CN114514129A - 制冷循环装置 - Google Patents

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Abstract

制冷循环装置具有制冷循环(10a)、室外热交换器(16、16a、16b)、是否冷却判定部(60f)、判定基准设定部(60g)以及冷却控制部(60h)。外热交换器使制冷剂外气进行热交换,或使与制冷剂进行热的传递的热介质与外气进行热交换。是否冷却判定部根据与电池的温度具有相关性的物理量(TB)是否在预先设定的基准物理量(KTB、KTB1、KTB2)以上来判定是否执行电池的冷却。判定基准设定部根据室外热交换器作为吸热器发挥功能的情况和室外热交换器作为散热器发挥功能的情况来设定是否冷却判定部中的基准物理量。判定基准设定部在室外热交换器作为吸热器发挥功能的情况下设定比在室外热交换器作为散热器发挥功能的情况所设定的第一基准物理量(KTB1)小的第二基准物理量(KTB2)。

Description

制冷循环装置
相关申请的相互参照
本申请基于2019年10月15日提出申请的日本专利申请2019-188678号和2020年8月17日提出申请的日本专利申请2020-137340号,在此援用它们的记载内容。
技术领域
本发明涉及一种应用于空调装置的制冷循环装置。
背景技术
作为应用于空调装置的制冷循环装置,已知有记载于专利文献1的技术。在专利文献1中,通过制热、串联除湿制热、并联除湿制热来汲取由室外热交换器吸热的外气的热,并在对送风空气进行加热时利用该外气的热。由此,能够在从高温至低温的广范围连续地调整送风空气的温度。专利文献1的技术在应用于制热用的热源容易不足的车辆用的空调装置时,在能够实现车室内的舒适的制热这点上是有效的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第5929372号公报
在此,在电动汽车中搭载有向行驶用的电动机等供给电力的二次电池(即电池)。这种电池在为低温时输出容易降低,在为高温时劣化容易进行。因此,电池的温度需要被维持在能够充分地发挥电池的性能的适当的温度范围内,并且期望兼顾车室内的舒适的空气调节。
发明内容
鉴于上述点,本发明的目的在于,提供一种能够抑制电池的劣化并且实现车室内的舒适的制热的制冷循环装置。
本发明的一个方式涉及的制冷循环装置是应用于空调装置的制冷循环装置。而且,制冷循环装置具有制冷循环、室外热交换器、是否冷却判定部、判定基准设定部以及冷却控制部。
制冷循环具备压缩机、加热部以及冷却部。压缩机将制冷剂压缩并排出。加热部将由压缩机排出的制冷剂作为热源来加热向空调对象空间吹送的送风空气。冷却部使制冷剂蒸发而冷却电池。
而且,室外热交换器使制冷剂与外气进行热交换,或使和制冷剂进行热的传递的热介质与外气进行热交换。是否冷却判定部根据与电池的温度具有相关性的物理量是否在预先设定的基准物理量以上来判定是否执行电池的冷却。
另外,判定基准设定部根据室外热交换器作为吸热器发挥功能的情况和室外热交换器作为散热器发挥功能的情况来设定是否冷却判定部中的基准物理量。冷却控制部在由是否冷却判定部判定为执行电池的冷却的情况下执行冷却部对电池的冷却。
而且,判定基准设定部在室外热交换器作为吸热器发挥功能的情况下设定第二基准物理量,该第二基准物理量比在室外热交换器作为散热器发挥功能的情况下所设定的第一基准物理量小。
由此,在室外热交换器作为吸热器发挥功能的情况下,在与电池的温度具有相关性的物理量在第二基准物理量以上的情况下执行冷却部对电池的冷却。因此,在与电池的温度具有相关性的物理量比在室外热交换器作为散热器发挥功能的情况下的小的状态下,进行冷却部对电池的冷却,因此,能够将电池的温度保持为尽可能低,能够抑制电池的劣化。
另外,在室外热交换器作为吸热器发挥功能的情况下,作为用于通过加热部加热送风空气的热源,除了通过室外热交换器从外气吸收的热之外,能够利用冷却部中的由于电池的冷却而吸收的热。因此,在室外热交换器作为吸热器发挥功能的情况下,能够提高加热部关于加热送风空气的效率,并且提高空调对象空间的舒适性。
附图说明
关于本发明的上述及其他的目的、特征、优点根据参照了附图的以下详细说明而更为明确。在附图中,
图1是第一实施方式的车辆用空调装置的整体结构图。
图2是表示第一实施方式的车辆用空调装置的电控制部的框图。
图3是表示第一实施方式的空调控制程序的控制处理的一部分的流程图。
图4是表示第一实施方式的空调控制程序的控制处理的另一部分的流程图。
图5是表示第一实施方式的空调控制程序中的用于决定空调模式的控制处理的流程图。
图6是第一实施方式的空调控制程序中的用于决定空调模式的控制特性图。
图7是第一实施方式的空调控制程序中的用于决定空调模式的另一控制特性图。
图8是表示第一实施方式中的电池的输入输出特性及劣化倾向与各基准冷却温度KTB的关系的说明图。
图9是表示第一实施方式的各空调模式与基准冷却温度KTB的对应关系的说明图。
图10是第一实施方式的空调控制程序的用于切换运转模式的另一控制特性图。
图11是第二实施方式的车辆用空调装置的整体结构图。
图12是第三实施方式的车辆用空调装置的整体结构图。
图13是第四实施方式的车辆用空调装置的整体结构图。
图14是第五实施方式的车辆用空调装置的整体结构图。
图15是表示第五实施方式中的发热设备的状态与第三低温侧热介质温度的关系的说明图。
图16是第六实施方式的车辆用空调装置的整体结构图。
具体实施方式
以下,参照附图说明用于实施本发明的多个方式。在各实施方式中,有对与在之前的实施方式中说明了的事項对应的部分标注相同参照符号并省略重复说明的情况。在各实施方式中仅对结构的一部分进行说明的情况下,对于结构的其他部分能够应用之前说明的其他的实施方式。不仅在各实施方式中明确表示了能够进行具体组合的部分彼此能够组合,只要对组合没有产生特别的障碍,即使没有明确表示,也能够将实施方式彼此部分地进行组合。
(第一实施方式)
使用图1~图10说明本发明的第一实施方式。在本实施方式中,将本发明涉及的制冷循环装置10应用于搭载于从电动机获得行驶用的驱动力的电动汽车的车辆用空调装置1。该车辆用空调装置1不仅进行对作为空调对象空间的车室内的空气调节,还具有调整电池80的温度的功能。因此,车辆用空调装置1也可被称为带电池温度调整功能的空调装置。
电池80是存储向电动机等车载设备供给的电力的二次电池。本实施方式的电池80是锂离子电池。电池80通过将多个电池单体81层叠配置并将这些电池单体81串联或并联地电连接而形成的、所谓的电池组。
这种电池在低温时输入输出受到限制,在高温时输出容易降低。因此,电池的温度需要维持在能够充分地利用电池的充放电容量的适当的温度范围内(在本实施方式中为15℃以上且55℃以下)。
另外,这种电池在电池的温度越高时构成电池的单体的劣化越容易进行。换言之,通过将电池的温度维持在一定程度的低温,能够抑制电池的劣化的进程。
于是,在车辆用空调装置1中,能够利用由制冷循环装置10生成的低温热量来冷却电池80。因此,本实施方式的制冷循环装置10中的与送风空气不同的冷却对象物是电池80。
如图1的整体结构图所示,车辆用空调装置1具备制冷循环装置10、室内空调单元30、高温侧热介质回路40、低温侧热介质回路50等。
为了进行车室内的空气调节,制冷循环装置10起到冷却向车室内吹送的送风空气的功能,以及对循环于高温侧热介质回路40的高温侧热介质进行热的传递,加热高温侧热介质。而且,为了冷却电池80,制冷循环装置10在循环于低温侧热介质回路50的低温侧热介质之间进行热的传递,冷却低温侧热介质。
为了进行车室内的空气调节,制冷循环装置10构成为能够切换各式各样的运转模式用的制冷剂回路。制冷循环装置10例如构成为能够切换制冷模式的制冷剂回路、除湿制热模式的制冷剂回路、制热模式的制冷剂回路等。而且,制冷循环装置10在空气调节用的各运转模式时能够切换冷却电池80的运转模式和不进行电池80的冷却的运转模式。
另外,在制冷循环装置10中,采用HFO系制冷剂(具体是R1234yf)作为制冷剂,并构成从压缩机11排出的排出制冷剂的压力不超过制冷剂的临界压力的蒸气压缩式的亚临界制冷循环。而且,在制冷剂中混入有用于润滑压缩机11的冷冻机油。冷冻机油的一部分与制冷剂一起在循环中循环。
如图1所示,在制冷循环装置10中的制冷循环10a中连接有压缩机11、水制冷剂热交换器12、制热用膨胀阀14a、制冷用膨胀阀14b、冷却用膨胀阀14c、室外热交换器16、室内蒸发器18、冷机19等。
制冷循环装置10的构成设备中的压缩机11在制冷循环装置10中吸入制冷剂,将制冷剂压缩并排出。压缩机11配置于驱动装置室内,该驱动装置室配置于车室的前方并收容电动机等。
压缩机11是通过电动机来驱动排出容量固定的固定容量型的压缩机构旋转的电动压缩机。根据从后述的控制装置60输出的控制信号来控制压缩机11的转速(即制冷剂排出能力)。
水制冷剂热交换器12的制冷剂通路的入口侧与压缩机11的排出口连接。水制冷剂热交换器12具有供从压缩机11排出的高压制冷剂流通的制冷剂通路和供循环于高温侧热介质回路40的高温侧热介质流通的水通路。而且,水制冷剂热交换器12是使流通于制冷剂通路的高压制冷剂与流通于水通路的高温侧热介质进行热交换来加热高温侧热介质的加热用的热交换器。
具有彼此连通的三个流入流出口的第一三通接头13a的流入口侧与水制冷剂热交换器12的制冷剂通路的出口连接。作为这样的三通接头,能够采用将多个配管接合而形成的接头、通过将多个制冷剂通路设置于金属块、树脂块而形成的接头。
如后文所述,制冷循环装置10还具备第二三通接头13b~第六三通接头13f。这些第二三通接头13b~第六三通接头13f的基本结构与第一三通接头13a相同。
制热用膨胀阀14a的入口侧与第一三通接头13a的一方的流出口连接。第二三通接头13b的一方的流入口侧经由旁路通路22a与第一三通接头13a的另一方的流出口连接。在旁路通路22a配置有除湿用开闭阀15a。
除湿用开闭阀15a是对连接第一三通接头13a的另一方的流出口侧与第二三通接头13b的一方的流入口侧的冷剂通路进行开闭的电磁阀。如后文所述,制冷循环装置10还具备制热用开闭阀15b。制热用开闭阀15b的基本结构与除湿用开闭阀15a相同。
除湿用开闭阀15a和制热用开闭阀15b能够通过对制冷剂通路进行开闭来切换各运转模式的制冷剂回路。因此,除湿用开闭阀15a和制热用开闭阀15b是对循环的制冷剂回路进行切换的制冷剂回路切换部。根据从控制装置60输出的控制电压来控制除湿用开闭阀15a和制热用开闭阀15b的工作。
制热用膨胀阀14a是至少在进行车室内的制热的运转模式时使从水制冷剂热交换器12的制冷剂通路流出的高压制冷剂减压并调整流出到下游侧的制冷剂的流量(质量流量)的制热用减压部。制热用膨胀阀14a是电气式可变节流机构,构成为具有构成为能够变更节流开度的阀芯和使该阀芯的开度变化的电动促动器。
如后文所述,制冷循环装置10还具备制冷用膨胀阀14b和冷却用膨胀阀14c。制冷用膨胀阀14b和冷却用膨胀阀14c的基本结构与制热用膨胀阀14a相同。
制热用膨胀阀14a、制冷用膨胀阀14b以及冷却用膨胀阀14c分别具有全开功能和全闭功能。全开功能通过将阀开度设为全开来几乎不发挥流量调整作用和制冷剂减压作用而作为单纯的制冷剂通路发挥功能。全闭功能是通过将阀开度设为全闭来封闭制冷剂通路的功能。并且,通过该全开功能和全闭功能,制热用膨胀阀14a、制冷用膨胀阀14b以及冷却用膨胀阀14c能够对各运转模式的制冷剂回路进行切换。
因此,本实施方式的制热用膨胀阀14a、制冷用膨胀阀14b以及冷却用膨胀阀14c也兼具作为制冷剂回路切换部的功能。根据从控制装置60输出的控制信号(控制脉冲)来控制制热用膨胀阀14a、制冷用膨胀阀14b以及冷却用膨胀阀14c的工作。
室外热交换器16的制冷剂入口侧与制热用膨胀阀14a的出口连接。室外热交换器16是使从制热用膨胀阀14a流出的制冷剂与由未图示的冷却风扇吹出的外气进行热交换的热交换器。室外热交换器16配置于驱动装置室内的前方侧。因此,在车辆行驶时,行驶风能够与室外热交换器16接触。
第三三通接头13c的流入口侧与室外热交换器16的制冷剂出口连接。第四三通接头13d的一方的流入口侧经由制热用通路22b与第三三通接头13c的一方的流出口连接。在制热用通路22b配置有对该制冷剂通路进行开闭的制热用开闭阀15b。
第二三通接头13b的另一方的流入口侧与第三三通接头13c的另一方的流出口连接。在将第三三通接头13c的另一方的流出口侧与第二三通接头13b的另一方的流入口侧连接的制冷剂通路配置有单向阀17。单向阀17容许制冷剂从第三三通接头13c侧流向第二三通接头13b侧,并禁止制冷剂从第二三通接头13b侧流向第三三通接头13c侧。
第五三通接头13e的流入口侧与第二三通接头13b的流出口连接。制冷用膨胀阀14b的入口侧与第五三通接头13e的一方的流出口连接。冷却用膨胀阀14c的入口侧与第五三通接头13e的另一方的流出口连接。
制冷用膨胀阀14b是至少在进行车室内的制冷的运转模式时使从室外热交换器16流出的制冷剂减压并调整流出到下游侧的制冷剂的流量的制冷用减压部。
室内蒸发器18的制冷剂入口侧与制冷用膨胀阀14b的出口连接。室内蒸发器18配置于后述的室内空调单元30的空调壳体31内。室内蒸发器18是通过使由制冷用膨胀阀14b减压后的低压制冷剂与从送风机32吹送的送风空气进行热交换来使低压制冷剂蒸发并使低压制冷剂发挥吸热作用,从而冷却送风空气的冷却用热交换器。第六三通接头13f的一方的流入口侧与室内蒸发器18的制冷剂出口连接。
冷却用膨胀阀14c是至少在进行电池80的冷却的运转模式时使从室外热交换器16流出的制冷剂减压并调整流出到下游侧的制冷剂的流量的冷却用减压部。
冷机19的制冷剂通路的入口侧与冷却用膨胀阀14c的出口连接。冷机19具有供由冷却用膨胀阀14c减压后的低压制冷剂流通的制冷剂通路和供循环于低温侧热介质回路50的低温侧热介质流通的水通路。而且,冷机19是使流通于制冷剂通路的低压制冷剂与流通于水通路的低温侧热介质进行热交换来使低压制冷剂蒸发而发挥吸热作用的蒸发部。第六三通接头13f的另一方的流入口侧与冷机19的制冷剂通路的出口连接。
蒸发压力调整阀20的入口侧与第六三通接头13f的流出口连接。为了抑制室内蒸发器18的结霜,蒸发压力调整阀20将室内蒸发器18中的制冷剂蒸发压力维持在预先设定的基准压力以上。蒸发压力调整阀20由随着室内蒸发器18的出口侧制冷剂的压力的上升而增加阀开度的机械式可变节流机构构成。
由此,蒸发压力调整阀20将室内蒸发器18中的制冷剂蒸发温度维持在能够抑制室内蒸发器18的结霜的结霜抑制温度(在本实施方式中为1℃)以上。而且,本实施方式的蒸发压力调整阀20与作为合流部的第六三通接头13f相比配置于制冷剂流下游侧。因此,蒸发压力调整阀20将冷机19中的制冷剂蒸发温度也维持在结霜抑制温度以上。
