JP5533207B2 - Heat pump cycle - Google Patents

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Description

本発明は、蒸発器として機能する熱交換器に着いた霜を取り除く除霜運転を行うヒートポンプサイクルに関し、例えば、走行用駆動源から暖房用の熱源を確保しにくい車両用の空調装置に用いて好適である。   The present invention relates to a heat pump cycle that performs a defrosting operation for removing frost attached to a heat exchanger that functions as an evaporator, and for example, used for a vehicle air conditioner that is difficult to secure a heat source for heating from a driving source for traveling. Is preferred.

従来、特許文献1に、冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する室外熱交換器に着いた霜を融解させて取り除く除霜運転を行う蒸気圧縮式の冷凍サイクル(ヒートポンプサイクル)が開示されている。   Conventionally, Patent Document 1 discloses a vapor compression refrigeration cycle (heat pump cycle) that performs a defrosting operation by melting and removing frost attached to an outdoor heat exchanger that functions as an evaporator for evaporating refrigerant.

この特許文献1の冷凍サイクルは、車両用空調装置に適用されており、熱交換対象流体である車室内送風空気を加熱して車室内を暖房する暖房運転モード(加熱運転モード)での運転と、暖房運転モードでの運転中に蒸発器として機能する室外熱交換器に着いた霜を取り除く除霜運転モードでの運転とを切替可能に構成されている。   The refrigeration cycle of this Patent Document 1 is applied to a vehicle air conditioner, and is operated in a heating operation mode (heating operation mode) in which the vehicle interior blown air that is a heat exchange target fluid is heated to heat the vehicle interior. The operation in the defrosting operation mode for removing frost attached to the outdoor heat exchanger functioning as an evaporator during the operation in the heating operation mode can be switched.

さらに、特許文献1の冷凍サイクルは、冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮機から吐出された高温冷媒を流入させる第1利用側熱交換器等を備え、圧縮機として、圧縮途中の冷媒に外部からの中間圧の気相冷媒を合流させる中間圧ポート(ガスインジェクションポート)が設けられた二段昇圧式の圧縮機を採用している。   Furthermore, the refrigeration cycle of Patent Document 1 includes a compressor that compresses the refrigerant, a first usage-side heat exchanger that flows in the high-temperature refrigerant discharged from the compressor, and the like as a compressor. A two-stage booster compressor provided with an intermediate pressure port (gas injection port) for joining the intermediate pressure gas-phase refrigerant is employed.

そして、暖房運転モードでの運転時には、圧縮機から吐出された高圧冷媒の有する熱量を第1利用側熱交換器にて車室内送風空気に放熱させることによって、車室内送風空気を加熱している。さらに、第1利用側熱交換器から流出した冷媒の流れを分岐して、分岐された一方の冷媒を低圧冷媒となるまで減圧し、減圧された低圧冷媒を室外熱交換器にて外気から吸熱されて蒸発させている。   During operation in the heating operation mode, the air blown into the vehicle interior is heated by dissipating heat generated by the high-pressure refrigerant discharged from the compressor to the air blown into the vehicle interior using the first use side heat exchanger. . Further, the flow of the refrigerant flowing out from the first use side heat exchanger is branched, and one of the branched refrigerants is depressurized until it becomes a low-pressure refrigerant, and the depressurized low-pressure refrigerant absorbs heat from the outside air in the outdoor heat exchanger. Has been evaporated.

一方、分岐された他方の冷媒については中間圧冷媒となるまで減圧して外部熱源としてのエンジン冷却水と熱交換させて加熱し、加熱された中間圧気相冷媒を中間圧ポートへ流入させている。これにより、特許文献1の冷凍サイクルでは、暖房運転時に、エンジンの廃熱を利用して暖房性能を向上させるようにしている。   On the other hand, the other branched refrigerant is depressurized until it becomes an intermediate pressure refrigerant, heated by exchanging heat with engine cooling water as an external heat source, and the heated intermediate pressure gas-phase refrigerant flows into the intermediate pressure port. . Thereby, in the refrigerating cycle of patent document 1, the heating performance is improved using the waste heat of an engine at the time of heating operation.

また、暖房運転時に室外熱交換器の着霜が検出された際には、除霜運転モードでの運転を行う。この除霜運転モードでは、第1利用側熱交換器にて圧縮機吐出冷媒を放熱させることなく、第1利用側熱交換器を単なる冷媒通路として用いている。   Moreover, when frost formation of the outdoor heat exchanger is detected during the heating operation, the operation in the defrosting operation mode is performed. In this defrosting operation mode, the first usage-side heat exchanger is used as a mere refrigerant passage without dissipating the refrigerant discharged from the compressor in the first usage-side heat exchanger.

そして、第1利用側熱交換器から流出した高温冷媒の流れを分岐して、分岐された一方の冷媒を低圧冷媒となるまで減圧して室外熱交換器へ流入させ、低圧冷媒の有する熱量によって室外熱交換器に着いた霜を融解させている。また、分岐された他方の冷媒についても低圧冷媒となるまで減圧した後に外部熱源で加熱し、加熱された気相冷媒の有する熱量を第2利用側熱交換器にて車室内送風空気に放熱させて車室内送風空気を加熱している。   Then, the flow of the high-temperature refrigerant that has flowed out of the first usage-side heat exchanger is branched, the one of the branched refrigerant is depressurized until it becomes a low-pressure refrigerant, and flows into the outdoor heat exchanger. The frost on the outdoor heat exchanger is melted. The other branched refrigerant is also decompressed until it becomes a low-pressure refrigerant, and then heated by an external heat source, and the heat amount of the heated gas-phase refrigerant is dissipated to the vehicle interior blown air by the second usage side heat exchanger. The air blown into the passenger compartment is heated.

これにより、特許文献1の冷凍サイクルでは、除霜運転時であっても車室内の暖房を続行できるようにしている。   Thereby, in the refrigerating cycle of patent documents 1, heating of a vehicle interior can be continued even at the time of defrosting operation.

特開2001−30744号公報JP 2001-30744 A

しかしながら、特許文献1の冷凍サイクルでは、除霜運転時にも車室内の暖房を実現するために、第1、第2利用側熱交換器の2つの熱交換器を必須の構成としている。そのため、除霜運転モード時に、第1利用側熱交換器を単なる冷媒通路として用いる複雑な冷媒流路に切り替えなければなない。   However, in the refrigeration cycle of Patent Document 1, the two heat exchangers of the first and second usage-side heat exchangers are indispensable in order to realize heating of the passenger compartment even during the defrosting operation. Therefore, in the defrosting operation mode, it is necessary to switch to a complicated refrigerant flow path that uses the first use side heat exchanger as a simple refrigerant passage.

このようなサイクル構成では、除霜運転時に第1利用側熱交換器における冷媒の圧力損失によって圧縮機の駆動動力の増加してしまうことがあるので、サイクルの成績係数(COP)の悪化を招くおそれがある。   In such a cycle configuration, since the driving power of the compressor may increase due to the pressure loss of the refrigerant in the first usage side heat exchanger during the defrosting operation, the coefficient of performance (COP) of the cycle is deteriorated. There is a fear.

本発明は、上記点に鑑み、簡素な構成で、除霜運転モードにおいても効率的に熱交換対象流体を加熱することが可能なヒートポンプサイクルを提供することを目的とする。   In view of the above points, an object of the present invention is to provide a heat pump cycle that can efficiently heat a heat exchange target fluid even in a defrosting operation mode with a simple configuration.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する第1、第2圧縮機構(11b、11c)と、第2圧縮機構(11c)から吐出された冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させる利用側熱交換器(13)と、利用側熱交換器(13)から流出した冷媒を減圧させる第1減圧手段(15a)と、外部熱源の有する熱量によって第1減圧手段(15a)にて減圧された冷媒を加熱する加熱手段(14)と、加熱手段(14)から流出した冷媒の気液を分離して、分離された気相冷媒を第2圧縮機構(11c)吸入側へ流出させる気液分離器(16)と、気液分離器(16)にて分離された液相冷媒を減圧させる第2減圧手段(15b)と、冷媒と外気とを熱交換させて第1圧縮機構(11b)吸入側へ流出させる室外熱交換器(20)と、熱交換対象流体を加熱する加熱運転モードの冷媒流路、および、室外熱交換器(20)に着いた霜を融解させる除霜運転モードの冷媒流路を切り替える冷媒流路切替手段(12…18a)を備え、
冷媒流路切替手段(12…18a)は、加熱運転モード時に、第1圧縮機構(11b)から吐出された冷媒を第2圧縮機構(11c)へ吸入させるとともに、第2減圧手段(15b)にて減圧された冷媒を室外熱交換器(20)へ流入させる冷媒流路に切り替え、除霜運転モード時に、第1圧縮機構(11b)から吐出された冷媒を前記室外熱交換器(20)へ流入させる冷媒流路に切り替えるヒートポンプサイクルを特徴としている。
In order to achieve the above object, in the first aspect of the present invention, the first and second compression mechanisms (11b, 11c) that compress and discharge the refrigerant, and the refrigerant discharged from the second compression mechanism (11c) The use side heat exchanger (13) for exchanging heat with the heat exchange target fluid, the first pressure reducing means (15a) for reducing the pressure of the refrigerant flowing out of the use side heat exchanger (13), and the amount of heat of the external heat source 1 The heating means (14) for heating the refrigerant decompressed by the decompression means (15a), and the gas-liquid of the refrigerant flowing out from the heating means (14) are separated, and the separated gas-phase refrigerant is used as the second compression mechanism. (11c) The gas-liquid separator (16) that flows out to the suction side, the second decompression means (15b) that decompresses the liquid-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator (16), and heats the refrigerant and the outside air. Outdoor heat that is exchanged and flows out to the suction side of the first compression mechanism (11b) Refrigerant flow for switching between the exchanger (20), the refrigerant channel in the heating operation mode for heating the heat exchange target fluid, and the refrigerant channel in the defrosting operation mode for melting frost attached to the outdoor heat exchanger (20) Road switching means (12... 18a),
The refrigerant flow switching means (12... 18a) sucks the refrigerant discharged from the first compression mechanism (11b) into the second compression mechanism (11c) and makes the second decompression means (15b) in the heating operation mode. The refrigerant flow reduced in pressure is switched to a refrigerant flow path for flowing into the outdoor heat exchanger (20), and the refrigerant discharged from the first compression mechanism (11b) is transferred to the outdoor heat exchanger (20) in the defrosting operation mode. It is characterized by a heat pump cycle that switches to an inflowing refrigerant flow path.

これによれば、加熱運転モード時には、第1圧縮機構(11b)→第2圧縮機構(11c)→利用側熱交換器(13)→第1減圧手段(15a)→気液分離器(16)→第2減圧手段(15b)→室外熱交換器(20)→第1圧縮機構(11b)の順に冷媒が循環するサイクル、および第2圧縮機構(11c)→利用側熱交換器(13)→第1減圧手段(15a)→加熱手段(14)→気液分離器(16)→第2圧縮機構(11c)の順に冷媒が循環するサイクルを構成できる。   According to this, in the heating operation mode, the first compression mechanism (11b) → the second compression mechanism (11c) → the use side heat exchanger (13) → the first pressure reducing means (15a) → the gas-liquid separator (16). → the second decompression means (15b) → the outdoor heat exchanger (20) → the cycle in which the refrigerant circulates in the order of the first compression mechanism (11b) and the second compression mechanism (11c) → the use side heat exchanger (13) → A cycle in which the refrigerant circulates in the order of the first pressure reducing means (15a) → the heating means (14) → the gas-liquid separator (16) → the second compression mechanism (11c) can be configured.

従って、室外熱交換器(20)にて冷媒が外気から吸熱した熱量を、利用側熱交換器(13)にて熱交換対象流体に放熱させて加熱することができる。この際、加熱手段(14)にて加熱された冷媒を第2圧縮機構(11c)に吸入させているので、加熱手段(14)から供給される熱量を利用して、熱交換対象流体を効率的に加熱することができる。   Therefore, the heat quantity absorbed by the refrigerant from the outside air in the outdoor heat exchanger (20) can be radiated to the heat exchange target fluid and heated in the use side heat exchanger (13). At this time, since the refrigerant heated by the heating means (14) is sucked into the second compression mechanism (11c), the amount of heat supplied from the heating means (14) is used to make the heat exchange target fluid efficient. Can be heated.

また、除霜運転モード時には、第2圧縮機構(11c)→利用側熱交換器(13)→第1減圧手段(15a)→加熱手段(14)→気液分離器(16)→第2圧縮機構(11c)の順に冷媒が循環するサイクル、および第1圧縮機構(11b)→室外熱交換器(20)→第1圧縮機構(11b)の順に冷媒が循環するサイクルを構成できる。   In the defrosting operation mode, the second compression mechanism (11c) → the use side heat exchanger (13) → the first pressure reducing means (15a) → the heating means (14) → the gas-liquid separator (16) → the second compression. A cycle in which the refrigerant circulates in the order of the mechanism (11c) and a cycle in which the refrigerant circulates in the order of the first compression mechanism (11b) → the outdoor heat exchanger (20) → the first compression mechanism (11b) can be configured.

従って、第1圧縮機構(11b)吐出冷媒の有する熱量によって、加熱運転モード時に冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する室外熱交換器(20)に着いた霜を融解させて取り除くことができる。この際、第2圧縮機構(11c)吐出冷媒を利用側熱交換器(13)へ流入させるので、加熱手段(14)から供給された熱量によって、熱交換対象流体を加熱することができる。   Therefore, frost attached to the outdoor heat exchanger (20) functioning as an evaporator for evaporating the refrigerant in the heating operation mode can be melted and removed by the heat amount of the refrigerant discharged from the first compression mechanism (11b). At this time, since the refrigerant discharged from the second compression mechanism (11c) flows into the use side heat exchanger (13), the heat exchange target fluid can be heated by the amount of heat supplied from the heating means (14).

つまり、本請求項に記載のヒートポンプサイクルによれば、除霜運転モードにおいても、第2圧縮機構(11c)吐出冷媒を直接、利用側熱交換器(13)へ流入させるので、従来技術のように不必要に冷媒の圧力損失を増加させることがない。その結果、複数の利用側熱交換器(13)を設ける必要のない簡素な構成で、除霜運転モードにおいても効率的に熱交換対象流体を加熱することが可能なヒートポンプサイクルを提供することができる。   That is, according to the heat pump cycle described in the present claim, the refrigerant discharged from the second compression mechanism (11c) is directly flowed into the use side heat exchanger (13) even in the defrosting operation mode. Therefore, the pressure loss of the refrigerant is not increased unnecessarily. As a result, it is possible to provide a heat pump cycle capable of efficiently heating the heat exchange target fluid even in the defrosting operation mode with a simple configuration that does not need to provide a plurality of use side heat exchangers (13). it can.

請求項に記載の発明のように、請求項に記載のヒートポンプサイクルにおいて、冷媒流路切替手段は、第1圧縮機構(11b)吐出側と第2圧縮機構(11c)吸入側とを接続する冷媒流路および第1圧縮機構(11b)吐出側と室外熱交換器(20)入口側とを接続する冷媒流路を切り替える三方弁(12)を含んで構成されていてもよい。これにより、冷媒流路切替手段を容易に構成できる。 As in the invention according to claim 2 , in the heat pump cycle according to claim 1 , the refrigerant flow switching means connects the discharge side of the first compression mechanism (11b) and the suction side of the second compression mechanism (11c). The refrigerant flow path and the three-way valve (12) for switching the refrigerant flow path connecting the discharge side of the first compression mechanism (11b) and the inlet side of the outdoor heat exchanger (20) may be configured. Thereby, a refrigerant | coolant flow path switching means can be comprised easily.

請求項に記載の発明のように、請求項1または2に記載のヒートポンプサイクルにおいて、車両用空調装置に適用されるヒートポンプサイクルであって、熱交換対象流体は、車室内に送風される車室内送風空気であり、外部熱源は、車両走行用の駆動力を出力する内燃機関(41)を冷却する冷却水であってもよい。 In the heat pump cycle according to claim 1 or 2 , as in the invention according to claim 3 , the heat pump cycle is applied to a vehicle air conditioner, and the heat exchange target fluid is blown into the vehicle interior. It is indoor blown air, and the external heat source may be cooling water that cools the internal combustion engine (41) that outputs driving force for traveling the vehicle.

さらに、請求項に記載の発明のように、請求項に記載のヒートポンプサイクルにおいて、加熱手段(14)へ流入させる冷却水の流量を調整する流量調整手段(42a)を備えていてもよい。これにより、内燃機関(41)の冷却水温度に応じて加熱手段(14)の加熱能力を調整することができる。 Further, as in the invention described in claim 4 , in the heat pump cycle described in claim 3 , the heat pump cycle may further include a flow rate adjusting means (42a) for adjusting the flow rate of the cooling water flowing into the heating means (14). . Thereby, the heating capability of a heating means (14) can be adjusted according to the cooling water temperature of an internal combustion engine (41).

さらに、請求項に記載の発明のように、請求項1ないしのいずれか1つに記載のヒートポンプサイクルにおいて、利用側熱交換器(13)における第2圧縮機構(11c)吐出冷媒と熱交換対象流体との熱交換量を調整する熱交換量調整手段(34)を備えていてもよい。 Further, as in the invention according to claim 5 , in the heat pump cycle according to any one of claims 1 to 4 , the second compression mechanism (11c) discharge refrigerant and heat in the use side heat exchanger (13). A heat exchange amount adjusting means (34) for adjusting the heat exchange amount with the exchange target fluid may be provided.

これによれば、第2圧縮機構(11c)吐出冷媒の有する熱量を加熱手段(14)へ供給することができるので、例えば、請求項またはのように外部熱源として、内燃機関(41)を冷却する冷却水を採用する場合に、加熱手段(14)において冷却水を加熱して内燃機関(41)の暖機促進を図ることもできる。 According to this, since the heat quantity of the refrigerant discharged from the second compression mechanism (11c) can be supplied to the heating means (14), for example, as an external heat source as in claim 3 or 4 , the internal combustion engine (41) When cooling water is used to cool the engine, the heating means (14) can heat the cooling water to promote warm-up of the internal combustion engine (41).

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の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 as described in embodiment mentioned later.

