JP3060444B2 - Air conditioner - Google Patents
Air conditionerInfo
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- JP3060444B2 JP3060444B2 JP4156673A JP15667392A JP3060444B2 JP 3060444 B2 JP3060444 B2 JP 3060444B2 JP 4156673 A JP4156673 A JP 4156673A JP 15667392 A JP15667392 A JP 15667392A JP 3060444 B2 JP3060444 B2 JP 3060444B2
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- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、空調装置に関するもの
で、特に車両に搭載される空調装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air conditioner, and more particularly to an air conditioner mounted on a vehicle.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、特公昭57−47829号公
報に示されるように、冷凍サイクルにおける冷媒回路中
の高温高圧のガス冷媒(ホットガス)を用いて蒸発器を
除霜する装置が知られている。この装置は、冷却運転時
に蒸発器が着霜により閉塞した場合に除霜運転に切り換
え、蒸発器の霜を溶かし、冷媒をガス状態のままアキュ
ムレータを経て圧縮機に戻すサイクルを形成する。2. Description of the Related Art Conventionally, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 57-47829, there is known an apparatus for defrosting an evaporator using a high-temperature and high-pressure gas refrigerant (hot gas) in a refrigerant circuit in a refrigeration cycle. ing. This apparatus switches to a defrosting operation when the evaporator is blocked by frost during the cooling operation, melts the frost of the evaporator, and forms a cycle in which the refrigerant is returned to the compressor via the accumulator in a gaseous state.
【0003】また一般に従来の車両に搭載される空調装
置としては、車両走行用の内燃機関の冷却温水のもつ排
熱を利用した温水ヒータが用いられ、例えば図9に示す
ように、内燃機関1の冷却温水を配管2により温水ヒー
タ3のヒータコア3aに導入し、ヒータコア3aで放熱
した冷却温水を配管4により内燃機関1に戻すようにし
ている。この温水ヒータ3は、車室内に導く空気の流れ
に対し、冷房装置を構成する熱交換器14の下流側に設
けられている。As a conventional air conditioner mounted on a vehicle, a hot water heater utilizing the exhaust heat of cooling water of an internal combustion engine for running the vehicle is used. For example, as shown in FIG. The cooling hot water is introduced into the heater core 3a of the hot water heater 3 by the pipe 2, and the cooling hot water radiated by the heater core 3a is returned to the internal combustion engine 1 by the pipe 4. The hot water heater 3 is provided on the downstream side of the heat exchanger 14 constituting the cooling device with respect to the flow of air guided into the vehicle interior.
【0004】このような温水ヒータを主暖房装置にする
従来の空調装置では、この主暖房装置の暖房能力を補足
するための補助暖房装置として、電気ヒータ、燃焼ヒー
タ、ヒートポンプ等が用いたものが公知である。In a conventional air conditioner in which such a hot water heater is used as a main heating device, an electric heater, a combustion heater, a heat pump, or the like is used as an auxiliary heating device for supplementing the heating capacity of the main heating device. It is known.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の空調装置によると、前記特公昭57−478
29号公報に示されるものは、冷却運転時の着霜を高温
のガスにより除霜する装置であって、暖房時の暖房能力
をアップするものではない。また、車両走行用の内燃機
関の冷却温水のもつ排熱を熱源に利用した暖房装置は、
内燃機関の低温始動時に冷却水温度が低いことから、こ
の冷却水を熱源にする温水ヒータの立ち上がりが悪いと
いう問題がある。However, according to such a conventional air conditioner, the aforementioned Japanese Patent Publication No. 57-478 is disclosed.
The device disclosed in Japanese Patent Publication No. 29 is a device for removing frost during a cooling operation by using a high-temperature gas, and does not increase the heating capacity at the time of heating. In addition, a heating device using the exhaust heat of the cooling water of the internal combustion engine for running the vehicle as a heat source,
Since the temperature of the cooling water is low when the internal combustion engine is started at a low temperature, there is a problem that the startup of the hot water heater that uses the cooling water as a heat source is poor.
【0006】さらに、前述のように電気ヒータ、燃焼ヒ
ータ、ヒートポンプを補助暖房装置に併用した空調装置
では、内燃機関の低温始動時に前述のように温水ヒータ
の立ち上がりが悪いという問題があるうえ、電気ヒー
タを併用するものは電力不足が生じやすい問題があり、
燃焼ヒータを併用するものは安全性が低下しやすい問
題があり、ヒートポンプを併用するものは寒冷地での
使用が不能になる等の問題がある。Further, as described above, an air conditioner using an electric heater, a combustion heater, and a heat pump in combination with an auxiliary heating device has a problem that the startup of the hot water heater is poor when the internal combustion engine is started at a low temperature as described above. In the case of using a heater together, there is a problem that power shortage easily occurs.
Those using a combustion heater in combination have a problem that the safety tends to deteriorate, and those using a heat pump in combination have a problem that use in a cold region becomes impossible.
