JP2010043861A - Refrigerating cycle - Google Patents
Refrigerating cycle Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010043861A JP2010043861A JP2009267291A JP2009267291A JP2010043861A JP 2010043861 A JP2010043861 A JP 2010043861A JP 2009267291 A JP2009267291 A JP 2009267291A JP 2009267291 A JP2009267291 A JP 2009267291A JP 2010043861 A JP2010043861 A JP 2010043861A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant
- pressure
- evaporator
- outlet side
- evaporators
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 360
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 63
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims description 59
- 230000006837 decompression Effects 0.000 claims description 56
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 26
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 claims description 22
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 10
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 9
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 8
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 86
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 29
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 23
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 23
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Natural products O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 7
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 7
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 6
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 6
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 6
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 4
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- KYKAJFCTULSVSH-UHFFFAOYSA-N chloro(fluoro)methane Chemical compound F[C]Cl KYKAJFCTULSVSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
本発明は、複数の蒸発器を備える冷凍サイクルに関するもので、CO2(二酸化炭素)冷媒等のように高圧圧力が臨界圧力以上(超臨界状態)となる冷媒を用いた超臨界冷凍サイクルに用いて好適なものである。 The present invention relates to a refrigeration cycle including a plurality of evaporators, and is used for a supercritical refrigeration cycle using a refrigerant whose high pressure is equal to or higher than a critical pressure (supercritical state) such as a CO2 (carbon dioxide) refrigerant. Is preferred.
従来、この種の超臨界冷凍サイクルでは、図22に示すように複数の蒸発器5、11を並列接続した構成のものが知られている(特許文献1の図1参照)。この従来技術では、複数の蒸発器5、11のうち第1蒸発器5に流入する冷媒を減圧する第1減圧器4を電気式弁機構で構成し、放熱器(室外器)2の出口冷媒温度を温度センサ21により検出し、また、放熱器出口冷媒圧力を圧力センサ22により検出する。
Conventionally, a supercritical refrigeration cycle of this type has a configuration in which a plurality of
そして、制御装置20の制御出力にて第1減圧器4の開度を制御することにより、放熱器2の出口冷媒圧力を放熱器出口冷媒温度により決まる目標圧力となるように制御して、サイクルの運転効率(COP)を向上させている。第1蒸発器5の出口側にはアキュムレータ9を配置して、第1蒸発器5側の流路から液冷媒が圧縮機1に吸入されることを防止している。
Then, by controlling the opening of the first pressure reducer 4 with the control output of the
これに対し、第1減圧器4と並列に設けられた第2減圧器は温度式膨張弁100により構成され、この温度式膨張弁100にて第2蒸発器11に流入する冷媒を減圧するようになっている。この温度式膨張弁100は、第2蒸発器11の出口冷媒温度に応じて内圧が変化する感温部100aを持ち、第2蒸発器11の出口冷媒の過熱度制御を行う。これにより、第2蒸発器11側の流路から液冷媒が圧縮機1に吸入されることを防止している。
On the other hand, the second pressure reducer provided in parallel with the
また、特許文献1では、別の例として、図23に示すように第2減圧器を固定絞り10で構成し、第2蒸発器11の出口側をアキュムレータ9の出口側(圧縮機吸入側)に合流させるものが記載されている(特許文献1の図14参照)。
In
ところで、図22に示す従来技術では、第2蒸発器11の冷房負荷変動に応じて第2蒸発器11の出口冷媒の過熱度制御を独立に行う温度式膨張弁100を第2減圧器として用いているので、第2蒸発器11の冷房負荷が増加したときには図24に示すサイクル挙動が生じて、第1減圧器4による高圧圧力制御が不安定となり、ハンチングを生じる。この結果、サイクルの運転効率(COP)が低下する。
By the way, in the prior art shown in FIG. 22, the temperature
また、図22に示す従来技術であると、第2蒸発器11の風量が急減して冷房負荷が急減したり、圧縮機1の回転数が急増して、低圧圧力が低下する場合に、以下のような致命的な不具合も生じる。すなわち、低圧圧力が低下すると、温度式膨張弁100においては、感温部100aの応答性が圧力感知部の応答性に比して極端に低いので、過熱度過多の状態となってしまう。
In the case of the prior art shown in FIG. 22, when the air flow rate of the
これにより、温度式膨張弁100では全開近くまで弁開度が増加し、その結果、サイクル内循環冷媒のほとんどが第2蒸発器11側へ流れてしまい、第2蒸発器11の出口では液戻りの状態となる。これに対し、第1蒸発器5側では冷媒流量不足が発生して、第1蒸発器5の出口冷媒は大きな過熱度を持つ状態になってしまう。
As a result, in the temperature
しかも、このとき、温度式膨張弁100が全開付近の状態になって、高圧圧力が低下するので、第1蒸発器5側の冷媒流量不足が一層助長され、第1蒸発器5の冷房性能が大幅に低下するという現象が起きる。
In addition, at this time, since the temperature
また、冷凍サイクルを停止状態から起動する場合も、圧縮機1の起動に伴って低圧圧力が低下すると、温度式膨張弁100の弁開度が上記と同様に全開近くまで増加し、第1蒸発器5側の冷媒流量不足が発生するので、第1蒸発器5の冷房性能を良好に発揮できない。そして、高圧圧力も速やかに上昇しないので、冷凍サイクル全体としての立ち上げが悪化する。
In addition, when the refrigeration cycle is started from a stopped state, when the low pressure decreases as the
逆に、冷房負荷が急増したり、圧縮機回転数が急減して、低圧圧力が上昇する場合は、温度式膨張弁100において過熱度過小の状態が発生して弁開度が急減するので、第2蒸発器11の冷房性能不足が生じる。
On the other hand, when the cooling load increases rapidly or the compressor rotation speed decreases rapidly and the low pressure increases, the
一方、図23に示す従来技術では、第2減圧器が固定絞り10であるので、温度式膨張弁の使用に伴う上記不具合は解消できるが、その反面、次のごとき別の不具合が生じる。
On the other hand, in the prior art shown in FIG. 23, since the second pressure reducer is the
すなわち、第2減圧器を構成する固定絞り10の穴径は、第2蒸発器11の最大冷房負荷時の必要能力に見合う冷媒流量を流せるだけの穴径が必要となる。しかし、固定絞り穴径を最大冷房負荷時に必要な大きさに設定すると、第2蒸発器11の冷房負荷が小さい時(風量が小さかったり、吸い込み空気温度が低いときなど)には、第2蒸発器11側の冷媒流量が過多となり、第2蒸発器11の出口冷媒が液冷媒を多く含むようになる。
That is, the hole diameter of the fixed
この結果、圧縮機1に液冷媒が戻ってしまい、液圧縮による過大応力が発生し、圧縮機寿命に悪影響を及ぼす。また、液冷媒を蒸発器冷房性能の発揮のために有効利用できないので、サイクル運転効率を悪化させることになる。
As a result, the liquid refrigerant returns to the
逆に、固定絞り穴径を最大冷房負荷時に必要な大きさよりも小さく設定すると、第2蒸発器11の高負荷時に第2蒸発器11の冷媒流量が不足して第2蒸発器11の出口冷媒が過大な過熱度を持ち、冷房性能不足が生じる。さらに、この過大な過熱度が生じると、第2蒸発器11の吹出空気に大きな温度分布が発生して、吹出空気に白霧が発生したり、室内温度分布が大きくなって空調フィーリングを悪化させる。
On the contrary, if the fixed throttle hole diameter is set smaller than the required size at the maximum cooling load, the refrigerant flow rate of the
本発明は、上記諸点に鑑みて案出されたもので、複数の蒸発器を備え、かつ、少なくとも1つの蒸発器の出口側にアキュムレータを接続する冷凍サイクルにおいて、複数の蒸発器の冷房性能をともに安定的に良好に発揮できるようにすることを目的とする。 The present invention has been devised in view of the above points. In a refrigeration cycle that includes a plurality of evaporators and connects an accumulator to the outlet side of at least one evaporator, the cooling performance of the plurality of evaporators is improved. The purpose is to enable both to be demonstrated stably and satisfactorily.
また、本発明は、複数の蒸発器を備え、かつ、少なくとも高圧圧力を制御する減圧手段を備える冷凍サイクルにおいて、高圧圧力制御の安定化を図ることを目的とする。 Another object of the present invention is to stabilize high-pressure control in a refrigeration cycle that includes a plurality of evaporators and that includes at least decompression means that controls high-pressure.
また、本発明は、圧縮機への液冷媒戻りを確実に防止して圧縮機の保護を図ることを目的とする。 Another object of the present invention is to protect the compressor by reliably preventing the liquid refrigerant from returning to the compressor.
本発明は上記目的を達成するために案出されたものであり、請求項1に記載の発明では、 冷媒を吸入圧縮する圧縮機(1)と、
前記圧縮機(1)の吐出冷媒を冷却する放熱器(2)と、
前記放熱器(2)出口側の冷媒を減圧する少なくとも1個以上の減圧手段(4、10)と、
前記減圧手段(4、10)通過後の低圧冷媒を蒸発させる複数の蒸発器(5、11)と、
前記複数の蒸発器(5、11)のうち、一方の蒸発器(5)の出口側に設けられたアキュムレータ(9)と、
前記アキュムレータ(9)の出口側と前記圧縮機(1)の吸入側との間の低圧冷媒と前記放熱器(2)出口側の高圧冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器(3)とを備え、
前記複数の蒸発器(5、11)のうち、他方の蒸発器(11)の出口側が前記アキュムレータ(9)の出口側と前記内部熱交換器(3)の入口側との間に合流し、
さらに、前記1個以上の減圧手段は、少なくとも前記他方の蒸発器(11)に供給される冷媒を固定絞り(4、10)で減圧することを特徴としている。
The present invention has been devised to achieve the above object, and in the invention according to
A radiator (2) for cooling the refrigerant discharged from the compressor (1);
At least one decompression means (4, 10) for decompressing the refrigerant on the outlet side of the radiator (2);
A plurality of evaporators (5, 11) for evaporating the low-pressure refrigerant after passing through the decompression means (4, 10);
Among the plurality of evaporators (5, 11), an accumulator (9) provided on the outlet side of one evaporator (5),
An internal heat exchanger (3) that exchanges heat between the low-pressure refrigerant between the outlet side of the accumulator (9) and the suction side of the compressor (1) and the high-pressure refrigerant on the outlet side of the radiator (2). )
Of the plurality of evaporators (5, 11), the outlet side of the other evaporator (11) joins between the outlet side of the accumulator (9) and the inlet side of the internal heat exchanger (3),
Further, the one or more decompression means is characterized in that the refrigerant supplied to at least the other evaporator (11) is decompressed by a fixed throttle (4, 10).
これによると、複数の蒸発器(5、11)のうち、アキュムレータ(9)の出口側に合流する他方の蒸発器(11)に供給される冷媒を固定絞り(4、10)で減圧するから、図22の従来技術のように蒸発器出口冷媒の過熱度制御に伴う高圧圧力制御のハンチングといった不具合が発生せず、サイクルの運転効率(COP)を向上できる。 According to this, the refrigerant supplied to the other evaporator (11) that joins the outlet side of the accumulator (9) among the plurality of evaporators (5, 11) is decompressed by the fixed throttle (4, 10). Thus, unlike the prior art of FIG. 22, there is no problem such as high pressure control hunting associated with superheat degree control of the refrigerant at the outlet of the evaporator, and cycle operating efficiency (COP) can be improved.