第1実施形態のヒートポンプサイクルの通常の暖房運転モード時の冷媒流路を示す全体構成図である。It is a whole block diagram which shows the refrigerant | coolant flow path at the time of the normal heating operation mode of the heat pump cycle of 1st Embodiment. 第1実施形態のヒートポンプサイクルの除霜運転モード時の冷媒流路を示す全体構成図である。It is a whole block diagram which shows the refrigerant | coolant flow path at the time of the defrost operation mode of the heat pump cycle of 1st Embodiment. 第1実施形態のヒートポンプサイクルの暖機時暖房運転モード時の冷媒流路を示す全体構成図である。It is a whole block diagram which shows the refrigerant | coolant flow path at the time of warming-up heating operation mode of the heat pump cycle of 1st Embodiment. 第1実施形態のヒートポンプサイクルの暖機促進運転モード時の冷媒流路を示す全体構成図である。It is a whole block diagram which shows the refrigerant | coolant flow path at the time of the warming-up promotion operation mode of the heat pump cycle of 1st Embodiment. 第1実施形態のヒートポンプサイクルの冷房運転モード時および除湿運転モード時の冷媒流路を示す全体構成図である。It is a whole block diagram which shows the refrigerant | coolant flow path at the time of the air_conditionaing | cooling operation mode and dehumidification operation mode of the heat pump cycle of 1st Embodiment. 第1実施形態の各運転モードにおける冷媒流路切替手段の作動状態を示す図表である。It is a graph which shows the operating state of the refrigerant | coolant flow path switching means in each operation mode of 1st Embodiment. 第1実施形態の暖房運転モード時に空調制御装置が実行する制御ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the control routine which an air-conditioning control apparatus performs at the time of the heating operation mode of 1st Embodiment. 第1実施形態のヒートポンプサイクルの通常の暖房運転モード時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。It is a Mollier diagram which shows the state of the refrigerant | coolant at the time of the normal heating operation mode of the heat pump cycle of 1st Embodiment. 第1実施形態のヒートポンプサイクルの除湿運転モード時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。It is a Mollier diagram which shows the state of the refrigerant | coolant at the time of the dehumidification operation mode of the heat pump cycle of 1st Embodiment. 第1実施形態のヒートポンプサイクルの暖機時暖房運転モード時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。It is a Mollier diagram which shows the state of the refrigerant | coolant at the time of warming-up heating operation mode of the heat pump cycle of 1st Embodiment. 第1実施形態のヒートポンプサイクルの暖機促進運転モード時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。It is a Mollier diagram which shows the state of the refrigerant | coolant at the time of the warming-up promotion operation mode of the heat pump cycle of 1st Embodiment. 第1実施形態のヒートポンプサイクルの冷房運転モード時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。It is a Mollier diagram which shows the state of the refrigerant | coolant at the time of the cooling operation mode of the heat pump cycle of 1st Embodiment. 第1実施形態のヒートポンプサイクルの除湿運転モード時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。It is a Mollier diagram which shows the state of the refrigerant | coolant at the time of the dehumidification operation mode of the heat pump cycle of 1st Embodiment. 第2実施形態のヒートポンプサイクルの通常の暖房運転モード時の冷媒流路を示す全体構成図である。It is a whole block diagram which shows the refrigerant | coolant flow path at the time of the normal heating operation mode of the heat pump cycle of 2nd Embodiment. 第2実施形態の各運転モードにおける冷媒流路切替手段の作動状態を示す図表である。It is a graph which shows the operating state of the refrigerant | coolant flow path switching means in each operation mode of 2nd Embodiment. 第2実施形態のヒートポンプサイクルの通常の暖房運転モード時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。It is a Mollier diagram which shows the state of the refrigerant | coolant at the time of the normal heating operation mode of the heat pump cycle of 2nd Embodiment. 他の実施形態のヒートポンプサイクルの冷房運転モードおよび除霜運転モード時の冷媒流路を示す全体構成図である。It is a whole block diagram which shows the refrigerant | coolant flow path at the time of the cooling operation mode and defrost operation mode of the heat pump cycle of other embodiment.

(第1実施形態)
図1〜13により、本発明の第1実施形態を説明する。本実施形態では、本発明のヒートポンプサイクル10を、内燃機関(エンジン)41および走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得る、いわゆるハイブリッド車両の車両用空調装置1に適用している。このヒートポンプサイクル10は、車両用空調装置1において、空調対象空間である車室内へ送風される車室内送風空気を加熱あるいは冷却する機能等を果たす。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the heat pump cycle 10 of the present invention is applied to a vehicle air conditioner 1 for a so-called hybrid vehicle that obtains driving force for vehicle travel from an internal combustion engine (engine) 41 and a travel electric motor. The heat pump cycle 10 functions in the vehicle air conditioner 1 to heat or cool vehicle interior air blown into the vehicle interior that is the air-conditioning target space.

従って、本実施形態のヒートポンプサイクル10は、熱交換対象流体である車室内送風空気を加熱して車室内を暖房する暖房運転モード(加熱運転モード)の冷媒流路、車室内送風空気を冷却して車室内を冷房する冷房運転モード(冷却運転モード)の冷媒流路を切替可能に構成されている。   Therefore, the heat pump cycle 10 of the present embodiment cools the refrigerant flow path in the heating operation mode (heating operation mode) in which the vehicle interior air that is the heat exchange target fluid is heated to heat the vehicle interior, and the vehicle interior air. Thus, the refrigerant flow path in the cooling operation mode (cooling operation mode) for cooling the vehicle interior can be switched.

さらに、ヒートポンプサイクル10では、暖房運転モードの運転時に冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する室外熱交換器20に着いた霜を融解させて取り除く除霜運転モードの冷媒流路等、各種の運転モードの冷媒流路に切り替えることができる。なお、図1〜5のヒートポンプサイクル10の全体構成図では、各運転モードにおける冷媒の流れを実線矢印で示している。   Furthermore, in the heat pump cycle 10, various operation modes such as a refrigerant flow path in a defrosting operation mode that melts and removes frost attached to the outdoor heat exchanger 20 that functions as an evaporator that evaporates the refrigerant during operation in the heating operation mode. It is possible to switch to the refrigerant flow path. In addition, in the whole block diagram of the heat pump cycle 10 of FIGS. 1-5, the flow of the refrigerant | coolant in each operation mode is shown with the solid line arrow.

また、本実施形態のヒートポンプサイクル10では、冷媒として通常のフロン系冷媒を採用しており、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。   Moreover, in the heat pump cycle 10 of this embodiment, the normal CFC-type refrigerant | coolant is employ | adopted as a refrigerant | coolant, and the subcritical refrigeration cycle in which the high pressure side refrigerant | coolant pressure does not exceed the critical pressure of a refrigerant | coolant is comprised. 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.

まず、圧縮機11は、エンジンルーム内に配置されて、ヒートポンプサイクル10において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものである。より具体的には、本実施形態では、圧縮機11として、同一のハウジング11a内に、2つの固定容量型の第1、第2圧縮機構11b、11cを収容し、双方の圧縮機構11b、11cを共通する電動モータにて駆動する二段昇圧式の電動圧縮機を採用している。   First, the compressor 11 is arrange | positioned in an engine room, suck | inhales a refrigerant | coolant in the heat pump cycle 10, is compressed, and is discharged. More specifically, in this embodiment, as the compressor 11, two fixed capacity type first and second compression mechanisms 11b and 11c are accommodated in the same housing 11a, and both the compression mechanisms 11b and 11c are accommodated. A two-stage booster type electric compressor driven by a common electric motor is employed.

第1、第2圧縮機構11b、11cとしては、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用できる。また、電動モータは、後述する空調制御装置50から出力される制御信号によって回転数が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれを採用してもよい。そして、この回転数制御によって圧縮機11の冷媒吐出能力が変更される。従って、電動モータは圧縮機11の吐出能力変更手段を構成している。   As the first and second compression mechanisms 11b and 11c, various compression mechanisms such as a scroll compression mechanism and a vane compression mechanism can be employed. Further, the electric motor is one whose rotational speed is controlled by a control signal output from an air conditioning control device 50 described later, and either an AC motor or a DC motor may be adopted. And the refrigerant | coolant discharge capability of the compressor 11 is changed by this rotation speed control. Therefore, the electric motor constitutes the discharge capacity changing means of the compressor 11.

さらに、本実施形態の圧縮機11のハウジング11aの内部には、暖房運転モードの冷媒流路および除霜運転モードの冷媒流路を切り替える冷媒流路切替手段を構成する電気式の三方弁12が配置されている。   Furthermore, in the housing 11a of the compressor 11 of the present embodiment, there is an electric three-way valve 12 that constitutes a refrigerant flow path switching means for switching between the refrigerant flow path in the heating operation mode and the refrigerant flow path in the defrosting operation mode. Has been placed.

この三方弁12は、具体的に、第1圧縮機構11b吐出口と第2圧縮機構11c吸入口とをハウジング11aの内部で接続する冷媒流路および第1圧縮機構11b吐出口とハウジング11a外部へ流出させる吐出口(具体的には、バイパスポート11g)とを接続する冷媒流路を切り替える。さらに、三方弁12は、空調制御装置50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。   Specifically, the three-way valve 12 includes a refrigerant flow path that connects the discharge port of the first compression mechanism 11b and the suction port of the second compression mechanism 11c inside the housing 11a, and the discharge port of the first compression mechanism 11b and the outside of the housing 11a. The refrigerant flow path connecting the discharge outlet (specifically, the bypass port 11g) to be discharged is switched. Further, the operation of the three-way valve 12 is controlled by a control voltage output from the air conditioning controller 50.

また、圧縮機11のハウジング11aには、低圧冷媒を吸入する吸入ポート11d、中間圧冷媒を流入させる中間圧ポート11e、高圧冷媒を吐出する吐出ポート11f、三方弁12からハウジング11a外部へ冷媒を流出させるバイパスポート11gが設けられている。そして、これらの各ポート11d〜11gが、ハウジング11a内部で第1、第2圧縮機構11b、11cおよび三方弁12に接続されている。   Further, the housing 11a of the compressor 11 has a suction port 11d for sucking low-pressure refrigerant, an intermediate-pressure port 11e for flowing intermediate-pressure refrigerant, a discharge port 11f for discharging high-pressure refrigerant, and a refrigerant from the three-way valve 12 to the outside of the housing 11a. A bypass port 11g for discharging is provided. These ports 11d to 11g are connected to the first and second compression mechanisms 11b and 11c and the three-way valve 12 inside the housing 11a.

より具体的には、吸入ポート11dは、第1圧縮機構11bの吸入口へ接続され、中間圧ポート11eは、三方弁12の一方の冷媒流出口および第2圧縮機構11cの吸入口に連通するように接続され、吐出ポート11fは、第2圧縮機構11cの吐出口へ接続され、さらに、バイパスポート11gは、三方弁12の他方の冷媒流出口へ接続されている。   More specifically, the suction port 11d is connected to the suction port of the first compression mechanism 11b, and the intermediate pressure port 11e communicates with one refrigerant outlet of the three-way valve 12 and the suction port of the second compression mechanism 11c. The discharge port 11f is connected to the discharge port of the second compression mechanism 11c, and the bypass port 11g is connected to the other refrigerant outlet of the three-way valve 12.

従って、第1圧縮機構11bは、吸入ポート11dから吸入された低圧冷媒を吸入して圧縮し、三方弁12の冷媒入口側へ吐出する。   Therefore, the first compression mechanism 11b sucks and compresses the low-pressure refrigerant sucked from the suction port 11d and discharges it to the refrigerant inlet side of the three-way valve 12.

一方、第2圧縮機構11cは、三方弁12が第1圧縮機構11b吐出口と第2圧縮機構11c吸入口とを接続した際には、第1圧縮機構11b吐出冷媒と中間圧ポート11eから吸入された冷媒とを混合した中間圧冷媒を吸入して圧縮し、吐出ポート11fから吐出する。また、三方弁12が第1圧縮機構11b吐出口とバイパスポート11gとを接続した際には、中間圧ポート11eから吸入された冷媒を吸入して圧縮し、吐出ポート11fから吐出する。   On the other hand, when the three-way valve 12 connects the discharge port of the first compression mechanism 11b and the suction port of the second compression mechanism 11c, the second compression mechanism 11c sucks from the refrigerant discharged from the first compression mechanism 11b and the intermediate pressure port 11e. The intermediate pressure refrigerant mixed with the refrigerant is sucked and compressed and discharged from the discharge port 11f. When the three-way valve 12 connects the discharge port of the first compression mechanism 11b and the bypass port 11g, the refrigerant sucked from the intermediate pressure port 11e is sucked and compressed, and discharged from the discharge port 11f.

圧縮機11全体としての吐出口(具体的には、吐出ポート11f)には、利用側熱交換器としての室内凝縮器13の冷媒入口側が接続されている。室内凝縮器13は、車両用空調装置1の室内空調ユニット30のケーシング31内に配置されて、その内部を流通する高温高圧冷媒と後述する室内蒸発器21通過後の車室内送風空気とを熱交換させる加熱用熱交換器である。なお、室内空調ユニット30の詳細については後述する。   The refrigerant inlet side of the indoor condenser 13 as a use side heat exchanger is connected to the discharge port (specifically, the discharge port 11f) of the compressor 11 as a whole. The indoor condenser 13 is disposed in the casing 31 of the indoor air conditioning unit 30 of the vehicle air conditioner 1, and heats the high-temperature and high-pressure refrigerant that circulates in the interior and the air blown into the vehicle interior after passing through the indoor evaporator 21 described later. It is a heat exchanger for heating to be exchanged. The details of the indoor air conditioning unit 30 will be described later.

室内凝縮器13の冷媒出口側には、室内凝縮器13から流出した冷媒を減圧させる第1減圧手段としての第1電気式膨張弁15aが接続されている。この第1電気式膨張弁15aは、室内凝縮器13から流出した冷媒を減圧膨張させる可変絞り機構である。   A first electric expansion valve 15 a is connected to the refrigerant outlet side of the indoor condenser 13 as first decompression means for depressurizing the refrigerant flowing out of the indoor condenser 13. The first electric expansion valve 15 a is a variable throttle mechanism that decompresses and expands the refrigerant flowing out of the indoor condenser 13.

より具体的には、第1電気式膨張弁15a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ステッピングモータからなる電動アクチュエータとを有して構成されている。なお、第1電気式膨張弁15aは、空調制御装置50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。また、第1電気式膨張弁15aは、弁体の絞り開度を全開にすると冷媒減圧作用を発揮することなく単なる冷媒通路として機能する。   More specifically, the first electric expansion valve 15a includes a valve body configured to be able to change the throttle opening degree and an electric actuator including a stepping motor that changes the opening degree of the valve body. Has been. The operation of the first electric expansion valve 15a is controlled by a control signal output from the air conditioning control device 50. Further, the first electric expansion valve 15a functions as a simple refrigerant passage without exhibiting a refrigerant pressure reducing action when the throttle opening of the valve body is fully opened.

第1電気式膨張弁15aの冷媒出口側には、水−冷媒熱交換器14の冷媒側流路14aの入口側が接続されている。水−冷媒熱交換器14は、少なくとも後述する通常の暖房運転モード等に、冷媒側流路14aを流れる冷媒と冷却水側流路14bを流れるエンジン41の冷却水とを熱交換させて、冷却水の有する熱量によって冷媒を加熱する加熱手段として機能する。   The inlet side of the refrigerant side flow path 14a of the water-refrigerant heat exchanger 14 is connected to the refrigerant outlet side of the first electric expansion valve 15a. The water-refrigerant heat exchanger 14 performs cooling by exchanging heat between the refrigerant flowing through the refrigerant side flow path 14a and the cooling water of the engine 41 flowing through the cooling water side flow path 14b at least in a normal heating operation mode described later. It functions as a heating means for heating the refrigerant by the amount of heat of water.

従って、本実施形態の加熱手段の外部熱源は、エンジン41の冷却水となる。なお、冷却水側流路14bを流れる冷却水を循環させる冷却水回路40の詳細については後述する。   Therefore, the external heat source of the heating means of this embodiment is the cooling water for the engine 41. The details of the cooling water circuit 40 that circulates the cooling water flowing through the cooling water side passage 14b will be described later.

なお、水−冷媒熱交換器14の具体的構成としては、冷却水側流路14bを形成する外側管の内側に冷媒側流路14aを形成する内側管を配置する二重管方式の熱交換器構成を採用できる。もちろん、冷媒側流路14aを内側管として、冷却水側流路14bを外側管としてもよい。さらに、冷媒側流路14aと冷却水側流路14bとを構成する冷媒配管同士をろう付け接合して熱交換させる構成を採用してもよい。   The specific configuration of the water-refrigerant heat exchanger 14 is a double-pipe heat exchange in which an inner tube that forms the refrigerant-side channel 14a is arranged inside an outer tube that forms the cooling-water channel 14b. Can be used. Of course, the refrigerant side flow path 14a may be an inner pipe and the cooling water side flow path 14b may be an outer pipe. Further, a configuration may be adopted in which the refrigerant pipes constituting the refrigerant side flow path 14a and the cooling water side flow path 14b are brazed and joined to exchange heat.

その他にも、水−冷媒熱交換器14の具体的構成としては、冷媒側流路14aとして冷媒を流通させる蛇行状のチューブあるいは複数本のチューブを採用し、隣合うチューブ間に冷却水側流路14bを形成し、さらに、冷媒と冷却水との熱交換を促進する波状のコルゲートフィンあるいは板状のプレートフィンを設ける熱交換器構成等を採用できる。   In addition, as a specific configuration of the water-refrigerant heat exchanger 14, a meandering tube or a plurality of tubes for circulating the refrigerant is adopted as the refrigerant side flow path 14 a, and the cooling water side flow is provided between adjacent tubes. A heat exchanger configuration in which a path 14b is formed and further provided with corrugated corrugated fins or plate-like plate fins that promote heat exchange between the refrigerant and the cooling water can be employed.

水−冷媒熱交換器14の冷媒側流路14aの出口側には、気液分離器16の入口側が接続されている。この気液分離器16は、水−冷媒熱交換器14から流出した冷媒の気液を分離するものである。さらに、気液分離器16の気相冷媒出口は、圧縮機11の中間圧ポート11eに接続され、液相冷媒出口は第1三方継手17aの一方の冷媒流入口に接続されている。   The inlet side of the gas-liquid separator 16 is connected to the outlet side of the refrigerant side flow path 14 a of the water-refrigerant heat exchanger 14. This gas-liquid separator 16 separates the gas-liquid refrigerant flowing out of the water-refrigerant heat exchanger 14. Further, the gas-phase refrigerant outlet of the gas-liquid separator 16 is connected to the intermediate pressure port 11e of the compressor 11, and the liquid-phase refrigerant outlet is connected to one refrigerant inlet of the first three-way joint 17a.

第1三方継手17aは、互いに連通する3つの流入出口を有し、この3つの流入出口のうち2つを冷媒流入口とし、1つを冷媒流出口としたものである。このような三方継手は、各種配管を接合して構成してもよいし、金属ブロックや樹脂ブロックに複数の冷媒通路を設けて構成してもよい。   The first three-way joint 17a has three inlets and outlets communicating with each other, two of the three inlets and outlets being refrigerant inlets and one being a refrigerant outlet. Such a three-way joint may be constituted by joining various pipes, or may be constituted by providing a plurality of refrigerant passages in a metal block or a resin block.

