JP2024089415A - Refrigerant Unit - Google Patents
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Abstract
【課題】冷媒回路の構成要素をユニット化した冷媒ユニットにおいて、各構成要素を接続する冷媒流路を可能な限り短くして冷媒ユニットの小型化を図る。【解決手段】冷媒回路と、冷媒回路の構成要素を集約的に支持する支持部材とを備えた冷媒ユニットであって、冷媒回路は、圧縮機と、第1熱交換器と、第1熱交換器とは機能の異なる複数の第2熱交換器とを少なくとも有し、支持部材は、圧縮機を固定する第1固定面と、第1熱交換器及び複数の第2熱交換器を固定する第2固定面とを有し、圧縮機と第1熱交換器とを繋ぐ第1冷媒配管、及び、圧縮機と複数の第2熱交換器とを繋ぐ第2冷媒配管を、第1固定面及び第2固定面を貫通するように設けた冷媒ユニットを提供する。【選択図】図1[Problem] In a refrigerant unit in which components of a refrigerant circuit are unitized, the refrigerant flow paths connecting the components are made as short as possible to reduce the size of the refrigerant unit. [Solution] A refrigerant unit including a refrigerant circuit and a support member collectively supporting the components of the refrigerant circuit, the refrigerant circuit has at least a compressor, a first heat exchanger, and a plurality of second heat exchangers having a different function from the first heat exchanger, the support member has a first fixing surface to which the compressor is fixed and a second fixing surface to which the first heat exchanger and the plurality of second heat exchangers are fixed, and a first refrigerant pipe connecting the compressor and the first heat exchanger, and a second refrigerant pipe connecting the compressor and the plurality of second heat exchangers are provided so as to penetrate the first fixing surface and the second fixing surface. [Selected Figure] Figure 1
Description
本発明は、冷媒ユニットに関するものである。 The present invention relates to a refrigerant unit.
車両用等の熱管理システムは、冷媒回路の吸放熱を利用して、車室内空調等の温調対象に対する熱管理を行うものである。熱管理システムの心臓部である冷媒回路は、車両等の装置内での集中管理を可能にするため、或いは、スペース効率良く装置内に配備できるようにするために、構成要素をコンパクトにユニット化することが求められている。 Thermal management systems for vehicles, etc., use the heat absorption and release of the refrigerant circuit to perform thermal management of temperature-controlled objects such as the air conditioning of the vehicle interior. The refrigerant circuit, which is the heart of the thermal management system, is required to have its components compactly unitized in order to enable centralized management within the device, such as the vehicle, or to enable space-efficient deployment within the device.
ユニット化された冷媒回路(冷媒ユニット)は、冷媒回路の構成要素である、圧縮機、蒸発器又は凝縮器として機能する熱交換器、減圧装置(膨張弁)、気液分離器(アキュムレータ)などを、ベースとなる支持部材に対して集約配置して、ユニットのアッセンブル化を図っている(下記特許文献1参照)。 A unitized refrigerant circuit (refrigerant unit) assembles the components of the refrigerant circuit, such as a compressor, a heat exchanger that functions as an evaporator or condenser, a pressure reducing device (expansion valve), and a gas-liquid separator (accumulator), by concentrating them on a base support member (see Patent Document 1 below).
このような冷媒ユニットでは、各構成要素を、冷媒ユニット全体の重量バランスや冷媒流路となる冷媒配管やその接続部等による各構成要素間の接続関係などを考慮しながら配置して、可能な限り小型化することが求められる。
また、冷媒回路における冷媒流路は、流路長を短くすることで冷媒流路における冷媒の熱損失や圧力損失を抑えることができるため、冷媒流路を可能な限り短くして効率よく取り回すことも求められる。
In such a refrigerant unit, it is necessary to make the individual components as small as possible by arranging them while taking into consideration the weight balance of the entire refrigerant unit and the connection relationships between the individual components via the refrigerant piping that serves as the refrigerant flow path and their connections, etc.
Furthermore, since heat loss and pressure loss of the refrigerant in the refrigerant flow path in the refrigerant circuit can be reduced by shortening the flow path length, it is also required to make the refrigerant flow path as short as possible for efficient routing.
本発明は、このような問題に対処することを課題としている。すなわち、冷媒回路の構成要素をユニット化した冷媒ユニットにおいて、各構成要素を接続する冷媒流路を可能な限り短くして冷媒ユニットの小型化を図ること、などが本発明の課題である。 The present invention aims to address these problems. In other words, the objective of the present invention is to reduce the size of a refrigerant unit by shortening the refrigerant flow paths connecting the components of the refrigerant circuit as much as possible in a refrigerant unit that unitizes the components of the refrigerant circuit.
このような課題を解決するために、本発明の一態様に係る冷媒ユニットは、以下の構成を具備するものである。
冷媒回路と、前記冷媒回路の構成要素を集約的に支持する支持部材とを備えた冷媒ユニットであって、前記冷媒回路は、圧縮機と、第1熱交換器と、前記第1熱交換器とは機能の異なる複数の第2熱交換器とを少なくとも有し、前記支持部材は、前記圧縮機を固定する第1固定面と、前記第1熱交換器及び複数の前記第2熱交換器を固定する第2固定面とを有し、前記圧縮機と前記第1熱交換器とを繋ぐ第1冷媒配管、及び、前記圧縮機と複数の前記第2熱交換器とを繋ぐ第2冷媒配管を、前記第1固定面及び前記第2固定面を貫通するように設けた、冷媒ユニット。
In order to solve such problems, a refrigerant unit according to one aspect of the present invention has the following configuration.
A refrigerant unit comprising a refrigerant circuit and a support member that collectively supports components of the refrigerant circuit, the refrigerant circuit having at least a compressor, a first heat exchanger, and a plurality of second heat exchangers having a function different from that of the first heat exchanger, the support member having a first fixing surface to which the compressor is fixed and a second fixing surface to which the first heat exchanger and the plurality of second heat exchangers are fixed, a first refrigerant piping that connects the compressor and the first heat exchanger, and a second refrigerant piping that connects the compressor and the plurality of second heat exchangers are provided so as to penetrate the first fixing surface and the second fixing surface.
