JP6167891B2 - Heat pump cycle device. - Google Patents

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Description

本発明は、ヒートポンプサイクル装置に関するものである。   The present invention relates to a heat pump cycle apparatus.

特許文献1に、冷蔵冷凍倉庫の庫内(室内)に蒸発器が配置されるとともに、庫外(室外)に放熱器が配置され、蒸発器を利用して庫内空気を冷却する冷凍サイクル装置が記載されている。   Patent Document 1 discloses a refrigeration cycle apparatus in which an evaporator is arranged inside (inside the room) of a refrigerated refrigeration warehouse, and a radiator is arranged outside (outside the room) to cool the inside air using the evaporator. Is described.

この冷凍サイクル装置は、圧縮機、室外放熱器、膨張弁(絞り)、室内蒸発器の順に冷媒が循環して流れる冷媒回路と、室内蒸発器の着霜量を検知する着霜検知手段とを備えている。そして、室内蒸発器の表面に生成される霜の成長を抑制するために、着霜検知手段の検知結果に応じて冷却能力不足を生じない目標蒸発温度を決定し、室内蒸発器での冷媒の蒸発温度が目標蒸発温度となるように、圧縮機の回転速度を調整する。さらに、この冷凍サイクル装置は、庫内空気の露点温度を検出する露点温度検出手段を備えており、検出した露点温度に応じて上記した目標蒸発温度を決定している。   This refrigeration cycle apparatus includes a refrigerant circuit in which refrigerant circulates in the order of a compressor, an outdoor radiator, an expansion valve (throttle), and an indoor evaporator, and frost detection means for detecting the frost formation amount of the indoor evaporator. I have. Then, in order to suppress the growth of frost generated on the surface of the indoor evaporator, a target evaporation temperature that does not cause insufficient cooling capacity is determined according to the detection result of the frosting detection means, and the refrigerant in the indoor evaporator is determined. The rotation speed of the compressor is adjusted so that the evaporation temperature becomes the target evaporation temperature. Furthermore, this refrigeration cycle apparatus is provided with dew point temperature detecting means for detecting the dew point temperature of the internal air, and determines the target evaporation temperature described above according to the detected dew point temperature.

特開2012−52758号公報JP 2012-52758 A

ところで、圧縮機、放熱器、絞り、蒸発器の順に冷媒が循環して流れ、室外に蒸発器(室外蒸発器)が配置されるとともに、放熱器によって加熱対象を加熱するヒートポンプサイクル装置では、低外気温高湿度条件において、加熱運転の経過とともに、室外蒸発器に着霜が生じ、放熱器の放熱能力が低下するという問題がある。   By the way, in the heat pump cycle apparatus in which the refrigerant circulates and flows in the order of the compressor, the radiator, the throttle, and the evaporator, the evaporator (outdoor evaporator) is disposed outside the room, and the object to be heated is heated by the radiator. Under outdoor temperature and high humidity conditions, with the progress of the heating operation, frosting occurs in the outdoor evaporator, and there is a problem that the heat dissipation capability of the radiator is reduced.

そこで、このようなヒートポンプサイクル装置において、室外蒸発器の温度が着霜を抑制できる温度となるように、圧縮機の冷媒吐出能力を調整する構成が考えられる(以下、この構成を検討例と呼ぶ)。これによれば、加熱運転時に、室外蒸発器の温度が着霜を抑制できる温度とされるので、室外蒸発器の着霜を抑制することができる。   Therefore, in such a heat pump cycle device, a configuration in which the refrigerant discharge capacity of the compressor is adjusted so that the temperature of the outdoor evaporator becomes a temperature at which frost formation can be suppressed is considered (hereinafter, this configuration is referred to as a study example). ). According to this, since the temperature of the outdoor evaporator is a temperature at which frost formation can be suppressed during the heating operation, frost formation of the outdoor evaporator can be suppressed.

しかし、この検討例では、室外蒸発器での冷媒の蒸発温度が制限されるとともに、圧縮機の冷媒吐出能力も制限されるため、室外蒸発器の吸熱量と圧縮機の圧縮仕事量の両方が制限されてしまう。このため、室外蒸発器の温度を着霜を抑制できる温度にしない場合と比較して、検討例では放熱器の放熱能力が著しく低下する。なお、放熱器の放熱能力は、室外蒸発器の吸熱量と圧縮機の圧縮仕事量との総和である。   However, in this study example, the evaporation temperature of the refrigerant in the outdoor evaporator is limited and the refrigerant discharge capacity of the compressor is also limited, so that both the heat absorption amount of the outdoor evaporator and the compression work of the compressor are reduced. It will be restricted. For this reason, compared with the case where the temperature of an outdoor evaporator is not made into the temperature which can suppress frost formation, in the examination example, the thermal radiation capability of a heat sink falls remarkably. The heat dissipation capability of the radiator is the sum of the heat absorption amount of the outdoor evaporator and the compression work amount of the compressor.

本発明は上記点に鑑みて、放熱器の放熱能力の低下を抑制しつつ、室外蒸発器の着霜を抑制できるヒートポンプサイクル装置を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the heat pump cycle apparatus which can suppress the frost formation of an outdoor evaporator, suppressing the fall of the thermal radiation capability of a radiator in view of the said point.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、
吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11、21)と、
圧縮機から吐出された冷媒を放熱させて、加熱対象を加熱する放熱器(12、61、71)と、
冷媒流路を絞ることによって、放熱器から流出した冷媒を減圧させる第1絞り(13)と、
室外に配置され、外気との熱交換によって、第1絞りで減圧された冷媒を蒸発させる室外蒸発器(14)と、
冷媒流路を絞ることによって、室外蒸発器から流出した冷媒を減圧させて、圧縮機に流入させる第2絞り(15)と
第2絞りで減圧された冷媒を、冷媒と冷媒とは異なる流体とを熱交換させる熱交換器を介さずに、圧縮機に流入させる冷媒流路とを備え、
第2絞りで減圧された冷媒が、熱交換器を介さずに、圧縮機に流入されるときに、第2絞りは、室外蒸発器の温度が着霜を抑制できる温度となる絞り開度とされるとともに、圧縮機は、放熱器が所望の放熱能力を発揮するように、冷媒吐出能力が調整されるようになっていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, in the invention described in claim 1,
Compressors (11, 21) for compressing and discharging the sucked refrigerant;
A radiator (12, 61, 71) for dissipating the refrigerant discharged from the compressor to heat the object to be heated;
A first throttle (13) for depressurizing the refrigerant that has flowed out of the radiator by narrowing the refrigerant flow path;
An outdoor evaporator (14) which is disposed outside and evaporates the refrigerant decompressed by the first throttle by heat exchange with the outside air;
A second throttle (15) for depressurizing the refrigerant that has flowed out of the outdoor evaporator and flowing into the compressor by narrowing the refrigerant flow path ;
A refrigerant flow path for allowing the refrigerant decompressed by the second throttle to flow into the compressor without passing through a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and a fluid different from the refrigerant ,
When the refrigerant decompressed by the second throttle flows into the compressor without passing through the heat exchanger, the second throttle has a throttle opening at which the temperature of the outdoor evaporator becomes a temperature at which frost formation can be suppressed. In addition, the compressor is characterized in that the refrigerant discharge capability is adjusted so that the radiator exhibits a desired heat dissipation capability.

本発明では、室外蒸発器の着霜を抑制するために、第2絞りによって室外蒸発器の温度を着霜の抑制が可能な温度とし、放熱器が所望の放熱能力を発揮するように、圧縮機の冷媒吐出能力を調整するようにしている。この場合、室外蒸発器の吸熱量は、上記した検討例と同様に制限されるが、圧縮機の圧縮仕事量は、検討例のような制限を受けない。この場合、室外蒸発器の温度を本発明と同じ温度にしたときの検討例と比較して、第2絞りによる圧縮機の吸入圧力の低下に伴って、圧縮機の圧縮仕事量が増大し、圧縮機の吐出冷媒の比エンタルピが増大するので、放熱器の放熱能力を向上させることができる(図7参照)。   In the present invention, in order to suppress the frost formation of the outdoor evaporator, the temperature of the outdoor evaporator is set to a temperature at which frost formation can be suppressed by the second throttle, and compression is performed so that the radiator exhibits a desired heat dissipation capability. The refrigerant discharge capacity of the machine is adjusted. In this case, the heat absorption amount of the outdoor evaporator is limited in the same manner as in the above-described study example, but the compression work amount of the compressor is not limited as in the study example. In this case, as compared with the examination example when the temperature of the outdoor evaporator is set to the same temperature as the present invention, the compression work of the compressor increases as the suction pressure of the compressor by the second throttle decreases. Since the specific enthalpy of the refrigerant discharged from the compressor increases, the heat dissipation capability of the radiator can be improved (see FIG. 7).

よって、本発明によれば、検討例と比較して、放熱器の放熱能力の低下を抑制しつつ、室外蒸発器の着霜を抑制できる。   Therefore, according to this invention, compared with the example of examination, frost formation of an outdoor evaporator can be suppressed, suppressing the fall of the thermal radiation capability of a radiator.

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装置の全体構成図である。It is a whole lineblock diagram of the heat pump cycle device of a 1st embodiment. 第1実施形態のヒートポンプサイクル装置の冷房運転時の冷媒回路を示す図である。It is a figure which shows the refrigerant circuit at the time of the cooling operation of the heat pump cycle apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態のヒートポンプサイクル装置の暖房運転時の冷媒回路を示す図である。It is a figure which shows the refrigerant circuit at the time of the heating operation of the heat pump cycle apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態の電子制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control processing which the electronic controller of 1st Embodiment performs. 図4中のステップS17における第2絞りの絞り開度の決定の際に用いる目標室外熱交換器温度TOOを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the target outdoor heat exchanger temperature TOO used in the case of determination of the opening degree of a 2nd aperture_diaphragm | restriction in step S17 in FIG. 図4中のステップS17における第2絞りの絞り開度の決定方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the determination method of the aperture opening degree of the 2nd aperture_diaphragm | restriction in step S17 in FIG. 第1実施形態と比較例1のそれぞれの暖房運転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 each heating operation of 1st Embodiment and the comparative example. 第2実施形態の暖房運転時における第2絞りの絞り開度の決定の際に用いる目標室外熱交換器温度TOOを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the target outdoor heat exchanger temperature TOO used in the case of determination of the aperture opening degree of the 2nd aperture_diaphragm | restriction at the time of heating operation of 2nd Embodiment. 第3実施形態のヒートポンプサイクル装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the heat pump cycle apparatus of 3rd Embodiment. 第3実施形態の電子制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control processing which the electronic control apparatus of 3rd Embodiment performs. 第3実施形態のヒートポンプサイクル装置の暖房運転時の冷媒回路を示す図である。It is a figure which shows the refrigerant circuit at the time of the heating operation of the heat pump cycle apparatus of 3rd Embodiment. 第4実施形態のヒートポンプサイクル装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the heat pump cycle apparatus of 4th Embodiment. 第5実施形態のヒートポンプサイクル装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the heat pump cycle apparatus of 5th Embodiment. 第6実施形態のヒートポンプサイクル装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the heat pump cycle apparatus of 6th Embodiment. 他の実施形態の第2絞りを示す図である。It is a figure which shows the 2nd aperture_diaphragm | restriction of other embodiment.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other will be described with the same reference numerals.

(第1実施形態)
図1に示すように、本実施形態では、本発明に係るヒートポンプサイクル装置10を、車両走行用の駆動力を走行用電動モータから得る電気自動車に搭載される車両用空調装置1に適用している。このヒートポンプサイクル装置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冷却あるいは加熱する機能を果たす。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, in this embodiment, the heat pump cycle device 10 according to the present invention is applied to a vehicle air conditioner 1 mounted on an electric vehicle that obtains driving force for traveling from a traveling electric motor. Yes. This heat pump cycle device 10 fulfills the function of cooling or heating the vehicle interior air blown into the vehicle interior, which is the air conditioning target space, in the vehicle air conditioner 1.

このため、ヒートポンプサイクル装置10は、図2に示すように、車室内送風空気を冷却して車室内を冷房する冷房モード(冷房運転)の冷媒回路と、図3に示すように、車室内送風空気を加熱して車室内を暖房する暖房モード(暖房運転)の冷媒回路とを切替可能に構成されている。また、本実施形態のヒートポンプサイクル装置10では、冷媒として通常のフロン系冷媒を採用しており、高圧冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力を越えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。   Therefore, as shown in FIG. 2, the heat pump cycle device 10 has a refrigerant circuit in a cooling mode (cooling operation) for cooling the air blown in the vehicle interior to cool the vehicle interior, and air blown in the vehicle interior as shown in FIG. It is configured to be able to switch between a refrigerant circuit in a heating mode (heating operation) in which air is heated to heat the vehicle interior. Moreover, in the heat pump cycle apparatus 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 pressure of a high pressure refrigerant | coolant does not exceed the critical pressure of a refrigerant | coolant is comprised.

