WO2012105676A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a refrigeration cycle apparatus used for an air conditioner, and more particularly to an apparatus suitable for use in an air conditioner for a vehicle.
- Patent Document 1 Conventionally, as a refrigeration cycle apparatus for use in a vehicle air conditioner, a refrigeration cycle apparatus that can continue cooling even when the operation of a compressor stops as the engine stops, such as when idling is stopped (for example, is known) Patent Document 1).
- This conventional refrigeration cycle apparatus includes a cold storage heat exchanger having a cold storage material therein between an evaporator and a compressor of the refrigeration cycle.
- the compressor when the compressor is stopped, the refrigerant absorbed and evaporated by the evaporator is condensed and liquefied by cooling from the cold storage material of the cold storage heat exchanger, thereby reducing the refrigerant volume.
- the pressure on the evaporator side is maintained at a low pressure. For this reason, in this prior art, while the regenerator heat of the regenerator material is maintained, the refrigerant can continue to flow into the evaporator due to the residual pressure between the condenser and the evaporator. Can continue cooling.
- the present invention has been made paying attention to the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to provide a refrigeration cycle apparatus capable of extending the cooling duration.
- a refrigeration cycle apparatus includes a compressor, a condenser, an expander, and an evaporator that are sequentially connected in an annular manner by a refrigerant flow path, and are discharged from the compressor and A refrigeration cycle in which the refrigerant that has passed through the condenser and the expander absorbs heat in the evaporator, and a liquid reservoir that is provided on the downstream side of the evaporator and that can store the refrigerant and supply it to the evaporator , A liquid refrigerant detection device that detects the amount of liquid refrigerant stored in the liquid reservoir, a refrigerant flow opening / closing valve that opens and closes the refrigerant flow path between the expander and the evaporator, and the compression A control device that opens the refrigerant flow path opening / closing valve when the machine is driven, and closes the refrigerant flow path opening / closing valve based on the detection of the liquid refrigerant
- control device may be configured such that when the compressor is stopped, the liquid refrigerant amount of the liquid reservoir is greater than or equal to a preset amount based on the detection of the liquid refrigerant detection device. In this case, it is preferable that the refrigerant flow path opening / closing valve is closed. In this way, when the refrigerant flow path opening / closing valve is closed, the amount of refrigerant stored in the evaporator and the liquid reservoir is ensured, and the cooling continuation time is reliably ensured when the compressor is stopped. Can do.
- the control device when the compressor is stopped, the control device opens the refrigerant flow path opening / closing valve if the amount of liquid refrigerant in the liquid reservoir is less than the set amount. And the refrigerant flow path opening / closing valve is closed when the amount of the liquid refrigerant is equal to or greater than the set amount or the elapsed time from the stop of the compressor exceeds a preset set time. preferable. In this way, when the amount of liquid refrigerant stored in the liquid reservoir is less than the set amount, the refrigerant on the condenser side evaporates based on the pressure difference by delaying the closing timing of the refrigerant flow path opening / closing valve.
- the amount of refrigerant necessary to maintain cooling when the compressor is stopped is ensured, and the cooling maintenance time can be more reliably ensured.
- the refrigerant flow path opening / closing valve is closed when the elapsed time from the stop of operation of the compressor exceeds the set time. For this reason, as described above, the refrigerant flow path opening / closing valve after the elapse of time when a sufficient amount of liquid refrigerant for cooling can be secured downstream of the refrigerant flow path opening / closing valve by delaying the closing timing of the refrigerant flow path opening / closing valve. By closing the, it is possible to suppress the increase in the hydraulic pressure downstream of the refrigerant flow path opening / closing valve and to maintain the cooling more reliably.
- the liquid reservoir is provided with a cold storage material capable of storing cold with the refrigerant.
- the cool storage material absorbs the heat from the evaporator and suppresses the pressure increase of the low-pressure refrigerant. it can.
- a refrigerant pump for sending the liquid refrigerant of the liquid reservoir to the inlet of the evaporator
- the control device sets the refrigerant flow path opening / closing valve when the compressor is stopped.
- the refrigerant pump is activated when closed. In this way, it is possible to supply the low-pressure liquid refrigerant to the evaporator for a longer period of time and to secure a longer cooling continuation time when the compressor is stopped.
- the direction in which the refrigerant flows between the liquid reservoir and the compressor is limited to only the direction from the liquid reservoir to the compressor.
- a check valve is preferably provided. In this way, it is possible to prevent the high-pressure refrigerant from flowing backward from the compressor to the liquid reservoir side when the compressor is stopped, and to maintain the evaporator side at a low pressure more reliably. Cooling can be continued more reliably.
- the refrigerant flow path on-off valve is closed to keep the evaporator side at a low pressure and the refrigerant stored in the liquid reservoir is evaporated.
- the cooling can be continued.
- the refrigerant flow path opening / closing valve is closed, the evaporator can be kept at a low pressure for a long time and the cooling continuation time can be extended as compared with the case where the refrigerant flow path opening / closing valve is not closed. Become.
- FIG. 1 is a circuit diagram showing a refrigeration cycle apparatus A according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a cross-sectional view showing a liquid reservoir 70 used in the refrigeration cycle apparatus A of the first embodiment.
- FIG. 3 is a flowchart illustrating the flow of the cooling continuation control process in the refrigeration cycle apparatus A according to the first embodiment.
- FIG. 4 is a flowchart showing another process flow of the cooling continuation control.
- FIG. 5 is a flowchart showing another processing flow of the cooling continuation control.
- the refrigeration cycle apparatus A according to the first embodiment will be described below with reference to FIGS. (Constitution) First, the configuration of the refrigeration cycle apparatus A of Example 1 will be described.
- the refrigeration cycle apparatus A according to the first embodiment is used in a vehicle air conditioner. As shown in FIG.
- the refrigeration cycle FC connected to is provided.
- the refrigerant flow path 50 includes a first flow path 51 that connects the outlet of the compressor 10 and the inlet of the condenser 20, and a second flow path 52 that connects the outlet of the condenser 20 and the inlet of the expander 30. And a third flow path 53 that connects the outlet of the expander 30 and the inlet of the evaporator 40, and a fourth flow path 54 that connects the outlet of the evaporator 40 and the inlet of the compressor 10.
- the compressor 10 is disposed in the engine room and driven by the engine Eng, and compresses and discharges the refrigerant in the refrigeration cycle apparatus A to high temperature and high pressure.
- the condenser 20 is disposed in the engine room and cools and liquefies the refrigerant compressed to high temperature and high pressure by the compressor 10 by heat exchange with the outside air.
- the expander 30 reduces the pressure and the flow rate of the high-pressure liquid refrigerant by passing through an expansion valve and an orifice so as to obtain a low-temperature and low-pressure liquid refrigerant.
- the evaporator 40 is disposed in the air conditioning unit ACU disposed in the vehicle interior together with the expander 30, and evaporates the low-temperature and low-pressure liquid refrigerant by exchanging heat with the air in the vehicle interior flowing in the air-conditioning unit ACU.
- a low-temperature and low-pressure gas refrigerant is used to cool the passenger compartment air to cool the passenger compartment.
- the third flow path 53 between the expander 30 and the evaporator 40 is provided with a refrigerant flow path opening / closing valve 60 that opens and closes the third flow path 53. Opening and closing of the refrigerant flow path opening / closing valve 60 is controlled by a control device 100 described later.
