JP3354378B2 - Air conditioner - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒートポンプシス
テムを用いた冷暖房装置に関し、特に、サイクル構成が
簡素な冷暖房装置に関する。The present invention relates to a cooling and heating apparatus using a heat pump system, and more particularly to a cooling and heating apparatus having a simple cycle configuration.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば、電気自動車は、走行駆動源が電
気モータであるため、高温のエンジン冷却水を利用する
エンジン搭載車に比べて暖房熱源が不足する。このた
め、従来の電気自動車用冷暖房装置は、冷房のみならず
暖房にも冷媒を用いてサイクル運転を行ない、窓曇りを
防止しながら車室内を暖房する除湿ヒートポンプ式エア
コンが開発されている(例えば、特開平5−20124
3号参照)。2. Description of the Related Art For example, an electric vehicle has an insufficient heating heat source as compared with a vehicle equipped with an engine that uses high-temperature engine cooling water, because a traveling drive source is an electric motor. For this reason, a dehumidifying heat pump air conditioner has been developed in which a conventional electric vehicle cooling / heating device performs a cycle operation using a refrigerant not only for cooling but also for heating, thereby heating the vehicle interior while preventing fogging of windows (for example, JP-A-5-20124
No. 3).
【0003】この種の電気自動車用冷暖房装置は、図4
に示すように、ダクト2内に、空気を取り入れるブロア
装置1と、冷却器3と、主に暖房運転時に機能する車室
内側熱交換器4とが配設され、さらに、ダクト2外に、
主に冷房運転時に機能する車室外側熱交換器5が配設さ
れている。An air conditioner for an electric vehicle of this type is shown in FIG.
As shown in FIG. 1, a blower device 1 for taking in air, a cooler 3, and a vehicle interior heat exchanger 4 mainly functioning during a heating operation are disposed in a duct 2, and further, outside the duct 2,
A vehicle exterior heat exchanger 5 that functions mainly during cooling operation is provided.
【0004】これら熱交換器4、5は、サイクル中に設
けられた三方弁9によって暖房運転時と冷房運転時とで
切り換えられ、暖房運転時においては、冷媒が車室外側
熱交換器5をバイパスして流れるようにし、コンプレッ
サ6からの冷媒は、三方弁9、バイパス通路11、車室
内側熱交換器4、膨脹弁8、冷却器3の順に流れる。こ
の過程において、コンプレッサ6から吐出され三方弁9
で車室外側熱交換器5をバイパスしたガス状冷媒は、車
室内側熱交換器4で凝縮液化されて放熱を行うので、冷
却器3で冷却された空気は、加熱され車室内が暖房され
ることになる。The heat exchangers 4 and 5 are switched between a heating operation and a cooling operation by a three-way valve 9 provided during the cycle. In the heating operation, the refrigerant passes through the heat exchanger 5 outside the passenger compartment. The refrigerant flows from the compressor 6 by bypass, and the refrigerant from the compressor 6 flows in the order of the three-way valve 9, the bypass passage 11, the vehicle interior heat exchanger 4, the expansion valve 8, and the cooler 3. In this process, the three-way valve 9 discharged from the compressor 6
The gaseous refrigerant that has bypassed the vehicle interior heat exchanger 5 is condensed and liquefied by the vehicle interior side heat exchanger 4 and radiates heat. Therefore, the air cooled by the cooler 3 is heated and the vehicle interior is heated. Will be.
【0005】ところが、このような電気自動車用冷暖房
装置は、システム上、暖房運転時には、冷却器3と車室
内側熱交換器4とが同時に働くため、取入空気は、常に
冷却器3で冷却されてから車室内側熱交換器4で加熱さ
れることになり、暖房性能が向上しないのみでなく、不
必要な除湿を行う場合もある点で問題があった。However, in such a cooling and heating device for an electric vehicle, the cooling air is always cooled by the cooling device 3 because the cooling device 3 and the vehicle interior heat exchanger 4 work simultaneously during the heating operation. After that, the heating is performed by the vehicle interior heat exchanger 4, and thus not only the heating performance is not improved but also there is a problem that unnecessary dehumidification may be performed.
【0006】そこで、不必要な除湿暖房を改善して省電
力化を図ることを目的として、車室外に設けられた車室
外側熱交換器5を暖房時にはエバポレータとして機能さ
せる一方で、冷房時にはコンデンサとして機能させるエ
アコンシステムも提案されている。Therefore, for the purpose of improving unnecessary dehumidifying and heating to save power, the outside heat exchanger 5 provided outside the vehicle compartment functions as an evaporator at the time of heating, and a condenser at the time of cooling. An air conditioner system that functions as an air conditioner has also been proposed.
