CN114761738A - 制冷循环装置 - Google Patents
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Abstract
制冷循环装置具备压缩机(11)、上游侧分支部(12a、121、122、123)、加热部(13、30、30a、133)、减压部(14a、14b、14c)、旁路通路(21a)、旁路流量调整部(14d)及混合部(23、24、25、26)。混合部(23、24、25、26)使从旁路流量调整部(14d)流出的旁路侧制冷剂与从减压部(14a、14b、14c)流出的减压部侧制冷剂混合而向压缩机(11)的吸入口侧流出。而且,混合部(23、24、25、26)使旁路侧制冷剂与减压部侧制冷剂以如下的方式混合:实际被吸入压缩机(11)的吸入侧制冷剂的焓减去均匀地混合后的理想的混合制冷剂的焓得到的焓差值在预先确定的基准值以下。
Description
相关申请的相互参照
本申请基于2019年11月22日提出申请的日本专利申请2019-211146号、2020年3月25日提出申请的日本专利申请2020-53930号以及2020年10月16日提出申请的日本专利申请2020-174371号,在此援用它们的记载内容。
技术领域
本发明涉及一种制冷循环装置。
背景技术
以往,在专利文献1中,公开了一种将焓值不同的制冷剂彼此混合而吸入至压缩机的制冷循环装置。
更详细而言,专利文献1的制冷循环装置在室外热交换器产生结霜时,为了抑制结霜的进行而切换为使从散热器流出的高压制冷剂的流动分支的制冷剂回路。室外热交换器是使制冷剂与外气进行热交换的热交换器。散热器是使从压缩机排出的高压制冷剂与向空调对象空间吹送的送风空气进行热交换而加热送风空气的热交换器。
而且,在专利文献1的制冷循环装置中,使分支出的一方的制冷剂减压,经由旁路通路流入储液器。另外,使分支出的另一方的制冷剂减压,经由室外热交换器流入储液器。储液器对流入其内部的制冷剂进行气液分离,将分离出的液相制冷剂作为循环的剩余制冷剂贮存,并且使分离出的气相制冷剂向压缩机的吸入口侧流出。
即,在专利文献1的制冷循环装置中,在室外热交换器产生结霜时,使被称为从旁路通路流出的制冷剂和从室外热交换器流出的制冷剂的、焓值不同的制冷剂彼此在储液器合流。然后,切换为将在储液器混合后的制冷剂吸入至压缩机的制冷剂回路。由此,在专利文献1的制冷循环装置中想要抑制室外热交换器的结霜的进行,并且抑制散热器中的送风空气的加热能力(即空调对象空间的制热能力)的降低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-226979号公报
然而,在专利文献1的制冷循环装置那样的,使焓值不同的制冷剂彼此在作为单纯的气液分离器的储液器合流的结构中,可能制冷剂彼此的混合不充分。因此,实际从储液器向压缩机的吸入口侧流出的吸入侧制冷剂的焓可能大幅地偏离使流入储液器的制冷剂均匀地混合后的理想的混合制冷剂的焓。
例如,在低外气温度时,仅凭借储液器内的气液界面,气相制冷剂与液相制冷剂的热交换不充分,实际的吸入侧制冷剂的焓比理想的混合制冷剂的焓高。其结果是,从压缩机排出的高压制冷剂的温度上升到必要以上,为了谋求压缩机的保护,有时不得不降低压缩机的制冷剂排出能力。
即,在将焓值不同的制冷剂彼此混合而吸入至压缩机的制冷循环装置中,若制冷剂彼此的混合不充分,则可能不得不降低散热器中的加热能力。
而且,在极低外气温度时,若使温度比较高的制冷剂流向储液器,则可能使储液器内的极低温的液相制冷剂急剧地沸腾,产生使储液器内的制冷剂起泡的所谓的发泡现象。而且,当发泡现象产生时,压缩机吸入干度较低的制冷剂,因此,变得不能通过液压缩来适当地保护压缩机。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种即使将焓值不同的制冷剂彼此混合而吸入至压缩机也能够发挥稳定的加热能力的制冷循环装置。
另外,本发明的另一目的在于,提供一种即使将焓值不同的制冷剂彼此混合而吸入至压缩机也能够适当的保护压缩机的制冷循环装置。
为了达成上述目的,在本发明的第一方式的制冷循环装置中,具备:压缩机、上游侧分支部、加热部、减压部、旁路通路、旁路流量调整部以及混合部。
压缩机将制冷剂压缩并排出。上游侧分支部使从压缩机排出的制冷剂的流动分支。加热部将在上游侧分支部分支出的一方的制冷剂作为热源而对加热对象物进行加热。减压部使从加热部流出的制冷剂减压。旁路通路将在上游侧分支部分支出的另一方的制冷剂导向压缩机的吸入口侧。旁路流量调整部对在旁路通路流通的制冷剂的流量进行调整。混合部使从旁路流量调整部流出的旁路侧制冷剂与从减压部流出的减压部侧制冷剂混合而向压缩机的吸入口侧流出。
混合部使旁路侧制冷剂与减压部侧制冷剂以如下的方式混合,以使实际向压缩机的吸入口侧流出的吸入侧制冷剂的焓减去将旁路侧制冷剂与减压部侧制冷剂均匀地混合后的混合制冷剂的焓而得到的焓差值的绝对值为预先确定的基准值以下。
由此,在混合部使旁路侧制冷剂与减压部侧制冷剂以焓差值的绝对值为基准值以下的方式混合,因此,能够抑制实际向压缩机的吸入口侧流出的制冷剂的焓的偏差。因此,能够避免因为旁路侧制冷剂与减压部侧制冷剂的混合不充分而导致压缩机的制冷剂排出能力降低的情况。
其结果是,能够提供一种即使将焓值不同的制冷剂彼此混合而吸入压缩机也能够发挥稳定的加热能力的制冷循环装置。而且,能够提供一直即使将焓值不同的制冷剂彼此混合而吸入压缩机也能够保护压缩机的制冷循环装置。
另外,在本发明的第二方式的制冷循环装置中,具备:压缩机、上游侧分支部、加热部、高压侧气液分离部、减压部、旁路通路、旁路流量调整部以及混合部。
压缩机将制冷剂压缩并排出。上游侧分支部使从压缩机排出的制冷剂的流动分支。加热部将在上游侧分支部分支出的一方的制冷剂作为热源而对加热对象物进行加热。高压侧气液分离部对从加热部流出的制冷剂进行气液分离,并贮存分离出的液相制冷剂。减压部使从高压侧气液分离部流出的制冷剂减压。旁路通路将在上游侧分支部分支出的另一方的制冷剂导向压缩机的吸入口侧。旁路流量调整部对在旁路通路流通的制冷剂的流量进行调整。混合部使从旁路流量调整部流出的旁路侧制冷剂与从减压部流出的减压部侧制冷剂混合而向压缩机的吸入口侧流出。
而且,执行暖机准备模式的运转。制冷剂暖机模式是在起动压缩机时,在执行制冷剂暖机模式下的运转之前,对在混合部使旁路侧制冷剂与减压部侧制冷剂混合而被吸入压缩机的制冷剂的温度上升的运转模式。暖机准备模式是将循环内的制冷剂贮存于高压侧气液分离部的运转模式。
由此,在执行制冷剂暖机模式下的运转前,执行暖机准备模式,因此,能够在执行制冷剂暖机模式下的运转之前,将循环内的制冷剂贮存于高压侧气液分离部。因此,在从暖机准备模式转移到制冷剂暖机模式时,即使使压缩机的制冷剂排出能力增加,也能够抑制压缩机吸入干度较低的制冷剂。
其结果是,能够提供一种即使将焓值不同的制冷剂彼此混合而吸入至压缩机也能够适当地保护压缩机的制冷循环装置。
附图说明
图1是第一实施方式的制冷循环装置的示意性的整体结构图。
图2是第一实施方式的混合部的主视图。
图3是第一实施方式的混合部的俯视图。
图4是图2的IV-IV剖视图。
图5是图2的V-V剖视图。
图6是第一实施方式的室内空调单元的示意性的整体结构图。
图7是表示第一实施方式的制冷循环装置的电控制部的框图。
图8是表示第一实施方式的制冷循环装置的制冷模式时和串联除湿制热模式时的制冷剂流的示意性的整体结构图。
图9是表示第一实施方式的制冷循环装置的并联除湿制热模式时的制冷剂流的示意性的整体结构图。
图10是表示第一实施方式的制冷循环装置的并联除湿热气制热模式时的制冷剂流的示意性的整体结构图。
图11是表示第一实施方式的制冷循环装置的外气吸热制热模式时的制冷剂流的示意性的整体结构图。
图12是表示第一实施方式的制冷循环装置的外气吸热热气制热模式时的制冷剂流的示意性的整体结构图。
图13是表示第一实施方式的制冷循环装置的热气制热模式时的制冷剂流的示意性的整体结构图。
图14是表示第一实施方式的制冷循环装置的热气制热模式时的制冷剂的状态的变化的莫里尔图。
图15是第二实施方式的混合部的轴向剖视图。
图16是图15的XVI-XVI剖视图。
图17是第二实施方式的变形例的混合部的轴向剖视图。
图18是第二实施方式的另一变形例的混合部的轴向剖视图。
图19是第三实施方式的混合部的轴向剖视图。
图20是第四实施方式的制冷循环装置的示意性的整体结构图。
图21是第五实施方式的制冷循环装置的示意性的整体结构图。
图22是第六实施方式的制冷循环装置的示意性的整体结构图。
图23是第七实施方式的制冷循环装置的示意性的整体结构图。
图24是第七实施方式的混合部的主视图。
图25是第七实施方式的混合部的俯视图。
图26是第八实施方式的制冷循环装置的示意性的整体结构图。
图27是表示第八实施方式的制冷循环装置的并联除湿制热模式时的制冷剂流的示意性的整体结构图。
图28是表示第八实施方式的制冷循环装置的并联除湿热气制热模式时的制冷剂流的示意性的整体结构图。
图29是表示第八实施方式的制冷循环装置的外气吸热制热模式时的制冷剂流的示意性的整体结构图。
图30是表示第八实施方式的制冷循环装置的外气吸热热气制热模式时的制冷剂流的示意性的整体结构图。
图31是表示第八实施方式的制冷循环装置的热气制热模式时的制冷剂流的示意性的整体结构图。
图32是第九实施方式的制冷循环装置的示意性的整体结构图。
图33是表示第九实施方式的制冷循环装置的热气制热模式时的制冷剂流的示意性的整体结构图。
图34是表示第九实施方式的制冷循环装置的辅助暖机模式时的制冷剂流等的示意性的整体结构图。
图35是表示第九实施方式的制冷循环装置的无辅助暖机模式时的制冷剂流等的示意性的整体结构图。
图36是第十实施方式的制冷循环装置的示意性的整体结构图。
图37是表示第十实施方式的制冷循环装置的辅助暖机模式时的制冷剂流等的示意性的整体结构图。
图38是表示第十实施方式的制冷循环装置的加热器暖机模式时的制冷剂流等的示意性的整体结构图。
图39是第十一实施方式的分支部的示意性的轴向剖视图。
图40是第十一实施方式的分支部的变形例的示意性的轴向剖视图。
图41是第十一实施方式的分支部的另一变形例的示意性的轴向剖视图。
图42是第十二实施方式的制冷循环装置的示意性的整体结构图。
图43是表示第十二实施方式的制冷循环装置的制冷剂暖机模式时的制冷剂流的示意性的整体结构图。
图44是第十三实施方式的制冷循环装置的示意性的整体结构图。
图45是表示第十三实施方式的制冷循环装置的制冷模式时和串联除湿制热模式时的制冷剂流的示意性的整体结构图。
图46是表示第十三实施方式的制冷循环装置的并联除湿制热模式时的制冷剂流的示意性的整体结构图。
图47是表示第十三实施方式的制冷循环装置的外气吸热制热模式时的制冷剂流的示意性的整体结构图。
图48是表示第十三实施方式的制冷循环装置的热气制热模式时和制冷剂暖机模式时的制冷剂流的示意性的整体结构图。
图49是表示第十三实施方式的制冷循环装置的暖机准备模式时的制冷剂流的示意性的整体结构图。
图50是第十四实施方式的制冷循环装置的示意性的整体结构图。
图51是表示第十四实施方式的制冷循环装置的制冷模式时和除湿制热模式时的制冷剂流的示意性的整体结构图。
图52是表示第十四实施方式的制冷循环装置的外气吸热制热模式时的制冷剂流的示意性的整体结构图。
图53是表示第十四实施方式的制冷循环装置的热气制热模式时和制冷剂暖机模式时的制冷剂流的示意性的整体结构图。
图54是表示第十四实施方式的制冷循环装置的暖机准备模式时的制冷剂流的示意性的整体结构图。
图55是其他的实施方式的制冷循环装置的示意性的整体结构图。
具体实施方式
以下,参照附图说明用于实施本发明的多个实施方式。在各实施方式中,有对于与在之前的实施方式中说明了的事项对应的部分标注相同参照符号而省略重复说明的情况。在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14说明本发明涉及的制冷循环装置10的第一实施方式。制冷循环装置10应用于电动汽车所搭载的车辆用空调装置。电动汽车是从电动机获得行驶用的驱动力的车辆。本实施方式的车辆用空调装置是进行作为空调对象空间的车室内的空气调节并且进行作为发热设备的电池70的温度调整的、带发热设备温度调整功能的空调装置。
在车辆用空调装置中,图1的整体结构图所示的制冷循环装置10对向车室内吹送的送风空气进行冷却或加热,并且进行电池70的温度调整。制冷循环装置10中的加热对象物是送风空气。为了进行车室内的空气调节和电池70的温度调整,制冷循环装置10能够根据后述的各种运转模式切换制冷剂回路。
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。制冷循环装置10构成高压侧的制冷剂压力不超过制冷剂的临界压力的亚临界制冷循环。在制冷剂中,混入有用于润滑制冷循环装置10的压缩机11的冷冻机油。冷冻机油是与液相制冷剂具有相溶性的PAG油(聚亚烷基二醇油)。冷冻机油的一部分与制冷剂一起在制冷循环装置10循环。
在制冷循环装置10中,压缩机11吸入制冷剂,将制冷剂压缩并排出。压缩机11配置于车室的前方侧的驱动装置室内。驱动装置室形成配置用来产生、调整车辆行驶用的驱动力的设备(例如电动发电机71)等的至少一部分的空间。
压缩机11是利用电动机驱动排出容量被固定的固定容量型的压缩机构旋转的电动压缩机。压缩机11根据从后述的控制装置60输出的控制信号控制转速(即制冷剂排出能力)。
压缩机11的排出口与第一三通接头12a的流入口侧连接。第一三通接头12a具有彼此联通的三个流入流出口。作为第一三通接头12a,能够采用将多个配管接合而形成的接头部、通过在金属块、树脂块设置多个制冷剂通路而形成的接头部。
而且,如下所述,制冷循环装置10具备第二三通接头12b~第五三通接头12e。第二三通接头12b~第五三通接头12e的基本结构与第一三通接头12a相同。而且,后述的实施方式所说明的各三通接头的基本结构也与第一三通接头12a相同。
这些三通接头在三个流入流出口中的一个被用作流入口,剩余的两个被用作流出口时使制冷剂的流动分支。另外,在三个流入流出口中的两个被用作流入口,剩余的一个被用作流出口时,使制冷剂的流动合流。第一三通接头12a是使从压缩机11排出的制冷剂的流动分支的上游侧分支部。
第一三通接头12a的一方的流出口与水制冷剂热交换器13的制冷剂通路131的入口侧连接。第一三通接头12a的另一方的流出口与后述的旁路通路21a的入口侧连接。
水制冷剂热交换器13是使从压缩机11排出的高压制冷剂与循环于制热用冷却水回路30的制热用冷却水进行热交换而使高压制冷剂所具有的热向制热用冷却水散热的散热用热交换部。在本实施方式中,作为水制冷剂热交换器13,采用所谓的过冷型的热交换器。因此,在水制冷剂热交换器13的制冷剂通路131设置有冷凝部13a、接收部13b以及过冷却部13c。
冷凝部13a是使从压缩机11排出的高压制冷剂与高压侧热介质进行热交换而使高压制冷剂冷凝的冷凝用的热交换部。接收部13b对从冷凝部13a流出的制冷剂进行气液分离,将分离出的液相制冷剂作为循环的剩余制冷剂贮存的储液部。过冷却部13c是使从接收部13b流出的液相制冷剂与高压侧热介质进行热交换而使液相制冷剂过冷却的过冷却用的热交换部。
水制冷剂热交换器13的制冷剂通路131的出口(具体是过冷却部13c的出口)与第二三通接头12b的入口侧连接。第二三通接头12b的一方的流出口与第一通路21b的入口侧连接。第二三通接头12b的一方的流出口与第二通路21c的入口侧连接。
在第一通路21b配置有制热用膨胀阀14a和室外热交换器15。制热用膨胀阀14a是在后述的并联除湿热气制热模式时、外气吸热热气制热模式时等使在第二三通接头12b分支出的一方的制冷剂减压的第一减压部。而且,制热用膨胀阀14a是调整向室外热交换器15流入的制冷剂的流量(质量流量)的室外热交换器用的流量调整部。
制热用膨胀阀14a是具有使节流开度变化的阀芯和使阀芯位移的电动促动器(具体是步进电机)的电气式的可变节流机构。根据从控制装置60输出的控制脉冲来控制制热用膨胀阀14a的工作。
制热用膨胀阀14a具有通过将阀开度设为全开来几乎不发挥制冷剂减压作用和流量调整作用而单纯地作为制冷剂通路发挥功能的全开功能。制热用膨胀阀14a具有通过将阀开度设为全闭来封闭制冷剂通路的全闭功能。
而且,如下所述,制冷循环装置10具备制冷用膨胀阀14b、冷却用膨胀阀14c以及旁路流量调整阀14d。制冷用膨胀阀14b、冷却用膨胀阀14c以及旁路流量调整阀14d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、冷却用膨胀阀14c以及旁路流量调整阀14d能够通过发挥上述的全闭功能来切换制冷剂回路。即,制热用膨胀阀14a、制冷用膨胀阀14b、冷却用膨胀阀14c以及旁路流量调整阀14d兼具作为制冷剂回路切换部的功能。
当然,也可以将不具有全闭功能的可变节流机构与开闭阀进行组合来行程制热用膨胀阀14a、制冷用膨胀阀14b、冷却用膨胀阀14c以及旁路流量调整阀14d。在该情况下,开闭阀成为制冷剂回路切换部。
制热用膨胀阀14a的出口与室外热交换器15的制冷剂入口侧连接。室外热交换器15是使从制热用膨胀阀14a流出的制冷剂与通过未图示的外气风扇吹送的外气进行热交换的室外热交换部。室外热交换器15配置于驱动装置室的前方侧。因此,在车辆行驶时,能够使经由栅格流入驱动装置室的行驶风与室外热交换器15接触。
室外热交换器15在流通于其内部的制冷剂的饱和温度高于外气温度时,使制冷剂所具有的热向外气散热,从而作为使制冷剂冷凝的冷凝器发挥功能。另外,室外热交换器15在流通于其内部的制冷剂的饱和温度低于外气温度时,使制冷剂吸收外气所具有的热,从而作为使制冷剂蒸发的蒸发器发挥功能。
换言之,室外热交换器15在后述的制冷模式时等成为冷凝部。另外,室外热交换器15在后述的并联除湿热气制热模式时、外气吸热热气制热模式时等成为吸热部。因此,在并联除湿热气制热模式时、外气吸热热气制热模式时等,外气成为被制冷剂吸热的热源流体。
室外热交换器15的制冷剂出口与第三三通接头12c的入口侧连接。第三三通接头12c的一方的流出口经由第一单向阀16a与四通接头17的一个流入口侧连接。第三三通接头12c的另一方的流出口与后述的低压通路21d的入口侧连接。
第一单向阀16a容许制冷剂从第三三通接头12c侧流向四通接头17侧,并且禁止制冷剂从四通接头17侧流向第三三通接头12c侧。四通接头17是具有彼此联通的四个流入流出口的接头部。作为四通接头17,能够采用与前述的三通接头同样地形成的接头部。作为四通接头17,能够采用将两个三通接头组合而形成的接头。
四通接头17的另一个流入口与第二通路21c的出口侧连接。第二通路21c是使从水制冷剂热交换器13的制冷剂通路131流出的制冷剂绕过制热用膨胀阀14a和室外热交换器15而导向制冷用膨胀阀14b或冷却用膨胀阀14c的入口侧的制冷剂通路。
在第二通路21c配置有对第二通路21c进行开闭的第二通路开闭阀22a。第二通路开闭阀22a是根据从控制装置60输出的控制电压来控制开闭工作的电磁阀。第二通路开闭阀22a是对制冷剂回路进行切换的制冷剂回路切换部。
在此,在制冷循环装置10所具有的制冷剂回路切换部中,至少第二通路开闭阀22a是分支回路切换部。分支回路切换部对使制冷剂从第二三通接头12b的一方的流出口流出的制冷剂回路与使制冷剂从第二三通接头12b的另一方的流出口流出的制冷剂回路进行切换。
四通接头17的一个流出口经由制冷用膨胀阀14b与室内蒸发器18的制冷剂入口侧连接。制冷用膨胀阀14b是在后述的并联除湿热气制热模式时等使在第二三通接头12b分支出的另一方的制冷剂减压的第二减压部。而且,制冷用膨胀阀14b是对流入室内蒸发器18的制冷剂的流量(质量流量)进行调整的室内蒸发器用的流量调整部。
室内蒸发器18是使由制冷用膨胀阀14b减压后的低压制冷剂与从室内送风机52朝向车室内吹送的送风空气进行热交换而使低压制冷剂蒸发的辅助蒸发部。室内蒸发器18配置于后述的室内空调单元50的壳体51内。室内蒸发器18的制冷剂出口经由蒸发压力调整阀20和第二单向阀16b与第五三通接头12e的一方的流入口侧连接。
蒸发压力调整阀20是由随着室内蒸发器18的制冷剂出口侧的制冷剂的压力上升而使阀开度增加的机械机构构成的可变节流部件。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。
第二单向阀16b容许制冷剂从蒸发压力调整阀20的出口侧流向第五三通接头12e侧,并且禁止制冷剂从第五三通接头12e侧流向蒸发压力调整阀20侧。
四通接头17的另一个流出口经由冷却用膨胀阀14c与冷机19的制冷剂通路的入口侧连接。冷却用膨胀阀14c是在后述的热气制热模式时以及冷却电池70的设备冷却模式时等使流入冷机19的制冷剂减压的减压部。而且,冷却用膨胀阀14c是对流入冷机19的制冷剂的流量(质量流量)进行调整的冷机用的流量调整部。
冷机19是使由冷却用膨胀阀14c减压后的低压制冷剂与循环于设备用冷却水回路40的设备用冷却水进行热交换而使低压制冷剂蒸发的辅助蒸发部。冷机19的制冷剂出口经由第四三通接头12d与第五三通接头12e的另一方的流入口侧连接。第五三通接头12e的流出口与混合部23的减压部侧制冷剂入口部233b侧连接。
第四三通接头12d的另一方的流入口与低压通路21d的出口侧连接。低压通路21d是使室外热交换器15流出的制冷剂绕过制冷用膨胀阀14b、室内蒸发器18、冷却用膨胀阀14c以及冷机19而导向混合部23的减压部侧制冷剂入口部233b侧的制冷剂通路。
在低压通路21d配置有对低压通路21d进行开闭的低压通路开闭阀22b。低压通路开闭阀22b是与第二通路开闭阀22a同样结构的电磁阀。低压通路开闭阀22b是对制冷剂回路进行切换的制冷剂回路切换部。
混合部23使从旁路流量调整阀14d流出的旁路侧制冷剂与从第五三通接头12e的流出口流出的减压部侧制冷剂混合并向压缩机11的吸入口侧流出。减压部侧制冷剂是从被称为制热用膨胀阀14a、制冷用膨胀阀14b、冷却用膨胀阀14c的减压部流出的制冷剂。
混合部23配置于驱动装置室内。混合部23的旁路侧制冷剂入口部233a与旁路通路21a的出口侧连接。
旁路通路21a是使在第一三通接头12a分支出的另一方的制冷剂导向混合部23的旁路侧制冷剂入口部233a的制冷剂通路。更详细而言,旁路通路21a是使在第一三通接头12a分支出的另一方的制冷剂绕过水制冷剂热交换器13并经由混合部23导向压缩机11的吸入口侧的制冷剂通路。
在旁路通路21a配置有旁路流量调整阀14d。旁路流量调整阀14d是使流通于旁路通路21a的制冷剂减压并且对流通于旁路通路21a的制冷剂的流量(质量流量)进行调整的旁路流量调整部。
接着,使用图2~图5说明混合部23的详细结构。本实施方式的混合部23是使旁路侧制冷剂与减压部侧制冷剂在进行热交换后合流而流出的热交换器。在本实施方式中,采用所谓的层叠型的热交换器作为混合部23。
具体而言,混合部23具有多个第一传热板231a、多个第二传热板231b、热交换翅片232、旁路侧制冷剂入口部233a、减压部侧制冷剂入口部233b、混合制冷剂流出部233c等。这些各构成部件均由传热性优异的同种金属(在本实施方式中为铝合金)形成。而且,各构成部件通过钎焊接合而被一体化。
第一传热板231a和第二传热板231b是形成为矩形状的板状部件。多个第一传热板231a和多个第二传热板231b以彼此的平坦面互相平行的方式交替地层叠配置。在第一传热板231a和第二传热板231b的外周缘部和平坦面形成有分别向层叠方向突出的多个伸出部。
伸出部与相邻配置的第一传热板231a或第二传热板231b接合。因此,在相邻的第一传热板231a与第二传热板231b之间未形成伸出部的部位,形成有间隙空间。间隙空间成为使旁路侧制冷剂流通的旁路侧制冷剂通路23a或使减压部侧制冷剂流通的减压部侧制冷剂通路23b。
第一传热板231a的伸出部和第二传热板231b的伸出部形成为彼此不同的形状。因此,通过将第一传热板231a与第二传热板231b交替地层叠配置并接合,在层叠方向上交替地形成减压部侧制冷剂通路23b和旁路侧制冷剂通路23a。
因此,第一传热板231a和第二传热板231b是多个热交换部件,该热交换部件通过使减压部侧制冷剂与该热交换部件的一方的面接触并且使旁路侧制冷剂与该热交换部件的另一方的面接触,从而使旁路侧制冷剂与减压部侧制冷剂进行热交换的多个热交换部件。
而且,如图4、图5所示,在减压部侧制冷剂通路23b和旁路侧制冷剂通路23a内配置有热交换翅片232,该热交换翅片232将传热面积或润湿面积扩大而促进旁路侧制冷剂与吸热侧热介质的热交换。作为热交换翅片232,能够采用将金属薄板弯折为波浪状的波纹翅片、在金属薄板局部地形成多个切割折起部的偏置翅片。
另外,位于形成为矩形状的第一传热板231a和第二传热板231b的对角的角部侧通过伸出部形成有一对旁路侧箱形成部和一对吸热侧箱形成部。由此,当多个第一传热板231a和多个第二传热板231b层叠配置时,形成有一对旁路侧箱空间234a和一对吸热侧箱空间234b。
旁路侧箱空间234a与多个旁路侧制冷剂通路23a连通而成为用于进行制冷剂的集合或分配的空间。吸热侧箱空间234b与多个减压部侧制冷剂通路23b连通而成为用于进行制冷剂的集合或分配的空间。
另外,如图3所示,形成为筒状的旁路侧制冷剂入口部233a、减压部侧制冷剂入口部233b、混合制冷剂流出部233c与配置于层叠方向一端部的端部传热板231c接合。旁路侧制冷剂入口部233a以与一方的旁路侧箱空间234a连通的方式被接合。减压部侧制冷剂入口部233b以与一方的吸热侧箱空间234b连通的方式被接合。
混合制冷剂流出部233c与另一方的吸热侧箱空间234b配置在同轴上。而且,如图4所示,在与端部传热板231c相邻的第一传热板231a形成有使另一方的旁路侧箱空间234a与另一方的吸热侧箱空间234b连通的连通路235。因此,混合制冷剂流出部233c与另一方的旁路侧箱空间234a以及另一方的吸热侧箱空间234b双方连通。
因此,从旁路侧制冷剂入口部233a流入的旁路侧制冷剂如图2等的实线箭头所示地流动,与减压部侧制冷剂合流而从混合制冷剂流出部233c流出。另外,从减压部侧制冷剂入口部233b流入的减压部侧制冷剂如图2等的虚线箭头所示地流动,与旁路侧制冷剂合流而从混合制冷剂流出部233c流出。混合制冷剂流出部233c与压缩机11的吸入口侧连接。