【0007】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、冷凍サイクル中の高温高圧ガス冷
媒(ホットガス)を用いることで、空調初期の暖房立ち
上がり能力を向上した簡易な空調装置を提供することを
目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and uses a high-temperature and high-pressure gas refrigerant (hot gas) in a refrigeration cycle to improve the heating start-up capability at the initial stage of air conditioning. It is intended to provide an air conditioner.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の発明の請求項1記載による空調装置は、車両に用いら
れる冷媒圧縮機と、この冷媒圧縮機の吐出側に配管を介
して接続されるコンデンサと、前記冷媒圧縮機の吸入側
に配管を介して接続される熱交換器と、前記コンデンサ
を迂回して前記コンデンサ入口側と前記熱交換器入口側
とを結ぶ配管経路に接続される第1のバイパス管と、前
記第1のバイパス管に設けられる第1の減圧装置と、前
記コンデンサを迂回して前記冷媒圧縮機出口側と前記冷
媒圧縮機入口側とを結ぶ配管経路に接続される第2のバ
イパス管と、前記冷媒圧縮機から前記コンデンサに向け
て冷媒が流れる切換位置、前記冷媒圧縮機から前記第1
のバイパス管に向けて冷媒が流れる切換位置及び前記冷
媒圧縮機から前記第2のバイパス管に向けて冷媒が流れ
る切換位置に冷媒流路を切り換える開閉弁とを備え、前
記開閉弁は、暖房初期立ち上がり時、前記第2のバイパ
ス管に冷媒が流れるように開閉し、暖房開始から一定時
間経過し又は前記冷媒圧縮機の圧力が一定圧力に到達す
ると、前記第2のバイパス管を閉じ前記第1のバイパス
管に冷媒が流れるように開閉することを特徴とする。本
発明の請求項2記載の空調装置は、前記冷媒圧縮機と前
記熱交換器の間の配管内に設置されるアキュムレータを
有することを特徴とする。本発明の請求項3記載の空調
装置によると、前記開閉弁は、前記冷媒圧縮機出口側と
前記コンデンサ入口側とを結ぶ配管経路に設けられる第
1の電磁弁と、前記第1のバイパス管に設けられる第2
の電磁弁と、前記第2のバイパス管に設けられる第3の
電磁弁とからなることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an air conditioner for use in a vehicle.
A refrigerant compressor, through a pipe to the discharge side of the refrigerant compressor
A capacitor connected to a heat exchanger which is connected via a pipe to the suction side of the refrigerant compressor, bypassing the condenser and the condenser inlet and the heat exchanger inlet side <br/> A first bypass pipe connected to a piping path connecting the first compressor , a first pressure reducing device provided in the first bypass pipe, a refrigerant compressor outlet side and a refrigerant compressor inlet side bypassing the condenser. And a second bypass pipe connected to a piping path connecting the refrigerant compressor and the condenser compressor.
Switching position where the refrigerant flows, the first position from the refrigerant compressor
Switching position where the refrigerant flows toward the bypass pipe of
The refrigerant flows from the medium compressor toward the second bypass pipe.
And a switch valve for switching a refrigerant flow path that switching position, before
When the heating is initially started, the on-off valve is turned on by the second bypass.
It opens and closes so that the refrigerant flows through the heat pipe, and at a certain time from the start of heating
Elapses or the pressure of the refrigerant compressor reaches a constant pressure.
Then, the second bypass pipe is closed and the first bypass is closed.
It is characterized in that it opens and closes so that the refrigerant flows through the pipe . Book
The air conditioner according to claim 2 of the present invention is arranged such that the refrigerant compressor is
The accumulator installed in the pipe between the heat exchangers
It is characterized by having. An air conditioner according to claim 3 of the present invention.
According to the device, the on-off valve is connected to the refrigerant compressor outlet side.
A pipe installed in the pipe route connecting the condenser inlet side
One solenoid valve and a second solenoid valve provided in the first bypass pipe.
And a third valve provided in the second bypass pipe.
And a solenoid valve.
【0009】[0009]
【作用】本発明の空調装置によると、例えば内燃機関の
低温始動の際の暖房時、例えば図2に示すように、空調
装置の圧縮機のなす圧縮仕事が熱仕事となって減圧装置
を経て熱交換器で放熱される。そして暖房初期立ち上が
り時、前記開閉弁が前記第2のバイパス管に冷媒が流れ
るように開閉して前記の第2のバイパス管の第2の減圧
装置に冷媒を流すことにより、冷凍サイクルが第2のホ
ットガスバイパス機構による閉回路となり、サイクルの
圧力が急上昇し、圧縮機の圧縮仕事が急上昇する。次い
で暖房初期立ち上がり後、すなわち暖房開始から一定時
間経過し又は前記冷媒圧縮機の圧力が一定圧力に到達す
ると、前記開閉弁が前記第2のバイパス管を閉じ前記第
1のバイパス管に冷媒が流れるように開閉して第1のバ
イパス管の第1の減圧装置を通る第1のホットガスバイ
パス機構による閉回路に冷凍サイクルを切替える。する
と、前記の熱交換器の熱容量や冷媒の潜熱による暖房低
下は一時的にあるものの、既に圧縮機の圧縮仕事は大き
くなっているため空調初期の暖房能力が向上し、急速暖
房が可能になる。また、前記冷媒圧縮機と前記熱交換器
の間の配管内にアキュムレータを設置することで気液分
離性能を向上させ液バックを防止できる。 According to the air conditioner of the present invention, for example, at the time of heating at the time of low-temperature start of the internal combustion engine, for example, as shown in FIG. Heat is dissipated in the heat exchanger. Then, at the time of the initial rise of heating, the on- off valve allows the refrigerant to flow through the second bypass pipe.
By passing the refrigerant to the second pressure reducing device of the second bypass pipe opening to the on so that the refrigeration cycle is a closed circuit according to the second hot gas bypass mechanism, the pressure of the cycle is rapidly increased, the compressor The compression work soars. Next, after the initial rise of heating, that is, at a certain time from the start of heating
Elapses or the pressure of the refrigerant compressor reaches a constant pressure.