【0007】このエアコンシステムは、図5にその概要
を示すように、暖房時においては、コンプレッサ6から
吐出された高温高圧のガス状冷媒は、三方弁9の切り換
えにより車室内に設けられた車室内側熱交換器4に導か
れて、取入空気を加熱しながら凝縮液化されたのち、車
室外側熱交換器5の入口に設けられた第1の膨張弁8a
によって断熱膨張して低温低圧の液状冷媒となって、車
室外側熱交換器5に導かれる。In this air conditioner system, as shown in FIG. 5, during heating, a high-temperature, high-pressure gaseous refrigerant discharged from a compressor 6 is switched to a three-way valve 9 to switch the three-way valve 9 into a vehicle compartment. After being guided to the indoor heat exchanger 4 and condensed and liquefied while heating the intake air, the first expansion valve 8a provided at the inlet of the vehicle exterior heat exchanger 5
As a result, the refrigerant is adiabatically expanded to become a low-temperature and low-pressure liquid refrigerant, and is guided to the vehicle interior heat exchanger 5.
【0008】車室外側熱交換器5においては、低温低圧
の液状冷媒は、外気を冷却しながら低温低圧のガス状冷
媒となり、バイパス管11を介してコンプレッサ6に戻
される。すなわち、暖房時においては車室外側熱交換器
5はエバポレータとして機能するとともに、車室内の冷
却器3には、冷媒が導かれないので、不必要な除湿暖房
が改善されることになる。In the outside heat exchanger 5, the low-temperature and low-pressure liquid refrigerant becomes a low-temperature and low-pressure gaseous refrigerant while cooling the outside air, and is returned to the compressor 6 through the bypass pipe 11. That is, at the time of heating, the heat exchanger 5 outside the vehicle compartment functions as an evaporator, and the refrigerant is not guided to the cooler 3 inside the vehicle compartment, so that unnecessary dehumidifying heating is improved.
【0009】なお、窓ガラスの曇りを晴らすモードにお
いては、上記サイクルにおいて、車室外側熱交換器5か
らの冷媒の一部が冷却器3に導かれる。In the mode in which the fogging of the windowpane is cleared, a part of the refrigerant from the vehicle exterior heat exchanger 5 is guided to the cooler 3 in the above cycle.
【0010】一方、冷房時においては、コンプレッサ6
から吐出された高温高圧のガス状冷媒は、三方弁9の切
り換えにより車室外側熱交換器5に導かれて外気を加熱
しながら凝縮液化されたのち、冷却器3の入口に設けら
れた第2の膨張弁8bによって断熱膨張して低温低圧の
液状冷媒となって冷却器3に導かれる。On the other hand, during cooling, the compressor 6
The high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant discharged from the cooling device 3 is guided to the vehicle interior heat exchanger 5 by switching the three-way valve 9 and is condensed and liquefied while heating the outside air. The refrigerant is adiabatically expanded by the second expansion valve 8b and becomes a low-temperature and low-pressure liquid refrigerant, which is guided to the cooler 3.
【0011】この低温低圧の液状冷媒は、冷却器3にお
いて取入空気を冷却しながら低温低圧のガス状冷媒とな
り、コンプレッサ6に戻される。The low-temperature, low-pressure liquid refrigerant becomes a low-temperature, low-pressure gaseous refrigerant while cooling the intake air in the cooler 3, and is returned to the compressor 6.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
エアコンシステムでは、コンプレッサ6の出口に設けら
れた三方弁9、バイパス管11及び当該バイパス管11
に設けられた電磁弁が必要となるため、サイクル構成が
複雑化し、製品コストもアップすることになり、また、
構成部品の増加にともない冷媒漏れや作動不良などの信
頼性が低下する虞れがある。However, in such an air conditioner system, the three-way valve 9 provided at the outlet of the compressor 6, the bypass pipe 11, and the bypass pipe 11 are provided.
Since the solenoid valve provided in is required, the cycle configuration becomes complicated and the product cost increases,
With the increase in the number of components, there is a possibility that reliability such as refrigerant leakage or malfunction may be reduced.
