CN115916561A - 制冷循环装置 - Google Patents

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山田淳司
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Abstract

具备:散热部(12),该散热部使从压缩机(11)排出的制冷剂散热;减压部(16),该减压部使由散热部散热后的制冷剂减压;蒸发部(17),该蒸发部使由减压部减压后的制冷剂与热介质进行热交换而对热介质进行冷却;外气吸热部(45),该外气吸热部使由蒸发部冷却后的热介质从外气吸热;热源(25、82),该热源向热介质散热而对热介质进行加热;第一循环回路(20、80),该第一循环回路使热介质循环至热源;第二循环回路(30),该第二循环回路使热介质在蒸发部与外气吸热部之间循环;以及流路切换部(26、60、83),该流路切换部对是否需要进行外气吸热部的除霜进行判定,在判定为不需要进行外气吸热部的除霜的情况下,使热介质在第一循环回路和第二循环回路分别进行循环,在判定为需要进行外气吸热部的除霜的情况下,切换热介质的流路,以使第一循环回路的热介质循环至外气吸热部。

Description

制冷循环装置
相关申请的相互参照
本申请基于在2020年9月22日申请的日本专利申请2020-158031号,在此援引其记载内容。
技术领域
本发明涉及从外气吸热的制冷循环装置。
背景技术
以往,在专利文献1中记载有具备作为外气吸热器的LT散热器的热泵系统。在LT散热器中,在冷机中由制冷剂冷却后的冷却水从外气进行吸热。在冷机中被冷却时的冷却水温度有时为0℃以下,若冷却水温度为0℃以下,则在LT散热器的表面上外气中的水分凝固而附着霜(所谓的结霜)。
在该以往技术中,由水冷冷凝器加热后的冷却水供给到LT散热器,从而附着在LT散热器的表面上的霜融化而被除去(所谓的除霜)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:专利第6399060号公报
在上述以往技术中,作为热泵系统(换言之,从外气吸热的制冷循环装置),针对在何时如何进行除霜是最高效的这样的观点没有任何提及。
发明内容
本发明鉴于上述问题,其目的在于在从外气吸热的制冷循环装置中尽可能高效地进行除霜。
基于本发明的一个方面的制冷循环装置具备压缩机、散热部、减压部、蒸发部、外气吸热部、热源、第一循环回路、第二循环回路以及流路切换部。
压缩机将制冷剂吸入并进行压缩、排出。散热部使从压缩机排出的制冷剂散热。减压部使由散热部散热后的制冷剂减压。蒸发部使由减压部减压后的制冷剂与热介质进行热交换而使制冷剂蒸发,并对热介质进行冷却。
外气吸热部使由蒸发部冷却后的热介质从外气吸热。热源向热介质散热而对热介质进行加热。第一循环回路使热介质循环至热源,第二循环回路使热介质在蒸发部与外气吸热部之间循环。
流路切换部对是否需要进行外气吸热部的除霜进行判定,在判定为不需要进行外气吸热部的除霜的情况下,使热介质在第一循环回路和第二循环回路分别进行循环,在判定为需要进行外气吸热部的除霜的情况下,切换热介质的流路,以使第一循环回路的热介质循环至外气吸热部。
由此,能够在需要进行外气吸热部的除霜时可靠地进行除霜,因此能够高效地进行除霜。
附图说明
关于本发明的上述目的及其他目的、特征和优点通过参照附图来进行下述的详细描述而变得更加明确。
图1是第一实施方式中的制冷循环装置的整体结构图。
图2是表示第一实施方式中的制冷循环装置的电气控制部的框图。
图3是表示第一实施方式中的制冷循环装置的废热除霜模式时的工作状态的整体结构图。
图4是表示第一实施方式中的制冷循环装置的制热热除霜模式时的工作状态的整体结构图。
图5是表示第一实施方式中的控制程序的控制处理的流程图。
图6是在第一实施方式中的控制程序的控制处理中用于共用散热器的结霜判定的判定图。
图7是表示第一实施方式中的制冷循环装置的一个工作例的时序图。
图8是表示第一实施方式中的制冷循环装置的另一工作例的时序图。
图9是第二实施方式中的制冷循环装置的整体结构图。
图10是表示第二实施方式中的制冷循环装置的制热热除霜模式时的工作状态的整体结构图。
图11是表示第三实施方式中的控制程序的控制处理的流程图。
图12是表示第三实施方式中的制冷循环装置的一个工作例的时序图。
具体实施方式
以下,参照附图来说明用于实施本发明的多个方式。在各实施方式中,有时对与在先前的实施方式中说明过的事项对应的部分标注相同的参照符号并省略重复的说明。在各实施方式中只说明了结构的一部分的情况下,对于结构的其他部分,能够应用先前说明过的其他实施方式。不仅是在各实施方式中具体地明示了能够进行组合的部分彼此的组合,而且只要组合不特别产生妨碍,则即使未明示也能够将实施方式彼此部分地组合。
(第一实施方式)
以下,基于附图对实施方式进行说明。图1所示的车辆用空调装置1是将车室内空间(换言之,空气调节对象空间)调整为适当的温度的空调装置。车辆用空调装置1具有制冷循环装置10。
制冷循环装置10搭载于电动汽车或混合动力汽车等。电动汽车是从行驶用电动机获得车辆行驶用的驱动力的汽车。混合动力汽车是从发动机(换言之,内燃机)以及行驶用电动机获得车辆行驶用的驱动力的汽车。
制冷循环装置10是具备压缩机11、冷凝器12、第一膨胀阀13、空气侧蒸发器14、定压阀15、第二膨胀阀16以及冷却水侧蒸发器17的蒸气压缩式制冷机。在本实施方式的制冷循环装置10中,作为制冷剂而使用了氟利昂系制冷剂,构成高压侧制冷剂压力不超过制冷剂的临界压力的亚临界制冷循环。
第二膨胀阀16和冷却水侧蒸发器17在制冷剂流动中相对于第一膨胀阀13、空气侧蒸发器14以及定压阀15并列配置。
在制冷循环装置10中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,制冷剂按照压缩机11、冷凝器12、第一膨胀阀13、空气侧蒸发器14、定压阀15、压缩机11的顺序循环。在第二制冷剂循环回路中,制冷剂按照压缩机11、冷凝器12、第二膨胀阀16、冷却水侧蒸发器17的顺序循环。
压缩机11是由从电池供给的电力驱动的电动压缩机,将制冷循环装置10的制冷剂吸入并压缩后排出。压缩机11的电动机由图2所示的控制装置60控制。压缩机11也可以是由带驱动的可变容量压缩机。
冷凝器12是使从压缩机11排出的高压侧制冷剂与高温冷却水回路20的冷却水进行热交换的高压侧热交换器。冷凝器12是通过使从压缩机11排出的制冷剂与冷却水进行热交换来使制冷剂散热从而加热冷却水的散热部。
