專利名稱：冷媒循環(huán)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由配置成可與空調(diào)空間(進行空氣調(diào)節(jié)的空間)熱交換的使用側(cè)熱交換器使冷媒進行放熱或吸熱，對空調(diào)空間進行空氣調(diào)節(jié)的冷媒循環(huán)裝置。
背景技術(shù)：
以往，這種冷媒循環(huán)裝置，例如，進行汽車車內(nèi)的空氣調(diào)節(jié)及除濕的車用空調(diào)，如圖11所示，由壓縮機204、與作為空調(diào)空間的車內(nèi)可進行熱交換的使用側(cè)熱交換器201、設(shè)置在室外的熱源側(cè)熱交換器203、流量調(diào)節(jié)閥211、212、213等構(gòu)成冷媒回路。
上述使用側(cè)熱交換器201，如圖12所示，在一個方向上形成有指向車內(nèi)腳下(出風口)Fo、正面Fa、擋風玻璃等玻璃面De這三個方向的出風口200A(圖11中未圖示)，并設(shè)在能與車內(nèi)熱交換的收容室200內(nèi)。在夾著該收容室200的使用側(cè)熱交換器201的與出風口200A相反一側(cè)設(shè)置有送風機210，用于將車內(nèi)的空氣送到使用側(cè)熱交換器201，并從出風口200A將在該使用側(cè)熱交換器201與冷媒進行了熱交換的空氣向車內(nèi)送風。
該使用側(cè)熱交換器201，由為使由壓縮機204壓縮的冷媒進行放熱的室內(nèi)氣體冷卻器202、用于使由流量調(diào)節(jié)閥212減壓的冷媒進行吸熱的蒸發(fā)器209構(gòu)成，室內(nèi)氣體冷卻器202配置在收容室200內(nèi)的出風口200A一側(cè)，蒸發(fā)器209配置在送風機210一側(cè)。另外，在收容室200的室內(nèi)氣體冷卻器202的背面(蒸發(fā)器209一側(cè))設(shè)置可動式分隔部件205，該分隔部件205，能以設(shè)置在收容室200內(nèi)上下方向大致中心的軸211為中心半圓周轉(zhuǎn)動。
然后，如圖12所示那樣，當分隔部件205位于室內(nèi)氣體冷卻器202的背面時，由于該分隔部件205隔斷了從送風機210向室內(nèi)氣體冷卻器202的送風，所以室內(nèi)氣體冷卻器202的冷媒幾乎不放熱。另外，如圖12虛線所表示的那樣，當分隔部件205位于室內(nèi)氣體冷卻器202的上方時，由于分隔部件205不隔斷對室內(nèi)氣體冷卻器202的送風，所以由室內(nèi)氣體冷卻器202將冷媒與送風機210送來的空氣進行熱交換。然后，將通過冷媒的放熱而被加熱的空氣從出風口200A送向車內(nèi)。
這里，對圖11及圖12所表示的以往的車用空調(diào)的動作進行說明。首先，對向車內(nèi)制暖的制暖模式進行說明。在這種情況下，如圖11的虛線所表示的那樣在使分隔部件205位于室內(nèi)氣體冷卻器202的上側(cè)的同時，為了由流量調(diào)節(jié)閥211進行減壓而擰緊該流量調(diào)節(jié)閥211。并且，在全閉流量調(diào)節(jié)閥212的同時，將流量調(diào)節(jié)閥213全開，阻止冷媒向蒸發(fā)器209的流通。
首先，由壓縮機204壓縮的冷媒流入室內(nèi)氣體冷卻器202，與周圍空氣進行熱交換并放熱。這時，由室內(nèi)氣體冷卻器202與冷媒進行熱交換而加熱的空氣通過送風機210經(jīng)由出風口200A向車內(nèi)送風。由此，給車內(nèi)制暖。
另一方面，由室內(nèi)氣體冷卻器202放熱的冷媒，由流量調(diào)節(jié)閥211減壓之后，進入熱源側(cè)熱交換器203，在那里吸熱蒸發(fā)之后，經(jīng)過流量調(diào)節(jié)閥213被吸入壓縮機204而進行反復(fù)循環(huán)。
下面，對于向室內(nèi)制冷的制冷模式進行說明。在這種情況下，分隔部件205如圖12所示位于室內(nèi)氣體冷卻器202的背面一側(cè)。另外，將流量調(diào)節(jié)閥211全開，把調(diào)節(jié)閥212可進行減壓地擰緊的同時，將流量調(diào)節(jié)閥213全閉。然后，由壓縮機204壓縮的冷媒流入室內(nèi)氣體冷卻器202。這里，在該制冷模式中，分隔部件205位于室內(nèi)氣體冷卻器202的背面，由于隔斷來自送風機210的送風，室內(nèi)氣體冷卻器202的冷媒幾乎不放熱，而流入熱源側(cè)熱交換器203。
進入熱源側(cè)熱交換器203的冷媒與周圍空氣進行熱交換并放熱后，由流量調(diào)節(jié)閥212進行減壓，在蒸發(fā)器209吸熱、蒸發(fā)。這時與冷媒進行了熱交換并被冷卻的空氣通過送風機210經(jīng)由出風口200A向車內(nèi)送風。由此，車內(nèi)被冷卻。另一側(cè)，由蒸發(fā)器209吸熱，蒸發(fā)的冷媒被吸入壓縮機204而進行反復(fù)循環(huán)(例如，參照專利文獻1)。
下面，對為了消除冬季等玻璃上產(chǎn)生的霧氣的運行模式，即，一邊進行室內(nèi)制暖一邊進行除濕的除濕制暖模式進行說明。在這種情況下，分隔部件205位于室內(nèi)氣體冷卻器202的上側(cè)。另外，在可減壓地擰緊流量調(diào)節(jié)閥211、212的同時，將流量調(diào)節(jié)閥213全閉。
由壓縮機204壓縮的冷媒由室內(nèi)氣體冷卻器202進行放熱，由流量調(diào)節(jié)閥211進行減壓，在熱源側(cè)熱交換器203進行吸熱。然后，從熱源側(cè)熱交換器203流出來的冷媒由流量調(diào)節(jié)閥212進一步進行減壓之后，流入蒸發(fā)器209，進行吸熱并蒸發(fā)。這時，由送風機210使之循環(huán)的車內(nèi)空氣，在通過蒸發(fā)器209的過程中被冷卻，由此除去水分而進行除濕。這個經(jīng)過除濕的空氣，通過送風機210向室內(nèi)氣體冷卻器202送風，如前面所述由室內(nèi)氣體冷卻器202與冷媒進行熱交換而加熱之后，經(jīng)由出風口200A向車內(nèi)送風。這樣，在與車內(nèi)可進行熱交換的收容室200內(nèi)設(shè)置蒸發(fā)器209及室內(nèi)氣體冷卻器202，將蒸發(fā)器209配置在送風機210一側(cè)，將室內(nèi)氣體冷卻器202配置在該蒸發(fā)器209的出風口200A一側(cè)，由蒸發(fā)器209冷卻車內(nèi)空氣，將水分冷凝消除之后，通過對室內(nèi)氣體冷卻器202進行加熱，進行一邊對空氣進行除濕一邊進行制暖的除濕制暖(例如，參照專利文獻1)。
