CN111132860B - 制冷循环装置 - Google Patents

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Abstract

制冷循环装置具备:高温侧热交换器(12),该高温侧热交换器使从压缩机(11)排出的制冷剂与冷却水进行热交换;膨胀阀(16),该膨胀阀使从高温侧热交换器(12)流出的制冷剂减压;低温侧热交换器(17),该低温侧热交换器使由膨胀阀(16)减压后的制冷剂与冷却水进行热交换;高温冷却水回路(20),该高温冷却水回路用于使冷却水向高温侧热交换器(12)循环;低温冷却水回路(30),该低温冷却水回路(30)用于使冷却水向低温侧热交换器(17)循环;电池(33)和低温侧散热器(32),该电池和低温侧散热器与低温冷却水回路(30)的冷却水进行热交换;以及热移动部(45、46、39),该热移动部使热从高温冷却水回路(20)向低温冷却水回路(30)移动,以在电池(33)和低温侧散热器(32)中使冷却水散热。

Description

制冷循环装置
关联申请的相互参照
本申请基于在2017年9月21日申请的日本专利申请2017-181630号,通过参照将该发明内容编入本申请。
技术领域
本发明涉及利用高压制冷剂对热介质进行加热、利用低压制冷剂对热介质进行冷却的制冷循环装置。
背景技术
以往,在专利文献1中记载如下的车辆用热管理装置,利用制冷循环的低压制冷剂对第一冷却水回路的冷却水进行冷却,利用制冷循环的高压制冷剂对第二冷却水回路的冷却水进行加热。
在该以往技术中,在第一冷却水回路的冷却水的温度低于第一规定温度的情况下,切换成将第一冷却水回路和第二冷却水回路连结的连结模式,在第一冷却水回路的冷却水的温度为第二规定温度以上的情况下,切换成不将第一冷却水回路和第二冷却水回路连结的非连结模式。
由此,能够防止第一冷却水回路的冷却水的温度降低到必要程度以上而使冷却水凝固、或者冷却水的粘度上升而使冷却水泵的效率恶化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-234094号公报
根据本发明的发明者的研究,在上述以往技术中,为了使冷却水在第一冷却水回路的散热器中从外部空气吸热,而使第一冷却水回路的冷却水的温度不成为第二规定温度以上。因此,当在上述以往技术的第一冷却水回路中配置了电池的情况下,虽然能够冷却电池,但存在即使在车辆的起动时等需要加热电池也无法加热电池这样的问题。另外,有时即使在散热器产生结霜也无法除霜。
例如,考虑通过制冷循环的热气体运转来应对电池的加热、散热器的除霜,但在能够实施热气体运转的情况下,制冷循环复杂化而搭载性恶化、或者需要储压器而制冷性能降低。
发明内容
本发明鉴于上述点,目的在于,在利用高压制冷剂对热介质进行加热、利用低压制冷剂对热介质进行冷却的制冷循环装置中,能够以简单的结构加热热交换部,被低压制冷剂冷却后的热介质在该热交换部进行热交换。
本发明的一个特征例的制冷循环装置具备:
压缩机,该压缩机吸入制冷剂并排出该制冷剂;
高温侧热交换器,该高温侧热交换器使从压缩机排出的制冷剂与热介质进行热交换;
减压部,该减压部使从高温侧热交换器流出的制冷剂减压;
低温侧热交换器,该低温侧热交换器使由减压部减压后的制冷剂与热介质进行热交换;
高温侧热介质回路,该高温侧热介质回路用于使热介质向高温侧热交换器循环;
低温侧热介质回路,该低温侧热介质回路用于使热介质向低温侧热交换器循环;
热交换部,低温侧热介质回路的热介质在该热交换部进行热交换;以及
热移动部,该热移动部使热从高温侧热介质回路向低温侧热介质回路移动,以在热交换部中使热介质散热。
由此,通过具备热移动部,能够在热交换部中使热介质散热,因此能够以简单的结构对热交换部进行加热。
附图说明
图1是第一实施方式的制冷循环装置的整体结构图。
图2是第一实施方式的室内空调单元的整体结构图。
图3是表示第一实施方式的空调装置的电控制部的框图。
图4是表示第一实施方式的电池加热模式时和除霜模式时的冷却水流动的结构图。
图5是第二实施方式的制冷循环装置的整体结构图。
图6是第三实施方式的制冷循环装置的整体结构图。
具体实施方式
以下,基于图对实施方式进行说明。在以下的各实施方式相互之间,在图中对相互相同或均等的部分标注相同的符号。
(第一实施方式)
以下,基于图对实施方式进行说明。图1~4所示的车辆用空调装置1是将车室内空间(换言之,为空调对象空间)调整为适当的温度的空调装置。车辆用空调装置1具有制冷循环装置10。在本实施方式中,将制冷循环装置10搭载于从发动机(换言之为内燃机)和行驶用电动机得到车辆行驶用的驱动力的混合动力汽车。
本实施方式的混合动力汽车构成为,能够将在车辆停车时从外部电源(换言之为商用电源)供给的电力充电到搭载于车辆的电池(换言之为车载电池)的外电源插座充电式混合动力汽车。作为电池,能够使用例如锂离子电池。
从发动机输出的驱动力不仅用作车辆行驶用,而且还用于使发电机进行工作。而且,能够将发电机所发电的电力和从外部电源供给的电力蓄积于电池,蓄积于电池的电力不仅供给到行驶用电动机,而且供给到以构成制冷循环装置10的电动式结构设备为代表的各种车载设备。
制冷循环装置10是具备压缩机11、冷凝器12、接收器40、第一膨胀阀13、空气冷却用蒸发器14、定压阀15、第二膨胀阀16以及冷却水冷却用蒸发器17的蒸气压缩式制冷机。在本实施方式的制冷循环装置10中,作为制冷剂,使用氟利昂系制冷剂,构成高压侧制冷剂压力不超过制冷剂的临界压力的亚临界制冷循环。
制冷循环装置10具备串联制冷剂流路10a、第一并联制冷剂流路10b以及第二并联制冷剂流路10c。串联制冷剂流路10a、第一并联制冷剂流路10b以及第二并联制冷剂流路10c是供制冷剂流动的流路。
通过串联制冷剂流路10a、第一并联制冷剂流路10b以及第二并联制冷剂流路10c而形成供制冷剂循环的制冷剂循环回路。第一并联制冷剂流路10b和第二并联制冷剂流路10c与串联制冷剂流路10a连接,以使制冷剂相互并联地流动。
压缩机11、冷凝器12和接收器40在制冷剂的流动中按照该顺序相互串联地配置在串联制冷剂流路10a。
第一膨胀阀13、空气冷却用蒸发器14和定压阀15在制冷剂的流动中按照该顺序相互串联地配置在第一并联制冷剂流路10b。
第二膨胀阀16和冷却水冷却用蒸发器17在制冷剂的流动中按照该顺序相互串联地配置在第二并联制冷剂流路10c。
通过串联制冷剂流路10a和第一并联制冷剂流路10b而形成供制冷剂按照压缩机11、冷凝器12、第一膨胀阀13、空气冷却用蒸发器14、定压阀15、压缩机11的顺序循环的制冷剂循环回路。
通过串联制冷剂流路10a和第二并联制冷剂流路10c而形成供制冷剂按照压缩机11、冷凝器12、第二膨胀阀16、冷却水冷却用蒸发器17的顺序循环的制冷剂循环回路。
压缩机11是由从电池供给的电力进行驱动的电动压缩机,吸入制冷循环装置10的制冷剂并进行压缩而排出。压缩机11也可以是由带驱动的可变容量压缩机。
冷凝器12是通过使从压缩机11排出的高压侧制冷剂和高温冷却水回路20的冷却水进行热交换而使高压侧制冷剂冷凝的高压侧制冷剂热介质热交换器。
高温冷却水回路20的冷却水是作为热介质的流体。高温冷却水回路20的冷却水是高温热介质。在本实施方式中,作为高温冷却水回路20的冷却水,使用至少包含乙二醇、二甲基聚硅氧烷或纳米流体的液体、或者不冻液体。高温冷却水回路20是供高温的热介质循环的高温侧热介质回路。
