JP2010095154A - Vehicular air-conditioning system - Google Patents

Vehicular air-conditioning system Download PDF

Info

Publication number
JP2010095154A
JP2010095154A JP2008267744A JP2008267744A JP2010095154A JP 2010095154 A JP2010095154 A JP 2010095154A JP 2008267744 A JP2008267744 A JP 2008267744A JP 2008267744 A JP2008267744 A JP 2008267744A JP 2010095154 A JP2010095154 A JP 2010095154A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
refrigerant
circuit
waste heat
heat recovery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008267744A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshimi Shinagawa
佳美 品川
Masaaki Tokuda
正章 徳田
Satoshi Ogiwara
智 荻原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2008267744A priority Critical patent/JP2010095154A/en
Publication of JP2010095154A publication Critical patent/JP2010095154A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/02Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
    • B60H1/03Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant and from a source other than the propulsion plant
    • B60H1/039Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant and from a source other than the propulsion plant from air leaving the interior of the vehicle, i.e. heat recovery

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicular air-conditioning system capable of improving heating performance at the beginning of heating operation. <P>SOLUTION: The vehicular air-conditioning system 1 includes a heat pump circuit 10 and an exhaust heat recovery circuit 30. Furthermore, the exhaust heat recovery circuit 30 includes: a pump 31; an exhaust heat recovery heat exchanger 34 for making a heat medium absorb exhaust heat discharged from a vehicle; and a heat medium/cooling medium heat exchanger 20 for heating a cooling medium circulating through the heat pump circuit 10 with the heat medium heated by the exhaust heat recovery heat exchanger 34 downstream from the exhaust heat recovery heat exchanger 34. In the vehicular air-conditioning system, a heater 35 is further provided which can heat the heat medium circulating through the exhaust heat recovery circuit 30. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ヒートポンプにより車室内を冷房または暖房する車両用空調システムに関する。   The present invention relates to a vehicle air conditioning system that cools or heats a vehicle interior by means of a heat pump.

従来の車両用空調システムとしては、例えば特許文献1に開示されるものがある。この車両用空調システムは、冷暖房兼用のヒートポンプ回路と、車室内から車外に排出される換気空気が持つ排熱量を回収し当該回収熱を利用して冷房時にヒートポンプ回路の冷媒を冷やして冷媒凝縮させ暖房時にヒートポンプ回路の冷媒を温めて冷媒蒸発させる排熱利用手段と、を備えて構成されている。   As a conventional vehicle air conditioning system, for example, there is one disclosed in Patent Document 1. This vehicle air-conditioning system recovers the amount of heat exhausted by the heat pump circuit that is also used for cooling and heating and the ventilation air that is exhausted from the passenger compartment to the outside of the vehicle, and uses the recovered heat to cool the refrigerant in the heat pump circuit during cooling to condense the refrigerant. Exhaust heat utilization means for warming the refrigerant of the heat pump circuit and evaporating the refrigerant during heating.

排熱利用手段は、車室内と車外とを連通する換気通路に配置された排熱回収熱交換器と、ヒートポンプ回路の室外熱交換器にその冷媒用流路が並列に接続された熱媒体冷媒熱交換器と、熱媒体冷媒熱交換器の熱媒体用流路と排熱回収熱交換器とを結ぶポンプ介装の熱媒体管路と、熱媒体冷媒熱交換器の冷媒用流路への冷媒流入を制御する電磁弁と、を備える。   The exhaust heat utilization means includes a heat recovery refrigerant that is connected to the exhaust heat recovery heat exchanger disposed in the ventilation passage that communicates between the vehicle interior and the exterior of the vehicle, and the refrigerant flow path connected in parallel to the outdoor heat exchanger of the heat pump circuit. A heat exchanger, a heat medium conduit of a pump connecting the heat medium flow path of the heat medium refrigerant heat exchanger and the exhaust heat recovery heat exchanger, and a refrigerant flow path of the heat medium refrigerant heat exchanger An electromagnetic valve for controlling refrigerant inflow.

排熱利用手段の電磁弁は、制御手段の制御により、冷房時に熱媒体温度が外気温度よりも低いときのみに開弁され、暖房時に熱媒体温度が外気温度よりも高いときのみに開弁されるようになっている。そのため、冷媒時には、車室内から換気排出される冷えた空気を回収してヒートポンプ回路の冷房能力を高めることができ、また暖房時には、車室内から換気排出される暖かい空気を回収してヒートポンプ回路の暖房能力を高めることができる。
特許3485379号公報
The solenoid valve of the exhaust heat utilization means is opened only when the heat medium temperature is lower than the outside air temperature during cooling, and only when the heat medium temperature is higher than the outside air temperature during heating under the control of the control means. It has become so. Therefore, when the refrigerant is used, it is possible to collect the cool air ventilated and exhausted from the passenger compartment to increase the cooling capacity of the heat pump circuit. Heating capacity can be increased.
Japanese Patent No. 3485379

しかしながら、通常、暖房初期時には車室内温度が低く熱媒体温度が低いため、上記従来の車両用空調システムでは、ヒートポンプ回路の冷媒を排熱利用手段によって温めてアシストすることができず、ウォームアップ性能が悪いという欠点がある。   However, since the vehicle interior temperature is usually low and the heat medium temperature is low at the beginning of heating, the conventional vehicle air-conditioning system cannot warm and assist the refrigerant in the heat pump circuit by the exhaust heat utilization means. Has the disadvantage of being bad.

つまり、コンプレッサに吸い込まれる冷媒が低温であると(過熱度が低いと)、コンプレッサによる圧縮が進まず(コンプレッサの仕事量が増えず)、コンプレッサからの吐出される冷媒温度が高くなり且つ冷媒循環量が多くなるまでに時間がかかり、このため、暖房用の室内熱交換器から温風を吹き出すまでに時間がかかってしまう。   In other words, when the refrigerant sucked into the compressor is at a low temperature (when the degree of superheat is low), the compression by the compressor does not proceed (the compressor work does not increase), the refrigerant temperature discharged from the compressor becomes high, and the refrigerant circulation It takes time to increase the amount, and thus it takes time to blow out hot air from the indoor heat exchanger for heating.

そこで本発明は、低温環境における暖房運転初期時の暖房性能を向上できる車両空調システムの提供を目的とする。   Then, this invention aims at provision of the vehicle air conditioning system which can improve the heating performance at the time of the heating operation initial stage in a low-temperature environment.

本発明は、冷媒を循環させ冷房・暖房運転を可能としたヒートポンプ回路と、熱媒体を循環させ車両から排出される廃熱を回収してヒートポンプ回路の冷媒を加熱可能な廃熱回収回路と、を備え、廃熱回収回路が、熱媒体を循環させるポンプと、車両から排出される廃熱を熱媒体に吸熱させる廃熱回収熱交換器と、廃熱回収熱交換器の下流に配置され当該廃熱回収回路を循環する熱媒体とヒートポンプ回路を循環する冷媒とで熱交換させる熱媒体冷媒熱交換器と、を備える車両用空調システムであって、当該廃熱回収回路を循環する熱媒体を加熱可能するヒータを設けたことを要旨とする。   The present invention is a heat pump circuit that enables cooling and heating operation by circulating a refrigerant, a waste heat recovery circuit that can circulate a heat medium and recover waste heat discharged from a vehicle to heat the refrigerant of the heat pump circuit, The waste heat recovery circuit is disposed downstream of the pump that circulates the heat medium, the waste heat recovery heat exchanger that absorbs the waste heat discharged from the vehicle into the heat medium, and the waste heat recovery heat exchanger. A vehicle air conditioning system comprising: a heat medium circulating in the waste heat recovery circuit; and a heat medium refrigerant heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant circulating in the heat pump circuit and the heat medium circulating in the waste heat recovery circuit. The gist is that a heater capable of heating is provided.

本発明によれば、暖房初期時の車室内温度が低いときでも、廃熱回収回路を循環する熱媒体をヒータで加熱することができるため、当該加熱された熱媒体でヒートポンプ回路を循環する冷媒を温めることができ、ヒートポンプ回路の暖房能力を早期に高めることができる。   According to the present invention, since the heat medium circulating in the waste heat recovery circuit can be heated by the heater even when the temperature in the passenger compartment at the initial stage of heating is low, the refrigerant circulating in the heat pump circuit with the heated heat medium. The heating capacity of the heat pump circuit can be increased early.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施形態)
図1は第1実施形態の車両用空調システムの概略図、図2は同車両用空調システムの冷房運転の動作を示す概略図、図3は同車両用空調システムを暖房運転の動作を示す概略図、図4は暖房運転の制御フローを示す図、図5はヒータ出力調整の処理フローを示す図である。また、図6は廃熱回収量、冷媒吸熱量およびCOPと、目標水温との関係をグラフ化した図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram of the vehicle air conditioning system according to the first embodiment, FIG. 2 is a schematic diagram showing the cooling operation of the vehicle air conditioning system, and FIG. 3 is a schematic diagram showing the heating operation of the vehicle air conditioning system. FIG. 4 is a diagram showing a control flow of heating operation, and FIG. 5 is a diagram showing a processing flow of heater output adjustment. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the waste heat recovery amount, the refrigerant heat absorption amount, the COP, and the target water temperature.

「車両用空調システム」
車両用空調システム1は、主に車室内の空調をするためのものであり、冷媒を循環させ冷暖房運転を可能とした「ヒートポンプ回路10」と、熱媒体としての水を循環させて車両から排出される廃熱を回収して当該回収した熱をヒートポンプ回路10を循環する冷媒に与える「廃熱回収回路30」と、を備えている。
"Vehicle air conditioning system"
The vehicle air-conditioning system 1 is mainly for air-conditioning of the passenger compartment, and the “heat pump circuit 10” that circulates refrigerant and enables air-conditioning operation and water as a heat medium circulate and discharge from the vehicle. A “waste heat recovery circuit 30” that recovers the waste heat that is collected and applies the recovered heat to the refrigerant circulating in the heat pump circuit 10.

「ヒートポンプ回路」
まず、ヒートポンプ回路10について説明する。
"Heat pump circuit"
First, the heat pump circuit 10 will be described.

