Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Dampfverdichtungskältemittelkreislauf
mit einem Entfrostungsbetrieb für
einen Niederdruckwärmetauscher.
Der Dampfverdichtungskältemittelkreislauf eignet
sich als Wärmequelle
für eine
Heizvorrichtung, wie etwa ein Wasserheizgerät.The present invention relates to
a vapor compression refrigerant cycle
with a defrosting company for
a low pressure heat exchanger.
The vapor compression refrigerant cycle is suitable
itself as a heat source
for one
Heater, such as a water heater.
11 und 12 zeigen einen üblichen Dampfverdichtungskältemittelkreislauf,
der als Hauptwärmequelle
für ein
Wasserheizgerät
einer Heizvorrichtung genutzt wird. In dem in 11 gezeigten Dampfverdichtungskältemittelkreislauf
wird ein Expansionsventil 130 in einer Entfrostungsbetriebsart
zum Entfrosten (bzw. zum Abtauen, im Folgenden als Entfroster bezeichnet)
eines Niederdruckwärmetauschers 140 (d.h.,
eines Verdampfers) im wesentlichen vollständig geöffnet. In der Entfrostungsbetriebsart
wird deshalb Hochdruckkältemittel (Heißgaskältemittel),
das aus einem Hochdruckwärmetauscher 120 ausströmt, in den
Niederdruckwärmetauscher 140 eingeleitet,
ohne in dem Expansionsventil 130 dekomprimiert zu werden,
um den niederdruckseitigen Wärmetauscher 140 und
den Gas-/Flüssigkeitsseparator 150 zu
erwärmen.
Andererseits wird in dem in 12 gezeigten
Dampfverdichtungskältemittelkreislauf
in der Entfrostungsbetriebsart ein Umgehungsdurchlass geöffnet, während das
Expansionsventil 130 geschlossen ist, so dass aus einem
Verdichter 110 ausgetragenes Heißgaskältemittel in den Niederdruckwärmetauscher 140 über einen
Umgehungsdurchlass ausgetragen wird. Der Niederdruckwärmetauscher 140 und
der Gas-/Flüssigkeitsseparator 150 werden
deshalb durch das Heißgaskältemittel
geheizt bzw. erwärmt. 11 and 12 show a conventional vapor compression refrigerant circuit, which is used as the main heat source for a water heater of a heater. In the in 11 The vapor compression refrigerant circuit shown is an expansion valve 130 in a defrosting mode for defrosting (or defrosting, hereinafter referred to as defroster) a low pressure heat exchanger 140 (ie, an evaporator) is essentially fully open. In the defrosting mode, therefore, high-pressure refrigerant (hot gas refrigerant) is generated from a high-pressure heat exchanger 120 flows out into the low pressure heat exchanger 140 initiated without in the expansion valve 130 to be decompressed to the low pressure side heat exchanger 140 and the gas / liquid separator 150 to warm up. On the other hand, in the 12 A vapor bypass refrigerant circuit shown in the defrosting mode opens a bypass passage while the expansion valve 130 is closed, so from a compressor 110 Discharged hot gas refrigerant in the low pressure heat exchanger 140 is carried out via a bypass passage. The low pressure heat exchanger 140 and the gas / liquid separator 150 are therefore heated or warmed by the hot gas refrigerant.
In dem Dampfverdichtungskältemittelkreislauf
befinden sich der Niederdruckwärmetauscher 140 und
der Gas-/Flüssigkeits separator 150 jedoch in
etwa in einem Iso-Temperatur-/Iso-Druckzustand auf einer Niederdruckseite.
Der Niederdruckwärmetauscher 140 und
der Gas-/Flüssigkeitsseparator 150 sind
in einem Strom des Heißgaskältemittels
in Reihe geschaltet. Der Gas-/Flüssigkeitsseparator 150 wird deshalb
erwärmt,
nachdem der Niederdruckwärmetauscher 140 erwärmt worden
ist. Der größte Teil
des in den Gas-/Flüssigkeitsseparator 150 aus
dem Niederdruckwärmetauscher 140 strömenden Kältemittels
wird kondensiert bzw. verflüssigt.
In diesem Fall kann eine gasförmige
Käiltemittelmenge,
die den Verdichter 110 von dem Gas/Flüssigkeitsseparator 150 zugeführt wird,
kleiner werden als eine Heißgaskältemittelmenge,
die aus dem Verdichter 110 ausgetragen wird. Da das Heißgaskältemittel
in den Gas-/Flüssigkeitsseparator 150 eingeleitet
wird, nachdem es einen entfrosteten Abschnitt in dem Niederdruckwärmetauscher 140 durchsetzt
hat, kann außerdem
Strahlungsverlust auftreten. Eine Entfrostungsbetriebszeitdauer
zum Durchführen
des Entfrostungsbetriebs des Niederdruckwärmetauschers 140 kann
deshalb länger
werden.The low-pressure heat exchanger is located in the vapor compression refrigerant circuit 140 and the gas / liquid separator 150 however, approximately in an iso-temperature / iso-pressure state on a low pressure side. The low pressure heat exchanger 140 and the gas / liquid separator 150 are connected in series in a flow of hot gas refrigerant. The gas / liquid separator 150 is therefore heated after the low pressure heat exchanger 140 has been heated. Most of the in the gas / liquid separator 150 from the low pressure heat exchanger 140 flowing refrigerant is condensed or liquefied. In this case, a gaseous amount of refrigerant can flow to the compressor 110 from the gas / liquid separator 150 is supplied to be smaller than an amount of hot gas refrigerant coming from the compressor 110 is carried out. Because the hot gas refrigerant in the gas / liquid separator 150 is initiated after there is a defrosted section in the low pressure heat exchanger 140 penetration, radiation loss can also occur. A defrosting operation period for performing the defrosting operation of the low pressure heat exchanger 140 can therefore be longer.
Angesichts der vorstehend erläuterten
Probleme besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin,
einen Dampfverdichtungskältemittelkreislauf
zu schaffen, der die Entfrostungsbetriebszeitdauer effektiv verkürzen kann.In view of the above
Problems an object of the present invention is to
a vapor compression refrigerant cycle
to create, which can effectively shorten the defrosting operation period.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung umfasst ein Dampfverdichtungskältemittelkreislauf einen Verdichter
(10) zum Verdichten von Kältemittel, einen Hochdruckwärmetauscher
(20) zum Kühlen
von Hochtemperaturkältemittel,
das aus dem Verdichter (10) ausgetragen wird, einen Niederdruckwärmetauscher
(40) zum Verdampfen von Kältemittel, nachdem es dekomprimiert
worden ist, einen Gas-/Flüssigkeitsseparator
(50) zum Trennen des Kältemittels
in gasförmiges
Kältemittel
und flüssiges
Kältemittel.
Der Gas-/Flüssigkeitsseparator (50)
weist einen Auslass für
gasförmiges
Kältemittel auf,
durch welchen das abgetrennte gasförmige Kältemittel einer Ansaugöffnung des
Verdichters (10) zugeführt
wird. Wenn in dem Dampfverdichtungskältemittelkreislauf der Niederdruckwärmetauscher
entfrostet wird, wird das Hochtemperaturkältemittel im wesentlichen ohne
Kühlung
in dem Hochdruckwärmetauscher
(20) in den Niederdruckwärmetauscher (40) und
den Gas-/Flüssigkeitsseparator
(50) verteilt. Hochtemperaturkältemittel kann deshalb direkt
dem Gas-/Flüssigkeitsseparator
(50) zugeführt
werden und verhindern, dass eine große Kältemittelmenge, die in den
Gas-/Flüssigkeitsseparator
(50) strömt, kondensiert
bzw. verflüssigt
wird. Dadurch kann verhindert werden, dass eine Menge an gasförmigem Kältemittel,
die dem Verdichter (10) von dem Gas-/Flüssigkeitsseparator (50)
zugeführt
wird; kleiner als eine Kältemittelmenge
(Heißgasmenge)
wird, die aus dem Verdichter (10) ausgetragen wird. Hierdurch
kann eine große
Menge an Heißgaskältemittel dem
Niederdruckwärmetauscher
(40) im Entfrostungsbetrieb zugeführt werden und die Entfrostungsbetriebszeitdauer
zum Durchführen
des Entfrostungsbetriebs kann verkürzt werden.In accordance with the present invention, a vapor compression refrigerant circuit includes a compressor ( 10 ) for compressing refrigerant, a high pressure heat exchanger ( 20 ) for cooling high-temperature refrigerant that comes out of the compressor ( 10 ) is carried out, a low pressure heat exchanger ( 40 ) to evaporate refrigerant after it has been decompressed, a gas / liquid separator ( 50 ) to separate the refrigerant into gaseous refrigerant and liquid refrigerant. The gas / liquid separator ( 50 ) has an outlet for gaseous refrigerant through which the separated gaseous refrigerant flows through a suction opening of the compressor ( 10 ) is supplied. If the low-pressure heat exchanger is defrosted in the vapor compression refrigerant circuit, the high-temperature refrigerant is essentially without cooling in the high-pressure heat exchanger ( 20 ) in the low pressure heat exchanger ( 40 ) and the gas / liquid separator ( 50 ) distributed. High-temperature refrigerant can therefore be sent directly to the gas / liquid separator ( 50 ) and prevent a large amount of refrigerant from entering the gas / liquid separator ( 50 ) flows, is condensed or liquefied. This can prevent an amount of gaseous refrigerant from flowing through the compressor ( 10 ) from the gas / liquid separator ( 50 ) is fed; becomes smaller than an amount of refrigerant (amount of hot gas) that flows out of the compressor ( 10 ) is carried out. As a result, a large amount of hot gas refrigerant can be used in the low-pressure heat exchanger ( 40 ) can be supplied in the defrosting operation and the defrosting operation time for performing the defrosting operation can be shortened.
