CN104797896B - 制冷循环装置 - Google Patents

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Abstract

在除湿供暖模式时,构成使室外热交换器(17)的冷媒出口侧与作为冷媒减压机构的加热侧喷射器(15)的加热侧冷媒吸引口(15d)连通,并且使室内蒸发器(23)的冷媒入口侧与加热侧喷射器(15)的加热侧扩压部(15g)的出口侧连通的冷媒回路,通过加热侧喷射器的(15)的升压作用使室外热交换器(17)中的冷媒蒸发温度比室内蒸发器(23)中的冷媒蒸发温度低。由此,增大室外热交换器(17)中的冷媒吸热量,提高室内冷凝器(12)中的空气的加热能力。

Description

制冷循环装置
关联申请的相互参照
本申请基于2012年11月16日申请的日本专利申请2012-252475、2013年3月18日申请的日本专利申请2013-55161以及2013年6月18日申请的日本专利申请2013-127581主张优先权,通过参照将其公开内容引用于本申请。
技术领域
本发明涉及一种制冷循环装置,该制冷循环装置应用于空气调节装置,进行向空气调节对象空间输送的空气的温度调整。
背景技术
以往,在专利文献1中公开了一种蒸气压缩式的制冷循环装置,其应用于空气调节装置,进行向空气调节对象空间输送的空气的温度调整。该专利文献1的制冷循环装置具备对使冷媒循环的冷媒回路进行切换的冷媒回路切换部,能够根据运转模式切换为各种冷媒回路。
例如,在冷却空气从而对空气调节对象空间进行制冷的制冷模式中,切换为使冷媒通过室内蒸发器从空气吸收的热量通过室外热交换器向外部气体散热的冷媒回路。另外,在加热空气从而对空气调节对象空间供暖的供暖模式中,切换为使冷媒通过室外热交换器从外部气体吸收的热量通过室内冷凝器向空气散热的冷媒回路。
此外,在对空气进行冷却并除湿,将除湿后的空气再加热从而对空气调节对象空间进行除湿供暖的除湿供暖模式中,切换为将室内蒸发器以及室外热交换器并联连接,使冷媒通过室内蒸发器从空气吸收的热量以及通过室外热交换器从外部气体吸收的热量通过室内冷凝器向空气散热的冷媒回路。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:专利第3486851号公报
根据本申请的发明人等的研究,在专利文献1的制冷循环装置中,即便在低外部气体温度时切换为除湿供暖模式的冷媒回路,有时也无法将空气充分再加热至供暖所需的温度。其理由在于,如专利文献1的制冷循环装置那样,在除湿供暖模式时室内蒸发器以及室外热交换器并联连接的冷媒回路中,室内蒸发器中的冷媒蒸发温度与室外热交换器中的冷媒蒸发温度一致。
换句话说,在这样的冷媒回路结构中,若将室内蒸发器中的冷媒蒸发温度调整为能够抑制室内蒸发器的结霜(上霜)的温度,则室外热交换器中的冷媒蒸发温度也调整为同等的温度,因此在低外部气体温度时,室外热交换器中的冷媒蒸发温度与外部气体温度的温度差缩小。其结果是,冷媒无法通过室外热交换器从外部气体吸收足够热量,无法通过室内冷凝器充分对空气再加热。
发明内容
鉴于所述问题,本发明的目的在于,在应用于空气调节装置的制冷循环装置中,提高对向空气调节对象空间输送的空气进行冷却而除湿,并对除湿后的空气进行再加热的除湿供暖模式时的空气的加热能力。
为了实现上述目的,本发明的制冷循环装置应用于空气调节装置,具备:压缩机,其将低压冷媒压缩并排出;加热用热交换器,其以从压缩机排出的高压冷媒作为热源,对向空气调节对象空间输送的空气进行加热;分支部,其使从加热用热交换器流出的冷媒的流动分支;加热侧喷射器,其利用从使通过分支部分支出的一方的冷媒减压的加热侧喷嘴部喷射的喷射冷媒的吸引作用,从加热侧冷媒吸引口吸引冷媒,且该加热侧喷射器具有使喷射冷媒与从加热侧冷媒吸引口吸引的吸引冷媒的混合冷媒升压的加热侧升压部;室外热交换器,其使加热侧升压部下游侧的冷媒与外部气体进行热交换而蒸发,并向加热侧冷媒吸引口侧流出;冷却侧减压器,其使冷媒减压;以及冷却用热交换器,其使通过冷却侧减压器减压后的冷媒蒸发,对通过加热用热交换器前的空气进行冷却。
在利用加热用热交换器对通过冷却用热交换器冷却后的空气再加热的除湿供暖模式下,使通过分支部分支出的另一方的冷媒向冷却侧减压器流入,并且使加热侧喷射器下游侧的冷媒以及冷却侧减压器下游侧的冷媒向压缩机吸入。
由此,在除湿供暖模式时,能够使室外热交换器的冷媒出口侧与加热侧喷射器的加热侧冷媒吸引口连通。此外,能够构成使冷却用热交换器的冷媒入口侧或冷媒出口侧与加热侧喷射器的加热侧升压部的出口侧连通的冷媒回路。
因此,在除湿供暖模式时,能够使室外热交换器的冷媒蒸发压力接近刚通过加热侧喷射器的加热侧喷嘴部减压后的最低的冷媒压力。此外,能够使冷却用热交换器的冷媒蒸发压力接近通过加热侧喷射器的加热侧升压部升压后的冷媒压力。
换句话说,能够使室外热交换器的冷媒蒸发压力比冷却用热交换器的冷媒蒸发压力低。因此,即使将冷却用热交换器的冷媒蒸发温度调整为能够抑制冷却用热交换器的结霜的温度,也能够使室外热交换器的冷媒蒸发温度比外部气体温度低。
其结果是,冷媒能够通过室外热交换器从外部气体吸收足够的热量,并能够通过加热用热交换器向空气散出足够的热量。即,能够提高除湿供暖模式时的空气的加热能力。
或者,本发明的制冷循环装置也可以构成为具备:压缩机,其将从吸入端口吸入的低压冷媒压缩,并从排出端口排出高压冷媒,并且该压缩机具有使循环系统内的中间压冷媒流入并与压缩过程中的冷媒合流的中间压端口;加热用热交换器,其将从排出端口排出的高压冷媒作为热源而对向空气调节对象空间输送的空气进行加热;分支部,其将从加热用热交换器流出的冷媒的流动分支;加热侧喷射器,其利用从使通过分支部分支出的一方的冷媒减压的加热侧喷嘴部喷射的喷射冷媒的吸引作用,从加热侧冷媒吸引口吸引冷媒,且该加热侧喷射器具有使喷射冷媒与从加热侧冷媒吸引口吸引来的吸引冷媒的混合冷媒升压的加热侧升压部;室外热交换器,其使加热侧升压部下游侧的冷媒与外部气体进行热交换而蒸发,并向加热侧冷媒吸引口侧流出;冷却侧减压器,其使冷媒减压;以及冷却用热交换器,其使通过冷却侧减压器减压后的冷媒蒸发,从而对通过加热用热交换器前的空气进行冷却。
在利用加热用热交换器将通过冷却用热交换器冷却后的空气再加热的除湿供暖模式下,使通过分支部分支出的另一方的冷媒向冷却侧减压器流入,并且使从室外热交换器流出的冷媒的至少一部分向吸入端口吸入。此外,使加热侧喷射器的下游侧的冷媒以及冷却侧减压器的下游侧的冷媒向中间压端口流入。
由此,能够在除湿供暖模式时,形成使室外热交换器的冷媒出口侧与加热侧喷射器的加热侧冷媒吸引口连通,使冷却用热交换器的冷媒入口侧或冷媒出口侧与加热侧喷射器的加热侧升压部的出口侧连通的冷媒回路结构。因此,与上述的制冷循环装置相同,能够提高除湿供暖模式时的空气的加热能力。
此外,在本发明的制冷循环装置中,由于构成通过压缩机使循环系统内的中间压冷媒与升压过程中的冷媒合流的、所谓节能式制冷循环系统,因此能够提高压缩机的机械效率(压缩效率),实现制冷循环装置的性能系数(COP)的提高。
或者,在本发明的制冷循环装置中也可以构成为,冷却侧减压器是冷却侧喷射器,其利用从使通过分支部分支出的另一方的冷媒减压的冷却侧喷嘴部喷射的喷射冷媒的吸引作用,从冷却侧冷媒吸引口吸引冷媒,且该冷却测喷射器具有使从冷却侧喷嘴部喷射的喷射冷媒与从冷却侧冷媒吸引口吸引的吸引冷媒的混合冷媒升压的冷却侧升压部。也可以在除湿供暖模式下,使从冷却侧升压部流出的冷媒向冷却用热交换器流入,使从冷却用热交换器流出的冷媒向冷却侧冷媒吸引口流入。
由此,能够通过冷却侧喷射器的升压作用抑制压缩机的消耗动力,进一步实现COP的提高。
附图说明
图1是示出第一实施方式的制冷循环装置的制冷模式时以及弱除湿供暖模式时的冷媒回路的整体结构图。
图2是示出第一实施方式的制冷循环装置的除湿供暖模式时的冷媒回路的整体结构图。
图3是示出第一实施方式的制冷循环装置的供暖模式时的冷媒回路的整体结构图。
图4是第一实施方式的加热侧喷射器的轴向剖视图。
图5是示出第一实施方式的制冷循环装置的制冷模式时的冷媒的状态的莫里尔图。
图6是示出第一实施方式的制冷循环装置的弱除湿供暖模式时的冷媒的状态的莫里尔图。
图7是示出第一实施方式的制冷循环装置的除湿供暖模式时的冷媒的状态的莫里尔图。
图8是示出第一实施方式的制冷循环装置的供暖模式时的冷媒的状态的莫里尔图。
图9是示出室内冷凝器出口侧冷媒的焓的变化所对应的加热能力Qc的变化的曲线图。
图10是用于对通常运转时在喷射器内产生冲击波的部位进行说明的说明图。
图11是用于对高加热能力运转时在喷射器内产生冲击波的部位进行说明的说明图。
图12是第二实施方式的制冷循环装置的整体结构图。
图13是第三实施方式的制冷循环装置的整体结构图。
图14是示出第三实施方式的制冷循环装置的强供暖模式时的冷媒的状态的莫里尔图。
图15是示出第四实施方式的制冷循环装置的制冷模式时以及弱除湿供暖模式时的冷媒回路的整体结构图。
图16是示出第四实施方式的制冷循环装置的除湿供暖模式时的冷媒回路的整体结构图。
图17是示出第四实施方式的制冷循环装置的供暖模式时的冷媒回路的整体结构图。
图18是示出第四实施方式的制冷循环装置的除湿供暖模式时的冷媒的状态的莫里尔图。
图19是示出吸引流量比的变化所对应的喷射器的升压量的变化的曲线图。
图20是示出第四实施方式的制冷循环装置的供暖模式时的冷媒的状态的莫里尔图。
图21是示出第五实施方式的制冷循环装置的制冷模式时以及弱除湿供暖模式时的冷媒回路的整体结构图。
图22是示出第五实施方式的制冷循环装置的制冷模式时的冷媒的状态的莫里尔图。
图23是示出第五实施方式的制冷循环装置的弱除湿供暖模式时的冷媒的状态的莫里尔图。
图24是第六实施方式的制冷循环装置的整体结构图。
图25是第七实施方式的制冷循环装置的整体结构图。
图26是示出第七实施方式的制冷循环装置的强供暖模式时的冷媒的状态的莫里尔图。
图27是示出第八实施方式的制冷循环装置的串联除湿供暖模式时的冷媒回路的整体结构图。
图28是示出第八实施方式的制冷循环装置的串联除湿供暖模式时的冷媒的状态的莫里尔图。
图29是示出第八实施方式的变形例的制冷循环装置的串联除湿供暖模式时的冷媒回路的整体结构图。
图30是示出第九实施方式的制冷循环装置的串联除湿供暖模式时的冷媒回路的整体结构图。
图31是示出第九实施方式的制冷循环装置的串联除湿供暖模式时的冷媒的状态的莫里尔图。
图32是示出第九实施方式的变形例的制冷循环装置的串联除湿供暖模式时的冷媒回路的整体结构图。
图33是第十实施方式的加热侧喷射器的轴向剖视图。
图34是图33的XXXIV-XXXIV剖视图。
图35是图33的C部放大图。
图36是第十一实施方式的加热侧喷射器的轴向剖视图。
图37是第十一实施方式的变形例的加热侧喷射器的轴向剖视图。
具体实施方式
(第一实施方式)
根据图1-图11对本发明的第一实施方式进行说明。本发明的制冷循环装置10应用于车辆用空气调节装置1,该车辆用空气调节装置1搭载于从行驶用电动马达获得车辆行驶用的驱动力的电动机动车中。该制冷循环装置10在车辆用空气调节装置1中发挥将向空气调节对象空间即车室内输送的空气加热或冷却的功能。因此,空气是热交换对象流体。
此外,制冷循环装置10构成为能够在冷却空气从而对车室内制冷的制冷模式的冷媒回路(参照图1)、将冷却并除湿后的空气再加热而进行车室内的除湿供暖的弱除湿供暖模式的冷媒回路(参照图1)、以比弱除湿供暖模式高的加热能力将空气再加热而进行车室内的除湿供暖的除湿供暖模式(参照图2)、以及将空气加热而对车室内供暖的供暖模式的冷媒回路(参照图3)之间切换。需要说明的是,在图1-图3中,用实线箭头表示各运转模式下的冷媒的流动。
另外,在该制冷循环装置10中,作为冷媒而采用HFC系冷媒(具体而言是R134a),构成高压侧冷媒压力不超过冷媒的临界压力的蒸气压缩式的亚临界制冷循环系统。也可以采用HFO系冷媒(例如R1234yf)等。此外,在冷媒中混入有用于对压缩机11进行润滑的冷冻机油,冷冻机油的一部分与冷媒一起在循环系统中循环。
制冷循环装置10的构成设备中的压缩机11配置在车辆发动机盖内,在制冷循环装置10中将冷媒吸入并压缩后排出,构成为利用电动马达对排出容量固定的固定容量型的压缩机构进行旋转驱动的电动压缩机。压缩机11的电动马达的动作(转速)由后述的从空气调节控制装置输出的控制信号控制。
在压缩机11的排出口侧连接有室内冷凝器12的冷媒入口侧。室内冷凝器12在后述的室内空气调节单元30中配置于形成向车室内输送的空气的空气通路的外壳31内,是使从压缩机11排出的高压冷媒与通过后述的室内蒸发器23后的空气进行热交换而加热空气的加热用热交换器。需要说明的是,室内空气调节单元30的详细内容后述。
在室内冷凝器12的冷媒出口侧连接有第一三通接头13a。该第一三通接头13a的三个流入流出口中的一个用作冷媒流入口,剩余的两个用作冷媒流出口。因此,第一三通接头13a构成使从室内冷凝器12流出的冷媒的流动分支的分支部。
此外,在第一三通接头13a的一方的冷媒流出口连接有与第一三通接头13a结构相同的第二三通接头13b。在该第二三通接头13b的一方的冷媒流出口连接有第一流量调整阀14a的入口侧,在另一方的冷媒流出口连接有第二流量调整阀14b的入口侧。
第一流量调整阀14a与第二流量调整阀14b均是如下的电气式的可变节流机构:构成为具有改变冷媒通路的开度的阀芯、以及由改变该阀芯的开度的步进电机构成的电动致动器,第一流量调整阀14a与第二流量调整阀14b具有调整冷媒流量的功能与作为使冷媒减压膨胀的膨胀阀的功能。
此外,第一流量调整阀14a与第二流量调整阀14b具有全开功能和全闭功能,在全开功能中,通过使阀开度全开,从而基本不发挥流量调整作用以及冷媒减压作用,仅作为冷媒通路发挥功能,在全闭功能中,通过使阀开度全闭而关闭冷媒流路。
并且,基于该全开功能以及全闭功能,第一流量调整阀14a与第二流量调整阀14b能够在使从室内冷凝器12流出的冷媒向第一流量调整阀14a侧流入的冷媒回路、以及使该冷媒向第二流量调整阀14b侧流入的冷媒回路之间切换。
因此,第一流量调整阀14a与第二流量调整阀14b构成在制冷模式、弱除湿供暖模式、除湿供暖模式以及供暖模式下的冷媒回路之间切换的冷媒回路切换部。需要说明的是,第一流量调整阀14a与第二流量调整阀14b的动作均由从空气调节控制装置输出的控制信号控制。
另外,在第一流量调整阀14a的出口侧连接有加热侧喷射器15的加热侧喷嘴部15a的入口侧。加热侧喷射器15作为在除湿供暖模式时以及供暖模式时使从室内冷凝器12流出的冷媒减压的减压器而发挥功能,并且,作为利用以高速被喷射的喷射冷媒的吸引作用吸引(输送)冷媒并使其在循环系统内循环的冷媒循环器(冷媒输送器)而发挥功能。
使用图4对加热侧喷射器15的详细结构进行说明。加热侧喷射器15构成为具有加热侧喷嘴部15a以及加热侧主体部15b。首先,加热侧喷嘴部15a由朝向冷媒的流动方向而前端逐渐变细的大致圆筒状的金属(例如不锈钢合金)形成。加热侧喷嘴部15a发挥通过形成于内部的冷媒通路(节流通路)使冷媒等熵地减压膨胀的功能。
在形成于加热侧喷嘴部15a的内部的冷媒通路设置有冷媒通路面积最小的喉部(最小通路面积部)。此外,还设置有随着从该喉部朝向喷射冷媒的冷媒喷射口15c而冷媒通路面积逐渐扩大的末端扩大部。换句话说,加热侧喷嘴部15a作为所谓的拉瓦尔喷嘴而构成。
另外,加热侧喷嘴部15a设定为,至少在后述的供暖模式的高加热能力运转时,从冷媒喷射口15c喷射的喷射冷媒的流速达到二相音速αh以上(超音速状态)。
这里,二相音速αh指的是气相流体与液相流体混合后的气液混合状态下的流体的音速,由以下算式F1定义。
αh=[P/{α×(1-α)×ρl}]0.5... (F1)
需要说明的是,算式F1中的α是空隙率,表示每单位体积所含有的空隙(气泡)的容积比例。
更详细而言,空隙率α用以下算式F2定义。
α=x/{x+(ρg/ρl)×(1-x)}... (F2)
需要说明的是,算式F1、F2中的x是干燥度,ρg是气相冷媒密度,ρl是液相冷媒密度,P是二相冷媒(二相流体)的压力。
接下来,加热侧主体部15b由大致圆筒状的金属(例如铝)形成,作为在内部支承固定加热侧喷嘴部15a的固定部件而发挥功能,并且形成加热侧喷射器15的外部壳体。具体而言,加热侧喷嘴部15a以收容于加热侧主体部15b的长边方向一端侧的内部的方式通过压入而固定。
另外,在加热侧主体部15b的外周侧面中的、与加热侧喷嘴部15a的外周侧对应的部位,形成有以贯通加热侧主体部15b的外周侧面的内外而与加热侧喷嘴部15a的冷媒喷射口15c连通的方式设置的加热侧冷媒吸引口15d。该加热侧冷媒吸引口15d是如下的贯通孔:在除湿供暖模式时以及供暖模式时,利用从加热侧喷嘴部15a的冷媒喷射口15c喷射的喷射冷媒的吸引作用将从室外热交换器17的一方的冷媒流入流出口流出的冷媒向加热侧喷射器15的内部吸引。
此外,在加热侧主体部15b的内部形成有混合部15e、吸引通路15f以及加热侧升压部的加热侧扩压部15g。混合部15e使从加热侧喷嘴部15a的冷媒喷射口15c喷射的喷射冷媒与从加热侧冷媒吸引口15d吸引的吸引冷媒混合。吸引通路15f将从加热侧冷媒吸引口15d吸引的吸引冷媒向混合部15e引导。加热侧扩压部15g使通过混合部15e混合后的混合冷媒升压。
吸引通路15f利用加热侧喷嘴部15a的前端变细形状的前端部周边的外周侧与加热侧主体部15b的内周侧之间的空间形成,吸引通路15f的冷媒通路面积随着朝向冷媒流动方向而逐渐缩小。由此,使在吸引通路15f中流通的吸引冷媒的流速逐渐增速,减少通过混合部15e混合吸引冷媒与喷射冷媒时的能量损失(混合损失)。
