JP2009040214A - Control method of refrigerating cycle - Google Patents

Control method of refrigerating cycle Download PDF

Info

Publication number
JP2009040214A
JP2009040214A JP2007207317A JP2007207317A JP2009040214A JP 2009040214 A JP2009040214 A JP 2009040214A JP 2007207317 A JP2007207317 A JP 2007207317A JP 2007207317 A JP2007207317 A JP 2007207317A JP 2009040214 A JP2009040214 A JP 2009040214A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
refrigerant
temperature
expansion valve
solenoid
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
Application number
JP2007207317A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisatoshi Hirota
久寿 広田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TGK Co Ltd
Original Assignee
TGK Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TGK Co Ltd filed Critical TGK Co Ltd
Priority to JP2007207317A priority Critical patent/JP2009040214A/en
Publication of JP2009040214A publication Critical patent/JP2009040214A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control method capable of reducing cost in a refrigerating cycle capable of respectively air-conditioning the front side and the rear side, and having an internal heat exchanger. <P>SOLUTION: A front side expansion valve 4 is formed of a temperature type expansion valve for so controlling a refrigerant of an outlet of a front side evaporator 5 as to become a predetermined overheating degree. A rear side expansion valve 6 is formed of a constitutionally simple, inexpensive and solenoid operation solenoid expansion valve for controlling a flow rate of the refrigerant supplied to a rear side evaporator 7 in response to differential pressure between inlet pressure and outlet pressure of the rear side evaporator 7, closing the valve when an electric current is not carrier and setting preset differential pressure in response to a current value flowed to a solenoid when opening the valve when the electric current is carried. Though the current value flowed to the solenoid is set by driving voltage of an air blower 10, this rough control is absorbed by accurate control on the front side and the presence of the internal heat exchanger 8. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は冷凍サイクルの制御方法に関し、特に車室内のフロント側とリア側とを独立して空調することができる自動車用空調装置の冷凍サイクルであって、レシーバからフロント側膨張弁およびリア側膨張弁に向かう高温・高圧の冷媒とフロント側蒸発器およびリア側蒸発器から可変容量圧縮機へ向かう低温・低圧の冷媒との間で熱交換を行う二重管構造の内部熱交換器を備えた冷凍サイクルの制御方法に関する。   The present invention relates to a control method for a refrigeration cycle, and more particularly to a refrigeration cycle for an automotive air conditioner capable of independently air-conditioning a front side and a rear side in a vehicle interior, from a receiver to a front side expansion valve and a rear side expansion. Equipped with a double-tube internal heat exchanger that exchanges heat between the high-temperature and high-pressure refrigerant going to the valve and the low-temperature and low-pressure refrigerant going from the front and rear evaporators to the variable capacity compressor. The present invention relates to a control method of a refrigeration cycle.

車室容量の大きな車両には、車室内のフロント側とリア側とをそれぞれ独立して空調できるようにした自動車用空調装置が搭載されていることがある。このような自動車用空調装置では、フロント側の空調制御を行うフロント側膨張弁およびフロント側蒸発器の回路とリア側の空調制御を行うリア側膨張弁およびリア側蒸発器の回路とを並列に配置して構成した冷凍サイクルが用いられている。ここで、フロント側回路およびリア側回路に用いられる膨張弁としては、それぞれの蒸発器の出口における冷媒の温度および圧力を感知してその蒸発器出口の冷媒が所定の過熱度になるように蒸発器へ供給する冷媒の流量を制御するようにした温度式膨張弁を用いることが多い。   A vehicle having a large cabin capacity may be equipped with an automotive air conditioner that can independently air-condition the front and rear sides of the cabin. In such an automotive air conditioner, a front side expansion valve and front evaporator circuit that performs front side air conditioning control and a rear side expansion valve and rear side evaporator circuit that perform rear side air conditioning control are arranged in parallel. A refrigeration cycle arranged and configured is used. Here, as expansion valves used in the front side circuit and the rear side circuit, the temperature and pressure of the refrigerant at the outlet of each evaporator are sensed and evaporated so that the refrigerant at the outlet of the evaporator has a predetermined superheat degree. In many cases, a temperature-type expansion valve that controls the flow rate of the refrigerant supplied to the vessel is used.

また、冷凍サイクルにおいては、一般に、膨張弁に向かう凝縮された高温・高圧の冷媒と蒸発器から可変容量圧縮機へ向かう低温・低圧の冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器を備えることにより、システムの効率を向上できることも知られている(たとえば、特許文献1参照。)。これは、凝縮された冷媒が内部熱交換器によってさらに冷却されることで膨張弁および蒸発器の入口の冷媒のエンタルピを低下させ、また、蒸発器を出た冷媒が内部熱交換器によってさらに過熱されることで可変容量圧縮機の入口の冷媒のエンタルピを上昇させることにより成績係数が向上するからである。   The refrigeration cycle generally includes an internal heat exchanger that exchanges heat between the condensed high-temperature / high-pressure refrigerant directed to the expansion valve and the low-temperature / low-pressure refrigerant directed from the evaporator to the variable capacity compressor. It is also known that the efficiency of the system can be improved (see, for example, Patent Document 1). This is because the condensed refrigerant is further cooled by the internal heat exchanger to lower the enthalpy of the refrigerant at the inlet of the expansion valve and the evaporator, and the refrigerant that has left the evaporator is further superheated by the internal heat exchanger. This is because the coefficient of performance is improved by increasing the enthalpy of the refrigerant at the inlet of the variable capacity compressor.

フロント用およびリア用にそれぞれ膨張弁および蒸発器を備えた冷凍サイクルにおいてもこのような内部熱交換器を適用すれば、同じようにシステムの効率を向上させることができる。その内部熱交換器としては、構造のシンプルさから、内管と外管とが同心配置された二重管構造のものが用いられている。
特開2001−108308号公報
If such an internal heat exchanger is applied to a refrigeration cycle having an expansion valve and an evaporator for the front and rear, respectively, the efficiency of the system can be improved in the same manner. As the internal heat exchanger, a double tube structure in which an inner tube and an outer tube are concentrically arranged is used because of the simplicity of the structure.
JP 2001-108308 A

しかしながら、フロント側とリア側とでそれぞれ空調可能にした冷凍サイクルにおいても、フロント側の膨張弁に温度式膨張弁を用い、リア側の膨張弁には空調停止時に冷媒回路を閉止できるようにした構造が複雑で高価な電磁弁付温度式膨張弁を用いているため、自動車用空調装置のコストが高くなるという問題点があった。   However, even in the refrigeration cycle in which air conditioning is possible on the front side and the rear side, a temperature type expansion valve is used for the front side expansion valve, and the refrigerant circuit can be closed to the rear side expansion valve when air conditioning is stopped. There is a problem that the cost of the air conditioner for automobiles is increased because the structure uses a complicated and expensive temperature expansion valve with a solenoid valve.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、フロント側とリア側とでそれぞれ空調でき、内部熱交換器を備えた冷凍サイクルのコスト低減を可能にした冷凍サイクルの制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and provides a control method of a refrigeration cycle that can be air-conditioned on the front side and the rear side, respectively, and that can reduce the cost of the refrigeration cycle having an internal heat exchanger. The purpose is to do.

本発明では上記問題を解決するために、レシーバからフロント側膨張弁およびリア側膨張弁に向かう高温・高圧の冷媒とフロント側蒸発器およびリア側蒸発器から可変容量圧縮機へ向かう低温・低圧の冷媒との間で熱交換を行う二重管構造の内部熱交換器を備えた冷凍サイクルの制御方法において、前記リア側膨張弁は、前記リア側蒸発器の入口圧力と出口圧力との差圧に応じて前記リア側蒸発器に供給する冷媒の流量を制御するものであって、非通電時には閉弁し、通電時には開弁するときの設定差圧がソレノイドに流す電流値に応じて設定されるソレノイド作動の電磁膨張弁であり、前記リア側蒸発器に送風される車室内の空気の量を推定し、推定した空気の量に応じて前記リア側蒸発器に供給すべき冷媒の流量に対応する前記設定差圧を設定するようにしたことを特徴とする冷凍サイクルの制御方法が提供される。   In the present invention, in order to solve the above problem, a high-temperature / high-pressure refrigerant from the receiver to the front-side expansion valve and the rear-side expansion valve and a low-temperature / low-pressure refrigerant from the front-side evaporator and the rear-side evaporator to the variable capacity compressor. In the control method of a refrigeration cycle including an internal heat exchanger having a double-pipe structure for exchanging heat with a refrigerant, the rear side expansion valve is a differential pressure between an inlet pressure and an outlet pressure of the rear side evaporator. The flow rate of the refrigerant supplied to the rear-side evaporator is controlled in accordance with the value, and the set differential pressure when the valve is closed when not energized and opened when energized is set according to the value of the current flowing through the solenoid. A solenoid-operated electromagnetic expansion valve that estimates the amount of air in the passenger compartment that is blown to the rear-side evaporator, and sets the flow rate of refrigerant to be supplied to the rear-side evaporator according to the estimated amount of air. Corresponding set differential pressure The method of the refrigeration cycle, characterized in that so as to set is provided.

このような冷凍サイクルの制御方法によれば、リア側膨張弁として、非通電時には閉弁し、通電時には開弁するときの設定差圧がソレノイドに流す電流値に応じて設定されるソレノイド作動の電磁膨張弁としたことで、空調停止時に冷媒回路を閉止するための電磁弁が不要になり、また、その電磁膨張弁がリア側蒸発器の入口圧力と出口圧力との差圧に応じてリア側蒸発器に供給する冷媒の流量を制御する構成であるため、温度式膨張弁に必要なパワーエレメントが不要であるため、リア側膨張弁のコストを大幅に低減することができ、しかも、その電磁膨張弁の制御を、リア側の空気負荷を代表しているリア側蒸発器に送風される車室内の空気の量を基にしている。電磁膨張弁は、温度式膨張弁に比べて制御の精度は低下するが、たとえリア側蒸発器で蒸発し切れないほどの流量を流出させたとしても、内部熱交換器がリア側蒸発器からの湿り分の多い冷媒を完全に蒸発させるので、可変容量圧縮機の重大な故障要因である液冷媒の導入を防止することができる。   According to such a control method of the refrigeration cycle, as the rear side expansion valve, a solenoid-operated valve in which a set differential pressure when closing the valve when not energized and opening when energized is set according to the value of the current flowing through the solenoid. The electromagnetic expansion valve eliminates the need for an electromagnetic valve for closing the refrigerant circuit when air conditioning is stopped, and the electromagnetic expansion valve is arranged in accordance with the differential pressure between the inlet pressure and the outlet pressure of the rear evaporator. Since the flow rate of the refrigerant supplied to the side evaporator is controlled, the power element required for the temperature type expansion valve is unnecessary, so the cost of the rear side expansion valve can be greatly reduced. The control of the electromagnetic expansion valve is based on the amount of air in the passenger compartment that is blown to the rear-side evaporator that represents the rear-side air load. Although the accuracy of control of the electromagnetic expansion valve is lower than that of the temperature expansion valve, even if the flow rate is such that it cannot be completely evaporated by the rear side evaporator, the internal heat exchanger is not connected to the rear side evaporator. Since the refrigerant with much moisture is completely evaporated, the introduction of liquid refrigerant, which is a serious failure factor of the variable capacity compressor, can be prevented.

本発明の冷凍サイクルの制御方法は、リア側の膨張弁には高価な電磁弁付温度式膨張弁の代わりにリア側蒸発器の入口圧力と出口圧力との差圧に応じてリア側蒸発器に供給する冷媒の流量を制御する電磁膨張弁を使用したことで、自動車用空調装置のコストを低減でき、その電磁膨張弁をリア側の空気負荷を代表しているリア側蒸発器に送風される車室内の空気の量を基に制御することで、制御自体も簡素化できるという利点がある。そのため、流量制御の精度は温度式膨張弁よりも低下するが、それによる不具合は内部熱交換器が吸収するため問題にはならない。   The control method for the refrigeration cycle according to the present invention is based on the rear side evaporator according to the differential pressure between the inlet pressure and the outlet pressure of the rear side evaporator instead of the expensive temperature type expansion valve with solenoid valve. By using an electromagnetic expansion valve that controls the flow rate of the refrigerant supplied to the vehicle, the cost of the air conditioner for automobiles can be reduced, and the electromagnetic expansion valve is blown to the rear-side evaporator that represents the air load on the rear side. By controlling based on the amount of air in the vehicle interior, there is an advantage that the control itself can be simplified. For this reason, the accuracy of the flow rate control is lower than that of the temperature type expansion valve, but the malfunction caused by it is not a problem because the internal heat exchanger absorbs it.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1は第1の制御方法に係る自動車用空調装置の冷凍サイクルを示すシステム図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a system diagram showing a refrigeration cycle of an automotive air conditioner according to a first control method.

