JP2006232145A - Air-conditioner for vehicle - Google Patents

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JP2006232145A JP2005051234A JP2005051234A JP2006232145A JP 2006232145 A JP2006232145 A JP 2006232145A JP 2005051234 A JP2005051234 A JP 2005051234A JP 2005051234 A JP2005051234 A JP 2005051234A JP 2006232145 A JP2006232145 A JP 2006232145A
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Tomoyasu Adachi
知康 足立
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air-conditioner for a vehicle capable of performing a stable heating operation by enhancing the heating efficiency. <P>SOLUTION: The air-conditioner 1 for the vehicle is equipped with a compressor 7 to compress refrigerant to become super-critical on the discharge side, a refrigerant circuit 3 connected with the discharge side of the compressor 7, connected with an outdoor heat-exchanger 9 to condense the refrigerant and with the suction side of the compressor 9 and having an indoor heat-exchanger 11 to evaporate the condensed refrigerant, and a heating medium circuit 5 having a cooling water circuit 19 to circulate the engine cooling water and a heater core 21 arranged in the cooling water circuit 19, wherein the refrigerant circuit 3 is furnished upstream of the outdoor heat-exchanger 9 with a coolant heat-exchanger 23 to make heat exchange with the heating medium circuit 5 and with a bypass circuit 25 to suck the discharged refrigerant having passed the coolant heat-exchanger 23 to the suction side of the compressor 7 upon decompressing by a throttle 29. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、車両用空調装置に関するものである。   The present invention relates to a vehicle air conditioner.

車輌用駆動装置,例えばエンジン起動時あるいは外気温度が極低温の場合等におけるエンジン冷却水による暖房では暖房能力が不十分である場合に、圧縮機からのホットガスを補助加熱源とする車両用空調装置として、例えば、特許文献1に示されるものがある。
これは、冷凍サイクル中に、暖房用ヒータコアに循環するエンジン冷却水を圧縮機吐出ガス冷媒によって加熱する熱交換器を設置し、この熱交換器の下流側に凝縮器、受液器を接続し、この受液器で分離されたガス冷媒を圧縮機吸入側に直接バイパスするバイパス回路を設け、このバイパス回路に電磁弁を備えているものである。
暖房時に、温水の温度が設定温度より低いときは、圧縮機を作動させ、凝縮器用ファンを停止し、かつ電磁弁を開弁してバイパス回路を開通させ、熱交換器でエンジン冷却水を圧縮機からのホットガスによって加熱して、エンジン冷却水の温度を高めてヒータコアによる暖房能力を向上させるものである。
Vehicle air conditioners that use hot gas from the compressor as an auxiliary heating source when the heating capacity of engine drive water, for example when the engine is started or when the outside air temperature is extremely low, is insufficient. As an apparatus, there exists a thing shown by patent document 1, for example.
This is because, during the refrigeration cycle, a heat exchanger that heats the engine coolant circulated to the heater core with a compressor discharge gas refrigerant is installed, and a condenser and a receiver are connected downstream of the heat exchanger. A bypass circuit for directly bypassing the gas refrigerant separated by the liquid receiver to the compressor suction side is provided, and the bypass circuit is provided with an electromagnetic valve.
During heating, if the temperature of the hot water is lower than the set temperature, the compressor is turned on, the condenser fan is stopped, the solenoid valve is opened, the bypass circuit is opened, and the engine coolant is compressed by the heat exchanger. Heating with hot gas from the machine increases the temperature of the engine cooling water to improve the heating capacity of the heater core.

特開平10−297270号公報(段落[0014]〜[0021],及び図1)Japanese Patent Laid-Open No. 10-297270 (paragraphs [0014] to [0021] and FIG. 1)

しかしながら、特許文献1に示されるものは、エンジン冷却水を加熱した圧縮機吐出ガス冷媒が凝縮器を通過するため、冷媒は略外気温度まで冷えた凝縮器でさらに冷却されることになる。このため、バイパス回路を通って圧縮機の吸入側に吸入されるガス冷媒の温度が徐々に低下することになるので、圧縮機で加圧されても吐出ガス冷媒の温度が十分に上昇しないこととなる。したがって、吐出ガス冷媒によるエンジン冷却水の加温が不十分となり、かつ徐々に低下するので、暖房効率が低下するし、安定的な暖房運転が行えないという問題があった。   However, since the compressor discharge gas refrigerant which heated engine cooling water passes through a condenser, what is shown by patent documents 1 will be further cooled with the condenser cooled to substantially outside temperature. For this reason, the temperature of the gas refrigerant sucked into the suction side of the compressor through the bypass circuit gradually decreases, so that the temperature of the discharged gas refrigerant does not rise sufficiently even when pressurized by the compressor. It becomes. Therefore, heating of the engine cooling water by the discharged gas refrigerant becomes insufficient and gradually decreases, so that there is a problem that heating efficiency is lowered and stable heating operation cannot be performed.

本発明は、上記問題点に鑑み、暖房効率を向上させ、安定した暖房運転が行える車両用空調装置を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the vehicle air conditioner which can improve heating efficiency and can perform the stable heating operation in view of the said problem.

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる車両用空調装置は、吐出側で超臨界となる冷媒を圧縮する圧縮機、該圧縮機の吐出側に接続され、吐出冷媒を冷却する室外熱交換器および前記圧縮機の吸入側と該室外熱交換器との間に配置され、前記冷却冷媒を蒸発させる第一室内熱交換器を有する冷媒回路と、熱媒体を循環させる循環路および該循環路に配置された第二室内熱交換器を有する熱媒体回路と、を備え、前記第一室内熱交換器および前記第二室内熱交換器が車室内への通気部に設置された車両用空調装置において、前記冷媒回路には、前記室外熱交換器の上流側に、前記熱媒体回路との間で熱交換する熱交換器が備えられ、該熱交換器を通過した前記吐出冷媒を絞り手段によって減圧して前記圧縮機の吸入側に吸引させるバイパス回路が備えられていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
That is, a vehicle air conditioner according to the present invention includes a compressor that compresses a refrigerant that becomes supercritical on the discharge side, an outdoor heat exchanger that is connected to the discharge side of the compressor and cools the discharged refrigerant, and the compressor. A refrigerant circuit having a first indoor heat exchanger disposed between the suction side and the outdoor heat exchanger and evaporating the cooling refrigerant, a circulation path for circulating the heat medium, and a second circuit disposed in the circulation path A vehicle with a heat medium circuit having an indoor heat exchanger, wherein the first indoor heat exchanger and the second indoor heat exchanger are installed in a ventilation portion to a vehicle interior. Includes a heat exchanger for exchanging heat with the heat medium circuit on the upstream side of the outdoor heat exchanger, and the compressor is configured to depressurize the discharged refrigerant that has passed through the heat exchanger by a throttle means. There is a bypass circuit for suction on the suction side of And wherein the Rukoto.

本発明によれば、暖房運転を行う場合、圧縮機からの吐出冷媒がバイパス回路を通るようにし、かつ熱媒体回路の熱媒体を循環させる。熱交換器において、熱媒体回路を循環する熱媒体は圧縮機から吐出される高温、高圧の超臨界状態にある吐出冷媒によって加熱され、第二室内熱交換器に供給される。第二室内熱交換器の周囲を通過する通気が暖められ車室内に送られるので、車室内は暖房されることとなる。
このように、熱媒体回路を循環する熱媒体は、超臨界状態にある圧縮機の吐出冷媒によって加熱されるので、多量の熱量を得ることができる。このため、効率的な暖房を行うことができる。
According to the present invention, when heating operation is performed, the refrigerant discharged from the compressor passes through the bypass circuit, and the heat medium in the heat medium circuit is circulated. In the heat exchanger, the heat medium circulating in the heat medium circuit is heated by the high-temperature, high-pressure supercritical discharge refrigerant discharged from the compressor and supplied to the second indoor heat exchanger. The ventilation that passes around the second indoor heat exchanger is warmed and sent to the vehicle interior, so that the vehicle interior is heated.
Thus, since the heat medium circulating through the heat medium circuit is heated by the refrigerant discharged from the compressor in the supercritical state, a large amount of heat can be obtained. For this reason, efficient heating can be performed.