專利文獻1特開2002-19443號公報然而，如上所述在收容室200內(nèi)設(shè)置可動式分隔部件205，當通過控制該分隔部件205，實行對車內(nèi)進行制暖、制冷及除濕制暖時，在收容室200內(nèi)就必須確保分隔部件205以及使分隔部件205可動的空間，但如果配置在車用空調(diào)那樣設(shè)置空間有限的空間時，就必須相應(yīng)縮小使用側(cè)熱交換器201的容量。因此，就產(chǎn)生了空調(diào)能力下降的問題。
另外，上述以往的冷媒回路，在除濕制暖模式中，為了使由熱源側(cè)熱交換器203吸熱后的冷媒流向蒸發(fā)器209，而確實調(diào)整在蒸發(fā)器209中冷媒的蒸發(fā)量很困難。即，如果蒸發(fā)器209的冷媒蒸發(fā)量少，則蒸發(fā)器209的除濕效果不足，不能很快除去玻璃上的霧氣，從而有可能妨礙駕駛。另一方面，如果蒸發(fā)器209的冷媒蒸發(fā)量多，雖然除濕效果充分，但由于該蒸發(fā)器209與冷媒進行熱交換的空氣量增大，所以產(chǎn)生了所謂不能有效地向車內(nèi)制暖的問題。
除此之外，近幾年為了應(yīng)對地球環(huán)境問題，在這種車用空調(diào)等冷媒循環(huán)中，也在嘗試不采用以往的氟利昂而是采用自然冷媒的CO2(二氧化碳)作為冷媒，將高壓側(cè)作為超臨界壓力運行。當采用二氧化碳冷媒使高壓側(cè)形成超臨界壓力時，室內(nèi)制暖能力就會受到室內(nèi)氣體冷卻器出口溫度的影響。當進行制暖而室內(nèi)溫度低時，雖然該出口溫度降低而可以提高能力，但當進行制冷時，作為熱源側(cè)熱交換器的氣體冷卻器就必須與室外高溫的外界氣體進行熱交換。因此，就不能降低出口溫度，導(dǎo)致制冷能力發(fā)揮困難。
為了解決上述問題，曾經(jīng)嘗試設(shè)置一種在冷媒回路上設(shè)置有使放熱、減壓前的高壓側(cè)冷媒與吸熱后吸入到壓縮機前的低壓側(cè)冷媒進行熱交換的內(nèi)部熱交換器。通過所述內(nèi)部熱交換器，在制冷模式下，使在室內(nèi)氣體冷卻器放熱的冷媒與低壓側(cè)冷媒進行熱交換，能夠使其進一步放熱，從而能夠降低作為熱源側(cè)熱交換器的氣體冷卻器的溫度，進而能夠得到所希望的制冷能力。
然而，以往的內(nèi)部熱交換器，由于制暖模式與制冷模式兩種模式的冷媒都通過相同的路徑，當把內(nèi)部熱交換器的冷媒的熱交換量設(shè)成最適合制冷模式時，在制暖模式中就會因內(nèi)部熱交換器3的熱交換，使低壓側(cè)冷媒進一步升溫成為高溫，由壓縮機1壓縮的冷媒的排出溫度異常上升的問題。由此產(chǎn)生壓縮機1內(nèi)的油性能變差，對周邊機器帶來不良影響。另外，對于配置在冷媒回路高壓側(cè)的相關(guān)機器的材料也必須選擇對應(yīng)高溫的材料，從而產(chǎn)生因材料選擇所引起的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決以往的技術(shù)問題而形成，其目的是提供一種在充分確保使用側(cè)熱交換器容量的同時，還可順暢地對空調(diào)空間進行除濕制暖的冷媒循環(huán)裝置。
本發(fā)明目的還在于提供一種在制暖模式及制冷模式下的內(nèi)部熱交換器的熱交換容量都最佳的冷媒循環(huán)裝置。
本發(fā)明的冷媒循環(huán)裝置，具備配置成能與空調(diào)空間熱交換的第一使用側(cè)熱交換器及第二使用側(cè)熱交換器、配置在所述空調(diào)空間外的熱源側(cè)熱交換器、和將冷媒壓縮并排出的壓縮機，能夠?qū)嵭兄婆Ｊ?、制冷模式和除濕制暖模式，上述制暖模式，使從該壓縮機排出的冷媒流到所述第一使用側(cè)熱交換器進行放熱，經(jīng)該第一使用側(cè)熱交換器放熱后的冷媒在被減壓后，流到所述熱源側(cè)熱交換器進行吸熱，再返回所述壓縮機；上述制冷模式，使從所述壓縮機排出的冷媒流到所述熱源側(cè)熱交換器進行放熱，經(jīng)該熱源側(cè)熱交換器放熱后的冷媒在被減壓后，流到所述第二使用側(cè)熱交換器進行吸熱，再返回到所述壓縮機；上述除濕制暖模式，使從所述壓縮機排出的冷媒流到所述第一使用側(cè)熱交換器進行放熱，對經(jīng)該第一使用側(cè)熱交換器放熱后的冷媒進行分流，將分流后冷媒的一方減壓后，流到所述第二使用側(cè)熱交換器進行吸熱，并且，將分流后冷媒的另一方減壓后，流到所述熱源側(cè)熱交換器進行吸熱，這兩方冷媒從該第二使用側(cè)熱交換器及熱源側(cè)熱交換器流出后，合流返回到所述壓縮機。
方案2的發(fā)明的冷媒循環(huán)裝置，設(shè)有在上述除濕制暖模式中將所述第二使用側(cè)熱交換器的冷媒的蒸發(fā)溫度維持在所定數(shù)值以上的裝置。
方案3的發(fā)明的冷媒循環(huán)裝置，在上述各發(fā)明中，采用二氧化碳作為被所述壓縮機壓縮的冷媒，高壓側(cè)能設(shè)成超臨界壓力，并且，還設(shè)有使放熱后、減壓前的冷媒與吸熱后的冷媒進行熱交換的內(nèi)部熱交換器。
根據(jù)本發(fā)明的冷媒循環(huán)裝置，在制暖模式，將由熱源側(cè)熱交換器從外部吸收的熱傳送給第一使用側(cè)熱交換器，可向空調(diào)空間制暖；在制冷模式，把由第二使用側(cè)熱交換器吸收的空調(diào)空間的熱傳送給熱源側(cè)熱交換器，通過向外部釋放，可對空調(diào)空間制冷。
這樣就能夠在制暖模式下冷媒不流到第二使用側(cè)熱交換器、在制冷模式下冷媒不流到第一使用側(cè)熱交換器地使冷媒進行循環(huán)，所以不用將設(shè)置成與空調(diào)空間熱交換的第一及第二使用側(cè)熱交換器由可動分隔部件隔開，就能對空調(diào)空間進行制暖及制冷，從而可擴大第一及第二使用側(cè)熱交換器的容量。