- a liquid reservoir 70 capable of storing the refrigerant is provided in the middle of the fourth flow path 54 connecting the evaporator 40 and the compressor 10. As shown in FIG. 2, the liquid reservoir 70 is provided on the outer periphery of the cylindrical tank body 71 that can store the refrigerant, and can exchange heat with the refrigerant stored in the tank body 71.
- the cold storage material 72 is provided.
- the cool storage material 72 what contains water and a highly water-absorbent resin (sodium polyacrylate), and well-known things, such as a paraffin, are used.
- the pipe 54 a on the upstream side of the fourth flow path 54 is opened at the top of the tank body 71, while the pipe 54 b on the downstream side of the fourth flow path 54 is connected to the tank body 71. It extends downward from the upper opening end 54 c, is curved upward by a curved portion 54 d of the lower part of the tank body 71, and is led out from the upper part of the tank body 71. Furthermore, a suction hole 54e for sucking the liquid refrigerant is formed in the curved portion 54d.
- a refrigerant pump 80 is provided at the bottom of the tank body 71. As shown in FIG. 1, the discharge path 81 connected to the refrigerant pump 80 is connected in the middle of the third flow path 53 upstream of the evaporator 40, and is connected to the liquid reservoir 70 sucked by the refrigerant pump 80. The stored liquid refrigerant is discharged into the third flow path 53.
- a check valve 82 is provided in the middle of the discharge passage 81 to restrict the direction of refrigerant flow only from the refrigerant pump 80 to the third flow path 53.
- a check valve 55 is provided in the middle of the pipe 54 b on the downstream side of the fourth flow path 54 to limit the direction of refrigerant flow only from the liquid reservoir 70 to the compressor 10.
- the operations of the refrigerant pump 80 and the refrigerant flow path opening / closing valve 60 described above are controlled by the control device 100.
- the control device 100 controls the operation of the air conditioning unit ACU, and is connected to a sensor group 101 that detects the cabin temperature, the outside temperature, and the like, and controls the operation of the air conditioning unit ACU based on the detection. Further, the control device 100 performs cooling continuation control for continuing the cooling operation by the evaporator 40 when the compressor 10 is stopped along with the stop of the engine Eng during execution of so-called idling stop control.
- the idling stop control is executed by the integrated controller 200 that controls the driving of the engine Eng, etc., and when the temporary stop during the running is detected, the driving of the engine Eng is stopped and the start operation is detected.
- the control device 100 determines the refrigerant flow path based on the input from the liquid refrigerant detection device 102 included in the sensor group 101 and the count value of the timer included in the control device 100.
- the operation of the on-off valve 60 and the refrigerant pump 80 is controlled.
- the liquid refrigerant detection device 102 is installed in the liquid reservoir 70 and detects whether or not the liquid refrigerant is present in the tank body 71 at a preset amount ser or more. It is possible to use one that has a float that floats or that detects the liquid level of the liquid refrigerant by using a sensor that electrically detects the presence or absence of liquid over a certain range in the height direction. .
- step S1 it is determined whether or not the idling stop signal sst has been input.
- the processing for the cooling continuation control in and after step S2 is executed and there is no input. In this case, the process is terminated without executing the cooling continuation control.
- step S2 the driving of the refrigerant pump 80 is started, and the timer built in the control device 100 is started to count up, and then the process proceeds to step S3.
- step S3 based on the output of the liquid refrigerant detection device 102, it is determined whether or not the amount of liquid refrigerant in the liquid reservoir 70 is equal to or larger than the set amount ser. If it is less than the amount ser, the process proceeds to step S7.
- This set amount ser is determined by experiment according to the vehicle type. In other words, the set amount ser is an amount of refrigerant that allows the cooling to continue for the time of executing the assumed idling stop, and includes the volume of the passenger compartment, the type of the air conditioner, and the cold storage of the cold storage material 72. The optimum value is determined by experiment for each vehicle type according to the ability.
- step S4 the refrigerant flow path opening / closing valve 60 is closed, and then the process proceeds to step S5.
- step S5 it is determined whether or not the idling stop is ended depending on whether or not the input of the idling stop signal sst is stopped. If the idling stop signal is ended, the process proceeds to step S6. If not, the refrigerant flow path opening / closing valve in step S4 is closed. Maintain valve status.
- step S6 which proceeds when the idling stop is terminated by stopping the input of the idling stop signal sst, the driving of the refrigerant pump 80 is stopped, the refrigerant flow path opening / closing valve 60 is returned to the initial valve open state, and the timer count-up is stopped. To do.
- step S7 that proceeds when the amount of liquid refrigerant is less than the set amount ser in step S3, it is determined whether or not the count value tc of the timer that started counting up in step S2 has exceeded a preset set value ts. To do.
- step S7 if the count value tc exceeds the set value ts, the process proceeds to step S4. If the count value tc does not exceed the set value ts, the determination in step S7 is repeated.
- the set value ts is a time set in advance based on experiments.
- the set value ts is determined based on the difference in pressure between the high pressure on the condenser 20 side and the low pressure on the evaporator 40 side for the amount of refrigerant necessary to continue cooling for a set time when idling is stopped. This is the time required to move from the side to the liquid reservoir 70. Therefore, this set value ts is set to a short time of less than 1 or 2 seconds, although it varies depending on the specifications of the vehicle, the air conditioning unit ACU, and the refrigeration cycle FC. (Function) Next, the operation of the first embodiment will be described.
- the refrigerant exchanges heat with the air in the passenger compartment in the evaporator 40, cools the air in the passenger compartment, evaporates into a low-temperature / low-pressure gas refrigerant, and sucks it into the compressor 10 through the liquid reservoir 70. Is done.
- the refrigerant absorbs heat from the cold storage material 72, and the cold storage material 72 is cooled.
- the load on the evaporator 40 decreases, and the refrigerant is liquefied and stored in the tank body 71 of the liquid reservoir 70.
- the refrigerant flowing into the tank body 71 from the pipe 54a on the upstream side of the fourth flow path 54 is stored in the lower part of the tank body 71, and the vaporized refrigerant is stored in the tank body 71. Accumulate on top of 71. Then, the vaporized refrigerant in the upper part is sucked from the opening end 54c of the downstream pipe 54b, and the liquid refrigerant in the lower part of the tank body 71 is slightly sucked and mixed into the compressor 10 in the suction hole 54e of the curved part 54d. Inhaled.
- the refrigerant contains lubricating oil. In order to supply this lubricating oil component to the compressor 10, liquid refrigerant is sucked from the suction hole 54e.
- idling stop control is executed based on the control of the general controller 200 when the vehicle is stopped, the drive of the compressor 10 is stopped as the drive of the engine Eng is stopped, and the high pressure from the compressor 10 is stopped. Discharge of the refrigerant is stopped.
- the control device 100 receives the idling stop signal sst, starts driving the refrigerant pump 80, and starts counting up the timer (steps S1 to S2). At this time, when the amount of liquid refrigerant detected by the liquid refrigerant detection device 102 of the liquid reservoir 70 is equal to or greater than a preset set amount ser, the refrigerant flow path opening / closing valve 60 is closed (steps S3 to S4).
- the low-pressure liquid refrigerant stored in the liquid reservoir 70 is sucked into the refrigerant pump 80 and supplied from the discharge path 81 to the evaporator 40 via the third flow path 53.
- the evaporator 40 evaporation of a liquid refrigerant is continued and the cooling by the evaporator 40 can be maintained.
