喷射器式制冷循环装置 相关申请的交叉引用
本 申 请 基 于 2008 年 4 月 18 日 申 请 的 日 本 专 利 申 请 No.2008-108676、 2008 年 10 月 6 日 申 请 的 日 本 专 利 申 请 No.2008-259501、 2008 年 10 月 6 日 申 请 的 日 本 专 利 申 请 No.2008-259502、 2008 年 10 月 6 日申请的日本专利申请 No.2008-259503、 2008 年 10 月 6 日 申 请 的 日 本 专 利 申 请 No.2008-259504、 2008 年 12 月 9 日 申 请 的 日 本 专 利 申 请 No.2008-312958、 以及 2008 年 12 月 9 日申请的日本专利申请 No.2008-312959, 在此通过引 用将其全部内容并入本文中。
技术领域
本申请涉及具有喷射器的喷射器式制冷循环装置。背景技术 通常, 已知喷射器式制冷循环装置具有喷射器, 其具有制冷剂减压装置和制冷剂 循环装置的功能。例如, 专利文件 1-3 描述了有关喷射器式制冷循环装置, 其中从压缩机排 出的制冷剂通过在散热器中与外部空气进行热交换而被冷却, 且冷却的高压制冷剂被在喷 射器的喷嘴部分中进行减压。
例如, 在专利文件 1 中的喷射器式制冷循环装置中, 气液分离器设置在喷射器的 扩散器部分的下游侧, 以将低压制冷剂分成气体制冷剂和液体制冷剂。 此外, 气液分离器的 气体制冷剂出口连接至压缩机的制冷剂吸入端口, 气液分离器的液体制冷剂出口连接至吸 入侧蒸发器的制冷剂入口, 以及吸入侧蒸发器的制冷剂出口连接至喷射器的制冷剂吸入端 口。
另外, 在专利文件 2 的喷射器式制冷循环装置中, 分支部分设置在喷射器的喷嘴 部分的上游侧, 以使从散热器流出的制冷剂流分支。另外, 设置所述分支部分, 使得在分支 部分处分支的制冷剂之一流向喷射器的喷嘴部分, 且在分支部分分支的另一制冷剂流向喷 射器的制冷剂吸入端口。
此外, 排放侧蒸发器布置在喷射器的扩散器部分的下游侧, 以蒸发从喷射器的扩 散器部分流出的制冷剂。 用于减压和膨胀制冷剂的固定节流阀和吸入侧蒸发器设置在喷射 器的制冷剂吸入端口和分支部分之间, 以便在排放侧蒸发器和吸入侧蒸发器上都获得冷却 能力。
在专利文件 3 中的喷射器式制冷循环装置中, 分支部分设置在喷射器的扩散器部 分的下游侧, 以使从扩散器部分流出的制冷剂流分支。另外, 设置分支部分, 使得在分支部 分分支的制冷剂之一流入到排放侧蒸发器中, 且在分支部分处分支的另一制冷剂经由吸入 侧蒸发器流向喷射器的制冷剂吸入端口。由此, 可以在排放侧蒸发器和吸入侧蒸发器上都 获得冷却能力。
在用于这种类型的喷射器式制冷循环装置的喷射器中, 高压制冷剂在喷射器的喷 嘴部分中被减压和膨胀以被喷出, 且在吸入侧蒸发器下游的制冷剂通过喷射制冷剂的压力
的降低而被从制冷剂吸入端口吸入到其中, 从而回收在喷嘴部分的减压和膨胀时损失的动 能。
通过将回收的动能 ( 在下文被称为 “回收能量” ) 转换成在喷射器的扩散器部分中 的压力能量, 可以增加压缩机的吸入制冷剂的压力, 从而减小了压缩机的驱动功率, 且改善 了在喷射器式制冷循环装置中的性能系数 (COP)。
现有技术文件
专利文件
[ 专利文件 1] 日本专利 No.3322263
[ 专利文件 2] 日本专利 No.3931899
[ 专利文件 3]JP2008-107055A
然而, 在这些类型的喷射器式制冷循环装置中, 喷射器的吸入能力根据穿过喷嘴 部分的制冷剂 ( 驱动流 ) 的流量 (flow amount) 的降低而降低, 从而减小了回收能量的量。 因此, COP 的改善可能根据在喷射器中的驱动流的流量的降低而被降低。
例如, 在专利文件 1 的喷射器式制冷循环装置中, 如果高压制冷剂的压力根据外 部空气温度的降低而降低, 那么降低了高压制冷剂和低压制冷剂之间的压力差, 从而降低 了喷射器中的驱动流的流量。 如果导致驱动流的流量降低, 那么降低了喷射器的吸入能力, 从而不仅降低了回 收能量的量, 而且难以将来自气液分离器的液体制冷剂供给至蒸发器。 因此, 降低了在循环 中所获得的冷却能力。结果, COP 的改善根据驱动流的流量的降低而被极大地降低。
在喷射器的吸入能力被降低且难以将制冷剂供给至蒸发器时, 低压制冷剂难以具 有吸热作用, 从而在循环中导致故障的问题。
将参考图 118 对细节进行描述。图 118 是莫利尔图 (Mollierdiagram), 显示出专 利文件 1 的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态。此外, 图 118 的实线显示出在正常操作 时的制冷剂的状态, 图 118 的虚线显示出在循环中发生上述的故障时的制冷剂的状态。
如图 118 所示, 如果高压制冷剂和低压制冷剂之间的压力差被减小 ( 图 118 中的 白色箭头 X40), 那么喷射器的吸入能力将降低。因此, 如果制冷剂没有被供给至蒸发器, 那 么低压制冷剂在蒸发器中将不具有吸热作用 ( 图 118 中的白色箭头 Y40)。
因此, 如图 118 中的虚线所示, 在散热器处散发的制冷剂的热量对应于压缩机的 压缩工作量。结果, 热量不能从低压侧移动至高压侧, 从而造成循环故障。
另一方面, 在专利文件 2 的喷射器式制冷循环装置中, 经由固定节流阀和吸入侧 蒸发器从分支部分至喷射器的制冷剂吸入端口的制冷剂通路与喷射器的喷嘴部分平行连 接。 因此, 通过利用压缩机的制冷剂吸入和排放能力, 流入到吸入侧蒸发器的制冷剂可以被 引入到喷射器的制冷剂吸入端口。
因此, 即使在高压制冷剂和低压制冷剂之间的压力差被降低从而降低了驱动流的 流量且减小了喷射器的回收能量的量时, 制冷剂也可以通过压缩机的操作被供给至吸入侧 蒸发器和排放侧蒸发器。
因此它可以防止在专利文件 1 的喷射器式制冷循环装置中所描述的循环故障。然 而, 根据驱动流的流量的降低, 降低了喷射器的扩散器部分中的加压量, 且因此它不能避免 COP 的降低。
在专利文件 3 的喷射器式制冷循环装置中, 制冷剂以压缩机→散热器→喷射器→ 排放侧蒸发器→压缩机的顺序流动, 以在一个循环中被循环。 在这种情形下, 即使在高压制 冷剂和低压制冷剂之间的压力差被减小从而降低了喷射器的吸入能力时, 也可以通过压缩 机的操作将制冷剂供给至排放侧蒸发器。
因此, 它可以防止在专利文件 1 的喷射器式制冷循环装置中所述的循环故障。然 而, 根据驱动流的流量的降低减小喷射器的扩散器部分中的加压量, 从而它不能避免 COP 的降低。此外, COP 也因为制冷剂不能供给至吸入侧蒸发器而降低。
也就是, 在使用喷射器作为制冷剂减压装置的喷射器式制冷循环装置中, 如果导 致驱动流的流量变化, 那么可能难以稳定地操作所述循环, 同时具有高的 COP。 发明内容 鉴于上述问题完成了本发明, 本发明的目的是即使在喷射器中引起了驱动流的流 量的变化时也能稳定地操作喷射器式制冷循环装置。
根据本发明的第一例子, 喷射器式制冷循环装置包括 : 第一压缩机构 (11a), 所述 第一压缩机构被配置以压缩和排放制冷剂 ; 散热器 (12), 所述散热器被配置以冷却从所述 第一压缩机构 (11a) 排出的高压制冷剂 ; 喷射器 (13), 所述喷射器包括喷嘴部分 (13a)、 制 冷剂吸入端口 (13b) 以及扩散器部分 (13d), 所述喷嘴部分适于使从所述散热器 (12) 流 出的制冷剂减压和膨胀, 制冷剂吸入端口适于通过从所述喷嘴部分 (13a) 喷射的高速制冷 剂流来吸入制冷剂, 所述扩散器部分适于给喷射的制冷剂和从制冷剂吸入端口 (13b) 吸入 的制冷剂的混合制冷剂加压 ; 吸入侧蒸发器 (16), 所述吸入侧蒸发器被配置以蒸发制冷剂 和使得被蒸发的制冷剂流向所述喷射器 (13) 的制冷剂吸入端口 (13b) ; 和第二压缩机构 (21a), 所述第二压缩机构被配置以吸入从所述吸入侧蒸发器 (16) 流出的制冷剂, 压缩被
吸入的制冷剂并排放被压缩的制冷剂。
因为设置了第二压缩机构 (21a), 即使在根据喷射器 (13) 的驱动流的流量的减少 而降低喷射器 (13) 的吸入能力的操作条件下, 喷射器 (13) 的吸入能力也可以通过第二压 缩机构 (21a) 的操作而被补充。因此, 与驱动流的流量的变化无关, 可以稳定地操作喷射器 式制冷循环装置。
也就是, 因为喷射器 (13) 的吸入能力由第二压缩机构 (21a) 补充, 所以它可以限 制从扩散器部分 (13d) 供给至第一压缩机构 (11a) 的制冷剂的密度被减小。因此, 它可以 限制从第一压缩机构 (11a) 排出的制冷剂流量降低。
结果, 即使在高压制冷剂和低压制冷之间的压力差易于降低的操作条件下, 喷射 器 (13) 的驱动流的流量的降低可以被限制, 因此可以稳定地操作喷射器式制冷循环装置。
此外, 通过第一和第二压缩机构 (11a、 21a) 和喷射器 (13) 的扩散器部分 (13d) 中 的加压作用使制冷剂压力增加。 因此, 与通过单一压缩机构加压制冷剂的情形相比, 降低了 第一和第二压缩机构 (11a、 21a) 的驱动功率, 从而改善了 COP。
此外, 通过扩散器部分 (13d) 的加压作用, 可以增加第一压缩机构 (11a) 的吸入 压力, 从而降低第一压缩机构 (11a) 中的驱动功率。另外, 因为在各第一和第二压缩机构 (11a、 21a) 中的吸入压力和排放压力之间的压力差可以被降低, 所以改善各自的第一和第 二压缩机构 (11a、 21a) 中的压缩效率。因此, 在高压制冷剂和低压制冷剂之间的压力差很大的制冷剂循环装置中, 例如 在吸入侧蒸发器 (16) 的制冷剂蒸发温度被降低至非常低的温度 ( 例如 -30℃至 -10℃ ) 的 制冷剂循环装置中, 可以改善制冷剂循环装置的 COP。
例如, 在喷射器式制冷循环装置中, 排放侧气液分离器 (24) 可以被设置成将从喷 射器 (13) 的扩散器部分 (13d) 流出的制冷剂分成气体制冷剂和液体制冷剂。在这种情形 中, 排放侧气液分离器 (24) 的液体制冷剂出口可以连接至吸入侧蒸发器 (16) 的制冷剂入 口侧, 排放侧气液分离器 (24) 的气体制冷剂出口可以连接至第一压缩机构 (11a) 的制冷剂 吸入侧。
因此, 即使在根据喷射器 (13) 的驱动流的流量的减小而降低喷射器 (13) 的吸入 能力的操作条件下, 也可以通过第二压缩机构 (21a) 的操作, 将液体制冷剂从排放侧气液 分离器 (24) 供给至吸入侧蒸发器 (16)。因此, 可以精确地稳定操作喷射器式制冷循环装 置。
另外, 饱和气体制冷剂可以从排放侧气液分离器 (24) 的气体制冷剂出口被吸到 第一压缩机构 (11a) 中。因此, 与具有过热度的气体制冷剂被吸到第一压缩机构 (11a) 中 的情形相比, 当等熵地压缩制冷剂时第一压缩机构 (11a) 的压缩操作量可以被降低, 从而 改善 COP。 另外, 内部热交换器 (30、 31、 32) 可以被设置成, 在从散热器 (12) 流出的制冷剂和 循环中的低压侧制冷剂之间进行热交换。
例如, 循环中的低压侧制冷剂可以是将被吸入第一压缩机构 (11a) 中的制冷剂, 或可以是将被吸入第二压缩机构 (21a) 中的制冷剂, 或可以是在排放侧气液分离器 (24) 内 部中的制冷剂。
因此, 在制冷剂入口侧和制冷剂出口侧处的制冷剂焓之间的焓差 ( 冷却能力 ) 可 以在吸入侧蒸发器 (16) 中被增大, 从而进一步改善 COP。
在喷射器式制冷循环装置中, 高压侧减压装置 (17) 可以设置在从散热器 (12) 的 制冷剂出口侧至喷嘴部分 (13a) 的制冷剂入口侧的制冷剂通路中, 用于减压和膨胀从散热 器 (12) 流出的制冷剂。
因此, 通过高压侧减压装置 (17) 的作用, 流入到喷嘴部分 (13a) 中的制冷剂可以 被减压成气液两相状态。因此, 与液体制冷剂流入到喷嘴部分 (13a) 的情形相比, 可以便于 喷嘴部分 (13a) 中的制冷剂的沸腾, 从而改善喷嘴效率。
结果, 在扩散器部分 (13d) 中增加了压力增加量, 从而进一步改善了 COP。 在此处, 喷嘴效率是当制冷剂的压力能量被转换成制冷剂的动能时喷嘴部分 (13a) 中的能量转换 效率。
此外, 因为高压侧减压装置 (17) 由可变节流阀机构配置而成, 所以可以根据循环 中的负载变化改变流入到喷射器 (13) 的喷嘴部分 (13a) 中的制冷剂的流量。结果, 即使出 现负载波动, 也可以稳定地操作制冷剂循环, 同时具有高的 COP。
高压侧减压装置 (17) 可以是膨胀单元, 在所述膨胀单元中体积被膨胀以便减压 制冷剂, 和将制冷剂的压力能量转换成机械能量。 在这种情形中, 可以有效地利用从膨胀单 元输出的机械能量, 使得可以改善整个喷射器式制冷循环装置中的能量效率。
例如, 散热器 (12) 可以包括被设置成冷凝制冷剂的冷凝部分 (12b)、 被设置成将
从冷凝部分 (12b) 流出的制冷剂分成气体制冷剂和液体制冷剂的气液分离部分 (12c) 以及 被设置成过冷从气液分离部分 (12c) 流出的液体制冷剂的过冷部分 (12d)。
因此, 在制冷剂入口侧和制冷剂出口侧的制冷剂的焓之间的焓差 ( 冷却能力 ) 可 以在吸入侧蒸发器 (16) 中被增大, 从而进一步改善了 COP。
此时, 可以降低在吸入侧蒸发器 (16) 的制冷剂入口侧的制冷剂的焓, 且因此不增 加被吸入第一和第二压缩机构 (11a、 21a) 中的制冷剂的焓。因此, 它可以限制被吸入第一 和第二压缩机构 (11a、 21a) 中的制冷剂的密度的降低。因此, 可以防止从第一和第二压缩 机构 (11a、 21a) 排出的制冷剂流量的降低, 从而确保改善 COP。
喷射器式制冷循环装置可以包括用于改变第一压缩机构 (11a) 的制冷剂排放能 力的第一排放能力改变装置 (11b) 和用于改变第二压缩机构 (21a) 的制冷剂排放能力的第 二排放能力改变装置 (21b)。 在这种情形中, 第一排放能力改变装置 (11b) 和第二排放能力 改变装置 (21b) 可以被配置成, 分别独立地改变第一压缩机构 (11a) 和第二压缩机构 (21a) 的制冷剂排放能力。
因此, 第一压缩机构 (11a) 的制冷剂排放能力和第二压缩机构 (21a) 的制冷剂排 放能力可以被独立地调整, 从而可以高压缩效率地操作第一和第二压缩机构 (11a、 21a)。
第一和第二压缩机构 (11a) 和 (21a) 可以容纳在同一外壳中且可以一体地构成。 结果, 可以将第一和第二压缩机构 (11a、 21a) 的尺寸制成很小, 从而减小了整个喷射器式 制冷循环装置的尺寸。
在喷射器式制冷循环装置中, 可以将排放侧蒸发器 (14) 设置成蒸发从扩散器部 分 (13d) 流出的制冷剂。
因此, 不仅可以在吸入侧蒸发器 (16) 中而且可以在排放侧蒸发器 (14) 中实现冷 却能力。此外, 吸入侧蒸发器 (16) 中的制冷剂蒸发压力为对应于喷射的制冷剂的抽吸作用 的压力, 且排放侧蒸发器 (14) 中的制冷剂压力为在扩散器部分 (13d) 中加压的压力。也就 是, 制冷剂蒸发温度在吸入侧蒸发器 (16) 和排放侧蒸发器 (14) 中彼此不同。
第一压缩机构 (11a) 可以将制冷剂压缩成等于或高于制冷剂的临界压力, 或小于 临界压力。
根据本发明的第二例子, 一种喷射器式制冷循环装置包括 : 第一压缩机构 (11a), 所述第一压缩机构被配置以压缩和排放制冷剂 ; 散热器 (12), 所述散热器被配置以冷却从 所述第一压缩机构 (11a) 排出的高压制冷剂 ; 分支部分 (18), 所述分支部分被设置以使从 所述散热器 (12) 流出的制冷剂流分支 ; 喷射器 (13), 所述喷射器包括喷嘴部分 (13a)、 制 冷剂吸入端口 (13b) 以及扩散器部分 (13d), 所述喷嘴部分适于使在所述分支部分 (18) 处 分支的制冷剂的一个流减压和膨胀, 制冷剂吸入端口适于通过从所述喷嘴部分 (13a) 喷射 的高速制冷剂流来吸入制冷剂, 所述扩散器部分适于给喷射的制冷剂和从制冷剂吸入端口 (13b) 吸入的制冷剂的混合制冷剂加压 ; 吸入侧减压装置 (19、 20), 所述吸入侧减压装置用 于使在所述分支部分 (18) 处分支的制冷剂的另一流减压和膨胀 ; 吸入侧蒸发器 (16), 所述 吸入侧蒸发器被配置以蒸发被所述吸入侧减压装置 (19、 20) 减压的制冷剂和使得被蒸发 的制冷剂流向所述喷射器 (13) 的制冷剂吸入端口 (13b) ; 和第二压缩机构 (21a), 所述第二 压缩机构被配置以吸入从所述吸入侧蒸发器 (16) 流出的制冷剂, 压缩被吸入的制冷剂并 排放被压缩的制冷剂。因为设置了第二压缩机构 (21a), 即使在根据喷射器 (13) 的驱动流的流量的减少 而降低喷射器 (13) 的吸入能力的操作条件下, 喷射器 (13) 的吸入能力也可以通过第二压 缩机构 (21a) 的操作而被补充。
此外, 通过第一和第二压缩机构 (11a、 21a) 和喷射器 (13) 的扩散器部分 (13d) 中 的加压作用使制冷剂压力增加。 因此, 与通过单一压缩机构加压制冷剂的情形相比, 降低了 第一和第二压缩机构 (11a、 21a) 的驱动功率, 从而改善了 COP。
此外, 通过扩散器部分 (13d) 的加压作用, 可以增加第一压缩机构 (11a) 的吸入 压力, 从而降低第一压缩机构 (11a) 中的驱动功率。另外, 因为在各第一和第二压缩机构 (11a、 21a) 中的吸入压力和排放压力之间的压力差可以被降低, 所以改善各自的第一和第 二压缩机构 (11a、 21a) 中的压缩效率。
结果, 即使在导致驱动流的流量变化从而降低了扩散器部分 (13d) 的加压能力 时, 也可以稳定地高 COP 地操作喷射器式制冷循环装置。
因此, 在高压制冷剂和低压制冷剂之间的压力差很大的制冷剂循环装置中, 例如 在吸入侧蒸发器 (16) 的制冷剂蒸发温度被降低至非常低的温度 ( 例如 -30℃至 -10℃ ) 的 制冷剂循环装置中, 本发明的效果是极其有效的。
例如在喷射器式制冷循环装置中, 排放侧蒸发器 (14) 可以设置成蒸发从扩散器 部分 (13d) 流出的制冷剂。
因此, 不仅可以在吸入侧蒸发器 (16) 中而且可以在排放侧蒸发器 (14) 中实现冷 却能力。此外, 吸入侧蒸发器 (16) 中的制冷剂蒸发压力为对应于喷射制冷剂的抽吸作用的 压力, 且排放侧蒸发器 (14) 中的制冷剂压力为在扩散器部分 (13d) 中加压的压力。因此, 制冷剂蒸发温度在吸入侧蒸发器 (16) 和排放侧蒸发器 (14) 中彼此不同。
在喷射器式制冷循环装置中, 高压侧减压装置 (17、 27) 可以设置在从散热器 (12) 的制冷剂出口侧至喷嘴部分 (13a) 的制冷剂入口侧的制冷剂通路中, 用于减压和膨胀从散 热器 (12) 流出的制冷剂。
因此, 通过高压侧减压装置 (17、 27) 的作用, 将流入到喷嘴部分 (13a) 中的制冷剂 可以被减压成气液两相状态。因此, 它与液体制冷剂流入到喷嘴部分 (13a) 的情形相比, 可 以便于喷嘴部分 (13a) 中的制冷剂的沸腾, 从而改善喷嘴效率。
结果, 在扩散器部分 (13d) 中增加了压力增加量, 从而进一步改善了 COP。 在此处, 喷嘴效率是当制冷剂的压力能量被转换成制冷剂的动能时喷嘴部分 (13a) 中的能量转换 效率。
此外, 因为高压侧减压装置 (17、 27) 由可变节流阀机构配置而成, 可以根据循环 中的负载变化改变流入到喷射器 (13) 的喷嘴部分 (13a) 中的制冷剂的流量。结果, 即使出 现负载波动, 也可以稳定地操作制冷剂循环, 同时具有高的 COP。
高压侧减压装置 (17、 27) 可以设置在从散热器 (12) 的制冷剂出口侧至分支部分 (18) 的制冷剂入口侧的制冷剂通路中, 或可以设置从分支部分 (18) 的制冷剂出口侧至喷 嘴部分 (13a) 的制冷剂入口侧的制冷剂通路中。
另外, 在喷射器式制冷循环装置中, 内部热交换器 (30、 31、 32) 可以被设置成, 在 从散热器 (12) 流出的制冷剂和循环中的低压侧制冷剂之间进行热交换。因此, 在制冷剂入 口侧和制冷剂出口侧的制冷剂的焓之间的焓差 ( 冷却能力 ) 可以在吸入侧蒸发器 (16) 中被增大, 从而进一步改善 COP。
在这种情形中, 从散热器 (12) 流出的制冷剂为在从散热器 (12) 的制冷剂出口侧 至分支部分 (18) 的制冷剂入口侧的制冷剂通路中的制冷剂。可替代地, 从散热器 (12) 流 出的制冷剂为从分支部分 (18) 的制冷剂出口侧至吸入侧减压装置 (19、 20) 的制冷剂入口 侧的制冷剂通路中的制冷剂。
此外, 内部热交换器 (34、 35) 可以被设置成, 在吸入侧减压装置 (19) 的减压和膨 胀阶段中的制冷剂和循环中的低压侧制冷剂之间进行热交换。因此, 在制冷剂入口侧和制 冷剂出口侧的制冷剂的焓之间的焓差 ( 冷却能力 ) 可以在吸入侧蒸发器 (16) 中被增大, 从 而进一步改善 COP。
例如, 在循环中的低压侧制冷剂可以是将被吸入第一压缩机构 (11a) 中的制冷剂 或可以是将被吸入第二压缩机构 (21a) 中的制冷剂。
另外, 散热器 (12) 可以包括被设置成冷凝制冷剂的冷凝部分 (12b)、 被设置成将 从冷凝部分 (12b) 流出的制冷剂分成气体制冷剂和液体制冷剂的气液分离部分 (12c) 以及 被设置成过冷从气液分离部分 (12c) 流出的液体制冷剂的过冷部分 (12d)。
在这种情形中, 因为过冷部分 (12d) 中被过冷的低焓制冷剂流入到吸入侧蒸发器 (16) 中, 在制冷剂入口侧和制冷剂出口侧的制冷剂的焓之间的焓差 ( 冷却能力 ) 可以在吸 入侧蒸发器 (16) 中被增大, 从而进一步改善 COP。 此时, 可以降低在吸入侧蒸发器 (16) 的制冷剂入口侧的制冷剂的焓, 且从而不增 加被吸入第一和第二压缩机构 (11a、 21a) 中的制冷剂的焓。因此, 它可以降低被吸入第一 和第二压缩机构 (11a、 21a) 中的制冷剂的密度降低。因此, 可以防止从第一和第二压缩机 构 (11a、 21a) 排出的制冷剂流量降低, 从而确保改善 COP。
此外, 喷射器式制冷循环装置可以设置有辅助散热器 (12e), 其设置在分支部分 (18) 的制冷剂下游侧, 以冷却流向吸入侧减压装置 (19、 20) 的制冷剂。
在这种情形中, 因为在散热器 (12) 和辅助散热器 (12e) 处被冷却的低焓制冷剂流 入到吸入侧蒸发器 (16) 中, 在制冷剂入口侧和制冷剂出口侧处的制冷剂的焓之间的焓差 ( 冷却能力 ) 可以在吸入侧蒸发器 (16) 中被增大, 从而进一步改善 COP。
因为流入到喷射器 (13) 的喷嘴部分 (13a) 的制冷剂被在辅助散热器 (12e) 中冷 却, 所以相对于流入到吸入侧减压装置 (19、 20) 中的制冷剂降低所述焓。因此, 可以增加在 喷嘴部分 (13a) 中的回收的能量, 可以进一步改善 COP。
根 据 本 发 明 的 第 三 例 子, 一 种 喷 射 器 式 制 冷 循 环 装 置, 包括 : 第一压缩机构 (11a), 所述第一压缩机构被配置以压缩和排放制冷剂 ; 散热器 (12), 所述散热器被配置以 冷却从所述第一压缩机构 (11a) 排出的高压制冷剂 ; 喷射器 (13), 所述喷射器包括喷嘴部 分 (13a)、 制冷剂吸入端口 (13b) 以及扩散器部分 (13d), 所述喷嘴部分适于使从所述散热 器 (12) 流出的制冷剂减压和膨胀, 制冷剂吸入端口适于通过所述喷嘴部分 (13a) 喷射的 高速制冷剂流来吸入制冷剂, 所述扩散器部分适于给喷射的制冷剂和从制冷剂吸入端口 (13b) 吸入的制冷剂的混合制冷剂加压 ; 分支部分 (18), 所述分支部分被设置以使从所述 喷射器 (13) 的扩散器部分 (13d) 流出的制冷剂流分支 ; 排放侧蒸发器 (14), 所述排放侧蒸 发器被配置以蒸发在所述分支部分 (18) 处分支的制冷剂且使得被蒸发的制冷剂流向所述 第一压缩机构 (11a) 的制冷剂吸入侧 ; 吸入侧减压装置 (19), 所述吸入侧减压装置用于使
在所述分支部分 (18) 处分支的制冷剂的另一流减压和膨胀 ; 吸入侧蒸发器 (16), 所述吸入 侧蒸发器被配置以蒸发被所述吸入侧减压装置 (19) 减压的制冷剂和使得被蒸发的制冷剂 流向所述喷射器 (13) 的制冷剂吸入端口 (13b) ; 和第二压缩机构 (21a), 所述第二压缩机构 被配置以吸入从所述吸入侧蒸发器 (16) 流出的制冷剂, 压缩被吸入的制冷剂并排放被压 缩的制冷剂。
因为设置了第二压缩机构 (21a), 即使在根据喷射器 (13) 的驱动流的流量的减少 而降低喷射器 (13) 的吸入能力的操作条件下, 喷射器 (13) 的吸入能力也可以通过第二压 缩机构 (21a) 的操作而被补充。
此外, 通过第一和第二压缩机构 (11a、 21a) 和喷射器 (13) 的扩散器部分 (13d) 中 的加压作用使制冷剂压力增加。 因此, 与通过单一压缩机构加压制冷剂的情形相比, 降低了 第一和第二压缩机构 (11a、 21a) 的驱动功率, 从而改善了 COP。
此外, 通过扩散器部分 (13d) 的加压作用, 可以增加第一压缩机构 (11a) 的吸入 压力, 从而降低第一压缩机构 (11a) 中的驱动功率。另外, 因为在各第一和第二压缩机构 (11a、 21a) 中的吸入压力和排放压力之间的压力差可以被降低, 所以改善各自的第一和第 二压缩机构 (11a、 21a) 中的压缩效率。 结果, 即使在导致驱动流的流量变化从而降低了扩散器部分 (13d) 的加压能力 时, 也可以稳定地高 COP 地操作喷射器式制冷循环装置。
因此, 在高压制冷剂和低压制冷剂之间的压力差很大的制冷剂循环装置中, 例如 在吸入侧蒸发器 (16) 的制冷剂蒸发温度被降低至非常低的温度 ( 例如 -30℃至 -10℃ ) 的 制冷剂循环装置中, 本发明的效果是极其有效的。
此外, 吸入侧蒸发器 (16) 中的制冷剂蒸发压力 ( 制冷剂蒸发温度 ) 为对应于喷射 制冷剂的抽吸作用的压力, 和排放侧蒸发器 (14) 中的制冷剂压力为在扩散器部分 (13d) 被 加压的压力。因此, 制冷剂蒸发温度在吸入侧蒸发器 (16) 和排放侧蒸发器 (14) 中是不同 的。
例如, 在喷射器式制冷循环装置中, 高压侧减压装置 (17) 可以设置在从散热器 (12) 的制冷剂出口侧至喷嘴部分 (13a) 的制冷剂入口侧的制冷剂通路中, 用于减压和膨胀 从散热器 (12) 流出的制冷剂。
因此, 通过高压侧减压装置 (17) 的作用, 流入到喷嘴部分 (13a) 中的制冷剂可以 被减压成气液两相状态。因此, 与液体制冷剂流入到喷嘴部分 (13a) 的情形相比, 可以便于 喷嘴部分 (13a) 中的制冷剂的沸腾, 从而改善喷嘴效率。
结果, 在扩散器部分 (13d) 中增加了压力增加量, 从而进一步改善了 COP。 在此处, 喷嘴效率是当制冷剂的压力能量被转换成制冷剂的动能时喷嘴部分 (13a) 中的能量转换 效率。
此外, 因为高压侧减压装置 (17) 由可变节流阀机构配置而成, 可以根据循环中的 负载变化改变流入到喷射器 (13) 的喷嘴部分 (13a) 中的制冷剂的流量。结果, 即使出现负 载波动, 也可以稳定地操作制冷剂循环, 同时具有高的 COP。
根 据 本 发 明 的 第 四 例 子, 一 种 喷 射 器 式 制 冷 循 环 装 置, 包括 : 第一压缩机构 (11a), 所述第一压缩机构被配置以压缩和排放制冷剂 ; 散热器 (12), 所述散热器被配置以 冷却从所述第一压缩机构 (11a) 排出的高压制冷剂 ; 喷射器 (13), 所述喷射器包括喷嘴部
分 (13a)、 制冷剂吸入端口 (13b) 以及扩散器部分 (13d), 所述喷嘴部分适于使从所述散热 器 (12) 流出的制冷剂减压和膨胀, 制冷剂吸入端口适于通过从所述喷嘴部分 (13a) 喷射 的高速制冷剂流来吸入制冷剂, 所述扩散器部分适于给喷射的制冷剂和从制冷剂吸入端口 (13b) 吸入的制冷剂的混合制冷剂加压 ; 排放侧蒸发器 (14), 所述排放侧蒸发器被配置以 蒸发从所述扩散器部分 (13) 流出的制冷剂且使得被蒸发的制冷剂流向所述第一压缩机构 (11a) 的制冷剂吸入侧 ; 第一分支部分 (18), 所述第一分支部分被配置以能够使从所述散 热器 (12) 流出的制冷剂流分支 ; 第一吸入侧减压装置 (19), 所述第一吸入侧减压装置用于 使在所述第一分支部分 (18) 处分支的制冷剂减压和膨胀 ; 第二分支部分 (28), 所述第二分 支部分被配置以能够使从所述扩散器部分 (13d) 流出的制冷剂流分支 ; 第二吸入侧减压装 置 (29), 所述第二吸入侧减压装置用于使得在所述第二分支部分 (28) 处分支的制冷剂减 压和膨胀 ; 吸入侧蒸发器 (16), 所述吸入侧蒸发器被配置以蒸发从所述第一吸入侧减压装 置 (19) 流出的制冷剂和从所述第二吸入侧减压装置 (29) 流出的制冷剂中的至少之一的制 冷剂, 且使得被蒸发的制冷剂流向所述喷射器 (13) 的制冷剂吸入端口 (13b) ; 和第二压缩 机构 (21a), 所述第二压缩机构被配置以吸入从所述吸入侧蒸发器 (16) 流出的制冷剂, 压 缩被吸入的制冷剂并排放被压缩的制冷剂。
因此, 可以仅在第一分支部分 (18) 处分支制冷剂流, 从而将从第一吸入侧减压装 置 (19) 流出的制冷剂供给至吸入侧蒸发器 (16)。此外, 可以仅在第二分支部分 (28) 处分 支制冷剂流, 从而将从第二吸入侧减压装置 (29) 流出的制冷剂供给至吸入侧蒸发器 (16)。
此外, 还可以在第一和第二分支部分 (18、 28) 处都分支制冷剂流, 从而将从第一 和第二吸入侧减压装置 (19、 29) 流出的制冷剂供给至吸入侧蒸发器 (16)。在这种情形中, 与将从第一电动膨胀阀 (19) 和第二电动膨胀阀 (29) 中的任一个流出的制冷剂被供给至吸 入侧蒸发器 (16) 的循环结构相比, 可以容易地增加被供给至吸入侧蒸发器 (16) 的制冷剂 流量。
因为设置了第二压缩机构 (21a), 即使当任何循环配置被切换时, 也可以通过第二 压缩机构 (21a) 的操作来补充喷射器 (13) 的吸入能力。因此, 即使在根据喷射器 (13) 的 驱动流的流量的减少而降低喷射器 (13) 的吸入能力的操作条件中, 也可以确保将制冷剂 供给至吸入侧蒸发器 (16)。
另外, 通过第一和第二压缩机构 (11a、 21a) 和在喷射器 (13) 的扩散器部分 (13d) 中的加压作用而增加制冷剂压力。 因此, 与通过单一压缩机构加压制冷剂的情形相比, 第一 和第二压缩机构 (11a、 21a) 的驱动功率可以被减小, 从而改善 COP。
此外, 通过扩散器部分 (13d) 的加压作用, 可以增加第一压缩机构 (11a) 的吸入压 力, 从而减小第一压缩机构 (11a) 的驱动功率。另外, 因为可以减小在各自的第一和第二压 缩机构 (11a、 21a) 中的吸入压力和排放压力之间的压力差, 所以可以改善在各自的第一和 第二压缩机构 (11a、 21a) 中的压缩效率。
结果, 即使在驱动流的流量变化从而降低了扩散器部分 (13d) 的加压能力时, 也 可以稳定地高 COP 地操作喷射器式制冷循环装置。
因此, 在高压制冷剂和低压制冷剂之间的压力差需要保持很大的制冷剂循环装 置中, 例如在吸入侧蒸发器 16 的制冷剂蒸发温度被降低至非常低的温度 ( 例如 -30 ℃ 至 -10℃ ) 的制冷剂循环装置中, 本发明的效果是极其有效的。根据本发明的第四例子, 一种喷射器式制冷循环装置, 包括第一压缩机构 (11a), 所述第一压缩机构被配置以压缩和排放制冷剂 ; 分支部分 (38), 所述分支部分被配置以使 从所述第一压缩机构 (11a) 排出的高压制冷剂流分支 ; 第一散热器 (121), 所述第一散热器 被配置以冷却在所述分支部分 (38) 处分支的制冷剂的一个流 ; 喷射器 (13), 所述喷射器包 括喷嘴部分 (13a)、 制冷剂吸入端口 (13b) 以及扩散器部分 (13d), 所述喷嘴部分适于使从 所述第一散热器 (12) 流出的制冷剂减压和膨胀, 制冷剂吸入端口适于通过从所述喷嘴部 分 (13a) 喷射的高速制冷剂流来吸入制冷剂, 所述扩散器部分适于给喷射的制冷剂和从制 冷剂吸入端口 (13b) 吸入的制冷剂的混合制冷剂加压 ; 第二散热器 (122), 所述第二散热器 被配置以冷却在所述分支部分 (38) 处分支的制冷剂的另一流 ; 吸入侧减压装置 (39), 所述 吸入侧减压装置用于使从所述第二散热器 (122) 流出的制冷剂减压和膨胀 ; 吸入侧蒸发器 (16), 所述吸入侧蒸发器被配置以蒸发被所述吸入侧减压装置 (39) 减压的制冷剂, 且使得 被蒸发的制冷剂流向所述喷射器 (13) 的制冷剂吸入端口 (13b) ; 和第二压缩机构 (21a), 所 述第二压缩机构被配置以吸入从所述吸入侧蒸发器 (16) 流出的制冷剂, 压缩被吸入的制 冷剂并排放被压缩的制冷剂。
因此第一散热器 (121) 的热交换能力 ( 散热性能 ) 和第二散热器 (122) 的热交换 能力 ( 散热性能 ) 可以独立地改变。例如, 第二散热器 (122) 的热交换能力和吸入侧蒸发 器 (16) 的热交换能力 ( 吸热性能 ) 可以容易相匹配。因此, 容易使得循环的操作稳定。
此外, 在本实施例中, 因为使用第一散热器 (121), 使得第一散热器 (121) 的热交 换能力与第二散热器 (122) 相比被降低, 它可以防止流至喷射器 (13) 的喷嘴部分 (13a) 的 制冷剂的焓不必要地降低。因此, 喷嘴部分 (13a) 中的回收能量可以被增加, 且可以进一步 改善 COP。
因为设置了第二压缩机构 (21a), 可以通过第二压缩机构 (21a) 的操作来补充喷 射器 (13) 的吸入能力。因此, 类似于第一例子的本发明, 即使在喷射器 (13) 中引起驱动流 的流量的变化从而降低了扩散器部分 (13d) 的加压能力时, 可以稳定地高 COP 地操作喷射 器式制冷循环装置。
根据本发明的第六例子, 一种喷射器式制冷循环装置, 包括第一压缩机构 (11a), 所述第一压缩机构被配置以压缩和排放制冷剂 ; 散热器 (12), 所述散热器被配置以冷却从 所述第一压缩机构 (11a) 排出的高压制冷剂 ; 第一和第二热交换器 (51、 52), 所述第一和第 二热交换器被配置以在制冷剂和所述将被热交换的流体之间进行热交换 ; 喷射器 (13), 所 述喷射器包括喷嘴部分 (13a)、 制冷剂吸入端 (13b) 以及扩散器部分 (13d), 所述喷嘴部分 适于使从所述散热器 (12) 流出的制冷剂减压和膨胀, 制冷剂吸入端口适于通过从所述喷 嘴部分 (13a) 喷射的高速制冷剂流来吸入制冷剂, 所述扩散器部分适于给喷射的制冷剂和 从制冷剂吸入端口 (13b) 吸入的制冷剂的混合制冷剂加压 ; 排放侧气液分离器 (55), 所述 排放侧气液分离器被设置以将从所述喷射器 (13) 的所述扩散器部分 (13d) 流出的制冷剂 分成气体制冷剂和液体制冷剂 ; 第二压缩机构 (21a), 所述第二压缩机构被配置以压缩制 冷剂且朝向制冷剂吸入端口 (13b) 排放被压缩的制冷剂 ; 和通路切换装置 (53、 54), 所述通 路切换装置用于切换制冷剂通路, 以设定第一操作模式或第二操作模式。 此外, 在所述第一 操作模式中, 所述通路切换装置 (53、 54) 切换制冷剂通路, 使得从所述第一压缩机构 (11a) 排出的制冷剂以所述散热器 (12) →所述第一热交换器 (51) →所述喷嘴部分 (13a) 的这样的顺序流动, 且同时从所述排放侧气液分离器 (55) 流出的液体制冷剂以所述第二热交换 器 (52) →所述第二压缩机构 (21a) →制冷剂吸入端口 (13d) 的这样的顺序流动。另一方 面, 在所述第二操作模式中, 所述通路切换装置 (53、 54) 切换制冷剂通路, 使得从所述第一 压缩机构 (11a) 排出的制冷剂以所述散热器 (12) →所述第二热交换器 (52) →所述喷嘴部 分 (13a) 的这样的顺序流动, 且同时从所述排放侧气液分离器 (55) 流出的液体制冷剂以所 述第一热交换器 (51) →所述第二压缩机构 (21a) →制冷剂吸入端 (13d) 这样的顺序流动。
因此, 在第一操作模式中, 可以通过第二热交换器 (52) 冷却将被热交换的流体, 同时可以通过将在散热器 (12) 下游的制冷剂供给至第一热交换器 (51) 而对第一热交换器 (51) 进行除霜。另一方面, 在第二操作模式中, 可以通过第一热交换器 (51) 冷却将被热交 换的流体, 同时通过将在散热器 (12) 下游的制冷剂供给至第二热交换器 (52) 而对第二热 交换器 (52) 进行除霜。
因为可以可交替地切换第一操作模式和第二操作模式, 即使在第一和第二热交换 器 (51、 52) 中的任一个被除霜时, 第一和第二热交换器 (51、 52) 中的另一个也可以用于冷 却将被热交换的流体。
因为设置了第二压缩机构 (21a), 即使在任何操作模式中也可以通过第二压缩机 构 (21a) 的操作来补充喷射器 (13) 的吸入能力。因此, 类似于第一例子的本发明, 即使驱 动流的流量变化从而降低了扩散器部分 (13d) 的加压能力时, 也可以稳定地高 COP 地操作 喷射器式制冷循环装置。 附图说明
