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JP2018171984A - Vehicular air conditioner - Google Patents

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JP2018171984A
JP2018171984A JP2017070754A JP2017070754A JP2018171984A JP 2018171984 A JP2018171984 A JP 2018171984A JP 2017070754 A JP2017070754 A JP 2017070754A JP 2017070754 A JP2017070754 A JP 2017070754A JP 2018171984 A JP2018171984 A JP 2018171984A
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Japan
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refrigerant
temperature
expansion valve
pressure
flow path
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JP2017070754A
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Japanese (ja)
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勝志 谷口
Katsushi Taniguchi
勝志 谷口
圭俊 野田
Yoshitoshi Noda
圭俊 野田
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Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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Abstract

【課題】冷房時と暖房時とで共通の冷媒を利用する、改善された車両用空調装置を提供する。【解決手段】車両用空調装置1Aは、冷媒を循環させる冷媒流路を備え、第1のヒートポンプサイクルを形成する第1の冷媒回路と、冷媒を循環させる冷媒流路を備え、第1のヒートポンプサイクルと異なる第2のヒートポンプサイクルを形成し、第1の冷媒回路と一部の冷媒流路を共用する第2の冷媒回路と、第2の冷媒回路から一部の冷媒流路を除いた部分に設けられ、冷媒の圧力を感知し、温度および圧力に応じて、第2の冷媒回路を循環する冷媒の流量を調整する第1の膨張弁16と、を備え、第1の膨張弁16は、一部の冷媒流路に設けられ、冷媒の温度を感知する感温部16Aを備え、冷媒が第1の冷媒回路を循環するときの冷媒の温度および圧力に応じて、第2の冷媒回路を循環する冷媒を遮断する。【選択図】図1An improved vehicle air conditioner that uses a common refrigerant for cooling and heating. A vehicle air conditioner includes a refrigerant flow path for circulating a refrigerant, a first refrigerant circuit that forms a first heat pump cycle, and a refrigerant flow path for circulating the refrigerant, the first heat pump A second refrigerant circuit that forms a second heat pump cycle different from the first cycle, shares a part of the refrigerant flow path with the first refrigerant circuit, and a part of the second refrigerant circuit excluding a part of the refrigerant flow path And a first expansion valve 16 that senses the pressure of the refrigerant and adjusts the flow rate of the refrigerant circulating in the second refrigerant circuit according to the temperature and the pressure. The second refrigerant circuit is provided in a part of the refrigerant flow paths and includes a temperature sensing unit 16A that senses the temperature of the refrigerant, and the second refrigerant circuit according to the temperature and pressure of the refrigerant when the refrigerant circulates through the first refrigerant circuit. Shut off the refrigerant that circulates. [Selection] Figure 1

Description

本開示は、車両用空調装置に関する。   The present disclosure relates to a vehicle air conditioner.

従来の車両用の暖房装置としては、高温になったエンジン冷却水を利用して車室内を暖房する温水式ヒータが多く採用されている。また、従来の車両用の冷房装置としては、車室内へ送られる空気をヒートポンプの低温冷媒により冷却するヒートポンプ式の冷房装置が一般に採用されている。   As a conventional heating device for a vehicle, a hot water heater that heats a vehicle interior by using engine cooling water that has become high temperature is often used. Further, as a conventional cooling device for a vehicle, a heat pump type cooling device that cools the air sent into the passenger compartment with a low-temperature refrigerant of the heat pump is generally employed.

特許文献1には、既存の温水式ヒータを基本としつつ、ヒートポンプを利用して、温水式ヒータの冷却水を加熱する構成を付加することで、既存のものより暖房性能を向上することのできる車両用の空調装置が開示されている。   Patent Document 1 can improve the heating performance over the existing one by adding a configuration that heats the cooling water of the hot water heater using a heat pump while using an existing hot water heater as a basis. An air conditioner for a vehicle is disclosed.

特開平10−76837号公報JP-A-10-76837

特許文献1の車両用の空調装置は、ヒートポンプの構成を暖房にのみ利用する構成であり、冷房時の動作については検討されていなかった。すなわち、特許文献1の暖房装置に冷房機能を付加する場合、ヒートポンプの構成を暖房用と冷房用とでどのように兼用させ、どのように切り換えて利用すればよいか検討されていなかった。   The air conditioner for vehicles of patent document 1 is a structure which utilizes the structure of a heat pump only for heating, and the operation | movement at the time of cooling was not examined. That is, when a cooling function is added to the heating device of Patent Document 1, it has not been studied how to use the heat pump for both heating and cooling, and how to switch between them.

本開示の目的は、冷房時と暖房時とで共通の冷媒を利用する、改善された車両用空調装置を提供することである。   An object of the present disclosure is to provide an improved vehicle air conditioner that uses a common refrigerant for cooling and heating.

本開示の一態様に係る車両用空調装置は、冷媒を循環させる冷媒流路を備え、第1のヒートポンプサイクルを形成する第1の冷媒回路と、冷媒を循環させる冷媒流路を備え、第1のヒートポンプサイクルと異なる第2のヒートポンプサイクルを形成し、第1の冷媒回路と一部の冷媒流路を共用する第2の冷媒回路と、第2の冷媒回路から一部の冷媒流路を除いた部分に設けられ、冷媒の圧力を感知し、冷媒の温度および圧力に応じて、第2の冷媒回路を循環する冷媒の流量を調整する第1の膨張弁と、を備え、第1の膨張弁は、一部の冷媒流路に設けられ、温度を感知する感温部を備え、冷媒が第1の冷媒回路を循環するときの冷媒の温度および圧力に応じて、第2の冷媒回路を循環する冷媒を遮断する、構成を採る。   An air conditioner for a vehicle according to an aspect of the present disclosure includes a refrigerant flow path that circulates a refrigerant, includes a first refrigerant circuit that forms a first heat pump cycle, and a refrigerant flow path that circulates the refrigerant. A second heat pump cycle different from the heat pump cycle of the first refrigerant circuit, a second refrigerant circuit sharing a part of the refrigerant flow path with the first refrigerant circuit, and a part of the refrigerant flow path removed from the second refrigerant circuit And a first expansion valve that senses the pressure of the refrigerant and adjusts the flow rate of the refrigerant that circulates through the second refrigerant circuit in accordance with the temperature and pressure of the refrigerant. The valve is provided in a part of the refrigerant flow paths and includes a temperature sensing unit that senses the temperature, and the second refrigerant circuit is provided according to the temperature and pressure of the refrigerant when the refrigerant circulates through the first refrigerant circuit. A configuration is adopted that blocks the circulating refrigerant.

本開示によれば、冷房時と暖房時とで共通の冷媒を利用する、改善された車両用空調装置を提供することができる。   According to the present disclosure, it is possible to provide an improved vehicle air conditioner that uses a common refrigerant for cooling and heating.

第1の実施の形態に係る車両用空調装置の構成図である。It is a block diagram of the vehicle air conditioner which concerns on 1st Embodiment. 第1の膨張弁の説明図である。It is explanatory drawing of a 1st expansion valve. 第2の膨張弁の説明図である。It is explanatory drawing of a 2nd expansion valve. 第2の膨張弁の動作特性を示すグラフである。It is a graph which shows the operating characteristic of a 2nd expansion valve. 第1の膨張弁および第2の膨張弁の動作特性を示すグラフである。It is a graph which shows the operating characteristic of a 1st expansion valve and a 2nd expansion valve. 第1の実施の形態に係る車両用空調装置の冷房モードの説明図であるIt is explanatory drawing of the air_conditioning | cooling mode of the vehicle air conditioner which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る車両用空調装置のヒートポンプ式暖房モードの説明図である。It is explanatory drawing of the heat pump type heating mode of the vehicle air conditioner which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施の形態に係る車両用空調装置の冷房モードの説明図である。It is explanatory drawing of the air_conditioning | cooling mode of the vehicle air conditioner which concerns on 2nd Embodiment.

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings.

(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態に係る車両用空調装置1Aの構成図である。図2は、第1の膨張弁16の説明図である。車両用空調装置1Aは、発熱部品としてのエンジン(内燃機関)を有する車両に搭載されて、車室内の空気調整を行う装置である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram of a vehicle air conditioner 1A according to the first embodiment. FIG. 2 is an explanatory diagram of the first expansion valve 16. The vehicle air conditioner 1A is a device that is mounted on a vehicle having an engine (internal combustion engine) as a heat generating component and performs air conditioning in the passenger compartment.

車両用空調装置1Aは、第1の水冷媒熱交換器11、第2の水冷媒熱交換器12、開閉弁13、第1の膨張弁16、コンプレッサ(圧縮機)38、エバポレータ48、第2の膨張弁37、室外コンデンサ39、および、逆止弁15を備える。車両用空調装置1Aは、さらに、これらの構成要素を接続する冷媒配管を備える。   The vehicle air conditioner 1A includes a first water refrigerant heat exchanger 11, a second water refrigerant heat exchanger 12, an on-off valve 13, a first expansion valve 16, a compressor (compressor) 38, an evaporator 48, a second Expansion valve 37, outdoor condenser 39, and check valve 15. 1 A of vehicle air conditioners are further provided with refrigerant | coolant piping which connects these components.

