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WO2019111637A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

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WO2019111637A1
WO2019111637A1 PCT/JP2018/041810 JP2018041810W WO2019111637A1 WO 2019111637 A1 WO2019111637 A1 WO 2019111637A1 JP 2018041810 W JP2018041810 W JP 2018041810W WO 2019111637 A1 WO2019111637 A1 WO 2019111637A1
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WO
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refrigerant
pressure
air
valve
evaporator
Prior art date
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PCT/JP2018/041810
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English (en)
French (fr)
Inventor
雄司 川添
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to DE112018006208.2T priority patent/DE112018006208T5/de
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Priority to US16/892,001 priority patent/US20200292218A1/en
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    • F25B49/02Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F25B49/022Compressor control arrangements

Definitions

  • the present disclosure relates to a refrigeration cycle apparatus.
  • Patent Document 1 discloses a refrigeration cycle apparatus provided with a compressor, an outdoor evaporator, an indoor evaporator, and an evaporation pressure control valve.
  • the evaporation pressure control valve functions to adjust the refrigerant evaporation pressure in the indoor evaporator to a pressure equal to or higher than the frost formation suppression pressure in order to suppress frost formation in the indoor evaporator.
  • the evaporation pressure control valve regulates the valve opening degree by a mechanical mechanism.
  • a high pressure side charging port for charging a refrigerant before shipment is disposed on the downstream side of the compressor.
  • a low pressure side charging port for charging a refrigerant after shipment is disposed on the downstream side of the compressor.
  • the evaporation pressure control valve of the refrigeration cycle apparatus of Patent Document 1 is configured to change the valve opening degree by the pressure difference between the refrigerant pressure on the upstream side and the refrigerant pressure on the downstream side. Furthermore, when the refrigerant pressure on the downstream side of the evaporation pressure control valve becomes higher than the refrigerant pressure on the upstream side of the evaporation pressure adjustment valve and the reverse pressure acts on the evaporation pressure adjustment valve, the evaporation pressure adjustment valve is durable There is a risk of deterioration. For this reason, the charging port on the low pressure side is generally disposed upstream of the evaporation pressure control valve.
  • An object of the present disclosure is to provide a refrigeration cycle apparatus in which the degree of freedom of the mounting position of the charging port is improved without deteriorating the durability of the evaporation pressure control valve.
  • a refrigeration cycle apparatus includes: a compressor that compresses and discharges a refrigerant; a heating unit that heats a fluid to be exchanged with heat using the refrigerant discharged from the compressor as a heat source; An outdoor evaporator for exchanging heat with the outside air, an indoor evaporator for exchanging heat between the refrigerant flowing out of the outdoor evaporator and the fluid for heat exchange, and a first for guiding the refrigerant flowing out of the heating unit to the inlet side of the outdoor evaporator A refrigerant passage and a first pressure reducing portion disposed in the first refrigerant passage and capable of changing the opening area of the first refrigerant passage, and guiding the refrigerant flowing out of the outdoor evaporator to the suction side of the compressor via the indoor evaporator A second refrigerant passage, and a second pressure reducing portion which is disposed between an outdoor evaporator and an indoor evaporator in the second refrigerant passage
  • the pressure fluctuation suppressing portion since the pressure fluctuation suppressing portion is provided, when the refrigerant is charged from the charging port to the refrigeration cycle apparatus, the rapid fluctuation of the internal pressure of the second refrigerant passage in which the evaporation pressure adjusting valve is disposed is suppressed. be able to. For this reason, pressure fluctuation on the outlet side of the evaporating pressure regulating valve can be suppressed. Therefore, even if the charging port is disposed on the downstream side of the evaporation pressure control valve, the deterioration of the durability of the evaporation pressure control valve can be suppressed.
  • the air conditioner 1 includes a refrigeration cycle apparatus 10, a heating unit 25, and an indoor air conditioning unit 30.
  • the refrigeration cycle apparatus 10 according to the present disclosure is applied to an air conditioner 1 for a vehicle mounted on an electric vehicle that obtains driving force for traveling the vehicle from a traveling electric motor.
  • the refrigeration cycle apparatus 10 has a function of cooling or heating the air which is blown into the vehicle compartment, which is the space to be air conditioned, in the air conditioner 1. Therefore, the heat exchange target fluid of this embodiment is blowing air.
  • the refrigeration cycle apparatus 10 is configured to be able to switch between a refrigerant circuit in the heating mode, a refrigerant circuit in the cooling mode, a refrigerant circuit in the series dehumidifying heating mode, and a refrigerant circuit in the parallel dehumidifying heating mode.
  • the heating mode is an operation mode in which the blowing air is heated and blown out to a vehicle compartment which is a space to be air conditioned.
  • the series dehumidifying and heating mode and the parallel dehumidifying and heating mode are operation modes for reheating the cooled and dehumidified blowing air and blowing it out to a vehicle compartment which is an air conditioning target space.
  • the cooling mode is an operation mode in which the blowing air is cooled and blown out to a vehicle compartment which is a space to be air conditioned.
  • the flow of the refrigerant in the refrigerant circuit in the heating mode is indicated by a solid arrow
  • the flow of the refrigerant in the refrigerant circuit in the parallel dehumidifying heating mode is indicated by a hatched hatched arrow
  • the series dehumidification mode and the cooling mode are further provided.
  • the flow of the refrigerant in the refrigerant circuit is indicated by a white arrow.
  • a HFC refrigerant (specifically, R134a) is employed as the refrigerant, and the vapor compression subcritical refrigeration cycle in which the high-pressure refrigerant pressure Pd does not exceed the critical pressure of the refrigerant is used.
  • R134a a HFC refrigerant
  • the vapor compression subcritical refrigeration cycle in which the high-pressure refrigerant pressure Pd does not exceed the critical pressure of the refrigerant is used.
  • an HFO-based refrigerant for example, R1234yf
  • the refrigeration oil for lubricating the compressor 11 is mixed in the refrigerant, and a part of the refrigeration oil circulates the cycle together with the refrigerant.
  • the refrigeration cycle apparatus 10 includes a compressor 11, a condenser 12, a first pressure reducing valve 15a (first pressure reducing unit), a second pressure reducing valve 15b (second pressure reducing unit), an outdoor evaporator 16, a check valve 17, and indoor evaporation.
  • the evaporation pressure control valve 19 the accumulator 20 (pressure fluctuation suppression unit), the first open / close valve 21 (open / close unit), the second open / close valve 22, the low pressure side charging port 23, and the high pressure side charging port 24 doing.
  • the compressor 11 sucks, compresses and discharges the refrigerant in the refrigeration cycle apparatus 10.
  • the compressor 11 is disposed in the hood of the vehicle.
  • the compressor 11 is configured as an electric compressor that drives, by an electric motor, a fixed displacement type compression mechanism whose discharge displacement is fixed.
  • this compression mechanism various compression mechanisms such as a scroll-type compression mechanism and a vane-type compression mechanism can be adopted.
  • the operation (rotational speed) of the electric motor is controlled by a control signal output from the air conditioning control device, and either type of AC motor or DC motor may be adopted. Then, the refrigerant discharge capacity of the compression mechanism is changed by the air conditioning control device controlling the number of rotations of the electric motor.
  • the refrigerant inlet side of the condenser 12 is connected to the discharge port of the compressor 11.
  • the condenser 12 heats the cooling water by heat exchange between the high-temperature high-pressure discharge refrigerant discharged from the compressor 11 and the cooling water that is the heat exchange fluid flowing through the heating unit 25 at least in the heating mode. Heat exchanger.
  • the high pressure refrigerant condenses when the heat of the high pressure refrigerant is dissipated to the cooling water.
  • the heating unit 25 includes a condenser 12, a cooling water circulation circuit 26, a heater core 27, and a cooling water pump 28.
  • the heating unit 25 heats the blown air, which is a heat exchange fluid, using the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 11 as a heat source.
  • a liquid containing at least ethylene glycol, dimethylpolysiloxane or a nanofluid, or an antifreeze liquid is used as the cooling water flowing in the cooling water circulation circuit 26 .
  • the cooling water circulation circuit 26 is an annular flow path for circulating the cooling water between the condenser 12 and the heater core 27.
  • the condenser 12, the heater core 27, and the cooling water pump 28 are arranged in this order.
  • the cooling water pump 28 circulates the cooling water in the cooling water circulation circuit 26 by sucking the cooling water and discharging it to the condenser 12 side.
  • the cooling water pump 28 is an electric pump, and is a cooling water flow rate adjustment unit that adjusts the flow rate of the cooling water circulating in the cooling water circulation circuit 26.
  • the heater core 27 is disposed in a casing 31 described later.
  • the heater core 27 heats the blowing air by heat exchange between the cooling water heated by the condenser 12 and the blowing air which is a fluid for heat exchange.
  • the condenser 12 heats the blowing air through the heater core 27.
  • One inlet / outlet side of the first three-way joint 13 a is connected to the refrigerant outlet of the condenser 12.
  • Such a three-way joint may be formed by joining a plurality of pipes, or may be formed by providing a plurality of refrigerant passages in a metal block or a resin block.
  • the refrigeration cycle apparatus 10 is provided with second to fourth three-way joints 13b to 13d as described later.
  • the basic configuration of the second to fourth three-way joints 13b to 13d is the same as that of the first three-way joint 13a.
  • the three-way joints function as branches or junctions.
  • the first three-way joint 13a in the parallel dehumidifying and heating mode one of the three inlets and outlets is used as an inlet, and the remaining two are used as outlets. Therefore, the first three-way joint 13a in the parallel dehumidifying and heating mode functions as a branch unit that branches the flow of the refrigerant flowing from one inlet and flows out from the two outlets.
  • the fourth three-way joint 13d in the parallel dehumidifying and heating mode functions as a joining portion which joins the refrigerants flowing from the two inlets and causes the refrigerant to flow out from one outlet.
  • a first refrigerant passage 14a for guiding the refrigerant flowing out of the condenser 12 to the refrigerant inlet side of the outdoor evaporator 16 is connected to another inflow / outlet of the first three-way joint 13a. Further, at the other inflow / outlet of the first three-way joint 13a, the inlet side of the second pressure reducing valve 15b disposed in the second refrigerant passage 14b described later (specifically, A fourth refrigerant passage 14d leading to one inflow / outlet of the third three-way joint 13c is connected.
  • a first pressure reducing valve 15a is disposed in the first refrigerant passage 14a.
  • the first pressure reducing valve 15 a is a first pressure reducing portion capable of changing the opening area of the first refrigerant passage 14 a and reducing the pressure of the refrigerant flowing out of the condenser 12 at least in the heating mode.
  • the first pressure reducing valve 15a is a variable throttle mechanism having a valve body configured to be able to change the throttle opening degree, and an electric actuator including a stepping motor that changes the throttle opening degree of the valve body.
  • the first pressure reducing valve 15a is configured as a variable throttle mechanism with a fully open function that functions as a simple refrigerant passage without exerting the refrigerant pressure reducing function by fully opening the throttle opening degree.
  • the operation of the first pressure reducing valve 15a is controlled by a control signal (control pulse) output from the air conditioning controller.
  • the refrigerant inlet side of the outdoor evaporator 16 is connected to the outlet side of the first pressure reducing valve 15a.
