JP2009264661A - Air conditioning system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷房運転と暖房運転が可能であり、除湿暖房が可能な空気調和システムに関する。 The present invention relates to an air conditioning system capable of cooling operation and heating operation and capable of dehumidifying heating.
この種の従来の空気調和システムとしては、特許文献1に開示されたものがある。この空気調和システム100は、図11に示すように、冷媒を圧縮して冷媒を高温高圧とするコンプレッサ101と、コンプレッサ101で高温高圧とされた冷媒を外気との間で熱交換させる室外コンデンサ102と、高温高圧の冷媒と室内に導く送風との間で熱交換させる室内コンデンサ103と、室内コンデンサ103で冷却された冷媒を減圧して低圧の冷媒とする第1減圧手段104と、低圧の冷媒と室内に導く送風との間で熱交換させる室内エバポレータ105と、コンプレッサ101で高温高圧とされた冷媒を室外コンデンサ102に供給するか、室外コンデンサ102をバイパスさせるバイパス経路106に導くか否かを選択できる三方弁107とを備えている。
A conventional air conditioning system of this type is disclosed in
冷房運転時には、三方弁107が室外コンデンサ102側を選択し、コンプレッサ101からの高温高圧の冷媒が室外コンデンサ102、室内コンデンサ103及び室内エバポレータ105を通る循環経路に切り替えられる。
During the cooling operation, the three-
暖房運転時には、三方弁107がバイパス経路106側を選択し、コンプレッサ101からの高温高圧の冷媒が室内コンデンサ103と室内エバポレータ105のみを通る循環経路に切り替えられる。
During the heating operation, the three-
冷房運転では、室内に導かれる送風は、室内エバポレータ105と必要に応じて室内コンデンサ103を通過し、所望温度の冷風とされて室内に導かれる。そして、冷房運転における冷媒の熱の授受を見ると、冷媒の熱は室内コンデンサ103と室外コンデンサ102の双方で放熱するため、室内エバポレータ105では吸熱量が室内コンデンサ103より大きく、十分な冷房性能が期待できる。
In the cooling operation, the air blown into the room passes through the
暖房運転では、室内に導かれる送風は、室内エバポレータ105と必要に応じて室内コンデンサ103を通過し、所望温度の温風とされて室内に導かれる。室内に導かれる送風は、室内エバポレータ105を通過する際に凝縮水を発生するため、室内を除湿暖房することができる。
In the heating operation, the air blown into the room passes through the
一方、他の従来例としては、図13に示すものが提案されている。図13に示すように、この空気調和システム110は、冷媒を圧縮して冷媒を高温高圧の冷媒とするコンプレッサ111と、高温高圧の冷媒と室内に導く送風との間で熱交換させる室内コンデンサ112と、室内コンデンサ112の下流側の一方の分岐路に配置され、室内コンデンサ112で冷却された冷媒を減圧して低圧の冷媒とする第1膨張弁113と、第1膨張弁113で低圧とされた冷媒と室内に導く送風との間で熱交換させる室内エバポレータ114と、室内コンデンサ112の下流側の他方の分岐路に配置され、室内コンデンサ112で冷却された冷媒を減圧して低圧の冷媒とする第2膨張弁115と、第2膨張弁115で低圧とされた冷媒と室外空気との間で熱交換させる室外エバポレータ116と、室内エバポレータ114の出口側に介在され、室内エバポレータ114の出口側冷媒圧力が所定未満以下で閉塞し、所定圧力以上で開放する蒸発圧力調整弁117とを備えている。
On the other hand, as another conventional example, the one shown in FIG. 13 has been proposed. As shown in FIG. 13, the
この空気調和システム110では、システム駆動開始時は、室内エバポレータ114の出口側冷媒温度が所定圧力未満以下であるため、冷媒が室内エバポレータ114側には流れずに、室外エバポレータ116側に流れる。室内に導かれる送風は、室内コンデンサ112を通過して温風とされ、温風が室内に導かれる。
In the
システム駆動開始から時間が経過し、室内エバポレータ114の出口側冷媒温度が所定圧力以上となると、蒸発圧力調整弁117が開放し、冷媒が室内エバポレータ114と室外エバポレータ116の双方に流れる。室内に導かれる送風は、室内エバポレータ114と室内コンデンサ112を通過し、所望温度の温風とされて室内に導かれる。室内に導かれる送風は、室内エバポレータ114を通過する際に凝縮水を発生するため、室内を除湿暖房することができる。
しかしながら、前者の従来例では、図12に示すように、暖房運転における冷媒の熱の授受を見ると、冷媒の熱は室内コンデンサ103でのみ放熱し、室内エバポレータ105で吸熱するため、コンプレッサ101の動力に相当する熱量だけが暖房熱量となる。従って、除湿暖房できるものの暖房性能が低いという問題がある。
However, in the former conventional example, as shown in FIG. 12, when the heat of the refrigerant in the heating operation is seen, the heat of the refrigerant is radiated only by the
後者の従来例では、暖房運転と冷房運転の双方を行うことができず、しかも、暖房運転の初期は、除湿暖房ではないという問題がある。 In the latter conventional example, both the heating operation and the cooling operation cannot be performed, and there is a problem that the initial stage of the heating operation is not dehumidifying heating.