接收器40是对从冷凝器12流出的高压制冷剂进行气液分离并使分离后的液相制冷剂向下游侧流出并且储存循环的剩余制冷剂的气液分离部。接收器40也可以与冷凝器12一体地形成。
在第一并联制冷剂流路10b配置有第一开闭阀18。第一开闭阀18是对第一并联制冷剂流路10b进行开闭的电磁阀。第一开闭阀18的工作由从控制装置60输出的控制信号控制。第一开闭阀18是切换制热模式和制冷模式的模式切换部。
第一膨胀阀13是使从接收器40流出的液相制冷剂进行减压膨胀的第一减压部。第一膨胀阀13是机械式的温度式膨胀阀。机械式膨胀阀是具有感温部的、通过隔膜等机械式的机构而驱动阀体的温度式膨胀阀。
空气冷却用蒸发器14是使从第一膨胀阀13流出的制冷剂与向车室内吹送的空气进行热交换而冷却向车室内吹送的空气的制冷剂空气热交换器。在空气冷却用蒸发器14中,制冷剂从向车室内吹送的空气吸热。
定压阀15是将空气冷却用蒸发器14的出口侧的制冷剂的压力维持在规定值的压力调整部(换言之为压力调整用减压部)。
定压阀15由机械式的可变节流机构构成。具体而言,若空气冷却用蒸发器14的出口侧的制冷剂的压力低于规定值,则定压阀15使制冷剂通路的通路面积(即节流开度)减少,若空气冷却用蒸发器14的出口侧的制冷剂的压力超过规定值,则定压阀15使制冷剂通路的通路面积(即节流开度)增加。
当在循环中循环的循环制冷剂流量的变动较少的情况下等,也可以取代定压阀15而采用由节流孔、毛细管等构成的固定节流件。
在第二并联制冷剂流路10c配置有第二开闭阀19。第二开闭阀19是对第二并联制冷剂流路10c进行开闭的电磁阀。第二开闭阀19的工作由从控制装置60输出的控制信号进行控制。
第二膨胀阀16是使从冷凝器12流出的液相制冷剂进行减压膨胀的第二减压部。第二膨胀阀16与第一膨胀阀13同样地为机械式的温度式膨胀阀。
冷却水冷却用蒸发器17是通过使在第二膨胀阀16中流出的低压制冷剂与低温冷却水回路30的冷却水进行热交换而使低压制冷剂蒸发的低压侧制冷剂热介质热交换器。在冷却水冷却用蒸发器17中蒸发的气相制冷剂被吸入压缩机11并被压缩。
低温冷却水回路30的冷却水是作为热介质的流体。低温冷却水回路30的冷却水为低温热介质。在本实施方式中,作为低温冷却水回路30的冷却水,使用至少包含乙二醇、二甲基聚硅氧烷或纳米流体的液体、或者不冻液体。低温冷却水回路30是供低温的热介质循环的低温侧热介质回路。
在高温冷却水回路20配置有冷凝器12、高温侧泵21、加热器芯22、高温侧散热器23以及高温侧三通阀24。
高温侧泵21是吸入冷却水并排出的热介质泵。高温侧泵21是电动式的泵。高温侧泵21是对在高温冷却水回路20中循环的冷却水的流量进行调整的高温侧流量调整部。
加热器芯22是使高温冷却水回路20的冷却水与向车室内吹送的空气进行热交换而加热向车室内吹送的空气的空气加热用热交换器。在加热器芯22中,冷却水向吹送到车室内的空气散热。高温侧散热器23是使高温冷却水回路20的冷却水与外部空气进行热交换的高温热介质外部空气热交换器。
冷凝器12、高温侧泵21以及加热器芯22配置在高温侧循环流路20a。高温侧循环流路20a是供高温侧冷却水循环的流路。
高温侧散热器23配置在散热器流路20b。散热器流路20b是供高温侧冷却水相对于加热器芯22并联地流动的流路。
高温侧三通阀24配置在高温侧循环流路20a与散热器流路20b的连接部。高温侧三通阀24是对从高温侧泵21流出的冷却水流过加热器芯22的状态和不流过加热器芯22的状态进行切换、并且对从高温侧泵21流出的冷却水流过散热器流路20b的状态和不流过散热器流路20b的状态进行切换的电磁阀。高温侧三通阀24的工作由控制装置60控制。高温侧三通阀24是对高温冷却水回路20中的冷却水的流动进行切换的高温切换部。
高温侧三通阀24也可以是恒温器。恒温器是具备通过因温度而体积变化的热蜡使阀体位移而对冷却水流路进行开闭的机械式的机构的冷却水温度应动阀。
在低温冷却水回路30配置有低温侧泵31、冷却水冷却用蒸发器17、低温侧散热器32以及电池33。
低温侧泵31是吸入冷却水并排出的热介质泵。低温侧泵31是电动式的泵。低温侧散热器32是使低温冷却水回路30的冷却水与外部空气进行热交换的低温热介质外部空气热交换器。低温侧散热器32是供低温冷却水回路30的冷却水进行热交换的热交换部。
高温侧散热器23和低温侧散热器32在外部空气的流动方向上按照该顺序串联地配置。通过室外送风机41而将外部空气吹送到高温侧散热器23和低温侧散热器32。
室外送风机41是朝向高温侧散热器23和低温侧散热器32吹送外部空气的外部空气送风部。室外送风机41是利用电动机对风扇进行驱动的电动送风机。高温侧散热器23、低温侧散热器32和室外送风机41配置在车辆的最前部。因此,在车辆行驶时,能够使行驶风吹到高温侧散热器23和低温侧散热器32。
电池33是搭载于车辆的车载设备,是伴随着工作而发热的发热设备。电池33是供低温冷却水回路30的冷却水进行热交换的热交换部。电池33使伴随着工作而产生的废热向低温冷却水回路30的冷却水散热。换言之,电池33向低温冷却水回路30的冷却水供给热。
不仅是电池33,逆变器、充电器以及电动发电机等发热设备也可以配置在低温冷却水回路30。
逆变器是将从电池33供给的直流电力变换成交流电力并向电动发电机输出的电力变换部。充电器是对电池33进行充电的充电器。电动发电机利用从逆变器输出的电力而产生行驶用驱动力,并且在减速中、下坡中产生再生电力。
低温侧泵31、冷却水冷却用蒸发器17和电池33配置在低温侧循环流路30a。低温侧循环流路30a是供低温侧冷却水循环的流路。
低温侧散热器32配置在低温侧散热器流路30b。低温侧散热器流路30b是供低温侧冷却水流动的流路。
在低温侧循环流路30a与低温侧散热器32的连接部配置有低温侧三通阀38。低温侧三通阀38是对从冷却水冷却用蒸发器17流出的冷却水流过电池33的状态和不流过电池33的状态进行切换、并且对从冷却水冷却用蒸发器17流出的冷却水流过低温侧散热器流路30b的状态和不流过低温侧散热器流路30b的状态进行切换的电磁阀。低温侧三通阀38的工作由控制装置60控制。
低温侧三通阀38是切换低温冷却水回路30中的冷却水的流动的低温切换部。低温侧三通阀38是对冷却水在电池33与低温侧散热器32之间循环的状态和冷却水在电池33与低温侧散热器32之间不循环的状态进行切换的低温侧循环切换部。
高温冷却水回路20和低温冷却水回路30通过上游侧连通流路45和下游侧连通流路46而相互连通。上游侧连通流路45和下游侧连通流路46是供冷却水流动的冷却水流路。上游侧连通流路45和下游侧连通流路46是使热从高温冷却水回路20向低温冷却水回路30移动以使冷却水在电池33和低温侧散热器32中的至少一方散热的热移动部。
上游侧连通流路45将高温冷却水回路20中的加热器芯22的出口侧且冷凝器12的入口侧的部位和低温冷却水回路30中的冷却水冷却用蒸发器17的出口侧且电池33的入口侧的部位连接。
下游侧连通流路46将高温冷却水回路20中的冷凝器12的出口侧且高温侧泵21的吸入侧的部位和低温冷却水回路30中的低温侧泵31的排出侧且冷却水冷却用蒸发器17的入口侧的部位连接。