このような特徴を有する冷媒ユニットは、冷媒回路の構成要素をユニット化した冷媒ユニットにおいて、各構成要素を接続する冷媒流路を可能な限り短くして冷媒ユニットの小型化を図ることができる。 A refrigerant unit with these characteristics can reduce the size of the refrigerant unit by shortening the refrigerant flow paths connecting each component as much as possible in a refrigerant unit in which the components of the refrigerant circuit are unitized.
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の説明において、同一の符号は同一の機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。 Below, the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals indicate parts with the same functions, and duplicate descriptions in each drawing will be omitted as appropriate.
図1及び図2は、本実施形態に係る冷媒ユニット10の斜視図である。本実施形態に係る冷媒ユニット10は、冷媒回路を構成する各構成要素を支持部材12に固定してユニット化したものであり、例えば、走行用バッテリを備えた車両に搭載され、車室内の空調や車載機器の温度調整などを行う空調装置や熱管理システムに用いられる。 Figures 1 and 2 are perspective views of the refrigerant unit 10 according to this embodiment. The refrigerant unit 10 according to this embodiment is a unit formed by fixing each component of the refrigerant circuit to a support member 12, and is installed in a vehicle equipped with a driving battery, for example, and is used in an air conditioning device or thermal management system that conditions the air in the vehicle cabin and adjusts the temperature of on-board equipment.
各図に示すように、冷媒ユニット10は、圧縮機20、アキュムレータ22、第1熱交換器30、第2熱交換器41,42、流路方向切替手段としての四方弁60、膨張弁71,72を含む減圧装置70、及び、電磁弁81,82を含む流入出制御装置80、冷媒流路としての冷媒配管51,52A,52B,91~94によって接続した冷媒回路と、これらを集約的に支持する支持部材12とを備えている。 As shown in each figure, the refrigerant unit 10 includes a compressor 20, an accumulator 22, a first heat exchanger 30, a second heat exchanger 41, 42, a four-way valve 60 as a flow direction switching means, a pressure reducing device 70 including expansion valves 71, 72, an inflow/outflow control device 80 including solenoid valves 81, 82, a refrigerant circuit connected by refrigerant pipes 51, 52A, 52B, 91-94 as a refrigerant flow path, and a support member 12 that collectively supports these.
支持部材12は、略矩形状の板状部材である底板部15と、底板部15と一体的に形成され、底板部15の中央部において底板部15に対して垂直に設けられる略矩形状の板状部材である固定壁16とを有している。底板部15及び固定壁16は、冷媒ユニット10に備えられた各構成要素と冷媒配管が干渉しない十分な高さ及び幅を有している。 The support member 12 has a bottom plate portion 15, which is a substantially rectangular plate-like member, and a fixed wall 16, which is a substantially rectangular plate-like member formed integrally with the bottom plate portion 15 and disposed perpendicular to the bottom plate portion 15 at the center of the bottom plate portion 15. The bottom plate portion 15 and the fixed wall 16 have sufficient height and width so that the refrigerant piping does not interfere with the components provided in the refrigerant unit 10.
底板部15は、固定壁16が設けられている面(図示Z方向上側の面)が冷媒回路の構成要素が配備されて固定される固定面(表面)であり、固定壁16と反対側の面(図示Z方向下側の面)が冷媒ユニット10を車体等に取り付けるための取付面(裏面)となっている。底板部15の取付面の4隅を、ゴムブッシュ11を介して締結具13によってそれぞれ締結することで、冷媒ユニット10を車体等の取付対象に取り付けることができる。 The surface of the bottom plate 15 on which the fixed wall 16 is provided (the surface on the upper side in the Z direction in the figure) is the fixed surface (front side) on which the components of the refrigerant circuit are arranged and fixed, and the surface opposite the fixed wall 16 (the surface on the lower side in the Z direction in the figure) is the mounting surface (back side) for mounting the refrigerant unit 10 to a vehicle body or the like. The refrigerant unit 10 can be mounted to a mounting target such as a vehicle body by fastening the four corners of the mounting surface of the bottom plate 15 with fasteners 13 via rubber bushings 11.
底板部15における固定面は、固定壁16によって隔てられる2つの領域15A,15Bを有している。底板部15において、領域15A側には、圧縮機20、アキュムレータ22、四方弁60、及び、流入出制御装置80が配備され、領域15B側には、第1熱交換器30、第2熱交換器41,42、及び、減圧装置70が配備されている。 The fixed surface of the bottom plate portion 15 has two areas 15A and 15B separated by a fixed wall 16. In the bottom plate portion 15, the compressor 20, the accumulator 22, the four-way valve 60, and the inflow/outflow control device 80 are arranged on the side of the area 15A, and the first heat exchanger 30, the second heat exchangers 41 and 42, and the pressure reducing device 70 are arranged on the side of the area 15B.
固定壁16は、その両面に冷媒回路の各構成要素が固定される。固定壁16において、底板部15の領域15A側の面が圧縮機20、アキュムレータ22、四方弁60、及び、流入出制御装置80を固定する第1固定面16Aであり、領域15B側の面が第1熱交換器30、第2熱交換器41,42、及び、減圧装置70を固定する第2固定面16Bである。 The components of the refrigerant circuit are fixed to both sides of the fixed wall 16. In the fixed wall 16, the surface on the area 15A side of the bottom plate portion 15 is the first fixed surface 16A to which the compressor 20, the accumulator 22, the four-way valve 60, and the inflow/outflow control device 80 are fixed, and the surface on the area 15B side is the second fixed surface 16B to which the first heat exchanger 30, the second heat exchangers 41 and 42, and the pressure reducing device 70 are fixed.
