JP2013250035A - Heat siphon-type refrigeration cycle device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒートサイフォン式冷凍サイクル装置に関する。本発明は、特に電気自動車やハイブリッド車などの電動車両の空調装置や、電池、モータ、インバータなどの自動車構成部品等の加熱・冷却装置に適用される。 The present invention relates to a heat siphon refrigeration cycle apparatus. The present invention is particularly applied to an air conditioner for an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, and a heating / cooling device for automobile components such as a battery, a motor, and an inverter.
電気自動車やハイブリッド車などの電動車両では、2次電池などの蓄電装置に蓄えた電気エネルギーを、インバータなどを介してモータに供給し走行する。これら電池やインバータ、モータなどの電子機器は、走行中など車両使用時に自己発熱し、高温になると十分な機能を得られないだけでなく、機器の劣化や破損を招いてしまうため、一定温度以下を維持するための冷却手段が必要となる。一方、特に電池の場合は、高温時だけでなく冬季など低温時にも入出力特性が悪化し、走行のための十分な電力が得られないという問題や、充電・回生ができないなどの問題が生じる。このため、十分な性能を引き出すためには冷却のみならず加熱手段も必要となる。従って、電池温度をある最適な温度範囲内に制御することが重要となる。 In an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, electric energy stored in a power storage device such as a secondary battery is supplied to a motor via an inverter or the like to run. These electronic devices such as batteries, inverters, and motors generate heat when they are in use, such as when they are traveling, and not only do not have sufficient functions at high temperatures, but also cause deterioration and damage to the devices. A cooling means for maintaining the temperature is required. On the other hand, especially in the case of batteries, the input / output characteristics deteriorate not only at high temperatures but also at low temperatures such as in winter, resulting in problems such as inability to obtain sufficient power for driving, and inability to charge and regenerate. . For this reason, in order to draw out sufficient performance, not only cooling but also heating means are required. Therefore, it is important to control the battery temperature within a certain optimum temperature range.
一般的な温度調整手段として、冷凍サイクル(ヒートポンプ含む)を用いて冷却・加熱をする方法があるが、電池パックを温度調整する場合、常にコンプレッサを運転させる必要があり、コンプレッサ消費電力が発生するため、EV走行距離が短くなったり、逆に走行距離を確保するためにセルを積み増す必要が有りコストが上がるという課題があった。(以下、温度調整のことを温調ともいう。) As a general temperature adjusting means, there is a method of cooling and heating using a refrigeration cycle (including a heat pump). However, when adjusting the temperature of the battery pack, it is necessary to always operate the compressor, and the power consumption of the compressor is generated. For this reason, there has been a problem that the EV travel distance becomes short, or conversely, it is necessary to increase the number of cells in order to secure the travel distance, and the cost increases. (Hereinafter, temperature adjustment is also referred to as temperature control.)
特許文献1には、建築設備用の冷房装置において、低外気温時にコンプレッサを作動させないことで、消費動力の低減とコンプレッサの寿命向上を狙って、冷凍サイクルに自然液化放熱モードを追加した技術が開示されている。この従来技術は、外気温度と冷却対象物との温度差が5℃以上ある場合に、運転モードを切替えるものであり、切り替えのために、温度を感知するセンサ、制御ECU、電磁弁などが必要となり、回路構成、制御が複雑となるという課題があった。特に、一般的な電磁弁を使用した場合、弁を作動させるための消費電力や、弁の制御が複雑になるといった問題があって、本来の目的である消費動力の低減と背反することがあった。 Patent Document 1 discloses a technology in which a natural liquefaction heat radiation mode is added to a refrigeration cycle in order to reduce power consumption and improve the life of a compressor by not operating the compressor at a low outdoor temperature in a cooling system for building equipment. It is disclosed. This conventional technique switches the operation mode when the temperature difference between the outside air temperature and the object to be cooled is 5 ° C. or more, and a temperature sensing sensor, control ECU, solenoid valve, etc. are necessary for the switching. Thus, there is a problem that the circuit configuration and control become complicated. In particular, when a general solenoid valve is used, there are problems such as power consumption for operating the valve and complicated control of the valve, which may contradict the reduction of power consumption, which is the original purpose. It was.
