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    • 专利摘要:
    In einem Ejektor-Kreislauf mit einem Ejektor (40), der eine Düse (41) zum Dekomprimieren von Kältemittel aufweist, ist ein Kältemittelauslass (30b) in einem Verdampfer (30) in einer Position vorgesehen, die höher zu liegen kommt als ein Kältemitteleinlass (30a). Ein Umwälzvermögen des Kältemittels, das in dem Verdampfer strömt, kann dadurch verbessert werden. Selbst dann, wenn eine Pumpkapazität, die in dem Ejektor erzeugt wird, kleiner wird, kann deshalb eine hinreichende Kältemittelmenge in den Ejektor aus dem Verdampfer gesaugt werden. Eine Kältemittelmenge, die dem Verdampfer zugeführt wird, kann dadurch wirksam vergrößert werden. Eine Steuereinheit (70) steuert eine Menge von Kühlluft (Außenluft), die einem Kondenstor (20) zugeführt wird, auf Grundlage der Temperatur der Kühlluft, um den Zustand eines Kältemittels zu steuern, das der Düse zugeführt wird. In diesem Fall kann das Druckerhöhungsausmaß in dem Ejektor wirksam vergrößert werden und der Energieverbrauch des Verdichters kann wirksam verringert werden.
    公开号:DE102004029510A1
    申请号:DE200410029510
    申请日:2004-06-18
    公开日:2005-01-13
    发明作者:Takeharu Kariya Asaoka；Tooru Kariya Ikemoto；Hisatsugu Kariya Matsunaga；Haruyuki Kariya Nishijima；Hirotsugu Kariya Takeuchi
    申请人:Denso Corp；
    IPC主号:F25B1-00
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft einen Ejektor-Kreislauf mit einemEjektor. Der Ejektor-Kreislauf kommt insbesondere zum Einsatz für eine Dampfverdichtungs-Kältemaschinezum Kühleneines Raums.
    [0002] Ineinem in der JP-A-6-11197 erläuterten Ejektor-Kreislaufwird ein Kältemittelin eine Düseeines Ejektors derart dekomprimiert und expandiert, dass in denVerdampfer verdampftes gasförmiges Kältemittelgesaugt wird, und der Druck von Kältemittel, das in einen Verdichtergesaugt wird, erhöhtwird durch Umsetzen von Expansionsenergie in Druckenergie. In demEjektor-Kreislauf wird aus dem Verdichter ausgetragenes Kältemittelzu einem Kondensator (Kühler)derart umgewälzt,dass in dem Verdampfer absorbierte Wärme abgestrahlt wird. Das inden Kondensator gekühlteKältemittelwird iso-enthalpisch dekomprimiertund expandiert, und in dem Verdampfer verdampftes Kältemittelwird in den Ejektor durch einen Pumpvorgang verdampft, durch Mitreißwirkung vonaus der Düsegestrahltem Hochgeschwindigkeits-Kältemittel. Das heißt, durchden Pumpvorgang, der in dem Ejektor hervorgerufen wird, zirkuliertniederdruckseitiges Kältemittelin folgender Abfolge: Gas/Flüssigkeitsseparator → Verdampfer → Ejektor → Gas/Flüssigkeitsseparator.Wenn in dem Ejektor erzeugte Pumpkapazität abnimmt, wird deshalb derLeistungskoeffizient (COP) des Ejektor-Kreislaufs verringert. Esist deshalb schwierig, den COP in dem Ejektor-Kreislauf hinreichendzu verbessern. Bei dem COP handelt es sich um ein Verhältnis einerKühlkapazität, erzeugtin dem Verdampfer, zu einem Energieverbrauch des Verdichters.
    [0003] Angesichtsder vorstehend angesprochenen Probleme besteht eine Aufgabe dervorliegenden Erfindung darin, einen Ejektor-Kreislauf mit einem Ejektor zu schaffen,der den Leistungskoeffizienten (COP) hinreichend zu verbessern vermag.Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einenEjektor-Kreislauf zu schaffen, der eine Kältemittel-Umwälzmengein einem Verdampfer effizient vergrößert. Eine noch weitere Aufgabeder vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Ejektor-Kreislauf zuschaffen, der einen Energieverbrauch in einem Verdichter verringert.
    [0004] In Übereinstimmungmit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Ejektor-Kreislauf einenVerdichter zum Ansaugen und Komprimieren von Kältemittel, einen Hochdruck-Wärmetauscher zum Kühlen vonHochdruck-Kältemittel,das aus dem Verdichter ausgetragen wird, einen Niederdruck-Wärmetauscherzum Verdampfen von Niederdruck-Kältemittel,nachdem dieses dekomprimiert worden ist, einen Ejektor und einenGas/Flüssigkeitsseparatorzum Trennen von Kältemittelaus dem Ejektor in gasförmigesKältemittelund flüssigesKältemittel.Der Ejektor umfasst eine Düsezum Dekomprimieren und Expandieren eines Kältemittels, das ausgehend voneinem Hochdruck-Wärmetauscher strömt, durchUmsetzen von Druckenergie des Kältemittelsin Geschwindigkeitsenergie des Kältemittels, undeinen Druckerhöhungsabschnitt,der dazu dient, einen Kältemitteldruckzu erhöhendurch Umsetzen der Geschwindigkeits energie von Kältemittel in Druckenergie vonKältemittel,währendKältemittel,das aus der Düsegestrahlt wird, und Kältemittel,das aus dem Niederdruck-Wärmetauscherangesaugt wird, gemischt werden. Der Gas/Flüssigkeitsseparator weist einenAuslass fürgasförmigesKältemittelauf, der mit einer Kältemittel-Ansaugseitedes Verdichters verbunden ist, und einen Auslass für flüssiges Kältemittel,der mit der Kältemittel-Einlassseite desNiederdruck-Wärmetauschersverbunden ist.
    [0005] Indem Ejektor-Kreislauf weist ein Niederdruck-Wärmetauscher einen Kältemittelauslassauf, der mit einem Kältemittel-Ansauganschluss des Ejektorsverbunden wird, und der Kältemittelauslass istin dem Niederdruck-Wärmetauscherin einer Position vorgesehen, die höher zu liegen kommt als der Kältemitteleinlass.In dem Niederdruck-Wärmetauscher(Verdampfer) wird das Kältemittelderart verdampft, dass Kühlkapazität gewonnenwird. In dem Niederdruck-Wärmetauschernimmt gasförmiges Kältemittelin Übereinstimmungmit der Verdampfung (mengenmäßig) zu,und es bewegt sich stärkeraufwärtsals das flüssigeKältemittel.Selbst dann, wenn die Kühlkapazität, die indem Ejektor erzeugt wird, gering ist, kann deshalb eine ausreichendeMenge an gasförmigemKältemittelproblemlos in den Ejektor ausgehend von dem Niederdruck-Wärmetauscher gesaugtwerden. Eine ausreichende Kältemittelmengekann dadurch in wirksamer Weise dem Niederdruck-Wärmetauscherzugeführtwerden, und der COP des Ejektor-Kreislaufs kann verbessert werden. Beispielsweisekommt der Kältemitteleinlassim Bereich eines Bodenendes bzw. unteren Endes des Niederdruck-Wärmetauschers zu liegen, undder Kältemittelauslasskommt im Bereich eines oberen Endes des Niederdruck-Wärmetauschersderart zu liegen, dass Kältemitteldurch den Niederdruck-Wärmetauscherausgehend von unten nach oben strömt.
    [0006] In Übereinstimmungmit einem weiteren Aspekt der Erfindung steuert in dem Ejektor-Kreislauf eineSteuereinheit den Zustand eines Kältemittels, das in die Düse zugeführt wird,derart, dass ein adiabatischer Wärmeabfallvon Kältemittelin der Düse größer istals ein vorbestimmter Wert. In diesem Fall wird die Druckerhöhung bzw.das Druckerhöhungsausmaß in demEjektor vergrößert, derEnergieverbrauch in dem Ejektor kann kleiner gemacht werden undder COP des Ejektor-Kreislaufskann verbessert werden.
    [0007] Bevorzugtist eine Druckermittlungseinrichtung zum Ermitteln eines Drucksdes Hochdruck-Kältemittelsvorgesehen, das aus dem Verdichter ausgetragen wird. Die Steuereinheitsteuert eine Menge von Kühlluft,die dem Hochdruck-Wärmetauscherzugeführtwird, auf Grundlage des Drucks, der durch die Druckermittlungseinrichtungermittelt wird, um den Zustand des Kältemittels zu steuern, dasder Düse zugeführt wird.Alternativ ist eine Temperaturermittlungseinrichtung zum Ermittelneiner Temperatur der Kühlluftvorgesehen, die dem Hochdruck-Wärmetauscherzugeführtwird. In diesem Fall steuert die Steuereinheit die Menge der Kühlluft,die dem Hochdruck-Wärmetauscherzugeführtwird, auf Grundlage der Temperatur, die durch die Temperaturermittlungseinrichtungermittelt wird, um den Zustand des Kältemittels zu steuern, dasder Düsezugeführtwird.