図1に示すように、ヒートポンプサイクル装置10は、圧縮機11と、室内凝縮器12と、第1絞り13と、室外熱交換器14と、第2絞り15と、三方弁16と、室内蒸発器17と、アキュムレータ18と、電子制御装置40とを備えている。   As shown in FIG. 1, the heat pump cycle apparatus 10 includes a compressor 11, an indoor condenser 12, a first throttle 13, an outdoor heat exchanger 14, a second throttle 15, a three-way valve 16, and indoor evaporation. A container 17, an accumulator 18, and an electronic control unit 40.

圧縮機11は、車両ボンネット内に配置され、ヒートポンプサイクル装置10において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するもので、吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構を電動モータにて回転駆動する電動圧縮機として構成されている。圧縮機11の電動モータは、電子制御装置40から出力される制御信号によって、その作動(回転速度)が制御される。   The compressor 11 is disposed in the vehicle bonnet, sucks the refrigerant in the heat pump cycle device 10, compresses it, and discharges it. The fixed displacement type compression mechanism with a fixed discharge capacity is driven to rotate by an electric motor. It is configured as an electric compressor. The operation (rotation speed) of the electric motor of the compressor 11 is controlled by a control signal output from the electronic control unit 40.

圧縮機11の吐出口側には、室内凝縮器12の入口側が接続されている。室内凝縮器12は、室内空調ユニット30において車室内送風空気の空気通路を形成するケーシング31内に配置されている。室内凝縮器12は、圧縮機11から吐出された高圧の吐出冷媒と車室内送風空気とを熱交換させて、吐出冷媒を放熱させるとともに、加熱対象としての車室内送風空気を加熱する放熱器である。   The inlet side of the indoor condenser 12 is connected to the discharge port side of the compressor 11. The indoor condenser 12 is disposed in a casing 31 that forms an air passage for air blown into the vehicle interior in the indoor air conditioning unit 30. The indoor condenser 12 is a radiator that heats the discharged refrigerant and heats the blown air in the vehicle as a heating target by exchanging heat between the high-pressure discharged refrigerant discharged from the compressor 11 and the blown air in the vehicle. is there.

室内凝縮器12の出口側には、第1絞り13の入口側が接続されている。第1絞り13は、暖房運転時に、室内凝縮器12から流出した冷媒を室外熱交換器14へ導く冷媒流路の流路断面積を絞ることによって、室内凝縮器12から流出した冷媒を減圧させる減圧手段である。第1絞り13は、冷媒流路の流路断面積を変化可能に構成されている。具体的には、第1絞り13は、絞り開度を変化可能に構成された弁体と、この弁体の絞り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た電気式の可変絞り機構である。第1絞り13は、電子制御装置40から出力される制御信号によって、弁体の絞り開度が増減する。本実施形態の第1絞り13は、弁体の絞り開度を全開にすることで減圧作用をほとんど発揮させない全開機能を有するものである。   The inlet side of the first throttle 13 is connected to the outlet side of the indoor condenser 12. The first throttle 13 depressurizes the refrigerant that has flowed out of the indoor condenser 12 by restricting the cross-sectional area of the refrigerant flow path that guides the refrigerant that has flowed out of the indoor condenser 12 to the outdoor heat exchanger 14 during heating operation. Depressurizing means. The first throttle 13 is configured to be able to change the flow path cross-sectional area of the refrigerant flow path. Specifically, the first throttle 13 is an electric that is configured to include a valve body that can change the throttle opening and an electric actuator that includes a stepping motor that changes the throttle opening of the valve body. This is a variable aperture mechanism of the type. In the first throttle 13, the throttle opening degree of the valve body is increased or decreased by a control signal output from the electronic control device 40. The first throttle 13 of the present embodiment has a fully open function that hardly exerts a pressure reducing action by fully opening the throttle opening of the valve body.

第1絞り13の出口側には、室外熱交換器14の入口側が接続されている。室外熱交換器14は、車両ボンネット内、すなわち、車室外に配置され、その内部を流通する冷媒と送風ファン14aによって送風された外気とを熱交換させるものである。より具体的には、この室外熱交換器14は、暖房運転時に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、冷房運転時に高圧冷媒を放熱させる放熱器として機能する。また、送風ファン14aは、制御装置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)が制御される電動送風機である。   The inlet side of the outdoor heat exchanger 14 is connected to the outlet side of the first throttle 13. The outdoor heat exchanger 14 is disposed inside the vehicle bonnet, that is, outside the vehicle compartment, and exchanges heat between the refrigerant flowing through the inside and the outside air blown by the blower fan 14a. More specifically, the outdoor heat exchanger 14 functions as an evaporator that evaporates the low-pressure refrigerant during the heating operation and exerts an endothermic effect, and functions as a radiator that radiates the high-pressure refrigerant during the cooling operation. The blower fan 14a is an electric blower in which the operation rate, that is, the rotation speed (the amount of blown air) is controlled by a control voltage output from the control device.

室外熱交換器14の出口側には、第2絞り15の入口側が接続されている。第2絞り15は、冷房運転時および暖房運転時に、室外熱交換器14から流出した冷媒が流れる冷媒流路の流路断面積を絞ることによって、室外熱交換器14から流出した冷媒を減圧させる減圧手段である。第2絞り15は、第1絞り13と同様の電気式の可変絞り機構であり、電子制御装置40から出力される制御信号によって、弁体の絞り開度が増減する。第2絞り15も、第1絞り13と同様に、全開機能を有する。なお、第1絞り13および第2絞り15は、絞り開度を連続的に変化可能な構成に限らず、絞り開度を段階的に変化可能な構成であってもよい。   The inlet side of the second throttle 15 is connected to the outlet side of the outdoor heat exchanger 14. The second throttle 15 reduces the refrigerant flowing out of the outdoor heat exchanger 14 by restricting the cross-sectional area of the refrigerant flow path through which the refrigerant flowing out of the outdoor heat exchanger 14 flows during cooling operation and heating operation. Depressurizing means. The second throttle 15 is an electric variable throttle mechanism similar to the first throttle 13, and the throttle opening degree of the valve body is increased or decreased by a control signal output from the electronic control device 40. Similar to the first diaphragm 13, the second diaphragm 15 also has a fully open function. The first throttle 13 and the second throttle 15 are not limited to a configuration in which the throttle opening can be continuously changed, and may be configured to be able to change the throttle opening in a stepwise manner.

第2絞り15の出口側には、三方弁16を介して、室内蒸発器17の入口側およびアキュムレータ18の入口側がそれぞれ接続されている。三方弁16は、第2絞り15から流出した冷媒を室内蒸発器17に導く冷媒流路と、第2絞り15から流出した冷媒を室内蒸発器17を迂回させてアキュムレータ18に導く冷媒流路とを切り替える冷媒流路切替手段である。三方弁16は、電子制御装置40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気式三方弁である。   The outlet side of the second throttle 15 is connected to the inlet side of the indoor evaporator 17 and the inlet side of the accumulator 18 via a three-way valve 16. The three-way valve 16 includes a refrigerant flow path that guides the refrigerant flowing out of the second throttle 15 to the indoor evaporator 17, and a refrigerant flow path that guides the refrigerant flowing out of the second throttle 15 to the accumulator 18 bypassing the indoor evaporator 17. It is the refrigerant | coolant flow path switching means which switches. The three-way valve 16 is an electric three-way valve whose operation is controlled by a control voltage output from the electronic control unit 40.

室内蒸発器17は、室内空調ユニット30のケーシング31内の室内凝縮器12よりも空気流れ上流側に配置されている。室内蒸発器17は、冷房運転時に、内部を流通する冷媒と車室内送風空気との熱交換により、冷媒を吸熱させて蒸発させるとともに、その吸熱作用により車室内送風空気を冷却する蒸発器(冷却用熱交換器)である。室内蒸発器17の冷媒出口側には、アキュムレータ18の入口側が接続されている。   The indoor evaporator 17 is disposed upstream of the indoor condenser 12 in the casing 31 of the indoor air conditioning unit 30. The indoor evaporator 17 absorbs and evaporates the refrigerant by heat exchange between the refrigerant circulating in the interior and the air blown into the vehicle interior during the cooling operation, and cools the air blown into the vehicle interior by the heat absorption effect (cooling). Heat exchanger). The inlet side of the accumulator 18 is connected to the refrigerant outlet side of the indoor evaporator 17.

アキュムレータ18は、その内部に流入した冷媒の気液を分離して、サイクル内の余剰冷媒を蓄える気液分離器である。アキュムレータ18の気相冷媒出口には、圧縮機11の吸入側が接続されている。従って、このアキュムレータ18は、圧縮機11に液相冷媒が吸入されてしまうことを抑制して、圧縮機11の液圧縮を防止する機能を果たす。   The accumulator 18 is a gas-liquid separator that separates the gas-liquid refrigerant flowing into the accumulator 18 and stores excess refrigerant in the cycle. The suction side of the compressor 11 is connected to the gas-phase refrigerant outlet of the accumulator 18. Accordingly, the accumulator 18 functions to prevent the compressor 11 from being compressed by suppressing the suction of the liquid phase refrigerant into the compressor 11.

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、温度調整された車室内送風空気を車室内に送風するもので、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12、室内蒸発器17等を収容することによって構成されている。   Next, the indoor air conditioning unit 30 will be described. The indoor air-conditioning unit 30 blows the temperature-adjusted vehicle interior air into the vehicle interior, and is disposed inside the instrument panel (instrument panel) at the foremost portion of the vehicle interior to form a casing 31 thereof. It is comprised by accommodating the air blower 32, the above-mentioned indoor condenser 12, the indoor evaporator 17, etc. in the inside.

ケーシング31は、内部に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にて成形されている。ケーシング31内の車室内送風空気の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 the air blown into the passenger compartment therein, and is formed of a resin having a certain degree of elasticity and excellent in strength. An inside / outside air switching device 33 for switching and introducing vehicle interior air (inside air) and outside air is disposed on the most upstream side of the air flow of the vehicle interior blown air in the casing 31.

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、遠心多翼ファンを電動モータにて駆動する電動送風機であって、電子制御装置40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 with an electric motor, and the number of rotations (air flow rate) is controlled by a control voltage output from the electronic control unit 40.

送風機32の空気流れ下流側には、室内蒸発器17および室内凝縮器12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。また、ケーシング31内には、室内蒸発器17を通過した送風空気を室内凝縮器12を迂回させて流すバイパス通路34が形成されている。   On the downstream side of the air flow of the blower 32, the indoor evaporator 17 and the indoor condenser 12 are arranged in this order with respect to the flow of the air blown into the vehicle interior. Further, a bypass passage 34 is formed in the casing 31 to allow the blown air that has passed through the indoor evaporator 17 to flow around the indoor condenser 12.

さらに、室内蒸発器17の空気流れ下流側であって、かつ、室内凝縮器12の空気流れ上流側には、空気通路切替ドア35が配置されている。空気通路切替ドア35は、室内蒸発器17通過後の送風空気が流れる空気通路として、室内凝縮器12を通過する空気通路と、バイパス通路34とを切り替えるものである。空気通路切替ドア35は、図示しないサーボモータによって駆動され、電子制御装置40から出力される制御信号によって作動が制御される。   Further, an air passage switching door 35 is disposed on the downstream side of the air flow in the indoor evaporator 17 and on the upstream side of the air flow in the indoor condenser 12. The air passage switching door 35 switches an air passage that passes through the indoor condenser 12 and a bypass passage 34 as an air passage through which the blown air after passing through the indoor evaporator 17 flows. The air passage switching door 35 is driven by a servo motor (not shown), and its operation is controlled by a control signal output from the electronic control unit 40.

図示しないが、ケーシング31の空気流れ最下流部には、車室内に設けられた吹出口に連なる開口部が設けられている。室内蒸発器17もしくは室内凝縮器12で温度調節された送風空気は、開口部を介して、吹出口から空調対象空間である車室内へ吹き出される。   Although not shown in the drawings, an opening that is connected to an air outlet provided in the passenger compartment is provided in the most downstream portion of the air flow of the casing 31. The blown air whose temperature has been adjusted by the indoor evaporator 17 or the indoor condenser 12 is blown out from the blowout port into the vehicle interior, which is the air-conditioning target space, through the opening.