気液分離器16の気相冷媒出口から圧縮機11の中間圧ポート11eに至る冷媒配管には、この冷媒配管を開閉する第1開閉弁18aが配置されている。この第1開閉弁18aは、空調制御装置50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電磁弁である。   A first on-off valve 18a for opening and closing the refrigerant pipe is disposed in the refrigerant pipe from the gas-phase refrigerant outlet of the gas-liquid separator 16 to the intermediate pressure port 11e of the compressor 11. The first on-off valve 18 a is an electromagnetic valve whose operation is controlled by a control voltage output from the air conditioning control device 50.

さらに、第1開閉弁18aは、気液分離器16の気相冷媒出口から圧縮機11の中間圧ポート11eに至る冷媒配管を開閉することによって、ヒートポンプサイクル10の冷媒流路を切り替える機能を果たす。従って、第1開閉弁18aは、上述した三方弁12とともに、本実施形態の冷媒流路切替手段を構成している。   Further, the first on-off valve 18 a functions to switch the refrigerant flow path of the heat pump cycle 10 by opening and closing the refrigerant pipe from the gas-phase refrigerant outlet of the gas-liquid separator 16 to the intermediate pressure port 11 e of the compressor 11. . Therefore, the 1st on-off valve 18a comprises the refrigerant | coolant flow path switching means of this embodiment with the three-way valve 12 mentioned above.

気液分離器16の液相冷媒出口から圧縮機11の第1三方継手17aの冷媒流入口に至る冷媒配管には、気液分離器16にて分離された液相冷媒を減圧させる第2減圧手段としての第2電気式膨張弁15bが配置されている。この第2電気式膨張弁15bの基本的構成は、第1電気式膨張弁15aと同様である。   A second decompression that decompresses the liquid-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 16 is provided in a refrigerant pipe extending from the liquid-phase refrigerant outlet of the gas-liquid separator 16 to the refrigerant inlet of the first three-way joint 17a of the compressor 11. A second electric expansion valve 15b as a means is arranged. The basic configuration of the second electric expansion valve 15b is the same as that of the first electric expansion valve 15a.

さらに、第2電気式膨張弁15bは、その絞り開度を全閉として、気液分離器16の液相冷媒出口から圧縮機11の第1三方継手17aの冷媒流入口側へ至る冷媒配管における冷媒の流れを遮断することができる。これにより、第2電気式膨張弁15bは、ヒートポンプサイクル10の冷媒流路を切り替える機能を果たす。従って、本実施形態の第2電気式膨張弁15bは、冷媒流路切替手段としての機能を兼ね備えている。   Further, the second electric expansion valve 15b is a refrigerant pipe that extends from the liquid-phase refrigerant outlet of the gas-liquid separator 16 to the refrigerant inlet side of the first three-way joint 17a of the compressor 11 with its throttle opening fully closed. The flow of the refrigerant can be cut off. Thereby, the 2nd electric expansion valve 15b fulfill | performs the function which switches the refrigerant | coolant flow path of the heat pump cycle 10. FIG. Therefore, the second electric expansion valve 15b of the present embodiment also has a function as a refrigerant flow path switching unit.

第1三方継手17aの他方の冷媒流入口は、バイパス通路19を介して圧縮機11のバイパスポート11gに接続されている。さらに、バイパス通路19には、バイパスポート11g側から第1三方継手17a側へ向かって冷媒が流れることのみを許容する逆止弁19aが配置されている。   The other refrigerant inlet of the first three-way joint 17 a is connected to the bypass port 11 g of the compressor 11 via the bypass passage 19. Furthermore, a check valve 19a that allows only a refrigerant to flow from the bypass port 11g side toward the first three-way joint 17a side is disposed in the bypass passage 19.

なお、このバイパス通路19および逆止弁19aは、バイパス通路19を流通する冷媒に予め定めた所定の圧力損失を生じさせるように構成されている。具体的には、バイパス通路19の冷媒通路面積、長さ、曲がり形状、および逆止弁19aの開弁時の冷媒通路面積等の少なくとも1つが、冷媒に所定の圧力損失を生じさせるように設定されている。   The bypass passage 19 and the check valve 19 a are configured to cause a predetermined pressure loss in the refrigerant flowing through the bypass passage 19. Specifically, at least one of the refrigerant passage area, the length, the bent shape of the bypass passage 19 and the refrigerant passage area when the check valve 19a is opened is set to cause a predetermined pressure loss in the refrigerant. Has been.

第1三方継手17aの冷媒流出口には、内部を流通する冷媒と送風ファン20aから送風された外気とを熱交換させる室外熱交換器20が接続されている。この室外熱交換器20は、エンジンルーム内に配置されて、暖房運転モードの運転時等には、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる蒸発器として機能し、冷房運転モードの運転時等には、高圧冷媒を放熱させる放熱器として機能する熱交換器である。   An outdoor heat exchanger 20 is connected to the refrigerant outlet of the first three-way joint 17a to exchange heat between the refrigerant flowing through the inside and the outside air blown from the blower fan 20a. The outdoor heat exchanger 20 is disposed in the engine room and functions as an evaporator that evaporates the low-pressure refrigerant and exerts an endothermic effect when operating in the heating operation mode, and when operating in the cooling operation mode. Is a heat exchanger that functions as a radiator that dissipates high-pressure refrigerant.

また、送風ファン20aは、空調制御装置50から出力される制御電圧によって稼働率、すなわち回転数(送風空気量)が制御される電動式送風機である。   The blower fan 20a is an electric blower in which the operation rate, that is, the rotation speed (the amount of blown air) is controlled by the control voltage output from the air conditioning control device 50.

室外熱交換器20の出口側には、第2三方継手17bの冷媒流入口が接続されている。この第2三方継手17bの基本的構成は、第1三方継手17aと同様である。なお、第2三方継手17bでは、第1三方継手17aに対して、3つの流入出口のうち1つを冷媒流入口とし、2つを冷媒流出口としている。   A refrigerant inflow port of the second three-way joint 17b is connected to the outlet side of the outdoor heat exchanger 20. The basic configuration of the second three-way joint 17b is the same as that of the first three-way joint 17a. In the second three-way joint 17b, one of the three inlets and outlets is a refrigerant inlet and two of the three inlets are the refrigerant outlet with respect to the first three-way joint 17a.

第2三方継手17bの一方の冷媒流出口には、第3電気式膨張弁15cを介して室内蒸発器21の冷媒入口側が接続されている。室内蒸発器21は、室内空調ユニット30のケーシング31内のうち、室内凝縮器13よりも空気流れの上流側に配置されて、その内部を流通する冷媒と車室内送風空気とを熱交換させ、車室内送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。   A refrigerant inlet side of the indoor evaporator 21 is connected to one refrigerant outlet of the second three-way joint 17b via a third electric expansion valve 15c. The indoor evaporator 21 is arranged in the casing 31 of the indoor air conditioning unit 30 on the upstream side of the air flow with respect to the indoor condenser 13, and exchanges heat between the refrigerant circulating in the interior and the air blown into the vehicle interior, It is a heat exchanger for cooling which cools vehicle interior blowing air.

また、第3電気式膨張弁15cは、第2三方継手17bの一方の冷媒流出口から流出した冷媒を減圧させる減圧手段であり、その基本的構成は、第1、第2電気式膨張弁15a、15bと同様である。さらに、第3電気式膨張弁15cは、その絞り開度を全閉として、第2三方継手17bの一方の冷媒流出口から室内蒸発器21の冷媒入口側へ至る冷媒配管における冷媒の流れを遮断することができる。   The third electric expansion valve 15c is a pressure reducing means for reducing the pressure of the refrigerant flowing out from one refrigerant outlet of the second three-way joint 17b, and the basic configuration thereof is the first and second electric expansion valves 15a. , 15b. Further, the third electric expansion valve 15c fully closes the throttle opening, and blocks the flow of the refrigerant in the refrigerant pipe extending from one refrigerant outlet of the second three-way joint 17b to the refrigerant inlet side of the indoor evaporator 21. can do.

これにより、第3電気式膨張弁15cは、ヒートポンプサイクル10の冷媒流路を切り替える機能を果たす。従って、本実施形態の第3電気式膨張弁15cは、冷媒流路切替手段としての機能を兼ね備えている。   Thereby, the 3rd electric expansion valve 15c fulfill | performs the function which switches the refrigerant | coolant flow path of the heat pump cycle 10. FIG. Therefore, the third electric expansion valve 15c of this embodiment also has a function as a refrigerant flow path switching unit.

第2三方継手17bの他方の冷媒流出口には、第2開閉弁18bを介して第3三方継手17cの一方の冷媒流入口が接続されている。この第3三方継手17cの基本的構成は、第1、第2三方継手17a、17bと同様である。なお、第3三方継手17cでは、第1三方継手17aと同様に、3つの流入出口のうち2つを冷媒流入口とし、1つを冷媒流出口としている。   One refrigerant inlet of the third three-way joint 17c is connected to the other refrigerant outlet of the second three-way joint 17b via a second on-off valve 18b. The basic configuration of the third three-way joint 17c is the same as that of the first and second three-way joints 17a and 17b. In the third three-way joint 17c, as in the first three-way joint 17a, two of the three inlets and outlets are refrigerant inlets and one is a refrigerant outlet.

さらに、第2開閉弁18bの基本的構成は、第1開閉弁18aと同様である。第2開閉弁18bは、第2三方継手17bの他方の冷媒流出口から第3三方継手17cの一方の冷媒流入口へ至る冷媒配管を開閉することによって、ヒートポンプサイクル10の冷媒流路を切り替える機能を果たす。   Further, the basic configuration of the second on-off valve 18b is the same as that of the first on-off valve 18a. The 2nd on-off valve 18b is a function which switches the refrigerant | coolant flow path of the heat pump cycle 10 by opening and closing the refrigerant | coolant piping from the other refrigerant | coolant outflow port of the 2nd three-way joint 17b to one refrigerant | coolant inflow port of the 3rd three-way joint 17c. Fulfill.

従って、第2開閉弁18bは、上述した三方弁12、第1開閉弁18a、第2電気式膨張弁15bおよび第3電気式膨張弁15cとともに、本実施形態の冷媒流路切替手段を構成している。   Accordingly, the second on-off valve 18b, together with the above-described three-way valve 12, the first on-off valve 18a, the second electric expansion valve 15b, and the third electric expansion valve 15c, constitutes the refrigerant flow switching means of the present embodiment. ing.

第3三方継手17cの他方の冷媒流入口には、室内蒸発器21の冷媒出口側が接続され、第3三方継手17cの冷媒流出口には、アキュムレータ22の冷媒入口側が接続されている。このアキュムレータ22は、その内部に流入した冷媒の気液を分離して余剰冷媒を蓄える低圧側気液分離器である。アキュムレータ22の気相冷媒出口には、圧縮機11の吸入ポート11d、すなわち第1圧縮機構11bの吸入側が接続されている。   The refrigerant outlet side of the indoor evaporator 21 is connected to the other refrigerant inlet of the third three-way joint 17c, and the refrigerant inlet side of the accumulator 22 is connected to the refrigerant outlet of the third three-way joint 17c. The accumulator 22 is a low-pressure side gas-liquid separator that separates the gas-liquid refrigerant flowing into the accumulator 22 and stores excess refrigerant. The suction port 11d of the compressor 11, that is, the suction side of the first compression mechanism 11b is connected to the gas-phase refrigerant outlet of the accumulator 22.

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(インストルメントパネル)の内側に配置されて、その外殻を形成するケーシング31内に送風機32、前述の室内凝縮器13、室内蒸発器21等を収容したものである。   Next, the indoor air conditioning unit 30 will be described. The indoor air-conditioning unit 30 is disposed inside the instrument panel (instrument panel) at the foremost part of the vehicle interior, and a blower 32, the above-described indoor condenser 13, the indoor evaporator 21 and the like in a casing 31 that forms an outer shell thereof. Is housed.

ケーシング31は、車室内に送風される車室内送風空気の空気通路を形成しており、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂(例えば、ポリプロピレン)にて成形されている。ケーシング31内の車室内送風空気流れ最上流側には、車室内空気(内気)と外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 vehicle interior air that is blown into the vehicle interior, and is formed of a resin (for example, polypropylene) that has a certain degree of elasticity and is excellent in strength. An inside / outside air switching device 33 that switches and introduces vehicle interior air (inside air) and outside air is disposed on the most upstream side of the air flow inside the casing 31.

内外気切替装置33には、ケーシング31内に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が形成されている。さらに、内外気切替装置33の内部には、内気導入口および外気導入口の開口面積を連続的に調整して、内気の風量と外気の風量との風量割合を変化させる内外気切替ドアが配置されている。   The inside / outside air switching device 33 is formed with an inside air introduction port for introducing inside air into the casing 31 and an outside air introduction port for introducing outside air. Furthermore, inside / outside air switching device 33 is provided with an inside / outside air switching door that continuously adjusts the opening area of the inside air introduction port and the outside air introduction port to change the air volume ratio between the inside air volume and the outside air volume. Has been.

内外気切替装置33の空気流れ下流側には、内外気切替装置33を介して吸入された空気を車室内へ向けて送風する送風機32が配置されている。この送風機32は、遠心多翼ファン(シロッコファン)を電動モータにて駆動する電動送風機であって、空調制御装置50から出力される制御電圧によって回転数(送風量)が制御される。   On the downstream side of the air flow of the inside / outside air switching device 33, a blower 32 that blows air sucked through the inside / outside air switching device 33 toward the vehicle interior is arranged. The blower 32 is an electric blower that drives a centrifugal multiblade fan (sirocco fan) with an electric motor, and the number of rotations (air flow rate) is controlled by a control voltage output from the air conditioning control device 50.

送風機32の空気流れ下流側には、室内蒸発器21および室内凝縮器13が、車室内送風空気の流れに対して、この順に配置されている。換言すると、室内蒸発器21は、室内凝縮器13に対して、車室内送風空気の流れ方向上流側に配置されている。   On the downstream side of the air flow of the blower 32, the indoor evaporator 21 and the indoor condenser 13 are arranged in this order with respect to the flow of the air blown into the vehicle interior. In other words, the indoor evaporator 21 is disposed upstream of the indoor condenser 13 in the flow direction of the vehicle interior blown air.

さらに、室内蒸発器21の空気流れ下流側であって、かつ、室内凝縮器13の空気流れ上流側には、室内蒸発器21通過後の送風空気のうち、室内凝縮器13を通過させる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。また、室内凝縮器13の空気流れ下流側には、室内凝縮器13にて冷媒と熱交換して加熱された送風空気と室内凝縮器13を迂回して加熱されていない送風空気とを混合させる混合空間35が設けられている。   Further, on the downstream side of the air flow of the indoor evaporator 21 and on the upstream side of the air flow of the indoor condenser 13, the ratio of the amount of air passing through the indoor condenser 13 in the blown air after passing through the indoor evaporator 21. An air mix door 34 for adjusting the air pressure is disposed. Further, on the downstream side of the air flow of the indoor condenser 13, the blown air heated by exchanging heat with the refrigerant in the indoor condenser 13 and the blown air not heated while bypassing the indoor condenser 13 are mixed. A mixing space 35 is provided.

ケーシング31の空気流れ最下流部には、混合空間35にて混合された空調風を、冷却対象空間である車室内へ吹き出す吹出口が配置されている。具体的には、この吹出口としては、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス吹出口、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット吹出口、および、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すデフロスタ吹出口(いずれも図示せず)が設けられている。   An air outlet that blows the conditioned air mixed in the mixing space 35 into the passenger compartment, which is a space to be cooled, is disposed at the most downstream portion of the air flow of the casing 31. Specifically, as this air outlet, there are a face air outlet that blows air-conditioned air toward the upper body of the passenger in the vehicle interior, a foot air outlet that blows air-conditioned air toward the feet of the passenger, and the inner surface of the front window glass of the vehicle A defroster outlet (both not shown) is provided to blow air-conditioned air toward the front.

従って、エアミックスドア34が室内凝縮器13を通過させる風量の割合を調整することによって、混合空間35にて混合された空調風の温度が調整され、各吹出口から吹き出される空調風の温度が調整される。つまり、エアミックスドア34は、車室内へ送風される空調風の温度を調整する温度調整手段を構成している。   Therefore, the temperature of the conditioned air mixed in the mixing space 35 is adjusted by adjusting the ratio of the air volume that the air mix door 34 passes through the indoor condenser 13, and the temperature of the conditioned air blown out from each outlet is adjusted. Is adjusted. That is, the air mix door 34 constitutes a temperature adjusting means for adjusting the temperature of the conditioned air blown into the vehicle interior.

換言すると、エアミックスドア34は、利用側熱交換器を構成する室内凝縮器13において、圧縮機11(具体的には第2圧縮機構11c)吐出冷媒と車室内送風空気との熱交換量を調整する熱交換量調整手段としての機能を果たす。なお、エアミックスドア34は、空調制御装置50から出力される制御信号によって作動が制御される図示しないサーボモータによって駆動される。   In other words, the air mix door 34 determines the amount of heat exchange between the refrigerant discharged from the compressor 11 (specifically, the second compression mechanism 11c) and the air blown into the vehicle interior in the indoor condenser 13 constituting the use side heat exchanger. It functions as a heat exchange amount adjusting means to adjust. The air mix door 34 is driven by a servo motor (not shown) whose operation is controlled by a control signal output from the air conditioning control device 50.

さらに、フェイス吹出口、フット吹出口、およびデフロスタ吹出口の空気流れ上流側には、それぞれ、フェイス吹出口の開口面積を調整するフェイスドア、フット吹出口の開口面積を調整するフットドア、デフロスタ吹出口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 outlet, the foot outlet, and the defroster outlet, a face door for adjusting the opening area of the face outlet, a foot door for adjusting the opening area of the foot outlet, and the defroster outlet, respectively. A defroster door (none of which is shown) for adjusting the opening area is arranged.

これらのフェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、吹出口モードを切り替える吹出口モード切替手段を構成するものであって、リンク機構等を介して、空調制御装置50から出力される制御信号によって作動が制御される図示しないサーボモータによって駆動される。   These face doors, foot doors, and defroster doors constitute the outlet mode switching means for switching the outlet mode, and the operation is controlled by a control signal output from the air conditioning controller 50 via a link mechanism or the like. Driven by a servo motor (not shown).