また、温度式膨張弁であると低圧圧力の急低下時に、弁開度が過度に大きくなって、一方の蒸発器(5)側の冷媒流量不足、ひいては冷房性能不足が発生するが、本発明では、他方の蒸発器(11)側の冷媒を固定絞り(4、10)で減圧するから、低圧圧力の急低下時に一方の蒸発器(5)側の冷媒流量不足が発生せず、一方の蒸発器(5)の冷房性能を確保できる。 Further, in the case of a temperature type expansion valve, when the low-pressure pressure is suddenly reduced, the valve opening becomes excessively large, resulting in insufficient refrigerant flow on one evaporator (5) side, and thus insufficient cooling performance. Then, since the refrigerant on the other evaporator (11) side is depressurized by the fixed throttle (4, 10), there is no shortage of refrigerant flow on the one evaporator (5) side when the low pressure is suddenly reduced. The cooling performance of the evaporator (5) can be ensured.
ところで、本発明では、過熱度制御をしない固定絞り(4、10)にて他方の蒸発器(11)側の冷媒を減圧するから、他方の蒸発器(11)の冷房負荷が小さいときは他方の蒸発器(11)の出口冷媒に液冷媒が含まれるようになるが、この他方の蒸発器(11)側の液冷媒が、一方の蒸発器(5)側の出口冷媒と合流して内部熱交換器(3)に流入するから、内部熱交換器(3)における高圧側冷媒との熱交換により液冷媒を蒸発できる。 By the way, in the present invention, the refrigerant on the other evaporator (11) side is depressurized by the fixed throttle (4, 10) that does not control the superheat degree, so when the cooling load of the other evaporator (11) is small, the other The liquid refrigerant is included in the outlet refrigerant of the evaporator (11), and the liquid refrigerant on the other evaporator (11) side merges with the outlet refrigerant on the one evaporator (5) side, Since it flows into the heat exchanger (3), the liquid refrigerant can be evaporated by heat exchange with the high-pressure side refrigerant in the internal heat exchanger (3).
従って、固定絞り(4、10)を用いても、圧縮機(1)への液冷媒戻りを確実に防止でき、圧縮機(1)の耐久寿命を向上できるとともに、液冷媒を内部熱交換器(3)での熱交換量増加に有効利用でき、サイクルの運転効率(COP)を向上できる。 Therefore, even if the fixed throttles (4, 10) are used, the return of the liquid refrigerant to the compressor (1) can be reliably prevented, the durability of the compressor (1) can be improved, and the liquid refrigerant can be used as an internal heat exchanger. It can be effectively used to increase the amount of heat exchange in (3), and the cycle operating efficiency (COP) can be improved.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の冷凍サイクルにおいて、前記固定絞りを1個のみ設け、前記1個の固定絞りにより前記複数の蒸発器(5、11)に供給される冷媒を減圧することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the refrigeration cycle according to the first aspect, only one fixed throttle is provided and the refrigerant supplied to the plurality of evaporators (5, 11) by the one fixed throttle. The pressure is reduced.
これによると、複数の蒸発器(5、11)への冷媒を、構造の簡単な固定絞りを1個用いるのみで減圧できるから、減圧手段の製造コストを効果的に低減できる。 According to this, since the refrigerant to the plurality of evaporators (5, 11) can be depressurized by using only one fixed throttle having a simple structure, the manufacturing cost of the depressurizing means can be effectively reduced.
請求項3に記載の発明のように、請求項1に記載の冷凍サイクルにおいて、前記一方の蒸発器(5)に供給される冷媒を減圧する減圧手段(4)と、前記他方の蒸発器(11)に供給される冷媒を減圧する前記固定絞り(10)とを独立に設けてもよい。 As in the third aspect of the invention, in the refrigeration cycle of the first aspect, the decompression means (4) for decompressing the refrigerant supplied to the one evaporator (5), and the other evaporator ( The fixed throttle (10) for depressurizing the refrigerant supplied to 11) may be provided independently.
これによれば、各蒸発器(5、11)にそれぞれ対応して設けた減圧手段(4、10)により各蒸発器(5、11)への流入冷媒流量を制御できる。 According to this, the flow rate of the refrigerant flowing into each evaporator (5, 11) can be controlled by the decompression means (4, 10) provided corresponding to each evaporator (5, 11).
請求項4に記載の発明では、冷媒を吸入圧縮する圧縮機(1)と、
前記圧縮機(1)の吐出冷媒を冷却する放熱器(2)と、
前記放熱器(2)出口側の冷媒を減圧する少なくとも1個以上の減圧手段(4、10)と、
前記減圧手段(4、10)通過後の低圧冷媒を蒸発させる複数の蒸発器(5、11)と、
前記複数の蒸発器(5、11)のうち、一方の蒸発器(5)の出口側に設けられたアキュムレータ(9)と、
前記アキュムレータ(9)の出口側と前記圧縮機(1)の吸入側との間の低圧冷媒と前記放熱器(2)出口側の高圧冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器(3)とを備え、
前記複数の蒸発器(5、11)のうち、他方の蒸発器(11)の出口側が前記アキュムレータ(9)の出口側と前記内部熱交換器(3)の入口側との間に合流し、
さらに、前記1個以上の減圧手段は、少なくとも前記他方の蒸発器(11)に供給される冷媒を可変絞り(10)で減圧するようになっており、
前記可変絞り(10)は、高圧圧力が低下すると開度が減少する方向に変化するものであることを特徴としている。
In the invention according to
A radiator (2) for cooling the refrigerant discharged from the compressor (1);
At least one decompression means (4, 10) for decompressing the refrigerant on the outlet side of the radiator (2);
A plurality of evaporators (5, 11) for evaporating the low-pressure refrigerant after passing through the decompression means (4, 10);
Among the plurality of evaporators (5, 11), an accumulator (9) provided on the outlet side of one evaporator (5),
An internal heat exchanger (3) that exchanges heat between the low-pressure refrigerant between the outlet side of the accumulator (9) and the suction side of the compressor (1) and the high-pressure refrigerant on the outlet side of the radiator (2). )
Of the plurality of evaporators (5, 11), the outlet side of the other evaporator (11) joins between the outlet side of the accumulator (9) and the inlet side of the internal heat exchanger (3),
Further, the one or more decompression means is configured to decompress the refrigerant supplied to at least the other evaporator (11) with a variable throttle (10),
The variable throttle (10) is characterized in that when the high pressure is lowered, the opening degree is changed in a decreasing direction.
請求項4に記載の発明は、請求項1に対して、他方の蒸発器(11)への冷媒を可変絞り(10)で減圧する点が異なっている。
The invention of
請求項4における可変絞り(10)は高圧圧力が低下すると開度が減少する方向に変化するものであって、他方の蒸発器(11)の出口冷媒の過熱度制御を行わない。しかも、可変絞り(10)はその開度減少により高圧圧力の低下を抑制するように作用するから、請求項1と同様に、過熱度制御に伴う高圧圧力制御のハンチングといった不具合が発生せず、サイクルの運転効率(COP)を向上できる。
The variable throttle (10) in
また、請求項4の可変絞り(10)は低圧圧力の変化だけに直接応答するものでないから、低圧圧力の急低下時に、温度式膨張弁のごとき開度が過大になるという現象が発生しない。そのため、低圧圧力の急低下時に一方の蒸発器(5)側の冷媒流量不足が発生せず、一方の蒸発器(5)の冷房性能を確保できる。
Further, since the variable throttle (10) of
そして、他方の蒸発器(11)の冷房低負荷時に他方の蒸発器(11)の出口冷媒に液冷媒が含まれるようになっても、この他方の蒸発器(11)側の液冷媒が内部熱交換器(3)に流入して蒸発するから、圧縮機(1)への液冷媒戻りを確実に防止できるとともに、液冷媒を内部熱交換器(3)での熱交換量増加に有効利用でき、サイクルの運転効率(COP)を向上できる。 And even if the liquid refrigerant is contained in the outlet refrigerant of the other evaporator (11) when the other evaporator (11) is in a cooling low load, the liquid refrigerant on the other evaporator (11) side is contained inside. Since it flows into the heat exchanger (3) and evaporates, the liquid refrigerant can be reliably prevented from returning to the compressor (1), and the liquid refrigerant can be effectively used to increase the amount of heat exchange in the internal heat exchanger (3). The cycle operating efficiency (COP) can be improved.
また、請求項4の可変絞り(10)は高圧圧力が低下すると開度が減少する方向に変化するものであるから、高圧圧力が上昇する条件下では、可変絞り(10)の開度が増加して、他方の蒸発器(11)への冷媒流量を増加できる。高圧圧力が上昇する条件はサイクル全体としての冷房負荷が増加するときであるから、固定絞りに比較すれば、他方の蒸発器(11)への冷媒流量を負荷変動に応じて調節できるという利点もある。
Further, since the variable throttle (10) of
請求項5に記載の発明のように、請求項4に記載の冷凍サイクルにおいて、前記可変絞り(10)は、具体的には、高圧圧力と低圧圧力との差圧に応じて開度を変化する差圧弁、高圧圧力に応じて弁開度を変化させる高圧応動弁、および高圧冷媒温度に応じて弁開度を変化させる高圧冷媒温度応動弁のうちいずれか1つで構成すればよい。
As in the invention of
請求項6に記載の発明のように、請求項4または5に記載の冷凍サイクルにおいて、前記一方の蒸発器(5)に供給される冷媒を減圧する減圧手段(4)と、前記他方の蒸発器(11)に供給される冷媒を減圧する前記可変絞り(10)とを独立に設けてもよい。
As in the invention described in
請求項7に記載の発明では、請求項3または6に記載の冷凍サイクルにおいて、前記一方の蒸発器(5)側の減圧手段(4)は、前記放熱器(2)出口側の高圧冷媒温度に応じて高圧圧力を制御するものであることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the refrigeration cycle according to the third or sixth aspect, the decompression means (4) on the one evaporator (5) side is a high-pressure refrigerant temperature on the outlet side of the radiator (2). The high pressure is controlled according to the above.
これによると、減圧手段(4)による高圧圧力制御によってサイクルの運転効率(COP)を向上できる。しかも、減圧手段(4)により高圧圧力を積極的に制御するサイクルであっても、他方の蒸発器(11)側の減圧手段が過熱度制御を行わない固定絞り、または可変絞りであるから、高圧圧力のハンチング現象を確実に回避できる。 According to this, cycle operating efficiency (COP) can be improved by high-pressure control by the decompression means (4). Moreover, even in the cycle in which the high pressure is positively controlled by the pressure reducing means (4), the pressure reducing means on the other evaporator (11) side is a fixed throttle or variable throttle that does not perform superheat control. The high pressure hunting phenomenon can be avoided reliably.