車両用空調装置1Aは、さらに、エンジン冷却部40およびヒーターコア44を備える。車両用空調装置1Aは、さらに、これらの構成要素、第1の水冷媒熱交換器11、および、第2の水冷媒熱交換器12を接続する冷却液配管を備える。   The vehicle air conditioner 1 </ b> A further includes an engine cooling unit 40 and a heater core 44. 1 A of vehicle air conditioners are further provided with the coolant piping which connects these components, the 1st water refrigerant | coolant heat exchanger 11, and the 2nd water refrigerant | coolant heat exchanger 12. FIG.

第1の水冷媒熱交換器11(凝縮器)は、高温高圧の冷媒を流す通路と、冷却液を流す通路とを有し、冷媒と冷却液との間で熱交換を行う。第1の水冷媒熱交換器11には、所定の運転モードのときに、コンプレッサ38から高温高圧の冷媒が送られて、高温高圧の冷媒から冷却液へ熱を放出させる。これにより、第1の水冷媒熱交換器11は、高温高圧の冷媒を凝縮させる。   The first water-refrigerant heat exchanger 11 (condenser) has a passage through which a high-temperature and high-pressure refrigerant flows and a passage through which a cooling liquid flows, and performs heat exchange between the refrigerant and the cooling liquid. The first water refrigerant heat exchanger 11 is supplied with a high-temperature and high-pressure refrigerant from the compressor 38 in a predetermined operation mode, and releases heat from the high-temperature and high-pressure refrigerant to the coolant. Thereby, the 1st water refrigerant | coolant heat exchanger 11 condenses a high temperature / high pressure refrigerant | coolant.

第1の水冷媒熱交換器11の冷却液導入口は、冷却液配管を介してエンジン冷却部40の冷却液送出口に連通される。エンジン冷却部40の冷却液導入口は、冷却液配管を介してヒーターコア44に連通されている。第1の水冷媒熱交換器11の冷媒導入口は、冷媒配管を介してコンプレッサ38の冷媒送出口へ連通され、第1の水冷媒熱交換器11の冷媒送出口は、第1の膨張弁16に連通されている。   The coolant inlet of the first water-refrigerant heat exchanger 11 is communicated with the coolant outlet of the engine cooling unit 40 via the coolant pipe. The coolant introduction port of the engine cooling unit 40 is communicated with the heater core 44 via a coolant pipe. The refrigerant inlet of the first water refrigerant heat exchanger 11 is communicated with the refrigerant outlet of the compressor 38 via the refrigerant pipe, and the refrigerant outlet of the first water refrigerant heat exchanger 11 is the first expansion valve. 16 is communicated.

第2の水冷媒熱交換器12(蒸発器)は、低温低圧の冷媒を流す通路と、冷却液を流す通路とを有し、冷媒と冷却液との間で熱交換を行う。第2の水冷媒熱交換器12には、所定の運転モードのときに、第1の膨張弁16から低温低圧の冷媒が導入されて、冷却液から低温低圧の冷媒へ熱を移動させる。これにより、第2の水冷媒熱交換器12は低温低圧の冷媒を気化させる。   The second water-refrigerant heat exchanger 12 (evaporator) has a passage through which a low-temperature and low-pressure refrigerant flows and a passage through which a coolant flows, and performs heat exchange between the refrigerant and the coolant. In the second water refrigerant heat exchanger 12, a low-temperature and low-pressure refrigerant is introduced from the first expansion valve 16 during a predetermined operation mode, and heat is transferred from the coolant to the low-temperature and low-pressure refrigerant. As a result, the second water refrigerant heat exchanger 12 vaporizes the low-temperature and low-pressure refrigerant.

第2の水冷媒熱交換器12の冷却液導入口は、冷却液配管を介してエンジン冷却部40の冷却液送出口に連通され、第2の水冷媒熱交換器12の冷却液送出口は、冷却液配管を介してエンジン冷却部40の冷却液導入口に連通されている。第2の水冷媒熱交換器12の冷媒導入口は、冷媒配管を介して第1の膨張弁16に連通され、冷媒送出口は、コンプレッサ38の冷媒導入口へ合流する冷媒配管に連通されている。   The coolant inlet of the second water refrigerant heat exchanger 12 is communicated with the coolant outlet of the engine cooling unit 40 via the coolant pipe, and the coolant outlet of the second water refrigerant heat exchanger 12 is The coolant is connected to the coolant inlet of the engine cooling unit 40 via the coolant pipe. The refrigerant inlet of the second water-refrigerant heat exchanger 12 is communicated with the first expansion valve 16 via the refrigerant pipe, and the refrigerant delivery port is communicated with the refrigerant pipe that merges with the refrigerant inlet of the compressor 38. Yes.

このように、冷却液流路に関して、車両用空調装置1Aの第1の水冷媒熱交換器11と第2の水冷媒熱交換器12とが、エンジン冷却部40に対して並列に連通することにより、直列に連通する場合と比較して、冷却液を圧送するためのポンプを小型化することができる。   Thus, regarding the coolant flow path, the first water refrigerant heat exchanger 11 and the second water refrigerant heat exchanger 12 of the vehicle air conditioner 1A communicate with the engine cooling unit 40 in parallel. As a result, the pump for pumping the coolant can be reduced in size as compared with the case of communicating in series.

開閉弁13は、例えば電気的な制御により、冷媒流路の開閉を調整する弁である。開閉弁13は、コンプレッサ38の冷媒送出口側における冷媒流路の分岐部Bと、室外コンデンサ39の冷媒導入口との間の冷媒流路を開閉する。   The on-off valve 13 is a valve that adjusts the opening and closing of the refrigerant flow path, for example, by electrical control. The on-off valve 13 opens and closes the refrigerant flow path between the refrigerant flow branch B on the refrigerant delivery port side of the compressor 38 and the refrigerant inlet of the outdoor condenser 39.

第1の膨張弁16は、高圧の冷媒を低温低圧に膨張して送出する。送出された低温低圧の冷媒は、第2の水冷媒熱交換器12に送出される。第1の膨張弁16は、感温部16A、接続部16B、および本体部(感圧調整部)16Cを備え、感温部16Aが感知した冷媒の温度と、本体部16Cが感知した圧力に応じて、送出する冷媒の流量を自動的に調整する機能を有する、感温部別体型の温度式膨張弁(TXV:thermal expansion valve)である。   The first expansion valve 16 expands high-pressure refrigerant to low temperature and low pressure and sends it out. The sent low-temperature and low-pressure refrigerant is sent to the second water refrigerant heat exchanger 12. The first expansion valve 16 includes a temperature sensing portion 16A, a connection portion 16B, and a main body portion (pressure sensitive adjustment portion) 16C. The temperature of the refrigerant sensed by the temperature sensing portion 16A and the pressure sensed by the main body portion 16C. Accordingly, a temperature expansion valve (TXV) having a function of automatically adjusting the flow rate of the refrigerant to be delivered is provided.

感温部16Aは、冷媒の温度を感知する。一例において、感温部16Aは、コンプレッサ38の冷媒導入口の近傍において、冷媒配管の表面に取り付けられた感温筒である。感温筒には、熱伝導性の部材で形成された冷媒配管の壁を介して伝わる冷媒の温度に応じて膨張する媒体が充填される。他の一例において、感温部16Aは、コンプレッサ38の冷媒導入口の近傍において、冷媒配管の内部に取り付けられた感温筒である。   The temperature sensing unit 16A senses the temperature of the refrigerant. In one example, the temperature sensing part 16A is a temperature sensing cylinder attached to the surface of the refrigerant pipe in the vicinity of the refrigerant inlet of the compressor 38. The temperature sensing cylinder is filled with a medium that expands in accordance with the temperature of the refrigerant transmitted through the wall of the refrigerant pipe formed of the heat conductive member. In another example, the temperature sensing unit 16A is a temperature sensing cylinder attached to the inside of the refrigerant pipe in the vicinity of the refrigerant inlet of the compressor 38.

接続部16Bは、感温部16Aが感知した温度に応じて本体部16Cが動作することができるように、感温部16Aと本体部16Cとを接続する。一例において、接続部16Bは、感温部16Aに充填された媒体の一部を本体部16Cに移送するキャピラリチューブである。感温部16Aが感知した温度が高いほど、接続部16Bが移送する媒体の量が多くなる。   The connecting portion 16B connects the temperature sensing portion 16A and the main body portion 16C so that the main body portion 16C can operate according to the temperature sensed by the temperature sensing portion 16A. In one example, the connection portion 16B is a capillary tube that transfers a part of the medium filled in the temperature sensing portion 16A to the main body portion 16C. The higher the temperature sensed by the temperature sensing part 16A, the greater the amount of medium transferred by the connection part 16B.