  • the outdoor evaporator 16 exchanges heat between the refrigerant flowing out of the first pressure reducing valve 15a (the condenser 12) and the outside air blown from a blowing fan (not shown).
  • the outdoor evaporator 16 is disposed on the front side of the vehicle in the vehicle bonnet.
  • the blower fan is an electric blower whose rotational speed (blowing capacity) is controlled by a control voltage output from the air conditioning control device.
  • the second refrigerant passage 14 b is connected to the refrigerant outlet side of the outdoor evaporator 16.
  • the second refrigerant passage 14 b is a passage that leads the refrigerant flowing out of the outdoor evaporator 16 to the suction side of the compressor 11 via the indoor evaporator 18.
  • the second refrigerant passage 14b, the second three-way joint 13b, the check valve 17, the third three-way joint 13c, and the second pressure reducing valve 15b, the indoor evaporator 18, the evaporation pressure adjusting valve 19, the fourth three-way joint 13d, and the accumulator 20 and the low pressure side charging port 23 are arranged in this order with respect to the refrigerant flow.
  • the end of the second refrigerant passage 14 b is connected to the suction port of the compressor 11.
  • the passage 14c is connected.
  • the fourth refrigerant passage 14d described above is connected to the third three-way joint 13c.
  • the check valve 17 only allows the refrigerant to flow from the second three-way joint 13 b side (outside evaporator 16 side) to the indoor evaporator 18 side.
  • the second pressure reducing valve 15 b is disposed between the outdoor evaporator 16 and the indoor evaporator 18 in the second refrigerant passage 14 b.
  • the second pressure reducing valve 15 b is disposed between the third three-way joint 13 c and the indoor evaporator 18 in the second refrigerant passage 14 b.
  • the second pressure reducing valve 15 b is a second pressure reducing portion capable of changing the opening area of the second refrigerant passage 14 b and reducing the pressure of the refrigerant flowing out of the outdoor evaporator 16 and flowing into the indoor evaporator 18.
  • the basic configuration of the second pressure reducing valve 15b is the same as that of the first pressure reducing valve 15a.
  • the second pressure reducing valve 15b of the present embodiment is configured by a variable throttle mechanism with a fully closing function that closes the refrigerant passage when the throttle opening degree is fully closed.
  • the refrigerant circuit can be switched by fully closing the second pressure reducing valve 15b and closing the second refrigerant passage 14b.
  • the second pressure reducing valve 15b has a function as a refrigerant pressure reducing unit and also has a function as a refrigerant circuit switching device that switches the refrigerant circuit of the refrigerant circulating in the cycle.
  • the indoor evaporator 18 is in the cooling mode, in the series dehumidifying and heating mode, and in the parallel dehumidifying and heating mode, before the heater core 27 which is a heat exchange fluid with the refrigerant flowing out from the second pressure reducing valve 15b (outdoor evaporator 16). It is a heat exchanger for cooling which exchanges heat with air.
  • the blown air is cooled by evaporating the refrigerant decompressed by the second pressure reducing valve 15b to exhibit an endothermic effect.
  • the indoor evaporator 18 is disposed in the casing 31 of the indoor air conditioning unit 30 on the upstream side of the air flow of the heater core 27.
  • the inlet side of the evaporating pressure adjusting valve 19 is connected to the second refrigerant passage 14 b on the refrigerant outlet side of the indoor evaporator 18.
  • the evaporation pressure control valve 19 has a function of adjusting the refrigerant evaporation pressure Pe in the indoor evaporator 18 to be equal to or higher than the frost formation suppression pressure APe in order to suppress frost formation of the indoor evaporator 18.
  • the evaporation pressure control valve 19 functions to adjust the refrigerant evaporation temperature Te in the indoor evaporator 18 to the frost formation suppression temperature ATe or more.
  • R134a is employed as the refrigerant, and the frost formation suppression temperature ATe is set to a value slightly higher than 0 ° C. Therefore, the frost formation suppression pressure APe is set to a value slightly higher than 0.293 MPa, which is the saturation pressure of R134a at 0 ° C.
  • a fourth three-way joint 13 d is connected to the second refrigerant passage 14 b on the outlet side of the evaporation pressure adjusting valve 19.
  • the third refrigerant passage 14c described above is connected to the fourth three-way joint 13d. That is, the terminal end of the third refrigerant passage 14c is connected to the fourth three-way joint 13d which is a joining portion disposed in the second refrigerant passage 14b between the evaporation pressure adjusting valve 19 and the compressor 11.
  • the inlet side of the accumulator 20 is connected to still another inflow / outlet of the fourth three-way joint 13d. That is, the accumulator 20 is disposed between the evaporation pressure control valve 19 and the low pressure side charging port 23 in the second refrigerant passage 14b. In the present embodiment, the accumulator 20 is provided on the downstream side of the fourth three-way joint 13d, which is a junction portion of the third refrigerant passage 14c with the second refrigerant passage 14b.
  • the accumulator 20 has a buffer space 20a formed therein.
  • the accumulator 20 is a gas-liquid separator that separates the gas and liquid of the refrigerant that has flowed into the inside in the buffer space 20a and stores the surplus refrigerant in the cycle.
  • the buffer space 20 a of the accumulator 20 also functions as a liquid storage unit that stores the excess refrigerant in the cycle.
  • the volume of the flow path between the low pressure side charging port 23 and the evaporation pressure control valve 19 is increased by the buffer space 20 a of the accumulator 20 as compared with the case where the buffer space 20 a is not provided. Therefore, the buffer space 20a of the accumulator 20 has a function as a pressure fluctuation suppressing portion that suppresses a rapid fluctuation of the internal pressure of the second refrigerant passage 14b when the refrigerant is charged into the refrigeration cycle apparatus 10 from the low pressure side charging port 23. Play.
  • the suction port side of the compressor 11 is connected to the gas phase refrigerant outlet of the accumulator 20. Therefore, the accumulator 20 suppresses the suction of the liquid-phase refrigerant into the compressor 11 and functions to prevent the liquid compression in the compressor 11.
  • a first on-off valve 21 is disposed in a third refrigerant passage 14c connecting the second three-way joint 13b and the fourth three-way joint 13d.
  • the first on-off valve 21 is an electromagnetic valve as a refrigerant circuit switching device that switches the refrigerant circuit that circulates the refrigerant by opening and closing the third refrigerant passage 14c.
  • the first open / close valve 21 is an open / close unit whose operation is controlled by a control signal output from the air conditioning control device.
  • a second on-off valve 22 is disposed in a fourth refrigerant passage 14d that connects the first three-way joint 13a and the third three-way joint 13c.
  • the second on-off valve 22 is an electromagnetic valve as a refrigerant circuit switching device that switches the refrigerant circuit that circulates the refrigerant by opening and closing the fourth refrigerant passage 14d.
  • the basic configuration of the second on-off valve 22 is the same as that of the first on-off valve 21.
  • the low pressure side charging port 23 is disposed in the second refrigerant passage 14 b downstream of the evaporating pressure adjusting valve 19. In the present embodiment, the low pressure side charging port 23 is disposed between the accumulator 20 and the compressor 11 in the second refrigerant passage 14 b. The low pressure side charging port 23 is for charging the refrigerant into the refrigeration cycle apparatus 10 while operating the compressor 11 after the vehicle (the refrigeration cycle apparatus 10) is shipped.
  • the high pressure side charging port 24 is disposed in the first refrigerant passage 14 a downstream of the condenser 12. In the present embodiment, the high pressure side charging port 24 is disposed in the first refrigerant passage 14a between the first three-way joint 13a and the first pressure reducing valve 15a. The high pressure side charging port 24 is for charging the refrigerant into the refrigeration cycle apparatus 10 before shipment of the vehicle (refrigeration cycle apparatus 10).
  • the indoor air conditioning unit 30 is for blowing out the blowing air whose temperature has been adjusted by the refrigeration cycle apparatus 10 into the vehicle interior which is the space to be air conditioned.
  • the indoor air conditioning unit 30 is disposed inside the instrument panel at the foremost part of the vehicle interior.
  • the indoor air conditioning unit 30 is configured by housing a blower 32, an indoor evaporator 18, and a heater core 27 in a casing 31 forming the outer shell thereof.
  • the casing 31 is an air passage forming portion that forms an air passage for blowing air blown into a vehicle compartment, which is a space to be air conditioned.
  • the casing 31 has a certain degree of elasticity and is molded of a resin (for example, polypropylene) which is excellent in strength.
  • a device 33 is arranged.
  • An air blower (blower) 32 for blowing the air taken in through the inside / outside air switching device 33 into the space to be air-conditioned is disposed downstream of the air flow of the inside / outside air switching device 33.
  • the blower 32 is an electric blower that drives a centrifugal multi-blade fan (sirocco fan) by an electric motor.
  • the number of rotations (air flow rate) of the blower 32 is controlled by the control voltage output from the air conditioning control device.
  • An indoor evaporator 18 is disposed downstream of the air flow of the blower 32 in the air passage formed in the casing 31. Furthermore, the downstream side of the indoor evaporator 18 of the air passage formed in the casing 31 is bifurcated, and the indoor condenser passage 35 and the cold air bypass passage 36 are formed in parallel.
  • a heater core 27 is disposed in the indoor condenser flow passage 35. That is, the indoor condenser flow passage 35 is a flow passage through which the blown air which exchanges heat with the refrigerant in the heater core 27 flows.
  • the indoor evaporator 18 and the heater core 27 are disposed in this order with respect to the blowing air flow. In other words, the indoor evaporator 18 is disposed upstream of the heater core 27 in the flow of the blown air.
  • the cold air bypass passage 36 is a flow passage for flowing the blown air, which has passed through the indoor evaporator 18, to the downstream side by bypassing the heater core 27.
  • An air mix door 34 is disposed on the downstream side of the air flow of the indoor evaporator 18 and on the upstream side of the air flow of the heater core 27.
  • the air mix door 34 is an air volume ratio adjustment unit that adjusts the air volume ratio that allows the heater core 27 to pass through the blown air after passing through the indoor evaporator 18 according to the control signal output from the air conditioning control device.
  • a mixing channel 37 is formed in the casing 31 on the downstream side of the merging portion of the indoor condenser channel 35 and the cold air bypass passage 36. In the mixing flow path 37, the blowing air heated by the heater core 27 and the blowing air not passing through the cold air bypass passage 36 and not heated by the heater core 27 are mixed.
  • a plurality of opening holes are disposed at the most downstream portion of the air flow of the casing 31 for blowing the air (air-conditioned air) mixed in the mixing flow path 37 into the vehicle compartment which is the air conditioning target space.
  • the temperature of the conditioned air mixed in the mixing flow path 37 is adjusted by adjusting the air volume ratio of the air volume passing through the heater core 27 and the air volume passing through the cold air bypass passage 36 by the air mix door 34. As a result, the temperature of the conditioned air blown out from the opening holes into the vehicle compartment, which is the space to be conditioned, is adjusted.
  • the air mix door 34 functions as a temperature control unit that adjusts the temperature of the conditioned air blown into the vehicle compartment, which is the space to be conditioned.
  • the air mix door 34 is driven by an electric actuator for driving the air mix door.
  • the operation of the electric actuator is controlled by a control signal output from the air conditioning controller.