【0013】本発明は、上述した課題に鑑みてなされた
もので、シンプルな構成の冷暖房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-described problems, and has as its object to provide a cooling and heating apparatus having a simple configuration.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の冷暖房装
置は、コンプレッサ、室内側熱交換器、第1の膨張弁、
室外側熱交換器、第2の膨張弁、および冷却器がこの順
に配管で連結された冷暖房装置であって、暖房運転時に
は第1の膨張弁で冷媒を断熱膨張させて前記順で配管を
循環させ、冷房運転時には前記第1の膨張弁で冷媒を断
熱膨張させることなく前記順で配管を循環させることを
特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a cooling and heating apparatus comprising: a compressor; an indoor heat exchanger; a first expansion valve;
An outdoor heat exchanger, a second expansion valve, and a cooler are a cooling and heating device in which the cooling device is connected in this order by pipes. During the heating operation, the refrigerant is adiabatically expanded by the first expansion valve and the pipes are connected in the above order.
In the cooling operation, the refrigerant is circulated in the above order without adiabatic expansion of the refrigerant by the first expansion valve.
【0015】この冷暖房装置は、室外側熱交換器の上流
に第1の膨張弁が設けられ、この膨張弁においては、暖
房運転時には冷媒が断熱膨張し、冷房運転時には冷媒が
断熱膨張しないので、暖房運転時及び冷房運転時におけ
るサイクル作動は以下のようになる。In this cooling / heating device, a first expansion valve is provided upstream of the outdoor heat exchanger. In this expansion valve, the refrigerant expands adiabatically during the heating operation, and does not expand adiabatically during the cooling operation. The cycle operation during the heating operation and the cooling operation is as follows.
【0016】すなわち、暖房運転時には、コンプレッサ
から吐出された高温高圧のガス状冷媒は、室内側熱交換
器に導かれて取入空気を加熱しながら凝縮液化されたの
ち、第1の膨張弁によって断熱膨張されて低温低圧の液
状冷媒となって室外側熱交換器に導かれる。That is, during the heating operation, the high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant discharged from the compressor is guided to the indoor heat exchanger and is condensed and liquefied while heating the intake air. It is adiabatically expanded and becomes a low-temperature and low-pressure liquid refrigerant, which is guided to the outdoor heat exchanger.
【0017】この低温低圧の液状冷媒は、室外側熱交換
器において外気を冷却しながら低温低圧のガス状冷媒と
なったのち、第2の膨張弁及び冷却器にてさらに取入空
気を冷却し、コンプレッサに戻される。The low-temperature and low-pressure liquid refrigerant is turned into a low-temperature and low-pressure gaseous refrigerant while cooling the outside air in the outdoor heat exchanger, and is further cooled by the second expansion valve and the cooler. , Returned to the compressor.
【0018】すなわち、本発明に係る室外側熱交換器
は、暖房時においては、エバポレータとして機能する。
また、第2の膨張弁を通過する冷媒は、既に低温低圧の
液状冷媒となっており、若干取入空気を冷却するのみで
あることから、不必要な除湿暖房が改善されることにな
る。同時に、全く除湿を行わないものではないため、窓
ガラスの曇りを晴らすこともできる。That is, the outdoor heat exchanger according to the present invention functions as an evaporator during heating.
Further, the refrigerant passing through the second expansion valve is already a low-temperature and low-pressure liquid refrigerant and only slightly cools the intake air, so that unnecessary dehumidifying heating is improved. At the same time, it is not a thing that does not perform dehumidification at all, so that it is possible to clear the fogging of the window glass.
【0019】一方、冷房運転時には、コンプレッサから
吐出された高温高圧のガス状冷媒は、室内側熱交換器に
導かれて取入空気との熱交換を行ったのち、第1の膨張
弁をそのまま通過して室外側熱交換器に導かれる。これ
ら室内側熱交換器及び室外側熱交換器において、高温高
圧のガス状冷媒は、外気と熱交換しながら凝縮液化され
たのち、冷却器の入口に設けられた第2の膨張弁によっ
て断熱膨張して低温低圧の液状冷媒となり、冷却器に導
かれる。On the other hand, during the cooling operation, the high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant discharged from the compressor is guided to the indoor heat exchanger to exchange heat with the intake air, and then leaves the first expansion valve as it is. It passes through and is guided to the outdoor heat exchanger. In the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger, the high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant is condensed and liquefied while exchanging heat with the outside air, and then adiabatically expanded by the second expansion valve provided at the inlet of the cooler. Then, it becomes a low-temperature and low-pressure liquid refrigerant and is led to a cooler.
【0020】そして、この低温低圧の液状冷媒は、冷却
器において取入空気を冷却しながら低温低圧のガス状冷
媒となり、コンプレッサに戻される。The low-temperature and low-pressure liquid refrigerant becomes a low-temperature and low-pressure gaseous refrigerant while cooling the intake air in the cooler, and is returned to the compressor.