在为电动汽车的情况下,压缩机11和冷凝器12配置在车辆的电动机室内。电动机室是收容行驶用电动机的空间。在为混合动力汽车的情况下,压缩机11和冷凝器12配置在车辆的发动机室内。发动机室是收容发动机的空间。
冷凝器12具有冷凝部12a、接收器12b以及过冷却部12c。在冷凝器12中制冷剂按照冷凝部12a、接收器12b以及过冷却部12c的顺序流动。
冷凝部12a通过使从压缩机11排出的高压侧制冷剂与高温冷却水回路20的冷却水进行热交换而使高压侧制冷剂冷凝。
接收器12b是下述的气液分离部:将从冷凝器12流出的高压制冷剂的气液分离后,使分离出的液相制冷剂向下游侧流出,并且贮存循环的剩余制冷剂。
过冷却部12c使从接收器12b流出的液相制冷剂与高温冷却水回路20的冷却水进行热交换而对液相制冷剂进行过冷却。
高温冷却水回路20的冷却水是作为热介质的流体。高温冷却水回路20的冷却水是高温热介质。在本实施方式中,作为高温冷却水回路20的冷却水,使用了至少含有乙二醇、二甲基聚硅氧烷或纳米流体的液体或防冻液体。高温冷却水回路20是供冷却水进行循环的第一循环回路。高温冷却水回路20是供高温热介质进行循环的高温热介质回路。
第一膨胀阀13是使从过冷却部12c流出的液相制冷剂减压膨胀的第一减压部。第一膨胀阀13是电气式膨胀阀。电气式膨胀阀是具有阀芯和电动致动器而构成的电气式的可变节流机构,其中,该阀芯构成为能够变更节流开度,该电动致动器使阀芯的开度变化。
第一膨胀阀13是对制冷剂流向空气侧蒸发器14的状态和不流向空气侧蒸发器14的状态进行切换的制冷剂流切换部。第一膨胀阀13根据从控制装置60输出的控制信号来控制其工作。
第一膨胀阀13也可以是机械式的温度膨胀阀。在第一膨胀阀13是机械式的温度膨胀阀的情况下,对第一膨胀阀13侧的制冷剂流路进行开闭的开闭阀需要与第一膨胀阀13分开设置。
空气侧蒸发器14是使从第一膨胀阀13流出的制冷剂与向车室内吹送的空气进行热交换而使制冷剂蒸发的蒸发器。在空气侧蒸发器14中,制冷剂从向车室内吹送的空气吸热。空气侧蒸发器14是对向车室内吹送的空气进行冷却的空气冷却器。
定压阀15是将空气侧蒸发器14的出口侧的制冷剂的压力维持为规定值的压力调整部。定压阀15由机械式的可变节流机构构成。具体而言,当空气侧蒸发器14的出口侧的制冷剂的压力低于规定值时,定压阀15使制冷剂通路的通路面积(即节流开度)减少,当空气侧蒸发器14的出口侧的制冷剂的压力超过规定值时,定压阀15使制冷剂通路的通路面积(即节流开度)增加。由定压阀15进行压力调整后的气相制冷剂被吸入压缩机11而被压缩。
当在循环中循环的循环制冷剂流量的变动较少的情况等下,也可以采用由节流孔、毛细管等构成的固定节流部件来代替定压阀15。
第二膨胀阀16是使从冷凝器12流出的液相制冷剂减压膨胀的第二减压部。第二膨胀阀16是电气式膨胀阀。电气式膨胀阀是具有阀芯和电动致动器而构成的电气式的可变节流机构,该阀芯构成为能够变更节流开度,该电动致动器使阀芯的开度变化。第二膨胀阀16能够使制冷剂流路全闭。
第二膨胀阀16是对制冷剂流向冷却水侧蒸发器17的状态和不流向冷却水侧蒸发器17的状态进行切换的制冷剂流切换部。第二膨胀阀16根据从控制装置60输出的控制信号来控制其工作。
第二膨胀阀16也可以是机械式的温度膨胀阀。在第二膨胀阀16是机械式的温度膨胀阀的情况下,对第二膨胀阀16侧的制冷剂流路进行开闭的开闭阀需要与第二膨胀阀16分开设置。
冷却水侧蒸发器17是使从第二膨胀阀16流出的制冷剂与低温冷却水回路30的冷却水进行热交换而使制冷剂蒸发的蒸发部。在冷却水侧蒸发器17中,制冷剂从低温冷却水回路30的冷却水吸热。冷却水侧蒸发器17是对低温冷却水回路30的冷却水进行冷却的热介质冷却器。在冷却水侧蒸发器17蒸发后的气相制冷剂被吸入压缩机11而被压缩。
低温冷却水回路30的冷却水是作为热介质的流体。低温冷却水回路30的冷却水是低温热介质。在本实施方式中,作为低温冷却水回路30的冷却水,使用了至少含有乙二醇、二甲基聚硅氧烷或纳米流体的液体或防冻液体。低温冷却水回路30是供低温的热介质进行循环的低温热介质回路。低温冷却水回路30是供冷却水进行循环的第二循环回路。
在高温冷却水回路20配置有冷凝器12、高温侧泵21、加热器芯22、共用散热器45、贮水箱24以及电加热器25。
高温侧泵21是吸入并排出冷却水的热介质泵。高温侧泵21是电动式泵。高温侧泵21是排出流量恒定的电动式泵,但高温侧泵21也可以是排出流量可变的电动式泵。
加热器芯22是使高温冷却水回路20的冷却水与向车室内吹送的空气进行热交换而对向车室内吹送的空气进行加热的空气加热部。在加热器芯22中,冷却水向朝向车室内吹送的空气散热。加热器芯22是利用由冷凝器12加热后的冷却水的热的热利用部。高温冷却水回路20是使冷却水循环至加热器芯22的制热用回路。
共用散热器45是使高温冷却水回路20的冷却水与外气进行热交换而从冷却水向外气散热的散热器。共用散热器45是由高温冷却水回路20和低温冷却水回路30共用的散热器。
冷凝器12和高温侧泵21配置于冷凝器流路20a。冷凝器流路20a是供高温冷却水回路20的冷却水流动的流路。
冷凝器12中的冷却水的流动方向与冷凝器12中的制冷剂的流动方向相对。即,在冷凝器12中,冷却水按照过冷却部12c、冷凝部12a的顺序流动。
加热器芯22配置于加热器芯流路20b。加热器芯流路20b是供高温冷却水回路20的冷却水流动的流路。
共用散热器45配置于散热器流路20c。散热器流路20c是供高温冷却水回路20的冷却水相对于加热器芯22并列地流动的流路。
在高温冷却水回路20的分支部20d配置有第一三通阀26。分支部20d是从冷凝器流路20a分支为加热器芯流路20b和散热器流路20c的分支部。
第一三通阀26是切换高温冷却水回路20中的冷却水的流路的流路切换部。第一三通阀26对加热器芯流路20b和散热器流路20c进行开闭。第一三通阀26对加热器芯流路20b的开度和散热器流路20c的开度进行调整。第一三通阀26对加热器芯流路20b与散热器流路20c的开度比进行调整。第一三通阀26对在加热器芯22中流动的冷却水与在共用散热器45中流动的冷却水的流量比进行调整。
在高温冷却水回路20的合流部20e配置有贮水箱24。合流部20e是从加热器芯流路20b和散热器流路20c合流到冷凝器流路20a的合流部。
贮水箱24是贮存剩余冷却水的贮存部。通过在贮水箱24中贮存剩余冷却水,能够抑制在各流路中循环的冷却水的液量的降低。
贮水箱24是密闭式贮水箱或大气开放式贮水箱。密闭式贮水箱是使储存的冷却水的液面的压力为规定压力的贮水箱。大气开放式贮水箱是使储存的冷却水的液面的压力为大气压的贮水箱。