そして、熱交換器で熱交換され、低温となった吐出冷媒は、バイパス回路を通り、絞り手段によって減圧される。減圧され、低温低圧となったガス冷媒は、圧縮機の吸入側に吸入される。すなわち、冷媒は、圧縮機によって圧縮され超臨界状態の高温高圧になり、熱交換器によって熱量を放出し低温となり、絞り手段で減圧され低圧のガス冷媒となる暖房サイクルを繰り返すことになる。
また、圧縮機の吸入側にアキュムレータを備えることにより、暖房サイクルにおける冷媒は、圧縮機に吸入される低圧側で飽和蒸気線上に位置するようにできるので、超臨界状態で吐出される冷媒であっても確実にガス冷媒を圧縮機に吸入させることができる。このため、圧縮機に液冷媒が吸入されることはないので、圧縮機の信頼性を低下させることを防止できる。
The discharged refrigerant that has been heat-exchanged by the heat exchanger and has reached a low temperature passes through the bypass circuit and is decompressed by the throttle means. The gas refrigerant that has been decompressed to low temperature and pressure is sucked into the suction side of the compressor. That is, the refrigerant is compressed by the compressor to become a supercritical high temperature and high pressure, releases heat by the heat exchanger to become low temperature, and repeats the heating cycle in which the refrigerant is decompressed and becomes a low pressure gas refrigerant.
Further, by providing an accumulator on the suction side of the compressor, the refrigerant in the heating cycle can be positioned on the saturated vapor line on the low pressure side sucked into the compressor, so that it is a refrigerant discharged in a supercritical state. However, the gas refrigerant can be reliably sucked into the compressor. For this reason, since the liquid refrigerant is not sucked into the compressor, it is possible to prevent the reliability of the compressor from being lowered.

また、バイパス回路には、室外熱交換器の上流側に位置する熱交換器を通過した吐出冷媒が流れるので、暖房時には冷媒は室外熱交換器を通過しないことになる。このため、室外気温が低い場合でも、冷媒が室外熱交換器によって冷やされることがないので、圧縮機に吸入される冷媒の温度および圧力が低下して圧縮機からの吐出冷媒の温度および圧力が低下する恐れがない。
したがって、熱交換器によって熱媒体へ供給される熱量を維持することができるので、安定した暖房運転を行うことができる。また、圧縮機へ吸入される冷媒の圧力も低下する恐れもないので、圧縮機の信頼性を低下させることを防止できる。
なお、冷媒回路が冷房運転中においても、吐出冷媒は熱媒体回路の熱媒体へ熱量を受け渡すことができるので、熱交換器と室外熱交換器を直列に放熱器として使用することができ、冷房効率を向上させることができる。
Further, since the discharged refrigerant that has passed through the heat exchanger located on the upstream side of the outdoor heat exchanger flows in the bypass circuit, the refrigerant does not pass through the outdoor heat exchanger during heating. For this reason, even when the outdoor air temperature is low, the refrigerant is not cooled by the outdoor heat exchanger. Therefore, the temperature and pressure of the refrigerant sucked into the compressor are reduced, and the temperature and pressure of the refrigerant discharged from the compressor are reduced. There is no fear of decline.
Therefore, the amount of heat supplied to the heat medium by the heat exchanger can be maintained, so that stable heating operation can be performed. Moreover, since there is no possibility that the pressure of the refrigerant sucked into the compressor will be lowered, it is possible to prevent the reliability of the compressor from being lowered.
Even when the refrigerant circuit is in cooling operation, the discharged refrigerant can transfer the amount of heat to the heat medium of the heat medium circuit, so the heat exchanger and the outdoor heat exchanger can be used in series as a radiator, Cooling efficiency can be improved.

また、上記発明においては、前記冷媒回路には、前記バイパス回路が分岐される分岐位置に、前記吐出冷媒の流れ方向を選択的に変更可能な切替手段が備えられていることが好ましい。   Moreover, in the said invention, it is preferable that the said refrigerant circuit is provided with the switching means which can selectively change the flow direction of the said discharge refrigerant | coolant in the branch position where the said bypass circuit branches.

また、本発明にかかる車両用空調装置は、吐出側で超臨界となる冷媒を圧縮する圧縮機、該圧縮機の吐出側に接続され、吐出冷媒を冷却する室外熱交換器および前記圧縮機の吸入側と該室外熱交換器との間に配置され、前記冷却冷媒を蒸発させる第一室内熱交換器を有する冷媒回路と、熱媒体を循環させる循環路と、該循環路に配置された第二室内熱交換器と、を有する熱媒体回路と、を備え、前記第一室内熱交換器および前記第二室内熱交換器が車室内への通気部に設置された車両用空調装置において、前記冷媒回路には、前記圧縮機と前記室外熱交換器との間に設置され、前記熱媒体回路との間で熱交換する熱交換器と、該熱交換器と前記室外熱交換器との間の分岐位置と前記圧縮機の吸入側とを連結するバイパス回路と、前記分岐位置における冷媒の流れの方向を選択的に変更可能な切替手段と、前記バイパス回路に設けられた絞り手段と、が備えられていることを特徴とする。   An air conditioner for a vehicle according to the present invention includes a compressor that compresses a refrigerant that is supercritical on the discharge side, an outdoor heat exchanger that is connected to the discharge side of the compressor and cools the discharged refrigerant, and the compressor. A refrigerant circuit that is disposed between the suction side and the outdoor heat exchanger and has a first indoor heat exchanger that evaporates the cooling refrigerant, a circulation path that circulates the heat medium, and a second circuit that is disposed in the circulation path. A vehicle air conditioner, wherein the first indoor heat exchanger and the second indoor heat exchanger are installed in a ventilation portion into a vehicle compartment, and a heat medium circuit having two indoor heat exchangers, The refrigerant circuit is installed between the compressor and the outdoor heat exchanger, and exchanges heat with the heat medium circuit, and between the heat exchanger and the outdoor heat exchanger. A bypass circuit connecting the branch position of the compressor and the suction side of the compressor, and the branch position And selectively changeable switching means in the direction of refrigerant flow definitive, a throttle means provided in the bypass circuit, characterized in that is provided.

本発明によれば、暖房運転を行う場合、切替手段によって圧縮機からの冷媒がバイパス回路を通るようにし、かつ熱媒体回路の熱媒体を循環させる。熱交換器において、熱媒体回路を循環する熱媒体は圧縮機から吐出される高温、高圧の超臨界状態にある吐出冷媒によって加熱され、第二室内熱交換器に供給される。第二室内熱交換器の周囲を通過する通気が暖められ車室内に送られる。
このように、熱媒体回路を循環する熱媒体は、超臨界状態にある圧縮機の吐出冷媒によって加熱されるので、多量の熱量を得ることができる。このため、効率的な暖房を行うことができる。
According to the present invention, when performing the heating operation, the switching means allows the refrigerant from the compressor to pass through the bypass circuit and circulates the heat medium in the heat medium circuit. In the heat exchanger, the heat medium circulating in the heat medium circuit is heated by the high-temperature, high-pressure supercritical discharge refrigerant discharged from the compressor and supplied to the second indoor heat exchanger. Ventilation passing around the second indoor heat exchanger is warmed and sent to the passenger compartment.
Thus, since the heat medium circulating through the heat medium circuit is heated by the refrigerant discharged from the compressor in the supercritical state, a large amount of heat can be obtained. For this reason, efficient heating can be performed.