    [0008] In Übereinstimmungmit noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung steuerteine Steuereinheit einen Druck des Hochdruck-Kältemittels, das aus dem Verdichterausgetragen wird, um einen Druck von Kältemittel, das zu der Düse strömt, aufeinen Wert größer alseinen vorbestimmten Wert zu steuern. In diesem Fall kann der Zustanddes Kältemittelsderart gesteuert werden, dass der adiabatische Wärmeabfall von Kältemittelin der Düsegrößer alsein vorbestimmter Wert ist.
    [0009] Bevorzugtsteuert die Steuereinheit die Menge der Kühlluft, die dem Hochdruck-Wärmetauscher zugeführt wird,auf Grundlage der Temperatur, die durch die Temperaturermittlungseinrichtungermittelt wird, um den Druck von Kältemittel, das zu der Düse strömt, aufeinen größeren alseinen vorbestimmten Wert zu steuern.
    [0010] In Übereinstimmungmit noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung reduziertin dem Ejektor-Kreislauf eine Steuereinheit die Menge der Kühlluft,die dem Hochdruck-Wärmetauscherzugeführtwird, in Übereinstimmungmit einer Temperaturverringerung der Kühlung. Dadurch kann der Druckdes Hochdruck-Kältemittelsderart gesteuert werden, dass der Druck von Kältemittel, das zu der Düse strömt, größer alsder vorbestimmte Druck wird.
    [0011] Bevorzugtweist die Steuereinheit eine Einrichtung zum Steuern der oberenGrenze zum Steuern eines Drucks des Hochdruck-Kältemittelsauf, das aus dem Verdichter ausgetragen wird, und zwar auf einenWert, der kleiner ist als der obere Grenzwert. Dadurch kann verhindertwerden, dass der Druck des Hochdruck-Kältemittels übermäßig steigt.
    [0012] WeitereAufgaben der vorliegenden Erfindung erschließen sich aus der nachfolgendendetaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen in Verbindungmit den anliegenden Zeichnungen; in diesen zeigen:
    [0013] 1 ein schematisches Diagrammeines Ejektor-Kreislaufs in Übereinstimmungmit einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    [0014] 2 einen Kurvenverlauf einerBeziehung zwischen dem COP und einer Außenlufttemperatur TAM zur Erläuterungeines Vorteils der ersten Ausführungsform;
    [0015] 3 schematisch einen Ejektor-Kreislaufin Übereinstimmungmit einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegendenErfindung;
    [0016] 4 ein Flussdiagramm einesSteuervorgangs des Ejektor-Kreislaufsin Übereinstimmungmit der zweiten Ausführungsform;
    [0017] 5 ein Zeitlaufdiagramm unterDarstellung von Veränderungender Außenlufttemperatur TAM,einer Gebläsemotorleistungsabgabeeines Kondensators und eines Kältemitteldrucksauf einer Hochdruckseite, wenn ein Kondensatorgebläse-Steuervorgangdurchgeführtwird, in Übereinstimmungmit der zweiten Ausführungsform;
    [0018] 6 ein Mollier-Diagramm (p-h-Diagramm) indem Ejektor-Kreislaufvon 3, wenn eine Luftblasmengedes Kondensators konstant gewähltist;
    [0019] 7 einen Kurvenverlauf einerBeziehung zwischen dem COP und der Außenlufttemperatur TAM zur Erläuterungeines Vorteils der zweiten Ausführungsform;
    [0020] 8 ein Flussdiagramm zurErläuterung desSteuervorgangs eines Ejektor-Kreislaufs in Übereinstimmung mit einer drittenbevorzugten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung; und
    [0021] 9 schematisch einen Ejektor-Kreislaufin Übereinstimmungmit einer vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegendenErfindung.
    [0022] BevorzugteAusführungsformender vorliegenden Erfindung werden nunmehr unter Bezug auf die anliegendenZeichnungen erläutert.
    [0023] Inder ersten Ausführungsformkommt der Ejektor-Kreislauf in typischer Weise zum Einsatz als Dampfverdichtungs-Kältemaschine für einenAuslagenaufbau zum Kühlenvon Nahrungsmitteln und Getränkenoder als Dampfverdichtungs-Kältemaschine, diein einem Fahrzeug angebracht ist, das zum Transportieren von Nahrungsmittelnund Getränken dient,wobei Nahrungsmittel und Getränkegekühlt bzw.im gefrorenen Zustand gehalten werden.
    [0024] Indem Ejektor-Kreislauf von 1 handelt essich bei einem Verdichter 10 um einen elektrischen Verdichterbzw. um einen Verdichter, der durch einen Fahrzeugmotor angetriebenist, um Kältemittel anzusaugenund zu verdichten, das in dem Ejektor-Kreislauf umgewälzt wird. Ein Kondensator (Kühler, Radiator)bildet einen Hochdruck-Wärmetauscherzum Kühlenvon Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittel,das aus dem Verdichter 10 ausgetragen wird, durch Durchführen einesWärmetauschvorgangszwischen Außenluftund dem Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittel. Das Kondensatorgebläse 21 istein elektrisches Gebläsezum Blasen von Außenluft(Kühlmedium,Kühlluft)zu dem Kondensator 20.
    [0025] Beieinem Verdampfer 30 handelt es sich um einen Niederdruck-Wärmetauscher zum Kühlen von Luft,die in einen Raum geblasen wird, wie etwa in einen Ausstellungsaufbaudurch Verdampfen von flüssigemKältemittel,insbesondere durch Durchführen einesWärmetauschvorgangszwischen der Luft und Niederdruck-Kältemittel.Der Verdampfer 30 weist einen Kältemitteleuslass 30a zumZuführenvon Kältemittelund einen Kältemittelauslass 30b zumAustragen des Kältemittelsnach Durchführungeines Wärmetauschvorgangsauf. In dieser Ausführungsform istder Kältemittelauslass 30b indem Verdampfer 30 in einer Position angeordnet, die höher zu liegen kommtals der Kältemitteleinlass 30a.Kältemittel strömt in denVerdampfer 30 deshalb aufwärts ausgehend von der Unterseite,wenn der Verdampfer insgesamt betrachtet wird. Bei dem Verdampfergebläse 31 handeltes sich um ein elektrisches Gebläsezum Blasen von Luft zu dem Verdampfer 30 und zum Blasender gekühltenLuft in einen Raum (Ausstellungsaufbau).
    [0026] EinEjektor 40 saugt Kältemittel,das in dem Verdampfer 30 verdampft wird, an, während Kältemitteldekomprimiert und expandiert wird, das aus dem Kondensator 20 ineine Düse 31 strömt, undder Druck des Kältemittels,das in den Verdichter 10 gesaugt wird, wird erhöht durchUmsetzen von Expansionsenergie in Druckenergie.
    [0027] DerEjektor 40 umfasst die Düse 41, einen Mischabschnitt 42 undeinen Diffusor 43. Die Düse 41 dekomprimiertund expandiert Hochdruck-Kältemittel,das in den Ejektor 40 strömt, in iso-enthalpischer Weisedurch Umsetzen von Druckenergie des Hochdruck-Kältemittels von dem Kondensator 20,in Geschwindigkeitsenergie des Kältemittels.Der Mischabschnitt 42 saugt Kältemittel, das in dem Verdampfer 30 verdampftwird, an, unter Verwendung einer Mitreißfunktion eines Hochgeschwindig keits-Kältemittelstroms,der aus der Düse 41 injiziertwird, und mischt das angesaugte Kältemittel mit dem Kältemittel,das aus der Düse 41 gestrahltwird. Der Diffusor 43 mischt außerdem das Kältemittel,das aus der Düse 41 injiziertwird, mit dem Kältemittel,das aus dem Verdampfer 30 angesaugt wird, und erhöht den Kältemitteldruckdurch Umsetzen von Geschwindigkeitsenergie des gemischten Kältemittelsin Druckenergie des Kältemittels.
    [0028] Indem Mischabschnitt 42 werden ein Kältemittelantriebsstrom ausder Düse 41 undein Ansaugstrom des Kältemittelsaus dem Verdampfer 30 derart gemischt, dass ihre Impulssummeerhalten bleibt wird, wodurch der Kältemitteldruck erhöht wird. Indem Diffusor 43 wird deshalb, weil eine Kältemittel-Durchlassquerschnittsfläche allmählich größer wirdin Richtung auf die Auslassseite des Durchlasses, die Kältemittel-Geschwindigkeitsenergie(der dynamische Druck) in Kältemittel-Druckenergie(statischer Druck) umgesetzt. In dem Ejektor 40 wird deshalbKältemitteldruckdurch sowohl dem Mischabschnitt 42 wie dem Diffusor 43 erhöht. In demEjektor 40 ist ein Druckerhöhungsabschnitt durch den Mischabschnitt 42 undden Diffusor 43 erstellt.
