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JP2010032157A - Refrigeration cycle device - Google Patents

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JP2010032157A JP2008196316A JP2008196316A JP2010032157A JP 2010032157 A JP2010032157 A JP 2010032157A JP 2008196316 A JP2008196316 A JP 2008196316A JP 2008196316 A JP2008196316 A JP 2008196316A JP 2010032157 A JP2010032157 A JP 2010032157A
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Japan
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refrigerant
refrigeration cycle
cycle apparatus
evaporator
circulating
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JP2008196316A
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Japanese (ja)
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Takashi Kurata
俊 倉田
Takashi Yamanaka
隆 山中
Shin Nishida
伸 西田
Yuichi Shirota
雄一 城田
Yasutaka Kuroda
泰孝 黒田
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a refrigeration cycle device providing refrigerating capacity not so different from the existing refrigerant while providing advantage of a new refrigerant, and not impairing durability. <P>SOLUTION: This refrigeration cycle device 100A includes an internal heat exchanger 160 and uses a circulating refrigerant R0. Inclination of the isentropic line EL0 of the circulating refrigerant R0 is larger than that of the isentropic line ELC of a refrigerant R134a. This characteristic suppresses temperature rise of the refrigerant in a compressor 110. The enthalpy width ED0 in the two-phase region of the circulating refrigerant R0 is narrower than the enthalpy width EDC of the refrigerant R134a. The internal heat exchanger 160 increases an enthalpy width EH on a cycle CY. Even the refrigerant R0 having narrow enthalpy width exhibits a required refrigerating capacity by the internal heat exchanger 160. Besides, it is possible to suppress excessive temperature rise of the refrigerant in the compressor 110 and avoid impairment of durability. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、冷凍サイクル装置に関するものである。   The present invention relates to a refrigeration cycle apparatus.

特許文献1ないし特許文献4に記載されるように、地球温暖化係数GWPに着目した新冷媒が提案されている。これら新冷媒は、低GWPという利点を有する。しかし、既存冷媒と同程度の冷凍能力と、既存冷媒との代替容易性が求められている。   As described in Patent Documents 1 to 4, a new refrigerant has been proposed that focuses on the global warming potential GWP. These new refrigerants have the advantage of low GWP. However, refrigeration capacity comparable to that of existing refrigerants and ease of replacement with existing refrigerants are required.

一方、特許文献5に記載の冷凍サイクル装置が知られている。この冷凍サイクル装置では、凝縮器と膨張弁との間の高圧冷媒と、蒸発器と圧縮機との間の低圧冷媒とを熱交換する内部熱交換器を備えている。さらに、この冷凍サイクル装置では、ノーマルチャージ膨張弁を用い、蒸発器出口における冷媒の状態を、乾き度0.9から過熱度5°Cの範囲に制御している。かかる数値範囲は、液側に偏った制御を提供する。
特表2008−505211号公報 特開2008−111578号公報 特表2007−538115号公報 特表2007−535611号公報 特開2007−71461号公報
On the other hand, a refrigeration cycle apparatus described in Patent Document 5 is known. This refrigeration cycle apparatus includes an internal heat exchanger that exchanges heat between the high-pressure refrigerant between the condenser and the expansion valve and the low-pressure refrigerant between the evaporator and the compressor. Further, in this refrigeration cycle apparatus, a normal charge expansion valve is used to control the state of the refrigerant at the evaporator outlet from a dryness of 0.9 to a superheat of 5 ° C. Such a numerical range provides liquid side biased control.
Special table 2008-505111 JP 2008-111578 A Special table 2007-538115 gazette Special table 2007-535611 gazette JP 2007-71461 A

特許文献5に記載の発明によると、内部熱交換器を備えていても、圧縮機の吸入温度を低く抑えることが可能である。この結果、圧縮機内部で冷媒温度が上昇しても、圧縮機の吐出温度を低く抑えることができる。このため、圧縮機周辺のゴム部品、樹脂部品、電子部品などを高温にさらすことを回避でき、部品の耐久性の低下を抑えることができる。その反面、蒸発器の出口に気液二相状態の冷媒が流出することがあり、膨張弁の開度がハンチング現象を起こすという問題点があった。このように、既に市場に広く出回っている冷媒を採用した冷凍サイクル装置では、冷凍能力向上が試みられている。しかし、冷凍能力向上に伴い、新たな課題が顕在化するという問題点があった。   According to the invention described in Patent Document 5, it is possible to keep the intake temperature of the compressor low even if an internal heat exchanger is provided. As a result, even if the refrigerant temperature rises inside the compressor, the discharge temperature of the compressor can be kept low. For this reason, it is possible to avoid exposing rubber parts, resin parts, electronic parts, and the like around the compressor to high temperatures, and it is possible to suppress a decrease in durability of the parts. On the other hand, the gas-liquid two-phase refrigerant sometimes flows out to the outlet of the evaporator, and the opening degree of the expansion valve causes a hunting phenomenon. Thus, in the refrigeration cycle apparatus that employs a refrigerant that is already widely available on the market, attempts have been made to improve the refrigeration capacity. However, there is a problem that a new problem becomes apparent as the refrigeration capacity is improved.

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、冷凍能力と耐久性との両方が総合的に改善された冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object thereof is to provide a refrigeration cycle apparatus in which both the refrigeration capacity and the durability are comprehensively improved.

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、内部熱交換器を備えた冷凍サイクル装置の冷凍能力を十分に引き出しながら、冷媒温度の過剰な上昇を抑えた冷凍サイクル装置を提供することを他の目的とする。   In view of the above-described problems of the prior art, the present invention provides a refrigeration cycle apparatus that suppresses an excessive increase in the refrigerant temperature while sufficiently drawing out the refrigeration capacity of the refrigeration cycle apparatus including an internal heat exchanger. The purpose.

本発明は、新冷媒の利点を得ながら、既存冷媒と大差ない冷凍能力を得ることができ、しかも耐久性を損なうことがない冷凍サイクル装置を提供することをさらに他の目的とする。   Another object of the present invention is to provide a refrigeration cycle apparatus that can obtain the refrigeration capacity that is not significantly different from existing refrigerants while obtaining the advantages of the new refrigerant, and that does not impair the durability.

本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。   In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.

請求項1に記載の発明では、圧縮機(110、210)、凝縮器(120)、膨張弁(131、231、331)、および蒸発器(141)を備えた冷凍サイクル装置において、凝縮器(120)と膨張弁(131、231、331)との間の高圧冷媒と、蒸発器(141)と圧縮機(110、210)との間の低圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器(160)と、冷凍サイクル内を循環する循環冷媒であって、ph図上における等エントロピ線(EL0)の傾斜が冷媒R134aの等エントロピ線(ELC)に対して大きく、ph図上における二相域のエンタルピ幅(ED0)が冷媒R134aのエンタルピ幅(EDC)に対して狭い循環冷媒(R0)とを備えることを特徴とする。この発明によると、内部熱交換器を備えることによって循環冷媒(R0)の冷凍能力を十分に引き出す。一方で、循環冷媒(R0)の特性を利用して、冷凍サイクル装置の部品の耐久性を損なわない程度に冷媒温度を低く抑えることができる。この結果、循環冷媒の選択肢を広げることができ、例えば、広く流通している冷媒R134aにはない特性をもった循環冷媒を利用することができる。   According to the first aspect of the present invention, in the refrigeration cycle apparatus including the compressor (110, 210), the condenser (120), the expansion valve (131, 231, 331), and the evaporator (141), the condenser ( 120) and an internal heat exchanger (160) for exchanging heat between the high-pressure refrigerant between the expansion valves (131, 231, 331) and the low-pressure refrigerant between the evaporator (141) and the compressors (110, 210). ) And the circulating refrigerant circulating in the refrigeration cycle, the slope of the isentropic curve (EL0) on the ph diagram is larger than the isentropic curve (ELC) of the refrigerant R134a, and the two-phase region on the ph diagram The enthalpy width (ED0) includes a circulating refrigerant (R0) narrower than the enthalpy width (EDC) of the refrigerant R134a. According to the present invention, the refrigeration capacity of the circulating refrigerant (R0) is sufficiently extracted by providing the internal heat exchanger. On the other hand, using the characteristics of the circulating refrigerant (R0), the refrigerant temperature can be kept low to such an extent that the durability of the components of the refrigeration cycle apparatus is not impaired. As a result, the options for the circulating refrigerant can be expanded, and for example, a circulating refrigerant having characteristics not found in the widely circulating refrigerant R134a can be used.

請求項2に記載の発明では、ph図上の飽和温度0°Cにおける循環冷媒(R0)の二相域のエンタルピ幅(ED0)は、冷媒R134aの二相域のエンタルピ幅(EDC)に対して−15%以下であり、内部熱交換器(160)は、ph図上における凝縮過程または蒸発過程のエンタルピ幅を、ph図上の飽和温度0°Cにおける循環冷媒(R0)の二相域のエンタルピ幅(ED0)に対して5%以上増加(EH)させるよう設定されていることを特徴とする。この発明によると、内部熱交換器を備えることによって冷凍能力を十分に引き出すことができる。   In the second aspect of the present invention, the enthalpy width (ED0) of the two-phase region of the circulating refrigerant (R0) at the saturation temperature 0 ° C. on the ph diagram is equal to the enthalpy width (EDC) of the two-phase region of the refrigerant R134a. The internal heat exchanger (160) has a enthalpy width of the condensation process or evaporation process on the ph diagram, and the two-phase region of the circulating refrigerant (R0) at a saturation temperature of 0 ° C. on the ph diagram. The enthalpy width (ED0) is set to increase by 5% or more (EH). According to the present invention, the refrigeration capacity can be sufficiently extracted by providing the internal heat exchanger.