そして、熱交換器で熱交換され、低温となった吐出冷媒は、バイパス回路を通り、絞り手段によって減圧される。減圧され、低温低圧となったガス冷媒は、圧縮機の吸入側に吸入される。すなわち、冷媒は、圧縮機によって圧縮され超臨界状態の高温高圧になり、熱交換器によって熱量を放出し低温となり、絞り手段で減圧され低圧のガス冷媒となる暖房サイクルを繰り返すことになる。
また、圧縮機の吸入側にアキュムレータを備えることにより、暖房サイクルにおける冷媒は、圧縮機に吸入される低圧側で飽和蒸気線上に位置するようにできるので、超臨界状態で吐出される冷媒であっても確実にガス冷媒を圧縮機に吸入させることができる。このため、圧縮機に液冷媒が吸入されることはないので、圧縮機の信頼性を低下させることを防止できる。
なお、これは、圧縮機の吸入側にアキュムレータを備えればより確実に簡単に行なわれることができる。
The discharged refrigerant that has been heat-exchanged by the heat exchanger and has reached a low temperature passes through the bypass circuit and is decompressed by the throttle means. The gas refrigerant that has been decompressed to low temperature and pressure is sucked into the suction side of the compressor. That is, the refrigerant is compressed by the compressor to become a supercritical high temperature and high pressure, releases heat by the heat exchanger to become low temperature, and repeats the heating cycle in which the refrigerant is decompressed and becomes a low pressure gas refrigerant.
Further, by providing an accumulator on the suction side of the compressor, the refrigerant in the heating cycle can be positioned on the saturated vapor line on the low pressure side sucked into the compressor, so that it is a refrigerant discharged in a supercritical state. However, the gas refrigerant can be reliably sucked into the compressor. For this reason, since the liquid refrigerant is not sucked into the compressor, it is possible to prevent the reliability of the compressor from being lowered.
This can be done more reliably and easily if an accumulator is provided on the suction side of the compressor.

また、バイパス回路の分岐位置が室外熱交換器の上流側にあるので、暖房時には冷媒は室外熱交換器を通過しないことになる。このため、室外気温が低い場合でも、冷媒が室外熱交換器によって冷やされることがないので、圧縮機に吸入される冷媒の温度および圧力が低下して圧縮機からの吐出冷媒の温度および圧力が低下する恐れがない。
したがって、熱交換器によって熱媒体へ供給される熱量を維持することができるので、安定した暖房運転を行うことができる。また、圧縮機へ吸入される冷媒の圧力も低下する恐れもないので、圧縮機の信頼性を低下させることを防止できる。
なお、冷媒回路が冷房運転中においても、吐出冷媒は熱媒体回路の熱媒体へ熱量を受け渡すことができるので、熱交換器と室外熱交換器を直列に放熱器として使用することができ、冷房効率を向上させることができる。
Moreover, since the branch position of the bypass circuit is on the upstream side of the outdoor heat exchanger, the refrigerant does not pass through the outdoor heat exchanger during heating. For this reason, even when the outdoor air temperature is low, the refrigerant is not cooled by the outdoor heat exchanger. Therefore, the temperature and pressure of the refrigerant sucked into the compressor are reduced, and the temperature and pressure of the refrigerant discharged from the compressor are reduced. There is no fear of decline.
Therefore, the amount of heat supplied to the heat medium by the heat exchanger can be maintained, so that stable heating operation can be performed. Moreover, since there is no possibility that the pressure of the refrigerant sucked into the compressor will be lowered, it is possible to prevent the reliability of the compressor from being lowered.
Even when the refrigerant circuit is in cooling operation, the discharged refrigerant can transfer the amount of heat to the heat medium of the heat medium circuit, so the heat exchanger and the outdoor heat exchanger can be used in series as a radiator, Cooling efficiency can be improved.

また、本発明にかかる車両用空調装置は、前記熱交換器と前記分岐位置との間に、オイルセパレータを配置していることを特徴とする。   The vehicle air conditioner according to the present invention is characterized in that an oil separator is disposed between the heat exchanger and the branch position.

このように、熱交換器と分岐位置との間に、オイルセパレータを配置しているので、吐出冷媒に含まれる潤滑油の熱量も熱交換器で有効に活用できる。
また、吐出冷媒に含まれる潤滑油はオイルセパレータによって回収できるので、冷房運転時に室外熱交換器等へ循環される潤滑油量を減少させることができる。このため、暖房運転に切り替えた場合に起きる室外熱交換器等への潤滑油の溜り込み量を少量に抑えることができるので、暖房運転時に潤滑油が不足して圧縮機の運転に支障をきたすことを防止できる。
As described above, since the oil separator is disposed between the heat exchanger and the branch position, the heat amount of the lubricating oil contained in the discharged refrigerant can be effectively utilized in the heat exchanger.
Further, since the lubricating oil contained in the discharged refrigerant can be recovered by the oil separator, the amount of lubricating oil circulated to the outdoor heat exchanger or the like during the cooling operation can be reduced. For this reason, the amount of lubricating oil that accumulates in the outdoor heat exchanger or the like that occurs when switching to heating operation can be suppressed to a small amount, so that there is insufficient lubricating oil during heating operation, which hinders compressor operation. Can be prevented.

また、本発明にかかる車両用空調装置は、前記分岐位置にオイルセパレータを配置し、前記絞り手段として電磁弁を用い、前記切替手段として暖房運転時に前記オイルセパレータから室外熱交換器への冷媒の流れを規制する規制弁を用いたことを特徴とする。   In the vehicle air conditioner according to the present invention, an oil separator is disposed at the branch position, an electromagnetic valve is used as the throttle means, and the refrigerant is supplied from the oil separator to an outdoor heat exchanger as the switching means during heating operation. It is characterized by using a regulating valve for regulating the flow.

本発明によれば、冷房運転時には、規制弁を開けて冷媒が室外熱交換器へ流れるようにし、一方、電磁弁は小さく開放してオイルセパレータで分離された潤滑油がバイパス回路を通って圧縮機の吸入側に流れるようにする。
そして、暖房運転時には規制弁を閉じ、電磁弁を開き気味にしゆるい絞りが作用するようにする。こうすることによって、冷媒は、潤滑油とともにバイパス回路を流れ、電磁弁によって絞られ低圧にされる。
このように、バイパス回路をオイルセパレータで回収された潤滑油の回収に活用できるので、回路構成が簡素化され、装置を安価とすることができる。
According to the present invention, during cooling operation, the regulating valve is opened so that the refrigerant flows to the outdoor heat exchanger, while the electromagnetic valve is opened small and the lubricating oil separated by the oil separator is compressed through the bypass circuit. Flow on the suction side of the machine.
Then, during the heating operation, the regulating valve is closed, and the electromagnetic valve is opened to make a gentle throttle act. By doing so, the refrigerant flows through the bypass circuit together with the lubricating oil, and is throttled to a low pressure by the electromagnetic valve.
Thus, since the bypass circuit can be utilized for collecting the lubricating oil collected by the oil separator, the circuit configuration is simplified and the apparatus can be made inexpensive.

また、本発明にかかる車両用空調装置では、前記熱媒体は、車両駆動用装置の冷却水であることを特徴とする。   In the vehicle air conditioner according to the present invention, the heat medium is cooling water for a vehicle drive device.

車両用駆動装置がエンジンの場合、エンジンが十分に温まると、エンジン冷却水は十分な高温となるので、エンジン冷却水の温度が所定の温度を越えると、圧縮機の運転を停止させることができる。
このように、エンジン起動時、あるいは外気温が著しい低温時等で、エンジン冷却水のみを用いた暖房では暖房能力が不足している場合に、冷媒回路での暖房運転は用いられるので、エンジン駆動力の低下を大きくしないで、暖房能力を維持することができる。
When the vehicle drive device is an engine, the engine cooling water becomes sufficiently high when the engine is sufficiently warmed. Therefore, when the temperature of the engine cooling water exceeds a predetermined temperature, the operation of the compressor can be stopped. .
In this way, when the engine is started up or when the outside air temperature is extremely low, the heating operation in the refrigerant circuit is used when heating using only engine cooling water is insufficient. Heating capacity can be maintained without increasing the power drop.

