热交换装置以及热泵装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种热交换装置以及热泵装置。
【背景技术】
[0002]热泵装置的典型示例是在空气调节装置、冷冻冷藏库、供热水机等设备中使用的制冷循环装置。在现有的制冷循环装置中，使用氟利昂或氟利昂代用材料作为制冷剂。然而，这些制冷剂存在着破坏臭氧层、导致温室效应等环境问题。在专利文献I中，公开有一种使用水作为对地球环境的负荷极小的制冷剂的制冷循环装置。在图12中示出专利文献I所公开的制冷循环装置。
[0003]制冷循环装置100具备蒸发器110、冷凝器120、第一循环路150以及第二循环路160。蒸发器110的上部通过第一连通路130而与冷凝器120的上部连接。在第一连通路130中设有压缩机131以及压缩机132。蒸发器110的下部通过第二连通路140而与冷凝器120的下部连接。
[0004]另外，出于减小对地球环境产生的负荷的目的，希望提高制冷循环装置的效率。在专利文献2中，公开有一种使用喷射器作为回收制冷剂的膨胀能的机构的制冷循环装置。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2008-122012号公报
[0008]专利文献2:美国专利第3701264号说明书
【发明内容】
[0009]发明要解决的课题
[0010]然而，在使用像水那样常温(日本工业规格:20°C ±15°C /JIS Z8703)下的饱和蒸气压为负压的制冷剂的热交换装置或热泵装置中，要求进一步的性能改善。为了改善热交换装置或热泵装置的性能，用于有效地提高制冷剂的压力的技术是必不可少的。
[0011]本发明的目的在于提供一种用于有效地提高制冷剂的压力的技术。
[0012]用于解决课题的方案
[0013]SP，本发明提供一种热交换装置，具备:
[0014]第一热交换器，其供制冷剂液体流动；
[0015]喷射器，其使用从外部供给的制冷剂蒸气和从所述第一热交换器流出的所述制冷剂液体来生成制冷剂混合物；
[0016]第一提取器，其从所述喷射器接收所述制冷剂混合物，且从所述制冷剂混合物中提取所述制冷剂液体；
[0017]液体路径，其从所述第一提取器经由所述第一热交换器而到达所述喷射器；以及
[0018]第一泵，其设于所述液体路径，且将所述制冷剂液体从所述第一提取器向所述喷射器压力输送。
[0019]发明效果
[0020]根据上述的技术，能够有效地提高制冷剂的压力。
【附图说明】
[0021]图1是本发明的一个实施方式所涉及的热泵装置的结构图。
[0022]图2是喷射器的剖视图。
[0023]图3A是图12示出的现有的制冷循环装置中的莫里尔图(Mollier chart)。
[0024]图3B是本实施方式的热泵装置中的莫里尔图。
[0025]图4是变形例I所涉及的热泵装置的结构图。
[0026]图5是变形例2所涉及的热泵装置的结构图。
[0027]图6是变形例3所涉及的热泵装置的结构图。
[0028]图7是变形例3的热泵装置中的莫里尔图。
[0029]图8是变形例4所涉及的热交换装置的结构图。
[0030]图9是变形例5所涉及的热交换装置的结构图。
[0031]图10是变形例6所涉及的热交换装置的结构图。
[0032]图11是变形例7所涉及的热交换装置的结构图。
[0033]图12是现有的制冷循环装置的结构图。
【具体实施方式】
[0034]为了使图12示出的制冷循环装置100的性能在例如制冷用途上得到充分地发挥，需要生成温度比外部气温足够高的制冷剂液体。在冷凝器120中生成的制冷剂液体的温度取决于供给到冷凝器120的制冷剂蒸气的压力。具体而言，要向冷凝器120供给的制冷剂蒸气的压力需要比高温的制冷剂液体的饱和压力高。在制冷循环装置100中，冷凝器120只不过是单纯的冷凝器，而不具有提高制冷剂的压力的功能。因此，为了生成高温的制冷剂液体，在冷凝器120的前段需要能够生成高压的制冷剂蒸气的蒸气源。若制冷剂蒸气的压力低，则不能生成高温的制冷剂液体，制冷循环装置100能够运转的条件受到限制。