图 1 是第一实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 2 是显示第一实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔图 ; 图 3 是第二实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 4 是显示第二实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔图 ; 图 5 是第三实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 6 是显示第三实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔图 ; 图 7 是第四实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 8 是显示第四实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔图 ; 图 9 是第五实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 10 是显示第五实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔图 ; 图 11 是第六实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 12 是显示第六实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔图 ; 图 13 是第七实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 14 是显示第七实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔图 ; 图 15 是第八实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 16 是第九实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 17 是第十实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 18 是第十一实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 19 是显示第十一实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔图 ;图 20 是第十二实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 21 是显示第十二实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔图 ; 图 22 是第十三实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 23 是第十四实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 24 是显示第十四实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔图 ; 图 25 是第十五实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 26 是显示第十五实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔图 ; 图 27 是第十六实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 28 是显示第十六实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔图 ; 图 29 是第十七实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 30 是显示第十七实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔图 ; 图 31 是第十八实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 32 是显示第十八实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔图 ; 图 33 是第十九实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 34 是显示第十九实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔图 ; 图 35 是第二十实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 36 是显示第二十实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔图 ; 图 37 是第二十一实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 38 是显示第二十一实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 39 是第二十二实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 40 是显示第二十二实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 41 是第二十三实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 42 是显示第二十三实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 43 是第二十四实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 44 是显示第二十四实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 45 是第二十五实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 46 是显示第二十五实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 47 是第二十六实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 48 是显示第二十六实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 49 是第二十七实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 50 是显示第二十七实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 51 是显示第二十八实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔20图;
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101952670 A CN 101952676说明书13/82 页图;
图 52 是第二十九实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 53 是显示第二十九实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 54 是第三十实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 55 是显示第三十实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔图 ; 图 56 是第三十一实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 57 是显示第三十一实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 58 是第三十二实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 59 是显示第三十二实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 60 是第三十三实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 61 是显示第三十三实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 62 是第三十四实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 63 是显示第三十四实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 64 是第三十五实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 65 是显示第三十五实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 66 是第三十六实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 67 是显示第三十六实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 68 是第三十七实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 69 是第三十八实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 70 是显示第三十八实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 71 是第三十九实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 72 是显示第三十九实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 73 是第四十实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 74 是显示第四十实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔图 ; 图 75 是第四十一实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 76 是显示第四十一实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 77 是第四十二实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 78 是显示第四十二实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔图;
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图;图 79 是第四十三实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 80 是显示第四十三实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 81 是第四十四实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 82 是显示第四十四实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 83 是第四十五实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 84 是显示第四十五实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 85 是第四十六实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 86 是显示第四十六实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 87 是第四十七实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 88 是显示第四十七实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 89 是第四十八实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 90 是显示第四十八实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 91 是第四十九实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 92 是显示第四十九实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 93 是第五十实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 94 是显示第五十实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔图 ; 图 95 是第五十一实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 96 是显示第五十一实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 97 是第五十二实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 98 是显示第五十二实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 99 是第五十三实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 100 是显示第五十三实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 101 是第五十四实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 102 是显示第五十四实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 103 是第五十五实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 104 是显示第五十五实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 105 是第五十六实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ;22图;
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说明书15/82 页图 106 是显示第五十六实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 107 是第五十七实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 108 是显示第五十七实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 109 是第五十八实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 110 是显示第五十八实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 111 是第五十九实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 112 是显示第五十九实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 113 是第六十实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 114 是显示第六十实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔图 ; 图 115 是第六十一实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 116 是显示第六十一实施例的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔 图 117 是第六十二实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图 ; 图 118 是显示现有技术的喷射器式制冷循环装置的制冷剂状态的莫利尔图 ;图;
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具体实施方式
第一实施例
在本实施例中, 将参考图 1 和 2 对用于制冷器的本发明的喷射器式制冷循环装置 进行描述。制冷器用于冷却作为将被冷却的空间的冷冻内室至例如在 -30℃和 -10℃之间 的范围中的极低的温度。图 1 是本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 的整体示意图。
在喷射器式制冷循环装置 10 中, 第一压缩机 11 被配置以吸入制冷剂, 压缩被吸入 的制冷剂且排放被压缩的制冷剂。例如, 第一压缩机 11 是电动压缩机, 其中具有固定排量 的第一压缩机构 11a 由第一电机 11b 来驱动。例如, 诸如螺旋型压缩机构、 叶片型压缩机构 等的各种压缩机构可以用作第一压缩机构 11a。
通过使用来自之后描述的控制装置的控制信号输出, 控制第一电机 11b 的操作 ( 例如转速 )。AC 电机或 DC 电机可以用作第一电机 11b。通过控制第一电机 11b 的转速, 可以改变第一压缩机构 11a 的制冷剂排放能力。因此, 在本实施例中, 第一电机 11b 可以用 作第一排放能力改变装置, 用于改变第一压缩机构 11a 的制冷剂的排放能力。
制冷剂散热器 12 设置在第一压缩机 11 的制冷剂排放侧上。散热器 12 在从第一 压缩机 11 排出的高压制冷剂和由冷却风扇 12a 吹送的外部空气 ( 例如, 在室外面的空气 ) 之间交换热量, 以冷却高压制冷剂。 通过来自控制装置的控制电压输出来控制冷却风扇 12a 的转速, 以便控制来自冷却风扇 12a 的空气吹送量。
在本实施例中, 基于弗隆 (flon) 的制冷剂用作用于喷射器式制冷循环装置 10 的 制冷剂循环的制冷剂, 以形成蒸汽压缩亚临界制冷剂循环, 其中, 高压侧上的制冷剂压力不 超过制冷剂的临界压力。因此, 散热器 12 用作用于冷却和冷凝制冷剂的冷凝器。接收器 ( 即液体接收器 ) 可以设置在散热器 12 的制冷剂出口侧, 以用作高压侧气 液分离器, 在其中, 从散热器 12 流出的制冷剂被分成气体制冷剂和液体制冷剂, 且液体制 冷剂被储存作为剩余的制冷剂。此外, 在接收器中分离的饱和的液体制冷剂被引入到下游 侧。
喷射器 13 连接至散热器 12 的制冷剂出口侧。喷射器 13 被用作用于减压和膨胀 制冷剂的制冷剂减压装置和用于通过从喷嘴部分 13a 喷出的高速的制冷剂流的抽吸作用 而使得制冷剂循环的制冷剂循环装置。
喷嘴部分 13a 的制冷剂通路横截面被节流, 使得从散热器 12 流出的高压制冷剂被 在喷嘴部分 13a 中等熵地减压和膨胀。设置制冷剂吸入端口 13b, 以与喷射器 13 中的空间 连通, 其中设置喷嘴部分 13a 的制冷剂喷射端口, 以便吸入从第二压缩机 21 排出的制冷剂。
混合部分 13c 被设置在喷射器 13 中, 在制冷剂流的喷嘴部分 13a 和制冷剂吸入端 口 13b 的下游侧, 以便混合从喷嘴部分 13a 喷出的高速的制冷剂流与从制冷剂吸入端口 13b 吸入的吸入制冷剂。扩散器部分 13d 设置在喷射器 13 中, 在制冷剂流的混合部分 13c 的下 游, 以便在扩散器部分 13d 中增加制冷剂压力。
扩散器部分 13d 被形成这样的形状, 以使得逐渐增加制冷剂的通路横截面积, 且 具有减小制冷剂流的速度的作用, 以便增加制冷剂压力。也就是, 扩散器部分 13d 具有将制 冷剂的速度能量转换成制冷剂的压力能量的作用。贮存器 24 连接至扩散器部分 13d 的出 口侧。
贮存器 24 是排放侧气液分离器, 在其中从喷射器 13 的扩散器部分 13d 流出的制 冷剂被分成气体制冷剂和液体制冷剂, 且循环中的剩余的液体制冷剂被储存在其中。第一 压缩机 11 的制冷剂吸入端口连接至贮存器 24 的气体制冷剂出口, 且吸入侧蒸发器 16 经由 固定节流阀 15 连接至贮存器 24 的液体制冷剂出口。
固定节流阀 15 是适合于减压和膨胀从贮存器 24 流出的液体制冷剂的低压侧减压 装置。毛细管、 节流孔等可以用作固定节流阀 15。
吸入侧蒸发器 16 被配置用于在固定节流阀 15 处减压和膨胀的低压制冷剂和由吹 风机 16a 吹送的室内空气之间进行热交换, 且被用作吸热的热交换器, 在其中低压制冷剂 被蒸发以便执行吸热作用。因此, 在本实施例中, 室内空气是将被热交换的流体。吹风机 16a 是电动吹风机, 其中吹风机 16a 的转速 ( 空气吹送量 ) 由来自控制装置的控制电压输出 控制。
第二压缩机 21 的制冷剂吸入端口连接至吸入侧蒸发器 16 的制冷剂出口侧。第二 压缩机 21 的基本结构类似于第一压缩机 11。 因此, 第二压缩机 21 是电动压缩机, 其中固定 排量类型的第二压缩机构 21a 由第二电机 21b 来驱动。本实施例的第二电机 21b 用作第二 排放能力改变装置, 用于改变第二压缩机构 21a 的制冷剂排放能力。
喷射器 31 的制冷剂吸入端口 13b 连接至第二压缩机 21 的制冷剂排放端口。
控制装置 ( 未显示 ) 由包括 CPU、 ROM 和 RAM 等以及其的周围电路的通常已知的微 型计算机构成。控制装置基于储存在 ROM 中的控制程序执行各种计算和处理, 且控制各种 电动致动器 11b、 12b、 16a、 21a 等的操作。
控制装置包括用作控制作为第一排放能力改变装置的第一电机 11b 的操作的第 一排放能力控制装置的功能部分和用作控制作为第二排放能力改变装置的第二电机 21b的操作的第二排放能力控制装置的功能部分。 第一排放能力控制装置和第二排放能力控制 装置可以分别由不同的控制装置构造而成。
来自传感器组 ( 未显示 ) 的检测值和来自操作面板 ( 未显示 ) 的各种操作信号被 输入到控制装置中, 传感器组包括用于检测外部空气温度 ( 即制冷器室外部温度 ) 的外部 空气传感器、 用于检测制冷器室内部温度的内部温度传感器, 在操作面板中设置了用于操 作制冷器等的操作开关。
接下来, 将基于图 2 中显示的莫利尔图对具有上述结构的本实施例的操作进行描 述。在操作面板的操作开关被打开时, 控制装置使得第一和第二电机 11b、 21b、 冷却风扇 12a 和吹风机 16a 被操作。 因此, 第一压缩机 11 吸入制冷剂、 压缩吸入的制冷剂以及排放被 压缩的制冷剂。此时制冷剂的状态是图 2 中点 a2。
从第一压缩机 11 排出的高温和高压制冷剂流入到散热器 12, 且与由冷却风扇 12a 吹送的空气 ( 外部空气 ) 进行热交换, 以进行散热和冷凝 ( 在图 2 中从点 a2 →点 b2)。在 散热器 12 处散热的制冷剂流入到喷射器 13 的喷嘴部分 13a, 且在喷嘴部分 13a 中被等熵地 减压和膨胀 ( 在图 2 中从点 b2 →点 c2)。
在喷嘴部分 13a 的减压和膨胀中, 制冷剂的压力能量被转换成制冷剂的速度能 量, 且制冷剂被高速地从喷嘴部分 13a 的制冷剂喷射端口喷出。因此, 从第二压缩机 21 排 出的制冷剂, 通过喷射的制冷剂的制冷剂抽吸作用而被从喷射器 13 的制冷剂吸入端口 13b 吸入到喷射器 13 中。
此外, 从喷嘴部分 13a 喷出的喷射制冷剂和从制冷剂吸入端口 13b 吸入的吸入制 冷剂被在喷射器 13 的混合部分 13c 中进行混合, 且流入到喷射器 13 的扩散器部分 13d 中 ( 在图 2 中从点 c2 →点 d2, 从点 j2 →点 d2)。也就是, 通路横截面积在扩散器部分 13d 中 朝着下游扩大, 使得制冷剂的速度能量转换成其压力能量, 从而增加了制冷剂的压力 ( 在 图 2 中从点 d2 →点 e2)。
接下来, 从扩散器部分 13d 流出的制冷剂被分成气体制冷剂和液体制冷剂 ( 在图 2 中从点 e2 →点 f2, 从点 e2 →点 g2)。从贮存器 24 的气体制冷剂出口流出的气体制冷剂 被吸入到第一压缩机 11 中, 且被再次压缩 ( 在图 2 中从点 f2 →点 a2)。
另一方面, 从贮存器 24 的液体制冷剂出口流出的液体制冷剂被进一步在固定节 流阀 15 中等焓地减压和膨胀, 从而降低了制冷剂的压力 ( 在图 2 中从点 g2 →点 h2)。在固 定节流阀 15 处被减压和膨胀的制冷剂流入到吸入侧蒸发器 16 中, 且通过从由吹风机 16a 吹送的制冷器的室内部的空气吸收热量而蒸发 ( 在图 2 中从点 h2 →点 i2)。因此, 冷却了 被吹送到制冷器的室内部的空气。
从吸入侧蒸发器 16 流出的气体制冷剂被吸入到第二压缩机 21 中, 且被压缩 ( 在 图 2 中从点 i2 →点 j2)。此时, 控制装置控制第一和第二电机 11b、 21b 的操作, 使得在喷射 器式制冷循环装置的整个循环中的 COP 几乎接近于最大值。具体地, 将在第一和第二压缩 机构 11a、 21a 中的压力增加量控制成大致相等, 用于改善在第一和第二压缩机构 11a、 21a 中的压缩效率。
当在制冷剂在第一和第二压缩机 11、 21 中被等熵地进行压缩的情形中制冷剂的 焓的增加量是 ΔH1 时, 且当在第一和第二压缩机 11、 21 中的实际加压的制冷剂的焓的实际 增加量是 ΔH2 时, 压缩效率是 ΔH1 与 ΔH2 的比。例如, 在增加第一和第二压缩机 11、 21 的转速或压力增加量时, 通过制冷剂的一 部分热量来增加制冷剂的温度, 从而增加焓的实际增加量 ΔH2。 在这种情形下, 在第一和第 二压缩机 11、 21 中压缩效率被降低。
从第二压缩机 21 流出的制冷剂被从制冷剂吸入端口 13b 吸入到喷射器 13 中 ( 在 图 2 中从点 j2 →点 d2)。
本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 被如上文进行操作, 从而可以获得下述的 极佳的效果。
本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 设置有第二压缩机 21( 第二压缩机构 21a)。 因此, 例如即使在高压制冷剂和低压制冷剂之间的压力差被降低从而降低了喷射器 13 的 驱动流的流量的操作条件下, 也就是, 即使在喷射器 13 的吸入能力被降低的操作条件下, 也可以通过第二压缩机构 21a 的操作来补充喷射器 13 的吸入能力。
通过第二压缩机构 21a 的操作, 可以确保将液体制冷剂从贮存器 24 供给到吸入侧 蒸发器 16, 从而在吸入侧蒸发器 16 中获得吸热作用。 此外, 通过第二压缩机构 21a 的操作, 可以限制从贮存器 24 的气体制冷剂出口被吸入到第一压缩机构 11a 中的制冷剂密度的降 低。结果, 可以限制喷射器 13 的驱动流的流量的降低, 从而可以稳定地操作喷射器式制冷 循环装置。
此外, 通过在第一和第二压缩机构 11a、 21a 和在喷射器 13 的扩散器部分 13d 中的 加压作用来增加制冷剂压力。 因此, 与通过单一的压缩机构加压制冷剂的情形相比, 第一和 第二压缩机构 11a、 21a 的驱动功率被降低, 从而改善了 COP。
因为可以通过扩散器部分 13d 的加压作用来增加第一压缩机构 11a 的吸入压力, 所以可以降低第一压缩机构 11a 的驱动功率。此外, 与通过单一的压缩机构加压制冷剂的 情形相比, 在各第一和第二压缩机构 11a、 21a 中的吸入压力和排放压力之间的压力差可以 被降低。因此, 可以改善在各第一和第二压缩机构 11a、 21a 中的压缩效率。
可以通过第一和第二电机 11b、 21b 分别地且独立地改变第一和第二压缩机构 11a、 21a 的制冷剂排放能力。因此, 在喷射器式制冷循环装置 10 的整个循环中可以有效地 改善 COP。
另外, 饱和的气体制冷剂可以被从贮存器 24 的气体制冷剂出口吸入到第一压缩 机构 11a 中。因此, 与具有过热度的气体制冷剂被吸入到第一压缩机构 11a 中的情形相比, 在制冷剂被等熵地压缩时, 可以降低第一压缩机构 11a 的压缩操作量。
因此, 在高压制冷剂和低压制冷剂的压力差很大的制冷循环装置中, 例如在吸入 侧蒸发器 16 的制冷剂蒸发温度被降低至诸如 -30℃ -10℃的非常低的温度的制冷循环装置 中, 可以改善制冷循环装置的 COP。
第二实施例
在本实施例中, 如在图 3 的整体示意图中, 相对于第一实施例的喷射器式制冷循 环装置 10 增添了内部热交换器 30, 在其中, 在从散热器 12 流出的制冷剂和循环中的低压侧 制冷剂进行热交换。在图 3 中, 类似于或对应于第一实施例的部件被用相同的附图标记表 示。这在随后的附图中也是相同的。
内部热交换器 30 用于在从散热器 12 的制冷剂出口侧流过高压侧制冷剂通路 30a 的制冷剂和流过低压侧制冷剂通路 30b 且被吸入到第一压缩机构 11a 的制冷剂之间进行热交换。因此, 在本实施例的循环中的低压侧制冷剂是将被吸入到第一压缩机构 11a 的制冷 剂。
双管的热交换结构可以用作内部热交换器 30 的特定的结构, 其中形成低压侧制 冷剂通路 30b 的内管设置在形成高压侧制冷剂通路 30a 的外管的内部。高压侧制冷剂通路 30a 可以设置成内管, 且低压侧制冷剂通路 30b 可以设置成外管。
另外, 用于限定高压侧制冷剂通路 30a 和低压侧制冷剂通路 30b 的制冷剂管可以 通过钎焊进行结合, 以具有热交换结构。其它的配置类似于第一实施例。
接下来, 将参考图 4 的莫利尔图对本实施例的操作进行描述。关于表示图 4 中的 制冷剂状态的标记, 与图 2 相同的制冷剂状态被用相同的字母表示, 但是在字母之后的额 外的标记仅是基于图号进行改变。 在下述的实施例中, 这一相同的规则也适用于莫利尔图。
在操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 通过内部热交换器 30 的操作, 相 对于第一实施例, 增加了第一压缩机构 11a 的吸入侧制冷剂的焓 ( 在图 4 中从点 f4 →点 f’ 4), 且降低了从散热器 12 流出的制冷剂的焓 ( 在图 4 中从点 b4 →点 b’ 4)。其它操作类 似于第一实施例。
因此, 降低了从喷嘴部分 13a 喷出的被喷射制冷剂的干燥度, 从而降低了被喷射 制冷剂的流速。 因此, 可以降低从喷射器 13 的扩散器部分 13d 流出的制冷剂的压力。 因此, 可以降低贮存器 24 中的制冷剂的焓, 且也可以降低从贮存器 24 流入到吸入侧蒸发器 16 中 的液体制冷剂的焓。 因此, 在本实施例中可以获得与第一实施例相同的效果。另外, 在本实施例中, 可 以扩大吸入侧蒸发器 16 的入口侧制冷剂的焓和吸入侧蒸发器 16 的出口侧制冷剂的焓之间 的焓差, 从而增加在喷射器式制冷循环装置 10 中获得的冷却能力。结果, 可以进一步改善 COP。
第三实施例
在本实施例中, 如在图 5 的整体示意图中, 相对于第一实施例的喷射器式制冷循 环装置 10, 增添了内部热交换器 31。内部热交换器 31 的基本结构类似于第二实施例的内 部热交换器 30。
内部热交换器 31 用于在从散热器 12 的制冷剂出口侧流过高压侧制冷剂通路 31a 的制冷剂和流过低压侧制冷剂通路 31b 且被吸入到第二压缩机构 21a 的制冷剂之间进行热 交换。因此, 在本实施例的循环中的低压侧制冷剂是将被吸入到第二压缩机构 21a 的制冷 剂。本实施例中的其它配置类似于第一实施例。
接下来, 将参考图 6 的莫利尔图对本实施例的操作进行描述。在操作本实施例的 喷射器式制冷循环装置 10 时, 通过操作内部热交换器 31, 相对于第一实施例, 增加了第二 压缩机构 21a 的吸入侧制冷剂的焓 ( 在图 6 中从点 i6 →点 i’ 6), 且降低了从散热器 12 流 出的制冷剂的焓 ( 在图 6 中从点 b6 →点 b’ 6)。其它操作类似于第一实施例。
因此, 在本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 中, 类似于第二实施例可以降低从 贮存器 24 流入到吸入侧蒸发器 16 中的液体制冷剂的焓。
在本实施例的内部热交换器 31 中, 在散热器 12 的制冷剂出口侧的制冷剂和在第 二压缩机构 21a 的制冷剂吸入侧的制冷剂之间进行热交换。因此, 可以通过内部热交换器 31 来冷却流向喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的制冷剂, 且通过内部热交换器 31 加热将被吸入
到第二压缩机构 21a 中的制冷剂。
在将从喷嘴部分 13a 喷出的喷射制冷剂和将从制冷剂吸入端口 13b 吸入的吸入制 冷剂在第二压缩机 21 和喷嘴部分 13a 的上游的位置处进行热交换之后, 制冷剂将在喷射器 13 的混合部分 13c 中进行混合。因此, 与没有设置内部热交换器 31 的情形 ( 例如第一实施 例 ) 相比, 可能难以降低混合制冷剂的焓, 和可能难以降低流入到贮存器 24 中的制冷剂的 焓。
根据本实施例的喷射器式制冷循环装置 10, 因为可以使吸入制冷剂的流量可以小 于喷射制冷剂的流量。所以可以降低喷嘴部分 13a 的喷射制冷剂的流速, 且因此可以充分 地降低从扩散器部分 13d 流出的制冷剂的压力。因此, 可以降低流入到贮存器 24 中的制冷 剂的焓。
结果, 可以实现与第一实施例相同的效果。另外, 在本实施例中, 可以增大吸入侧 蒸发器 16 的入口侧制冷剂的焓与吸入侧蒸发器 16 的出口侧制冷剂的焓之间的焓差, 从而 增加在喷射器式制冷循环装置 10 中获得的冷却能力。
第四实施例
在本实施例中, 如图 7 的整体示意图所示, 相对于第一实施例的喷射器式制冷循 环装置, 增添了热膨胀阀 17。 热膨胀阀 17 是高压侧减压装置, 其可以布置在从散热器 12 的 制冷剂出口侧至喷嘴部分 13a 的上游侧的制冷剂通路中, 以减压和膨胀穿过制冷剂通路的 高压制冷剂。
热膨胀阀 17 具有设置在吸入侧蒸发器 16 的制冷剂出口侧处的制冷剂通路中的温 度感测部分 17a。 热膨胀阀 17 是可变节流阀机构, 其中基于在吸入侧蒸发器 16 的制冷剂出 口侧处的制冷剂的温度和压力, 检测吸入侧蒸发器 16 的制冷剂出口侧处的制冷剂的过热 度, 且通过使用机械机构来调节其阀的张开度 ( 制冷剂流量 ), 使得在吸入侧蒸发器 16 的 制冷剂出口侧处的制冷剂的过热度近似于预定值。 本实施例中的其它配置类似于第一实施 例。
接下来, 将参考图 8 的莫利尔图对本实施例的操作进行描述。在操作本实施例的 喷射器式制冷循环装置 10 时, 在散热器 12 处进行散热的制冷剂流入到热膨胀阀 17 中, 且 被等焓地地减压和膨胀以变成气液两相的状态 ( 在图 8 中从点 b8 →点 b’ 8)。此时, 热膨 胀阀 17 的阀张开度被调节, 使得在吸入侧蒸发器 16 的制冷剂出口侧的制冷剂的过热度变 成预定值。
类似于第一实施例, 被热膨胀阀 17 减压和膨胀的中间压力的制冷剂在喷射器 13 的喷嘴部分 13a 中被等熵地进行减压和膨胀, 且与从喷射器 13 的制冷剂吸入端口 13b 吸入 的制冷剂混合。之后, 从喷射器 13 流出的混合制冷剂流入到贮存器 24 中。此外, 在贮存器 24 处与液体制冷剂分离的气体制冷剂被吸入到第一压缩机 11 中, 且被再次压缩 ( 在图 8 中 从点 c8 →点 d8 →点 e8 →点 f8 →点 a8)。
另一方面, 在贮存器 24 处与气体制冷剂分离的液体制冷剂被在固定节流阀 15 处 等焓地减压。从固定节流阀 15 流出的减压的制冷剂从将被吹送到吸入侧蒸发器 16 的室中 的空气吸收热量, 且之后被吸入到第二压缩机 21 中。此外, 从第二压缩机 21 流出的制冷剂 被从制冷剂吸入端口 13b 吸入到喷射器 13 中 ( 在图 8 中从点 g8 →点 h8 →点 i8 →点 j8 → 点 d8)。因此, 在本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 中, 可以实现与第一实施例相同的 效果。此外, 在本实施例中, 因为作为可变节流阀机构的热膨胀阀 17 被用作高压侧减压装 置, 所以流入到喷射器 13 的喷嘴部分 13a 中的制冷剂流量可以根据制冷剂循环中的负载的 变化而改变。结果, 即使出现负载波动, 可以稳定地操作制冷剂循环, 同时具有高的 COP。
此时, 调节热膨胀阀 17 的阀张开度, 使得在吸入侧蒸发器 16 的制冷剂出口侧的制 冷剂的过热度变成预定值。因此, 它可以防止液体制冷剂在第二压缩机 21 中被压缩。
此外, 在本实施例中, 因为在热膨胀阀 17 处被减压和膨胀的制冷剂变成了气液两 相的状态 ( 在图 8 中点 b8’ ), 所以气液两相状态的制冷剂可以流入到喷射器 13 的喷嘴部 分 13a 中。
因此, 与液体制冷剂流入到喷嘴部分 13a 的情形相比, 可以便于使在喷嘴部分 13a 中的制冷剂沸腾, 从而改善了喷嘴的效率。因此, 增加了喷射器 13 中的回收能量的量, 在扩 散器部分 13d 中增加了压力增加量, 从而改善了 COP。
此外, 与液体制冷剂流入到喷嘴部分 13a 相比, 可以增大喷嘴部分 13a 的制冷剂通 路面积, 且从而使得喷嘴部分 13a 的处理变得容易。结果, 可以降低喷射器 13 的产品成本, 从而降低了整个喷射器式制冷循环装置 10 的产品成本。
第五实施例
