CN112384392B - 车辆用空气调节装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种能够在将室外热交换器除霜时防止由液体压缩造成的压缩机的损伤、还能够防止电池等的过冷的车辆用空气调节装置。具备使载热体向电池(55)等被调温对象循环而调整温度的被调温对象温度调整装置(61)。被调温对象温度调整装置具有使制冷剂与载热体热交换的制冷剂-载热体热交换器(64)和载热体加热加热器(66A、66B)。执行除霜运转,所述除霜运转是使从压缩机(2)喷出的制冷剂在室外热交换器(7)散热、减压后、使其在制冷剂-载热体热交换器从载热体吸热的运转。在除霜运转中,通过载热体加热加热器,将被调温对象的温度控制为规定的下限值TL以上。
Description
技术领域
本发明是能够调整搭载于车辆的电池等被调温对象的温度的热泵式的车辆用空气调节装置,特别涉及室外热交换器的除霜。
背景技术
因为近年来的环境问题的显现化,以从搭载的电池供给的电力驱动行驶用马达的混合动力汽车、电动汽车等车辆达到了普及。而且,作为能够应用于这样的车辆的空气调节装置,开发了以下的装置:具备制冷剂回路,所述制冷剂回路连接着压缩机、散热器、吸热器以及室外热交换器;使从压缩机喷出的制冷剂在散热器散热,使在该散热器散热后的制冷剂在室外热交换器吸热,从而将车室内制暖;使从压缩机喷出的制冷剂在室外热交换器散热,使该制冷剂在吸热器吸热,从而将车室内制冷。
此外,在将车室内制暖的情况下,由于在室外热交换器中制冷剂吸热而成为低温,所以外部气体中的水分成为霜而附着于室外热交换器。如果该室外热交换器的结霜成长,则与外部气体的热交换被阻碍,所以制暖能力下降。鉴于此,使从压缩机喷出的高温的制冷剂流到室外热交换器而使该制冷剂散热,从而将室外热交换器除霜(例如,参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-237052号公报
专利文献2:日本特开2012-17056号公报。
发明内容
发明要解决的课题
但是,在该除霜方式中,由于制冷剂回路内全部成为气体制冷剂,所以制冷剂较多地剩余,有液体制冷剂从与压缩机的制冷剂吸入侧连接的储液器(accumulator)溢出、压缩机发生液体压缩而损坏之危险性。
另一方面,还提出了以下的系统:使冷却水向电池循环而将电池调温,并且使该冷却水与制冷剂热交换而将电池产生的热通过制冷剂向室外热交换器输送,贡献于室外热交换器的除霜(例如,参照专利文献2),但是有在除霜中电池的温度过冷之课题。
本发明是为了解决该以往技术的课题而做出的,目的是提供一种能够在防止当将室外热交换器除霜时由液体压缩造成的压缩机的损伤的同时、也防止搭载于车辆的被调温对象的过冷的车辆用空气调节装置。
用来解决课题的手段
本发明的车辆用空气调节装置具备:压缩机,将制冷剂压缩;散热器,用来使制冷剂散热而将向车室内供给的空气加热;室外热交换器,设在车室外;以及控制装置;通过该控制装置,使从压缩机喷出的制冷剂在散热器散热,将散热后的该制冷剂减压后,使其在室外热交换器吸热,从而能够将车室内制暖;其特征在于,具备被调温对象温度调整装置,所述被调温对象温度调整装置用来使载热体向搭载于车辆的被调温对象循环而对该被调温对象的温度进行调整;该被调温对象温度调整装置具有使制冷剂与载热体热交换的制冷剂-载热体热交换器和用来将载热体加热的加热装置;控制装置执行除霜运转,所述除霜运转是使从压缩机喷出的制冷剂在室外热交换器散热、将散热后的该制冷剂减压后、使其流入到制冷剂-载热体热交换器而使其从载热体吸热的运转;并且,在该除霜运转中,通过加热装置,将被调温对象的温度控制为规定的下限值以上。
技术方案2的发明的车辆用空气调节装置在上述发明中,其特征在于,控制装置在除霜运转中,将被调温对象的温度控制为规定的上限值以下下限值以上的适当温度范围内。
技术方案3的发明的车辆用空气调节装置在上述各发明中,其特征在于,被调温对象是电池及/或行驶用马达。
技术方案4的发明的车辆用空气调节装置在上述各发明中,其特征在于,具备吸热器,所述吸热器用来使制冷剂吸热而将向车室内供给的空气冷却;控制装置能够切换并执行以下的各空气调节运转:制暖运转,使从压缩机喷出的制冷剂在散热器散热,将散热后的该制冷剂减压后,使其在室外热交换器吸热;除湿运转,使从压缩机喷出的制冷剂在散热器散热,将散热后的该制冷剂减压后,使其在吸热器吸热;以及制冷运转,使从压缩机喷出的制冷剂在室外热交换器散热,将散热后的该制冷剂减压后,使其在吸热器吸热;在这些各空气调节运转中,使制冷剂流入到制冷剂-载热体热交换器而使其从载热体吸热,从而能够调整被调温对象的温度。
技术方案5的发明的车辆用空气调节装置在上述各发明中,其特征在于,具备储液器,所述储液器与压缩机的制冷剂吸入侧连接。
发明效果
根据本发明,由于具备:压缩机,将制冷剂压缩;散热器,用来使制冷剂散热而将向车室内供给的空气加热;室外热交换器,设在车室外;以及控制装置;通过该控制装置,使从压缩机喷出的制冷剂在散热器散热,将散热后的该制冷剂减压后,使其在室外热交换器吸热,从而能够将车室内制暖;在这样的车辆用空气调节装置中,具备被调温对象温度调整装置,所述被调温对象温度调整装置用来使载热体向搭载于车辆的被调温对象循环而对该被调温对象的温度进行调整;该被调温对象温度调整装置具有使制冷剂与载热体热交换的制冷剂-载热体热交换器和用来将载热体加热的加热装置;控制装置执行除霜运转,所述除霜运转是使从压缩机喷出的制冷剂在室外热交换器散热、将散热后的该制冷剂减压后、使其流入到制冷剂-载热体热交换器而使其从载热体吸热的运转;所以,能够进行将室外热交换器设为高压侧而在该室外热交换器使制冷剂冷凝、在制冷剂-载热体热交换器使制冷剂蒸发的除霜运转。
由此,在将室外热交换器除霜时,在包括该室外热交换器的高压侧存在液体制冷剂,所以能够不将如技术方案5的发明那样与压缩机的制冷剂吸入侧连接的储液器的容量扩大,而将压缩机发生液体压缩而带来损伤的不良状况避免于未然。
特别是,在该除霜运转中,控制装置通过被调温对象温度调整装置的加热装置将被调温对象的温度控制为规定的下限值以上,所以能够在使被调温对象的排热、加热装置的热贡献于室外热交换器的除霜的同时,也有效地消除技术方案3的发明那样的作为被调温对象的电池、行驶用马达过冷而陷入功能不全的不良状况。
进而,如果如技术方案2的发明那样控制装置在除霜运转中将被调温对象的温度控制为规定的上限值以下下限值以上的适当温度范围内,则能够防止被调温对象的过冷、过热,使其以最优的状态发挥功能。
