JP2023017262A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サイクルが閉塞することを抑制できる冷凍サイクル装置を提供する。【解決手段】冷媒を圧縮して吐出する圧縮機１１と、圧縮機１１から吐出された吐出冷媒と外気とを熱交換させる凝縮器１２と、凝縮器１２から流出した冷媒を減圧させる膨張弁１４と、膨張弁１４から流出した冷媒を蒸発させて車室内へ送風される空気を冷却する蒸発器１５と、蒸発器１５の熱交換フィン温度Ｔｅｆｉｎと蒸発器１５における冷媒の飽和温度Ｔｓａｔとの温度差ΔＴが予め定めた基準温度差α１以上になった際に、膨張弁１４の絞り開度を増加させる制御装置６０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、冷凍サイクル装置に関する。

従来、特許文献１には、サイクル内で余剰となっている余剰冷媒を液相冷媒として貯える貯液部として、モジュレータを備える冷凍サイクル装置が開示されている。モジュレータは、室外熱交換器から流出した冷媒の気液を分離して、分離された高圧液相冷媒を貯える高圧側貯液部である。

特許文献１の冷凍サイクル装置では、膨張弁の開度は、圧縮機へ流入する冷媒の過熱度が目標過熱度に近づくように制御装置によって制御される。当該過熱度の演算には、蒸発器の出口側冷媒の温度を検出する出口側冷媒温度センサ、および蒸発器の出口側冷媒の圧力を検出する出口側冷媒圧力センサの検出値を用いている。

特開２０１７－１５０７３１号公報

しかしながら、冷房負荷が低い、すなわち蒸発器の吸込空気温度が低い場合等、圧縮機へ流入する冷媒の過熱度が目標過熱度に近づくように膨張弁の開度を減少させても、過熱度が上昇しない場合がある。このような条件下で上述した膨張弁の開度制御を行うと、膨張弁の開度が減少し続けてしまい、サイクルが閉塞する可能性がある。

本発明は、上記点に鑑みて、サイクルが閉塞することを抑制できる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の冷凍サイクル装置は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
圧縮機から吐出された吐出冷媒と外気とを熱交換させる放熱部（１２）と、
放熱部から流出した冷媒を減圧させる減圧部（１４）と、
減圧部から流出した冷媒を蒸発させて冷却対象流体を冷却する蒸発部（１５）と、
蒸発部の熱交換フィン温度（Ｔｅｆｉｎ）と蒸発部における冷媒の飽和温度（Ｔｓａｔ）との温度差（ΔＴ）が予め定めた基準温度差（α１）以上になった際に、減圧部の絞り開度を増加させる制御部（６０）と、を備える。

これによれば、蒸発部の熱交換フィン温度（Ｔｅｆｉｎ）と蒸発部における冷媒の飽和温度（Ｔｓａｔ）との温度差（ΔＴ）が予め定めた基準温度差（α１）以上になった場合に、蒸発部（１５）において閉塞が発生していると判定して、蒸発部（１５）に流入する冷媒の流量を増加させることができる。その結果、サイクルが閉塞することを抑制できる。

なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した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。

一実施形態に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。 一実施形態に係る冷凍サイクル装置の電気制御部を示すブロック図である。 一実施形態に係る冷凍サイクル装置の制御プログラムの制御処理を示すフローチャートである。 一実施形態に係る冷凍サイクル装置の制御処理における蒸発器が閉塞しているか否かを判定する制御特性図である。 一実施形態に係る冷凍サイクルにおいて蒸発器が閉塞していない場合の冷媒の状態を示す説明図である。 一実施形態に係る冷凍サイクルにおいて蒸発器が閉塞している場合の冷媒の状態を示す説明図である。

以下、一実施形態について図に基づいて説明する。図１に示す車両用空調装置１は、自動車の車室内空間（換言すれば、空調対象空間）を適切な温度に調整する空調装置である。車両用空調装置１は、冷凍サイクル装置１０を有している。