- the refrigerant flow path opening / closing valve 60 is closed and the check valve 55 is provided in the fourth flow path 54 upstream of the compressor 10, the compressor 10 and the condenser 20.
- the high-pressure refrigerant on the side and the low-pressure refrigerant on the evaporator 40 and the reservoir 70 side are restricted from moving by the pressure difference, and are kept at a low pressure on the evaporator 40 side.
- the refrigerant vaporized in the evaporator 40 flows in.
- the heat storage material 72 absorbs heat, the pressure increase of the low-pressure refrigerant can be suppressed. Power can be maintained longer.
- the system waits for the refrigerant flow path opening / closing valve 60 to close.
- the amount of liquid refrigerant detected by the liquid refrigerant detection device 102 is equal to or greater than the set amount ser, or when the count value tc of the timer is equal to or greater than the set value ts, the refrigerant flow path opening / closing valve 60 is closed. That is, in the flowchart of FIG. 3, both determinations are repeated until YES is determined in steps S3 and S7, and one of the YES determinations proceeds to step S4.
- the open state of the refrigerant flow path opening / closing valve 60 is maintained until the amount of liquid refrigerant exceeds the set amount ser, Due to the pressure difference from the evaporator 40 side, the refrigerant on the condenser 20 side flows into the evaporator 40.
- the amount of refrigerant between the refrigerant flow path opening / closing valve 60 and the check valve 55 is not insufficient on the downstream side of the refrigerant flow path opening / closing valve 60, and cooling can be continued within the set time. it can.
- a liquid reservoir 70 is provided on the downstream side of the evaporator 40, a refrigerant flow path opening / closing valve 60 is provided between the expander 30 and the evaporator 40, and a liquid refrigerant detection device 102 is provided in the liquid reservoir 70.
- the control device 100 that opens and closes the refrigerant flow path opening / closing valve 60 opens the refrigerant flow path opening / closing valve 60 when the compressor 10 is driven, and based on the detection of the liquid refrigerant detection device 102 when the compressor 10 is stopped.
- the refrigerant flow path opening / closing valve 60 is closed. Therefore, when the compressor 10 is stopped as the engine Eng is stopped by the idling stop control, the refrigerant passage opening / closing valve 60 is closed to keep the evaporator 40 side at a low pressure and the cooling can be continued. it can.
- the regenerator material 72 can be cooled by the refrigerant that has evaporated in the evaporator 40 into a low-temperature and low-pressure gaseous state when the compressor 10 is in operation. Therefore, when the compressor 10 is stopped due to idling stop, in the liquid reservoir 70, the cold storage material 72 can absorb the heat of the refrigerant from the evaporator 40, and the pressure increase of the low-pressure refrigerant can be suppressed. Therefore, if the capacity
- the amount of refrigerant required at the time of idling stop is suppressed by the amount of cooling action by the regenerator material 72, the required capacity of the tank body 71 is suppressed, the liquid reservoir 70 is downsized, and the refrigeration cycle apparatus A is downsized. be able to.
- the control device 100 maintains the refrigerant flow path opening / closing valve 60 in the open state if the amount of liquid refrigerant in the liquid reservoir 70 is less than the set amount ser.
- the refrigerant flow path opening / closing valve 60 is closed when the amount exceeds the amount ser or the time of the set value ts has elapsed since the operation of the compressor 10 was stopped. For this reason, when the amount of liquid refrigerant in the liquid reservoir 70 is less than the set amount ser, the refrigerant on the condenser 20 side evaporates based on the pressure difference by delaying the closing timing of the refrigerant flow path opening / closing valve 60.
- the cooling maintenance time can be more reliably ensured. Moreover, even if the amount of liquid refrigerant in the liquid reservoir 70 is less than the set amount ser, the refrigerant flow path opening / closing valve 60 is closed when the elapsed time after the operation of the compressor 10 exceeds the set value ts.
- the liquid reservoir 70 includes a refrigerant pump 80 that sends the stored liquid refrigerant to the inlet of the evaporator 40, and the control device 100 operates the refrigerant pump 80 when the compressor 10 is stopped. For this reason, it is possible to supply the low-pressure liquid refrigerant to the evaporator 40 for a longer period of time and to ensure a longer cooling maintenance time when idling is stopped.
- Example 1 although the example which applied the refrigerant
- the power source of the compressor is not limited to the engine, and other power sources such as an electric motor may be used. For example, even in an electric vehicle or the like, cooling can be performed with the motor stopped and the compressor stopped.
- the cold storage material 72 is provided outside the tank body 71 in the liquid reservoir 70 , but the cold storage material 72 may be provided inside the tank body 71. Furthermore, it is not necessary to provide the cold storage material 72 in the liquid reservoir 70. Even in this case, the cooling can be maintained by ensuring the amount of refrigerant that can be cooled while the idling stop is performed in the liquid reservoir 70.
- the flow of the process for controlling the opening / closing of the refrigerant flow path opening / closing valve is not limited to that shown in the first embodiment, and the refrigerant flow path opening / closing valve is closed based on the detection of the liquid refrigerant detection device when the compressor is stopped. Any other processing flow may be used as long as it is a valve. Specifically, when the liquid refrigerant detection device can detect the amount of refrigerant in the liquid reservoir proportionally, the valve closing timing may be delayed as the amount decreases according to the amount.
- the valve when the detected liquid refrigerant amount when the compressor is stopped is less than the set amount ser, the set amount ser is detected or the valve is kept open until the set value ts has elapsed.
- the valve when the detected refrigerant amount is less than the set amount ser, the valve may be closed only in one of these cases. That is, as shown in the flowchart of FIG. 4, in step S202, only driving of the refrigerant pump 80 is started, and in the next step S203, if the refrigerant amount is less than the set amount ser, the determination in step S203 is repeated. Also good. Also, as shown in the flowchart of FIG. 5, when the count value tc is less than the set value ts in step S307, the determination in step S307 may be repeated.
- the refrigerant pump is driven immediately when the compressor is stopped.
- the refrigerant pump may be driven at least when the refrigerant flow path opening / closing valve is closed.
- the driving may be started in conjunction with the valve closing.
