JP2019027729A - Complex type heat exchanger - Google Patents

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Abstract

To provide a complex type heat exchanger which can reduce pressure loss occurring in a fluid circulating inside.SOLUTION: A complex heat exchanger includes: a branch part 13 for branching a refrigerant discharged from a compressor 11 of a refrigeration cycle device 10; a water-refrigerant heat exchange part 14 for exchanging heat between one refrigerant branched at the branch part 13 and a heating medium circulating in a water circulation circuit 40; an air-water heat exchange part 15 for exchanging heat between the heating medium and the outside air; and an air-refrigerant heat exchange part 16 for exchanging heat between the other refrigerant branched at the branch part 13 and the outside air. It also includes a confluence port 16c for allowing the refrigerant flowed out from the water-refrigerant heat exchange part 14 to join in the middle of a refrigerant passage of the air-refrigerant heat exchange part 16. Thereby, pressure loss at the time of the refrigerant circulating in the water-refrigerant heat exchange part 14 can be reduced.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、複数の熱交換部を有する複合型熱交換器に関する。   The present invention relates to a composite heat exchanger having a plurality of heat exchange units.

従来、特許文献1に、車両用の複合型熱交換器として、第1流体(具体的には、冷凍サイクル装置の冷媒)、第2流体(具体的には、エンジン冷却水回路の冷却水)、および第3流体(具体的には、外気)の三種類の流体間で熱交換可能に構成された複合型熱交換器が開示されている。   Conventionally, in Patent Document 1, as a combined heat exchanger for a vehicle, a first fluid (specifically, a refrigerant of a refrigeration cycle device) and a second fluid (specifically, cooling water of an engine cooling water circuit) , And a third heat exchanger (specifically, outside air), a composite heat exchanger configured to be able to exchange heat between three types of fluid is disclosed.

この特許文献1の複合型熱交換器は、第1〜第3熱交換部の3つの熱交換部を有している。第1熱交換部は、冷凍サイクル装置の圧縮機から吐出された高圧冷媒と冷却水とを熱交換させて冷媒を冷却する水−冷媒熱交換部である。第2熱交換部は、冷却水と外気とを熱交換させて第1熱交換部へ供給される冷却水を冷却するラジエータ部である。第3熱交換部は、第1熱交換部から流出した冷媒と外気とを熱交換させて冷媒を冷却して凝縮させるコンデンサ部である。   The composite heat exchanger of Patent Document 1 has three heat exchange units, a first to a third heat exchange unit. The first heat exchanging unit is a water-refrigerant heat exchanging unit that cools the refrigerant by exchanging heat between the high-pressure refrigerant discharged from the compressor of the refrigeration cycle apparatus and the cooling water. The second heat exchange unit is a radiator unit that cools the cooling water supplied to the first heat exchange unit by exchanging heat between the cooling water and the outside air. The third heat exchange unit is a condenser unit that causes heat exchange between the refrigerant flowing out of the first heat exchange unit and the outside air to cool and condense the refrigerant.

さらに、特許文献1では、水−冷媒熱交換部として、いわゆる積層型の熱交換器構造のものを採用しており、ラジエータ部およびコンデンサ部として、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器構造のものを採用している。そして、比較的小型に形成される水−冷媒熱交換部を、外気の流れ方向から見たときにラジエータ部およびコンデンサ部のタンク部に重合配置している。   Further, in Patent Document 1, a so-called stacked heat exchanger structure is adopted as the water-refrigerant heat exchange section, and a so-called tank-and-tube heat exchanger structure is adopted as the radiator section and the condenser section. Is adopted. And the water-refrigerant heat exchange part formed comparatively small is superposed on the radiator part and the tank part of the condenser part when viewed from the flow direction of the outside air.

これにより、特許文献1の複合型熱交換器では、水−冷媒熱交換部が送風空気流れの妨げとなってラジエータ部およびコンデンサ部の有効熱交換面積を縮小させてしまうことを抑制しようとしている。そして、ラジエータ部およびコンデンサ部における冷却水および冷媒の冷却能力の低下を抑制しようとしている。   Thereby, in the composite heat exchanger of patent document 1, it is going to suppress that a water-refrigerant heat exchange part obstructs a ventilation air flow and reduces the effective heat exchange area of a radiator part and a capacitor | condenser part. . And it is going to suppress the fall of the cooling capacity of the cooling water and a refrigerant | coolant in a radiator part and a capacitor | condenser part.

また、特許文献2には、車両用空調装置に適用された冷凍サイクル装置であって、運転モードに応じて冷媒回路を切り替え可能に構成された冷凍サイクル装置が開示されている。 この特許文献2の冷凍サイクル装置は、冷媒と空調対象空間へ送風される送風空気とを熱交換させる室内側熱交換器、および冷媒と外気とを熱交換させる室外側熱交換器の2つの熱交換器を有している。そして、運転モードに応じて2つの熱交換器における冷媒の流れ方向を逆転させて、2つの熱交換器のうち凝縮器として機能させる熱交換器と蒸発器として機能させる熱交換器とを切り替える。   Patent Document 2 discloses a refrigeration cycle apparatus applied to a vehicle air conditioner and configured to be able to switch a refrigerant circuit according to an operation mode. The refrigeration cycle apparatus of Patent Document 2 includes two heats of an indoor heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and the blown air that is blown into the air-conditioning target space, and an outdoor heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and the outside air. Has an exchanger. Then, the flow direction of the refrigerant in the two heat exchangers is reversed according to the operation mode, and the heat exchanger that functions as a condenser and the heat exchanger that functions as an evaporator of the two heat exchangers are switched.

これにより、特許文献2の冷凍サイクル装置では、冷房モードの冷媒回路と暖房モードの冷媒回路とを切り替えている。   Thereby, in the refrigerating cycle device of patent documents 2, the refrigerant circuit of cooling mode and the refrigerant circuit of heating mode are switched.

特開2014−129907号公報JP 2014-129907 A 実開平6−61526号公報Japanese Utility Model Publication No. 6-61526

しかしながら、特許文献1の複合型熱交換器では、高圧冷媒の放熱量が不充分となってしまうことがあった。その理由は、特許文献1の複合型熱交換器のように、圧縮機から吐出された高圧気相冷媒を小型の水−冷媒熱交換部へ流入させる構成では、高圧気相冷媒が水−冷媒熱交換部を流通する際に生じる圧力損失が大きくなりやすいからである。   However, in the composite heat exchanger of Patent Document 1, the amount of heat released from the high-pressure refrigerant may be insufficient. The reason for this is that, in the configuration in which the high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the compressor flows into a small water-refrigerant heat exchange unit, as in the composite heat exchanger of Patent Document 1, the high-pressure gas-phase refrigerant is water-refrigerant. This is because the pressure loss that occurs when circulating through the heat exchange section tends to increase.

そして、この圧力損失によって温度低下した高圧冷媒をコンデンサ部へ流入させると、コンデンサ部における高圧冷媒の温度と外気温との温度差が縮小してしまい、冷媒の放熱量が減少してしまう。   When the high-pressure refrigerant whose temperature has dropped due to the pressure loss is caused to flow into the condenser part, the temperature difference between the temperature of the high-pressure refrigerant and the outside air temperature in the condenser part is reduced, and the heat release amount of the refrigerant is reduced.

また、特許文献2の冷凍サイクル装置の熱交換器として、特許文献1の複合型熱交換器を採用し、冷媒の流れ方向を逆転させて蒸発器として機能させると、低圧冷媒が蒸発して体積膨張するため、各熱交換部を流通する際の圧力損失が増大してしまう。   Further, when the composite heat exchanger of Patent Document 1 is adopted as the heat exchanger of the refrigeration cycle apparatus of Patent Document 2 and the refrigerant flow direction is reversed to function as an evaporator, the low-pressure refrigerant evaporates and the volume is increased. Since it expands, the pressure loss at the time of circulating through each heat exchange part will increase.

そして、このような圧力損失が生じると各熱交換部における冷媒の分配性が悪化して、各熱交換部の全域に液相冷媒を均等に分配することができなくなってしまう。その結果、複合型熱交換器における冷媒の吸熱量が減少してしまう。   And when such a pressure loss arises, the distribution property of the refrigerant | coolant in each heat exchange part will deteriorate, and it will become impossible to distribute a liquid phase refrigerant | coolant uniformly in the whole region of each heat exchange part. As a result, the amount of heat absorbed by the refrigerant in the composite heat exchanger decreases.

本発明は、上記点に鑑み、内部を流通する流体に生じる圧力損失を低減可能な複合型熱交換器を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the composite heat exchanger which can reduce the pressure loss which arises in the fluid which distribute | circulates an inside in view of the said point.

さらに、本発明は、内部を流通する流体に生じる圧力損失に起因する熱交換量の低下を抑制可能な複合型熱交換器を提供することを目的とする。   Furthermore, an object of the present invention is to provide a composite heat exchanger that can suppress a decrease in the amount of heat exchange caused by pressure loss that occurs in a fluid flowing through the inside.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、第1流体の流れを分岐する分岐部(13)と、第1流体と第2流体とを熱交換させる第1熱交換部(14)と、第2流体と第3流体とを熱交換させる第2熱交換部(15)と、第1流体と第3流体とを熱交換させる第3熱交換部(16)と、を備え、
第1熱交換部(14)は、分岐部(13)にて分岐された一方の第1流体と第2熱交換部(15)から流出した第2流体とを熱交換させるものであり、
第3熱交換部(16)には、分岐部(13)にて分岐された他方の第1流体を流入させる第1流体入口(16a)、第3熱交換部(16)から第1流体を流出させる第1流体出口(16b)、および第1流体入口から第1流体出口へ向かって流れる第1流体に第1熱交換部(14)から流出した第1流体を合流させる第1流体合流口(16c)が設けられている複合型熱交換器である。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is directed to a branch section (13) for branching the flow of the first fluid and a first heat exchange section (14) for exchanging heat between the first fluid and the second fluid. ), A second heat exchange part (15) for exchanging heat between the second fluid and the third fluid, and a third heat exchange part (16) for exchanging heat between the first fluid and the third fluid,
The first heat exchange section (14) is for exchanging heat between the first fluid branched at the branch section (13) and the second fluid flowing out from the second heat exchange section (15).
The first fluid inlet (16a) for allowing the other first fluid branched at the branching portion (13) to flow into the third heat exchanging portion (16), and the first fluid from the third heat exchanging portion (16). A first fluid outlet (16b) to be flown out, and a first fluid joining port for joining the first fluid flowing out from the first heat exchange part (14) to the first fluid flowing from the first fluid inlet toward the first fluid outlet This is a composite heat exchanger provided with (16c).

これによれば、第1熱交換部(14)へ分岐部(13)にて分岐された一方の第1流体を流入させるので、第1熱交換部(14)へ全流量の第1流体を流入させる場合に対して、第1流体が第1熱交換部(14)を流通する際の圧力損失を低減することができる。   According to this, since one of the first fluids branched at the branching portion (13) is caused to flow into the first heat exchanging portion (14), the first fluid having a full flow rate is supplied to the first heat exchanging portion (14). The pressure loss when the first fluid flows through the first heat exchanging portion (14) can be reduced as compared with the case where the fluid is introduced.

従って、第3熱交換部(16)へ流入した第1流体の温度と第3流体の温度との温度差の縮小を抑制することができる。その結果、第3熱交換部(16)における第1流体の放熱量が不充分となってしまうことを抑制することができる。   Accordingly, it is possible to suppress a reduction in the temperature difference between the temperature of the first fluid flowing into the third heat exchange section (16) and the temperature of the third fluid. As a result, it is possible to suppress the amount of heat released from the first fluid in the third heat exchange section (16) from becoming insufficient.

すなわち、請求項1に記載の発明によれば、第1流体に生じる圧力損失を低減可能な複合型熱交換器を提供することができる。さらに、請求項1に記載の発明によれば、第1流体に生じる圧力損失に起因する第1流体の熱交換量(すなわち、放熱量)の低下を抑制可能な複合型熱交換器を提供することができる。   That is, according to the invention described in claim 1, it is possible to provide a composite heat exchanger capable of reducing the pressure loss generated in the first fluid. Furthermore, according to the first aspect of the present invention, there is provided a composite heat exchanger capable of suppressing a decrease in the heat exchange amount (that is, the heat radiation amount) of the first fluid due to the pressure loss generated in the first fluid. be able to.

ここで、請求項1に記載の発明に係る複合型熱交換器は、第3熱交換部(16)へ流入する第1流体の温度が第3流体の温度よりも高くなる条件で使用して有効である。従って、請求項1に記載の発明に係る複合型熱交換器は、第1流体である冷媒を第1熱交換部(14)にて第3流体である外気に放熱させる蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置に適用して好適である。   Here, the composite heat exchanger according to the first aspect of the present invention is used under the condition that the temperature of the first fluid flowing into the third heat exchange section (16) is higher than the temperature of the third fluid. It is valid. Therefore, the composite heat exchanger according to the first aspect of the present invention is a vapor compression refrigeration cycle in which the refrigerant as the first fluid dissipates heat to the outside air as the third fluid in the first heat exchange section (14). It is suitable for application to an apparatus.

また、請求項4に記載の発明は、第1流体と第2流体とを熱交換させる第1熱交換部(14)と、第2流体と第3流体とを熱交換させる第2熱交換部(15)と、第1流体と第3流体とを熱交換させる第3熱交換部(16)と、第1熱交換部(14)から流出した第1流体の流れと第3熱交換部(16)から流出した第1流体の流れとを合流させる合流部(13a)と、を備え、
第3熱交換部(16)は、第1流体の気液を分離する気液分離部(164)、および気液分離部(164)の液相流体出口から流出した第1流体を第3流体と熱交換させて蒸発させる蒸発部(165a)を有し、
第1熱交換部(14)は、気液分離部(164)の気相流体出口から流出した第1流体と第2熱交換部から流出した第2流体とを熱交換させるものであり、
合流部(13a)は、第1熱交換部(14)から流出した第1流体の流れと蒸発部(165a)から流出した第1流体の流れとを合流させる複合型熱交換器である。
In the invention according to claim 4, the first heat exchange section (14) for exchanging heat between the first fluid and the second fluid, and the second heat exchange section for exchanging heat between the second fluid and the third fluid. (15), a third heat exchange section (16) for exchanging heat between the first fluid and the third fluid, a flow of the first fluid flowing out from the first heat exchange section (14), and a third heat exchange section ( 16), a merging portion (13a) for merging the flow of the first fluid flowing out from 16),
The third heat exchanging unit (16) includes a gas-liquid separating unit (164) for separating the gas-liquid of the first fluid, and the first fluid flowing out from the liquid-phase fluid outlet of the gas-liquid separating unit (164). And an evaporation section (165a) for evaporating by heat exchange with
The first heat exchanging part (14) exchanges heat between the first fluid flowing out from the gas phase fluid outlet of the gas-liquid separating part (164) and the second fluid flowing out from the second heat exchanging part,
The merge part (13a) is a composite heat exchanger that merges the flow of the first fluid flowing out from the first heat exchange part (14) and the flow of the first fluid flowing out from the evaporation part (165a).

