JP2011094814A - 冷凍サイクル装置及び冷媒圧縮方法 - Google Patents
冷凍サイクル装置及び冷媒圧縮方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011094814A JP2011094814A JP2009246088A JP2009246088A JP2011094814A JP 2011094814 A JP2011094814 A JP 2011094814A JP 2009246088 A JP2009246088 A JP 2009246088A JP 2009246088 A JP2009246088 A JP 2009246088A JP 2011094814 A JP2011094814 A JP 2011094814A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ejector
- compressor
- flow path
- refrigerant
- refrigeration cycle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Abstract
【課題】太陽熱を熱源とするエジェクタ冷媒回路は、負荷条件を満足する熱量提供が困難であり、COPも低い。よってエジェクタに圧縮機を併用することで、負荷条件を満足し、効率のよい冷媒回路を提供する。
【解決手段】ハイブリッド冷媒回路110は、蒸発器1、圧縮機8とエジェクタ7とを備えた圧縮機構51、凝縮器2、膨張機構6が、閉回路状に流路で接続されている。凝縮器2と膨張機構6との途中に設けられた分岐61とエジェクタ7の駆動流体の流入口7cとを接続する流路の途中に、冷媒を循環させる加圧装置であるポンプ5−1と、ポンプ5−1から出力された冷媒をエジェクタ7の駆動流体に変換して出力する発生器3とが、分岐61からポンプ5−1、発生器3の順に配置されている。圧縮機構51は、蒸発器1から流入するガス冷媒を圧縮機8とエジェクタ7との少なくともいずれかを使用して圧縮し、圧縮された冷媒を凝縮器2に出力する。
【選択図】図4
【解決手段】ハイブリッド冷媒回路110は、蒸発器1、圧縮機8とエジェクタ7とを備えた圧縮機構51、凝縮器2、膨張機構6が、閉回路状に流路で接続されている。凝縮器2と膨張機構6との途中に設けられた分岐61とエジェクタ7の駆動流体の流入口7cとを接続する流路の途中に、冷媒を循環させる加圧装置であるポンプ5−1と、ポンプ5−1から出力された冷媒をエジェクタ7の駆動流体に変換して出力する発生器3とが、分岐61からポンプ5−1、発生器3の順に配置されている。圧縮機構51は、蒸発器1から流入するガス冷媒を圧縮機8とエジェクタ7との少なくともいずれかを使用して圧縮し、圧縮された冷媒を凝縮器2に出力する。
【選択図】図4
Description
本発明は、冷媒を循環させて熱交換させる冷凍サイクル装置に関する。
パネル面積当りのエネルギー利用率を高めて、太陽光発電システムの経済性を向上させることを目的に、従来利用されていなかった熱を回収する収熱パネルを一枚のパネルに複合化した太陽光電熱ハイブリッドパネルが開発されている。この太陽光電熱ハイブリッドパネルからの排熱を駆動熱源とすることで冷凍・空調・給湯システムを運転する冷媒回路として、デシカントサイクル、エジェクタを使用したサイクル、吸収式サイクル、吸着サイクル、ケミカルサイクルが挙げられる。その中でも吸収式サイクルは低温熱源を駆動源とする場合に有効である。しかし、吸収式サイクルを用いたシステムはその構成とメンテナンスが複雑であるため、初期コストや運転コストが高い。一方、エジェクタを使用したサイクル(エジェクタ冷媒回路)は設置コスト、運転コスト、信頼性などの面でメリットがあるため、従来から検討されてきた(例えば特許文献1、2)。
太陽熱からの集熱を熱源とするエジェクタ冷媒回路は、日射量が変動するため単独システムでは全負荷条件に対して成立するのは困難であるとともに、駆動熱源の温度が低いためCOP(Coefficient Of Performance)が比較的に低い。しかしながら上記のエジェクタ冷媒回路は、回路構成が簡単であるため設置コストが安価である点、電気駆動部が少ないため運転コストが安価である点、比較的低い熱源温度で作動可能である点、機械的稼動部分が少ないため信頼性が高い点など、多数の重要なメリットがある。
本発明は、上記のメリットを有し、太陽熱を駆動熱源とするエジェクタ冷媒回路を、圧縮機を使用する通常の冷媒回路と組合せハイブリッド化することで、冷凍・空調・給湯システム全体の年間性能を向上させることを目的とする。
この発明の冷凍サイクル装置は、
流路を冷媒が循環する冷凍サイクル装置において、
蒸発器、圧縮機とエジェクタとを備えた圧縮機構、放熱器、膨張機構が、これらの順に閉回路状に流路で接続され、
前記放熱器と前記膨張機構とを接続する流路の途中に設けられた分岐と前記圧縮機構の前記エジェクタの駆動流体の流入口とを接続する流路の途中に、冷媒を循環させる加圧装置と、前記加圧装置から出力された冷媒を入力し、所定の熱源から取得した熱によって冷媒を前記エジェクタの駆動流体に変換して出力する発生器とが、前記分岐から前記加圧装置、前記発生器の順に配置され、
