JP2003207219A

JP2003207219A - 冷凍サイクル装置

Info

Publication number: JP2003207219A
Application number: JP2002009700A
Authority: JP
Inventors: Shozo Funakura; 正三船倉; Yuichi Kusumaru; 雄一薬丸; Fumitoshi Nishiwaki; 文俊西脇; Noriho Okaza; 典穂岡座
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-01-18
Filing date: 2002-01-18
Publication date: 2003-07-25

Abstract

(57)【要約】【課題】運転モードによる最適冷媒量のアンバランス
に起因する冷凍サイクル装置の不具合を回避する。【解決手段】圧縮機、複数の熱交換器、減圧器等を接
続配管にて環状に接続して冷凍サイクル回路を構成し、
前記複数の熱交換器のうちの少なくともひとつの熱交換
器Ａ内を流れる冷媒の圧力を低圧と高圧とに切り替える
切り替え手段を備え、前記冷媒として二酸化炭素を用い
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくともひとつ
の熱交換器内を高圧と低圧とに切り替える機能を持つ冷
凍サイクル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、冷凍サイクルを構成する複数の熱
交換器のうちの少なくともひとつの熱交換器内の冷媒圧
力を高圧と低圧とに切り替えて、放熱器として作用させ
たり、あるいは吸熱器として作用させたり、あるいは熱
交換を抑制させたりする冷凍サイクル装置がある。

【０００３】例えば、図７に示すように、圧縮機５１、
室外熱交換器５２、減圧器５３、室内熱交換器５４を環
状に配管接続し、切り替え手段として四方弁５５を備
え、さらに冷媒としてＨＣＦＣ２２を封入した冷凍サイ
クル装置は、ルームエアコン等の冷凍サイクルの基本構
成であることは周知である。

【０００４】このような冷凍サイクル装置の動作につい
て説明する。

【０００５】まず、四方弁５５を図７の実線で示したよ
うに設定すると、圧縮機５１で圧縮されて高温高圧のガ
スとなった冷媒（ＨＣＦＣ２２）は、四方弁５５を経て
室外熱交換器５２で外気によって冷却されて液体とな
り、減圧器５３で減圧されて低温低圧の気液２相状態と
なって室内熱交換器５４に導入される。この室内熱交換
器５４では、室内の空気からの吸熱により蒸発してガス
となり、四方弁５５を経て再び圧縮機５１で圧縮され
る。以上のような動作により室内を冷房することができ
る。

【０００６】一方、四方弁５５を図７の破線で示したよ
うに設定すると、圧縮機５１で圧縮されて高温高圧のガ
スとなった冷媒（ＨＣＦＣ２２）は、四方弁５５を経て
室内熱交換器５４で室内空気に放熱して液体となり、減
圧器５３で減圧されて低温低圧の気液２相状態となって
室外熱交換器５２に導入される。この室外熱交換器５２
では、外気からの吸熱により蒸発してガスとなり、四方
弁５５を経て再び圧縮機５１で圧縮される。以上のよう
な動作により室内を暖房することができる。

【０００７】また、特開平９−６６７２２号公報には図
８に示すように、冷凍サイクル装置を電気自動車用の空
調装置の補助加熱手段として適用することが提案されて
いる。

【０００８】図８において、エンジン６１、ポンプ６
２、ラジエター６３、水冷媒熱交換器６４、ヒータコア
６５により、エンジン冷却回路６６が構成される。ま
た、圧縮機６７、水冷媒熱交換器６４、減圧器６８、電
磁弁６９、室外熱交換器７０、電磁弁７１、減圧器７
２、室内熱交換器７３等から冷凍サイクル装置が構成さ
れている。