在此,将旁路侧制冷剂与减压部侧制冷剂均匀地混合后的制冷剂定义为理想的混合制冷剂。在本实施方式中,作为混合部23,采用在后述的热气制热模式时实际从混合制冷剂流出部233c向压缩机11的吸入口侧流出的吸入侧制冷剂的焓具有与理想的混合制冷剂的焓大致同等程度的热交换能力的部件。
换言之,在本实施方式中,作为混合部23,采用在热气制热模式时具有从吸入侧制冷剂的焓减去理想的混合制冷剂的焓而得到的焓差值的绝对值为预先确定的基准值以下的热交换能力的部件。而且,设定为不会由于焓差值的偏差而对压缩机11的耐久寿命产生不良影响的值作为基准值。
接着,对制热用冷却水回路30进行说明。制热用冷却水回路30是供制热用冷却水循环的高温侧的热介质回路。在制热用冷却水回路30中,采用乙二醇水溶液作为制热用冷却水。如图1所示,制热用冷却水回路30与水制冷剂热交换器13的水通路132、制热用冷却水泵31、加热器芯32等连接。
制热用冷却水泵31是将制热用冷却水向水制冷剂热交换器13的水通路132的入口侧压送的水泵。制热用冷却水泵31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。
水制冷剂热交换器13的水通路132的出口与加热器芯32的冷却水入口侧连接。加热器芯32是使由水制冷剂热交换器13加热后的制热用冷却水与通过室内蒸发器18后的送风空气进行热交换而加热送风空气的加热用热交换部。加热器芯32配置于室内空调单元50的壳体51内。
加热器芯32的冷却水出口与制热用冷却水泵31的吸入口侧连接。因此,在本实施方式中,通过制冷循环装置10的水制冷剂热交换器13和制热用冷却水回路30的各构成设备,构成将从压缩机11排出的制冷剂作为热源而加热送风空气的加热部。
因此,水制冷剂热交换器13的接收部13b是对从形成加热部的冷凝部13a流出的制冷剂进行气液分离,将分离出的液相制冷剂作为循环的剩余制冷剂贮存的高压侧气液分离部。另外,制冷循环装置10的第二三通接头12b是使加热部流出的制冷剂的流动分支的下游侧分支部。
接着,对设备用冷却水回路40进行说明。设备用冷却水回路40是供设备用冷却水循环的低温侧的热介质回路。作为设备用冷却水,能够采用与制热用冷却水相同种类的流体。如图1所示,设备用冷却水回路40与冷机19的水通路、设备用冷却水泵41、电池70的冷却水通路70a等连接。
设备用冷却水泵41是将设备用冷却水向冷机19的水通路的入口侧压送的水泵。设备用冷却水泵41的基本结构与制热用冷却水泵31相同。冷机19的水通路的出口与电池70的冷却水通路70a的入口侧连接。
电池70存储向多个电气式的车载设备供给的电力。电池70是通过将多个电池单体电串联的或并联连接而形成的电池租。电池单体是能够充放电的二次电池(在本实施方式中为锂离子电池)。电池70是将多个电池单体层叠配置为大致长方体形状并收容于专用壳体而成的部件。
电池70是在工作时(即充放电时)发热的发热设备。形成电池70的二次电池在高温时容易劣化。而且,二次电池在低温时化学反应难以进行,输出容易降低。因此,二次电池的温度希望被维持在能够充分地运用二次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)。
于是,在本实施方式中,在电池70的专用壳体的内部形成供设备用冷却水流通的冷却水通路70a。冷却水通路70a的通路结构为在专用壳体的内部将多个通路并联连接的通路结构。由此,在冷却水通路70a中,形成为能够使流通于内部的设备用冷却水与所有的电池单体均等地热交换。冷却水通路70a的出口与设备用冷却水泵41的吸入口侧连接。
因此,设备用冷却水是热交换对象流体。冷却水通路70a是使电池70和设备用冷却水与热交换对象流体进行热交换的发热设备热交换部。
接着,使用图6对室内空调单元50进行说明。室内空调单元50是用于将为了车室内的空气调节而调整为适当的温度的送风空气向车室内的适当的部位吹出的单元。室内空调单元50配置于车室内最前部的仪表盘(仪表面板)的内侧。
室内空调单元50在形成送风空气的空气通路的壳体51内收容室内送风机52、制冷循环装置10的室内蒸发器18、制热用冷却水回路30的加热器芯32等。壳体51由具有一定程度的弹性且强度也优异的树脂(例如聚丙烯)成形。
在壳体51的送风空气流最上游侧配置有内外气切换装置53。内外气切换装置53切换内气(车室内空气)与外气(车室外空气)并向壳体51内导入。根据从控制装置6输出的控制信号控制内外气切换装置53的工作。
在内外气切换装置53的送风空气流下游侧配置有室内送风机52。室内送风机52将经由内外气切换装置53吸入的空气朝向车室内吹送。室内送风机52是根据从控制装置60输出的控制电压控制转速(即送风能力)的电动送风机。
在室内送风机52的送风空气流下游侧,室内蒸发器18和加热器芯32相对于送风空气的流动依次配置。即,室内蒸发器18与加热器芯32相比配置于送风空气流上游侧。另外,在壳体51内形成有使通过室内蒸发器18后的送风空气绕过加热器芯32流向下游侧的冷风旁路通路55。
在室内蒸发器18的送风空气流下游侧且加热器芯32的送风空气流上游侧配置有空气混合门54。空气混合门54是对通过室内蒸发器18后的送风空气中的、通过加热器芯32的风量与通过冷风旁路通路55的风量的风量比例进行调整的风量比例调整部。根据从控制装置60输出的控制信号控制空气混合门驱动用的电动促动器的工作。
在加热器芯32和冷风旁路通路55的送风空气流下游侧设置有混合空间56。混合空间56是使由加热器芯32加热后的送风空气与通过冷风旁路通路55而未被加热的送风空气混合的空间。而且,在壳体51的送风空气流最下游部,配置有用于使在混合空间56混合而被调整温度的送风空气向车室内吹出的未图示的多个开口孔。
多个开口孔与形成在车室内的多个吹出口连通。作为多个吹出口,设置有面部吹出口、足部吹出口、除霜吹出口。面部吹出口是朝向乘员的上半身吹出送风空气的吹出口。足部吹出口是朝向乘员的足边吹出送风空气的吹出口。除霜吹出口是朝向车辆的前窗玻璃吹出送风空气的吹出口。
因此,空气混合门54通过对通过加热器芯32的风量与通过冷风旁路通路55的风量的风量比例进行调整来调整在混合空间56混合的空调风的温度。由此,调整从各吹出口向车室内吹出的送风空气的温度。
接着,对本实施方式的电控制部进行说明。控制装置60具有包括CPU、ROM和RAM等周知的微型计算机及其周边电路。控制装置60基于存储在ROM内的控制程序来进行各种运算、处理。然后,控制装置60基于运算、处理结果控制与输出侧连接的各种控制对象设备11、14a~14d、22b、22c、31、41、52、53等的工作。
如图7的框图所示,控制装置60的输入侧与各种的控制用传感器连接。具体而言,连接有内气温度传感器61a、外气温度传感器61b、日照传感器61c、第一制冷剂压力传感器62a、第二制冷剂压力传感器62b、第三制冷剂压力传感器62c、第一制冷剂温度传感器63a、第二制冷剂温度传感器63b、第三制冷剂温度传感器63c、蒸发器温度传感器63d、空调风温度传感器63e、电池温度传感器64、制热用冷却水温度传感器65a、设备用冷却水温度传感器65b等。这些控制用传感器组的检测信号被输入至控制装置60。
内气温度传感器61a是对车室内温度(内气温度)Tr进行检测的内气温度检测部。外气温度传感器61b是对车室外温度(外气温度)Tam进行检测的外气温度检测部。日照传感器61c是对照射至室内的日照量As进行检测的日照量检测部。
第一制冷剂压力传感器62a是对从压缩机11排出的高压制冷剂的压力即第一压力P1进行检测的高压压力检测部。第二制冷剂压力传感器62b是对室外热交换器15的出口侧的制冷剂的压力即第二压力P2进行检测的室外器压力检测部。第三制冷剂压力传感器62c是对混合部23的出口侧的制冷剂的压力即第三压力P3进行检测的混合器压力检测部。
第一制冷剂温度传感器63a对从压缩机11排出而流入水制冷剂热交换器13的制冷剂通路131的制冷剂的温度即第一温度T1进行检测的高压温度检测部。第二制冷剂温度传感器63b是对室外热交换器15的出口侧的制冷剂的温度即第二温度T2进行检测的室外器温度检测部。第三制冷剂温度传感器63c是对混合部23的出口侧的制冷剂的温度即第三温度T3进行检测的混合器温度检测部。
蒸发器温度传感器63d对室内蒸发器18中的制冷剂蒸发温度(蒸发器温度)Tefin进行检测的蒸发器温度检测部。蒸发器温度传感器63d具体检测室内蒸发器18的热交换翅片的温度。空调风温度传感器63e是对从混合空间向车室内吹送的送风空气温度TAV进行检测的空调风温度检测部。
电池温度传感器64是对电池70的温度即电池温度TB进行检测的电池温度检测部。电池温度传感器64具有多个温度检测部,并且检测电池70的多个部位的温度。因此,在控制装置60中,也能够对电池70的各部分的温度分布进行检测。而且,采用多个温度传感器的检测值的平均值作为电池温度TB。
制热用冷却水温度传感器65a是对流入加热器芯32的制热用冷却水的温度即制热用冷却水温度TWH进行检测的制热用冷却水温度检测部。设备用冷却水温度传感器65b是对流入电池70的冷却水通路70a的设备用冷却水的温度即设备用冷却水温度TWL进行检测的设备用冷却水温度检测部。
而且,如图7所示,控制装置60的输入侧与配置在车室内前部的仪表盘附近的操作面板69连接。来自设置于操作面板69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69的各种操作开关,具体有自动开关、空调开关、风量设定开关、温度设定开关等。
自动开关是设定或解除车辆用空调装置的自动控制运转的操作开关。空调开关是要求在室内蒸发器18进行送风空气的冷却的操作开关。风量设定开关是手动设定室内送风机52的风量的操作开关。温度设定开关设定车室内的设定温度Tset的操作开关。
另外,本实施方式的控制装置60由控制部一体地构成,该控制部对与其输出侧连接的各种控制对象设备进行控制。因此,对各个控制对象设备的工作进行控制的结构(硬件和软件)构成对各个控制对象设备的工作进行控制的控制部。
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)的结构构成排出能力控制部60a。另外,控制制热用膨胀阀14a、制冷用膨胀阀14b、冷却用膨胀阀14c以及旁路流量调整阀14d的工作的结构构成制冷剂流量控制部60b。另外,控制作为制冷剂回路切换部的第二通路开闭阀22a、低压通路开闭阀22b等的工作的结构构成制冷剂回路控制部60c。
接着,对上述结构中的本实施方式的车辆用空调装置的工作进行说明。在本实施方式的车辆用空调装置中,为了进行车室内的空气调节和电池70的温度调整而切换各种运转模式。
具体而言,车辆用空调装置对(a)制冷模式、(b)串联除湿制热模式、(c)并联除湿制热模式、(d)并联除湿热气制热模式、(e)外气吸热制热模式、(f)外气吸热热气制热模式、(g)热气制热模式进行切换来作为空气调节用的运转模式。而且,车辆用空调装置在(a)~(f)的运转模式时根据需要执行对电池70进行冷却的设备冷却模式下的运转。
各种运转模式的切换通过执行预先存储于控制装置60的空调控制程序来进行。空调控制程序在按下(接通)操作面板69的自动开关时执行。
在空调控制程序中,基于各种控制用传感器的检测信号和操作面板的操作信号来切换运转模式。更具体而言,在本实施方式的空调控制程序中,主要基于由外气温度传感器61b检测出的外气温度Tam切换空气调节用的运转模式。以下,对各运转模式的工作进行详细说明。
(a)制冷模式
制冷模式是为了进行车室内的制冷而将冷却后的送风空气向车室内吹出的运转模式。制冷模式是在由于乘员的操作而按下空调开关时、或由外气温度传感器61b检测出的外气温度Tam为25℃以上时而切换的运转模式。
在制冷模式下,控制装置60关闭第二通路开闭阀22a并关闭低压通路开闭阀22b。另外,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,将旁路流量调整阀14d设为全闭状态。
因此,在制冷模式的制冷循环装置10中,如图8的实线箭头所示,从压缩机11排出的制冷剂以水制冷剂热交换器13、全开的制热用膨胀阀14a、室外热交换器15、第一单向阀16a、四通接头17、制冷用膨胀阀14b、室内蒸发器18、蒸发压力调整阀20、第二单向阀16b、混合部23、压缩机11的吸入口的顺序循环。另外,在图8中,用实线箭头表示执行设备冷却模式期间的制冷模式时的制冷剂的流动。
而且,控制装置60适当地控制其他的控制对象设备的工作。例如,对压缩机11控制制冷剂排出能力,以使由蒸发器温度传感器63d检测出的蒸发器温度Tefin接近目标蒸发器温度TEO。
基于目标吹出温度TAO,参照预先存储于控制装置60的控制映射图决定目标蒸发器温度TEO。
目标吹出温度TAO是向车室内吹出的送风空气的目标温度。目标吹出温度TAO使用由内气温度传感器61a检测出的内气温度Tr、外气温度Tam、由日照传感器61c检测出的日照量As以及由温度设定开关设定的设定温度Tset等而计算。在控制映射图中,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。
另外,控制装置60对制冷用膨胀阀14b控制节流开度,以使混合部23的出口侧的制冷剂的过热度SH接近预先确定的基准过热度KSH(在本实施方式中为5℃)。使用由第三制冷剂压力传感器62c检测出的第三压力P3以及由第三制冷剂温度传感器63c检测出的第三温度T3计算过热度SH。
另外,控制装置60对制热用冷却水泵31和设备用冷却水泵41控制水压送能力,以发挥各自预先确定的制冷模式用的基准压送能力。
另外,对于室内送风机52,控制装置60基于目标吹出温度TAO,参照预先存储于控制装置60的控制映射图控制送风能力。在控制映射图中,送风能力被决定为,在目标吹出温度TAO处于极低温区域或极高温区域时使送风量为最大,随着从极低温区域或极高温区域朝向中间温度区域而送风量逐渐减少。
另外,对于空气混合门驱动用的电动促动器,控制装置60使空气混合门54位移,以使由空调风温度传感器63e检测出的送风空气温度TAV接近目标吹出温度TAO。另外,在制冷模式下,使空气混合门54位移,以大致使冷风旁路通路55全开,加热器芯32侧的空气通路全闭。
因此,在制冷模式的制热用冷却水回路30的加热器芯32中,虽然制热用冷却水如图8的细虚线箭头所示那样地循环,但几乎不进行制热用冷却水与送风空气的热交换。进而,当制热用冷却水的温度与从压缩机11排出的高压制冷剂的温度相等时,在水制冷剂热交换器13中也几乎不进行高压制冷剂与制热用冷却水的热交换。
因此,在制冷模式的制冷循环装置10中,构成室外热交换器15作为使制冷剂冷凝的冷凝器发挥功能且室内蒸发器18作为使制冷剂蒸发的蒸发器发挥功能的蒸汽压缩式的制冷循环。在室外热交换器15中,制冷剂向外气散热而冷凝。在室内蒸发器18中,制冷剂从送风空气吸热而蒸发。由此,送风空气被冷却。
在制冷模式的室内空调单元50中,由室内蒸发器18冷却后的送风空气经由冷风旁路通路55向车室内吹出。由此,实现车室内的制冷。
另外,在制冷模式的制冷循环装置10中,旁路流量调整阀14d为全闭状态。因此,旁路侧制冷剂不流入混合部23。因此,在制冷模式下,流入混合部23的减压部侧制冷剂在混合部23不与旁路侧制冷剂进行热交换也不被混合,而从混合部23流出。
另外,在本实施方式的车辆用空调装置中,在制冷模式时,能够执行进行电池70的冷却的设备冷却模式。设备冷却模式在由电池温度传感器64检测出的电池温度TB在预先确定的基准电池温度KTB以上时被执行。在执行设备冷却模式时,控制装置60除了与制冷模式同样地控制控制对象设备的工作之外,还将冷却用膨胀阀14c设为节流状态。
由此,如图8的实线箭头所示,在设备冷却模式的制冷循环装置10中,在四通接头17分支出的制冷剂以冷却用膨胀阀14c、冷机19、混合部23的顺序流动。即,在执行设备冷却模式期间的制冷模式下,被切换为室内蒸发器18和冷机19相对于室外热交换器15流出的制冷剂的流动并联连接的制冷剂回路。
而且,控制装置60控制冷却用膨胀阀14c的节流开度,以使由设备用冷却水温度传感器65b检测出的设备用冷却水温度TWL接近预先确定的目标设备用水温TWLO。目标设备用水温TWLO被设定为电池温度TB维持在电池70的适当的温度范围内。
因此,在执行设备冷却模式期间的制冷模式的制冷循环装置10中,流入冷机19的制冷剂从设备用冷却水吸热而蒸发。由此,设备用冷却水被冷却。
如图8的细虚线箭头所示,在执行设备冷却模式期间的制冷模式的设备用冷却水回路40中,由冷机19冷却后的设备用冷却水在电池70的冷却水通路70a流动。由此,电池70被冷却。
其结果是,在执行设备冷却模式期间的制冷模式下,能够一边进行车室内的制冷,一边冷却电池70。在制冷模式时不执行设备冷却模式的情况下,控制装置60可以将冷却用膨胀阀14c设为全闭状态。
(b)串联除湿制热模式
串联除湿制热模式是为了进行车室内的除湿制热而将冷却而除湿后的送风空气再加热并向车室内吹出的运转模式。串联除湿制热模式是在外气温度Tam为10℃以上且低于25℃时等被切换的运转模式。
在串联除湿制热模式下,控制装置60关闭第二通路开闭阀22a并关闭低压通路开闭阀22b。另外,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,将旁路流量调整阀14d设为全闭状态。
因此,如图8的实线箭头所示,在串联除湿制热模式的制冷循环装置10中,与制冷模式同样地,从压缩机11排出的制冷剂以水制冷剂热交换器13、制热用膨胀阀14a、室外热交换器15、第一单向阀16a、四通接头17、制冷用膨胀阀14b、室内蒸发器18、蒸发压力调整阀20、第二单向阀16b、混合部23、压缩机11的吸入口的顺序循环。
而且,控制装置60适当地控制其他的控制对象设备的工作。例如,对于压缩机11,与制冷模式同样地进行控制。
另外,控制装置60对制热用膨胀阀14a和制冷用膨胀阀14b控制双方的节流开度,以使混合部23的出口侧的制冷剂的过热度SH接近基准过热度KSH。更具体而言,在串联除湿制热模式下,随着目标吹出温度TAO的上升而使制热用膨胀阀14a的节流开度减少,使制冷用膨胀阀14b的节流开度增加。
另外,对于制热用冷却水泵31、设备用冷却水泵41、室内送风机52以及空气混合门驱动用的电动促动器,控制装置60与制冷模式同样地进行控制。
因此,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13作为冷凝器发挥功能,室内蒸发器18作为蒸发器发挥功能。而且,在室外热交换器15中的制冷剂的饱和温度高于外气温度Tam的情况下,构成室外热交换器15作为冷凝器发挥功能的蒸汽压缩式的制冷循环。另外,在室外热交换器15中的制冷剂的饱和温度低于外气温度Tam的情况下,构成室外热交换器15作为蒸发器发挥功能的蒸汽压缩式的制冷循环。
在水制冷剂热交换器13中,制冷剂向制热用冷却水散热而冷凝。由此,制热用冷却水被加热。在室内蒸发器18中,制冷剂从送风空气吸热而蒸发。由此,送风空气被冷却。
如图8的细虚线箭头所示,在串联除湿制热模式的制热用冷却水回路30中,由水制冷剂热交换器13加热后的制热用冷却水向加热器芯32被压送。流入加热器芯32的制热用冷却水向由室内蒸发器18冷却后的送风空气散热。
在串联除湿制热模式的室内空调单元50中,由室内蒸发器18冷却而除湿后的送风空气由加热器芯32再加热并向车室内吹出。由此,实现车室内的除湿制热。
而且,在串联除湿制热模式的制冷循环装置10中,随着目标吹出温度TAO的上升,使制热用膨胀阀14a的节流开度减少,并且使制冷用膨胀阀14b的节流开度增加。由此,能够随着目标吹出温度TAO的上升而提高加热器芯32中的送风空气的加热能力。
更详细而言,在室外热交换器15中的制冷剂的饱和温度高于外气温度Tam时,能够随着目标吹出温度TAO的上升而降低室外热交换器15中的制冷剂的饱和温度,缩小与外气温度Tam的温度差。由此,能够减少室外热交换器15中的制冷剂的散热量,增加从水制冷剂热交换器13中的制冷剂到制热用冷却水的散热量。
另外,在室外热交换器15中的制冷剂的饱和温度低于外气温度Tam时,能够随着目标吹出温度TAO的上升而降低室外热交换器15中的制冷剂的饱和温度,扩大与外气温度Tam的温度差。由此,能够增加室外热交换器15中的制冷剂的吸热量,增加从水制冷剂热交换器13中的制冷剂到制热用冷却水的散热量。
其结果是,在串联除湿制热模式的制冷循环装置10中,能够随着目标吹出温度TAO的上升而提高加热器芯32中的送风空气的加热能力。
另外,在串联除湿制热模式的制冷循环装置10中,旁路流量调整阀14d为全闭状态。因此,与制冷模式同样地,流入混合部23的减压部侧制冷剂在混合部23不与旁路侧制冷剂进行热交换也不被混合,而从混合部23流出。
另外,在串联除湿制热模式时,也能够与制冷模式时同样地执行设备冷却模式。另外,在制冷循环装置10中,由于水制冷剂热交换器13具有作为高压侧气液分离部的接收部13b,因此,能够在室外热交换器15中的制冷剂的饱和温度高于外气温度Tam的温度范围执行串联除湿制热模式。
(c)并联除湿制热模式
并联除湿制热模式是为了进行车室内的除湿制热而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并向车室内吹出的运转模式。并联除湿制热模式是在外气温度Tam为0℃以上且低于10℃时等被切换的运转模式。
在并联除湿制热模式下,控制装置60打开第二通路开闭阀22a,打开低压通路开闭阀22b。另外,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,将旁路流量调整阀14d设为全闭状态。
因此,如图9的实线箭头所示,在并联除湿制热模式的制冷循环装置10中,从压缩机11排出的制冷剂以水制冷剂热交换器13、第二三通接头12b、第二通路21c、制冷用膨胀阀14b、室内蒸发器18、蒸发压力调整阀20、第二单向阀16b、混合部23、压缩机11的吸入口的顺序循环。同时,从压缩机11排出的制冷剂以水制冷剂热交换器13、第二三通接头12b、制热用膨胀阀14a、室外热交换器15、低压通路21d、混合部23、压缩机11的吸入口的顺序循环。
即,在并联除湿制热模式下,被切换为室内蒸发器18和室外热交换器15相对于水制冷剂热交换器13的制冷剂通路131流出的制冷剂的流动并联连接的制冷剂回路。另外,在图9中,表示在未执行设备冷却模式之际的并联除湿制热模式时的制冷剂流。
而且,控制装置60适当地控制其他的控制对象设备的工作。例如,对压缩机11控制制冷剂排出能力,以使第一制冷剂压力传感器62a检测出的第一压力P1接近目标冷凝压力PDO。目标冷凝压力PDO被决定为制热用冷却水温度传感器65a检测出的制热用冷却水温度TWH成为预先确定的目标水温TWHO。目标水温TWHO被设定为能够实现车室内的制热的温度。
另外,控制装置60对制冷用膨胀阀14b控制节流开度,以使混合部23的出口侧的制冷剂的过热度SH接近基准过热度KSH。另外,控制装置60对制热用膨胀阀14a进行控制以随着目标吹出温度TAO的上升而使节流开度减少。对于其他的控制对象设备,与制冷模式同样地进行控制。
因此,在并联除湿制热模式的制冷循环装置10中,构成水制冷剂热交换器13作为冷凝器发挥功能且室内蒸发器18和室外热交换器15作为蒸发器发挥功能的蒸汽压缩式的制冷循环。
在水制冷剂热交换器13中,制冷剂向制热用冷却水散热而冷凝。由此,制热用冷却水被加热。在室内蒸发器18中,制冷剂从送风空气吸热而蒸发。由此,送风空气被冷却。在室外热交换器15中,制冷剂从外气吸热而蒸发。
如图9的细虚线箭头所示,在并联除湿制热模式的制热用冷却水回路30中,由水制冷剂热交换器13加热后的制热用冷却水向加热器芯32被压送。流入加热器芯32的制热用冷却水向由室内蒸发器18冷却后的送风空气散热。
在并联除湿制热模式的室内空调单元50中,由室内蒸发器18冷却而除湿后的送风空气由加热器芯32再加热并向车室内吹出。由此,实现车室内的除湿制热。
而且,并联除湿制热模式的制冷循环装置10中,随着目标吹出温度TAO的上升而使制热用膨胀阀14a的节流开度减少。因此,能够在目标吹出温度TAO上升时使室外热交换器15中的制冷剂蒸发温度降低得比室内蒸发器18中的制冷剂蒸发温度更低。
由此,与串联除湿制热模式相比,能够增加室外热交换器15中的制冷剂从外气吸收的吸热量,增加从水制冷剂热交换器13中的制冷剂到制热用冷却水的散热量。其结果是,并联除湿制热模式的制冷循环装置10中,与串联除湿制热模式相比,能够增加加热器芯32中的送风空气的加热能力。
另外,在并联除湿制热模式的制冷循环装置10中,旁路流量调整阀14d为全闭状态。因此,与制冷模式同样地,流入混合部23的减压部侧制冷剂在混合部23不与旁路侧制冷剂进行热交换也不被混合,而从混合部23流出。
另外,在并联除湿制热模式时,也能够与制冷模式时同样地执行设备冷却模式。
(d)并联除湿热气制热模式
并联除湿热气制热模式是在并联除湿制热模式的执行期间判定为在室外热交换器15产生了结霜时,用于抑制送风空气的加热能力降低而被执行的运转模式。
在本实施方式的空调控制程序中,在由第二制冷剂温度传感器63b检测出的第二温度T2为结霜判定温度以下的时间在结霜判定时间以上时,判定为在室外热交换器15产生了结霜。具体而言,在本实施方式中,将结霜判定温度设为-5℃,将结霜判定时间设为5分钟。
在并联除湿热气制热模式下,控制装置60打开第二通路开闭阀22a,打开低压通路开闭阀22b。另外,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,将旁路流量调整阀14d设为节流状态。
因此,如图10的实线箭头所示,在并联除湿热气制热模式的制冷循环装置10中,制冷剂与并联除湿制热模式同样地循环。同时,从压缩机11排出的制冷剂的一部分经由旁路通路21a以旁路流量调整阀14d、混合部23、压缩机11的吸入口的顺序循环。另外,在图10中,显示未执行设备冷却模式之际的并联除湿制热模式时的制冷剂流。
而且,控制装置60适当地控制其他的控制对象设备的工作。例如,对于压缩机11,使制冷剂排出能力与并联除湿制热模式相比增加预先确定的规定量。另外,控制装置60将旁路流量调整阀14d控制为预先确定的并联除湿热气制热模式用的规定开度。对于其他的控制对象设备,与并联除湿制热模式同样地进行控制。
因此,在并联除湿热气制热模式的制冷循环装置10中,与并联除湿制热模式同样地,构成水制冷剂热交换器13作为冷凝器发挥功能且室内蒸发器18和室外热交换器15作为蒸发器发挥功能的蒸汽压缩式的制冷循环。而且,与并联除湿制热模式同样地,通过水制冷剂热交换器13加热制热用冷却水。而且,通过室内蒸发器18冷却送风空气。