Then, the on-off valve closes the second bypass pipe and the
The refrigeration cycle is switched to a closed circuit by a first hot gas bypass mechanism that passes through the first decompressor of the first bypass pipe by opening and closing so that the refrigerant flows through the first bypass pipe. Then, although there is a temporary decrease in heating due to the heat capacity of the heat exchanger and latent heat of the refrigerant, the compression work of the compressor is already large, so that the heating capacity in the initial stage of air conditioning is improved, and rapid heating becomes possible. . Further, the refrigerant compressor and the heat exchanger
Gas and liquid by installing an accumulator in the pipe between
The separation performance can be improved and the liquid back can be prevented.
【0010】[0010]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。車両用空調装置に本発明を適用した第1実施例
の冷媒回路を図1に示す。車両の主暖房装置は、内燃機
関冷却温水を熱源とするヒータコアを用いる。この主暖
房装置を補助するホットガス冷媒を用いた空調装置の冷
媒回路は、図1に示すように、内燃機関により駆動され
る圧縮機10、コンデンサ11、レシーバ12、逆止弁
9、減圧装置13、熱交換器14、アキュームレータ1
5が配管16により順に接続されている。そして圧縮機
10とコンデンサ11の間に設けられる第1の電磁弁1
7と圧縮機10との間には、コンデンサ11を迂回する
第1のバイパス管20の一端20aが接続され、第1の
バイパス管20の他端20bは減圧装置13と熱交換器
14の間の配管16に連通する。第1のバイパス管20
には、第1の減圧装置22が設けられている。第1の減
圧装置22と第1のバイパス管20の一端20aの間に
は第2の電磁弁18が設けられている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a refrigerant circuit of a first embodiment in which the present invention is applied to a vehicle air conditioner. The main heating device of the vehicle uses a heater core that uses hot water for cooling the internal combustion engine as a heat source. As shown in FIG. 1, a refrigerant circuit of an air conditioner using a hot gas refrigerant that assists the main heating device includes a compressor 10 driven by an internal combustion engine, a condenser 11, a receiver 12, a check valve 9, a pressure reducing device, 13, heat exchanger 14, accumulator 1
5 are connected in order by a pipe 16. The first solenoid valve 1 provided between the compressor 10 and the condenser 11
One end 20a of a first bypass pipe 20 that bypasses the condenser 11 is connected between the compressor 7 and the compressor 10, and the other end 20b of the first bypass pipe 20 is connected between the pressure reducing device 13 and the heat exchanger 14. To the piping 16. First bypass pipe 20
Is provided with a first pressure reducing device 22. The second solenoid valve 18 is provided between the first pressure reducing device 22 and one end 20a of the first bypass pipe 20.
【0011】この第1の減圧装置22により制御される
ガス冷媒の適正な圧力は、第1の減圧装置22の高圧側
で15kg/cm2 以上、低圧側で2〜4kg/cm2
である。これは、外気温が低い場合、低圧側の温度も低
いため十分な暖房能力を得るために高圧側の圧力を高く
保持し、図2に示すように、圧縮機10の負荷増大によ
る圧縮仕事を大きくする必要があるからであり、そのた
めには第1の減圧装置22の高圧側の圧力は15kg/
cm2 以上が望ましい。[0011] appropriate pressure gas refrigerant is controlled by the first pressure reducing device 22, first at the high pressure side of the pressure reducing device 22 15 kg / cm 2 or more, 2-4 kg / cm 2 in the low-pressure side
It is. This is because when the outside air temperature is low, the pressure on the high pressure side is kept high in order to obtain sufficient heating capacity because the temperature on the low pressure side is also low, and as shown in FIG. This is because the pressure on the high pressure side of the first pressure reducing device 22 must be increased to 15 kg /
cm 2 or more is desirable.
【0012】レシーバ12と減圧装置13との間の配管
16には逆止弁9が設けられている。逆止弁9は冷媒が
コンデンサ11に逆流し冷媒不足となるのを防止する。
またアキュームレータ15は、冷媒が過剰になった場合
の冷媒を溜め圧縮機10への液戻りを防止し、冷媒回路
内に常に熱ガス冷媒が循環するようにしている。第2の
バイパス管40は、一端側が圧縮機10と第1の電磁弁
17または第2の電磁弁18とを連結する配管の途中に
接続され、もう一方の他端側がアキュームレータ15と
圧縮機10とを連結する配管の途中に接続されている。
第2のバイパス管40の途中には、第3の電磁弁41と
第2の減圧装置42が設けられている。第1の電磁弁1
7と第2の電磁弁18と第3の電磁弁41は、制御装置
100によりその開閉が制御されている。A check valve 9 is provided in a pipe 16 between the receiver 12 and the pressure reducing device 13. The check valve 9 prevents the refrigerant from flowing back to the condenser 11 and becoming short of the refrigerant.
The accumulator 15 stores the refrigerant when the refrigerant becomes excessive, prevents the liquid from returning to the compressor 10, and always circulates the hot gas refrigerant in the refrigerant circuit. The second bypass pipe 40 has one end connected in the middle of a pipe connecting the compressor 10 to the first solenoid valve 17 or the second solenoid valve 18, and the other end connected to the accumulator 15 and the compressor 10. And is connected in the middle of the pipe connecting them.
In the middle of the second bypass pipe 40, a third solenoid valve 41 and a second pressure reducing device 42 are provided. First solenoid valve 1
The control device 100 controls opening and closing of the seventh, second electromagnetic valve 18 and third electromagnetic valve 41.