次に、水−冷媒熱交換器14の冷却水側流路14bを流れる冷却水を循環させる冷却水回路40について説明する。この冷却水回路40は、エンジン41を冷却する冷却水(例えば、エチレングリコール水溶液)を循環させる回路で、冷却水回路40には第1、第2冷却水ポンプ42a、42bおよびラジエータ43等が配置されている。   Next, the cooling water circuit 40 that circulates the cooling water flowing through the cooling water side flow path 14b of the water-refrigerant heat exchanger 14 will be described. The cooling water circuit 40 circulates cooling water (for example, an ethylene glycol aqueous solution) for cooling the engine 41. The cooling water circuit 40 includes first and second cooling water pumps 42a and 42b, a radiator 43, and the like. Has been.

第1冷却水ポンプ42aは、水−冷媒熱交換器14の冷却水側流路14bへ冷却水を圧送する電動式のポンプであり、空調制御装置50から出力される制御信号によって回転数(流量)が制御される。従って、第1冷却水ポンプ42aは、加熱手段としての水−冷媒熱交換器14へ流入させる冷却水の流量を調整する流量調整手段としての機能を果たす。   The first cooling water pump 42 a is an electric pump that pumps cooling water to the cooling water side flow path 14 b of the water-refrigerant heat exchanger 14, and the rotation speed (flow rate) is controlled by a control signal output from the air conditioning control device 50. ) Is controlled. Therefore, the 1st cooling water pump 42a fulfill | performs the function as a flow volume adjustment means which adjusts the flow volume of the cooling water which flows in into the water-refrigerant heat exchanger 14 as a heating means.

つまり、冷却水の温度が充分に上昇している際には、第1冷却水ポンプ42aの流量を増加させることで、水−冷媒熱交換器14における冷媒加熱能力を上昇させることができ、第1冷却水ポンプ42aの流量を減少させることで、水−冷媒熱交換器14における冷媒加熱能力を低下させることができる。さらに、第1冷却水ポンプ42aの作動を停止させれば、水−冷媒熱交換器14に冷媒加熱能力を発揮させないようにすることもできる。   That is, when the temperature of the cooling water is sufficiently increased, the refrigerant heating capacity in the water-refrigerant heat exchanger 14 can be increased by increasing the flow rate of the first cooling water pump 42a. The refrigerant heating capacity in the water-refrigerant heat exchanger 14 can be reduced by reducing the flow rate of the one cooling water pump 42a. Furthermore, if the operation of the first cooling water pump 42a is stopped, the water-refrigerant heat exchanger 14 can be prevented from exhibiting the refrigerant heating ability.

第2冷却水ポンプ42bは、ラジエータ43へ冷却水を圧送するもので、電動式のポンプあるいはエンジン41の駆動軸から回転駆動力を得る機械式のポンプ等を採用することができる。ラジエータ43は、冷却水と室外空気とを熱交換させて冷却水を冷却する放熱用の熱交換器である。つまり、ラジエータ43は、冷却水がエンジン41の内部を貫流する際に吸熱したエンジン41の廃熱を大気に放熱するものである。   The second cooling water pump 42 b pumps the cooling water to the radiator 43, and an electric pump or a mechanical pump that obtains rotational driving force from the drive shaft of the engine 41 can be employed. The radiator 43 is a heat exchanger for heat radiation that cools the cooling water by exchanging heat between the cooling water and the outdoor air. That is, the radiator 43 radiates the waste heat of the engine 41 that has absorbed heat when the coolant flows through the engine 41 to the atmosphere.

従って、本実施形態の冷却水回路40では、第1、第2冷却水ポンプ42a、42bを作動させることにより、図1等の破線矢印に示すように、第1冷却水ポンプ42a→水−冷媒熱交換器14の冷却水側流路14b→エンジン41→第1冷却水ポンプ42aの順に冷却水を循環させることができる。さらに、この冷却水の循環流れに対して並列的に、第2冷却水ポンプ42b→ラジエータ43→エンジン41→第2冷却水ポンプ42bの順に冷却水を循環させることができる。   Therefore, in the cooling water circuit 40 of the present embodiment, the first and second cooling water pumps 42a and 42b are operated, so that the first cooling water pump 42a → water-refrigerant as shown by the broken line arrows in FIG. The cooling water can be circulated in the order of the cooling water side flow path 14b of the heat exchanger 14 → the engine 41 → the first cooling water pump 42a. Further, in parallel with the circulating flow of the cooling water, the cooling water can be circulated in the order of the second cooling water pump 42b → the radiator 43 → the engine 41 → the second cooling water pump 42b.

また、冷却水回路40には、ラジエータ43を迂回させて冷却水を循環させるバイパス回路および冷却水の温度が所定値(本実施形態では、90℃)以下になるとバイパス回路側へ冷却水を流すサーモスタット弁(いずれも図示せず)が配置されている。これにより、エンジン41自体の温度が低下して、エンジンオイルの粘度増加によるフリクションロスの発生や、排気ガスの温度低下による排気ガス浄化用触媒の作動不良を抑制している。   Further, in the cooling water circuit 40, when the temperature of the bypass circuit that bypasses the radiator 43 and circulates the cooling water and the temperature of the cooling water is equal to or lower than a predetermined value (90 ° C. in the present embodiment), the cooling water flows to the bypass circuit side. A thermostat valve (both not shown) is arranged. As a result, the temperature of the engine 41 itself is lowered, and the occurrence of friction loss due to the increase in the viscosity of the engine oil and the malfunction of the exhaust gas purifying catalyst due to the temperature decrease of the exhaust gas are suppressed.

次に、本実施形態の電気制御部について説明する。空調制御装置50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、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、出力側に接続された各種空調制御機器11、12、15a〜15c、18a、18b、32等の作動を制御する。   Next, the electric control unit of this embodiment will be described. The air conditioning control device 50 is composed of a well-known microcomputer including a CPU, ROM, RAM, and its peripheral circuits, and performs various calculations and processing based on an air conditioning control program stored in the ROM, and is connected to the output side. The operation of the various air conditioning control devices 11, 12, 15a to 15c, 18a, 18b, 32 and the like is controlled.

また、空調制御装置50の入力側には、車室内温度を検出する内気センサ、外気温を検出する外気センサ51、車室内の日射量を検出する日射センサ、室内蒸発器21の吹出空気温度(蒸発器温度)を検出する蒸発器温度センサ、室外熱交換器20出口側の冷媒温度を検出する出口冷媒温度センサ52、エンジン41から流出した冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ、圧縮機11吐出冷媒温度を検出する吐出冷媒温度センサ等の種々の空調制御用のセンサ群が接続されている。   Further, on the input side of the air-conditioning control device 50, an inside air sensor that detects the temperature inside the vehicle, an outside air sensor 51 that detects the outside air temperature, a solar radiation sensor that detects the amount of solar radiation in the vehicle interior, and the temperature of the air blown from the indoor evaporator 21 ( An evaporator temperature sensor for detecting the evaporator temperature), an outlet refrigerant temperature sensor 52 for detecting the refrigerant temperature on the outlet side of the outdoor heat exchanger 20, a cooling water temperature sensor for detecting the temperature of the cooling water flowing out from the engine 41, and a compressor 11 Various air conditioning control sensors such as a discharge refrigerant temperature sensor for detecting the discharge refrigerant temperature are connected.

さらに、空調制御装置50の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された図示しない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空調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空調操作スイッチとしては、車両用空調装置の作動スイッチ、車室内温度を設定する車室内温度設定スイッチ、運転モードの選択スイッチ等が設けられている。   Further, an operation panel (not shown) disposed near the instrument panel in the front of the passenger compartment is connected to the input side of the air conditioning control device 50, and operation signals from various air conditioning operation switches provided on the operation panel are input. The As various air conditioning operation switches provided on the operation panel, there are provided an operation switch of a vehicle air conditioner, a vehicle interior temperature setting switch for setting the vehicle interior temperature, an operation mode selection switch, and the like.

なお、空調制御装置50は、圧縮機11の電動モータ、三方弁12等を制御する制御手段が一体に構成され、これらの作動を制御するものであるが、本実施形態では、空調制御装置50のうち、冷媒流路切替手段を構成する各種機器12、15b、15c、18a、18bの作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)が冷媒流路制御手段を構成している。   The air conditioning control device 50 is configured integrally with control means for controlling the electric motor of the compressor 11, the three-way valve 12, and the like, and controls these operations. In this embodiment, the air conditioning control device 50 is used. Among them, the configuration (hardware and software) for controlling the operation of the various devices 12, 15b, 15c, 18a, and 18b constituting the refrigerant flow path switching means constitutes the refrigerant flow path control means.

また、図1〜5では、図示の明確化のため、空調制御装置50と外気センサ51との接続関係および空調制御装置50と出口冷媒温度センサ52との接続関係のみを図示し、その他のセンサ、および出力側に接続される各種空調制御機器との接続関係等については、図示を省略している。   1 to 5 illustrate only the connection relationship between the air-conditioning control device 50 and the outside air sensor 51 and the connection relationship between the air-conditioning control device 50 and the outlet refrigerant temperature sensor 52 for the sake of clarity. The connection relationship with various air conditioning control devices connected to the output side is not shown.

次に、上記構成における本実施形態の車両用空調装置1の作動を、図1〜5に加え、図6〜13を用いて説明する。なお、図6は、本実施形態の冷媒流路切替手段の作動状態を示す図表であり、図7は、暖房運転モード時に空調制御装置50が実行する制御ルーチンのフローチャートであり、図8〜13は、各運転モードにおけるヒートポンプサイクル10の冷媒の状態を示すモリエル線図である。   Next, the operation of the vehicle air conditioner 1 according to the present embodiment having the above-described configuration will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a chart showing the operating state of the refrigerant flow path switching means of the present embodiment, and FIG. 7 is a flowchart of a control routine executed by the air conditioning control device 50 in the heating operation mode. These are Mollier diagrams which show the state of the refrigerant | coolant of the heat pump cycle 10 in each operation mode.

本実施形態の車両用空調装置1では、前述した暖房運転モード、除霜運転モード、冷房運転モードの他に、暖機促進運転モード、除湿運転モード等に切り替えることができる。以下に各運転モードにおける作動を説明する。   In the vehicle air conditioner 1 of this embodiment, in addition to the heating operation mode, the defrosting operation mode, and the cooling operation mode described above, it is possible to switch to the warm-up promotion operation mode, the dehumidification operation mode, and the like. The operation in each operation mode will be described below.

(a)暖房運転モードおよび除霜運転モード
本実施形態の暖房運転モードでは、通常は外気およびエンジン41の廃熱の双方を熱源として車室内の暖房を行うことができる。
(A) Heating operation mode and defrosting operation mode In the heating operation mode of the present embodiment, the vehicle interior can usually be heated using both outside air and waste heat of the engine 41 as heat sources.

ところが、エンジン41の暖機中のように冷却水の温度が低い場合は、エンジン41の廃熱を熱源として車室内の暖房を行うとエンジン41の暖機が妨げられてしまう。そこで、エンジン41の暖機中には、外気のみを熱源として車室内を暖房する空気吸熱式暖房運転モード(以下、暖機時暖房運転モードという)での運転に切り替える。   However, when the temperature of the cooling water is low, such as when the engine 41 is warming up, heating the vehicle interior using the waste heat of the engine 41 as a heat source prevents the engine 41 from warming up. Therefore, during the warm-up of the engine 41, the operation is switched to the operation in the air endothermic heating operation mode (hereinafter referred to as the warm-up heating operation mode) in which the vehicle interior is heated using only outside air as a heat source.

また、暖房運転モードでの運転中に、冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する室外熱交換器20に着霜が生じてしまうと外気を熱源として車室内の暖房を行うことができない。そこで、室外熱交換器20に着霜が生じた際には、除霜運転モードでの運転に切り替える。   In addition, if frost formation occurs in the outdoor heat exchanger 20 that functions as an evaporator that evaporates the refrigerant during operation in the heating operation mode, the vehicle interior cannot be heated using outside air as a heat source. Therefore, when frost formation occurs in the outdoor heat exchanger 20, the operation is switched to the operation in the defrosting operation mode.

具体的には、暖房運転モードでの運転は、操作パネルの車両用空調装置1の作動スイッチが投入(ON)された状態で、選択スイッチによって暖房運転モードが選択されると開始される。暖房運転モードでの運転が開始されると、空調制御装置50が、図7のフローチャートに示す制御ルーチンを実行する。なお、この制御ルーチンは、空調制御装置50が実行するメインルーチンのサブルーチンとして実行されるものである。   Specifically, the operation in the heating operation mode is started when the heating operation mode is selected by the selection switch in a state where the operation switch of the vehicle air conditioner 1 of the operation panel is turned on. When the operation in the heating operation mode is started, the air conditioning control device 50 executes a control routine shown in the flowchart of FIG. This control routine is executed as a subroutine of a main routine executed by the air conditioning control device 50.

まず、ステップS1では、エンジン41が暖機中であるか否かを判定する。具体的には、このステップS1では、冷却水温度センサによって検出された冷却水の温度が予め定めた基準冷却水温度以下であればエンジン41が暖機中であると判定する。   First, in step S1, it is determined whether or not the engine 41 is warming up. Specifically, in step S1, if the temperature of the cooling water detected by the cooling water temperature sensor is equal to or lower than a predetermined reference cooling water temperature, it is determined that the engine 41 is warming up.

ステップS1にて、エンジン41が暖機中であると判定されると、ステップS2へ進み、暖機時暖房運転モードが選択されて、ステップS6へ進む。また、ステップS1にて、エンジン41が暖機中ではないと判定されると、ステップS3へ進み、通常の暖房運転モードが選択される。   If it is determined in step S1 that the engine 41 is warming up, the process proceeds to step S2, the warming-up heating operation mode is selected, and the process proceeds to step S6. If it is determined in step S1 that the engine 41 is not warming up, the process proceeds to step S3, and the normal heating operation mode is selected.

さらに、続くステップS4では、除霜運転を行う必要があるか否かが判定される。具体的には、ステップS4では、室外熱交換器20出口側冷媒温度が0℃以下であって、かつ、外気温から室外熱交換器20出口側冷媒温度を減算した温度差が予め定めた基準温度差以上となっていれば除霜運転を行う必要があると判定する。   Furthermore, in the following step S4, it is determined whether or not it is necessary to perform a defrosting operation. Specifically, in step S4, the outdoor heat exchanger 20 outlet-side refrigerant temperature is 0 ° C. or less, and a temperature difference obtained by subtracting the outdoor heat exchanger 20 outlet-side refrigerant temperature from the outside air temperature is a predetermined reference. If it is equal to or greater than the temperature difference, it is determined that it is necessary to perform a defrosting operation.

ステップS4にて、除霜運転を行う必要があると判定されると、ステップS5へ進み、除霜運転モードが選択される。そしてステップS6へ進む。また、ステップS4にて、除霜運転を行う必要がないと判定されると、ステップS6へ進む。   If it determines with it being necessary to perform a defrost operation in step S4, it will progress to step S5 and a defrost operation mode will be selected. Then, the process proceeds to step S6. If it is determined in step S4 that it is not necessary to perform the defrosting operation, the process proceeds to step S6.

ステップS6では、操作パネルから暖房運転モードの停止信号が出力されているか否かを判定する。そして、ステップS6にて、暖房運転モードの停止信号が出力されていると判定されると暖房運転モードの制御が終了する。また、ステップS6にて、暖房運転モードの停止信号が出力されていないと判定された場合は、予め定めた制御周期の時間経過を待って、ステップS1へ戻る。   In step S6, it is determined whether or not a stop signal for the heating operation mode is output from the operation panel. And in step S6, if it determines with the stop signal of heating operation mode being output, control of heating operation mode will be complete | finished. If it is determined in step S6 that the heating operation mode stop signal has not been output, the process returns to step S1 after a predetermined control period has elapsed.

次に、通常の暖房運転モード、すなわち外気およびエンジン41の廃熱の双方を熱源として車室内の暖房を行う暖房運転モードについて説明する。   Next, a normal heating operation mode, that is, a heating operation mode in which the vehicle interior is heated using both outside air and waste heat of the engine 41 as heat sources will be described.

この通常の暖房運転モードでは、空調制御装置50が、第1電気式膨張弁15aおよび冷媒流路切替手段を構成する三方弁12、第2、第3電気式膨張弁15b、15c、第1、第2開閉弁18a、18bの作動状態を図6に示すように切り替え、さらに、第1冷却水ポンプ42aを予め定めた所定流量の冷却水を圧送するように作動させる。   In this normal heating operation mode, the air-conditioning control device 50 includes the first electric expansion valve 15a and the three-way valve 12, the second and third electric expansion valves 15b, 15c, first, The operating states of the second on-off valves 18a and 18b are switched as shown in FIG. 6, and the first cooling water pump 42a is further operated to pressure-feed a predetermined flow rate of cooling water.

具体的には、三方弁12を第1圧縮機構11b吐出側と第2圧縮機構11c吸入側とを接続する冷媒流路に切り替え、第1、2電気式膨張弁15a、15bを冷媒を減圧する絞り状態とし、第3電気式膨張弁15cを全閉とし、第1、第2開閉弁18a、18bを開く。これにより、ヒートポンプサイクル10は、図1の実線矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。   Specifically, the three-way valve 12 is switched to a refrigerant flow path connecting the discharge side of the first compression mechanism 11b and the suction side of the second compression mechanism 11c, and the first and second electric expansion valves 15a and 15b are depressurized. The throttle state is set, the third electric expansion valve 15c is fully closed, and the first and second on-off valves 18a and 18b are opened. Thereby, the heat pump cycle 10 is switched to the refrigerant | coolant flow path through which a refrigerant | coolant flows as shown by the solid line arrow of FIG.

この冷媒流路構成で、空調制御装置50が上述の空調制御用のセンサ群の検出信号および操作パネルの操作信号を読み込む。そして、検出信号および操作信号の値に基づいて車室内へ吹き出す空気の目標温度である目標吹出温度TAOを算出する。さらに、算出された目標吹出温度TAOおよびセンサ群の検出信号に基づいて、空調制御装置50の出力側に接続された各種空調制御機器の作動状態を決定する。   With this refrigerant flow path configuration, the air conditioning control device 50 reads the detection signal of the above-described air conditioning control sensor group and the operation signal of the operation panel. And the target blowing temperature TAO which is the target temperature of the air which blows off into a vehicle interior is calculated based on the value of a detection signal and an operation signal. Furthermore, based on the calculated target blowing temperature TAO and the detection signal of the sensor group, the operating states of various air conditioning control devices connected to the output side of the air conditioning control device 50 are determined.

例えば、圧縮機11の冷媒吐出能力、すなわち圧縮機11の電動モータに出力される制御信号については、以下のように決定される。まず、目標吹出温度TAOに基づいて、予め空調制御装置50に記憶された制御マップを参照して、室内蒸発器21の目標蒸発器吹出温度TEOを決定する。   For example, the refrigerant discharge capacity of the compressor 11, that is, the control signal output to the electric motor of the compressor 11 is determined as follows. First, the target evaporator outlet temperature TEO of the indoor evaporator 21 is determined based on the target outlet temperature TAO with reference to a control map stored in the air conditioning controller 50 in advance.