請求項3に記載の発明では、ph図上の飽和温度0°Cにおける循環冷媒(R0)の二相域のエンタルピ幅(ED0)は、冷媒R134aの二相域のエンタルピ幅(EDC)に対して−25%以上−15%以下の範囲内にあり、内部熱交換器(160)は、ph図上における凝縮過程または蒸発過程のエンタルピ幅を、ph図上の飽和温度0°Cにおける循環冷媒(R0)の二相域のエンタルピ幅(ED0)に対して5%以上10%以下の範囲内で増加(EH)させるよう設定されていることを特徴とする。この発明によると、内部熱交換器を備えることによって冷凍能力を十分に引き出すことができる。   In the invention according to claim 3, the enthalpy width (ED0) of the two-phase region of the circulating refrigerant (R0) at the saturation temperature 0 ° C. on the ph diagram is equal to the enthalpy width (EDC) of the two-phase region of the refrigerant R134a. The internal heat exchanger (160) has an enthalpy width of the condensation process or evaporation process on the ph diagram, and a circulating refrigerant at a saturation temperature of 0 ° C. on the ph diagram. It is set to increase (EH) within a range of 5% to 10% with respect to the enthalpy width (ED0) of the two-phase region of (R0). According to the present invention, the refrigeration capacity can be sufficiently extracted by providing the internal heat exchanger.

請求項4に記載の発明では、飽和温度0°Cと飽和ガス線との交点を通る循環冷媒(R0)の等エントロピ線(EL0)は、0.044以上0.054以下の範囲内の傾きを有することを特徴とする。この発明によると、内部熱交換器を備えていても、圧縮機(110、210)の内部における冷媒温度の過度の上昇を抑えることができる。   In the invention according to claim 4, the isentropic line (EL0) of the circulating refrigerant (R0) passing through the intersection of the saturation temperature of 0 ° C. and the saturated gas line has an inclination in the range of 0.044 or more and 0.054 or less. It is characterized by having. According to the present invention, even if an internal heat exchanger is provided, an excessive increase in the refrigerant temperature inside the compressor (110, 210) can be suppressed.

請求項5に記載の発明によると、循環冷媒(R0)は、少なくともひとつの低GWP冷媒を含む混合冷媒であることを特徴とする。この発明によると、循環冷媒R0の低GWPという利点を得ながら、冷凍能力と耐久性との両方を改善することができる。   According to the invention described in claim 5, the circulating refrigerant (R0) is a mixed refrigerant including at least one low GWP refrigerant. According to the present invention, it is possible to improve both the refrigerating capacity and the durability while obtaining the advantage of the low GWP of the circulating refrigerant R0.

請求項6に記載の発明では、膨張弁(131、231)は、蒸発器(141)の出口の冷媒の過熱度(SH)を0°C以上6°C以下の範囲内の目標値に制御するよう設定されたノーマルチャージ特性(EV1、EV3)を有することを特徴とする。この発明によると、内部熱交換器(160)による冷凍能力の向上効果を確実に得ることができる。   In the invention according to claim 6, the expansion valves (131, 231) control the superheat degree (SH) of the refrigerant at the outlet of the evaporator (141) to a target value within a range of 0 ° C to 6 ° C. It has a normal charge characteristic (EV1, EV3) set to be. According to this invention, the improvement effect of the refrigerating capacity by an internal heat exchanger (160) can be acquired reliably.

請求項7に記載の発明では、圧縮機(210)は、電動モータ(212)と、冷媒の熱を受けるように搭載された制御回路(213)とを備えることを特徴とする。この発明によると、制御回路(213)に含まれる電子回路部品の耐久性を損なうことが抑制される。   The invention according to claim 7 is characterized in that the compressor (210) includes an electric motor (212) and a control circuit (213) mounted so as to receive the heat of the refrigerant. According to this invention, it is suppressed that the durability of the electronic circuit component contained in the control circuit (213) is impaired.

請求項8に記載の発明では、膨張弁(331)は、常用運転領域の範囲内において、蒸発器(141)の出口の冷媒の過熱度(SH)を0°C以上6°C以下の範囲内に制御するよう設定されたクロスチャージ特性(EV4)を有することを特徴とする。この発明によると、クロスチャージ特性(EV4)が有する利点を得ながら、内部熱交換器(160)による冷凍能力の向上効果を確実に得ることができる。   In the invention according to claim 8, the expansion valve (331) has a superheat degree (SH) of the refrigerant at the outlet of the evaporator (141) in the range of 0 ° C. or more and 6 ° C. or less within the normal operation region. It has a cross charge characteristic (EV4) set to be controlled within. According to the present invention, it is possible to reliably obtain the effect of improving the refrigerating capacity by the internal heat exchanger (160) while obtaining the advantage of the cross charge characteristic (EV4).

請求項9に記載の発明では、常用運転領域は、蒸発器(141)の出口の冷媒の圧力(P)が0.2MPaG以上0.3MPaG以下の範囲に相当し、クロスチャージ特性(EV4)は、蒸発器(141)の出口の冷媒の圧力(P)が0.3MPaGにあるときに、蒸発器(141)の出口の冷媒の過熱度(SH)を0°Cに制御するよう設定されていることを特徴とする。この発明によると、冷房装置への適用に適した冷凍サイクル装置が提供される。   In the invention according to claim 9, the normal operation range corresponds to a range in which the refrigerant pressure (P) at the outlet of the evaporator (141) is 0.2 MPaG or more and 0.3 MPaG or less, and the cross charge characteristic (EV4) is When the pressure (P) of the refrigerant at the outlet of the evaporator (141) is 0.3 MPaG, the superheat degree (SH) of the refrigerant at the outlet of the evaporator (141) is set to be controlled to 0 ° C. It is characterized by being. According to the present invention, a refrigeration cycle apparatus suitable for application to a cooling apparatus is provided.

請求項10に記載の発明では、冷凍サイクル装置(100A、200A、300A)は、車両空調装置に用いられ、内部熱交換器(160)は二重管であることを特徴とする。この発明によると、配管を兼ねる二重管によって内部熱交換器が提供される。   The invention according to claim 10 is characterized in that the refrigeration cycle apparatus (100A, 200A, 300A) is used in a vehicle air conditioner, and the internal heat exchanger (160) is a double pipe. According to this invention, an internal heat exchanger is provided by the double pipe which serves as piping.

なお、特許請求の範囲および上記各手段に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。   In addition, the code | symbol in the parenthesis as described in a claim and said each means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

(第1実施形態)
以下、本発明を車両用の空調装置100の冷房用の冷凍サイクル装置100Aに適用した第1実施形態を説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is applied to a cooling refrigeration cycle apparatus 100A for a vehicle air conditioner 100 will be described.

図1および図2において、車両はダッシュパネル3によって、走行用のエンジン10が搭載されるエンジンルーム1と、乗員用の車室2とに区画されている。冷凍サイクル装置100Aは、エンジンルーム1から車室2にまたがって配置されている。空調装置100の室内ユニット100Bは、車室2のインストルメントパネル内に配置されている。   1 and 2, the vehicle is partitioned by a dash panel 3 into an engine room 1 in which a traveling engine 10 is mounted and a passenger compartment 2. The refrigeration cycle apparatus 100 </ b> A is disposed across the engine room 1 and the vehicle compartment 2. The indoor unit 100 </ b> B of the air conditioner 100 is disposed in the instrument panel of the passenger compartment 2.

室内ユニット100Bは、空調ケース101を有する。空調ケース101内には、送風機102、蒸発器141、ヒータコア103等が配設されている。送風機102は、車両の外気あるいは内気を空調空気として選択的に取り込んで、その空調空気を蒸発器141、ヒータコア103に送風する。蒸発器141は、冷凍サイクル装置100Aの循環冷媒を蒸発させて空調空気を冷却する冷房用の熱交換器である。ヒータコア103は、エンジン10の温水を加熱源として空調空気を加熱する暖房用の熱交換器である。   The indoor unit 100B has an air conditioning case 101. In the air conditioning case 101, a blower 102, an evaporator 141, a heater core 103, and the like are disposed. The blower 102 selectively takes in outside air or inside air of the vehicle as conditioned air and blows the conditioned air to the evaporator 141 and the heater core 103. The evaporator 141 is a cooling heat exchanger that evaporates the circulating refrigerant of the refrigeration cycle apparatus 100A and cools the conditioned air. The heater core 103 is a heat exchanger for heating that heats conditioned air using hot water of the engine 10 as a heating source.

ヒータコア103近傍には、エアミックスドア104が設けられている。エアミックスドア104は、蒸発器141によって冷却された空調空気と、ヒータコア103によって加熱された空調空気との混合比率を調節する。エアミックスドア104により吹き出し温度が調節され、車室内の温度が、設定温度に調節される。   An air mix door 104 is provided in the vicinity of the heater core 103. The air mix door 104 adjusts the mixing ratio between the conditioned air cooled by the evaporator 141 and the conditioned air heated by the heater core 103. The blowing temperature is adjusted by the air mix door 104, and the temperature in the passenger compartment is adjusted to the set temperature.

冷凍サイクル装置100Aは、圧縮機110、凝縮器120、膨張弁131、蒸発器141を備える。これらの部品は、複数の配管150によって順次接続されて閉回路を形成している。圧縮機110の吸入側と吐出側とには、ゴム層および樹脂層を含むホースが使用されている。凝縮器120と膨張弁131との間の高圧冷媒と、蒸発器141と圧縮機110との間の低圧冷媒とを熱交換する内部熱交換器160が設けられている。   The refrigeration cycle apparatus 100A includes a compressor 110, a condenser 120, an expansion valve 131, and an evaporator 141. These parts are sequentially connected by a plurality of pipes 150 to form a closed circuit. A hose including a rubber layer and a resin layer is used on the suction side and the discharge side of the compressor 110. An internal heat exchanger 160 is provided for exchanging heat between the high-pressure refrigerant between the condenser 120 and the expansion valve 131 and the low-pressure refrigerant between the evaporator 141 and the compressor 110.