【0013】そして、制御システムの構成ブロック図
は、図3に示すようになっている。内燃機関には水温を
検出する水温センサ102が設けられ、前記の熱交換器
14の空気出口近傍には空気温度を検出するサーミスタ
103が設けられ、圧縮機10と第1のバイパス管20
の一端20aとの間の配管には配管中の冷媒圧力を検出
する圧力センサ104が取り付けられる。入力装置10
1は冷房の駆動及び停止、暖房の駆動及び停止を入力す
る装置である。水温センサ102とサーミスタ103と
圧力センサ104と入力装置101の出力は制御装置1
00に受けられており、制御装置100の出力は、圧縮
機10、第1の電磁弁17、第2の電磁弁18および第
3の電磁弁41を制御する。The configuration block diagram of the control system is as shown in FIG. The internal combustion engine is provided with a water temperature sensor 102 for detecting a water temperature, a thermistor 103 for detecting an air temperature is provided near an air outlet of the heat exchanger 14, and a compressor 10 and a first bypass pipe 20 are provided.
A pressure sensor 104 for detecting a refrigerant pressure in the pipe is attached to the pipe between the first end 20a and the other end 20a. Input device 10
Reference numeral 1 denotes a device for inputting driving and stopping of cooling and driving and stopping of heating. The output of the water temperature sensor 102, the thermistor 103, the pressure sensor 104, and the input device 101
00, the output of the controller 100 controls the compressor 10, the first solenoid valve 17, the second solenoid valve 18, and the third solenoid valve 41.
【0014】ここに、サーミスタ103は、冷房時、熱
交換器14後の空気温度を検知する。制御装置100
は、サーミスタ103が検知した空気温度により熱交換
器14の凍結を判定し、凍結と判定した場合、圧縮機1
0を停止させる。その後、サーミスタ103が検知する
空気温度が上昇し、凍結の心配がなくなると、圧縮機1
0の運転を再開する。暖房時は熱交換器14が凍結する
ことはないので、サ−ミスタ103の検知信号に基づい
て圧縮機10が停止することはない。Here, the thermistor 103 detects the air temperature after the heat exchanger 14 during cooling. Control device 100
Determines the freezing of the heat exchanger 14 based on the air temperature detected by the thermistor 103.
Stop 0. Thereafter, when the air temperature detected by the thermistor 103 rises and there is no fear of freezing, the compressor 1
0 operation is resumed. Since the heat exchanger 14 does not freeze during heating, the compressor 10 does not stop based on the detection signal of the thermistor 103.
【0015】圧力センサ104は、冷媒サイクルの冷媒
圧力を検出する。冷房時、制御装置100は、圧力セン
サ104が検知した圧力が機器の保護上所定の圧力範囲
以上でも以下でも異常と判定し、圧縮機10を停止させ
る。その後、圧力センサ104が検知する圧力が所定の
範囲になれば圧縮機10の運転を再開する。暖房時は外
気温度が低いため、冷媒圧力が上記圧力範囲以下に低下
する場合があるが、熱交換器14が凍結する心配はない
ので、所定の圧力範囲以下でも異常と判定しない。The pressure sensor 104 detects the refrigerant pressure in the refrigerant cycle. During cooling, the control device 100 determines that the pressure detected by the pressure sensor 104 is abnormal even if the pressure is within or below a predetermined pressure range for device protection, and stops the compressor 10. Thereafter, when the pressure detected by the pressure sensor 104 falls within a predetermined range, the operation of the compressor 10 is restarted. During the heating, the outside air temperature is low, so that the refrigerant pressure may drop below the above-mentioned pressure range. However, since there is no fear that the heat exchanger 14 freezes, it is not determined that the temperature is below the predetermined pressure range.
【0016】水温センサ102は、内燃機関の冷却水温
を検知する。冷却水を流す図示しないラジエ−タが放熱
しているか否かは、ラジエータに温水が流れているか、
あるいはラジエータをバイパスするバイパス管に温水が
流れてラジエータに流れていないかによって判定する。
暖房時、制御装置100がラジエータの状態が放熱であ
ると判定した場合、圧縮機10を停止させる。ラジエー
タが放熱状態であるということは、ヒータコアで放熱し
きれなかった熱をラジエータで放熱しているわけであ
り、逆に言えば、ヒータコアで充分な熱が放熱されてい
るため、補助暖房を必要としない。その後、水温センサ
102が検知した冷却水温が低下し、放熱しなくなった
ら圧縮機10の運転を再開する。水温センサ102によ
る制御は暖房時のみ行なう。The water temperature sensor 102 detects a cooling water temperature of the internal combustion engine. Whether or not a radiator (not shown) for supplying cooling water is radiating heat depends on whether hot water is flowing through the radiator,
Alternatively, the determination is made based on whether hot water flows through the bypass pipe that bypasses the radiator and does not flow into the radiator.
At the time of heating, when control device 100 determines that the state of the radiator is heat radiation, compressor 10 is stopped. The fact that the radiator is in a heat radiation state means that the heat that could not be radiated by the heater core is radiated by the radiator.Conversely, sufficient heat is radiated by the heater core, so auxiliary heating is required. And not. Thereafter, when the cooling water temperature detected by the water temperature sensor 102 decreases and the heat is no longer released, the operation of the compressor 10 is restarted. The control by the water temperature sensor 102 is performed only during heating.