図3は、第1固定面16A側から見た冷媒ユニット10の平面図であり、圧縮機20、アキュムレータ22、四方弁60、及び、流入出制御装置80の位置関係を示している。 Figure 3 is a plan view of the refrigerant unit 10 as viewed from the first fixed surface 16A side, showing the relative positions of the compressor 20, accumulator 22, four-way valve 60, and inflow/outflow control device 80.
図3に示すように、固定壁16において、第1固定面16Aには、圧縮機20、アキュムレータ22、四方弁60、及び、流入出制御装置80が固定される。具体的には、圧縮機20は、底板部15の領域15Aから離間した状態で直接または図示しないブラケットを介して第1固定面16Aに固定されている。また、アキュムレータ22は、図示X方向において圧縮機20と隣接し、底板部15の領域15Aから離間した状態で直接または図示しないブラケットを介して第1固定面16Aに固定されている。 As shown in FIG. 3, the compressor 20, the accumulator 22, the four-way valve 60, and the inflow/outflow control device 80 are fixed to the first fixed surface 16A of the fixed wall 16. Specifically, the compressor 20 is fixed to the first fixed surface 16A directly or via a bracket (not shown) while spaced apart from the region 15A of the bottom plate portion 15. The accumulator 22 is adjacent to the compressor 20 in the illustrated X direction, and is fixed to the first fixed surface 16A directly or via a bracket (not shown) while spaced apart from the region 15A of the bottom plate portion 15.
四方弁60は、アキュムレータ22の図示Z方向上部に固定されると共に、図示しないブラケットを介して第1固定面16Aに固定されている。ここで、固定壁16の四方弁60と第1熱交換器30とが固定される位置に、固定壁16を貫通する貫通孔163が設けられている。 The four-way valve 60 is fixed to the upper part of the accumulator 22 in the Z direction as shown, and is also fixed to the first fixed surface 16A via a bracket (not shown). Here, a through hole 163 that penetrates the fixed wall 16 is provided at the position where the four-way valve 60 and the first heat exchanger 30 are fixed to the fixed wall 16.
この貫通孔163に、第1熱交換器30の冷媒流入出口30A(図5及び図6参照)に設けられた冷媒配管92の一端との接続部35が挿入されている。冷媒配管92の他端は四方弁60に接続されている。したがって、四方弁60は、冷媒配管92と貫通孔163に挿入される接続部35とを介して第2固定面16B側に固定される第1熱交換器30に取り付けられ、固定壁16を挟んで第1固定面16A側に固定される。 A connection part 35 for one end of a refrigerant pipe 92 provided at the refrigerant inlet/outlet 30A (see Figures 5 and 6) of the first heat exchanger 30 is inserted into this through hole 163. The other end of the refrigerant pipe 92 is connected to the four-way valve 60. Therefore, the four-way valve 60 is attached to the first heat exchanger 30 fixed to the second fixing surface 16B side via the refrigerant pipe 92 and the connection part 35 inserted into the through hole 163, and is fixed to the first fixing surface 16A side with the fixing wall 16 in between.
流入出制御装置80は、圧縮機20の上部に固定されている。流入出制御装置80には、第2熱交換器41,42に対応する2つの電磁弁81,82と、電磁弁81,82に対して冷媒が合流して流入する合流部又は分岐して流出する分岐部となる接続部83が設けられている。電磁弁81,82は、圧縮機20の上部において、図示X方向に並んで配置される。電磁弁81,82が配置される位置は、第2固定面16Bに固定される第2熱交換器41,42の位置に対応している。 The inflow/outflow control device 80 is fixed to the top of the compressor 20. The inflow/outflow control device 80 is provided with two solenoid valves 81, 82 corresponding to the second heat exchangers 41, 42, and a connection part 83 which serves as a junction where the refrigerant merges and flows into the solenoid valves 81, 82 or a branch part where the refrigerant branches and flows out. The solenoid valves 81, 82 are arranged side by side in the X direction in the figure on the top of the compressor 20. The positions at which the solenoid valves 81, 82 are arranged correspond to the positions of the second heat exchangers 41, 42 fixed to the second fixing surface 16B.
ここで、固定壁16には、貫通孔161,162が設けられ、貫通孔161,162には、第2固定面16B側に固定される第2熱交換器41,42と第1固定面16A側に固定される電磁弁81,82とを接続する接続部(不図示)が挿入される。電磁弁81,82は、貫通孔161,162に挿入される接続部を介して第2熱交換器41,42に取り付けられ、固定壁16を挟んで第2熱交換器41,42が設けられる第2固定面16Bと反対側の面である第1固定面16A側に固定される。 Here, the fixed wall 16 is provided with through holes 161, 162, and connectors (not shown) are inserted into the through holes 161, 162 to connect the second heat exchangers 41, 42 fixed to the second fixed surface 16B side and the solenoid valves 81, 82 fixed to the first fixed surface 16A side. The solenoid valves 81, 82 are attached to the second heat exchangers 41, 42 via connectors inserted into the through holes 161, 162, and are fixed to the first fixed surface 16A side, which is the surface opposite the second fixed surface 16B on which the second heat exchangers 41, 42 are provided, across the fixed wall 16.
図4は、第2固定面16B側からみた冷媒ユニット10の平面図であり、第1熱交換器30、第2熱交換器41,42、及び、減圧装置70の位置関係を示している。
図4に示すように、固定壁16において、第2固定面16Bには、第1熱交換器30、減圧装置70、及び、第2熱交換器41,42が同一方向(図示X方向)に並んで配置されている。すなわち、第2固定面16Bにおいて、減圧装置70を挟んで一方側に第1熱交換器30、他方側に第2熱交換器41,42が固定されている。また、第1熱交換器30、第2熱交換器41,42はいずれも平行に配置されている。
FIG. 4 is a plan view of the refrigerant unit 10 as viewed from the second fixing surface 16B side, and shows the positional relationship between the first heat exchanger 30, the second heat exchangers 41, 42, and the pressure reducing device 70.