本発明は、上記問題に鑑み、電力や制御信号を必要としない弁により、冷凍サイクルモードとヒートサイフォンモード運転とを、切替えることができるヒートサイフォン式冷凍サイクル装置を提供するものである。 In view of the above problems, the present invention provides a heat siphon type refrigeration cycle apparatus capable of switching between a refrigeration cycle mode and a heat siphon mode operation by a valve that does not require electric power or a control signal.
上記課題を解決するために、請求項1の発明は、コンプレッサ(10)、コンデンサ(11)、膨張弁(12)、及び、エバポレータ(13)を含む冷媒回路を有する冷凍サイクル装置において、前記コンデンサ(11)を、前記エバポレータ(13)より、鉛直方向上方に設置するとともに、前記冷媒回路において、前記コンデンサ(11)の入口と前記エバポレータ(13)の出口との間に、前記コンプレッサ(10)をバイパスして連結するバイパス通路(19)を設け、該バイパス通路(19)に、弁体(18−1)、弁座(18−2)、及び、バネ(18−3)から構成された逆止弁(18)を設け、該逆止弁(18)が、前記コンプレッサ(10)の作動時には、前記逆止弁(18)前後の差圧(ΔP)により閉であり、前記コンプレッサ(10)の停止時には開であるようした冷凍サイクル装置である。 In order to solve the above problems, the invention of claim 1 is directed to a refrigeration cycle apparatus having a refrigerant circuit including a compressor (10), a condenser (11), an expansion valve (12), and an evaporator (13). (11) is installed vertically above the evaporator (13), and in the refrigerant circuit, between the inlet of the condenser (11) and the outlet of the evaporator (13), the compressor (10) A bypass passage (19) for bypassing and connecting is provided, and the bypass passage (19) includes a valve body (18-1), a valve seat (18-2), and a spring (18-3). A check valve (18) is provided, and the check valve (18) is closed by the differential pressure (ΔP) before and after the check valve (18) when the compressor (10) is operated. The time of stopping the presser (10) is a refrigeration cycle apparatus that is open.
なお、上記に付した符号は、後述する実施形態に記載の具体的実施態様との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol attached | subjected above is an example which shows a corresponding relationship with the specific embodiment as described in embodiment mentioned later.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。各実施態様について、同一構成の部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。本発明に係るヒートサイフォン式冷凍サイクル装置は、例えば、内燃機関を走行用駆動源とする自動車、ハイブリッド自動車、モータを走行駆動源とする電気自動車等に用いられる。この場合には、温度調整対象は、車両に設けられ、温度調節された温調空気が送風可能な空間、機器等である。例えば、車両室内、電池パックの他、インバータ、モータ等の電気機器、過給気を温度調整するインタークーラ、エンジン、ATF等のオイルを温度調整する熱交換器等に適用することができる。もちろん、本発明の冷凍サイクル装置は、必ずしも車両用に限定されるものではなく、省エネ効果の必要な温度調整装置に、広く適用可能である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. About each embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the part of the same structure, and the description is abbreviate | omitted. The heat siphon type refrigeration cycle apparatus according to the present invention is used in, for example, an automobile using an internal combustion engine as a driving source for traveling, a hybrid automobile, an electric vehicle using a motor as a driving source. In this case, the temperature adjustment target is a space, a device, or the like provided in the vehicle and capable of blowing temperature-controlled air whose temperature is adjusted. For example, the present invention can be applied to vehicle interiors, battery packs, electric devices such as inverters and motors, intercoolers that adjust the temperature of supercharged air, heat exchangers that adjust the temperature of oil such as engines and ATF, and the like. Of course, the refrigeration cycle apparatus of the present invention is not necessarily limited to vehicles, and can be widely applied to a temperature adjustment apparatus that requires an energy saving effect.