圧縮機110は、循環冷媒を高温高圧に圧縮する。圧縮機110は、エンジン10の駆動力によって駆動される。圧縮機110の駆動軸には電磁クラッチ付のプーリ111が固定されている。エンジン10の駆動力がクランクプーリ11、駆動ベルト12を介してプーリ111に伝達される。プーリ111には、圧縮機駆動軸とプーリ111との間を断続する電磁クラッチが設けられている。圧縮機110は、可変容量型の圧縮機である。   The compressor 110 compresses the circulating refrigerant to a high temperature and a high pressure. The compressor 110 is driven by the driving force of the engine 10. A pulley 111 with an electromagnetic clutch is fixed to the drive shaft of the compressor 110. The driving force of the engine 10 is transmitted to the pulley 111 via the crank pulley 11 and the driving belt 12. The pulley 111 is provided with an electromagnetic clutch that intermittently connects between the compressor drive shaft and the pulley 111. The compressor 110 is a variable capacity compressor.

圧縮機110の容量は、制御装置105によって制御される。制御装置105は、負荷に応じて予め設定された目標圧力を記憶している。制御装置105は、例えば、蒸発器141の蒸発圧力が目標圧力に一致するように、容量を制御する。例えば、制御装置105は、蒸発圧力を0.2MPa以上、0.3MPa以下の範囲内に維持するように容量を制御する。この実施形態では、蒸発器141の表面温度を温度センサ106によって検出する。制御装置105は、温度センサ106の検出温度を目標温度に維持するように容量を制御する。さらに、制御装置105は、長時間にわたる低容量運転の継続を回避するために、低負荷領域においては断続運転を行う。制御装置105は、中負荷領域および高負荷領域において圧縮機110の容量を連続的に調節する可変容量制御手段と、低負荷領域においてオイル戻りを維持できる容量状態と停止状態との間で断続運転する断続制御手段とを備えている。断続運転は、電磁クラッチを断続することによって、または容量を大小に変化させることによって実現される。この結果、低負荷状態におけるオイル戻りが確保される。   The capacity of the compressor 110 is controlled by the control device 105. The control device 105 stores a target pressure set in advance according to the load. For example, the control device 105 controls the capacity so that the evaporation pressure of the evaporator 141 matches the target pressure. For example, the control device 105 controls the capacity so as to maintain the evaporation pressure within a range of 0.2 MPa or more and 0.3 MPa or less. In this embodiment, the surface temperature of the evaporator 141 is detected by the temperature sensor 106. The control device 105 controls the capacity so as to maintain the temperature detected by the temperature sensor 106 at the target temperature. Furthermore, the control device 105 performs intermittent operation in a low load region in order to avoid continuation of low capacity operation for a long time. The control device 105 is intermittently operated between the variable capacity control means for continuously adjusting the capacity of the compressor 110 in the medium load area and the high load area, and the capacity state capable of maintaining the oil return in the low load area and the stopped state. And an intermittent control means. The intermittent operation is realized by intermittently engaging the electromagnetic clutch or changing the capacity to a larger or smaller value. As a result, oil return in a low load state is ensured.

凝縮器120は高圧側熱交換器である。凝縮器120は、圧縮機110の吐出側に接続されている。凝縮器120は、外気との熱交換によって冷媒を凝縮液化する。膨張弁131は、減圧器であって、絞り、弁、エジェクタなどによって提供され得る。膨張弁131は、凝縮器120から流出した液相冷媒を減圧膨脹させて、等エンタルピ的に減圧する。膨張弁131は、蒸発器141の近傍に設けられている。膨張弁131は、蒸発器141の出口における冷媒状態が、所定の状態となるように絞り開度を制御する感温式膨脹弁である。蒸発器141は低圧側熱交換器であって、冷却器あるいは吸熱器とも呼ばれる。蒸発器141の冷媒出口は、配管150と二重管160とを介して圧縮機110の吸入側に接続されている。   The condenser 120 is a high-pressure side heat exchanger. The condenser 120 is connected to the discharge side of the compressor 110. The condenser 120 condenses and liquefies the refrigerant by heat exchange with the outside air. The expansion valve 131 is a pressure reducer and may be provided by a throttle, a valve, an ejector, or the like. The expansion valve 131 decompresses and expands the liquid-phase refrigerant that has flowed out of the condenser 120 to reduce the pressure in an isenthalpy manner. The expansion valve 131 is provided in the vicinity of the evaporator 141. The expansion valve 131 is a temperature-sensitive expansion valve that controls the throttle opening so that the refrigerant state at the outlet of the evaporator 141 becomes a predetermined state. The evaporator 141 is a low-pressure side heat exchanger and is also called a cooler or a heat absorber. The refrigerant outlet of the evaporator 141 is connected to the suction side of the compressor 110 via a pipe 150 and a double pipe 160.

二重管160は、外管161内に内管162を配置した内部熱交換器である。二重管160は、配管を兼ねている。二重管160は、エンジンルーム1内の前後方向に沿って長く敷設されている。二重管160は、敷設のために、複数個所で曲げられている。内管162内に低圧冷媒が流れる。外管161と内管162との間に高圧冷媒が流れる。二重管160は、300mmから800mm程度の長さを有する。二重管160の少なくとも内管162の壁面は所要の熱交換量を上記長さにおいて実現するために、熱交換を促進する形状としての螺旋溝形状が設けられている。二重管160は、配管としても機能する。このため、車両の狭いエンジンルーム1内に敷設することができる。しかも、二重管160は、エンジンルーム1内の高温空気による悪影響を低減するために有効である。   The double pipe 160 is an internal heat exchanger in which an inner pipe 162 is disposed in an outer pipe 161. The double pipe 160 also serves as a pipe. The double pipe 160 is laid long along the front-rear direction in the engine room 1. The double pipe 160 is bent at a plurality of locations for laying. A low-pressure refrigerant flows in the inner pipe 162. A high-pressure refrigerant flows between the outer tube 161 and the inner tube 162. The double tube 160 has a length of about 300 mm to 800 mm. The wall surface of at least the inner tube 162 of the double tube 160 is provided with a spiral groove shape as a shape that promotes heat exchange in order to realize a required heat exchange amount in the above length. The double pipe 160 also functions as a pipe. For this reason, it can be laid in the narrow engine room 1 of the vehicle. Moreover, the double pipe 160 is effective for reducing the adverse effects of the high temperature air in the engine room 1.

図3を参照して膨張弁131を説明する。膨張弁131は、ブロック状のハウジングを有しており、ボックス型と呼ばれる。膨張弁131は、蒸発器141に供給される冷媒量を調節する弁部131aと、弁部131aの開度を調節する感温部131bとを有する。弁部131aは、弁座、弁体、および閉弁バネによって構成されうる。感温部131bは、蒸発器141出口の冷媒状態を感知する手段と、冷媒状態を目標状態に一致させるように弁部131aの操作量を発生する制御手段と、操作量に応じて弁部131aの開度を調節する駆動手段とを有する。この実施形態では、感温部131bは、流体圧力式のパワーエレメントである。パワーエレメントは、感圧部材としてのダイヤフラムを備える。ダイヤフラムは、第1室と第2室とを区画している。ダイヤフラムには、弁体を駆動する弁棒が連結されている。ダイヤフラムは、第1室と第2室との差圧によって変位し、弁部131aの開度を調節する。蒸発器141における循環冷媒の蒸発圧力が第1室に導入される。第2室には、媒体が封入されている。媒体には、二相状態の封入冷媒と、調節用の補助ガスとが含まれる。封入冷媒は、循環冷媒の飽和蒸気圧曲線より傾きが大きい飽和蒸気圧曲線をもつ。第2室の媒体には、蒸発器141の出口の冷媒の温度が伝達される。この結果、封入冷媒は、蒸発器141の出口の冷媒温度を感知する。封入冷媒は、第2室の圧力を蒸発器141の出口における冷媒温度に依存して変化させる。よって、ダイヤフラムは、蒸発器141の蒸発圧力と蒸発器141の出口における循環冷媒の温度に応じた圧力との差圧に応じて変位する。   The expansion valve 131 will be described with reference to FIG. The expansion valve 131 has a block-shaped housing and is called a box type. The expansion valve 131 includes a valve portion 131a that adjusts the amount of refrigerant supplied to the evaporator 141, and a temperature sensing portion 131b that adjusts the opening degree of the valve portion 131a. The valve portion 131a can be configured by a valve seat, a valve body, and a valve closing spring. The temperature sensing unit 131b includes a unit that senses the refrigerant state at the outlet of the evaporator 141, a control unit that generates an operation amount of the valve unit 131a so that the refrigerant state matches the target state, and a valve unit 131a according to the operation amount. Driving means for adjusting the opening degree of the. In this embodiment, the temperature sensing part 131b is a fluid pressure type power element. The power element includes a diaphragm as a pressure sensitive member. The diaphragm partitions the first chamber and the second chamber. A valve rod for driving the valve body is connected to the diaphragm. The diaphragm is displaced by the differential pressure between the first chamber and the second chamber, and adjusts the opening of the valve portion 131a. The evaporation pressure of the circulating refrigerant in the evaporator 141 is introduced into the first chamber. A medium is sealed in the second chamber. The medium includes a two-phase sealed refrigerant and an adjustment auxiliary gas. The enclosed refrigerant has a saturated vapor pressure curve having a larger slope than the saturated vapor pressure curve of the circulating refrigerant. The temperature of the refrigerant at the outlet of the evaporator 141 is transmitted to the medium in the second chamber. As a result, the enclosed refrigerant senses the refrigerant temperature at the outlet of the evaporator 141. The enclosed refrigerant changes the pressure in the second chamber depending on the refrigerant temperature at the outlet of the evaporator 141. Therefore, the diaphragm is displaced according to the differential pressure between the evaporation pressure of the evaporator 141 and the pressure corresponding to the temperature of the circulating refrigerant at the outlet of the evaporator 141.

