JP2018040518A - ヒートポンプサイクル、それを備えた車両用空気調和装置、及び、冷凍サイクル - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒回路内の冷媒を回収する際に、オイルが吸い出されてしまうことを防止することができるヒートポンプサイクルを提供する。
【解決手段】ヒートポンプサイクルＨＰは、冷媒を圧縮する圧縮機２と、冷媒を放熱させる放熱用熱交換器（放熱器４、室外熱交換器７）と、減圧装置（室外膨張弁６、室内膨張弁８）と、冷媒を吸熱させる吸熱用熱交換器（室外熱交換器７、吸熱器９）を有する冷媒回路Ｒを備えたものであって、圧縮機２の冷媒吸込側に接続されたアキュムレータ１２を備え、このアキュムレータ１２の入口配管（冷媒配管１３Ｃ）にサービスバルブ６４を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮機と、放熱器と、減圧装置と、吸熱用熱交換器を備えたヒートポンプサイクル、それを備えて車室内を空調する車両用空気調和装置、及び、冷凍サイクルに関するものである。

従来よりこの種のヒートポンプサイクル、特に車両用の空調装置を構成するヒートポンプサイクルは、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を放熱させる放熱器（放熱用熱交換器）と、減圧装置としての膨張弁と、室外熱交換器（吸熱用熱交換器又は放熱用熱交換器）と、室内蒸発器（吸熱用熱交換器）を順次接続して冷媒回路が構成されており、放熱器で車室内に供給される空気を加熱し、室外熱交換器で吸熱させることで車室内を暖房し、室内蒸発器で冷媒を吸熱させることで車室内を冷房する構成とされていた（例えば、特許文献１参照）。

また、圧縮機の冷媒吸込側には気液分離器としてのアキュムレータが接続されるが、特に走行時の震動が加わる車両用の空調装置では、冷媒回路からの冷媒漏洩が問題となるため、このアキュムレータの出口側から圧縮機に至る配管にはチャージングポートと称するサービスバルブが取り付けられていた。そして、冷媒回路内に冷媒を充填する際には、一旦このサービスバルブから回路内の冷媒を真空引きして回収した後、充填するものであった。

特開２０１５−１３７７７９号公報

ここで、アキュムレータは所定容量のタンクと、このタンク内の上部で一端が開口し、他端がタンクから引き出されて圧縮機へと接続される出口配管を備えており、タンクに入口配管を接続してタンク内の上部にて開口させる。そして、この入口配管から流入した冷媒のうちの液冷媒をタンク内に一旦貯留し、ガス冷媒とオイルが溶け込んでいる液冷媒の一部を混合した２相冷媒を出口配管の一端の開口から流出させる構造とされている。

また、タンク内には冷媒と共に冷媒回路内を循環するオイルも貯留される。このオイルも圧縮機に戻す必要があるため、出口配管は一端の開口からタンク内の底部まで降下する形状とされ、この最も低い箇所にオイル戻し孔を形成し、このオイル戻し孔からタンク内に溜まったオイルを圧縮機に戻す構成とされていた。

しかしながら、従来ではサービスバルブがこのアキュムレータの出口配管に取り付けられていたため、真空引きの際にアキュムレータ内のオイルも吸引されてしまい、冷媒回路内のオイルが枯渇してしまうと云う問題が生じていた。

本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、冷媒回路内の冷媒を回収する際に、オイルが吸い出されてしまうことを防止することができるヒートポンプサイクル、それを用いた車両用空気調和装置、及び、冷凍サイクルを提供することを目的とする。

本発明のヒートポンプサイクルは、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を放熱させる放熱用熱交換器と、減圧装置と、冷媒を吸熱させる吸熱用熱交換器を有する冷媒回路を備えたものであって、圧縮機の冷媒吸込側に接続されたアキュムレータを備え、このアキュムレータの入口配管にサービスバルブを設けたことを特徴とする。

請求項２の発明のヒートポンプサイクルは、上記発明においてアキュムレータは、内部に所定容量を有するタンクと、このタンク内の上部にて開口する出口配管を備え、入口配管は、タンクの上部に接続されて当該タンク内に開口すると共に、出口配管は、タンク内の底部にて開口するオイル戻し孔を有することを特徴とする。

請求項３の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明のヒートポンプサイクルに加えて車室内に供給する空気が流通する空気流通路を備え、放熱用熱交換器は空気流通路に設けられ、吸熱用熱交換器は車室外に設けられると共に、圧縮機から吐出された冷媒を放熱用熱交換器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧装置により減圧した後、吸熱用熱交換器にて吸熱させることで車室内の暖房を行うことを特徴とする。