而且,如技术方案4的发明那样,具备吸热器,所述吸热器用来使制冷剂吸热而将向车室内供给的空气冷却;控制装置能够切换并执行以下的各空气调节运转:制暖运转,使从压缩机喷出的制冷剂在散热器散热,将散热后的该制冷剂减压后,使其在室外热交换器吸热;除湿运转,使从压缩机喷出的制冷剂在散热器散热,将散热后的该制冷剂减压后,使其在吸热器吸热;以及制冷运转,使从压缩机喷出的制冷剂在室外热交换器散热,将散热后的该制冷剂减压后,使其在吸热器吸热;在这些各空气调节运转中,也使制冷剂流入到制冷剂-载热体热交换器而使其从载热体吸热,从而能够调整被调温对象的温度;由此,在进行车室内的空气调节运转的正当中也能够使被调温对象在良好的状态下发挥功能。
附图说明
图1是应用了本发明的车辆用空气调节装置的一实施例的结构图。
图2是作为图1的车辆用空气调节装置的控制装置的空气调节控制器的框图。
图3是说明由图2的空气调节控制器进行的制暖运转的图。
图4是说明由图2的空气调节控制器进行的除湿制暖运转的图。
图5是说明由图2的空气调节控制器进行的内部循环运转的图。
图6是说明由图2的空气调节控制器进行的除湿制冷运转/制冷运转的图。
图7是说明由图2的空气调节控制器进行的制暖/被调温对象调温模式的图。
图8是说明由图2的空气调节控制器进行的除湿制冷/被调温对象调温模式(制冷/被调温对象调温模式)的图。
图9是说明由图2的空气调节控制器进行的内部循环/被调温对象调温模式的图。
图10是说明由图2的空气调节控制器进行的除湿制暖/被调温对象调温模式的图。
图11是说明由图2的空气调节控制器进行的除霜运转的图。
图12是图11的除霜运转的P-h线图。
图13是说明将室外热交换器简单除霜的情况的图。
图14是图13的简单除霜的情况下的P-h线图。
具体实施方式
以下,基于附图对本发明的实施方式详细地进行说明。图1表示应用了本发明的一实施例的车辆用空气调节装置1的结构图。应用本发明的实施例的车辆是没有搭载发动机(内燃机)的电动汽车(EV),是在车辆搭载有电池55(例如锂电池)、将从外部电源充入到电池55的电力向行驶用马达(电动马达)65供给、从而驱动、行驶的车辆。而且,车辆用空气调节装置1也从电池55供电而被驱动。
即,车辆用空气调节装置1在不能进行借助发动机废热的制暖的电动汽车中,通过使用制冷剂回路R的热泵运转而进行制暖运转,进而,有选择地进行除湿制暖运转(本发明的除湿运转)、内部循环运转(这也是本发明的除湿运转)、除湿制冷运转(这也是本发明的除湿运转)、制冷运转的各空气调节运转,从而进行车室内的空气调节。另外,作为车辆,并不限于该电动汽车,不用说本发明对于提供使用发动机和行驶用的电动马达的所谓混合动力汽车也是有效的。
实施例的车辆用空气调节装置1是进行电动汽车的车室内的空气调节(制暖、制冷、除湿及换气)的装置,通过制冷剂配管13依次连接以下设备而构成制冷剂回路R:电动式的压缩机(电动压缩机)2,将制冷剂压缩;散热器4,设在车室内空气被通气循环的HVAC单元10的空气流通路3内,从压缩机2喷出的高温高压的制冷剂经由制冷剂配管13G流入,用来使该制冷剂散热而将向车室内供给的空气加热;室外膨胀阀6,由在制暖时使制冷剂减压膨胀的电动阀构成;室外热交换器7,用来在制冷剂与外部气体之间进行热交换,以在制冷时作为使制冷剂散热的散热器发挥功能,在制暖时作为使制冷剂吸热的蒸发器发挥功能;室内膨胀阀8,由使制冷剂减压膨胀的电动阀构成;吸热器9,设在空气流通路3内,用来在制冷时及除湿时使制冷剂从车室内外吸热而将向车室内供给的空气冷却;以及储液器12等。室外膨胀阀6、室内膨胀阀8使制冷剂减压膨胀,并且还能够全开、全闭。
另外,在室外热交换器7设有室外送风机15。该室外送风机15是通过将外部气体向室外热交换器7强制地通风、使外部气体与制冷剂热交换的设备,由此构成为,即使在停车中(即,车速为0km/h)也将外部气体向室外热交换器7通风。
此外,与室外热交换器7的制冷剂出口侧连接的制冷剂配管13A经由止回阀18而与制冷剂配管13B连接。另外,止回阀18其制冷剂配管13B侧被设为正向,该制冷剂配管13B与室内膨胀阀8连接。
此外,从室外热交换器7出来的制冷剂配管13A分支,该分支的制冷剂配管13D经由在制暖时被开放的电磁阀21与位于吸热器9的出口侧的制冷剂配管13C连通连接。而且,在比该制冷剂配管13D的连接点靠下游侧的制冷剂配管13C连接着止回阀20,比该止回阀20靠下游侧的制冷剂配管13C与储液器12连接,储液器12与压缩机2的制冷剂吸入侧连接。另外,止回阀20其储液器12侧被设为正向。
进而,散热器4的出口侧的制冷剂配管13E在室外膨胀阀6的跟前(制冷剂上游侧)分支为制冷剂配管13J和制冷剂配管13F,分支的一方的制冷剂配管13J经由室外膨胀阀6而与室外热交换器7的制冷剂入口侧连接。此外,分支的另一方的制冷剂配管13F经由在除湿时被开放的电磁阀22与位于止回阀18的制冷剂下游侧且室内膨胀阀8的制冷剂上游侧的制冷剂配管13B连通连接。
由此,制冷剂配管13F成为相对于室外膨胀阀6、室外热交换器7及止回阀18的串联回路并联地连接的形式,成为将室外膨胀阀6、室外热交换器7及止回阀18旁通的回路。
此外,在吸热器9的空气上游侧的空气流通路3,形成有外部气体吸入口和内部气体吸入口的各吸入口(在图1中用吸入口25作为代表而表示),在该吸入口25,设有吸入切换风门26,所述吸入切换风门26将向空气流通路3内导入的空气切换为车室内的空气即内部气体(内部气体循环)和车室外的空气即外部气体(外部气体导入)。进而,在该吸入切换风门26的空气下游侧,设有用来将导入的内部气体、外部气体向空气流通路3送给的室内送风机(鼓风扇(blower fan))27。
此外,在图1中,23是作为辅助加热装置的辅助加热器。该辅助加热器23在实施例中由PTC加热器(电加热器)构成,相对于空气流通路3的空气的流动,设在成为散热器4的空气下游侧的空气流通路3内。而且,如果辅助加热器23被通电而发热,则它成为所谓加热器芯,将车室内的制暖补足。
此外,在散热器4的空气上游侧的空气流通路3内,设有空气混合风门28,所述空气混合风门28调整将流入到该空气流通路3内并经过吸热器9后的空气流通路3内的空气(内部气体、外部气体)向散热器4及辅助加热器23通风的比例。进而,在散热器4的空气下游侧的空气流通路3,形成有FOOT(脚)、VENT(通风)、DEF(除雾)的各吹出口(在图1中作为代表而用吹出口29表示),在该吹出口29,设有吹出口切换风门31,所述吹出口切换风门31将空气从上述各吹出口的吹出切换控制。
进而,车辆用空气调节装置1具备被调温对象温度调整装置61,所述被调温对象温度调整装置61用来使载热体向电池55、行驶用马达65循环而对这些电池55、行驶用马达65的温度进行调整。即,在实施例中,电池55、行驶用马达65成为搭载于车辆的被调温对象。另外,本发明中的作为被调温对象的行驶用马达65并不限于电动马达本身,而为也包括用来将其驱动的逆变器(inverter)电路等电气设备的概念。