混合部15e由加热侧主体部15b的内周侧的、从加热侧喷嘴部15a的冷媒喷射口15c到加热侧扩压部15g的入口部15h的范围的空间形成。此外,该混合部15e形成为其冷媒通路面积朝向冷媒流动方向逐渐缩小的圆锥台形状,加热侧扩压部15g的入口部15h的冷媒通路面积比冷媒喷射口15c的冷媒通路面积小。
由此,在混合部15e中,使混合冷媒的流速逐渐减速,在到达加热侧扩压部15g的入口部15h之前,使混合冷媒的流速成为比二相音速αh低的值。换言之,使向加热侧扩压部15g流入的冷媒成为亚音速状态。
加热侧扩压部15g配置为与混合部15e的出口连续,以冷媒通路面积逐渐扩大的方式形成。由此,发挥将从混合部15e流出的混合冷媒的速度能量转换为压力能量的功能,即,发挥使混合冷媒的流速减速并使混合冷媒升压的功能。
具体而言,如图4所示,加热侧扩压部15g的剖面壁面形状通过组合多个曲线而形成。并且,加热侧扩压部15g的冷媒通路面积的扩展程度在朝向冷媒流动方向逐渐增大之后再次减小,从而能够使冷媒等熵地升压。
在加热侧喷射器15的加热侧扩压部15g的冷媒出口侧连接有储蓄器16的冷媒流入口。储蓄器16是将流入到内部的冷媒的气液分离的气液分离器。此外,储蓄器16作为存储循环系统内的多余液相冷媒的储液部而发挥功能。需要说明的是,该储蓄器16配置在车辆发动机盖内、即暴露于外部气体的外部空间中。
此外,在储蓄器16上设置有配置为能够使分离出的液相冷媒向外部流出的两个液相冷媒流入流出口、以及使分离出的气相冷媒流出的一个气相冷媒流出口。
在储蓄器16的一方的液相冷媒流入流出口,经由第三流量调整阀14c连接有室外热交换器17的另一方的冷媒流入流出口。第三流量调整阀14c的基本结构与第一流量调整阀14a和第二流量调整阀14b相同。需要说明的是,由于该第三流量调整阀14c不发挥作为冷媒回路切换部的功能,因此也可以不具有全闭功能。
室外热交换器17配置于车辆发动机盖内,使在其内部流通的冷媒与从未图示的送风风扇输送的外部气体进行热交换。具体而言,室外热交换器17在制冷模式以及弱除湿供暖模式时作为使高压冷媒散热的散热器而发挥功能,在除湿供暖模式时以及供暖模式时作为使低压冷媒蒸发的蒸发器而发挥功能。
送风风扇是通过从空气调节控制装置输出的控制电压控制运转率、即转速(空气量)的电动送风机。此外,如上所述,在室外热交换器17的一方的冷媒流入流出口,经由第一开闭阀18a连接有加热侧喷射器15的加热侧冷媒吸引口15d。
第一开闭阀18a是使从室外热交换器17的一方的冷媒流入流出口到加热侧喷射器15的加热侧冷媒吸引口15d的冷媒通路开闭的电磁阀,与第一流量调整阀14a和第二流量调整阀14b一起构成冷媒回路切换部。需要说明的是,第一开闭阀18a的动作由从空气调节控制装置输出的控制电压控制。
另外,在连接室外热交换器17的一方的冷媒流入流出口与第一开闭阀18a的冷媒通路中配置有第三三通接头13c,在该第三三通接头13c连接有第二流量调整阀14b的出口侧。换言之,在第二流量调整阀14b的出口侧,经由第三三通接头13c连接有室外热交换器17的一方的冷媒流入流出口。
在储蓄器16的另一方的液相冷媒流入流出口,经由止回阀19连接有第四流量调整阀14d的入口侧。该止回阀19仅允许冷媒从储蓄器16的另一方的液相冷媒流入流出口朝向第四流量调整阀14d侧流出。需要说明的是,第四流量调整阀14d是冷却侧减压器,基本结构与第三流量调整阀14c相同。
另外,在连接止回阀19与第四流量调整阀14d的冷媒通路中配置有第四三通接头13d,在该第四三通接头13d连接有上述的第一三通接头13a的另一方的冷媒流出口。此外,在从第一三通接头13a的另一方的冷媒流出口到第四三通接头13d的冷媒通路中配置有使该冷媒通路开闭的第二开闭阀18b。
在储蓄器16的气相冷媒流出口,经由第三开闭阀18c以及第五三通接头13e连接有压缩机11的吸入口。需要说明的是,第二、第三开闭阀18b、18c的基本结构与第一开闭阀18a相同,第三-第五三通接头13c-13e的基本结构与第一三通接头13a相同。此外,第二、第三开闭阀18b、18c与上述的第一开闭阀18a等一起构成冷媒回路切换部。
在第四流量调整阀14d的出口侧连接有冷却侧喷射器20的冷却侧喷嘴部20a的入口侧。冷却侧喷射器20是至少在除湿供暖模式时使通过第一三通接头13a分支出的另一方的冷媒减压的冷却侧减压器。该冷却侧喷射器20的基本结构与加热侧喷射器15相同。
因此,与加热侧喷射器15相同地,冷却侧喷射器20也构成为具有使冷媒减压的冷却侧喷嘴部20a、以及冷却侧主体部20b,该冷却侧主体部20b形成有吸引从室内蒸发器23流出的冷媒的冷却侧冷媒吸引口20d以及使混合冷媒升压的冷却侧扩压部(冷却侧升压部)20g。
此外,作为冷却侧喷射器20的冷却侧喷嘴部20a以及冷却侧主体部20b,例如,采用设定为在制冷模式时能够通过使饱和液相冷媒流入而使制冷循环装置10整体发挥高性能系数(COP)的构件。
因此,不需要如加热侧喷射器15那样使冷却侧扩压部20g的入口部的冷媒通路面积比冷却侧喷嘴部20a的冷媒喷射口的冷媒通路面积小。另外,在冷却侧喷射器20的冷却侧扩压部20g的冷媒出口侧连接有冷却侧气液分离器21的冷媒流入口。
冷却侧气液分离器21构成为使从冷却侧扩压部20g流出的冷媒的气液分离,使分离后的液相冷媒不滞留在内部地使液相冷媒以及气相冷媒向外部流出。换句话说,冷却侧气液分离器21几乎不具有作为储液部的功能。
作为这样的冷却侧气液分离器21,例如,采用通过离心力的作用将冷媒的气液分离的离心分离方式的、内容积小型化到实际上无法积存多余冷媒的程度的分离器即可。另外,在冷却侧气液分离器21的液相冷媒流出口,配置有由节流孔或毛细管构成的固定节流阀22。
在固定节流阀22的出口侧连接有室内蒸发器23的冷媒入口侧。室内蒸发器23在室内空气调节单元30的外壳31内配置于比上述的室内冷凝器12靠空气流上游侧的位置。室内蒸发器23是冷却用热交换器,通过使从冷却侧气液分离器21流出的低压液相冷媒与空气进行热交换而蒸发,由此冷却空气。
在室内蒸发器23的冷媒出口侧连接有冷却侧喷射器20的冷却侧冷媒吸引口20d。此外,在冷却侧气液分离器21的气相冷媒流出口,经由上述的第五三通接头13e连接有压缩机11的吸入口。
接下来,对室内空气调节单元30进行说明。室内空气调节单元30用于将通过制冷循环装置10进行温度调整后的空气向车室内吹出,配置在车室内最前部的仪表盘(仪表板)的内侧(车室内)。此外,室内空气调节单元30通过在形成其外部壳体的外壳31内收容送风机32、室内蒸发器23、室内冷凝器12以及空气混合门34等而构成。
外壳31形成向车室内输送的空气的空气通路,由具有某种程度的弹性且强度优秀的树脂(例如聚丙烯)而成形。在该外壳31内的空气流最上游侧配置有作为内外部气体切换部的内外部气体切换装置33,该内外部气体切换装置33向外壳31内切换导入内部气体(车室内空气)与外部气体(车室外空气)。
内外部气体切换装置33通过内外部气体切换门连续地调整向外壳31内导入内部气体的内部气体导入口以及导入外部气体的外部气体导入口的开口面积,使内部气体的风量与外部气体的风量的风量比例连续变化。内外部气体切换门由内外部气体切换门用的电动致动器驱动,该电动致动器的动作由从空气调节控制装置输出的控制信号控制。
在内外部气体切换装置33的空气流下游侧配置有作为送风装置的送风机(鼓风机)32,该送风机32将经由内外部气体切换装置33吸入的空气朝向车室内输送。该送风机32是利用电动马达驱动离心多翼风扇(西洛克风扇)的电动送风机,通过从空气调节控制装置输出的控制电压来控制转速(送风量)。
在送风机32的空气流下游侧,相对于空气的流动依次配置有室内蒸发器23以及室内冷凝器12。换言之,室内蒸发器23配置在比室内冷凝器12靠空气流上游侧的位置。此外,在室内蒸发器23的空气流下游侧且室内冷凝器12的空气流上游侧配置有空气混合门34,该空气混合门34对通过室内蒸发器23后的空气中的、通过室内冷凝器12的风量比例进行调整。
另外,在室内冷凝器12的空气流下游侧设置有混合空间35,在该混合空间35中,使通过室内冷凝器12与冷媒进行热交换而被加热的空气与绕过室内冷凝器12而未被加热的空气混合。此外,在外壳31的空气流最下游部设置有开口孔,该开口孔将在混合空间35混合的空气(空气调节风)向空气调节对象空间即车室内吹出。
具体而言,作为该开口孔,设置有朝向车室内的乘坐人员的上半身吹出空气调节风的面部开口孔、朝向乘坐人员的脚边吹出空气调节风的足部开口孔、以及朝向车辆前挡风玻璃内侧面吹出空气调节风的除霜开口孔(均未图示)。在这些面部开口孔、足部开口孔以及除霜开口孔的空气流下游侧,分别经由形成空气通路的通道连接有设置在车室内的面部吹出口、足部吹出口以及除霜吹出口(均未图示)。
因此,空气混合门34调整通过室内冷凝器12的风量的比例,由此调整在混合空间35混合后的空气调节风的温度,调整从各开口孔吹出的空气调节风的温度。换句话说,空气混合门34构成对向车室内输送的空气调节风的温度进行调整的温度调整部。
需要说明的是,空气混合门34由空气混合门驱动用的电动致动器驱动,该空气混合门驱动用的电动致动器的动作由从空气调节控制装置输出的控制信号控制。
此外,在面部开口孔、足部开口孔以及除霜开口孔的空气流上游侧,分别配置有调整面部开口孔的开口面积的面部门、调整足部开口孔的开口面积的足部门、以及调整除霜开口孔的开口面积的除霜门(均未图示)。
这些面部门、足部门、除霜门构成切换吹出口模式的吹出口模式切换部,并经由连杆机构等与吹出口模式门驱动用的电动致动器连结而连动地被旋转操作。该吹出口模式门驱动用的电动致动器的动作也由从空气调节控制装置输出的控制信号控制。
需要说明的是,作为通过吹出口模式切换部切换的吹出口模式,有面部模式、双重模式、足部模式以及足部除霜模式等。具体而言,在面部模式下,使面部吹出口全开,从面部吹出口朝向车室内乘坐人员的上半身吹出空气。在双重模式下,使面部吹出口与足部吹出口这两方开口,朝向车室内乘坐人员的上半身与脚边吹出空气。在足部模式下,使足部吹出口全开,并且使除霜吹出口仅以小开度开口,主要从足部吹出口吹出空气。在足部除霜模式下,使足部吹出口以及除霜吹出口以同程度开口,从足部吹出口以及除霜吹出口双方吹出空气。
此外,通过乘坐人员对设置于操作面板上的吹出模式切换开关进行手动操作,也能够使除霜吹出口全开而形成从除霜吹出口向车辆挡风玻璃内表面吹出空气的除霜模式。
接下来,对电控制部进行说明。空气调节控制装置由包括CPU、ROM以及RAM等的公知的微型计算机与其周边电路构成。空气调节控制装置根据存储于其ROM内的控制程序进行各种运算、处理,控制与输出侧连接的各种控制对象设备11、14a-14d、18a-18c、32等的动作。
另外,在空气调节控制装置的输入侧连接有内部气体传感器、外部气体传感器、日照传感器、排出温度传感器、排出压力传感器、蒸发器温度传感器、空气温度传感器、室外热交换器温度传感器等空气调节控制用的传感器组,输入这些传感器组的检测信号。内部气体传感器是检测车室内温度(内部气体温度)Tr的内部气体温度检测器。外部气体传感器是检测车室外温度(外部气体温度)Tam的外部气体温度检测器。日照传感器是检测向车室内照射的日照量As的日照量检测器。吹出温度传感器检测压缩机11排出冷媒的排出冷媒温度Td。排出压力传感器检测压缩机11排出冷媒的排出冷媒压力(高压侧冷媒压力)Pd。蒸发器温度传感器检测室内蒸发器23中的冷媒蒸发温度(蒸发器温度)Tefin。空气温度传感器检测从混合空间向车室内输送的空气温度TAV。室外热交换器温度传感器检测室外热交换器17的室外器温度Ts。
需要说明的是,蒸发器温度传感器检测室内蒸发器23的热交换翅片温度,但作为蒸发器温度传感器,也可以采用检测室内蒸发器23的其他部位的温度的温度检测器。
另外,室外热交换器温度传感器检测室外热交换器17的冷媒流出口的温度,但作为室外热交换器温度传感器,也可以采用检测室内蒸发器23的其他部位的温度的温度检测器。
另外,虽设置有检测空气温度TAV的空气温度传感器,但作为该空气温度TAV,也可以采用根据蒸发器温度Tefin、高压侧冷媒温度Td等计算出的值。
此外,在空气调节控制装置的输入侧连接有配置在车室内前部的仪表盘附近的未图示的操作面板,输入来自设置于该操作面板上的各种操作开关的操作信号。
作为设置于操作面板上的各种操作开关,有自动开关、制冷开关(A/C开关)、风量设定开关、温度设定开关、吹出模式切换开关等。自动开关设定或解除车辆用空气调节装置1的自动控制运转。A/C开关进行车室内的制冷。风量设定开关通过手动来设定送风机32的风量。温度设定开关是设定车室内的目标温度Tset的目标温度设定部。吹出模式切换开关通过手动来设定吹出模式。
需要说明的是,空气调节控制装置是将与其输出侧连接的各种控制对象设备进行控制的控制部构成为一体的装置,但控制各个控制对象设备的动作的结构(硬件以及软件)构成控制各个控制对象设备的动作的控制部。
例如,空气调节控制装置中的、控制压缩机11的动作(冷媒排出能力)的结构(硬件以及软件)构成压缩机控制部,对构成冷媒回路切换部的各开闭阀18a-18c等的动作进行控制的结构(硬件以及软件)构成冷媒回路控制部。也可以将压缩机控制部、冷媒回路控制部等构成相对于空气调节控制装置独立的空气调节控制装置。
接下来,对本发明的空气调节控制装置的动作进行说明。如上所述,在车辆用空气调节装置1中,能够在制冷模式、供暖模式、弱除湿供暖模式以及除湿供暖模式下的运转之间切换。以上的各运转模式的切换通过执行空气调节控制程序来进行。该空气调节控制程序在接通(ON)操作面板的自动开关时执行。
更具体而言,在空气调节控制程序的主流程中,读取上述的空气调节控制用的传感器组的检测信号以及来自各种空气调节操作开关的操作信号。然后,根据所读取的检测信号以及操作信号的值,根据以下算式F3计算向车室内吹出的吹出空气的目标温度即目标吹出温度TAO。
TAO=Kset×Tset-Kr×Tr-Kam×Tam-Ks×As+C... (F3)
需要说明的是,Tset是通过温度设定开关设定的车室内设定温度,Tr是通过内部气体传感器检测到的车室内温度(内部气体温度),Tam是通过外部气体传感器检测到的外部气体温度,As是通过日照传感器检测到的日照量。Kset、Kr、Kam、Ks是控制增益,C是修正用的常数。
进而,在接通操作面板的制冷开关,并且目标吹出温度TAO比预先确定的制冷基准温度α低的情况下,执行制冷模式下的运转。另外,在接通制冷开关的状态下,目标吹出温度TAO为制冷基准温度α以上,并且外部气体温度Tam比预先确定的除湿供暖基准温度β高的情况下,执行弱除湿供暖模式下的运转。
另一方面,在接通制冷开关的状态下,目标吹出温度TAO为制冷基准温度α以上,并且外部气体温度Tam为除湿供暖基准温度β以下的情况下,执行除湿供暖模式下的运转。并且,在未接通制冷开关的情况下,执行供暖模式下的运转。
由此,制冷模式主要在夏季这样外部气体温度比较高的情况下执行。弱除湿供暖模式主要在春季或秋季执行。除湿供暖模式主要在早春或初冬等充分加热空气所需的总热量大于压缩机11的压缩做功量与室内蒸发器23中的吸热量的合计值的情况下、与弱除湿供暖模式相比更需要抑制室内蒸发器23的结霜(上霜)的情况下执行。
此外,当在冬季的低外部气体温度时(例如,外部气体温度降至-10℃以下的情况)外部空气的绝对湿度降低而使得通过从内外部空气切换装置33导入外部空气来进行空气的除湿的必要降低时,执行供暖模式。以下,对各运转模式下的动作进行说明。
(a)制冷模式
在制冷模式下,空气调节控制装置使第一流量调整阀14a全闭,使第二流量调整阀14b全开,使第三流量调整阀14c全开,使第四流量调整阀14d全开。此外,关闭第一开闭阀18a,关闭第二开闭阀18b,关闭第三开闭阀18c。
由此,在制冷模式下,如图1的实线箭头所示,构成如下的使用喷射器的制冷循环系统(喷射器式制冷循环系统):冷媒按照压缩机11、室内冷凝器12(、第二流量调整阀14b)、室外热交换器17(、第三流量调整阀14c)、储蓄器16(、止回阀19、第四流量调整阀14d)、冷却侧喷射器20、冷却侧气液分离器21、压缩机11的顺序循环,并且冷媒按照冷却侧气液分离器21、固定节流阀22、室内蒸发器23、冷却侧喷射器20的冷却侧冷媒吸引口20d的顺序循环。
此外,空气调节控制装置在该冷媒回路的结构下,根据目标吹出温度TAO、传感器组的检测信号等确定各种控制对象设备的动作状态(向各种控制对象设备输出的控制信号)。
例如,压缩机11的冷媒排出能力、即向压缩机11的电动马达输出的控制信号以如下方式确定。首先,根据目标吹出温度TAO,参照预先存储于空气调节控制装置中的控制映射图确定室内蒸发器23的目标蒸发器吹出温度TEO。需要说明的是,目标蒸发器吹出温度TEO被确定为,在确定为能够抑制室内蒸发器23中的结霜的基准结霜防止温度(例如1℃)以上。
然后,根据该目标蒸发器吹出温度TEO与通过蒸发器温度传感器检测到的蒸发器温度Tefin的偏差,使用反馈控制方法以使蒸发器温度Tefin接近目标蒸发器吹出温度TEO的方式确定向压缩机11的电动马达输出的控制信号。
另外,向驱动空气混合门34的电动致动器输出的控制信号被确定为,使空气混合门34关闭室内冷凝器12侧的空气通路,通过室内蒸发器23后的空气的全部流量绕过室内冷凝器12流动。需要说明的是,在制冷模式下,也可以以使空气温度TAV接近目标吹出温度TAO的方式控制空气混合门34的开度。