在本实施例中, 如图 9 中的整体示意图所示, 与第四实施例的喷射器式制冷循环 装置 10 相比, 增添了内部热交换器 32。这一内部热交换器 32 在从散热器 12 的制冷剂出口 侧的制冷剂和在贮存器 24 中的气体制冷剂之间进行热交换。因此, 在本实施例的循环中的 低压侧制冷剂是贮存器 24 中的气体制冷剂。
具体地, 内部热交换器 32 被配置以具有高压管 32a, 该高压管 32a 被设置在贮存器 24 内的空间 ( 即贮存器 24 内的上侧空间 ) 中, 在其中气体制冷剂被储存, 使得在散热器 12 的制冷剂出口侧的制冷剂流过了高压管 32a。因此, 所述实施例的内部热交换器 32 与贮存 器 24 一体地构成。
在本实施例中, 内部热交换器 32 的高压管 32a 被配置以穿过贮存器 24 内的上侧 空间。因此, 与高压管 32a 穿过液体制冷剂被储存在贮存器 24 中的所述空间 ( 即贮存器 24 内的下侧空间 ) 的情形相比, 可以防止使贮存器 24 中的液体制冷剂不必要的沸腾。
当然, 如果沸腾不会引起问题, 那么可以配置内部热交换器 32 的高压管 32a, 以穿 过液体制冷剂被储存在贮存器 24 中的所述空间。本实施例的其它配置类似于第四实施例。
接下来, 将参考图 10 的莫利尔图对本实施例的操作进行描述。在操作本实施例的 喷射器式制冷循环装置 10 时, 通过操作内部热交换器 32, 增加了第一压缩机构 11a 的吸入 侧制冷剂的焓 ( 在图 10 中从点 f10 →点 f’ 10), 且降低了从散热器 12 流出的制冷剂的焓 ( 在图 10 中从点 b10 →点 b’ 10)。
此外, 类似于第四实施例, 从内部热交换器 32 的高压管 32a 流出的制冷剂流入到 热膨胀阀 17 中, 且被等焓地减压和膨胀以变成气液两相的状态 ( 在图 10 中从点 b’ 10 →点 b” 10)。其它操作类似于第一实施例。
因此, 可以通过内部热交换器 32 的作用, 增大在吸入侧蒸发器 16 的制冷剂入口侧 的制冷剂的焓与吸入侧蒸发器 16 的制冷剂出口侧的制冷剂的焓之间的焓差。此外, 类似于 第四实施例, 可以通过操作热膨胀阀 17 来改善喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的喷嘴效率。结果, 可以实现与第一实施例相同的效果。另外, 类似于第二实施例, 可以增加在 喷射器式制冷循环装置 10 中实现的冷却能力。此外, 类似于第四实施例, 增加了在扩散器 部分 13d 中的压力增加量, 从而进一步改善了循环中的 COP。
第六实施例
在本实施例中, 如在图 11 的整体示意图中, 与第四实施例的喷射器式制冷循环装 置 10 相比, 改变了散热器 12 的结构。
具体地, 本实施例的散热器 12 被配置成亚冷却型冷凝器, 其包括冷凝部分 12b、 气 液分离部分 12c( 接收器部分 ) 和过冷部分 12d。冷凝部分 12b 冷凝制冷剂, 气液分离部分 12c 将从冷凝部分 12b 流出的制冷剂分成气体制冷剂和液体制冷剂, 且过冷部分 12d 过冷从 气液分离部分 12c 流出的液体制冷剂。本实施例中的其它配置类似于第四实施例。
接下来, 将参考图 12 中的莫利尔图对本实施例的操作进行描述。在操作本实施 例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 在散热器 12 的冷凝部分 12b 中被冷凝的制冷剂在气液 分离部分 12c 中被分成气体制冷剂和液体制冷剂 ( 在图 12 中点 b12)。此外, 在气液分离 部分 12c 中被分离的饱和的液体制冷剂在过冷部分 12d 中被过冷 ( 在图 12 中点 b12 →点 b’ 12)。其它操作类似于第四实施例。
因此, 降低了从喷嘴部分 13a 喷出的喷射制冷剂的干燥度, 从而降低了喷射制冷 剂的流速。因此, 可以降低从喷射器 13 的扩散器部分 13d 流出的制冷剂的压力。因此, 可 以降低贮存器 24 中的制冷剂的焓, 且也可以降低从贮存器 24 流入到吸入侧蒸发器 16 中的 液体制冷剂的焓。
结果, 在本实施例中, 可以增大在吸入侧蒸发器 16 的制冷剂入口侧的制冷剂的焓 与在吸入侧蒸发器 16 的制冷剂出口侧的制冷剂的焓之间的焓差, 从而增加了在喷射器式 制冷循环装置 10 中获得的冷却能力。
此时, 与使用第三实施例的内部热交换器 31( 参考图 5 和 6) 的情形不同, 它可以 防止第二压缩机构 21a 的吸入侧制冷剂 ( 例如循环中的低压侧制冷剂 ) 的焓不必要地增加 ( 图 12 中点 i12)。因此, 与第三实施例相比, 可以防止第二压缩机构 21a 的吸入制冷剂的 密度降低, 从而可以降低在吸入侧蒸发器 16 中的制冷剂蒸发压力 ( 制冷剂蒸发温度 )。
此外, 通过热膨胀阀 17 使从散热器 12 的过冷部分 12d 流出的制冷剂减压和膨胀 成气液两相状态 ( 在图 12 中点 b’ 12 →点 b” 12)。因此, 类似于第四实施例, 可以改善喷射 器 13 的喷嘴效率。
结果, 不仅可以实现与第一实施例相同的效果, 而且可以增加在喷射器式制冷循 环装置 10 中实现的冷却能力。此外, 类似于第四实施例, 在扩散器部分 13d 中增加了压力 增加量, 从而进一步改善了循环中的 COP。
第七实施例
与第一实施例的喷射器式制冷循环装置 10 相比, 在本实施例中, 如图 13 的整体示 意图和图 14 的莫利尔图所示, 排放侧蒸发器 14 设置在喷射器 13 的扩散器部分 13d 的下游 侧和在贮存器 24 的上游侧。
排放侧蒸发器 14 的基本结构类似于吸入侧蒸发器 16。 排放侧蒸发器 14 是吸热热 交换器, 在其中从喷射器 13 流出的制冷剂通过与吹风机 14a 吹送的空气进行热交换而被蒸 发, 以便提供吸热作用。因此, 在本实施例中, 由吹风机 14a 吹送的空气也是将被热交换的流体。吹风机 14a 是电动吹送机, 其中吹风机 14a 的转速 ( 空气吹送量 ) 由来自控制装置的控制电压输出 来控制。本实施例中的其它配置类似于第一实施例。
在本实施例的喷射器式制冷循环装置被操作时, 它以类似于第一实施例的方式操 作, 且可以实现类似于第一实施例的效果。如图 14 的莫利尔图所示, 制冷剂在排放侧蒸发 器 14 处在从点 e14 至点 e’ 14 的制冷剂状态中被蒸发, 从而实现了吸热作用。因此, 也可以 由排放侧蒸发器 14 来冷却由吹风机 14a 吹送的空气。
制冷剂在排放侧蒸发器 14 中以比吸入侧蒸发器 16 的制冷剂蒸发温度高的温度被 蒸发。也就是, 在吸入侧蒸发器 16 和排放侧蒸发器 14 中, 制冷剂以不同的温度区域蒸发。 因此, 在本实施例中, 其中的食物、 饮料等在低温度 (0℃ -10℃ ) 被保存的制冷器的室中的 空气也可以例如用吹风机 14a 来进行冷却, 同时可以实现与第一实施例相同的效果。
当然, 排放侧蒸发器 14 可以被添加至第 2-6 实施例的喷射器式制冷循环装置 10 中。
第八实施例
在本实施例中, 如图 15 的整体示意图, 与第一实施例的喷射器式制冷循环装置 10 相比, 增添了旁路通路 25、 打开 / 关闭阀 26、 止回阀 27 和气液分离器 24a。
旁路通路 25 是这样的制冷剂通路, 通过该制冷剂通路从第一压缩机构 11a 排出的 高压制冷剂被直接地引入到吸入侧蒸发器 16, 同时旁路散热器 12。通过将制冷剂管连接至 第一压缩机构 11a 和散热器 12 之间的部分和连接至固定节流阀 15 和吸入侧蒸发器 16 之 间的部分, 配置而成旁路通路 25。打开 / 关闭阀 26 是用于打开和关闭旁路通路 25 的打开 / 关闭装置。 例如, 打开 / 关闭阀 26 是电磁阀, 其中通过来自控制装置的控制信号输出来控 制打开或关闭操作。
止回阀 27 布置在从贮存器 24 至吸入侧蒸发器 16 的通路中, 在固定节流阀 15 和 连接至旁路通路 25 的连接部分之间的位置上, 以便仅允许从固定节流阀 15 朝向吸入侧蒸 发器 16 的制冷剂流。也就是, 止回阀 27 防止从旁路通路 25 流向吸入侧蒸发器 16 的制冷 剂被引入到贮存器 24( 固定节流阀 15) 中。气液分离器 24 是吸入侧气液分离器, 在其中从 吸入侧蒸发器 16 流出的制冷剂被分成气体制冷剂和液体制冷剂, 且循环中的剩余的液体 制冷剂被储存在其中。
在本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 在控制装置关闭打开 / 关闭阀 26 的情况 下被操作时, 以类似于第一实施例的方式操作喷射器式制冷循环装置 10, 从而可以获得类 似于第一实施例的效果。
此外, 在本实施例中, 与第一实施例的喷射器式制冷循环装置 10 相比, 提供了旁 路通路 25、 用于打开和关闭旁路通路 25 的打开 / 关闭阀 26、 用于防止在旁路通路 25 中流 动的制冷剂流到贮存器 24( 排放侧气液分离器 ) 的止回阀 27。从第一压缩机构 11a 排出的 高压制冷剂被经由旁路通路 25 引入到吸入侧蒸发器 16, 同时旁路散热器 12。因此, 在吸入 侧蒸发器 16 上结霜时, 控制装置使得打开 / 关闭阀 26 被打开。因此, 从第一压缩机 11 排 出的高温制冷剂经由旁路通路直接流入到吸入侧蒸发器 16 中, 从而使得吸入侧蒸发器 16 除霜。
此外, 吸入侧气液分离器 24a 设置在吸入侧蒸发器 16 和第二压缩机构 21a 之间,以将制冷剂分成气体制冷剂和液体制冷剂。吸入侧气液分离器 24a 的气体制冷剂出口连接 至第二压缩机构 21a 的制冷剂吸入侧。因此, 即使当在除霜时从第一压缩机构 11a 排出的 高压制冷剂被冷凝时, 因为仅可以将在吸入侧气液分离器 24a 处被分离的气体制冷剂供给 至第二压缩机构 21a, 从而防止第二压缩机构 21a 中的液体制冷剂压缩。
第九实施例
接下来, 参考图 16 对本发明的第九实施例进行描述。在本实施例中, 将本发明的 喷射器式制冷循环装置应用至用于室内空调的空调装置。图 16 是本实施例的喷射器式制 冷循环装置 40 的整体示意图。
喷射器式制冷循环装置 40 被配置以能够在用于冷却将被吹送到室中的空气 ( 被 热交换的流体 ) 的冷却操作模式和用于加热将被吹送到室中的空气的加热操作模式之间 进行切换。图 16 中实线箭头显示出在冷却操作模式中的制冷剂流, 图 16 中的虚线箭头显 示出在加热操作模式中的制冷剂流。
本实施例的喷射器式制冷循环装置 40 设置有第一电动四通阀 41, 该第一电动四 通阀连接至第一压缩机构 11a 的制冷剂排放侧。第一电动四通阀 41 是制冷剂通路切换装 置, 其中通过来自控制装置的控制信号输出来控制其操作。 具体地, 第一电动四通阀 41 被配置以在其中第一压缩机 11 的制冷剂排放侧和外 部热交换器 42 被连接且同时贮存器 24 的液体制冷剂出口侧 ( 固定节流阀 15 的一侧 ) 和 使用侧热交换器 44 被连接的制冷剂通路 ( 例如由图 16 中实线箭头显示的路线 ) 与其中第 一压缩机 11 的制冷剂排放侧和使用侧热交换器 44 被连接且同时贮存器 24 的液体制冷剂 出口侧 ( 固定节流阀 15 的一侧 ) 和外部热交换器 42 被连接的制冷剂通路 ( 例如由图 16 中的虚线箭头显示的路线 ) 之间进行切换。
如由图 16 的实线箭头显示的制冷剂通路, 在冷却操作模式中, 第一压缩机 11 的制 冷剂排放侧经由第一电动四通阀 41 连接至外部热交换器 42。 外部热交换器 42 是在其中穿 过的制冷剂与由吹风机 42a 吹送的外部空气进行热交换的热交换器。吹送机 42a 是电动吹 风机, 其中由来自控制装置的控制电压输出来控制吹风机 42a 的转速 ( 空气吹送量 )。
此外, 在冷却操作模式中第二电动四通阀 43 连接至外部热交换器 42 的制冷剂出 口侧。第二电动四通阀 43 是制冷剂通路切换装置, 其中通过来自控制装置的控制信号输出 来控制其操作。第二电动四通阀 43 的基本结构类似于第一电动四通阀 41。
具体地, 第二电动四通阀 43 被配置以在外部热交换器 42 和喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的入口侧被连接且同时使用侧热交换器 44 和第二压缩机 21 的制冷剂吸入侧被连接的 制冷剂通路 ( 例如由图 16 中实线箭头显示的路线 ) 与外部热交换器 42 和第二压缩机 21 的制冷剂吸入侧被连接且同时使用侧热交换器 44 和喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的入口侧被 连接的制冷剂通路 ( 例如由图 16 中的虚线箭头显示的路线 ) 之间进行切换。
使用侧热交换器 44 是在其中穿过的制冷剂与由吹风机 44a 吹送的内部空气 ( 即 被热交换的流体 ) 进行热交换的热交换器。吹送机 44a 是电动吹风机, 其中由来自控制装 置的控制电压输出来控制吹风机 44a 的转速 ( 空气吹送量 )。
在本实施例中, 固定节流阀 15 设置在贮存器 24 的液体制冷剂出口侧和第一电动 四通阀 41 之间。本实施例中的其它操作类似于第一实施例。
接下来, 将参考图 16 对具有上述配置的本实施例的操作进行描述。本实施例的喷
射器式制冷循环装置 40 被配置成能够在用于冷却被吹送至室中的空气的冷却操作模式和 用于加热被吹送至室中的空气的加热操作模式之间进行切换。
(a) 冷却操作模式
在通过操作面板的操作开关选择冷却操作模式时, 在喷射器式制冷循环装置 40 中执行冷却操作模式。
在冷却操作模式中, 控制装置使得第一和第二电机 11b、 21b 和吹风机 42a、 44a 被 操作。另外, 控制装置使得第一电动四通阀 41 被切换, 以使第一压缩机 11 的制冷剂排放侧 和外部热交换器 42 被连接, 且同时贮存器 24 的液体制冷剂出口侧和使用侧热交换器 44 被 连接, 和控制装置使得第二电动四通阀 43 被切换, 以使外部热交换器 42 和喷射器 13 的喷 嘴部分 13a 的入口侧连接, 同时使用侧热交换器 44 和第二压缩机 21 的制冷剂吸入侧被连 接。
因此, 如图 16 的实线箭头所示, 制冷剂以这样的顺序循环 : 第一压缩机 11( →第一 电动四通阀 41) →外部热交换器 42( →第二电动四通阀 43) →喷射器 13 的喷嘴部分 13a → 贮存器 24 的气体制冷剂出口→第一压缩机 11。同时, 制冷剂以这样的顺序循环 : 贮存器 24 的液体制冷剂出口→固定节流阀 15( →第一电动四通阀 41) →使用侧热交换器 44( →第二 电动四通阀 43) →第二压缩机 21 →喷射器 13 的制冷剂吸入端口 13b →贮存器 24。 因此, 由第一压缩机构 11a 压缩的制冷剂在外部热交换器 42 中通过与由吹风机 42a 吹送的外部空气进行热交换, 而被冷却。 之后, 来自外部热交换器 42 的制冷剂通过喷射 器 13 的喷嘴部分 13a 被等熵地减压和膨胀, 且被从喷射器 13 的喷嘴部分 13a 喷出。因此, 从第二压缩机构 21a 排出的制冷剂通过喷射制冷剂的制冷剂抽吸作用, 而被从喷射器 13 的 制冷剂吸入端口 13b 吸入到喷射器 13 中。
此外, 从喷嘴部分 13a 喷出的喷射制冷剂和从制冷剂吸入端口 13b 吸入的吸入制 冷剂在喷射器 13 的混合部分 13c 中进行混合, 且在喷射器 13 的扩散器部分 13d 中进行加 压。从扩散器部分 13d 流出的制冷剂在贮存器 24 中被分成气体制冷剂和液体制冷剂, 且从 贮存器 24 的气体制冷剂出口流出的气体制冷剂被吸入到第一压缩机构 11a 中, 以再次被压 缩。
另一方面, 从贮存器 24 的液体制冷剂出口流出的液体制冷剂在固定节流阀 15 处 被进一步等焓地进行减压和膨胀。来自固定节流阀 15 的制冷剂经由第一电动四通阀 41 流入到使用侧热交换器 44, 且通过从由空气吹风机 44a 吹送的室内的空气抽吸热量而被蒸 发。因此, 冷却被吹送到室内部的空气。
从使用侧热交换器 44 流出的气体制冷剂被吸入到第二压缩机构 21a 且被压缩。 此 时, 类似于第一实施例, 控制装置控制第一和第二电机 11b、 21b 的操作, 使得在喷射器式制 冷循环装置 40 的整个循环中的 COP 接近于最大值。
也就是, 在本实施例的冷却操作模式中, 制冷剂通路被切换, 使得从第一压缩机构 11a 排出的制冷剂在外部热交换器 42 中被冷却, 且制冷剂在使用侧热交换器 44 中被蒸发。
更具体地, 在冷却操作模式中, 外部热交换器 42 类似于第一实施例的散热器 12 被 使用, 使得在外部热交换器 42 处进行散热的制冷剂流入到喷射器 13 的喷嘴部分 13a 中。 同 时, 以类似于第一实施例的吸入侧蒸发器 16 的方式应用使用侧热交换器 44, 使得在贮存器 24 中分离的液体制冷剂在使用侧热交换器 44 中被蒸发, 且流向第二压缩机构 21a 的制冷剂
吸入侧。 因此, 在本实施例的冷却操作模式中, 可以冷却被吹送到室中的空气。此时, 类似 于第一实施例, 可以通过第二压缩机构 21a 的操作来限制喷射器 13 的驱动流的流量的降 低, 从而可以稳定地操作喷射器式制冷循环装置 40, 同时改善 COP。
(b) 加热操作模式
在通过操作面板的操作开关选择了加热操作模式时, 在喷射器式制冷循环装置中 执行加热操作模式。
在加热操作模式中, 控制装置使得第一和第二电机 11b、 21b 和吹风机 42a、 44a 被 操作。此外, 控制装置使得第一电动四通阀 41 被切换, 使得第一压缩机 11 的制冷剂排放侧 和使用侧热交换器 44 被连接, 且同时贮存器 24 的液体制冷剂出口侧和外部热交换器 42 被 连接 ; 和控制装置使得第二电动四通阀 43 被切换, 使得外部热交换器 42 和第二压缩机 21 的制冷剂吸入侧被连接, 且同时使用侧热交换器 44 和喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的入口侧 连接。
因此, 如图 16 的虚线箭头所示, 制冷剂以这样的顺序循环 : 第一压缩机 11( →第 一电动四通阀 41) →使用侧热交换器 44( →第二电动四通阀 43) →喷射器 13 的喷嘴部分 13a →贮存器 24 的气体制冷剂出口→第一压缩机 11。同时, 制冷剂以这样的顺序循环 : 贮 存器 24 的液体制冷剂出口→固定节流阀 15( →第一电动四通阀 41) 外部热交换器 42( → 第二电动四通阀 43) →第二压缩机 21 →喷射器 13 的制冷剂吸入端口 13b →贮存器 24。
因此, 被第一压缩机构 11a 压缩的制冷剂通过与吹送机 44a 吹送至所述室的空气 进行热交换而在使用侧热交换器 44 中被加热。 因此, 被吹送至室内部的空气被加热。 之后, 在使用侧热交换器 44 中被冷却的制冷剂通过喷射器 13 的喷嘴部分 13a 被等熵地减压和膨 胀, 且被从喷射器 13 的喷嘴部分 13a 喷出。因此, 从第二压缩机构 21a 排出的制冷剂通过 喷射制冷剂的制冷剂抽吸作用, 被从喷射器 13 的制冷剂吸入端口 13b 吸入到喷射器 13 中。
此外, 从喷嘴部分 13a 喷出的喷射制冷剂和从制冷剂吸入端口 13b 吸入的吸入制 冷剂在喷射器 13 的混合部分 13c 中被混合, 且在喷射器 13 的扩散器部分 13d 中被加压。 从 扩散器部分 13d 流出的制冷剂在贮存器 24 中被分成气体制冷剂和液体制冷剂, 且从贮存器 24 的气体制冷剂出口流出的气体制冷剂被吸入到第一压缩机构 11a 中, 以再次被压缩。
另一方面, 从贮存器 24 的液体制冷剂出口流出的液体制冷剂在固定节流阀 15 处 被进一步等焓地进行减压和膨胀。来自固定节流阀 15 的制冷剂经由第一电动四通阀 41 流 入到外部热交换器 42, 且通过从由空气吹风机 42a 吹送的外部空气抽吸热量而被蒸发。
从外部热交换器 42 流出的气体制冷剂被吸入到第二压缩机构 21a 且被朝向制冷 剂吸入端口 13b 排出。此时, 类似于第一实施例, 控制装置控制第一和第二电机 11b、 21b 的 操作, 使得在喷射器式制冷循环装置的整个循环中的 COP 接近于最大值。
也就是, 在本实施例的加热操作模式中, 制冷剂通路被切换, 使得从第一压缩机 11 排出的制冷剂在使用侧热交换器 44 中被散热, 且制冷剂在外部热交换器 42 中被蒸发。
更具体地, 使用侧热交换器 44 被以类似于第一实施例的散热器 12 的方式应用, 使 得在使用侧热交换器 44 中进行散热的制冷剂流入到喷射器 13 的喷嘴部分 13a 中。 同时, 以 类似于第一实施例的吸入侧蒸发器 16 的方式应用外部热交换器 42, 使得在贮存器 24 处分 离的液体制冷剂在外部热交换器 42 中被蒸发, 且流向第二压缩机构 21a 的制冷剂吸入侧。
因此, 在本实施例的加热操作模式中, 可以加热被吹送到室中的空气。此时, 类似 于第一实施例, 可以通过第二压缩机构 21a 的操作来限制喷射器 13 的驱动流的流量的降 低, 从而可以稳定地操作喷射器式制冷循环装置, 同时改善 COP。
更具体地, 本实施例设置有制冷剂通路切换装置 (41、 43), 用于在用于冷却被热交 换的流体的冷却操作模式的制冷剂通路和用于加热被热交换的流体的加热操作模式的制 冷剂通路之间进行切换。在冷却操作模式和加热操作模式中的至少一个操作模式中, 在使 用侧热交换器 44 或内部热交换器 42 处进行散热的制冷剂在喷嘴部分 13a 中被减压和膨 胀, 和通过从喷嘴部分 13a 喷出的高速制冷剂流从制冷剂吸入端口 13b 吸入制冷剂。此外, 从喷嘴部分 13a 喷出的喷射制冷剂和从制冷剂吸入端口 13b 吸入的吸入制冷剂被混合, 并 在喷射器 13 的扩散器部分 13d 中被加压。此外, 第二压缩机构 21a 被设置成用以吸入在使 用侧热交换器 44 或外部热交换器 42 中蒸发的制冷剂, 在冷却操作模式和加热操作模式中 的至少一个中压缩将被朝向喷射器 13 的制冷剂吸入端口 13b 排放的制冷剂。另外, 在本实 施例的冷却操作模式中, 通过制冷剂通路切换装置 (41、 43) 切换制冷剂通路, 使得从第一 压缩机构 11a 排出的制冷剂在外部热交换器 42 中散热, 且制冷剂在使用侧热交换器 44 中 被蒸发。在本实施例的加热操作模式中, 制冷剂通路被切换, 使得从第一压缩机构 11a 排出 的制冷剂在使用侧热交换器 44 中散热, 且制冷剂在外部热交换器 42 中被蒸发。因此, 即使 在冷却操作模式和加热操作模式中的至少一种操作模式中在根据喷射器 13 的驱动流的流 量的降低使喷射器 13 的吸入能力降低的操作条件下, 通过第二压缩机构 21a 的操作可以补 充喷射器 13 的吸入能力。
此外, 排放侧气液分离器 24 被设置以将从扩散器部分 13d 流出的制冷剂分成气体 制冷剂和液体制冷剂, 排放侧气液分离器 24 的气体制冷剂出口连接至第一压缩机构 11a 的 吸入侧。在冷却操作模式中, 制冷剂通路切换装置 41、 43 切换制冷剂通路, 使得在外部热交 换器 42 处进行散热的制冷剂流入到喷嘴部分 13a, 且同时在排放侧气液分离器 24 处被分离 的液体制冷剂在使用侧热交换器 44 中被蒸发, 从而使得被蒸发的制冷剂流向第二压缩机 构 21a 的制冷剂吸入侧。在加热操作模式中, 制冷剂通路切换装置 41、 43 切换制冷剂通路, 使得在使用侧热交换器 44 处进行散热的制冷剂流入到喷嘴部分 13a 中, 且同时在排放侧气 液分离器 24 处分离的液体制冷剂在外部热交换器 42 中被蒸发, 从而使得被蒸发的制冷剂 流向第二压缩机构 21a 的制冷剂吸入侧。因此, 即使在冷却操作模式和加热操作模式中的 任一种操作模式中在根据喷射器 13 的驱动流的流量的降低使喷射器 13 的吸入能力降低的 操作条件下, 通过第二压缩机构 21a 的操作可以补充喷射器 13 的吸入能力。
结果, 即使在冷却操作模式和加热操作模式中的任一模式中, 喷射器式制冷循环 装置可以被稳定地操作, 而与驱动流的流量的变化无关。
第十实施例
在本实施例中, 如图 17 所示, 从第九实施例的喷射器式制冷循环装置 40 移除第二 电动四通阀 43。在本实施例中, 可以将打开 / 关闭阀 51 和电动三通阀 52 设置成制冷剂通 路切换装置。此外, 第二固定节流阀 53 被设置成减压装置, 用于在加热操作模式中减压和 膨胀制冷剂。
图 17 是本实施例的喷射器式制冷循环装置的整体示意图。图 17 中的实线箭头显 示出在冷却操作模式中的制冷剂流, 且图 17 中的虚线显示出在加热操作模式中的制冷剂流。在本实施例中, 固定节流阀 15 被用作第一固定节流阀 15, 用于清楚地显示不同于第二 固定节流阀 53。
在本实施例的喷射器式制冷循环装置 40 中, 如图 17 的实线箭头所显示的制冷剂 通路, 在冷却操作模式中具有三个制冷剂流动端口的三通接头 54 的一个制冷剂流动端口 连接至外部热交换器 42 的制冷剂出口侧。可以通过结合具有不同管直径或相同管直径的 管来构建三通接头 54, 或可以通过具有相同通路直径或不同通路直径的金属块或树脂块来 构建三通接头 54。
经由打开 / 关闭阀 51 将三通阀 54 的三个制冷剂流动端口的另一个连接至喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的入口侧。打开 / 关闭阀 51 是电磁阀, 其中通过来自控制装置的控制信 号输出来控制其操作。三通阀 54 的三个制冷剂流动端口中的另一个经由第二固定节流阀 53 连接至电动三通阀 52。
第二固定节流阀 53 的基本结构类似于第一固定节流阀 15。 此外, 通过来自控制装 置的控制信号输出来控制电动三通阀 52 的操作, 从而在连接使用侧热交换器 44 和第二压 缩机 21 的吸入端口侧的制冷剂通路 ( 例如通过图 17 中的实线箭头显示的路线 ) 和连接使 用侧热交换器 44 和第二固定节流阀 53 的制冷剂通路 ( 例如由图 17 中的虚线箭头所显示 的路线 ) 之间进行切换。
因此, 在本实施例中, 制冷剂流动切换装置通过打开 / 关闭阀 51 和电动三通阀 53 以及与第一电动四通阀 41 来构建。本实施例的其它配置类似于第九实施例。
接下来, 将对具有上述的配置的本实施例的操作进行描述。本实施例的喷射器式 制冷循环装置 40 被配置以能够在用于冷却将被吹送到室内的空气的冷却操作模式和用于 加热将被吹送到室中的空气的加热操作模式之间进行切换。
(a) 冷却操作模式
在通过操作面板的操作开关选择冷却操作模式时, 执行喷射器式制冷循环装置 40 的冷却操作模式。
在冷却操作模式中, 控制装置使第一和第二电机 11b、 21b 和吹风机 42a、 44a 被操 作。此外, 在冷却操作模式中, 第一电动四通阀 41 被切换, 使得第一压缩机 11 的制冷剂排 放侧和外部热交换器 42 被连接, 并同时贮存器 24 的液体制冷剂出口侧连接到使用侧热交 换器 44。 同时, 在冷却操作模式中电动三通阀 52 被切换, 使得使用侧热交换器 44 连接到第 二压缩机 21 的制冷剂吸入侧, 且打开 / 关闭阀 51 被打开。
因此, 如图 17 的实线箭头所示, 制冷剂以这样的顺序循环 : 第一压缩机 11( →第一 电动四通阀 41) →外部热交换器 42( →三通接头 54 →打开 / 关闭阀 51) →喷射器 13 的喷 嘴部分 13a →贮存器 24 的气体制冷剂出口→第一压缩机 11。 同时, 制冷剂以这样的顺序循 环: 贮存器 24 的液体制冷剂出口→第一固定节流阀 15( →第一电动四通阀 41) →使用侧热 交换器 44( 电动三通阀 52) →第二压缩机 21 →喷射器 13 的制冷剂吸入端口 13b →贮积器 24。
因此, 在本实施例的冷却操作模式中制冷剂通路被切换, 使得从第一压缩机构 11a 排出的制冷剂在外部热交换器 42 中进行散热, 和制冷剂在使用侧热交换器 44 中被蒸发, 类 似于第九实施例的冷却操作模式。
更具体地, 在冷却操作模式中外部热交换器 42 以类似于第一实施例的散热器 12的方式应用, 使得在外部热交换器 42 处进行散热的制冷剂流到喷射器 13 的喷嘴部分 13a 中。同时, 使用侧热交换器 44 被以类似于第一实施例的吸入侧蒸发器 16 的方式应用, 使得 在贮存器 24 被分离的液体制冷剂在使用侧热交换器 44 中被蒸发, 且之后流向第二压缩机 构 21a 的制冷剂吸入侧。
因此, 在本实施例的冷却操作模式中, 将被吹送到室内的空气可以以类似于第九 实施例的方式进行冷却。
(b) 加热操作模式
在通过操作面板的操作开关选择加热操作模式时, 在喷射器式制冷循环装置 40 中执行加热操作模式。
在加热操作模式中, 控制装置使第一和第二电机 11b、 21b 和吹风机 42a、 44a 被操 作。此外, 在加热操作模式中, 第一电动四通阀 41 被切换, 使得第一压缩机 11 的制冷剂排 放侧和使用侧热交换器 44 被连接, 且同时贮存器 24 的液体制冷剂出口侧连接到外部热交 换器 42。 同时在加热操作模式中, 电动三通阀 52 被切换, 使得使用侧热交换器 44 连接到第 二固定节流阀 53, 且打开 / 关闭阀 51 被打开。
因此, 如图 17 的虚线箭头所示, 制冷剂以这样的顺序循环 : 第一压缩机 11( →第一 电动四通阀 41) →使用侧热交换器 44( →电动三通阀 52) →第二固定节流阀 53( →三通接 头 54) →外部热交换器 42( →第一电动四通阀 41) →第一固定节流阀 15 →贮存器 24 →第 一压缩机 11。
因此, 在本实施例的加热操作模式中制冷剂通路被切换, 使得从第一压缩机 11 排 出的制冷剂在使用侧热交换器 44 中进行散热, 和制冷剂在外部热交换器 42 中被蒸发。
在加热操作模式中, 制冷剂通路被切换, 使得在使用侧热交换器 44 进行散热的制 冷剂流到第二固定节流阀 53, 和同时在外部热交换器 42 中蒸发的制冷剂流到贮积器 24。 因 此, 在本实施例的加热操作模式中被吹送到室内的空气可以被加热。
因此, 在本实施例的喷射器式制冷循环装置 40 的冷却操作模式中, 可以通过第二 压缩机构 21a 的操作限制喷射器 13 的驱动流的流量的降低, 并且因此可以稳定地操作喷射 器式制冷循环装置 40, 同时改善 COP。
更具体地, 在本实施例中, 以类似于第九实施例的方式设置制冷剂通路切换装置 (41、 51、 52)、 喷射器 13 和第二压缩机构 21a。 因此, 即使在冷却操作模式和加热操作模式的 至少一个操作模式中根据喷射器 13 的驱动流的流量的降低而降低喷射器 13 的吸入能力的 操作条件下, 也可以通过第二压缩机构 21a 的操作来补充喷射器 13 的吸入能力。
更具体地, 排放侧气液分离器 24 被设置成, 使得从喷射器 13 的扩散器部分 13d 流 出的制冷剂被分成气体制冷剂和液体制冷剂。 此外, 在加热操作模式中, 作为减压装置的第 二固定节流阀 53 被设置以减压和膨胀制冷剂, 和排放侧气液分离器 24 的气体制冷剂出口 连接至第一压缩机构 11a 的吸入侧。在冷却操作模式中, 制冷剂通路切换装置 (41、 51、 52) 切换制冷剂通路, 使得在外部热交换器 42 处进行散热的制冷剂流入到喷嘴部分 13a, 且同 时, 在排放侧气液分离器 24 处分离的液体制冷剂被使用侧热交换器 44 中蒸发, 从而使得蒸 发的制冷剂流向第二压缩机构 21a 的制冷剂吸入侧。在加热操作模式中, 在使用侧热交换 器 44 中进行散热的制冷剂流入到减压装置 53 中。 同时, 在加热操作模式中, 在减压装置 53 处进行减压的液体制冷剂在外部热交换器 42 中被蒸发, 且被引入到排放侧气液分离器 24中。因此, 即使在冷却操作模式中根据喷射器 13 的驱动流的流量的降低而使得喷射器 13 的吸入能力降低的操作条件中, 也可以通过第二压缩机构 21a 的操作来补充喷射器 13 的吸 入能力。
结果, 在冷却操作模式中, 可以稳定地操作喷射器式制冷循环装置, 而与驱动流的 流量的变化无关。
第十一实施例
可以参考图 18 和 19 对用于冷冻 / 制冷装置的本发明的喷射器式制冷循环装置 10 进行描述。 冷冻 / 制冷装置用于冷却制冷室, 该制冷室是要被冷却至例如在 0℃至 10℃之间 的范围中的低温的空间, 和用于冷却冷冻室, 该冷冻室是将被冷却至例如在 -30℃至 -10℃ 之间的范围中的极低温度的另一空间。图 18 是本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 的整 体示意图。
在喷射器式制冷循环装置 10 中, 第一压缩机 11 被配置成吸入制冷剂、 压缩被吸入 的制冷剂和排出被压缩的制冷剂。例如, 第一压缩机 11 是电动压缩机, 其中具有固定排量 的第一压缩机构 11a 由第一电机 11b 来驱动。各种压缩机构 ( 诸如螺旋型压缩机构、 叶片 型压缩机构等 ) 例如可以用作第一压缩机构 11a。 第一电机 11b 的操作 ( 例如转速 ) 可以通过采用来自之后描述的控制装置的控制 信号输出进行控制。直流电机或交流电机可以用作第一电机 11b。通过控制第一电机 11b 的转速, 可以改变第一压缩机构 11a 的制冷剂排放能力。 因此, 在本实施例中, 第一电机 11b 可以用作第一排放能力改变装置, 用于改变第一压缩机构 11a 的制冷剂的排放能力。
制冷剂散热器 12 设置在第一压缩机 11 的制冷剂排放侧上。散热器 12 在从第一 压缩机 11 排出的高压制冷剂和由冷却风扇 12a 吹送的外部空气 ( 即室外部的空气 ) 之间 交换热量, 以冷却高压制冷剂。冷却风扇 12a 的转速由来自控制装置的控制电压输出进行 控制, 以便控制由冷却风扇 12a 吹送的空气吹送量。
在本实施例中, 基于弗隆的制冷剂被用作喷射器式制冷循环装置 10 的制冷剂循 环中的制冷剂, 以形成蒸汽压缩亚临界制冷剂循环, 其中, 高压侧上的制冷剂压力不会超过 制冷剂的临界压力。因此, 散热器 12 用作冷凝器, 用于冷却和冷凝制冷剂。此外, 相对于液 体制冷剂具有溶解性的制冷器油被混合到制冷剂中, 用于润滑第一压缩机构 11a 和第二压 缩机构 21a, 使得制冷器油在制冷剂循环中与制冷剂一起进行循环。
接收器 ( 即液体接收器 ) 可以设置在散热器 12 的制冷剂出口侧, 以用作高压侧气 液分离器, 在其中, 从散热器 12 流出的制冷剂被分成气体制冷剂和液体制冷剂, 且液体制 冷剂被储存在其中, 用作剩余的制冷剂。 此外, 从接收器分离的饱和的液体制冷剂被引导到 下游侧。
热膨胀阀 17 连接至散热器 12 的制冷剂出口侧, 作为高压侧减压装置, 用于减压和 膨胀从散热器 12 流出的高压制冷剂。更具体地, 在本实施例中, 热膨胀阀 17 布置在从散热 器 12 的制冷剂出口侧至之后描述的分支部分的制冷剂入口的制冷剂通路中。
热膨胀阀 17 具有温度感测部分 ( 未示出 ), 所述温度感测部分被设置在排放侧蒸 发器 14 的制冷剂出口侧处的制冷剂通路中。热膨胀阀 17 是可变节流阀机构, 其中在排放 侧蒸发器 14 的制冷剂出口侧处的制冷剂的过热度被基于在排放侧蒸发器 14 的制冷剂出口 侧处的制冷剂的温度和压力进行检测, 且热膨胀阀 17 的阀的张开度 ( 制冷剂流量 ) 通过使
用机械机构进行调整, 使得在排放侧蒸发器 14 的制冷剂出口侧处的制冷剂的过热度接近 于预定值。
分支部分 18 连接至热膨胀阀 17 的制冷剂出口侧, 以使从热膨胀阀 17 流出的中间 压力制冷剂分支。例如, 分支部分 18 是具有三个端口的三通接头构件, 所述三个端口其中 的一个用作制冷剂入口和两个用作制冷剂出口。用作分支部分 18 的三通接头构件可以通 过结合具有不同管直径的管子构建而成, 或可以通过在金属块构件或树脂块构件中设置多 个制冷剂通路构建而成。
分支部分 18 的两个制冷剂出口中的一个连接至喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的入口 侧, 分支部分 18 的两个制冷剂出口中的另一个连接至喷射器 13 的制冷剂吸入端 13b。 喷射 器 13 被用作制冷剂减压装置, 用于减压和膨胀制冷剂 ; 和用作制冷剂循环装置, 用于通过 从喷嘴部分 13a 喷出的高速制冷剂流的抽吸作用使制冷剂循环。
喷嘴部分 13a 的制冷剂通路截面面积被节流, 使得从分支部分 18 的一个制冷剂出 口流出的中压制冷剂被在喷嘴部分 13a 中等熵地进行减压和膨胀。制冷剂吸入端口 13b 被 设置以与喷射器 13 中的空间连通, 在所述空间中喷嘴部分 13a 的制冷剂喷出端口被设置, 以便抽吸从之后描述的第二压缩机 21 排出的制冷剂。
混合部分 13c 被设置在喷射器 13 中, 在制冷剂流的喷嘴部分 13a 和制冷剂吸入端 口 13b 的下游侧上, 以便混合从喷嘴部分 13a 喷出的高速制冷剂流与从制冷剂吸入端口 13b 吸入的吸入制冷剂。扩散器部分 13d 被设置喷射器 13 中, 在制冷剂流的混合部分 13c 的下 游, 以便增加在扩散器部分 13d 中的制冷剂压力。
扩散器部分 13d 被形成这样的形状, 以逐渐增加制冷剂的通路截面面积, 且具有 降低制冷剂流的速度的作用, 以便增加制冷剂压力。也就是, 扩散器部分 13d 具有将制冷剂 的速度能量转换成制冷剂的压力能量的作用。排放侧蒸发器 14 连接至扩散器部分 13d 的 出口侧。
排放侧蒸发器 14 是吸热热交换器, 在其中, 从喷射器 13 的扩散器部分 13d 流出的 制冷剂通过与由吹风机 14a 吹送的制冷室内的空气进行热交换而被蒸发, 以便提供吸热作 用。因此, 与排放侧蒸发器 14 中的制冷剂进行热交换的流体是在冷冻 / 制冷装置的制冷室 中的空气。
吹风机 14a 是电动吹风机, 其中吹风机 14a 的转速 ( 空气吹送量 ) 通过来自控制 装置的控制电压输出进行控制。第一压缩机 11 的制冷剂吸入端口连接至排放侧蒸发器 14 的制冷剂出口侧。
此外, 吸入侧蒸发器 16 经由固定节流阀 19 连接至分支部分 18 的制冷剂出口中的 另一个。固定节流阀 19 是吸入侧减压装置, 适于减压和膨胀从分支部分 18 流出的中压制 冷剂。毛细管、 节流孔等可以用作固定节流阀 19。