实施例的被调温对象温度调整装置61具备用来使载热体向电池55、行驶用马达65循环的作为循环装置的循环泵62、作为加热装置的第1载热体加热加热器66A及第2载热体加热加热器66B、和制冷剂-载热体热交换器64,它们与电池55及行驶用马达65通过载热体配管68连接。
在该实施例的情况下,在循环泵62的喷出侧连接着制冷剂-载热体热交换器64的载热体流路64A的入口,该载热体流路64A的出口向载热体配管68A和载热体配管68B分支。而且,在其中的载热体配管68A连接着作为流路控制装置的第1电磁阀81、第1载热体加热加热器66A及电池55的串联回路,在载热体配管68B连接着作为流路控制装置的第2电磁阀82、第2载热体加热加热器66B及行驶用马达65的串联回路。而且,电池55的出口侧的载热体配管68A和行驶用马达65的出口侧的载热体配管68A合流后,与循环泵62的吸入侧连接。另外,上述各电磁阀81、82也可以由能够调整流量的电动阀构成。
作为在该被调温对象温度调整装置61中使用的载热体,例如可以采用水、HFO-1234yf那样的制冷剂、冷却剂等液体、空气等气体。另外,在实施例中采用水作为载热体。此外,各载热体加热加热器66A、66B由PTC加热器等电加热器构成。进而,对于电池55、行驶用马达65的周围,施以了例如载热体能够以该电池55、行驶用马达65热交换关系流通的套管构造。
而且,如果在各电磁阀81、82打开的状态下将循环泵62运转,则从循环泵62喷出的载热体向制冷剂-载热体热交换器64的载热体流路64A流入。从该制冷剂-载热体热交换器64的载热体流路64A出来的载热体被分流,分流后的一方的载热体经过第1电磁阀81到达第1载热体加热加热器66A,在该第1载热体加热加热器66A发热的情况下在那里被加热后,到达电池55,载热体在那里与电池55热交换。被分流后的另一方的载热体经过第2电磁阀82到达第2载热体加热加热器66B,在该第2载热体加热加热器66B发热的情况下在那里被加热后,到达行驶用马达65,载热体在那里与行驶用马达65热交换。与这些电池55及行驶用马达65热交换后的载热体合流之后,被循环泵62吸入,从而在载热体配管68内循环。此外,如果第1电磁阀81关闭,则载热体不再流到电池55,如果第2电磁阀82关闭,则载热体不再流到行驶用马达65。
另一方面,在制冷剂回路R的制冷剂配管13F的出口、即位于制冷剂配管13F与制冷剂配管13B的连接部的制冷剂下游侧且室内膨胀阀8的制冷剂上游侧的制冷剂配管13B,连接着作为分支回路的分支配管72的一端。在该分支配管72设有由电动阀构成的辅助膨胀阀73。该辅助膨胀阀73使向制冷剂-载热体热交换器64的后述的制冷剂流路64B流入的制冷剂减压膨胀,并且还能够全闭。
而且,分支配管72的另一端与制冷剂-载热体热交换器64的制冷剂流路64B连接,在该制冷剂流路64B的出口连接着制冷剂配管74的一端,制冷剂配管74的另一端与止回阀20的制冷剂下游侧且储液器12的跟前(制冷剂上游侧)的制冷剂配管13C连接。而且,这些辅助膨胀阀73等也构成制冷剂回路R的一部分,同时也构成被调温对象温度调整装置61的一部分。
在辅助膨胀阀73打开的情况下,从制冷剂配管13F、室外热交换器7出来的制冷剂(一部分或全部的制冷剂)向分支配管72流入,被辅助膨胀阀73减压后,向制冷剂-载热体热交换器64的制冷剂流路64B流入,在那里蒸发。制冷剂在制冷剂流路64B流动的过程中从在载热体流路64A流动的载热体吸热后,经过储液器12被压缩机2吸入。
接着,在图2中,32是作为掌管车辆用空气调节装置1的控制的控制装置的空气调节控制器32。该空气调节控制器32成为经由车辆通信总线45与车辆控制器35(ECU)连接而进行信息的收发的结构,所述车辆控制器35(ECU)掌管包括行驶用马达65的驱动控制、电池55的充放电控制的车辆总体的控制。这些空气调节控制器32、车辆控制器35(ECU)都由作为具备处理器的计算机的一例的微型计算机构成。
在空气调节控制器32(控制装置)的输入上,连接着检测车辆的外部气体温度(Tam)的外部气体温度传感器33、检测外部气体湿度的外部气体湿度传感器34、检测从吸入口25吸入到空气流通路3的空气的温度的HVAC吸入温度传感器36、检测车室内的空气(内部气体)的温度的内部气体温度传感器37、检测车室内的空气的湿度的内部气体湿度传感器38、检测车室内的二氧化碳浓度的室内CO2浓度传感器39、检测从吹出口29吹出到车室内的空气的温度的吹出温度传感器41、检测压缩机2的喷出制冷剂压力(喷出压力Pd)的喷出压力传感器42、检测压缩机2的喷出制冷剂温度的喷出温度传感器43、检测压缩机2的吸入制冷剂温度的吸入温度传感器44、检测散热器4的温度(经过了散热器4的空气的温度或散热器4自身的温度:散热器温度TCI)的散热器温度传感器46、检测散热器4的制冷剂压力(散热器4内或刚从散热器4出来后的制冷剂的压力:散热器压力PCI)的散热器压力传感器47、检测吸热器9的温度(经过了吸热器9的空气的温度或吸热器9自身的温度:吸热器温度Te)的吸热器温度传感器48、检测吸热器9的制冷剂压力(吸热器9内或刚从吸热器9出来后的制冷剂的压力)的吸热器压力传感器49、用来检测向车室内的日照量的例如光电传感器式的日照传感器51、用来检测车辆的移动速度(车速)的车速传感器52、用来设定设定温度、空气调节运转的切换的空气调节操作部53、检测室外热交换器7的温度(刚从室外热交换器7出来后的制冷剂的温度或室外热交换器7自身的温度:室外热交换器温度TXO。当室外热交换器7作为蒸发器发挥功能时,室外热交换器温度TXO成为室外热交换器7中的制冷剂的蒸发温度)的室外热交换器温度传感器54、以及检测室外热交换器7的制冷剂压力(室外热交换器7内或刚从室外热交换器7出来后的制冷剂的压力)的室外热交换器压力传感器56的各输出。
此外,在空气调节控制器32的输入上,还连接着检测电池55的温度(电池55自身的温度、或从电池55出来的载热体的温度、或向电池55进入的载热体的温度:电池温度Tb)的电池温度传感器76、检测载热体加热加热器66的温度(载热体加热加热器66自身的温度、从载热体加热加热器66出来的载热体的温度)的载热体加热加热器温度传感器77、检测行驶用马达65的温度(行驶用马达65自身的温度、或从行驶用马达65出来的载热体的温度、或向行驶用马达65进入的载热体的温度:行驶用马达温度Tm)的行驶用马达温度传感器78的各输出。