そこで、本発明は、冷房運転と暖房運転ができるシステムにあって、除湿暖房で、しかも、高い暖房性能を発揮する空気調和システムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an air-conditioning system that can perform cooling operation and heating operation, and that exhibits high heating performance with dehumidification heating.
上記目的を達成する請求項1の発明は、冷媒を圧縮して冷媒を高温高圧の冷媒とするコンプレッサと、高温高圧の冷媒と外気との間で熱交換させる室外コンデンサと、高温高圧の冷媒と室内に導く送風との間で熱交換させる室内コンデンサと、高圧の冷媒を減圧して低圧の冷媒とする減圧手段と、減圧手段で低圧とされた冷媒と室内に導く送風との間で熱交換させる室内エバポレータと、室内エバポレータと並列に接続され、且つ、減圧手段で低圧とされた冷媒とコンプレッサとの間で熱交換させる室外エバポレータと、コンプレッサからの高温高圧の冷媒が室外コンデンサに導かれた後に減圧手段を通って室内エバポレータに導かれる冷房用循環経路と、コンプレッサからの高温高圧の冷媒が室内コンデンサに導かれた後に減圧手段を通って室内エバポレータ及び室外エバポレータに導かれる除湿暖房用循環経路に切り替えできる第1切替手段とを備えたことを特徴とする。
The invention according to
請求項2の発明は、請求項1記載の空気調和システムであって、コンプレッサからの高温高圧の冷媒を室外コンデンサに導く熱交換経路と、室外コンデンサを迂回するバイパス通路に導くバイパス経路とに切り替えできる第2切替手段を有することを特徴とする。 A second aspect of the present invention is the air conditioning system according to the first aspect, wherein the system is switched between a heat exchange path that guides the high-temperature and high-pressure refrigerant from the compressor to the outdoor condenser and a bypass path that leads to a bypass passage that bypasses the outdoor condenser. It has the 2nd switching means which can be characterized.
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2記載の空気調和システムであって、減圧手段は、室内エバポレータ側の分岐路に設けられた第1減圧手段と、室外エバポレータ側の分岐路に設けられた第2減圧手段とを有することを特徴とする。
Invention of
請求項4の発明は、請求項3記載の空気調和システムであって、第1切替手段は、コンプレッサからの高温高圧の冷媒が室内コンデンサに導かれた後に減圧手段を通って室外エバポレータに導かれ、室内エバポレータに導かない非除湿暖房用循環経路に切り替えできることを特徴とする。
The invention according to
請求項5の発明は、請求項1〜請求項4のいずれかに記載の空気調和システムであって、室外エバポレータは、コンプレッサに一体化されたことを特徴とする。 A fifth aspect of the present invention is the air conditioning system according to any one of the first to fourth aspects, wherein the outdoor evaporator is integrated with a compressor.
請求項6の発明は、請求項1〜請求項5のいずれかに記載の空気調和システムであって、室外エバポレータは、コンプレッサの外周を冷媒が通るよう構成されたことを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is the air conditioning system according to any one of the first to fifth aspects, wherein the outdoor evaporator is configured such that the refrigerant passes through the outer periphery of the compressor.
請求項7の発明は、請求項1〜請求項5のいずれかに記載の空気調和システムであって、室外エバポレータは、コンプレッサの内部を冷媒が通るよう構成されたことを特徴とする。 A seventh aspect of the present invention is the air conditioning system according to any one of the first to fifth aspects, wherein the outdoor evaporator is configured such that the refrigerant passes through the compressor.
請求項1の発明によれば、冷房運転では第1切替手段によって冷房用循環経路を選択する。すると、コンプレッサからの高温高圧の冷媒は、室外コンデンサに導かれて放熱し、減圧手段で減圧された後に室内エバポレータに導かれて吸熱する。これによって、室内に導かれる送風は、室内エバポレータを通過し、冷風とされて室内に導かれる。
According to the invention of
又、除湿暖房運転では第1切替手段によって除湿暖房用循環経路を選択する。すると、コンプレッサからの高温高圧の冷媒は、室内コンデンサに導かれて放熱し、減圧手段で減圧された後に室内エバポレータと室外エバポレータの双方に導かれて吸熱する。これによって、室内に導かれる送風は、室内エバポレータと室内コンデンサを通過し、温風とされて室内に導かれる。室内に導かれる送風は、室内エバポレータを通過する際に凝縮水を発生するため、室内を除湿暖房することができる。そして、除湿暖房運転では、冷媒は室内エバポレータのみならず室外エバポレータでも吸熱するため、コンプレッサの動力に相当する熱量と室外エバポレータの吸熱量に相当する熱量が暖房用熱量として利用可能である。しかも、室外エバポレータは外気に比べて十分に高温となるコンプレッサから吸熱するため、外気より吸熱させる場合に比べて吸熱性能が高い。以上より、冷房運転と暖房運転ができるシステムにあって、除湿暖房で、しかも、高い暖房性能を発揮することができる。 In the dehumidifying and heating operation, the dehumidifying and heating circulation path is selected by the first switching means. Then, the high-temperature and high-pressure refrigerant from the compressor is guided to the indoor condenser to dissipate heat, and after being decompressed by the decompression means, is guided to both the indoor evaporator and the outdoor evaporator to absorb heat. As a result, the air blown into the room passes through the indoor evaporator and the indoor condenser, becomes warm air, and is led into the room. The air blown into the room generates condensed water when passing through the indoor evaporator, so that the room can be dehumidified and heated. In the dehumidifying heating operation, since the refrigerant absorbs heat not only in the indoor evaporator but also in the outdoor evaporator, the heat amount corresponding to the power of the compressor and the heat amount corresponding to the heat absorption amount of the outdoor evaporator can be used as the heating heat amount. In addition, since the outdoor evaporator absorbs heat from the compressor that is sufficiently hotter than the outside air, the endothermic performance is higher than that when absorbing heat from the outside air. As mentioned above, in the system which can perform air_conditionaing | cooling operation and heating operation, it can demonstrate high heating performance by dehumidification heating.