また、ヒートポンプサイクル装置10は、室内凝縮器12の出口冷媒(第1絞り13の入口冷媒)の温度、圧力をそれぞれ検出する第1冷媒温度センサ41、冷媒圧力センサ42、室外熱交換器14の出口冷媒(第2絞り15の入口冷媒)の温度を検出する第2冷媒温度センサ43、室外熱交換器14に流入する外気の温度、湿度をそれぞれ検出する外気温度センサ44、外気湿度センサ45等を備えている。各センサ41、42、43、44、45は電子制御装置40の入力側に接続されており、各センサの検出信号が電子制御装置40に入力される。   The heat pump cycle device 10 also includes a first refrigerant temperature sensor 41, a refrigerant pressure sensor 42, and an outdoor heat exchanger 14 that detect the temperature and pressure of the outlet refrigerant of the indoor condenser 12 (inlet refrigerant of the first throttle 13), respectively. A second refrigerant temperature sensor 43 that detects the temperature of the outlet refrigerant (inlet refrigerant of the second throttle 15), an outside air temperature sensor 44 that detects the temperature and humidity of the outside air flowing into the outdoor heat exchanger 14, respectively, an outside air humidity sensor 45, and the like It has. Each sensor 41, 42, 43, 44, 45 is connected to the input side of the electronic control device 40, and a detection signal of each sensor is input to the electronic control device 40.

電子制御装置40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制御対象機器11、13、14a、15、16、32、35等の作動を制御する制御手段である。   The electronic control unit 40 is composed of a known microcomputer including a CPU, ROM, RAM and the like and its peripheral circuits, and performs various calculations and processing based on a control program stored in the ROM, and is connected to the output side. The control means controls the operation of the various control target devices 11, 13, 14a, 15, 16, 32, 35 and the like.

電子制御装置40の入力側には、上記した各センサの他にも、車室内温度Trを検出する内気センサ、外気温度Tamを検出する外気センサ、車室内の日射量Tsを検出する日射センサ、室内蒸発器温度Teを検出する室内蒸発器温度センサ等の種々の制御用センサ群が接続されている。なお、室内蒸発器温度センサは、Teとして、室内蒸発器17のフィン温度もしくは室内蒸発器17通過後の空気温度を検出する。   On the input side of the electronic control unit 40, in addition to the above-described sensors, an inside air sensor that detects the vehicle interior temperature Tr, an outside air sensor that detects the outside air temperature Tam, a solar radiation sensor that detects the amount of solar radiation Ts in the vehicle interior, Various control sensors such as an indoor evaporator temperature sensor for detecting the indoor evaporator temperature Te are connected. The indoor evaporator temperature sensor detects the fin temperature of the indoor evaporator 17 or the air temperature after passing through the indoor evaporator 17 as Te.

さらに、電子制御装置40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操作スイッチからの操作信号が入力される。操作パネルに設けられた各種操作スイッチとしては、エアコンスイッチ、車室内温度を設定する温度設定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 part of the vehicle interior is connected to the input side of the electronic control unit 40, and operation signals from various operation switches provided on the operation panel are input. . As various operation switches provided on the operation panel, an air conditioner switch, a temperature setting switch for setting the passenger compartment temperature, and the like are provided.

次に、電子制御装置40が実行する制御処理について説明する。電子制御装置40は、例えば、操作パネルによって車両用空調装置1の作動開始が要求されてから車両用空調装置1の作動停止が要求されるまで、図4のフローチャートに示す制御処理を繰り返し実行する。図4の各ステップでの処理は、それぞれの機能を実現する手段を構成している。   Next, control processing executed by the electronic control device 40 will be described. For example, the electronic control device 40 repeatedly executes the control process shown in the flowchart of FIG. 4 until the operation stop of the vehicle air conditioner 1 is requested after the operation start of the vehicle air conditioner 1 is requested by the operation panel. . The processing at each step in FIG. 4 constitutes means for realizing each function.

先ず、図4のステップS1において、電子制御装置40は、上述の各センサからの検出信号と、操作パネルの操作信号とを読み込む。   First, in step S1 of FIG. 4, the electronic control unit 40 reads the detection signals from the above-described sensors and the operation signals of the operation panel.

続いて、ステップS2で、ステップS1にて読み込んだ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を決定するとともに、室内蒸発器温度Teの目標温度である目標室内蒸発器温度TEOを決定する。TAOは、温度設定スイッチによって設定された車室内設定温度Tset、内気センサによって検出された車室内温度Tr、外気温度センサによって検出された外気温度Tam、及び、日射センサによって検出された日射量Tsに基づき、所定の算出式から算出される。また、TEOは、TAOに基づいて、予め電子制御装置40に記憶された制御マップを参照して決定される。   Subsequently, in step S2, a target blowing temperature TAO, which is a target temperature of air blown into the vehicle interior, is determined based on the values of the detection signal and the operation signal read in step S1, and the target of the indoor evaporator temperature Te is determined. A target indoor evaporator temperature TEO, which is a temperature, is determined. TAO is the vehicle interior set temperature Tset set by the temperature setting switch, the vehicle interior temperature Tr detected by the internal air sensor, the outdoor air temperature Tam detected by the external air temperature sensor, and the solar radiation amount Ts detected by the solar radiation sensor. Based on a predetermined calculation formula. Also, TEO is determined based on TAO with reference to a control map stored in advance in electronic control device 40.

続いて、ステップS3、S4で運転モードを判定する。   Subsequently, the operation mode is determined in steps S3 and S4.

具体的には、ステップS3で、操作パネルのエアコンスイッチ(A/CSW)がONにされているか否かを判定する。このエアコンスイッチは、室内蒸発器17にて車室内送風空気を冷却するか否かを乗員が設定するためのスイッチである。エアコンスイッチがONではない(NO)と判定された場合には、ステップS12へ進み、運転モードを暖房運転に決定する。一方、エアコンスイッチがONである(YES)と判定された場合には、ステップS4へ進む。   Specifically, in step S3, it is determined whether or not the air conditioner switch (A / CSW) on the operation panel is turned on. This air-conditioner switch is a switch for the occupant to set whether or not the vehicle interior blown air is cooled by the indoor evaporator 17. If it is determined that the air conditioner switch is not ON (NO), the process proceeds to step S12, and the operation mode is determined to be the heating operation. On the other hand, if it is determined that the air conditioner switch is ON (YES), the process proceeds to step S4.

ステップS4では、目標吹出温度TAOと外気温度Tamの差(TAO−Tam)が基準温度αよりも小さいか否かを判定する。このαは例えば0℃である。TAOがTamよりも高く、TAO−Tamがαよりも高い(NO)と判定された場合、暖房要求度が高いため、ステップS12へ進み、運転モードを暖房運転に決定する。一方、TAOがTamよりも低く、TAO−Tamがαよりも低い(YES)と判定された場合、冷房要求度が高いため、ステップS5へ進み、運転モードを冷房運転に決定する。   In step S4, it is determined whether or not the difference (TAO-Tam) between the target blowing temperature TAO and the outside air temperature Tam is smaller than the reference temperature α. This α is, for example, 0 ° C. When it is determined that TAO is higher than Tam and TAO-Tam is higher than α (NO), the heating request degree is high, so the process proceeds to step S12 and the operation mode is determined to be the heating operation. On the other hand, if it is determined that TAO is lower than Tam and TAO-Tam is lower than α (YES), the cooling request degree is high, so the process proceeds to step S5 and the operation mode is determined to be the cooling operation.

そして、ステップS5で運転モードを冷房運転に決定した場合、図2に示す冷房運転が実行されるように、ステップS6〜S10で各制御対象装置の作動状態を決定する。   When the operation mode is determined to be the cooling operation in step S5, the operation state of each control target device is determined in steps S6 to S10 so that the cooling operation illustrated in FIG. 2 is executed.

具体的には、ステップS6で、三方弁16の開方向をB方向に決定する。すなわち、三方弁16での冷媒流れ方向をB方向とするために、三方弁16のB方向用の接続口を開き、A方向用の接続口を閉じる。   Specifically, in step S6, the opening direction of the three-way valve 16 is determined as the B direction. That is, in order to set the refrigerant flow direction in the three-way valve 16 to the B direction, the connection port for the B direction of the three-way valve 16 is opened and the connection port for the A direction is closed.

続いて、ステップS7で、空気通路切替ドア35の位置を、室内凝縮器12の空気通路を全閉とし、バイパス通路34を全開とする位置に決定する。   Subsequently, in step S7, the position of the air passage switching door 35 is determined to be a position where the air passage of the indoor condenser 12 is fully closed and the bypass passage 34 is fully opened.

続いて、ステップS8で、圧縮機11の回転速度を、室内蒸発器温度センサが検出した室内蒸発器温度Teが、目標室内蒸発器温度TEOに近づくように決定する。   Subsequently, in step S8, the rotational speed of the compressor 11 is determined so that the indoor evaporator temperature Te detected by the indoor evaporator temperature sensor approaches the target indoor evaporator temperature TEO.

続いて、ステップS9で、第1絞り13の絞り開度を、全開(固定)に決定する。これは、流路圧損によるサイクル効率悪化を抑制するためである。   Subsequently, in step S9, the opening degree of the first diaphragm 13 is determined to be fully open (fixed). This is to suppress deterioration in cycle efficiency due to flow path pressure loss.

続いて、ステップS10で、第2絞り15の絞り開度を所望の制御開度に決定する。この所望の制御開度は、第2絞り15へ流入する冷媒(第2絞り入口冷媒)の過冷却度SC_coolが、サイクルの成績係数COPを最大値に近づけるように予め定められた目標過冷却度SCO_coolに近づくように設定される絞り開度である。SC_coolは、冷媒圧力センサ42により検出される第2絞り15の入口冷媒圧力に対応する冷媒飽和温度と第2冷媒温度センサ43により検出される第2絞り15の入口冷媒温度との差から算出される。このとき、第1絞り13が全開状態であるため、冷媒圧力センサ42により第2絞り15の入口冷媒圧力を検出することができる。   Subsequently, in step S10, the throttle opening of the second throttle 15 is determined as a desired control opening. This desired control opening degree is determined in advance so that the supercooling degree SC_cool of the refrigerant flowing into the second throttle 15 (second throttle inlet refrigerant) approaches the maximum coefficient of performance COP of the cycle. It is a throttle opening degree set so that it may approach SCO_cool. SC_cool is calculated from the difference between the refrigerant saturation temperature corresponding to the inlet refrigerant pressure of the second throttle 15 detected by the refrigerant pressure sensor 42 and the inlet refrigerant temperature of the second throttle 15 detected by the second refrigerant temperature sensor 43. The At this time, since the first throttle 13 is fully opened, the refrigerant pressure sensor 42 can detect the inlet refrigerant pressure of the second throttle 15.

そして、ステップS11で、上記の如く決定された制御状態が得られるように電子制御装置40から制御対象機器へ制御信号あるいは制御電圧が出力される。   In step S11, a control signal or a control voltage is output from the electronic control unit 40 to the control target device so as to obtain the control state determined as described above.

これにより、冷房運転では、図2中の矢印で示すように、圧縮機11から吐出された冷媒が、室内凝縮器12、第1絞り13(全開開度)、室外熱交換器14、第2絞り15(制御開度)、室内蒸発器17、アキュムレータ18の順に流れて、圧縮機11に戻る冷媒回路が形成される。このとき、空気通路切替ドア35により室内凝縮器12の空気通路を閉塞しているので、室内凝縮器12に流入した冷媒は、実質的に車室内送風空気へ放熱せず、室内凝縮器12から流出する。このため、室内蒸発器17にて冷却された車室内送風空気が、車室内へ吹き出される。   Thereby, in the cooling operation, as indicated by the arrows in FIG. 2, the refrigerant discharged from the compressor 11 is converted into the indoor condenser 12, the first throttle 13 (full opening degree), the outdoor heat exchanger 14, the second A refrigerant circuit is formed in which the throttle 15 (control opening), the indoor evaporator 17, and the accumulator 18 flow in this order and return to the compressor 11. At this time, since the air passage of the indoor condenser 12 is closed by the air passage switching door 35, the refrigerant that has flowed into the indoor condenser 12 does not substantially dissipate heat to the air blown into the vehicle interior. leak. For this reason, the vehicle interior air cooled by the indoor evaporator 17 is blown out into the vehicle interior.

一方、ステップS12で運転モードを暖房運転に決定した場合、図3に示す暖房運転が実行されるように、ステップS13〜Sで各制御対象装置の作動状態を決定する。   On the other hand, when the operation mode is determined to be the heating operation in step S12, the operation state of each control target device is determined in steps S13 to S so that the heating operation illustrated in FIG. 3 is executed.

具体的には、ステップS13で、三方弁16の開方向をA方向に決定する。すなわち、冷媒流れをA方向とするために、三方弁16のB方向の接続口を閉じ、A方向の接続口を開く。   Specifically, in step S13, the opening direction of the three-way valve 16 is determined as the A direction. That is, in order to set the refrigerant flow in the A direction, the connection port in the B direction of the three-way valve 16 is closed and the connection port in the A direction is opened.

続いて、ステップS14で、空気通路切替ドア35の位置を、室内凝縮器12の空気通路を全開とし、バイパス通路34を全閉とする位置に決定する。   Subsequently, in step S14, the position of the air passage switching door 35 is determined to be a position where the air passage of the indoor condenser 12 is fully opened and the bypass passage 34 is fully closed.