(第1実施形態)
本発明の一実施形態である第1実施形態については、電気自動車やハイブリッド車などの電動車両の空調装置や電池、モータ、インバータなどの自動車構成部品等の加熱・冷却装置に適用可能であるが、このうち、電池パック8の温度調整装置1を例示として、以下説明する。まず、最初に本発明に係るヒートサイフォン式冷凍サイクル装置の作動原理について、図1、2を参照して簡単に説明する。ここで、エバポレータ13に対し、コンデンサ11が、鉛直方向上方に配置されている点が重要である。必ずしも、両者は鉛直方向に一列に並んでいる必要はない。
(First embodiment)
The first embodiment, which is an embodiment of the present invention, can be applied to an air conditioner for an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, or a heating / cooling device for an automobile component such as a battery, a motor, or an inverter. Of these, the temperature adjusting device 1 of the
図1において、実線矢印Aは、通常の冷凍サイクルモードが作動する場合の冷媒の流れ方向を示している。一方、点線矢印Bは、ヒートサイフォンモードが作動する場合の冷媒の流れ方向を示している。冷凍サイクルモードでは、少なくともコンプレッサ10、コンデンサ11、電気式膨張弁12、及び、エバポレータ13を環状に接続して構成される冷媒回路である。冷凍サイクルモードでは、温度調整装置1の空気切り替えドア3〜6を開閉して、電池パックを冷却・加熱することができる(詳細は後述)。
In FIG. 1, a solid arrow A indicates the flow direction of the refrigerant when the normal refrigeration cycle mode operates. On the other hand, a dotted arrow B indicates the flow direction of the refrigerant when the heat siphon mode is activated. In the refrigeration cycle mode, the refrigerant circuit is configured by connecting at least the
次に、図1、2を参照して、ヒートサイフォンモードについて概略説明する。図2において、電池パック8から排出された空気は、エバポレータ13を通過しブロワ2にて電池パック8へ送風する。コンデンサ11へは、外気取り入れ通路16から、外気(車両走行風)が導入され、室外排出通路17から、室外へ排出されるよう空気切り替えドア3〜6を切替える。ここで、図1において、コンプレッサ10はOFFとし、電気式膨張弁12を開く。エバポレータ13は下方に配置されているため、冷凍サイクル内の液冷媒はエバポレータ13内に溜まっている。電池パック8から排出される高温空気がエバポレータ13を通過することにより、液冷媒が蒸発し、冷却された空気が電池パック8へ供給される。
Next, the heat siphon mode will be schematically described with reference to FIGS. In FIG. 2, the air discharged from the
図2の空気切り替えドア3、4(5、6)の開閉状態において、電池パック8から排出される高温空気により、蒸発したガス冷媒は、図1のバイパス通路19を経由してコンデンサ11へ供給され、外気取り入れ通路16からの車両走行風にて冷却される。コンデンサ11にて凝縮した液冷媒は、再度、自重による自然落下によりエバポレータ13へ供給される(この時電気式膨張弁12は開にしている)。つまり、コンデンサ11は、ガス冷媒の凝縮部であり、エバポレータ13は液冷媒の蒸発部であるので、ガス冷媒の圧力は、エバポレータ13側で高く、コンデンサ11側で低くなる。よって、バイパス通路19内には、ガス冷媒の圧力勾配が生じ、これによりガス冷媒は、エバポレータ13からコンデンサ11に移動する。なお、ヒートサイフォンモードでの必要な冷却能力は、電気式膨張弁12の開度で調整する。このように、コンプレッサ10を駆動することなく、いわばヒートパイプと同様な原理で、冷媒が循環することにより、電池の冷却が可能となる。
In the open / closed state of the
本実施形態では、図1の拡大図に示すように、ノーマルオープンとなる特殊な逆止弁18を使用している。ヒートサイフォンモード時の圧力差が非常に小さく(10kPa以下)、一般的な逆止弁を押し開けるだけの差圧がないため、周知の一般的な逆止弁は使用できない。この逆止弁18は、弁体18−1が、コンデンサ11入口側とエバポレータ13出口側との間に(これを前後と称する)差圧ΔPがない状態では、弁座18−2から遊離している。すなわち、差圧ΔPがない状態で、弁座18−2から遊離するように、バネ18−3のバネ圧が設定されている。コンデンサ11入口側が、エバポレータ13出口側より高くなると(逆止弁18の前後に差圧ΔPが発生)、弁体18−1は弁座18−2に当接して、自動的にバイパス回路19は閉鎖される。このため、コンプレッサ10がONになると、逆止弁18は通常の逆止弁として機能する。なお、バネ18−3は、つるまきバネに限らず、その他の弾性体(空気圧バネも含む)であっても良い。