  • the air mix door 34 switches to a flow path in which the blowing air flows in the order of the indoor evaporator 18 ⁇ the heater core 27 in the heating mode, in the series dehumidifying heating mode, and in the parallel dehumidifying heating mode. Furthermore, in the cooling mode, it plays a role as an air passage switching device in which the blown air bypasses the heater core 27 and switches to the flow passage to the indoor evaporator 18.
  • the operation of the air conditioner 1 of the present embodiment will be described.
  • the operation of the heating mode, the cooling mode, the series dehumidifying heating mode, and the parallel dehumidifying heating mode can be switched.
  • the switching of each operation mode is performed by executing an air conditioning control program stored in advance in the air conditioning control device.
  • the air conditioning control device opens the first on-off valve 21 and closes the second on-off valve 22 to place the first pressure reducing valve 15a in the throttling state for exerting the pressure reducing function. Is completely closed.
  • a vapor compression refrigeration cycle in which the refrigerant is circulated in the order of 11 is configured.
  • the air conditioning control device appropriately controls the operation of various air conditioning devices connected to the output side.
  • the control signal output from the air conditioning controller to the electric actuator for driving the air mix door is determined such that the air mix door 34 fully closes the cold air bypass passage 36. That is, this control signal is determined such that the total flow rate of the blown air after passing through the indoor evaporator 18 passes through the air passage on the heater core 27 side.
  • the high pressure refrigerant discharged from the compressor 11 flows into the condenser 12.
  • the refrigerant flowing into the condenser 12 exchanges heat with the cooling water flowing in the cooling water circulation circuit 26 and radiates heat.
  • the cooling water flowing in the cooling water circulation circuit 26 is heated. Since the air mix door 34 opens the air passage on the side of the heater core 27, the blown air which is blown from the blower 32 and passes through the indoor evaporator 18 is heated by the heater core 27.
  • the refrigerant flowing out of the condenser 12 flows out from the first three-way joint 13a toward the first refrigerant passage 14a.
  • the refrigerant that has flowed out to the first refrigerant passage 14a is depressurized until it becomes a low pressure refrigerant by the first pressure reducing valve 15a.
  • the low-pressure refrigerant reduced in pressure by the first pressure reducing valve 15a flows into the outdoor evaporator 16 and absorbs heat from the outside air blown from the blower fan.
  • the refrigerant flowing out of the outdoor evaporator 16 flows out from the second three-way joint 13b to the third refrigerant passage 14c because the first open / close valve 21 is open and the second pressure reducing valve 15b is fully closed.
  • the refrigerant which has flowed out to the third refrigerant passage 14c side flows into the accumulator 20 through the fourth three-way joint 13d and is separated into gas and liquid. Then, the gas phase refrigerant separated by the accumulator 20 is sucked from the suction side of the compressor 11 and compressed by the compressor 11 again.
  • heating the vehicle interior can be performed by blowing the blown air heated by the condenser 12 into the vehicle interior which is the space to be air conditioned.
  • Cooling mode In the cooling mode, the air conditioning control device closes the first on-off valve 21 and closes the second on-off valve 22 to fully open the first pressure reducing valve 15a and to narrow the second pressure reducing valve 15b. .
  • a vapor compression type refrigeration cycle in which the refrigerant is circulated in the order of 15b ⁇ indoor evaporator 18 ⁇ evaporation pressure control valve 19 ⁇ accumulator 20 ⁇ compressor 11 is configured.
  • the air conditioning control device appropriately controls the operation of various air conditioning devices connected to the output side.
  • the air mix door 34 makes the cold air bypass passage 36 fully open, and the total flow of the blown air after passing through the indoor evaporator 18 is cold air. It is decided to pass the bypass passage 36.
  • the high pressure refrigerant discharged from the compressor 11 flows into the condenser 12.
  • the air mix door 34 completely closes the air passage on the heater core 27 side, the cooling water flowing into the heater core 27 flows out of the heater core 27 almost without heat exchange with the blowing air.
  • the refrigerant flowing out of the condenser 12 flows out from the first three-way joint 13a toward the first refrigerant passage 14a.
  • the refrigerant that has flowed out to the first refrigerant passage 14a flows into the first pressure reducing valve 15a.
  • the first pressure reducing valve 15a is fully open, the refrigerant flowing out of the condenser 12 flows into the outdoor evaporator 16 without being reduced in pressure by the first pressure reducing valve 15a.
  • the refrigerant that has flowed into the outdoor evaporator 16 dissipates heat to the outside air blown from the blower fan by the outdoor evaporator 16.
  • the refrigerant flowing out of the outdoor evaporator 16 flows into the second refrigerant passage 14b through the second three-way joint 13b because the first open / close valve 21 is closed.
  • the refrigerant flowing into the second refrigerant passage 14b is depressurized until it becomes a low pressure refrigerant by the second pressure reducing valve 15b.
  • the low pressure refrigerant decompressed by the second pressure reducing valve 15 b flows into the indoor evaporator 18, absorbs heat from the air blown from the blower 32, and evaporates. Thereby, the blowing air is cooled.
  • the refrigerant flowing out of the indoor evaporator 18 flows into the accumulator 20 through the evaporation pressure control valve 19 and is separated into gas and liquid. Then, the gas phase refrigerant separated by the accumulator 20 is sucked from the suction side of the compressor 11 and compressed by the compressor 11 again.
  • cooling of the vehicle interior can be performed by blowing out the blown air cooled by the indoor evaporator 18 into the vehicle interior that is the space to be air conditioned.
  • (C) Series dehumidifying and heating mode In the series dehumidifying and heating mode, the air conditioning control device closes the first on-off valve 21, closes the second on-off valve 22, sets the first pressure reducing valve 15a in a throttling state, and the second pressure reducing valve 15b. It will be in the squeezed state. Further, the air conditioning control device displaces the air mix door 34 so that the air passage on the heater core 27 side is fully opened and the cold air bypass passage 36 side is fully closed.
  • the compressor 11 ⁇ the condenser 12 ⁇ (first pressure reducing valve 15a) ⁇ outdoor evaporator 16 ⁇ (check valve 17) ⁇ second pressure reducing valve 15b ⁇ indoor evaporator 18 ⁇ evaporation pressure adjusting valve 19 ⁇ accumulator 20 ⁇ compressor 11
  • a vapor compression type refrigeration cycle in which the refrigerant circulates is configured. That is, a refrigeration cycle in which the outdoor evaporator 16 and the indoor evaporator 18 are connected in series to the refrigerant flow is configured.
  • the refrigeration cycle is configured in which the condenser 12 functions as a radiator and the indoor evaporator 18 functions as an evaporator. Furthermore, when the saturation temperature of the refrigerant in the outdoor evaporator 16 is higher than the outside air temperature Tam, the outdoor evaporator 16 functions as a radiator, and the saturation temperature of the refrigerant in the outdoor evaporator 16 is lower than the outside air temperature Tam In addition, the outdoor evaporator 16 functions as an evaporator.
  • the air conditioning control device appropriately controls the operation of various air conditioning devices connected to the output side.
  • the control signal output from the air conditioning controller to the electric actuator for driving the air mix door is determined so that the air mix door 34 fully closes the cold air bypass passage 36 as in the heating mode. That is, this control signal is determined such that the total flow rate of the blown air after passing through the indoor evaporator 18 passes through the air passage on the heater core 27 side.
  • the dehumidified heating of the vehicle interior can be performed by reheating the blown air cooled and dehumidified by the indoor evaporator 18 by the heater core 27 into the vehicle interior which is the space to be air conditioned. It can be carried out. Furthermore, the heating capacity of the blowing air in the heater core 27 can be adjusted by adjusting the throttle opening degree of the first pressure reducing valve 15a and the second pressure reducing valve 15b.
  • the air conditioning control device opens the first on-off valve 21 and opens the second on-off valve 22 to make the first pressure reducing valve 15a into a throttling state, and the second pressure reducing valve 15b. It will be in the squeezed state.
  • a vapor compression refrigeration cycle in which the refrigerant is circulated in the order of the machine 11 is configured.
  • the flow of the refrigerant flowing out of the condenser 12 is branched by the first three-way joint 13a, and one branched refrigerant is divided into the first pressure reducing valve 15a ⁇ outdoor evaporator 16 ⁇ the compressor 11 While flowing in order, the refrigerant circuit of the other branched refrigerant is made to flow in the order of the second pressure reducing valve 15 b ⁇ the indoor evaporator 18 ⁇ the evaporation pressure adjusting valve 19 ⁇ the compressor 11.
  • the air conditioning control device appropriately controls the operation of various air conditioning devices connected to the output side.
  • the control signal output from the air conditioning controller to the electric actuator for driving the air mix door is determined so that the air mix door 34 fully closes the cold air bypass passage 36 as in the heating mode. That is, this control signal is determined such that the total flow rate of the blown air after passing through the indoor evaporator 18 passes through the air passage on the heater core 27 side.
  • the high pressure refrigerant discharged from the compressor 11 flows into the condenser 12. Since the air mix door 34 opens the air passage on the heater core 27 side, the refrigerant flowing into the condenser 12 exchanges heat with the air that has been blown from the blower 32 and passed through the indoor evaporator 18 as in the heating mode. And dissipate heat. Thereby, the blowing air is heated.
  • the flow of the refrigerant flowing out of the condenser 12 is branched at the first three-way joint 13a because the second on-off valve 22 is open.
  • One refrigerant branched by the first three-way joint 13 a flows out to the first refrigerant passage 14 a side.
  • the refrigerant that has flowed out to the first refrigerant passage 14a is depressurized until it becomes a low pressure refrigerant by the first pressure reducing valve 15a.
  • the low-pressure refrigerant decompressed by the first pressure reducing valve 15a flows into the outdoor evaporator 16 and absorbs heat from the outside air blown by the blower fan.
  • the other refrigerant branched at the first three-way joint 13a flows out to the fourth refrigerant passage 14d side.
  • the refrigerant flowing out to the fourth refrigerant passage 14d side does not flow out to the outdoor evaporator 16 side by the action of the check valve 17, and the second pressure reducing valve via the second on-off valve 22 and the third three-way joint 13c. It flows into 15b.
  • the refrigerant flowing into the second pressure reducing valve 15b is reduced in pressure until it becomes a low pressure refrigerant. Then, the low pressure refrigerant decompressed by the second pressure reducing valve 15 b flows into the indoor evaporator 18, absorbs heat from the air blown from the blower 32, and evaporates. Thereby, the blowing air is cooled.
  • the refrigerant flowing out of the indoor evaporator 18 is depressurized by the evaporation pressure adjusting valve 19 and has a pressure equal to that of the refrigerant flowing out of the outdoor evaporator 16.
  • the refrigerant flowing out of the evaporation pressure adjusting valve 19 flows into the fourth three-way joint 13 d and merges with the refrigerant flowing out of the outdoor evaporator 16.
  • the refrigerant joined at the fourth three-way joint 13d flows into the accumulator 20 and is separated into gas and liquid. Then, the gas phase refrigerant separated by the accumulator 20 is sucked from the suction side of the compressor 11 and compressed by the compressor 11 again.
  • the dehumidified heating of the passenger compartment is performed by reheating the blow air cooled and dehumidified by the indoor evaporator 18 by the condenser 12 and blowing it into the vehicle compartment which is the air conditioning target space. It can be performed.