ヒートポンプ回路10は、コンプレッサ11と、コンプレッサ11で圧縮した冷媒の熱を車室外に放熱する第1のコンデンサ13と、コンプレッサ11で圧縮した冷媒の熱を車室内に放熱して車室内を加熱する第2のコンデンサ18と、コンプレッサ11から吐出された冷媒を第1のコンデンサ13および第2のコンデンサ18のいずれかに向けて流すか選択する切換弁12と、第1のコンデンサ13で放熱された冷媒を膨張させる第1の膨張手段15と、第2のコンデンサ18で放熱された冷媒を膨張させる第2の膨張手段19と、第1の膨張手段15によって膨張された冷媒に車室内の熱を吸熱させることで車室内を冷却する第1のエバポレータ16と、第2の膨張手段19によって膨張された冷媒に吸熱させる第2のエバポレータ20と、を備え、コンプレッサ11によって運動エネルギが与えられた冷媒が、これらを循環するように構成されたものである。   The heat pump circuit 10 heats the interior of the compressor 11, the first condenser 13 that radiates the heat of the refrigerant compressed by the compressor 11, and the heat of the refrigerant compressed by the compressor 11 to the vehicle interior. The second condenser 18, the switching valve 12 that selects whether the refrigerant discharged from the compressor 11 flows toward either the first condenser 13 or the second condenser 18, and the first condenser 13 radiated heat. The first expansion means 15 that expands the refrigerant, the second expansion means 19 that expands the refrigerant radiated by the second condenser 18, and the heat in the passenger compartment are transferred to the refrigerant expanded by the first expansion means 15. A first evaporator 16 that cools the vehicle interior by absorbing heat, and a second evaporator 20 that absorbs heat by the refrigerant expanded by the second expansion means 19. The provided, refrigerant kinetic energy given by the compressor 11, in which is configured to circulate them.

第1のコンデンサ13の下流で且つ第1の膨張弁15の上流には、受液器14が設けられ、また、第1のエバポレータ16および第2のエバポレータ20の下流で且つコンプレッサ11の上流にアキュウムレータ17が設けられている。   A liquid receiver 14 is provided downstream of the first condenser 13 and upstream of the first expansion valve 15, and is downstream of the first evaporator 16 and the second evaporator 20 and upstream of the compressor 11. An accumulator 17 is provided.

つまり、ヒートポンプ回路10は、図2中の矢印で示すように冷媒が流れる第1の回路10a(室内冷房用の回路)と、図3中の矢印で示すように流れる第2の回路10b(室内暖房用の回路)と、を備えて構成され、これらの回路10a、10bの切り換えが、切換弁12で行われるようになっている。   That is, the heat pump circuit 10 includes a first circuit 10a (a circuit for indoor cooling) through which a refrigerant flows as indicated by an arrow in FIG. 2 and a second circuit 10b (an indoor room) through which the refrigerant flows as indicated by an arrow in FIG. These circuits 10a, 10b are switched by the switching valve 12.

そのため、切換弁12により第1の回路10a(室内冷房用の回路)に切り換ると、冷媒は、図2中の実線矢印で示すように、コンプレッサ11→切換弁12→第1のコンデンサ13→受液器14→第1の膨張手段15→第1のエバポレータ16→アキュウムレータ17→コンプレッサ11の順に流れる。また、切換弁12により第2の回路10b(室内暖房用の回路)に切り換えると、冷媒は、図3中の実線矢印で示すように、コンプレッサ11→切換弁12→第2のコンデンサ18→第2の膨張手段19→第2のエバポレータ20→アキュウムレータ17→コンプレッサ11の順に流れる。   Therefore, when the switching valve 12 switches to the first circuit 10a (the circuit for indoor cooling), the refrigerant is the compressor 11 → the switching valve 12 → the first capacitor 13 as shown by the solid line arrow in FIG. The liquid flows in the order of the liquid receiver 14, the first expansion means 15, the first evaporator 16, the accumulator 17, and the compressor 11. Further, when switching to the second circuit 10b (indoor heating circuit) by the switching valve 12, the refrigerant, as indicated by the solid line arrow in FIG. 3, is the compressor 11 → the switching valve 12 → the second capacitor 18 → the second. The second expansion means 19 → the second evaporator 20 → the accumulator 17 → the compressor 11 flows in this order.

なお、第1の回路10aの第1のコンデンサ13と第1の膨張弁15との間と、第2の回路の10bの第2のコンデンサ18と第2の膨張弁19との間とは、バイバス通路10cによって接続されている。そのため、図2に示すように、第1の回路10a(室内冷房用の回路)に冷媒を循環させる際には、冷媒が循環していない第2の回路10b(室内暖房用の回路)の第2のコンデンサ18に貯留する冷媒を、圧力差によって第の1回路10aに引き込んで、当該第2のコンデンサ18に寝込む冷媒を最小限にとどめることがでる。逆に、図3に示すように、第2の回路10b(室内暖房用の回路)に冷媒を循環させる際には、冷媒が循環してない第1の回路10a(室内冷房用の回路)の第1のコンデンサ13に貯留する冷媒を、圧力差によって第2の回路10bに引き込んで、当該第1のコンデンサ13に寝込む冷媒を最小限にとどめることができる。   In addition, between the 1st capacitor | condenser 13 and the 1st expansion valve 15 of the 1st circuit 10a, and between the 2nd capacitor | condenser 18 and the 2nd expansion valve 19 of the 10b of a 2nd circuit, They are connected by a bypass passage 10c. Therefore, as shown in FIG. 2, when the refrigerant is circulated in the first circuit 10a (interior cooling circuit), the second circuit 10b (indoor heating circuit) in which no refrigerant is circulated is used. The refrigerant stored in the second capacitor 18 can be drawn into the first first circuit 10a due to the pressure difference, and the refrigerant stored in the second capacitor 18 can be minimized. On the other hand, as shown in FIG. 3, when the refrigerant is circulated through the second circuit 10b (indoor heating circuit), the first circuit 10a (indoor cooling circuit) in which the refrigerant is not circulated. The refrigerant stored in the first capacitor 13 can be drawn into the second circuit 10b by the pressure difference, and the refrigerant sleeping in the first capacitor 13 can be minimized.

ヒートポンプ回路10は以上のように構成されており、当該ヒートポンプ回路10の第1のエバポレータ16と第2のコンデンサ18とが後述する空調ユニット40内に配置されている。   The heat pump circuit 10 is configured as described above, and the first evaporator 16 and the second capacitor 18 of the heat pump circuit 10 are arranged in an air conditioning unit 40 described later.

図2に示すように第1の回路10aに冷媒を循環させると、第1のエバポレータ16により冷風を生成して車室内を冷房できる。一方、図3に示すように第2の回路10bに冷媒を循環させると、第2のコンデンサ18により温風を生成して車室内を暖房できる。つまり、ヒートポンプ回路10の第1のエバポレータ16は、室内冷房用熱交換器として機能し、同じくヒートポンプ回路10の第2のコンデンサ18は、室内暖房用熱交換器として機能する。   As shown in FIG. 2, when the refrigerant is circulated through the first circuit 10a, the first evaporator 16 can generate cool air to cool the vehicle interior. On the other hand, as shown in FIG. 3, when the refrigerant is circulated through the second circuit 10 b, warm air can be generated by the second condenser 18 to heat the vehicle interior. That is, the first evaporator 16 of the heat pump circuit 10 functions as a heat exchanger for indoor cooling, and the second condenser 18 of the heat pump circuit 10 also functions as a heat exchanger for indoor heating.

また、第2の回路10bの第2のエバポレータ20は、後述する廃熱回収回路30を循環する熱媒体の熱を吸熱させる熱媒体冷媒熱交換器として機能する。詳しくは後述する。   The second evaporator 20 of the second circuit 10b functions as a heat medium refrigerant heat exchanger that absorbs heat of the heat medium circulating in the waste heat recovery circuit 30 described later. Details will be described later.

「空調ユニット」
上述のように、室内冷房用熱交換器としての第1のエバポレータ16と、室内暖房用熱交換器としての第2のコンデンサ18とは、空調ユニット40内に配置され、車室内の温度調整のために用いられる。
"Air conditioning unit"
As described above, the first evaporator 16 serving as a heat exchanger for indoor cooling and the second condenser 18 serving as a heat exchanger for indoor heating are disposed in the air conditioning unit 40 and are used to adjust the temperature in the passenger compartment. Used for.

空調ユニット40は、車両前方の図示せぬインストルパネルと同じく図示せぬダッシュパネルとの間に配置されおり、当該空調ユニット40は、送風路を形成すにケーシング41と、当該ケーシング41内の送風路にPに配置された前記第1のエバポレータ16および第2のコンデンサ18と、フロントブロア43と、を備えて構成されている。   The air conditioning unit 40 is arranged between an instrument panel (not shown) in front of the vehicle and a dash panel (not shown). The air conditioning unit 40 includes a casing 41 and an air blower in the casing 41 to form a ventilation path. The first evaporator 16 and the second capacitor 18 arranged at P on the road, and a front blower 43 are provided.

ケーシング41の送風路の上流端部には、該送風路に内外気を選択的に導入するための図示せぬインテークボックスが設けられている。インテークボックスは、車室内の空気を導入する図示せぬ内気導入口と車室外の空気を導入する図示せぬ外気導入口と、これら内気導入口および外気導入口を選択的に開閉するインテークドアと、を備えて構成され、これにより、ケーシング41内の送風路に取り込む空気を、車室内からにするかまたは車室外からにするかを選択できるようになっている。   An intake box (not shown) for selectively introducing the inside and outside air into the air passage is provided at the upstream end of the air passage of the casing 41. The intake box includes an inside air inlet (not shown) for introducing air inside the vehicle interior, an outside air inlet (not shown) for introducing air outside the vehicle compartment, and an intake door that selectively opens and closes the inside air inlet and the outside air inlet. Thus, it is possible to select whether the air taken into the air passage in the casing 41 is from the vehicle interior or from the outside of the vehicle interior.