そして、この目標蒸発器吹出温度TEOと蒸発器温度センサによって検出された室内蒸発器21からの吹出空気温度との偏差に基づいて、フィードバック制御手法を用いて室内蒸発器21からの吹出空気温度が目標蒸発器吹出温度TEOに近づくように、圧縮機11の電動モータに出力される制御信号が決定される。   And based on the deviation of this target evaporator blowing temperature TEO and the blowing air temperature from the indoor evaporator 21 detected by the evaporator temperature sensor, the blowing air temperature from the indoor evaporator 21 is determined using a feedback control method. A control signal output to the electric motor of the compressor 11 is determined so as to approach the target evaporator outlet temperature TEO.

また、エアミックスドア34のサーボモータへ出力される制御信号については、目標吹出温度TAO、室内蒸発器21からの吹出空気温度および吐出冷媒温度センサによって検出された圧縮機11吐出冷媒温度等を用いて、車室内へ吹き出される空気の温度が車室内温度設定スイッチによって設定された乗員の所望の温度となるように決定される。   For the control signal output to the servo motor of the air mix door 34, the target blowing temperature TAO, the blowing air temperature from the indoor evaporator 21, the discharge refrigerant temperature detected by the discharge refrigerant temperature sensor, and the like are used. Thus, the temperature of the air blown into the passenger compartment is determined so as to be a desired temperature for the passenger set by the passenger compartment temperature setting switch.

なお、通常の暖房運転モード、暖機時暖房運転モード、および除霜運転モードでは、送風機32から送風された車室内送風空気の全風量が、室内凝縮器13を通過するようにエアミックスドア34の開度を制御してもよい。   Note that, in the normal heating operation mode, the warming-up heating operation mode, and the defrosting operation mode, the air mix door 34 is configured so that the total air volume of the vehicle interior air blown from the blower 32 passes through the indoor condenser 13. The degree of opening may be controlled.

そして、上記の如く決定された制御信号等を各種空調制御機器へ出力する。その後、操作パネルによって車両用空調装置の作動停止が要求されるまで、所定の制御周期毎に、上述の検出信号および操作信号の読み込み→目標吹出温度TAOの算出→各種空調制御機器の作動状態決定→制御電圧および制御信号の出力といった制御ルーチンが繰り返される。なお、このような制御ルーチンの繰り返しは、他の各運転モードにおいても基本的に同様に行われる。   Then, the control signal determined as described above is output to various air conditioning control devices. After that, until the operation of the vehicle air conditioner is requested by the operation panel, the above detection signal and operation signal are read at every predetermined control cycle → the target blowout temperature TAO is calculated → the operating states of various air conditioning control devices are determined -> Control routines such as control voltage and control signal output are repeated. Such a control routine is repeated in the same manner in the other operation modes.

通常の暖房運転モードのヒートポンプサイクル10では、図8のモリエル線図に示すように、圧縮機11の吐出ポート11fから吐出された高圧冷媒(図8のa8点)が室内凝縮器13へ流入する。室内凝縮器13へ流入した冷媒は、送風機32から送風されて室内蒸発器21を通過した車室内送風空気と熱交換して放熱する(図8のa8点→b8点)。これにより、車室内送風空気が加熱される。 In the heat pump cycle 10 of the normal heating operation mode, as shown in the Mollier diagram of FIG. 8, the inflow high pressure refrigerant discharged from the discharge port 11f of the compressor 11 (a 8-point in FIG. 8) into the indoor condenser 13 To do. The refrigerant flowing into the indoor condenser 13, the blower 32 is blown from the radiating heat by the passenger compartment blown air and the heat exchanger passing through the interior evaporator 21 (a 8-point in FIG. 8 → b 8 points). Thereby, vehicle interior blowing air is heated.

室内凝縮器13から流出した高圧冷媒は、第1電気式膨張弁15aへ流入して、中間圧冷媒となるまで減圧膨張される(図8のb8点→c8点)。第1電気式膨張弁15aにて減圧膨張された中間圧冷媒は、水−冷媒熱交換器14の冷媒側流路14aへ流入し、冷却水側流路14bを流れる冷却水と熱交換して加熱される(図8のc8点→d8点)。 The high-pressure refrigerant flowing from the indoor condenser 13, and flows into the first electric expansion valve 15a, it is decompressed and expanded until the intermediate-pressure refrigerant (b 8 points in Fig. 8 → c 8 points). The intermediate pressure refrigerant decompressed and expanded by the first electric expansion valve 15a flows into the refrigerant side flow path 14a of the water-refrigerant heat exchanger 14 and exchanges heat with the cooling water flowing through the cooling water side flow path 14b. Heated (c 8 point → d 8 point in FIG. 8).

水−冷媒熱交換器14から流出した冷媒は、気液分離器16にて気液分離される(図8のd8点→e8点およびd8点→f8点)。そして、気液分離器16にて分離された気相冷媒は、第1開閉弁18aが開いているので、圧縮機11の中間圧ポート11eから圧縮機11の内部へ流入し、圧縮機11の内部で第1圧縮機構11b吐出冷媒(図8のa18点)と合流して(図8のa28点)、第2圧縮機構11cへ吸入されていく。 The refrigerant flowing out of the water-refrigerant heat exchanger 14 is gas-liquid separated by the gas-liquid separator 16 (d 8 point → e 8 point and d 8 point → f 8 point in FIG. 8 ). The gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 16 flows into the compressor 11 from the intermediate pressure port 11e of the compressor 11 because the first on-off valve 18a is open, The refrigerant merges with the refrigerant discharged from the first compression mechanism 11b (point a1 8 in FIG. 8) (point a2 8 in FIG. 8) and is sucked into the second compression mechanism 11c.

一方、気液分離器16にて分離された液相冷媒は第2電気式膨張弁15bへ流入して、低圧冷媒となるまで減圧膨張される(図8のf8点→g8点)。この際、第1、2電気式膨張弁15a、15bの絞り開度は、サイクルの成績係数(COP)を極大値に近づけるために、中間圧冷媒の圧力が高圧冷媒と低圧冷媒の圧力の積の平方根程度になるように調整されていることが望ましい。 On the other hand, the liquid phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 16 flows into the second electric expansion valve 15b, is decompressed and expanded until the low-pressure refrigerant (f 8 points in Fig. 8 → g 8 points). At this time, the throttle opening degree of the first and second electric expansion valves 15a and 15b is determined so that the pressure of the intermediate pressure refrigerant is the product of the pressures of the high pressure refrigerant and the low pressure refrigerant in order to bring the coefficient of performance (COP) of the cycle close to the maximum value. It is desirable to adjust so as to be about the square root of.

そして、第2電気式膨張弁15bにて減圧膨張された低圧冷媒(図8のg8点)は、第1三方継手17aを介して、室外熱交換器20へ流入する。室外熱交換器20へ流入した低圧冷媒は、外気から吸熱して蒸発する(図8のg8点→h8点)。 The vacuum expanded low-pressure refrigerant at the second electric expansion valve 15b (g 8 points in Fig. 8) via the first three-way joint 17a, and flows into the outdoor heat exchanger 20. The low-pressure refrigerant that has flowed into the outdoor heat exchanger 20 absorbs heat from the outside air and evaporates (g 8 point → h 8 point in FIG. 8).

室外熱交換器20から流出した冷媒は、第3電気式膨張弁15cが全閉となっており、さらに、第2開閉弁18bが開いているので、第2、第3三方継手17b、17cを介して、アキュムレータ22へ流入して気液分離される。そして、アキュムレータ22にて分離された気相冷媒(図8のa08点)が、圧縮機11の吸入ポート11dから吸入されて再び圧縮される。 The refrigerant that has flowed out of the outdoor heat exchanger 20 has the third electric expansion valve 15c fully closed, and the second on-off valve 18b is open, so that the second and third three-way joints 17b and 17c are connected. Then, it flows into the accumulator 22 and is separated into gas and liquid. Then, (a0 8 points in Fig. 8) the gas-phase refrigerant separated by the accumulator 22 is again compressed is sucked from the suction port 11d of the compressor 11.

以上の如く、通常の暖房運転モードでは、室内凝縮器13にて圧縮機11から吐出された冷媒の有する熱量によって車室内送風空気が加熱されて、車室内の暖房を行うことができる。   As described above, in the normal heating operation mode, the air blown into the vehicle interior is heated by the amount of heat of the refrigerant discharged from the compressor 11 by the indoor condenser 13, and the vehicle interior can be heated.

この際、水−冷媒熱交換器14にて加熱された冷媒の気液を分離して、分離された液相冷媒については、室外熱交換器20にて蒸発させることで外気から吸熱させ、分離された気相冷媒については、中間圧ポート11eから圧縮機11(具体的には、第2圧縮機構11c)へ吸入させている。   At this time, the gas-liquid of the refrigerant heated by the water-refrigerant heat exchanger 14 is separated, and the separated liquid-phase refrigerant is absorbed by the outdoor heat exchanger 20 to absorb heat from the outside air and separated. The gas-phase refrigerant thus taken is sucked into the compressor 11 (specifically, the second compression mechanism 11c) from the intermediate pressure port 11e.

従って、通常の暖房運転モードでは、室外熱交換器20にて冷媒が外気から吸熱した熱量のみならず、冷却水の有する熱量、すなわちエンジン41の廃熱を利用して、車室内送風空気を効率的に加熱することができる。   Therefore, in the normal heating operation mode, not only the amount of heat absorbed by the refrigerant from the outside air in the outdoor heat exchanger 20, but also the amount of heat of the cooling water, that is, the waste heat of the engine 41, is used to efficiently convert the air blown into the vehicle interior. Can be heated.

次に、除霜運転モードについて説明する。   Next, the defrosting operation mode will be described.

この除霜運転モードでは、図6に示すように、空調制御装置50が三方弁12を第1圧縮機構11b吐出側とバイパスポート11gとを接続する冷媒流路に切り替え、第1電気式膨張弁15aを冷媒を絞り状態とし、第2、第3電気式膨張弁15b、15cを全閉とし、第1、第2開閉弁18a、18bを開き、さらに、第1冷却水ポンプ42aを予め定めた所定流量の冷却水を圧送するように作動させる。   In this defrosting operation mode, as shown in FIG. 6, the air-conditioning control device 50 switches the three-way valve 12 to the refrigerant flow path connecting the discharge side of the first compression mechanism 11b and the bypass port 11g, and the first electric expansion valve The refrigerant is in a throttled state 15a, the second and third electric expansion valves 15b and 15c are fully closed, the first and second on-off valves 18a and 18b are opened, and the first cooling water pump 42a is predetermined. Operate to pump a predetermined amount of cooling water.

これにより、ヒートポンプサイクル10は、図2の実線矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。従って、除霜運転モードのヒートポンプサイクル10では、図9のモリエル線図に示すように、圧縮機11の吐出ポート11fから吐出された高圧冷媒(図9のa9点)が、室内凝縮器13へ流入して放熱することによって(図9のa9点→b9点)、車室内送風空気が加熱される。 Thereby, the heat pump cycle 10 is switched to the refrigerant | coolant flow path through which a refrigerant | coolant flows as shown to the solid line arrow of FIG. Therefore, in the heat pump cycle 10 in the defrosting operation mode, as shown in the Mollier diagram of FIG. 9, the high-pressure refrigerant (point a 9 in FIG. 9) discharged from the discharge port 11 f of the compressor 11 is converted into the indoor condenser 13. by radiating flows into (a 9 points in FIG. 9 → b 9 points), the vehicle compartment blown air is heated.

さらに、室内凝縮器13から流出した冷媒は、通常の暖房運転モードと同様に、第1電気式膨張弁15aにて減圧膨張され(図9のb9点→c9点)、水−冷媒熱交換器14にて加熱され(図9のc9点→d9点)、さらに、気液分離器16にて気液分離される。気液分離器16にて分離された気相冷媒は、圧縮機11の中間圧ポート11eから第2圧縮機構11cへ吸入されて(図9のa29点)、再び圧縮される。 Further, refrigerant flowing from the indoor condenser 13, similarly to the normal heating operation mode is decompressed and expanded by the first electric expansion valve 15a (b 9 points in FIG. 9 → c 9 points), water - refrigerant heat Heated by the exchanger 14 (c 9 point → d 9 point in FIG. 9), and further gas-liquid separated by the gas-liquid separator 16. Gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 16, the intermediate pressure port 11e of the compressor 11 is sucked into the second compression mechanism 11c (a2 9 points in FIG. 9), it is compressed again.

この際、三方弁12が第1圧縮機構11b吐出側とバイパスポート11gとを接続する冷媒流路に切り替えられているので、中間圧ポート11eから圧縮機11の内部へ流入した冷媒と第1圧縮機構11b吐出冷媒が合流することはない。また、気液分離器16にて分離された液相冷媒は、第2電気式膨張弁15bが全閉となっているので、第1三方継手17a(室外熱交換器20)側へ流出することはない。   At this time, since the three-way valve 12 is switched to the refrigerant flow path connecting the discharge side of the first compression mechanism 11b and the bypass port 11g, the refrigerant flowing into the compressor 11 from the intermediate pressure port 11e and the first compression The refrigerant discharged from the mechanism 11b does not merge. The liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator 16 flows out to the first three-way joint 17a (outdoor heat exchanger 20) side because the second electric expansion valve 15b is fully closed. There is no.

一方、第1圧縮機構11bから吐出された冷媒(図9のa19点)は、バイパスポート11gを介して、バイパス通路19へ流入する。バイパス通路19へ流入した冷媒は、バイパス通路19および逆止弁19aを通過する際に減圧され(図9のa19点→a39点)、第1三方継手17aを介して、室外熱交換器20へ流入する。この際、第1三方継手17aへ流入した冷媒は、第2電気式膨張弁15bが全閉となっているので、気液分離器16側へ流出することはない。 The refrigerant discharged from the first compression mechanism 11b (a1 9 points in FIG. 9) via the bypass port 11g, and flows into the bypass passage 19. Refrigerant flowing into the bypass passage 19 is reduced in pressure when passing through the bypass passage 19 and the check valve 19a (a1 9 points in FIG. 9 → a3 9 points), through the first three-way joint 17a, the outdoor heat exchanger 20 flows into. At this time, the refrigerant flowing into the first three-way joint 17a does not flow out to the gas-liquid separator 16 side because the second electric expansion valve 15b is fully closed.

そして、室外熱交換器20へ流入した冷媒は、室外熱交換器20にて外気へ放熱する(図9のa39点→a09点)。この際、冷媒が放熱した熱量によって、室外熱交換器20に着いた霜が融解されて取り除かれる。室外熱交換器20から流出した冷媒は、第3電気式膨張弁15cが全閉となっており、かつ、第2開閉弁18bが開いているので、通常の暖房運転モードと同様に、圧縮機11の吸入ポート11dから吸入されて再び圧縮される。 Then, refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger 20, radiates heat in the outdoor heat exchanger 20 to the outside air (a3 9 points → a0 9 points in FIG. 9). At this time, the frost attached to the outdoor heat exchanger 20 is melted and removed by the amount of heat released from the refrigerant. Since the third electric expansion valve 15c is fully closed and the second on-off valve 18b is open, the refrigerant flowing out of the outdoor heat exchanger 20 is compressed in the same manner as in the normal heating operation mode. 11 is sucked from the suction port 11d and compressed again.

以上の如く、除霜運転モードでは、第1圧縮機構11bから吐出された冷媒の有する熱量によって、室外熱交換器20を除霜することができる。さらに、第2圧縮機構11cから吐出された冷媒を室内凝縮器13へ流入させるので、除霜運転中であっても、水−冷媒熱交換器14にて冷媒が吸熱した熱量、すなわちエンジン41の廃熱を利用して車室内の暖房を実現することができる。   As described above, in the defrosting operation mode, the outdoor heat exchanger 20 can be defrosted by the amount of heat of the refrigerant discharged from the first compression mechanism 11b. Further, since the refrigerant discharged from the second compression mechanism 11c flows into the indoor condenser 13, even during the defrosting operation, the amount of heat absorbed by the refrigerant in the water-refrigerant heat exchanger 14, that is, the engine 41 Heating of the passenger compartment can be realized using waste heat.

次に、暖機時暖房運転モード、すなわち外気のみを熱源として車室内の暖房を行う暖房運転モードについて説明する。   Next, the warming-up heating operation mode, that is, the heating operation mode in which the vehicle interior is heated using only outside air as a heat source will be described.

この暖機時暖房運転モードでは、図6に示すように、空調制御装置50が三方弁12を第1圧縮機構11b吐出側と第2圧縮機構11c吸入側とを接続する冷媒流路に切り替え、第1電気式膨張弁15aを全開とし、第2電気式膨張弁15bを絞り状態とし、第3電気式膨張弁15cを全閉とし、第1開閉弁18aを閉じ、第2開閉弁18bを開き、さらに、第1冷却水ポンプ42aを停止させる。   In this warming-up heating operation mode, as shown in FIG. 6, the air conditioning control device 50 switches the three-way valve 12 to a refrigerant flow path that connects the discharge side of the first compression mechanism 11b and the suction side of the second compression mechanism 11c, The first electric expansion valve 15a is fully opened, the second electric expansion valve 15b is in a throttle state, the third electric expansion valve 15c is fully closed, the first on-off valve 18a is closed, and the second on-off valve 18b is opened. Further, the first cooling water pump 42a is stopped.

これにより、ヒートポンプサイクル10は、図3の実線矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。従って、暖機時暖房運転モードのヒートポンプサイクル10では、図10のモリエル線図に示すように、圧縮機11の吐出ポート11fから吐出された高圧冷媒(図10のa10点)が、室内凝縮器13へ流入して放熱することによって(図10のa10点→b10点)、車室内送風空気が加熱される。 Thereby, the heat pump cycle 10 is switched to the refrigerant | coolant flow path through which a refrigerant | coolant flows as shown by the solid line arrow of FIG. Therefore, in the heat pump cycle 10 in the warming-up heating operation mode, as shown in the Mollier diagram of FIG. 10, the high-pressure refrigerant (point a 10 in FIG. 10) discharged from the discharge port 11 f of the compressor 11 is condensed in the room. by radiating flows into vessel 13 (a 10 point in FIG. 10 → b 10 points), the vehicle compartment blown air is heated.