在上游侧连通流路45与高温冷却水回路20的连接部配置有上游侧三通阀47。上游侧三通阀47是对上游侧连通流路45进行开闭的开闭部。上游侧三通阀47是对高温冷却水回路20与上游侧连通流路45连接的状态和不连接的状态进行切换的电磁阀。上游侧三通阀47的工作由控制装置60控制。
在下游侧连通流路46与低温冷却水回路30的连接部配置有下游侧三通阀48。下游侧三通阀48是对下游侧连通流路46进行开闭的开闭部。下游侧三通阀48是对低温冷却水回路30与下游侧连通流路46连接的状态和不连接的状态进行切换的电磁阀。下游侧三通阀48的工作由控制装置60控制。
上游侧三通阀47和下游侧三通阀48是对高温冷却水回路20与低温冷却水回路30的连接状态进行切换的回路切换部。
在上游侧连通流路45配置有连通泵49。连通泵49是吸入冷却水并排出的热介质泵。连通泵49是电动式的泵。
空气冷却用蒸发器14和加热器芯22收容在图2所示的空调外壳51。空调外壳51是室内空调单元50的外壳。室内空调单元50配置在车室内前部的未图示的仪表盘的内侧。空调外壳51是形成空气通路的空气通路形成部件。
加热器芯22在空调外壳51内的空气通路中配置在空气冷却用蒸发器14的空气流动下游侧。在空调外壳51配置有内外空气切换箱52和室内送风机53。内外空气切换箱52是将内部空气和外部空气切换导入空调外壳51内的空气通路的内外空气切换部。室内送风机53吸入通过内外空气切换箱52而导入到空调外壳51内的空气通路的内部空气和外部空气并进行吹送。
在空调外壳51内的空气通路中,在空气冷却用蒸发器14与加热器芯22之间配置有空气混合门54。空气混合门54对通过空气冷却用蒸发器14后的冷风中的流入加热器芯22的冷风与在冷风旁通通路55中流动的冷风的风量比例进行调整。
冷风旁通通路55是供通过空气冷却用蒸发器14后的冷风绕过加热器芯22而流动的空气通路。
空气混合门54是具有被支承为能够相对于空调外壳51旋转的旋转轴、与旋转轴结合的门基板部的旋转式门。通过调整空气混合门54的开度位置,能够将从空调外壳51吹出到车室内的空调风的温度调整到期望的温度。
空气混合门54的旋转轴由伺服马达驱动。伺服马达的工作由控制装置60控制。
空气混合门54也可以是在与空气流动大致正交的方向上滑动移动的滑动门。滑动门也可以是由刚体形成的板状的门。也可以是由具有挠性的薄膜材料形成的薄膜门。
由空气混合门54进行温度调整后的空调风从形成于空调外壳51的吹出口56吹出到车室内。
图3所示的控制装置60由包含CPU、ROM和RAM等的公知的微型计算机及其周边电路构成。控制装置60基于存储在ROM内的控制程序而进行各种运算、处理。在控制装置60的输出侧连接有各种控制对象设备。控制装置60是控制各种控制对象设备的工作的控制部。
由控制装置60控制的控制对象设备是压缩机11、第一膨胀阀13、第二膨胀阀16、室外送风机41、高温侧泵21、高温侧三通阀24、低温侧泵31以及低温侧三通阀38等。
控制装置60中的控制压缩机11的电动机的软件和硬件是制冷剂排出能力控制部。控制装置60中的控制第一膨胀阀13的软件和硬件是第一节流控制部。控制装置60中的控制第二膨胀阀16的软件和硬件是第二节流控制部。
控制装置60中的控制室外送风机41的软件和硬件是外部空气送风能力控制部。
控制装置60中的控制高温侧泵21的软件和硬件是高温热介质流量控制部。控制装置60中的控制高温侧三通阀24的软件和硬件是高温热介质流动控制部。
控制装置60中的控制低温侧泵31的软件和硬件是低温热介质流量控制部。控制装置60中的控制低温侧三通阀38的软件和硬件是低温热介质流动控制部。
在控制装置60的输入侧连接有内部空气温度传感器61、外部空气温度传感器62、日照量传感器63、蒸发器温度传感器64、加热器芯温度传感器65、制冷剂压力传感器66、高温冷却水温度传感器67、低温冷却水温度传感器68、电池温度传感器69等各种控制用传感器组。
内部空气温度传感器61检测车室内温度Tr。外部空气温度传感器62检测外部空气温度Tam。日照量传感器63检测车室内的日照量Ts。
蒸发器温度传感器64是检测冷却水冷却用蒸发器17的温度的温度检测部。蒸发器温度传感器64例如是对冷却水冷却用蒸发器17的热交换翅片的温度进行检测的翅片热敏电阻、对在冷却水冷却用蒸发器17中流动的制冷剂的温度进行检测的制冷剂温度传感器等。
加热器芯温度传感器65是检测加热器芯22的温度的温度检测部。加热器芯温度传感器65例如是对加热器芯22的热交换翅片的温度进行检测的翅片热敏电阻、对在加热器芯22中流动的冷却水的温度进行检测的制冷剂温度传感器、对从加热器芯22流出的空气的温度进行检测的空气温度传感器等。
制冷剂压力传感器66是对从压缩机11排出的制冷剂的压力进行检测的制冷剂压力检测部。也可以取代制冷剂压力传感器66,而将制冷剂温度传感器与控制装置60的输入侧连接。制冷剂温度传感器是对从压缩机11排出的制冷剂的温度进行检测的制冷剂压力检测部。控制装置60也可以基于制冷剂的温度而推断制冷剂的压力。
高温冷却水温度传感器67是对高温冷却水回路20的冷却水的温度进行检测的高温热介质温度检测部。例如,高温冷却水温度传感器67对冷凝器12的冷却水的温度进行检测。
低温冷却水温度传感器68是对低温冷却水回路30的冷却水的温度进行检测的低温热介质温度检测部。例如,低温冷却水温度传感器68对冷却水冷却用蒸发器17的冷却水的温度进行检测。
电池温度传感器69是对电池33的温度进行检测的电池温度检测部。例如,电池温度传感器69对电池33的各单元的温度进行检测。
在控制装置60的输入侧连接有未图示的各种操作开关。各种操作开关设置于操作面板70,由乘员进行操作。操作面板70配置在车室内前部的仪表盘附近。向控制装置60输入来自各种操作开关的操作信号。
各种操作开关是空调开关、温度设定开关等。空调开关设定是否在室内空调单元50中进行空气的冷却。温度设定开关设定车室内的设定温度。
接下来,对上述结构的工作进行说明。在控制装置60在空调开关接通的情况下,基于目标吹出温度TAO等而将运转模式切换为制冷模式和制热模式中的任意模式。
目标吹出温度TAO是向车室内吹出的吹出空气的目标温度。控制装置60基于以下的数学式来计算目标吹出温度TAO。
TAO=Kset×Tset-Kr×Tr-Kam×Tam-Ks×Ts+C
在该数学式中,Tset是通过操作面板70的温度设定开关而设定的车室内设定温度,Tr是由内部空气温度传感器61检测出的内部空气温度,Tam是由外部空气温度传感器62检测出的外部空气温度,Ts是由日照量传感器63检测出的日照量。Kset、Kr、Kam、Ks是控制增益,C是校正用的常数。
接下来,对制冷模式和制热模式下的工作进行说明。
(1)制冷模式
在制冷模式中,控制装置60使第一开闭阀18处于开阀状态。控制装置60使上游侧三通阀47和下游侧三通阀48处于闭阀状态。
控制装置60基于目标吹出温度TAO、传感器组的检测信号等而决定与控制装置60连接的各种控制设备的工作状态(向各种控制设备输出的控制信号)。
关于向空气混合门54的伺服马达输出的控制信号,被决定为:空气混合门54位于图2的实线位置而将加热器芯22的空气通路封堵,通过空气冷却用蒸发器14后的送风空气的总流量绕过加热器芯22的空气通路而流动。