另一方面,在空气调节控制器32的输出上,连接着前述压缩机2、室外送风机15、室内送风机(鼓风扇)27、吸入切换风门26、空气混合风门28、吹出口切换风门31、室外膨胀阀6、室内膨胀阀8、电磁阀22(除湿)、电磁阀21(制暖)的各电磁阀、辅助加热器23、循环泵62、第1及第2载热体加热加热器66A、66B、辅助膨胀阀73、第1及第2电磁阀81、82。而且,空气调节控制器32基于各传感器的输出和由空气调节操作部53输入的设定、来自车辆控制器35的信息,对它们进行控制。
在以上的结构中,接着对实施例的车辆用空气调节装置1的动作进行说明。空气调节控制器32(控制装置)在实施例中切换执行制暖运转、除湿制暖运转(除湿运转)、内部循环运转(除湿运转)、除湿制冷运转(除湿运转)和制冷运转的各空气调节运转,并且将电池55(被调温对象)、行驶用马达65(被调温对象)的温度在实施例中调整为规定的适当温度范围内。首先,对车辆的运转中的车辆用空气调节装置1的制冷剂回路R的各空气调节运转进行说明。
(1)制暖运转
首先,一边参照图3一边对制暖运转进行说明。图3表示制暖运转中的制冷剂回路R的制冷剂的流动(实线箭头)。如果由空气调节控制器32(自动模式)或通过向空气调节操作部53的手动操作(手动模式)选择了制暖运转,则空气调节控制器32将电磁阀21(制暖用)开放,将室内膨胀阀8设为全闭。此外,将电磁阀22(除湿用)关闭。
然后,将压缩机2及各送风机15、27运转,使空气混合风门28成为调整从室内送风机27吹出的空气被向散热器4及辅助加热器23通风的比例的状态。由此,从压缩机2喷出的高温高压的气体制冷剂向散热器4流入。由于空气流通路3内的空气被向散热器4通风,所以空气流通路3内的空气被散热器4内的高温制冷剂加热,另一方面,散热器4内的制冷剂被空气夺去热而被冷却,冷凝液化。
在散热器4内液化的制冷剂从散热器4出来后,经过制冷剂配管13E、13J而到达室外膨胀阀6。流入到室外膨胀阀6的制冷剂在那里被减压后,向室外热交换器7流入。流入到室外热交换器7的制冷剂蒸发,从通过行驶或由室外送风机15通风的外部气体中将热汲起(吸热)。即,制冷剂回路R成为热泵。然后,从室外热交换器7出来的低温的制冷剂经过制冷剂配管13A及制冷剂配管13D、电磁阀21,从制冷剂配管13C经过止回阀20向储液器12进入,在那里被气液分离后,气体制冷剂被压缩机2吸入,反复进行这样的循环。由于被散热器4加热的空气从吹出口29吹出,所以由此进行车室内的制暖。
空气调节控制器32根据由后述的目标吹出温度TAO计算的目标加热器温度TCO(散热器4的下风侧的空气温度的目标值)计算目标散热器压力PCO(散热器4的压力PCI的目标值),基于该目标散热器压力PCO和散热器压力传感器47检测的散热器4的制冷剂压力(散热器压力PCI。制冷剂回路R的高压压力)对压缩机2的转速进行控制,并且基于散热器温度传感器46检测的散热器4的温度(散热器温度TCI)及散热器压力传感器47检测的散热器压力PCI对室外膨胀阀6的阀开度进行控制,对散热器4的出口处的制冷剂的过冷却度进行控制。前述目标加热器温度TCO基本上被设为TCO=TAO,但设置控制上的规定的限制。此外,在散热器4的制暖能力不足的情况下向辅助加热器23通电而使其发热,将制暖能力补足。
(2)除湿制暖运转
接着,一边参照图4一边对作为除湿运转之一的除湿制暖运转进行说明。图4表示除湿制暖运转中的制冷剂回路R的制冷剂的流动(实线箭头)。在除湿制暖运转中,空气调节控制器32在上述制暖运转的状态下将电磁阀22开放,将室内膨胀阀8打开,设为使制冷剂减压膨胀的状态。由此,经过散热器4在制冷剂配管13E中流动的冷凝制冷剂的一部分被分流,该分流后的制冷剂经过电磁阀22流入制冷剂配管13F,从制冷剂配管13B向室内膨胀阀8流动,其余的制冷剂向室外膨胀阀6流动。即,被分流后的一部分的制冷剂被室内膨胀阀8减压后,向吸热器9流入而蒸发。
空气调节控制器32对室内膨胀阀8的阀开度进行控制以将吸热器9的出口处的制冷剂的过热度(SH)维持为规定值,但通过此时在吸热器9发生的制冷剂的吸热作用,从室内送风机27吹出的空气中的水分凝结而附着于吸热器9,所以空气被冷却且被除湿。被分流而流入到制冷剂配管13J中的其余的制冷剂被室外膨胀阀6减压后,在室外热交换器7中蒸发。
由吸热器9蒸发的制冷剂在出去到制冷剂配管13C而与来自制冷剂配管13D的制冷剂(来自室外热交换器7的制冷剂)合流后,经过止回阀20及储液器12被压缩机2吸入,反复进行这样的循环。由于被吸热器9除湿后的空气在经过散热器4的过程中被再加热,所以由此进行车室内的除湿制暖。
空气调节控制器32基于根据目标加热器温度TCO计算的目标散热器压力PCO和散热器压力传感器47检测的散热器压力PCI(制冷剂回路R的高压压力)对压缩机2的转速进行控制,并且基于吸热器温度传感器48检测的吸热器9的温度(吸热器温度Te)对室外膨胀阀6的阀开度进行控制。
(3)内部循环运转
接着,一边参照图5一边对它也作为除湿运转之一的内部循环运转进行说明。图5表示内部循环运转中的制冷剂回路R的制冷剂的流动(实线箭头)。在内部循环运转中,空气调节控制器32在上述除湿制暖运转的状态下将室外膨胀阀6设为全闭(全闭位置)。但是,电磁阀21维持打开的状态,预先使室外热交换器7的制冷剂出口与压缩机2的制冷剂吸入侧连通。即,由于该内部循环运转是在除湿制暖运转中的室外膨胀阀6的控制中将该室外膨胀阀6设为全闭的状态,所以也能够将该内部循环运转作为除湿制暖运转的一部分掌握。
但是,由于通过室外膨胀阀6被关闭,向室外热交换器7的制冷剂的流入被阻止,所以经过散热器4在制冷剂配管13E中流动的冷凝制冷剂经过电磁阀22全部流到制冷剂配管13F。然后,在制冷剂配管13F中流动的制冷剂经过制冷剂配管13B到达室内膨胀阀8。制冷剂被室内膨胀阀8减压后,向吸热器9流入而蒸发。通过此时的吸热作用,从室内送风机27吹出的空气中的水分凝结而附着于吸热器9,所以空气被冷却且被除湿。
由吸热器9蒸发的制冷剂在制冷剂配管13C中流动,经过止回阀20及储液器12被压缩机2吸入,反复进行这样的循环。由于被吸热器9除湿的空气在经过散热器4的过程中被再加热,所以由此进行车室内的除湿制暖,但在该内部循环运转中制冷剂在处于室内侧的空气流通路3内的散热器4(散热)与吸热器9(吸热)之间循环,所以不进行热从外部气体的汲起,发挥压缩机2的消耗动力量的制暖能力。由于制冷剂的全量流到发挥除湿作用的吸热器9中,所以与上述除湿制暖运转相比除湿能力较高,但制暖能力变低。
此外,虽然室外膨胀阀6被关闭,但电磁阀21打开,室外热交换器7的制冷剂出口与压缩机2的制冷剂吸入侧连通,所以室外热交换器7内的液体制冷剂经过制冷剂配管13D及电磁阀21向制冷剂配管13C流出,被储液器12回收,室外热交换器7内成为气体制冷剂的状态。由此,与将电磁阀21关闭时相比,在制冷剂回路R内循环的制冷剂量增加,能够使散热器4的制暖能力和吸热器9的除湿能力提高。