并且,将如上述那样确定的控制信号等向各种控制对象设备输出。之后,在要求车辆用空气调节装置的动作停止之前,在每个规定的控制周期中,反复执行上述的检测信号以及操作信号的读取、目标吹出温度TAO的计算、各种控制对象设备的动作状态确定、控制电压以及控制信号的输出等的控制流程。需要说明的是,这样的控制流程的反复在其他运转模式时也同样进行。
因此,在制冷模式时的制冷循环装置10中,冷媒的状态如图5的莫里尔图所示那样变化。具体而言,从压缩机11排出的高压冷媒(图5的a5点)向室内冷凝器12流入。此时,由于空气混合门34关闭室内冷凝器12侧的空气通路,因此,向室内冷凝器12流入的冷媒几乎不与空气进行热交换,而是从室内冷凝器12流出。
由于第一、第二开闭阀18a、18b关闭,第一流量调整阀14a全闭,第二流量调整阀14b全开,因此,从室内冷凝器12流出的冷媒(图5的b5点)经由第一三通接头13a、第二三通接头13b、第二流量调整阀14b以及第三三通接头13c向室外热交换器17的一方的冷媒流入流出口流入。流入到室外热交换器17中的冷媒在室外热交换器17中向从送风风扇输送的外部气体散热(图5的b5点到j5点)。
从室外热交换器17的另一方的冷媒流入流出口流出的冷媒经由全开的第三流量调整阀14c向储蓄器16流入并被气液分离。由于第三开闭阀18c关闭,第四流量调整阀14d全开,因此,通过储蓄器16分离出的液相冷媒经由止回阀19、第四三通接头13d以及第四流量调整阀14d向冷却侧喷射器20的冷却侧喷嘴部20a流入。
流入到冷却侧喷嘴部20a中的冷媒等熵地减压后喷射(图5的j5点到o5点)。然后,通过该喷射冷媒的吸引作用,从冷却侧喷射器20的冷却侧冷媒吸引口20d吸引从室内蒸发器23流出的冷媒。此外,从冷却侧喷嘴部20a喷射的喷射冷媒以及从冷却侧冷媒吸引口20d吸引的吸引冷媒向冷却侧扩压部20g流入(图5的o5点到u5点,t5点到u5点)。
在冷却侧扩压部20g中,通过冷媒通路面积的扩大而将冷媒的速度能量转换为压力能量。由此,喷射冷媒与吸引冷媒的混合冷媒的压力上升(图5的u5点到p5点)。从冷却侧扩压部20g流出的冷媒向冷却侧气液分离器21流入而被气液分离(图5的p5点到q5点,p5点到r5点)。
此外,通过冷却侧气液分离器21分离出的液相冷媒通过固定节流阀22等焓地减压(图5的r5点到s5点)。通过固定节流阀22减压后的冷媒向室内蒸发器23流入,与从送风机32输送的空气进行热交换而蒸发(图5的s5点到t5点)。由此,空气被冷却,实现车室内的制冷。
从冷却侧喷射器20的冷却侧冷媒吸引口20d吸引从室内蒸发器23流出的冷媒。另外,通过冷却侧气液分离器21分离出的气相冷媒(图5的q5点)经由第五三通接头13e向压缩机11吸入,再次被压缩(图5的q5点到a5点)。
因此,在制冷模式下,将通过室内蒸发器23冷却后的空气向车室内吹出,由此能够进行车室内的制冷。需要说明的是,在制冷模式下,使第四流量调整阀14d设为全开,但也可以根据在循环系统中循环的循环冷媒流量来调整第四流量调整阀14d的阀开度。
(b)弱除湿供暖模式
在弱除湿供暖模式下,空气调节控制装置使第一流量调整阀14a全闭,使第二流量调整阀14b形成发挥减压作用的节流状态,使第三流量调整阀14c全开,使第四流量调整阀14d全开。此外,关闭第一开闭阀18a,关闭第二开闭阀18b,关闭第三开闭阀18c。
由此,在弱除湿供暖模式下,如图1的实线箭头所示,构成冷媒与制冷模式同样地循环的喷射器式制冷循环系统。此外,空气调节控制装置在该冷媒回路的结构下,根据目标吹出温度TAO以及传感器组的检测信号等确定各种控制对象设备的动作状态。
例如,压缩机11的冷媒排出能力以与制冷模式相同的方式确定。另外,向驱动空气混合门34的电动致动器输出的控制信号被确定为,使空气温度TAV接近目标吹出温度TAO。另外,第二流量调整阀14b的阀开度被确定为,成为预先确定的规定的阀开度。
因此,在弱除湿供暖模式时的制冷循环装置10中,冷媒的状态如图6的莫里尔图所示那样变化。需要说明的是,在图6的莫里尔图中表示冷媒的状态的各符号中,相对于图5的莫里尔图表示循环系统结构上的相同部位处的冷媒的状态的符号使用相同的字母示出,仅改变数字。这在以下的莫里尔图中也相同。
在弱除湿供暖模式下,由于空气混合门34打开室内冷凝器12侧的空气通路,因此,从压缩机11排出的高压冷媒(图6的a6点)向室内冷凝器12流入,与通过室内蒸发器23冷却并除湿后的空气的一部分进行热交换而散热(图6的a6点到b6点)。由此,空气的一部分被加热。
由于第二开闭阀18b关闭,第一流量调整阀14a全闭,第二流量调整阀14b形成为节流状态,因此,从室内冷凝器12流出的冷媒向第二流量调整阀14b流入并等焓地减压(图6的b6点到e6点)。此外,由于第一开闭阀18a关闭,因此,从第二流量调整阀14b流出的冷媒经由第三三通接头13c向室外热交换器17的一方的冷媒流入流出口流入。
流入到室外热交换器17中的冷媒通过室外热交换器17向从送风风扇输送的外部气体散热(图5的e6点到j6点)。并且,从室外热交换器17的另一方的冷媒流入流出口流出的冷媒经由形成为全开的第三流量调整阀14c向储蓄器16流入而被气液分离。之后的动作与制冷模式相同。
因此,在弱除湿供暖模式下,利用室内冷凝器12将通过室内蒸发器23冷却并除湿后的空气再加热,并向车室内吹出,由此能够进行车室内的除湿供暖。
需要说明的是,在弱除湿供暖模式下,通过将第二流量调整阀14b形成节流状态,由此与制冷模式相比,使向室外热交换器17流入的冷媒的温度降低。因此,与制冷模式相比,能够缩小室外热交换器17中的冷媒的温度与外部气体温度的温度差,能够减少室外热交换器17中的冷媒的散热量。
其结果是,相对于以只在制冷模式时使空气温度TAV接近目标吹出温度TAO的方式控制空气混合门34的动作的情况,无需增加在循环系统中循环的循环冷媒流量,就能够使室内冷凝器12中的冷媒压力上升,提高室内冷凝器12中的空气的加热能力。
(c)除湿供暖模式
在除湿供暖模式下,空气调节控制装置使第一流量调整阀14a形成节流状态,使第二流量调整阀14b全闭,使第三流量调整阀14c形成节流状态,使第四流量调整阀14d全开。此外,打开第一开闭阀18a,打开第二开闭阀18b,打开第三开闭阀18c。
由此,在除湿供暖模式下,如图2的实线箭头所示,构成如下的喷射器式制冷循环系统:冷媒按照压缩机11、室内冷凝器12、第一流量调整阀14a、加热侧喷射器15、储蓄器16(、第三开闭阀18c)、压缩机11的顺序循环,并且冷媒按照储蓄器16、第三流量调整阀14c、室外热交换器17(、第一开闭阀18a)、加热侧喷射器15的加热侧冷媒吸引口15d的顺序循环。
同时,构成如下的喷射器式制冷循环系统:冷媒按照压缩机11、室内冷凝器12(、第二开闭阀18b、第四流量调整阀14d)、冷却侧喷射器20、冷却侧气液分离器21、压缩机11的顺序循环,并且冷媒按照冷却侧气液分离器21、固定节流阀22、室内蒸发器23、冷却侧喷射器20的冷却侧冷媒吸引口20d的顺序循环。
换句话说,在除湿供暖模式下,构成通过第一三通接头13a将从室内冷凝器12流出的冷媒的流动分支,使分支出的一方的冷媒向加热侧喷射器15的加热侧喷嘴部15a流入,并且使另一方的冷媒向冷却侧喷射器20的冷却侧喷嘴部20a流入的冷媒回路。
在该冷媒回路中,由于加热侧喷射器15以及冷却侧喷射器20相对于循环系统整体的冷媒流并联连接,因此,与加热侧喷射器15连接的室外热交换器17以及与冷却侧喷射器20连接的室内蒸发器23也相对于循环系统整体的冷媒流并联连接。
此外,空气调节控制装置在该冷媒回路的结构下,根据目标吹出温度TAO以及传感器组的检测信号等以与弱除湿供暖模式相同的方式确定各种控制对象设备的动作状态。
另外,第一流量调整阀14a的阀开度被确定为,使室内蒸发器23的冷媒蒸发温度在能够防止室内蒸发器23的上霜的基准结霜防止温度(例如1℃)以上。另外,第三流量调整阀14c的阀开度被确定为,使室外热交换器17中的冷媒蒸发温度在外部气体温度Tam以下(在第一实施方式中是0℃以下)。
这里,在通常的喷射器中,利用喷射冷媒的吸引作用从冷媒吸引口吸引冷媒,由此回收在喷嘴部中冷媒减压时的动能的损失。并且,通过扩压部将回收的动能转换为压力能量。因此,通过增加向喷嘴部流入的冷媒流量,由此能够增加回收能量,增加扩压部中的升压量。
因此,通过改变第一流量调整阀14a的阀开度,由此,改变从第一三通接头13a向加热侧喷射器15的加热侧喷嘴部15a流入的冷媒流量以及从第一三通接头13a向冷却侧喷射器20的冷却侧喷嘴部20a流入的冷媒流量的流量比,调整室内蒸发器23中的冷媒蒸发温度。
具体而言,例如在蒸发器温度Tefin变为基准结霜防止温度以下时,增加第一流量调整阀14a的阀开度,增加向加热侧喷嘴部15a流入的冷媒流量。由此,增加加热侧扩压部15g中的升压量,使室内蒸发器23的冷媒蒸发压力(冷媒蒸发温度)上升。
因此,在除湿供暖模式时的制冷循环装置10中,如图7的莫里尔图所示,从压缩机11排出的高压冷媒(图7的a7点)向室内冷凝器12流入,与通过室内蒸发器23冷却并除湿后的空气进行热交换而散热(图7的a7点到b7点)。由此,空气被加热。由于第二开闭阀18b打开,因此从室内冷凝器12流出的冷媒的流动通过第一三通接头13a而分支。
通过第一三通接头13a分支出的一方的冷媒经由第二三通接头13b向第一流量调整阀14a流入,并等焓地膨胀(图7的b7点到d7点)。通过第一流量调整阀14a减压后的冷媒向加热侧喷射器15的加热侧喷嘴部15a流入。流入到加热侧喷嘴部15a中的冷媒被等熵地减压并喷射(图7的d7点到f7点)。
并且,利用该喷射冷媒的吸引作用,经由第三三通接头13c以及第一开闭阀18a从加热侧喷射器15的加热侧冷媒吸引口15d吸引从室外热交换器17流出的冷媒。此外,从加热侧喷嘴部15a喷射的喷射冷媒以及从加热侧冷媒吸引口15d吸引的吸引冷媒向加热侧扩压部15g流入(图7的f7到g7点,e7点到g7点)。
在加热侧扩压部15g,通过冷媒通路面积的扩大将冷媒的速度能量转换为压力能量。由此,喷射冷媒与吸引冷媒的混合冷媒的压力上升(图7的g7点到h7点)。从加热侧扩压部15g流出的冷媒向储蓄器16流入而被气液分离(图7的h7点到k7点,h7点到j7点)。
此外,通过储蓄器16分离出的液相冷媒通过形成为节流状态的第三流量调整阀14c等焓地减压(图7的j7点到i7点)。此时,在第三流量调整阀14c中,使冷媒减压,直至室外热交换器17中的冷媒蒸发温度变为外部气体温度Tam以下(在第一实施方式中是0℃以下)。
通过第三流量调整阀14c减压后的冷媒从室外热交换器17的另一方的冷媒流入流出口流入,从由送风风扇输送的外部气体吸热而蒸发(图7的i7点到e7点)。换句话说,除湿供暖模式时的室外热交换器17中的冷媒的流动方向相对于制冷模式以及弱除湿供暖模式时的流动方向反转。
由于第二流量调整阀14b全闭,因此,经由第三三通接头13c以及第一开闭阀18a从加热侧喷射器15的加热侧冷媒吸引口15d吸引从室外热交换器17的一方的冷媒流入流出口流出的冷媒。另外,通过储蓄器16分离出的气相冷媒(图7的k7点)经由第三开闭阀18c向压缩机11吸入。
另外,通过第一三通接头13a分支出的另一方的冷媒经由第二开闭阀18b、第四三通接头13d以及第四流量调整阀14d向冷却侧喷射器20的冷却侧喷嘴部20a流入。向冷却侧喷射器20的冷却侧喷嘴部20a流入的冷媒等熵地减压并喷射(图7的b7点到o7点)。之后的动作与制冷模式以及弱除湿供暖模式相同。
需要说明的是,在除湿供暖模式下,由于第三开闭阀18c打开,因此,从冷却侧气液分离器21流出的气相冷媒(图7的q7点)与从储蓄器16流出的气相冷媒(图7的k7点)通过第五三通接头13e合流,向压缩机11吸入。
因此,在除湿供暖模式下,与弱除湿供暖模式相同,利用室内冷凝器12将通过室内蒸发器23冷却并除湿后的空气再加热,并向车室内吹出,由此能够进行车室内的除湿供暖。
需要说明的是,在除湿供暖模式下,将室外热交换器17以及室内蒸发器23相对于循环系统整体的冷媒流并联连接,使室外热交换器17作为蒸发器而发挥功能。因此,能够以从外部气体吸收的热量作为热源对空气进行加热,故而与弱除湿供暖模式相比,能够增加室内冷凝器12的散热量,提高室内冷凝器12中的空气的加热能力。
(d)供暖模式
在供暖模式下,空气调节控制装置使第一流量调整阀14a形成节流状态,使第二流量调整阀14b全闭,使第三流量调整阀14c形成节流状态,使第四流量调整阀14d全闭,并且打开第一开闭阀18a,关闭第二开闭阀18b,打开第三开闭阀18c。
由此,在供暖模式下,如图3的实线箭头所示,构成如下的喷射器式制冷循环系统:冷媒按照压缩机11、室内冷凝器12、第一流量调整阀14a、加热侧喷射器15、储蓄器16(、第三开闭阀18c)、压缩机11的顺序循环,并且冷媒按照储蓄器16、第三流量调整阀14c、室外热交换器17(、第一开闭阀18a)、加热侧喷射器15的加热侧冷媒吸引口15d的顺序循环。
此外,在供暖模式中,包括一边使循环系统发挥高COP一边加热空气的通常运转、以及一边使循环系统发挥高加热能力Qc一边加热空气的高加热能力运转。
首先,对通常运转进行说明。在供暖模式的通常运转时,空气调节控制装置在图3所示的冷媒回路的结构下,根据目标吹出温度TAO以及传感器组的检测信号等确定各种控制对象设备的动作状态。例如,压缩机11的冷媒排出能力以如下方式确定。首先,根据目标吹出温度TAO,参照预先存储于空气调节控制装置中的控制映射图确定室内冷凝器12的目标冷凝器温度TCO。
然后,根据该目标冷凝器温度TCO与通过排出温度传感器检测到的排出冷媒温度Td的偏差,使用反馈控制方法以使排出冷媒温度Td接近目标冷凝器温度TCO的方式,确定向压缩机11的电动马达输出的控制信号。
另外,向驱动空气混合门34的电动致动器输出的控制信号被确定为,使通过室内蒸发器23后的空气的全部流量在室内冷凝器12侧的空气通路中流动。
另外,向第一流量调整阀14a输出的控制信号被确定为,使向第一流量调整阀14a流入的冷媒的过冷却度接近以使COP达到大致最大值的方式确定的目标过冷却度。另外,第三流量调整阀14c的阀开度被确定为,使室外热交换器17中的冷媒蒸发温度变为外部气体温度Tam以下。
因此,在供暖模式的通常运转时的制冷循环装置10中,如图8的莫里尔图的虚线所示,从压缩机11排出的高压冷媒(图8的a8点)向室内冷凝器12流入,与空气进行热交换而散热(图8的a8点到b8点)。由此,对空气进行加热。由于第二流量调整阀14b全闭,第二开闭阀18b关闭,因此从室内冷凝器12流出的冷媒向第一流量调整阀14a流入。
流入到第一流量调整阀14a中的冷媒等焓地减压膨胀(图8的b8点到d8点)。此时,将第一流量调整阀14a的阀开度调整为,使向第一流量调整阀14a流入的冷媒的过冷却度接近目标过冷却度。通过第一流量调整阀14a减压后的冷媒向加热侧喷射器15的加热侧喷嘴部15a流入,等熵地减压并喷射(图8的d8点到f8点)。
之后的动作与除湿供暖模式时的加热侧喷射器15侧相同。换句话说,通过储蓄器16分离出的液相冷媒通过第三流量调整阀14c减压,通过第三流量调整阀14c减压后的冷媒通过室外热交换器17从外部气体吸热并蒸发,从加热侧喷射器15的加热侧冷媒吸引口15d吸引从室外热交换器17的一方的冷媒流入流出口流出的冷媒(图8的h8点、j8点、i8点、e8点、g8点的顺序)。
此外,通过储蓄器16分离出的气相冷媒经由第三开闭阀18c以及第五三通接头13e向压缩机11吸引并再次被压缩(图8的k8到a8)。需要说明的是,在供暖模式下,由于第四流量调整阀14d全闭,第二开闭阀18b关闭,因此,冷媒不向冷却侧喷射器20侧流入,从冷却侧气液分离器21流出的气相冷媒不向压缩机11吸入。
因此,在供暖模式的通常运转时,通过将利用室内冷凝器12加热后的空气向车室内吹出,由此能够进行车室内的供暖。此外,在该通常运转时,通过空气调节控制装置调整第一流量调整阀14a的阀开度而能够实现COP的提高。
接下来,对高加热能力运转进行说明。例如,在如低外部气体温度时等那样,从车室内设定温度Tset减去内部气体温度Tr所得的温度差大幅偏离基准温度差以上的情况(例如,偏离20℃以上的情况)等之下,执行高加热能力运转,以使得制冷循环装置10发挥高加热能力(供暖能力)Qc,使内部气体温度Tr迅速接近车室内设定温度Tset。
该加热能力Qc用以下算式F4定义。
Qc=Δicond×Gr... (F4)
需要说明的是,Δicond是从室内冷凝器12入口侧冷媒的焓减去出口侧冷媒的焓所得到的焓差,Gr是向室内冷凝器12流入的冷媒流量。
这里,如图9的粗虚线所示,所述算式F4的焓差Δicond伴随着室内冷凝器12出口侧冷媒的焓降低而增加。此外,在供暖模式的冷媒回路结构中,由于在室内冷凝器12的出口侧连接有加热侧喷射器15的加热侧喷嘴部15a的入口侧,因此当使室内冷凝器12出口侧冷媒的焓降低时,向加热侧喷嘴部15a流入的冷媒的干燥度x也降低。
在这种喷射器中,伴随着向喷嘴部流入的冷媒的压缩性增高,通过喷嘴部减压后的冷媒的隔热热降(例如图8的Δiej)增大,能够使回收能量增加。相反,当向喷嘴部流入的冷媒的干燥度x降低,向喷嘴部流入的冷媒的压缩性降低时,回收能量减少,因此,扩压部中的升压量也降低。
并且,当扩压部中的升压量降低,被压缩机11吸入的冷媒密度降低时,向室内冷凝器12流入的冷媒流量Gr降低。换句话说,如图9的粗点划线所示,伴随着室内冷凝器12出口侧冷媒的焓降低,向室内冷凝器12流入的冷媒流量Gr降低。