【０００９】このような冷凍サイクル装置の動作につい
て説明する。

【００１０】まず、車室内を冷房するためには、切り替
え手段として、電磁弁６９を開、電磁弁７１を閉に設定
する。圧縮機６７で圧縮されて高温高圧のガスとなった
冷媒（ＨＦＣ１３４ａ）は、水冷媒熱交換器６４でエン
ジン冷却回路６６を流れる冷却媒体によって冷却され、
電磁弁６９を経て室外熱交換器７０で外気によってさら
に冷却されて液体となり、減圧器７２で減圧されて低温
低圧の気液２相状態となって室内熱交換器７３に導入さ
れる。この室内熱交換器７３では、車室内の空気からの
吸熱により蒸発してガスとなり、再び圧縮機６７で圧縮
される。また、水冷媒熱交換器６４で冷媒により加熱さ
れた冷却媒体は、ヒータコア６５を経てエンジン６１で
エンジン排熱によりさらに加熱され、ラジエター６３で
外気によって冷却される。このとき、ダンパ７４は、室
内熱交換器７３で冷却された車室内の空気がヒータコア
６５を通過しないように動作することにより、車室内を
冷房することができる。

【００１１】一方、車室内を暖房するためには、切り替
え手段として、電磁弁６９を閉、電磁弁７１を開に設定
する。圧縮機６７で圧縮されて高温高圧のガスとなった
冷媒（ＨＦＣ１３４ａ）は、水冷媒熱交換器６４でエン
ジン冷却回路６６を流れる冷却媒体によって冷却されて
液体となり、減圧器６８で減圧されて低温低圧の気液２
相状態となって室外熱交換器７０に導入される。室外熱
交換器７０では外気からの吸熱により蒸発してガスとな
り、電磁弁７１を経て再び圧縮機６７で圧縮される。ま
た、水冷媒熱交換器６４で冷媒により加熱された冷却媒
体は、ヒータコア６５を経てエンジン６１でエンジン排
熱によりさらに加熱される。このとき、ダンパ７４は、
室内熱交換器７３を経た車室内の空気がヒータコア６５
を通過して加熱されるように動作することにより、車室
内を暖房することができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７の
ような冷凍サイクル装置においては、室内熱交換器５４
は室内に設置されることから小型化が強く要求され、一
方、室外熱交換器５２は凝縮能力向上による冷房時の省
エネルギー化や吸熱能力向上による暖房時の高能力化の
ために室内熱交換器５４に比べて大型化されている。し
たがって、大型化された室外熱交換器５２が高圧側とな
って冷媒の凝縮が行われる冷房運転時に効率のよい運転
を実現するために必要な冷媒量（冷房時最適冷媒量）
は、小型化された室内熱交換器５４が高圧側となって冷
媒の凝縮が行われる暖房運転時に効率のよい運転を実現
するために必要な冷媒量（暖房時最適冷媒量）よりも多
くなる。

【００１３】このため、冷房時最適冷媒量で暖房運転す
ると過充填となり、冷凍サイクル装置の効率低下に加え
て、圧縮機吐出圧力の過上昇や、液圧縮のため圧縮機信
頼性の低下を招いていた。また、暖房時最適冷媒量で冷
房運転すると、冷凍サイクル装置の効率低下に加えて、
圧縮機吐出温度の過上昇のため圧縮機信頼性の低下を招
いていた。あるいは、冷房最適冷媒量と暖房最適冷媒量
の折衷的な冷媒量として、冷凍サイクル装置の効率の低
下を招いていた。

【００１４】また、図８のような冷凍サイクル装置にお
いては、室内熱交換器７３は一般にエンジンルーム内後
方の非常に狭い空間に設置されることから小型化が強く
要求され、一方、室外熱交換器７０は一般にエンジンル
ーム内前方に配置され、凝縮能力向上による冷房時の省
エネルギー化や吸熱能力向上による暖房時の高能力化の
ために室内熱交換器５４に比べて大型化されている。さ
らに、室外熱交換器７０が高圧側となって冷媒の凝縮が
行われる冷房運転時に効率のよい運転を実現するために
必要な冷媒量（冷房時最適冷媒量）は、室外熱交換器７
０が低圧側となって冷媒の蒸発が行われる暖房運転時に
効率のよい運転を実現するために必要な冷媒量（暖房時
最適冷媒量）よりも多くなる。