前記圧縮機構は、
前記蒸発器から流入する気体状の冷媒を前記圧縮機と前記エジェクタとの少なくともいずれかを使用して圧縮し、圧縮された冷媒を前記放熱器に出力することを特徴とする。
流路を冷媒が循環する冷凍サイクル装置において、
蒸発器、圧縮機とエジェクタとを備えた圧縮機構、放熱器、膨張機構が、これらの順に閉回路状に流路で接続され、
前記放熱器と前記膨張機構とを接続する流路の途中に設けられた分岐と前記圧縮機構の前記エジェクタの駆動流体の流入口とを接続する流路の途中に、冷媒を循環させる加圧装置と、前記加圧装置から出力された冷媒を入力し、所定の熱源から取得した熱によって冷媒を前記エジェクタの駆動流体に変換して出力する発生器とが、前記分岐から前記加圧装置、前記発生器の順に配置され、
前記圧縮機構は、
前記蒸発器から流入する気体状の冷媒を前記圧縮機と前記エジェクタとの少なくともいずれかを使用して圧縮し、圧縮された冷媒を前記放熱器に出力することを特徴とする。
この発明により、エジェクタを利用した効率の良い冷凍サイクル装置を提供できる。
以下の実施の形態では、冷媒の圧縮に圧縮機とエジェクタとの両方を使用するハイブリッド冷媒回路(冷凍サイクル装置)を説明する。
図1は、エジェクタ7を搭載しない通常の圧縮式冷媒回路である。図1は、蒸発器1、圧縮機8、凝縮器2、膨張機構6を有する冷凍サイクルである。
図1は、エジェクタ7を搭載しない通常の圧縮式冷媒回路である。図1は、蒸発器1、圧縮機8、凝縮器2、膨張機構6を有する冷凍サイクルである。
図2は、太陽熱を熱源とするエジェクタ冷媒回路を示す。図2に示すように、エジェクタ7が図1の通常冷媒回路における圧縮機8を代替する。エジェクタ7内の圧縮作用は、太陽熱集熱機構から提供される熱源により行われる。エジェクタ7を蒸発器1から出たガス冷媒の圧縮手段とする図2の冷媒回路では、蒸発器1、エジェクタ7、凝縮器2が順次に接続され、凝縮器2で液となって出た冷媒は分岐61で分岐する。分岐後の冷媒の一方は、毛細管、電子弁のような膨張機構6に流入する。膨張機構6により低温低圧となった冷媒は、蒸発器1に戻り外部負荷により加熱されて蒸発する。蒸発したガス冷媒は、エジェクタ7に吸引されて昇圧された後、再び凝縮器2に流入する。凝縮器2を出た液冷媒の他方は、加圧機構であるポンプ5−1を介し発生器3に流入し、太陽熱を吸熱した作動媒体と発生器3において熱交換されることにより過熱ガス状態となって、駆動流体としてエジェクタ7に流入する。
(エジェクタ)
図3は、エジェクタ冷媒回路に使用されるエジェクタ7の原理図である。図3(a)はエジェクタ断面を示し、図3(b)は、図3(a)の各位置x1〜x3、x5における各圧力p1〜p3、p5を示す。エジェクタは高圧の駆動流体を加速させることで吸引流体を加速させた後、駆動流体と吸引流体の混合流体を減速させることにより、高圧流体を低圧の吸引流体の圧縮に利用するデバイスである。エジェクタに流入したガス冷媒(駆動流体)は駆動ノズルで膨張加速し、蒸発器からのガス冷媒を吸引する。
図3は、エジェクタ冷媒回路に使用されるエジェクタ7の原理図である。図3(a)はエジェクタ断面を示し、図3(b)は、図3(a)の各位置x1〜x3、x5における各圧力p1〜p3、p5を示す。エジェクタは高圧の駆動流体を加速させることで吸引流体を加速させた後、駆動流体と吸引流体の混合流体を減速させることにより、高圧流体を低圧の吸引流体の圧縮に利用するデバイスである。エジェクタに流入したガス冷媒(駆動流体)は駆動ノズルで膨張加速し、蒸発器からのガス冷媒を吸引する。
(発生器の回路)
図2において、ポンプ5−1から出力された冷媒を発生器3でガス化する熱源は太陽熱である。太陽熱は太陽熱パネル、太陽光電熱ハイブリッドパネルなどの集熱機構から供給する。そのため、太陽熱を吸熱した作動媒体が太陽熱パネルもしくは太陽光電熱ハイブリッドパネルと発生器間を循環するループを設ける。図2では、太陽光電熱ハイブリッドパネル4を使用する場合を示した。図2に示すように、発生器3、作動流体を循環させる動力装置であるポンプ5−2、太陽光電熱ハイブリッドパネル4が、これらの順に閉回路状に作動流体の流路で接続されている。発生器3とエジェクタ7との間の配管内の冷媒は、過熱ガス状態である。この加熱ガス状態の冷媒が、駆動流体として、エジェクタ7の駆動流体の流入口7cからエジェクタ7内のノズルに供給される。
図2において、ポンプ5−1から出力された冷媒を発生器3でガス化する熱源は太陽熱である。太陽熱は太陽熱パネル、太陽光電熱ハイブリッドパネルなどの集熱機構から供給する。そのため、太陽熱を吸熱した作動媒体が太陽熱パネルもしくは太陽光電熱ハイブリッドパネルと発生器間を循環するループを設ける。図2では、太陽光電熱ハイブリッドパネル4を使用する場合を示した。図2に示すように、発生器3、作動流体を循環させる動力装置であるポンプ5−2、太陽光電熱ハイブリッドパネル4が、これらの順に閉回路状に作動流体の流路で接続されている。発生器3とエジェクタ7との間の配管内の冷媒は、過熱ガス状態である。この加熱ガス状態の冷媒が、駆動流体として、エジェクタ7の駆動流体の流入口7cからエジェクタ7内のノズルに供給される。
実施の形態1.
