(57)【要約】【課題】媒体の圧力損失を低減したエネルギーロスの少ない状態制御によって容易に高効率な運転を可能にし、小型で、かつ冷却能力の高い安価な冷凍装置を提供する。【解決手段】圧縮機、凝縮器、蒸発器、これらを順次接続するメイン流路、バイパス流路に設けられ、バイパス流路の媒体を減圧する減圧手段、メイン流路の媒体を加速しバイパス流路の媒体を引き込む駆動手段とバイパス流路の媒体とメイン流路の媒体とを合流させる合流手段と合流した媒体を昇圧させる昇圧手段とを有する媒体制御手段を設け、メイン流路に媒体の温度および圧力を測定する手段を設け、上記測定値から媒体の制御パラメータである過冷却度、飽和温度、または過熱度を算出する過冷却度算出手段、飽和温度算出手段、または過熱度算出手段を設け、制御パラメータに応じて、減圧手段、駆動手段、合流手段、昇圧手段、または圧縮機を制御する。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、蒸発器、これらを順次接続するメイン流路、
上記凝縮器から流出する媒体をメイン流路から分岐するバイパス流路、
上記バイパス流路に設けられ、上記バイパス流路の媒体を減圧する減圧手段、
上記凝縮器と前記蒸発器との間のメイン流路に設置され、上記メイン流路の媒体を加速し上記バイパス流路の媒体を引き込む駆動手段と上記バイパス流路の媒体とメイン流路の媒体とを合流させる合流手段と合流した媒体を昇圧させる昇圧手段とを有する媒体制御手段を設け、
メイン流路に媒体の温度および圧力を測定する手段を設け、上記測定値から媒体の制御パラメータである過冷却度、飽和温度、または過熱度を算出する過冷却度算出手段、飽和温度算出手段、または過熱度算出手段を設け、上記制御パラメータに応じて、上記減圧手段、駆動手段、合流手段、昇圧手段、または圧縮機を制御することを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
上記メイン流路の媒体を冷却させる冷却手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
上記冷却手段は、上記媒体制御手段よりも下流側に設けたことを特徴とする請求項２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
上記凝縮器と蒸発器との機能・動作が切換える流路切換弁を設けたことを特徴とする請求項３に記載の冷凍装置。
【請求項５】
上記冷却手段は、上記メイン流路の上記凝縮器と上記蒸発器の間の媒体と、上記バイパス流路の媒体との熱交換を行う熱交換器であることを特徴とする請求項４に記載の冷凍装置。
【請求項６】
圧縮機、凝縮器、蒸発器、これらを順次接続するメイン流路、
上記凝縮器から流出する媒体をメイン流路から分岐するバイパス流路、
上記バイパス流路に設けられ、上記バイパス流路の媒体を減圧する減圧手段、
上記凝縮器と前記蒸発器との間のメイン流路に設置され、上記メイン流路の媒体を加速し上記バイパス流路の媒体を引き込む駆動手段と上記バイパス流路の媒体とメイン流路の媒体とを合流させる合流手段と合流した媒体を昇圧させる昇圧手段とを有する媒体制御手段、
および上記メイン流路の媒体を冷却させる冷却手段を設け、
上記冷却手段は、上記媒体制御手段よりも下流側に設けたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項７】
圧縮機、凝縮器、蒸発器、これらを順次接続するメイン流路、
上記凝縮器から流出する媒体をメイン流路から分岐するバイパス流路、
上記バイパス流路に設けられ、上記バイパス流路の媒体を減圧する減圧手段、
上記凝縮器と前記蒸発器との間のメイン流路に設置され、上記メイン流路の媒体を加速し上記バイパス流路の媒体を引き込む駆動手段と上記バイパス流路の媒体とメイン流路の媒体とを合流させる合流手段と合流した媒体を昇圧させる昇圧手段とを有する媒体制御手段、
および上記メイン流路の媒体を冷却させる冷却手段を設け、