これによれば、気液分離部(164)にて分離された気相状態の第1流体を第3熱交換部(16)の蒸発部(165a)へ流入させることなく第1熱交換部(14)へ流入させ、分離された液相状態の第1流体を第3熱交換部(16)の蒸発部(165a)へ流入させる。   According to this, the first heat exchange part (165a) is allowed to flow into the evaporation part (165a) of the third heat exchange part (16) without causing the first fluid in the gas phase separated by the gas-liquid separation part (164) to flow into the evaporation part (165a). 14), and the separated first fluid in the liquid phase is allowed to flow into the evaporation section (165a) of the third heat exchange section (16).

従って、蒸発部(165a)へ気液混合状態の第1流体を流入させる場合に対して、第1流体が蒸発部(165a)を流通する際に生じる圧力損失を低減することができるとともに、蒸発部(165a)の全域に均等に分配しやすい。その結果、蒸発部(165a)における第1流体の吸熱量が不充分となってしまうことを抑制することができる。   Therefore, in contrast to the case where the first fluid in a gas-liquid mixed state is caused to flow into the evaporation section (165a), pressure loss caused when the first fluid flows through the evaporation section (165a) can be reduced, and evaporation can be performed. It is easy to distribute evenly throughout the part (165a). As a result, it is possible to suppress the endothermic amount of the first fluid in the evaporation section (165a) from becoming insufficient.

すなわち、請求項4に記載の発明によれば、第1流体に生じる圧力損失を低減可能な複合型熱交換器を提供することができる。さらに、請求項4に記載の発明によれば、第1流体に生じる圧力損失に起因する第1流体の熱交換量(すなわち、吸熱量)の低下を抑制可能な複合型熱交換器を提供することができる。   That is, according to the invention described in claim 4, it is possible to provide a composite heat exchanger capable of reducing the pressure loss generated in the first fluid. Furthermore, according to the fourth aspect of the present invention, there is provided a composite heat exchanger capable of suppressing a decrease in the heat exchange amount (that is, the heat absorption amount) of the first fluid due to the pressure loss generated in the first fluid. be able to.

ここで、請求項4に記載の発明に係る複合型熱交換器は、蒸発部(165a)へ流入する第1流体の温度が第3流体の温度よりも低くなる条件で使用して有効である。従って、請求項4に記載の発明に係る複合型熱交換器は、第1流体である冷媒を第3熱交換部(16)の蒸発部(165a)にて蒸発させて吸熱作用を発揮させる蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置に適用して好適である。   Here, the composite heat exchanger according to the fourth aspect of the invention is effective when used under the condition that the temperature of the first fluid flowing into the evaporation section (165a) is lower than the temperature of the third fluid. . Therefore, the composite heat exchanger according to the invention described in claim 4 is a steam that evaporates the refrigerant that is the first fluid in the evaporating section (165a) of the third heat exchanging section (16) to exert an endothermic effect. It is suitable for application to a compression refrigeration cycle apparatus.

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載された具体的手段との対応関係を示す一例である。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim is an example which shows a corresponding relationship with the specific means described in embodiment mentioned later.

第1実施形態の冷凍サイクル装置の全体構成図である。It is a whole lineblock diagram of the refrigerating cycle device of a 1st embodiment. 第1実施形態の複合型熱交換器の模式的な正面図である。It is a typical front view of the composite heat exchanger of 1st Embodiment. 第2実施形態の冷凍サイクル装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the refrigerating-cycle apparatus of 2nd Embodiment. 第2実施形態の複合型熱交換器における冷房モードの冷媒流れ示す模式的な正面図である。It is a typical front view which shows the refrigerant | coolant flow in the air_conditioning | cooling mode in the composite heat exchanger of 2nd Embodiment. 第2実施形態の複合型熱交換器における暖房モードの冷媒流れ示す模式的な正面図である。It is a typical front view which shows the refrigerant | coolant flow of the heating mode in the composite heat exchanger of 2nd Embodiment.

(第1実施形態)
図1、図2を用いて、本発明の第1実施形態について説明する。本実施形態では、本発明に係る複合型熱交換器20を、図1の全体構成図に示す冷凍サイクル装置10に適用している。さらに、冷凍サイクル装置10は、車両用空調装置に適用されており、空調対象空間である車室内へ送風される送風空気を冷却する機能を果たす。従って、本実施形態の冷凍サイクル装置10の温度調整対象流体は、送風空気である。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the composite heat exchanger 20 according to the present invention is applied to the refrigeration cycle apparatus 10 shown in the overall configuration diagram of FIG. Furthermore, the refrigeration cycle apparatus 10 is applied to a vehicle air conditioner, and fulfills a function of cooling blown air that is blown into a vehicle interior that is a space to be air-conditioned. Therefore, the temperature adjustment target fluid of the refrigeration cycle apparatus 10 of the present embodiment is blown air.

冷凍サイクル装置10では、冷媒として、HFC系冷媒(具体的には、R134a)を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。この冷媒には、圧縮機11を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。冷凍機油としては、液相冷媒に相溶性を有するPAGオイル(ポリアルキレングリコールオイル)を採用することができる。   The refrigeration cycle apparatus 10 employs an HFC-based refrigerant (specifically, R134a) as the refrigerant, and constitutes a subcritical refrigeration cycle in which the high-pressure side refrigerant pressure does not exceed the critical pressure of the refrigerant. This refrigerant is mixed with refrigerating machine oil for lubricating the compressor 11, and a part of the refrigerating machine oil circulates in the cycle together with the refrigerant. As the refrigerating machine oil, PAG oil (polyalkylene glycol oil) having compatibility with the liquid phase refrigerant can be used.

まず、図1の全体構成図を用いて、冷凍サイクル装置10を構成する各構成機器について説明する。   First, each component apparatus which comprises the refrigerating-cycle apparatus 10 is demonstrated using the whole block diagram of FIG.

圧縮機11は、冷凍サイクル装置10において、冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものである。圧縮機11は、車両ボンネット内に配置されている。本実施形態では、圧縮機11として、吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構を電動モータにて回転駆動する電動圧縮機を採用している。圧縮機11は、後述する制御装置から出力される制御信号によって、回転数(すなわち、冷媒吐出能力)が制御される。   In the refrigeration cycle apparatus 10, the compressor 11 sucks in refrigerant, compresses it, and discharges it. The compressor 11 is arrange | positioned in the vehicle bonnet. In the present embodiment, as the compressor 11, an electric compressor is employed in which a fixed capacity type compression mechanism with a fixed discharge capacity is rotationally driven by an electric motor. The compressor 11 has its rotation speed (that is, refrigerant discharge capacity) controlled by a control signal output from a control device described later.

圧縮機11の吐出口には、複合型熱交換器20の冷媒入口20a側が接続されている。複合型熱交換器20は、図1の破線で囲まれたサイクル構成機器を一体化させたものである。より具体的には、複合型熱交換器20は、分岐部13、水−冷媒熱交換部14、空気−水熱交換部15、空気−冷媒熱交換部16等を一体化させたものである。複合型熱交換器20は、ボンネット内の車両前方側に配置されている。   The refrigerant inlet 20 a side of the composite heat exchanger 20 is connected to the discharge port of the compressor 11. The composite heat exchanger 20 is obtained by integrating the cycle constituent devices surrounded by a broken line in FIG. More specifically, the composite heat exchanger 20 is obtained by integrating the branching unit 13, the water-refrigerant heat exchanging unit 14, the air-water heat exchanging unit 15, the air-refrigerant heat exchanging unit 16, and the like. . The composite heat exchanger 20 is disposed on the vehicle front side in the bonnet.

分岐部13は、圧縮機11から吐出された冷媒の流れを分岐する部位である。従って、分岐部13の冷媒入口は、複合型熱交換器20全体としての冷媒入口20aに連通している。さらに、分岐部13では、分岐された一方の冷媒を水−冷媒熱交換部14の冷媒通路の入口側へ流出させ、分岐された他方の冷媒を空気−冷媒熱交換部16の冷媒通路の入口16a側へ流出させる。   The branch part 13 is a part that branches the flow of the refrigerant discharged from the compressor 11. Therefore, the refrigerant inlet of the branch portion 13 communicates with the refrigerant inlet 20a as the composite heat exchanger 20 as a whole. Further, in the branching section 13, one branched refrigerant flows out to the inlet side of the refrigerant passage of the water-refrigerant heat exchanging section 14, and the other branched refrigerant is input to the refrigerant passage of the air-refrigerant heat exchanging section 16. It flows out to the 16a side.

水−冷媒熱交換部14は、分岐部13にて分岐された一方の冷媒と水循環回路40を循環する熱媒体とを熱交換させる第1熱交換部である。水−冷媒熱交換部14の冷媒通路の出口は、空気−冷媒熱交換部16の冷媒通路の途中に形成された合流口16cに連通している。また、水−冷媒熱交換部14の熱媒体通路の出口は、複合型熱交換器20全体としての熱媒体出口20dに連通している。   The water-refrigerant heat exchanging unit 14 is a first heat exchanging unit that exchanges heat between one refrigerant branched by the branching unit 13 and the heat medium circulating in the water circulation circuit 40. The outlet of the refrigerant passage of the water-refrigerant heat exchange unit 14 communicates with a junction 16 c formed in the middle of the refrigerant passage of the air-refrigerant heat exchange unit 16. In addition, the outlet of the heat medium passage of the water-refrigerant heat exchanger 14 communicates with the heat medium outlet 20d as the composite heat exchanger 20 as a whole.

空気−水熱交換部15は、水循環回路40を循環する熱媒体と図示しない外気ファンから送風された外気とを熱交換させる第2熱交換部である。空気−水熱交換部15の熱媒体通路の入口は、複合型熱交換器20全体としての熱媒体入口20cに連通している。空気−水熱交換部15の熱媒体通路の出口は、水−冷媒熱交換部14の熱媒体通路の入口に連通している。   The air-water heat exchanger 15 is a second heat exchanger that exchanges heat between the heat medium circulating in the water circulation circuit 40 and the outside air blown from an outside air fan (not shown). The inlet of the heat medium passage of the air-water heat exchanger 15 communicates with the heat medium inlet 20c of the composite heat exchanger 20 as a whole. The outlet of the heat medium passage of the air-water heat exchange unit 15 communicates with the inlet of the heat medium passage of the water-refrigerant heat exchange unit 14.

空気−冷媒熱交換部16は、分岐部13の下流側の冷媒と外気ファンから送風された外気とを熱交換させる第3熱交換部である。空気−冷媒熱交換部16の冷媒通路の出口16bは、複合型熱交換器20全体としての冷媒出口20bに連通している。   The air-refrigerant heat exchange unit 16 is a third heat exchange unit that exchanges heat between the refrigerant on the downstream side of the branch unit 13 and the outside air blown from the outside air fan. The outlet 16 b of the refrigerant passage of the air-refrigerant heat exchanger 16 communicates with the refrigerant outlet 20 b as the composite heat exchanger 20 as a whole.

以上の説明から明らかなように、冷媒は、特許請求の範囲に記載された第1流体に対応し、熱媒体は、特許請求の範囲に記載された第2流体に対応し、外気は、特許請求の範囲に記載された第3流体に対応している。また、空気−冷媒熱交換部16の冷媒通路の入口16aは、特許請求の範囲に記載された第1流体入口に対応し、空気−冷媒熱交換部16の冷媒通路の出口16bは、特許請求の範囲に記載された第1流体出口に対応し、合流口16cは、特許請求の範囲に記載された第1流体合流口に対応している。   As is clear from the above description, the refrigerant corresponds to the first fluid described in the claims, the heat medium corresponds to the second fluid described in the claims, and the outside air corresponds to the patent. This corresponds to the third fluid described in the claims. The inlet 16a of the refrigerant passage of the air-refrigerant heat exchanger 16 corresponds to the first fluid inlet described in the claims, and the outlet 16b of the refrigerant passage of the air-refrigerant heat exchanger 16 is claimed. The junction 16c corresponds to the first fluid junction described in the claims.

また、本実施形態の水−冷媒熱交換部14は、冷媒の有する熱を熱媒体に放熱させて冷媒を凝縮させる水冷コンデンサ部としての機能を果たす。空気−水熱交換部15は、熱媒体の有する熱を外気に放熱させるラジエータ部としての機能を果たす。空気−冷媒熱交換部16は、冷媒の有する熱を外気に放熱させて冷媒を凝縮させるコンデンサ部としての機能を果たす。   In addition, the water-refrigerant heat exchange unit 14 of the present embodiment functions as a water-cooled condenser unit that dissipates heat of the refrigerant to the heat medium and condenses the refrigerant. The air-water heat exchanger 15 functions as a radiator that radiates the heat of the heat medium to the outside air. The air-refrigerant heat exchange unit 16 functions as a condenser unit that radiates heat of the refrigerant to the outside air to condense the refrigerant.

水循環回路40は、熱媒体を循環させる熱媒体循環回路である。この熱媒体としては、エチレングリコールを含む溶液、不凍液等を採用することができる。水循環回路40には、熱媒体を圧送する水ポンプ40a、車両走行用の駆動力を出力する電動モータDMの冷却水通路等が配置されている。電動モータDMは作動時に発熱を伴う車載機器である。電動モータDMの冷却水通路は、熱媒体が電動モータDMの廃熱を吸熱できるように、電動モータDM内に形成された熱媒体通路である。   The water circulation circuit 40 is a heat medium circulation circuit that circulates the heat medium. As this heat medium, a solution containing ethylene glycol, an antifreeze solution, or the like can be employed. In the water circulation circuit 40, a water pump 40a that pumps the heat medium, a cooling water passage of the electric motor DM that outputs driving force for traveling the vehicle, and the like are arranged. The electric motor DM is a vehicle-mounted device that generates heat during operation. The cooling water passage of the electric motor DM is a heat medium passage formed in the electric motor DM so that the heat medium can absorb waste heat of the electric motor DM.