一方、ケーシング41の送風路Pの下流端には、送風路内で温度調整された空気を車室内に吹き出すための吹出口が形成されている。吹出口は、例えば、車両前面窓に向けて開口するデフロスタ吹出口、乗員上半身に向けて開口するフェイス吹出口、乗員足下に向けて開口するフット吹出口などからなる。   On the other hand, at the downstream end of the air passage P of the casing 41, an air outlet for blowing out the air whose temperature is adjusted in the air passage into the vehicle compartment is formed. The air outlet includes, for example, a defroster air outlet that opens toward the vehicle front window, a face air outlet that opens toward the passenger's upper body, a foot air outlet that opens toward the passenger's feet, and the like.

送風路内のフロントブロア43を作動すると、送風路の上流端の内気導入口または外気導入口から空気が導入され、図2に示すようにヒートポンプ回路10の第1の回路10aに冷媒が循環している場合には第1の回路10aの第1のエバポレータ16によって冷風が生成され、逆に図3に示すようにヒートポンプ回路10の第2の回路10bに冷媒が循環している場合には第2の回路10bの第2のコンデンサ18により温風が生成され、このように生成された冷風または温風が送風路の下流端の何れかの1つまたは複数の吹出口から車室内に吹き出される。   When the front blower 43 in the air passage is operated, air is introduced from the inside air inlet or the outside air inlet at the upstream end of the air passage, and the refrigerant circulates in the first circuit 10a of the heat pump circuit 10 as shown in FIG. If cold air is generated by the first evaporator 16 of the first circuit 10a, the refrigerant is circulated through the second circuit 10b of the heat pump circuit 10 as shown in FIG. Warm air is generated by the second capacitor 18 of the second circuit 10b, and the generated cool air or hot air is blown into the vehicle interior from one or a plurality of outlets at the downstream end of the air passage. The

空調ユニット40のインテークボックスの内気導入口が開き且つ外気導入口が閉じているときには、空調ユニット40は車室内から空気と取り込んで温度調整した空気を車室内に吹き出し、空調ユニット40から吹き出された空気は再び空調ユニット40に吸い込まれて温度調整される。つまり、車室内を空気が循環する内気循環モードとなる。   When the inside air introduction port of the intake box of the air conditioning unit 40 is open and the outside air introduction port is closed, the air conditioning unit 40 takes in air from the vehicle interior and blows out temperature-adjusted air into the vehicle interior and blows out from the air conditioning unit 40. The air is again sucked into the air conditioning unit 40 and the temperature is adjusted. That is, it becomes an inside air circulation mode in which air circulates in the passenger compartment.

逆に、空調ユニット40のインテークボックスの内気導入口が閉じ且つ外気導入口が開いているときには、空調ユニット40は、車外から空気を吸い込こんで温度調整されたのち、車室内に吹き出すようになっており、空調ユニット40から車室内に吹き出されたされた空気は、換気ユニット45を通じて車室外に排出されることとなる。つまり、車外から空気を導入する外気導入モードとなる。   Conversely, when the inside air inlet of the intake box of the air conditioning unit 40 is closed and the outside air inlet is open, the air conditioning unit 40 draws air from the outside of the vehicle, adjusts the temperature, and then blows out into the vehicle interior. Thus, the air blown out from the air conditioning unit 40 into the vehicle compartment is discharged to the outside of the vehicle compartment through the ventilation unit 45. That is, the outside air introduction mode for introducing air from the outside of the vehicle is set.

「換気ユニット」
換気ユニット45は、例えば車両後部に設けられ、車室内と車室外とを連通しする換気通路47を備えている。換気通路47は、車室内と車室外との圧力差に応じて開閉する図示せぬ弁で閉じられている。この開閉弁は、車室内の圧力が車室外よりも高くなり圧力差が一定以上になると換気通路47を開いて、車室内と車室外との圧力差が一定未満となると換気通路47を閉じる。つまり、内気循環モードでは換気通路47は閉じ、外気導入モードでは換気通路47から排気される。
"Ventilation unit"
The ventilation unit 45 is provided, for example, at the rear of the vehicle, and includes a ventilation passage 47 that communicates the interior of the vehicle with the outside of the vehicle. The ventilation passage 47 is closed by a valve (not shown) that opens and closes according to the pressure difference between the vehicle interior and the exterior of the vehicle interior. This on-off valve opens the ventilation passage 47 when the pressure in the vehicle interior becomes higher than the outside of the vehicle interior and the pressure difference becomes a certain value or more, and closes the ventilation passage 47 when the pressure difference between the vehicle interior and the exterior of the vehicle interior becomes less than a certain value. That is, the ventilation passage 47 is closed in the inside air circulation mode, and is exhausted from the ventilation passage 47 in the outside air introduction mode.

換気通路47の途中には、リアブロア49が配置されており、外気導入モードでは、フロントブロア43の送風量と同一の風量を排気するようになっている。そして、車室内から車室外に排気される空気が通過するように後述する廃熱回収回路30の廃熱回収熱交換器34が配置されている。これにより、車から排出される廃熱を廃熱回収熱交換器34で回収できる。   A rear blower 49 is arranged in the middle of the ventilation passage 47, and in the outside air introduction mode, the same air volume as that of the front blower 43 is exhausted. And the waste heat recovery heat exchanger 34 of the waste heat recovery circuit 30 mentioned later is arrange | positioned so that the air exhausted out of a vehicle interior from a vehicle interior may pass. Thereby, the waste heat discharged from the vehicle can be recovered by the waste heat recovery heat exchanger 34.

「廃熱回収回路」
次に、廃熱回収熱交換器34が介装される廃熱回収回路30について説明する。
"Waste heat recovery circuit"
Next, the waste heat recovery circuit 30 in which the waste heat recovery heat exchanger 34 is interposed will be described.

廃熱回収回路30は、図1に示すように、廃熱回収熱交換器34、電気ヒータ35、ポンプ31、熱媒体冷媒熱交換機20、を備えて構成されている。つまり、廃熱回収回路30は、熱媒体を循環させるポンプ31と、車両から排出される廃熱を熱媒体に吸熱させる廃熱回収熱交換器34と、廃熱回収熱交換器34の下流に配置され当該廃熱回収回路34を循環する熱媒体とヒートポンプ回路10を循環する冷媒とで熱交換させる熱媒体冷媒熱交換器20(ヒートポンプ回路10の第2のエバポレータ)と、を備える基本構成に加えて、当該廃熱回収回路30を循環する熱媒体を加熱する電気ヒータ35を備えて構成されている。なお、符号33は、廃熱回収熱交換器34の入口の温度を検出する温度センサである。   As shown in FIG. 1, the waste heat recovery circuit 30 includes a waste heat recovery heat exchanger 34, an electric heater 35, a pump 31, and a heat medium refrigerant heat exchanger 20. That is, the waste heat recovery circuit 30 includes a pump 31 that circulates the heat medium, a waste heat recovery heat exchanger 34 that absorbs the waste heat exhausted from the vehicle, and a downstream of the waste heat recovery heat exchanger 34. A basic configuration including a heat medium refrigerant heat exchanger 20 (second evaporator of the heat pump circuit 10) that is disposed and circulates between the heat medium that circulates in the waste heat recovery circuit 34 and the refrigerant that circulates in the heat pump circuit 10. In addition, an electric heater 35 for heating the heat medium circulating in the waste heat recovery circuit 30 is provided. Reference numeral 33 denotes a temperature sensor that detects the temperature of the inlet of the waste heat recovery heat exchanger 34.

そのため、ポンプ31を運転すると、熱媒体が、ポンプ31→熱媒体冷媒熱交換器20→廃熱回収熱交換器34→電気ヒータ35→ポンプ31の経路で循環を繰り返すこととなる。   Therefore, when the pump 31 is operated, the heat medium repeats circulation in the path of the pump 31 → the heat medium refrigerant heat exchanger 20 → the waste heat recovery heat exchanger 34 → the electric heater 35 → the pump 31.

廃熱回収熱交換器34は、上述した如く、車室内から車室外に排出される排出空気の熱を回収できるため、当該回収した廃熱を熱媒体冷媒熱交換器20を介して、ヒートポンプ回路10の第2の回路10b(室内暖房用の回路)に与えて、暖房運転をアシストすることができる。   Since the waste heat recovery heat exchanger 34 can recover the heat of the exhaust air discharged from the vehicle interior to the exterior of the vehicle interior as described above, the recovered waste heat is transferred to the heat pump circuit via the heat medium refrigerant heat exchanger 20. 10 second circuits 10b (circuits for room heating) can be used to assist the heating operation.

このように、廃熱回収回路30は、ポンプ31、廃熱回収熱交換器34、および熱媒体冷媒熱交換器20を備える基本構成により、ヒートポンプ回路10の暖房運転をアシストすることができることに加え、電気ヒータ35を備えているため、熱媒体の温度が低いときに強制的に熱媒体の温度を上昇させて、ヒートポンプ回路10の暖房運転をアシストすることも可能である。   As described above, the waste heat recovery circuit 30 can assist the heating operation of the heat pump circuit 10 with the basic configuration including the pump 31, the waste heat recovery heat exchanger 34, and the heat medium refrigerant heat exchanger 20. Since the electric heater 35 is provided, it is possible to assist the heating operation of the heat pump circuit 10 by forcibly increasing the temperature of the heat medium when the temperature of the heat medium is low.

特に、低温環境における暖房運転初期時には車室内が暖まっていないため、通常は熱媒体を加熱することができないが、本実施形態のように電気ヒータ35を備える構造にあっては、そのような低温環境における暖房運転初期時にも熱媒体を加熱でき、暖房能力を早期に高くすることができる。   In particular, since the vehicle interior is not warm at the initial stage of the heating operation in a low-temperature environment, the heat medium cannot normally be heated. However, in the structure including the electric heater 35 as in the present embodiment, such a low temperature The heat medium can be heated even in the initial heating operation in the environment, and the heating capacity can be increased early.

「暖房運転」
このように構成された車両用空調システムの暖房運転の好適な制御の一例を、以下に、図4を参照しつつ説明する。
"Heating operation"
An example of suitable control of the heating operation of the vehicle air conditioning system configured as described above will be described below with reference to FIG.