請求項2の発明によれば、請求項1の発明の効果に加え、暖房運転では第2切替手段によってバイパス経路を選択する。すると、コンプレッサからの高温高圧の冷媒は、室外コンデンサには導かれずに室内コンデンサにのみ導かれ、室内コンデンサの放熱量がアップする。この室内コンデンサによる放熱量のアップ分だけ暖房性能が向上する。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、請求項1又は請求項2の発明の効果に加え、第1減圧手段は、車室内温度に応じて室内エバポレータの出口側の冷媒蒸発温度を調整し、第2減圧手段は、冷却用冷媒の温度に応じて室外エバポレータの出口側の冷媒蒸発温度を調整できるため、室内温度と冷却用冷媒の温度が異なる場合でも一定の冷媒過熱度を維持する制御が可能である。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、請求項3の発明の効果に加え、非除湿暖房運転では、室内に導かれる送風は、室内エバポレータで冷却されずに室内コンデンサで加熱されるため、暖房性能が大幅に向上する。
According to the invention of
請求項5の発明によれば、請求項1〜請求項4の発明の効果に加え、システムの構成部品の増加、これに伴うコストアップを極力抑えることができると共に、車載性にも影響を与えない。
According to the invention of
請求項5の発明によれば、請求項1〜請求項4の発明の効果に加え、室外エバポレータのコンプレッサへの組み付けが容易である。
According to the invention of
請求項6の発明によれば、請求項1〜請求項4の発明の効果に加え、冷媒がコンプレッサ内部の熱を効率良く吸熱できるため、室外エバポレータの吸熱性能が向上する。
According to the invention of claim 6, in addition to the effects of the inventions of
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施形態)
図1〜図7は本発明の空気調和システムを車両用空気調和システムに適用した一実施形態を示し、図1は車両用空気調和システムの概略構成図、図2は室外エバポレータを電動コンプレッサの外周に装着した状態を示す斜視図、図3は車両用空気調和システムの要部回路ブロック図、図4は冷房運転時の冷媒の流れを示す図、図5は除湿暖房運転時の冷媒の流れを示す図、図6は非除湿暖房運転時の冷媒の流れを示す図、図7はP−h線上に本実施形態に係る冷凍サイクルの状態を示した図である。
(Embodiment)
1 to 7 show an embodiment in which the air conditioning system of the present invention is applied to an air conditioning system for a vehicle, FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the air conditioning system for a vehicle, and FIG. 2 shows an outdoor evaporator as an outer periphery of an electric compressor. FIG. 3 is a main part circuit block diagram of the vehicle air conditioning system, FIG. 4 is a diagram showing a refrigerant flow during cooling operation, and FIG. 5 is a refrigerant flow during dehumidifying heating operation. FIG. 6 is a diagram showing a refrigerant flow during non-dehumidifying heating operation, and FIG. 7 is a diagram showing a state of the refrigeration cycle according to the present embodiment on the Ph line.