請求項４の発明の車両用空気調和装置は、請求項１又は請求項２の発明のヒートポンプサイクルに加えて車室内に供給する空気が流通する空気流通路を備え、吸熱用熱交換器は空気流通路に設けられ、放熱用熱交換器は車室外に設けられると共に、圧縮機から吐出された冷媒を放熱用熱交換器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧装置により減圧した後、吸熱用熱交換器にて吸熱させることで車室内の冷房を行うことを特徴とする。

請求項５の発明の冷凍サイクルは、少なくとも、圧縮機、放熱器、減圧装置、吸熱用熱交換器及びアキュムレータを備えたものであって、圧縮機の冷媒吸込側に接続されたアキュムレータを備え、このアキュムレータの入口配管にサービスバルブを設けたことを特徴とする。

請求項１又は請求項５の発明によれば、圧縮機の冷媒吸込側に接続されたアキュムレータを備え、このアキュムレータの入口配管にサービスバルブを設けたので、サービスバルブを用いた真空引き時にアキュムレータ内のオイルが吸い出されてしまう不都合を回避することが可能となる。

これは、例えば請求項２の発明の如くアキュムレータが、内部に所定容量を有するタンクと、このタンク内の上部にて開口する出口配管を備え、入口配管が、タンクの上部に接続されて当該タンク内に開口すると共に、出口配管が、タンク内の底部にて開口するオイル戻し孔を有している場合に極めて有効である。

これにより、冷媒回路からの冷媒回収により回路内のオイルが枯渇してしまう不都合を解消することができるようになる。これは、特に請求項３や請求項４の発明の如く車室内の暖房や冷房を行う車両用空気調和装置において極めて有効なものとなる。

本発明を適用したヒートポンプサイクルを備えた車両用空気調和装置の一実施例の構成図である。 図１の車両用空気調和装置のコントローラの電気回路のブロック図である。 図１の車両用空気調和装置のアキュムレータの斜視図である。 図１の車両用空気調和装置のアキュムレータの概略断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明の冷凍サイクルの一例としてのヒートポンプサイクルＨＰを備えた車両用空気調和装置１の一実施例の構成図を示している。図１の車両用空気調和装置１を適用する実施例の車両は、エンジン（内燃機関）が搭載されていない電気自動車（ＥＶ）であって、バッテリに充電された電力で走行用の電動モータを駆動して走行するものであり（何れも図示せず）、車両用空気調和装置１も、バッテリの電力で駆動されるものとする。即ち、実施例の車両用空気調和装置１は、エンジン廃熱による暖房ができない電気自動車において、冷媒回路を用いたヒートポンプ運転により暖房モードを行い、更に、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード、及び、ＭＡＸ冷房モードの各運転モードを選択的に実行するものである。

尚、車両として電気自動車に限らず、エンジンと走行用の電動モータを供用する所謂ハイブリッド自動車にも本発明は有効であり、更には、エンジンで走行する通常の自動車にも適用可能であることは云うまでもない。

実施例の車両用空気調和装置１は、電気自動車の車室内の空調（暖房、冷房、除湿、及び、換気）を行うものであり、冷媒を圧縮する電動式の圧縮機２と、車室内空気が通気循環されるＨＶＡＣユニット１０の空気流通路３内に設けられ、圧縮機２から吐出された高温高圧の冷媒が冷媒配管１３Ｇを介して流入し、この冷媒を車室内に放熱させる放熱器用熱交換器としての放熱器４と、暖房時に冷媒を減圧膨張させる電動弁から成る減圧装置としての室外膨張弁６と、車室外に設けられて冷房時には放熱用熱交換器として機能し、暖房時には吸熱用熱交換器として機能すべく冷媒と外気との間で熱交換を行わせる室外熱交換器７と、冷媒を減圧膨張させる電動弁から成る減圧装置としての室内膨張弁８と、空気流通路３内に設けられて冷房時及び除湿時に車室内外から冷媒に吸熱させる吸熱用熱交換器としての吸熱器９と、アキュムレータ１２等が冷媒配管１３により順次接続されて冷媒回路Ｒが構成されたヒートポンプサイクルＨＰを備えている。

そして、このヒートポンプサイクルＨＰの冷媒回路Ｒ内には、所定量の冷媒と潤滑用のオイルが充填されている。尚、室外熱交換器７（放熱用熱交換器又は吸熱用熱交換器）には、室外送風機１５が設けられている。この室外送風機１５は、室外熱交換器７に外気を強制的に通風することにより、外気と冷媒とを熱交換させるものであり、これにより停車中（即ち、車速が０ｋｍ／ｈ）にも室外熱交換器７に外気が通風されるよう構成されている。

また、室外熱交換器７は冷媒下流側にレシーバドライヤ部１４と過冷却部１６を順次有し、室外熱交換器７から出た冷媒配管１３Ａは、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード、及び、ＭＡＸ冷房モードで開放される冷房用の電磁弁１７を介してレシーバドライヤ部１４に接続され、過冷却部１６の出口側の冷媒配管１３Ｂは室内膨張弁８を介して吸熱器９の入口側に接続されている。尚、レシーバドライヤ部１４及び過冷却部１６は構造的に室外熱交換器７の一部を構成している。