而且，除濕制暖模式，通過將由第一使用側(cè)熱交換器放熱后的冷媒分流，將一方減壓并使其流到第二使用側(cè)熱交換器進行吸熱，使另一方減壓后流到熱源側(cè)熱交換器進行吸熱，可使熱源側(cè)熱交換器從外部吸收傳送給第一使用側(cè)熱交換器的熱量的同時，在第二使用側(cè)熱交換器把空調(diào)空間的空氣中的水分降到露點以下冷凝消除。
由此，除濕制暖模式，就能夠在通過第一使用側(cè)熱交換器向空調(diào)空間制暖的同時，由第二使用側(cè)熱交換器對空調(diào)空間進行除濕。
特別是通過將本發(fā)明的冷媒循環(huán)裝置適用于對車內(nèi)進行空氣調(diào)節(jié)的車用空調(diào)，在冬季對消除車窗上的霧氣可發(fā)揮顯著的效果。
方案2的發(fā)明的冷媒循環(huán)裝置，由于在上述發(fā)明的除濕制暖模式中將第二使用側(cè)熱交換器的冷媒的蒸發(fā)溫度維持在所定數(shù)值以上，所以可防止第二使用側(cè)熱交換器的凍結(jié)，另外，還不會對第一使用側(cè)熱交換器的制暖產(chǎn)生超過其需要的不良影響。由此，可順暢地實現(xiàn)除濕制暖。
方案3的發(fā)明的冷媒循環(huán)裝置，在上述各發(fā)明中采用二氧化碳作為壓縮機壓縮的冷媒，通過將高壓側(cè)做到超臨界壓力，室內(nèi)氣體冷卻器具有溫度梯度，為了提高效率需要與空氣進行對流的熱交換器。由此，可提高空調(diào)空間的制暖能力。
另外，在放熱后，通過配備使減壓前的冷媒與吸熱后的冷媒進行熱交換的內(nèi)部熱交換器，在制冷模式中，可降低減壓前的溫度，從而提高空調(diào)空間的冷卻能力。
而且，由于通過使吸熱后的冷媒與減壓前的冷媒進行熱交換，可使返回壓縮機的冷媒取得加熱度，所以可預(yù)先避免冷媒液向壓縮機回流的液體倒流的發(fā)生。
本發(fā)明的另一冷媒循環(huán)裝置，具備配置成能與空調(diào)空間熱交換的使用側(cè)熱交換器、配置在所述空調(diào)空間外的熱源側(cè)熱交換器、和將冷媒壓縮并排出的壓縮機，并且，作為冷媒采用二氧化碳，高壓側(cè)能形成超臨界壓力，其中具有使所述使用側(cè)熱交換器流出來的冷媒與所述熱源側(cè)熱交換器流出來的冷媒進行熱交換的內(nèi)部熱交換器，能夠?qū)嵭兄婆Ｊ胶椭评淠Ｊ?，所述制暖模式，使從所述壓縮機排出的冷媒流到所述使用側(cè)熱交換器進行放熱，經(jīng)該使用側(cè)熱交換器放熱后的冷媒在被減壓后，流到所述熱源側(cè)熱交換器進行吸熱，再返回所述壓縮機；所述制冷模式，使從所述壓縮機排出的冷媒流到所述熱源側(cè)熱交換器進行放熱，經(jīng)該熱源側(cè)熱交換器放熱后的冷媒在被減壓后，流到所述使用側(cè)熱交換器進行吸熱，再返回到所述壓縮機，該制冷模式下的所述內(nèi)部熱交換器中的冷媒熱交換量比所述制暖模式下的熱交換量大。
方案5的發(fā)明，在上述發(fā)明中，所述內(nèi)部熱交換器一體具備互相能夠熱交換且各自間的熱交換能力不同的至少3條冷媒流路，通過使所述使用側(cè)熱交換器流出來的冷媒與所述熱源側(cè)熱交換器流出來的冷媒中的至少一方在所述制暖模式和制冷模式下流過不同的所述冷媒流路，而改變它們之間的熱交換量。
根據(jù)本發(fā)明的冷媒循環(huán)裝置，作為冷媒采用二氧化碳，通過使高壓側(cè)形成超臨界壓力，在制暖模式下，使用側(cè)熱交換器中，由于二氧化碳冷媒不冷凝，維持在超臨界狀態(tài)下進行放熱，所以可對周圍空氣加熱為更高的溫度。
另外，通過配置使從使用側(cè)熱交換器流出來的冷媒與從熱源側(cè)熱交換器流出來的冷媒進行熱交換的內(nèi)部熱交換器，制冷模式可降低熱源側(cè)熱交換器的出口溫度。
特別是通過在制冷模式中使上述內(nèi)部熱交換器的冷媒的熱交換量比上述在制暖模式中的熱交換量大，在制冷模式中可更有效地使冷媒過冷卻，在提高使用側(cè)熱交換器的制冷能力的同時，抑制在制暖模式下壓縮機排出的冷媒溫度的上升。
而且，如方案5那樣，內(nèi)部熱交換器一體具備可互相進行熱交換且各自之間的熱交換能力不同的至少3條冷媒流路，通過將使用側(cè)熱交換器流出來的冷媒與熱源側(cè)熱交換器流出來的冷媒中的至少一方在制暖模式和制冷模式下流過不同的冷媒流路，而改變其間的熱交換量，可將內(nèi)部熱交換器的設(shè)置空間控制在最小限度。由此，可使冷媒循環(huán)裝置小型化。


圖1是本發(fā)明的冷媒循環(huán)裝置的一個實施方式的車用空調(diào)的冷媒回路圖。
圖2是圖1的車用空調(diào)的內(nèi)部熱交換器的立體圖。
圖3是圖1的車用空調(diào)的使用側(cè)熱交換器的配置圖。
圖4是表示圖1的車用空調(diào)的制暖模式的冷媒流動圖。
圖5是表示圖1的車用空調(diào)的制冷模式的冷媒流動圖。
圖6是表示圖1的車用空調(diào)的除濕制暖模式的冷媒流動圖。
圖7是圖1的車用空調(diào)的制暖模式的莫里爾圖。
圖8是圖1的車用空調(diào)的制冷模式的莫里爾圖。
圖9是圖1的車用空調(diào)的除濕制暖模式的莫里爾圖。
圖10是其他實施方式的內(nèi)部熱交換器的立體圖。
圖11是以往的車用空調(diào)的冷媒回路圖。
圖12是圖11的車用空調(diào)的使用側(cè)熱交換器的配置圖。
圖中1-壓縮機，2-室內(nèi)氣體冷卻器，3-內(nèi)部熱交換器，4-第一膨脹閥，5-室外熱交換器，8-第二膨脹閥，9-蒸發(fā)器，10-恒壓閥，20-冷媒循環(huán)裝置，40-四通閥，41-單向閥，42-電磁閥，50-接收罐，60-送風機，70、71-冷媒配管，72、73-冷媒流路，80-控制器，120-收容室。
具體實施例方式
下面，根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細敘述。圖1作為本發(fā)明的冷媒循環(huán)裝置的一個實施方式將該冷媒循環(huán)裝置適用于車用空調(diào)的情況下的冷媒回路圖。實施方式的車用空調(diào)至少可適用于引擎驅(qū)動的汽車或混合動力車等。