より具体的には、水−冷媒熱交換部14の熱媒体通路の出口側に連通する熱媒体出口20dには、水ポンプ40aの吸入口側が接続されている。水ポンプ40aの吐出口には、電動モータDMの冷却水通路の入口側が接続されている。電動モータDMの冷却水通路の出口には、空気−水熱交換部15の熱媒体通路の入口側に連通する熱媒体入口20c側が接続されている。   More specifically, the suction port side of the water pump 40a is connected to the heat medium outlet 20d communicating with the outlet side of the heat medium passage of the water-refrigerant heat exchanging unit 14. The discharge port of the water pump 40a is connected to the inlet side of the cooling water passage of the electric motor DM. The outlet of the cooling water passage of the electric motor DM is connected to the heat medium inlet 20c side that communicates with the inlet side of the heat medium passage of the air-water heat exchanger 15.

水ポンプ40aは、制御装置から出力される制御電圧によって回転数(すなわち、水圧送能力)が制御される電動ポンプである。従って、制御装置が水ポンプ40aを作動させると、水循環回路40では、水ポンプ40a→電動モータDMの冷却水通路→複合型熱交換器20(空気−水熱交換部15の熱媒体通路→水−冷媒熱交換部14の熱媒体通路)→水ポンプ40aの順に熱媒体が循環する。   The water pump 40a is an electric pump in which the rotation speed (that is, water pumping ability) is controlled by a control voltage output from the control device. Therefore, when the control device operates the water pump 40a, the water circulation circuit 40 causes the water pump 40a → the cooling water passage of the electric motor DM → the combined heat exchanger 20 (the heat medium passage of the air-water heat exchanger 15 → water). -Heat medium passage of refrigerant heat exchanging unit 14) The heat medium circulates in the order of water pump 40a.

複合型熱交換器20の冷媒出口20b(具体的には、空気−冷媒熱交換部16の冷媒通路の出口側)には、温度式膨張弁17の入口側が接続されている。温度式膨張弁17は、蒸発器18の出口側冷媒の過熱度が予め定めた基準過熱度に近づくように絞り開度(すなわち、冷媒通路面積)を変化させる可変絞り機構である。   The inlet side of the temperature type expansion valve 17 is connected to the refrigerant outlet 20b of the composite heat exchanger 20 (specifically, the outlet side of the refrigerant passage of the air-refrigerant heat exchanger 16). The temperature type expansion valve 17 is a variable throttle mechanism that changes the throttle opening (that is, the refrigerant passage area) so that the degree of superheat of the outlet side refrigerant of the evaporator 18 approaches a predetermined reference superheat degree.

このような温度式膨張弁17としては、蒸発器18の出口側冷媒の温度および圧力に応じて変形する変形部材(具体的には、ダイヤフラム)を有する感温部を備え、変形部材の変形に応じて絞り開度を調整する機械的機構で構成されたものを採用することができる。   Such a temperature type expansion valve 17 includes a temperature sensing part having a deforming member (specifically, a diaphragm) that deforms according to the temperature and pressure of the refrigerant on the outlet side of the evaporator 18, so that the deforming member can be deformed. Accordingly, it is possible to employ a mechanical mechanism that adjusts the throttle opening.

温度式膨張弁17の出口には、蒸発器18の冷媒通路の入口側が接続されている。蒸発器18は、温度式膨張弁17にて減圧された低圧冷媒と送風機18aから車室内へ向けて送風される送風空気とを熱交換させ、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用熱交換器である。蒸発器18は、図示しない室内空調ユニットの内部に配置されている。   An outlet side of the refrigerant passage of the evaporator 18 is connected to the outlet of the temperature type expansion valve 17. The evaporator 18 performs heat exchange between the low-pressure refrigerant decompressed by the temperature type expansion valve 17 and the blown air blown from the blower 18a toward the vehicle interior, and evaporates the low-pressure refrigerant to exert an endothermic effect. It is a heat exchanger. The evaporator 18 is disposed inside an indoor air conditioning unit (not shown).

室内空調ユニットは、車室内に配置されて冷凍サイクル装置10によって温度調整された送風空気を車室内の適切な箇所へ吹き出すための空気通路を形成するものである。蒸発器18の冷媒通路の出口には、圧縮機11の吸入側が接続されている。   The indoor air conditioning unit forms an air passage that is arranged in the passenger compartment and blows out the blown air whose temperature is adjusted by the refrigeration cycle apparatus 10 to an appropriate location in the passenger compartment. The suction side of the compressor 11 is connected to the outlet of the refrigerant passage of the evaporator 18.

次に、図2を用いて、複合型熱交換器20の詳細構成について説明する。なお、図2における上下の各矢印は、複合型熱交換器20を車両に搭載した状態における上下の各方向を示している。複合型熱交換器20を構成するサイクル構成機器は、いずれも伝熱性に優れる金属(本実施形態では、アルミニウム)で形成されており、ろう付け接合により一体化されている。   Next, the detailed configuration of the composite heat exchanger 20 will be described with reference to FIG. In addition, the up and down arrows in FIG. 2 indicate the up and down directions when the composite heat exchanger 20 is mounted on the vehicle. All of the cycle components constituting the composite heat exchanger 20 are formed of a metal (aluminum in this embodiment) having excellent heat conductivity, and are integrated by brazing.

まず、水−冷媒熱交換部14は、熱媒体通路を形成する内側管14aの外周側に、冷媒通路を形成する外側管14bを配置して構成される、いわゆる二重管方式の熱交換器構造のものである。外側管14bの長手方向は、上下方向に延びている。内側管14aの上方側の端部には、空気−水熱交換部15の熱媒体通路の出口側が接続されている。内側管14aの下方側の端部には、熱媒体出口20dを形成するコネクタが設けられている。   First, the water-refrigerant heat exchanging section 14 is a so-called double pipe heat exchanger configured by disposing an outer pipe 14b forming a refrigerant passage on the outer peripheral side of an inner pipe 14a forming a heat medium passage. Of structure. The longitudinal direction of the outer tube 14b extends in the vertical direction. The outlet side of the heat medium passage of the air-water heat exchanger 15 is connected to the upper end of the inner tube 14a. A connector for forming the heat medium outlet 20d is provided at the lower end of the inner tube 14a.

外側管14bの上方側の外周部には、冷媒入口20aを形成するコネクタが接続されている。外側管14bの冷媒入口20aと同程度の高さの部位には、冷媒入口20aから流入した冷媒を空気−冷媒熱交換部16の冷媒通路の入口16aへ流入させるための接続部が設けられている。   A connector forming the refrigerant inlet 20a is connected to the outer peripheral portion on the upper side of the outer tube 14b. A connection portion for allowing the refrigerant flowing from the refrigerant inlet 20a to flow into the inlet 16a of the refrigerant passage of the air-refrigerant heat exchanging portion 16 is provided at a portion of the outer pipe 14b that is as high as the refrigerant inlet 20a. Yes.

このため、冷媒入口20aから外側管14b内へ流入した冷媒の流れは、外側管14b内へ流入した直後に、内側管14aと外側管14bとの間に形成される水−冷媒熱交換部14の冷媒通路へ流入する流れと、空気−冷媒熱交換部16の冷媒通路へ流入する流れとに分岐される。すなわち、本実施形態の分岐部13は、水−冷媒熱交換部14の外側管14bの内部に設けられており、水−冷媒熱交換部14と一体的に形成されている。   For this reason, the flow of the refrigerant flowing into the outer tube 14b from the refrigerant inlet 20a immediately after flowing into the outer tube 14b is the water-refrigerant heat exchanger 14 formed between the inner tube 14a and the outer tube 14b. Is branched into a flow flowing into the refrigerant passage and a flow flowing into the refrigerant passage of the air-refrigerant heat exchanger 16. That is, the branch part 13 of this embodiment is provided inside the outer tube 14 b of the water-refrigerant heat exchange part 14 and is formed integrally with the water-refrigerant heat exchange part 14.

外側管14bの下方側の外周部には、外側管14b内の冷媒を空気−冷媒熱交換部16の冷媒通路の合流口16cへ導く接続部が設けられている。   A connection portion that guides the refrigerant in the outer tube 14b to the junction 16c of the refrigerant passage of the air-refrigerant heat exchange unit 16 is provided on the outer peripheral portion on the lower side of the outer tube 14b.

空気−水熱交換部15は、複数の熱媒体チューブ151、および一対の熱媒体タンク152を有して構成される、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器構造のものである。複数の熱媒体チューブ151は、内部に熱媒体が流通する管状部材である。熱媒体チューブ151は、断面形状が扁平形状に形成された扁平チューブである。   The air-water heat exchange unit 15 has a so-called tank-and-tube heat exchanger structure that includes a plurality of heat medium tubes 151 and a pair of heat medium tanks 152. The plurality of heat medium tubes 151 are tubular members through which the heat medium flows. The heat medium tube 151 is a flat tube having a flat cross-sectional shape.

それぞれの熱媒体チューブ151、外表面の平坦面(扁平面)同士が互いに平行となるように、一定の間隔を開けて積層配置されている。これにより、隣り合う熱媒体チューブ151同士の間には、外気が流通する空気通路が形成される。つまり、空気−水熱交換部15では、複数の熱媒体チューブ151が積層配置されることによって、外気と熱媒体とを交換させる熱交換部(熱交換コア部)が形成されている。   The heat medium tubes 151 and the flat surfaces (flat surfaces) of the outer surfaces are stacked and arranged with a certain interval so as to be parallel to each other. As a result, an air passage through which the outside air flows is formed between the adjacent heat medium tubes 151. That is, in the air-water heat exchanging unit 15, a plurality of heat medium tubes 151 are stacked and arranged to form a heat exchanging unit (heat exchanging core unit) that exchanges the outside air and the heat medium.

隣り合う熱媒体チューブ151同士の間に形成される空気通路には、外気と熱媒体との熱交換を促進するコルゲートフィン153が配置されている。なお、図2では、図示の明確化のため、熱媒体チューブ151等については、一部のみを図示しているが、熱媒体チューブ151等は、熱交換部の全域に亘って配置されている。   Corrugated fins 153 that promote heat exchange between the outside air and the heat medium are disposed in the air passage formed between the adjacent heat medium tubes 151. In FIG. 2, only a part of the heat medium tube 151 and the like is illustrated for clarity of illustration, but the heat medium tube 151 and the like are arranged over the entire area of the heat exchange unit. .

一対の熱媒体タンク152は、両端部に接続されて熱媒体チューブ151を流通する熱媒体の集合あるいは分配を行うものである。熱媒体タンク152は、複数の熱媒体チューブ151の積層方向に延びる形状の有底筒状部材で形成されている。一対の熱媒体タンク152のうち、水−冷媒熱交換部14の内側管14aが接続されていない側の熱媒体タンク152には、熱媒体入口20cを形成するコネクタが接続されている。   The pair of heat medium tanks 152 is connected to both ends and collects or distributes the heat medium flowing through the heat medium tube 151. The heat medium tank 152 is formed of a bottomed cylindrical member having a shape extending in the stacking direction of the plurality of heat medium tubes 151. Of the pair of heat medium tanks 152, a connector that forms the heat medium inlet 20c is connected to the heat medium tank 152 on the side where the inner pipe 14a of the water-refrigerant heat exchanger 14 is not connected.

空気−冷媒熱交換部16は、空気−水熱交換部15と同様のタンクアンドチューブ型の熱交換器構造のものである。従って、空気−冷媒熱交換部16は、空気−水熱交換部15と同様の複数の冷媒チューブ161、および一対の冷媒タンク162等を有している。   The air-refrigerant heat exchanger 16 has a tank-and-tube heat exchanger structure similar to the air-water heat exchanger 15. Therefore, the air-refrigerant heat exchange unit 16 includes a plurality of refrigerant tubes 161 similar to the air-water heat exchange unit 15, a pair of refrigerant tanks 162, and the like.

空気−冷媒熱交換部16は、空気−水熱交換部15の下方側に配置されている。そして、空気−水熱交換部15の熱交換部と空気−冷媒熱交換部16の熱交換部は、同一平面状に配置されている。従って、空気−水熱交換部15の熱交換部と空気−冷媒熱交換部16の熱交換部は、外気の流れに対して並列的に配置されている。   The air-refrigerant heat exchange unit 16 is disposed on the lower side of the air-water heat exchange unit 15. And the heat exchange part of the air-water heat exchange part 15 and the heat exchange part of the air-refrigerant heat exchange part 16 are arrange | positioned on the same plane. Therefore, the heat exchange part of the air-water heat exchange part 15 and the heat exchange part of the air-refrigerant heat exchange part 16 are arranged in parallel to the flow of outside air.

冷媒タンク162の内部には、冷媒タンク162の内部空間を区画する複数のセパレータが配置されている。これにより、複数の冷媒チューブ161は、複数のパスに分割されている。ここで、タンクアンドチューブ型の熱交換器におけるパスとは、一方のタンク内に形成された同一の分配空間内の冷媒を他方のタンク内に形成された同一の集合空間へ向けて同一の方向へ流すチューブ群によって形成される冷媒流路と定義することができる。   A plurality of separators that divide the internal space of the refrigerant tank 162 are arranged inside the refrigerant tank 162. Thus, the plurality of refrigerant tubes 161 are divided into a plurality of paths. Here, the path in the tank-and-tube heat exchanger refers to the same direction of the refrigerant in the same distribution space formed in one tank toward the same collective space formed in the other tank. It can be defined as a refrigerant flow path formed by a group of tubes that flow to.

より具体的には、本実施形態の空気−冷媒熱交換部16の冷媒チューブ161は、4つパスに分割されている。そして、冷媒流れ上流側の3つのパスによって、冷媒と外気とを熱交換させて凝縮させる凝縮部165を形成している。また、冷媒流れ最下流側のパスによって、液相冷媒を過冷却する過冷却部166を形成している。   More specifically, the refrigerant tube 161 of the air-refrigerant heat exchange unit 16 of the present embodiment is divided into four paths. And the condensing part 165 which heat-exchanges a refrigerant | coolant and external air and condenses is formed with three path | passes of a refrigerant | coolant flow upstream. Moreover, the subcooling part 166 which supercools a liquid phase refrigerant | coolant is formed with the path | pass of a refrigerant | coolant flow most downstream.