本発明によれば、暖房運転時、超臨界状態にある吐出冷媒によって熱媒体回路の熱媒体を加熱し、かつ、加熱後の冷媒が室外熱交換器を通過しないで圧縮機の吸入側に戻るようにしたので、暖房効率が向上し、安定した暖房運転を行うことができる。   According to the present invention, during the heating operation, the heat medium of the heat medium circuit is heated by the discharged refrigerant in the supercritical state, and the heated refrigerant returns to the suction side of the compressor without passing through the outdoor heat exchanger. As a result, heating efficiency is improved and stable heating operation can be performed.

以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
[第一実施形態]
図1には、本実施形態にかかる車両用空調装置1の概略が示されている。
車両用空調装置1には、冷房運転を行う冷媒回路3と、暖房運転を行う熱媒体回路5とが備えられている。
冷媒回路3には、冷媒を圧縮する圧縮機7と、室外熱交換器9と、膨張弁11と、室内熱交換器(第一室内熱交換器)13と、アキュムレータ15とが主として備えられている。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First embodiment]
FIG. 1 shows an outline of a vehicle air conditioner 1 according to the present embodiment.
The vehicle air conditioner 1 includes a refrigerant circuit 3 that performs a cooling operation and a heat medium circuit 5 that performs a heating operation.
The refrigerant circuit 3 mainly includes a compressor 7 that compresses the refrigerant, an outdoor heat exchanger 9, an expansion valve 11, an indoor heat exchanger (first indoor heat exchanger) 13, and an accumulator 15. Yes.

圧縮機3は、図示しないクラッチを介してエンジン17によって駆動され、冷媒である二酸化炭素を圧縮し、例えばスクロール型コンプレッサが用いられる。
室外熱交換器9は、圧縮機7の吐出側に接続され、外気と熱交換し、冷房運転時に放熱器として動作する。
膨張弁11は、高圧冷媒を減圧して低温低圧の冷媒とするものである。膨張弁11は、例えば、電子作動式であり、高圧側冷媒圧力が所定値に維持されるように冷媒流量が調整されるものである。
室内熱交換器13は、ガス状冷媒と車室内へ送風される空気との間で熱交換し、冷風を車室内へ供給するものである。
アキュムレータ15は、冷媒から湿分を回収し、ガス状冷媒を圧縮機7の吸入側へ供給するものである。
The compressor 3 is driven by the engine 17 via a clutch (not shown), compresses carbon dioxide as a refrigerant, and for example, a scroll compressor is used.
The outdoor heat exchanger 9 is connected to the discharge side of the compressor 7, exchanges heat with the outside air, and operates as a radiator during cooling operation.
The expansion valve 11 depressurizes the high-pressure refrigerant into a low-temperature and low-pressure refrigerant. The expansion valve 11 is, for example, electronically operated, and the refrigerant flow rate is adjusted so that the high-pressure side refrigerant pressure is maintained at a predetermined value.
The indoor heat exchanger 13 exchanges heat between the gaseous refrigerant and the air blown into the vehicle interior, and supplies cold air to the vehicle interior.
The accumulator 15 collects moisture from the refrigerant and supplies the gaseous refrigerant to the suction side of the compressor 7.

熱媒体回路5には、エンジン17のエンジン冷却水を循環させる冷却水回路(循環路)19と、エンジン冷却水と車室内の空気とを熱交換させるヒータコア(第二室内熱交換器)21とが備えられている。
冷却水回路19は、エンジン17の発熱により温められたエンジン冷却水を図示しないポンプにより循環させるものであり、その循環量は図示しない流量調節弁により調整されるように構成されている。
ヒータコア21は、エンジン冷却水と車室内へ送風される空気との間で熱交換し、暖風を車室内へ供給するものである。
The heat medium circuit 5 includes a cooling water circuit (circulation path) 19 that circulates engine cooling water of the engine 17, and a heater core (second indoor heat exchanger) 21 that exchanges heat between the engine cooling water and the air in the passenger compartment. Is provided.
The coolant circuit 19 circulates engine coolant heated by the heat generated by the engine 17 by a pump (not shown), and the circulation amount is adjusted by a flow rate control valve (not shown).
The heater core 21 exchanges heat between the engine cooling water and the air blown into the vehicle interior, and supplies warm air to the vehicle interior.

冷媒回路3には、圧縮機7の吐出側にクーラント熱交換器(熱交換器)23が設けられている。クーラント熱交換器23は、エンジン17のエンジン冷却水と圧縮後の冷媒とを熱交換するものである。
熱媒体回路5において、クーラント熱交換器23は、冷却水回路19におけるエンジン冷却水がヒータコア21へ流入する側に配置されている。
冷媒回路3には、クーラント熱交換器23の下流側で、かつ室外熱交換器9の上流側に位置する位置Aと、室内熱交換器13とアキュムレータ15との間に位置する位置Bとを結ぶバイパス回路25が備えられている。位置Aには、圧縮機9からの冷媒を冷媒回路3の室外熱交換器9側へ送るか、あるいは、バイパス回路25へ送るかを切り替える三方弁(切替手段)27が備えられている。
バイパス回路27には、絞り(絞り手段)29が設けられている。絞り29は、圧縮機7からの冷媒を減圧するもので、状況により液・ガス混合の冷媒となる。
The refrigerant circuit 3 is provided with a coolant heat exchanger (heat exchanger) 23 on the discharge side of the compressor 7. The coolant heat exchanger 23 exchanges heat between the engine coolant of the engine 17 and the compressed refrigerant.
In the heat medium circuit 5, the coolant heat exchanger 23 is arranged on the side where the engine coolant in the coolant circuit 19 flows into the heater core 21.
The refrigerant circuit 3 includes a position A located downstream of the coolant heat exchanger 23 and upstream of the outdoor heat exchanger 9, and a position B located between the indoor heat exchanger 13 and the accumulator 15. A connecting bypass circuit 25 is provided. The position A is provided with a three-way valve (switching means) 27 for switching whether the refrigerant from the compressor 9 is sent to the outdoor heat exchanger 9 side of the refrigerant circuit 3 or to the bypass circuit 25.
The bypass circuit 27 is provided with a diaphragm (a diaphragm means) 29. The throttle 29 depressurizes the refrigerant from the compressor 7 and becomes a liquid / gas mixed refrigerant depending on the situation.

室内熱交換器13およびヒータコア21は、HVACユニット(Heating,
Ventilating and Air-Conditioning)31内に設けられている。HVACユニット31は、車室内に供給される空気(外気または車室内空気)の温度調節を行うものであり、上流側(図において下方)から、ブロア33、室内熱交換器13およびヒータコア21が順次、すなわち直列に設けられている。ヒータコア21の上流側には、エアミックスダンパ35が設けられている。このエアミックスダンパ35の開度を調節することにより、室内熱交換器13を通過した冷風がヒータコア21を流れる流量を調節する。
The indoor heat exchanger 13 and the heater core 21 are composed of an HVAC unit (Heating,
Ventilating and Air-Conditioning) 31. The HVAC unit 31 adjusts the temperature of air (outside air or vehicle interior air) supplied to the vehicle interior, and the blower 33, the indoor heat exchanger 13 and the heater core 21 are sequentially arranged from the upstream side (downward in the figure). That is, they are provided in series. An air mix damper 35 is provided on the upstream side of the heater core 21. By adjusting the opening degree of the air mix damper 35, the flow rate of the cold air that has passed through the indoor heat exchanger 13 flows through the heater core 21.