在圖1中，20為本實施方式的汽車冷媒循環(huán)裝置，該冷媒循環(huán)裝置20，設(shè)有作為第一使用側(cè)熱交換器的室內(nèi)氣體冷卻器2以及作為第二使用側(cè)熱交換器的蒸發(fā)器9、作為熱源側(cè)熱交換器的室外熱交換器5、壓縮冷媒并排出的壓縮機1等。即，該冷媒循環(huán)裝置20，通過將壓縮機1、室內(nèi)氣體冷卻器2、作為減壓手段的第一膨脹閥4及第二膨脹閥8、蒸發(fā)器9及室外熱交換器5等通過配管連接而構(gòu)成冷媒回路。上述室內(nèi)氣體冷卻器2及蒸發(fā)器9，與作為空調(diào)空間的車內(nèi)可進行熱交換地配置，室外熱交換器5配置在無人乘坐的車室外(空調(diào)空間外)。
本實施方式的壓縮機1，是在密閉容器內(nèi)配備第一及第二旋轉(zhuǎn)壓縮元件的多級壓縮式旋轉(zhuǎn)壓縮機，作為冷媒采用二氧化碳(CO2)。因此，該冷媒循環(huán)裝置20的冷媒回路的高壓側(cè)可形成超臨界壓力。
然后，壓縮機1排出側(cè)的配管22連接三通閥40。從這個三通閥40伸出的一根配管23連接在室內(nèi)氣體冷卻器2上。這個室內(nèi)氣體冷卻器2，是將從壓縮機1流出來的高溫高壓的冷媒氣體與車內(nèi)的空氣進行熱交換，從而進行車內(nèi)制暖的裝置。在室內(nèi)氣體冷卻器2的出口上連接配管24的一端，該配管24在中途出現(xiàn)分支，分支一根的配管26到達第二膨脹閥8。
另一方面，從配管24分支的另一根配管25連接在后述的內(nèi)部熱交換器3的冷媒配管70的一端70A上。然后，在冷媒配管70的另一端70B上連接配管27。配管27連接在第一膨脹閥4上，從第一膨脹閥4伸出的配管28連接在配管29的中途部。
配管29的一端連接在室外熱交換器5的一端上，另一端連接在內(nèi)部熱交換器3的冷媒配管71內(nèi)側(cè)形成的冷媒流路72的另一端72B上。在室外熱交換器5的另一端上連接配管30的一端，該配管30的另一端經(jīng)由電磁閥42而與接收罐50連接。從接收罐50伸出的配管31與形成在內(nèi)部熱交換器3的冷媒配管71的上述冷媒流路72外周的冷媒流路73的一端73A連接。另外，從冷媒流路73的另一端73B伸出的配管32連接在壓縮機1的入口上。
一方面，從三通閥40伸出的另一端配管33連接上述配管30的中途部。另外，從上述內(nèi)部熱交換器3的冷媒流路72的一端72A伸出的配管通過單向閥41之后，連接在上述配管25的中途部。再者，單向閥41，使冷媒從內(nèi)部熱交換器3一側(cè)向配管25一側(cè)流通，阻止冷媒從配管25一側(cè)向內(nèi)部熱交換器3一側(cè)流通。
另一方面，從上述配管24分支的另一根配管26，經(jīng)過第二膨脹閥8連接到蒸發(fā)器9。從蒸發(fā)器9伸出的配管34，經(jīng)過后述的恒壓閥10連接到上述配管30的中途部。
另外，室內(nèi)氣體冷卻器2與蒸發(fā)器9如圖2所示一方向上形成有指向車內(nèi)腳下Fo、正面Fa、擋風玻璃等玻璃面De這三個方向的出風口120A，并列設(shè)置在與車內(nèi)可進行熱交換的收容室120內(nèi)。而且，室內(nèi)氣體冷卻器2配置在收容室120內(nèi)的出風口120A一側(cè)，蒸發(fā)器9配置在與出風口120A相反的一側(cè)。另外，在夾著收容室120的室內(nèi)氣體冷卻器2及蒸發(fā)器9且與出風口120A相反的一側(cè)設(shè)置送風機60，該送風機60，吸入車內(nèi)的空氣，向這些室內(nèi)氣體冷卻器2和蒸發(fā)器9送風，使在該室內(nèi)氣體冷卻器2及蒸發(fā)器9進行了熱交換的空氣在車內(nèi)循環(huán)，對車內(nèi)進行空氣調(diào)節(jié)。
另外，在上述室外熱交換器5的附近設(shè)有未圖示的室外送風機。通過設(shè)置該室外熱交換器5，而在后述的制暖模式及除濕制暖模式，由室外熱交換器5使冷媒吸熱，在從外部進行吸收，同時，在制冷模式由蒸發(fā)器9將吸收車內(nèi)的熱傳送給室外熱交換器5并排放出來。
前面敘述的恒壓閥10，是將蒸發(fā)器9的冷媒的蒸發(fā)溫度維持在所定數(shù)值以上，例如維持在0℃以上的裝置，根據(jù)本實施方式的恒壓閥10，而通過該恒壓閥10使冷媒的壓力達到3.5MPa。由此，本實施方式的車用空調(diào)由蒸發(fā)器9可將冷媒的蒸發(fā)溫度維持在0℃以上，從而可防止蒸發(fā)器9的凍結(jié)。而且，通過將蒸發(fā)器9的冷媒的蒸發(fā)溫度維持在0℃以上，在除濕制暖模式中，不會對因室內(nèi)氣體冷卻器2的制暖產(chǎn)生過度的不良影響而順暢地實現(xiàn)除濕制暖。
再者，上述第一及第二膨脹閥4、8是可進行全閉及節(jié)流調(diào)整的電磁閥，由后述的控制器80控制開度。另外，圖中90是用于測出壓縮機1出口的冷媒溫度的溫度傳感器，91是用于測出蒸發(fā)器9的冷媒的蒸發(fā)溫度的溫度傳感器，92是用于測出室外熱交換器5的冷媒溫度的溫度傳感器，93是用于測出通過配管25的冷媒溫度的溫度傳感器。這些傳感器連接在控制器80上。
前面敘述的控制器80，是擔當車用空調(diào)控制的控制裝置，控制著上述恒壓閥10、三通閥40、電磁閥42、第一及第二膨脹閥4、8、送風機60、設(shè)置在室外熱交換器5附近的未圖示的室外送風機及壓縮機1的運行。在控制器80的輸入側(cè)連接上述溫度傳感器90、91、92及93、用于測出車內(nèi)溫度的未圖示的車內(nèi)溫度傳感器、測出車內(nèi)濕度的車內(nèi)濕度傳感器等。另外，在輸出側(cè)連接上述恒壓閥10、三通閥40、電磁閥42、第一及第二膨脹閥4、8、送風機60、室外送風機及壓縮機1。
而且，控制器80，根據(jù)溫度傳感器90、91、92、93及車內(nèi)溫度傳感器測出車內(nèi)溫度和設(shè)定溫度控制壓縮機1的頻率，在進行車內(nèi)溫度控制的同時，根據(jù)壓力傳感器93a測出的高壓壓力和溫度傳感器93，控制第二膨脹閥8的開度。
即，制暖模式，控制器80為了以由溫度傳感器93設(shè)定的運行壓力進行運行而控制第一膨脹閥4，實現(xiàn)所定的壓力。在這種狀態(tài)下，當由車內(nèi)溫度傳感器測出的車內(nèi)溫度低于設(shè)定溫度時，上升壓縮機1的頻率。另外，當車內(nèi)溫度高于設(shè)定溫度時，控制器80就降低壓縮機1的頻率。