図2に示すように、本体部16Cは、媒体受容部16a、接続ロッド16b、付勢部16c、冷媒導入口16d、隘路部16e、冷媒送出口16f、および弁体16gを備える。本体部16Cは、感温部16Aが感知した温度と、弁体16gが感知した冷媒送出口16f(送出口側)の冷媒からの圧力に応じて、送出する冷媒の流量を自動的に調整する。   As shown in FIG. 2, the main body portion 16C includes a medium receiving portion 16a, a connecting rod 16b, an urging portion 16c, a refrigerant introduction port 16d, a bottleneck portion 16e, a refrigerant delivery port 16f, and a valve body 16g. The main body portion 16C automatically adjusts the flow rate of the refrigerant to be delivered according to the temperature sensed by the temperature sensing portion 16A and the pressure from the refrigerant at the refrigerant delivery port 16f (outlet side) sensed by the valve body 16g. .

媒体受容部16aは、感温部16Aおよび接続部16Bと連通し、感温部16Aから接続部16Bを介して移送された媒体を受容する。媒体は、感温部16A、接続部16B、および媒体受容部16aの間で封止されている。受容された媒体の量が多いほど、媒体受容部16a内部の圧力が高くなる。   The medium receiving unit 16a communicates with the temperature sensing unit 16A and the connection unit 16B, and receives the medium transferred from the temperature sensing unit 16A via the connection unit 16B. The medium is sealed between the temperature sensing part 16A, the connection part 16B, and the medium receiving part 16a. The greater the amount of medium received, the higher the pressure inside the medium receiver 16a.

接続ロッド16bは、媒体受容部16aおよび弁体16gを接続する。接続ロッド16bの上端部は媒体受容部16aの内壁の一部を形成し、媒体受容部16a内部の圧力が、接続ロッド16bを、図2において下方に押し下げる力として接続ロッド16bに作用する。   The connecting rod 16b connects the medium receiving portion 16a and the valve body 16g. The upper end of the connecting rod 16b forms a part of the inner wall of the medium receiving portion 16a, and the pressure inside the medium receiving portion 16a acts on the connecting rod 16b as a force that pushes the connecting rod 16b downward in FIG.

付勢部16cは、弁体16gを図2において上方に付勢する。一例において、付勢部16cは、コイルバネである。   The urging portion 16c urges the valve body 16g upward in FIG. In one example, the urging portion 16c is a coil spring.

冷媒導入口16dは、第1の水冷媒熱交換器11から送出される高温高圧の冷媒を導入する。導入される冷媒の流れは、図2において矢印A1で示されている。   The refrigerant introduction port 16d introduces a high-temperature and high-pressure refrigerant sent from the first water-refrigerant heat exchanger 11. The flow of the introduced refrigerant is indicated by an arrow A1 in FIG.

隘路部16eは、冷媒導入口16dおよび冷媒送出口16fを連通させ、冷媒導入口16dに導入された高温高圧の冷媒を断熱膨張する。断熱膨張された冷媒は、低温低圧の冷媒となって冷媒送出口16fに送出される。   The bottleneck portion 16e allows the refrigerant introduction port 16d and the refrigerant delivery port 16f to communicate with each other and adiabatic expansion of the high-temperature and high-pressure refrigerant introduced to the refrigerant introduction port 16d. The adiabatically expanded refrigerant becomes a low-temperature and low-pressure refrigerant and is delivered to the refrigerant outlet 16f.

冷媒送出口16fは、低温低圧の冷媒を送出する。送出された冷媒の流れは、図2において矢印A2で示されている。送出された冷媒は、第2の水冷熱交換器12に送出される。   The refrigerant outlet 16f delivers a low-temperature and low-pressure refrigerant. The flow of the delivered refrigerant is indicated by an arrow A2 in FIG. The sent refrigerant is sent to the second water-cooled heat exchanger 12.

弁体16gは、隘路部16eの開度を調節する。図2において、弁体16gには、付勢部16cから受ける力と、冷媒送出口16fの冷媒から受ける圧力とが、上向きの力として作用し、冷媒導入口16dの冷媒から受ける圧力と接続ロッド16bから受ける力とが下向きの力として作用する。下向きの力が上向きの力より小さい場合、弁体16gは、隘路部16eを閉塞する。下向きの力が上向きの力より大きくなるにつれて、弁体16gは図2において下方に押し下げられ、隘路部16eの開度が大きくなる。   The valve body 16g adjusts the opening degree of the bottleneck portion 16e. In FIG. 2, the force received from the urging portion 16c and the pressure received from the refrigerant at the refrigerant delivery port 16f act as upward forces on the valve body 16g, and the pressure received from the refrigerant at the refrigerant inlet 16d and the connecting rod The force received from 16b acts as a downward force. When the downward force is smaller than the upward force, the valve body 16g closes the narrow portion 16e. As the downward force becomes larger than the upward force, the valve body 16g is pushed downward in FIG. 2, and the opening degree of the bottleneck portion 16e increases.

再度、図1を参照する。コンプレッサ38は、エンジンの動力または電気により駆動して、導入した冷媒を高温高圧に圧縮して送出する。送出された高温高圧の冷媒は、第1の水冷媒熱交換器11または室外コンデンサ39に送出される。低圧の冷媒は、第2の水冷媒熱交換器12またはエバポレータ48から、合流管を介してコンプレッサ38へ導入される。   Reference is again made to FIG. The compressor 38 is driven by engine power or electricity to compress the introduced refrigerant to a high temperature and high pressure and send it out. The sent high-temperature and high-pressure refrigerant is sent to the first water refrigerant heat exchanger 11 or the outdoor condenser 39. The low-pressure refrigerant is introduced from the second water refrigerant heat exchanger 12 or the evaporator 48 into the compressor 38 via the junction pipe.

エバポレータ48は、低温低圧の冷媒と、空気との間で熱交換を行う機器である。エバポレータ48には、冷房運転時、除湿運転時、または温調運転時に低温低圧の冷媒が流され、車室内へ供給される吸気(車室内への送風)を冷却する。   The evaporator 48 is a device that performs heat exchange between a low-temperature and low-pressure refrigerant and air. The evaporator 48 is supplied with low-temperature and low-pressure refrigerant during cooling operation, dehumidifying operation, or temperature control operation, and cools the intake air (air blown into the vehicle interior) supplied to the vehicle interior.

第2の膨張弁37は、高圧の冷媒を低温低圧に膨張して送出する。送出された低温低圧の冷媒は、エバポレータ48に送出される。第2の膨張弁37は、エバポレータ48に近接して配置されている。第2の膨張弁37は、エバポレータ48から送出される冷媒の温度により、送出する冷媒量を自動的に調整する機能を有する温度式膨張弁(TXV)であってもよい。   The second expansion valve 37 expands high-pressure refrigerant to a low temperature and low pressure and sends it out. The sent low-temperature and low-pressure refrigerant is sent to the evaporator 48. The second expansion valve 37 is disposed in the vicinity of the evaporator 48. The second expansion valve 37 may be a temperature type expansion valve (TXV) having a function of automatically adjusting the amount of refrigerant to be sent according to the temperature of the refrigerant sent from the evaporator 48.

図3に示されるように、第2の膨張弁37は、媒体封入部37a、接続ロッド37b、付勢部37c、冷媒導入口37d、隘路部37e、冷媒送出口37f、弁体37g、および冷媒流路37hを備える。これらの構成要素のうち、付勢部37c、隘路部37e、および弁体37gは、それぞれ、第1の膨張弁16が備える付勢部16c、隘路部16e、および弁体16gと略同様であるので、説明を省略する。   As shown in FIG. 3, the second expansion valve 37 includes a medium sealing portion 37a, a connecting rod 37b, a biasing portion 37c, a refrigerant introduction port 37d, a bottleneck portion 37e, a refrigerant delivery port 37f, a valve body 37g, and a refrigerant. A flow path 37h is provided. Among these components, the urging portion 37c, the narrow passage portion 37e, and the valve body 37g are substantially the same as the urging portion 16c, the narrow passage portion 16e, and the valve body 16g included in the first expansion valve 16, respectively. Therefore, explanation is omitted.

媒体封入部37aは、接続ロッド37bの上端部の温度に応じて膨張する媒体が充填され封止されている。接続ロッド37bの上端部の温度が高いほど、媒体封入部37a内部の圧力が高くなる。   The medium enclosing part 37a is filled and sealed with a medium that expands according to the temperature of the upper end of the connecting rod 37b. The higher the temperature at the upper end of the connecting rod 37b, the higher the pressure inside the medium enclosure 37a.