第四三通接头13d的另一方的流入口侧与蒸发压力调整阀20的出口连接。储液器21的入口侧与第四三通接头13d的流出口连接。储液器21是使流入该储液器21内部的制冷剂气液分离并贮存循环内的剩余液相制冷剂的气液分离器。压缩机11的吸入口侧与储液器21的气相制冷剂出口连接。
根据以上的说明可知,本实施方式的第五三通接头13e作为使从室外热交换器16流出的制冷剂的流动分支的分支部发挥功能。此外,第六三通接头13f是使从室内蒸发器18流出的制冷剂的流动与从冷机19流出的制冷剂的流动合流而流出到压缩机11的吸入侧的合流部。
而且,室内蒸发器18和冷机19相对于制冷剂流彼此并联地连接。而且,旁路通路22a将从水制冷剂热交换器12的制冷剂通路流出的制冷剂引导到分支部的上游侧。制热用通路22b将从室外热交换器16流出的制冷剂引导到压缩机11的吸入口侧。
接着,对高温侧热介质回路40进行说明。高温侧热介质回路40是供高温侧热介质循环的热介质循环回路。作为高温侧热介质,能够采用含有乙二醇、二甲基聚硅氧烷或者纳米流体等的溶液、防冻液等。在高温侧热介质回路40配置有水制冷剂热交换器12的水通路、高温侧热介质泵41、加热器芯42等。
高温侧热介质泵41是将高温侧热介质压送至水制冷剂热交换器12的水通路的入口侧的水泵。高温侧热介质泵41是根据从控制装置60输出的控制电压控制转速(即压送能力)的电动泵。
加热器芯42的热介质入口侧与水制冷剂热交换器12的水通路的出口连接。加热器芯42是使由水制冷剂热交换器12加热后的高温侧热介质与通过室内蒸发器18后的送风空气进行热交换来加热送风空气的热交换器。加热器芯42配置于室内空调单元30的空调壳体31内。高温侧热介质泵41的吸入口侧与加热器芯42的热介质出口连接。
因此,在高温侧热介质回路40中,高温侧热介质泵41调整流入至加热器芯42的高温侧热介质的流量,由此,能够调整加热器芯42中的高温侧热介质向送风空气的散热量(即加热器芯42中的送风空气的加热量)。
即,在本实施方式中,通过水制冷剂热交换器12和高温侧热介质回路40的各构成设备而构成将从压缩机11排出的制冷剂作为热源来加热送风空气的加热部。
接着,对低温侧热介质回路50进行说明。低温侧热介质回路50是供低温侧热介质循环的热介质循环回路。作为低温侧热介质,能够采用与高温侧热介质同样的流体。在低温侧热介质回路50配置有冷机19的水通路、低温侧热介质泵51、冷却用热交换部52等。
低温侧热介质泵51是将低温侧热介质压送至冷机19的水通路的入口侧的水泵。低温侧热介质泵51的基本结构与高温侧热介质泵41相同。
冷却用热交换部52的入口侧与冷机19的水通路的出口连接。冷却用热交换部52具有以与形成电池80的多个电池单体81接触的方式配置的金属制的多个热介质流路。而且,冷却用热交换部52是通过使流通于热介质流路的低温侧热介质与电池单体81进行热交换来冷却电池80的热交换部。低温侧热介质泵51的吸入口侧与冷却用热交换部52的出口连接。
这样的冷却用热交换部52可以通过将热介质流路配置在层叠配置的电池单体81彼此之间来形成。另外,冷却用热交换部52也可以与电池80形成为一体。例如,可以通过将热介质流路设置于收容层叠配置的电池单体81的专用壳体来与电池80形成为一体。
因此,在低温侧热介质回路50中,低温侧热介质泵51对流入至冷却用热交换部52的低温侧热介质的流量进行调整,由此,能够调整冷却用热交换部52中的低温侧热介质从电池80夺取的吸热量。即,在本实施方式中,通过冷机19和低温侧热介质回路50的各构成设备而构成使从冷却用膨胀阀14c流出的制冷剂蒸发来冷却电池80的冷却部。
接着,对室内空调单元30进行说明。室内空调单元30用于将由制冷循环装置10进行温度调整后的送风空气向车室内吹出。室内空调单元30配置于车室内最前部的仪表盘(仪表面板)的内侧。
如图1所示,室内空调单元30将送风机32、室内蒸发器18、加热器芯42等收容在形成其外壳的空调壳体31内所形成的空气通路的内部。
空调壳体31形成向车室内吹送送风空气的空气通路。空调壳体31由具有一定程度的弹性且强度优秀的树脂(例如聚丙烯)成形。
在空调壳体31的送风空气流最上游侧配置有内外气切换装置33。内外气切换装置33将内气(车室内空气)和外气(车室外空气)切换地导入到空调壳体31内。
内外气切换装置33通过内外气切换门连续地调整将内气导入到空调壳体31内的内气导入口和将外气导入到空调壳体31内的外气导入口的开口面积,从而变化内气的导入风量与外气的导入风量的导入比例。内外气切换门由内外气切换门用的电动促动器驱动。根据从控制装置60输出的控制信号来控制该电动促动器的工作。
在内外气切换装置33的送风空气流下游侧配置有送风机32。送风机32将经由内外气切换装置33吸入的空气朝向车室内吹送。送风机32是由电动机驱动离心多叶片风扇的电动送风机。根据从控制装置60输出的控制电压来控制送风机32的转速(即送风能力)。
在送风机32的送风空气流下游侧,相对于送风空气流依次配置有室内蒸发器18、加热器芯42。即,室内蒸发器18与加热器芯42相比配置于送风空气流上游侧。
在空调壳体31内,设置有使通过室内蒸发器18后的送风空气绕过加热器芯42流动的冷风旁路通路35。在空调壳体31内的室内蒸发器18的送风空气流下游侧且加热器芯42的送风空气流上游侧,配置有空气混合门34。
空气混合门34是对通过室内蒸发器18后的送风空气中的、通过加热器芯42侧的送风空气的风量与通过冷风旁路通路35的送风空气的风量的风量比例进行调整的风量比例调整部。空气混合门34由空气混合门用的电动促动器驱动。根据从控制装置60输出的控制信号控制该电动促动器的工作。
在空调壳体31内的加热器芯42和冷风旁路通路35的送风空气流下游侧配置有混合空间。混合空间是使由加热器芯42加热后的送风空气与通过冷风旁路通路35而未被加热的送风空气混合的空间。
而且,在空调壳体31的送风空气流下游部配置有用于将在混合空间混合后的送风空气(即空调风)向作为空调对象空间的车室内吹出的开口孔。
作为该开口孔,设置有面部开口孔、足部开口孔以及除霜开口孔(均未图示)。面部开口孔是用于朝向车室内的乘员的上半身吹出空调风的开口孔。足部开口孔是用于朝向乘员的足边吹出空调风的开口孔。除霜开口孔是用于朝向车辆的前方窗玻璃的内侧面吹出空调风的开口孔。
这些面部开口孔、足部开口孔以及除霜开口孔分别经由形成空气通路的管道而与设置于车室内的面部吹出口、足部吹出口和除霜吹出口(均未图示)连接。
因此,空气混合门34对通过加热器芯42的风量与通过冷风旁路通路35的风量的风量比例进行调整,由此,在混合空间被混合的空调风的温度被调整。而且,从各吹出口向车室内吹出的送风空气(空调风)的温度被调整。
此外,在面部开口孔、足部开口孔以及除霜开口孔的送风空气流上游侧分别配置有面部门、足部门以及除霜门(均未图示)。面部门调整面部开口孔的开口面积。足部门调整足部开口孔的开口面积。除霜门调整除霜开口孔的开口面积。
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装置。这些门经由连杆机构等与吹出口模式门驱动用的电动促动器连结而被连动地旋转操作。也根据从控制装置60输出的控制信号来控制这些电动促动器的工作。
作为由吹出口模式切换装置切换的吹出口模式,具体有面部模式、双级模式、足部模式等。
面部模式是将面部吹出口设为全开而从面部吹出口朝向车室内乘员的上半身吹出空气的吹出口模式。双级模式是使面部吹出口和足部吹出口双方开口而朝向车室内乘员的上半身和足边吹出空气的吹出口模式。足部模式是将足部吹出口设为全开并且使除霜吹出口以小开度开口而主要从足部吹出口吹出空气的吹出口模式。
而且,通过乘员手动操作设置于操作面板70的吹出模式切换开关,也能够切换至除霜模式。除霜模式是将除霜吹出口设为全开而从除霜吹出口向前挡风玻璃内表面吹出空气的吹出口模式。
接着,对本实施方式的电控制部的概要进行说明。控制装置60由包含CPU、ROM和RAM等的周知的微型计算机及其周边电路构成。而且,控制装置60基于存储于其ROM内的空调控制程序进行各种运算、处理,并控制各种控制对象设备的工作。
各种控制对象设备与控制装置60的输出侧连接。各种控制对象设备包含压缩机11、制热用膨胀阀14a、制冷用膨胀阀14b、冷却用膨胀阀14c、除湿用开闭阀15a、制热用开闭阀15b、送风机32、高温侧热介质泵41、低温侧热介质泵51等。
此外,如图2的框图所示,各种传感器组与控制装置60的输入侧连接。而且,这些传感器组的检测信号被输入至控制装置60。传感器组包含内气温度传感器61、外气温度传感器62、日照传感器63、第一制冷剂温度传感器64a~第五制冷剂温度传感器64e、蒸发器温度传感器64f、第一制冷剂压力传感器65a、第二制冷剂压力传感器65b。传感器组还包含高温侧热介质温度传感器66a、第一低温侧热介质温度传感器67a、第二低温侧热介质温度传感器67b、电池温度传感器68、空调风温度传感器69等。
内气温度传感器61是检测车室内温度(内气温度)Tr的内气温度检测部。外气温度传感器62是检测车室外温度(外气温度)Tam的外气温度检测部。日照传感器63是检测照射到车室内的日照量Ts的日照量检测部。
第一制冷剂温度传感器64a是检测从压缩机11排出的制冷剂的温度T1的排出制冷剂温度检测部。第二制冷剂温度传感器64b是检测从水制冷剂热交换器12的制冷剂通路流出的制冷剂的温度T2的第二制冷剂温度检测部。第三制冷剂温度传感器64c是检测从室外热交换器16流出的制冷剂的温度T3的第三制冷剂温度检测部。
第四制冷剂温度传感器64d是检测从室内蒸发器18流出的制冷剂的温度T4的第四制冷剂温度检测部。第五制冷剂温度传感器64e是检测从冷机19的制冷剂通路流出的制冷剂的温度T5的第五制冷剂温度检测部。
蒸发器温度传感器64f是检测室内蒸发器18中的制冷剂蒸发温度(蒸发器温度)Tefin的蒸发器温度检测部。在本实施方式的蒸发器温度传感器64f中,具体检测室内蒸发器18的热交换翅片温度。
第一制冷剂压力传感器65a是检测从水制冷剂热交换器12的制冷剂通路流出的制冷剂的压力P1的第一制冷剂压力检测部。第二制冷剂压力传感器65b是检测从冷机19的制冷剂通路流出的制冷剂的压力P2的第二制冷剂压力检测部。
高温侧热介质温度传感器66a是检测从水制冷剂热交换器12的水通路流出的高温侧热介质的温度即高温侧热介质温度TWH的高温侧热介质温度检测部。
第一低温侧热介质温度传感器67a是检测从冷机19的水通路流出的低温侧热介质的温度即第一低温侧热介质温度TWL1的第一低温侧热介质温度检测部。第二低温侧热介质温度传感器67b是检测从冷却用热交换部52流出的低温侧热介质的温度即第二低温侧热介质温度TWL2的第二低温侧热介质温度检测部。
电池温度传感器68是检测电池温度TB(即电池80的温度)的电池温度检测部。本实施方式的电池温度传感器68具有多个温度传感器,并对电池80的多个部位的温度进行检测。因此,通过控制装置60也能够检测电池80的各部分的温度差。进而,采用多个温度传感器的检测值的平均值作为电池温度TB。
空调风温度传感器69是检测从混合空间向车室内吹送的送风空气温度TAV的空调风温度检测部。
而且,如图2所示,配置于车室内前部的仪表盘附近的操作面板70与控制装置60的输入侧连接。因此,来自设置于操作面板70的各种操作开关的操作信号被输入至控制装置60。
作为设置于操作面板70的各种操作开关,具体有自动开关、空调开关、风量设定开关、温度设定开关、吹出模式切换开关等。自动开关在设定或解除车辆用空调装置的自动控制运转时被操作。空调开关在要求通过室内蒸发器18进行送风空气的冷却时被操作。风量设定开关在手动设定送风机32的风量时被操作。温度设定开关在设定车室内的目标温度Tset时被操作。吹出模式切换开关在手动设定吹出模式时被操作。
另外,本实施方式的控制装置60是对控制连接于其输出侧的各种控制对象设备的控制部构成为一体的装置。在控制装置60中,控制各个控制对象设备的工作的结构(硬件和软件)构成控制各自的控制对象设备的工作的控制部。
例如,控制装置60中的控制压缩机11的制冷剂排出能力(具体是压缩机11的转速)的结构构成压缩机控制部60a。此外,控制制热用膨胀阀14a、制冷用膨胀阀14b以及冷却用膨胀阀14c的工作的结构构成膨胀阀控制部60b。控制除湿用开闭阀15a和制热用开闭阀15b的工作的结构构成制冷剂回路切换控制部60c。
而且,控制高温侧热介质泵41的高温侧热介质的压送能力的结构构成高温侧热介质泵控制部60d。控制低温侧热介质泵51的低温侧热介质的压送能力的结构构成低温侧热介质泵控制部60e。
控制装置60中的在决定运转模式时判定是否要进行电池80的冷却的结构构成是否冷却判定部60f。而且,控制装置60中的、根据构成运转模式的空调模式而设定是否冷却判定部60f所使用的基准冷却温度KTB的结构构成判定基准设定部60g。
另外,控制装置60中的、在由是否冷却判定部60f判断为需要冷却电池80的情况下执行使用了制冷循环装置10的电池80的冷却的结构构成冷却控制部60h。
接着,对上述结构中的本实施方式的工作进行说明。如上所述,本实施方式的车辆用空调装置1不仅进行车室内的空气调节,还具有调整电池80的温度的功能。
因此,制冷循环装置10的运转模式由关于车室内的空气调节的空调模式与关于有无电池80的温度调整的冷却模式的组合而构成。具体而言,在本实施方式涉及的制冷循环装置10中,能够切换制冷剂回路来进行下十一类运转模式的运转。
(1)制冷模式:制冷模式是不进行电池80的冷却而通过将送风空气冷却而向车室内吹出来进行车室内的制冷的运转模式。
(2)串联除湿制热模式:串联除湿制热模式是不进行电池80的冷却而通过将冷却而除湿后的送风空气再加热而向车室内吹出来进行车室内的除湿制热的运转模式。
(3)并联除湿制热模式:并联除湿制热模式是不进行电池80的冷却而通过将冷却而除湿后的送风空气以比串联除湿制热模式高的加热能力再加热而向车室内吹出来进行车室内的除湿制热的运转模式。
(4)制热模式:制热模式是不进行电池80的冷却而通过将送风空气加热而向车室内吹出来进行车室内的制热的运转模式。
(5)制冷冷却模式:制冷冷却模式是进行电池80的冷却并且通过将送风空气冷却而向车室内吹出来进行车室内的制冷的运转模式。
(6)串联除湿制热冷却模式:串联除湿制热冷却模式是进行电池80的冷却并且通过将冷却而除湿后的送风空气再加热而向车室内吹出来进行车室内的除湿制热的运转模式。
(7)并联除湿制热冷却模式:并联除湿制热冷却模式是进行电池80的冷却并且通过将冷却而除湿后的送风空气以比串联除湿制热冷却模式高的加热能力再加热而向车室内吹出来进行车室内的除湿制热的运转模式。
(8)制热冷却模式:制热冷却模式是进行电池80的冷却并且通过将送风空气加热而向车室内吹出来进行车室内的制热的运转模式。
(9)制热串联冷却模式:制热串联冷却模式是进行电池80的冷却并且通过将送风空气以比制热冷却模式高的加热能力加热而向车室内吹出来进行车室内的制热的运转模式。
(10)制热并联冷却模式:制热并联冷却模式是进行电池80的冷却并且通过将送风空气以比制热串联冷却模式高的加热能力加热而向车室内吹出来进行车室内的制热的运转模式。