また、過冷却部１６と室内膨張弁８間の冷媒配管１３Ｂは、吸熱器９の出口側の冷媒配管１３Ｃと熱交換関係に設けられ、両者で内部熱交換器１９を構成している。これにより、冷媒配管１３Ｂを経て室内膨張弁８に流入する冷媒は、吸熱器９を出た低温の冷媒により冷却（過冷却）される構成とされている。

また、室外熱交換器７から出た冷媒配管１３Ａは冷媒配管１３Ｄに分岐しており、この分岐した冷媒配管１３Ｄは、暖房モードで開放される暖房用の電磁弁２１を介して内部熱交換器１９の下流側における冷媒配管１３Ｃに連通接続されている。この冷媒配管１３Ｃが後述する如く入口配管としてアキュムレータ１２に接続され、アキュムレータ１２は圧縮機２の冷媒吸込側に接続されている。更に、放熱器４の出口側の冷媒配管１３Ｅは室外膨張弁６を介して室外熱交換器７の入口側に接続されている。

また、圧縮機２の吐出側と放熱器４の入口側の間の冷媒配管１３Ｇには、暖房モード、除湿冷房モード、及び、冷房モードで開放され、除湿暖房モードとＭＡＸ冷房モードで閉じられるリヒート用の電磁弁３０が介設されている。この場合、冷媒配管１３Ｇは電磁弁３０の上流側でバイパス配管３５に分岐しており、このバイパス配管３５は、除湿暖房モード及びＭＡＸ冷房モードで開放され、暖房モード、除湿冷房モード、及び、冷房モードで閉じられるバイパス用の電磁弁４０を介して室外膨張弁６の下流側の冷媒配管１３Ｅに連通接続されている。これらバイパス配管３５、電磁弁３０及び電磁弁４０によりバイパス装置４５が構成される。

また、吸熱器９の空気上流側における空気流通路３には、外気吸込口と内気吸込口の各吸込口が形成されており（図１では吸込口２５で代表して示す）、この吸込口２５には空気流通路３内に導入する空気を車室内の空気である内気（内気循環モード）と、車室外の空気である外気（外気導入モード）とに切り換える吸込切換ダンパ２６が設けられている。更に、この吸込切換ダンパ２６の空気下流側には、導入した内気や外気を空気流通路３に送給するための室内送風機（ブロワファン）２７が設けられている。

また、図１において２３は実施例の車両用空気調和装置１に設けられた補助ヒータである。実施例の補助ヒータ２３は電気ヒータであるＰＴＣヒータにて構成されており、空気流通路３の空気の流れに対して、放熱器４の空気上流側となる空気流通路３内に設けられている。そして、補助ヒータ２３に通電されて発熱すると、吸熱器９を経て放熱器４に流入する空気流通路３内の空気が加熱される。即ち、この補助ヒータ２３が所謂ヒータコアとなり、車室内の暖房を行い、或いは、それを補完する。

また、補助ヒータ２３の空気上流側における空気流通路３内には、当該空気流通路３内に流入し、吸熱器９を通過した後の空気流通路３内の空気（内気や外気）を補助ヒータ２３及び放熱器４に通風する割合を調整するエアミックスダンパ２８が設けられている。更に、放熱器４の空気下流側における空気流通路３には、ＦＯＯＴ（フット）、ＶＥＮＴ（ベント）、ＤＥＦ（デフ）の各吹出口（図１では代表して吹出口２９で示す）が形成されており、この吹出口２９には上記各吹出口から空気の吹き出しを切換制御する吹出口切換ダンパ３１が設けられている。

ここで、図３、図４は前述したアキュムレータ１２の斜視図、及び、断面図を示している。アキュムレータ１２は冷媒配管１３Ｃを経て流入する液冷媒とガス冷媒とを分離するための所謂気液分離器であり、上下の所定寸法を有し、内部に所定容量を有するタンク５７と、このタンク５７内の上部に配置され、タンク５７の側壁及び上壁から離間して設けられた邪魔板５８と、タンク５７の上壁から内部に進入し、邪魔板５８を貫通して一旦タンク５７内の底部まで降下した後に上昇し、上昇した一端（先端）が邪魔板５８の下側で間隔を存して開口する出口配管６１とから構成されている。即ち、出口配管６１の一端は邪魔板５８の下側のタンク５７内の上部にて開口している。

この出口配管６１の最下部はタンク５７の底壁直上に少許間隔を存して位置しており、この最下部には小孔から成るオイル戻し孔６２が形成されている。即ち、このオイル戻し孔６２はタンク５７内の底部にて開口している。また、出口配管６１の他端はタンク５７の上壁から出て圧縮機２の吸込側に接続されている。