図1に示すように、車両用空気調和システムAは、コンプレッサである電動コンプレッサ1と、室外コンデンサ2と、室内コンデンサ3と、室内エバポレータ4と、室外エバポレータ5と、減圧手段である第1膨張弁6及び第2膨張弁7と、第2切替手段である2つの三方弁8a,8bと、冷媒圧力調整手段9及び合流器10とを備えている。
As shown in FIG. 1, the vehicle air conditioning system A includes an
電動コンプレッサ1は、冷媒を圧縮する圧縮機構部とこの圧縮機構部を駆動する電動モータと電動モータを駆動制御するモータ制御部とを内蔵する。そして、吸引した冷媒を圧縮機構部で圧縮し、高温高圧の冷媒として吐出する。冷媒は、二酸化炭素等の超臨界冷媒が使用されている。
The
2つの三方弁8a,8bは、電動コンプレッサ1及び室外コンデンサ2の間と、室外コンデンサ2及び室内コンデンサ3間にそれぞれ配置されている。そして、2つの三方弁8a,8bは、電動コンプレッサ1からの高温高圧の冷媒を室外コンデンサ2に導く熱交換経路と、室外コンデンサ2をバイパスするバイパス通路11に導くバイパス経路とを選択する。2つの三方弁8a,8bは、制御部15によって制御される。
The two three-
室外コンデンサ2は、エンジンルーム内に配置され、高温高圧の冷媒と外気との間で熱交換させる。
The outdoor capacitor |
室内コンデンサ3は、送風を車室内に導く空調ダクト12内に配置され、高温高圧の冷媒と送風との間で熱交換させる。室内コンデンサ3の下流通路は2つに分岐され、分岐された2つの通路はコンプレッサ1の手前で合流されている。一方の分岐通路に第1膨張弁6及び室内エバポレータ4が、他方の分岐通路に第2膨張弁7及び室外エバポレータ5が設けられている。
The
減圧手段は、第1減圧手段である第1膨張弁6と第2減圧手段である第2膨張弁7とから構成されている。第1膨張弁6は、上記したように、室内コンデンサ3の下流の一方の分岐路に配置されている。第1膨張弁6は、室内コンデンサ3より排出された高圧の冷媒を減圧する。
The decompression means comprises a first expansion valve 6 that is a first decompression means and a
第2膨張弁7は、上記したように、室内コンデンサ3の下流の他方の分岐路に配置されている。第2膨張弁7は、室内コンデンサ3より排出された高温の冷媒を減圧する。
As described above, the
又、第1膨張弁6及び第2膨張弁7は、第1切替手段を兼用している。つまり、第2膨張弁7の全閉位置では、室内コンデンサ3を通過した冷媒が他方の分岐通路に導かれない。又、第1膨張弁6の全閉位置では、室内コンデンサ3を通過した冷媒が一方の分岐通路に導かれない。つまり、第1膨張弁6と第2膨張弁7によって、室内コンデンサ3で冷却された冷媒を、室内エバポレータ4にのみ導く図4の冷房用循環経路と、室内エバポレータ4と室外エバポレータ5の双方に導く図5の除湿暖房用循環経路と、室外エバポレータ5にのみ導く図6の非除湿暖房用循環経路に切り替えできる。第1膨張弁6及び第2膨張弁7は、制御部15によって制御される。
The first expansion valve 6 and the
室内エバポレータ4は、空調ダクト11内に配置され、第1膨張弁6で減圧された低温低圧の冷媒と送風との間で熱交換させる。空調ダクト11内には、室内コンデンサ3を通過する送風と室内コンデンサ3をバイパスする送風との配風割合を調整できる配風ドア(図示せず)が設けられている。
The
室外エバポレータ5は、空調ダクト11の外部で、且つ、電動コンプレッサ1より吸熱可能に配置されている。具体的には、室外エバポレータ5は、図2に詳しく示すように、電動コンプレッサ1の外周にほぼ密着された螺旋状パイプにて構成され、電動コンプレッサ1の外周に一体化されている。これにより、電動コンプレッサ1の外周を冷媒が通るようになっている。そして、室外エバポレータ5は、第2膨張弁7で減圧された低温低圧の冷媒と電動コンプレッサ1との間で熱交換させる。
The
図1に戻り、冷媒圧力調整手段9は、前記した2つの分岐通路にそれぞれ配置された第1圧力調整弁9aと第2圧力調整弁9bとから構成されている。第1圧力調整弁9aと第2圧力調整弁9bは、2つの分岐通路の合流箇所における冷媒圧力を同じにするよう上流側の圧力が高い方が調整される。又、第1圧力調整弁9aと第2圧力調整弁9bは、制御部15によって弁開度が調整される。
Returning to FIG. 1, the refrigerant pressure adjusting means 9 is composed of a first
制御部15(図3に示す)は、上記したように第1膨張弁6及び第2膨張弁7の弁開度と三方弁8a,8bの切替えを制御することによって、図4に示す冷房用循環経路と、図5に示す暖房用循環経路に切り替える。この詳しい経路内容については、下記の動作で説明する。
As described above, the control unit 15 (shown in FIG. 3) controls the opening degree of the first expansion valve 6 and the
また、車両用空気調和システムAには、室内エバポレータ4の出口側の冷媒温度を検知する第1冷媒温度センサS1と、室外エバポレータ5の出口側の冷媒温度を検知する第2冷媒温度センサS2と外気温を検知する外気温センサS3と車室内の温度を検知する車室内温度センサS4(図3に示す)、車室内の湿度を検知する湿度センサS5とが設けられている。制御部15は、これらセンサS1,S2,S3,S4,S5の検知温度情報とユーザ指令(冷暖房スイッチのオン・オフ、温度設定など)に基づいて電動コンプレッサ1の駆動、第1膨張弁6及び第2膨張弁7の絞り、電磁弁8、三方弁9等を制御する。具体的な制御内容については、車両用空気調和システムAの動作で説明する。