另一方面，在制冷模式中，為了使由溫度傳感器91測出的蒸發(fā)器9的冷媒蒸發(fā)溫度達到所定溫度而控制壓縮機1的頻率的同時，當車內(nèi)溫度傳感器測出的車內(nèi)溫度高于設(shè)定溫度時，控制器80就提高壓縮機1的頻率，當?shù)陀谠O(shè)定溫度時，就降低壓縮機1的頻率。
另外，除濕制暖模式，除了基于由各溫度傳感器90、91、92、93測出的冷媒溫度來控制壓縮機1的頻率之外，當車內(nèi)濕度傳感器測出車內(nèi)濕度高于設(shè)置濕度時，控制器80就使第二膨脹閥8的開度增大。由此，因為冷媒大量流向蒸發(fā)器9，所以使來自車內(nèi)的空氣中的水分加快冷凝，從而可進行消除。另外，當車內(nèi)濕度低于設(shè)置濕度時，控制器80就縮小第二膨脹閥8的開度，使流向蒸發(fā)器9的冷媒量減少。
這里，前面敘述的內(nèi)部熱交換器3，是為了使從作為可與室內(nèi)進行熱交換的使用側(cè)熱交換器的室內(nèi)氣體冷卻器2或蒸發(fā)器9流出來的冷媒、和從作為設(shè)置在室外的熱源側(cè)熱交換器的室外熱交換器5流出來的冷媒進行熱交換的裝置，使在后述制冷模式的該內(nèi)部熱交換器3的冷媒的熱交換量比在制暖模式的熱交換量大。即，內(nèi)部熱交換器3可互相進行熱交換，而且，將彼此之間的熱交換能力有差異的至少3個冷媒流路配置成一體，通過將從使用側(cè)熱交換器(室內(nèi)氣體冷卻器2或蒸發(fā)器9)流出來的冷媒與從熱源側(cè)熱交換器(室外熱交換器5)流出來的冷媒內(nèi)的至少一方在制暖模式和制冷模式中流向不同的冷媒流路，而改變其間的熱交換量。
本實施方式的內(nèi)部熱交換器3，如圖3所示由雙重管結(jié)構(gòu)的冷媒配管71和抵接(線接觸)在該冷媒配管71上的冷媒配管70構(gòu)成，該冷媒配管71由冷媒流路72和形成在其外周的冷媒流路73構(gòu)成，在冷媒配管70的內(nèi)部形成有冷媒流路。
然后，在冷媒配管70的一端70A上連接上述配管25，在另一端70B上連接配管27。另外，冷媒配管71內(nèi)側(cè)的冷媒流路72的一端72A，與達到上述單向閥41的配管連接，另一端72B連接配管29的另一端。而且，在形成于冷媒配管71的冷媒流路72的外周的冷媒流路73的一端73A上連接上述配管30，另一端73B連接達到壓縮機1的配管32。
下面，按照以上的構(gòu)成對車用空調(diào)的動作進行說明。其中所需說明的是，最初參照圖4、圖7對進行汽車車內(nèi)制暖的制暖模式的例子進行說明。圖4是表示制暖模式的冷媒流動圖，圖7表示在這種情況下的各個莫里爾圖。圖4的實線表示冷媒流動的配管，虛線表示冷媒不流動的配管。另外，箭頭表示冷媒的流動。在制暖模式中，在控制器80打開設(shè)置在冷媒回路上的上述電磁閥42并關(guān)閉所述第二膨脹閥8的同時，擰緊第一膨脹閥4，控制通過第一膨脹閥4的冷媒降低到所定的壓力。另外，切換上述三通閥40，控制冷媒從配管22向配管23的流動。
驅(qū)動壓縮機1，壓縮機1壓縮的冷媒排出到配管22中。這時，冷媒被壓縮到適當?shù)某R界壓力(圖7的實線B的狀態(tài))。排出到配管22的冷媒，經(jīng)過上述三通閥40從配管23流入室內(nèi)氣體冷卻器2。在那里，冷媒與周圍空氣進行熱交換而放熱(圖7的實線C的狀態(tài))。而且，從冷媒得到熱而被加熱的空氣，通過上述送風機60向出風口120A一側(cè)送風而排到車內(nèi)，進行車內(nèi)的制暖。另外，在該室內(nèi)氣體冷卻器2中，由于不使二氧化碳冷媒冷凝，而維持在超臨界狀態(tài)進行放熱，所以熱交換能力非常高，可將周圍空氣加熱到更高的溫度。
另一方面，由室內(nèi)氣體冷卻器2放熱的冷媒從室內(nèi)氣體冷卻器2流出來再進入配管24。這里如前面所述由于第二膨脹閥8完全被關(guān)閉，所以流過配管24的冷媒不從配管26流向蒸發(fā)器9，而是全部流向配管25，從一端70A進入冷媒配管70，通過內(nèi)部熱交換器3的內(nèi)部。在內(nèi)部熱交換器3中，由上述室內(nèi)氣體冷卻器2進行放熱，減壓前的該高壓側(cè)的冷媒，與流過冷媒配管72的冷媒流路73而從室外熱交換器5流出來的低壓側(cè)冷媒進行熱交換，進一步進行放熱(圖7的實線D的狀態(tài))，且冷媒配管72與該冷媒配管70進行熱交換。
由內(nèi)部熱交換器3進行放熱從冷媒配管70的另一端70B流出來的冷媒到達第一膨脹閥4。冷媒在第一膨脹閥4的壓力降低，成為氣體/液體的二相混合體(圖7的實線E的狀態(tài))，并以這個狀態(tài)流入室外熱交換器5。在那里冷媒從周圍空氣吸熱并蒸發(fā)(圖7的實線F的狀態(tài))。此后，冷媒進入配管30，經(jīng)由電磁閥42到達接收罐50。在那里進行冷媒的氣液分離，僅將氣體冷媒經(jīng)過配管31，從一端73A進入冷媒配管72的冷媒流路73，通過內(nèi)部熱交換器3。在內(nèi)部熱交換器3中，該冷媒氣體在上述的室內(nèi)氣體冷卻器2進行放熱，與減壓前的冷媒進行熱交換而加熱(圖7的實線A的狀態(tài))。由此，該內(nèi)部熱交換器3可取得吸入壓縮機1的冷媒的過熱度，可確實地避免液態(tài)冷媒被吸入壓縮機1的液體回流的發(fā)生。然后，從內(nèi)部熱交換器3流出的冷媒經(jīng)由配管32被吸入壓縮機1內(nèi)而進行反復(fù)循環(huán)。
下面，參照圖5、圖8對進行車內(nèi)制冷的制冷模式的例子進行說明。圖5是表示在制冷模式中冷媒的流動圖，圖8表示這種情況的各個莫里爾圖。圖5的實線表示冷媒流動的配管，虛線表示冷媒不流動的配管。另外，箭頭表示冷媒的流動。在制冷模式中，控制器80關(guān)閉設(shè)置在冷媒回路上的上述電磁閥42的同時，切換上述三通閥40，控制來自配管22的冷媒流向配管33。另外，擰緊第二膨脹閥8，在控制高壓的壓力維持在所定壓力的同時，全閉第一膨脹閥4。
驅(qū)動壓縮機1，被壓縮機1壓縮的冷媒排出到配管22。這時，將冷媒壓縮到適當?shù)某R界的壓力(圖8的B的狀態(tài))。排出到配管22的冷媒，經(jīng)過三通閥40從配管33流入室外熱交換器5。在那里，冷媒與周圍空氣進行熱交換而放熱(圖8的C的狀態(tài))。在該室外熱交換器5中，二氧化碳冷媒不冷凝，維持超臨界的狀態(tài)進行放熱。