在制冷模式中,控制装置60使压缩机11和高温侧泵21进行工作。在制冷模式中,控制装置60控制高温侧三通阀24以打开散热器流路20b。由此,如图1的虚线箭头所示,高温冷却水回路20的冷却水向高温侧散热器23循环而在散热器23中从冷却水向外部空气散热。
此时,空气混合门54将加热器芯22的空气通路封堵,因此在加热器芯22中几乎不进行从冷却水向空气的散热。
在制冷模式时的制冷循环装置10中,制冷剂像图1的虚线箭头那样流动,在循环中循环的制冷剂的状态像以下那样变化。
即,从压缩机11排出的高压制冷剂向冷凝器12流入。流入到冷凝器12的制冷剂向高温冷却水回路20的冷却水散热。由此,制冷剂在冷凝器12中被冷却而冷凝。
从冷凝器12流出的制冷剂向第一膨胀阀13流入,而在第一膨胀阀13中被减压膨胀到成为低压制冷剂。在第一膨胀阀13中减压后的低压制冷剂向空气冷却用蒸发器14流入,从吹送到车室内的空气吸热而蒸发。由此,对吹送到车室内的空气进行冷却。
而且,从空气冷却用蒸发器14流出的制冷剂向压缩机11的吸入侧流动而再次在压缩机11中压缩。
如上所述,在制冷模式中,能够在空气冷却用蒸发器14中使低压制冷剂从空气吸热,将冷却后的空气吹出到车室内。由此,能够实现车室内的制冷。
当在制冷模式中需要冷却电池33的情况下,控制装置60使第二开闭阀19处于闭阀状态并且使低温侧泵31进行工作。
由此,如图1的实线箭头所示,从冷凝器12流出的制冷剂向第二膨胀阀16流入,在第二膨胀阀16中被减压膨胀到成为低压制冷剂。在第二膨胀阀16中减压后的低压制冷剂向冷却水冷却用蒸发器17流入,从低温冷却水回路30的冷却水吸热而蒸发。由此,对低温冷却水回路30的冷却水进行冷却。
在需要冷却电池33的情况下,控制装置60控制低温侧三通阀38以使低温冷却水回路30的冷却水流过电池33。由此,如图1的双点划线箭头所示,低温冷却水回路30的冷却水向电池33循环而冷却电池33。
(2)制热模式
在制热模式中,控制装置60使第一开闭阀18处于闭阀状态,使第二开闭阀19处于开阀状态。控制装置60使上游侧三通阀47和下游侧三通阀48处于闭阀状态。
控制装置60基于目标吹出温度TAO、传感器组的检测信号等而决定与控制装置60连接的各种控制设备的工作状态(向各种控制设备输出的控制信号)。
关于向空气混合门54的伺服马达输出的控制信号,被决定为:空气混合门54位于图2的虚线位置而将加热器芯22的空气通路全开,通过空气冷却用蒸发器14后的送风空气的总流量通过加热器芯22的空气通路。
在制热模式中,控制装置60使压缩机11、高温侧泵21、低温侧泵31进行工作。在制热模式中,控制高温侧三通阀24以关闭散热器流路20b。由此,如图1的实线箭头所示,高温冷却水回路20的冷却水向加热器芯22循环而在加热器芯22中从冷却水向吹送到车室内的空气散热。
在制热模式中,控制低温侧三通阀38的工作以打开低温侧散热器流路30b。由此,如图1的实线箭头所示,低温冷却水回路30的冷却水向低温侧散热器32循环。
在制热模式的制冷循环装置10中,制冷剂像图1的实线箭头那样流动,在循环中循环的制冷剂的状态像以下那样变化。
即,从压缩机11排出的高压制冷剂向冷凝器12流入,而与高温冷却水回路20的冷却水进行热交换并散热。由此,对高温冷却水回路20的冷却水进行加热。
从冷凝器12流出的制冷剂向第二膨胀阀16流入,被减压到成为低压制冷剂。而且,在第二膨胀阀16中减压后的低压制冷剂向冷却水冷却用蒸发器17流入,从低温冷却水回路30的冷却水吸热而蒸发。
而且,从冷却水冷却用蒸发器17流出的制冷剂向压缩机11的吸入侧流动而再次在压缩机11中压缩。
如上所述,在制热模式中,能够使从压缩机11排出的高压制冷剂所具有的热在冷凝器12中向高温冷却水回路20的冷却水散热,使高温冷却水回路20的冷却水所具有的热在加热器芯22中向空气散热,将由加热器芯22加热后的空气吹出到车室内。由此,能够实现车室内的制热。
由于低温冷却水回路30的冷却水在低温侧散热器32中循环,因此能够使低温冷却水回路30的冷却水从外部空气吸热,在冷却水冷却用蒸发器17中使低压制冷剂从低温冷却水回路30的冷却水吸热。因此,能够将外部空气的热用于车室内的制热。
在制热模式中,如图1的双点划线箭头所示,通过使低温冷却水回路30的冷却水还向电池33循环,能够使低温冷却水回路30的冷却水吸收电池33的废热,在冷却水冷却用蒸发器17中使低压制冷剂从低温冷却水回路30的冷却水吸热。因此,能够将电池33的废热用于车室内的制热。
(3)冷却模式
在将空调开关断开的情况下,控制装置60与电池33的温度对应地执行冷却模式。
在冷却模式中,控制装置60使第一开闭阀18处于闭阀状态。控制装置60使上游侧三通阀47和下游侧三通阀48处于闭阀状态。
控制装置60基于传感器组的检测信号等而决定与控制装置60连接的各种控制设备的工作状态(向各种控制设备输出的控制信号)。
在冷却模式中,控制装置60使压缩机11和高温侧泵21进行工作。在制冷模式中,控制装置60控制高温侧三通阀24以打开散热器流路20b。由此,如图1的实线箭头所示,高温冷却水回路20的冷却水向高温侧散热器23循环而在散热器23中从冷却水向外部空气散热。
在冷却模式时的制冷循环装置10中,制冷剂像图1的实线箭头那样流动,在循环中循环的制冷剂的状态像以下那样变化。
即,从压缩机11排出的高压制冷剂向冷凝器12流入。流入到冷凝器12的制冷剂向高温冷却水回路20的冷却水散热。由此,在冷凝器12中制冷剂被冷却而冷凝。
从冷凝器12流出的制冷剂向第二膨胀阀16流入,被减压到成为低压制冷剂。而且,在第二膨胀阀16中减压后的低压制冷剂向冷却水冷却用蒸发器17流入,从低温冷却水回路30的冷却水吸热而蒸发。
而且,从冷却水冷却用蒸发器17流出的制冷剂向压缩机11的吸入侧流动而再次在压缩机11中压缩。
在冷却模式时,控制装置60控制低温侧三通阀38以使低温冷却水回路30的冷却水流过电池33。由此,如图1的双点划线箭头所示,低温冷却水回路30的冷却水向电池33循环而冷却电池33。
如上所述,在冷却模式中,能够在空气冷却用蒸发器14中使低压制冷剂从冷却水吸热,使冷却后的冷却水向电池33循环。由此,能够实现电池33的冷却。
(4)电池加热模式
在车辆的起动时等、由于电池33低于下限温度而想要加热电池33的情况下,控制装置60执行电池加热模式而加热电池33。
在电池加热模式中,控制装置60使第一开闭阀18处于闭阀状态,使第二开闭阀19处于开阀状态。控制装置60使上游侧三通阀47和下游侧三通阀48处于开阀状态。
控制装置60基于传感器组的检测信号等而决定与控制装置60连接的各种控制设备的工作状态(向各种控制设备输出的控制信号)。
在电池加热模式中,控制装置60使压缩机11和连通泵49进行工作。
在电池加热模式时的制冷循环装置10中,制冷剂像图4的实线箭头那样流动,在循环中循环的制冷剂的状态像以下那样变化。
即,从压缩机11排出的高压制冷剂向冷凝器12流入。流入到冷凝器12的制冷剂向高温冷却水回路20的冷却水散热。由此,在冷凝器12中制冷剂被冷却而冷凝。
从冷凝器12流出的制冷剂向第二膨胀阀16流入,被减压到成为低压制冷剂。而且,在第二膨胀阀16中减压后的低压制冷剂向冷却水冷却用蒸发器17流入,从低温冷却水回路30的冷却水吸热而蒸发。
而且,从冷却水冷却用蒸发器17流出的制冷剂向压缩机11的吸入侧流动而再次在压缩机11中压缩。