Das aus dem Niederdruckwärmetauscher(20)
ausströmende
Kältemittel
kann in einer Dekompressionseinrichtung (30) dekomprimiert
oder durch eine Düse
(71) eines Ejektors (70) dekomprimiert werden.
In der vorliegenden Erfindung kann der Drosselöffnungsgrad der Dekompressionseinheit bzw.
der Düse
gesteuert werden. Wenn der Ejektor (70) verwendet wird,
umfasst der Ejektor (70) die Düse (71) zum Dekomprimieren
und Expandieren von Kältemittel,
das aus dem Hochdruckwärmetauscher
(20) strömt,
und einen Druckerhöhungsabschnitt
(72, 73), in welchem gasförmiges Kältemittel, das in dem Niederdruckwärmetauscher
(20) verdampft wird, durch den Kältemittelstrom ange saugt wird,
der aus der Düse
(71) gestrahlt wird, und der Kältemitteldruck, der in den
Verdichter (10) gesaugt wird, wird erhöht durch Umsetzen von Expansionsenergie
des Kältemittels
in Druckenergie des Kältemittels.
Selbst in diesem Fall können
die vorstehend angesprochenen Vorteile erreicht werden.That from the low pressure heat exchanger ( 20 ) refrigerant flowing out can be in a decompression device ( 30 ) decompressed or through a nozzle ( 71 ) of an ejector ( 70 ) can be decompressed. In the present invention, the throttle opening degree of the decompression unit or the nozzle can be controlled. If the ejector ( 70 ) is used, the ejector includes ( 70 ) the nozzle ( 71 ) for decompressing and expanding refrigerant that comes out of the high pressure heat exchanger ( 20 ) flows, and a pressure increasing section ( 72 . 73 ), in which gaseous refrigerant, which in the low pressure heat exchanger ( 20 ) is evaporated, sucked in by the refrigerant flow from the nozzle ( 71 ) is blasted, and the refrigerant pressure that flows into the compressor ( 10 ) is increased by converting the expansion energy of the refrigerant into pressure energy of the refrigerant. Even in this case, the advantages mentioned above can be achieved.
Bevorzugt ist der Dampfverdichtungskältemittelkreislauf
mit einem Umgehungsdurchlass (60, 62, 60c, 60d, 64, 66, 68)
versehen, durch welchen das Hochtemperaturkältemittel sowohl in den Niederdruckwärmetauscher
(40) wie in den Gas/Flüssigkeitsseparator
(50) verteilt wird, wenn der Niederdruckwärmetauscher
entfrostet wird, und mit einer Ventileinheit (61, 63, 60a, 60b, 65, 67, 69)
zum Steuern des Durchsatzes des Kältemittels, das durch den Umgehungsdurchlass
(60, 62, 60c, 60d, 64, 66, 68) strömt. In der
vorliegenden Erfindung kann die Struktur des Umgehungsdurchlasses
und der Ventileinheit. bevorzugt so gebildet sein, dass das Hochtemperaturkältemittel
im wesentlichen ohne Kühlung durch
den Hochdruckwärmetauscher
(20) in sowohl den Niederdruckwärmetauscher (40) wie
den Gas-/Flüssigkeitsseparator
(50) parallel verteilt und diesen zugeführt wird.The vapor compression refrigerant circuit with a bypass passage ( 60 . 62 . 60c . 60d . 64 . 66 . 68 ) through which the high-temperature refrigerant enters both the low-pressure heat exchanger ( 40 ) as in the gas / liquid separator ( 50 ) is distributed when the low-pressure heat exchanger is defrosted, and with a valve unit ( 61 . 63 . 60a . 60b . 65 . 67 . 69 ) to control the flow rate of the refrigerant through the bypass passage ( 60 . 62 . 60c . 60d . 64 . 66 . 68 ) flows. In the present invention, the structure of the bypass passage and the valve unit can. preferably be formed so that the high-temperature refrigerant essentially without cooling by the high-pressure heat exchanger ( 20 ) in both the low pressure heat exchanger ( 40 ) like the gas / liquid separator ( 50 ) distributed in parallel and fed to it.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand
der Zeichnung beispielhaft näher
erläutert;
in dieser zeigen:The invention is described below
the drawing as an example
explains;
in this show:
1 eine
schematische Ansicht eines Dampfverdichtungskältemittelkreislaufs in Übereinstimmung
mit einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, 1 1 is a schematic view of a vapor compression refrigerant cycle in accordance with a first embodiment of the present invention;
2 eine
schematische Ansicht eines Dampfverdichtungskältenittelkreislaufs in Übereinstimmung
mit einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, 2 1 is a schematic view of a vapor compression refrigerant circuit in accordance with a second embodiment of the present invention;
3(a) und 3(b) schematische Ansichten unter Darstellung
eines Dampfverdichtungskältemittelkreislaufs
in Übereinstimmung
mit einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, 3 (a) and 3 (b) schematic views showing a vapor compression refrigerant cycle in accordance with a third embodiment of the present invention,
4 eine
schematische Ansicht eines Dampfverdichtungskältemittelkreislaufs in Übereinstimmung
mit einer vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, 4 1 is a schematic view of a vapor compression refrigerant cycle in accordance with a fourth embodiment of the present invention;
5 eine
Kurvendarstellung der Temperaturschwankungen bzw. -veränderungen
in einem Verdampfer und einem Gas-/Flüssigkeitsseparator des Dampfverdichtungskältenittelkreislaufs
in Übereinstimmung
mit der vierten Ausführungsform
unter Darstellung von Temperaturschwankungen bzw. -veränderungen
in einem Verdampfer und einem Gas-/Flüssigkeitsseparator gemäß einem
Vergleichsbeispiel, 5 4 shows a graph of the temperature fluctuations or changes in an evaporator and a gas / liquid separator of the vapor compression refrigerant circuit in accordance with the fourth embodiment, showing temperature fluctuations or changes in an evaporator and a gas / liquid separator according to a comparative example,
6 eine
schematische Ansicht eines Dampfverdichtungskältemittelkreislaufs in Übereinstimmung
mit einer fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, 6 1 is a schematic view of a vapor compression refrigerant cycle in accordance with a fifth embodiment of the present invention;
7 eine
schematische Ansicht eines Dampfverdichtungskältemittelkreislaufs in Übereinstimmung
mit einer sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, 7 1 is a schematic view of a vapor compression refrigerant cycle in accordance with a sixth embodiment of the present invention;
8 eine
schematische Ansicht eines Dampfverdichtungskältemittelkreislaufs in Übereinstimmung
mit einer siebten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, 8th 1 is a schematic view of a vapor compression refrigerant cycle in accordance with a seventh embodiment of the present invention;
9 eine
schematische Ansicht eines Dampfverdichtungskältemittelkreislaufs in Übereinstimmung
mit einer achten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, 9 1 is a schematic view of a vapor compression refrigerant cycle in accordance with an eighth embodiment of the present invention;
10 eine
schematische Ansicht eines Dampfverdichtungskältemittelkreislaufs in Übereinstimmung
mit einer neunten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, 10 1 is a schematic view of a vapor compression refrigerant cycle in accordance with a ninth embodiment of the present invention;
11 eine
schematische Ansicht eines Dampfverdichtungskältemittelkreislaufs gemäß dem Stand
der Technik, und 11 a schematic view of a vapor compression refrigerant circuit according to the prior art, and
12 eine
schematische Ansicht eines Dampfverdichtungskältemittelkreislaufs in Übereinstimmung
mit einem weiteren Stand der Technik. 12 is a schematic view of a vapor compression refrigerant circuit in accordance with another prior art.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung werden nunmehr unter Bezug auf die anliegenden Zeichnungen
erläutert.Preferred embodiments of the present
Invention will now be made with reference to the accompanying drawings
explained.