(11)冷却模式:是不进行车室内的空气调节而进行电池80的冷却的运转模式。
这些运转模式的切换通过执行空调控制程序来进行。空调控制程序在通过乘员的操作而打开(接通)操作面板70的自动开关来设定车室内的自动控制时被执行。使用图3~图10对空调控制程序进行说明。此外,图3等流程图所示的各控制步骤是控制装置60所具有的功能实现部。
首先,在图3的步骤S10中,读入上述传感器组的检测信号及操作面板70的操作信号。在接着的步骤S20中,基于在步骤S10读入的检测信号和操作信号,决定向车室内吹送的送风空气的目标温度即目标吹出温度TAO。因此,步骤S20是目标吹出温度决定部。
具体而言,目标吹出温度TAO通过以下数学式F1来计算。
TAO=Kset×Tset-Kr×Tr-Kam×Tam-Ks×Ts+C…(F1)
另外,Tset是由温度设定开关设定的车室内设定温度。Tr是由内气传感器检测出的车室内温度。Tam是由外气传感器检测出的车室外温度。Ts是由日照传感器检测出的日照量。Kset、Kr、Kam、Ks是控制增益,C是修正用的常数。
接着,在步骤S30中,根据在步骤S10读入的各种信号、在步骤S20决定的目标吹出温度TAO来决定制冷循环装置10的空调模式。制冷循环装置10的空调模式被分成五类,包含制冷、串联除湿制热、并联除湿制热、制热、其他的各模式。
在空调模式为制冷的情况下,至少通过室内蒸发器18来冷却向车室内吹送的送风空气并供给该送风空气,由此进行车室内的制冷。在该情况的制冷循环装置10中,制冷剂至少以压缩机11、水制冷剂热交换器12、(制热用膨胀阀14a)、室外热交换器16、单向阀17、制冷用膨胀阀14b、室内蒸发器18、蒸发压力调整阀20、储液器21、压缩机11的顺序流动。
即,在空调模式为制冷的情况下,构成水制冷剂热交换器12和室外热交换器16作为散热器发挥功能且室内蒸发器18作为吸热器发挥功能的制冷剂回路。
在空调模式为串联除湿制热的情况下,至少将由室内蒸发器18冷却而除湿后的送风空气通过水制冷剂热交换器12和高温侧热介质回路40再加热而向车室内供给,由此进行车室内的除湿制热。
在该情况的制冷循环装置10中,冷却水至少以压缩机11、水制冷剂热交换器12、制热用膨胀阀14a、室外热交换器16、单向阀17、制冷用膨胀阀14b、室内蒸发器18、蒸发压力调整阀20、储液器21、压缩机11的顺序流动。
即,在空调模式为串联除湿制热的情况下,构成水制冷剂热交换器12作为散热器发挥功能且室内蒸发器18作为吸热器发挥功能的制冷剂回路。而且,该情况下的室外热交换器16根据室外热交换器16中的制冷剂的饱和温度与外气温度Tam的关系而有作为散热器发挥功能的情况和作为吸热器发挥功能的情况。
而且,在空调模式为并联除湿制热的情况下,至少将由室内蒸发器18冷却而除湿后的送风空气在高温侧热介质回路40以比串联除湿制热的情况高的加热能力再加热而向车室内供给,由此进行车室内的除湿制热。
在该情况的制冷循环装置10中,至少构成两个制冷剂的循环回路。首先,该情况下的制冷剂以压缩机11、水制冷剂热交换器12、制热用膨胀阀14a、室外热交换器16、制热用通路22b、储液器21、压缩机11的顺序流动而循环。同时,制冷剂以压缩机11、水制冷剂热交换器12、旁路通路22a、制冷用膨胀阀14b、室内蒸发器18、蒸发压力调整阀20、储液器21、压缩机11的顺序流动而循环。
即,在空调模式为并联除湿制热的情况下,构成水制冷剂热交换器12作为散热器发挥功能且相对于制冷剂的流动并联地连接的室外热交换器16和室内蒸发器18作为吸热器发挥功能的制冷剂回路。
另外,在空调模式为制热的情况下,至少将向车室内吹送的送风空气在高温侧热介质回路40进行加热而向车室内供给,由此进行车室内的制热。
在该情况的制冷循环装置10中,制冷剂至少以压缩机11、水制冷剂热交换器12、制热用膨胀阀14a、室外热交换器16、制热用通路22b、储液器21、压缩机11的顺序流动。
即,在空调模式为制热的情况下,构成水制冷剂热交换器12作为散热器发挥功能且室外热交换器16作为吸热器发挥功能的制冷剂回路。
另外,空调模式为其他的情况意味着不需要利用制冷循环装置10对送风空气进行温度调整的情况。因此,在空调模式为其他的情况包含不进行车室内空气调节的情况、不进行使用了制冷循环装置10的温度调整而向车室内供给送风空气的情况。
在步骤S30中,通过执行图5所示的控制处理来从上述的五类空调模式中决定构成本次运转模式的一个空调模式。
首先,在步骤S301中,判定空调开关是否接通(打开)。空调开关接通意味着乘员正在要求车室内的制冷或除湿。换言之,空调开关接通意味着要求通过室内蒸发器18冷却送风空气。
在步骤S301中判定为空调开关接通的情况下,进入步骤S302。在步骤S301中判定为空调开关未接通的情况下,进入步骤S308。
在步骤S302中,判定外气温度Tam是否在预先设定的基准外气温度KA(在本实施方式中为0℃)以上。基准外气温度KA被设定为通过室内蒸发器18冷却送风空气这件事对于进行空调对象空间的制冷或除湿有效。
更详细地,在本实施方式中,为了抑制室内蒸发器18的结霜,通过蒸发压力调整阀20将室内蒸发器18中的制冷剂蒸发温度维持在结霜抑制温度(在本实施方式中为1℃)以上。因此,不能通过室内蒸发器18将送风空气冷却至比结霜抑制温度低的温度。
即,在流入室内蒸发器18的送风空气的温度变得比结霜抑制温度的温度低时,通过室内蒸发器18冷却送风空气并非有效。于是,在将基准外气温度KA设定为比结霜抑制温度低的值且外气温度Tam变得比基准外气温度KA低时,不通过室内蒸发器18冷却送风空气。
在步骤S302中判定为外气温度Tam在基准外气温度KA以上的情况下,进入步骤S303。在步骤S302中判定为外气温度Tam不在基准外气温度KA以上的情况下,进入步骤S308。
在步骤S303中,判定目标吹出温度TAO是否在制冷用基准温度α1以下。制冷用基准温度α1是基于外气温度Tam,参照预先存储于控制装置60的控制映射图而决定的。如图6所示,在本实施方式中,被决定为随着外气温度Tam的降低而制冷用基准温度α1成为较低的值。
在步骤S303中判定为目标吹出温度TAO在制冷用基准温度α1以下的情况下,进入步骤S304,并将构成制冷循环装置10的运转模式的空调模式决定为制冷。在将空调模式决定为制冷之后,进入图3的步骤S40。另一方面,在步骤S303中判定为目标吹出温度TAO不在制冷用基准温度α1以下的情况下,进入步骤S305。
在步骤S305中,判定目标吹出温度TAO是否在除湿用基准温度β1以下。除湿用基准温度β1是基于外气温度Tam,参照预先存储于控制装置60的控制映射图而决定的。
如图6所示,在本实施方式中,与制冷用基准温度α1同样地,被决定为随着外气温度Tam的降低而除湿用基准温度β1成为较低的值。而且,除湿用基准温度β1被决定为比制冷用基准温度α1高的值。
在步骤S305中判定为目标吹出温度TAO在除湿用基准温度β1以下的情况下,进入步骤S306,并将制冷循环装置10中的空调模式决定为串联除湿制热。在将空调模式决定为串联除湿制热之后,进入图3的步骤S40。
另一方面,在步骤S305中判定为目标吹出温度TAO不在除湿用基准温度β1以下的情况下,进入步骤S307,并将制冷循环装置10中的空调模式决定为并联除湿制热。在将空调模式决定为并联除湿制热之后,进入图3的步骤S40。
接着,对从步骤S301或步骤S302进入步骤S308的情况进行说明。从步骤S301或步骤S302进入步骤S308的情况是判定为由室内蒸发器18冷却送风空气这件事并非有效的情况。
因此,在步骤S308中,判定目标吹出温度TAO是否在制热用基准温度γ以上。制热用基准温度γ是基于外气温度Tam,参照预先存储于控制装置60的控制映射图而决定的。如图7所示,在本实施方式中,被决定为随着外气温度Tam的降低而制热用基准温度γ成为较低的值。制热用基准温度γ被设定为由加热器芯42加热送风空气这件事对于空调对象空间的制热有效。
步骤S308中判定为目标吹出温度TAO在制热用基准温度γ以上的情况是需要通过加热器芯42加热送风空气的情况,在该情况下,进入步骤S309并将制冷循环装置10的空调模式决定为制热。在将空调模式决定为制热模式后,进入图3的步骤S40。
另一方面,步骤S308中判定为目标吹出温度TAO不在制热用基准温度γ以上的情况是不需要通过加热器芯42加热送风空气的情况。在该情况下,进入步骤S310,将制冷循环装置10的空调模式决定为其他。其他是不需要进行送风空气的温度调整的模式,包含冷却模式、送风模式。在步骤S310中将空调模式决定为其他之后,进入图3的步骤S40。
在步骤S40中,设定作为判定是否进行电池80的冷却时的判定基准的基准冷却温度KTB。在本实施方式中,在判定是否进行电池80的冷却时,比较电池温度TB与基准冷却温度KTB。并且,在电池温度TB在基准冷却温度KTB以上的情况下,进行意为执行电池80的冷却的判定。
首先,参照图8说明作为关于电池80的冷却的判定基准的基准冷却温度KTB。本实施方式的基准冷却温度KTB是关于电池80的温度即电池温度TB而设定的,具有第一基准冷却温度KTB1和第二基准冷却温度KTB2这两类。
如上所述,对于电池80,规定了能够充分地利用电池的充放电容量的适当的温度范围内(在本实施方式中为15℃以上且55℃以下)。
在电池温度TB超过该温度范围的上限温度TBU(例如55℃)的情况下,电池80的输出降低。另外,在电池温度TB低于温度范围的下限温度TBL的情况下,电池80的输入输出被限制。
因此,在考虑对于电池80的输入输出的影响的情况下,可否进行电池80的冷却至少需要对电池温度TB在适当的温度范围内进行判定。即,在电池温度TB处于适当的温度范围内的情况下,可以说满足电池80的输入输出条件。
另外,电池80的劣化倾向具有电池温度TB越高电池80的劣化就越容易进行的特征。而且,若电池80的劣化进行,则对电池80的性能产生电池80的充放电容量降低等长期的影响。如图8所示,尽可能地降低电池温度TB对于抑制电池80的劣化的进程是有效的。
本实施方式的第一基准冷却温度KTB1根据基于电池80相对于电池温度TB的输入输出特性的条件来设定。具体而言,为了通过利用制冷循环装置10的冷却而使电池温度TB在适当的温度范围内,第一基准冷却温度KTB1被设定为比上限温度TBU稍低的温度(例如40℃)。第一基准冷却温度KTB1相当于第一基准物理量。
即,制冷循环装置10通过在电池温度TB成为第一基准冷却温度KTB1以上的时间点开始电池80的冷却,由此能够维持电池温度TB比上限温度TBU低的状态。即,制冷循环装置10使用第一基准冷却温度KTB1来判定是否需要冷却电池80,由此能够将电池80的输入输出保持在适当的状态。
而且,第二基准冷却温度KTB2被设定为既满足基于电池80相对于电池温度TB的输入输出特性的条件,又满足基于电池80相对于电池温度TB的劣化的倾向的条件。具体而言,为了使电池温度TB成为在适当的温度范围内尽可能低的温度,第二基准冷却温度KTB2被设定为比下限温度TBL稍高的温度(例如15℃)。第二基准冷却温度KTB2相当于第二基准物理量。
即,如图8所示,第二基准冷却温度KTB2被设定为比第一基准冷却温度KTB1低的温度。因此,使用第二基准冷却温度KTB2来判定是否需要冷却电池80的情况比使用第一基准冷却温度KTB1的情况在更早的阶段(即电池温度TB较低的状态)进行电池80的冷却。
即,制冷循环装置10在电池温度TB成为第二基准冷却温度KTB2以上的时间点开始电池80的冷却,由此能够维持电池温度TB处于适当的温度范围内的状态而将电池80的输入输出保持在适当的状态。而且,由于电池80被冷却以使电池温度TB在适当的温度范围内成为尽可能低的温度,因此能够抑制电池80的劣化的进程。
接着,参照图9说明步骤S40中的具体处理内容。在步骤S40中,根据在步骤S30决定的空调模式的种类(即制冷循环装置10中的制冷剂回路的结构)来设定第一基准冷却温度KTB1、第二基准冷却温度KTB2的其中一个。
具体而言,在步骤S40中,控制装置60首先指定在步骤S30设定的空调模式涉及的制冷剂回路是室外热交换器16作为散热器发挥功能的制冷剂回路还是作为吸热器发挥功能的制冷剂回路。
在为室外热交换器16作为散热器发挥功能的制冷剂回路的情况下,控制装置60将第一基准冷却温度KTB1设定为用于判定是否需要冷却电池80的基准冷却温度KTB。另一方面,在为室外热交换器16作为吸热器发挥功能的制冷剂回路的情况下,控制装置60将第二基准冷却温度KTB2设定为基准冷却温度KTB。
如上所述,在空调模式为制冷的情况下,在制冷循环装置10中,构成水制冷剂热交换器12和室外热交换器16作为散热器发挥功能且室内蒸发器18作为吸热器发挥功能的制冷剂回路。因此,如图9所示,控制装置60将第一基准冷却温度KTB1设定为决定是否需要冷却电池80时的基准冷却温度KTB。
而且,在空调模式为串联除湿制热的情况下,构成水制冷剂热交换器12作为散热器发挥功能且室内蒸发器18作为吸热器发挥功能的制冷剂回路。而且,串联除湿制热的情况下的室外热交换器16根据室外热交换器16中的制冷剂的饱和温度与外气温度Tam的关系而具有作为散热器发挥功能的情况和作为吸热器发挥功能的情况。
因此,在空调模式为串联除湿制热的情况下,控制装置60基于外气温度传感器62和第三制冷剂温度传感器64c的检测结果指定是将室外热交换器16作为散热器发挥功能还是作为吸热器发挥功能。
在空调模式为串联除湿制热且室外热交换器16作为散热器发挥功能的情况下,控制装置60将第一基准冷却温度KTB1设定为基准冷却温度KTB。而且,在空调模式为串联除湿制热且室外热交换器16作为吸热器发挥功能的情况下,控制装置60将第二基准冷却温度KTB2设定为基准冷却温度KTB。
另外,在空调模式为并联除湿制热的情况下,构成水制冷剂热交换器12作为散热器发挥功能且相对于制冷剂的流动并联连接的室外热交换器16和室内蒸发器18作为吸热器发挥功能的制冷剂回路。因此,控制装置60将第二基准冷却温度KTB2设定为基准冷却温度KTB。
而且,在空调模式为制热的情况下,构成水制冷剂热交换器12作为散热器发挥功能且室外热交换器16作为吸热器发挥功能的制冷剂回路。由此,控制装置60将第二基准冷却温度KTB2设定为基准冷却温度KTB。
并且,在空调模式为其他(例如冷却模式、送风模式)的情况下,室外热交换器16不作为吸热器发挥功能。因此,控制装置60将第一基准冷却温度KTB1设定为基准冷却温度KTB。
如图9所示,在设定了对应于空调模式的基准冷却温度KTB之后,结束步骤S40的处理,进入图3的步骤S50。执行步骤S40的处理的控制装置60相当于判定基准设定部60g。
另外,在本实施方式中,使用电池温度TB作为与电池80的温度具有相关性的物理量,但不限定于此。只要是与电池80的温度具有强相关性的物理量即可,例如,也可以适当地变更为低温侧热介质回路50中的低温侧热介质的温度等。
而且,在本实施方式中,采用基准冷却温度KTB作为基准物理量,但不限定于该方式。根据与电池80的温度具有相关性的物理量的种类,基准物理量的种类也适当地变更。