4, in the fixed wall 16, the first heat exchanger 30, the pressure reducing device 70, and the second heat exchangers 41, 42 are arranged side by side in the same direction (the X direction in the figure) on the second fixed surface 16B. That is, on the second fixed surface 16B, the first heat exchanger 30 is fixed on one side of the pressure reducing device 70, and the second heat exchangers 41, 42 are fixed on the other side. In addition, the first heat exchanger 30 and the second heat exchangers 41, 42 are all arranged in parallel.
減圧装置70は、第2熱交換器41,42に対応する2つの膨張弁71,72と、膨張弁71,72の間に、膨張弁71,72に対して冷媒が合流して流入する合流部又は分岐して流出する分岐部となる接続部73とを有している。膨張弁71,72は、第1熱交換器30と第2熱交換器41,42との間において、第1熱交換器30と第2熱交換器41,42とが配列される方向(図示X方向)と直交する方向(図示Z方向)に並んで配置されている。 The pressure reducing device 70 has two expansion valves 71, 72 corresponding to the second heat exchangers 41, 42, and a connection 73 between the expansion valves 71, 72, which serves as a confluence where the refrigerant merges and flows into the expansion valves 71, 72 or a branch where the refrigerant branches and flows out. The expansion valves 71, 72 are arranged side by side between the first heat exchanger 30 and the second heat exchanger 41, 42 in a direction (Z direction) perpendicular to the direction in which the first heat exchanger 30 and the second heat exchangers 41, 42 are arranged (X direction).
(第1熱交換器30及び第2熱交換器41,42について)
第1熱交換器30及び第2熱交換器41,42は、冷媒と熱媒体(例えば、水)との熱交換を行う冷媒-熱媒体熱交換器であり、冷媒の熱を、熱媒体回路(図示せず)を介して温調対象に供給することで車室内の空調や車載機器の温調などを行う。
(Regarding the first heat exchanger 30 and the second heat exchangers 41, 42)
The first heat exchanger 30 and the second heat exchangers 41, 42 are refrigerant-heat medium heat exchangers that exchange heat between a refrigerant and a heat medium (e.g., water), and perform air conditioning in the vehicle cabin and temperature control of on-board equipment by supplying the heat of the refrigerant to a temperature control target via a heat medium circuit (not shown).
第1熱交換器30には、冷媒の流通方向に応じて冷媒流入部又は冷媒流出部となる一対の冷媒流入出口30A,30Bが設けられている(図5及び図6参照)。同様に、第2熱交換器41には、冷媒の流通方向に応じて冷媒の流入口又は流出口となる一対の冷媒流入出口41A,41Bが設けられ、第2熱交換器42には、冷媒の流通方向に応じて冷媒の流入口又は流出口となる一対の冷媒流入出口42A,42Bが設けられている。各冷媒流入出口には、後述する冷媒配管が接続される(図5及び図6参照)。 The first heat exchanger 30 is provided with a pair of refrigerant inlet/outlet ports 30A, 30B that serve as the refrigerant inlet or outlet port depending on the flow direction of the refrigerant (see Figures 5 and 6). Similarly, the second heat exchanger 41 is provided with a pair of refrigerant inlet/outlet ports 41A, 41B that serve as the refrigerant inlet or outlet port depending on the flow direction of the refrigerant, and the second heat exchanger 42 is provided with a pair of refrigerant inlet/outlet ports 42A, 42B that serve as the refrigerant inlet or outlet port depending on the flow direction of the refrigerant. Refrigerant piping, described later, is connected to each refrigerant inlet/outlet port (see Figures 5 and 6).
本実施形態に係る冷媒ユニット10では、四方弁60により冷媒の流通方向を切り替えることが可能であり、第1熱交換器30及び第2熱交換器41,42は、冷媒の流通方向に応じて蒸発器又は凝縮器として機能する。この際、第1熱交換器30と第2熱交換器41,42とは、互いに異なる機能を有するようになっている。 In the refrigerant unit 10 according to this embodiment, the four-way valve 60 can switch the flow direction of the refrigerant, and the first heat exchanger 30 and the second heat exchangers 41, 42 function as an evaporator or a condenser depending on the flow direction of the refrigerant. In this case, the first heat exchanger 30 and the second heat exchangers 41, 42 have different functions.
すなわち、冷媒ユニット10では、四方弁60を制御して冷媒の流通方向を切り替えることで、第1熱交換器30を凝縮器として機能させると共に、第2熱交換器41,42を蒸発器として機能させるように冷媒を循環させるか、又は、第1熱交換器30を蒸発器として機能させると共に、第2熱交換器41,42を凝縮器として機能させるように冷媒を循環させることができる。 In other words, in the refrigerant unit 10, by controlling the four-way valve 60 to switch the flow direction of the refrigerant, the refrigerant can be circulated so that the first heat exchanger 30 functions as a condenser and the second heat exchangers 41 and 42 function as evaporators, or the refrigerant can be circulated so that the first heat exchanger 30 functions as an evaporator and the second heat exchangers 41 and 42 function as condensers.
図2、図4に示すように、第1熱交換器30には、熱媒体回路を循環する熱媒体が流入又は流出する熱媒体配管301,302が接続され、第2熱交換器41には、熱媒体回路を循環する熱媒体が流入又は流出する熱媒体配管411,412が接続され、第2熱交換器42には、熱媒体回路を循環する熱媒体が流入又は流出する熱媒体配管421,422が接続されている。 As shown in Figures 2 and 4, the first heat exchanger 30 is connected to heat medium pipes 301 and 302 through which the heat medium circulating in the heat medium circuit flows in and out, the second heat exchanger 41 is connected to heat medium pipes 411 and 412 through which the heat medium circulating in the heat medium circuit flows in and out, and the second heat exchanger 42 is connected to heat medium pipes 421 and 422 through which the heat medium circulating in the heat medium circuit flows in and out.