贮水箱24具有使混在冷却水中的气泡从冷却水中分离的气液分离功能。
电加热器25配置在高温冷却水回路20的分支部20d的下游侧且加热器芯22的上游侧。电加热器25是通过从电池供给电力而产生焦耳热来加热冷却水的热源设备。电加热器25是第二热源。电加热器25辅助性地加热高温冷却水回路20的冷却水。电加热器25由控制装置60控制。
在低温冷却水回路30配置有低温侧泵31、冷却水侧蒸发器17以及共用散热器45。
低温侧泵31是吸入并排出冷却水的热介质泵。低温侧泵31是电动式泵。共用散热器45是使低温冷却水回路30的冷却水与外气进行热交换而使低温冷却水回路30的冷却水从外气吸热的外气吸热部。
低温冷却水回路30的一部分与高温冷却水回路20的散热器流路20c合流。共用散热器45配置在低温冷却水回路30中的与高温冷却水回路20的散热器流路20c合流的部分。因此,在共用散热器45中能够流通有高温冷却水回路20的散热器流路20c的冷却水和低温冷却水回路30的冷却水这两者。
共用散热器45和室外送风机40配置在车辆的最前部。因此,在车辆行驶时,能够使行驶风吹到共用散热器45。
室外送风机40是朝向共用散热器45吹送外气的外气送风部。室外送风机40是利用电动机驱动风扇的电动送风机。室外送风机40的工作由控制装置60控制。
共用散热器45和室外送风机40配置在车辆的最前部。因此,在车辆行驶时,能够使行驶风吹到共用散热器45。
空气侧蒸发器14和加热器芯22收容在室内空调单元50的空调壳体51中。室内空调单元50配置在车室内前部的未图示的仪表盘的内侧。空调壳体51是形成空气通路的空气通路形成部件。
加热器芯22在空调壳体51内的空气通路中配置在空气侧蒸发器14的空气流下游侧。在空调壳体51配置有内外气切换箱52和室内送风机53。
内外气切换箱52是向空调壳体51内的空气通路切换导入内气和外气的内外气切换部。室内送风机53将通过内外气切换箱52导入到空调壳体51内的空气通路中的内气和外气吸入并进行吹送。室内送风机53的工作由控制装置60控制。
在空调壳体51内的空气通路中的空气侧蒸发器14与加热器芯22之间配置有空气混合门54。空气混合门54对通过空气侧蒸发器14后的冷风中的流入加热器芯22的冷风与在冷风旁通通路55中流动的冷风的风量比例进行调整。
冷风旁通通路55是供通过空气侧蒸发器14后的冷风绕过加热器芯22而流动的空气通路。
空气混合门54是旋转式门,该旋转式门具有以能够旋转的方式支承于空调壳体51的旋转轴和与旋转轴结合的门基板部。通过调整空气混合门54的开度位置,能够将从空调壳体51向车室内吹出的空调风的温度调整为期望温度。
空气混合门54的旋转轴由伺服电动机56驱动。空气混合门用伺服电动机56的工作由控制装置60控制。
空气混合门54也可以是在与空气流大致正交的方向上滑动移动的滑动门。滑动门既可以是由刚体形成的板状的门,也可以是由具有可挠性的薄膜材料形成的薄膜门。
由空气混合门54调整温度后的空调风从形成于空调壳体51的吹出口57向车室内吹出。
在蓄热回路80配置有蓄热用泵81、废热设备82、共用散热器45以及第二三通阀83。
蓄热回路80的冷却水是作为热介质的流体。蓄热回路80的冷却水是高温热介质。在本实施方式中,作为蓄热回路80的冷却水,使用了至少含有乙二醇、二甲基聚硅氧烷或纳米流体的液体、或者防冻液体。蓄热回路80是供高温热介质进行循环的高温热介质回路。
蓄热用泵81是吸入并排出冷却水的热介质泵。蓄热用泵81是电动式泵。
废热设备82是随着工作而产生废热的热源设备。废热设备82是第一热源。例如,废热设备82是逆变器。废热设备82也可以是电动发电机、充电器等。蓄热用泵81和废热设备82配置于废热设备流路80a。
共用散热器45配置于除霜流路80b。除霜流路80b是供蓄热回路80的冷却水流动的流路。循环流路80c是供蓄热回路80的冷却水相对于除霜流路80b并列流动的流路。
除霜流路80b的一部分与高温冷却水回路20的散热器流路20c及低温冷却水回路30合流。共用散热器45配置于除霜流路80b中的与高温冷却水回路20的散热器流路20c及低温冷却水回路30合流的部分。因此,在共用散热器45中能够流通有高温冷却水回路20的散热器流路20c的冷却水、低温冷却水回路30的冷却水以及蓄热回路80的除霜流路80b的冷却水。
在蓄热回路80的分支部80d配置有第二三通阀83。分支部80d是从废热设备流路80a分支为除霜流路80b和循环流路80c的分支部。除霜流路80b和循环流路80c在合流部80e与废热设备流路80a合流。
第二三通阀83是切换蓄热回路80中的冷却水的流路的流路切换部。第二三通阀83对除霜流路80b和循环流路80c进行开闭。第二三通阀83对除霜流路80b的开度和循环流路80c的开度进行调整。第二三通阀83对除霜流路80b与循环流路80c的开度比进行调整。第二三通阀83对在除霜流路80b中流动的冷却水与在循环流路80c中流动的冷却水的流量比进行调整。
图2所示的控制装置60由包括CPU、ROM以及RAM等的众所周知的微型计算机及其周边电路构成。控制装置60基于存储于ROM内的控制程序而进行各种运算、处理。在控制装置60的输出侧连接有各种控制对象设备。控制装置60是控制各种控制对象设备的工作的控制部。
由控制装置60控制的控制对象设备是压缩机11、第一膨胀阀13、第二膨胀阀16、第一三通阀26、室外送风机40、室内送风机53、空气混合门用伺服电动机56以及第二三通阀83等。
控制装置60中的对压缩机11的电动机进行控制的软件和硬件是制冷剂排出能力控制部。控制装置60中的对第一膨胀阀13和第二膨胀阀16进行控制的软件和硬件是节流控制部。
控制装置60中的对第一三通阀26和第二三通阀83进行控制的软件和硬件是三通阀控制部。控制装置60、第一三通阀26以及第二三通阀83是切换冷却水的流路的流路切换部。
控制装置60中的对室外送风机40进行控制的软件和硬件是外气送风能力控制部。
控制装置60中的对室内送风机53进行控制的软件和硬件是空气送风能力控制部。
控制装置60中的对空气混合门用伺服电动机56进行控制的软件和硬件是风量比例控制部。
在控制装置60的输入侧连接有各种控制用传感器组。各种控制用传感器组是内气温度传感器61、外气温度传感器62、日照量传感器63、高温冷却水温度传感器64、散热器温度传感器65、蓄热冷却水温度传感器66等。
内气温度传感器61检测车室内温度Tr。外气温度传感器62检测外气温度Tam。日照量传感器63检测车室内的日照量Ts。
高温冷却水温度传感器64检测高温冷却水回路20的冷却水的温度TWH。例如,高温冷却水温度传感器64检测从电加热器25流出的冷却水的温度。