再次参照图3说明步骤S40以后的处理。在步骤S40中设定了对应于空调模式的基准冷却温度KTB之后,在步骤S50中判定在步骤S30中决定的空调模式是否为制冷。在步骤S50中判定为空调模式为制冷的情况下,进入步骤S60。另一方面,在步骤S50中判定为空调模式不为制冷的情况下,进入步骤S90。
在步骤S60中,在空调模式为制冷的情况下,判定是否需要冷却电池80。具体而言,在本实施方式中,在由电池温度传感器68检测出的电池温度TB低于在步骤S40设定的基准冷却温度KTB时,判定为不需要冷却电池80。
这里,在步骤S30中,针对制冷模式的基准冷却温度KTB被设定为第一基准冷却温度KTB1(在本实施方式中为40℃)。因此,在步骤S60中,在电池温度TB为第一基准冷却温度KTB1以上时,判定为需要冷却电池80。因此,执行步骤S60的控制装置60相当于是否冷却判定部60f。
在步骤S60中判定为不需要冷却电池80的情况下,进入步骤S80,选择(1)制冷模式作为制冷循环装置10的运转模式。
对步骤S80的制冷模式下的动作进行说明。另外,以下说明中各运转模式所参照的控制映射图预先按每个运转模式存储于控制装置60。对应于各运转模式的控制映射图有时彼此等同,有时彼此不同。
在制冷模式下,控制装置60首先决定目标蒸发器温度TEO。目标蒸发器温度TEO是基于目标吹出温度TAO,参照存储于控制装置60的控制映射图而决定的。在本实施方式的控制映射图中,被决定为随着目标吹出温度TAO的上升而目标蒸发器温度TEO上升。
并且,为了实现制冷模式,控制装置60决定各控制对象设备的控制状态。例如,基于目标蒸发器温度TEO与蒸发器温度Tefin的偏差,利用反馈控制方法,决定压缩机11的转速的增减量ΔIVO,以使蒸发器温度Tefin接近目标蒸发器温度TEO。
另外,基于目标过冷却度SCO1与室外热交换器16的出口侧制冷剂的过冷却度SC1的偏差,利用反馈控制方法决定制冷用膨胀阀14b的节流开度的增减量ΔEVC。此时,增减量ΔEVC被决定为室外热交换器16的出口侧制冷剂的过冷却度SC1接近目标过冷却度SCO1。
并且,为了将制冷循环装置10切换为制冷模式的制冷剂回路,控制装置60将制热用膨胀阀14a设为全开状态,将制冷用膨胀阀14b设为发挥制冷剂减压作用的节流状态,将冷却用膨胀阀14c设为全闭状态。控制装置60还关闭除湿用开闭阀15a并关闭制热用开闭阀15b。而且,控制装置60对各控制对象设备输出控制信号或控制电压以得到对制冷模式设定的控制状态,返回步骤S10。
该结果是,在制冷模式的制冷循环装置10中构成蒸气压缩式的制冷循环。该情况下的制冷剂以压缩机11、水制冷剂热交换器12、(制热用膨胀阀14a)、室外热交换器16、单向阀17、制冷用膨胀阀14b、室内蒸发器18、蒸发压力调整阀20、储液器21、压缩机11的顺序流动而循环。
即,在制冷模式的制冷循环装置10中,水制冷剂热交换器12和室外热交换器16作为使从压缩机11排出的制冷剂散热的散热器发挥功能。而且,制冷用膨胀阀14b作为使制冷剂减压的减压部发挥功能,室内蒸发器18作为吸热器发挥功能。
由此,能够通过室内蒸发器18冷却送风空气,并且能够通过水制冷剂热交换器12加热高温侧热介质。
因此,在制冷模式的车辆用空调装置1中,通过调整空气混合门34的开度,能够使由室内蒸发器18冷却后的送风空气的一部分由加热器芯42再加热。即,通过将温度调整为接近目标吹出温度TAO的送风空气向车室内吹出,能够进行车室内的制冷。
另一方面,在步骤S60中判定为需要冷却电池80的情况下,进入步骤S70,选择(5)制冷冷却模式作为制冷循环装置10的运转模式。
在步骤S70的制冷冷却模式下,控制装置60与制冷模式同样地决定目标蒸发器温度TEO、压缩机11的转速的增减量ΔIVO、制冷用膨胀阀14b的节流开度的增减量ΔEVC、空气混合门34的开度SW。另外,控制装置60决定冷机19的制冷剂通路的出口侧制冷剂的目标过热度SHCO并决定冷却用膨胀阀14c的节流开度的增减量ΔEVB。
在制冷冷却模式下,基于目标过热度SHCO与从冷机19流出的制冷剂的过热度SHC的偏差,利用反馈控制方法,以使从冷机19流出的制冷剂的过热度SHC接近目标过热度SHCO的方式决定增减量ΔEVB。
并且,为了将制冷循环装置10切换为制冷冷却模式的制冷剂回路,控制装置60将制热用膨胀阀14a设为全开状态,将制冷用膨胀阀14b和冷却用膨胀阀14c设为节流状态。而且,控制装置60关闭除湿用开闭阀15a并且关闭制热用开闭阀15b。并且,控制装置60对各控制对象设备输出控制信号或控制电压以得到对制冷冷却模式设定的控制状态,返回步骤S10。
该结果是,在制冷冷却模式的制冷循环装置10中构成蒸气压缩式的制冷循环。该情况下的制冷剂以压缩机11、水制冷剂热交换器12、(制热用膨胀阀14a)、室外热交换器16、单向阀17、制冷用膨胀阀14b、室内蒸发器18、蒸发压力调整阀20、储液器21、压缩机11的顺序流动而循环。同时,制冷剂以压缩机11、水制冷剂热交换器12、(制热用膨胀阀14a)、室外热交换器16、单向阀17、冷却用膨胀阀14c、冷机19、蒸发压力调整阀20、储液器21、压缩机11的顺序流动而循环。
即,在制冷冷却模式的制冷循环装置10中,水制冷剂热交换器12和室外热交换器16作为使从压缩机11排出的制冷剂散热的散热器发挥功能,室内蒸发器18作为吸热器发挥功能。而且,相对于制冷用膨胀阀14b和室内蒸发器18并联连接的冷却用膨胀阀14c作为减压部发挥功能,冷机19作为吸热器发挥功能。
由此,能够通过室内蒸发器18冷却送风空气,并且能够通过水制冷剂热交换器12加热高温侧热介质。而且,能够通过冷机19冷却低压侧热介质。
因此,在制冷冷却模式的车辆用空调装置1中,通过调整空气混合门34的开度,能够将由室内蒸发器18冷却后的送风空气的一部分通过加热器芯42再加热。即,通过将温度调整为接近目标吹出温度TAO的送风空气向车室内吹出,从而能够进行车室内的制冷。
而且,通过使由冷机19冷却后的低温侧热介质流入冷却用热交换部52,从而能够进行电池80的冷却。因此,执行步骤S70的控制装置60相当于冷却控制部60h。
并且,在步骤S90中,判定在步骤S30决定的空调模式是否是串联除湿制热模式。在步骤S90中判定空调模式为串联除湿制热模式的情况下,进入步骤S100。另一方面,在步骤S90中判定空调模式不为串联除湿制热模式的情况下,进入步骤S130。
在步骤S100中,在空调模式为串联除湿制热模式的情况下,判定是否需要冷却电池80。具体而言,在步骤S100中,在电池温度TB为步骤S30中对应于串联除湿制热模式而决定的基准冷却温度KTB以上时,判定为需要冷却电池80。即,执行步骤S100的控制装置60相当于是否冷却判定部60f。
在步骤S100中判定为不需要冷却电池80的情况下,进入步骤S120,选择(2)串联除湿制热模式作为制冷循环装置10的运转模式。
在步骤S120的串联除湿制热模式下,控制装置60与制冷模式同样地决定目标蒸发器温度TEO、压缩机11的转速的增减量ΔIVO、空气混合门34的开度SW。
另外,控制装置60将高温侧热介质的目标高温侧热介质温度TWHO决定为能够通过加热器芯42加热送风空气。基于目标吹出温度TAO和加热器芯42的效率,目标高温侧热介质温度TWHO被决定为随着目标吹出温度TAO的上升而目标高温侧热介质温度TWHO上升。
而且,控制装置60决定开度图形KPN1的变化量ΔKPN1。开度图形KPN1是用于决定制热用膨胀阀14a的节流开度和制冷用膨胀阀14b的节流开度的组合的参数。具体而言,在串联除湿制热模式下,随着目标吹出温度TAO上升而开度图形KPN1变大。而且,随着开度图形KPN1变大,制热用膨胀阀14a的节流开度变小,制冷用膨胀阀14b的节流开度变大。
并且,为了将制冷循环装置10切换为串联除湿制热模式的制冷剂回路,控制装置60将制热用膨胀阀14a设为节流状态,将制冷用膨胀阀14b设为节流状态,将冷却用膨胀阀14c设为全闭状态。另外,控制装置60关闭除湿用开闭阀15a,关闭制热用开闭阀15b。而且,控制装置60对各控制对象设备输出控制信号或控制电压以得到对串联除湿制热模式设定的控制状态,返回步骤S10。
该结果是,在串联除湿制热模式的制冷循环装置10中构成蒸气压缩式的制冷循环。该情况下的制冷剂以压缩机11、水制冷剂热交换器12、制热用膨胀阀14a、室外热交换器16、单向阀17、制冷用膨胀阀14b、室内蒸发器18、蒸发压力调整阀20、储液器21、压缩机11的顺序流动而循环。
即,在串联除湿制热模式的制冷循环装置10中,水制冷剂热交换器12作为使从压缩机11排出的制冷剂散热的散热器发挥功能。而且,制热用膨胀阀14a和制冷用膨胀阀14b作为减压部发挥功能,室内蒸发器18作为吸热器发挥功能。
而且,在室外热交换器16中的制冷剂的饱和温度比外气温度Tam高时,构成为室外热交换器16作为散热器发挥功能的循环。另一方面,在室外热交换器16中的制冷剂的饱和温度比外气温度Tam低时,构成室外热交换器16作为吸热器发挥功能的循环。
由此,能够通过室内蒸发器18冷却送风空气,并且能够通过水制冷剂热交换器12加热高温侧热介质。因此,在串联除湿制热模式的车辆用空调装置1中,通过将由室内蒸发器18冷却而除湿后的送风空气通过加热器芯42再加热而向车室内吹出,从而能够进行车室内的除湿制热。
而且,在室外热交换器16中的制冷剂的饱和温度比外气温度Tam高的情况下,随着目标吹出温度TAO的上升而使开度图形KPN1增大,由此,室外热交换器16中的制冷剂的饱和温度下降而与外气温度Tam的差缩小。由此,能够减少室外热交换器16中的制冷剂的散热量,增加水制冷剂热交换器12中的制冷剂的散热量。
另外,在室外热交换器16中的制冷剂的饱和温度比外气温度Tam低的情况下,随着目标吹出温度TAO的上升而使开度图形KPN1增大,由此,室外热交换器16中的制冷剂的温和温度降低而与外气温度Tam的温度差扩大。由此,能够增加室外热交换器1中的制冷剂的吸热量,增加水制冷剂热交换器12中的制冷剂的散热量。
即,在串联除湿制热模式下,通过随着目标吹出温度TAO的上升而使开度图形KPN1增大,能够增加水制冷剂热交换器12中的制冷剂向高温侧热介质的散热量。因此,在串联除湿制热模式下,能够随着目标吹出温度TAO的上升而提高加热器芯42中的送风空气的加热能力。
另一方面,在步骤S100中判定为需要冷却电池80的情况下,进入步骤S110,选择(6)串联除湿制热冷却模式作为制冷循环装置10的运转模式。
在步骤S110的串联除湿制热冷却模式下,控制装置60与串联除湿制热模式同样地决定目标蒸发器温度TEO、压缩机11的转速的增减量ΔIVO、开度图形KPN1的变化量ΔKPN1、空气混合门34的开度SW。另外,控制装置60与制冷冷却模式同样地决定目标过热度SHCO、冷却用膨胀阀14c的节流开度的增减量ΔEVB、目标低温侧热介质温度TWLO。
并且,为了将制冷循环装置10切换为串联除湿制热冷却模式的制冷剂回路,控制装置60将制热用膨胀阀14a设为节流状态,将制冷用膨胀阀14b和冷却用膨胀阀14c设为节流状态。而且,控制装置60关闭除湿用开闭阀15a并且关闭制热用开闭阀15b。另外,控制装置60对各控制对象设备输出控制信号或控制电压,以得到对串联除湿制热冷却模式设定的控制状态,返回步骤S10。
该结果是,在串联除湿制热冷却模式下构成蒸气压缩式的制冷循环。该情况下的制冷剂以压缩机11、水制冷剂热交换器12、制热用膨胀阀14a、室外热交换器16、单向阀17、制冷用膨胀阀14b、室内蒸发器18、蒸发压力调整阀20、储液器21、压缩机11的顺序流动而循环。同时,制冷剂以压缩机11、水制冷剂热交换器12、制热用膨胀阀14a、室外热交换器16、单向阀17、冷却用膨胀阀14c、冷机19、蒸发压力调整阀20、储液器21、压缩机11的顺序流动而循环。
即,在串联除湿制热冷却模式的制冷循环装置10中,水制冷剂热交换器12作为散热器发挥功能,室内蒸发器18和冷机19作为吸热器发挥功能。而且,制热用膨胀阀14a和制冷用膨胀阀14b作为减压部发挥功能,并且相对于制冷用膨胀阀14b和室内蒸发器18并联连接的冷却用膨胀阀14c作为减压部发挥功能。
而且,在室外热交换器16中的制冷剂的饱和温度比外气温度Tam高时,构成室外热交换器16作为散热器发挥功能的循环。在室外热交换器16中的制冷剂的饱和温度比外气温度Tam低时,构成室外热交换器16作为吸热器发挥功能的循环。
由此,能够通过室内蒸发器18冷却送风空气,并且能够通过水制冷剂热交换器12加热高温侧热介质。而且,能够通过冷机19冷却低压侧热介质。
因此,在串联除湿制热冷却模式的制冷循环装置10中,通过将由室内蒸发器18冷却而除湿后的送风空气通过加热器芯42再加热而向车室内吹出,从而能够进行车室内的除湿制热。此时,通过增大开度图形KPN1,能够与串联除湿制热模式同样地提高加热器芯42中的送风空气的加热能力。
而且,通过使由冷机19冷却后的低温侧热介质流入冷却用热交换部52,从而能够进行电池80的冷却。因此,执行步骤S110的控制装置60相当于冷却控制部60h。
在步骤S130中,判定由步骤S30决定的空调模式是否为并联除湿制热模式。在步骤S130中判定空调模式为并联除湿制热模式的情况下,进入步骤S140。另一方面,在步骤S130中判定空调模式不为并联除湿制热模式的情况下,进入图4的步骤S170。
在步骤S140中,在空调模式为并联除湿制热模式的情况下,判定是否需要冷却电池80。具体而言,在步骤S140中,在电池温度TB为在步骤S30中对应于并联除湿制热模式而决定的第二基准冷却温度KTB2以上时,判定为需要冷却电池80。即,执行步骤S140的控制装置60相当于是否冷却判定部60f。
在步骤S140中判定为不需要冷却电池80的情况下,进入步骤S160,选择(3)并联除湿制热模式作为制冷循环装置10的运转模式。
在步骤S160的并联除湿制热模式下,控制装置60与串联除湿制热模式同样地决定目标高温侧热介质温度TWHO。另外,控制装置60决定并联除湿制热模式下的压缩机11的转速的增减量ΔIVO。在并联除湿制热模式下,基于目标高温侧热介质温度TWHO与高温侧热介质温度TWH的偏差,利用反馈控制方法,以使高温侧热介质温度TWH接近目标高温侧热介质温度TWHO的方式决定增减量ΔIVO。
并且,控制装置60决定开度图形KPN1的变化量ΔKPN1。在并联除湿制热模式下,基于目标过热度SHEO与室内蒸发器18的出口侧制冷剂的过热度SHE的偏差,利用反馈控制方法,以使过热度SHE接近目标过热度SHEO的方式来决定。
在并联除湿制热模式下,随着开度图形KPN1变大,制热用膨胀阀14a的节流开度变小,制冷用膨胀阀14b的节流开度变大。因此,当开度图形KPN1变大时,流入至室内蒸发器18的制冷剂流量增加,室内蒸发器18的出口侧制冷剂的过热度SHE降低。而且,控制装置60与制冷模式同样地计算空气混合门34的开度SW。