In this embodiment, as shown in the enlarged view of FIG. 1, a
この弁の特殊性を簡単に説明すれば、一般的な逆止弁では、バネ圧が大きくて図1の拡大図での上端面18−4に弁体18−1が接触するが、本実施形態のノーマルオープンとなる逆止弁18は、差圧ΔPがない状態では、弁体18−1が、上端面18−4には接触せず、かつ、弁座18−2から遊離している。この逆止弁18は、図1の拡大図では、鉛直方向上下方向で表示したが、バネ圧を調整すれば任意の方向に設置することができる。
Briefly explaining the peculiarity of this valve, in a general check valve, the spring pressure is large and the valve element 18-1 contacts the upper end surface 18-4 in the enlarged view of FIG. In the
本実施形態の弁構造は、差圧ΔPが無い場合は開の状態となるため、コンプレッサが運転していない場合(OFF)は、常にサーモサイフォンが出来る状態になる。このため、外気より電池温度が高い場合は、ヒートサイフォンモードにより自動的に電池を冷却できるため、冷凍サイクルモードとヒートサイフォンモードを、わざわざ切替えるような制御を必要としない。 The valve structure of the present embodiment is in an open state when there is no differential pressure ΔP. Therefore, when the compressor is not operating (OFF), a thermosiphon is always available. For this reason, when the battery temperature is higher than the outside air, the battery can be automatically cooled in the heat siphon mode, so that control for switching between the refrigeration cycle mode and the heat siphon mode is not required.
さらに、本発明の第1実施形態を、図2を参照して詳説する。図2には、電池パック8を冷却するモードを実施したときの空気の流れを矢印により示している。電池パック8を構成する二次電池は、充放電可能で、車両走行用のモータ等に電力を供給する用途に用いられる。各単電池は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池、有機ラジカル電池であり、例えば、筐体内に収納された状態で自動車のフロア下部や、座席下、後部座席とトランクルームとの間の空間、運転席と助手席の間の空間等に配置される。
Furthermore, the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. In FIG. 2, the air flow when the mode for cooling the
温度調整装置1は、通電可能に接続された複数個の単電池からなる電池パック8と、複数個の単電池に対して温度調整された空気(以下、「温調空気」ともいう)を送風するブロワ2と、空気を温度調整するコンデンサ11及びエバポレータ13と、温調空気が流通する空気通路を運転モードに応じて切り替え変更する空気切替えドア3、4、5、6と、各部の作動を制御する制御装置9(図示せず)を備えている。電池パック8は、複数個の単電池の充電、放電、温度調節に用いられる電子部品によって、冷却・加熱が制御され、周囲を流通する空気によって各単電池が温度調節される。
The temperature adjusting device 1 blows a
冷凍サイクルは、少なくともコンプレッサ10、コンデンサ11、膨張弁12、及びエバポレータ13を環状に接続して構成される冷媒回路である。本実施形態では、コンプレッサ10は、電動モータ101により駆動される、旋回スクロールと固定スクロールからなる圧縮機構部110を有するスクロール式コンプレッサが使用されているが、これに限定されるものではなく、その他の形式のコンプレッサであっても良い。また、電動モータ101による駆動でなく、ベルト伝動式であっても良い。コンデンサ11は、冷凍サイクルに含まれる構成部品であり、電池パック8へ送風する空気を加熱して温調空気を生成する加熱用熱交換器の一例である。コンデンサ11は、加熱モード時に、冷凍サイクルにおいてコンプレッサ10で圧縮された冷媒が熱交換部11aで通過する空気に対して放熱する作用により、当該通過空気を加熱する熱交換器である。