以下の実施の形態1〜5で説明するハイブリッド冷媒回路は、太陽光電熱ハイブリッドパネル4からの回収熱を駆動熱源とする冷媒回路(エジェクタ冷媒回路)を通常の冷媒回路(圧縮機を使用する回路)と組合せた構成である。これによって、冷凍・空調・給湯システム全体の年間性能の向上を図るハイブリッド冷凍サイクルを提供できる。以下に説明するハイブリッド冷媒回路では、圧縮機とエジェクタとが、冷媒回路上の蒸発器と凝縮器2との間に、並列(実施の形態1)あるいは直列(実施の形態2〜5)に配置される。
以下の実施の形態1〜5で説明するハイブリッド冷媒回路は、太陽光電熱ハイブリッドパネル4からの回収熱を駆動熱源とする冷媒回路(エジェクタ冷媒回路)を通常の冷媒回路(圧縮機を使用する回路)と組合せた構成である。これによって、冷凍・空調・給湯システム全体の年間性能の向上を図るハイブリッド冷凍サイクルを提供できる。以下に説明するハイブリッド冷媒回路では、圧縮機とエジェクタとが、冷媒回路上の蒸発器と凝縮器2との間に、並列(実施の形態1)あるいは直列(実施の形態2〜5)に配置される。
まず図4、図5を参照して、実施の形態1を説明する。実施の形態1では、圧縮機8とエジェクタ7とが並列に配置された並列型のハイブリッド冷媒回路110を説明する。
(ハイブリッド冷媒回路110の構成)
図4は、実施の形態1のハイブリッド冷媒回路110の回路構成を示す。図4は、図2に対して、圧縮機構51、弁12、コントローラ13が追加された点が相違する。それ以外は図2と同様の構成である。具体的には次の様である。ハイブリッド冷媒回路110では、蒸発器1、圧縮機8とエジェクタ7と弁11とを備えた圧縮機構51、凝縮器2(放熱器)、膨張機構6が、これらの順に閉回路状に冷媒の流路で接続されている。また、ハイブリッド冷媒回路110では、凝縮器2と膨張機構6との途中に設けられた分岐61とエジェクタ7の駆動流体の流入口7cとを接続する流路の途中に、ポンプ5−1(加圧装置)と、発生器3とが分岐61からこの順に配置されている。ポンプ5−1は冷媒を循環させる。発生器3は、ポンプ5−1から出力された冷媒を入力し、太陽光(所定の熱源の一例)から取得した熱(熱源から熱を取得した作動流体)によって冷媒を高温高圧の駆動流体に変換してエジェクタ7の駆動流体の流入口7cに出力する。圧縮機構51は、蒸発器1から流入するガス冷媒を圧縮機8とエジェクタ7との少なくともいずれかを使用して圧縮し(後述の図5に示す圧縮方式(a)〜(c))、圧縮された冷媒を凝縮器2に出力する。
図4は、実施の形態1のハイブリッド冷媒回路110の回路構成を示す。図4は、図2に対して、圧縮機構51、弁12、コントローラ13が追加された点が相違する。それ以外は図2と同様の構成である。具体的には次の様である。ハイブリッド冷媒回路110では、蒸発器1、圧縮機8とエジェクタ7と弁11とを備えた圧縮機構51、凝縮器2(放熱器)、膨張機構6が、これらの順に閉回路状に冷媒の流路で接続されている。また、ハイブリッド冷媒回路110では、凝縮器2と膨張機構6との途中に設けられた分岐61とエジェクタ7の駆動流体の流入口7cとを接続する流路の途中に、ポンプ5−1(加圧装置)と、発生器3とが分岐61からこの順に配置されている。ポンプ5−1は冷媒を循環させる。発生器3は、ポンプ5−1から出力された冷媒を入力し、太陽光(所定の熱源の一例)から取得した熱(熱源から熱を取得した作動流体)によって冷媒を高温高圧の駆動流体に変換してエジェクタ7の駆動流体の流入口7cに出力する。圧縮機構51は、蒸発器1から流入するガス冷媒を圧縮機8とエジェクタ7との少なくともいずれかを使用して圧縮し(後述の図5に示す圧縮方式(a)〜(c))、圧縮された冷媒を凝縮器2に出力する。
(圧縮機構51)
図4に示すように、圧縮機8とエジェクタ7とは、並列接続である。圧縮機8とエジェクタ7とは同じ凝縮器圧力と蒸発器圧力間とで作動する。蒸発器出口1bに接続する配管21は、配管22と配管23に分岐する。配管23は圧縮機吸入口8aに接続し、配管22はエジェクタ吸引口7aに接続する。圧縮機出口8bからの配管24と、エジェクタ出口7bからの配管25は、圧縮機−凝縮器間で合流し、その後、配管26が凝縮器2に接続する。
図4に示すように、圧縮機8とエジェクタ7とは、並列接続である。圧縮機8とエジェクタ7とは同じ凝縮器圧力と蒸発器圧力間とで作動する。蒸発器出口1bに接続する配管21は、配管22と配管23に分岐する。配管23は圧縮機吸入口8aに接続し、配管22はエジェクタ吸引口7aに接続する。圧縮機出口8bからの配管24と、エジェクタ出口7bからの配管25は、圧縮機−凝縮器間で合流し、その後、配管26が凝縮器2に接続する。
(弁11、弁12)
圧縮機構51では、弁11が、分岐60とエジェクタ7の吸引口7aとを接続する配管22の途中に配置されている。また、ハイブリッド冷媒回路110では、弁12が、分岐61とポンプ5−1とを接続する配管30の途中に配置されている。「弁11、弁12」(これらは切換用弁)は、開閉制御の可能な例えば電磁弁である。
