JP2013050243A - Refrigeration cycle for two-chamber type refrigeration vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、2室式冷凍車に用いられる冷凍サイクルに関する。 The present invention relates to a refrigeration cycle used in a two-chamber refrigeration vehicle.
従来、2つの保冷庫を有する冷凍車に搭載される車両用冷凍装置が特許文献1に記載されている。 Conventionally, Patent Document 1 describes a vehicular refrigeration apparatus mounted on a refrigeration vehicle having two cold storages.
この従来技術では、一方の保冷庫の空気を冷却する第1のエバポレータと、他方の保冷庫の空気を冷却する第2のエバポレータとを冷媒流れに対して互いに並列に設け、第1、第2のエバポレータへの冷媒の導入/中断を交互に行うことによって、2つの保冷庫を互いに異なる温度に冷却(冷凍または冷蔵)するようになっている。 In this prior art, a first evaporator that cools the air in one cool box and a second evaporator that cools the air in the other cool box are provided in parallel to the refrigerant flow. By alternately introducing / interrupting the refrigerant into the evaporator, the two coolers are cooled (frozen or refrigerated) to different temperatures.
具体的には、第1のエバポレータへの冷媒の導入を断続する第1の開閉弁と、第2のエバポレータへの冷媒の導入を断続する第2の開閉弁と、第1、第2の開閉弁を制御する制御部とを備え、制御部が第1、第2の開閉弁を交互に開閉することによって第1、第2のエバポレータへの冷媒の導入/中断を交互に行う(いわゆるFIR制御)。 Specifically, the first on-off valve for intermittently introducing the refrigerant to the first evaporator, the second on-off valve for intermittently introducing the refrigerant to the second evaporator, and the first and second on-off valves A control unit that controls the valve, and the control unit alternately opens and closes the first and second on-off valves to alternately introduce / interrupt the refrigerant to the first and second evaporators (so-called FIR control). ).
しかしながら、上記従来技術によると、開閉弁および制御部を用いて第1、第2のエバポレータ(蒸発器)への冷媒の導入/中断を切り替えるので、制御が複雑化し且つ作動時間ロスが発生してしまう。 However, according to the above prior art, since the introduction / interruption of the refrigerant to the first and second evaporators (evaporators) is switched using the on-off valve and the control unit, the control becomes complicated and the operating time is lost. End up.
本発明は、上記点に鑑みて、制御を簡素化し且つ作動時間ロスを低減することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to simplify control and reduce operating time loss.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、第1保冷室(111)と、第1保冷室(111)よりも高温にされる第2保冷室(112)とを有する冷凍車に用いられる冷凍サイクルであって、
冷媒を吸入圧縮する圧縮機(20)と、
圧縮機(20)で圧縮された冷媒を放熱させる放熱器(21)と、
冷媒流れにおいて互いに並列に設けられ、放熱器(21)で放熱された冷媒を減圧する第1減圧手段(26)および第2減圧手段(29)と、
第1減圧手段(26)で減圧された冷媒を蒸発させ、第1保冷室(111)の空気を冷却する第1蒸発器(27)と、
第2減圧手段(29)で減圧された冷媒を蒸発させ、第2保冷室(112)の空気を冷却する第2蒸発器(30)とを備え、
第1減圧手段(26)は、流路断面積が調節可能に構成された膨張弁(26)であり、
第2減圧手段(29)は、流路断面積が固定された固定絞り(29)であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the refrigerator car having the first cold storage chamber (111) and the second cold storage chamber (112) that is higher in temperature than the first cold storage chamber (111). A refrigeration cycle used for
A compressor (20) for sucking and compressing refrigerant;
A radiator (21) for radiating the refrigerant compressed by the compressor (20);
A first decompression means (26) and a second decompression means (29) provided in parallel with each other in the refrigerant flow and decompressing the refrigerant radiated by the radiator (21);
A first evaporator (27) for evaporating the refrigerant depressurized by the first depressurization means (26) and cooling the air in the first cold insulation chamber (111);
A second evaporator (30) for evaporating the refrigerant depressurized by the second depressurization means (29) and cooling the air in the second cold insulation chamber (112),
The first pressure reducing means (26) is an expansion valve (26) configured such that the flow path cross-sectional area can be adjusted,
The second pressure reducing means (29) is a fixed throttle (29) having a fixed flow path cross-sectional area.