【0021】すなわち、本発明に係る室外側熱交換器
は、冷房時においては、コンデンサとして機能すること
になる。That is, the outdoor heat exchanger according to the present invention functions as a condenser during cooling.
【0022】このように本発明の冷暖房装置は、1つの
サイクルによって冷暖房を行うことができるので、従来
必要とされた切換弁やバイパス管を省略することがで
き、これにより、構成部品が少なくシンプルなサイクル
となり、製品コストや専有スペースの低減のみならず、
冷媒の漏洩や作動不良といった問題も解消することがで
きる。As described above, since the cooling and heating apparatus of the present invention can perform cooling and heating in one cycle, the switching valve and the bypass pipe conventionally required can be omitted. Cycle, not only reducing product costs and exclusive space,
Problems such as leakage of the refrigerant and malfunctions can also be solved.
【0023】請求項2記載の冷暖房装置は、暖房運転時
及び冷房運転時の第1の膨張弁における冷媒の断熱膨張
の有無は、第1の膨張弁の弁開度を調節することにより
制御されることを特徴とする。According to the second aspect of the present invention, the presence or absence of adiabatic expansion of the refrigerant in the first expansion valve during the heating operation and the cooling operation is controlled by adjusting the valve opening of the first expansion valve. It is characterized by that.
【0024】冷暖房に応じて第1の膨張弁における冷媒
の断熱膨張を制御するにあたり、第1の膨張弁の弁開度
を調節することにより簡単に制御することができる。暖
房時には、断熱膨張が必要であるため、第1の膨張弁の
弁開度は狭小なコントロールモードとし、冷房時には断
熱膨張させないために、第1の膨張弁の弁開度は全開と
する。In controlling the adiabatic expansion of the refrigerant in the first expansion valve in accordance with the cooling and heating, the control can be easily performed by adjusting the valve opening of the first expansion valve. At the time of heating, since adiabatic expansion is necessary, the valve opening of the first expansion valve is set to a small control mode, and at the time of cooling, the valve opening of the first expansion valve is fully opened to prevent adiabatic expansion.
【0025】請求項3記載の冷暖房装置は、暖房運転時
及び冷房運転時の第1の膨張弁における冷媒の断熱膨張
の有無は、第1の膨張弁を迂回するバイパス管を流れる
冷媒量を調節することにより制御されることを特徴とす
る。According to a third aspect of the present invention, the presence or absence of the adiabatic expansion of the refrigerant in the first expansion valve during the heating operation and the cooling operation adjusts the amount of the refrigerant flowing through the bypass pipe bypassing the first expansion valve. And is controlled by
【0026】上記第1の膨張弁の弁開度による制御以外
にも、サイクルを構成する配管に第1の膨張弁を迂回す
るバイパス管を設け、第1の膨張弁の弁開度を調節する
ことなく当該バイパス管を流れる冷媒量を調節すること
によっても制御することができる。すなわち、暖房時に
は、断熱膨張が必要であるため、冷媒を全て第1の膨張
弁に流し、冷房時には断熱膨張させないために、冷媒を
全てバイパス管に流すようにする。In addition to the control based on the opening degree of the first expansion valve, a bypass pipe bypassing the first expansion valve is provided in a pipe constituting a cycle to adjust the opening degree of the first expansion valve. It can also be controlled by adjusting the amount of refrigerant flowing through the bypass pipe without the need. That is, adiabatic expansion is required during heating, so that all refrigerant flows through the first expansion valve, and during cooling, all refrigerant flows through the bypass pipe in order to prevent adiabatic expansion.
【0027】[0027]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1及び図2は、本発明の電気自
動車用冷暖房装置の実施の形態を示す概略構成図であ
る。なお、同図中、図4及び図5と共通する部分には同
一の符号を付している。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 and FIG. 2 are schematic configuration diagrams showing an embodiment of a cooling and heating device for an electric vehicle according to the present invention. Note that, in the figure, the same reference numerals are given to parts common to FIGS. 4 and 5.
【0028】本実施の形態に係る電気自動車用冷暖房装
置は、冷房、暖房共に冷媒を用いたサイクル運転を行う
ことによって車室内の冷房と除湿暖房を行うヒートポン
プ式エアコンである。The cooling and heating device for an electric vehicle according to the present embodiment is a heat pump type air conditioner for performing cooling and dehumidifying heating in a vehicle compartment by performing a cycle operation using a refrigerant for both cooling and heating.