さらに、空気−冷媒熱交換部16は、モジュレータ部164を有している。モジュレータ部164は、凝縮部165から流出した冷媒の気液を分離する気液分離部である。モジュレータ部164は、熱媒体タンク152および冷媒タンク162と同じ方向に延びる形状の有底筒状部材で形成されている。   Further, the air-refrigerant heat exchange unit 16 has a modulator unit 164. The modulator unit 164 is a gas-liquid separation unit that separates the gas-liquid refrigerant flowing out of the condensing unit 165. The modulator unit 164 is formed of a bottomed cylindrical member having a shape extending in the same direction as the heat medium tank 152 and the refrigerant tank 162.

このため、凝縮部165の冷媒出口には、モジュレータ部164の入口側が接続されている。さらに、モジュレータ部164の出口には、過冷却部166の冷媒入口側が接続されている。また、各パスを構成する冷媒チューブ161群の本数は、冷媒流れ下流側に向かうに伴って少なくなっている。従って、空気−冷媒熱交換部16では、冷媒通路の入口16aから冷媒通路の出口16bへ向かって、冷媒通路断面積が小さくなっている。   For this reason, the inlet side of the modulator unit 164 is connected to the refrigerant outlet of the condensing unit 165. Further, the refrigerant inlet side of the supercooling unit 166 is connected to the outlet of the modulator unit 164. Further, the number of the refrigerant tubes 161 constituting each path decreases as the refrigerant flows toward the downstream side. Therefore, in the air-refrigerant heat exchanger 16, the refrigerant passage cross-sectional area decreases from the refrigerant passage inlet 16a toward the refrigerant passage outlet 16b.

また、図2からも明らかなように、二重管方式の熱交換器構造の水−冷媒熱交換部14は、タンクアンドチューブ型の熱交換器構造の空気−水熱交換部15、および空気−冷媒熱交換部16よりも比較的小型な体格となる。   As is clear from FIG. 2, the water-refrigerant heat exchange unit 14 having a double-pipe heat exchanger structure includes an air-water heat exchange unit 15 having a tank-and-tube heat exchanger structure, and an air -It becomes a relatively small physique than the refrigerant | coolant heat exchange part 16.

次に、本実施形態の電気制御部の概要について説明する。制御装置は、CPU、ROMおよびRAM等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。そして、そのROM内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、その出力側に接続された各種制御対象機器11、18a、30a、その他の各種電動アクチュエータの作動を制御する。   Next, an outline of the electric control unit of the present embodiment will be described. The control device is composed of a well-known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM and the like and its peripheral circuits. Then, various calculations and processes are performed based on the air conditioning control program stored in the ROM, and the operations of the various control target devices 11, 18a, 30a connected to the output side and other various electric actuators are controlled.

制御装置の入力側には、内気温センサ、外気温センサ、日射センサ、水温センサ、蒸発器温度センサといった空調制御用のセンサ群が接続されている。そして、制御装置には、空調制御用のセンサ群の検出信号が入力される。   A sensor group for air conditioning control such as an inside air temperature sensor, an outside air temperature sensor, a solar radiation sensor, a water temperature sensor, and an evaporator temperature sensor is connected to the input side of the control device. And the detection signal of the sensor group for an air-conditioning control is input into a control apparatus.

内気温センサは、車室内温度(内気温)を検出する内気温検出部である。外気温センサは、車室外温度(外気温)を検出する外気温検出部である。日射センサは、車室内へ照射される日射量を検出する日射量検出部である。水温センサは、複合型熱交換器20(具体的には、空気−水熱交換部15)へ流入する熱媒体の温度である熱媒体温度を検出する熱媒体温度検出部である。蒸発器温度センサは、蒸発器18における冷媒蒸発温度(蒸発器温度)を検出する蒸発器温度検出部である。   The inside air temperature sensor is an inside air temperature detecting unit that detects a vehicle interior temperature (inside air temperature). The outside air temperature sensor is an outside air temperature detecting unit that detects the outside temperature (outside air temperature) of the passenger compartment. A solar radiation sensor is a solar radiation amount detection part which detects the solar radiation amount irradiated to a vehicle interior. The water temperature sensor is a heat medium temperature detection unit that detects a heat medium temperature that is the temperature of the heat medium flowing into the composite heat exchanger 20 (specifically, the air-water heat exchange unit 15). The evaporator temperature sensor is an evaporator temperature detector that detects a refrigerant evaporation temperature (evaporator temperature) in the evaporator 18.

さらに、制御装置の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された操作パネルが接続され、この操作パネルに設けられた各種操作スイッチからの操作信号が入力される。操作パネルに設けられた各種操作スイッチとしては、具体的に、車両用空調装置の自動制御運転を設定あるいは解除するオートスイッチ、車室内の目標温度を設定する温度設定スイッチ等がある。   Furthermore, an operation panel disposed near the instrument panel in the front part of the vehicle interior is connected to the input side of the control device, and operation signals from various operation switches provided on the operation panel are input. Specific examples of the various operation switches provided on the operation panel include an auto switch for setting or canceling the automatic control operation of the vehicle air conditioner, a temperature setting switch for setting a target temperature in the vehicle compartment, and the like.

次に、上記構成における本実施形態の冷凍サイクル装置10の作動を説明する。まず、操作パネルのオートスイッチが投入(ON)されると、制御装置が、ROMに記憶している空調制御プログラムを実行する。空調制御プログラムでは、上述した空調制御用のセンサ群の検出信号および操作パネルからの操作信号に基づいて、車室内へ送風される送風空気の目標吹出温度TAOを決定する。目標吹出温度TAOは、冷凍サイクル装置10の熱負荷に相関を有する値である。   Next, the operation of the refrigeration cycle apparatus 10 of the present embodiment having the above configuration will be described. First, when the auto switch of the operation panel is turned on (ON), the control device executes the air conditioning control program stored in the ROM. In the air conditioning control program, the target blowing temperature TAO of the blown air blown into the vehicle interior is determined based on the detection signal of the air conditioning control sensor group and the operation signal from the operation panel. The target blowing temperature TAO is a value having a correlation with the heat load of the refrigeration cycle apparatus 10.

さらに、制御装置は、目標吹出温度TAO(すなわち、熱負荷)に応じて、圧縮機11、送風機18a、水ポンプ40a等の作動を制御する。これにより、圧縮機11が冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。さらに、水ポンプ40aが熱媒体を吸入して吐出する。   Further, the control device controls the operation of the compressor 11, the blower 18a, the water pump 40a, and the like according to the target blowing temperature TAO (that is, the heat load). Thereby, the compressor 11 sucks the refrigerant, compresses it, and discharges it. Further, the water pump 40a sucks and discharges the heat medium.

圧縮機11から吐出された高温高圧の気相冷媒は、複合型熱交換器20の冷媒入口20aへ流入する。複合型熱交換器20の冷媒入口20aへ流入した高圧冷媒の流れは、分岐部13にて分岐される。   The high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the compressor 11 flows into the refrigerant inlet 20 a of the composite heat exchanger 20. The flow of the high-pressure refrigerant that has flowed into the refrigerant inlet 20 a of the composite heat exchanger 20 is branched at the branch portion 13.

この際、分岐部13における冷媒の分配量は、水−冷媒熱交換部14の冷媒通路における圧力損失と空気−冷媒熱交換部16における冷媒通路の圧力損失との圧力損失比によって自己制御される。換言すると、水−冷媒熱交換部14における冷媒放熱性能と空気−冷媒熱交換部16における冷媒放熱性能との性能比によって自己制御される。   At this time, the distribution amount of the refrigerant in the branch portion 13 is self-controlled by the pressure loss ratio between the pressure loss in the refrigerant passage of the water-refrigerant heat exchange portion 14 and the pressure loss of the refrigerant passage in the air-refrigerant heat exchange portion 16. . In other words, it is self-controlled by the performance ratio between the refrigerant heat radiation performance in the water-refrigerant heat exchange section 14 and the refrigerant heat radiation performance in the air-refrigerant heat exchange section 16.

分岐部13にて分岐された一方の高圧冷媒は、水−冷媒熱交換部14の冷媒通路を流通し、水−冷媒熱交換部14の熱媒体通路を流通する熱媒体と熱交換して冷却される。水−冷媒熱交換部14の冷媒通路から流出した冷媒は、空気−冷媒熱交換部16の冷媒通路の合流口16cへ流入する。   One of the high-pressure refrigerants branched at the branching part 13 flows through the refrigerant passage of the water-refrigerant heat exchanging part 14 and is cooled by exchanging heat with the heat medium flowing through the heat medium passage of the water-refrigerant heat exchanging part 14 Is done. The refrigerant that has flowed out of the refrigerant passage of the water-refrigerant heat exchange unit 14 flows into the junction 16 c of the refrigerant passage of the air-refrigerant heat exchange unit 16.

この際、水循環回路40では、水ポンプ40aが作動している。従って、水ポンプ40aから圧送された熱媒体は、電動モータDMの冷却水通路へ流入する。電動モータDMの冷却水通路へ流入した熱媒体は、冷却水通路を通過する際に、電動モータDMの廃熱を吸熱して、電動モータDMを冷却する。   At this time, in the water circulation circuit 40, the water pump 40a is operating. Accordingly, the heat medium pumped from the water pump 40a flows into the cooling water passage of the electric motor DM. When the heat medium flowing into the cooling water passage of the electric motor DM passes through the cooling water passage, the heat medium absorbs waste heat of the electric motor DM and cools the electric motor DM.

電動モータDMの冷却水通路から流出した熱媒体は、複合型熱交換器20の熱媒体入口20cへ流入する。熱媒体入口20cへ流入した熱媒体は、空気−水熱交換部15の熱媒体通路へ流入し、外気ファンから送風された外気と熱交換して冷却される。空気−水熱交換部15にて冷却された熱媒体は、水−冷媒熱交換部14の熱媒体通路へ流入する。   The heat medium flowing out from the cooling water passage of the electric motor DM flows into the heat medium inlet 20 c of the composite heat exchanger 20. The heat medium that has flowed into the heat medium inlet 20c flows into the heat medium passage of the air-water heat exchanger 15 and is cooled by exchanging heat with the outside air blown from the outside air fan. The heat medium cooled by the air-water heat exchanger 15 flows into the heat medium passage of the water-refrigerant heat exchanger 14.

これにより、水−冷媒熱交換部14では、冷却された熱媒体と高圧冷媒とを熱交換させて、高圧冷媒を冷却することができる。水−冷媒熱交換部14にて高圧冷媒を冷却した熱媒体は、複合型熱交換器20の熱媒体出口20dから流出して、水ポンプ40aに吸入されて再び電動モータDMの冷却水通路へ圧送される。   Thereby, in the water-refrigerant heat exchanging unit 14, the high-pressure refrigerant can be cooled by exchanging heat between the cooled heat medium and the high-pressure refrigerant. The heat medium that has cooled the high-pressure refrigerant in the water-refrigerant heat exchanger 14 flows out from the heat medium outlet 20d of the composite heat exchanger 20, is sucked into the water pump 40a, and again enters the cooling water passage of the electric motor DM. Pumped.

また、分岐部13にて分岐された他方の高圧冷媒は、空気−冷媒熱交換部16の冷媒通路の入口16aへ流入する。空気−冷媒熱交換部16の冷媒通路の入口16aへ流入した冷媒は、空気−冷媒熱交換部16の凝縮部165を流通する際に、外気ファンから送風された外気と熱交換して冷却されて凝縮する。そして、凝縮部165にて冷却過程の冷媒には、合流口16cから流入した冷媒が合流する。   Further, the other high-pressure refrigerant branched at the branching section 13 flows into the refrigerant passage inlet 16 a of the air-refrigerant heat exchange section 16. When the refrigerant flowing into the inlet 16a of the refrigerant passage of the air-refrigerant heat exchange unit 16 flows through the condensing unit 165 of the air-refrigerant heat exchange unit 16, it is cooled by exchanging heat with the outside air blown from the outside air fan. Condensed. And the refrigerant | coolant which flowed in from the junction port 16c merges with the refrigerant | coolant of a cooling process in the condensation part 165. FIG.

合流口16cから流入した冷媒と合流した凝縮部165を流通する冷媒は、モジュレータ部164へ流入して気液分離される。モジュレータ部164にて分離された液相冷媒は、空気−冷媒熱交換部16の過冷却部166へ流入する。過冷却部166へ流入した液相冷媒は、過冷却部166を流通する際に、外気ファンから送風された外気と熱交換して過冷却される。   The refrigerant flowing through the condensing unit 165 that has merged with the refrigerant flowing in from the junction port 16c flows into the modulator unit 164 and is separated into gas and liquid. The liquid-phase refrigerant separated by the modulator unit 164 flows into the supercooling unit 166 of the air-refrigerant heat exchange unit 16. The liquid-phase refrigerant that has flowed into the supercooling unit 166 is supercooled by exchanging heat with the outside air blown from the outside air fan when flowing through the supercooling unit 166.

過冷却部166にて過冷却された液相冷媒は、空気−冷媒熱交換部16の冷媒通路の出口16bを介して、複合型熱交換器20の冷媒出口20bから流出する。冷媒出口20bから流出した冷媒は、温度式膨張弁17へ流入して減圧される。この際、温度式膨張弁17の絞り開度は、蒸発器18の出口側冷媒の過熱度が基準過熱度に近づくように調整される。   The liquid phase refrigerant supercooled by the supercooling unit 166 flows out from the refrigerant outlet 20b of the composite heat exchanger 20 via the outlet 16b of the refrigerant passage of the air-refrigerant heat exchange unit 16. The refrigerant flowing out from the refrigerant outlet 20b flows into the temperature type expansion valve 17 and is depressurized. At this time, the throttle opening degree of the temperature type expansion valve 17 is adjusted so that the superheat degree of the outlet side refrigerant of the evaporator 18 approaches the reference superheat degree.