これによると、第1、第2蒸発器(27、30)への冷媒の導入/中断を切り替えることなく2つの保冷室(111、112)を異なる温度に冷却することができる。このため、2つの蒸発器への冷媒の導入/中断を切り替えて2つの保冷室を異なる温度に冷却する、いわゆるFIR制御に比べて制御を簡素化し且つ作動時間ロスを低減することができる。 According to this, the two cold storage chambers (111, 112) can be cooled to different temperatures without switching the introduction / interruption of the refrigerant to the first and second evaporators (27, 30). For this reason, control can be simplified and operating time loss can be reduced compared to so-called FIR control in which introduction / interruption of refrigerant into the two evaporators is switched to cool the two cold storage chambers to different temperatures.
なお、上記各手段の括弧内の符号は、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ものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の一実施形態を説明する。図1は、本実施形態の2室式冷凍車を模式的に示す断面図である。図1中、上下前後の矢印は、2室式冷凍車の上下前後方向を示している。冷凍車とは、食品等の保冷対象物を常温よりも低い温度で保存して運搬する車両である。2室式冷凍車とは、保冷対象物を収容する保冷室を2つ有する冷凍車である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a two-chamber refrigeration vehicle according to the present embodiment. In FIG. 1, the up and down arrows indicate the up and down and front and rear directions of the two-chamber refrigerator. A refrigerated vehicle is a vehicle that stores and transports a cold object such as food at a temperature lower than room temperature. The two-chamber freezer is a refrigerator having two cold storage rooms for storing cold objects.
本実施形態の2室式冷凍車は、車両最前部に配置された運転室10の後方側に、保冷対象物を収容する保冷庫11を有している。この保冷庫11は、断熱材等により箱形状に形成されている。保冷庫11内には、第1保冷室111および第2保冷室112が区画形成されている。
The two-chamber refrigeration vehicle of this embodiment has a
第1保冷室111は、設定温度が例えば−20℃程度の低温に設定される低温室(冷凍室)であり、第2保冷室112は、設定温度が例えば5℃程度と第1保冷室111よりも高温に設定される中温室(冷蔵室)である。
The first
図示を省略しているが、第1保冷室111および第2保冷室112の側面部等には、保冷対象物を搬入・搬出するための開口部と、この開口部を開閉する開閉扉とが設けられている。
Although not shown in the drawings, the side surfaces of the first
第1保冷室111には第1クーリングユニット12が配置され、第2保冷室112には第2クーリングユニット13が配置されている。
A
図1中の矢印のように、第1クーリングユニット12は、第1保冷室111の空気を吸い込んで冷却して第1保冷室111に吹き出す。第1クーリングユニット12から吹き出される冷風により、第1保冷室111が冷却される。
As indicated by the arrow in FIG. 1, the
同様に図1中の矢印のように、第2クーリングユニット13は、第2保冷室112の空気を吸い込んで冷却して第2保冷室112に吹き出す。第2クーリングユニット13から吹き出される冷風により、第2保冷室112が冷却される。
Similarly, as indicated by an arrow in FIG. 1, the
第1クーリングユニット12は、第1ユニットケース121内に、第1送風機122および冷凍サイクルの第1蒸発器27等を収容してなる。第1送風機122が作動することにより、第1保冷室111の空気が第1ユニットケース121内に吸い込まれて第1蒸発器27を通過して冷却され、第1蒸発器27を通過した冷風は第1ユニットケース121から第1保冷室111に吹き出される。
The
同様に、第2クーリングユニット13は、第2ユニットケース131内に、第2送風機132および冷凍サイクルの第2蒸発器30等を収容してなる。第2送風機132が作動することにより、第2保冷室112の空気が第2ユニットケース131内に吸い込まれて第2蒸発器30を通過して冷却され、第2蒸発器30を通過した冷風は第2ユニットケース131から第2保冷室112に吹き出される。