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Abstract
冷却継続時間の延長を図ることが可能な冷凍サイクル装置を提供すること。 圧縮機10、凝縮器20、膨張器30、蒸発器40が冷媒流路50により順次環状に接続された冷凍サイクルFCと、蒸発器40の下流側に設けられ、冷媒を貯留可能であるとともに蒸発器40へ供給可能な液溜器70と、液溜器70に貯留された液状冷媒量を検出する液冷媒検出装置102と、膨張器30と蒸発器40との間で冷媒流路50を開閉する冷媒流路開閉弁60と、圧縮機10の駆動時に、冷媒流路開閉弁60を開弁させ、圧縮機10の停止時に、液冷媒検出装置102の検出に基づいて冷媒流路開閉弁60を閉弁させる制御装置100と、を備えた冷凍サイクル装置とした。
Description
本発明は、空調装置に用いられる冷凍サイクル装置に関し、特に、車両用の空調装置に用いるのに好適な装置に関する。
従来、車両用空調装置に用いる冷凍サイクル装置として、アイドリングストップ時のようにエンジン停止に伴って圧縮機の作動が停止しても冷房を続行可能とした冷凍サイクル装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
この従来の冷凍サイクル装置は、冷凍サイクルの蒸発器と圧縮機との間に、蓄冷材を内部に備えた蓄冷熱交換器を備えている。そして、この従来技術では、圧縮機が停止された際には、蒸発器で吸熱して蒸発された冷媒が、蓄冷熱交換器の蓄冷材からの放冷によって凝縮液化されて冷媒体積を縮小させ、蒸発器側の圧力を低圧に維持する。このため、この従来技術では、蓄冷材の蓄冷熱が保持されている間は凝縮器と蒸発器との間の残圧により、冷媒は継続して蒸発器に流入可能となり、蒸発器による空調空気の冷却を継続できる。
この従来の冷凍サイクル装置は、冷凍サイクルの蒸発器と圧縮機との間に、蓄冷材を内部に備えた蓄冷熱交換器を備えている。そして、この従来技術では、圧縮機が停止された際には、蒸発器で吸熱して蒸発された冷媒が、蓄冷熱交換器の蓄冷材からの放冷によって凝縮液化されて冷媒体積を縮小させ、蒸発器側の圧力を低圧に維持する。このため、この従来技術では、蓄冷材の蓄冷熱が保持されている間は凝縮器と蒸発器との間の残圧により、冷媒は継続して蒸発器に流入可能となり、蒸発器による空調空気の冷却を継続できる。
しかしながら、上述の従来技術では、圧縮機の停止時には、蒸発器において高圧側から冷媒を流し込まないと冷却できない構造であるが、冷凍サイクルにおけるこのような高圧側から低圧側への冷媒の移動は、短時間になされる。そして、このような冷媒の移動により蒸発器の圧力が上昇すると、蒸発器内の冷媒が蒸発できなくなるために、蒸発器の温度の上昇が早くなり、冷却を十分に継続することが難しいという問題点があった。
本発明は、上述の従来の問題に着目して成されたもので、冷却継続時間の延長を図ることが可能な冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の一実施例に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、膨張器、蒸発器が冷媒流路により順次環状に接続され、前記圧縮機から吐出されて前記凝縮器および前記膨張器を経た冷媒が前記蒸発器で吸熱するようにした冷凍サイクルと、前記蒸発器の下流側に設けられ、前記冷媒を貯留可能であるとともに前記蒸発器へ供給可能な液溜器と、この液溜器に貯留された液状冷媒量を検出する液冷媒検出装置と、前記膨張器と前記蒸発器との間で前記冷媒流路を開閉する冷媒流路開閉弁と、前記圧縮機の駆動時に、前記冷媒流路開閉弁を開弁させ、前記圧縮機の停止時に、前記液冷媒検出装置の検出に基づいて前記冷媒流路開閉弁を閉弁させる制御装置と、を備えていることを特徴とする冷凍サイクル装置とした。
また、本発明の他の実施例では、前記制御装置は、前記圧縮機の停止時に、前記液冷媒検出装置の検出に基づき、前記液溜器の液状冷媒量があらかじめ設定された設定量以上の場合に、前記冷媒流路開閉弁を閉弁させるのが好ましい。このようにすれば、冷媒流路開閉弁を閉じた際に、蒸発器および液溜器側に貯留される冷媒量を確保して、圧縮機の停止時における冷却継続時間を確実に確保することができる。
また、本発明の他の実施例では、前記制御装置は、前記圧縮機の停止時に、前記液溜器の液状冷媒量が前記設定量未満の場合は、前記冷媒流路開閉弁を開弁状態に維持し、前記液状冷媒量が前記設定量以上となるかまたは前記圧縮機の停止からの経過時間があらかじめ設定した設定時間を超えた場合に、前記冷媒流路開閉弁を閉弁させるのが好ましい。このようにすれば、液溜器における液冷媒貯留量が設定量未満の場合には、冷媒流路開閉弁の閉弁タイミングを遅らせることで、圧力差に基づいて、凝縮器側の冷媒が蒸発器側に流れ込み、圧縮機停止時の冷却維持に必要な冷媒量を確保して、冷房維持時間を、より確実に確保できる。しかも、液溜器における液冷媒貯留量が設定量未満であっても、圧縮機の作動停止からの経過時間が設定時間を越えると、冷媒流路開閉弁を閉じる。このため、上述のように冷媒流路開閉弁の閉弁タイミングを遅らせることで冷媒流路開閉弁の下流に冷却に十分な液冷媒量が既に確保できる時間の経過後は、冷媒流路開閉弁を閉じることにより、冷媒流路開閉弁の下流の液圧上昇を抑えて、冷却維持をより確実に行うことができる。
また、本発明の他の実施例では、前記液溜器は、前記冷媒により蓄冷可能な蓄冷材を備えていることが好ましい。このようにすれば、圧縮機が停止して蒸発器が冷却を継続した際に、液溜器では、蓄冷材が蒸発器からの冷媒の吸熱を行って、低圧冷媒の圧力上昇を抑えることができる。
また、本発明の他の実施例では、前記液溜器の前記液状冷媒を前記蒸発器の入口に送る冷媒ポンプを備え、前記制御装置は、前記圧縮機の停止時に前記冷媒流路開閉弁を閉じたときに、前記冷媒ポンプを作動させるのが好ましい。このようにすれば、低圧液状の冷媒をより長期に亘って蒸発器に供給し、圧縮機停止時の冷却継続時間をより長く確保することが可能となる。
また、本発明の他の実施例では、前記冷媒流路において、前記液溜器と前記圧縮機との間に、前記冷媒が流れる方向を前記液溜器から前記圧縮機の方向のみに制限する逆止弁を設けるのが好ましい。このようにすれば、圧縮機の停止時に圧縮機から高圧の冷媒が液溜器側へ逆流するのを防止して、蒸発器側を、より確実に低圧に維持して、圧縮機停止時の冷却継続をより確実に行うことができる。
本発明の一実施例の冷凍サイクル装置では、圧縮機が停止した際には、冷媒流路開閉弁を閉弁して蒸発器側を低圧に保ち、かつ、液溜器に貯留した冷媒を蒸発器に供給し、冷却を継続することができる。
このように、冷媒流路開閉弁を閉弁するため、冷媒流路開閉弁により閉弁しない場合と比較して、蒸発器を長時間低圧に保つことができ、冷却継続時間の延長が可能となる。
このように、冷媒流路開閉弁を閉弁するため、冷媒流路開閉弁により閉弁しない場合と比較して、蒸発器を長時間低圧に保つことができ、冷却継続時間の延長が可能となる。
以下、本発明の冷凍サイクル装置を実施するための形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。
以下に、図1~図3に基づいて、実施例1の冷凍サイクル装置Aについて説明する。
(構成)
まず、実施例1の冷凍サイクル装置Aの構成について説明する。
実施例1の冷凍サイクル装置Aは、車両の空調装置に用いられており、図1に示すように、圧縮機10、凝縮器20、膨張器30、蒸発器40が冷媒流路50により順次環状に接続された冷凍サイクルFCを備えている。