そして、アキュムレータ１２の入口配管となる冷媒配管１３Ｃがタンク５７の上壁から内部に進入し、邪魔板５８の上側にて開口している。即ち、冷媒配管１３Ｃはタンク５７の上部に接続され、邪魔板５８の上側のタンク５７内の上部で開口している。また、このアキュムレータ１２に接続される部分の少許手前の冷媒配管１３Ｃ（入口配管）にはサービスバルブ６４が取り付けられている。このサービスバルブ６４は後述する如くヒートポンプサイクルＨＰの冷媒回路Ｒ内から冷媒を真空引きする際、及び、冷媒回路Ｒ内に冷媒を充填する際に用いられるバルブである。

次に、図２において３２はプロセッサを備えたコンピュータの一例であるマイクロコンピュータから構成された制御装置としてのコントローラ（ＥＣＵ）であり、このコントローラ３２の入力には車両の外気温度（Ｔａｍ）を検出する外気温度センサ３３と、外気湿度を検出する外気湿度センサ３４と、吸込口２５から空気流通路３に吸い込まれる空気の温度を検出するＨＶＡＣ吸込温度センサ３６と、車室内の空気（内気）の温度を検出する内気温度センサ３７と、車室内の空気の湿度を検出する内気湿度センサ３８と、車室内の二酸化炭素濃度を検出する室内ＣＯ₂濃度センサ３９と、吹出口２９から車室内に吹き出される空気の温度を検出する吹出温度センサ４１と、圧縮機２の吐出冷媒圧力Ｐｄを検出する吐出圧力センサ４２と、圧縮機２の吐出冷媒温度Ｔｄを検出する吐出温度センサ４３と、圧縮機２の吸込冷媒圧力Ｐｓを検出する吸込圧力センサ４４と、アキュムレータ１２から出て圧縮機２に吸い込まれる冷媒の温度である吸込冷媒温度Ｔｓを検出する吸込温度センサ５５と、放熱器４の温度（放熱器４を経た空気の温度、又は、放熱器４自体の温度：放熱器温度ＴＨ）を検出する放熱器温度センサ４６と、放熱器４の冷媒圧力（放熱器４内、又は、放熱器４を出た直後の冷媒の圧力：放熱器圧力ＰＣＩ）を検出する放熱器圧力センサ４７と、吸熱器９の温度（吸熱器９を経た空気の温度、又は、吸熱器９自体の温度：吸熱器温度Ｔｅ）を検出する吸熱器温度センサ４８と、吸熱器９の冷媒圧力（吸熱器９内、又は、吸熱器９を出た直後の冷媒の圧力）を検出する吸熱器圧力センサ４９と、車室内への日射量を検出するための例えばフォトセンサ式の日射センサ５１と、車両の移動速度（車速）を検出するための車速センサ５２と、設定温度や運転モードの切り換えを設定するための空調（エアコン）操作部５３と、室外熱交換器７の温度（室外熱交換器７から出た直後の冷媒の温度（後述する暖房モードのときにアキュムレータ１２に流入する冷媒の温度：室外熱交換器温度ＴＸＯ）を検出する室外熱交換器温度センサ５４と、室外熱交換器７の冷媒圧力（室外熱交換器７内、又は、室外熱交換器７から出た直後の冷媒の圧力：室外熱交換器圧力ＰＸＯ）を検出する室外熱交換器圧力センサ５６の各出力が接続されている。また、コントローラ３２の入力には更に、補助ヒータ２３の温度（補助ヒータ２３で加熱された直後の空気の温度、又は、補助ヒータ２３自体の温度：補助ヒータ温度Ｔｐｔｃ）を検出する補助ヒータ温度センサ５０の出力も接続されている。

一方、コントローラ３２の出力には、前記圧縮機２と、室外送風機１５と、室内送風機（ブロワファン）２７と、吸込切換ダンパ２６と、エアミックスダンパ２８と、吹出口切換ダンパ３１と、室外膨張弁６、室内膨張弁８と、補助ヒータ２３、電磁弁３０（リヒート用）、電磁弁１７（冷房用）、電磁弁２１（暖房用）、電磁弁４０（バイパス用）の各電磁弁が接続されている。そして、コントローラ３２は各センサの出力と空調操作部５３にて入力された設定に基づいてこれらを制御する。

以上の構成で、次に実施例の車両用空気調和装置１の動作を説明する。コントローラ３２は実施例では暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード、及び、ＭＡＸ冷房モードの各運転モードを切り換えて実行する。先ず、各運転モードにおける冷媒の流れと制御の概略について説明する。

