JP2004301491A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 制御装置10は、吐出圧力センサ8で検知した吐出圧力Phが第1所定圧力P1以下の場合は可変絞り機構7を開く側に制御し、吐出圧力Phが第2所定圧力P2以上となったら通常制御に復帰させる。
これにより、吐出圧力Phが所定圧以下になった場合に、可変絞り機構7を全開、もしくは略全開に近い所定開度に制御すると駆動流の減少がないため、回収できる減圧損失エネルギーもそこそこ確保できるため吸引流側も充分な流量を流すことが可能になる。すなわち、成績係数COPは最大ではなくとも、エバポレータ6では必要な冷房能力を確保できることとなる。
【選択図】 図3
Description
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図1および図2は本発明の第1実施形態に関わるもので、図1は車両用空調装置における冷凍サイクルの概略構成を示す回路図であり、図2はエジェクタ3の構造例を示す断面図である。
図6は、本発明の第2実施形態におけるエジェクタ絞り制御のフローチャート図である。まず、ステップS11で、冷媒温度センサ9で検知するガスクーラ2出口の冷媒温度Tgcを取り込む。そして、ステップS12で、その冷媒温度Tgcが予め設定してある第1所定温度T1以下であるか否かを判定する。
図7および図8は本発明の第3実施形態を示したもので、図7は車両用空調装置における冷凍サイクルの概略構成を示した回路図であり、図8はエジェクタ3の構造例を示した断面図である。上述の第1・第2実施形態で前提とした図1の冷凍サイクルとは、コンプレッサ1に吸入される冷媒とガスクーラ2を流出した冷媒とを熱交換する内部熱交換器30を持った構成となっている点が異なる。また、エジェクタ3は、可変絞り機構として機械式の圧力制御弁50が一体化されている。
図9および図10は本発明の第4実施形態を示したもので、図9は車両用空調装置における冷凍サイクルの概略構成を示した回路図であり、図10はエジェクタ3の構造例を示した断面図である。図9・10に示すように、上述の第3実施形態と同様に冷媒封入温度式の機械式圧力制御弁50を構成しているが、キャピラリ感温式とした点が異なる。
図11は、本発明の第5実施形態におけるエジェクタ絞り制御のフローチャート図である。まずステップS21で、冷媒温度センサ9で検知するガスクーラ2出口の冷媒温度Tgcを取り込む。次のステップS22では、制御装置10の内部に記憶保持した最適高圧制御マップに基づき、取り込んだ冷媒温度Tgcから最適高圧Peを算出する。更にステップS23では、吐出圧力センサ8で検知するコンプレッサ1からの冷媒吐出圧力Phを取り込み、次のステップS24ではその吐出圧力PhをステップS23で算出した最適高圧Peとするための第1絞り開度S1を算出する。
図13は、本発明の第6実施形態における本冷凍サイクル装置を適用した車両用空調装置61の概略構成を示す模式図であり、車両用空調装置61を水冷エンジン搭載の車両に搭載したものである。まず、空気流路をなす空調ケーシング62の空気上流部位には、車室内空気を吸入するための内気吸入口63と、車室外空気を吸入するための外気吸入口64とが形成されると共に、これらの吸入口63・64を選択的に開閉する吸入口切換ドア65が設けられている。また、この吸入口切換ドア65は、サーボモータ66等の駆動手段によって切換開閉される。
また、本実施形態では、車室内空気の温度を検出する内気温センサ83と車室外空気の温度を検出する外気温センサ84とを備えた車両用空調装置61に本冷凍サイクル装置を適用すると共に、制御装置10は、内気温センサ83もしくは外気温センサ84で検出するエバポレータ6への送風空気温度が所定値より高い場合は所定絞り開度マップを絞り開度の大きくなる方向(図12で実線から破線方向)へ可変し、送風空気温度が所定値より低い場合は所定絞り開度マップを絞り開度の小さくなる方向(図12で実線から一点鎖線方向)へ可変するものである。
本発明は、二酸化炭素等を冷媒とした超臨界サイクルのみならず、フロン、その他の冷媒を用いた冷凍サイクル(エジェクタサイクル)にも適用できる。また、使用用途も、自動車等の車両用空調装置の冷凍サイクル(エジェクタサイクル)のみならず、電気式温水器(ヒートポンプ式給湯器)等、その他のあらゆる分野に用いられる冷凍サイクル(エジェクタサイクル)に適用できる。尚、上述の実施形態での第1所定圧力P1と第2所定圧力P2、もしくは第1所定温度T1と第2所定温度T2は、同じ圧力・同じ温度としても良い。
