CN107110580A - 制冷循环装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种制冷循环装置,能够选择地构成使制冷剂从气液分离器(17)的液相制冷剂出口(17c)流出的制冷用第一制冷剂回路和使制冷剂从所述气液分离器(17)的气相制冷剂出口(17b)流出的制暖用第二制冷剂回路,在该制冷循环装置中,油分离器(24)设于从散热器(12)到第一膨胀阀(28)的制冷剂路径。因此,在制冷循环装置(10)中,在构成第一制冷剂回路的情况下,通过油分离器(24)的制冷剂仅为气相或大部分为气相,能够容易地从该制冷剂分离出油。另外,在利用第一制冷剂回路使制冷剂循环的情况下,能够使油存储在除了气液分离器(17)以外的位置。
Description
本申请基于2014年12月25日申请的日本专利申请2014-263151号,该公开内容作为参照编入本申请。
技术领域
本发明涉及供制冷剂循环的制冷循环装置。
背景技术
以往,作为这种制冷循环装置,例如有专利文献1所记载的装置。该专利文献1所记载的制冷循环装置具有:将制冷剂分离为气相制冷剂和液相制冷剂的气液分离器;以及将供制冷剂循环的制冷剂回路切换为第一模式的制冷剂回路和第二模式的制冷剂回路中的一方的切换装置。具体而言,构成为能够使该气液分离器将从室外热交换器流出的制冷剂分离为气相制冷剂和液相制冷剂,使气相制冷剂从气相制冷剂出口流出,使液相制冷剂从液相制冷剂出口流出。另外,第一模式的制冷剂回路是使液相制冷剂从气液分离器的液相制冷剂出口流出,并向第二减压装置以及蒸发器流入,进而流入压缩机的制冷剂回路。第二模式的制冷剂回路是使气相制冷剂从气液分离器的气相制冷剂出口流出并吸入压缩机的制冷剂回路。
另外,在制冷循环装置中,为了使压缩机润滑,通常使油混入制冷剂,大部分的油混入液相制冷剂。因此,在专利文献1的制冷循环装置中,在利用上述第二模式的制冷剂回路使制冷剂循环的情况下,在气相制冷剂向压缩机返回时,通过使存留在气液分离器的液相制冷剂的一部分向气相制冷剂混入,从而使油向压缩机返回。由此,不会引起压缩机的油不足。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-149123号公报
根据本申请发明人们的研究,在利用上述第二模式的制冷剂回路使制冷剂循环的情况下,即,在使制冷剂从气液分离器的气相制冷剂出口流出的制冷剂回路中使制冷剂循环的情况下,如上所述,能够通过使液相制冷剂的一部分向气相制冷剂混入而使油向压缩机返回。然而,为了防止使压缩机压缩液相制冷剂的液压缩且使足够量的油向压缩机返回,需要将更多的油封入在流动制冷剂的制冷剂回路中。
另一方面,在上述第一模式的制冷剂回路使制冷剂循环的情况下,即,在使制冷剂从气液分离器的液相制冷剂出口流出的制冷剂回路中,使制冷剂循环的情况下,由于含有许多油的液相制冷剂直接向下游的蒸发器输送,因此与在上述第二模式的制冷剂回路使制冷剂循环的情况相比,能够使油封入量成为少量。换言之,与在上述第二模式的制冷剂回路使制冷剂循环的情况配合的油封入量对于上述第一模式的制冷剂回路使制冷剂循环的情况而言,油过多,可能产生制冷循环的效率降低等弊端。因此,在从气液分离器的液相制冷剂出口使制冷剂流出的制冷剂回路中使制冷剂循环的情况下,优选能够在除了气液分离器以外的位置存储油。
发明内容
发明所要解决的课题
本发明鉴于上述点,其目的在于提供一种制冷循环装置,在从气液分离器的液相制冷剂出口使制冷剂流出的制冷剂回路中使制冷剂循环的情况下,能够在除了气液分离器以外的位置存储油。
本发明的一种方式的制冷循环装置具有:压缩机,该压缩机将制冷剂吸入并压缩之后排出;散热器,该散热器使从该压缩机排出的制冷剂所具有的热向流向空调对象空间的送风空气散发;第一减压部,该第一减压部使从散热器流出的制冷剂减压;室外热交换器,该室外热交换器使从该第一减压部流出的制冷剂与外气进行热交换;气液分离器,气液分离器使从该室外热交换器流出的制冷剂分离为气相的制冷剂和液相的制冷剂,具有使气相的制冷剂流出的气相制冷剂出口和使液相的制冷剂流出的液相制冷剂出口;第二减压部,该第二减压部使从该气液分离器的液相制冷剂出口流出的制冷剂减压;蒸发器,该蒸发器使从该第二减压部流出的制冷剂与送风空气进行热交换,从而使制冷剂蒸发;切换装置,该切换装置能够选择性地构成第一制冷剂回路和第二制冷剂回路,在该第一制冷剂回路中,使从压缩机排出的制冷剂向气液分离器流入,并且从该气液分离器的液相制冷剂出口流出,使来自该液相制冷剂出口的制冷剂依次流入第二减压部和蒸发器,然后向压缩机吸入,在该第二制冷剂回路中,使从压缩机排出的制冷剂向气液分离器流入,并且从该气液分离器的气相制冷剂出口流出,使来自该气相制冷剂出口的制冷剂向压缩机吸入;以及油分离器,该油分离器设于从压缩机到室外热交换器的制冷剂路径,在使第一制冷剂回路成立的情况下,将混入从制冷剂流上游侧流入的制冷剂的油从该制冷剂分离,使分离后的制冷剂向制冷剂流下游侧流出,并且存储油。
由于油分离器设于从压缩机到室外热交换器的制冷剂路径,该油分离器使油从制冷剂分离,并使分离后的制冷剂向制冷剂流下游侧流出,并且存储油,因此在使制冷剂从气液分离器的液相制冷剂出口流出的第一制冷剂回路成立的情况下,通过油分离器的制冷剂仅为气相或大部分为气相,能够容易地从该制冷剂分离油。因此,在利用第一制冷剂回路使制冷剂循环的情况下,能够将油存储在除了气液分离器以外的位置。
例如,在构成所述第二制冷剂回路的情况下,也可以使所述气体分离器内的制冷剂不从所述液相制冷剂出口流出而从所述气相制冷剂出口流出,并且使由所述散热器冷凝后的液相制冷剂流入所述油分离器,从而使该液相制冷剂向所述油分离器的所述箱部内流入。
附图说明
图1是第一实施方式的车辆用空调装置的整体结构图。
图2是表示设于图1的车辆用空调装置的油分离器的内部的剖视图。
图3是表示图1的电子控制装置用于执行制冷剂回路切换控制的控制处理的流程图。
图4是第二实施方式的车辆用空调装置的整体结构图,相当于第一实施方式的图1的图。
图5是第三实施方式的车辆用空调装置的整体结构图,相当于第一实施方式的图1的图。
图6是第四实施方式的车辆用空调装置的整体结构图,相当于第二实施方式的图4的图。
图7是第五实施方式的车辆用空调装置的整体结构图,相当于第一实施方式的图1的图。
图8是在第五实施方式中表示切换装置的内部构造的示意性剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外,在以下的各实施方式中,对彼此相同或等同的部分,在图中标注同一附图标记。
(第一实施方式)
图1是本实施方式的车辆用空调装置8的整体结构图。该车辆用空调装置8搭载于从内燃机(发动机)以及行驶用电动机获得车辆行驶用的驱动力的混合动力车辆。如图1所示,车辆用空调装置8具有蒸气压缩式的制冷循环装置10。该制冷循环装置10在车辆用空调装置8中,具有对向作为空调对象空间的车室内吹送的送风空气进行加热或冷却的作用。
制冷循环装置10构成为能够在对送风空气进行冷却而对车室内进行冷却的制冷模式(第一模式)的制冷剂回路和对送风空气进行加热而对车室内进行制暖的制暖模式(第二模式)的制冷剂回路间进行切换。
在制冷循环装置10中,作为制冷剂,采用HFC类制冷剂(具体而言,R134a),构成为高压侧制冷剂压力不超过制冷剂的临界压力的蒸气压缩式的亚临界制冷循环。当然,也可以采用HFO类制冷剂(例如,R1234yf)等。进一步地,在制冷剂中混入有用于润滑压缩机11的油即冷冻机油,冷冻机油的一部分与制冷剂一起进行循环。