【0029】このエアコンのサイクルCは、コンプレッ
サ6、車室内側熱交換器4、リキッドタンク7a、第1
の膨張弁8a、車室外側熱交換器5、リキッドタンク7
b、第2の膨脹弁8b、及び冷却器3を配管で連結し、
その中に冷媒を封入して構成されている。The cycle C of the air conditioner includes a compressor 6, a heat exchanger 4 inside the vehicle, a liquid tank 7a,
Expansion valve 8a, exterior heat exchanger 5, liquid tank 7
b, the second expansion valve 8b and the cooler 3 are connected by piping,
It is configured such that a refrigerant is sealed therein.
【0030】また、図示はしないが、車室外側熱交換器
5の背面には、この車室外側熱交換器5に空気を送るた
めのファン装置が設けられている。Although not shown, a fan device for sending air to the outside heat exchanger 5 is provided on the rear side of the outside heat exchanger 5.
【0031】このようなサイクルCは、暖房運転時にお
いても冷房運転時においても、図1及び図2に示すよう
に、コンプレッサ6から吐出された冷媒が、車室内側熱
交換器4→リキッドタンク7a→第1の膨脹弁8a→車
室外側熱交換器5→リキッドタンク7b→第2の膨張弁
8b→冷却器3→コンプレッサ6へと循環する同じ循環
経路が形成される。In such a cycle C, the refrigerant discharged from the compressor 6 is supplied to the vehicle interior heat exchanger 4 → the liquid tank in both the heating operation and the cooling operation, as shown in FIGS. The same circulation path that circulates from 7a → first expansion valve 8a → vehicle exterior heat exchanger 5 → liquid tank 7b → second expansion valve 8b → cooler 3 → compressor 6 is formed.
【0032】なお、場合によっては、構成を簡単にする
ために、リキッドタンク7a,7bの全部または一部を
省略してもよい。また、コンプレッサ6は、電気モータ
によって直接または図示しないベルト等を介して駆動さ
れる。つまり、バッテリーで、電気自動車の走行駆動と
コンプレッサ6の駆動とが行われる。In some cases, all or part of the liquid tanks 7a and 7b may be omitted to simplify the configuration. The compressor 6 is driven directly by an electric motor or via a belt (not shown). That is, the driving of the electric vehicle and the driving of the compressor 6 are performed by the battery.
【0033】本実施の形態に係る電気自動車用冷暖房装
置は、取入空気の風路を構成するダクト2を有し、上流
側に、ブロアファンとこれを駆動するブロアファンモー
タとから構成されたブロア装置1が設けられ、これによ
り取入空気が車室内に送られる。The cooling and heating device for an electric vehicle according to the present embodiment has a duct 2 constituting an air passage for intake air, and comprises a blower fan and a blower fan motor for driving the blower fan on the upstream side. A blower device 1 is provided, whereby the intake air is sent into the vehicle interior.
【0034】冷却器3と車室内側熱交換器4は、ダクト
2内に、上流側からこの順で配置され、車室内側熱交換
器4の上流側には、エアミックスドア13が回動自在に
設けられ、車室内側熱交換器4を通過する風量と当該車
室内側熱交換器13を迂回する風量との比率が調節され
る。The cooler 3 and the vehicle interior heat exchanger 4 are arranged in this order in the duct 2 from the upstream side, and the air mixing door 13 is rotated upstream of the vehicle interior side heat exchanger 4. It is provided freely, and the ratio of the air volume passing through the vehicle interior heat exchanger 4 to the air volume bypassing the vehicle interior heat exchanger 13 is adjusted.
【0035】さらに、ダクト2の下流部には、混合室1
8が形成され、この混合室18では、車室内側熱交換器
4を通過した温風と車室内側熱交換器4を迂回した冷風
とが混合され、所望の温度の空気流となるように温調さ
れる。Further, a mixing chamber 1 is provided downstream of the duct 2.
8 is formed, and in this mixing chamber 18, the hot air that has passed through the vehicle interior heat exchanger 4 and the cool air that has bypassed the vehicle interior heat exchanger 4 are mixed, so that an airflow having a desired temperature is obtained. Temperature controlled.
【0036】なお、温調された空気は、図示しない各種
の吹出口、例えば、ベント吹出口、フット吹出口、デフ
吹出口等から車室内所定場所に向かって吹き出される。The temperature-controlled air is blown out from various outlets (not shown), for example, vent outlets, foot outlets, differential outlets, etc., toward a predetermined location in the vehicle compartment.