第1熱交換器30には、熱媒体回路を循環する熱媒体が、熱媒体配管301又は熱媒体配管302の一方から流入し第1熱交換器30において冷媒と熱交換して熱媒体配管302又は熱媒体配管301の他方に流出する。 The heat medium circulating in the heat medium circuit flows into the first heat exchanger 30 from either the heat medium pipe 301 or the heat medium pipe 302, exchanges heat with the refrigerant in the first heat exchanger 30, and flows out of the other of the heat medium pipe 302 or the heat medium pipe 301.
同様に、第2熱交換器41には、熱媒体回路を循環する熱媒体が、熱媒体配管411又は熱媒体配管412の何一方から流入し、第2熱交換器41において冷媒と熱交換して熱媒体配管412又は熱媒体配管411の他方に流出する。 Similarly, the heat medium circulating in the heat medium circuit flows into the second heat exchanger 41 from either the heat medium piping 411 or the heat medium piping 412, exchanges heat with the refrigerant in the second heat exchanger 41, and flows out of the other of the heat medium piping 412 or the heat medium piping 411.
第2熱交換器42には、熱媒体回路を循環する熱媒体が、熱媒体配管421又は熱媒体配管422の一方から流入し、第2熱交換器42において冷媒と熱交換して熱媒体配管422又は熱媒体配管421の他方に流出する。 The heat medium circulating in the heat medium circuit flows into the second heat exchanger 42 from either the heat medium pipe 421 or the heat medium pipe 422, exchanges heat with the refrigerant in the second heat exchanger 42, and flows out of the other of the heat medium pipe 422 or the heat medium pipe 421.
(冷媒回路の各構成要素の接続関係について)
冷媒ユニット10において、冷媒回路の各構成要素は、次のように接続されている(図5及び図6参照)。圧縮機20の冷媒吸入口は、冷媒配管94によってアキュムレータ22と接続され、圧縮機20の冷媒吐出口は、冷媒配管91によって四方弁60に接続されている。また、四方弁60は、冷媒配管92によって第1熱交換器30の冷媒流入出口30Aと接続されると共に、冷媒配管93によって流入出制御装置80の接続部83と接続されている。
(Regarding the connection relationship of each component of the refrigerant circuit)
In the refrigerant unit 10, the components of the refrigerant circuit are connected as follows (see FIGS. 5 and 6 ). The refrigerant suction port of the compressor 20 is connected to the accumulator 22 by a refrigerant pipe 94, and the refrigerant discharge port of the compressor 20 is connected to the four-way valve 60 by a refrigerant pipe 91. The four-way valve 60 is connected to the refrigerant inlet/outlet 30A of the first heat exchanger 30 by a refrigerant pipe 92, and is connected to the connection part 83 of the inlet/outlet control device 80 by a refrigerant pipe 93.
冷媒配管91,92,93が四方弁60に接続されているので、四方弁60により冷媒の流通方向を切り替えることで、冷媒配管91,92を連通させて圧縮機20から吐出された冷媒を第1熱交換器30へ流す、又は、冷媒配管91,93を連通させて圧縮機20から吐出された冷媒を流入出制御装置80(電磁弁81,82)を介して第2熱交換器41,42に流すことができる。 Since the refrigerant pipes 91, 92, and 93 are connected to the four-way valve 60, the four-way valve 60 can be used to switch the flow direction of the refrigerant, allowing the refrigerant pipes 91 and 92 to communicate with each other and allow the refrigerant discharged from the compressor 20 to flow to the first heat exchanger 30, or allowing the refrigerant pipes 91 and 93 to communicate with each other and allow the refrigerant discharged from the compressor 20 to flow to the second heat exchangers 41 and 42 via the inflow/outflow control device 80 (solenoid valves 81 and 82).
第1熱交換器30の冷媒流入出口30Bは、冷媒配管51によって減圧装置70の接続部73と接続されている。減圧装置70の膨張弁71は第2熱交換器41の冷媒流入出口41Aと冷媒配管52Aによって接続される。同様に、減圧装置70の膨張弁72は第2熱交換器42の冷媒流入出口42Aと冷媒配管52Bによって接続される。 The refrigerant inlet/outlet 30B of the first heat exchanger 30 is connected to the connection part 73 of the pressure reducing device 70 by a refrigerant pipe 51. The expansion valve 71 of the pressure reducing device 70 is connected to the refrigerant inlet/outlet 41A of the second heat exchanger 41 by a refrigerant pipe 52A. Similarly, the expansion valve 72 of the pressure reducing device 70 is connected to the refrigerant inlet/outlet 42A of the second heat exchanger 42 by a refrigerant pipe 52B.
第2熱交換器41の冷媒流入出口41Bは接続部(不図示)を介して電磁弁81と接続され、第2熱交換器42の冷媒流入出口42Bは接続部(不図示)を介して電磁弁82と接続されている。電磁弁81と電磁弁82は共に接続部83を介して冷媒配管93に接続される。 The refrigerant inlet/outlet 41B of the second heat exchanger 41 is connected to the solenoid valve 81 via a connection part (not shown), and the refrigerant inlet/outlet 42B of the second heat exchanger 42 is connected to the solenoid valve 82 via a connection part (not shown). Both the solenoid valve 81 and the solenoid valve 82 are connected to the refrigerant piping 93 via a connection part 83.
前述のように、四方弁60を制御して冷媒の流通方向を切り替えることで、第1熱交換器30を凝縮器として機能させると共に、第2熱交換器41,42を蒸発器として機能させるように冷媒を循環させるか、又は、第1熱交換器30を蒸発器として機能させると共に、第2熱交換器41,42を凝縮器として機能させるように冷媒を循環させることができる。つまり、冷媒ユニット10では、第1熱交換器30に高温冷媒が循環すると共に第2熱交換器41,42に低温冷媒が循環する場合と、第1熱交換器30に低温冷媒が循環すると共に第2熱交換器41,42に高温冷媒が循環する場合とがあり、いずれの場合においても、第1熱交換器30と第2熱交換器41,42との距離が近いほど、両者の間で熱移動が生じる。 As described above, by controlling the four-way valve 60 to switch the flow direction of the refrigerant, the refrigerant can be circulated so that the first heat exchanger 30 functions as a condenser and the second heat exchangers 41, 42 function as evaporators, or the first heat exchanger 30 functions as an evaporator and the second heat exchangers 41, 42 function as condensers. In other words, in the refrigerant unit 10, there are cases where a high-temperature refrigerant circulates through the first heat exchanger 30 and a low-temperature refrigerant circulates through the second heat exchangers 41, 42, and cases where a low-temperature refrigerant circulates through the first heat exchanger 30 and a high-temperature refrigerant circulates through the second heat exchangers 41, 42. In either case, the closer the distance between the first heat exchanger 30 and the second heat exchangers 41, 42, the more heat transfer occurs between them.