如图10的细虚线箭头所示,在并联除湿热气制热模式的制热用冷却水回路30中,由水制冷剂热交换器13加热后的制热用冷却水向加热器芯32被压送。流入加热器芯32的制热用冷却水向由室内蒸发器18冷却后的送风空气。
在并联除湿热气制热模式的室内空调单元50中,由室内蒸发器18冷却而除湿后的送风空气由加热器芯32再加热并向车室内吹出。由此,实现车室内的除湿制热。
在此,在并联除湿热气制热模式的制冷循环装置10中,由于在室外热交换器15产生结霜,因此,与并联除湿制热模式时相比,室外热交换器15中的制冷剂从外气吸收的吸热量减少。因此,从室外热交换器15流出的制冷剂的焓降低,流入混合部23的减压部侧制冷剂的焓也容易降低。
而且,随着室外热交换器15中的制冷剂从外气吸收的吸热量减少,从水制冷剂热交换器13中的制冷剂到制热用冷却水的散热量减少,因此,可能导致送风空气的加热能力降低。
对此,在本实施方式的并联除湿热气制热模式下,旁路流量调整阀14d打开,因此,能够使焓值比较高的旁路侧制冷剂流入混合部23。而且,能够使焓值比较低的减压部侧制冷剂与焓值比较高的旁路侧制冷剂在混合部23混合。
因此,在并联除湿热气制热模式的制冷循环装置10中,即使与并联除湿制热模式相比增大压缩机11的制冷剂排出能力,也能够将从混合部23向压缩机11的吸入口侧流出的吸入侧制冷剂成为具有过热度的气相制冷剂。而且,通过增加压缩机11的压缩工作量,能够抑制从水制冷剂热交换器13中的制冷剂到制热用冷却水的散热量减少。
其结果是,在并联除湿热气制热模式中,相对于并联除湿制热模式,能够抑制送风空气的加热能力降低。
另外,在并联除湿热气制热模式时,也与并联除湿制热模式时同样地,能够执行设备冷却模式。
(e)外气吸热制热模式
外气吸热制热模式是为了进行车室内的制热而将加热后的送风空气向车室内吹出的运转模式。外气吸热制热模式是在外气温度Tam为-10℃以上且低于0℃时被切换的运转模式。
在外气吸热制热模式下,控制装置60关闭第二通路开闭阀22a,打开低压通路开闭阀22b。另外,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设为全闭状态,将旁路流量调整阀14d设为全闭状态。
因此,如图11的实线箭头所示,在外气吸热制热模式的制冷循环装置10中,从压缩机11排出的制冷剂以水制冷剂热交换器13、制热用膨胀阀14a、室外热交换器15、低压通路21d、混合部23、压缩机11的吸入口的顺序循环。另外,在图11中,表示未执行设备冷却模式之际的外气吸热制热模式时的制冷剂流。
而且,控制装置60适当地控制其他的控制对象设备的工作。例如,对于压缩机11,与并联除湿制热模式同样地进行控制。
另外,控制装置60对制热用膨胀阀14a控制节流开度,以使混合部23的出口侧的制冷剂的过热度SH接近基准过热度KSH。
另外,对于空气混合门驱动用的电动促动器,控制装置60与制冷模式同样地进行控制。另外,在外气吸热制热模式下,使空气混合门54位移,以大致使加热器芯32侧的空气通路为全开,使冷风旁路通路55为全闭。对于其他的控制对象设备,与并联除湿制热模式同样地进行控制。
因此,在外气吸热制热模式的制冷循环装置10中,构成水制冷剂热交换器13作为冷凝器发挥功能且室外热交换器15作为蒸发器发挥功能的蒸汽压缩式的制冷循环。在水制冷剂热交换器13中,制冷剂向制热用冷却水散热而冷凝。由此,制热用冷却水被加热。在室外热交换器15中,制冷剂从外气吸热而蒸发。
如图11的细虚线箭头所示,在外气吸热制热模式的制热用冷却水回路30中,由水制冷剂热交换器13加热后的制热用冷却水向加热器芯32被压送。流入加热器芯32的制热用冷却水通过室内蒸发器18,向送风空气散热。
在外气吸热制热模式的室内空调单元50中,通过室内蒸发器18后的送风空气由加热器芯32加热并向车室内吹出。由此,实现车室内的制热。
另外,在外气吸热制热模式的制冷循环装置10中,旁路流量调整阀14d为全闭状态。因此,与制冷模式同样地,流入混合部23的减压部侧制冷剂在混合部23不与旁路侧制冷剂进行热交换也不被混合,而从混合部23流出。
另外,在外气吸热制热模式时,也能够执行设备冷却模式。在外气吸热制热模式下执行设备冷却模式时,控制装置60打开第二通路开闭阀22a,将冷却用膨胀阀14c设为节流状态,使设备用冷却水泵41工作即可。但是,由于外气吸热制热模式是在低外气温度时被执行的,因此大多不执行设备冷却模式。
(f)外气吸热热气制热模式
外气吸热热气制热模式是为了在极低外气温度时进行车室内的制热而将加热后的送风空气向车室内吹出的运转模式。外气吸热热气制热模式在外气温度Tam为-20℃以上且低于-10℃时、或在外气吸热制热模式的执行期间被判定为在室外热交换器15产生了结霜时被切换的运转模式。
在外气吸热热气制热模式下,控制装置60关闭第二通路开闭阀22a,打开低压通路开闭阀22b。另外,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设为全闭状态,将旁路流量调整阀14d设为节流状态。
因此,如图12的实线箭头所示,在外气吸热热气制热模式的制冷循环装置10中,制冷剂与外气吸热制热模式同样地循环。同时,从压缩机11排出的制冷剂的一部分经由旁路通路21a以旁路流量调整阀14d、混合部23、压缩机11的吸入口的顺序循环。另外,在图12中,表示未执行设备冷却模式之际的外气吸热热气制热模式时的制冷剂流。
而且,控制装置60适当地控制其他的控制对象设备的工作。例如,对于压缩机11,使制冷剂排出能力与外气吸热制热模式相比增加预先确定的规定量。另外,控制装置60将旁路流量调整阀14d控制为预先确定的外气吸热热气制热模式用的规定开度。对于其他的控制对象设备,与外气吸热制热模式同样地进行控制。
因此,在外气吸热热气制热模式的制冷循环装置10中,与外气吸热制热模式同样地,构成水制冷剂热交换器13作为冷凝器发挥功能且室外热交换器15作为蒸发器发挥功能的蒸汽压缩式的制冷循环。而且,与外气吸热制热模式同样地,通过水制冷剂热交换器13加热制热用冷却水。通过室外热交换器15使制冷剂从外气吸热而蒸发。
如图12的细虚线箭头所示,在外气吸热热气制热模式的制热用冷却水回路30中,由水制冷剂热交换器13加热后的制热用冷却水向加热器芯32被压送。流入加热器芯32的制热用冷却水向通过室内蒸发器18后的送风空气散热。
在外气吸热热气制热模式的室内空调单元50中,通过室内蒸发器18后的送风空气由加热器芯32加热并向车室内吹出。由此,实现车室内的制热。
在此,在外气吸热热气制热模式下,由于外气温度Tam较低或在室外热交换器15产生结霜这样的理由,与外气吸热制热模式相比,室外热交换器15中的制冷剂从外气吸收的吸热量减少。因此,与并联除湿热气制热模式同样地,流入混合部23的减压部侧制冷剂的焓容易降低,并且送风空气的加热能力可能降低。
对此,在本实施方式的外气吸热热气制热模式下,旁路流量调整阀14d打开,因此,与并联除湿热气制热模式同样地,能够使焓值比较高的旁路侧制冷剂流入混合部23。而且,在能够混合部23中使焓值比较低的减压部侧制冷剂与焓值比较高的旁路侧制冷剂混合。
因此,在外气吸热热气制热模式的制冷循环装置10中,即使与外气吸热制热模式相比增大压缩机11的制冷剂排出能力,也能够使从混合部23向压缩机11的吸入口侧流出的吸入侧制冷剂成为具有过热度的气相制冷剂。而且,通过增大压缩机11的压缩工作量,能够抑制从水制冷剂热交换器13中的制冷剂到制热用冷却水的散热量减少。
其结果是,在外气吸热热气制热模式的制冷循环装置10中,相对于外气吸热制热模式,能够抑制送风空气的加热能力降低。
另外,在外气吸热热气制热模式时,也能够与外气吸热制热模式时同样地执行设备冷却模式。
另外,在外气吸热热气制热模式时,也能够与外气吸热制热模式时同样地执行设备冷却模式。由于外气吸热热气制热模式也是在低外气温度时被执行的,因此大多不执行设备冷却模式。
(g)热气制热模式
热气制热模式是为了在极低外气温度时抑制车室内的制热能力降低的运转模式。热气制热模式是在外气温度Tam低于-20℃的极低外气温度时等被切换的运转模式。
在热气制热模式下,控制装置60打开第二通路开闭阀22a并关闭低压通路开闭阀22b。另外,控制装置60将制热用膨胀阀14a设为全闭状态,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,将旁路流量调整阀14d设为节流状态。
因此,如图13的实线箭头所示,在热气制热模式的制冷循环装置10中,从压缩机11排出的制冷剂以第一三通接头12a、水制冷剂热交换器13、第二三通接头12b、第二通路21c、冷却用膨胀阀14c、冷机19、混合部23、压缩机11的吸入口的顺序循环。同时,从压缩机11排出的制冷剂的一部分经由旁路通路21a以旁路流量调整阀14d、混合部23、压缩机11的吸入口的顺序循环。
而且,控制装置60适当地控制其他的控制对象设备的工作。例如,对于压缩机11,使制冷剂排出能力与外气吸热制热模式相比增加预先确定的规定量。另外,控制装置60使设备用冷却水泵41停止。
另外,控制装置60对冷却用膨胀阀14c控制节流开度,以使混合部23的出口侧的制冷剂的过热度SH接近基准过热度KSH。另外,控制装置60将旁路流量调整阀14d控制为预先确定的热气制热模式用的规定开度。对于其他的控制对象设备,与外气吸热制热模式同样地进行控制。
因此,如图14的莫里尔图所示,在热气制热模式的制冷循环装置10中,制冷剂的状态发生变化。即,从压缩机11排出的制冷剂(图14的点a14)在第一三通接头12a被分支。在第一三通接头12a分支出的一方的制冷剂流入水制冷剂热交换器13的制冷剂通路131而向制热用冷却水散热(从图14的点a14到点b14)。由此,制热用冷却水被加热。
因为制热用膨胀阀14a为全闭状态,所以从水制冷剂热交换器13的制冷剂通路131流出的制冷剂从第二三通接头12b流入第二通路21c。因为制冷用膨胀阀14b为全闭状态,所以流入第二通路21c的制冷剂流入冷却用膨胀阀14c而被减压(从图14的点b14到点c14)。
从冷却用膨胀阀14c流出的焓值比较低的制冷剂流入冷机19。因为在热气制热模式下设备用冷却水泵41停止,所以流入冷机19的制冷剂不与设备用冷却水进行热交换而作为减压部侧制冷剂(图14的点c14)流入混合部23的减压部侧制冷剂入口部233b。
另一方面,在第一三通接头12a分支出的另一方的制冷剂流入旁路通路21a。流入旁路通路21a的制冷剂由旁路流量调整阀14d进行流量调整而被减压(从图14的点a14到点d14)。由旁路流量调整阀14d减压后的焓值比较高的制冷剂作为旁路侧制冷剂(图14的点d14)流入混合部23的旁路侧制冷剂入口部233a。
在混合部23混合后的旁路侧制冷剂与减压部侧制冷剂成为与理想的混合制冷剂大致相等的焓值的吸入侧制冷剂(从图14的点c14到点e14,以及从点d14到点e14),从混合部23的混合制冷剂流出部233c流出。此时,吸入侧制冷剂的过热度SH接近基准过热度KSH。从混合部23的混合制冷剂流出部233c流出的制冷剂被压缩机11吸入而被再次压缩。
如图13的细虚线箭头所示,在热气制热模式的制热用冷却水回路30中,由水制冷剂热交换器13加热后的制热用冷却水向加热器芯32被压送。流入加热器芯32的制热用冷却水向通过室内蒸发器18后的送风空气散热。
在热气制热模式的室内空调单元50中,通过室内蒸发器18后的送风空气由加热器芯32加热并向车室内吹出。由此,实现车室内的制热。
在此,热气制热模式是在极低外气温度时被执行的运转模式,因此在从水制冷剂热交换器13流出的制冷剂流入室外热交换器15时,存在制冷剂向外气散热而制冷剂的焓降低的担忧。因此,在从水制冷剂热交换器13流出的制冷剂流入室外热交换器15时,流入混合部23的减压部侧制冷剂的焓也容易降低。
而且,当制冷剂通过室外热交换器15向外气散热时,制冷剂通过水制冷剂热交换器13向制热用冷却水散热的散热量减少,因此,送风空气的加热能力可能降低。
对此,在本实施方式的热气制热模式下,使从水制冷剂热交换器13流出的制冷剂不流入室外热交换器15而流入冷却用膨胀阀14c。另外,通过使设备用冷却水泵41停止而使减压部侧制冷剂的焓在冷机19不降低。另外,在混合部23,使焓值比较低的减压部侧制冷剂与焓值比较高的旁路侧制冷剂混合。
因此,在热气制热模式的制冷循环装置10中,即使与外气吸热制热模式相比增大压缩机11的制冷剂排出能力,也能够使从混合部23向压缩机11的吸入口侧流出的吸入侧制冷剂成为具有过热度的气相制冷剂。而且,通过增大压缩机11的压缩工作量,能够抑制从水制冷剂热交换器13中的制冷剂到制热用冷却水的散热量减少。
其结果是,在热气制热模式的制冷循环装置10中,能够抑制送风空气的加热能力降低。
另外,热气制热模式是在极低外气温度时被执行的运转模式,因此不需要执行设备冷却模式。与此相对地,在低外气温度时,有时需要发热设备的暖机。于是,在车辆用空调装置中,能够在热气制热模式时代替设备冷却模式而执行设备暖机模式。设备暖机模式在电池温度TB为预先确定的基准低温侧电池温度KTBL以下时被执行。
在设备暖机模式下,控制装置60将冷却用膨胀阀14c设为全开状态。另外,控制装置60对设备用冷却水泵41控制水压送能力,以使设备用冷却水温度TWL接近预先确定的目标设备用水温TWLO。
因此,在执行设备暖机模式期间的热气制热模式的制冷循环装置10中,流入冷机19的制冷剂向设备用冷却水散热。由此,设备用冷却水被加热。在执行设备暖机模式期间的热气制热模式的设备用冷却水回路40中,由冷机19加热后的设备用冷却水在电池70的冷却水通路70a流动。由此,对电池70进行暖机。
其结果是,在执行设备暖机模式期间的热气制热模式下,能够一边进行车室内的制热,一边进行电池70的暖机或抑制电池70的温度降低。
如上所述,在本实施方式的车辆用空调装置中,制冷循环装置10根据各运转模式切换制冷剂回路,由此,能够实现车室内的舒适的空气调节。另外,在本实施方式的车辆用空调装置中,通过执行设备冷却模式或设备暖机模式,能够对电池70适当地进行温度调整。
在此,在上述的(d)并联除湿热气制热模式、(f)外气吸热热气制热模式、(g)热气制热模式的制冷循环装置10中,切换为使从被称为制热用膨胀阀14a、制冷用膨胀阀14b、冷却用膨胀阀14c的减压部流出的减压部侧制冷剂与从旁路流量调整阀14d流出的旁路侧制冷剂混合而吸入至压缩机11的制冷剂回路。换言之,切换为将焓值不同的制冷剂彼此混合而吸入至压缩机11的制冷剂回路。
在将焓值不同的制冷剂彼此混合而吸入至压缩机11的制冷剂回路中,若焓值不同的制冷剂彼此的混合不充分,则向压缩机11的吸入口侧流出的吸入侧制冷剂的焓也产生偏差。然后,由于偏差,例如,如果吸入侧制冷剂的焓高于理想的混合制冷剂的焓,则从压缩机11排出的排出制冷剂不必要地高温化,可能对压缩机11的耐久寿命造成不良影响。
对此,在本实施方式的制冷循环装置10中,具备混合部23。因此,能够使从实际的吸入侧制冷剂的焓减去理想的混合制冷剂的焓而得到的焓差值的绝对值成为被决定为不会对压缩机11的耐久寿命造成不良影响的基准值以下。即,能够抑制吸入侧制冷剂的焓的偏差。
因此,不会因为旁路侧制冷剂与减压部侧制冷剂的混合不充分而对压缩机11的耐久寿命造成不良影响。而且,也能够避免因为旁路侧制冷剂与减压部侧制冷剂的混合不充分,为了实现保护压缩机11而降低压缩机11的制冷剂排出能力的情况。
其结果是,在制冷循环装置10中,即使在切换为将焓值不同的制冷剂彼此混合而吸入压缩机11的制冷剂回路时,也能够发挥稳定的加热能力。而且,在制冷循环装置10中,即使切换为将焓值不同的制冷剂彼此混合而吸入压缩机11的制冷剂回路,也能够实现保护压缩机11。
另外,在本实施方式中,采用层叠型的热交换器作为混合部23。由此,能够通过第一传热板231a和第二传热板231b容易地形成使旁路侧制冷剂与减压部侧制冷剂进行热交换的多个热交换部件。即,能够容易地实现能够抑制吸入侧制冷剂的焓的偏差的混合部。
另外,本实施方式的制冷循环装置10具备作为吸热部的室外热交换器15。由此,能够如(e)外气吸热制热模式那样地利用作为热源流体的外气所具有的热来加热作为加热对象物的送风空气。这对于(c)并联除湿制热模式、(d)并联除湿热气制热模式、(f)外气吸热热气制热模式也是同样的。
另外,本实施方式的制冷循环装置10具备作为下游侧分支部的第二三通接头12b和作为分支回路切换部的第二通路开闭阀22a。
而且,作为减压部,具有制热用膨胀阀14a,该制热用膨胀阀14a是使在第二三通接头12b分支出的一方的制冷剂减压的第一减压部。除此之外,作为减压部,具有制冷用膨胀阀14b和冷却用膨胀阀14c,该制冷用膨胀阀14b和冷却用膨胀阀14c是使在第二三通接头12b分支出的另一方的制冷剂减压的第二减压部。而且,作为吸热部发挥功能的室外热交换器15被配置为使由制热用膨胀阀14a减压后的制冷剂蒸发。
由此,不仅能够实现通过室外热交换器15利用制冷剂从外气吸收的热来加热送风空气的运转模式,还能够实现使制冷剂室绕过外热交换器15而流动的制冷剂回路。而且,通过将由制冷用膨胀阀14b或冷却用膨胀阀14c减压后的减压部侧制冷剂导向混合部23,能够实现(g)热气制热模式的运转。
另外,本实施方式的制冷循环装置10具备室内蒸发器18作为使由第二减压部减压后的制冷剂蒸发的辅助蒸发部。由此,能够如(a)制冷模式那样地冷却送风空气。这对于(b)串联除湿制热模式、(c)并联除湿制热模式、(d)并联除湿热气制热模式也是同样的。另外,具备冷机19作为辅助蒸发部。由此,能够如设备冷却模式、设备暖机模式那样地调整设备用冷却水的温度。
而且,由于供设备用冷却水循环的设备用冷却水回路40与电池70的冷却水通路70a连接,因此,能够利用被调整温度后的设备用冷却水来调整电池70的温度。
另外,在本实施方式的制冷循环装置10中,控制作为减压部的制热用膨胀阀14a、制冷用膨胀阀14b、冷却用膨胀阀14c以及旁路流量调整阀14d的至少一个的工作,以使混合部23的出口侧的制冷剂的过热度SH接近基准过热度KSH。由此,能够确保吸入侧制冷剂的过热度,抑制压缩机11的液压缩。
(第二实施方式)
在本实施方式的制冷循环装置10中,代替第一实施方式所说明的混合部23而采用图15、图16所示的混合部24。
混合部24是在形成为有底圆筒状的金属制的主体241的内部填充了多个颗粒状部件242的部件。颗粒状部件242是使流入混合部24的内部的制冷剂中的液相制冷剂润湿扩展面积、即润湿面积扩大的润湿面积扩大部件。在本实施方式中,作为颗粒状部件242,采用形成为球状的沸石。
在主体241的内部固定有一对按压部件243,该一对按压部件243抑制多个颗粒状部件242在主体241内移动。按压部件243是金属制的圆板状部件。按压部件243通过压入等固定于填充有颗粒状部件242的部位的轴向两端部。由此,在按压部件243彼此之间形成有颗粒填充层242a,该颗粒填充层242a填充有多个颗粒状部件242。
在按压部件243形成有贯通表里的多个贯通孔243a。多个贯通孔243a形成使旁路侧制冷剂与减压部侧制冷剂混合后的制冷剂流入颗粒填充层242a的制冷剂通路,或使旁路侧制冷剂与减压部侧制冷剂混合后的制冷剂从颗粒填充层242a流出的制冷剂通路。
在按压部件243与颗粒状部件242之间配置有过滤器244。过滤器244由网眼状的树脂形成。过滤器244捕捉通过过滤器244的制冷剂中的异物,并且抑制颗粒状部件242经由按压部件243的贯通孔243a从颗粒填充层242a流出。
旁路侧制冷剂入口部233a和减压部侧制冷剂入口部233b与主体241的一方的底面245a接合。在一方的底面245a与一方的底面245a侧的按压部件243之间形成有制冷剂混合空间246a,该制冷剂混合空间246a使从旁路侧制冷剂入口部233a流入的旁路侧制冷剂与从减压部侧制冷剂入口部233b流入的减压部侧制冷剂混合。
混合制冷剂流出部233c与主体241的另一方的底面245b接合。在另一方的底面245b与另一方的底面245b侧的按压部件243之间形成有供通过颗粒填充层242a后的制冷剂流的制冷剂集合空间246b。
因此,从旁路侧制冷剂入口部233a流入的旁路侧制冷剂与从减压部侧制冷剂入口部233b流入的减压部侧制冷剂在制冷剂混合空间246a混合。在制冷剂混合空间246a混合后的制冷剂在通过颗粒填充层242a时被进一步均匀地混合而流入制冷剂集合空间246b。流入制冷剂集合空间246b的制冷剂成为吸入侧制冷剂,从混合制冷剂流出部233c流出。
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。因此,根据本实施方式的车辆用空调装置,与第一实施方式同样地,制冷循环装置10根据各运转模式切换制冷剂回路,由此,能够进行车室内的舒适的空气调节和电池70的适当的温度调整。
另外,在本实施方式中,采用混合部24。混合部24具有作为润湿面积扩大部件的颗粒状部件242。由此,流入混合部24的颗粒填充层242a的制冷剂中的液相制冷剂在颗粒状部件242的表面润湿扩展,由此,能够扩大液相制冷剂与气相制冷剂的热交换面积。其结果是,在混合部24中,能够使旁路侧制冷剂与减压部侧制冷剂充分且迅速地进行热交换。
因此,在混合部24中,能够充分地抑制吸入侧制冷剂的焓的偏差。其结果是,在本实施方式的制冷循环装置10中,也能够得到与第一实施方式相同的效果。即,在切换为将焓值不同的制冷剂彼此混合而吸入压缩机11的制冷剂回路时,能够发挥稳定的加热能力,并且实现保护压缩机11。
另外,在本实施方式的混合部24中,采用由沸石形成的颗粒状部件242作为润湿面积扩大部件。由此,能够使制冷剂中的水分吸附于颗粒状部件242。
在此,说明混合部24的变形例。例如,作为混合部24的变形例,可以采用图17所示的混合部24a。在混合部24a中,主体241的轴向配置为与铅直方向平行。另外,颗粒填充层242a的径向长度WL1比轴向长度HL1大。
其他的混合部24a的结构与混合部24相同。因此,在制冷循环装置10中,即使采用混合部24a,也能够得到与采用混合部24的情况同样的效果。
而且,在混合部24a中,能够缩短制冷剂从制冷剂混合空间246a到制冷剂集合空间246b的移动距离。因此,在混合部24a中,能够降低制冷剂通过颗粒填充层242a时产生的压力损失。
另外,作为混合部24的变形例,也可以采用图18所示的混合部24b。在混合部24b中,相对于混合部24a延长主体241的轴向长度。而且,在混合部24b中,相对于混合部24a延长混合制冷剂流出部233c的轴向长度,使混合制冷剂流出部233c向制冷剂集合空间246b内突出。
由此,在混合部24b中,将制冷剂集合空间246b扩大而作为贮液空间。在贮液空间中,能够将循环的剩余制冷剂作为液相制冷剂贮存。
其他的混合部24b的结构与混合部24a相同。因此,在制冷循环装置10中,即使采用混合部24b,也能够得到与采用混合部24a的情况同样的效果。而且,在作为贮液空间被利用的制冷剂集合空间246b内,也能够使旁路侧制冷剂与减压部侧制冷剂混合。因此,能够进一步抑制吸入侧制冷剂的焓的偏差。
另外,在混合部24b中,能够将制冷剂集合空间246b作为贮液空间来利用。因此,在采用混合部24b的制冷循环装置10中,只要控制制热用膨胀阀14a、制冷用膨胀阀14b、冷却用膨胀阀14c和旁路流量调整阀14d的至少一个的工作,以使循环的性能效率(COP)接近极大值即可。
(第三实施方式)
在本实施方式的制冷循环装置10中,代替第一实施方式所说明的混合部23而采用如图19所示的混合部25。
混合部25的基本结构与第二实施方式所说明的混合部24相同。在混合部25中,在主体241的内部,代替第二实施方式所说明的颗粒状部件242、按压部件243、过滤器244而固定有多孔质部件251。
多孔质部件251是在主体241的内部形成供旁路侧制冷剂和减压部侧制冷剂流通的多个细径通路的通路形成部件。多个细径通路彼此连通。
多个细径通路的当量直径形成为与旁路侧制冷剂入口部233a的当量直径和减压部侧制冷剂入口部233b的当量直径相比充分地小(具体是十分之一以下。在本实施方式中,采用形成为圆柱状的金属制的网状部件作为多孔质部件251。
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。因此,根据本实施方式的车辆用空调装置,与第一实施方式同样地,制冷循环装置10根据各运转模式切换制冷剂回路,由此,能够进行车室内的舒适的空气调节和电池70的适当的温度调整。
而且,在本实施方式中,采用混合部25。混合部25具有作为通路形成部件的多孔质部件251。由此,在由多孔质部件251形成的当量直径较小的多个细径通路内降低制冷剂的流速,能够使旁路侧制冷剂与减压部侧制冷剂充分地进行热交换。
因此,在混合部25中,能够充分地抑制吸入侧制冷剂的焓的偏差。其结果是,即使在本实施方式的制冷循环装置10中,也能够得到与第一实施方式相同的效果。即,在切换为将焓值不同的制冷剂彼此混合而吸入压缩机11的制冷剂回路时,能够发挥稳定的加热能力,并且实现压缩机11的保护。
在此,多孔质部件251通过形成多个细径通路而扩大流入混合部25的内部的液相制冷剂的润湿面积。因此,多孔质部件251也兼具作为第二实施方式所说明的润湿面积扩大部件的功能。同样地,第二实施方式所说明的颗粒填充层242a在混合部24内形成多个细径通路。因此,颗粒填充层242a也兼具作为通路形成部件的功能。
(第四实施方式)
如图20所示,在本实施方式中,对代替水制冷剂热交换器13而采用室内冷凝器113的制冷循环装置10a进行说明。而且,在制冷循环装置10a中,废除了构成制热用冷却水回路30的各构成设备。
室内冷凝器113是使在第一三通接头12a分支出的一方的制冷剂与通过室内蒸发器18后的送风空气进行热交换而加热送风空气的加热部。室内冷凝器113与第一实施方式所说明的加热器芯32同样地配置在室内空调单元50的壳体51内。
而且,在制冷循环装置10a中,混合部23的混合制冷剂流出部233c与储液器27的入口侧连接。储液器27是对从混合部23的混合制冷剂流出部233c流出的制冷剂进行气液分离,将分离出的液相制冷剂作为循环的剩余制冷剂贮存,并且使分离出的气相制冷剂向压缩机11的吸入口侧流出的低压侧气液分离部。
因此,在本实施方式中,控制装置60的制冷剂流量控制部60b控制制热用膨胀阀14a、制冷用膨胀阀14b、冷却用膨胀阀14c和旁路流量调整阀14d的至少一个的工作以使循环的性能效率(COP)接近极大值。