温度式膨張弁17にて減圧された低圧冷媒は、蒸発器18へ流入する。蒸発器18へ流入した低圧冷媒は、送風機18aから送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、送風空気が冷却される。蒸発器18から流出した冷媒は、圧縮機11へ吸入されて再び圧縮される。   The low-pressure refrigerant decompressed by the temperature type expansion valve 17 flows into the evaporator 18. The low-pressure refrigerant flowing into the evaporator 18 absorbs heat from the blown air from the blower 18a and evaporates. Thereby, blowing air is cooled. The refrigerant flowing out of the evaporator 18 is sucked into the compressor 11 and compressed again.

以上の如く、本実施形態の冷凍サイクル装置10では、蒸発器18にて冷却された送風空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の冷房を実現することができる。   As described above, in the refrigeration cycle apparatus 10 of the present embodiment, cooling of the vehicle interior can be realized by blowing the blown air cooled by the evaporator 18 into the vehicle interior.

さらに、本実施形態では、冷凍サイクル装置10では、複合型熱交換器20を採用しているので、圧縮機11から吐出された高圧冷媒を、水−冷媒熱交換部14および空気−冷媒熱交換部16の双方にて、過冷却度を有する冷媒となるまで充分に冷却することができる。   Furthermore, in this embodiment, since the refrigeration cycle apparatus 10 employs the composite heat exchanger 20, the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 11 is exchanged with the water-refrigerant heat exchange unit 14 and the air-refrigerant heat exchange. Both parts 16 can be sufficiently cooled until the refrigerant has a supercooling degree.

従って、蒸発器18にて発揮される冷却能力を増大させて、冷凍サイクル装置10の成績係数(COP)を向上させることができる。なお、蒸発器18にて発揮される冷却能力は、蒸発器18の出口側冷媒のエンタルピから入口側冷媒のエンタルピを減算したエンタルピ差を用いて定義することができる。   Therefore, the cooling capacity exhibited by the evaporator 18 can be increased and the coefficient of performance (COP) of the refrigeration cycle apparatus 10 can be improved. The cooling capacity exhibited by the evaporator 18 can be defined by using an enthalpy difference obtained by subtracting the enthalpy of the inlet side refrigerant from the enthalpy of the outlet side refrigerant of the evaporator 18.

ここで、本実施形態の複合型熱交換器20のように、圧縮機から吐出された高温高圧の気相冷媒を比較的小型な水−冷媒熱交換部14へ流入させる構成では、高温高圧の気相冷媒が水−冷媒熱交換部を流通する際に生じる圧力損失が大きくなりやすい。   Here, in the configuration in which the high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the compressor flows into the relatively small water-refrigerant heat exchanger 14 as in the composite heat exchanger 20 of the present embodiment, the high-temperature and high-pressure Pressure loss that occurs when the gas-phase refrigerant flows through the water-refrigerant heat exchange section tends to increase.

このため、この圧力損失によって、温度低下した高圧冷媒を空気−冷媒熱交換部16へ流入させたとしても、空気−冷媒熱交換部16における高圧冷媒の温度と外気温との温度差が縮小してしまい、冷媒の放熱量が減少してしまう。その結果、高圧冷媒の放熱量が不充分となってしまうおそれがある。   For this reason, even if the high-pressure refrigerant whose temperature has decreased due to this pressure loss flows into the air-refrigerant heat exchange unit 16, the temperature difference between the temperature of the high-pressure refrigerant in the air-refrigerant heat exchange unit 16 and the outside air temperature is reduced. As a result, the amount of heat released from the refrigerant decreases. As a result, there is a risk that the amount of heat released from the high-pressure refrigerant will be insufficient.

これに対して、本実施形態の複合型熱交換器20によれば、水−冷媒熱交換部14へ分岐部13にて分岐された一方の冷媒を流入させるので、水−冷媒熱交換部14へ圧縮機11から吐出された全流量の冷媒を流入させる場合に対して、冷媒が水−冷媒熱交換部14を流通する際の圧力損失を低減することができる。   On the other hand, according to the composite heat exchanger 20 of the present embodiment, since one of the refrigerants branched at the branching part 13 flows into the water-refrigerant heat exchange part 14, the water-refrigerant heat exchange part 14 The pressure loss when the refrigerant flows through the water-refrigerant heat exchanger 14 can be reduced as compared with the case where the refrigerant of the entire flow rate discharged from the compressor 11 is allowed to flow.

従って、空気−冷媒熱交換部16へ流入した冷媒の温度と外気の温度との温度差の縮小を抑制することができる。その結果、空気−冷媒熱交換部16における冷媒の放熱量が不充分となってしまうことを抑制することができる。   Therefore, reduction of the temperature difference between the temperature of the refrigerant flowing into the air-refrigerant heat exchange unit 16 and the temperature of the outside air can be suppressed. As a result, it is possible to suppress the amount of heat released from the refrigerant in the air-refrigerant heat exchange unit 16 from becoming insufficient.

すなわち、本実施形態の複合型熱交換器20によれば、冷媒に生じる圧力損失を低減することができる。さらに、冷媒に生じる圧力損失に起因する冷媒の熱交換量(すなわち、放熱量)の低下を抑制することができる。   That is, according to the composite heat exchanger 20 of the present embodiment, the pressure loss generated in the refrigerant can be reduced. Furthermore, it is possible to suppress a decrease in the heat exchange amount (that is, the heat release amount) of the refrigerant due to the pressure loss generated in the refrigerant.

さらに、本実施形態の複合型熱交換器20によれば、冷媒に生じる圧力損失を低減することで水−冷媒熱交換部14内の冷凍機油の滞留を抑制することもできる。また、空気−水熱交換部15にて熱媒体を充分に冷却することができない運転条件時にも、圧縮機11から吐出された全流量の冷媒が、水−冷媒熱交換部14にて加熱されてしまうことを防止することができる。   Furthermore, according to the composite heat exchanger 20 of the present embodiment, it is possible to suppress stagnation of refrigerating machine oil in the water-refrigerant heat exchanger 14 by reducing the pressure loss generated in the refrigerant. In addition, the refrigerant at the entire flow rate discharged from the compressor 11 is heated by the water-refrigerant heat exchange unit 14 even under operating conditions in which the heat medium cannot be sufficiently cooled by the air-water heat exchange unit 15. Can be prevented.

また、本実施形態の複合型熱交換器20では、分岐部13が水−冷媒熱交換部14と一体的に形成されているので、分岐部13を三方継手のような構造の別部材で形成する場合に対して、複合型熱交換器20全体としての小型化を図ることもできる。   Further, in the composite heat exchanger 20 of the present embodiment, since the branch portion 13 is formed integrally with the water-refrigerant heat exchanger portion 14, the branch portion 13 is formed by another member having a structure such as a three-way joint. In contrast to this, the composite heat exchanger 20 as a whole can be downsized.

(第2実施形態)
本実施形態では、本発明に係る複合型熱交換器20を、図3の全体構成図に示す冷凍サイクル装置10aに適用している。なお、図3では、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。このことは、以下の図面でも同様である。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, the composite heat exchanger 20 according to the present invention is applied to the refrigeration cycle apparatus 10a shown in the overall configuration diagram of FIG. In FIG. 3, the same or equivalent parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The same applies to the following drawings.

冷凍サイクル装置10aは、車両用空調装置1に適用されており、空調対象空間である車室内へ送風される送風空気を冷却あるいは加熱する機能を果たす。従って、本実施形態の車両用空調装置1では、冷房モードの運転と暖房モードの運転とを切り替えることができる。   The refrigeration cycle apparatus 10a is applied to the vehicle air conditioner 1, and fulfills a function of cooling or heating the blown air blown into the vehicle interior that is the air conditioning target space. Therefore, in the vehicle air conditioner 1 of the present embodiment, the operation in the cooling mode and the operation in the heating mode can be switched.

さらに、冷凍サイクル装置10aは、車両用空調装置1の運転モードに応じて、冷房モードの冷媒回路と暖房モードの冷媒回路を切り替え可能に構成されている。なお、図3では、冷房モードの冷媒回路における冷媒の流れを白抜き矢印で示し、冷房モードの冷媒回路における冷媒の流れを黒塗り矢印で示している。   Furthermore, the refrigeration cycle apparatus 10a is configured to be capable of switching between a cooling mode refrigerant circuit and a heating mode refrigerant circuit in accordance with the operation mode of the vehicle air conditioner 1. In FIG. 3, the refrigerant flow in the cooling mode refrigerant circuit is indicated by a white arrow, and the refrigerant flow in the cooling mode refrigerant circuit is indicated by a black arrow.

図3の白抜き矢印および黒塗り矢印の方向から明らかなように、本実施形態の複合型熱交換器20では、冷房モード時における冷媒の流れ方向と、暖房モード時における冷媒の流れ方向が異なっている。そこで、本実施形態では、第1実施形態で説明した冷媒入口20aを第1冷媒出入口20aと表記し、第1実施形態で説明した冷媒出口20bを第2冷媒出入口20bと表記する。   As is clear from the directions of the white arrow and the black arrow in FIG. 3, in the composite heat exchanger 20 of the present embodiment, the refrigerant flow direction in the cooling mode is different from the refrigerant flow direction in the heating mode. ing. Therefore, in the present embodiment, the refrigerant inlet 20a described in the first embodiment is referred to as a first refrigerant inlet / outlet 20a, and the refrigerant outlet 20b described in the first embodiment is referred to as a second refrigerant outlet / inlet 20b.

また、本実施形態の冷凍サイクル装置10aの圧縮機11の吐出口には、室内凝縮器12の冷媒入口側が接続されている。室内凝縮器12の冷媒入口側が接続されている。室内凝縮器12は、圧縮機11から吐出された高圧冷媒と蒸発器18通過後の送風空気とを熱交換させて、高圧冷媒を熱源として送風空気を加熱する加熱用熱交換器である。室内凝縮器12は、室内空調ユニット30のケーシング31内に配置されている。   The refrigerant inlet side of the indoor condenser 12 is connected to the discharge port of the compressor 11 of the refrigeration cycle apparatus 10a of the present embodiment. The refrigerant inlet side of the indoor condenser 12 is connected. The indoor condenser 12 is a heat exchanger for heating that heat-exchanges the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 11 and the blown air after passing through the evaporator 18 to heat the blown air using the high-pressure refrigerant as a heat source. The indoor condenser 12 is disposed in the casing 31 of the indoor air conditioning unit 30.

室内凝縮器12の冷媒出口には、互いに連通する3つの流入出口を有する第1三方継手21aの流入口側が接続されている。このような三方継手としては、複数の配管を接合して形成されたものや、金属ブロックや樹脂ブロックに複数の冷媒通路を設けることによって形成されたものを採用することができる。   The refrigerant outlet of the indoor condenser 12 is connected to the inlet side of the first three-way joint 21a having three inlets and outlets communicating with each other. As such a three-way joint, one formed by joining a plurality of pipes or one formed by providing a plurality of refrigerant passages in a metal block or a resin block can be adopted.

さらに、冷凍サイクル装置10aは、後述するように、第2〜第4三方継手21b〜21dを備えている。第2〜第4三方継手21b〜21dの基本的構成は、第1三方継手21aと同様である。   Furthermore, the refrigeration cycle apparatus 10a includes second to fourth three-way joints 21b to 21d as described later. The basic configuration of the second to fourth three-way joints 21b to 21d is the same as that of the first three-way joint 21a.

第1三方継手21aの一方の流出口には、第1開閉弁22aを介して、第2三方継手21bの流入口側が接続されている。第1三方継手21aの一方の流出口には、暖房用膨張弁17aを介して、第3三方継手21cの流入口側が接続されている。   One inflow port of the first three-way joint 21a is connected to the inflow port side of the second three-way joint 21b through the first on-off valve 22a. One inflow port of the first three-way joint 21a is connected to the inflow port side of the third three-way joint 21c through the heating expansion valve 17a.

第1開閉弁22aは、第1三方継手21aの一方の流出口と第2三方継手21bの流入口と接続する冷媒通路を開閉する電磁弁である。第1開閉弁22aは、制御装置から出力される制御電圧によって、その作動が制御される。さらに、冷凍サイクル装置10aは、後述するように、第2開閉弁22bを備えている。第2開閉弁22bの基本的構成は、第1開閉弁22aと同様である。   The 1st on-off valve 22a is an electromagnetic valve which opens and closes the refrigerant path connected with one outflow port of the 1st three-way joint 21a, and the inflow port of the 2nd three-way joint 21b. The operation of the first on-off valve 22a is controlled by a control voltage output from the control device. Further, the refrigeration cycle apparatus 10a includes a second on-off valve 22b as will be described later. The basic configuration of the second on-off valve 22b is the same as that of the first on-off valve 22a.

暖房用膨張弁17aは、少なくとも暖房モード時に、室内凝縮器12から流出した冷媒を減圧させる暖房用減圧部であるとともに、室内凝縮器12から流出する冷媒の流量を調整する暖房用流量調整部である。   The heating expansion valve 17a is a heating decompression unit that decompresses the refrigerant that has flowed out of the indoor condenser 12 at least in the heating mode, and is a heating flow rate adjustment unit that adjusts the flow rate of the refrigerant that flows out of the indoor condenser 12. is there.

暖房用膨張弁17aは、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の開度を変化させる電動アクチュエータ(具体的には、ステッピングモータ)とを有して構成される電気式の可変絞り機構である。暖房用膨張弁17aは、制御装置から出力される制御信号(制御パルス)によって、その作動が制御される。暖房用膨張弁17aは、弁開度を全閉とすることで冷媒通路を閉塞する全閉機能を有している。   The heating expansion valve 17a includes an electric valve body configured to be able to change the throttle opening degree and an electric actuator (specifically, a stepping motor) that changes the opening degree of the valve body. This is a variable aperture mechanism of the type. The operation of the heating expansion valve 17a is controlled by a control signal (control pulse) output from the control device. The heating expansion valve 17a has a fully closed function of closing the refrigerant passage by fully closing the valve opening.

また、第2三方継手21bの流入出口には、複合型熱交換器20の第1冷媒出入口20a側が接続されており、第2三方継手21bの流出口には、第2開閉弁22bを介して、第4三方継手21dの一方の流入口側が接続されている。   Further, the first refrigerant inlet / outlet 20a side of the composite heat exchanger 20 is connected to the inlet / outlet of the second three-way joint 21b, and the outlet of the second three-way joint 21b is connected via the second on-off valve 22b. The one inlet side of the fourth three-way joint 21d is connected.