(Erste Ausführungsform)(First embodiment)
In dieser Ausführungsform wird ein Dampfverdichtungskältemittelkreislauf
in typischer Weise für
ein Wasserheizgerät
genutzt. 1 zeigt einen
Dampfverdichtungskältemittelkreislauf
in Übereinstimmung
mit der ersten Ausführungsform.
In dem in 1 gezeigten
Dampfverdichtungskältemittelkreislauf
handelt es sich bei einem Verdichter 10 um einen elektrischen
Verdichter, in welchen ein Elektromotor und ein Verdichtungsmechanismus
integriert sind. Der Verdichter 10 komprimiert Kältemittel,
das in ihn angesaugt wird. Gasförmiges
Hochdruck-Hochtemperatur-Kältemittel,
das aus dem Verdichter 10 ausgetragen wird, wird zu einem
Wasser-Kältemittelwärmetauscher 20 (Hochdruckwärmetauscher)
ausgetragen, um einen Wär metausch
mit Wasser durchzuführen,
das einem Tank zugeführt wird.
Da in der ersten Ausführungsform
der aus dem Verdichter 10 ausgetragene Kältemitteldruck
höher gewählt ist
als der kritische Druck des Kältemittels, werden
die Temperatur und Enthalpie des Kältemittels in dem Wasser-Kältemittelwärmetauscher 20 ohne
Kondensation bzw. Verflüssigung
(Phasenänderung)
des Kältemittels
in dem Wasser-Kältemittelwärmetauscher 20 verringert.
Beispielsweise kann Kohlendioxid als Kältemittel in der ersten Ausführungsform
verwendet werden.In this embodiment, a vapor compression refrigerant cycle is typically used for a water heater. 1 10 shows a vapor compression refrigerant cycle in accordance with the first embodiment. In the in 1 The vapor compression refrigerant circuit shown is a compressor 10 around an electric compressor in which an electric motor and a compression mechanism are integrated. The compressor 10 compresses refrigerant that is drawn into it. Gaseous high-pressure high-temperature refrigerant coming out of the compressor 10 is carried out, becomes a water-refrigerant heat exchanger 20 (High pressure heat exchanger) carried out to perform a heat exchange with water that is supplied to a tank. Since in the first embodiment the one from the compressor 10 discharged refrigerant pressure is selected higher than the critical pressure of the refrigerant, the temperature and enthalpy of the refrigerant in the water-refrigerant heat exchanger 20 without condensation or liquefaction (phase change) of the refrigerant in the water-refrigerant heat exchanger 20 reduced. For example, carbon dioxide can be used as the refrigerant in the first embodiment.
Bei einem Expansionsventil 30 handelt
es sich um eine Dekompressionseinheit zum Dekomprimieren und Expandieren
von Kältemittel,
das aus dem Wasser-Kältemittelwärmetauscher 20 strömt, und
zwar isoenthalpisch. Ein Drosselöffnungsgrad des
Expansionsventils 30 wird durch eine (nicht gezeigte) elektronische
Steuereinheit variabel derart gesteuert, dass der Druck des Hochdruckkältemittels in
einem vorbestimmten Bereich zu liegen kommt .With an expansion valve 30 It is a decompression unit for decompressing and expanding refrigerant that comes from the water-refrigerant heat exchanger 20 flows, and isoenthalpically. A throttle opening degree of the expansion valve 30 becomes variable by an electronic control unit (not shown) controlled that the pressure of the high pressure refrigerant comes to lie in a predetermined range.
Ein in dem Expansionsventil 30 dekomprimiertes
Niederdruckkältemittel
wird in einem Verdampfer 40 verdampft (d.h., in einem Niederdruckwärmetauscher),
und in einen Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 (d.h.
einen Akkumulator) eingeleitet. Aus dem Verdampfer 40 strömendes Kältemittel
wird in dem Gas/Flüssigkeitsseparator 50 in
gasförmiges Kältemittel
und flüssiges
Kältemittel
getrennt und das abgetrennte gasförmige Kältemittel wird dem Verdichter 10 zugeführt. Ein Ölrückführdurchlass 51 ist derart
vorgesehen, dass ein in dem Gas/Flüssigkeitsseparator 50 durch
Dichte-Differenz abgetrenntes Schmiermittelöl in den Verdichter 10 eingeleitet wird.
Das Schmiermittelöl
wird vorliegend zum Schmieren eines Gleitabschnitts des Verdichters 10 genutzt.
In dem Dampfverdichtungskältemittelkreislauf
wird das Schmiermittelöl üblicher weise
dem Kältemittel
zugemischt und dem Verdichter 10 zugeführt.One in the expansion valve 30 decompressed low pressure refrigerant is in an evaporator 40 evaporates (ie, in a low pressure heat exchanger) and into a gas / liquid separator 50 (ie an accumulator) initiated. From the evaporator 40 flowing refrigerant is in the gas / liquid separator 50 separated into gaseous refrigerant and liquid refrigerant and the separated gaseous refrigerant becomes the compressor 10 fed. An oil return passage 51 is provided such that a in the gas / liquid separator 50 lubricant oil separated by density difference into the compressor 10 is initiated. The lubricant oil is used here to lubricate a sliding portion of the compressor 10 used. In the vapor compression refrigerant circuit, the lubricant oil is usually mixed with the refrigerant and the compressor 10 fed.
Ein Umgehungsdurchlass 60 ist
derart vorgesehen, dass das aus dem Expansionsventil 30 strömende Kältemittel
direkt in den Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 über den
Umgehungsdurchlass 60 eingeleitet wird, während es
den Verdampfer 40 umgeht. Ein Ventil 61 zum Steuern
einer Kältemittelmenge,
die durch den Umgehungsdurchlass 60 strömt, ist in dem Umgehungsdurchlass 60 vorgesehen.
Der Öffnungsgrad
des Ventils 61 wird durch die elektronische Steuereinheit
gesteuert.A bypass passage 60 is provided such that the expansion valve 30 flowing refrigerants directly into the gas / liquid separator 50 over the bypass passage 60 is introduced while it is the vaporizer 40 bypasses. A valve 61 to control an amount of refrigerant flowing through the bypass passage 60 flows is in the bypass passage 60 intended. The degree of opening of the valve 61 is controlled by the electronic control unit.
In dem in 1 gezeigten Dampfverdichtungskältemittelkreislauf
ist eine stromabwärtige
Seite des Umgehungsdurchlasses 60 mit einem Kältemitteldurchlass
zwischen einem Auslass des Verdampfers 40 und dem Gas-/Flüssigkeitsseparator
50 verbunden. Die stromabwärtige
Seite des Umgehungsdurchlasses 60 kann jedoch mit einem
Auslass des Verdampfers 40 verbunden sein. Aternativ kann die
stromabwärtige
Seite des Umgehungsdurchlasses mit dem Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 verbunden
sein. In diesem Fall kann Kältemittel
aus dem Expansionsventil 30 direkt in den Gas-/Flüssigkeitsseparator
durch den Umgehungsdurchlass 60 strömen.In the in 1 The vapor compression refrigerant circuit shown is a downstream side of the bypass passage 60 with a refrigerant passage between an outlet of the evaporator 40 and the gas / liquid separator 50. The downstream side of the bypass passage 60 can, however, with an outlet of the evaporator 40 be connected. Alternatively, the downstream side of the bypass passage may be connected to the gas / liquid separator 50. In this case, refrigerant can come out of the expansion valve 30 directly into the gas / liquid separator through the bypass passage 60 stream.