【0037】本実施の形態において、暖房運転と冷房運
転とは、第1の膨張弁8aの作用が相違する。すなわ
ち、第1の膨張弁8aは、冷却器3の入口に設けられた
第2の膨張弁8bと同様に熱交換器の出口側冷媒の温度
に応じて弁開度がコントロールされる電磁膨張弁であ
り、暖房時においては、車室外側熱交換器5の出口側配
管に設けられた感温筒(図示せず)により、図1(B)
に示すように第1の膨張弁8aの弁開度が制御され、車
室外側熱交換器5をエバポレータとして機能させる。し
かしながら、冷房時には、当該車室外側熱交換器5をコ
ンデンサとして機能させるために、図2(B)に示すよ
うに第1の膨張弁8aの弁開度を強制的に全開とする。In this embodiment, the operation of the first expansion valve 8a is different between the heating operation and the cooling operation. That is, like the second expansion valve 8b provided at the inlet of the cooler 3, the first expansion valve 8a is an electromagnetic expansion valve whose valve opening is controlled according to the temperature of the refrigerant on the outlet side of the heat exchanger. During heating, a temperature-sensitive cylinder (not shown) provided on the outlet side pipe of the heat exchanger 5 on the outside of the passenger compartment causes a temperature-sensitive cylinder (not shown) to operate as shown in FIG.
As shown in (1), the valve opening of the first expansion valve 8a is controlled, and the vehicle interior heat exchanger 5 functions as an evaporator. However, at the time of cooling, the first expansion valve 8a is forced to fully open as shown in FIG. 2B in order to make the vehicle interior heat exchanger 5 function as a condenser.
【0038】このような弁開度のコントロールは、電磁
膨張弁8aへの出力電圧によって容易に行うことができ
るが、それ以外にも第1の膨張弁8aを迂回するバイパ
ス管15aによって行うこともできる。図3は、本発明
の他の実施の形態を示す概略図であり、この場合、第1
の膨張弁8aを迂回するようにバイパス管15aが設け
られ、さらにこのバイパス管15aに電磁弁15bが設
けられている。Such control of the valve opening can be easily performed by the output voltage to the electromagnetic expansion valve 8a, but can also be performed by the bypass pipe 15a bypassing the first expansion valve 8a. it can. FIG. 3 is a schematic diagram showing another embodiment of the present invention.
A bypass pipe 15a is provided so as to bypass the expansion valve 8a, and an electromagnetic valve 15b is provided in the bypass pipe 15a.
【0039】そして、暖房時には、第1の膨張弁8aが
通常のコントロールを行うように電磁弁15bを全閉
し、全ての冷媒を第1の膨張弁8aに流す。これに対し
て冷房時には、電磁弁15bを全開して殆どの冷媒をバ
イパス管15aに流し、第1の膨張弁8aにおける冷媒
の断熱膨張を抑制する。During heating, the solenoid valve 15b is fully closed so that the first expansion valve 8a performs normal control, and all the refrigerant flows through the first expansion valve 8a. On the other hand, at the time of cooling, the solenoid valve 15b is fully opened to allow most of the refrigerant to flow through the bypass pipe 15a, thereby suppressing adiabatic expansion of the refrigerant in the first expansion valve 8a.
【0040】次に、実施の形態の作用を説明する。例え
ば、エアコンスイッチがオンされると、システムが起動
してコンプレッサ6がオンし、車室内の必要とされる空
調状態に応じて第1の膨張弁8aの弁開度が切り換えら
れる。この弁開度によって、上述したように、暖房運転
時と冷房運転時とで車室外側熱交換器5の機能が切り換
えられる。Next, the operation of the embodiment will be described. For example, when the air conditioner switch is turned on, the system is started, the compressor 6 is turned on, and the opening degree of the first expansion valve 8a is switched according to the required air condition in the vehicle compartment. As described above, the function of the vehicle exterior heat exchanger 5 is switched between the heating operation and the cooling operation according to the valve opening degree.
【0041】まず、温調制御を含む暖房運転をする場合
には、第1の膨張弁8aの弁開度を通常のコントロール
モードとする。これにより車室外側熱交換器5は、エバ
ポレータとして機能し、サイクルC内の冷媒は、コンプ
レッサ6→車室内側熱交換器4→リキッドタンク7a→
第1の膨張弁8a→車室外側熱交換器5→リキッドタン
ク7b→第2の膨脹弁8b→冷却器3→コンプレッサ6
という回路を循環する。First, when performing the heating operation including the temperature control, the opening degree of the first expansion valve 8a is set to the normal control mode. As a result, the vehicle interior heat exchanger 5 functions as an evaporator, and the refrigerant in the cycle C is supplied from the compressor 6 → the vehicle interior side heat exchanger 4 → the liquid tank 7a →
First expansion valve 8a → heat exchanger 5 outside vehicle compartment → liquid tank 7b → second expansion valve 8b → cooler 3 → compressor 6
Circuit.