圧縮機構51では、弁11が、分岐60とエジェクタ7の吸引口7aとを接続する配管22の途中に配置されている。また、ハイブリッド冷媒回路110では、弁12が、分岐61とポンプ5−1とを接続する配管30の途中に配置されている。「弁11、弁12」(これらは切換用弁)は、開閉制御の可能な例えば電磁弁である。
(蒸発器1の出力)
蒸発器1で加熱されて蒸発したガス冷媒は配管22、配管23へ分岐する。分岐したガス冷媒は、圧縮機8とエジェクタ7に吸入される。そして、ガス冷媒は、圧縮機8とエジェクタ7とにより昇圧された後、配管24、配管25の先で合流し、配管26から凝縮器2に流入する。
蒸発器1で加熱されて蒸発したガス冷媒は配管22、配管23へ分岐する。分岐したガス冷媒は、圧縮機8とエジェクタ7に吸入される。そして、ガス冷媒は、圧縮機8とエジェクタ7とにより昇圧された後、配管24、配管25の先で合流し、配管26から凝縮器2に流入する。
(凝縮器2の出力)
凝縮器2に流入した冷媒は凝縮器2で液化され、配管27を分岐61に向かう。分岐61で分岐した一方の液冷媒は、加圧機構であるポンプ5−1を介し発生器3に流入し、太陽熱を吸熱した作動媒体と熱交換することにより過熱状態となって、エジェクタ7に流入する。分岐61で分岐した他方の液冷媒は、配管28を介して毛細管、電子弁のような膨張機構6に流入する。膨張機構6により低温低圧となった冷媒は、配管29をから再び蒸発器1に流入する。
凝縮器2に流入した冷媒は凝縮器2で液化され、配管27を分岐61に向かう。分岐61で分岐した一方の液冷媒は、加圧機構であるポンプ5−1を介し発生器3に流入し、太陽熱を吸熱した作動媒体と熱交換することにより過熱状態となって、エジェクタ7に流入する。分岐61で分岐した他方の液冷媒は、配管28を介して毛細管、電子弁のような膨張機構6に流入する。膨張機構6により低温低圧となった冷媒は、配管29をから再び蒸発器1に流入する。
(冷媒の圧縮方式)
ハイブリッド冷媒回路110では、圧縮機8及び弁11、弁12を制御することにより、次の(a)〜(c)のように、ガス冷媒の圧縮方式を切換できる。
図5は、圧縮方式(a)〜(c)をまとめた表である。例えばコントローラ13によって圧縮機8、弁11、弁12を制御することにより、ガス冷媒の圧縮方式を、(a)圧縮機8のみを用いた圧縮、(b)エジェクタ7のみを用いた圧縮、(c)圧縮機8及びエジェクタ7の両方を用いた圧縮の3つの方式のいずれかに切り換えることができる。
(a)圧縮機8のみ使用:
通常冷媒回路の単独で運転する時には、
圧縮機8をONとし、弁11を閉、弁12を閉とする。
(b)エジェクタ7のみ使用:
エジェクタ冷媒回路の単独で運転する時には、
圧縮機8をOFFとし、弁11を開、弁12を開とする。
(c)圧縮機8及びエジェクタ7の両方を使用:
通常回路−エジェクタ回路の併用運転の時には、
圧縮機8をONとし、弁11を開、弁12を開とする。
ハイブリッド冷媒回路110では、圧縮機8及び弁11、弁12を制御することにより、次の(a)〜(c)のように、ガス冷媒の圧縮方式を切換できる。
図5は、圧縮方式(a)〜(c)をまとめた表である。例えばコントローラ13によって圧縮機8、弁11、弁12を制御することにより、ガス冷媒の圧縮方式を、(a)圧縮機8のみを用いた圧縮、(b)エジェクタ7のみを用いた圧縮、(c)圧縮機8及びエジェクタ7の両方を用いた圧縮の3つの方式のいずれかに切り換えることができる。
(a)圧縮機8のみ使用:
通常冷媒回路の単独で運転する時には、
圧縮機8をONとし、弁11を閉、弁12を閉とする。
(b)エジェクタ7のみ使用:
エジェクタ冷媒回路の単独で運転する時には、
圧縮機8をOFFとし、弁11を開、弁12を開とする。
(c)圧縮機8及びエジェクタ7の両方を使用:
通常回路−エジェクタ回路の併用運転の時には、
圧縮機8をONとし、弁11を開、弁12を開とする。
ハイブリッド冷媒回路110では、圧縮機8とエジェクタ7とが並列接続され、コントローラ13が圧縮機8、弁11、弁12を制御する。これによってガス冷媒の圧縮方式を適宜切り換えることができるので、要求される負荷熱量を提供できると共に、効率が良く、またエジェクタの利点を持つ冷凍サイクル装置を提供できる。
実施の形態1のハイブリッド冷媒回路110によれば、太陽光電熱ハイブリッドパネル4からの回収熱を駆動熱源とするエジェクタ冷媒回路を通常の冷媒回路と組み合わたので、日射量の変動と関係なく、システムが負荷条件に対して成立可能となる。また、圧縮機8とエジェクタ7との並列型のハイブリッド冷媒回路110では、エジェクタ7は蒸発器冷媒流量の一部を吸引、圧縮する。したがって、圧縮機8に吸入する冷媒流量を減少させ、圧縮機に必要な消費電力を低減させることができる。
実施の形態2.