In einem Fall, in welchem die Außenlufttemperatur
niedriger als eine vorbestimmte Temperatur T1 (z.B. 0°C) ist, wird
ermittelt, dass sich auf dem Verdampfer 40 Frost gebildet
hat, wenn eine Temperaturdifferenz zwischen der Außenlufttemperatur
und der Temperatur des aus dem Verdampfer 40 strömenden Kältemittels
größer als
eine Solltemperatur ist. In diesem Fall wird ein Entfrostungsvorgang
für den
Verdampfer 40 durchgeführt.In a case where the outside air temperature is lower than a predetermined temperature T1 (eg 0 ° C), it is determined that there is on the evaporator 40 Frost has formed when there is a temperature difference between the outside air temperature and the temperature of the evaporator 40 flowing refrigerant is greater than a target temperature. In this case there is a defrosting process for the evaporator 40 carried out.
In dem Entfrostungsvorgang wird eine
Wasserzufuhr zu dem Wasser-Kältemittelwärmetauscher 20 gestoppt,
ein Blasvorgang der Außenluft
zu dem Verdampfer 40 wird gestoppt und das Ventil 61 wird vollständig geöffnet. Der Öffnungsgrad
des Expansionsventils 30 wird derart vergrößert, dass
der Kältemitteldruck
in dem Verdampfer 40 niedriger als ein Widerstandsdruck
des Verdampfers 40 wird und einer Temperatur entspricht,
die höher
ist als die Außenlufttemperatur.
Hochdruckkältemittel,
das in dem Wasser-Kältemittelwärmetauscher 20 nahezu
nicht gekühlt
wurde, wird dadurch sowohl in den Verdampfer 40 wie den
Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 verteilt. Hochtemperaturkältemittel
kann deshalb nicht nur dem Verdampfer 40, sondern auch
dem Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 zugeführt werden.In the defrosting process, water is supplied to the water-refrigerant heat exchanger 20 stopped blowing outside air to the evaporator 40 is stopped and the valve 61 will open completely. The degree of opening of the expansion valve 30 is increased such that the refrigerant pressure in the evaporator 40 lower than a resistance pressure of the evaporator 40 and corresponds to a temperature that is higher than the outside air temperature. High pressure refrigerant in the water-refrigerant heat exchanger 20 was almost not refrigerated, both in the evaporator 40 like the gas / liquid separator 50 distributed. High-temperature refrigerants can therefore not only be used by the evaporator 40 , but also the gas / liquid separator 50 are fed.
Hochtemperaturkältemittel kann deshalb direkt
dem Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 zugeführt werden,
und es kann verhindert werden, dass eine große Menge an Kältemittel,
die in den Gas/Flüssigkeitsseparator 50 strömt, kondensiert
bzw. verflüssigt wird.
Dadurch kann verhindert werden, dass eine Menge an gasförmigem Kältemittel,
die von dem Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 dem
Verdichter 10 zugeführt
wird, kleiner ist als eine Kältemittelmenge (Heißgasmenge),
die aus dem Verdichter 10 ausgetragen wird. Hierdurch kann
eine große
Menge an Heißgaskältemittel
dem Verdampfer 40 zugeführt werden
und die Entfrostungsbetriebszeitdauer zum Durchführen des Entfrostungsbetriebs
kann verkürzt werden.High-temperature refrigerant can therefore be used directly in the gas / liquid separator 50 can be supplied and a large amount of refrigerant can be prevented from entering the gas / liquid separator 50 flows, is condensed or liquefied. This can prevent an amount of gaseous refrigerant from being released from the gas / liquid separator 50 the compressor 10 is supplied is less than an amount of refrigerant (hot gas) that comes from the compressor 10 is carried out. This can cause a large amount of hot gas refrigerant to the evaporator 40 can be supplied and the defrosting operation period for performing the defrosting operation can be shortened.
(Zweite Ausführungsform)(Second embodiment)
sDie zweite Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird nunmehr unter Bezug auf 2 erläutert.
In der zweiten Ausführungsform
ist ein Umgehungsdurchlass 62 vorgesehen, durch welchen aus
dem Verdichter 10 ausgetragenes Kältemittel je weils verteilt
wird in und zugeführt
wird zu dem Verdampfer 40 und dem Gas-/Flüssigkeitsseparator
50 unter Umgehung von sowohl dem Wasser-Kältemittelwärmetauscher 20 mit
dem Expansionsventil 30. Ein Ventil 63 zum Steuern
einer Kältemittelmenge, die
aus dem Verdichter 10 in den Umgehungsdurchlass 62 strömt, ist
in dem Umgehungsdurchlass 62 angeordnet. Der Öffnungsgrad
des Ventils 63 wird durch die elektronische Steuereinheit
gesteuert. Ein Rückschlagventil 60e ist
in dem Umgehungsdurchlass 62 derart angeordnet, dass ein
Gegenstrom ausgehend vom Expansionsventil 30 in den Umgehungsdurchlass 62 verhindert
werden kann.The second embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG 2 explained. In the second embodiment, there is a bypass passage 62 provided by which from the compressor 10 discharged refrigerant is distributed in each case and is supplied to the evaporator 40 and the gas / liquid separator 50 bypassing both the water-refrigerant heat exchanger 20 with the expansion valve 30 , A valve 63 to control an amount of refrigerant coming from the compressor 10 in the bypass passage 62 flows is in the bypass passage 62 arranged. The degree of opening of the valve 63 is controlled by the electronic control unit. A check valve 60e is in the bypass passage 62 arranged in such a way that a counterflow starts from the expansion valve 30 in the bypass passage 62 can be prevented.
Wenn in der zweiten Ausführungsform
der Entfrostungsbetrieb durchgeführt
wird, wird das Expansionsventil 30 geschlossen und das
Ventil 63 wird geöffnet.
Im Entfrostungsbetrieb wird deshalb Hochtemperaturkältemittel,
bevor es in dem Wasser-Kältemittelwärmetauscher 20 abgekühlt wird,
sowohl in den Verdampfer 40 wie dem Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 verteilt.
Hochtemperaturkältemittel
kann deshalb sowohl dem Verdampfer 40 wie dem Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 zugeführt werden.In the second embodiment, when the defrosting operation is performed, the expansion valve 30 closed and the valve 63 will be opened. In the defrosting operation, therefore, high-temperature refrigerant is used before it is in the water-refrigerant heat exchanger 20 is cooled, both in the evaporator 40 like the gas / liquid separator 50 distributed. High temperature refrigerant can therefore both the evaporator 40 like the gas / liquid separator 50 are fed.
In der zweiten Ausführungsform
sind die üblichen
Teile ähnlich
denjenigen der vorstehend erläuterten
ersten Ausführungsform.
Hochtemperaturkältemittel
kann deshalb direkt dem Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 zugeführt werden
und es kann verhindert werden, dass eine große Menge des in den Gas/Flüssigkeitsseparator 50 strömenden Kältemittels
kondensiert bzw. verflüssigt
wird. Dadurch kann verhindert werden, dass eine Menge an gasförmigem Kältemittel,
das dem Verdichter 10 von dem Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 zugeführt wird,
kleiner ist als eine Kältemittelmenge
(Heißgasmenge),
die aus dem Verdichter 10 ausgetragen wird. Hierdurch kann
eine große
Menge an Heißgaskältemittel
dem Verdampfer 40 zugeführt
wer den, und die Entfrostungsbetriebszeitdauer zum Durchführen des
Entfrostungsbetriebs kann verkürzt
werden.In the second embodiment, the usual parts are similar to those of the first embodiment explained above. High-temperature refrigerant can therefore be used directly in the gas / liquid separator 50 can be supplied and it can be prevented that a large amount of the in the Gas / liquid separator 50 flowing refrigerant is condensed or liquefied. This can prevent an amount of gaseous refrigerant from flowing into the compressor 10 from the gas / liquid separator 50 is supplied is less than an amount of refrigerant (hot gas) that comes from the compressor 10 is carried out. This can cause a large amount of hot gas refrigerant to the evaporator 40 who supplied, and the defrosting operation period for performing the defrosting operation can be shortened.
(Dritte Ausführungsform)(Third embodiment)
Wie in den 3(a) bis 3(b) gezeigt, wird in der dritten Ausführungsform
ein Mehrstufenverdichter zum Verdichten von Kältemittel in mehreren Stufen
als Verdichter 10 genutzt. Im Entfrostungsbetrieb wird
Kältemittel
in einem Entfrostungsbetrieb von einer ersten Austragstufe des Verdichters 10 bis
zu einer Endaustragstufe des Verdichters 10 zu dem Verdampfer 40 und
dem Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 verteilt.