【0042】この過程において、車室内側熱交換器4に
おいては、取入空気との熱交換が行われてこれを加熱
し、このときの放熱は、車室外側熱交換器5によって外
部の空気から吸熱される。また、冷却器3においても熱
交換が行われ、取入空気を若干冷却する。したがって、
過剰ではない若干の除湿をともなう暖房が実現され、窓
ガラスの曇りを晴らす機能を果たすこととなる。In this process, heat is exchanged with the intake air in the vehicle interior heat exchanger 4 to heat it. At this time, the heat is released by the external heat exchanger 5 by the external heat exchanger 5. Endothermic. Further, heat exchange is also performed in the cooler 3 to slightly cool the intake air. Therefore,
Heating with some but not excessive dehumidification is realized, and will serve to clear the fogging of the window glass.
【0043】なお、温調制御は、車室内側熱交換器4の
上流に設けられたエアミックスドア13の開度を調節す
ることにより行われる。The temperature control is performed by adjusting the opening of an air mix door 13 provided upstream of the vehicle interior heat exchanger 4.
【0044】暖房時に車室外側熱交換器5が凍結した場
合には、第1の膨張弁8aを一時的に全開にすることに
よって短時間で解凍することができる。また、車室外側
熱交換器5が凍結したとしても、車室内側熱交換器4は
凍結することなく暖房性能を発揮することができる。When the outside heat exchanger 5 freezes during heating, the first expansion valve 8a can be thawed in a short time by fully opening the first expansion valve 8a temporarily. Further, even if the heat exchanger 5 outside the vehicle compartment freezes, the heat exchanger 4 inside the vehicle compartment can exhibit heating performance without freezing.
【0045】冷房運転をする場合には、第1の膨張弁8
aの弁開度を全開にするとともに、エアミックスドア1
3を全閉状態かあるいはそれに近い状態とする。When performing the cooling operation, the first expansion valve 8
a and the air mix door 1
3 is in a fully closed state or a state close thereto.
【0046】これにより、車室外側熱交換器5はコンデ
ンサとして機能し、サイクルC内の冷媒は、コンプレッ
サ6→車室内側熱交換器4→リキッドタンク7a→第1
の膨脹弁8a→車室外側熱交換器5→リキッドタンク7
b→第2の膨張弁8b→冷却器3→コンプレッサ6とい
う回路、すなわち上述した暖房時と同じ回路を循環す
る。As a result, the heat exchanger 5 outside the vehicle compartment functions as a condenser, and the refrigerant in the cycle C is supplied from the compressor 6 → the heat exchanger 4 inside the vehicle → the liquid tank 7a → the first tank.
Expansion valve 8a → exterior heat exchanger 5 → liquid tank 7
b → the second expansion valve 8b → the cooler 3 → the compressor 6;
【0047】この過程において、第2の膨張弁8bは通
常のコントロールモードで作動するので、冷却器3は、
取入空気との熱交換を行ってこれを冷却し、このときの
吸熱は、主として車室外側熱交換器5において外気に放
出される。つまり、第1の膨張弁8aの弁開度は、全開
となっているので、車室外側熱交換器5は、コンデンサ
として機能し、コンプレッサ6によって高温高圧となっ
たガス状冷媒を凝縮液化させる。ただし、エアミックス
ドア13を開くと、車室内側熱交換器4によっても熱交
換が行われ、冷却器3によって冷却された取入空気を加
熱することができ、その結果、温調及び除湿されること
となる。In this process, since the second expansion valve 8b operates in the normal control mode, the cooler 3
The heat is exchanged with the intake air to cool it, and the heat absorbed at this time is mainly released to the outside air in the vehicle exterior heat exchanger 5. In other words, since the opening degree of the first expansion valve 8a is fully open, the vehicle interior heat exchanger 5 functions as a condenser, and condenses and liquefies the gaseous refrigerant that has become high temperature and high pressure by the compressor 6. . However, when the air mix door 13 is opened, heat is also exchanged by the vehicle interior heat exchanger 4 and the intake air cooled by the cooler 3 can be heated, and as a result, the temperature is controlled and dehumidified. The Rukoto.
【0048】なお、本発明は、上述した実施の形態のみ
に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において
種々改変することができるものである。例えば、上述し
た実施の形態では、電気自動車用冷暖房装置について説
明したが、本発明は、これのみに限定されるものではな
く、一般家庭に使用される通常の冷暖房装置にも適用す
ることができることはいうまでもない。The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified within the scope of the claims. For example, in the above-described embodiment, the cooling and heating device for an electric vehicle has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a normal cooling and heating device used in a general home. Needless to say.