(構成)
まず、実施例1の冷凍サイクル装置Aの構成について説明する。
実施例1の冷凍サイクル装置Aは、車両の空調装置に用いられており、図1に示すように、圧縮機10、凝縮器20、膨張器30、蒸発器40が冷媒流路50により順次環状に接続された冷凍サイクルFCを備えている。
なお、冷媒流路50は、圧縮機10の出口と凝縮器20の入口とを接続する第1流路51と、凝縮器20の出口と膨張器30の入口とを接続する第2流路52と、膨張器30の出口と蒸発器40の入口とを接続する第3流路53と、蒸発器40の出口と圧縮機10の入口とを接続する第4流路54とを備えている。
圧縮機10は、エンジンルームに配置されてエンジンEngにより駆動され、冷凍サイクル装置A内の冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する。
凝縮器20は、エンジンルームに配置されて、圧縮機10により高温高圧に圧縮された冷媒を、外気との熱交換により冷却して液化する。
膨張器30は、高圧の液状冷媒を、膨張弁やオリフィスをくぐらすことにより、減圧と流量制御を行い、低温・低圧の液状冷媒にする。
蒸発器40は、膨張器30と共に車室内に配置された空調ユニットACU内に配置され、空調ユニットACU内を流れる車室内の空気と熱交換を行うことで、低温・低圧の液状冷媒を蒸発させて、低温・低圧のガス冷媒とするものであり、これにより車室空気を冷却して車室の冷房を行う。
凝縮器20は、エンジンルームに配置されて、圧縮機10により高温高圧に圧縮された冷媒を、外気との熱交換により冷却して液化する。
膨張器30は、高圧の液状冷媒を、膨張弁やオリフィスをくぐらすことにより、減圧と流量制御を行い、低温・低圧の液状冷媒にする。
蒸発器40は、膨張器30と共に車室内に配置された空調ユニットACU内に配置され、空調ユニットACU内を流れる車室内の空気と熱交換を行うことで、低温・低圧の液状冷媒を蒸発させて、低温・低圧のガス冷媒とするものであり、これにより車室空気を冷却して車室の冷房を行う。
さらに、膨張器30と蒸発器40との間の第3流路53には、この第3流路53を開閉する冷媒流路開閉弁60が設けられている。この冷媒流路開閉弁60の開閉は、後述する制御装置100により制御される。
また、蒸発器40と圧縮機10とを接続する第4流路54の途中には、冷媒を貯留可能な液溜器70が設けられている。
この液溜器70は、図2に示すように、冷媒を貯留可能な筒状のタンク本体71と、このタンク本体71の外周に設けられ、タンク本体71に貯留された冷媒と熱交換可能な蓄冷材72とを備えている。なお、蓄冷材72としては、水と高吸水性樹脂(ポリアクリ酸ナトリウム)を含むものや、パラフィンなど周知のものを用いる。
また、図示のように、第4流路54の上流側の管54aは、タンク本体71の上部に開口されており、一方、第4流路54の下流側の管54bは、タンク本体71の上部の開口端54cから下方に延在され、タンク本体71の下部の湾曲部54dで上方に湾曲されてタンク本体71の上部から外部に導出されている。さらに、湾曲部54dには、液状の冷媒を吸い込むための吸入孔54eが穿設されている。
この液溜器70は、図2に示すように、冷媒を貯留可能な筒状のタンク本体71と、このタンク本体71の外周に設けられ、タンク本体71に貯留された冷媒と熱交換可能な蓄冷材72とを備えている。なお、蓄冷材72としては、水と高吸水性樹脂(ポリアクリ酸ナトリウム)を含むものや、パラフィンなど周知のものを用いる。
また、図示のように、第4流路54の上流側の管54aは、タンク本体71の上部に開口されており、一方、第4流路54の下流側の管54bは、タンク本体71の上部の開口端54cから下方に延在され、タンク本体71の下部の湾曲部54dで上方に湾曲されてタンク本体71の上部から外部に導出されている。さらに、湾曲部54dには、液状の冷媒を吸い込むための吸入孔54eが穿設されている。
タンク本体71の底部には、冷媒ポンプ80が設けられている。この冷媒ポンプ80に接続された吐出路81は、図1に示すように、蒸発器40の上流の第3流路53の途中に接続されており、冷媒ポンプ80により吸引した液溜器70に貯留された液状の冷媒は、第3流路53に吐出される。
また、吐出路81の途中には、冷媒の流れる方向を冷媒ポンプ80から第3流路53の方向のみに制限する逆止弁82が設けられている。さらに、第4流路54の下流側の管54bの途中にも、冷媒の流れる方向を液溜器70から圧縮機10の方向のみに制限する逆止弁55が設けられている。
前述した冷媒ポンプ80および冷媒流路開閉弁60の作動は、制御装置100により制御される。
この制御装置100は、空調ユニットACUの作動制御を行うもので、車室温度、車外温度などを検出するセンサ群101に接続され、その検出に基づいて、空調ユニットACUの作動を制御する。
さらに、制御装置100は、いわゆるアイドリングストップ制御の実行時に、エンジンEng停止に伴って圧縮機10が停止した際に、蒸発器40による冷却作動を継続させるための冷却継続制御を行う。なお、アイドリングストップ制御は、エンジンEngの駆動などを制御する総合コントローラ200により実行され、走行中の一時的な停車を検出した際に、エンジンEngの駆動を停止させ、発進操作を検出した際にはエンジンEngを始動させる制御である。制御装置100では、アイドリングストップ制御時に、総合コントローラ200からアイドリングストップ信号sstが入力され、このアイドリングストップ信号sstが入力されている間、冷却継続制御を行う。
そして、制御装置100は、この冷却継続制御にあっては、上述したセンサ群101に含まれる液冷媒検出装置102からの入力および制御装置100に含まれるタイマのカウント値に基づいて、冷媒流路開閉弁60および冷媒ポンプ80の作動を制御する。
なお、液冷媒検出装置102は、液溜器70内に設置され、タンク本体71内に、液状冷媒があらかじめ設定された設定量ser以上存在するか否かを検出するもので、例えば、冷媒に浮くフロートを備えたものや、高さ方向のある程度の範囲に亘って液の有無を電気的に検出するセンサなどを用いて、液状冷媒の液面の高さを検出するものを用いることができる。
この制御装置100は、空調ユニットACUの作動制御を行うもので、車室温度、車外温度などを検出するセンサ群101に接続され、その検出に基づいて、空調ユニットACUの作動を制御する。
さらに、制御装置100は、いわゆるアイドリングストップ制御の実行時に、エンジンEng停止に伴って圧縮機10が停止した際に、蒸発器40による冷却作動を継続させるための冷却継続制御を行う。なお、アイドリングストップ制御は、エンジンEngの駆動などを制御する総合コントローラ200により実行され、走行中の一時的な停車を検出した際に、エンジンEngの駆動を停止させ、発進操作を検出した際にはエンジンEngを始動させる制御である。制御装置100では、アイドリングストップ制御時に、総合コントローラ200からアイドリングストップ信号sstが入力され、このアイドリングストップ信号sstが入力されている間、冷却継続制御を行う。
そして、制御装置100は、この冷却継続制御にあっては、上述したセンサ群101に含まれる液冷媒検出装置102からの入力および制御装置100に含まれるタイマのカウント値に基づいて、冷媒流路開閉弁60および冷媒ポンプ80の作動を制御する。