この冷凍サイクルは、車両のエンジンルーム内に配置されて、冷媒を圧縮する可変容量圧縮機1と、圧縮された冷媒を冷却して凝縮させる凝縮器2と、凝縮された冷媒を気液に分離して液冷媒を送り出すレシーバ3とを備えている。車室内のフロント側には、液冷媒を断熱膨張させるフロント側膨張弁4と、膨張された冷媒を蒸発させるフロント側蒸発器5とが配置され、車室内のリア側には、液冷媒を断熱膨張させるリア側膨張弁6と、膨張された冷媒を蒸発させるリア側蒸発器7とが配置されている。そして、レシーバ3とフロント側膨張弁4およびリア側膨張弁6との間は、二重管構造の内部熱交換器8によって接続されている。また、フロント側蒸発器5およびリア側蒸発器7の近傍には、これらに車室内の空気を通過させるための送風機9,10が設けられている。   This refrigeration cycle is arranged in an engine room of a vehicle, and a variable capacity compressor 1 that compresses the refrigerant, a condenser 2 that cools and condenses the compressed refrigerant, and separates the condensed refrigerant into gas and liquid. And a receiver 3 for sending out the liquid refrigerant. A front side expansion valve 4 for adiabatically expanding the liquid refrigerant and a front side evaporator 5 for evaporating the expanded refrigerant are disposed on the front side of the vehicle interior, and the liquid refrigerant is insulated on the rear side of the vehicle interior. A rear side expansion valve 6 for expansion and a rear side evaporator 7 for evaporating the expanded refrigerant are arranged. The receiver 3 and the front side expansion valve 4 and the rear side expansion valve 6 are connected by an internal heat exchanger 8 having a double pipe structure. Further, in the vicinity of the front-side evaporator 5 and the rear-side evaporator 7, blowers 9 and 10 are provided for allowing the air in the vehicle compartment to pass therethrough.

フロント側膨張弁4は、フロント側蒸発器5の出口における冷媒の温度および圧力を感知してそのフロント側蒸発器5の出口の冷媒が所定の過熱度になるようにフロント側蒸発器5へ供給する冷媒の流量を制御するようにした温度式膨張弁である。   The front side expansion valve 4 senses the temperature and pressure of the refrigerant at the outlet of the front side evaporator 5 and supplies the refrigerant to the outlet of the front side evaporator 5 to the front side evaporator 5 so as to have a predetermined superheat degree. It is a temperature type expansion valve which controlled the flow volume of the refrigerant | coolant to perform.

リア側膨張弁6は、リア側蒸発器7の入口圧力と出口圧力との差圧に応じてリア側蒸発器7に供給する冷媒の流量を制御するものであって、非通電時には閉弁し、通電時には開弁するときの設定差圧がソレノイドに流す電流値に応じて設定されるソレノイド作動の電磁膨張弁である。そのソレノイドに流す電流値は、制御部11によって制御される。その制御部11は、リア側蒸発器7の空気導入口近傍に設置された温度センサ12、リア側蒸発器7の空気導出口近傍に設置された温度センサ13および送風機10に接続されている。温度センサ12はリア側蒸発器7の入口空気温度を検出し、温度センサ13はリア側蒸発器7の出口空気温度を検出する。送風機10では、これに印加される駆動電圧とリア側蒸発器7に送風する空気の量とが対応しているので、送風機9の駆動電圧を検出することにより送風する空気の量を推定することができ、これがリア側の空気負荷を代表していることになる。したがって、制御部11は、送風機10の駆動電圧を基にリア側膨張弁6の流量制御をすることになる。   The rear side expansion valve 6 controls the flow rate of the refrigerant supplied to the rear side evaporator 7 according to the differential pressure between the inlet pressure and the outlet pressure of the rear side evaporator 7, and is closed when not energized. The solenoid-operated electromagnetic expansion valve is set in accordance with the value of the current that flows through the solenoid. The value of the current flowing through the solenoid is controlled by the control unit 11. The controller 11 is connected to a temperature sensor 12 installed near the air inlet of the rear evaporator 7, a temperature sensor 13 installed near the air outlet of the rear evaporator 7, and the blower 10. The temperature sensor 12 detects the inlet air temperature of the rear side evaporator 7, and the temperature sensor 13 detects the outlet air temperature of the rear side evaporator 7. In the blower 10, since the drive voltage applied to this corresponds to the amount of air blown to the rear evaporator 7, the amount of air blown is estimated by detecting the drive voltage of the blower 9. This represents the air load on the rear side. Therefore, the control unit 11 controls the flow rate of the rear side expansion valve 6 based on the drive voltage of the blower 10.

ここで、たとえばフロント側のみ空調を行うとき、リア側膨張弁6は、非通電の状態にされて閉弁しており、リア側回路の冷媒流路に冷媒が流れることはない。この状態で、可変容量圧縮機1およびフロント側の送風機9が起動されると、可変容量圧縮機1で圧縮された高温・高圧の冷媒は、凝縮器2にて凝縮され、レシーバ3に溜められる。レシーバ3の液冷媒は、内部熱交換器8を通ってフロント側膨張弁4に供給され、そこで断熱膨張されて低温・低圧の冷媒になる。低温・低圧の冷媒になった冷媒は、フロント側蒸発器5に送られ、そこで送風機9によって送られてきた車室内の空気との熱交換により蒸発される。蒸発された冷媒は、フロント側膨張弁4および内部熱交換器8を介して可変容量圧縮機1の入口に送られる。   Here, for example, when air conditioning is performed only on the front side, the rear side expansion valve 6 is in a non-energized state and is closed, so that no refrigerant flows into the refrigerant flow path of the rear side circuit. When the variable capacity compressor 1 and the front blower 9 are started in this state, the high-temperature and high-pressure refrigerant compressed by the variable capacity compressor 1 is condensed in the condenser 2 and stored in the receiver 3. . The liquid refrigerant in the receiver 3 is supplied to the front side expansion valve 4 through the internal heat exchanger 8, where it is adiabatically expanded to become a low-temperature / low-pressure refrigerant. The refrigerant that has become a low-temperature and low-pressure refrigerant is sent to the front-side evaporator 5, where it is evaporated by heat exchange with the air in the vehicle compartment sent by the blower 9. The evaporated refrigerant is sent to the inlet of the variable capacity compressor 1 through the front side expansion valve 4 and the internal heat exchanger 8.

蒸発した冷媒がフロント側膨張弁4を通過するとき、そのパワーエレメントは、フロント側蒸発器5を出た冷媒の温度および圧力を感知し、そのフロント側蒸発器5の出口における冷媒が所定の過熱度になるようにフロント側蒸発器5に送り出す冷媒の流量を制御する。内部熱交換器8は、レシーバ3からフロント側膨張弁4に向けて流れる高温の冷媒とフロント側膨張弁4から可変容量圧縮機1に向けて流れる低温の冷媒との間で熱交換する。これにより、フロント側膨張弁4に送られる冷媒はより冷却され、可変容量圧縮機1に送られる冷媒はより過熱されることにより、フロント側膨張弁4の入口と可変容量圧縮機1の入口とのエンタルピ差が大きくなる。その結果、冷凍サイクルの成績係数が向上するため、可変容量圧縮機1を駆動する走行用エンジンの負荷を小さくすることができ、自動車用空調装置の効率を向上させることができる。   When the evaporated refrigerant passes through the front side expansion valve 4, the power element senses the temperature and pressure of the refrigerant that has left the front side evaporator 5, and the refrigerant at the outlet of the front side evaporator 5 has a predetermined overheat. The flow rate of the refrigerant sent to the front-side evaporator 5 is controlled so as to be at the same level. The internal heat exchanger 8 exchanges heat between the high-temperature refrigerant flowing from the receiver 3 toward the front side expansion valve 4 and the low-temperature refrigerant flowing from the front side expansion valve 4 toward the variable capacity compressor 1. Thereby, the refrigerant sent to the front side expansion valve 4 is further cooled, and the refrigerant sent to the variable capacity compressor 1 is further heated, so that the inlet of the front side expansion valve 4 and the inlet of the variable capacity compressor 1 are The enthalpy difference increases. As a result, since the coefficient of performance of the refrigeration cycle is improved, the load on the traveling engine that drives the variable capacity compressor 1 can be reduced, and the efficiency of the air conditioner for automobiles can be improved.

リア側の空調を行うときには、リア側膨張弁6が通電され、送風機10が起動される。これにより、内部熱交換器8にて分岐された高温・高圧の液冷媒がリア側膨張弁6に供給され、そこで断熱膨張されて低温・低圧の冷媒になる。低温・低圧の冷媒になった冷媒は、リア側蒸発器7に送られ、そこで送風機10によって送られてきた車室内の空気との熱交換により蒸発される。蒸発された冷媒は、リア側膨張弁6および内部熱交換器8を介して可変容量圧縮機1の入口に送られる。蒸発した冷媒がリア側膨張弁6を通過するとき、そのリア側膨張弁6は、リア側蒸発器7の前後差圧を感知し、その差圧が給電された電流に対応する所定の差圧を維持するようにリア側蒸発器7に送り出す冷媒の流量を制御する。このとき、制御部11は、送風機9の駆動電圧から送風機9がリア側蒸発器7に送風する空気の量を推定し、これを基にリア側膨張弁6の流量制御をすることになる。すなわち、送風する空気の量が多くなればなるほどリア側膨張弁6のソレノイドに流す電流値(設定差圧)を大きく設定して、リア側蒸発器7に送り出す冷媒の流量を多くするように制御する。さらに、温度センサ12および温度センサ13がリア側蒸発器7の入口空気温度および出口空気温度を検出し、それらの温度差を求めることによってリア側蒸発器7による車室内空気の冷え具合を知ることができるので、制御部11は、温度差が大きくなればなるほどリア側膨張弁6のソレノイドに流す電流値を大きくする方向に調整して、設定された設定差圧の値を補正する。   When rear-side air conditioning is performed, the rear-side expansion valve 6 is energized and the blower 10 is activated. As a result, the high-temperature and high-pressure liquid refrigerant branched by the internal heat exchanger 8 is supplied to the rear side expansion valve 6, where it is adiabatically expanded to become a low-temperature and low-pressure refrigerant. The refrigerant that has become a low-temperature and low-pressure refrigerant is sent to the rear-side evaporator 7, where it is evaporated by heat exchange with the air in the vehicle compartment sent by the blower 10. The evaporated refrigerant is sent to the inlet of the variable capacity compressor 1 via the rear side expansion valve 6 and the internal heat exchanger 8. When the evaporated refrigerant passes through the rear side expansion valve 6, the rear side expansion valve 6 senses the differential pressure across the rear evaporator 7, and the differential pressure corresponds to a predetermined differential pressure corresponding to the supplied current. The flow rate of the refrigerant sent to the rear evaporator 7 is controlled so as to maintain the above. At this time, the control unit 11 estimates the amount of air that the blower 9 blows to the rear evaporator 7 from the drive voltage of the blower 9 and controls the flow rate of the rear side expansion valve 6 based on this. That is, the larger the amount of air to be blown, the larger the current value (set differential pressure) that flows through the solenoid of the rear side expansion valve 6 is controlled to increase the flow rate of the refrigerant sent to the rear side evaporator 7. To do. Further, the temperature sensor 12 and the temperature sensor 13 detect the inlet air temperature and the outlet air temperature of the rear side evaporator 7, and know the degree of cooling of the vehicle interior air by the rear side evaporator 7 by obtaining the temperature difference between them. Therefore, the control unit 11 adjusts the value of the current flowing through the solenoid of the rear side expansion valve 6 to increase as the temperature difference increases, and corrects the set differential pressure value.