【0017】冷房時、第1の電磁弁17は開、第2の電
磁弁18および第3の電磁弁41は閉となり、圧縮機1
0からの冷媒をコンデンサ11側にのみ流し、圧縮機1
0からの冷媒を、コンデンサ11、レシーバ12、減圧
装置13、熱交換器14、アキュームレータ15、圧縮
機10の順に循環する。暖房時、図5に示すフローチャ
ートに従って次のとおり各電磁弁を開閉する。図5に示
すように、まずステップ51で初期設定する。初期設定
は、第1の電磁弁17を開、第2の電磁弁18を閉、第
3の電磁弁41を閉にする。暖房開始後、ステップ52
に示すように、第2の電磁弁18を閉じ、第3の電磁弁
41を開く。すると圧縮機10から吐出された冷媒は、
第2のバイパス管40を通り、再び圧縮機10に吸入さ
れる。このとき第2のバイパス管40の途中に第2の減
圧装置42が設けられているから、圧縮機10の吐出圧
力は増大し、これによりウォームアップが図られる。次
いでステップ53に示すように、一定時間経過または一
定圧力到達が判定されると、ウォームアップ終了と判断
される。すると、ステップ54にて第2の電磁弁18を
開、第3の電磁弁41を閉にする。これにより、ステッ
プ55にて定常暖房になり、圧縮機10から吐出された
冷媒は第1のバイパス管20を通り、熱交換器14で放
熱し、再び圧縮機10に吸入される。次いで、暖房停止
が要求されると、ステップ56にて暖房停止になる。During cooling, the first solenoid valve 17 is opened, the second solenoid valve 18 and the third solenoid valve 41 are closed, and the compressor 1
0 flows only to the condenser 11 side, and the compressor 1
The refrigerant from 0 circulates in the order of the condenser 11, the receiver 12, the pressure reducing device 13, the heat exchanger 14, the accumulator 15, and the compressor 10. During heating, each solenoid valve is opened and closed as follows according to the flowchart shown in FIG. As shown in FIG. 5, first, initialization is performed in step 51. In the initial setting, the first solenoid valve 17 is opened, the second solenoid valve 18 is closed, and the third solenoid valve 41 is closed. After the start of heating, step 52
As shown in (2), the second solenoid valve 18 is closed and the third solenoid valve 41 is opened. Then, the refrigerant discharged from the compressor 10 is
The gas passes through the second bypass pipe 40 and is sucked into the compressor 10 again. At this time, since the second pressure reducing device 42 is provided in the middle of the second bypass pipe 40, the discharge pressure of the compressor 10 increases, thereby warming up. Next, as shown in step 53, when it is determined that a certain time has elapsed or a certain pressure has been reached, it is determined that the warm-up has ended. Then, at step 54, the second solenoid valve 18 is opened and the third solenoid valve 41 is closed. Thereby, steady heating is performed in step 55, and the refrigerant discharged from the compressor 10 passes through the first bypass pipe 20, radiates heat in the heat exchanger 14, and is sucked into the compressor 10 again. Next, when a heating stop is requested, the heating is stopped in step 56.
【0018】定常暖房時、冷媒の変化をモリエル線図上
に示すと図2に示すようになる。すなわち、第1の電磁
弁17が閉、第2の電磁弁18が開、第3の電磁弁41
が閉になっているとき、圧縮機10で圧縮された高温高
圧のガス冷媒は、低圧PL から高圧PH になり、第1の
減圧装置22を通ると、そのガス圧が高圧PH から低圧
PL に降下し、熱交換器14に入り次いでアキュームレ
ータ15を経て圧縮機10の入口側に導入される。FIG. 2 is a Mollier diagram showing changes in the refrigerant during steady heating. That is, the first solenoid valve 17 is closed, the second solenoid valve 18 is open, and the third solenoid valve 41
Is closed, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 10 changes from the low pressure P L to the high pressure P H , and when passing through the first pressure reducing device 22, the gas pressure changes from the high pressure P H It falls to a low pressure P L , enters the heat exchanger 14 and passes through an accumulator 15 to the inlet side of the compressor 10.
【0019】圧縮機10による圧縮仕事は、図4に示す
ように、圧縮機10の出口側の圧力が高圧PH となり、
この高圧PH が15kg/cm2 以上になるのが望まし
い。圧縮機10の吸入圧力が1〜5kg/cm2 の範囲
で圧縮機出口側の吹出圧力(高圧PH )が15kg/c
m2 以上であると圧縮動力がより大きくなるからであ
る。The compression work by the compressor 10, as shown in FIG. 4, the pressure on the outlet side of the compressor 10 is a high pressure P H, and the
The pressure P H that is 15 kg / cm 2 or more desirable. When the suction pressure of the compressor 10 is in the range of 1 to 5 kg / cm 2 , the discharge pressure (high pressure P H ) at the compressor outlet side is 15 kg / c.
This is because the compression power becomes larger when m 2 or more.
【0020】本実施例によると、圧縮機10を内燃機関
により駆動するため、内燃機関の負荷が増大し、内燃機
関で発生する熱が冷却温水に伝達され、この冷却温水の
もつ熱がヒータコアで送風温度を上昇させ、ヒータコア
の暖房能力も増大する。従って、熱交換器14での高温
低圧の熱ガス冷媒により空気が加熱され、この加熱され
た空気はさらにヒータコアで内燃機関冷却温水から熱を
奪ってさらに高温に加熱される。従って、空調装置によ
る暖房能力はかなり増大する。これにより暖房能力の増
大および急速暖房が可能となる。According to this embodiment, since the compressor 10 is driven by the internal combustion engine, the load of the internal combustion engine increases, and the heat generated in the internal combustion engine is transmitted to the cooling hot water, and the heat of the cooling hot water is transmitted to the heater core. The blowing temperature is increased, and the heating capacity of the heater core is also increased. Accordingly, the air is heated by the high-temperature and low-pressure hot gas refrigerant in the heat exchanger 14, and the heated air is further heated to a higher temperature by removing heat from the internal combustion engine cooling hot water by the heater core. Therefore, the heating capacity of the air conditioner is considerably increased. This enables an increase in heating capacity and rapid heating.