【００１５】このため、冷房時最適冷媒量で暖房運転す
ると過充填となり、冷凍サイクル装置の効率低下に加え
て、圧縮機吐出圧力の過上昇や、液圧縮のため圧縮機信
頼性の低下を招いていた。また、暖房時最適冷媒量で冷
房運転すると、冷凍サイクル装置の効率低下に加えて、
圧縮機吐出温度の過上昇のため圧縮機信頼性の低下を招
いていた。あるいは、冷房最適冷媒量と暖房最適冷媒量
の折衷的な冷媒量として、冷凍サイクル装置の効率の低
下を招いていた。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第１の本発明（請求項１に記載の本発明に対応）
は、圧縮機、複数の熱交換器、減圧器等を接続配管にて
環状に接続して冷凍サイクル回路を構成し、複数の熱交
換器のうちの少なくともひとつの熱交換器Ａ内を流れる
冷媒の圧力を低圧と高圧とに切り替える切り替え手段を
備え、冷媒として二酸化炭素を用いることを特徴とす
る。

【００１７】また、第２の本発明（請求項２に記載の本
発明に対応）は、切り替え手段は、冷凍サイクル回路の
少なくとも一部で冷媒の流れを逆転させることを特徴と
する。

【００１８】また、第３の本発明（請求項３に記載の本
発明に対応）は、切り替え手段は、熱交換器Ａの冷媒上
流側と冷媒下流側での減圧量の操作や弁の開閉によるこ
とを特徴とする。

【００１９】また、第４の本発明（請求項４に記載の本
発明に対応）は、熱交換器Ａをバイパスさせる回路を設
けることを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。

【００２１】（実施の形態１）図１は、本発明の１実施
の形態である冷凍サイクル装置の構成図である。

【００２２】図１において、圧縮機１、室外熱交換器
２、減圧器３、室内熱交換器４を環状に配管接続し、切
り替え手段として四方弁５を備え、さらに冷媒として二
酸化炭素（ＣＯ２）を封入した冷凍サイクル装置であ
る。

【００２３】このような冷凍サイクル装置の動作につい
て説明する。

【００２４】まず、四方弁５を図１の実線で示したよう
に設定すると、圧縮機１で圧縮されて高温高圧のガスと
なった冷媒（ＣＯ２）は、四方弁５を経て室外熱交換器
２で外気によって冷却されて、減圧器３で減圧されて低
温低圧の気液２相状態となって室内熱交換器４に導入さ
れる。この室内熱交換器４では、室内の空気からの吸熱
により蒸発してガスとなり、四方弁５を経て再び圧縮機
１で圧縮される。以上のような動作により室内を冷房す
ることができる。

【００２５】一方、四方弁５を図１の破線で示したよう
に設定すると、圧縮機１で圧縮されて高温高圧のガスと
なった冷媒（ＣＯ２）は、四方弁５を経て室内熱交換器
４で室内空気に放熱して、減圧器３で減圧されて低温低
圧の気液２相状態となって室外熱交換器２に導入され
る。この室外熱交換器２では、外気からの吸熱により蒸
発してガスとなり、四方弁５を経て再び圧縮機１で圧縮
される。以上のような動作により室内を暖房することが
できる。

【００２６】ここで、上述したように室内熱交換器４は
室外熱交換器２よりも相対的に小さいために、暖房運転
時には、圧縮機１〜四方弁５〜相対的に小さい室内熱交
換器４〜減圧器３が高圧側となり、減圧器３〜相対的に
大きい室外熱交換器２〜四方弁５〜圧縮機１が低圧側と
なり、暖房時高圧側内容積＜暖房時低圧側内容積とな
る。

【００２７】また、冷房運転時には、圧縮機１〜四方弁
５〜相対的に大きい室外熱交換器２〜減圧器３が高圧側
となり、減圧器３〜相対的に小さい室内熱交換器４〜四
方弁５〜圧縮機１が低圧側となり、冷房時高圧側内容積
＞冷房時低圧側内容積となる。