Further, the vehicle air conditioning system A includes a first refrigerant temperature sensor S1 that detects a refrigerant temperature on the outlet side of the
また、車両用空気調和システムAには、室内エバポレータ4を通過した冷媒温度を検知する第1冷媒温度センサS1と、室外エバポレータ5を通過した冷媒温度を検知する第2冷媒温度センサS2とエンジン冷却水の温度を検知する冷却水温度センサS3と車室内の温度を検知する車室内温度センサS4(図2に示す)とが設けられている。制御部15は、これらセンサS1,S2,S3,S4の検知温度情報とユーザ指令(冷暖房スイッチのオン・オフ、温度設定など)に基づいてコンプレッサ1の駆動、第1膨張弁6及び第2膨張弁7の絞り、電磁弁8、三方弁9等を制御する。具体的な制御内容については、車両用空気調和システムAの動作で説明する。
The vehicle air conditioning system A includes a first refrigerant temperature sensor S1 that detects the refrigerant temperature that has passed through the
次に、車両用空気調和システムAの動作を説明する。冷房運転が選択されると、制御部15によって3つの三方弁8a,8bが室外コンデンサ2の通路を選択し、第2膨張弁7が全閉位置とされ、図4に示す冷房用循環経路に切り替えられる。
Next, the operation of the vehicle air conditioning system A will be described. When the cooling operation is selected, the
電動コンプレッサ1からの高温高圧の冷媒は、室外コンデンサ2、室内コンデンサ3を通った後に、室内エバポレータ4のみを通ってコンプレッサ1に戻る。第1膨張弁6は、第1冷媒温度センサS1の検知冷媒温度に基づき、室内エバポレータ4の出口の冷媒過熱度を一定に保つよう弁開度が制御される。
The high-temperature and high-pressure refrigerant from the
車室内に導かれる送風は、室内エバポレータ4と必要に応じて室内コンデンサ3を通過し(フル冷房では、室内コンデンサ3を通らない)、所望温度の冷風とされて車室内に導かれる。そして、冷房運転における冷媒の熱の授受を見ると、冷媒は室外コンデンサ2と室内コンデンサ3の双方で放熱するため、室内エバポレータ4では吸熱量が室内コンデンサ3より大きく、高い冷房性能を発揮することができる。
The air blown into the vehicle interior passes through the
除湿暖房運転が選択されると、制御部15によって2つの三方弁8a,8bがバイパス通路10を選択し、図5に示す除湿暖房用循環経路に切り替えられる。
When the dehumidifying and heating operation is selected, the two three-
コンプレッサ1からの高温高圧の冷媒は、室内コンデンサ3を通った後に分岐され、第1膨張弁6と室内エバポレータ4を通る分岐路と第2膨張弁7及び室外エバポレータ5を通る分岐路を流れ、その後に合流してコンプレッサ1に戻る。第1膨張弁6は、第1冷媒温度センサS1の検知冷媒温度に基づき、室内エバポレータ4の出口の冷媒過熱度を一定に保つよう弁開度が制御される。第2膨張弁7は、第2冷媒温度センサS2の検知冷媒温度に基づき、室外エバポレータ5の出口の冷媒過熱度を一定に保つよう弁開度が制御される。尚、電動コンプレッサ1の起動直後等にあって、電動コンプレッサ1より潜熱による吸熱ができない場合には、第2膨張弁7を全開位置として顕熱によって吸熱する。
The high-temperature and high-pressure refrigerant from the
室内に導かれる送風は、室内エバポレータ4と必要に応じて室内コンデンサ3を通過し(フル暖房では、室内コンデンサ3を全て通る)、所望温度の温風とされて車室内に導かれる。車室内に導かれる送風は、室内エバポレータ4を通過する際に凝縮水を発生するため、車室内を除湿暖房することができる。そして、除湿暖房運転では、冷媒は室内エバポレータ4のみならず室外エバポレータ5でも吸熱するため、図7に示すように、電動コンプレッサ1の動力に相当する熱量と室外エバポレータ5の吸熱量に相当する熱量が暖房用熱量となる。しかも、室外エバポレータ5は外気に比べて十分に高温となる電動コンプレッサ1から吸熱するため、外気より吸熱させる場合に比べて吸熱性能が高い。以上より、冷房運転と暖房運転ができるシステムにあって、除湿暖房で、しかも、高い暖房性能を発揮することができる。
The air blown into the room passes through the
又、除湿暖房であるため、「リサーク」でも窓ガラスの曇りを防止できるとともに、「フレッシュ」に対して吸気温度が高いため、その分だけ吹き出し温度も高くできる。 In addition, since it is dehumidifying heating, fogging of the window glass can be prevented even in “Resirk”, and since the intake air temperature is higher than “fresh”, the blowing temperature can be increased accordingly.