上記凝縮器と蒸発器との機能・動作が切換える流路切換弁を設けたことを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項８】
上記駆動手段は、上記メイン流路の媒体を加速するノズルと上記バイパス流路の媒体を引き込む低圧室とを有し、
上記昇圧手段は、ディフューザであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の冷凍装置。
【請求項９】
上記媒体制御手段は、先細末広ノズルであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の冷凍装置。
【請求項１０】
上記媒体制御手段は、隘路を持つオリフィスであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の冷凍装置。
【請求項１１】
上記媒体制御手段は、弁体、弁座および上記弁体を駆動して上記弁体と上記弁座との隙間の面積を調整することにより媒体の流量を制御する弁駆動装置を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ビルや住宅の空調、食品の貯蔵や加工などのための冷凍冷蔵に用いる冷凍装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１４は、従来の冷凍装置の系統図である。図において、１は、冷凍装置であり、圧縮機２、凝縮器３、流量制御手段４、および蒸発器５が、配管６によって順次、接続されて構成されている。上記圧縮機２は、配管内を流れる媒体を圧縮し、吐出する。また、上記凝縮器３は、外気などと熱交換させることによって媒体を凝縮、即ち液化させるものである。上記流量制御手段４は、一般的に、配管６よりもさらに細い管径をもつ毛細管や、主として円錐形の弁体をもつ弁の開き度合いを変化させて流量を制御する膨張弁が用いられる。上記蒸発器５は、配管内の媒体を空気や水などと熱交換させて蒸気に変化させるものである。
【０００３】
次に動作について説明する。図１５は、従来装置において配管中を流れる媒体の状態変化を示す圧力−エンタルピー線図である。図中の点線１は、配管内を流れる媒体の飽和液線を示し、点線２は、飽和蒸気線を示す。媒体は、飽和液線の左側で液体状態に、飽和蒸気線の右側で蒸気に、また、飽和液線と飽和蒸気線の間では蒸気と液体が混ざった湿り蒸気になる。一方、図中の実線部分が媒体の状態変化を示す圧力−エンタルピー線図であり、実線（２）（３）は状態（３）を通る等エンタルピー線、実線（２）（３’）は状態（３）を通る等エントロピー線である。なお、本文中の括弧付きの数字は、図中の丸囲いの数字を意味する。
【０００４】
図１５において、（１）は、圧縮機から吐出された媒体の状態を示すもので、圧縮された媒体は高温高圧の蒸気となっている。蒸気となった媒体が凝縮器を通ると外気と熱交換して凝縮し、高温高圧の液体（２）に変化する。次いで、液体となった媒体は、流量制御手段４で断熱膨張して低温低圧の湿り蒸気（３）になる。さらに、蒸発器５を通って空気や水と熱交換して蒸発し、低温低圧の蒸気（４）に変化する。低温低圧の蒸気（４）となった媒体は再び圧縮機２に送られて高温高圧の蒸気（１）となる冷凍サイクルが繰り返される。
【０００５】
ところで、理想的な状態変化である等エントロピー変化による減圧を実現できる場合、凝縮器で高温高圧の液体（２）に変化した媒体は、エントロピーが増大することなく低温低圧の湿り蒸気（３’）に変化する。この場合、装置の冷却能力は状態（４）と状態（３’）におけるエンタルピー差であり、上記（３）（４）の等エンタルピー変化における冷却能力よりも大きくなる。
【０００６】