The refrigeration cycle is a refrigerant circuit configured by connecting at least the
コンデンサ11の熱交換部11aは、交互に配されたチューブとアウターフィンとを備え、これらを積層して一体にして形成される。チューブ内には、冷媒が流通し、チューブ間に存在するアウターフィンには、加熱される空気が冷媒流れ方向に対して直交する方向に通過する。複数のチューブの一方側端部は、上部タンク11bに接続され、他方側端部は下部タンク11cに接続される。上部タンク11bと下部タンク11cは、複数のチューブの内部を介して連通する。つまり、下部タンク11c内に流入した冷媒は、チューブ内部を介して上部タンク11bの内部に流通しうる。
The
エバポレータ13の熱交換部13aも同様に、交互に配されたチューブとアウターフィンとを備え、これらを積層して一体にして形成される。複数のチューブの一方側端部は、上部タンク13bに接続され、他方側端部は下部タンク13cに接続される。上部タンク13bと下部タンク13cは、複数のチューブの内部を介して連通する。つまり、下部タンク13c内に流入した冷媒は、チューブ内部を介して上部タンク13bの内部に流通しうる。
Similarly, the
図1に示すように、エバポレータ13はコンデンサ11よりも低い位置に配置されている。つまり、車両に設置された状態において、コンデンサ11は、エバポレータ13よりも高い位置にある。さらに冷媒がエバポレータ13に向けて流出するコンデンサ11の出口部は、下部タンク11cに設けられ、冷媒配管を介して膨張弁12に接続されている。コンデンサ11とエバポレータ13がヒートサイフォンモードとしての機能を発揮するためには、コンデンサ11の出口部はコンデンサ11において下部に配置されることが好ましい。また膨張弁12は、冷媒配管を介してエバポレータ13の上部タンク13bに接続されている。本実施形態の冷凍サイクルは、コンプレッサ10を迂回可能にエバポレータ13とコンデンサ11を連絡するバイパス通路19と、上述した逆止弁18とを有する。
As shown in FIG. 1, the
コンプレッサ10の吐出管103と接続されるコンデンサ11の部分は、上部タンク11bに限定するものではなく、その高さ位置を任意に設定してもよい。また、コンプレッサ10の吸入管102と接続されるエバポレータ13の部分は、上部タンク13bに限定するものではなく、その高さ位置を任意に設定してもよい。膨張弁12の出口部と接続されるエバポレータ13の部分は、下部タンク13cに限定するものではなく、その高さ位置を任意に設定してもよい。例えば、上部タンク13cに設けてもよい。
The portion of the
図2のように、温度調整装置1は、電池パック8の電池通路と、熱交換器上流側通路14と、熱交換器下流側通路15と、車室外に通じる外気取入れ通路16と、車室外に通じる室外排出通路17と、を空気通路として備え、これらの空気通路はダクトの内部に形成される。電動ファン7は、外気取入れ通路16から室外排出通路17への強制的な外気の流れを創りだすことができる位置に配置される。ブロワ2は、熱交換器下流側通路15の空気流れ下流側と電池通路の空気流れ上流側との間に配置され、熱交換器下流側通路15から電池通路に至る空気流れを創りだす。電池パック8には、単電池の温度を検出する電池温度センサ21が設けられている。この電池温度センサ21は、温度調整対象の温度を検出する機器温度検出手段の一例である。
As shown in FIG. 2, the temperature adjusting device 1 includes a battery passage of the
熱交換器上流側通路14は、コンデンサ11及びエバポレータ13に対して空気流れの上流に位置する通路であり、熱交換器上流側通路14からコンデンサ11とエバポレータ13のそれぞれの入口部に通じる2つの通路に分岐される。熱交換器下流側通路15は、コンデンサ11及びエバポレータ13に対して空気流れの下流に位置する通路であり、コンデンサ11とエバポレータ13のそれぞれの出口部から延びる2つの通路が熱交換器下流側通路15に合流する。外気取入れ通路16は、コンデンサ11及びエバポレータ13に対して空気流れの上流に位置する通路である。室外排出通路17は、コンデンサ11及びエバポレータ13に対して空気流れの下流に位置する通路である。
The heat exchanger
空気切り替えドア3〜6は、運転モードに応じて温調空気が流通する空気経路を切り替える空気経路切替手段である。ドア3は、熱交換器上流側通路14の下流側、かつコンデンサ11の上流側に位置し、コンデンサ11の入口部を熱交換器上流側通路14、外気取入れ通路16のいずれかに連通するように切り替える開度位置に設定される空気経路切替手段である。ドア4は、コンデンサ11の下流側、かつ熱交換器下流側通路15の上流側に位置し、コンデンサ11の出口部を熱交換器下流側通路15、室外排出通路17のいずれかに切り替える開度位置に設定される空気経路切替手段である。
The