这表示,在焓差Δicond与向室内冷凝器12流入的冷媒流量Gr的乘积值所表示的加热能力Qc中,如图9所示,与室内冷凝器12出口侧冷媒的焓的变化(即,向加热侧喷嘴部15流入的冷媒的干燥度x的变化)相应地存在极大值(峰值)。因此,在进行高加热能力运转时,空气调节控制装置以使加热能力Qc接近极大值的方式调整第一流量调整阀14a的阀开度。
更具体而言,空气调节控制装置根据压缩机11的冷媒排出能力(例如,向压缩机11的电动马达输出的控制信号),参照预先存储于空气调节控制装置的控制映射图,将第一流量调整阀14a的阀开度调整为,使向加热侧喷嘴部15a流入的冷媒的干燥度x为0.5以上且0.8以下。换句话说,在进行高加热能力运转时,第一流量调整阀14a作为干燥度调整部而发挥功能。
由此,在高加热能力运转时,冷媒的状态如图8的莫里尔图的粗实线所示那样变化。换句话说,虽然相对于通常运转时,焓差Δicond降至Δi’cond,但隔热热降Δiej增加至Δi’ej,能够使压缩机11吸入冷媒的压力从图8的k8点上升至k’8点。其结果是,相对于通常运转时,能够使冷媒流量Gr增加,使加热能力Qc接近极大值。
因此,在供暖模式的高加热能力运转时,通过将利用室内冷凝器12加热后的空气向车室内吹出,由此能够进行车室内的供暖。此外,在该高加热能力运转时,空气调节控制装置通过调整第一流量调整阀14a的阀开度而能够发挥高加热能力Qc。
需要说明的是,在高加热能力运转时,相对于通常运转时,压缩机11的冷媒排出能力增加,第一流量调整阀14a的阀开度也大多增加。因此,在图8的粗实线所示的莫里尔图中示出高加热能力运转时使第一流量调整阀14a的阀开度为全开时的冷媒的状态。
如上,根据第一实施方式的车辆用空气调节装置1,通过在制冷模式下的运转、供暖模式下的运转、弱除湿供暖模式下的运转以及除湿供暖模式下的运转之间切换,由此能够实现车室内的适当的空气调节。此外,根据制冷循环装置10,能够获得以下这样优秀的效果。
(A)在作为储液部发挥功能的储蓄器16配置于外部空间的制冷循环装置中,当以液状存储于储蓄器16内的冷媒的温度与外部气体温度的温度差增大时,有时在储蓄器内的冷媒与外部气体之间进行热量的授受。
例如,在外部气体温度变为比较高温时执行的制冷模式时,当储蓄器16内的冷媒的温度比外部气体温度低时,储蓄器16内的冷媒从外部气体吸热。这样的冷媒从外部气体进行的吸热成为使从空气吸热的吸热量减少、制冷循环装置10的冷却能力降低的原因。
因此,在作为储液部发挥功能的储蓄器16配置于外部空间的制冷循环装置中,需要抑制因在储蓄器16内的冷媒与外部气体之间进行不必要的热量的授受而产生的性能降低。
与此相对,在第一实施方式中,由于在制冷模式时以及弱除湿供暖模式时,使从室外热交换器17流出的冷媒向储蓄器16流入,因此能够使储蓄器16内的冷媒的温度与外部气体温度相同,能够有效地抑制储蓄器16内的冷媒与外部气体之间的不必要的热量的授受。
此外,在外部气体温度变为比较低温时执行的除湿供暖模式时或供暖模式时,使通过加热侧喷射器15减压后的冷媒向储蓄器16流入。因此,能够缩小储蓄器16内的冷媒与外部气体的温度差,能够抑制储蓄器16内的冷媒与外部气体之间的不必要的热量的授受。
因此,根据制冷循环装置10,能够抑制配置在外部空间的储蓄器16内的冷媒的温度与外部气体温度的温度差的增大。因此,能够抑制因进行储蓄器16内的冷媒与外部气体之间的不必要的热量的授受而导致的制冷循环装置10的性能降低。
(B)在通常的除湿供暖模式的冷媒回路中,采用作为使冷媒蒸发的蒸发器发挥功能的室外热交换器17以及室内蒸发器23相对于冷媒流并联连接的冷媒回路结构。在这种情况下,若双方的热交换器的冷媒蒸发温度一致,则无法通过室外热交换器17吸收足够的热量,空气的加热能力有时不足。
例如,若将室外热交换器17以及室内蒸发器23相对于冷媒流并联连接,将室内蒸发器23中的冷媒蒸发温度调整为能够抑制室内蒸发器23的结霜的温度,则室外热交换器17中的冷媒蒸发温度也调整为相同的温度。因此,在低外部气体温度时,室外热交换器17中的冷媒蒸发温度与外部气体温度的温度差缩小,冷媒无法通过室外热交换器17从外部气体吸收足够的热量。
因此,在除湿供暖模式时,在形成作为蒸发器发挥功能的室外热交换器17以及室内蒸发器23并联连接的冷媒回路结构的制冷循环装置中,需要通过增加室外热交换器17中的冷媒的吸热量来充分提高空气的加热能力。
与此相对,在第一实施方式的除湿供暖模式时,构成使室外热交换器17的冷媒出口侧与加热侧喷射器15的加热侧冷媒吸引口15d连通,并且使室内蒸发器23的冷媒入口侧或冷媒出口侧与加热侧喷射器15的加热侧扩压部15g的出口侧连通的冷媒回路。
因此,在除湿供暖模式时,能够使室外热交换器17中的冷媒蒸发压力接近刚通过加热侧喷嘴部15a减压后的最低的冷媒压力,能够使室内蒸发器23中的冷媒蒸发压力接近通过加热侧扩压部15g升压后的冷媒压力。
换句话说,能够使室外热交换器17中的冷媒蒸发压力比室内蒸发器23中的冷媒蒸发压力低。因此,即使将室内蒸发器23中的冷媒蒸发压力调整为能够抑制室内蒸发器23的结霜的温度,也能够使室外热交换器17中的冷媒蒸发温度比外部气体温度低。
其结果是,在除湿供暖模式时,冷媒能够通过室外热交换器17从外部气体吸收足够的热量,能够通过室内冷凝器12向空气散出足够的热量。即,能够充分能提高除湿供暖模式时的空气的加热能力。
(C)通常的供暖模式的冷媒回路采用利用室内冷凝器12将冷媒通过室外热交换器17从外部气体吸收的热量向空气散热的冷媒回路结构。在这种情况下,必须使室外热交换器17中的冷媒蒸发温度比外部气体温度低,以使得冷媒能够通过室外热交换器17从外部气体可靠地吸热。因此,在低外部气体温度时等,有时必须大幅降低室外热交换器17中的冷媒蒸发温度(冷媒蒸发压力)。
另外,由于在通常的制冷循环装置中应用的冷媒伴随着压力的降低而密度降低,因此,若在低外部气体温度时等,室外热交换器17的冷媒蒸发压力大幅降低,则向压缩机11吸入的冷媒的密度降低,从压缩机11排出的冷媒的流量减少。
其结果是,能够通过室内冷凝器12散热的总热量相对于进行车室内的供暖所需的热量而言不足,无法充分加热空气。因此,在供暖模式时,在以冷媒通过室外热交换器17从外部气体吸收的热量作为热源来加热空气的制冷循环装置中,需要充分提高供暖模式时的空气的加热能力。
与此相对,在第一实施方式的供暖模式下,除了使循环系统发挥高COP的通常运转之外,在低外部气体温度时等进行通过调整室内冷凝器12出口侧冷媒的焓(向加热侧喷射器15的加热侧喷嘴部15a流入的冷媒的干燥度x)来使加热能力Qc接近极大值的高加热能力运转。因此,能够充分提高供暖模式时的空气的加热能力。
需要说明的是,在第一实施方式的高加热能力运转中,将向加热侧喷嘴部15a流入的冷媒的干燥度x控制为0.5以上且0.8以下。与此相对,在通常的喷射器式制冷循环系统动作时(例如,供暖模式的通常运转时),向加热侧喷嘴部15a流入的冷媒大多为具有过冷却度的液相冷媒或者干燥度x极低的气液二相冷媒。
因此,在通常运转时,即将从喷嘴部喷射的冷媒的干燥度x也小于0.5。并且,从喷嘴部喷射的喷射冷媒与大致为气相状态的吸引冷媒混合,由此使其流速降低,并且使干燥度x急剧上升。因此,如图10的粗虚线所示,喷射冷媒与吸引冷媒的混合冷媒的二相音速αh(参照算式F1、F2)也急剧上升。
因此,在通常运转时,刚从喷嘴部喷射的冷媒的流速比二相音速αh低,故而二相流体的流速从二相音速αh以上(超音速状态)变为低于二相音速αh的值(亚音速状态)时产生的冲击波在喷嘴部的冷媒喷射口极附近处产生。
然而,在第一实施方式的高加热能力运转中,由于即将从喷嘴部喷射之前的冷媒的干燥度x为0.5以上,因此,与通常的喷射器式制冷循环系统动作时相比,喷射冷媒的干燥度x的上升程度变小。因此,如图11所示,喷射冷媒与吸引冷媒的混合冷媒的二相音速αh的上升程度也变小。
其结果是,与通常的喷射器式制冷循环系统动作时相比,混合冷媒变为比二相音速αh低的值的部位(产生冲击波的部位)更远离喷嘴部的冷媒喷射口。
并且,当产生冲击波的部位离开喷嘴部的冷媒喷射口而向扩压部的入口部附近或扩压部(升压部)内移动时,在冲击波的作用下,在加热侧扩压部15g内流动的冷媒的流速有时变得不稳定,因此,加热侧扩压部15g中的升压性能变得不稳定。
与此相对,在加热侧喷射器15中,通过混合部15e使混合冷媒的流速逐渐减速,在到达加热侧扩压部15g的入口部15h之前,使混合冷媒的流速变为比二相音速αh低的值。
因此,能够使二相冷媒的流速从超音速状态转变为亚音速状态时产生的冲击波在混合部15e内产生,而不在加热侧扩压部15g内产生。其结果是,能够抑制加热侧扩压部15g中的升压能力变得不稳定。
此外,在二相冷媒的流速达到二相音速αh时,滑移比(即,气相冷媒的流速相对于液相冷媒的流速之比)为1。因此,在加热侧喷射器15中,在混合部15e内使混合冷媒中的液相冷媒的流速与气相冷媒的流速一致,能够将混合冷媒形成为液相冷媒与气相冷媒均匀混合的状态。
由此,能够抑制混合冷媒以具有速度分布的状态向加热侧扩压部15g流入,在加热侧扩压部15g中,能够从混合冷媒刚向加热侧扩压部15g流入之后开始高效地将速度能量向压力能量转换。其结果是,能够提高加热侧扩压部15g中的升压性能。
需要说明的是,在图10、图11的上部示意性地示出通常的喷射器的结构,但为了使图示明确化,对发挥与加热侧喷射器15相同或者等同的功能的部位标注与加热侧喷射器15相同的符号。
另外,在除湿供暖模式以及供暖模式下,能够通过加热侧喷射器15的升压作用减少压缩机11的消耗动力。此外,在制冷模式、弱除湿供暖模式以及除湿供暖模式下,由于采用冷却侧喷射器20作为冷却侧减压器,因此,能够通过冷却侧喷射器的升压作用减少压缩机11的消耗动力。
换句话说,根据制冷循环装置,通过加热侧喷射器15以及冷却侧喷射器20的升压作用,在任一运转模式下都能够提高制冷循环装置10的COP。
(第二实施方式)
在第二实施方式中,说明如图12的整体结构图所示,相对于第一实施方式省略制冷循环装置10的冷却侧喷射器20、冷却侧气液分离器21以及固定节流阀22,并且将第四流量调整阀14d的出口侧连接于室内蒸发器23的冷媒入口侧,将室内蒸发器23的冷媒出口侧连接于第五三通接头13e的例子。
换句话说,在制冷循环装置10中,利用第四流量调整阀14d构成冷却侧减压器。制冷循环装置10的其他结构与第一实施方式相同。需要说明的是,在图12中,对与第一实施方式相同或等同的部分标注相同的符号。这在以下的附图也相同。
接下来,对第二实施方式的制冷循环装置的动作进行说明。在第二实施方式中,与第一实施方式相同地切换各运转模式。
(a)制冷模式
在制冷模式下,空气调节控制装置使第一流量调整阀14a全闭,使第二流量调整阀14b全开,使第三流量调整阀14c全开,使第四流量调整阀14d形成节流状态,并且关闭第一开闭阀18a,关闭第二开闭阀18b,关闭第三开闭阀18c。
由此,在制冷模式下,构成冷媒按照压缩机11、室内冷凝器12(、第二流量调整阀14b)、室外热交换器17(、第三流量调整阀14c)、储蓄器16(、止回阀19)、第四流量调整阀14d、室内蒸发器23、压缩机11的顺序循环的通常的制冷循环系统。
此外,制冷模式下的第四流量调整阀14d的阀开度被确定为,使室内蒸发器23流出冷媒的过热度包含于预先确定的规定范围内。其他动作与第一实施方式的制冷模式相同。因此,在制冷模式下,通过将利用室内蒸发器23冷却后的空气向车室内吹出,由此能够进行车室内的制冷。
(b)弱除湿供暖模式
在弱除湿供暖模式下,空气调节控制装置使第一流量调整阀14a全闭,使第二流量调整阀14b形成节流状态,使第三流量调整阀14c全开,使第四流量调整阀14d形成节流状态。此外,关闭第一开闭阀18a,关闭第二开闭阀18b,关闭第三开闭阀18c。由此,在弱除湿供暖模式下,构成冷媒以与制冷模式相同的顺序循环的通常的制冷循环系统。
此外,弱除湿供暖模式下的第四流量调整阀14d的阀开度以与制冷模式相同的方式确定。其他动作与第一实施方式的弱除湿供暖模式相同。因此,在弱除湿供暖模式下,利用室内冷凝器12将通过室内蒸发器23冷却后的空气再加热并向车室内吹出,由此能够进行车室内的除湿供暖。
(c)除湿供暖模式
在除湿供暖模式下,空气调节控制装置使第一流量调整阀14a形成节流状态,使第二流量调整阀14b全闭,使第三流量调整阀14c形成节流状态,使第四流量调整阀14d形成节流状态。此外,打开第一开闭阀18a,打开第二开闭阀18b,打开第三开闭阀18c。
由此,在除湿供暖模式下,构成如下喷射器式制冷循环系统:冷媒按照压缩机11、室内冷凝器12、第一流量调整阀14a、加热侧喷射器15、储蓄器16(、第三开闭阀18c)、压缩机11的顺序循环,并且冷媒按照储蓄器16、第三流量调整阀14c、室外热交换器17(、第一开闭阀18a)、加热侧喷射器15的加热侧冷媒吸引口15d的顺序循环。
同时,构成冷媒按照压缩机11、室内冷凝器12(、第二开闭阀18b)、第四流量调整阀14d、室内蒸发器23、压缩机11的顺序循环的通常的制冷循环系统。
此外,除湿供暖模式下的第四流量调整阀14d的阀开度以与制冷模式相同的方式确定。其他动作与第一实施方式的除湿供暖模式相同。因此,在除湿供暖模式下,利用室内冷凝器12将通过室内蒸发器23冷却后的空气再加热并向车室内吹出,由此能够进行车室内的除湿供暖。
(d)供暖模式
在供暖模式下,空气调节控制装置使第一流量调整阀14a形成节流状态,使第二流量调整阀14b全闭,使第三流量调整阀14c形成节流状态,使第四流量调整阀14d全闭。此外,打开第一开闭阀18a,关闭第二开闭阀18b,打开第三开闭阀18c。由此,在供暖模式下,构成与第一实施方式完全相同的喷射器式制冷循环系统,能够与第一实施方式相同地进行车室内的供暖。
如上,根据车辆用空气调节装置1,能够与第一实施方式相同地实现车室内的适当的空气调节。此外,根据制冷循环装置10,虽然无法在制冷模式时以及弱除湿供暖模式时获得喷射器的升压作用所带来的COP提高效果,但能够简单地构成冷却侧减压器并获得与第一实施方式相同的效果。
(第三实施方式)
在第三实施方式中,如图13的整体结构图所示,相对于第一实施方式的制冷循环装置10,增加将压缩机11排出冷媒向室内蒸发器23的冷媒入口侧引导的辅助加热旁通通路24、以及使该辅助加热旁通通路24开闭的第四开闭阀18d。此外,代替固定节流阀22而采用第五流量调整阀14e。
此外,在第三实施方式的制冷循环装置10中,由第四开闭阀18d打开辅助加热旁通通路24,由此在通过第一实施方式说明过的各运转模式的冷媒回路的基础上,还能够切换到以比供暖模式高的加热能力加热空气而进行车室内的供暖的强供暖模式的冷媒回路。因此,第四开闭阀18d与第一开闭阀18a等一起构成冷媒回路切换部。
需要说明的是,在图13中,用实线箭头示出强供暖模式下的冷媒的流动。另外,第四开闭阀18d的基本结构与第一-第三开闭阀18a-18c相同,第五流量调整阀14e的基本结构与第三、第四流量调整阀14c、14d相同。此外,制冷循环装置10的其他结构与第一实施方式相同。
接下来,对第三实施方式的制冷循环装置的动作进行说明。在第三实施方式中,与第一实施方式相同地切换各运转模式,此外,在执行供暖模式的运转条件成立的状态下,在将设置于操作面板上的强供暖开关接通(ON)的情况下,切换为强供暖模式。
在制冷模式、弱除湿供暖模式、除湿供暖模式以及供暖模式下,空气调节控制装置将第五流量调整阀14e的阀开度设为能够发挥与第一实施方式的固定节流阀22同等的减压作用的规定阀开度,关闭第四开闭阀18d。其他的各种控制对象设备的动作与第一实施方式相同。
因此,在制冷模式、弱除湿供暖模式、除湿供暖模式以及供暖模式下,构成与第一实施方式完全相同的循环系统,完全相同地动作。其结果是,能够得到与第一实施方式相同的效果。
另外,在强供暖模式下,空气调节控制装置使第一流量调整阀14a形成节流状态或者全开,使第二流量调整阀14b全闭,使第三流量调整阀14c形成节流状态,使第四流量调整阀14d全闭,使第五流量调整阀14e全开。此外,打开第一开闭阀18a,关闭第二开闭阀18b,打开第三开闭阀18c,打开第四开闭阀18d。
由此,在强供暖模式下,如图13的实线箭头所示,构成如下喷射器式制冷循环系统:冷媒按照压缩机11、室内冷凝器12、第一流量调整阀14a、加热侧喷射器15、储蓄器16(、第三开闭阀18c)、压缩机11的顺序循环,并且冷媒按照储蓄器16、第三流量调整阀14c、室外热交换器17(、第一开闭阀18a)、加热侧喷射器15的加热侧冷媒吸引口15d的顺序循环。同时,构成冷媒按照压缩机11、室内蒸发器23(、第五流量调整阀14e)、冷却侧气液分离器21、压缩机11的顺序循环的热气循环系统。
因此,在强供暖模式的制冷循环装置10中,冷媒的状态如图14的莫里尔图所示那样变化。换句话说,从压缩机11向室内冷凝器12流入的冷媒与第一实施方式的供暖模式相同地通过室内冷凝器12与空气进行热交换而散热(图14的a14点到b14点)。由此,对空气进行加热。从室内冷凝器12流出的冷媒的之后的动作与第一实施方式的供暖模式时相同地变化。
另一方面,从压缩机11向辅助加热旁通通路24侧流入的冷媒利用室内蒸发器23与通过室内冷凝器12之前的空气进行热交换而散热(图14的q14点到k14点)。由此,通过室内冷凝器12之前的空气被加热,因此,强供暖模式时向室内冷凝器12流入的空气的温度比供暖模式时向室内冷凝器12流入的空气的温度高。