Ventile 60a, 60b sind in den Umgehungsdurchlässen 60c, 60d vorgesehen,
um einen Gegenstrom des Kältemittels
ausgehend vom Verdampfer 40 in Richtung auf den Verdichter 10 durch
die Umgehungsdurchlässe 60c, 60d zu
verhindern.As in the 3 (a) to 3 (b) shown, in the third embodiment, a multi-stage compressor for compressing refrigerant in several stages as a compressor 10 used. In defrosting operation, refrigerant is released from a first discharge stage of the compressor in a defrosting operation 10 up to a final discharge stage of the compressor 10 to the evaporator 40 and the gas / liquid separator 50 distributed. valves 60a . 60b are in the bypass passages 60c . 60d provided to countercurrent the refrigerant from the evaporator 40 towards the compressor 10 through the bypass openings 60c . 60d to prevent.
3(a) zeigt
einen Fall, in welchem Hochdruckkältemittel von der ersten Austragstufe
des Verdichters 10 in den Gas/Flüssigkeitsseparator 50 eingeleitet
wird, während
Hochdruckkältemittel
aus der letzten Austragstufe des Verdichters 10 in den
Verdampfer 40 eingeleitet wird. Andererseits zeigt 3(b) einen Fall, in welchem Hochdruckkältemittel aus
der letzten Austragstufe des Verdampfers 10 in den Gas/Flüssigkeitsseparator 50 eingeleitet
wird, während
Hochdruckkältemittel
aus dem ersten Austragschritt des Verdichters 10 in den
Verdampfer 40 eingeleitet wird. 3 (a) shows a case in which high pressure refrigerant from the first discharge stage of the compressor 10 is introduced into the gas / liquid separator 50 while high pressure refrigerant from the last discharge stage of the compressor 10 in the evaporator 40 is initiated. On the other hand shows 3 (b) a case in which high pressure refrigerant from the last discharge stage of the evaporator 10 in the gas / liquid separator 50 is introduced while high pressure refrigerant from the first discharge step of the compressor 10 in the evaporator 40 is initiated.
In 3(a) und 3(b) verdichtet der Verdichter 10 das
Kältemittel
zweistufig. Der Verdichter 10 kann jedoch Kältemittel
dreistufig oder in einer größeren Anzahl
von Stufen verdichten. In der dritten Ausführungsform sind die übrigen Teile ähnlich denjenigen der
vorstehend erläuterten
zweiten Ausfüh rungsform.
Die in der zweiten Ausführungsform
angesprochenen Vorteile können
deshalb ebenfalls erreicht werden.In 3 (a) and 3 (b) compresses the compressor 10 the refrigerant has two stages. The compressor 10 However, it can compress refrigerant in three stages or in a larger number of stages. In the third embodiment, the remaining parts are similar to those of the second embodiment described above. The advantages addressed in the second embodiment can therefore also be achieved.
(Vierte Ausführungsform)Fourth Embodiment
In den vorstehend erläuterten
ersten bis dritten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wird der Dampfverdichtungskältemittelkreislauf
für ein
Wasserheizgerät
verwendet. In der vierten Ausführungsform
hingegen wird ein Dampfverdichtungskältemittelkreislauf für eine Klimaanlage
verwendet. Ein Radiator 20 zum Durchführen eines Wärmetausches
zwischen dem Hochdruckkältemittel
mit Außenluft
kann deshalb als Hochdruckwärmetauscher genutzt
werden und der Verdampfer 40 wird zum Kühlen von Luft genutzt, die
in eine Fahrgastzelle geblasen wird. Ein Ejektorkreislauf 70 mit
einem Ejektor wird außerdem
als Dampfverdichtungskältemittelkreislauf
genutzt.In the first to third embodiments of the present invention explained above, the vapor compression refrigerant cycle is used for a water heater. In the fourth embodiment, however, a vapor compression refrigerant cycle is used for an air conditioner. A radiator 20 to carry out a heat exchange between the high-pressure refrigerant with outside air can therefore be used as a high-pressure heat exchanger and the evaporator 40 is used to cool air that is blown into a passenger compartment. An ejector cycle 70 with an ejector is also used as a vapor compression refrigerant cycle.
In dem Ejektorkreislauf wird der
Ejektor 70 als Dekompressionseinheit zum Dekomprimieren von
Kältemittel
verwendet. Der Ejektor umfasst eine Düse 71 zum isoenthalpischen
Dekomprimieren und Expandieren von Hochdruckkältemittel, und einem Druckerhöhungsabschnitt 72, 73,
in welchem gasförmiges
Kältemittel,
das in dem Verdampfer 40 verdampft wird, durch ein Hochgeschwindigkeitskältemittelstrom
angesaugt wird, der aus der Düse 71 ausgestrahlt
wird, und er erhöht
einen Kältemitteldruck, der
in den Verdampfer 40 angesaugt wird durch Umsetzen von
Expansionsenergie des Kältemittels
in Geschwindigkeitsenergie des Kältemittels.
In dieser Ausführungsform
kann der Drosselöffnungsgrad
der Düse 71 variabel
derart gesteuert werden, dass der Druck des Hochdruckkältemittels
in einem vorbestimmten Bereich zu liegen kommt. Ein Treiberstrom des
Kältemittels,
das aus der Düse 71 gestrahlt
wird, und ein Ansaugstrom des Kältemittels,
das von dem Verdampfer 40 ange saugt wird, werden in einem Mischabschnitt 72 des
Ejektors 70 derart gemischt, dass der Druck des Kältemittels
erhöht
wird. Daraufhin wird ein Durchlassquerschnitt in einem Diffusor 73 des
Ejektors 70 derart vergrößert, dass der Kältemitteldruck
in dem Diffusor 73 zunimmt. Der Druckerhöhungsabschnitt
besteht deshalb aus dem Mischabschnitt 72 und dem Diffusor 73.The ejector is in the ejector cycle 70 used as a decompression unit for decompressing refrigerant. The ejector includes a nozzle 71 for iso-enthalpic decompression and expansion of high-pressure refrigerant, and a pressure increase section 72 . 73 in which gaseous refrigerant that is in the evaporator 40 is evaporated, is sucked in by a high-speed refrigerant flow coming out of the nozzle 71 is broadcast, and it increases a refrigerant pressure that goes into the evaporator 40 is sucked in by converting expansion energy of the refrigerant into velocity energy of the refrigerant. In this embodiment, the throttle opening degree of the nozzle 71 can be variably controlled such that the pressure of the high-pressure refrigerant comes to lie in a predetermined range. A driver flow of the refrigerant coming out of the nozzle 71 is blasted, and an intake flow of the refrigerant from the evaporator 40 is sucked in, are in a mixing section 72 of the ejector 70 mixed such that the pressure of the refrigerant is increased. Then there is a passage cross section in a diffuser 73 of the ejector 70 increased such that the refrigerant pressure in the diffuser 73 increases. The pressure increasing section therefore consists of the mixing section 72 and the diffuser 73 ,
In der vierten Ausführungsform
ist ein Umgehungsdurchlass 64 vorgesehen, durch welchen Hochtemperaturkältemittel,
das aus dem Verdichter 10 ausgetragen wird, in den Verdampfer 40 und
den Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 unter
Umgehung des Radiators 20 und des Ejektors 70 im
Entfrostungsvorgang verteilt und zugeführt wird. Ein Ventil 65 zum Steuern
der Kältemittelmenge,
die in den Umgehungsdurchlass 64 strömt, ist außerdem im Umgehungsdurchlass 64 angeordnet.
Der Öffnungsgrad des
Ventils 65 wird durch die elektronische Steuereinheit gesteuert.In the fourth embodiment is a bypass passage 64 provided by what high-temperature refrigerant that from the compressor 10 is carried out in the evaporator 40 and the gas / liquid separator 50 bypassing the radiator 20 and the ejector 70 is distributed and fed in the defrosting process. A valve 65 to control the amount of refrigerant flowing into the bypass passage 64 flows, is also in the bypass passage 64 arranged. The degree of opening of the valve 65 is controlled by the electronic control unit.
Im üblichen bzw. allgemeinen Betrieb
zirkuliert das Kältemittel
in dem Ejektorkreislauf in folgender Abfolge, ausgehend vom Verdichter 10,
zum Radiator 20, zur Düse 71 des
Ejektors 70, zum Druckerhöhungsabschnitt 72, 73 des
Ejektors 70, zum Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 und zum
Verdichter 10 durch Pumpbetrieb des Verdichters 10.