内外気温度及び室内の湿度から室内の除湿が必要ない場合には非除湿暖房運転が選択される。非除湿暖房運転が選択されると、制御部15によって2つの三方弁8a,8bがバイパス通路10を選択し、第1膨張弁6が全閉位置に位置され、図6に示す非除湿暖房用循環経路に切り替えられる。
The non-dehumidifying heating operation is selected when indoor dehumidification is not required based on the inside / outside air temperature and the indoor humidity. When the non-dehumidifying heating operation is selected, the
コンプレッサ1からの高温高圧の冷媒は、室内コンデンサ3を通った後に、第2膨張弁7及び室外エバポレータ5を通る分岐路のみを流れてコンプレッサ1に戻る。第2膨張弁7は、第2冷媒温度センサS2の検知冷媒温度に基づき、室外エバポレータ5の出口の冷媒過熱度を一定に保つよう弁開度が制御される。
The high-temperature and high-pressure refrigerant from the
室内に導かれる送風は、室内コンデンサ3を通過し、温風とされて車室内に導かれる。車室内に導かれる送風は、室内エバポレータ4で吸熱されないため、除湿されることはないが冷却もされないことから除湿暖房運転に比べて高温の温風が得られる。
The air blown into the room passes through the
除湿暖房運転及び非除湿暖房運転では、室外エバポレータ5によって電動コンプレッサ1の熱が吸熱されるため、電動コンプレッサ1(特に、モータ制御部)が冷却され、長寿命化に寄与する。
In the dehumidifying heating operation and the non-dehumidifying heating operation, since the heat of the
この第1実施形態では、冷房運転では、コンプレッサ2からの高温高圧の冷媒が室外コンデンサ2を流れた後に室内コンデンサ3を流れるよう構成されているが、室外コンデンサ2を流れた後に、室内コンデンサ3を流れることなく第1膨張弁6を経て室内エバポレータ4に導かれるよう構成しても良い。
In the first embodiment, in the cooling operation, the high-temperature and high-pressure refrigerant from the
この第1実施形態では、コンプレッサ1からの高温高圧の冷媒を室外コンデンサ2に流す熱交換経路と、バイパス通路10に流すバイパス経路に切り替えできる三方弁9を有するので、前記したように非常に高い暖房性能を発揮することができる。
In the first embodiment, since the three-way valve 9 that can be switched between the heat exchange path for flowing the high-temperature and high-pressure refrigerant from the
この第1実施形態では、減圧手段は、室内エバポレータ4への分岐通路に設けられた第1膨張弁6と、室外エバポレータ5への分岐通路に設けられた第2膨張弁7とから構成されている。つまり、室内エバポレータ4と室外エバポレータ5が専用の減圧手段を有するので、第1膨張弁6は、車室内温度等の吸気送風温度に応じて室内エバポレータ4の出口側の冷媒蒸発温度を調整し、第2膨張弁7は、電動コンプレッサ1の温度に応じて室外エバポレータ5の出口側の冷媒蒸発温度を調整できるため、室内エバポレータ4の出口側と室外エバポレータ5の出口側をそれぞれ一定の冷媒過熱度に調整する制御が可能である。例えば、第2膨張弁7によって室内エバポレータ4の冷媒蒸発温度より室外エバポレータ5の冷媒蒸発温度を低く設定できるため、室外エバポレータ5は電動コンプレッサ1の温度が非常に低い時でも電動コンプレッサ1からの吸熱を行うことができ、優れた暖房性能を発揮することができる。特に、この実施形態では、冷媒として超臨界冷媒を使用している。従って、外気温度が超低温(例えばマイナス20℃程度)であり、エンジン21の始動時に電動コンプレッサ1の低く、室外エバポレータ5の冷媒蒸発温度を外気温度より低温に設定しても電動コンプレッサ1の入口側(低圧側)の冷媒圧力が大気圧以下にならないため、外気が超低温でも不具合なく室外エバポレータ5を有効作動できる。
In this first embodiment, the decompression means is composed of a first expansion valve 6 provided in the branch passage to the
この実施形態では、室内エバポレータ4側の分岐路と室外エバポレータ5側の分岐路の下流合流点における冷媒圧力を同一圧力に調整する冷媒圧力調整手段9a,9bが設けられている。つまり、冷媒の除湿暖房用循環経路にあって、室内エバポレータ4側の分岐路を通った冷媒と室外熱交換器5側の分岐路を通った冷媒がそれぞれ他の分岐路に逆流することを防止できる。これによって、室内エバポレータ4内を通過する冷媒圧力と室外エバポレータ5を通過する冷媒圧力をそれぞれ所望の圧力に維持できる。
In this embodiment, refrigerant pressure adjusting means 9a and 9b for adjusting the refrigerant pressure at the downstream junction of the branch path on the
又、冷媒圧力調整手段は、室内エバポレータ4と下流合流点との間に介在された第1圧力調整弁9aと、室外エバポレータ5と下流合流点との間に介在された第2圧力調整弁9bとから構成されている。従って、室内温度と電動コンプレッサ1の温度の高低に関わらず双方の冷媒圧力を同じに調整できる。
The refrigerant pressure adjusting means includes a first
この実施形態では、室外エバポレータ5が電動コンプレッサ1に一体化されているので、システムの構成部品の増加、これに伴うコストアップを極力抑えることができると共に、車載性にも影響を与えない。
In this embodiment, since the
この実施形態では、室外エバポレータ5は、電動コンプレッサ1の外周を冷媒が通るよう構成されている。従って、室外エバポレータ5は電動コンプレッサ1の外周に配置すれば良いため、組み付けが容易である。
In this embodiment, the
(室外エバポレータの変形例)
図8は第1変形例の室外エバポレータを内蔵した電動コンプレッサの斜視図である。図8に示すように、電動コンプレッサ1は、ハウジング1aによって被われおり、このハウジング1a内に本来の圧縮用とは異なる冷媒通路を設けることによって室外エバポレータ5Aが一体に構成されている。室外エバポレータ5Aは、ハウジング1aの外側にサブ吸入ポート1bとサブ吐出ポート1cを有する。
(Modification of outdoor evaporator)
FIG. 8 is a perspective view of an electric compressor incorporating the outdoor evaporator of the first modification. As shown in FIG. 8, the