続いて、ステップS15で、圧縮機11の回転速度を、室内凝縮器温度Tavが目標吹出温度TAOに近づくように決定する。本実施形態では、Tavとして、冷媒圧力センサ42が検出した室内凝縮器12の出口冷媒の圧力PHに基づいて算出された冷媒飽和温度が用いられる。TavがTAOよりも低い場合、圧縮機11の回転速度を前回決定した回転速度(前回値)よりも高くし、TavがTAOよりも高い場合、圧縮機11の回転速度を前回値よりも低くする。   Subsequently, in step S15, the rotational speed of the compressor 11 is determined so that the indoor condenser temperature Tav approaches the target blowing temperature TAO. In the present embodiment, the refrigerant saturation temperature calculated based on the outlet refrigerant pressure PH of the indoor condenser 12 detected by the refrigerant pressure sensor 42 is used as Tav. When Tav is lower than TAO, the rotational speed of the compressor 11 is made higher than the rotational speed (previous value) determined previously, and when Tav is higher than TAO, the rotational speed of the compressor 11 is made lower than the previous value. .

続いて、ステップS16で、第1絞り13の絞り開度を所望の制御開度に決定する。この所望の制御開度は、第1絞り13へ流入する冷媒の過冷却度SC_hotが、COPを最大値に近づけるように予め定められた目標過冷却度SCO_hotに近づくように設定される絞り開度である。SC_hotは、冷媒圧力センサ42により検出される第1絞り13の入口冷媒圧力に対応する冷媒飽和温度と第1冷媒温度センサ41により検出される第1絞り13の入口冷媒温度との差から算出される。   Subsequently, in step S16, the throttle opening of the first throttle 13 is determined as a desired control opening. This desired control opening is the throttle opening that is set so that the degree of supercooling SC_hot of the refrigerant flowing into the first throttle 13 approaches the target subcooling degree SCO_hot that is set in advance so that COP approaches the maximum value. It is. SC_hot is calculated from the difference between the refrigerant saturation temperature corresponding to the inlet refrigerant pressure of the first throttle 13 detected by the refrigerant pressure sensor 42 and the inlet refrigerant temperature of the first throttle 13 detected by the first refrigerant temperature sensor 41. The

続いて、ステップS17で、第2絞り15の絞り開度を所望の制御開度に決定する。この所望の制御開度とは、室外熱交換器温度Toが、目標室外熱交換器温度TOOとなるように設定される絞り開度である。TOOは、室外熱交換器14が着霜しない温度であり、外気の露点温度Tdpに応じて決定される。   Subsequently, in step S17, the throttle opening of the second throttle 15 is determined as a desired control opening. This desired control opening is a throttle opening that is set so that the outdoor heat exchanger temperature To becomes the target outdoor heat exchanger temperature TOO. TOO is a temperature at which the outdoor heat exchanger 14 does not frost, and is determined according to the dew point temperature Tdp of the outside air.

具体的には、図5に示すように、TOOをTdp以上の温度に設定する。すなわち、TOO[℃]=Tdp[℃](図5中の太線で示す直線上の温度)、または、TOO[℃]=Tdp+Z[℃](図5中の一点鎖線で示す直線上の温度)とする。Zは固定値であり、例えば、Z=1℃である。TOOをTdpよりも低い温度に設定すると、ToがTdpよりも低い温度となって、着霜に起因する凝縮水が室外熱交換器14の表面に付着してしまう(図5中の凝縮水付着領域)。これに対して、TOOをTdp以上の温度に設定すれば、ToがTdp以上の温度となり、室外熱交換器14の表面への凝縮水の付着を防止でき、室外熱交換器14の着霜を防止できる。   Specifically, as shown in FIG. 5, TOO is set to a temperature equal to or higher than Tdp. That is, TOO [° C.] = Tdp [° C.] (temperature on a straight line shown in FIG. 5) or TOO [° C.] = Tdp + Z [° C.] (temperature on a straight line shown in a dashed line in FIG. 5) And Z is a fixed value, for example, Z = 1 ° C. When TOO is set to a temperature lower than Tdp, To becomes a temperature lower than Tdp, and condensed water resulting from frosting adheres to the surface of the outdoor heat exchanger 14 (condensed water adhesion in FIG. 5). region). On the other hand, if TOO is set to a temperature equal to or higher than Tdp, To becomes a temperature equal to or higher than Tdp, and adhesion of condensed water to the surface of the outdoor heat exchanger 14 can be prevented, and frost formation on the outdoor heat exchanger 14 is prevented. Can be prevented.

なお、本実施形態では、Toとして、室外熱交換器14の出口冷媒の温度を検出する第2冷媒温度センサ43の検出温度が用いられる。Tdpは、露点温度検出手段としての外気温度センサ44および外気湿度センサ45が検出した外気温度および外気湿度から算出される。   In this embodiment, the detected temperature of the second refrigerant temperature sensor 43 that detects the temperature of the outlet refrigerant of the outdoor heat exchanger 14 is used as To. Tdp is calculated from the outside air temperature and the outside air humidity detected by the outside air temperature sensor 44 and the outside air humidity sensor 45 as dew point temperature detecting means.

この第2絞り15の絞り開度の決定では、図4に示す制御処理が初めて実行されたときでは、絞り開度(初期値)を全開開度に決定し(初期値=全開開度)、2回目以降の制御処理では、絞り開度を前回の絞り開度(前回値)と絞り開度操作量の和に決定する(絞り開度=前回値+操作量)。   In the determination of the throttle opening of the second throttle 15, when the control process shown in FIG. 4 is executed for the first time, the throttle opening (initial value) is determined to be a full opening (initial value = full opening). In the second and subsequent control processes, the throttle opening is determined to be the sum of the previous throttle opening (previous value) and the throttle opening manipulated variable (throttle opening = previous value + operated amount).

ここで、絞り開度操作量は、図6に示すように決定される。図6の縦軸が絞り開度操作量を示しており、操作量が0よりも大きいときは、絞り開度を拡大させることを意味し、操作量が0よりも小さいときは、絞り開度を縮小させることを意味する。TOO−Toが0よりも大きい場合、すなわち、検出されたToがTOOよりも低い場合、TOO−Toの大きさ(図6中のx1)に応じた開度縮小量(図6中のy1)が絞り開度操作量となる。この場合、第2絞り15の絞り開度が縮小されることで、Toが上昇し、TOOに近づけられる。一方、TOO−Toが0よりも小さい場合、すなわち、ToがTOOを超えた場合、TOO−Toの大きさ(図6中のx2)に応じた開度拡大量(図6中のy2)が絞り開度操作量となる。この場合、第2絞り15の絞り開度が拡大されることで、Toが下降し、TOOに近づけられる。   Here, the aperture opening operation amount is determined as shown in FIG. The vertical axis in FIG. 6 indicates the throttle opening operation amount. When the operation amount is larger than 0, it means that the throttle opening is enlarged, and when the operation amount is smaller than 0, the throttle opening degree is increased. Means to reduce. When TOO-To is larger than 0, that is, when the detected To is lower than TOO, the amount of opening reduction (y1 in FIG. 6) corresponding to the magnitude of TOO-To (x1 in FIG. 6). Is the throttle opening manipulated variable. In this case, the opening degree of the second diaphragm 15 is reduced, so that To increases and approaches the TOO. On the other hand, when TOO-To is smaller than 0, that is, when To exceeds TOO, the opening enlargement amount (y2 in FIG. 6) corresponding to the magnitude of TOO-To (x2 in FIG. 6) is This is the throttle opening manipulated variable. In this case, the opening degree of the second diaphragm 15 is increased, so that To is lowered and brought closer to TOO.

そして、ステップS11で、上記の如く決定された制御状態が得られるように電子制御装置40から制御対象機器へ制御信号あるいは制御電圧が出力される。   In step S11, a control signal or a control voltage is output from the electronic control unit 40 to the control target device so as to obtain the control state determined as described above.

これにより、暖房運転では、図3中の矢印で示すように、圧縮機11から吐出された冷媒が、室内凝縮器12、第1絞り13(制御開度)、室外熱交換器14、第2絞り15(制御開度)、アキュムレータ18の順に流れて、圧縮機11に戻る冷媒回路が形成される。   Thereby, in the heating operation, as indicated by the arrows in FIG. 3, the refrigerant discharged from the compressor 11 is converted into the indoor condenser 12, the first throttle 13 (control opening), the outdoor heat exchanger 14, the second A refrigerant circuit is formed which flows in the order of the throttle 15 (control opening) and the accumulator 18 and returns to the compressor 11.

この暖房運転では、室内蒸発器17には冷媒が流れないので、車室内送風空気は室内蒸発器17で冷却されず、室内蒸発器17を通過した車室内送風空気が室内凝縮器12で加熱されて、車室内に吹き出される。このとき、ステップS15の如く、圧縮機11の冷媒吐出能力が調整されるので、室内凝縮器12が所望の暖房能力を発揮する。   In this heating operation, since the refrigerant does not flow into the indoor evaporator 17, the air blown into the vehicle interior is not cooled by the indoor evaporator 17, and the air blown into the vehicle interior that has passed through the indoor evaporator 17 is heated by the indoor condenser 12. And blown out into the passenger compartment. At this time, since the refrigerant discharge capacity of the compressor 11 is adjusted as in step S15, the indoor condenser 12 exhibits a desired heating capacity.

また、この暖房運転では、室外熱交換器14が室外蒸発器として機能し、外気と冷媒との熱交換により、外気から吸熱して冷媒が蒸発する。このとき、ステップS17の如く、室外熱交換器14の温度が第2絞り15によって調整される。   In this heating operation, the outdoor heat exchanger 14 functions as an outdoor evaporator, and heat is absorbed from the outside air by the heat exchange between the outside air and the refrigerant, so that the refrigerant evaporates. At this time, the temperature of the outdoor heat exchanger 14 is adjusted by the second throttle 15 as in step S17.

ステップS17での説明の通り、第2絞り15は、初期開度が全開に設定されることから、基本的には、絞り開度が全開とされる。しかし、室外熱交換器14の温度Toが露点温度Tdpよりも低いときでは、Tdp以上の目標温度TOOとなるように、絞り開度が縮小される。これにより、室外熱交換器14での冷媒圧力が上昇して、室外熱交換器14の温度ToがTdp以上の温度となる。このようにして、室外熱交換器14は、着霜しない温度とされるので、着霜が防止される。   As described in step S <b> 17, since the initial opening of the second throttle 15 is set to fully open, the throttle opening is basically fully opened. However, when the temperature To of the outdoor heat exchanger 14 is lower than the dew point temperature Tdp, the throttle opening is reduced so that the target temperature TOO is equal to or higher than Tdp. Thereby, the refrigerant | coolant pressure in the outdoor heat exchanger 14 rises, and the temperature To of the outdoor heat exchanger 14 becomes the temperature more than Tdp. Thus, since the outdoor heat exchanger 14 is set to a temperature at which frost formation does not occur, frost formation is prevented.

ここで、本実施形態と比較例1とを比較する。比較例1は、本実施形態のヒートポンプサイクル装置10に対して、暖房運転時に、第2絞り15が減圧作用を発揮しないように、第2絞り15の絞り開度を全開とし、室外熱交換器14の温度Toが着霜しない温度となるように、圧縮機11の回転速度を制御するように変更したものである。この比較例1は、上記した発明が解決しようとする課題の欄に記載の検討例に対応する。   Here, this embodiment and the comparative example 1 are compared. In Comparative Example 1, with respect to the heat pump cycle device 10 of the present embodiment, the opening degree of the second throttle 15 is fully opened so that the second throttle 15 does not exert a pressure reducing action during heating operation, and the outdoor heat exchanger 14 is changed so that the rotational speed of the compressor 11 is controlled so that the temperature To 14 becomes a temperature at which frost formation does not occur. The comparative example 1 corresponds to the examination example described in the column of the problem to be solved by the above-described invention.

この比較例1では、暖房運転時に室外熱交換器14の着霜を抑制するために、圧縮機11の回転速度を調整することによって、室外熱交換器14の温度を着霜を抑制できる温度とするので、室外熱交換器14の吸熱量と圧縮機11の圧縮仕事量が制限されてしまう。このため、室外熱交換器14の温度を着霜を抑制できる温度にしない場合と比較して、室内凝縮器12の暖房能力が著しく低下する。   In this comparative example 1, in order to suppress frost formation of the outdoor heat exchanger 14 during heating operation, the temperature of the outdoor heat exchanger 14 is adjusted to a temperature at which frost formation can be suppressed by adjusting the rotation speed of the compressor 11. Therefore, the heat absorption amount of the outdoor heat exchanger 14 and the compression work amount of the compressor 11 are limited. For this reason, compared with the case where the temperature of the outdoor heat exchanger 14 is not made into the temperature which can suppress frost formation, the heating capability of the indoor condenser 12 falls remarkably.