そこで、本実施形態では、第1熱交換器30と第2熱交換器41,42との間に減圧装置70を配置することで支持部材12に各構成要素を効率よく配置しながら、第1熱交換器30に対して第2熱交換器41,42を離間させている。これにより、第1熱交換器30と第2熱交換器41,42との間の熱移動をできる限り抑制している。 In this embodiment, the pressure reducing device 70 is disposed between the first heat exchanger 30 and the second heat exchangers 41, 42, so that the components are efficiently disposed on the support member 12 while the second heat exchangers 41, 42 are spaced apart from the first heat exchanger 30. This suppresses heat transfer between the first heat exchanger 30 and the second heat exchangers 41, 42 as much as possible.
また、第2熱交換器42は、第2熱交換器41が配置されている分だけ第1熱交換器30から更に離間しているので、第2熱交換器41に比して第1熱交換器30からの熱による影響が小さい。よって、温調対象に応じて第2熱交換器41,42を適宜用いることで、各温調対象における要求熱量を生成することができる。 In addition, the second heat exchanger 42 is further away from the first heat exchanger 30 by the distance where the second heat exchanger 41 is located, so it is less affected by the heat from the first heat exchanger 30 than the second heat exchanger 41. Therefore, by appropriately using the second heat exchangers 41 and 42 depending on the temperature control target, the required heat amount for each temperature control target can be generated.
(冷媒の流れについて)
次に、このような冷媒ユニット10における冷媒の循環について図5及び図6を用いて説明する。冷媒ユニット10では、例えば、空調目的又は温調対象に応じて、四方弁60によって冷媒の循環方向を切替えることができる。
(Refrigerant flow)
5 and 6, the circulation of the refrigerant in the refrigerant unit 10 will be described. In the refrigerant unit 10, the circulation direction of the refrigerant can be switched by the four-way valve 60 according to, for example, the purpose of air conditioning or the target of temperature control.
(1)冷房運転時の冷媒の流れ
例えば、冷媒ユニット10が用いられる空調装置において冷房運転が行われる場合には、冷媒は以下のように循環する(図5参照)。すなわち、冷媒は、圧縮機20によって圧縮されて高圧のガス冷媒となって吐出され、冷媒配管91を流通し、四方弁60に流入する。高圧のガス冷媒は、四方弁60から冷媒配管92を流通し、第1熱交換器30に流入する。
(1) Refrigerant flow during cooling operation For example, when cooling operation is performed in an air conditioner using the refrigerant unit 10, the refrigerant circulates as follows (see FIG. 5 ). That is, the refrigerant is compressed by the compressor 20 and discharged as high-pressure gas refrigerant, flows through the refrigerant pipe 91, and flows into the four-way valve 60. The high-pressure gas refrigerant flows from the four-way valve 60 through the refrigerant pipe 92, and flows into the first heat exchanger 30.
第1熱交換器30に流入した冷媒は、第1熱交換器30において他の熱媒体と熱交換することにより放熱した後に、第1熱交換器30を流出して冷媒配管51に流入し、減圧装置70の接続部73において分岐し、膨張弁71,72に向けて略均等に分流される。膨張弁71,72に流入した冷媒は、それぞれ減圧されて膨張し、低圧冷媒となって第2熱交換器41,42に流入する。 The refrigerant that flows into the first heat exchanger 30 dissipates heat by exchanging heat with other heat media in the first heat exchanger 30, then flows out of the first heat exchanger 30 into the refrigerant pipe 51, branches at the connection 73 of the pressure reducing device 70, and is divided approximately equally toward the expansion valves 71 and 72. The refrigerant that flows into the expansion valves 71 and 72 is decompressed and expanded, becoming a low-pressure refrigerant that flows into the second heat exchangers 41 and 42.
第2熱交換器41,42に流入した低圧冷媒は、第2熱交換器41,42において他の熱媒体と熱交換することにより吸熱した後に、第2熱交換器41,42から流出する。第2熱交換器41,42から流出した冷媒は、それぞれ電磁弁81,82を通過し、接続部83で合流して冷媒配管93に流れる。 The low-pressure refrigerant that flows into the second heat exchangers 41 and 42 absorbs heat by exchanging heat with other heat media in the second heat exchangers 41 and 42, and then flows out of the second heat exchangers 41 and 42. The refrigerant that flows out of the second heat exchangers 41 and 42 passes through solenoid valves 81 and 82, respectively, joins at the connection part 83, and flows into the refrigerant pipe 93.
冷媒配管93に流入した冷媒は、再び四方弁60に入り、四方弁60を介してアキュムレータ22に流入し、アキュムレータ22から冷媒配管94を介して圧縮機20へ戻る。圧縮機20に流入した冷媒は、再び圧縮され、上記循環を繰り返す。 The refrigerant that flows into the refrigerant pipe 93 re-enters the four-way valve 60, flows through the four-way valve 60 into the accumulator 22, and returns from the accumulator 22 to the compressor 20 through the refrigerant pipe 94. The refrigerant that flows into the compressor 20 is compressed again, and the above circulation is repeated.