冷凍サイクル装置１０は、車両用空調装置１において、車室内の空調を行うために、車室内へ送風される空気である送風空気を冷却する。したがって、冷凍サイクル装置１０における冷却対象流体は、送風空気である。

冷凍サイクル装置１０は、圧縮機１１、凝縮器１２、レシーバ１３、膨張弁１４および蒸発器１５を備える蒸気圧縮式冷凍機である。本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、冷媒としてフロン系冷媒を用いており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。

冷凍サイクル装置１０には、冷媒循環回路が形成される。冷媒循環回路では、冷媒が圧縮機１１、凝縮器１２、レシーバ１３、膨張弁１４、蒸発器１５、圧縮機１１の順に循環する。

圧縮機１１は、電池から供給される電力によって駆動される電動圧縮機であり、冷凍サイクル装置１０の冷媒を吸入して圧縮して吐出する。圧縮機１１の電動モータは、図２に示す制御装置６０によって制御される。圧縮機１１は、ベルトによって駆動される可変容量圧縮機であってもよい。

凝縮器１２は、圧縮機１１から吐出された高圧側冷媒（すなわち、吐出冷媒）を放熱させて凝縮させる放熱部である。凝縮器１２は、圧縮機１１から吐出された高圧側冷媒と外気とを熱交換させることによって高圧側冷媒を凝縮させる。凝縮器１２は、圧縮機１１から吐出された高圧側冷媒と冷却水とを熱交換させることによって高圧側冷媒を凝縮させてもよい。

レシーバ１３は、凝縮器１２から流出した高圧冷媒の気液を分離して、分離された液相冷媒を下流側へ流出させるとともに、サイクルの余剰冷媒を貯える気液分離部である。すなわち、レシーバ１３は、凝縮器１２から流出した冷媒の気液を分離して、分離された高圧液相冷媒を貯えることが可能な高圧側貯液部である。本実施形態では、レシーバ１３として、タンク状の部材を採用している。

膨張弁１４は、レシーバ１３から流出した液相冷媒を減圧膨張させる減圧部である。膨張弁１４は、電気式膨張弁である。電気式膨張弁は、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の開度を変化させる電動アクチュエータとを有して構成される電気式の可変絞り機構である。

膨張弁１４は、蒸発器１５に冷媒が流れる状態と冷媒が流れない状態とを切り替える冷媒流れ切替部である。膨張弁１４は、制御装置６０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

蒸発器１５は、膨張弁１４から流出した冷媒と送風空気とを熱交換させて冷媒を蒸発させる蒸発部である。蒸発器１５では、冷媒が送風空気から吸熱する。蒸発器１５は、送風空気を冷却する空気冷却器である。蒸発器１５で蒸発した気相冷媒は圧縮機１１に吸入されて圧縮される。

蒸発器１５は、室内空調ユニット５０の空調ケーシング５１に収容されている。室内空調ユニット５０は、車室内前部の図示しない計器盤の内側に配置されている。空調ケーシング５１は、空気通路を形成する空気通路形成部材である。

空調ケーシング５１には、内外気切替箱５２と室内送風機５３とヒータコア５４とが配置されている。内外気切替箱５２は、空調ケーシング５１内の空気通路に内気と外気とを切替導入する内外気切替部である。室内送風機５３は、内外気切替箱５２を通して空調ケーシング５１内の空気通路に導入された内気および外気を吸入して送風する。室内送風機５３の作動は、制御装置６０によって制御される。

ヒータコア５４は、空調ケーシング５１内の空気通路において、蒸発器１５の空気流れ下流側に配置されている。ヒータコア５４は、高温冷却水と送風空気とを熱交換させて送風空気を加熱する空気加熱器である。高温冷却水は、走行用エンジンや電気ヒータ等の暖房用熱源で加熱される。高温冷却水は、凝縮器１２で加熱されるようになっていてもよい。

