JP6191518B2 - Vapor compression refrigeration cycle equipment - Google Patents
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Description
本発明は、空調装置に適用される蒸気圧縮式冷凍サイクル装置に関するものである。 The present invention relates to a vapor compression refrigeration cycle apparatus applied to an air conditioner.
従来、例えば特許文献1のように、空調対象空間の空調を行う空調装置に適用される蒸気圧縮式冷凍サイクル装置が知られている。特許文献1の蒸気圧縮式冷凍サイクル装置は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、空調対象空間へ送風される送風空気と冷媒との間で熱交換させて、その冷媒から放熱させる室内放熱器と、冷媒と外気との間で熱交換させる室外熱交換器と、室内放熱器を通過する前の送風空気と冷媒との間で熱交換させて、その冷媒を蒸発させる室内蒸発器と、室外熱交換器へ流入する冷媒を減圧膨張させる第1膨張弁と、室内蒸発器へ流入する冷媒を減圧膨張させる第2膨張弁とを備えている。
Conventionally, a vapor compression refrigeration cycle apparatus applied to an air conditioner that performs air conditioning of an air-conditioning target space is known, for example, as disclosed in
さらに、蒸気圧縮式冷凍サイクル装置には、室外熱交換器の冷媒出口および圧縮機の冷媒入口の間を開閉する切替弁と、切替弁および室内蒸発器のうち一方を通過した冷媒を気液分離してガス冷媒を圧縮機の冷媒入口に導くためのアキュムレータとが設けられている。 Furthermore, the vapor compression refrigeration cycle apparatus includes a switching valve that opens and closes between the refrigerant outlet of the outdoor heat exchanger and the refrigerant inlet of the compressor, and the refrigerant that has passed through one of the switching valve and the indoor evaporator is gas-liquid separated. And an accumulator for guiding the gas refrigerant to the refrigerant inlet of the compressor.
この蒸気圧縮式冷凍サイクル装置では、暖房モードにおいて、第2膨張弁を閉弁して室外熱交換器の冷媒出口および室内蒸発器の冷媒入口の間を閉じた状態で、圧縮機から吐出された冷媒を、室内放熱器、第1膨張弁、室外熱交換器、切替弁、アキュムレータの順に流して圧縮機に戻すようにする。このため、室内放熱器を通過した空気を冷媒により加熱して、空調対象空間に温風を送風することができる。 In the vapor compression refrigeration cycle apparatus, in the heating mode, the second expansion valve is closed and the refrigerant outlet of the outdoor heat exchanger and the refrigerant inlet of the indoor evaporator are closed and discharged from the compressor. The refrigerant is returned to the compressor by flowing in the order of the indoor radiator, first expansion valve, outdoor heat exchanger, switching valve, and accumulator. For this reason, the air which passed the indoor heat radiator can be heated with a refrigerant | coolant, and a warm air can be blown into the air-conditioning object space.
上記蒸気圧縮式冷凍サイクル装置では、暖房モードにおいて、第2膨張弁を閉弁して室外熱交換器の冷媒出口および室内蒸発器の冷媒入口の間を閉じた状態になる。そして、暖房モードを開始するために第2膨張弁を閉弁した直後には、アキュムレータの冷媒入口側の冷媒圧力よりも室内蒸発器内の冷媒圧力の方が低くなって、アキュムレータの冷媒入口側から室内蒸発器内に冷媒が流れる場合がある。特に、アキュムレータよりも室内蒸発器が低い位置に配置されている場合には、アキュムレータの冷媒入口側から室内蒸発器内に冷媒が流れ易くなる。 In the vapor compression refrigeration cycle apparatus, in the heating mode, the second expansion valve is closed and the space between the refrigerant outlet of the outdoor heat exchanger and the refrigerant inlet of the indoor evaporator is closed. Immediately after closing the second expansion valve to start the heating mode, the refrigerant pressure in the indoor evaporator becomes lower than the refrigerant pressure on the refrigerant inlet side of the accumulator, and the refrigerant inlet side of the accumulator In some cases, the refrigerant flows into the indoor evaporator. In particular, when the indoor evaporator is disposed at a position lower than the accumulator, the refrigerant easily flows from the refrigerant inlet side of the accumulator into the indoor evaporator.
ここで、冷媒には、圧縮機の軸受け、圧縮機構等の機構を潤滑するために、潤滑オイルが含まれている。このため、暖房モードの実施に伴ってアキュムレータの冷媒入口側から室内蒸発器内に流れることにより、室内蒸発器内に潤滑オイルが溜まる場合がある。したがって、圧縮機に本来供給するべき潤滑オイルが不足する恐れがある。 Here, the refrigerant contains lubricating oil in order to lubricate mechanisms such as a compressor bearing and a compression mechanism. For this reason, lubricating oil may accumulate in the indoor evaporator by flowing into the indoor evaporator from the refrigerant inlet side of the accumulator as the heating mode is performed. Therefore, there is a possibility that the lubricating oil that should be supplied to the compressor is insufficient.
本発明は上記点に鑑みて、暖房モードの実施に伴って蒸発器に溜まる潤滑オイルを圧縮機側に戻すようにした蒸気圧縮式冷凍サイクル装置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 vapor compression refrigeration cycle apparatus in which lubricating oil that accumulates in an evaporator as the heating mode is performed is returned to the compressor side.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、潤滑オイルを含む冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)と、空調対象空間へ送風される送風空気と冷媒との間で熱交換させて、冷媒から放熱させる放熱器(12)と、冷媒と外気との間で熱交換させる室外熱交換器(15)と、放熱器を通過する前の送風空気と冷媒との間で熱交換させて冷媒を蒸発させると共に、冷媒を圧縮機の吸入側へ流出させる蒸発器(20)と、放熱器の冷媒出口および室外熱交換器の冷媒入口の間に配置されて、室外熱交換器へ流入する冷媒を減圧膨張させる第1膨張弁(14)と、室外熱交換器の冷媒出口および蒸発器の冷媒入口の間を開閉する開閉弁(19)と、室外熱交換器の冷媒出口および蒸発器の冷媒入口の間を開閉弁によって閉じて、圧縮機から吐出された冷媒を、放熱器、第1膨張弁、室外熱交換器の順に流して圧縮機に戻す暖房モードを一定期間、実施したか否かを判定する判定手段(S110)と、暖房モードを一定期間、実施したと判定手段が判定したときに、室外熱交換器の冷媒出口および蒸発器の冷媒入口の間を開閉弁によって開けて、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器に流して、かつ放熱器の冷媒流れ下流側の冷媒を開閉弁、蒸発器の順に流して圧縮機に戻すオイル戻しモードを実施する制御手段(S120)と、
放熱器の冷媒流れ下流側の冷媒を室外熱交換器をバイパスして開閉弁の入口側に流すためのバイパス通路(22)と、
バイパス通路を開閉する第1切替弁(23)と、を備え、
制御手段は、オイル戻しモードにおいて、圧縮機から吐出された冷媒を、放熱器、第1膨張弁、室外熱交換器の順に流して圧縮機に戻しつつ、第1切替弁によってバイパス通路を開けて、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器、バイパス通路、第1切替弁、開閉弁、蒸発器の順に流して圧縮機に戻すようになっていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the first aspect of the present invention, heat is generated between the compressor (11) that compresses and discharges the refrigerant containing the lubricating oil, and the blown air blown into the air-conditioning target space and the refrigerant. Heat is exchanged between the radiator (12) that is exchanged and dissipates heat from the refrigerant, the outdoor heat exchanger (15) that exchanges heat between the refrigerant and the outside air, and the blown air and refrigerant before passing through the radiator. The outdoor heat exchanger is disposed between the evaporator (20) for evaporating the refrigerant by exchanging the refrigerant and flowing the refrigerant to the suction side of the compressor, and the refrigerant outlet of the radiator and the refrigerant inlet of the outdoor heat exchanger. A first expansion valve (14) that decompresses and expands the refrigerant flowing into the refrigerant, an on-off valve (19) that opens and closes between the refrigerant outlet of the outdoor heat exchanger and the refrigerant inlet of the evaporator, the refrigerant outlet of the outdoor heat exchanger, and Close the space between the refrigerant inlets of the evaporator with an open / close valve. A determination means (S110) for determining whether or not the heating mode in which the discharged refrigerant is flowed in the order of the radiator, the first expansion valve, and the outdoor heat exchanger and returning to the compressor is performed for a certain period, and the heating mode When the determination means determines that it has been carried out for a certain period of time, it opens an opening / closing valve between the refrigerant outlet of the outdoor heat exchanger and the refrigerant inlet of the evaporator, and flows the refrigerant discharged from the compressor to the radiator, And the control means (S120) which implements the oil return mode which returns the refrigerant | coolant of the refrigerant | coolant flow downstream of a radiator to the compressor by flowing in order of an on-off valve and an evaporator,
A bypass passage (22) for allowing the refrigerant on the downstream side of the refrigerant flow of the radiator to bypass the outdoor heat exchanger and flow to the inlet side of the on-off valve;
A first switching valve (23) for opening and closing the bypass passage,
In the oil return mode, the control means opens the bypass passage by the first switching valve while flowing the refrigerant discharged from the compressor in the order of the radiator, the first expansion valve, and the outdoor heat exchanger and returning it to the compressor. The refrigerant discharged from the compressor flows in the order of the radiator, the bypass passage, the first switching valve, the on-off valve, and the evaporator, and is returned to the compressor .