在电池加热模式时,高温冷却水回路20的冷却水经由上游侧连通流路45和下游侧连通流路46而在低温冷却水回路30中循环。
在电池加热模式时,控制装置60控制低温侧三通阀38以使高温冷却水回路20的冷却水不在散热器流路20b中流动。在电池加热模式时,控制装置60控制低温侧三通阀38以使低温冷却水回路30的冷却水流过电池33。由此,如图4的实线箭头所示,高温冷却水回路20的冷却水流过电池33而在电池33中散热。因此,加热电池33。
如上所述,在电池加热模式中,能够在高温冷却水回路20中从高压制冷剂向冷却水散热,使加热后的冷却水向电池33循环。由此,能够实现电池33的加热。
在电池加热模式中,通过使高温冷却水回路20的冷却水流过加热器芯22,由空气混合门54打开加热器芯22的空气通路,能够一边进行电池33的加热一边制热。
(5)除霜模式
在低温侧散热器32结霜的情况下,控制装置60执行除霜模式而对低温侧散热器32进行除霜。
在除霜模式中,控制装置60使第一开闭阀18处于闭阀状态,使第二开闭阀19处于开阀状态。控制装置60使上游侧三通阀47和下游侧三通阀48处于开阀状态。
控制装置60基于传感器组的检测信号等而决定与控制装置60连接的各种控制设备的工作状态(向各种控制设备输出的控制信号)。
在除霜模式中,控制装置60使压缩机11和连通泵49进行工作。
在除霜时的制冷循环装置10中,制冷剂像图4的实线箭头那样流动,在循环中循环的制冷剂的状态像以下那样变化。
即,从压缩机11排出的高压制冷剂向冷凝器12流入。流入到冷凝器12的制冷剂向高温冷却水回路20的冷却水散热。由此,在冷凝器12中制冷剂被冷却而冷凝。
从冷凝器12流出的制冷剂向第二膨胀阀16流入,被减压到成为低压制冷剂。而且,在第二膨胀阀16中减压后的低压制冷剂向冷却水冷却用蒸发器17流入,从低温冷却水回路30的冷却水吸热而蒸发。
而且,从冷却水冷却用蒸发器17流出的制冷剂向压缩机11的吸入侧流动而再次在压缩机11中压缩。
在除霜模式时,高温冷却水回路20的冷却水经由上游侧连通流路45和下游侧连通流路46而在低温冷却水回路30中循环。
在除霜模式时,控制装置60控制低温侧三通阀38以使高温冷却水回路20的冷却水不在散热器流路20b中流动。在除霜模式时,控制装置60控制低温侧三通阀38以使低温冷却水回路30的冷却水流过低温侧散热器32。由此,如图4的虚线箭头所示,高温冷却水回路20的冷却水流过低温侧散热器32而在低温侧散热器32中散热。由此,对低温侧散热器32进行除霜。
如上所述,在除霜模式中,能够在高温冷却水回路20中从高压制冷剂向冷却水散热,而使加热后的冷却水向低温侧散热器32循环。由此,能够实现低温侧散热器32的除霜。
在除霜模式中,通过使高温冷却水回路20的冷却水流过加热器芯22,由空气混合门54打开加热器芯22的空气通路,能够一边对低温侧散热器32进行除霜一边制热。
也可以同时执行电池加热模式和除霜模式。
在本实施方式中,上游侧连通流路45和下游侧连通流路46使热从高温冷却水回路20向低温冷却水回路30移动,以使冷却水在电池33和低温侧散热器32中的至少一个中散热。
由此,通过具备上游侧连通流路45和下游侧连通流路46,能够在电池33和低温侧散热器32中使冷却水散热,因此能够以简单的结构来加热电池33和低温侧散热器32。
在以往的热气体运转中,由于仅取决于压缩机吸入侧的制冷剂压力(换言之为制冷剂密度),因此存在除了增加压缩机的转速以外还没有提高加热能力这样的问题。
然而,在本实施方式中,并不是通过热气体运转而是通过通常的制冷循环的运转来加热电池33和低温侧散热器32,因此能够容易地提高加热能力,并且能够高效地加热电池33和低温侧散热器32。
在本实施方式中,从高温冷却水回路20经由上游侧连通流路45而流入到低温冷却水回路30的冷却水的至少一部分流过电池33和低温侧散热器32中的至少一方而不经过低温侧热交换器17。
由此,能够在电池33和低温侧散热器32中使冷却水高效地散热。
在本实施方式中,优选控制装置60在高温冷却水回路20的冷却水的温度或者压力上升到规定值以上之后,控制上游侧三通阀47和下游侧三通阀48以打开上游侧连通流路45和下游侧连通流路46。
由此,在使热在高温冷却水回路20与低温冷却水回路30之间移动时,能够使高温冷却水回路20与低温冷却水回路30的温度差扩大而使制冷循环的高低压差扩大,因此能够增大压缩机11的动力。其结果为,能够提高电池33和低温侧散热器32的加热能力。
在本实施方式中,优选控制装置60控制低温侧三通阀38以使冷却水在低温侧热交换器17与低温侧散热器32之间循环,然后,控制上游侧三通阀47和下游侧三通阀48以打开上游侧连通流路45和下游侧连通流路46。
由此,在从外部空气吸热而使低温侧热交换器17的温度上升之后,能够使热在高温冷却水回路20与低温冷却水回路30之间移动。
在本实施方式中,优选控制装置60控制低温侧三通阀38以使冷却水在电池33和低温侧散热器32中的至少一方与低温侧热交换器17之间循环,然后,控制上游侧三通阀47和下游侧三通阀48以打开上游侧连通流路45和下游侧连通流路46。
由此,在电池33和低温侧散热器32中的至少一方由于在低温侧热交换器17中冷却后的冷却水而低于外部空气温度的情况下,在使电池33和低温侧散热器32中的至少一方上升到与外部空气温度同等的温度之后,能够使热在高温冷却水回路20与低温冷却水回路30之间移动。
因此,在使低温侧热交换器17的温度上升之后,能够使热在高温冷却水回路20与低温冷却水回路30之间移动。
在本实施方式中,由于具备对从冷凝器12流出的制冷剂进行气液分离并使液相的制冷剂向第二膨胀阀16侧流出的接收器40,因此能够使制冷循环接收循环化,而提高冷却性能。
在本实施方式中,第一开闭阀18、第二开闭阀19、高温侧三通阀24以及低温侧三通阀38切换制冷模式、制热模式、冷却模式。
制冷模式是在蒸发器14中使制冷剂从空气吸热、在高温侧室外器23中从制冷剂向外部空气散热的运转模式。制热模式是在加热器芯22中从冷却水向空气散热、在低温侧散热器32中使制冷剂从外部空气吸热的运转模式。冷却模式是冷却水在电池33和低温侧散热器32中吸热的运转模式。
由此,能够适当地进行车室内的制冷制热与电池33和低温侧散热器32的冷却。
(第二实施方式)
在上述实施方式中,在电池加热模式时,冷却水在电池33和冷却水冷却用蒸发器17中相互并联地流动,但在本实施方式中,如图5的实线箭头所示,在电池加热模式时,冷却水在电池33和冷却水冷却用蒸发器17中相互串联地流动。
具体而言,电池33配置在低温冷却水回路30的低温侧循环流路30a中的与上游侧连通流路45的连接部与冷却水冷却用蒸发器17之间的部位。
由此,在电池加热模式时,从高温冷却水回路20经由上游侧连通流路45而流入到低温冷却水回路30的冷却水按照电池33、冷却水冷却用蒸发器17的顺序串联地流动。因此,能够高效地加热电池33。
(第三实施方式)
在上述实施方式中,利用上游侧连通流路45和下游侧连通流路46使高温冷却水回路20与低温冷却水回路30连通,从而使热从高温冷却水回路20向低温冷却水回路30移动,但在本实施方式中,如图6所示,利用共用的翅片39使高温侧散热器23与低温侧散热器32相互接合,从而使热从高温冷却水回路20向低温冷却水回路30移动。
共用的翅片39是促进冷却水与空气的热交换的热交换促进部件。共用的翅片39是金属制(例如铝制)的部件。