2…ガスクーラ(冷媒放熱器)
3…エジェクタ
4…気液分離器
6…エバポレータ(冷媒蒸発器)
7…可変絞り機構(可変絞り手段)
8…吐出圧力センサ(吐出圧力検知手段)
9…冷媒温度センサ(冷媒温度検知手段)
10…制御装置(制御手段)
11…高圧入口部
12…低圧入口部
13…ノズル
31…ペルチェ素子(加熱冷却手段)
51…感温部
51a…形状記憶部材(形状記憶ばね)
67…送風ブロワ(送風手段)
83…内気温センサ(内気温検出手段)
84…外気温センサ(外気温検出手段)
Ph…吐出圧力
Pe…最適高圧
Tgc…冷媒温度
P1…第1所定圧力
P2…第2所定圧力
T1…第1所定温度、所定温度
T2…第2所定温度
S1…第1絞り開度
S2…第2絞り開度
Claims (7)
- 冷媒を気液分離する気液分離器(4)と、
前記気液分離器(4)より吸入した冷媒を圧縮して吐出する冷媒圧縮機(1)と、
前記冷媒圧縮機(1)より吐出された高温高圧の冷媒を放熱させる冷媒放熱器(2)と、
前記気液分離器(4)より流入した低温低圧の冷媒を蒸発させる冷媒蒸発器(6)と、
前記冷媒放熱器(2)よりも冷媒の流れ方向下流側に接続された高圧入口部(11)、前記冷媒蒸発器(6)よりも冷媒の流れ方向下流側に接続された低圧入口部(12)、および前記高圧入口部(11)より流入した冷媒を噴出するノズル(13)を有し、前記ノズル(13)から噴出する冷媒回りの圧力低下を利用して、前記ノズル(13)から噴出する冷媒と前記低圧入口部(12)から吸引した冷媒とを混合させながら昇圧させて前記気液分離器(4)へ吐出するエジェクタ(3)と、
前記冷媒圧縮機(1)の吐出冷媒回路に設けられ、絞り開度を制御することにより高圧冷媒の圧力を制御する可変絞り手段(7)と、
前記冷媒圧縮機(1)が吐出する吐出圧力(Ph)を検知する吐出圧力検知手段(8)と、
前記冷媒放熱器(2)から流出する冷媒温度(Tgc)を検知する冷媒温度検知手段(9)と、
これらの冷凍サイクル機器の作動を制御する制御手段(10)とを備え、
前記制御手段(10)は通常制御として、前記冷媒温度検知手段(9)にて前記冷媒温度(Tgc)を検知し、内部に記憶保持した最適高圧制御マップに基づき前記吐出圧力(Ph)が最適高圧(Pe)となるよう前記可変絞り手段(7)を制御する冷凍サイクル装置において、
前記制御手段(10)は、前記吐出圧力検知手段(8)で検知した前記吐出圧力(Ph)が第1所定圧力(P1)以下の場合、前記可変絞り手段(7)を開く側に制御し、前記吐出圧力(Ph)が第2所定圧力(P2)以上となったら前記通常制御に復帰させることを特徴とする冷凍サイクル装置。 - 冷媒を気液分離する気液分離器(4)と、
前記気液分離器(4)より吸入した冷媒を圧縮して吐出する冷媒圧縮機(1)と、
前記冷媒圧縮機(1)より吐出された高温高圧の冷媒を放熱させる冷媒放熱器(2)と、
前記気液分離器(4)より流入した低温低圧の冷媒を蒸発させる冷媒蒸発器(6)と、
前記冷媒放熱器(2)よりも冷媒の流れ方向下流側に接続された高圧入口部(11)、前記冷媒蒸発器(6)よりも冷媒の流れ方向下流側に接続された低圧入口部(12)、および前記高圧入口部(11)より流入した冷媒を噴出するノズル(13)を有し、前記ノズル(13)から噴出する冷媒回りの圧力低下を利用して、前記ノズル(13)から噴出する冷媒と前記低圧入口部(12)から吸引した冷媒とを混合させながら昇圧させて前記気液分離器(4)へ吐出するエジェクタ(3)と、
前記冷媒圧縮機(1)の吐出冷媒回路に設けられ、絞り開度を制御することにより高圧冷媒の圧力を制御する可変絞り手段(7)と、
前記冷媒圧縮機(1)が吐出する吐出圧力(Ph)を検知する吐出圧力検知手段(8)と、
前記冷媒放熱器(2)から流出する冷媒温度(Tgc)を検知する冷媒温度検知手段(9)と、
これらの冷凍サイクル機器の作動を制御する制御手段(10)とを備え、
前記制御手段(10)は通常制御として、前記冷媒温度検知手段(9)にて前記冷媒温度(Tgc)を検知し、内部に記憶保持した最適高圧制御マップに基づき前記吐出圧力(Ph)が最適高圧(Pe)となるよう前記可変絞り手段(7)を制御する冷凍サイクル装置において、