したがって、請求項1に記載の発明によれば、放熱器の冷媒流れ下流側の冷媒を開閉弁、蒸発器の順に流して圧縮機に戻すオイル戻しモードを実施することにより、暖房モードの実施に伴って蒸発器に溜まった潤滑オイルを圧縮機側に戻すことができる。 Therefore, according to the first aspect of the present invention, the heating mode is implemented by performing the oil return mode in which the refrigerant on the downstream side of the refrigerant flow of the radiator flows in the order of the on-off valve and the evaporator and returns to the compressor. Accordingly, the lubricating oil accumulated in the evaporator can be returned to the compressor side.
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ものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
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、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。 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 are given the same reference numerals in the drawings in order to simplify the description.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る車両用空調装置8の概略構成図である。本実施形態では、例えば、図1に示す冷凍サイクル装置10を、ハイブリッド車両や電気自動車の車両用空調装置8に適用している。この冷凍サイクル装置10は、車両用空調装置8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)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
このため、冷凍サイクル装置10は、車室内を冷房する冷房モードの冷媒流路すなわち冷房運転の冷媒流路、車室内を除湿しながら暖房する除湿暖房モードの冷媒流路すなわち除湿運転の冷媒流路、車室内を暖房する暖房モードの冷媒流路すなわち暖房運転の冷媒流路を成立させることができるように構成されている。
Therefore, the
更に、この冷凍サイクル装置10では、後述するように、暖房モードを一定期間実施すると、室内蒸発器20に溜まった潤滑オイルを圧縮機11側に戻すオイル戻しモードを実施することができる。
Further, in the
また、本実施形態の冷凍サイクル装置10では、冷媒として通常のフロン系冷媒が採用されている。冷凍サイクル装置10は、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で構成されている。
冷媒には、圧縮機11の軸受け、圧縮機構等の機構を潤滑するために、潤滑オイルが含まれている。
Further, in the
The refrigerant contains lubricating oil in order to lubricate a mechanism such as a bearing of the
図1に示すように、冷凍サイクル装置10は、圧縮機11、室内凝縮器12、第1膨張弁14、室外熱交換器15、第1切替弁17、第2膨張弁19、室内蒸発器20、アキュムレータ21、第2切替弁23、逆止弁24、定圧弁25、および、電子制御装置40を備えている。
As shown in FIG. 1, the
圧縮機11は、車両のエンジンルーム内に配置されて、冷凍サイクル装置10において冷媒を吸入し、圧縮して吐出する装置である。圧縮機11は、電動機とその電動機により駆動され冷媒を圧縮する圧縮機構とを備え、圧縮機11が冷媒へ与える圧縮動力をその電動機の回転速度に応じて変化させる電動圧縮機である。圧縮機11の圧縮機構としては、例えばスクロール型圧縮機構またはベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構が採用される。
The
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、後述する室内空調ユニット30のケーシング31内に配置されている。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の間で熱交換させて、その吐出冷媒から放熱させる放熱器である。
The inlet side of the
室内凝縮器12の出口側には、室内凝縮器12から流出した冷媒を室外熱交換器15へ導く第1冷媒通路13が接続されている。この第1冷媒通路13には、第1冷媒通路13の通路面積を変更可能に構成された第1膨張弁14が配置されている。
A
具体的には、この第1膨張弁14は、絞り開度を変更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る電気式の可変絞り機構である。従って、第1膨張弁14は、電子制御装置40から出力される制御信号によって、第1膨張弁14の絞り開度を増減する。そして、第1膨張弁14の絞り開度が大きくなるほど、第1冷媒通路13の通路面積は大きくなる。第1膨張弁14は、第1膨張弁14を通過し室外熱交換器15へ流入する冷媒を絞ることによりその冷媒を減圧膨張させる。このため、第1膨張弁14の絞り開度を変えることにより、減圧膨張の割合を変えることができる。また、第1膨張弁14は、第1膨張弁14の全開状態では冷媒を減圧膨張させずに第1冷媒通路13を通過させる。
Specifically, the
第1膨張弁14の出口側には、室外熱交換器15の入口側が接続されている。室外熱交換器15は、その内部を流通する冷媒と送風ファン15aから送風された外気(すなわち、車室外空気)との間で熱交換させるものである。この室外熱交換器15は、後述する暖房モード時等には、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、冷房モード時等には、冷媒を放熱させる放熱器として機能する。
The inlet side of the
室外熱交換器15の出口側には、第2冷媒通路16、および第3冷媒通路18が接続されている。第2冷媒通路16は、室外熱交換器15から流出した冷媒を逆止弁24、第2膨張弁19、および室内蒸発器20をバイパスしてアキュムレータ21の入口側へ導くための冷媒通路である。第3冷媒通路18は、室外熱交換器15から流出した冷媒を逆止弁24および第2膨張弁19を通して室内蒸発器20の入口側へ導くための冷媒通路である。
A
この第2冷媒通路16には、第1切替弁17が配置されている。この第1切替弁17は、第2冷媒通路16を開閉する電磁弁であり、電子制御装置40から出力される制御信号により、その作動が制御される。
A
第3冷媒通路18には、第3冷媒通路18の通路面積を変更可能に構成された第2膨張弁19が配置されている。この第2膨張弁19は、前述の第1膨張弁14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、第2膨張弁19の絞り開度を増減する。具体的には、第2膨張弁19は、その絞り開度に応じて、第2膨張弁19を通過し室内蒸発器20へ流入する冷媒を絞ることにより、その冷媒を減圧膨張させる。また、第2膨張弁19は、第2膨張弁19の全開状態では冷媒を減圧膨張させずに第3冷媒通路18を通過させる一方で、第2膨張弁19の全閉状態では冷媒の流通(すなわち、第3冷媒通路18)を遮断する。
In the third
第2膨張弁19の出口側には、室内蒸発器20の入口側が接続されている。室内蒸発器20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12の車室内送風空気流れ上流側に配置されている。室内蒸発器20は、例えば、冷房モード時および除湿暖房モード時等に冷媒が流通させられる。室内蒸発器20は、その内部を流通する冷媒を、室内凝縮器12通過前の車室内送風空気と熱交換させて蒸発させ、吸熱作用を発揮させることにより車室内送風空気を冷却する蒸発器である。
The inlet side of the
室内蒸発器20の出口側は、定圧弁25を介してアキュムレータ21の入口側に接続されている。その定圧弁25は、その内部の機械的な作動により、定圧弁25を通過する冷媒を減圧する機械式の減圧装置である。具体的に、定圧弁25は、定圧弁25の入口側すなわち室内蒸発器20の出口側における冷媒の圧力を所定値に保持しつつ、言い換えればその冷媒の圧力を一定に保持しつつ、定圧弁25を通過する冷媒を減圧する。なお、定圧弁25は、上記特許文献1に記載の低圧弁と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
The outlet side of the
アキュムレータ21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21の気相冷媒出口には、圧縮機11の吸入口側が接続されている。従って、アキュムレータ21は、圧縮機11に液相冷媒が吸入されることを抑制し、圧縮機11における液圧縮を防止する機能を果たす。
The
また、冷凍サイクル装置10には、第1冷媒通路13において第1膨張弁14の入口側へ至る前の冷媒を第2膨張弁19の入口側へ導くためのバイパス通路22が設けられている。換言すると、このバイパス通路22は、室内凝縮器12から流出した冷媒を、第1膨張弁14および室外熱交換器15を迂回させて第2膨張弁19の入口側へ導く冷媒通路である。このバイパス通路22には、第2切替弁23が配置されている。この第2切替弁23は、バイパス通路22を開閉する電磁弁であり、電子制御装置40から出力される制御信号により、その作動が制御される。