并且,为了将制冷循环装置10切换为并联除湿制热模式的制冷剂回路,控制装置60将制热用膨胀阀14a和制冷用膨胀阀14b设为节流状态,将冷却用膨胀阀14c设为全闭状态。另外,控制装置60打开除湿用开闭阀15a并打开制热用开闭阀15b。而且,控制装置60对各控制对象设备输出控制信号或控制电压以得到对并联除湿制热模式设定的控制状态,返回步骤S10。
该结果是,在并联除湿制热模式的制冷循环装置10中构成蒸气压缩式的制冷循环。该情况下的制冷剂以压缩机11、水制冷剂热交换器12、制热用膨胀阀14a、室外热交换器16、制热用通路22b、储液器21、压缩机11的顺序流动而循环。同时,制冷剂以压缩机11、水制冷剂热交换器12、旁路通路22a、制冷用膨胀阀14b、室内蒸发器18、蒸发压力调整阀20、储液器21、压缩机11的顺序流动而循环。
即,在并联除湿制热模式的制冷循环装置10中,水制冷剂热交换器12作为使从压缩机11排出的制冷剂散热的散热器发挥功能,制热用膨胀阀14a作为减压部发挥功能,室外热交换器16作为吸热器发挥功能。另外,相对于制热用膨胀阀14a和室外热交换器16并联连接的制冷用膨胀阀14b作为减压部发挥功能,室内蒸发器18作为吸热器发挥功能。
由此,能够通过室内蒸发器18冷却送风空气,并且能够通过水制冷剂热交换器12加热高温侧热介质。因此,在并联除湿制热模式的车辆用空调装置1中,通过将由室内蒸发器18冷却而除湿后的送风空气通过加热器芯42再加热而向车室内吹出,从而能够进行车室内的除湿制热。
而且,在并联除湿制热模式的制冷循环装置10中,室外热交换器16与室内蒸发器18相对于制冷剂流并联连接,在室内蒸发器18的下游侧配置有蒸发压力调整阀20。由此,能够使室外热交换器16中的制冷剂蒸发温度降得比室内蒸发器18中的制冷剂蒸发温度低。
因此,在并联除湿制热模式下,与串联除湿制热模式相比,能够增加室外热交换器16中的制冷剂的吸热量,能够增加水制冷剂热交换器12中的制冷剂的散热量。其结果是,在并联除湿制热模式下,能够以比串联除湿制热模式高的加热能力再加热送风空气。
另一方面,在步骤S140中判定为需要冷却电池80的情况下,进入步骤S150,选择(7)并联除湿制热冷却模式作为制冷循环装置10的运转模式。
在步骤S150的并联除湿制热冷却模式下,控制装置60与并联除湿制热模式同样地决定各种控制对象设备的控制状态。由此,决定目标高温侧热介质温度TWHO、压缩机11的转速的增减量ΔIVO、目标过热度SHEO、开度图形KPN1的变化量ΔKPN1、空气混合门34的开度SW。另外,控制装置60与制冷冷却模式同样地决定目标过热度SHCO、冷却用膨胀阀14c的节流开度的增减量ΔEVB、目标低温侧热介质温度TWLO。
并且,为了将制冷循环装置10切换为并联除湿制热冷却模式的制冷剂回路,控制装置60将制热用膨胀阀14a、制冷用膨胀阀14b以及冷却用膨胀阀14c分别设为节流状态。另外,控制装置60打开除湿用开闭阀15a并打开制热用开闭阀15b。而且,控制装置60对各控制对象设备输出控制信号或控制电压以得到对并联除湿制热冷却模式设定的控制状态,返回步骤S10。
由此,在并联除湿制热冷却模式的制冷循环装置10中构成蒸气压缩式的制冷循环。该情况下的制冷剂以压缩机11、水制冷剂热交换器12、制热用膨胀阀14a、室外热交换器16、制热用通路22b、储液器21、压缩机11的顺序流动而循环。同时,制冷剂以压缩机11、水制冷剂热交换器12、旁路通路22a、制冷用膨胀阀14b、室内蒸发器18、蒸发压力调整阀20、储液器21、压缩机11的顺序流动而循环。而且,该情况下的制冷剂以压缩机11、水制冷剂热交换器12、旁路通路22a、冷却用膨胀阀14c、冷机19、蒸发压力调整阀20、储液器21、压缩机11的顺序流动而循环。
即,在并联除湿制热冷却模式的制冷循环装置10中,水制冷剂热交换器12作为使从压缩机11排出的制冷剂散热的散热器发挥功能,制热用膨胀阀14a作为减压部发挥功能,室外热交换器16作为吸热器发挥功能。另外,相对于制热用膨胀阀14a和室外热交换器16并联连接的制冷用膨胀阀14b作为减压部发挥功能,室内蒸发器18作为吸热器发挥功能。而且,相对于制热用膨胀阀14a和室外热交换器16并联连接的冷却用膨胀阀14c作为减压部发挥功能,冷机19作为吸热器发挥功能。
由此,能够通过室内蒸发器18冷却送风空气,并且能够通过水制冷剂热交换器12加热高温侧热介质。而且,能够通过冷机19冷却低压侧热介质。
因此,在并联除湿制热冷却模式的车辆用空调装置1中,通过将由室内蒸发器18冷却而除湿后的送风空气通过加热器芯42再加热而向车室内吹出,从而能够进行车室内的除湿制热。此时,通过使室外热交换器16中的制冷剂蒸发温度降得比室内蒸发器18中的制冷剂蒸发温度低,能够以比串联除湿制热冷却模式高的加热能力再加热送风空气。
而且,通过使由冷机19冷却后的低温侧热介质流入至冷却用热交换部52,从而能够进行电池80的冷却。即,执行步骤S150的控制装置60相当于冷却控制部60h。
接着,参照图4对步骤S170以后的处理进行说明。在步骤S170中,判定在步骤S30中决定的空调模式是否为制热模式。在步骤S170中判定空调模式为制热模式的情况下,进入步骤S180。另一方面,在步骤S170中判定空调模式不为制热模式的情况下,进入步骤S260。
在步骤S180中,在空调模式为制热模式的情况下,判定是否需要冷却电池80。具体而言,在步骤S180中,在电池温度TB为在步骤S30中决定的第二基准冷却温度KTB2以上时,判定为需要冷却电池80。即,执行步骤S180的控制装置60相当于是否冷却判定部60f。
在步骤S180中判定为需要冷却电池80的情况下,进入步骤S190。在步骤S170中判定为不需要冷却电池80的情况下,进入步骤S200,选择(4)制热模式作为制冷循环装置10的运转模式。
在步骤S200的制热模式下,控制装置60与并联除湿制热模式同样地决定高温侧热介质的目标高温侧热介质温度TWHO、压缩机11的转速的增减量ΔIVO。
并且,控制装置60决定从水制冷剂热交换器12的制冷剂通路流出的制冷剂的目标过冷却度SCO2。基于流入至室内蒸发器18的送风空气的吸入温度或外气温度Tam,以使循环的性能系数(COP)接近极大值的方式决定目标过冷却度SCO2。
另外,控制装置60决定制热用膨胀阀14a的节流开度的增减量ΔEVH。基于目标过冷却度SCO2与从水制冷剂热交换器12流出的制冷剂的过冷却度SC2的偏差,利用反馈控制方法,以使从水制冷剂热交换器12流出的制冷剂的过冷却度SC2接近目标过冷却度SCO2的方式决定增减量ΔEVH。控制装置60与制冷模式同样地计算空气混合门34的开度SW。
并且,为了将制冷循环装置10切换为制热模式的制冷剂回路,控制装置60将制热用膨胀阀14a设为节流状态,将制冷用膨胀阀14b和冷却用膨胀阀14c设为全闭状态。另外,控制装置60关闭除湿用开闭阀15a并打开制热用开闭阀15b。而且,控制装置60对各控制对象设备输出控制信号或控制电压以得到对制热模式设定的控制状态,返回步骤S10。
该结果是,在制热模式的制冷循环装置10中构成蒸气压缩式的制冷循环。该情况下的制冷剂以压缩机11、水制冷剂热交换器12、制热用膨胀阀14a、室外热交换器16、制热用通路22b、储液器21、压缩机11的顺序流动而循环。
即,在制热模式的制冷循环装置10中,水制冷剂热交换器12作为使从压缩机11排出的制冷剂散热的散热器发挥功能,制热用膨胀阀14a作为减压部发挥功能。而且,室外热交换器16作为吸热器发挥功能。
由此,能够通过水制冷剂热交换器12加热高温侧热介质。因此,在制热模式的车辆用空调装置1中,通过将由加热器芯42加热后的送风空气向车室内吹出,从而能够进行车室内的制热。
在此,在步骤S180中判定为需要冷却电池80而进入步骤S190的情况下,需要进行车室内的制热与电池80的冷却这双方。因此,在制冷循环装置10中,需要适当地调整制冷剂通过水制冷剂热交换器12向高温侧热介质散热的散热量和制冷剂通过冷机19从低温侧热介质吸热的吸热量。
于是,在本实施方式的制冷循环装置10中,如图4的步骤S190~步骤S240所示,在需要进行车室内的制热与电池80的冷却双方的情况下,对三个运转模式进行切换。即,根据车室内环境和电池80的状况适当地切换(8)制热冷却模式、(9)制热串联冷却模式、(10)制热并联冷却模式。
首先,在步骤S190中,判定目标吹出温度TAO是否在低温侧冷却基准温度α2以下。低温侧冷却基准温度α2是基于外气温度Tam,参照预先存储于控制装置60的控制映射图而决定的。
在本实施方式中,如图10所示,被决定为随着外气温度Tam的降低而低温侧冷却基准温度α2成为较低的值。而且,在同样的外气温度Tam下,低温侧冷却基准温度α2被决定为比制冷用基准温度α1高的值。
在步骤S190中判定为目标吹出温度TAO不在低温侧冷却基准温度α2以下的情况下,进入步骤S220。在步骤S190中判定为目标吹出温度TAO在低温侧冷却基准温度α2以下的情况下,进入步骤S210,选择(8)制热冷却模式作为制冷循环装置10的运转模式。
在步骤S210的制热冷却模式下,为了能够通过冷却用热交换部52冷却电池80,控制装置60与制冷冷却模式同样地决定低温侧热介质的目标低温侧热介质温度TWLO。并且,控制装置60决定从室外热交换器16流出的制冷剂的目标过冷却度SCO1。
另外,控制装置60决定压缩机11的转速的增减量ΔIVO。在制热冷却模式下,基于目标低温侧热介质温度TWLO与第一低温侧热介质温度TWL1的偏差,利用反馈控制方法,以使第一低温侧热介质温度TWL1接近目标低温侧热介质温度TWLO的方式来决定增减量ΔIVO。
而且,控制装置60决定冷却用膨胀阀14c的节流开度的增减量ΔEVB。基于目标过冷却度SCO1与室外热交换器16的出口侧制冷剂的过冷却度SC1的偏差,利用反馈控制方法,以使室外热交换器16的出口侧制冷剂的过冷却度SC1接近目标过冷却度SCO1的方式决定增减量ΔEVB。与制冷模式同样地计算过冷却度SC1。另外,控制装置60与制冷模式同样地计算空气混合门34的开度SW。
并且,为了将制冷循环装置10切换为制热冷却模式的制冷剂回路,控制装置60将制热用膨胀阀14a设为全开状态,将制冷用膨胀阀14b设为全闭状态,将冷却用膨胀阀14c设为节流状态。另外,控制装置60关闭除湿用开闭阀15a并关闭制热用开闭阀15b。而且,控制装置60对各控制对象设备输出控制信号或控制电压以得到对制热冷却模式设定的控制状态,返回步骤S10。
由此,在制热冷却模式的制冷循环装置10中构成蒸气压缩式的制冷循环。该情况下的制冷剂以压缩机11、水制冷剂热交换器12、(制热用膨胀阀14a)、室外热交换器16、单向阀17、冷却用膨胀阀14c、冷机19、蒸发压力调整阀20、储液器21、压缩机11的顺序流动而循环。
即,在制热冷却模式的制冷循环装置10中,水制冷剂热交换器12和室外热交换器16作为使从压缩机11排出的制冷剂散热的散热器发挥功能。另外,冷却用膨胀阀14c作为使制冷剂减压的减压部发挥功能,冷机19作为蒸发器发挥功能。
由此,能够通过水制冷剂热交换器12加热高温侧热介质,并且能够通过冷机19冷却低温侧热介质。
因此,在制热冷却模式的车辆用空调装置1中,通过将由加热器芯42加热后的送风空气向车室内吹出,从而能够进行车室内的制热。而且,通过使由冷机19冷却后的低温侧热介质流入冷却用热交换部52,从而能够进行电池80的冷却。因此,执行步骤S210的控制装置60相当于冷却控制部60h。
在步骤S220中,判定目标吹出温度TAO是否在高温侧冷却基准温度β2以下。高温侧冷却基准温度β2是基于外气温度Tam,参照预先存储于控制装置60的控制映射图而决定的。
如图10所示,在本实施方式中,与低温侧冷却基准温度α2同样地,被决定为随着外气温度Tam的降低而高温侧冷却基准温度β2成为较低的值。而且,高温侧冷却基准温度β2被决定为比低温侧冷却基准温度α2高的值。另外,在同样的外气温度Tam下,高温侧冷却基准温度β2被决定为比除湿用基准温度β1高的值。
在步骤S220中判定为目标吹出温度TAO在高温侧冷却基准温度β2以下的情况下,进入步骤S230,选择(9)制热串联冷却模式作为制冷循环装置10的运转模式。
在步骤S230的制热串联冷却模式下,控制装置60与制热冷却模式同样地决定目标低温侧热介质温度TWLO、压缩机11的转速的增减量ΔIVO。另外,控制装置60与串联除湿制热模式同样地决定高温侧热介质的目标高温侧热介质温度TWHO。而且,控制装置60与制冷模式同样地计算空气混合门34的开度SW。
并且,控制装置60决定开度图形KPN2的变化量ΔKPN2。开度图形KPN2是用于决定制热用膨胀阀14a的节流开度和冷却用膨胀阀14c的节流开度的组合的参数。具体而言,在制热串联冷却模式下,随着目标吹出温度TAO上升,开度图形KPN2变大。并且,随着开度图形KPN2变大,制热用膨胀阀14a的节流开度变小,冷却用膨胀阀14c的节流开度变大。
并且,为了将制冷循环装置10切换为制热串联冷却模式的制冷剂回路,控制装置60将制热用膨胀阀14a和冷却用膨胀阀14c分别设为节流状态,将制冷用膨胀阀14b设为全闭状态。另外,控制装置60关闭除湿用开闭阀15a并关闭制热用开闭阀15b。而且,控制装置60对各控制对象设备输出控制信号或控制电压以得到对制热串联冷却模式设定的控制状态,返回步骤S10。
由此,在制热串联冷却模式的制冷循环装置10中构成蒸气压缩式的制冷循环。该情况下的制冷剂以压缩机11、水制冷剂热交换器12、制热用膨胀阀14a、室外热交换器16、单向阀17、冷却用膨胀阀14c、冷机19、蒸发压力调整阀20、储液器21、压缩机11的顺序流动而循环。
即,在制热串联冷却模式的制冷循环装置10中,水制冷剂热交换器12作为使从压缩机11排出的制冷剂散热的散热器发挥功能,制热用膨胀阀14a和冷却用膨胀阀14c作为减压部发挥功能,冷机19作为吸热器发挥功能。
而且,在室外热交换器16中的制冷剂的饱和温度比外气温度Tam高时,构成室外热交换器16作为散热器发挥功能的循环。在室外热交换器16中的制冷剂的饱和温度比外气温度Tam低时,构成室外热交换器16作为吸热器发挥功能的循环。
由此,能够通过水制冷剂热交换器12加热高温侧热介质,并且能够通过冷机19冷却低温侧热介质。
因此,在制热串联冷却模式的车辆用空调装置1中,通过将由加热器芯42加热后的送风空气向车室内吹出,从而能够进行车室内的制热。而且,通过使由冷机19冷却后的低温侧热介质流入至冷却用热交换部52,从而能够进行电池80的冷却。即,执行步骤S230的控制装置60相当于冷却控制部60h。
而且,在室外热交换器16中的制冷剂的饱和温度比外气温度Tam高时,随着目标吹出温度TAO的上升而使开度图形KPN2变大,由此,室外热交换器16中的制冷剂的饱和温度降低而与外气温度Tam的差缩小。由此,能够减少室外热交换器16中的制冷剂的散热量,增加水制冷剂热交换器12中的制冷剂的散热量。
另外,在室外热交换器16中的制冷剂的饱和温度比外气温度Tam低时,随着目标吹出温度TAO的上升而使开度图形KPN2变大,由此,室外热交换器16中的制冷剂的温和温度降低且与外气温度Tam的温度差扩大。由此,能够增加室外热交换器16中的制冷剂的吸热量,增加水制冷剂热交换器12中的制冷剂的散热量。