このように、フロント側のフロント側膨張弁4では、フロント側蒸発器5を出た冷媒が所定の過熱度になるようにフロント側蒸発器5に送り出す冷媒の流量を常に正確に制御して、可変容量圧縮機1の故障の原因となる液冷媒が可変容量圧縮機1に決して戻らないようにしているのに対し、リア側のリア側膨張弁6では、フロント側膨張弁4のような正確な流量制御は要求されない。これは、この冷凍サイクルが内部熱交換器8を備えているためである。すなわち、たとえリア側膨張弁6がラフな流量制御をしたことによってリア側蒸発器7から蒸発し切れずに湿り分の多い冷媒が出されたとしても、そのような湿り分の多い冷媒は、可変容量圧縮機1の入口に到達する前に内部熱交換器8で完全に蒸発され、さらに過熱されるのである。このことから、高価な温度式膨張弁またはそれに電磁弁を一体にした電磁弁一体型膨張弁を用いなくても、構成が簡単で、非通電時には閉弁することができる安価なリア側膨張弁6の使用が可能となるのである。次に、このようなリア側膨張弁6の具体例について説明する。   Thus, in the front side expansion valve 4 on the front side, the flow rate of the refrigerant sent to the front side evaporator 5 is always accurately controlled so that the refrigerant discharged from the front side evaporator 5 has a predetermined superheat degree, While the liquid refrigerant causing the failure of the variable capacity compressor 1 is never returned to the variable capacity compressor 1, the rear side expansion valve 6 is more accurate than the front side expansion valve 4. A precise flow rate control is not required. This is because the refrigeration cycle includes the internal heat exchanger 8. That is, even if the rear side expansion valve 6 performs rough flow control and the rear side evaporator 7 does not completely evaporate and a refrigerant with a high level of moisture is discharged, Before reaching the inlet of the variable capacity compressor 1, it is completely evaporated by the internal heat exchanger 8 and further heated. Therefore, an inexpensive rear expansion valve that has a simple configuration and can be closed when not energized without using an expensive temperature expansion valve or an expansion valve integrated with a solenoid valve. 6 can be used. Next, a specific example of such a rear side expansion valve 6 will be described.

図2はリア側膨張弁の構成例を非通電時の状態で示す断面図である。
このリア側膨張弁6は、リア側蒸発器7の冷媒入口および冷媒出口に直接接続するような構成を有している。なお、リア側蒸発器7は、複数のアルミニウムのプレートを積層して構成され、そのヘッダ部分には、冷媒を導入する冷媒入口配管22および冷媒を導出する冷媒出口配管23を有している。冷媒出口配管23は、冷媒入口配管22を囲うように冷媒入口配管22と概略同軸に配置されて二重管構造になっている。そして、このリア側蒸発器7は、炉中ろう付け加工にて、積層されたプレートを同時に溶接することによって形成されるが、このとき、冷媒入口配管22および冷媒出口配管23も一緒に溶接されて一体に形成されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of the rear side expansion valve in a non-energized state.
The rear side expansion valve 6 is configured to be directly connected to the refrigerant inlet and the refrigerant outlet of the rear side evaporator 7. The rear-side evaporator 7 is configured by laminating a plurality of aluminum plates, and has a refrigerant inlet pipe 22 for introducing a refrigerant and a refrigerant outlet pipe 23 for leading out the refrigerant in a header portion thereof. The refrigerant outlet pipe 23 is disposed substantially coaxially with the refrigerant inlet pipe 22 so as to surround the refrigerant inlet pipe 22 and has a double pipe structure. The rear evaporator 7 is formed by simultaneously welding the stacked plates by brazing in the furnace. At this time, the refrigerant inlet pipe 22 and the refrigerant outlet pipe 23 are also welded together. Are integrally formed.

リア側膨張弁6は、図2の左右方向に延びる主円柱部24にこれに直交して図2の下方向に延びる副円柱部25が結合された外形を有するボディ26を備えている。その副円柱部25は、二重管構造の内部熱交換器8の配管と接続される配管接続部を構成している。主円柱部24および副円柱部25は、それら三方の端面形状がそれぞれ二重管構造を有している。主円柱部24は、その中央に膨張弁の可動部が収容される中央孔が軸方向に貫通形成され、その中央孔の周囲にはリア側蒸発器7から導入された低圧冷媒を流す複数の通路が軸方向に貫通形成されている。そのため、好ましくは、このボディ26は、中央孔および/または複数の通路が中空押し出し加工によってあらかじめ形成された押し出し中空材が使用され、それを加工して三方が二重管構造になるようにしている。   The rear side expansion valve 6 is provided with a body 26 having an outer shape in which a main cylindrical portion 24 extending in the left-right direction in FIG. 2 and a sub cylindrical portion 25 extending in the downward direction in FIG. The sub-cylindrical part 25 constitutes a pipe connection part connected to the pipe of the internal heat exchanger 8 having a double pipe structure. The main cylindrical portion 24 and the sub-cylindrical portion 25 have a double pipe structure in their end surfaces. The main cylindrical portion 24 has a central hole in the center thereof in which the movable portion of the expansion valve is accommodated in the axial direction, and a plurality of low-pressure refrigerant introduced from the rear-side evaporator 7 flows around the central hole. A passage is formed penetrating in the axial direction. Therefore, preferably, the body 26 is made of an extruded hollow material in which a central hole and / or a plurality of passages are formed in advance by hollow extrusion, and processed into a double tube structure on three sides. Yes.

主円柱部24の中央孔の中ほどには、弁軸ガイド27およびリング状の弁座28がかしめ加工によってボディ26に固定されている。その弁座28に対して接離自在に弁体29が配置されている。弁体29は、スプリング30によって閉弁方向に付勢されており、そのスプリング30は、主円柱部24のリア側蒸発器7側に形成された二重管の内管に圧入されたばね受け部材31によって受けられている。スプリング30の荷重は、二重管の内管に圧入されるばね受け部材31の圧入量によって調整されている。   In the middle of the central hole of the main cylindrical portion 24, a valve shaft guide 27 and a ring-shaped valve seat 28 are fixed to the body 26 by caulking. A valve element 29 is disposed so as to be able to contact and separate from the valve seat 28. The valve body 29 is urged in the valve closing direction by a spring 30, and the spring 30 is press-fitted into an inner pipe of a double pipe formed on the rear side evaporator 7 side of the main cylindrical portion 24. Received by 31. The load of the spring 30 is adjusted by the press-fitting amount of the spring receiving member 31 that is press-fitted into the inner pipe of the double pipe.

弁体29は、弁座28および弁軸ガイド27を介して軸方向に延びる弁軸32と一体に形成されている。弁軸32の弁体29が形成されている側とは反対側の端部に筒状受圧部材33が外嵌され、その筒状受圧部材33よりも弁体29側の弁軸32にはシール用のOリング34が周設されている。筒状受圧部材33を収容している主円柱部24の中央孔である二重管の内管の内径は、弁座28の弁孔の内径に概略等しくしてあり、これによって、弁体29が高圧の圧力を開弁方向に受ける有効受圧面積とOリング34が高圧の圧力を閉弁方向に受ける有効受圧面積とが概略等しくなるので、弁体29が開弁方向に受ける高圧の圧力をOリング34が閉弁方向に受ける同じ圧力によってキャンセルするようにしている。   The valve body 29 is formed integrally with a valve shaft 32 extending in the axial direction via the valve seat 28 and the valve shaft guide 27. A cylindrical pressure receiving member 33 is fitted on the end of the valve shaft 32 opposite to the side on which the valve body 29 is formed, and the valve shaft 32 closer to the valve body 29 than the cylindrical pressure receiving member 33 is sealed. An O-ring 34 is provided around. The inner diameter of the inner tube of the double pipe, which is the central hole of the main cylindrical portion 24 that accommodates the cylindrical pressure receiving member 33, is approximately equal to the inner diameter of the valve hole of the valve seat 28. Since the effective pressure receiving area in which the high pressure receives the high pressure in the valve opening direction and the effective pressure receiving area in which the O-ring 34 receives the high pressure in the valve closing direction are approximately equal, the high pressure received by the valve body 29 in the valve opening direction is The O-ring 34 is canceled by the same pressure received in the valve closing direction.

主円柱部24のばね受け部材31が圧入されている側にて二重管構造に形成されたものの内管は、このリア側膨張弁6の低圧冷媒出口35を構成し、その外周に形成された環状溝は、リア側蒸発器7から戻ってきた冷媒を受け入れる戻り低圧冷媒入口36を構成している。ここで、このリア側膨張弁6の低圧冷媒出口35は、リア側蒸発器7の冷媒入口配管22に嵌合され、その嵌合部はOリングによってシールされている。また、リア側膨張弁6の戻り低圧冷媒入口36は、リア側蒸発器7の冷媒出口配管23に嵌合され、先端部を全周かしめ加工することによってリア側蒸発器7と機械的に結合され、冷媒出口配管23との嵌合部は、Oリングによってシールされている。   The inner tube of the double cylindrical structure formed on the side where the spring receiving member 31 of the main cylindrical portion 24 is press-fitted constitutes a low-pressure refrigerant outlet 35 of the rear side expansion valve 6 and is formed on the outer periphery thereof. The annular groove constitutes a return low-pressure refrigerant inlet 36 that receives the refrigerant returned from the rear-side evaporator 7. Here, the low-pressure refrigerant outlet 35 of the rear side expansion valve 6 is fitted into the refrigerant inlet pipe 22 of the rear side evaporator 7, and the fitting portion is sealed by an O-ring. Further, the return low-pressure refrigerant inlet 36 of the rear side expansion valve 6 is fitted into the refrigerant outlet pipe 23 of the rear side evaporator 7 and mechanically coupled to the rear side evaporator 7 by caulking the entire tip. The fitting portion with the refrigerant outlet pipe 23 is sealed with an O-ring.

主円柱部24の中央孔における弁軸ガイド27の設置空間は、副円柱部25に形成された二重管構造の内管が連通し、主円柱部24の中央孔の周りにその中央孔と平行に形成された通路は、副円柱部25に形成された内管と外管との間の空間に連通している。ここで、副円柱部25の内管は、高圧冷媒入口37を構成し、副円柱部25の内管と外管との間の空間は、このリア側膨張弁6を通過した冷媒が可変容量圧縮機1の入口に戻される戻り低圧冷媒出口38を構成している。したがって、リア側膨張弁6の高圧冷媒入口37は、レシーバ3からの高温・高圧の液冷媒が供給される高圧配管39が嵌合され、Oリングによってシールされている。また、リア側膨張弁6の戻り低圧冷媒出口38は、戻り低圧配管40に嵌合され、先端部に内嵌したバックアップリング41を固定するようにその全周をかしめ加工することによって戻り低圧配管40と機械的に結合され、戻り低圧配管40との嵌合部は、Oリングによってシールされている。この副円柱部25に接続される高圧配管39および戻り低圧配管40は、これらの間に図示しない複数の伝熱フィンが螺旋状に配置されて概略同軸の二重管構造になっており、これが、図1の内部熱交換器8を構成している。   The installation space of the valve shaft guide 27 in the central hole of the main cylindrical part 24 communicates with the inner pipe of the double pipe structure formed in the sub-cylindrical part 25, and the central hole and the central hole around the central hole of the main cylindrical part 24. The passages formed in parallel communicate with a space between the inner tube and the outer tube formed in the sub-cylindrical portion 25. Here, the inner tube of the sub-cylindrical portion 25 constitutes a high-pressure refrigerant inlet 37, and the space between the inner tube and the outer tube of the sub-cylindrical portion 25 has a variable capacity for the refrigerant that has passed through the rear side expansion valve 6. A return low-pressure refrigerant outlet 38 that is returned to the inlet of the compressor 1 is configured. Therefore, the high-pressure refrigerant inlet 37 of the rear side expansion valve 6 is fitted with a high-pressure pipe 39 to which high-temperature and high-pressure liquid refrigerant from the receiver 3 is supplied and is sealed by an O-ring. Further, the return low-pressure refrigerant outlet 38 of the rear side expansion valve 6 is fitted into the return low-pressure pipe 40, and the return low-pressure pipe is formed by caulking the entire circumference so as to fix the backup ring 41 fitted in the tip portion. 40 and mechanically coupled to the return low-pressure pipe 40 is sealed by an O-ring. The high-pressure pipe 39 and the return low-pressure pipe 40 connected to the sub-cylindrical portion 25 have a substantially coaxial double pipe structure in which a plurality of heat transfer fins (not shown) are spirally arranged between them. 1 constitutes the internal heat exchanger 8 of FIG.