Further, the
さらに、本実施形態では、第3冷媒通路18における室外熱交換器15の出口側とバイパス通路22および第3冷媒通路18の合流部との間に、逆止弁24が配置されている。この逆止弁24は、室外熱交換器15の出口側から第2膨張弁19の入口側への冷媒の流れを許容する一方で、第2膨張弁19の入口側から室外熱交換器15の出口側への冷媒の流れを禁止する。このような構成から、逆止弁24は、バイパス通路22から第3冷媒通路18に合流した冷媒が室外熱交換器15側へ流れることを防止する。
Furthermore, in the present embodiment, a
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、車室内最前部のインストルメントパネルの内側に配置されている。室内空調ユニット30は、その外殻を形成するケーシング31内に、送風機32、上述の室内凝縮器12、および室内蒸発器20等を収容したものである。
Next, the indoor
ケーシング31は、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内の送風空気流れ最上流側には、外気と車室内の空気である内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
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
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を介して導入された空気を車室内に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は例えば電動のシロッコファンであり、送風機32の送風量が、電子制御装置40から出力される制御信号によって制御される。
A
送風機32の空気流れ下流側には、室内蒸発器20、および室内凝縮器12が、車室内送風空気の流れに沿って、この順に配置されている。換言すると、室内蒸発器20は、室内凝縮器12に対して、車室内送風空気流れの上流側に配置されている。
On the downstream side of the air flow of the
ここで、ケーシング31内には、室内蒸発器20を通過した空気を室内凝縮器12を迂回させて流す冷風バイパス通路35が形成されている。室内蒸発器20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、エアミックスドア36が配置されている。エアミックスドア36は、室内凝縮器12の空気通路および冷風バイパス通路35のうち一方を開閉する。
Here, in the
また、室内凝縮器12の空気流れ下流側および冷風バイパス通路35の空気流れ下流側には、室内凝縮器12を通過した空気と冷風バイパス通路35を通過した空気とを混合させる混合空間が設けられている。更に、ケーシング31の送風空気流れ最下流側には、車室内へ空気を吹き出す吹出口が設けられており、混合空間にて混合された空調風は、この吹出口から車室内へ吹き出される。なお、エアミックスドア36は、電子制御装置40から出力される制御信号によって作動する不図示のサーボモータによって駆動される。
Further, on the downstream side of the air flow of the
また、冷凍サイクル装置10は、図1に示すように、第1温度センサ42、第1圧力センサ44、第2温度センサ46、第3温度センサ48、第4温度センサ50、及び、外気温度センサ52を備えている。
As shown in FIG. 1, the
第1温度センサ42は、第1冷媒通路13において室内凝縮器12と第1膨張弁14との間に設けられており、室内凝縮器12から流出した冷媒の温度を検出する。第1圧力センサ44は、第1温度センサ42と同じ箇所に配置されており、室内凝縮器12から流出した冷媒の圧力を検出する。
The
第2温度センサ46は、室外熱交換器15の冷媒出口に設けられており、室外熱交換器15から流出した冷媒の温度を検出する。
The
第3温度センサ48は、室内空調ユニット30のケーシング31内において室内蒸発器20に対し空気流れ下流側直後に設けられ、室内蒸発器20から吹き出された車室内送風空気の温度Teすなわち蒸発器吹出温度Teを検出する。
The
第4温度センサ50は、室内蒸発器20から定圧弁25に至る冷媒流路に設けられ、室内蒸発器20から流出した冷媒の温度を検出する。
The
外気温度センサ52は車室外に設けられ、外気温度Tamを検出する。
The outside
電子制御装置40は、CPU、ROM、RAM等からなる周知のマイクロコンピュータとその周辺回路とから構成されており、ROM等に予め記憶されたコンピュータプログラムに従って種々の制御処理を実行する。
The
また、図1に示すように、電子制御装置40には、例えば、上述した各センサ42、44、46、48、50、52から、検出値を表す検出信号が逐次入力される。また、電子制御装置40には、車室内温度Trを検出する内気センサ、車室内の日射量Tsを検出する日射センサ、圧縮機11から吐出された冷媒の温度Tdを検出する吐出温度センサ、および、室内空調ユニット30から車室内へ吹き出される空気の吹出温度TAVを検出する吹出温度センサ等の種々の空調制御用のセンサ群から、検出値を表す検出信号が逐次入力される。
Further, as shown in FIG. 1, detection signals representing detection values are sequentially input to the
更に、電子制御装置40には、インストルメントパネルに配置された不図示の操作パネルが接続されており、そ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。この操作パネルに設けられた各種操作スイッチとしては、具体的に、室内空調ユニット30にて車室内送風空気の冷却を行うか否かを設定するエアコンスイッチ、車室内の設定温度を設定する温度設定スイッチ等が設けられている。
Furthermore, an operation panel (not shown) arranged on the instrument panel is connected to the
次に、本実施形態の作動について説明する。まず、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に基づいて、車室内へ吹き出す空気の吹出温度TAVに対する目標値である目標吹出温度TAOを決定する。例えば、その目標吹出温度TAOは、前述の特許文献1に開示された第1実施形態と同様に、操作パネル内の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52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。そして、電子制御装置40は、各センサからの検出信号と、操作パネルの操作信号とに基づいて、冷房モード、暖房モード、第1除湿暖房モード、および第2除湿暖房モードのうち実施すべき1つのモードを決定し、この決定したモードを目標吹出温度TAOに基づいて実行する。冷房モード、暖房モード、第1除湿暖房モード、および第2除湿暖房モードは、前述の特許文献1に開示されたものと同様であるため、以下、各モードの概略を説明する。
(冷房モード)
冷房モードでは、電子制御装置40は、図1に示す第1切替弁17により第2冷媒通路16を遮断すると共に、第2切替弁23によりバイパス通路22を遮断する。また、第1膨張弁14を全開状態とする。これにより、電子制御装置40は、図1の白抜矢印で示すように、圧縮機11から吐出された冷媒が、室内凝縮器12、第1膨張弁14、室外熱交換器15、逆止弁24、第2膨張弁19、室内蒸発器20、定圧弁25、アキュムレータ21の順に流れて圧縮機11に戻る冷房循環経路を成立させる。
Next, the operation of this embodiment will be described. First, the
(Cooling mode)
In the cooling mode, the
また、電子制御装置40は、エアミックスドア36により室内凝縮器12の空気通路を閉塞し、それにより、室内蒸発器20を通過後の送風空気の全流量が冷風バイパス通路35へ流れることになる。
In addition, the
また、冷房モードでは、電子制御装置40は、目標吹出温度TAOに基づいて、予め電子制御装置40に記憶させた制御マップを参照して、室内蒸発器20から吹出される空気温度の目標値である目標蒸発器吹出温度TEOを決定する。そして、目標蒸発器吹出温度TEOと第3温度センサ48によって検出される蒸発器吹出温度Teとの偏差に基づいて、車室内への吹出温度TAVが目標吹出温度TAOへ近付くように、圧縮機11の回転速度を制御する。
In the cooling mode, the
また、電子制御装置40は、第2膨張弁19へ流入する冷媒の過冷却度が、サイクルの成績係数(以下、COPという)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に近づくように、第2膨張弁19の絞り開度を制御する。その第2膨張弁19へ流入する冷媒の過冷却度は、例えば、第2温度センサ46により検出される室外熱交換器15の出口の冷媒温度と、第1圧力センサ44により検出される室外熱交換器15の出口の冷媒圧力とから算出される。このとき、第1膨張弁14が全開状態であるため、室内凝縮器12の出口に設けられている第1圧力センサ44により室外熱交換器15の出口の冷媒の圧力を検出することができる。
Further, the
以上のように、冷房モードでは、エアミックスドア36により室内凝縮器12空気通路を閉塞しているので、室内蒸発器20にて冷却された車室内送風空気を冷風バイパス通路35を通して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の冷房を実現することができる。