上記構成の車両用空調装置1は、次のように動作する。
冷房時(図1の点線参照)には、圧縮機3によって圧縮された冷媒は、クーラント熱交換器23によって冷却された後、三方弁27を通り室外熱交換器9へと流される。圧縮後の冷媒は、冷媒として二酸化炭素が用いられているので、超臨界状態となっている。
室外熱交換器9では、外気との間で熱交換され、高圧冷媒は冷却される。
室外熱交換器9で放熱された高圧冷媒は、膨張弁11で絞られて減圧させられる。膨張弁11によって減圧された冷媒は低圧冷媒となり、室内熱交換器13へと導かれる。
The vehicle air conditioner 1 configured as described above operates as follows.
During cooling (see the dotted line in FIG. 1), the refrigerant compressed by the compressor 3 is cooled by the coolant heat exchanger 23, and then flows through the three-way valve 27 to the outdoor heat exchanger 9. The compressed refrigerant is in a supercritical state because carbon dioxide is used as the refrigerant.
In the outdoor heat exchanger 9, heat is exchanged with the outside air, and the high-pressure refrigerant is cooled.
The high-pressure refrigerant radiated by the outdoor heat exchanger 9 is throttled by the expansion valve 11 and depressurized. The refrigerant decompressed by the expansion valve 11 becomes a low-pressure refrigerant and is led to the indoor heat exchanger 13.

室内熱交換器13では、ブロワ33から導かれる空気(外気または車室内空気)と低圧冷媒との間で熱交換が行われ、低圧冷媒が蒸発する。低圧冷媒の蒸発潜熱によって熱量を奪われて空気は冷却され、下流のヒータコア21へと導かれる。
室内熱交換器13で蒸発した冷媒は低圧ガス冷媒となり、アキュムレータ15へと導かれる。低圧ガス冷媒は、アキュムレータ15で湿分が取り除かれた後に、圧縮機3の吸入側へと導かれる。
In the indoor heat exchanger 13, heat exchange is performed between the air (outside air or vehicle interior air) guided from the blower 33 and the low-pressure refrigerant, and the low-pressure refrigerant evaporates. The amount of heat is deprived by the latent heat of vaporization of the low-pressure refrigerant, and the air is cooled and guided to the downstream heater core 21.
The refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger 13 becomes a low-pressure gas refrigerant and is led to the accumulator 15. The low-pressure gas refrigerant is guided to the suction side of the compressor 3 after moisture is removed by the accumulator 15.

HVACユニット31では、ブロワ33から導入される空気(外気または車室内空気)が室内熱交換器13によって冷却された後、エンジン冷却水が導入されるヒータコア21によって暖められ、車室内へと導かれる。ヒータコア21には、圧縮機3からの吐出ガスを冷却した冷却水が導かれるようになっており、吐出ガスから奪った熱量をヒータコア16で有効に回収できるようになっている。ヒータコア21によって空気に与えられる加熱量は、エアミックスダンパ35によって調整される。   In the HVAC unit 31, air (outside air or vehicle interior air) introduced from the blower 33 is cooled by the indoor heat exchanger 13, and then warmed by the heater core 21 into which engine cooling water is introduced, and guided to the vehicle interior. . Cooling water that has cooled the discharge gas from the compressor 3 is guided to the heater core 21, and the amount of heat taken from the discharge gas can be effectively recovered by the heater core 16. The amount of heating given to the air by the heater core 21 is adjusted by the air mix damper 35.

暖房時(図1の実線および破線参照)には、図示しない流量調節弁を開放してエンジン冷却水が冷却水回路19を流下可能とする。そして、図示しないポンプを駆動し、エンジンの発熱により温められたエンジン冷却水を冷却水回路19に循環させる。この循環される暖かいエンジン冷却水が、ヒータコア21を通過することによりHVACユニット31内を通過する空気と接触し、空気はエンジン冷却水から放熱されて暖かい空気にされ車室内に送られる。   During heating (see the solid line and broken line in FIG. 1), a flow rate control valve (not shown) is opened to allow the engine coolant to flow down the coolant circuit 19. Then, a pump (not shown) is driven to circulate the engine coolant warmed by the heat generated by the engine to the coolant circuit 19. The circulated warm engine cooling water comes into contact with the air passing through the HVAC unit 31 by passing through the heater core 21, and the air is radiated from the engine cooling water to become warm air and sent to the vehicle interior.

例えば、エンジン17始動時あるいは外気温度が非常に低い時等で、エンジン冷却水のみを用いたヒータコア21による暖房では暖房能力が不足している場合には、圧縮機9からの冷媒を補助加熱源として活用する。
すなわち、図示しないクラッチを接続してエンジン17により圧縮機7を駆動し、三方弁を切り替えバイパス回路25と連通させる。これにより、圧縮機7、クーラント熱交換器23、絞り29およびアキュムレータ15によって暖房サイクルが形成される。この暖房サイクルの挙動を図2に示すモリエール線図により説明する。
アキュムレータ15によって気液分離され圧縮機7に吸入される冷媒は飽和蒸気の状態であるので、飽和蒸気線上の点Xに位置する。
この冷媒が圧縮機7によって圧縮され、超臨界状態の高温高圧の冷媒とされ(点Y)、吐出される。
For example, when the engine 17 is started or when the outside air temperature is very low, the heating from the heater core 21 using only engine cooling water is insufficient in the heating capacity, and the refrigerant from the compressor 9 is used as an auxiliary heating source. Utilize as.
That is, a clutch (not shown) is connected, and the compressor 7 is driven by the engine 17 so that the three-way valve communicates with the switching bypass circuit 25. Thereby, a heating cycle is formed by the compressor 7, the coolant heat exchanger 23, the throttle 29 and the accumulator 15. The behavior of the heating cycle will be described with reference to the Mollier chart shown in FIG.
Since the refrigerant separated into gas and liquid by the accumulator 15 and sucked into the compressor 7 is in the state of saturated steam, it is located at the point X on the saturated steam line.
This refrigerant is compressed by the compressor 7 to be a supercritical high-temperature and high-pressure refrigerant (point Y) and discharged.

この圧縮機7から吐出された冷媒はクーラント熱交換器23において冷却水回路19を流れるエンジン冷却水に熱量を与えて冷却される(点Z)。これにより、冷却水回路19を流れるエンジン冷却水は、クーラント熱交換器23において圧縮機7からの冷媒によって熱量が供給され、冷却水温度が上昇させられる。この冷却水温度が上昇されられた冷却水が、ヒータコア21に流入されるので、ヒータコア21での熱供給量が増加し、暖房能力を向上できる。
そして、冷却され低温とされた冷媒は、三方弁27を通り、バイパス回路25へと導かれる。このバイパス回路25へ導入された冷媒は、絞り29によって絞られて減圧され(点A)、アキュムレータ15に流入される。アキュムレータ15によって湿分が回収された冷媒は、圧縮機9の吸入側に吸入される。
そして、例えばエンジン17が十分に温まると、エンジン冷却水は十分に高温となるので、例えば、エンジン冷却水の温度を測定するようにしておき、その温度が所定温度以上となったときに圧縮機7の運転を停止する。
The refrigerant discharged from the compressor 7 is cooled by giving heat to the engine coolant flowing through the coolant circuit 19 in the coolant heat exchanger 23 (point Z). As a result, the engine coolant flowing through the coolant circuit 19 is supplied with heat by the refrigerant from the compressor 7 in the coolant heat exchanger 23, and the coolant temperature is raised. Since the cooling water whose temperature of the cooling water has been raised flows into the heater core 21, the amount of heat supply in the heater core 21 increases, and the heating capacity can be improved.
Then, the cooled and cooled refrigerant passes through the three-way valve 27 and is led to the bypass circuit 25. The refrigerant introduced into the bypass circuit 25 is throttled and depressurized by the throttle 29 (point A), and flows into the accumulator 15. The refrigerant whose moisture has been collected by the accumulator 15 is sucked into the suction side of the compressor 9.
For example, when the engine 17 is sufficiently warmed, the engine cooling water becomes sufficiently high. For example, the temperature of the engine cooling water is measured, and when the temperature exceeds a predetermined temperature, the compressor is cooled. The operation of 7 is stopped.