    [0029] Inder ersten Ausführungsformkommt eine "Laval-Düse" (es wird auf "Fluid Engineering" Bezug genommen,veröffentlichtdurch die Tokyo University Publication) als Düse 41 zum Einsatz,um Kältemittel zubeschleunigen, das von der Düseinjiziert wird, auf eine Geschwindigkeit gleich der Schallgeschwindigkeitbzw. eine höhereGeschwindigkeit. Die Laval-Düse 41 umfasstvorwiegend eine Drossel mit einer geringsten Durchlassquerschnittsfläche in ihremKältemitteldurchlass.Eine Düse,die in Richtung auf ihre Außenseiteverjüngtverläuft,kann jedoch ebenfalls als Düse 41 verwendetwerden.
    [0030] In 1 wird Kältemittel aus dem Ejektor 40 ausgetragenund strömtin den Gas/Flüssigkeitsseparator 50.Der Gas/Flüssigkeitsseparator 50 trennt dasKältemittelaus dem Ejektor 40 in gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittelund bevorratet das abgetrennte gasförmige Kältemittel und das abgetrennteflüssigeKältemitteldarin. Der Gas/Flüssigkeitsseparator 50 umfassteinen Gas/Kältemittelauslass,der mit einem Ansauganschluss des Verdichters 10 verbundenist, und einen Flüssigkeits/Kältemittelauslass,der mit dem Kältemitteleinlass 30a des Verdampfers 30 verbundenist. In den Ejektor-Kreislaufströmtdeshalb flüssigesKältemittelaus dem Gas/Flüssigkeitsseparator 50 inden Verdampfer 30, währendKältemittelaus dem Kondensator 20 in der Düse 41 des Ejektors 40 dekomprimiertwird.
    [0031] EineDrossel kann zwischen dem Gas/Flüssigkeitsseparator 50 unddem Verdampfer 30 angeordnet sein, um Kältemittel zu dekomprimieren,das ausgehend von dem Gas/Flüssigkeitsseparator 50 in Richtungzum Verdampfer 30 strömt.Ein Öl-Rückführdurchlasskann in dem Gas/Flüssigkeitsseparator 50 derartvorgesehen sein, dass Schmieröl,welches durch den Gas/Flüssigkeitsseparator 50 abgetrenntwird, in den Verdichter 10 gesaugt werden kann.
    [0032] Einevariable Drosselvorrichtung 60 ist in einem Kältemitteldurchlasszwischen dem Kondensator 20 und dem Ejektor 40 angeordnet.Die variable Drosselvorrichtung 60 ist ein Expansionsventil,das stromaufwärtsvon der Düse 41 desEjektors 40 angeordnet ist, die bzw. der Hochdruck-Kältemittel,das ausgehend von dem Kondensator 20 strömt/strömt, in einenZwei-Phasen-Zustandmit gasförmigemflüssigenKältemitteldekomprimiert. Die variable Drosselvorrichtung 60 steuertihren Drosselöffnungsgrad derart,dass ein Überhitzungsgradvon Kältemittelauf einer Kältemittelauslassseitedes Verdampfers 30 in einem vorbestimmten Bereich zu liegenkommt (beispielsweise 0,1 bis 10 Grad).
    [0033] Insbesondereumfasst die variable Drosselvorrichtung 60 einen Ventilkörper 61 zum Ändern einesDrosselöffnungsgrads,eine Dünnfilm-Membran 63,eine Verbindungsstange 64, eine Feder 65 und einAußenrohr 67.Die Dünnfilm-Membran 63 istso aufgebaut, dass sie eine Gegendruckkammer 62 mit einemInnendruck festlegt, der sich ändertdurch Erfassen einer Kältemitteltemperaturauf einer Kältemittelauslassseitedes Verdampfers 30, und eine Druckkammer 66 inGegenüberlagezu der Gegendruckkammer 62 unter Bezug auf die Membran 63. DieVerbindungsstelle 64 ist mit dem Ventilkörper 61 undder Membran 63 derart verbunden, dass eine Verschiebungbzw. Verstellung der Membran 63 auf dem Ventilkörper 61 übertragenwird. Die Feder 65 ist derart vorgespannt, dass ihre Federkraftan den Ventilkörper 61 ineiner Richtung angelegt ist, in welcher das Volumen der Gegendruckkammer 62 verringert wird.Das Außenrohr 67 isteine Druckzuführeinrichtungzum Zuführenvon Kältemitteldruckauf der Kältemittelauslassseitedes Verdampfers 30 zu der Druckkammer 66 in Gegenüberlagezu der Gegendruckkammer 60 und in Bezug auf die Membran 63.
    [0034] DieGegendruckkammer 62 steht mit einem Temperaturerfassungsabschnitt 62a inVerbindung, der eine Kältemitteltemperaturauf der Kältemittelauslassseitedes Verdampfers 30 derart erfasst, dass die Kältemitteltemperaturauf der Kältemittelauslassseitedes Verdampfers 30 zu der Gegendruckkammer 62 durchden Temperaturerfassungsabschnitt 62a übertragen wird.
    [0035] Indieser Ausführungsformbestehen der Ventilkörper 63,die Membran 63 und die Verbindungsstange 64 ausMetall, wie etwa Edelstahl, und ein Ventilgehäuseelement zum Bilden der Ge-gendruckkammer bzw. der Druckkammer 66 besteht aus Metall, wiebeispielsweise aus Aluminium. Eine Einstellschraube ist außerdem soangeordnet, dass die Herstellungstoleranz der variablen Drosselvorrichtung 60 kompensiertwird, und derart, dass die an die Membran 63 angelegteFederkraft eingestellt wird, so dass der Kältemittel-Überhitzungsgrad der Kältemittelauslassseitedes Verdampfers 30 in einem vorbestimmten Bereich zu liegenkommt.
    [0036] Wennbeispielsweise der Druck in dem Verdampfer 30, d.h., dieWärmelastin dem Verdampfer 30 höherwird, so dass der Kältemittel-Überhitzungsgradauf der Kältemittelauslassseitedes Verdampfers 30 höherwird, wird der Drosselöffnungsgradder variablen Drosselvorrichtung 60 kleiner gemacht. In diesemFall wird die Strömungsgeschwindigkeitvon Kältemittel(des Antriebsstroms), das aus der Düse 41 gestrahlt wird,erhöht,und dadurch wird die Kältemittelmenge(Ansaugstrom-Kältemittel)vergrößert, diein dem Verdampfer 30 zirkuliert. Wenn hingegen der Druckin dem Verdampfer 30, d.h., die Wärmelast in dem Verdampfer 30,kleiner wird, so dass der Kältemittel-Überhitzungsgrad auf der Auslassseitedes Verdampfers 30 geringer wird, wird der Drosselöffnungsgradder variablen Drosselvorrichtung 60 größer gemacht. In diesem Fallwird die Strömungsgeschwindigkeitvon Kältemittel(des Antriebsstroms), das aus der Düse 41 gestrahlt wird,verringert, und dadurch wird die Kältemittelmenge (Ansaugstrom-Kältemittel),die in dem Verdampfer 30 strömt, verkleinert.
    [0037] Alsnächsteswird die Arbeitsweise des Ejektor-Kreislaufs in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsformerläutert.
    [0038] Wiein 1 gezeigt, zirkuliertaus dem Verdichter 10 ausgetragenes Kältemittel in Richtung auf denKondensator 20. Daraufhin wird Hochdruck-Kältemittelaus dem Verdichter 10 in dem Kondensator 20 gekühlt undin der variablen Drosselvor richtung 60 iso-enthalpischauf einen Gas/Flüssigkeits-Zwei-Phasen-Zustand dekomprimiert.Daraufhin wird Kältemittelaus der variablen Drosselvorrichtung 60 in der Düse 41 desEjektors 40 außerdem iso-enthalpischderart dekomprimiert, dass die Kältemittelgeschwindigkeitam Auslass der Düse 41 des Ejektors 40 gleichoder höherals Schallgeschwindigkeit wird. Kältemittel aus dem Auslass derDüse 41 strömt daraufhinin den Mischabschnitt 42 des Ejektors 40.