Außerdem zirkuliert
Kältemittel
in der Abfolge Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 zum
Verdampfer 40, zum Druckerhöhungsabschnitt 72, 73 des
Ejektors 70 und zum Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 durch
Pumpbetrieb des Ejektors 70.In normal or general operation, the refrigerant circulates in the ejector circuit in the following sequence, starting from the compressor 10 , to the radiator 20 , to the nozzle 71 of the ejector 70 , to the pressure increase section 72 . 73 of the ejector 70 , to the gas / liquid separator 50 and to the compressor 10 by pump operation of the compressor 10 , In addition, refrigerant circulates in the gas / liquid separator sequence 50 to the evaporator 40 , to the pressure increase section 72 . 73 of the ejector 70 and to the gas / liquid separator 50 by pumping the ejector 70 ,
Aus dem Ejektor 70 ausströmendes Kältemittel
wird in dem Gas/Flüssigkeitsseparator 50 in gasförmiges Kältemittel
und flüssiges
Kältemittel
getrennt. Ein Auslass für
gasförmiges
Kältemittel
des Gas-/Flüssigkeitsseparators 50 ist
mit einer Ansaugseite des Verdichters 10 verbunden und
ein Flüssigkältemittelauslass
des Verdichters 10 ist mit einem Kältemitteleinlass des Verdampfers 40 verbunden.From the ejector 70 escaping refrigerant is in the gas / liquid separator 50 separated into gaseous refrigerant and liquid refrigerant. An outlet for gaseous refrigerant Gas / liquid separator 50 is with a suction side of the compressor 10 connected and a liquid refrigerant outlet of the compressor 10 is with an evaporator refrigerant inlet 40 connected.
Wenn in Übereinstimmung mit der vierten Ausführungsform
der Entfrostungsbetrieb gewählt ist,
wird die variable Düse 71 geschlossen
und das Ventil 65 wird geöffnet. Hochtemperaturkältemittel kann
deshalb, bevor es im Radiator 20 gekühlt wird, direkt dem Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 zugeführt werden,
und es kann verhindert werden, dass eine große Menge des Kältemittels,
das in den Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 strömt, kondensiert
bzw. verflüssigt
wird. Dadurch kann verhindert werden, dass die dem Verdichter 10 vom
Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 zugeführte Menge
an gasförmigem
Kältemittel kleiner
ist als die Kältemittelmenge
(Heißgasmenge), die
aus dem Verdichter 10 ausgetragen wird. Eine große Menge
an Heißgaskältemittel
kann hierdurch dem Verdampfer 40 zugeführt werden und die Entfrostungsbetriebszeitdauer
zum Durchführen
des Entfrostungsbetriebs kann verkürzt werden.When the defrosting operation is selected in accordance with the fourth embodiment, the variable nozzle 71 closed and the valve 65 will be opened. High temperature refrigerant can therefore be in the radiator before 20 is cooled, directly to the gas / liquid separator 50 can be supplied, and it can prevent a large amount of the refrigerant that is in the gas / liquid separator 50 flows, is condensed or liquefied. This can prevent the compressor 10 from the gas / liquid separator 50 amount of gaseous refrigerant supplied is less than the amount of refrigerant (amount of hot gas) that comes from the compressor 10 is carried out. This can cause a large amount of hot gas refrigerant to the evaporator 40 can be supplied and the defrosting operation period for performing the defrosting operation can be shortened.
5 zeigt
Temperaturschwankungen bzw. -veränderungen
im Verdampfer 40 und in dem Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 in Übereinstimmung mit
der vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sowie Temperaturschwankungen bzw. -veränderungen
in dem Verdampfer 40 und dem Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 in einem
in 11 gezeigten Vergleichsbeispiel.
In Übereinstimmung
mit der vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann die Entfrostungszeitdauer im Vergleich
zu dem Vergleichsbeispiel von 11 stark
verkürzt werden. 5 shows temperature fluctuations or changes in the evaporator 40 and in the gas / liquid separator 50 in accordance with the fourth embodiment of the present invention and temperature fluctuations in the evaporator 40 and the gas / liquid separator 50 in one in 11 shown comparative example. In accordance with the fourth embodiment of the present invention, the defrosting period can be compared with the comparative example of FIG 11 be greatly shortened.
(Fünfte Ausführungsform)(Fifth embodiment)
In der vorstehend erläuterten
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Hochdruckkältemittelseite des Umgehungsdurchlasses 64 mit
einer Kältemitteleinlassseite
des Radiators 20 verbunden. Wie in 6 gezeigt, ist jedoch in der fünften Ausführungsform
die Hochdruckkältemittelseite
des Umgehungsdurchlasses 64 mit einer Kältemittelauslassseite des Radiators 20 verbunden.
In der fünften
Ausführungsform
sind die übrigen
Teile, einschließlich
dem Steuerbetrieb des Ventils 65 und der Düse 61, ähnlich zu
denjenigen der vorstehend erläuterten
vierten Ausführungsform.
Im Entfrostungsbetrieb des Verdampfers 40 wird in Richtung auf
den Radiator 20 zu blasende Luft gestoppt. Im Entfrostungsbetrieb
kann deshalb in dem Radiator 20 im wesentlichen nicht gekühltes gasförmiges Kältemittel
sowohl dem Verdampfer 40 wie dem Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 parallel
zugeführt
werden.In the fourth embodiment of the present invention explained above, the high-pressure refrigerant side is the bypass passage 64 with a refrigerant inlet side of the radiator 20 connected. As in 6 is shown, however, in the fifth embodiment, the high-pressure refrigerant side of the bypass passage 64 with a refrigerant outlet side of the radiator 20 connected. In the fifth embodiment, the remaining parts, including the control operation of the valve 65 and the nozzle 61 , similar to that of the fourth embodiment explained above. In the defrosting operation of the evaporator 40 is going towards the radiator 20 Air to be blown stopped. In defrosting mode, therefore, can be in the radiator 20 essentially non-refrigerated gaseous refrigerant to both the evaporator 40 like the gas / liquid separator 50 can be fed in parallel.
(Sechste Ausführungsform)(Sixth embodiment)
Wie in 7 gezeigt,
ist in der sechsten Ausführungsform
die vorliegende Erfindung auf einen Ejektorkreislauf mit dem Ejektor 70 angewendet.
Der Ejektorkreislauf wird für
ein Wasserheizgerät
genutzt. In diesem Fall wird der Hochdruckwärmetauscher für den Wasser-Kältemittelwärmetauscher 20 verwendet und
der Niederdruckwärmetauscher
wird für
den Verdampfer 40 zum Verdampfen von Kältemittel durch Absorbieren
von Wärme
aus der Außenluft
verwendet. In dem Ejektorkreislauf gemäß der sechsten Ausführungsform
ist ein Umgehungsdurchlass 66 vorgesehen, durch welchen
Kältemittel,
das aus dem Ejektor 70 ausströmt, direkt in die Kältemitteleinlassseite
des Verdampfers 40 unter Umgehung des Gas-/Flüssigkeitsseparators
50 eingeleitet wird. Ein Ventil 67 zum Steuern einer Kältemittelmenge,
die durch den Umgehungsdurchlass 66 strömt, ist im Umgehungsdurchlass 66 angeordnet
und der Öffnungsgrad
des Ventils 67 wird durch die elektronische Steuereinrichtung
gesteuert. In der sechsten Ausführungsform
weist der Ejektor 70 dieselbe Struktur auf wie in der vorstehend
erläuterten
vierten Ausführungsform.As in 7 shown, in the sixth embodiment, the present invention is on an ejector cycle with the ejector 70 applied. The ejector circuit is used for a water heater. In this case, the high pressure heat exchanger for the water-refrigerant heat exchanger 20 used and the low pressure heat exchanger is used for the evaporator 40 used to evaporate refrigerant by absorbing heat from the outside air. In the ejector cycle according to the sixth embodiment, there is a bypass passage 66 provided by what refrigerant that comes from the ejector 70 flows directly into the refrigerant inlet side of the evaporator 40 bypassing the gas / liquid separator 50. A valve 67 to control an amount of refrigerant flowing through the bypass passage 66 flows, is in the bypass passage 66 arranged and the degree of opening of the valve 67 is controlled by the electronic control device. In the sixth embodiment, the ejector has 70 the same structure as in the fourth embodiment explained above.