【００２８】そこで、冷房時最適冷媒量と暖房時最適冷
媒量とがアンバランスになる課題解決を検討した。この
とき、ＨＣＦＣ２２やＨＣＦＣ２２の代替冷媒とされる
Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ等の冷媒では低圧側、高圧側と
もに臨界点以下の状態で作動するのに対して、ＣＯ２を
冷媒として用いると高圧側では超臨界の状態で作動する
ことに着目した。冷媒物性プログラム「ＲＥＦＰＲＯＰ
ＶＥＲ．６．０」で求めたＨＣＦＣ２２、Ｒ４１４０
Ａ、ＣＯ２の密度を（表１）に比較して示す。ＣＯ２は
４０℃では超臨界状態となるので、４０℃、１０ＭＰａ
の密度を用いた。

【００２９】

【表１】

【００３０】（表１）より、ＣＯ２は他の冷媒と比較し
てａ／ｂの値が小さく、すなわち、冷凍サイクル装置の
高圧側と低圧側とで密度の変化が小さいことから、冷房
時最適冷媒量と暖房時最適冷媒量とのアンバランスを緩
和できる可能性がある。

【００３１】そこで、図１に示すような冷凍サイクル装
置において、室外熱交換器２と室内熱交換器４の大きさ
を変更して、最適冷媒量を求める検討を行った。図２に
その結果を示す。暖房時低圧側内容積が暖房時高圧側内
容積より約３０％大きいときに、冷媒がＨＣＦＣ２２の
場合には冷房時最適冷媒量は暖房時最適冷媒量より約２
０％増となるが、冷媒がＣＯ２の場合には、約１３％増
であり、冷媒量のアンバランスは約２／３に緩和され
た。Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７ＣとＣＯ２を比較してもほぼ
同様の傾向が確認された。したがって、冷媒をＣＯ２に
することにより、運転モードによる冷媒量のアンバラン
スに起因する、冷凍サイクル装置の効率低下、圧縮機吐
出圧力の過上昇、液圧縮、圧縮機吐出温度の過上昇等に
よる圧縮機信頼性の低下を抑制できる。

【００３２】（実施の形態２）図３は、本発明の他の１
実施の形態である冷凍サイクル装置の構成図である。

【００３３】図３において、エンジン１１、ポンプ１
２、ラジエター１３、水冷媒熱交換器１４、ヒータコア
１５により、エンジン冷却回路１６が構成される。ま
た、圧縮機１７、水冷媒熱交換器１４、減圧器１８、電
磁弁１９、室外熱交換器２０、電磁弁２１、減圧器２
２、室内熱交換器２３等からなる回路に冷媒として二酸
化炭素（ＣＯ２）を封入して冷凍サイクル装置が構成さ
れている。

【００３４】このような冷凍サイクル装置の動作につい
て説明する。

【００３５】まず、車室内を冷房するためには、切り替
え手段として、電磁弁１９を開、電磁弁２１を閉に設定
する。圧縮機１７で圧縮されて高温高圧のガスとなった
冷媒（ＣＯ２）は、水冷媒熱交換器１４でエンジン冷却
回路１６を流れる冷却媒体によって冷却され、電磁弁１
９を経て室外熱交換器２０で外気によってさらに冷却さ
れて、減圧器２２で減圧されて低温低圧の気液２相状態
となって室内熱交換器２３に導入される。この室内熱交
換器２３では、車室内の空気からの吸熱により蒸発して
ガスとなり、再び圧縮機１７で圧縮される。また、水冷
媒熱交換器１４で冷媒により加熱された冷却媒体は、ヒ
ータコア１５を経てエンジン１１でエンジン排熱により
さらに加熱され、ラジエター１３で外気によって冷却さ
れる。このとき、ダンパ２４は、室内熱交換器２３で冷
却された車室内の空気がヒータコア１５を通過しないよ
うに動作することにより、車室内を冷房することができ
る。