散热器温度传感器65对流入共用散热器45的冷却水的温度TWR进行检测。蓄热冷却水温度传感器66对蓄热回路80的冷却水的温度TWW进行检测。例如,蓄热冷却水温度传感器66对从废热设备82流出的冷却水的温度进行检测。
在控制装置60的输入侧连接有未图示的各种操作开关。各种操作开关设置于操作面板70,由乘员操作。操作面板70配置于车室内前部的仪表盘附近。向控制装置60输入来自各种操作开关的操作信号。
各种操作开关是自动开关、空调开关、温度设定开关等。自动开关是进行车辆用空调装置1的自动控制运转的设定和解除的开关。空调开关是用于对是否由室内空调单元50进行空气的冷却进行设定的开关。温度设定开关是设定车室内的设定温度的开关。
接着,说明上述结构中的工作。以下,对控制装置60中操作面板70的自动开关由乘员接通的情况下的工作进行说明。在操作面板70的空调开关由乘员接通的情况下,基于目标吹出温度TAO等和图3所示的控制映射切换运转模式。作为运转模式,至少存在制冷模式和除湿制热模式。
目标吹出温度TAO是向车室内吹出的吹出空气的目标温度。控制装置60基于以下的数学式算出目标吹出温度TAO。
TAO=Kset×Tset-Kr×Tr-Kam×Tam-Ks×Ts+C
在该数学式中,Tset是通过操作面板70的温度设定开关而设定的车室内设定温度,Tr是由内气温度传感器61检测出的内气温度,Tam是由外气温度传感器62检测出的外气温度,Ts是由日照量传感器63检测出的日照量。Kset、Kr、Kam、Ks是控制增益,C是校正用的常数。
在目标吹出温度TAO的低温区域,切换为制冷模式。在目标吹出温度TAO的高温区域,切换为除湿制热模式。
在除湿制热模式中,利用空气侧蒸发器14对向车室内吹送的空气进行冷却除湿,并利用加热器芯22对由空气侧蒸发器14冷却除湿后的空气进行加热,从而对车室内进行除湿制热。
控制装置60在操作面板70的空调开关被乘员断开且目标吹出温度TAO处于高温区域的情况下切换为制热模式。
在制热模式中,对向车室内吹送的空气利用加热器芯22进行加热而不利用空气侧蒸发器14进行冷却除湿,从而对车室内进行制热。
接着,对制冷模式、除湿制热模式以及制热模式中的工作进行说明。在制冷模式、除湿制热模式和制热模式中,控制装置60基于目标吹出温度TAO、上述传感器组的检测信号等,来确定与控制装置60连接的各种控制设备的工作状态(换言之,向各种控制设备输出的控制信号)。
(1)制冷模式
在制冷模式中,控制装置60使压缩机11、高温侧泵21以及蓄热用泵81工作,使低温侧泵31停止。在制冷模式中,控制装置60使第一膨胀阀13以节流开度开阀,使第二膨胀阀16闭阀。在制冷模式中,控制装置60控制第一三通阀26,使得加热器芯流路20b和散热器流路20c这两者都打开,并控制第二三通阀83而关闭除霜流路80b且打开循环流路80c。
由此,在制冷模式时的制冷循环装置10中,制冷剂以如下方式流动。即,从压缩机11排出的高压制冷剂流入冷凝器12。流入到冷凝器12的制冷剂向高温冷却水回路20的冷却水散热。由此,制冷剂在冷凝器12中被冷却而冷凝。
从冷凝器12流出的制冷剂向第一膨胀阀13流入,并在第一膨胀阀13被减压膨胀至成为低压制冷剂。由第一膨胀阀13减压后的低压制冷剂流入空气侧蒸发器14,从向车室内吹送的空气吸热而蒸发。由此,向车室内吹送的空气被冷却。
然后,从空气侧蒸发器14流出的制冷剂流向压缩机11的吸入侧而再次被压缩机11压缩。
这样,在制冷模式中,能够利用空气侧蒸发器14使低压制冷剂从空气吸热,并将冷却后的空气向车室内吹出。由此,能够实现车室内的制冷。
在制冷模式时的高温冷却水回路20中,高温冷却水回路20的冷却水在共用散热器45循环而利用共用散热器45从冷却水向外气散热。
此时,高温冷却水回路20的冷却水也在加热器芯22循环,但加热器芯22中的从冷却水向空气的散热量由空气混合门54调整。
向空气混合门54的伺服电动机输出的控制信号被确定为由空气混合门54进行温度调整后的空调风为目标吹出温度TAO。具体而言,空气混合门54的开度基于目标吹出温度TAO、空气侧蒸发器14的温度以及高温冷却水回路20的冷却水的温度TW等来确定。
在制冷模式时的蓄热回路80中,冷却水在废热设备82中循环而将废热设备82的废热储存在冷却水中。
(2)除湿制热模式
在除湿制热模式中,控制装置60使压缩机11、高温侧泵21、低温侧泵31以及蓄热用泵81工作。在除湿制热模式中,控制装置60使第一膨胀阀13和第二膨胀阀16以节流开度开阀。在除湿制热模式中,控制装置60控制第一三通阀26,使得加热器芯流路20b打开、散热器流路20c关闭,并控制第二三通阀83而关闭除霜流路80b且打开循环流路80c。
在除湿制热模式的制冷循环装置10中,制冷剂以如下方式流动。即,在制冷循环装置10中,从压缩机11排出的高压制冷剂向冷凝器12流入,并与高温冷却水回路20的冷却水进行热交换而散热。由此,高温冷却水回路20的冷却水被加热。
从冷凝器12流出的制冷剂向第一膨胀阀13流入,并在第一膨胀阀13被减压膨胀至成为低压制冷剂。由第一膨胀阀13减压后的低压制冷剂流入空气侧蒸发器14,从向车室内吹送的空气吸热而蒸发。由此,向车室内吹送的空气被冷却除湿。
然后,从空气侧蒸发器14流出的制冷剂流向压缩机11的吸入侧而再次被压缩机11压缩。
与此同时,在制冷循环装置10中,从冷凝器12流出的制冷剂向第二膨胀阀16流入,并在第二膨胀阀16被减压膨胀至成为低压制冷剂。由第二膨胀阀16减压后的低压制冷剂流入冷却水侧蒸发器17,从低温冷却水回路30的冷却水吸热而蒸发。由此,低温冷却水回路30的冷却水被冷却。
然后,从冷却水侧蒸发器17流出的制冷剂流向压缩机11的吸入侧而再次被压缩机11压缩。
在除湿制热模式时的高温冷却水回路20中,冷却水在冷凝器12与加热器芯22之间循环,但冷却水不循环至共用散热器45。
向空气混合门54的伺服电动机输出的控制信号被确定为,空气混合门54使加热器芯22的空气通路全开,且通过空气侧蒸发器14后的送风空气的全部流量通过加热器芯22。
由此,在加热器芯22中从高温冷却水回路20的冷却水向朝向车室内吹送的空气散热。因此,由空气侧蒸发器14冷却除湿后的空气在加热器芯22中被加热并向车室内吹出。
此时,由于第一三通阀26关闭散热器流路20c,因此高温冷却水回路20的冷却水不会循环到共用散热器45。因此,在共用散热器45中不会从冷却水向外气散热。
在除湿制热模式时的低温冷却水回路30中,低温冷却水回路30的冷却水在共用散热器45循环而利用共用散热器45从外气吸热至低温冷却水回路30的冷却水中。