制冷循环装置10具有:压缩机11、冷凝器12、室外热交换器16、气液分离器17、过冷却器19、蒸发器22、油分离器24、第一膨胀阀28、第二膨胀阀29、温度传感器48、49、电子控制装置50、配管52、54以及开闭阀55等。
压缩机11具有吸入口111以及排出口112,并配置在发动机室内。该发动机室是车室外的一部分,利用搭载车辆用空调装置8的车辆所具有的发动机室分隔壁9与车室内分隔。
压缩机11在制冷循环装置10中从吸入口111吸入制冷剂并压缩,将压缩并成为过热状态的制冷剂从排出口112排出。压缩机11构成为利用电动机驱动排出容量被固定的固定容量型的压缩机构的电动压缩机。作为压缩机构,具体而言,能够采用涡旋型压缩机构、叶片型压缩机构等各种压缩机构。
压缩机11的电动机利用从电子控制装置50输出的控制信号,而控制其动作(转速),作为该电动机,采用交流马达、直流马达中的任一种形式即可。并且,通过该电动机的转速控制,来变更压缩机11的制冷剂排出能力。
在压缩机11的排出口112连接有冷凝器12的制冷剂入口121。冷凝器12是使从压缩机11排出的高温高压的排出制冷剂所具有的热向车室内的送风空气散热的散热器。具体而言,冷凝器12配置在室内空调单元30的壳体31内。冷凝器12使冷凝器12内的制冷剂和通过冷凝器12的送风空气进行热交换,从而使该制冷剂冷凝并且对送风空气进行加热。
冷凝器12使制冷剂从冷凝器12的制冷剂出口122流出,该冷凝器12的制冷剂出口122经由第一高压配管52与油分离器24的制冷剂入口部241连接。该油分离器24的详细如图2所示。
图2是表示油分离器24的内部的剖视图。油分离器24的上下方向为箭头DR1所示。油分离器24设于从压缩机11的排出口112到室外热交换器16的制冷剂入口161的制冷剂路径上,具体而言,设于该制冷剂路径中的冷凝器12与第一膨胀阀28之间。
油分离器24将混入从该油分离器24的制冷剂流上游侧流入的制冷剂的油从制冷剂分离,使该分离后的制冷剂向制冷剂流下游侧流出,并且存储油。如图2所示,油分离器24具有制冷剂入口部241、制冷剂出口部242以及箱部243。
油分离器24的箱部243是除了制冷剂入口部241以及制冷剂出口部242以外未被开放的密闭容器。在箱部243中,在箱部243的内部形成存储从制冷剂分离的油的油储存空间243a。
油分离器24的制冷剂入口部241呈管状,使制冷剂如箭头ARa那样从设于油分离器24的制冷剂流上游侧的第一高压配管52(参照图1)向油储存空间243a内流入。
油分离器24的制冷剂出口部242使油储存空间243a内的制冷剂如箭头ARb那样向设于油分离器24的制冷剂流下游侧的第二高压配管54(参照图1)流出。即,在制冷剂出口部242连接有第二高压配管54。具体而言,制冷剂出口部242向油储存空间243a内插入,具有向该油储存空间243a内开口的储存空间内入口242a。并且,制冷剂出口部242使从该储存空间内入口242a流入的制冷剂向油分离器24的制冷剂流下游侧即第二高压配管54流出。另外,在管状的制冷剂出口部242形成有作为细微贯通孔的油返回孔242b,该油返回孔242b将制冷剂出口部242的内部与油储存空间243a的底部连通。
油分离器24通过如上所述地构成,利用重力将制冷剂与油分离。并且,在流入油分离器24的制冷剂为液相制冷剂的情况下,油分离器24不能将该液相制冷剂与油分离,在流入制冷剂入口部241的制冷剂都是气相或大部分是气相的气液二相的情况下,油分离器24将气相制冷剂与油分离。在该情况下,存储在油储存空间243a的油通过油返回孔242b少量混入朝向第二高压配管54在制冷剂出口部242内流动的气相制冷剂。
此外,油分离器24不能完全分离制冷剂和油。例如,油分离器24在对油和气相制冷剂进行分离的情况下,与油相比,主要使气相制冷剂向制冷剂流下游侧流出,换言之,与混入向制冷剂入口部241流入的制冷剂的油的比例即油比例相比,减少从制冷剂出口部242流出的制冷剂的油比例。
返回图1,第二高压配管54夹装在油分离器24的制冷剂出口部242与第一膨胀阀28之间,将该制冷剂出口部242与第一膨胀阀28的制冷剂入口侧连接。
第一膨胀阀28是电气式的可变节流机构,第一膨胀阀28具有能够变更节流开度地构成的阀芯以及使该阀芯移位而使节流开度变化的由步进马达构成的电动致动器281。即,第一膨胀阀28是使从冷凝器12流出的制冷剂根据电动致动器281的动作减压的第一减压部。
具体说明之,第一膨胀阀28的动作状态被电动致动器281切换成如下两种状态之一:几乎不对从第二高压配管54流入第一膨胀阀28的制冷剂节流而使其向室外热交换器16流动的开放状态;以及使流入第一膨胀阀28的制冷剂比上述开放状态大幅减压后,使其向室外热交换器16流动的减压状态。换言之,电动致动器281是通过使第一膨胀阀28的节流开度变化而将第一膨胀阀28切换为上述开放状态和减压状态中的任一种的动作切换部。
具体而言,第一膨胀阀28通过使电动致动器281将节流开度全开,从而几乎不发挥制冷剂减压作用而成为仅作为制冷剂通路发挥作用的状态,该状态是上述开放状态。即,第一膨胀阀28是具有全开功能的可变节流机构。此外,电动致动器281的动作利用从电子控制装置50输出的控制信号控制。
另外,第一膨胀阀28在减压状态时,基于由冷凝器下游温度传感器48检测的冷凝器12的出口侧制冷剂温度,根据从电子控制装置50输出的控制信号,调节冷凝器12的制冷剂出口122的制冷剂的过冷却度。
室外热交换器16配置于发动机室内的车辆前方侧,具有制冷剂入口161和制冷剂出口162。从第一膨胀阀28流出的制冷剂流入室外热交换器16的制冷剂入口161,室外热交换器16使从该第一膨胀阀28流出并在室外热交换器16内部流通的制冷剂与从未图示的送风风扇吹送的车室外空气即外气进行热交换。室外热交换器16根据向室外热交换器16流入的制冷剂的温度而作为蒸发器或冷凝器发挥作用,其功能的切换是利用第一膨胀阀28进行的。并且,室外热交换器16将该热交换后的制冷剂从制冷剂出口162向气液分离器17的制冷剂入口17a流动。上述送风风扇是利用从电子控制装置50输出的控制电压控制转速(送风能力)的电动鼓风机。
气液分离器17具有制冷剂入口17a、气相制冷剂出口17b以及液相制冷剂出口17c,将从制冷剂入口17a流入气液分离器17内部的制冷剂分离为气相制冷剂和液相制冷剂。然后,在气液分离器17中,使该分离的气相制冷剂从气相制冷剂出口17b流出,并使液相制冷剂从液相制冷剂出口17c流出。气液分离器17的气相制冷剂出口17b经由开闭阀55与压缩机11的吸入口111连接。
气液分离器17的内部构造与专利文献1记载的气液分离器相同,气液分离器17具有存储分离后的液相制冷剂的箱主体171、形成有油返回孔172a的管状的管状部件172。并且,管状部件172的一端在箱主体171内配置为在液相制冷剂的液面的上方的位置开放,管状部件172的另一端与气相制冷剂出口17b连通。从该管状部件172的一端流入的气相制冷剂通过管状部件172向气相制冷剂出口17b流动,在其途中,少量包含油的液相制冷剂从油返回孔172a混入气相制冷剂。此外,已经明确叙述,气液分离器17不是将气相制冷剂与液相制冷剂完全分离的设备,从气相制冷剂出口17b主要使气相制冷剂流出,从液相制冷剂出口17c主要使液相制冷剂流出。
过冷却器19具有制冷剂入口191以及制冷剂出口192,该制冷剂入口191与气液分离器17的液相制冷剂出口17c连接。过冷却器19设于气液分离器17的液相制冷剂出口17c与第二膨胀阀29之间。过冷却器19通过使从气液分离器17的液相制冷剂出口17c流出的制冷剂与外气进行热交换,从而对液相制冷剂进一步冷却而提高制冷剂的过冷却度,使该热交换后的制冷剂从制冷剂出口192向第二膨胀阀29流出。总之,过冷却器19是对从气液分离器17的液相制冷剂出口17c流出的制冷剂进行过冷却的热交换器。如图1所示,室外热交换器16、气液分离器17以及过冷却器19彼此通过螺栓连结等而一体构成。