まず、制御部は、暖房運転命令を受けると、切換弁12で冷媒の循環経路を第2の回路10bに切り換え、コンプレッサ11をON、フロントブロア43をON、外気導入モードをON(インテークボックスの外気導入口を開き内気導入口を閉じる)、リアブロア49をON、ポンプ31をON、電気ヒータ35をONして、暖房運転をスタートする。   First, when the control unit receives a heating operation command, the switching valve 12 switches the refrigerant circulation path to the second circuit 10b, the compressor 11 is turned on, the front blower 43 is turned on, and the outside air introduction mode is turned on (the intake box is turned on). The outside air inlet is opened and the inside air inlet is closed), the rear blower 49 is turned on, the pump 31 is turned on, the electric heater 35 is turned on, and the heating operation is started.

これにより、車室外からフロントブロア43によって取り込まれた空気は、図3に示すように、第2のコンデンサ18(室内暖房用熱交換器)によって加熱されて車室内に吹き出され、最終的にリア側の換気ユニット45を通じて車室内から車室外に排出される。このとき、車室外に排気される空気の熱が、廃熱回収熱交換器34を通過する熱媒体(この例では水)に吸収される。そして、廃熱を受け取って温められた熱媒体は、下流のヒータ35で加熱された後、ポンプ31および熱媒体冷媒熱交換器20を通過して、再び廃熱回収熱交換器34に帰還する。廃熱回収回路30を循環する熱媒体は、熱媒体冷媒熱交換器20を通過する際に、ヒートポンプ回路10の第2の回路10b(室内暖房用の回路)を循環する冷媒に熱を与えて、熱媒体冷媒熱交換器20(ヒートポンプ回路10の第2のエバポレータ)での冷媒の蒸発を促進させ、ヒートポンプ回路10の暖房性能を向上させることができる。   As a result, the air taken in from the outside of the passenger compartment by the front blower 43 is heated by the second condenser 18 (indoor heating heat exchanger) and blown out into the passenger compartment as shown in FIG. It is discharged from the passenger compartment to the outside of the passenger compartment through the ventilation unit 45 on the side. At this time, the heat of the air exhausted outside the passenger compartment is absorbed by the heat medium (water in this example) that passes through the waste heat recovery heat exchanger 34. The heat medium that has received and heated the waste heat is heated by the downstream heater 35, passes through the pump 31 and the heat medium refrigerant heat exchanger 20, and returns to the waste heat recovery heat exchanger 34 again. . The heat medium circulating in the waste heat recovery circuit 30 gives heat to the refrigerant circulating in the second circuit 10b (circuit for indoor heating) of the heat pump circuit 10 when passing through the heat medium refrigerant heat exchanger 20. The evaporation of the refrigerant in the heat medium refrigerant heat exchanger 20 (second evaporator of the heat pump circuit 10) can be promoted, and the heating performance of the heat pump circuit 10 can be improved.

このように暖房運転をスタートすると、制御部は、図4に示すように、まず、車室外温度Ta、車室内温度Tr、乗員が設定した車室内目標温度Trtを読み込み(ステップS1)、車室内温度Trが車室内目標温度Trtになるように、周知の方法によって、フロントブロア出力Wbfを調整するとともに(ステップS3)、コンプレッサ回転数Ncを調整する(ステップS5)。なお、このとき、フロントブロア43とリアブロア49の風量は同一になるようにリアブロア出力Wbrが設定されており、フロント側から車室内に吸い込んだ空気と同量の空気を、リア側から車室外に吹き出す。   When the heating operation is started in this manner, as shown in FIG. 4, the control unit first reads the vehicle interior temperature Ta, the vehicle interior temperature Tr, and the vehicle interior target temperature Trt set by the occupant (step S1). The front blower output Wbf is adjusted by a known method so that the temperature Tr becomes the vehicle interior target temperature Trt (step S3), and the compressor rotation speed Nc is adjusted (step S5). At this time, the rear blower output Wbr is set so that the air flow rates of the front blower 43 and the rear blower 49 are the same, and the same amount of air sucked into the vehicle interior from the front side is brought out of the vehicle interior from the rear side. Blow out.

次に、制御部は、廃熱回収熱交換器34の入口の上流に取り付けられた温度センサ33で検出した熱媒体温度(水温)Twを読み込み(ステップS7)、ポンプ31の出力Wpを調整する(ステップS9)。この例では、ポンプ31の出力Wpは、予め定めた一定値にしている。   Next, the control unit reads the heat medium temperature (water temperature) Tw detected by the temperature sensor 33 attached upstream of the inlet of the waste heat recovery heat exchanger 34 (step S7), and adjusts the output Wp of the pump 31. (Step S9). In this example, the output Wp of the pump 31 is set to a predetermined constant value.

図7は、廃熱回収熱交換器34を流れる熱媒体の流量(廃熱回収回路30を流れる熱媒体の流量)と、当該廃熱回収熱交換器34で吸熱する吸熱量(廃熱回収量)と、の関係を示す図である。図7から明らかなように、廃熱回収熱交換器34を流れる熱媒体の流量が変曲点f1を超えると、当該廃熱回収熱交換器34で回収できる熱量(廃熱回収量)がほぼ一定になるため、この実施形態では、電力の無駄遣いをさけるため、変曲点f1よりも流量が大きい値をあらかじめ設定しておき、流量が当該設定値となるようにポンプ31の出力Wpを一定にして運転する。なお、ポンプ31の出力Wpは、例えば、ブロア31の出力Wbr、車室内温度Tr、水温Twを変数として、少なくとも流量が前記変曲点f1より大きい値になるように、ポンプ31の出力値を随時変更制御してもよいし、その他の変数に基づいて変更制御してもよい。   FIG. 7 shows the flow rate of the heat medium flowing through the waste heat recovery heat exchanger 34 (flow rate of the heat medium flowing through the waste heat recovery circuit 30) and the amount of heat absorbed by the waste heat recovery heat exchanger 34 (waste heat recovery amount). FIG. As is apparent from FIG. 7, when the flow rate of the heat medium flowing through the waste heat recovery heat exchanger 34 exceeds the inflection point f1, the amount of heat (waste heat recovery amount) that can be recovered by the waste heat recovery heat exchanger 34 is almost equal. In this embodiment, in order to avoid wasting power, in this embodiment, a value having a flow rate larger than the inflection point f1 is set in advance, and the output Wp of the pump 31 is made constant so that the flow rate becomes the set value. And drive. The output Wp of the pump 31 is, for example, the output value of the pump 31 so that the flow rate becomes at least a value greater than the inflection point f1, with the output Wbr of the blower 31, the cabin temperature Tr, and the water temperature Tw as variables. Change control may be performed as needed, or change control may be performed based on other variables.

以上のようにステップS9でポンプ31の出力調整した後は、ステップS11でヒータ35の出力を調整する。この実施形態のヒータ出力制御では、後で詳しく説明するが、ヒータ35をやみくもに運転するとシステム全体として暖房成績係数COP(Coefficient of Peformance)が低下するため、COPが高くなるようにヒータ35の出力値を制御している。   As described above, after adjusting the output of the pump 31 in step S9, the output of the heater 35 is adjusted in step S11. In the heater output control of this embodiment, as will be described in detail later, since the heating performance coefficient COP (Coefficient of Peformance) is lowered as a whole system when the heater 35 is operated indiscriminately, the output of the heater 35 is set so that the COP increases. The value is controlled.

最終的に、ステップS13で、現在の車室内温度Tと目標車室内温度Trtとが略同一(Tr≒Trt)であるか判断する。たとえば、現在の車室内温度Tが目標車室内温度Trtの誤差±0.5℃の範囲に入っているか否かを判断する。範囲内であれば(ステップS13でYES)、暖房運転を終了し、範囲外であれば(ステップS13でNO)、再びステップS1に戻って処理を繰り返す。   Finally, in step S13, it is determined whether the current vehicle interior temperature T and the target vehicle interior temperature Trt are substantially the same (Tr≈Trt). For example, it is determined whether or not the current vehicle interior temperature T is within the range of error ± 0.5 ° C. of the target vehicle interior temperature Trt. If it is within the range (YES in step S13), the heating operation is terminated, and if it is out of the range (NO in step S13), the process returns to step S1 and is repeated.

「ヒータの出力制御」
次に、上述のステップS11におけるヒータ35の出力制御について、図5を参照しつつより詳しく説明する。
"Heater output control"
Next, the output control of the heater 35 in the above-described step S11 will be described in more detail with reference to FIG.

上述したように、ヒータ35を常に最大出力で運転するとシステム全体として暖房成績係数COP(Coefficient of Performance)が低下してしまうため、この実施形態では、COPが高くなるように、ヒータ35の出力値を制御している。   As described above, when the heater 35 is always operated at the maximum output, the heating performance coefficient COP (Coefficient of Performance) is lowered as a whole system. Therefore, in this embodiment, the output value of the heater 35 is set so that the COP is increased. Is controlling.

この実施形態では、廃熱回収回路30の1点(この例では廃熱回収熱交換器34の入口)の熱媒体の温度(水温Tw)を検出し、当該水温Twが、COPが最も高くなる水温(目標水温Twt)となるように、ヒータ35の出力Whを制御する。   In this embodiment, the temperature (water temperature Tw) of the heat medium at one point of the waste heat recovery circuit 30 (in this example, the inlet of the waste heat recovery heat exchanger 34) is detected, and the water temperature Tw is the highest in COP. The output Wh of the heater 35 is controlled so as to be the water temperature (target water temperature Twt).

COPがもっとも高くなる水温Twtは、廃熱回収量QeをTwで表した式と、冷媒吸熱量QeをTwで表した式と、の交点の水温Twで、COPがもっとも高くなることがわかっている(図6参照)。   It is known that the water temperature Twt at which the COP becomes the highest is the COP that is the highest at the intersection temperature of the equation expressing the waste heat recovery amount Qe by Tw and the equation expressing the refrigerant heat absorption amount Qe by Tw. (See FIG. 6).