即,在制热串联冷却模式下,通过随着目标吹出温度TAO的上升而使开度图形KPN2增大,由此能够增加水制冷剂热交换器12中的制冷剂散热到高温侧热介质的散热量。因此,在制热串联冷却模式下,能够随着目标吹出温度TAO的上升而提高加热器芯42中的送风空气的加热能力。
其结果是,在制热串联冷却模式下,能够以比制热冷却模式高的加热能力加热送风空气。换言之,制热冷却模式是以比制热串联冷却模式低的加热能力加热送风空气的运转模式。
另一方面,在步骤S220中判定为目标吹出温度TAO不在高温侧冷却基准温度β2以下的情况下,进入步骤S240,选择(10)制热并联冷却模式作为制冷循环装置10的运转模式。
在步骤S240的制热并联冷却模式下,控制装置60与串联除湿制热模式同样地决定高温侧热介质的目标高温侧热介质温度TWHO。另外,控制装置60与制冷模式同样地计算空气混合门34的开度SW。而且,控制装置60与制冷冷却模式同样地决定低温侧热介质的目标低温侧热介质温度TWLO。
并且,控制装置60决定压缩机11的转速的增减量ΔIVO。在制热并联冷却模式下,基于目标高温侧热介质温度TWHO与高温侧热介质温度TWH的偏差,利用反馈控制方法,以使高温侧热介质温度TWH接近目标高温侧热介质温度TWHO的方式决定增减量ΔIVO。控制装置60决定冷机19的制冷剂通路的出口侧制冷剂的目标过热度SHCO。
另外,控制装置60决定开度图形KPN2的变化量ΔKPN2。在制热并联冷却模式下,基于目标过热度SHCO与冷机19的制冷剂通路的出口侧制冷剂的过热度SHC的偏差,利用反馈控制方法,以使过热度SHC接近目标过热度SHCO的方式来决定。
在制热并联冷却模式下,随着开度图形KPN2变大,制热用膨胀阀14a的节流开度变小,冷却用膨胀阀14c的节流开度变大。因此,当开度图形KPN2变大时,流入至冷机19的制冷剂通路的制冷剂流量增加,冷机19的制冷剂通路的出口侧制冷剂的过热度SHC降低。
并且,为了将制冷循环装置10切换为制热并联冷却模式的制冷剂回路,控制装置60将制热用膨胀阀14a和冷却用膨胀阀14c分别设为节流状态,将制冷用膨胀阀14b设为全闭状态。另外,控制装置60打开除湿用开闭阀15a并打开制热用开闭阀15b。而且,控制装置60对各控制对象设备输出控制信号或控制电压以得到对制热并联冷却模式设定的控制状态,返回步骤S10。
由此,在制热并联冷却模式的制冷循环装置10中构成蒸气压缩式的制冷循环。该情况下的制冷剂以压缩机11、水制冷剂热交换器12、制热用膨胀阀14a、室外热交换器16、制热用通路22b、储液器21、压缩机11的顺序流动而循环。同时,制冷剂以压缩机11、水制冷剂热交换器12、旁路通路22a、冷却用膨胀阀14c、冷机19、蒸发压力调整阀20、储液器21、压缩机11的顺序流动而循环。
即,在制热并联冷却模式的制冷循环装置10中,水制冷剂热交换器12作为使从压缩机11排出的制冷剂散热的散热器发挥功能,制热用膨胀阀14a作为减压部发挥功能,室外热交换器16作为蒸发器发挥功能。而且,相对于制热用膨胀阀14a和室外热交换器16并联连接的冷却用膨胀阀14c作为减压部发挥功能,冷机19作为蒸发器发挥功能。
由此,能够通过水制冷剂热交换器12加热高温侧热介质,并且能够通过冷机19冷却低温侧热介质。
因此,在制热并联冷却模式的车辆用空调装置1中,通过将由加热器芯42加热后的送风空气向车室内吹出,从而能够进行车室内的制热。而且,通过使由冷机19冷却后的低温侧热介质流入至冷却用热交换部52,从而能够进行电池80的冷却。即,执行步骤S240的控制装置60相当于冷却控制部60h。
而且,在制热并联冷却模式的制冷循环装置10中,室外热交换器16和冷机19相对于制冷剂流并联连接,在冷机19的制冷剂通路的下游侧配置有蒸发压力调整阀20。由此,能够使室外热交换器16中的制冷剂蒸发温度降得比冷机19的制冷剂通路中的制冷剂蒸发温度低。
因此,在制热并联冷却模式下,与制热串联冷却模式相比,能够增加室外热交换器16中的制冷剂的吸热量,能够增加水制冷剂热交换器12中的制冷剂的散热量。其结果是,在制热并联冷却模式下,能够以比制热串联冷却模式高的加热能力再加热送风空气。
接着,对从步骤S170进入步骤S250后的情况进行说明。从步骤S170进入步骤S250的情况是在步骤S30中将其他的模式决定为空调模式的情况,是不需要通过制冷循环装置10进行送风空气的温度调整的情况。
于是,在步骤S250中,在不需要通过制冷循环装置10进行送风空气的温度调整的情况下,判定是否需要冷却电池80。具体而言,在步骤S250中,在电池温度TB为在步骤S30中决定的基准冷却温度KTB以上时,判定为需要冷却电池80。
在步骤S250中判定为需要冷却电池80的情况下,进入步骤S260,选择(11)冷却模式作为制冷循环装置10的运转模式。
在步骤S260的冷却模式下,控制装置60与制热冷却模式同样地决定各种控制对象设备的控制状态。由此,决定目标低温侧热介质温度TWLO、压缩机11的转速的增减量ΔIVO、目标过冷却度SCO1、冷却用膨胀阀14c的节流开度的增减量ΔEVB、空气混合门34的开度SW。
并且,为了将制冷循环装置10切换为冷却模式的制冷剂回路,控制装置60将制热用膨胀阀14a设为全开状态,将制冷用膨胀阀14b设为全闭状态,将冷却用膨胀阀14c设为节流状态。另外,控制装置60关闭除湿用开闭阀15a并关闭制热用开闭阀15b。而且,控制装置60对各控制对象设备输出控制信号或控制电压以得到对冷却模式设定的控制状态,返回步骤S10。
由此,在冷却模式的制冷循环装置10中构成蒸气压缩式的制冷循环。该情况下的制冷剂以压缩机11、水制冷剂热交换器12、(制热用膨胀阀14a)、室外热交换器16、单向阀17、冷却用膨胀阀14c、冷机19、蒸发压力调整阀20、储液器21、压缩机11的顺序流动而循环。
即,在冷却模式的制冷循环装置10中,室外热交换器16作为使从压缩机11排出的制冷剂散热的散热器发挥功能,冷却用膨胀阀14c作为减压部发挥功能,冷机19作为吸热器发挥功能。
由此,能够通过冷机19冷却低温侧热介质。因此,在冷却模式的车辆用空调装置1中,通过使由冷机19冷却后的低温侧热介质流入冷却用热交换部52,从而能够进行电池80的冷却。因此,执行步骤S260的控制装置60相当于冷却控制部60h。
另一方面,在步骤S250中判定为不需要冷却电池80的情况下,进入步骤S270,选择送风模式作为制冷循环装置10的运转模式。
送风模式是使压缩机11停止而根据通过风量设定开关设定的设定信号使送风机32工作的运转模式。在结束送风模式下的运转的情况下,返回步骤10。另外,步骤S250中判定为不需要冷却电池80的情况是不需要为了车室内的空气调节和电池的冷却而使制冷循环装置10工作的情况。
如上所述,通过本实施方式的空调控制程序进行制冷循环装置10的运转模式的切换。而且,通过该空调控制程序,也控制构成加热部的高温侧热介质回路40的高温侧热介质泵41以及构成冷却部的低温侧热介质回路50的低温侧热介质泵51等的工作。
具体而言,控制装置60与上述的制冷循环装置10的运转模式无关地控制高温侧热介质泵41的工作以发挥预先设定的各运转模式的基准压送能力。
因此,在高温侧热介质回路40中,当高温侧热介质通过水制冷剂热交换器12的水通路被加热时,加热后的高温侧热介质被压送至加热器芯42。流入至加热器芯42的高温侧热介质与送风空气进行热交换。由此,送风空气被加热。从加热器芯42流出的高温侧热介质被吸入高温侧热介质泵41并压送至水制冷剂热交换器12。
另外,控制装置60与上述的制冷循环装置10的运转模式无关地控制低温侧热介质泵51的工作以发挥预先设定的各运转模式的基准压送能力。
如上所述,根据本实施方式涉及的制冷循环装置10,在为室外热交换器16作为吸热器发挥功能的制冷剂回路的情况下,设定第二基准冷却温度KTB2作为判定是否需要冷却电池80的基准冷却温度KTB。第二基准冷却温度KTB2被设定为比室外热交换器16作为散热器发挥功能的情况下设定的第一基准冷却温度KTB1低的温度。
因此,制冷循环装置10在为室外热交换器16作为吸热器发挥功能的制冷剂回路的情况下,与为室外热交换器16作为散热器发挥功能的制冷剂回路的情况相比,能够以电池80的温度较低的状态开始电池80的冷却。
该结果是,在制冷循环装置10为室外热交换器16作为吸热器发挥功能的制冷剂回路的情况下,能够在更多的情景冷却电池80,能够将电池温度TB在温度范围内保持得较低。即,制冷循环装置10能够抑制该情况下的电池80的劣化的进程。
另外,室外热交换器16作为吸热器发挥功能的制冷剂回路在使用由室外热交换器16从外气吸收的热来加热送风空气的情况下构成。具体而言,空调模式是制热、并联除湿制热、满足一定条件的串联除湿制热中的任意一种情况。
因此,在构成室外热交换器16作为吸热器发挥功能的制冷剂回路的情况下,通过执行电池80的冷却,由此,除了外气之外,还能够利用电池80所产生的热来作为用于加热送风空气的热源。
即,根据制冷循环装置10,在为室外热交换器16作为吸热器发挥功能的制冷剂回路的情况下,在加热送风空气时,除了从外气吸收的热之外,还利用伴随着电池80的冷却而吸收的热,由此,能够高效地实现舒适的空气调节。
并且,如图9所示,第二基准冷却温度KTB2在根据电池80的输入输出特性决定的适当的温度范围内被设定为比下限温度TBL高且比第一基准冷却温度KTB1低的温度。即,第二基准冷却温度KTB2在电池80的适当的温度范围内被设定为尽可能低的温度。另外,电池温度TB越高则电池80的劣化的倾向越容易进行。即,将电池温度TB降得越低,越能够抑制电池80的劣化的进程。
因此,通过将第二基准冷却温度KTB2在根据电池80的输入输出特性决定的适当的温度范围内设定为尽可能低的温度,能够避免电池80的输入输出限制并且抑制电池80的劣化。
另一方面,第一基准冷却温度KTB1被设定为比根据电池80的输入输出特性决定的适当的温度范围的上限温度TBU稍低且比第二基准冷却温度KTB2高的温度。由此,制冷循环装置10在即使为室外热交换器16作为散热器发挥功能的制冷剂回路的情况下,也能够以回避电池80的输入输出限制的方式来进行电池80的冷却。
(第二实施方式)
如图11所示,在本实施方式中,说明对第一实施方式废弃低温侧热介质回路50的例子。另外,在图11中,对与第一实施方式相同或等同的部分标注同样的符号。这在以下的附图中也是同样的。
更具体地,在本实施方式的制冷循环装置10中,冷却用热交换部52a的入口侧与冷却用膨胀阀14c的出口连接。冷却用热交换部52a是通过使流通于制冷剂通路的制冷剂蒸发而发挥吸热作用来冷却电池80的、所谓的直冷式的冷却器。因此,在本实施方式中,通过冷却用热交换部52a构成冷却部。
在冷却用热交换部52a中,期望采用具有互相并联连接的多个制冷剂流路的结构,以能够均等地冷却电池80的整个区域。第六三通接头13f的另一方的流入口侧与冷却用热交换部52a的出口连接。
此外,冷却用热交换部入口温度传感器64g与本实施方式的控制装置60的输入侧连接。冷却用热交换部入口温度传感器64g是检测流入冷却用热交换部52的制冷剂通路的制冷剂的温度的冷却用热交换部入口温度检测部。
而且,本实施方式的第五制冷剂温度传感器64e检测从冷却用热交换部52的制冷剂通路流出的制冷剂的温度T5。本实施方式的第二制冷剂压力传感器65b检测从冷却用热交换部52a的制冷剂通路流出的制冷剂的压力P2。
此外,在本实施方式的控制装置60中,在将冷却用膨胀阀14c设为节流状态的运转模式时且由冷却用热交换部入口温度传感器64g检测出的温度T7在基准入口侧温度以下时,关闭冷却用膨胀阀14c。由此,抑制电池80被不必要地冷却而电池80的输出降低的情况。
其他的制冷循环装置10的结构和工作与第一实施方式相同。由此,能够得到与第一实施方式同样的效果。即,在本实施方式的制冷循环装置10中,也能够适当地调整电池80的温度,并广范围地连续调整送风空气的温度。
(第三实施方式)
如图12所示,在本实施方式中,说明对第一实施方式废弃低温侧热介质回路50而追加电池用蒸发器55、电池用送风机56、电池壳体57的例子。
更具体地,电池用蒸发器55是使由冷却用膨胀阀14c减压后的制冷剂与从电池用送风机56吹送的冷却用送风空气进行热交换而使制冷剂蒸发,通过使制冷剂发挥吸热作用来对冷却用送风空气进行冷却的冷却用热交换器。第六三通接头13f的一方的流入口侧与电池用蒸发器55的制冷剂出口连接。
电池用送风机56将由电池用蒸发器55冷却后的冷却用送风空气朝向电池80吹送。电池用送风机56是根据从控制装置60输出的控制电压控制转速(送风能力)的电动送风机。
电池壳体57在内部收容电池用蒸发器55、电池用送风机56以及电池80,并且该电池壳体57形成将从电池用送风机56吹送的冷却用送风空气引导至电池80的空气通路。该空气通路也可以是将吹送至电池80的冷却用送风空气引导至电池用送风机56的吸入侧的循环通路。
因此,在本实施方式中,电池用送风机56通过将由电池用蒸发器55冷却后的冷却用送风空气吹送至电池80来冷却电池80。即,在本实施方式中,通过电池用蒸发器55、电池用送风机56、电池壳体57构成冷却部。
另外,电池用蒸发器温度传感器64h与本实施方式的控制装置60的输入侧连接。电池用蒸发器温度传感器64h是检测电池用蒸发器55中的制冷剂蒸发温度(电池用蒸发器温度)T7的电池用蒸发器温度检测部。本实施方式的电池用蒸发器温度传感器64h具体检测电池用蒸发器55的热交换翅片温度。
另外,本实施方式的控制装置60与运转模式无关地控制电池用送风机56的工作以发挥预先设定的各运转模式的各自的基准送风能力。
而且,在本实施方式中,在将冷却用膨胀阀14c设为节流状态的运转模式时且由电池用蒸发器温度传感器64h检测出的温度T8在基准电池用蒸发器温度以下时,关闭冷却用膨胀阀14c。由此,抑制电池80被不必要地冷却而电池80的输出降低的情况。
其他的制冷循环装置10的结构和工作与第一实施方式相同。由此,能够得到与第一实施方式同样的效果。
(第四实施方式)
如图13所示,在本实施方式中,说明对第一实施方式废弃高温侧热介质回路40而采用室内冷凝器12a的例子。
更具体地,室内冷凝器12a是使从压缩机11排出的高温高压制冷剂与送风空气进行热交换而使制冷剂冷凝并加热送风空气的加热部。室内冷凝器12a与在第一实施方式中说明的加热器芯42同样地配置于室内空调单元30的空调壳体31内。
其他的制冷循环装置10的结构和工作与第一实施方式相同。由此,能够得到与第一实施方式同样的效果。
(第五实施方式)
如图14所示,在本实施方式中,说明对第一实施方式变更了低温侧热介质回路50中的构成设备和各构成设备的连接方式的例子。
在第五实施方式涉及的低温侧热介质回路50配置有冷机19的热介质通路、低温侧热介质泵51、冷却用热交换部52、三通阀53、设备用三通阀53a、低温侧散热器54、车载设备58、设备用热介质泵59等。