なお、請求項7において、「放熱器(2)出口側の高圧冷媒温度」という表現は、放熱器(2)直後の高圧冷媒温度のみならず、内部熱交換器(3)の出口側と減圧手段(4)の入口側との間の高圧冷媒温度を包含している(後述の図16等参照)。
In addition, in
このような用語の解釈は、「放熱器(2)出口側の高圧冷媒温度」という表現を採用している他の請求項においても同じである。 The interpretation of such terms is the same in other claims adopting the expression “high-pressure refrigerant temperature on the outlet side of the radiator (2)”.
請求項8に記載の発明では、冷媒を吸入圧縮する圧縮機(1)と、
前記圧縮機(1)の吐出冷媒を冷却する放熱器(2)と、
前記放熱器(2)出口側の冷媒を減圧する1個の減圧手段(4、10)と、
前記減圧手段(4、10)通過後の低圧冷媒を蒸発させる複数の蒸発器(5、11)と、
前記複数の蒸発器(5、11)のうち、一方の蒸発器(5)の出口側に設けられたアキュムレータ(9)と、
前記アキュムレータ(9)の出口側と前記圧縮機(1)の吸入側との間の低圧冷媒と前記放熱器(2)出口側の高圧冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器(3)とを備え、
前記複数の蒸発器(5、11)のうち、他方の蒸発器(11)の出口側が前記アキュムレータ(9)の出口側と前記内部熱交換器(3)の入口側との間に合流し、
さらに、前記1個の減圧手段は、前記放熱器(2)出口側の高圧冷媒温度に応じて高圧圧力を制御するものであることを特徴としている。
In the invention described in
A radiator (2) for cooling the refrigerant discharged from the compressor (1);
One decompression means (4, 10) for decompressing the refrigerant on the outlet side of the radiator (2);
A plurality of evaporators (5, 11) for evaporating the low-pressure refrigerant after passing through the decompression means (4, 10);
Among the plurality of evaporators (5, 11), an accumulator (9) provided on the outlet side of one evaporator (5),
An internal heat exchanger (3) that exchanges heat between the low-pressure refrigerant between the outlet side of the accumulator (9) and the suction side of the compressor (1) and the high-pressure refrigerant on the outlet side of the radiator (2). )
Of the plurality of evaporators (5, 11), the outlet side of the other evaporator (11) joins between the outlet side of the accumulator (9) and the inlet side of the internal heat exchanger (3),
Further, the one pressure reducing means controls the high pressure according to the high pressure refrigerant temperature on the outlet side of the radiator (2).
請求項8に記載の発明は、請求項1あるいは請求項4に対して、減圧手段を、請求項7における高圧圧力制御タイプの1個の減圧手段にて構成したものに相当する。従って、請求項8によると、請求項1、請求項4と同様に、温度式膨張弁による過熱度制御を行わないから、この過熱度制御による不安定なサイクル挙動が発生しない。
The invention according to
また、圧縮機(1)への液冷媒戻りを確実に防止できるので、圧縮機(1)の耐久寿命を向上できる。また、他方の蒸発器(11)の出口側の液冷媒を内部熱交換器(3)での熱交換量増加に有効利用できるので、高圧圧力制御タイプの減圧手段の使用と相俟って、サイクルの運転効率(COP)を効果的に向上できる。また、減圧手段を1個のみ用いることにより、冷凍サイクルの構成を簡素化できる。 Moreover, since the return of the liquid refrigerant to the compressor (1) can be reliably prevented, the durable life of the compressor (1) can be improved. In addition, since the liquid refrigerant on the outlet side of the other evaporator (11) can be effectively used to increase the amount of heat exchange in the internal heat exchanger (3), combined with the use of the decompression means of the high pressure control type, The operating efficiency (COP) of the cycle can be effectively improved. Moreover, the structure of a refrigerating cycle can be simplified by using only one decompression means.
請求項9に記載の発明では、冷媒を吸入圧縮する圧縮機(1)と、
前記圧縮機(1)の吐出冷媒を冷却する放熱器(2)と、
前記放熱器(2)出口側の冷媒を減圧する少なくとも1個以上の減圧手段(4、10)と、
前記減圧手段(4、10)通過後の低圧冷媒を蒸発させる複数の蒸発器(5、11)と、
前記複数の蒸発器(5、11)の出口側と前記圧縮機(1)の吸入側との間に設けられたアキュムレータ(9)とを備え、
前記複数の蒸発器(5、11)のうち、少なくとも一方の蒸発器を出た冷媒が他方の蒸発器の入口側に導入される冷媒流路を有することを特徴としている。
In the invention described in
A radiator (2) for cooling the refrigerant discharged from the compressor (1);
At least one decompression means (4, 10) for decompressing the refrigerant on the outlet side of the radiator (2);
A plurality of evaporators (5, 11) for evaporating the low-pressure refrigerant after passing through the decompression means (4, 10);
An accumulator (9) provided between the outlet side of the plurality of evaporators (5, 11) and the suction side of the compressor (1),
Among the plurality of evaporators (5, 11), a refrigerant flow path is provided in which the refrigerant exiting at least one of the evaporators is introduced to the inlet side of the other evaporator.
これによると、一方の蒸発器を出た冷媒を他方の蒸発器内に流入し、そして、他方の蒸発器を通過した冷媒をアキュムレータ(9)内に流入できる。このため、一方の蒸発器の冷房負荷が小さい時に、一方の蒸発器の出口冷媒に液冷媒が含まれていても、この液冷媒は他方の蒸発器に流入して他方の蒸発器の冷房性能発揮のために有効利用できる。 According to this, the refrigerant that has exited one evaporator can flow into the other evaporator, and the refrigerant that has passed through the other evaporator can flow into the accumulator (9). For this reason, when the cooling load of one evaporator is small, even if liquid refrigerant is contained in the outlet refrigerant of one evaporator, this liquid refrigerant flows into the other evaporator and the cooling performance of the other evaporator It can be used effectively for demonstration.
そして、アキュムレータ(9)通過後の飽和ガスを圧縮機(1)に吸入できるから、内部熱交換器を持たなくても、圧縮機(1)への液冷媒戻りを確実に防止でき、圧縮機(1)の耐久寿命を向上できる。 Since the saturated gas after passing through the accumulator (9) can be sucked into the compressor (1), the liquid refrigerant can be reliably prevented from returning to the compressor (1) without having an internal heat exchanger. The durable life of (1) can be improved.
請求項10に記載の発明のように、請求項9に記載の冷凍サイクルにおいて、前記複数の蒸発器(5、11)に流入する冷媒を1個の減圧手段(4)で減圧するようにすれば、減圧手段の製造コストを低減できる。
As in the invention described in
請求項11に記載の発明のように、請求項9に記載の冷凍サイクルにおいて、前記減圧手段として、前記複数の蒸発器(5、11)にそれぞれ対応して複数の減圧手段(4、10)を設けてもよい。
As in the invention described in
請求項12に記載の発明では、請求項11に記載の冷凍サイクルにおいて、前記複数の減圧手段のうち一方の減圧手段(4)は、前記放熱器(2)出口側の高圧冷媒温度に応じて高圧圧力を制御するものであることを特徴とする。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the refrigeration cycle according to the eleventh aspect, one of the plurality of pressure reducing means has a pressure reducing means (4) according to a high-pressure refrigerant temperature on the outlet side of the radiator (2). It is characterized by controlling high pressure.
これによると、減圧手段(4)による高圧圧力制御によってサイクルの運転効率(COP)を向上できる。 According to this, cycle operating efficiency (COP) can be improved by high-pressure control by the decompression means (4).
請求項13に記載の発明のように、請求項12に記載の冷凍サイクルにおいて、前記複数の減圧手段のうち他方の減圧手段(10)を固定絞りにすれば、減圧手段の製造コストを低減できる。また、固定絞りは蒸発器出口冷媒の過熱度を制御しないから、高圧圧力制御の安定化に貢献できる。
As in the invention described in
請求項14に記載の発明では、請求項12に記載の冷凍サイクルにおいて、前記複数の減圧手段のうち他方の減圧手段は可変絞り(10)であり、
前記可変絞り(10)は、高圧圧力が低下すると開度が減少する方向に変化するものであることを特徴とする。
In invention of
The variable throttle (10) is characterized in that when the high pressure is lowered, the opening degree is changed in a decreasing direction.
これにより、請求項4における可変絞り(10)と同様の作用効果を発揮できる。
Thereby, the same effect as the variable aperture (10) in
請求項15に記載の発明のように、請求項11に記載の冷凍サイクルにおいて、前記複数の減圧手段(4、10)のうち少なくとも一つを固定絞り(10)で構成するようにしてもよい。
As in the invention described in
請求項16に記載の発明のように、請求項11に記載の冷凍サイクルにおいて、前記複数の減圧手段(4、10)のうち少なくとも一つが可変絞り(10)であり、
前記可変絞り(10)を、高圧圧力が低下すると開度が減少する方向に変化するもので構成してもよい。
As in the invention according to
The variable throttle (10) may be configured to change in a direction in which the opening degree decreases when the high pressure decreases.
請求項17に記載の発明のように、請求項14または16に記載の冷凍サイクルにおいて、前記可変絞り(10)は、具体的には、高圧圧力と低圧圧力との差圧に応じて開度を変化する差圧弁、高圧圧力に応じて弁開度を変化させる高圧応動弁、および高圧冷媒温度に応じて弁開度を変化させる高圧冷媒温度応動弁のうちいずれか1つで構成すればよい。
As in the invention described in
請求項18に記載の発明のように、請求項9ないし17のいずれか1つに記載の冷凍サイクルにおいて、前記アキュムレータ(9)の出口側と前記圧縮機(1)の吸入側との間の低圧冷媒と前記放熱器(2)出口側の高圧冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器(3)を備えてもよい。
As in the invention described in claim 18, in the refrigeration cycle according to any one of
これにより、内部熱交換器(3)によるサイクルの運転効率(COP)向上効果を発揮できる。 Thereby, the operating efficiency (COP) improvement effect of the cycle by the internal heat exchanger (3) can be exhibited.
請求項19に記載の発明のように、請求項1ないし18のいずれか1つに記載の冷凍サイクルにおいて、前記複数の蒸発器(5、11)のうち、少なくとも1つの蒸発器への冷媒流れを停止する開閉弁(16)を備えれば、冷房作用の必要有無に応じて1つの蒸発器への冷媒流れを断続できる。
As in the invention described in claim 19, in the refrigeration cycle according to any one of
請求項20に記載の発明のように、請求項1ないし18のいずれか1つに記載の冷凍サイクルにおいて、前記複数の蒸発器(5、11)への冷媒流れを切り替える切替弁(17)を備えれば、冷房作用の必要有無に応じて複数の蒸発器への冷媒流れを断続できる。
As in the invention described in
請求項21に記載の発明では、請求項1ないし20のいずれか1つに記載の冷凍サイクルにおいて、高圧圧力が臨界圧力以上となる冷媒を用いた超臨界冷凍サイクルであることを特徴とする。
The invention according to
ところで、超臨界冷凍サイクルでは高圧冷媒が凝縮しないため、通常のフロン冷媒を用いた亜臨界冷凍サイクに比較して高圧圧力の変動が大きい。このような特質を持つ超臨界冷凍サイクルにおいて、本発明は、温度式膨張弁のような過熱度制御機能を持たない減圧手段を採用して、高圧圧力の安定化に貢献できる。 By the way, since the high-pressure refrigerant does not condense in the supercritical refrigeration cycle, the fluctuation of the high-pressure pressure is larger than that of a subcritical refrigeration cycle using a normal chlorofluorocarbon refrigerant. In a supercritical refrigeration cycle having such characteristics, the present invention can contribute to the stabilization of high pressure by adopting a pressure reducing means such as a temperature type expansion valve that does not have a superheat degree control function.