As described above, in the cooling mode, since the air passage of the
(第1除湿暖房モード)
第1除湿暖房モードでは、電子制御装置40は、図1に示す第1切替弁17により第2冷媒通路16を遮断すると共に、第2切替弁23によりバイパス通路22を遮断する。また、第1膨張弁14と第2膨張弁19とをそれぞれ絞り状態または全開状態とする。これにより、電子制御装置40は、図1の白抜横線矢印で示すように、圧縮機11から吐出された冷媒が、室内凝縮器12、第1膨張弁14、室外熱交換器15、逆止弁24、第2膨張弁19、室内蒸発器20、定圧弁25、アキュムレータ21の順に流れて圧縮機11に戻る第1循環経路を成立させる。この第1循環経路では、冷媒流れにおいて室外熱交換器15と室内蒸発器20とが直列に接続されることとなる。第1循環経路は、前述の冷房循環経路と同じ経路である。
(First dehumidifying heating mode)
In the first dehumidifying and heating mode, the
また、第1除湿暖房モードでは、電子制御装置40は、圧縮機11の回転速度を冷房モードと同様に制御する。また、電子制御装置40は、エアミックスドア36により冷風バイパス通路35を閉塞し、それにより、室内蒸発器20を通過後の送風空気の全流量が室内凝縮器12の空気通路を通過するようにする。
Moreover, in the 1st dehumidification heating mode, the
また、電子制御装置40は、第1膨張弁14の絞り開度および第2膨張弁19の絞り開度を目標吹出温度TAOに応じて変更する。具体的に、電子制御装置40は、目標吹出温度TAOの上昇に伴って、第1膨張弁14にて第1冷媒通路13の通路面積を減少させるとともに、第2膨張弁19にて第3冷媒通路18の通路面積を増大させる。これにより、第1除湿暖房モードでの室外熱交換器15は、蒸発器として機能する場合もあれば凝縮器として機能する場合もある。
Further, the
(第2除湿暖房モード)
第2除湿暖房モードでは、電子制御装置40は、図1に示す第1切替弁17を開状態として第2冷媒通路16を開けると共に、第2切替弁23も開状態としてバイパス通路22を開ける。また、第1膨張弁14と第2膨張弁19とをそれぞれ絞り状態とする。これにより、電子制御装置40は、図1の白抜斜線矢印で示す第2循環経路を成立させる。
(Second dehumidifying heating mode)
In the second dehumidifying and heating mode, the
その第2循環経路とは、圧縮機11から吐出された冷媒が室内凝縮器12へ流れ、その室内凝縮器12から第1膨張弁14、室外熱交換器15、第1切替弁17、アキュムレータ21の順に流れると共に室内凝縮器12から第2切替弁23、第2膨張弁19、室内蒸発器20、定圧弁25、アキュムレータ21の順に流れ、更に、アキュムレータ21で合流した冷媒がアキュムレータ21から圧縮機11に戻る経路である。すなわち、第2循環経路では、冷媒流れにおいて室外熱交換器15と室内蒸発器20とが並列に接続されることとなる。
The second circulation path is that the refrigerant discharged from the
上記第2循環経路で冷媒が循環すると、逆止弁24の作用により、バイパス通路22から室外熱交換器15の出口側へ冷媒が逆流しない。また、定圧弁25の作用により、室内蒸発器20内の冷媒圧力は室外熱交換器15内の冷媒圧力よりも高く維持される。
When the refrigerant circulates in the second circulation path, the refrigerant does not flow back from the
また、第2除湿暖房モードでは、電子制御装置40は、車室内への吹出温度TAVが目標吹出温度TAOへ近付くように、圧縮機11の回転速度を制御し、エアミックスドア36により冷風バイパス通路35を閉塞する。
In the second dehumidifying and heating mode, the
また、電子制御装置40は、第1膨張弁14の絞り開度と第2膨張弁19の絞り開度とがそれぞれ予め定めた第2除湿暖房モード用の所定開度となるように、それぞれの絞り開度を調節する電動アクチュエータを制御する。
Further, the
以上のように、第2除湿暖房モードでは、第1除湿暖房モードとは異なり、冷媒流れに対して室外熱交換器15と室内蒸発器20とが並列接続される冷媒流路となるので、室内蒸発器20への冷媒流量を減少させることができる。従って、室内蒸発器20における冷媒の吸熱量を減少させることができ、第1除湿暖房モードよりも、室内蒸発器20にて除湿された車室内送風空気を室内凝縮器12にて高温域で温度調整することができる。
As described above, in the second dehumidifying and heating mode, unlike the first dehumidifying and heating mode, the
(暖房モード)
暖房モードでは、電子制御装置40は、図1に示す第1切替弁17を開状態として第2冷媒通路16を開ける一方で、第2切替弁23によりバイパス通路22を遮断する。更に、第2膨張弁19を全閉状態とし、それにより室内蒸発器20への冷媒の流入を阻止する。そして、第1膨張弁14を絞り状態とする。これにより、電子制御装置40は、図1の黒塗矢印で示すように、圧縮機11から吐出された冷媒が、室内凝縮器12、第1膨張弁14、室外熱交換器15、第1切替弁17、アキュムレータ21の順に流れて圧縮機11に戻る暖房循環経路を成立させる。この暖房循環経路では、室外熱交換器15は蒸発器として機能する。
(Heating mode)
In the heating mode, the
また、暖房モードでは、電子制御装置40は、第2除湿暖房モードと同様に、車室内への吹出温度TAVが目標吹出温度TAOへ近付くように、圧縮機11の回転速度を制御し、エアミックスドア36により冷風バイパス通路35を閉塞する。
Further, in the heating mode, the
また、電子制御装置40は、第1膨張弁14へ流入する冷媒の過冷却度が、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に近づくように、第1膨張弁14の絞り開度を制御する。その第1膨張弁14へ流入する冷媒の過冷却度は、例えば、第1温度センサ42により検出される室内凝縮器12の出口の冷媒温度と、第1圧力センサ44により検出される室内凝縮器12の出口の冷媒圧力とから算出される。
In addition, the
以上のように、暖房モードでは、室内凝縮器12にて圧縮機11から吐出された高圧冷媒の有する熱を車室内送風空気に放熱させて、加熱された車室内送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の暖房を実現することができる。
As described above, in the heating mode, the heat of the high-pressure refrigerant discharged from the
このような暖房モードを開始するために、第2膨張弁19を閉弁した直後には、アキュムレータ21の冷媒入口側の冷媒圧力よりも室内蒸発器20内の冷媒圧力の方が低くなる場合がある。この場合、アキュムレータ21の冷媒入口側から冷媒が定圧弁25を通して室内蒸発器20内に流れることがある。このため、室内蒸発器20内に潤滑オイルが溜まる場合がある。特に、アキュムレータ21よりも室内蒸発器20が低い位置に配置されている場合には、アキュムレータ21の冷媒入口側から室内蒸発器20内に冷媒が流れ易くなる。
In order to start such a heating mode, immediately after the
そこで、本実施形態では、電子制御装置40は、暖房モードを一定期間(例えば、1時間)以上継続して実施すると、室内蒸発器20内に溜まった潤滑オイルを圧縮機11側に戻すためのオイル戻しモードを実施する。
Therefore, in the present embodiment, the
具体的には、電子制御装置40は、ステップ100において暖房モードを実施中か否かを判定する。そして、暖房モードを実施中であるとしてステップ100でYESと判定すると、暖房モードを実施した実施期間が一定期間以上であるか否かを判定する(ステップ110)。暖房モードを実施した実施期間が一定期間以上であるときには、ステップ110でYESと判定する。これに伴い、オイル戻しモードを一定期間Δt実施する(ステップ120)。その後、暖房モードや冷房モードなどの通常モードを実施する(ステップ130)。
Specifically, the
ここで、暖房モードの実施期間は、暖房モードを実施した期間を累積した累積時間である。本実施形態では、暖房モードの実施期間は、カウンタkaによりカウントされるものである。そして、カウンタkaのカウント値(すなわち、累積時間)を一定期間の間、カウントする毎に、カウンタkaのカウント値をリセットしつつ、オイル戻しモードが実施する。つまり、暖房モードを一定期間実施する毎に、オイル戻しモードが実施されることになる。以下、オイル戻しモードの詳細について説明する。 Here, the implementation period of the heating mode is an accumulated time obtained by accumulating the periods in which the heating mode is implemented. In this embodiment, the implementation period of heating mode is counted by the counter ka. Then, every time the count value (that is, the accumulated time) of the counter ka is counted for a certain period, the oil return mode is performed while resetting the count value of the counter ka. That is, every time the heating mode is performed for a certain period, the oil return mode is performed. Details of the oil return mode will be described below.