其他的制冷循环装置10a的结构和工作与第一实施方式的制冷循环装置10相同。因此,根据本实施方式的车辆用空调装置,与第一实施方式同样地,制冷循环装置10a根据各运转模式切换为制冷剂回路,由此,能够进行车室内的舒适的空气调节和电池70的适当的温度调整。
另外,在制冷循环装置10a中,具备混合部23,因此,与第一实施方式同样地,能够充分地抑制吸入侧制冷剂的焓的偏差。因此,在本实施方式的制冷循环装置10a中,也能够在切换为将焓值不同的制冷剂彼此混合而吸入压缩机11的制冷剂回路时,发挥稳定的加热能力,并且实现压缩机11的保护。
(第五实施方式)
如图21所示,在本实施方式中,对相对于第四实施方式变更了第五三通接头12e的配置的制冷循环装置10b进行说明。
具体而言,在制冷循环装置10b中,第五三通接头12e的一方的流入口与第二单向阀16b的出口侧连接。第五三通接头12e的另一方的流入口与混合部23的混合制冷剂流出部233c侧连接。第五三通接头12e的流出口与储液器27的入口侧连接。
因此,室内蒸发器18的制冷剂出口经由蒸发压力调整阀20和第二单向阀16b与混合部23的混合制冷剂流出部233c侧连接。
其他的制冷循环装置10b的结构和工作与第四实施方式的制冷循环装置10a相同。因此,根据本实施方式的车辆用空调装置,与第四实施方式同样地,制冷循环装置10b根据各运转模式切换为制冷剂回路,由此,能够进行车室内的舒适的空气调节和电池70的适当的温度调整。
另外,在制冷循环装置10b中,具备混合部23,因此,与第一实施方式同样地,能够充分地抑制吸入侧制冷剂的焓的偏差。因此,在本实施方式的制冷循环装置10b中,在切换为将焓值不同的制冷剂彼此混合而吸入压缩机11的制冷剂回路时,也能够发挥稳定的加热能力,并且实现压缩机11的保护。
而且,在制冷循环装置10b中,变更了第五三通接头12e的配置,因此,在(a)制冷模式、(b)串联除湿制热模式、(c)并联除湿制热模式、(d)并联除湿热气制热模式时,能够将从室内蒸发器18流出的制冷剂经由蒸发压力调整阀20和第二单向阀16b流入储液器27。
换言之,在上述的(a)~(d)的各运转模式时,能够使从室内蒸发器18流出的制冷剂绕过压力损失比较大的混合部23而流入储液器27。因此,在上述的(a)~(d)的各运转模式时,能够降低压缩机11的动力消耗,提高循环的性能效率(COP)。
在此,在制冷循环装置10b中,在被切换为(d)并联除湿热气制热模式时,不能使从制冷用膨胀阀14b流出的制冷剂流入混合部23。
对此,在(d)并联除湿热气制热模式下,为了送风空气的除湿而使流入室内蒸发器18的制冷剂蒸发,因此,从室内蒸发器18流出的制冷剂从送风空气吸热而成为焓值比较高的制冷剂。而且,在(d)并联除湿热气制热模式下,与(a)制冷模式等相比,在室内蒸发器18流通的制冷剂的流量较少。
因此,从室内蒸发器18流出的制冷剂的焓与从混合部23流出的制冷剂的焓的差值比较小。因此,即使在第五三通接头12e使从室内蒸发器18流出的制冷剂与从混合部23流出的制冷剂合流,也不会使吸入侧制冷剂的焓的偏差扩大。
而且,在本实施方式的制冷循环装置10b中,在储液器27内也能够使从室内蒸发器18流出的制冷剂与从混合部23流出的制冷剂混合,因此,能够进一步抑制吸入侧制冷剂的焓的偏差。
(第六实施方式)
如图22所示,在本实施方式中,对相对于第四实施方式追加了混合部迂回通路21e和迂回通路开闭阀22c的制冷循环装置10c进行说明。
更具体而言,混合部迂回通路21e是将减压部侧制冷剂从减压部侧制冷剂入口部233b侧绕过混合部23而导向混合制冷剂流出部233c侧的制冷剂通路。迂回通路开闭阀22c是对混合部迂回通路21e进行开闭的迂回通路开闭部。迂回通路开闭阀22c是与第二通路开闭阀22a相同结构的电磁阀。迂回通路开闭阀22c的工作由控制装置60的制冷剂回路控制部60c控制。
在此,减压部侧制冷剂在混合部迂回通路21e流通时产生的压力损失相对于减压部侧制冷剂在混合部23的减压部侧制冷剂通路23b流通时产生的压力损失是极小的。因此,在迂回通路开闭阀22c打开混合部迂回通路21e时,几乎全部流量的减压部侧制冷剂在混合部迂回通路21e流通而被导向储液器27。
因此,在本实施方式的制冷循环装置10c中,在(a)制冷模式、(b)串联除湿制热模式、(c)并联除湿制热模式、(e)外气吸热制热模式时,控制装置60的制冷剂回路控制部60c控制迂回通路开闭阀22c的工作以打开混合部迂回通路21e。
其他的制冷循环装置10c的结构和工作与第四实施方式的制冷循环装置10a相同。因此,根据本实施方式的车辆用空调装置,与第四实施方式同样地,制冷循环装置10c根据各运转模式切换为制冷剂回路,由此,能够进行车室内的舒适的空气调节和电池70的适当的温度调整。
另外,在制冷循环装置10c中,具备混合部23,因此,与第一实施方式同样地,能够充分地抑制吸入侧制冷剂的焓的偏差。因此,在本实施方式的制冷循环装置10c中,在切换为将焓值不同的制冷剂彼此混合而吸入压缩机11的制冷剂回路时,也能够发挥稳定的加热能力,并且实现压缩机11的保护。
而且,在制冷循环装置10c中,在(a)制冷模式、(b)串联除湿制热模式、(c)并联除湿制热模式以及(e)外气吸热制热模式的各运转模式时,能够使减压部侧制冷剂绕过压力损失比较大的混合部23而流入储液器27。
因此,在(a)制冷模式、(b)串联除湿制热模式、(c)并联除湿制热模式以及(e)外气吸热制热模式的各运转模式时,能够降低压缩机11的动力消耗,提高循环的性能效率(COP)。
(第七实施方式)
如图23所示,在本实施方式中,对相对于第四实施方式采用混合部一体型冷机26的制冷循环装置10d进行说明。
混合部一体型冷机26是构成为能够使旁路侧制冷剂、减压部侧制冷剂以及热交换对象流体即设备用冷却水中的至少两个彼此进行热交换的热交换部。在本实施方式中,作为混合部一体型冷机26,采用与第一实施方式所说明的混合部23同样的层叠型的热交换器。
使用制冷剂回路对混合部一体型冷机26的具体结构进行说明。在混合部一体型冷机26中,与混合部23同样地,多个第一传热板231a与多个第二传热板231b交替地层叠配置。由此,在相邻配置的第一传热板231a与第二传热板231b之间,交替地形成有制冷剂通路26a和冷却水通路26b。
制冷剂通路26a使供减压部侧制冷剂或预先使旁路侧制冷剂与减压部侧制冷剂合流后的合流制冷剂流通的通路。冷却水通路26b是供从设备用冷却水泵41压送来的设备用冷却水流通的通路。
在混合部一体型冷机26中,通过将多个第一传热板231a与多个第二传热板231b层叠配置,从而与第一实施方式所说明的混合部23同样地形成有一对制冷剂侧箱空间和冷却水侧箱空间。形成为筒状的制冷剂入口部263a、制冷剂出口部263b、冷却水入口部263c、冷却水出口部263d与配置于层叠方向一端部的端部传热板231c接合。
制冷剂入口部263a以与一方的制冷剂侧箱空间连通的方式被接合。制冷剂出口部263b以与另一方的制冷剂侧箱空间连通的方式被接合。冷却水入口部263c以与一方的冷却水侧箱空间连通的方式被接合。冷却水出口部263d以与另一方的冷却水侧箱空间连通的方式被接合。
而且,在混合部一体型冷机26中,没有形成与第一实施方式所说明的混合部23的连通路235对应的通路。因此,流通于制冷剂通路26a的混合制冷剂与流通于冷却水通路26b的设备用冷却水不会混合。
因此,从制冷剂入口部263a流入的制冷剂如图24的实线箭头所示那样地流动并从制冷剂出口部263b流出。另外,从冷却水入口部263c流入的设备用冷却水如图24的虚线箭头所示那样地流动并从冷却水出口部263d流出。
如图23所示,制冷剂入口部263a与第六三通接头12f的流出口侧连接。第六三通接头12f是使旁路侧制冷剂的流动与减压部侧制冷剂的流动合流而向混合部一体型冷机26的制冷剂入口部263a侧流出的合流部。第六三通接头12f的基本结构与第一三通接头12a等相同。
第六三通接头12f的一方的流入口与旁路通路21a的出口侧连接。第六三通接头12f的另一方的流入口与冷却用膨胀阀14c的出口侧连接。
因此,在旁路流量调整阀14d打开旁路通路21a时,能够使旁路侧制冷剂与减压部侧制冷剂在第六三通接头12f合流后的合流制冷剂流入制冷剂入口部263a。然后在合流制冷剂流通于制冷剂通路26a时,能够使旁路侧制冷剂与减压部侧制冷剂充分地混合而彼此进行热交换。
制冷剂出口部263b经由第四三通接头12d与压缩机11的吸入口侧连接。
冷却水入口部263c与设备用冷却水泵41的排出口侧连接。因此,在使设备用冷却水泵41工作时,能够使从设备用冷却水泵41压送的设备用冷却水流入冷却水入口部263c。然后,在设备用冷却水流通于冷却水通路26b时,能够与流通于制冷剂通路26a的制冷剂进行热交换。
冷却水出口部263与电池70的冷却水通路70a的入口侧连接。
而且,在本实施方式中,作为混合部一体型冷机26,在热气制热模式时,采用实际从制冷剂出口部263b向压缩机11的吸入口侧流出的吸入侧制冷剂的焓具有与理想的混合制冷剂的焓大致同等程度的热交换能力的热交换器。
其他的制冷循环装置10d的结构和工作与第四实施方式的制冷循环装置10a相同。因此,根据本实施方式的车辆用空调装置,与第四实施方式同样地,制冷循环装置10d根据各运转模式切换为制冷剂回路,由此,能够进行车室内的舒适的空气调节和电池70的适当的温度调整。
另外,在制冷循环装置10d中,具备混合部一体型冷机26,因此,与第一实施方式同样地,能够充分地抑制吸入侧制冷剂的焓的偏差。因此,在本实施方式的制冷循环装置10d中,在切换为将焓值不同的制冷剂彼此混合而吸入压缩机11的制冷剂回路时,也能够发挥稳定的加热能力,并且实现压缩机11的保护。
另外,在混合部一体型冷机26中,能够使从冷却用膨胀阀14c流出的减压部侧制冷剂与流通于旁路通路21a的旁路侧制冷剂混合。然而,在混合部一体型冷机26中,不能使从室外热交换器15流出的减压部侧制冷剂与旁路侧制冷剂混合。
因此,在本实施方式的(d)并联除湿热气制热模式和(f)外气吸热热气制热模式下,在第四三通接头12d使从室外热交换器15流出的减压部侧制冷剂与从混合部一体型冷机26流出的制冷剂合流。
在(d)并联除湿热气制热模式和(f)外气吸热热气制热模式下,从室外热交换器15流出的减压部侧制冷剂成为通过室外热交换器15从外气吸热的、焓值比较高的制冷剂。因此,即使使从室外热交换器15流出的减压部侧制冷剂与从混合部一体型冷机26流出的制冷剂在第四三通接头12d合流,也不会扩大吸入侧制冷剂的焓的偏差。
另外,本实施方式的混合部一体型冷机26构成为能够使旁路侧制冷剂、减压部侧制冷剂以及设备用冷却水彼此热交换。因此,能够使焓值比较低的减压部侧制冷剂吸收设备用冷却水所具有的热而冷却设备用冷却水。另外,能够使焓值比较高的旁路侧制冷剂所具有的热向设备用冷却水散热而加热设备用冷却水。
而且,在本实施方式的制冷循环装置10d的(g)热气制热模式等时,能够使将焓值比较高的旁路侧制冷剂与焓值比较低的减压部侧制冷剂预先混合后的混合制冷剂流入混合部一体型冷机26。因此,通过将流入混合部一体型冷机26的制冷剂的压力(或温度)调整为接近规定的值,从而能够将设备用冷却水的温度维持为恒定的值。
因此,例如,在低外气温度下的起动时那样的、发热设备(在本实施方式中为电池70)的温度降低时,能够加热设备用冷却水而对发热设备进行暖机。另外,在发热设备由于自身发热等而温度上升时,能够利用设备用冷却水来冷却发热设备。
(第八实施方式)
如图26所示,在本实施方式中,对相对于第一实施方式变更了制冷剂回路等的制冷循环装置10e进行说明。在应用了制冷循环装置10e的车辆用空调装置中,不具有对发热设备进行冷却的功能。因此,在制冷循环装置10e中,冷机19以及设备用冷却水回路40被废除。
另外,在制冷循环装置10e中,第二通路开闭阀22a、四通接头17被废除。因此,第二三通接头12b的另一方的流出口与制冷用膨胀阀14b的入口侧连接。
另外,在制冷循环装置10e中,室外热交换器15、第三三通接头12c、第四三通接头12d、第一单向阀16a、低压通路21d、低压通路开闭阀22b被废除。因此,制热用膨胀阀14a的出口与外气吸热用冷机119的制冷剂入口侧连接。本实施方式的制热用膨胀阀14a是对流入外气吸热用冷机119的制冷剂的流量(质量流量)进行调整的外气吸热用冷机用的流量调整部。
外气吸热用冷机119是使由制热用膨胀阀14a减压后的低压制冷剂与循环于外气吸热用冷却水回路80的外气吸热用冷却水进行热交换而使低压制冷剂蒸发的吸热部。另外,外气吸热用冷却水是热源流体。在本实施方式中,作为外气吸热用冷机119,采用与第七实施方式所说明的混合部一体型冷机26同样的层叠型的热交换器。外气吸热用冷机119的制冷剂出口与第五三通接头12e的另一方的流入口侧连接。
接着,对外气吸热用冷却水回路80进行说明。外气吸热用冷却水回路80是供外气吸热用冷却水循环的外气吸热用热介质回路。作为外气吸热用冷却水,能够采用与制热用冷却水同样的热介质。如图26所示,在外气吸热用冷却水回路80配置有外气吸热用冷机119的水通路、外气吸热用冷却水泵81、外气热交换器115等。
外气吸热用冷却水泵81是将外气吸热用冷机119的水通路流出的制冷剂向外气热交换器115的冷却水入口侧压送的水泵。外气吸热用冷却水泵81的基本结构与制热用冷却水泵31相同。
外气热交换器115是使从设备用冷却水泵41压送的外气吸热用冷却水与由未图示的外气风扇吹送的外气进行热交换的室外热交换部。外气热交换器115与第一实施方式所说明的室外热交换器15同样地配置于驱动装置室的前方侧。外气热交换器115的冷却水出口与外气吸热用冷机119的水通路的入口侧连接。
其他的制冷循环装置10e的结构与第一实施方式所说明的制冷循环装置10相同。
接着,对上述结构中的本实施方式的车辆用空调装置的工作进行说明。在本实施方式的车辆用空调装置中,为了进行车室内的空气调节而切换各种运转模式。
具体而言,在本实施方式的车辆用空调装置中,能够切换为与第一实施方式所说明的(c)并联除湿制热模式、(d)并联除湿热气制热模式、(e)外气吸热制热模式、(f)外气吸热热气制热模式、(g)热气制热模式对应的运转模式。在本实施方式的车辆用空调装置中,不进行设备冷却模式下的运转。以下对各运转模式的工作进行详细说明。
(c)并联除湿制热模式
本实施方式的并联除湿制热模式是外气温度Tam为0℃以上时被切换的运转模式。在并联除湿制热模式下,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,将旁路流量调整阀14d设为全闭状态。
因此,如图27的实线箭头所示,在并联除湿制热模式的制冷循环装置10e中,从压缩机11排出的制冷剂以水制冷剂热交换器13、第二三通接头12b、制冷用膨胀阀14b、室内蒸发器18、蒸发压力调整阀20、第二单向阀16b、混合部23、压缩机11的吸入口的顺序循环。同时,从压缩机11排出的制冷剂以水制冷剂热交换器13、第二三通接头12b、制热用膨胀阀14a、外气吸热用冷机119、混合部23、压缩机11的吸入口的顺序循环。
即,在并联除湿制热模式下,切换为室内蒸发器18与外气吸热用冷机119相对于水制冷剂热交换器13的制冷剂通路131流出的制冷剂的流动并联连接的制冷剂回路。而且,控制装置60与第一实施方式的并联除湿制热模式同样地对其他的控制对象设备的工作进行适当控制。
因此,在并联除湿制热模式的制冷循环装置10e中,构成水制冷剂热交换器13作为冷凝器发挥功能且室内蒸发器18和外气吸热用冷机119作为蒸发器发挥功能的蒸汽压缩式的制冷循环。
在水制冷剂热交换器13中,制冷剂向制热用冷却水散热而冷凝。由此,制热用冷却水被加热。在室内蒸发器18中,制冷剂从送风空气吸热而蒸发。由此,送风空气被冷却。在外气吸热用冷机119中,制冷剂从外气吸热用冷却水吸热而蒸发。由此,外气吸热用冷却水被冷却。
如图27的细虚线箭头所示,在并联除湿制热模式的制热用冷却水回路30中,被水制冷剂热交换器13加热后的制热用冷却水向加热器芯32被压送。流入加热器芯32的制热用冷却水向室内蒸发器18冷却后的送风空气散热。由此,送风空气被加热。
如图27的细虚线箭头所示,在并联除湿制热模式的外气吸热用冷却水回路80中,由外气吸热用冷机119冷却后的外气吸热用冷却水向外气热交换器115被压送。流入外气热交换器115的制热用冷却水从外气吸热而温度上升。
在并联除湿制热模式的室内空调单元50中,与第一实施方式同样地,由室内蒸发器18冷却而除湿后的送风空气由加热器芯32再加热并向车室内吹出。由此,实现车室内的除湿制热。
而且,在并联除湿制热模式的制冷循环装置10e中,与第一实施方式同样地,能够将外气吸热用冷机119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。由此,能够提高送风空气的加热能力,能够以广范围的温度带进行车室内的除湿制热。
(d)并联除湿热气制热模式
在并联除湿热气制热模式下,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,将旁路流量调整阀14d设为节流状态。
因此,如图28的实线箭头所示,在并联除湿热气制热模式的制冷循环装置10e中,制冷剂与并联除湿制热模式同样地循环。同时,从压缩机11排出的制冷剂的一部分经由旁路通路21a以混合部23、压缩机11的吸入口的顺序循环。而且,控制装置60与第一实施方式同样地对其他的控制对象设备的工作进行适当控制。
因此,在并联除湿热气制热模式的制冷循环装置10e中,与并联除湿制热模式同样地,构成水制冷剂热交换器13作为冷凝器发挥功能且室内蒸发器18和外气吸热用冷机119作为蒸发器发挥功能的蒸汽压缩式的制冷循环。
在水制冷剂热交换器13中,制冷剂向制热用冷却水散热而冷凝。由此,制热用冷却水被加热。在室内蒸发器18中,制冷剂从送风空气吸热而蒸发。由此,送风空气被冷却。在外气吸热用冷机119中,制冷剂从外气吸热用冷却水吸热而蒸发。由此,外气吸热用冷却水被冷却。
如图28的细虚线箭头所示,在并联除湿热气制热模式的制热用冷却水回路30中,由水制冷剂热交换器13加热后的制热用冷却水被向加热器芯32压送。流入加热器芯32的制热用冷却水向室内蒸发器18冷却后的送风空气散热。由此,送风空气被加热。
如图28的细虚线箭头所示,在并联除湿热气制热模式的外气吸热用冷却水回路80中,由外气吸热用冷机119冷却后的外气吸热用冷却水被向外气热交换器115压送。流入外气热交换器115的制热用冷却水从外气吸热而温度上升。
在并联除湿热气制热模式的室内空调单元50中,由室内蒸发器18冷却而除湿后的送风空气由加热器芯32再加热而向车室内吹出。由此,实现车室内的除湿制热。
而且,在并联除湿热气制热模式的制冷循环装置10e中,即使在外气热交换器115产生结霜,也与第一实施方式同样地,能够对并联除湿制热模式抑制送风空气的加热能力降低。
(e)外气吸热制热模式
在外气吸热制热模式下,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设为全闭状态,将旁路流量调整阀14d设为全闭状态。
因此,如图29的实线箭头所示,在外气吸热制热模式的制冷循环装置10e中,从压缩机11排出的制冷剂以水制冷剂热交换器13、制热用膨胀阀14a、外气吸热用冷机119、混合部23、压缩机11的吸入口的顺序循环。而且,控制装置60与第一实施方式同样地对其他的控制对象设备的工作进行适当控制。
因此,在外气吸热制热模式的制冷循环装置10e中,构成水制冷剂热交换器13作为冷凝器发挥功能且外气吸热用冷机119作为蒸发器发挥功能的蒸汽压缩式的制冷循环。
在水制冷剂热交换器13中,制冷剂向制热用冷却水散热而冷凝。由此,制热用冷却水被加热。在外气吸热用冷机119中,制冷剂从外气吸热用冷却水吸热而蒸发。由此,外气吸热用冷却水被冷却。
如图29的细虚线箭头所示,在外气吸热制热模式的制热用冷却水回路30中,水制冷剂热交换器13加热后的制热用冷却水被向加热器芯32压送。流入加热器芯32的制热用冷却水向通过室内蒸发器18后的送风空气散热。由此,送风空气被加热。
如图29的细虚线箭头所示,在外气吸热制热模式的外气吸热用冷却水回路80中,由外气吸热用冷机119冷却后的外气吸热用冷却水被向外气热交换器115压送。流入外气热交换器115的外气吸热用冷却水从外气吸热而温度上升。
在外气吸热制热模式的室内空调单元50中,通过室内蒸发器18后的送风空气由加热器芯32加热而向车室内吹出。由此,实现车室内的制热。
(f)外气吸热热气制热模式
在外气吸热热气制热模式下,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设为全闭状态,将旁路流量调整阀14d设为节流状态。
因此,如图30的实线箭头所示,在外气吸热热气制热模式的制冷循环装置10中,制冷剂与外气吸热制热模式同样地循环。同时,从压缩机11排出的制冷剂的一部分经由旁路通路21a以混合部23、压缩机11的吸入口的顺序循环。而且,控制装置60与第一实施方式同样地对其他的控制对象设备的工作进行适当控制。
因此,在外气吸热热气制热模式的制冷循环装置10e中,与外气吸热制热模式同样地,构成水制冷剂热交换器13作为冷凝器发挥功能且外气吸热用冷机119作为蒸发器发挥功能的蒸汽压缩式的制冷循环。
在水制冷剂热交换器13中,制冷剂向制热用冷却水散热而冷凝。由此,制热用冷却水被加热。在外气吸热用冷机119中,制冷剂从外气吸热用冷却水吸热而蒸发。由此,外气吸热用冷却水被冷却。
如图30的细虚线箭头所示,在外气吸热热气制热模式的制热用冷却水回路30中,由水制冷剂热交换器13加热后的制热用冷却水被向加热器芯32压送。流入加热器芯32的制热用冷却水向通过室内蒸发器18后的送风空气散热。由此,送风空气被加热。
如图30的细虚线箭头所示,在外气吸热热气制热模式的外气吸热用冷却水回路80中,由外气吸热用冷机119冷却后的外气吸热用冷却水被向外气热交换器115压送。流入外气热交换器115的外气吸热用冷却水从外气吸热而温度上升。
在外气吸热热气制热模式的室内空调单元50中,通过室内蒸发器18后的送风空气由加热器芯32加热并向车室内吹出。由此,实现车室内的制热。
而且,在外气吸热热气制热模式的制冷循环装置10e中,即使在外气热交换器115产生结霜,也与第一实施方式同样地,能够对外气吸热制热模式抑制送风空气的加热能力降低。
(g)热气制热模式
在热气制热模式下,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设为全闭状态,将旁路流量调整阀14d设为节流状态。另外,控制装置60
因此,如图31的实线箭头所示,在热气制热模式的制冷循环装置10中,从压缩机11排出的制冷剂以第一三通接头12a、外气吸热用冷机119、混合部23、压缩机11的吸入口的顺序循环。同时,从压缩机11排出的制冷剂的一部分经由旁路通路21a以混合部23、压缩机11的吸入口的顺序循环。
而且,控制装置60使制热用冷却水泵31工作,以发挥预先确定的基准排出能力。另外,控制装置60使外气吸热用冷却水泵81停止。另外,控制装置60与第一实施方式的热气制热模式同样地对其他的控制对象设备的工作进行适当控制。
因此,在热气制热模式的制冷循环装置10e中,构成水制冷剂热交换器13作为冷凝器发挥功能的制冷剂回路。而且,由制热用膨胀阀14a减压后的焓值比较低的制冷剂与由旁路流量调整阀14d减压后的焓值比较高的制冷剂在混合部23被混合。从混合部23流出的吸入侧制冷剂被吸入压缩机11而被再次压缩。
在此,在热气制热模式下,外气吸热用冷却水泵81停止。因此,在外气吸热用冷机119流通的制冷剂几乎不从外气吸热用冷却水吸热。
如图31的细虚线箭头所示,在热气制热模式的制热用冷却水回路30中,由水制冷剂热交换器13加热后的制热用冷却水被向加热器芯32压送。流入加热器芯32的制热用冷却水向通过室内蒸发器18后的送风空气散热。由此,送风空气被加热。
在热气制热模式的室内空调单元50中,通过室内蒸发器18后的送风空气由加热器芯32加热并向车室内吹出。由此,实现车室内的制热。
而且,在热气制热模式的制冷循环装置10e中,与第一实施方式同样地,能够抑制送风空气的加热能力降低。
如上所述,在本实施方式的车辆用空调装置中,制冷循环装置10e根据各运转模式切换为制冷剂回路,由此,能够实现车室内的舒适的空气调节。
另外,制冷循环装置10e具备混合部23,因此,与第一实施方式同样地,能够充分地抑制吸入侧制冷剂的焓的偏差。因此,在本实施方式的制冷循环装置10d中,在切换为将焓值不同的制冷剂彼此混合而吸入压缩机11的制冷剂回路时,也能够发挥稳定的加热能力,并且实现压缩机11的保护。
(第九实施方式)
如图32所示,在本实施方式中,对相对于第七实施方式具有设备用冷却水回路40a的制冷循环装置10d进行说明。除了混合部一体型冷机26的水通路和设备用冷却水泵41之外,设备用冷却水回路40a还与第一水用三通接头42a、第二水用三通接头42b、第一水开闭阀44a、第二水开闭阀44b等连接。
在设备用冷却水回路40a中,设备用冷却水泵41的排出口与第一水用三通接头42a的流入口连接。第一水用三通接头42a和第二水用三通接头42b是与制冷剂用的第一三通接头12a等同样地形成的设备用冷却水用的三通接头。
第一水用三通接头42a的一方的流出口与混合部一体型冷机26的冷却水入口部侧连接。在从第一水用三通接头42a的一方的流出口到混合部一体型冷机26的冷却水入口部的冷却水通路配置有第一水开闭阀44a。
第一水开闭阀44a是对从第一水用三通接头42a的一方的流出口到混合部一体型冷机26的冷却水入口部的冷却水通路进行开闭的开闭阀。第一水开闭阀44a和第二水开闭阀44b的基本结构与制冷剂用的第二通路开闭阀22a等相同。混合部一体型冷机26的冷却水出口部与第二水用三通接头42b的一方的流入口侧连接。
第一水用三通接头42a的另一方的流出口与水旁路通路43的入口侧连接。水旁路通路43是使从设备用冷却水泵41被压送的设备用冷却水绕过混合部一体型冷机26而流动的热介质旁路通路。在水旁路通路43配置有对水旁路通路43进行开闭的第二水开闭阀44b。水旁路通路43的出口与第二水用三通接头42b的另一方的流入口侧连接。
第二水用三通接头42b的流出口与电池70的冷却水通路70a的入口侧连接。电池70的冷却水通路70a的入口与设备用冷却水泵41的吸入口侧连接。
在设备用冷却水回路40a中,能够通过控制装置60控制第一水开闭阀44a和第二水开闭阀44b的开闭工作来切换设备用冷却水回路40a的回路结构。因此,第一水开闭阀44a和第二水开闭阀44b是设备用冷却水回路切换部。其他的制冷循环装置10d的结构与第七实施方式相同。
