicle cooling device, a vehicle refrigeration device, or a vehicle refrigeration device. Further, the present invention may be applied to a stationary refrigeration apparatus.
本実施例では、コンプレッサ11を車両走行用の動力エンジンにより回転駆動したが、コンプレッサ11を車両走行用の動力エンジンとは別の補助エンジン(サブエンジン)により回転駆動しても良い。また、コンプレッサ11を電動モータ等の他の駆動手段により回転駆動しても良い。
In this embodiment, the
本実施例では、エジェクタ13と気液分離器14との間を冷媒配管17により連結したが、その冷媒配管17の途中に第1冷媒蒸発器を設置しても良い。この場合には、エバポレータ16は第2冷媒蒸発器となる。また、気液分離器14と冷媒ポンプ15との間に、必要であれば減圧装置(固定絞り)を設置しても良い。
In the present embodiment, the
本実施例では、冷媒ポンプ15をエバポレータ16よりも上流側のバイパス配管27に設置したが、電動式コンプレッサ等の冷媒圧送手段をエバポレータ16よりも下流側のバイパス配管27に設置しても良い。
In the present embodiment, the
1 空調ユニット
9 冷凍サイクル
10 空調制御装置(空調制御手段)
11 コンプレッサ(冷媒圧縮機)
12 コンデンサ(冷媒凝縮器)
13 エジェクタ
14 気液分離器
15 冷媒ポンプ(冷媒圧送手段)
16 エバポレータ(冷媒蒸発器)
17 冷媒配管(冷媒流路)
21 ノズル
22 吸引部
26 液冷媒出口部(液相冷媒側)
27 バイパス配管(バイパス流路)
31 出口温度センサ(過熱度検出手段)
32 出口圧力センサ(過熱度検出手段)
33 回転速度センサ(回転速度検出手段)
1 Air-
11 Compressor (refrigerant compressor)
12 Condenser (refrigerant condenser)
13 Ejector 14 Gas-
16 Evaporator (refrigerant evaporator)
17 Refrigerant piping (refrigerant flow path)
21
27 Bypass piping (bypass flow path)
31 Outlet temperature sensor (superheat detection means)
32 Outlet pressure sensor (superheat detection means)
33 Rotational speed sensor (rotational speed detection means)
Claims (7)
前記バイパス流路の途中に設けてなり、前記冷媒蒸発器に前記気液分離器内の液相冷媒を圧送する冷媒ポンプと、
前記冷媒圧縮機の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
この回転速度検出手段で検出した検出値が増加すればする程、前記冷媒ポンプの回転速度を遅くする空調制御手段とを備えたことを特徴とする冷凍装置。 A refrigerant compressor, a refrigerant condenser, an ejector and a gas-liquid separator are connected in an annular shape with a refrigerant flow path, and a liquid phase refrigerant side of the gas-liquid separator and a suction part of the ejector are connected with a bypass flow path, In a refrigeration apparatus equipped with a refrigeration cycle in which a refrigerant evaporator is installed in the middle of the bypass flow path,
A refrigerant pump that is provided in the middle of the bypass flow path and pumps the liquid-phase refrigerant in the gas-liquid separator to the refrigerant evaporator;
A rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the refrigerant compressor;
A refrigeration apparatus comprising: an air-conditioning control unit that slows down the rotation speed of the refrigerant pump as the detection value detected by the rotation speed detection unit increases.
前記冷媒ポンプは、前記気液分離器の液相冷媒側と前記冷媒蒸発器の入口側との間に連結され、
前記空調制御手段は、前記冷媒蒸発器の出口側の過熱度を検出する過熱度検出手段を有し、この過熱度検出手段で検出した検出値が設定値となるように前記冷媒ポンプの回転速度を増減することを特徴とする冷凍装置。 The refrigeration apparatus according to claim 1,
The refrigerant pump is connected between a liquid phase refrigerant side of the gas-liquid separator and an inlet side of the refrigerant evaporator,
The air conditioning control means has superheat degree detection means for detecting the superheat degree on the outlet side of the refrigerant evaporator, and the rotational speed of the refrigerant pump is set so that the detection value detected by the superheat degree detection means becomes a set value. A refrigeration apparatus characterized by increasing or decreasing the value.