ドア3及びドア4の位置は、図3に示すように、電池パック8を温める加熱運転時には、温調空気がコンデンサ11の熱交換部11aを通過する空気通路と電池パック8の電池通路とを循環する空気経路を形成するように設定される。ドア5は、熱交換器上流側通路14の下流側、かつエバポレータ13の上流側に位置し、エバポレータ13の入口部を熱交換器上流側通路14、外気取入れ通路16のいずれかに連通するように切り替える位置に設定する空気経路切替手段である。ドア6は、エバポレータ13の下流側、かつ熱交換器下流側通路15の上流側に位置し、エバポレータ13の出口部を熱交換器下流側通路15、室外排出通路17のいずれかに切り替える位置に設定する空気経路切替手段である。ドア5及びドア6の開度位置は、図2に示すように、電池パック8を冷却する冷却運転時に、温調空気がエバポレータ13の熱交換部13aを通過する空気通路と電池パック8の電池通路とを循環する空気経路を形成するように設定される。
As shown in FIG. 3, the positions of the
次に、本実施形態の運転モードについて述べる。
(冷凍サイクル運転モード)
コンプレッサ10を運転させることで、高温高圧のガス冷媒がコンデンサ11に送られ、コンデンサ11において外気により冷却されることで冷媒は液化する。この液冷媒を膨張弁12で減圧させ、冷えた冷媒をエバポレータ13へ送り、空気と熱交換させることで冷却風を作る。膨張弁12の制御は、エバポレータ13の出口の加熱度(SH)を適正な値(10℃程度)になるように制御する。この時、コンプレッサ10のバイパス回路19に設置された逆止弁18は、冷凍サイクルの高低圧差(差圧ΔP)により弁がシャットされるため、冷媒が流れることは無い。
Next, the operation mode of this embodiment will be described.
(Refrigeration cycle operation mode)
By operating the
空気切り替えドア3〜6を、図2のように設定すると、冷却モードになる。また、図3のように、空気切り替えドア3〜6を設定すると、加熱モードとなる。冷却モードは、例示として図2の表に示したように、電池温度が40℃以上のときに作動する。
一方、加熱モードは、冬季などに電池温度センサ21おいて検出された電池温度が所定温度未満である場合に実施され、大きな加熱能力を発揮するモードである。この所定温度は、電池温度がそれ未満になると本来の充放電能力を発揮しがたい低温に設定される。所定温度としては、例えば10℃を採用することができる。制御装置9は、検出された電池温度が10℃未満であると判定すると、電池は即時に暖機を必要とする状態であると判断し、加熱モードを実行する。この加熱モードは、検出される電池温度が10℃以上になるまで継続実施され、電池温度が10℃以上であると判定すると、加熱モードは終了する。
When the
On the other hand, the heating mode is performed when the battery temperature detected by the
(ヒートサイフォン運転モード)
コンプレッサ10を停止すると、コンプレッサ前後の高低差圧、すなわち、逆止弁18の前後の差圧ΔPがなくなるため、逆止弁18はバネにより開いた状態となる。
(1)外気温度<電池温度となる場合
図2でブロワ2を運転することで、外気温度<電池温度であるので、下側にあるエバポレータ13内に溜まった液冷媒が加熱されガス化する。このガス化した冷媒は、コンデンサ11で外気により冷やされることで液化し重力によりエバポレータ13へ供給される。先に説明した冷媒循環(ヒートサイフォン運転)により、コンプレッサを運転しない状態でも電池を冷却することが可能となる。
(2)外気温度≧電池温度となる場合
サイクル内の冷媒圧力は、電池温度により決定された飽和圧力となっている。このため、外気の熱により冷凍サイクル内の冷媒が、ガス→液化することはない。したがって、冷凍サイクル内の冷媒循環(ヒートサイフォン)がないため、電池冷却は行われない。
電池冷却の運転モードの一例を挙げると、一般的に、Li電池の作動温度範囲は0〜40℃の範囲といわれていることから、運転モードの一例を図2の下に表で示す。
(Heat siphon operation mode)
When the
(1) When outside air temperature <battery temperature By operating the blower 2 in FIG. 2, since the outside air temperature <battery temperature, the liquid refrigerant accumulated in the
(2) When outside air temperature ≧ battery temperature The refrigerant pressure in the cycle is a saturation pressure determined by the battery temperature. For this reason, the refrigerant in the refrigeration cycle is not liquefied by gas → liquefaction due to the heat of the outside air. Therefore, since there is no refrigerant circulation (heat siphon) in the refrigeration cycle, battery cooling is not performed.