低温侧热介质泵51是将低温侧热介质压送至冷却用热交换部52的入口侧的水泵。设备用热介质泵59是将低温侧热介质压送至车载设备58中的热介质通路的入口侧的水泵。设备用热介质泵59的基本结构与上述的第一实施方式的低温侧热介质泵51相同。
车载设备58是伴随着工作产生废热的发热设备,例如包括逆变器、电动发电机、ADAS控制装置等构成。逆变器、电动发电机具有车辆的行驶负荷(例如行驶速度)越高发热量就越多的特性。车载设备58相当于冷却对象设备的一例。设备用三通阀53a的流入口侧与车载设备58中的热介质流路的出口侧连接。
冷却用热交换部52具有以与多个电池单体81接触的方式配置的金属制的多个热介质流路。即,冷却用热交换部52是通过使流通于热介质流路的低温侧热介质与电池单体81进行热交换来冷却电池80的热交换部。三通阀53的流入口侧与冷却用热交换部52的出口连接。
另外,冷却用热交换部52也可以与电池80形成为一体。例如,也可以通过将热介质流路设置在收容层叠配置的电池单体81的专用壳体而与电池80形成为一体。
三通阀53的一方的流出口侧和设备用三通阀53a的一方的流出口侧与冷机19的热介质通路的出口连接。三通阀53和设备用三通阀53a是具有一个流入口与两个流出口且能够连续地调整两个流出口的通路面积比的电气式三通流量调整阀。根据从控制装置60输出的控制信号控制三通阀53和设备用三通阀53a。
低温侧热介质泵51的吸入口侧与三通阀53的一方的流出口连接,冷机19的热介质通路的入口侧与三通阀53的另一方的流出口连接。冷却用热交换部52的入口侧与低温侧热介质泵51的排出口连接。
低温侧散热器54的热介质入口侧与设备用三通阀53a的一方的流出口连接,冷机19的热介质通路的入口侧与设备用三通阀53a的另一方的流出口连接。
低温侧散热器54是使循环于低温侧热介质回路50的低温侧热介质与由未图示的冷却风扇吹送的外气进行热交换来使低温侧热介质所具有的热向外气散热的热交换器。
低温侧散热器54配置于驱动装置室内的前方侧。因此,在车辆行驶时能够使行驶风与低温侧散热器54接触。低温侧散热器54在空气流中与室外热交换器16串联地配置。另外,低温侧散热器54在空气流中也可以与室外热交换器16并联地配置。低温侧散热器54也可以与室外热交换器16等形成为一体。
设备用热介质泵59的吸入口侧和冷机19的热介质通路的入口侧与低温侧散热器54的热介质出口连接。车载设备58的热介质通路的入口侧与设备用热介质泵59的排出口连接。
在低温侧热介质回路50中,低温侧热介质泵51、设备用热介质泵59、三通阀53以及第二三通阀53b调整流入冷机19、冷却用热交换部52、低温侧散热器54、车载设备58的低温侧热介质的流量。由此,在低温侧热介质回路50中,冷却用热交换部52中的低温侧热介质从电池80夺取的吸热量和低温侧热介质从车载设备58夺取的吸热量被调整。冷机19和低温侧热介质回路50的各构成设备是使从冷却用膨胀阀14c流出的制冷剂蒸发而冷却电池80和车载设备58的冷却部。
并且,除了上述的传感器组之外,第三低温侧热介质温度传感器67c和设备温度传感器68a与第五实施方式涉及的控制装置60连接。第三低温侧热介质温度传感器67c配置于车载设备58中的热介质流路的入口侧,是检测流入车载设备58的热介质流路的低温侧热介质的温度即第三低温侧热介质温度TWL3的第三低温侧热介质温度检测部。
设备温度传感器68a是检测车载设备58的温度的设备温度检测部。本实施方式的设备温度传感器68a与电池温度传感器68同样地具有多个温度传感器,检测车载设备58中的多个部位的温度。因此,通过控制装置60,能够检测构成车载设备58的各设备(例如逆变器、电动发电机等)的温度,并且也能够检测各设备的温度差。而且,能够采用多个温度传感器的检测值的平均值作为车载设备58的温度。
在此,参照图15说明配置于低温侧热介质回路50的车载设备58的状态与第三低温侧热介质温度TWL3的关系。第三低温侧热介质温度TWL3表示从车载设备58的热介质流路中的入口侧流入的低温侧热介质的温度,该第三低温侧热介质温度TWL3由第三低温侧热介质温度传感器67c检测。即,第三低温侧热介质温度TWL3与由设备温度传感器68a检测的车载设备58的温度具有强相关性。
如上所述,车载设备58例如包括逆变器、电动发电机、ADAS控制装置等,因此,能够使这些各构成设备正常工作的适当的温度范围(例如,5℃以上且60℃以下)被确定。由此,能够如图15所示那样地表示车载设备58的状态与第三低温侧热介质温度TWL3的关系。
在第三低温侧热介质温度TWL3超过车载设备58涉及的适当的温度范围(以下称为正常温度范围)的上限的情况下,车载设备58可能由于热而失控,车载设备58也可能无法正常地动作。换言之,在第三低温侧热介质温度TWL3超过正常温度范围的上限的情况下,是需要从通过车载设备58后的低温侧热介质散热而使车载设备58的热强制性地散热的状态。
另一方面,在第三低温侧热介质温度TWL3比车载设备58的正常温度范围的下限低的情况下,车载设备58的各构成设备可能无法顺畅地动作,无法充分地发挥功能。换言之,在第三低温侧热介质温度TWL3低于正常温度范围的下限的情况下,是为了使车载设备58正常地动作而需要车载设备58的暖机的状态。
如图14所示,在第五实施方式涉及的车辆用空调装置1中,在低温侧热介质回路50设置有冷却用热交换部52以及车载设备58的热介质流路,该冷却用热交换部52用于调整电池80的温度。因此,在第五实施方式中,需要利用低温侧热介质回路50中的低温侧热介质的回路结构来兼顾电池80的温度调整与车载设备58的温度调整。
因此,在第五实施方式涉及的低温侧热介质回路50中,作为低温侧热介质的循环方式而有第一循环方式和第二循环方式。在第一循环方式中,控制装置60使低温侧热介质泵51和设备用热介质泵59分别以设定的压送能力动作。另外,控制装置60通过控制三通阀53和设备用三通阀53a的动作而在低温侧热介质回路50中切换至两个独立的热介质循环路径。
由此,在第一循环方式中,低温侧热介质以低温侧热介质泵51、冷却用热交换部52、三通阀53、冷机19的热介质流路、低温侧热介质泵51的顺序流动而循环。同时,低温侧热介质以设备用热介质泵59、车载设备58的热介质流路、设备用三通阀53a、低温侧散热器54、设备用热介质泵59的顺序流动而循环。
因此,根据第一循环方式,构成流通于冷机19的热介质流路和冷却用热交换部52的低温侧热介质的循环路径,因此,能够经由由冷机19冷却的低温侧热介质从电池80吸热。另外,在第一循环方式中,流通于车载设备58的热介质流路和低温侧散热器54的低温侧热介质的循环路径独立地构成,因此,能够独立地进行车载设备58的温度调整和电池80的温度调整。例如,通过调整低温侧散热器54的散热量,能够与电池80的冷却并行地将车载设备58的排热存储于低温侧热介质。
另一方面,在第二循环方式中,控制装置60使低温侧热介质泵51和设备用热介质泵59分别以设定的压送能力动作。另外,控制装置60通过控制三通阀53和设备用三通阀53a的动作而切换至相对于针对冷机19的热介质流路的低温侧热介质的流动并联地连接冷却用热交换部52侧与车载设备58侧的热介质循环路径。
由此,在第二循环方式中,低温侧热介质以低温侧热介质泵51、冷却用热交换部52、三通阀53、冷机19的热介质流路、低温侧热介质泵51的顺序流动而循环。同时,低温侧热介质以设备用热介质泵59、车载设备58的热介质流路、设备用三通阀53a、冷机19的热介质流路、设备用热介质泵59的顺序流动而循环。
因此,根据第二循环方式,能够使流通于冷机19的热介质流路的低温侧热介质相对于冷却用热交换部52和车载设备58并联地流动而循环,因此,能够使用制冷循环装置10从电池80和车载设备58吸热。
而且,第五实施方式涉及的制冷循环装置10与上述的实施方式同样地能够进行(1)制冷模式~(11)冷却模式的十一类运转模式的运转。在第五实施方式中,在进行冷却电池80的运转模式时,能够将低温侧热介质回路50切换为第一循环方式或第二循环方式。由此,车辆用空调装置1能够在从电池80吸热和从电池80和车载设备58吸热之间切换吸热方式。
另外,进行电池80的冷却的运转模式包含(5)制冷冷却模式、(6)串联除湿制热冷却模式、(7)并联除湿制热冷却模式、(8)制热冷却模式、(9)制热串联冷却模式、(10)制热并联冷却模式、(11)冷却模式。
在进行电池80的冷却的运转模式中,在电池温度TB在上限温度TBU与下限温度TBL之间且第三低温侧热介质温度TWL3处于正常温度范围内的情况下,低温侧热介质回路50切换至第一循环方式或第二循环方式。通过这样地构成,第五实施方式涉及的车辆用空调装置1能够比执行车载设备58的冷却更优先执行使用了制冷循环10a的电池80的冷却。即,第五实施方式涉及的制冷循环装置10能够进行将电池80的保护优先于车载设备58的保护的温度管理。
另外,在第五实施方式涉及的低温侧热介质回路50配置有低温侧散热器54,因此,也能够使低温侧热介质所具有的热向外气散热。例如,在第二低温侧热介质温度TWL2为外气温度Tam以上的情况下,控制装置60控制三通阀53和设备用三通阀53a以使从冷却用热交换部52流出的低温侧热介质流入低温侧散热器54。在第二低温侧热介质温度TWL2不为外气温度Tam以上的情况下,控制装置60控制三通阀53的工作以使从冷却用热交换部52流出的低温侧热介质被吸入至低温侧热介质泵51的吸入口。
在第二低温侧热介质温度TWL2为外气温度Tam以上的情况下,从冷却用热交换部52流出的低温侧热介质流入至低温侧散热器54而向外气散热。由此,低温侧热介质被冷却至与外气温度Tam同等。
其他的制冷循环装置10的结构和工作与第一实施方式相同。由此,能够得到与第一实施方式同样的效果。
(第六实施方式)
如图16所示,在本实施方式中,说明变更了第一实施方式中的制冷循环10a、高温侧热介质回路40、低温侧热介质回路50的结构的例子。第五实施方式涉及的制冷循环装置10是具备压缩机11、水制冷剂热交换器12、第一膨胀阀14d、室内蒸发器18、蒸发压力调整阀20、第二膨胀阀14e以及冷机19的蒸气压缩式制冷机。第二膨胀阀14e和冷机19在制冷剂流中相对于第一膨胀阀14d、室内蒸发器18以及蒸发压力调整阀20并联地配置。
在制冷循环装置10形成有第一制冷剂循环回路和第二制冷剂循环回路。在第一制冷剂循环回路中,制冷剂以压缩机11、水制冷剂热交换器12、第一膨胀阀14d、室内蒸发器18、蒸发压力调整阀20、压缩机11的顺序循环。在第二制冷剂循环回路中,制冷剂以压缩机11、水制冷剂热交换器12、第二膨胀阀14e、冷机19的顺序循环。
压缩机11是电动压缩机,将制冷循环装置10的制冷剂吸入、压缩并排出。压缩机11的电动机由控制装置60控制。压缩机11也可以是通过带驱动的可变容量压缩机。
水制冷剂热交换器12是使从压缩机11排出的高压侧制冷剂与高温侧热介质回路40的热介质进行热交换的高压侧热交换器。水制冷剂热交换器12具有冷凝部12b、接收器12c以及过冷却部12d。
冷凝部12b通过使从压缩机11排出的高压制冷剂与高温侧热介质回路40的热介质进行热交换而使高压制冷剂冷凝。接收器12c是对从水制冷剂热交换器12流出的高压制冷剂进行气液分离,使分离出的液相制冷剂向下游侧流出并贮存循环的剩余制冷剂的气液分离部。过冷却部12d使从接收器12c流出的液相制冷剂与高温侧热介质回路40的热介质进行热交换而使液相制冷剂过冷却。
第一膨胀阀14d是使从接收器12c流出的液相制冷剂减压膨胀的第一减压部。第一膨胀阀14d是机械式的温度式膨胀阀。机械式膨胀阀是具有感温部并通过隔膜等机械机构驱动阀芯的温度式膨胀阀。
室内蒸发器18是使从第一膨胀阀14d流出的制冷剂与向车室内吹送的空气进行热交换而使制冷剂蒸发的蒸发器。在室内蒸发器18中,制冷剂从向车室内吹送的空气吸热。
蒸发压力调整阀20是将室内蒸发器18的出口侧处的制冷剂的压力维持在规定值的压力调整部。蒸发压力调整阀20由机械式的可变节流机构构成。具体而言,蒸发压力调整阀20在室内蒸发器18的出口侧处的制冷剂的压力低于规定值时减少制冷剂通路的通路面积(即节流开度)。在室内蒸发器18的出口侧处的制冷剂的压力超过规定值时,蒸发压力调整阀20增加制冷剂通路的通路面积(即节流开度)。由蒸发压力调整阀20进行压力调整后的气相制冷剂被压缩机11吸入而被压缩。
第二膨胀阀14e是使从水制冷剂热交换器12流出的液相制冷剂减压膨胀的第二减压部,该第二膨胀阀14e由电气式膨胀阀构成。第二膨胀阀14e能够将制冷剂流路全闭。第二膨胀阀14e是对制冷剂流向室内蒸发器18和冷机19中的室内蒸发器18的状态与制冷剂流向室内蒸发器18和冷机19双方的状态进行切换的制冷剂流切换部。根据从控制装置60输出的控制信号控制第二膨胀阀14e的工作。
另外,第二膨胀阀14e也可以是机械式的温度膨胀阀。在第二膨胀阀14e是机械式的温度膨胀阀的情况下,需要与二膨胀阀14e分开设置对第二膨胀阀14e侧的制冷剂流路进行开闭的开闭阀。
冷机19是使从第二膨胀阀14e流出的制冷剂与低温侧热介质回路50的低温侧热介质进行热交换来使制冷剂蒸发的蒸发器。在冷机19中,制冷剂从低温侧热介质回路50的低温侧热介质吸热。由冷机19蒸发后的气相制冷剂被吸入压缩机11而被压缩。
在第六实施方式涉及的高温侧热介质回路40配置有水制冷剂热交换器12、高温侧热介质泵41、加热器芯42、第一室外热交换器16a、高温侧储存箱44、制热侧开闭阀45以及散热侧开闭阀46。
高温侧热介质泵41是吸入并排出热介质的电动式的热介质泵。加热器芯42是使高温侧热介质回路40的高温侧热介质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器。在加热器芯42中,高温侧热介质散热至向车室内吹送的空气。
第一室外热交换器16a是使高温侧热介质回路40的热介质与外气进行热交换的室外热交换器,该第一室外热交换器16a相当于室外热交换器的一例。在高温侧热介质的温度比外气温度高的情况下,第一室外热交换器16a作为从高温侧热介质向外气散热的散热器发挥功能。
高温侧储存箱44是贮存剩余的高温侧热介质的热介质贮存部。通过将剩余的高温侧热介质贮存于高温侧储存箱44,能够抑制循环于各流路的热介质的液量降低。
高温侧储存箱44是密闭式储存箱或大气开放式储存箱。密闭式储存箱是使贮存的热介质的液面处的压力成为规定压力的储存箱。大气开放式储存箱是使贮存的热介质的液面处的压力成为大气压的储存箱。
在第五实施方式涉及的高温侧热介质回路40中,水制冷剂热交换器12、高温侧热介质泵41以及高温侧储存箱44配置于冷凝器流路40a。制热用流路40b和散热用流路40c与冷凝器流路40a的两端部连接。冷凝器流路40a是供流动于制热用流路40b的高温侧热介质与流动于散热用流路40c的高温侧热介质共通地流动的流路。
如图16所示,在制热用流路40b配置有加热器芯42和制热侧开闭阀45。制热用流路40b是为了加热向车室内吹送的送风空气而供高温侧热介质流动的流路。