この第1変形例の室外エバポレータ5Aが電動コンプレッサ1に一体化されているので、システムの構成部品の増加、これに伴うコストアップを極力抑えることができると共に、車載性にも影響を与えない。
Since the
この第1変形例の室外エバポレータ5Aは、電動コンプレッサ1の内部を冷媒が通るよう構成されているので、冷媒が電動コンプレッサ1の内部の熱を効率良く吸熱できるため、室外エバポレータ5Aの吸熱性能が向上する。
The
図9及び図10は室外エバポレータの第2変形例を示し、図9は室外エバポレータを内蔵した電動コンプレッサ1の断面図、図10は図9のD−D線断面図である。
9 and 10 show a second modification of the outdoor evaporator, FIG. 9 is a cross-sectional view of the
図9及び図10に示すように、電動コンプレッサ1は、ハウジング30を有し、ハウジング30に、冷媒を圧縮する圧縮機構部31と、この圧縮機構部31を駆動する電動モータ32と、電動モータ32を駆動制御するモータ制御部33とを内蔵する。電動コンプレッサ1には、冷媒が吸入ポート34から吸入通路35を通って圧縮機構部31に吸引され、圧縮機構部31に圧縮された冷媒が吐出通路36を通り吐出ポート37から外部に排出される。ハウジング30は、モータ制御部33に密着する位置に2枚の密着された補助ハウジング40,41を有する。この補助ハウジング40,41は、吸入通路35とは別の冷媒通路42を設けることによって室外エバポレータ5Bが一体に構成されている。冷媒通路42の一端は、補助ハウジング40,41のサブ吸入ポート43に開口し、冷媒通路42の他端は、電動コンプレッサ1の本来の冷媒吸入通路34に開口されている。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
この第2変形例の室外エバポレータ5Bにあっても、第1変形例のものと同様の効果が得られる。その上、この第2変形例の室外エバポレータ5Bは、モータ制御部33の近傍を冷媒が通るため、電動コンプレッサ1内で最大の発熱体であるモータ制御部33より有効に吸熱でき、吸熱性に優れている。
Even in the outdoor evaporator 5B of the second modification, the same effect as that of the first modification can be obtained. In addition, since the refrigerant passes through the vicinity of the
室外エバポレータとしては、熱交換効率が上げるための種々の手段が考えられる。例えば、管内ビードや冷媒の多パス流れ等を適用する手段である。 As the outdoor evaporator, various means for increasing the heat exchange efficiency can be considered. For example, it is a means to apply a multi-pass flow of pipe bead or refrigerant.
(その他)
減圧手段は、室内エバポレータ4側の分岐路と室外エバポレータ5側の分岐路の分岐箇所より上流に設けられた単一の減圧手段としても良い。2つのエバポレータ(室内エバポレータ4と室外エバポレータ5)に対して1つの第1膨張弁6で低圧の冷媒を導くため、部品点数の削減化、コストの低減化、システム構成のシンプル化になる。
(Other)
The pressure reducing means may be a single pressure reducing means provided upstream from the branching point of the branch path on the
第1膨張弁6を温度感知式(圧力感知式)とすると共に、室内エバポレータ4の出口に感温筒を設け、第1膨張弁6が感温筒からの検知温度(検知圧力)に基づき、室内エバポレータ4の出口側の冷媒過熱度を一定に保つよう弁開度を自動調整するよう構成しても良い。第2膨張弁7側も同様である。
The first expansion valve 6 is a temperature sensing type (pressure sensing type), a temperature sensing cylinder is provided at the outlet of the
A 車両用空気調和システム(空気調和システム)
1 電動コンプレッサ(コンプレッサ)
2 室外コンデンサ
3 室内コンデンサ
4 室内エバポレータ
5,5A,5B 室外エバポレータ
6 第1膨張弁(減圧手段、第1切替手段)
7 第2膨張弁(減圧手段、第1切替手段)
8a,8b 三方弁(第2切替手段)
10 バイパス通路
A Vehicle air conditioning system (air conditioning system)
1 Electric compressor (compressor)
2
7 Second expansion valve (pressure reduction means, first switching means)
8a, 8b Three-way valve (second switching means)
10 Bypass passage
Claims (7)
高温高圧の冷媒と外気との間で熱交換させる室外コンデンサ(2)と、
高温高圧の冷媒と室内に導く送風との間で熱交換させる室内コンデンサ(3)と、
高圧の冷媒を減圧して低圧の冷媒とする減圧手段(6),(7)と、
前記減圧手段(6)で低圧とされた冷媒と室内に導く送風との間で熱交換させる室内エバポレータ(4)と、
前記室内エバポレータ(4)と並列に接続され、且つ、前記減圧手段(7)で低圧とされた冷媒と前記コンプレッサ(1)との間で熱交換させる室外エバポレータ(5)と、
前記コンプレッサ(1)からの高温高圧の冷媒が前記室外コンデンサ(2)に導かれた後に前記減圧手段(6)を通って前記室内エバポレータ(4)に導かれる冷房用循環経路と、前記コンプレッサ(1)からの高温高圧の冷媒が前記室内コンデンサ(3)に導かれた後に前記減圧手段(6),(7)を通って前記室内エバポレータ(4)及び前記室外エバポレータ(5)に導かれる除湿暖房用循環経路に切り替えできる第1切替手段(8)とを備えたことを特徴とする空気調和システム(A)。 A compressor (1) that compresses the refrigerant and converts the refrigerant into a high-temperature and high-pressure refrigerant;
An outdoor condenser (2) for exchanging heat between the high-temperature and high-pressure refrigerant and the outside air;
An indoor condenser (3) for exchanging heat between the high-temperature and high-pressure refrigerant and the air blown into the room;
Decompression means (6), (7) that decompresses the high-pressure refrigerant into a low-pressure refrigerant;