吸入侧蒸发器 16 被配置以在在固定节流阀 19 处进行减压和膨胀的低压制冷剂和 由吹风机 16a 吹送的冷冻室内部空气之间进行热交换, 且被用作吸热热交换器, 其中低压 制冷剂被蒸发以便执行吸热作用。因此, 与吸入侧蒸发器 16 中的制冷剂进行热交换的流体 是制冷室中的空气。吹风机 16a 是电动吹风机, 其中吹风机 16a 的转速 ( 空气吹送量 ) 由 来自控制装置的控制电压输出的进行控制。
第二压缩机 21 的制冷剂吸入端口连接至吸入侧蒸发器 16 的制冷剂出口侧。第二压缩机 21 的基本结构类似于第一压缩机 11。 因此, 第二压缩机 21 是电动压缩机, 其中固定 排量型第二压缩机构 21a 由第二电机 21b 来驱动。本实施例的第二电机 21b 用作第二排放 能力改变装置, 用于改变第二压缩机构 21a 的制冷剂排放能力。
喷射器 13 的制冷剂吸入端口 13b 连接至第二压缩机 21 的制冷剂排放端口。
控制装置 ( 未示出 ) 由公知的微型计算机构建, 该微型计算机包括 CPU、 ROM 和 RAM 等以及其周围电路。控制装置基于储存在 ROM 中的控制程序执行各种计算和处理, 和控制 各电动致动器 11b、 12b、 14a、 16a、 21a 等的操作。
控制装置包括 : 用作第一排放能力控制装置的功能部分, 其控制作为第一排放能 力改变装置的第一电机 11b 的操作 ; 和用作第二排放能力控制装置的功能部分, 其控制作 为第二排放能力改变装置的第二电机 21b 的操作。第一排放能力控制装置和第二排放能力 控制装置可以分别地由不同的控制装置构造而成。
来自传感器组 ( 未显示 ) 的检测值和来自操作面板 ( 未显示 ) 的各种操作信号被 输入到控制装置中, 传感器组包括用于检测外部空气温度的外部空气温度传感器、 用于检 测制冷室的温度和冷冻室内部温度的内部温度传感器, 在操作面板中设置了用于操作制冷 器的操作开关等。
接下来, 将基于图 19 显示的莫利尔图对具有上述结构的本实施例的操作进行描 述。当操作面板的操作开关被打开时, 控制装置使得第一和第二电机 11b、 21b、 冷却风扇 12a、 吹风机 14a、 16a 被操作。因此, 第一压缩机 11 抽吸制冷剂、 压缩被抽吸的制冷剂以及 排放被压缩的制冷剂。此时的制冷剂的状态是图 19 中的点 a2。
第一压缩机 11 排出的高温和高压制冷剂流入到散热器 12 中, 且与由冷却风扇 12a 吹送的被吹送空气 ( 外部空气 ) 进行热交换, 以被散热和冷凝 ( 在图 19 中从点 a2 →点 b2)。
此外, 从散热器 12 流出的制冷剂流入到热膨胀阀 17 中, 且被等焓地进行减压和膨 胀, 以变成气液两相状态 ( 在图 19 中从点 b2 →点 c2)。
此时, 热膨胀阀 17 的阀张开度被调节, 使得在排放侧蒸发器 14 的制冷剂出口侧处 的制冷剂的过热度 ( 在图 19 中点 g2) 变成预定值。从热膨胀阀 17 流出的中间压力制冷剂 流入到分支部分 18, 且通过分支部分 18 被分支成流入到喷射器 13 的喷嘴部分 13a 中的制 冷剂流和流入到喷射器 13 的制冷剂吸入端口 13b 中的制冷剂流。
在本实施例中, 喷嘴部分 13a 和固定节流阀 19 的流量特性 ( 压力损失特性 ) 被确 定, 使得流量比 Gnoz/Ge 可以被设置成优选的比率, 在该比率处可以在整个循环中实现高 的 COP。在此处, 流量比 Gnoz/Ge 是流入到喷嘴部分 13a 的制冷剂流量 Gnoz 与流向制冷剂 吸入端口 13b 的制冷剂流量 Ge 的比。
从分支部分 18 流入到喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的制冷剂通过喷嘴部分 13a 被 等熵地进行减压和膨胀 ( 点 c2 →点 d2)。在喷嘴部分 13a 的减压和膨胀中, 制冷剂的压力 能量被转换成制冷剂的速度能量, 且制冷剂被高速地从喷嘴部分 13a 的制冷剂喷出端口喷 出。 因此, 从第二压缩机 21 排出的制冷剂通过喷射制冷剂的制冷剂抽吸作用被从喷射器 13 的制冷剂吸入端口 13b 吸入到喷射器 13 中。
此外, 从喷嘴部分 13a 喷出的喷射制冷剂和从制冷剂吸入端口 13b 抽吸的吸入制 冷剂在喷射器 13 的混合部分 13c 中混合, 且流入到喷射器 13 的扩散器部分 13d( 在图 19 中从点 d2 →点 e2, 点 j2 →点 e2)。也就是, 通路截面面积随着朝向下游被在扩散器部分13d 中增大, 使得制冷剂的速度能量被转换成其的压力能量, 从而增加了制冷剂的压力 ( 在 图 19 中从点 e2 →点 f2)。
从扩散器部分 13c 流出的制冷剂流入到排放侧蒸发器 14, 且通过从吹风机 14a 吹 送的制冷室内部的空气吸收热量而被蒸发 ( 在图 19 中点 f2 →点 g2)。因此, 被吹送到制冷 室的内部的空气被冷却。 从排放侧蒸发器 14 流出的气体制冷剂将被吸入第一压缩机 11, 且 被再次压缩 ( 在图 19 中点 g2 →点 a2)。
另一方面, 从分支部分 18 流向制冷剂吸入端口 13b 的一侧的中压制冷剂在固定节 流阀 19 处被等焓地进行减压和膨胀, 从而降低了制冷剂压力 ( 在图 19 中从点 c2 →点 h2)。 在固定节流阀 19 处进行减压和膨胀的制冷剂流入到吸入侧蒸发器 16, 且通过从由吹风机 16a 吹送的冷冻室内的空气抽吸热量而被蒸发 ( 在图 19 中点 h2 →点 i2)。因此, 被吹送到 冷冻室的内部的空气被冷却。
从吸入侧蒸发器 16 流出的气体制冷剂被吸入第二压缩机 21 中, 且被压缩 ( 在图 19 中从点 i2 →点 j2)。此时, 控制装置控制第一和第二电机 11b、 21b 的操作, 使得喷射器 式制冷循环装置的整个循环中的 COP 大致接近于最大值。具体地, 在第一和第二压缩机构 11a、 21a 中的压力增加量被控制成大致相等, 用于改善在第一和第二压缩机构 11a、 21a 中 的压缩效率。
当在制冷剂在第一和第二压缩机 11、 21 中等熵地进行压缩的情形中制冷剂的焓 的增加量是 ΔH1, 且当在第一和第二压缩机 11、 21 中的实际加压的制冷剂的焓的增加量是 ΔH2 时, 压缩效率是 ΔH1 与 ΔH2 的比。
例如, 当第一和第二压缩机 11、 21 的转速或压力增加量被增加时, 制冷剂的温度 通过制冷剂的一部分热量而被增加, 从而增加焓的实际增加量 ΔH2。 在这种情况下, 在第一 和第二压缩机 11、 21 中降低了压缩效率。
从第二压缩机 21 流出的制冷剂被从制冷剂吸入端口 13b 抽吸到喷射器 13 中 ( 在 图 19 中点 j2 →点 e2)。
如上所述地操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10, 并且因此可以实现下述的 极好的效果。
(A) 因为制冷剂流被在分支部分 18 中分支, 使得流量比 Ge/Gnoz 成为优化的流量 比, 制冷剂可以被适当地供给至排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16。因此, 冷却作用可以 被同时施加到排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16。
此时, 排放侧蒸发器 14 的制冷剂蒸发压力变成了由第二压缩机 21 和扩散器部分 13d 加压的压力。 另一方面, 吸入侧蒸发器 16 的制冷剂蒸发压力是刚刚被固定节流阀 19 减 压之后的压力。
因此, 可以使得吸入侧蒸发器 16 的制冷剂蒸发压力 ( 制冷剂蒸发温度 ) 低于排放 侧蒸发器 14 的制冷剂蒸发压力 ( 制冷剂蒸发温度 )。因此, 排放侧蒸发器 14 可适于冷却低 温的制冷室, 吸入侧蒸发器 16 可适于冷却极低温度的冷冻室。
(B) 在本实施例中, 第二压缩机 21( 第二压缩机构 21a) 被提供。因此, 例如, 即使 在高压制冷剂和低压制冷剂之间的压力差被降低从而降低了喷射器 13 的驱动流的流量的 操作条件下, 也就是即使在喷射器 13 的吸入能力被降低的操作条件下, 喷射器 13 的吸入能 力可以通过第二压缩机构 21a 的操作进行补充。此外, 制冷剂压力通过在第一和第二压缩机构 11a、 21a 和喷射器 13 的扩散器部分 13d 中的加压作用而被增加。因此, 与通过单一压缩机构对制冷剂进行加压的情形相比, 第 一和第二压缩机构 11a、 21a 的驱动功率被降低, 从而改善了 COP。
此外, 通过扩散器部分 13d 的加压作用, 第一压缩机构 11a 的吸入压力可以被增 加, 从而降低了第一压缩机构 11a 的驱动功率。另外, 因为在各第一和第二压缩机构 11a、 21a 中的吸入压力和排放压力之间的压力差可以被降低, 所以在各第一和第二压缩机构 11a、 21a 中的压缩效率可以被改善。
在本实施例中, 第一和第二压缩机构 11a、 21a 的制冷剂排放能力可以分别地通过 第一和第二电机 11b、 21b 进行单独地改变。因此, 可以有效地改善第一和第二压缩机构 11a、 21a 的压缩效率。
结果, 即使在导致驱动流的流量的变化从而降低了扩散器部分 13d 的加压能力 时, 喷射器式制冷循环装置可以被高 COP 地稳定地操作。
因此, 在高压制冷剂和低压制冷剂之间的压力差很大的制冷循环装置中, 例如在 吸入侧蒸发器 16 的制冷剂蒸发温度被降低至例如 -30℃至 -10℃非常低的温度的制冷循环 装置中, 本发明的效果是极其有效的。
(C) 在本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 中, 制冷剂以这样的顺序流动 : 第一 压缩机 11 →散热器 12 →分支部分 18 →喷射器 13 →排放侧蒸发器 14 →第一压缩机 11。 同时, 制冷剂以这样的顺序流动 : 第一压缩机 11 →散热器 12 →分支部分 18 →固定节流阀 19 →第二压缩机 16 →喷射器 13 →排放侧蒸发器 14 →第一压缩机 11。
也就是, 因为穿过蒸发器 ( 例如排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16) 的制冷剂流 变成循环的, 即使当用于第一和第二压缩机 11、 21 的润滑油 ( 制冷器油 ) 被混合到制冷剂 中时, 也可以防止油停留在排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16 中。
(D) 与专利文件 1 的喷射器式制冷循环装置相比, 作为排放侧气液分离器的贮存 器可以从第一压缩机 11 的吸入侧移除。因此, 整个喷射器式制冷循环装置 10 的产品成本 可以被降低。
(E) 另外, 在本实施例中, 因为作为可变节流阀机构的热膨胀阀 17 用作高压侧减 压装置, 流入到喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的制冷剂流量可以根据制冷剂循环中的负载变化 而变化。结果, 即使负载波动, 制冷剂循环可以被稳定地操作, 同时具有高的 COP。
(F) 因为通过热膨胀阀 17 进行减压的制冷剂处于气液两相状态 ( 在图 19 中点 c2), 气液两相制冷剂可以流入到喷射器 13 的喷嘴部分 13a 中。
因此, 与液体制冷剂流入到喷嘴部分 13a 中的情形相比, 可有利于喷嘴部分 13a 中 的制冷剂的沸腾, 从而改善了喷嘴效率。因此, 增加了回收能量的量, 且在扩散器部分 13d 中增加了压力增加量, 从而改善了 COP。
此外, 与液体制冷剂流入到喷嘴部分 13a 的情形相比, 可以增大喷嘴部分 13a 的制 冷剂通路面积, 并且因此使得对喷嘴部分 13a 的处理容易进行。结果, 可以降低喷射器 13 的产品成本, 从而使得降低整个喷射器式制冷循环装置 10 的产品成本。
第十二实施例
在本实施例中, 如图 20 的整体示意图, 第十一实施例的热膨胀阀 17 的布置被改 变。也就是, 在本实施例中, 热膨胀阀 17 布置在从分支部分 18 的出口侧至喷嘴部分 13a 的入口侧的制冷剂通路中。在图 20 中, 类似于或与第十一实施例相同的部分被用相同的附图 标记进行表示。这在下述的附图中也是相同的。在本实施例中其它配置类似于第十一实施 例。
接下来, 将参考图 21 的莫利尔图对本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 的操作 进行描述。关于图 21 中的表示制冷剂状态的标记, 与图 19 中相同的制冷剂状态被用相同 的字母进行表示, 但是仅改变了在字母之后的另外的标记。这也适用于下述的实施例中的 莫利尔图。
在操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 从散热器 12 流出的制冷剂流入 到分支部分 18, 且通过分支部分 18 被分支成流入到喷射器 13 的喷嘴部分 13a 中的制冷剂 流和流入到喷射器 13 的制冷剂吸入端口 13b 中的制冷剂流 ( 图 21 中的点 b4)。
此外, 从分支部分 18 流向喷嘴部分 13a 的一侧的高压制冷剂被等焓地在热膨胀阀 17 中减压和膨胀, 以变成气液两相状态 ( 图 21 中的点 b4 →点 c4)。从热膨胀阀 17 流出的 制冷剂通过喷嘴部分 13a 被等熵地减压和膨胀 ( 图 21 中的点 c4 →点 d4)。
另一方面, 从分支部分 18 流向制冷剂吸入端口 13b 的一侧的高压制冷剂在固定节 流阀 19 处被等焓地进行减压和膨胀, 从而降低了制冷剂压力 ( 图 21 中点 b4 →点 h4)。其 它操作类似于第十一实施例。 因此, 即使在本实施例的结构中, 可以实现与第十一实施例的 从 (A) 至 (F) 的相同的效果。 此外, 在本实施例中, 具有极低干燥度的制冷剂或液体制冷剂可以在分支部分 18 中被分支。 与气液两相制冷剂流被分支成在气体制冷剂和液体制冷剂之间的不均匀的状态 的情况相比, 从分支部分 18 的两个制冷剂出口流出的制冷剂容易成为均匀的状态。
因此, 在分支部分 18 分支的制冷剂流量比 Ge/Gnoz 可以接近于优化的流量比, 从 而进一步改善 COP。
第十三实施例
在本实施例中, 如图 22 的整体示意图中, 第十二实施例的固定节流阀 19 被移除, 但是设置了膨胀单元 20 以替代固定节流阀 19。膨胀单元 20 用作吸入侧减压装置, 其中体 积被膨胀以便减压制冷剂和将制冷剂的压力能量转换成其机械能量。
在本实施例中, 螺旋型可变排量压缩机构用作膨胀单元 20。另一类型的可变排量 压缩机构 ( 例如叶片型和旋转活塞型 ) 可以被使用。在膨胀单元 20 中, 当制冷剂相对于在 可变排量压缩机构用作压缩机构的情形中的制冷剂流反向流动时, 旋转轴被旋转, 以便输 出机械能量 ( 旋转能量 ), 同时通过使体积膨胀来减压制冷剂。
发电机 20a 的旋转轴直接连接至膨胀单元 20 的旋转轴。通过将从膨胀单元 20 输 出的机械能量转换成电能, 发电机 20a 输出电能。此外, 从发电机 20a 输出的电能被储存在 电池 20b 中。本实施例的其它配置和操作类似于第十二实施例。
因此, 当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 不仅可以实现与第十一实 施例的 (A) 至 (F) 相同的效果, 而且可以在整个喷射器式制冷循环装置 10 上改善能量效 率。
也就是, 在本实施例中, 在制冷剂在第十二实施例的固定节流阀 19 中被等焓地进 行减压和膨胀时产生的能量损耗可以通过膨胀单元 20 进行回收。此外, 通过将回收的机械 能量转换成电能, 可以有效地利用损失的能量。 结果, 可以在整个喷射器式制冷循环装置 10上改善能量效率。
储存在电池 20b 中的电能可以被供给喷射器式制冷循环装置 10 的各个电动致动 器 11b、 21b、 12a、 14a、 16a, 或可以被供给至除了循环部件之外的外部电力负载。
在膨胀单元 20 中回收的机械能量可以直接地用作机械能量, 而不转换成电能。例 如, 膨胀单元 20 的旋转轴可以被连接至第一和第二压缩机构 11a、 21a 的旋转轴, 且被回收 的机械能量可以用作第一和第二压缩机构 11a、 21a 的补充功率源。在这种情况下, 可以改 善喷射器式制冷循环装置的 COP。
在膨胀单元 20 中回收的机械能量可以用作外部机器的驱动源。例如, 飞轮可以用 作外部机器。在这种情况下, 在膨胀单元 20 中回收的机械能量可以储存为动能。而且弹簧 装置 ( 螺旋弹簧 ) 可以用作外部机器。在这种情况下, 在膨胀单元 20 中回收的机械能量可 以被储存为弹性能量。
第十四实施例
在本实施例中, 如图 23 的整体示意图, 相对于第十一实施例的喷射器式制冷循环 装置 10 增加了内部热交换器 30, 其中在从散热器 12 流出的制冷剂和循环中的低压侧制冷 剂之间进行热交换。
内部热交换器 30 在从散热器 12 的制冷剂出口侧流过高压侧制冷剂通路 30a 的制 冷剂和流过低压侧制冷剂通路 30b 的低压侧制冷剂之间进行热交换。更具体地, 在本实施 例中, 从散热器 12 流出的制冷剂是穿过从散热器 12 的制冷剂出口侧朝向分支部分 18 的入 口端口的制冷剂通路的制冷剂。与之相对, 本实施例的循环中的低压侧制冷剂是将被吸入 第二压缩机构 21a 中的制冷剂。
双管的热交换结构可以作为内部热交换器 30 的特殊结构, 其中用于形成低压侧 制冷剂通路 30b 的内管被设置在用于形成高压侧制冷剂通路 30a 的外管的内部。高压侧制 冷剂通路 30a 可以被设置成内管, 且低压侧制冷剂通路 30b 可以被设置成外管。
此外, 用于限定高压侧制冷剂通路 30a 和低压侧制冷剂通路 30b 的制冷剂管可以 通过钎焊而被结合, 以具有热交换结构。在本实施例中的其它配置类似于第十一实施例。
接下来, 将参考图 24 的莫利尔图对本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 的操作 进行描述。当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 通过内部热交换器 31 的操作, 第二压缩机构 21a 的吸入侧制冷剂的焓被增加 ( 图 24 中点 i7 →点 i’ 7), 和流入到热膨胀 阀 17 的制冷剂的焓被降低 ( 图 24 的点 b7 →点 b’ 7)。
因此, 在本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 中, 流入到排放侧蒸发器 14 和吸入 侧蒸发器 16 的制冷剂的焓可以被降低。其它操作类似于第十一实施例。
因此, 即使在本实施例的结构中, 可以实现与第十一实施例的 (A) 至 (F) 相同的效 果。此外, 在制冷剂入口侧和制冷剂出口侧的制冷剂的焓之间的焓差可以在排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16 中被增大, 从而进一步改善 COP。
第十五实施例
在本实施例中, 如图 25 的整体示意图, 散热器 12 的结构相对于第十一实施例的喷 射器式制冷循环装置 10 进行改变。
具体地, 本实施例的散热器 12 被配置成亚冷却型冷凝器, 其包括冷凝部分 12b、 气 液分离部分 12c( 接收器部分 ) 和过冷部分 12d。冷凝部分 12b 冷凝制冷剂, 气液分离部分12c 将从冷凝部分 12b 流出的制冷剂分离成气体制冷剂和液体制冷剂, 和过冷部分 12d 过 冷却从气液分离部分 12c 流出的液体制冷剂。在本实施例中的其它配置类似于第十一实施 例。
当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 在散热器 12 的冷凝部分 12b 中 冷凝的制冷剂在气液分离部分 12c 中被分成气体制冷剂和液体制冷剂, 如图 26 的莫利尔图 所示。此外, 在气液分离部分 12c 中被分离的饱和的液体制冷剂在过冷部分 12d 中被过冷 却 ( 图 26 中的点 b9 →点 b’ 9)。
因此, 在本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 中, 流入到排放侧蒸发器 14 和吸入 侧蒸发器 16 的制冷剂的焓可以被降低。其它操作类似于第十一实施例。
因此, 即使在本实施例的结构中, 可以实现与第十一实施例的 (A) 至 (F) 相同的效 果。此外, 在制冷剂入口侧和制冷剂出口侧的制冷剂的焓的焓差可以在排放侧蒸发器 14 和 吸入侧蒸发器 16 中被增大, 从而提高冷却能力。
此时, 可以防止第二压缩机构 21a 的吸入侧制冷剂的焓 ( 例如循环中的低压侧制 冷剂 ) 不必要地增加 ( 图 26 中的点 i9), 而与使用第十四实施例的内部热交换器 30 的情形 不同。因此, 可以防止第二压缩机构 21a 的吸入制冷剂的密度降低, 并且因此相对于第十四 实施例可以降低在吸入侧蒸发器 16 中的制冷剂蒸发压力 ( 制冷剂蒸发温度 )。
第十六实施例
在上述的各实施例中, 基于弗隆的制冷剂用作喷射器式制冷循环装置 10 的制冷 剂循环的制冷剂, 以形成蒸汽压缩亚临界制冷剂循环。 在本实施例中, 二氧化碳用作喷射器 式制冷循环装置 10 的制冷剂循环的制冷剂, 以形成蒸汽压缩超临界制冷剂循环, 其中, 从 第一压缩机 11 排出的制冷剂的压力超过制冷剂的临界压力。在本实施例中, 如图 27 的整 体示意图, 热膨胀阀 17 从第十一实施例的喷射器式制冷循环装置 10 移除。在本实施例中 的其它配置类似于第十一实施例。
接下来, 将参考图 28 的莫利尔图对本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 的操作 进行描述。当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 从第一压缩机 21 排出的制冷 剂被在散热器 12 中进行冷却。此时, 穿过散热器 12 的制冷剂在超临界状态中冷却, 而没有 冷凝 ( 图 28 中的点 a11 →点 b11)。
从散热器 12 流出的制冷剂流入到分支部分 18, 且通过分支部分 18 被分支成流向 喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的制冷剂流和流向固定节流阀 19 的制冷剂流 ( 图 28 的点 b11)。 从分支部分 18 流入到喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的超临界高压制冷剂通过喷嘴部分 13a 被 等熵地减压和膨胀 ( 图 28 中的点 b11 →点 d11)。
另一方面, 从分支部分 18 流向制冷剂吸入端口 13b 的一侧的超临界高压制冷剂在 固定节流阀 19 被等焓地进行减压和膨胀, 从而降低了制冷剂压力 ( 图 28 中的点 b11 →点 h11)。其它操作类似于第十一实施例。因此, 即使在本实施例的结构中, 可以实现与第十一 实施例的 (A) 至 (D) 相同的效果。
此外, 在超临界制冷剂循环中, 高压侧制冷剂压力变得比亚临界制冷剂循环中的 高。因此, 在所述循环中的高压侧和低压侧之间的压力差可以被增大 ( 图 28 中的点 b11 → 点 d11), 从而增加喷射器 13 的喷嘴部分 13a 中的减压量。此外, 在喷嘴部分 13a 的制冷剂 入口侧处的制冷剂的焓和在喷嘴部分 13a 的制冷剂出口侧处的制冷剂的焓之间的焓差 ( 即回收能量的量 ) 可以被增大, 从而进一步改善 COP。
第十七实施例
在本实施例中, 如图 29 的整体示意图, 相对于第十二实施例的喷射器式制冷循环 装置 10, 排放侧蒸发器 14 和吹风机 14a 被移除。 此外, 在本实施例中, 相对于第十二实施例 的喷射器式制冷循环装置 10, 贮存器 24 被添加在喷射器 13 的扩散器部分 13d 的出口侧, 且 添加了内部热交换器 31。
贮存器 24 是排放侧气液分离器, 其中将从喷射器 13 的扩散器部分 13d 流出的制 冷剂分成气体制冷剂和液体制冷剂, 在所述循环中的剩余的液体制冷剂被储存在其中。第 一压缩机 11 的制冷剂吸入端口连接至贮存器 24 的气体制冷剂出口侧。
内部热交换器 31 在从散热器 12 的制冷剂出口侧流过高压侧制冷剂通路 31a 的制 冷剂和流过低压侧制冷剂通路 31b 的低压侧制冷剂之间进行热交换。内部热交换器 31 的 基本结构类似于第十四实施例的内部热交换器 30。
更具体地, 在本实施例中, 从散热器 12 流出的制冷剂是穿过从分支部分 18 的制冷 剂出口侧至固定节流阀 19 的制冷剂入口侧的制冷剂通路的制冷剂。与之相比, 本实施例的 循环中的低压侧制冷剂是将被吸入第二压缩机构 21a 的制冷剂。在本实施例中的其它配置 类似于第十二实施例。
接下来, 将参考图 30 的莫利尔图对本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 的操作 进行描述。当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 从散热器 12 流出的制冷剂流 入到分支部分 18, 且通过分支部分 18 分支成流入到喷射器 13 的喷嘴部分 13a 中的制冷剂 流和流入到喷射器 13 的制冷剂吸入端口 13b 中的制冷剂流 ( 在图 30 中的点 b13)。
此外, 从分支部分 18 流向喷嘴部分 13a 的一侧的高压制冷剂以这种顺序流动 : 热 膨胀阀 17 →喷射器 13 的喷嘴部分 13a →喷射器 13 的扩散器部分 13d( 在图 30 中点 c13 → 点 d13 →点 e13 →点 f13)。从扩散器部分 13d 流出的制冷剂在贮存器 24 中被分成气体制 冷剂和液体制冷剂, 且从贮存器 24 的气体制冷剂出口流出的被分离的气体制冷剂被吸入 到第一压缩机 11 中, 以被再次压缩 ( 在图 30 中点 f13 →点 g13 →点 a13)。
另一方面, 从分支部分 18 流向制冷剂吸入端口 13b 的一侧的高压制冷剂在内部热 交换器 31 中降低其焓 ( 在图 30 中点 b13 →点 b’ 13)。此外, 类似于第十二实施例, 从内部 热交换器 31 的高压侧制冷剂通路 31a 流出的制冷剂以下述顺序流动 : 固定节流阀 19 →吸 入侧蒸发器 16( 在图 30 中点 b’ 13 →点 h13)。
此外, 从吸入侧蒸发器 16 流出的制冷剂在内部热交换器 31 中增加焓 ( 在图 30 中 点 i13 →点 i’ 13)。此外, 从内部热交换器 31 的低压侧制冷剂通路 31b 流出的制冷剂被吸 入到第二压缩机 21, 在第二压缩机 21 中被压缩, 且被从喷射器 13 的制冷剂吸入端口 13b 被 抽吸 ( 在图 30 中点 i’ 13 →点 j13 →点 e13)。
因此, 当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 冷却作用可以在吸入侧蒸 发器 16 中实现, 从而可以实现与第十一实施例的 (B) 至 (F) 相同的效果。此外, 类似于第 十二实施例和第十四实施例, 可以实现 COP 的改善。
更具体地, 在本实施例中, 在从分支部分 18 的制冷剂出口侧至固定节流阀 19 的入 口侧的制冷剂通路中流动的高压制冷剂与被吸入到第二压缩机构 21a 的低压制冷剂进行 热交换。因此, 它可以防止从分支部分 18 流到喷嘴部分 13a 的制冷剂的焓不必要地降低。因此, 可以实现 COP 的进一步的改善。因为流到喷嘴部分 13a 的制冷剂的焓没有 被不必要地降低, 所以在喷嘴部分 13a 中可以增加回收能量的量。
将描述所述细节。根据流入到喷嘴部分 13a 的制冷剂的焓的增加, 等焓斜线变得 更加平滑。因此, 在制冷剂被通过喷嘴部分 13a 中的相等的压力等熵地膨胀的情形中, 喷嘴 部分 13a 的入口侧制冷剂的焓和喷嘴部分 13a 的出口侧制冷剂的焓之间的差 ( 即回收能量 的量 ), 随着喷嘴部分 13a 的入口侧制冷剂的焓的变大而变大。
因此, 根据流入到喷嘴部分 13a 的制冷剂的焓的增加, 可以在喷嘴部分 13a 中增加 回收能量的量。因此, 根据回收能量的量的增加, 可以增加扩散器部分 13d 中的压力增加 量, 从而进一步改善 COP。
此外, 因为贮存器 24 设置在第一压缩机 11 的制冷剂吸入侧, 所以可以防止第一压 缩机 11 中的液体压缩的问题。
第十八实施例
在本实施例中, 如图 31 的整体示意图, 第十七实施例的内部热交换器 31 被改变成 类似于第十四实施例的内部热交换器 30。更具体地, 在本实施例中, 在从散热器 12 的制冷 剂出口侧至分支部分 18 的入口侧的制冷剂通路中流动的高压制冷剂与将被吸入第二压缩 机构 21a 的低压制冷剂进行热交换。在本实施例中的其它配置类似于第十七实施例。
当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 通过内部热交换器 30 的操作, 第 二压缩机构 21a 的吸入侧制冷剂的焓被增加 ( 在图 32 中点 i15 →点 i’ 15), 流入到分支部 分 18d 的制冷剂的焓被降低 ( 在图 32 中点 b15 →点 b’ 15), 如图 32 中的莫利尔图。其它 操作类似于第十七实施例。
因此, 在本实施例的结构中, 流入到喷嘴部分 13a 的制冷剂的焓可以被不必要地 降低, 因此可以降低对 COP 的改善。然而, 类似于第十七实施例, 冷却作用可以存在于吸入 侧蒸发器 16 中, 因此可以实现与第十一实施例的 (B)、 (C)、 (E)、 (F) 相同的效果。此外, 类 似于第十二实施例和第十四实施例可以实现 COP 的改善。
第十九实施例
在本实施例中, 如图 33 的整体示意图, 相对于第十七实施例的喷射器式制冷循环 装置 10, 贮存器 24 和内部热交换器 31 被移除, 内部热交换器 32 被添加。内部热交换器 32 的基本结构类似于第十四实施例的内部热交换器 30。 内部热交换器 32 在从散热器 12 的制 冷剂出口侧流过高压侧制冷剂通路 32a 的制冷剂和流过低压侧制冷剂通路 32b 的低压侧制 冷剂之间进行热交换。
更具体地, 在本实施例中, 从散热器 12 流出的制冷剂是穿过从分支部分 18 的制冷 剂出口侧至固定节流阀 19 的制冷剂入口侧的制冷剂通路的制冷剂。与之相对, 本实施例的 循环中的低压侧制冷剂是将被吸入第一压缩机构 11a 中的制冷剂。在本实施例中的其它配 置类似于第十七实施例。
接下来, 将参考图 34 的莫利尔图对本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 的操作 进行描述。当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 从散热器 12 流出的制冷剂流 入到分支部分 18, 且通过分支部分 18 被分支成流入到喷射器 13 的喷嘴部分 13a 中的制冷 剂流和流入到喷射器 13 的制冷剂吸入端口 13b 中的制冷剂流 ( 在图 34 中的点 b17), 类似 于第十七实施例。此外, 从分支部分 18 流向喷嘴部分 13a 的一侧的高压制冷剂以这样的顺序流动 : 热膨胀阀 17 →喷射器 13 的喷嘴部分 13a →喷射器 13 的扩散器部分 13d( 在图 34 中点 c17 →点 d17 →点 e17 →点 f17), 类似于第十七实施例。另一方面, 从扩散器部分 13d 流 出的制冷剂在内部热交换器 32 中增加焓, 且将被吸入第一压缩机构 11a 中 ( 在图 34 中点 g17 →点 g’ 17)。
另一方面, 从分支部分 18 流向制冷剂吸入端口 13b 的一侧的高压制冷剂在内部热 交换器 32 中降低焓 ( 在图 34 中点 b17 →点 b’ 17)。此外, 从内部热交换器 32 的高压侧制 冷剂通路 32a 流出的制冷剂以这样的顺序流动 : 固定节流阀 19 →吸入侧蒸发器 16 →第二 压缩机 21 →喷射器 13 的制冷剂吸入端口 13b( 在图 34 中点 b’ 17 →点 h17 →点 i17 →点 j17 →点 e17)。
因此, 当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 可以在吸入侧蒸发器 16 中 实现冷却作用, 并且从而可以实现与第十一实施例的 (B) 至 (F) 相同的效果。此外, 在本实 施例中, 类似于第 12 和 14 实施例, 可以改善 COP。另外, 类似于第十七实施例, 流入到喷嘴 部分 13a 的制冷剂的焓没有被不必要地降低, 因此可以实现 COP 的改善。
第二十实施例
在本实施例中, 如图 35 的整体示意图, 相对于第十九实施例的喷射器式制冷循环 装置 10, 内部热交换器 32 被移除, 且增加了内部热交换器 33。内部热交换器 33 的基本结 构类似于第十四实施例的内部热交换器 30。 内部热交换器 33 用于在从散热器 12 的制冷剂 出口侧流过高压侧制冷剂通路 33a 的制冷剂和流过低压侧制冷剂通路 33b 的低压侧制冷剂 之间进行热交换。
更具体地, 在本实施例中, 从散热器 12 流出的制冷剂是穿过从制冷剂出口侧朝向 分支部分 18 的入口端口的制冷剂通路的制冷剂。与之相对, 本实施例的循环中的低压侧制 冷剂是将被吸入第一压缩机构 11a 中的制冷剂。在本实施例中的其它配置类似于第十九实 施例。
当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 通过内部热交换器 33 的操作, 第 一压缩机构 11a 的吸入侧制冷剂的焓被增加 ( 在图 36 中点 g19 →点 g’ 19), 流入到分支部 分 18 的制冷剂的焓被降低 ( 在图 36 中点 b19 →点 b’ 19), 如图 36 中的莫利尔图。其它操 作类似于第十九实施例。
因此, 在本实施例的结构中, 流入到喷嘴部分 13a 的制冷剂的焓可能被不必要地 降低, 从而相对于第十九实施例降低了 COP 的改善。然而, 类似于第十九实施例, 冷却作用 可以存在于吸入侧蒸发器 16 中, 并且因此可以实现与第十一实施例的 (B)、 (C)、 (E)、 (F) 相 同的效果。此外, 类似于第 12 和 14 实施例还可以实现 COP 的改善。
第二十一实施例
在本实施例中, 如图 37 的整体示意图, 相对于第十七实施例, 散热器 12 被配置成 类似于第十五实施例的亚冷却型冷凝器。在本实施例中的其它配置类似于第十七实施例。
当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 在散热器 12 的冷凝部分 12b 中 冷凝的制冷剂在气液分离部分 12c 中被分成气体制冷剂和液体制冷剂, 如图 38 的莫利尔 图。此外, 被分离的饱和的液体制冷剂在过冷部分 12d 中被过冷却 ( 图 38 中的点 b21 →点 b’ 21)。此外, 通过内部热交换器 31 的操作, 第二压缩机构 21a 的吸入侧制冷剂的焓被增 加 ( 图 38 中的点 i21 →点 i’ 21), 流入到固定节流阀 19 的制冷剂的焓被降低 ( 图 38 中的 点 b’ 21 →点 b” 21)。因此, 流入到吸入侧蒸发器 16 的制冷剂的焓可以被有效地降低。其 它操作类似于第十七实施例。
因此, 即使在本实施例的结构中, 可以有效地实现与第十七实施例相类似的效果。 另外, 类似于第十五实施例, 可以降低在吸入侧蒸发器 16 中的制冷剂蒸发压力 ( 制冷剂蒸 发温度 )。
第二十二实施例
在本实施例中, 如图 39 的整体示意图, 相对于第十七实施例移除了热膨胀阀 17, 和类似于第十六实施例二氧化碳被用作制冷剂, 从而配置了超临界制冷剂循环。在本实施 例中的其它配置类似于第十七实施例。
当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 如图 40 中的莫利尔图, 从第一压 缩机 21 排出的制冷剂在散热器 12 中被冷却。此时, 穿过散热器 12 的制冷剂被在超临界状 态中冷却, 而没有被冷凝 ( 图 40 中的点 a23 →点 b23)。分支部分 18 连接至散热器 12 的制 冷剂出口侧以使从散热器 12 流出的高压制冷剂分支。
从分支部分 18 流入到喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的超临界高压制冷剂通过喷嘴部 分 13a 被等熵地减压和膨胀 ( 在图 40 中的点 b23 →点 d23)。 另一方面, 从分支部分 18 流向 制冷剂吸入端口 13b 的一侧的超临界高压制冷剂被在热交换器 31 中冷却, 之后在固定节流 阀 19 中被等焓地进行减压和膨胀, 从而降低了制冷剂压力 ( 图 23 中的点 b23 →点 b’ 23 → 点 h23)。其它操作类似于第十七实施例。
然而, 即使在本实施例的结构中, 冷却作用可以存在于吸入侧蒸发器 16 中, 因此 可以实现与第十一实施例中的 (B)、 (C) 相同的效果。此外, 类似于第十二实施例、 第十四实 施例和第十六实施例可以实现 COP 的改善。
第二十三实施例
在本实施例中, 如图 41 的整体示意图, 相对于第十一实施例的喷射器式制冷循环 装置 10, 热膨胀阀 17 被移除和辅助散热器 12e 被添加。在本实施例中, 辅助散热器 12e 设 置在分支部分 18 的下游, 以便进一步冷却流入到固定节流阀 19 的制冷剂。
辅助散热器 12e 是散热热交换器, 其在从散热器 12 流出的高压制冷剂和由冷却风 扇 12a 吹送的外部空气 ( 即室外部空气 ) 之间交换热量, 以进一步冷却高压制冷剂。因此, 相对于上述的各实施例, 可以在本实施例的散热器 12 中相对地降低热交换的面积, 从而降 低散热器 12 中的热交换能力。
在图 41 中, 虽然冷却风扇 12a 靠近散热器 12 设置, 用于在图中进行清楚地显示, 但是冷却风扇 12a 被设置成, 也将外部空气吹送到辅助散热器 12e。可替代地, 室的外部空 气可以分别地独立地由吹风机吹送到散热器 12 和辅助散热器 12e。