空气调节控制器32基于吸热器9的温度或前述的散热器压力PCI(制冷剂回路R的高压压力)对压缩机2的转速进行控制。此时,空气调节控制器32选择基于吸热器9的温度或基于散热器压力PCI、根据某种运算得到的压缩机目标转速较低者,对压缩机2进行控制。
(4)除湿制冷运转
接着,一边参照图6一边对它也作为除湿运转之一的除湿制冷运转进行说明。图6表示除湿制冷运转中的制冷剂回路R的制冷剂的流动(实线箭头)。在除湿制冷运转中,空气调节控制器32将室内膨胀阀8打开而设为使制冷剂减压膨胀的状态,将电磁阀21和电磁阀22关闭。然后,将压缩机2及各送风机15、27运转,空气混合风门28设为调整从室内送风机27吹出的空气被向散热器4及辅助加热器23通风的比例的状态。由此,从压缩机2喷出的高温高压的气体制冷剂向散热器4流入。由于空气流通路3内的空气被向散热器4通风,所以空气流通路3内的空气被散热器4内的高温制冷剂加热,另一方面,散热器4内的制冷剂被空气夺去热而被冷却,冷凝液化。
从散热器4出来的制冷剂经过制冷剂配管13E而到达室外膨胀阀6,经过以更大打开的方式被控制的室外膨胀阀6向室外热交换器7流入。流入到室外热交换器7的制冷剂在那里被通过行驶或由室外送风机15通风的外部气体空冷而冷凝。从室外热交换器7出来的制冷剂经过制冷剂配管13A、止回阀18向制冷剂配管13B进入,到达室内膨胀阀8。制冷剂被室内膨胀阀8被减压后,向吸热器9流入而蒸发。通过此时的吸热作用,从室内送风机27吹出的空气中的水分凝结而附着于吸热器9,所以空气被冷却且被除湿。
由吸热器9蒸发的制冷剂经过制冷剂配管13C及止回阀20而到达储液器12,经过那里被压缩机2吸入,反复进行这样的循环。由于被吸热器9冷却、除湿后的空气在经过散热器4的过程中被再度加热(再加热:散热能力比制暖时低),所以由此进行车室内的除湿制冷。
空气调节控制器32基于吸热器温度传感器48检测的吸热器9的温度(吸热器温度Te)和作为其目标值的目标吸热器温度TEO,对压缩机2的转速进行控制以使吸热器温度Te成为目标吸热器温度TEO,并且基于散热器压力传感器47检测的散热器压力PCI(制冷剂回路R的高压压力)和根据目标加热器温度TCO计算的目标散热器压力PCO(散热器压力PCI的目标值)对室外膨胀阀6的阀开度进行控制以使散热器压力PCI成为目标散热器压力PCO,从而得到由散热器4带来的所需再度加热量。
(5)制冷运转
接着,对制冷运转进行说明。制冷剂回路R的流动与图6的除湿制冷运转是同样的。在制冷运转中,空气调节控制器32在上述除湿制冷运转的状态下将室外膨胀阀6的阀开度设为全开。另外,空气混合风门28设为调整空气被向散热器4及辅助加热器23通风的比例的状态。
由此,从压缩机2喷出的高温高压的气体制冷剂向散热器4流入。虽然空气流通路3内的空气被向散热器4通风,但由于其比例变小(由于仅为制冷时的再度加热),所以成为几乎仅是经过这里,从散热器4出来的制冷剂经过制冷剂配管13E到达室外膨胀阀6。此时,由于室外膨胀阀6被设为全开,所以制冷剂原样经过室外膨胀阀6并经过制冷剂配管13J向室外热交换器7流入,在那里,被通过行驶或由室外送风机15通风的外部气体空冷而冷凝液化。从室外热交换器7出来的制冷剂经过制冷剂配管13A、止回阀18向制冷剂配管13B进入,到达室内膨胀阀8。制冷剂被室内膨胀阀8减压后,向吸热器9流入而蒸发。通过此时的吸热作用,从室内送风机27吹出的空气中的水分凝结而附着于吸热器9,空气被冷却。
由吸热器9蒸发的制冷剂经过制冷剂配管13C及止回阀20而到达储液器12,经过那里被压缩机2吸入,反复进行这样的循环。由于被吸热器9冷却、除湿后的空气从吹出口29向车室内吹出,所以由此进行车室内的制冷。在该制冷运转中,空气调节控制器32基于吸热器温度传感器48检测的吸热器9的温度(吸热器温度Te),对压缩机2的转速进行控制。
(6)空气调节运转的切换
空气调节控制器32根据下述式(I)计算前述的目标吹出温度TAO。该目标吹出温度TAO是从吹出口29向车室内吹出的空气的温度的目标值。
TAO=(Tset-Tin)×K+Tbal(f(Tset、SUN、Tam)) ・・(I)
这里,Tset是由空气调节操作部53设定的车室内的设定温度,Tin是内部气体温度传感器37检测的车室内空气的温度,K是系数,Tbal是根据设定温度Tset、日照传感器51检测的日照量SUN、外部气体温度传感器33检测的外部气体温度Tam计算的平衡值。而且,一般外部气体温度Tam越低则该目标吹出温度TAO越高,随着外部气体温度Tam上升而该目标吹出温度TAO下降。
然后,空气调节控制器32在起动时基于外部气体温度传感器33检测的外部气体温度Tam和目标吹出温度TAO,选择上述各空气调节运转中的某个空气调节运转。此外,在起动后根据外部气体温度Tam、目标吹出温度TAO等环境、设定条件的变化而选择前述各空气调节运转并切换。
(7)被调温对象(电池55及行驶用马达65)的温度调整
接着,一边参照图7~图10一边对上述各空气调节运转中的由空气调节控制器32进行的电池55及行驶用马达65(被调温对象)的温度调整控制进行说明。这里,电池55根据外部气体温度而温度变化,并且也因自己发热而温度变化。而且,当外部气体温度是高温环境时或是极低温环境时,电池55的温度变得极高或变得极低,充放电变得困难。此外,有行驶用马达65也同样根据运转、环境条件而温度变得极高或变得极低、陷入功能不全而故障的情况。
所以,实施例的车辆用空气调节装置1的空气调节控制器32一边执行上述那样的空气调节运转,一边通过被调温对象温度调整装置61将电池55、行驶用马达65的温度调整为规定的适当温度范围内(使用温度范围内)。电池55、行驶用马达65的适当温度范围是一般周知的,但在该申请中例如将电池55的适当温度范围设为0℃以上+40℃以下。即,适当温度范围的规定的下限值TL成为0℃,上限值TH成为+40℃。另外,行驶用马达65的适当温度范围为与电池55不同,但在该申请中例如将该行驶用马达65的适当温度范围设为-15℃以上+60℃以下,该适当温度范围的规定的下限值(-15℃)也用TL表述,将上限值(+60℃)也用TH表述。
(7-1)制暖/被调温对象调温模式
在前述的制暖运转中电池温度传感器76及行驶用马达温度传感器78检测的电池温度Tb及行驶用马达温度Tm中的某个从各自的上述适当温度范围脱离、需要调整电池55或行驶用马达65的温度的情况下,空气调节控制器32执行制暖/被调温对象调温模式。图7表示该制暖/被调温对象调温模式中的制冷剂回路R的制冷剂的流动(实线箭头)和被调温对象温度调整装置61的载热体的流动(虚线箭头)。