Wenn in Übereinstimmung mit der sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung der Entfrostungsbetrieb gewählt ist,
wird eine Wasserzufuhr zu dem Wasser-Kältemittelwärmetauscher 20 gestoppt,
ein Blasvorgang der Außenluft
zu dem Verdampfer 40 wird gestoppt, und das Ventil 67 wird
vollständig
geöffnet.
Der Öffnungsgrad
der Düse 71 wird außerdem derart
erhöht,
dass der Kältemitteldruck
in dem Verdampfer 40 niedriger als ein Widerstandsdruck
des Verdampfer 40 wird, und eine Temperatur höher als
diejenige der Außentemperatur
ist. In diesem Fall wird der Verdampfer 40 erwärmt bzw.
geheizt und entfrostet. Im Entfrostungsbetrieb wird in dem Wasser-Kältemittelwärmetauscher 20 nahezu nicht
gekühltes
Kältemittel
sowohl dem Verdampfer 40 wie dem Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 zugeführt und
zu diesem verteilt. Hochtemperaturkältemittel kann deshalb nicht
nur dem Verdampfer 40 sondern auch dem Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 zugeführt werden.When the defrosting operation is selected in accordance with the sixth embodiment of the present invention, water supply to the water-refrigerant heat exchanger becomes 20 stopped blowing outside air to the evaporator 40 is stopped and the valve 67 will open completely. The opening degree of the nozzle 71 is also increased such that the refrigerant pressure in the evaporator 40 lower than a resistance pressure of the evaporator 40 and a temperature higher than that of the outside temperature. In this case the evaporator 40 warmed or heated and defrosted. In the defrosting operation, the water-refrigerant heat exchanger 20 almost uncooled refrigerant both the evaporator 40 like the gas / liquid separator 50 fed and distributed to this. High-temperature refrigerants can therefore not only be used by the evaporator 40 but also the gas / liquid separator 50 are fed.
Hochtemperaturkältemittel kann dadurch direkt
dem Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 zugeführt werden,
und es kann verhindert werden, dass eine große Menge des Kältemittels,
die in den Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 strömt, kondensiert
bzw. verflüssigt.
Dadurch kann verhindert werden, dass die dem Verdichter 10 von
dem Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 zugeführte Menge
an gasförmigem
Kältemittel
kleiner ist als eine Kältemittelmenge
(Heißgasmenge), die
aus dem Verdichter 10 ausgetragen wird. Eine große Menge
des Heißgaskältemittels
kann hierdurch dem Verdampfer 40 zugeführt werden und die Entfros tungsbetriebszeitdauer
zum Durchführen
des Entfrostungsbetriebs kann verkürzt werden.High-temperature refrigerant can therefore be used directly in the gas / liquid separator 50 can be supplied and a large amount of the refrigerant that is in the gas / liquid separator can be prevented 50 flows, condenses or liquefies. This can prevent the compressor 10 from the gas / liquid separator 50 amount of gaseous refrigerant supplied is smaller than an amount of refrigerant (amount of hot gas) that comes from the compressor 10 is carried out. A large amount of the hot gas refrigerant can be the evaporator 40 can be supplied and the defrosting operation period for performing the defrosting operation can be shortened.
(Siebte Ausführungsform)(Seventh embodiment)
In der vorstehend erläuterten
sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein Zweiwegeventil als Ventil 67 verwendet.
Wie in 8 gezeigt, wird
hingegen in der siebten Ausführungsform
ein Dreiwegeventil als Ventil 67 verwendet. In der siebten
Ausführungsform
ist die Kältemittelströmung ähnlich derjenigen
in der vorstehend erläuterten
sechsten Ausführungsform.In the sixth off explained above The present invention uses a two-way valve as a valve 67 used. As in 8th shown, however, in the seventh embodiment, a three-way valve is used as a valve 67 used. In the seventh embodiment, the refrigerant flow is similar to that in the sixth embodiment explained above.
In dem in 8 gezeigten Ejektorkreislauf ist das
Ventil 67 in dem Umgehungsdurchlass 66 auf einer
Kältemitteleinlassseite
des Verdampfers 40 angeordnet. Das Ventil 67 kann
jedoch in dem Umgehungsdurchlass auf einer Kältemittelauslassseite des Ejektors 70 angeordnet
sein.In the in 8th ejector circuit shown is the valve 67 in the bypass passage 66 on a refrigerant inlet side of the evaporator 40 arranged. The valve 67 however, can be in the bypass passage on a refrigerant outlet side of the ejector 70 be arranged.
(Achte Ausführungsform)(Eighth embodiment)
In der achten Ausführungsform
ist ein Ejektorkreislauf gemäß der vorliegenden
Erfindung typischerweise auf ein Wasserheizgerät angewendet. Wie in 9 gezeigt, ist in diesem
Ejektorkreislauf ein Umgehungsdurchlass 68 vorgesehen,
durch welchen aus dem Auslass des Ejektors 70 ausgetragenes
Kältemittel
in Richtung zum Verdampfer 40 strömt. Das stromabwärtige Ende
des Umgehungsdurchlasses 68 ist mit einem Kältemitteldurchlass zwischen
dem Verdampfer 40 und einem Ansaugabschnitt des Ejektors 70 verbunden.
Ein Ventil 69 ist in dem Umgehungsdurchlass 68 angeordnet
und ein Verbindungszusutand des Ventils 69 mit dem Verdampfer 40 wird
durch die elektronische Steuereinheit gesteuert.In the eighth embodiment, an ejector cycle according to the present invention is typically applied to a water heater. As in 9 shown is a bypass passage in this ejector circuit 68 provided through which from the outlet of the ejector 70 discharged refrigerant towards the evaporator 40 flows. The downstream end of the bypass passage 68 is with a refrigerant passage between the evaporator 40 and a suction portion of the ejector 70 connected. A valve 69 is in the bypass passage 68 arranged and a connection state of the valve 69 with the evaporator 40 is controlled by the electronic control unit.
Wenn in Übereinstimmung mit der achten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung der Entfrostungsbetrieb gewählt wird,
wird eine Wasserzufuhr zu dem Wasser-Kältemittelwärmetauscher 20 gestoppt,
ein Blasvorgang für
Außenluft
zum Verdampfer 40 wird gesteppt und das Ventil 69 wird
derart betätigt,
dass der Umgehungsdurchlass 68 mit dem Verdampfer 40 in
Verbindung steht. Der Öffnungsgrad
der Düse 71 wird
außerdem
auf einen Grad derart erhöht,
dass der Kältemitteldruck
in dem Verdampfer 40 niedriger als ein Widerstandsdruck des
Verdampfers 40 wird und einer Temperatur entspricht, die
geeignet ist, den Verdampfer 40 zu erwärmen bzw. zu heizen. Hochtemperaturkältemittel,
das in dem Wasser-Kältemittelwärmetauscher 20 nahezu nicht
gekühlt
wird, wird dadurch in den Verdampfer 40 und den Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 verteilt und
diesem zugeführt.
Hochtemperaturkältemittel kann
deshalb nicht nur dem Verdampfer 40, sondern auch dem Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 zugeführt werden.When the defrosting operation is selected in accordance with the eighth embodiment of the present invention, water supply to the water-refrigerant heat exchanger becomes 20 stopped blowing outside air to the evaporator 40 is quilted and the valve 69 is operated so that the bypass passage 68 with the evaporator 40 communicates. The opening degree of the nozzle 71 is also increased to a degree such that the refrigerant pressure in the evaporator 40 lower than a resistance pressure of the evaporator 40 and corresponds to a temperature that is suitable for the evaporator 40 to heat or to heat. High temperature refrigerant in the water-refrigerant heat exchanger 20 almost not cooled, it gets into the evaporator 40 and the gas / liquid separator 50 distributed and fed to this. High-temperature refrigerants can therefore not only be used by the evaporator 40 , but also the gas / liquid separator 50 are fed.
Hochtemperaturkältemittel kann hierdurch direkt
dem Gas/Flüssigkeitsseparator 50 zugeführt werden,
und es kann verhindert werden, dass eine große Menge an Kältemittel,
die in den Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 strömt, kondensiert
bzw. verflüssigt wird.