主円柱部24のリア側蒸発器7と結合される側と反対側も二重管構造になっていて、その開口端は、ソレノイド42によって閉止されている。ソレノイド42は、コア43を有し、そのフランジ部は、二重管構造の外管を全周かしめ加工することによって主円柱部24に気密に結合されている。コア43には、弁軸32と同軸方向に伸びる有底スリーブ44の開口端が嵌合され、その有底スリーブ44の中にプランジャ45が配置されている。このプランジャ45は、コア43を貫通して弁軸32と同軸方向に伸びるシャフト46に固定され、そのシャフト46は、コア43に圧入して固定された軸受部47および有底スリーブ44の底部に形成された軸受部48によって軸方向に進退自在に保持されている。ソレノイド42は、また、有底スリーブ44の外側にコイル49が周設され、ヨーク50によって囲撓されている。したがって、このリア側膨張弁6は、コイル49への通電がないときには、弁体29がスプリング30の付勢力によって弁座28に着座され、閉弁している。コイル49への通電があるときには、プランジャ45がコア43により吸引され、スプリング30の付勢力に抗してプランジャ45に固定されたシャフト46が弁体29と一体の弁軸32を開弁方向に押し、開弁させる。その弁体29のリフトは、コイル49に給電される電流の大きさによって設定される。   The opposite side of the main cylindrical portion 24 to the side connected to the rear evaporator 7 also has a double tube structure, and its open end is closed by a solenoid 42. The solenoid 42 has a core 43, and its flange portion is airtightly coupled to the main cylindrical portion 24 by caulking the outer tube of a double tube structure all around. The core 43 is fitted with an open end of a bottomed sleeve 44 extending in the same direction as the valve shaft 32, and a plunger 45 is disposed in the bottomed sleeve 44. The plunger 45 is fixed to a shaft 46 that penetrates the core 43 and extends in the same direction as the valve shaft 32. The shaft 46 is fixed to the bottom of the bearing portion 47 and the bottomed sleeve 44 that are press-fitted and fixed to the core 43. The formed bearing portion 48 is held so as to be movable back and forth in the axial direction. In the solenoid 42, a coil 49 is provided around the bottomed sleeve 44 and surrounded by a yoke 50. Therefore, in the rear side expansion valve 6, when the coil 49 is not energized, the valve body 29 is seated on the valve seat 28 by the biasing force of the spring 30 and is closed. When the coil 49 is energized, the plunger 45 is attracted by the core 43 and the shaft 46 fixed to the plunger 45 against the biasing force of the spring 30 causes the valve shaft 32 integrated with the valve body 29 to open in the valve opening direction. Push to open. The lift of the valve body 29 is set according to the magnitude of the current supplied to the coil 49.

以上の構成のリア側膨張弁6において、フロント側の空調は行っているが、リア側の空調は停止しているとき、ソレノイド42のコイル49には給電されないので、図2に示したように、リア側膨張弁6は閉弁している。つまり、自動車用空調装置は、フロント側の空調を行っているので、レシーバ3から内部熱交換器8の高圧配管39を通じて高温・高圧の液冷媒が高圧冷媒入口37に供給されているが、その高圧は、筒状受圧部材33を収容している主円柱部24の二重管の内管の内径を弁孔の内径と概略等しくしてあることによってキャンセルされているため、弁体29は、スプリング30の付勢力によって弁座28に着座し、閉弁していることになる。   In the rear side expansion valve 6 configured as described above, front side air conditioning is performed, but when the rear side air conditioning is stopped, power is not supplied to the coil 49 of the solenoid 42, as shown in FIG. The rear side expansion valve 6 is closed. That is, since the air conditioner for automobiles performs air conditioning on the front side, high-temperature and high-pressure liquid refrigerant is supplied from the receiver 3 through the high-pressure pipe 39 of the internal heat exchanger 8 to the high-pressure refrigerant inlet 37. Since the high pressure is canceled by making the inner diameter of the inner pipe of the double pipe of the main cylindrical portion 24 accommodating the cylindrical pressure receiving member 33 substantially equal to the inner diameter of the valve hole, the valve element 29 is It is seated on the valve seat 28 by the urging force of the spring 30 and is closed.

ここで、リア側の空調を行うためにソレノイド42のコイル49に通電されると、その通電電流の大きさに応じて弁体29がリフトし、リア側膨張弁6は開弁する。レシーバ3から内部熱交換器8の高圧配管39を通じて高温・高圧の液冷媒が高圧冷媒入口37に供給されると、その液冷媒は、弁座28と弁体29との間の隙間を通って低圧冷媒出口35へ流出する。このとき、冷媒は、断熱膨張されて低温・低圧の気液混合冷媒となり、冷媒入口配管22を介してリア側蒸発器7へ導入される。なお、図中の矢印は、冷媒の流れ方向を示している。リア側蒸発器7では、導入された冷媒は、車室内の空気との熱交換により蒸発されて冷媒出口配管23から流出する。その冷媒は、戻り低圧冷媒入口36より導入され、複数の低圧冷媒の通路を通じて戻り低圧冷媒出口38へ流出し、戻り低圧配管40を介して可変容量圧縮機1の入口へ戻される。   Here, when the coil 49 of the solenoid 42 is energized to perform air conditioning on the rear side, the valve element 29 is lifted according to the magnitude of the energized current, and the rear side expansion valve 6 is opened. When high-temperature and high-pressure liquid refrigerant is supplied from the receiver 3 to the high-pressure refrigerant inlet 37 through the high-pressure pipe 39 of the internal heat exchanger 8, the liquid refrigerant passes through the gap between the valve seat 28 and the valve element 29. It flows out to the low-pressure refrigerant outlet 35. At this time, the refrigerant is adiabatically expanded to become a low-temperature / low-pressure gas-liquid mixed refrigerant, and is introduced into the rear evaporator 7 through the refrigerant inlet pipe 22. In addition, the arrow in a figure has shown the flow direction of the refrigerant | coolant. In the rear side evaporator 7, the introduced refrigerant is evaporated by heat exchange with the air in the passenger compartment and flows out from the refrigerant outlet pipe 23. The refrigerant is introduced from the return low-pressure refrigerant inlet 36, flows out to the return low-pressure refrigerant outlet 38 through a plurality of low-pressure refrigerant passages, and is returned to the inlet of the variable capacity compressor 1 through the return low-pressure pipe 40.

ここで、高圧配管39によって供給される冷媒の膨張弁入口圧力をPo、断熱膨張された冷媒の膨張弁出口圧力(蒸発器入口圧力)をPx、リア側蒸発器7から戻ってきた蒸発器出口圧力をPeとすると、弁体29には、閉弁方向に蒸発器入口圧力Pxが加わり、弁体29と一体の弁軸32および筒状受圧部材33の端面には、開弁方向に蒸発器出口圧力Peが加わっている。したがって、弁体29、弁軸32および筒状受圧部材33の一体の組立体には、リア側蒸発器7の入口圧力と出口圧力との差圧(Px−Pe)が加わっているので、その組立体は、このリア側膨張弁6で差圧(Px−Pe)を感知する差圧感知部を構成していることになる。   Here, the expansion valve inlet pressure of the refrigerant supplied by the high-pressure pipe 39 is Po, the expansion valve outlet pressure (evaporator inlet pressure) of the refrigerant adiabatically expanded is Px, and the evaporator outlet returned from the rear-side evaporator 7. When the pressure is Pe, the evaporator inlet pressure Px is applied to the valve body 29 in the valve closing direction, and the end face of the valve shaft 32 and the tubular pressure receiving member 33 integral with the valve body 29 is exposed to the evaporator in the valve opening direction. The outlet pressure Pe is applied. Therefore, since the differential assembly (Px-Pe) between the inlet pressure and the outlet pressure of the rear evaporator 7 is applied to the integral assembly of the valve body 29, the valve shaft 32, and the cylindrical pressure receiving member 33, The assembly constitutes a differential pressure sensing unit that senses the differential pressure (Px−Pe) with the rear side expansion valve 6.

リア側膨張弁6がソレノイド42によって設定された所定の弁リフトにて冷媒をリア側蒸発器7に供給しているとき、リア側蒸発器7を通過する冷媒の流量が増加してリア側蒸発器7での圧力損失が増加すると、蒸発器前後差圧(Px−Pe)が大きくなるので、弁体29は閉弁方向に移動して流量を絞るように作用する。逆に、リア側蒸発器7を通過する冷媒の流量が減少して蒸発器前後差圧(Px−Pe)が小さくなると、弁体29は開弁方向に移動して流量を増やすように作用する。したがって、このリア側膨張弁6は、リア側蒸発器7の入口と出口との圧力差を一定に制御することで、リア側蒸発器7に送り出される冷媒の流量を概略一定に制御するように作用する。また、その一定に制御しようとする差圧はソレノイド42によって設定されるので、このリア側膨張弁6は、リア側蒸発器7を通過する冷媒の流量をソレノイド42によって設定される流量に概略一定に制御するものでもある。しかも、その蒸発器前後差圧(Px−Pe)は、膨張弁入口圧力Poが背圧キャンセルされていることによって、膨張弁入口圧力Poの大きさには、何ら影響されることはない。   When the rear side expansion valve 6 is supplying the refrigerant to the rear side evaporator 7 with a predetermined valve lift set by the solenoid 42, the flow rate of the refrigerant passing through the rear side evaporator 7 is increased and the rear side evaporation is performed. When the pressure loss in the vessel 7 increases, the differential pressure across the evaporator (Px−Pe) increases, so that the valve element 29 moves in the valve closing direction and acts to throttle the flow rate. On the contrary, when the flow rate of the refrigerant passing through the rear evaporator 7 decreases and the evaporator front-rear differential pressure (Px−Pe) decreases, the valve body 29 moves in the valve opening direction and acts to increase the flow rate. . Therefore, the rear side expansion valve 6 controls the flow rate of the refrigerant sent to the rear side evaporator 7 to be substantially constant by controlling the pressure difference between the inlet and the outlet of the rear side evaporator 7 to be constant. Works. Further, since the differential pressure to be controlled to be constant is set by the solenoid 42, the rear side expansion valve 6 has the flow rate of the refrigerant passing through the rear side evaporator 7 substantially constant to the flow rate set by the solenoid 42. It is also what controls. Moreover, the differential pressure across the evaporator (Px−Pe) is not affected at all by the magnitude of the expansion valve inlet pressure Po because the expansion valve inlet pressure Po is canceled by the back pressure.

このリア側膨張弁6を制御するためにソレノイド42のコイル49に通電される電流の大きさは、リア側の空気負荷の推定値に基づいて設定される。その空気負荷の推定値は、送風機10によってリア側蒸発器7に当てられる空気の量、すなわち送風機10の駆動電圧から求められる。送風機10の駆動電圧は、送風機10から直接検出するか、または、送風機10を制御する装置から風量指定信号を検出することによって求められ、制御部11がこれらのデータを基に演算して空気負荷を推定し、それに対応する値の電流をソレノイド42のコイル49に供給することになる。制御部11は、また、リア側蒸発器7の入口空気温度と出口空気温度との温度差を演算し、その温度差に応じて、送風機10の駆動電圧から設定されたソレノイド42のコイル49に通電される電流の大きさを補正するようにしている。   The magnitude of the current supplied to the coil 49 of the solenoid 42 to control the rear side expansion valve 6 is set based on the estimated value of the rear side air load. The estimated value of the air load is obtained from the amount of air applied to the rear evaporator 7 by the blower 10, that is, the drive voltage of the blower 10. The driving voltage of the blower 10 is directly detected from the blower 10 or obtained by detecting an air volume designation signal from a device that controls the blower 10, and the control unit 11 calculates the air load based on these data. And a current having a value corresponding thereto is supplied to the coil 49 of the solenoid 42. The control unit 11 also calculates a temperature difference between the inlet air temperature and the outlet air temperature of the rear side evaporator 7, and generates a coil 49 of the solenoid 42 set based on the driving voltage of the blower 10 according to the temperature difference. The magnitude of the energized current is corrected.