図6は、水温Tw以外の変数(Ta、Tr、Trt、Wbf、Nc、Wp、ζ、Wbr、Wpなど)を一定値に固定してTwを変数とした場合、成績係数COP、廃熱回収量Qrおよび冷媒吸熱量Qeのグラフであり、図6からも明らかなように、廃熱回収量QeをTwで表した式と、冷媒吸熱量QeをTwで表した式との交点で、COPがもっとも高くなることがわかる。なお、暖房成績係数COPは、暖房能力/動力で定義され、外部から行う仕事量に対する暖房能力を表わされる。   FIG. 6 shows a coefficient of performance COP and waste heat recovery when variables other than the water temperature Tw (Ta, Tr, Trt, Wbf, Nc, Wp, ζ, Wbr, Wp, etc.) are fixed to a constant value and Tw is a variable. 6 is a graph of the amount Qr and the refrigerant endothermic amount Qe, and as is clear from FIG. 6, at the intersection of the equation representing the waste heat recovery amount Qe with Tw and the equation representing the refrigerant endothermic amount Qe with Tw, COP Is the highest. The heating performance coefficient COP is defined by the heating capacity / power, and represents the heating capacity with respect to work performed from the outside.

まず、本実施形態のヒータ35の出力制御を詳しく説明する前に、廃熱回収量Qrおよび冷媒吸熱量Qeの式の導き出し方について説明する。   First, before explaining the output control of the heater 35 of this embodiment in detail, how to derive the equations for the waste heat recovery amount Qr and the refrigerant heat absorption amount Qe will be described.

廃熱回収量Qrおよび冷媒吸熱量Qeの、Twを変数とする式は、以下のように導かれる。   Expressions of the waste heat recovery amount Qr and the refrigerant heat absorption amount Qe with Tw as a variable are derived as follows.

廃熱回収量Qrおよび冷媒吸熱量Qeは、その入口および出口の温度から以下の式1および式2で表せる。   The waste heat recovery amount Qr and the refrigerant heat absorption amount Qe can be expressed by the following equations 1 and 2 from the inlet and outlet temperatures.

Qr=(Trout−Tw)×Gw×C×ρ・・・・・・・・・・・(式1)
Qe=(Teout−Tein)×Gw×C×ρ・・・・・・・・・(式2)
Tw:廃熱回収熱交換器34の入口の水温(温度センサ33の検出温度)
Trout:廃熱回収熱交換器34の出口の水温
Tein:熱媒体冷媒熱交換器20の入口の水温
Teout:熱媒体冷媒熱交換器20の出口の水温
Gw:廃熱回収回路の流量(ポンプ電力Wpにより決まる値)
C:熱媒体の比熱
ρ:熱媒体の密度
ここで、廃熱回収熱交換器34の出口の水温Trout、熱媒体冷媒熱交換器20の入口水温Tein(ヒータ35をオフにした条件)、熱媒体冷媒熱交換器20の出口水温Teoutは、以下の式3、式4、式5で表せる。
Qr = (Trout−Tw) × Gw × C × ρ (Equation 1)
Qe = (Teout−Tein) × Gw × C × ρ (Equation 2)
Tw: Water temperature at the inlet of the waste heat recovery heat exchanger 34 (detection temperature of the temperature sensor 33)
Trout: Water temperature at the outlet of the waste heat recovery heat exchanger 34 Tein: Water temperature at the inlet of the heat medium refrigerant heat exchanger 20 Teout: Water temperature at the outlet of the heat medium refrigerant heat exchanger 20 Gw: Flow rate of the waste heat recovery circuit (pump power (Value determined by Wp)
C: Specific heat of the heat medium ρ: Density of the heat medium Here, the water temperature Trout at the outlet of the waste heat recovery heat exchanger 34, the inlet water temperature Tein of the heat medium refrigerant heat exchanger 20 (conditions when the heater 35 is turned off), heat The outlet water temperature Teout of the medium refrigerant heat exchanger 20 can be expressed by the following Equation 3, Equation 4, and Equation 5.

Trout=γr×(Tb−Tw)+Tw・・・・・・・・・・・・(式3)
Tein=Trout+Tp−α・・・・・・・・・・・・・・・・(式4)
Teout=Tein−γe(Tein−Tcin)・・・・・・・・(式5)
Tb:リアブロア出口の空気温度(目標車室内温度Trtからの温度降下とリアブロア廃熱Wbr×k1によって決まる値)
γr:廃熱回収側の補正係数(廃熱回収熱交換器34の効率、目標車室内温度Trt、リアブロワ風量(リアブロア電力Wbrによって決まる値)、廃熱回収回路の流量Gw(ポンプ電力Wpによって決まる値)、水温Twによって決まる値)
Tp:ポンプ昇温代(ポンプの電力Wpにより決まる値)
α:ロス
Tcin:熱媒体冷媒熱交換器20の入口の冷媒温度(コンプレッサ回転数Ncおおよび膨張弁開度ζによって決まる値)
γe:冷媒回収側の補正係数(熱媒体冷媒熱交換器20の効率、外気温Ta、コンプレッサ回転数Nc、フロントブロワ風量(フロントブロア電力Wbfによって決まる値)、廃熱回収回路の流量Gw(ポンプ出力Wpによって決まる値)、および水温Twによって決まる値)
そのため、式1に式3を代入すると廃熱回収量QrのTwを変数とした式6が得られ、式2に式3、4、5を代入すると冷媒吸熱量QeのTwを変数とする式7が得られる。
Trout = γr × (Tb−Tw) + Tw (Equation 3)
Tein = Trout + Tp−α (Equation 4)
Teout = Tein−γe (Tein−Tcin) (Equation 5)
Tb: Air temperature at the rear blower outlet (a value determined by a temperature drop from the target vehicle interior temperature Trt and the rear blower waste heat Wbr × k1)
γr: Correction coefficient on the waste heat recovery side (efficiency of waste heat recovery heat exchanger 34, target vehicle interior temperature Trt, rear blower air volume (value determined by rear blower power Wbr), flow rate Gw of waste heat recovery circuit (determined by pump power Wp) Value), a value determined by the water temperature Tw)
Tp: Pump temperature rise (value determined by pump power Wp)
α: Loss Tcin: Refrigerant temperature at the inlet of the heat medium refrigerant heat exchanger 20 (value determined by the compressor speed Nc and the expansion valve opening ζ)
γe: Correction coefficient on the refrigerant recovery side (efficiency of heat medium refrigerant heat exchanger 20, outside air temperature Ta, compressor rotation speed Nc, front blower air volume (value determined by front blower power Wbf), flow rate Gw of waste heat recovery circuit (pump Value determined by output Wp) and value determined by water temperature Tw)
Therefore, if Equation 3 is substituted into Equation 1, Equation 6 is obtained with Tw of the waste heat recovery amount Qr as a variable. If Equations 3, 4, and 5 are substituted into Equation 2, Equation 6 is obtained with Tw of the refrigerant heat absorption amount Qe as a variable. 7 is obtained.

Qr=(γr×(Tb−Tw))×Gw×C×ρ・・・・・・・・・・・・(式6)
Qe=−γe(γr×(Tb−Tw)+Tw+Tp−α−Tcin))×Gw×C×ρ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(式7)
このように、廃熱回収量QrのTwを変数とした式(式6)および冷媒吸熱量QeのTwを変数とする式(式7)が得られるが、これらの式6および式7にそのときの検出値を代入して、これら2式が交差するTwの値を求めれば、COPが最も高くなる目標水温Trtを求めることができる(図6参照)。
Qr = (γr × (Tb−Tw)) × Gw × C × ρ (Equation 6)
Qe = −γe (γr × (Tb−Tw) + Tw + Tp−α−Tcin)) × Gw × C × ρ ... (Formula 7)
Thus, the equation (Equation 6) with Tw of the waste heat recovery amount Qr as a variable and the equation (Equation 7) with Tw of the refrigerant heat absorption amount Qe as variables are obtained. By substituting the detected value at the time and obtaining the value of Tw at which these two equations intersect, the target water temperature Trt at which the COP becomes highest can be obtained (see FIG. 6).

なお、上述の関係式から、式6で示す廃熱回収量Qrは、目標車室内温度Trt、リアブロア電力Wbr、水温Twおよびポンプ出力Wpを入力パラメータをとする式Qr=f(Trt、Wbr、Wp、Tw)で記載できる。また式7で示す冷媒吸熱量Qeは、外気温Ta、コンプレッサ回転数Nc、膨張弁開度ζ、目標車室内温度Trt、リアブロア電力Wbr、フロントブロア電力Wbfおよびポンプ電力wpを入力パラメータとする式Qe=f(Ta、Trt、Nc、ζ、Wbr、Wbf、Wp、Tw)で記載できる。   From the above-described relational expression, the waste heat recovery amount Qr shown in Expression 6 is obtained by using the expression Qr = f (Trt, Wbr, Wp, Tw). Further, the refrigerant heat absorption amount Qe shown in Expression 7 is an expression using the outside air temperature Ta, the compressor rotation speed Nc, the expansion valve opening ζ, the target vehicle interior temperature Trt, the rear blower power Wbr, the front blower power Wbf, and the pump power wp as input parameters. Qe = f (Ta, Trt, Nc, ζ, Wbr, Wbf, Wp, Tw).

次に、ヒータの制御方法について、図5を参照しつつより具体的に説明する。   Next, the heater control method will be described more specifically with reference to FIG.

ヒータ出力調整制御(ステップS11、図4参照)が開始されると、まず、図5に示すように、リアブロア電力Wbr、ポンプ電力Wpを読み込み(ステップS31)、上述の廃熱回収側の補正係数γrを算出して(ステップS33)、Twを変数とする廃熱回収量Qrを算出する(ステップS35)。また、フロントブロア電力Wbf、外気温Ta、ポンプ電力Wp、コンプレッサ回転数Nc、膨張弁開度ζを読み込み(ステップS37)、上述の冷媒吸熱側の補正係数γeを算出して(ステップS39)、Twを変数とする冷媒吸熱量Qeを算出する(ステップS41)。   When the heater output adjustment control (step S11, see FIG. 4) is started, first, as shown in FIG. 5, the rear blower power Wbr and the pump power Wp are read (step S31), and the above-described correction coefficient on the waste heat recovery side is read. γr is calculated (step S33), and a waste heat recovery amount Qr with Tw as a variable is calculated (step S35). Further, the front blower power Wbf, the outside air temperature Ta, the pump power Wp, the compressor rotation speed Nc, and the expansion valve opening ζ are read (step S37), and the above-described refrigerant heat absorption side correction coefficient γe is calculated (step S39). A refrigerant heat absorption amount Qe with Tw as a variable is calculated (step S41).