接続ロッド37bは、媒体封入部37aおよび弁体37gを接続する。接続ロッド37bは、その一部が冷媒流路37h内に露出している。接続ロッド37bは、熱伝導性の部材で形成され、冷媒流路37hを流れる冷媒の温度を、接続ロッド37bの上端部を介して、媒体封入部37aに伝える。このように、接続ロッド37bは、冷媒流路37hを流れる冷媒の温度を感知する感温部として機能する。   The connecting rod 37b connects the medium sealing part 37a and the valve body 37g. A part of the connecting rod 37b is exposed in the refrigerant flow path 37h. The connecting rod 37b is formed of a thermally conductive member, and transmits the temperature of the refrigerant flowing through the refrigerant flow path 37h to the medium enclosure 37a via the upper end of the connecting rod 37b. Thus, the connecting rod 37b functions as a temperature sensing unit that senses the temperature of the refrigerant flowing through the refrigerant flow path 37h.

接続ロッド37bの上端部は、媒体封入部37aの内壁の一部を形成する。媒体封入部37a内部の圧力が、接続ロッド37bを、図3において下方に押し下げる力として接続ロッド37bに作用する。   The upper end portion of the connecting rod 37b forms a part of the inner wall of the medium enclosure portion 37a. The pressure inside the medium sealing portion 37a acts on the connecting rod 37b as a force that pushes the connecting rod 37b downward in FIG.

冷媒導入口37dは、室外コンデンサ39から送出される高圧の冷媒を導入する。導入される冷媒の流れは、図3において矢印A1で示されている。   The refrigerant introduction port 37d introduces a high-pressure refrigerant sent from the outdoor capacitor 39. The flow of the introduced refrigerant is indicated by an arrow A1 in FIG.

冷媒送出口37fは、低温低圧の冷媒を送出する。送出された冷媒の流れは、図3において矢印A2で示されている。送出された冷媒は、エバポレータ48に送出される。   The refrigerant outlet 37f delivers a low-temperature and low-pressure refrigerant. The flow of the delivered refrigerant is indicated by an arrow A2 in FIG. The delivered refrigerant is delivered to the evaporator 48.

エバポレータ48から送出された低圧の冷媒は、冷媒流路37hを流れて、コンプレッサ38に導入される。冷媒流路37hを流れる冷媒の流れは、図3において矢印A3,A4で示されている。   The low-pressure refrigerant sent out from the evaporator 48 flows through the refrigerant flow path 37 h and is introduced into the compressor 38. The flow of the refrigerant flowing through the refrigerant flow path 37h is indicated by arrows A3 and A4 in FIG.

再度、図1を参照する。室外コンデンサ39は、冷媒を流す通路と、空気を流す通路とを有し、例えばエンジンルーム内の車両の先頭付近に配置されて、冷媒と外気との間で熱交換を行う。室外コンデンサ39には、冷房モードおよび除湿モードのときに、高温高圧の冷媒が流されて、冷媒から外気へ熱を排出させる。室外コンデンサ39には、例えば、ファンにより外気が吹き付けられる。室外コンデンサ39の冷媒の送出側にはリザーバタンク(図示せず)を設けてもよい。   Reference is again made to FIG. The outdoor condenser 39 has a passage through which the refrigerant flows and a passage through which the air flows. For example, the outdoor condenser 39 is disposed near the top of the vehicle in the engine room and exchanges heat between the refrigerant and the outside air. A high-temperature and high-pressure refrigerant is passed through the outdoor condenser 39 in the cooling mode and the dehumidifying mode, and heat is discharged from the refrigerant to the outside air. Outside air is blown onto the outdoor condenser 39 by, for example, a fan. A reservoir tank (not shown) may be provided on the refrigerant delivery side of the outdoor condenser 39.

逆止弁15は、コンプレッサ38とエバポレータ48との間の冷媒流路に設けられ、室外コンデンサ39およびエバポレータ48に冷媒が流れない運転モードのときに、冷媒の逆流を防ぐ弁である。ここで、開閉弁13が閉じられて、第2の水冷媒熱交換器12と第1の水冷媒熱交換器11とを通る冷媒回路に冷媒が流される運転モードを考察する。この運転モードでは、開閉弁13が閉じられていることで、室外コンデンサ39とエバポレータ48とを通る冷媒回路は遮断される。しかしながら、この場合でも、外気の温度が低いと、室外コンデンサ39およびエバポレータ48における冷媒圧力が低くなることがある。そして、この圧力低下があると、第2の水冷媒熱交換器12および第1の水冷媒熱交換器11の冷媒回路に流れている冷媒が、エバポレータ48側の冷媒回路へ逆流してしまう。この結果、第2の水冷媒熱交換器12と第1の水冷媒熱交換器11とを通る冷媒回路の冷媒量が最適な範囲から逸脱してしまい、このヒートポンプサイクルの効率が低下してしまう。しかしながら、逆止弁15があることで、このような不都合を回避することができる。   The check valve 15 is a valve that is provided in the refrigerant flow path between the compressor 38 and the evaporator 48 and prevents the refrigerant from flowing back in the operation mode in which the refrigerant does not flow to the outdoor condenser 39 and the evaporator 48. Here, an operation mode in which the on-off valve 13 is closed and the refrigerant flows through the refrigerant circuit passing through the second water refrigerant heat exchanger 12 and the first water refrigerant heat exchanger 11 will be considered. In this operation mode, since the on-off valve 13 is closed, the refrigerant circuit passing through the outdoor condenser 39 and the evaporator 48 is shut off. However, even in this case, if the temperature of the outside air is low, the refrigerant pressure in the outdoor condenser 39 and the evaporator 48 may be low. When this pressure drop occurs, the refrigerant flowing in the refrigerant circuits of the second water refrigerant heat exchanger 12 and the first water refrigerant heat exchanger 11 flows back to the refrigerant circuit on the evaporator 48 side. As a result, the amount of refrigerant in the refrigerant circuit passing through the second water refrigerant heat exchanger 12 and the first water refrigerant heat exchanger 11 deviates from the optimum range, and the efficiency of this heat pump cycle is reduced. . However, the presence of the check valve 15 can avoid such inconvenience.

エンジン冷却部40は、エンジン(発熱部材)の周囲に冷却液を流すウォータジャケットと、ウォータジャケットに冷却液を流すポンプとを具備し、ウォータジャケットに流れる冷却液へエンジンから熱を放出させる。ポンプは、例えば、エンジンの動力により回転する。エンジン冷却部40には、エンジンの排熱の量が多くなった場合に、熱を外気に放出するラジエータが備わっていてもよい。エンジン冷却部40の冷却液の通路は、第1の水冷媒熱交換器11を通ってヒーターコア44と連通されている。   The engine cooling unit 40 includes a water jacket for flowing a coolant around the engine (heat generating member) and a pump for flowing the coolant to the water jacket, and releases heat from the engine to the coolant flowing in the water jacket. The pump is rotated by the power of the engine, for example. The engine cooling unit 40 may include a radiator that releases heat to the outside air when the amount of exhaust heat of the engine increases. The coolant passage of the engine cooling unit 40 is communicated with the heater core 44 through the first water refrigerant heat exchanger 11.

冷却液は、例えばLLC(Long Life Coolant)などの不凍液であり、熱を輸送するための液体である。   The cooling liquid is an antifreeze liquid such as LLC (Long Life Coolant) and is a liquid for transporting heat.

冷却液を移送する構成は、エンジン冷却部40のポンプのみとすることもできる。これにより、装置のコストの低減および装置の設置スペースの縮小を図ることができる。冷却液の移送能力を高めるために、冷却液配管の他の箇所にポンプを追加してもよい。   The configuration for transferring the coolant may be only the pump of the engine cooling unit 40. Thereby, reduction of the cost of an apparatus and reduction of the installation space of an apparatus can be aimed at. In order to increase the transfer capability of the coolant, a pump may be added to another portion of the coolant pipe.

ヒーターコア44は、冷却液と空気との間で熱交換を行う機器である。ヒーターコア44には、加熱された冷却液が供給され、暖房運転時に車室内へ送出される吸気(車室内への送風)に熱を放出する。ヒーターコア44は、ドア44aの開度により通過する空気の量を調整可能になっている。ドア44aは、電気的な制御で開閉可能である。ドア44aは、ミックスドアとも呼ばれる。   The heater core 44 is a device that performs heat exchange between the coolant and air. Heated coolant is supplied to the heater core 44, and heat is released to intake air (air blown into the vehicle interior) that is sent into the vehicle interior during the heating operation. The heater core 44 can adjust the amount of air passing through the opening of the door 44a. The door 44a can be opened and closed by electrical control. The door 44a is also called a mix door.

ヒーターコア44と、エバポレータ48とは、車室内へ空気を供給するHVAC(Heating, Ventilation, and Air Conditioning)70の吸気通路内に配置される。HVAC70には、吸気を流すファンF1が設けられている。   The heater core 44 and the evaporator 48 are disposed in an intake passage of an HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) 70 that supplies air into the vehicle interior. The HVAC 70 is provided with a fan F1 through which intake air flows.