(オイル戻しモード)
オイル戻しモードでは、電子制御装置40は、図1に示す第1切替弁17を開状態として第2冷媒通路16を開ける。また、第1膨張弁14の絞り開度を所定開度として第1膨張弁14を絞り状態とする。これにより、電子制御装置40は、図3の黒塗り矢印で示すように、圧縮機11から吐出された冷媒が、室内凝縮器12、第1膨張弁14、室外熱交換器15、第1切替弁17、アキュムレータ21の順に流れて圧縮機11に戻る第1オイル戻し経路を成立させる。この第1オイル戻し経路では、室外熱交換器15は蒸発器として機能する。
(Oil return mode)
In the oil return mode, the
また、オイル戻しモードでは、電子制御装置40は、暖房モードと同様に、車室内への吹出温度TAVが目標吹出温度TAOへ近付くように、圧縮機11の回転速度を制御する。また、電子制御装置40は、第1膨張弁14へ流入する冷媒の過冷却度が、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に近づくように、第1膨張弁14の絞り開度を制御する。
Further, in the oil return mode, the
このようなオイル戻しモードでは、室内凝縮器12にて圧縮機11から吐出された高圧冷媒の有する熱を車室内送風空気に放熱させて、加熱された車室内送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の暖房を実現することができる。
In such an oil return mode, the heat of the high-pressure refrigerant discharged from the
また、オイル戻しモードでは、電子制御装置40は、暖房モードと同様に、車室内への吹出温度TAVが目標吹出温度TAOへ近付くように、圧縮機11の回転速度を制御して、エアミックスドア36により冷風バイパス通路35を閉塞する。
Further, in the oil return mode, the
さらに、電子制御装置40は、図2のステップ110でYESと判定すると、次のように、第2切替弁23および第2膨張弁19の絞り開度をそれぞれ制御する。以下、ステップ110でYESと判定したタイミングをタイミングtaとする。
Furthermore, if the
すなわち、電子制御装置40は、タイミングtaから一定期間(図4中オイル戻し運転時間と記す)Δtに亘って第2切替弁23によりバイパス通路22を開ける。その後、タイミングtaから一定期間Δtが経過したタイミングtbになると、第2切替弁23によりバイパス通路22を閉じる。
That is, the
さらに、電子制御装置40は、タイミングtaにおいて、第2膨張弁19の絞り開度を所定開度Kaまで徐々に増大させて、その後、絞り開度が所定開度Kaに到達すると絞り開度を所定開度Kaに維持する。その後、所定期間経過してタイミングtbに到達すると、第2膨張弁19の絞り開度を所定開度Kaから徐々に小さくする。
Further, the
このような第2切替弁23および第2膨張弁19の制御により、室内凝縮器12の冷媒出口から流れ出た冷媒のうち一部は、バイパス通路22、第2切替弁23、第2膨張弁19、室内蒸発器20、定圧弁25、アキュムレータ21の順に流れて圧縮機11に戻すための第2オイル戻し経路を成立させる。これに伴い、暖房モードの実施に伴って室内蒸発器20に溜まった潤滑オイルを圧縮機側に戻すことができる。
Due to the control of the
図4においては、第2切替弁23および第2膨張弁19の制御により潤滑オイルの循環率が上昇することが示されている。潤滑オイルの循環率とは、冷凍サイクル装置10に使用される潤滑オイルの全体量のうち、実際に循環している潤滑オイル量が占める比率を百分率(%)で示す値である。
In FIG. 4, it is shown that the circulation rate of the lubricating oil is increased by the control of the
ここで、第2膨張弁19の絞り開度を増大すると、室内蒸発器20を通過する冷媒流量が増える。このため、室内凝縮器12を通過して車室内へ吹き出される吹出温度が低下して空調フィーリングが低下する恐れがある。
Here, when the throttle opening degree of the
一方、第2膨張弁19の絞り開度を小さくすると、室内蒸発器20を通過する冷媒流量が減り、室内凝縮器12から圧縮機11側に戻る潤滑オイル量が減る恐れがある。
On the other hand, when the throttle opening of the
そこで、本実施形態では、吹出温度変動による空調フィーリングの低下を抑えつつ、圧縮機11側に潤滑オイルを戻すことが可能である最低冷媒流量以上を確保するように、第2膨張弁19の絞り開度としての所定開度Kaが設定されている(図5参照)。
Therefore, in the present embodiment, the
また、オイル戻し運転時間Δtを長くすると、室内蒸発器20を通過する冷媒流量が増える時間が長くなり、室内蒸発器20から車室内へ吹き出される吹出温度が低下して空調フィーリングが低下する恐れがある。一方、オイル戻し運転時間Δtを短くすると、室内蒸発器20から圧縮機11側に戻る潤滑オイル量が減る恐れがある。
Further, when the oil return operation time Δt is lengthened, the time for increasing the flow rate of the refrigerant passing through the
そこで、本実施形態では、吹出温度変動による空調フィーリングの低下を抑えつつ、圧縮機11側に潤滑オイルが戻る最低冷媒流量以上を確保するように、オイル戻し運転時間Δtが設定されている(図5参照)。
Therefore, in the present embodiment, the oil return operation time Δt is set so as to ensure a minimum refrigerant flow rate at which the lubricating oil returns to the
以上説明した本実施形態によれば、冷凍サイクル装置10は、潤滑オイルを含む冷媒を圧縮して吐出する圧縮機11と、車室内へ送風される送風空気と冷媒との間で熱交換させて、冷媒から放熱させる室内凝縮器12と、冷媒と外気との間で熱交換させる室外熱交換器15とを備える。冷凍サイクル装置10は、室内凝縮器12を通過する前の送風空気と冷媒との間で熱交換させて冷媒を蒸発させると共に、冷媒を圧縮機11の吸入側へ流出させる室内蒸発器20と、室外熱交換器15へ流入する冷媒を減圧膨張させる第1膨張弁14と、室内蒸発器20へ流入する冷媒を減圧膨張させる第2膨張弁19とを備える。
According to the present embodiment described above, the
電子制御装置40は、暖房モードを一定期間実施したとしてステップ110でYESと判定したときに、圧縮機11から吐出された冷媒を室内凝縮器12、第2膨張弁19、室内蒸発器20の順に流して圧縮機11に戻すオイル戻しモードを実施する(ステップ120)。
When the
したがって、暖房モードを一定期間実施した後に、室内凝縮器12からバイパス通路22、第2膨張弁19、室内蒸発器20、圧縮機11の順に冷媒を流すことにより、暖房モードの実施に伴って室内蒸発器20に溜まった潤滑オイルを圧縮機側に戻すことができる。
Therefore, after carrying out the heating mode for a certain period, the refrigerant flows in the order from the
さらに、本実施形態では、定圧弁25を室内蒸発器20の出口側に配置することにより、室内蒸発器20の出口側における冷媒圧力を所定値に保持することができる。これにより、室内蒸発器20におけるフロストを未然に防ぐことができる。
Furthermore, in this embodiment, the refrigerant pressure on the outlet side of the
本実施形態では、オイル戻し運転時間Δtおよび所定開度Ka(第2膨張弁19の絞り開度)は、上述の如く、空調フィーリングや圧縮機11側に戻る潤滑オイル量を加味して決められている。このため、オイル戻しモードによって、空調フィーリングを損ねることなく、冷凍サイクル装置10の潤滑オイルの循環率を確保することができる。
In the present embodiment, the oil return operation time Δt and the predetermined opening degree Ka (throttle opening degree of the second expansion valve 19) are determined in consideration of the air conditioning feeling and the amount of lubricating oil returning to the
(第2実施形態)