請求項22に記載の発明では、請求項1ないし21のいずれか1つに記載の冷凍サイクルを備える車両用空調装置であって、
前記複数の蒸発器(5、11)のうち、一方の蒸発器(5)は車室内前席側の空調ユニット(6)に配置され、
前記複数の蒸発器(5、11)のうち、他方の蒸発器(11)は車室内後席側の空調ユニット(12)に配置されることを特徴とする。
According to a twenty-second aspect of the present invention, there is provided a vehicle air conditioner including the refrigeration cycle according to any one of the first to twenty-first aspects,
Among the plurality of evaporators (5, 11), one of the evaporators (5) is disposed in the air conditioning unit (6) on the front seat side of the vehicle interior,
Of the plurality of evaporators (5, 11), the other evaporator (11) is disposed in the air conditioning unit (12) on the rear seat side of the vehicle interior.
このように、本発明は車室内前席側の空調ユニット(6)と車室内後席側の空調ユニット(12)とを備えるデュアルエアコンタイプの車両用空調装置として好適に実施できる。 Thus, the present invention can be suitably implemented as a dual air conditioner type vehicle air conditioner including the air conditioning unit (6) on the front seat side of the vehicle interior and the air conditioning unit (12) on the rear seat side of the vehicle interior.
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態を示す車両空調用冷凍サイクルの構成図であって、この冷凍サイクルは、冷媒として高圧圧力が臨界圧力以上(超臨界状態)となるCO2を用いている。従って、この冷凍サイクルは超臨界冷凍サイクルを構成する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram of a refrigeration cycle for vehicle air conditioning showing a first embodiment of the present invention, and this refrigeration cycle uses CO2 whose high pressure is not less than a critical pressure (supercritical state) as a refrigerant. Therefore, this refrigeration cycle constitutes a supercritical refrigeration cycle.
圧縮機1は図示しない車両走行用エンジンから電磁クラッチ(図示せず)を介して駆動力を得て冷媒を吸入圧縮するものである。なお、圧縮機1は電磁クラッチの断続により作動が断続される固定容量型圧縮機、あるいは吐出容量を変化できる可変容量型圧縮機のいずれであってもよい。
The
圧縮機1の吐出側には室外器をなす放熱器2が設けられている。この放熱器2は、圧縮機1から吐出された高温高圧の超臨界状態にある吐出冷媒と外気(室外空気)との間で熱交換して冷媒を冷却する。放熱器2には図示しない電動式の冷却ファンによって外気が送風される。
A
放熱器2の出口側には内部熱交換器3の高圧側冷媒流路3aが設けられている。ここで、内部熱交換器3は高圧側冷媒流路3aの高温の高圧冷媒と低圧側冷媒流路3bの低温の低圧冷媒との間で熱交換を行うものである。
A high-pressure side
この熱交換によって、後述の蒸発器5、11に流入する冷媒のエンタルピを減少させて、蒸発器5、11の冷媒入口・出口間における冷媒のエンタルピ差(冷凍能力)を増大させる。このように内部熱交換器3を設置すると、蒸発器5、11の冷媒入口・出口間の冷媒のエンタルピ差(冷凍能力)を増大でき、サイクル運転効率(COP)を向上できる。
By this heat exchange, the enthalpy of the refrigerant flowing into the
内部熱交換器3の高圧側冷媒流路3aの出口側には、第1冷媒流路Aと第2冷媒流路Bが並列に設けられている。Cはこの両流路A、Bの分岐点で、Dはこの両流路A、Bの合流点である。なお、本実施形態では、第1冷媒流路Aにより前席側空調用の冷媒流路が構成され、第2冷媒流路Bにより後席側空調用の冷媒流路が構成される。
A first refrigerant channel A and a second refrigerant channel B are provided in parallel on the outlet side of the high-pressure side
そして、第1冷媒流路Aに高圧圧力を制御する圧力制御弁としての役割を果たす第1減圧器4が設けられている。この第1減圧器4はサイクルの高圧圧力が目標高圧となるように開度が機械的機構にて調整される。
A
この減圧器4は、放熱器2の出口側と内部熱交換器3の高圧側冷媒流路3aの入口側との間に設けられた感温部4aを有し、この感温部4aの内部に放熱器2の出口側の高圧冷媒の温度に対応した圧力を発生するようにしている。
The
そして、感温部4aの内圧と、高圧圧力(具体的には内部熱交換器3の高圧側冷媒流路3aの出口側冷媒圧力)とのバランスで第1減圧器4の絞り開度(弁体開度)を調整することにより、高圧圧力を放熱器2の出口側の高圧冷媒温度により決まる目標高圧に調整する。このような高圧制御機能を持つ減圧器4は特開2000−81157号公報等にて公知になっている。
The throttle opening (valve) of the
第1冷媒流路Aのうち第1減圧器4の出口側に第1蒸発器5が設けられている。この第1蒸発器5は車両用空調装置の前席側室内空調ユニット6の空気通路を形成するケース7内に配置され、このケース7内の空気を冷却する冷却手段を構成する。前席側室内空調ユニット6は通常、車室内前部の計器盤(インストルメントパネル)の内側空間に配置される。第1蒸発器5の空気流れ上流側には電動式の送風機8が配置され、図示しない内外気切替箱を通して導入される内気または外気がケース7内に送風されるようになっている。
A
なお、ケース7内のうち第1蒸発器5の空気流れ下流側に空気を加熱する加熱手段をなすヒータコア(図示せず)等が配置され、このヒータコアの加熱度合いにより温度調整された空調風がケース7の空気流れ下流側端部の吹出口(図示せず)から車室内の前席側領域へ吹き出すようになっている。
In addition, a heater core (not shown) or the like that forms heating means for heating air is disposed in the
第1蒸発器5の出口側にはアキュムレータ9が設けられている。このアキュムレータ9は、第1蒸発器5の出口冷媒の液冷媒とガス冷媒とを分離してサイクル内の余剰冷媒を蓄える気液分離手段であって、アキュムレータ9の出口側は内部熱交換器3の低圧側冷媒流路3bの入口側に接続される。そして、内部熱交換器3の低圧側冷媒流路3bの出口側は圧縮機1の吸入側に接続される。
An
一方、第2冷媒流路Bにも第2減圧器10と第2蒸発器11が直列に設けられている。この第2減圧器10は絞り開度が一定の固定絞りで構成されている。この固定絞りは具体的にはオリフィス、キャピラリチューブ等で構成される。
On the other hand, the
第2蒸発器11の出口側はアキュムレータ9の出口側と内部熱交換器3の低圧側冷媒流路3bの入口側との間に合流する。従って、アキュムレータ9の出口冷媒と第2蒸発器11の出口冷媒とが合流した後の冷媒が内部熱交換器3の低圧側冷媒流路3bに流入する。
The outlet side of the
第2蒸発器11は、車両用空調装置の後席側室内空調ユニット12の空気通路を形成するケース13内に配置され、このケース13内の空気を冷却する冷却手段を構成する。後席側室内空調ユニット12は、車室内後席側の領域(例えば、後席側の車体側板部等)に配置される。第2蒸発器11の空気流れ上流側には電動式の送風機14が配置され、内気(車室内空気)がケース13内に送風されるようになっている。
The
第2蒸発器11で冷却された冷風がケース13の空気流れ下流側端部の吹出口(図示せず)から車室内の後席側領域へ吹き出すようになっている。なお、後席側室内空調ユニット12にも前席側室内空調ユニット6と同様にヒータコア等を設置してもよい。
The cold air cooled by the
次に、上記構成において本実施形態の作動を説明する。圧縮機1が車両エンジンの駆動力により回転駆動されると、圧縮機1により圧縮された高温高圧の冷媒(CO2)は、臨界圧力よりも圧力が高い超臨界状態にて放熱器2内に流入する。ここで、高温高圧の超臨界状態の冷媒は外気と熱交換して外気中に放熱し、エンタルピを減少する。
Next, the operation of this embodiment in the above configuration will be described. When the
そして、放熱器2出口の高圧冷媒は内部熱交換器3の高圧側流路3aに流入して、低圧側流路3bを通過する低温の低圧冷媒(アキュムレータ9の出口側冷媒)と熱交換し冷却されるので、エンタルピを更に減少する。
The high-pressure refrigerant at the outlet of the
内部熱交換器3の高圧側流路3aを通過した高圧冷媒は次に、並列接続された第1冷媒流路Aと第2冷媒流路Bを並列に流れ、第1減圧器4および第2減圧器10によりそれぞれ減圧される。第1蒸発器5では、第1減圧器4通過後の低圧冷媒が電動送風機8の送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、電動送風機8の送風空気が冷却され、その冷風が車室内前席側へ吹き出して、車室内前席側領域を冷房する。
The high-pressure refrigerant that has passed through the high-
これと同時に、第2蒸発器11では、第2減圧器10通過後の低圧冷媒が電動送風機14の送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、電動送風機14の送風空気が冷却され、その冷風が車室内後席側へ吹き出して、車室内後席側領域を冷房する。
At the same time, in the
ここで、第1減圧器4は、実際の高圧圧力が、感温部4aにより感知される放熱器出口側冷媒温度により決まる目標高圧となるように絞り開度を調整する。すなわち、実際の高圧圧力が目標高圧よりも低下すると、第1減圧器4はその絞り開度を減少し、逆に、実際の高圧圧力が目標高圧よりも上昇すると、第1減圧器4はその絞り開度を増大する。このような第1減圧器4の絞り開度の調整によって実際の高圧圧力を目標高圧に維持して、サイクルCOPの向上を図る。
Here, the
特に、本実施形態では第2減圧器10が固定絞りにて構成されているので、サイクル運転条件が変動しても第2減圧器10の開度が変化せず、そのため、第1減圧器4のみにより高圧圧力を安定的に制御できる。
In particular, in the present embodiment, since the
ところで、第2減圧器10は固定絞りであるため、第2蒸発器11の出口冷媒の相状態を制御する機能を持たない。このため、第2蒸発器11の冷房負荷の変化によって第2蒸発器11の出口冷媒の状態は過熱度を持ったり、あるいは所定乾き度の湿り蒸気の状態になったりする。
Incidentally, since the
従って、第2蒸発器11の出口冷媒をもしアキュムレータ9の入口側に合流すると、第2蒸発器11の出口冷媒が過熱状態である場合はこの過熱度を打ち消すように第1蒸発器5の出口冷媒が所定乾き度の湿り蒸気の状態でバランスするので、第1蒸発器5の入口、出口間のエンタルピ差が減少して第1蒸発器5の冷房能力が低下する等の不具合を生じる。
Therefore, when the outlet refrigerant of the
しかし、本実施形態では、第2蒸発器11の出口側をアキュムレータ9の出口側と内部熱交換器3の低圧側冷媒流路3bの入口側との間に合流しているので、第2蒸発器11の出口冷媒の相状態に影響されることなく、第1蒸発器5の出口冷媒の状態がアキュムレータ9内の気液界面の存在で常に乾き度:1の飽和ガス付近の状態に維持される。これにより、第1蒸発器5の冷房性能を安定的に確保できる。
However, in this embodiment, since the outlet side of the
ところで、第1蒸発器5は車室内前席側領域を冷房する主冷却手段であり、これに対し、第2蒸発器11は車室内後席側領域を冷房する副冷却手段であるため、第1蒸発器5の必要冷却性能は第2蒸発器11の必要冷却性能よりも大きい。このため、第1蒸発器5の冷却性能を第2蒸発器11よりも優先的に確保する必要がある。この見地からも、第1蒸発器5の冷房性能を確保できるという上記効果は実用上きわめて有益である。
By the way, the
また、第2蒸発器11の出口冷媒はアキュムレータ9の出口冷媒(飽和ガス)と合流した後に内部熱交換器3の低圧側冷媒流路3bに流入するから、第2蒸発器11の低負荷時に第2蒸発器11の出口冷媒が所定乾き度の湿り蒸気の状態になっても、この湿り蒸気の液相冷媒を内部熱交換器3において高圧冷媒の冷却のために有効利用できる。
Further, since the outlet refrigerant of the
すなわち、内部熱交換器3において第2蒸発器11の出口冷媒に含まれる液相冷媒が蒸発することによって高圧冷媒をより一層冷却でき、これにより、高圧冷媒のエンタルピが一層減少して、両蒸発器5、11の冷房能力を向上できる。これと同時に、圧縮機1への液冷媒戻りを防止できるので、圧縮機1の液圧縮を回避して圧縮機1を保護できる。
That is, the high-pressure refrigerant can be further cooled by evaporating the liquid-phase refrigerant contained in the outlet refrigerant of the
図2はこの本実施形態の効果を示すモリエル線図で、実線aは本実施形態による内部熱交換器ありのサイクルにおける冷媒状態を示し、破線bは内部熱交換器なしのサイクルにおける冷媒状態を示す。 FIG. 2 is a Mollier diagram showing the effect of this embodiment. A solid line a indicates the refrigerant state in the cycle with the internal heat exchanger according to the present embodiment, and a broken line b indicates the refrigerant state in the cycle without the internal heat exchanger. Show.