共用的翅片39是利用金属将高温侧散热器23和低温侧散热器32结合从而使热从高温侧散热器23向低温侧散热器32移动的结合部。
由此,能够进行制热模式后的除霜。在制热模式中,由于在低温侧散热器32中低温冷却水回路30的冷却水从外部空气吸热,因此在低温侧散热器32产生结霜。因此,在执行制热模式之后的停车时,利用高温冷却水回路20的冷却水中残留的热而对低温侧散热器32进行除霜。
即,高温侧散热器23和低温侧散热器32通过共用的翅片39而以能够相互热移动的方式连接,因此高温冷却水回路20的冷却水的热从高温侧散热器23向低温侧散热器32移动。
由此,低温侧散热器32的温度上升,能够使附着于低温侧散热器32的表面的霜融化。
在本实施方式中,翅片39利用金属将高温侧室外器23和低温侧室外器32结合,而使热从高温侧室外器23向低温侧室外器32移动。
由此,从高温侧室外器23向低温侧室外器32移动的热量是与制冷循环的高低压差对应地决定的,因此能够抑制在制冷循环的高低压差较小时从高温侧室外器23朝向低温侧室外器32的热移动过度。
因此,容易使高温冷却水回路20与低温冷却水回路30的温度差扩大而使制冷循环的高低压差扩大,因此容易增大压缩机11的动力。其结果为,容易提高电池33和低温侧散热器32的加热能力。
(其他的实施方式)
能够使上述实施方式例如像以下那样进行各种变形。
(1)在上述实施方式中,作为热介质,使用冷却水,但也可以将油等各种介质作为热介质来使用。
作为热介质,也可以使用纳米流体。纳米流体是指混入了粒子径为纳米量级的纳米粒子的流体。通过使纳米粒子混入热介质,从而除了像使用了乙二醇的冷却水那样使凝固点降低而成为防冻液的作用效果之外,还能够得到如下的作用效果。
即,能够得到提高特定的温度带的热传导率的作用效果、增加热介质的热容量的作用效果、金属配管的防腐蚀效果、防止橡胶配管的劣化的作用效果、以及提高极低温下的热介质的流动性的作用效果。
这样的作用效果根据纳米粒子的粒子结构、粒子形状、配合比率、附加物质而发生各种变化。
由此,能够提高热传导率,因此与使用乙二醇的冷却水进行比较,即使是少量的热介质也能够得到同等的冷却效率。
另外,由于能够增加热介质的热容量,因此能够增加由于热介质自身的显热引起的蓄冷热量。
通过增加蓄冷热量,即使在不使压缩机11进行工作的状态下,也能够在某种程度的时间内实施利用了蓄冷热的设备的冷却、加热的温度调节,因此能够实现制冷循环装置10的省动力化。
优选纳米粒子的纵横比为50以上。这是因为,能够得到充分的热传导率。此外,纵横比是表示纳米粒子的纵×横的比率的形状指标。
作为纳米粒子,能够使用包含Au、Ag、Cu和C中的任一种的纳米粒子。具体而言,作为纳米粒子的构成原子,能够使用Au纳米粒子、Ag纳米线、CNT、石墨烯、石墨核壳型纳米粒子型纳米粒子、以及含有Au纳米粒子的CNT等。
CNT是碳纳米管。石墨核壳型纳米粒子是以包围上述原子的方式具有碳纳米管等构造体的粒子体。
(2)在上述实施方式的制冷循环装置10中,作为制冷剂,使用氟利昂系制冷剂,但制冷剂的种类不限于此,也可以使用二氧化碳等自然制冷剂、烃类制冷剂等。
另外,上述实施方式的制冷循环装置10构成高压侧制冷剂压力不超过制冷剂的临界压力的亚临界制冷循环,但也可以构成高压侧制冷剂压力超过制冷剂的临界压力的超临界制冷循环。
(3)在上述第三实施方式中,高温侧散热器23与低温侧散热器32为单独的散热器,高温侧散热器23与低温侧散热器32通过共用的翅片39而相互接合,但高温侧散热器23和低温侧散热器32也可以由一个散热器构成。
例如,也可以通过将高温侧散热器23的水箱和低温侧散热器32的水箱相互一体化,从而高温侧散热器23和低温侧散热器32由一个散热器构成。
(4)在上述实施方式中,也可以在接收器40的制冷剂出口侧设置过冷却器。过冷却器是使从接收器40流出的液相制冷剂与高温冷却水回路20的冷却水进行热交换而对液相制冷剂进行过冷却的过冷却用热交换器。
接收器40和过冷却器也可以与冷凝器12一体地形成。
(5)在上述实施方式中,第一膨胀阀13和第二膨胀阀16是机械式的温度式膨胀阀,但第一膨胀阀13也可以是电气式的可变节流机构。电气式的可变节流机构具有阀体和电动促动器。阀体构成为能够变更制冷剂通路的通路开度(换言之为节流开度)。电动促动器具有使阀体的节流开度变化的步进电动机。
第一膨胀阀13和第二膨胀阀16的工作只要由从控制装置60输出的控制信号进行控制即可。
更具体而言,第一膨胀阀13和第二膨胀阀16也可以由具有将制冷剂通路全闭的全闭功能的可变节流机构构成。具有全闭功能的可变节流机构能够通过由第一膨胀阀13和第二膨胀阀16使制冷剂通路全闭而切断制冷剂的流动。

Claims (9)

1.一种制冷循环装置,其特征在于,具备:
压缩机(11),该压缩机吸入制冷剂并排出该制冷剂;
高温侧热交换器(12),该高温侧热交换器使从所述压缩机排出的制冷剂与热介质进行热交换;
减压部(16),该减压部使从所述高温侧热交换器流出的所述制冷剂减压;
低温侧热交换器(17),该低温侧热交换器使由所述减压部减压后的所述制冷剂与所述热介质进行热交换;
高温侧热介质回路(20),该高温侧热介质回路用于使所述热介质向所述高温侧热交换器循环;
低温侧热介质回路(30),该低温侧热介质回路用于使所述热介质向所述低温侧热交换器循环;
低温侧室外器(32),该低温侧室外器使所述低温侧热介质回路的所述热介质与外部空气进行热交换;
高温侧室外器(23),该高温侧室外器使所述高温侧热介质回路的所述热介质与外部空气进行热交换;以及
结合部(39),该结合部由金属构成,且结合于所述高温侧室外器和所述低温侧室外器,并使热从所述高温侧室外器向所述低温侧室外器移动。
2.一种制冷循环装置,其特征在于,具备:
压缩机(11),该压缩机吸入制冷剂并排出该制冷剂;
高温侧热交换器(12),该高温侧热交换器使从所述压缩机排出的制冷剂与热介质进行热交换;
减压部(16),该减压部使从所述高温侧热交换器流出的所述制冷剂减压;
低温侧热交换器(17),该低温侧热交换器使由所述减压部减压后的所述制冷剂与所述热介质进行热交换;
高温侧热介质回路(20),该高温侧热介质回路用于使所述热介质向所述高温侧热交换器循环;
低温侧热介质回路(30),该低温侧热介质回路用于使所述热介质向所述低温侧热交换器循环;
热交换部,所述低温侧热介质回路的所述热介质在该热交换部进行热交换;
热移动部,该热移动部使热从所述高温侧热介质回路向所述低温侧热介质回路移动,以在所述热交换部中使所述热介质散热;以及
高温侧室外器(23),该高温侧室外器使所述高温侧热介质回路的所述热介质与外部空气进行热交换,
所述热交换部是使所述低温侧热介质回路的所述热介质与外部空气进行热交换的低温侧室外器(32),
该制冷循环装置还具备结合部(39),该结合部利用金属将所述高温侧室外器和所述低温侧室外器结合,从而使热从所述高温侧室外器向所述低温侧室外器移动。
3.一种制冷循环装置,其特征在于,具备:
压缩机(11),该压缩机吸入制冷剂并排出该制冷剂;
高温侧热交换器(12),该高温侧热交换器使从所述压缩机排出的制冷剂与热介质进行热交换;
减压部(16),该减压部使从所述高温侧热交换器流出的所述制冷剂减压;
低温侧热交换器(17),该低温侧热交换器使由所述减压部减压后的所述制冷剂与所述热介质进行热交换;