Similarly, the
図2は、図1の2室式冷凍車に搭載される冷凍サイクル(2室式冷凍車用冷凍サイクル)の全体構成図である。冷凍サイクルの冷媒を吸入圧縮する圧縮機20は電磁クラッチ(図示せず)を有し、この電磁クラッチを介して車両エンジン(図示せず)により回転駆動される。
FIG. 2 is an overall configuration diagram of a refrigeration cycle (a refrigeration cycle for a two-chamber refrigeration vehicle) mounted on the two-chamber refrigeration vehicle shown in FIG. The
圧縮機20は、例えば車両のエンジンルームに配置されている。圧縮機20の吐出側には放熱器21が接続されている。放熱器21は圧縮機20から吐出された高圧冷媒と、送風機15により送風される外気(車室外空気)との間で熱交換を行って高圧冷媒を冷却する。
The
本実施形態では、冷媒としてフロン系、HC系等の冷媒のように高圧圧力が臨界圧力を超えない冷媒を用いているので、冷凍サイクルは蒸気圧縮式の亜臨界サイクルを構成している。したがって、放熱器21は冷媒を凝縮する凝縮器として機能する。
In the present embodiment, a refrigerant whose high pressure does not exceed the critical pressure, such as a refrigerant of chlorofluorocarbon or HC, is used as the refrigerant, so that the refrigeration cycle constitutes a vapor compression subcritical cycle. Therefore, the
圧縮機20から吐出された高圧ガス冷媒は放熱器21で外気に放熱して凝縮する。放熱器21の出口側には受液器22(レシーバ)が接続され、この受液器22内にて放熱器21の出口冷媒(凝縮冷媒)の気液が分離される。そして、受液器22内部に余剰液冷媒を溜めるとともに、受液器22下流側に液冷媒を導出するようになっている。
The high-pressure gas refrigerant discharged from the
受液器22下流側の高圧冷媒配管は2つの並列通路に分岐されている。すなわち、受液器22下流側には、第1冷媒通路23と第2冷媒通路24とに分岐する分岐部Z1が設けられている。
The high-pressure refrigerant pipe downstream of the
第1冷媒通路23には、その上流側から下流側に向かって、電気制御弁をなす第1電磁弁25と、第1減圧手段をなす膨張弁26と、第1蒸発器27とが直列に設けられている。第1電磁弁25、膨張弁26および第1蒸発器27は、第1送風機122とともに第1ユニットケース121内に収容されて第1クーリングユニット12を構成している。
In the
第1電磁弁25は、図示しない空調用電子制御装置(制御手段)によって開閉制御され、第1蒸発器27で冷却作用を発揮させる場合は開けられ、第1蒸発器27で冷却作用を発揮させない場合は閉じられる。なお、空調用電子制御装置は、CPU、ROM、RAM等からなる周知のマイクロコンピュータと、その周辺回路にて構成されるものである。
The first
膨張弁26は、弁体開度(流路断面積)が調節可能に構成されている。本例では、膨張弁26は、第1蒸発器27の出口冷媒の過熱度に応じて弁体開度を調整する温度作動式膨張弁であり、それにより、第1蒸発器27への冷媒流量を調整して第1蒸発器27の出口冷媒の過熱度を所定値に維持する。
The
第1蒸発器27には膨張弁26で減圧された低圧冷媒が流入し、この低圧冷媒が第1送風機122による送風空気から吸熱して蒸発することにより送風空気を冷却する。第1蒸発器27で冷却された送風空気(冷風)は、図1に示す第1保冷室111内へ吹き出される。
The low-pressure refrigerant decompressed by the
第2冷媒通路24には、その上流側から下流側に向かって、電気制御弁をなす第2電磁弁28と、第2減圧手段をなす固定絞り29と、第2蒸発器30とが直列に設けられている。第2電磁弁28、固定絞り29および第2蒸発器30は、第2送風機132とともに第2ユニットケース131に収容されて第2クーリングユニット13を構成している。
In the second
第2電磁弁28は、第1電磁弁25と同様に空調用電子制御装置によって開閉制御され、第2蒸発器30で冷却作用を発揮させる場合は開けられ、第2蒸発器30で冷却作用を発揮させない場合は閉じられる。
The second
固定絞り29は、本例ではキャピラリーチューブであるが、オリフィス等であってもよい。
The fixed
第2蒸発器30には固定絞り29で減圧された低圧冷媒が流入し、この低圧冷媒が第2送風機132による送風空気から吸熱して蒸発することにより、送風空気を冷却する。第2蒸発器30で冷却された送風空気(冷風)は、図1に示す第2保冷室112内へ吹き出される。
The low-pressure refrigerant decompressed by the fixed
固定絞り29の絞り径は、第1蒸発器27の圧力条件(温度条件)に合わせて設定されている。例えば、固定絞り29の絞り径は、第1蒸発器27の表面温度が−25℃になるように設定されている。