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
エンジン17起動時あるいは外気温度が著しく低温時等で、エンジン冷却水のみでは暖房能力が不足する場合には、三方弁27によって圧縮機7からの冷媒がバイパス回路25を通るようにし、かつ熱媒体回路5にエンジン冷却水を循環させる。クーラント熱交換器23において、熱媒体回路5を循環するエンジン冷却水は圧縮機7から吐出される高温、高圧の超臨界状態にある冷媒によって加熱され、ヒータコア21に供給される。ブロア33によってヒータコアの周囲を通過する空気が暖められ車室内に送られる。
このように、熱媒体回路5を循環するエンジン冷却水は、超臨界状態にある圧縮機7からの冷媒によって加熱されるので、多量の熱量を得ることができる。このため、エンジン17始動時あるいは外気温度が非常に低い時等で、エンジン冷却水のみを用いたヒータコア21による暖房では暖房能力が不足している場合にも、早急に熱量を補強することができるので、効率的に十分な暖房を行うことができる。
According to this embodiment, there exist the following effects.
When the engine 17 is started or when the outside air temperature is extremely low and the heating capacity is insufficient with only the engine cooling water, the refrigerant from the compressor 7 is caused to pass through the bypass circuit 25 by the three-way valve 27, and the heat medium The engine coolant is circulated through the circuit 5. In the coolant heat exchanger 23, the engine coolant circulating through the heat medium circuit 5 is heated by the high-temperature and high-pressure supercritical refrigerant discharged from the compressor 7 and supplied to the heater core 21. The air passing around the heater core is warmed by the blower 33 and sent to the passenger compartment.
Thus, the engine coolant circulating in the heat medium circuit 5 is heated by the refrigerant from the compressor 7 in the supercritical state, so that a large amount of heat can be obtained. For this reason, even when the engine 17 is started or when the outside air temperature is very low or the like, even when heating by the heater core 21 using only engine cooling water is insufficient in heating capacity, the amount of heat can be reinforced immediately. Therefore, sufficient heating can be performed efficiently.

クーラント熱交換器23で冷却水に熱量を与えて冷却された冷媒は、バイパス回路25を通り、絞り29によって減圧される。減圧された冷媒は、アキュムレータ15によって湿分が回収された後、圧縮機7の吸入側に吸入される。すなわち、冷媒は、圧縮機7によって圧縮され高温高圧になり、クーラント熱交換器23によって熱量を放出し低温となり、絞り29で減圧され低圧となる暖房サイクルを繰り返すことになる。
したがって、暖房サイクルにおける冷媒は、アキュムレータ15によって気液分離され、ガス冷媒として圧縮機7に吸入されるので、超臨界状態で吐出される冷媒であっても確実にガス冷媒を圧縮機7に吸入させることができる。このため、圧縮機7に液冷媒が吸入されることはないので、圧縮機7の信頼性を低下させることを防止できる。
The refrigerant cooled by applying heat to the cooling water in the coolant heat exchanger 23 passes through the bypass circuit 25 and is decompressed by the throttle 29. The decompressed refrigerant is sucked into the suction side of the compressor 7 after moisture is collected by the accumulator 15. That is, the refrigerant is compressed by the compressor 7 to become high temperature and pressure, releases heat by the coolant heat exchanger 23 to become low temperature, and repeats the heating cycle in which the pressure is reduced by the throttle 29 and becomes low pressure.
Therefore, the refrigerant in the heating cycle is gas-liquid separated by the accumulator 15 and is sucked into the compressor 7 as a gas refrigerant. Therefore, even if the refrigerant is discharged in a supercritical state, the refrigerant is reliably sucked into the compressor 7. Can be made. For this reason, since the liquid refrigerant is not sucked into the compressor 7, it is possible to prevent the reliability of the compressor 7 from being lowered.

また、バイパス回路25の分岐位置Aが室外熱交換器9の上流側にあるので、暖房時に冷媒は室外熱交換器9を通過しない。このため、室外気温が低い場合でも、冷媒が室外熱交換器9によって冷やされることがないので、圧縮機7に吸入される冷媒の温度が低下して圧縮機7からの吐出冷媒の温度が低下する恐れがない。
したがって、クーラント熱交換器23によって熱媒体へ供給される熱量を維持することができるので、安定した暖房運転を行うことができる。
また、圧縮機7へ吸入される冷媒の圧力も低下する恐れもないので、圧縮機7の信頼性を低下させることを防止できる。
なお、冷媒回路3が冷房運転中においても、吐出冷媒は熱媒体回路5の熱媒体へ熱量を受け渡すことができるので、クーラント熱交換器23と室外熱交換器9を直列に放熱器として使用することができ、冷房効率を向上させることができる。
Further, since the branch position A of the bypass circuit 25 is on the upstream side of the outdoor heat exchanger 9, the refrigerant does not pass through the outdoor heat exchanger 9 during heating. For this reason, even when the outdoor air temperature is low, the refrigerant is not cooled by the outdoor heat exchanger 9, so the temperature of the refrigerant sucked into the compressor 7 decreases and the temperature of the refrigerant discharged from the compressor 7 decreases. There is no fear of doing.
Therefore, the amount of heat supplied to the heat medium by the coolant heat exchanger 23 can be maintained, so that stable heating operation can be performed.
Moreover, since there is no possibility that the pressure of the refrigerant sucked into the compressor 7 is also reduced, it is possible to prevent the reliability of the compressor 7 from being lowered.
Even when the refrigerant circuit 3 is in the cooling operation, the discharged refrigerant can transfer the amount of heat to the heat medium of the heat medium circuit 5, so that the coolant heat exchanger 23 and the outdoor heat exchanger 9 are used in series as a radiator. It is possible to improve the cooling efficiency.

なお、本実施形態において、冷媒を二酸化炭素としたが、本発明に用いられる冷媒はこれに限定されるものではなく、圧縮後に超臨界状態となりうる他の冷媒(例えばエタン)としても良い。
また、本実施形態において、車輌用駆動装置をエンジンとしたが,本発明に用いられる車輌用駆動装置はこれに限定されるものではなく、燃料電池、モータとしても良い。
また、本実施形態において、圧縮機をエンジン駆動としたが,本発明に用いられる圧縮機はこれに限定されるものではなく、電気駆動としても良い。
In the present embodiment, carbon dioxide is used as the refrigerant. However, the refrigerant used in the present invention is not limited to this, and may be another refrigerant (for example, ethane) that can be in a supercritical state after compression.
In the present embodiment, the vehicle drive device is an engine, but the vehicle drive device used in the present invention is not limited to this, and may be a fuel cell or a motor.
In the present embodiment, the compressor is driven by an engine, but the compressor used in the present invention is not limited to this and may be electrically driven.

また、図3に示されるように、室外熱交換器9の下流側と圧縮機7の吸入側との間に、内部熱交換器37を設けるようにしてもよい。
このようにすると、内部熱交換器20によって、高圧側の冷媒と圧縮機7の吸入側の低圧冷媒とは熱交換させられ、冷房時に室外熱交換器9を通過した高圧冷媒が過冷却を与えられて室内熱交換器13入口の冷媒の乾き度を下げることができる。一方、圧縮機7に吸入される冷媒は、温度が上昇させられるため冷凍サイクルの効率を向上させることができる。
In addition, as shown in FIG. 3, an internal heat exchanger 37 may be provided between the downstream side of the outdoor heat exchanger 9 and the suction side of the compressor 7.
In this way, the internal heat exchanger 20 exchanges heat between the high-pressure side refrigerant and the low-pressure refrigerant on the suction side of the compressor 7, and the high-pressure refrigerant that has passed through the outdoor heat exchanger 9 during cooling provides supercooling. As a result, the dryness of the refrigerant at the inlet of the indoor heat exchanger 13 can be lowered. On the other hand, since the temperature of the refrigerant sucked into the compressor 7 is raised, the efficiency of the refrigeration cycle can be improved.