在室外熱交換器5放熱的冷媒，從室外熱交換器5經(jīng)過配管29，從另一端72B進入冷媒配管71的冷媒流路72，通過內(nèi)部熱交換器3。在內(nèi)部熱交換器3中，在上述室外熱交換器5進行放熱且減壓前的高壓側(cè)的冷媒，利用流過形成在該冷媒流路72的外周的冷媒流路73的蒸發(fā)器9吸熱，與從接收罐50流出的低壓側(cè)的冷媒進行熱交換，進一步放熱(圖8的D的狀態(tài))。
從冷媒流路72的一端72A流出的冷媒，經(jīng)由單向閥41、配管25、配管26，到達第二膨脹閥8。冷媒因在第二膨脹閥8的壓力降低，形成氣體/液體的二相混合體(圖8的E的狀態(tài))，并以這種狀態(tài)流入蒸發(fā)器9。在那里，冷媒從周圍空氣吸熱并蒸發(fā)(圖8的F的狀態(tài))。這時，通過冷媒吸熱將熱奪走，被冷卻的空氣通過送風機60向出風口120A一側(cè)送風而排到車內(nèi)，對車內(nèi)進行制冷。在這里，如上述在室外熱交換器5放熱的冷媒由內(nèi)部熱交換器3進一步進行放熱，如圖8的D所示流入蒸發(fā)器9的冷媒溫度，進一步降低，從而可進一步提高冷媒的熱交換能力。而且，在內(nèi)部熱交換器3中，通過在室外熱交換器5進行放熱的高壓側(cè)冷媒，和與該冷媒進行熱交換而在蒸發(fā)器9蒸發(fā)的低壓側(cè)冷媒進行對流而流動，可進一步提高冷媒的熱交換能力。
因此，由于可由蒸發(fā)器9對周圍空氣進一步降溫，所以可提高該蒸發(fā)器9的冷卻能力。
而且，內(nèi)部熱交換器3，在上述制暖模式和該制冷模式中，高壓側(cè)的冷媒分別流過不同的路徑。即，制暖模式和制冷模式，雖然兩種模式都是使低壓側(cè)的冷媒通過在冷媒配管71內(nèi)的冷媒流路72的外周形成的冷媒流路73的裝置，但高壓側(cè)的冷媒在制暖模式中使其通過設(shè)置成與冷媒配管71進行熱交換的冷媒配管70，在制冷模式中使其通過在冷媒配管71的冷媒流路73內(nèi)的側(cè)周形成的冷媒流路72。即，沿著低壓側(cè)冷媒流動的冷媒流路73和可更好進行熱交換地配置的冷媒流路72流動的冷媒，比沿著冷媒配管70內(nèi)的冷媒流路流動的冷媒熱交換量大。
因此，在制冷模式中，就能夠把經(jīng)室外熱交換器5放熱后的高壓側(cè)冷媒在該內(nèi)部熱交換器3中進一步放熱。另外，上述制暖模式，在內(nèi)部熱交換器3中，可以抑制經(jīng)室內(nèi)氣體冷卻器2放熱后的高壓側(cè)冷媒的放熱量。
這里，在制暖模式和制冷模式兩種模式中，針對低壓側(cè)冷媒和高壓側(cè)冷媒雙方都流過相同的路徑，例如，兩種模式的低壓側(cè)冷媒都流到冷媒配管71的冷媒流路73，高壓側(cè)冷媒流到形成在冷媒配管71內(nèi)周的冷媒流路72的情況進行說明。在這種情況下，制冷模式，由于象本實施方式的圖8那樣內(nèi)部熱交換器3的熱交換量變大，可進一步降低上述蒸發(fā)器9的冷媒的蒸發(fā)溫度，從而可提高冷卻能力。然而，制暖模式，通過在內(nèi)部熱交換器3進行熱交換，如圖7虛線所示低壓側(cè)的冷媒會進一步成為高溫，由壓縮機1壓縮的冷媒的排出溫度異常上升，達到+170℃附近。由此產(chǎn)生壓縮機1內(nèi)的油變差，對周邊機器帶來不良影響的問題。另外，對于配置在冷媒回路高壓側(cè)的機器的材料也必須選擇對應(yīng)高溫的材料，從而產(chǎn)生因材料選擇所引起的問題。
另一方面，如果兩種模式的低壓側(cè)冷媒都流向冷媒配管71的冷媒流路73，設(shè)置成高壓側(cè)冷媒與該冷媒配管71進行熱交換，流向比上述冷媒流路72熱交換量小的冷媒配管70時，制暖模式如圖7的實線所示就避免了高壓側(cè)的異常上升，從而可使高壓側(cè)冷媒降到所定的高溫(例如，+120℃)。然而，在制冷模式中，由于內(nèi)部熱交換器3的熱交換量變小，第二膨脹閥8前的溫度上升，蒸發(fā)器9入口的焓值不能充分降低，所以就產(chǎn)生了冷卻能力下降的問題。
然而，如上述在制冷模式和制暖模式中，通過使高壓側(cè)的冷媒流向不同的冷媒流路，制冷模式在內(nèi)部熱交換器3的熱交換量比制暖模式的熱交換量大，在制冷模式中從室外熱交換器5流出來冷媒就能更有效地冷卻，從而可以在提高蒸發(fā)器9的制冷能力的同時，抑制制暖模式下壓縮機1排出的冷媒溫度的上升。
另外，通過由雙重管結(jié)構(gòu)的冷媒配管71和與該冷媒配管71進行熱交換的冷媒配管構(gòu)成內(nèi)部熱交換器3，就可以一體具備各自之間的熱交換能力不同的3條冷媒通路。由此，就可以將內(nèi)部熱交換器3的設(shè)置空間控制在最小限度，同時還可提高冷媒循環(huán)裝置20的性能。
另一方面，由蒸發(fā)器9蒸發(fā)的冷媒，進入配管34，通過恒壓閥10，達到3.5MPa的恒壓后，從配管30流入接收罐50。在那里將冷媒的氣液分離。然后，僅由接收罐50分離的氣體冷媒經(jīng)過配管31，從一端73A進入冷媒配管71的冷媒流路73，通過內(nèi)部熱交換器3。在內(nèi)部熱交換器3中，冷媒氣體在上述的室外熱交換器5放熱，與減壓前的冷媒進行熱交換而被加熱(圖8的A的狀態(tài))。由此，可取得低壓冷媒的過熱度。然后，從內(nèi)部熱交換器3流出來的冷媒經(jīng)由配管32被吸入壓縮機1，如此進行反復(fù)循環(huán)。
下面，對在冬季等車內(nèi)制暖時為了消除玻璃上的霧氣的除濕制暖模式的例子參照圖6、圖9進行說明。圖6是表示除濕制暖模式的冷媒流動圖，圖9表示在這種情況下的各個莫里爾圖。圖6的實線表示冷媒流動的配管，虛線表示冷媒不流動的配管。另外，箭頭表示冷媒的流動。在除濕制暖模式中，控制器80在打開電磁閥42的同時，切換三通閥40控制冷媒從配管22流向配管23。另外，擰緊第一及第二膨脹閥4、8，控制通過各膨脹閥4、8的冷媒降低到所定的壓力。
驅(qū)動壓縮機1，將壓縮機1壓縮的冷媒排到配管22。這時，將冷媒壓縮到適當?shù)某R界壓力(圖9的B的狀態(tài))。從配管22排出的冷媒，經(jīng)過上述三通閥40從配管23流入室內(nèi)氣體冷卻器2。在那里，冷媒與周圍空氣進行熱交換而放熱(圖9的C的狀態(tài))。然后，從冷媒得到熱而被加熱的空氣，通過上述送風機60向出風口120A一側(cè)送風而排放到車內(nèi)，進行車內(nèi)制暖。另外，在該室內(nèi)氣體冷卻器2中，由于二氧化碳冷媒不冷凝，維持在超臨界狀態(tài)下放熱，所以熱交換能力非常高，能將周圍空氣加熱到更高的溫度。