(2)暖房運転時の冷媒の流れ
例えば、冷媒ユニット10が用いられる空調装置において暖房運転が行われる場合には、冷媒は以下のように循環する(図6参照)。すなわち、冷媒は、圧縮機20によって圧縮されて高圧のガス冷媒となって吐出され、冷媒配管91を流通し、四方弁60に流入する。高圧のガス冷媒は、四方弁から冷媒配管93を流通し、流入出制御装置80の接続部83において分岐し、電磁弁81,82に向けて略均等に分流される。
(2) Refrigerant Flow During Heating Operation For example, when heating operation is performed in an air conditioner using the refrigerant unit 10, the refrigerant circulates as follows (see FIG. 6 ). That is, the refrigerant is compressed by the compressor 20 and discharged as high-pressure gas refrigerant, flows through the refrigerant pipe 91, and flows into the four-way valve 60. The high-pressure gas refrigerant flows from the four-way valve through the refrigerant pipe 93, branches at a connection portion 83 of the inflow/outflow control device 80, and is divided approximately equally toward the solenoid valves 81 and 82.
電磁弁81,82を流通した冷媒は、それぞれ第2熱交換器41,42に流入し、第2熱交換器41,42において他の熱媒体と熱交換することにより放熱した後に、第2熱交換器41,42を流出して、減圧装置70の膨張弁71,72にそれぞれ流入する。膨張弁71,72において減圧されて膨張し、低圧冷媒となった冷媒は、接続部73で合流して冷媒配管51に流れ、第1熱交換器30に流入する。 The refrigerant that has flowed through the solenoid valves 81 and 82 flows into the second heat exchangers 41 and 42, respectively, where it dissipates heat by exchanging heat with other heat media, and then flows out of the second heat exchangers 41 and 42 and into the expansion valves 71 and 72 of the pressure reducing device 70. The refrigerant that has been reduced in pressure and expanded in the expansion valves 71 and 72 and becomes a low-pressure refrigerant joins at the connection 73, flows into the refrigerant pipe 51, and flows into the first heat exchanger 30.
第1熱交換器30に流入した冷媒は、第1熱交換器30において他の熱媒体と熱交換することにより吸熱した後に、第1熱交換器30から流出し、冷媒配管92を流れて四方弁60を経てアキュムレータ22に流入し、冷媒配管94を介して圧縮機20へ戻る。圧縮機20に流入した冷媒は、再び圧縮され、上記循環を繰り返す。 The refrigerant that flows into the first heat exchanger 30 absorbs heat by exchanging heat with another heat medium in the first heat exchanger 30, then flows out of the first heat exchanger 30, flows through the refrigerant pipe 92, passes through the four-way valve 60, flows into the accumulator 22, and returns to the compressor 20 via the refrigerant pipe 94. The refrigerant that flows into the compressor 20 is compressed again, and the above circulation is repeated.
以上述べた如く、本実施形態に係る冷媒ユニット10によれば、冷媒回路の各構成要素が支持部材12に支持されることでユニット化され、冷媒ユニット10に備えられた各構成要素が互いに近接して配置されている。このような冷媒ユニット10において、第1熱交換器30と、第1熱交換器30とは機能の異なる第2熱交換器41,42との間に減圧装置70を配置することで、第1熱交換器30と第2熱交換器41,42とを離間して配置している。 As described above, according to the refrigerant unit 10 of this embodiment, each component of the refrigerant circuit is supported by the support member 12 to form a unit, and each component provided in the refrigerant unit 10 is arranged close to each other. In such a refrigerant unit 10, the first heat exchanger 30 and the second heat exchangers 41, 42, which have a different function from the first heat exchanger 30, are arranged at a distance from each other by arranging the pressure reducing device 70 between them.
これにより、第1熱交換器30、第2熱交換器41,42における熱移動を抑制して、熱移動に起因した熱損失を抑制することができる。つまり、各熱交換器における高温冷媒の温度低下や低温冷媒の温度上昇を抑制し、冷媒ユニット10が適用される熱管理システムの性能維持を図ることができる。 This makes it possible to suppress heat transfer in the first heat exchanger 30 and the second heat exchangers 41 and 42, thereby suppressing heat loss caused by heat transfer. In other words, it is possible to suppress the temperature drop of the high-temperature refrigerant and the temperature rise of the low-temperature refrigerant in each heat exchanger, thereby maintaining the performance of the thermal management system to which the refrigerant unit 10 is applied.
特に、第2熱交換器41は、減圧装置70を挟んで第1熱交換器30の反対側に位置しているが、第2熱交換器42は、減圧装置70に加えて第2熱交換器41が配置されている分だけ第1熱交換器30から更に離間しているので、第2熱交換器41に比して第1熱交換器30からの熱による影響が小さい。このように、冷媒ユニット10では、第1熱交換器30による熱の影響の異なる2つの第2熱交換器41,42を、温調対象に応じて適宜用いることで、各温調対象における要求熱量を生成することができる。 In particular, the second heat exchanger 41 is located on the opposite side of the pressure reducing device 70 from the first heat exchanger 30, but the second heat exchanger 42 is further away from the first heat exchanger 30 by the amount of the pressure reducing device 70 and the second heat exchanger 41, so it is less affected by the heat from the first heat exchanger 30 than the second heat exchanger 41. In this way, in the refrigerant unit 10, the two second heat exchangers 41, 42, which are differently affected by the heat from the first heat exchanger 30, are appropriately used according to the temperature control target, so that the required heat amount for each temperature control target can be generated.
また、支持部材12の固定壁16に貫通孔161,162,163が設けられ、これら貫通孔161,162,163に、第2熱交換器41,42と電磁弁81,82との接続部(不図示)、第1熱交換器30と冷媒配管92との接続部35がそれぞれ挿入されている。つまり、第2熱交換器41,42と電磁弁81,82との接続部、第1熱交換器30と冷媒配管92との接続部35を、固定壁16を貫通するように設けられている。 In addition, through holes 161, 162, and 163 are provided in the fixed wall 16 of the support member 12, and the connection parts (not shown) between the second heat exchangers 41, 42 and the solenoid valves 81, 82 and the connection part 35 between the first heat exchanger 30 and the refrigerant piping 92 are inserted into these through holes 161, 162, and 163. In other words, the connection parts between the second heat exchangers 41, 42 and the solenoid valves 81, 82 and the connection part 35 between the first heat exchanger 30 and the refrigerant piping 92 are provided to penetrate the fixed wall 16.