  • the refrigerant evaporation temperature in the outdoor evaporator 16 can be made lower than the refrigerant evaporation temperature in the indoor evaporator 18. Therefore, the heat absorption amount in the outdoor evaporator 16 can be increased by expanding the temperature difference between the refrigerant evaporation temperature in the outdoor evaporator 16 and the outside air.
  • the heating capacity of the blowing air in the heater core 27 can be increased more than the refrigeration cycle apparatus in which the refrigerant evaporation temperature in the outdoor evaporator 16 is equal to the refrigerant evaporation temperature in the indoor evaporator 18.
  • the refrigeration cycle apparatus 10 of the present embodiment it is possible to realize comfortable heating of the vehicle interior by switching between the heating mode, the cooling mode, the series dehumidifying heating mode, and the parallel dehumidifying heating mode. it can.
  • the first pressure reducing valve 15a and the second pressure reducing valve 15b are fully opened. Furthermore, in a state where the first on-off valve 21 and the second on-off valve 22 are opened, the refrigeration cycle device 10 is evacuated from the high-pressure charging port 24 and the low-pressure charging port 23.
  • This vacuuming is performed to remove the air inside the refrigeration cycle apparatus 10.
  • the reason is that when air is left inside the refrigeration cycle apparatus 10, the moisture in the air may freeze inside the refrigeration cycle apparatus 10 and interfere with the circulation of the refrigerant.
  • the first pressure reducing valve 15a and the second pressure reducing valve 15b are fully opened. Furthermore, the refrigerant cycle device 10 is filled with the refrigerant from the high pressure side charging port 24 in a state where the first on-off valve 21 and the second on-off valve 22 are opened.
  • the first pressure reducing valve 15a and the second pressure reducing valve 15b are fully opened. Furthermore, the refrigerant cycle device 10 is filled with the refrigerant from the low pressure side charging port 23 in a state where the first on-off valve 21 and the second on-off valve 22 are opened and the compressor 11 is operated.
  • the second refrigerant at the time of charging the refrigerant from the low pressure side charging port 23 to the second refrigerant passage 14b between the evaporation pressure adjusting valve 19 and the low pressure side charging port 23 An accumulator 20, which is a pressure fluctuation suppressing portion that suppresses a rapid fluctuation of the internal pressure of the passage 14b, is disposed.
  • the accumulator 20 is provided with the buffer space 20a, when the refrigerant is charged from the low pressure side charging port 23 to the refrigeration cycle apparatus 10 via the second refrigerant passage 14b, the refrigerant in the second refrigerant passage 14b is Abrupt changes in internal pressure can be suppressed. The reason is that the air in the buffer space 20a is compressed. For this reason, pressure fluctuation on the outlet side of the evaporating pressure regulating valve 19 can be suppressed. Therefore, even if the low pressure side charging port 23 is disposed on the downstream side of the evaporation pressure adjustment valve 19, the deterioration in the durability of the evaporation pressure adjustment valve can be suppressed.
  • the degree of freedom of the mounting position of the charging port can be improved without deteriorating the durability of the evaporation pressure control valve.
  • the buffer space 20a is constituted by an accumulator 20 which is a liquid storage unit for storing the surplus refrigerant. According to this, since the buffer space 20a of the accumulator 20 which is a liquid storage section originally provided in the refrigeration cycle apparatus 10 is used as a pressure fluctuation suppression section, it is necessary to newly provide the pressure fluctuation suppression section in the refrigeration cycle apparatus 10 There is not. Therefore, even if the refrigeration cycle apparatus 10 is arranged at the downstream side of the evaporation pressure adjusting valve 19 without increasing the cost and without increasing the size, the evaporation pressure adjusting valve The refrigeration cycle apparatus 10 can be provided in which the durability of No. 19 does not deteriorate.
  • a muffler 51 is disposed in the second refrigerant passage 14 b between the evaporation pressure adjusting valve 19 and the low pressure side charging port 23.
  • the muffler 51 is disposed in the second refrigerant passage 14 b between the accumulator 20 and the low pressure side charging port 23.
  • a buffer space 51a is formed in the muffler 51.
  • the buffer space 51 a is for reducing pressure pulsation accompanying discharge of the refrigerant by the compressor 11.
  • the buffer space 51a also functions as a pressure fluctuation suppressing unit that suppresses pressure fluctuation of the second refrigerant passage 14b when the refrigerant is charged from the low pressure side charging port 23 to the second refrigerant passage 14b.
  • the volume of the flow path through which the refrigerant flows between the evaporation pressure adjusting valve 19 and the low pressure side charging port 23 is increased by the buffer space 51 a of the muffler 51.
  • the air in the buffer space 51a is compressed, thereby further rapidly changing the internal pressure of the second refrigerant passage 14b. It can be suppressed. Therefore, the pressure fluctuation on the outlet side of the evaporating pressure regulating valve 19 can be further suppressed.
  • the buffer space 51 a is configured by the muffler 51 for reducing pressure pulsations accompanying discharge of the refrigerant by the compressor 11. According to this, in the refrigeration cycle apparatus 10 in which the muffler 51 is provided, it is not necessary to newly provide the pressure fluctuation suppression unit in the refrigeration cycle apparatus 10. Therefore, even if the refrigeration cycle apparatus 10 is arranged at the downstream side of the evaporation pressure adjusting valve 19 without increasing the cost and without increasing the size, the evaporation pressure adjusting valve The refrigeration cycle apparatus 10 can be provided in which the durability of No. 19 does not deteriorate. Further, pressure fluctuation on the outlet side of the evaporation pressure adjusting valve 19 can be further suppressed when the refrigerant from the low pressure side charging port 23 is charged into the refrigeration cycle apparatus 10.
  • a buffer space 52 which is a pressure fluctuation suppressing portion, is provided in the second refrigerant passage 14b between the evaporation pressure adjusting valve 19 and the low pressure side charging port 23.
  • the buffer space 52 is provided in the second refrigerant passage 14 b between the accumulator 20 and the low pressure side charging port 23.
  • the buffer space 52 is formed by repeatedly bending the pipe.
  • the buffer space 52 increases the length of the flow path through which the refrigerant flows between the evaporation pressure adjusting valve 19 and the low pressure side charging port 23, and the volume of the flow path through which the refrigerant flows increases.
  • the buffer space 52 may be configured by increasing the volume of the flow path through which the refrigerant flows by branching a plurality of pipes and collecting the plurality of pipes.
  • the volume of the flow path through which the refrigerant flows between the evaporation pressure adjusting valve 19 and the low pressure side charging port 23 is increased by the buffer space 52. Therefore, when the refrigerant is charged from the low pressure side charging port 23 to the refrigeration cycle apparatus 10 via the second refrigerant passage 14b, the air in the buffer space 52 is compressed, whereby the refrigerant in the second refrigerant passage 14b is Abrupt changes in internal pressure can be further suppressed. Therefore, the pressure fluctuation on the outlet side of the evaporating pressure regulating valve 19 can be further suppressed.
  • the buffer space 52 is constituted by piping. According to this, a structure for suppressing pressure fluctuation on the outlet side of the evaporating pressure adjusting valve 19 can be realized at low cost.
  • each component apparatus which comprises the refrigerating cycle apparatus 10 is not limited to what was disclosed by the above-mentioned embodiment.
  • the above-mentioned embodiment explained the example which adopted a motor-ized compressor as compressor 11, it is not limited to this.
  • an engine drive compressor driven by a rotational drive force transmitted from the vehicle travel engine via a pulley, a belt, etc. is adopted as the compressor 11. It is also good.
  • each of the above embodiments may be combined as appropriate in the feasible range.
  • it may be an air conditioner in which the refrigeration cycle apparatus 10 of the second embodiment and the refrigeration cycle apparatus 10 of the third embodiment are combined.
  • a restriction such as an orifice is provided in the low pressure side charging port 23 to further suppress pressure fluctuation on the outlet side of the evaporation pressure adjusting valve 19 when charging the refrigerant from the low pressure side charging port 23 to the refrigeration cycle apparatus 10 May be an embodiment.
  • coolant after shipment of the air conditioning apparatus 1 is not limited to what was disclosed by the above-mentioned embodiment. Another example will be described below.
  • the high pressure side charging port 24 enters the refrigeration cycle apparatus 10 Fill the specified amount of refrigerant.
  • the refrigerant cycle device 10 is filled with the refrigerant from the low pressure side charging port 23 in a state where the compressor 11 is operated.
  • the refrigerant cycle device 10 is filled with a specified amount of refrigerant from the high pressure side charging port 24, the refrigerant is charged from the low pressure side charging port 23.
  • the refrigeration cycle apparatus 10 when the refrigerant is charged into the refrigeration cycle apparatus 10 from the low pressure side charging port 23, the refrigeration cycle apparatus 10 is charged with the specified amount of refrigerant. According to this, it is possible to reduce the pressure difference between the refrigerant charged into the refrigeration cycle device from the low pressure side charging port and the refrigerant in the refrigeration cycle device. Therefore, when the refrigerant is charged into the refrigeration cycle apparatus from the low pressure side charging port, the reverse pressure hardly acts on the evaporation pressure regulating valve 19.
  • the specified amount of refrigerant charged from the high pressure side charging port 24 into the refrigeration cycle apparatus 10 is the outlet of the evaporation pressure adjusting valve 19 when the refrigerant is charged from the low pressure side charging port 23 to the second refrigerant passage 14b. It is a predetermined amount necessary to suppress the rapid fluctuation of the pressure fluctuation on the side.