接下来, 将参考图 42 的莫利尔图对本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 的操作 进行描述。当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 从第一压缩机 21 排出的高温 和高压气体制冷剂被在散热器 12 中冷却成气液两相状态 ( 在图 42 中点 a25 →点 b25)。因 此, 相对于上述的各实施例可以降低散热器 12 的热交换能力。
从散热器 12 流出的高压制冷剂流入到分支部分 18, 且通过分支部分 18 被分支成流向喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的制冷剂流和流向喷射器 13 的制冷剂吸入端口 13b 的制冷 剂流 ( 在图 42 中点 b25)。从分支部分 18 流入到喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的制冷剂以这 样的顺序流动 : 喷射器 13 →排放侧蒸发器 14, 且在第一压缩机 11 中被压缩 ( 在图 42 中点 b25 →点 d25 →点 e25 →点 f25 →点 g25 →点 a25)。
另一方面, 从分支部分 18 流向制冷剂吸入端口 13b 的一侧的高压制冷剂被在辅助 散热器 12e 中进一步冷却, 以变成液体状态 ( 在图 42 中点 b25 →点 b’ 25)。此外, 从辅助 散热器 12e 流出的制冷剂以这种顺序流动 : 固定节流阀 19 →吸入侧蒸发器 16, 且在第二压 缩机 21 中被压缩, 和被从制冷剂吸入端口 13b 抽吸到喷射器 13 中 ( 在图 42 中点 b’ 25 → 点 h25 →点 i25 →点 j25 →点 e25)。
因此, 即使在本实施例的结构中, 可以实现与第十一实施例的 (A) 至 (D) 相同的效 果。因此, 在本实施例中, 因为散热器 12 的热交换能力被降低, 所以它可以防止流到喷嘴部 分 13a 的制冷剂的焓不必要地降低。因此, 类似于第十七实施例, 流入到喷嘴部分 13a 的制 冷剂的焓没有不必要地降低, 因此可以实现 COP 的改善。
因此, 通过辅助散热器 12e 的作用, 可以降低流入到吸入侧蒸发器 16 的制冷剂的 焓。因此, 在制冷剂入口侧和制冷剂出口侧的制冷剂的焓之间的焓差可以在吸入侧蒸发器 16 中被增大, 从而进一步改善 COP。
第二十四实施例
在本实施例中, 如图 43 的整体示意图, 相对于第二十三实施例的喷射器式制冷循 环装置 10, 热膨胀阀 17 被添加在从分支部分 18 的出口侧至喷嘴部分 13a 的入口侧的制冷 剂通路中。在本实施例中的其它配置类似于第二十三实施例。
当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 从分支部分 18 流向喷射器 13 的 喷嘴部分 13a 的一侧的制冷剂被通过热膨胀阀 17 等焓地进行减压和膨胀, 如图 44 的莫利 尔图 ( 图 44 中的点 b27 →点 c27)。其它操作类似于第二十三实施例。
然而, 即使在本实施例的结构中, 可以实现类似于第二十三实施例的效果, 和还可 以实现与第十一实施例中的 (E)、 (F) 相同的效果。
第二十五实施例
在本实施例中, 如在图 45 的整体示意图, 相对于第二十四实施例的喷射器式制冷 循环装置 10, 类似于第十七实施例的内部热交换器 31 被添加。内部热交换器 31 适合于在 从辅助散热器 12e 的制冷剂出口侧至固定节流阀 19 的入口侧的制冷剂通路中流动的制冷 剂与将被吸入到第二压缩机构 21a 的制冷剂之间进行热交换。
当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 通过内部热交换器 31 的操作, 第 二压缩机构 21a 的吸入侧制冷剂的焓被增加 ( 在图 46 中点 i29 →点 i’ 29), 和从辅助散热 器 12e 流出的制冷剂的焓被降低 ( 图 46 中的点 b’ 29 →点 b” 29), 如图 46 的莫利尔图。其 它操作类似于第二十四实施例。
因此, 即使在本实施例的结构中, 可以实现与第二十四实施例相同的效果。此外, 类似于第十七实施例, 由于热交换器 31, 可以实现 COP 的改善。
第二十六实施例
在本实施例中, 如图 47 的整体示意图, 相对于第二十四实施例的喷射器式制冷循 环装置 10, 添加了类似于第十九实施例的内部热交换器 32。本实施例的内部热交换器 32在从辅助散热器 12e 的制冷剂出口侧至固定节流阀 19 的入口侧的制冷剂通路中流动的制 冷剂和将被吸入第一压缩机构 11a 的制冷剂之间进行热交换。
当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 通过内部热交换器 32 的操作, 第 一压缩机构 11a 的吸入侧制冷剂的焓被增加 ( 在图 48 中点 g31 →点 g’ 31), 从辅助散热器 12e 流出的制冷剂的焓被降低 ( 在图 48 中点 b’ 31 →点 b” 31), 如图 48 的莫利尔图。其它 操作类似于第二十四实施例。
因此, 即使在本实施例的结构中, 可以实现与第二十四实施例相同的效果。此外。 类似于第十九实施例, 由于内部热交换器 32, 可以实现 COP 的改善。
第二十七实施例
在本实施例中, 如图 49 的整体示意图, 相对于第十七实施例, 散热器 12 被配置成 类似于第十五实施例的亚冷却型冷凝器。因此, 可以实现大致类似于第二十三实施例的循 环结构。
在本实施例中, 分支部分 18 被移除, 两个液体制冷剂出口设置在散热器 12 的气液 分离部分 12c 中, 以使得液体制冷剂流出。类似于第十五实施例, 饱和的液体制冷剂从气液 分离部分 12c 的液体制冷剂出口中的一个流至过冷部分 12d, 且饱和的液体制冷剂从散热 器 12 的气液分离部分 12c 的液体制冷剂出口中的另一个流向喷射器 13 的喷嘴部分 13a。 也就是, 用于分支制冷剂流的分支部分在本实施例中由气液分离部分 12c 配置而成。
因此, 散热器 12 的冷凝部分 12b 和过冷部分 12d 的功能可分别类似于第二十三实 施例的散热器 12 和辅助散热器 12e。 当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 它被 大致类似于第二十三实施例进行操作, 如图 50 的莫利尔图。
在本实施例的结构中, 因为分支部分由气液分离部分 12c 配置而成, 饱和的液体 制冷剂可以在喷嘴部分 13a 处被等熵地减压和膨胀 ( 在图 50 中点 b33 →点 d33)。因此, 流入到喷嘴部分 13a 的制冷剂的焓可能被不必要地降低, 从而可以降低 COP 的改善。然而, 在本实施例中, 可以实现类似于第二十三实施例的效果。 此外, 可以实现与第十一实施例的 (E) 和 (F) 相同的效果。
第二十八实施例
在本实施例中, 在第二十三实施例的喷射器式制冷循环装置 10 中, 类似于第十六 实施例, 二氧化碳用作制冷剂, 从而配置超临界制冷剂循环。因此, 本实施例的喷射器式制 冷循环装置 10 的整体结构类似于第二十三实施例的图 41。
接下来, 将参考图 51 的莫利尔图对本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 的操作 进行描述。当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 从第一压缩机 21 排出的制冷 剂被在散热器 12 中冷却。此时, 穿过散热器 12 的制冷剂被在超临界状态中冷却, 而没有被 冷凝 ( 图 51 中的点 a34 →点 b34)。分支部分 18 连接至散热器 12 的制冷剂出口侧, 以使从 散热器 12 流出的高压制冷剂分支。
从分支部分 18 流入到喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的超临界高压制冷剂通过喷嘴部 分 13a 被等熵地减压和膨胀 ( 在图 51 中的点 b34 →点 d34)。另一方面, 从分支部分 18 流 向制冷剂吸入端口 13b 的一侧的超临界高压制冷剂被在辅助散热器 12e 中冷却, 且之后在 固定节流阀 19 被等焓地进行减压和膨胀, 从而降低了制冷剂压力 ( 在图 51 中的点 b34 → 点 b’ 34 →点 h34)。其它操作类似于第二十三实施例。因此, 即使在本实施例的结构中, 可以实现与第二十三实施例相同的效果。此外, 类似于第十六实施例可以实现 COP 的改善。
第二十九实施例
在本实施例中, 如图 52 的整体示意图, 相对第二十八实施例的喷射器式制冷循环 装置 10, 添加了类似于第十七实施例的内部热交换器 31。内部热交换器 31 适合于在从辅 助散热器 12e 的制冷剂出口侧至固定节流阀 19 的入口侧的制冷剂通路中流动的制冷剂与 将被吸入到第二压缩机构 21a 的制冷剂之间进行热交换。
当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 通过内部热交换器 31 的操作, 第 二压缩机构 21a 的吸入侧制冷剂的焓被增加 ( 图 53 中的点 i36 →点 i’ 36), 和从辅助散热 器 12e 流出的制冷剂的焓被降低 ( 在图 52 中的点 b’ 36 →点 b” 36), 如图 53 的莫利尔图。 其它操作类似于第二十八实施例。
因此, 即使在本实施例的结构中, 可以实现与第二十八实施例相同的效果。此外, 类似于第十七实施例, 由于热交换器 31, 可以实现 COP 的改善。
第三十实施例
在本实施例中, 如图 54 的整体示意图, 相对于第十一实施例的喷射器式制冷循环 装置 10, 添加了内部热交换器 34。内部热交换器 34 用于在穿过高压侧制冷剂通路中的固 定节流阀 19 的在减压和膨胀阶段的制冷剂和穿过低压侧制冷剂通路 34b 将被吸入第二压 缩机构 21a 中的制冷剂之间进行热交换。
双管的热交换结构可以用作内部热交换器 34 的特殊结构, 其中由毛细管配置而 成的固定节流阀 19 设置在形成低压侧制冷剂通路 34b 的外管内。用于限定固定节流阀 19 和低压侧制冷剂通路 34b 的制冷剂管可以通过钎焊被结合, 以具有热交换结构。在本实施 例中的其它配置类似于第十一实施例。
接下来, 将参考图 55 的莫利尔图对本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 的操作 进行描述。当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 通过内部热交换器 34 的操作, 第二压缩机构 21a 的吸入侧制冷剂的焓被增加 ( 在图 55 中点 i38 →点 i’ 38), 和在固定节 流阀 19 中的减压和膨胀阶段的制冷剂的焓被降低 ( 在图 55 中点 b38 →点 h38)。
也就是, 穿过固定节流阀 19 的制冷剂被冷却至第二压缩机构 21a 的吸入制冷剂的 温度, 同时在固定节流阀 19 中被减压和膨胀, 并且因此可以降低制冷剂的焓。因此, 在本实 施例的喷射器式制冷循环装置 10 中, 流入到排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16 的制冷剂 的焓可以被降低。其它操作类似于第十一实施例。
因此, 即使在本实施例的结构中, 可以实现与第十一实施例的 (A) 至 (F) 相同的效 果。此外, 通过内部热交换器 34 的操作, 在制冷剂入口侧和制冷剂出口侧的制冷剂的焓之 间的焓差可以在排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16 中被增大, 从而进一步改善 COP。
第三十一实施例
在本实施例中, 如图 56 的整体示意图, 相对第十二实施例的喷射器式制冷循环装 置 10, 添加了内部热交换器 34。在本实施例中的其它配置类似于第十二实施例。
当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 如图 57 的莫利尔图, 通过的内部 热交换器 34 的操作, 第二压缩机构 21a 的吸入侧制冷剂的焓被增加 ( 在图 57 中点 i40 →点 i’ 40), 和在固定节流阀 19 中的减压和膨胀阶段的制冷剂的焓被降低 ( 在图 57 中点 b40 →点 h40)。
因此, 在本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 中, 流入到排放侧蒸发器 14 和吸入 侧蒸发器 16 的制冷剂的焓可以相对于第十二实施例被降低。其它操作类似于第十二实施 例。因此, 即使在本实施例的结构中, 可以实现与第三十实施例相同的效果。此外, 类似于 第十二实施例可以实现 COP 的改善。
第三十二实施例
在本实施例中, 如图 58 的整体示意图, 相对于第十一实施例的喷射器式制冷循环 装置 10 添加了内部热交换器 35。
内部热交换器 35 用于在穿过作为高压侧制冷剂通路的固定节流阀 19 的处于减压 和膨胀阶段的制冷剂和流过低压侧制冷剂通路 35b 将被吸入第一压缩机构 11a 的制冷剂之 间进行热交换。内部热交换器 35 的基本结构类似于第三十实施例的内部热交换器 34。在 本实施例中的其它配置类似于第十一实施例。
接下来, 将参考图 59 的莫利尔图对本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 的操作 进行描述。当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 通过内部热交换器 35 的操作, 第一压缩机构 11a 的吸入侧制冷剂的焓被增加 ( 在图 59 中的点 g42 →点 g’ 48) 和在固定 节流阀 19 中的减压和膨胀阶段的制冷剂的焓被降低 ( 在图 59 中的点 c42 →点 h’ 42 →点 h42)。
也就是, 穿过固定节流阀 19 的制冷剂被冷却至第一压缩机构 11a 的吸入制冷剂的 温度, 同时在固定节流阀 19 中被减压和膨胀, 从而可以降低制冷剂的焓。因此, 在本实施例 的喷射器式制冷循环装置 10 中, 流入到排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16 的制冷剂的焓 可以相对于第十二实施例被降低。
在图 59 的点 h’ 42 →点 h42 的阶段中, 穿过固定节流阀 19 的制冷剂被等焓地进行 减压和膨胀。原因如下。也就是, 当固定节流阀 19 的制冷剂达到点 h’ 42 时, 制冷剂被冷 却至对应于第一压缩机构 11a 的吸入制冷剂的温度, 之后未在内部热交换器 35 中进行热交 换。其它操作类似于第十一实施例。
因此, 即使在本实施例的结构中, 可以实现与第十一实施例的 (A) 至 (F) 相同的效 果。此外, 通过内部热交换器 35 的操作, 在制冷剂入口侧和制冷剂出口侧的制冷剂的焓之 间的焓差可以在排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16 中被增大, 从而进一步改善 COP。
第三十三实施例
在本实施例中, 如图 60 的整体示意图, 相对于第十二实施例的喷射器式制冷循环 装置 10 添加了内部热交换器 35。在本实施例中的其它配置类似于第十二实施例。
当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 如 61 的莫利尔图, 通过内部热交 换器 35 的操作, 第一压缩机构 11a 的吸入侧制冷剂的焓被增加 ( 在图 61 中的点 g44 →点 g’ 44), 和在固定节流阀 19 中的减压和膨胀阶段的制冷剂的焓被降低 ( 在图 61 中点 b44 → 点 h’ 44)。
因此, 在本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 中, 流入到排放侧蒸发器 14 和吸入 侧蒸发器 16 的制冷剂的焓可以被相对于第十二实施例降低。其它操作类似于第十二实施 例。因此, 即使在本实施例的结构中, 可以实现与第三十二实施例相同的效果。此外, 类似 于第十二实施例可以实现 COP 的改善。第三十四实施例
在本实施例中, 如图 62 的整体示意图, 相对于第三十实施例的喷射器式制冷循环 装置 10, 热膨胀阀 17 被移除, 且压力控制阀 27 被使用, 且类似于第十六实施例二氧化碳被 用作制冷剂, 从而配置超临界制冷剂循环。
压力控制阀 27 是用于减压和膨胀从散热器 12 流出的高压制冷剂的高压侧减压装 置, 且是通过使用机械机构调节阀张开度 ( 节流阀张开度 ) 的压力控制装置, 使得高压侧制 冷剂压力变成目标高压。
更具体地, 压力控制阀 27 具有位于散热器 12 的制冷剂出口侧的温度感测部分, 且 被配置以在温度感测部分内产生对应于散热器 12 的制冷剂出口侧处的高压制冷剂的温度 的压力, 以便通过温度感测部分的内压与在散热器 12 的制冷剂出口侧的制冷剂压力之间 的平衡来调节阀张开度。目标高压是被确定的值, 使得 COP 基于在散热器 12 的制冷剂出口 侧处的制冷剂的温度变成接近于最大值。
接下来, 将参考图 63 的莫利尔图对本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 的操作 进行描述。当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 从第一压缩机 11 排出的制冷 剂被在散热器 12 中冷却。此时穿过散热器 12 的制冷剂被在超临界状态中冷却, 而没有被 冷凝 ( 图 63 中的点 a46 →点 b46)。
此外, 从散热器 12 流出的制冷剂流入到压力控制阀 27 中, 且被等焓地进行减压和 膨胀以变成气液两相状态 ( 图 63 中的点 b46 →点 c46)。高压侧制冷剂压力通过压力控制 阀 27 进行调节, 以接近目标高压, 其被确定使得 COP 接近最大值。
从分支部分 18 流入到喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的制冷剂通过喷嘴部分 13a 被等 熵地减压和膨胀 ( 图 63 中的点 c46 →点 d46)。另一方面, 从分支部分 18 流向制冷剂吸入 端口 13b 的一侧的高压制冷剂降低其焓, 同时通过固定节流阀 19 进行减压和膨胀 ( 图 63 中的点 c46 →点 h46)。其它操作类似于第三十实施例。
因此, 即使在本实施例的结构中, 可以实现与第十一实施例的 (A) 至 (F) 相同的效 果, 此外, 由于内部热交换器 34, 类似于第三十实施例, 可以实现 COP 的改善。在本实施例 中, 压力控制阀 27 可以设置在从分支部分 18 的制冷剂出口侧至喷嘴部分 13a 的制冷剂入 口的制冷剂通路中。
第三十五实施例
在本实施例中, 如图 64 的整体示意图, 相对于第三十四实施例的喷射器式制冷循 环装置 10, 移除了压力控制阀 27。本实施例中的其它配置类似于第三十四实施例。在本实 施例的喷射器式制冷循环装置 10 中, 在散热器 12 中进行散热的超临界制冷剂被分支部分 18 分支 ( 图 65 中的点 b48), 如图 65 的莫利尔图所示。
从分支部分 18 流入到喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的高压制冷剂通过喷嘴部分 13a 被等熵地减压和膨胀 ( 图 65 中的点 b48 →点 d48)。另一方面, 从分支部分 18 流向制冷剂 吸入端口 13b 的一侧的高压制冷剂降低其焓, 同时通过固定节流阀 19 进行减压和膨胀 ( 图 65 中的点 b48 →点 h48)。其它操作类似于第三十实施例。
因此, 即使在本实施例的结构中, 可以实现与第十一实施例的 (A) 至 (D) 相同的效 果。此外, 由于内部热交换器 34, 类似于第三十实施例可以实现 COP 的改善。
第三十六实施例在本实施例中, 如图 66 的整体示意图, 相对于第二十三实施例的喷射器式制冷循 环装置 10, 添加了类似于第十九实施例的内部热交换器 32 并移除了排放侧蒸发器 14 和吹 风机 14a。
内部热交换器 32 适合于在流过从分支部分 18 的出口侧至固定节流阀 19 的制冷 剂入口侧的制冷剂通路的高压侧制冷剂中的在从辅助散热器 12e 的制冷剂出口侧至固定 节流阀 19 入口侧的制冷剂通路中流动的制冷剂与从扩散器部分 13d 流出以被吸入第一压 缩机构 11a 的制冷剂之间进行热交换。在本实施例中的其它配置类似于第二十三实施例。
当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 通过内部热交换器 32 的操作, 从 扩散器部分 13d 流出的制冷剂在内部热交换器 32 的低压侧制冷剂通路 32b 中被蒸发, 且第 一压缩机构 11a 的吸入侧制冷剂的焓被增加 ( 图 67 中的点 f50 →点 g50), 如图 67 的莫利 尔图。此外, 从辅助散热器 12e 流出的制冷剂的焓降低 ( 在图 67 中的点 b’ 50 →点 b” 50)。
其它操作类似于第二十三实施例。 因此, 在本实施例中, 冷却作用可以存在于吸入 侧蒸发器 16 中, 可以实现与第十一实施例的 (B)-(D) 相同的效果。
因此, 类似第二十三实施例, 流入到喷嘴部分 13a 的制冷剂的焓没有不必要地降 低, 并且因此可以实现 COP 的改善。此外, 可以通过降低流入到吸入侧蒸发器 16 的制冷剂 的焓进一步改善 COP。此外, 由于内部热交换器 32, 类似于第十九实施例可以实现 COP 的改 善。
第三十七实施例
在本实施例中, 如图 68 的整体示意图, 相对于第三十六实施例的喷射器式制冷循 环装置 10, 添加了类似于第十七实施例的贮存器 24 和吸入侧气液分离器 15a。
吸入侧气液分离器 15a 是气液分离器, 其中从吸入侧蒸发器 16 流出的制冷剂被分 成气体制冷剂和液体制冷剂, 且在所述循环中的剩余的液体制冷剂被储存在其中。第二压 缩机 21 的制冷剂吸入端口连接至吸入侧气液分离器 15a 的气体制冷剂出口。在本实施例 中的其它配置类似于第三十六实施例。
因此, 当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 它被以类似于第三十六实 施例的方式进行操作, 使得可以在吸入侧蒸发器 16 中实现冷却作用, 并且因此可以实现与 第十一实施例的 (B) 和 (C) 相同的效果, 和类似于第三十六实施例可以改善 COP。
此外, 通过贮存器 24 和吸入侧气液分离器 15a 的作用, 它可以防止在第一压缩机 11 和第二压缩机 21 中液体压缩的问题。 在本实施例中, 贮存器 24 和吸入侧气液分离器 15a 被设置 ; 然而, 可以设置贮存器 24 和吸入侧气液分离器 15a 中的任一个。
第三十八实施例
将参考图 69 和 70 对适于冷冻 / 制冷装置的本发明的喷射器式制冷循环装置进行 描述。冷冻 / 制冷装置用于冷却作为将被冷却的空间的制冷室至例如在 0℃和 10℃的范围 中的低的温度, 和用于冷却作为将被冷却的另一空间的冷冻室至例如在 -30℃至 -10℃的 范围中的极低的温度。图 69 是本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 的整体示意图。
在喷射器式制冷循环装置 10 中, 第一压缩机 11 被配置成抽吸制冷剂、 压缩被抽吸 的制冷剂以及排出被压缩的制冷剂。例如, 第一压缩机 11 是电动压缩机, 其中具有固定排 量的第一压缩机构 11a 由第一电机 11b 驱动。例如, 各种压缩机构 ( 例如螺旋型压缩机构、 叶片型压缩机构等 ) 可以用作第一压缩机构 11a。通过使用来自之后描述的控制装置的控制信号输出, 来控制第一电机 11b 的操作 ( 例如转速 )。AC 电机或 DC 电机可以用作第一电机 11b。通过控制第一电机 11b 的转速, 可以改变第一压缩机构 11a 的制冷剂排放能力。因此, 在本实施例中, 第一电机 11b 可以用 作第一排放能力改变装置, 用于改变第一压缩机构 11a 的制冷剂排放能力。
制冷剂散热器 12 设置在第一压缩机 11 的制冷剂排放侧上。散热器 12 在从第一 压缩机 11 排出的高压制冷剂和由冷却风扇 12a 吹送的外部空气 ( 即室外部的空气 ) 之间 交换热量, 用以冷却高压制冷剂。冷却风扇 12a 的转速由来自控制装置的控制电压输出进 行控制, 以便控制来自冷却风扇 12a 的空气吹送量。
在本实施例中, 基于弗隆的制冷剂用作喷射器式制冷循环装置 10 的制冷剂循环 的制冷剂, 以形成蒸汽压缩亚临界制冷剂循环, 其中高压侧上的制冷剂压力不会超过制冷 剂的临界压力。因此, 散热器 12 用作冷凝器, 用于冷却和冷凝制冷剂。
接收器 ( 例如液体接收器 ) 可以设置在散热器 12 的制冷剂出口侧, 以用作高压侧 气液分离器, 其中从散热器 12 流出的制冷剂被分成气体制冷剂和液体制冷剂, 且液体制冷 剂被储存作为剩余的制冷剂。此外, 从接收器分离的饱和的液体制冷剂被引入到下游侧。
热膨胀阀 17 连接至散热器 12 的制冷剂出口侧, 用作高压侧减压装置, 用于减压和 膨胀从散热器 12 流出的高压制冷剂。
热膨胀阀 17 具有布置在排放侧蒸发器 14 的制冷剂出口侧的制冷剂通路中的温度 感测部分 ( 未示出 )。热膨胀阀 17 是可变节流阀机构, 其中在排放侧蒸发器 14 的制冷剂出 口侧的制冷剂的过热度基于排放侧蒸发器 14 的制冷剂出口侧的制冷剂的温度和压力进行 检测, 阀的张开度 ( 制冷剂流量 ) 通过机械机构进行调整, 使得在排放侧蒸发器 14 的制冷 剂出口侧的制冷剂的过热度接近于预定值。
热膨胀阀 17 的制冷剂出口侧连接至喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的制冷剂入口侧。 喷射器 13 用作制冷剂减压装置, 用于减压和膨胀制冷剂, 和用作制冷剂循环装置, 用于通 过从喷嘴部分 13a 喷出的高速的制冷剂流的抽吸作用循环制冷剂。
更具体地, 喷射器 13 包括喷嘴部分 13a, 其中通路截面面积被节流, 使得从热膨胀 阀 17 流出的中压制冷剂在喷嘴部分 13a 中被等熵地减压和膨胀。制冷剂吸入端口 13b 被 设置以与喷射器 13 中的空间连通, 在所述空间中设置了喷嘴部分 13a 的制冷剂喷出端口, 以便抽吸从之后描述的第二压缩机 21 排出的制冷剂。
混合部分 13c 设置在喷射器 13 中, 沿着制冷剂流在制冷剂吸入端口 13b 和喷嘴部 分 13a 的下游侧, 以便混合从喷嘴部分 13a 喷出的高速的制冷剂流与从制冷剂吸入端口 13b 抽吸的吸入制冷剂。扩散器部分 13d 设置在喷射器 13 中, 沿制冷剂流在混合部分 13c 的下 游, 以便增加扩散器部分 13d 中的制冷剂压力。
扩散器部分 13d 被形成这样的形状, 以逐渐增加制冷剂的通路截面面积, 且具有 降低制冷剂流的速度的作用, 以便增加制冷剂压力。也就是, 扩散器部分 13d 具有将制冷剂 的速度能量转换成制冷剂的压力能量的作用。用于分支从扩散器部分 13 流出的制冷剂流 的分支部分 18 连接至扩散器部分 13d 的出口侧。
例如, 分支部分 18 是具有三个端口的三通接头构件, 该三个端口一个用作制冷剂 入口 18a, 两个用作制冷剂出口 18b、 18c。用作分支部分 18 的三通接头构件可以通过结合 具有不同管直径的管来构建或可以通过在金属块构件或树脂块构件中提供多个制冷剂通路来构建。
本实施例的分支部分 18 被形成近似于 Y 形, 使得从一个制冷剂出口 18b 流向排放 侧蒸发器 14 的制冷剂的流动方向和从另一制冷剂出口 18c 流向固定节流阀 19 的制冷剂的 流动方向相对于从扩散器部分 13d 的出口侧流动至制冷剂入口 18a 的制冷剂的流动方向是 对称的, 且以锐角彼此连接。
因此, 在流入到分支部分 18 的制冷剂被在其中分支时, 制冷剂从分支部分 18 流 出, 而不会不明确地降低制冷剂的流速。 因此, 从喷射器 13 流出的制冷剂流速 ( 动态压力 ) 在分支部分 18 中可以被保持。分支部分 18 不限于上述的形状, 且可以形成近似于 T 形等。
排放侧蒸发器 14 是吸热热交换器, 其中从喷射器 13 的扩散器部分 13d 流出的制 冷剂通过与吹风机 14a 吹送的制冷室内的空气进行热交换而被蒸发, 以便提供吸热作用。 因此, 将与排放侧蒸发器 14 中的制冷剂进行热交换的流体是冷冻 / 制冷装置的制冷室中的 空气。
吹风机 14a 是电动吹风机, 其中吹风机 14a 的转速 ( 空气吹送量 ) 通过来自控制 装置的控制电压输出进行控制。第一压缩机 11 的制冷剂吸入端口连接至排放侧蒸发器 14 的制冷剂出口侧。
此外, 吸入侧蒸发器 16 经由固定节流阀 19 连接至分支部分 18 的制冷剂出口 18c。 固定节流阀 19 是吸入侧减压装置, 适合于减压和膨胀从分支部分 18 流出的中压制冷剂。 毛 细管、 节流孔等可以用作固定节流阀 19。
吸入侧蒸发器 16 被配置成在固定节流阀 19 处进行减压和膨胀的低压制冷剂和由 吹风机 16a 吹送的冷冻室的内部空气之间进行热交换, 且被用作吸热热交换器, 其中低压 制冷剂被蒸发, 以便执行吸热作用。因此, 将与吸入侧蒸发器 16 中的制冷剂进行热交换的 流体是制冷室中的空气。吹风机 16a 是电动吹风机, 其中吹风机 16a 的转速 ( 空气吹送量 ) 由来自控制装置的控制电压输出进行控制。
第二压缩机 21 的制冷剂吸入端口连接至吸入侧蒸发器 16 的制冷剂出口侧。第二 压缩机 21 的基本结构类似于第一压缩机 11。 因此, 第二压缩机 21 是电动压缩机, 其中固定 排量型的第二压缩机构 21a 由第二电机 21b 进行驱动。本实施例的第二电机 21b 用作第二 排放能力改变装置, 用手改变第二压缩机构 21a 的制冷剂排放能力。
喷射器 13 的制冷剂吸入端口 13b 连接至第二压缩机 21 的制冷剂排放端口。
控制装置 ( 未示出 ) 由公知的微型计算机构建, 包括 CPU、 ROM 和 RAM 等以及其周 围的电路。控制装置基于储存在 ROM 中的控制程序执行各种计算和处理, 和控制各电动致 动器 11b、 12b、 14a、 16a、 21a 等的操作。
控制装置包括用作第一排放能力控制装置的功能部分, 其控制作为第一排放能力 改变装置的第一电机 11b 的操作 ; 和用作第二排放能力控制装置的功能部分, 其控制是第 二排放能力改变装置的第二电机 21b 的操作。第一排放能力控制装置和第二排放能力控制 装置可以分别由不同的控制装置构建而成。
来自传感器组 ( 未显示 ) 的检测值和来自操作面板 ( 未显示 ) 的各种操作信号被 输入到控制装置中, 传感器组包括用于检测外部空气温度的外部空气传感器、 用于检测制 冷室的内部温度和冷冻室内部温度的内部温度传感器, 在操作面板中设置了用于操作制冷 器等的操作开关。接下来, 将基于图 70 中显示的莫利尔图对具有上述结构的本实施例的操作进行 描述。当操作面板的操作开关被打开时, 控制装置使得第一和第二电机 11b、 21b、 冷却风扇 12a、 吹风机 14a、 16a 被操作。因此, 第一压缩机 11 抽吸制冷剂, 压缩被抽吸的制冷剂以及 排出被压缩的制冷剂。此时制冷剂的状态是图 70 中的点 a2。
从第一压缩机 11 排出的高温和高压制冷剂流入到散热器 12 中, 且与由冷却风扇 12a 吹送的被吹送空气 ( 外部空气 ) 进行热交换, 以被散热和冷凝 ( 在图 70 中从点 a2 → 点 b2)。此外, 从散热器 12 流出的制冷剂流入到热膨胀阀 17, 且被等焓地进行减压和膨胀 以变成气液两相状态 ( 在图 70 中从点 b2 →点 c2)。
此时, 热膨胀阀 17 的阀张开度被调节, 使得在排放侧蒸发器 14 的制冷剂出口侧的 制冷剂的过热度 ( 在图 70 中的点 g2) 变成预定值。从热膨胀阀 17 流出的中压制冷剂流入 到喷射器 13 的喷嘴部分 13a, 且通过喷嘴部分 13a 被等熵地减压和膨胀 ( 在图 70 中从点 c2 →点 d2)。
在喷嘴部分 13a 的减压和膨胀中, 制冷剂的压力能量被转换成制冷剂的速度能 量, 且制冷剂被高速地从喷嘴部分 13a 的制冷剂喷出端口喷出。因此, 从第二压缩机 21 排 出的制冷剂通过喷射制冷剂的制冷剂抽吸作用被从喷射器 13 的制冷剂吸入端口 13b 抽吸 到喷射器 13 中 ( 在图 70 中从点 j2 →点 e2)。
此外, 从喷嘴部分 13a 喷出的喷射制冷剂和从制冷剂吸入端口 13b 抽吸的吸入制 冷剂在喷射器 13 的混合部分 13c 中混合, 且流入到喷射器 13 的扩散器部分 13d 中 ( 在图 70 中从点 d2 →点 e2)。也就是, 通路截面面积在扩散器部分 13d 中随着朝向下游而被增 大, 使得制冷剂的速度能量被转换成其压力能量, 从而增加制冷剂的压力 ( 在图 70 中从点 e2 →点 f2)。
从扩散器部分 13d 流出的制冷剂流入到分支部分 18, 且通过分支部分 18 被分支成 流向排放侧蒸发器 14 的制冷剂流和流向固定节流阀 19 的制冷剂流。在本实施例中, 分支 部分 18 的制冷剂出口 18b 的制冷剂通路面积被设定成大于制冷剂出口 18c 的制冷剂通路 面积, 使得流入到排放侧蒸发器 14 中的制冷剂流量 G1 变成大于流入到固定节流阀 19 的制 冷剂流量 G2。
从分支部分 18 流入到排放侧蒸发器 14 的制冷剂从通过吹风机 14a 吹送的制冷室 内部的空气中吸收热量而被蒸发 ( 在图 70 中从点 f2 →点 g2)。因此, 被吹送到制冷室的内 部的空气被冷却。从排放侧蒸发器 14 流出的气体制冷剂被抽吸到第一压缩机 11 中, 且被 再次压缩 ( 在图 70 中从点 g2 →点 a2)。
另一方面, 从分支部分 18 流到固定节流阀 19 中的制冷剂在固定节流阀 19 处被等 焓地进行减压和膨胀, 从而降低了制冷剂压力 ( 在图 70 中从点 c2 →点 h2)。在固定节流阀 19 处进行减压和膨胀的制冷剂流入到吸入侧蒸发器 16, 且通过从由吹风机 16a 吹送的冷冻 室内的空气抽吸热量而被蒸发 ( 在图 70 中从点 h2 →点 i2)。因此, 被吹送到冷冻室的内部 的空气被冷却。
从吸入侧蒸发器 16 流出的气体制冷剂被吸入第二压缩机 21, 且被压缩 ( 在图 70 中点 i2 →点 j2)。 此时, 控制装置控制第一和第二电机 11b、 21b 的操作, 使得喷射器式制冷 循环装置的整个循环中的 COP 大致接近于最大值。 具体地, 在第一和第二压缩机构 11a、 21a 中的压力增加量被控制成大致相等, 用于改善第一和第二压缩机构 11a、 21a 的压缩效率。在制冷剂在第一和第二压缩机 11、 21 中被等熵地压缩的情形中当制冷剂的焓的 增加量为 ΔH1, 且在第一和第二压缩机 11、 21 中实际加压的制冷剂的焓的增加量为 ΔH2 时, 压缩效率为 ΔH1 与 ΔH2 的比。
例如, 当第一和第二压缩机 11、 21 的转速或压力增加量被增加时, 制冷剂的温度 通过制冷剂的一部分热量而被增加, 从而增加了焓的实际增加量 ΔH2。 在这种情况下, 在第 一和第二压缩机 11、 21 中降低了压缩效率。
从第二压缩机 21 流出的制冷剂被从制冷剂吸入端口 13b 抽吸到喷射器 13 中 ( 在 图 70 中点 j2 →点 e2)。
本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 被如上述地操作, 因此可以实现下述的极 好的效果。
(A) 因为制冷剂流被在分支部分 18 中分支, 使得制冷剂可以被供给至排放侧蒸发 器 14 和吸入侧蒸发器 16 两者。因此, 可以在排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16 中同时 实现冷却作用。此时, 排放侧蒸发器 14 的制冷剂蒸发压力是通过扩散器部分 13d 加压的压 力。另一方面, 吸入侧蒸发器 16 的制冷剂蒸发压力是在扩散器部分 13d 中加压之后通过固 定节流阀 19 被减压的压力。
因此, 可以使得吸入侧蒸发器 16 的制冷剂蒸发压力 ( 制冷剂蒸发温度 ) 低于排放 侧蒸发器 14 的制冷剂蒸发压力 ( 制冷剂蒸发温度 )。结果, 排放侧蒸发器 14 可适于冷却低 温的制冷室, 并且吸入侧蒸发器 16 可适合于冷却具有极低温度的冷冻室。
(B) 在本实施例中, 设置了第二压缩机 21( 第二压缩机构 21a)。因此, 例如, 即使 在高压制冷剂和低压制冷剂之间的压力差被降低从而降低了喷射器 13 的驱动流的流量的 操作条件下, 也就是, 即使在喷射器 13 的吸入能力被降低的操作条件下, 喷射器 13 的吸入 能力也可以通过第二压缩机构 21a 的操作进行补充。
此外, 制冷剂压力通过在第一和第二压缩机构 11a、 21a 和喷射器 13 的扩散器部分 13d 中的加压作用而被增加。因此, 与通过单一压缩机构对制冷剂进行加压的情形相比, 第 一和第二压缩机构 11a、 21a 的驱动功率被降低, 从而改善了 COP。
此外, 通过扩散器部分 13d 的加压作用, 第一压缩机构 11a 的吸入压力可以被增 加, 从而降低了第一压缩机构 11a 的驱动功率。另外, 因为在各第一和第二压缩机构 11a、 21a 中的吸入压力和排放压力之间的压力差可能被降低, 所以在各第一和第二压缩机构 11a、 21a 中的压缩效率可能被改善。
在本实施例中, 第一和第二压缩机构 11a、 21a 的制冷剂排放能力可以通过第一和 第二电机 11b、 21b 被分别地独立地进行改变。因此, 第一和第二压缩机构 11a、 21a 的压缩 效率可以被有效地改善。
结果, 甚至在使得驱动流的流量变化从而降低扩散器部分 13d 的加压能力时, 喷 射器式制冷循环装置也可以高 COP 地稳定地操作。