    [0039] Indie variable Drosselvorrichtung 60 strömendes Kältemittel wird durch die variableDrosselvorrichtung 60 derart dekomprimiert, dass es siedet, sobaldes sich auf der Eingangsseite der Düse 41 befindet. Bläschen werdendeshalb durch die variable Drosselvorrichtung 60 erzeugtund Siedekerne bzw. Siedekeime werden erzeugt, nachdem die Bläschen aufder Einlassseite der Düse 41 verschwundensind. Kältemittelmit den Siedekeimen wird außerdem durchdie Düse 41 zumSieden gebracht, so dass feine Flüssigkeitströpfchen (d.h., winzige Flüssigkeitströpfchen)vom Kältemittelerzeugt werden. Da das Sieden von Kältemitteln der Düse 41 erleichtertwird, kann die Erzeugung winziger Flüssigkeitströpfchen des Kältemittelsin der Düse 41 erleichtertwerden. Der Düsenwirkungsgradkann dadurch wirksam vergrößert werden.
    [0040] Inder ersten Ausführungsformwird Freon als Kältemittelverwendet, so dass der Kältemitteldruck aufder Hochdruckseite niedriger als der kritische Druck des Kältemittelsist. Der Druck von Kältemittel, dasin die Düse 41 strömt, istdeshalb geringer als der kritische Druck des Kältemittels.
    [0041] DerMischabschnitt 42 saugt Kältemittel, das in dem Verdampfer 30 verdampftwird, durch einen Pumpvorgang aufgrund der Mitreißfunktiondes Hochgeschwindigkeits-Kältemittelstromsan, der aus der Düse 41 injiziertwird, und mischt das ange saugte Kältemittel mit dem injiziertenKältemitteldarin. Der Diffusor 43 mischt außerdem das Kältemittel,das aus der Düse 41 injiziertwird, mit dem Kältemittel,das aus dem Kältemittelauslass 30b desVerdampfers 30 angesaugt wird, und erhöht den Kältemitteldruck. Der Ejektor-Wirkungsgradkann deshalb verbessert werden. Niederdruck-Kältemittel in dem Gas/Flüssigkeitsseparator 50 zirkuliertdeshalb im Verdampfer 30 und dem Druckerhöhungsabschnittdes Ejektors 40 in dieser Abfolge und kehrt zu dem Gas/Flüssigkeitsseparator 50 zurück.
    [0042] Indieser Ausführungsformder vorliegenden Erfindung kann die Kühlkapazität (Kältekapazität) durch Verdampfung von Kältemittelin dem Verdampfer 30 erzielt werden. In dem Verdampfer 30 wirdgasförmigesKältemitteldurch die Kältemittelverdampfungvermehrt und zur Oberseite stärkerbewegt als das flüssigeKältemittelaufgrund dessen, weil die Dichte des gasförmigen Kältemittels geringer ist als dieDichte des flüssigenKältemittels.
    [0043] In Übereinstimmungmit der ersten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung kommt der Kältemittelauslass 30b indem Verdampfer 30 über demKältemitteleinlass 30a zuliegen. Das Umwälzvermögen vonKältemittel,welches in dem Verdampfer 30 strömt, kann deshalb verbessertwerden. Beispielsweise ist der Kältemittelauslass 30b ineinem oberen Abschnitt des Verdampfers 30 oder im Bereichdes oberen Abschnitts des Verdampfers 30 vorgesehen, undder Kältemitteleinlass 30a istan einem Bodenabschnitt des Verdampfers 30 oder einem Bereichdes Bodenabschnitts des Verdampfers 30 vorgesehen.
    [0044] Selbstdann, wenn die Pumpfunktion, die in dem Ejektor 40 erzeugtwird, klein wird, kann deshalb eine ausreichende Kältemittelmengein dem Druckerhöhungsabschnittdes Ejektors 40 aus dem Kältemittelauslass 30b desVerdampfers 30 gesaugt werden. Eine ausreichende bzw. hinreichendeKältemittelmengekann deshalb dem Verdampfer 30 aus dem Gas/Flüssigkeitsseparator 50 zugeführt werden,und der COP des Ejektor-Kreislaufs kann wirksam verbessert werden.
    [0045] 2 zeigt eine Beziehung zwischendem COP des Ejektor-Kreislaufsund der AußenlufttemperaturTAM in der ersten Ausführungsform,und in einem Vergleichsbeispiel, in welchem der Kältemitteleinlass 30a undder Kältemittelauslass 30b inderselben Position angeordnet sind, wenn die durch das Kondensatorgebläse 21 geblaseneLuftmenge konstant gewähltist. Wie in 2 gezeigt,kann der COP des Ejektor-Kreislaufs in der ersten Ausführungsform imVergleich zu dem Vergleichsbeispiel wirksam erhöht werden.
    [0046] Diezweite Ausführungsformder vorliegenden Erfindung wird nunmehr in Bezug auf die 3 bis 7 erläutert.In der zweiten Ausführungsformund wie in 3 gezeigt,ist ein Drucksensor 71 auf einer Kältemittelauslassseite des Kondensators 20 vorgesehen,um einen Druck (PD) eines Hochdruck-Kältemittels zu ermitteln, bevordieses dekomprimiert wird. Ein Außenlufttemperatursensor 72 istaußerdemvorgesehen, um eine Temperatur von Kühlluft zu ermitteln, die demKondensator 20 zugeführtwird, d.h., um eine AußenlufttemperaturTAM zu ermitteln. Das Kondensatorgebläse 21 wird derartgesteuert, dass eine Luftblasmenge (eine Gebläsemotorausgangsleistung) vondem Kondensatorgebläse 21 in Übereinstimmungmit einer Verringerung der Temperatur von Kühlluft (Außenluft) verkleinert wird,welche dem Kondensator 20 zugeführt wird. Durch Steuern des Kondensatorgebläses 21 kannder Druck des Hochdruck-Kältemittels,das durch die Düse 41 zugeführt werden,auf einen Druck gesteuert werden, der höher ist als ein vor bestimmterWert. Das heißt,der Zustand eines Kältemittels,das in die Düse 41 zuströmt, wirdgesteuert durch Steuern des Kondensatorgebläses 21, so dass einadiapatischer Wärmeabfallvon Kältemittelin der Düse 41 größer wirdals eine vorbestimmte Menge bzw. ein vorbestimmtes Ausmaß.
    [0047] Beieiner elektronischen Steuereinheit (ECU) 70 handelt essich um einen Computer, der mit einem nicht-flüchtigen Speicher erstellt ist,wie etwa einem ROM bzw. einem HDD (Festplatten-Laufwerk), einemRAM bzw. einer CPU (Zentralprozessoreinheit). Die elektronischeSteuereinheit 70 steuert Bestandteile, wie etwa den Kompressor 10,das Kondensatorgebläse 21 unddas Verdampfergebläse 31 auf Grundlageder Ermittlungswerte der Sensoren 71, 72 in Übereinstimmungmit einem vorbestimmten Programm, das in den nicht-flüchtigenSpeicher gespeichert ist.
    [0048] EinSteuerpult 73 ist mit einem Startschalter (Hauptschalter)für denEjektor-Kreislauf und mit einem Wahlschalter zum Wählen einerSteuertemperatur in dem Raum versehen. Das Steuerpult 73 istmit der elektronischen Steuervorrichtung 70 über einen Kabelbaumverbunden.
    [0049] EinSteuervorgang des Kondensatorgebläses 21 wird nunmehrunter Bezug auf 4 erläutert. DasFlussdiagramm des in 4 gezeigtenSteuerprogramms startet, wenn der Hauptschalter (Startschalter)des Steuerpults 73 eingeschaltet wird, und das Flussdiagrammdes in 4 gezeigten Steuerprogrammsstoppt, wenn der Hauptschalter (Startschalter) des Steuerpults 73 ausgeschaltetwird. Im Schritt S1 wird das Kondensatorgebläse 21 dahingehendbetätigt,Luft in Richtung auf den Kondensator 20 mit maximaler Luftmengezu blasen. Das heißt, einean den Motor des Kondensatorgebläses 21 angelegteSpannung wird mit maximalem Wert gewählt.
    [0050] ImSchritt S2 wird ermittelt, ob oder ob nicht der Hauptschalter desSteuerpults 73 eingeschaltet ist. Wenn der Hauptschalterdes Steuerpults 73 ausgeschaltet ist, wird dem Motor desKondensatorgebläses 21 keinelektrischer Strom zugeführt.Wenn hingegen der Hauptschalter des Steuerpults 73 im SchrittS2 eingeschaltet ist, wird die durch den Außenlufttemperatursensor 72 ermitteltTemperatur (TAM) im Schritt S3 eingegeben. Das heißt, dieTemperatur der Kühlluft(Außenluft,die durch das Kondensatorgebläse 21 geblasenwird, wird durch den Sensor 72 ermittelt und in die elektronischeSteuereinheit 70 eingegeben.