実施の形態2以降は、圧縮機8とエジェクタ7との直列接続(直列型ともいう)の場合を説明する。図6は実施の形態2の直列型のハイブリッド冷媒回路210の回路構成を示す。図6のハイブリッド冷媒回路210は、図4のハイブリッド冷媒回路110の圧縮機構51を圧縮機構52に置き換えた構成である。ハイブリッド冷媒回路210は、圧縮機8とエジェクタ7とが、冷媒回路上の蒸発器1と凝縮器2との間において、直列接続で配置される。
実施の形態2以降は、圧縮機8とエジェクタ7との直列接続(直列型ともいう)の場合を説明する。図6は実施の形態2の直列型のハイブリッド冷媒回路210の回路構成を示す。図6のハイブリッド冷媒回路210は、図4のハイブリッド冷媒回路110の圧縮機構51を圧縮機構52に置き換えた構成である。ハイブリッド冷媒回路210は、圧縮機8とエジェクタ7とが、冷媒回路上の蒸発器1と凝縮器2との間において、直列接続で配置される。
(圧縮機構52の構成)
蒸発器を出たガス冷媒の配管21は分岐する。すなわち、一方は圧縮機吸入の配管23である。また、他方の配管22は圧縮機8をバイパスし、圧縮機出口8bとエジェクタ吸引配管間に接続する。配管22の途中には、弁11が配置される。また、圧縮機出口8bからの配管24はエジェクタ吸引口7aに接続する。エジェクタ出口7bからの配管25は凝縮器入口2aに接続する。
蒸発器を出たガス冷媒の配管21は分岐する。すなわち、一方は圧縮機吸入の配管23である。また、他方の配管22は圧縮機8をバイパスし、圧縮機出口8bとエジェクタ吸引配管間に接続する。配管22の途中には、弁11が配置される。また、圧縮機出口8bからの配管24はエジェクタ吸引口7aに接続する。エジェクタ出口7bからの配管25は凝縮器入口2aに接続する。
蒸発器1で加熱されて蒸発したガス冷媒は、圧縮機8に吸入されて圧縮機8により昇圧され後、エジェクタ7に流入する。ガス冷媒は,エジェクタ7でさらに圧縮され、エジェクタ7を出て凝縮器入口2aに流入する。凝縮器2で液化された後の冷媒の流れ方は実施の形態1と同じである。すなわち、凝縮器2から出力された液冷媒の一方は、ポンプ5−1を介し発生器3に流入し、太陽熱を吸熱した作動媒体と熱交換することにより過熱状態となってエジェクタ7に流入する。他方は、膨張機構6に流入し低温低圧となって再び蒸発器1に流入する。
(冷媒の圧縮方式)
ハイブリッド冷媒回路210における圧縮方式は、実施の形態1の図5で述べた方式と同一であるので説明は省略する。
ハイブリッド冷媒回路210における圧縮方式は、実施の形態1の図5で述べた方式と同一であるので説明は省略する。
ハイブリッド冷媒回路210は、圧縮機8とエジェクタ7とが直列接続され、コントローラ13が圧縮機8、弁11、弁12を制御する。これによってガス冷媒の圧縮方式を適宜切り換えることができるので、要求される負荷熱量を提供できると共に、効率が良く、またエジェクタの利点を持つ冷媒装置を提供できる効果がある。
実施の形態3.
図7は、実施の形態3のハイブリッド冷媒回路220の回路図である。ハイブリッド冷媒回路220では、ハイブリッド冷媒回路210の圧縮機構52が圧縮機構53に置き換えられた構成である。圧縮機構53は圧縮機構52と圧縮機8、エジェクタ7の直列接続の順番が異なっている。圧縮機構53では、蒸発器1、エジェクタ7、圧縮機8、凝縮器2がこの順に直列接続されている。そして、弁11が、圧縮機8に並列に接続されて圧縮機8をバイパスする流路を形成する配管40の途中に配置されている。
図7は、実施の形態3のハイブリッド冷媒回路220の回路図である。ハイブリッド冷媒回路220では、ハイブリッド冷媒回路210の圧縮機構52が圧縮機構53に置き換えられた構成である。圧縮機構53は圧縮機構52と圧縮機8、エジェクタ7の直列接続の順番が異なっている。圧縮機構53では、蒸発器1、エジェクタ7、圧縮機8、凝縮器2がこの順に直列接続されている。そして、弁11が、圧縮機8に並列に接続されて圧縮機8をバイパスする流路を形成する配管40の途中に配置されている。
蒸発器出口1bに接続する配管36はエジェクタ吸引口7aに接続する。エジェクタ出口7bの配管37は分岐する。一方は圧縮機吸入配管38である。他方は圧縮機8をバイパスし、圧縮機出口8bと凝縮器入口2a間に接続する。
圧縮機出口8bからの配管39は凝縮器入口2aに接続する。
圧縮機出口8bからの配管39は凝縮器入口2aに接続する。
蒸発器1で加熱されて蒸発したガス冷媒は、エジェクタ7に吸引されてエジェクタ7により昇圧された後、圧縮機8に流入する。圧縮機8によりさらに圧縮された圧縮ガス冷媒は、圧縮機8を出て凝縮器2に流入する。以降の冷媒の流路は実施の形態1、2と同様である。
(冷媒の圧縮方式)
ハイブリッド冷媒回路220における圧縮方式は、実施の形態1の図5で述べた方式と同一であるので説明は省略する。
ハイブリッド冷媒回路220における圧縮方式は、実施の形態1の図5で述べた方式と同一であるので説明は省略する。
実施の形態3のハイブリッド冷媒回路220によればガス冷媒の圧縮方式を適宜切り換えることができるので、要求される負荷熱量を提供できると共に、効率が良く、またエジェクタの利点を持つ冷媒装置を提供できる。
実施の形態4.