これに対して、本実施形態では、上記の通り、暖房運転時に、室外熱交換器14の温度が着霜しない温度となるように、第2絞り15の絞り開度を調整するとともに、室内凝縮器12が所望の暖房能力を発揮するように、圧縮機11の回転速度を調整するようにしている。このため、本実施形態では、室外熱交換器14の吸熱量は、比較例1と同様に制限されるが、圧縮機11の圧縮仕事量は、比較例1のような制限を受けない。   In contrast, in the present embodiment, as described above, during the heating operation, the opening degree of the second throttle 15 is adjusted and the indoor condensation is performed so that the temperature of the outdoor heat exchanger 14 becomes a temperature at which frost does not form. The rotation speed of the compressor 11 is adjusted so that the compressor 12 exhibits a desired heating capacity. For this reason, in this embodiment, although the heat absorption amount of the outdoor heat exchanger 14 is restrict | limited similarly to the comparative example 1, the compression work amount of the compressor 11 does not receive a restriction | limiting like the comparative example 1. FIG.

そして、図7に示すように、本実施形態では、目標室外熱交換器温度TOOを本実施形態と同じ温度にしたときの比較例1と比較して、第2絞り15による圧縮機11の吸入圧力低下に伴って、圧縮機11の圧縮仕事量が増大し、圧縮機11の吐出冷媒の比エンタルピが増大するので、室内凝縮器12の暖房能力を向上させることができる。すなわち、本実施形態によれば、比較例1と比較して、室内凝縮器12において、大きな暖房能力を発揮させることができる。   As shown in FIG. 7, in the present embodiment, the suction of the compressor 11 by the second throttle 15 is compared with Comparative Example 1 in which the target outdoor heat exchanger temperature TOO is set to the same temperature as the present embodiment. As the pressure decreases, the amount of compression work of the compressor 11 increases and the specific enthalpy of the refrigerant discharged from the compressor 11 increases, so that the heating capacity of the indoor condenser 12 can be improved. That is, according to this embodiment, compared with the comparative example 1, the indoor condenser 12 can exhibit a large heating capability.

よって、本実施形態によれば、比較例1と比較して、室内凝縮器12の暖房能力の低下を抑制しつつ、室外蒸発器の着霜を抑制できる。   Therefore, according to this embodiment, compared with the comparative example 1, it can suppress the frost formation of an outdoor evaporator, suppressing the fall of the heating capability of the indoor condenser 12. FIG.

また、本実施形態では、暖房運転時に室外熱交換器14の温度が着霜しない温度とするための絞りとして、冷房運転時に減圧手段として用いる第2絞り15を利用している。このため、本実施形態によれば、ヒートポンプサイクルの構成部品の増大を抑制できる。   Moreover, in this embodiment, the 2nd aperture_diaphragm | restriction 15 used as a pressure reduction means at the time of air_conditionaing | cooling operation is utilized as an aperture | diaphragm | squeeze for making the temperature of the outdoor heat exchanger 14 into a temperature which does not frost at the time of heating operation. For this reason, according to this embodiment, the increase in the components of the heat pump cycle can be suppressed.

(第2実施形態)
本実施形態は、第1実施形態に対して暖房運転時における第2絞り15の絞り開度の決定方法を変更したものである。以下、この変更点のみを説明する。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, the method for determining the throttle opening of the second throttle 15 during the heating operation is changed with respect to the first embodiment. Only this change will be described below.

第1実施形態では、図5に示すように、外気の露点温度Tdpの数値に関わらず、常に、目標室外熱交換器温度TOOをTdp以上の温度に設定したのに対して、本実施形態では、図8に示すように、Tdpが0℃未満のとき、TOOをTdp以上の温度に設定し(TOO[℃]=Tdp[℃]またはTOO[℃]=Tdp+Z[℃])、Tdpが0℃以上のとき、TOOを0℃に設定する(TOO[℃]=0[℃])。ここで、Tdpが0℃以上のとき、TOOを0℃に設定するのは、露点温度Tdpが0℃以上、すなわち、水の凝固点以上であれば、室外熱交換器14の表面に凝縮水が付着しても、それが凍結して着霜に至らないからである。   In the first embodiment, as shown in FIG. 5, the target outdoor heat exchanger temperature TOO is always set to a temperature equal to or higher than Tdp regardless of the numerical value of the dew point temperature Tdp of the outside air. 8, when Tdp is less than 0 ° C., TOO is set to a temperature equal to or higher than Tdp (TOO [° C.] = Tdp [° C.] or TOO [° C.] = Tdp + Z [° C.]), and Tdp is 0 When the temperature is higher than or equal to ° C., TOO is set to 0 ° C. (TOO [° C.] = 0 [° C.]). Here, when Tdp is 0 ° C. or higher, the TOO is set to 0 ° C. If the dew point temperature Tdp is 0 ° C. or higher, that is, if it is higher than the freezing point of water, condensed water is formed on the surface of the outdoor heat exchanger 14. Even if it adheres, it freezes and does not lead to frost formation.

したがって、電子制御装置40は、Tdpが0℃未満のとき、室外熱交換器14の温度がTdp以上になるように、第2絞り15の絞り開度を制御し、Tdpが0℃以上のとき、室外熱交換器14の温度が0℃以上となるように、第2絞り15の絞り開度を制御する。このように、本実施形態によれば、Tdpが0℃以上のときにTOOを0℃に設定するので、暖房運転時における室外熱交換器14での冷媒の蒸発温度の制限を必要最小限にとどめることができる。   Therefore, the electronic control unit 40 controls the opening degree of the second throttle 15 so that the temperature of the outdoor heat exchanger 14 is equal to or higher than Tdp when Tdp is lower than 0 ° C., and when Tdp is equal to or higher than 0 ° C. The throttle opening degree of the second throttle 15 is controlled so that the temperature of the outdoor heat exchanger 14 becomes 0 ° C. or higher. Thus, according to the present embodiment, when Tdp is 0 ° C. or higher, TOO is set to 0 ° C., so that the limit of the refrigerant evaporation temperature in the outdoor heat exchanger 14 during heating operation is minimized. You can stay.

(第3実施形態)
図9に示すように、本実施形態のヒートポンプサイクル装置10は、第1実施形態のヒートポンプサイクル装置10の構成に対して、圧縮機11を中間圧ポートを有する圧縮機21に変更するとともに、気液分離器22、第3絞り23、中間圧冷媒流路24等を追加したものである。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 9, the heat pump cycle device 10 of the present embodiment changes the compressor 11 to a compressor 21 having an intermediate pressure port with respect to the configuration of the heat pump cycle device 10 of the first embodiment. A liquid separator 22, a third throttle 23, an intermediate pressure refrigerant flow path 24, and the like are added.

圧縮機21は、冷媒を圧縮する圧縮室と、圧縮した高圧冷媒を吐出する吐出ポート21aと、ヒートポンプサイクルの低圧冷媒を吸入する吸入ポート21bと、ヒートポンプサイクルの中間圧冷媒を導入するための中間圧ポート21cとを有するものである。中間圧ポート21cは、圧縮室と連通しており、ヒートポンプサイクルの中間圧冷媒は、圧縮機21における冷媒の圧縮過程途中の箇所へ流入する。   The compressor 21 includes a compression chamber for compressing refrigerant, a discharge port 21a for discharging compressed high-pressure refrigerant, a suction port 21b for sucking low-pressure refrigerant in the heat pump cycle, and an intermediate for introducing intermediate-pressure refrigerant in the heat pump cycle. And a pressure port 21c. The intermediate pressure port 21 c is in communication with the compression chamber, and the intermediate pressure refrigerant in the heat pump cycle flows into a place in the middle of the refrigerant compression process in the compressor 21.

気液分離器22は、第1絞り13と室外熱交換器14との間に配置されている。気液分離器22は、第1絞り13を通過した冷媒の気液を分離するものであり、遠心分離式のものである。   The gas-liquid separator 22 is disposed between the first throttle 13 and the outdoor heat exchanger 14. The gas-liquid separator 22 is for separating the gas-liquid refrigerant that has passed through the first throttle 13 and is of a centrifugal type.

第3絞り23は、気液分離器22で分離された液相冷媒を減圧する減圧手段である。第3絞り23は、絞り開度が固定された固定絞り機構である。   The third throttle 23 is a decompression unit that decompresses the liquid-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 22. The third aperture 23 is a fixed aperture mechanism with a fixed aperture opening.

中間圧冷媒流路24は、気液分離器22で分離された気相冷媒を、圧縮機21の中間圧ポート21cへ導くための冷媒流路である。   The intermediate pressure refrigerant flow path 24 is a refrigerant flow path for guiding the gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 22 to the intermediate pressure port 21 c of the compressor 21.

また、本実施形態のヒートポンプサイクル装置10は、中間圧冷媒流路24を開閉する第1開閉弁25と、第3絞り23を迂回して冷媒を流す第3絞り迂回流路26と、第3絞り迂回流路26を開閉する第2開閉弁27とを備えている。第1開閉弁25および第2開閉弁27は、それぞれ、電子制御装置40から出力される制御電圧によって、その開閉作動が制御される電磁弁である。   Further, the heat pump cycle device 10 of the present embodiment includes a first on-off valve 25 that opens and closes the intermediate pressure refrigerant flow path 24, a third throttle bypass flow path 26 that flows the refrigerant bypassing the third throttle 23, and a third And a second opening / closing valve 27 for opening and closing the throttle bypass flow path 26. Each of the first on-off valve 25 and the second on-off valve 27 is an electromagnetic valve whose opening / closing operation is controlled by a control voltage output from the electronic control unit 40.

本実施形態では、電子制御装置40は、図10のフローチャートに示す制御処理を実行する。図10に示すフローチャートでは、第1実施形態で説明した図4のフローチャートに対して、ステップS6の後にステップS21が追加されているとともに、ステップS13の後にステップS22が追加され、さらに、ステップS15とステップS17との間に、ステップS23、S24が追加されている。   In the present embodiment, the electronic control device 40 executes the control process shown in the flowchart of FIG. In the flowchart shown in FIG. 10, Step S21 is added after Step S6, Step S22 is added after Step S13, and Step S15 is added to the flowchart of FIG. 4 described in the first embodiment. Steps S23 and S24 are added between step S17.

本実施形態では、ステップS5で運転モードを冷房運転に決定した場合、ステップS6〜S10に加えて、ステップS21を行う。このステップS21では、第1開閉弁25を閉じるともに、第2開閉弁27を開くことを決定する。これにより、中間圧冷媒流路24と第3絞り23に冷媒が流れない状態とされる。   In this embodiment, when the operation mode is determined to be the cooling operation in step S5, step S21 is performed in addition to steps S6 to S10. In step S21, it is determined that the first on-off valve 25 is closed and the second on-off valve 27 is opened. As a result, the refrigerant does not flow through the intermediate pressure refrigerant flow path 24 and the third throttle 23.

そして、ステップS11で、ステップS6、S21、S7〜S10で決定された制御状態が得られるように電子制御装置40から制御対象機器へ制御信号あるいは制御電圧が出力される。これにより、冷房運転時では、第1実施形態の冷房運転時と同じ冷媒回路が形成される。   In step S11, a control signal or a control voltage is output from the electronic control unit 40 to the control target device so that the control state determined in steps S6, S21, and S7 to S10 is obtained. Thereby, during the cooling operation, the same refrigerant circuit as that during the cooling operation of the first embodiment is formed.

また、ステップS12で運転モードを暖房運転に決定した場合、ステップS13〜S17に加えて、ステップS22を行う。このステップS22では、第1開閉弁25を開くとともに、第2開閉弁27を閉じることを決定する。これにより、中間圧冷媒流路24と第3絞り23に冷媒が流れる状態とされる。   When the operation mode is determined to be the heating operation in step S12, step S22 is performed in addition to steps S13 to S17. In step S22, it is determined that the first on-off valve 25 is opened and the second on-off valve 27 is closed. As a result, the refrigerant flows through the intermediate pressure refrigerant flow path 24 and the third throttle 23.

そして、ステップS15の後のステップS23では、圧縮機21の回転速度が最大でありながら、室内凝縮器12の暖房能力が不足しているか否かを判定する。具体的には、圧縮機21の回転速度=MAX、かつ、TAO―Tav>βであるか否かを判定する。TAOは目標吹出温度であり、Tavは室内凝縮器温度であり、βは所定値(例えば、0℃)である。   Then, in step S23 after step S15, it is determined whether or not the heating capacity of the indoor condenser 12 is insufficient while the rotation speed of the compressor 21 is maximum. Specifically, it is determined whether or not the rotational speed of the compressor 21 is MAX and TAO-Tav> β. TAO is the target blowing temperature, Tav is the indoor condenser temperature, and β is a predetermined value (for example, 0 ° C.).