因此,在强供暖模式下,相对于供暖模式无需增加压缩机11的转速(冷媒排出能力),就能够使室内冷凝器12的冷媒冷凝温度(冷媒冷凝压力)上升。其结果是,在强供暖模式下,能够以比供暖模式高的加热能力加热空气,进行车室内的供暖。
如上,根据车辆用空气调节装置1,由于能够在通过第一实施方式说明过的运转模式的基础上执行强供暖模式下的运转,因此能够更好地实现车室内的适当的空气调节。
需要说明的是,如图14的莫里尔图所示,优选强供暖模式与通过第一实施方式说明过的供暖模式的高加热能力运转同时执行。其理由在于,在高加热能力运转中,与通常运转时相比,压缩机11吸入冷媒的压力上升,压缩机11排出冷媒的温度(通过室内蒸发器23进行散热的冷媒的温度)上升,因此能够更有效地以高加热能力加热空气。
另外,在强供暖模式下,由于使从压缩机11排出的高温高压冷媒向室内蒸发器23流入,因此,当在水分附着于室内蒸发器23的状态下执行强供暖模式时,附着于室内蒸发器23的水分蒸发,使空气的湿度上升。这样的空气湿度的上升成为在车辆窗玻璃产生模糊的原因。
因此,优选的是,即使执行强供暖模式的条件成立,例如在储蓄器16内的冷媒的饱和压力达到0℃以上之前,也禁止执行强供暖模式,或者进行禁止送风机32的动作等控制。
(第四实施方式)
在第四实施方式中,说明采用两级升压式的压缩机41构成制冷循环装置10a的例子。该制冷循环装置10a也构成为能够在制冷模式以及弱除湿供暖模式的冷媒回路(参照图15)、除湿供暖模式的冷媒回路(参照图16)、以及供暖模式的冷媒回路(参照图17)之间切换。需要说明的是,在图15-图17中,用实线箭头表示各运转模式下的冷媒的流动。
更具体而言,压缩机41构成为二级升压式的电动压缩机,压缩机41通过在形成其外部壳体的壳体的内部收纳由固定容量型的压缩机构构成的低级侧压缩机构与高级侧压缩机构这两个压缩机构、以及对双方的压缩机构进行旋转驱动的电动马达而构成。
此外,在压缩机41的壳体上设置有吸入端口41a、中间压端口41b以及排出端口41c。吸入端口41a从壳体的外部向低级侧压缩机构吸入低压冷媒。中间压端口41b使循环系统内的中间压冷媒向壳体的内部流入,并与从低压向高压压缩的压缩过程中的冷媒合流。排出端口41c将从高级侧压缩机构排出的高压冷媒向壳体的外部排出。
需要说明的是,在第四实施方式中,采用将两个压缩机构收纳于一个壳体内的压缩机41,但压缩机的形式不限定于此。换句话说,只要能够使中间压冷媒从中间压端口41b流入并与从低压向高压压缩的压缩过程中的冷媒合流,也可以采用在壳体的内部收纳一个固定容量型的压缩机构以及对该压缩机构进行旋转驱动的电动马达而构成的电动压缩机。
除此之外,也可以将两个压缩机串联连接,以配置在低级侧的低级侧压缩机的吸入口作为吸入端口41a,以配置在高级侧的高级侧压缩机的排出口作为排出端口41c,在将低级侧压缩机的排出口与高级侧压缩机的吸入口连接的连接部设置中间压端口41b。在这种情况下,利用低级侧压缩机与高级侧压缩机双方构成一个二级升压式的压缩机41。
另外,在制冷循环装置10a中,在将第二流量调整阀14b与第三三通接头13c连接的冷媒通路中连接有第六三通接头13f。在第六三通接头13f上,经由第五开闭阀18e、第七三通接头13g、第六开闭阀18f连接有第八三通接头13h。该第八三通接头13h配置在从第三开闭阀18c到第五三通接头13e的冷媒通路中。
此外,在第七三通接头13g连接有压缩机41的吸入端口41a,在第五三通接头13e上,经由第七开闭阀18g连接有压缩机41的中间压端口41b。需要说明的是,第五-第七开闭阀18e-18g的基本结构与第一-第三开闭阀18a-18c相同。此外,制冷循环装置10a的其他结构与第一实施方式的制冷循环装置10a相同。
接下来,对第四实施方式的制冷循环装置的动作进行说明。在第四实施方式中,与第一实施方式相同地切换各运转模式。
(a)制冷模式
在制冷模式下,空气调节控制装置使第一流量调整阀14a全闭,使第二流量调整阀14b全开,使第三流量调整阀14c全开,使第四流量调整阀14d全开。此外,关闭第一开闭阀18a,关闭第二开闭阀18b,关闭第三开闭阀18c,关闭第五开闭阀18e,打开第六开闭阀18f,关闭第七开闭阀18g。
由此,在制冷模式下,构成冷媒如图15的实线箭头所示那样循环的喷射器式制冷循环系统。此时,由于第七开闭阀18g关闭,因此,冷媒不从压缩机41的中间压端口41b向压缩机41的内部流入,压缩机41与通常的单级压缩型的压缩机相同地发挥功能。换句话说,在制冷模式下,构成与第一实施方式的制冷模式完全相同的冷媒回路。其他的各种控制对象设备的动作与第一实施方式的制冷模式相同。
因此,在制冷模式下,与第一实施方式的制冷模式相同,通过将利用室内蒸发器23冷却后的空气向车室内吹出,由此能够进行车室内的制冷。
(b)弱除湿供暖模式
在弱除湿供暖模式下,空气调节控制装置使第一流量调整阀14a全闭,使第二流量调整阀14b形成节流状态,使第三流量调整阀14c全开,使第四流量调整阀14d全开。此外,关闭第一开闭阀18a,关闭第二开闭阀18b,关闭第三开闭阀18c,关闭第五开闭阀18e,打开第六开闭阀18f,关闭第七开闭阀18g。
由此,在弱除湿供暖模式下,冷媒如图15的实线箭头所示那样循环,构成使压缩机41与通常的单级压缩型的压缩机相同地发挥功能的喷射器式制冷循环系统。换句话说,在弱除湿供暖模式下,构成与第一实施方式的弱除湿供暖模式完全相同的冷媒回路。各种控制对象设备的其他动作与第一实施方式的弱除湿供暖模式相同。
因此,在弱除湿供暖模式下,与第一实施方式的弱除湿供暖模式相同,利用室内冷凝器12对通过室内蒸发器23冷却并除湿后的空气进行再加热并向车室内吹出,由此能够进行车室内的除湿供暖。
(c)除湿供暖模式
在除湿供暖模式下,空气调节控制装置使第一流量调整阀14a形成节流状态,使第二流量调整阀14b全闭,使第三流量调整阀14c形成节流状态,使第四流量调整阀14d全开。此外,打开第一开闭阀18a,打开第二开闭阀18b,打开第三开闭阀18c,打开第五开闭阀18e,关闭第六开闭阀18f,打开第七开闭阀18g。
由此,在除湿供暖模式下,如图16的实线箭头所示,构成如下二级升压式的喷射器式制冷循环系统:冷媒按照压缩机41的排出端口41c、室内冷凝器12、第一流量调整阀14a、加热侧喷射器15、储蓄器16(、第三开闭阀18c、第七开闭阀18g)、压缩机41的中间压端口41b的顺序循环,冷媒按照储蓄器16、第三流量调整阀14c、室外热交换器17(、第一开闭阀18a)、加热侧喷射器15的加热侧冷媒吸引口15d的顺序循环,而且冷媒按照储蓄器16、第三流量调整阀14c、室外热交换器17(、第五开闭阀18e)、压缩机41的吸入端口41a的顺序循环。
同时,构成如下喷射器式制冷循环系统:冷媒按照压缩机41的排出端口41c、室内冷凝器12(、第二开闭阀18b、第四流量调整阀14d)、冷却侧喷射器20、冷却侧气液分离器21、压缩机41的中间压端口41b的顺序循环,并且冷媒按照冷却侧气液分离器21、固定节流阀22、室内蒸发器23、冷却侧喷射器20的冷却侧冷媒吸引口20d的顺序循环。其他的各种控制对象设备的动作与第一实施方式的除湿供暖模式相同。
换句话说,在除湿供暖模式时的制冷循环装置10a中,如图18的莫里尔图所示,构成冷媒的状态实际上与第一实施方式的除湿供暖模式时相同地变化的冷媒回路。换言之,构成利用室内冷凝器12使冷媒通过室外热交换器17以及室内蒸发器23双方吸收的热量向空气散热的冷媒回路。
因此,在除湿供暖模式下,与第一实施方式的除湿供暖模式相同,利用室内冷凝器12对通过室内蒸发器23冷却并除湿后的空气进行再加热并向车室内吹出,由此能够进行车室内的除湿供暖。
此外,在除湿供暖模式的冷媒回路下,从室外热交换器17流出的冷媒(图18的e18点)的一部分从压缩机41的吸入端口41a被吸入,升压至变成中间压冷媒(图18的e18点到a”18点)。由此,能够增大加热侧喷射器15的加热侧扩压部15g中的冷媒的升压量。
这里,在通常的喷射器中,如图19所示,伴随着从冷媒吸引口吸引的冷媒流量Ge(吸引流的流量)相对于向喷嘴部流入的冷媒流量Gnoz(驱动流的流量)的吸引流量比(Ge/Gnoz)减少,回收能量中的向压力能量转换的比例增多。因此,能够伴随着吸引流量比(Ge/Gnoz)减少而使扩压部中的升压量增大。
因此,在第四实施方式中,从压缩机41的吸入端口41a吸入从室外热交换器17流出的冷媒、即从加热侧喷射器15的加热侧冷媒吸引口15d吸引的冷媒的一部分。由此,减少从加热侧冷媒吸引口15d吸引的冷媒流量Ge,增大加热侧扩压部15g中的升压量。
另外,在除湿供暖模式的冷媒回路中,从冷却侧气液分离器21流出的气相冷媒(图18的q18点)以及从储蓄器16流出的气相冷媒(图18的k18点)向压缩机41的中间压端口41b流入,与通过低级侧压缩机构升压后的中间压冷媒合流(图18的q18点、k18点到a’18点,a”18点到a’18点),通过高级侧压缩机构升压至变成高压冷媒(图18的a’18点到a18点)。
换句话说,在除湿供暖模式的冷媒回路中,构成多阶段地将冷媒升压,使循环系统的中间压气相冷媒与从低级侧压缩机构排出的冷媒合流并向高段侧压缩机构吸入的所谓注气循环系统(节能式制冷循环系统)。
(d)供暖模式
在供暖模式下,空气调节控制装置使第一流量调整阀14a形成节流状态,使第二流量调整阀14b全闭,使第三流量调整阀14c形成节流状态,使第四流量调整阀14d全闭,此外,打开第一开闭阀18a,关闭第二开闭阀18b,打开第三开闭阀18c,打开第五开闭阀18e,关闭第六开闭阀18f,打开第七开闭阀18g。
由此,在供暖模式下,如图17的实线箭头所示,形成如下二级升压式的喷射器式制冷循环系统:冷媒按照压缩机41的排出端口41c、室内冷凝器12、第一流量调整阀14a、加热侧喷射器15、储蓄器16(、第三开闭阀18c、第七开闭阀18g)、压缩机41的中间压端口41b的顺序循环,冷媒按照储蓄器16、第三流量调整阀14c、室外热交换器17(、第一开闭阀18a)、加热侧喷射器15的加热侧冷媒吸引口15d的顺序循环,而且冷媒按照储蓄器16、第三流量调整阀14c、室外热交换器17(、第五开闭阀18e)、压缩机41的吸入端口41a的顺序循环。其他的各种控制对象设备的动作与第一实施方式的供暖模式相同。
换句话说,在供暖模式时的制冷循环装置10a中,如图20的莫里尔图所示,构成冷媒的状态实际上与第一实施方式的供暖模式时相同地变化的冷媒回路。换言之,能够构成利用室内冷凝器12使冷媒通过室外热交换器17吸收的热量向空气散热的冷媒回路。需要说明的是,在图20中,示出进行通过第一实施方式说明过的高加热能力运转时的冷媒的状态的变化
因此,在第四实施方式的供暖模式中,与第一实施方式的供暖模式相同,将通过室内冷凝器12加热后的空气向车室内吹出,由此能够进行车室内的供暖。
此外,在供暖模式的冷媒回路中,从室外热交换器17流出的冷媒(图20的e20点)的一部分从压缩机41的吸入端口41a被吸入,升压至变成中间压冷媒(图20的e20点到a”20点)。由此,与除湿供暖运转模式时相同,能够增大加热侧喷射器15的加热侧扩压部15g中的冷媒的升压量。
另外,在供暖模式的冷媒回路中,从储蓄器16流出的气相冷媒(图20的k20点)向压缩机41的中间压端口41b流入,与通过低段侧压缩机构升压后的中间压冷媒合流(图20的k20点到a’20点,a”20点到a’20点),并通过高级侧压缩机构压缩至变成高压冷媒(图20的a’20点到a20点)。
换句话说,在供暖模式的冷媒回路中,与除湿供暖运转模式相同地构成注气循环系统。
如上,根据第四实施方式的车辆用空气调节装置1,与第一实施方式相同,能够实现车室内的适当的空气调节。另外,根据制冷循环装置10a,能够获得通过第一实施方式的(A)-(C)说明过的优秀效果。此外,在任一运转模式下,都能够通过加热侧喷射器15以及冷却侧喷射器20的升压作用提高制冷循环装置10a的COP。
此外,在除湿供暖模式以及供暖模式下,通过使二级升压式的压缩机41的吸入端口41a吸入低压冷媒,由此大幅提高加热侧喷射器15的加热侧扩压部15g的升压量。
因此,相对于如第一实施方式那样采用单级升压式的压缩机11的情况,能够降低室外热交换器17中的冷媒蒸发温度,能够在除湿供暖模式时以及供暖模式时增加冷媒通过室外热交换器17从外部气体吸热的吸热量。
此外,由于从压缩机41的吸入端口41a吸入从室外热交换器17流出的冷媒的一部分(气相冷媒),因此,也能够增加可从储蓄器16经由第三流量调整阀14c向室外热交换器17供给的液相冷媒的流量。其结果是,能够增加室内冷凝器12中的冷媒的散热量,提高空气的加热能力。
在此基础上,能够使从加热侧喷射器15的加热侧扩压部15g流出并向压缩机41的中间压端口41b流入的中间压冷媒的压力上升,能够使向中间压端口41b流入的中间压冷媒的密度上升。其结果是,能够增加向室内冷凝器12流入的冷媒流量Gr,提高加热能力。
此外,由于在除湿供暖模式以及供暖模式下构成注气循环系统,因此能够提高压缩机41的机械效率(压缩效率),能够进一步提高COP。
(第五实施方式)
在第五实施方式中,如图21的整体结构图所示,对相对于第四实施方式的制冷循环装置10a增加了连接压缩机41的中间压端口41b与室内蒸发器23的冷媒出口侧的中间压旁通通路25、以及使该中间压旁通通路25开闭的第八开闭阀18h的例子进行说明。需要说明的是,第八开闭阀18h的基本结构与第一开闭阀18a等相同。
接下来,对第五实施方式的制冷循环装置的动作进行说明。在第五实施方式中,与第一实施方式相同地切换各运转模式。
(a)制冷模式
在制冷模式下,空气调节控制装置使第一流量调整阀14a全闭,使第二流量调整阀14b全开,使第三流量调整阀14c全开,使第四流量调整阀14d全开。此外,关闭第一开闭阀18a,关闭第二开闭阀18b,关闭第三开闭阀18c,关闭第五开闭阀18e,关闭第六开闭阀18f,打开第七开闭阀18g,还打开第八开闭阀18h。
由此,在制冷模式下,如图21的实线箭头所示,构成如下二级升压式的喷射器式制冷循环系统:冷媒按照压缩机41的排出端口41c、室内冷凝器12(、第二流量调整阀14b)、室外热交换器17(、第三流量调整阀14c)、储蓄器16(、止回阀19、第四流量调整阀14d)、冷却侧喷射器20、冷却侧气液分离器21、压缩机41的中间压端口41b的顺序循环,冷媒按照冷却侧气液分离器21、固定节流阀22、室内蒸发器23、冷却侧喷射器20的冷却侧冷媒吸引口20d的顺序循环,而且冷媒按照冷却侧气液分离器21、固定节流阀22、室内蒸发器23、压缩机41的吸入端口41a的顺序循环。其他的各种控制对象设备的动作与第一实施方式的制冷模式相同。
换句话说,在制冷模式时的制冷循环装置10a中,如图22的莫里尔图所示,构成冷媒的状态实际上与第一实施方式的制冷模式时相同地变化的冷媒回路。换言之,能够构成利用室外热交换器17使冷媒通过室内蒸发器23吸收的热量向外部气体散热的冷媒回路。
因此,在制冷模式下,与第一实施方式的制冷模式相同,通过将利用室内蒸发器23冷却后的空气向车室内吹出,由此能够进行车室内的制冷。
此外,在制冷模式的冷媒回路中,从室内蒸发器23流出的冷媒(图22的t22点)的一部分从压缩机41的吸入端口41a被吸入,升压至变成中间压冷媒(图20的t22点到a”22点)。由此,与第四实施方式的除湿供暖运转模式时以及供暖模式时相同,能够增大加热侧喷射器15的加热侧扩压部15g中的冷媒的升压量。
另外,在制冷模式的冷媒回路中,从冷却侧气液分离器21流出的气相冷媒(图22的q22点)向压缩机41的中间压端口41b流入,与通过低级侧压缩机构升压后的中间压冷媒合流(图22的q22点到a’22点,a”22点到a’22点),并通过高级侧压缩机构压缩至变成高压冷媒(图22的a’22点到a22点)。
换句话说,在制冷模式的冷媒回路中,与第四实施方式的除湿供暖运转模式时以及供暖模式相同地构成注气循环系统。
(b)弱除湿供暖模式
在弱除湿制冷模式下,空气调节控制装置使第一流量调整阀14a全闭,使第二流量调整阀14b形成节流状态,使第三流量调整阀14c全开,使第四流量调整阀14d全开。此外,关闭第一开闭阀18a,关闭第二开闭阀18b,关闭第三开闭阀18c,关闭第五开闭阀18e,关闭第六开闭阀18f,打开第七开闭阀18g,还打开第八开闭阀18h。
由此,在弱除湿供暖模式下,如图21的实线箭头所示,构成冷媒与制冷模式相同地循环的二级升压式的喷射器式制冷循环系统。其他的各种控制对象设备的动作与第一实施方式的弱除湿供暖模式相同。
换句话说,在除湿供暖模式时的制冷循环装置10a中,如图23的莫里尔图所示,构成冷媒的状态实际上与第一实施方式的除湿供暖模式时相同地变化的冷媒回路。换言之,能够构成使冷媒通过室内蒸发器23吸收的热量借助室内冷凝器12向空气散热、并且借助室外热交换器17向外部气体散热的冷媒回路。
因此,在弱除湿供暖模式下,与第一实施方式的弱除湿供暖模式相同,利用室内冷凝器12将通过室内蒸发器23冷却并除湿后的空气再加热并向车室内吹出,由此能够进行车室内的除湿供暖。
此外,在弱除湿供暖模式的冷媒回路中,从室内蒸发器23流出的冷媒(图23的t23点)的一部分从压缩机41的吸入端口41a被吸入,升压至变成中间压冷媒(图23的t23点到a”23点)。由此,与制冷模式相同,能够增大加热侧喷射器15的加热侧扩压部15g中的冷媒的升压量。
另外,在除湿供暖模式的冷媒回路中,从冷却侧气液分离器21流出的气相冷媒(图23的q23点)向压缩机41的中间压端口41b流入,与通过低级侧压缩机构升压后的中间压冷媒合流(图23的q23点到a’23点,a”23点到a’23点),并通过高级侧压缩机构压缩至变成高压冷媒(图23的a’23点到a23点)。