さらに、室内凝縮器13から流出した冷媒は、第1電気式膨張弁15aが全開状態になっているので減圧膨張されることなく、水−冷媒熱交換器14へ流入する。水−冷媒熱交換器14では、第1冷却水ポンプ42aが停止しているので、冷媒は加熱されることなく水−冷媒熱交換器14から流出する。水−冷媒熱交換器14から流出した冷媒は、気液分離器16にて気液分離される。   Further, the refrigerant flowing out of the indoor condenser 13 flows into the water-refrigerant heat exchanger 14 without being decompressed and expanded because the first electric expansion valve 15a is fully opened. In the water-refrigerant heat exchanger 14, since the first cooling water pump 42a is stopped, the refrigerant flows out of the water-refrigerant heat exchanger 14 without being heated. The refrigerant flowing out of the water-refrigerant heat exchanger 14 is gas-liquid separated by the gas-liquid separator 16.

気液分離器16にて分離された液相冷媒(図10のf10点)は、第2電気式膨張弁15bへ流入して、低圧冷媒となるまで減圧膨張される(図10のf10点→g10点)。なお、気液分離器16にて分離された気相冷媒は、第1開閉弁18aが閉じているので、圧縮機11の中間圧ポート11e側へ流出することはない。 Gas-liquid separator 16 liquid-phase refrigerant separated by (10 f in FIG. 10) is flowed into the second electric expansion valve 15b, f 10 (FIG. 10 to be decompressed and expanded until the low-pressure refrigerant Point → g 10 points). The gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 16 does not flow out to the intermediate pressure port 11e side of the compressor 11 because the first on-off valve 18a is closed.

第2電気式膨張弁15bにて減圧膨張された低圧冷媒は、通常の暖房運転モードと同様に、第1三方継手17aを介して、室外熱交換器20へ流入し、外気から吸熱して蒸発する(図10のg10点→h10点)。さらに、室外熱交換器20から流出した冷媒は、第2、第3三方継手17b、17cを介して、アキュムレータ22へ流入して気液分離される。 The low-pressure refrigerant decompressed and expanded by the second electric expansion valve 15b flows into the outdoor heat exchanger 20 via the first three-way joint 17a and evaporates by absorbing heat from the outside air, as in the normal heating operation mode. (G 10 points → h 10 points in FIG. 10). Further, the refrigerant that has flowed out of the outdoor heat exchanger 20 flows into the accumulator 22 through the second and third three-way joints 17b and 17c, and is separated into gas and liquid.

そして、アキュムレータ22にて分離された気相冷媒(図10のa010点)が、圧縮機11の吸入ポート11dから第1圧縮機構11bに吸入されて再び圧縮される。第1圧縮機構11bから吐出された冷媒(図10のa110点)は、第1開閉弁18aが閉じているので、中間圧ポート11eから流入した冷媒と合流することなく、第2圧縮機構11bへ吸入されて再び圧縮される。 Then, (a0 10 points in FIG. 10) the gas-phase refrigerant separated by the accumulator 22 is again compressed from the suction port 11d of the compressor 11 is sucked into the first compression mechanism 11b. Since the first on-off valve 18a is closed, the refrigerant discharged from the first compression mechanism 11b (point a1 10 in FIG. 10) does not merge with the refrigerant flowing in from the intermediate pressure port 11e, and thus the second compression mechanism 11b. And then compressed again.

以上の如く、暖機時暖房運転モードでは、室内凝縮器13にて圧縮機11から吐出された冷媒の有する熱量によって車室内送風空気を加熱して、車室内の暖房を行うことができる。   As described above, in the warming-up heating operation mode, the vehicle interior air can be heated by the amount of heat of the refrigerant discharged from the compressor 11 by the indoor condenser 13 to heat the vehicle interior.

この際、流量調整手段である第1冷却水ポンプ42aを停止させているので、エンジン41の暖機中に冷却水の有する熱量が冷媒に吸熱されてしまうことを抑制できる。その結果、車室内の暖房を行うことによって、エンジン41の暖機が妨げられてしまうことを抑制できる。   At this time, since the first cooling water pump 42a that is the flow rate adjusting means is stopped, it is possible to suppress the heat quantity of the cooling water from being absorbed by the refrigerant during the warm-up of the engine 41. As a result, it is possible to prevent the engine 41 from being prevented from being warmed up by heating the passenger compartment.

(b)暖機促進運転モード
暖機促進運転モードは、車室内の暖房を行うことなくエンジン41の冷却水を加熱して、エンジン41の暖機を促進する運転モードである。暖機促進運転モードでの運転は、エンジン41の作動開始時であって、操作パネルの車両用空調装置1の作動スイッチが投入されていない(OFF)状態で、冷却水の温度が基準冷却水温度以下である場合に開始され、冷却水の温度が基準冷却水温度よりも上昇すると停止される。
(B) Warm-up promotion operation mode The warm-up promotion operation mode is an operation mode that promotes warm-up of the engine 41 by heating the coolant of the engine 41 without heating the passenger compartment. The operation in the warm-up promotion operation mode is when the operation of the engine 41 is started and the operation switch of the vehicle air conditioner 1 on the operation panel is not turned on (OFF), and the temperature of the cooling water is the reference cooling water. It starts when the temperature is lower than the temperature, and is stopped when the temperature of the cooling water rises above the reference cooling water temperature.

暖機促進運転モードでは、図6に示すように、空調制御装置50が暖機時暖房運転モードと同様に、三方弁12、第1〜第3電気式膨張弁15a〜15b、第1、第2開閉弁18a、18bを作動させるとともに、第1冷却水ポンプ42aを予め定めた所定流量の冷却水を圧送するように作動させる。これにより、ヒートポンプサイクル10は、図4の実線矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられ、水−冷媒熱交換器14に冷却水が供給される。   In the warm-up promotion operation mode, as shown in FIG. 6, the air-conditioning control device 50 is similar to the warm-up heating operation mode in the three-way valve 12, the first to third electric expansion valves 15 a to 15 b, the first and first The two on-off valves 18a and 18b are operated, and the first cooling water pump 42a is operated so as to pressure-feed a predetermined flow rate of cooling water. As a result, the heat pump cycle 10 is switched to the refrigerant flow path through which the refrigerant flows as shown by the solid arrows in FIG. 4, and the cooling water is supplied to the water-refrigerant heat exchanger 14.

さらに、暖機促進運転モードでは、空調制御装置50が熱交換量調整手段であるエアミックスドア34によって室内凝縮器13の車室内送風空気通路を閉塞させて、送風機32から送風された車室内送風空気の全風量が室内凝縮器13を迂回するように、エアミックスドア34の開度を制御する。   Further, in the warm-up promotion operation mode, the air conditioning controller 50 closes the vehicle interior air passage of the indoor condenser 13 by the air mix door 34 that is the heat exchange amount adjusting means, and the vehicle interior air blown from the blower 32 is blown. The opening degree of the air mix door 34 is controlled so that the total air volume of the air bypasses the indoor condenser 13.

従って、暖機促進運転モードのヒートポンプサイクル10では、図11のモリエル線図に示すように、圧縮機11の吐出ポート11fから吐出された高圧冷媒(図11のa11点)が、室内凝縮器13へ流入しても車室内送風空気に放熱することなく、第1電気式膨張弁15aへ流入する。 Therefore, in the heat pump cycle 10 of promotion of warming operation mode, as shown in the Mollier diagram of FIG. 11, the high-pressure refrigerant discharged from the discharge port 11f of the compressor 11 (a 11 point in FIG. 11) is, the indoor condenser Even if it flows in 13, it will flow into the 1st electric expansion valve 15a, without radiating heat to vehicle interior blowing air.

さらに、第1電気式膨張弁15aへ流入した冷媒は、第1電気式膨張弁15aが全開となっているので、減圧膨張されることなく、水−冷媒熱交換器14へ流入する。水−冷媒熱交換器14では、第1冷却水ポンプ42aが作動しているので、圧縮機11から吐出された高温高圧冷媒が冷却水に放熱する(図11のa11点→d11点)。これにより、冷却水が加熱されてエンジン41の暖機が促進される。 Further, the refrigerant flowing into the first electric expansion valve 15a flows into the water-refrigerant heat exchanger 14 without being expanded under reduced pressure because the first electric expansion valve 15a is fully open. Water - In the refrigerant heat exchanger 14, the first cooling water pump 42a is activated, discharged from the compressor 11 high-temperature high-pressure refrigerant releases heat to the cooling water (a 11 point of FIG. 11 → d 11 points) . Thereby, the cooling water is heated and the warm-up of the engine 41 is promoted.

水−冷媒熱交換器14から流出した冷媒は、気液分離器16にて気液分離される。そして、気液分離器16にて分離された液相冷媒(図11のf11点)は、暖機時暖房運転モードと同様に、第2電気式膨張弁15bにて低圧冷媒となるまで減圧膨張され(図11のf11点→g11点)、室外熱交換器20にて外気から吸熱して蒸発する(図11のg11点→h11点)。 The refrigerant flowing out of the water-refrigerant heat exchanger 14 is gas-liquid separated by the gas-liquid separator 16. Then, (f 11 points in FIG. 11) the gas-liquid separated in the separator 16 the liquid refrigerant, as in the warm-up time of the heating operation mode, vacuum until pressure refrigerant in the second electric expansion valve 15b is expanded (f 11 points in FIG. 11 → g 11 points), absorbs heat from the outside air at the outdoor heat exchanger 20 to evaporate (g 11 points in FIG. 11 → h 11 points).

さらに、室外熱交換器20から流出した冷媒は、第2、第3三方継手17b、17cを介してアキュムレータ22へ流入して気液分離される。そして、アキュムレータ22にて分離された気相冷媒(図11のa011点)が、圧縮機11の吸入ポート11dから第1圧縮機構11bに吸入されて再び圧縮される。 Furthermore, the refrigerant that has flowed out of the outdoor heat exchanger 20 flows into the accumulator 22 through the second and third three-way joints 17b and 17c, and is separated into gas and liquid. Then, (a0 11 points in FIG. 11) the gas-phase refrigerant separated by the accumulator 22 is again compressed from the suction port 11d of the compressor 11 is sucked into the first compression mechanism 11b.

以上の如く、暖機促進運転モード時には、室内凝縮器13にて圧縮機11から吐出された冷媒の有する熱量を車室内送風空気に放熱させることなく、水−冷媒熱交換器14にて冷却水に放熱させることによって、エンジン41の暖機を促進することができる。   As described above, in the warm-up promotion operation mode, the water-refrigerant heat exchanger 14 cools the cooling water without releasing the heat quantity of the refrigerant discharged from the compressor 11 by the indoor condenser 13 to the air blown into the vehicle interior. The engine 41 can be warmed up by radiating heat.

(c)冷房運転モードおよび除湿運転モード
冷房運転モードでの運転は、操作パネルの車両用空調装置1の作動スイッチが投入(ON)された状態で、選択スイッチによって冷房運転モードが選択されると開始される。
(C) Cooling operation mode and dehumidifying operation mode Operation in the cooling operation mode is performed when the operation switch of the vehicle air conditioner 1 on the operation panel is turned on (ON) and the cooling operation mode is selected by the selection switch. Be started.

この冷房運転モードでは、図6に示すように、空調制御装置50が三方弁12を第1圧縮機構11b吐出側と第2圧縮機構11c吸入側とを接続する冷媒流路に切り替え、第1、第2電気式膨張弁15a、15bを全開とし、第3電気式膨張弁15bを絞り状態とし、第1、第2開閉弁18a、18bを閉じ、さらに、第1冷却水ポンプ42aを停止させる。   In this cooling operation mode, as shown in FIG. 6, the air conditioning control device 50 switches the three-way valve 12 to the refrigerant flow path connecting the discharge side of the first compression mechanism 11 b and the suction side of the second compression mechanism 11 c, The second electric expansion valves 15a and 15b are fully opened, the third electric expansion valve 15b is in a throttle state, the first and second on-off valves 18a and 18b are closed, and the first cooling water pump 42a is stopped.

これにより、ヒートポンプサイクル10は、図5の実線矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。さらに、冷房運転モードでは、暖機促進運転モードと同様に、空調制御装置50が車室内送風空気の全風量が室内凝縮器13を迂回するように、エアミックスドア34の開度を制御する。   Thereby, the heat pump cycle 10 is switched to the refrigerant | coolant flow path through which a refrigerant | coolant flows as shown by the solid line arrow of FIG. Further, in the cooling operation mode, as in the warm-up promotion operation mode, the air conditioning control device 50 controls the opening degree of the air mix door 34 so that the total air volume of the vehicle interior blown air bypasses the indoor condenser 13.

従って、冷房運転モードのヒートポンプサイクル10では、図12のモリエル線図に示すように、圧縮機11の吐出ポート11fから吐出された高圧冷媒(図12のa12点)は、室内凝縮器13へ流入しても車室内送風空気に放熱することなく、第1電気式膨張弁15aにて減圧膨張されることなく、さらに、水−冷媒熱交換器14にて加熱されることなく水−冷媒熱交換器14から流出する。 Therefore, in the heat pump cycle 10 in the cooling operation mode, as shown in the Mollier diagram of FIG. 12, the high-pressure refrigerant (point a 12 in FIG. 12) discharged from the discharge port 11 f of the compressor 11 is sent to the indoor condenser 13. Even if it flows in, it does not radiate heat to the air blown into the passenger compartment, is not decompressed and expanded by the first electric expansion valve 15a, and is further heated by the water-refrigerant heat exchanger 14 without being heated. It flows out of the exchanger 14.

水−冷媒熱交換器14から流出した冷媒は、気液分離器16へ流入する。なお、冷房運転モードでは、室内凝縮器13および水−冷媒熱交換器14にて冷媒が放熱することなく、さらに、第1電気式膨張弁15aにて冷媒が減圧されることがないので、気液分離器16へ流入する冷媒は気相冷媒となる。従って、気液分離器16は、冷媒の気液を分離する機能を果たすことなく、単なる冷媒通路としての機能する。   The refrigerant that has flowed out of the water-refrigerant heat exchanger 14 flows into the gas-liquid separator 16. In the cooling operation mode, the refrigerant does not radiate heat in the indoor condenser 13 and the water-refrigerant heat exchanger 14, and further, the refrigerant is not decompressed in the first electric expansion valve 15a. The refrigerant flowing into the liquid separator 16 becomes a gas phase refrigerant. Therefore, the gas-liquid separator 16 functions as a simple refrigerant passage without performing the function of separating the gas-liquid of the refrigerant.

また、気液分離器16へ流入した冷媒は、第1開閉弁18aが閉じているので、圧縮機11の中間圧ポート11e側へ流出することなく、第2電気式膨張弁15bおよび第1三方継手17aを介して室外熱交換器20へ流入する。この際、第2電気式膨張弁15bが全開となっているので、冷媒は減圧膨張されることなく室外熱交換器20へ流入する。   The refrigerant flowing into the gas-liquid separator 16 does not flow out to the intermediate pressure port 11e side of the compressor 11 because the first on-off valve 18a is closed, so that the second electric expansion valve 15b and the first three-way It flows into the outdoor heat exchanger 20 through the joint 17a. At this time, since the second electric expansion valve 15b is fully opened, the refrigerant flows into the outdoor heat exchanger 20 without being decompressed and expanded.

室外熱交換器20へ流入した冷媒は、外気と熱交換して放熱して、そのエンタルピを低下させる(図12のa12点→h12点)。そして、室外熱交換器20から流出した冷媒は、第2開閉弁18bが閉じているので、第2三方継手17bを介して第3電気式膨張弁15cへ流入して低圧冷媒となるまで減圧膨張される(図12のh12点→i12点)。 The refrigerant that has flowed into the outdoor heat exchanger 20 exchanges heat with the outside air to dissipate heat, thereby reducing its enthalpy (a 12 points → h 12 points in FIG. 12). And since the 2nd on-off valve 18b is closed, the refrigerant | coolant which flowed out from the outdoor heat exchanger 20 is decompressed and expanded until it flows into the 3rd electric expansion valve 15c via the 2nd three-way joint 17b, and turns into a low pressure refrigerant | coolant. (H 12 points → i 12 points in FIG. 12).

第3電気式膨張弁15cから流出した冷媒は、室内蒸発器21へ流入して、送風機32によって送風された車室内送風空気から吸熱して蒸発する(図12のi12点→j12点)。これにより、車室内送風空気が冷却される。室内蒸発器21から流出した冷媒は、第3三方継手17cを介してアキュムレータ22へ流入して気液分離される。 The refrigerant that has flowed out of the third electric expansion valve 15c flows into the indoor evaporator 21, absorbs heat from the air blown by the vehicle interior blown by the blower 32, and evaporates (i 12 points → j 12 points in FIG. 12). . Thereby, vehicle interior blowing air is cooled. The refrigerant that has flowed out of the indoor evaporator 21 flows into the accumulator 22 through the third three-way joint 17c and is separated into gas and liquid.

そして、アキュムレータ22にて分離された気相冷媒(図12のa012点)が、圧縮機11の吸入ポート11dから第1圧縮機構11bに吸入されて再び圧縮される。第1圧縮機構11bから吐出された冷媒(図12のa112点)は、第1開閉弁18aが閉じているので、中間圧ポート11eから流入した冷媒と合流することなく、第2圧縮機構11bへ吸入されて再び圧縮される。 Then, (a0 12 points in FIG. 12) separated gas-phase refrigerant at the accumulator 22 is again compressed from the suction port 11d of the compressor 11 is sucked into the first compression mechanism 11b. Since the first on-off valve 18a is closed, the refrigerant discharged from the first compression mechanism 11b (point a1 12 in FIG. 12) does not merge with the refrigerant flowing in from the intermediate pressure port 11e, and thus the second compression mechanism 11b. And then compressed again.

以上の如く、冷房運転モード時には、室内蒸発器21にて低圧冷媒が車室内送風空気から吸熱して蒸発することによって、車室内送風空気が冷却されて車室内の冷房を行うことができる。   As described above, in the cooling operation mode, the low-pressure refrigerant absorbs heat from the vehicle interior blown air and evaporates in the room evaporator 21, whereby the vehicle interior blown air is cooled and the vehicle interior can be cooled.

次に、除湿運転モードについて説明する。除湿運転モードでは、図6に示すように、空調制御装置50が冷房運転モードと同様の冷媒流路に切り替えるとともに、第1冷却水ポンプ42aを停止させる。従って、除湿運転モードのヒートポンプサイクル10では、図5の実線矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。   Next, the dehumidifying operation mode will be described. In the dehumidifying operation mode, as shown in FIG. 6, the air conditioning control device 50 switches to the same refrigerant flow path as in the cooling operation mode, and stops the first cooling water pump 42a. Therefore, in the heat pump cycle 10 in the dehumidifying operation mode, the refrigerant flow path is switched to the refrigerant flow path as shown by the solid line arrow in FIG.

さらに、冷房運転モードでは、通常の暖房運転モードと同様に、空調制御装置50がエアミックスドア34の開度を制御する。すなわち、車室内へ吹き出される空気の温度が車室内温度設定スイッチによって設定された乗員の所望の温度となるようにエアミックスドア34の開度が調整される。   Further, in the cooling operation mode, the air conditioning control device 50 controls the opening degree of the air mix door 34 as in the normal heating operation mode. That is, the opening degree of the air mix door 34 is adjusted so that the temperature of the air blown into the passenger compartment becomes a passenger's desired temperature set by the passenger compartment temperature setting switch.