接着,对上述结构中的本实施方式的车辆用空调装置的工作进行说明。在本实施方式的车辆用空调装置中,与第七实施方式同样地,制冷循环装置10d根据各运转模式切换为制冷剂回路,由此,能够实现车室内的舒适的空气调节。
而且,在各运转模式时,通过执行设备冷却模式或设备暖机模式,能够实现电池70的适当的温度调整。
例如,在执行设备暖机模式期间的热气制热模式下,控制装置60打开第二通路开闭阀22a,关闭低压通路开闭阀22b。另外,控制装置60将制热用膨胀阀14a设为全闭状态,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,将旁路流量调整阀14d设为节流状态。
因此,如图33的实线箭头所示,在执行设备暖机模式期间的热气制热模式的制冷循环装置10d中,从压缩机11排出的制冷剂以第一三通接头12a、水制冷剂热交换器13、第二三通接头12b、第二通路21c、冷却用膨胀阀14c、混合部一体型冷机26、储液器27、压缩机11的吸入口的顺序循环。同时,从压缩机11排出的制冷剂的一部分经由旁路通路21a以旁路流量调整阀14d、混合部一体型冷机26、储液器27、压缩机11的吸入口的顺序循环。
因此,在执行设备暖机模式期间的热气制热模式的制冷循环装置10d中,与第七实施方式的热气制热模式同样地,能够实现车室内的制热。
而且,控制装置60打开设备用冷却水回路40a的第一水开闭阀44a,关闭第二水开闭阀44b。另外,控制装置60使设备用冷却水泵41工作,以发挥预先确定的基准排出能力。
因此,如图33的细虚线箭头所示,在设备暖机模式的设备用冷却水回路40a中,从设备用冷却水泵41压送的设备用冷却水以混合部一体型冷机26的水通路、电池70的冷却水通路70a、设备用冷却水泵41的吸入口的顺序循环。因此,与第七实施方式的设备暖机模式同样地,能够对电池70进行暖机。
另外,在本实施方式的制冷循环装置10d中,具备混合部一体型冷机26,因此,与第七实施方式同样地,能够充分地抑制吸入侧制冷剂的焓的偏差。因此,在切换为将焓值不同的制冷剂彼此混合而吸入压缩机11的制冷剂回路时,也能够发挥稳定的加热能力,并且实现压缩机11的保护。
然而,在极低外气温度时(具体是外气温度Tam低于-20℃的程度时),若使制冷循环装置10d停止,则制冷循环装置10的各构成设备的温度也降低为与外气温度Tam相同的程度。因此,在极低外气温度时,压缩机11的吸入侧的制冷剂的温度和密度可能极端地降低。
因此,即使将温度和密度极端地降低的制冷剂吸入压缩机11,也无法使制冷剂充分地升压而使温度上升,无法通过室内冷凝器113充分地加热送风空气。即,无法实现车室内的制热。
而且,在极低外气温度时,构成制冷循环装置10d各构成设备的温度也与外气温度Tam相同程度地降低。因此,即使使从压缩机11排出的、温度未充分上升的制冷剂在制冷剂回路循环,也无法使各构成设备迅速地进行暖机,导致车室内的制热的开始延迟。
于是,在本实施方式的车辆用空调装置中,在极低外气温度时开始车室内的制热的情况下,执行(h-1)辅助暖机模式或(h-2)无辅助暖机模式。以下,对各暖机模式进行说明。
(h-1)辅助暖机模式
辅助暖机模式在极低外气温度下开始车室内的制热时,且设备用冷却水温度TWL的温度高于混合部一体型冷机26的制冷剂通路的出口侧的第三温度T3时被执行。执行辅助暖机模式的情况被假定为例如在极低外气温度下的车辆停车期间进行电池70的充电,在充电完毕后搭载乘员并开始车室内的制热的情况等。
在辅助暖机模式下,控制装置60将制热用膨胀阀14a设为全闭状态,将制冷用膨胀阀14b设为全闭状态,将冷却用膨胀阀14c设为全闭状态,将旁路流量调整阀14d设为节流状态。另外,控制装置60关闭第二通路开闭阀22a,关闭低压通路开闭阀22b。
因此,如图34的实线箭头所示,在辅助暖机模式的制冷循环装置10d中,从压缩机11排出的制冷剂经由旁路通路21a以旁路流量调整阀14d、混合部一体型冷机26、压缩机11的吸入口的顺序循环。
另外,控制装置60与设备冷却模式和设备暖机模式同样地打开第一水开闭阀44a,并关闭第二水开闭阀44b。另外,控制装置60使设备用冷却水泵41工作,以发挥预先确定的基准排出能力。
因此,如图34的细虚线箭头所示,在辅助暖机模式的设备用冷却水回路40a中,从设备用冷却水泵41被压送的设备用冷却水以混合部一体型冷机26的水通路、电池70的冷却水通路70a、设备用冷却水泵41的吸入侧的顺序循环。
而且,控制装置60适当地控制其他的控制对象设备的工作。因此,在辅助暖机模式的制冷循环装置10d中,温度比较低的旁路侧制冷剂流入混合部一体型冷机26的制冷剂通路。另外,在设备用冷却水回路40a中,在通过电池70的冷却水通路70a时被加热的、温度比较高的设备用冷却水流入混合部一体型冷机26的水通路。
因此,在辅助暖机模式的混合部一体型冷机26中,能够使旁路侧制冷剂与设备用冷却水进行热交换而加热旁路侧制冷剂。其结果是,在辅助暖机模式下,能够使制冷循环装置10d的制冷剂和各构成设备迅速地升温而迅速地开始车室内的制热。
辅助暖机模式持续直到混合部一体型冷机26的制冷剂通路的出口侧的第三温度T3变为预先确定的基准暖机温度以上为止。在辅助暖机模式结束时,向热气制热模式转移。
(h-2)无辅助暖机模式
无辅助暖机模式在极低外气温度下开始车室内的制热时,且设备用冷却水温度TWL低于混合部一体型冷机26的制冷剂通路的出口侧的第三温度T3时被执行。
在无辅助暖机模式下,控制装置60将制热用膨胀阀14a设为全闭状态,将制冷用膨胀阀14b设为全闭状态,将冷却用膨胀阀14c设为全闭状态,将旁路流量调整阀14d设为节流状态。另外,控制装置60关闭第二通路开闭阀22a,关闭低压通路开闭阀22b。
因此,在无辅助暖机模式的制冷循环装置10d中,如图35的实线箭头所示,从压缩机11排出的制冷剂以与辅助暖机模式同样的顺序循环。
另外,控制装置60关闭第一水开闭阀44a,打开第二水开闭阀44b。另外,控制装置60使设备用冷却水泵41工作,以发挥预先确定的基准排出能力。
因此,如图35的细虚线箭头所示,在无辅助暖机模式在设备用冷却水回路40a中,从设备用冷却水泵41被压送的设备用冷却水以水旁路通路43、电池70的冷却水通路70a、设备用冷却水泵41的吸入侧的顺序循环。
而且,控制装置60适当地控制其他的控制对象设备的工作。因此,在无辅助暖机模式的制冷循环装置10d中,温度比较低的旁路侧制冷剂流入混合部一体型冷机26的制冷剂通路。另外,在设备用冷却水回路40a中,设备用冷却水不流入混合部一体型冷机26的水通路。
因此,在无辅助暖机模式的混合部一体型冷机26中,不进行旁路侧制冷剂与设备用冷却水的热交换。换言之,在混合部一体型冷机26中,旁路侧制冷剂没有被设备用冷却水冷却。其结果是,在无辅助暖机模式下,能够抑制制冷循环装置10d的制冷剂和各构成设备的暖机延迟。
在此,在无辅助暖机模式下,也考虑使设备用冷却水泵41停止的手段。然而,如上所述,在电池70中,希望全部的电池单体的温度被均等地调整。因此,即使在无辅助暖机模式下,也希望与本实施方式那样地使的设备用冷却水泵41工作。
与辅助暖机模式同样地,无辅助暖机模式持续直到混合部一体型冷机26的制冷剂通路的出口侧的第三温度T3变为预先确定的基准制热温度以上为止。在无辅助暖机模式结束时,向热气制热模式转移。
如上所述,本实施方式的设备用冷却水回路40a具有作为热介质回路切换部的第一水开闭阀44a和第二水开闭阀44b。
而且,在能够利用存储于电池70的热来加热制冷剂的情况下,切换为使从电池70的冷却水通路70a流出的设备用冷却水流入混合部一体型冷机26的冷却水回路。由此,能够通过混合部一体型冷机26使设备用冷却水与制冷剂进行热交换而加热制冷剂,能够迅速地开始车室内的制热。
另外,在无法利用存储于电池70的热来加热制冷剂的情况下,切换为使从电池70的冷却水通路70a流出的设备用冷却水流入水旁路通路43的冷却水回路。由此,能够抑制混合部一体型冷机26中的设备用冷却水与制冷剂的不必要的热交换,能够抑制制冷剂和制冷循环装置10d的各构成设备的暖机延迟。
(第十实施方式)
如图36所示,在本实施方式中,对相对于第七实施方式具有设备用冷却水回路40b的制冷循环装置10d进行说明。除了混合部一体型冷机26的水通路之外,设备用冷却水回路40b还与第一设备用冷却水泵41a、第二设备用冷却水泵41b、第一水用三通接头42a~第四水用三通接头42d、第一水开闭阀44a~第三水开闭阀44c、电加热器45等连接。
在设备用冷却水回路40b中,第一设备用冷却水泵41a的排出口与第一水用三通接头42a的流入口侧连接。第一设备用冷却水泵41a和第二设备用冷却水泵41b的基本结构与设备用冷却水泵41相同。
第一水用三通接头42a的一方的流出口与第三水用三通接头42c的一方的流入口侧连接。第三水用三通接头42c和第四水用三通接头42d是与第一水用三通接头42a相同的三通接头。在从第一水用三通接头42a的一方的流出口到第三水用三通接头42c的一方的流入口的冷却水通路配置有第一水开闭阀44a。
第三水用三通接头42c的流出口与混合部一体型冷机26的冷却水入口部侧连接。在从第三水用三通接头42c的流出口到混合部一体型冷机26的冷却水入口部的冷却水通路配置有电加热器45。电加热器45是对流入混合部一体型冷机26的设备用冷却水进行加热的热介质加热部。
在设备用冷却水回路40b中,作为电加热器45,采用具有通过供给电力来发热的PTC元件(即正特性热敏电阻)的PTC加热器。电加热器45的发热量根据从控制装置60输出的控制电压而控制。
混合部一体型冷机26的冷却水出口部与第二设备用冷却水泵41b的吸入口侧连接。第二设备用冷却水泵41b的排出口与第四水用三通接头42d的流入口侧连接。第四水用三通接头42d的一方的流出口与第二水旁路通路43b的入口侧连接。第二水旁路通路43b的出口与第三水用三通接头42c的另一方的流入口侧连接。
第四水用三通接头42d的另一方的流出口与第二水用三通接头42b的流入口侧连接。第二水用三通接头42b的一方的流出口与第一水旁路通路43a的入口侧连接。第一水旁路通路43a的出口与第一水用三通接头42a的另一方的流入口侧连接。
第二水用三通接头42b的另一方的流出口与电池70的冷却水通路70a的入口侧连接。电池70的冷却水通路70a的入口与第一设备用冷却水泵41a的吸入口侧连接。
在第一水旁路通路43a配置有第一水旁路通路43a进行开闭的第二水开闭阀44b。在第二水旁路通路43b配置有第二水旁路通路43b进行开闭的第三水开闭阀44c。第三水开闭阀44c的基本结构与第一水开闭阀44a和第二水开闭阀44b相同。
在设备用冷却水回路40b中,控制装置60能够通过控制第一水开闭阀44a~第三水开闭阀44c的开闭工作而切换设备用冷却水回路40b的回路结构。因此,第一水开闭阀44a~
第三水开闭阀44c是热介质回路切换部。其他的制冷循环装置10d的结构与第七实施方式相同。
接着,对上述结构中的本实施方式的车辆用空调装置的工作进行说明。在本实施方式的车辆用空调装置中,与第七实施方式同样地,制冷循环装置10d根据各运转模式切换为制冷剂回路,由此,能够实现车室内的舒适的空气调节。
而且,在各运转模式时,通过执行设备冷却模式或设备暖机模式,能够实现电池70的适当的温度调整。
具体而言,在设备冷却模式和设备暖机模式时,控制装置60打开设备用冷却水回路40b的第一水开闭阀44a,关闭第二水开闭阀44b,关闭第三水开闭阀44c。控制装置60使第一设备用冷却水泵41a和第二设备用冷却水泵41b工作,以发挥预先确定的基准排出能力。另外,控制装置60不向电加热器45供给电力。
因此,在设备冷却模式和设备暖机模式的设备用冷却水回路40b中,设备用冷却水以第一设备用冷却水泵41a、未发热的电加热器45、混合部一体型冷机26的水通路、第二设备用冷却水泵41b、电池70的冷却水通路70a的顺序循环。因此,在本实施方式的车辆用空调装置中,与第七实施方式同样地,能够进行电池70的适当的温度调整。
另外,在本实施方式的制冷循环装置10d中,具备混合部一体型冷机26,因此,与第七实施方式同样地,能够充分地抑制吸入侧制冷剂的焓的偏差。因此,在切换为将焓值不同的制冷剂彼此混合而吸入压缩机11的制冷剂回路时,也能够发挥稳定的加热能力,并且实现压缩机11的保护。
而且,在本实施方式的车辆用空调装置中,作为在极低外气温度下开始车室内的制热时的暖机模式,执行(h-1)辅助暖机模式或(h-3)加热器暖机模式。以下对各暖机模式进行说明。
(h-1)辅助暖机模式
本实施方式的辅助暖机模式在与第九实施方式的辅助暖机模式同样的执行条件成立时被执行。
在辅助暖机模式下,控制装置60关闭第二通路开闭阀22a,关闭低压通路开闭阀22b。另外,控制装置60将制热用膨胀阀14a设为全闭状态,将制冷用膨胀阀14b设为全闭状态,将冷却用膨胀阀14c设为全闭状态,将旁路流量调整阀14d设为节流状态。
因此,如图37的实线箭头所示,在辅助暖机模式的制冷循环装置10d中,被切换为与第九实施方式同样的制冷剂回路。
另外,控制装置60打开第一水开闭阀44a,关闭第二水开闭阀44b,关闭第三水开闭阀44c。另外,控制装置60使第一设备用冷却水泵41a和第二设备用冷却水泵41b工作,以发挥预先确定的基准排出能力。另外,控制装置60不向电加热器45供给电力。
因此,如图37的细虚线箭头所示,在辅助暖机模式的设备用冷却水回路40b中,从第一设备用冷却水泵41a被压送的设备用冷却水以未发热的电加热器45、混合部一体型冷机26的水通路、第二设备用冷却水泵41b的吸入侧的顺序流动。从第二设备用冷却水泵41b被压送的设备用冷却水以电池70的冷却水通路70a、设备用冷却水泵41的吸入侧的顺序流动。
而且,控制装置60适当地控制其他的控制对象设备的工作。因此,在辅助暖机模式的混合部一体型冷机26中,与第九实施方式同样地,能够使旁路侧制冷剂与设备用冷却水进行热交换而加热旁路侧制冷剂。其结果是,在辅助暖机模式下,能够使制冷循环装置10d的制冷剂和各构成设备迅速地升温,能够迅速地开始车室内的制热。
与第九实施方式同样地,辅助暖机模式持续直到混合部一体型冷机26的制冷剂通路的出口侧的第三温度T3变为预先确定的基准暖机温度以上为止。在辅助暖机模式结束时,向热气制热模式转移。
(h-3)加热器暖机模式
本实施方式的加热器暖机模式在与第九实施方式的无辅助暖机模式同样的执行条件成立时被执行。
在加热器暖机模式下,控制装置60关闭第二通路开闭阀22a,关闭低压通路开闭阀22b。另外,控制装置60将制热用膨胀阀14a设为全闭状态,将制冷用膨胀阀14b设为全闭状态,将冷却用膨胀阀14c设为全闭状态,将旁路流量调整阀14d设为节流状态。
因此,如图38的实线箭头所示,在加热器暖机模式的制冷循环装置10d中,从压缩机11排出的制冷剂以与辅助暖机模式同样的顺序循环。
另外,控制装置60关闭第一水开闭阀44a,打开第二水开闭阀44b,打开第三水开闭阀44c。控制装置60使第一设备用冷却水泵41a和第二设备用冷却水泵41b工作,以发挥预先确定的基准排出能力。控制装置60使电加热器45通电以发挥预先确定的加热能力。
因此,如图38的细虚线箭头所示,在加热器暖机模式的设备用冷却水回路40b中,从第一设备用冷却水泵41a被压送的设备用冷却水以第一水旁路通路43a、电池70的冷却水通路70a、第一设备用冷却水泵41a的吸入侧的顺序循环。同时,切换为从第二设备用冷却水泵41b被压送的设备用冷却水以第二水旁路通路43b、发热的电加热器45、混合部一体型冷机26的水通路、第二设备用冷却水泵41b的吸入侧的顺序循环的回路。
而且,控制装置60与第九实施方式的无辅助暖机模式同样地对其他的控制对象设备的工作进行适当控制。因此,在加热器暖机模式的制冷循环装置10d中,温度比较低的旁路侧制冷剂流入混合部一体型冷机26的制冷剂通路。另外,在设备用冷却水回路40a中,由电加热器45加热后的温度比较高的设备用冷却水流入混合部一体型冷机26的水通路。
因此,在加热器暖机模式的混合部一体型冷机26中,旁路侧制冷剂与设备用冷却水进行热交换而加热旁路侧制冷剂。换言之,在混合部一体型冷机26中,将电加热器45所产生的热作为热源来加热旁路侧制冷剂。其结果是,在加热器暖机模式下,使制冷循环装置10d的制冷剂和各构成设备迅速地升温,能够迅速地开始车室内的制热。
与辅助暖机模式同样地,加热器暖机模式持续直到混合部一体型冷机26的制冷剂通路的出口侧的第三温度T3变为预先确定的基准制热温度以上为止。在加热器暖机模式结束时,停止向电加热器45的电力供给,并向热气制热模式转移。
如上所述,本实施方式的设备用冷却水回路40b具有作为热介质加热部的电加热器45以及作为热介质回路切换部的第一水开闭阀44a~第三水开闭阀44c。
而且,在能够利用存储于电池70的热来加热制冷剂的情况下,切换为使从电池70的冷却水通路70a流出的设备用冷却水流入混合部一体型冷机26的冷却水回路。由此,能够通过混合部一体型冷机26使设备用冷却水与制冷剂进行热交换而加热制冷剂,能够迅速地开始车室内的制热。
另外,在无法利用存储于电池70的热来加热制冷剂的情况下,切换为使由电加热器45加热后的设备用冷却水流入水旁路通路43的冷却水回路。由此,能够通过混合部一体型冷机26使设备用冷却水与制冷剂进行热交换而加热制冷剂,能够迅速地开始车室内的制热。
(第十一实施方式)
在本实施方式的制冷循环装置10中,说明代替第一实施方式所说明的第一三通接头12a而采用分支部121的例子。
然而,在低外气温度时(具体是外气温度Tam低于0℃的程度时),若使制冷循环装置10停止,则制冷循环装置10的各构成设备的温度也降低至与外气温度Tam相同的程度。因此,在低外气温度时,压缩机11的吸入侧的制冷剂可能冷凝。
因此,在低外气温度时,若为了开始车室内的制热而起动压缩机11,则压缩机11将液相制冷剂吸入,从压缩机11排出的制冷剂也变为气液混合状态。
而且,在开始车室内的制热时,若将制冷循环装置10的制冷剂回路切换为使制冷剂向旁路通路21a流出的制冷剂回路,则从压缩机11排出的气液混合状态的制冷剂流入旁路通路21a。由于旁路通路21a与其他的制冷循环装置10的结构设备相比热容量比较小,因此,在使从压缩机11排出的制冷剂流入时,温度以比较短的时间上升。
因此,若气液混合状态的制冷剂流入旁路通路21a,则液相制冷剂蒸发,液相制冷剂中混入的冷冻机油在旁路通路21a内停止。而且,若旁路通路21a内的冷冻机油滞留,则不能使冷冻机油返回压缩机11,对压缩机11的耐久寿命造成不良影响。
于是,在本实施方式的制冷循环装置10中,作为上游侧分支部而采用具有干度调整功能的分支部121。分支部121能够使分支出的一方的制冷剂的干度与另一方的制冷剂的干度为不同的值,并使干度较高的一方的制冷剂作为另一方的制冷剂向旁路通路21a侧流出。
使用图39对分支部121的具体结构进行说明。在分支部121形成有沿大致水平方向延伸的水平通路121h以及沿大致铅直方向延伸的铅直通路121v。
在水平通路121h的一端部形成有使从压缩机11排出的制冷剂流入的流入口121a。另外,在水平通路121h的另一端部形成有使分支出的一方的制冷剂向水制冷剂热交换器13的制冷剂通路131侧流出的一方的流出口121b。
铅直通路121v的一端部与水平通路121h的中间部连接。在铅直通路121v的另一端部形成有使分支出的另一方的制冷剂向旁路通路21a侧流出的另一方的流出口121c。
在分支部121中,向流入口121a流入的制冷剂的流动方向与从一方的流出口121b流出的制冷剂的流动方向一致。由此,当气液混合制冷剂流入流入口121a时,由于惯性力的作用,容易使密度较高的液相制冷剂从一方的流出口121b流出。
因此,在旁路流量调整阀14d打开时,容易使气相制冷剂从另一方的流出口121c流出。因此,在分支部121能够使分支出的制冷剂中干度较高的一方向旁路通路21a侧流出。
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。因此,在本实施方式的制冷循环装置10中,也能够得到与第一实施方式相同的效果。即,在切换为将焓值不同的制冷剂彼此混合而吸入压缩机11的制冷剂回路时,也能够发挥稳定的加热能力。
而且,在本实施方式的制冷循环装置10中,采用分支部121。由此,在车辆用空调装置开始车室内的制热时,即使制冷循环装置10被切换为使制冷剂向旁路通路21a流出的制冷剂回路,也能够使干度比较高的制冷剂流入旁路通路21a。
因此,能够抑制冷冻机油停滞于旁路通路21a内的情况。由此,能够抑制压缩机11的润滑不足,实现压缩机11的保护。
另外,具有气液分离功能的上游侧分支部不限定于分支部121。例如,也可以采用图40所示的分支部122。具体而言,在分支部122形成有沿大致水平方向延伸的水平通路122h以及沿大致铅直方向延伸的铅直通路122v。
在铅直通路122v的下方侧的端部,形成有使分支出的一方的制冷剂向水制冷剂热交换器13的制冷剂通路131侧流出的一方的流出口122b。另外,在铅直通路122v的上方侧的端部,形成有使分支出的另一方的制冷剂向旁路通路21a侧流出的另一方的流出口122c。
水平通路122h的一端部与铅直通路122v的中间部连接。在水平通路122h的另一端部形成有使从压缩机11排出的制冷剂流入的流入口122a。
在分支部122,能够使流入流入口122a的气液混合制冷剂与铅直通路122v的壁面碰撞,而降低气液混合制冷剂的流速。由此,使制冷剂的速度降低,利用重力的作用,容易使比重较大的液相制冷剂从配置于下方侧的一方的流出口122b流出。
因此,在旁路流量调整阀14d打开时,容易使气相制冷剂从另一方的流出口122c流出。因此,能够在分支部122使分支出的制冷剂中干度较高的一方向旁路通路21a侧流出。
另外,作为具有气液分离功能的上游侧分支部,也可以采用图41所示的分支部123。具体而言,在分支部123的内部形成有分离空间123s,该分离空间123s形成为大致圆柱状的旋转体形状。分离空间123s的中心轴沿铅直方向延伸。
在分离空间123s的轴向下方侧,形成有使分支出的一方的制冷剂向水制冷剂热交换器13的制冷剂通路131侧流出的一方的流出口123b。另外,在分离空间123s的轴向上方侧,形成有使分支出的另一方的制冷剂向旁路通路21a侧流出的另一方的流出口123c。
分离空间123s的筒状侧表面与大致水平方向延伸的水平通路123h连接。在水平通路123h的端部,形成有使从压缩机11排出的制冷剂流入的流入口123a。水平通路123h以沿分离空间123s的内壁面的切线方向延伸的方式与分离空间123s的内壁面连接,以使从压缩机11排出的制冷剂沿着分离空间123s的内壁面流入。
在分支部123,能够使流入分离空间123s的气液混合制冷剂绕着中心轴旋转,通过离心力的作用而对制冷剂进行气液分离。而且,容易使分离出的液相制冷剂通过重力的作用而从配置于轴向下方侧的一方的流出口123b流出。
因此,在旁路流量调整阀14d打开时,容易使气相制冷剂从另一方的流出口123c流出。因此,能够在分支部123使分支出的制冷剂中干度较高的一方向旁路通路21a侧流出。
(第十二实施方式)
如图42所示,在本实施方式中,对相对于第七实施方式具有设备用冷却水回路40c的制冷循环装置10d进行说明。
在本实施方式的制冷循环装置10d中,第二单向阀16b的出口与第四三通接头12d的一方的流入口侧连接。混合部一体型冷机26的制冷剂出口部与第五三通接头12e的一方的流入口侧连接。在低压通路21d配置有第三单向阀16c。第三单向阀16c容许制冷剂从第三三通接头12c侧向第四三通接头12d侧流动,并禁止制冷剂从第四三通接头12d侧向第三三通接头12c侧流动。
除了混合部一体型冷机26的水通路之外,设备用冷却水回路40c还与第一设备用冷却水泵41a、第二设备用冷却水泵41b、第一水用三通接头42a~第四水用三通接头42d、第一水开闭阀44a、第二水开闭阀44b、电加热器45、第一水流量调整阀46a、第二水流量调整阀46b、低温侧辐射器49等连接。
第一设备用冷却水泵41a、电池70的冷却水通路70a以及第一水流量调整阀46a配置于设备用冷却水回路40c的第一设备用通路43c。第一设备用通路43c的出口与第一水用三通接头42a的一方的流入口连接。第一设备用通路43c的入口与第二水用三通接头42b的一方的流出口连接。
在第一设备用通路43c中,第一设备用冷却水泵41a的排出口与电池70的冷却水通路70a的入口侧连接。电池70的冷却水通路70a的出口与第一水流量调整阀46a的入口侧连接。
第一水流量调整阀46a是三通式的流体流量调整部,能够连续地调整从冷却水通路70a流出的设备用冷却水中的、经由第一返回通路43d返回第一设备用冷却水泵41a的吸入口侧的冷却水流量与经由第一水用三通接头42a从混合部一体型冷机26侧流出的冷却水流量的流量比。根据从控制装置60输出的控制信号控制第一水流量调整阀46a的工作。
而且,第一水流量调整阀46a能够使流入内部的设备用冷却水仅向第一设备用冷却水泵41a的吸入口侧和第一水用三通接头42a侧中的一方流出。
另外,第二设备用冷却水泵41b、电动发电机71的冷却水通路71a以及第二水流量调整阀46b配置于设备用冷却水回路40c的第二设备用通路43e。第二设备用通路43e的出口与第三水用三通接头42c的流入口连接。第二设备用通路43e的入口与第四水用三通接头42d的流出口连接。
在第二设备用通路43e中,第二设备用冷却水泵41b的排出口与电动发电机71的冷却水通路71a连接。
电动发电机71在车辆行驶时作为输出行驶用的驱动力的电动机发挥功能,在能量再生时作为发电机发挥功能。电动发电机71是在工作时发热的发热设备。电动发电机71的冷却水通路71a的出口与第二水流量调整阀46b的入口侧连接。
第二水流量调整阀46b是三通式的流体流量调整部,能够连续地调整从冷却水通路71a流出的设备用冷却水中的、经由第二返回通路43f返回第二设备用冷却水泵41b的吸入口侧的冷却水流量与经由第三水用三通接头42c向混合部一体型冷机26侧或低温侧辐射器49侧流出的冷却水流量的流量比。
第二水流量调整阀46b的基本结构与第一水流量调整阀46a相同。因此,第二水流量调整阀46b也能够使流入内部的设备用冷却水仅向第二设备用冷却水泵41b的吸入口侧和第三水用三通接头42c侧中的一方流出。
第一水流量调整阀46a和第二水流量调整阀46b是对流入混合部一体型冷机26的设备用冷却水的流量进行调整的流体流量调整部。换言之,第一水流量调整阀46a和第二水流量调整阀46b是对混合部一体型冷机26中的设备用冷却水与制冷剂(即旁路侧制冷剂和减压部侧制冷剂的至少一方)的热交换量进行调整的热交换量调整部。