这样,在除湿制热模式中,能够利用冷凝器12使从压缩机11排出的高压制冷剂所具有的热向高温冷却水回路20的冷却水散热,并利用加热器芯22使高温冷却水回路20的冷却水所具有的热向空气散热,将由加热器芯22加热后的空气向车室内吹出。
在加热器芯22中,由空气侧蒸发器14冷却除湿后的空气被加热。由此,能够实现车室内的除湿制热。
在除湿制热模式时的蓄热回路80中,冷却水在废热设备82中循环而将废热设备82的废热储存在冷却水中。
(3)制热模式
在制热模式中,控制装置60使压缩机11、高温侧泵21、低温侧泵31以及蓄热用泵81工作。在制热模式中,控制装置60使第一膨胀阀13闭阀,使第二膨胀阀16以节流开度开阀。在制热模式中,控制装置60控制第一三通阀26,使得加热器芯流路20b打开、散热器流路20c关闭,并控制第二三通阀83而关闭除霜流路80b且打开循环流路80c。
在制热模式的制冷循环装置10中,制冷剂以如下方式流动。即,在制冷循环装置10中,从冷凝器12流出的制冷剂向第二膨胀阀16流入,并在第二膨胀阀16被减压膨胀至成为低压制冷剂。由第二膨胀阀16减压后的低压制冷剂流入冷却水侧蒸发器17,从低温冷却水回路30的冷却水吸热而蒸发。由此,低温冷却水回路30的冷却水被冷却。
此时,由于第一膨胀阀13被闭阀,因此制冷剂不会流动到空气侧蒸发器14。因此,在空气侧蒸发器14中空气不会被冷却除湿。
在制热模式时的高温冷却水回路20中,冷却水在冷凝器12与加热器芯22之间循环,但冷却水不循环至共用散热器45。
向空气混合门54的伺服电动机输出的控制信号被确定为,空气混合门54使加热器芯22的空气通路全开,且通过空气侧蒸发器14后的送风空气的全部流量通过加热器芯22。
由此,在加热器芯22从高温冷却水回路20的冷却水向朝向车室内吹送的空气散热。因此,通过空气侧蒸发器14后的空气(即未被空气侧蒸发器14冷却除湿的空气)在加热器芯22被加热并向车室内吹出。
此时,由于第一三通阀26关闭散热器流路20c,因此高温冷却水回路20的冷却水不会循环到共用散热器45。因此,在共用散热器45中不会从冷却水向外气散热。
在制热模式时的低温冷却水回路30中,低温冷却水回路30的冷却水在共用散热器45循环而利用共用散热器45从外气吸热至低温冷却水回路30的冷却水中。
这样,在制热模式中,能够利用冷凝器12使从压缩机11排出的高压制冷剂所具有的热向高温冷却水回路20的冷却水散热,并利用加热器芯22使高温冷却水回路20的冷却水所具有的热向空气散热,将由加热器芯22加热后的空气向车室内吹出。
在加热器芯22中,对未被空气侧蒸发器14冷却除湿而通过空气侧蒸发器14后的空气进行加热。由此,能够实现车室内的制热。
在制热模式时的蓄热回路80中,冷却水在废热设备82循环而将废热设备82的废热储存在冷却水中。
(4)除霜模式
除霜模式在除湿制热模式后或制热模式后进行共用散热器45的除霜。在除湿制热模式或制热模式中,在共用散热器45中低温冷却水回路30的冷却水从外气吸热,因此,当共用散热器45的温度为冰点下时,在共用散热器45产生结霜。因此,在共用散热器45产生了结霜的情况下,执行除霜模式而对共用散热器45进行除霜。
除霜模式具有废热除霜模式和制热热除霜模式。在废热除霜模式中,利用废热设备82的废热对共用散热器45进行除霜。在制热除霜模式中,利用为了制热而产生的热对共用散热器45进行除霜。
(4-1)废热除霜模式
在废热除霜模式中,控制装置60使蓄热用泵81工作,并使压缩机11、低温侧泵31、室外送风机40以及室内送风机53停止。在除湿制热模式中,控制装置60控制第一三通阀26而打开加热器芯流路20b且关闭散热器流路20c,并控制第二三通阀83而打开除霜流路80b且关闭循环流路80c。
由于使压缩机11停止,因此在除霜模式的制冷循环装置10中未流动有制冷剂。由于使低温侧泵31停止,因此冷却水不会在除霜模式时的低温冷却水回路30循环。
在废热除霜模式时的蓄热回路80中,如图3的粗实线所示,蓄热回路80的冷却水在废热设备82与共用散热器45之间循环。
具体而言,从蓄热用泵81排出的冷却水通过废热设备82后在共用散热器45中流动并被吸入高温侧泵21。由此,由废热设备82加热后的高温的冷却水流入共用散热器45。
由于使室外送风机40停止,因此空气不会流向共用散热器45。因此,在共用散热器45中,冷却水不会被外气冷却。
像这样,通过在共用散热器45中流动的蓄热回路80的冷却水的热,能够使附着于共用散热器45的表面的霜融化。即,能够将废热设备82的废热有效地利用于除霜。
(4-2)制热热除霜模式
在制热热除霜模式中,控制装置60使高温侧泵21和蓄热用泵81工作,使压缩机11、低温侧泵31、室外送风机40以及室内送风机53停止。在除湿制热模式中,控制装置60控制第一三通阀26而打开加热器芯流路20b和散热器流路20c这两者,并控制第二三通阀83而关闭除霜流路80b且打开循环流路80c。
由于使压缩机11停止,因此在除霜模式的制冷循环装置10中未流动有制冷剂。由于使低温侧泵31停止,因此冷却水不会在除霜模式时的低温冷却水回路30循环。
在制热热除霜模式时的高温冷却水回路20中,如图4的粗实线所示,高温冷却水回路20的冷却水在冷凝器12与加热器芯22、电加热器25和共用散热器45之间循环。
具体而言,从高温侧泵21排出的冷却水通过冷凝器12并在分支部20d处分支为加热器芯22侧和共用散热器45侧,在加热器芯22以及电加热器25和共用散热器45中并列地流动并在合流部20e处合流,被吸入高温侧泵21。由此,冷凝器12内的高温的冷却水流入共用散热器45。
由于使室内送风机53停止,因此空气不会流向加热器芯22。因此,加热器芯22内的高温的冷却水不被空气冷却而流入共用散热器45。
由于使室外送风机40停止,因此空气不会流向共用散热器45。因此,在共用散热器45中,冷却水不会被外气冷却。
像这样,通过在共用散热器45中流动的高温冷却水回路20的冷却水的热,能够使附着于共用散热器45的表面上的霜融化。
由共用散热器45冷却后的冷却水在合流部20e处与从加热器芯22流出的冷却水合流后,流入冷凝器12。
通过这样使冷却水循环,能够将由冷凝器12加热后的冷却水的热有效地利用于除霜。在由冷凝器12加热后的冷却水的热相对于除霜所需的热不足的情况下,能够利用电加热器25产生的热进行除霜。
在制热热除霜模式时的蓄热回路80中,如图4的粗实线所示,冷却水在废热设备82循环而将废热设备82的废热储存在冷却水中。
控制装置60通过执行图5的流程图所示的控制处理而进行向废热除霜模式和制热热除霜模式的切换。
在步骤S100中,对点火开关(即车辆系统的起动开关)是否接通且空调是否开启进行判定。例如,在操作面板70的自动开关或空调开关接通的情况下,判定为空调被开启。