[0035]本发明人等为了扩大制冷循环装置(热泵装置)的运转范围，谋求进一步的性能的改善，探讨了用于由低压的制冷剂蒸气生成高温的制冷剂液体的技术。其结果是，想到了本说明书中公开的技术。
[0036]本发明的第一方案提供一种热交换装置，具备:
[0037]第一热交换器，其供制冷剂液体流动；
[0038]喷射器，其使用从外部供给的制冷剂蒸气和从所述第一热交换器流出的所述制冷剂液体来生成制冷剂混合物；
[0039]第一提取器，其从所述喷射器接收所述制冷剂混合物，且从所述制冷剂混合物中提取所述制冷剂液体；
[0040]液体路径，其从所述第一提取器经由所述第一热交换器而到达所述喷射器；以及
[0041]第一泵，其设于所述液体路径，且将所述制冷剂液体从所述第一提取器向所述喷射器压力输送。
[0042]根据本方案，向喷射器供给从第一热交换器流出的制冷剂液体。该制冷剂液体是在第一热交换器中被冷却后的制冷剂液体。还从外部向喷射器供给制冷剂蒸气。喷射器的内部的压力根据所供给的制冷剂液体的温度而降低至比制冷剂蒸气的压力低的压力。因此，制冷剂蒸气一边膨胀以及加速一边被连续地吸入喷射器的蒸气喷嘴。并且，制冷剂蒸气由于以下原因而冷凝:(a)制冷剂蒸气与制冷剂液体之间的温度差；(b)制冷剂蒸气与制冷剂液体之间的能量的输送以及制冷剂蒸气与制冷剂液体之间的动量的输送所引起的压力上升。即，喷射器使用制冷剂蒸气和制冷剂液体来生成制冷剂混合物。能够使喷射器作为冷凝器发挥功能。由喷射器生成的制冷剂混合物被送往第一提取器。
[0043]例如，在使用常温下的饱和蒸气压为负压的制冷剂的情况下，制冷剂蒸气的体积相对于制冷剂液体的体积变大至约10万倍。根据喷射器的工作状态的不同，有时制冷剂蒸气会进入到从第一提取器到第一热交换器的液体路径。在这样的条件的情况下，难以通过泵对制冷剂进行压力输送，从而难以使热交换装置的运转继续。
[0044]然而，在第一方案中，制冷剂混合物被送往第一提取器，在第一提取器中从制冷剂混合物提取制冷剂液体。提取出的制冷剂液体被送往第一热交换器。从而，能够由制冷剂液体充满从第一提取器经由第一热交换器而到达喷射器的液体路径之中，从而能够使用配置于液体路径的第一泵来从第一提取器向第一热交换器持续输送制冷剂液体。
[0045]由于以上的理由，能够由低压的制冷剂蒸气生成高温的制冷剂液体，进而热交换装置的运转范围也得以扩大。
[0046]在第一方案的基础上，本发明的第二方案提供一种热交换装置，其中，所述第一泵在所述第一提取器与所述第一热交换器之间设于所述液体路径上。
[0047]在第二方案的基础上，本发明的第三方案提供一种热交换装置，其中，还具备第二泵，该第二泵在所述第一热交换器与所述喷射器之间设于所述液体路径上，且将从所述第一热交换器流出的所述制冷剂液体向所述喷射器压力输送。根据本方案，能够抑制要送往第一热交换器的制冷剂液体的压力。因此，能够抑制第一热交换器的耐压强度。
[0048]在第三方案的基础上，本发明的第四方案提供一种热交换装置，其中，所述第二泵的泵压头设定为比所述第一泵的泵压头高。根据本方案，第一泵的负荷得到减轻。
[0049]在第三或第四方案的基础上，本发明的第五方案提供一种热交换装置，其中，还具备第二提取器，该第二提取器在所述第一热交换器与所述第二泵之间设于所述液体路径上，并且该第二提取器从自所述第一热交换器流出的所述制冷剂中提取所述制冷剂液体，以向所述第二泵选择性地供给所述制冷剂液体。根据本方案，即便制冷剂在第一热交换器中变化为气液二相状态，第二泵也能够仅吸入制冷剂液体，从而能够向喷射器稳定地供给制冷剂液体。
[0050]在第五方案的基础上，本发明的第六方案提供一种热交换装置，其中，所述第二提取器是对所述制冷剂液体与所述制冷剂蒸气进行分离的气液分离器。
[0051]在第一方案的基础上，本发明的第七方案提供一种热交换装置，其中，所述第一泵在所述第一热交换器与所述喷射器之间设于所述液体路径上。在第七方案的热交换装置中，通过在第