第二膨胀阀29是电气式的可变节流机构,第二膨胀阀29具有能够变更节流开度地构成的阀芯以及使该阀芯移位而使节流开度变化的由步进马达构成的电动致动器。该电动致动器的动作是利用从电子控制装置50输出的控制信号控制的。
具体说明,第二膨胀阀29是具有使节流开度为零而切断制冷剂流的全闭功能的可变节流机构。因此,从功能上来看,第二膨胀阀29具有通过对制冷剂流进行节流而使制冷剂减压的减压部291以及在第二膨胀阀29内使减压部291开闭的开闭部292。即,第二膨胀阀29的减压部291包括在从气液分离器17的液相制冷剂出口17c向压缩机11的吸入口111的制冷剂的第一路径56,开闭部292作为使该第一路径56开闭的第一路径开闭部发挥作用。
第二膨胀阀29的减压部291是与作为第一减压部的第一膨胀阀28不同的第二减压部,根据节流开度使从气液分离器17的液相制冷剂出口17c流出的制冷剂减压。然后,基于由蒸发器出口温度传感器49检测的蒸发器出口侧制冷剂的温度,根据从电子控制装置50输出的控制信号,第二膨胀阀29的减压部291调节蒸发器22的制冷剂出口222的制冷剂的过热度。此外,图1的第二膨胀阀29的减压部291以及开闭部292是在机械上不能分离的一体构成的结构,但也可以是在机械上能够分离的结构。
蒸发器22具有:流入制冷剂的制冷剂入口221;以及使在蒸发器22内热交换后的制冷剂流出的制冷剂出口222。蒸发器22配置在室内空调单元30的壳体31内的冷凝器12的送风空气流动上游侧。蒸发器22是在制冷模式时对送风空气进行冷却的冷却用热交换器,从第二膨胀阀29的减压部291流出的制冷剂和壳体31内的送风空气进行热交换而使制冷剂蒸发。此外,室内空调单元30在蒸发器22的空气流动上游侧具有鼓风机,利用该鼓风机使送风空气如箭头FN那样向蒸发器22输送。
开闭阀55是根据来自电子控制装置50的控制信号而动作的电磁开闭阀。开闭阀55设于从气液分离器17的气相制冷剂出口17b向压缩机11的吸入口111的第二路径58,作为使该第二路径58开闭的第二路径开闭部发挥作用。具体而言,在将室外热交换器16作为蒸发器使用的情况下,开闭阀55使气液分离器17的气相制冷剂出口17b开放,在室外热交换器16作为冷凝器使用的情况下,开闭阀55隔断气相制冷剂出口17b。
并且,电子控制装置50通过控制开闭阀55和第二膨胀阀29的开闭部292而选择性地打开第一路径56和第二路径58。因此,开闭阀55以及第二膨胀阀29的开闭部292作为整体而构成切换装置59,切换装置59使在包含第一路径56的一部分的制冷模式的制冷剂回路即第一制冷剂回路、在包含第二路径58的一部分的制暖模式的制冷剂回路即第二制冷剂回路选择性地成立。
具体而言,在该第一制冷剂回路中,使制冷剂如图1的实线箭头FLc所示地循环。即,第一制冷剂回路是如下制冷剂回路:将从压缩机11排出的制冷剂向气液分离器17流入,并且从气液分离器17的液相制冷剂出口17c流出,使来自该液相制冷剂出口17c的制冷剂按照过冷却器19、第二膨胀阀29的减压部291、蒸发器22的顺序流入之后,向压缩机11吸入。
另外,在上述第二制冷剂回路中,使制冷剂如图1的虚线箭头FLh所示地循环。即,第二制冷剂回路是如下制冷剂回路:将从压缩机11排出的制冷剂向气液分离器17流入,并且从气液分离器17的气相制冷剂出口17b流出,使来自该气相制冷剂出口17b的制冷剂向压缩机11吸入。
即,第二膨胀阀29的开闭部292打开第一路径56,并且开闭阀55关闭第二路径58,从而使第一制冷剂回路成立。另一方面,第二膨胀阀29的开闭部292关闭第一路径56,并且开闭阀55打开第二路径58,从而使第二制冷剂回路成立。
冷凝器下游温度传感器48是设于第二高压配管54的温度传感器。冷凝器下游温度传感器48检测从冷凝器12流出的制冷剂的温度,将表示该制冷剂的温度的检测信号向电子控制装置50依次输出。具体而言,冷凝器下游温度传感器48是在制暖模式时用于检测从冷凝器12流出的制冷剂的过冷却度的温度传感器。
蒸发器出口温度传感器49是设于从蒸发器22的制冷剂出口222到压缩机11的吸入口111的制冷剂路径的温度传感器。例如,蒸发器出口温度传感器49也可以在蒸发器22的制冷剂出口222检测制冷剂温度,也可以在压缩机11的吸入口111检测制冷剂温度。蒸发器出口温度传感器49将检测到的制冷剂温度向电子控制装置50依次输出。具体而言,蒸发器出口温度传感器49是在制冷模式时用于检测从蒸发器22的制冷剂出口222流出的制冷剂的过热度的温度传感器。
室内空调单元30除了上述壳体31以外,还具有送风通路切换门33。在壳体31内形成有彼此并联设置的热风通路31a和冷风通路31b,在热风通路31a配置有冷凝器12。即,热风通路31a是使通过蒸发器22后的送风空气向冷凝器12流动的空气通路,冷风通路31b是使该送风空气绕开冷凝器12而流动的空气通路。
送风通路切换门33利用从电子控制装置50输出的控制信号而动作。该送风通路切换门33被定位成以下位置的任一方:封堵热风通路31a而使冷风通路31b开放的第一门位置;以及使热风通路31a开放而封堵冷风通路31b的第二门位置。具体而言,送风通路切换门33在制冷模式时位于第一门位置,在制暖模式时位于第二门位置。例如,图1所示的送风通路切换门33位于第二门位置。
在壳体31中,在热风通路31a以及冷风通路31b的空气流动下游侧设有多个开口孔,该开口孔使通过热风通路31a或冷风通路31b的送风空气(空调风)向作为空调对象空间的车室内吹出。具体而言,作为该开口孔,有向车室内的乘员的上半身吹出空调风的面部开口孔、向乘员的脚边吹出空调风的脚部开口孔以及向车辆前窗玻璃内侧面吹出空调风的除霜开口孔(均未图示)等。在各个开口孔设有使开口孔开闭的开闭门。
图1所示的电子控制装置50由微型计算机构成,该微型计算机由未图示的CPU、ROM、RAM等构成,来自与电子控制装置50连接的传感器等的信号在利用未图示的输入电路进行A/D转换后向微型计算机输入。电子控制装置50作为执行各种的空调控制的空调控制装置发挥作用,作为该空调控制的一种,在制冷循环装置10中执行切换制冷剂回路的制冷剂回路切换控制。
图3是表示用于执行该制冷剂回路切换控制的控制处理的流程图。电子控制装置50在例如打开车辆的点火开关时开始图3的控制处理,并周期性地反复执行该图3的控制处理。
如图3所示,首先,在步骤S01中,电子控制装置50判定作为空调开关的未图示的A/C按钮是否由乘员操作而切换到开启位置。该空调开关是切换为开启位置或关闭位置的操作按钮,在车室内设置于乘员容易进行操作的位置。乘员在执行利用蒸发器22使空调空气冷却或除湿的空调工作时,使该空调开关位于开启位置。
在步骤S01,在判定为空调开关切换至开启位置的情况下,进入步骤S02。另一方面,在判定为空调开关未切换为开启位置的情况下,例如判定为切换为关闭位置的情况下,进入步骤S04。
在步骤S02中,从未图示的外气温度传感器接收表示外气温度的温度检测信号,判定该外气温度是否为0℃以上。在步骤S02中,判定为外气温度为0℃以上的情况下,进入步骤S03。另一方面,在判定为外气温度小于0℃的情况下,进入步骤S04。