図8は、実施の形態4のハイブリッド冷媒回路230の回路図である。ハイブリッド冷媒回路230は、エジェクタ7(低段エジェクタ7と呼ぶ)と凝縮器2との間にもう一つのエジェクタ(高段エジェクタ9と呼ぶ)を有する。圧縮機構54の構成が異なる以外は、実施の形態2のハイブリッド冷媒回路210と同じである。図8に示すように、ハイブリッド冷媒回路230は、エジェクタ出口7bと凝縮器入口2aとを接続する流路の途中に高段エジェクタ9が配置されている。高段エジェクタ9は、吸引口9aが低段エジェクタ7の出口7bと接続され、出口9cが凝縮器入口2aに接続され、駆動流体の流入口9bがポンプ5−1と発生器3との間に設けられた分岐62と接続されている。
図8は、実施の形態4のハイブリッド冷媒回路230の回路図である。ハイブリッド冷媒回路230は、エジェクタ7(低段エジェクタ7と呼ぶ)と凝縮器2との間にもう一つのエジェクタ(高段エジェクタ9と呼ぶ)を有する。圧縮機構54の構成が異なる以外は、実施の形態2のハイブリッド冷媒回路210と同じである。図8に示すように、ハイブリッド冷媒回路230は、エジェクタ出口7bと凝縮器入口2aとを接続する流路の途中に高段エジェクタ9が配置されている。高段エジェクタ9は、吸引口9aが低段エジェクタ7の出口7bと接続され、出口9cが凝縮器入口2aに接続され、駆動流体の流入口9bがポンプ5−1と発生器3との間に設けられた分岐62と接続されている。
蒸発器1を出たガス冷媒の配管21は分岐し、一方は圧縮機吸入配管23に分岐する。他方の配管22は圧縮機8をバイパスして、そして、圧縮機出口8bと低段エジェクタ7の吸引口7aとを接続する配管24に接続する。低段エジェクタ7の出口7bからの配管43は、高段エジェクタ9の吸引口9aに接続する。高段エジェクタ出口9cからの配管44は,凝縮器入口2aに接続する。高段エジェクタ9は低段エジェクタ7から出た混合冷媒ガスを吸引し、更に昇圧する。低段エジェクタ7のノズル入口配管7cは発生器出口からの配管32と接続している。高段エジェクタ9のノズル入口配管9bはポンプ5−1の出口からの配管と接続する。
(冷媒の圧縮方式)
ハイブリッド冷媒回路220における圧縮方式は、実施の形態1の図5で述べた方式と同一であるので説明は省略する。
ハイブリッド冷媒回路220における圧縮方式は、実施の形態1の図5で述べた方式と同一であるので説明は省略する。
ハイブリッド冷媒回路230では、高段エジェクタ9を設けたので、上記実施の形態の効果に加え、一定吸引流量に対してエジェクタによる昇圧量が増加するので圧縮機入力が減少してシステムの性能が向上する効果がある。
実施の形態5.
図9は、実施の形態8のハイブリッド冷媒回路240の構成図である。ハイブリッド冷媒回路240は、加圧装置であるポンプ5−1の代わりに、エジェクタポンプ10を使用する。圧縮機構は実施の形態2と同じ圧縮機構52である。エジェクタポンプ10は、吸引口10aが弁12と接続され、出口10bが発生器3と接続され、駆動流体の流入口10cが発生器3から圧縮機構52に向かう流路の途中に設けられた分岐63と接続されている。
図9は、実施の形態8のハイブリッド冷媒回路240の構成図である。ハイブリッド冷媒回路240は、加圧装置であるポンプ5−1の代わりに、エジェクタポンプ10を使用する。圧縮機構は実施の形態2と同じ圧縮機構52である。エジェクタポンプ10は、吸引口10aが弁12と接続され、出口10bが発生器3と接続され、駆動流体の流入口10cが発生器3から圧縮機構52に向かう流路の途中に設けられた分岐63と接続されている。
上記のように凝縮器2を出た液冷媒の加圧手段として、ポンプ5−1の代わりにエジェクタポンプ10を用いる。凝縮器2を出て分岐した一方の配管30は、エジェクタポンプ10の吸入口に接続する。エジェクタポンプ10のノズル入口配管(駆動流体の流入口)は、発生器3の出口から分岐した配管47と接続する。
このように、ハイブリッド冷媒回路240ではエジェクタポンプ10を設けたので、ポンプ5−1の場合に必要な電気入力が不要となり、システムの性能が向上する。
実施の形態2〜5に示した圧縮機8とエジェクタ7との直列型のハイブリッド冷媒回路では、圧縮機8とエジェクタ7には蒸発器1からの冷媒流量の全流量が流入する。エジェクタ7は蒸発器圧力と凝縮器圧力間の全体必要圧縮仕事の一部を賄うことで、圧縮機消費電力を低減させることができ、システム全体の年間性能が向上する効果がある。
以上の実施の形態ではハイブリッド冷媒回路(冷凍サイクル装置)を説明したが、ハイブリッド冷媒回路の動作を冷媒圧縮方法として把握することも可能である。
1 蒸発器、2 凝縮器、3 発生器、4 太陽光電熱ハイブリッドパネル、5−1,5−2 ポンプ、6 膨張機構、7 エジェクタ、8 圧縮機、9 高段エジェクタ、10 エジェクタポンプ、11 弁、12 弁、13 コントローラ、110,210,220,230,240 ハイブリッド冷媒回路。
Claims (12)
- 流路を冷媒が循環する冷凍サイクル装置において、
蒸発器、圧縮機とエジェクタとを備えた圧縮機構、放熱器、膨張機構が、これらの順に閉回路状に流路で接続され、
前記放熱器と前記膨張機構とを接続する流路の途中に設けられた分岐と前記圧縮機構の前記エジェクタの駆動流体の流入口とを接続する流路の途中に、冷媒を循環させる加圧装置と、前記加圧装置から出力された冷媒を入力し、所定の熱源から取得した熱によって冷媒を前記エジェクタの駆動流体に変換して出力する発生器とが、前記分岐から前記加圧装置、前記発生器の順に配置され、
前記圧縮機構は、
前記蒸発器から流入する気体状の冷媒を前記圧縮機と前記エジェクタとの少なくともいずれかを使用して圧縮し、圧縮された冷媒を前記放熱器に出力することを特徴とする冷凍サイクル装置。 - 前記圧縮機構は、
前記圧縮機の吸入口が前記蒸発器と流路で接続され、前記圧縮機の吐出口が前記放熱器と流路で接続され、前記エジェクタの出口が前記放熱器と前記圧縮機の吐出口とを接続する前記流路の途中に接続し、前記エジェクタの吸引口が前記圧縮機の吸入口と前記蒸発器とを接続する前記流路の途中に設けられた分岐に接続されたことを特徴とする請求項1記載の冷凍サイクル装置。 - 前記圧縮機構は、
前記エジェクタの吸引口と、前記圧縮機の吸入口と前記蒸発器とを接続する流路の途中に設けられた前記分岐とを接続する流路の途中に、第1の弁が配置され、
前記冷凍サイクル装置は、
前記放熱器と前記膨張機構とを接続する流路の途中に設けられた前記分岐と前記加圧装置との間の流路に、第2の弁が配置されたことを特徴とする請求項2記載の冷凍サイクル装置。 - 前記圧縮機構は、
前記圧縮機の吸入口が前記蒸発器と流路で接続され、前記圧縮機の吐出口が前記エジェクタの吸引口と流路で接続され、前記エジェクタの出口が前記放熱器と流路で接続されたことを特徴とする請求項1記載の冷凍サイクル装置。 - 前記冷凍サイクル装置は、