さらに、図4に示されるように、冷媒回路3におけるクーラント熱交換器23と三方弁27との間に、オイルセパレータ39を設けるようにしてもよい。
このようにすると、圧縮機7からの潤滑油を含む冷媒は、クーラント熱交換器23によって冷却され、オイルセパレータ39に導入される。オイルセパレータ39では、冷媒に含まれる潤滑油が分離され、圧縮機7に戻されることになる。
このように、クーラント熱交換器23と三方弁27(分岐位置A)との間に、オイルセパレータ39を配置しているので、冷媒に含まれる潤滑油の熱量もクーラント熱交換器23で有効に活用できる。
また、冷媒に含まれる潤滑油はオイルセパレータ39によって回収できるので、冷房運転時に室外熱交換器9等へ循環される潤滑油量を減少させることができる。このため、暖房運転に切り替えた場合に起きる室外熱交換器9等への潤滑油の溜り込み量を少量に抑えることができるので、暖房運転時に潤滑油が不足して圧縮機7の運転に支障をきたすことを防止できる。
Furthermore, as shown in FIG. 4, an oil separator 39 may be provided between the coolant heat exchanger 23 and the three-way valve 27 in the refrigerant circuit 3.
In this way, the refrigerant containing the lubricating oil from the compressor 7 is cooled by the coolant heat exchanger 23 and introduced into the oil separator 39. In the oil separator 39, the lubricating oil contained in the refrigerant is separated and returned to the compressor 7.
Thus, since the oil separator 39 is arranged between the coolant heat exchanger 23 and the three-way valve 27 (branch position A), the amount of heat of the lubricating oil contained in the refrigerant is also effectively increased by the coolant heat exchanger 23. Can be used.
Further, since the lubricating oil contained in the refrigerant can be recovered by the oil separator 39, the amount of lubricating oil circulated to the outdoor heat exchanger 9 and the like during the cooling operation can be reduced. For this reason, the amount of lubricating oil accumulated in the outdoor heat exchanger 9 or the like that occurs when switching to the heating operation can be suppressed to a small amount, so that the lubricating oil is insufficient during the heating operation, which hinders the operation of the compressor 7. Can be prevented.

[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態について、図5を用いて説明する。
本実施形態では、冷媒回路3における暖房運転に関連する部分の構成が前述した第一実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第一実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第一実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In this embodiment, the structure of the part relevant to the heating operation in the refrigerant circuit 3 is different from that of the first embodiment described above. Since other components are the same as those of the first embodiment described above, description of these components is omitted here.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as 1st embodiment mentioned above.

すなわち、本実施形態では、分岐位置Aにオイルセパレータ41が設置されている。
冷媒回路3のオイルセパレータ41の下流側に電磁弁(切替手段としての規制弁)43が設けられている。電磁弁43は、冷媒回路3が暖房運転する場合には、閉じられて室外熱交換器9への冷媒の流れを遮断し、冷房運転する場合には開かれるように構成されている。
バイパス回路25のオイルセパレータ41側には、バイパスポート付きの電磁弁(絞り手段)45が設けられている。
That is, in this embodiment, the oil separator 41 is installed at the branch position A.
An electromagnetic valve (a regulating valve as a switching means) 43 is provided on the downstream side of the oil separator 41 of the refrigerant circuit 3. The solenoid valve 43 is configured to be closed when the refrigerant circuit 3 performs a heating operation, and to block the flow of the refrigerant to the outdoor heat exchanger 9, and to be opened when the cooling operation is performed.
A solenoid valve (throttle means) 45 with a bypass port is provided on the oil separator 41 side of the bypass circuit 25.

このように構成された本実施形態にかかる車両用空調装置1は、次のように動作する。
冷房運転時、電磁弁45は開度を小さく(きつい絞りと)して置く。こうすることにより、オイルセパレータ41で分離された潤滑油のみがバイパス回路25を通り、圧縮機7の吸入側に戻されることになる。
その他の動作については、第一実施形態と同様であるので、ここでは重複した説明を省略する。
The vehicle air conditioner 1 according to the present embodiment configured as described above operates as follows.
During the cooling operation, the electromagnetic valve 45 is placed with a small opening (tight throttle). By doing so, only the lubricating oil separated by the oil separator 41 passes through the bypass circuit 25 and is returned to the suction side of the compressor 7.
Since other operations are the same as those in the first embodiment, a duplicate description is omitted here.

暖房時に、補助加熱源として冷媒回路3のクーラント熱交換器23を活用する場合には、電磁弁43を閉じ、圧縮機7からの冷媒が室外熱交換器9へ導入されないようにする。また、電磁弁45の開度を大きく(ゆるい絞りと)し、オイルセパレータ41で分離される潤滑油とともに冷媒がバイパス回路25を通れるようにする。
この状態で、図示しないクラッチを接続してエンジン17により圧縮機7を駆動する。圧縮機7からの冷媒はクーラント熱交換器23を経由してオイルセパレータ41へ導入される。
冷却水回路19を流れるエンジン冷却水は、クーラント熱交換器23において圧縮機7からの冷媒によって熱量が供給され、冷却水温度が上昇させられる。この冷却水温度が上昇されられた冷却水が、ヒータコア21に流入されるので、ヒータコア21での熱供給量が増加し、暖房能力を向上できる。
When the coolant heat exchanger 23 of the refrigerant circuit 3 is used as an auxiliary heating source during heating, the electromagnetic valve 43 is closed so that the refrigerant from the compressor 7 is not introduced into the outdoor heat exchanger 9. Further, the opening degree of the electromagnetic valve 45 is increased (a loose throttle) so that the refrigerant can pass through the bypass circuit 25 together with the lubricating oil separated by the oil separator 41.
In this state, a clutch (not shown) is connected, and the compressor 7 is driven by the engine 17. The refrigerant from the compressor 7 is introduced into the oil separator 41 via the coolant heat exchanger 23.
The engine coolant flowing through the coolant circuit 19 is supplied with heat by the refrigerant from the compressor 7 in the coolant heat exchanger 23, and the coolant temperature is raised. Since the cooling water whose temperature of the cooling water has been raised flows into the heater core 21, the amount of heat supply in the heater core 21 increases, and the heating capacity can be improved.

オイルセパレータ41からバイパス回路25へ導入された冷媒は、電磁弁45によって絞られて減圧され、アキュムレータ15に流入され、アキュムレータ15によって湿分が回収された後、圧縮機9の吸入側に吸入される。
そして、例えばエンジン17が十分に温まると、エンジン冷却水は十分に高温となるので、例えば、エンジン冷却水の温度を測定するようにしておき、その温度が所定温度異常となったときに圧縮機7の運転を停止する。
The refrigerant introduced from the oil separator 41 to the bypass circuit 25 is throttled and depressurized by the electromagnetic valve 45, flows into the accumulator 15, and moisture is collected by the accumulator 15 and then sucked into the suction side of the compressor 9. The
For example, when the engine 17 is sufficiently warmed up, the engine cooling water becomes sufficiently hot. For example, the temperature of the engine cooling water is measured, and when the temperature becomes a predetermined temperature abnormality, the compressor is cooled. The operation of 7 is stopped.

このように、電磁弁43は、冷・暖房運転時の切替えに活用でき、かつ、バイパス回路25は、冷房運転時の潤滑油回収に活用できるので、多様な機能を有するにも拘わらず回路構成が簡素化され、安価に製造することができる。   Thus, since the solenoid valve 43 can be used for switching during cooling and heating operation, and the bypass circuit 25 can be used for recovery of lubricating oil during cooling operation, the circuit configuration is provided despite having various functions. Is simplified and can be manufactured at low cost.

なお、本実施形態においても、図3に示されるように、室外熱交換器9の下流側と圧縮機7の吸入側との間に、内部熱交換器37を設けるようにしてもよい。
このようにすると、内部熱交換器20によって、高圧側の冷媒と圧縮機7の吸入側の低圧冷媒とは熱交換させられ、冷房時に室外熱交換器9を通過した高圧冷媒が過冷却を与えられて室内熱交換器13入口の冷媒の乾き度を下げることができる。一方、圧縮機7に吸入される冷媒は、温度が上昇させられる。
Also in the present embodiment, as shown in FIG. 3, an internal heat exchanger 37 may be provided between the downstream side of the outdoor heat exchanger 9 and the suction side of the compressor 7.
In this way, the internal heat exchanger 20 exchanges heat between the high-pressure side refrigerant and the low-pressure refrigerant on the suction side of the compressor 7, and the high-pressure refrigerant that has passed through the outdoor heat exchanger 9 during cooling provides supercooling. As a result, the dryness of the refrigerant at the inlet of the indoor heat exchanger 13 can be lowered. On the other hand, the temperature of the refrigerant sucked into the compressor 7 is raised.