しかしながら、上記流量制御手段４は、上述したように、一般に、細い管径をもつ毛細管や弁の開閉度調整で制御する膨張弁などが用いられている。毛細管を利用した制御では、高温高圧の液体となった媒体は毛細管を流れる際の圧力損失によって減圧し、液体の一部が毛細管の途中から蒸発しながら増速し、大きな圧損を生じて低温低圧の湿り蒸気に変化する。このように高速で流れる際の圧損は不可逆変化をともなうため、媒体が持つエネルギーの一部（３）（３’）を失う上記（２）（３）のような等エンタルピー変化になる。また、膨張弁を用いた冷凍装置の場合も弁を通過する際に生じる衝撃波によって媒体が持つエネルギーの一部（３）（３’）を失う等エンタルピー変化（２）（３）となり、媒体の蒸発によって得られる冷却能力は、やはり、状態（４）と状態（３）におけるエンタルピー差である。
【０００７】
また、例えば、非特許文献１である空気調和・衛生工学会論文集Ｎｏ．７０、１９９８に記載される冷凍装置が検討されている。これは上記圧縮機、凝縮器および蒸発器が設置された従来の冷凍装置に、新たに速度上昇ノズル、低圧室、混合室および圧力回復させるディフューザからなるエジェクタおよび気液分離器を備えたものである。凝縮器から出た高温高圧の蒸気となった媒体は、上記エジェクタと気液分離器の働きによって、圧力回復するとともに、理想的な等エントロピー変化になり、大きな冷却能力で運転できる。しかしながら、この従来装置では、結局、気液分離器や新たな機器を装備する装置構成になって、大型化したり、コストが高くなったり、高精度な流量制御が必要となるなどの問題があった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】空気調和・衛生工学会論文集Ｎｏ．７０、１９９８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の冷凍装置では、凝縮器から流出する高温高圧の冷媒がバルブなどで流量制御される際に圧力損失を起こしたり、衝撃波の発生によって減圧されたりするために、本来、蒸発器で得られる冷却能力が低下し、冷凍装置全体の冷却効率を極めて悪くしている問題があった。また、この改善のために、従来、気液分離器などが使用されていたが、これではコストが高くなったり、高精度な流量制御が必要になり問題があった。
【００１０】
この発明は、これら従来の問題点を解消するためのもので、高コストで高精度な媒体制御機器を用いることなく媒体の圧力損失を低減し、廉価で、かつ容易に高効率な冷却サイクルで運転できる冷凍装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、蒸発器、これらを順次接続するメイン流路、上記凝縮器から流出する媒体をメイン流路から分岐するバイパス流路、上記バイパス流路に設けられ、上記バイパス流路の媒体を減圧する減圧手段、上記凝縮器と前記蒸発器との間のメイン流路に設置され、上記メイン流路の媒体を加速し上記バイパス流路の媒体を引き込む駆動手段と上記バイパス流路の媒体とメイン流路の媒体とを合流させる合流手段と合流した媒体を昇圧させる昇圧手段とを有する媒体制御手段を設け、メイン流路に媒体の温度および圧力を測定する手段を設け、上記測定値から媒体の制御パラメータである過冷却度、飽和温度、または過熱度を算出する過冷却度算出手段、飽和温度算出手段、または過熱度算出手段を設け、上記制御パラメータに応じて、上記減圧手段、駆動手段、合流手段、昇圧手段、または圧縮機を制御するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明における冷凍装置は、上記のような構成にしたことにより、小型、軽量、かつ安価な構成で、従来、問題となっていた凝縮器から流出する媒体の圧力損失を低減させ、冷却能力、冷却効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１および２を示す例で、冷凍装置の系統図である。
【図２】本発明の冷凍装置による動作を示す圧力-エンタルピー線図である。
【図３】本発明の実施の形態３を示す例で、冷凍装置の系統図である。
【図４】本発明の冷凍装置による動作を示す圧力-エンタルピー線図である。
【図５】本発明の実施の形態４を示す例で、冷凍装置の系統図である。
【図６】本発明の実施の形態５を示す例で、冷凍装置の系統図である。