空調ケーシング５１内の空気通路において蒸発器１５とヒータコア５４との間には、エアミックスドア５５が配置されている。エアミックスドア５５は、蒸発器１５を通過した冷風のうちヒータコア５４に流入する冷風と冷風バイパス通路５６を流れる冷風との風量割合を調整する。

冷風バイパス通路５６は、蒸発器１５を通過した冷風がヒータコア５４をバイスして流れる空気通路である。エアミックスドア５５の回転軸は、サーボモータ５７によって駆動される。エアミックスドア用サーボモータの作動は、制御装置６０によって制御される。

エアミックスドア５５は、空気流れと略直交する方向にスライド移動するスライドドアであってもよい。スライドドアは、剛体で形成された板状のドアであってもよいし。可撓性を有するフィルム材で形成されたフィルムドアであってもよい。

エアミックスドア５５によって温度調整された空調風は、空調ケーシング５１に形成された吹出口５８から車室内へ吹き出される。

図２に示す制御装置６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。制御装置６０は、ＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行う。制御装置６０の出力側には各種制御対象機器が接続されている。制御装置６０は、各種制御対象機器の作動を制御する制御部である。

制御装置６０によって制御される制御対象機器は、圧縮機１１、膨張弁１４、室内送風機５３およびエアミックスドア用サーボモータ５７等である。

制御装置６０のうち圧縮機１１の電動モータを制御するソフトウェアおよびハードウェアは、冷媒吐出能力制御部である。制御装置６０のうち膨張弁１４を制御するソフトウェアおよびハードウェアは、絞り制御部である。

制御装置６０のうち室内送風機５３を制御するソフトウェアおよびハードウェアは、空気送風能力制御部である。制御装置６０のうちエアミックスドア用サーボモータ５７を制御するソフトウェアおよびハードウェアは、風量割合制御部である。

制御装置６０の入力側には、種々の制御用センサ群が接続されている。種々の制御用センサ群は、内気温度センサ６１、外気温度センサ６２、日射量センサ６３、蒸発器温度センサ６４、吸入冷媒温度センサ６５、吸入冷媒圧力センサ６６、高温冷却水温度センサ６７等である。

内気温度センサ６１は車室内温度Ｔｒを検出する。外気温度センサ６２は外気温Ｔａｍを検出する。日射量センサ６３は車室内の日射量Ｔｓを検出する。

蒸発器温度センサ６４は、蒸発器１５における冷媒蒸発温度（すなわち、蒸発器温度）を検出する蒸発器温度検出部である。蒸発器温度センサ６４は、具体的に、蒸発器１５の熱交換フィン温度（すなわち、蒸発器フィン温度）Ｔｅｆｉｎを検出している。

蒸発器温度センサ６４は、蒸発器１５のうち、ドライアウトが発生していないときに液相冷媒が存在している領域に配置されている。蒸発器温度センサ６４は、具体的に、蒸発器１５のうち、熱交換フィンの温度が最も低くなりやすい領域に配置されている。例えば、蒸発器温度センサ６４は、蒸発器１５のうち冷媒流れ上流側の部位に配置されている。

なお、ドライアウトとは、蒸発器１５において冷媒の蒸発が過剰になって気相冷媒のみが存在する領域が過大になることを言う。

吸入冷媒温度センサ６５は、圧縮機１１へ吸入される冷媒の吸入冷媒温度Ｔｓｕｃを検出する吸入冷媒温度検出部である。換言すれば、吸入冷媒温度センサ６５は、蒸発器１５の出口側冷媒の温度を検出する。

吸入冷媒圧力センサ６６は、圧縮機１１へ吸入される冷媒の吸入冷媒圧力Ｐｓｕｃを検出する吸入冷媒温度検出部である。換言すれば、吸入冷媒圧力センサ６６は、蒸発器１５の出口側冷媒の圧力を検出する。