The diameter of the fixed
第1冷媒通路23と第2冷媒通路24とが合流する合流部Z2は、第1蒸発器27および第2蒸発器30の下流側に設けられている。
The junction Z2 where the first
合流部Z2と圧縮機20の冷媒吸入口との間には、アキュームレータ31が設けられている。アキュームレータ31は、第1蒸発器27通過後の冷媒および第2蒸発器30通過後の冷媒の気液を分離して、余剰冷媒を蓄える低圧側気液分離器である。アキュームレータ31の気相冷媒出口から流出した気相冷媒は、圧縮機20に吸入される。
An
放熱器21の冷媒流れ上流側には、冷媒流れが分岐するバイパス流路32が配置されている。このバイパス流路32は、圧縮機20から吐出されるホットガスを、放熱器21を迂回させて第1蒸発器27に導く流路である。
On the upstream side of the refrigerant flow of the
バイパス流路32には除霜バルブ33が配置され、受液器22下流側には除霜連動バルブ34が配置されている。除霜バルブ33および除霜連動バルブ34は、バイパス流路32にホットガスを流す場合と流さない場合とを切り換える電磁弁であり、図示しない空調用電子制御装置によって開閉制御される。
A
具体的には、バイパス流路32にホットガスを流す場合、除霜バルブ33が開かれ、除霜連動バルブ34が閉じられる。一方、バイパス流路32にホットガスを流さない場合、除霜バルブ33が閉じられ、除霜連動バルブ34が開かれる。
Specifically, when hot gas is allowed to flow through the
圧縮機20の冷媒吐出側には、オイルセパレータ35が設けられている。このオイルセパレータ35は、圧縮機20から吐出された冷媒中に含まれるオイルを分離する。オイルセパレータ35で分離されたオイルは、オイル戻し流路36を介して圧縮機20の冷媒吸入口に戻される。
An
なお、放熱器21、受液器22、除霜バルブ33、除霜連動バルブ34およびオイルセパレータ35は、コンデンシングユニット16のユニットケース161内に収容されている。
The
また、冷凍サイクルは、スタンバイ用圧縮機37を備えている。スタンバイ用圧縮機37は、図示しない交流電動モータによって駆動されて、冷媒を吸入して圧縮する。交流電動モータは、車両外部の商用電源から電力供給されて回転動作するものである。
Further, the refrigeration cycle includes a
スタンバイ用圧縮機37は、圧縮機20に対して並列に配置されている。圧縮機20の冷媒吐出側およびスタンバイ用圧縮機37の冷媒吐出側には、冷媒の逆流を防止するための逆止弁39、39が設けられている。
The
上記構成における作動を説明する。第1、第2電磁弁25、28が開けられ、除霜バルブ33が閉じられ、除霜連動バルブ34が開けられた状態において、圧縮機20またはスタンバイ用圧縮機37が作動すると、第1蒸発器27には膨張弁26で減圧された低圧冷媒が流入し、第2蒸発器30には固定絞り29で減圧された低圧冷媒が流入する。これにより、第1蒸発器27および第2蒸発器30の両方で冷却作用を発揮して、第1保冷室111および第2保冷室112の両方を冷却することができる。
The operation in the above configuration will be described. If the
このとき、固定絞り29の絞り径は、第1蒸発器27の表面温度が−25℃になるように設定されているので、第1蒸発器27から吹き出される空気の温度を十分に低下させて第1保冷室111を十分に冷却することができる。そして、第2蒸発器30から吹き出される空気の温度は、第1蒸発器27から吹き出される空気の温度よりも高温になるので、第2保冷室112を第1保冷室111よりも高い温度に冷却することができる。
At this time, the diaphragm diameter of the fixed
本実施形態によると、第2蒸発器30への流入冷媒を減圧する減圧手段が固定絞り29になっているので、第1蒸発器27および第2蒸発器30への冷媒の導入/中断を切り替えることなく2つの保冷室111、112を異なる温度に冷却することができる。換言すると、第1蒸発器27および第2蒸発器30の両方へ冷媒を連続的に導入し続けても、2つの保冷室111、112を異なる温度に冷却することができる。
According to the present embodiment, the depressurizing means for depressurizing the refrigerant flowing into the
このため、上記した従来技術のように2つの蒸発器への冷媒の導入/中断を切り替えて2つの保冷室を異なる温度に冷却する、いわゆるFIR制御に比べて制御を簡素化し且つ作動時間ロスを低減することができる。 For this reason, the control is simplified and the operating time loss is reduced as compared with the so-called FIR control in which the two cold storage chambers are cooled to different temperatures by switching the introduction / interruption of the refrigerant to the two evaporators as in the prior art described above. Can be reduced.