冷凍サイクル装置100A内を循環する循環冷媒R0は、混合冷媒である。循環冷媒R0には、GWPが低い成分冷媒が少なくともひとつ含まれている。循環冷媒R0は、既に知られている複数の冷媒を混合することによって作り出すことができる。広く市場に流通している代表的な冷媒であるR134aを基準冷媒として、循環冷媒R0の特性が特定される。   The circulating refrigerant R0 circulating in the refrigeration cycle apparatus 100A is a mixed refrigerant. The circulating refrigerant R0 contains at least one component refrigerant having a low GWP. The circulating refrigerant R0 can be created by mixing a plurality of already known refrigerants. The characteristic of the circulating refrigerant R0 is specified using R134a, which is a representative refrigerant widely distributed in the market, as a reference refrigerant.

図4を参照して循環冷媒R0の特性を説明する。図4は、ph図またはモリエル線図と呼ばれる。図4の横軸はエンタルピHを示し、縦軸は圧力Pを示す。図4には、循環冷媒R0の飽和特性ML0が実線により図示されている。基準冷媒R134aの飽和特性MLCは、破線によって図示されている。   The characteristics of the circulating refrigerant R0 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is called a ph diagram or a Mollier diagram. The horizontal axis in FIG. 4 indicates enthalpy H, and the vertical axis indicates pressure P. In FIG. 4, the saturation characteristic ML0 of the circulating refrigerant R0 is shown by a solid line. The saturation characteristic MLC of the reference refrigerant R134a is illustrated by a broken line.

飽和特性ML0の飽和液線は、飽和特性MLCの飽和液線とほぼ同じである。飽和特性ML0の臨界圧は、飽和特性MLCの臨界圧より低い。飽和特性ML0の飽和ガス線は、飽和特性MLCの飽和ガス線より、低エンタルピ側に位置している。同じ圧力における飽和液線と飽和ガス線との間の二相域のエンタルピ幅で対比した場合、飽和特性ML0のエンタルピ幅は、飽和特性MLCのエンタルピ幅より明らかに狭い。飽和温度0°Cに相当する圧力においては、飽和特性ML0のエンタルピ幅ED0は、飽和特性MLCのエンタルピ幅EDCの約80%である。よって、循環冷媒R0のエンタルピ幅は、基準冷媒R134aのエンタルピ幅に対して−20%である。このため、循環冷媒R0を内部熱交換器を備えない冷凍サイクル装置に採用した場合、蒸発過程において十分な冷凍能力を得ることができない。   The saturated liquid line of the saturation characteristic ML0 is almost the same as the saturated liquid line of the saturation characteristic MLC. The critical pressure of saturation characteristic ML0 is lower than the critical pressure of saturation characteristic MLC. The saturated gas line with the saturation characteristic ML0 is located on the lower enthalpy side than the saturated gas line with the saturation characteristic MLC. When compared with the enthalpy width of the two-phase region between the saturated liquid line and the saturated gas line at the same pressure, the enthalpy width of the saturation characteristic ML0 is clearly narrower than the enthalpy width of the saturation characteristic MLC. At a pressure corresponding to a saturation temperature of 0 ° C., the enthalpy width ED0 of the saturation characteristic ML0 is about 80% of the enthalpy width EDC of the saturation characteristic MLC. Therefore, the enthalpy width of the circulating refrigerant R0 is −20% with respect to the enthalpy width of the reference refrigerant R134a. For this reason, when circulating refrigerant | coolant R0 is employ | adopted as the refrigeration cycle apparatus which is not equipped with an internal heat exchanger, sufficient refrigerating capacity cannot be obtained in an evaporation process.

図4には、飽和温度0°Cと飽和ガス線との交点を通る等エントロピ線が図示されている。循環冷媒R0の等エントロピ線EL0が一点鎖線で図示され、基準冷媒R134aの等エントロピ線ELCが二点鎖線で図示されている。等エントロピ線EL0は、等エントロピ線ELCに比べて、冷凍サイクル装置としての実用的圧力範囲内において大きい傾きを示す。等エントロピ線EL0は、0.3MPaと2.0MPaとの間で、0.049の傾きを有している。傾きは、P/H=MPa/(kJ/kg)である。等エントロピ線ELCは、0.3MPaと2.0MPaとの間で、0.040の傾きを有している。圧縮機110は、ほぼ等エントロピ線に沿って冷媒を加圧するから、同じ圧縮機を用いた場合、循環冷媒R0のほうが基準冷媒R134aより高い圧縮機効率を示す。このため、循環冷媒R0では、圧縮過程における冷媒の温度上昇が少なく、圧縮機110からの吐出温度も低く抑えられる。   FIG. 4 shows an isentropic line passing through the intersection of the saturation temperature 0 ° C. and the saturated gas line. The isentropic line EL0 of the circulating refrigerant R0 is illustrated by a one-dot chain line, and the isentropic line ELC of the reference refrigerant R134a is illustrated by a two-dot chain line. The isentropic line EL0 shows a larger slope in the practical pressure range as the refrigeration cycle apparatus than the isentropic line ELC. The isentropic line EL0 has a slope of 0.049 between 0.3 MPa and 2.0 MPa. The slope is P / H = MPa / (kJ / kg). The isentropic line ELC has a slope of 0.040 between 0.3 MPa and 2.0 MPa. Since the compressor 110 pressurizes the refrigerant substantially along the isentropic line, when the same compressor is used, the circulating refrigerant R0 exhibits higher compressor efficiency than the reference refrigerant R134a. For this reason, in the circulating refrigerant R0, the temperature rise of the refrigerant in the compression process is small, and the discharge temperature from the compressor 110 is also kept low.

冷凍サイクル装置100Aは、例えば、図4に図示されるサイクルCYを描く。サイクルCYの上では、内部熱交換器160によって凝縮過程がエンタルピ幅EH分だけ延伸される。同様に、内部熱交換器160によって蒸発過程がエンタルピ幅EL分だけ延伸される。したがって、蒸発器141において冷却作用に貢献するエンタルピ幅は、エンタルピ幅EH分だけ増加する。サイクルCYの凝縮過程におけるエンタルピ幅の増加量EHは、循環冷媒R0の二相域のエンタルピ幅ED0の約6%に相当する。内部熱交換器160の熱交換能力は、上記増加量EHを与えるように設定されている。言い換えると、二重管160は、高負荷アイドル運転状態下にあるサイクルCYの蒸発過程のエタンルピ幅を約8%増加させるよう設定されている。二重管160は、低圧冷媒の温度を5.0°C以上15.0°C以下の範囲内で上昇させる熱交換性能を有することができる。   The refrigeration cycle apparatus 100A draws a cycle CY illustrated in FIG. 4, for example. On the cycle CY, the condensation process is extended by the enthalpy width EH by the internal heat exchanger 160. Similarly, the evaporation process is extended by the enthalpy width EL by the internal heat exchanger 160. Therefore, the enthalpy width contributing to the cooling action in the evaporator 141 increases by the enthalpy width EH. The increase amount EH of the enthalpy width in the condensation process of the cycle CY corresponds to about 6% of the enthalpy width ED0 in the two-phase region of the circulating refrigerant R0. The heat exchange capacity of the internal heat exchanger 160 is set so as to give the increased amount EH. In other words, the double pipe 160 is set to increase the ethane loop width of the evaporation process of the cycle CY under the high load idle operation state by about 8%. The double pipe 160 can have heat exchange performance that raises the temperature of the low-pressure refrigerant within a range of 5.0 ° C. or higher and 15.0 ° C. or lower.

図5を参照して膨張弁131の開弁特性を説明する。図5はpt図と呼ばれる。図5では、横軸が温度Tを示し、縦軸が圧力Pを示している。循環冷媒R0の飽和蒸気圧曲線SV0は実線で示されている。基準冷媒R134aの飽和蒸気圧曲線SVCは破線で示されている。膨張弁131の制御特性EV1は一点鎖線で示されている。比較例としての制御特性EV2は二点鎖線で示されている。図示された制御特性EV1は、ノーマルチャージと呼ばれる特性である。ノーマルチャージ特性は、感温部に封入された封入冷媒が循環冷媒R0と同一または類似の飽和蒸気圧曲線をもつことによって与えられる。制御特性EV1は、pt図上において循環冷媒R0の飽和蒸気圧曲線SV0をほぼ平行移動させた曲線である。制御特性EV1は、冷凍サイクル装置100Aの運転領域のほぼ全域で、蒸発器141の出口の冷媒に約5°Cの過熱度を与える。図5には、膨張弁131の感温部の温度がほぼ0°Cのときの蒸発圧力において、5°Cの過熱度が与えられることが図示されている。   The valve opening characteristics of the expansion valve 131 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is called a pt diagram. In FIG. 5, the horizontal axis indicates the temperature T, and the vertical axis indicates the pressure P. A saturated vapor pressure curve SV0 of the circulating refrigerant R0 is indicated by a solid line. The saturated vapor pressure curve SVC of the reference refrigerant R134a is indicated by a broken line. The control characteristic EV1 of the expansion valve 131 is indicated by a one-dot chain line. The control characteristic EV2 as a comparative example is indicated by a two-dot chain line. The illustrated control characteristic EV1 is a characteristic called normal charge. The normal charge characteristic is given by having a saturated vapor pressure curve that is the same as or similar to that of the circulating refrigerant R0. The control characteristic EV1 is a curve obtained by substantially translating the saturated vapor pressure curve SV0 of the circulating refrigerant R0 on the pt diagram. The control characteristic EV1 gives a superheat degree of about 5 ° C. to the refrigerant at the outlet of the evaporator 141 in almost the entire operation region of the refrigeration cycle apparatus 100A. FIG. 5 shows that the degree of superheat of 5 ° C. is given at the evaporation pressure when the temperature of the temperature sensing part of the expansion valve 131 is approximately 0 ° C.