【0021】停止時、第1の電磁弁17、第2の電磁弁
18は、冷房及び暖房時ともに暖房側に第1のバイパス
管20が開くように切替えて停止する。その理由は、暖
房時、コンデンサ11とレシーバ12は密閉された状態
になるため、この部分に大量に冷媒が存在すると暖房時
にサイクルが冷媒不足になる可能性があるためである。
停止時、第1の電磁弁17、第2の電磁弁18を暖房側
に切替えてコンデンサ11とレシーバ12を密閉してお
けば、他の部分からコンデンサ11、レシーバ12に冷
媒が流入することなく、暖房時に必要な冷媒を確保でき
るからである。At the time of stoppage, the first solenoid valve 17 and the second solenoid valve 18 are switched so that the first bypass pipe 20 is opened on the heating side during cooling and heating, and then stopped. The reason is that the condenser 11 and the receiver 12 are in a hermetically closed state during heating, and if a large amount of refrigerant exists in this portion, the cycle may run out of refrigerant during heating.
When stopped, the first solenoid valve 17 and the second solenoid valve 18 are switched to the heating side to seal the condenser 11 and the receiver 12, so that the refrigerant does not flow into the condenser 11 and the receiver 12 from other parts. This is because it is possible to secure a necessary refrigerant at the time of heating.
【0022】暖房制御時、圧縮機10の運転を停止後、
冷媒圧力および冷却水温の異常が解消されると圧縮機1
0の運転を再開しているが、暖房の立ち上がり性能の向
上にのみ用いる場合は圧縮機10の運転を再開しなくて
も良い。なお、前記第1実施例では、逆止弁9は電磁弁
でも良いし、減圧装置13と兼用にしてもよい。また、
サーミスタ103の代わりにサーモスタット等の他の温
度センサを用いても良い。サーミスタの信号に代えて熱
交換器14の表面温度を検知しても良い。さらに圧力セ
ンサ104の取付位置は、前記第1実施例の位置に代え
て、バイパス配管20の高圧部分に設けても良い。この
場合、暖房時の専用の圧力センサとすることも出来る。
さらに圧縮機10の停止を制御装置100によらずスイ
ッチとして直接用いても良い。暖房時、冷房時のエアコ
ンの低圧カットおよびフロストカットを行なわず新たに
水温カットを行なうこともできる。During the heating control, after the operation of the compressor 10 is stopped,
When the abnormality of the refrigerant pressure and the cooling water temperature is resolved, the compressor 1
Although the operation of the compressor 10 is restarted, the operation of the compressor 10 does not need to be restarted when the operation of the compressor 10 is used only for improving the rising performance of heating. In the first embodiment, the check valve 9 may be an electromagnetic valve or may be used also as the pressure reducing device 13. Also,
Instead of the thermistor 103, another temperature sensor such as a thermostat may be used. Instead of the thermistor signal, the surface temperature of the heat exchanger 14 may be detected. Further, the mounting position of the pressure sensor 104 may be provided at the high pressure portion of the bypass pipe 20 instead of the position of the first embodiment. In this case, a dedicated pressure sensor for heating can be used.
Further, the stop of the compressor 10 may be directly used as a switch without depending on the control device 100. A new water temperature cut can be performed without performing low pressure cut and frost cut of the air conditioner during heating and cooling.
【0023】前記第1実施例では、暖房開始後に第2の
電磁弁18を閉、第3の電磁弁41を開にしているが、
他の実施例の制御方法としては、図6に示す第2実施例
による制御フローのように、電磁弁を制御してもよい。
第2実施例によると、ステップ61にて初期設定時、第
1の電磁弁17を閉、第2の電磁弁18を閉、第3の電
磁弁41を開に設定した後、ステップ62により一定時
間の経過または一定圧力の到達を判別し、それに到るま
で各電磁弁17、18、41を初期状態にする。すなわ
ち、第1の電磁弁17を閉、第2の電磁弁18を閉、第
3の電磁弁41を開にする。次いで、ステップ62にて
一定時間経過または一定圧力に到達されたことが判断さ
れると、ウォームアップを終了し、ステップ63に進み
第2の電磁弁18を開、第3の電磁弁41を閉にする。
これによりステップ64に示す定常暖房にする。その
後、暖房終了時、ステップ65に示すように暖房を停止
する。暖房停止後、ステップ66に示すように第2の電
磁弁18を閉、第3の電磁弁41を開にする。In the first embodiment, the second solenoid valve 18 is closed and the third solenoid valve 41 is opened after heating is started.
As a control method according to another embodiment, the solenoid valve may be controlled as in a control flow according to the second embodiment shown in FIG.