第一水用三通接头42a的另一方的流入口与第三水用三通接头42c的一方的流出口侧连接。在连接第一水用三通接头42a的另一方的流入口与第三水用三通接头42c的一方的流出口的冷却水通路配置有第一水开闭阀44a。
第一水用三通接头42a的流出口与混合部一体型冷机26的冷却水入口部侧连接。在连接第一水用三通接头42a与混合部一体型冷机26的冷却水入口部的冷却水通路配置有电加热器45。
混合部一体型冷机26的冷却水出口部与第二水用三通接头42b的流入口侧连接。第二水用三通接头42b的另一方的流出口与第四水用三通接头42d的一方的流入口侧连接。
第三水用三通接头42c的另一方的流出口与低温侧辐射器49的冷却水入口侧连接。低温侧辐射器49是使设备用冷却水与外气进行热交换的热交换器。低温侧辐射器49的基本结构与第八实施方式所说明的外气热交换器115相同。在连接第三水用三通接头42c的另一方的流出口与低温侧辐射器49的冷却水入口的冷却水通路配置有第二水开闭阀44b。
低温侧辐射器49的冷却水出口与第四水用三通接头42d的另一方的流入口侧连接。
因此,在设备用冷却水回路40c中,控制装置60使第一设备用冷却水泵41a工作,并且关闭第一水开闭阀44a。由此,能够切换为使设备用冷却水在电池70的冷却水通路70a与混合部一体型冷机26之间循环的冷却水回路。
另外,在设备用冷却水回路40c中,控制装置60使第一设备用冷却水泵41a停止,使第二设备用冷却水泵41b工作,另外,打开第一水开闭阀44a,关闭第二水开闭阀44b。由此,能够切换为使设备用冷却水在电动发电机71的冷却水通路71a与混合部一体型冷机26之间循环的冷却水回路。
另外,在设备用冷却水回路40c中,控制装置60使第一设备用冷却水泵41a和第二设备用冷却水泵41b工作,另外,关闭第一水开闭阀44a,打开第二水开闭阀44b。由此,能够切换为使设备用冷却水在电池70的冷却水通路70a与混合部一体型冷机26之间循环,并且使设备用冷却水在电动发电机71的冷却水通路71a与低温侧辐射器49之间循环的冷却水回路。
另外,在设备用冷却水回路40c中,控制装置60使第一设备用冷却水泵41a和第二设备用冷却水泵41b工作,另外,打开第一水开闭阀44a,关闭第二水开闭阀44b。由此,能够切换为使从混合部一体型冷机26流出的设备用冷却水流入电池70的冷却水通路70a和电动发电机71的冷却水通路71a双方的冷却水回路。
而且,在设备用冷却水回路40c中,控制装置60能够在使第一设备用冷却水泵41a工作的状态下,控制第一水流量调整阀46a的工作而调整电池70的温度。
更详细而言,通过调整从第一水流量调整阀46a经由第一返回通路43d返回第一设备用冷却水泵41a的吸入口侧的设备用冷却水的流量,从而能够调整被吸入第一设备用冷却水泵41a的设备用冷却水的温度。由此,能够调整电池70的温度。
另外,在设备用冷却水回路40c中,控制装置60能够在使第二设备用冷却水泵41b工作的状态下,控制第二水流量调整阀46b的工作而调整电动发电机71的温度。
更详细而言,通过调整从第二水流量调整阀46b经由第二返回通路43f返回第二设备用冷却水泵41b的吸入口侧的设备用冷却水的流量,从而能够调整被吸入第二设备用冷却水泵41b的设备用冷却水的温度。由此,能够调整电动发电机71的温度。
另外,本实施方式的控制装置60的输入侧与第一设备用冷却水温度传感器65c~第三设备用冷却水温度传感器65e连接。
第一设备用冷却水温度传感器65c是对从电池70的冷却水通路70a流出并流入第一水流量调整阀46a的设备用冷却水的第一设备用冷却水温度TWL1进行检测的检测部。第二设备用冷却水温度传感器65d是对从电动发电机71的冷却水通路71a流出并流入第二水流量调整阀46b的设备用冷却水的第二设备用冷却水温度TWL2进行检测的检测部。
第三设备用冷却水温度传感器65e是对从混合部一体型冷机26流出的设备用冷却水的第三设备用冷却水温度TWL3进行检测的检测部。
而且,在本实施方式中,控制装置60中的、控制作为流体流量调整部的第一水流量调整阀46a和第二水流量调整阀46b的工作的结构构成流体流量控制部60d。
接着,对上述结构中的本实施方式的车辆用空调装置的工作进行说明。在本实施方式的车辆用空调装置中,与第七实施方式同样地,制冷循环装置10d根据各运转模式切换为制冷剂回路,由此,能够实现车室内的舒适的空气调节。
而且,在各运转模式时,通过执行设备冷却模式或设备暖机模式并切换设备用冷却水回路40c的回路结构,能够实现电池70和电动发电机71的适当的温度调整。
例如,在热气制热模式下,控制装置60打开第二通路开闭阀22a,关闭低压通路开闭阀22b。另外,控制装置60将制热用膨胀阀14a设为全闭状态,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,将旁路流量调整阀14d设为节流状态。
因此,在热气制热模式的制冷循环装置10d中,以与第七实施方式同样的顺序进行循环。而且,控制装置60与第七实施方式的热气暖机模式同样地对其他的控制对象设备的工作进行适当控制。因此,在热气制热模式的制冷循环装置10d中,能够抑制送风空气的加热能力降低。
另外,在本实施方式的设备暖机模式下,控制装置60打开第一水开闭阀44a,关闭第二水开闭阀44b。另外,控制装置60使第一设备用冷却水泵41a和第二设备用冷却水泵41b工作,以发挥预先确定的基准排出能力。
因此,在执行设备暖机模式期间的设备用冷却水回路40c中,被切换为从混合部一体型冷机26流出的设备用冷却水流入电池70的冷却水通路70a和电动发电机71的冷却水通路71a双方的冷却水回路。
而且,控制装置60与流入混合部一体型冷机26的流入侧制冷剂的温度和流入混合部一体型冷机26的流入侧设备用冷却水的温度对应地控制第一水流量调整阀46a和第二水流量调整阀46b的工作。
更具体而言,在流入侧制冷剂的温度高于流入侧设备用冷却水的温度时,控制第一水流量调整阀46a的工作,以随着流入侧制冷剂的温度上升而使返回第一设备用冷却水泵41a的设备用冷却水的流量减少。同样地,控制第二水流量调整阀46b的工作,以随着流入侧制冷剂的温度上升而使返回第二设备用冷却水泵41b的设备用冷却水的流量减少。
即,控制第一水流量调整阀46a和第二水流量调整阀46b的工作,以以随着流入侧制冷剂的温度上升而使向混合部一体型冷机26侧流出的设备用冷却水的流量增加。由此,随着流入侧制冷剂的温度上升而使由混合部一体型冷机26加热的设备用冷却水的流量增加,能够使电池70和电动发电机71迅速地进行暖机。
另外,在流入侧制冷剂的温度低于流入侧设备用冷却水的温度时,控制第一水流量调整阀46a的工作,以使由第一设备用冷却水温度传感器65c检测出的第一设备用冷却水温度TWL1接近预先确定的基准第一冷却水温度KTWL1。同样地,控制第二水流量调整阀46b的工作,以使由第二设备用冷却水温度传感器65d检测出的第二设备用冷却水温度TWL2接近预先确定的基准第二冷却水温度KTWL2。
由此,能够适当地调整电池70和电动发电机71的温度,并且通过混合部一体型冷机26而使制冷剂吸收设备用冷却水所具有的热。而且,通过混合部一体型冷机26,能够将制冷剂所吸收的热作为用于加热送风空气的热源利用。
因此,在执行设备暖机模式期间的热气制热模式下,通过适当地调整混合部一体型冷机26中的设备用冷却水与制冷剂的热交换量,能够使电池70和电动发电机71迅速地进行暖机。而且,在电池70和电动发电机71的暖机完成后,能够将电池70和电动发电机71维持在适当的温度。
另外,在本实施方式的制冷循环装置10d中,具备混合部一体型冷机26,因此,与第七实施方式同样地,能够充分地抑制吸入侧制冷剂的焓的偏差。因此,在切换为将焓值不同的制冷剂彼此混合而吸入压缩机11的制冷剂回路时,也能够发挥稳定的加热能力,并且实现压缩机11的保护。
另外,在本实施方式的车辆用空调装置中,在极低外气温度下开始车室内的制热之前,能够执行第九实施方式所说明的(h-1)辅助暖机模式和(h-2)无辅助暖机模式的运转。而且,如第十实施方式所说明的(h-3)加热器暖机模式那样,也能够通过电加热器45加热设备用冷却水。
然而,在极低外气温度时,若执行上述的各暖机模式,则从压缩机11排出的温度比较高的制冷剂经由旁路通路21a和混合部一体型冷机26流入储液器27。另一方面,储液器27内的制冷剂的温度由于压缩机11的吸入负压而温度降低,可能低于外气温度Tam。
根据本发明的发明者们的研究,发现若在例如外气温度降低至-30℃的程度时执行暖机模式,则储液器27内的制冷剂的温度降低到-40℃的程度。
因此,在极低外气温度时,若使温度比较高的制冷剂流入储液器,则会使储液器内的极低温的液相制冷剂急剧地沸腾,可能产生使储液器内的制冷剂起泡的、所谓的发泡现象。而且,若发泡现象产生,则压缩机11吸入干度较低的制冷剂,由于液压缩而对压缩机11的耐久寿命带来不良影响。
于是,在本实施方式的制冷循环装置10d中,代替上述的各暖机模式而执行(h-4)制冷剂暖机模式。本实施方式的(h-4)制冷剂暖机模式是用于抑制发泡现象的产生并加热被吸入压缩机11的制冷剂的运转模式(即制冷剂加热模式)。
换言之,(h-4)制冷剂暖机模式是一边实现压缩机11的保护,一边对压缩机11、旁路流量调整阀14d、室内冷凝器113、第二通路开闭阀22a、冷却用膨胀阀14c、混合部一体型冷机26、储液器27这样的循环构成设备中的至少一个进行加热的暖机模式。以下对(h-4)制冷剂暖机模式的详细工作进行说明。
(h-4)制冷剂暖机模式
制冷剂暖机模式在极低外气温度下开始车室内的制热时被执行。在制冷剂暖机模式下,控制装置60打开第二通路开闭阀22a,关闭低压通路开闭阀22b。另外,控制装置60将制热用膨胀阀14a设为全闭状态,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,将旁路流量调整阀14d设为节流状态。
因此,如图43的实线箭头所示,在制冷剂暖机模式的制冷循环装置10d中,从压缩机11排出的制冷剂以与热气制热模式同样的顺序循环。
而且,控制装置60适当地控制其他的控制对象设备的工作。例如,对压缩机11进行控制,以发挥预先确定的制冷剂暖机模式用的制冷剂排出能力。
另外,控制装置60将旁路流量调整阀14d控制为预先确定的制冷剂暖机模式用的规定开度。另外,控制装置60对冷却用膨胀阀14c进行控制,以使流入第六三通接头12f的旁路侧制冷剂的流量即旁路侧流量多于流入第六三通接头12f的减压部侧制冷剂的流量即减压部侧流量。
另外,控制装置60使室内空调单元50的室内送风机52停止。另外,控制装置60使第一设备用冷却水泵41a和第二设备用冷却水泵41b工作,以发挥预先确定的基准排出能力。另外,关闭第一水开闭阀44a,打开第二水开闭阀44b。
另外,控制装置60对第一水流量调整阀46a进行控制,以使第一设备用冷却水温度TWL1接近基准第一冷却水温度KTWL1。如图43的细虚线箭头所示,在制冷剂暖机模式的第一水流量调整阀46a中,使流入内部的设备用冷却水的大致全部流量返回电池70的冷却水通路70a的入口侧。换言之,在制冷剂暖机模式时,禁止设备用冷却水向混合部一体型冷机26侧流出。
另外,控制装置60对第二水流量调整阀46b进行控制,以使第二设备用冷却水温度TWL2接近基准第二冷却水温度KTWL2。如图43的细虚线箭头所示,在制冷剂暖机模式的第二水流量调整阀46b中,使流入内部的设备用冷却水的大致全部流量返回电动发电机71的冷却水通路71a的入口侧。
因此,在制冷剂暖机模式的制冷循环装置10d中,从压缩机11排出的温度比较高的制冷剂在第一三通接头12a分支。在第一三通接头12a分支出的另一方的制冷剂由旁路通路21a的旁路流量调整阀14d减压而流入第六三通接头12f的一方的流入口。
在第一三通接头12a分支出的一方的制冷剂流入室内冷凝器113。在制冷剂暖机模式下,室内送风机52停止,因此,不通过室内冷凝器113进行制冷剂与送风空气的热交换。然而,在制冷剂暖机模式下,室内冷凝器113成为与外气温度Tam相同程度的极低温度,因此,流入室内冷凝器113的制冷剂在通过室内冷凝器113时向室内冷凝器113散热而被冷却。
从室内冷凝器113流出的制冷剂由冷却用膨胀阀14c减压而流入第六三通接头12f的另一方的流入口。此时,由冷却用膨胀阀14c减压后的减压部侧制冷剂的温度低于由旁路流量调整阀14d减压后的旁路侧制冷剂的温度。
从第六三通接头12f流出的制冷剂流入混合部一体型冷机26而被混合。因此,从混合部一体型冷机26流出的制冷剂的温度低于流入第六三通接头12f的旁路侧制冷剂的温度。另外,在制冷剂暖机模式下,设备用冷却水几乎不流入混合部一体型冷机26。因此,不通过混合部一体型冷机26进行制冷剂与设备用冷却水的热交换。
从混合部一体型冷机26流出的制冷剂经由第五三通接头12e流入储液器27。流入储液器27的制冷剂被气液分离。由储液器27分离出的气相制冷剂被吸入压缩机11而被再次压缩。由此,在循环中循环的制冷剂由于压缩机11的压缩工作而被加热。
与其他的暖机模式同样地,制冷剂暖机模式持续直到混合部一体型冷机26的制冷剂通路的出口侧的第三温度T3变为预先确定的基准制热温度以上为止。在制冷剂暖机模式结束时,向热气制热模式转移。
如上所述,在制冷剂暖机模式下,在混合部一体型冷机26使旁路侧制冷剂与减压部侧制冷剂混合,因此,与其他的暖机模式相比,能够降低流入储液器27的制冷剂的温度。因此,能够抑制储液器27中的发泡现象产生,并且加热被吸入压缩机11的制冷剂。
另外,在制冷剂暖机模式下,对冷却用膨胀阀14c的工作进行控制,以使旁路侧流量多于减压部侧流量。由此,能够抑制发泡现象产生,并且实现缩短暖机时间(即制冷剂暖机模式持续的时间间隔)。
在此,即使旁路侧流量变得比减压部侧流量多,也可能无法可靠地避免上述的储液器27的发泡现象。于是,本实施方式的控制装置60对冷却用膨胀阀14c的工作进行控制,以使混合部一体型冷机26流出的制冷剂的过热度不过度地上升。由此,可抑制发泡现象产生。
另外,使由冷却用膨胀阀14c减压后的减压部侧制冷剂流入配置于储液器27的制冷剂流上游侧的混合部一体侧冷机26,因此,在混合部一体侧冷机26中,能够将旁路侧制冷剂作为热源来加热减压部侧制冷剂。然后,能够使流入储液器27的制冷剂的温度相比于流入混合部一体侧冷机26的旁路侧制冷剂可靠地降低。
其结果是,在本实施方式的制冷剂暖机模式下,能够抑制发泡现象产生,并且实现缩短暖机的时间。
除此之外,通过缩小冷却用膨胀阀14c的节流开度,从而容易扩大循环的高低压差。因此,能够使制冷循环装置10d的制冷剂和各构成设备迅速地升温而迅速地开始车室内的制热。
另外,在本实施方式的制冷循环装置10d中,具备第一水流量调整阀46a,因此,能够使第一设备用冷却水温度TWL1接近基准第一冷却水温度KTWL1。因此,无论运转模式如何,都能够使电池70的温度稳定化。同样地,由于具备第二水流量调整阀46b,因此,无论运转模式如何,都能够使电动发电机71的温度稳定化。
(第十三实施方式)
在本实施方式中,对制冷循环装置10f进行说明。如图44所示,在制冷循环装置10f中,相对于在第十二实施方式所说明的制冷循环装置10d中废除储液器27并采用接收器28。
更详细而言,在制冷循环装置10f中,作为上游侧分支部,采用第十一实施方式所说明的分支部123。另外,第二三通接头12b的一方的流出口与接收器28的入口侧连接。在连接第二三通接头12b的一方的流出口与接收器28的入口的入口侧通路21f配置有第一入口侧开闭阀22d和第七三通接头12g。
接收器28是对从作为加热部的室内冷凝器113流出的制冷剂进行气液分离,将分离出的液相制冷剂作为循环的剩余制冷剂贮存的高压侧气液分离部。而且,接收器28使分离出的液相制冷剂的一部分向下游侧流出。第一入口侧开闭阀22d是对从入口侧通路21f中的第二三通接头12b的一方的流出口到第七三通接头12g的一方的流入口的制冷剂通路进行开闭的开闭阀。
第二三通接头12b的另一方的流出口与第八三通接头12h的一方的流入口侧连接。在连接第二三通接头12b的另一方的流出口与第八三通接头12h的一方的流入口的制冷剂通路配置有第二入口侧开闭阀22e。第二入口侧开闭阀22e是对连接第二三通接头12b的另一方的流出口与第八三通接头12h的一方的流入口的制冷剂通路进行开闭的电磁阀。
第八三通接头12h的流出口经由制热用膨胀阀14a与室外热交换器15的制冷剂入口侧连接。与室外热交换器15的出口侧连接的第三三通接头12c的一方的流出口经由第一单向阀16a与配置于入口侧通路21f的第七三通接头12g的另一方的入口侧连接。
接收器28的出口与第八三通接头12h的另一方的流入口侧连接。在连接接收器28的出口与第八三通接头12h的另一方的流入口的出口侧通路21g配置有第九三通接头12i和第四单向阀16d。第四单向阀16d容许制冷剂从第九三通接头12i侧流向第八三通接头12h侧,并禁止制冷剂从第八三通接头12h侧流向第九三通接头12i侧。
第九三通接头12i的另一方的流出口与第十三通接头12j的流入口侧连接。第十三通接头12j的一方的流出口经由制冷用膨胀阀14b与室内蒸发器18的制冷剂入口侧连接。第十三通接头12j的另一方的流出口经由冷却用膨胀阀14c与冷机19的制冷剂通路的入口侧连接。
而且,在制冷循环装置10f中,第五三通接头12e的流出口与第四三通接头12d的另一方的流入口侧连接。第四三通接头12d的流出口与压缩机11的吸入口侧连接。其他的制冷循环装置10f的结构与第十二实施方式所说明的制冷循环装置10d相同。
接着,对上述结构中的本实施方式的车辆用空调装置的工作进行说明。在本实施方式的车辆用空调装置中,为了进行车室内的空气调节和车载设备(具体是电池70和电动发电机71)的温度调整而对与第七实施方式同样的各种运转模式进行切换。以下对各运转模式的工作进行详细说明。
(a)制冷模式
在制冷模式下,控制装置60关闭第一入口侧开闭阀22d,打开第二入口侧开闭阀22e,关闭低压通路开闭阀22b。另外,控制装置60将制热用膨胀阀14a设为全开状态,制冷用膨胀阀14b设为节流状态,将旁路流量调整阀14d设为全闭状态。
因此,如图45的实线箭头所示,在制冷模式的制冷循环装置10f中,从压缩机11排出的制冷剂以室内冷凝器113、全开的制热用膨胀阀14a、室外热交换器15、第一单向阀16a、接收器28、制冷用膨胀阀14b、室内蒸发器18、蒸发压力调整阀20、第二单向阀16b、压缩机11的吸入口的顺序循环。另外,在图45中,用实线箭头表示未执行设备冷却模式的制冷模式时的制冷剂的流动。
而且,与第一实施方式的制冷模式同样地,控制装置60适当地控制其他的控制对象设备的工作。
因此,在制冷模式的制冷循环装置10f中,构成室外热交换器15作为使制冷剂冷凝的冷凝器发挥功能并且室内蒸发器18作为使制冷剂蒸发的蒸发器发挥功能的蒸汽压缩式的制冷循环。而且,在制冷模式的室内空调单元50中,由室内蒸发器18冷却后的送风空气向车室内吹出。由此,实现车室内的制冷。
另外,在本实施方式的车辆用空调装置中,也与第一实施方式同样地,控制装置60将冷却用膨胀阀14c设为节流状态,使第一设备用冷却水泵41a和第二设备用冷却水泵41b工作,由此,能够执行设备冷却模式。
在设备冷却模式下,如第十二实施方式所说明的那样,通过对设备用冷却水回路40c的回路结构进行切换,能够对电池70和电动发电机71中的至少一方进行冷却。
(b)串联除湿制热模式
在串联除湿制热模式下,控制装置60关闭第一入口侧开闭阀22d,打开第二入口侧开闭阀22e,关闭低压通路开闭阀22b。另外,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,将旁路流量调整阀14d设为全闭状态。
因此,如图45的实线箭头所示,在串联除湿制热模式的制冷循环装置10f中,与制冷模式同样地,从压缩机11排出的制冷剂以室内冷凝器113、制热用膨胀阀14a、室外热交换器15、第一单向阀16a、接收器28、制冷用膨胀阀14b、室内蒸发器18、蒸发压力调整阀20、第二单向阀16b、压缩机11的吸入口的顺序循环。
而且,控制装置60与第一实施方式的串联除湿制热模式同样地对其他的控制对象设备的工作进行适当控制。
因此,在串联除湿制热模式的制冷循环装置10f中,室内冷凝器113作为冷凝器发挥功能,室内蒸发器18作为蒸发器发挥功能。而且,在室外热交换器15中的制冷剂的饱和温度高于外气温度Tam的情况下,构成室外热交换器15作为冷凝器发挥功能的蒸汽压缩式的制冷循环。另外,在室外热交换器15中的制冷剂的饱和温度低于外气温度Tam的情况下,构成室外热交换器15作为蒸发器发挥功能的蒸汽压缩式的制冷循环。
而且,在串联除湿制热模式的室内空调单元50中,由室内蒸发器18冷却后的送风空气由室内冷凝器113再加热并向车室内吹出。由此,实现车室内的除湿制热。另外,在串联除湿制热模式时,与制冷模式时同样地,能够执行设备冷却模式。
另外,在本实施方式的制冷循环装置10f中,具有作为高压侧气液分离部的接收器28,因此,串联除湿制热模式在室外热交换器15中的制冷剂的饱和温度高于外气温度Tam的温度范围执行。
(c)并联除湿制热模式
在并联除湿制热模式下,控制装置60打开第一入口侧开闭阀22d,关闭第二入口侧开闭阀22e,打开低压通路开闭阀22b。另外,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,将旁路流量调整阀14d设为全闭状态。
因此,如图46的实线箭头所示,在并联除湿制热模式的制冷循环装置10f中,从压缩机11排出的制冷剂以室内冷凝器113、接收器28、第九三通接头12i、制冷用膨胀阀14b、室内蒸发器18、蒸发压力调整阀20、第二单向阀16b、压缩机11的吸入口的顺序循环。同时,从压缩机11排出的制冷剂以室内冷凝器113、接收器28、第九三通接头12i、第四单向阀16d、制热用膨胀阀14a、室外热交换器15、低压通路21d、压缩机11的吸入口的顺序循环。
即,在并联除湿制热模式下,被切换为室内蒸发器18与室外热交换器15相对于接收器28流出的制冷剂的流动并联连接的制冷剂回路。另外,在图46中,表示未执行设备冷却模式之际的并联除湿制热模式时的制冷剂流。
而且,控制装置60与第一实施方式的并联除湿制热模式同样地对其他的控制对象设备的工作进行适当控制。
因此,在并联除湿制热模式的制冷循环装置10f中,构成室内冷凝器113作为冷凝器发挥功能并且室内蒸发器18和室外热交换器15作为蒸发器发挥功能的蒸汽压缩式的制冷循环。
而且,在并联除湿制热模式的室内空调单元50中,由室内蒸发器18冷却后的送风空气由室内冷凝器113再加热并向车室内吹出。由此,实现车室内的除湿制热。另外,在并联除湿制热模式时,也与制冷模式时同样地,能够执行设备冷却模式。
(e)外气吸热制热模式
在外气吸热制热模式下,控制装置60打开第一入口侧开闭阀22d,关闭第二入口侧开闭阀22e,打开低压通路开闭阀22b。另外,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设为全闭状态,将旁路流量调整阀14d设为全闭状态。
因此,如图47的实线箭头所示,在外气吸热制热模式的制冷循环装置10f中,从压缩机11排出的制冷剂以室内冷凝器113、接收器28、第四单向阀16d、制热用膨胀阀14a、室外热交换器15、低压通路21d、压缩机11的吸入口的顺序循环。另外,在图47中,表示未执行设备冷却模式之际的外气吸热制热模式时的制冷剂流。
而且,控制装置60与第一实施方式的外气吸热制热模式同样地对其他的控制对象设备的工作进行适当控制。
因此,在外气吸热制热模式的制冷循环装置10f中,构成室内冷凝器113作为冷凝器发挥功能并且室外热交换器15作为蒸发器发挥功能的蒸汽压缩式的制冷循环。
而且,在外气吸热制热模式的室内空调单元50中,通过室内蒸发器18后的送风空气由室内冷凝器113加热并向车室内吹出。由此,实现车室内的制热。另外,在并联除湿制热模式时,也与制冷模式时同样地,能够执行设备冷却模式。
(g)热气制热模式
在热气制热模式下,控制装置60打开第一入口侧开闭阀22d,关闭第二入口侧开闭阀22e,关闭低压通路开闭阀22b。另外,控制装置60将制热用膨胀阀14a设为全闭状态,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,将旁路流量调整阀14d设为节流状态。
因此,如图48的实线箭头所示,在热气制热模式的制冷循环装置10f中,从压缩机11排出的制冷剂以分支部123、室内冷凝器113、入口侧通路21f、接收器28、冷却用膨胀阀14c、混合部一体型冷机26、压缩机11的吸入口的顺序循环。同时,从压缩机11排出的制冷剂的一部分以分支部123、旁路流量调整阀14d、混合部一体型冷机26、压缩机11的吸入口的顺序循环。
而且,控制装置60与第一实施方式的热气制热模式同样地对其他的控制对象设备的工作进行适当控制。因此,在制热模式的制冷循环装置10f中,与第一实施方式同样地,即使在极低外气温度时也能够抑制送风空气的加热能力降低。
另外,在热气制热模式下,能够执行与第十二实施方式同样的设备暖机模式。另外,在图48中,以细虚线箭头表示执行设备暖机模式期间的热气制热模式时的设备用冷却水回路40c中的设备用冷却水的流动。
在本实施方式的设备暖机模式下,控制装置60关闭第一水开闭阀44a,打开第二水开闭阀44b。另外,控制装置60使第一设备用冷却水泵41a和第二设备用冷却水泵41b工作,以发挥预先确定的基准排出能力。
因此,在执行设备暖机模式期间的设备用冷却水回路40c中,被切换为使设备用冷却水在电池70的冷却水通路70a与混合部一体型冷机26之间循环,并且使设备用冷却水在电动发电机71的冷却水通路71a与低温侧辐射器49之间循环的冷却水回路。
而且,控制装置60使用第一设备用冷却水温度TWL1控制第一水流量调整阀46a的工作。
具体而言,在本实施方式中,在流入混合部一体型冷机26的流入侧制冷剂的温度减去第一设备用冷却水温度TWL1得到的温度差ΔTWL1大于预先确定的基准温度差KΔTWL1的情况下,控制第一水流量调整阀46a的工作以使从冷却水通路70a流出的设备用冷却水的大致全部流量返回第一设备用冷却水泵41a的吸入口侧。
在由于电池70自身的发热等而温度差ΔTWL1为基准温度差KΔTWL1以下时,控制第一水流量调整阀46a的工作,以随着温度差ΔTWL1的缩小而使向混合部一体型冷机26侧流出的设备用冷却水的流量增加。