【００３６】一方、車室内を暖房するためには、切り替
え手段として、電磁弁１９を閉、電磁弁２１を開に設定
する。圧縮機１７で圧縮されて高温高圧のガスとなった
冷媒（ＣＯ２）は、水冷媒熱交換器１４でエンジン冷却
回路１６を流れる冷却媒体によって冷却されて、減圧器
１８で減圧されて低温低圧の気液２相状態となって室外
熱交換器２０に導入される。室外熱交換器２０では外気
からの吸熱により蒸発してガスとなり、電磁弁２１を経
て再び圧縮機１７で圧縮される。また、水冷媒熱交換器
１４で冷媒により加熱された冷却媒体は、ヒータコア１
５を経てエンジン１１でエンジン排熱によりさらに加熱
される。このとき、ダンパ２４は、室内熱交換器２３を
経た車室内の空気がヒータコア１５を通過して加熱され
るように動作することにより、車室内を暖房することが
できる。

【００３７】さらに、車室内を除湿しながら暖房するた
めには、電磁弁１９を閉、電磁弁２１を閉に設定する。
圧縮機１７で圧縮されて高温高圧のガスとなった冷媒
（ＣＯ２）は、水冷媒熱交換器１４でエンジン冷却回路
１６を流れる冷却媒体によって冷却されて、減圧器１８
で減圧されて低温低圧の気液２相状態となって室外熱交
換器２０に導入される。室外熱交換器２０では外気から
吸熱した後、減圧器２２を経て室内熱交換器２３で車室
内の空気からさらに吸熱して蒸発ガス化し、このときに
車室内の空気を冷却除湿する。その後、再び圧縮機１７
で圧縮される。また、水冷媒熱交換器１４で冷媒により
加熱された冷却媒体は、ヒータコア１５を経てエンジン
１１でエンジン排熱によりさらに加熱される。このと
き、ダンパ２４は、室内熱交換器２３で冷却除湿された
車室内の空気がヒータコア１５を通過して加熱されるよ
うに動作することにより、車室内を除湿しながら暖房す
ることができる。

【００３８】ここで、上述したように暖房運転時や除湿
暖房時には室内熱交換器２３より相対的に大きい室外熱
交換器２０が低圧側となり、圧縮機１７〜水冷媒熱交換
器１４〜減圧器１８が高圧側となり、減圧器１８〜相対
的に大きい室外熱交換器２０〜減圧器２２〜相対的に小
さい室内熱交換器２３〜圧縮機１が低圧側となり、暖房
時高圧側内容積＜暖房時低圧側内容積となる。

【００３９】また、冷房運転時には、室内熱交換器２３
より相対的に大きい室外熱交換器２０が高圧側となり、
圧縮機１〜水冷媒熱交換器１４〜電磁弁１９〜相対的に
大きい室外熱交換器２０〜減圧器２２が高圧側となり、
減圧器２２〜相対的に小さい室内熱交換器２３〜圧縮機
１７が低圧側となり、冷房時高圧側内容積＞冷房時低圧
側内容積となる。

【００４０】ここで、（実施の形態１）と同様に、冷媒
物性プログラム「ＲＥＦＰＲＯＰＶＥＲ．６．０」で求
めたＨＦＣ１３４ａとＣＯ２の密度を（表２）に比較し
て示す。ＣＯ２は４０℃では超臨界状態となるので、４
０℃、１０ＭＰａの密度を用いた。

【００４１】

【表２】

【００４２】（表２）より、ＣＯ２はＨＦＣ１３４ａと
比較してａ／ｂの値が小さく、すなわち、冷凍サイクル
装置の高圧側と低圧側とで密度の変化が小さいことか
ら、冷房時最適冷媒量と暖房時最適冷媒量とのアンバラ
ンスを緩和できる可能性がある。

【００４３】そこで、図３に示すような冷凍サイクル装
置において、室外熱交換器２０と室内熱交換器２３の大
きさを変更して、最適冷媒量を求める検討を行った。図
４にその結果を示す。暖房時低圧側内容積が暖房時高圧
側内容積より約５０％大きいときに、冷媒がＨＦＣ１３
４ａの場合には冷房時最適冷媒量は暖房時最適冷媒量よ
り約３５％増となるが、冷媒がＣＯ２の場合には、約２
０％増であり、冷媒量のアンバランスは約３／５に緩和
された。したがって、冷媒をＣＯ２にすることにより、
運転モードによる冷媒量のアンバランスに起因する、冷
凍サイクル装置の効率低下、圧縮機吐出圧力の過上昇、
液圧縮、圧縮機吐出温度の過上昇等による圧縮機信頼性
の低下を抑制できる。