According to the second embodiment, at the time of initial setting in step 61, the first solenoid valve 17 is closed, the second solenoid valve 18 is closed, and the third solenoid valve 41 is set to open. The passage of time or the arrival of a constant pressure is determined, and the solenoid valves 17, 18, 41 are brought to the initial state until it reaches that point. That is, the first solenoid valve 17 is closed, the second solenoid valve 18 is closed, and the third solenoid valve 41 is opened. Next, when it is determined in step 62 that a predetermined time has elapsed or a predetermined pressure has been reached, the warm-up is terminated, the flow proceeds to step 63, the second solenoid valve 18 is opened, and the third solenoid valve 41 is closed. To
Thereby, the steady heating shown in step 64 is performed. Thereafter, when the heating is completed, the heating is stopped as shown in step 65. After the heating is stopped, the second solenoid valve 18 is closed and the third solenoid valve 41 is opened as shown in step 66.
【0024】この第2実施例においても、第1実施例と
同様に冷媒圧力を急上昇させてホットガスサイクル回路
によるウォームアップを図ることによって暖房初期時の
暖房能力アップが図られる。次に本発明の第3実施例に
よる冷媒回路を図8に示す。この第3実施例では、第2
のバイパス管40の一端側が熱交換器14とアキューム
レータ15とを連結する配管の途中に接続されている。
これにより、ウォームアップ時、第2の減圧装置42か
ら減圧されて流出した冷媒をアキュームレータ15で気
液分離し、冷媒の気相のみを圧縮機10に吸入させ、圧
縮効率を高めることができる。Also in the second embodiment, as in the first embodiment, the refrigerant pressure is rapidly increased to warm up the hot gas cycle circuit, thereby increasing the heating capacity at the beginning of heating. Next, a refrigerant circuit according to a third embodiment of the present invention is shown in FIG. In the third embodiment, the second
One end of the bypass pipe 40 is connected in the middle of a pipe connecting the heat exchanger 14 and the accumulator 15.
Thereby, at the time of warm-up, the refrigerant decompressed and discharged from the second decompression device 42 is gas-liquid separated by the accumulator 15, and only the gas phase of the refrigerant is sucked into the compressor 10, so that the compression efficiency can be increased.
【0025】なお、前記実施例は、本発明を車両用空調
装置のカークーラに適用した例であるが、前記実施例に
おけるコンデンサ11、レシーバ12等の冷房時にのみ
使用する部品を除き、ホットガスサイクルのみとして補
助暖房専用としても良い。また、前記実施例のレシーバ
12とアキュームレータ15は共に冷媒量を調整する装
置であるが、レシーバ12とアキュームレータ15のい
ずれか一方で冷媒量を調節してもよいし、冷媒充填量を
別途管理可能であればレシーバ12とアキュームレータ
15を省略してもよい。さらには、本発明の前記実施例
では、圧縮機10の駆動源は内燃機関としたが、これに
代えて、電圧源を用いてもよい。さらに、第1の電磁弁
17と第2の電磁弁18の代わりに、バイパス管の分岐
点に配した三方弁等の他の切替手段を用いても良い。The above embodiment is an example in which the present invention is applied to a car cooler of a vehicle air conditioner. However, except for components used only for cooling, such as the condenser 11 and the receiver 12 in the above embodiment, a hot gas cycle is used. Only auxiliary heating may be used. Further, the receiver 12 and the accumulator 15 of the above embodiment are both devices for adjusting the refrigerant amount, but the refrigerant amount may be adjusted in either the receiver 12 or the accumulator 15, and the refrigerant charge amount can be separately managed. If so, the receiver 12 and the accumulator 15 may be omitted. Further, in the above embodiment of the present invention, the drive source of the compressor 10 is an internal combustion engine, but a voltage source may be used instead. Further, instead of the first solenoid valve 17 and the second solenoid valve 18, other switching means such as a three-way valve arranged at a branch point of the bypass pipe may be used.
【0026】実験データによると、暖房開始後の時間経
過とヒータ吹出温度との関係は、図7に示すとおりとな
る。図7に示すように、比較例1、2に比べ、本発明の
第1実施例によると、初期暖房時、ヒータ吹出温度を急
上昇することができ、初期時の暖房立ち上がり能力を向
上させることができる。ここに、比較例1は、ホットガ
ス冷媒回路を用いずヒータコアのみを用いた暖房装置で
あり、比較例2は、前記第2のバイパス管40のないホ
ットガス冷媒回路を用いた暖房装置である。According to the experimental data, the relationship between the elapsed time after the start of heating and the heater outlet temperature is as shown in FIG. As shown in FIG. 7, compared to Comparative Examples 1 and 2, according to the first embodiment of the present invention, the heater outlet temperature can be sharply increased at the time of initial heating, and the heating start-up ability at the initial time can be improved. it can. Here, Comparative Example 1 is a heating device using only a heater core without using a hot gas refrigerant circuit, and Comparative Example 2 is a heating device using a hot gas refrigerant circuit without the second bypass pipe 40. .
【0027】[0027]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の空調装置
によれば、冷凍サイクルの高温高圧冷媒ガスを用いた簡
易な暖房装置が構成されるから、この暖房装置を主暖房
装置に加えると暖房能力がアップされるだけでなく、暖
房初期開始時、圧縮機から吐出された冷媒を第2の減圧
装置を通して減圧膨張させ、この減圧された冷媒を圧縮
機に吸入し再び吐出させる構成であるから、ホットガス
サイクルの圧力を急上昇させ、暖房初期立ち上がり能力
を大幅に向上できるという効果がある。As described above, according to the air conditioner of the present invention, a simple heating device using the high-temperature and high-pressure refrigerant gas of the refrigeration cycle is constituted. Not only is the heating capacity increased, but also at the beginning of heating, the refrigerant discharged from the compressor is decompressed and expanded through the second decompression device, and the decompressed refrigerant is sucked into the compressor and discharged again. Therefore, there is an effect that the pressure of the hot gas cycle is rapidly increased, and the heating initial rising ability can be greatly improved.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明の第1実施例による空調装置の冷媒回路
を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a refrigerant circuit of an air conditioner according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1実施例による冷凍サイクルを示す
部分モリエル線図である。FIG. 2 is a partial Mollier diagram showing a refrigeration cycle according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の制御系統を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a control system of the present invention.