在步骤S03中,使第二膨胀阀29的开闭部292以及开闭阀55动作,由此,使制冷用的制冷剂回路即第一制冷剂回路成立。即,将利用制冷循环装置10使制冷剂循环的制冷剂回路切换为第一制冷剂回路。在第一制冷剂回路已经成立的情况下,继续该第一制冷剂回路。另外,伴随利用第二膨胀阀29的开闭部292以及开闭阀55使第一制冷剂回路成立,将第一膨胀阀28切换为开放状态。由此,制冷循环装置10成为制冷模式。
电子控制装置50使该第一制冷剂回路成立,并且使送风通路切换门33(参照图1)位于封堵热风通路31a的第一门位置。由此,送风空气几乎不向室内空调单元30的热风通路31a流动,在冷凝器12中,制冷剂与送风空气的热交换几乎停止。
因此,从压缩机11的排出口112排出的高温高压的气相制冷剂在冷凝器12不散热而通过油分离器24和第一膨胀阀28向室外热交换器16流入。此时,由于第一膨胀阀28处于开放状态,因此制冷剂几乎不减压,而保持过热状态地向室外热交换器16流入。着眼于从第一膨胀阀28流出的制冷剂的流出制冷剂压力,在其开放状态下,第一膨胀阀28的流出制冷剂压力成为在室外热交换器16中使制冷剂的温度比外气的温度高的大小。因此,室外热交换器16作为通过使外气与制冷剂热交换而使制冷剂冷凝的冷凝器发挥作用。室外热交换器16使热交换后的制冷剂向气液分离器17流出。
此时,第一路径56(参照图1)被第二膨胀阀29打开并且第二路径58被开闭阀55封堵,因此气液分离器17内的制冷剂不从气相制冷剂出口17b流出而从液相制冷剂出口17c流出。即,气液分离器17主要作为使液相制冷剂流出的接收器发挥作用。
从液相制冷剂出口17c流出的制冷剂通过过冷却器19,在第二膨胀阀29的减压部291被减压膨胀后,在蒸发器22被蒸发气化,从蒸发器22向压缩机11的吸入口111返回。总之,制冷剂如图1的实线箭头FLc那样循环,室内空调单元30能够进行使送风空气在蒸发器22冷却的制冷运转。
另外,由于从压缩机11排出的高温高压的气相制冷剂在冷凝器12不散热地流入上述油分离器24,因此气相制冷剂向油分离器24的箱部243(参照图2)内流入。
因此,在图3的步骤S03中,在第一制冷剂回路成立的情况下,油分离器24将混入从该油分离器24的制冷剂流上游侧流入的气相制冷剂的油从该气相制冷剂分离。然后,如图2所示,油分离器24使该分离后的气相制冷剂从制冷剂出口部242向第二高压配管54流出,并且使油存储在油储存空间243a。此时,存储在油储存空间243a的油一点一点从油返回孔242b向在制冷剂出口部242内流动的气相制冷剂混入,因此防止油向油储存空间243a的过存储,在第一制冷剂回路维持适当的油循环量。此外,油分离器24所具有的制冷剂出口部242的储存空间内入口242a在第一制冷剂回路成立的情况下,配置为在存储在油储存空间243a的油的液面243b的上方的位置开口。图3所示的步骤S03之后返回步骤S01。
在步骤S04中,基于空调设定温度判定是否有来自乘员的作为制暖运转的要求的制暖要求。该空调设定温度例如由乘员任意设定为车室内的温度的目标值。然后,在空调设定温度超过由车室内温度传感器检测的车室内的温度的情况下,判定为有制暖要求。
在步骤S04中,在判定为有制暖要求的情况下,进入步骤S05。另一方面,在判定为没有制暖要求的情况下,终止图3的控制处理,再次从步骤S01开始。
在步骤S05中,使第二膨胀阀29的开闭部292以及开闭阀55动作,由此,使作为制暖用的制冷剂回路的第二制冷剂回路成立。即,将利用制冷循环装置10使制冷剂循环的制冷剂回路切换为第二制冷剂回路。另外,伴随利用第二膨胀阀29的开闭部292以及开闭阀55使第二制冷剂回路成立,将第一膨胀阀28切换为减压状态。由此,制冷循环装置10成为制暖模式。在第二制冷剂回路已经成立的情况下,继续该第二制冷剂回路。
另外,电子控制装置50使该第二制冷剂回路成立,并且使送风通路切换门33(参照图1)位于打开热风通路31a的第二门位置。由此,送风空气向图1所示的室内空调单元30的热风通路31a流动,在冷凝器12中进行制冷剂与送风空气的热交换,在冷凝器12内流动的制冷剂冷凝而过冷却,从冷凝器12流出。因此,如上述步骤S03的说明与步骤S05的说明的对比可知,使第一制冷剂回路成立的情况与使第二制冷剂回路成立的情况相比,送风通路切换门33作为抑制从制冷剂向送风空气散热的散热量切换装置发挥作用。因此,冷凝器12是如下制暖模式用的电容器:在制冷循环装置10的制冷模式中不进行制冷剂与送风空气的热交换,另一方面,在制暖模式中,通过热交换而使制冷剂冷凝。
并且,从冷凝器12流出的制冷剂向第一膨胀阀28流入,第一膨胀阀28处于减压状态,因此该制冷剂在第一膨胀阀28被减压膨胀而成为气液二相。然后,第一膨胀阀28使减压后的制冷剂向室外热交换器16流出。着眼于从该第一膨胀阀28流出的制冷剂的流出制冷剂压力,在该减压状态中,第一膨胀阀28使其流出制冷剂压力成为制冷剂利用室外热交换器16比外气低温的大小。因此,室外热交换器16作为使该流入的制冷剂与外气进行热交换而使制冷剂蒸发的蒸发器发挥作用。室外热交换器16使该热交换后的制冷剂向气液分离器17流出。即,根据第一膨胀阀28切换为减压状态或开放状态,室外热交换器16选择性地作为蒸发器或冷凝器发挥作用。
在制暖用的第二制冷剂回路成立的情况下,第一路径56(参照图1)被封闭而第二路径58被开放,因此气液分离器17内的制冷剂不从液相制冷剂出口17c流出而从气相制冷剂出口17b流出。即,气液分离器17主要作为使气相制冷剂流出的储存器发挥作用。
从该气相制冷剂出口17b流出的制冷剂经由开闭阀55向压缩机11的吸入口111返回。总之,制冷剂如图1的虚线箭头FLh那样循环,室内空调单元30能够进行使送风空气在冷凝器12被加热的制暖运转。此时,由于制冷剂不在蒸发器22循环,因此送风空气不在蒸发器22进行热交换而仅通过蒸发器22。
另外,在第二制冷剂回路成立的情况下,如上所述,在冷凝器12冷凝后的液相制冷剂流入油分离器24,与上述步骤S03(参照图3)的第一制冷剂回路的成立时不同,液相制冷剂向油分离器24的箱部243(参照图2)内流入。
因此,在图3的步骤S05中,在第二制冷剂回路成立的情况下,图2所示的油分离器24的箱部243内被液相制冷剂充满。因此,油分离器24不使液相制冷剂与油分离,换言之,不存储从制冷剂分离的油,使油与液相制冷剂一起向第二高压配管54流出。图3的步骤S05之后返回步骤S01。
虽然省略图示,但电子控制装置50在图3的控制处理的执行中,同时执行如下等多个空调控制:使室内空调单元30的鼓风机送风的送风量增减的鼓风机控制、使压缩机11的转速增减的压缩机驱动控制、使送风通路切换门33转动的送风通路切换门控制以及使设于壳体31的各开口孔的开闭门开闭的吹出口模式控制等。
另外,上述图3的各步骤的处理构成实现各自功能的机构。
如上所述,利用本实施方式,油分离器24设于从压缩机11到室外热交换器16的制冷剂路径,因此在制冷循环装置10中使第一制冷剂回路成立的情况下,通过油分离器24的制冷剂仅成为气相或大部分成为气相,能够容易地从该制冷剂分离油。因此,在气液分离器17中同时存储有液相制冷剂和油,但在利用第一制冷剂回路使制冷剂循环的情况下,也能够在除了气液分离器17以外的位置存储油。
另外,利用本实施方式,油分离器24具有:形成油储存空间243a的箱部243,该油储存空间243a存储从制冷剂分离的油;使制冷剂从油分离器24的制冷剂流上游侧向油储存空间243a内流入的制冷剂入口部241;以及使油储存空间243a内的制冷剂向油分离器24的制冷剂流下游侧流出的制冷剂出口部242。因此,能够容易在制冷剂流的制冷剂路径的中途设置油分离器24。