前記バイパス流路の前記冷媒蒸発器よりも上流側に設置され、前記気液分離器内の液相冷媒を前記冷媒蒸発器に強制的に圧送する冷媒ポンプと、
前記エジェクタのノズル効率や前記冷凍サイクルの蒸発圧力を最適値で使用するために、前記冷媒圧縮機に吸引される冷媒流量を略一定値に保つように、前記冷媒ポンプの回転速度を制御する空調制御手段とを備えたことを特徴とする冷凍装置。 A refrigerant compressor, a refrigerant condenser, an ejector and a gas-liquid separator are connected in an annular shape with a refrigerant flow path, and a liquid phase refrigerant side of the gas-liquid separator and a suction part of the ejector are connected with a bypass flow path, In a refrigeration apparatus equipped with a refrigeration cycle in which a refrigerant evaporator is installed in the middle of the bypass flow path,
A refrigerant pump that is installed upstream of the refrigerant evaporator in the bypass flow path and forcibly pumps the liquid-phase refrigerant in the gas-liquid separator to the refrigerant evaporator;
In order to use the nozzle efficiency of the ejector and the evaporating pressure of the refrigeration cycle at optimum values, air conditioning that controls the rotational speed of the refrigerant pump so as to keep the refrigerant flow rate sucked into the refrigerant compressor at a substantially constant value. A refrigeration apparatus comprising a control means.
さらに、前記冷媒圧縮機の回転速度を検出する回転速度検出手段を有し、
前記空調制御手段は、前記回転速度検出手段で検出した前記冷媒圧縮機の回転速度に応じて前記冷媒ポンプの回転速度を制御することを備えたことを特徴とする冷凍装置。 The refrigeration apparatus according to claim 3,
Furthermore, it has a rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the refrigerant compressor,
The refrigeration apparatus characterized in that the air conditioning control means controls the rotational speed of the refrigerant pump according to the rotational speed of the refrigerant compressor detected by the rotational speed detection means.
さらに、前記冷媒蒸発器の出口側の過熱度を検出する過熱度検出手段を有し、
前記空調制御手段は、この過熱度検出手段で検出した検出値が設定値となるように前記冷媒ポンプの回転速度を増減することを特徴とする冷凍装置。 The refrigeration apparatus according to claim 3,
Furthermore, it has superheat degree detection means for detecting the superheat degree on the outlet side of the refrigerant evaporator,
The refrigeration apparatus, wherein the air conditioning control means increases or decreases the rotational speed of the refrigerant pump so that a detection value detected by the superheat degree detection means becomes a set value.
前記バイパス流路の前記冷媒蒸発器よりも上流側に設置され、前記気液分離器内の液相冷媒を前記冷媒蒸発器に強制的に圧送する冷媒ポンプと、
前記冷媒圧縮機の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記冷媒圧縮機の回転速度の増減に拘らず冷凍サイクルの冷凍能力を略一定値に保つように、前記回転速度検出手段で検出した前記冷媒圧縮機の回転速度に応じて前記冷媒ポンプの回転速度を制御する空調制御手段とを備えたことを特徴とする冷凍装置。 A refrigerant compressor, a refrigerant condenser, an ejector and a gas-liquid separator are connected in an annular shape with a refrigerant flow path, and a liquid phase refrigerant side of the gas-liquid separator and a suction part of the ejector are connected with a bypass flow path, In a refrigeration apparatus equipped with a refrigeration cycle in which a refrigerant evaporator is installed in the middle of the bypass flow path,
A refrigerant pump that is installed upstream of the refrigerant evaporator in the bypass flow path and forcibly pumps the liquid-phase refrigerant in the gas-liquid separator to the refrigerant evaporator;
A rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the refrigerant compressor;
The rotational speed of the refrigerant pump according to the rotational speed of the refrigerant compressor detected by the rotational speed detecting means so that the refrigeration capacity of the refrigeration cycle is maintained at a substantially constant value regardless of the increase or decrease of the rotational speed of the refrigerant compressor. A refrigeration apparatus comprising an air-conditioning control means for controlling the air conditioner.
さらに、前記冷媒蒸発器の出口側の過熱度を検出する過熱度検出手段を有し、
前記空調制御手段は、この過熱度検出手段で検出した検出値が設定値となるように前記冷媒ポンプの回転速度を増減することを特徴とする冷凍装置。 The refrigeration apparatus according to claim 6,
Furthermore, it has superheat degree detection means for detecting the superheat degree on the outlet side of the refrigerant evaporator,
The refrigeration apparatus, wherein the air conditioning control means increases or decreases the rotational speed of the refrigerant pump so that a detection value detected by the superheat degree detection means becomes a set value.
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