図3はフロント側膨張弁の構成例を示す断面図である。
このフロント側膨張弁4は、リア側膨張弁6のソレノイド42をパワーエレメント51に置き換えて、温度式膨張弁の構成になっている。すなわち、フロント側膨張弁4は、主円柱部52および副円柱部53を有するボディ54を備え、三方の端面形状がそれぞれ二重管構造になっている。主円柱部52の一端は、内管が低圧冷媒出口55、外管が戻り低圧冷媒入口56になっており、フロント側蒸発器5に一体に形成された冷媒入口配管57および冷媒出口配管58にそれぞれ接続されている。主円柱部52の他端の開口端は、パワーエレメント51の外周縁部を係止するように全周かしめ加工することによって封止されている。このパワーエレメント51は、厚い金属製のアッパーハウジング59およびロアハウジング60と、外周縁部がこれらによって挟持された状態でともに溶接された可撓性の金属薄板からなるダイヤフラム61と、ロアハウジング60内に配置されたセンターディスク62とによって構成されている。アッパーハウジング59とダイヤフラム61とによって囲まれた空間は、感温室を構成し、ここに冷凍サイクルの冷媒と同じまたは類似の特性を有するガスが充填されている。ロアハウジング60は、その開口端が円周方向に交互に内側および外側に屈曲されていて、外側の屈曲部がシール用のOリングの脱落防止に使用され、内側の屈曲部がセンターディスク62の脱落防止用のストッパになっている。副円柱部53は、その内管が高圧冷媒入口63を構成し、外管が戻り低圧冷媒出口64を構成し、内部熱交換器8の高圧配管39aおよび戻り低圧配管40aがそれぞれ接続されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration example of the front side expansion valve.
The front side expansion valve 4 has a configuration of a temperature type expansion valve by replacing the solenoid 42 of the rear side expansion valve 6 with a power element 51. That is, the front side expansion valve 4 includes a body 54 having a main cylindrical portion 52 and a sub-cylindrical portion 53, and three end face shapes each have a double tube structure. One end of the main cylindrical portion 52 has an inner pipe serving as a low-pressure refrigerant outlet 55 and an outer pipe returning to a low-pressure refrigerant inlet 56, and is connected to a refrigerant inlet pipe 57 and a refrigerant outlet pipe 58 formed integrally with the front-side evaporator 5. Each is connected. The open end of the other end of the main cylindrical portion 52 is sealed by caulking all around so as to lock the outer peripheral edge of the power element 51. The power element 51 includes a thick metal upper housing 59 and a lower housing 60, a diaphragm 61 made of a flexible thin metal plate welded together in a state where an outer peripheral edge is sandwiched between them, and an inner portion of the lower housing 60. And a center disk 62 arranged in the center. A space surrounded by the upper housing 59 and the diaphragm 61 constitutes a greenhouse, and is filled with a gas having the same or similar characteristics as the refrigerant of the refrigeration cycle. The lower housing 60 has its open ends bent alternately inward and outward in the circumferential direction, the outer bent portion is used to prevent the sealing O-ring from falling off, and the inner bent portion is the center disc 62. It is a stopper to prevent falling off. The sub-cylindrical portion 53 has an inner pipe constituting the high-pressure refrigerant inlet 63, an outer pipe constituting the return low-pressure refrigerant outlet 64, and the high-pressure pipe 39a and the return low-pressure pipe 40a of the internal heat exchanger 8 are connected to each other. .

ボディ54の主円柱部52は、その中央に中央孔が貫通形成され、その中央孔の周囲には図示はしないがたとえば4つの低圧冷媒の通路が平行に貫通形成されている。中央孔の中には、弁軸ガイド65とリング状の弁座66とが嵌合され、かしめ加工によってボディ54に固定されている。その弁座66に対して接離自在に弁体67が配置されている。この弁体67は、弁座66および弁軸ガイド65を介して軸方向に延びる弁軸68と一体に形成されている。弁軸68の弁体67が形成されている側とは反対側の端部には、円筒状のカラー部材69が嵌合され、それよりも弁体67の側には、シール用のOリング70が配置されている。カラー部材69は、パワーエレメント51のセンターディスク62に当接されており、ダイヤフラム61の変位を弁体67に伝達するようにしている。カラー部材69は、弁座66の弁孔の内径に略等しい外径を有し、これにより、フロント側膨張弁4に導入される冷媒の圧力をキャンセルしている。   The main cylindrical portion 52 of the body 54 has a central hole formed in the center thereof, and four low-pressure refrigerant passages are formed in parallel around the central hole, although not shown. In the center hole, a valve shaft guide 65 and a ring-shaped valve seat 66 are fitted and fixed to the body 54 by caulking. A valve body 67 is arranged so as to be able to contact and separate from the valve seat 66. The valve body 67 is formed integrally with a valve shaft 68 that extends in the axial direction via a valve seat 66 and a valve shaft guide 65. A cylindrical collar member 69 is fitted to the end of the valve shaft 68 opposite to the side on which the valve body 67 is formed, and on the valve body 67 side, a sealing O-ring is provided. 70 is arranged. The collar member 69 is in contact with the center disk 62 of the power element 51, and transmits the displacement of the diaphragm 61 to the valve body 67. The collar member 69 has an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the valve hole of the valve seat 66, thereby canceling the pressure of the refrigerant introduced into the front side expansion valve 4.

弁体67は、スプリング71によって閉弁方向に付勢されており、そのスプリング71は、主円柱部52のフロント側蒸発器5側に形成された二重管の内管内に圧入されたばね受け部材72によって受けられていて、そのばね受け部材72の内管への圧入量によってスプリング71の荷重が調整されている。   The valve body 67 is urged in the valve closing direction by a spring 71, and the spring 71 is press-fitted into an inner pipe of a double pipe formed on the front evaporator 5 side of the main cylindrical portion 52. The load of the spring 71 is adjusted by the amount of press-fitting of the spring receiving member 72 into the inner tube.

以上の構成のフロント側膨張弁4において、レシーバ3から高圧配管39aを通じて高温・高圧の液冷媒が高圧冷媒入口63に供給されると、その液冷媒は、弁座66と弁体67との間の隙間を通って低圧冷媒出口55へ流出する。このとき、冷媒は、断熱膨張されて低温・低圧の気液混合冷媒となり、冷媒入口配管57よりフロント側蒸発器5へ導入される。フロント側蒸発器5では、導入された冷媒は、車室内の空気との熱交換により蒸発されて冷媒出口配管58から流出する。その冷媒は、戻り低圧冷媒入口56より導入され、低圧冷媒の通路を通じて戻り低圧冷媒出口64へ流出し、内部熱交換器8の戻り低圧配管40aを介して可変容量圧縮機1の入口へ戻される。   In the front-side expansion valve 4 having the above configuration, when high-temperature and high-pressure liquid refrigerant is supplied from the receiver 3 to the high-pressure refrigerant inlet 63 through the high-pressure pipe 39 a, the liquid refrigerant is interposed between the valve seat 66 and the valve body 67. Flows out to the low-pressure refrigerant outlet 55. At this time, the refrigerant is adiabatically expanded to become a low-temperature / low-pressure gas-liquid mixed refrigerant, and is introduced into the front-side evaporator 5 through the refrigerant inlet pipe 57. In the front-side evaporator 5, the introduced refrigerant is evaporated by heat exchange with the air in the passenger compartment and flows out from the refrigerant outlet pipe 58. The refrigerant is introduced from the return low-pressure refrigerant inlet 56, flows out to the return low-pressure refrigerant outlet 64 through the low-pressure refrigerant passage, and is returned to the inlet of the variable capacity compressor 1 through the return low-pressure pipe 40 a of the internal heat exchanger 8. .

パワーエレメント51のダイヤフラム61とロアハウジング60とによって囲まれた空間は、低圧冷媒の通路と連通しているので、フロント側蒸発器5から戻ってきた冷媒が低圧冷媒の通路を通過するとき、その冷媒が導入されてその温度および圧力がパワーエレメント51によって検出される。感温室内の圧力は、検出した冷媒の温度および圧力に応じて昇降するので、その温度および圧力に応じてダイヤフラム61が弁体67の開閉方向に変位する。その変位は、センターディスク62を介してカラー部材69に伝達され、さらに弁軸68を介して弁体67に伝達される。これにより、弁体67のリフトが変化し、フロント側蒸発器5に供給する冷媒の流量を制御することになる。つまり、このフロント側膨張弁4は、フロント側蒸発器5を出た冷媒の温度および圧力を感知して、その冷媒が所定の過熱度を保持するようにフロント側蒸発器5に供給する冷媒の流量を制御することになる。   Since the space surrounded by the diaphragm 61 and the lower housing 60 of the power element 51 communicates with the low-pressure refrigerant passage, when the refrigerant returned from the front evaporator 5 passes through the low-pressure refrigerant passage, The refrigerant is introduced and its temperature and pressure are detected by the power element 51. Since the pressure in the temperature sensitive room rises and falls according to the detected temperature and pressure of the refrigerant, the diaphragm 61 is displaced in the opening / closing direction of the valve body 67 according to the temperature and pressure. The displacement is transmitted to the collar member 69 via the center disk 62 and further transmitted to the valve body 67 via the valve shaft 68. As a result, the lift of the valve body 67 changes, and the flow rate of the refrigerant supplied to the front-side evaporator 5 is controlled. That is, the front side expansion valve 4 senses the temperature and pressure of the refrigerant that has exited the front side evaporator 5 and supplies the refrigerant to the front side evaporator 5 so that the refrigerant maintains a predetermined degree of superheat. The flow rate will be controlled.

図4は第2の制御方法に係る自動車用空調装置の冷凍サイクルを示すシステム図である。なお、この図4において、図1に示した構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。   FIG. 4 is a system diagram showing the refrigeration cycle of the automotive air conditioner according to the second control method. In FIG. 4, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

この冷凍サイクルは、フロント側膨張弁4に、フロント側蒸発器5の入口圧力と出口圧力との差圧に応じてフロント側蒸発器5に供給する冷媒の流量を制御するものであって、非通電時には閉弁し、通電時には開弁するときの設定差圧がソレノイドに流す電流値に応じて設定されるソレノイド作動の電磁膨張弁を使用し、リア側膨張弁6に、リア側蒸発器7の入口圧力と出口圧力との差圧に応じてリア側蒸発器7に供給する冷媒の流量を制御するものであって、非通電時には閉弁し、通電時には開弁するときの設定差圧がソレノイドに流す電流値に応じて設定されるソレノイド作動の電磁膨張弁を使用している。なお、このリア側膨張弁6の制御については、図1の第1の制御方法に関して説明したものと同じであり、フロント側膨張弁4の具体的な構成例としては、図2に示した電磁膨張弁と同じであるので、ここではこれらの説明を省略する。   This refrigeration cycle controls the flow rate of the refrigerant supplied to the front side evaporator 5 according to the differential pressure between the inlet pressure and the outlet pressure of the front side evaporator 5 to the front side expansion valve 4. A solenoid-operated electromagnetic expansion valve is used, which is closed when energized and is set in accordance with the value of the current flowing through the solenoid. The rear-side evaporator 7 is connected to the rear-side evaporator 7. The flow rate of the refrigerant to be supplied to the rear evaporator 7 is controlled according to the pressure difference between the inlet pressure and the outlet pressure, and the set differential pressure when the valve is closed when not energized and when the valve is opened when energized is A solenoid-operated electromagnetic expansion valve that is set according to the value of the current flowing through the solenoid is used. The control of the rear side expansion valve 6 is the same as that described with respect to the first control method of FIG. 1, and a specific example of the configuration of the front side expansion valve 4 is the electromagnetic shown in FIG. Since this is the same as the expansion valve, the description thereof is omitted here.