另外,利用本实施方式,油分离器24的制冷剂出口部242具有储存空间内入口242a,使从该储存空间内入口242a流入的制冷剂向油分离器24的制冷剂流下游侧流出。然后,在使第一制冷剂回路成立的情况下,该制冷剂出口部242的储存空间内入口242a在存储于油储存空间243a的油的液面243b的上方向油储存空间243a内开口。然后,由于在第一制冷剂回路的成立时流入油分离器24的制冷剂主要是气相,因此能够利用重力简单地将制冷剂与油分离。
另外,利用本实施方式,油分离器24设置在从压缩机11到室外热交换器16的制冷剂路径中的、冷凝器12与第一膨胀阀28之间。并且,冷凝器12与第一膨胀阀28之间的制冷剂的状态在利用第一制冷剂回路使制冷剂循环的制冷模式时为气相或大致气相,而利用在第二制冷剂回路使制冷剂循环的制暖模式时为液相或大致液相。因此,在制冷模式时,通过在油分离器24存储油,从而能够防止在第一制冷剂回路循环的油循环量过多而适当地保持油循环量使油分离器24发挥作用。进一步地,在制暖模式时,能够在第二制冷剂回路中使剩余的剩余制冷剂滞留在油分离器24的箱部243内。因此,在具有储存剩余制冷剂功能的气液分离器17中,能够缩小制暖模式时与制冷模式时之间产生的剩余制冷剂的储存量的差,进而能够谋求气液分离器17的小型化。
另外,利用本实施方式,由于室外热交换器16以及过冷却器19一体构成,因此能够容易地进行室外热交换器16以及过冷却器19的设置。
另外,利用本实施方式,由于室外热交换器16以及气液分离器17一体地构成,因此能够容易地进行室外热交换器16以及气液分离器17的设置,能够移除室外热交换器16与气液分离器17之间的配管或使其缩短。
(第二实施方式)
接着,对本发明的第二实施方式进行说明。在本实施方式中,主要对与前述第一实施方式不同的方面进行说明。另外,对于与前述实施方式相同或等同的部分省略说明或简化说明。后述第三实施方式以后也同样。
图4是本实施方式的车辆用空调装置8的整体结构图,是与第一实施方式的图1相当的图。如图4所示,在本实施方式中,代替第一实施方式的冷凝器12而设置水冷电容器60,在室内空调单元30的热风通路31a设置有加热器芯62。并且,代替第一实施方式的第一膨胀阀28而设置有第一减压部28。在这些方面,本实施方式与第一实施方式不同。此外,在本实施方式中,与第一实施方式同样,车辆用空调装置8具有电子控制装置50,但在图4中,省略电子控制装置50的图示。对此,后述第三实施方式以后也同样。
水冷电容器60是公知的水制冷剂热交换器,具有供制冷剂流动的第一热交换部601以及供作为发动机冷却水的防冻液流动的第二热交换部602。第一热交换部601设于压缩机11的排出口112与第一高压配管52之间。第二热交换部602设于供防冻液流动的防冻液循环回路64。
在该防冻液循环回路64中,防冻液利用冷却水泵66如箭头Wen那样循环。第二热交换部602与加热器芯62串联设置,以使得从第二热交换部602流出的防冻液通过加热器芯62之后向发动机68返回。另外,防冻液循环回路64与散热器回路72并联设置,该散热器回路72使防冻液在发动机68与车辆的散热器70之间循环。
如上所述构成的水冷电容器60使在第一热交换部601内流动的制冷剂与在第二热交换部602内流动的防冻液热交换,由此利用该制冷剂的热对防冻液进行加热,同时冷却制冷剂。
需要说明的是,在使第一制冷剂回路成立的情况下,电子控制装置50利用未图示的开闭阀阻止在防冻液循环回路64的防冻液的流动。因此,在第一制冷剂回路的成立时即制冷循环装置10的制冷模式时,在水冷电容器60的第一热交换部601内流动的制冷剂几乎不散热而通过第一热交换部601。另一方面,在使第二制冷剂回路成立的情况下,电子控制装置50能够打开防冻液循环回路64而在防冻液循环回路64使防冻液循环。因此,在第二制冷剂回路成立时即制冷循环装置10的制暖模式时,制冷剂在水冷电容器60的第一热交换部601内散热后,向第一高压配管52流入。
加热器芯62在室内空调单元30的壳体31内配置在与第一实施方式的冷凝器12相同的位置。即,加热器芯62配置于热风通路31a。加热器芯62是如下热交换器:使在该加热器芯62的内部流动的防冻液与在热风通路31a通过加热器芯62的送风空气进行热交换,从而对该送风空气进行加热。因此,水冷电容器60作为散热器发挥作用,该散热器使从压缩机11排出并流入第一热交换部601的制冷剂所具有的热经由防冻液与加热器芯62间接地向送风空气散热。
第一减压部28与第一实施方式的第一膨胀阀28同样地设于第二高压配管54与室外热交换器16的制冷剂入口161之间。第一减压部28具有在第二高压配管54与室外热交换器16的制冷剂入口161之间彼此并联设置的开闭阀282与固定节流部即节流孔283。
因此,在开闭阀282开放时,从第二高压配管54向第一减压部28流入的制冷剂绕开节流孔283,通过开闭阀282向室外热交换器16的制冷剂入口161流动。即,该开闭阀282开放的状态相当于第一实施方式的第一膨胀阀28全开的状态。换言之,通过使开闭阀282开放,第一减压部28的动作状态成为开放状态。
另一方面,在开闭阀282关闭时,从第二高压配管54向第一减压部28流入的制冷剂通过节流孔283被节流孔283减压膨胀后,向室外热交换器16的制冷剂入口161流动。即,通过关闭开闭阀282,使第一减压部28的动作状态成为减压状态。这样,开闭阀282成为将第一减压部28切换为上述开放状态和减压状态中的任一方的动作切换部。此外,开闭阀282是例如被从电子控制装置50输出的控制信号控制的电磁开闭阀。另外,在第一减压部28的节流孔283即固定节流部中,从该固定节流部流出的制冷剂的过冷却度在构造方面被自然地调节。
在本实施方式中,利用与前述第一实施方式相同的结构能够获得与第一实施方式同样的效果。
(第三实施方式)
接着,对本发明的第三实施方式进行说明。在本实施方式中,主要对与前述第一实施方式不同的方面进行说明。
图5是本实施方式的车辆用空调装置8的整体结构图,是与第一实施方式的图1相当的图。如图5所示,在本实施方式中,第一实施方式的第二膨胀阀29置换为第一温度式膨胀阀74以及第一开闭阀75,第一实施方式的第一膨胀阀28与第二实施方式同样地置换为第一减压部28。另外,制冷循环装置10具有第二蒸发器76、第二温度式膨胀阀78以及第二开闭阀79。在这些方面,本实施方式与第一实施方式不同。此外,搭载有本实施方式的车辆用空调装置8的车辆为混合动力车辆,具有作为行驶用马达用的电源的电池80。另外,在本实施方式中,将蒸发器22称为第一蒸发器22。
第一温度式膨胀阀74是公知的温度感应型机械式膨胀阀,温度感应型机械式膨胀阀利用机械机构使向第一蒸发器22的制冷剂入口221流入的制冷剂减压膨胀,以使得从第一蒸发器22的制冷剂出口222流出的制冷剂即蒸发器出口侧制冷剂的过热度成为预先确定的规定范围。换言之,第一温度式膨胀阀74调节第一蒸发器22的制冷剂出口222的制冷剂的过热度。第一温度式膨胀阀74是车辆用空调通用的部件,并且是机械式的,因此不需要电子控制装置50的控制。
具体而言,第一温度式膨胀阀74具有:夹装在过冷却器19的制冷剂出口192与第一蒸发器22的制冷剂入口221之间的减压部741;介装在第一蒸发器22的制冷剂出口222与压缩机11的吸入口111之间的感温部742。该感温部742基于蒸发器出口侧制冷剂的温度以及压力检测其制冷剂的过热度。并且,减压部741根据蒸发器出口侧制冷剂的温度以及压力对制冷剂流进行节流而减压。换言之,减压部741成为使从气液分离器17的液相制冷剂出口17c经由过冷却器19流出的制冷剂减压的第二减压部。