在该制暖/被调温对象调温模式中,空气调节控制器32在图3所示的制冷剂回路R的制暖运转的状态下,进一步将电磁阀22打开,将辅助膨胀阀73也打开而设为控制其阀开度的状态。然后,将被调温对象温度调整装置61的循环泵62运转。由此,从散热器4出来的制冷剂的一部分在室外膨胀阀6的制冷剂上游侧被分流,经过制冷剂配管13F到达室内膨胀阀8的制冷剂上游侧。制冷剂接着向分支配管72进入,被辅助膨胀阀73减压后,经过分支配管72向制冷剂-载热体热交换器64的制冷剂流路64B流入而蒸发。此时,发挥吸热作用。由该制冷剂流路64B蒸发的制冷剂依次经过制冷剂配管74、制冷剂配管13C及储液器12被压缩机2吸入,反复进行这样的循环(在图7中用实线箭头表示)。
另一方面,从循环泵62喷出的载热体在载热体配管68内到达制冷剂-载热体热交换器64的载热体流路64A,在那里被在制冷剂流路64B内蒸发的制冷剂吸热,载热体被冷却。从该制冷剂-载热体热交换器64的载热体流路64A出来的载热体在第1及第2电磁阀81、82打开的状态下被分流,被分流后的一方的载热体经过第1电磁阀81到达第1载热体加热加热器66A,在那里被加热后(第1载热体加热加热器66A发热的情况),到达电池55,与该电池55热交换。被分流后的另一方的载热体经过第2电磁阀82而到达第2载热体加热加热器66B,在那里被加热后(第2载热体加热加热器66B发热的情况),到达行驶用马达65,与该行驶用马达65热交换。然后,与这些电池55及行驶用马达65热交换后的载热体合流后被循环泵62吸入,反复进行这样的循环(在图7中用虚线箭头表示)。
空气调节控制器32例如一边总是使制冷剂向制冷剂-载热体热交换器64的制冷剂流路64B流动,总是将载热体冷却,一边基于电池温度传感器76检测的电池温度Tb及行驶用马达温度传感器78检测的行驶用马达温度Tm、它们的适当温度范围的上限值TH及下限值TL,对各载热体加热加热器66A、66B的发热及各电磁阀81、82的开闭进行控制,从而使得电池温度Tb成为适当温度范围内、并且行驶用马达温度Tm也成为适当温度范围内(在此情况下,实际代替制暖运转而总是执行制暖/被调温对象调温模式,或将制暖运转和制暖/被调温对象调温模式切换而执行)。
例如,空气调节控制器32在电池温度Tb比适当温度范围的上限值TH高的情况下,将第1电磁阀81打开,并且不使第1载热体加热加热器66A发热,从而将电池55冷却,在电池温度Tb比适当温度范围的下限值TL低的情况下,将第1电磁阀81打开,并且使第1载热体加热加热器66A发热,从而将电池55加热。
此外,在行驶用马达温度Tm比适当温度范围的上限值TH高的情况下,将第2电磁阀82打开,并且不使第2载热体加热加热器66B发热,从而将行驶用马达65冷却,在行驶用马达温度Tm比适当温度范围的下限值TL低的情况下,将第2电磁阀82打开,并且使第2载热体加热加热器66B发热,从而将行驶用马达65加热。由此,通过将电池温度传感器76检测的电池55的温度(电池温度Tb)和行驶用马达温度传感器78检测的行驶用马达65的温度(行驶用马达温度Tm)调整为各自的适当温度范围内,将电池温度Tb和行驶用马达温度Tm独立地控制。
另外,电池55及行驶用马达65中的不需要温度调整者的电磁阀81、82关闭,也不使载热体加热加热器66A、66B发热。此外,制冷剂-载热体热交换器64、各载热体加热加热器66A、66B的能力基于作为负荷的电池55、行驶用马达65的热容量,设定为即使在通过上述那样的控制而使载热体流到电池温度Tb和行驶用马达温度Tm的两者的情况下也能够将它们设为适当温度范围内的值。这样,空气调节控制器32将电池55的温度Tb及行驶用马达65的温度Tm独立地控制为适当温度范围内。
(7-2)制冷/被调温对象调温模式
接着,在前述的制冷运转中需要调整电池55或行驶用马达65的温度的情况下,空气调节控制器32执行制冷/被调温对象调温模式。图8表示该制冷/被调温对象调温模式中的制冷剂回路R的制冷剂的流动(实线箭头)和被调温对象温度调整装置61的载热体的流动(虚线箭头)。
在该制冷/被调温对象调温模式中,空气调节控制器32在前述的图6的制冷运转的制冷剂回路R的状态下,将辅助膨胀阀73打开而控制其阀开度,被调温对象温度调整装置61的循环泵62也运转,设为在制冷剂-载热体热交换器64中使制冷剂与载热体热交换的状态。
由此,从压缩机2喷出的高温的制冷剂经过散热器4向室外热交换器7流入,在那里与由室外送风机15通风的外部气体、行驶风热交换而散热、冷凝。由室外热交换器7冷凝的制冷剂的一部分到达室内膨胀阀8,在那里被减压后,向吸热器9流入而蒸发。通过此时的吸热作用将空气流通路3内的空气冷却,所以车室内被制冷。
由室外热交换器7冷凝的制冷剂的其余被向分支配管72分流,被辅助膨胀阀73减压后,在制冷剂-载热体热交换器64的制冷剂流路64B中蒸发。制冷剂在这里从在被温调对象温度调整装置61内循环的载热体吸热,所以电池55及行驶用马达65与前述同样被冷却。另外,从吸热器9出来的制冷剂经过制冷剂配管13C、止回阀20、储液器12被压缩机2吸入,从制冷剂-载热体热交换器64出来的制冷剂也从制冷剂配管74经过储液器12被压缩机2吸入。
空气调节控制器32在该制冷/被调温对象调温模式中,也与前述的制暖/被调温对象调温模式的情况同样,代替制冷运转、或将制冷运转和制冷/被调温对象调温模式切换、或从制冷运转转移到制冷/被调温对象调温模式,对辅助膨胀阀73和各载热体加热加热器66A、66B、各电磁阀81、82进行控制,从而将电池55的温度(电池温度Tb)和行驶用马达65的温度(行驶用马达温度Tm)调整(控制)为各自的适当温度范围内。
(7-3)除湿制冷/被调温对象调温模式
接着,在前述的除湿制冷运转中需要调整电池55或行驶用马达65的温度的情况下,空气调节控制器32执行除湿制冷/被调温对象调温模式。另外,该除湿制冷/被调温对象调温模式中的制冷剂回路R的制冷剂的流动(实线箭头)和被调温对象温度调整装置61的载热体的流动(虚线箭头)与图8是同样的,但室外膨胀阀6不是全开,而是以更大打开的方式被控制。而且,空气调节控制器32与制冷/被调温对象调温模式的情况同样,代替除湿制冷运转、或将除湿制冷运转和除湿制冷/被调温对象调温模式切换、或从除湿制冷运转转移到除湿制冷/被调温对象调温模式,对辅助膨胀阀73和各载热体加热加热器66A、66B、各电磁阀81、82进行控制,从而将电池温度Tb和行驶用马达温度Tm调整(控制)为适当温度范围内。
(7-4)内部循环/被调温对象调温模式
接着,在前述的内部循环运转中需要调整电池55或行驶用马达65的温度的情况下,空气调节控制器32执行内部循环/被调温对象调温模式。在该内部循环/被调温对象调温模式中,空气调节控制器32在前述的图5的内部循环运转的制冷剂回路R的状态下,将辅助膨胀阀73打开而控制其阀开度,被调温对象温度调整装置61的循环泵62也运转,设为在制冷剂-载热体热交换器64中使制冷剂与载热体热交换的状态。图9表示该内部循环/被调温对象调温模式中的制冷剂回路R的制冷剂的流动(实线箭头)和被调温对象温度调整装置61的载热体的流动(虚线箭头)。