因此, 在高压制冷剂和低压制冷剂之间的压力差很大的制冷循环装置中, 例如, 在 吸入侧蒸发器 16 的制冷剂蒸发温度被将降低至例如 -30℃至 -10℃的非常低的温度的制冷 循环装置中, 本发明的效果是及其有效的。
(C) 在本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 中, 从分支部分 18 流入到排放侧蒸 发器 14 中的制冷剂流量 G1 变成大于从分支部分 18 流入到固定节流阀 19 中的制冷剂流量G2。因此, 可以增加在散热器 12 中的制冷剂的散热量。因此, 可以增大在整个循环中的制 冷剂的热量吸收量 ( 也就是循环的冷却能力 )。
(D) 与专利文件 1 的喷射器式制冷循环装置相比, 可以从第一压缩机 11 的制冷剂 吸入侧移除作为排放侧气液分离器的贮存器。因此, 可以降低整个喷射器式制冷循环装置 10 的产品成本。
(E) 另外, 在本实施例中, 因为作为可变节流阀机构的热膨胀阀 17 用作高压侧减 压装置, 流入到喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的制冷剂流量可以根据制冷剂循环中的负载变化 而变化。结果, 即使出现负载波动, 喷射器式制冷循环装置可以被操作, 同时具有高的 COP。
(F) 因为通过热膨胀阀 17 进行减压的制冷剂位于气液两相状态 ( 在图 70 中的点 c2) 中, 气液两相制冷剂可以流入到喷射器 13 的喷嘴部分 13a 中。
因此, 与液体制冷剂流入到喷嘴部分 13a 中的情形相比, 可以便于使喷嘴部分 13a 中的制冷剂沸腾, 从而改善喷嘴的效率。因此, 喷嘴部分 13a 中的回收能量的量被增加, 且 在扩散器部分 13d 中增加了压力增加量, 从而改善了 COP。
此外, 与液体制冷剂流入到喷嘴部分 13a 中的情形相比, 可以增大喷嘴部分 13a 的 制冷剂通路面积, 从而可以使得容易处理喷嘴部分 13a。 结果, 可以降低喷射器 13 的产品成 本, 从而降低整个喷射器式制冷循环装置 10 的产品成本。
第三十九实施例
在本实施例中, 如图 71 的整体示意图, 相对于第三十八实施例的喷射器式制冷循 环装置 10, 增加了在其中从散热器 12 流出的制冷剂和循环中的低压侧制冷剂进行热交换 的内部热交换器 30。 在图 71 中, 用相同的附图标记表示与第三十八实施例相类似或相对应 的部分。这在下述的附图中也是一样的。
内部热交换器 30 用于在从散热器 12 流过高压侧制冷剂通路 30a 的制冷剂与流过 低压侧制冷剂通路 30b 的低压侧制冷剂之间进行热交换。更具体地, 本实施例的循环中的 低压侧制冷剂是将被吸入第二压缩机构 21a 中的制冷剂。
双管的热交换结构可以用作内部热交换器 30 的特定结构, 其中形成低压侧制冷 剂通路 30b 的内管设置在形成高压侧制冷剂通路 30a 的外管的里面。高压侧制冷剂通路 30a 可以被设置成内管, 且低压侧制冷剂通路 30b 可以被设置成外管。
此外, 用于限定高压侧制冷剂通路 30a 和低压侧制冷剂通路 30b 的制冷剂管可以 通过钎焊被结合, 以具有热交换结构。在本实施例中的其它配置类似于第三十八实施例。
接下来, 将参考图 72 中的莫利尔图对本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 的操 作进行描述。关于图 72 中的表示制冷剂状态的标记, 使用相同的字母来表示与图 70 中相 同的制冷剂状态, 但是仅改变在字母后面的额外的标记。同样的原理适于在下述的实施例 中的莫利尔图。
当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 通过内部热交换器 30 的操作, 相 对于第三十八实施例, 增加了第二压缩机构 21a 的吸入侧制冷剂的焓 ( 在图 72 中点 i4 → 点 i’ 4), 和降低了流入到热膨胀阀 17 的制冷剂的焓 ( 在图 72 中点 b4 →点 b’ 4)。其它操 作类似于第三十八实施例。
因此, 即使在本实施例的结构中, 可以实现与第三十八实施例的 (A) 至 (F) 相同的 效果。因此, 通过内部热交换器 30 的操作, 可以相对于第三十八实施例, 降低流入到排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16 的制冷剂的焓。
结果, 在制冷剂入口侧和制冷剂出口侧的制冷剂的焓之间的焓差可以在排放侧蒸 发器 14 和吸入侧蒸发器 16 中被增大, 从而进一步改善 COP。
第四十实施例
在本实施例中, 如图 73 的整体示意图, 相对于第三十八实施例的喷射器式制冷循 环装置 10, 增加了内部热交换器 31, 在其中从散热器 12 流出的制冷剂和循环中的低压侧制 冷剂进行热交换。
内部热交换器 31 用于在从散热器 12 流过高压侧制冷剂通路 31a 的制冷剂和流过 低压侧制冷剂通路 31b 的低压侧制冷剂之间进行热交换。更具体地, 本实施例的循环中的 低压侧制冷剂是将被吸入第一压缩机构 11a 的制冷剂。内部热交换器 31 的基本结构类似 于第三十九实施例的内部热交换器 30。
接下来, 参考图 74 的莫利尔图对本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 的操作进 行描述。当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 通过内部热交换器 31 的操作, 相 对于第三十八实施例, 第一压缩机构 11a 的吸入侧制冷剂的焓被增加 ( 在图 74 中点 g6 → 点 g’ 6), 且降低了流入到热膨胀阀 17 的制冷剂的焓 ( 在图 74 中点 b6 →点 b’ 6)。其它操 作类似于第三十八实施例。
因此, 即使在本实施例的结构中, 也可以实现与第三十八实施例的 (A) 至 (F) 相同 的效果。 此外, 类似于第三十九实施例, 在制冷剂入口侧和制冷剂出口侧的制冷剂的焓之间 的焓差可以在排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16 中被增大, 从而进一步改善 COP。
第四十一实施例
在本实施例中, 如图 75 的整体示意图, 相对于第三十八实施例的喷射器式制冷循 环装置 10 改变了散热器 12 的结构。
具体地, 本实施例的散热器 12 被配置成亚冷却型冷凝器, 其包括冷凝部分 12b、 气 液分离部分 12c( 接收器部分 ) 以及过冷部分 12d。冷凝部分 12b 冷凝制冷剂, 气液分离部 分 12c 将从冷凝部分 12b 流出的制冷剂分成气体制冷剂和液体制冷剂, 以及过冷部分 12d 过冷从气液分离部分 12c 流出的液体制冷剂。在本实施例中的其它配置类似于第三十八实 施例。
当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 在散热器 12 的冷凝部分 12b 中 冷凝的制冷剂在气液分离部分 12c 中被分成气体制冷剂和液体制冷剂, 如图 76 的莫利尔图 所示。此外, 在气液分离部分 12c 中被分离的饱和的液体制冷剂在过冷部分 12d 中被过冷 ( 在图 76 中点 b8 →点 b’ 8)。
因此, 在本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 中, 可以降低流入到排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16 的制冷剂的焓。其它操作类似于第三十八实施例。
因此, 即使在本实施例的结构中, 可以实现与第三十八实施例的 (A) 至 (F) 相同的 效果。此外, 在制冷剂入口侧和制冷剂出口侧的制冷剂的焓之间的焓差可以在排放侧蒸发 器 14 和吸入侧蒸发器 16 中被增大, 从而提高冷却能力。
此时, 它可以防止第二压缩机构 21a 的吸入侧制冷剂 ( 即循环中的低压侧制冷剂 ) 的焓不必要地增大 ( 在图 76 中点 i8), 而与使用第三十九实施例的内部热交换器 30 的情 形不同。因此, 它可以防止第二压缩机构 21a 的吸入制冷剂的密度降低, 并且因此相对于第三十九实施例可以降低吸入侧蒸发器 16 中的制冷剂蒸发压力 ( 制冷剂蒸发温度 )。
第四十二实施例
在上述的实施例中, 基于弗隆的制冷剂被用作制冷剂, 以形成亚临界制冷剂循环。 然而, 在本实施例中, 二氧化碳被用作形成超临界制冷剂循环的制冷剂, 其中从第一压缩机 11 排出的制冷剂压力超过制冷剂的临界压力。在本实施例中, 如图 77 中的整体示意图, 从 第三十八实施例的喷射器式制冷循环装置 10 移除了热膨胀阀 17。在本实施例中的其它配 置类似于第三十八实施例。
接下来, 将参考图 78 的莫利尔图对本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 的操作 进行描述。当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 从第一压缩机 11 排出的制冷 剂在散热器 12 中被冷却。此时, 穿过散热器 12 的制冷剂被在超临界状态中冷却, 而没有被 冷凝 ( 在图 78 中的点 a10 →点 b10)。
从散热器 12 流入到喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的超临界高压制冷剂通过喷嘴部分 13a 等熵地减压和膨胀 ( 在图 78 中点 b10 →点 d10)。其它操作类似于第三十八实施例。因 此, 即使在本实施例的结构中, 可以实现与第三十八实施例的 (A) 至 (D) 相同的效果。
此外, 在超临界制冷剂循环中, 高压侧制冷剂压力变得高于亚临界制冷剂循环中 的制冷剂压力。因此, 在所述循环中的高压侧和低压侧之间的压力差可以被增大 ( 在图 78 中点 b10 →点 d10), 从而增加了喷射器 13 的喷嘴部分 13a 中的减压量。此外, 在喷嘴部分 13a 的制冷剂入口侧处的制冷剂的焓与在喷嘴部分 13a 的制冷剂出口侧处的制冷剂的焓之 间的焓差 ( 回收能量的量 ) 可以被增大, 从而进一步改善 COP。
第四十三实施例
将参考图 79 和 80 对用于冷冻 / 制冷装置的本发明的喷射器式制冷循环装置 10 进行描述。冷冻 / 制冷装置用于将作为被冷却空间的制冷室冷却至例如在 0℃至 10℃之间 的范围的低温, 且用于将作为被冷却的另一空间的冷冻室冷却至例如在 -30℃至 -10℃之 间的范围的极低的温度。图 79 是本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 的整体示意图。
在喷射器式制冷循环装置 10 中, 第一压缩机 11 被配置成抽吸制冷剂、 压缩被抽吸 的制冷剂以及排出被压缩的制冷剂。例如, 第一压缩机 11 为电动压缩机, 其中具有固定排 量的第一压缩机构 11a 由第一电机 11b 来驱动。可以例如将各种压缩机构 ( 例如螺旋型压 缩机构、 叶片型压缩机构等 ) 用作第一压缩机构 11a。
第一电机 11b 的操作 ( 例如转速 ) 通过采用来自之后描述的控制装置的控制信号 输出进行控制。AC 电机或 DC 电机可以用作第一电机 11b。通过控制第一电机 11b 的转速, 第一压缩机构 11a 的制冷剂排放能力可以被改变。因此, 在本实施例中, 第一电机 11b 可以 用作用于改变第一压缩机构 11a 的制冷剂的排放能力的第一排放能力改变装置。
制冷剂散热器 12 设置在第一压缩机 11 的制冷剂排放侧上。散热器 12 在从第一 压缩机 11 排出的高压制冷剂和由冷却风扇 12a 吹送的外部空气 ( 即室外部的空气 ) 之间 交换热量, 以冷却高压制冷剂。冷却风扇 12a 的转速由来自控制装置的控制电压输出进行 控制, 以便控制来自冷却风扇 12a 的空气吹送量。
在本实施例中, 基于弗隆的制冷剂用作喷射器式制冷循环装置 10 的制冷剂循环 的制冷剂, 以形成蒸汽压缩亚临界制冷剂循环, 其中高压侧上的制冷剂压力不会超过制冷 剂的临界压力。因此, 散热器 12 用作冷凝器用于冷却和冷凝制冷剂。此外, 制冷器油被混合到制冷剂中用于润滑第一压缩机构 11a 和第二压缩机构 21a, 使得制冷器油与制冷剂一 起被在制冷剂循环中进行循环。
接收器 ( 即液体接收器 ) 可以被设置在散热器 12 的制冷剂出口侧, 以用作高压侧 气液分离器, 其中从散热器 12 流出的制冷剂被分成气体制冷剂和液体制冷剂, 且液体制冷 剂被储存作为剩余的制冷剂。此外, 从接收器分离的饱和的液体制冷剂被引入到下游侧。
第一分支部分 18 连接至散热器 12 的制冷剂出口侧, 以分支从散热器 12 流出的高 压制冷剂流。例如, 第一分支部分 18 为具有三个端口的三通接头构件, 该三个端口其中一 个用作制冷剂入口和其中的两个用作制冷剂出口。用作第一分支部分 18 的三通接头构件 可以通过结合具有不同的管直径的管来配置, 或可以通过在金属块构件或树脂块构件中提 供多个制冷剂通路来配置。
第一分支部分 18 的两个制冷剂出口中的一个连接至用作高压侧减压部分的热膨 胀阀 17, 且第一分支部分 18 的两个制冷剂出口中的另一个连接至用作之后描述的第一吸 入侧减压装置的第一电动膨胀阀 19。
热膨胀阀 17 具有设置在排放侧蒸发器 14 的制冷剂出口侧处的制冷剂通路中的温 度感测部分 ( 未示出 )。热膨胀阀 17 为可变节流阀机构, 其中在排放侧蒸发器 14 的制冷 剂出口侧处的制冷剂的过热度被基于在排放侧蒸发器 14 的制冷剂出口侧处的制冷剂的温 度和压力进行检测, 且热膨胀阀 17 的阀的张开度 ( 制冷剂流量 ) 通过使用机械结构进行调 节, 使得在排放侧蒸发器 14 的制冷剂出口侧的制冷剂的过热度接近于预定值。
热膨胀阀 17 的制冷剂出口侧连接至喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的制冷剂入口侧。 喷射器 13 用作制冷剂减压装置用于减压和膨胀制冷剂, 和用作制冷剂循环装置用于通过 从喷嘴部分 13a 喷出的高速的制冷剂流的抽吸作用使制冷剂循环。
喷射器 13 被配置成具有喷嘴部分 13a 和制冷剂吸入端口 13b 等。 喷嘴部分 13a 的 制冷剂通路截面面积沿制冷剂流动方向进行节流, 使得来自在第一分支部分 18 处被分支 的一个流的中间压力制冷剂被通过喷嘴部分 13a 等熵地减压和膨胀。制冷剂吸入端口 13b 被设置成与喷射器 13 中的空间连通, 在所述空间中设置了喷嘴部分 13a 的喷射端口, 以便 抽吸从之后描述的第二压缩机 21 排出的制冷剂。
混合部分 13c 设置在喷射器 13 中, 在沿制冷剂流的制冷剂吸入端口 13b 和喷嘴部 分 13a 的下游侧, 以便混合从喷嘴部分 13a 喷出的高速制冷剂流和从制冷剂吸入端口 13b 抽吸的吸入制冷剂。扩散器部分 13d 设置在喷射器 13 中, 在沿制冷剂流的混合部分 13c 的 下游, 以便增加扩散器部分 13d 中的制冷剂压力。
扩散器部分 13d 被形成这样的形状, 以逐渐增加制冷剂的通路截面面积, 且具有 降低制冷剂流的速度的作用, 以便增加制冷剂压力。也就是, 扩散器部分 13d 具有将制冷剂 的速度能量转换成制冷剂的压力能量的作用。第二分支部分 28 的制冷剂入口 28a 连接至 扩散器部分 13d 的出口侧。
第二分支部分 28 的基本结构类似于第一分支部分 18。 第二分支部分 28 的制冷剂 出口 28b 连接至排放侧蒸发器 14, 第二分支部分 28 的制冷剂出口 28c 连接至用作之后描述 的第二吸入侧减压装置的第二电动膨胀阀 19。
本实施例的第二分支部分 28 被近似形成 Y 形, 使得从一个制冷剂出口 28b 流向排 放侧蒸发器 14 的制冷剂的流动方向和从另一制冷剂出口 28c 流向第二电动膨胀阀 29 的制冷剂的流动方向相对于从扩散器部分 13d 的出口侧流到制冷剂入口 28a 的制冷剂的流动方 向是对称的, 且以锐角彼此连接。
因此, 当流入到第二分支部分 28 中的制冷剂被在其中分支时, 制冷剂流出第二分 支部分 28, 而不会不明确地降低制冷剂的流速。因此, 可以在第二分支部分 28 中保持从喷 射器 13 流出的制冷剂的流速 ( 动态压力 )。第二分支部分 28 不限于上述的形状, 且可以被 近似形成 T 形等。
排放侧蒸发器 14 用作吸热热交换器, 在其中从第二分支部分 28 的制冷剂出口 28b 流出的制冷剂通过与由吹风机 14a 吹送的制冷室内的空气进行热交换而被蒸发, 以便提供 热吸收作用。因此, 将与排放侧蒸发器 14 中的制冷剂进行热交换的流体为冷冻 / 制冷装置 的制冷室中的空气。
吹风机 14a 为电动吹风机, 其中吹风机 14a 的转速 ( 空气吹送量 ) 由来自控制装 置的控制电压输出进行控制。第一压缩机 11 的制冷剂吸入端口连接至排放侧蒸发器 14 的 制冷剂出口侧。
第二电动膨胀阀 29 用于减压和膨胀从第二分支部分 28 的制冷剂出口 28c 流出的 制冷剂。更具体地, 第二电动膨胀阀 29 为可变节流阀机构, 其被配置成具有带可变节流阀 张开度的阀主体和用于改变阀主体的节流阀张开度的步进电机。
此外, 使得本实施例的第二电动膨胀阀 29 完全关闭节流阀通路。因此, 当第二电 动膨胀阀 29 的节流阀通路被完全关闭时, 从扩散器部分 13d 流出的全部制冷剂流入到排放 侧蒸发器 14, 而没有在第二分支部分 28 中进行分支。第二电动膨胀阀 29 的操作可以通过 来自控制装置的控制信号输出进行控制。
第一电动膨胀阀 19 连接至第一分支部分 18 的另一制冷剂出口, 如上所述。第一 电动膨胀阀 19 的基本结构类似于第二电动膨胀阀 29。因此, 当第一电动膨胀阀 19 的节流 阀通路被完全关闭时, 从散热器 12 流出的全部制冷剂流入到热膨胀阀 17, 而没有在第一分 支部分 18 中进行分支。
汇合部分 120 连接至第一和第二电动膨胀阀 19、 29 的制冷剂出口侧, 以汇合分别 从第一和第二电动膨胀阀 19、 29 流出的制冷剂。汇合部分 120 的基本结构类似于第二分支 部分 28。在三通接头构件的三个端口 120a-120c 中, 汇合部分 120 设置有两个制冷剂入口 120b、 120c 和一个制冷剂出口 120a。
本实施例的汇合部分 120 近似形成 Y 形, 使得从第一电动膨胀阀 19 流动到制冷剂 入口 120b 中的制冷剂的流动方向与从第二电动膨胀阀 29 流动到另一制冷剂入口 120c 的 制冷剂的流动方向相对于从汇合部分 120 的制冷剂出口 120a 流出的制冷剂的流动方向是 对称的, 且以锐角彼此连接。
因此, 当制冷剂在汇合部分 120 中被汇合时, 制冷剂从汇合部分 120 流出, 而不会 不明确地降低制冷剂的流速。因此, 可以在汇合部分 120 中保持从第一和第二电动膨胀阀 19、 29 流出的制冷剂的流速 ( 动态压力 )。
此外, 吸入侧蒸发器 16 连接至汇合部分 120 的制冷剂出口 120a。吸入侧蒸发器 16 为吸热热交换器, 被配置成在从汇合部分 120 流出的制冷剂和由吹风机 16a 吹送和循环 的冷冻室的空气之间进行热交换, 从而蒸发低压制冷剂, 以便施加吸热作用。
因此, 将与在吸入侧蒸发器 16 中的制冷剂进行热交换的流体是冷冻室中的空气。吹风机 16a 为电动吹风机, 其中吹风机 16a 的转速 ( 空气吹送量 ) 由来自控制装置的控制 电压输出进行控制。
第二压缩机 21 的制冷剂吸入端口连接至吸入侧蒸发器 16 的制冷剂出口侧。第二 压缩机 21 的基本结构类似于第一压缩机 11。 因此, 第二压缩机 21 为电动压缩机, 其中固定 排量类型的第二压缩机构 21a 由第二电机 21b 进行驱动。本实施例的第二电机 21b 用作用 于改变第二压缩机构 21a 的制冷剂排放能力的第二排放能力改变装置。
喷射器 13 的制冷剂吸入端口 13b 连接至第二压缩机 21 的制冷剂排放端口。
控制装置 ( 未示出 ) 由公知的微型计算机构建, 包括 CPU、 ROM 和 RAM 等以及其的 周围电路。控制装置基于储存在 ROM 中的控制程序执行各种计算和处理, 和控制各种电动 致动器 11b、 12b、 14a、 16a、 19、 21a、 29 等的操作。
控制装置包括用作第一排放能力控制装置的功能部分, 其控制及为第一排放能力 改变装置的第一电机 11b 的操作, 和用作第二排放能力控制装置的功能部分, 其控制是第 二排放能力改变装置的第二电机 21b 的操作。第一排放能力控制装置和第二排放能力控制 装置可以分别通过不同的控制装置配置而成。
来自传感器组 ( 未显示 ) 的检测值和来自操作面板 ( 未显示 ) 的各种操作信号被 输入到控制装置中, 传感器组包括用于检测外部空气温度的外部空气传感器、 用于检测制 冷室的温度和冷冻室内部温度的内部温度传感器, 在操作面板中设置了用于操作制冷器等 的操作开关。
接下来, 将基于图 80 的莫利尔图对具有上述结构的本实施例的操作进行描述。当 操作面板的操作开关被打开时, 控制装置使得第一和第二电机 11b、 21b、 冷却风扇 12a、 吹 风机 14a、 16a 以及电动膨胀阀 19、 29 被操作。控制装置控制第一和第二电动膨胀阀 19、 29 以处于节流状态或完全打开状态, 从而设定三种类型的循环配置。
在控制装置使得第一电动膨胀阀 19 成完全关闭的状态且使得第二电动膨胀阀 29 成节流阀状态时, 可以形成一种循环配置, 其中制冷剂流被仅在第二分支部分 28 处分支 ( 在下文, 在该循环配置下的操作模式被称作 “低压分支操作模式” )。
当控制装置使得第一电动膨胀阀 19 成节流阀状态且使得第二电动膨胀阀 29 成完 全关闭状态时, 可以形成一种循环配置, 其中制冷剂流仅在第一分支部分 18 处分支 ( 在下 文, 在该循环配置下的操作模式被称为 “高压分支操作模式” )。
当控制装置使得第一和第二电动膨胀阀 19、 29 都成为节流阀状态时, 可以形成一 种循环配置, 其中制冷剂流同时在第一分支部分 18 和第二分支部分 28 处分支 ( 在下文, 在 该循环配置下的操作模式被称为 “同时分支操作模式” )。
可以基于在循环中所需要的冷却能力和外部空气温度, 选择性地切换低压分支操 作模式、 高压分支操作模式或同时分支操作模式。 在本实施例中, 在需要通常的冷却能力的 通常操作中, 切换成低压分支操作模式。在需要高于通常操作模式的冷却能力且在循环中 循环的制冷剂流量被增加高于通常操作的高负载操作中, 切换成高压分支操作模式。
在需要冷却能力低于通常操作的冷却能力并且在循环中循环的制冷剂流量低于 通常操作的流量的低负载操作中, 或在外部空气温度低于预定标准温度, 使得高压侧和低 压侧之间的压力差变得小于预定压力差的情形中, 切换成同时分支操作模式。
在低压分支操作模式中, 从第一压缩机 11 排出的高温和高压制冷剂 ( 在图 80 中的 a2) 流入到散热器 12 中, 且与由冷却风扇 12a 吹送的被吹送空气 ( 外部空气 ) 进行热交 换, 以被散热和冷凝 ( 在图 80 中点 a2 →点 b2)。从散热器 12 流出的制冷剂流入到第一分 支部分 18。
此时, 因为第一电动膨胀阀 19 被完全关闭, 所以从散热器 12 流出的全部制冷剂经 由第一分支部分 18 流入到热膨胀阀 17, 而没有在第一分支部分 18 中进行分支。流入到热 膨胀阀 17 的制冷剂被等焓地进行减压和膨胀, 且变成气液两相状态 ( 在图 80 中点 b2 →点 c2)。此时, 热膨胀阀 17 的阀张开度被调节, 使得在排放侧蒸发器 14 的制冷剂出口侧处的 制冷剂的过热度 ( 在图 80 中的点 g2) 变成预定值。
从热膨胀阀 17 流出的中间制冷剂流入到喷射器 13 的喷嘴部分 13a, 且通过喷嘴部 分 13a 被等熵地减压和膨胀 ( 在图 80 中点 c2 →点 d2)。在所述喷嘴部分 13a 的减压和膨 胀中, 制冷剂的压力能量被转换成制冷剂的速度能量, 且制冷剂被高速地从所述喷嘴部分 13a 的制冷剂喷出端口喷出。因此, 从第二压缩机 21 排出的制冷剂通过喷射制冷剂的制冷 剂抽吸作用被从喷射器 13 的制冷剂吸入端口 13b 抽吸到喷射器 13( 在图 80 中点 j2 →点 e2)。
此外, 从喷嘴部分 13a 喷出的喷射制冷剂和从制冷剂吸入端口 13b 抽吸的吸入制 冷剂在喷射器 13 的混合部分 13c 中进行混合, 且流入到喷射器 13 的扩散器部分 13d( 在图 80 中点 d2 →点 e2)。也就是, 通路截面面积在扩散器部分 13d 随着朝向下游而被增大, 使 得制冷剂的速度能量被转换成其压力能量, 从而增加了制冷剂的压力 ( 在图 80 中点 e2 → 点 f2)。
从扩散器部分 13d 流出的制冷剂流入到第二分支部分 28, 且通过第二分支部分 28 被分支成流向排放侧蒸发器 14 的制冷剂流和流向第二电动膨胀阀 29 的制冷剂流。控制装 置调节第二电动膨胀阀 29 的节流阀张开度, 使得流入到排放侧蒸发器 14 的制冷剂流量 G1 大于流入到第二电动膨胀阀 29 的制冷剂流量 G2, 且在吸入侧蒸发器 16 中的制冷剂蒸发温 度变成了预定的温度。
从第二分支部分 28 流入到排放侧蒸发器 14 的制冷剂通过从通过吹风机 14a 吹送 的制冷室内部的空气吸收热量而被蒸发 ( 在图 80 中点 f2 →点 g2)。因此, 被吹送到制冷室 的内部的空气被冷却。 从排放侧蒸发器 14 流出的气体制冷剂将被吸入第一压缩机 11, 且被 再次压缩 ( 在图 80 中点 g2 →点 a2)。
另一方面, 从第二分支部分 28 流入到第二电动膨胀阀 29 的制冷剂在第二电动膨 胀阀 29 处被等焓地进行减压和膨胀, 从而降低了制冷剂压力 ( 在图 80 中点 f2 →点 hα2)。 在第二电动膨胀阀 29 被减压和膨胀的制冷剂流入到吸入侧蒸发器 16, 且通过吸收来自由 吹风机 16a 吹送的制冷室的内部空气的热量而被蒸发 ( 在图 80 中点 hα2 →点 i2)。因此, 被吹送到冷冻室的内部的空气被冷却。
从吸入侧蒸发器 16 流出的气体制冷剂将被吸入第二压缩机 21, 且被压缩 ( 在图 80 中点 i2 →点 j2)。 此时, 控制装置控制第一和第二电机 11b、 21b 的操作, 使得喷射器式制 冷循环装置的整个循环中的 COP 大致接近于最大值。具体地, 在第一和第二压缩机构 11a、 21a 中的压力增加量被控制成大致相等, 用于改善第一和第二压缩机构 11a、 21a 的压缩效 率。
在制冷剂在第一和第二压缩机 11、 21 中被等熵地压缩的情形中当制冷剂的焓的增加量为 ΔH1, 且当在第一和第二压缩机 11、 21 中实际加压的制冷剂的焓的增加量为 ΔH2 时, 压缩效率为 ΔH1 与 ΔH2 的比。
例如, 当第一和第二压缩机 11、 21 的转速或压力增加量被增加时, 制冷剂的温度 通过制冷剂的一部分热量被增加, 从而增加了焓的实际增加量 ΔH2。 在这种情况下, 在第一 和第二压缩机 11、 21 中降低了压缩效率。
从第二压缩机 21 排出的制冷剂被从制冷剂吸入端口 13b 抽吸到喷射器 13 中 ( 在 图 80 中点 j2 →点 e2)。
接下来, 在高压分支操作模式中, 类似于低压分支操作模式, 从第一压缩机 11 排 出的制冷剂被在散热器 12 冷却和冷凝 ( 在图 80 中点 a2 →点 b2)。从散热器 12 流出的制 冷剂被在第一分支部分 18 分支。
此外, 从第一分支部分 18 流入到热膨胀阀 17 中的高压制冷剂被通过热膨胀阀 17 等焓地减压和膨胀, 以变成气液两相状态 ( 在图 80 中点 b2 →点 c2)。从热膨胀阀 17 流出 的中间制冷剂以这样的顺序流动 : 喷射器 13 的喷嘴部分 13a →扩散器部分 13d →第二分支 部分 28 →排放侧蒸发器 14( 在图 80 中点 c2 →点 d2 →点 e2 →点 f2)。
此时, 因为第二电动膨胀阀 29 完全关闭, 从扩散器部分 13d 流出的全部制冷剂经 由第二分支部分 28 流入到排放侧蒸发器 14, 而没有在第二分支部分 28 中进行分支。从第 二分支部分 28 流入到排放侧蒸发器 14 的制冷剂通过吸收来自制冷室内部的空气的热量而 被蒸发 ( 在图 80 中点 f2 →点 g2), 且被吸入第一压缩机 11, 以被再次压缩 ( 在图 80 中点 g2 →点 a2)。
另一方面, 从第一分支部分 18 流入到第一电动膨胀阀 19 的高压制冷剂被在第一 电动膨胀阀 19 等焓地进行减压和膨胀, 从而降低了制冷剂压力 ( 在图 80 中由虚线显示出 的点 b2 →点 hβ2)。
在本实施例中, 第一电动膨胀阀 19 的阀张开度 ( 节流阀张开度 ) 被调节, 使得可 以将流量比 Gnoz/Ge 设置成优化的比, 在该比例时可以在整个循环中实现高的 COP。在此 处, 流量比 Gnoz/Ge 是流入到喷嘴部分 13a 的制冷剂流量 Gnoz 与流向制冷剂吸入端口 13b 的制冷剂流量 Ge 的比。在第一电动膨胀阀 19 处被减压和膨胀的制冷剂流入到汇合部分 120。
从汇合部分 120 流入到吸入侧蒸发器 16 的制冷剂通过从由吹风机 16a 吹送的冷 冻室内的空气吸收热量而被蒸发 ( 在图 80 中点 hβ2 →点 i2)。因此, 被吹送到冷冻室内 部的空气被冷却。从吸入侧蒸发器 16 流出的制冷剂被吸入第二压缩机 21 以被再次压缩 ( 在图 80 中点 i2 →点 j2), 并且之后被吸入喷射器 13 的制冷剂吸入端口 13b( 在图 80 中 点 j2 →点 e2), 类似于低压分支操作模式。
在同时分支操作模式中, 类似于高压分支操作模式, 从散热器 12 流出的制冷剂被 在第一分支部分 18 分支。从第一分支部分 18 流到热膨胀阀 17 的制冷剂以这样的顺序流 动: 热膨胀阀 17 →喷射器 13 的喷嘴部分 13a →扩散器部分 13d →第二分支部分 28( 在图 80 中的点 b2 →点 c2 →点 d2 →点 e2 →点 f2)。
在同时分支操作模式中, 类似于低压分支操作模式, 从扩散器部分 13d 流出的制 冷剂被在第二分支部分 28 分支。从第二分支部分 28 流向排放侧蒸发器 14 的制冷剂以这 样的顺序流动 : 排放侧蒸发器 14 →第一压缩机 11, 以便冷却制冷室内部的空气 ( 在图 80 中点 f2 →点 g2)。
另一方面, 从第二分支部分 28 流向第二电动膨胀阀 29 的制冷剂以这样的顺序流 动: 第二电动膨胀阀 29 →汇合部分 120( 在图 80 中由虚线显示的点 c2 →点 hβ2)。此外, 从第一分支部分 18 流向第一电动膨胀阀 19 的制冷剂以这样的顺序流动 : 第一电动膨胀阀 19 →汇合部分 120( 在图 80 中点 f2 →点 hα2)。
之后, 从第二电动膨胀阀 29 流出的制冷剂流和从第一电动膨胀阀 19 流出的制冷 剂流在汇合部分 120 处汇合 ( 在图 80 中点 hβ2 →点 hγ2, 点 hα2 →点 hγ2)。类似于低 压分支操作模式和高压分支操作模式, 从汇合部分 120 流出的制冷剂流入到吸入侧蒸发器 16 且被蒸发, 以便冷却冷冻室内的空气。
从吸入侧蒸发器 16 流出的制冷剂被吸入第二压缩机 21 中以被压缩, 且之后被吸 入喷射器 13 的制冷剂吸入端口 13b 中 ( 在图 80 中点 hγ2 →点 i2 →点 j2 →点 e2)。
本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 被按如上进行操作, 并且因此可以实现下 述极好的效果。
(A) 在任何操作模式中, 因为制冷剂流通过第一分支部分 18 和第二分支部分 28 中 的至少一个被分支, 且制冷剂可以被适合地供给至排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16 两 者。因此, 可以在排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16 中同时进行冷却作用。
此时, 排放侧蒸发器 14 的制冷剂蒸发压力变为通过第二压缩机 21 和扩散器部分 13d 加压的压力。另一方面, 吸入侧蒸发器 16 的制冷剂蒸发压力变为在扩散器部分 13d 中 被加压之后通过第二电动膨胀阀 29 减压的压力。
因此, 吸入侧蒸发器 16 的制冷剂蒸发压力 ( 制冷剂蒸发温度 ) 可以低于排放侧蒸 发器 14 的制冷剂蒸发压力 ( 制冷剂蒸发温度 )。结果, 排放侧蒸发器 14 可适于冷却具有低 温的制冷室, 且吸入侧蒸发器 16 可适于冷却具有极低温度的冷冻室。
(B) 因为设置了第二压缩机 21( 第二压缩机构 21a), 所以在任何一种操作模式中, 喷射器 13 的吸入能力可以通过第二压缩机构 21a 的操作进行补充。因此, 例如, 即使在高 压制冷剂和低压制冷剂之间的压力差被降低从而降低喷射器 13 的驱动流的流量的操作条 件中, 例如在低的外部空气的温度的情形中, 也就是, 即使在喷射器 13 的吸入能力被降低 的操作条件中, 制冷剂也可以被确定地供给至吸入侧蒸发器 16。
此外, 制冷剂压力通过第一和第二压缩机构 11a、 21a 和喷射器 13 的扩散器部分 13d 中的加压作用而被增加。因此, 与通过单一压缩机构对制冷剂进行加压的情形相比, 第 一和第二压缩机构 11a、 21a 的驱动功率被降低, 从而改善了 COP。
此外, 通过扩散器部分 13d 的加压作用, 第一压缩机构 11a 的吸入压力可以被增 加, 从而降低了第一压缩机构 11a 的驱动功率。另外, 因为在各第一和第二压缩机构 11a、 21a 中的吸入压力和排放压力之间的压力差可以被降低, 所以在各第一和第二压缩机构 11a、 21a 中的压缩效率可以被改善。
在本实施例中, 第一和第二压缩机构 11a、 21a 的制冷剂排放能力可以通过第一和 第二电机 11b、 21b 被分别独立地改变。因此, 第一和第二压缩机构 11a、 21a 的压缩效率可 以被有效地改善。
结果, 即使当引起驱动流的流量的变化从而降低了扩散器部分 13d 的加压能力 时, 喷射器式制冷循环装置可以高 COP 地稳定地操作。因此, 在高压制冷剂和低压制冷剂之间的压力差很大的制冷循环装置中, 例如, 在 吸入侧蒸发器 16 的制冷剂蒸发温度被降低至例如 -30℃至 -10℃的非常低的温度的制冷循 环装置中, 本发明的效果是及其有效的。
(C) 在低压分支操作模式中, 从第二分支部分 28 流到排放侧蒸发器 14 的制冷剂流 量 G1 大于从第二分支部分 18 流到第二热膨胀阀 29 的制冷剂流量 G2。因此, 可以增加散热 器 12 中的制冷剂的散热量。因此, 可以增大整个循环中的制冷剂的吸热量, 也就是循环的 冷却能力。
(D) 因此, 在高压分支操作模式和同时分支操作模式中, 制冷剂以这样的顺序流 动: 第一压缩机 11 →散热器 12 →第一分支部分 18 →喷射器 13 →第二分支部分 28 →排放 侧蒸发器 14 →第一压缩机 11。同时, 制冷剂以这样的顺序流动 : 第一压缩机 11 →散热器 12 →第一分支部分 18 →第一电动膨胀阀 19 →汇合部分 120 →吸入侧蒸发器 16 →第二压 缩机 21 →喷射器 13 →第二分支部分 28 →排放侧蒸发器 14 →第一压缩机 11。
也就是, 因为穿过蒸发器 ( 例如排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16) 的制冷剂流 变成循环的, 即使当用于第一和第二压缩机 11、 21 的润滑油 ( 制冷器油 ) 被混合到制冷剂 中时, 也可以防止油停留在排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16 中。
(E) 在同时分支操作模式中, 循环被配置以使得从第一电动膨胀阀 19 和第二电动 膨胀阀 29 流出的制冷剂被供给至吸入侧蒸发器 16。因此, 在同时分支操作模式中, 与从第 一电动膨胀阀 19 和第二电动膨胀阀 29 中的任一个流出的制冷剂被供给至吸入侧蒸发器 16 的循环结构相比, 可以容易地增加被供给至吸入侧蒸发器 16 的制冷剂流量。
(F) 与专利文件 1 的喷射器式制冷循环装置相比, 可以从第一压缩机 11 的吸入侧 移除用作排放侧气液分离器的贮存器。因此, 可以降低喷射器式制冷循环装置 10 整体的产 品成本。
(G) 另外, 在本实施例中, 因为作为可变节流阀机构的热膨胀阀 17 被用作高压侧 减压装置, 所以流入到喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的制冷剂流量可以根据制冷剂循环中的负 载变化进行变化。结果, 即使出现负载波动, 也可以操作喷射器式制冷循环装置, 同时具有 高的 COP。
(H) 因为通过热膨胀阀 17 进行减压的制冷剂处于气液两相状态 ( 在图 80 中的点 c2), 所以气液两相制冷剂可以流到喷射器 13 的喷嘴部分 13a 中。
因此, 与液体制冷剂流入到喷嘴部分 13a 中的情形相比, 可有利于喷嘴部分 13a 中 的制冷剂的沸腾, 从而改善了喷嘴效率。因此, 增加了喷嘴部分 13 的回收的能量的量, 且在 扩散器部分 13d 中增加了压力增加量, 从而改善了 COP。
此外, 与液体制冷剂流入到喷嘴部分 13a 中的情形相比, 可以增大喷嘴部分 13a 的 制冷剂通路面积, 并且因此使得对喷嘴部分 13a 的处理容易进行。 结果, 可以降低喷射器 13 的产品成本, 从而使得降低在喷射器式制冷循环装置 10 整体的产品成本。
第四十四实施例
在本实施例中, 如图 81 的整体示意图, 相对于第四十三实施例, 改变了热膨胀阀 17 的配置。 也就是, 在本实施例中, 热膨胀阀 17 设置在从散热器 12 的制冷剂出口侧至第一 分支部分 18 的入口侧的制冷剂通路中。在图 81 中, 通过相同的附图标记来表示类似于或 对应于第四十三实施例的部件。这在下述的附图中也是相同的。在本实施例中的其它配置类似于第四十三实施例。