上記第1実施形態では、オイル戻しモードにおいて、バイパス通路22を通過した冷媒を第2膨張弁19を通して室内蒸発器20に流す例について説明したが、これに代えて、オイル戻しモードにおいて、室外熱交換器15を通過した冷媒を第2膨張弁19を通して室内蒸発器20に流す例について図6、図7を参照して説明する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the example in which the refrigerant that has passed through the
本実施形態のオイル戻しモードでは、電子制御装置40は、図7に示す第1切替弁17を閉弁して第2冷媒通路16を閉じるとともに、第2切替弁23を閉弁してバイパス通路22を遮断する。これにより、電子制御装置40は、図7の点ハッチング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膨張弁14、室外熱交換器15、逆止弁24、第2膨張弁19、室内蒸発器20、定圧弁25、アキュムレータ21の順に流れて圧縮機11に戻るオイル戻し経路を成立させる。このオイル戻し経路では、室外熱交換器15は蒸発器、或いは放熱器として機能し、室内蒸発器20が蒸発器として機能する。
In the oil return mode of the present embodiment, the
また、オイル戻しモードでは、電子制御装置40は、暖房モードと同様に、車室内への吹出温度TAVが目標吹出温度TAOへ近付くように、圧縮機11の回転速度を制御する。また、電子制御装置40は、第1膨張弁14へ流入する冷媒の過冷却度が、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に近づくように、第1膨張弁14の絞り開度を制御する。
Further, in the oil return mode, the
これに加えて、電子制御装置40は、上記第1実施形態と同様に、第2膨張弁19の絞り開度を制御する。すなわち、電子制御装置40は、第2膨張弁19の絞り開度を所定開度Kaまで徐々に増大させて、その後、絞り開度が所定開度Kaに到達すると絞り開度を所定開度Kaに維持する。
In addition to this, the
このように第1切替弁17、第2切替弁23、および第2膨張弁19を制御により、圧縮機11から吐出された冷媒を室内凝縮器12、第1膨張弁14、室外熱交換器15、逆止弁24、第2膨張弁19、室内蒸発器20、定圧弁25、アキュムレータ21の順に流して圧縮機11に戻すためのオイル戻し経路を成立させる。これに伴い、暖房モードの実施に伴って室内蒸発器20に溜まった潤滑オイルを圧縮機側に戻すことができる。
As described above, the refrigerant discharged from the
以上説明した本実施形態では、室外熱交換器15を通過した冷媒を第2膨張弁19を通して室内蒸発器20に流して圧縮機11に戻すオイル戻しモードを実施する。したがって、暖房モードの実施に伴って室内蒸発器20に溜まった潤滑オイルを圧縮機側に戻すことができる。
In the present embodiment described above, the oil return mode is performed in which the refrigerant that has passed through the
本実施形態では、オイル戻しモードでは、電子制御装置40は、暖房モードと同様に、車室内への吹出温度TAVが目標吹出温度TAOへ近付くように、圧縮機11の回転速度を制御して、エアミックスドア36により冷風バイパス通路35を閉塞する。
In the present embodiment, in the oil return mode, the
このため、室内凝縮器12にて圧縮機11から吐出された高圧冷媒の有する熱を車室内送風空気に放熱させて、加熱された車室内送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の暖房を実現することができる。
Therefore, the heat of the high-pressure refrigerant discharged from the
本実施形態では、電子制御装置40は、第2切替弁23によってバイパス通路22を開ける時間ではなく、第1切替弁17によって第2冷媒通路16を閉じて、かつ第2切替弁23によりバイパス通路22を閉じる時間を、オイル戻し運転時間Δtとして制御する。
In this embodiment, the
ここで、オイル戻し運転時間Δtは、上記第1実施形態と同様、空調フィーリングや圧縮機11側に戻る潤滑オイル量を加味して決められている。このため、オイル戻しモードによって、空調フィーリングを損ねることなく、冷凍サイクル装置10の潤滑オイルの循環率を確保することができる。
Here, the oil return operation time Δt is determined in consideration of the air conditioning feeling and the amount of lubricating oil returning to the
(第3実施形態)
上記第1実施形態では、オイル戻しモードにおいて、第2切替弁23によりバイパス通路22を開け、かつ第2膨張弁19の絞り開度を所定開度Kaに維持する制御を1回実施した例について説明したが、これに代えて、本実施形態では、オイル戻しモードにおいて、第2切替弁23によりバイパス通路22を開け、かつ第2膨張弁19の絞り開度を所定開度Kaに維持する制御を複数回実施した例について説明する。
(Third embodiment)
In the first embodiment, in the oil return mode, the control is performed once by opening the
本実施形態では、電子制御装置40は、図8のオイル戻しモードにおいて、第2切替弁23によりバイパス通路22を開け、かつ第2膨張弁19の絞り開度を所定開度Kaに維持する制御を間欠的に2回実施する。このため、冷凍サイクル装置10の潤滑オイルの循環率を上記第1実施形態に比べて向上することができる。
In the present embodiment, the
(他の実施形態)
上記第1、第2、第3の本実施形態では、冷凍サイクル装置10では、冷媒としてフロン系冷媒を用いて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た例について説明したが、これに代えて、高圧冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力を越える超臨界冷凍サイクルを冷凍サイクル装置10によって構成してもよい。この場合、冷媒として二酸化炭素等を用いることができる。
(Other embodiments)
In the first, second, and third embodiments described above, in the
上記第3実施形態では、オイル戻しモードにおいて、第2膨張弁19の絞り開度を所定開度Kaに維持する制御を2回実施した例について説明したが、これに代えて、オイル戻しモードにおいて、第2膨張弁19の絞り開度を所定開度Kaに維持する制御を2回以上実施してもよい。
In the third embodiment, the example in which the control for maintaining the throttle opening degree of the
同様に、本発明を実施する際に、上記第2実施形態において、第1切替弁17により第2冷媒通路16を閉じた状態で、第2膨張弁19の絞り開度を所定開度Kaに維持する制御を2回以上実施してもよい。
Similarly, when carrying out the present invention, in the second embodiment, the throttle opening degree of the
上述の第1、第2、第3の実施形態では、暖房モード、冷房モード、除湿暖房モード、およびオイル戻しモードの各運転モード時に、電子制御装置40が、室内凝縮器12およびヒータコア34の空気通路、および冷風バイパス通路35のいずれか一方を閉塞するようにエアミックスドア36を作動させる例について説明したが、エアミックスドア36の作動はこれに限定されない。
In the first, second, and third embodiments described above, the
例えば、エアミックスドア36が室内凝縮器12およびヒータコア34の空気通路、および冷風バイパス通路35の双方を開放するようにしてもよい。そして、室内凝縮器12およびヒータコア34の空気通路を通過させる風量と冷風バイパス通路35を通過させる風量との風量割合を調整することで、車室内への吹出空気の温度を調整するようにしてもよい。このような、温度調整は、車室内送風空気の温度を微調整し易い点で有効である。
For example, the
上述の各実施形態では、エンジン冷却水(温水)により空気を加熱するヒータコア34を室内空調ユニット30の内部に追加してよい。
In each of the above-described embodiments, the heater core 34 that heats air with engine cooling water (hot water) may be added to the interior of the indoor
上述の各実施形態では、定圧弁25は、その内部の機械的な作動により定圧弁25の入口側の冷媒圧力を一定に保持するが、電磁弁のような電気式の制御弁であってもよい。
In each of the above-described embodiments, the
上述の各実施形態では、車両用空調装置8に本発明の冷凍サイクル装置10を適用する例を説明したが、これに限定されず、例えば、据置き型の空調装置等に適用してもよい。
In each of the above-described embodiments, the example in which the