このとき、圧縮機21の回転速度=MAXと暖房能力不足の少なくとも一方を満たさない場合、否定(NO)判定されて、ステップS16に進み、第1実施形態と同様に、第1絞り13の入口冷媒の過冷却度SC_hotが目標過冷却度SCO_hotになるように、第1絞り13の絞り開度を決定する。一方、圧縮機21の回転速度=MAX、かつ、暖房能力不足である場合、肯定(YES)判定されて、ステップS24に進み、TavがTAOに近づくように、第1絞り13の絞り開度を決定する。TavがTAOよりも低い場合、前回の制御処理で決定した絞り開度(前回値)よりも増加させた絞り開度とし、TavがTAOを超えた場合、前回の制御処理で決定した絞り開度(前回値)よりも減少させた絞り開度とする。このように、本実施形態では、暖房能力不足か否かにより、第1絞り13の絞り開度の制御対象を切り替える。   At this time, if at least one of the rotational speed of the compressor 21 = MAX and insufficient heating capacity is not satisfied, a negative (NO) determination is made, the process proceeds to step S16, and the entrance of the first throttle 13 is performed as in the first embodiment. The throttle opening degree of the first throttle 13 is determined so that the supercooling degree SC_hot of the refrigerant becomes the target supercooling degree SCO_hot. On the other hand, if the rotation speed of the compressor 21 is MAX and the heating capacity is insufficient, an affirmative (YES) determination is made, the process proceeds to step S24, and the throttle opening of the first throttle 13 is set so that Tav approaches TAO. decide. If Tav is lower than TAO, the throttle opening is increased from the throttle opening (previous value) determined in the previous control process. If Tav exceeds TAO, the throttle opening determined in the previous control process The throttle opening is smaller than the previous value. Thus, in the present embodiment, the control target of the throttle opening of the first throttle 13 is switched depending on whether the heating capacity is insufficient.

その後、ステップS17では、第1実施形態と同様に、第2絞り15の絞り開度を決定する。なお、第2実施形態と同様に、第2絞り15の絞り開度を決定してもよい。そして、ステップS11で、上記の如く決定された制御状態が得られるように電子制御装置40から制御対象機器へ制御信号あるいは制御電圧が出力される。   Thereafter, in step S17, the aperture of the second aperture 15 is determined as in the first embodiment. Note that, similarly to the second embodiment, the opening degree of the second diaphragm 15 may be determined. In step S11, a control signal or a control voltage is output from the electronic control unit 40 to the control target device so as to obtain the control state determined as described above.

これにより、本実施形態では、暖房運転時に、図11に示すように、ガスインジェクションサイクルが構成される。すなわち、圧縮機21の吐出ポート21aから吐出された高圧の冷媒が、室内凝縮器12で凝縮され、凝縮された高圧の冷媒が第1絞り13により中間圧まで減圧される。第1絞り13から流出した中間圧の冷媒は、気液分離器22にて気相冷媒と液相冷媒に分離される。気液分離器22にて分離された中間圧の液相冷媒は、第3絞り23により低圧まで減圧され、室外熱交換器14にて蒸発され、蒸発した低圧冷媒は第2絞り15により圧縮機21の吸入圧まで減圧され、アキュムレータ18を介して、圧縮機21の吸入ポート21bに吸入される。一方、気液分離器22にて分離された中間圧の気相冷媒は、中間圧冷媒流路24を介して、圧縮機21の中間圧ポート21cに導かれ、圧縮過程途中の冷媒に合流する。   Thereby, in this embodiment, as shown in FIG. 11, a gas injection cycle is comprised at the time of heating operation. That is, the high-pressure refrigerant discharged from the discharge port 21 a of the compressor 21 is condensed by the indoor condenser 12, and the condensed high-pressure refrigerant is reduced to the intermediate pressure by the first throttle 13. The intermediate-pressure refrigerant that has flowed out of the first throttle 13 is separated into a gas-phase refrigerant and a liquid-phase refrigerant by the gas-liquid separator 22. The intermediate-pressure liquid phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 22 is decompressed to a low pressure by the third throttle 23, evaporated by the outdoor heat exchanger 14, and the evaporated low-pressure refrigerant is compressed by the second throttle 15. The pressure is reduced to the suction pressure 21 and is sucked into the suction port 21 b of the compressor 21 through the accumulator 18. On the other hand, the intermediate-pressure gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 22 is guided to the intermediate-pressure port 21c of the compressor 21 via the intermediate-pressure refrigerant flow path 24, and merges with the refrigerant in the middle of the compression process. .

本実施形態によれば、第1実施形態の効果に加えて、次の2つの効果を奏する。   According to this embodiment, in addition to the effect of 1st Embodiment, there exist the following two effects.

第1の効果は、吐出冷媒温度上昇に伴う部品耐熱性向上などの部品変更を不要にできることである。これは、本実施形態では、暖房運転時に、圧縮機21の圧縮過程において、圧縮過程途中の過熱ガスと、中間圧ポート21cからインジェクションされた飽和ガスとが混合されため、圧縮仕事量を増加させるとともに、吐出ポート21aから吐出される冷媒の過度の温度上昇を抑制できるからである。なお、本実施形態では、吸入ポート21bから吸入する冷媒循環量に、インジェクションされた冷媒量が加わって、冷媒流量が増大するので、中間圧の気相冷媒を圧縮機に導入しない場合と比較して、圧縮仕事量を増加させることができる。   The first effect is that it is possible to eliminate the need for component changes such as improvement of component heat resistance accompanying an increase in discharge refrigerant temperature. In this embodiment, during heating operation, in the compression process of the compressor 21, the superheated gas in the middle of the compression process and the saturated gas injected from the intermediate pressure port 21c are mixed, so that the compression work is increased. Moreover, it is because an excessive temperature rise of the refrigerant discharged from the discharge port 21a can be suppressed. In the present embodiment, since the injected refrigerant amount is added to the refrigerant circulation amount sucked from the suction port 21b and the refrigerant flow rate is increased, compared with the case where no intermediate-pressure gas-phase refrigerant is introduced into the compressor. Thus, the compression work can be increased.

第2の効果は、所望の暖房能力が得られない状態の場合、電子制御装置40が、第1絞り13の開度を増加させることにより、暖房能力不足を解消できることである。   The second effect is that, when the desired heating capacity cannot be obtained, the electronic control unit 40 can solve the shortage of the heating capacity by increasing the opening of the first throttle 13.

すなわち、本実施形態では、暖房運転時において、ステップS15、S16の如く、基本的には、所望の暖房能力が発揮されるように圧縮機21の回転速度が制御され、COPが最大となるように、第1絞り13の絞り開度が制御される。   That is, in the present embodiment, during the heating operation, as in steps S15 and S16, basically, the rotational speed of the compressor 21 is controlled so that a desired heating capacity is exhibited, and COP is maximized. In addition, the opening degree of the first throttle 13 is controlled.

そして、ステップS23、S24の如く、圧縮機21の回転速度が最大でありながら、所望の暖房能力が不足した場合では、TavがTAOに近づくように、第1絞り13の開度が増加される。これにより、中間圧ポート21cからインジェクションされる冷媒量が増大し、中間圧から高圧までの圧縮仕事量をさらに増加させることができる。これによって、暖房能力を増加でき、暖房能力不足を解消できる。   Then, as in steps S23 and S24, when the desired heating capacity is insufficient while the rotation speed of the compressor 21 is maximum, the opening of the first throttle 13 is increased so that Tav approaches TAO. . As a result, the amount of refrigerant injected from the intermediate pressure port 21c increases, and the amount of compression work from the intermediate pressure to the high pressure can be further increased. Thereby, the heating capacity can be increased, and the shortage of the heating capacity can be solved.

なお、第1の効果は、本実施形態のような2段膨張サイクルに限らず、中間圧の気相冷媒を圧縮機に導入する構成であれば、1段膨張サイクルや2段圧縮サイクル等の他のヒートポンプサイクル装置においても発揮されるものである。すなわち、本実施形態では、室内凝縮器12から流出した高圧冷媒を蒸発圧力まで2つの絞りで減圧膨張させたが(2段膨張サイクル)、高圧冷媒を蒸発圧力まで1つの絞りで減圧膨張させてもよい(1段膨張サイクル)。また、本実施形態では、中間圧の気相冷媒を、圧縮機の圧縮室に導入して圧縮過程途中の過熱ガスと混合させたが、低段側圧縮部と高段側圧縮部を有する2段圧縮機を用いた場合では、中間圧の気相冷媒を、低段側圧縮部から吐出されたガス冷媒と混合させ、この混合された冷媒を高段側圧縮部に吸入させてもよい(2段圧縮サイクル)。   The first effect is not limited to the two-stage expansion cycle as in the present embodiment, but may be a one-stage expansion cycle, a two-stage compression cycle, or the like as long as the intermediate-pressure gas-phase refrigerant is introduced into the compressor. It is also exhibited in other heat pump cycle devices. That is, in this embodiment, the high-pressure refrigerant flowing out from the indoor condenser 12 is decompressed and expanded with two throttles to the evaporation pressure (two-stage expansion cycle), but the high-pressure refrigerant is decompressed and expanded with one throttle to the evaporation pressure. May be better (one stage expansion cycle). Further, in this embodiment, the intermediate-pressure gas-phase refrigerant is introduced into the compression chamber of the compressor and mixed with the superheated gas in the middle of the compression process, but has a low-stage compression section and a high-stage compression section. In the case of using the stage compressor, the intermediate-pressure gas-phase refrigerant may be mixed with the gas refrigerant discharged from the low-stage compression section, and the mixed refrigerant may be sucked into the high-stage compression section ( Two-stage compression cycle).

(第4実施形態)
図12に示すように、本実施形態のヒートポンプサイクル装置10は、第1実施形態のヒートポンプサイクル装置10の構成に対して、図1中の三方弁16を開閉弁51に変更するとともに、冷房用絞り52を追加したものである。なお、本実施形態は、第2、第3実施形態にも適用可能である。
(Fourth embodiment)
As shown in FIG. 12, the heat pump cycle device 10 of the present embodiment changes the configuration of the heat pump cycle device 10 of the first embodiment from the three-way valve 16 in FIG. A diaphragm 52 is added. This embodiment can also be applied to the second and third embodiments.

開閉弁51は、第2絞り15から流出した冷媒を室内蒸発器17を迂回させてアキュムレータ18に導く冷媒流路に配置されており、この冷媒流路を開閉するものである。開閉弁51は、電子制御装置40から出力される制御電圧によって、その開閉作動が制御される電磁弁である。   The on-off valve 51 is arranged in a refrigerant flow path that guides the refrigerant flowing out from the second throttle 15 to the accumulator 18 by bypassing the indoor evaporator 17 and opens and closes the refrigerant flow path. The opening / closing valve 51 is an electromagnetic valve whose opening / closing operation is controlled by a control voltage output from the electronic control unit 40.

冷房用絞り52は、第2絞り15から流出した冷媒を室内蒸発器17に導く冷媒流路に配置されており、冷房運転時に、この冷媒流路の流路断面積を絞ることによって、室外熱交換器14から流出した冷媒を減圧させる減圧手段である。冷房用絞り52は、第1絞り13と同様の電気式の可変絞り機構であり、暖房運転時に、この冷媒流路を遮断するために、全閉機能を有する。   The cooling throttle 52 is disposed in a refrigerant flow path that guides the refrigerant that has flowed out of the second throttle 15 to the indoor evaporator 17, and the outdoor heat is reduced by reducing the flow sectional area of the refrigerant flow path during cooling operation. It is a decompression means for decompressing the refrigerant flowing out of the exchanger. The cooling throttle 52 is an electric variable throttle mechanism similar to the first throttle 13, and has a fully-closed function in order to block the refrigerant flow path during heating operation.

そして、本実施形態では、第1実施形態で説明した図4に示す制御処理を次のように変更する。   In this embodiment, the control process shown in FIG. 4 described in the first embodiment is changed as follows.

図4のステップS5で運転モードを冷房運転に決定し、ステップS6〜S10で各制御対象装置の作動状態を決定する際において、ステップS6とステップS10を変更する。ステップS6では、開閉弁51を閉じるに決定する。ステップS10では、第2絞り15の絞り開度を全開に決定するとともに、冷房用絞り52の絞り開度を所望の制御開度に決定する。この所望の制御開度は、第1実施形態で説明したステップS10での第2絞り15の絞り開度の決定と同様に、COPを最大値に近づけるための制御開度である。   When the operation mode is determined to be the cooling operation in step S5 of FIG. 4 and the operating state of each control target device is determined in steps S6 to S10, step S6 and step S10 are changed. In step S6, it is determined to close the on-off valve 51. In step S10, the throttle opening of the second throttle 15 is determined to be fully open, and the throttle opening of the cooling throttle 52 is determined to be a desired control opening. This desired control opening is a control opening for bringing the COP close to the maximum value, as in the determination of the opening of the second throttle 15 in step S10 described in the first embodiment.