在此,在热气制热模式下,流入混合部一体型冷机26的流入侧制冷剂的温度为大致恒定。因此,随着温度差ΔTWL1的缩小而使向混合部一体型冷机26侧流出的设备用冷却水的流量增加实质上与随着第一设备用冷却水温度TWL1的上升而使向混合部一体型冷机26侧流出的设备用冷却水的流量增加相同。
另外,控制装置60控制第二水流量调整阀46b的工作以使由第二设备用冷却水温度传感器65d检测出的第二设备用冷却水温度TWL2接近基准第二冷却水温度KTWL2。另外,在图48中,以细虚线箭头表示温度差ΔTWL1大于预先确定的基准温度差KΔTWL1时的设备用冷却水的流动。
如上所述,在本实施方式的车辆用空调装置中,制冷循环装置10e根据各运转模式切换为制冷剂回路,由此,能够实现车室内的舒适的空气调节。
另外,在本实施方式的制冷循环装置10f中,具备混合部一体型冷机26,因此,与第七实施方式同样地,能够充分地抑制吸入侧制冷剂的焓的偏差。因此,在切换为将焓值不同的制冷剂彼此混合而吸入压缩机11的制冷剂回路时,也能够发挥稳定的加热能力,并且实现压缩机11的保护。
另外,在本实施方式的车辆用空调装置中,在极低外气温度时开始车室内的制热之前,能够执行在第九实施方式所说明的(h-1)辅助暖机模式和(h-2)无辅助暖机模式下的运转。另外,也能够如第十实施方式所说明的(h-3)加热器暖机模式那样地通过电加热器45加热设备用冷却水。而且,能够执行在第十二实施方式所说明的(h-4)制冷剂暖机模式下的运转。
然而,在本实施方式的制冷循环装置10f中,代替作为低压侧气液分离部的储液器27而采用作为高压侧气液分离部的接收器28。因此,若在低外气温度时执行上述的各暖机模式,则压缩机11可能会吸入在混合部一体型冷机26内等的循环的低压侧滞留的、干度较低的制冷剂。
于是,在本实施方式的制冷循环装置10f中,在执行各暖机模式之前执行在暖机准备模式下的运转。暖机准备模式是用于将循环内的制冷剂贮存于接收器28的运转模式。以下,对暖机准备模式的详细工作进行说明。
(i)暖机准备模式
本实施方式的暖机准备模式在(h-4)制冷剂暖机模式的执行前被执行。在暖机准备模式下,控制装置60打开第一入口侧开闭阀22d,关闭第二入口侧开闭阀22e,关闭低压通路开闭阀22b。另外,控制装置60将制热用膨胀阀14a设为全闭状态,将制冷用膨胀阀14b设为全闭状态,将冷却用膨胀阀14c设为全闭状态,将旁路流量调整阀14d设为节流状态。
因此,如图49的实线箭头所示,在暖机准备模式的制冷循环装置10f中,从压缩机11排出的制冷剂以分支部123、室内冷凝器113、入口侧通路21f、接收器28的顺序流动。同时,从压缩机11排出的制冷剂的一部分以分支部123、旁路流量调整阀14d、混合部一体型冷机26、压缩机11的吸入口的顺序循环。
而且,控制装置60适当地控制其他的控制对象设备的工作。例如,对压缩机11进行控制,以发挥预先确定的暖机准备模式用的制冷剂排出能力。暖机准备模式用的制冷剂排出能力被设定为比制冷剂暖机模式用的制冷剂排出能力低的值。
另外,控制装置60使室内空调单元50的室内送风机52停止。另外,控制装置60使第一设备用冷却水泵41a和第二设备用冷却水泵41b停止。即,在暖机准备模式下,禁止设备用冷却水流入混合部一体型冷机26侧。
因此,在暖机准备模式的制冷循环装置10f中,从压缩机11排出的温度比较高的制冷剂在分支部123分支。
在分支部123分支出的干度比较高的制冷剂由旁路通路21a的旁路流量调整阀14d减压,经由第六三通接头12f流入混合部一体型冷机26。在暖机准备模式下,第一设备用冷却水泵41a和第二设备用冷却水泵41b停止,因此,不通过混合部一体型冷机26进行制冷剂与设备用冷却水的热交换。
从混合部一体型冷机26流出的制冷剂被吸入压缩机11而被再次压缩。由此,在循环中循环的制冷剂由于压缩机11的压缩工作而被加热。
在分支部123分支出的干度比较低的制冷剂由于压力差而流入室内冷凝器113。在暖机准备模式下,室内送风机52停止,因此,不通过室内冷凝器113进行制冷剂与送风空气的热交换。
然而,在暖机准备模式下,室内冷凝器113变为极低温度,因此,流入室内冷凝器113的制冷剂在通过室内冷凝器113时向室内冷凝器113散热而冷凝。因此,在暖机准备模式下,能够使在分支部123分支出的干度比较低的制冷剂冷凝而作为液相制冷剂贮存于接收器28。
暖机准备模式被执行直到检测出混合部一体型冷机26的出口侧的制冷剂的干度为止。然后,当混合部一体型冷机26的出口侧的制冷剂的干度被检测时,结束暖机准备模式,向制冷剂暖机模式转移。
(h-4)制冷剂暖机模式
在制冷剂暖机模式下,控制装置60打开第一入口侧开闭阀22d,关闭第二入口侧开闭阀22e,关闭低压通路开闭阀22b。另外,控制装置60将制热用膨胀阀14a设为全闭状态,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,将旁路流量调整阀14d设为节流状态。
因此,如图48所示,在外气吸热制热模式的制冷循环装置10f中,从压缩机11排出的制冷剂以与热气制热模式同样的顺序循环。
而且,控制装置60适当地控制其他的控制对象设备的工作。例如,对压缩机11进行控制,以发挥预先确定的制冷剂暖机模式用的制冷剂排出能力。
另外,控制装置60将旁路流量调整阀14d控制为预先确定的制冷剂暖机模式用的规定开度。另外,控制装置60对冷却用膨胀阀14c控制节流开度,以使混合部一体型冷机26的出口侧的制冷剂的过热度SH接近基准过热度KSH。
其他的控制对象设备的工作与第十二实施方式的制冷剂暖机模式相同。因此,在制冷剂暖机模式的制冷循环装置10f中,与第十二实施方式的制冷剂暖机模式同样地,在循环中循环的制冷剂由于压缩机11的压缩工作而被加热。
与其他的暖机模式同样地,制冷剂暖机模式被持续直到混合部一体型冷机26的制冷剂通路的出口侧的第三温度T3变为预先确定的基准制热温度以上为止。在制冷剂暖机模式结束时,向上述的热气制热模式转移。
在热气制热模式下,随着温度差ΔTWL1的缩小而使向混合部一体型冷机26侧流出的设备用冷却水的流量增加。换言之,随着第一设备用冷却水温度TWL1的上升而使混合部一体型冷机26中的设备用冷却水与制冷剂的热交换量增加。由此,能够实现压缩机11的保护,并且使电池70适当地进行暖机。
更详细而言,在从制冷剂暖机模式转移到热气制热模式时,能够抑制低温的设备用冷却水一下子流入混合部一体型冷机26而使从混合部一体型冷机26流出的吸入侧制冷剂的焓降低的情况。因此,在从制冷剂暖机模式转移到热气制热模式时,能够抑制压缩机11吸入干度较低的制冷剂。
其结果是,在本实施方式的热气制热模式下,能够实现压缩机11的保护,并且进行电池70的暖机。而且,在电池70的暖机完成后,能够将电池70维持在适当的温度。
而且,第一水流量调整阀46a使不流入混合部一体型冷机26的设备用冷却水经由第一返回通路43d返回第一设备用冷却水泵41a的吸入口侧。由此,即使电池温度TB变化,通过冷却水通路70a的设备用冷却水的流量也不变化。其结果是,能够抑制电池70中的温度分布的产生。
如上所述,在本实施方式的制冷循环装置10f中,在执行制冷剂暖机模式下的运转之前,执行暖机准备模式,因此,在执行制冷剂暖机模式下的运转之前,能够将循环内的制冷剂贮存于接收器28。因此,在从暖机准备模式转移到制冷剂暖机模式时,即使增加压缩机11的转速(即制冷剂排出能力),也能够抑制压缩机11吸入干度较低的制冷剂。
其结果是,能够提供一种制冷循环装置,即使如制冷剂暖机模式那样将焓值不同的制冷剂彼此混合而吸入压缩机,也能够适当地保护压缩机。
另外,在本实施方式的制冷循环装置10f中,在暖机准备模式时,具体而言,将制热用膨胀阀14a、制冷用膨胀阀14b以及冷却用膨胀阀14c设为全闭状态,因此,能够将在分支部123分支出的一方的制冷剂贮存于接收器28。
而且,在本实施方式中,采用分支部123,因此,如第十一实施方式所说明的那样,能够使分支出的制冷剂中干度较低的一方的制冷剂向接收器28侧流出。因此,能够将液相制冷剂迅速地贮存于接收器28。即,能够迅速地完成暖机准备模式。
另外,在本实施方式的制冷循环装置10f中,暖机准备模式被执行直到混合部一体型冷机26的出口侧的制冷剂成为具有干度的气相制冷剂为止。由此,在转移到制冷剂暖机模式时,即使使压缩机11的转速增加,也能够可靠地抑制压缩机11的液压缩。
另外,在本实施方式的制冷循环装置10f中,使制冷剂排出能力在暖机准备模式时与制冷剂暖机模式相比降低。因此,在暖机准备模式时,即使压缩机11吸入干度比较低的制冷剂,也难以受到由于液压缩带来的不良影响。
另外,在本实施方式的制冷循环装置10f中,在暖机准备模式时,控制冷却用膨胀阀14c的工作以使旁路侧流量多于减压部侧流量。由此,容易扩大循环的高低压差。因此,能够使制冷循环装置10d的制冷剂和各构成设备迅速地升温,迅速地开始车室内的制热。
另外,在本实施方式的制冷循环装置10f中,在暖机准备模式结束后,调整冷却用膨胀阀14c的节流开度,以使混合部一体型冷机26的出口侧的制冷剂的过热度SH接近基准过热度KSH。由此,在暖机准备模式结束后,也能够避免压缩机11的液压缩,实现压缩机11的保护。
(第十四实施方式)
如图50所示,在本实施方式中,对具有制热用冷却水回路30a的制冷循环装置10g进行说明。
在制冷循环装置10g中,相对于第十三实施方式所说明的制冷循环装置10f废除室内冷凝器113、制热用膨胀阀14a、室外热交换器15、低压通路21d、低压通路开闭阀22b、接收器28等。
而且,在制冷循环装置10g中,分支部123的一方的流出口与水制冷剂热交换器13的制冷剂入口侧连接。水制冷剂热交换器13的制冷剂出口与第十三通接头12j的流入口侧连接。第十三通接头12j的一方的流出口与冷却用膨胀阀14c的入口侧连接。第十三通接头12j的另一方的流出口与制冷用膨胀阀14b的入口侧连接。
除了水制冷剂热交换器13的水通路132、制热用冷却水泵31以及加热器芯32之外,制热用冷却水回路30a还与制热用水旁路通路33连接。制热用水旁路通路33是使从水制冷剂热交换器13流出的制热用冷却水绕过加热器芯32而导向制热用冷却水泵31的吸入口侧的冷却水通路。
在制热用水旁路通路33配置有高温侧辐射器39。高温侧辐射器39是使制热用冷却水与外气进行热交换的热交换器。高温侧辐射器39的基本结构与第十二实施方式所说明的低温侧辐射器49相同。
制热用水旁路通路33的入口与水流量调整阀36的入口侧连接。水流量调整阀36是三通式的流量调整阀,能够连续地调整从水制冷剂热交换器13流出的制热用冷却水中的、向加热器芯32侧流出的冷却水流量与向高温侧辐射器39侧流出的冷却水流量的流量比。水流量调整阀36的基本结构与第一水流量调整阀46a等相同。
制热用水旁路通路33的出口与水用三通接头34的一方的流入口侧连接。水用三通接头34的基本结构与第一水用三通接头42a等相同。水用三通接头34的另一方的流入口与加热器芯32的制冷剂出口侧连接。水用三通接头34的流出口与制热用冷却水泵31的吸入口侧连接。
另外,在本实施方式的设备用冷却水回路40c配置有第三设备用冷却水泵41c。第三设备用冷却水泵41c被配置为吸入从混合部一体型冷机26流出的设备用冷却水并向第二水用三通接头42b的流入口侧排出。第三设备用冷却水泵41c的基本结构与第一设备用冷却水泵41a等相同。
其他的制冷循环装置10g的结构与第十三实施方式所说明的制冷循环装置10d相同。
接着,对上述结构中的本实施方式的车辆用空调装置的工作进行说明。在本实施方式的车辆用空调装置中,为了进行车室内的空气调节和车载设备(具体是电池70和电动发电机71)的温度调整而切换各种运转模式。以下对各运转模式的工作进行详细说明。
(a)制冷模式
在制冷模式下,控制装置60将制冷用膨胀阀14b设为节流状态,将旁路流量调整阀14d设为全闭状态。
因此,如图51的实线箭头所示,在制冷模式的制冷循环装置10g中,从压缩机11排出的制冷剂以水制冷剂热交换器13、第十三通接头12j、制冷用膨胀阀14b、室内蒸发器18、蒸发压力调整阀20、第二单向阀16b、压缩机11的吸入口的顺序循环。另外,在图51中,以实线箭头表示执行设备冷却模式期间的制冷剂的流动。
而且,控制装置60使制热用冷却水回路30a的制热用冷却水泵31工作,以发挥预先确定的基准压送能力。
另外,控制装置60对水流量调整阀36的工作进行控制,以使制热用冷却水温度TWH进行目标水温TWHO。另外,在制冷模式的水流量调整阀36中,使流入内部的制热用冷却水的大致全部流量向高温侧辐射器39侧流出。
在此,在图51中,以细虚线箭头表示除湿制热模式时的制热用冷却水的流动。因此,在图51中,在制热用水旁路通路33中也记在有制热用冷却水流通那样的细虚线箭头,但在制冷模式下,有时制热用冷却水不在制热用水旁路通路33流通。
另外,对于空气混合门驱动用的电动促动器,与第七实施方式同样地,控制装置60使空气混合门54位移。另外,在制冷模式下,使空气混合门54位移,以大致使冷风旁路通路55为全开,使加热器芯32侧的空气通路为全闭。
因此,在制冷模式的制冷循环装置10g中,构成水制冷剂热交换器13作为使制冷剂冷凝的冷凝器发挥功能并且室内蒸发器18作为使制冷剂蒸发的蒸发器发挥功能的蒸汽压缩式的制冷循环。在水制冷剂热交换器13中,制冷剂向制热用冷却水散热而冷凝。由此,制热用冷却水被加热。在室内蒸发器18中,制冷剂从送风空气吸热而蒸发。由此,送风空气被冷却。
在制冷模式的制热用冷却水回路30a中,从制热用冷却水泵31被压送的制热用冷却水流入水制冷剂热交换器13。由水制冷剂热交换器13加热后的制热用冷却水流入水流量调整阀36。在水流量调整阀36中,使流入内部的制热用冷却水的几乎全部流量向高温侧辐射器39侧流出。流入高温侧辐射器39的制热用冷却水与外气进行热交换而散热。由此,制热用冷却水被冷却。
在此,在制冷模式下,空气混合门54使加热器芯32侧的空气通路为全闭。因此,即使制热用冷却水经由水流量调整阀36流入加热器芯32,也不通过加热器芯32进行制热用冷却水与送风空气的热交换。因此,送风空气不被加热。
从高温侧辐射器39流出的制热用冷却水经由水用三通接头34被吸入制热用冷却水泵31而被再次压送。
在制冷模式的室内空调单元50中,由室内蒸发器18冷却后的送风空气向车室内吹出。由此,实现车室内的制冷。
另外,在本实施方式的车辆用空调装置中,在制冷模式时,能够执行对电池70和电动发电机71进行冷却的设备冷却模式。在本实施方式的设备冷却模式下,控制装置60将冷却用膨胀阀14c设为节流状态。
因此,如图51的实线箭头所示,在设备冷却模式的制冷循环装置10g中,在第十三通接头12j分支出的制冷剂以冷却用膨胀阀14c、混合部一体型冷机26、压缩机11的吸入口的顺序流动。即,在执行设备冷却模式期间的制冷模式下,切换为室内蒸发器18与混合部一体型冷机26相对于水制冷剂热交换器13流出的制冷剂的流动并联连接的制冷剂回路。
而且,控制装置60关闭设备用冷却水回路40c的第一水开闭阀44a,打开第二水开闭阀44b。另外,控制装置60对第一设备用冷却水泵41a~第三设备用冷却水泵41c控制水压送能力以发挥预先确定的设备冷却模式的基准压送能力。
另外,控制装置60对第一水流量调整阀46a进行控制,以使第一设备用冷却水温度TWL1接近基准第一冷却水温度KTWL1。另外,控制装置60对第二水流量调整阀46b进行控制,以使第二设备用冷却水温度TWL2接近基准第二冷却水温度KTWL2。
因此,如图51的细虚线箭头所示,在设备冷却模式的在设备用冷却水回路40c中,能够被切换为使设备用冷却水在电池70的冷却水通路70a与混合部一体型冷机26之间循环,并且使设备用冷却水在电动发电机71的冷却水通路71a与低温侧辐射器49之间循环的冷却水回路。
因此,在执行设备冷却模式期间的制冷循环装置10g中,流入混合部一体型冷机26的制冷剂从设备用冷却水吸热而蒸发。由此,设备用冷却水被冷却。
而且,在执行设备冷却模式期间的制冷模式的在设备用冷却水回路40c中,由混合部一体型冷机26冷却后的设备用冷却水流入电池70的冷却水通路70a。由此,电池70被冷却。而且,通过低温侧辐射器49向外气散热而被冷却后的设备用冷却水流入电动发电机71的冷却水通路71a。由此,电动发电机71被冷却。
其结果是,在执行设备冷却模式期间的制冷模式下,能够一边进行车室内的制冷,一边冷却电池70和电动发电机71。
另外,在设备冷却模式时,也可以打开第一水开闭阀44a,关闭第二水开闭阀44b。由此,能够使由混合部一体型冷机26冷却后的设备用冷却水流入电池70的冷却水通路70a和电动发电机71的冷却水通路71a而冷却电池70和电动发电机71双方。
(b)除湿制热模式
除湿制热模式的基本的工作与制冷模式相同。在除湿制热模式下,控制装置60将制冷用膨胀阀14b设为节流状态,将旁路流量调整阀14d设为全闭状态。
因此,如图51的实线箭头所示,在除湿制热模式的制冷循环装置10g中,从压缩机11排出的制冷剂以与制冷模式同样的顺序循环。
而且,控制装置60使制热用冷却水回路30a的制热用冷却水泵31工作以发挥预先确定的基准压送能力。
另外,控制装置60对水流量调整阀36控制工作,以使制热用冷却水温度TWH接近目标水温TWHO。因此,如图51的细虚线箭头所示,在除湿制热模式的制热用冷却水回路30a中,由水制冷剂热交换器13加热后的制热用冷却水从水流量调整阀36向加热器芯32侧和高温侧辐射器39侧双方流出。因此,在除湿制热模式下,与制冷模式相比,通过高温侧辐射器39而制热用冷却水向外气散热的散热量减少。
另外,对于空气混合门驱动用的电动促动器,与第七实施方式同样地,控制装置60使空气混合门54位移,以使送风空气温度TAV接近目标吹出温度TAO。另外,控制装置60与制冷模式同样地对其他的控制对象设备的工作进行适当控制。
因此,在除湿制热模式的制冷循环装置10g中,构成为水制冷剂热交换器13作为使制冷剂冷凝的冷凝器发挥功能并且室内蒸发器18作为使制冷剂蒸发的蒸发器发挥功能的蒸汽压缩式的制冷循环。在水制冷剂热交换器13中,制冷剂向制热用冷却水散热而冷凝。由此,制热用冷却水被加热。在室内蒸发器18中,制冷剂从送风空气吸热而蒸发。由此,送风空气被冷却。
在除湿制热模式的制热用冷却水回路30a中,由水制冷剂热交换器13加热后的制热用冷却水流入加热器芯32和高温侧辐射器39。流入加热器芯32的制热用冷却水向由室内蒸发器18冷却后的送风空气散热。
在除湿制热模式的室内空调单元50中,由室内蒸发器18冷却而除湿后的送风空气由加热器芯32再加热并向车室内吹出。由此,实现车室内的除湿制热。
另外,在除湿制热模式时,也与制冷模式时同样地,能够执行设备冷却模式。
(e)外气吸热制热模式
在外气吸热制热模式下,控制装置60将制冷用膨胀阀14b设为全闭状态,将旁路流量调整阀14d设为全闭状态。
因此,如图52的实线箭头所示,在制冷循环装置10g中,从压缩机11排出的制冷剂以水制冷剂热交换器13、第十三通接头12j、冷却用膨胀阀14c、混合部一体型冷机26、压缩机11的吸入口的顺序循环。
另外,控制装置60与制冷模式和除湿制热模式同样地控制制热用冷却水回路30a的制热用冷却水泵31、水流量调整阀36的工作。另外,在外气吸热制热模式下,如图52的细虚线箭头所示,水流量调整阀36使流入内部的制热用冷却水的几乎全部流量向加热器芯32侧流出。
另外,控制装置60打开设备用冷却水回路40c的第一水开闭阀44a,打开第二水开闭阀44b。另外,控制装置60对第三设备用冷却水泵41c控制水压送能力,以发挥预先确定的外气吸热制热模式用的基准压送能力。
另外,如图52所示,控制装置60对第一水流量调整阀46a控制工作,以使流入内部的设备用冷却水的大致全部流量返回第一设备用冷却水泵41a的吸入口侧。另外,对第二水流量调整阀46b控制工作以使流入内部的设备用冷却水的大致全部流量返回第二设备用冷却水泵41b的吸入口侧。
另外,控制装置60对第一设备用冷却水泵41a控制水压送能力,以使第一设备用冷却水温度TWL1接近基准第一冷却水温度KTWL1。另外,对第二设备用冷却水泵41b控制水压送能力,以使第二设备用冷却水温度TWL2接近基准第二冷却水温度KTWL2。
另外,控制装置60与第七实施方式的外气吸热制热模式同样地对其他的控制对象设备的工作进行适当控制。
因此,在外气吸热制热模式的制冷循环装置10g中,构成水制冷剂热交换器13作为使制冷剂冷凝的冷凝器发挥功能并且混合部一体型冷机26作为使制冷剂蒸发的蒸发器发挥功能的蒸汽压缩式的制冷循环。
在水制冷剂热交换器13中,制冷剂向制热用冷却水散热而冷凝。由此,制热用冷却水被加热。在混合部一体型冷机26中,制冷剂从设备用冷却水吸热而蒸发。由此,设备用冷却水被冷却。
在外气吸热制热模式的制热用冷却水回路30a中,由水制冷剂热交换器13加热后的制热用冷却水经由水流量调整阀36流入加热器芯32。流入加热器芯32的制热用冷却水根据空气混合门54的开度而与由室内蒸发器18冷却后的送风空气进行热交换。由此,送风空气被加热。
在外气吸热制热模式的在设备用冷却水回路40c中,由混合部一体型冷机26冷却后的设备用冷却水流入低温侧辐射器49。在低温侧辐射器49中,设备用冷却水从外气吸热而温度上升。在低温侧辐射器49温度上升后的设备用冷却水流入混合部一体型冷机26的水通路而被再次冷却。
在外气吸热制热模式的室内空调单元50中,通过室内蒸发器18后的送风空气由加热器芯32加热并向车室内吹出。由此,实现车室内的制热。
而且,在外气吸热制热模式的在设备用冷却水回路40c中,第一水流量调整阀46a使从电池70的冷却水通路70a流出的设备用冷却水返回电池70的冷却水通路70a的入口侧。另外,第一设备用冷却水泵41a的水压送能力被调整为使第一设备用冷却水温度TWL1接近基准第一冷却水温度KTWL1。由此,电池70的温度被维持在适当的温度。
同样地,第二水流量调整阀46b使从电动发电机71的冷却水通路71a流出的设备用冷却水返回电动发电机71的冷却水通路71a。另外,第二设备用冷却水泵41b的水压送能力被调整为使第二设备用冷却水温度TWL2接近基准第二冷却水温度KTWL2。由此,电动发电机71的温度被维持在适当的温度。
在此,在第一设备用冷却水温度TWL1高于基准第一冷却水温度KTWL1时,第一水流量调整阀46a也可以使从电池70的冷却水通路70a流出的设备用冷却水的一部分向混合部一体型冷机26的水通路侧流出。同样地,对于第二水流量调整阀46b,在第二设备用冷却水温度TWL2高于基准第二冷却水温度KTWL2时,也可以使从电动发电机71的冷却水通路71a流出的设备用冷却水的一部分向混合部一体型冷机26的水通路侧流出。
由此,能够通过混合部一体型冷机26使制冷剂吸收设备用冷却水所具有的热,使设备用冷却水所具有的热成为制热用冷却水的加热源。
(g)热气制热模式
在热气制热模式中,控制装置60将制冷用膨胀阀14b设为全闭状态,将旁路流量调整阀14d设为节流状态。
因此,如图53的实线箭头所示,在热气制热模式的制冷循环装置10g中,从压缩机11排出的制冷剂以水制冷剂热交换器13、第十三通接头12j、冷却用膨胀阀14c、混合部一体型冷机26、压缩机11的吸入口的顺序循环。同时,从压缩机11排出的制冷剂的一部分以分支部123、旁路流量调整阀14d、混合部一体型冷机26、压缩机11的吸入口的顺序循环。
而且,控制装置60与外气吸热制热模式同样地使制热用冷却水回路30a的制热用冷却水泵31、水流量调整阀36工作。
另外,与外气吸热制热模式同样地,控制装置60打开设备用冷却水回路40c的第一水开闭阀44a,打开第二水开闭阀44b。另外,控制装置60与外气吸热制热模式同样地控制第一设备用冷却水泵41a、第二设备用冷却水泵41b、第一水流量调整阀46a以及第二水流量调整阀46b的工作。另外,控制装置60使第三设备用冷却水泵41c停止。
另外,控制装置60与第七实施方式的热气制热模式同样地对其他的控制对象设备的工作进行适当控制。
因此,在热气制热模式的制冷循环装置10f中,与第七实施方式同样地,即使在极低外气温度时也能够抑制送风空气的加热能力降低。而且,在热气制热模式下,与外气吸热制热模式同样地,能够将电池70的温度和电动发电机71的温度维持在适当的值。
除此之外,在第一设备用冷却水温度TWL1高于基准第一冷却水温度KTWL1时,能够使制冷剂吸收设备用冷却水所具有的热,使设备用冷却水所具有的热成为制热用冷却水的加热源。同样地,在第二设备用冷却水温度TWL2高于基准第二冷却水温度KTWL2时,能够使制冷剂吸收设备用冷却水所具有的热,使设备用冷却水所具有的热成为制热用冷却水的加热源。
另外,本实施方式的制冷循环装置10g中,具备混合部一体型冷机26,因此,与第七实施方式同样地,能够充分地抑制吸入侧制冷剂的焓的偏差。因此,在切换为将焓值不同的制冷剂彼此混合而吸入压缩机11的制冷剂回路时,也能够发挥稳定的加热能力,并且实现压缩机11的保护。
另外,在本实施方式的车辆用空调装置中,在极低外气温度时开始车室内的制热之前,能够执行在第九实施方式所说明的(h-1)辅助暖机模式和(h-2)无辅助暖机模式下的运转。另外,也能够如第十实施方式所说明的(h-3)加热器暖机模式那样地通过电加热器45对设备用冷却水进行加热。
另外,在本实施方式的车辆用空调装置中,能够执行在第十二实施方式所说明的(h-4)制冷剂暖机模式下的运转。如图53所示,在(h-4)制冷剂暖机模式下,从压缩机11排出的制冷剂以与热气制热模式同样的顺序循环。
而且,本实施方式的制冷循环装置10g具有作为高压侧气液分离部的接收部13b。因此,能够执行在第十三实施方式所说明的(i)暖机准备模式下的运转。
在本实施方式的(i)暖机准备模式下,控制装置60将制冷用膨胀阀14b设为全闭状态,将冷却用膨胀阀14c设为全闭状态,将旁路流量调整阀14d设为节流状态。
因此,如图54的实线箭头所示,在暖机准备模式的制冷循环装置10g中,从压缩机11排出的制冷剂以分支部123、水制冷剂热交换器13的冷凝部13a、接收部13b的顺序流动。同时,从压缩机11排出的制冷剂的一部分以分支部123、旁路流量调整阀14d、混合部一体型冷机26、压缩机11的吸入口的顺序循环。
另外,控制装置60使制热用冷却水泵31停止。而且,控制装置60与第十三实施方式的暖机准备模式同样地对其他的控制对象设备的工作进行适当控制。因此,在暖机准备模式下,与第十三实施方式同样地,能够将在分支部123分支出的干度比较低的制冷剂冷凝而作为液相制冷剂贮存于水制冷剂热交换器13的接收部13b。
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,能够进行如下所述的各种变形。