吸入冷媒温度センサ６５および吸入冷媒圧力センサ６６は、蒸発器１５にドライアウトが発生していないときに、過熱度をもった冷媒が存在している領域に配置されている。例えば、吸入冷媒温度センサ６５および吸入冷媒圧力センサ６６は、蒸発器１５と圧縮機１１との間の冷媒配管に配置されている。

高温冷却水温度センサ６７は、ヒータコア５４に流入する高温冷却水の温度ＴＷを検出する。例えば、高温冷却水温度センサ６７は、凝縮器１２から流出した冷却水の温度を検出する。

制御装置６０の入力側には、図示しない各種操作スイッチが接続されている。各種操作スイッチは操作パネル７０に設けられており、乗員によって操作される。操作パネル７０は車室内前部の計器盤付近に配置されている。制御装置６０には、各種操作スイッチからの操作信号が入力される。

各種操作スイッチは、オートスイッチ、エアコンスイッチ、温度設定スイッチ等である。オートスイッチは、車両用空調装置１の自動制御運転の設定および解除を行うスイッチである。エアコンスイッチは、室内空調ユニット５０にて空気の冷却を行うか否かを設定するスイッチである。温度設定スイッチは、車室内の設定温度を設定するスイッチである。

次に、上記構成における作動を説明する。以下では、操作パネル７０のオートスイッチが乗員によってオンされている場合の作動について説明する。操作パネル７０のエアコンスイッチが乗員によってオンされている場合、制御装置６０は、空調制御プログラムを実行する。

空調制御プログラムでは、圧縮機１１の回転数Ｎｃ、エアミックスドア５５の開度ＳＷ、および膨張弁１４の絞り開度ＥＶが決定される。圧縮機１１の回転数は、目標蒸発器温度ＴＥＯと、蒸発器温度センサ６４によって検出された蒸発器フィン温度Ｔｅｆｉｎとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、蒸発器フィン温度Ｔｅｆｉｎが目標蒸発器温度ＴＥＯに近づくように決定される。目標蒸発器温度ＴＥＯは、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、制御装置６０に記憶された制御マップを参照して決定される。本実施形態の制御マップでは、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、目標蒸発器温度ＴＥＯが上昇するように決定される。

目標吹出温度ＴＡＯは、車室内へ吹き出す吹出空気の目標温度である。制御装置６０は、目標吹出温度ＴＡＯを以下の数式Ｆ１に基づいて算出する。
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ－Ｋｒ×Ｔｒ－Ｋａｍ×Ｔａｍ－Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ…（Ｆ１）
数式Ｆ１において、Ｔｓｅｔは操作パネル７０の温度設定スイッチによって設定された車室内設定温度、Ｔｒは内気温度センサ６１によって検出された内気温、Ｔａｍは外気温度センサ６２によって検出された外気温、Ｔｓは日射量センサ６３によって検出された日射量である。Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓは制御ゲインであり、Ｃは補正用の定数である。

エアミックスドア５５の開度ＳＷは、エアミックスドア５５によって温度調整された空調風が目標吹出温度ＴＡＯとなるように決定される。具体的には、エアミックスドア５５の開度が、目標吹出温度ＴＡＯ、蒸発器フィン温度Ｔｅｆｉｎおよびヒータコア５４に流入する高温冷却水の温度ＴＷ等に基づいて決定される。

膨張弁１４の絞り開度ＥＶは、図３のフローチャートに示す制御処理によって決定される。まずステップＳ１００では、後述する通常制御を実行中、かつ、蒸発器１５の熱負荷が予め定めた基準熱負荷よりも低いか否かが判定される。蒸発器１５の熱負荷は、例えば、蒸発器１５に流入する冷媒の流量から算出することができる。すなわち、蒸発器１５に流入する冷媒の流量が予め定めた基準流量より少ない場合に、蒸発器１５の熱負荷が基準熱負荷よりも低いと判定してもよい。なお、通常制御の詳細については、後述する。