図6を参照して冷房能力Qと過熱度SHとの関係を説明する。冷房能力は冷凍能力に相当する。図6の横軸は過熱度SHを示し、縦軸は冷房能力Qを示す。内部熱交換器160を備えるこの実施形態では、循環冷媒R0は、能力曲線CP0の冷房能力を発揮する。一方、内部熱交換器160を備えない場合、循環冷媒R0は、能力曲線CPCの冷房能力を発揮する。能力曲線CP0は、能力曲線CPCより高い。このような冷房能力の差は、以下の2つの原因により生じると考えられる。第1の原因は、過熱度SHが0°C以上の範囲において、内部熱交換器160内における低圧ガス側の熱交換効率が向上することである。第2の原因は、過熱度SHが0°C以上の範囲において、蒸発器141のエンタルピ基準温度効率が向上することである。この現象は、蒸発器141における能力Qeaが、Qea=φ・Gea・(ia−ir)で表されることから理解される。なお、φは効率、Geaは風量、iaは入口側空気エンタルピ、irは冷媒温度に相当する飽和空気エンタルピである。   The relationship between the cooling capacity Q and the superheat degree SH will be described with reference to FIG. The cooling capacity corresponds to the freezing capacity. The horizontal axis in FIG. 6 represents the superheat degree SH, and the vertical axis represents the cooling capacity Q. In this embodiment including the internal heat exchanger 160, the circulating refrigerant R0 exhibits the cooling capacity of the capacity curve CP0. On the other hand, when the internal heat exchanger 160 is not provided, the circulating refrigerant R0 exhibits the cooling capacity of the capacity curve CPC. The capability curve CP0 is higher than the capability curve CPC. Such a difference in cooling capacity is considered to be caused by the following two causes. The first cause is that the heat exchange efficiency on the low-pressure gas side in the internal heat exchanger 160 is improved in the range where the superheat degree SH is 0 ° C. or more. The second cause is that the enthalpy reference temperature efficiency of the evaporator 141 is improved when the degree of superheat SH is 0 ° C. or more. This phenomenon is understood from the fact that the capability Qea in the evaporator 141 is expressed by Qea = φ · Gea · (ia−ir). Here, φ is efficiency, Gea is the air volume, ia is the inlet side air enthalpy, and ir is the saturated air enthalpy corresponding to the refrigerant temperature.

図6から理解されるように、有意な冷房能力の向上量QDを得るためには、過熱度SHは7°C以下が望ましい。過熱度SHの上限は、6°Cまたは5°Cとすることができる。また圧縮機への安定的なオイル戻りを確保するためには、過熱度SHを7°C以下とすることが望ましい。安定的なオイル戻りとは、例えば、低負荷領域を含めた広い運転領域において圧縮機へのオイル戻りが1分以内に観測されることをいう。オイル戻りを確保する過熱度SHの上限は、6°Cまたは5°Cとすることができる。一方、過熱度SHの下限は、膨張弁131がハンチング現象なく安定した制御を実行するために、0°C以上とすることが望ましい。過熱度SHの下限は、0.5°Cまたは1°Cとすることができる。さらに、過熱度SHの下限は、制御の安定性に配慮して、冷却能力Qのピーク値が観測される1°Cよりも高くしてもよい。例えば、過熱度SHの下限は、2°Cまたは3°Cとすることができる。過熱度SHは、上述した下限温度以上上限温度以下の範囲内の温度に制御されることが望ましい。例えば、過熱度SHは、0°C以上6°C以下の範囲内とすることができる。さらに、安定した制御を提供するために、上記範囲内でも高温側の値を採用することが望ましい。   As can be understood from FIG. 6, in order to obtain a significant cooling capacity improvement amount QD, the superheat degree SH is desirably 7 ° C. or less. The upper limit of the degree of superheat SH can be 6 ° C or 5 ° C. Further, in order to ensure a stable oil return to the compressor, it is desirable that the degree of superheat SH be 7 ° C. or less. Stable oil return means that, for example, oil return to the compressor is observed within one minute in a wide operation region including a low load region. The upper limit of the degree of superheat SH that ensures oil return can be 6 ° C or 5 ° C. On the other hand, the lower limit of the superheat degree SH is preferably set to 0 ° C. or more so that the expansion valve 131 performs stable control without hunting. The lower limit of the superheat degree SH can be set to 0.5 ° C or 1 ° C. Furthermore, the lower limit of the superheat degree SH may be set higher than 1 ° C. where the peak value of the cooling capacity Q is observed in consideration of control stability. For example, the lower limit of the superheat degree SH can be 2 ° C or 3 ° C. The superheat degree SH is desirably controlled to a temperature within the range of the lower limit temperature to the upper limit temperature described above. For example, the superheat degree SH can be in the range of 0 ° C. or more and 6 ° C. or less. Furthermore, in order to provide stable control, it is desirable to adopt a value on the high temperature side even within the above range.

次に、この実施形態の作動を説明する。乗員からの空調要求、例えば冷房要求があると、圧縮機110がエンジン10によって駆動され、冷凍サイクル装置100Aが運転をはじめる。この結果、蒸発器141の温度が低下する。一方、送風機102から送風される空気は、蒸発器141によって冷却され、温度調節されて車室内に供給される。   Next, the operation of this embodiment will be described. When there is an air conditioning request from an occupant, for example, a cooling request, the compressor 110 is driven by the engine 10 and the refrigeration cycle apparatus 100A starts operation. As a result, the temperature of the evaporator 141 decreases. On the other hand, the air blown from the blower 102 is cooled by the evaporator 141, the temperature is adjusted, and the air is supplied to the vehicle interior.

冷凍サイクル装置100Aの運転中、蒸発器141の出口における冷媒状態は、膨張弁131によって制御される。膨張弁131は、蒸発器141の出口における冷媒の過熱度SHを約5°Cに維持する。この結果、内部熱交換器160による冷房能力の向上効果を得ることができる。しかも、過熱度SHを5°C程度の比較的大きい値に設定しているため、膨張弁131の開度がハンチング現象を起こすことが回避され、膨張弁131の制御状態が安定する。   During operation of the refrigeration cycle apparatus 100A, the refrigerant state at the outlet of the evaporator 141 is controlled by the expansion valve 131. The expansion valve 131 maintains the superheat degree SH of the refrigerant at the outlet of the evaporator 141 at about 5 ° C. As a result, the effect of improving the cooling capacity by the internal heat exchanger 160 can be obtained. Moreover, since the degree of superheat SH is set to a relatively large value of about 5 ° C., the opening degree of the expansion valve 131 is prevented from causing a hunting phenomenon, and the control state of the expansion valve 131 is stabilized.

蒸発器141を出た冷媒は、内部熱交換器160によってさらに過熱される。このため、圧縮機110の吸入温度は、比較的高い温度に到達する。この過熱された冷媒が、圧縮機110に吸入され、圧縮される。しかし、循環冷媒R0の等エントロピ線EL0の傾きは、基準冷媒R134aの等エントロピ線ELCの傾きより大きい。このため、圧縮機110内における冷媒温度の上昇は、冷媒R134aの場合より、循環冷媒R0の場合のほうが少ない。この結果、循環冷媒R0を使用した場合の吐出温度は、基準冷媒R134aを使用した場合に比べて、同等か、より低い値に抑えられる。つまり、圧縮機110の内部および下流において、冷媒の温度が過剰に上昇することが回避される。従って、圧縮機110の吸入部から吐出部までのゴム製あるいは樹脂製の部品、例えばOリング、ホース、電気部品などの耐久性を損なうことが回避される。   The refrigerant exiting the evaporator 141 is further superheated by the internal heat exchanger 160. For this reason, the suction temperature of the compressor 110 reaches a relatively high temperature. This overheated refrigerant is sucked into the compressor 110 and compressed. However, the slope of the isentropic line EL0 of the circulating refrigerant R0 is larger than the slope of the isentropic line ELC of the reference refrigerant R134a. For this reason, the rise in the refrigerant temperature in the compressor 110 is less in the case of the circulating refrigerant R0 than in the case of the refrigerant R134a. As a result, the discharge temperature when the circulating refrigerant R0 is used is suppressed to a value equal to or lower than that when the reference refrigerant R134a is used. That is, it is avoided that the temperature of the refrigerant rises excessively inside and downstream of the compressor 110. Accordingly, it is possible to avoid impairing the durability of rubber or resin parts such as O-rings, hoses, and electrical parts from the suction part to the discharge part of the compressor 110.

冷凍サイクル装置100Aの運転中、循環冷媒R0の流量は、基準冷媒R134aを使用した冷凍サイクル装置と比べて、約20%多い。この冷媒流量の差は、循環冷媒R0の低圧蒸気密度が高いことに起因する。さらに、内部熱交換器160は、サイクルCYのエンタルピ幅を増加させる。この結果、この実施形態の冷凍サイクル装置100Aは、基準冷媒R134aを使用した場合と大差ない冷房能力を発揮する。   During the operation of the refrigeration cycle apparatus 100A, the flow rate of the circulating refrigerant R0 is about 20% higher than that of the refrigeration cycle apparatus using the reference refrigerant R134a. This difference in the refrigerant flow rate is attributed to the high low-pressure vapor density of the circulating refrigerant R0. Furthermore, the internal heat exchanger 160 increases the enthalpy width of the cycle CY. As a result, the refrigeration cycle apparatus 100A of this embodiment exhibits a cooling capacity that is not much different from the case where the reference refrigerant R134a is used.