    [0051] ImSchritt S4 wird der Druck PD des Hochdruck-Kältemittels, ermittelt durchden Drucksensor 71, eingegeben, und es wird ermittelt,ob oder ob nicht der Druck PD des Hochdruck-Kältemittelskleiner als eine erste Schwelle PD1 (beispielsweise 2,9 Mpa) ist.Wenn der Druck PD des Hochdruck-Kältemittels kleiner als dieerste Schwelle PD1 ist, wird das Kondensatorgebläse 21 derart gesteuert,dass die zu dem Kondensator 20 geblasene Luftmenge in Übereinstimmungmit einer Verringerung der Temperatur der Kühlluft (Außenlufttemperatur TAM) verkleinert wird.Das heißt,die an den Motor des Kondensatorgebläses 21 angelegte Spannungwird in Übereinstimmungmit einer Verringerung der Temperatur der Kühlluft (Außenlufttemperatur TAM) verkleinert.
    [0052] Inder zweiten Ausführungsformbeträgtdie erste Schwelle beispielsweise 2,9 Mpa. Die durch das Kondensatorgebläse 21 geblaseneLuftmenge wird außerdemmit einer maximalen Luftmenge gewählt, wenn die AußenlufttemperaturTAM etwa 20°C beträgt, unddas Kondensatorgebläse 21,d.h., der Gebläsemotorwird gestoppt, wenn die AußenlufttemperaturTAM 0°Ceinnimmt.
    [0053] Diezweite Ausführungsformist nicht auf das im Schritt S5 von 4 gezeigteBeispiel beschränkt.
    [0054] Wenn,wie im Schritt S5 in 4 gezeigt,die zu dem Kondensator 20 geblasene Luftmenge in Übereinstimmungmit der Außenlufttemperaturgeändertwird, wird der Druck PD des Hochdruck-Kältemittels geändert.
    [0055] Wennder PD des Hochdruck-Kältemittels gleichoder höherals der zweite Schwellenwert PD ist, d.h., höher als der erste Schwellenwertim Schritt S6, wird daraufhin ermittelt, dass eine Beschädigung einesHochdruck-Bestandteils, wie etwa des Kondensators 20 unddes Verdichters 10 vorliegen kann, und das Steuerprogrammkehrt zum Schritt S2 zurück.Die zweite Schwelle PD2 wird üblicherweiseauf Grundlage einer Druckbeständigkeitsgrenzedes Hochdruck-Bestandteils gewählt,so dass sie höher alsdie erste Schwelle PD1 ist.
    [0056] Wennermittelt wird, dass der Hauptschalter des Steuerpults 73 imSchritt S2 ausgeschaltet ist, wird der Betrieb des Kondensatorgebläses 21 des Verdichters 10 imSchritt S7 gestoppt.
    [0057] 5 zeigt ein abgewandeltesBeispiel, demnach die Luftmenge, die von dem Verdichtergebläse 21 geblasenwird (Gebläsemotorausgangsspannung)und der Druck des Hochdruck-Kältemittels,wenn die Steuerung des Verdichters 21 in Übereinstimmungmit der AußenlufttemperaturTAM durchgeführtwird.
    [0058] Alsnächsteswird die Arbeitsweise des Ejektor-Kreislaufs erläutert. 6 zeigt p-h-Diagramme einer hohen Außenlufttemperaturund einer niedrigen Außenlufttemperatur,wenn die Luftblasmenge zu dem Kondensator 20 konstant gewählt ist.Die Kurve A, die durch die strichlierte Linie, die in 6 ge zeigt ist, bezeichneteinen Kältemittelzustandbei hoher Außenlufttemperatur(TAM) und die Kurve B, die durch die strichpunktierte Linie bezeichnetist, zeigt einen Kältemittelzustandbei niedriger Außenlufttemperatur(TAM).
    [0059] Einadiapatischer Wärmeabfall Δh des Kältemittelsin der Düse 41 bildeteine Energie, die aus einem Hochdruck-Kältemittel rückgewonnen wird, wenn das Kältemittelin der Düse 21 iso-entropisch expandiertwird. Das heißt,bei einer verringerten Enthalpiemenge Δh des Kältemittels, wobei die Verringerungvorgenommen wurde, währenddas Kältemittelin der Düseiso-entropisch dekomprimiertwurde, handelt es sich um diejenige Energie, die aus dem Hochdruck-Kältemittelrückgewonnenwird. Wenn der adiabatische Wärmeabfallgrößer wird,wird der Druck des Kältemittels,das in den Verdichter 10 gesaugt wird, erhöht, undder Energieverbrauch des Verdichters 10 wird verringert.
    [0060] Inder zweiten Ausführungsformwird deshalb der Zustand des Kältemittels,das in einen Einlass der Düse 41 strömt, derartgesteuert, dass der adiabatische Wärmeabfall Δh des Kältemittels in der Düse 41 größer alsein vorbestimmter Wert wird. Der Energieverbrauch des Verdichters 10 kanndadurch wirksam verringert werden und der COP des Ejektor-Kreislaufskann verbessert werden.
    [0061] Inder zweiten Ausführungsformwird Kältemittelin der Düseiso-entropisch expandiert. Eine Steigung (= ΔP/Δh) der Iso-Enthalpie-Linie wird kleiner, wenn dieEnthalpie des Kältemittels,das in die Düse 41 strömt, größer wird.Wie in 6 gezeigt, wirddeshalb der adiabatischer Wärmeabfall Δh vom Kältemittelder Düse 41 größer, wenndie Enthalpie vom Kältemittel,das in die Düse 41 strömt, größer wird.
    [0062] DerDruck des Kältemittels,das in die Düse 41 strömt, d.h.,der Druck in dem Kondensator 20 wird hingegen niedriger,wenn die Temperatur von Kühlluft(Außenluft),die zu dem Kondensator 20 geblasen wird, niedriger wird.Wie in 6 gezeigt, wird deshalbder adiabatische Wärmeabfall Δh des Kältemittelsin der Düse 41 kleiner,wenn die AußenlufttemperaturTAM niedriger wird.
    [0063] In Übereinstimmungmit der zweiten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung wird die Luftblasmenge in Richtung aufden Kondensator 20 in Übereinstimmungmit einer Verringerung der AußenlufttemperaturTAM kleiner gemacht. Es ist deshalb möglich, den Druck des Hochdruck-Kältemittels,das zu der bzw. in die Düse 41 strömt, aufeinen höheren alsauf einen vorbestimmten Wert zu steuern, wodurch der adiabatischeWärmeabfall Δh des Kältemittelsin der Düse 41 aufeinen höherenals den vorbestimmten Wert gesteuert wird.
    [0064] Inder zweiten Ausführungsformund wie in 7 gezeigt,kann der COP in einem üblichenNutzungsbereich der AußenlufttemperaturTAM im Vergleich zu einem Vergleichsbeispiel verbessert werden,bei welchem die Luftmenge, die zu dem Kondensator 20 geblasenwird, konstant gewähltist.
    [0065] Diedritte Ausführungsformder vorliegenden Erfindung wird nunmehr unter Bezug auf 8 erläutert. Wie in der zweiten Ausführungsformerläutert, weistder hochdruckseitige KältemitteldruckPD eine Beziehung zu der AußenlufttemperaturTAM auf. In der dritten Ausführungsformwird die Luftmenge, die von dem Kondensatorgebläse 21 geblasen wird,d.h., die an den Gebläsemotordes Kondensatorgebläses 21 angelegteSpannung, auf Grundlage des hochdruckseitigen Kältemitteldrucks PD gesteuert,der durch den Drucksensor 71 ermittelt wird.
    [0066] Alsnächsteswird der Steuervorgang des Kondensatorgebläses 21 in Übereinstimmungmit der dritten Ausführungsformunter Bezug auf 8 erläutert.
    [0067] Dasin 8 gezeigte Flussdiagrammdes Steuerprogramms startet, wenn der Hauptschalter (Startschalter)des Steuerpults 73 eingeschaltet wird, und das in 8 gezeigte Flussdiagrammdes Steuerprogramms stoppt, wenn der Hauptschalter (Startschalter)des Steuerpults 73 ausgeschaltet wird. Im Schritt S10 wirddas Kondensatorgebläse 21 betätigt, umLuft in Richtung auf den Kondensator 20 mit maximaler Luftmenge(hoher Kapazität)zu blasen. Das heißt,im Schritt S10 wird die Motorleistungsabgabe des Kondensatorgebläses 21 beispielsweisemaximal (mit 100%) gewählt.Als nächsteswird im Schritt S11 ermittelt, ob oder ob nicht der Hauptschalterdes Steuerpults 73 eingeschaltet ist. Wenn der Hauptschalterdes Steuerpults 73 ausgeschaltet ist, wird dem Motor desKondensatorgebläses 21 imSchritt S21 kein elektrischer Strom zugeführt. Wenn hingegen der Hauptschalterdes Steuerpults 73 im Schritt S11 ausgeschaltet ist, wirdder hochdruckseitige KältemitteldruckPD, der durch den Drucksensor 71 ermittelt wird, im SchrittS12 eingegeben.