另一方面，由室內(nèi)氣體冷卻器2放熱的冷媒，從室內(nèi)氣體冷卻器2出來并進入配管24。在這里，將配管24內(nèi)流動的冷媒分流，一方的冷媒經(jīng)過配管26到達第二膨脹閥8。該冷媒因第二膨脹閥8中的壓力降低，形成氣體/液體的二相混合體(圖9的E的狀態(tài))，并以這個狀態(tài)流入蒸發(fā)器9。在那里，冷媒從周圍空氣吸熱蒸發(fā)(圖9的F的狀態(tài))。這時，蒸發(fā)器9將車內(nèi)空氣中的水降到露點以下，從而可進行冷凝消除。由此，將車內(nèi)空氣中的水分除去而進行除濕。除濕后的空氣，通過送風機60向室內(nèi)氣體冷卻器2送風，如前面所述，與流過室內(nèi)氣體冷卻器2的冷媒進行熱交換而被加熱后，從出風口120A排放到車內(nèi)。由此，在對車內(nèi)空氣進行加溫的同時進行除濕，從而可消除玻璃上的霧氣。
一方面，由蒸發(fā)器9蒸發(fā)的冷媒，進入配管34，通過恒壓閥10后進入配管30。
另一方面，由配管24分流的另一方的冷媒，從配管25進入冷媒配管70，通過內(nèi)部熱交換器3內(nèi)。在內(nèi)部熱交換器3中，由室內(nèi)氣體冷卻器2放熱，減壓前的該高壓側(cè)冷媒，與流過冷媒配管71的冷媒流路73的低壓側(cè)的冷媒進行熱交換，進一步進行放熱(圖9的D的狀態(tài))，且該冷媒配管71設(shè)置為與冷媒配管70進行熱交換。
由內(nèi)部熱交換器3進行放熱，來自冷媒配管70另一端70B的冷媒，到達第一膨脹閥4。冷媒在第一膨脹閥4的壓力降低，形成氣體/液體的二相混合體(圖9的E的狀態(tài))，并以這個狀態(tài)流入室外熱交換器5。在那里，冷媒從周圍空氣吸熱蒸發(fā)。此后，冷媒進入配管30，經(jīng)過電磁閥42，與來自連接在該配管30的中途部的配管34的冷媒合流(圖9的G的狀態(tài))。
合流的冷媒，流入接收罐50，在那里進行氣液分離，只有氣體冷媒經(jīng)過配管31，從一端73A進入冷媒配管71的冷媒流路73，通過內(nèi)部熱交換器3。在內(nèi)部熱交換器3中，該冷媒氣體由上述室內(nèi)氣體冷卻器2進行放熱，與減壓前的高壓側(cè)冷媒進行熱交換而被加熱(圖9的A的狀態(tài))。由此，可使吸入壓縮機1的冷媒取得過熱度，并可確實避免液體回流的發(fā)生。此后，冷媒經(jīng)由配管32，被壓縮機1吸入，如此反復(fù)循環(huán)。
如以上那樣，在制暖模式，冷媒不流向蒸發(fā)器9，可由室外熱交換器5使其蒸發(fā)；在制冷模式，冷媒不流向室內(nèi)氣體冷卻器2，可由室外熱交換器5使其放熱。由此，就不需要以往那樣由分隔部件將送風機60送來的空氣方向進行發(fā)換，從而可進行制冷及制暖兩種運行。
即，以往如圖12所示，當在收容室200設(shè)置可動式分隔部件205，向車內(nèi)制暖時，如圖12的虛線所示分隔部件205在位于室內(nèi)氣體冷卻器202的上側(cè)的同時，阻止冷媒向蒸發(fā)器209的流通。由此，可與車內(nèi)進行熱交換的收容室200內(nèi)的空氣由室內(nèi)氣體冷卻器202與冷媒進行熱交換而被加熱，加熱空氣只是由送風機210向車內(nèi)送風，就可向車內(nèi)制暖。
然而，如果在車內(nèi)開制冷時，冷媒為了通過該室內(nèi)氣體冷卻器202，就必須使分隔部件205如圖12的實線所示位于室內(nèi)氣體冷卻器202的背面?zhèn)?，將送風機210向室內(nèi)氣體冷卻器202的送風隔斷。因此，必須確保用于設(shè)置分隔部件205的空間，特別是如本實施方式那樣將冷媒循環(huán)裝置用于車用空調(diào)時，由于必須將冷媒循環(huán)裝置設(shè)置在汽車有限的空間內(nèi)，所以就必須相應(yīng)地縮小使用側(cè)熱交換器201的容量。
由此，導(dǎo)致空調(diào)能力的降低。特別是當把高壓側(cè)壓力達到超臨界壓力的二氧化碳作為冷媒使用時，由于要維持冷媒在氣態(tài)下進行放熱，在室內(nèi)氣體冷卻器202中產(chǎn)生溫度效果，所以就具有充分考慮這個溫度效果而設(shè)置對流型熱交換器與提高效率相關(guān)聯(lián)的特性，但因相關(guān)容量的縮小，就不能充分發(fā)揮二氧化碳冷媒的特性。
所以，如本發(fā)明的制暖模式，冷媒不流向蒸發(fā)器9，在室外熱交換器5使其蒸發(fā)；在制冷模式，冷媒不流向向室內(nèi)氣體冷卻器2，通過在室外熱交換器5使其放熱，可不設(shè)置分隔部件205就能進行車內(nèi)的制冷和制暖。因此，相應(yīng)地可擴大作為使用側(cè)熱交換器的室內(nèi)氣體冷卻器2及蒸發(fā)器9的容量，從而可提高空調(diào)的能力。特別是通過擴大室內(nèi)氣體冷卻器2的放熱面積，可使室內(nèi)氣體冷卻器2的二氧化碳冷媒的特性得到充分發(fā)揮，從而可提高制暖的能力。
除此之外，在除濕制暖模式中，通過將由室內(nèi)氣體冷卻器2放熱的冷媒進行分流，將一方由第二膨脹閥8減壓并流向蒸發(fā)器9而吸熱，另一方由第一膨脹閥4減壓并流向室外熱交換器5而吸熱，在傳給室內(nèi)氣體冷卻器2的熱量由室外熱交換器5從外部吸收的同時，蒸發(fā)器9將車內(nèi)空氣中的水分降到露點以下，從而可進行冷凝消除。
而且，由恒壓閥10將蒸發(fā)器9蒸發(fā)的冷媒做到所定的恒壓(3.5MPa)，當戶外空氣溫度達到零度以下時，室外熱交換器5即使在3.5MPa以下蒸發(fā)，也可將冷媒的蒸發(fā)溫度維持在所定數(shù)值以上。即，當不設(shè)置恒壓閥10，將由蒸發(fā)器9蒸發(fā)后的冷媒壓力不做任何調(diào)整時，低壓側(cè)的壓力下降，流過冷媒回路的冷媒就會全部向低壓移動，因而冷媒就有可能在蒸發(fā)器9中凍結(jié)。
然而，通過使蒸發(fā)器9蒸發(fā)后的冷媒通過恒壓閥10，設(shè)成所定的恒壓(3.5MPa)，就可將蒸發(fā)器9的蒸發(fā)溫度維持在所定數(shù)值，如0℃以上，從而就可預(yù)先避免冷媒凍結(jié)的問題。
如以上詳細敘述的那樣，通過本發(fā)明可提供在進行有效制暖的同時還能進行除濕的冷媒循環(huán)裝置20，從而可進一步提高冷媒循環(huán)裝置20整體的性能。