（１）暖房モード
コントローラ３２により（オートモード）或いは空調操作部５３へのマニュアル操作（マニュアルモード）により暖房モードが選択されると、コントローラ３２は電磁弁２１（暖房用）を開放し、電磁弁１７（冷房用）を閉じる。また、電磁弁３０（リヒート用）を開放し、電磁弁４０（バイパス用）を閉じる。

そして、圧縮機２、及び、各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８は図１に破線で示す如く、室内送風機２７から吹き出されて吸熱器９を経た空気流通路３内の全ての空気が補助ヒータ２３及び放熱器４に通風される状態とする。これにより、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は電磁弁３０を経て冷媒配管１３Ｇから放熱器４に流入する。放熱器４には空気流通路３内の空気が通風されるので、空気流通路３内の空気は放熱器４内の高温冷媒（補助ヒータ２３が動作するときは当該補助ヒータ２３及び放熱器４）により加熱され、一方、放熱器４内の冷媒は空気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化する。

放熱器４内で液化した冷媒は当該放熱器４を出た後、冷媒配管１３Ｅを経て室外膨張弁６に至る。室外膨張弁６に流入した冷媒はそこで減圧された後、室外熱交換器７に流入する。室外熱交換器７に流入した冷媒は蒸発し、走行により、或いは、室外送風機１５にて通風される外気中から熱を汲み上げる。即ち、室外熱交換器７は吸熱用熱交換器となる。そして、室外熱交換器７を出た低温の冷媒は冷媒配管１３Ａ、電磁弁２１及び冷媒配管１３Ｄを経て冷媒配管１３Ｃからアキュムレータ１２に入る。

この場合、室外熱交換器７で蒸発したガス冷媒、及び、未蒸発の液冷媒は、前述した如く冷媒配管１３Ａ、電磁弁２１、及び、冷媒配管１３Ｄを経て冷媒配管１３Ｃから図４に矢印で示す如くアキュムレータ１２のタンク５７内に入る。タンク５７内に流入した気液混合状態の冷媒は、先ず邪魔板５８に衝突して外側に広がり、矢印で示す如く邪魔板５８の外縁とタンク５７の間を通ってタンク５７内の下部に流下する。

液冷媒はこのタンク５７内の下部に貯留され、ガス冷媒及びアキュムレータ１２内で液冷媒が蒸発したガス冷媒は、矢印で示す如く出口配管６１の先端と邪魔板５８の間を経て出口配管６１の先端の開口から当該出口配管６１内に入り、流下した後、再び上昇してアキュムレータ１２から出て行く。また、タンク５７内には冷媒と共に冷媒回路Ｒ内を循環するオイル（圧縮機２の潤滑用）も貯留される。このオイル、及び、液冷媒の一部は、出口配管６１の最下部に形成されたオイル戻し孔６２から出口配管６１内に入って上昇し、アキュムレータ１２から出て行く。

このようにして気液分離された冷媒、及び、オイルはアキュムレータ１２の出口配管６１を経て圧縮機２に吸い込まれ、以後この循環を繰り返す。放熱器４（放熱用熱交換器）や補助ヒータ２３にて加熱された空気は吹出口２９から吹き出されるので、これにより車室内の暖房が行われることになる。

（２）除湿暖房モード
次に、除湿暖房モードでは、コントローラ３２は電磁弁１７を開放し、電磁弁２１を閉じる。また、電磁弁３０を閉じ、電磁弁４０を開放すると共に、室外膨張弁６の弁開度は全閉とする。そして、圧縮機２、及び、各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８は図１に破線で示す如く、室内送風機２７から吹き出されて吸熱器９を経た空気流通路３内の全ての空気が補助ヒータ２３及び放熱器４に通風される状態とする。

これにより、圧縮機２から冷媒配管１３Ｇに吐出された高温高圧のガス冷媒は、放熱器４に向かうこと無くバイパス配管３５に流入し、電磁弁４０を経て室外膨張弁６の下流側の冷媒配管１３Ｅに至るようになる。このとき、室外膨張弁６は全閉とされているので、冷媒は室外熱交換器７に流入する。室外熱交換器７に流入した冷媒はそこで走行により、或いは、室外送風機１５にて通風される外気により空冷され、凝縮する。室外熱交換器７を出た冷媒は冷媒配管１３Ａから電磁弁１７を経てレシーバドライヤ部１４、過冷却部１６と順次流入する。ここで冷媒は過冷却される。

室外熱交換器７の過冷却部１６を出た冷媒は冷媒配管１３Ｂに入り、内部熱交換器１９を経て室内膨張弁８に至る。室内膨張弁８にて冷媒は減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機２７から吹き出された空気は冷却され、且つ、当該空気中の水分が吸熱器９に凝結して付着するので、空気流通路３内の空気は冷却され、且つ、除湿される。吸熱器９で蒸発した冷媒は内部熱交換器１９を経て冷媒配管１３Ｃを介し、アキュムレータ１２に至り、前述した如く気液分離されて圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。