これにより、冷房運転では、圧縮機11から吐出された冷媒が、室内凝縮器12、第1絞り13(全開開度)、室外熱交換器14、第2絞り15(全開開度)、冷房用絞り52(制御開度)、室内蒸発器17、アキュムレータ18の順に流れて、圧縮機11に戻る冷媒回路が形成される。   Thereby, in the cooling operation, the refrigerant discharged from the compressor 11 is supplied to the indoor condenser 12, the first throttle 13 (fully opened opening), the outdoor heat exchanger 14, the second throttle 15 (fully opened opening), and for cooling. A refrigerant circuit is formed which flows in the order of the throttle 52 (control opening), the indoor evaporator 17, and the accumulator 18 and returns to the compressor 11.

また、図4のステップS12で運転モードを暖房運転に決定し、ステップS13〜S17で各制御対象装置の作動状態を決定する際において、ステップS13を変更する。ステップS13では、開閉弁51を開くに決定するとともに、冷房用絞り52の絞り開度を全閉に決定する。これにより、暖房運転では、第1実施形態の暖房運転時と同じ冷媒回路が形成される。   Further, when the operation mode is determined to be the heating operation in step S12 of FIG. 4 and the operating state of each control target device is determined in steps S13 to S17, step S13 is changed. In step S13, it is determined to open the on-off valve 51, and the throttle opening of the cooling throttle 52 is determined to be fully closed. Thereby, in the heating operation, the same refrigerant circuit as that in the heating operation of the first embodiment is formed.

本実施形態によれば、第1実施形態が奏する効果に加えて、次の効果を奏する。すなわち、本実施形態では、冷房用絞り52が、室外熱交換器14から室内蒸発器17までの冷媒流路のうち第2絞り15よりも室内蒸発器17に近い側に配置されている。このため、冷房運転時に、第2絞り15によって室外熱交換器14から流出した冷媒を減圧して低温低圧冷媒にする場合と比較して、低温低圧冷媒が流れる冷媒流路の長さを短縮化できる。これにより、低温低圧冷媒が冷媒流路を流れる際の外気への熱損失を低減することができる。   According to this embodiment, in addition to the effect which 1st Embodiment has, there exists the following effect. That is, in the present embodiment, the cooling throttle 52 is disposed on the side closer to the indoor evaporator 17 than the second throttle 15 in the refrigerant flow path from the outdoor heat exchanger 14 to the indoor evaporator 17. For this reason, the length of the refrigerant flow path through which the low-temperature and low-pressure refrigerant flows is shortened as compared with the case where the refrigerant flowing out of the outdoor heat exchanger 14 is decompressed by the second throttle 15 during the cooling operation to be a low-temperature and low-pressure refrigerant. it can. Thereby, the heat loss to the outside air when the low-temperature and low-pressure refrigerant flows through the refrigerant flow path can be reduced.

(第5実施形態)
図13に示すように、本実施形態のヒートポンプサイクル装置10は、第1実施形態のヒートポンプサイクル装置10に対して、室内凝縮器12を水冷媒熱交換器61に変更したものである。なお、本実施形態は、第2〜第4実施形態のいずれにも適用可能である。
(Fifth embodiment)
As shown in FIG. 13, the heat pump cycle device 10 of the present embodiment is obtained by changing the indoor condenser 12 to a water refrigerant heat exchanger 61 with respect to the heat pump cycle device 10 of the first embodiment. This embodiment is applicable to any of the second to fourth embodiments.

水冷媒熱交換器61は、圧縮機11から吐出された高圧の吐出冷媒と水とを熱交換させて、吐出冷媒を放熱させるとともに、加熱対象としての水を加熱する放熱器(加熱用熱交換器)であり、ヒータコア62とともに温水回路60を構成する。温水回路60は、冷媒と熱交換した水(温水)を循環させる回路であり、水冷媒熱交換器61とヒータコア62とを配管で環状に接続することで構成されている。ここでいう水としては、例えば、エチレングリコール水溶液が用いられる。   The water-refrigerant heat exchanger 61 exchanges heat between the high-pressure discharged refrigerant discharged from the compressor 11 and water to radiate the discharged refrigerant, and heats the water as a heating target (heating heat exchange). And constitutes the hot water circuit 60 together with the heater core 62. The hot water circuit 60 is a circuit that circulates water (hot water) that has exchanged heat with a refrigerant, and is configured by connecting a water refrigerant heat exchanger 61 and a heater core 62 in a ring shape with piping. As water here, ethylene glycol aqueous solution is used, for example.

ヒータコア62は、室内空調ユニット30のケーシング31内のうち室内蒸発器17よりも空気流れ下流側に配置されている。ヒータコア62は、温水と車室内送風空気とを熱交換させて、車室内送風空気を加熱する加熱用熱交換器である。   The heater core 62 is disposed in the casing 31 of the indoor air conditioning unit 30 on the downstream side of the air flow from the indoor evaporator 17. The heater core 62 is a heating heat exchanger that heats the vehicle interior air by heat exchange between the hot water and the vehicle interior air.

本実施形態では、暖房運転時に、水冷媒熱交換器61で圧縮機11から吐出された高圧の吐出冷媒と水とを熱交換させて、水を加熱して温水とし、ヒータコア62で温水と車室内送風空気とを熱交換させて、車室内送風空気を加熱することで、暖房を行う。   In the present embodiment, during the heating operation, the water refrigerant heat exchanger 61 exchanges heat between the high-pressure discharged refrigerant discharged from the compressor 11 and water to heat the water to warm water, and the heater core 62 warms and Heating is performed by exchanging heat with the indoor blowing air and heating the blowing air inside the vehicle interior.

本実施形態によれば、電気自動車に搭載する室内空調ユニット30として、内燃機関(エンジン)から車両走行用の駆動力を得る車両に搭載され、エンジン冷却水を熱源として車室内送風空気を加熱するヒータコアを備える一般的な室内空調ユニットを、大幅に変更することなく採用できる。   According to the present embodiment, the indoor air conditioning unit 30 mounted on the electric vehicle is mounted on a vehicle that obtains driving force for driving the vehicle from an internal combustion engine (engine), and heats the air blown into the vehicle interior using engine cooling water as a heat source. A general indoor air conditioning unit equipped with a heater core can be employed without significant changes.

(第6実施形態)
図14に示すように、本実施形態では、本発明に係るヒートポンプサイクル装置10を、ヒートポンプ式給湯機2に適用している。本実施形態のヒートポンプサイクル装置10では、冷媒として二酸化炭素を採用しており、高圧冷媒の圧力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る。
(Sixth embodiment)
As shown in FIG. 14, in the present embodiment, the heat pump cycle device 10 according to the present invention is applied to a heat pump hot water heater 2. In the heat pump cycle device 10 of the present embodiment, carbon dioxide is employed as the refrigerant, and a supercritical refrigeration cycle in which the pressure of the high-pressure refrigerant is equal to or higher than the critical pressure of the refrigerant is configured.

本実施形態のヒートポンプサイクル装置10は、圧縮機11と、水冷媒熱交換器71と、第1絞り13と、室外熱交換器14と、第2絞り15と、アキュムレータ18と、電子制御装置40とを備えている。   The heat pump cycle device 10 of the present embodiment includes a compressor 11, a water / refrigerant heat exchanger 71, a first throttle 13, an outdoor heat exchanger 14, a second throttle 15, an accumulator 18, and an electronic control device 40. And.

水冷媒熱交換器71は、給湯タンク72と配管によって接続されており、給湯タンク72内部の給湯水が、水冷媒熱交換器71と給湯タンク72との間を循環するように構成されている。水冷媒熱交換器71は、圧縮機11から吐出された高圧の吐出冷媒と給湯水とを熱交換させて、吐出冷媒を放熱させるとともに、加熱対象としての給湯水を加熱する放熱器(加熱用熱交換器)である。   The water-refrigerant heat exchanger 71 is connected to the hot water supply tank 72 by piping, and hot water in the hot water supply tank 72 is configured to circulate between the water / refrigerant heat exchanger 71 and the hot water supply tank 72. . The water-refrigerant heat exchanger 71 exchanges heat between the high-pressure discharged refrigerant discharged from the compressor 11 and hot water supply to dissipate the discharged refrigerant, and heats the hot water as a heating target (for heating Heat exchanger).

電子制御装置40は、ヒートポンプサイクル装置10の加熱運転時に、第1実施形態の暖房運転時と同様に、圧縮機11の回転速度と、第1絞り13の絞り開度と、第2絞り15の絞り開度とを制御する。これにより、圧縮機11から吐出された冷媒が、水冷媒熱交換器71、第1絞り13(制御開度)、室外熱交換器14、第2絞り15(制御開度)、アキュムレータ18の順に流れて、圧縮機11に戻る冷媒回路が形成される。このとき、水冷媒熱交換器71で給湯水が冷媒と熱交換して加熱される。また、室外熱交換器14で冷媒が外気と熱交換して蒸発する。したがって、本実施形態の室外熱交換器14は室外蒸発器である。   As with the heating operation of the first embodiment, the electronic control unit 40 controls the rotational speed of the compressor 11, the throttle opening of the first throttle 13, and the second throttle 15 during the heating operation of the first embodiment. Control the throttle opening. Thereby, the refrigerant discharged from the compressor 11 is in the order of the water-refrigerant heat exchanger 71, the first throttle 13 (control opening), the outdoor heat exchanger 14, the second throttle 15 (control opening), and the accumulator 18. A refrigerant circuit that flows and returns to the compressor 11 is formed. At this time, hot water is heated by exchanging heat with the refrigerant in the water / refrigerant heat exchanger 71. Further, the refrigerant evaporates by exchanging heat with the outside air in the outdoor heat exchanger 14. Therefore, the outdoor heat exchanger 14 of this embodiment is an outdoor evaporator.

本実施形態においても、水の加熱運転時に、第1実施形態と同様に、圧縮機11の回転速度と、第2絞り15の絞り開度とを制御するので、水冷媒熱交換器71の放熱能力の低下を抑制しつつ、室外熱交換器14の着霜を抑制できる。   Also in the present embodiment, during the water heating operation, the rotational speed of the compressor 11 and the throttle opening of the second throttle 15 are controlled in the same manner as in the first embodiment. The frost formation of the outdoor heat exchanger 14 can be suppressed while suppressing a decrease in capacity.

(他の実施形態)
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、下記のように、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified within the scope described in the claims as follows.

(1)上記各実施形態では、電子制御装置40が、暖房運転時に、室外熱交換器14の温度が着霜しない温度となるように、第2絞り15の絞り開度を制御していたが、着霜を抑制できる温度となるように、第2絞り15の絞り開度を制御してもよい。着霜を抑制できる温度とは、露点温度よりも若干低い温度である。   (1) In each of the embodiments described above, the electronic control unit 40 controls the throttle opening of the second throttle 15 so that the temperature of the outdoor heat exchanger 14 is not frosted during the heating operation. The throttle opening degree of the second throttle 15 may be controlled so as to be a temperature at which frost formation can be suppressed. The temperature at which frost formation can be suppressed is a temperature slightly lower than the dew point temperature.

(2)上記各実施形態では、室外蒸発器14の温度Toを検出する温度検出手段として、第2冷媒温度センサ43を用い、室外蒸発器14の温度Toとして、第2冷媒温度センサ43によって検出された冷媒温度を用いたが、室外蒸発器14の温度Toを検出する温度検出手段として、室外蒸発器14のフィンやチューブの表面温度を検出する温度センサを用いたり、室外蒸発器14の内部冷媒もしくは出口冷媒の圧力を検出する圧力センサを用いたりしてもよい。これらの場合、温度センサの検出温度や、圧力センサの検出圧力から算出した冷媒温度を、室外蒸発器14の温度Toとして用いる。   (2) In each of the above embodiments, the second refrigerant temperature sensor 43 is used as the temperature detecting means for detecting the temperature To of the outdoor evaporator 14, and the temperature To of the outdoor evaporator 14 is detected by the second refrigerant temperature sensor 43. However, as the temperature detecting means for detecting the temperature To of the outdoor evaporator 14, a temperature sensor for detecting the surface temperature of the fins and tubes of the outdoor evaporator 14 or the inside of the outdoor evaporator 14 is used. A pressure sensor that detects the pressure of the refrigerant or the outlet refrigerant may be used. In these cases, the temperature detected by the temperature sensor or the refrigerant temperature calculated from the pressure detected by the pressure sensor is used as the temperature To of the outdoor evaporator 14.