フロント側膨張弁4は、フロント制御部14によって制御される。このフロント制御部14は、内部熱交換器8の低圧側出口に設置された圧力センサ15および温度センサ16が接続され、さらに、必要に応じて、可変容量圧縮機1の高圧側、たとえばレシーバ3に設置された圧力センサ17または可変容量圧縮機1の吐出側に設置された温度センサ18が接続される。   The front side expansion valve 4 is controlled by the front control unit 14. The front control unit 14 is connected to a pressure sensor 15 and a temperature sensor 16 installed at the low pressure side outlet of the internal heat exchanger 8, and further, on the high pressure side of the variable capacity compressor 1, for example, the receiver 3 if necessary. Is connected to a pressure sensor 17 or a temperature sensor 18 installed on the discharge side of the variable capacity compressor 1.

以上の構成の冷凍サイクルによれば、フロント側膨張弁4は、これを構成する電磁膨張弁のソレノイドに流す電流値が内部熱交換器8の低圧側出口の温度および圧力によって設定される。これにより、フロント側膨張弁4は、内部熱交換器8の低圧側出口の冷媒の温度および圧力を感知して、その冷媒が所定の過熱度を保持するようにフロント側蒸発器5に供給する冷媒の流量を制御することになる。このように、フロント側膨張弁4は、内部熱交換器8のリア側回路との分岐・合流ポイントよりも可変容量圧縮機1の吸入側である低圧側出口の冷媒の過熱度を制御しているため、フロント側およびリア側を含む全体の空調を制御していることになる。   According to the refrigeration cycle having the above configuration, in the front side expansion valve 4, the value of the current flowing through the solenoid of the electromagnetic expansion valve constituting the front side expansion valve 4 is set by the temperature and pressure at the low pressure side outlet of the internal heat exchanger 8. Thereby, the front side expansion valve 4 senses the temperature and pressure of the refrigerant at the low pressure side outlet of the internal heat exchanger 8 and supplies the refrigerant to the front side evaporator 5 so that the refrigerant maintains a predetermined degree of superheat. The flow rate of the refrigerant will be controlled. In this way, the front side expansion valve 4 controls the degree of superheat of the refrigerant at the low pressure side outlet that is the suction side of the variable capacity compressor 1 from the branching / merging point with the rear side circuit of the internal heat exchanger 8. Therefore, the entire air conditioning including the front side and the rear side is controlled.

このとき、内部熱交換器8の低圧側出口における冷媒の過熱度ができるだけ大きくなるように制御することによって成績係数を上げることができ、これにより自動車用空調装置の効率を向上させることができる。この過熱度をどこまで大きくすることができるかは、そのような過熱度を有する冷媒を吸入して圧縮する可変容量圧縮機1の吐出側の冷媒温度が潤滑オイルの連続使用耐熱温度を超えないことが条件である。   At this time, the coefficient of performance can be increased by controlling the degree of superheat of the refrigerant at the low pressure side outlet of the internal heat exchanger 8 as much as possible, thereby improving the efficiency of the automotive air conditioner. The extent to which the degree of superheat can be increased is determined by the fact that the refrigerant temperature on the discharge side of the variable capacity compressor 1 that sucks and compresses the refrigerant having such superheat does not exceed the continuous use heat resistance temperature of the lubricating oil. Is a condition.

この条件を満たすには、可変容量圧縮機1の吐出側の冷媒温度を知る必要があり、その温度は、可変容量圧縮機1の吐出側に設置された温度センサ18によって検出することができる。したがって、フロント制御部14は、フロント側膨張弁4を過熱度制御しながら、可変容量圧縮機1の吐出側の冷媒の温度を監視し、その吐出側の冷媒の温度が潤滑オイルの連続使用耐熱温度に相当する所定値より高くなると、過熱度制御で設定したソレノイドに流す電流値を大きくする方向に調整する。これにより、フロント側膨張弁4からフロント側蒸発器5に供給される冷媒の流量が増加され、内部熱交換器8の低圧側出口における冷媒の過熱度が低下するので、可変容量圧縮機1の吐出側の冷媒温度を低下させることができる。   In order to satisfy this condition, it is necessary to know the refrigerant temperature on the discharge side of the variable capacity compressor 1, and the temperature can be detected by a temperature sensor 18 installed on the discharge side of the variable capacity compressor 1. Accordingly, the front control unit 14 monitors the temperature of the refrigerant on the discharge side of the variable capacity compressor 1 while controlling the degree of superheat of the front side expansion valve 4, and the temperature of the refrigerant on the discharge side is the heat resistance for continuous use of the lubricating oil. When the temperature becomes higher than a predetermined value corresponding to the temperature, the current value flowing through the solenoid set in the superheat degree control is adjusted to increase. As a result, the flow rate of the refrigerant supplied from the front side expansion valve 4 to the front side evaporator 5 is increased, and the degree of superheat of the refrigerant at the low pressure side outlet of the internal heat exchanger 8 is reduced. The refrigerant temperature on the discharge side can be lowered.

このように可変容量圧縮機1の吐出側の冷媒の温度を監視するには、可変容量圧縮機1の吐出側に温度センサ18を新たに設置する必要がある。しかし、既存の自動車用空調装置には安全のために必須であった圧力センサ17が可変容量圧縮機1の高圧側に設置されているので、その圧力センサ17を利用して、温度センサ18を新たに設けることなく、可変容量圧縮機1の吐出側の冷媒の温度を推定することができる。   Thus, in order to monitor the temperature of the refrigerant on the discharge side of the variable capacity compressor 1, it is necessary to newly install a temperature sensor 18 on the discharge side of the variable capacity compressor 1. However, since the pressure sensor 17 that is indispensable for safety in the existing air conditioner for automobiles is installed on the high pressure side of the variable capacity compressor 1, the temperature sensor 18 is changed using the pressure sensor 17. Without newly providing, the temperature of the refrigerant on the discharge side of the variable capacity compressor 1 can be estimated.

この可変容量圧縮機1の吐出側の冷媒の温度の推定は、冷凍サイクルの挙動を表すモリエル線図を使って説明することができる。すなわち、可変容量圧縮機1の理想的な断熱圧縮ではエントロピは変化せず、断熱圧縮された冷媒は、仕事をした分、圧力もエンタルピも増加するため、モリエル線図上では、可変容量圧縮機1による圧縮は、等エントロピ線に沿った右上がりの変化で表される。この等エントロピ線上の変化の始点は、圧力センサ15および温度センサ16によって検出された内部熱交換器8の低圧側出口、つまり、可変容量圧縮機1の吸入口における圧力および温度から特定することができる。一方、始点が特定された等エントロピ線上の変化の終点は、可変容量圧縮機1の高圧側の圧力が圧力センサ17によって検出されているので、モリエル線図上で、等エントロピ線がその検出した圧力と交差する位置で特定される。そして、モリエル線図上で、その終点を通る等温線を求めることによって、可変容量圧縮機1の吐出側の冷媒の温度を推定することができるのである。   The estimation of the refrigerant temperature on the discharge side of the variable capacity compressor 1 can be explained using a Mollier diagram representing the behavior of the refrigeration cycle. That is, in the ideal adiabatic compression of the variable capacity compressor 1, the entropy does not change, and the adiabatic compressed refrigerant increases the pressure and the enthalpy for the amount of work, so the variable capacity compressor on the Mollier diagram. A compression by 1 is represented by a right-up change along the isentropic line. The starting point of the change on the isentropic line can be specified from the pressure and temperature at the low-pressure side outlet of the internal heat exchanger 8 detected by the pressure sensor 15 and the temperature sensor 16, that is, the suction port of the variable capacity compressor 1. it can. On the other hand, the end point of the change on the isentropic line with the specified start point is detected by the isentropic line on the Mollier diagram because the pressure on the high pressure side of the variable capacity compressor 1 is detected by the pressure sensor 17. It is specified at a position that intersects with pressure. And the temperature of the refrigerant | coolant by the side of the discharge of the variable capacity compressor 1 can be estimated by calculating | requiring the isothermal line which passes the end point on a Mollier diagram.

このようにして推定された可変容量圧縮機1の吐出側の冷媒の温度は、圧力センサ15および温度センサ16によって検出された内部熱交換器8の低圧側出口における圧力および温度から設定されるソレノイドに流す電流値の補正に使用される。すなわち、フロント制御部14は、内部熱交換器8の低圧側出口における冷媒の過熱度をできるだけ大きくするように制御し、それによって可変容量圧縮機1の吐出側の冷媒の推定した温度が可変容量圧縮機1の潤滑オイルの連続使用耐熱温度を超えようとすると、ソレノイドに流す電流値を大きくする方向に調整して、フロント側膨張弁4がフロント側蒸発器5へ流す冷媒の流量を増加させ、内部熱交換器8の低圧側出口における冷媒の過熱度を低下させて可変容量圧縮機1の吐出側の冷媒の温度を低下させるように制御する。   The temperature of the refrigerant on the discharge side of the variable capacity compressor 1 estimated in this way is a solenoid set from the pressure and temperature at the low-pressure side outlet of the internal heat exchanger 8 detected by the pressure sensor 15 and the temperature sensor 16. Used to correct the current value flowing through That is, the front control unit 14 controls the degree of superheat of the refrigerant at the low pressure side outlet of the internal heat exchanger 8 to be as large as possible, whereby the estimated temperature of the refrigerant on the discharge side of the variable capacity compressor 1 is variable. In order to exceed the continuous use heat resistance temperature of the lubricating oil of the compressor 1, the value of the current flowing through the solenoid is adjusted to increase so that the flow rate of the refrigerant flowing from the front side expansion valve 4 to the front side evaporator 5 is increased. Then, control is performed so as to reduce the temperature of the refrigerant on the discharge side of the variable capacity compressor 1 by reducing the degree of superheat of the refrigerant at the low pressure side outlet of the internal heat exchanger 8.

図5は第3の制御方法に係る自動車用空調装置の冷凍サイクルを示すシステム図である。なお、この図5において、図4に示した構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。   FIG. 5 is a system diagram showing a refrigeration cycle of an automotive air conditioner according to a third control method. In FIG. 5, the same components as those shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

この冷凍サイクルは、フロント側膨張弁4およびリア側膨張弁6にそれぞれフロント側蒸発器5およびリア側蒸発器7の入口圧力と出口圧力との差圧に応じてフロント側蒸発器5およびリア側蒸発器7に供給する冷媒の流量を制御するものであって、非通電時には閉弁し、通電時には開弁するときの設定差圧がソレノイドに流す電流値に応じて設定されるソレノイド作動の電磁膨張弁を使用し、図4の場合と同様である。ただし、この冷凍サイクルの制御方法では、内部熱交換器8の低圧側出口における冷媒の圧力を、高価な圧力センサ15を用いることなく求めている点で図4の場合と相違する。   In this refrigeration cycle, the front side expansion valve 4 and the rear side expansion valve 6 are respectively connected to the front side evaporator 5 and the rear side according to the pressure difference between the inlet pressure and the outlet pressure of the front side evaporator 5 and the rear side evaporator 7. The flow rate of the refrigerant to be supplied to the evaporator 7 is controlled, and is closed when not energized and electromagnetically operated by a solenoid in which a set differential pressure when the valve is opened when energized is set according to a current value flowing through the solenoid. An expansion valve is used and is the same as in FIG. However, this refrigeration cycle control method differs from the case of FIG. 4 in that the pressure of the refrigerant at the low-pressure side outlet of the internal heat exchanger 8 is obtained without using an expensive pressure sensor 15.

すなわち、この冷凍サイクルでは、フロント側蒸発器5の冷媒入口の近傍に温度センサ19を設置し、フロント側膨張弁4から供給されたフロント側蒸発器5の入口の温度を検出している。フロント制御部14は、温度センサ19によって検出されたフロント側蒸発器5の入口の温度からフロント側蒸発器5内の蒸発圧力を演算により推定している。この推定は、フロント側膨張弁4からフロント側蒸発器5の入口に供給される冷媒が湿り分の多い気液混合冷媒であり、このような気液混合の飽和状態では、温度および圧力が飽和圧力温度特性より一義的に決まることに基づいている。   That is, in this refrigeration cycle, a temperature sensor 19 is installed in the vicinity of the refrigerant inlet of the front side evaporator 5 to detect the temperature of the inlet of the front side evaporator 5 supplied from the front side expansion valve 4. The front control unit 14 estimates the evaporation pressure in the front evaporator 5 by calculation from the temperature of the inlet of the front evaporator 5 detected by the temperature sensor 19. This estimation is based on the fact that the refrigerant supplied from the front side expansion valve 4 to the inlet of the front side evaporator 5 is a gas-liquid mixed refrigerant with much moisture, and in such a saturated state of gas-liquid mixing, the temperature and pressure are saturated. This is based on the fact that it is uniquely determined from the pressure-temperature characteristics.