第一开闭阀75设于第一温度式膨胀阀74的减压部741的制冷剂流上游侧即减压部741的制冷剂入口。该第一开闭阀75是根据从电子控制装置50输出的控制信号使第一路径56开闭的阀机构。因此,第一开闭阀75作为使第一路径56开闭的第一路径开闭部发挥作用。并且,设于第一开闭阀75以及第二路径58的开闭阀55构成前述的切换装置59。
另外,第一开闭阀75例如螺栓连结于第一温度式膨胀阀74等而与第一温度式膨胀阀74一体构成。此外,只要将第一开闭阀75设于第一路径56,也可以设于减压部741的制冷剂入口以外的位置。
第二温度式膨胀阀78是与第一温度式膨胀阀74相同构造的膨胀阀,与第一温度式膨胀阀74并联配置。即,第二温度式膨胀阀78具有与第一温度式膨胀阀74的减压部741相同构造的减压部781、与第一温度式膨胀阀74的感温部742相同构造的感温部782。并且,制冷剂从过冷却器19的制冷剂出口192流入第二温度式膨胀阀78的减压部781,从第二温度式膨胀阀78的感温部782流出的制冷剂向压缩机11的吸入口111流动。
第二蒸发器76是通过使在第二蒸发器76内流动的制冷剂吸热而使电池80冷却的冷却装置。第二蒸发器76是与设于室内空调单元30的第一蒸发器22相同构造的蒸发器,具有供来自减压部781的制冷剂流入的制冷剂入口761、使在第二蒸发器76内热交换后的制冷剂向第二温度式膨胀阀78的感温部782流出的制冷剂出口762。
第二开闭阀79是与第一开闭阀75相同构造的阀机构,根据从电子控制装置50输出的控制信号,对使制冷剂向第二温度式膨胀阀78以及第二蒸发器76循环的制冷剂路径进行开闭。第二开闭阀79设于第二温度式膨胀阀78的减压部781的制冷剂流上游侧即减压部781的制冷剂入口。例如,第二开闭阀79通过螺栓连结于第二温度式膨胀阀78等而与第二温度式膨胀阀78一体构成。
使第二开闭阀79开放,与此同时使第一减压部28的开闭阀282开放,并且关闭第二路径58的开闭阀55,从而使第二蒸发器76用于冷却电池80的电池冷却用制冷剂回路成立。即,通过使压缩机11排出的制冷剂在该电池冷却用制冷剂回路循环,从而第二蒸发器76对电池80进行冷却。因此,在使制暖用的第二制冷剂回路成立的情况下,由于开闭阀55开放,因此该电池冷却用制冷剂回路不成立,第二蒸发器76不对电池80进行冷却。并且,在使第二制冷剂回路成立的情况下,电子控制装置50(参照图1)关闭第一开闭阀75,同时也关闭第二开闭阀79。
在本实施方式中,利用与前述第一实施方式相同的结构能够获得与第一实施方式同样的效果。
此外,本实施方式是基于第一实施方式的变形例,也能够将本实施方式与前述第二实施方式组合。
(第四实施方式)
接着,对本发明的第四实施方式进行说明。在本实施方式中,主要对于前述第二实施方式不同的方面进行说明。
图6是本实施方式的车辆用空调装置8的整体结构图,是与第二实施方式的图4相当的图。如图6所示,在本实施方式中,第一减压部28与水冷电容器60的第一热交换部601的连结结构以及油分离器24的配置与第二实施方式不同。另外,在本实施方式中,第二实施方式的第二膨胀阀29和开闭阀55置换为第一温度式膨胀阀74和切换装置59。图6的第一温度式膨胀阀74与第三实施方式相同。
第一减压部28与第二实施方式同样地具有开闭阀282以及节流孔283,该开闭阀282的配置与第二实施方式不同。即,在第一减压部28的节流孔283与水冷电容器60的第一热交换部601在制冷剂流下游侧串联连接方面与第二实施方式相同,但第一减压部28的开闭阀282与该第一热交换部601以及节流孔283并联设置。
因此,在开闭阀282开放时,从压缩机11排出的制冷剂绕开第一热交换部601以及节流孔283而通过开闭阀282,向开闭阀282以及节流孔283的制冷剂流下游侧流动。在该情况下,制冷剂由于制冷剂的流通阻力而几乎不向水冷电容器60的第一热交换部601流动,因此不需要为了使在水冷电容器60的防冻液与制冷剂的热交换停止,而使在防冻液循环回路64的防冻液的流动停止。
另一方面,在开闭阀282关闭时,从压缩机11排出的制冷剂依次通过第一热交换部601及节流孔283,在被节流孔283减压膨胀后,向开闭阀282以及节流孔283的制冷剂流下游侧流动。
本实施方式的油分离器24不设置于从水冷电容器60的第一热交换部601向第一减压部28的制冷剂路径,而设置于从第一减压部28向室外热交换器16的制冷剂入口161的制冷剂路径。因此,第一高压配管52的上游端连接于第一减压部28的开闭阀282以及节流孔283,第一高压配管52的下游端连接于油分离器24的制冷剂入口部241。另外,第二高压配管54的上游端连接于油分离器24的制冷剂出口部242,第二高压配管54的下游端连接于室外热交换器16的制冷剂入口161。
切换装置59是具有第一入口端口591、第二入口端口592以及出口端口593的电磁式的三通阀。切换装置59例如被从电子控制装置50输出的控制信号控制。切换装置59的第一入口端口591经由第一温度式膨胀阀74的感温部742与蒸发器22的制冷剂出口222连接,第二入口端口592与气液分离器17的气相制冷剂出口17b连接,出口端口593与压缩机11的吸入口111连接。
并且,切换装置59选择性地在第一切换位置与第二切换位置之间切换,该第一切换位置是使第一入口端口591与出口端口593连通且封堵第二入口端口592的位置,该第二切换位置是封堵第一入口端口591且使第二入口端口592与出口端口593连通的位置。因此,切换装置59功能性地具有:对从气液分离器17的液相制冷剂出口17c到压缩机11的吸入口111的制冷剂的第一路径56进行开闭的第一路径开闭部;对从气液分离器17的气相制冷剂出口17b到压缩机11的吸入口111的制冷剂的第二路径58进行开闭的第二路径开闭部。
并且,切换装置59通过向第一切换位置切换而使制冷用的第一制冷剂回路成立,通过向第二切换位置切换而使制暖用的第二制冷剂回路成立。由此,切换装置59在图3的流程图的步骤S03中向第一切换位置切换,在图3的流程图的步骤S05向第二切换位置切换。
在本实施方式中,利用与前述第二实施方式相同的结构能够获得与第二实施方式同样的效果。
此外,本实施方式是基于第二实施方式的变形例,但能够将本实施方式与前述第一实施方式或第三实施方式组合。
(第五实施方式)
接着,对本发明的第五实施方式进行说明。在本实施方式中,主要对于前述第一实施方式不同的方面进行说明。
图7是本实施方式的车辆用空调装置8的整体结构图,是与第一实施方式的图1相当的图。如图7所示,在本实施方式中,代替第一实施方式的冷凝器12而设置有第二实施方式的水冷电容器60,在室内空调单元30的热风通路31a设置有第二实施方式的加热器芯62。另外,在本实施方式中,将第一实施方式的第二膨胀阀29和开闭阀55置换为切换装置82和第一温度式膨胀阀74,并设置有内部热交换器84。在这些方面,本实施方式与第一实施方式不同。图7的第一温度式膨胀阀74与第三实施方式相同。
在本实施方式的防冻液循环回路64设有与第二实施方式同样的冷却水泵66。在防冻液循环回路64中,作为热交换介质的防冻液利用冷却水泵66如箭头Wen那样,按照“冷却水泵66→水冷电容器60的第二热交换部602→加热器芯62→冷却水泵66”的顺序循环。另外,在使第一制冷剂回路成立的情况下,电子控制装置50(参照图1)使冷却水泵66停止,与第二实施方式同样,使在防冻液循环回路64的防冻液的流动停止。