複合型熱交換器20の第2冷媒出入口20bには、第3三方継手21cの流入出口側が接続されている。第3三方継手21cの流出口には、逆止弁23および冷房用膨張弁17bを介して、蒸発器18の冷媒入口側が接続されている。   The inflow / outlet side of the third three-way joint 21c is connected to the second refrigerant entrance / exit 20b of the composite heat exchanger 20. The refrigerant inlet side of the evaporator 18 is connected to the outlet of the third three-way joint 21c via the check valve 23 and the cooling expansion valve 17b.

逆止弁23は、第3三方継手21c側から蒸発器18の冷媒入口側(具体的には、冷房用膨張弁17bの入口側)へ冷媒が流れることを許容し、蒸発器18の冷媒入口側から第3三方継手21c側へ冷媒が流れることを禁止するものである。   The check valve 23 allows the refrigerant to flow from the third three-way joint 21c side to the refrigerant inlet side of the evaporator 18 (specifically, the inlet side of the cooling expansion valve 17b), and the refrigerant inlet of the evaporator 18 The refrigerant is prohibited from flowing from the side to the third three-way joint 21c side.

冷房用膨張弁17bは、少なくとも暖房モード時に、室内凝縮器12から流出した冷媒を減圧させる冷房用減圧部であるとともに、複合型熱交換器20から流出する冷媒の流量を調整する冷房用流量調整部である。従って、冷房用膨張弁17bは、第1実施形態で説明した温度式膨張弁17に対応する構成である。冷房用膨張弁17bの基本的構成は、暖房用膨張弁17aと同様である。   The cooling expansion valve 17b is a cooling pressure reducing unit that depressurizes the refrigerant flowing out of the indoor condenser 12 at least in the heating mode, and adjusts the flow rate of cooling flowing out of the composite heat exchanger 20 Part. Therefore, the cooling expansion valve 17b has a configuration corresponding to the temperature type expansion valve 17 described in the first embodiment. The basic configuration of the cooling expansion valve 17b is the same as that of the heating expansion valve 17a.

蒸発器18の冷媒出口は、第4三方継手21dの他方の流入口側に接続されている。第4三方継手21dの流出口には、アキュムレータ24の入口側が接続させている。アキュムレータ24は、内部に流入した冷媒の気液を分離して、サイクル内の余剰液相冷媒を蓄える気液分離器である。アキュムレータ24の気相冷媒出口には、圧縮機11の吸入口側が接続されている。   The refrigerant outlet of the evaporator 18 is connected to the other inlet side of the fourth three-way joint 21d. The inlet side of the accumulator 24 is connected to the outlet of the fourth three-way joint 21d. The accumulator 24 is a gas-liquid separator that separates the gas-liquid of the refrigerant that has flowed into the accumulator 24 and stores excess liquid-phase refrigerant in the cycle. The suction port side of the compressor 11 is connected to the gas phase refrigerant outlet of the accumulator 24.

次に、図4、図5を用いて、本実施形態の複合型熱交換器20の詳細構成について説明する。なお、図4の空気−冷媒熱交換部16における太実線矢印は、冷房モード時の冷媒の流れ方向を示している。図5の空気−冷媒熱交換部16における太実線矢印は、暖房モード時の冷媒の流れ方向を示している。   Next, the detailed structure of the composite heat exchanger 20 of this embodiment is demonstrated using FIG. 4, FIG. In addition, the thick solid line arrow in the air-refrigerant heat exchange part 16 of FIG. 4 has shown the flow direction of the refrigerant | coolant at the time of air_conditioning | cooling mode. The thick solid line arrow in the air-refrigerant heat exchanger 16 in FIG. 5 indicates the flow direction of the refrigerant in the heating mode.

本実施形態の複合型熱交換器20の基本的構成は、第1実施形態と同様である。本実施形態の複合型熱交換器20では、二重管方式の水−冷媒熱交換部14の外側管14bの長手方向が、水平方向に延びている。つまり、水−冷媒熱交換部14の外側管14bは、空気−水熱交換部15の熱媒体チューブ151および空気−冷媒熱交換部16の冷媒チューブ161と平行に延びている。   The basic configuration of the composite heat exchanger 20 of the present embodiment is the same as that of the first embodiment. In the composite heat exchanger 20 of the present embodiment, the longitudinal direction of the outer tube 14b of the double-pipe water-refrigerant heat exchanger 14 extends in the horizontal direction. That is, the outer tube 14 b of the water-refrigerant heat exchange unit 14 extends in parallel with the heat medium tube 151 of the air-water heat exchange unit 15 and the refrigerant tube 161 of the air-refrigerant heat exchange unit 16.

さらに、水−冷媒熱交換部14は、上下方向に配置された空気−水熱交換部15と空気−冷媒熱交換部16との間に配置されている。また、本実施形態の合流口16cは、モジュレータ部164に形成されている。   Furthermore, the water-refrigerant heat exchanger 14 is disposed between the air-water heat exchanger 15 and the air-refrigerant heat exchanger 16 that are disposed in the vertical direction. Further, the junction 16c of the present embodiment is formed in the modulator section 164.

次に、室内空調ユニット30について説明する。室内空調ユニット30は、車室内最前部の計器盤(すなわち、インストルメントパネル)の内側に配置されている。室内空調ユニット30は、冷凍サイクル装置10aによって温度調整された送風空気を車室内の適切な箇所へ吹き出すための空気通路を形成するものである。   Next, the indoor air conditioning unit 30 will be described. The indoor air conditioning unit 30 is disposed inside the instrument panel (that is, the instrument panel) at the foremost part of the vehicle interior. The indoor air conditioning unit 30 forms an air passage for blowing out the blown air whose temperature has been adjusted by the refrigeration cycle apparatus 10a to an appropriate location in the passenger compartment.

室内空調ユニット30は、図3に示すように、その外殻を形成するケーシング31の内部に形成される空気通路に、送風機18a、蒸発器18、室内凝縮器12等を収容したものである。   As shown in FIG. 3, the indoor air conditioning unit 30 includes a blower 18 a, an evaporator 18, an indoor condenser 12, and the like in an air passage formed inside a casing 31 that forms an outer shell thereof.

ケーシング31は、車室内に送風される送風空気の空気通路を形成するもので、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂(具体的には、ポリプロピレン)にて成形されている。ケーシング31の送風空気流れ最上流側には、ケーシング31内へ内気(車室内空気)と外気(車室外空気)とを切替導入する内外気切替装置33が配置されている。   The casing 31 forms an air passage for blown air that is blown into the vehicle interior, and is formed of a resin (specifically, polypropylene) having a certain degree of elasticity and excellent in strength. An inside / outside air switching device 33 for switching and introducing inside air (vehicle compartment air) and outside air (vehicle compartment outside air) into the casing 31 is disposed on the most upstream side of the blast air flow in the casing 31.

内外気切替装置33は、ケーシング31内へ内気を導入させる内気導入口および外気を導入させる外気導入口の開口面積を、内外気切替ドアによって連続的に調整して、内気の導入風量と外気の導入風量との導入割合を変化させることができる。内外気切替ドアは、内外気切替ドア用の電動アクチュエータによって駆動される。この電動アクチュエータは、空調制御装置40から出力される制御信号によって、その作動が制御される。   The inside / outside air switching device 33 continuously adjusts the opening area of the inside air introduction port for introducing the inside air into the casing 31 and the outside air introduction port for introducing the outside air, by the inside / outside air switching door, The introduction ratio with the introduction air volume can be changed. The inside / outside air switching door is driven by an electric actuator for the inside / outside air switching door. The operation of the electric actuator is controlled by a control signal output from the air conditioning controller 40.

内外気切替装置33の送風空気流れ下流側には、送風機18aが配置されている。送風機18aの送風空気流れ下流側には、蒸発器18および室内凝縮器12が、送風空気の流れに対して、この順に配置されている。つまり、蒸発器18は、室内凝縮器12に対して、送風空気流れ上流側に配置されている。   A blower 18 a is arranged on the downstream side of the blown air flow of the inside / outside air switching device 33. On the downstream side of the blower air flow of the blower 18a, the evaporator 18 and the indoor condenser 12 are arranged in this order with respect to the flow of the blown air. That is, the evaporator 18 is disposed upstream of the blower air flow with respect to the indoor condenser 12.

また、ケーシング31内には、蒸発器18を通過した送風空気を、室内凝縮器12を迂回させて下流側へ流す冷風バイパス通路35が形成されている。   Further, in the casing 31, a cold air bypass passage 35 is formed in which the blown air that has passed through the evaporator 18 bypasses the indoor condenser 12 and flows downstream.

蒸発器18の送風空気流れ下流側であって、かつ、室内凝縮器12の送風空気流れ上流側には、蒸発器18を通過後の送風空気のうち、室内凝縮器12を通過させる風量と冷風バイパス通路35を通過させる風量との風量割合を調整するエアミックスドア34が配置されている。   On the downstream side of the blower air flow of the evaporator 18 and on the upstream side of the blower air flow of the indoor condenser 12, of the blown air that has passed through the evaporator 18, the amount of air passing through the indoor condenser 12 and the cold air An air mix door 34 that adjusts the air volume ratio with the air volume that passes through the bypass passage 35 is disposed.

室内凝縮器12の送風空気流れ下流側には、室内凝縮器12にて加熱された送風空気と冷風バイパス通路35を通過して室内凝縮器12にて加熱されていない送風空気とを混合させる混合空間が設けられている。さらに、ケーシング31の送風空気流れ最下流部には、混合空間にて混合された送風空気(空調風)を、車室内へ吹き出す開口穴が配置されている。   On the downstream side of the blower air flow of the indoor condenser 12, mixing that mixes blown air heated by the indoor condenser 12 and blown air that has passed through the cold air bypass passage 35 and is not heated by the indoor condenser 12. A space is provided. Furthermore, the opening hole which blows off the blowing air (air-conditioning wind) mixed in the mixing space in the vehicle interior at the most downstream part of the blowing air flow of the casing 31 is arranged.

この開口穴としては、フェイス開口穴、フット開口穴、およびデフロスタ開口穴(いずれも図示せず)が設けられている。フェイス開口穴は、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すための開口穴である。フット開口穴は、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すための開口穴である。デフロスタ開口穴は、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すための開口穴である。   As this opening hole, a face opening hole, a foot opening hole, and a defroster opening hole (all not shown) are provided. The face opening hole is an opening hole for blowing conditioned air toward the upper body of the passenger in the vehicle interior. The foot opening hole is an opening hole for blowing conditioned air toward the feet of the passenger. The defroster opening hole is an opening hole for blowing out conditioned air toward the inner side surface of the vehicle front window glass.

これらのフェイス開口穴、フット開口穴、およびデフロスタ開口穴は、それぞれ空気通路を形成するダクトを介して、車室内に設けられたフェイス吹出口、フット吹出口およびデフロスタ吹出口(いずれも図示せず)に接続されている。   These face opening hole, foot opening hole, and defroster opening hole are respectively connected to a face air outlet, a foot air outlet, and a defroster air outlet (not shown) through a duct that forms an air passage. )It is connected to the.

従って、エアミックスドア34が、室内凝縮器12を通過させる風量と冷風バイパス通路35を通過させる風量との風量割合を調整することによって、混合空間にて混合される空調風の温度が調整される。これにより、各吹出口から車室内へ吹き出される送風空気(空調風)の温度も調整される。   Therefore, the air mix door 34 adjusts the air volume ratio between the air volume that passes through the indoor condenser 12 and the air volume that passes through the cold air bypass passage 35, thereby adjusting the temperature of the conditioned air mixed in the mixing space. . Thereby, the temperature of the blast air (air conditioned air) blown out from each outlet into the vehicle compartment is also adjusted.

エアミックスドア34は、エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータによって駆動され、この電動アクチュエータは、空調制御装置40から出力される制御信号によって、その作動が制御される。   The air mix door 34 is driven by an electric actuator for driving the air mix door, and the operation of the electric actuator is controlled by a control signal output from the air conditioning control device 40.

また、フェイス開口穴、フット開口穴、およびデフロスタ開口穴の送風空気流れ上流側には、それぞれ、フェイス開口穴の開口面積を調整するフェイスドア、フット開口穴の開口面積を調整するフットドア、デフロスタ開口穴の開口面積を調整するデフロスタドア(いずれも図示せず)が配置されている。   Further, on the upstream side of the air flow of the face opening hole, foot opening hole, and defroster opening hole, a face door for adjusting the opening area of the face opening hole, a foot door for adjusting the opening area of the foot opening hole, and a defroster opening, respectively. A defroster door (both not shown) for adjusting the opening area of the hole is disposed.

これらのフェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、空調風が吹き出される吹出口を切り替える吹出モード切替装置を構成するものである。フェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、リンク機構等を介して、吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータに連結されて連動して回転操作される。この電動アクチュエータは、空調制御装置40から出力される制御信号によって、その作動が制御される。   These face doors, foot doors, and defroster doors constitute an air outlet mode switching device that switches an air outlet from which air-conditioned air is blown out. The face door, the foot door, and the defroster door are connected to an electric actuator for driving the air outlet mode door via a link mechanism and the like, and are rotated in conjunction with each other. The operation of the electric actuator is controlled by a control signal output from the air conditioning controller 40.

次に、上記構成における本実施形態の冷凍サイクル装置10aの作動を説明する。上述の如く、本実施形態の車両用空調装置1では、冷房モードの運転と暖房モードの運転とを切り替えることができる。さらに、冷凍サイクル装置10aでは、車両用空調装置1の運転モードに応じて、冷媒回路を切り替えることができる。この冷媒回路の切り替えは、空調制御プログラムが実行されることによって行われる。   Next, the operation of the refrigeration cycle apparatus 10a of the present embodiment having the above configuration will be described. As described above, in the vehicle air conditioner 1 of the present embodiment, it is possible to switch between the cooling mode operation and the heating mode operation. Furthermore, in the refrigeration cycle apparatus 10a, the refrigerant circuit can be switched according to the operation mode of the vehicle air conditioner 1. The switching of the refrigerant circuit is performed by executing an air conditioning control program.