上述の各実施形態において、第1膨張弁14は、全閉状態になることによって冷媒流れを遮断する機能を備えているが、第1膨張弁14が冷媒流れを遮断する機能を備えずに、冷凍サイクル装置10は第1膨張弁14と直列に配設された開閉弁を備えていても差し支えない。第2膨張弁19についても同様である。つまり、絞り開度を増減する弁体を第2膨張弁19として、この第2膨張弁19以外に、第3冷媒通路18を開閉する弁体(開閉弁)を設けてもよい。
In each of the above-described embodiments, the
上述の実施形態において、図2のフローチャートに示す各ステップの処理はコンピュータプログラムによって実現されるものであるが、ハードロジックで構成されるものであっても差し支えない。 In the above-described embodiment, the processing of each step shown in the flowchart of FIG. 2 is realized by a computer program, but may be configured by hardware logic.
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、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。また、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。 In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, In the range described in the claim, it can change suitably. Further, the above embodiments are not irrelevant to each other, and can be combined as appropriate 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.
8 車両用空調装置
10 冷凍サイクル装置
11 圧縮機
12 室内凝縮器
14 第1膨張弁
15 室外熱交換器
17 第1切替弁
19 第2膨張弁(開閉弁)
20 室内蒸発器
21 アキュムレータ
23 第2切替弁
24 逆止弁
25 定圧弁
40 電子制御装置
DESCRIPTION OF
20
Claims (5)
空調対象空間へ送風される送風空気と前記冷媒との間で熱交換させて、前記冷媒から放熱させる放熱器(12)と、
前記冷媒と外気との間で熱交換させる室外熱交換器(15)と、
前記放熱器を通過する前の前記送風空気と前記冷媒との間で熱交換させて前記冷媒を蒸発させると共に、前記冷媒を前記圧縮機の吸入側へ流出させる蒸発器(20)と、
前記放熱器の冷媒出口および前記室外熱交換器の冷媒入口の間に配置されて、前記室外熱交換器へ流入する前記冷媒を減圧膨張させる第1膨張弁(14)と、 前記室外熱交換器の冷媒出口および前記蒸発器の冷媒入口の間を開閉する開閉弁(19)と、
前記室外熱交換器の冷媒出口および前記蒸発器の冷媒入口の間を前記開閉弁によって閉じて、前記圧縮機から吐出された冷媒を、前記放熱器、前記第1膨張弁、前記室外熱交換器の順に流して前記圧縮機に戻す暖房モードを一定期間、実施したか否かを判定する判定手段(S110)と、
前記暖房モードを一定期間、実施したと前記判定手段が判定したときに、前記室外熱交換器の冷媒出口および前記蒸発器の冷媒入口の間を前記開閉弁によって開けて、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器に流して、かつ前記放熱器の冷媒流れ下流側の冷媒を前記開閉弁、前記蒸発器の順に流して前記圧縮機に戻すオイル戻しモードを実施する制御手段(S120)と、
前記放熱器の冷媒流れ下流側の冷媒を前記室外熱交換器をバイパスして前記開閉弁の入口側に流すためのバイパス通路(22)と、
前記バイパス通路を開閉する第1切替弁(23)と、を備え、
前記制御手段は、前記オイル戻しモードにおいて、前記圧縮機から吐出された冷媒を、前記放熱器、前記第1膨張弁、前記室外熱交換器の順に流して前記圧縮機に戻しつつ、前記第1切替弁によって前記バイパス通路を開けて、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器、前記バイパス通路、前記第1切替弁、前記開閉弁、前記蒸発器の順に流して前記圧縮機に戻すようになっていることを特徴とする蒸気圧縮式冷凍サイクル装置。 A compressor (11) for compressing and discharging a refrigerant containing lubricating oil;
A heat radiator (12) that causes heat exchange between the air blown into the air-conditioning target space and the refrigerant, and dissipates heat from the refrigerant;
An outdoor heat exchanger (15) for exchanging heat between the refrigerant and the outside air;
An evaporator (20) for causing the refrigerant to evaporate by exchanging heat between the blown air before passing through the radiator and the refrigerant, and for causing the refrigerant to flow out to the suction side of the compressor;
A first expansion valve (14) disposed between a refrigerant outlet of the radiator and a refrigerant inlet of the outdoor heat exchanger to decompress and expand the refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger; and the outdoor heat exchanger An on-off valve (19) for opening and closing between the refrigerant outlet of the refrigerant and the refrigerant inlet of the evaporator;
The refrigerant outlet of the outdoor heat exchanger and the refrigerant inlet of the evaporator are closed by the on-off valve, and the refrigerant discharged from the compressor is supplied to the radiator, the first expansion valve, and the outdoor heat exchanger. Determining means (S110) for determining whether or not the heating mode for returning to the compressor by flowing in the order of is performed for a certain period;
When the determination means determines that the heating mode has been performed for a certain period of time, a gap between the refrigerant outlet of the outdoor heat exchanger and the refrigerant inlet of the evaporator is opened by the on-off valve and discharged from the compressor. A control means (S120) for implementing an oil return mode in which the refrigerant flows through the radiator and the refrigerant downstream of the radiator flows in the order of the on-off valve and the evaporator and returns to the compressor. ,
A bypass passage (22) for allowing the refrigerant on the downstream side of the refrigerant flow of the radiator to bypass the outdoor heat exchanger and flow to the inlet side of the on-off valve;
A first switching valve (23) for opening and closing the bypass passage,
In the oil return mode, the control means flows the refrigerant discharged from the compressor in the order of the radiator, the first expansion valve, and the outdoor heat exchanger, and returns the refrigerant to the compressor. The bypass valve is opened by a switching valve, and the refrigerant discharged from the compressor is flowed in the order of the radiator, the bypass passage, the first switching valve, the on-off valve, and the evaporator to return to the compressor. it is in the vapor compression refrigeration cycle apparatus according to claim.