由此,从压缩机2喷出的高温的制冷剂由散热器4散热后,经过电磁阀22全部流到制冷剂配管13F。然后,从制冷剂配管13F出来的制冷剂的一部分经过制冷剂配管13B而到达室内膨胀阀8,在那里被减压后,向吸热器9流入而蒸发。通过此时的吸热作用,从室内送风机27吹出的空气中的水分凝结而附着于吸热器9,所以空气被冷却且被除湿。
从制冷剂配管13F出来的制冷剂的其余被向分支配管72分流,被辅助膨胀阀73减压后,在制冷剂-载热体热交换器64的制冷剂流路64B中蒸发。制冷剂在这里从在被调温对象温度调整装置61内循环的载热体吸热,所以电池55及行驶用马达65与前述同样被冷却。另外,从吸热器9出来的制冷剂经过制冷剂配管13C、止回阀20、储液器12被压缩机2吸入,从制冷剂-载热体热交换器64出来的制冷剂也从制冷剂配管74经过储液器12被压缩机2吸入。
空气调节控制器32在该内部循环/被调温对象调温模式中,也与前述的制暖/被调温对象调温模式的情况同样,代替内部循环运转、或将内部循环运转和内部循环/被调温对象调温模式切换、或从内部循环运转转移至内部循环/被调温对象调温模式,对辅助膨胀阀73和各载热体加热加热器66A、66B、各电磁阀81、82进行控制,从而将电池温度Tb和行驶用马达温度Tm调整(控制)为适当温度范围内。
(7-5)除湿制暖/被调温对象调温模式
接着,在前述的除湿制暖运转中需要调整电池55或行驶用马达65的温度的情况下,空气调节控制器32执行除湿制暖/被调温对象调温模式。在该除湿制暖/被调温对象调温模式中,空气调节控制器32在前述的图4的除湿制暖运转的制冷剂回路R的状态下将辅助膨胀阀73打开而控制其阀开度,将被调温对象温度调整装置61的循环泵62也运转,设为在制冷剂-载热体热交换器64中使制冷剂与载热体热交换的状态。图10表示该除湿制暖/被调温对象调温模式中的制冷剂回路R的制冷剂的流动(实线箭头)和被调温对象温度调整装置61的载热体的流动(虚线箭头)。
由此,从散热器4出来的冷凝制冷剂的一部分被分流,该被分流后的制冷剂经过电磁阀22向制冷剂配管13F流入,从制冷剂配管13F出来,其中的一部分从制冷剂配管13B向室内膨胀阀8流动,其余的制冷剂向室外膨胀阀6流到。即,被分流后的制冷剂中的一部分被室内膨胀阀8减压后,向吸热器9流入而蒸发。通过此时在吸热器9发生的制冷剂的吸热作用,从室内送风机27吹出的空气中的水分凝结而附着于吸热器9,所以空气被冷却且被除湿。由于被吸热器9除湿后的空气在经过散热器4的过程中被再加热,所以由此进行车室内的除湿制暖。此外,从散热器4出来的冷凝制冷剂的其余被室外膨胀阀6减压后,在室外热交换器7中蒸发,从外部气体吸热。
另一方面,从制冷剂配管13F出来的制冷剂的其余向分支配管72流入,被辅助膨胀阀73减压后,在制冷剂-载热体热交换器64的制冷剂流路64B中蒸发。由于制冷剂在这里从在被调温对象温度调整装置61内循环的载热体吸热,所以电池55、行驶用马达65与前述同样被冷却。另外,从吸热器9出来的制冷剂经过制冷剂配管13C、止回阀20、储液器12被压缩机2吸入,从室外热交换器7出来的制冷剂经过制冷剂配管13D、电磁阀21、制冷剂配管13C、止回阀20及储液器12被压缩机2吸入,从制冷剂-载热体热交换器64出来的制冷剂也从制冷剂配管74经过储液器12被压缩机2吸入。
空气调节控制器32在该除湿制暖/被调温对象调温模式中,也与前述的制暖/被调温对象调温模式的情况同样,代替除湿制暖运转、或将除湿制暖运转和除湿制暖/被调温对象调温模式切换、或从除湿制暖运转转移到除湿制暖/被调温对象调温模式,对辅助膨胀阀73和各载热体加热加热器66A、66B、各电磁阀81、82进行控制,从而将电池温度Tb和行驶用马达温度Tm调整(控制))为适当温度范围内。
(8)室外热交换器7的除霜运转
接着,对由空气调节控制器32进行的室外热交换器7的除霜运转进行说明。在制暖运转中,如前述那样室外热交换器7作为蒸发器发挥功能,所以在室外热交换器7中,外部气体中的水分成为霜而成长,热交换效率下降。空气调节控制器32计算根据例如外部气体温度Tam、压缩机2的转速等计算的无结霜时的室外热交换器温度TXObase,总是将该无结霜时的室外热交换器温度TXObase与室外热交换器温度传感器54检测的室外热交换器温度TXO比较,在室外热交换器温度TXO比无结霜时的室外热交换器温度TXObase下降而其差成为规定值以上的情况下,执行室外热交换器7的除霜运转。
图11表示该除霜运转中的制冷剂回路R的制冷剂的流动(实线箭头)和被调温对象温度调整装置61的载热体的流动(虚线箭头)。空气调节控制器32将压缩机2运转,室外送风机15停止。此外,将室内膨胀阀8全闭,辅助膨胀阀37打开,设为将制冷剂减压的状态。另外,室外膨胀阀6设为全开。进而,空气调节控制器32将电磁阀21关闭,将室内送风机27停止。然后,将循环泵62运转,设为在制冷剂-载热体热交换器64中使制冷剂与载热体热交换的状态。
由此,从压缩机2喷出的高温高压的气体制冷剂经过散热器4从制冷剂配管13E到达室外膨胀阀6。此时室外膨胀阀6被设为全开,所以制冷剂经过制冷剂配管13J,原样向室外热交换器7流入。通过流入到室外热交换器7的高温的气体制冷剂,将室外热交换器7除霜。制冷剂散热而冷凝液化后,从室外热交换器7出来。
从室外热交换器7出来的制冷剂经过制冷剂配管13A向制冷剂配管13B进入,但由于此时室内膨胀阀8被设为全闭,所以从室外热交换器7出来的全部的制冷剂经过分支配管72到达辅助膨胀阀73。制冷剂被该辅助膨胀阀73减压后,向制冷剂-载热体热交换器64的制冷剂流路64B流入并蒸发。此时发挥吸热作用。在该制冷剂流路64B中蒸发的制冷剂依次经过制冷剂配管74、制冷剂配管13C及储液器12被压缩机2吸入,反复进行这样的循环。即,在该除霜运转中,包括室外热交换器7的比辅助膨胀阀73靠制冷剂上游侧的制冷剂回路R成为高压侧。
另一方面,在各电磁阀81、82打开的状态下,从循环泵62喷出的载热体向制冷剂-载热体热交换器64的载热体流路64A流入。从该制冷剂-载热体热交换器64的载热体流路64A出来的载热体被分流,被分流后的一方的载热体经过第1电磁阀81到达第1载热体加热加热器66A,在该第1载热体加热加热器66A发热的情况下,在那里被加热后,到达电池55,载热体在那里与电池55热交换。被分流后的另一方的载热体经过第2电磁阀82到达第2载热体加热加热器66B,在该第2载热体加热加热器66B发热的情况下,在那里被加热后,到达行驶用马达65,载热体在那里与行驶用马达65热交换。与这些电池55及行驶用马达65热交换后的载热体合流后,被循环泵62吸入,从而在载热体配管68内被循环(在图11中用虚线箭头表示)。