换句话说,在制冷模式的冷媒回路中,与制冷模式相同地构成注气循环系统。
(c)除湿供暖模式
在除湿供暖模式中,空气调节控制装置使第一流量调整阀14a形成节流状态,使第二流量调整阀14b全闭,使第三流量调整阀14c形成节流状态,使第四流量调整阀14d全开。此外,打开第一开闭阀18a,打开第二开闭阀18b,打开第三开闭阀18c,打开第五开闭阀18e,关闭第六开闭阀18f,打开第七开闭阀18g,关闭第八开闭阀18h。
由此,在除湿供暖模式下,构成与第四实施方式的除湿供暖模式完全相同的冷媒回路。其他的各种控制对象设备的动作与第四实施方式的除湿供暖模式相同。因此,在除湿供暖模式下,与第四实施方式的除湿供暖模式相同,利用室内冷凝器12将通过室内蒸发器23冷却并除湿后的空气再加热并向车室内吹出,由此能够进行车室内的除湿供暖。
(d)供暖模式
在供暖模式下,空气调节控制装置使第一流量调整阀14a形成节流状态,使第二流量调整阀14b全闭,使第三流量调整阀14c形成节流状态,使第四流量调整阀14d全闭。此外,打开第一开闭阀18a,关闭第二开闭阀18b,打开第三开闭阀18c,打开第五开闭阀18e,关闭第六开闭阀18f,打开第七开闭阀18g,关闭第八开闭阀18h。
由此,在供暖模式下,构成与第四实施方式的供暖模式完全相同的冷媒回路。其他的各种控制对象设备的动作与第四实施方式的供暖模式相同。因此,在除湿供暖模式下,与第四实施方式的供暖模式相同,通过利用室内冷凝器12加热空气并向车室内吹出,由此能够进行车室内的供暖。
如上,根据第五实施方式,能够得到与第四实施方式相同与效果。此外,在第五实施方式中,由于在任一运转模式下均构成注气循环系统,因此在任一运转模式下,都能够提高压缩机41的机械效率(压缩效率),能够实现COP的提高。
(第六实施方式)
在第六实施方式中,如图24的整体结构图所示,相对于第四实施方式省略制冷循环装置10的冷却侧喷射器20、冷却侧气液分离器21以及固定节流阀22。此外,将第四流量调整阀14d的出口侧连接于室内蒸发器23的冷媒入口侧,将室内蒸发器23的冷媒出口侧连接于第五三通接头13e。
换句话说,在制冷循环装置10a中,利用第四流量调整阀14d构成冷却侧减压器。制冷循环装置10a的其他结构与第四实施方式相同。接下来,说明所述结构的动作。在第六实施方式中,与第一实施方式相同地切换各运转模式。
(a)制冷模式
在制冷模式下,空气调节控制装置使第一流量调整阀14a全闭,使第二流量调整阀14b全开,使第三流量调整阀14c全开,使第四流量调整阀14d形成节流状态。此外,关闭第一开闭阀18a,关闭第二开闭阀18b,关闭第三开闭阀18c,关闭第五开闭阀18e,打开第六开闭阀18f,关闭第七开闭阀18g。
由此,在制冷模式下,构成冷媒按照压缩机41的排出端口41c、室内冷凝器12(、第二流量调整阀14b)、室外热交换器17(、第三流量调整阀14c)、储蓄器16(、止回阀19)、第四流量调整阀14d、室内蒸发器23、压缩机41的吸入端口的顺序流动的通常的制冷循环系统。
此外,制冷模式下的第四流量调整阀14d的阀开度被确定为,使室内蒸发器23流出冷媒的过热度处于预先确定的规定范围内。其他动作与第四实施方式的制冷模式相同。因此,在制冷模式下,将通过室内蒸发器23冷却后的空气向车室内吹出,由此能够进行车室内的制冷。
(b)弱除湿供暖模式
在弱除湿供暖模式下,空气调节控制装置使第一流量调整阀14a全闭,使第二流量调整阀14b形成节流状态,使第三流量调整阀14c全开,使第四流量调整阀14d形成节流状态。此外,关闭第一开闭阀18a,关闭第二开闭阀18b,关闭第三开闭阀18c,关闭第五开闭阀18e,打开第六开闭阀18f,关闭第七开闭阀18g。由此,在弱除湿供暖模式下,构成冷媒以与制冷模式相同的顺序循环的通常的制冷循环系统。
此外,弱除湿供暖模式下的第四流量调整阀14d的阀开度以与制冷模式相同的方式确定。其他动作与第四实施方式的弱除湿供暖模式相同。因此,在弱除湿供暖模式下,与第四实施方式相同,也能够利用室内冷凝器12将通过室内蒸发器23冷却后的空气再加热并向车室内吹出,由此进行车室内的除湿供暖。
(c)除湿供暖模式
在除湿供暖模式下,空气调节控制装置使第一流量调整阀14a形成节流状态,使第二流量调整阀14b全闭,使第三流量调整阀14c形成节流状态,使第四流量调整阀14d形成节流状态。此外,打开第一开闭阀18a,打开第二开闭阀18b,打开第三开闭阀18c,打开第五开闭阀18e,关闭第六开闭阀18f,打开第七开闭阀18g。
由此,在除湿供暖模式下,构成如下二级升压式的喷射器式制冷循环系统:冷媒按照压缩机41的排出端口41c、室内冷凝器12、第一流量调整阀14a、加热侧喷射器15、储蓄器16(、第三开闭阀18c、第七开闭阀18g)、压缩机41的中间压端口41b的顺序循环,冷媒按照储蓄器16、第三流量调整阀14c、室外热交换器17(、第一开闭阀18a)、加热侧喷射器15的加热侧冷媒吸引口15d的顺序循环,而且冷媒按照储蓄器16、第三流量调整阀14c、室外热交换器17(、第五开闭阀18e)、压缩机41的吸入端口41a的顺序循环。
同时,构成冷媒按照压缩机41的排出端口41c、室内冷凝器12(、第二开闭阀18b)、第四流量调整阀14d、压缩机41的中间压端口41b的顺序循环的通常的制冷循环系统。
此外,除湿供暖模式下的第四流量调整阀14d的阀开度以与制冷模式相同的方式确定。其他动作与第四实施方式的除湿供暖模式相同。因此,在除湿供暖模式下,利用室内冷凝器12将通过室内蒸发器23冷却后的空气再加热并向车室内吹出,由此能够进行车室内的除湿供暖。
(d)供暖模式
在实施方式的供暖模式下,空气调节控制装置使第一流量调整阀14a形成节流状态,使第二流量调整阀14b全闭,使第三流量调整阀14c形成节流状态,使第四流量调整阀14d全闭。此外,打开第一开闭阀18a,关闭第二开闭阀18b,打开第三开闭阀18c,打开第五开闭阀18e,关闭第六开闭阀18f,打开第七开闭阀18g。由此,在供暖模式下,构成与第四实施方式完全相同的二级升压式的喷射器式制冷循环系统,能够与第四实施方式相同地进行车室内的供暖。
如上,根据第六实施方式的车辆用空气调节装置1,能够与第一实施方式相同地实现车室内的适当的空气调节。此外,根据制冷循环装置10a,虽然在制冷模式时以及弱除湿供暖模式时无法获得喷射器的升压作用所带来的COP提高效果,但是能够简单地构成冷却侧减压器并获得与第四实施方式相同的效果。
(第七实施方式)
在第七实施方式下,如图25的整体结构图所示,对相对于第四实施方式增加与第三实施方式相同的辅助加热旁通通路24以及第四开闭阀18d、并且代替固定节流阀22而采用第五流量调整阀14e的例子进行说明。此外,在制冷循环装置10a中,与第三实施方式相同地,也能够切换为强供暖模式的冷媒回路。需要说明的是,在图25中,用实线箭头示出强供暖模式下的冷媒的流动。
接下来,对第七实施方式的制冷循环装置的动作进行说明。在制冷模式、弱除湿供暖模式、除湿供暖模式以及供暖模式下,空气调节控制装置将第五流量调整阀14e的阀开度设为能够发挥与第四实施方式的固定节流阀22同等的减压作用的规定阀开度,并关闭第四开闭阀18d。其他的各种控制对象设备的动作与第四实施方式相同。
因此,在制冷模式、弱除湿供暖模式、除湿供暖模式以及供暖模式下,构成与第四实施方式完全相同的循环系统,完全相同地进行动作。其结果是,能够获得与第四实施方式相同的效果。
另外,在强供暖模式下,空气调节控制装置使第一流量调整阀14a形成节流状态或者全开,使第二流量调整阀14b全闭,使第三流量调整阀14c形成节流状态,使第四流量调整阀14d全闭,使第五流量调整阀14e全开。此外,打开第一开闭阀18a,关闭第二开闭阀18b,打开第三开闭阀18c,打开第四开闭阀18d,打开第五开闭阀18e,关闭第六开闭阀18f,打开第七开闭阀18g。
由此,在强供暖模式下,如图25的实线箭头所示,构成如下二级升压式的喷射器式制冷循环系统:冷媒按照压缩机41的排出端口41c、室内冷凝器12、第一流量调整阀14a、加热侧喷射器15、储蓄器16(、第三开闭阀18c、第七开闭阀18g)、压缩机41的中间压端口41b的顺序循环,冷媒按照储蓄器16、第三流量调整阀14c、室外热交换器17(、第一开闭阀18a)、加热侧喷射器15的加热侧冷媒吸引口15d的顺序循环,而且冷媒按照储蓄器16、第三流量调整阀14c、室外热交换器17(、第五开闭阀18e)、压缩机41的吸入端口41a的顺序循环。
同时,构成冷媒按照压缩机41的排出端口41c、室内蒸发器23(、第五流量调整阀14e)、冷却侧气液分离器21(、第七开闭阀18g)、压缩机41的中间压端口41b的顺序循环的热气循环系统。
因此,在强供暖模式的制冷循环装置10a中,冷媒的状态如图26的莫里尔图所示那样变化。换句话说,从压缩机41向室内冷凝器12流入的冷媒与第四实施方式的供暖模式相同地通过室内冷凝器12与空气进行热交换而散热(图26的a26点到b26点)。由此,对空气进行加热。从室内冷凝器12流出的冷媒的之后的动作与第四实施方式的供暖模式时相同地变化。
另一方面,从压缩机11向辅助加热旁通通路24侧流入的冷媒利用室内蒸发器23与通过室内冷凝器12前的空气进行热交换而散热,并向中间压端口41b流入(图26的q26点到a’26点)。
由此,由于通过室内冷凝器12前的空气被加热,因此,强供暖模式时向室内冷凝器12流入的空气的温度比供暖模式时向室内冷凝器12流入的空气的温度高。因此,在强供暖模式下,与第三实施方式相同,能够以比供暖模式高的加热能力加热空气,进行车室内的供暖。
(第八实施方式)
在上述的实施方式中,对构成为能够在弱除湿供暖模式与除湿供暖模式之间切换的制冷循环装置10进行说明,但在第八实施方式的制冷循环装置10中,构成为除了弱除湿供暖模式以及除湿供暖模式之外,还能够切换为串联除湿供暖模式。
这里,通过上述的实施方式说明的弱除湿供暖模式在为了充分加热空气所需的总热量比压缩机11的压缩做功量与室内蒸发器23中的吸热量的合计值少的情况下执行。因此,在弱除湿供暖模式下,构成将室外热交换器17与室内蒸发器23相对于冷媒流串联连接的制冷循环系统,使室外热交换器17作为散热器发挥功能。
另一方面,除湿供暖模式在为了充分加热空气所需的总热量比压缩机11的压缩做功量与室内蒸发器23的吸热量中的合计值多的情况下执行。因此,在除湿供暖模式下,构成将室外热交换器17与室内蒸发器23相对于冷媒流并联连接的制冷循环系统,使室外热交换器17与室内蒸发器23双方作为蒸发器而发挥功能。此外,使室外热交换器17中的冷媒蒸发温度比室内蒸发器23中的冷媒蒸发温度低。
然而,在除湿供暖模式下,由于室外热交换器17与室内蒸发器23相对于冷媒流并联连接,因此,为了适当发挥所要求的加热能力,必须适当地调整向室外热交换器17流入的冷媒流量与向室内蒸发器23流入的冷媒流量的流量比。
因此,例如,在为了加热空气所需的总热量比压缩机11的压缩做功量与室内蒸发器23中的吸热量的合计值略多的情况下,无法适当地调整上述流量比时,存在室外热交换器17中的吸热量不必要地增加,不必要地增加空气的加热能力的情况。
因此,在第八实施方式下,即便在操作面板的制冷开关接通的状态下,目标吹出温度TAO为制冷基准温度α以上,并且外部气体温度Tam为除湿供暖基准温度β以下,在外部气体温度Tam高于串联除湿供暖基准温度β1(其中,β1<β)的情况下,也执行以比除湿供暖模式低的加热能力将空气再加热的串联除湿供暖模式下的运转。
具体而言,在第八实施方式的制冷循环装置10中,如图27所示,相对于第二实施方式的制冷循环装置10,增加将从室内蒸发器23流出的冷媒向第三流量调整阀14c的上游侧引导的除湿用旁通通路26等。因此,第三流量调整阀14c构成使经由除湿用旁通通路26向室外热交换器17流入的冷媒减压的辅助减压器。
此外,在第八实施方式的制冷循环装置10中,增加使除湿用旁通通路26开闭的第九开闭阀18i、使除湿用旁通通路26的入口侧与第五三通接头13e之间的冷媒通路开闭的第十开闭阀18j、以及使储蓄器16的一方的液相冷媒流出口与除湿用旁通通路26的出口侧之间的冷媒通路开闭的第十一开闭阀18k。
所述的第九-第十一开闭阀18i-18k的基本结构与第一开闭阀18a等相同。并且,空气调节控制装置控制所述的第九-第十一开闭阀18i-18k的开闭动作,由此,制冷循环装置10除了能切换为上述的各运转模式的冷媒回路之外,还能切换为串联除湿供暖模式的冷媒回路。
因此,第九-第十一开闭阀18i-18k与第一流量调整阀14a、第二流量调整阀14b、第一-第三开闭阀18a-18c等一起构成冷媒回路切换部。其他结构与第二实施方式相同。
接下来,对所述结构的动作进行说明。首先,在制冷模式、弱除湿供暖模式、除湿供暖模式以及供暖模式下,空气调节控制装置关闭第九开闭阀18i,打开第十、第十一开闭阀18j、18k。其他动作与第二实施方式相同。
因此,在制冷模式、弱除湿供暖模式、除湿供暖模式以及供暖模式下,能够构成与第二实施方式完全相同的制冷循环系统,能够使制冷循环装置10与第二实施方式相同地动作。
接下来,在串联除湿供暖模式下,空气调节控制装置使第一流量调整阀14a全开,使第二流量调整阀14b全闭,使第三流量调整阀14c形成节流状态,使第四流量调整阀14d形成节流状态。此外,打开第一开闭阀18a,关闭第二开闭阀18b,打开第三开闭阀18c,打开第九开闭阀18i,关闭第十、第十一开闭阀18j、18k。
由此,在串联除湿供暖模式下,如图27的实线箭头所示,构成如下喷射器式制冷循环系统:冷媒按照压缩机11、室内冷凝器12、第一流量调整阀14a、加热侧喷射器15、储蓄器16(、第三开闭阀18c)、压缩机11的顺序循环,并且冷媒按照储蓄器16(、止回阀19)、第四流量调整阀14d、室内蒸发器23(、第九开闭阀18i)、第三流量调整阀14c、室外热交换器17(、第一开闭阀18a)、加热侧喷射器15的加热侧冷媒吸引口15d的顺序循环。
此外,空气调节控制装置在该冷媒回路的结构下,根据目标吹出温度TAO以及传感器组的检测信号等确定各种控制对象设备的动作状态。具体而言,压缩机11的冷媒排出能力以及向驱动空气混合门34的电动致动器输出的控制信号以与弱除湿供暖模式相同的方式确定。
另外,第四流量调整阀14d的阀开度被确定为达到预先确定的规定开度。另外,第三流量调整阀14c的阀开度被确定为,使室外热交换器17中的冷媒蒸发温度变为外部气体温度Tam以下(第八实施方式中是0℃以下)。
因此,在串联除湿供暖模式时的制冷循环装置10中,如图28的莫里尔图所示,从压缩机11排出的高压冷媒(图28的a28点)向室内冷凝器12流入,从而向通过室内蒸发器23冷却并除湿后的空气散热(图28的a28点到b28点)。由此,对空气进行加热。
由于第二开闭阀18b关闭,第二流量调整阀14b全闭,因此,从室内冷凝器12流出的冷媒经由全开的第一流量调整阀14a向加热侧喷射器15的加热侧喷嘴部15a流入。向加热侧喷嘴部15a流入的冷媒被等熵地减压并喷射(图28的b28点到f28点)。
并且,在该喷射冷媒的吸引作用下,经由第三三通接头13c以及第一开闭阀18a从加热侧喷射器15的加热侧冷媒吸引口15d吸引从室外热交换器17流出的冷媒。
从加热侧冷媒吸引口15d吸引来的吸引冷媒以及从加热侧喷嘴部15a喷射的喷射冷媒向加热侧扩压部15g流入,混合后升压(按照图28的e28、g28点、h28点的顺序以及f28点、g28点、h28点的顺序)。从加热侧扩压部15g流出的冷媒向储蓄器16流入而被气液分离(图28的h28点到k28点,h28点到j28点)。
由于第十一开闭阀18k关闭,因此,通过储蓄器16分离出的液相冷媒(图28的j28点)经由止回阀19以及第四三通接头13d向第四流量调整阀14d流入。向第四流量调整阀14d流入的液相冷媒通过第四流量调整阀14d被等焓地减压,并向室内蒸发器23流入(图28的j28点到o28点)。
流入到室内蒸发器23中的冷媒与从送风机32输送的空气进行热交换而蒸发(图28的o28点到p28点)。由此,空气被冷却,实现车室内的制冷。由于第九开闭阀18i打开,第十开闭阀18j关闭,因此,从室内蒸发器23流出的冷媒经由除湿用旁通通路26向第三流量调整阀14c的上游侧引导。
由于第十一开闭阀18k关闭,因此,向第三流量调整阀14c的上游侧引导的冷媒向作为辅助减压器的第三流量调整阀14c流入并等焓地减压(图28的p28点到i28点)。此时,在第三流量调整阀14c中使冷媒减压,直至室外热交换器17中的冷媒蒸发温度变为外部气体温度Tam以下(第八实施方式中是0℃以下)。
通过第三流量调整阀14c减压后的冷媒向室外热交换器17流入,从由送风风扇输送的外部气体吸热而蒸发(图28的i28点到e28点)。由于第二流量调整阀14b全闭,因此,经由第三三通接头13c以及第一开闭阀18a从加热侧喷射器15的加热侧冷媒吸引口15d吸引从室外热交换器17流出的冷媒。
另一方面,通过储蓄器16分离出的气相冷媒(图28的k28点)经由第三开闭阀18c向压缩机11吸入。因此,在串联除湿供暖模式时,利用室内冷凝器12将通过室内蒸发器23冷却后的空气再加热并向车室内吹出,由此能够进行车室内的除湿供暖。
需要说明的是,根据上述说明可见,通过储蓄器16分离出的气相冷媒是加热侧喷射器15下游侧的冷媒的一部分,通过储蓄器16分离出的液相冷媒是加热侧喷射器15下游侧的冷媒的另一部分。