このとき、室外膨張弁６の弁開度は全閉とされているので、圧縮機２から吐出された冷媒が室外膨張弁６から放熱器４に逆流入する不都合を抑制若しくは防止することが可能となる。これにより、冷媒循環量の低下を抑制若しくは解消して空調能力を確保することができるようになる。更に、この除湿暖房モードにおいてコントローラ３２は、補助ヒータ２３に通電して発熱させる。これにより、吸熱器９にて冷却され、且つ、除湿された空気は補助ヒータ２３を通過する過程で更に加熱され、温度が上昇するので車室内の除湿暖房が行われることになる。

（３）除湿冷房モード
次に、除湿冷房モードでは、コントローラ３２は電磁弁１７を開放し、電磁弁２１を閉じる。また、電磁弁３０を開放し、電磁弁４０を閉じる。そして、圧縮機２、及び、各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８は図１に破線で示す如く、室内送風機２７から吹き出されて吸熱器９を経た空気流通路３内の全ての空気が補助ヒータ２３及び放熱器４に通風される状態とする。これにより、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は電磁弁３０を経て冷媒配管１３Ｇから放熱器４に流入する。放熱器４には空気流通路３内の空気が通風されるので、空気流通路３内の空気は放熱器４内の高温冷媒により加熱され、一方、放熱器４内の冷媒は空気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化していく。

放熱器４を出た冷媒は冷媒配管１３Ｅを経て室外膨張弁６に至り、開き気味で制御される室外膨張弁６を経て室外熱交換器７に流入する。室外熱交換器７に流入した冷媒はそこで走行により、或いは、室外送風機１５にて通風される外気により空冷され、凝縮する。室外熱交換器７を出た冷媒は冷媒配管１３Ａから電磁弁１７を経てレシーバドライヤ部１４、過冷却部１６と順次流入する。ここで冷媒は過冷却される。

室外熱交換器７の過冷却部１６を出た冷媒は冷媒配管１３Ｂに入り、内部熱交換器１９を経て室内膨張弁８に至る。室内膨張弁８にて冷媒は減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機２７から吹き出された空気中の水分が吸熱器９に凝結して付着するので、空気は冷却され、且つ、除湿される。

吸熱器９で蒸発した冷媒は内部熱交換器１９を経て冷媒配管１３Ｃを介し、アキュムレータ１２に至り、前述した如く気液分離されて圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。この除湿冷房モードではコントローラ３２は補助ヒータ２３に通電しないので、吸熱器９にて冷却され、除湿された空気は放熱器４を通過する過程で再加熱（リヒート。暖房時よりも放熱能力は低い）される。これにより車室内の除湿冷房が行われることになる。

（４）冷房モード
次に、冷房モードでは、コントローラ３２は上記除湿冷房モードの状態において室外膨張弁６の弁開度を全開とする。尚、コントローラ３２はエアミックスダンパ２８を制御し、図１に実線で示す如く、室内送風機２７から吹き出されて吸熱器９を通過した後の空気流通路３内の空気が、補助ヒータ２３及び放熱器４に通風される割合を調整する。また、コントローラ３２は補助ヒータ２３に通電しない。

これにより、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は電磁弁３０を経て冷媒配管１３Ｇから放熱器４に流入すると共に、放熱器４を出た冷媒は冷媒配管１３Ｅを経て室外膨張弁６に至る。このとき室外膨張弁６は全開とされているので冷媒はそれを通過し、そのまま室外熱交換器７に流入し、そこで走行により、或いは、室外送風機１５にて通風される外気により空冷され、凝縮液化する。即ち、室外熱交換器７は放熱用熱交換器となる。室外熱交換器７を出た冷媒は冷媒配管１３Ａから電磁弁１７を経てレシーバドライヤ部１４、過冷却部１６と順次流入する。ここで冷媒は過冷却される。

室外熱交換器７の過冷却部１６を出た冷媒は冷媒配管１３Ｂに入り、内部熱交換器１９を経て室内膨張弁８に至る。室内膨張弁８にて冷媒は減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機２７から吹き出された空気は冷却される。また、空気中の水分は吸熱器９に凝結して付着する。

吸熱器９で蒸発した冷媒は内部熱交換器１９を経て冷媒配管１３Ｃを介し、アキュムレータ１２に至り、前述した如く気液分離された後、圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器９（吸熱用熱交換器）にて冷却され、除湿された空気が吹出口２９から車室内に吹き出されるので（一部は放熱器４を通過して熱交換する）、これにより車室内の冷房が行われることになる。