なお、液冷媒検出装置102は、液溜器70内に設置され、タンク本体71内に、液状冷媒があらかじめ設定された設定量ser以上存在するか否かを検出するもので、例えば、冷媒に浮くフロートを備えたものや、高さ方向のある程度の範囲に亘って液の有無を電気的に検出するセンサなどを用いて、液状冷媒の液面の高さを検出するものを用いることができる。
以下に、図3のフローチャートに基づいて、制御装置100による冷却継続制御における処理の流れを説明する。なお、冷却継続制御の非実行時である初期状態では、冷媒流路開閉弁60は開弁状態、冷媒ポンプ80は停止状態、タイマのカウント値tcは0となっている。
まず、ステップS1では、アイドリングストップ信号sstの入力の有無を判定し、このアイドリングストップ信号sstの入力があった場合に、ステップS2以降の冷却継続制御のための処理を実行し、その入力がない場合は、冷却継続制御を実行することなく、処理を終える。
まず、ステップS1では、アイドリングストップ信号sstの入力の有無を判定し、このアイドリングストップ信号sstの入力があった場合に、ステップS2以降の冷却継続制御のための処理を実行し、その入力がない場合は、冷却継続制御を実行することなく、処理を終える。
ステップS2では、冷媒ポンプ80の駆動を開始させるとともに、制御装置100に内蔵されたタイマのカウントアップを開始した後、ステップS3に進む。
ステップS3では、液冷媒検出装置102の出力に基づいて、液溜器70内の液状冷媒量が設定量ser以上であるか否か判定し、設定量ser以上の場合はステップS3に進み、設定量ser未満の場合はステップS7に進む。この設定量serは、車種に応じ実験により決定される。すなわち、この設定量serは、想定されるアイドリングストップを実行する時間だけ冷房を継続することを可能とする冷媒の量であって、車室容積や、空調装置の種別や、蓄冷材72の蓄冷能力などに応じ、車種ごとに実験により最適値が決定される。
ステップS3では、液冷媒検出装置102の出力に基づいて、液溜器70内の液状冷媒量が設定量ser以上であるか否か判定し、設定量ser以上の場合はステップS3に進み、設定量ser未満の場合はステップS7に進む。この設定量serは、車種に応じ実験により決定される。すなわち、この設定量serは、想定されるアイドリングストップを実行する時間だけ冷房を継続することを可能とする冷媒の量であって、車室容積や、空調装置の種別や、蓄冷材72の蓄冷能力などに応じ、車種ごとに実験により最適値が決定される。
ステップS4では、冷媒流路開閉弁60を閉弁させ、その後、ステップS5に進む。
ステップS5では、アイドリングストップ信号sstの入力が停止したか否かによりアイドリングストップ終了か否か判定し、終了した場合はステップS6に進み、終了しない場合は、ステップS4の冷媒流路開閉弁の閉弁状態を維持する。
ステップS5では、アイドリングストップ信号sstの入力が停止したか否かによりアイドリングストップ終了か否か判定し、終了した場合はステップS6に進み、終了しない場合は、ステップS4の冷媒流路開閉弁の閉弁状態を維持する。
アイドリングストップ信号sstの入力停止によりアイドリングストップが終了した場合に進むステップS6では、冷媒ポンプ80の駆動を停止し、冷媒流路開閉弁60を初期の開弁状態に戻し、タイマのカウントアップを停止する。
一方、ステップS3において液状冷媒量が設定量ser未満である場合に進むステップS7では、ステップS2においてカウントアップを開始したタイマのカウント値tcが、あらかじめ設定された設定値tsを越えたか否か判定する。そして、ステップS7において、カウント値tcが設定値tsを越えた場合はステップS4に進み、カウント値tcが設定値tsを越えない場合は、ステップS7の判定を繰り返す。
ここで、設定値tsは、あらかじめ実験に基づいて設定した時間である。すなわち、この設定値tsは、アイドリングストップ時に冷房を設定時間継続させるのに必要な量の冷媒が、凝縮器20側の高圧と蒸発器40側の低圧との圧力差に基づいて、蒸発器40側から液溜器70に移動するのに必要な時間である。よって、この設定値tsは、車両や空調ユニットACU、冷凍サイクルFCの仕様により異なるが、1,2秒に満たない程度の短時間に設定される。
(作用)
次に、実施例1の作用を説明する。
ここで、設定値tsは、あらかじめ実験に基づいて設定した時間である。すなわち、この設定値tsは、アイドリングストップ時に冷房を設定時間継続させるのに必要な量の冷媒が、凝縮器20側の高圧と蒸発器40側の低圧との圧力差に基づいて、蒸発器40側から液溜器70に移動するのに必要な時間である。よって、この設定値tsは、車両や空調ユニットACU、冷凍サイクルFCの仕様により異なるが、1,2秒に満たない程度の短時間に設定される。
(作用)
次に、実施例1の作用を説明する。
<走行時(非アイドリングストップ時)>
エンジンEngを駆動させている走行時には、圧縮機10が駆動しており、圧縮機10は、冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する。この高温高圧の冷媒は、凝縮器20において外気と熱交換(冷却)されて液化して、膨張器30に送られる。膨張器30では、冷媒が減圧されて低温・低圧の液状となる。さらに、冷媒は、蒸発器40において、車室内の空気と熱交換され、車室内空気を冷却するとともに、蒸発して低温・低圧のガス冷媒となり、液溜器70を通って圧縮機10に吸引される。
エンジンEngを駆動させている走行時には、圧縮機10が駆動しており、圧縮機10は、冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する。この高温高圧の冷媒は、凝縮器20において外気と熱交換(冷却)されて液化して、膨張器30に送られる。膨張器30では、冷媒が減圧されて低温・低圧の液状となる。さらに、冷媒は、蒸発器40において、車室内の空気と熱交換され、車室内空気を冷却するとともに、蒸発して低温・低圧のガス冷媒となり、液溜器70を通って圧縮機10に吸引される。
また、液溜器70では、冷媒が蓄冷材72から吸熱し、蓄冷材72が冷却される。そして、車室内の空調が安定してくると、蒸発器40の負荷が下がるため、冷媒は液溜器70のタンク本体71内に液化して蓄えられる。
すなわち、液溜器70にあっては、第4流路54の上流側の管54aからタンク本体71に流入した冷媒は、液化した冷媒がタンク本体71の下部に溜まり、気化した冷媒はタンク本体71の上部に溜まる。そして、上部の気化した冷媒は、下流側の管54bの開口端54cから吸入され、湾曲部54dの吸入孔54eにおいてタンク本体71の下部の液状冷媒を僅かに吸い込んで混合されながら圧縮機10に吸入される。なお、冷媒には潤滑油が含まれており、この潤滑油成分を圧縮機10に供給するために吸入孔54eから液状冷媒を吸い込むようにしている。
<アイドリングストップ時>
車両の停車時に、総合コントローラ200の制御に基づいて、アイドリングストップ制御が実行された際には、エンジンEngの駆動を停止するのに伴い圧縮機10の駆動が停止され、圧縮機10からの高圧冷媒の吐出が停止される。
車両の停車時に、総合コントローラ200の制御に基づいて、アイドリングストップ制御が実行された際には、エンジンEngの駆動を停止するのに伴い圧縮機10の駆動が停止され、圧縮機10からの高圧冷媒の吐出が停止される。
このとき、制御装置100は、アイドリングストップ信号sstの入力を受けて、冷媒ポンプ80の駆動を開始するとともに、タイマのカウントアップを開始する(ステップS1からS2の処理)。
そして、このとき液溜器70の液冷媒検出装置102が検出する液状冷媒量があらかじめ設定された設定量ser以上の場合、冷媒流路開閉弁60が閉じられる(ステップS3からS4の処理)。