前記制御手段(10)は、前記冷媒温度検知手段(9)で検知した前記冷媒温度(Tgc)が第1所定温度(T1)以下の場合、前記可変絞り手段(7)を開く側に制御し、前記冷媒温度(Tgc)が第2所定温度(T2)以上となったら前記通常制御に復帰させることを特徴とする冷凍サイクル装置。 - 前記可変絞り手段(7)を冷媒封入温度式の機械式可変絞り機構としたうえ、感温部(51)に絞り開度を閉じる方向に付勢する形状記憶部材(51a)を設置し、前記冷媒放熱器(2)から流出して前記感温部(51)周りを流通する冷媒温度(Tgc)が所定温度(T1)以下の場合、前記形状記憶部材(51a)による付勢力を低下させることで前記絞り開度が開く方向に作動することを特徴とする請求項2に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記冷媒封入温度式の機械式可変絞り機構をキャピラリ感温式としたうえ、感温部(51b)に加熱冷却手段(31)を設け、前記感温部(51b)を前記加熱冷却手段(31)にて加熱もしくは冷却することにより前記絞り開度を制御することを特徴とする請求項3に記載の冷凍サイクル装置。
- 冷媒を気液分離する気液分離器(4)と、
前記気液分離器(4)より吸入した冷媒を圧縮して吐出する冷媒圧縮機(1)と、
前記冷媒圧縮機(1)より吐出された高温高圧の冷媒を放熱させる冷媒放熱器(2)と、
前記気液分離器(4)より流入した低温低圧の冷媒を蒸発させる冷媒蒸発器(6)と、
前記冷媒放熱器(2)よりも冷媒の流れ方向下流側に接続された高圧入口部(11)、前記冷媒蒸発器(6)よりも冷媒の流れ方向下流側に接続された低圧入口部(12)、および前記高圧入口部(11)より流入した冷媒を噴出するノズル(13)を有し、前記ノズル(13)から噴出する冷媒回りの圧力低下を利用して、前記ノズル(13)から噴出する冷媒と前記低圧入口部(12)から吸引した冷媒とを混合させながら昇圧させて前記気液分離器(4)へ吐出するエジェクタ(3)と、
前記冷媒圧縮機(1)の吐出冷媒回路に設けられ、絞り開度を制御することにより高圧冷媒の圧力を制御する可変絞り手段(7)と、
前記冷媒圧縮機(1)が吐出する吐出圧力(Ph)を検知する吐出圧力検知手段(8)と、
前記冷媒放熱器(2)から流出する冷媒温度(Tgc)を検知する冷媒温度検知手段(9)と、
これらの冷凍サイクル機器の作動を制御する制御手段(10)とを備え、
前記制御手段(10)は通常制御として、前記冷媒温度検知手段(9)にて前記冷媒温度(Tgc)を検知し、内部に記憶保持した最適高圧制御マップに基づき前記吐出圧力(Ph)が最適高圧(Pe)となるよう前記可変絞り手段(7)を制御する冷凍サイクル装置において、
前記制御手段(10)は、前記吐出圧力(Ph)を前記最適高圧(Pe)とするための前記可変絞り手段(7)の第1絞り開度(S1)を算出すると共に、内部に記憶保持した前記冷媒温度(Tgc)に対する所定絞り開度マップに基づき前記冷媒温度(Tgc)から前記可変絞り手段(7)の第2絞り開度(S2)を算出し、前記第1・第2絞り開度(S1・S2)を比較して大きい方の開度を選択して実行することを特徴とする冷凍サイクル装置。 - 前記冷媒蒸発器(6)へ空調用空気を送風する送風手段(67)を備えると共に、
前記制御手段(10)は、前記送風手段(67)の駆動電圧が所定値より高い場合は前記所定絞り開度マップを絞り開度の大きくなる方向へ可変し、前記駆動電圧が所定値より低い場合は前記所定絞り開度マップを絞り開度の小さくなる方向へ可変することを特徴とする請求項5に記載の冷凍サイクル装置。 - 車室内空気の温度を検出する内気温検出手段(83)と車室外空気の温度を検出する外気温検出手段(84)とを備えた車両用空調装置(61)に前記冷凍サイクル装置を適用すると共に、
前記制御手段(10)は、前記内気温検出手段(83)もしくは前記外気温検出手段(84)で検出する前記冷媒蒸発器(6)への送風空気温度が所定値より高い場合は前記所定絞り開度マップを絞り開度の大きくなる方向へ可変し、前記送風空気温度が所定値より低い場合は前記所定絞り開度マップを絞り開度の小さくなる方向へ可変することを特徴とする請求項5に記載の冷凍サイクル装置。
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