高温侧热介质回路(20),该高温侧热介质回路用于使所述热介质向所述高温侧热交换器循环;
低温侧热介质回路(30),该低温侧热介质回路用于使所述热介质向所述低温侧热交换器循环;
热交换部,所述低温侧热介质回路的所述热介质在该热交换部进行热交换;
热移动部,该热移动部使热从所述高温侧热介质回路向所述低温侧热介质回路移动,以在所述热交换部中使所述热介质散热,且具有连通流路(45、46),该连通流路使所述高温侧热介质回路和所述低温侧热介质回路连通,以使所述热介质在所述高温侧热介质回路与所述低温侧热介质回路之间循环;
低温侧室外器(32),该低温侧室外器使所述低温侧热介质回路的所述热介质与外部空气进行热交换;
低温侧循环切换部(38),该低温侧循环切换部对所述热介质在所述低温侧热交换器与所述低温侧室外器之间循环的状态和所述热介质在所述低温侧热交换器与所述低温侧室外器之间不循环的状态进行切换;以及
控制装置(60),该控制装置在控制所述低温侧循环切换部以使所述热介质在所述低温侧热交换器与所述低温侧室外器之间循环之后,控制开闭部以打开所述连通流路。
4.一种制冷循环装置,其特征在于,具备:
压缩机(11),该压缩机吸入制冷剂并排出该制冷剂;
高温侧热交换器(12),该高温侧热交换器使从所述压缩机排出的制冷剂与热介质进行热交换;
减压部(16),该减压部使从所述高温侧热交换器流出的所述制冷剂减压;
低温侧热交换器(17),该低温侧热交换器使由所述减压部减压后的所述制冷剂与所述热介质进行热交换;
高温侧热介质回路(20),该高温侧热介质回路用于使所述热介质向所述高温侧热交换器循环;
低温侧热介质回路(30),该低温侧热介质回路用于使所述热介质向所述低温侧热交换器循环;
热交换部,所述低温侧热介质回路的所述热介质在该热交换部进行热交换;
热移动部,该热移动部使热从所述高温侧热介质回路向所述低温侧热介质回路移动,以在所述热交换部中使所述热介质散热,且具有连通流路(45、46),该连通流路使所述高温侧热介质回路和所述低温侧热介质回路连通,以使所述热介质在所述高温侧热介质回路与所述低温侧热介质回路之间循环;
低温侧室外器(32),该低温侧室外器使所述低温侧热介质回路的所述热介质与外部空气进行热交换;
低温侧循环切换部(38),该低温侧循环切换部对所述热介质在所述热交换部与所述低温侧室外器之间循环的状态和所述热介质在所述热交换部与所述低温侧室外器之间不循环的状态进行切换;以及
控制装置(60),该控制装置在控制所述低温侧循环切换部以使所述热介质在所述热交换部与所述低温侧室外器之间循环之后,控制开闭部以打开所述连通流路。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述热交换部为搭载于车辆的电池(33)。
6.根据权利要求2所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述热移动部具有连通流路(45、46),该连通流路使所述高温侧热介质回路和所述低温侧热介质回路连通,以使所述热介质在所述高温侧热介质回路与所述低温侧热介质回路之间循环,
从所述高温侧热介质回路经由所述连通流路而流入到所述低温侧热介质回路的所述热介质的至少一部分不经过所述低温侧热交换器就流过所述热交换部。
7.根据权利要求3或4中所述的制冷循环装置,其特征在于,
从所述高温侧热介质回路经由所述连通流路而流入到所述低温侧热介质回路的所述热介质的至少一部分不经过所述低温侧热交换器就流过所述热交换部。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的制冷循环装置,其特征在于,
具备气液分离部(40),该气液分离部对从所述高温侧热交换器流出的所述制冷剂进行气液分离,并使液相的所述制冷剂向所述减压部侧流出。
9.根据权利要求6所述的制冷循环装置,其特征在于,具备:
开闭部(47、48),该开闭部对所述连通流路进行开闭;以及
控制装置(60),在所述高温侧热介质回路的所述热介质的温度或者压力上升到规定值以上之后,该控制装置控制所述开闭部以打开所述连通流路。
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11021037B2 (en) * 2017-11-07 2021-06-01 Hanon Systems Thermal management system
CN110871712B (zh) * 2018-08-29 2023-04-25 翰昂汽车零部件有限公司 车辆的热管理系统
KR102614152B1 (ko) * 2018-11-09 2023-12-13 현대자동차주식회사 히트펌프 시스템
JP2020164153A (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 株式会社デンソー 空調装置
WO2020203151A1 (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 株式会社デンソー 空調装置
JP7230642B2 (ja) * 2019-03-29 2023-03-01 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
JP7147688B2 (ja) * 2019-06-03 2022-10-05 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
JP2021014201A (ja) * 2019-07-12 2021-02-12 トヨタ自動車株式会社 車載温調装置
IT201900015376A1 (it) * 2019-09-02 2021-03-02 Denso Thermal Systems Spa Sistema per il controllo della temperatura di una batteria in un veicolo e per lo sbrinamento di un radiatore associato a tale sistema.
JP7243694B2 (ja) * 2019-10-15 2023-03-22 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
JP7097345B2 (ja) * 2019-12-06 2022-07-07 本田技研工業株式会社 車両用空調装置
JP7463119B2 (ja) * 2020-01-31 2024-04-08 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 車両用空調装置
JP7415683B2 (ja) * 2020-03-10 2024-01-17 トヨタ自動車株式会社 車載温調システム
JP7472605B2 (ja) * 2020-04-01 2024-04-23 株式会社デンソー 電池温調装置
JP2022052534A (ja) * 2020-09-23 2022-04-04 サンデン・アドバンストテクノロジー株式会社 熱マネジメントシステム