在步骤S100中判定为点火开关接通且空调开启的情况下,进入步骤S110。在步骤S100中未判定为点火开关接通且空调开启的情况下,进入步骤S200。
在步骤S110中,对共用散热器45是否结霜且蓄热回路80的冷却水的温度TWW是否超过了废热除霜温度α1进行判定。例如,基于流入共用散热器45的冷却水的温度TWR和外气温度Tam并使用图6所示的控制特性图来对共用散热器45是否结霜进行判定。
即,在外气温度Tam与流入共用散热器45的冷却水的温度TWR之差较大的情况下,判定为共用散热器45已结霜。在共用散热器45已结霜的情况下,共用散热器45的性能下降,因此,控制装置60为了确保必要的吸热量而使压缩机11的转速增加来使循环的低压降低。当循环的低压降低时,由冷却水侧蒸发器17冷却后的冷却水的温度(即流入共用散热器45的冷却水的温度TWR)降低。因此,在外气温度Tam与流入共用散热器45的冷却水的温度TWR之差较大的情况下,能够推定为共用散热器45已结霜。
废热除霜温度α1是能够使附着于共用散热器45的表面上的霜融化的冷却水的温度(规定温度),并预先存储在控制装置60中。
在步骤S110中未判定为共用散热器45结霜且蓄热回路80的冷却水的温度TWW超过了废热除霜温度α1的情况下,进入步骤S120。在步骤S110中判定为共用散热器45结霜且蓄热回路80的冷却水的温度TWW超过了废热除霜温度α1的情况下,进入步骤S130。
在步骤S120中,对共用散热器45是否结霜且点火开关是否断开进行判定。在步骤S120中判定为共用散热器45结霜且点火开关断开的情况下,进入步骤S130。在步骤S120中未判定为共用散热器45结霜且点火开关断开的情况下,返回到步骤S100。
在步骤S130中,切换为废热除霜模式并进入步骤S140。
在步骤S140中,对共用散热器45是否结霜且高温冷却水回路20的冷却水的温度TWH是否超过了制热热除霜温度α2进行判定。制热热除霜温度α2是能够使附着于共用散热器45的表面上的霜融化的冷却水的温度(规定温度),预先存储在控制装置60中。
在步骤S140中未判定为共用散热器45结霜且高温冷却水回路20的冷却水的温度TWH超过了制热热除霜温度α2的情况下,进入步骤S150。在步骤S140中判定为共用散热器45结霜且高温冷却水回路20的冷却水的温度TWH超过了制热热除霜温度α2的情况下,进入步骤S160。
在步骤S150中,对共用散热器45是否结霜且点火开关是否断开进行判定。在步骤S150中判定为共用散热器45结霜且点火开关断开的情况下,进入步骤S160。在步骤S150中未判定为共用散热器45结霜且点火开关断开的情况下,返回到步骤S100。在步骤S160中,切换为制热热除霜模式并返回到步骤S100。
在步骤S200中,对预空气调节是否开启进行判定。预空气调节是在乘员乘入之前(换言之,点火开关断开时)开始的空调运转。预空气调节通过乘员利用操作面板70、遥控终端使控制装置60存储车室内的目标温度Tset、预空气调节开始时刻等而执行。
在步骤S200中判定为预空气调节开启的情况下,进入步骤S210。在步骤S200中未判定为预空气调节开启的情况下,返回到步骤S100。
在步骤S210中,对共用散热器45是否结霜且蓄热回路80的冷却水的温度TWW是否超过了废热除霜温度α1进行判定。例如,通过对流入共用散热器45的冷却水的温度TWR和外气温度Tam进行比较来对共用散热器45是否结霜进行判定。
在步骤S210中未判定为共用散热器45结霜且蓄热回路80的冷却水的温度TWW超过了废热除霜温度α1的情况下,进入步骤S220。在步骤S210中判定为共用散热器45结霜且蓄热回路80的冷却水的温度TWW超过了废热除霜温度α1的情况下,进入步骤S230。
在步骤S220中,对共用散热器45是否结霜且预空气调节是否关闭进行判定。在步骤S220中判定为共用散热器45结霜且预空气调节关闭的情况下,进入步骤S230。在步骤S120中未判定为共用散热器45结霜且预空气调节关闭的情况下,返回到步骤S100。
在步骤S230中,切换为废热除霜模式并进入步骤S240。
在步骤S240中,对共用散热器45是否结霜且高温冷却水回路20的冷却水的温度TWH是否超过了制热热除霜温度α2进行判定。
在步骤S240中未判定为共用散热器45结霜且高温冷却水回路20的冷却水的温度TWH超过了制热热除霜温度α2的情况下,进入步骤S250。在步骤S240中判定为共用散热器45结霜且高温冷却水回路20的冷却水的温度TWH超过了制热热除霜温度α2的情况下,进入步骤S260。
在步骤S250中,对共用散热器45是否结霜且预空气调节是否关闭进行判定。在步骤S250中判定为共用散热器45结霜且预空气调节关闭的情况下,进入步骤S260。在步骤S250中未判定为共用散热器45结霜且预空气调节关闭的情况下,返回到步骤S100。在步骤S260中,切换为制热热除霜模式并返回到步骤S100。
图7是表示本实施方式的控制结果的一例的时序图。图7示出在行驶中、停车时以及预空气调节时执行了废热除霜模式的情况下的制冷循环装置10的性能系数(所谓的COP)或者性能的时间推移。虽然由于在共用散热器45进行结霜而使性能系数或者性能降低,但是,通过执行废热除霜模式,共用散热器45被除霜,从而性能系数或者性能恢复。
图8表示从废热除霜模式切换为了制热热除霜模式的情况下的制冷循环装置10的性能系数(所谓的COP)或性能的时间推移。即使在废热除霜模式下不能完全除霜,也能够通过制热热除霜模式来继续除霜,因此,与仅执行废热除霜模式的情况相比能够将性能系数或性能恢复到较高的水准。
在本实施方式中,控制装置60对是否需要进行共用散热器45的除霜进行判定。在判定为不需要进行共用散热器45的除霜的情况下,使冷却水在蓄热回路80、高温冷却水回路20和低温冷却水回路30分别进行循环。在判定为需要进行共用散热器45的除霜的情况下,控制第一三通阀26或第二三通阀以使蓄热回路80或高温冷却水回路20的冷却水循环至共用散热器45。
由此,能够在需要进行共用散热器45的除霜时可靠地进行除霜,因此能够高效地进行除霜。
在本实施方式中,在蓄热回路80中,通过冷却水在废热设备82中循环而将废热设备82的废热储存在冷却水中。由此,能够将废热有效地利用于除霜,因此能够以节能方式进行除霜。
在本实施方式中,控制装置60在判定为需要进行共用散热器45的除霜的情况下,控制第一三通阀26或第二三通阀,以使高温冷却水回路20的冷却水并列地流向加热器芯22和共用散热器45。由此,能够将制热热量的一部分利用于除霜,因此能够可靠地进行除霜。