図2において、L1は内部熱交換器3の低圧側冷媒流路3bの入口冷媒の状態、すなわち、アキュムレータ9の出口冷媒(飽和ガス)と第2蒸発器11の出口冷媒(所定乾き度の湿り蒸気)とが合流した後の冷媒の状態を示し、L2は内部熱交換器3の低圧側冷媒流路3bの出口冷媒の状態を示す。H1は内部熱交換器3の高圧側冷媒流路3aの入口冷媒(放熱器2出口冷媒)の状態を示し、H2は内部熱交換器3の高圧側冷媒流路3aの出口冷媒の状態を示す。
In FIG. 2, L1 is the state of the inlet refrigerant of the low-pressure side
図2から理解されるように、内部熱交換器3での熱交換によって高圧冷媒のエンタルピをΔiだけ減少させて、この減少分Δi相当の冷房能力を向上できるとともに、内部熱交換器3の低圧側冷媒流路3bの入口冷媒が液相冷媒を含む湿り蒸気の状態であっても、その出口冷媒は過熱状態となるので、圧縮機1への液冷媒戻りを確実に防止できる。
As can be understood from FIG. 2, the enthalpy of the high-pressure refrigerant is reduced by Δi by heat exchange in the
なお、本実施形態において、第2減圧器10を構成する固定絞りの絞り開度(絞り径)は、第2蒸発器11の通常運転条件での最大冷房負荷時の必要冷媒流量を満足できるように設定することが好ましい。
In the present embodiment, the throttle opening (throttle diameter) of the fixed throttle constituting the
(第2実施形態)
図3は第2実施形態を示すもので、第1実施形態の第1減圧器4を、第1冷媒流路Aと第2冷媒流路Bの分岐点Cの上流側に配置している。
(Second Embodiment)
FIG. 3 shows a second embodiment, in which the
これにより、第1減圧器4は第1冷媒流路Aと第2冷媒流路Bの両方に流入する冷媒を減圧する作用を果たす。この結果、第2減圧器10は第1減圧器4通過後の低圧冷媒の流路に配置されることになるので、第2減圧器10の絞り開度は第1実施形態の第2減圧器10に比較して十分大きいものでよく、第2減圧器10の製作が容易になる。
As a result, the
なお、第2実施形態の第1減圧器4が、高圧圧力を放熱器出口冷媒温度により決定される目標高圧に制御する圧力制御弁である点は第1実施形態と同じである。
The
(第3実施形態)
図4は第3実施形態を示すもので、上記第2実施形態における 第2減圧器10を廃止して、減圧手段として第1減圧器4を1個のみ設けている。これにより、コスト削減効果をさらに向上できる。
(Third embodiment)
FIG. 4 shows a third embodiment, in which the
第3実施形態によると、第1冷媒流路Aと第2冷媒流路Bとの流路抵抗比、すなわち、両流路A、Bの分岐点Cと合流点Dとの間における流路Aの抵抗と流路Bの抵抗との比によって、第1冷媒流路Aの冷媒流量と第2冷媒流路Bの冷媒流量との配分割合を決定できる。 According to the third embodiment, the flow resistance ratio between the first refrigerant flow path A and the second refrigerant flow path B, that is, the flow path A between the branch point C and the merge point D of both flow paths A and B. The ratio of the refrigerant flow rate in the first refrigerant flow path A and the refrigerant flow rate in the second refrigerant flow path B can be determined by the ratio of the resistance of the first flow path and the resistance of the flow path B.
(第4実施形態)
図5(a)は第4実施形態を示すもので、第3実施形態において流路抵抗調節のための補助絞り機構15を第1蒸発器5の入口側に追加したものである。この補助絞り機構15はオリフィスやキャピラリチューブ等の固定絞りで構成できる。
(Fourth embodiment)
FIG. 5A shows a fourth embodiment. In the third embodiment, an
この補助絞り機構15によって第1冷媒流路Aの冷媒流量と第2冷媒流路Bの冷媒流量との配分割合を第1蒸発器5と第2蒸発器11の冷房負荷割合に応じて予め適切に設定することができる。
By this
なお、第4実施形態において、第1、第2蒸発器5、11の冷房負荷割合の変更、第1、第2冷媒流路A、Bの流路抵抗比の変更等に応じて補助絞り機構15を第1冷媒流路Aでなく、第2冷媒流路Bに設けてもよい。従って、第2実施形態(図3)の第2減圧器10は、この補助絞り機構15の役割を第2冷媒流路B側で果たしていると言うことができる。
Note that, in the fourth embodiment, the auxiliary throttle mechanism according to the change of the cooling load ratio of the first and
また、図5(a)では、第1減圧器4を、感温部4aで感知する放熱器出口冷媒温度に基づいて高圧圧力を制御する圧力制御弁(可変絞り)で構成しているが、第1減圧器4を図5(b)のように感温部4aを持たない固定絞りで構成してもよい。このようにすれば、第1、第2蒸発器5、11に対する減圧手段を1個の固定絞りのみで構成でき、コストをより一層低減できる。
Further, in FIG. 5A, the
同様に、前述の第3実施形態(図4)においても、第1減圧器4を固定絞りで構成してもよい。
Similarly, also in the above-described third embodiment (FIG. 4), the
(第5実施形態)
図6は第5実施形態を示すもので、第1実施形態において、第1減圧器4もオリフィス等の固定絞りで構成したものである。これにより、前席側および後席側の両減圧器4、10をともに固定絞りで構成することになり、コスト削減効果をさらに向上できる。
(Fifth embodiment)
FIG. 6 shows a fifth embodiment. In the first embodiment, the
但し、第5実施形態によると、高圧制御の機能はなくなるので、高圧圧力はサイクル運転条件の変動に応じて成り行きで制御されることになり、最適COPによる効率的な運転ができない。 However, according to the fifth embodiment, since the function of high pressure control is lost, the high pressure is controlled in accordance with fluctuations in cycle operation conditions, and efficient operation by optimal COP cannot be performed.