従って、除湿運転モードのヒートポンプサイクル10では、図13のモリエル線図に示すように、圧縮機11の吐出ポート11fから吐出された高圧冷媒(図13のa13点)が、室内凝縮器13にて室内送風空気に放熱して(図13のa13点→b13点)、第1電気式膨張弁15aへ流入する。また、室外熱交換器20では、室内凝縮器13にて室内送風空気に放熱した冷媒がさらに放熱する(図13のb13点→h13点)。その他の作動は冷房運転モードと同様である。 Therefore, in the heat pump cycle 10 in the dehumidifying operation mode, as shown in the Mollier diagram of FIG. 13, the high-pressure refrigerant (point a 13 in FIG. 13) discharged from the discharge port 11 f of the compressor 11 enters the indoor condenser 13. It dissipates heat to the indoor air blown Te (a 13 point of FIG. 13 → b 13 points), and flows into the first electric expansion valve 15a. Further, the outdoor heat exchanger 20, the refrigerant in the indoor condenser 13 and radiates heat to the indoor air blown further radiator (b 13 points in FIG. 13 → h 13 points). Other operations are the same as those in the cooling operation mode.

以上の如く、除湿運転モードでは、室内蒸発器21にて低圧冷媒が車室内送風空気から吸熱して蒸発することによって、車室内送風空気が冷却されて除湿される。さらに、除湿された車室内送風空気を室内凝縮器13にて圧縮機11から吐出された冷媒の有する熱量によって再加熱することで、乗員の所望の温度まで上昇させて車室内へ吹き出す除湿運転を行うことができる。   As described above, in the dehumidifying operation mode, the low-pressure refrigerant absorbs heat from the air blown into the vehicle interior and evaporates in the indoor evaporator 21, whereby the air blown into the vehicle interior is cooled and dehumidified. Furthermore, dehumidifying operation in which the dehumidified vehicle interior blown air is reheated by the amount of heat of the refrigerant discharged from the compressor 11 by the indoor condenser 13 to raise the passenger's desired temperature and blow it out into the vehicle interior. It can be carried out.

本実施形態の車両用空調装置1では、上記の如く、ヒートポンプサイクル10の冷媒流路を切り替えることによって、種々の運転モードを実現することができる。さらに、除霜運転モードでは、室外熱交換器20の除霜ができるだけでなく、エンジン41の廃熱を利用して車室内の暖房を実現することができる。   In the vehicle air conditioner 1 of the present embodiment, various operation modes can be realized by switching the refrigerant flow path of the heat pump cycle 10 as described above. Further, in the defrosting operation mode, not only can the outdoor heat exchanger 20 be defrosted, but also heating of the vehicle interior can be realized using the waste heat of the engine 41.

この際、第2圧縮機構11cから吐出された冷媒を直接、室内凝縮器13へ流入させるので、従来技術のように不必要に冷媒の圧力損失を増加させることがない。さらに、除霜運転モード時に車室内送風空気を加熱するための専用の熱交換器を設ける必要がないので、簡素な構成で、除霜運転モードにおいて効率的に車室内送風空気を加熱することができる。   At this time, the refrigerant discharged from the second compression mechanism 11c directly flows into the indoor condenser 13, so that the pressure loss of the refrigerant is not unnecessarily increased as in the prior art. Furthermore, since it is not necessary to provide a dedicated heat exchanger for heating the air blown in the vehicle interior during the defrosting operation mode, the vehicle interior air can be efficiently heated in the defrosting operation mode with a simple configuration. it can.

(第2実施形態)
本実施形態では、第1実施形態に対して、図14の全体構成図に示すように、室内凝縮器13から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部としての第4三方継手17dを追加し、分岐された一方の冷媒を第1電気式膨張弁15a側へ流出させ、分岐された他方の冷媒を第2電気式膨張弁15b側へ流出させることで、ヒートポンプサイクル10のサイクル構成を簡素化した例を説明する。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 14, a fourth three-way joint 17d as a branching portion that branches the flow of the refrigerant flowing out from the indoor condenser 13 is added to the first embodiment, One of the branched refrigerants flows out to the first electric expansion valve 15a side, and the other branched refrigerant flows out to the second electric expansion valve 15b side, thereby simplifying the cycle configuration of the heat pump cycle 10 An example will be described.

具体的には、本実施形態では、第1実施形態に対して、水−冷媒熱交換器14の冷媒側流路14aの冷媒出口が圧縮機11の中間圧ポート11eに直接、接続されており、第4三方継手17dの他方の冷媒出口が第2電気式膨張弁15bの冷媒入口に直接、接続されている。従って、本実施形態のヒートポンプサイクル10では、気液分離器16および第1開閉弁18aが廃止されている。その他の構成は、第1実施形態と同様である。   Specifically, in the present embodiment, the refrigerant outlet of the refrigerant side flow path 14a of the water-refrigerant heat exchanger 14 is directly connected to the intermediate pressure port 11e of the compressor 11 in the first embodiment. The other refrigerant outlet of the fourth three-way joint 17d is directly connected to the refrigerant inlet of the second electric expansion valve 15b. Therefore, in the heat pump cycle 10 of the present embodiment, the gas-liquid separator 16 and the first on-off valve 18a are eliminated. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

なお、図14に示すヒートポンプサイクル10の全体構成図では、通常の暖房運転モードにおける冷媒の流れを実線矢印で示している。さらに、図14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、以下の図面においても同様である。   In the overall configuration diagram of the heat pump cycle 10 shown in FIG. 14, the refrigerant flow in the normal heating operation mode is indicated by solid arrows. Further, in FIG. 14, 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.

次に、本実施形態の車両用空調装置1の作動を、図15、16を用いて説明する。なお、図15は、本実施形態の冷媒流路切替手段の作動状態を示す図表であり、図16は、通常の暖房運転モードにおけるヒートポンプサイクル10の冷媒の状態を示すモリエル線図である。また、図15に示すように、本実施形態のヒートポンプサイクル10では、暖機促進運転モードの冷媒流路は設定されていない。   Next, the operation of the vehicle air conditioner 1 according to this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 15 is a chart showing the operating state of the refrigerant flow switching means of the present embodiment, and FIG. 16 is a Mollier diagram showing the state of the refrigerant in the heat pump cycle 10 in the normal heating operation mode. Moreover, as shown in FIG. 15, in the heat pump cycle 10 of this embodiment, the refrigerant flow path in the warm-up promotion operation mode is not set.

まず、通常の暖房運転モードでは、空調制御装置50が、第1実施形態と同様に、第1電気式膨張弁15aおよび冷媒流路切替手段を構成する三方弁12、第2、第3電気式膨張弁15b、15c、第1、第2開閉弁18a、18bの作動状態を図15に示すように切り替え、さらに、第1冷却水ポンプ42aを予め定めた所定流量の冷却水を圧送するように作動させる。   First, in the normal heating operation mode, the air conditioning control device 50, like the first embodiment, the three-way valve 12, the second, and the third electric type constituting the first electric expansion valve 15a and the refrigerant flow switching means. The operating states of the expansion valves 15b and 15c and the first and second on-off valves 18a and 18b are switched as shown in FIG. 15, and the first cooling water pump 42a is pumped with a predetermined predetermined flow rate of cooling water. Operate.

従って、通常の暖房運転モードのヒートポンプサイクル10では、図16のモリエル線図に示すように、第1実施形態と同様に、圧縮機11の吐出ポート11fから吐出された高圧冷媒(図16のa16点)が室内凝縮器13にて放熱して(図16のa16点→b16点)、第4三方継手17dへ流入する。 Therefore, in the heat pump cycle 10 in the normal heating operation mode, as shown in the Mollier diagram of FIG. 16, the high-pressure refrigerant (a in FIG. 16) discharged from the discharge port 11f of the compressor 11 as in the first embodiment. 16 points) releases heat in the indoor condenser 13 (a 16 point of FIG. 16 → b 16 points), and flows into the fourth three-way joint 17d.

第4三方継手17dにて分岐された一方の冷媒は、第1電気式膨張弁15aへ流入して、中間圧冷媒となるまで減圧膨張され(図16のb16→c16点)、水−冷媒熱交換器14にて加熱され、そのエンタルピを上昇させる(図16のc16点→d16点)。水−冷媒熱交換器14にて加熱された冷媒は、圧縮機11の中間圧ポート11eへ流入する。 One refrigerant branched at the fourth three-way joint 17d is flows into the first electric expansion valve 15a, it is decompressed and expanded until the intermediate-pressure refrigerant (b 16 → c 16 points in FIG. 16), the water - The refrigerant is heated by the refrigerant heat exchanger 14 to increase its enthalpy (c 16 point → d 16 point in FIG. 16). The refrigerant heated by the water-refrigerant heat exchanger 14 flows into the intermediate pressure port 11e of the compressor 11.

この際、第1電気式膨張弁15aの絞り開度は、中間圧ポート11eへ流入する冷媒が予め定めた所定過熱度となるように調整されることが望ましい。従って、ヒートポンプサイクル10に、中間圧ポート11eへ流入する冷媒の過熱度を検出する過熱度検出手段を追加してもよい。   At this time, it is desirable that the throttle opening degree of the first electric expansion valve 15a is adjusted so that the refrigerant flowing into the intermediate pressure port 11e has a predetermined degree of superheat. Therefore, superheat degree detection means for detecting the superheat degree of the refrigerant flowing into the intermediate pressure port 11e may be added to the heat pump cycle 10.

そして、圧縮機11の中間圧ポート11eへ流入した冷媒は、圧縮機11の内部で第1圧縮機構11b吐出冷媒(図16のa116点)と合流して(図16のa216点)、第2圧縮機構11cへ吸入されていく。 The refrigerant flowing into the intermediate pressure port 11e of the compressor 11 merges with the refrigerant discharged from the first compression mechanism 11b (a1 16 point in FIG. 16) inside the compressor 11 (a2 16 point in FIG. 16), The air is sucked into the second compression mechanism 11c.

一方、第4三方継手17dにて分岐された他方の冷媒は、第2電気式膨張弁15bへ流入して、低圧冷媒となるまで減圧膨張され(図16のb16→g9点)、室外熱交換器20にて外気から吸熱して蒸発する(図16のg16点→h16点)。 On the other hand, the other refrigerant branched at the fourth three-way joint 17d is flows into the second electric expansion valve 15b, is decompressed and expanded until the low-pressure refrigerant (b 16 → g 9 points in FIG. 16), the outdoor The heat exchanger 20 absorbs heat from the outside air and evaporates (g 16 points → h 16 points in FIG. 16).

室外熱交換器20から流出した冷媒は、第1実施形態と同様に、第3三方継手17cおよびアキュムレータ22を介して、圧縮機11の吸入ポート11dから吸入されて(図16のa016点)、再び圧縮される。従って、本実施形態の通常の暖房運転モードでは、第1実施形態と同様に、室内凝縮器13にて圧縮機11から吐出された冷媒の有する熱量によって車室内送風空気が加熱されて車室内の暖房を行うことができる。 The refrigerant that has flowed out of the outdoor heat exchanger 20 is sucked from the suction port 11d of the compressor 11 through the third three-way joint 17c and the accumulator 22, as in the first embodiment (point a0 16 in FIG. 16). , Compressed again. Therefore, in the normal heating operation mode of the present embodiment, the vehicle interior blown air is heated by the amount of heat of the refrigerant discharged from the compressor 11 by the indoor condenser 13 as in the first embodiment, so that the interior of the vehicle interior is heated. Heating can be performed.

この際、室内凝縮器13から流出した冷媒の流れを第4三方継手17dにて分岐して、分岐された一方の冷媒については、水−冷媒熱交換器14にて加熱した後に中間圧ポート11eから圧縮機11(具体的には、第2圧縮機構11c)へ吸入させ、他方の冷媒については、室外熱交換器20にて蒸発させることで外気から吸熱させている。   At this time, the flow of the refrigerant flowing out of the indoor condenser 13 is branched by the fourth three-way joint 17d, and one of the branched refrigerants is heated by the water-refrigerant heat exchanger 14 and then the intermediate pressure port 11e. To the compressor 11 (specifically, the second compression mechanism 11c), and the other refrigerant absorbs heat from the outside air by evaporating in the outdoor heat exchanger 20.

従って、本実施形態の通常の暖房運転モードでは、第1実施形態と同様に、室外熱交換器20にて冷媒が外気から吸熱した熱量のみならず、冷却水の有する熱量、すなわちエンジン41の廃熱を利用して、車室内送風空気を効率的に加熱することができる。   Therefore, in the normal heating operation mode of the present embodiment, as in the first embodiment, not only the amount of heat that the refrigerant has absorbed from the outside air in the outdoor heat exchanger 20, but also the amount of heat that the cooling water has, that is, the waste of the engine 41. The air blown into the passenger compartment can be efficiently heated using heat.

次に、除霜運転モードでは、空調制御装置50が、図15に示すように、各種制御機器12、15a〜15c、18bの作動状態を第1実施形態と同様の状態に切り替え、さらに、第1冷却水ポンプ42aを予め定めた所定流量の冷却水を圧送するように作動させる。これにより、第1実施形態と同様のサイクルを構成して、同様に作動させることができる。   Next, in the defrosting operation mode, as shown in FIG. 15, the air conditioning control device 50 switches the operating states of the various control devices 12, 15 a to 15 c, 18 b to the same state as in the first embodiment, and further 1 The cooling water pump 42a is operated so as to pump a predetermined flow rate of cooling water. Thereby, the cycle similar to 1st Embodiment can be comprised and it can be act | operated similarly.

次に、暖機時暖房運転モードでは、空調制御装置50が、図15に示すように、第1電気式膨張弁15aを全閉状態とし、その他の各種制御機器の作動状態を第1実施形態と同様の状態に切り替えるとともに、第1冷却水ポンプ42aを停止させる。これにより、第1実施形態と同様のサイクルを構成して、同様に作動させることができる。   Next, in the warming-up heating operation mode, as shown in FIG. 15, the air conditioning control device 50 fully closes the first electric expansion valve 15 a and sets the operating states of other various control devices to the first embodiment. And the first cooling water pump 42a is stopped. Thereby, the cycle similar to 1st Embodiment can be comprised and it can be act | operated similarly.

次に、冷房運転モードおよび除湿運転モードでは、空調制御装置50が、図15に示すように、第1電気式膨張弁15aを全閉状態とし、その他の各種制御機器の作動状態を第1実施形態と同様の状態に切り替えるとともに、第1冷却水ポンプ42aを停止させる。これにより、第1実施形態と同様のサイクルを構成して、同様に作動させることができる。   Next, in the cooling operation mode and the dehumidifying operation mode, as shown in FIG. 15, the air conditioning control device 50 sets the first electric expansion valve 15 a to the fully closed state and performs the operating states of other various control devices in the first implementation. While switching to the same state as the embodiment, the first cooling water pump 42a is stopped. Thereby, the cycle similar to 1st Embodiment can be comprised and it can be act | operated similarly.

上記の如く、本実施形態の車両用空調装置1においても、第1実施形態と同様に、ヒートポンプサイクル10の冷媒流路を切り替えることによって、種々の運転モードを実現することができる。さらに、本実施形態のヒートポンプサイクル10によれば、より一層、簡素な構成で、除霜運転モードにおいても効率的に車室内送風空気を加熱することができる。   As described above, also in the vehicle air conditioner 1 of the present embodiment, various operation modes can be realized by switching the refrigerant flow path of the heat pump cycle 10 as in the first embodiment. Furthermore, according to the heat pump cycle 10 of the present embodiment, the vehicle interior blown air can be efficiently heated even in the defrosting operation mode with a simpler configuration.

(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.

(1)上述の実施形態では、各種運転モードに切替可能なヒートポンプサイクル10を車両用空調装置に適用した例を説明したが、本発明のヒートポンプサイクル10は、少なくとも通常の暖房運転モードおよび除霜運転モードの切り替えが可能に構成されていれば、簡素な構成で、除霜運転モードにおいて効率的に熱交換対象流体を加熱できるという効果を得ることができる。   (1) In the above-described embodiment, an example in which the heat pump cycle 10 that can be switched to various operation modes is applied to a vehicle air conditioner has been described. However, the heat pump cycle 10 of the present invention has at least a normal heating operation mode and defrosting. If the operation mode can be switched, it is possible to obtain an effect that the heat exchange target fluid can be efficiently heated in the defrost operation mode with a simple configuration.

(2)上述の実施形態では、本発明のヒートポンプサイクル10をハイブリッド車両の車両用空調装置に適用した例を説明したが、もちろん、その他の車両用空調装置に適用してもよい。例えば、エンジンからの廃熱の少ないディーゼル車両等に適用して有効である。さらに、本発明の適用は車両用に限定されることなく、例えば、据置型空調装置、冷温保存庫、自動販売機用冷却加熱装置等に適用してもよい。   (2) In the above-described embodiment, the example in which the heat pump cycle 10 of the present invention is applied to the vehicle air conditioner of the hybrid vehicle has been described, but it is needless to say that the heat pump cycle 10 may be applied to other vehicle air conditioners. For example, it is effective when applied to a diesel vehicle with little waste heat from the engine. Furthermore, the application of the present invention is not limited to a vehicle, and may be applied to, for example, a stationary air conditioner, a cold storage, a vending machine cooling heating device, and the like.

(3)上述の実施形態では、外部熱源としてエンジン41の冷却水を採用した例を説明したが、外部熱源はこれに限定されない。例えば、ヒートポンプサイクル10を車両用空調装置に適用する場合には、外部熱源としてエンジン41から排出される排気ガスを採用してもよいし、車両に搭載されたインバータ、電動モータ等電気機器を冷却する冷却水を採用してもよい。従って、本発明は電気自動車用の冷凍サイクル装置として適用することもできる。   (3) In the above-described embodiment, the example in which the cooling water of the engine 41 is employed as the external heat source has been described. However, the external heat source is not limited to this. For example, when the heat pump cycle 10 is applied to a vehicle air conditioner, exhaust gas discharged from the engine 41 may be adopted as an external heat source, or an electric device such as an inverter or an electric motor mounted on the vehicle is cooled. Cooling water to be used may be adopted. Therefore, the present invention can also be applied as a refrigeration cycle apparatus for an electric vehicle.