切换装置82是具有三个连接端口即连接通路821、822、823的先导压动作的三通阀。具体而言,切换装置82具有:作为与压缩机11的吸入口111连接的出口端口的压缩机连接通路823;作为经由第一温度式膨胀阀74的感温部742与蒸发器22的制冷剂出口222连接的第一入口端口的第一连接通路821;以及作为与气液分离器17的气相制冷剂出口17b连接的第二入口端口的第二连接通路822。并且,如图8所示,切换装置82在切换装置82的内部具有切换阀芯824、施力部件825及压力室形成部826。
图8是表示切换装置82的内部构造的示意性剖视图。如图8所示,切换装置82的切换阀芯824能够在一轴向Lv移动并收纳在切换装置82的壳体827内。切换阀芯824在一轴向Lv的一侧的行程端即第一阀位置和一轴向Lv的另一侧的行程端即第二阀位置之间移动。具体而言,切换阀芯824选择性地切换该第一阀位置与第二阀位置。
并且,在图8中,位于第一阀位置的切换阀芯824由双点划线表示,位于第二阀位置的切换阀芯824由实线表示。即,切换阀芯824在位于第一阀位置的情况下,使第一连接通路821与压缩机连接通路823连通,并且封堵第二连接通路822。另一方面,切换阀芯824在位于第二阀位置的情况下,使第二连接通路822与压缩机连接通路823连通,并且封堵第一连接通路821。
因此,根据图7可知,本实施方式的切换装置82与第四实施方式的切换装置59同样,具有如下作用:对从气液分离器17的液相制冷剂出口17c到压缩机11的吸入口111的制冷剂的第一路径56进行开闭的第一路径开闭部;对从气液分离器17的气相制冷剂出口17b到压缩机11的吸入口111的制冷剂的第二路径58进行开闭的第二路径开闭部。并且,切换装置82通过使切换阀芯824向第一阀位置切换而使制冷用的第一制冷剂回路成立,通过使切换阀芯824向第二阀位置切换而使制暖用的第二制冷剂回路成立。
如图8所示,切换装置82的施力部件825是向一轴向Lv伸缩的螺旋弹簧,相对于切换阀芯824配置在一轴向Lv的一侧。施力部件825按压朝向切换阀芯824的一侧的一侧端面824a而对切换阀芯824向另一侧施力。即,施力部件825对切换阀芯824向第二阀位置施力。
在压力室形成部826形成有导入制冷剂的压力室826a,该压力室826a相对于切换阀芯824配置在一轴向Lv的另一侧。压力室826a内的制冷剂压力作用于朝向切换阀芯824的另一侧的另一侧端面824b。即,压力室形成部826利用压力室826a内的制冷剂压力使切换阀芯824抵抗施力部件825而向一轴向Lv的一侧的第一阀位置按压。
并且,在切换装置82的壳体827形成有先导制冷剂通路828,该先导制冷剂通路828使压力室826a与第二连接通路822连通。因此,从气液分离器17的气相制冷剂出口17b(参照图7)流出的制冷剂经由第二连接通路822及先导制冷剂通路828导入压力室826a。即,压力室826a的制冷剂压力利用该先导制冷剂通路828而成为与气液分离器17内的制冷剂压力相同程度的大小。
在此,图7所示的第一膨胀阀28与第一实施方式同样,在图3的步骤S03中切换为开放状态,在图3的步骤S05中切换为减压状态。并且,图7所示的气液分离器17内的制冷剂压力在第一膨胀阀28为开放状态的情况下,成为与压缩机11的排出口112的排出制冷剂压力相同程度,另一方面,在第一膨胀阀28为减压状态的情况下,成为与压缩机11的吸入口111的吸入制冷剂压力相同程度。因此,与气液分离器17内的制冷剂压力相同程度的压力室826a(参照图8)的制冷剂压力在例如第一膨胀阀28从开放状态切换为减压状态时,从与上述排出制冷剂压力相同程度的高压侧压力向比该高压侧压力低且与上述吸入制冷剂压力相同程度的低压侧压力阶段性地切换。
并且,图8所示的施力部件825的施力即弹簧系数设定为,压力室826a的制冷剂压力在成为高压侧压力时,切换阀芯824切换为第一阀位置,并且在压力室826a的制冷剂压力成为低压侧压力时,切换阀芯824切换为第二阀位置。具体而言,在压力室826a的制冷剂压力成为第一膨胀阀28为开放状态时的大小的情况即上述高压侧压力的情况下,施力部件825允许利用压力室826a内的制冷剂压力使切换阀芯824向第一阀位置切换。另一方面,在压力室826a的制冷剂压力成为第一膨胀阀28为减压状态时的大小的情况即上述低压侧压力的情况下,施力部件825使切换阀芯824向第二阀位置切换。
如图7所示,内部热交换器84是设于制冷循环装置的公知的内部热交换器,具有供制冷剂流动的第一热交换部841和第二热交换部842。第一热交换部841设于从过冷却器19的制冷剂出口192到第一温度式膨胀阀74的减压部741之间,第二热交换部842设于从第一温度式膨胀阀74的感温部742到切换装置82的第一连接通路821之间。内部热交换器84使在第一热交换部841内流动的制冷剂与在第二热交换部842内流动的制冷剂进行热交换。
具体而言,在使第一制冷剂回路(实线箭头FLc的制冷剂流)成立的情况下,制冷剂在第一热交换部841与第二热交换部842流动,在这种情况下,第一热交换部841成为高温侧,第二热交换部842成为低温侧。因此,通过内部热交换器84的热交换,第一热交换部841内的制冷剂被冷却,第二热交换部842内的制冷剂被加热。
在本实施方式中,利用与前述第一实施方式相同的结构能够获得与第一实施方式相同的效果。
进一步地,利用本实施方式,在压力室826a的制冷剂压力成为第一膨胀阀28为开放状态时的大小的情况下,切换装置82的施力部件825允许利用压力室826a内的制冷剂压力使切换阀芯824向第一阀位置切换。另一方面,在压力室826a的制冷剂压力成为第一膨胀阀28为减压状态时的大小的情况下,施力部件825使切换阀芯824向第二阀位置切换。因此,不需要对该切换装置82进行电气切换控制,与第一膨胀阀28选择性地在开放状态与减压状态之间的切换联动,能够自动地选择性地使第一制冷剂回路与第二制冷剂回路成立。
(其他实施方式)
(1)在上述各实施方式中,室内空调单元30的送风通路切换门33位于第一门位置和第二门位置中的任一方,也可以转动控制为位于该第一门位置与第二门位置之间的中间位置。
(2)在上述各实施方式中,压缩机11为电动压缩机,也可以是经由带与发动机连接,并利用该发动机的动力驱动的带驱动压缩机。
(3)在上述第一实施方式中,油分离器24设于从冷凝器12到第一膨胀阀28的制冷剂路径,也可以设置在从压缩机11的排出口112到室外热交换器16的制冷剂入口161的制冷剂路径中的任意位置。例如,油分离器24也可以设于从压缩机11的排出口112到冷凝器12的制冷剂路径。对此,关于第二~五实施方式的油分离器24的配置也同样。
(4)在上述第四实施方式中,第一减压部28以及水冷电容器60是彼此不同的装置,第一减压部28以及水冷电容器60彼此也可以通过螺栓连结等而一体构成。
(5)在上述第二以及第四实施方式中,发动机68作为对在防冻液循环回路64循环的防冻液进行加热的加热用热源发挥作用,但该防冻液也可以利用除了发动机68以外的其他加热用热源例如电气加热器等加热。或者,向加热器芯62流动的防冻液也可以不被发动机68、电气加热器等加热,而仅由水冷电容器60加热。
(6)在上述第二~四实施方式中,第一减压部28具有一个作为节流孔283的固定节流部,也可以有多个固定节流部,而能够多阶段地调整第一减压部28的节流开度。
(7)在上述各实施方式中,制冷循环装置10具有过冷却器19,但也可以不具有过冷却器19。
(8)在上述第三实施方式中,第二蒸发器76通过使在第二蒸发器76内流动的制冷剂吸热而使电池80冷却,第二蒸发器76不需要直接冷却电池80,例如第二蒸发器76也可以经由在第二蒸发器76与电池80之间循环的防冻液间接冷却电池80。
(9)在上述各实施方式中,图3的流程图所示的各步骤的处理由计算机程序实现,也可以由硬件逻辑构成。