しかし、第5実施形態においても、第2蒸発器11の出口冷媒をアキュムレータ9の出口側にて第1冷媒流路Aの冷媒に合流しているので、第1蒸発器5の出口冷媒の相状態を第2蒸発器11の出口冷媒の相状態の影響を受けることなく、常に、飽和ガス付近の状態に安定的に制御できる。また、第2蒸発器11の出口冷媒に含まれる液相冷媒を内部熱交換器3にて高圧冷媒の冷却のために有効利用できる点も第1実施形態等と同じである。
However, also in the fifth embodiment, since the outlet refrigerant of the
(第6実施形態)
図7は第6実施形態を示すもので、第1実施形態において、第2冷媒流路Bの冷媒流れを断続する開閉弁をなす電磁弁16を第2冷媒流路Bに設けている。
(Sixth embodiment)
FIG. 7 shows a sixth embodiment. In the first embodiment, the second refrigerant flow path B is provided with an
具体的には、第2冷媒流路Bのうち、第2減圧器10の入口側に電磁弁16を設けて、第2蒸発器11の冷却作用が不要であるとき、すなわち、後席側空調ユニット12の運転停止時は電磁弁16を閉弁して第2冷媒流路Bの冷媒流れを遮断する。なお、電磁弁16を第2減圧器10の出口側に設けてもよい。
Specifically, when the
また、図7では、第2減圧器10と電磁弁16とを別部品のように図示しているが、第2減圧器10は固定絞りであるから、電磁弁16のハウジング(図示せず)内の冷媒流路に絞り通路をなすオリフィスを一体形成することができる。これにより、第2減圧器10を電磁弁16と一体形成できる。
In FIG. 7, the
また、電磁弁16の代わりに、第1冷媒流路Aと第2冷媒流路Bの分岐点Cに、電気式の三方切替弁を設けて、この三方切替弁の流路切替により、第1冷媒流路Aのみに冷媒が流れる状態と、第2冷媒流路Bのみに冷媒が流れる状態と、両流路A、Bに同時に冷媒が流れる状態とを選択できるようにしてもよい。この三方切替弁については後述の図13、図14の三方切替弁17を参照されたい。
Further, instead of the
(第7実施形態)
図8は第7実施形態を示すもので、内部熱交換器3を持たない冷凍サイクルにおいて、第2蒸発器11の出口側(第2冷媒流路Bの下流端)を第1減圧器4の出口側と第1蒸発器5の入口側との間に接続している。つまり、第1減圧器4に対して第2減圧器10と第2蒸発器11の直列通路を並列接続している。これにより、第2蒸発器11を通過した冷媒が第1蒸発器5の入口側に流れるようになっている。
(Seventh embodiment)
FIG. 8 shows a seventh embodiment. In the refrigeration cycle without the
第7実施形態においても、第2減圧器10は固定絞りであって、第2蒸発器11の出口冷媒の相状態を制御する機能を持たない。従って、第2蒸発器11の冷房負荷が低下したときには、第2蒸発器11の出口冷媒が液相冷媒を含む湿り蒸気の状態になる場合が生じる。その場合にも、第2蒸発器11の出口冷媒が第1蒸発器5の入口側に流入するので、この液相冷媒は第1蒸発器5の冷房性能発揮のために有効利用できる。
Also in the seventh embodiment, the
そして、圧縮機1にはアキュムレータ9通過後の飽和ガスが吸入されるから、圧縮機1への液冷媒戻りは確実に防止できる。
Then, since the saturated gas after passing through the
また、第2減圧器10が固定絞りにて構成されているので、サイクル運転条件が変動しても第2減圧器10の開度が変化せず、そのため、第1減圧器4のみにより高圧圧力を安定的に制御できる。
In addition, since the
(第8実施形態)
図9は第8実施形態を示すもので、上記第7実施形態の第1減圧器4を第1冷媒流路Aと第2冷媒流路Bの分岐点Cの上流側に配置している。この第1減圧器4の配置は第2実施形態(図3)と同じである。
(Eighth embodiment)
FIG. 9 shows an eighth embodiment, in which the
但し、第8実施形態では第2蒸発器11の出口側は第1蒸発器5の入口側に接続しているので、第1冷媒流路Aのうち、分岐点Cの直後の部位に補助絞り機構15を設けて、第2減圧器10と第2蒸発器11の直列通路の両端間に所定の圧損を発生するようにしている。この補助絞り機構15は第4実施形態(図5)と同様にオリフィスやキャピラリチューブ等の固定絞りで構成できる。
However, since the outlet side of the
第8実施形態においても第2蒸発器11を通過した冷媒が第1蒸発器5の入口側に流れるので、上記第7実施形態と同様の作用効果を発揮できる。これに加え、第2減圧器10は第1減圧器4通過後の低圧冷媒の流路に配置されるので、第2減圧器10の絞り開度は第7実施形態の第2減圧器10に比較して十分大きいものでよく、第2減圧器10の製作が容易になる。
Also in the eighth embodiment, since the refrigerant that has passed through the
(第9実施形態)
図10は第9実施形態を示すもので、上記第8実施形態の第2冷媒流路Bに設けられる第2減圧器10を廃止したものである。
(Ninth embodiment)
FIG. 10 shows a ninth embodiment, in which the
従って、第9実施形態によると、補助絞り機構15に対して、第2蒸発器11のみを有する第2冷媒流路Bが並列接続されるので、補助絞り機構15の流路抵抗と第2冷媒流路Bの流路抵抗との比によって第1蒸発器5と第2蒸発器11への冷媒流量配分が決定される。このため、補助絞り機構15の流路抵抗(絞り開度)を選択することにより冷媒流量配分を調節できる。
Therefore, according to the ninth embodiment, since the second refrigerant flow path B having only the
なお、本実施形態では、第1減圧器4を、高圧圧力を制御する圧力制御弁(可変絞り)で構成しているが、第1減圧器4を固定絞りで構成してもよい。このようにすれば、第1、第2蒸発器5、11に対する減圧手段を1個の固定絞りのみで構成でき、コストをより一層低減できる。
In the present embodiment, the
(第10実施形態)
図11は第10実施形態を示すもので、第7実施形態(図8)において、内部熱交換器3を追加して、COPの向上を図っている。
(10th Embodiment)
FIG. 11 shows a tenth embodiment. In the seventh embodiment (FIG. 8), an
(第11実施形態)
図12は第11実施形態を示すもので、上記第10実施形態(図11)おいて、第2冷媒流路Bの冷媒流れを断続する開閉弁をなす電磁弁16を第2冷媒流路Bに設けている。この電磁弁16は第6実施形態(図7)の電磁弁16と同様に、後席側空調ユニット12の運転停止時に第2冷媒流路Bの冷媒流れを遮断する役割を果たす。
(Eleventh embodiment)
FIG. 12 shows an eleventh embodiment. In the tenth embodiment (FIG. 11), the
第6実施形態にて前述したように電磁弁16を第2減圧器10の入口側に限らず、第2減圧器10の出口側に設けてもよく、また、電磁弁16に固定絞りからなる第2減圧器10を一体形成してもよい。
As described above in the sixth embodiment, the
(第12実施形態)
図13は第12実施形態を示すもので、第11実施形態(図12)の電磁弁16の代わりに電気式の三方切替弁17を第1冷媒流路Aと第2冷媒流路Bの分岐点に設けたものである。
(Twelfth embodiment)
FIG. 13 shows a twelfth embodiment. Instead of the
この三方切替弁17の流路切替により、第1冷媒流路Aのみに冷媒が流れる状態と、第2冷媒流路Bのみに冷媒が流れる状態と、両流路A、Bに同時に冷媒が流れる状態とを選択できるようにしている。
By switching the flow path of the three-
(第13実施形態)
図14は第13実施形態を示すもので、第9実施形態(図10)のサイクル構成において、第1、第2冷媒流路A、Bの分岐点に電気式の三方切替弁17を設けたものに相当する。三方切替弁17の流路切替作用は第12実施形態と同じである。
(13th Embodiment)
FIG. 14 shows a thirteenth embodiment. In the cycle configuration of the ninth embodiment (FIG. 10), an electric three-
なお、第8実施形態(図9)のサイクル構成において、第1、第2冷媒流路A、Bの分岐点に電気式の三方切替弁17を設けるようにしてもよい。
In the cycle configuration of the eighth embodiment (FIG. 9), an electric three-
(第14実施形態)
上記第7実施形態(図8)〜第13実施形態(図14)では、いずれも第2蒸発器11の出口側を第1減圧器4の出口側と第1蒸発器5の入口側との間に接続して、第2蒸発器11を通過した冷媒が第1蒸発器5の入口側に流れるようにしているが、第14実施形態では図15に示すように、第1蒸発器5を通過した冷媒が第2蒸発器11の入口側に流れるように、第1蒸発器5の出口側に第2蒸発器11を接続している。
(14th Embodiment)
In the seventh embodiment (FIG. 8) to the thirteenth embodiment (FIG. 14), the outlet side of the
そして、第1蒸発器5の出口側と第2蒸発器11の入口側との分岐点に電気式の三方切替弁17を設けるとともに、この三方切替弁17の出口側に補助絞り機構15を設けて、第2蒸発器11のみを有する第2冷媒流路Bの両端間に所定の圧損を発生するようにしている。
An electric three-
この三方切替弁17の流路切替により、(1)第1減圧器4→第1蒸発器5→三方切替弁17→補助絞り機構15→アキュムレータ9へと冷媒が流れる状態(第1蒸発器5のみに冷媒が流れる状態)と、(2)第1減圧器4→第1蒸発器5→三方切替弁17→第2蒸発器11→アキュムレータ9へと冷媒が流れる状態(第1蒸発器5と第2蒸発器11を冷媒が直列に流れる状態)と、(3)第1蒸発器5通過後の冷媒が補助絞り機構15と第2蒸発器11を並列に流れる状態とを選択できるようにしている。
By switching the flow path of the three-
なお、第13、第14実施形態では、三方切替弁17と補助絞り機構15を別体で図示しているが、補助絞り機構15は固定絞りで構成できるので、三方切替弁17のハウジング内の冷媒流路に補助絞り機構15を一体形成してもよい。
In the thirteenth and fourteenth embodiments, the three-
(第15実施形態)
第1実施形態等では、第1減圧器4の感温部4aを放熱器2の出口側と内部熱交換器3の高圧側冷媒流路3aの入口側との間に配置しているが、第15実施形態では図16に示すように第1減圧器4の感温部4aを内部熱交換器3の高圧側冷媒流路3aの出口側に配置している。このようにしても、第1減圧器4によって同等の高圧制御機能を発揮できる。
(Fifteenth embodiment)
In the first embodiment and the like, the
(第16実施形態)
第1実施形態等では、第1減圧器4を機械的弁機構で構成しているが、第16実施形態では、図17に示すように第1減圧器4を電気的機構により絞り開度を調節する電気式の弁機構で構成している。
(Sixteenth embodiment)
In the first embodiment and the like, the
具体的には、第1減圧器4に、絞り開度を調節する弁体4bとこの弁体4bを駆動するサーボモータ等の電気的アクチュエータ4cとを設け、この電気的アクチュエータ4cの作動をマイクロコンピュータ等で構成される制御装置20の制御出力で制御するようになっている。
Specifically, the
一方、放熱器2の出口側には冷媒温度を検出する温度センサ21および冷媒圧力を検出する圧力センサ22を設け、この両センサ21、22の検出信号を制御装置20に入力する。制御装置20は、温度センサ21の検出温度(放熱器出口冷媒温度)に基づいてCOP最大化のための目標圧力を演算し、圧力センサ22により検出される実際の高圧圧力がこの演算された目標圧力となるように電気的アクチュエータ4cの作動を制御して、第1減圧器4の弁体4bの開度(絞り開度)を調節する。
On the other hand, a
なお、図17は第1実施形態のサイクル構成において第1減圧器4を電気式の弁機構で構成した例を示しているが、他の実施形態においても、高圧制御機能を果たす第1減圧器4を同様に電気式の弁機構で構成してもよいことはもちろんである。
FIG. 17 shows an example in which the
また、圧力センサ22の設置位置は、放熱器2の出口側だけに限定されずに、圧縮機1の吐出側から減圧器4、10の入口側に至る高圧側冷媒通路のどこに設定してもよい。
Further, the installation position of the
(第17実施形態)
上述の各実施形態では、第2減圧器10をいずれも固定絞りで構成する例について説明したが、第2減圧器10を可変絞りで構成してもよい。
(17th Embodiment)
In each of the embodiments described above, an example in which the
第17実施形態は、この可変絞りで構成される第2減圧器10に関するものである。図18(a)(b)は第17実施形態による可変絞りで構成される第2減圧器10を示すもので、第2減圧器10は高圧圧力と低圧圧力との差圧に応じて弁開度を調節する差圧弁で構成される。
The seventeenth embodiment relates to the
具体的には、第2減圧器10は、第2冷媒流路Bの配管部材10a内に嵌合固定される円筒状ケース10bを有し、この円筒状ケース10b内に弁体10cをケース軸方向(図18(a)の左右方向)に移動可能に収納している。
Specifically, the
弁体10cは図18(b)(c)に示すように多角形(図示の例は四角形)の本体部を有し、この多角形本体部の角部10dが円筒状ケース10bの内周面に微少隙間を介して対向する。弁体10cは、この多角形本体部の角部10dと円筒状ケース10bの内周面とによるガイド作用にてケース軸方向に移動する。
As shown in FIGS. 18B and 18C, the
そして、多角形本体部の角部相互間の平坦面10eと円筒状ケース10bの内周面との間の空隙部により冷媒通路10fを形成している。
And the
弁体10cの多角形本体部のうち、冷媒流れ上流側(高圧側)の端面には突出部19gが円錐台状に形成されている。図18(a)に示すように円筒状ケース10bの内周面のうち弁体10cの上流側部位に弁座部10hが一体に形成されている。この弁座部10hは円筒状ケース10bの内周面から内側方向へ段付き状に突き出す小径部である。
Of the polygonal main body of the
この弁座部10hの内径寸法は弁体10cの多角形本体部の外形寸法よりも小さく設計して、突出部19gの円錐面が弁座部10hに接触するようになっている。図18(a)は、コイル状のばね10iのばね力にて弁体10cの突出部19gが弁座部10hに接触している状態を示す。
The inner diameter dimension of the
この状態では、弁体10cの多角形本体部の平坦面10eと円筒状ケース10bの内周面との間の冷媒通路10fが全閉されている。このため、弁体10cの中心部を貫通する絞り通路穴10jのみにより上流側の高圧通路10kと下流側の低圧通路10mとの間が連通する。