    [0068] Alsnächsteswird im Schritt S13 ermittelt, ob oder ob nicht der hochdruckseitigeKältemitteldruck PDgeringer als ein erster Sollwert (z.B. 2,9 Mpa) ist. Wenn der hochdruckseitigeKältemitteldruckPD gleich oder höherals der erste Sollwert (beispielsweise 2,9 Mpa) ist, wird das Kondensatorgebläse 21 mit maximalerLuftmenge (hoher Kapazität)im Schritt S10 betätigt.
    [0069] Wennder hochdruckseitige Kältemitteldruck PDkleiner als der erste Sollwert (z.B. 2,9 Mpa) ist, wird ermittelt,ob oder ob nicht der hochdruckseitige Kältemitteldruck PD kleiner alsein zweiter Sollwert (z.B. 1,7 Mpa) ist, der kleiner als der ersteSollwert ist, und zwar im Schritt S14. Wenn der hochdruckseitigeKältemitteldruckPD gleich oder höherals der zweite Sollwert (z.B. 1,7 Mpa) ist, wird das Kondensatorgebläse 21 miteiner Luftmenge betätigt,die etwa 75% der maximalen Luftmenge entspricht, und zwar im SchrittS15.
    [0070] Wennder hochdruckseitige Kältemitteldruck PDkleiner als der zweite Sollwert (z.B. 1,7 Mpa) ist, wird ermittelt,ob oder ob nicht der hochdruckseitige Kältemitteldruck PD kleiner alsein dritter Sollwert (z.B. 1,5 Mpa) ist, und zwar im Schritt S16.Wenn der hochdruckseitige KältemitteldruckPD gleich oder höherals der dritte Sollwert (z.B. 1,5 Mpa) ist, der kleiner als derzweite Sollwert ist, wird das Kondensatorgebläse mit einer Luftmenge betätigt, dieetwa 50% der maximalen Luftmenge beträgt, und zwar im Schritt S17.
    [0071] Wennder hochdruckseitige Kältemitteldruck PDkleiner als der dritte Sollwert (z.B. 1,5 Mpa) ist, wird ermittelt,ob oder ob nicht der hochdruckseitige Kältemitteldruck PD kleiner alsein vierter Sollwert (z.B. 1,3 Mpa) ist, und zwar im Schritt S18.Wenn der hochdruckseitige KältemitteldruckPD gleich oder höherals der vierte Sollwert (z.B. 1,3 Mpa) ist, der kleiner als derdritte Sollwert ist, wird das Kondensatorgebläse 21 mit einer Luftmengebetätigt,die etwa 25% der maximalen Luftmenge entspricht, und zwar im SchrittS19.
    [0072] Wennder hochdruckseitige Kältemitteldruck PDkleiner als der vierte Sollwert (z.B. 1,3 Mpa) ist, wird der Motordes Kondensatorgebläses 21 im SchrittS20 gestoppt.
    [0073] Wennermittelt wird, dass der Hauptschalter des Steuerpults 73 ausgeschaltetist, werden das Kondensatorgebläse 21 undder Verdichter 10 im Schritt S21 gestoppt.
    [0074] Inder dritten Ausführungsformkann der hochdruckseitige KältemitteldruckPD durch Steuern der Kapazitätdes Kondensatorgebläses 21 derart gesteuertwerden, dass der Druck des Kältemittels, daszu der Düse 41 strömt, höher alsein vorbestimmter Wert ist. Der adiabatische Wärmeabfall Δh des Kältemittels in der Düse 41 kanndeshalb um mehr als eine vorbestimmte Menge verringert werden.
    [0075] Inder dritten Ausführungsformwird die zu dem Kondensator 20 geblasene Luftmenge durch Steuerneiner Spannung gesteuert, die an den Motor des Kondensatorgebläses 21 angelegtist, ähnlich dervorstehend erläutertenzweiten Ausführungsform.
    [0076] Inder vierten Ausführungsformund wie in 9 gezeigt,ist eine Gebläsehülle 22 zumFestlegen eines Luftdurchlasses, durch welchen Luft durch den Kondensator 20 strömt, vorgesehen,um die jeweilige Außenseitedes Kondensatorgebläses 21 und desKondensators 20 abzudecken. Die Gebläsehülle 22 weist einenLufteinlass und einen Luftauslass auf und eine Luftströmungs- bzw.-durchsatzsteuerklappe 23 ist vorgesehen, um einen Öffnungsquerschnitt vonzumindest dem Lufteinlass bzw. dem Luftauslass einzustellen. DurchEinstellen des Öffnungsgradsder Luftströmungssteuerklappe 23 kanndie Menge der Kühlluft(Außenluft)gesteuert werden, die zu dem Kondensator 20 strömt. DieDurchsatz- bzw. Strömungsmengensteuerklappe 23 wirddurch die elektronische Steuereinheit 70 gesteuert. DieLuftströmungssteuerungunter Verwendung der Strömungsmengensteuerklappe 23 kanndurchgeführtwerden auf Grundlage der AußenlufttemperaturTAM bzw. des Drucks des hochdruckseitigen Kältemittels, das aus dem Verdichter 10 ausgetragenwird, ähnlich demin der zweiten bzw. dritten AusführungsformerläutertenSteuervorgang.
    [0077] Inder vierten Ausführungsformwird die Luftmenge zu dem Kondensator 20 hauptsächlich durch Steuerndes Öffnungsgradsder Luftströmungssteuerklappe 23 gesteuert.Die Luftblasmenge zu dem Kondensator 20 kann jedoch durchSteuern von sowohl dem Kondensatorgebläse 21 wie der Luftströmungssteuerklappe 23 gesteuertwerden.
    [0078] Obwohldie vorliegende Erfindung in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformenunter Bezug auf die anliegenden Zeichnungen vollständig erläutert wurde,wird bemerkt, dass sich dem Fachmann zahlreiche Abwandlungen undModifikationen erschließen.
    [0079] Beispielsweiseist in den vorstehend erläutertenAusführungsformender vorliegenden Erfindung die variable Drosselvorrichtung 60 stromaufwärts vonder Düse 41 desEjektors 40 vorgesehen. Die vorliegende Erfindung kannjedoch auf einen Ejektor-Kreislauf zur Anwendung gelangen, bei welchemdie variable Drosselvorrichtung 60 nicht vorgesehen ist.Das heißt,die vorliegende Erfindung kann auf einen Ejektor-Kreislauf zur Anwendunggelangen, bei welchem das Hochdruck-Kältemittel von dem Kondensator 20 direktin die Düse 41 desEjektors 40 strömt.
    [0080] Inden vorstehend erläutertenAusführungsformender vorliegenden Erfindung wird der Ejektor-Kreislauf für die Dampfverdichtungskältemaschinezum Kühlenund Einfrieren von Lebensmitteln in einem Ausstellungsaufbau verwendet.Der Ejektor-Kreislaufgemäß der vorliegendenErfindung kann jedoch auch zur Anwendung gelangen auf einem Dampfverdichtungskältekreislaufin einer Klimaanlage.
    [0081] Inden vorstehend erläutertenAusführungsformenwird ein externes Druckvergleichmäßigungs-Wärmexpansionsventil als variableDrosselvorrichtung 60 verwendet. Ein internes Druckvergleichmäßigungs-Wärmeexpansionsventilkann jedoch ebenfalls als variable Drosselvorrichtung 60 verwendetwerden.
    [0082] Inden vorstehend erläutertenAusführungsformensind die variable Drosselvorrichtung 60 und die Düse 41 getrenntvorgesehen. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch auf einenEjektor-Kreislauf zur Anwendung gelangen, in welchem die variableDrosselvorrichtung 60 und die Düse 41 integriert sind,um eine integrierte variable Drossel in dem Ejektor 40 zuerstellen.
    [0083] Inden vorstehend erläutertenAusführungsformenwird Freon als Kältemittelin dem Ejektor-Kreislauf verwendet. Die vorliegende Erfindung kannjedoch auch auf einen Ejektor-Kreislaufzur Anwendung gelangen, in welchem ein anderes Kältemittel, wie etwa Kohlenwasserstoffund Kohlendioxid, verwendet wird. Die vorliegende Erfindung kannaußerdemauf einen Ejektor-Kreislauf zur Anwendung gelangen, in welchem derKältemitteldruckauf der Hochdruckseite gleich oder höher als der kritische Druckdes Kältemittelsist. In diesem Fall kann ein natürlichesKältemittel,wie etwa Kohlendioxid, vorteilhafterweise verwendet werden.