次に、これら廃熱回収量Qrおよび冷媒吸熱量Qeをもとに、成績係数COPが最も高くなる水温(目標水温Twt)を算出する(ステップS43)。   Next, based on the waste heat recovery amount Qr and the refrigerant heat absorption amount Qe, the water temperature (target water temperature Twt) at which the coefficient of performance COP is highest is calculated (step S43).

次に、現在の水温Twが、算出された目標水温Twtと、ほぼ一致するか判定する(ステップS45)。この例は、誤差dが±0.5℃以内にあるか判定している。   Next, it is determined whether or not the current water temperature Tw substantially matches the calculated target water temperature Twt (step S45). In this example, it is determined whether the error d is within ± 0.5 ° C.

ステップS45の判定で、現在の水温Twが目標水温Twtとほぼ同一の値になってなければ(ステップS45の判定でNO)、ステップS47に進み、現在の水温Twが目標水温Twtよりも小さいか否かを判定する。   If it is determined in step S45 that the current water temperature Tw is not substantially the same value as the target water temperature Twt (NO in step S45), the process proceeds to step S47, and whether the current water temperature Tw is lower than the target water temperature Twt. Determine whether or not.

現在の水温Twが目標水温Twt(≒Twt−d)よりも大きい場合(ステップS47でNO)、現在のヒータ電力Whが大きいので、不要な電力消費を避けるべくヒータ35をオフし(ステップS53)、ステップS45に戻る。   If the current water temperature Tw is higher than the target water temperature Twt (≈Twt-d) (NO in step S47), the current heater power Wh is large, so the heater 35 is turned off to avoid unnecessary power consumption (step S53). Return to step S45.

逆に現在の水温Twが目標水温(≒Twt−d)よりも小さい場合(ステップS47でYES)、ステップS49で、現在の水温Twと目標水温Twtとの差に基づいて必要なヒータ電力Whを計算し(ステップS49)、この値に基づいてヒータの出力値Whの変更制御を行い(ステップS51)、ステップS45に戻る。なお、ヒータ電力Whは、下記の式8に基づいて算出される。   Conversely, when the current water temperature Tw is smaller than the target water temperature (≈Twt−d) (YES in step S47), in step S49, the necessary heater power Wh is calculated based on the difference between the current water temperature Tw and the target water temperature Twt. Calculation (step S49), based on this value, change control of the heater output value Wh is performed (step S51), and the process returns to step S45. The heater power Wh is calculated based on the following formula 8.

Wh[W]=(Twt−Tw)*Gw*C*ρ・・・・・・・・・・(式8)
そして、ステップS45において現在の水温Twが目標水温Twtとほぼ同一の値になっていれば(ステップS45の判定でYES)、現在のヒータ35の出力値Whで効率的な運転がなされているので、その出力値Whのままヒータ35の出力制御を終了する。
Wh [W] = (Twt−Tw) * Gw * C * ρ (Equation 8)
If the current water temperature Tw is substantially the same value as the target water temperature Twt in step S45 (YES in the determination in step S45), efficient operation is performed with the current output value Wh of the heater 35. Then, the output control of the heater 35 is terminated with the output value Wh.

「効果」
次に、本実施形態の主な効果を列挙する。
"effect"
Next, the main effects of this embodiment are listed.

(1)本実施形態の車両用空調システムは、冷暖房運転が可能なヒートポンプ回路10と、熱媒体(この実施形態では水)を循環させて車両から排出される廃熱を回収して当該回収した廃熱をヒートポンプ回路10の冷媒に与える廃熱回収回路30と、を備えた車両用空調システムであって、前記廃熱回収回路30が、ポンプ31と、廃熱回収熱交換器34と、当該廃熱回収熱交換器34で回収した熱をヒートポンプ回路10を循環する冷媒に与える熱媒体冷媒熱交換器20と、を備えるとともに、当該廃熱回収回路30を循環する熱媒体を加熱するヒータ35をさらに備えるものである。   (1) The air conditioning system for a vehicle according to the present embodiment collects the heat pump circuit 10 capable of performing an air conditioning operation and the waste heat discharged from the vehicle by circulating a heat medium (water in this embodiment) and collects the heat. A waste heat recovery circuit 30 for supplying waste heat to the refrigerant of the heat pump circuit 10, wherein the waste heat recovery circuit 30 includes a pump 31, a waste heat recovery heat exchanger 34, A heat medium refrigerant heat exchanger 20 that supplies the heat recovered by the waste heat recovery heat exchanger 34 to the refrigerant circulating in the heat pump circuit 10, and a heater 35 that heats the heat medium circulating in the waste heat recovery circuit 30. Is further provided.

そのため、本実施形態によれば、廃熱回収回路30が、ポンプ31と廃熱回収熱交換器34と熱媒体冷媒熱交換器20とを備える基本構成に加えてヒータ35をさらに備えることで、低温環境における暖房運転開始時には、ヒータ35によって熱媒体を温めて、当該ヒータ35で温められた熱媒体を熱媒体冷媒熱交換器20に循環させることで、即座に熱媒体冷媒熱交換器20を介してヒートポンプ回路10の冷媒を温めることができる。   Therefore, according to the present embodiment, the waste heat recovery circuit 30 further includes the heater 35 in addition to the basic configuration including the pump 31, the waste heat recovery heat exchanger 34, and the heat medium refrigerant heat exchanger 20, At the start of heating operation in a low temperature environment, the heat medium is warmed by the heater 35 and the heat medium warmed by the heater 35 is circulated to the heat medium refrigerant heat exchanger 20, so that the heat medium refrigerant heat exchanger 20 is immediately The refrigerant of the heat pump circuit 10 can be warmed through.

これにより、低温環境における暖房運転開始時にあっても、早期に、ヒートポンプ回路10の冷媒を温めて冷媒循環量を高めることができ、ウォームアップ性能を格段に向上させることができる。   Thereby, even if it is at the time of the heating operation start in a low temperature environment, the refrigerant | coolant of the heat pump circuit 10 can be warmed at an early stage, refrigerant | coolant circulation amount can be raised, and warm-up performance can be improved markedly.

(2)また本実施形態の車両用空調システム1にあっては、熱媒体冷媒熱交換器20の下流に廃熱回収熱交換器34が設けられ、廃熱回収熱交換器34の下流で且熱媒体冷媒熱交換器20の上流にポンプ31およびヒータ35が設けられている。   (2) Further, in the vehicle air conditioning system 1 of the present embodiment, the waste heat recovery heat exchanger 34 is provided downstream of the heat medium refrigerant heat exchanger 20, and downstream of the waste heat recovery heat exchanger 34. A pump 31 and a heater 35 are provided upstream of the heat medium refrigerant heat exchanger 20.

そのため、このようなレイアウトによれば、ヒータ35の熱だけではなく、ポンプ31の廃熱も熱媒体冷媒熱交換器20に供給されることになるため、さらにウォームアップ性能を高めることができる。   Therefore, according to such a layout, not only the heat of the heater 35 but also the waste heat of the pump 31 is supplied to the heat medium refrigerant heat exchanger 20, so that the warm-up performance can be further improved.

また、以上のレイアウトにより、廃熱回収回路30を循環する熱媒体は、熱媒体冷媒熱交換器20で冷やされた後に、その他の部品(ヒータ35およびポンプ31)を通過することなく、そのまま廃熱回収熱交換器34を流通することとなる。そのため、低い温度の熱媒体が廃熱回収熱交換器34を通過することとなるため、車両から排出される廃熱をより効率的に吸収することができ、廃熱回収量を多くすることができ、システム全体の能力を高くすることができる。   Further, according to the above layout, the heat medium circulating in the waste heat recovery circuit 30 is discarded as it is without passing through other components (the heater 35 and the pump 31) after being cooled by the heat medium refrigerant heat exchanger 20. The heat recovery heat exchanger 34 will be distributed. Therefore, since the low-temperature heat medium passes through the waste heat recovery heat exchanger 34, waste heat exhausted from the vehicle can be absorbed more efficiently, and the amount of waste heat recovery can be increased. And the capacity of the entire system can be increased.

(3)また本実施形態の車両用空調システム1にあっては、ポンプ31がヒータ35の下流に配置されている。つまり、廃熱回収回路30内において、上流側から、廃熱回収熱交換器34、ヒータ35、ポンプ31、熱媒体冷媒熱交換器20の順に設けられている。   (3) Moreover, in the vehicle air conditioning system 1 of the present embodiment, the pump 31 is disposed downstream of the heater 35. That is, in the waste heat recovery circuit 30, the waste heat recovery heat exchanger 34, the heater 35, the pump 31, and the heat medium refrigerant heat exchanger 20 are provided in this order from the upstream side.

このようなレイアウトによれば、ヒータ35で温められ粘性が低くなった熱媒体がポンプ31に供給される。すると、ポンプ31で送り出す熱媒体の流量が増えることとになり、熱媒体冷媒熱交換器20での冷媒吸熱量が増え、さらにシステム全体の性能を高めることができる。   According to such a layout, the heat medium heated by the heater 35 and having a low viscosity is supplied to the pump 31. Then, the flow rate of the heat medium sent out by the pump 31 is increased, the amount of refrigerant heat absorbed in the heat medium refrigerant heat exchanger 20 is increased, and the performance of the entire system can be further improved.

(4)また本実施形態の車両用空調システム1にあっては、暖房運転時に曇り止めのために車室内から車外に排出される空気の熱を廃熱として利用しているため、既存のシステムを有効に利用することができる。   (4) Further, in the vehicle air conditioning system 1 of the present embodiment, since the heat of the air discharged from the vehicle interior to the outside of the vehicle is used as waste heat to prevent fogging during heating operation, the existing system Can be used effectively.

(5)なお、本発明にあってはリアブロア49が無くても車両から排出される排気空気の熱を回収することができるが、本実施形態ではリアブロア49を設けて強制的に廃熱回収熱交換器34に空気を吹き付けることができるため、より確実に廃熱を回収することができる利点がある。   (5) In the present invention, the heat of the exhaust air discharged from the vehicle can be recovered without the rear blower 49. However, in this embodiment, the rear blower 49 is provided to forcibly recover the waste heat. Since air can be blown onto the exchanger 34, there is an advantage that waste heat can be recovered more reliably.