再者，作為本實施方式的內(nèi)部熱交換器3，由雙重管結(jié)構(gòu)的冷媒配管71和與該冷媒配管71進行熱交換的冷媒配管70構(gòu)成，做成一體具備冷媒配管71內(nèi)的冷媒流路72、在其外周設(shè)置的冷媒流路73、以及冷媒配管70內(nèi)的冷媒流路的3條流路的結(jié)構(gòu)，但內(nèi)部熱交換器不局限于實施方式的構(gòu)造，只要配備互相可進行熱交換，且彼此間的熱交換能力不同的至少3條冷媒流路就可以。
即，如圖10所示，將放熱面積相同的2個微型筒式熱交換器170、171，和比它們放熱面積小(即，熱交換能力小)的微型筒式熱交換器172互相可進行熱交換地設(shè)置，例如，也可以使低壓側(cè)冷媒流向形成在微型筒式熱交換器171中的冷媒流路，在制暖模式，使由室內(nèi)氣體冷卻器2放熱的高壓側(cè)冷媒流向微型筒式熱交換器172，與流過上述微型筒式熱交換器171的低壓側(cè)冷媒進行熱交換的同時，在制冷模式，由室外熱交換器5放熱的高壓側(cè)冷媒流向微型管式熱交換器170，與流過上述微型筒式熱交換器171的低壓側(cè)冷媒進行熱交換。
另外，本實施方式，在內(nèi)部熱交換器3中的制暖模式和制冷模式，變更高壓側(cè)冷媒流過的冷媒流路，但也可以不變更高壓側(cè)的流路，而做成變更低壓側(cè)的流路。另外，當通過變更高壓側(cè)和低壓側(cè)兩種冷媒的流路，使制冷模式的內(nèi)部熱交換器冷媒的熱交換量比制暖模式的熱交換量大時，在本發(fā)明也有效。
另外，在本實施方式中，本發(fā)明的冷媒循環(huán)裝置是作為適用于車用空調(diào)的裝置，但不局限于此，也可以適用于調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣的空氣調(diào)節(jié)機。
權(quán)利要求
1.一種冷媒循環(huán)裝置，其特征在于，具備配置成能與空調(diào)空間熱交換的第一使用側(cè)熱交換器及第二使用側(cè)熱交換器、配置在所述空調(diào)空間外的熱源側(cè)熱交換器、和將冷媒壓縮并排出的壓縮機，能夠?qū)嵭兄婆Ｊ?、制冷模式和除濕制暖模式，上述制暖模式，使從該壓縮機排出的冷媒流到所述第一使用側(cè)熱交換器進行放熱，經(jīng)該第一使用側(cè)熱交換器放熱后的冷媒在被減壓后，流到所述熱源側(cè)熱交換器進行吸熱，再返回所述壓縮機；上述制冷模式，使從所述壓縮機排出的冷媒流到所述熱源側(cè)熱交換器進行放熱，經(jīng)該熱源側(cè)熱交換器放熱后的冷媒在被減壓后，流到所述第二使用側(cè)熱交換器進行吸熱，再返回到所述壓縮機；上述除濕制暖模式，使從所述壓縮機排出的冷媒流到所述第一使用側(cè)熱交換器進行放熱，對經(jīng)該第一使用側(cè)熱交換器放熱后的冷媒進行分流，將分流后冷媒的一方減壓后，流到所述第二使用側(cè)熱交換器進行吸熱，并且，將分流后冷媒的另一方減壓后，流到所述熱源側(cè)熱交換器進行吸熱，這兩方冷媒從該第二使用側(cè)熱交換器及熱源側(cè)熱交換器流出后，合流返回到所述壓縮機。
2.如權(quán)利要求1所述的冷媒循環(huán)裝置，其特征在于設(shè)有在上述除濕制暖模式中將所述第二使用側(cè)熱交換器的冷媒的蒸發(fā)溫度維持在所定數(shù)值以上的裝置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的冷媒循環(huán)裝置，其特征在于采用二氧化碳作為被所述壓縮機壓縮的冷媒，高壓側(cè)能設(shè)成超臨界壓力，并且，還設(shè)有使放熱后、減壓前的冷媒與吸熱后的冷媒進行熱交換的內(nèi)部熱交換器。
4.一種冷媒循環(huán)裝置，具備配置成能與空調(diào)空間熱交換的使用側(cè)熱交換器、配置在所述空調(diào)空間外的熱源側(cè)熱交換器、和將冷媒壓縮并排出的壓縮機，并且，作為冷媒采用二氧化碳，高壓側(cè)能形成超臨界壓力，其特征在于具有使所述使用側(cè)熱交換器流出來的冷媒與所述熱源側(cè)熱交換器流出來的冷媒進行熱交換的內(nèi)部熱交換器，能夠?qū)嵭兄婆Ｊ胶椭评淠Ｊ剑鲋婆Ｊ?，使從所述壓縮機排出的冷媒流到所述使用側(cè)熱交換器進行放熱，經(jīng)該使用側(cè)熱交換器放熱后的冷媒在被減壓后，流到所述熱源側(cè)熱交換器進行吸熱，再返回所述壓縮機；所述制冷模式，使從所述壓縮機排出的冷媒流到所述熱源側(cè)熱交換器進行放熱，經(jīng)該熱源側(cè)熱交換器放熱后的冷媒在被減壓后，流到所述使用側(cè)熱交換器進行吸熱，再返回到所述壓縮機，該制冷模式下的所述內(nèi)部熱交換器中的冷媒熱交換量比所述制暖模式下的熱交換量大。
5.如權(quán)利要求4所述的冷媒循環(huán)裝置，其特征在于所述內(nèi)部熱交換器一體具備互相能夠熱交換且各自間的熱交換能力不同的至少3條冷媒流路，通過使所述使用側(cè)熱交換器流出來的冷媒與所述熱源側(cè)熱交換器流出來的冷媒中的至少一方在所述制暖模式和制冷模式下流過不同的所述冷媒流路，而改變它們之間的熱交換量。
全文摘要
一種冷媒循環(huán)裝置，實行制暖模式，使從壓縮機(1)排出的冷媒流到室內(nèi)氣體冷卻(2)(第一使用側(cè)熱交換器)進行放熱，在減壓后流到室外熱交換器(5)(熱源側(cè)熱交換器)進行吸熱，再返回壓縮機；制冷模式，使從壓縮機排出的冷媒流到室外熱交換器進行放熱，減壓后流到蒸發(fā)器(9)(第二使用側(cè)熱交換器)進行吸熱，再返回壓縮機；除濕制暖模式，使從壓縮機排出的冷媒流到室內(nèi)氣體冷卻器(2)進行放熱，使放熱的冷媒分流，一方減壓后流到蒸發(fā)器進行吸熱，另一方減壓后流向室外熱交換器進行吸熱，從這些蒸發(fā)器及室外熱交換器出來后，合流，再返回壓縮機。因此，可在確保使用側(cè)熱交換器的容量的同時，順暢地對空調(diào)空間進行除濕制暖。
文檔編號F25B1/00GK1828190SQ20061000440
公開日2006年9月6日 申請日期2006年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月28日
發(fā)明者黑澤美曉 申請人:三洋電機株式會社