【００４４】さらに、電磁弁１９を閉、電磁弁２１を閉
に設定すると、ＣＯ２冷媒は減圧器１８で少し減圧さ
れ、室外熱交換器２０を経て減圧器２２でさらに減圧さ
れて室内熱交換器２３で蒸発して圧縮機１７に吸入され
る。すなわち室外熱交換器２０内は中間圧状態となり、
減圧器１８、１９の減圧量を操作することにより、室外
熱交換器２０内の圧力を変動させ、室外熱交換器２０か
ら外気への放熱量、あるいは外気から室外熱交換器２０
への吸熱量を調整することができ、水冷媒熱交換器１４
での放熱量や室内熱交換器２３での吸熱量の調整が可能
となり、車室内空気の温熱環境をきめ細かく設定するこ
とも可能となる。

【００４５】なお、図３においては、減圧器１８と電磁
弁１９とを並列に構成したが、減圧器１８を電子式膨張
弁等を用いることにより、減圧器１８での全閉も含めて
減圧量を幅広く調整できれば、電磁弁１９の回路を省く
ことができる。また、減圧器２２、室内熱交換器２３と
電磁弁２１とを並列に構成したが、減圧器２２を電子式
膨張弁等を用いることにより、減圧器２２での全閉も含
めて減圧量を幅広く調整でき、室内熱交換器２３とヒー
タコア１５の間にも車室内空気を車室から直接供給でき
れば、電磁弁２１を含む回路を省くことができる。

【００４６】（実施の形態３）図５は、実施の形態２で
説明した図３のような冷凍サイクル装置をさらに改良し
た構成図である。

【００４７】図５における図３との違いは、電磁弁１９
が減圧器１８と室外熱交換器２０とをバイパスするよう
に構成されている点である。このように構成した場合に
は、減圧器１８を電子式膨張弁等を用いて全閉状態に、
電磁弁１９を開に設定すると、圧縮機１７で圧縮されて
高温高圧のガスとなった冷媒（ＣＯ２）は、水冷媒熱交
換器１４でエンジン冷却回路１６を流れる冷却媒体によ
って冷却されて、電磁弁１９を経て室外熱交換器２０を
バイパスして、減圧器２２で減圧されて低温低圧の気液
２相状態となって室内熱交換器２３で車室内の空気から
吸熱して蒸発ガス化し、このときに車室内の空気を冷却
除湿する。その後、再び圧縮機１７で圧縮される。ま
た、水冷媒熱交換器１４で冷媒により加熱された冷却媒
体は、ヒータコア１５を経てエンジン１１でエンジン排
熱によりさらに加熱される。このとき、ダンパ２４は、
室内熱交換器２３で冷却除湿された車室内の空気がヒー
タコア１５を通過して加熱されるように動作することに
より、車室内を除湿しながら暖房することができるが、
冷媒（ＣＯ２）は室外熱交換器２０をバイパスして流れ
るため、外気との熱交換が回避できることにより、外気
からの影響で減圧器２２入口での冷媒状態が変動してし
まうことを抑制でき、室内熱交換器２３での冷却除湿能
力を安定させることができる。