（５）ＭＡＸ冷房モード
次に、ＭＡＸ冷房モードでは、コントローラ３２は電磁弁１７を開放し、電磁弁２１を閉じる。また、電磁弁３０を閉じ、電磁弁４０を開放すると共に、室外膨張弁６の弁開度は全閉とする。そして、圧縮機２、及び、各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８は補助ヒータ２３及び放熱器４に空気流通路３内の空気が通風されない状態とする。但し、多少通風されても支障はない。また、コントローラ３２は補助ヒータ２３に通電しない。

これにより、圧縮機２から冷媒配管１３Ｇに吐出された高温高圧のガス冷媒は、放熱器４に向かうこと無くバイパス配管３５に流入し、電磁弁４０を経て室外膨張弁６の下流側の冷媒配管１３Ｅに至るようになる。このとき、室外膨張弁６は全閉とされているので、冷媒は室外熱交換器７に流入する。室外熱交換器７に流入した冷媒はそこで走行により、或いは、室外送風機１５にて通風される外気により空冷され、凝縮する。室外熱交換器７を出た冷媒は冷媒配管１３Ａから電磁弁１７を経てレシーバドライヤ部１４、過冷却部１６と順次流入する。ここで冷媒は過冷却される。

室外熱交換器７の過冷却部１６を出た冷媒は冷媒配管１３Ｂに入り、内部熱交換器１９を経て室内膨張弁８に至る。室内膨張弁８にて冷媒は減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機２７から吹き出された空気は冷却される。また、空気中の水分は吸熱器９に凝結して付着するので、空気流通路３内の空気は除湿される。吸熱器９で蒸発した冷媒は内部熱交換器１９を経て冷媒配管１３Ｃを介し、アキュムレータ１２に至り、そこを経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。このとき、室外膨張弁６は全閉とされているので、同様に圧縮機２から吐出された冷媒が室外膨張弁６から放熱器４に逆流入する不都合を抑制若しくは防止することが可能となる。これにより、冷媒循環量の低下を抑制若しくは解消して空調能力を確保することができるようになる。

ここで、前述した冷房モードでは放熱器４に高温の冷媒が流れているため、放熱器４からＨＶＡＣユニット１０への直接の熱伝導が少なからず生じるが、このＭＡＸ冷房モードでは放熱器４に冷媒が流れないため、放熱器４からＨＶＡＣユニット１０に伝達される熱で吸熱器９からの空気流通路３内の空気が加熱されることも無くなる。そのため、車室内の強力な冷房が行われ、特に外気温度Ｔａｍが高いような環境下では、迅速に車室内を冷房して快適な車室内空調を実現することができるようになる。

（６）各運転モードの切換
空気流通路３内を流通される空気は上記各運転モードにおいて吸熱器９からの冷却や放熱器４（及び補助ヒータ２３）からの加熱作用（エアミックスダンパ２８で調整）を受けて吹出口２９から車室内に吹き出される。コントローラ３２は外気温度センサ３３が検出する外気温度Ｔａｍ、内気温度センサ３７が検出する車室内の温度、前記ブロワ電圧、日射センサ５１が検出する日射量等と、空調操作部５３にて設定された車室内の目標車室内温度（設定温度）とに基づいて目標吹出温度ＴＡＯを算出し、各運転モードを切り換えて吹出口２９から吹き出される空気の温度をこの目標吹出温度ＴＡＯに制御する。

この場合、コントローラ３２は、外気温度Ｔａｍ、車室内の湿度、目標吹出温度ＴＡＯ、放熱器温度ＴＨ、目標放熱器温度ＴＣＯ、吸熱器温度Ｔｅ、目標吸熱器温度ＴＥＯ、車室内の除湿要求の有無、等のパラメータに基づいて各運転モードの切り換えを行うことで、環境条件や除湿の要否に応じて的確に暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード及びＭＡＸ冷房モードを切り換え、快適且つ効率的な車室内空調を実現する。

（７）サービスバルブ６４を用いた真空引きと冷媒充填
次に、前述したサービスバルブ６４を用いた冷媒回路Ｒからの冷媒の真空引きと冷媒充填作業について説明する。実施例の如き車両用空気調和装置１は走行に比較的大きな震動に晒されるため冷媒回路Ｒからの冷媒漏洩が発生する。その場合は、サービスバルブ６４を用いて冷媒充填を行うことになる。

この場合、先ず室外膨張弁６、及び、室内膨張弁８を全開とし、電磁弁１７、２１、３０、４０を開く。次に、サービスバルブ６４に図示しない真空引き装置を接続して冷媒回路Ｒから冷媒を真空引きする。このとき、サービスバルブ６４はアキュムレータ１２の入口配管となる冷媒配管１３Ｃに取り付けられており、この冷媒配管１３Ｃはアキュムレータ１２のタンク５７内の上部にて開口しているので、タンク５７内のガス冷媒とガス化した液冷媒が吸引され、タンク５７内の底部に貯留されているオイルは吸い出されず、或いは、吸い出される量は最小限となる。