接下来, 将参考图 82 的莫利尔图对本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 的操作 进行描述。关于表示图 82 中的制冷剂状态的标记, 通过使用相同的字母来表示与图 80 中 相同的制冷剂状态, 但是仅改变在字母后面的额外的标记。同样的原理对于在下述的实施 例中的莫利尔图也是适合的。
当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 在任何一种操作模式中, 从散热 器 12 流出的制冷剂流入到热膨胀阀 17, 且被等焓地进行减压和膨胀以变成气液两相状态 ( 在图 82 中点 b4 →点 c4)。
另一方面, 在高压分支操作模式和同时操作模式中, 从第一分支部分 18 流入到第 一电动膨胀阀 19 的高压制冷剂在第一电动膨胀阀 19 处被等焓地进行减压和膨胀, 从而降 低了制冷剂压力 ( 由图 82 中的虚线显示的, 点 c4 →点 hβ4)。其它操作类似于第四十三实 施例。
因此, 即使在本实施例的结构中, 可以实现与第四十三实施例的 (A) 至 (H) 相同的 效果。
第四十五实施例
在本实施例中, 如图 83 的整体示意图, 相对于第四十三实施例的喷射器式制冷循 环装置 10 增加了内部热交换器 30, 在其中, 从散热器 12 流出的制冷剂和循环中的低压侧制 冷剂被进行热交换。
内部热交换器 30 用于在从散热器 12 的制冷剂出口侧流过高压侧制冷剂通路 30a 的制冷剂和流过低压侧制冷剂通路 30b 的低压侧制冷剂之间进行热交换。更具体地, 在本 实施例中, 从散热器 12 流出的制冷剂为穿过从散热器 12 的制冷剂出口侧朝向第一分支部 分 18 的入口端口的制冷剂通路的制冷剂。与之相对, 本实施例的循环中的低压侧制冷剂为 将被抽吸到第二压缩机构 21a 的制冷剂。
双管的热交换结构可以作为内部热交换器 30 的特殊结构, 其中用于形成低压侧 制冷剂通路 30b 的内管被设置在用于形成高压侧制冷剂通路 30a 的外管的内部。高压侧制 冷剂通路 30a 可以被设置成内管, 且低压侧制冷剂通路 30b 可以被设置成外管。
此外, 用于限定高压侧制冷剂通路 30a 和低压侧制冷剂通路 30b 的制冷剂管可以 通过钎焊而被结合, 以具有热交换结构。 在本实施例中的其它配置类似于第四十三实施例。
当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 通过内部热交换器 30 的操作, 在任一种操作模式中, 如图 84 的莫利尔图, 第二压缩机构 21a 的吸入侧制冷剂的焓被增加 ( 在图 84 中点 i6 →点 i’ 6), 且流入到第一分支部分 18 的制冷剂的焓被降低 ( 在图 84 中 点 b6 →点 b’ 6)。在任一操作模式中的其它操作类似于第四十三实施例。
因此, 即使在本实施例的结构中, 可以实现与第四十三实施例的 (A) 至 (H) 相同的 效果。因此, 相对于第四十三实施例, 通过内部热交换器 30 的操作, 可以在任一操作模式中 降低流入到排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16 的制冷剂的焓。
结果, 在制冷剂入口侧和制冷剂出口侧的制冷剂的焓之间的焓差可以在排放侧蒸 发器 14 和吸入侧蒸发器 16 中被增大, 从而进一步改善 COP。
第四十六实施例
在本实施例中, 如图 85 的整体示意图, 相对于第四十三实施例的喷射器式制冷循环装置 10 添加了热交换器 31, 在其中, 从散热器 12 流出的制冷剂和循环中的低压侧制冷剂 被进行热交换。
内部热交换器 31 在从散热器 12 的制冷剂出口侧流过高压侧制冷剂通路 31a 的制 冷剂和流过低压侧制冷剂通路 31b 的低压侧制冷剂之间进行热交换。内部热交换器 31 的 基本结构类似于第四十五实施例的内部热交换器 30。
更具体地, 在本实施例中, 从散热器 12 流出的制冷剂是穿过从第一分支部分 18 的 制冷剂出口侧至第一电动膨胀阀 19 的制冷剂入口侧的制冷剂通路的制冷剂。与之相比, 本 实施例的循环中的低压侧制冷剂是将被吸入第二压缩机构 21a 的制冷剂。在本实施例中的 其它配置类似于第四十三实施例。
当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 在高压分支操作模式和同时分 支操作模式中, 通过内部热交换器 31 的操作, 如图 86 的莫利尔图, 第二压缩机构 21a 的吸 入侧制冷剂和排放侧制冷剂的焓被增加 ( 在图 86 中点 i8 →点 i’ 8 → j8), 且流入到第一电 动膨胀阀 19 的制冷剂的焓被降低 ( 在图 86 中点 b8 →点 b’ 8)。其它操作类似于第四十三 实施例。
因此, 即使在本实施例的结构中, 可以实现与第四十三实施例的 (A) 至 (H) 相同的 效果。 此外, 类似于第四十四实施例, 在制冷剂入口侧和制冷剂出口侧的制冷剂的焓的焓差 可以在排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16 中被增大, 从而进一步改善 COP。
在本实施例中, 在从第一分支部分 18 的制冷剂出口侧至第一电动膨胀阀 19 的入 口侧的制冷剂通路中流动的高压制冷剂与将被吸入到第二压缩机构 21a 的低压制冷剂进 行热交换。因此, 它可以防止从第一分支部分 18 流到喷嘴部分 13a 的制冷剂的焓不必要地 降低。
因此, 可以实现 COP 的进一步的改善。因为流到喷嘴部分 13a 的制冷剂的焓没有 被不必要地降低, 所以在喷嘴部分 13a 中可以增加回收能量的量。
将描述所述细节。 根据流入到喷嘴部分 13a 的制冷剂的焓的增加, 在喷嘴部分 13a 中的等焓的斜线变得更加平滑。因此, 在制冷剂通过喷嘴部分 13a 中的相等的压力等熵地 膨胀的情形中, 喷嘴部分 13a 的入口侧的制冷剂的焓和喷嘴部分 13a 的出口侧制冷剂的焓 之间的差 ( 回收能量的量 ), 随着喷嘴部分 13a 的入口侧制冷剂的焓的变大, 而变大。
因此, 根据流入到喷嘴部分 13a 的制冷剂的焓的增加, 可以在喷嘴部分 13a 中增加 回收能量的量。因此, 根据回收能量的量的增加, 可以增加扩散器部分 13d 中的压力增加 量, 从而进一步改善 COP。
第四十七实施例
在本实施例中, 如图 87 的整体示意图, 相对于第四十三实施例的喷射器式制冷循 环装置 10 添加了热交换器 32, 其中从散热器 12 流出的制冷剂和循环中的低压侧制冷剂被 进行热交换。
内部热交换器 32 在从散热器 12 的制冷剂出口侧流过高压侧制冷剂通路 32a 的制 冷剂和流过低压侧制冷剂通路 32b 的低压侧制冷剂之间进行热交换。内部热交换器 32 的 基本结构类似于第四十五实施例的内部热交换器 30。
更具体地, 在本实施例中, 从散热器 12 流出的制冷剂是穿过从散热器 12 的制冷剂 出口侧朝向第一分支部分 18 的入口端口的制冷剂通路的制冷剂。与之相比, 本实施例的循环中的低压侧制冷剂是将被吸入第一压缩机构 11a 的制冷剂。在本实施例中的其它配置类 似于第四十三实施例。
当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 通过内部热交换器 32 的操作, 在任一操作模式中, 如图 88 的莫利尔图, 增加第一压缩机构 11a 的吸入侧制冷剂的焓 ( 在 图 88 中点 g10 →点 g’ 10), 且降低了流入到第一分支部分 18 的制冷剂的焓 ( 在图 88 中点 b10 →点 b’ 10)。其它操作类似于第四十三实施例。
因此, 即使在本实施例的结构中, 可以实现与第四十三实施例的 (A) 至 (H) 相同的 效果。 此外, 类似于第四十四实施例, 在制冷剂入口侧和制冷剂出口侧的制冷剂的焓之间的 焓差可以在排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16 中被增大, 从而进一步改善 COP。
第四十八实施例
在本实施例中, 如图 89 的整体示意图, 相对于第四十三实施例的喷射器式制冷循 环装置 10 添加了热交换器 33, 其中从散热器 12 流出的制冷剂和循环中的低压侧制冷剂被 进行热交换。
内部热交换器 33 在从散热器 12 的制冷剂出口侧流过高压侧制冷剂通路 33a 的制 冷剂和流过低压侧制冷剂通路 33b 的低压侧制冷剂之间进行热交换。内部热交换器 33 的 基本结构类似于第四十五实施例的内部热交换器 30。
更具体地, 在本实施例中, 从散热器 12 流出的制冷剂是穿过从第一分支部分 18 的 制冷剂出口侧至第一电动膨胀阀 19 的制冷剂入口侧的制冷剂通路的制冷剂。与之相比, 本 实施例的循环中的低压侧制冷剂是将被吸入第一压缩机构 11a 的制冷剂。在本实施例中的 其它配置类似于第四十三实施例。
当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 在高压分支操作模式和同时分 支操作模式中, 通过内部热交换器 33 的操作, 如图 90 的莫利尔图, 增加了第一压缩机构 11a 的吸入侧制冷剂的焓 ( 在图 90 中点 g’ 12 →点 g12), 和降低了流入到第一电动膨胀阀 19 的制冷剂的焓 ( 在图 90 中点 b12 →点 b’ 12)。其它操作类似于第四十三实施例。
因此, 即使在本实施例的结构中, 可以实现与第四十三实施例的 (A) 至 (H) 相同的 效果。此外, 类似于第四十六实施例, 可以实现 COP 的改善。
第四十九实施例
在本实施例中, 如图 91 的整体示意图, 相对于第四十三实施例的喷射器式制冷循 环装置 10, 对散热器 12 的结构进行了改变。
具体地, 本实施例的散热器 12 被配置成亚冷却型冷凝器, 其包括冷凝部分 12b、 气 液分离部分 12c( 接收器部分 ) 和过冷部分 12d。冷凝部分 12b 冷凝制冷剂, 气液分离部分 12c 将从冷凝部分 12b 流出的制冷剂分成气体制冷剂和液体制冷剂, 以及过冷部分 12d 过 冷从气液分离部分 12c 流出的液体制冷剂。在本实施例中的其它配置类似于第四十三实施 例。
当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 在任一操作模式中, 如图 92 的莫 利尔图, 在散热器 12 的冷凝部分 12b 中冷凝的制冷剂在气液分离部分 12c 中分成气体制冷 剂和液体制冷剂。此外, 在气液分离部分 12c 中被分离的饱和的液体制冷剂被在过冷部分 12d 中过冷 ( 图 92 中的点 b14 →点 b’ 14)。其它操作类似于第四十三实施例。
因此, 即使在本实施例的结构中, 可以实现与第四十三实施例的 (A) 至 (H) 相同的效果。因此, 在任一操作模式中, 相对于第四十三实施例, 可以降低流入到排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16 的制冷剂的焓。
结果, 在制冷剂入口侧和制冷剂出口侧的制冷剂的焓之间的焓差可以在排放侧蒸 发器 14 和吸入侧蒸发器 16 中被增大, 从而进一步改善 COP。
此时, 可以防止第二压缩机构 21a 的吸入侧制冷剂的焓 ( 即循环中的低压侧制冷 剂 ) 不必要地增加 ( 图 92 中的点 i14), 而与使用了第四十五实施例的内部热交换器 30 的 情形不同。因此, 它可以防止第二压缩机构 21a 的吸入制冷剂的密度降低, 并因此相对于第 四十五实施例可以降低在吸入侧蒸发器 16 中的制冷剂蒸发压力 ( 制冷剂蒸发温度 )。
第五十实施例
在上述的各第四十三至第四十九实施例中, 基于弗隆的制冷剂用作喷射器式制冷 循环装置 10 的制冷剂循环的制冷剂, 以形成亚临界制冷剂循环。然而, 在本实施例中, 二氧 化碳用作制冷剂以形成超临界制冷剂循环, 其中从第一压缩机 11 排出的制冷剂压力超过 制冷剂的临界压力。在本实施例中, 如图 93 的整体示意图, 从第四十三实施例的喷射器式 制冷循环装置 10 移除了热膨胀阀 17。在本实施例中的其它配置类似于第四十三实施例。
接下来, 将参考图 94 的莫利尔图对本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 的操作 进行描述。当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 时, 从第一压缩机 11 排出的制冷 剂被在散热器 12 中进行冷却。此时, 穿过散热器 12 的制冷剂在超临界状态进行冷却, 而没 有冷凝 ( 图 94 中的点 a16 →点 b16)。
在高压分支操作模式和同时分支操作模式中, 从散热器 12 流出的制冷剂流入到 第一分支部分 18, 且通过分支部分 18 被分支成流向喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的制冷剂流 和流向第一热膨胀阀 19 的制冷剂流 ( 图 94 中的点 b16)。从第一分支部分 18 流入到喷射 器 13 的喷嘴部分 13a 的超临界高压制冷剂被通过喷嘴部分 13a 等熵地减压和膨胀 ( 图 94 中的点 b16 →点 d16)。
另一方面, 在高压分支操作模式和同时操作模式中, 从第一分支部分 18 流入到第 一热膨胀阀 19 的高压制冷剂被在第一热膨胀阀 19 处等焓地进行减压和膨胀, 从而降低了 制冷剂压力 ( 由图 94 的虚线显示的点 b16 →点 hβ16)。
其它操作类似于第四十三实施例。 因此, 即使在本实施例的结构中, 可以实现与第 四十三实施例的 (A) 至 (F) 相同的效果。
此外, 在超临界制冷剂循环中, 高压侧制冷剂压力变得高于亚临界制冷剂循环。 因 此, 在所述循环中的高压侧和低压侧之间的压力差可以被增大 ( 图 94 的点 b16 →点 d16), 从而增加了喷射器 13 的喷嘴部分 13a 中的减压量。此外, 在喷嘴部分 13a 的制冷剂入口侧 处的制冷剂的焓和在喷嘴部分 13a 的制冷剂出口侧处的制冷剂的焓之间的焓差 ( 回收能量 的量 ) 可以被增大, 从而进一步改善 COP。
第五十一实施例
如图 95 的整体示意图, 本实施例的喷射器式制冷循环装置 40 设置有第三分支部 分 38, 该第三分支部分 38 具有类似于第四十三实施例的第一分支部分 18 的结构, 且设置 在第一压缩机 11 的制冷剂排放侧。第三分支部分 38 的一个制冷剂出口连接至第一散热器 121, 第三分支部分 38 的另一制冷剂出口连接至第二散热器 122。
第一散热器 121 为散热热交换器, 其在从第三分支部分 38 的一个制冷剂出口流出的高压制冷剂和由冷却风扇 121a 吹送的外部空气 ( 即室外部的空气 ) 之间交换热量, 以冷 却高压制冷剂。第二散热器 122 为散热热交换器, 其在从第三分支部分 38 的另一个制冷剂 出口流出的高压制冷剂和由冷却风扇 122a 吹送的外部空气 ( 即室外部的空气 ) 之间交换 热量, 以冷却高压制冷剂。
在本实施例的喷射器式制冷循环装置 40 中, 相对于第二散热器 122 减少了第一散 热器 121 的热交换面积, 使得第一散热器 121 的热交换能力 ( 散热性能 ) 低于第二散热器 122 的热交换能力。冷却风扇 121a、 122a 为电动吹风机, 其中其转速 ( 空气吹送量 ) 由来自 控制装置的控制电压输出进行控制。
接收器 ( 即液体接收器 ) 可以设置在第一或第二散热器 121、 122 的制冷剂出口 侧, 以用作高压侧气液分离器, 其中从第一或第二散热器 121、 122 流出的制冷剂被分成气 体制冷剂和液体制冷剂, 且液体制冷剂被储存作为剩余的制冷剂。 此外, 从接收器分离的饱 和的液体制冷剂被引入到下游侧。
类似于第四十三实施例, 热膨胀阀 17 连接至第一散热器 121 的制冷剂出口侧, 用 作高压侧减压装置。 类似于第四十三实施例, 热膨胀阀 17 的制冷剂出口侧连接至喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的制冷剂入口侧。排放侧蒸发器 14 连接至喷射器 13 的扩散器部分 13d 的 出口侧。
作为吸入侧减压装置的固定节流阀 39 连接至第二散热器 122 的制冷剂出口侧。 毛 细管、 节流孔等可以用作固定节流阀 39。类似于第四十三实施例, 吸入侧蒸发器 16 连接至 固定节流阀 39 的制冷剂出口侧。在本实施例中, 其它配置类似于第四十三实施例的喷射器 式制冷循环装置 10。
接下来, 将基于图 96 中显示的莫利尔图对具有上述结构的本实施例的操作进行 描述。当操作面板的操作开关被打开时, 控制装置使得第一和第二电机 11b、 21b、 冷却风扇 121a、 122a、 吹风机 14a、 16a 操作。因此, 第一压缩机 11 抽吸制冷剂、 压缩被抽吸的制冷剂, 以及排出被压缩的制冷剂。此时, 制冷剂的状态为图 96 中的点 a18。
从第一压缩机 11 排出的高温和高压气体制冷剂流入到第三分支部分 38, 且通过 分支部分 38 被分支成流向第一散热器 121 的制冷剂流和流向第二散热器 122 的制冷剂流 ( 图 96 中的点 a18)。
在本实施例中, 确定第三分支部分 38 中的各通路的通路面积 ( 压力损失特性 ), 使 得流量比 Gr1/Gr2 可以被设定成优化的比例, 在该比例下可以在整个循环中实现高的 COP。 在此处, 流量比 Gr1/Gr2 为流至第一散热器 121 的制冷剂流量 Gr1 与流量第二散热器的制 冷剂流量 Gr2 的比。
流入到第一散热器 121 的制冷剂与通过冷却风扇 121a 吹送的被吹送的空气 ( 外 部空气 ) 进行热交换, 以被散热和冷凝 ( 在图 96 中的点 a18 →点 b118)。另一方面, 流入到 第二散热器 122 的制冷剂与通过冷却风扇 122a 吹送的被吹送的空气 ( 外部空气 ) 进行热 交换, 以被散热和冷凝 ( 在图 96 中的点 a18 →点 b218)。
因为第一散热器 121 的热交换能力设定成低于第二散热器 122 的热交换能力, 所 以从第一散热器 121 流出的制冷剂的焓可以变得大于从第二散热器 122 流出的制冷剂的 焓。
此外, 从第一散热器 121 流出的制冷剂流入到热膨胀阀 17, 且被等焓地进行减压和膨胀以变成气液两相状态 ( 在图 96 中的点 b118 →点 c18)。此时, 热膨胀阀 17 的阀张开 度被调节, 使得在排放侧蒸发器 14 的制冷剂出口侧的制冷剂的过热度 ( 图 96 中的点 g18) 变成预定值。
从热膨胀阀 17 流出的中间压力制冷剂被通过喷嘴部分 13a 等熵地减压和膨胀 ( 图 96 中的点 c18 →点 d18)。此外, 从喷嘴部分 13a 喷出的喷射制冷剂和从制冷剂吸入端 口 13b 抽吸的吸入制冷剂在喷射器 13 的混合部分 13c 中进行混合 ( 图 96 中的点 d18 →点 e18), 且在喷射器 13 的扩散器部分 13d 中增压 ( 图 96 中的点 e18 →点 f18)。
从扩散器部分 13c 流出的制冷剂流入到排放侧蒸发器 14, 且通过从由吹风机 14a 吹送的制冷室内部的空气吸收热量而被蒸发 ( 图 96 中的点 f18 →点 g18)。因此, 被吹送到 制冷室的内部的空气被冷却。从排放侧蒸发器 14 流出的气体制冷剂将被吸入第一压缩机 11 中, 且被再次压缩 ( 图 96 中的点 g18 →点 a18)。
另一方面, 从第二散热器 122 流出的液体制冷剂在固定节流阀 39 处被等焓地进行 减压和膨胀, 从而减少制冷剂压力 ( 图 96 中的点 b218 →点 h18)。在固定节流阀 39 处被减 压和膨胀的制冷剂流入到吸入侧蒸发器 16, 且通过从由吹风机 16a 吹送的冷冻室内的空气 抽吸热量而被蒸发 ( 图 96 中的点 h18 →点 i18)。因此, 被吹送到室的内部的空气被冷却。
从吸入侧蒸发器 16 流出的制冷剂被吸入第二压缩机 21, 以被再次压缩 ( 在图 96 中的点 i18 →点 j18), 且之后被吸入喷射器 13 的制冷剂吸入端口 13b( 在图 96 中的点 j18 →点 e18)。例如控制第一和第二压缩机构 11a、 21a 中的加压量的其它操作类似于第 四十三实施例。
如上所述操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 40, 并且因此可以第四十三实施 例的 (A)、 (B)、 (D)、 (F)-(H) 的效果。
此外, 第一散热器 121 的散热能力和第二散热器 122 的散热能力可以独立地进行 改变。 因此, 第二散热器 122 的散热能力可以容易地与吸入侧蒸发器 16 的吸热能力相匹配, 且第一和第二散热器 121、 122 的散热能力可以容易地与排放侧蒸发器 14 的吸热能力相匹 配。因此, 容易使循环的操作稳定。
此外, 在本实施例中, 因为与第二散热器 122 相比, 减少了第一散热器 121 的热交 换能力, 所以可以防止流至喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的制冷剂的焓不必要地降低。因此, 类似于第四十六实施例, 可以在喷嘴部分 13a 中增加回收能量, 且可以实现 COP 的改善。
第五十二实施例
在本实施例中, 如图 97 的整体示意图, 相对于第五十一实施例的喷射器式制冷循 环装置 40 增添了内部热交换器 34, 在其中从第二散热器 122 流出的制冷剂和循环中的低压 侧制冷剂进行热交换。
内部热交换器 34 用于在从第二散热器 122 的制冷剂出口侧流过高压侧制冷剂通 路 34a 的制冷剂与流过低压侧制冷剂通路 34b 的低压侧制冷剂之间进行热交换。内部热交 换器 34 的基本结构类似于第四十五实施例的内部热交换器 30。 更具体地, 本实施例的循环 中的低压侧制冷剂为将被抽取到第二压缩机构 21a 中的制冷剂。在本实施例中的其它配置 类似于第五十一实施例。
当如图 98 的莫利尔图操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 40 时, 通过内部热 交换器 34 的操作, 增加了第二压缩机构 21a 的吸入侧制冷剂的焓 ( 图 98 中的点 i20 →点i’ 20), 且降低了流入到固定节流阀 39 的制冷剂的焓 ( 在图 98 中的点 b220 →点 b2’ 20)。 其它操作类似于第五十一实施例。
因此, 即使在本实施例的结构中, 可以实现与第五十一实施例相同的效果。因此, 流入到吸入侧蒸发器 16 的制冷剂的焓可以通过内部热交换器 34 的作用而被降低。因此, 在制冷剂入口侧和制冷剂出口侧的制冷剂的焓之间的焓差可以在吸入侧蒸发器 16 中被增 大, 从而进一步改善 COP。
第五十三实施例
在本实施例中, 如图 99 的整体示意图, 相对于第五十一实施例的喷射器式制冷循 环装置 40 增添了内部热交换器 35, 其中从第二散热器 122 流出的制冷剂和循环中的低压侧 制冷剂进行热交换。
内部热交换器 35 用于在从第二散热器 122 的制冷剂出口侧流过高压侧制冷剂通 路 35a 的制冷剂与流过低压侧制冷剂通路 35b 的低压侧制冷剂之间进行热交换。内部热交 换器 35 的基本结构类似于第四十五实施例的内部热交换器 30。 更具体地, 本实施例的循环 中的低压侧制冷剂为将被抽取到第一压缩机构 11a 中的制冷剂。在本实施例中的其它配置 类似于第五十一实施例。
当如图 100 的莫利尔图操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 40 时, 通过内部热 交换器 35 的操作, 增加了第一压缩机构 11a 的吸入侧制冷剂的焓 ( 图 100 中的点 g22 →点 g’ 22), 且降低了流入到固定节流阀 39 的制冷剂的焓 ( 在图 100 中的点 b222 →点 b2’ 22)。 其它操作类似于第五十一实施例。
因此, 即使在本实施例的结构中, 也可以实现与第五十一实施例相同的效果。此 外, 通过内部热交换器 35 的操作, 在制冷剂入口侧和制冷剂出口侧的制冷剂的焓之间的焓 差可以在吸入侧蒸发器 16 中被增大, 从而提高冷却能力且进一步改善 COP。
第五十四实施例
在本实施例中, 如图 101 的整体示意图, 相对于第五十一实施例的喷射器式制冷 循环装置 40 改变了第二散热器 122 的结构。
本实施例的第二散热器 122 的基本结构类似于第四十九实施例的散热器 12。因 此, 本实施例的第二散热器 122 为亚冷却型冷凝器, 其包括冷凝部分 122b、 气液分离部分 122c( 接收器部分 ) 和过冷部分 122d。在本实施例中的其它配置类似于第五十一实施例。
当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 40 时, 在第二散热器 122 的冷凝部分 122b 中冷凝的制冷剂在气液分离部分 122c 中被分成气体制冷剂和液体制冷剂, 如图 102 的 莫利尔图。此外, 在气液分离部分 122c 中分离的饱和液体制冷剂在过冷部分 122d 中被过 冷 ( 在图 102 中点 b224 →点 b2’ 24)。其它操作类似于第五十一实施例。
因此, 即使在本实施例的结构中, 也可以实现与第五十一实施例相同的效果。此 外, 因为流入到吸入侧蒸发器 16 的制冷剂的焓可以被减少, 在制冷剂入口侧和制冷剂出口 侧的制冷剂的焓之间的焓差可以在吸入侧蒸发器 16 中被增大, 从而提高冷却能力且进一 步改善了 COP。
因此, 类似于第四十九实施例, 可以相对于第五十二实施例在吸入侧蒸发器 16 中 减少制冷剂蒸发压力 ( 制冷剂蒸发温度 )。
第五十五实施例在本实施例中, 如图 103 的整体示意图, 相对于第五十一实施例移除了热膨胀阀 17, 且类似于第五十实施例, 二氧化碳用作制冷剂, 从而配置超临界制冷剂循环。在本实施 例中的其它配置类似于第五十一实施例。
当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 40 时, 如图 104 的莫利尔图, 从第一压 缩机 21 排出的制冷剂在第三分支部分 38 处分支, 且在第一和第二散热器 121、 122 分别冷 却。此时, 穿过第一和第二散热器 121、 122 的制冷剂在超临界状态进行冷却, 而没有被冷凝 ( 在图 104 中点 a26 →点 b126, 点 a26 →点 b226)。
从第一散热器 121 流入到喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的超临界高压制冷剂通过喷 嘴部分 13a 等熵地减压和膨胀 ( 在图 104 中点 b126 →点 d26)。另一方面, 从第二散热器 122 流出的超临界高压制冷剂在固定节流阀 39 处被等焓地减压和膨胀, 从而减少了制冷剂 压力 ( 在图 104 中点 b226 →点 h26)。其它操作类似于第五十一实施例。
因此, 即使在本实施例的结构中, 可以实现与第四十三实施例的 (A)、 (B)、 (D)、 (F) 相同的效果。此外, 类似于第五十实施例, 由于在喷嘴部分 13a 中的回收能量的量, 可以实 现 COP 的改善。
第五十六实施例
在本实施例中, 本发明的喷射器式制冷循环装置 50 用于制冷装置。图 105 为本实 施例的喷射器式制冷循环装置 50 的整体示意图。
喷射器式制冷循环装置 50 设置有第一和第二热交换器 51、 52。第一和第二热交 换器 51、 52 被配置以能够在冷却将通过使用第一热交换器 51 而被吹送到室中的空气 ( 将 被热交换的流体 ) 的第一操作模式和加热通过使用第二热交换器 52 而被吹送到室中的空 气的第二操作模式之间进行切换。图 105 中的实线箭头显示出在第一操作模式中的制冷剂 流, 图 105 中的虚线箭头显示出第二操作模式中的制冷剂流。
喷射器式制冷循环装置 50 的制冷剂通路作由为制冷剂通路切换装置的第一和第 二电动四通阀 53、 54 进行切换, 从而在第一操作模式和第二操作模式之间进行切换。第一 和第二电动四通阀 53、 54 的操作分别由来自控制装置的控制信号输出进行控制。
类似于第四十三实施例, 第一电动四通阀 53 连接至散热器 12 的制冷剂出口侧。 第 一电动四通阀 53 适于在其中散热器 12 的制冷剂出口侧和第一热交换器 51 的制冷剂入口 侧被连接且同时贮存器 55 的液体制冷剂出口侧与第二热交换器 52 的制冷剂入口侧被连接 的制冷剂通路 ( 即, 由图 105 中的实线箭头显示的线路 )、 与其中散热器 12 的制冷剂出口侧 与第二热交换器 52 的制冷剂入口侧被连接且同时贮存器 55 的液体制冷剂出口侧与第一热 交换器 51 的制冷剂入口侧被连接的制冷剂通路 ( 即图 105 中的虚线箭头显示的线路 ) 之 间进行切换。
贮存器 55 为排放侧气液分离器, 其中从喷射器 13 的扩散器部分 13d 流出的制冷 剂被分成气体制冷剂和液体制冷剂, 且循环中的剩余的液体制冷剂被储存在其中。在本 实施例中, 固定节流阀 59 设置在贮存器 55 的液体制冷剂出口侧与第一电动四通阀 53 之 间, 以便减压和膨胀流向第一电动四通阀 53 的制冷剂。固定节流阀 59 基本结构类似于第 五十一实施例的固定节流阀 39。
第二电动四通阀 54 连接至第一和第二热交换器 51、 52 的制冷剂出口侧。具体地, 第二电动四通阀 54 被配置成在其中第一热交换器 51 的制冷剂出口侧和喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的入口侧被连接且同时第二热交换器 52 的制冷剂出口侧和第二压缩机 21 的制冷 剂吸入侧被连接的制冷剂通路 ( 即由图 105 中的实线箭头显示的线路 )、 与其中第二热交 换器 52 的制冷剂出口侧和喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的入口侧被连接且同时第一热交换器 51 的制冷剂出口侧和第二压缩机 21 的制冷剂吸入侧被连接的制冷剂通路 ( 即由图 105 中 的虚线箭头显示的线路 ) 之间进行切换。
此外, 在本实施例中, 热膨胀阀 57 被设置在第二电动四通阀 54 和喷射器 13 的喷 嘴部分 13a 之间, 用作高压侧减压装置以使流入到喷嘴部分 13a 制冷剂减压和膨胀。
热膨胀阀 57 具有温度感测部分 ( 未示出 ), 其设置在第二压缩机 21 的制冷剂吸入 侧的制冷剂通路中。热膨胀阀 57 为可变节流阀机构, 其中在第二压缩机 21 的制冷剂吸入 侧处的制冷剂的过热度基于在第二压缩机 21 的制冷剂吸入侧处的制冷剂的温度和压力进 行检测, 且热膨胀阀 57 的阀的张开度 ( 制冷剂流量 ) 通过使用机械机构进行调整, 使得在 第二压缩机 21 的制冷剂吸入侧处的过热度接近预定值。
第一热交换器 51 为使用侧热交换器, 在其中穿过的制冷剂与由吹风机 51a 吹送和 循环的内部空气进行热交换。第二热交换器 52 为使用侧热交换器, 在其中穿过的制冷剂与 由吹风机 52a 吹送和循环的内部空气进行热交换。第一和第二吹风机 51a、 52a 为电动吹风 机, 其中其转速 ( 空气吹送量 ) 由来自控制装置的控制电压输出进行控制。
贮存器 55 为排放侧气液分离器, 其中从喷射器 13 的扩散器部分 13d 流出的制冷 剂被分成气体制冷剂和液体制冷剂, 且在循环中的剩余的液体制冷剂被储存在其中。 此外, 第一压缩机 11 的制冷剂吸入端口连接至贮存器 55 的气体制冷剂出口。在本实施例中的其 它配置类似于第四十三实施例。
接下来, 将参考图 106 的莫利尔图对具有上述配置的本实施例的操作进行描述。 在本实施例的喷射器式制冷循环装置 10 中, 第一操作模式和第二操作模式每隔预定时间 进行切换, 从而连续地冷却室的内部。
(a) 第一操作模式
在第一操作模式中, 控制装置使得第一和第二电机 11b、 21b、 冷却风扇 12a 以及吹 风机 51a、 52a 被操作。
另外, 控制装置使得第一电动四通阀 53 被切换, 以使得散热器 12 的制冷剂排放侧 和第一热交换器 51 的制冷剂入口侧被连接, 且同时贮存器 55 的液体制冷剂出口侧和第二 热交换器 52 的制冷剂入口侧被连接 ; 且使得第二电动四通阀 54 被切换, 以使得第一热交换 器 51 的制冷剂出口侧和喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的入口侧被连接, 且同时第二热交换器 52 的制冷剂出口侧和第二压缩机 21 的制冷剂吸入侧被连接。
因此, 如图 105 的实线箭头所显示, 制冷剂以这样顺序循环 : 第一压缩机 11 →散 热器 12( →第一电动四通阀 53) →第一热交换器 51( →第二电动四通阀 54) →热膨胀阀 57 →喷射器 13 的喷嘴部分 13a →贮存器 55 的气体制冷剂出口→第一压缩机 11。同时, 制 冷剂以这样的顺序循环, 贮存器 55 的液体制冷剂出口→固定节流阀 59( →第一电动四通阀 53) →第二热交换器 52( →第二电动四通阀 54) →第二压缩机 21 →喷射器 13 的制冷剂吸 入端口 13b →贮存器 55。
因此, 由第一压缩机构 11a 压缩的制冷剂 ( 在图 106 中的点 a28) 通过与由吹风机 12a 吹送的外部空气进行热交换而在散热器 12 中被冷却 ( 在图 106 中点 a28 → b28)。之后, 从散热器 12 流出的制冷剂经由第一电动四通阀 53 流入到第一热交换器 51。
流入到第一热交换器 51 的制冷剂与由第一吹风机 51a 吹送的且循环的室内的空 气进行热交换, 且被冷却 ( 在图 106 中的点 b28 →点 b’ 28)。因此, 可以进行对第一热交换 器 51 的除霜。
从第一热交换器 51 流出的制冷剂经由第二电动四通阀 54 流入到热膨胀阀 57。 流 入到热膨胀阀 57 的制冷剂被等焓地进行减压和膨胀, 且变成气液两相状态 ( 图 106 中的点 b’ 28 →点 c28)。此时, 热膨胀阀 57 的阀张开度被调整, 使得在第一压缩机 11 的制冷剂吸 入侧处的制冷剂的过热度 ( 在图 106 中的点 g28) 变成预定值。
从热膨胀阀 57 流出的中间制冷剂流入到喷射器 13 的喷嘴部分 13a, 且被喷嘴部分 13a 等熵地减压和膨胀, 以从其中喷出 ( 在图 106 中的点 c28 →点 d28)。因此, 从第二压缩 机构 21a 排出的制冷剂, 通过喷射制冷剂的制冷剂的抽吸作用被从喷射器 13 的制冷剂吸入 端口 13b 抽吸到喷射器 13 中 ( 在图 106 中的点 j28 →点 e28)。
此外, 从喷嘴部分 13a 喷出的喷射制冷剂和从制冷剂吸入端口 13b 抽吸的吸入制 冷剂在喷射器 13 的混合部分 13c 中混合, 且被在喷射器 13 的扩散器部分 13d 中加压 ( 图 106 中的点 e28 →点 f28)。
从扩散器部分 13d 流出的制冷剂被在贮存器 55 中分成气体制冷剂和液体制冷剂 ( 在图 106 中点 f28 →点 g28, 点 f28 →点 g’ 28), 且从贮存器 55 的气体制冷剂出口流出的 气体制冷剂被吸入第一压缩机构 11a 中, 以被再次压缩 ( 在图 106 中点 g28 →点 a28)。
另一方面, 从贮存器 55 的液体制冷剂出口流出的液体制冷剂在固定节流阀 59 处 被进一步等焓地进行减压和膨胀 ( 在图 106 中的点 g’ 28 →点 h28)。来自固定节流阀 59 的制冷剂经由第一电动四通阀 53 流入到第二热交换器 52。 流入到第二热交换器 52 的制冷 剂通过吸收来自由第二吹风机 52a 吹送的且循环的室内的空气的热量而被蒸发 ( 在图 106 中点 h28 →点 i28)。因此, 被吹送到室内的空气被冷却。
从第二热交换器 52 流出的制冷剂经由电动四通阀 54 被吸入第二压缩机构 21a, 且被在第二压缩机构 21a 中压缩。此时, 类似于第四十三实施例, 控制装置控制第一和第二 电机 11b、 21b 的操作, 使得喷射器式制冷循环装置 50 的整个循环中的 COP 大致接近于最大 值。
因此, 在本实施例的第一操作模式中, 制冷剂通路被切换, 使得从第一压缩机构 11a 排出的制冷剂被在散热器 12 和第一热交换器 51 中散热, 且制冷剂被在第二热交换器 52 中蒸发。 因此, 在本实施例的第一操作模式中, 被吹送到室中的空气可以由第二热交换器 52 进行冷却, 同时第一热交换器 51 被除霜。
(b) 第二操作模式
在第二操作模式中, 控制装置使得第一电动四通阀 53 被切换, 以使得散热器 12 的 制冷剂排放侧和第二热交换器 52 的制冷剂入口侧被连接且同时贮存器 55 的液体制冷剂出 口侧和第一热交换器 51 的制冷剂入口侧被连接, 且使得第二电动四通阀 54 被切换, 以使得 第二热交换器 52 的制冷剂出口侧和喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的入口侧被连接且同时第一 热交换器 51 的制冷剂出口侧与第二压缩机 21 的制冷剂吸入侧被连接。
因此, 如图 105 的虚线箭头所示, 制冷剂以这种循环循环 : 第一压缩机 11 →散热器 12( →第一电动四通阀 53) →第二热交换器 52( →第二电动四通阀 54) →热膨胀阀 57 →喷射器 13 的喷嘴部分 13a →贮存器 55 的气体制冷剂出口→第一压缩机 11。同时, 制冷剂 以这种循环循环 : 贮存器 55 的液体制冷剂出口→固定节流阀 59( →第一电动四通阀 53) → 第一热交换器 51( →第二电动四通阀 54) →第二压缩机 21 →喷射器 13 的制冷剂吸入端口 13b →贮存器 55。
因此, 在本实施例的第二操作模式中, 制冷剂通路与第一操作模式相反地被切换, 使得从第一压缩机构 11a 排出的制冷剂被在散热器 12 和第二热交换器 52 中散热, 且制冷 剂在第一热交换器 51 中蒸发。第二操作模式中的制冷剂的状态类似于图 106 的莫利尔图。 因此, 在本实施例的第二操作模式中, 将被吹送到室内的空气可以被第一热交换器 51 冷 却, 而第二热交换器 52 被除霜。