ステップＳ１００にて、通常制御を実行中でない、または、蒸発器１５の熱負荷が基準熱負荷よりも低くなっていないと判定された場合、ステップＳ１１０へ進む。ステップＳ１００にて、通常制御を実行中、かつ、蒸発器１５の熱負荷が基準熱負荷よりも低くなっていると判定された場合、ステップＳ１２０へ進む。

ステップＳ１１０では、通常制御を実行し、ステップＳ１００に戻る。通常制御では、膨張弁１４の絞り開度（以下、通常開度ＥＶＮと言う。）が、蒸発器１５出口側冷媒の目標過熱度ＳＨＥＯと蒸発器１５出口側冷媒の過熱度ＳＨＥとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、過熱度ＳＨＥが目標過熱度ＳＨＥＯに近づくように決定される。例えば、目標過熱度ＳＨＥＯは、予め定めた定数（本実施形態では、５℃）である。

過熱度ＳＨＥは、吸入冷媒圧力センサ６６が検出した吸入冷媒圧力Ｐｓｕｃと、吸入冷媒温度センサ６５が検出した吸入冷媒温度Ｔｓｕｃとに基づいて算出される。

ステップＳ１２０では、蒸発器１５が閉塞しているか否かが判定される。ここで、本実施形態に係る制御装置６０では、図４に示す制御特性図と、蒸発器フィン温度Ｔｅｆｉｎから蒸発器出口飽和温度Ｔｓａｔを減じた温度差（以下、蒸発器温度差ΔＴと言う。）とを参照して、蒸発器１５の閉塞の有無を判定している。蒸発器出口飽和温度Ｔｓａｔは、蒸発器１５における冷媒の飽和温度である。蒸発器出口飽和温度Ｔｓａｔは、蒸発器１５の出口側冷媒の圧力Ｐｓｕｃに基づいて算出される。

具体的には、蒸発器温度差ΔＴが増加過程にある時は、蒸発器温度差ΔＴが基準上限蒸発器温度差α１以上となった際に、蒸発器１５が閉塞していると判定する。そして、蒸発器温度差ΔＴが減少過程にある時は、蒸発器温度差ΔＴが基準下限蒸発器温度差α２を下回った場合、蒸発器１５が閉塞していないと判定する。基準上限蒸発器温度差α１と基準下限蒸発器温度差α２との差は、制御ハンチングを防止するためのヒステリシス幅である。このため、基準上限蒸発器温度差α１および基準下限蒸発器温度差α２は、予め定めた基準温度差に相当する。

すなわち、図５に示すように、蒸発器１５でドライアウトが発生せず、蒸発器１５が閉塞していない場合、蒸発器温度センサ６４の設置部位に液冷媒が存在しているので、蒸発器温度センサ６４は液冷媒の温度を検出することとなる。このため、蒸発器フィン温度Ｔｅｆｉｎが蒸発器出口飽和温度Ｔｓａｔとほぼ同等となるので、蒸発器フィン温度Ｔｅｆｉｎから蒸発器出口飽和温度Ｔｓａｔを減じた温度差である蒸発器温度差ΔＴが小さくなり、基準下限蒸発器温度差α２を下回ることとなる。

図６に示すように、蒸発器１５でドライアウトが発生し、蒸発器１５が閉塞している場合、蒸発器温度センサ６４の設置部位に気相冷媒が存在しているので、蒸発器温度センサ６４は気相冷媒の温度を検出することとなる。このため、蒸発器フィン温度Ｔｅｆｉｎが蒸発器１５に流入する空気の温度相当まで上昇するので、蒸発器フィン温度Ｔｅｆｉｎから蒸発器出口飽和温度Ｔｓａｔを減じた温度差である蒸発器温度差ΔＴが大きくなり、基準上限蒸発器温度差α１を上回ることとなる。

ステップＳ１２０にて蒸発器１５が閉塞していないと判定された場合、ステップＳ１１０へ進み、通常制御を実行する。ステップＳ１２０にて蒸発器１５が閉塞していると判定された場合、ステップＳ１３０へ進む。