図7を参照して、この実施形態の効果を説明する。図7は、冷房能力Qと、吐出温度TDとを示している。図7は、車両が停車し、エンジン10がアイドリングにある状態をIDLEとして示し、車両が安定的に走行している状態をDRIVEとして示している。冷房能力Qは、内部熱交換器がない冷凍サイクル装置に基準冷媒R134aを使用した場合を100としている。内部熱交換器がない冷凍サイクル装置に循環冷媒R0を使用した場合と、この実施形態のように内部熱交換器160をもつ冷凍サイクル装置に循環冷媒R0を使用した場合とが示されている。内部熱交換器がない冷凍サイクル装置に循環冷媒R0を使用した場合の冷房能力Qは、基準冷媒R134aを使用した場合より低い。しかし、内部熱交換器160を備えるこの実施形態においては、基準冷媒R134aをわずかに上回る冷房能力が得られている。加えて、循環冷媒R0は、基準冷媒R134aに比べて、吐出温度TDを10°C前後低下させる。このため、この実施形態では、内部熱交換器160を備えているにもかかわらず、基準冷媒R134aと同等か、より低い吐出温度TDが得られている。   The effect of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows the cooling capacity Q and the discharge temperature TD. FIG. 7 shows a state where the vehicle is stopped and the engine 10 is idling as IDLE, and a state where the vehicle is traveling stably is shown as DRIVE. The cooling capacity Q is set to 100 when the reference refrigerant R134a is used in a refrigeration cycle apparatus without an internal heat exchanger. A case where the circulating refrigerant R0 is used in a refrigeration cycle apparatus without an internal heat exchanger and a case where the circulating refrigerant R0 is used in a refrigeration cycle apparatus having an internal heat exchanger 160 as in this embodiment are shown. The cooling capacity Q when the circulating refrigerant R0 is used in a refrigeration cycle apparatus without an internal heat exchanger is lower than when the reference refrigerant R134a is used. However, in this embodiment including the internal heat exchanger 160, a cooling capacity slightly higher than that of the reference refrigerant R134a is obtained. In addition, the circulating refrigerant R0 lowers the discharge temperature TD by about 10 ° C. compared to the reference refrigerant R134a. For this reason, in this embodiment, although the internal heat exchanger 160 is provided, a discharge temperature TD equal to or lower than that of the reference refrigerant R134a is obtained.

この実施形態では、ph図上における等エントロピ線の傾斜が基準冷媒R134aに対して大きく、しかもph図上における二相域のエンタルピ幅が基準冷媒R134aに対して狭い循環冷媒R0を採用し、冷凍サイクル装置には内部熱交換器160を備えている。このため、吐出温度が過剰に高温となることを回避しつつ、基準冷媒R134aと大差ない冷房能力を得ることができる。さらに、膨張弁131はノーマルチャージ特性を有するから、内部熱交換器160による冷房能力向上効果を全運転領域にわたって得ることができる。   In this embodiment, the circulation refrigerant R0 in which the slope of the isentropic line on the ph diagram is larger than that of the reference refrigerant R134a and the enthalpy width of the two-phase region on the ph diagram is narrower than that of the reference refrigerant R134a is adopted. The cycle device includes an internal heat exchanger 160. For this reason, it is possible to obtain a cooling capacity that is not significantly different from the reference refrigerant R134a while avoiding the discharge temperature from becoming excessively high. Furthermore, since the expansion valve 131 has a normal charge characteristic, the cooling capacity improvement effect by the internal heat exchanger 160 can be obtained over the entire operation region.

この実施形態によると、内部熱交換器を備えることによって冷凍能力を十分に引き出しながら、冷凍サイクル装置の部品の耐久性を損なわない程度に冷媒温度を低く抑えることができる。このため冷媒の選択肢を広げることができる。この実施形態では、低GWPの成分冷媒を含む循環冷媒R0の利点を得ることができる。この結果、循環冷媒R0の利点を生かしながら、冷凍能力と耐久性との両方を改善することができる。   According to this embodiment, the refrigerant temperature can be kept low to such an extent that the durability of the components of the refrigeration cycle apparatus is not impaired while sufficiently extracting the refrigeration capacity by providing the internal heat exchanger. For this reason, the choice of a refrigerant | coolant can be expanded. In this embodiment, the advantage of the circulating refrigerant R0 including the low GWP component refrigerant can be obtained. As a result, it is possible to improve both the refrigerating capacity and the durability while taking advantage of the circulating refrigerant R0.

(第2実施形態)
図8を参照して第2実施形態を説明する。図1と同じ構成部品には同じ符号を付し、相違点を説明する。冷凍サイクル装置200Aは、エンジンで駆動される圧縮機110に代えて、電動モータで駆動される圧縮機210を備える。圧縮機210は、圧縮機構211と、電動モータ212とを備える。圧縮機構211と、電動モータ212とは、一連のハウジングを形成するように一体化されている。圧縮機210は、電動モータ212側に冷媒の吸入口を有する。圧縮機210は、電動モータ212を駆動するための制御回路213を一体的に搭載している。
(Second Embodiment)
A second embodiment will be described with reference to FIG. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and differences will be described. The refrigeration cycle apparatus 200A includes a compressor 210 driven by an electric motor instead of the compressor 110 driven by the engine. The compressor 210 includes a compression mechanism 211 and an electric motor 212. The compression mechanism 211 and the electric motor 212 are integrated so as to form a series of housings. The compressor 210 has a refrigerant suction port on the electric motor 212 side. The compressor 210 is integrally mounted with a control circuit 213 for driving the electric motor 212.

制御回路213は、圧縮機210と熱的に結合されており、制御回路213は冷媒の熱を受ける。制御回路213は、インバータ回路を含む。制御回路213には、スイッチング素子、フォトカプラ、およびIC素子などの電子回路部品が含まれる。制御回路213には、その耐熱温度が相対的に低い電子回路部品が含まれている。例えば、フォトカプラの耐熱温度は100°C〜110°C程度である。このため、電子回路部品の温度を低く維持することが、圧縮機210の耐久性低下を回避するために有効である。   The control circuit 213 is thermally coupled to the compressor 210, and the control circuit 213 receives the heat of the refrigerant. Control circuit 213 includes an inverter circuit. The control circuit 213 includes electronic circuit components such as switching elements, photocouplers, and IC elements. The control circuit 213 includes electronic circuit components having a relatively low heat resistant temperature. For example, the heat resistant temperature of the photocoupler is about 100 ° C to 110 ° C. For this reason, it is effective to keep the temperature of the electronic circuit components low in order to avoid a decrease in the durability of the compressor 210.

圧縮機210内には、電動モータ212内を通って圧縮機構211に到達する冷媒通路が形成されている。この冷媒通路は、電動モータ212と制御回路213との冷却手段を提供する。圧縮機210は、基準冷媒R134aにも使用できるよう各部が構成されている。このため、圧縮機210は、基準冷媒R134aを使用する冷凍サイクル装置と、循環冷媒R0を使用する冷凍サイクル装置とに使用可能である。   A refrigerant passage that reaches the compression mechanism 211 through the electric motor 212 is formed in the compressor 210. This refrigerant passage provides a cooling means for the electric motor 212 and the control circuit 213. Each part of the compressor 210 is configured so that it can also be used for the reference refrigerant R134a. For this reason, the compressor 210 can be used for the refrigeration cycle apparatus using the reference refrigerant R134a and the refrigeration cycle apparatus using the circulating refrigerant R0.

図9を参照して膨張弁231の制御特性EV3を説明する。膨張弁231は、蒸発器141の出口の冷媒の過熱度SHを2°Cに制御するよう設定されたノーマルチャージ特性EV3を有する。   A control characteristic EV3 of the expansion valve 231 will be described with reference to FIG. The expansion valve 231 has a normal charge characteristic EV3 set so as to control the superheat degree SH of the refrigerant at the outlet of the evaporator 141 to 2 ° C.

次に、この実施形態の作動を説明する。電動モータ212が駆動されると、循環冷媒R0が冷凍サイクル装置200A内を循環する。電動モータ212に流入した循環冷媒R0は、電動モータ212と制御回路213とを冷却する。冷凍サイクル装置200Aが運転されている間中、膨張弁231は、蒸発器141出口の冷媒の過熱度を2°Cに制御する。内部熱交換器160は、冷媒をさらに過熱する。しかし、蒸発器141の出口の冷媒の過熱度が2°Cとされているため、内部熱交換器160があっても、圧縮機210の吸入温度は、比較的低く抑えられる。特に、圧縮機210の吸入口における吸入温度が、制御回路213の電子回路部品の耐熱温度を越えることがないように、膨張弁231は蒸発器141出口の冷媒状態を制御する。例えば、吸入温度が、制御回路213に収容されたフォトカプラの耐熱温度である100°Cから110°Cを越えることがないように、膨張弁231が過熱度SHを制御する。   Next, the operation of this embodiment will be described. When the electric motor 212 is driven, the circulating refrigerant R0 circulates in the refrigeration cycle apparatus 200A. The circulating refrigerant R0 flowing into the electric motor 212 cools the electric motor 212 and the control circuit 213. While the refrigeration cycle apparatus 200A is in operation, the expansion valve 231 controls the degree of superheat of the refrigerant at the outlet of the evaporator 141 to 2 ° C. The internal heat exchanger 160 further superheats the refrigerant. However, since the superheat degree of the refrigerant at the outlet of the evaporator 141 is 2 ° C., the intake temperature of the compressor 210 can be kept relatively low even if the internal heat exchanger 160 is provided. In particular, the expansion valve 231 controls the refrigerant state at the outlet of the evaporator 141 so that the suction temperature at the suction port of the compressor 210 does not exceed the heat resistance temperature of the electronic circuit components of the control circuit 213. For example, the expansion valve 231 controls the degree of superheat SH so that the suction temperature does not exceed 100 ° C. to 110 ° C., which is the heat resistant temperature of the photocoupler accommodated in the control circuit 213.

この実施形態によると、基準冷媒R134aにも使用可能な圧縮機210を用いて、循環冷媒R0を使用する冷凍サイクル装置を提供することができる。しかも、内部熱交換器160を備えることによって冷凍能力を十分に引き出しながら、冷凍サイクル装置200Aの部品の耐久性を損なわない程度に冷媒温度を低く抑えることができる。この結果、循環冷媒R0の利点を生かしながら、冷凍能力と耐久性との両方を改善することができる。   According to this embodiment, it is possible to provide a refrigeration cycle apparatus that uses the circulating refrigerant R0 by using the compressor 210 that can also be used as the reference refrigerant R134a. Moreover, by providing the internal heat exchanger 160, the refrigerant temperature can be kept low to such an extent that the durability of the components of the refrigeration cycle apparatus 200A is not impaired while sufficiently extracting the refrigeration capacity. As a result, it is possible to improve both the refrigerating capacity and the durability while taking advantage of the circulating refrigerant R0.