そして、このとき液溜器70の液冷媒検出装置102が検出する液状冷媒量があらかじめ設定された設定量ser以上の場合、冷媒流路開閉弁60が閉じられる(ステップS3からS4の処理)。
したがって、液溜器70に貯留された低圧の液状冷媒が冷媒ポンプ80に吸入されて吐出路81から第3流路53を介して蒸発器40に供給される。これにより、蒸発器40では、液状冷媒の蒸発が継続され、蒸発器40による冷却を維持することができる。
また、このとき、冷媒流路開閉弁60が閉弁されており、かつ、圧縮機10の上流の第4流路54に逆止弁55が設けられているため、圧縮機10および凝縮器20側の高圧の冷媒と、蒸発器40および液溜器70側の低圧の冷媒とは、圧力差による冷媒の移動が規制され、蒸発器40側では低圧に維持される。
加えて、液溜器70では、蒸発器40で気化した冷媒が流入するが、蓄冷材72により吸熱を行うため、低圧冷媒の圧力上昇を抑えることができ、これによっても、蒸発器40における冷却力を、より長く維持することができる。
また、このとき、冷媒流路開閉弁60が閉弁されており、かつ、圧縮機10の上流の第4流路54に逆止弁55が設けられているため、圧縮機10および凝縮器20側の高圧の冷媒と、蒸発器40および液溜器70側の低圧の冷媒とは、圧力差による冷媒の移動が規制され、蒸発器40側では低圧に維持される。
加えて、液溜器70では、蒸発器40で気化した冷媒が流入するが、蓄冷材72により吸熱を行うため、低圧冷媒の圧力上昇を抑えることができ、これによっても、蒸発器40における冷却力を、より長く維持することができる。
一方、アイドリングストップの開始時に、液溜器70の液冷媒検出装置102が検出する液状冷媒量が設定量ser未満である場合は、冷媒流路開閉弁60の閉弁を待つ。そして、液冷媒検出装置102が検出する液状冷媒量が、設定量ser以上となるか、あるいはタイマのカウント値tcが設定値ts以上となったら、冷媒流路開閉弁60を閉弁させる。すなわち、図3のフローチャートでは、ステップS3およびS7においてYESと判定されるまで、両判定を繰り返し、いずれかのYES判定でステップS4へ進む流れとなる。
このため、液溜器70における液状冷媒量が不足している場合、この液状冷媒量が設定量serを超えるまでは、冷媒流路開閉弁60の開弁状態が維持され、凝縮器20側と蒸発器40側との圧力差により、凝縮器20側の冷媒が蒸発器40へ流入する。
その後、液溜器70の液状冷媒量が設定量ser以上となるか、アイドリングストップ時における設定時間の冷房維持を行なうのに必要な量の冷媒が移動するのに要する時間が経過した時点(タイマのカウント値tcが設定値tsとなった時点)で、冷媒流路開閉弁60が閉じられて、このような圧力差による冷媒の移動が停止される。
その後、液溜器70の液状冷媒量が設定量ser以上となるか、アイドリングストップ時における設定時間の冷房維持を行なうのに必要な量の冷媒が移動するのに要する時間が経過した時点(タイマのカウント値tcが設定値tsとなった時点)で、冷媒流路開閉弁60が閉じられて、このような圧力差による冷媒の移動が停止される。
よって、アイドリングストップ時に、冷媒流路開閉弁60の下流側において冷媒流路開閉弁60と逆止弁55との間における冷媒量が不足することがなく、設定時間内の冷却継続を行うことができる。
(実施例1の効果)
以上説明した実施例1の冷凍サイクル装置Aは、以下に列挙する効果を奏する。
a)蒸発器40の下流側に液溜器70を設け、膨張器30と蒸発器40との間に冷媒流路開閉弁60を設け、液溜器70に液冷媒検出装置102を設けた。そして、冷媒流路開閉弁60を開閉させる制御装置100は、圧縮機10の駆動時には、冷媒流路開閉弁60を開弁させ、圧縮機10の停止時には、液冷媒検出装置102の検出に基づいて冷媒流路開閉弁60を閉弁させるようにした。
したがって、アイドリングストップ制御によりエンジンEngの駆動停止に伴って圧縮機10が停止した際には、冷媒流路開閉弁60を閉弁して蒸発器40側を低圧に保ち、冷房を継続することができる。
以上説明した実施例1の冷凍サイクル装置Aは、以下に列挙する効果を奏する。
a)蒸発器40の下流側に液溜器70を設け、膨張器30と蒸発器40との間に冷媒流路開閉弁60を設け、液溜器70に液冷媒検出装置102を設けた。そして、冷媒流路開閉弁60を開閉させる制御装置100は、圧縮機10の駆動時には、冷媒流路開閉弁60を開弁させ、圧縮機10の停止時には、液冷媒検出装置102の検出に基づいて冷媒流路開閉弁60を閉弁させるようにした。
したがって、アイドリングストップ制御によりエンジンEngの駆動停止に伴って圧縮機10が停止した際には、冷媒流路開閉弁60を閉弁して蒸発器40側を低圧に保ち、冷房を継続することができる。
b)液溜器70は、蓄冷材72を備えているため、圧縮機10の作動時には、蒸発器40で蒸発して低温・低圧のガス状となった冷媒により蓄冷材72を冷却できる。
したがって、アイドリングストップにより圧縮機10が停止した際には、液溜器70では、蓄冷材72が蒸発器40からの冷媒の吸熱を行って、低圧冷媒の圧力上昇を抑えることができる。
よって、タンク本体71の容量が同じであれば、蒸発器40における冷却力を、より長く維持することができる。あるいは、蓄冷材72による冷却作用の分だけ、アイドリングストップ時に必要な冷媒量を抑えて、タンク本体71の必要容量を抑え、液溜器70の小型化、ひいては冷凍サイクル装置Aの小型化を図ることができる。
したがって、アイドリングストップにより圧縮機10が停止した際には、液溜器70では、蓄冷材72が蒸発器40からの冷媒の吸熱を行って、低圧冷媒の圧力上昇を抑えることができる。
よって、タンク本体71の容量が同じであれば、蒸発器40における冷却力を、より長く維持することができる。あるいは、蓄冷材72による冷却作用の分だけ、アイドリングストップ時に必要な冷媒量を抑えて、タンク本体71の必要容量を抑え、液溜器70の小型化、ひいては冷凍サイクル装置Aの小型化を図ることができる。
c)制御装置100は、アイドリングストップにより圧縮機10を停止させた時に、液冷媒検出装置102の検出に基づいて液溜器70の液状冷媒量があらかじめ設定された設定量serよりも多い場合に冷媒流路開閉弁60を閉弁させるようにした。
このため、冷媒流路開閉弁60を閉じた際に、蒸発器40および液溜器70側に貯留される冷媒量を確保して、アイドリングストップ時における冷房維持時間を確実に確保することができる。
このため、冷媒流路開閉弁60を閉じた際に、蒸発器40および液溜器70側に貯留される冷媒量を確保して、アイドリングストップ時における冷房維持時間を確実に確保することができる。
d)制御装置100は、アイドリングストップにより圧縮機10が停止した時に、液溜器70における液状冷媒量が、設定量ser未満の場合は冷媒流路開閉弁60を開弁状態に維持し、設定量ser以上となるかまたは圧縮機10の作動停止から設定値tsの時間が経過した場合は、冷媒流路開閉弁60を閉弁させるようにした。
このため、液溜器70における液状冷媒量が設定量ser未満の場合には、冷媒流路開閉弁60の閉弁タイミングを遅らせることで、圧力差に基づいて、凝縮器20側の冷媒が蒸発器40側に流れ込み、アイドリングストップ時の冷房維持に必要な冷媒量を確保して、冷房維持時間を、より確実に確保できる。