    [0084] Inden vorstehend erläutertenAusführungsformenwird der Überhitzungsgraddes Niederdruck-Kältemittelsauf der Kältemittelauslassseite desVerdampfers 30 bzw. der Kältemittelansaugseite des Verdichters 10 indem Ejektor-Kreislauf mechanisch bzw. elektrisch auf Grundlage derKältemitteltemperatur ermittelt.Die Kältemitteltemperaturbezieht sich allgemein auf den Kältemitteldruck.Der Überhitzungsgraddes Niederdruck-Kältemittelsin dem Ejektor-Kreislauf kann deshalb mechanisch oder elektrischauf Grundlage des Kältemitteldrucks ermitteltwerden.
    [0085] Außerdem kanndie erste Ausführungsform mitjeder der zweiten bis vierten Ausführungsform kombiniert werden.
    [0086] Sämtlichegenannten Abwandlungen und Modifikationen fallen in den Umfang dervorliegenden Erfindung, die in den anliegenden Ansprüchen festgelegtist.
    权利要求:
    Claims (20)
    [1] Ejektor-Kreislauf, aufweisend: einen Verdichter(10) zum Ansaugen und Verdichten von Kältemittel; einen Hochdruck-Wärmetauscher(20) zum Kühlen vonHochdruck-Kältemittel,das aus dem Verdichter ausgetragen wird; einen Niederdruck-Wärmetauscher(30) zum Verdampfen von Niederdruck-Kältemittel, nachdem dieses dekomprimiertworden ist; einen Ejektor (40) mit einer Düse (41)zum De komprimieren und Expandieren von Kältemittel, welches ausgehendvom Hochdruck-Wärmetauscherströmt, durchUmsetzen von Druckenergie des Kältemittels inGeschwindigkeitsenergie des Kältemittels,und mit einem Druckerhöhungsabschnitt(42, 43), der dazu dient, einen Kältemitteldruckzu erhöhendurch Umsetzen der Geschwindigkeitsenergie des Kältemittels in Druckenergiedes Kältemittels,währendaus der Düsegestrahltes Kältemittelmit Kältemittelgemischt wird, welches aus dem Niederdruck-Wärmetauscher angesaugt wird;und einen Gas/Flüssigkeitsseparator(50) zum Trennen von Kältemittelaus dem Ejektor in gasförmigesKältemittelund flüssigesKältemittel,wobei der Gas/Flüssigkeitsseparatoreinen Auslass fürgasförmigesKältemittelaufweist, der mit einer Kältemittelansaugseitedes Verdichters verbunden ist, und einen Auslass für flüssiges Kältemittel,der mit einem Kältemitteleinlass(30a) des Niederdruck-Wärmetauschersverbunden ist, wobei der Niederdruck-Wärmetauscher einen Kältemittelauslass(30b) aufweist, der mit einer Kältemittelansaugöffnung desEjektors verbunden ist, und mit einem Kältemittelauslass (30b),der in dem Niederdruck-Wärmetauscherin einer Position angeordnet ist, die höher zu liegen kommt als derKältemitteleinlass(30a).
    [2] Ejektor-Kreislauf nach Anspruch 1, wobei der Kältemitteleinlassim Bereich eines Bodenendes des Niederdruck-Wärmetauschersangeordnet ist und der Kältemittelauslassim Bereich eines oberen Endes des Niederdruck-Wärmetauschersangeordnet ist, so dass das Kältemitteldurch den Niederdruck-Wärmetauscherin Aufwärtsrichtungausgehend von unten strömt.
    [3] Ejektor-Kreislauf nach Anspruch 1 oder 2, außerdem aufweisendeine Steuereinheit (70), welche den Zustand eines Kältemittelssteuert, das der Düse zugeführt wird,um einen adiabatischen Wärmeabfall desKältemittelsin der Düseauf einen höherenals einen vorbestimmten Wert zu steuern.
    [4] Ejektor-Kreislauf nach Anspruch 3, wobei der Hochdruck-Wärmetauscher dazu ausgelegtist, einen Wärmetauschzwischen dem Hochdruck-Kältemittel ausdem Verdichter und von Kühlluftdurchzuführen, umdas Hochdruck-Kältemittelabzukühlen,wobei der Ejektor-Kreislauf außerdemaufweist: eine Druckermittlungseinrichtung (71) zumErmitteln eines Drucks des Hochdruck-Kältemittels, das aus dem Verdichterausgetragen wird, wobei die Steuereinheit eine Menge der Kühlluft steuert,die dem Hochdruck-Wärmetauscherzugeführt wird,auf Grundlage des Drucks, der durch die Druckermittlungseinrichtungermittelt wird, um den Zustand des Kältemittels zu steuern, dasder Düsezugeführtwird.
    [5] Ejektor-Kreislauf nach Anspruch 3, wobei der Hochdruck-Wärmetauscher dazu ausgelegtist, einen Wärmetauschzwischen dem Hochdruck-Kältemittel ausdem Verdichter und Kühlluftdurchzuführen,um das Hochdruck-Kältemittelabzukühlen,wobei der Kältekreislaufaußerdemaufweist: eine Temperaturermittlungseinrichtung (72)zum Ermitteln einer Temperatur der Kühlluft, die dem Hochdruck-Wärmetauscher zugeführt wird,wobei die Steuereinheit eine Menge der Kühlluft steuert, die dem Hochdruck-Wärmetauscher zugeführt wird,auf Grundlage der Temperatur, welche durch die Temperaturermittlungseinrichtungermittelt wird, um den Zustand des Kältemittels zu steuern, dasder Düsezugeführtwird.
    [6] Ejektor-Kreislauf nach Anspruch 1 oder 2, außerdem aufweisend eineSteuereinheit (70), welche einen Druck des Hochdruck-Kältemittelssteuert, das aus dem Verdichter ausgetragen wird, um einen Druckdes Kältemittelszu steuern, das zu der Düseströmt,und zwar auf einen höherenals einen vorbestimmten Wert.
    [7] Ejektor-Kreislauf nach Anspruch 6, wobei der Hochdruck-Wärmetauscher dazu ausgelegtist, einen Wärmetauschzwischen dem Hochdruck-Kältemittel ausdem Verdichter und von Kühlluftdurchzuführen, umdas Hochdruck-Kältemittelzu kühlen,wobei der Ejektor-Kreislauf außerdemaufweist: eine Temperaturermittlungseinrichtung (72)zum Ermitteln einer Temperatur von Kühlluft, die dem Hochdruck-Wärmetauscher zugeführt wird,wobei die Steuereinheit eine Menge der Kühlluft steuert, die dem Hochdruck-Wärmetauscher zugeführt wird,auf Grundlage der Temperatur, welche durch die Temperaturermittlungseinrichtungermittelt wird, um den Druck des Kältemittels zu steuern, daszu der Düse strömt, undzwar auf einen höherenals einen vorbestimmten Wert.
    [8] Ejektor-Kreislauf nach Anspruch 1 oder 2, wobei derHochdruck-Wärmetauscherdazu ausgelegt ist, einen Wärmetauschzwischen dem Hochdruck-Kältemittelaus dem Verdichter und Kühlluft durchzuführen, wobeider Ejektor-Kreislauf außerdemeine Steuereinheit (70) umfasst, welche eine Menge derKühlluftverringert, die dem Hochdruck-Wärmetauscherzugeführtwird, und zwar in Übereinstimmungmit einer Temperaturreduzierung der Kühlluft.
    [9] Ejektor-Kreislauf nach einem der Ansprüche 3 bis8, wobei die Steuereinheit eine Obergrenzwert-Steuereinrichtungaufweist, um einen Druck des Hochdruck-Kältemittels zu steuern, dasaus dem Verdichter ausgetragen wird, und zwar auf einen niedrigerenals einen oberen Grenzwert.
    [10] Ejektor-Kreislauf nach einem der Ansprüche 1 bis9, außerdemaufweisend eine variable Drosselvorrichtung (60),die auf einer stromabwärtigenSeite des Hochdruck-Wärmetauschersangeordnet ist, um Hochdruck-Kältemittelvariabel zu dekomprimieren, bevor es zu der Düse strömt.
    [11] Ejektor-Kreislauf nach Anspruch 1, wobei das Kältemittelentweder Freon, Kohlendioxid oder ein Kohlenwasserstoff ist.