具体的には、本実施形態の空調制御プログラムでは、目標吹出温度TAOが予め定めた基準温度KT以下であれば、冷房モードの冷媒回路に切り替え、目標吹出温度TAOが基準温度KTよりも高くなっていれば、暖房モードの冷媒回路に切り替える。以下に、各運転モードについて説明する。   Specifically, in the air-conditioning control program of this embodiment, if the target blowing temperature TAO is equal to or lower than a predetermined reference temperature KT, switching to the cooling mode refrigerant circuit is performed, and the target blowing temperature TAO becomes higher than the reference temperature KT. If so, switch to the refrigerant circuit in the heating mode. Below, each operation mode is demonstrated.

先ず、冷房モードについて説明する。冷房モードでは、制御装置が、暖房用膨張弁17aを全閉状態とし、冷房用膨張弁17bを冷媒減圧作用を発揮する絞り状態とし、第1開閉弁22aを開き、第2開閉弁22bを閉じる。さらに、制御装置は、冷風バイパス通路35を全開として室内凝縮器12側の通風路を閉塞するように、エアミックスドア34の作動を制御する。   First, the cooling mode will be described. In the cooling mode, the control device sets the heating expansion valve 17a to a fully closed state, sets the cooling expansion valve 17b to a throttle state that exerts a refrigerant decompression action, opens the first on-off valve 22a, and closes the second on-off valve 22b. . Further, the control device controls the operation of the air mix door 34 so that the cold air bypass passage 35 is fully opened and the ventilation path on the indoor condenser 12 side is closed.

従って、冷房モードでは、図3の白抜き矢印で示すように、圧縮機11から吐出された冷媒が、室内凝縮器12→複合型熱交換器20→逆止弁23→冷房用膨張弁17b→蒸発器18→アキュムレータ24→圧縮機の順に循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。   Therefore, in the cooling mode, as indicated by the white arrow in FIG. 3, the refrigerant discharged from the compressor 11 flows into the indoor condenser 12 → the combined heat exchanger 20 → the check valve 23 → the cooling expansion valve 17 b → A vapor compression refrigeration cycle that circulates in the order of the evaporator 18 → accumulator 24 → compressor is configured.

そして、このサイクル構成で、制御装置は、目標吹出温度TAOに応じて、圧縮機11、送風機18a、水ポンプ40a等の作動を制御する。これにより、圧縮機11が冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。さらに、水ポンプ40aが熱媒体を吸入して吐出する。   In this cycle configuration, the control device controls operations of the compressor 11, the blower 18a, the water pump 40a, and the like according to the target blowing temperature TAO. Thereby, the compressor 11 sucks the refrigerant, compresses it, and discharges it. Further, the water pump 40a sucks and discharges the heat medium.

圧縮機11から吐出された高温高圧の気相冷媒は、室内凝縮器12へ流入する。冷房モードでは、室内凝縮器12側の通風路を閉塞するように、エアミックスドア34が変位しているので、室内凝縮器12へ流入した気相冷媒は、殆ど放熱することなく室内凝縮器12から流出する。   The high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the compressor 11 flows into the indoor condenser 12. In the cooling mode, since the air mix door 34 is displaced so as to close the ventilation path on the indoor condenser 12 side, the gas-phase refrigerant flowing into the indoor condenser 12 hardly dissipates heat and the indoor condenser 12 is discharged. Spill from.

室内凝縮器12から流出した気相冷媒は、第1開閉弁22aが開き、第2開閉弁22bが閉じているので、複合型熱交換器20の第1冷媒出入口20aへ流入する。複合型熱交換器20では、第1実施形態と同様に過冷却液相冷媒となるまで冷却される。複合型熱交換器20の第2冷媒出入口20bから流出した過冷却液相冷媒は、逆止弁23を介して、冷房用膨張弁17bへ流入する。   The gas-phase refrigerant that has flowed out of the indoor condenser 12 flows into the first refrigerant inlet / outlet port 20a of the composite heat exchanger 20 because the first on-off valve 22a is opened and the second on-off valve 22b is closed. The composite heat exchanger 20 is cooled until it becomes a supercooled liquid phase refrigerant as in the first embodiment. The supercooled liquid phase refrigerant flowing out from the second refrigerant inlet / outlet 20b of the composite heat exchanger 20 flows into the cooling expansion valve 17b through the check valve 23.

冷房用膨張弁17bへ流入した冷媒は、低圧冷媒となるまで減圧されて蒸発器18へ流入する。この際、冷房用膨張弁17bの絞り開度は、冷房用膨張弁17bへ流入する冷媒の過冷却度が、サイクルの成績係数(COP)が極大値となるように決定された目標過冷却度に近づくように決定される。   The refrigerant flowing into the cooling expansion valve 17b is depressurized until it becomes a low-pressure refrigerant and flows into the evaporator 18. At this time, the throttle opening degree of the cooling expansion valve 17b is set such that the degree of supercooling of the refrigerant flowing into the cooling expansion valve 17b is determined so that the coefficient of performance (COP) of the cycle becomes a maximum value. It is decided to approach.

蒸発器18へ流入した低圧冷媒は、送風機18aから送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、送風空気が冷却される。蒸発器18から流出した冷媒は、アキュムレータ24へ流入して気液分離される。アキュムレータ24にて分離された気相冷媒は、圧縮機11へ吸入されて再び圧縮される。   The low-pressure refrigerant flowing into the evaporator 18 absorbs heat from the blown air from the blower 18a and evaporates. Thereby, blowing air is cooled. The refrigerant that has flowed out of the evaporator 18 flows into the accumulator 24 and is separated into gas and liquid. The gas-phase refrigerant separated by the accumulator 24 is sucked into the compressor 11 and compressed again.

以上の如く、冷房モードの冷凍サイクル装置10aでは、複合型熱交換器20(具体的には、水−冷媒熱交換部14および空気−冷媒熱交換部16)を放熱器として機能させ、蒸発器18を蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。そして、蒸発器18にて冷却された送風空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の冷房を実現することができる。   As described above, in the refrigeration cycle apparatus 10a in the cooling mode, the composite heat exchanger 20 (specifically, the water-refrigerant heat exchange unit 14 and the air-refrigerant heat exchange unit 16) functions as a radiator, and an evaporator A vapor compression refrigeration cycle is configured to allow 18 to function as an evaporator. And the ventilation of a vehicle interior is realizable by blowing the ventilation air cooled with the evaporator 18 into a vehicle interior.

次に、暖房モードについて説明する。暖房モードでは、制御装置が、暖房用膨張弁17aを絞り状態とし、冷房用膨張弁17bを全閉状態とし、第1開閉弁22aを閉じ、第2開閉弁22bを開く。さらに、制御装置は、室内凝縮器12側の通風路を全開として冷風バイパス通路35を閉塞するように、エアミックスドア34の作動を制御する。   Next, the heating mode will be described. In the heating mode, the control device sets the heating expansion valve 17a to the throttle state, sets the cooling expansion valve 17b to the fully closed state, closes the first on-off valve 22a, and opens the second on-off valve 22b. Further, the control device controls the operation of the air mix door 34 so that the cool air bypass passage 35 is closed by fully opening the air passage on the indoor condenser 12 side.

従って、暖房モードでは、図3の黒塗り矢印で示すように、圧縮機11から吐出された冷媒が、室内凝縮器12→暖房用膨張弁17a→複合型熱交換器20→アキュムレータ24→圧縮機の順に循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。   Therefore, in the heating mode, as shown by the black arrows in FIG. 3, the refrigerant discharged from the compressor 11 is changed to the indoor condenser 12 → the heating expansion valve 17a → the combined heat exchanger 20 → the accumulator 24 → the compressor. A vapor compression refrigeration cycle that circulates in this order is configured.

そして、このサイクル構成で、制御装置は、目標吹出温度TAOに応じて、圧縮機11、送風機18a、水ポンプ40a等の作動を制御する。これにより、圧縮機11が冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。さらに、水ポンプ40aが熱媒体を吸入して吐出する。   In this cycle configuration, the control device controls operations of the compressor 11, the blower 18a, the water pump 40a, and the like according to the target blowing temperature TAO. Thereby, the compressor 11 sucks the refrigerant, compresses it, and discharges it. Further, the water pump 40a sucks and discharges the heat medium.

圧縮機11から吐出された高温高圧の気相冷媒は、室内凝縮器12へ流入する。暖房モードでは、室内凝縮器12側の通風路を開くように、エアミックスドア34が変位しているので、室内凝縮器12へ流入した気相冷媒は、送風空気と熱交換して放熱する。これにより、送風空気が加熱される。室内凝縮器12から流出した気相冷媒は、第1開閉弁22aが閉じ、第2開閉弁22bが開いているので、暖房用膨張弁17aへ流入する。   The high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the compressor 11 flows into the indoor condenser 12. In the heating mode, since the air mix door 34 is displaced so as to open the ventilation path on the indoor condenser 12 side, the gas-phase refrigerant flowing into the indoor condenser 12 exchanges heat with the blown air and dissipates heat. Thereby, blowing air is heated. The gas-phase refrigerant flowing out of the indoor condenser 12 flows into the heating expansion valve 17a because the first on-off valve 22a is closed and the second on-off valve 22b is open.

暖房用膨張弁17aへ流入した冷媒は、低圧冷媒となるまで減圧されて複合型熱交換器20の第2冷媒出入口20bへ流入する。この際、冷房用膨張弁17bの絞り開度は、冷房用膨張弁17bへ流入する冷媒の過冷却度が、サイクルの成績係数(COP)が極大値となるように決定された目標過冷却度に近づくように決定される。   The refrigerant flowing into the heating expansion valve 17a is depressurized until it becomes a low-pressure refrigerant and flows into the second refrigerant inlet / outlet 20b of the composite heat exchanger 20. At this time, the throttle opening degree of the cooling expansion valve 17b is set such that the degree of supercooling of the refrigerant flowing into the cooling expansion valve 17b is determined so that the coefficient of performance (COP) of the cycle becomes a maximum value. It is decided to approach.

第2冷媒出入口20bへ流入した低圧冷媒は、空気−冷媒熱交換部16の下方側の熱交換部166a(すなわち、冷房モード時の過冷却部166に対応する熱交換部)へ流入する。そして、熱交換部166aへ流入した冷媒は、熱交換部166aを流通する際に、外気ファンから送風された外気から吸熱して蒸発する。熱交換部166aから流出した冷媒はモジュレータ部164へ流入して気液分離される。   The low-pressure refrigerant that has flowed into the second refrigerant inlet / outlet 20b flows into the heat exchange section 166a on the lower side of the air-refrigerant heat exchange section 16 (that is, the heat exchange section corresponding to the supercooling section 166 in the cooling mode). The refrigerant flowing into the heat exchanging unit 166a evaporates by absorbing heat from the outside air blown from the outside air fan when flowing through the heat exchanging unit 166a. The refrigerant that has flowed out of the heat exchange unit 166a flows into the modulator unit 164 and is gas-liquid separated.

モジュレータ部164にて分離された気相冷媒は、モジュレータ部164の気相冷媒出口(すなわち、気相流体出口)から、空気−冷媒熱交換部16の合流口16cを介して、水−冷媒熱交換部14の冷媒通路へ流入する。水−冷媒熱交換部14の冷媒通路へ流入した気相冷媒は、内側管14aを流通する水ポンプ40aから圧送された熱媒体と熱交換してエンタルピを上昇させる。   The gas-phase refrigerant separated by the modulator unit 164 passes through water-refrigerant heat from the gas-phase refrigerant outlet of the modulator unit 164 (that is, the gas-phase fluid outlet) through the junction 16c of the air-refrigerant heat exchange unit 16. It flows into the refrigerant passage of the exchange unit 14. The gas-phase refrigerant that has flowed into the refrigerant passage of the water-refrigerant heat exchanger 14 exchanges heat with the heat medium pumped from the water pump 40a that circulates through the inner pipe 14a, thereby raising the enthalpy.

モジュレータ部164にて分離された液相冷媒は、モジュレータ部164の液相冷媒出口(すなわち、液相流体出口)から、空気−冷媒熱交換部16の上方側の蒸発部165a(すなわち、冷房モード時には、凝縮部165に対応する熱交換部)へ流入する。そして、蒸発部165aへ流入した冷媒は、蒸発部165aを流通する際に、外気ファンから送風された外気から吸熱して蒸発する。   The liquid-phase refrigerant separated by the modulator unit 164 passes from the liquid-phase refrigerant outlet (that is, the liquid-phase fluid outlet) of the modulator unit 164 to the evaporation unit 165a above the air-refrigerant heat exchange unit 16 (that is, the cooling mode). Sometimes it flows into the heat exchanging part corresponding to the condensing part 165. The refrigerant flowing into the evaporation unit 165a evaporates by absorbing heat from the outside air blown from the outside air fan when flowing through the evaporation unit 165a.

蒸発部165aから流出した冷媒は、空気−冷媒熱交換部16の入口16aを介して、水−冷媒熱交換部14へ流入する。蒸発部165aから水−冷媒熱交換部14へ流入した冷媒の流れは、モジュレータ部164にて分離された気相冷媒の流れと合流する。   The refrigerant that has flowed out of the evaporator 165a flows into the water-refrigerant heat exchanger 14 through the inlet 16a of the air-refrigerant heat exchanger 16. The flow of the refrigerant flowing into the water-refrigerant heat exchange unit 14 from the evaporation unit 165a merges with the flow of the gas-phase refrigerant separated by the modulator unit 164.

つまり、暖房モードでは、冷房モード時に分岐部13として機能する部位に、水−冷媒熱交換部14から流出した冷媒の流れと蒸発部165aから流出した冷媒の流れとを合流させる合流部13aが形成される。すなわち、本実施形態の合流部13aは、水−冷媒熱交換部14の外側管14bの内部に設けられており、水−冷媒熱交換部14と一体的に形成されている。   That is, in the heating mode, a joining portion 13a that joins the flow of the refrigerant that has flowed out of the water-refrigerant heat exchanger 14 and the flow of the refrigerant that has flowed out of the evaporation portion 165a is formed in a portion that functions as the branch portion 13 in the cooling mode. Is done. That is, the junction 13 a of the present embodiment is provided inside the outer tube 14 b of the water-refrigerant heat exchange unit 14 and is formed integrally with the water-refrigerant heat exchange unit 14.