また、本実施形態において、冷媒を二酸化炭素としたが、本発明に用いられる冷媒はこれに限定されるものではなく、圧縮後に超臨界状態となりうる他の冷媒(例えばエタン)としても良い。
また、本実施形態において、車輌用駆動装置をエンジンとしたが,本発明に用いられる車輌用駆動装置はこれに限定されるものではなく、燃料電池、モータとしても良い。
また、本実施形態において、圧縮機をエンジン駆動としたが,本発明に用いられる圧縮機はこれに限定されるものではなく、電気駆動としても良い。
In the present embodiment, the refrigerant is carbon dioxide, but the refrigerant used in the present invention is not limited to this, and may be another refrigerant (for example, ethane) that can be in a supercritical state after compression.
In the present embodiment, the vehicle drive device is an engine, but the vehicle drive device used in the present invention is not limited to this, and may be a fuel cell or a motor.
In the present embodiment, the compressor is driven by an engine, but the compressor used in the present invention is not limited to this and may be electrically driven.

本発明の第一実施形態にかかる車両用空調装置の全体概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an overall schematic configuration of a vehicle air conditioner according to a first embodiment of the present invention. 第一実施形態の暖房サイクルの挙動を示すモリエル線図である。It is a Mollier diagram which shows the behavior of the heating cycle of 1st embodiment. 第一実施形態の別の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows another embodiment of 1st embodiment. 第一実施形態のさらに別の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows another embodiment of 1st embodiment. 本発明の第二実施形態にかかる車両用空調装置の全体概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole schematic structure of the vehicle air conditioner concerning 2nd embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 車両用空調装置
3 冷媒回路
5 熱媒体回路
7 圧縮機
9 室外熱交換器
13 室内熱交換器
19 冷却水回路
21 ヒータコア
23 クーラント熱交換器
25 バイパス回路
27 三方弁
29 絞り
31 HVACユニット
43 電磁弁
45 電磁弁
A 分岐位置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle air conditioner 3 Refrigerant circuit 5 Heat medium circuit 7 Compressor 9 Outdoor heat exchanger 13 Indoor heat exchanger 19 Cooling water circuit 21 Heater core 23 Coolant heat exchanger 25 Bypass circuit 27 Three-way valve 29 Restriction 31 HVAC unit 43 Solenoid valve 45 Solenoid valve
A Branch position

Claims (6)

吐出側で超臨界となる冷媒を圧縮する圧縮機、該圧縮機の吐出側に接続され、吐出冷媒を冷却する室外熱交換器および前記圧縮機の吸入側と該室外熱交換器との間に配置され、前記冷却冷媒を蒸発させる第一室内熱交換器を有する冷媒回路と、
熱媒体を循環させる循環路および該循環路に配置された第二室内熱交換器を有する熱媒体回路と、を備え、
前記第一室内熱交換器および前記第二室内熱交換器が車室内への通気部に設置された車両用空調装置において、
前記冷媒回路には、
前記室外熱交換器の上流側に、前記熱媒体回路との間で熱交換する熱交換器が備えられ、
該熱交換器を通過した前記吐出冷媒を絞り手段によって減圧して前記圧縮機の吸入側に吸引させるバイパス回路が備えられていることを特徴とする車両用空調装置。
A compressor that compresses supercritical refrigerant on the discharge side, an outdoor heat exchanger that is connected to the discharge side of the compressor and cools the discharged refrigerant, and between the suction side of the compressor and the outdoor heat exchanger A refrigerant circuit having a first indoor heat exchanger disposed and evaporating the cooling refrigerant;
A heat medium circuit having a circulation path for circulating the heat medium and a second indoor heat exchanger disposed in the circulation path,
In the vehicle air conditioner in which the first indoor heat exchanger and the second indoor heat exchanger are installed in the ventilation portion to the vehicle interior,
In the refrigerant circuit,
A heat exchanger for exchanging heat with the heat medium circuit is provided on the upstream side of the outdoor heat exchanger,
A vehicle air conditioner comprising a bypass circuit for reducing the pressure of the discharged refrigerant that has passed through the heat exchanger by a throttle means and sucking the refrigerant to a suction side of the compressor.
前記冷媒回路には、前記バイパス回路が分岐される分岐位置に、前記吐出冷媒の流れ方向を選択的に変更可能な切替手段が備えられていることを特徴とする請求項1に記載の車両用空調装置。 2. The vehicle according to claim 1, wherein the refrigerant circuit is provided with switching means capable of selectively changing a flow direction of the discharged refrigerant at a branch position where the bypass circuit is branched. Air conditioner. 吐出側で超臨界となる冷媒を圧縮する圧縮機、該圧縮機の吐出側に接続され、吐出冷媒を冷却する室外熱交換器および前記圧縮機の吸入側と該室外熱交換器との間に配置され、前記冷却冷媒を蒸発させる第一室内熱交換器を有する冷媒回路と、
熱媒体を循環させる循環路および該循環路に配置された第二室内熱交換器を有する熱媒体回路と、を備え、
前記第一室内熱交換器および前記第二室内熱交換器が車室内への通気部に設置された車両用空調装置において、
前記冷媒回路には、
前記圧縮機と前記室外熱交換器との間に設置され、前記熱媒体回路との間で熱交換する熱交換器と、
該熱交換器と前記室外熱交換器との間の分岐位置と前記圧縮機の吸入側とを連結するバイパス回路と、
前記分岐位置における冷媒の流れの方向を選択的に変更可能な切替手段と、
前記バイパス回路に設けられた絞り手段と、が備えられていることを特徴とする車両用空調装置。
A compressor that compresses supercritical refrigerant on the discharge side, an outdoor heat exchanger that is connected to the discharge side of the compressor and cools the discharged refrigerant, and between the suction side of the compressor and the outdoor heat exchanger A refrigerant circuit having a first indoor heat exchanger disposed and evaporating the cooling refrigerant;
A heat medium circuit having a circulation path for circulating the heat medium and a second indoor heat exchanger disposed in the circulation path,
In the vehicle air conditioner in which the first indoor heat exchanger and the second indoor heat exchanger are installed in the ventilation portion to the vehicle interior,
In the refrigerant circuit,
A heat exchanger installed between the compressor and the outdoor heat exchanger, for exchanging heat with the heat medium circuit;
A bypass circuit that connects a branch position between the heat exchanger and the outdoor heat exchanger and a suction side of the compressor;
Switching means capable of selectively changing the direction of refrigerant flow at the branch position;
And a throttle means provided in the bypass circuit.
前記熱交換器と前記分岐位置との間に、オイルセパレータを配置していることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の車両用空調装置。 The vehicle air conditioner according to claim 2 or 3, wherein an oil separator is disposed between the heat exchanger and the branch position. 前記分岐位置にオイルセパレータを配置し、
前記絞り手段として電磁弁を用い、
前記切替手段として暖房運転時に前記オイルセパレータから室外熱交換器への冷媒の流れを規制する規制弁を用いたことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の車両用空調装置。
An oil separator is disposed at the branch position,
Using a solenoid valve as the throttling means,
The vehicle air conditioner according to claim 2 or 3, wherein a restriction valve for restricting a flow of refrigerant from the oil separator to the outdoor heat exchanger during heating operation is used as the switching means.
前記熱媒体は、車輌用駆動装置の冷却水であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の車両用空調装置。
The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 5, wherein the heat medium is cooling water of a vehicle drive device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011116364A (en) * 2009-12-03 2011-06-16 Hyundai Motor Co Ltd Environment-friendly integrated cooling system for vehicle
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