    [12] Ejektor-Kreislauf, aufweisend: einen Verdichter(10) zum Ansaugen und Verdichten von Kältemittel; einen Hochdruck-Wärmetauscher(20) zum Kühlen vonHochdruck-Kältemittel,das aus dem Verdichter ausgetragen wird; einen Niederdruck-Wärmetauscher(30) zum Verdampfen von Niederdruck-Kältemittel, nachdem dieses dekomprimiertworden ist; einen Ejektor (40) mit einer Düse (41)zum Dekomprimieren und Expandieren von Kältemittel, welches ausgehendvom Hochdruck-Wärmetauscherströmt, durchUmsetzen von Druckenergie des Kältemittels inGeschwindigkeitsenergie des Kältemittels,und mit einem Druckerhöhungsabschnitt(42, 43), der dazu dient, einen Kältemitteldruckzu erhöhendurch Umsetzen der Geschwindigkeitsenergie des Kältemittels in Druckenergiedes Kältemittels,währendaus der Düsegestrahltes Kältemittelmit Kältemittelgemischt wird, welches aus dem Niederdruck-Wärmetauscher angesaugt wird;und einen Gas/Flüssigkeitsseparator(50) zum Trennen von Kältemittelaus dem Ejektor in gasförmigesKältemittelund flüssigesKältemittel,wobei der Gas/Flüssigkeitsseparatoreinen Auslass fürgasförmigesKältemittelaufweist, der mit einer Kältemittelansaugseitedes Verdichters verbunden ist, und einen Auslass für flüssiges Kältemittel,der mit einer Kältemitteleinlassseitedes Niederdruck-Wärmetauschersverbunden ist; und eine Steuereinheit (70), welcheden Zustand eines Kältemittelssteuert, das der Düsezugeführtwird, um einen adiabatischen Wärmeabfalldes Kältemittelsin der Düseauf einen höherenals einen vorbestimmten Wert zu steuern.
    [13] Ejektor-Kreislauf nach Anspruch 12, wobei der hochdruck-seitige Wärmetauscherdazu ausgelegt ist, einen Wärmetauschzwischen dem Hochdruck-Kältemittelaus dem Ver dichter und Kühlluft durchzuführen, umdas Hochdruck-Kältemittelabzukühlen,wobei der Ejektor-Kreislauf außerdemaufweist: eine Druckermittlungseinrichtung (71) zumErmitteln eines Drucks des Hochdruck-Kältemittels, das aus dem Verdichterausgetragen wird, wobei die Steuereinheit eine Menge der Kühlluft steuert,die dem Hochdruck-Wärmetauscherzugeführt wird,auf Grundlage des Drucks, der durch die Druckermittlungseinrichtungermittelt wird, um den Zustand des Kältemittels zu steuern, dasder Düsezugeführtwird.
    [14] Ejektor-Kreislauf nach Anspruch 12, wobei der Hochdruck-Wärmetauscher dazu ausgelegtist, einen Wärmetauschzwischen dem Hochdruck-Kältemittelaus dem Verdichter und Kühlluftdurchzuführen,um das Hochdruck-Kältemittelabzukühlen,wobei der Ejektor-Kreislauf außerdemaufweist: eine Temperaturermittlungseinrichtung (72)zum Ermitteln einer Temperatur der Kühlluft, die dem Hochdruck-Wärmetauscher zugeführt wird, wobeidie Steuereinheit eine Menge der Kühlluft steuert, die dem Hochdruck-Wärmetauscherzugeführt wird,auf Grundlage der Temperatur, welche durch die Temperaturermittlungseinrichtungermittelt wird, um den Zustand des Kältemittels zu steuern, dasder Düsezugeführtwird.
    [15] Ejektor-Kreislauf nach Anspruch 1, aufweisend: einenVerdichter (10) zum Ansaugen und Verdichten von Kältemittel; einenHochdruck-Wärmetauscher(20) zum Kühlen vonHochdruck-Kältemittel,das aus dem Verdichter ausgetragen wird; einen Niederdruck-Wärmetauscher(30) zum Verdampfen von Niederdruck-Kältemittel, nachdem dieses dekomprimiertworden ist; einen Ejektor (40) mit einer Düse (41)zum Dekomprimieren und Expandieren von Kältemittel, welches ausgehendvom Hochdruck-Wärmetauscherströmt, durchUmsetzen von Druckenergie des Kältemittels inGeschwindigkeitsenergie des Kältemittels,und mit einem Druckerhöhungsabschnitt(42, 43), der dazu dient, einen Kältemitteldruckzu erhöhendurch Umsetzen der Geschwindigkeitsenergie des Kältemittels in Druckenergiedes Kältemittels,währendaus der Düsegestrahltes Kältemittelmit Kältemittelgemischt wird, welches aus dem Niederdruck-Wärmetauscher angesaugt wird;und einen Gas/Flüssigkeitsseparator(50) zum Trennen von Kältemittelaus dem Ejektor in gasförmigesKältemittelund flüssigesKältemittel,wobei der Gas/Flüssigkeitsseparatoreinen Auslass fürgasförmigesKältemittelaufweist, der mit einer Kältemittelansaugseitedes Verdichters verbunden ist, und einen Auslass für flüssiges Kältemittel,der mit der Kältemitteleinlassseitedes Niederdruck-Wärmetau- schersverbunden ist; und eine Steuereinheit (70), welcheeinen Druck des Hochdruck-Kältemittelssteuert, das aus dem Verdichter ausgetragen wird, um einen Druckdes Kältemittelszu steuern, das zu der Düseströmt,und zwar auf einen höherenals einen vorbestimmten Wert.
    [16] Ejektor-Kreislauf nach Anspruch 15, wobei der Hochdruck-Wärmetauscher dazu ausgelegtist, einen Wärmetauschzwischen dem Hochdruck-Kältemittelaus dem Verdichter und Kühlluftdurchzuführen,um das Hochdruck-Kältemittelzu kühlen,wobei der Ejektor-Kreislauf außerdemaufweist: eine Temperaturermittlungseinrichtung (72)zum Ermitteln einer Temperatur der Kühlluft, die dem Hochdruck-Wärmetauscher zugeführt wird, wobeidie Steuereinheit eine Menge der Kühlluft steuert, die dem Hochdruck-Wärmetauscherzugeführt wird,auf Grundlage der Temperatur, welche durch die Temperaturermittlungseinrichtungermittelt wird, um den Druck des Kältemittels zu steuern, dasder Düseströmt,und zwar auf einen höherenals einen vorbestimmten Wert.
    [17] Ejektor-Kreislauf nach Anspruch 1, aufweisend: einenVerdichter (10) zum Ansaugen und Verdichten von Kältemittel; einenHochdruck-Wärmetauscher(20) zum Kühlen vonHochdruck-Kältemittel,das aus dem Verdichter ausgetragen wird, wobei der Hochdruck-Wärmetauscherdazu ausgelegt ist, einen Wärmetauschzwischen dem Hochdruck-Kältemittelaus dem Verdichter und Kühlluftdurchzuführen; einenNiederdruck-Wärmetauscher(30) zum Verdampfen von Niederdruck-Kältemittel, nachdem dieses dekomprimiertworden ist; einen Ejektor (40) mit einer Düse (41)zum Dekomprimieren und Expandieren von Kältemittel, welches ausgehendvom Hochdruck-Wärmetauscherströmt, umDruckenergie des Kältemittelsin Geschwindigkeitsenergie des Kältemittelsumzusetzen, und mit einem Druckerhöhungsabschnitt (42, 43),der dazu dient, einen Kältemitteldruckzu erhöhendurch Umsetzen der Geschwindigkeitsenergie des Kältemittels in Druckenergiedes Kältemittels,unter Mischen des Kältemittels,das aus der Düsegestrahlt wird, mit Kältemittel,welches aus dem Niederdruck-Wärmetauscherangesaugt wird; einen Gas/Flüssigkeitsseparator (50)zum Trennen von Kältemittelaus dem Ejektor in gasförmigesKältemittelund flüssigesKältemittel,wobei der Gas/Flüssigkeitsseparatoreinen Auslass fürgasförmigesKältemittelaufweist, der mit einer Kältemittelansaugseitedes Verdichters verbunden ist, und einen Auslass für flüssiges Kältemittel,der mit einer Kältemitteleinlassseitedes Niederdruck-Wärmetauschersverbunden ist; und eine Steuereinheit (70), welcheeine Menge der Kühlluftverringert, die dem Hochdruck-Wärmetauscher zugeführt wird,und zwar in Übereinstimmungmit einer Temperaturreduzierung der Kühlluft.
    [18] Ejektor-Kreislauf nach einem der Ansprüche 12 bis17, wobei die Steuereinheit eine Obergrenzwert-Steuereinrichtung zum Steuern einesDrucks des Hochdruck-Kältemittelsaufweist, das aus dem Verdichter ausgetragen wird, und zwar aufeinen niedrigeren als einen oberen Grenzwert.
    [19] Ejektor-Kreislauf nach einem der Ansprüche 12 bis18, außerdemaufweisend eine variable Drosselvorrichtung (60), die aufeiner stromabwärtigen Seitedes Hochdruck-Wärmetauschersangeordnet ist, um das Hochdruck-Kältemittel variabel zu dekomprimieren,bevor es zu der Düseströmt.
    [20] Ejektor-Kreislauf nach einem der Ansprüche 12 bis19, wobei das Kältemittelentweder Freon, Kohlendioxid oder ein Kohlenwasserstoff ist.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US6925835B2|2005-08-09|
    US20040255612A1|2004-12-23|
    JP2005009774A|2005-01-13|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2009-04-23| 8139| Disposal/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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