(6)また本実施形態の車両用空調システム1にあっては、暖房成績係数COPが最も高くなる熱媒体の温度を算出して目標温度Trtとし(ステップS31〜S43)、当該目標温度Trtと実際の検出温度Trとの差に基づいて当該熱媒体が目標温度となるようにヒータ35を制御する(ステップS49、S51)制御部を備える。そのため、本実施形態によれば、成績係数COPが最も良くなるため(消費電力を削減できるため)、特にエンジン(内燃機関)で走行しない電気自動車や燃料電池車またはハイブリット車に有効な運転制御となる。   (6) Moreover, in the vehicle air conditioning system 1 of the present embodiment, the temperature of the heat medium with the highest heating performance coefficient COP is calculated as the target temperature Trt (steps S31 to S43), and the target temperature Trt A control unit is provided for controlling the heater 35 based on the difference from the actual detected temperature Tr so that the heat medium reaches the target temperature (steps S49 and S51). Therefore, according to the present embodiment, since the coefficient of performance COP is the best (because power consumption can be reduced), operation control particularly effective for an electric vehicle, a fuel cell vehicle, or a hybrid vehicle that does not run on an engine (internal combustion engine) Become.

(7)また本実施形形態の車両用空調システム1にあっては、COPが最も高くなる目標水温Twtを算出するために、目標車室内温度Trt、リアブロア電力Wbr、水温Twおよびポンプ出力Wpを入力パラメータとして、廃熱回収熱交換器34の廃熱回収量Qr=f(Trt、Wbr、Wp、Tw)を求めるとともに、外気温Ta、コンプレッサ回転数Nc、膨張弁開度ζ、目標車室内温度Trt、リアブロア電力Wbr、フロントブロア電力Wbfおよびポンプ電力wpを入力パラメータとして、熱媒体冷媒熱交換器20の冷媒吸熱量Qe=f(Ta、Trt、Nc、ζ、Wbr、Wbf、Wp、Tw)を求め、これら廃熱回収量Qrと冷媒吸熱量Qeとの交点の水温Twを目標水温Trtとしている。   (7) In the vehicle air conditioning system 1 of the present embodiment, the target vehicle interior temperature Trt, the rear blower power Wbr, the water temperature Tw, and the pump output Wp are calculated in order to calculate the target water temperature Twt at which the COP is highest. As input parameters, a waste heat recovery amount Qr = f (Trt, Wbr, Wp, Tw) of the waste heat recovery heat exchanger 34 is obtained, and the outside air temperature Ta, the compressor rotation speed Nc, the expansion valve opening ζ, the target vehicle interior Using the temperature Trt, the rear blower power Wbr, the front blower power Wbf, and the pump power wp as input parameters, the refrigerant heat absorption amount Qe = f (Ta, Trt, Nc, ζ, Wbr, Wbf, Wp, Tw, Tw). ) And the water temperature Tw at the intersection of the waste heat recovery amount Qr and the refrigerant heat absorption amount Qe is set as the target water temperature Trt.

そのため、車室内温度の制御に必要な入力パラメータ(外気温度Ta、室内温度Tr、目標室内温度Trt、フロントブロア電圧Wbr(=リアブロア電圧Wbf)、コンプレッサ回転数Nc、膨張弁開度ζと、検出センサを設けずに値を検出できるポンプ電圧Wp以外に、廃熱回収回路30に1つの温度センサ33を取り付けるのみで、少ないセンサ数で制御が可能となる。   Therefore, the input parameters (outside air temperature Ta, indoor temperature Tr, target indoor temperature Trt, front blower voltage Wbr (= rear blower voltage Wbf), compressor rotational speed Nc, expansion valve opening ζ necessary for controlling the vehicle interior temperature are detected. In addition to the pump voltage Wp that can detect a value without providing a sensor, only one temperature sensor 33 is attached to the waste heat recovery circuit 30, and control can be performed with a small number of sensors.

次に、他の実施形態について説明する。   Next, another embodiment will be described.

(第2実施形態)
図8は本発明の第2実施形態の車両用空調システムのヒータ出力制御のフローチャートである。なお、ヒータの出力制御以外は第1実施形態と同一の構成であるため、重複する構成および作用効果の説明は省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 8 is a flowchart of heater output control of the vehicle air conditioning system according to the second embodiment of the present invention. In addition, since it is the same structure as 1st Embodiment except the output control of a heater, description of the overlapping structure and effect is abbreviate | omitted.

図8に示すように第2実施形態のヒータの出力制御の制御フローは、ステップS43とステップS45との間に、ステップS61、S63を備える点で、図5に示す第1実施形態の制御フローと異なる。   As shown in FIG. 8, the control flow of the heater output control of the second embodiment includes steps S61 and S63 between step S43 and step S45, and the control flow of the first embodiment shown in FIG. And different.

つまり、ステップS43で目標水温Twtを算出した後、算出された目標水温Twtがコンプレッサ作動可能温度の下限値T1よりも高いか否かを判定する(ステップS61)。   That is, after calculating the target water temperature Twt in step S43, it is determined whether or not the calculated target water temperature Twt is higher than the lower limit value T1 of the compressor operable temperature (step S61).

算出された目標水温Twtがコンプレッサ作動可能温度の下限値T1よりも低い場合には(ステップS61でNO)、コンプレッサ11が作動できないので、COPが低下するが、目標水温Twtをコンプレッサ作動可能温度の下限値T1に置き換え(ステップS63)、第1実施形態と同様のステップS45以降の処理を行う。   If the calculated target water temperature Twt is lower than the lower limit value T1 of the compressor operable temperature (NO in step S61), the compressor 11 cannot be operated, and the COP is lowered, but the target water temperature Twt is equal to the compressor operable temperature. The process is replaced with the lower limit value T1 (step S63), and the processing after step S45 similar to that of the first embodiment is performed.

逆に、算出された目標水温Twtがコンプレッサ作動可能温度の下限値T1よりも高い場合には(ステップS61でYES)、そのまま第1実施形態と同様のステップS45以降の処理を行う。   Conversely, if the calculated target water temperature Twt is higher than the lower limit value T1 of the compressor operable temperature (YES in step S61), the processing from step S45 onward as in the first embodiment is performed as it is.

なお、コンプレッサ11の作動可能温度の下限値T1は、例えばフロン冷媒である場合には−5℃程度であるが、冷媒の種類などによって値は異なる。)
このように第2実施形態では、目標水温Twtがコンプレッサ11の作動可能温度から外れていた場合には、コンプレッサ作動可能温度で且つ目標水温Twtに最も近い値にしてヒータ制御することで、コンプレッサ11の起動を確保しつつ、COPの最も良くなる水温Twで作動させることができる。
Note that the lower limit value T1 of the operable temperature of the compressor 11 is, for example, about −5 ° C. in the case of a chlorofluorocarbon refrigerant, but the value varies depending on the type of refrigerant. )
As described above, in the second embodiment, when the target water temperature Twt deviates from the operable temperature of the compressor 11, the compressor 11 is controlled by performing the heater control at the compressor operable temperature and the value closest to the target water temperature Twt. Can be operated at the water temperature Tw at which the COP is best.

以上のように、第1、第2実施形態の車両用空調システム1によれば、低温環境における暖房初期時にウォームアップ性能を向上できる。   As described above, according to the vehicle air conditioning system 1 of the first and second embodiments, the warm-up performance can be improved at the initial heating stage in a low-temperature environment.

なお、上述の実施形態は、本発明を説明するための好適な一例であり、本発明は上述の実施形態のみに限定解釈されるべきではない。   Note that the above-described embodiment is a preferred example for explaining the present invention, and the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiment.

例えば、上述の実施形態においては、車両から排出される廃熱は、車室内から車室外に排出される排出空気の熱であったが、本発明では、車両走行用のエンジン、モータおよびバッテリの廃熱を利用してもよいし、その他の車両に搭載された機器の廃熱を利用してもよい。   For example, in the above-described embodiment, the waste heat exhausted from the vehicle is the heat of exhaust air exhausted from the vehicle interior to the exterior of the vehicle interior. However, in the present invention, the engine, motor, and battery for vehicle travel are used. Waste heat may be used, or the waste heat of equipment mounted on other vehicles may be used.

また、本発明では、ヒートポンプ回路のさまざまな変更が可能である。つまり、少なくとも、ヒートポンプ回路を循環する冷媒に車室内の熱を吸熱して車室内を冷却できるエバポレータと、ヒートポンプ回路を循環する冷媒の熱を車室内に放熱できるコンデンサと、廃熱回収回路を流れる熱媒体とヒートポンプ回路を循環する冷媒とで熱交換させて、熱交換して暖まった冷媒を前記コンデンサに流通させることができる熱媒体冷媒熱交換器と、を備えるヒートポンプであれば、回路構成は、さまざまな変更が可能である。   In the present invention, various modifications of the heat pump circuit are possible. That is, at least an evaporator that can absorb the heat in the vehicle interior by the refrigerant circulating in the heat pump circuit and cool the vehicle interior, a condenser that can radiate the heat of the refrigerant circulating in the heat pump circuit to the vehicle interior, and the waste heat recovery circuit flow If the heat pump comprises a heat medium refrigerant heat exchanger that exchanges heat between the heat medium and the refrigerant circulating in the heat pump circuit, and can exchange the heat-exchanged and heated refrigerant through the condenser, the circuit configuration is Various changes are possible.

また、ヒートポンプ回路に用いられるコンプレッサとしては、上述の実施形態では、吐出容量が不変で且つ回転数によって冷媒吐出量を変更可能な固定容量コンプレッサを例にとって説明したが、例えば斜板式可変容量コンプレッサのように吐出容量を変更可能な可変容量コンプレッサを用いてもよい。なお、可変容量コンプレッサを用いた場合、ヒートポンプ回路を流れる冷媒流量は、コンプレッサの回転数に加えて、容量を変更するための容量制御電磁弁などの開弁度などに基づいて周知の方法により計算できる。   In the above-described embodiment, the compressor used in the heat pump circuit has been described by way of an example of a fixed-capacity compressor in which the discharge capacity is unchanged and the refrigerant discharge amount can be changed by the rotation speed. In this way, a variable displacement compressor capable of changing the discharge capacity may be used. When a variable capacity compressor is used, the refrigerant flow rate flowing through the heat pump circuit is calculated by a well-known method based on the degree of opening of a capacity control solenoid valve or the like for changing the capacity in addition to the rotation speed of the compressor. it can.