前記エジェクタの出口と前記放熱器とを接続する流路の途中に配置された第2のエジェクタであって、吸引口が前記エジェクタの出口と接続され、出口が前記放熱器に接続され、駆動流体の流入口が前記加圧装置と前記発生器との間に設けられた分岐と接続された第2のエジェクタを備えたことを特徴とする請求項4記載の冷凍サイクル装置。 - 前記加圧装置として、
前記発生器から前記圧縮機構に向かう流路の途中に設けられた分岐と駆動流体の流入口とが接続され、出口が前記発生器と接続されたエジェクタが使用されることを特徴とする請求項4または5のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。 - 前記圧縮機構は、
前記エジェクタの吸引口が前記蒸発器と接続され、前記エジェクタの出口が前記圧縮機の吸入口と接続され、前記圧縮機の吐出口が前記放熱器と接続されたことを特徴とする請求項1記載の冷凍サイクル装置。 - 前記圧縮機構は、
前記圧縮機に並列に接続されて前記圧縮機をバイパスする流路に第1の弁が配置され、
前記冷凍サイクル装置は、
前記放熱器と前記膨張機構とを接続する流路の途中に設けられた前記分岐と前記加圧装置との間の流路に、第2の弁が配置されたことを特徴とする請求項4〜7いずれかに記載の冷凍サイクル装置。 - 前記第1の弁と前記第2の弁とは、
制御により開閉可能であり、
前記冷凍サイクル装置は、
前記第1の弁と前記第2の弁との開閉制御と前記圧縮機の動作制御とを実行するコントローラを備えたことを特徴とする請求項3または8いずれかに記載の冷凍サイクル装置。 - 前記発生器は、
前記所定の熱源として、太陽熱を利用することを特徴とする請求項1〜9いずれかに記載の冷凍サイクル装置。 - 前記冷凍サイクル装置は、
前記発生器、前記発生器の作動流体を循環させる動力装置、太陽光電熱ハイブリッドパネルが、これらの順に閉回路状に前記作動流体の流路で接続されたことを特徴とする請求項10記載の冷凍サイクル装置。 - 蒸発器、圧縮機とエジェクタとを備えた圧縮機構、放熱器、膨張機構が、これらの順に閉回路状に流路で接続された冷凍サイクル装置であって、前記放熱器と前記膨張機構とを接続する流路の途中に設けられた分岐と前記圧縮機構の前記エジェクタの駆動流体の流入口とを接続する流路の途中に、冷媒を循環させる加圧装置と、前記加圧装置から出力された冷媒を入力し、所定の熱源から取得した熱によって冷媒を前記エジェクタの駆動流体に変換して出力する発生器とが、前記分岐から前記加圧装置、前記発生器の順に配置された冷凍サイクル装置の前記圧縮機構が、
前記蒸発器から流入する気体状の冷媒を前記圧縮機と前記エジェクタとの少なくともいずれかを使用して圧縮し、圧縮された冷媒を前記放熱器に出力することを特徴とする冷媒圧縮方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009246088A JP2011094814A (ja) | 2009-10-27 | 2009-10-27 | 冷凍サイクル装置及び冷媒圧縮方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009246088A JP2011094814A (ja) | 2009-10-27 | 2009-10-27 | 冷凍サイクル装置及び冷媒圧縮方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011094814A true JP2011094814A (ja) | 2011-05-12 |
Family
ID=44111928
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009246088A Pending JP2011094814A (ja) | 2009-10-27 | 2009-10-27 | 冷凍サイクル装置及び冷媒圧縮方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011094814A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102384604A (zh) * | 2011-10-26 | 2012-03-21 | 河南科技大学 | 双温热源喷射式制冷*** |
CN102673453A (zh) * | 2012-05-19 | 2012-09-19 | 南京师范大学 | 太阳能驱动的电动汽车座椅的制冷*** |
CN104406323A (zh) * | 2014-12-16 | 2015-03-11 | 山东大学 | 一种三级喷射式制冷*** |
CN104406324A (zh) * | 2014-12-16 | 2015-03-11 | 山东大学 | 一种改进的双级喷射式制冷*** |
CN104807252A (zh) * | 2015-05-06 | 2015-07-29 | 西安交通大学 | 太阳能辅助喷射器增效的蒸气压缩式热泵循环***及方法 |
CN105698428A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-06-22 | 太原理工大学 | 太阳能喷射与直接蒸发复合供冷装置 |
CN105737438A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-07-06 | 太原理工大学 | 太阳能光伏和光热驱动的喷射与直接蒸发复合供冷装置 |
CN105737437A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-07-06 | 太原理工大学 | 光伏供电式太阳能喷射与直接蒸发复合制冷装置 |
CN114517941A (zh) * | 2020-11-20 | 2022-05-20 | 丁伟 | 一种中央空调***节能装置与*** |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5288751A (en) * | 1976-01-19 | 1977-07-25 | Denki Onkyo Co Ltd | Switching regulato protector |
JP2000351745A (ja) * | 1999-06-09 | 2000-12-19 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | メタノ−ル製造装置 |
JP2004316986A (ja) * | 2003-04-14 | 2004-11-11 | Toyota Industries Corp | 冷凍サイクル装置 |
JP2004322933A (ja) * | 2003-04-25 | 2004-11-18 | Toyota Industries Corp | 車両用冷凍サイクル装置 |
JP2005037090A (ja) * | 2003-07-17 | 2005-02-10 | Denso Corp | 廃熱利用の冷凍サイクル装置 |
-
2009