ステップＳ１３０では、強制開弁制御を実行し、ステップＳ１２０に戻る。強制開弁制御では、膨張弁１４の絞り開度（以下、強制開弁開度ＥＶＦと言う。）が、ステップＳ１００で決定された通常開度ＥＶＮ以上に決定される。具体的には、強制開弁制御では、今回の強制開弁開度ＥＶＦ（ｎ）が、前回の強制開弁開度ＥＶＦ（ｎ－１）に閾値Ａを加えた値、および通常開度ＥＶＮのうち大きい方の値に決定される。すなわち、今回の強制開弁開度ＥＶＦ（ｎ）は、以下の数式Ｆ２を用いて決定される。
ＥＶＦ（ｎ）＝ＭＡＸ｛（ＥＶＦ（ｎ－１）＋Ａ），ＥＶＮ｝…（Ｆ２）
数式Ｆ２において、閾値Ａは、制御装置６０によって適宜決定される正の値である。

これにより、冷凍サイクル装置１０では、サイクルを循環する冷媒の状態が以下のように変化する。すなわち、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が凝縮器１２に流入して放熱する。これにより、凝縮器１２で冷媒が冷却されて凝縮する。

凝縮器１２から流出した冷媒は、レシーバ１３にて気液分離される。レシーバ１３で分離された液相冷媒は膨張弁１４へ流入して、膨張弁１４にて低圧冷媒となるまで減圧膨張
される。膨張弁１４にて減圧された低圧冷媒は、蒸発器１５に流入し、車室内へ送風される空気から吸熱して蒸発する。これにより、車室内へ送風される空気が冷却される。

そして、蒸発器１５から流出した冷媒は、圧縮機１１の吸入側へと流れて再び圧縮機１１にて圧縮される。

このように、冷凍サイクル装置１０は、蒸発器１５にて低圧冷媒に空気から吸熱させて、冷却された空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の冷房を実現することができる。

蒸発器１５でドライアウトが発生し、蒸発器１５が閉塞した場合、ステップＳ１３０にて膨張弁１４の絞り開度ＥＶを通常開度ＥＶＮ以上とするので、蒸発器１５に流入する冷媒の流量を増加させることができる。これにより、蒸発器１５の閉塞を速やかに解消できる。

ステップＳ１３０における強制開弁制御は、ステップＳ１２０にて蒸発器１５が閉塞していないと判定されるまで繰り返される。このため、蒸発器１５の閉塞が解消されるまで、膨張弁１４の絞り開度ＥＶを大きくし続けて、蒸発器１５に流入する冷媒の流量を増加させ続けることができる。これにより、蒸発器１５の閉塞を確実に解消できる。

ステップＳ１３０における強制開弁制御では、今回の強制開弁開度ＥＶＦ（ｎ）が通常開度ＥＶＮより大きい場合、今回の強制開弁開度ＥＶＦ（ｎ）が、前回の強制開弁開度ＥＶＦ（ｎ－１）に閾値Ａを加えた値に決定される。このため、蒸発器１５が閉塞した場合、膨張弁１４の絞り開度ＥＶを一定割合で増加させることができる。これにより、乗員の空調フィーリングに悪影響を及ぼすことを抑制できる。

以上説明したように、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、制御装置６０は、蒸発器１５の熱交換フィン温度Ｔｅｆｉｎと蒸発器出口飽和温度Ｔｓａｔとの温度差である蒸発器温度差ΔＴが基準上限蒸発器温度差α１以上になった際に、膨張弁１４の絞り開度ＥＶを増加させる。

これによれば、蒸発器温度差ΔＴが基準上限蒸発器温度差α１以上となった際に蒸発器１５において閉塞が発生していると判定し、蒸発器１５に流入する冷媒の流量を増加させることができる。その結果、蒸発器１５における冷媒のドライアウトを抑制できるので、サイクルが閉塞することを抑制できる。