このようにして冷媒回路Ｒ内の冷媒を真空引きした後、今度はサービスバルブ６４に図示しない冷媒充填装置を接続して所定量の冷媒を冷媒回路Ｒ内に充填する。

以上のように本発明によれば、冷媒を圧縮する圧縮機２の冷媒吸込側に接続されたアキュムレータ１２を備え、このアキュムレータ１２の入口配管である冷媒配管１３Ｃにサービスバルブ６４を設けたので、内部に所定容量を有するタンク５７と、このタンク５７内の上部にて開口する出口配管６１を備え、冷媒配管１３Ｃが、タンク５７の上部に接続されて当該タンク５７内に開口すると共に、出口配管６１が、タンク５７内の底部にて開口するオイル戻し孔６２を有したアキュムレータ１２を使用した場合にも、サービスバルブ６４を用いた真空引き時にアキュムレータ１２内のオイルが吸い出されてしまう不都合を回避することが可能となる。

これにより、冷媒回路Ｒからの冷媒回収により回路内のオイルが枯渇してしまう不都合を解消することができるようになる。これは、特に実施例の如く車室内の暖房や冷房等を行う車両用空気調和装置１において極めて有効なものとなる。

尚、実施例では車室内を空調する車両用空気調和装置１のヒートポンプサイクルＨＰに本発明を適用したが、それに限らず、冷媒を圧縮する圧縮機２、放熱用熱交換器（放熱器４、室外熱交換器７）、減圧装置（膨張弁６、８）、吸熱用熱交換器（吸熱器９、室外熱交換器７）を有する冷媒回路Ｒを備えた種々のヒートポンプサイクルに本発明は有効である。

更には、本発明は少なくとも圧縮機、放熱器、減圧装置、吸熱用熱交換器及びアキュムレータを備えた冷凍サイクルを有する冷凍設備、冷蔵設備等にも本発明は有効である。

また、上述した実施例では車両用空気調和装置１の運転モードとして暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード、ＭＡＸ冷房モードの各運転モードを切り換える例で説明したが、それに限らず、暖房モードのみ、或いは、冷房モードのみを実行する車両用空気調和装置にも本発明は有効である。更に、実施例で説明した冷媒回路Ｒの構成はそれに限定されるものでは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

１ 車両用空気調和装置
２ 圧縮機
３ 空気流通路
４ 放熱器（放熱用熱交換器）
６ 室外膨張弁（減圧装置）
７ 室外熱交換器（放熱用熱交換器、吸熱用熱交換器）
８ 室内膨張弁（減圧装置）
９ 吸熱器（吸熱用熱交換器）
１２ アキュムレータ
１３Ｃ 冷媒配管（入口配管）
１７、２１、３０、４０ 電磁弁
３２ コントローラ（制御装置）
５７ タンク
６１ 出口配管
６２ オイル戻し孔
６４ サービスバルブ
ＨＰ ヒートポンプサイクル（冷凍サイクル）
Ｒ 冷媒回路

Claims (5)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を放熱させる放熱用熱交換器と、減圧装置と、冷媒を吸熱させる吸熱用熱交換器を有する冷媒回路を備えたヒートポンプサイクルにおいて、
   前記圧縮機の冷媒吸込側に接続されたアキュムレータを備え、
   該アキュムレータの入口配管にサービスバルブを設けたことを特徴とするヒートポンプサイクル。
2. 前記アキュムレータは、内部に所定容量を有するタンクと、該タンク内の上部にて開口する出口配管を備え、
   前記入口配管は、前記タンクの上部に接続されて当該タンク内に開口すると共に、前記出口配管は、前記タンク内の底部にて開口するオイル戻し孔を有することを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプサイクル。
3. 車室内に供給する空気が流通する空気流通路を備え、
   前記放熱用熱交換器は前記空気流通路に設けられ、前記吸熱用熱交換器は車室外に設けられると共に、
   前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱用熱交換器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を前記減圧装置により減圧した後、前記吸熱用熱交換器にて吸熱させることで前記車室内の暖房を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のヒートポンプサイクルを備えた車両用空気調和装置。
4. 車室内に供給する空気が流通する空気流通路を備え、
   前記吸熱用熱交換器は前記空気流通路に設けられ、前記放熱用熱交換器は車室外に設けられると共に、
   前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱用熱交換器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を前記減圧装置により減圧した後、前記吸熱用熱交換器にて吸熱させることで前記車室内の冷房を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のヒートポンプサイクルを備えた車両用空気調和装置。
5. 少なくとも、圧縮機、放熱器、減圧装置、吸熱用熱交換器及びアキュムレータを備えた冷凍サイクルにおいて、
   前記圧縮機の冷媒吸込側に接続されたアキュムレータを備え、
   該アキュムレータの入口配管にサービスバルブを設けたことを特徴とする冷凍サイクル。

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