次に、第1の膨張弁16および第2の膨張弁37の動作特性について説明する。   Next, the operation characteristics of the first expansion valve 16 and the second expansion valve 37 will be described.

図4は、第2の膨張弁37の動作特性を示すグラフである。図4に示されるグラフにおいて、横軸および縦軸は、それぞれ、接続ロッド37bの温度および冷媒流路37hの圧力であり、第2の膨張弁37の開放開始曲線がプロットされている。第2の膨張弁37の開放開始曲線を跨いで温度が上がるまたは圧力が下がると、弁体37gが隘路部37eを開き始める、即ち、第2の膨張弁37が開き始める。   FIG. 4 is a graph showing the operating characteristics of the second expansion valve 37. In the graph shown in FIG. 4, the horizontal axis and the vertical axis are the temperature of the connecting rod 37b and the pressure of the refrigerant flow path 37h, respectively, and the opening start curve of the second expansion valve 37 is plotted. When the temperature rises or the pressure drops across the opening start curve of the second expansion valve 37, the valve body 37g starts to open the narrow portion 37e, that is, the second expansion valve 37 starts to open.

逆に、第2の膨張弁37の開放開始曲線を跨いで温度が下がるまたは圧力が上がると、弁体37gが隘路部37eを閉じる、即ち、第2の膨張弁37が閉じる。即ち、図4に示されるグラフにおいて、第2の膨張弁37の開放開始曲線の上側(左側)においては、第2の膨張弁37は、閉じている。   Conversely, when the temperature drops or the pressure rises across the opening start curve of the second expansion valve 37, the valve body 37g closes the narrow passage 37e, that is, the second expansion valve 37 closes. That is, in the graph shown in FIG. 4, the second expansion valve 37 is closed on the upper side (left side) of the opening start curve of the second expansion valve 37.

換言すると、開放開始曲線は、与えられた圧力に対し、第2の膨張弁37が開く温度の下限値がプロットされた曲線である。   In other words, the opening start curve is a curve in which the lower limit value of the temperature at which the second expansion valve 37 opens is plotted against a given pressure.

ここで、以下の説明においては、簡単のために、エバポレータ48の冷媒送出口からコンプレッサ38までにおける冷媒の圧力損失を無視して、コンプレッサ38に導入される冷媒の圧力が冷媒流路37hの圧力と等しいものとする。さらに、簡単のために、エバポレータ48の冷媒送出口からコンプレッサ38までにおける冷媒の温度変化を無視して、コンプレッサ38に導入される冷媒の温度が接続ロッド37bの温度と等しいものとする。必要に応じて、圧力損失および温度変化を考慮して、図4に示される関係を補正してもよい。   Here, in the following description, for the sake of simplicity, the pressure loss of the refrigerant from the refrigerant delivery port of the evaporator 48 to the compressor 38 is ignored, and the pressure of the refrigerant introduced into the compressor 38 is the pressure of the refrigerant flow path 37h. Is equal to Furthermore, for the sake of simplicity, it is assumed that the temperature of the refrigerant introduced into the compressor 38 is equal to the temperature of the connecting rod 37b, ignoring the temperature change of the refrigerant from the refrigerant delivery port of the evaporator 48 to the compressor 38. If necessary, the relationship shown in FIG. 4 may be corrected in consideration of pressure loss and temperature change.

なお、接続ロッド37bの温度を、コンプレッサ38に導入される冷媒の温度に近づけるためには、第2の膨張弁37からコンプレッサ38までの冷媒配管の長さを、可能な限り短くするのが好ましい。   In order to bring the temperature of the connecting rod 37b close to the temperature of the refrigerant introduced into the compressor 38, the length of the refrigerant pipe from the second expansion valve 37 to the compressor 38 is preferably as short as possible. .

図4に示されるように、冷媒流路37hを流れる冷媒の飽和曲線(作動冷媒飽和曲線)の圧力値は、0℃以上の温度において、第2の膨張弁37の開放開始曲線の圧力値より大きい。このことは、コンプレッサ38に導入される冷媒が液化(飽和)する前に弁体37gが隘路部37eを閉じることを意味する。即ち、図4に示されるように第2の膨張弁37の開放開始曲線を設定することによって、コンプレッサ38に導入される冷媒が液化することを防ぐことができ、コンプレッサ38が液化した冷媒を導入して損傷することを防ぐことができる。   As shown in FIG. 4, the pressure value of the saturation curve (working refrigerant saturation curve) of the refrigerant flowing through the refrigerant flow path 37h is higher than the pressure value of the opening start curve of the second expansion valve 37 at a temperature of 0 ° C. or higher. large. This means that the valve body 37g closes the bottleneck part 37e before the refrigerant introduced into the compressor 38 is liquefied (saturated). That is, by setting the opening start curve of the second expansion valve 37 as shown in FIG. 4, the refrigerant introduced into the compressor 38 can be prevented from liquefying, and the refrigerant liquefied by the compressor 38 is introduced. And can be prevented from being damaged.

また、コンプレッサ38に導入される冷媒の状態を示す点がグラフにおいて第2の膨張弁37の開放開始曲線の右側(下側)にあるときは、第2の膨張弁37が開いているので、高圧の冷媒が室外コンデンサ39からエバポレータ48に送出される。したがって、コンプレッサ38に導入される冷媒は、その圧力が上がり、過熱度が下がる。このように、第2の膨張弁37は、コンプレッサ38に導入される冷媒の過熱度を調整する役割を担う。   When the point indicating the state of the refrigerant introduced into the compressor 38 is on the right side (lower side) of the opening start curve of the second expansion valve 37 in the graph, the second expansion valve 37 is open. A high-pressure refrigerant is sent from the outdoor condenser 39 to the evaporator 48. Therefore, the pressure of the refrigerant introduced into the compressor 38 increases and the degree of superheat decreases. As described above, the second expansion valve 37 plays a role of adjusting the degree of superheat of the refrigerant introduced into the compressor 38.

一例において、第2の膨張弁37の動作特性は、それぞれ、接続ロッド37bの温度(冷媒の温度)が0℃および10℃のときに、第2の膨張弁37が開き始める圧力である、0℃セット値P1および10℃セット値P2によって設定される。   In one example, the operating characteristic of the second expansion valve 37 is a pressure at which the second expansion valve 37 starts to open when the temperature of the connecting rod 37b (refrigerant temperature) is 0 ° C. and 10 ° C., respectively. It is set by the ° C set value P1 and the 10 ° C set value P2.

図5は、第1の膨張弁16および第2の膨張弁37の動作特性を示すグラフである。図5に示されるグラフにおいて、横軸および縦軸は、それぞれ、感温部16Aまたは接続ロッド37bの温度、および、冷媒送出口16fまたは冷媒流路37hの圧力であり、第1の膨張弁16および第2の膨張弁37の開放開始曲線がプロットされている。第2の膨張弁37の開放開始曲線と同様、第1の膨張弁16の開放開始曲線は、与えられた圧力に対し、第1の膨張弁16が開く温度の下限値がプロットされた曲線である。   FIG. 5 is a graph showing operating characteristics of the first expansion valve 16 and the second expansion valve 37. In the graph shown in FIG. 5, the horizontal axis and the vertical axis represent the temperature of the temperature sensing part 16A or the connecting rod 37b and the pressure of the refrigerant delivery port 16f or the refrigerant flow path 37h, respectively. And the opening start curve of the second expansion valve 37 is plotted. Similar to the opening start curve of the second expansion valve 37, the opening start curve of the first expansion valve 16 is a curve in which the lower limit value of the temperature at which the first expansion valve 16 opens is plotted against a given pressure. is there.

なお、冷媒送出口16fおよび冷媒流路37hの圧力を同じ軸にとるためには、第2の膨張弁37からコンプレッサ38までの冷媒配管の長さに加えて、第1の膨張弁16からコンプレッサ38までの冷媒配管の長さも可能である限り短くするのが好ましい。   In order to make the pressure of the refrigerant outlet 16f and the refrigerant flow path 37h on the same axis, in addition to the length of the refrigerant pipe from the second expansion valve 37 to the compressor 38, the first expansion valve 16 to the compressor The length of the refrigerant piping up to 38 is preferably as short as possible.

第1の膨張弁16の動作特性も、第2の膨張弁37の動作特性と同様に、それぞれ、感温部16Aの温度(冷媒の温度)が0℃および10℃のときに、弁体16gが隘路部16eを開き始める圧力である、0℃セット値P3および10℃セット値P4によって設定される。   Similarly to the operation characteristic of the second expansion valve 37, the operation characteristic of the first expansion valve 16 is the valve body 16g when the temperature (temperature of the refrigerant) of the temperature sensing part 16A is 0 ° C. and 10 ° C., respectively. Is set by a 0 ° C. set value P3 and a 10 ° C. set value P4, which are pressures at which the bottleneck portion 16e starts to open.