(3)上記各実施形態では、室外蒸発器14の温度Toを検出する温度検出手段を用い、その検出温度Toが、露点温度Tdpに応じて決定された室外蒸発器14の目標温度Tooになるように、電子制御装置40が第2絞りの絞り開度を制御したが、例えば、室外蒸発器14の内部冷媒もしくは出口冷媒の圧力が、露点温度に応じて決定される室外蒸発器14の目標温度に対応する目標圧力値となるように、第2絞りの絞り開度を制御してもよい。要するに、本発明では、室外蒸発器14の温度に関連した物理量を検出する物理量検出手段を用い、その検出値が、露点温度に応じて決定される室外蒸発器14の目標温度に対応する目標値となるように、電子制御装置40が第2絞りの絞り開度を制御すればよい。   (3) In each of the above embodiments, the temperature detecting means for detecting the temperature To of the outdoor evaporator 14 is used, and the detected temperature To becomes the target temperature Too of the outdoor evaporator 14 determined according to the dew point temperature Tdp. As described above, the electronic control unit 40 controls the throttle opening of the second throttle. For example, the target of the outdoor evaporator 14 in which the pressure of the internal refrigerant or the outlet refrigerant of the outdoor evaporator 14 is determined according to the dew point temperature. You may control the opening degree of a 2nd aperture_diaphragm | restriction so that it may become the target pressure value corresponding to temperature. In short, in the present invention, the physical quantity detecting means for detecting the physical quantity related to the temperature of the outdoor evaporator 14 is used, and the detected value corresponds to the target temperature of the outdoor evaporator 14 determined according to the dew point temperature. Thus, the electronic control unit 40 may control the aperture of the second aperture.

(4)上記各実施形態では、室内凝縮器12の温度Tavを検出する温度検出手段として、冷媒圧力センサ42を用い、室内凝縮器12の温度Tavとして、室内凝縮器12の出口冷媒の圧力PHに基づいて算出された冷媒飽和温度を用いたが、室内凝縮器12の温度Tavを検出する温度検出手段として、室内凝縮器12のフィンやチューブの表面温度を検出する温度センサを用いたり、室内凝縮器12の通過後の空気温度を検出する温度センサを用いたりしてもよい。なお、これらの場合、第2絞り15の開度制御に用いる冷媒圧力センサ42とは別に室内凝縮器12の温度Tavを検出する温度センサが必要となる。このため、センサの数を減らすという観点では、第1実施形態のように、室外蒸発器14の温度を検出する温度検出手段として、冷媒圧力センサ42を用いることが好ましい。   (4) In each of the above embodiments, the refrigerant pressure sensor 42 is used as the temperature detecting means for detecting the temperature Tav of the indoor condenser 12, and the outlet refrigerant pressure PH of the indoor condenser 12 is used as the temperature Tav of the indoor condenser 12. Although the refrigerant saturation temperature calculated based on the temperature of the indoor condenser 12 is used as a temperature detecting means for detecting the temperature Tav of the indoor condenser 12, a temperature sensor for detecting the surface temperature of the fins and tubes of the indoor condenser 12 is used. A temperature sensor that detects the air temperature after passing through the condenser 12 may be used. In these cases, a temperature sensor for detecting the temperature Tav of the indoor condenser 12 is required in addition to the refrigerant pressure sensor 42 used for opening control of the second throttle 15. For this reason, from the viewpoint of reducing the number of sensors, it is preferable to use the refrigerant pressure sensor 42 as temperature detecting means for detecting the temperature of the outdoor evaporator 14 as in the first embodiment.

また、上記各実施形態では、室内凝縮器12の温度Tavを検出する温度検出手段を用い、その検出温度Tavが目標吹出温度TAOとなるように、圧縮機11の冷媒吐出能力を制御したが、例えば、室内凝縮器12の内部冷媒もしくは出口冷媒の圧力が、所望の暖房能力に対応する目標圧力値となるように、電子制御装置40が圧縮機11の冷媒吐出能力を制御してもよい。要するに、本発明では、室内凝縮器12における暖房能力に関連した物理量を検出する物理量検出手段を用い、その検出値が、所望の暖房能力に対応する目標値となるように、圧縮機11の冷媒吐出能力を制御すればよい。   Moreover, in each said embodiment, although the temperature detection means which detects the temperature Tav of the indoor condenser 12 was used and the refrigerant | coolant discharge capability of the compressor 11 was controlled so that the detected temperature Tav became the target blowing temperature TAO, For example, the electronic control unit 40 may control the refrigerant discharge capacity of the compressor 11 so that the pressure of the internal refrigerant or the outlet refrigerant of the indoor condenser 12 becomes a target pressure value corresponding to a desired heating capacity. In short, in the present invention, the physical quantity detection means for detecting the physical quantity related to the heating capacity in the indoor condenser 12 is used, and the refrigerant of the compressor 11 is set so that the detected value becomes a target value corresponding to the desired heating capacity. What is necessary is just to control discharge capacity.

(5)上記各実施形態では、圧縮機として電動圧縮機を採用したが、電動圧縮機以外の圧縮機を採用してもよい。例えば、内燃機関を駆動源とする可変容量式の圧縮機を採用してもよい。このような圧縮機を採用する場合としては、ハイブリッド車両に搭載される車両用空調装置において、ヒータコアと室内凝縮器とを併用し、内燃機関の稼働時に室内凝縮器を使用する場合等が挙げられる。   (5) In each of the above embodiments, an electric compressor is employed as the compressor, but a compressor other than the electric compressor may be employed. For example, a variable displacement compressor using an internal combustion engine as a drive source may be employed. Examples of the case where such a compressor is employed include a case where a heater core and an indoor condenser are used in combination in a vehicle air conditioner mounted on a hybrid vehicle, and the indoor condenser is used during operation of the internal combustion engine. .

(6)上記各実施形態では、第2絞り15として、可変絞り機構を採用したが、第2絞り15を冷房運転時の減圧手段として用いない場合であれば、第2絞り15として、固定絞りを採用しても良い。この場合、図15に示すように、第2絞り15を迂回する迂回流路81と、その迂回流路81を開閉する開閉弁82を設ける。そして、暖房運転時や加熱運転時に、開閉弁82を閉じて第2絞り15によって冷媒が減圧されるようにする。また、このときの第2絞り15の絞り開度を、所定条件のときに、室外熱交換器14の温度が着霜を抑制できる温度となる絞り開度にしておくことで、第1実施形態と同様の効果を奏する。なお、第2絞り15として固定絞りを採用する場合では、室外熱交換器14の温度が着霜を抑制できる温度となるように、開閉弁82の開閉状態を断続的に切り替えてもよい。   (6) In each of the above embodiments, a variable throttle mechanism is employed as the second throttle 15. However, if the second throttle 15 is not used as a pressure reducing means during cooling operation, the second throttle 15 may be a fixed throttle. May be adopted. In this case, as shown in FIG. 15, a bypass channel 81 that bypasses the second throttle 15 and an open / close valve 82 that opens and closes the bypass channel 81 are provided. During the heating operation or the heating operation, the on-off valve 82 is closed so that the refrigerant is decompressed by the second throttle 15. Further, the throttle opening degree of the second throttle 15 at this time is set to a throttle opening degree at which the temperature of the outdoor heat exchanger 14 becomes a temperature at which frost formation can be suppressed under a predetermined condition, thereby enabling the first embodiment. Has the same effect as. When a fixed throttle is employed as the second throttle 15, the open / close state of the on-off valve 82 may be switched intermittently so that the temperature of the outdoor heat exchanger 14 becomes a temperature at which frost formation can be suppressed.

(7)上記各実施形態では、露点温度検出手段として外気温度センサ44と外気湿度センサ45とを用いたが、露点温度を直接検出できる露点温度センサを用いてもよい。   (7) In each of the above embodiments, the outside air temperature sensor 44 and the outside air humidity sensor 45 are used as the dew point temperature detecting means. However, a dew point temperature sensor that can directly detect the dew point temperature may be used.

(8)上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。   (8) The above embodiments are not irrelevant to each other, and can be appropriately combined unless the combination is clearly impossible. In each of the above-described embodiments, it is needless to say that elements constituting the embodiment are not necessarily essential unless explicitly stated as essential and clearly considered essential in principle. Yes.

11 圧縮機
12 室内凝縮器(放熱器)
13 第1絞り
14 室外熱交換器(室外蒸発器)
15 第2絞り
40 電子制御装置(制御手段)
21 圧縮機
61 水冷媒熱交換器(放熱器)
71 水冷媒熱交換器(放熱器)
11 Compressor 12 Indoor condenser (heat radiator)
13 First throttle 14 Outdoor heat exchanger (outdoor evaporator)
15 Second aperture 40 Electronic control device (control means)
21 Compressor 61 Water refrigerant heat exchanger (radiator)
71 Water refrigerant heat exchanger (heat radiator)

Claims (4)

吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11、21)と、
前記圧縮機から吐出された冷媒を放熱させて、加熱対象を加熱する放熱器(12、61、71)と、
冷媒流路を絞ることによって、前記放熱器から流出した冷媒を減圧させる第1絞り(13)と、
室外に配置され、外気との熱交換によって、前記第1絞りで減圧された冷媒を蒸発させる室外蒸発器(14)と、
冷媒流路を絞ることによって、前記室外蒸発器から流出した冷媒を減圧させて、前記圧縮機に流入させる第2絞り(15)と
前記第2絞りで減圧された冷媒を、冷媒と冷媒とは異なる流体とを熱交換させる熱交換器を介さずに、前記圧縮機に流入させる冷媒流路とを備え、
前記第2絞りで減圧された冷媒が、前記熱交換器を介さずに、前記圧縮機に流入されるときに、前記第2絞りは、前記室外蒸発器の温度が着霜を抑制できる温度となる絞り開度とされるとともに、前記圧縮機は、前記放熱器が所望の放熱能力を発揮するように、冷媒吐出能力が調整されるようになっていることを特徴とするヒートポンプサイクル装置。
Compressors (11, 21) for compressing and discharging the sucked refrigerant;
A radiator (12, 61, 71) for dissipating the refrigerant discharged from the compressor and heating the object to be heated;
A first throttle (13) for depressurizing the refrigerant flowing out of the radiator by narrowing the refrigerant flow path;
An outdoor evaporator (14) that is disposed outside and evaporates the refrigerant decompressed by the first throttle by heat exchange with the outside air;
A second throttle (15) for depressurizing the refrigerant that has flowed out of the outdoor evaporator to flow into the compressor by narrowing the refrigerant flow path ;
A refrigerant flow path that allows the refrigerant decompressed by the second throttle to flow into the compressor without passing through a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and a fluid different from the refrigerant ,
When the refrigerant decompressed by the second throttle flows into the compressor without passing through the heat exchanger, the second throttle has a temperature at which the temperature of the outdoor evaporator can suppress frost formation. The heat pump cycle device is characterized in that the refrigerant discharge capacity is adjusted so that the compressor exhibits a desired heat radiation capacity.
前記第2絞りは、絞り開度を変化可能に構成されており、
前記圧縮機の冷媒吐出能力および前記第2絞りの絞り開度を制御する制御手段(40)を備え、
前記制御手段は、前記室外蒸発器の温度が着霜を抑制できる温度となるように、前記第2絞りの絞り開度を制御するとともに、前記放熱器が所望の放熱能力を発揮するように、前記圧縮機の冷媒吐出能力を制御するようになっていることを特徴とする請求項1に記載のヒートポンプサイクル装置。
The second throttle is configured to be able to change the throttle opening,
Control means (40) for controlling the refrigerant discharge capacity of the compressor and the throttle opening of the second throttle;
The control means controls the throttle opening of the second throttle so that the temperature of the outdoor evaporator becomes a temperature at which frost formation can be suppressed, and so that the radiator exhibits a desired heat dissipation capability. The heat pump cycle device according to claim 1, wherein the refrigerant discharge capacity of the compressor is controlled.
前記室外蒸発器に流入する外気の露点温度を検出する露点温度検出手段(44、45)と、
前記室外蒸発器の温度を検出する温度検出手段(43)とを備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段が検出した温度(To)が、前記室外蒸発器の着霜を抑制するために、前記露点温度検出手段が検出した露点温度(Tdp)に応じて決定された目標温度(TOO)となるように、前記第2絞りの絞り開度を制御することを特徴とする請求項2に記載のヒートポンプサイクル装置。
Dew point temperature detecting means (44, 45) for detecting the dew point temperature of the outside air flowing into the outdoor evaporator;
Temperature detecting means (43) for detecting the temperature of the outdoor evaporator,
The control means determines the temperature (To) detected by the temperature detecting means according to the dew point temperature (Tdp) detected by the dew point temperature detecting means in order to suppress frost formation of the outdoor evaporator. The heat pump cycle device according to claim 2, wherein a throttle opening degree of the second throttle is controlled so as to be a target temperature (TOO).
前記制御手段は、前記露点温度検出手段が検出した露点温度が水の凝固点よりも低い場合、前記目標温度を前記露点温度以上の温度に設定するとともに、前記露点温度が水の凝固点以上の場合、前記目標温度を水の凝固点に設定することを特徴とする請求項3に記載のヒートポンプサイクル装置。
When the dew point temperature detected by the dew point temperature detecting means is lower than the freezing point of water, the control means sets the target temperature to a temperature equal to or higher than the dew point temperature, and when the dew point temperature is equal to or higher than the freezing point of water, The heat pump cycle device according to claim 3, wherein the target temperature is set to a freezing point of water.
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