An indoor evaporator (4) for exchanging heat between the refrigerant whose pressure has been reduced by the decompression means (6) and the air blown into the room;
An outdoor evaporator (5) that is connected in parallel with the indoor evaporator (4) and that exchanges heat between the refrigerant and the compressor (1), the pressure of which is reduced by the pressure reducing means (7).
A high-temperature and high-pressure refrigerant from the compressor (1) is led to the outdoor condenser (2) and then led to the indoor evaporator (4) through the decompression means (6), and the compressor ( Dehumidification in which the high-temperature and high-pressure refrigerant from 1) is guided to the indoor condenser (3) and then to the indoor evaporator (4) and the outdoor evaporator (5) through the decompression means (6) and (7). An air conditioning system (A) comprising a first switching means (8) capable of switching to a heating circulation path.
前記コンプレッサ(1)からの高温高圧の冷媒を前記室外コンデンサ(2)に導く熱交換経路と、前記室外コンデンサ(2)を迂回するバイパス通路(10)に導くバイパス経路とに切り替えできる第2切替手段(9)を有することを特徴とする空気調和システム(A)。 The air conditioning system (A) according to claim 1,
A second switching that can be switched between a heat exchange path that guides the high-temperature and high-pressure refrigerant from the compressor (1) to the outdoor condenser (2) and a bypass path that leads to a bypass path (10) that bypasses the outdoor condenser (2). An air conditioning system (A) characterized by comprising means (9).
前記減圧手段は、前記室内エバポレータ(4)側の分岐路に設けられた第1減圧手段(6)と、前記室外エバポレータ(5)側の分岐路に設けられた第2減圧手段(7)とを有することを特徴とする空気調和システム(A)。 The air conditioning system (A) according to claim 1 or 2,
The pressure reducing means includes a first pressure reducing means (6) provided in the branch path on the indoor evaporator (4) side, and a second pressure reducing means (7) provided on the branch path on the outdoor evaporator (5) side. The air conditioning system (A) characterized by having.
前記第1切替手段(8)は、前記コンプレッサ(1)からの高温高圧の冷媒が前記室内コンデンサ(3)に導かれた後に前記減圧手段(7)を通って前記室外エバポレータ(5)に導かれ、前記室内エバポレータ(4)に導かない非除湿暖房用循環経路に切り替えできることを特徴とする空気調和システム(A)。 The air conditioning system (A) according to claim 3,
The first switching means (8) guides the high-temperature and high-pressure refrigerant from the compressor (1) to the outdoor evaporator (5) through the decompression means (7) after being guided to the indoor condenser (3). The air conditioning system (A) can be switched to a circulation path for non-dehumidifying heating that is not led to the indoor evaporator (4).
前記室外エバポレータ(5),(5A),(5B)は、前記コンプレッサ(1)に一体化されたことを特徴とする空気調和システム(A)。 It is an air conditioning system (A) in any one of Claims 1-4,
The outdoor evaporator (5), (5A), (5B) is integrated with the compressor (1), and is an air conditioning system (A).
前記室外エバポレータ(5A)は、前記コンプレッサ(1)の外周を冷媒が通るよう構成されたことを特徴とする空気調和システム(A)。 It is an air conditioning system (A) in any one of Claims 1-5,
The outdoor evaporator (5A) is configured to allow refrigerant to pass through the outer periphery of the compressor (1).
前記室外エバポレータ(5B)は、前記コンプレッサ(1)の内部を冷媒が通るよう構成されたことを特徴とする空気調和システム(A)。 It is an air conditioning system (A) in any one of Claims 1-5,
The outdoor evaporator (5B) is configured to allow refrigerant to pass through the compressor (1), and is an air conditioning system (A).
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