【図７】本発明の実施の形態６を示す例で、媒体制御手段部分の拡大図である。
【図８】本発明の実施の形態６を示す例で、媒体制御手段部分の拡大図である。
【図９】本発明の実施の形態６を示す例で、媒体制御手段部分の拡大図である。
【図１０】本発明の実施の形態７を示す例で、冷凍装置の系統図である。
【図１１】本発明の実施の形態７を示す例で、冷凍装置の系統図である。
【図１２】本発明の実施の形態８を示す例で、冷凍装置の系統図である。
【図１３】本発明の実施の形態８を示す例で、冷凍装置の系統図である。
【図１４】従来の冷凍装置を示す系統図である。
【図１５】従来の冷凍装置の動作を示す圧力-エンタルピー線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
以下、本発明に係る冷凍装置の実施の形態１について説明する。図１は、実施の形態１による冷凍装置の系統図を示したものである。図において、１は本発明による冷凍装置であり、２は通常、配管内を流れる媒体を圧縮し、吐出する圧縮機、３は外気などと熱交換させることによって蒸気状態にある媒体を凝縮して液化させる凝縮器、５は空気や水などと熱交換させて媒体を蒸気に変化させる蒸発器であり、配管６によって順次、接続されて構成されている。また、図に示すように、上記凝縮器３と上記蒸発器５の間には、本発明による媒体制御装置５００が配管６で接続されて設置されている。上記媒体制御装置５００は、上記凝縮器３から流出する媒体の流量、圧力、温度または状態を制御するためのもので、この装置５００には上記凝縮器３から吐出する媒体のメイン流路３０１から分岐するバイパス流路３０２が設置されている。上記バイパス流路３０２にはこのバイパス流路３０２を流れる媒体を減圧する減圧手段３０３、およびこのバイパス流路３０２の媒体を駆動する駆動手段２０１が設置されている。また、上記メイン流路３０１には、上記バイパス流路３０２を流れる媒体と上記メイン流路３０１を流れる媒体とを合流させる合流手段２０２、合流後のメイン流路の媒体を昇圧させる昇圧手段２０３が設置された媒体制御手段２００、および上記メイン流路３０１を流れる媒体を冷却させる冷却手段３０４が設けられている。
【００１５】
次に、本実施の形態による冷凍装置の動作について説明する。図２は、本発明の冷凍装置による動作を示す圧力−エンタルピー線図である。図２に示すように圧縮機２で圧縮された媒体は高温高圧の蒸気（１）となり、次いで凝縮器３において空気と熱交換して凝縮し、圧力を保った状態で液体（２）に変化する。この液化した媒体（２）は、メイン流路３０１、およびメイン流路３０１と分岐したバイパス流路３０２に分かれて流れる。バイパス流路３０２を流れる一部の媒体（２）は、減圧手段３０３を通る際に断熱膨張し、減圧されて低温低圧の湿り蒸気（３’）に変化し、その後、冷却手段３０４において、メイン流路３０１を通り媒体制御手段２００から流出する媒体と熱交換し、加熱されて過熱蒸気（４’）に変化する。上記冷却手段３０４を通ったバイパス流路の媒体は、バイパス流路に設けた駆動手段２０１に駆動され、媒体制御手段２００内に引込まれて状態（５’）になる。一方、凝縮器３からメイン流路３０１側へ流れる残りの媒体（２）は、媒体制御手段２００へ供給され、この中で増速しながら等エントロピー変化に近い状態で減圧されて湿り蒸気状態（５）に変化する。このメイン流路を流れる媒体（５）は、合流手段２０２において、前述のバイパス流路から媒体制御手段２００内に引込まれたバイパス流路の媒体（５’）と合流して状態（６）になり、さらに、昇圧手段２０３において、等エントロピー変化に近い状態で昇圧されて状態（７）に変化する。圧力回復した媒体は、その後、冷却手段３０４でバイパス流路を流れる媒体と熱交換し、冷却されて状態（３）となり、蒸発器５において、空気や水などと熱交換し、低温低圧の蒸気状態（４）に変化した後、再び圧縮機２に送られる。このようにして上記の冷却サイクルが繰り返される。
【００１６】