如上,根据第八实施方式的车辆用空气调节装置1,能够与第二实施方式相同地实现车室内的适当的空气调节。另外,在制冷循环装置10中,由于能够进行串联除湿供暖模式下的运转,因此,即便在为了充分加热空气所需的总热量比压缩机11的压缩做功量与室内蒸发器23中的吸热量的合计值略多的情况下等,也能够实现车室内的适当的除湿供暖。
换句话说,在串联除湿供暖模式下,由于室内蒸发器23与室外热交换器17串联连接,因此,在室内蒸发器23中流动的冷媒流量与在室外热交换器17中流动的冷媒流量一致。因此,无需如室内蒸发器23与室外热交换器17并联连接的除湿供暖模式时那样,调整向室外热交换器17流入的冷媒流量与向室内蒸发器23流入的冷媒流量的流量比,就能够容易地调整加热能力。
另外,虽说明了采用第九-第十开闭阀18i-18k作为在串联除湿供暖模式时,切换至使从室内蒸发器23流出的冷媒向除湿用旁通通路26流入的冷媒回路的冷媒回路切换部的例子,但冷媒回路切换部不限定于此。例如,也可以代替第九-第十开闭阀18i-18k而在除湿用旁通通路26的入口部以及出口部配置电气式的三通阀。
另外,在第八实施方式中,说明了相对于通过第二实施方式说明过的制冷循环装置10增加了除湿用旁通通路26等的例子,当然,也可以相对于通过第一实施方式说明过的制冷循环装置10增加除湿用旁通通路26等。
在这种情况下,如图29所示,只要在作为冷媒回路切换部的第九-第十一开闭阀18i-18k的基础上,进一步设置使冷却侧气液分离器21的气相冷媒流出口与第五三通接头13e之间的冷媒通路开闭的第十二开闭阀18m即可。并且,在制冷模式、弱除湿供暖模式、除湿供暖模式以及供暖模式下,空气调节控制装置只要关闭第九开闭阀18i,打开第十-第十二开闭阀18j-18m即可。
另外,在串联除湿供暖模式下,空气调节控制装置也可以使第一流量调整阀14a全开,使第二流量调整阀14b全闭,使第三流量调整阀14c形成节流状态,使第四流量调整阀14d形成节流状态。在这种情况下,打开第一开闭阀18a,关闭第二开闭阀18b,打开第三开闭阀18c,打开第九开闭阀18i,关闭第十-第十二开闭阀18j-18m。
(第九实施方式)
在第九实施方式中,如图30的整体结构图所示,相对于通过第六实施方式说明过的制冷循环装置10a,增加与第八实施方式相同的除湿用旁通通路26以及第九-第十一开闭阀18i-18k。由此,能够在弱除湿供暖模式以及除湿供暖模式的基础上,进一步实现串联除湿供暖模式下的运转。其他结构与第六实施方式相同。
此外,在第九实施方式的制冷循环装置10a的制冷模式、弱除湿供暖模式、除湿供暖模式以及供暖模式下,空气调节控制装置关闭第九开闭阀18i,打开第十、第十一开闭阀18j、18k。其他动作与第六实施方式相同。
因此,在制冷模式、弱除湿供暖模式、除湿供暖模式以及供暖模式下,能够构成与第六实施方式完全相同的制冷循环系统,能够与第六实施方式相同地动作。
接下来,在串联除湿供暖模式下,空气调节控制装置使第一流量调整阀14a全开,使第二流量调整阀14b全闭,使第三流量调整阀14c形成节流状态,使第四流量调整阀14d形成节流状态。此外,打开第一开闭阀18a,关闭第二开闭阀18b,打开第三开闭阀18c,打开第九开闭阀18i,关闭第十、第十一开闭阀18j、18k。
由此,在串联除湿供暖模式下,如图30的实线箭头所示,构成如下二级升压式的喷射器式制冷循环系统:冷媒按照压缩机41的排出端口41c、室内冷凝器12、第一流量调整阀14a、加热侧喷射器15、储蓄器16(、第三开闭阀18c、第七开闭阀18g)、压缩机41的中间压端口41b的顺序循环,冷媒按照储蓄器16(、止回阀19)、第四流量调整阀14d、室内蒸发器23(、第九开闭阀18i)、第三流量调整阀14c、室外热交换器17(、第一开闭阀18a)、加热侧喷射器15的加热侧冷媒吸引口15d的顺序循环,而且冷媒按照储蓄器16、第三流量调整阀14c、室外热交换器17(、第五开闭阀18e)、压缩机41的吸入端口41a的顺序循环。
此外,空气调节控制装置利用该冷媒回路的结构,根据目标吹出温度TAO以及传感器组的检测信号等确定各种控制对象设备的动作状态。具体而言,压缩机11的冷媒排出能力以及向驱动空气混合门34的电动致动器输出的控制信号以与弱除湿供暖模式相同的方式确定。
另外,第四流量调整阀14d的阀开度被确定为预先确定的规定开度。另外,第三流量调整阀14c的阀开度被确定为,使室外热交换器17中的冷媒蒸发温度变为外部气体温度Tam以下(第九实施方式中是0℃以下)。
因此,在制冷循环装置10a中,从室外热交换器17流出的冷媒(图31的e31点)的至少一部分向压缩机41的吸入端口41a流入,通过低级侧压缩机构升压至变为中间压冷媒(图31的e31点到a”31点)。
另外,从储蓄器16流出的气相冷媒(图31的k31点)向压缩机41的中间压端口41b流入,与通过低级侧压缩机构升压后的中间压冷媒合流(图31的k31点到a’31点,a”31点到a’31点),通过高级侧压缩机构压缩至变成高压冷媒(图31的a’31点到a31点)。其他的冷媒的状态的变化与第八实施方式相同。
如上,根据第九实施方式的车辆用空气调节装置1,能够与第六实施方式相同地实现车室内的适当的空气调节。另外,在第九实施方式的制冷循环装置10a中,由于能够进行串联除湿供暖模式下的运转,因此,能够与第八实施方式相同地实现车室内的适当的除湿供暖。
另外,在第九实施方式中,说明了相对于通过第六实施方式说明过的制冷循环装置10增加了除湿用旁通通路26等的例子,但也可以相对于通过第四实施方式说明过的制冷循环装置10增加除湿用旁通通路26等。
在这种情况下,如图32所示,只要在作为冷媒回路切换部的第九-第十一开闭阀18i-18k的基础上,进一步设置使冷却侧气液分离器21的气相冷媒流出口与第五三通接头13e之间的冷媒通路开闭的第十二开闭阀18m即可。并且,在制冷模式、弱除湿供暖模式、除湿供暖模式以及供暖模式下,只要空气调节控制装置关闭第九开闭阀18i,打开第十-第十二开闭阀18j-18m即可。
另外,在串联除湿供暖模式下,空气调节控制装置也可以使第一流量调整阀14a全开,使第二流量调整阀14b全闭,使第三流量调整阀14c形成节流状态,使第四流量调整阀14d形成节流状态。在这种情况下,打开第一开闭阀18a,关闭第二开闭阀18b,打开第三开闭阀18c,打开第九开闭阀18i,关闭第十-第十二开闭阀18j-18m。
(第十实施方式)
在第十实施方式中,对相对于第一实施方式如图33-图35所示那样改变了加热侧喷射器15的结构的例子进行说明。具体而言,在加热侧喷射器15中,在加热侧喷嘴部15a的冷媒流上游侧设置有使从冷媒流入口15j流入的冷媒绕加热侧喷嘴部15a的轴回旋的回旋空间15k。
更详细而言,该回旋空间15k形成于设置在加热侧喷嘴部15a的冷媒流上游侧的筒状部15o的内部。因此,该筒状部15o构成权利要求书所记载的回旋空间形成部件,回旋空间形成部件与喷嘴部一体构成。
回旋空间15k形成为旋转体形状,其中心轴与加热侧喷嘴部15a在同轴上延伸。需要说明的是,旋转体形状指的是,使平面图形绕相同平面上的一条直线(中心轴)旋转时形成的立体形状。更具体而言,回旋空间15k形成为大致圆柱状。
此外,在从回旋空间15k的中心轴方向观察时,连接冷媒流入口15j与回旋空间15k的冷媒流入通路151如图34所示那样在回旋空间15k的内壁面的切线方向上延伸。由此,从冷媒流入口15j向回旋空间15k流入的冷媒沿着回旋空间15k的内壁面流动,在回旋空间15k内回旋。
这里,由于离心力作用于在回旋空间15k内回旋的冷媒上,因此在回旋空间15k内,中心轴侧的冷媒压力比外周侧的冷媒压力低。因此,在第十实施方式中,在除湿供暖模式以及供暖模式的通常运转时,回旋空间15k内的中心轴侧的冷媒压力降低至成为饱和液相冷媒的压力、或冷媒进行减压沸腾(产生气穴)的压力。
这样的回旋空间15k内的中心轴侧的冷媒压力的调整能够通过调整在回旋空间15k内回旋的冷媒的回旋流速而实现。此外,回旋流速的调整例如能够通过调整冷媒流入通路151的通路截面积与回旋空间15k的轴向垂直截面积的流路截面积的比率、调整配置在加热侧喷嘴部15a的上游侧的第一流量调整阀14a的阀开度来进行。
此外,在加热侧喷嘴部15a中,作为形成于内部的冷媒通路,形成有冷媒通路面积朝向冷媒喷射口15c逐渐缩小的前端变细部15p、以及从前端变细部15p朝向冷媒喷射口15c引导冷媒的喷射部15q。换句话说,加热侧喷嘴部15a作为所谓的前端变细喷嘴而构成。
喷射部15q是从前端变细部15p的最下游部朝向冷媒喷射口15c引导冷媒的空间。因此,能够根据喷射部15q的加热侧喷嘴部15a的轴向剖面中的扩展角度θn使从冷媒喷射口15c喷射的喷射冷媒的喷雾形状或者扩展方向变化。换句话说,喷射部15q能够表现为规定从冷媒喷射口15c喷射的冷媒的喷射方向的空间。
此外,将加热侧喷嘴部15a的轴向剖面中的喷射部15q的扩展角度θn设为0°。换句话说,喷射部15q由沿着加热侧喷嘴部15a的轴向延伸且冷媒通路面积固定的圆柱形状的空间形成。需要说明的是,在图33中,为了明确扩展角度θn,图示出约1°的扩展角度θn。
另外,如图33所示,在将形成于加热侧喷嘴部15a内的冷媒通路中的形成有喷射部15q的轴向长度设为Lc,将冷媒喷射口15c的开口面积的当量直径设为时,以满足以下算式F5的方式确定轴向长度Lc。
需要说明的是,具体而言,
在加热侧喷嘴部15a中,通过如上所述那样构成形成于加热侧喷嘴部15a的内部的冷媒通路,由此使从冷媒喷射口15c向混合部15e喷射的冷媒自由膨胀。
此外,混合部15e形成为将朝向冷媒流下游侧而使冷媒通路面积逐渐缩小的圆锥台形状与冷媒通路面积固定的圆柱形状组合而成的形状。
更详细而言,如图35的放大图所示,在将混合部15e中的圆柱形状的部位的加热侧喷嘴部15a的轴向长度设为Lb,将圆柱形状的部位的直径(相当于加热侧扩压部15g的入口部15h的直径)设为时,以满足以下算式F6的方式确定距离Lb。
需要说明的是,在第十实施方式中,具体而言,
加热侧喷射器15以及制冷循环装置10的其他的结构以及动作与第一实施方式相同。因此,在制冷循环装置10以及加热侧喷射器15中,也能够获得与第一实施方式相同的效果。
此外,根据第十实施方式的加热侧喷射器15,通过在加热侧喷嘴部15a设置喷射部15q,由此使从冷媒喷射口15c向混合部15e喷射的冷媒自由膨胀。由此,能够抑制加热侧扩压部15g的升压性能降低。
更详细而言,在供暖模式的高加热能力运转中,将向加热侧喷射器15的加热侧喷嘴部15a流入的冷媒的干燥度x控制为比除湿供暖模式时、供暖模式的通常运转时高的值。因此,在高加热能力运转中,与通常运转时相比,向加热侧喷嘴部15a流入的冷媒的焓上升,如通过上述的图8说明那样,回收能量也增加(图8的Δiej到Δi’ej)。
此外,在通常的喷射器中,用以下算式F7表示刚从喷嘴部的冷媒喷射口喷射后的喷射冷媒的流速V的最大值。
V=V0+(2×Δiej)0.5... (F7)
需要说明的是,V0是向喷嘴部流入的冷媒的初速度。
换句话说,一般而言,伴随着向喷嘴部流入的冷媒的焓增高,喷射冷媒的流速V容易增高,冷媒与形成在喷嘴部内的冷媒通路的壁面摩擦也容易增加。
此外,当气液密度比高的气液二相冷媒(例如,气液密度比为200以上的气液二相冷媒)在形成于喷嘴部内的冷媒通路中以高速度流动时,冷媒与冷媒通路的壁面摩擦大幅增加,导致冷媒所具有的动能的损失。这样的动能的损失使喷射冷媒的流速降低,使扩压部的升压性能降低。
与此相对,根据第十实施方式的加热侧喷射器15,在作为前端变细喷嘴而构成的加热侧喷嘴部15a中设置有喷射部15q,使从冷媒喷射口15c向混合部15e喷射的混合冷媒自由膨胀。因此,不需要如拉瓦尔喷嘴那样设置末端扩大部就能够通过混合部15e对喷射冷媒进行加速。
换句话说,能够在不产生通过拉瓦尔喷嘴的末端扩大部对冷媒进行超音速加速时产生的冷媒与冷媒通路的壁面摩擦的情况下对冷媒进行加速。因此,能够降低冷媒与冷媒通路的壁面摩擦,能够抑制在冷媒通路中流动的冷媒所具有动能的损失。
此外,在供暖模式的高加热能力运转时,与除湿供暖模式时、供暖模式的通常运转时相比,不仅向加热侧喷嘴部15a流入的冷媒的干燥度x增高,向加热侧喷嘴部15a流入的冷媒流量也增加。因此,容易使高加热能力运转时从加热侧喷嘴部15a的冷媒喷射口15c喷射的冷媒的密度比除湿供暖模式时等低。
因此,若根据高加热能力运转时的冷媒的密度变化确定加热侧喷嘴部15a的冷媒通路形状,则在除湿供暖模式时、供暖模式的通常运转时,加热侧喷嘴部15a的最下游侧的冷媒通路面积不必要地扩展,容易发生冷媒的过膨胀。
此外,这样的过膨胀成为产生所谓斜冲击波,使从加热侧喷嘴部15a的冷媒喷射口15c喷射的喷射冷媒的流速降低的原因。其理由在于,若因过膨胀而产生斜冲击波,则冷媒从加热侧喷嘴部15a内的冷媒通路壁面剥离,因此,实际上使作为拉瓦尔喷嘴而构成的加热侧喷嘴部15a的末端扩大部的冷媒通路面积缩小。
与此相对,根据加热侧喷射器15,在作为前端变细喷嘴构成的加热侧喷嘴部15a中设置有喷射部15q,使从冷媒喷射口15c向混合部15e喷射的混合冷媒自由膨胀。因此,能够在除湿供暖模式时、供暖模式的通常运转时抑制冷媒的过膨胀,抑制斜冲击波的产生。
其结果是,根据加热侧喷射器15,在任一运转模式下都能够抑制喷射冷媒的流速降低,能够抑制加热侧扩压部15g的升压性能降低。
需要说明的是,虽然说明了使加热侧喷嘴部15a的轴向剖面中的喷射部15q的扩展角度θn为0°的例子,但只要能够使从冷媒喷射口15c喷射的冷媒自由膨胀,也可以将扩展角度θn设定为比0°大。换句话说,喷射部15q也可以由冷媒通路截面积朝向冷媒流动方向逐渐扩大的圆锥台形状的空间形成。
另外,根据第十实施方式的加热侧喷射器15,由于具备形成回旋空间15k的回旋空间形成部件15o,因此,能够在该回旋空间15k的内部使冷媒绕加热侧喷嘴部15a的轴回旋。
由此,在除湿供暖模式以及供暖模式的通常运转时,能够使回旋空间15k内的中心轴侧的冷媒压力降低至成为饱和液相冷媒的压力、或者冷媒进行减压沸腾(产生气穴)的压力。因此,能够促进液相冷媒的沸腾,能够提高喷嘴效率。此外,喷嘴效率指的是通过喷嘴部将冷媒的压力能量向动能转换时的能量转换效率。
另一方面,在供暖模式的高加热能力运转时,离心力作用于在回旋空间15k内回旋的冷媒,能够使密度高的液相冷媒向形成在加热侧喷嘴部15a内的冷媒通路的内周壁面侧偏倚。因此,能够通过液相冷媒与冷媒通路的内周壁面的摩擦促进液相冷媒的沸腾,能够提高喷嘴效率。
另外,根据本发明的发明人等的研究可知,通过将混合部15e的形状形成为朝向冷媒流下游侧而使冷媒通路面积逐渐缩小的圆锥台形状与冷媒通路面积固定的圆柱形状组合而成的形状,以满足所述算式F6的方式确定距离Lb,由此能够有效地使混合冷媒的流速减速。
因此,能够使二相冷媒的流速从超音速状态向亚音速状态转变时产生的冲击波可靠地在混合部15e内产生,而不在加热侧扩压部15g内产生。其结果是,能够有效地抑制加热侧扩压部15g的升压能力变得不稳定的情况。
此外,在第十实施方式中,将混合部15e的形状形成为圆锥台形状与圆柱形状组合而成的形状,但这是因为将加热侧扩压部15g的形状定义为了冷媒通路面积朝向冷媒流动方向逐渐扩大的形状。换句话说,即使在加热侧扩压部15g的入口侧设置冷媒通路面积不变的圆柱状的空间,也能够获得上述的升压性能稳定化效果。
(第十一实施方式)
在第十实施方式中,对采用形成于喷射部15q的入口部的最小通路面积部的冷媒通路面积固定的固定喷嘴作为加热侧喷射器15的加热侧喷嘴部15a的例子进行了说明。与此相对,在第十一实施方式中,如图36所示,对采用将最小通路面积部的冷媒通路面积构成为可变更的可变喷嘴的例子进行说明。
具体而言,加热侧喷射器15构成为具有使加热侧喷嘴部15a的冷媒通路面积变化的作为阀芯的针阀15m、以及作为使该针阀15m变位的驱动部的步进电机15n。
针阀15m形成为其中心轴与加热侧喷嘴部15a的中心轴配置在同轴上的针状。更具体而言,针阀15m形成为朝向冷媒流下游侧而前端变细的形状,最下游侧的前端变细前端部配置为比加热侧喷嘴部15a的冷媒喷射口15c进一步朝向冷媒流下游侧突出。换句话说,加热侧喷嘴部15a由所谓的塞式喷嘴构成。
步进电机15n配置在加热侧喷嘴部15a的冷媒流入口15j侧,使针阀15m在加热侧喷嘴部15a的轴向上变位。由此,改变形成在加热侧喷嘴部15a的内周壁面与针阀15m的外周壁面之间的剖面圆环状的冷媒通路的面积。需要说明的是,步进电机15n的动作根据从控制装置输出的控制信号控制。
其他的加热侧喷射器15以及制冷循环装置10的结构以及动作与第十实施方式相同。
因此,在第十一实施方式的制冷循环装置10以及加热侧喷射器15中,也能够获得与第十实施方式相同的效果。此外,根据加热侧喷射器15,由于将加热侧喷嘴部15a构成为可变喷嘴,因此,能够向加热侧喷射器15的加热侧喷嘴部15a供给与制冷循环装置10的负荷相应的适当流量的冷媒。
另外,根据第十一实施方式的加热侧喷射器15,由于将加热侧喷嘴部15a构成为可变喷嘴,因此,能够使与制冷循环装置10的负荷相应的适当流量的冷媒向加热侧喷射器15的加热侧喷嘴部15a流入。
另外,由于加热侧喷嘴部15a构成为塞式喷嘴,因此,能够使喷射冷媒从冷媒喷射口15c以沿着针阀15m的外表面的方式向混合部15e喷射。因此,即使向加热侧喷嘴部15a流入的冷媒流量变化,也能够容易地使喷射冷媒自由膨胀。
需要说明的是,在图36所示的加热侧喷嘴部15a中,采用随着朝向冷媒下游侧而前端变细的形状的构件作为针阀15m,但也可以如图37所示的变形例那样,采用从加热侧扩压部15g侧朝向冷媒流上游侧而前端变细的形状的针阀。在这种情况下,只要配置为最上游侧的前端变细前端部比喷射部15q进一步向前端变细部15p侧突出即可。