(4)上述の実施形態では、圧縮機11として、第1、第2圧縮機構11b、11cを共通する電動モータにて駆動する二段昇圧式の電動圧縮機を採用した例を説明したが、圧縮機の形式はこれに限定されない。もちろん、2つの固定容量型の第1、第2圧縮機構11b、11cを、異なる電動モータにて駆動する二段昇圧式の電動圧縮機を採用してもよい。   (4) In the above-described embodiment, an example in which a two-stage booster type electric compressor that drives the first and second compression mechanisms 11b and 11c with a common electric motor as the compressor 11 has been described. The format of the compressor is not limited to this. Of course, you may employ | adopt the two-stage pressure | voltage rise type electric compressor which drives the two fixed capacity type 1st, 2nd compression mechanisms 11b and 11c with a different electric motor.

さらに、第1、第2圧縮機構11b、11cは同一のハウジング11aに収容されている必要はなく、2つの異なる圧縮機を直列的に配置してもよい。もちろん、三方弁12にも、圧縮機のハウジングの外部に配置されていてもよい。   Further, the first and second compression mechanisms 11b and 11c do not need to be accommodated in the same housing 11a, and two different compressors may be arranged in series. Of course, the three-way valve 12 may also be disposed outside the compressor housing.

(5)上述の実施形態では、三方弁12、第2、第3電気式膨張弁15b、15c、第1、第2開閉弁18a、18bによって、冷媒流路切替手段を構成した例を説明したが、冷媒流路切替手段はこれに限定されない。   (5) In the above-described embodiment, the example in which the refrigerant flow switching means is configured by the three-way valve 12, the second and third electric expansion valves 15b and 15c, and the first and second on-off valves 18a and 18b has been described. However, the refrigerant flow path switching means is not limited to this.

例えば、第1実施形態において、第3三方継手17cを廃止して、通常の暖房運転モード等では、室外熱交換器20の出口側とアキュムレータ22の入口側とを接続する冷媒流路に切り替え、冷房運転モードでは、室外熱交換器20の出口側と第3電気式膨張弁15cとを接続する冷媒流路に切り替える電気式の三方弁を採用してもよい。   For example, in the first embodiment, the third three-way joint 17c is abolished, and in a normal heating operation mode, the refrigerant flow path connecting the outlet side of the outdoor heat exchanger 20 and the inlet side of the accumulator 22 is switched, In the cooling operation mode, an electric three-way valve that switches to a refrigerant flow path that connects the outlet side of the outdoor heat exchanger 20 and the third electric expansion valve 15c may be employed.

また、上述の実施形態では、全閉機能を有する第2、第3電気式膨張弁15b、15cを採用することで、第2、第3電気式膨張弁15b、15cが冷媒流路切替手段としての機能を兼ね備える例を説明したが、もちろん、第2、第3電気式膨張弁15b、15cとして全閉機能を有していない電気式膨張弁を採用し、第1、第2電気式膨張弁15a、15bの上流側あるいは下流側に開閉弁を配置してもよい。この場合は、開閉弁が冷媒流路切替手段を構成することになる。   In the above-described embodiment, the second and third electric expansion valves 15b and 15c having the fully-closed function are employed, so that the second and third electric expansion valves 15b and 15c serve as the refrigerant flow switching means. However, of course, as the second and third electric expansion valves 15b and 15c, electric expansion valves that do not have a fully-closed function are adopted, and the first and second electric expansion valves are used. An on-off valve may be arranged upstream or downstream of 15a and 15b. In this case, the on-off valve constitutes the refrigerant flow path switching means.

(6)上述の実施形態では、冷房運転モードおよび除湿運転モード時に高圧冷媒を低圧冷媒となるまで減圧膨張させる冷房運転モード用の減圧手段として、第3電気式膨張弁15cを採用した例を説明したが、冷房運転モード用の減圧手段はこれに限定されない。例えば、温度式膨張弁を採用してもよい。   (6) In the above-described embodiment, an example is described in which the third electric expansion valve 15c is used as the decompression means for the cooling operation mode in which the high-pressure refrigerant is decompressed and expanded until it becomes the low-pressure refrigerant in the cooling operation mode and the dehumidifying operation mode. However, the decompression means for the cooling operation mode is not limited to this. For example, a temperature type expansion valve may be employed.

温度式膨張弁としては、室内蒸発器21出口側の冷媒通路に配置された感温部を有し、冷房運転モード時に室内蒸発器21出口側冷媒の温度と圧力とに基づいて室内蒸発器21出口側冷媒の過熱度を検知し、室内蒸発器21出口側冷媒の過熱度が予め設定された所定値となるように機械的機構により弁開度(冷媒流量)を調整するものを採用できる。   The temperature type expansion valve has a temperature sensing part arranged in the refrigerant passage on the outlet side of the indoor evaporator 21 and is based on the temperature and pressure of the refrigerant on the outlet side of the indoor evaporator 21 in the cooling operation mode. It is possible to employ a mechanism that detects the degree of superheat of the outlet side refrigerant and adjusts the valve opening degree (refrigerant flow rate) by a mechanical mechanism so that the degree of superheat of the refrigerant on the outlet side of the indoor evaporator 21 becomes a predetermined value.

また、冷房運転モード用の減圧手段として、冷媒を減圧する冷媒減圧手段としての機能を果たすとともに、高速で噴出する冷媒流の吸引作用によって冷媒の循環を行う冷媒循環手段としての機能を果たすエジェクタを採用してもよい。   In addition, an ejector that functions as a refrigerant depressurizing unit that depressurizes the refrigerant and functions as a refrigerant circulating unit that circulates the refrigerant by suction of the refrigerant flow ejected at high speed as the depressurizing unit for the cooling operation mode. It may be adopted.

具体的には、エジェクタは、冷媒を減圧させるノズル部、並びに、ノズル部から噴射される高速度の噴射冷媒の流れによって冷媒を吸引する冷媒吸引口および噴射冷媒と吸引冷媒との混合冷媒の冷媒通路面積を徐々に拡大して混合冷媒の運動エネルギを圧力エネルギに変換するディフューザ部が形成されたボデー部を有して構成されるものである。   Specifically, the ejector includes a nozzle part that decompresses the refrigerant, a refrigerant suction port that sucks the refrigerant by a flow of the high-speed jet refrigerant that is jetted from the nozzle part, and a refrigerant that is a mixed refrigerant of the jet refrigerant and the suction refrigerant It has a body part formed with a diffuser part for gradually expanding the passage area and converting the kinetic energy of the mixed refrigerant into pressure energy.

このノズル部としては、絞り通路面積が固定された固定ノズル部を採用してもよいし、冷媒通路面積を変更可能に構成された可変ノズル部を採用してもよい。可変ノズル部は、ノズル部の内部に配置されてノズル部の冷媒通路面積を調整するニードル弁、このニードル弁をノズル部の軸方向に変位させるステッピングモータからなる電動アクチュエータを有して構成されるものである。   As this nozzle part, a fixed nozzle part with a fixed throttle passage area may be adopted, or a variable nozzle part configured to be able to change the refrigerant passage area may be adopted. The variable nozzle portion includes a needle valve that is disposed inside the nozzle portion and adjusts the refrigerant passage area of the nozzle portion, and an electric actuator that includes a stepping motor that displaces the needle valve in the axial direction of the nozzle portion. Is.

そして、第1実施形態のヒートポンプサイクル10の冷房運転モード用の減圧手段としてエジェクタ151を適用する場合の一例として、図17の全体構成図に示すように、第3三方継手17cとエジェクタ151の冷媒流入口との間に冷媒の流れを分岐する分岐部152を配置し、分岐された一方の冷媒をエジェクタ151へ流入させる。さらに、エジェクタ151の冷媒流出口に室内蒸発器21を接続する。   And as an example in the case of applying the ejector 151 as the pressure reducing means for the cooling operation mode of the heat pump cycle 10 of the first embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 17, the refrigerant of the third three-way joint 17c and the ejector 151 A branching portion 152 that branches the refrigerant flow is disposed between the inlet and the inlet, and one of the branched refrigerants flows into the ejector 151. Furthermore, the indoor evaporator 21 is connected to the refrigerant outlet of the ejector 151.

一方、分岐された他方の冷媒については、固定絞り等の減圧手段153を介して第2室内蒸発器21aへ流入させ、第2室内蒸発器21aの冷媒出口をエジェクタ151の冷媒吸引口に接続すればよい。また、室内空調ユニット30においては、室内蒸発器21を第2室内蒸発器21aの空気流れ上流側に配置すればよい。なお、図17では、冷房運転モード時の冷媒の流れを示している。   On the other hand, the other branched refrigerant is caused to flow into the second indoor evaporator 21a via the decompression means 153 such as a fixed throttle, and the refrigerant outlet of the second indoor evaporator 21a is connected to the refrigerant suction port of the ejector 151. That's fine. Further, in the indoor air conditioning unit 30, the indoor evaporator 21 may be disposed on the upstream side of the air flow of the second indoor evaporator 21a. FIG. 17 shows the refrigerant flow in the cooling operation mode.

これにより、冷房運転モード時に、エジェクタ151のディフューザ部における昇圧作用によって、室内蒸発器21の冷媒蒸発温度を第2室内蒸発器21aの冷媒蒸発温度よりも上昇させることができる。従って、室内蒸発器21および第2室内蒸発器21aの冷媒蒸発温度と車室内送風空気との温度差を確保して、車室内送風空気を効率的に冷却することができる。   Thereby, the refrigerant | coolant evaporation temperature of the indoor evaporator 21 can be raised from the refrigerant | coolant evaporation temperature of the 2nd indoor evaporator 21a by the pressure | voltage rise effect | action in the diffuser part of the ejector 151 at the time of air_conditionaing | cooling operation mode. Therefore, the temperature difference between the refrigerant evaporation temperature of the indoor evaporator 21 and the second indoor evaporator 21a and the air blown into the vehicle interior can be ensured, and the air blown into the vehicle interior can be efficiently cooled.

さらに、ディフューザ部における昇圧作用により圧縮機11の吸入圧を上昇させて、圧縮機11の駆動動力を低減できるので、冷房運転モードおよび除湿運転モードにおけるCOPを向上させることができる。もちろん、第2実施形態のヒートポンプサイクル10の冷房用減圧手段として、エジェクタを採用してもよい。   Furthermore, since the suction pressure of the compressor 11 can be increased by the boosting action in the diffuser section and the driving power of the compressor 11 can be reduced, the COP in the cooling operation mode and the dehumidifying operation mode can be improved. Of course, you may employ | adopt an ejector as a pressure reduction means for cooling of the heat pump cycle 10 of 2nd Embodiment.

(7)上述の実施形態では、水−冷媒熱交換器14へ流入させる冷却水の流量を調整する流量調整手段として第1冷却水ポンプ42aを採用した例を説明したが、流量調整手段はこれに限定されない。例えば、水−冷媒熱交換器14の冷却水側流路14bへ流入する冷却水流量を調整する流量調整弁等を採用してもよい。   (7) In the above-described embodiment, the example in which the first cooling water pump 42a is employed as the flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the cooling water flowing into the water-refrigerant heat exchanger 14 has been described. It is not limited to. For example, a flow rate adjusting valve that adjusts the flow rate of the cooling water flowing into the cooling water side passage 14b of the water-refrigerant heat exchanger 14 may be employed.

(8)上述の実施形態では、室内凝縮器13における第2圧縮機構11c吐出冷媒と車室内送風空気との熱交換量を調整する熱交換量調整手段としてエアミックスドア34を採用した例を説明したが、熱交換量調整手段はこれに限定されない。例えば、室内凝縮器13の熱交換コア面の空気通路面積を変化させるスライド式のドア等を採用してもよい。   (8) In the above-described embodiment, an example is described in which the air mix door 34 is employed as a heat exchange amount adjusting means for adjusting the heat exchange amount between the refrigerant discharged from the second compression mechanism 11c in the indoor condenser 13 and the air blown into the vehicle interior. However, the heat exchange amount adjusting means is not limited to this. For example, a sliding door that changes the air passage area of the heat exchange core surface of the indoor condenser 13 may be employed.

(9)上述の実施形態では、冷媒として通常のフロン系冷媒を採用した例を説明したが、冷媒の種類はこれに限定されない。二酸化炭素等の自然冷媒や炭化水素系冷媒等を採用してもよい。さらに、ヒートポンプサイクル10が、圧縮機11吐出冷媒が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルを構成していてもよい。   (9) In the above-described embodiment, an example in which a normal chlorofluorocarbon refrigerant is employed as the refrigerant has been described, but the type of refrigerant is not limited to this. Natural refrigerants such as carbon dioxide, hydrocarbon refrigerants, and the like may be employed. Furthermore, the heat pump cycle 10 may constitute a supercritical refrigeration cycle in which the refrigerant discharged from the compressor 11 is equal to or higher than the critical pressure of the refrigerant.

11b 第1圧縮機構
11c 第2圧縮機構
12 三方弁
13 室内凝縮器
17a〜17d 第1〜第4三方継手
14 水−冷媒熱交換器
15a〜15c 第1〜第3電気式膨張弁
16 気液分離器
18a、18b 第1、第2開閉弁
20 室外熱交換器
21 室内蒸発器
34 エアミックスドア
41 エンジン
42a 第1冷却水ポンプ42a
11b 1st compression mechanism 11c 2nd compression mechanism 12 Three-way valve 13 Indoor condenser 17a-17d First to fourth three-way joint 14 Water-refrigerant heat exchanger 15a-15c First to third electric expansion valves 16 Gas-liquid separation 18a, 18b First and second on-off valves 20 Outdoor heat exchanger 21 Indoor evaporator 34 Air mix door 41 Engine 42a First cooling water pump 42a

Claims (5)

冷媒を圧縮して吐出する第1、第2圧縮機構(11b、11c)と、
前記第2圧縮機構(11c)から吐出された冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させる利用側熱交換器(13)と、
前記利用側熱交換器(13)から流出した冷媒を減圧させる第1減圧手段(15a)と、
外部熱源の有する熱量によって前記第1減圧手段(15a)にて減圧された冷媒を加熱する加熱手段(14)と、
前記加熱手段(14)から流出した冷媒の気液を分離して、分離された気相冷媒を前記第2圧縮機構(11c)吸入側へ流出させる気液分離器(16)と、
前記気液分離器(16)にて分離された液相冷媒を減圧させる第2減圧手段(15b)と、
冷媒と外気とを熱交換させて前記第1圧縮機構(11b)吸入側へ流出させる室外熱交換器(20)と、
前記熱交換対象流体を加熱する加熱運転モードの冷媒流路、および、前記室外熱交換器(20)に着いた霜を融解させる除霜運転モードの冷媒流路を切り替える冷媒流路切替手段(12…18a)を備え、
前記冷媒流路切替手段(12…18a)は、
前記加熱運転モード時に、前記第1圧縮機構(11b)から吐出された冷媒を前記第2圧縮機構(11c)へ吸入させるとともに、前記第2減圧手段(15b)にて減圧された冷媒を前記室外熱交換器(20)へ流入させる冷媒流路に切り替え、
前記除霜運転モード時に、前記第1圧縮機構(11b)から吐出された冷媒を前記室外熱交換器(20)へ流入させる冷媒流路に切り替えることを特徴とするヒートポンプサイクル。
First and second compression mechanisms (11b, 11c) for compressing and discharging the refrigerant;
A use side heat exchanger (13) for exchanging heat between the refrigerant discharged from the second compression mechanism (11c) and the heat exchange target fluid;
First decompression means (15a) for decompressing the refrigerant that has flowed out of the use side heat exchanger (13);
Heating means (14) for heating the refrigerant decompressed by the first decompression means (15a) by the amount of heat of the external heat source;
A gas-liquid separator (16) that separates the gas-liquid refrigerant flowing out from the heating means (14) and causes the separated gas-phase refrigerant to flow out to the suction side of the second compression mechanism (11c);
Second decompression means (15b) for decompressing the liquid-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator (16);
An outdoor heat exchanger (20) for exchanging heat between the refrigerant and the outside air to flow out to the suction side of the first compression mechanism (11b);
Refrigerant flow path switching means (12) for switching a refrigerant flow path in a heating operation mode for heating the heat exchange target fluid and a refrigerant flow path in a defrost operation mode for melting frost attached to the outdoor heat exchanger (20). ... with 18a)
The refrigerant flow switching means (12... 18a)
During the heating operation mode, the refrigerant discharged from the first compression mechanism (11b) is sucked into the second compression mechanism (11c), and the refrigerant depressurized by the second decompression means (15b) is Switch to the refrigerant flow path to flow into the heat exchanger (20),
The heat pump cycle characterized by switching to the refrigerant flow path into which the refrigerant discharged from the 1st compression mechanism (11b) flows into the outdoor heat exchanger (20) at the time of the defrosting operation mode.
前記冷媒流路切替手段は、前記第1圧縮機構(11b)吐出側と前記第2圧縮機構(11c)吸入側とを接続する冷媒流路および前記第1圧縮機構(11b)吐出側と前記室外熱交換器(20)入口側とを接続する冷媒流路を切り替える三方弁(12)を含んで構成されていることを特徴とする請求項に記載のヒートポンプサイクル。 The refrigerant channel switching means includes a refrigerant channel that connects the discharge side of the first compression mechanism (11b) and the suction side of the second compression mechanism (11c), the discharge side of the first compression mechanism (11b), and the outdoor side. The heat pump cycle according to claim 1 , wherein the heat pump cycle includes a three-way valve (12) for switching a refrigerant flow path connecting the inlet side of the heat exchanger (20). 車両用空調装置に適用されるヒートポンプサイクルであって、
前記熱交換対象流体は、車室内に送風される車室内送風空気であり、
前記外部熱源は、車両走行用の駆動力を出力する内燃機関(41)を冷却する冷却水であることを特徴とする請求項1または2に記載のヒートポンプサイクル。
A heat pump cycle applied to a vehicle air conditioner,
The heat exchange target fluid is vehicle interior air blown into the vehicle interior,
3. The heat pump cycle according to claim 1, wherein the external heat source is cooling water that cools the internal combustion engine (41) that outputs a driving force for traveling the vehicle. 4.
さらに、前記加熱手段(14)へ流入させる前記冷却水の流量を調整する流量調整手段(42a)を備えることを特徴とする請求項に記載のヒートポンプサイクル。 The heat pump cycle according to claim 3 , further comprising a flow rate adjusting means (42a) for adjusting a flow rate of the cooling water flowing into the heating means (14). さらに、前記利用側熱交換器(13)における前記第2圧縮機構(11c)吐出冷媒と前記熱交換対象流体との熱交換量を調整する熱交換量調整手段(34)を備えることを特徴とする請求項1ないしのいずれか1つに記載のヒートポンプサイクル。 The heat exchanger (13) further includes a heat exchange amount adjusting means (34) for adjusting a heat exchange amount between the refrigerant discharged from the second compression mechanism (11c) and the heat exchange target fluid in the use side heat exchanger (13). The heat pump cycle according to any one of claims 1 to 4 .
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