在本实施方式中,控制装置60在判定为需要进行共用散热器45的除霜的情况下,控制第一三通阀26或第二三通阀,以使蓄热回路80的冷却水循环至共用散热器45。控制装置60在使蓄热回路80的冷却水循环至共用散热器45之后判定为需要进行共用散热器45的除霜的情况下,控制第一三通阀26或第二三通阀,以使高温冷却水回路20的冷却水并列地流向加热器芯22和共用散热器45。
由此,在利用废热不能完全除霜的情况下利用制热热量进行除霜,因此能够节能且可靠地进行除霜。
在本实施方式中,在车辆行驶的情况下,在共用散热器45为结霜状态且蓄热回路80的冷却水的温度TWW超过了废热除霜温度α1、或者高温冷却水回路20的冷却水的温度TWH超过了制热热除霜温度α2时,控制装置60判定为需要进行共用散热器45的除霜。
由此,能够对需要进行共用散热器45的除霜的情况适当地进行判定,因此能够高效地进行除霜。
在本实施方式中,在正在进行预空气调节的情况下,在共用散热器45为结霜状态且蓄热回路80的冷却水的温度TWW超过了废热除霜温度α1、或者高温冷却水回路20的冷却水的温度TWH超过了制热热除霜温度α2时,控制装置60判定为需要进行共用散热器45的除霜。由此,能够尽量不损害对乘员的空调舒适性地进行除霜。
在本实施方式中,在车辆从行驶状态变为停止状态的情况下,在共用散热器45为结霜状态时,控制装置60判定为需要进行共用散热器45的除霜。由此,能够有效利用在车辆行驶的期间产生的热的剩余进行除霜,因此能够以节能的方式进行除霜。
在本实施方式中,在预空气调节结束的情况下,在共用散热器45为结霜状态时,控制装置60判定为需要进行共用散热器45的除霜。由此,能够有效利用为了乘员乘入车辆之前的空气调节而产生的热的剩余来进行除霜,因此能够以节能的方式进行除霜。
在本实施方式中,控制装置60基于在共用散热器45中流动的冷却水的温度TWR和外气的温度Tam来对共用散热器45是否为结霜状态进行判定。由此,能够以简单的控制准确地判定结霜状态。
(第二实施方式)
在上述第一实施方式中,高温冷却水回路20的散热器流路20c、低温冷却水回路30和蓄热回路80的除霜流路80b合流,并在该合流部分配置有共用散热器45。在本实施方式中,如图9所示,高温冷却水回路20的散热器流路20c不与低温冷却水回路30及蓄热回路80的除霜流路80b合流,共用散热器45具有:高温侧散热器23,该高温侧散热器配置于高温冷却水回路20的散热器流路20c;以及低温侧散热器32,该低温侧散热器配置于低温冷却水回路30与除霜流路80b的合流部分。
低温侧散热器32是共用散热器45的第一热介质流通部,高温侧散热器23是共用散热器45的第二热介质流通部。
高温侧散热器23是使高温冷却水回路20的冷却水与外气进行热交换而从冷却水向外气散热的散热器。低温侧散热器32是使低温冷却水回路30的冷却水与外气进行热交换而使低温冷却水回路30的冷却水从外气吸热的外气吸热部。高温侧散热器23和低温侧散热器32通过共用的翅片37而相互接合。
共用的翅片37是促进冷却水与空气的热交换的热交换促进部件。共用的翅片37是金属制(例如铝制)的部件。共用的翅片37是通过用金属将高温侧散热器23和低温侧散热器32结合而使热从高温侧散热器23向低温侧散热器32移动的结合部。共用的翅片37是将高温侧散热器23和低温侧散热器32以能够进行热移动的方式连接的传热部件。
高温侧散热器23和低温侧散热器32在外气的流动方向上按该顺序串联地配置。通过室外送风机40而向高温侧散热器23和低温侧散热器32吹送外气。
在制冷模式中,控制器60控制第一三通阀26,使得加热器芯流路20b和散热器流路20c这两者都打开。由此,在制冷模式中,高温冷却水回路20的冷却水在高温侧散热器23循环而利用高温侧散热器23从冷却水向外气散热。
在除湿制热模式中,控制装置60控制第一三通阀26,使得加热器芯流路20b打开、散热器流路20c关闭。由此,在除湿制热模式中,低温侧散热器32使低温冷却水回路30的冷却水从外气吸热。
在制热模式中,控制装置60控制第一三通阀26,使得加热器芯流路20b打开、散热器流路20c关闭。由此,在制热模式中,低温冷却水回路30的冷却水在低温侧散热器32从外气吸热。
在废热除霜模式中,控制装置60使低温侧泵31停止,并控制第二三通阀83使得蓄热回路80的废热设备流路80a的冷却水流通至低温侧散热器32。由此,能够通过在低温侧散热器32中流动的蓄热回路80的冷却水的热来使附着于低温侧散热器32的表面的霜融化。
在制热热除霜模式中,控制装置60使低温侧泵31停止,并控制第一三通阀26,以如图10的粗线箭头所示那样使高温冷却水回路20的散热器流路20c的冷却水流通到高温侧散热器23。
高温侧散热器23和低温侧散热器32通过共用的翅片37而以能够相互进行热移动的方式连接,因此在高温侧散热器23中流动的高温冷却水回路20的冷却水的热经由翅片37移动至低温侧散热器32。
通过像这样供给到低温侧散热器32的热,能够使附着于低温侧散热器32的表面的霜融化。
在本实施方式中,共用散热器45具有:低温侧散热器32,由冷却水侧蒸发器17冷却后的冷却水流经该低温侧散热器32;高温侧散热器23,由电加热器25加热后的冷却水流经该高温侧散热器23;以及翅片37,该翅片37将低温侧散热器32与高温侧散热器23连接成能够进行热移动。
由此,能够不混合存在由冷却水侧蒸发器17冷却后的冷却水和由电加热器25加热后的冷却水而进行除霜,因此能够高效地管理温度带不同的冷却水。
(第三实施方式)
在上述实施方式中,在废热除霜模式下不能完全除霜的情况下,从废热除霜模式向制热热除霜模式转移而提高除霜能力,但是,在本实施方式中,如图11所示,不执行废热除霜模式,仅以制热热除霜模式进行除霜。
在图11所示的本实施方式的流程图中,相对于图5所示的上述第一实施方式的流程图,删除了与废热制热模式相关的步骤。
图12表示在行驶中、停车时以及预空气调节时执行了制热热除霜模式的情况下的制冷循环装置10的性能系数(所谓的COP)或性能的时间推移。由于制热热量的一部分被消耗于除霜而非制热,因此性能系数或性能会暂时降低,但通过对共用散热器45进行除霜,性能系数或性能恢复。
本发明不限定于上述的实施方式,能够在不脱离本发明的主旨的范围内如下这样进行各种变形。
在上述实施方式中,使用冷却水作为热介质,但也可以使用油等各种介质作为热介质。作为热介质,也可以使用纳米流体。纳米流体是指混入有粒径为纳米级的纳米粒子的流体。
在上述实施方式的制冷循环装置10中,作为制冷剂而使用了氟利昂类制冷剂,但制冷剂的种类并不限定于此,也可以使用二氧化碳等自然制冷剂、烃类制冷剂等。