- 2009-10-27 JP JP2009246088A patent/JP2011094814A/ja active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5288751A (en) * | 1976-01-19 | 1977-07-25 | Denki Onkyo Co Ltd | Switching regulato protector |
JP2000351745A (ja) * | 1999-06-09 | 2000-12-19 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | メタノ−ル製造装置 |
JP2004316986A (ja) * | 2003-04-14 | 2004-11-11 | Toyota Industries Corp | 冷凍サイクル装置 |
JP2004322933A (ja) * | 2003-04-25 | 2004-11-18 | Toyota Industries Corp | 車両用冷凍サイクル装置 |
JP2005037090A (ja) * | 2003-07-17 | 2005-02-10 | Denso Corp | 廃熱利用の冷凍サイクル装置 |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102384604A (zh) * | 2011-10-26 | 2012-03-21 | 河南科技大学 | 双温热源喷射式制冷*** |
CN102673453A (zh) * | 2012-05-19 | 2012-09-19 | 南京师范大学 | 太阳能驱动的电动汽车座椅的制冷*** |
CN104406323A (zh) * | 2014-12-16 | 2015-03-11 | 山东大学 | 一种三级喷射式制冷*** |
CN104406324A (zh) * | 2014-12-16 | 2015-03-11 | 山东大学 | 一种改进的双级喷射式制冷*** |
CN104807252A (zh) * | 2015-05-06 | 2015-07-29 | 西安交通大学 | 太阳能辅助喷射器增效的蒸气压缩式热泵循环***及方法 |
CN105698428A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-06-22 | 太原理工大学 | 太阳能喷射与直接蒸发复合供冷装置 |
CN105737438A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-07-06 | 太原理工大学 | 太阳能光伏和光热驱动的喷射与直接蒸发复合供冷装置 |
CN105737437A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-07-06 | 太原理工大学 | 光伏供电式太阳能喷射与直接蒸发复合制冷装置 |
CN105737437B (zh) * | 2016-03-25 | 2018-08-10 | 太原理工大学 | 光伏供电式太阳能喷射与直接蒸发复合制冷装置 |
CN105698428B (zh) * | 2016-03-25 | 2018-08-10 | 太原理工大学 | 太阳能喷射与直接蒸发复合供冷装置 |
CN105737438B (zh) * | 2016-03-25 | 2019-02-01 | 太原理工大学 | 太阳能光伏和光热驱动的喷射与直接蒸发复合供冷装置 |
CN114517941A (zh) * | 2020-11-20 | 2022-05-20 | 丁伟 | 一种中央空调***节能装置与*** |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2011094814A (ja) | 冷凍サイクル装置及び冷媒圧縮方法 | |
US20060123819A1 (en) | Cogeneration system | |
EP2322875B1 (en) | Refrigeration cycle device and air conditioner | |
JP2011133123A (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
WO2017073433A1 (ja) | ヒートポンプ | |
CA2687771A1 (en) | Refrigerating device and method for circulating a refrigerating fluid associated with it | |
JP2009270745A (ja) | 冷凍システム | |
JP2012247081A (ja) | 発電兼ヒートポンプ複合システム | |
JP2006017427A (ja) | 冷却システム | |
JP5919036B2 (ja) | ヒートポンプ式給湯装置 | |
KR101310884B1 (ko) | 하이브리드형 복합식 냉온수 생산시스템 및 그 생산시스템의 작동방법 | |
KR100991843B1 (ko) | 공기압축기 폐열 회수장치 | |
WO2018097124A1 (ja) | 空気調和装置 | |
CN209783039U (zh) | 一种用于直流换流阀热量回收的制冷装置 | |
CN103836837A (zh) | 一种双模式复合的热泵机组以及控制方法 | |
JP2014190562A (ja) | 冷凍サイクル及び冷却機器 | |
CN111141061B (zh) | 一种用于直流换流阀热量回收的制冷装置及其制冷方法 | |
CN108638794B (zh) | 一种汽车尾气余热利用的综合*** | |
JP5402164B2 (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
RU2432531C2 (ru) | Холодильное устройство и способ циркуляции в нем охлаждающей текучей среды | |
JP3821286B2 (ja) | 吸収式と圧縮式とを組合せた冷凍装置とその運転方法 | |
JP2021021508A (ja) | 空気調和装置 | |
JP2018179329A (ja) | 空気調和機 | |
KR102556958B1 (ko) | 에너지 효율을 향상시킨 차량용 공조시스템 | |
JP3871206B2 (ja) | 吸収式と圧縮式とを組合せた冷凍装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110921 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111018 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120228 |