第1の所定値以下の圧力の値に対して、第1の膨張弁16が開く温度の下限値は、第2の膨張弁37が開く温度の下限値より大きい。例えば、図5に示されるグラフのように、第1の膨張弁16の0℃セット値P3を、第2の膨張弁37の0℃セット値P1よりも低くする。こうすると、第1の膨張弁16が閉じているが、第2の膨張弁37が開いている領域Rが作成される。   The lower limit value of the temperature at which the first expansion valve 16 opens is larger than the lower limit value of the temperature at which the second expansion valve 37 opens with respect to the pressure value equal to or lower than the first predetermined value. For example, as shown in the graph of FIG. 5, the 0 ° C. set value P3 of the first expansion valve 16 is set lower than the 0 ° C. set value P1 of the second expansion valve 37. This creates a region R in which the first expansion valve 16 is closed but the second expansion valve 37 is open.

第1の所定値は、例えば、後述の冷房モードにおける冷媒の圧力の最大値であり、例えば0.25MPaGである。こうすると、冷房モードにおいて、第1の膨張弁16が閉じているが、第2の膨張弁37が開いている領域Rが作成される。   The first predetermined value is, for example, the maximum value of the refrigerant pressure in the cooling mode described later, and is, for example, 0.25 MPaG. Thus, in the cooling mode, a region R in which the first expansion valve 16 is closed but the second expansion valve 37 is open is created.

第1の膨張弁16の開放開始曲線と第2の膨張弁37の開放開始曲線とは、同じ温度における傾きが異なる。例えば、同じ温度において、第1の膨張弁16の開放開始曲線の傾きは、第2の膨張弁37の開放開始曲線の傾きよりも小さい。例えば、第2の膨張弁37の開放開始曲線を、傾きを大きくして作動冷媒飽和曲線に近づけることにより、後述のヒートポンプ式暖房モードにおいて、コンプレッサ38の効率を改善することができる。なお、第1の膨張弁16または第2の膨張弁37の開放開始曲線の傾きを変化させるためには、感温部16Aまたは媒体封入部37aに充填される媒体の種類を変更すればよい。   The opening start curve of the first expansion valve 16 and the opening start curve of the second expansion valve 37 have different slopes at the same temperature. For example, at the same temperature, the slope of the opening start curve of the first expansion valve 16 is smaller than the slope of the opening start curve of the second expansion valve 37. For example, the efficiency of the compressor 38 can be improved in the heat pump heating mode to be described later by increasing the slope of the opening start curve of the second expansion valve 37 to approach the working refrigerant saturation curve. In order to change the slope of the opening start curve of the first expansion valve 16 or the second expansion valve 37, the type of medium filled in the temperature sensing part 16A or the medium enclosing part 37a may be changed.

第1の膨張弁16の0℃セット値P3は、冷媒の0℃における飽和圧力から0.140MPaGを減じた値に等しく、第1の膨張弁16の10℃セット値P4は、冷媒の10℃における飽和圧力から0.190MPaGを減じた値に等しい。また、一例において、第2の膨張弁37の0℃セット値P1は、冷媒の0℃における飽和圧力から0.010MPaGを減じた値に等しく、第2の膨張弁37の10℃セット値P2は、冷媒の10℃における飽和圧力から0.080MPaGを減じた値に等しい。   The 0 ° C. set value P3 of the first expansion valve 16 is equal to a value obtained by subtracting 0.140 MPaG from the saturation pressure of the refrigerant at 0 ° C., and the 10 ° C. set value P4 of the first expansion valve 16 is 10 ° C. of the refrigerant. It is equal to the value obtained by subtracting 0.190 MPaG from the saturation pressure at. In one example, the 0 ° C. set value P1 of the second expansion valve 37 is equal to the value obtained by subtracting 0.010 MPaG from the saturation pressure of the refrigerant at 0 ° C., and the 10 ° C. set value P2 of the second expansion valve 37 is It is equal to the value obtained by subtracting 0.080 MPaG from the saturation pressure of the refrigerant at 10 ° C.

感温部16Aに充填される媒体および付勢部16cは、第1の膨張弁16が上記の性質を満たすように選択される。また、媒体封入部37aに充填される媒体および付勢部37cも、第2の膨張弁37が上記の性質を満たすように選択される。媒体は、例えば、R−404A、R−410A、R−134a、R−32、HFO−1234yf、またはそれらの混合物である。   The medium filled in the temperature sensing part 16A and the urging part 16c are selected so that the first expansion valve 16 satisfies the above properties. Further, the medium filled in the medium enclosing part 37a and the urging part 37c are also selected so that the second expansion valve 37 satisfies the above-mentioned properties. The medium is, for example, R-404A, R-410A, R-134a, R-32, HFO-1234yf, or a mixture thereof.

次に、車両用空調装置1Aの動作について説明する。   Next, the operation of the vehicle air conditioner 1A will be described.

車両用空調装置1Aは、温水式暖房モード、ヒートポンプ式暖房モード、温調モード、および、冷房モードなど、いくつかの動作モードに切り換えられて動作する。温水式暖房モードは、ヒートポンプを作動させずに車室内を暖房するモードである。ヒートポンプ式暖房モードは、ヒートポンプを作動させて車室内を暖房するモードである。冷房モードはヒートポンプの作用により車室内を冷房するモードである。温調モードは、低温冷媒による空気の冷却および除湿と、高温の冷却液による空気の加熱とを適宜組み合わせて、空気の温度および湿度の調整を行うモードである。以下では、ヒートポンプ式暖房モードおよび冷房モードを代表例として説明する。   The vehicle air conditioner 1A operates by being switched to several operation modes such as a hot water heating mode, a heat pump heating mode, a temperature control mode, and a cooling mode. The hot water heating mode is a mode in which the passenger compartment is heated without operating the heat pump. The heat pump heating mode is a mode in which the vehicle interior is heated by operating the heat pump. The cooling mode is a mode in which the passenger compartment is cooled by the action of the heat pump. The temperature adjustment mode is a mode in which the temperature and humidity of the air are adjusted by appropriately combining air cooling and dehumidification with a low-temperature refrigerant and air heating with a high-temperature coolant. Hereinafter, the heat pump heating mode and the cooling mode will be described as representative examples.

[冷房モード]
図6は、第1の実施の形態に係る車両用空調装置1Aの冷房モードの説明図である。冷房モードでは、図6に示すように、開閉弁13が開けられる。また、ヒーターコア44のドア44aは、全閉される。
[Cooling mode]
FIG. 6 is an explanatory diagram of the cooling mode of the vehicle air conditioner 1A according to the first embodiment. In the cooling mode, the on-off valve 13 is opened as shown in FIG. Further, the door 44a of the heater core 44 is fully closed.

冷房モードでは、さらに、コンプレッサ38が作動することで、冷媒は、室外コンデンサ39、第2の膨張弁37、エバポレータ48、第2の膨張弁37、および、コンプレッサ38を、この順で循環的に流れる。以下、冷媒をこの順に循環させる冷媒流路を、冷房冷媒回路(第1の冷媒回路)と呼ぶ。   In the cooling mode, when the compressor 38 is further operated, the refrigerant circulates through the outdoor condenser 39, the second expansion valve 37, the evaporator 48, the second expansion valve 37, and the compressor 38 in this order. Flowing. Hereinafter, the refrigerant flow path for circulating the refrigerant in this order is referred to as a cooling refrigerant circuit (first refrigerant circuit).

コンプレッサ38により圧縮された高温高圧の冷媒は、室外コンデンサ39にて空気へ放熱して凝縮する。凝縮された冷媒は、第2の膨張弁37により膨張されて低温低圧の冷媒となり、エバポレータ48へ送られる。低温低圧の冷媒は、エバポレータ48にて、車室内へ送られる吸気を冷却して気化する。気化した低圧冷媒は、コンプレッサ38に導入されて圧縮される。このように、冷房冷媒回路も、低温部から高温部(エバポレータ48から室外コンデンサ39)に熱を運ぶヒートポンプサイクル(第1のヒートポンプサイクル)を形成する。   The high-temperature and high-pressure refrigerant compressed by the compressor 38 dissipates heat to the air in the outdoor condenser 39 and condenses. The condensed refrigerant is expanded by the second expansion valve 37 to become a low-temperature and low-pressure refrigerant and is sent to the evaporator 48. The low-temperature and low-pressure refrigerant cools and evaporates the intake air sent into the passenger compartment by the evaporator 48. The vaporized low-pressure refrigerant is introduced into the compressor 38 and compressed. In this way, the cooling refrigerant circuit also forms a heat pump cycle (first heat pump cycle) that conveys heat from the low temperature portion to the high temperature portion (from the evaporator 48 to the outdoor condenser 39).