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Abstract

冷凍サイクル装置は、加熱部(25)から流出した冷媒と外気とを熱交換させる室外蒸発器(16)と、室外蒸発器から流出した冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させる室内蒸発器(18)と、室内蒸発器の冷媒出口側に配置されて室内蒸発器18における冷媒蒸発圧力を調整する蒸発圧力調整弁(19)と、蒸発圧力調整弁の下流側に配置されたチャージングポート(23)と、蒸発圧力調整弁とチャージングポートとの間に配置されてバッファ空間(20a、51a、52)を形成する圧力変動抑制部(20、51、52)と、を有する。これによれば、圧力変動抑制部を有しているので、チャージングポートから冷媒を充填する際に、蒸発圧力調整弁が配置される第2冷媒通路(14b)の内圧の急変動を抑制することができる。従って、蒸発圧力調整弁の耐久性を悪化させることなくチャージングポートの搭載位置の自由度を向上させることができる。

Description

冷凍サイクル装置 関連出願の相互参照
 本出願は、2017年12月5日に出願された日本特許出願2017-233196号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
 本開示は、冷凍サイクル装置に関する。
 特許文献1には、圧縮機、室外蒸発器、室内蒸発器、及び蒸発圧力調整弁を備えた冷凍サイクル装置が開示されている。蒸発圧力調整弁は、室内蒸発器の着霜を抑制するために、室内蒸発器における冷媒蒸発圧力を着霜抑制圧力以上に調整する機能を果たす。蒸発圧力調整弁は、機械的機構によって弁開度を調整する。
 このような冷凍サイクル装置では、圧縮機の下流側には、出荷前に冷媒を充填するための高圧側のチャージングポートが配置されている。低圧側蒸発器の下流側には、出荷後に冷媒を充填するための低圧側のチャージングポートが配置されている。
特開2012-225637号公報
 ここで、特許文献1の冷凍サイクル装置の蒸発圧力調整弁は、上流側の冷媒圧力と下流側の冷媒圧力との圧力差によって、弁開度を変化させる構造になっている。更に、蒸発圧力調整弁の下流側の冷媒圧力が蒸発圧力調整弁の上流側の冷媒圧力よりも高くなり、蒸発圧力調整弁に逆圧が作用してしまうと、蒸発圧力調整弁の耐久性が悪化してしまうおそれが有る。このため、低圧側のチャージングポートは、蒸発圧力調整弁の上流側に配置されるのが一般的である。
 このように、低圧側のチャージングポートは、蒸発圧力調整弁の下流側に配置することが難しく、低圧側のチャージングポートの搭載位置の自由度が制限されていた。このため、低圧側のチャージングポートを、蒸発圧力調整弁の下流側に配置したとしても、蒸発圧力調整弁の耐久性が悪化しない冷凍サイクル装置が望まれていた。
 本開示は、蒸発圧力調整弁の耐久性を悪化させることなくチャージングポートの搭載位置の自由度を向上させた冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
 本開示の一態様による冷凍サイクル装置は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、圧縮機から吐出された冷媒を熱源として熱交換対象流体を加熱する加熱部と、加熱部から流出した冷媒と外気とを熱交換させる室外蒸発器と、室外蒸発器から流出した冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させる室内蒸発器と、加熱部から流出した冷媒を室外蒸発器の入口側へ導く第1冷媒通路と、第1冷媒通路に配置され、第1冷媒通路の開口面積を変更可能な第1減圧部と、室外蒸発器から流出した冷媒を室内蒸発器を介して圧縮機の吸入側に導く第2冷媒通路と、第2冷媒通路のうち室外蒸発器と室内蒸発器との間に配置され、第2冷媒通路の開口面積を変更可能な第2減圧部と、第2冷媒通路のうち室内蒸発器の下流側に配置され、室内蒸発器における冷媒蒸発圧力を調整する蒸発圧力調整弁と、末端が蒸発圧力調整弁と圧縮機との間の第2冷媒通路に接続して、室外蒸発器から流出した冷媒を圧縮機の吸入側へ導く第3冷媒通路と、第3冷媒通路を開閉する開閉部と、第2冷媒通路のうち蒸発圧力調整弁の下流側に配置され、冷媒を充填するためのチャージングポートと、第2冷媒通路のうち蒸発圧力調整弁とチャージングポートとの間に配置され、チャージングポートからの冷媒を充填する際における第2冷媒通路の内圧の急変動を抑制するための空間であるバッファ空間を形成する圧力変動抑制部と、を有する。
 これによれば、圧力変動抑制部を備えているので、冷媒をチャージングポートから冷凍サイクル装置に充填する際に、蒸発圧力調整弁が配置される第2冷媒通路の内圧の急変動を抑制することができる。このため、蒸発圧力調整弁の出口側の圧力変動を抑制することができる。よって、チャージングポートを、蒸発圧力調整弁の下流側に配置したとしても、蒸発圧力調整弁の耐久性の悪化を抑制することができる。
 即ち、本開示によれば、蒸発圧力調整弁の耐久性を悪化させることなくチャージングポートの搭載位置の自由度を向上させることができる。
第1実施形態に係る冷凍サイクル装置を備えた空調装置の全体構成図である。 第2実施形態に係る冷凍サイクル装置を備えた空調装置の全体構成図である。 第3実施形態に係る冷凍サイクル装置を備えた空調装置の全体構成図である。
 以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各実施形態において先行する実施形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の実施形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
 (第1実施形態)
 図1を用いて、第1実施形態の冷凍サイクル装置10を備えた空調装置1について説明する。空調装置1は、冷凍サイクル装置10、加熱部25、及び室内空調ユニット30を有している。本実施形態では、本開示に係る冷凍サイクル装置10を、車両走行用の駆動力を走行用電動モータから得る電気自動車に搭載される車両用の空調装置1に適用している。この冷凍サイクル装置10は、空調装置1において、空調対象空間である車室内へ送風される送風空気を冷却或いは加熱する機能を果たす。従って、本実施形態の熱交換対象流体は、送風空気である。
 冷凍サイクル装置10は、暖房モードの冷媒回路、冷房モードの冷媒回路、直列除湿暖房モードの冷媒回路、及び並列除湿暖房モードの冷媒回路を切り替え可能に構成されている。
 空調装置1において、暖房モードは、送風空気を加熱して空調対象空間である車室内へ吹き出す運転モードである。直列除湿暖房モード及び並列除湿暖房モードは、冷却されて除湿された送風空気を再加熱して空調対象空間である車室内へ吹き出す運転モードである。冷房モードは、送風空気を冷却して空調対象空間である車室内へ吹き出す運転モードである。
 なお、図1では、暖房モードの冷媒回路における冷媒の流れを黒塗り矢印で示し、並列除湿暖房モードの冷媒回路における冷媒の流れを斜線ハッチング付き矢印で示し、更に、直列除湿モード及び冷房モードの冷媒回路における冷媒の流れを白抜き矢印で示している。
 また、この冷凍サイクル装置10では、冷媒としてHFC系冷媒(具体的には、R134a)を採用しており、高圧側冷媒圧力Pdが冷媒の臨界圧力を超えない蒸気圧縮式の亜臨界冷凍サイクルを構成している。勿論、冷媒としてHFO系冷媒(例えば、R1234yf)等を採用してもよい。更に、冷媒には圧縮機11を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。
 冷凍サイクル装置10は、圧縮機11、凝縮器12、第1減圧弁15a(第1減圧部)、第2減圧弁15b(第2減圧部)、室外蒸発器16、逆止弁17、室内蒸発器18、蒸発圧力調整弁19、アキュムレータ20(圧力変動抑制部)、第1開閉弁21(開閉部)、第2開閉弁22、低圧側チャージングポート23、及び高圧側チャージングポート24を有している。
 圧縮機11は、冷凍サイクル装置10において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものである。圧縮機11は、車両のボンネット内に配置されている。圧縮機11は、吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構を電動モータにて駆動する電動圧縮機として構成されている。この圧縮機構としては、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用することができる。
 電動モータは、空調制御装置から出力される制御信号によって、その作動(回転数)が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれの形式を採用してもよい。そして、空調制御装置が電動モータの回転数を制御することによって、圧縮機構の冷媒吐出能力が変更される。
 圧縮機11の吐出口には、凝縮器12の冷媒入口側が接続されている。凝縮器12は、少なくとも暖房モード時に、圧縮機11から吐出された高温高圧の吐出冷媒と加熱部25を流通する熱交換対象流体である冷却水とを熱交換させて、冷却水を加熱する加熱用熱交換器である。高圧冷媒の有する熱が冷却水に放熱される際に、高圧冷媒が凝縮する。
 加熱部25は、凝縮器12、冷却水循環回路26、ヒータコア27、及び冷却水ポンプ28を有している。加熱部25は、圧縮機11から吐出された高圧冷媒を熱源として熱交換対象流体である送風空気を加熱するものである。
 冷却水循環回路26内を流通する冷却水は、少なくともエチレングリコール、ジメチルポリシロキサンもしくはナノ流体を含む液体、又は不凍液体が用いられている。
 冷却水循環回路26は、凝縮器12とヒータコア27との間で冷却水を循環させる環状の流路である。冷却水循環回路26には、凝縮器12、ヒータコア27、及び冷却水ポンプ28が、この並び順に配置されている。
 冷却水ポンプ28は、冷却水を吸入して凝縮器12側へ吐出することによって、冷却水を冷却水循環回路26内で循環させる。冷却水ポンプ28は電動式のポンプであり、冷却水循環回路26を循環する冷却水の流量を調整する冷却水流量調整部である。
 ヒータコア27は、後述するケーシング31内に配置されている。ヒータコア27は、凝縮器12によって加熱された冷却水と熱交換対象流体である送風空気とを熱交換させることにより、送風空気を加熱する。このようにして、凝縮器12は、ヒータコア27を介して、送風空気を加熱する。
 凝縮器12の冷媒出口には、第1三方継手13aの1つの流入出口側が接続されている。このような三方継手は、複数の配管を接合して形成してもよいし、金属ブロックや樹脂
ブロックに複数の冷媒通路を設けて形成してもよい。更に、冷凍サイクル装置10では、後述するように、第2~第4三方継手13b~13dを備えている。第2~第4三方継手13b~13dの基本的構成は、第1三方継手13aと同様である。
 これらの三方継手は、分岐部或いは合流部としての機能を果たす。例えば、並列除湿暖房モード時の第1三方継手13aでは、3つの流入出口のうち1つが流入口として用いられ、残りの2つが流出口として用いられる。従って、並列除湿暖房モード時の第1三方継手13aは、1つの流入口から流入した冷媒の流れを分岐して2つの流出口から流出させる分岐部としての機能を果たす。
 また、例えば、並列除湿暖房モード時の第4三方継手13dでは、3つの流入出口のうち2つが流入口として用いられ、残りの1つが流出口として用いられる。従って、並列除湿暖房モード時の第4三方継手13dは、2つの流入口から流入した冷媒を合流させて1つの流出口から流出させる合流部としての機能を果たす。
 第1三方継手13aの別の流入出口には、凝縮器12から流出した冷媒を、室外蒸発器16の冷媒入口側へ導く第1冷媒通路14aが接続されている。また、第1三方継手13aの更に別の流入出口には、凝縮器12から流出した冷媒を、後述する第2冷媒通路14bに配置された第2減圧弁15bの入口側(具体的には、第3三方継手13cの1つの流入出口)へ導く第4冷媒通路14dが接続されている。