膨張弁231の制御特性は、過熱度SHを0°C以上6°C以下の範囲内の目標温度に一致させるように設定することができる。過熱度SHが6°Cを越えると、圧縮機210の電子回路部品の耐熱温度を越えることがある。高い冷凍能力と制御の安定性との両立を図るために、膨張弁231の制御特性における過熱度SHの下限は1°Cとしてもよい。さらに、過熱度SHの上限は、3°Cとされてもよい。上記膨張弁231の制御特性EV3は、過熱度SHを5°Cに制御するように設定されてもよい。   The control characteristic of the expansion valve 231 can be set so that the superheat degree SH matches the target temperature within the range of 0 ° C. or more and 6 ° C. or less. When the superheat degree SH exceeds 6 ° C., the heat resistance temperature of the electronic circuit components of the compressor 210 may be exceeded. In order to achieve both high refrigeration capacity and control stability, the lower limit of the superheat degree SH in the control characteristics of the expansion valve 231 may be 1 ° C. Furthermore, the upper limit of the superheat degree SH may be 3 ° C. The control characteristic EV3 of the expansion valve 231 may be set so as to control the degree of superheat SH to 5 ° C.

(第3実施形態)
図10を参照して第3実施形態を説明する。図1と同じ構成部品には同じ符号を付し、相違点を説明する。冷凍サイクル装置300Aは、膨張弁331を備える。図11を参照して膨張弁331の制御特性EV4を説明する。膨張弁331は、クロスチャージ特性を有する。クロスチャージ特性は、循環冷媒R0の飽和蒸気圧曲線と交差し、高温領域では過熱度を提供し、低温領域では液バック状態を提供する。この制御特性は、感温部に封入された封入冷媒が、循環冷媒R0の飽和蒸気圧曲線より傾斜が小さい飽和蒸気圧曲線をもつことによって与えられる。膨張弁331の制御特性EV4は、飽和圧力Pが約0.2MPaGのときに過熱度SHを0°Cに制御し、飽和圧力Pが約0.3MPaGのときに過熱度SHを6°Cに制御するよう設定されている。この制御特性によると、飽和温度Tが約0°Cより高い領域において過熱度SHが与えられる。一方、飽和温度Tが約0°Cより低い領域においては、過熱度SHが0°Cとされ、冷媒R0の液成分が多く観測される液バック状態が生じる。制御特性EV4は、冷凍サイクル装置300Aの用途が冷房用であることを考慮して、飽和温度T=0付近において飽和蒸気圧曲線SV0と交差するよう設定されている。クロスチャージ特性は、ノーマルチャージ特性と比べて、弁開度がハンチング現象を生じにくい。これは、クロスチャージ特性が、ノーマルチャージ特性に比べて、温度変化量に対する流量変化量が小さいことに起因している。
(Third embodiment)
A third embodiment will be described with reference to FIG. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and differences will be described. The refrigeration cycle apparatus 300A includes an expansion valve 331. A control characteristic EV4 of the expansion valve 331 will be described with reference to FIG. The expansion valve 331 has a cross charge characteristic. The cross charge characteristic intersects with the saturated vapor pressure curve of the circulating refrigerant R0, and provides a superheat degree in a high temperature region and a liquid back state in a low temperature region. This control characteristic is given by having the saturated vapor pressure curve whose inclination is smaller than the saturated vapor pressure curve of the circulating refrigerant R0. The control characteristic EV4 of the expansion valve 331 controls the superheat degree SH to 0 ° C. when the saturation pressure P is about 0.2 MPaG, and the superheat degree SH to 6 ° C. when the saturation pressure P is about 0.3 MPaG. It is set to control. According to this control characteristic, the superheat degree SH is given in the region where the saturation temperature T is higher than about 0 ° C. On the other hand, in a region where the saturation temperature T is lower than about 0 ° C., the superheat degree SH is set to 0 ° C., and a liquid back state in which a large amount of liquid component of the refrigerant R0 is observed occurs. The control characteristic EV4 is set so as to intersect the saturated vapor pressure curve SV0 in the vicinity of the saturation temperature T = 0 in consideration of the use of the refrigeration cycle apparatus 300A for cooling. In the cross charge characteristic, the valve opening is less likely to cause a hunting phenomenon than the normal charge characteristic. This is due to the fact that the cross charge characteristic has a smaller flow rate variation with respect to the temperature variation than the normal charge characteristic.

この実施形態では、高い冷房能力が要求される常用運転領域において、高い冷房能力が発揮される過熱度SHが実現されるように膨張弁331の制御特性EV4が設定されている。冷房用途では、蒸発器141での蒸発温度が0°C以上10°C以下の範囲内で、最も高い冷房性能が要求される。この蒸発温度は、飽和圧力Pにおいては、およそ0.2MPaG以上0.3MPaG以下の範囲内に相当する。すでに図6を参照して説明したように、過熱度SHを所定範囲内に制御することで、高い冷房能力が発揮される。そこで、この実施形態では、常用運転領域としての0.2MPaG以上0.3MPaG以下の範囲内において、過熱度SHが0°C以上6°C以下の範囲内に制御されるよう制御特性EV4を設定した。   In this embodiment, the control characteristic EV4 of the expansion valve 331 is set so as to realize a superheat degree SH that exhibits a high cooling capacity in a normal operation region where a high cooling capacity is required. In cooling applications, the highest cooling performance is required when the evaporation temperature in the evaporator 141 is in the range of 0 ° C. to 10 ° C. This evaporation temperature corresponds to a range of about 0.2 MPaG to 0.3 MPaG at the saturation pressure P. As already described with reference to FIG. 6, by controlling the superheat degree SH within a predetermined range, a high cooling capacity is exhibited. Therefore, in this embodiment, the control characteristic EV4 is set so that the superheat degree SH is controlled within the range of 0 ° C. to 6 ° C. within the range of 0.2 MPaG to 0.3 MPaG as the normal operation region. did.

この実施形態によると、内部熱交換器160を備えることによって冷凍能力を十分に引き出しながら、冷凍サイクル装置300Aの部品の耐久性を損なわない程度に冷媒温度を低く抑えることができる。この結果、循環冷媒R0の利点を生かしながら、冷凍能力と耐久性との両方を改善することができる。加えて、クロスチャージ特性を採用することで、膨張弁331のハンチング現象を抑制することができる。   According to this embodiment, by providing the internal heat exchanger 160, the refrigerant temperature can be kept low to such an extent that the durability of the components of the refrigeration cycle apparatus 300A is not impaired while sufficiently extracting the refrigeration capacity. As a result, it is possible to improve both the refrigerating capacity and the durability while taking advantage of the circulating refrigerant R0. In addition, the hunting phenomenon of the expansion valve 331 can be suppressed by adopting the cross charge characteristic.

上記クロスチャージ特性EV4が与える過熱度SHの下限と上限とは、図6に基づいて設定することができ、例えば0°C以上5°C以下とされてもよい。   The lower limit and the upper limit of the degree of superheat SH given by the cross charge characteristic EV4 can be set based on FIG. 6, and may be set to 0 ° C. or more and 5 ° C. or less, for example.

(他の実施形態)
本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified or expanded as follows.

循環冷媒R0の等エントロピ線EL0は、0.044以上0.054以下の範囲内の傾きを有することができる。この範囲内の傾きをもつ冷媒を採用することにより、圧縮過程における冷媒温度の上昇を抑制して、内部熱交換器を備えた場合でも、吐出温度が部品の耐久性を損なうほどに高くなることを防止できる。   The isentropic line EL0 of the circulating refrigerant R0 can have a slope in the range of 0.044 or more and 0.054 or less. By adopting a refrigerant with an inclination within this range, the rise in the refrigerant temperature during the compression process is suppressed, and even when an internal heat exchanger is provided, the discharge temperature becomes high enough to impair the durability of the parts. Can be prevented.

循環冷媒R0のエンタルピ幅ED0は、基準冷媒R134aのエンタルピ幅EDCに比べて−25%以上−15%以下の範囲内とすることができる。この範囲内のエンタルピ幅ED0をもつ循環冷媒R0を採用することにより、内部熱交換器160によって冷凍能力を補い、基準冷媒R134aと大差ない冷凍能力を得ることができる。   The enthalpy width ED0 of the circulating refrigerant R0 can be within a range of −25% to −15% as compared to the enthalpy width EDC of the reference refrigerant R134a. By employing the circulating refrigerant R0 having the enthalpy width ED0 within this range, it is possible to supplement the refrigeration capacity by the internal heat exchanger 160 and obtain a refrigeration capacity that is not significantly different from the reference refrigerant R134a.

内部熱交換器160の熱交換能力は、内部熱交換器160による凝縮過程または蒸発過程のエンタルピ幅の増加量EHが、飽和温度0°Cにおける循環冷媒R0のエンタルピ幅ED0に対して5%以上10%以下の範囲内になるように設定されてもよい。   The heat exchange capacity of the internal heat exchanger 160 is such that the increase amount EH of the enthalpy width in the condensation process or evaporation process by the internal heat exchanger 160 is 5% or more with respect to the enthalpy width ED0 of the circulating refrigerant R0 at the saturation temperature 0 ° C. It may be set to be within a range of 10% or less.