In this state, the
これに反し、高圧通路10kの高圧圧力PHと低圧通路10mの低圧圧力PLとの間の差圧(高圧圧力PH−低圧圧力PL)が大きくなって、この差圧による力がコイル状のばね10iのばね力に打ち勝つと、弁体10cが図18(a)の左方へ移動して弁体10cの突出部19gが弁座部10hから開離する。
On the other hand, the differential pressure (high pressure PH-low pressure PL) between the high pressure PH of the
これにより、弁体10cの外周側の冷媒通路10fが開口するので、高圧通路10kと低圧通路10mとの間が絞り通路穴10jと冷媒通路10fの両方によって連通する。従って、第2減圧器10は高圧圧力PHと低圧圧力PLとの差圧の増加により絞り開度が増加する差圧弁(可変絞り)としての機能を発揮する。
As a result, the
図19は図18に示す差圧弁で構成される第2減圧器10の冷媒流量調節特性を示すもので、横軸のP0は、弁体10cの突出部19gが弁座部10hから開離(開弁)する時の所定差圧であり、高圧圧力PHと低圧圧力PLとの差圧がこの所定差圧P0より小さい領域(1)では高圧通路10kと低圧通路10mとの間を絞り通路穴10jのみにより連通するので、第2減圧器10が固定絞りとして作用する。
FIG. 19 shows the refrigerant flow rate adjustment characteristics of the
これに対し、高圧圧力PHと低圧圧力PLとの差圧が所定差圧P0以上に増加する領域(2)では、弁体10cの突出部19gが弁座部10hから開離(開弁)し、高圧通路10kと低圧通路10mとの間を絞り通路穴10jと冷媒通路10fの両方で連通する。ここで、冷媒通路10fの開口面積は差圧の増加に応じて増加する。従って、領域(2)では第2減圧器10が可変絞りとして作用する。
On the other hand, in the region (2) where the differential pressure between the high pressure PH and the low pressure PL increases to a predetermined differential pressure P0 or more, the protruding
第17実施形態では、第2減圧器10を差圧弁(可変絞り)により構成しているが、この差圧弁は蒸発器出口冷媒の過熱度制御を行う膨張弁に比較して構成は非常に簡単であり、低コストで製作できる。
In the seventeenth embodiment, the
そして、高圧圧力PHと低圧圧力PLとの差圧は冷房負荷の増加に応じて増加するという相関関係があるから、冷房負荷の増加に応じて第2蒸発器11への冷媒流量を増加できる。
And since there is a correlation that the differential pressure between the high pressure PH and the low pressure PL increases as the cooling load increases, the refrigerant flow rate to the
さらに、重要なことは、第2減圧器10を構成する差圧弁は高圧圧力PHが低下すると弁開度を減少する方向に変化する可変絞りであるから、第2減圧器10を可変絞りにしても第1減圧器4による高圧制御機能に悪影響を与えないことである。
Furthermore, what is important is that the differential pressure valve constituting the
つまり、第2減圧器10が過熱度制御を行う温度式膨張弁であると、第2蒸発器11の冷房負荷が増加したときに前述の図24に示すサイクル挙動が生じて、第1減圧器4による高圧圧力制御が不安定となり、ハンチングを生じる。しかし、第2減圧器10を構成する差圧弁は高圧圧力PHが低下すると弁開度を減少する方向に変化するから、高圧圧力PHが低下する際には、その高圧圧力PHの低下を抑制する方向に作用する。逆に、高圧圧力PHが上昇する際は、第2減圧器10を構成する差圧弁の弁開度が増加するから、その高圧圧力PHの上昇を抑制する方向に作用する。
That is, if the
この結果、第2減圧器10を差圧弁(可変絞り)により構成しても、第1減圧器4による高圧制御機能に悪影響を与えることがない。
As a result, even if the
なお、第17実施形態では、第2減圧器10を構成する可変絞りとして差圧弁を用いているが、第2減圧器10を構成する可変絞りとして、高圧圧力PHに応じて弁開度を変化させる高圧応動弁、あるいは高圧冷媒温度に応じて弁開度を変化させる高圧冷媒温度応動弁を用いてもよい。これらの高圧応動弁および高圧冷媒温度応動弁も高圧圧力PHが低下すると弁開度を減少する方向に変化する可変絞りであるから、差圧弁と同様の効果を発揮できる。
In the seventeenth embodiment, a differential pressure valve is used as a variable throttle constituting the
また、第1減圧器4を固定絞りで構成する場合、例えば、第5実施形態(図6)の第1減圧器4を固定絞りでなく、第17実施形態で説明した差圧弁等の可変絞りで構成してもよい。
When the
同様に、第3実施形態(図4)、第4実施形態(図5)、および第9実施形態(図10)における第1減圧器4のように、両蒸発器5、11への導入冷媒を減圧する減圧器を固定絞りでなく、第17実施形態で説明した差圧弁等の可変絞りで構成してもよい。
Similarly, like the
(第18実施形態)
第7実施形態(図8)では、第1減圧器4を高圧圧力制御タイプの減圧器で構成しているが、図20に示す第18実施形態では、第1減圧器4を第17実施形態の図18で説明した差圧弁等の可変絞り、すなわち、高圧圧力PHが低下すると弁開度を減少する方向に変化する可変絞りで構成している。第2減圧器10は固定絞りである。
(Eighteenth embodiment)
In the seventh embodiment (FIG. 8), the
なお、第18実施形態において、第1減圧器4および第2減圧器10をともに差圧弁等の可変絞りで構成してもよく、また、第1減圧器4および第2減圧器10をともに固定絞りで構成してもよい。
In the eighteenth embodiment, both the
(第19実施形態)
第10実施形態(図11)では、第1減圧器4を高圧圧力制御タイプの減圧器で構成し、その感温部4aを放熱器2の出口側と内部熱交換器3の高圧側冷媒流路3aの入口側との間に配置しているが、図21に示す第19実施形態では、第1減圧器4の感温部4aを第15実施形態(図16)と同様に内部熱交換器3の高圧側冷媒流路3aの出口側に配置している。
(Nineteenth embodiment)
In the tenth embodiment (FIG. 11), the
そして、第19実施形態では、第2減圧器10を固定絞りあるいは第17実施形態の図18で説明した差圧弁等の可変絞りで構成する。
In the nineteenth embodiment, the
(他の実施形態)
なお、上記の各実施形態では、並列接続される2つの蒸発器5、11のうち一方の蒸発器5を車室内前席側の空調用として用い、他方の蒸発器11を車室内後席側の空調用として用いているが、例えば、一方の蒸発器5を車室内空調用として用い、他方の蒸発器11を車室内に搭載される冷蔵庫の冷却用として用いてもよい。
(Other embodiments)
In each of the above embodiments, one of the two
また、超臨界サイクルの冷媒として、CO2以外に、例えばエチレン、エタン、酸化窒素等の冷媒を用いてもよい。 In addition to CO2, a refrigerant such as ethylene, ethane, or nitrogen oxide may be used as the supercritical cycle refrigerant.
また、高圧圧力が冷媒の臨界圧力を超えない通常の冷凍サイクル(亜臨界サイクル)に対して本発明を適用してもよい。 Further, the present invention may be applied to a normal refrigeration cycle (subcritical cycle) in which the high pressure does not exceed the critical pressure of the refrigerant.
1 圧縮機
2 放熱器
3 内部熱交換器
4 第1減圧器(減圧手段)
5 第1蒸発器
6 前席側空調ユニット
9 アキュムレータ
10 第2減圧器(減圧手段)
11 第2蒸発器
12 後席側空調ユニット。
DESCRIPTION OF
5
11
Claims (22)
前記圧縮機(1)の吐出冷媒を冷却する放熱器(2)と、
前記放熱器(2)出口側の冷媒を減圧する少なくとも1個以上の減圧手段(4、10)と、
前記減圧手段(4、10)通過後の低圧冷媒を蒸発させる複数の蒸発器(5、11)と、
前記複数の蒸発器(5、11)のうち、一方の蒸発器(5)の出口側に設けられたアキュムレータ(9)と、
前記アキュムレータ(9)の出口側と前記圧縮機(1)の吸入側との間の低圧冷媒と前記放熱器(2)出口側の高圧冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器(3)とを備え、
前記複数の蒸発器(5、11)のうち、他方の蒸発器(11)の出口側が前記アキュムレータ(9)の出口側と前記内部熱交換器(3)の入口側との間に合流し、
さらに、前記1個以上の減圧手段は、少なくとも前記他方の蒸発器(11)に供給される冷媒を固定絞り(4、10)で減圧することを特徴とする冷凍サイクル。 A compressor (1) for sucking and compressing refrigerant;
A radiator (2) for cooling the refrigerant discharged from the compressor (1);
At least one decompression means (4, 10) for decompressing the refrigerant on the outlet side of the radiator (2);
A plurality of evaporators (5, 11) for evaporating the low-pressure refrigerant after passing through the decompression means (4, 10);
Among the plurality of evaporators (5, 11), an accumulator (9) provided on the outlet side of one evaporator (5),
An internal heat exchanger (3) that exchanges heat between the low-pressure refrigerant between the outlet side of the accumulator (9) and the suction side of the compressor (1) and the high-pressure refrigerant on the outlet side of the radiator (2). )
Of the plurality of evaporators (5, 11), the outlet side of the other evaporator (11) joins between the outlet side of the accumulator (9) and the inlet side of the internal heat exchanger (3),
Further, the one or more decompression means decompress the refrigerant supplied to at least the other evaporator (11) with a fixed throttle (4, 10).
前記圧縮機(1)の吐出冷媒を冷却する放熱器(2)と、
前記放熱器(2)出口側の冷媒を減圧する少なくとも1個以上の減圧手段(4、10)と、
前記減圧手段(4、10)通過後の低圧冷媒を蒸発させる複数の蒸発器(5、11)と、
前記複数の蒸発器(5、11)のうち、一方の蒸発器(5)の出口側に設けられたアキュムレータ(9)と、
前記アキュムレータ(9)の出口側と前記圧縮機(1)の吸入側との間の低圧冷媒と前記放熱器(2)出口側の高圧冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器(3)とを備え、
前記複数の蒸発器(5、11)のうち、他方の蒸発器(11)の出口側が前記アキュムレータ(9)の出口側と前記内部熱交換器(3)の入口側との間に合流し、
さらに、前記1個以上の減圧手段は、少なくとも前記他方の蒸発器(11)に供給される冷媒を可変絞り(10)で減圧するようになっており、
前記可変絞り(10)は、高圧圧力が低下すると開度が減少する方向に変化するものであることを特徴とする冷凍サイクル。 A compressor (1) for sucking and compressing refrigerant;
A radiator (2) for cooling the refrigerant discharged from the compressor (1);
At least one decompression means (4, 10) for decompressing the refrigerant on the outlet side of the radiator (2);
A plurality of evaporators (5, 11) for evaporating the low-pressure refrigerant after passing through the decompression means (4, 10);
Among the plurality of evaporators (5, 11), an accumulator (9) provided on the outlet side of one evaporator (5),
An internal heat exchanger (3) that exchanges heat between the low-pressure refrigerant between the outlet side of the accumulator (9) and the suction side of the compressor (1) and the high-pressure refrigerant on the outlet side of the radiator (2). )
Of the plurality of evaporators (5, 11), the outlet side of the other evaporator (11) joins between the outlet side of the accumulator (9) and the inlet side of the internal heat exchanger (3),
Further, the one or more decompression means is configured to decompress the refrigerant supplied to at least the other evaporator (11) with a variable throttle (10),
The refrigeration cycle characterized in that the variable throttle (10) changes in a direction in which the opening degree decreases when the high pressure decreases.