本实施例的喷射器式制冷循环装置 50 被如上操作, 并且因此可以实现第四十三 实施例的效果 (B)、 (G)、 (H)。因为第一操作模式和第二操作模式可以被交替地进行切换, 即使当第一和第二热交换器 51、 52 中的任一个被除霜时, 第一和第二热交换器 51、 52 中的 另一个可以被用于冷却室。因此, 在本实施例的喷射器式制冷循环装置 50 中, 可实现连续 稳定的冷却能力。
第五十七实施例
在本实施例中, 如图 107 的整体示意图, 相对第五十六实施例的喷射器式制冷循 环装置 50 添加了内部热交换器 36, 在其中在喷嘴部分 13a 的上游侧的高压制冷剂和循环中 的低压侧制冷剂被进行热交换。内部热交换器 36 用于在流过在喷嘴部分 13a 的上游侧的 高压侧制冷剂通路 36a 的制冷剂和流过低压侧制冷剂通路 36b 的低压侧制冷剂之间进行热 交换。
内部热交换器 36 的基本结构类似于第四十五实施例的内部热交换器 30。更具体 地, 在本实施例中, 在喷嘴部分 13a 的上游侧的高压制冷剂是流过从第二电动四通阀 54 至 热膨胀阀 57 的制冷剂通路的制冷剂。与之相对, 本实施例的循环中的低压侧制冷剂为将被 吸入第二压缩机构 21a 中的制冷剂。在本实施例中的其它配置类似于第五十六实施例。
当本实施例的喷射器式制冷循环装置 50 被操作, 如图 108 的莫利尔图, 相对于第 五十六实施例, 通过内部热交换器 36 的操作, 第二压缩机构 21a 的吸入侧制冷剂的焓被增 加 ( 在图 108 中点 i30 →点 i’ 30), 和流入到热膨胀阀 57 的制冷剂的焓被降低 ( 在图 108 中点 b’ 30 →点 b” 30)。其它操作类似于第五十六实施例。
因此, 即使在本实施例的结构中, 可以实现与第五十六实施例相同的效果。此外, 通过内部热交换器 36 的操作, 可以在任何操作模式中降低流入到第一和第二热交换器 51、 52 中的作为蒸发器的热交换器中的制冷剂的焓。
因此, 在制冷剂入口侧和制冷剂出口侧的制冷剂焓之间的焓差可以在用作蒸发器 的热交换器中被增大, 从而进一步改善 COP。
第五十八实施例
在本实施例中, 如图 109 的整体示意图, 相对于第五十六实施例的喷射器式制冷 循环装置 50 添加了内部热交换器 37, 其中喷嘴部分 13a 的上游侧的高压制冷剂和循环中 的低压侧制冷剂进行热交换。内部热交换器 37 用于在流过喷嘴部分 13a 的上游侧处的高 压侧制冷剂通路 37a 的制冷剂和流过低压侧制冷剂通路 37b 的低压侧制冷剂之间进行热交 换。内部热交换器 37 的基本结构类似于第四十五实施例的内部热交换器 30。更具体 地, 在本实施例中, 在喷嘴部分 13a 的上游侧的高压制冷剂为流过从第二电动四通阀 54 至 热膨胀阀 57 的制冷剂通路的制冷剂。与之相对, 本实施例的循环中的低压侧制冷剂为将被 吸入第一压缩机构 11a 中的制冷剂。在本实施例中的其它配置类似于第五十六实施例。
当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 50 时, 如图 110 的莫利尔图, 通过内部 热交换器 37 的操作, 相对于第五十六实施例, 第一压缩机构 11a 的吸入侧制冷剂的焓被增 大 ( 在图 110 中点 g32 →点 g’ 32), 且流入到热膨胀阀 57 的制冷剂的焓被降低 ( 在图 110 中点 b’ 32 →点 b” 32)。其它操作类似于第五十六实施例。
因此, 即使在本实施例的结构中, 可以实现与第五十六实施例相同的效果。此外, 通过内部热交换器 37 的操作, 在制冷剂入口侧和制冷剂出口侧的制冷剂的焓之间的焓差 可以在任何操作模式中在用作蒸发器的热交换器中被增大, 从而进一步改善 COP。
第五十九实施例
在本实施例中, 如图 111 的整体示意图, 相对于第五十六实施例移除了热膨胀阀 57, 且类似于第五十实施例二氧化碳被用作制冷剂, 从而配置了超临界制冷剂循环。 在本实 施例中的其它配置类似于第五十六实施例。
当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 50 时, 从第一压缩机 11 排出的制冷剂 在散热器 12 和在第一和第二热交换器 51、 52 中的用作散热器的热交换器中被冷却, 如图 112 的莫利尔图。此时, 穿过散热器 12 和用作散热器的热交换器的制冷剂被在超临界状态 中冷却, 且没有被冷凝 ( 图 112 中的点 a34 →点 b34 →点 b’ 34)。
从在第一和第二热交换器 51、 52 中用作散热器的热交换器流出的制冷剂经由第 二电动四通阀 54 流入到喷射器 13 的喷嘴部分 13a。流入到喷嘴部分 13a 的制冷剂在喷嘴 部分 13a 被等熵地减压和膨胀 ( 在图 112 中点 b’ 34 →点 d34)。其它操作类似于第五十六 实施例。
因此, 即使在本实施例的结构中, 可以实现与第五十六实施例相同的效果。此外, 由于喷嘴部分 13a 中的回收能量的量, 类似于第五十实施例可以实现 COP 的改善。
第六十实施例
在本实施例中, 如图 113 的整体示意图和图 114 的莫利尔图, 相对于第五十六实施 例的喷射器式制冷循环装置 50, 排放侧蒸发器 14 设置在喷射器 13 的扩散器部分 13d 的下 游侧和贮存器 55 的上游侧。在本实施例中的其它配置类似于类似于第五十六实施例。
当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 50 时, 本实施例的循环装置 50 类似于 第五十六实施例进行操作。此外, 如图 114 的莫利尔图, 液体制冷剂在从点 f36 至点 f’ 36 的制冷剂状态中在排放侧蒸发器 14 处被蒸发, 从而实现了吸热作用。因此, 也可以由排放 侧蒸发器 14 来冷却由吹风机 14a 吹送的空气。
制冷剂在高于在第一和第二热交换器 51、 52 中用作蒸发器的热交换器中的制冷 剂蒸发温度的温度下在排放侧蒸发器 14 中被蒸发。也就是, 在排放侧蒸发器 14 和第一和 第二热交换器 51、 52 中的用作蒸发器的热交换器中, 制冷剂在不同的温度区域蒸发。
因此, 在本实施例中, 例如, 在制冷器的室 ( 在此处食物、 饮料等被保存在低的 温度 (0 ℃至 10 ℃ )) 中的空气, 也可以在排放侧蒸发器 14 处被冷却, 同时可以实现与第 四十三实施例相同的效果。在第 56-59 实施例中的任一个的喷射器式制冷循环装置 50 中,可以增添排放侧蒸发器 14。
第六十一实施例
在本实施例中, 如图 115 的整体示意图, 相对于第五十一实施例的喷射器式制冷 循环装置 40, 添加了类似于第五十三实施例的内部热交换器 35, 且移除了排放侧蒸发器 14 和吹送机 14a。
本实施例的内部热交换器 35 适于在从第二散热器 122 的制冷剂出口侧至固定节 流阀 39 的入口侧的制冷剂通路中流动的高压制冷剂, 和将被吸入第一压缩机构 11a 的制冷 剂之间进行热交换。在本实施例中的其它配置类似于第五十一实施例。
当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 40 时, 通过内部热交换器 35 的操作, 如 图 116 的莫利尔图, 从扩散器部分 13d 流出的制冷剂被在内部热交换器 35 的低压侧制冷剂 通路 35b 中蒸发, 且第一压缩机构 11a 的吸入侧制冷剂的焓被增加 ( 在图 116 中点 f38 →点 g38)。此外, 从第二散热器 122 流出的制冷剂的焓降低 ( 在图 116 中点 b238 →点 b2’ 38)。
其它操作类似于第五十一实施例。 因此, 在本实施例中, 冷却作用可以存在于吸入 侧蒸发器 16 中, 且可以实现与第四十三实施例中的 (B)、 (D)、 (F)-(H) 相同的效果。
因此, 类似于第五十一实施例, 流入到喷嘴部分 13a 的制冷剂的焓没有不必要地 降低, 且因此可以实现 COP 的改善。此外, 由于内部热交换器 32, 类似于第五十三实施例可 以实现 COP 的改善。
第六十二实施例
在本实施例中, 如图 117 的整体示意图, 相对于第六十一实施例的喷射器式制冷 循环装置 50, 添加了类似于第五十六实施例的吸入侧气液分离器 55a 和贮存器 55。
吸入侧气液分离器 55a 为气液分离器, 其中从吸入侧蒸发器 16 流出的制冷剂分成 气体制冷剂和液体制冷剂, 和在循环中剩余的液体制冷剂被储存在其中。第二压缩机 21 的 制冷剂吸入端口连接至吸入侧气液分离器 55a 的气体制冷剂出口。在本实施例中的其它配 置类似于第六十一实施例。
因此, 当操作本实施例的喷射器式制冷循环装置 40 时, 它被类似于第六十一实施 例进行操作, 使得可以在吸入侧蒸发器 16 中实现冷却作用, 且因此可以实现与第四十三实 施例的 (B)、 (F)-(H) 相同的效果, 且类似于第二十六实施例可以改善 COP。
此外, 可以通过贮存器 55 和吸入侧气液分离器 55 的作用防止在第一压缩机 11 和 第二压缩机 21 中的液体压缩的问题。在本实施例中, 设置了贮存器 55 和吸入侧气液分离 器 55a ; 然而, 可以设置贮存器 55 和吸入侧气液分离器 55a 中的任一个。
其它实施例
本发明不限于上述的实施例, 且以下的各种变形是可能的。
(1) 在上述的各实施例中, 第一和第二压缩机 11、 21 被用作分别独立地配置的压 缩机。然而, 第一和第二压缩机构 11a、 21a 和第一和第二电机 11b、 21b 可以被一体地构成。
例如, 第一和第二压缩机构 11a 和 21a 与第一和第二电机 11b 和 21b 可以被容纳 在同一壳体中, 且可以被一体地构成。在这种情况下, 第一和第二压缩机构 11a、 21a 可以被 配置成具有共同的旋转轴, 以便通过使用从公共的驱动源供给的驱动力来驱动第一和第二 压缩机构 11a、 21a。
结果, 第一和第二压缩机构 11a、 21a 的尺寸可以较小, 从而减小了整个喷射器式制冷循环装置的尺寸。
(2) 在上述的实施例中, 电动压缩机适于分别作为第一和第二压缩机 11、 21。然 而, 第一和第二压缩机 11、 21 的构成不限于此。
例如, 采用发动机等作为驱动源, 可变排量压缩机可以适合于通过其排放能力的 变化, 调节制冷剂排放能力。在这种情况下, 排放能力改变装置由可变排量压缩机来构建。 可替代地, 采用电磁离合器进行中断, 通过间断地改变与驱动源的连接, 固定排量压缩机可 以用于调节制冷剂排放能力。在这种情况下, 电磁离合器用作排放能力改变装置。
相同类型的压缩机构或不同类型的压缩机构可以用作第一和第二压缩机 11、 21。
(3) 在本实施例中, 本实施例的喷射器式制冷循环装置用于制冷装置或冷冻 / 制 冷装置。然而, 本发明不限于此。例如, 本发明的喷射器式制冷循环装置 10 可以用于室内 空气调节的空调或用于车辆的空调。在加热操作模式中, 喷射器式制冷循环装置可以用作 热水器, 用于加热作为将被热交换的流体的水。
(4) 在上述的实施例中, 固定喷射器用作喷射器 13, 其中喷嘴部分 13a 的节流阀通 路面积被固定。 然而, 可变喷射器可适于用作喷射器 13, 其中喷嘴 13a 的节流阀通路面积是 可变的。类似地, 可变节流阀机构可以用作固定节流阀 15 或第二固定节流阀 53。
(5) 在上述的一些实施例中, 基于弗隆的制冷剂用作用于制冷剂循环的制冷剂。 然 而, 制冷剂的种类不限于此。例如, 基于烃的制冷剂、 二氧化碳等可以被使用。此外, 本发明 的喷射器式制冷循环装置可以被配置以形成蒸汽压缩超临界制冷剂循环, 其中高压侧上的 制冷剂压力超过制冷剂的临界压力。
例如, 如果由没有类似于第一实施例的高压侧减压装置的喷射器式制冷循环装置 构成超临界制冷剂循环, 那么高压侧上的制冷剂压力变得更高, 从而增大了在喷射器 13 的 喷嘴部分 13a 的制冷剂入口侧处的制冷剂压力和喷射器 13 的喷嘴部分 13a 的制冷剂出口 侧的制冷剂压力之间的压力差。因此, 在喷嘴部分 13a 的制冷剂入口侧处的制冷剂的焓和 在喷嘴部分 13a 的制冷剂出口侧处的制冷剂的焓之间的焓差可以被增大, 从而增加回收能 量的量。
此外, 当超临界制冷剂循环被构建在喷射器式制冷循环装置中时, 压力控制阀可 以用作高压侧减压装置。在这种情况下, 基于散热器 12 的制冷剂出口侧的高压侧制冷剂温 度, 压力控制阀将高压侧制冷剂压力调节至目标高压。在此处, 目标高压是被确定的值, 使 得 COP 近似变成最大值。
压力控制阀可以配置成具有位于散热器 12 的制冷剂出口侧的温度感测部分, 且 可以被配置成在温度感测部分中产生对应于散热器 12 的制冷剂出口侧处的高压制冷剂的 温度的压力, 以便通过温度感测部分的内压力和在散热器 12 的制冷剂出口侧处的制冷剂 压力之间的平衡调节阀张开度。
(6) 此外, 上述的第一至第十实施例关于喷射器式制冷循环装置进行了描述, 其中 贮存器 24 设置在喷射器 13 的扩散器部分 13d 的下游侧。然而, 喷射器式制冷循环装置的 配置不限于此。第二压缩机构 21a 可以设置在吸入侧蒸发器的制冷剂出口侧和喷射器的制 冷剂吸入端口之间, 从而形成另一循环。 即使在这种情况中, 喷射器式制冷循环装置可以被 稳定地操作。
在上述的实施例中, 关于喷射器式制冷循环装置 10、 40 进行了描述, 其被设置成仅具有第一和第二压缩机构 11a、 21a。然而, 可以设置另外的压缩机构。例如, 另外的蒸发 器可以被设置成平行于第一实施例的吸入侧蒸发器 16, 和另外的压缩机构可以被设置成仅 抽吸从另外的蒸发器流出的制冷剂。
(7) 在上述的第一至第七实施例中, 吸入侧蒸发器 16 被用作使用侧热交换器, 和 散热器 12 被用作用于将热量散发至大气的外部热交换器。与之相反, 可以配置热泵循环, 使得吸入侧热交换器 16 可以被配置成外部热交换器, 且散热器 12 可以被配置成内部热交 换器, 用于加热用来加热将被加热的空气或水的制冷剂。
(8) 在上述的第七至第九实施例中, 热膨胀阀 17 用作高压侧减压装置。 然而, 电动 膨胀阀可适于用来自外部的电子控制信号调节节流阀张开度 ( 阀张开度 )。 可替代地, 可以 采用具有与固定节流阀 15 相同的结构的固定节流阀机构, 而不将可变节流阀机构用作减 压装置。
可替代地, 膨胀单元可以用作高压侧减压装置或低压侧减压装置 ( 固定节流阀 15)。在膨胀单元中, 体积被膨胀以便减压制冷剂, 且将制冷剂的压力能量转换成其机械能 量。 可以将例如螺旋型压缩机构、 叶片型压缩机构、 旋转活塞型压缩机构等的各种可变排量 压缩机构用作膨胀单元。
在膨胀单元中, 当制冷剂相对于在可变排量压缩机构用作压缩机构的情形中的制 冷剂流反向流动时, 可以输出机械能量, 同时通过膨胀体积使制冷剂被减压。例如, 旋转型 可变排量压缩机构可以用作膨胀单元。在这种情况下, 在膨胀单元中回收的旋转能量可以 被输出作为机械能量。
例如, 从膨胀单元输出的机械能量可以用作第一和第二压缩机构的补充功率源。 在这种情况下, 整个喷射器式制冷循环装置的能量效率可以被改善。从膨胀单元输出的机 械能量可以被用作外部机器的驱动源。
例如, 如果发电机用作外部机器, 可以获得电能。例如, 飞轮可以用作外部机器。 在这种情况下, 从膨胀单元输出的机械能量可以被储存作为动能。此外, 弹簧装置 ( 螺旋弹 簧 ) 可以被用作外部机器。在这种情况下, 在膨胀单元中回收的机械能量可以被储存作为 弹性能量。
(9) 相对于第一至第七实施例, 类似于第八实施例, 可以添加吸入侧气液分离器 24a。在这种情况下, 仅仅在吸入侧气液分离器 24a 处被分离的气体制冷剂可以被供给至第 二压缩机构 21a, 从而在第二压缩机构 21a 中防止液体制冷剂压缩。
(10) 在上文描述的一些实施例的内部热交换器 30-32 中, 关于在高压侧制冷剂通 路中的制冷剂流动方向和在低压侧制冷剂通路中的制冷剂流动方向进行了描述。 在高压侧 制冷剂通路中的制冷剂流动方向和在低压侧制冷剂通路中的制冷剂流动方向可以被设置 成在同一方向上。可替代地, 在高压侧制冷剂通路中的制冷剂流动方向和在低压侧制冷剂 通路中的制冷剂流动方向可以被设置成在不同的方向上。
(11) 在上述的第十一至三十七实施例中, 热膨胀阀 17 用作高压侧减压装置, 使得 在排放侧蒸发器 14 的制冷剂出口侧处的制冷剂的过热度变成预定值。然而, 热膨胀阀可以 被采用, 使得在吸入侧蒸发器 16 的制冷剂出口侧处的制冷剂的过热度变成预定值。
此外, 电动膨胀阀可以被采用作为高压侧减压装置, 用来自外部的电子控制信号 调节节流阀张开度 ( 阀张开度 )。可替代地, 可以采用具有与固定节流阀 19 相同结构的固定节流阀机构, 而不将可变节流阀机构用作减压装置。
此外, 如第 16、 22、 28、 35、 36 和 37 的实施例, 可以从制冷循环装置移除高压侧减压 装置。 此外, 可以将在第三十四实施例中描述的压力控制阀 27 添加到其它实施例中 ( 例如, 第 16、 22、 28 实施例 )。
(12) 在上述的 13 实施例中, 膨胀单元 20 用作吸入侧减压装置的一个例子。 然而, 同样在其它实施例中, 膨胀单元可以用作吸入侧减压装置。 类似地, 膨胀单元可以用作高压 侧减压装置。
(13) 在上述的第 17、 18、 21 和 22 实施例中, 贮存器 24 被设置成喷射器式制冷循环 装置中的排放侧气液分离器。然而, 在其它实施例中, 贮存器 24 可以被设置在第一压缩机 构 11a 的制冷剂吸入侧处。在这种情况下, 在贮存器 24 处分离的气体制冷剂可以被供给至 第一压缩机构 11a, 从而在第一压缩机构 11a 中防止液体制冷剂压缩。
类似地, 在上述的 37 实施例中, 关于喷射器式制冷循环装置进行了描述, 其中设 置了吸入侧气液分离器 15a。然而, 在其它实施例中, 吸入侧气液分离器可以被设置在第二 压缩机构 21a 的制冷剂吸入侧。因此, 仅在吸入侧气液分离器处分离的气体制冷剂可以被 供给至第二压缩机构 21a, 从而在第二压缩机构 21a 中防止液体制冷剂压缩。
此外, 可以从第 17、 18、 21、 22 和 37 实施例的循环移除贮存器 24。
(14) 在上述的上文描述的第 11 至 16、 23 至 35 实施例中, 排放侧蒸发器 14 和吸 入侧蒸发器 16 被设置用以冷却将被冷却的不同的空间 ( 例如, 制冷室的空间、 冷冻室的空 间 )。然而, 排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16 可以被设置以冷却将被冷却的相同的空 间。在这种情况下, 有利的是一体地组装排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16, 且有利的是 由吹风机吹送的空气依次经过排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16。
原因是, 吸入侧蒸发器 16 的制冷剂蒸发压力 ( 制冷剂蒸发温度 ) 变得低于排放侧 蒸发器 14 的制冷剂蒸发压力 ( 制冷剂蒸发温度 ), 如上文所述。 也就是, 因为由吹风机吹送 的空气如上文所述地穿过排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16, 所以在排放侧蒸发器 14 和 吸入侧蒸发器 16 中, 被吹送的空气和制冷剂蒸发温度之间的温度差都可以被保证, 从而有 效地冷却被吹送的空气。
当一体地形成排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16 时, 蒸发器 14、 16 的部件都可 以由铝制成, 且可以通过使用例如钎焊的连接方式来一体地连接。 可替代地, 上述两个蒸发 器的部件都可以通过使用例如螺栓紧固的机械连接方式来一体地连接。
翅片和管类型的热交换器可以用作排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16。在这种 情况下, 翅片可以被共用地用在排放侧热交换器 14 和吸入侧热交换器 16 中, 且管道结构 ( 管通路结构 ) 可以被配置成在两个蒸发器中分开, 其中制冷剂在管道结构中穿过。
当排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16 被配置成冷却制冷器中的同一室时, 被设 置在下游空气侧的吸入侧蒸发器 16 的制冷剂蒸发温度变成引起结霜的温度 (0℃或更低 )。 因此, 通过调节排放侧蒸发器 14 中的制冷剂蒸发温度, 可以降低吹送到吸入侧蒸发器 16 中 的空气的湿度。
由此, 可以控制在吸入侧蒸发器 16 中的结霜的产生。此外, 因为空气流未被结霜 阻塞, 可以减小吸入侧蒸发器 16 的翅片收缩, 从而减小了吸入侧蒸发器 16 的尺寸。
(15) 在上述的实施例中, 关于喷射器式制冷循环装置 10 进行了描述, 其被设置成仅有第一和第二压缩机构 11a、 21a。然而, 可以设置另外的压缩机构。例如, 另外的蒸发器 可以被设置成平行于第十一实施例的吸入侧蒸发器 16, 且另外的压缩机构可以被设置成仅 抽吸从另外的蒸发器流出的制冷剂。
在上述的第 11 至 37 的实施例中, 本发明的喷射器式制冷循环装置用于冷冻 / 制 冷装置。然而, 本发明不限于此。例如, 本发明的喷射器式制冷循环装置可以用于室内空气 调节的制冷循环装置或用于车辆的空调。
(17) 在上述的一些实施例中, 吸入侧蒸发器 16 用作使用侧热交换器, 散热器 12 用 作外部热交换器, 用于将热量散至大气。与之相反, 热泵循环可以被配置, 使得吸入侧热交 换器 16 可以被配置成外部热交换器, 散热器 12 可以被配置成内部热交换器, 用于加热要被 加热的流体, 例如空气或水。
(18) 在上述的实施例的内部热交换器 30-35 中, 在高压侧制冷剂通路中的制冷剂 流动方向和低压侧制冷剂通路中的制冷剂流动方向未被描述。 高压侧制冷剂通路中的制冷 剂流动方向和低压侧制冷剂通路中的制冷剂流动方向可以布置在同一方向上。可替代地, 高压侧制冷剂通路中的制冷剂流动方向和低压侧制冷剂通路中的制冷剂流动方向可以布 置在不同的方向上。此外, 在上述的第三十六、 三十七实施例中, 循环中的低压侧制冷剂可 以是将被吸入第二压缩机构 21a 中的制冷剂。
(19) 在上述的第三十八至四十二实施例中, 热膨胀阀 17 用作高压侧减压装置, 使 得在排放侧蒸发器 14 的制冷剂出口侧处的制冷剂的过热度变成预定值。然而, 热膨胀阀可 以采用, 使得在吸入侧蒸发器 16 的制冷剂出口侧的制冷剂的过热度变成预定值。
此外, 作为高压侧减压装置, 电动膨胀阀可以被采用, 用来自外部的电子控制信 号来调节节流阀张开度 ( 阀张开度 )。可替代地, 可以采用具有与固定节流阀 19 相同的 结构的固定节流阀机构, 而不将可变节流阀机构用作高压侧减压装置。此外, 可以从第 三十八 - 四十一实施例中的制冷循环装置移除高压侧减压装置。
此外, 当如第四十二实施例超临界制冷剂循环被配置到喷射器式制冷循环装置中 时, 压力控制阀可以用作高压侧减压装置。在这种情况下, 基于在散热器 12 的制冷剂出口 侧的高压侧制冷剂温度, 压力控制阀调节高压侧制冷剂压力至目标高压。 在此处, 目标高压 是被确定的值, 使得 COP 变成接近于最大值。
压力控制阀可以被配置成具有在散热器 12 的制冷剂出口侧处设置的温度感测部 分, 且可以被配置成在温度感测部分内产生对应于散热器 12 的制冷剂出口侧处的高压制 冷剂的温度的压力, 以便通过温度感测部分的内压力和在散热器 12 的制冷剂出口侧处的 制冷剂压力之间的平衡调节阀张开度。
(20) 在上述的实施例中膨胀单元可以用作高压侧减压装置或低压侧减压装置。 在 膨胀单元中, 体积被膨胀, 以便使制冷剂减压, 且将制冷剂的压力能量转换成其机械能量。 例如, 可以将例如螺旋型压缩机构、 叶片型压缩机构、 旋转活塞型压缩机构等的各种可变排 量压缩机构用作膨胀单元。
在膨胀单元中, 当制冷剂相对于在可变排量压缩机构用作压缩机构的情形中的制 冷剂流反向流动时, 可以输出机械能量, 同时通过膨胀体积而使制冷剂减压。例如, 旋转型 可变排量压缩机构可以用作膨胀单元。在这种情况下, 在膨胀单元中回收的旋转能量可以 被输出作为机械能量。例如, 从膨胀单元输出的机械能量可以用作第一和第二压缩机构的补充功率源。 在这种情况下, 整个喷射器式制冷循环装置的能量效率可以被改善。从膨胀单元输出的机 械能量可以被用作外部机器的驱动源。
例如, 如果发电机用作外部机器, 可以获得电能。例如, 飞轮可以用作外部机器。 在这种情况下, 从膨胀单元输出的机械能量可以被储存作为动能。此外, 弹簧装置 ( 螺旋弹 簧 ) 可以被用作外部机器。在这种情况下, 在膨胀单元中回收的机械能量可以被储存作为 弹性能量。
(21) 在上述的一些实施例中, 作为排放侧气液分离器的贮存器可以设置在第一压 缩机 11 的制冷剂吸入侧, 以便将将被吸入第一压缩机 11 中的制冷剂分成气体制冷剂和液 体制冷剂且将液体制冷剂储存作为循环的剩余的制冷剂。在这种情况下, 在贮存器处分离 的气体制冷剂可以被供给至第一压缩机构 11a, 从而在第一压缩机构 11a 中防止液体制冷 剂压缩。
类似地, 具有与贮存器相同结构的吸入侧气液分离器可以被设置在第二压缩机构 21a 的制冷剂吸入侧。 在这种情况下, 可以仅将在吸入侧气液分离器处被分离的气体制冷剂 供给至第二压缩机构 21a, 从而在第二压缩机构 21a 中防止液体制冷剂压缩。
(22) 在上述的第三十八至四十二实施例中, 排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16 被设置以冷却将被冷却的不同的空间 ( 例如, 制冷室的空间、 冷冻室的空间 )。 然而, 排放侧 蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16 可以被设置以冷却将被冷却的相同的空间。在这种情况下, 有利的是一体地组装排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16, 且有利的是由吹风机吹送的空 气依次经过排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16。
因此, 如上所述, 吸入侧蒸发器 16 的制冷剂蒸发压力 ( 制冷剂蒸发温度 ) 可以低 于排放侧蒸发器 14 的制冷剂蒸发压力 ( 制冷剂蒸发温度 )。也就是, 因为由吹风机吹送的 空气如上文所述地穿过排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16, 所以在排放侧蒸发器 14 和吸 入侧蒸发器 16 两者中, 被吹送的空气和制冷剂蒸发温度之间的温度差均可以被保证, 从而 有效地冷却被吹送的空气。
当一体地形成排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16 时, 蒸发器 14、 16 的部件可以 由铝制成, 且可以通过使用例如钎焊的连接方式来一体地连接。 可替代地, 上述两个蒸发器 14、 16 的部件可以通过使用例如螺栓紧固的机械接合方式来一体地连接。
翅片和管类型的热交换器可以用作排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16。在这种 情况下, 翅片可以被共用地用在排放侧热交换器 14 和吸入侧热交换器 16 中, 和管道结构 ( 管通路结构 ) 可以被配置成在两个蒸发器中分开, 其中制冷剂在管道结构中穿过。
当排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16 被配置成冷却制冷器中的同一室时, 被设 置在下游空气侧的吸入侧蒸发器 16 的制冷剂蒸发温度变成引起结霜的温度 (0℃或更低 )。 因此, 通过调节排放侧蒸发器 14 中的制冷剂蒸发温度, 可以降低吹送到吸入侧蒸发器 16 中 的空气的湿度。
由此, 可以控制在吸入侧蒸发器 16 中的结霜的产生。此外, 因为空气流未被结霜 阻塞, 可以减小吸入侧蒸发器 16 的翅片收缩, 从而减小了吸入侧蒸发器 16 的尺寸。
(23) 在上述的第三十八至四十二实施例中, 关于喷射器式制冷循环装置进行了描 述, 其被设置成仅有第一和第二压缩机构 11a、 21a。 然而, 可以设置另外的压缩机构。 例如,另外的蒸发器可以被设置成平行于第三十八实施例的吸入侧蒸发器 16, 且另外的压缩机构 可以被设置成仅抽吸从另外的蒸发器流出的制冷剂。
(24) 在上述的第三十八至四十二实施例中, 本发明的喷射器式制冷循环装置用于 冷冻 / 制冷装置。然而, 本发明不限于此。例如, 本发明的喷射器式制冷循环装置可以用于 室内空气调节的制冷循环装置或用于车辆的空调。
(25) 在上述的一些实施例中, 吸入侧蒸发器 16 用作使用侧热交换器, 散热器 12 用 作外部热交换器, 用于将热量散至大气。与之相反, 热泵循环可以被配置, 使得吸入侧热交 换器 16 可以被配置成外部热交换器, 散热器 12 可以被配置成内部热交换器, 用于加热制冷 剂, 该制冷剂用于加热被加热的空气或水。
(26) 在上述的每一实施例的内部热交换器 30 和 31 中, 在高压侧制冷剂通路中的 制冷剂流动方向和低压侧制冷剂通路中的制冷剂流动方向未被描述。 高压侧制冷剂通路中 的制冷剂流动方向和低压侧制冷剂通路中的制冷剂流动方向可以布置在同一方向上。 可替 代地, 高压侧制冷剂通路中的制冷剂流动方向和低压侧制冷剂通路中的制冷剂流动方向可 以布置在不同的方向上。
(27) 在上述的第四十三至四十九、 五十一至五十四实施例中, 热膨胀阀 17 用作高 压侧减压装置, 使得在排放侧蒸发器 14 的制冷剂出口侧处的制冷剂的过热度变成预定值。 然而, 热膨胀阀可以被采用, 使得在吸入侧蒸发器 16 的制冷剂出口侧的制冷剂的过热度变 成预定值。
此外, 作为高压侧减压装置, 电动膨胀阀可以被采用, 用来自外部的电子控制信 号来调节节流阀张开度 ( 阀张开度 )。可替代地, 可以采用具有与固定节流阀 39、 59 相同 的结构的固定节流阀机构, 而不将可变节流阀机构用作高压侧减压装置。此外, 可以从第 四十三 - 四十九、 五十一 - 五十四、 五十六 - 五十八、 六十 - 六十二实施例中的制冷循环装 置移除高压侧减压装置。
此外, 当如第五十、 五十五、 五十九实施例超临界制冷剂循环被配置到喷射器式制 冷循环装置中时, 压力控制阀可以用作高压侧减压装置。在这种情况下, 基于在散热器 121 的制冷剂出口侧和第一和第二热交换器中的用作散热器的热交换器处的高压侧制冷剂温 度, 压力控制阀调节高压侧制冷剂压力至目标高压。在此处, 目标高压是被确定的值, 使得 COP 变成接近于最大值。
压力控制阀可以被配置成具有在用作散热器 12 的热交换器的制冷剂出口侧处设 置的温度感测部分, 且可以被配置成在温度感测部分内产生对应于用作散热器的热交换器 的制冷剂出口侧处的高压制冷剂的温度的压力, 以便通过温度感测部分的内压力和用作散 热器的热交换器的制冷剂出口侧处的制冷剂压力之间的平衡调节阀张开度。
(28) 在上述的第 43-62 实施例中膨胀单元可以用作高压侧减压装置或低压侧减 压装置。在膨胀单元中, 体积被膨胀, 以便使制冷剂减压, 和将制冷剂的压力能量转换成其 的机械能量。例如, 可以将例如螺旋型压缩机构、 叶片型压缩机构、 旋转活塞型压缩机构等 的各种可变排量压缩机构用作膨胀单元。
在膨胀单元中, 当制冷剂相对于在可变排量压缩机构用作压缩机构的情形中的制 冷剂流反向流动时, 可以输出机械能量, 同时通过膨胀体积而使制冷剂减压。例如, 旋转型 可变排量压缩机构可以用作膨胀单元。在这种情况下, 在膨胀单元中回收的旋转能量可以被输出作为机械能量。
例如, 从膨胀单元输出的机械能量可以用作第一和第二压缩机构的补充功率源。 在这种情况下, 整个喷射器式制冷循环装置的能量效率可以被改善。从膨胀单元输出的机 械能量可以被用作外部机器的驱动源。
例如, 如果发电机用作外部机器, 可以获得电能。例如, 飞轮可以用作外部机器。 在这种情况下, 从膨胀单元输出的机械能量可以被储存作为动能。此外, 弹簧装置 ( 螺旋弹 簧 ) 可以被用作外部机器。在这种情况下, 在膨胀单元中回收的机械能量可以被储存作为 弹性能量。
(29) 在上述的第四十三 - 五十五的实施例中, 类似于第五十六 - 六十实施例, 作 为排放侧气液分离器的贮存器 55 可以设置在第一压缩机 11 的制冷剂吸入侧。在这种情 况下, 在贮存器处分离的气体制冷剂可以被供给至第一压缩机构 11a, 从而在第一压缩机构 11a 中防止液体制冷剂压缩。
相对于第一至六十实施例, 可以类似于第六十二实施例设置吸入侧气液分离器 55a。 在这种情况下, 可以仅将在吸入侧气液分离器处被分离的气体制冷剂供给至第二压缩 机构 21a, 从而在第二压缩机构 21a 中防止液体制冷剂压缩。
(30) 在上述的第四十三 - 五十五的实施例中, 排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16 被设置以冷却将被冷却的不同的空间 ( 例如, 制冷室的空间、 冷冻室的空间 )。然而, 排 放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16 可以被设置以冷却将被冷却的相同的空间。在这种情况 下, 有利的是一体地组装排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16, 且有利的是由吹风机吹送的 空气顺序穿过排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16。
因此, 如上所述, 吸入侧蒸发器 16 的制冷剂蒸发压力 ( 制冷剂蒸发温度 ) 可以低 于排放侧蒸发器 14 的制冷剂蒸发压力 ( 制冷剂蒸发温度 )。也就是, 因为由吹风机吹送的 空气如上文所述地穿过排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16, 所以在排放侧蒸发器 14 和吸 入侧蒸发器 16 中, 被吹送的空气和制冷剂蒸发温度之间的温度差可以被保证, 从而有效地 冷却被吹送的空气。
当一体地形成排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16 时, 蒸发器 14、 16 的部件可以 由铝制成, 且可以通过使用例如钎焊的结合方式来一体地连接。 可替代地, 上述两个蒸发器 14、 16 的部件可以通过使用例如螺栓紧固的机械接合方式来一体地连接。
翅片和管类型的热交换器可以用作排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16。在这种 情况下, 翅片可以被共用地用在排放侧热交换器 14 和吸入侧热交换器 16 中, 和管道结构 ( 管通路结构 ) 可以被配置成在两个蒸发器中分开, 其中制冷剂在管道结构中穿过。
当排放侧蒸发器 14 和吸入侧蒸发器 16 被配置成冷却制冷器中的同一室时, 被设 置在下游空气侧的吸入侧蒸发器 16 的制冷剂蒸发温度变成引起结霜的温度 (0℃或更低 )。 因此, 通过调节排放侧蒸发器 14 中的制冷剂蒸发温度, 可以降低吹送到吸入侧蒸发器 16 中 的空气的湿度。
由此, 可以控制在吸入侧蒸发器 16 中的结霜的产生。此外, 因为空气流未被结霜 阻塞, 可以减小吸入侧蒸发器 16 的翅片收缩, 从而减小了吸入侧蒸发器 16 的尺寸。这在第 六十实施例中也相同。
(31) 在上述的第 43 至 50 实施例中, 高压分支操作模式被在高负载操作中进行切换, 低压分支操作模式被在通常操作中切换, 以及同时分支操作模式被在低负载操作中切 换。然而, 对各操作模式的切换不限于此。
例如, 高压分支操作模式可以在高负载操作中被切换, 同时分支操作模式可以在 通常操作中被切换, 以及低压分支操作模式可以在循环中的低负载操作中被切换。 也就是, 当喷射器式制冷循环装置被操作时, 可以切换操作模式, 使得可以在任何操作模式中实现 最高的循环效率。
此外, 循环可以被配置成, 使得高压分支操作模式和低压分支操作模式可以被选 择性切换, 而不设定同时分支操作模式。在这种情况下, 第一和第二分支部分 18 和 28 可以 由三通阀构成, 从而切换制冷剂通路。
此外, 类似于固定节流阀 39、 59 的固定节流阀机构可以被用作第一和第二吸入侧 减压装置。在这种情况下, 电磁阀 ( 打开 / 关闭阀 ) 可以设置成在第一、 第二分支部分 18、 28 与第一、 第二吸入侧减压装置之间, 或在第一、 第二吸入侧减压装置的下游的制冷剂通路 中。
(32) 在各上述的实施例的内部热交换器 30-37 中, 在高压侧制冷剂通路中的制冷 剂流动方向和低压侧制冷剂通路中的制冷剂流动方向未被描述。 高压侧制冷剂通路中的制 冷剂流动方向和低压侧制冷剂通路中的制冷剂流动方向可以布置在同一方向上。可替代 地, 高压侧制冷剂通路中的制冷剂流动方向和低压侧制冷剂通路中的制冷剂流动方向可以 布置在不同的方向上。此外, 在上述的第五十八、 五十九实施例中, 循环中的低压侧制冷剂 可以是将被吸入第二压缩机 21 中的制冷剂。
(33) 在上述实施例中, 关于喷射器式制冷循环装置 10、 40、 50 进行了描述, 其仅设 置有第一和第二压缩机构 11a、 21a。然而, 可以设置另外的压缩机构。例如, 可以将另外的 蒸发器设置成平行于第四十三实施例的吸入侧蒸发器 16, 和可以设置另外的压缩机构以仅 抽吸从另外的蒸发器流出的制冷剂。
(34) 在上述的第四十三至六十二实施例中, 本发明的喷射器式制冷循环装置用于 冷冻 / 制冷装置或制冷器。然而, 本发明不限于此, 例如, 本发明的喷射器式制冷循环装置 可以用于用于室内空气调节的制冷循环装置或用于车辆的空调。
(35) 在上述的第四十三至六十二实施例中, 吸入侧蒸发器 16 用作使用侧热交换 器, 散热器 12 被用作外部热交换器, 用于将热量散发至大气。与之相反, 可以配置热泵循 环, 使得吸入侧热交换器 16 被配置成外部热交换器, 和散热器 12 被配置成内部热交换器, 用于加热制冷剂, 该制冷剂被用于加热被加热的空气或水。