If an example of the operation mode of battery cooling is given, since generally the operating temperature range of Li battery is said to be the range of 0-40 degreeC, an example of an operation mode is shown in the table below FIG.
(第2実施形態)
第2実施形態は、バイパス回路19を、コンプレッサ10の内部に設置した実施形態である。図4に電動コンプレッサの場合の一例を示す。吸入冷媒は、吸入管102から、電動モータ室内に入った後、コンプレッサ10の圧縮機構部110に吸入され、吐出口107を経て、リード弁108から排出される。リード弁108から排出された冷媒は、周知の遠心分離式のオイルセパレータ部(図示せず)でオイルを分離し、ガス冷媒はコンデンサ11へ、オイルはオイル戻し穴109を通り吸入側(電動モータ室)へ戻される。
(Second Embodiment)
The second embodiment is an embodiment in which the
第2実施形態は、コンプレッサ10の内部にバイパス回路19を設置したものであるが、バイパス回路19を、高圧側と低圧側を繋ぐ経路としてオイル戻し穴109の径路中に設けたものである。そして、このオイル戻し穴部を、本実施形態の逆止弁18として機能させる。この場合、冷凍サイクル運転モード時は、オイルセパレータで分離されたオイルのみを戻す小さい穴径18−5とし、ヒートサーフォン運転モード時は、ガス冷媒が通過できる隙間とする必要がある。したがって、この場合の逆止弁18は、冷凍サイクル運転時に完全にシャットすることはない構造とする必要がある。このための手段の一例として、(1)逆止弁18本体に小さな穴18−5を追加する(図5)、(2)逆止弁18の座面18−2か、弁体18−1の座面側に凸部18−6(図6)を追加して、閉鎖時に意図的に、オイルのみを戻す隙間を開ける構造とすると良い。
In the second embodiment, a
本実施形態によれば、コンプレッサ10をバイパスするバイパス回路19を、冷媒配管として新しく設定する必要がなくなる(一体化による搭載性向上)。また、コンプレッサ10が冷え込んでいると、コンプレッサ10内部に液冷媒が溜り、ヒートサイフォン運転モードに必要な冷媒が不足することがある。コンプレッサ内にバイパス回路19を追加することで、冷凍サイクルモード運転時とほぼ同じ冷媒経路となるため、余剰冷媒が少なくなる。このため、冷媒量の変動を考慮する必要が無くなり、余剰冷媒を溜めておくモジュレータも小型化することができる。
According to this embodiment, it is not necessary to newly set the
(第3実施形態)
第3実施形態は、図7に示すように、バイパス回路19をコンプレッサの吸入管102及び吐出管103のジョイント部に追加設置した場合の実施形態である。配管取り出し方向を変更するためのサブブロックを、追加する場合も多々あるので、このようなサブブロック120の内部にバイパス回路19を設置して、逆止弁18を追加したものである。この場合、コンプレッサ内へ液冷媒が溜まることを防止するため、コンプレッサ10の吸入管102及び吐出管103のジョイント部は、近接して下側に配置されている。このようにすれば、コンプレッサ10をバイパスするバイパス回路19を、冷媒配管として新しく設定する必要がなくなり、搭載性向上が得られる。また、コンプレッサ10を新たに仕様変更することなく、既存のコンプレッサを、サブブロック120を設置するだけで、本発明に使用することができる。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 7, the third embodiment is an embodiment in which a
10 コンプレッサ
11 コンデンサ
12 膨張弁
13 エバポレータ
18 逆止弁
19 バイパス通路
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記コンデンサ(11)を、前記エバポレータ(13)より、鉛直方向上方に設置するとともに、
前記冷媒回路において、前記コンデンサ(11)の入口と前記エバポレータ(13)の出口との間に、前記コンプレッサ(10)をバイパスして連結するバイパス通路(19)を設け、
該バイパス通路(19)に、弁体(18−1)、弁座(18−2)、及び、バネ(18−3)から構成された逆止弁(18)を設け、該逆止弁(18)が、前記コンプレッサ(10)の作動時には、前記逆止弁(18)前後の差圧(ΔP)により閉であり、前記コンプレッサ(10)の停止時には開であるようした冷凍サイクル装置。 In a refrigeration cycle apparatus having a refrigerant circuit including a compressor (10), a condenser (11), an expansion valve (12), and an evaporator (13),
The capacitor (11) is installed vertically above the evaporator (13), and
In the refrigerant circuit, a bypass passage (19) for bypassing and connecting the compressor (10) is provided between the inlet of the condenser (11) and the outlet of the evaporator (13).