【0049】[0049]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る請求
項1記載の冷暖房装置によれば、方向制御弁やバイパス
冷媒配管を設けていないので、回路構成がシンプルとな
り、製品コストやスペースの低減に加えて、構成部品か
らの冷媒漏洩や作動不良などの問題を解消できる。As described above, according to the air conditioner of the first aspect of the present invention, since the directional control valve and the bypass refrigerant pipe are not provided, the circuit configuration is simplified, and the product cost and space are reduced. In addition to the reduction, it is possible to eliminate problems such as refrigerant leakage from component parts and malfunction.
【0050】また、請求項2記載の冷暖房装置によれ
ば、電気的制御によって簡単に断熱膨張の有無を制御で
きるのでコストアップを最小限に抑制できる。Further, according to the cooling and heating apparatus of the second aspect, the presence or absence of adiabatic expansion can be easily controlled by electric control, so that cost increase can be suppressed to a minimum.
【0051】また、請求項3記載の冷暖房装置によれ
ば、バイパス管を設けることにより第1の膨張弁の目詰
まりに拘わらず確実に断熱膨張の有無を制御できる。According to the third aspect of the invention, the provision of the bypass pipe makes it possible to reliably control the presence or absence of adiabatic expansion regardless of clogging of the first expansion valve.
【図1】 本発明の実施形態を示す概略構成図(暖房運
転時)である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram (at the time of a heating operation) showing an embodiment of the present invention.
【図2】 本発明の実施形態を示す概略構成図(冷房運
転時)である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram (at the time of cooling operation) showing an embodiment of the present invention.
【図3】 本発明の他の実施形態を示す概略構成図であ
る。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the present invention.
【図4】 従来の電気自動車用冷暖房装置を示す概略構
成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a conventional air conditioner for an electric vehicle.
【図5】 従来の電気自動車用冷暖房装置を示す概略構
成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a conventional cooling and heating device for an electric vehicle.
1…ブロア装置、 2…ダクト、 3…冷却器、 4…(車)室内側熱交換器、 5…(車)室外側熱交換器、 6…コンプレッサ、 8…膨張弁、 8a…第1の膨張弁、 8b…第2の膨張弁、 15a…バイパス管、 15b…電磁弁。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Blower apparatus, 2 ... Duct, 3 ... Cooler, 4 ... (Car) indoor heat exchanger, 5 ... (Car) outdoor heat exchanger, 6 ... Compressor, 8 ... Expansion valve, 8a ... First Expansion valve, 8b: second expansion valve, 15a: bypass pipe, 15b: solenoid valve.
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60H 1/32 B60H 1/22 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B60H 1/32 B60H 1/22
Claims (3)
第1の膨張弁(8a)、室外側熱交換器(5)、第2の膨張弁
(8a)、および冷却器(3)がこの順に配管で連結された冷
暖房装置であって、 暖房運転時には第1の膨張弁(8a)で冷媒を断熱膨張させ
て前記順で配管を循環させ、冷房運転時には前記第1の
膨張弁(8a)で冷媒を断熱膨張させることなく前記順で配
管を循環させることを特徴とする冷暖房装置1. A compressor (6), an indoor heat exchanger (4),
First expansion valve (8a), outdoor heat exchanger (5), second expansion valve
(8a) and a cooler (3) connected in this order by piping, and the refrigerant is adiabatically expanded by the first expansion valve (8a) during the heating operation.
In the cooling operation, the refrigerant is circulated in the above order without adiabatically expanding the refrigerant by the first expansion valve (8a).
Cooling and heating system characterized by circulating pipes
膨張弁(8a)における冷媒の断熱膨張の有無は、第1の膨
張弁(8a)の弁開度を調節することにより制御されること
を特徴とする請求項1記載の冷暖房装置。2. The presence or absence of adiabatic expansion of the refrigerant in the first expansion valve (8a) during the heating operation and the cooling operation is controlled by adjusting the valve opening of the first expansion valve (8a). The cooling and heating device according to claim 1, wherein:
膨張弁(8a)における冷媒の断熱膨張の有無は、第1の膨
張弁(8a)を迂回するバイパス管(15a)を流れる冷媒量を
調節することにより制御されることを特徴とする請求項
1記載の冷暖房装置。The presence or absence of adiabatic expansion of the refrigerant in the first expansion valve (8a) during the heating operation and the cooling operation depends on whether the refrigerant flowing through the bypass pipe (15a) bypassing the first expansion valve (8a). The cooling and heating device according to claim 1, wherein the heating and cooling device is controlled by adjusting the amount.
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