空調対象空間へ送風される送風空気と前記冷媒との間で熱交換させて、前記冷媒から放熱させる放熱器(12)と、
前記冷媒と外気との間で熱交換させる室外熱交換器(15)と、
前記放熱器を通過する前の前記送風空気と前記冷媒との間で熱交換させて前記冷媒を蒸発させると共に、前記冷媒を前記圧縮機の吸入側へ流出させる蒸発器(20)と、
前記放熱器の冷媒出口および前記室外熱交換器の冷媒入口の間に配置されて、前記室外熱交換器へ流入する前記冷媒を減圧膨張させる第1膨張弁(14)と、 前記室外熱交換器の冷媒出口および前記蒸発器の冷媒入口の間を開閉する開閉弁(19)と、
前記室外熱交換器の冷媒出口および前記蒸発器の冷媒入口の間を前記開閉弁によって閉じて、前記圧縮機から吐出された冷媒を、前記放熱器、前記第1膨張弁、前記室外熱交換器の順に流して前記圧縮機に戻す暖房モードを一定期間、実施したか否かを判定する判定手段(S110)と、
前記暖房モードを一定期間、実施したと前記判定手段が判定したときに、前記室外熱交換器の冷媒出口および前記蒸発器の冷媒入口の間を前記開閉弁によって開けて、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器に流して、かつ前記放熱器の冷媒流れ下流側の冷媒を前記開閉弁、前記蒸発器の順に流して前記圧縮機に戻すオイル戻しモードを実施する制御手段(S120)と、
前記室外熱交換器から流れる冷媒を前記開閉弁および前記蒸発器をバイパスして前記圧縮機の冷媒入口に流すための冷媒通路(16)と、
前記冷媒通路を開閉する第2切替弁(17)と、を備え、
前記制御手段は、前記オイル戻しモードにおいて、前記第2切替弁によって前記冷媒通路を閉じて、前記圧縮機から吐出された冷媒を、前記放熱器、前記第1膨張弁、前記室外熱交換器、前記開閉弁、前記蒸発器の順に流して前記圧縮機に戻すようになっていることを特徴とする蒸気圧縮式冷凍サイクル装置。 A compressor (11) for compressing and discharging a refrigerant containing lubricating oil;
A heat radiator (12) that causes heat exchange between the air blown into the air-conditioning target space and the refrigerant, and dissipates heat from the refrigerant;
An outdoor heat exchanger (15) for exchanging heat between the refrigerant and the outside air;
An evaporator (20) for causing the refrigerant to evaporate by exchanging heat between the blown air before passing through the radiator and the refrigerant, and for causing the refrigerant to flow out to the suction side of the compressor;
A first expansion valve (14) disposed between a refrigerant outlet of the radiator and a refrigerant inlet of the outdoor heat exchanger to decompress and expand the refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger; and the outdoor heat exchanger An on-off valve (19) for opening and closing between the refrigerant outlet of the refrigerant and the refrigerant inlet of the evaporator;
The refrigerant outlet of the outdoor heat exchanger and the refrigerant inlet of the evaporator are closed by the on-off valve, and the refrigerant discharged from the compressor is supplied to the radiator, the first expansion valve, and the outdoor heat exchanger. Determining means (S110) for determining whether or not the heating mode for returning to the compressor by flowing in the order of is performed for a certain period;
When the determination means determines that the heating mode has been performed for a certain period of time, a gap between the refrigerant outlet of the outdoor heat exchanger and the refrigerant inlet of the evaporator is opened by the on-off valve and discharged from the compressor. A control means (S120) for implementing an oil return mode in which the refrigerant flows through the radiator and the refrigerant downstream of the radiator flows in the order of the on-off valve and the evaporator and returns to the compressor. ,
A refrigerant passage (16) for allowing the refrigerant flowing from the outdoor heat exchanger to flow to the refrigerant inlet of the compressor bypassing the on-off valve and the evaporator;
A second switching valve (17) for opening and closing the refrigerant passage,
In the oil return mode, the control means closes the refrigerant passage by the second switching valve, and converts the refrigerant discharged from the compressor into the radiator, the first expansion valve, the outdoor heat exchanger, The vapor compression refrigeration cycle apparatus is configured to flow in the order of the on-off valve and the evaporator and return to the compressor.
前記制御手段は、前記オイル戻しモードにおいて、前記冷媒絞り開度が予め決められた所定開度になるように前記第2膨張弁を制御するものであり、
前記制御手段が前記第2膨張弁を制御する時間は、予め設定されている所定時間であることを特徴とする請求項1または2に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル装置。 The on-off valve is a second expansion valve configured to be capable of changing a refrigerant throttle opening for decompressing and expanding the refrigerant flowing into the evaporator.
The control means controls the second expansion valve in the oil return mode so that the refrigerant throttle opening becomes a predetermined opening determined in advance.
3. The vapor compression refrigeration cycle apparatus according to claim 1, wherein the time for which the control unit controls the second expansion valve is a predetermined time set in advance. 4.
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