以上説明したように、本発明の実施の形態１によれば、媒体制御装置５００を設けたことにより、メイン流路を流れる媒体が状態（３）から状態（４）のように圧損の少ないほぼ理想的なエネルギー変換をする冷却サイクルを容易に実現できる。したがって、装置の冷却能力が向上し、エネルギー損失の少ない高効率な運転が可能となる。
【００１７】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２による冷凍装置について説明する。本発明は図１に示した系統図において、メイン流路を流れる媒体を冷却させる冷却手段３０４として、バイパス流路の媒体と熱交換を行う熱交換器を用いた冷凍装置である。このように冷却手段として熱交換器を設置したことにより、上記実施の形態１と同様に、ほぼ理想的なエネルギー変換をする冷却サイクルを容易に実現できる。
【００１８】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３による冷凍装置について説明する。図３は、本発明の実施の形態３による装置の系統図である。図３において、３２はメイン流路の媒体を冷却するための熱交換器であり、駆動手段、合流手段および昇圧手段を設置した媒体制御手段２００の設置位置よりも上流側に設置されている。また、３１はバイパス流路を流れる媒体の減圧手段としての流量調整バルブであり、バイパス配管３０によって上記熱交換器３２および媒体制御手段２００に順次、接続されている。
【００１９】
次に、本実施の形態による冷凍装置の動作について説明する。図４は、本発明の冷凍装置による動作を示す圧力−エンタルピー線図である。図４に示すように圧縮機２で圧縮された媒体は高温高圧の蒸気（１）となり、凝縮器３で空気と熱交換して凝縮し、高温高圧の液体（２’）に変化する。この液化した媒体（２’）は、メイン流路３０１、およびメイン流路３０１と分岐したバイパス流路３０２に分かれて流れる。バイパス流路３０２を流れる一部の媒体（２’）は、減圧手段である流量調整バルブ３１において断熱膨張し、減圧されて低温低圧の湿り蒸気状態（３’）に変化した後、熱交換器３２においてメイン流路３０１を流れる媒体と熱交換し、加熱されて過熱蒸気状態（４’）に変化する。上記熱交換器３２を通ったバイパス流路の媒体は、媒体制御手段２００内に引込まれて状態（５’）になる。一方、凝縮器３からメイン流路３０１側へ流れる残りの媒体（２’）は、上記熱交換器３２で冷却されて状態（２）になる。その後、媒体制御手段２００へ供給され、この中で等エントロピー変化に近い状態で減圧されて湿り蒸気状態（５）に変化する。このメイン流路を流れる媒体（５）は、バイパス流路から媒体制御手段２００内に引込まれたバイパス流路の媒体（５’）と合流して状態（６）になり、さらに、等エントロピー変化に近い状態で昇圧されて状態（３）に変化する。その後、媒体は蒸発器５において、空気や水などと熱交換し、低温低圧の蒸気状態（４）に変化した後、再び圧縮機２に送られて高温高圧の蒸気（１）となり、上記の冷却サイクルが繰り返される。
【００２０】
このように冷却手段を、駆動手段、合流手段および昇圧手段よりも上流側に設置した場合においても、バイパス流路の媒体の圧力、すなわち温度をメイン流路の媒体の温度よりも低くでき、熱交換器３２の設置によって媒体の過冷却度を大きくできるために、やはり、エネルギー損失の少ない冷却能力の高い高効率な運転が可能となる。
【００２１】
実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４について説明する。図５は、本発明の実施の形態４による冷凍装置を示す系統図である。図において、１８は冷却手段としてバイパス流路に設置した熱交換器であり、駆動手段、合流手段および昇圧手段であるエジェクタ１０の下流側に設置されている。１７は流量調整バルブ、１６はバイパス配管である。また、エジェクタ１０は前述の媒体制御手段２００と同様の機能を持つエジェクタであり、ケーシング１１内にメイン流路の媒体の流速を加速させるノズル１２、バイパス流路の媒体を駆動して引き込む低圧室１３、メイン流路の媒体とバイパス流路の媒体を合流させる合流室１４およびメイン流路の媒体を昇圧させるディフューザ１５から構成されている。