CN113547896A (zh) * 2020-09-30 2021-10-26 株式会社电装 具有电池加热功能的车载空调系统
JP7465788B2 (ja) * 2020-11-16 2024-04-11 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 車両用空調システムおよび車両用空調方法
JP2022113417A (ja) * 2021-01-25 2022-08-04 株式会社デンソー 熱管理システム
DE102021105751A1 (de) 2021-03-10 2022-09-15 Volkswagen Aktiengesellschaft Thermomanagementsystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Temperiersystem und einem davon separierten Transfersystem
DE102021105750A1 (de) 2021-03-10 2022-09-15 Volkswagen Aktiengesellschaft Thermomanagementsystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Temperiersystem und einem davon separierten Transfersystem

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6807820B2 (en) * 2002-03-06 2004-10-26 Denso Corporation Heat storage system for vehicle, with adsorbent
DK2339265T3 (en) * 2009-12-25 2018-05-28 Sanyo Electric Co Cooling device
EP2339266B1 (en) * 2009-12-25 2018-03-28 Sanyo Electric Co., Ltd. Refrigerating apparatus
JP5751028B2 (ja) * 2010-06-10 2015-07-22 株式会社デンソー ヒートポンプサイクル
WO2012118198A1 (ja) * 2011-03-03 2012-09-07 サンデン株式会社 車両用空気調和装置
JP5861495B2 (ja) * 2011-04-18 2016-02-16 株式会社デンソー 車両用温度調整装置、および車載用熱システム
JP5821756B2 (ja) * 2011-04-21 2015-11-24 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
JP6060797B2 (ja) * 2012-05-24 2017-01-18 株式会社デンソー 車両用熱管理システム
JP6064753B2 (ja) * 2013-04-05 2017-01-25 株式会社デンソー 車両用熱管理システム
JP5949668B2 (ja) * 2013-06-04 2016-07-13 株式会社デンソー 車両用熱管理システム
CN105307883B (zh) 2013-06-04 2017-04-12 株式会社电装 车辆用热管理系统
JP6271222B2 (ja) * 2013-11-12 2018-01-31 カルソニックカンセイ株式会社 車両用冷媒循環装置、及び車両用空調装置
JP2015186989A (ja) * 2014-03-12 2015-10-29 カルソニックカンセイ株式会社 車載温調装置、車両用空調装置及びバッテリ温調装置
JP2016003828A (ja) * 2014-06-18 2016-01-12 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
JP6540180B2 (ja) * 2015-04-14 2019-07-10 株式会社デンソー 車両用熱管理システム
JP6380455B2 (ja) * 2015-07-14 2018-08-29 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
JP6361703B2 (ja) * 2015-09-04 2018-07-25 株式会社デンソー 車両用熱管理装置
JP6663676B2 (ja) * 2015-10-02 2020-03-13 株式会社デンソー 車両用熱管理装置
JP6433403B2 (ja) * 2015-10-02 2018-12-05 トヨタ自動車株式会社 車両用熱管理装置
JP6481668B2 (ja) * 2015-12-10 2019-03-13 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
JP6555112B2 (ja) * 2015-12-11 2019-08-07 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
JP6477536B2 (ja) * 2016-02-23 2019-03-06 株式会社デンソー 車両用熱管理装置
JP6485390B2 (ja) * 2016-03-08 2019-03-20 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
JP6565744B2 (ja) * 2016-03-10 2019-08-28 株式会社デンソー 空調装置
JP6747006B2 (ja) 2016-03-29 2020-08-26 富士ゼロックス株式会社 電子写真感光体、画像形成装置、及びプロセスカートリッジ
JP6623962B2 (ja) * 2016-07-26 2019-12-25 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
JP6579276B2 (ja) * 2016-09-09 2019-09-25 株式会社デンソー 機器温調装置
JP6604441B2 (ja) * 2016-09-09 2019-11-13 株式会社デンソー 機器温調装置の製造方法および作動流体の充填方法
JP6791052B2 (ja) * 2017-07-31 2020-11-25 株式会社デンソー 空調装置
DE102019109796A1 (de) * 2018-05-31 2019-12-05 Hanon Systems Wärmestrommanagementvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Wärmestrommanagementvorrichtung
JP2020147161A (ja) * 2019-03-13 2020-09-17 トヨタ自動車株式会社 車載温調装置

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