しかも、液溜器70における液状冷媒量が設定量ser未満であっても、圧縮機10の作動停止からの経過時間が設定値tsを越えると、冷媒流路開閉弁60を閉じるようにした。このため、上述のように冷媒流路開閉弁60の閉弁タイミングを遅らせることで冷媒流路開閉弁60の下流にはアイドリングストップ時の冷房に十分な冷媒量が確保された時点で、冷媒流路開閉弁60を閉じることで、冷媒流路開閉弁60の下流の液圧上昇を抑えて、冷房維持をより確実に行うことができる。
このため、液溜器70における液状冷媒量が設定量ser未満の場合には、冷媒流路開閉弁60の閉弁タイミングを遅らせることで、圧力差に基づいて、凝縮器20側の冷媒が蒸発器40側に流れ込み、アイドリングストップ時の冷房維持に必要な冷媒量を確保して、冷房維持時間を、より確実に確保できる。
しかも、液溜器70における液状冷媒量が設定量ser未満であっても、圧縮機10の作動停止からの経過時間が設定値tsを越えると、冷媒流路開閉弁60を閉じるようにした。このため、上述のように冷媒流路開閉弁60の閉弁タイミングを遅らせることで冷媒流路開閉弁60の下流にはアイドリングストップ時の冷房に十分な冷媒量が確保された時点で、冷媒流路開閉弁60を閉じることで、冷媒流路開閉弁60の下流の液圧上昇を抑えて、冷房維持をより確実に行うことができる。
e)液溜器70には、貯留した液状冷媒を蒸発器40の入口に送る冷媒ポンプ80を備え、制御装置100は、圧縮機10の停止時に冷媒ポンプ80を作動させるようにした。このため、低圧液状の冷媒をより長期に亘って蒸発器40に供給し、アイドリングストップ時の冷房維持時間をより長く確保することが可能となる。
f)液溜器70と圧縮機10とを接続する第4流路54の途中に逆止弁55を設けたため、アイドリングストップ時に、高圧の冷媒が圧縮機10から液溜器70側へ逆流するのを防止して、蒸発器40側を、より確実に低圧に維持して、アイドリングストップ時の冷房維持をより確実に行うことができる。
以上、図面を参照して、本発明の冷凍サイクル装置を実施例1に基づいて説明してきたが、具体的な構成は、この実施例1に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
例えば、実施例1では、本発明の冷媒サイクル装置を車両の空調装置に適用した例を示したが、その適用範囲は、車両に限定されるものではなく、家庭用、産業用の空調装置など、他の冷却が必要な機器にも適用できる。すなわち、圧縮機が停止した状態でも蒸発器による冷却を持続させたいものであれば適用可能である。
また、圧縮機の動力源も、エンジンに限らず、電動機などの他の動力源を用いてもよい。例えば、電動車両などにおいても、モータを停止させて圧縮機を停止させた状態で冷房を行なうことができる。
また、圧縮機の動力源も、エンジンに限らず、電動機などの他の動力源を用いてもよい。例えば、電動車両などにおいても、モータを停止させて圧縮機を停止させた状態で冷房を行なうことができる。
また、実施例1では、液溜器70において、蓄冷材72をタンク本体71の外側に設けた例を示したが、蓄冷材72は、タンク本体71の内部に設けてもよい。さらには、液溜器70に、蓄冷材72を設けなくてもよい。この場合でも、液溜器70に、アイドリングストップを行なっている間、冷房を行うことができる冷媒量を確保することで、冷房を維持できる。
また、冷媒流路開閉弁の開閉制御の処理の流れについては、実施例1で示したものに限定されず、圧縮機の停止時に液冷媒検出装置の検出に基づいて冷媒流路開閉弁を閉弁させるものであれば、他の処理の流れとしてもよい。具体的には、液冷媒検出装置が、液溜器の冷媒量を比例的に検出可能である場合、その量に応じて、量が少ないほど閉弁のタイミングを遅らせるようにしてもよい。
あるいは、実施例1では、圧縮機の停止時の検出液状冷媒量が設定量serに満たない場合は、設定量serが検出されるか、設定値tsの時間が経過するまで開弁状態に維持したが、検出冷媒量が設定量serに満たない場合は、これらのいずれか一方のみの場合に閉弁させるようにしてもよい。すなわち、図4のフローチャートに示すように、ステップS202では、冷媒ポンプ80の駆動を開始のみ行い、次のステップS203において、冷媒量が設定量ser未満の場合はステップS203の判断を繰り返すようにしてもよい。また、図5のフローチャートに示すように、ステップS307においてカウント値tcが設定値tsに満たない場合は、ステップS307の判断を繰り返すようにしてもよい。
また、実施例1では、冷媒ポンプは、圧縮機を停止させると直ちに駆動させる例を示したが、少なくとも、冷媒流路開閉弁を閉じた際に駆動させればよく、冷媒流路開閉弁の閉弁に連動して駆動を開始させてもよい。
Claims (8)
- 圧縮機、凝縮器、膨張器、蒸発器が冷媒流路により順次環状に接続され、前記圧縮機から吐出されて前記凝縮器および前記膨張器を経た冷媒が前記蒸発器で吸熱するようにした冷凍サイクルと、
前記蒸発器の下流側に設けられ、前記冷媒を貯留可能であるとともに前記蒸発器へ供給可能な液溜器と、
この液溜器に貯留された液状冷媒量を検出する液冷媒検出装置と、
前記膨張器と前記蒸発器との間で前記冷媒流路を開閉する冷媒流路開閉弁と、
前記圧縮機の駆動時に、前記冷媒流路開閉弁を開弁させ、前記圧縮機の停止時に、前記液冷媒検出装置の検出に基づいて前記冷媒流路開閉弁を閉弁させる制御装置と、
を備えていることを特徴とする冷凍サイクル装置。 - 前記制御装置は、前記圧縮機の停止時に、前記液冷媒検出装置の検出に基づき、前記液溜器の液状冷媒量があらかじめ設定された設定量以上の場合に、前記冷媒流路開閉弁を閉弁させることを特徴とする請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記制御装置は、前記圧縮機の停止時に、前記液溜器の液状冷媒量が前記設定量未満の場合は、前記冷媒流路開閉弁を開弁状態に維持し、前記液状冷媒量が前記設定量以上となるかまたは前記圧縮機の停止からの経過時間があらかじめ設定した設定時間を超えた場合に、前記冷媒流路開閉弁を閉弁させることを特徴とする請求項2に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記液溜器は、前記冷媒により蓄冷可能な蓄冷材を備えていることを特徴とする請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記液溜器の前記液状冷媒を前記蒸発器の入口に送る冷媒ポンプを備え、
前記制御装置は、前記圧縮機の停止時に前記冷媒流路開閉弁を閉じたときに、前記冷媒ポンプを作動させることを特徴とする請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記冷媒流路において、前記液溜器と前記圧縮機との間に、前記冷媒が流れる方向を前記液溜器から前記圧縮機の方向のみに制限する逆止弁を設けたことを特徴とする請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記液溜器の前記液状冷媒を前記蒸発器の入口に送る冷媒ポンプを備え、
前記制御装置は、前記圧縮機の停止時に前記冷媒流路開閉弁を閉じたときに前記冷媒ポンプを作動させることを特徴とする請求項4に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記冷媒流路において、前記液溜器と前記圧縮機との間に、前記冷媒が流れる方向を前記液溜器から前記圧縮機の方向のみに制限する逆止弁を設けたことを特徴とする請求項7に記載の冷凍サイクル装置。
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