また、固定絞り29の絞り径は、第1蒸発器27の圧力条件に合わせて設定されているので、第1蒸発器27の蒸発圧力を一定にコントロールすることができる。このため、第1蒸発器27から吹き出される空気の温度を十分に低下させて第1保冷室111を十分に冷却することができる。
Further, since the diameter of the fixed
(他の実施形態)
なお、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下のごとく種々変形可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified as follows.
(1)上述の実施形態では、冷媒として高圧圧力が臨界圧力を超えないフロン系、炭化水素系等の冷媒を用いる蒸気圧縮式の亜臨界サイクルについて説明したが、冷媒として二酸化炭素のように高圧圧力が臨界圧力を超える冷媒を採用してもよい。 (1) In the above-described embodiment, the vapor compression subcritical cycle using a refrigerant such as a chlorofluorocarbon or hydrocarbon that does not exceed the critical pressure as a refrigerant has been described. A refrigerant whose pressure exceeds the critical pressure may be employed.
(2)上述の実施形態では、圧縮機20は車両エンジンにより回転駆動されるようになっているが、圧縮機20は電動モータによって駆動されるようになっていてもよい。
(2) In the above-described embodiment, the
20 圧縮機
21 放熱器
26 膨張弁(第1減圧手段)
27 第1蒸発器
29 固定絞り(第2減圧手段)
30 第2蒸発器
20
27
30 Second evaporator
Claims (1)
冷媒を吸入圧縮する圧縮機(20)と、
前記圧縮機(20)で圧縮された冷媒を放熱させる放熱器(21)と、
冷媒流れにおいて互いに並列に設けられ、放熱器(21)で放熱された冷媒を減圧する第1減圧手段(26)および第2減圧手段(29)と、
前記第1減圧手段(26)で減圧された冷媒を蒸発させ、前記第1保冷室(111)の空気を冷却する第1蒸発器(27)と、
前記第2減圧手段(29)で減圧された冷媒を蒸発させ、前記第2保冷室(112)の空気を冷却する第2蒸発器(30)とを備え、
前記第1減圧手段(26)は、流路断面積が調節可能に構成された膨張弁(26)であり、
前記第2減圧手段(29)は、流路断面積が固定された固定絞り(29)であることを特徴とする2室式冷凍車用冷凍サイクル。 A refrigeration cycle used in a freezer car having a first cold room (111) and a second cold room (112) that is heated to a higher temperature than the first cold room (111),
A compressor (20) for sucking and compressing refrigerant;
A radiator (21) for radiating the refrigerant compressed by the compressor (20);
A first decompression means (26) and a second decompression means (29) provided in parallel with each other in the refrigerant flow and decompressing the refrigerant radiated by the radiator (21);
A first evaporator (27) for evaporating the refrigerant depressurized by the first depressurization means (26) and cooling the air in the first cold insulation chamber (111);
A second evaporator (30) for evaporating the refrigerant depressurized by the second depressurization means (29) and cooling the air in the second cold insulation chamber (112),
The first pressure reducing means (26) is an expansion valve (26) configured so that a flow passage cross-sectional area can be adjusted,
The refrigeration cycle for a two-chamber refrigeration vehicle, wherein the second decompression means (29) is a fixed throttle (29) having a fixed channel cross-sectional area.
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