 第1冷媒通路14aには、第1減圧弁15aが配置されている。第1減圧弁15aは、第1冷媒通路14aの開口面積を変更可能であり、少なくとも暖房モード時に、凝縮器12から流出した冷媒を減圧させる第1減圧部である。第1減圧弁15aは、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の絞り開度を変化させるステッピングモータからなる電動アクチュエータとを有する可変絞り機構である。
 更に、第1減圧弁15aは、絞り開度を全開にすることによって、冷媒減圧作用を殆ど発揮することなく単なる冷媒通路として機能する全開機能付きの可変絞り機構として構成されている。第1減圧弁15aは、空調制御装置から出力される制御信号(制御パルス)によって、その作動が制御される。
 第1減圧弁15aの出口側には、室外蒸発器16の冷媒入口側が接続されている。室外蒸発器16は、第1減圧弁15a(凝縮器12)から流出した冷媒と図示しない送風ファンから送風された外気とを熱交換させるものである。室外蒸発器16は、車両ボンネット内の車両前方側に配置されている。送風ファンは、空調制御装置から出力される制御電圧によって回転数(送風能力)が制御される電動送風機である。
 室外蒸発器16の冷媒出口側には、第2冷媒通路14bが接続されている。第2冷媒通路14bは、室外蒸発器16から流出した冷媒を、室内蒸発器18を介して、圧縮機11の吸入側に導く通路である。第2冷媒通路14bには、第2三方継手13b、逆止弁17、第3三方継手13c、第2減圧弁15bが、室内蒸発器18、蒸発圧力調整弁19、第4三方継手13d、アキュムレータ20、並びに、低圧側チャージングポート23が冷媒流れに対してこの順に配置されている。第2冷媒通路14bの末端は、圧縮機11の吸入口に接続している。
 第2三方継手13bの流入出口には、室外蒸発器16から流出した冷媒を、後述するアキュムレータ20の入口側(具体的には、第4三方継手13dの1つの流入出口)へ導く第3冷媒通路14cが接続されている。第3三方継手13cには、前述した第4冷媒通路14dが接続されている。
 逆止弁17は、冷媒が第2三方継手13b側(室外蒸発器16側)から室内蒸発器18側へ流れることのみを許容するものである。
 第2減圧弁15bは、第2冷媒通路14bのうち、室外蒸発器16と室内蒸発器18との間に配置されている。本実施形態では、第2減圧弁15bは、第2冷媒通路14bのうち、第3三方継手13cと室内蒸発器18との間に配置されている。第2減圧弁15bは、第2冷媒通路14bの開口面積を変更可能であり、室外蒸発器16から流出して室内蒸発器18へ流入する冷媒を減圧させる第2減圧部である。第2減圧弁15bの基本的構成は、第1減圧弁15aと同様である。更に、本実施形態の第2減圧弁15bは、絞り開度を全閉した際に当該冷媒通路を閉塞する全閉機能付きの可変絞り機構で構成されている。
 従って、本実施形態の冷凍サイクル装置10では、第2減圧弁15bを全閉として第2冷媒通路14bを閉じることによって、冷媒回路を切り替えることができる。換言すると、第2減圧弁15bは、冷媒減圧部としての機能を果たすとともに、サイクルを循環する冷媒の冷媒回路を切り替える冷媒回路切替装置としての機能を兼ね備えている。
 室内蒸発器18は、冷房モード時、直列除湿暖房モード、及び並列除湿暖房モード時に、第2減圧弁15b(室外蒸発器16)から流出した冷媒と熱交換対象流体であるヒータコア27通過前の送風空気とを熱交換させる冷却用熱交換器である。室内蒸発器18では、第2減圧弁15bにて減圧された冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることによって送風空気を冷却する。室内蒸発器18は、室内空調ユニット30のケーシング31内のうち、ヒータコア27の送風空気流れ上流側に配置されている。
 室内蒸発器18の冷媒出口側の第2冷媒通路14bには、蒸発圧力調整弁19の流入口側が接続されている。蒸発圧力調整弁19は、室内蒸発器18の着霜(フロスト)を抑制するために、室内蒸発器18における冷媒蒸発圧力Peを着霜抑制圧力APe以上に調整する機能を果たすものである。換言すると、蒸発圧力調整弁19は、室内蒸発器18における冷媒蒸発温度Teを着霜抑制温度ATe以上に調整する機能を果たすものである。
 本実施形態では、冷媒としてR134aを採用し、着霜抑制温度ATeを0℃よりも僅かに高い値に設定している。従って、着霜抑制圧力APeは、R134aの0℃における飽和圧力である0.293MPaよりも僅かに高い値に設定されている。
 蒸発圧力調整弁19の出口側の第2冷媒通路14bには、第4三方継手13dが接続されている。第4三方継手13dには、前述した第3冷媒通路14cが接続されている。つまり、第3冷媒通路14cの末端は、蒸発圧力調整弁19と圧縮機11との間の第2冷媒通路14bに配置された合流部である第4三方継手13dに接続している。
 第4三方継手13dの更に別の流入出口には、アキュムレータ20の入口側が接続されている。つまり、アキュムレータ20は、第2冷媒通路14bのうち、蒸発圧力調整弁19と低圧側チャージングポート23との間に配置されている。本実施形態では、アキュムレータ20は、第3冷媒通路14cの第2冷媒通路14bとの合流部である第4三方継手13dの下流側に設けられている。
 アキュムレータ20は、内部にバッファ空間20aが形成されている。アキュムレータ20は、バッファ空間20aにおいて、内部に流入した冷媒の気液を分離して、サイクル内の余剰冷媒を蓄える気液分離器である。このように、アキュムレータ20のバッファ空間20aは、サイクル内の余剰冷媒を蓄える貯液部としての機能も果たす。
 アキュムレータ20のバッファ空間20aによって、バッファ空間20aが無い場合と比較して、低圧側チャージングポート23と蒸発圧力調整弁19との間の流路の容積が増大している。このため、アキュムレータ20のバッファ空間20aは、低圧側チャージングポート23から冷媒を冷凍サイクル装置10に充填する際における第2冷媒通路14bの内圧の急変動を抑制する圧力変動抑制部としての機能を果たす。
 アキュムレータ20の気相冷媒出口には、圧縮機11の吸入口側が接続されている。従って、アキュムレータ20は、圧縮機11に液相冷媒が吸入されることを抑制し、圧縮機11における液圧縮を防止する機能を果たす。
 第2三方継手13bと第4三方継手13dとを接続する第3冷媒通路14cには、第1開閉弁21が配置されている。第1開閉弁21は、第3冷媒通路14cを開閉することによって冷媒を循環させる冷媒回路を切り替える冷媒回路切替装置としての電磁弁である。第1開閉弁21は、空調制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される開閉部である。
 第1三方継手13aと第3三方継手13cとを接続する第4冷媒通路14dには、第2開閉弁22が配置されている。第2開閉弁22は、第4冷媒通路14dを開閉することによって冷媒を循環させる冷媒回路を切り替える冷媒回路切替装置としての電磁弁である。第2開閉弁22の基本的構成は、第1開閉弁21と同様である。
 低圧側チャージングポート23は、蒸発圧力調整弁19の下流側の第2冷媒通路14bに配置されている。本実施形態では、低圧側チャージングポート23は、第2冷媒通路14bのうち、アキュムレータ20と圧縮機11との間に配置されている。低圧側チャージングポート23は、車両(冷凍サイクル装置10)が出荷された後に、圧縮機11を稼働させながら、冷媒を冷凍サイクル装置10に充填するためのものである。
 高圧側チャージングポート24は、凝縮器12の下流側の第1冷媒通路14aに配置されている。本実施形態では、高圧側チャージングポート24は、第1三方継手13aと第1減圧弁15aとの間の第1冷媒通路14aに配置されている。高圧側チャージングポート24は、車両(冷凍サイクル装置10)の出荷前において、冷媒を冷凍サイクル装置10に充填するためのものである。
 次に、室内空調ユニット30について説明する。室内空調ユニット30は、冷凍サイクル装置10によって温度調整された送風空気を空調対象空間である車室内へ吹き出すためのものである。室内空調ユニット30は、車室内最前部の計器盤(インストルメントパネル)の内側に配置されている。室内空調ユニット30は、その外殻を形成するケーシング31内に送風機32、室内蒸発器18、及びヒータコア27を収容することによって構成されている。
 ケーシング31は、空調対象空間である車室内に送風される送風空気の空気通路を形成する空気通路形成部である。ケーシング31は、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂(例えば、ポリプロピレン)にて成形されている。ケーシング31内の送風空気流れ最上流側には、ケーシング31内へ内気(空調対象空間内の空気)と外気(空調対象空間外の空気)とを切替導入する内外気切替部としての内外気切替装置33が配置されている。
 内外気切替装置33の送風空気流れ下流側には、内外気切替装置33を介して吸入した空気を空調対象空間内へ向けて送風する送風機(ブロワ)32が配置されている。この送風機32は、遠心多翼ファン(シロッコファン)を電動モータにて駆動する電動送風機である。送風機32は、空調制御装置から出力される制御電圧によって回転数(送風量)が制御される。
 ケーシング31内に形成された空気通路のうち、送風機32の送風空気流れ下流側には室内蒸発器18が配置されている。更に、ケーシング31内に形成された空気通路の室内蒸発器18の下流側は、二股に分岐されていて、室内凝縮器流路35と冷風バイパス通路36とが並列に形成されている。
 室内凝縮器流路35内には、ヒータコア27が配置されている。つまり、室内凝縮器流路35は、ヒータコア27にて冷媒と熱交換する送風空気が流通する流路である。室内蒸発器18とヒータコア27が送風空気流れに対して、この順に配置されている。換言すると、室内蒸発器18は、ヒータコア27よりも送風空気流れ上流側に配置されている。
 冷風バイパス通路36は、室内蒸発器18を通過した送風空気を、ヒータコア27を迂回させて下流側へ流す流路である。
 室内蒸発器18の送風空気流れ下流側であって、且つ、ヒータコア27の送風空気流れ上流側には、エアミックスドア34が配置されている。エアミックスドア34は、空調制御装置から出力された制御信号によって、室内蒸発器18通過後の送風空気のうちヒータコア27を通過させる風量割合を調整する風量割合調整部である。
 室内凝縮器流路35及び冷風バイパス通路36の合流部の下流側のケーシング31内には、混合流路37が形成されている。混合流路37内において、ヒータコア27にて加熱された送風空気と冷風バイパス通路36を通過してヒータコア27にて加熱されていない送風空気とが混合される。
 更に、ケーシング31の送風空気流れ最下流部には、混合流路37にて混合された送風空気(空調風)を、空調対象空間である車室内へ吹き出すための複数の開口穴が配置されている。
 エアミックスドア34が、ヒータコア27を通過させる風量と冷風バイパス通路36を通過させる風量との風量割合を調整することによって、混合流路37にて混合される空調風の温度が調整される。これにより、各開口穴から空調対象空間である車室内へ吹き出される空調風の温度が調整される。
 つまり、エアミックスドア34は、空調対象空間である車室内へ送風される空調風の温度を調整する温度調整部としての機能を果たす。エアミックスドア34は、エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータによって駆動される。この電動アクチュエータは、空調制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
 また、エアミックスドア34は、暖房モード時、直列除湿暖房モード時、及び並列除湿暖房モード時には、送風空気が室内蒸発器18→ヒータコア27の順に流れる流路に切り替える。さらに、冷房モード時には、送風空気がヒータコア27を迂回して室内蒸発器18に流れる流路に切り替える空気通路切替装置としての役割を果たす。
 次に、本実施形態の空調装置1の作動について説明する。本実施形態の空調装置1では、暖房モード、冷房モード、直列除湿暖房モード、及び並列除湿暖房モードの運転を切り替えることができる。そして、これらの各運転モードの切り替えは、予め空調制御装置に記憶された空調制御プログラムが実行されることによって行われる。