Hierdurch kann verhindert werden, dass die dem Verdichter 10 von
dem Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 zugeführte Menge
an gasförmigem
Kältemittel kleiner
als eine Kältemittelmenge
(Heißgasmenge) ist,
die aus dem Verdichter 10 ausgetragen wird. Hierdurch kann
eine große
Menge an Heißgaskältemittel
dem Verdampfer 40 zugeführt
werden und die Entfrostungsbetriebszeitdauer zum Durchführen des Entfrostungsbetriebs
kann verkürzt
werden.As a result, high-temperature refrigerant can be used in the gas / liquid separator 50 can be supplied, and a large amount of refrigerant can be prevented from entering the gas / liquid separator 50 flows, is condensed or liquefied. This can prevent the compressor 10 from the gas / liquid separator 50 supplied amount of gaseous refrigerant is smaller than an amount of refrigerant (amount of hot gas) that comes from the compressor 10 is carried out. This can cause a large amount of hot gas refrigerant to the evaporator 40 can be supplied and the defrosting operation period for performing the defrosting operation can be shortened.
Wenn in der achten Ausführungsform
ein Betrieb mit Ausnahme der Entfrostungsbetriebsart gewählt wird,
wird das Ventil 69 betätigt,
um den Umgehungsdurchlass 68 zu schließen, so dass der Verdampfer 40 mit
der Ansaugöffnung
des Ejektors 70 in Verbindung steht.In the eighth embodiment, when an operation other than the defrosting mode is selected, the valve 69 actuated to the bypass passage 68 close so the evaporator 40 with the suction opening of the ejector 70 communicates.
(Neunte Ausführungsform)(Ninth embodiment)
Bei der neunten Ausführungsform
handelt es sich um eine Modifikation der vorstehend erläuterten vierten
Ausführungsformen.
In der vorstehend erläuterten
vierten Ausführungsform
ist das stromabwärtige
Ende des Umgehungsdurchlasses 64 mit einem Kältemitteldurchlass
zur Verbindung des Gas-/Flüssigkeitsseparators 50 mit
dem Verdampfer 40 verbunden. Wie in 10 gezeigt, ist in der neunten Ausführungsform
jedoch das stromabwärtige
Ende des Umgehungsdurchlasses 64 mit einem Kältemitteldurchlass
zur Verbindung des Ejektors 70 mit dem Verdampfer 40 verbunden.The ninth embodiment is a modification of the fourth embodiment explained above. In the fourth embodiment explained above, the downstream end is the bypass passage 64 with a refrigerant outlet for connecting the gas / liquid separator 50 with the evaporator 40 connected. As in 10 shown, however, in the ninth embodiment is the downstream end of the bypass passage 64 with a refrigerant outlet for connecting the ejector 70 with the evaporator 40 connected.
Wenn in der neunten Ausführungsform
der Entfrostungsbetrieb gewählt
wird, wird die Düse 71 des
Ejektors 70 geschlossen, so dass Heißgaskältemittel, das aus dem Verdichter 10 ausgetragen
wird, dem Umgehungsdurchlass 64 zugeführt wird. In dem Entfrostungsbetrieb
strömt
demnach Heißgaskältemittel,
das aus dem Verdichter 10 ausgetragen wird, in den Kältemitteldurchlass
zwischen dem Verdampfer 40 und dem Ejektor 70 durch
den Umgehungsdurchlass 64 und wird in einen Kältemittelstrom
in Richtung auf den Verdampfer 40 und einen Kältemittelstrom
in der Richtung auf den Gas-/Flüssigkeitsseparator
50 durch den Mischabschnitt 72 und den Diffuser 73 des
Ejektors 70 unterteilt. Das Heißgaskältemittel kann dadurch sowohl
in den Gas-/Flüssigkeitsseparator 50 und
den Verdampfer 40 parallel verteilt werden und die Entfrostungsbetriebszeitdauer
kann verkürzt
werden.When the defrosting operation is selected in the ninth embodiment, the nozzle 71 of the ejector 70 closed so that hot gas refrigerant coming out of the compressor 10 is carried out, the bypass 64 is fed. Accordingly, in the defrosting operation, hot gas refrigerant flows out of the compressor 10 is discharged into the refrigerant passage between the evaporator 40 and the ejector 70 through the bypass passage 64 and gets into a refrigerant flow towards the evaporator 40 and a refrigerant flow in the direction of the gas / liquid separator 50 through the mixing section 72 and the diffuser 73 of the ejector 70 divided. The hot gas refrigerant can thereby both in the gas / liquid separator 50 and the vaporizer 40 can be distributed in parallel and the defrosting operation time can be shortened.
(Weitere Ausführungsformen)(Further embodiments)
Obwohl die vorliegende Erfindung
in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen in Bezug auf die
anliegenden Zeichnungen vollständig erläutert worden
ist, wird bemerkt, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen
für den
Fachmann auf diesem Gebiet der Technik auf der Hand liegen.Although the present invention
in conjunction with their preferred embodiments in relation to the
attached drawings have been fully explained
is noted that various changes and modifications
for the
Specialists in this field of technology are on hand.
Beispielsweise ist der Dampfverdichtungskältemittelkreislauf
(Ejektorkreislauf) gemäß der vorliegenden
Erfindung typischerweise auf das Wasserheizgerät bzw. die Klimaanlage angewendet.
Der Dampfverdichtungskältemittelkreislauf
kann jedoch für
eine Vorrichtung mit einem Kühl-
bzw. Heizbetrieb eingesetzt werden. In den vorstehend erläuterten Ausführungsformen
kann die Ventilstruktur zum Öffnen
und Schließen
des Umgehungsdurchlasses 60, 62, 60a, 60b, 65, 67, 69 in
geeigneter Weise geändert
werden.For example, the vapor compression refrigerant cycle (ejector cycle) according to the present invention is typically applied to the water heater or the air conditioner. However, the vapor compression refrigerant cycle can can be used for a device with a cooling or heating operation. In the above-described embodiments, the valve structure can be used to open and close the bypass passage 60 . 62 . 60a . 60b . 65 . 67 . 69 be changed appropriately.
In der vorstehend genannten ersten
Ausführungsform
wird Kohlenstoffdioxid als Kältemittel
genutzt. Es kann jedoch ein anderes Kältemittel in dem Dampfverdichtungskältemittelkreislauf
genutzt werden. Der Druck des Hochdruckkältemittels kann auf einen Wert
gleich oder höher
dem kritischen Druck des Kältemittels
oder auf einen niedrigeren Wert eingestellt werden als auf den kritischen
Druck des Kältemittels.In the above first
embodiment
becomes carbon dioxide as a refrigerant
used. However, there may be another refrigerant in the vapor compression refrigerant cycle
be used. The pressure of the high pressure refrigerant can reach a value
equal or higher
the critical pressure of the refrigerant
or set to a lower value than the critical one
Refrigerant pressure.
Wenn in den vorstehend erläuterten
Ausführungsformen
die Außenlufttemperatur
niedriger als die vorbestimmte Temperatur T1 (z.B. 0°C) ist, und wenn
die Differenz zwischen der Außenlufttemperatur
und der Temperatur des Kältemittels,
das aus dem Verdampfer 40 strömt, größer als die Solltemperatur ist,
wird ermittelt bzw. festgelegt, dass sich auf dem Verdampfer 40 Frost
gebildet hat und der Entfrostungsbetrieb wird durchgeführt. Die
Frostbildung auf dem Verdampfer 40 kann jedoch auch durch
ein anderes Verfahren ermittelt werden. Beispielsweise kann der
Entfrostungsbetrieb regulär
durchgeführt werden,
nachdem eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist. Die Betriebszeitdauer
des Dampfverdichtungskältemittelkreislaufs
kann durch einen Zeitgeber bzw. eine Zeitgeberzeit gezählt werden.In the above-described embodiments, when the outside air temperature is lower than the predetermined temperature T1 (eg, 0 ° C), and when the difference between the outside air temperature and the temperature of the refrigerant coming from the evaporator 40 flows, is greater than the target temperature, it is determined or determined that is on the evaporator 40 Frost has formed and the defrosting operation is carried out. Frost formation on the evaporator 40 can also be determined by another method. For example, the defrosting operation can be performed regularly after a predetermined time has elapsed. The operating time of the vapor compression refrigerant circuit can be counted by a timer or a timer time.
Sämtliche
dieser Abwandlungen und Modifikationen fallen unter den Umfang der
vorliegenden Erfindung, die in den anliegenden Ansprüchen festgelegt
ist.All
these variations and modifications fall within the scope of the
present invention as set out in the appended claims
is.