ここで、蒸発器フィン温度Ｔｅｆｉｎが上昇する要因として、蒸発器１５でドライアウトが発生することによる閉塞と、圧縮機１１の冷媒吐出能力不足との２つが考えられる。従来の冷凍サイクル装置では、蒸発器１５の出口側冷媒の温度と蒸発器出口飽和温度Ｔｓａｔとの温度差に基づいて蒸発器１５の出口側冷媒の過熱度を算出している。このため、蒸発器１５に流入する空気の温度が低い条件下では過熱度が大きくならず、過熱度に基づいて蒸発器１５でドライアウトが発生しているか否か（すなわち、蒸発器１５が閉塞しているか否か）を判断することは困難である。

これに対し、本実施形態では、蒸発器１５の出口側冷媒の温度に代えて、蒸発器フィン温度Ｔｅｆｉｎを用いて、冷媒の過熱度を算出する。すなわち、本実施形態では、蒸発器１５が閉塞しているか否かを、蒸発器フィン温度Ｔｅｆｉｎから蒸発器出口飽和温度Ｔｓａｔを減じた温度差に基づいて判定する。これによれば、蒸発器１５のうち、蒸発器温度センサ６４を取り付けた部位においてドライアウトが発生しているか（すなわち、液冷媒が存在するか否か）を判断できる。このため、蒸発器１５に流入する空気の温度が低い条件下であっても、蒸発器１５が閉塞しているか否かを適切に判定できる。

また、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、制御装置６０は、蒸発器温度差ΔＴが基準上限蒸発器温度差α１以上となった際に、蒸発器温度差ΔＴが基準下限蒸発器温度差α２を下回るまで、膨張弁１４の絞り開度ＥＶを大きくし続ける。これにより、蒸発器１５の閉塞が解消されるまで、蒸発器１５に流入する冷媒の流量を増加させ続けることができるので、蒸発器１５の閉塞を確実に解消できる。

また、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、制御装置６０は、蒸発器温度差ΔＴが基準上限蒸発器温度差α１以上となった際に、膨張弁１４の絞り開度ＥＶを一定割合で増加させることができる。これにより、蒸発器１５が閉塞した場合に、乗員の空調フィーリングに悪影響を及ぼすことを抑制しつつ、蒸発器１５の閉塞を解消できる。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。また、上記各実施形態に開示された手段は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。

（１）上記実施形態の冷凍サイクル装置１０では、冷媒としてフロン系冷媒を用いているが、冷媒の種類はこれに限定されるものではなく、二酸化炭素等の自然冷媒や炭化水素系冷媒等を用いてもよい。

また、上記実施形態の冷凍サイクル装置１０は、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成しているが、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超える超臨界冷凍サイクルを構成していてもよい。

（２）上記実施形態の蒸発器１５は、冷媒と空気（換言すれば気体）とを熱交換させるが、これに限定されるものではなく、冷媒と冷却水（換言すれば液体）とを熱交換させてもよい。蒸発器１５に電池等の冷却対象物が熱伝導可能に接触されていて、蒸発器１５を流れる冷媒によって冷却対象物が冷却されるようになっていてもよい。

（３）上記実施形態の冷凍サイクル装置１０は、車両用空調装置に適用されているが、冷凍サイクル装置１０の適用対象はこれに限定されるものではなく、電池冷却装置や据え置き型の空調装置、冷凍冷蔵装置等に適用してもよい。

（４）上記実施形態の冷凍サイクル装置１０に、作動時に発熱を伴う冷却対象機器（例えば、バッテリ）を冷却するための構成を追加してもよい。

具体的には、膨張弁１４および蒸発器１５に対して、冷却用膨張弁およびチラーを並列的に接続する。さらに、低温側熱媒体を循環させる低温側熱媒体循環回路に、低温側水ポンプ、チラー、冷却用熱交換器等を配置する。