空气调节控制器32在该除霜运转中,也与前述的制暖/被调温对象调温模式等的情况同样,通过对辅助膨胀阀73和各载热体加热加热器66A、66B、各电磁阀81、82进行控制,将电池55的温度(电池温度Tb)和行驶用马达65的温度(行驶用马达温度Tm)调整为适当温度范围内,将电池温度Tb和行驶用马达温度Tm独立地控制。由此,避免电池55、行驶用马达65过冷或过热。
在图12中表示该除霜运转中的制冷剂回路R的P-h线图。在图12中用X1表示的线是贡献于室外热交换器7的除霜的区域(图14也相同)。这里,图13表示不是该除霜运转、而是进行室外热交换器7的所谓简单除霜的情况下的制冷剂回路R的制冷剂的流动,图14表示该情况下的P-h线图。在该简单除霜中,将室外膨胀阀6的开度缩减一些,将电磁阀21打开,将电磁阀22关闭,将室内膨胀阀8及辅助膨胀阀73设为全闭。然后,将压缩机2运转。
由此,从压缩机2喷出的高温高压的气体制冷剂经过散热器4而从制冷剂配管13E到达室外膨胀阀6。在这里制冷剂被节流一些后,经过制冷剂配管13J向室外热交换器7流入。然后,通过流入到室外热交换器7的比较高温的气体制冷剂,将室外热交换器7除霜。在这里制冷剂散热,但以气体状态的原状从室外热交换器7出来。然后,经过制冷剂配管13A、13D、电磁阀21,经过止回阀20,经过制冷剂配管13C向储液器12进入。然后,被压缩机2吸入。
在这样的简单除霜中,比室外膨胀阀6靠制冷剂下游侧成为低压侧,制冷剂回路R内全部成为气体制冷剂,所以制冷剂较多地剩余,有液体制冷剂从储液器12溢出、压缩机2发生液体压缩而损坏的危险性。
另一方面,在图11、图12所示那样的本发明的除霜运转的情况下,能够将室外热交换器7设为高压侧而在该室外热交换器7内使制冷剂冷凝,在制冷剂-载热体热交换器64中使制冷剂蒸发。由此,在将室外热交换器7除霜时,在包括室外热交换器7的制冷剂回路R的高压侧存在液体制冷剂,所以即使不将储液器12的容量扩大,也能够防止或抑制液体制冷剂从储液器12溢出,能够将压缩机2发生液体压缩而带来损伤的不良状况避免于未然。
特别是,在本发明中,在该除霜运转中,空气调节控制器32通过被调温对象温度调整装置61的各载热体加热加热器66A、66B将作为被调温对象的电池55、行驶用马达65的温度调整为规定的上限值以下下限值以上的适当温度范围内,所以能够在使电池55及行驶用马达65的排热、各载热体加热加热器66A、66B的热贡献于室外热交换器7的除霜的同时,防止电池55、行驶用马达65的过冷、过热,以最优的状态发挥功能。
此外,在实施例中,在制暖运转、除湿制暖运转(除湿运转)、内部循环运转(除湿运转)、除湿制冷运转(除湿运转)、制冷运转的各空气调节运转中,都通过使制冷剂向制冷剂-载热体热交换器64流入并使其从载热体吸热,能够调整电池55、行驶用马达65的温度,所以能够在进行车室内的空气调节运转的正当中也使电池55、行驶用马达65在良好的状态下发挥功能。
另外,在实施例中将电池55、行驶用马达65(被调温对象)的温度控制为适当温度范围内,但并不限于此,在权利要求1的发明中也可以将它们的温度控制为规定的下限值TL以上。在此情况下,也能够在使电池55及行驶用马达65的排热、各载热体加热加热器66A、66B的热贡献于室外热交换器7的除霜的同时,也有效地消除电池55、行驶用马达65过冷而陷入功能不全的不良状况。
此外,在实施例中说明的空气调节控制器32的结构、车辆用空气调节装置1的制冷剂回路R、被调温对象温度调整装置61的结构并不限定于此,不用说能够在不脱离本发明的主旨的范围内变更。
附图标记说明
1 车辆用空气调节装置
2 压缩机
4 散热器
6 室外膨胀阀
7 室外热交换器
8 室内膨胀阀
9 吸热器
21、22 电磁阀
32 空气调节控制器(控制装置)
55 电池(被调温对象)
61 被调温对象温度调整装置
62 循环泵
64 制冷剂-载热体热交换器
65 行驶用马达(被调温对象)
66A 第1载热体加热加热器(加热装置)
66B 第2载热体加热加热器(加热装置)
72 分支配管(分支回路)
73 辅助膨胀阀
81 第1电磁阀
82 第2电磁阀。
Claims (4)
1.一种车辆用空气调节装置,
具备:
压缩机,将制冷剂压缩;
散热器,用来使前述制冷剂散热而将向车室内供给的空气加热;
室外热交换器,设在车室外;以及
控制装置;
通过该控制装置,使从前述压缩机喷出的前述制冷剂在前述散热器散热,将散热后的该制冷剂减压后,使其在前述室外热交换器吸热,从而能够将前述车室内制暖;
其特征在于,
具备被调温对象温度调整装置,所述被调温对象温度调整装置用来使载热体向搭载于车辆的被调温对象循环而对该被调温对象的温度进行调整;
该被调温对象温度调整装置具有使前述制冷剂与前述载热体热交换的制冷剂-载热体热交换器和用来将前述载热体加热的加热装置;
前述控制装置执行除霜运转,所述除霜运转是使从前述压缩机喷出的前述制冷剂在前述室外热交换器散热、将散热后的该制冷剂减压后、使其流入到前述制冷剂-载热体热交换器而使其从前述载热体吸热的运转;并且,
在该除霜运转中,通过前述加热装置,将前述被调温对象的温度控制为规定的下限值以上,前述被调温对象是电池和行驶用马达,
独立地调整前述电池和前述行驶用马达的温度,以便达到各自的适当温度范围。
2.如权利要求1所述的车辆用空气调节装置,其特征在于,
前述控制装置在前述除霜运转中,将前述被调温对象的温度控制为规定的上限值以下前述下限值以上的适当温度范围内。
3.如权利要求1或2所述的车辆用空气调节装置,其特征在于,
具备吸热器,所述吸热器用来使前述制冷剂吸热而将向前述车室内供给的空气冷却;
前述控制装置能够切换并执行以下的各空气调节运转:制暖运转,使从前述压缩机喷出的前述制冷剂在前述散热器散热,将散热后的该制冷剂减压后,使其在前述室外热交换器吸热;除湿运转,使从前述压缩机喷出的前述制冷剂在前述散热器散热,将散热后的该制冷剂减压后,使其在前述吸热器吸热;以及制冷运转,使从前述压缩机喷出的前述制冷剂在前述室外热交换器散热,将散热后的该制冷剂减压后,使其在前述吸热器吸热;
在前述各空气调节运转中,使前述制冷剂流入到前述制冷剂-载热体热交换器而使其从前述载热体吸热,从而能够调整前述被调温对象的温度。
4.如权利要求1或2所述的车辆用空气调节装置,其特征在于,
具备储液器,所述储液器与前述压缩机的制冷剂吸入侧连接。
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