上述の実施形態は、エンジン駆動式の圧縮機にも、電動モータ駆動式の圧縮機にも適用することができる。電動モータ駆動式の圧縮機が採用される場合には、電子回路部品の耐熱温度に配慮して、膨張弁の制御特性は、過熱度SHを比較的低い値に制御するよう設定されることが望ましい。   The above-described embodiment can be applied to both an engine-driven compressor and an electric motor-driven compressor. When an electric motor driven compressor is employed, the control characteristics of the expansion valve may be set so as to control the superheat degree SH to a relatively low value in consideration of the heat resistant temperature of the electronic circuit components. desirable.

また、循環冷媒R0は、単一成分によって提供されてもよい。さらに、循環冷媒R0は、混合冷媒に含まれる成分、成分の比率などが異なる種々の混合冷媒によって実現することができる。また、循環冷媒R0に含まれる低GWP冷媒には種々の冷媒を用いることができる。   Further, the circulating refrigerant R0 may be provided by a single component. Furthermore, the circulating refrigerant R0 can be realized by various mixed refrigerants having different components, component ratios, and the like contained in the mixed refrigerant. Various refrigerants can be used as the low GWP refrigerant included in the circulation refrigerant R0.

本発明は、エジェクタを備える冷凍サイクル装置にも適用することができる。   The present invention can also be applied to a refrigeration cycle apparatus including an ejector.

本発明を適用した冷凍サイクル装置の第1実施形態を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a first embodiment of a refrigeration cycle apparatus to which the present invention is applied. 第1実施形態における冷凍サイクル装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the refrigerating-cycle apparatus in 1st Embodiment. 第1実施形態における膨張弁を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the expansion valve in 1st Embodiment. 第1実施形態における冷媒の特性を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of the refrigerant in a 1st embodiment. 第1実施形態における膨張弁の特性を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of the expansion valve in 1st Embodiment. 第1実施形態における冷凍能力と過熱度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the refrigerating capacity and superheat degree in 1st Embodiment. 第1実施形態における冷凍能力と吐出温度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the refrigerating capacity and discharge temperature in 1st Embodiment. 本発明を適用した冷凍サイクル装置の第2実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 2nd Embodiment of the refrigerating-cycle apparatus to which this invention is applied. 第2実施形態における膨張弁の特性を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of the expansion valve in 2nd Embodiment. 本発明を適用した冷凍サイクル装置の第3実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 3rd Embodiment of the refrigerating-cycle apparatus to which this invention is applied. 第3実施形態における膨張弁の特性を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of the expansion valve in 3rd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

100A 冷凍サイクル装置
110 圧縮機
120 凝縮器
131 膨張弁
141 蒸発器
160 内部熱交換器
R0 循環冷媒
EL0 等エントロピ線
ED0 二相域のエンタルピ幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100A Refrigeration cycle apparatus 110 Compressor 120 Condenser 131 Expansion valve 141 Evaporator 160 Internal heat exchanger R0 Circulating refrigerant EL0 Isentropic line ED0 Two-phase enthalpy width

Claims (10)

圧縮機(110、210)、凝縮器(120)、膨張弁(131、231、331)、および蒸発器(141)を備えた冷凍サイクル装置において、
前記凝縮器(120)と前記膨張弁(131、231、331)との間の高圧冷媒と、前記蒸発器(141)と前記圧縮機(110、210)との間の低圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器(160)と、
前記冷凍サイクル内を循環する循環冷媒であって、ph図上における等エントロピ線(EL0)の傾斜が冷媒R134aの等エントロピ線(ELC)に対して大きく、ph図上における二相域のエンタルピ幅(ED0)が冷媒R134aのエンタルピ幅(EDC)に対して狭い循環冷媒(R0)とを備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
In a refrigeration cycle apparatus including a compressor (110, 210), a condenser (120), an expansion valve (131, 231, 331), and an evaporator (141),
Heat exchange is performed between the high-pressure refrigerant between the condenser (120) and the expansion valves (131, 231, 331) and the low-pressure refrigerant between the evaporator (141) and the compressor (110, 210). An internal heat exchanger (160)
A circulating refrigerant circulating in the refrigeration cycle, the slope of the isentropic line (EL0) on the ph diagram is larger than the isentropic line (ELC) of the refrigerant R134a, and the enthalpy width of the two-phase region on the ph diagram (ED0) is provided with the circulating refrigerant (R0) narrower than the enthalpy width (EDC) of the refrigerant R134a.
ph図上の飽和温度0°Cにおける前記循環冷媒(R0)の二相域のエンタルピ幅(ED0)は、冷媒R134aの二相域のエンタルピ幅(EDC)に対して−15%以下であり、
前記内部熱交換器(160)は、ph図上における凝縮過程または蒸発過程のエンタルピ幅を、ph図上の飽和温度0°Cにおける前記循環冷媒(R0)の二相域のエンタルピ幅(ED0)に対して5%以上増加(EH)させるよう設定されていることを特徴とする請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
The enthalpy width (ED0) of the two-phase region of the circulating refrigerant (R0) at a saturation temperature of 0 ° C. on the ph diagram is −15% or less with respect to the enthalpy width (EDC) of the two-phase region of the refrigerant R134a,
The internal heat exchanger (160) has an enthalpy width of the condensation process or evaporation process on the ph diagram, and an enthalpy width (ED0) of the two-phase region of the circulating refrigerant (R0) at a saturation temperature of 0 ° C. on the ph diagram. The refrigeration cycle apparatus according to claim 1, wherein the refrigeration cycle apparatus is set to increase (EH) by 5% or more.
ph図上の飽和温度0°Cにおける前記循環冷媒(R0)の二相域のエンタルピ幅(ED0)は、冷媒R134aの二相域のエンタルピ幅(EDC)に対して−25%以上−15%以下の範囲内にあり、
前記内部熱交換器(160)は、ph図上における凝縮過程または蒸発過程のエンタルピ幅を、ph図上の飽和温度0°Cにおける前記循環冷媒(R0)の二相域のエンタルピ幅(ED0)に対して5%以上10%以下の範囲内で増加(EH)させるよう設定されていることを特徴とする請求項2に記載の冷凍サイクル装置。
The enthalpy width (ED0) of the two-phase region of the circulating refrigerant (R0) at a saturation temperature of 0 ° C on the ph diagram is -25% or more and -15% with respect to the enthalpy width (EDC) of the two-phase region of the refrigerant R134a. Within the following range,
The internal heat exchanger (160) has an enthalpy width of the condensation process or evaporation process on the ph diagram, and an enthalpy width (ED0) of the two-phase region of the circulating refrigerant (R0) at a saturation temperature of 0 ° C. on the ph diagram. The refrigeration cycle apparatus according to claim 2, wherein the refrigeration cycle apparatus is set to increase (EH) within a range of 5% to 10%.
飽和温度0°Cと飽和ガス線との交点を通る前記循環冷媒(R0)の等エントロピ線(EL0)は、0.044以上0.054以下の範囲内の傾きを有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。   The isentropic line (EL0) of the circulating refrigerant (R0) passing through the intersection of the saturation temperature of 0 ° C and the saturated gas line has an inclination in the range of 0.044 or more and 0.054 or less. Item 4. The refrigeration cycle apparatus according to any one of Items 1 to 3. 前記循環冷媒(R0)は、少なくともひとつの低GWP冷媒を含む混合冷媒であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。   The refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the circulating refrigerant (R0) is a mixed refrigerant including at least one low GWP refrigerant. 前記膨張弁(131、231)は、
前記蒸発器(141)の出口の冷媒の過熱度(SH)を0°C以上6°C以下の範囲内の目標値に制御するよう設定されたノーマルチャージ特性(EV1、EV3)を有することを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
The expansion valve (131, 231)
It has normal charge characteristics (EV1, EV3) set so as to control the superheat degree (SH) of the refrigerant at the outlet of the evaporator (141) to a target value within a range of 0 ° C to 6 ° C. The refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein
前記圧縮機(210)は、電動モータ(212)と、冷媒の熱を受けるように搭載された制御回路(213)とを備えることを特徴とする請求項6に記載の冷凍サイクル装置。   The refrigeration cycle apparatus according to claim 6, wherein the compressor (210) includes an electric motor (212) and a control circuit (213) mounted to receive heat of the refrigerant. 前記膨張弁(331)は、
常用運転領域の範囲内において、前記蒸発器(141)の出口の冷媒の過熱度(SH)を0°C以上6°C以下の範囲内に制御するよう設定されたクロスチャージ特性(EV4)を有することを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
The expansion valve (331)
A cross charge characteristic (EV4) set to control the superheat degree (SH) of the refrigerant at the outlet of the evaporator (141) within a range of 0 ° C. or more and 6 ° C. or less within the range of the normal operation region. The refrigeration cycle apparatus according to claim 1, wherein the refrigeration cycle apparatus is provided.
前記常用運転領域は、前記蒸発器(141)の出口の冷媒の圧力(P)が0.2MPaG以上0.3MPaG以下の範囲に相当し、
前記クロスチャージ特性(EV4)は、前記蒸発器(141)の出口の冷媒の圧力(P)が0.3MPaGにあるときに、前記蒸発器(141)の出口の冷媒の過熱度(SH)を0°Cに制御するよう設定されていることを特徴とする請求項8に記載の冷凍サイクル装置。
The normal operation region corresponds to a range in which the refrigerant pressure (P) at the outlet of the evaporator (141) is 0.2 MPaG or more and 0.3 MPaG or less,
The cross charge characteristic (EV4) indicates that the superheat degree (SH) of the refrigerant at the outlet of the evaporator (141) when the pressure (P) of the refrigerant at the outlet of the evaporator (141) is 0.3 MPaG. The refrigeration cycle apparatus according to claim 8, wherein the refrigeration cycle apparatus is set to control at 0 ° C.
前記冷凍サイクル装置(100A、200A、300A)は、車両空調装置に用いられ、前記内部熱交換器(160)は二重管であることを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。   10. The refrigeration cycle apparatus (100 </ b> A, 200 </ b> A, 300 </ b> A) is used for a vehicle air conditioner, and the internal heat exchanger (160) is a double pipe. Refrigeration cycle equipment.
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