【００４８】（実施の形態４）図６は、実施の形態２で
説明した図３のような冷凍サイクル装置をさらに改良し
た構成図である。

【００４９】図６における図３および図５との違いは、
電磁弁１９が電磁弁２５と室外熱交換器２０とをバイパ
スするように構成されている点である。このように構成
した場合には、切り替え手段として、電磁弁１９を開、
電磁弁２５を閉に設定すると、圧縮機１７で圧縮されて
高温高圧のガスとなった冷媒（ＣＯ２）は、水冷媒熱交
換器１４でエンジン冷却回路１６を流れる冷却媒体によ
って冷却されて、減圧器１８で減圧されて電磁弁１９を
経て電磁弁２５と室外熱交換器２０とをバイパスして、
減圧器２２でさらに減圧されて低温低圧の気液２相状態
となり、室内熱交換器２３で車室内の空気から吸熱して
蒸発ガス化し、このときに車室内の空気を冷却除湿す
る。その後、再び圧縮機１７で圧縮される。また、水冷
媒熱交換器１４で冷媒により加熱された冷却媒体は、ヒ
ータコア１５を経てエンジン１１でエンジン排熱により
さらに加熱される。このとき、ダンパ２４は、室内熱交
換器２３で冷却除湿された車室内の空気がヒータコア１
５を通過して加熱されるように動作することにより、車
室内を除湿しながら暖房することができるが、室外熱交
換器２０内は中間圧状態となり、かつ、冷媒（ＣＯ２）
は室外熱交換器２０をバイパスして流れるため、室外熱
交換器２０への外気導入量などが急激に変化しても、減
圧器２２入口での冷媒状態の急激な変動を抑制でき、室
内熱交換器２３での冷却除湿能力を安定させることがで
きる。

【００５０】なお、上記実施の形態においては、エンジ
ンを備えたエンジン冷却回路を取り上げて説明したが、
これに熱源としてエンジンにこだわるものではなく、燃
料電池の排熱を処理する冷却回路や、モータやインバー
タ発熱を処理する冷却回路などにも適用できる。

【００５１】また、ルームエアコンや電気自動車用の空
調装置を例に説明したが、これにこだわるものではな
く、少なくともひとつの熱交換器内の冷媒圧力を高圧と
低圧とに切り替えて、放熱作用と吸熱作用とに切り替え
る冷凍サイクル装置に適用できる。

【００５２】

【発明の効果】以上述べたように、冷媒としてＣＯ２を
用いることにより、運転モードによる冷媒量のアンバラ
ンスに起因する、冷凍サイクル装置の効率低下、圧縮機
吐出圧力の過上昇、液圧縮、圧縮機吐出温度の過上昇等
による圧縮機信頼性の低下を抑制できるものである。

【００５３】さらに、室外熱交換器をバイパスさせる回
路を設けることにより、室外熱交換器２０への外気導入
量などが急激に変化しても、減圧器２２入口での冷媒状
態の急激な変動を抑制でき、室内熱交換器２３での冷却
除湿能力を安定させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施の形態である冷凍サイクル装置
の構成図

【図２】冷房時最適冷媒量と暖房時最適冷媒量の比較を
示す図

【図３】本発明の他の１実施の形態である冷凍サイクル
装置の構成図

【図４】冷房時最適冷媒量と暖房時最適冷媒量の比較を
示す図

【図５】本発明の他の１実施の形態である冷凍サイクル
装置の構成図

【図６】本発明の他の１実施の形態である冷凍サイクル
装置の構成図

【図７】従来の冷凍サイクル装置の構成図

【図８】従来の他の冷凍サイクル装置の構成図

【符号の説明】

１，１７圧縮機２，２０室外熱交換器３，１８，２２減圧器４，２３室内熱交換器５四方弁１１エンジン１２ポンプ１３ラジエター１４水冷媒熱交換器１５ヒータコア１６エンジン冷却回路１９，２１電磁弁２４ダンパ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西脇文俊大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者岡座典穂大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機、複数の熱交換器、減圧器等を接
続配管にて環状に接続して冷凍サイクル回路を構成し、
前記複数の熱交換器のうちの少なくともひとつの熱交換
器Ａ内を流れる冷媒の圧力を低圧と高圧とに切り替える
切り替え手段を備え、前記冷媒として二酸化炭素を用い
ることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】切り替え手段は、冷凍サイクル回路の少
なくとも一部で冷媒の流れを逆転させることを特徴とす
る請求項１記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】切り替え手段は、熱交換器Ａの冷媒上流
側と冷媒下流側での減圧量の操作や弁の開閉によること
を特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】熱交換器Ａをバイパスさせる回路を設け
ることを特徴とする請求項３記載の冷凍サイクル装置。