制热侧开闭阀45是对制热用流路40b进行开闭的电磁阀,该制热侧开闭阀45配置于作为制热用流路40b与散热用流路40c的分支部的高温侧分支部40d与加热器芯42之间。制热侧开闭阀45调整流入加热器芯42的高温侧热介质回路40的热介质的流量。制热侧开闭阀45的工作由控制装置60控制。
而且,在散热用流路40c配置有第一室外热交换器16a和散热侧开闭阀46。散热用流路40c是在高温侧热介质回路40中供高温侧热介质相对于加热器芯42并联地流动的流路,是为了使高温侧热介质所具有的热向外气散热的流路。散热侧开闭阀46是对散热用流路40c进行开闭的电磁阀。散热侧开闭阀46的工作由控制装置60控制。
散热侧开闭阀46配置于在冷凝器流路40a的端部形成的高温侧分支部40d与第一室外热交换器16a之间。散热侧开闭阀46在高温侧热介质回路40中配置于高温侧分支部40d与第一室外热交换器16a之间,并调整流入第一室外热交换器16a的高温侧热介质的流量。制热侧开闭阀45和散热侧开闭阀46调整流动于加热器芯42的高温侧热介质与流动于第一室外热交换器16a的高温侧热介质的流量比。
如图16所示,在第六实施方式涉及的低温侧热介质回路50配置有低温侧热介质泵51、冷机19、第二室外热交换器16b、电池80、充电器82以及低温侧储存箱55a。
低温侧热介质泵51是吸入并排出低温侧热介质的电动式的热介质泵。而且,第二室外热交换器16b是使低温侧热介质回路50的低温侧热介质与外气进行热交换的室外热交换器,该第二室外热交换器16b相当于室外热交换器的一例。在低温侧热介质的温度比外气温度低的情况下,第二室外热交换器16b作为使低温侧热介质从外气吸热的吸热器发挥功能。
第一室外热交换器16a和第二室外热交换器16b在外气的流动方向上依次串联地配置。外气通过未图示的外气风扇吹送至第一室外热交换器16a和第二室外热交换器16b。外气风扇是将外气朝向第一室外热交换器16a和第二室外热交换器16b吹送的外气送风部,该外气风扇由通过电动机驱动风扇的电动送风机构成。外气风扇的工作由控制装置60控制。
第一室外热交换器16a、第二室外热交换器16b以及外气风扇配置于车辆的最前部。因此,能够在车辆的行驶时使行驶风与第一室外热交换器16a和第二室外热交换器16b接触。
在第二室外热交换器16b的流出口侧配置有低温侧储存箱55a。低温侧储存箱55a是贮存剩余的低温侧热介质的热介质贮存部。通过将剩余热介质贮存于低温侧储存箱55a,从而能够抑制循环于各流路的低温侧热介质的液量降低。与高温侧储存箱44同样地,能够采用密闭式储存箱、大气开放式储存箱作为低温侧储存箱55a。
在低温侧热介质回路50中,在冷机19中的热介质流路的出口侧与第二室外热交换器16b的流入口侧之间配置有三通阀53。冷机19中的热介质流路的出口侧与第六实施方式涉及的三通阀53的流入口连接。第二室外热交换器16b的流入口侧与三通阀53中的一方的流出口连接。而且,冷却用热交换部52的流入口侧与三通阀53中的另一方的流出口连接。
因此,三通阀53作为调整流向冷却用热交换部52侧的低温侧热介质的流量与流向第二室外热交换器16b侧的低温侧热介质的流量的流量比的流量调整部发挥功能。另外,三通阀53能够从两个流出口的任意一个中选择从一个流入口流入的低温侧热介质的流出目的地。即,三通阀53作为切换热介质流向第二室外热交换器16b的状态和热介质不流向第二室外热交换器16b的状态的切换部发挥功能。三通阀53的工作由控制装置60控制。
而且,第六实施方式涉及的冷却用热交换部52与上述实施方式同样地构成,并使流通于热介质流路的低温侧热介质与电池80进行热交换而冷却电池80。充电器82与冷却用热交换部52中的热介质流路的出口侧连接。充电器82是用于向电池80充电的设备。电池80和充电器82使随着工作产生的废热向低温侧热介质回路50的热介质散热。换言之,电池80和充电器82向低温侧热介质回路50的热介质供给热。
接着,说明上述结构的工作。在由乘员接通、切断操作面板70的空调开关的情况下,控制装置60基于室内蒸发器18的吸入空气温度TEin和目标吹出温度TAO等以及控制映射图切换运转模式。
第六实施方式涉及的制冷循环装置10的运转模式与第一实施方式同样地通过对与车室内的空气调节有关的空调模式以及与电池80的温度调整的有无有关的冷却模式进行组合而构成。具体而言,在本实施方式涉及的制冷循环装置10中,能够切换制冷剂回路而进行以下七类运转模式的运转。
(A)制冷模式:制冷模式是不进行电池80等的冷却而通过冷却送风空气而向车室内吹出来进行车室内的制冷的运转模式。
(B)除湿制热模式:除湿制热模式是不进行电池80等的冷却而通过将冷却而除湿后的送风空气再加热而向车室内吹出来进行车室内的除湿制热的运转模式。
(C)制热模式:制热模式是不进行电池80等的冷却而通过加热送风空气而向车室内吹出来进行车室内的制热的运转模式。
(D)制冷冷却模式:制冷冷却模式是进行电池80等的冷却并且通过将送风空气冷却而向车室内吹出来进行车室内的制冷的运转模式。
(E)除湿制热冷却模式:除湿制热冷却模式是进行电池80等的冷却并且通过将冷却而除湿后的送风空气再加热而向车室内吹出来进行车室内的除湿制热的运转模式。
(F)制热冷却模式:制热冷却模式是进行电池80等的冷却并且通过将送风空气加热而向车室内吹出来进行车室内的制热的运转模式。
(G)冷却模式:是不进行车室内的空气调节而进行电池80的冷却的运转模式。
在第六实施方式中,在决定这些七类运转模式时,将第一基准冷却温度KTB1和第二基准冷却温度KTB2的其中一个设定为作为与电池80的冷却有关的判定基准的基准冷却温度KTB。具体而言,基于空调运转模式等确定第一室外热交换器16a作为散热器发挥功能的情况和第二室外热交换器16b作为吸热器发挥功能的情况,设定第一基准冷却温度KTB1和第二基准冷却温度KTB2中的一方。
若列举具体例子来说明,在空调运转模式为制冷模式的情况下,在制冷循环装置10中,制冷剂以压缩机11、水制冷剂热交换器12、第一膨胀阀14d、室内蒸发器18、蒸发压力调整阀20、压缩机11的顺序流动而循环。
而且,在高温侧热介质回路40中,高温侧热介质以高温侧热介质泵41、水制冷剂热交换器12、散热侧开闭阀46、第一室外热交换器16a、高温侧储存箱44、高温侧热介质泵41的顺序流动而循环。
因此,在制冷模式中,进行通过制冷循环10a汲取从送风空气吸收的热,经由高温侧热介质,通过第一室外热交换器16a向外气散热的动作。在像这样通过第一室外热交换器16a进行向外气的散热的情况下,控制装置60将第一基准冷却温度KTB1设定为基准冷却温度KTB。在制冷模式那样的向车室内供给的空气的吹出温度较低的情况下,设定第一基准冷却温度KTB1作为基准冷却温度KTB。
接着,在空调运转模式为制热模式的情况下,在制冷循环装置10中,制冷剂以压缩机11、水制冷剂热交换器12、第二膨胀阀14e、冷机19、压缩机11的顺序流动而循环。
另外,在高温侧热介质回路40中,高温侧热介质以高温侧热介质泵41、水制冷剂热交换器12、制热侧开闭阀45、加热器芯42、高温侧储存箱44、高温侧热介质泵41的顺序流动而循环。而且,在低温侧热介质回路50中,低温侧热介质以低温侧热介质泵51、冷机19、三通阀53、第二室外热交换器16b、低温侧储存箱55a、低温侧热介质泵51的顺序流动而循环。
由此,在为制热模式的情况下,进行通过制冷循环10a汲取由第二室外热交换器16b从外气吸收的热并将该热用作为通过加热器芯42加热送风空气的制热热源的动作。由于通过第二室外热交换器16b进行从外气吸热,控制装置60将第二基准冷却温度KTB2设定为基准冷却温度KTB。在制热模式那样的向车室内供给的空气的吹出温度较高的情况下,将第二基准冷却温度KTB2设定为基准冷却温度KTB。
其他的制冷循环装置10的结构和工作与第一实施方式相同。由此,能够得到与第一实施方式同样的效果。即,在本实施方式的制冷循环装置10中,也能够适当地调整电池80的温度,并且广范围地连续调整送风空气的温度。
本发明不限定于上述的实施方式,在不脱离本发明的主旨的范围内能够如下文那样进行各种变形。
在上述的实施方式中,对能够切换为多个运转模式的制冷循环装置10进行了说明,但制冷循环装置10的结构不限定于上述的实施方式。即,作为制冷循环装置10,只要具有压缩机11、加热部、室外热交换器16、冷却部,且能够切换为室外热交换器16作为散热器发挥功能的回路结构和室外热交换器16作为吸热器发挥功能的回路结构,就能够变更为各种方式。
对于制冷循环装置10中的运转模式的切换,也不限定于上述的实施方式。对于决定空调模式时的各基准温度也能够进行适当变更。例如,在上述的实施方式中,说明了高温侧冷却基准温度β2被决定为比除湿用基准温度β1高的值的例子,但也可以是高温侧冷却基准温度β2与除湿用基准温度β1相等。而且,虽然说明了低温侧冷却基准温度α2被决定为比制冷用基准温度α1高的值的例子,但也可以是低温侧冷却基准温度α2与制冷用基准温度α1相等。
另外,各运转模式的详细控制不限定于上述的实施方式所公开的内容。例如,也可以将步骤S270中说明的送风模式作为不仅使压缩机11停止也使送风机32停止的停止模式。
制冷循环装置的构成设备不限定于上述的实施方式所公开的内容。为了能够发挥上述的效果,也可以进行多个循环构成设备的一体化等。例如,也可以采用将第二三通接头13b与第五三通接头13e一体化的四通接头结构的部件。此外,作为制冷用膨胀阀14b和冷却用膨胀阀14c,也可以采用将不具有全闭功能的电气式膨胀阀与开闭阀直接连接的部件。
此外,在上述的实施方式中,说明了采用R1234yf作为制冷剂的例子,但制冷剂不限定于此。例如,也可以采用R134a、R600a、R410A、R404A、R32、R407C等。或者,也可以采用将这些制冷剂中的多种进行混合后的混合制冷剂等。而且,也可以采用二氧化碳作为制冷剂而构成高压侧制冷剂压力在制冷剂的临界压力以上的超临界制冷循环。
加热部的结构不限定于上述的实施方式所公开的内容。例如,也可以对第一实施方式中说明的高温侧热介质回路40追加与第五实施方式涉及的低温侧热介质回路50的三通阀53和低温侧散热器54相同的三通阀和高温侧散热器以将剩余的热向外气散热。而且,在混合动力车辆那样的具备内燃机(发动机)的车辆中,也可以使发动机冷却水循环至高温侧热介质回路40。另外,也可以代替包含水制冷剂热交换器12和高温侧热介质回路40的加热部而采用第四实施方式中说明的室内冷凝器12a作为加热部。
在上述的各实施方式中,将本发明中的制冷循环装置10应用于车辆用空调装置1,但制冷循环装置10的应用不限定于此。例如,也可以应用于适当地调整计算机伺服器的温度且进行室内的空气调节的、带伺服器冷却功能的空调装置等。
虽然本发明按照实施例而记述,但要理解本发明不限定于该实施例、构造。本发明也包含各种变形例、均等范围内的变形。除此之外,各种组合、方式,甚至仅包括它们中的一个要素、一个要素以上或一个要素以下的其他组合、方式也落入本发明的范畴、思想范围。

Claims (7)

1.一种制冷循环装置,应用于空调装置,该制冷循环装置的特征在于,具有:
制冷循环(10a),该制冷循环具备压缩机(11)、加热部(40、12a)及冷却部(50、52a、55~57),该压缩机将制冷剂压缩并排出,该加热部将从所述压缩机排出的所述制冷剂作为热源而加热向空调对象空间吹送的送风空气,该冷却部使所述制冷剂蒸发而冷却电池(80);
室外热交换器(16、16a、16b),该室外热交换器使所述制冷剂与外气进行热交换,或使和所述制冷剂进行热的传递的热介质与外气进行热交换;
是否冷却判定部(60f),该是否冷却判定部根据与所述电池的温度具有相关性的物理量(TB)是否在预先设定的基准物理量(KTB、KTB1、KTB2)以上来判定是否执行所述电池的冷却;
判定基准设定部(60g),该判定基准设定部根据所述室外热交换器作为吸热器发挥功能的情况和所述室外热交换器作为散热器发挥功能的情况来设定所述是否冷却判定部中的所述基准物理量;以及
冷却控制部(60h),该冷却控制部在由所述是否冷却判定部判定为执行所述电池的冷却的情况下,执行所述冷却部对所述电池的冷却,
所述判定基准设定部在所述室外热交换器作为吸热器发挥功能的情况下设定第二基准物理量(KTB2),该第二基准物理量比在所述室外热交换器作为散热器发挥功能的情况下所设定的第一基准物理量(KTB1)小。
2.根据权利要求1所述的制冷循环装置,其特征在于,
具有回路切换部(15a、15b),该回路切换部至少能够将所述制冷循环的制冷剂回路切换至所述室外热交换器作为散热器发挥功能的制冷剂回路和所述室外热交换器作为吸热器发挥功能的制冷剂回路,
在由所述回路切换部切换至所述室外热交换器(16)作为散热器发挥功能的制冷剂回路的情况下,所述判定基准设定部设定所述第一基准物理量,在由所述回路切换部切换至所述室外热交换器作为吸热器发挥功能的制冷剂回路的情况下,所述判定基准设定部设定所述第二基准物理量。
3.根据权利要求1所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述加热部具有第一室外热交换器(16a)作为所述室外热交换器,该第一室外热交换器使通过和从所述压缩机排出的所述制冷剂的热交换而被加热的热介质与外气进行热交换,
所述冷却部具有第二室外热交换器(16b)作为所述室外热交换器,该第二室外热交换器使通过所述制冷剂的蒸发而冷却的热介质与外气进行热交换,
在所述第一室外热交换器作为散热器发挥功能的情况下,所述判定基准设定部设定所述第一基准物理量,在所述第二室外热交换器作为吸热器发挥功能的情况下,所述判定基准设定部设定所述第二基准物理量。
4.根据权利要求1~3中任意一项所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述第二基准物理量(KTB2)被设定为既满足基于相对于所述电池的温度的所述电池的输入输出特性的条件,又满足基于相对于所述电池的温度的所述电池的劣化倾向的条件。
5.根据权利要求4所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述第二基准物理量(KTB2)被设定为与在根据所述电池的输入输出条件确定的所述电池的温度范围中比所述温度范围的下限温度(TBL)高的温度具有相关性,且比所述第一基准物理量(KTB1)低。
6.根据权利要求1~5中任意一项所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述第一基准物理量(KTB1)根据基于相对于所述电池的温度的所述电池的输入输出特性的条件而设定。
7.根据权利要求6所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述第一基准物理量(KTB1)被设定为与比根据所述电池的输入输出条件确定的所述电池的温度范围的上限温度(TBU)低的温度具有相关性,且比所述第二基准物理量(KTB2)高。
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