合流部13aにて合流した冷媒は、複合型熱交換器20の第1冷媒出入口20aから流出する。第1冷媒出入口20aから流出した冷媒は、第1開閉弁22aが閉じ、第2開閉弁22bが開いているので、アキュムレータ24へ流入して気液分離される。アキュムレータ24にて分離された気相冷媒は、圧縮機11へ吸入されて再び圧縮される。   The refrigerant joined at the junction 13a flows out from the first refrigerant inlet / outlet 20a of the composite heat exchanger 20. The refrigerant flowing out of the first refrigerant inlet / outlet 20a flows into the accumulator 24 and is separated into gas and liquid because the first on-off valve 22a is closed and the second on-off valve 22b is open. The gas-phase refrigerant separated by the accumulator 24 is sucked into the compressor 11 and compressed again.

以上の如く、暖房モードの冷凍サイクル装置10aでは、室内凝縮器12を放熱器として機能させ、複合型熱交換器20(具体的には、空気−冷媒熱交換部16)を蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。そして、室内凝縮器12にて冷却された送風空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の暖房を実現することができる。   As described above, in the refrigeration cycle apparatus 10a in the heating mode, the indoor condenser 12 functions as a radiator, and the composite heat exchanger 20 (specifically, the air-refrigerant heat exchanger 16) functions as an evaporator. A vapor compression refrigeration cycle is configured. And the heating of a vehicle interior is realizable by blowing the ventilation air cooled with the indoor condenser 12 into the vehicle interior.

また、本実施形態の複合型熱交換器20では、冷房モード時に、冷凍サイクル装置10aの放熱器として、第1実施形態と同様の機能を果たす。従って、冷房モード時に、冷媒に生じる圧力損失に起因する冷媒の熱交換量(すなわち、放熱量)の低下を抑制することができる。   Further, in the composite heat exchanger 20 of the present embodiment, the same function as that of the first embodiment is achieved as a radiator of the refrigeration cycle apparatus 10a in the cooling mode. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the heat exchange amount (that is, the heat release amount) of the refrigerant due to the pressure loss generated in the refrigerant during the cooling mode.

さらに、本実施形態の複合型熱交換器20では、合流口16cがモジュレータ部164に形成されているので、冷房モード時には、水−冷媒熱交換部14にて冷媒を確実に液化することができる。これにより、水−冷媒熱交換部14内の冷凍機油の滞留をより一層抑制することができる。   Furthermore, in the composite heat exchanger 20 of the present embodiment, since the junction 16c is formed in the modulator unit 164, the refrigerant can be reliably liquefied by the water-refrigerant heat exchange unit 14 in the cooling mode. . Thereby, stagnation of the refrigerating machine oil in the water-refrigerant heat exchange unit 14 can be further suppressed.

また、本実施形態の複合型熱交換器20によれば、モジュレータ部164にて分離された気相冷媒を蒸発部165aへ流入させることなく水−冷媒熱交換部14の冷媒通路へ流入させる。さらに、モジュレータ部164にて分離された液相冷媒を蒸発部165aへ流入させている。   Further, according to the composite heat exchanger 20 of the present embodiment, the gas-phase refrigerant separated by the modulator unit 164 is caused to flow into the refrigerant passage of the water-refrigerant heat exchange unit 14 without flowing into the evaporation unit 165a. Further, the liquid phase refrigerant separated by the modulator unit 164 is caused to flow into the evaporation unit 165a.

従って、蒸発部165aへ気液混合状態の冷媒を流入させる場合に対して、冷媒が蒸発部165aを流通する際に生じる圧力損失を低減することができるとともに、蒸発部165aの全域に均等に分配しやすい。その結果、蒸発部165aにおける冷媒の吸熱量が不充分となってしまうことを抑制することができる。   Therefore, in contrast to the case where the refrigerant in the gas-liquid mixed state is caused to flow into the evaporation unit 165a, the pressure loss generated when the refrigerant flows through the evaporation unit 165a can be reduced, and the refrigerant can be evenly distributed throughout the evaporation unit 165a. It's easy to do. As a result, it is possible to suppress the heat absorption amount of the refrigerant in the evaporation unit 165a from becoming insufficient.

すなわち、本実施形態の複合型熱交換器20によれば、暖房モード時に、冷媒に生じる圧力損失を低減することができる。さらに、冷媒に生じる圧力損失に起因する冷媒の熱交換量(すなわち、吸熱量)の低下を抑制することができる。   That is, according to the composite heat exchanger 20 of the present embodiment, it is possible to reduce pressure loss generated in the refrigerant during the heating mode. Furthermore, it is possible to suppress a decrease in the heat exchange amount (that is, the heat absorption amount) of the refrigerant due to the pressure loss generated in the refrigerant.

また、本実施形態の複合型熱交換器20では、合流部13aが水−冷媒熱交換部14と一体的に形成されているので、合流部13aを三方継手のような構造の別部材で形成する場合に対して、複合型熱交換器20全体としての小型化を図ることもできる。   Moreover, in the composite heat exchanger 20 of this embodiment, since the junction part 13a is integrally formed with the water-refrigerant heat exchange part 14, the junction part 13a is formed by another member having a structure like a three-way joint. In contrast to this, the composite heat exchanger 20 as a whole can be downsized.

(他の実施形態)
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified as follows without departing from the spirit of the present invention.

上述の各実施形態では、本発明に係る複合型熱交換器20を冷凍サイクル装置10、10aの冷媒、水循環回路40を循環する熱媒体、および外気の三種類の流体間で熱交換させるようにしたが、複合型熱交換器20にて熱交換させる第1〜第3熱媒体は、これに限定されない。例えば、第3流体は、空調対象空間へ送風される送風空気であってもよい。すなわち、複合型熱交換器20を室内側の熱交換器として利用してもよい。   In each of the embodiments described above, the composite heat exchanger 20 according to the present invention is configured to exchange heat between the three types of fluids of the refrigerant of the refrigeration cycle apparatuses 10 and 10a, the heat medium circulating in the water circulation circuit 40, and the outside air. However, the first to third heat media to be heat-exchanged by the composite heat exchanger 20 are not limited to this. For example, the third fluid may be blown air that is blown into the air-conditioning target space. That is, the composite heat exchanger 20 may be used as an indoor heat exchanger.

上述の第2実施形態では、複合型熱交換器20を冷凍サイクルの放熱器として機能させる運転モードと蒸発器として機能させる運転モードとを切り替え可能な冷凍サイクル装置10aに適用した例を説明したが、複合型熱交換器20の適用はこれに限定されない。例えば、冷凍サイクルの蒸発器としてのみ用いられる冷凍サイクル装置に適用してもよい。   In the above-described second embodiment, the example in which the composite heat exchanger 20 is applied to the refrigeration cycle apparatus 10a capable of switching between the operation mode in which the composite heat exchanger 20 functions as a radiator of the refrigeration cycle and the operation mode in which the composite heat exchanger 20 functions as an evaporator has been described. The application of the composite heat exchanger 20 is not limited to this. For example, you may apply to the refrigerating-cycle apparatus used only as an evaporator of a refrigerating cycle.

10、10a 冷凍サイクル装置
13 分岐部
13a 合流部
14 水−冷媒熱交換部
15 空気−水熱交換部
16 空気−冷媒熱交換部
16a、16b、16c 入口、出口、合流口
164 モジュレータ部(気液分離部)
165 凝縮部
165a 蒸発部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 10a Refrigeration cycle apparatus 13 Branch part 13a Merging part 14 Water-refrigerant heat exchanging part 15 Air-water heat exchanging part 16 Air-refrigerant heat exchanging part 16a, 16b, 16c Inlet, outlet, confluence 164 Modulator part (gas-liquid Separation part)
165 Condensing part 165a Evaporating part

Claims (6)

第1流体の流れを分岐する分岐部(13)と、
前記第1流体と第2流体とを熱交換させる第1熱交換部(14)と、
前記第2流体と第3流体とを熱交換させる第2熱交換部(15)と、
前記第1流体と前記第3流体とを熱交換させる第3熱交換部(16)と、を備え、
前記第1熱交換部(14)は、前記分岐部(13)にて分岐された一方の前記第1流体と前記第2熱交換部(15)から流出した前記第2流体とを熱交換させるものであり、
前記第3熱交換部(16)には、前記分岐部(13)にて分岐された他方の前記第1流体を流入させる第1流体入口(16a)、前記第3熱交換部(16)から前記第1流体を流出させる第1流体出口(16b)、および前記第1流体入口から前記第1流体出口へ向かって流れる前記第1流体に前記第1熱交換部(14)から流出した前記第1流体を合流させる第1流体合流口(16c)が設けられている複合型熱交換器。
A branching section (13) for branching the flow of the first fluid;
A first heat exchange section (14) for exchanging heat between the first fluid and the second fluid;
A second heat exchange section (15) for exchanging heat between the second fluid and the third fluid;
A third heat exchange section (16) for exchanging heat between the first fluid and the third fluid,
The first heat exchange section (14) exchanges heat between the first fluid branched at the branch section (13) and the second fluid flowing out from the second heat exchange section (15). Is,
From the first fluid inlet (16a) through which the other first fluid branched at the branch portion (13) flows into the third heat exchange portion (16), from the third heat exchange portion (16) The first fluid outlet (16b) for allowing the first fluid to flow out, and the first fluid flowing from the first fluid inlet toward the first fluid outlet into the first fluid flowing out from the first heat exchanging portion (14). A composite heat exchanger provided with a first fluid junction (16c) for joining one fluid.
前記第3熱交換部(16)は、前記第1流体入口(16a)から流入した前記第1流体を冷却して凝縮させる凝縮部(165)、および前記凝縮部(165)から流出した前記第1流体の気液を分離する気液分離部(164)を有し、
前記第1流体合流口(16c)は前記第1熱交換部から流出した前記第1流体を前記気液分離部(164)へ流入させるように形成されている請求項1に記載の複合型熱交換器。
The third heat exchange part (16) cools and condenses the first fluid that has flowed from the first fluid inlet (16a), and the third heat exchange part (16) flows from the condensing part (165). A gas-liquid separator (164) that separates the gas-liquid of one fluid;
The combined heat according to claim 1, wherein the first fluid junction (16c) is configured to allow the first fluid flowing out from the first heat exchange part to flow into the gas-liquid separation part (164). Exchanger.
前記分岐部(13)は、前記第1熱交換部(14)と一体的に形成されている請求項1または2に記載の複合型熱交換器。   The composite heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein the branch portion (13) is formed integrally with the first heat exchange portion (14). 第1流体と第2流体とを熱交換させる第1熱交換部(14)と、
前記第2流体と第3流体とを熱交換させる第2熱交換部(15)と、
前記第1流体と前記第3流体とを熱交換させる第3熱交換部(16)と、
前記第1熱交換部(14)から流出した前記第1流体の流れと前記第3熱交換部(16)から流出した前記第1流体の流れとを合流させる合流部(13a)と、を備え、
前記第3熱交換部(16)は、前記第1流体の気液を分離する気液分離部(164)、および前記気液分離部(164)の液相流体出口から流出した前記第1流体を前記第3流体と熱交換させて蒸発させる蒸発部(165a)を有し、
前記第1熱交換部(14)は、前記気液分離部(164)の気相流体出口から流出した前記第1流体と前記第2熱交換部から流出した前記第2流体とを熱交換させるものであり、
前記合流部(13a)は、前記第1熱交換部(14)から流出した前記第1流体の流れと前記蒸発部(165a)から流出した前記第1流体の流れとを合流させるものである複合型熱交換器。
A first heat exchange section (14) for exchanging heat between the first fluid and the second fluid;
A second heat exchange section (15) for exchanging heat between the second fluid and the third fluid;
A third heat exchange section (16) for exchanging heat between the first fluid and the third fluid;
A joining portion (13a) for joining the flow of the first fluid flowing out from the first heat exchanging portion (14) and the flow of the first fluid flowing out from the third heat exchanging portion (16); ,
The third heat exchange unit (16) includes a gas-liquid separation unit (164) that separates the gas-liquid of the first fluid, and the first fluid that has flowed out from a liquid-phase fluid outlet of the gas-liquid separation unit (164). An evaporation section (165a) for exchanging heat with the third fluid to evaporate,
The first heat exchange unit (14) exchanges heat between the first fluid flowing out from the gas-phase fluid outlet of the gas-liquid separation unit (164) and the second fluid flowing out from the second heat exchange unit. Is,
The said junction part (13a) joins the flow of the said 1st fluid which flowed out from the said 1st heat exchange part (14), and the flow of the said 1st fluid which flowed out from the said evaporation part (165a). Mold heat exchanger.
前記合流部(13a)は、前記第1熱交換部(14)と一体的に形成されている請求項4に記載の複合型熱交換器。   The combined heat exchanger according to claim 4, wherein the joining portion (13 a) is formed integrally with the first heat exchange portion (14). 車載機器を冷却する熱媒体を循環させる熱媒体循環回路(30)、および蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置(10、10a)を有する車両に搭載される複合型熱交換器であって、
前記第1流体は、前記冷凍サイクル装置(10、10a)の冷媒であり、
前記第2流体は、前記熱媒体であり、
前記第3流体は、外気である請求項1ないし5のいずれか1つに記載の複合型熱交換器。
A combined heat exchanger mounted on a vehicle having a heat medium circulation circuit (30) for circulating a heat medium for cooling an in-vehicle device, and a vapor compression refrigeration cycle apparatus (10, 10a),
The first fluid is a refrigerant of the refrigeration cycle apparatus (10, 10a),
The second fluid is the heat medium;
The composite heat exchanger according to claim 1, wherein the third fluid is outside air.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014129907A (en) * 2012-12-28 2014-07-10 Calsonic Kansei Corp Compound heat exchanger
JP2016041585A (en) * 2013-07-25 2016-03-31 パナソニックIpマネジメント株式会社 Air conditioner for vehicle and structure unit of the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014129907A (en) * 2012-12-28 2014-07-10 Calsonic Kansei Corp Compound heat exchanger
JP2016041585A (en) * 2013-07-25 2016-03-31 パナソニックIpマネジメント株式会社 Air conditioner for vehicle and structure unit of the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114738867A (en) * 2022-03-22 2022-07-12 青岛海尔空调电子有限公司 Evaporative cooling combined air conditioning unit and control method thereof
CN114738867B (en) * 2022-03-22 2023-11-24 青岛海尔空调电子有限公司 Evaporation and cooling combined air conditioning unit and control method thereof

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