図5を参照して上述したように、冷房モードにおいて、第1の膨張弁16が閉じているが、第2の膨張弁37が開いている領域Rが作成されている。したがって、冷房モードにおいて、コンプレッサ38に導入される冷媒の温度および圧力が領域Rに留まる限り、第1の膨張弁16は閉じている。即ち、第1の膨張弁16が備える感温部16Aおよび本体部16Cが、冷房モードにおいて冷房冷媒回路を循環するときの冷媒の温度および圧力に応じて、本体部16Cが図7を参照して後述される暖房冷媒回路を循環する冷媒を遮断する。   As described above with reference to FIG. 5, in the cooling mode, the region R in which the first expansion valve 16 is closed but the second expansion valve 37 is open is created. Accordingly, in the cooling mode, as long as the temperature and pressure of the refrigerant introduced into the compressor 38 remain in the region R, the first expansion valve 16 is closed. That is, the main body portion 16C refers to FIG. 7 according to the temperature and pressure of the refrigerant when the temperature sensing portion 16A and the main body portion 16C included in the first expansion valve 16 circulate in the cooling refrigerant circuit in the cooling mode. The refrigerant circulating in the heating refrigerant circuit described later is shut off.

本開示によれば、分岐部Bと第1の水冷媒熱交換器11の冷媒導入口との間の冷媒流路を開閉する開閉弁を別途設けなくても、冷房モードにおいて、図7を参照して後述される暖房冷媒回路を循環する冷媒を遮断することができる。したがって、開閉弁のコストを削減することができる。   According to the present disclosure, FIG. 7 is referred to in the cooling mode without separately providing an on-off valve that opens and closes the refrigerant flow path between the branch portion B and the refrigerant inlet of the first water refrigerant heat exchanger 11. Thus, the refrigerant circulating in the heating refrigerant circuit described later can be shut off. Therefore, the cost of the on-off valve can be reduced.

なお、第1の膨張弁16が閉じている場合、分岐部Bと第1の膨張弁16との間に設けられた第1の水冷媒熱交換器11まで冷媒が到達することも考えられる。その場合であっても、第1の水冷媒熱交換器11によって冷媒が加熱されることにより、分岐部Bと第1の水冷媒熱交換器11との間において、冷媒の寝込みは発生しない。   In addition, when the 1st expansion valve 16 is closed, it is also considered that a refrigerant | coolant reaches | attains the 1st water refrigerant | coolant heat exchanger 11 provided between the branch part B and the 1st expansion valve 16. FIG. Even in such a case, the refrigerant is heated by the first water refrigerant heat exchanger 11, so that no stagnation of the refrigerant occurs between the branch portion B and the first water refrigerant heat exchanger 11.

なお、車両用空調装置1Aの動作開始時においては、外気温等によって冷媒の温度が高くなっている場合がある。また、運転状態の急変により、冷媒の温度が一時的に高くなる場合もある。これらの場合において、コンプレッサ38に導入される冷媒の温度および圧力が、例えば、図5に示される点P5のように、第1の膨張弁16の開放開始曲線の下側にあることがある。すると、第1の膨張弁16が開くので、車両用空調装置1Aが冷房モードにおいて動作している場合であっても、図7を参照して後述される暖房冷媒回路を冷媒が循環する。   Note that when the operation of the vehicle air conditioner 1A is started, the temperature of the refrigerant may be high due to the outside air temperature or the like. In addition, the temperature of the refrigerant may temporarily increase due to a sudden change in the operating state. In these cases, the temperature and pressure of the refrigerant introduced into the compressor 38 may be on the lower side of the opening start curve of the first expansion valve 16, for example, as indicated by a point P5 shown in FIG. Then, since the 1st expansion valve 16 opens, even if it is a case where 1 A of vehicle air conditioners are operate | moving in air_conditioning | cooling mode, a refrigerant | coolant circulates through the heating refrigerant circuit later mentioned with reference to FIG.

そのような場合であっても、車両用空調装置1Aが冷房モードにおいて動作する間に、冷媒の温度が下がる。したがって、コンプレッサ38に導入される冷媒の温度および圧力が、例えば、図5に示される点P6のように、第1の膨張弁16の開放開始曲線の上側(左側)に変化し、第1の膨張弁16が閉じることにより、図7を参照して後述される暖房冷媒回路を循環する冷媒を遮断することができる。   Even in such a case, the temperature of the refrigerant decreases while the vehicle air conditioner 1A operates in the cooling mode. Therefore, the temperature and pressure of the refrigerant introduced into the compressor 38 change to the upper side (left side) of the opening start curve of the first expansion valve 16 as indicated by a point P6 shown in FIG. By closing the expansion valve 16, it is possible to block the refrigerant circulating in the heating refrigerant circuit described later with reference to FIG.

一方、冷却液は、エンジン冷却部40、第1の水冷媒熱交換器11、およびヒーターコア44を流れるとともに、これと並列して、エンジン冷却部40および第2の水冷媒熱交換器12を流れる。冷却液は、第1の水冷媒熱交換器11、第2の水冷媒熱交換器12、およびヒーターコア44を通過する際、冷媒又は空気との間でほとんど熱交換されない。冷却液の放熱は、主に、エンジン冷却部40のラジエータで行われる。エンジンは非常に高温になるので、外気温が高くても、ラジエータによる放熱により適宜な冷却を行うことができる。ここで、冷却液を流す構成は、ラジエータ側に冷却液を多く流して、ヒーターコア44側の流れを低下させてもよい。   On the other hand, the coolant flows through the engine cooling unit 40, the first water refrigerant heat exchanger 11, and the heater core 44, and in parallel with this, the engine cooling unit 40 and the second water refrigerant heat exchanger 12 are passed through. Flowing. When the coolant passes through the first water refrigerant heat exchanger 11, the second water refrigerant heat exchanger 12, and the heater core 44, little heat is exchanged with the refrigerant or air. The heat dissipation of the cooling liquid is mainly performed by the radiator of the engine cooling unit 40. Since the engine becomes very hot, even if the outside air temperature is high, appropriate cooling can be performed by heat radiation by the radiator. Here, in the configuration in which the cooling liquid is supplied, a large amount of the cooling liquid may be supplied to the radiator side to reduce the flow on the heater core 44 side.

このような動作により、車室内の十分な冷房を行うことができる。   Such an operation can sufficiently cool the passenger compartment.

[ヒートポンプ式暖房モード]
図7は、第1の実施の形態に係る車両用空調装置1Aのヒートポンプ式暖房モードの説明図である。ヒートポンプ式暖房モードでは、図7に示すように、開閉弁13が閉じられる。また、ヒーターコア44のドア44aは開かれる(例えば、全開)。
[Heat pump heating mode]
FIG. 7 is an explanatory diagram of the heat pump heating mode of the vehicle air conditioner 1A according to the first embodiment. In the heat pump heating mode, the on-off valve 13 is closed as shown in FIG. Further, the door 44a of the heater core 44 is opened (for example, fully opened).

ヒートポンプ式暖房モードでは、さらに、コンプレッサ38が作動することで、冷媒は、第1の水冷媒熱交換器11、第1の膨張弁16、第2の水冷媒熱交換器12、および、コンプレッサ38を、この順で循環的に流れる。以下、冷媒をこの順に循環させる冷媒流路を、暖房冷媒回路(第2の冷媒回路)と呼ぶ。   In the heat pump heating mode, when the compressor 38 is further operated, the refrigerant is the first water refrigerant heat exchanger 11, the first expansion valve 16, the second water refrigerant heat exchanger 12, and the compressor 38. In this order. Hereinafter, the refrigerant flow path for circulating the refrigerant in this order is referred to as a heating refrigerant circuit (second refrigerant circuit).

コンプレッサ38により圧縮された高温高圧の冷媒は、第1の水冷媒熱交換器11にて冷却液へ放熱して凝縮する。凝縮された冷媒は、第1の膨張弁16により膨張されて低温低圧の冷媒となり、第2の水冷媒熱交換器12に送られる。低温低圧の冷媒は、第2の水冷媒熱交換器12にて冷却液から吸熱して気化する。気化した低圧冷媒は、コンプレッサ38に導入されて圧縮される。このように、暖房冷媒回路は、低温部から高温部(第2の水冷媒熱交換器12から第1の水冷媒熱交換器11)に熱を運ぶヒートポンプサイクル(第2のヒートポンプサイクル)を形成する。   The high-temperature and high-pressure refrigerant compressed by the compressor 38 dissipates heat to the coolant in the first water refrigerant heat exchanger 11 and condenses. The condensed refrigerant is expanded by the first expansion valve 16 to become a low-temperature and low-pressure refrigerant, and is sent to the second water refrigerant heat exchanger 12. The low-temperature and low-pressure refrigerant is vaporized by absorbing heat from the coolant in the second water-refrigerant heat exchanger 12. The vaporized low-pressure refrigerant is introduced into the compressor 38 and compressed. In this way, the heating refrigerant circuit forms a heat pump cycle (second heat pump cycle) that carries heat from the low temperature portion to the high temperature portion (second water refrigerant heat exchanger 12 to first water refrigerant heat exchanger 11). To do.