フロント制御部14は、フロント側蒸発器5の入口の冷媒の温度からそのときの蒸発圧力を推定し、その推定した蒸発圧力と、温度センサ16によって検出された内部熱交換器8の低圧側出口の冷媒の温度とによって、フロント側膨張弁4のソレノイドに流す電流値を設定し、内部熱交換器8の低圧側出口の冷媒が所定の過熱度を保持するようにフロント側蒸発器5に供給する冷媒の流量を制御する。   The front control unit 14 estimates the evaporation pressure at that time from the refrigerant temperature at the inlet of the front side evaporator 5, and the estimated evaporation pressure and the low pressure side outlet of the internal heat exchanger 8 detected by the temperature sensor 16. The value of the current flowing through the solenoid of the front side expansion valve 4 is set according to the temperature of the refrigerant in the front side and supplied to the front side evaporator 5 so that the refrigerant at the low pressure side outlet of the internal heat exchanger 8 maintains a predetermined degree of superheat. The flow rate of the refrigerant to be controlled is controlled.

このとき、潤滑オイルの劣化を招くことなく、内部熱交換器8の低圧側出口における冷媒の過熱度をできるだけ大きくするように安全に制御するには、図4の場合と同様に、可変容量圧縮機1の吐出側の冷媒温度を、温度センサ18で検出するか、圧力センサ17で検出した圧力から推定し、その吐出側の冷媒温度が所定値より高くなると、ソレノイドに流す電流値を大きくする方向に調整する。   At this time, in order to safely control the degree of superheat of the refrigerant at the low pressure side outlet of the internal heat exchanger 8 as much as possible without causing deterioration of the lubricating oil, as in the case of FIG. The refrigerant temperature on the discharge side of the machine 1 is detected by the temperature sensor 18 or estimated from the pressure detected by the pressure sensor 17, and when the refrigerant temperature on the discharge side becomes higher than a predetermined value, the value of the current passed through the solenoid is increased. Adjust the direction.

図6は第4の制御方法に係る自動車用空調装置の冷凍サイクルを示すシステム図である。なお、この図6において、図4に示した構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。   FIG. 6 is a system diagram showing a refrigeration cycle of an automotive air conditioner according to the fourth control method. In FIG. 6, the same components as those shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

この冷凍サイクルは、フロント側膨張弁4およびリア側膨張弁6にソレノイド作動の電磁膨張弁を使用することは、図4の場合と同様である。ただし、この冷凍サイクルの制御方法では、内部熱交換器8の低圧側出口における冷媒の圧力を、高価な圧力センサ15を用いることなく求めている点で図4の場合と相違する。   In this refrigeration cycle, the use of solenoid-operated electromagnetic expansion valves for the front side expansion valve 4 and the rear side expansion valve 6 is the same as in the case of FIG. However, this refrigeration cycle control method differs from the case of FIG. 4 in that the pressure of the refrigerant at the low-pressure side outlet of the internal heat exchanger 8 is obtained without using an expensive pressure sensor 15.

すなわち、この冷凍サイクルでは、可変容量圧縮機1を容量制御している容量制御弁20の外部電流から可変容量圧縮機1の吸入圧力を推定している。この容量制御弁20は、特に、ベローズ等の感圧部材を使って吸入室の吸入圧力を感知し、その吸入圧力が外部電流によって設定される所定値を維持するように容量を制御するタイプのものである。したがって、その外部電流は、容量制御弁20の制御目標値であり、吸入圧力を代表していることになるので、この第4の制御方法では、その外部電流を吸入圧力としてフロント側膨張弁4の過熱度制御に利用している。   That is, in this refrigeration cycle, the suction pressure of the variable capacity compressor 1 is estimated from the external current of the capacity control valve 20 that controls the capacity of the variable capacity compressor 1. This capacity control valve 20 is of a type that senses the suction pressure of the suction chamber using a pressure sensitive member such as a bellows and controls the capacity so that the suction pressure maintains a predetermined value set by an external current. Is. Therefore, the external current is the control target value of the capacity control valve 20 and represents the suction pressure. Therefore, in the fourth control method, the front side expansion valve 4 uses the external current as the suction pressure. It is used for superheat degree control.

フロント制御部14は、容量制御弁20の外部電流から可変容量圧縮機1の吸入圧力を推定し、その推定した吸入圧力と、温度センサ16によって検出された内部熱交換器8の低圧側出口の冷媒の温度とによって、フロント側膨張弁4のソレノイドに流す電流値を設定し、内部熱交換器8の低圧側出口の冷媒が所定の過熱度を保持するようにフロント側蒸発器5に供給する冷媒の流量を制御する。   The front control unit 14 estimates the suction pressure of the variable capacity compressor 1 from the external current of the capacity control valve 20, and the estimated suction pressure and the low-pressure side outlet of the internal heat exchanger 8 detected by the temperature sensor 16. The current value flowing through the solenoid of the front side expansion valve 4 is set according to the temperature of the refrigerant, and is supplied to the front side evaporator 5 so that the refrigerant at the low pressure side outlet of the internal heat exchanger 8 maintains a predetermined degree of superheat. Control the flow rate of refrigerant.

このとき、潤滑オイルの劣化を招くことなく、内部熱交換器8の低圧側出口における冷媒の過熱度をできるだけ大きくするように安全に制御するには、図4の場合と同様に、可変容量圧縮機1の吐出側の冷媒温度を、温度センサ18で検出するか、圧力センサ17で検出した圧力から推定し、その吐出側の冷媒温度が所定値より高くなると、ソレノイドに流す電流値を大きくする方向に調整する。   At this time, in order to safely control the degree of superheat of the refrigerant at the low pressure side outlet of the internal heat exchanger 8 as much as possible without causing deterioration of the lubricating oil, as in the case of FIG. The refrigerant temperature on the discharge side of the machine 1 is detected by the temperature sensor 18 or estimated from the pressure detected by the pressure sensor 17, and when the refrigerant temperature on the discharge side becomes higher than a predetermined value, the value of the current passed through the solenoid is increased. Adjust the direction.

第1の制御方法に係る自動車用空調装置の冷凍サイクルを示すシステム図である。It is a system diagram which shows the refrigerating cycle of the motor vehicle air conditioner which concerns on a 1st control method. リア側膨張弁の構成例を非通電時の状態で示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of a rear side expansion valve in the state at the time of non-energization. フロント側膨張弁の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of a front side expansion valve. 第2の制御方法に係る自動車用空調装置の冷凍サイクルを示すシステム図である。It is a system diagram which shows the refrigerating cycle of the motor vehicle air conditioner which concerns on a 2nd control method. 第3の制御方法に係る自動車用空調装置の冷凍サイクルを示すシステム図である。It is a system diagram which shows the refrigerating cycle of the motor vehicle air conditioner which concerns on a 3rd control method. 第4の制御方法に係る自動車用空調装置の冷凍サイクルを示すシステム図である。It is a system diagram which shows the refrigerating cycle of the motor vehicle air conditioner which concerns on a 4th control method.

符号の説明Explanation of symbols

1 可変容量圧縮機
2 凝縮器
3 レシーバ
4 フロント側膨張弁
5 フロント側蒸発器
6 リア側膨張弁
7 リア側蒸発器
8 内部熱交換器
9,10 送風機
11 制御部
12,13 温度センサ
14 フロント制御部
15 圧力センサ
16 温度センサ
17 圧力センサ
18,19 温度センサ
20 容量制御弁
22 冷媒入口配管
23 冷媒出口配管
24 主円柱部
25 副円柱部
26 ボディ
27 弁軸ガイド
28 弁座
29 弁体
30 スプリング
31 ばね受け部材
32 弁軸
33 筒状受圧部材
34 Oリング
35 低圧冷媒出口
36 戻り低圧冷媒入口
37 高圧冷媒入口
38 戻り低圧冷媒出口
39 高圧配管
39a 高圧配管
40 戻り低圧配管
40a 戻り低圧配管
41 バックアップリング
42 ソレノイド
43 コア
44 有底スリーブ
45 プランジャ
46 シャフト
47,48 軸受部
49 コイル
50 ヨーク
51 パワーエレメント
52 主円柱部
53 副円柱部
54 ボディ
55 低圧冷媒出口
56 戻り低圧冷媒入口
57 冷媒入口配管
58 冷媒出口配管
59 アッパーハウジング
60 ロアハウジング
61 ダイヤフラム
62 センターディスク
63 高圧冷媒入口
64 戻り低圧冷媒出口
65 弁軸ガイド
66 弁座
67 弁体
68 弁軸
69 カラー部材
70 Oリング
71 スプリング
72 ばね受け部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Variable capacity compressor 2 Condenser 3 Receiver 4 Front side expansion valve 5 Front side evaporator 6 Rear side expansion valve 7 Rear side evaporator 8 Internal heat exchanger 9,10 Blower 11 Control part 12,13 Temperature sensor 14 Front control Part 15 Pressure sensor 16 Temperature sensor 17 Pressure sensor 18, 19 Temperature sensor 20 Capacity control valve 22 Refrigerant inlet pipe 23 Refrigerant outlet pipe 24 Main cylinder part 25 Sub cylinder part 26 Body 27 Valve shaft guide 28 Valve seat 29 Valve body 30 Spring 31 Spring bearing member 32 Valve shaft 33 Cylindrical pressure receiving member 34 O-ring 35 Low pressure refrigerant outlet 36 Return low pressure refrigerant inlet 37 High pressure refrigerant inlet 38 Return low pressure refrigerant outlet 39 High pressure pipe 39a High pressure pipe 40 Return low pressure pipe 40a Return low pressure pipe 41 Backup ring 42 Solenoid 43 Core 44 Bottomed sleeve 45 Ranger 46 Shaft 47, 48 Bearing part 49 Coil 50 Yoke 51 Power element 52 Main cylinder part 53 Sub cylinder part 54 Body 55 Low pressure refrigerant outlet 56 Return low pressure refrigerant inlet 57 Refrigerant inlet pipe 58 Refrigerant outlet pipe 59 Upper housing 60 Lower housing 61 Diaphragm 62 Center disk 63 High-pressure refrigerant inlet 64 Return low-pressure refrigerant outlet 65 Valve shaft guide 66 Valve seat 67 Valve body 68 Valve shaft 69 Collar member 70 O-ring 71 Spring 72 Spring receiving member

Claims (11)