【００２２】
このように熱交換器１８を駆動手段、合流手段および昇圧手段の設置位置よりも下流側のバイパス流路に設置して、媒体制御手段である上記エジェクタから流出するメイン流路の媒体を効率よく冷却することにより、理想的な等エントロピー変化の状態に制御できる。そのため、やはり冷却能力の高い高効率な運転が可能となる。
【００２３】
実施の形態５．
次に、本発明の実施の形態５による冷凍装置について説明する。図６に本発明の冷却装置の系統図を示した。図において、３６はバイパス流路に設置された第２の蒸発器であり、蒸発器５で冷却された水または空気とバイパス流路から流出する媒体と熱交換して気化させるものである。このようにバイパス流路に第２の蒸発器を設置し、熱交換を行って媒体を気化させた後にメイン流路の媒体と合流させるようにしたことにより、やはり媒体をエネルギー損失の少ない理想的な状態に制御できる。そのため、冷却効率の高い運転が可能となる。
【００２４】
実施の形態６．
図７、図８および図９は、本発明の実施の形態６による冷凍装置の媒体制御手段部の拡大図である。図７に示した装置は、媒体制御手段２００に、バイパス流路からの媒体を合流させるための合流口３０５を備えた先細末広ノズルが使用され、メイン流路３０１に設置したものである。図８は、媒体制御手段２００として、内部を流れる媒体の流路を絞る隘路を持つオリフィスを使用し、バイパス流路からの媒体を合流させるための合流口３０５を備えたものである。また、図９は、媒体制御手段２００に、膨張弁を使用したものであり、４１はケーシング、４２は弁体、４３は弁座、４４は上記弁体４２を駆動する弁駆動装置、４５はメイン流路からの媒体を膨張弁に流入させる流入管、５０はメイン流路の媒体を膨張弁から流出させるテーパーを付けた流出管、３０５はバイパス流路からの媒体を合流させるための合流口である。上記膨張弁は、弁体４２と弁座４３の隙間の面積を弁駆動装置４４で調整することにより媒体の流量を制御している。
【００２５】
このようにバイパス流路の媒体を駆動させる駆動手段と、バイパス流路の媒体とメイン流路の媒体を合流させる合流手段とが、少なくとも媒体が流れる流路の断面積を小さくするよう絞り込まれた隘路およびバイパスからの媒体の合流口を備えた構造体にすることにより、媒体のエネルギー損失が少ない理想的な状態制御ができ、効率的な運転ができる。
【００２６】
実施の形態７．
図１０は、本発明の実施の形態７による冷凍装置の系統図である。図１０において、１００は媒体の温度を測定する温度測定器、１０１は媒体の圧力を測定する圧力測定器で、冷却手段３０４と媒体制御装置２００の間のメイン流路３０１に設置されている。また、１０２は飽和温度算出手段、１０３は過冷却度算出手段であり、算出された過冷却度に応じてバイパス流路に設けた減圧手段３０３に信号を送ってバイパス流路の媒体の流量を制御している。図１１は、本発明の実施の形態７による同様な冷凍装置の系統図であり、温度測定器１００および圧力測定器１０１により測定された媒体の温度と圧力から飽和温度算出手段１０２および過冷却度算出手段１０３により求められる過冷却度に応じて膨張弁の弁駆動装置４４に信号を送ってメイン流路の媒体の流量を制御している。
【００２７】
上記実施の形態７のように構成することによって、やはり、媒体をエネルギー損失の少ない理想的な状態に制御できる。上記実施例では、過冷却度を算出して制御する場合について説明したが、上記温度測定器および圧力測定器を蒸発器と圧縮機の間に設置し、圧縮機に入る前の媒体の過熱度を算出して減圧手段または媒体制御手段を制御してもよい。また、熱交換器から媒体制御手段に至るバイパス配管内の媒体の温度、圧力を測定して過熱度を算出し、その過熱度に応じて減圧手段または媒体制御手段を制御してもよい。さらに、上記制御パラメータの信号を圧縮機に送って制御しても同様の効果が得られる。
【００２８】
実施の形態８．