The bypass passage (19) is provided with a check valve (18) including a valve body (18-1), a valve seat (18-2), and a spring (18-3). 18) is a refrigeration cycle apparatus that is closed by a differential pressure (ΔP) before and after the check valve (18) when the compressor (10) is operated, and opened when the compressor (10) is stopped.
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180029474A (en) * | 2016-09-12 | 2018-03-21 | 박춘경 | Non-motorized circulation siphon |
US10414244B2 (en) | 2015-07-08 | 2019-09-17 | Denso Corporation | Refrigeration system, and in-vehicle refrigeration system |
US10464398B2 (en) | 2015-04-24 | 2019-11-05 | Denso Corporation | Vehicle anti-fogging device |
WO2020004574A1 (en) * | 2018-06-29 | 2020-01-02 | 株式会社デンソー | Apparatus temperature adjusting device |
JP2020008271A (en) * | 2018-06-29 | 2020-01-16 | 株式会社デンソー | Apparatus temperature conditioning device |
JPWO2019138493A1 (en) * | 2018-01-11 | 2020-08-20 | 三菱電機株式会社 | Air conditioner |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01257777A (en) * | 1988-04-05 | 1989-10-13 | Hitachi Ltd | Refrigerating cycle device |
JPH11325623A (en) * | 1998-05-08 | 1999-11-26 | Mazda Motor Corp | Air conditioner for vehicle |
JP2000356421A (en) * | 1995-08-31 | 2000-12-26 | Mitsubishi Electric Corp | Cooling apparatus |
JP2002005022A (en) * | 2000-06-27 | 2002-01-09 | Toyota Industries Corp | Compressor |
JP2005273998A (en) * | 2004-03-24 | 2005-10-06 | Denso Corp | Vehicular cooling system |
JP2005315376A (en) * | 2004-04-30 | 2005-11-10 | Saginomiya Seisakusho Inc | Shutoff valve |
US20110139148A1 (en) * | 2010-12-06 | 2011-06-16 | Solarlogic, Llc | Solar fluid heating and cooling system |
-
2012
- 2012-06-04 JP JP2012126903A patent/JP2013250035A/en active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01257777A (en) * | 1988-04-05 | 1989-10-13 | Hitachi Ltd | Refrigerating cycle device |
JP2000356421A (en) * | 1995-08-31 | 2000-12-26 | Mitsubishi Electric Corp | Cooling apparatus |
JPH11325623A (en) * | 1998-05-08 | 1999-11-26 | Mazda Motor Corp | Air conditioner for vehicle |
JP2002005022A (en) * | 2000-06-27 | 2002-01-09 | Toyota Industries Corp | Compressor |
JP2005273998A (en) * | 2004-03-24 | 2005-10-06 | Denso Corp | Vehicular cooling system |
JP2005315376A (en) * | 2004-04-30 | 2005-11-10 | Saginomiya Seisakusho Inc | Shutoff valve |
US20110139148A1 (en) * | 2010-12-06 | 2011-06-16 | Solarlogic, Llc | Solar fluid heating and cooling system |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10464398B2 (en) | 2015-04-24 | 2019-11-05 | Denso Corporation | Vehicle anti-fogging device |
US10414244B2 (en) | 2015-07-08 | 2019-09-17 | Denso Corporation | Refrigeration system, and in-vehicle refrigeration system |
KR20180029474A (en) * | 2016-09-12 | 2018-03-21 | 박춘경 | Non-motorized circulation siphon |
JPWO2019138493A1 (en) * | 2018-01-11 | 2020-08-20 | 三菱電機株式会社 | Air conditioner |
WO2020004574A1 (en) * | 2018-06-29 | 2020-01-02 | 株式会社デンソー | Apparatus temperature adjusting device |
JP2020008271A (en) * | 2018-06-29 | 2020-01-16 | 株式会社デンソー | Apparatus temperature conditioning device |
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