前記圧縮機(1)の吐出冷媒を冷却する放熱器(2)と、
前記放熱器(2)出口側の冷媒を減圧する1個の減圧手段(4、10)と、
前記減圧手段(4、10)通過後の低圧冷媒を蒸発させる複数の蒸発器(5、11)と、
前記複数の蒸発器(5、11)のうち、一方の蒸発器(5)の出口側に設けられたアキュムレータ(9)と、
前記アキュムレータ(9)の出口側と前記圧縮機(1)の吸入側との間の低圧冷媒と前記放熱器(2)出口側の高圧冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器(3)とを備え、
前記複数の蒸発器(5、11)のうち、他方の蒸発器(11)の出口側が前記アキュムレータ(9)の出口側と前記内部熱交換器(3)の入口側との間に合流し、
さらに、前記1個の減圧手段は、前記放熱器(2)出口側の高圧冷媒温度に応じて高圧圧力を制御するものであることを特徴とする冷凍サイクル。 A compressor (1) for sucking and compressing refrigerant;
A radiator (2) for cooling the refrigerant discharged from the compressor (1);
One decompression means (4, 10) for decompressing the refrigerant on the outlet side of the radiator (2);
A plurality of evaporators (5, 11) for evaporating the low-pressure refrigerant after passing through the decompression means (4, 10);
An accumulator (9) provided on the outlet side of one of the plurality of evaporators (5, 11);
An internal heat exchanger (3) that exchanges heat between the low-pressure refrigerant between the outlet side of the accumulator (9) and the suction side of the compressor (1) and the high-pressure refrigerant on the outlet side of the radiator (2). )
Among the plurality of evaporators (5, 11), the outlet side of the other evaporator (11) joins between the outlet side of the accumulator (9) and the inlet side of the internal heat exchanger (3),
Furthermore, the said one pressure reduction means controls a high pressure according to the high pressure refrigerant | coolant temperature by the side of the said heat radiator (2), The refrigerating cycle characterized by the above-mentioned.
前記圧縮機(1)の吐出冷媒を冷却する放熱器(2)と、
前記放熱器(2)出口側の冷媒を減圧する少なくとも1個以上の減圧手段(4、10)と、
前記減圧手段(4、10)通過後の低圧冷媒を蒸発させる複数の蒸発器(5、11)と、
前記複数の蒸発器(5、11)の出口側と前記圧縮機(1)の吸入側との間に設けられたアキュムレータ(9)とを備え、
前記複数の蒸発器(5、11)のうち、少なくとも一方の蒸発器を出た冷媒が他方の蒸発器の入口側に導入される冷媒流路を有することを特徴とする冷凍サイクル。 A compressor (1) for sucking and compressing refrigerant;
A radiator (2) for cooling the refrigerant discharged from the compressor (1);
At least one decompression means (4, 10) for decompressing the refrigerant on the outlet side of the radiator (2);
A plurality of evaporators (5, 11) for evaporating the low-pressure refrigerant after passing through the decompression means (4, 10);
An accumulator (9) provided between the outlet side of the plurality of evaporators (5, 11) and the suction side of the compressor (1),
A refrigeration cycle, comprising: a refrigerant passage through which a refrigerant exiting at least one of the plurality of evaporators (5, 11) is introduced to an inlet side of the other evaporator.
前記可変絞り(10)は、高圧圧力が低下すると開度が減少する方向に変化するものであることを特徴とする請求項12に記載の冷凍サイクル。 The other decompression means of the plurality of decompression means is a variable throttle (10),
The refrigeration cycle according to claim 12, wherein the variable throttle (10) changes in a direction in which the opening degree decreases when the high pressure decreases.
前記可変絞り(10)は、高圧圧力が低下すると開度が減少する方向に変化するものであることを特徴とする請求項11に記載の冷凍サイクル。 At least one of the plurality of decompression means (4, 10) is a variable throttle (10),
The refrigeration cycle according to claim 11, wherein the variable throttle (10) changes in a direction in which the opening degree decreases when the high pressure decreases.
前記複数の蒸発器(5、11)のうち、一方の蒸発器(5)は車室内前席側の空調ユニット(6)に配置され、
前記複数の蒸発器(5、11)のうち、他方の蒸発器(11)は車室内後席側の空調ユニット(12)に配置されることを特徴とする車両用空調装置。 A vehicle air conditioner comprising the refrigeration cycle according to any one of claims 1 to 21,
Among the plurality of evaporators (5, 11), one of the evaporators (5) is disposed in the air conditioning unit (6) on the front seat side of the vehicle interior,
Of the plurality of evaporators (5, 11), the other evaporator (11) is disposed in the air conditioning unit (12) on the rear seat side of the vehicle interior.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009267291A JP2010043861A (en) | 2009-11-25 | 2009-11-25 | Refrigerating cycle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009267291A JP2010043861A (en) | 2009-11-25 | 2009-11-25 | Refrigerating cycle |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004372956A Division JP2006177632A (en) | 2004-12-24 | 2004-12-24 | Refrigerating cycle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010043861A true JP2010043861A (en) | 2010-02-25 |
Family
ID=42015364
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009267291A Pending JP2010043861A (en) | 2009-11-25 | 2009-11-25 | Refrigerating cycle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010043861A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180123152A (en) * | 2016-03-31 | 2018-11-14 | 항저우 산후아 리서치 인스티튜트 컴퍼니 리미티드 | Air conditioning system, and control system and control method for air conditioning system |
KR20180135793A (en) * | 2017-04-11 | 2018-12-21 | 항저우 산후아 리서치 인스티튜트 컴퍼니 리미티드 | Heat exchange system, air conditioning control system, and control method of air conditioning system |
US10823448B2 (en) | 2016-03-23 | 2020-11-03 | Hangzhou Sanhua Research Institute Co., Ltd. | Heat exchange system, air conditioning control system, and air conditioning system control method |
CN116685814A (en) * | 2021-01-27 | 2023-09-01 | 三菱电机株式会社 | Refrigeration cycle device |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS553555A (en) * | 1978-06-21 | 1980-01-11 | Nippon Denso Co | Cooling and refrigeration device for refrigerator car |
JPS62202981A (en) * | 1986-02-28 | 1987-09-07 | 株式会社東芝 | Refrigeration cycle |
JP2000035250A (en) * | 1998-07-15 | 2000-02-02 | Nippon Soken Inc | Supercritical freezing cycle |
JP2002081766A (en) * | 2000-09-06 | 2002-03-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Refrigeration cycle device |
JP2003291635A (en) * | 2002-04-02 | 2003-10-15 | Denso Corp | Air-conditioner |
-
2009
- 2009-11-25 JP JP2009267291A patent/JP2010043861A/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS553555A (en) * | 1978-06-21 | 1980-01-11 | Nippon Denso Co | Cooling and refrigeration device for refrigerator car |
JPS62202981A (en) * | 1986-02-28 | 1987-09-07 | 株式会社東芝 | Refrigeration cycle |
JP2000035250A (en) * | 1998-07-15 | 2000-02-02 | Nippon Soken Inc | Supercritical freezing cycle |
JP2002081766A (en) * | 2000-09-06 | 2002-03-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Refrigeration cycle device |
JP2003291635A (en) * | 2002-04-02 | 2003-10-15 | Denso Corp | Air-conditioner |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10823448B2 (en) | 2016-03-23 | 2020-11-03 | Hangzhou Sanhua Research Institute Co., Ltd. | Heat exchange system, air conditioning control system, and air conditioning system control method |
KR20180123152A (en) * | 2016-03-31 | 2018-11-14 | 항저우 산후아 리서치 인스티튜트 컴퍼니 리미티드 | Air conditioning system, and control system and control method for air conditioning system |
KR102192470B1 (en) * | 2016-03-31 | 2020-12-17 | 항저우 산후아 리서치 인스티튜트 컴퍼니 리미티드 | Air conditioning systems, and control systems and control methods for air conditioning systems |
US11231213B2 (en) | 2016-03-31 | 2022-01-25 | Hangzhou Sanhua Research Institute Co., Ltd. | Air conditioning system, control system, and control method for air conditioning system expansion valve |
KR20180135793A (en) * | 2017-04-11 | 2018-12-21 | 항저우 산후아 리서치 인스티튜트 컴퍼니 리미티드 | Heat exchange system, air conditioning control system, and control method of air conditioning system |
KR102071248B1 (en) * | 2017-04-11 | 2020-03-02 | 항저우 산후아 리서치 인스티튜트 컴퍼니 리미티드 | Heat exchange system, air conditioning control system, and control method of air conditioning system |
CN116685814A (en) * | 2021-01-27 | 2023-09-01 | 三菱电机株式会社 | Refrigeration cycle device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2006177632A (en) | Refrigerating cycle | |
JP4600212B2 (en) | Supercritical refrigeration cycle equipment | |
US9581370B2 (en) | Refrigerant cycle device | |
JP2007163074A (en) | Refrigeration cycle | |
JP2016090201A (en) | Refrigeration cycle device | |
WO2015107876A1 (en) | Heat pump cycle | |
JP2010043861A (en) | Refrigerating cycle | |
JP6572695B2 (en) | Integrated valve | |
JP5604626B2 (en) | Expansion valve | |
JP4661696B2 (en) | Supercritical refrigeration cycle | |
JP2008164239A (en) | Pressure regulation valve | |
JP6572829B2 (en) | Integrated valve | |
JP2012061911A (en) | Air conditioner for vehicle and control valve | |
JP2006097972A (en) | Accumulator refrigerating cycle | |
JP6565737B2 (en) | Refrigeration cycle equipment | |
JP2020085382A (en) | Refrigeration cycle device | |
WO2018016219A1 (en) | Ejector-type refrigeration cycle | |
JP2005262958A (en) | Vehicular air-conditioner | |
JP2006145170A (en) | Refrigerating cycle | |
JP2005201484A (en) | Refrigerating cycle | |
JP2008164256A (en) | Refrigerating cycle device | |
JP2006234207A (en) | Refrigerating cycle pressure reducing device | |
JP2007032895A (en) | Supercritical refrigerating cycle device and its control method | |
JP3924935B2 (en) | Thermal expansion valve | |
JP2008008505A (en) | Ejector type refrigerating cycle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20091209 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20091209 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110817 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110906 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120110 |