在上述的实施方式中,说明了将本发明涉及的制冷循环装置10~10e应用于电动汽车所搭载的车辆用空调装置的例子,但不限定于此。例如,也可以将制冷循环装置10~10e应用于寒冷地区等所使用固定放置型的空调装置。而且,也可以将制冷循环装置10e应用于从内燃机和行驶用电动机双方获得车辆行驶用的驱动力的所谓的混合动力车辆。
另外,在本发明涉及的制冷循环装置10~10g中,说明了对作为发热设备的电池70和电动发电机71进行冷却的例子,但不限定于此。例如,也可以对逆变器、PCU、变速装置、ADAS用的控制装置等进行冷却。
逆变器向电动发电机等供给电力。PCU是进行变电、电力分配的电控制单元。变速装置是将变速器、差速齿轮等一体化的动力传递机构。ADAS用的控制装置是高级驾驶辅助系统用的控制装置。在应用于固定放置型的空调装置的情况下,也可以对其他的发热设备进行冷却。
制冷循环装置10~10g的结构不限定于上述的实施方式所公开的内容。
例如,在制冷循环装置10、10e、10g中,说明了采用过冷型的热交换器作为水制冷剂热交换器13的例子,但不限定于此。例如,也可以采用不具有过冷却部的接收器一体型的热交换器。而且,作为水制冷剂热交换器13,也可以采用制冷剂的流动方向与制热用冷却水的流动方向为相反方向的、所谓的相对流型的热交换器,也可以采用制冷剂的流动方向与制热用冷却水的流动方向为相同方向的、所谓的平行流型的热交换器。
另外,在第一实施方式所说明的混合部23中,采用了旁路侧制冷剂的流动方向与减压部侧制冷剂的流动方向为相同方向的、所谓的平行流型的热交换器,但不限定于此。也可以采用旁路侧制冷剂的流动方向与减压部侧制冷剂的流动方向为相反方向的、所谓的相对流型的热交换器。当然,也可以在混合部23的内部使制冷剂的流动方向转向。而且,在混合部一体型冷机26中,也可以采用平行流型的热交换器和相对流型的热交换器中的任意一种。
而且,在第一实施方式所说明的混合部23中,与混合部一体型冷机26同样地,能够供在第六三通接头12f等预先混合后的旁路侧制冷剂与减压部侧制冷剂的混合制冷剂流通。
另外,在第二实施方式所说明的混合部24、24a、24b中,说明了采用球状的沸石作为颗粒状部件242的例子,但不限定于此。只要能够扩大润湿面积,也可以采用例如金属球、碳素块等。另外,说明了采用网眼状的树脂作为过滤器244的例子,但不限定于此。例如,也可以采用网眼状的金属、无纺布等。
另外,在第三实施方式所说明的混合部25中,说明了采用金属制的网状部件作为多孔质部件251的例子,但不限定于此。例如,泡沫金属、烧结材料、无纺布等。例如,也可以采用将金属薄板弯折成波浪上的板进一步卷成涡旋状而形成的部件。
另外,在第六实施方式中,说明了采用迂回通路开闭阀22c作为迂回通路开闭部的例子,但不限定于此。例如,也可以在混合部迂回通路21e的入口部采用对流入混合部迂回通路21e的制冷剂回路与不流入混合部迂回通路21e的制冷剂回路进行切换的三通阀。
同样地,对于其他的制冷剂回路切换部,只要能够实现上述的各种运转模式时的制冷剂回路,也可以采用开闭阀、三通阀。
另外,在第七、第九、第十实施方式等中,作为构成为能够使旁路侧制冷剂、减压部侧制冷剂以及热交换对象流体进行热交换的混合部,说明了采用由一个层叠型的热交换器形成的混合部一体型冷机26的例子,但不限定于此。
即,构成为能够使旁路侧制冷剂、减压部侧制冷剂以及热交换对象流体进行热交换的混合部也可以具有使旁路侧制冷剂、减压部侧制冷剂以及热交换对象流体阶段性地的多个热交换部。例如,也可以具有使旁路侧制冷剂与设备用冷却水进行热交换的热交换部、使减压部侧制冷剂与设备用冷却水进行热交换的热交换部等多个热交换部。
例如,也可以具有使减压部侧制冷剂与设备用冷却水进行热交换的热交换部、使减压部侧制冷剂与旁路侧制冷剂进行热交换的热交换部等多个热交换部。因此,在第一实施方式所说明的制冷循环装置10中,通过冷机19和混合部23形成混合部,该混合部构成为能够使旁路侧制冷剂、所述减压部侧制冷剂以及热交换对象流体进行热交换。
因此,也可以将设备用冷却水回路40a应用于第一实施方式的制冷循环装置10,并且在图13所说明的热气制热模式的制冷剂回路中使从电池70的冷却水通路70a流出的设备用冷却水流入冷机19。由此,能够执行与第九实施方式所说明的辅助暖机模式对应的运转模式。
另外,也可以将设备用冷却水回路40b应用于第一实施方式的制冷循环装置10,并且在图13所说明的热气制热模式的制冷剂回路中使由电加热器45加热后的设备用冷却水流入冷机19。由此,能够执行与第十实施方式所说明的加热器暖机模式对应的运转模式。
另外,蒸发压力调整阀20不是必须的结构。在冷机19或混合部一体型冷机26中的制冷剂蒸发温度高于室内蒸发器18中的制冷剂蒸发温度的制冷循环装置中,也可以废除蒸发压力调整阀20。
另外,在上述的实施方式中,说明了采用R1234yf作为制冷循环装置10的制冷剂的例子,但不限定于此。例如,也可以采用R134a、R600a、R410A、R404A、R32、R407C等。或者也可以采用将它们之中的多个制冷剂混合的混合制冷剂等。
制热用冷却水回路30、设备用冷却水回路40、40a、40b、40c、外气吸热用冷却水回路80的结构不限定于上述的实施方式公开的内容。
例如,在第九实施方式中,说明了采用第一水开闭阀44a和第二水开闭阀44b作为热介质回路切换部的例子,但不限定于此。例如,代替第一水用三通接头42a,也可以采用对使从设备用冷却水泵41被压送的设备用冷却水向混合部一体型冷机26侧流出的回路与向水旁路通路43侧流出的回路进行切换的三通阀。
同样地,对于其他的热介质回路切换部,只要能够实现上述的各种运转模式时的热介质回路,也可以采用开闭阀、三通阀。
另外,在第十实施方式中,说明了采用电加热器45作为热介质加热部的例子,但不限定于此。例如,作为热介质加热部,也可以采用通过供给电力而发热的电热线等。
另外,如图41所示,也可以在制热用冷却水回路30配置作为高温侧热介质加热部的电加热器35。电加热器35的基本结构与第十实施方式所说明的电加热器45相同。
由此,能够通过电加热器35加热流入加热器芯32的制热用冷却水。因此,在热气制热模式时等,通过向电加热器35供给电力,能够抑制压缩机11的动力消耗,并且抑制车室内的制热能力降低。而且,也能够实现混合部23的小型化。
另外,如图55所示,在制冷循环装置10、10e中,也可以在加热器芯32的送风空气流下游侧配置作为加热送风空气的辅助空气加热部的空气用电加热器36。空气用电加热器36配置于室内空调单元50内的加热器芯32侧的空气通路。
由此,能够通过空气用电加热器36对加热器芯32通过后的送风空气进行加热。因此,在热气制热模式时等,通过向空气用电加热器36供给电力,能够抑制压缩机11的动力消耗,并且抑制车室内的制热能力降低。当然,在制冷循环装置10b~10d中,若将空气用电加热器36配置于室内冷凝器113的送风空气流下游侧,也能够得到同样的效果。
另外,在第十二实施方式、第十三实施方式中,说明了采用第一水流量调整阀46a和第二水流量调整阀46b作为流体流量调整部的例子,但不限定于此。也可以如第十四实施方式那样将第一设备用冷却水泵41a和第二设备用冷却水泵41b作为流体流量调整部。在该情况下,可以通过调整第一设备用冷却水泵41a和第二设备用冷却水泵41b的水压送能力来调整混合部一体型冷机26中的设备用冷却水与制冷剂的热交换量。
另外,在上述的实施方式中,说明了采用乙二醇水溶液作为制热用冷却水回路30、设备用冷却水回路40以及外气吸热用冷却水回路80的冷却水的例子,但不限定于此。例如,可以采用含有二甲基聚硅氧烷或纳米流体等的溶液、防冻液、含有酒精等的水系液制冷剂、含有油等的液体介质。
制冷循环装置10~10g的控制方式不限定于上述的实施方式所公开的内容。
例如,对于是否在室外热交换器15产生结霜的判定,也可以在外气温度Tam为结霜判定温度以下的时间在结霜判定时间以上时判定为在室外热交换器15产生了结霜。
另外,当在起动时选择了热气制热模式时,优选使制热用冷却水泵31停止直到从压缩机11排出的制冷剂的压力超过预先确定的基准高压。由此,能够迅速地加热制热用冷却水,能够期待速效制热。
另外,在上述的实施方式中,说明了在与串联除湿制热模式同样的制冷剂回路时将旁路流量调整阀14d设为节流状态的例子,但当然也可以根据需要打开旁路流量调整阀14d而成为节流状态。
另外,作为辅助暖机模式的执行条件,也可以在极低外气温度下开始车室内的制热时,且在电池温度TB高于预先确定的基准温度KTBA时执行辅助暖机模式。基准温度KTBA优选被设定为比执行热气制热模式时的外气温度Tam高的温度。
另外,在第十二实施方式、第十三实施方式所说明的制冷剂暖机模式下,说明了对冷却用膨胀阀14c的节流开度进行控制以使旁路侧流量多于减压部侧流量的例子,但不限定于此。例如,也可以将冷却用膨胀阀14c的节流开度控制为预先确定的制冷剂暖机模式用的规定开度,并且控制旁路流量调整阀14d的节流开度,以使旁路侧流量多于减压部侧流量。
另外,第十二实施方式、第十三实施方式所说明的制冷剂暖机模式也可以通过如制冷循环装置10a~10d那样具备储液器27的制冷循环装置执行。
另外,在上述的实施方式下,说明了持续制冷剂暖机模式直到混合部一体型冷机26的制冷剂通路的出口侧的第三温度T3变为基准制热温度以上为止的例子,但不限定于此。例如,也可以设置直接检测储液器27内的制冷剂温度的检测部,并持续制冷剂暖机模式直到检测出的制冷剂温度变为预先确定的基准温度以上为止。
另外,在第十三实施方式中,说明了在暖机准备模式结束后调整冷却用膨胀阀14c的节流开度,以使混合部一体型冷机26的出口侧的制冷剂的过热度SH接近基准过热度KSH的例子,但不限定于此。
例如,也可以是,将冷却用膨胀阀14c的节流开度控制为预先确定的制冷剂暖机模式用的规定开度,并控制旁路流量调整阀14d的节流开度,以使混合部一体型冷机26的出口侧的制冷剂的过热度SH接近基准过热度KSH。
而且,也可以控制流体流量调整部的工作以使混合部一体型冷机26的出口侧的制冷剂的过热度SH接近基准过热度KSH。即,也可以调整混合部一体型冷机26中的设备用冷却水与制冷剂的热交换量以使混合部一体型冷机26的出口侧的制冷剂的过热度SH接近基准过热度KSH。
另外,在第十四实施方式中,说明了在热气制热模式时控制第一水流量调整阀46a的工作以随着温度差ΔTWL1的缩小而使向混合部一体型冷机26侧流出的设备用冷却水的流量增加的例子,但不限定于此。
例如,第一设备用冷却水温度TWL1是从电池70的冷却水通路70a流出的设备用冷却水的温度,因此与电池温度TB具有较强的相关性。因此,也可以是,随着电池温度TB的上升而使向混合部一体型冷机26侧流出的设备用冷却水的流量增加。
而且,在第十四实施方式中,在热气制热模式时,将流入混合部一体型冷机26的流入侧制冷剂的温度设为大致恒定,但不限定于此。例如,也可以是,在热气制热模式时使流入侧制冷剂变化。在该情况下,例如,也可以是,随着流入侧制冷剂的温度上升,而使向混合部一体型冷机26侧流出的设备用冷却水的流量增加。例如,也可以是,随着从压缩机11排出的高压制冷剂的压力减去吸入侧制冷剂的压力而得到的压力差的增加,使向混合部一体型冷机26侧流出的设备用冷却水的流量增加。
另外,在第十四实施方式的制冷模式和除湿制热模式下,说明了控制水流量调整阀36的工作以使制热用冷却水温度TWH接近目标水温TWHO的例子,但不限定于此。例如,控制装置60也可以控制制热用冷却水泵31的水压送能力以使制热用冷却水温度TWH接近目标水温TWHO。
另外,在第十二~第十四实施方式下,在各运转模式时,主要将设备用冷却水回路40c切换为使设备用冷却水在电池70的冷却水通路70a与混合部一体型冷机26之间循环,并且使设备用冷却水在电动发电机71的冷却水通路71a与低温侧辐射器49之间循环的冷却水回路,但不限定于此。
例如,也可以是,在热气制热模式时,切换为使从混合部一体型冷机26流出的设备用冷却水流入电池70的冷却水通路70a和电动发电机71的冷却水通路71a双方的冷却水回路。
另外,上述各实施方式所公开的手段可以在能够实施的范围内进行适当组合。
例如,可以将第二实施方式、第三实施方式所说明的混合部24、24a、24b、25应用于第四~第六实施方式所说明的制冷循环装置10a~10c。
例如,也可以是,替代第八实施方式所说明的制冷循环装置10e的水制冷剂热交换器13和制热用冷却水回路30而采用室内冷凝器113作为加热部。
另外,也可以是,代替制冷循环装置10e的外气吸热用冷机119和外气吸热用冷却水回路80而采用室外热交换器15。不过,为了在(g)热气制热模式下有效地抑制送风空气的加热能力降低,优选具有抑制室外热交换器15中的制冷剂与外气的热交换的风门部件等。
例如,也可以将在第十一实施方式所说明的分支部121、122、123应用于在第一~第十实施方式、第十二实施方式所说明的制冷循环装置10~10e的上游侧分支部。
本发明以实施例为基准而进记叙,但应理解本发明并非限定于该实施例、结构。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、甚至它们之中仅包括一个要素、包含一个要素以上或以下的其他组合、方式也落入本发明的范畴、思想范围。
Claims (23)
1.一种制冷循环装置,其特征在于,具有:
压缩机(11),该压缩机将制冷剂压缩并排出;
上游侧分支部(12a、121、122、123),该上游侧分支部使从所述压缩机排出的所述制冷剂的流动分支;
加热部(13、30、30a、113),该加热部将在所述上游侧分支部分支出的一方的所述制冷剂作为热源而对加热对象物进行加热;
减压部(14a、14b、14c),该减压部使从所述加热部流出的所述制冷剂减压;
旁路通路(21a),该旁路通路将在所述上游侧分支部分支出的另一方的所述制冷剂导向所述压缩机的吸入口侧;
旁路流量调整部(14d),该旁路流量调整部对在所述旁路通路流通的所述制冷剂的流量进行调整;以及
混合部(23、24、25、26),该混合部使从所述旁路流量调整部流出的旁路侧制冷剂与从所述减压部流出的减压部侧制冷剂混合而向所述压缩机的吸入口侧流出,
所述混合部使所述旁路侧制冷剂与所述减压部侧制冷剂以如下的方式混合:实际向所述压缩机的吸入口侧流出的吸入侧制冷剂的焓减去将所述旁路侧制冷剂与所述减压部侧制冷剂均匀地混合后的混合制冷剂的焓而得到的焓差值的绝对值为预先确定的基准值以下。
2.根据权利要求1所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述混合部(24)具有润湿面积扩大部件(242),该润湿面积扩大部件使流入所述混合部的内部的液相制冷剂的润湿面积扩大。
3.根据权利要求1或2所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述混合部(25)具有:旁路侧制冷剂入口部(233a),该旁路侧制冷剂入口部供所述旁路侧制冷剂流入;减压部侧制冷剂入口部(233b),该减压部侧制冷剂入口部供所述减压部侧制冷剂流入;以及通路形成部件(251),该通路形成部件形成供流入所述混合部内部的所述旁路侧制冷剂和所述减压部侧制冷剂流通的多个细径通路,
所述细径通路的当量直径形成为比所述旁路侧制冷剂入口部的当量直径和所述减压部侧制冷剂入口部的当量直径小。
4.根据权利要求1所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述混合部具有热交换器(23),该热交换器具有多个热交换部件(231a、231b),该热交换部件通过使所述旁路侧制冷剂与该热交换部件的一方的面接触并且使所述减压部侧制冷剂与该热交换部件的另一方的面接触,从而使所述旁路侧制冷剂与所述减压部侧制冷剂进行热交换。
5.根据权利要求1所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述混合部是热交换部(19、23、26),该热交换部构成为能够使所述旁路侧制冷剂、所述减压部侧制冷剂以及热交换对象流体进行热交换。
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,
具备吸热部(15、119),该吸热部使由所述减压部(14a)减压后的所述制冷剂与热源流体进行热交换而蒸发。
7.根据权利要求6所述的制冷循环装置,其特征在于,具备:
下游侧分支部(12b),该下游侧分支部使从所述加热部流出的所述制冷剂的流动分支;以及
分支回路切换部(22a),该分支回路切换部对使所述制冷剂从所述下游侧分支部的一方的流出口流出的制冷剂回路和使所述制冷剂从所述下游侧分支部的另一方的流出口流出的制冷剂回路进行切换,
所述减压部具有使在所述下游侧分支部分支出的一方的所述制冷剂减压的第一减压部(14a)和使在所述下游侧分支部分支出的另一方的所述制冷剂减压的第二减压部(14b),
所述吸热部使由所述第一减压部减压后的所述制冷剂蒸发。
8.根据权利要求7所述的制冷循环装置,其特征在于,
还具备辅助蒸发部(18),该辅助蒸发部使由所述第二减压部(14b)减压后的所述制冷剂蒸发,
所述辅助蒸发部的制冷剂出口与所述混合部的出口侧连接。
9.根据权利要求7所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述混合部具有供所述减压部侧制冷剂流入的减压部侧制冷剂入口部(233b)和供所述制冷剂从所述混合部流出的混合制冷剂流出部(233c),
所述制冷循环装置还具备:
辅助蒸发部(18),该辅助蒸发部使由所述第二减压部(14b)减压后的所述制冷剂蒸发;混合部迂回通路(21e),该混合部迂回通路使所述减压部侧制冷剂从所述减压部侧制冷剂入口部侧绕过所述混合部而导向所述混合制冷剂流出部侧;以及迂回通路开闭部(22c),该迂回通路开闭部对所述混合部迂回通路进行开闭,
所述辅助蒸发部的制冷剂出口与所述减压部侧制冷剂入口部侧连接。
10.根据权利要求1~9中任意一项所述的制冷循环装置,其特征在于,具备:
高压侧气液分离部(13b、28),该高压侧气液分离部对从所述加热部流出的所述制冷剂进行气液分离,贮存分离出的液相制冷剂;以及
制冷剂流量控制部(60b),该制冷剂流量控制部控制所述减压部和所述旁路流量调整部中的至少一方的工作,
在通过所述加热部加热所述加热对象物的运转模式下,所述制冷剂流量控制部控制所述减压部和所述旁路流量调整部中的至少一方的工作,以使所述混合部的出口侧的所述制冷剂的过热度(SH)接近预先确定的基准过热度(KSH)。
11.根据权利要求1~9中任意一项所述的制冷循环装置,其特征在于,具备:
低压侧气液分离部(27),该低压侧气液分离部对从所述混合部流出的所述制冷剂进行气液分离,贮存分离出的液相制冷剂,并使分离出的气相制冷剂向所述压缩机的吸入口侧流出;以及
制冷剂流量控制部(60b),该制冷剂流量控制部控制所述减压部和所述旁路流量调整部中的至少一方的工作,
在制冷剂暖机模式下,所述制冷剂流量控制部控制所述减压部和所述旁路流量调整部中的至少一方的工作,以使所述旁路侧制冷剂的旁路侧流量多于所述减压部侧制冷剂的减压部侧流量,所述制冷剂暖机模式是在起动所述压缩机时对在所述混合部使所述旁路侧制冷剂与所述减压部侧制冷剂混合而被吸入所述压缩机的所述制冷剂进行加热的模式。
12.根据权利要求5所述的制冷循环装置,其特征在于,
具备热介质回路(40、40a、40b、40c),该热介质回路供所述热交换对象流体循环,
所述热介质回路与发热设备热交换部(70a、71a)连接,该发热设备热交换部使在工作时发热的发热设备(70、71)与所述热交换对象流体进行热交换。
13.根据权利要求12所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述热介质回路(40a)具有使从所述发热设备热交换部流出的所述热交换对象流体绕过所述混合部而流动的热介质旁路通路(43)和对所述热介质回路的回路结构进行切换的热介质回路切换部(44a、44b),
所述热介质回路切换部对使从所述发热设备热交换部流出的所述热交换对象流体流入所述热交换部的回路和使从所述发热设备热交换部流出的所述热交换对象流体流入所述热介质旁路通路侧的回路进行切换。
14.根据权利要求12所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述热介质回路(40b)具有对所述热交换对象流体进行加热的热介质加热部(45)和对所述热介质回路的回路结构进行切换的热介质回路切换部(44a、44b、44c),
所述热介质回路切换部对使从所述发热设备热交换部流出的所述热交换对象流体流入所述热交换部的回路和使由所述热介质加热部加热后的所述热交换对象流体流入所述热交换部的回路进行切换。
15.根据权利要求12所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述热介质回路(40c)具有对流入所述热交换部的所述热交换对象流体的流量进行调整的流体流量调整部(41a、41b、46a、46b),
在制冷剂暖机模式下,所述流体流量调整部禁止所述热交换对象流体流入所述热交换部,所述制冷剂暖机模式是起动所述压缩机时对在所述热交换部使所述旁路侧制冷剂与所述减压部侧制冷剂混合而被吸入所述压缩机的所述制冷剂进行加热的模式,
并且,在所述制冷剂暖机模式结束后,所述流体流量调整部随着从所述发热设备热交换部流出的所述热交换对象流体的温度上升而使流入所述热交换部的所述热交换对象流体的流量增加。
16.一种制冷循环装置,其特征在于,具备:
压缩机(11),该压缩机将制冷剂压缩并排出;
上游侧分支部(12a、121、122、123),该上游侧分支部使从所述压缩机排出的所述制冷剂的流动分支;
加热部(13、30、113),该加热部将在所述上游侧分支部分支出的一方的所述制冷剂作为热源而对加热对象物进行加热;
高压侧气液分离部(28),该高压侧气液分离部对从所述加热部流出的所述制冷剂进行气液分离,并贮存分离出的液相制冷剂;
减压部(14a、14b、14c),该减压部使从所述高压侧气液分离部流出的所述制冷剂减压;
旁路通路(21a),该旁路通路将在所述上游侧分支部分支出的另一方的所述制冷剂导向所述压缩机的吸入口侧;
旁路流量调整部(14d),该旁路流量调整部对在所述旁路通路流通的所述制冷剂的流量进行调整;以及
混合部(26),该混合部使从所述旁路流量调整部流出的旁路侧制冷剂与从所述减压部流出的减压部侧制冷剂混合而向所述压缩机的吸入口侧流出,
在起动所述压缩机时,执行对在所述混合部使所述旁路侧制冷剂与所述减压部侧制冷剂混合而被吸入所述压缩机的所述制冷剂进行加热的制冷剂暖机模式下的运转,并且,在执行所述制冷剂暖气模式之前,执行将循环内的所述制冷剂贮存于所述高压侧气液分离部的暖机准备模式下的运转。
17.根据权利要求16所述的制冷循环装置,其特征在于,
具备制冷剂流量控制部(60b),该制冷剂流量控制部至少控制所述减压部的工作,
所述制冷剂流量控制部在所述暖机准备模式时封闭所述减压部。
18.根据权利要求16或17所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述暖机准备模式被执行直到从所述混合部流出的所述制冷剂成为具有干度的气相制冷剂为止。
19.根据权利要求16~18中任意一项所述的制冷循环装置,其特征在于,
具备排出能力控制部(60a),该排出能力控制部控制所述压缩机的制冷剂排出能力,
所述排出能力控制部使制冷剂排出能力在所述暖机准备模式下与所述制冷剂暖机模式相比降低。
20.根据权利要求16~19中任意一项所述的制冷循环装置,其特征在于,
具备制冷剂流量控制部(60b),该制冷剂流量控制部对所述减压部和所述旁路流量调整部的工作进行控制,
在所述制冷剂暖机模式下,所述制冷剂流量控制部对所述减压部和所述旁路流量调整部中的至少一方的工作进行控制,以使旁路侧流量多于减压部侧流量,该旁路侧流量是所述旁路侧制冷剂的流量,该减压部侧流量是所述减压部侧制冷剂的流量。
21.根据权利要求16~20中任意一项所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述混合部是热交换部(19、23、26),该热交换部构成为能够使所述旁路侧制冷剂、所述减压部侧制冷剂以及热交换对象流体进行热交换,
所述制冷循环装置还具备:
热介质回路(40、40a、40b、40c),该热介质回路供所述热交换对象流体循环;
制冷剂流量控制部(60b),该制冷剂流量控制部对所述减压部和所述旁路流量调整部的工作进行控制;以及
流体流量控制部(60d),该流体流量控制部对调整流入所述热交换部的所述热交换对象流体的流量的流体流量调整部(41a、41b、46a、46b)的工作进行控制,
在所述暖机准备模式结束后,所述制冷剂流量控制部和所述流体流量控制部中的至少一方对所述减压部、所述旁路流量调整部以及所述流体流量调整部中的至少一个的工作进行控制,以使所述热交换部的出口侧的所述制冷剂的过热度(SH)接近预先确定的基准过热度(KSH)。
22.根据权利要求16~20中任意一项所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述混合部是热交换部(19、23、26),该热交换部构成为能够使所述旁路侧制冷剂、所述减压部侧制冷剂以及热交换对象流体进行热交换,
所述制冷循环装置还具备热介质回路(40c),该热介质回路供所述热交换对象流体循环,
所述热介质回路具有流体流量调整部(41a、41b、46a、46b),该流体流量调整部对流入所述热交换部的所述热交换对象流体的流量进行调整,
所述热介质回路与发热设备热交换部(70a、71a)连接,该发热设备热交换部使在工作时发热的发热设备(70、71)与所述热交换对象流体进行热交换,
在所述暖机准备模式时和所述制冷剂暖机模式时,所述流体流量调整部禁止所述热交换对象流体流入所述热交换部,
并且,在所述制冷剂暖机模式结束后,所述流体流量调整部随着从所述发热设备热交换部流出的所述热交换对象流体的温度上升而使流入所述热交换部的所述热交换对象流体的流量增加。
23.根据权利要求1~22中任意一项所述的制冷循环装置,其特征在于,
在所述制冷剂中混入有润滑所述压缩机的冷冻机油,
所述上游侧分支部使分支出的一方的所述制冷剂的干度与另一方的所述制冷剂的干度为不同的值,使干度高的一方的所述制冷剂向所述旁路通路侧流出。
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