此外,本发明不限于上述实施方式,能够在权利要求范围所记载的范围内适当变更。另外,上述各实施方式不是彼此没有关系,除了明显不能组合的情况以外,能够进行适当组合。另外,在上述各实施方式中,除特别明示为必需的情况以及被认为原理上明显为必需的情况等外,自不必说,构成实施方式的要素不一定为必需。另外,在上述各实施方式中,在言及实施方式的结构要素的个数、数值、量、范围等数值时,除特别明示为必需的情况以及原理上明显被限定为特定的数的情况等外,不限定于其特定的数。另外,在上述各实施方式中,在言及结构要素等的材质、形状、位置关系等时,除特别明示的情况以及原理上被限定为特定的材质、形状、位置关系等的情况等外,不限定于其材质、形状、位置关系等。
Claims (9)
1.一种制冷循环装置,其特征在于,具有:
压缩机(11),所述压缩机(11)将制冷剂吸入并压缩之后排出;
散热器(12、60),所述散热器(12、60)使从所述压缩机排出的所述制冷剂所具有的热向流向空调对象空间的送风空气散发;
第一减压部(28),所述第一减压部(28)使从所述散热器流出的所述制冷剂减压;
室外热交换器(16),所述室外热交换器(16)使从所述第一减压部流出的所述制冷剂与外气进行热交换;
气液分离器(17),所述气液分离器(17)将从所述室外热交换器流出的所述制冷剂分离为气相的制冷剂和液相的制冷剂,具有使所述气相的制冷剂流出的气相制冷剂出口(17b)和使所述液相的制冷剂流出的液相制冷剂出口(17c);
第二减压部(291、741),所述第二减压部(291、741)使从所述气液分离器的液相制冷剂出口流出的所述制冷剂减压;
蒸发器(22),所述蒸发器(22)使从所述第二减压部流出的所述制冷剂与所述送风空气进行热交换,从而使所述制冷剂蒸发;
切换装置(59、82),所述切换装置(59、82)能够选择性地构成第一制冷剂回路和第二制冷剂回路,在所述第一制冷剂回路中,使从所述压缩机排出的所述制冷剂向所述气液分离器流入,并且从所述气液分离器的液相制冷剂出口流出,使来自所述液相制冷剂出口的制冷剂依次流入所述第二减压部和所述蒸发器,然后向所述压缩机吸入,在第二制冷剂回路中,使从所述压缩机排出的所述制冷剂向所述气液分离器流入,并且从所述气液分离器的气相制冷剂出口流出,使来自所述气相制冷剂出口的制冷剂向所述压缩机吸入;以及
油分离器(24),所述油分离器(24)设于从所述压缩机到所述室外热交换器的制冷剂路径,在使所述第一制冷剂回路成立的情况下,将混入从制冷剂流上游侧流入的所述制冷剂的油从所述制冷剂分离,使分离后的所述制冷剂向制冷剂流下游侧流出,并且存储所述油。
2.如权利要求1所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述油分离器具有:箱部(243),所述箱部(243)形成存储从所述制冷剂分离的油的油储存空间(243a);制冷剂入口部(241),所述制冷剂入口部(241)使所述制冷剂从所述油分离器的制冷剂流上游侧流入所述油储存空间内;以及制冷剂出口部(242),所述制冷剂出口部(242)使所述油储存空间内的制冷剂向所述油分离器的制冷剂流下游侧流出。
3.如权利要求2所述的制冷循环装置,其特征在于,
在构成所述第二制冷剂回路的情况下,使所述气体分离器(17)内的制冷剂不从所述液相制冷剂出口(17c)流出而从所述气相制冷剂出口(17b)流出,并且使由所述散热器冷凝后的液相制冷剂向所述油分离器流入,从而使该液相制冷剂向所述油分离器(24)的所述箱部(243)内流入。
4.如权利要求2或3所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述油分离器的制冷剂出口部具有储存空间内入口(242a),在使所述第一制冷剂回路成立的情况下,该储存空间内入口(242a)在存储于所述油储存空间的油的液面(243b)的上方的位置向所述油储存空间内开口,使从所述储存空间内入口流入的制冷剂向所述油分离器的制冷剂流下游侧流出。
5.如权利要求1至4中任一项所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述油分离器设于从所述压缩机到所述室外热交换器的制冷剂路径中的所述散热器与所述第一减压部之间。
6.如权利要求1至5中任一项所述的制冷循环装置,其特征在于,
伴随着利用所述切换装置(59)使所述第一制冷剂回路成立,所述第一减压部切换为使流入所述第一减压部的所述制冷剂向所述室外热交换器流动的开放状态,另一方面,伴随着利用所述切换装置使所述第二制冷剂回路成立,所述第一减压部切换为使流入所述第一减压部的所述制冷剂与在所述开放状态相比大幅度减压后向所述室外热交换器流动的减压状态,
在所述开放状态下,使从所述第一减压部流出的所述制冷剂的压力成为在所述室外热交换器中使所述制冷剂的温度比所述外气的温度高的大小,
在所述减压状态下,使从所述第一减压部流出的所述制冷剂的压力成为在所述室外热交换器中使所述制冷剂的温度比所述外气的温度低的大小。
7.如权利要求1至5中任一项所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述压缩机具有吸入所述制冷剂的吸入口(111),
所述第一减压部切换为开放状态和减压状态中的任一方,该开放状态是使流入所述第一减压部的所述制冷剂向所述室外热交换器流动的状态,该减压状态是使流入所述第一减压部的所述制冷剂与所述开放状态相比大幅减压后向所述室外热交换器流动的状态,在所述开放状态下,使从所述第一减压部流出的所述制冷剂的压力成为在所述室外热交换器中使所述制冷剂的温度比所述外气的温度高的大小,另一方面,在所述减压状态下,使从所述第一减压部流出的所述制冷剂的压力成为在所述室外热交换器中使所述制冷剂的温度比所述外气的温度低的大小,
所述切换装置(82)具有:与所述压缩机的吸入口连接的压缩机连接通路(823);与所述蒸发器连接的第一连接通路(821);与所述气液分离器的气相制冷剂出口连接的第二连接通路(822);切换阀芯(824),该切换阀芯(824)在使所述第一连接通路与所述压缩机连接通路连通而封堵所述第二连接通路的第一阀位置、和使所述第二连接通路与所述压缩机连接通路连通而封堵所述第一连接通路的第二阀位置之间进行切换;对所述切换阀芯向所述第二阀位置施力的施力部件(825);以及压力室形成部(826),该压力室形成部(826)形成有压力室(826a),从所述气液分离器的气相制冷剂出口流出的所述制冷剂被导入该压力室,并且该压力室形成部利用所述压力室内的制冷剂压力来对抗所述施力部件而向所述第一阀位置按压所述切换阀芯,
在所述压力室内的制冷剂压力为使所述第一减压部成为所述开放状态时的大小的情况下,所述施力部件允许利用所述压力室内的制冷剂压力将所述切换阀芯向所述第一阀位置切换,另一方面,在所述压力室内的制冷剂压力为使所述第一减压部成为所述减压状态时的大小的情况下,所述施力部件将所述切换阀芯向所述第二阀位置切换。
8.如权利要求1至7中任一项所述的制冷循环装置,其特征在于,
具有过冷却器(19),该过冷却器(19)设于所述气液分离器的液相制冷剂出口与所述第二减压部之间,使从所述液相制冷剂出口流出的所述制冷剂过冷却,
所述室外热交换器以及所述过冷却器一体地构成。
9.如权利要求1至8中任一项所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述室外热交换器以及所述气液分离器一体地构成。
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