図１２に実施の形態８による冷凍装置の系統図を示す。図１２に示した冷凍装置１は、圧縮機２、凝縮器３、蒸発器５およびこれらを順次接続する配管６を備え、上記凝縮器３と上記蒸発器５が流路切換弁４００によって動作切換えされるものであり、上記凝縮器３と上記蒸発器５の間に設けられる流路に、実施の形態１で説明した上記バイパス流路、上記減圧手段、上記駆動手段、上記合流手段および上記昇圧手段からなる媒体制御装置５００を設置したものである。
【００２９】
次に実施の形態８による冷凍装置の動作について説明する。図１２に示したように、圧縮機２で圧縮されて高温高圧の蒸気となった媒体は、一方の流路切換弁４００を通って凝縮器３に流入し、ここで凝縮されて液体に変化する。上記凝縮器３から吐出した媒体は、もう一方の流路切換弁４００を通って、上記凝縮器３と上記蒸発器５の間の流路に設置した媒体制御装置５００に流入する。上記媒体制御装置５００に流入した媒体は、その中で前述したようにエネルギー損失の少ない状態に制御されて低温低圧の湿り蒸気状態に変化し、蒸発器５に送られて蒸発器５の中で外気や水と熱交換して低温低圧の蒸気に変化する。その後、流路切換弁４００を通って再び圧縮機２に送られ、同じサイクルが繰り返される。上記凝縮器３が室外に、蒸発器５が室内に設置されて、冷房運転が行われる場合、以上説明したように、媒体は上記蒸発器５で室内の空気を効率的に冷却できる。一方、上記装置で暖房運転を行う場合には、流路切換弁４００によって流路を切換え、圧縮機２から流出する媒体を蒸発器５へ流入させ、上記蒸発器５から流出する媒体を、もう一方の流路切換弁４００を切換えて媒体制御装置５００へ流れるようにし、さらに、上記媒体制御装置５００から出る媒体を、上記媒体制御装置５００の下流側に設置した流路切換弁４００を切換えて凝縮器３へ送り込むことによって、効率的な暖房運転ができる。上記装置によれば、流路切換弁を切換えるだけで配管内を流れる媒体の流れの方向を全く変えることなく冷暖房運転が可能となる。
【００３０】
図１３は、実施の形態８による装置の系統図で、流路切換弁４００として四方バルブを用いている。図において、（ａ）は冷房運転、（ｂ）は暖房運転の場合を示している。この図１３に示した装置は、上記四方バルブの切換えによって、上述した図１２に示した装置の場合と同様に動作して、やはり容易に効率的な運転ができる。
【００３１】
以上説明したように、本発明の構成によれば、エネルギー損失の少ない効率的な運転ができるとともに、高価な付帯設備、切換の補修が不要で、一装置、一システムに蒸発器、凝縮器一対で機能させられるため、小型、軽量、安価で、かつ冷房、暖房の切換可能な冷凍装置を実現できる。なお、上述の例では、凝縮器３および蒸発器５が一つずつ設置された場合について説明したが、それぞれが複数台、室外、室内に設置されている場合も、同様な効果がある。
【符号の説明】
【００３２】
１  冷凍装置、２  圧縮機、３  凝縮器、４  流量制御手段、５  蒸発器、６  配管、７  気液分離機、１０  エジェクタ、１１  ケーシング、１２  ノズル、１３  低圧室、１４  合流室、１５  ディフューザ、１６  バイパス配管、１７  流量調整バルブ、１８  熱交換器、３３  過冷却測定手段、３６  第２の蒸発器、４１  ケーシング、４２  弁体、４３  弁座、４４  弁駆動装置、４５  流入管、  ５０  テーパ付流出管、１００  温度測定装置、１０１  圧力測定装置、１０２  飽和温度算出手段、１０３  過冷却度算出手段、２００  媒体制御手段、２０１  駆動手段、２０２  合流手段、２０３  昇圧手段、３０１  メイン流路、３０２  バイパス流路、３０３  減圧手段、３０４  冷却手段、３０５  合流口、４００  流路切換弁、５００  媒体制御装置。
【図１】
2010271039.tif 000003
【図２】
2010271039.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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