【図4】本発明の第1実施例で用いた圧縮機の吸入圧力
と圧縮動力の関係を示す特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a suction pressure and a compression power of a compressor used in the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第1実施例による暖房時制御フローを
示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a heating control flow according to the first embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第2実施例による暖房時制御フローを
示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing a heating control flow according to a second embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第1実施例による空調装置と従来の比
較例の空調装置について暖房初期立ち上がり能力を対比
した特性図である。FIG. 7 is a characteristic diagram comparing an air-conditioning apparatus according to a first embodiment of the present invention with an air-conditioning apparatus according to a conventional comparative example in terms of initial heating start-up capacity.
【図8】本発明の第3実施例による空調装置の冷媒回路
を示す回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram showing a refrigerant circuit of an air conditioner according to a third embodiment of the present invention.
【図9】従来例の冷媒回路を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram showing a conventional refrigerant circuit.
10 圧縮機(冷媒圧縮機) 11 コンデンサ 14 エバポレータ(熱交換器) 17 第1の電磁弁 18 第2の電磁弁 20 第1のバイパス管 22 第1の減圧装置 40 第2のバイパス管41 第3の電磁弁 42 第2の減圧装置DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Compressor (refrigerant compressor) 11 Condenser 14 Evaporator (Heat exchanger) 17 1st electromagnetic valve 18 2nd electromagnetic valve 20 1st bypass pipe 22 1st decompression device 40 2nd bypass pipe 41 3rd Solenoid valve 42 of the second pressure reducing device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−17081(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25B 13/00 361 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-55-17081 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F25B 13/00 361
Claims (3)
デンサと、 前記冷媒圧縮機の吸入側に配管を介して接続される熱交
換器と、 前記コンデンサを迂回して前記コンデンサ入口側と前記
熱交換器入口側とを結ぶ配管経路に接続される第1のバ
イパス管と、 前記第1のバイパス管に設けられる第1の減圧装置と、 前記コンデンサを迂回して前記冷媒圧縮機出口側と前記
冷媒圧縮機入口側とを結ぶ配管経路に接続される第2の
バイパス管と、 前記第2のバイパス管に設けられる第2の減圧装置と、 前記冷媒圧縮機から前記コンデンサに向けて冷媒が流れ
る切換位置、前記冷媒圧縮機から前記第1のバイパス管
に向けて冷媒が流れる切換位置及び前記冷媒圧縮機から
前記第2のバイパス管に向けて冷媒が流れる切換位置に
冷媒流路を切り換える開閉弁と を備え、 前記開閉弁は、暖房初期立ち上がり時、前記第2のバイ
パス管に冷媒が流れるように開閉し、暖房開始から一定
時間経過し又は前記冷媒圧縮機の圧力が一定圧力に到達
すると、前記第2のバイパス管を閉じ前記第1のバイパ
ス管に冷媒が流れるように開閉する ことを特徴とする空
調装置。1. A refrigerant compressor used in a vehicle, a capacitor connected via a pipe to the discharge side of the refrigerant compressor, a heat exchanger which is connected via a pipe to the suction side of the refrigerant compressor When a first bypass pipe connected to the pipe path connecting said condenser inlet side to bypass the condenser and the heat exchanger inlet side, a first pressure reducing device provided in the first bypass pipe A second bypass pipe connected to a pipe route that connects the outlet side of the refrigerant compressor and the inlet side of the refrigerant compressor, bypassing the condenser; and a second decompression device provided in the second bypass pipe And the refrigerant flows from the refrigerant compressor toward the condenser.
Switching position, from the refrigerant compressor to the first bypass pipe
From the switching position and the refrigerant compressor where the refrigerant flows toward
In the switching position where the refrigerant flows toward the second bypass pipe
An opening / closing valve for switching a refrigerant flow path , wherein the opening / closing valve is connected to the second bypass when the heating is initially started.
Opens and closes so that refrigerant flows through the pass tube, and is constant from the start of heating
After a lapse of time or the pressure of the refrigerant compressor reaches a certain pressure
Then, the second bypass pipe is closed and the first bypass pipe is closed.
An air conditioner, which opens and closes so that a refrigerant flows through a pipe .
管内に設置されるアキュムレータを有することを特徴とCharacterized by having an accumulator installed in the pipe
する請求項1記載の空調装置。The air conditioner according to claim 1.
前記コンデンサ入口側とを結ぶ配管経路に設けられる第A pipe installed in the pipe route connecting the condenser inlet side
1の電磁弁と、前記第1のバイパス管に設けられる第2One solenoid valve and a second solenoid valve provided in the first bypass pipe.
の電磁弁と、前記第2のバイパス管に設けられる第3のAnd a third valve provided in the second bypass pipe.
電磁弁とからなることを特徴とする請求項1又は2記載3. A solenoid valve according to claim 1, wherein the solenoid valve is a solenoid valve.
の空調装置。Air conditioner.
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JP4156673A JP3060444B2 (en) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | Air conditioner |
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