レシーバからフロント側膨張弁およびリア側膨張弁に向かう高温・高圧の冷媒とフロント側蒸発器およびリア側蒸発器から可変容量圧縮機へ向かう低温・低圧の冷媒との間で熱交換を行う二重管構造の内部熱交換器を備えた冷凍サイクルの制御方法において、
前記リア側膨張弁は、前記リア側蒸発器の入口圧力と出口圧力との差圧に応じて前記リア側蒸発器に供給する冷媒の流量を制御するものであって、非通電時には閉弁し、通電時には開弁するときの設定差圧がソレノイドに流す電流値に応じて設定されるソレノイド作動の電磁膨張弁であり、前記リア側蒸発器に送風される車室内の空気の量を推定し、推定した空気の量に応じて前記リア側蒸発器に供給すべき冷媒の流量に対応する前記設定差圧を設定するようにしたことを特徴とする冷凍サイクルの制御方法。
Dual heat exchange between the high-temperature and high-pressure refrigerant from the receiver to the front and rear expansion valves and the low- and low-pressure refrigerant from the front and rear evaporators to the variable capacity compressor In a control method of a refrigeration cycle having an internal heat exchanger with a tube structure,
The rear side expansion valve controls the flow rate of the refrigerant supplied to the rear side evaporator according to the differential pressure between the inlet pressure and the outlet pressure of the rear side evaporator, and is closed when not energized. The solenoid-operated electromagnetic expansion valve is set in accordance with the value of the current flowing through the solenoid, and the set differential pressure when opening the valve when energized is estimated, and the amount of air in the vehicle compartment blown to the rear evaporator is estimated. A control method for a refrigeration cycle, wherein the set differential pressure corresponding to the flow rate of the refrigerant to be supplied to the rear evaporator is set according to the estimated amount of air.
前記空気の量を前記リア側蒸発器に送風する送風機の駆動電圧から推定し、前記送風機の駆動電圧が高くなるに連れて前記ソレノイドに流す電流値を大きく設定するようにしたことを特徴とする請求項1記載の冷凍サイクルの制御方法。   The amount of air is estimated from the drive voltage of a blower that blows air to the rear-side evaporator, and the current value that flows through the solenoid is set to be larger as the drive voltage of the blower increases. The control method of the refrigerating cycle of Claim 1. 前記リア側蒸発器の入口空気温度と出口空気温度とを検出し、前記入口空気温度と前記出口空気温度との温度差が大きくなるに連れて前記ソレノイドに流す電流値を大きくする方向に調整することを特徴とする請求項2記載の冷凍サイクルの制御方法。   The inlet air temperature and the outlet air temperature of the rear evaporator are detected, and the current value flowing through the solenoid is adjusted to increase as the temperature difference between the inlet air temperature and the outlet air temperature increases. The refrigeration cycle control method according to claim 2. 前記フロント側膨張弁は、前記フロント側蒸発器を出た冷媒の温度および圧力に応じて前記フロント側蒸発器に供給する冷媒の流量を制御する温度式膨張弁であることを特徴とする請求項1記載の冷凍サイクルの制御方法。   The said front side expansion valve is a temperature type expansion valve which controls the flow volume of the refrigerant | coolant supplied to the said front side evaporator according to the temperature and pressure of the refrigerant | coolant which left the said front side evaporator. The control method of the refrigerating cycle of 1. 前記フロント側膨張弁は、前記フロント側蒸発器の入口圧力と出口圧力との差圧に応じて前記フロント側蒸発器に供給する冷媒の流量を制御するものであって、非通電時には閉弁し、通電時には開弁するときの設定差圧がソレノイドに流す電流値に応じて設定されるソレノイド作動の電磁膨張弁であり、前記内部熱交換器の低圧側出口の温度および圧力を検出し、前記ソレノイドに流す電流値を検出した前記内部熱交換器の低圧側出口の温度および圧力によって設定するようにしたことを特徴とする請求項1記載の冷凍サイクルの制御方法。   The front side expansion valve controls the flow rate of the refrigerant supplied to the front side evaporator according to the differential pressure between the inlet pressure and the outlet pressure of the front side evaporator, and is closed when not energized. A solenoid-operated electromagnetic expansion valve in which a set differential pressure when opening the valve when energized is set according to a current value flowing through the solenoid, and detects the temperature and pressure of the low-pressure side outlet of the internal heat exchanger, 2. The refrigeration cycle control method according to claim 1, wherein the current value flowing through the solenoid is set according to the temperature and pressure at the low-pressure side outlet of the internal heat exchanger. 前記フロント側膨張弁は、前記フロント側蒸発器の入口圧力と出口圧力との差圧に応じて前記フロント側蒸発器に供給する冷媒の流量を制御するものであって、非通電時には閉弁し、通電時には開弁するときの設定差圧がソレノイドに流す電流値に応じて設定されるソレノイド作動の電磁膨張弁であり、前記内部熱交換器の低圧側出口の温度と前記フロント側蒸発器の入口の冷媒温度とを検出し、前記ソレノイドに流す電流値を検出した前記内部熱交換器の低圧側出口の温度と検出した前記フロント側蒸発器の入口の冷媒温度から推定される蒸発圧力とによって設定するようにしたことを特徴とする請求項1記載の冷凍サイクルの制御方法。   The front side expansion valve controls the flow rate of the refrigerant supplied to the front side evaporator according to the differential pressure between the inlet pressure and the outlet pressure of the front side evaporator, and is closed when not energized. A solenoid-operated electromagnetic expansion valve in which the set differential pressure when opening the valve when energized is set according to the current value flowing through the solenoid, and the temperature of the low-pressure side outlet of the internal heat exchanger and the front-side evaporator The refrigerant temperature at the inlet is detected, and the value of the current flowing through the solenoid is detected, and the temperature at the low-pressure side outlet of the internal heat exchanger is detected and the evaporation pressure estimated from the detected refrigerant temperature at the inlet of the front-side evaporator 2. The refrigeration cycle control method according to claim 1, wherein the refrigeration cycle is set. 前記可変容量圧縮機は、容量制御弁によって吸入圧力が外部電流により設定された所定の値を維持するように容量が制御されるものであり、
前記フロント側膨張弁は、前記フロント側蒸発器の入口圧力と出口圧力との差圧に応じて前記フロント側蒸発器に供給する冷媒の流量を制御するものであって、非通電時には閉弁し、通電時には開弁するときの設定差圧がソレノイドに流す電流値に応じて設定されるソレノイド作動の電磁膨張弁であり、前記内部熱交換器の低圧側出口の温度を検出し、前記ソレノイドに流す電流値を前記内部熱交換器の低圧側出口の温度と前記可変容量圧縮機を容量制御している前記容量制御弁の前記外部電流から推定される前記吸入圧力とによって設定するようにしたことを特徴とする請求項1記載の冷凍サイクルの制御方法。
In the variable capacity compressor, the capacity is controlled by a capacity control valve so that the suction pressure maintains a predetermined value set by an external current,
The front side expansion valve controls the flow rate of the refrigerant supplied to the front side evaporator according to the differential pressure between the inlet pressure and the outlet pressure of the front side evaporator, and is closed when not energized. A solenoid-operated electromagnetic expansion valve in which a set differential pressure when opening the valve when energized is set according to a current value flowing through the solenoid, and detects the temperature at the low-pressure side outlet of the internal heat exchanger, The value of the flowing current is set by the temperature of the low-pressure side outlet of the internal heat exchanger and the suction pressure estimated from the external current of the capacity control valve that controls the capacity of the variable capacity compressor. The control method of the refrigerating cycle of Claim 1 characterized by these.
前記可変容量圧縮機の吐出側の冷媒の温度を検出し、この吐出側の冷媒の温度が所定値より高くなると、設定された前記ソレノイドに流す電流値を大きくする方向に調整することを特徴とする請求項5ないし7のいずれか1項記載の冷凍サイクルの制御方法。   The temperature of the refrigerant on the discharge side of the variable capacity compressor is detected, and when the temperature of the refrigerant on the discharge side becomes higher than a predetermined value, the set current value flowing through the solenoid is adjusted to increase. The control method of the refrigerating cycle of any one of Claim 5 thru | or 7. 前記可変容量圧縮機の高圧側の冷媒の圧力を検出し、検出したこの高圧側の冷媒の圧力と前記内部熱交換器の低圧側出口の温度および圧力とから前記可変容量圧縮機の吐出側の冷媒の温度を推定し、この推定した吐出側の冷媒の温度が所定値より高くなると、設定された前記ソレノイドに流す電流値を大きくする方向に調整することを特徴とする請求項5記載の冷凍サイクルの制御方法。   The pressure of the refrigerant on the high pressure side of the variable capacity compressor is detected, and from the detected pressure of the refrigerant on the high pressure side and the temperature and pressure at the low pressure side outlet of the internal heat exchanger, the discharge side of the variable capacity compressor is detected. 6. The refrigeration according to claim 5, wherein the temperature of the refrigerant is estimated, and when the estimated temperature of the refrigerant on the discharge side becomes higher than a predetermined value, the set current value flowing through the solenoid is adjusted to increase. Cycle control method. 前記可変容量圧縮機の高圧側の冷媒の圧力を検出し、検出したこの高圧側の冷媒の圧力と前記内部熱交換器の低圧側出口の温度と推定された前記蒸発圧力とから前記可変容量圧縮機の吐出側の冷媒の温度を推定し、この推定した吐出側の冷媒の温度が所定値より高くなると、設定された前記ソレノイドに流す電流値を大きくする方向に調整することを特徴とする請求項6記載の冷凍サイクルの制御方法。   The pressure of the refrigerant on the high pressure side of the variable capacity compressor is detected, and the variable capacity compression is performed from the detected pressure of the refrigerant on the high pressure side, the temperature at the low pressure side outlet of the internal heat exchanger, and the estimated evaporation pressure. The temperature of the refrigerant on the discharge side of the machine is estimated, and when the estimated temperature of the refrigerant on the discharge side becomes higher than a predetermined value, the current value that flows through the set solenoid is adjusted to increase. Item 7. A refrigeration cycle control method according to Item 6. 前記可変容量圧縮機の高圧側の冷媒の圧力を検出し、検出したこの高圧側の冷媒の圧力と前記内部熱交換器の低圧側出口の温度と前記吸入圧力とから前記可変容量圧縮機の吐出側の冷媒の温度を推定し、この推定した吐出側の冷媒の温度が所定値より高くなると、設定された前記ソレノイドに流す電流値を大きくする方向に調整することを特徴とする請求項7記載の冷凍サイクルの制御方法。   The pressure of the refrigerant on the high pressure side of the variable capacity compressor is detected, and the discharge of the variable capacity compressor is detected from the detected pressure of the refrigerant on the high pressure side, the temperature of the low pressure side outlet of the internal heat exchanger, and the suction pressure. 8. The temperature of the refrigerant on the discharge side is estimated, and when the estimated temperature of the refrigerant on the discharge side becomes higher than a predetermined value, the set current value flowing through the solenoid is adjusted to increase. Refrigeration cycle control method.
JP2007207317A 2007-08-09 2007-08-09 Control method of refrigerating cycle Pending JP2009040214A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007207317A JP2009040214A (en) 2007-08-09 2007-08-09 Control method of refrigerating cycle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007207317A JP2009040214A (en) 2007-08-09 2007-08-09 Control method of refrigerating cycle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009040214A true JP2009040214A (en) 2009-02-26

Family

ID=40441453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007207317A Pending JP2009040214A (en) 2007-08-09 2007-08-09 Control method of refrigerating cycle

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009040214A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113238103A (en) * 2021-03-28 2021-08-10 李静 Equipment is examined to outer quick-witted entropy of air conditioner

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113238103A (en) * 2021-03-28 2021-08-10 李静 Equipment is examined to outer quick-witted entropy of air conditioner
CN113238103B (en) * 2021-03-28 2024-01-05 李静 Equipment is examined to outer quick-witted entropy of air conditioner

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3018434B1 (en) Electromagnetic valve
JP3794100B2 (en) Expansion valve with integrated solenoid valve
US6997000B2 (en) Refrigeration system and method of operation therefor
EP0924482B1 (en) Expansion valve integrated with electromagnetic valve
WO2012032739A1 (en) Stepping motor driven control valve
JP2011043102A (en) Control valve for variable displacement compressor
JP5544469B2 (en) Combined valve and vehicle air conditioner
JP2014213689A (en) Vehicle air conditioner and expansion valve
JP2009264685A (en) Expansion valve
JP2009063233A (en) Control method of refrigerating cycle
JP2009024945A (en) Expansion valve with solenoid valve
JP2006199183A (en) Expansion device
JP4661696B2 (en) Supercritical refrigeration cycle
JP2008164239A (en) Pressure regulation valve
JP2009040214A (en) Control method of refrigerating cycle
JP2006234207A (en) Refrigerating cycle pressure reducing device
JP2010048498A (en) Refrigerating cycle
JP2012087966A (en) Expansion valve
JP5369262B2 (en) Control valve for variable capacity compressor
JP5499299B2 (en) Control valve and vehicle air conditioner
JP2008039262A (en) Expansion valve
JP2009092276A (en) Refrigerating cycle
JP2011255689A (en) Air conditioner for vehicle and control valve
EP0874202B1 (en) Expansion valve integrated with electromagnetic valve and refrigeration cycle employing the same
JP2009030888A (en) Flow control expansion valve