 (a)暖房モード
 暖房モードでは、空調制御装置が、第1開閉弁21を開き、第2開閉弁22を閉じ、第1減圧弁15aを減圧作用を発揮する絞り状態とし、第2減圧弁15bを全閉状態とする。
 これにより、暖房モードでは、図1の黒塗り矢印に示すように、圧縮機11→凝縮器12→第1減圧弁15a→室外蒸発器16→(第1開閉弁21→)アキュムレータ20→圧縮機11の順に冷媒を循環させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
 このサイクル構成で、空調制御装置は、出力側に接続された各種空調整機器の作動を適宜制御する。例えば、空調制御装置からエアミックスドア駆動用の電動アクチュエータへ出力される制御信号については、エアミックスドア34が冷風バイパス通路36を全閉とするように決定される。即ち、この制御信号は、室内蒸発器18通過後の送風空気の全流量がヒータコア27側の空気通路を通過するように決定される。
 従って、暖房モード時の冷凍サイクル装置10では、圧縮機11から吐出された高圧冷媒が凝縮器12に流入する。凝縮器12に流入した冷媒は、冷却水循環回路26内を流通する冷却水と熱交換して放熱する。これにより、冷却水循環回路26内を流通する冷却水が加熱される。送風機32から送風されて室内蒸発器18を通過した送風空気は、エアミックスドア34がヒータコア27側の空気通路を開いているので、ヒータコア27によって加熱される。
 凝縮器12から流出した冷媒は、第2開閉弁22が閉じているので、第1三方継手13aから第1冷媒通路14a側へ流出する。第1冷媒通路14a側へ流出した冷媒は、第1減圧弁15aにて低圧冷媒となるまで減圧される。そして、第1減圧弁15aにて減圧された低圧冷媒は、室外蒸発器16へ流入して、送風ファンから送風された外気から吸熱する。
 室外蒸発器16から流出した冷媒は、第1開閉弁21が開き、第2減圧弁15bが全閉状態となっているので、第2三方継手13bから第3冷媒通路14c側へ流出する。第3冷媒通路14c側へ流出した冷媒は、第4三方継手13dを介してアキュムレータ20へ流入して気液分離される。そして、アキュムレータ20にて分離された気相冷媒が圧縮機11の吸入側から吸入されて再び圧縮機11にて圧縮される。
 従って、暖房モードでは、凝縮器12にて加熱された送風空気を空調対象空間である車室内へ吹き出すことによって、車室内の暖房を行うことができる。
 (b)冷房モード
 冷房モードでは、空調制御装置が、第1開閉弁21を閉じ、第2開閉弁22を閉じ、第1減圧弁15aを全開状態とし、第2減圧弁15bを絞り状態とする。
 これにより、冷房モードでは、図1の白抜き矢印に示すように、圧縮機11→凝縮器12→(第1減圧弁15a→)室外蒸発器16→(逆止弁17→)第2減圧弁15b→室内蒸発器18→蒸発圧力調整弁19→アキュムレータ20→圧縮機11の順に冷媒を循環させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
 このサイクル構成で、空調制御装置は、出力側に接続された各種空調整機器の作動を適宜制御する。例えば、空調制御装置からエアミックスドア駆動用の電動アクチュエータへ出力される制御信号については、エアミックスドア34が冷風バイパス通路36を全開とし、室内蒸発器18通過後の送風空気の全流量が冷風バイパス通路36を通過するように決定される。
 従って、冷房モード時の冷凍サイクル装置10では、圧縮機11から吐出された高圧冷媒が凝縮器12に流入する。この際、エアミックスドア34がヒータコア27側の空気通路を全閉としているので、ヒータコア27に流入した冷却水は、殆ど送風空気と熱交換することなく、ヒータコア27から流出する。
 凝縮器12から流出した冷媒は、第2開閉弁22が閉じているので、第1三方継手13aから第1冷媒通路14a側へ流出する。第1冷媒通路14a側へ流出した冷媒は、第1減圧弁15aに流入する。この際、第1減圧弁15aが全開状態となっているので、凝縮器12から流出した冷媒は、第1減圧弁15aにて減圧されることなく、室外蒸発器16に流入する。
 室外蒸発器16に流入した冷媒は、室外蒸発器16にて送風ファンから送風された外気へ放熱する。室外蒸発器16から流出した冷媒は、第1開閉弁21が閉じているので、第2三方継手13bを介して第2冷媒通路14b側へ流入する。第2冷媒通路14b側へ流入した冷媒は、第2減圧弁15bにて低圧冷媒となるまで減圧される。
 第2減圧弁15bにて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器18へ流入し、送風機32から送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、送風空気が冷却される。室内蒸発器18から流出した冷媒は、蒸発圧力調整弁19を介してアキュムレータ20へ流入して気液分離される。そして、アキュムレータ20にて分離された気相冷媒が圧縮機11の吸入側から吸入されて再び圧縮機11にて圧縮される。
 従って、冷房モードでは、室内蒸発器18にて冷却された送風空気を空調対象空間である車室内へ吹き出すことによって、車室内の冷房を行うことができる。
 (c)直列除湿暖房モード
 直列除湿暖房モードでは、空調制御装置が、第1開閉弁21を閉じ、第2開閉弁22を閉じ、第1減圧弁15aを絞り状態とし、第2減圧弁15bを絞り状態とする。また、空調制御装置は、ヒータコア27側の通風路が全開となり、冷風バイパス通路36側が全閉となるようにエアミックスドア34を変位させる。
 これにより、直列除湿暖房モードの冷凍サイクル装置10では、図1の白抜き矢印に示すように、圧縮機11→凝縮器12→(第1減圧弁15a)→室外蒸発器16→(逆止弁17)→第2減圧弁15b→室内蒸発器18→蒸発圧力調整弁19→アキュムレータ20→圧縮機11の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。すなわち、室外蒸発器16と室内蒸発器18が冷媒流れに対して直列的に接続される冷凍サイクルが構成される。
 直列除湿暖房モードの冷凍サイクル装置10では、凝縮器12が放熱器として機能し、室内蒸発器18が蒸発器として機能する冷凍サイクルが構成される。更に、室外蒸発器16における冷媒の飽和温度が外気温Tamよりも高い場合には、室外蒸発器16は放熱器として機能し、室外蒸発器16における冷媒の飽和温度が外気温Tamよりも低い場合には、室外蒸発器16は蒸発器として機能する。
 このサイクル構成で、空調制御装置は、出力側に接続された各種空調整機器の作動を適宜制御する。例えば、空調制御装置からエアミックスドア駆動用の電動アクチュエータへ出力される制御信号については、暖房モードと同様に、エアミックスドア34が冷風バイパス通路36を全閉とするように決定される。即ち、この制御信号は、室内蒸発器18通過後の送風空気の全流量がヒータコア27側の空気通路を通過するように決定される。
 従って、直列除湿暖房モードでは、室内蒸発器18にて冷却されて除湿された送風空気を、ヒータコア27にて再加熱して空調対象空間である車室内に吹き出すことによって、車室内の除湿暖房を行うことができる。更に、第1減圧弁15a及び第2減圧弁15bの絞り開度を調整することによって、ヒータコア27における送風空気の加熱能力を調整することができる。
 (d)並列除湿暖房モード
 並列除湿暖房モードでは、空調制御装置が、第1開閉弁21を開き、第2開閉弁22を開き、第1減圧弁15aを絞り状態とし、第2減圧弁15bを絞り状態とする。
 これにより、並列除湿暖房モードでは、図1の網掛けハッチング付き矢印に示すように、圧縮機11→凝縮器12→第1減圧弁15a→室外蒸発器16→(第1開閉弁21→)アキュムレータ20→圧縮機11の順に冷媒を循環させるとともに、圧縮機11→凝縮器12→(第2開閉弁22→)第2減圧弁15b→室内蒸発器18→蒸発圧力調整弁19→アキュムレータ20→圧縮機11の順に冷媒を循環させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
 つまり、並列除湿暖房モードでは、凝縮器12から流出した冷媒の流れを第1三方継手13aにて分岐し、分岐された一方の冷媒を第1減圧弁15a→室外蒸発器16→圧縮機11の順に流すとともに、分岐された他方の冷媒を第2減圧弁15b→室内蒸発器18→蒸発圧力調整弁19→圧縮機11の順に流す冷媒回路に切り替えられる。
 このサイクル構成で、空調制御装置は、出力側に接続された各種空調整機器の作動を適宜制御する。例えば、空調制御装置からエアミックスドア駆動用の電動アクチュエータへ出力される制御信号については、暖房モードと同様に、エアミックスドア34が冷風バイパス通路36を全閉とするように決定される。即ち、この制御信号は、室内蒸発器18通過後の送風空気の全流量がヒータコア27側の空気通路を通過するように決定される。
 従って、並列除湿暖房モード時の冷凍サイクル装置10では、圧縮機11から吐出された高圧冷媒が凝縮器12へ流入する。凝縮器12に流入した冷媒は、エアミックスドア34がヒータコア27側の空気通路を開いているので、暖房モードと同様に、送風機32から送風されて室内蒸発器18を通過した送風空気と熱交換して放熱する。これにより、送風空気が加熱される。
 凝縮器12から流出した冷媒の流れは、第2開閉弁22が開いているので、第1三方継手13aにて分岐される。第1三方継手13aにて分岐された一方の冷媒は、第1冷媒通路14a側へ流出する。第1冷媒通路14a側へ流出した冷媒は、第1減圧弁15aにて低圧冷媒となるまで減圧される。第1減圧弁15aにて減圧された低圧冷媒は、室外蒸発器16へ流入して、送風ファンから送風された外気から吸熱する。
 一方、第1三方継手13aにて分岐された他方の冷媒は、第4冷媒通路14d側へ流出する。第4冷媒通路14d側へ流出した冷媒は、逆止弁17の作用によって、室外蒸発器16側へ流出することはなく、第2開閉弁22及び第3三方継手13cを介して第2減圧弁15bへ流入する。
 第2減圧弁15bへ流入した冷媒は、低圧冷媒となるまで減圧される。そして、第2減圧弁15bにて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器18へ流入し、送風機32から送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、送風空気が冷却される。室内蒸発器18から流出した冷媒は、蒸発圧力調整弁19にて減圧されて、室外蒸発器16から流出した冷媒と同等の圧力となる。
 蒸発圧力調整弁19から流出した冷媒は、第4三方継手13dへ流入して、室外蒸発器16から流出した冷媒と合流する。第4三方継手13dにて合流した冷媒は、アキュムレータ20へ流入して気液分離される。そして、アキュムレータ20にて分離された気相冷媒が圧縮機11の吸入側から吸入されて再び圧縮機11にて圧縮される。
 従って、並列除湿暖房モードでは、室内蒸発器18にて冷却されて除湿された送風空気を、凝縮器12にて再加熱して空調対象空間である車室内へ吹き出すことによって、車室内の除湿暖房を行うことができる。
 更に、本実施形態の並列除湿暖房モードでは、室外蒸発器16における冷媒蒸発温度を、室内蒸発器18における冷媒蒸発温度よりも低下させることができる。従って、室外蒸発器16における冷媒蒸発温度と外気との温度差を拡大させて、室外蒸発器16における吸熱量を増加させることができる。
 これにより、室外蒸発器16における冷媒蒸発温度が室内蒸発器18における冷媒蒸発温度と同等なる冷凍サイクル装置よりも、ヒータコア27における送風空気の加熱能力を増加させることができる。
 以上の如く、本実施形態の冷凍サイクル装置10によれば、暖房モード、冷房モード、直列除湿暖房モード、及び並列除湿暖房モードの運転を切り替えることによって、車室内の快適な暖房を実現することができる。
 次に、冷凍サイクル装置10に冷媒を充填する方法について説明する。空調装置1(冷凍サイクル装置10)の出荷前においては、第1減圧弁15a及び第2減圧弁15bを全開にする。更に、第1開閉弁21及び第2開閉弁22を開いた状態で、高圧側チャージングポート24及び低圧側チャージングポート23から、冷凍サイクル装置10の真空引きを行う。