此外,根据图37所示的变形例,由于针阀15m不贯通回旋空间内,因此不会阻碍回旋空间15k内的冷媒的回旋流。另外,也可以采用在从形成于加热侧喷嘴部15a内的冷媒通路朝向加热侧扩压部15g的内部的范围内延伸的圆锥形状的构件作为阀芯,与加热侧喷嘴部15a的最小通路面积部同时地改变加热侧扩压部15g的冷媒通路面积。
(其他实施方式)
本发明不限于上述的实施方式,能够在不脱离本发明的主旨的范围内如下进行各种变形。
(1)在上述的实施方式中,说明了将本发明的制冷循环装置10、10a应用于电动机动车用的空气调节装置的例子,但制冷循环装置10、10a的应用不限于此。
例如,也可以应用于从内燃机(发动机)获得车辆行驶用的驱动力的通常的车辆、或从内燃机与行驶用电动马达双方获得车辆行驶用的驱动力的混合动力车辆的空气调节装置。另外,在应用于具有内燃机的车辆的情况下,也可以在车辆用空气调节装置1中设置以内燃机的冷却水作为热源而加热空气的加热器芯作为空气的辅助加热器。
此外,具备本发明的喷射器(加热侧喷射器15)的制冷循环装置10、10a不限定为车辆用,也可以设置于固定型空气调节装置、冷温保存库、液体加热冷却装置等。
(2)在上述的实施方式中,说明了通过利用室内冷凝器12使高压冷媒与空气进行热交换而加热空气的例子,但也可以代替室内冷凝器12而设置例如使热介质循环的热介质循环回路。也可以在该热介质循环回路中设置使高压冷媒与热介质进行热交换的水-冷媒热交换器、以及使通过水-冷媒热交换器加热后的热介质与空气进行热交换而加热空气的加热用热交换器等。
换句话说,也可以将高压冷媒作为热源,经由热介质间接地加热空气。此外,在应用于具有内燃机的车辆的情况下,也可以使内燃机的冷却水作为热介质而在热介质循环回路中流通。另外,在电动机动车中,也可以使对蓄电池、电气设备进行冷却的冷却水作为热介质在热介质循环回路中流通。
(3)在上述的实施方式中,说明了构成为通过使用多个三通接头、流量调整阀以及开闭阀来切换各种运转模式的冷媒回路的制冷循环装置10、10a,但制冷循环装置10、10a只要至少能够执行上述除湿供暖模式下的运转,则不限于能够切换冷媒回路的装置。
另外,制冷循环装置10、10a的结构不限于通过上述的实施方式说明的结构,只要能够构成获得相同效果的循环系统,则能够进行各种变形。
例如,也可以采用使第一三通接头13a与第二三通接头13b一体化而成的四通接头的构造。相同地,在第四实施方式等中,也可以使第三三通接头13c与第六三通接头13f一体化,还可以使第五三通接头13e与第八三通接头13h一体化。
此外,也可以采用使第一流量调整阀14a、第二流量调整阀14b以及第二三通接头13b一体化而成的电气式的三通式的流量调整阀。另外,也可以代替止回阀19而采用电气式的开闭阀,在制冷模式以及弱除湿供暖模式下打开该开闭阀,在除湿供暖模式以及供暖模式下关闭该开闭阀。
另外,在上述的实施方式中,例如,采用了带全开功能的可变节流机构作为第一流量调整阀14a。与此相对,也可以采用不具有全开功能的节流机构(包括固定节流阀)、绕过该节流机构的旁通通路、以及使该旁通通路开闭的开闭阀。对于其他带全开功能的流量调整阀也相同。
此外,例如,采用了带全闭功能的可变节流机构作为第一流量调整阀14a,但也可以利用不具有全闭功能的节流机构(包括固定节流阀)、以及与其串联连接而使冷媒通路开闭的开闭阀构成。对于其他带全闭功能的流量调整阀也相同。
另外,在上述的第十、第十一实施方式中,说明了采用能够改变节流通路面积的可变喷嘴作为加热侧喷射器15的加热侧喷嘴部15a的例子,但也可以采用可变喷嘴作为冷却侧喷射器20的冷却侧喷嘴部20a。
此外,在采用能够利用针阀闭塞喷嘴部的带全闭功能的可变喷嘴作为加热侧喷射器15的加热侧喷嘴部15a的情况下,也可以省略第一流量调整阀14a,使加热侧喷射器15作为冷媒回路切换部而发挥功能。也可以使可变喷嘴作为干燥度调整部而发挥功能。
相同地,在将冷却侧喷射器20的冷却侧喷嘴部20a形成为带全闭功能的可变喷嘴的情况下,也可以省略第四流量调整阀14d,使冷却侧喷射器20作为冷媒回路切换部而发挥功能。
此外,也可以使储蓄器16与加热侧喷射器15的加热侧扩压部15g的出口侧一体化,还可以使冷却侧气液分离器21与冷却侧喷射器20的冷却侧扩压部20g的出口侧一体化。
另外,在上述的实施方式中,说明了利用金属形成加热侧喷射器15以及冷却侧喷射器20的构成部件的例子,但只要能够发挥各个构成部件的功能,则不限定材质。换句话说,也可以利用树脂形成这些构成部件。
另外,在上述的实施方式中,以采用了电动压缩机的例子说明了压缩器11,但压缩机的形式不限定于此。例如,也可以采用通过发动机对固定容量型的压缩机构或可变容量型的压缩机构进行旋转驱动的发动机驱动式的压缩机。
(4)也可以在上述的各实施方式的制冷循环装置10、10a的室内蒸发器23的冷媒出口侧,配置使室内蒸发器23的冷媒压力达到预先确定的规定值以上的蒸发压力调整阀。
作为这种蒸发压力调整阀,具体而言,可以具有对形成于内部的冷媒通路的开度进行调整的阀芯、以及对该阀芯施加向闭塞冷媒通路的一侧施力的负载的弹性部件。在这种情况下,伴随着从冷媒通路的入口侧冷媒压力减去施加于弹性部件侧的外部气体压力所得的压力差的扩大,使阀开度增加。
(5)在上述的实施方式的除湿供暖模式下,说明了通过调整第一流量调整阀14a的阀开度而使从第一三通接头13a向加热侧喷嘴部15a流入的冷媒流量以及从第一三通接头13a向冷却侧喷嘴部20a流入的冷媒流量的流量比变化,从而调整室内蒸发器23的冷媒蒸发压力的例子,但室内蒸发器23的冷媒蒸发压力的调整不限于此。
例如,也可以通过调整配置在冷却侧喷嘴部20a的上游侧的第四流量调整阀14d的阀开度来改变流量比,从而调整室内蒸发器23的冷媒蒸发压力。另外,也可以通过调整第一、第四流量调整阀14a、14d双方的阀开度来改变流量比,从而调整室内蒸发器23的冷媒蒸发压力。
(6)虽然说明了在上述的实施方式的供暖模式的高加热能力运转时,根据压缩机11的冷媒排出能力调整第一流量调整阀14a的阀开度的例子,但第一流量调整阀14a的阀开度的调整不限于此。例如,也可以设置检测室内冷凝器12出口侧冷媒的干燥度的干燥度传感器,以使该干燥度传感器的检测值为0.5以上且0.8以下的方式调整第一流量调整阀14a的阀开度。
(7)在上述的第四-第七实施方式中,说明了通过打开第五开闭阀18e而从压缩机41的吸入端口41a吸入从加热侧喷射器15的加热侧冷媒吸引口15d吸引的冷媒的一部分的例子。但也可以在此基础上,利用与第一流量调整阀14a等相同结构的流量调整阀构成第五开闭阀18e。并且,可以通过调整该流量调整阀的阀开度来调整从压缩机41的吸入端口41a吸入的冷媒的流量,从而控制加热侧喷射器15的升压量。
(8)在上述的第三、第七实施方式中,分别说明了通过相对于第一、第四实施方式的制冷循环装置10、10a增加辅助加热旁通通路24以及第四开闭阀18d而能够执行强供暖模式下的运转的例子。与此相对,例如,也可以通过相对于第二、第五、第六实施方式的制冷循环装置10、10a增加相同的结构来执行强供暖模式下的运转。
(9)在上述的各实施方式中,说明了通过执行空气调节控制程序来切换各运转模式的例子,但各运转模式的切换不限于此。例如,也可以在操作面板上设置设定各运转模式的运转模式设定开关,根据该运转模式设定开关的操作信号在制冷模式、弱除湿供暖模式、除湿供暖模式以及供暖模式之间切换。
(10)另外,上述的各实施方式所公开的方法可以在能够实施的范围适当组合。例如,也可以将在第三实施方式中采用的辅助加热旁通通路24以及第四开闭阀18d应用于第二实施方式的制冷循环装置10中。
例如,也可以将通过第十、第十一实施方式说明过的回旋空间形成部件15o应用于通过第一实施方式说明过的图4所示的加热侧喷射器15。相同地,也可以将通过第十、第十一实施方式说明过的针阀15m以及步进电机15n应用于通过第一实施方式说明过的加热侧喷射器15。
(11)在上述的实施方式中,说明了能够采用R134a或R1234yf作为冷媒的情况,但冷媒不限于此。例如,也能够采用R600a、R410A、R404A、R32、R1234yfxf、R407C等。或者,也可以采用将这些冷媒中的多种冷媒混合而成的混合冷媒等。

Claims (12)

1.一种制冷循环装置,应用于空气调节装置中,其中,具备:
压缩机(11),其将低压冷媒压缩并排出;
加热用热交换器(12),其将从所述压缩机(11)排出的高压冷媒作为热源,对向空气调节对象空间输送的空气进行加热;
分支部(13a),其使从所述加热用热交换器(12)流出的冷媒的流动分支;
加热侧喷射器(15),其利用从加热侧喷嘴部(15a)喷射的喷射冷媒的吸引作用而从加热侧冷媒吸引口(15d)吸引冷媒,所述加热侧喷嘴部(15a)使通过所述分支部(13a)分支出的一方的冷媒减压,并且,所述加热侧喷射器(15)具有加热侧升压部(15g),该加热侧升压部(15g)使所述喷射冷媒与从所述加热侧冷媒吸引口(15d)吸引来的吸引冷媒的混合冷媒升压;
室外热交换器(17),其使所述加热侧升压部(15g)下游侧的冷媒与外部气体进行热交换而蒸发,并向所述加热侧冷媒吸引口(15d)侧流出;
冷却侧减压器(14d、20),其使冷媒减压;以及
冷却用热交换器(23),其使通过所述冷却侧减压器(14d、20)减压后的冷媒蒸发,从而对通过所述加热用热交换器(12)前的所述空气进行冷却,
在利用所述加热用热交换器(12)对通过所述冷却用热交换器(23)冷却后的所述空气进行再加热的除湿供暖模式下,使通过所述分支部(13a)分支出的另一方的冷媒向所述冷却侧减压器(14d、20)流入,并且使所述加热侧喷射器(15)下游侧的冷媒以及所述冷却侧减压器(14d、20)下游侧的冷媒向所述压缩机(11)吸入。
2.根据权利要求1所述的制冷循环装置,其中,还具备:
除湿用旁通通路(26),其将从所述冷却用热交换器(23)流出的冷媒向所述室外热交换器(17)侧引导;
辅助减压器(14c),其使经由所述除湿用旁通通路(26)向所述室外热交换器(17)流入的冷媒减压;以及
冷媒回路切换部,其切换在循环系统中循环的冷媒的冷媒回路,
在以比所述除湿供暖模式的加热能力低的加热能力对通过所述冷却用热交换器(23)冷却后的所述空气进行再加热的串联除湿供暖模式时,所述冷媒回路切换部切换为如下冷媒回路:
使所述加热侧喷射器(15)下游侧的冷媒的一部分经由所述冷却侧减压器(14d、20)向所述冷却用热交换器(23)流入,并且使所述加热侧喷射器(15)下游侧的冷媒的另一部分冷媒向所述压缩机(11)吸入;
通过所述辅助减压器(14c)使从所述冷却用热交换器(23)流出的冷媒减压而向所述室外热交换器(17)流入;
并且,切断从所述分支部(13a)到所述冷却侧减压器(14d、20)的冷媒通路。
3.一种制冷循环装置,应用于空气调节装置中,其中,具备:
压缩机(41),其将从吸入端口(41a)吸入的低压冷媒压缩,并从排出端口(41c)排出高压冷媒,并且,该压缩机(41)具有使循环系统内的中间压冷媒流入并与压缩过程中的冷媒合流的中间压端口(41b);
加热用热交换器(12),其将从所述排出端口(41c)排出的高压冷媒作为热源,对向空气调节对象空间输送的空气进行加热;
分支部(13a),其使从所述加热用热交换器(12)流出的冷媒的流动分支;
加热侧喷射器(15),其利用从加热侧喷嘴部(15a)喷射的喷射冷媒的吸引作用而从加热侧冷媒吸引口(15d)吸引冷媒,所述加热侧喷嘴部(15a)使通过所述分支部(13a)分支出的一方的冷媒减压,并且,所述加热侧喷射器(15)具有加热侧升压部(15g),该加热侧升压部(15g)使所述喷射冷媒与从所述加热侧冷媒吸引口(15d)吸引来的吸引冷媒的混合冷媒升压;
室外热交换器(17),其使所述加热侧升压部(15g)下游侧的冷媒与外部气体进行热交换而蒸发,并向所述加热侧冷媒吸引口(15d)侧流出;
冷却侧减压器(14d、20),其使冷媒减压;以及
冷却用热交换器(23),其使通过所述冷却侧减压器(14d、20)减压后的冷媒蒸发,从而对通过所述加热用热交换器(12)前的所述空气进行冷却,
在利用所述加热用热交换器(12)对通过所述冷却用热交换器(23)冷却后的所述空气进行再加热的除湿供暖模式下,使通过所述分支部(13a)分支出的另一方的冷媒向所述冷却侧减压器(14d、20)流入,并使从所述室外热交换器(17)流出的冷媒的至少一部分向所述吸入端口(41a)吸入,并且,使所述加热侧喷射器(15)的下游侧的冷媒以及所述冷却侧减压器(14d、20)的下游侧的冷媒向所述中间压端口(41b)流入。
4.根据权利要求3所述的制冷循环装置,其中,还具备:
除湿用旁通通路(26),其将从所述冷却用热交换器(23)流出的冷媒向所述室外热交换器(17)侧引导;
辅助减压器(14c),其使经由所述除湿用旁通通路(26)向所述室外热交换器(17)流入的冷媒减压;以及
冷媒回路切换部,其切换在循环系统中循环的冷媒的冷媒回路,
在以比所述除湿供暖模式的加热能力低的加热能力对通过所述冷却用热交换器(23)冷却后的所述空气进行再加热的串联除湿供暖模式时,所述冷媒回路切换部切换为如下冷媒回路:
使所述加热侧喷射器(15)下游侧的冷媒的一部分经由所述冷却侧减压器(14d、20)向所述冷却用热交换器(23)流入,并且使所述加热侧喷射器(15)下游侧的冷媒的另一部分向所述中间压端口(41b)流入;
通过所述辅助减压器(14c)使从所述冷却用热交换器(23)流出的冷媒减压而向所述室外热交换器(17)流入;
使从所述室外热交换器(17)流出的冷媒的至少一部分向所述吸入端口(41a)吸入;
并且,切断从所述分支部(13a)到所述冷却侧减压器(14d、20)的冷媒通路。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的制冷循环装置,其中,
所述冷却侧减压器是冷却侧喷射器(20),该冷却侧喷射器(20)利用从冷却侧喷嘴部(20a)喷射的喷射冷媒的吸引作用而从冷却侧冷媒吸引口(20d)吸引冷媒,所述冷却侧喷嘴部(20a)使通过所述分支部(13a)分支出的另一方的冷媒减压,并且所述冷却侧喷射器(20)具有冷却侧升压部(20g),该冷却侧升压部(20g)使从所述冷却侧喷嘴部(20a)喷射的喷射冷媒与从所述冷却侧冷媒吸引口(20d)吸引来的吸引冷媒的混合冷媒升压,
在所述除湿供暖模式下,使从所述冷却侧升压部(20g)流出的冷媒向所述冷却用热交换器(23)流入,使从所述冷却用热交换器(23)流出的冷媒向所述冷却侧冷媒吸引口(20d)流入。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的制冷循环装置,其中,
具备气液分离器(16),该气液分离器(16)在所述除湿供暖模式时使从加热侧喷射器(15)流出的冷媒的气液分离,
通过所述气液分离器(16)分离出的液相冷媒向所述室外热交换器(17)流入。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的制冷循环装置,其中,具备:
辅助加热旁通通路(24),其将所述高压冷媒向所述冷却用热交换器(23)引导;以及
冷媒回路切换部,其切换在循环系统中循环的冷媒的冷媒回路,
在通过所述加热用热交换器(12)以及所述冷却用热交换器(23)的双方对所述空气进行加热的强供暖模式时,所述冷媒回路切换部切换为如下冷媒回路:使所述高压冷媒向所述加热用热交换器(12)以及所述冷却用热交换器(23)的双方流入,并且切断从所述分支部(13a)到所述冷却侧减压器(14d、20)的冷媒通路。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的制冷循环装置,其中,
所述加热侧喷射器(15)具有形成所述加热侧冷媒吸引口(15d)以及所述加热侧升压部(15g)的加热侧主体部(15b),
在所述加热侧主体部(15b)的内部空间中的、从所述加热侧喷嘴部(15a)的冷媒喷射口(15c)到所述加热侧升压部(15g)的入口部(15h)的范围内,形成有使所述喷射冷媒与所述吸引冷媒混合的混合部(15e),
作为形成在所述加热侧喷嘴部(15a)内的冷媒通路,设有冷媒通路面积逐渐缩小的前端变细部(15p)、以及从所述前端变细部(15p)向所述冷媒喷射口(15c)引导冷媒的喷射部(15q),
所述加热侧喷嘴部(15a)形成为,通过使所述喷射部(15q)的轴向剖面中的扩展角度(θn)为0°以上,由此使向所述混合部(15e)喷射的所述喷射冷媒自由膨胀。
9.根据权利要求8所述的制冷循环装置,其中,
所述混合部(15e)形成为冷媒通路面积朝向冷媒流下游侧缩小的形状。
10.根据权利要求8所述的制冷循环装置,其中,
所述入口部(15h)的冷媒通路面积设定为比所述冷媒喷射口(15c)的冷媒通路面积小。
11.根据权利要求8所述的制冷循环装置,其中,
所述加热侧喷射器(15)具有回旋空间形成部件(15o),该回旋空间形成部件(15o)形成使向所述加热侧喷嘴部(15a)流入的冷媒绕所述加热侧喷嘴部(15a)的轴回旋的回旋空间(15k)。
12.根据权利要求8所述的制冷循环装置,其中,
所述加热侧喷射器(15)具有使所述加热侧喷嘴部(15a)的冷媒通路面积变化的阀芯(15m)。
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