図6および図7に示されるように、暖房冷媒回路は、冷房冷媒回路と一部の冷媒流路を共用する。そして、感温部16Aは、共用される一部の冷媒流路に設けられる。したがって、ヒートポンプ式暖房モードにおいても、感温部16Aは、共用される一部の冷媒流路を流れる冷媒の温度を感知することができる。即ち、ヒートポンプ式暖房モードにおいても、コンプレッサ38に導入される冷媒の温度に応じて、第1の膨張弁16を動作させることができる。   As shown in FIGS. 6 and 7, the heating refrigerant circuit shares a part of the refrigerant flow path with the cooling refrigerant circuit. And temperature sensing part 16A is provided in a part of common refrigerant flow path. Therefore, also in the heat pump heating mode, the temperature sensing unit 16A can sense the temperature of the refrigerant flowing through some of the shared refrigerant flow paths. That is, even in the heat pump heating mode, the first expansion valve 16 can be operated according to the temperature of the refrigerant introduced into the compressor 38.

冷却液は、エンジン冷却部40を通過した後、一部は、第1の水冷媒熱交換器11、ヒーターコア44、および、第2の水冷媒熱交換器12を、この順で循環的に流れる。   After the coolant passes through the engine cooling unit 40, a part of the coolant circulates in the order of the first water refrigerant heat exchanger 11, the heater core 44, and the second water refrigerant heat exchanger 12. Flowing.

ここで、エンジン冷却部40でエンジンから熱を吸収した冷却液は、さらに第1の水冷媒熱交換器11で加熱されてヒーターコア44に送られる。高温になった冷却液は、ヒーターコア44で車室内へ送られる吸気を十分に加熱することができる。   Here, the coolant that has absorbed heat from the engine by the engine cooling unit 40 is further heated by the first water refrigerant heat exchanger 11 and sent to the heater core 44. The coolant that has reached a high temperature can sufficiently heat the intake air that is sent into the passenger compartment by the heater core 44.

ヒーターコア44を通過した冷却液は、外気より温度が高く、第2の水冷媒熱交換器12にて冷媒に放熱を行って冷媒を気化させることができる。第2の水冷媒熱交換器12にて冷却された冷却液は、エンジン冷却部40へ送られてエンジンを十分に冷却することができる。   The coolant that has passed through the heater core 44 has a temperature higher than that of the outside air, and the second water-refrigerant heat exchanger 12 can radiate heat to the refrigerant to vaporize the refrigerant. The coolant cooled in the second water-refrigerant heat exchanger 12 is sent to the engine cooling unit 40 to sufficiently cool the engine.

このような動作により、車室内の十分な暖房を行うことができる。   With such an operation, the vehicle interior can be sufficiently heated.

(第2の実施の形態)
図8は、第2の実施の形態に係る車両用空調装置1Bの冷房モードの説明図である。図8においても、図2に示される構成要素と同一の構成要素については、同一の符号が付されている。
(Second Embodiment)
FIG. 8 is an explanatory diagram of the cooling mode of the vehicle air conditioner 1B according to the second embodiment. Also in FIG. 8, the same components as those shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals.

第2の実施の形態は、第1の水冷媒熱交換器11の冷却液導入口が冷却液配管を介してヒーターコア44に連通され、冷却液送出口が冷却液配管を介してエンジン冷却部40に連通されている点を除いて、第1の実施の形態と同様である。第2の実施の形態においては、冷却液は、エンジン冷却部40を通過した後、分岐せずに、第1の水冷媒熱交換器11、ヒーターコア44、および、第2の水冷媒熱交換器12を、この順で循環的に流れる。   In the second embodiment, the coolant inlet of the first water-refrigerant heat exchanger 11 is communicated with the heater core 44 via the coolant pipe, and the coolant outlet is connected to the engine cooling section via the coolant pipe. 40 is the same as the first embodiment except that it is communicated with 40. In the second embodiment, the coolant does not branch after passing through the engine cooling unit 40, but the first water refrigerant heat exchanger 11, the heater core 44, and the second water refrigerant heat exchange. The vessel 12 flows cyclically in this order.

一方、第2の実施の形態における暖房冷媒回路および冷房冷媒回路は、それぞれ、第1の実施の形態における暖房冷媒回路および冷房冷媒回路と構成が同様である。したがって、第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様の効果が得られる。   On the other hand, the heating refrigerant circuit and the cooling refrigerant circuit in the second embodiment have the same configurations as the heating refrigerant circuit and the cooling refrigerant circuit in the first embodiment, respectively. Therefore, according to the second embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained.

本開示に係る車両用空調装置は、車両に適用されるのに好適である。   The vehicle air conditioner according to the present disclosure is suitable for being applied to a vehicle.

1A,1B 車両用空調装置
11 第1の水冷媒熱交換器
12 第2の水冷媒熱交換器
13 開閉弁
15 逆止弁
16 第1の膨張弁
16A 感温部
16B 接続部
16C 本体部
37 第2の膨張弁
38 コンプレッサ
39 室外コンデンサ
40 エンジン冷却部
44 ヒーターコア
44a ドア
48 エバポレータ
70 HVAC
F1 ファン
1A, 1B Vehicle air conditioner 11 First water refrigerant heat exchanger 12 Second water refrigerant heat exchanger 13 On-off valve 15 Check valve 16 First expansion valve 16A Temperature sensing part 16B Connection part 16C Body part 37 First 2 expansion valve 38 compressor 39 outdoor condenser 40 engine cooling part 44 heater core 44a door 48 evaporator 70 HVAC
F1 fan

Claims (4)

冷媒を循環させる冷媒流路を備え、第1のヒートポンプサイクルを形成する第1の冷媒回路と、
前記冷媒を循環させる冷媒流路を備え、前記第1のヒートポンプサイクルと異なる第2のヒートポンプサイクルを形成し、前記第1の冷媒回路と一部の冷媒流路を共用する第2の冷媒回路と、
前記第2の冷媒回路から前記一部の冷媒流路を除いた部分に設けられ、前記冷媒の圧力を感知し、前記冷媒の温度および前記圧力に応じて、前記第2の冷媒回路を循環する前記冷媒の流量を調整する第1の膨張弁と、
を備え、
前記第1の膨張弁は、前記一部の冷媒流路に設けられ、前記温度を感知する感温部を備え、前記冷媒が前記第1の冷媒回路を循環するときの前記冷媒の温度および圧力に応じて、前記第2の冷媒回路を循環する前記冷媒を遮断する、
車両用空調装置。
A first refrigerant circuit comprising a refrigerant flow path for circulating the refrigerant and forming a first heat pump cycle;
A second refrigerant circuit comprising a refrigerant flow path for circulating the refrigerant, forming a second heat pump cycle different from the first heat pump cycle, and sharing a part of the refrigerant flow path with the first refrigerant circuit; ,
Provided in a portion excluding the part of the refrigerant flow path from the second refrigerant circuit, senses the pressure of the refrigerant, and circulates through the second refrigerant circuit according to the temperature and the pressure of the refrigerant. A first expansion valve for adjusting the flow rate of the refrigerant;
With
The first expansion valve is provided in the partial refrigerant flow path, includes a temperature sensing unit that senses the temperature, and the temperature and pressure of the refrigerant when the refrigerant circulates in the first refrigerant circuit. In response to shutting off the refrigerant circulating in the second refrigerant circuit,
Vehicle air conditioner.
前記一部の冷媒流路に設けられ、前記冷媒を圧縮するコンプレッサをさらに備え、
前記感温部は、前記コンプレッサが導入する冷媒の温度を感知する、
請求項1に記載の車両用空調装置。
A compressor provided in the partial refrigerant flow path for compressing the refrigerant;
The temperature sensing unit senses the temperature of the refrigerant introduced by the compressor.
The vehicle air conditioner according to claim 1.
前記第1の冷媒回路に設けられ、導入された前記冷媒を膨張させて送出する第2の膨張弁をさらに備え、
所定の値よりも小さい圧力の値に対して、前記第1の膨張弁が開く温度の下限値が、前記第2の膨張弁が開く温度の下限値よりも大きい、
請求項2に記載の車両用空調装置。
A second expansion valve that is provided in the first refrigerant circuit and expands and sends out the introduced refrigerant;
The lower limit value of the temperature at which the first expansion valve opens is greater than the lower limit value of the temperature at which the second expansion valve opens, for a pressure value smaller than a predetermined value,
The vehicle air conditioner according to claim 2.
前記第1の膨張弁の0℃セット値は、前記第2の膨張弁の0℃セット値よりも小さく、かつ前記第1の膨張弁の10℃セット値は、前記第2の膨張弁の10℃セット値よりも小さい、
請求項3に記載の車両用空調装置。
The 0 ° C. set value of the first expansion valve is smaller than the 0 ° C. set value of the second expansion valve, and the 10 ° C. set value of the first expansion valve is 10 ° C. of the second expansion valve. Smaller than ℃ set value,
The vehicle air conditioner according to claim 3.
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