 この真空引きは、冷凍サイクル装置10内部の空気を除去するために行われる。その理由は、冷凍サイクル装置10内部に空気が残っていると、空気中の水分が、冷凍サイクル装置10内部で凍結して、冷媒の循環を妨げるおそれがあるからである。
 更に、冷凍サイクル装置10の真空引きの後に、第1減圧弁15a及び第2減圧弁15bを全開にする。更に、第1開閉弁21及び第2開閉弁22を開いた状態で、高圧側チャージングポート24から、冷凍サイクル装置10内に冷媒を充填する。
 空調装置1(冷凍サイクル装置10)の出荷後においては、第1減圧弁15a及び第2減圧弁15bを全開にする。更に、第1開閉弁21及び第2開閉弁22を開いた状態で、且つ、圧縮機11を稼働させた状態で、低圧側チャージングポート23から、冷凍サイクル装置10内に冷媒を充填する。
 以上の説明から明らかなように、蒸発圧力調整弁19と低圧側チャージングポート23との間の第2冷媒通路14bには、低圧側チャージングポート23からの冷媒を充填する際における第2冷媒通路14bの内圧の急変動を抑制する圧力変動抑制部であるアキュムレータ20が配置されている。
 これによれば、アキュムレータ20がバッファ空間20aを備えているので、冷媒を低圧側チャージングポート23から第2冷媒通路14bを介して冷凍サイクル装置10に充填する際に、第2冷媒通路14bの内圧の急変動を抑制することができる。その理由は、バッファ空間20a内にある空気が圧縮されるからである。このため、蒸発圧力調整弁19の出口側の圧力変動を抑制することができる。よって、低圧側チャージングポート23を、蒸発圧力調整弁19の下流側に配置したとしても、蒸発圧力調整弁の耐久性の悪化を抑制することができる。
 即ち、本実施形態の冷凍サイクル装置10によれば、蒸発圧力調整弁の耐久性を悪化させることなくチャージングポートの搭載位置の自由度を向上させることができる。
 バッファ空間20aは、余剰冷媒を蓄える貯液部であるアキュムレータ20によって構成されている。これによれば、冷凍サイクル装置10に元々備えられている貯液部であるアキュムレータ20のバッファ空間20aを圧力変動抑制部として用いるので、圧力変動抑制部を新たに冷凍サイクル装置10に設ける必要が無い。このため、冷凍サイクル装置10が、コスト高とならずに、また、大型化することなく、低圧側チャージングポート23を、蒸発圧力調整弁19の下流側に配置したとしても、蒸発圧力調整弁19の耐久性が悪化しない冷凍サイクル装置10を提供することができる。
 (第2実施形態)
 以下に、図2を用いて、第1実施形態の冷凍サイクル装置10と異なる点について、第2実施形態の冷凍サイクル装置10を説明する。第2実施形態の冷凍サイクル装置10では、蒸発圧力調整弁19と低圧側チャージングポート23との間の第2冷媒通路14bに、マフラー51が配置されている。本実施形態では、マフラー51は、アキュムレータ20と低圧側チャージングポート23との間の第2冷媒通路14bに配置されている。
 マフラー51には、バッファ空間51aが形成されている。バッファ空間51aは、圧縮機11による冷媒の吐出に伴う圧力脈動を低減するためのものである。また、バッファ空間51aは、冷媒を低圧側チャージングポート23から第2冷媒通路14bに充填させる際の第2冷媒通路14bの圧力変動を抑制する圧力変動抑制部としても役割を果たす。
 このように、マフラー51のバッファ空間51aによって、蒸発圧力調整弁19と低圧側チャージングポート23との間において、冷媒が流れる流路の容積が増大する。このため、冷媒を低圧側チャージングポート23から第2冷媒通路14bに充填させる際に、バッファ空間51a内にある空気が圧縮されることにより、第2冷媒通路14bの内圧の急変動をより一層抑制することができる。よって、蒸発圧力調整弁19の出口側の圧力変動をより一層抑制することができる。
 以上の説明から明らかなように、バッファ空間51aは、圧縮機11による冷媒の吐出に伴う圧力脈動を低減するためのマフラー51によって構成されている。これによれば、マフラー51が設けられている冷凍サイクル装置10では、圧力変動抑制部を新たに冷凍サイクル装置10に設ける必要が無い。このため、冷凍サイクル装置10が、コスト高とならずに、また、大型化することなく、低圧側チャージングポート23を、蒸発圧力調整弁19の下流側に配置したとしても、蒸発圧力調整弁19の耐久性が悪化しない冷凍サイクル装置10を提供することができる。また、低圧側チャージングポート23からの冷媒を冷凍サイクル装置10に充填する際における蒸発圧力調整弁19の出口側の圧力変動をより一層抑制することができる。
 (第3実施形態)
 以下に、図3を用いて、第1実施形態の冷凍サイクル装置10と異なる点について、第3実施形態の冷凍サイクル装置10を説明する。第3実施形態の冷凍サイクル装置10では、蒸発圧力調整弁19と低圧側チャージングポート23との間の第2冷媒通路14bに、圧力変動抑制部であるバッファ空間52が設けられている。本実施形態では、バッファ空間52は、アキュムレータ20と低圧側チャージングポート23との間の第2冷媒通路
14bに設けられている。
 バッファ空間52は、配管を繰り返し折り曲げることによって形成されている。このバッファ空間52によって、蒸発圧力調整弁19と低圧側チャージングポート23との間において、冷媒が流れる流路の長さが増大し、冷媒が流れる流路の容積が増大する。
 なお、バッファ空間52を、複数の配管を分岐させ、これらの複数の配管を集合させることによって、冷媒が流れる流路の容積を増大させて構成してもよい。
 このように、バッファ空間52によって、蒸発圧力調整弁19と低圧側チャージングポート23との間において、冷媒が流れる流路の容積が増大する。このため、冷媒を低圧側チャージングポート23から第2冷媒通路14bを介して冷凍サイクル装置10に充填させる際に、バッファ空間52内にある空気が圧縮されることにより、第2冷媒通路14bの内圧の急変動をより一層抑制することができる。よって、蒸発圧力調整弁19の出口側の圧力変動をより一層抑制することができる。
 以上の説明から明らかなように、バッファ空間52は、配管によって構成されている。これによれば、蒸発圧力調整弁19の出口側の圧力変動を抑制するための構造を低コストで実現することができる。
 本開示は上述の実施形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
 上述の各実施形態では、本開示に係る冷凍サイクル装置10を車両用に適用した例を説明したが、本開示に係る冷凍サイクル装置は車両用に限定されず定置型の冷凍サイクル装置に適用してもよい。
 また、冷凍サイクル装置10を構成する各構成機器は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。例えば、上述の実施形態では、圧縮機11として、電動圧縮機を採用した例を説明したが、これに限定されない。例えば、車両走行用エンジンに適用される場合は、圧縮機11として、プーリ、ベルト等を介して車両走行用エンジンから伝達される回転駆動力によって駆動されるエンジン駆動式の圧縮機を採用してもよい。
 また、上記各実施形態に開示された手段は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。例えば、第2実施形態の冷凍サイクル装置10と第3実施形態の冷凍サイクル装置10とを組み合わせた空調装置であっても良い。
 また、低圧側チャージングポート23にオリフィス等の絞りを設けて、冷媒を低圧側チャージングポート23から冷凍サイクル装置10に充填させる際における、蒸発圧力調整弁19の出口側の圧力変動をより抑制する実施形態であってもよい。
 また、空調装置1(冷凍サイクル装置10)出荷後において、冷媒を冷凍サイクル装置10内に冷媒を充填する方法は上述の実施形態に開示されたものに限定されない。以下に、別例について説明する。
 まず、第1減圧弁15a及び第2減圧弁15bを全開にするとともに、第1開閉弁21及び第2開閉弁22を開いた状態で、高圧側チャージングポート24から、冷凍サイクル装置10内に規定量の冷媒を充填させる。
 次に、高圧側チャージングポート24を閉塞させたうえで、圧縮機11を稼働させた状態で、低圧側チャージングポート23から、冷凍サイクル装置10内に冷媒を充填する。
 以上の説明から明らかなように、高圧側チャージングポート24から規定量の冷媒を冷凍サイクル装置10に充填した後に、低圧側チャージングポート23から冷媒を充填する。
 これによれば、低圧側チャージングポート23から冷媒を冷凍サイクル装置10に充填する際には、規定量の冷媒が冷凍サイクル装置10に充填されている。これによれば、低圧側チャージングポートから冷凍サイクル装置に充填される冷媒と冷凍サイクル装置内の冷媒との圧力差を縮小させることができる。従って、低圧側チャージングポートから冷媒を冷凍サイクル装置に充填する際に、蒸発圧力調整弁19に逆圧が作用し難い。
 このため、冷媒を低圧側チャージングポート23から冷凍サイクル装置10に充填させる際に、蒸発圧力調整弁19の出口側の圧力変動の急変動をより一層抑制することができる。
 なお、高圧側チャージングポート24から冷凍サイクル装置10内に充填させる冷媒の規定量は、冷媒を低圧側チャージングポート23から第2冷媒通路14bに充填させる際において、蒸発圧力調整弁19の出口側の圧力変動の急変動を抑制するに必要な予め定められた量である。
 本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (4)

  1.  冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)と、
     前記圧縮機(11)から吐出された前記冷媒を熱源として熱交換対象流体を加熱する加熱部(25)と、
     前記加熱部から流出した冷媒と外気とを熱交換させる室外蒸発器(16)と、
     前記室外蒸発器から流出した冷媒と前記熱交換対象流体とを熱交換させる室内蒸発器(18)と、
     前記加熱部から流出した冷媒を前記室外蒸発器の入口側へ導く第1冷媒通路(14a)と、
     前記第1冷媒通路に配置され、前記第1冷媒通路の開口面積を変更可能な第1減圧部(15a)と、
     前記室外蒸発器から流出した冷媒を前記室内蒸発器を介して前記圧縮機の吸入側に導く第2冷媒通路(14b)と、
     前記第2冷媒通路のうち前記室外蒸発器と前記室内蒸発器との間に配置され、前記第2冷媒通路の開口面積を変更可能な第2減圧部(15b)と、
     前記第2冷媒通路のうち前記室内蒸発器の下流側に配置され、前記室内蒸発器における冷媒蒸発圧力を調整する蒸発圧力調整弁(19)と、
     末端が前記蒸発圧力調整弁と前記圧縮機との間の前記第2冷媒通路に接続して、前記室外蒸発器から流出した冷媒を前記圧縮機の吸入側へ導く第3冷媒通路(14c)と、
     前記第3冷媒通路を開閉する開閉部(21)と、
     前記第2冷媒通路のうち前記蒸発圧力調整弁の下流側に配置され、前記冷媒を充填するためのチャージングポート(23)と、
     前記第2冷媒通路のうち前記蒸発圧力調整弁と前記チャージングポートとの間に配置され、前記チャージングポートからの前記冷媒を充填する際における前記第2冷媒通路の内圧の急変動を抑制するための空間であるバッファ空間(20a、51a、52)を形成する圧力変動抑制部(20、51、52)と、を有する冷凍サイクル装置。
  2.  前記バッファ空間は、余剰冷媒を蓄える貯液部(20)によって構成されている請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
  3.  前記バッファ空間は、前記圧縮機による冷媒の吐出に伴う圧力脈動を低減するためのマフラー(51)によって構成されている請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
  4.  前記バッファ空間は、配管によって構成されている請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
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