また、上述の本実施形態は、COPが最適値となるように制御することで、走行駆動源としてのエンジン(内燃機関)を備えない電気自動車、燃料電池車などに適用するのに好適であるが、本発明は勿論、エンジン(内燃機関)などにより走行する車両にも適用することができる。   In addition, the above-described embodiment is suitable for application to an electric vehicle, a fuel cell vehicle, or the like that does not include an engine (internal combustion engine) as a travel drive source by controlling the COP to be an optimal value. However, the present invention can be applied to a vehicle that is driven by an engine (internal combustion engine) or the like.

図1は第1実施形態の車両用空調システムの概略図。FIG. 1 is a schematic view of a vehicle air conditioning system according to the first embodiment. 図2は同車両用空調システムの冷房運転時の動作を示す概略図。FIG. 2 is a schematic diagram showing an operation during cooling operation of the vehicle air conditioning system. 図3は同車両用空調システムを暖房運転時の動作を示す概略図。FIG. 3 is a schematic diagram showing the operation of the vehicle air conditioning system during heating operation. 図4は同車両用空調システムの制御部による暖房運転の制御フローを示す図。FIG. 4 is a diagram showing a control flow of heating operation by the control unit of the vehicle air conditioning system. 図5はヒータ出力制御処理を示すフローチャート。FIG. 5 is a flowchart showing heater output control processing. 図6は廃熱回収量Qr、冷媒吸熱量QeおよびCOPと、水温Twとの関係をグラフ化した図。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the waste heat recovery amount Qr, the refrigerant heat absorption amount Qe and COP, and the water temperature Tw. 図7は廃熱回収回路を流れる水の流量と、熱媒体冷媒熱交換器で水から冷媒が吸熱する熱量と、の相関関係を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a correlation between the flow rate of water flowing through the waste heat recovery circuit and the amount of heat absorbed by the refrigerant from the water in the heat medium refrigerant heat exchanger. 図8は第2実施形態のヒータ出力制御処理を示すフローチャート。FIG. 8 is a flowchart showing heater output control processing according to the second embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 車両用空調システム
10 ヒートポンプ回路
10a 第1の回路(冷房用の回路)
10b 第2の回路(暖房用の回路)
11 コンプレッサ
12 切換弁
13 第1のコンデンサ
14 受液器
15 第1の膨張手段
16 第1のエバポレータ(室内冷房用熱交換器)
17 アキュウムレータ
18 第2のコンデンサ(室内暖房用熱交換器)
19 第2の膨張手段
20 第2のエバポレータ(熱媒体冷媒熱交換器)
30 廃熱回収回路
31 ポンプ
34 廃熱回収熱交換器
35 電気ヒータ
40 空調ユニット
41 ケーシング
43 フロントブロア
45 換気ユニット
47 換気通路
49 リアブロア
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle air conditioning system 10 Heat pump circuit 10a 1st circuit (Circuit for cooling)
10b Second circuit (heating circuit)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Compressor 12 Switching valve 13 1st capacitor | condenser 14 Liquid receiver 15 1st expansion means 16 1st evaporator (heat exchanger for room cooling)
17 Accumulator 18 Second condenser (heat exchanger for indoor heating)
19 Second expansion means 20 Second evaporator (heat medium refrigerant heat exchanger)
30 Waste heat recovery circuit 31 Pump 34 Waste heat recovery heat exchanger 35 Electric heater 40 Air conditioning unit 41 Casing 43 Front blower 45 Ventilation unit 47 Ventilation passage 49 Rear blower

Claims (5)

冷媒を循環させ冷・暖房運転を可能としたヒートポンプ回路と、
熱媒体を循環させ、車両から排出される廃熱を回収して前記ヒートポンプ回路の冷媒に与える廃熱回収回路と、
を備え、
前記廃熱回収回路は、
熱媒体を循環させるポンプと、車両から排出される廃熱を熱媒体に吸熱させる廃熱回収熱交換器と、前記廃熱回収熱交換器の下流に配置され当該廃熱回収回路を循環する熱媒体と前記ヒートポンプ回路を循環する冷媒とで熱交換させる熱媒体冷媒熱交換器と、を備えるとともに、当該廃熱回収回路を循環する熱媒体を加熱するヒータをさらに備えることを特徴とする車両用空調システム。
A heat pump circuit that enables cooling and heating operations by circulating refrigerant,
A waste heat recovery circuit that circulates the heat medium, recovers waste heat exhausted from the vehicle, and applies it to the refrigerant of the heat pump circuit;
With
The waste heat recovery circuit is
A pump that circulates the heat medium, a waste heat recovery heat exchanger that absorbs waste heat exhausted from the vehicle into the heat medium, and heat that is disposed downstream of the waste heat recovery heat exchanger and circulates in the waste heat recovery circuit And a heat medium refrigerant heat exchanger for exchanging heat between the medium and the refrigerant circulating in the heat pump circuit, and further comprising a heater for heating the heat medium circulating in the waste heat recovery circuit. Air conditioning system.
請求項1に記載の車両用空調システムであって、
前記廃熱回収回路は、前記廃熱回収熱交換器の下流で且つ前記熱媒体冷媒熱交換器の上流に前記ポンプおよび前記ヒータが設けられていることを特徴とする車両用空調システム。
The vehicle air conditioning system according to claim 1,
The vehicle air conditioning system, wherein the waste heat recovery circuit is provided with the pump and the heater downstream of the waste heat recovery heat exchanger and upstream of the heat medium refrigerant heat exchanger.
請求項2に記載の車両用空調システムであって、
前記ポンプが前記ヒータの下流に配置されていることを特徴とする車両用空調システム。
The vehicle air conditioning system according to claim 2,
The vehicle air conditioning system, wherein the pump is disposed downstream of the heater.
請求項1〜3の何れか1項に記載の車両用空調システムであって、
成績係数COPが最も高くなる熱媒体の温度を算出して目標温度とし、熱媒体の目標温度と熱媒体の検出温度との差に基づいて当該熱媒体が目標温度となるように前記ヒータを制御する制御部を備えることを特徴とする車両用空調システム。
The vehicle air conditioning system according to any one of claims 1 to 3,
Calculate the temperature of the heat medium with the highest coefficient of performance COP as the target temperature, and control the heater so that the heat medium reaches the target temperature based on the difference between the target temperature of the heat medium and the detected temperature of the heat medium An air conditioning system for a vehicle, comprising a control unit that performs the operation.
請求項4に記載の車両用空調システムであって、
前記制御部は、前記目標温度が前記コンプレッサの作動可能温度の下限値を下まわる場合、前記目標温度を当該作動可能温度の下限値に設定して前記ヒータを制御する車両用空調システム。
The vehicle air conditioning system according to claim 4,
When the target temperature falls below a lower limit value of the operable temperature of the compressor, the control unit sets the target temperature to the lower limit value of the operable temperature and controls the heater.
JP2008267744A 2008-10-16 2008-10-16 Vehicular air-conditioning system Pending JP2010095154A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008267744A JP2010095154A (en) 2008-10-16 2008-10-16 Vehicular air-conditioning system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008267744A JP2010095154A (en) 2008-10-16 2008-10-16 Vehicular air-conditioning system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010095154A true JP2010095154A (en) 2010-04-30

Family

ID=42257139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008267744A Pending JP2010095154A (en) 2008-10-16 2008-10-16 Vehicular air-conditioning system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010095154A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103009962A (en) * 2011-09-27 2013-04-03 株式会社东芝 Air-conditioning system
CN104501445A (en) * 2014-12-11 2015-04-08 华南理工大学 Electric vehicle waste heat utilization variable-frequency thermal pump air conditioning system and method thereof
EP2789482A4 (en) * 2011-12-05 2016-03-02 Panasonic Ip Man Co Ltd Vehicle air-conditioning device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103009962A (en) * 2011-09-27 2013-04-03 株式会社东芝 Air-conditioning system
EP2789482A4 (en) * 2011-12-05 2016-03-02 Panasonic Ip Man Co Ltd Vehicle air-conditioning device
US9481222B2 (en) 2011-12-05 2016-11-01 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Vehicle air-conditioning device
CN104501445A (en) * 2014-12-11 2015-04-08 华南理工大学 Electric vehicle waste heat utilization variable-frequency thermal pump air conditioning system and method thereof
CN104501445B (en) * 2014-12-11 2016-04-13 华南理工大学 A kind of electric motor car Waste Heat Reuse frequency conversion heat pump air-conditioning system and method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108698469B (en) Heat pump system for vehicle
JP6997558B2 (en) Vehicle air conditioner
CN111615464B (en) Air conditioner for vehicle
CN105916711B (en) Vehicle heat management system
US10525794B2 (en) Vehicle air conditioning device
JP5860361B2 (en) Thermal management system for electric vehicles
EP2634021B1 (en) Heat pump system for vehicle and method of controlling the same
KR102231890B1 (en) Heat pump system for vehicle
US10252600B2 (en) Air-conditioning apparatus for vehicle
JP2010013044A (en) Air-conditioning system for vehicle
JP2004142646A (en) Air conditioner for vehicle
JP7300264B2 (en) Vehicle air conditioner
JP2014051269A (en) Heat pump system for vehicle and method of controlling the same
JP2005263200A (en) Air conditioner for vehicle
CN106457968A (en) Air-conditioning device for vehicle
CN112867616A (en) Air conditioner for vehicle
JP6939575B2 (en) Vehicle cooling system
JP6708170B2 (en) Vehicle air conditioner
JP5096956B2 (en) Air conditioning system for vehicles
JP2010030435A (en) Air conditioner for vehicle
JP2009149288A (en) Vehicular air conditioner
CN113508270B (en) Air conditioner for vehicle
CN115461236A (en) Air conditioner for vehicle
JP2010095154A (en) Vehicular air-conditioning system
CN110062708B (en) Air conditioner for vehicle