另外,上述实施方式的制冷循环装置10构成高压侧制冷剂压力不超过制冷剂的临界压力的亚临界制冷循环,但也可以构成高压侧制冷剂压力超过制冷剂的临界压力的超临界制冷循环。
在上述第二实施方式中,高温侧散热器23和低温侧散热器32为各自分开的散热器,并且高温侧散热器23和低温侧散热器32通过共用的翅片37而相互接合,但高温侧散热器23和低温侧散热器32也可以由一个散热器构成。
例如,也可以通过使高温侧散热器23的冷却水箱和低温侧散热器32的冷却水箱相互一体化而将高温侧散热器23和低温侧散热器32由一个散热器构成。
在上述实施方式中,电加热器25配置在高温冷却水回路20的分支部20d的下游侧且加热器芯22的上游侧,但电加热器25在高温冷却水回路20中的位置并不限定于此。
例如,电加热器25也可以配置在高温冷却水回路20的冷凝器12的下游侧且分支部20d的上游侧。在该情况下,也可以在制热热除霜模式下利用第一三通阀26关闭加热器芯流路20b而停止加热器芯流路20b的冷却水流动。
本发明以实施例为基准进行了描述,但应理解为,本发明并不限定于该实施例、构造。本发明还包含各种变形例、等同范围内的变形。此外,各种各样的组合、方式、乃至在它们中仅包含一个要素、一个要素以上、或一个要素以下的其他的组合、方式也纳入本发明的范畴、思想范围。

Claims (10)

1.一种制冷循环装置,其特征在于,具备:
压缩机(11),该压缩机将制冷剂吸入并进行压缩、排出;
散热部(12),该散热部使从所述压缩机排出的所述制冷剂散热;
减压部(16),该减压部使由所述散热部散热后的所述制冷剂减压;
蒸发部(17),该蒸发部使由所述减压部减压后的所述制冷剂与热介质进行热交换而使所述制冷剂蒸发,并对所述热介质进行冷却;
外气吸热部(45),该外气吸热部使由所述蒸发部冷却后的所述热介质从外气吸热;
热源(25、82),该热源向所述热介质散热而加热所述热介质;
第一循环回路(20、80),该第一循环回路使所述热介质循环至所述热源;
第二循环回路(30),该第二循环回路使所述热介质在所述蒸发部与所述外气吸热部之间循环;以及
流路切换部(26、60、83),该流路切换部对是否需要进行所述外气吸热部的除霜进行判定,在判定为不需要进行所述外气吸热部的除霜的情况下,使热介质在所述第一循环回路和所述第二循环回路分别进行循环,在判定为需要进行所述外气吸热部的除霜的情况下,切换所述热介质的流路,以使所述第一循环回路的所述热介质循环至所述外气吸热部。
2.根据权利要求1所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述热源将随着工作而产生的废热向所述热介质散热,
在所述第一循环回路中,通过使所述热介质循环至所述热源而将所述热源的废热储存于所述热介质。
3.根据权利要求1所述的制冷循环装置,其特征在于,
具备空气加热部(22),该空气加热部使所述热介质向吹送到车室内的空气散热来加热所述空气,
所述散热部使从所述压缩机排出的所述制冷剂向所述热介质散热,
所述第一循环回路使所述热介质循环至所述散热部、所述热源以及所述空气加热部,
所述流路切换部在判定为需要进行所述外气吸热部的除霜的情况下,切换所述热介质的流路,以使所述第一循环回路的所述热介质并列地流向所述空气加热部和所述外气吸热部。
4.根据权利要求1所述的制冷循环装置,其特征在于,
具备空气加热部(22),该空气加热部使所述热介质向吹送到车室内的空气散热来加热所述空气,
所述散热部使从所述压缩机排出的所述制冷剂向所述热介质散热,
所述热源包括:第一热源(82),该第一热源将随着工作而产生的废热向所述热介质散热;以及第二热源(25),该第二热源产生用于对所述空气进行加热的热,
所述第一循环回路包括:蓄热回路(80),该蓄热回路通过使所述热介质循环至所述第一热源而将所述第一热源的废热储存于所述热介质;以及制热用回路(20),该制热用回路使所述热介质循环至所述散热部、所述第二热源以及所述空气加热部,
所述流路切换部在判定为需要进行所述外气吸热部的除霜的情况下,切换所述热介质的流路,以使所述蓄热回路的所述热介质循环至所述外气吸热部,所述流路切换部在使所述蓄热回路的所述热介质循环至所述外气吸热部之后判定为需要进行所述外气吸热部的除霜的情况下,切换所述热介质的流路,以使所述制热用回路的所述热介质并列地流向所述散热部和所述外气吸热部。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的制冷循环装置,其特征在于,
在车辆正在行驶的情况下,在所述外气吸热部为结霜状态且所述第一循环回路的所述热介质的温度(TWW、TWH)超过了规定温度(α1、α2)时,所述流路切换部判定为需要进行所述外气吸热部的除霜。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的制冷循环装置,其特征在于,
在正在进行乘员乘入车辆之前的空气调节的情况下,在所述外气吸热部为结霜状态且所述第一循环回路的所述热介质的温度(TWW、TWH)超过了规定温度(α1、α2)时,所述流路切换部判定为需要进行所述外气吸热部的除霜。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的制冷循环装置,其特征在于,
在车辆从行驶状态变为停止状态的情况下,在所述外气吸热部为结霜状态时,所述流路切换部判定为需要进行所述外气吸热部的除霜。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的制冷循环装置,其特征在于,
在乘员乘入车辆之前的空气调节结束的情况下,在所述外气吸热部为结霜状态时,所述流路切换部判定为需要进行所述外气吸热部的除霜。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述流路切换部基于在所述外气吸热部中流动的所述热介质的温度(TWR)和所述外气的温度(Tam)来对所述外气吸热部是否为结霜状态进行判定。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述外气吸热部具有:第一热介质流通部(32),由所述蒸发部冷却后的所述热介质在该第一热介质流通部中流动;第二热介质流通部(23),由所述热源加热后的所述热介质在该第二热介质流通部中流动;以及传热部件(37),该传热部件将所述第一热介质流通部和所述第二热介质流通部连接成能够进行热移动。
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