低温側水ポンプは、低温側熱媒体をチラーの水通路へ圧送するポンプである。チラーは、冷却用膨張弁から流出した冷媒と低温側水ポンプから圧送された低温側熱媒体とを熱交換させる熱交換器である。冷却用膨張弁の基本的構成は、膨張弁１４と同様である。冷却用熱交換器は、冷却対象機器等に一体化されて冷却対象機器と低温側熱媒体とを熱交換させるものである。

これによれば、冷却用膨張弁にて減圧された冷媒をチラーにて蒸発させて低温側熱媒体を冷却することができる。そして、チラーにて冷却された低温側熱媒体を冷却用熱交換器へ流入させることによって、冷却対象機器を冷却することができる。

この場合、上記実施形態における膨張弁１４の絞り開度ＥＶの制御（すなわち、図３のフローチャートに示す制御）を、冷却用膨張弁に対しては実施せず、膨張弁１４に対してのみ実施してもよい。

（５）上記実施形態の冷凍サイクル装置１０において、レシーバ１３を廃止するとともに、蒸発器１５から流出した冷媒の気液を分離して余剰冷媒を蓄える高圧側貯液部であるアキュムレータを設けてもよい。

（６）上記実施形態では、膨張弁１４として電気式膨張弁を採用したが、この態様に限定されない。例えば、膨張弁１４として機械式膨張弁を採用するとともに、機械式膨張弁をバイパスするバイパス通路およびバイパス弁を追加してもよい。

バイパス通路は、レシーバ１３から流出した液相冷媒が機械式膨張弁をバイパスして流れる冷媒通路である。バイパス弁は、バイパス通路を開閉する電磁弁であり、制御装置６０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

この場合、制御装置６０は、蒸発器１５の熱交換フィン温度Ｔｅｆｉｎと蒸発器出口飽和温度Ｔｓａｔとの温度差である蒸発器温度差ΔＴが基準上限蒸発器温度差α１以上になった際に、バイパス弁を開弁してもよい。

（７）上記実施形態では、蒸発器１５の熱負荷を、蒸発器１５に流入する冷媒の流量から算出した例について説明したが、この態様に限定されない。例えば、蒸発器１５の熱負荷を、蒸発器１５に流入する送風空気の流量から算出してもよい。

（８）上記実施形態では、レシーバ１３をタンク状の部材としたが、この態様に限定されない。レシーバ１３は、他の冷媒配管よりも太い配管状の部材であってもよい。

１１ 圧縮機
１２ 凝縮器（放熱部）
１４ 膨張弁（減圧部）
１５ 蒸発器（蒸発部）
６０ 制御装置（制御部）

Claims (5)

1. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
   前記圧縮機から吐出された吐出冷媒と外気とを熱交換させる放熱部（１２）と、
   前記放熱部から流出した冷媒を減圧させる減圧部（１４）と、
   前記減圧部から流出した冷媒を蒸発させて冷却対象流体を冷却する蒸発部（１５）と、
   前記蒸発部の熱交換フィン温度（Ｔｅｆｉｎ）と前記蒸発部における冷媒の飽和温度（Ｔｓａｔ）との温度差（ΔＴ）が予め定めた基準温度差（α１）以上になった際に、前記減圧部の絞り開度を増加させる制御部（６０）と、を備える冷凍サイクル装置。
2. 前記制御部は、前記温度差が前記基準温度差以上になった際に、前記温度差が前記基準温度差を下回るまで、前記減圧部の絞り開度を増加させる請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記制御部は、前記温度差が前記基準温度差以上になった際に、前記減圧部の絞り開度を一定割合で増加させる請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記制御部は、前記蒸発部における冷媒の飽和温度を前記蒸発部の出口側冷媒の圧力（Ｐｓｕｃ）から算出する請求項１ないし３のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
5. さらに、前記放熱部から流出した冷媒の気液を分離して、分離された高圧液相冷媒を貯えることが可能な高圧側貯液部（１３）を備える請求項１ないし４のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。

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