これにより、第2熱交換器41,42と電磁弁81,82との間における冷媒流路の長さ、及び、第1熱交換器30と冷媒配管92との間における冷媒流路の長さを、可能な限り短くすることができる。このように、冷媒流路を固定壁16に貫通させることで、固定壁16を跨いだり迂回させたりして設けることに比して、冷媒流路をはるかに短くすることができると共に、冷媒流路が支持部材12の高さ及び幅からはみ出すことがない。したがって、冷媒ユニットの小型化を図ることができると共に、冷媒が流れる流路における冷媒の熱損失や圧力損失を抑えることができる。 This allows the length of the refrigerant flow path between the second heat exchangers 41, 42 and the solenoid valves 81, 82, and the length of the refrigerant flow path between the first heat exchanger 30 and the refrigerant piping 92 to be as short as possible. By penetrating the refrigerant flow path through the fixed wall 16 in this way, the refrigerant flow path can be made much shorter than if it were provided by straddling or bypassing the fixed wall 16, and the refrigerant flow path does not extend beyond the height and width of the support member 12. This allows the refrigerant unit to be made smaller, and reduces heat loss and pressure loss of the refrigerant in the flow path through which the refrigerant flows.
なお、支持部材12と、第2熱交換器41,42と電磁弁81,82との接続部(不図示)、第1熱交換器30と冷媒配管92との接続部35とは、それぞれ別個独立の構成である。また、貫通孔161,162,163の周縁と各接続部とが接していないことから、冷媒流路(各接続部)と固定壁16との間の熱移動が抑制される。 The support member 12, the connection parts (not shown) between the second heat exchangers 41, 42 and the solenoid valves 81, 82, and the connection part 35 between the first heat exchanger 30 and the refrigerant piping 92 are each separate and independent configurations. In addition, since the periphery of the through holes 161, 162, 163 does not contact each connection part, heat transfer between the refrigerant flow path (each connection part) and the fixed wall 16 is suppressed.
このように本実施形態によれば、冷媒回路の構成要素をユニット化した冷媒ユニットにおいて、各構成要素を接続する冷媒流路を可能な限り短くして冷媒ユニットの小型化を図ることができる。 In this way, according to this embodiment, in a refrigerant unit in which the components of a refrigerant circuit are unitized, the refrigerant flow paths connecting each component can be made as short as possible, thereby making the refrigerant unit smaller.
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。 The above describes the embodiments of the present invention in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to the above-mentioned embodiments, and the present invention also includes design changes that do not deviate from the gist of the present invention.
10:冷媒ユニット、11:ゴムブッシュ、12:支持部材、13:締結具
15:底板部、15A,15B:領域、
16:固定壁、16A:第1固定面、16B:第2固定面、
20:圧縮機、22:アキュムレータ、30:第1熱交換器、
35:接続部、41,42:第2熱交換器、
30A,30B,41A,41B,42A,42B:冷媒流入出口、
51,52A,52B,91~94:冷媒配管、60:四方弁、
70:減圧装置、71,72:膨張弁、73:接続部、
80:流入出制御装置、81,82:電磁弁、83:接続部、
161,162,163:貫通孔、
301,302,411,412,421,422:熱媒体配管
10: refrigerant unit, 11: rubber bushing, 12: support member, 13: fastener, 15: bottom plate portion, 15A, 15B: area,
16: fixed wall, 16A: first fixed surface, 16B: second fixed surface,
20: compressor, 22: accumulator, 30: first heat exchanger,
35: Connection portion, 41, 42: Second heat exchanger,
30A, 30B, 41A, 41B, 42A, 42B: refrigerant inlet/outlet,
51, 52A, 52B, 91 to 94: refrigerant piping, 60: four-way valve,
70: pressure reducing device, 71, 72: expansion valve, 73: connection part,
80: inflow/outflow control device, 81, 82: solenoid valve, 83: connection part,
161, 162, 163: through holes,
301, 302, 411, 412, 421, 422: Heat medium piping
Claims (4)
前記冷媒回路は、圧縮機と、第1熱交換器と、前記第1熱交換器とは機能の異なる複数の第2熱交換器とを少なくとも有し、
前記支持部材は、前記圧縮機を固定する第1固定面と、前記第1熱交換器及び複数の前記第2熱交換器を固定する第2固定面とを有し、
前記圧縮機と前記第1熱交換器とを繋ぐ第1冷媒流路、及び、前記圧縮機と複数の前記第2熱交換器とを繋ぐ第2冷媒流路を、前記第1固定面及び前記第2固定面を貫通するように設けた、冷媒ユニット。 A refrigerant unit including a refrigerant circuit and a support member that collectively supports components of the refrigerant circuit,
The refrigerant circuit has at least a compressor, a first heat exchanger, and a plurality of second heat exchangers having functions different from those of the first heat exchanger,
the support member has a first fixing surface to which the compressor is fixed and a second fixing surface to which the first heat exchanger and the second heat exchangers are fixed,
a first refrigerant flow path connecting the compressor and the first heat exchanger, and a second refrigerant flow path connecting the compressor and the second heat exchangers, the first refrigerant flow path being provided to penetrate the first fixed surface and the second fixed surface.
前記固定壁は、前記第1冷媒流路が挿入される第1貫通孔と、前記第2冷媒流路が挿入される第2貫通孔を有する、請求項1記載の冷媒ユニット。 the support member has a fixed wall, one side of which is the first fixed surface and the other side of which is the second fixed surface;
The refrigerant unit according to claim 1 , wherein the fixed wall has a first through hole into which the first refrigerant flow path is inserted and a second through hole into which the second refrigerant flow path is inserted.
The refrigerant unit according to claim 3 , wherein the control valve is provided on the first fixed surface side in the second refrigerant flow path.
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